Tài liệu Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước

BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU DA-GIÀY BÁO CÁO TỔNG KẾT DỰ ÁN SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM Tên dự án SXTN: "HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ VÀ SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM DA MŨ GIẦY XUẤT KHẨU TỪ NGUYÊN LIỆU DA BÒ TRONG NƯỚC" Mã số: 03.09.SXTN/HĐ-KHCN ngày 14/4/2010 Cơ quan chủ quản : Bộ Công Thương Cơ quan chủ trì : Viện Nghiên cứu Da - Giầy Chủ nhiệm dự án : KS. Nguyễn Hữu Cường 8405 Hà Nội, tháng 12/2010 Dự án được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng số: 03.09/SXTN/HĐ-KHCN Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN Viện Nghiên cứu Da - Giầy 1 BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN NGHIÊN CỨU DA-GIÀY BÁO CÁO TỔNG KẾT DỰ ÁN SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM Tên dự án SXTN: "HOÀN THIỆN CÔNG NGHỆ VÀ SẢN XUẤT THỬ NGHIỆM DA MŨ GIẦY XUẤT KHẨU TỪ NGUYÊN LIỆU DA BÒ TRONG NƯỚC" Mã số: 03.09.SXTN/HĐ-KHCN ngày 14/4/2010 Cơ quan chủ trì Chủ nhiệm dự án Viện Nghiên cứu Da - Giầy Nguyễn Hữu Cường Hà Nội, tháng 12/2010 “Hoàn Dự thiệnáncông nghệ vàhiện sản xuất nghiệm mũ số: giầy03.09/SXTN/HĐ-KHCN xuất khẩu từ nguyên liệu được thực trên thử cơ sở Hợp da đồng da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN Viện Nghiên cứu Da - Giầy 2 THÀNH VIÊN CHÍNH THAM GIA DỰ ÁN TT Họ và tên Học hàm, Học vị 1 KS. Nguyễn Hữu Cường Kỹ sư, Nghiên cứu viên 2 KS. Hoàng Mạnh Hùng Kỹ sư, Nghiên cứu viên CN. Nguyễn Hông Sơn Cử nhân, phó quản đốc xưởng Thực nghiệm thuộc da 3 Cơ quan cộng tác Viện NCDG Viện NCDG Viện NCDG “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 3 Viện Nghiên cứu Da - Giầy DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU TT Bảng 1 Bảng 2 Bảng 3 Bảng 4 Bảng 5 Bảng 6 Tên bảng Trang Cường độ nhuộm màu ở 3 độ pH theo phương pháp Wick 21 Quy trình công nghệ thuộc lại compact áp dụng cho da 26 mũ giầy (quy trình 1) Quy trình công nghệ thuộc lại compact áp dụng cho da mũ giầy (quy trình 2) Quy trình công nghệ thuộc lại compact áp dụng cho da mũ giầy (quy trình 3) Công nghệ xử lý trau chuốt da mũ giầy có khuyết tật nhẹ (quy trình 4) Quy trình công nghệ xử lý trau chuốt da mũ giầy có khuyết tật nhẹ (quy trình 5) Bảng 8 Công nghệ xử lý trau chuốt da mũ giầy có khuyết tật nặng (quy trình 6) Quy trình công nghệ tạo bọt cho dung dịch trau chuốt Bảng 9 Bảng 10 Bảng 11 Bảng 12 Bảng 13 Bảng 14 Quy trình công nghệ trau truốt bọt (quy trình 7) So sánh tính chất lý, hoá học của da thành phẩm Thống kê các lô thuộc thí nghiệm Thống kê các đợt mua da nguyên liệu Thống kê các lô thuộc thí nghiệm So sánh tính chất lý, hoá học của da thành phẩm Bảng 7 28 29 31 32 33 34 35 36 37 38 39 44 “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 4 Viện Nghiên cứu Da - Giầy DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ TT Tên hình Trang Hình 1 Sơ đồ 1. Công nghệ sản xuất da phèn 12 Hình 2 Sơ đồ 2. Công nghệ hoàn thành ướt 14 Hình 3 Sơ đồ 3. Công nghệ hoàn thành khô 15 Hình 4 Khả năng hấp thụ chất thuộc 19 “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 5 Viện Nghiên cứu Da - Giầy BẢNG CHÚ GIẢI CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Chú giải tiếngViệt QTCN SXTN TCVN NCDG QTCN Quy trình công nghệ Sản xuất thử nghiệm Tiêu chuẩn Việt Nam Nghiên cứu da giầy Quy trình công nghệ “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 6 Viện Nghiên cứu Da - Giầy MỤC LỤC Trang TÓM TẮT 7 PHẦN I TỔNG QUAN 10 PHẦN II THỰC NGHIỆM VÀ BIỆN LUẬN 23 PHẦN III TỐNG QUÁT HÓA, ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 PHỤ LỤC 47 “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 7 Viện Nghiên cứu Da - Giầy TÓM TẮT Dự án “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” được tiến hành theo hợp đồng số 03.09/SXTN/HĐ-KHCN giữa Bộ Công Thương và Viện Nghiên cứu Da- Giầy. Những vấn đề mà đề tài “Nghiên cứu công nghệ cải tạo mặt da để nâng cấp chất lượng da mũ giầy từ da bò”, mã số 160.01/R-D/HĐ-KHCN còn chưa giải quyết triệt để là: - Da thành phẩm còn một số vị trí bị lỏng mặt như phần bụng, nách - Phần cổ và bụng con da còn nhăn - Khả năng che phủ khuyết tật của màng trau chuốt chưa tốt - Màu sắc chưa đều. - Chưa đảm bảo sản phẩm không chứa các chất độc hại bị cấm - Tính ổn định của công nghệ chưa được kiểm chứng qua sản xuất Để khắc phục các nhược điểm trên, sau khi cùng các chuyên gia chuyên ngành trao đổi đã xác định các công đoạn của công nghệ cần lưu ý là: - Khâu chuẩn bị thuộc và thuộc: + Giải quyết vấn đề chống nhăn cho da + Nâng cao chất lượng thuộc cho mặt da đầy - Khâu thuộc lại: + Công đoạn trung hòa: Sử dụng tác nhân trung hoà hợp lý để tạo điều kiện cho thuận lợi cho công đoạn thuộc lại. + Công đoạn thuộc lại: Lựa chọn những hóa chất và công nghệ phù hợp để mặt da được đầy, chắc, dẻo + Công đoạn nhuộm: Đảm bảo phẩm nhuộm không chứa azo bị cấm, phẩm xuyên hết thiết diện da, màu tươi, đồng đều, không phai + Công đoạn ăn dầu: Chế độ ăn dầu giúp da không bị lỏng mà da vẫn dẻo, đầy. - Khâu hoàn thành khô + Chế độ sấy phù hợp cho da chắc, dẻo + Công đoạn trau chuốt: Lựa chọn những hoá chất và công nghệ phù hợp để nâng cao chất lượng da thành phẩm. Sau mỗi nghiên cứu hoàn chỉnh từng công đoạn công nghệ trong thuộc da, chúng tôi đều tiến hành sản xuất thử nghiệm với quy mô phòng thí nghiệm, số lượng mỗi 1 lô sản xuất là 30 kg da muối. Thiết bị sử dụng là phu lông bán tự “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 8 Viện Nghiên cứu Da - Giầy động do nước ngoài sản xuất. Kết quả da thành phẩm được đưa phân tích tại Trung tâm Phân tích của Viện Nghiên cứu Da - Giầy. Trên cơ sở sản phẩm sản xuất thử nghiệm trên quy mô phòng thí nghiệm đã được phân tích cho thấy kết quả tương đối tốt, từ đó chúng tôi đã tiến hành sản xuất thử nghiệm với quy mô với số lượng lớn hơn, mỗi 1 lô sản xuất khoảng 500 - 700 kg da muối. Các lô sản xuất này, khâu chuẩn bị thuộc và thuộc được tiến