微膠囊在皮革工業(yè)的運(yùn)用

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微膠囊和膨脹的微球兩種形式的產(chǎn)品可以制備具有高耐化學(xué)品性能復(fù)鞣劑和涂飾劑。此外，膨脹形式的微膠囊并不硬，而且它具有良好的柔韌性和彈性。為更好地了解所涉及的層面，你可以比較這一膨脹過(guò)程的宏觀畫(huà)面：它像一個(gè)網(wǎng)球立即轉(zhuǎn)化為一個(gè)富有彈性的藥丸。這些微觀的直徑在100~150μm的膨脹的微膠囊，非常適合填補(bǔ)皮革的寬松區(qū)域和空隙。這些微膠囊填充在這些有問(wèn)題的地方，因?yàn)樗鼈兙哂袕椥越Y(jié)構(gòu)，從而不增加皮革的密度，并保持皮革的柔軟性和彈性。

含有微膠囊的聚合物的應(yīng)用

在制革過(guò)程中使用含有微膠囊的聚合物一個(gè)主要原因是通過(guò)消除皮革的缺陷來(lái)對(duì)其進(jìn)行改良。在這里，我們現(xiàn)在來(lái)區(qū)分兩種完全不同的應(yīng)用技術(shù)：（a）使用一種簡(jiǎn)單的噴涂工藝來(lái)對(duì)皮革表面進(jìn)行改良，它是通過(guò)涂飾皮革表面的孔和劃痕來(lái)增加切削量。（b）通過(guò)改變皮革內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)對(duì)皮革表面進(jìn)行改良。在接下來(lái)的文章介紹中，重點(diǎn)放在上文所提到的第二個(gè)應(yīng)用上，也就是我們所謂的“結(jié)構(gòu)改良”。這種全新的應(yīng)用為皮革行業(yè)提供了很多新的機(jī)遇，它對(duì)質(zhì)量較低的皮革進(jìn)行了改良，解決制革工作人員一直希望解決的問(wèn)題。這種新的濕法應(yīng)用技術(shù)是使用添加含有未膨脹的微膠囊的特殊的聚合物來(lái)對(duì)皮革進(jìn)行改良。膨脹應(yīng)用在新的蒸汽技術(shù)上要稍晚一些。微膠囊通過(guò)發(fā)生膨脹可以填補(bǔ)到皮革內(nèi)的空隙和松散的區(qū)域中。它可以被描述為一種被稱為“內(nèi)部修飾”的類型，以此來(lái)改良皮革的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

在皮革中摻入微膠囊

為了確定這個(gè)新的應(yīng)用所需要的產(chǎn)品最優(yōu)的組成，我們進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。它是幾個(gè)參數(shù)的組合，即合適的微膠囊大小尺寸，恰當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品配方以及聚合物適宜的滲透分散。這種組合促使了微膠囊95%以上的高吸收率。在水場(chǎng)相對(duì)較早的時(shí)候?qū)⒑形⒛z囊的聚合物添加到復(fù)鞣中。使用常規(guī)的pH值、溫度條件以及設(shè)備進(jìn)行常規(guī)處理，因此制革工作人員不需要改變他們的操作來(lái)適應(yīng)新產(chǎn)品的生產(chǎn)。在復(fù)鞣過(guò)程中，由于微膠囊在轉(zhuǎn)鼓中的正常運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，所以它能夠滲透到皮革中并達(dá)到它們的最佳分布。微膠囊的分布是基于正常的物理擴(kuò)散過(guò)程。它已被證明，在濕操作過(guò)程結(jié)束時(shí)未膨脹的微膠囊主要滲入到寬松的地區(qū)和空隙中。像往常一樣，復(fù)鞣過(guò)程后緊接著干燥過(guò)程。通過(guò)研究我們知道，在正常的條件下復(fù)鞣過(guò)程或干燥過(guò)程中微膠囊并沒(méi)有發(fā)生明顯的膨脹。由此我們可以得出這樣的結(jié)論：由于皮革內(nèi)部的溫度不夠高，因此微膠囊在這些過(guò)程中不會(huì)被激活。

