早期製革與化學工藝
皮革加工是最古老的技藝之一。在這個漫長曆史過程中,雖然古人並不知道現代意義上的化學加工,但並不妨礙掌握一定的實踐經驗。
早期皮革加工方法,可以用現代化學知識解釋為醛鞣法、植物鞣法、皮硝法等。表明了化學工藝在古代的運用。
當人類還處於茹毛飲血、以采集漁獵為主的原始社會時,就已發現獸皮可以用來禦寒護體。於是人們開始利用石器剝刮動物外皮,再縫製成衣飾或用具。
在北京房山周口店北京人的文化遺址中,曾發現有刮削石器和尖狀石器,表明當時的原始人已用這些石器來剝取獸皮了。在山頂洞穴中還發現有磨製而成的骨針,這很可能是用來縫製獸皮的。
在那個時候,雖然剛剝下來的濕皮很軟,但生皮曬幹後,會變得十分僵硬,不僅穿起來如盔似甲,很難受,同時加工縫製也很不方便。
為了克服上述兩難的狀況,在實踐中人們逐漸摸索到,可以利用野獸的腦漿、骨髓、油脂等塗抹在生皮的表麵,通過太陽光的照射,然後用手搓,獸皮就會變得較為柔軟,而且不易腐爛。
這方法實際上是由於油脂等被空氣氧化後產生醛,它作為鞣劑而加工了皮革,這是最原始的皮革加工技術。
在實踐中,人們可能從熏肉不易腐敗的經驗中發現,可以采用煙熏的方法來加工生皮。經煙熏加工的獸皮既可以防腐,又能防蟲。
這種方法後來演進為古老的煙熏鞣法。當然,古代人是不知煙中含有醛的,這種方法實質上是醛鞣法。
後來人們又發現,搭在某些樹枝或木頭上的濕生皮,經過一段時間,會使生皮染上某些顏色,從中受到啟發,推測這些樹木可能含有能與生皮發生作用的汁液。
於是,人們用熱水泡浸某些樹皮或樹枝,再將生皮浸泡在這種汁液中,浸泡後再晾幹,生皮既不收縮,也不腐爛,還較柔軟、堅韌。這就是植物鞣法的開端。當然,當時的人們同樣不知道這種方法是利用了某些植物內所含的單寧做鞣劑。
人們發現將毛皮放在溫暖而又潮濕的地方,幾天後,毛會自動脫落。由此人們掌握了發汗脫毛法。
人們又發現用石灰堿液來浸泡生皮,脫毛的效果較發汗脫毛要好得多。在古代長期沿用的脫毛法就是這兩種,它的機理就是利用了微生物酶的作用。
在實踐摸索中,人們又發現,禽畜的糞便,例如鴿糞、雞糞、狗糞等,經溫水發酵後,其發酵液用來浸泡生皮也能使皮革變得柔軟。
這一技術曾被視為製造軟革的關鍵技術。不過這種方法若掌握不當,會損壞生皮。因此,掌握這項技術必須要有經驗,古代曾視為秘密,隻能是師徒傳授。
在製革中,人們更多采用的方法是先用石灰水浸泡生皮以脫毛,然後再用芒硝或明礬、食鹽及酸奶來鞣革。
在古代的漫長歲月中,皮革工藝的進步是很緩慢的,它長期停留在以經驗為基礎的家庭手工作坊的生產形態。而且世代相傳地使用油脂、煙熏、樹皮、明礬、芒硝等製革方法。
《天工開物·乃服》中有關皮革工藝,隻寫到用芒硝、樸硝等鞣製動物皮革使之變軟。有關這些工藝的細節,古代文獻也沒有詳細的記載。
古代的皮革加工是一個複雜的化學加工過程,機理較深奧。在很長一段時間裏,人們隻知其然,不知其所以然,隻有加工經驗的積累,而沒有係統的機理可講。這也是古籍少有記載的原因。
從現代知識庫裏我們知道,原料皮即生皮的組織結構可以分為3層:表皮、真皮和結締組織。它們的化學成分主要是蛋白質和脂肪。
在加工中,表皮很薄,不能成革,故要將其除去。結締組織是動物皮與身體之間的一種疏鬆組織,包括人們熟悉的皮下脂肪等。
這部分對於皮革也是有害無用的,在加工中也應除去。皮革的基本組成部分是真皮,鞣製加工的主要對象就是該真皮層。
真皮又可以分為兩層。上層是皮革的表麵層,呈粒狀的結構,它是衡量皮革質量的重要指標;下層是網狀的纖維層,革製品的物理強度主要取決於它。
此外,在真皮纖維結構的空隙裏,有一些膠狀的蛋白質即纖維間質,這也需要在加工中予以去除。這些蛋白質纖維中的98%是由膠原組成,因此從化學意義上講,皮革是膠原的加工產物。
這些蛋白質纖維的結構就像海綿一樣,可以吸入大量的鞣劑、染料及助劑,這就是皮革可以鞣製的基礎。
鞣製的實質是利用鞣劑對上述蛋白質纖維進行化學和物理的加工。在合理的鞣製中,蛋白質纖維得到變性的加工,從而使皮革具有較好的物理性能。