hành sản xuất trung hình tại Công ty TNHH thuộc da Đông Hải (Thái Bình) dưới sự chỉ đạo kỹ thuật của cán bộ thực hiện dự án và khâu hoàn thành được tiến hành sản xuất tại xưởng thực nghiệm thuộc da Viện Nghiên cứu Da - Giầy. Như vậy, sau hai năm sản xuất chúng tôi nhận thấy công nghệ nghiên cứu đã hoàn thiện và tương đối ổn định. Kết quả da thành phẩm đạt chất lượng cao hơn khi thực hiện đề tài mã số 160.01/R-D/HĐ-KHCN Các mẫu da thành phẩm về tính chất hoá học được xác định đều tương tự như nhau và đạt tiêu chuẩn yêu cầu. Hình thức cảm quan của da như độ chặt của mặt da, độ dẻo, độ xốp và đầy ở phần bụng, nách, màu sắc tươi, đồng đều trên toàn con da,... đạt chất lượng cao và đạt yêu cầu xuất khẩu. Sản phẩm da hoàn thành được bán cho một số công ty làm hàng xuất khẩu như TNHH Nhật Thắng, Công ty TNHH Hùng Quang (Hà Nội), Công ty TNHH Tân Minh (Thành phố Hồ Chí Minh) làm hàng xuất khẩu. Khách hàng có nhận xét rất tốt về chất lượng loại da này. Đặc biệt sản phẩm da của đề tài đã được Công ty cổ phần Da- Giầy Huế đặt hàng lô đầu tiên xuất khẩu sang công ty SIMON của Nhật. Các đơn hàng vẫn được tiếp tục gia hạn, bên cạnh đó chúng tôi vẫn tăng cường hoàn thiện công nghệ và khai thác thêm khách hàng mới. * Kết luận: Nhiệm vụ hoàn thiện công nghệ: Đã đưa ra được 03 quy trình công nghệ thuộc da mũ giầy: - Quy trình công nghệ thuộc phèn . - Quy trình công nghệ thuộc lại. - Quy trình công nghệ trau chuốt Các Quy trình công nghệ này đều mang tính khoa học và tính khả thi cao. Sản phẩm da thuộc có chất lượng cao, đáp ứng yêu cầu xuất khẩu. Đây là yêu “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 9 Viện Nghiên cứu Da - Giầy cầu cấp thiết khi mà chúng ta đã ra nhập WTO, hàng hoá xuất khẩu phải đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng, vệ sinh và bảo vệ môi trường. Kết quả chuyên đề mang ý nghĩa cao về khoa học và thực tiễn, thúc đẩy sự phát triển của ngành da giầy Việt Nam. Nhiệm vụ SXTN, kết quả như sau: So với chỉ tiêu chất lượng sản phẩm đăng ký (20% loại A, 60% loại B, 20% loại C), thực tế dự án đã thu được hơn 60% sản phẩm loại A, 30% loại B và chỉ 10% loại C. Sản lượng đăng ký của dự án là 40.000 bia da thành phẩm, nhưng số lượng thực tế đã đạt 45.151,3 bia và đã được khách hàng mua và có nhận xét tốt. Các tính chất hoá học ở cả các mẫu da thành phẩm được xác định đều tương tự như nhau và đạt tiêu chuẩn yêu cầu. Hình thức cảm quan của da như độ chặt mặt, độ dẻo, độ xốp và đầy ở phần bụng, nách, màu sắc tươi, đồng đều trên toàn con da,... đều có chất lượng cao, đạt yêu cầu xuất khẩu. Như vậy, Dự án SXTN được thực hiện nghiêm túc, khoa học, đúng nội dung, tiến độ và chế độ tài chính thực hiện theo Hợp đồng đã ký với Bộ Công Thương. “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 10 Viện Nghiên cứu Da - Giầy PHẦN I. TỔNG QUAN 1.1 Cơ sở pháp lý, xuất xứ và sự cần thiết của dự án 1.1.1 Cơ sở pháp lý Dự án “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” được tiến hành theo hợp đồng số 