皮革中微膠囊的激活

由于標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)鞣過(guò)程和干燥過(guò)程中未膨脹的微膠囊無(wú)法被激活，所以我們需要增加一個(gè)額外的步驟?；谝环N新的膨脹技術(shù)，我們可以通過(guò)使用特殊的蒸汽機(jī)來(lái)促使皮革內(nèi)的微膠囊發(fā)生膨脹。干外殼經(jīng)過(guò)一個(gè)通道時(shí)，需要對(duì)它進(jìn)行簡(jiǎn)單的熱處理和低壓飽和蒸汽處理。熱蒸汽滲透到皮革中且使革不濕，通過(guò)濕度將溫度迅速傳遞給未膨脹的微膠囊。這些特殊的條件（溫度和濕度）導(dǎo)致微膠囊外殼軟化，因此使得微膠囊立即發(fā)生膨脹形成了更大的微球。微膠囊膨脹的大小取決于顆粒的結(jié)構(gòu)環(huán)境，如果微膠囊滲入到一個(gè)松散的區(qū)域，微膠囊的大小將顯著增加（大概增加到原有大小的40倍），如果微膠囊摻入到在一個(gè)嚴(yán)實(shí)的區(qū)域，膨脹將會(huì)變得緩和。微膠囊一旦發(fā)生膨脹，它們就不能被消除。因此，我們就會(huì)獲得永久性的填充效果。通過(guò)此種操作，皮革的空洞，如靜脈和松散的結(jié)構(gòu)部位將會(huì)填充滿微球，而不會(huì)使皮革變得重而硬。根據(jù)在復(fù)鞣過(guò)程中提供的微膠囊的數(shù)量、膨脹的條件，預(yù)處理（如縮絨）以及更多的皮革類型也有可能獲得。我們所希望的是可以實(shí)現(xiàn)皮革厚度在約0.2mm到0.8mm范圍內(nèi)增加。這種效果如圖1所示。圖中所給出的兩條曲線代表兩種不同類型的皮革，皮革A和皮革B。添加相同數(shù)量的含有微膠囊的聚合物，但由此厚度增加20％，原始外殼增加60％。其厚度增加與面積減少有關(guān)。我們可以觀察到當(dāng)厚度增加60%時(shí)，面積減少最低為2％，最高為10％。然而，基本上很少會(huì)需要這樣極端的增加。雖然撕裂強(qiáng)度與厚度的關(guān)系不大，重要的是厚度增加時(shí)皮革撕裂強(qiáng)度的絕對(duì)值不降低，即它要保持自己的強(qiáng)度。其它重要的參數(shù)值如水傳輸和水吸收可以通過(guò)將微球填充到空洞和小孔中來(lái)使其得以改善。水會(huì)透過(guò)防水結(jié)構(gòu)通過(guò)未填充的空洞，這就是常見(jiàn)的引起動(dòng)態(tài)試防水驗(yàn)失敗的原因。由于空松的區(qū)域均勻的填充了微膠囊，柔軟而富有彈性的微球的粘合劑沒(méi)有固定在內(nèi)部，當(dāng)保持厚度增加和填充時(shí)，摔軟后皮革會(huì)變得更加柔軟。在干燥外殼結(jié)束后或在干燥外殼前，可以進(jìn)行膨脹步驟。尤其是在膨脹前，干燥皮革摔軟使得在某些情況下出現(xiàn)更加顯著的填充結(jié)構(gòu)。然而，這一過(guò)程中膨脹時(shí)的正確的時(shí)機(jī)和恰當(dāng)?shù)膮?shù)都必須根據(jù)簽訂協(xié)議和所需要的特殊的改良要求對(duì)其進(jìn)行評(píng)估。

在皮革中可能的應(yīng)用

在朗盛公司的試驗(yàn)工廠對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)許多領(lǐng)域應(yīng)用的可行性進(jìn)行了測(cè)試。通過(guò)不同牛皮藍(lán)濕革來(lái)進(jìn)行評(píng)估，對(duì)各種皮革制品的二層革和全粒面革的膨脹進(jìn)行了研究。當(dāng)然，并不是每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都很成功。然而，通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究我們可以發(fā)現(xiàn)許多有趣的而又有用的應(yīng)用。為了證明這一方法的可行性，我們把精力集中在以下三個(gè)主要的應(yīng)用：減少疏松；消除血管。像微球濃度，膨脹條件等參數(shù)優(yōu)化后，我們獲得以上提到的三個(gè)應(yīng)用的結(jié)果，這清楚地表明，這項(xiàng)技術(shù)可以給皮革行業(yè)帶來(lái)顯著的價(jià)值。這是一項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新，它給制革行業(yè)開(kāi)辟了全新的可能性。它可以用來(lái)改良低質(zhì)量的皮革內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由于切削革產(chǎn)量以及某些特性的改善，這可能會(huì)導(dǎo)致巨大的價(jià)值增加。

國(guó)際專利和市場(chǎng)介紹

這種濕法的應(yīng)用技術(shù)是由朗盛公司發(fā)明（已經(jīng)提交專利申請(qǐng)）并開(kāi)發(fā)的。由FratelliCarlessiSpa.公司制造所需要的蒸汽應(yīng)用設(shè)備。這種新的濕法技術(shù)將由朗盛公司以LEVOTANX-Cel品牌推出，并協(xié)同設(shè)備供應(yīng)商FratelliCarlessiSpa.公司將該品牌引入皮革市場(chǎng)。

總結(jié)

新的微球技術(shù)的濕法可以改良皮革結(jié)構(gòu)，為制革行業(yè)開(kāi)辟了各種創(chuàng)新及技術(shù)解決方案。皮的疏松和血管問(wèn)題可以采用基于微膠囊的專用的技術(shù)得以解決。這些微膠囊在復(fù)鞣過(guò)程時(shí)滲透到皮革中。復(fù)鞣后，用沒(méi)有壓力的飽和蒸汽經(jīng)過(guò)特殊的熱處理使微膠囊發(fā)生膨脹。皮革結(jié)構(gòu)疏松的區(qū)域和粒面可以用具有柔韌性和富有彈性的微球有選擇性的及永久性的填充，這樣可以保持皮革軟而輕。朗盛公司已經(jīng)通過(guò)大量的試驗(yàn)證明這種創(chuàng)新改良技術(shù)的可行性，該項(xiàng)新技術(shù)將被引入到皮革行業(yè)中。除了目前正在研究的一些應(yīng)用外，這個(gè)新的微膠囊技術(shù)為今后開(kāi)辟了許多新的應(yīng)用，該技術(shù)也可能是從現(xiàn)在起十年內(nèi)濕法技術(shù)的歷史上的一個(gè)真正的里程碑。（本文作者：于娜娜、王篤政 單位：中北大學(xué)）