從生皮上除去毛和表皮的操作稱之為脫毛 (unhairing)。脫毛後的皮被稱之為裸皮 (pelt)。
脫毛操作使毛和表皮與真皮分開;對有價值的毛而言,脫毛還可達到回收毛的目的。脫毛時使用的試劑還具有除去生皮內的纖維間質,脂肪等物質的作用。
按照脫毛使用的材料分類,有堿法、氧化和酶脫毛等主要脫毛方法。按照脫毛過程中毛是否溶解,脫毛方法可分為溶毛法和保毛法兩大類;溶毛法是將毛和表皮溶解,達到除去毛和表皮之目的;保毛法是在保持毛的完整性的前提下將毛和表皮與皮分離,達到脫毛和對有價值的毛的回收之目的。此外,還有一些物理脫毛方法,用於某些特殊的目的。
12.4.1堿法脫毛
堿法脫毛是一種使用最為普遍的溶毛脫毛法。堿法脫毛是以硫化鈉或硫氫化鈉為主要材料,與堿或某些鹽相組合的脫毛方法。
硫化鈉溶於水生成硫氫化鈉和氫氧化鈉,通過NaSH的還原性及NaOH的堿性來達到溶解毛的目的。硫化鈉是還原劑,它作用於毛及表皮角蛋白的雙硫鍵,使毛及表皮水解。
根據使用的組合材料的不同,化學脫毛工藝分為灰堿法、鹽堿法和堿堿法等。
(1)灰堿法采用硫化鈉和石灰來除去毛和表皮的一種脫毛方法。硫化鈉破壞角蛋白的雙硫鍵,使毛完全溶化,加入少量的石灰可使脫毛液保持強堿性,分散皮膠原纖維。一般用量為硫化鈉2.5%~3%,石灰2%~4%。
(2)鹽堿法鹽堿法是硫化鈉與氯化鈣、氯化鈉或硫酸鈉組合的脫毛工藝。
在鹽堿法中,硫化鈉濃度較高,一般為皮重的4%~6%,氯化鈣一般為0.5%~2%。使用氯化鈣、氯化鈉等的目的是使堿皮的作用更為緩和並防止生皮過度膨脹。
(3)堿堿法堿堿法是使用硫化鈉及氫氧化鈉來溶解毛的一種脫毛方法。
由於使用了氫氧化鈉,在溶解毛的過程中對皮膠原有很強的水解作用。該工藝主要用於高柔軟度皮革的脫毛,控製不當容易產生鬆麵。
堿堿法脫毛中,硫化鈉用量一般控製在皮重的2%~3%,氫氧化鈉用量一般為0.5%~1.2%;通常在硫化鈉溶毛後再加入氫氧化鈉以補充其膨脹。
12.4.2氧化脫毛
氧化脫毛是通過氧化角蛋白使毛溶解的脫毛方法。氧化劑可以使雙硫鍵斷裂,巰基被氧化為磺酸基,導致毛角蛋白的溶解。使用的氧化劑主要是過氧酸。製革生產中使用過的氧化劑有亞氯酸鈉和過氧化氫等。
氧化脫毛的技術比較成熟,有過工業應用。但是由於其強烈的腐蝕性、汙染以及對設備的特殊要求等原因,其應用受到限製。
最早的氧化脫毛法是由德國赫斯特(Hoechst)公司的Rosenbust提出的亞氯酸鈉(NaClO2)脫毛法。其基本原理是利用亞氯酸鈉在酸性條件下分解產生的二氧化氯作用於毛和表皮的角蛋白,使毛角蛋白的雙硫鍵氧化斷裂並進一步轉化為磺酸基而使毛溶解。
過氧化氫脫毛是過氧化氫與氫氧化鈉共同作用的結果。過氧化氫的氧化作用破壞毛胱氨酸的雙硫鍵,這種作用在堿性條件下得到加強。毛的雙硫鍵被還原後,很容易在堿的作用下發生溶解。
(1) 亞氯酸鈉法亞氯酸鈉在酸性條件下生成二氧化氯氣體。
二氧化氯與角蛋白雙硫鍵作用,毛蛋白的雙硫鍵斷裂,毛溶解。
亞氯酸鈉法的優點在於簡化製革工序,可將脫毛、浸灰、脫灰、軟化及浸酸等幾個工序合而為一,大大簡化製革操作程序,縮短生產周期。亞氯酸鈉氧化脫毛法特別適用於牛皮,如果控製得當,該脫毛工藝製得的成革質量高於堿法脫毛而且成革麵積增大。
亞氯酸鈉法脫毛的關鍵在於ClO2的形成。其形成主要由pH所決定,一般控製在3.0~3.5。操作容器的密封性及所能承受的壓力是氧化脫毛另一不可忽略的因素。除此而外ClO2與Cl2所產生的速率控製也非常重要,當操作液pH低於3.0時,氣體產生過快過多易引起轉鼓使用的不安全和不經濟;當pH高至4.5時,氧化性減弱,不能脫毛。
亞氯酸鈉脫毛法的缺點是設備要求高,產生ClO2和Cl2等有毒氣體,對設備的腐蝕性強,對大氣及環境的汙染也十分嚴重。這些缺點限製了其工業應用。
(2)過氧化氫法用2%~4%的過氧化氫可在2h內將毛溶解並得到幹淨的裸皮。但是,過氧化氫溶於水後會產生大量的熱而使脫毛操作不易控製。此外,該方法成本較高,也限製了它的使用。近年來提出的過氧化氫和氫氧化鈉結合脫毛方法,可使脫毛作用較為溫和,既能保留氧化脫毛的優點,又不會產生有害物質,產品質量也易控製。從清潔化生產方麵考慮,過氧化氫脫毛方法是一種很有前途的清潔脫毛技術。
過氧化氫脫毛是過氧化氫和氫氧化鈉共同作用的結果。過氧化氫的氧化作用破壞毛胱氨酸的雙硫鍵,這種作用在堿性條件下得到加強。毛的雙硫鍵被還原後,更容易在堿作用下發生溶解。
12.4.3酶法脫毛
酶脫毛是一種通過蛋白酶的催化作用,水解生皮中毛與皮結合部位的蛋白質,破壞毛與皮的結合,使毛與皮分離的脫毛方法。酶脫毛技術發明於20世紀初,我國在20世紀70年代初開始了大規模的應用研究,酶脫毛工藝一度在全國得到廣泛應用,酶脫毛機理研究也取得了重要突破。
酶脫毛技術避免了大量有害化學品在脫毛中的應用;脫毛後獲得的毛結構完整、具有很高的利用價值;脫毛液主要成分為蛋白水解物,不含有害化學品,可以直接用於種植和養殖;因而是一種環境友好和節約資源的技術,具有巨大的應用潛力。
酶脫毛技術的主要缺點是其在脫毛過程中對生皮纖維蛋白質的不同程度的水解作用,這種水解作用可能損害生皮的組織結構並影響其成革質量。李誌強等認為,該缺陷是酶製劑中存在的膠原水解酶所導致。