03.09/SXTN/HĐ-KHCN giữa Bộ Công Thương và Viện Nghiên cứu Da- Giầy. 1.1.2 Sự cần thiết của dự án Từ nhu cầu của khách hàng về số lượng cũng như chất lượng da mũ giầy xuất khẩu, đề tài “Nghiên cứu công nghệ cải tạo mặt da để nâng cấp chất lượng da mũ giầy từ da bò”, mã số 160.01/R-D/HĐ-KHCN đã được bảo vệ đạt kết quả xuất sắc. Tuy nhiên, kết quả này chưa được kiểm chứng qua sản xuất và còn một số vấn đề cần được hoàn thiện. Dự án “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” tạo điều kiện để hoàn thiện công nghệ trong thực tế sản xuất, đồng thời cung cấp cho khách hàng lượng da mũ giầy lớn hơn. Dự án hoàn thành sẽ tạo điều kiện triển khai sản xuất lớn cho cơ sở chuyển giao công nghệ trong ngành thuộc da. 1.2 Mục tiêu nghiên cứu của dự án Mục tiêu của dự án là nghiên cứu, hoàn thiện công nghệ thuộc da mũ giầy và sản xuất thử với quy mô trung hình. Công nghệ được hoàn thiện phải có tính khoa học và tính khả thi, tạo ra sản phẩm da thuộc có chất lượng cao, đáp ứng được yêu cầu của các đơn vị sản xuất da thuộc trong nước và tiến tới sản phẩm xuất khẩu ra được nước ngoài. 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu trực tiếp của dự án là da bò nội địa làm mũ giầy. Phạm vi nghiên cứu áp dụng cho da bò với quy mô xưởng thực nghiệm thuộc da viện Nghiên cứu Da- Giầy. 1.4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 1.4.1 Nội dung nghiên cứu Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ (QTCN) thuộc da mũ giầy bằng da bò trong nước. Từng bước áp dụng vào sản xuất thử nghiệm với quy mô trung hình tại xưởng thực nghiệm viện Nghiên cứu Da - Giầy và Công ty TNHH thuộc da Đông Hải (Thái Bình). “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 11 Viện Nghiên cứu Da - Giầy 1.4.2 Phương pháp nghiên cứu Kết hợp lý thuyết và thực hành, tiến hành các thí nghiệm, nhận xét, biện luận kết quả, hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật để tạo ra QTCN tối ưu. Áp dụng công nghệ này vào sản xuất thử nghiệm. 1.5 Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1.5.1 Tình hình nghiên cứu trong nước Hiện nay ở nước ta, trừ một số cơ sở lớn sản xuất da thuộc nhập da nguyên liệu về thuộc làm hàng xuất khẩu hoặc hàng cao cấp tiêu dùng nội địa, còn các cơ sở thuộc da khác sản xuất da mũ giầy từ da bò nội địa với chất lượng phần lớn chỉ đạt yêu cầu tiêu dùng nội địa cả về hình thức mặt da cũng như chỉ tiêu cơ lý hoá. Đã có nhiều nghiên cứu về công nghệ sản xuất da mũ giầy xuất khẩu, Chất lượng da thuộc cũng từng bước được nâng cao, nhưng nhìn chung vấn đề sản xuất da mũ giầy xuất khẩu vẫn còn là mục tiêu lớn của ngành để tăng khả năng nội địa hóa nguyên liệu làm hàng xuất khẩu. Đề tài “Nghiên cứu công nghệ cải tạo mặt da để nâng cấp chất lượng da mũ giầy từ da bò”, mã số 160.01/RD/HĐ-KHCN đã được bảo vệ đạt kết quả xuất sắc. Tuy nhiên, kết quả này chưa được kiểm chứng qua sản xuất và còn một số vấn đề cần được hoàn thiện trước khi được chuyển giao cho các doanh nghiệp thuộc da. 1.5.