牦牛皮鞋面革保毛脱毛和少灰膨胀的研究

甘肃宏良皮业股份有限公司1鉴定材料之一宏良皮业自主研发项目《牦牛皮鞋面革保毛脱毛和少灰膨胀的研制》工作报告甘肃宏良皮业股份有限公司2011-08-08甘肃宏良皮业股份有限公司2一、项目来源宏良皮业自主研发二、项目经费企业自筹费用65万三、项目研究的目的及意义制革是众所周知的重污染行业，脱毛浸灰工序是其产生巨大污染的首要工艺环节，此处产生的污染物约占整个制革过程总污染排放量的60%以上。本项目旨在研究采用性能优异的新型脱毛浸灰助剂和多功能膨胀剂，既能保证大幅度减少制革污染物的产生，又能降低工人的劳动强度和提高成品革的质量。基于对皮革生产过程中脱毛浸灰环节化学反应和裸皮质量要求的熟悉，我们选用了白银普瑞特公司新的化合物-巯基脲，该化合物结构中既有脱毛需要的巯基基团，又有抑制灰皮过度膨胀的有机胺基团，还有破坏氢键形成的水溶助长性物质；以及可以取代石灰的新型多功能膨胀剂LS（白银普瑞特化工有限公司生产提供），该产品是一种新型的有机螯合碱，能够均匀渗透后缓慢水解，产生足够的氢氧根，随着水解的进行，皮纤维的等电点发生变化，使皮缓慢充水均匀膨胀。以该项目为核心制定的生态皮革清洁化保毛脱毛浸灰新工艺可以大量减少硫化碱和石灰的用量，且只溶解毛囊和皮垢，使95%以上的毛干保持完好，再经简单方法过滤回收，从而使脱毛浸灰工序的污染物排放量减少了70%以上，有巨大的经济和环境效益，因此有很好的市场推广潜力和社会效益。甘肃宏良皮业股份有限公司3四、项目研发的起止时间开始时间：2011-03-01完成时间：2011-09-30五、项目研发的进展情况1、2011年3月至4月主要进行基础研究，主要参照中华人民共和国国家环境保护标准HJ507-2009《环境标志产品技术要求皮革和合成革》，中华人民共和国轻工业标准QB/T1873-2004《鞋面用皮革》。2、2011年5月至7月，主要进行皮革化工材料（巯基脲LM、膨胀剂LS）和工艺技术的配套研究，并进行小试、中试和批量试生产。3、2011年8月至9月，进行准备资料进行鉴定。六、经费使用情况：该项目总资金为65万元，主要用于市场调研、薪酬、采购皮革化工原材料、专用设备和技术合作费用等。其中工作组调研经费、资料费、差旅费、薪酬等相关费用为35万元，购买皮革化工材料费用为10万元，专用设备费用为10万元、技术合作费用为10万元，目前已全部投入，用于本项目的实施。七、项目组成员简况1、李臣项目负责人宏良皮业股份有限公司总经理，1964年出生。1998年至今任甘肃宏良皮业法人代表、董事长兼总经理。从事制革生产经营工作30余年，对制革生产和管理经验，及行业的发展有前瞻性的认识，重视技术研究和新产品开发，10多年来领导企业不断发展壮大，为企业培甘肃宏良皮业股份有限公司4养了一批懂技术的生产管理人员，并建立了拥有20多名各方面专长的技术研发队伍，在主要产品领域处于国内领先地位。负责了公司近几年50多个新产品的研发和2008年甘肃省重大科技专项项目，项目编号：0801GKDN072，《环境标志生态牛皮鞋面革的研制》。2008年2月22日公司创立大会暨第一次股东大会当选为本公司第一届董事会董事，同日，公司第一届董事会第一次会议当选为董事长。并任甘肃省皮革协会副理事长。先后荣获临夏州委、州政府授予的“全州十佳企业家”、甘肃省人民政府颁发的“甘肃省第六届乡镇企业家”、“甘肃省优秀非公有制企业家”、“甘肃省第十届人民代表大会代表等光荣称号”。2、邱庭彦技术负责人技术总监，1960年出生，大学本科学历。1982年毕业于西北轻工学院（今陕西科技大学）制革专业。毕业分配于甘肃省陇西皮革厂，历任技术员、助理工程师、工程师、车间副主任、车间主任、厂长助理、副厂长、总工程师。1992年12月调任中意合资甘肃兰康皮革公司副总经理，期间参与该公司的技术建设，工厂建设，管理建设，同期出国意大利等地考察学习国际制革先进技术及管理经验；1996年调任甘肃省外贸轻工进出口公司总工程师；1998年4月起任甘肃宏良皮业公司技术总监。长期从事皮革生产技术的研究，皮革工程的设计、实施，长期参与皮革企业的管理工作；在制革技术，制革厂质量管理，生产管理，新材料试验应用、检验等方面均做出过不俗成绩。3、项目辅助人员方殿礼姜丽红甘肃宏良皮业股份有限公司5鉴定材料之二宏良皮业自主研发项目《牦牛皮鞋面革保毛脱毛和少灰膨胀的研制》技术报告甘肃宏良皮业股份有限公司2011-08-08甘肃宏良皮业股份有限公司6一、项目技术方案1、项目的技术原理：（1）巯基脲SINOBEAMLM有机化合物中的活性基团-SH（巯基），对毛发和皮垢有很好的溶解作用；另一种活性基团-NH2(胺基,脲基，胍基），可以有效抑制碱性化合物对胶原纤维的过度膨胀而引起的水肿，破坏胶原分子内及分子间的氢键，从而使胶原蛋白发生构想和聚集态的变化，胶原纤维的结构变得不稳定，为其他材料渗透到皮胶原纤维内部并与之发生相互作用创造条件。