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước Trên thế giới cũng như khu vực, tỷ lệ lớn sản lượng da thuộc là da mũ giầy. Tương ứng với mỗi loại da mũ giầy có công nghệ riêng. Nhiều nước có công nghệ thuộc da tiên tiến đã có công nghệ ổn định. Mặt khác do súc vật được chăn nuôi với công nghệ cao nên da nguyên liệu nước ngoài đều có chất lượng tốt (diện tích con da lớn, ít có khuyết tật tự nhiên hay do lột mổ, bảo quản...). Do đó sản phẩm không những có chất lượng cao, mà còn phù hợp với chủng loại mặt hàng. 1.5.3 Một số cơ sở khoa học áp dụng trong dự án: Thuộc da là quá trình biến đổi da sống thành da thuộc. Cho đến nay 80%90% lượng da thuộc là dùng chất thuộc crôm. Da thuộc crôm dẻo, đầy, có độ bền cơ học cao, chịu nhiệt tốt [1]. Quy trình công nghệ thuộc da gồm các công đoạn sau [2, 7, 16]: - Chuẩn bị thuộc và thuộc (hồi tươi, tẩy lông- ngâm vôi, tẩy vôi, làm mềm, a xít hóa, thuộc phèn, nâng kiềm) “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 12 Viện Nghiên cứu Da - Giầy - Hoàn thành ướt (thuộc lại khoáng chất, trung hòa, thuộc lại tanin, nhuộm, ăn dầu) - Hoàn thành khô (sấy, hồi ẩm, vò mềm, trau chuốt). Sơ đồ các bước công nghệ, hóa chất đưa vào và chất thải như sau: Hóa chất sử dụng Muối ăn, chất chống khuẩn Kiềm, Enzyme, chất HĐBM, chống khuẩn Na2S, Ca(OH)2 Công đoạn Chất thải Bảo quản Nước, BOD, COD, muối , chất chống khuẩn Hồi tươi Nước, BOD, COD, muối, chất chống khuẩn Nạo tươi Bạc nhạc TLNV H2S, lông, vôi, bùn, BOD, COD, kiềm, NH, N, SS … Nạo vôi BOD, COD, kiềm, SS, Riềm da vôi … Xẻ vôi Váng vôi NH3, SO42-, Axit, Enzyme Tẩy vôi, làm mềm NH3, BOD, COD Dung môi, chất HĐBM Tẩy mỡ Dung môi, mỡ, BOD, COD NaCl, Axit, chống mốc, Cr3+ . Tanin… chất nâng kiềm Làm xốp, thuộc BOD, COD, SS, muối, Axit, Cr3+, Tanin, Syntan, chất chống mốc Nâng kiềm Sơ đồ 1. Công nghệ sản xuất da phèn “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 13 Viện Nghiên cứu Da - Giầy Da phèn WB Ủ đống, Ép nước BOD, COD, axit, SS, Cr3+, chất chống mốc Xẻ xanh Váng xanh Bào Mùn bào Nước Rửa Muối, chất trung hoà Trung hoà Nước Tanin, thảo mộc, syntan Rửa thuộc lại Mùn bào, axit, BOD, COD, Cr3+, chất chống mốc Muối trung hoà, Cr3+ Muối trung hoà, Cr3+ Syntan, tanin thảo mộc, COD “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 14 Phẩm Nhuộm Phẩm Ăn dầu Dầu, COD Axit Hãm Axit Nước Rửa Dầu, COD, BOD, phẩm, axit Ty ép Dầu, phẩm, BOD, COD, axit Sấy Hơi axit, dầu Dầu Viện Nghiên cứu Da - Giầy Da mộc Sơ đồ 2. Công nghệ hoàn thành ướt “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 15 Viện Nghiên cứu Da - Giầy Da mộc crust Hồi ẩm Vòmềm Đánh mặt Bụi da Ngâm tẩm Pigment, phẩm, kết dính, nước Phun màu Bột màu, kết dính Chất bóng, dung môi, nước Hãm bóng Dung môi, VOC Phân loại, đo bia, đóng gói Da thành phẩm Sơ đồ 3. Công nghệ hoàn thành khô Trong khâu chuẩn bị thuộc, cần tạo điều kiện cho khâu thuộc như hồi tươi cho da nguyên liệu được rửa sạch và hút nước trở lại, tẩy sạch lông, loại bỏ các thành phần không cần thiết trên da nguyên liệu... Khâu thuộc giúp da không bị phá hủy trong không khí nhờ chất thuộc. Với da mũ giầy, phần lớn sử dụng chất thuộc crome. Sau khi vắt mễ, da phèn được ép, bào lấy cự ly và đưa vào khâu hoàn thành ướt (trung hòa, thuộc lại, nhuộm, ăn dầu). “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 16 Viện Nghiên cứu Da - Giầy a. Trung hoà [1, 3, 9, 15]: Mục đích và yêu cầu của công đoạn trung hoà Sau khi thuộc crôm, da phèn có pH= 3,8 – 4,2. Khi ủ đống, tiếp tục quá trình giải phóng axit và tác dụng của crôm với colagen làm pH trong da sẽ được nâng lên. Tất cả các phương pháp thuộc (trừ thuộc andehit) đều cho da ở môi trường axit. Axit này tạo sự thuỷ phân sẽ làm hỏng da. Mặt khác, bề mặt da có tính cation. Mức độ cation tăng lên với sự giảm pH. Tính chất bề mặt không ion của da ở điểm đẳng điện (pH ≅ 6 – 6,7) Da có pH thấp hơn pH của điểm đẳng điện sẽ mang điện tích dương (cation). Phần lớn phẩm, dầu và các chất thuộc lại có tính anion. Bởi vậy, bề mặt cationic sẽ tạo phản ứng mạnh, hoá chất sẽ kết hợp ngay trên bề mặt da; trong khi đó, ở sâu trong thiết diện da lại ít có hoá chất xuyên được vào. Tác nhân trung hoà NaHCO3 : tác nhân này trung hoà axit mạnh, tạo ra CO2. Trung hoà xảy ra trên bề mặt da trong khi ở giữa thiết diện không thay đổi. Thường dùng khoảng 1% NaHCO3 theo khối lượng da bào. Lượng lớn hơn sẽ gây trung hoà quá mức ở bề mặt da. Chỉ số pH tạo nên sau 30 – 50 phút trung hoà trong phu lông cần được kiểm tra, theo dõi chặt chẽ. Dung dịch trong phu lông có pH = 5 – 6,5. Giá trị này cũng có ở bề mặt da. pH thiết diện da được xác định bằng chất chỉ thị màu (BCG), bề mặt da màu xanh nước biển giữa thiết diện màu vàng xanh, phần bụng màu xanh đậm và tiếp tục tác dụng mạnh hơn khi trung hoà kéo dài. Giá trị pH khác nhau trên tấm da và trong thiết diện làm cho việc thuộc lại làm đầy, ăn dầu không đồng đều. Bởi vậy trung hoà bằng NaHCO3 không thích hợp cho các loại da cao cấp. Ca(HCOO) 2 : Tác nhân trung hoà này thường được sử dụng rộng rãi. H2SO4 trong da tác dụng với Ca(HCOO) 2 tạo muối và axit HCOOH. Sử dụng lượng 0,5 – 1% là đủ biến đổi màu BCG đồng đều toàn thiết diện. Phần lớn sẽ là xanh nước biển – xanh lá cây, tương đương pH = 4 – 4,5. Từ đó thấy rằng, trung hoà thường xảy ra trong toàn thiết diện chứ không chỉ ở bề mặt. Thể hiện rõ cả khi nhuộm và ăn dầu. Nhược điểm là da sẽ chứa lượng ion Ca2+ làm kết tủa dầu sulfat, dầu kém bền, có thể chỉ ở bề mặt mà không đủ vào sâu trong da. Bởi vậy, nên có thể thay thế muối Ca2+ bằng Na+ hay NH4+, nhưng pH lại cao hơn. Syntan trung hoà: Để trung hoà, có thể dùng các loại tannin tổng hợp. Loại hay được sử dụng để trung hoà là muối amôn hay natri của sulfo axit thơm. Các “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 17 Viện Nghiên cứu Da - Giầy chất này loại bỏ axit của da bằng phản ứng trao đổi, trong đó axit H2SO4 được thay thế bằng sulfo axit. Khả năng trung hoà phụ thuộc vào thành phần của syntan. Khối lượng nguyên tử cũng như số lượng, sự sắp xếp nhóm sunfo, sự hiện diện của hydroxyl fenolic… đóng vai trò quan trọng trong khả năng trung hoà. Thường sử dụng kết hợp syntan với tác nhân trung hoà khác, chẳng hạn 0,5% Ca(HCOO)2 và 0,1 – 0,4% NaHCO3. Bởi vì chỉ riêng NaHCO3 dễ làm trung hoà quá mức bề mặt, nếu có syntan sử dụng kèm thì nhược điểm này được loại bỏ, bởi vì xảy ra sự trung hoà cùng quá trình thuộc của sunfo axit thơm, tăng cường độ bền của bề mặt da. Dùng syntan trung hoà cũng có lợi trong công nghệ, bởi vì có thể kết hợp trung hoà với tiền thuộc lại. Syntan là chất anionic, làm giảm độ cationic của da thuộc crôm, do đó quá trình thuộc lại tiến hành sẽ dễ dàng hơn. b. Thuộc lại và làm đầy Thuộc lại là một trong những công đoạn quan trọng của phần hoàn thành ướt. Nó củng cố các tính chất và cảm quan mà da thuộc crôm chưa đạt được, tạo nên các tính chất của da thành phẩm Các hoá chất thuộc lại [2, 4,11]: Thuộc lại thường tiến hành theo 2 bước: tiền thuộc lại và thuộc lại. Tiền thuộc lại thường được tiến hành bằng cách sử dụng các chất thuộc khoáng hay chất thuộc kết hợp crôm – syntan. Tiền thuộc lại bằng khoáng chất thường sử dụng muối crôm, với da gam màu thì dùng muối nhôm hoặc zircon. Tiền thuộc crôm làm da mềm, đàn hồi, nhôm làm da dẻo nhưng không đầy như crôm. Zircon làm đầy tốt nhưng mặt da không đẹp. Điều cơ bản khi tiền thuộc lại là sử dụng muối kiềm cao hơn khi thuộc phèn. Tiền thuộc hoá chất thường được đưa vào trước trung hoà với lượng dùng từ 2 – 3% (hoặc 0,3 – 1,8% tính theo Oxit kim loại). Thuộc lại thường sử dụng các hoá chất sau: Tanin tổng hợp: chất thuộc tổng hợp còn gọi là syntan, là hợp chất hữu cơ có khả năng kết hợp được với các nhóm chức của collagen tạo cho da không bị thối khi ngập nước. Trong thành phần hoá học của syntan có chứa nhóm synfo (SO32-) để tăng khả năng hoà tan trong nước. Theo tính chất thuộc, syntan được chia làm 2 loại: “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 18 Viện Nghiên cứu Da - Giầy - syntan thay thế là sản phẩm trùng ngưng của phenol, có khả năng thuộc được da và thay thế các chất thuộc khác; có khả năng làm đầy các khoảng trống giữa các bó sợi nên được dùng làm đầy trong quá trình thuộc lại. - syntan phụ trợ: là sản phẩm trùng ngưng của naphtalen. Loại syntan này không có khả năng thuộc được da, chúng chỉ có khả năng tăng cường một số tính chất như ổn định pH của dung dịch trung hoà, tăng khả năng khuếch tán các chất thuộc lại. Nhựa (resin) là chất đa tụ từ các axit acrylic, melamin, Diciamid … tuy không có khả năng thuộc lại nhưng lại làm đầy cấu trúc da, đặc biệt là các phần có cấu trúc sợi lỏng lẻo. Ngoài da, các chất nhựa tannin còn tạo cho da có độ mềm, dẻo, tăng khả năng quay độc khan của da thuộc. Chất thuộc tannin thảo mộc: Các chất thuộc thảo mộc quan trọng nhất là Quebracho, Mimosa, Chestnut, Valonia, Myrobalan. Các chất này được sử dụng chủ yếu ở dạng bột, rất ít khi ở dạng dung dịch. - Quebracho: được sản xuất từ cây Quebracho ở Nam Mỹ và được dùng trong công nghệ thuộc da đế là chủ yếu. Khi thuộc lại, lượng dùng không lớn do Quebracho tạo cho da nặng và có màu sẫm. - Mimosa: được sản xuất từ vỏ cây có keo nhựa. Nguồn cung cấp chủ yếu ở các nước Nam và Đông Phi, Braxin và Ấn Độ. Mimosa có phân tử nhỏ hơn nên không những được dùng để thuộc da đế mà còn được dùng nhiều trong thuộc lại da mũ giày, đặc biệt là loại da mũ giày có cải tạo mặt cật. - Chestnut: được sản xuất từ vỏ của cây dẻ, nguồn cung cấp chính là Pháp, Ý, Nam Tư. Chestnut cũng được dùng để thuộc lại da mũ giầy, song lượng dùng không nhiều do phân tử lớn và da thuộc có màu sẫm. - Valonia và Myrobalan là chất thuộc thảo mộc chủ yếu dùng để thuộc da đế, rất ít dùng trong công đoạn thuộc lại, do nó làm cho da nặng và sẫm màu. Khả năng hấp thụ syntan, tannin thảo mộc và resin trên các phần da rất khác nhau (tannin vào nhiều ở phần lưng, resin vào nhiều ở phần bụng). Sự phân bố các chất trên cũng thay đổi theo độ dày của da và độ pH. Hình dưới đây chỉ rõ khả năng đó. “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường Mã số 03.09/SXTN/HĐ - KHCN 19 Viện Nghiên cứu Da - Giầy Mặt cật Mặt váng pH=5 pH=4 Hình 4. Khả năng hấp thụ chất thuộc Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ thấp giúp hoá chất dễ xuyên sâu hơn vào trong da. Nhiệt độ cao lại tăng cường khả năng liên kết của hoá chất với da. Do đó, nhiệt độ thuộc lại cần được khống chế sao cho hoá chất xuyên vào da và kết hợp chặt chẽ với da để tạo kết quả da thành phẩm tốt nhất. Ảnh hưởng của hệ số lỏng: chất thuộc lại dễ xuyên sâu vào da khi quá trình thuộc lại được thực hiện với hệ số lỏng thấp. Khi hệ số lỏng quá thấp thì da dễ bị nhăn, hoá chất xuyên không đều Các ảnh hưởng trong quá trình thuộc lại Ảnh hưởng của tiến trình sử dụng hoá chất: Với phẩm nhuộm, chất trợ nhuộm, hay chất thuộc lại, hoá chất nào tác dụng trước với mặt da sẽ quyết định tính chất ion của bề mặt da. Các hoá chất sau có cùng bản chất ion dễ xuyên sâu vào da hơn. Đây là lí do tại sao thuộc lại thường bắt đầu với các chất có tính thuộc yếu như tanin trung hoà và chất trợ. Các sản phẩm này tạo ion mới trên bề mặt da, sau đó nên chắt nước đi và cho chất có tính thuộc cao hơn vào phu lông. Ảnh hưởng của nhiệt độ: nhiệt độ thấp vào da. Phù hợp với lí do này, công nghệ thuộc lại cần được thực hiện với hệ số lỏng thấp đến mức có thể. Ảnh hưởng của độ pH: đối với hoá chất thuộc lại và phẩm nhuộm anionic, ở pH thấp thì khả năng liên kết với da sẽ mạnh hơn. Sự điều chỉnh chính xác độ pH khi trung hoà sẽ tạo khả năng xuyên sâu và liên kết của hoá chất với da. Ảnh hưởng của thời gian quay phu lông: thời gian quay càng lâu thì chất thuộc hay phẩm càng xuyên sâu và kết hợp chặt chẽ với da. Tuy nhiên, chỉ lâu đến mức có thể vì quá lâu sẽ dẫn đến hiện tượng lỏng mặt da. Trong thực tế, người ta cần bố trí phù hợp giữa cấu tạo của phu long với thời gian quay. “Hoàn thiện công nghệ và sản xuất thử nghiệm da mũ giầy xuất khẩu từ nguyên liệu da bò trong nước” - KS. Nguyễn Hữu Cường