根据白银普瑞特提供的化合物（巯基脲）结构：这类化合物分子中同时含有—SH和-NH2活性基团，可以同时起到脱毛和分散胶原纤维的作用，这一创新产品可使制革过程的脱毛浸灰工艺简化和高效。（2）SINOBEAMLSLS与常规的浸灰剂不同，如石灰、硫化物及烧碱等，是一种新型的有机螯合碱，能够均匀渗透后缓慢水解，产生足够的氢氧甘肃宏良皮业股份有限公司7根，随着水解的进行，使皮缓慢充水均匀膨胀。石灰通常是边渗透边水解，操作不当很容易造成表面膨胀过度，皮纹打不开，或者部位差特别大等现象，所以为控制其膨胀速度，一般是少量多次的原则。而LS完全可以一次加入，当然分次加入效果更好，不容易造成表面膨胀过度而皮心未膨胀现象，由于作用较均匀，特别是边腹部的充水效果明显优于石灰，更利于片皮。LS与石灰还有更大的一个区别在于，和石灰对皮纤维膨胀方向不同，LS膨胀纤维成横向和纵向均匀膨胀，而石灰更倾向于纵向膨胀，所以最后膨胀皮形LS更加方正，也使得脖头纹和边腹纹打的更开，所以得革率就大。2、材料的应用性质2.1巯基脲LM的一般性质：（1）、外观：浅棕色透明液体，带硫化物气味；（2）、固含量：25%；（3）、PH值：4.5。2.2巯基脲脱毛作用和对抑制灰皮膨胀的作用：可以看出，巯基脲环保脱毛浸灰助剂的加入对石灰溶解度有较大提高，其用量增加，石灰溶解度也随之增加。（1）、巯基脲脱毛作用甘肃宏良皮业股份有限公司8选择三乙醇胺、巯基乙酸与巯基脲在一定条件下比对，实验条件为：液比100%，温度25℃，脱毛助剂1.0%（折合成100%含量），石灰3.0%。实验表明在Ca(OH)2碱性条件下，巯基脲有较好的脱毛效果，其对毛的破坏作用仅次于巯基乙酸，是一种性能优良的脱毛剂。（2）、巯基脲对抑制灰皮膨胀作用的考察三种方案得到灰皮的增重情况，水分含量以及厚度见表数据表明，巯基脲环保脱毛浸灰助剂的加入对浸灰过程中皮的膨胀有明显的抑制作用，且优于市售一般浸灰剂，并且用其处理的灰皮明显比空白样和对照样品都要软，头颈部灰皱变浅变少。甘肃宏良皮业股份有限公司92.3膨胀剂SINOBEAMLS一般性质（1）特性：功能性浸灰剂（2）外观：淡蓝色膏状物（3）PH值：＞＝12.0（10%水溶液）（4）碱度：＞＝18.02.4SINOBEAMLS的性能与用途（1）一种环保型清洁膨胀剂，可用于代替传统浸灰工序中的石灰，也可以配合石灰用于常规浸灰工序，减少石灰用量。（2）能均匀渗透皮内，充分分散胶原纤维，有效的分散和溶解纤维间质，并能够温和的打开脖胫纹，边腹纹，成革部位差小，手感丰满，均匀一致，成皮革出裁面积明显增大。（3）对皮垢和污物等有很强的分散和去除能力，使得粒面清晰光滑。（4）作用缓和，不容易产生松面现象，特别是在牛皮鞋面革上粒面紧实性好，耐摔性好。（5）能够大大降低染色出现色花的风险，减少灰斑、油斑等现象。（6）能够很大程度上节约浸灰用水和脱灰工序中水洗的用水量，脱灰水洗很好控制，从而降低治污压力，节约成本。二、研究结论巯基脲LM和膨胀剂LS是新型结构的化合物，在生态皮革环保脱毛、浸灰工序中，采用全新而性能优越的清洁化皮革助剂，有利于制革脱毛浸灰过程，特别适用于牦牛皮的保毛脱毛、少灰膨胀。甘肃宏良皮业股份有限公司10三、项目主要内容及创新点将巯基脲化合物LM和膨胀剂LS有机螯合碱用于保毛浸灰工艺中，可以减少灰碱法浸灰工艺中66.6%的硫化物用量，减少74.3%的石灰用量，减少浸灰过程中80%的COD排放，而成革依然有良好性能。为充分体现巯基脲LM和LS的结构和性能特点，我们重新设计和优化了制革脱毛浸灰工序的工艺路线，以保护毛干和减少高污染化学品的引入为技术要点，力求从源头上解决制革生产过程的高污染。牦牛鞋面革生产中石灰和硫化碱用量比较化料(巯基脲+LS)法传统包灰推毛法减少量硫化碱1.5%4.5%66.6%石灰1.8%7.0%74.3%脱毛浸灰废液水质比较污染物巯基脲+LS法常规包灰法减少量COD/mg.L-1（kg.t-1）7200(14.4)42007(84.0)82.6%氨氮/mg.L-1（kg.t-1）310(0.62)480(0.96)35.4%硫化物/mg.L-1（kg.t-1）1796(3.59)8132(16.26)77.9%悬浮物/mg.L-1（kg.t-1）6730(13.46)39580(79.16)83.0%总固体/mg.L-1（kg.t-1）11040(22.08)45860(91.72)75.9%注：表中括弧内的数据是每吨原皮的污染物含量，数据与工艺有关。四、项目技术成熟程度我们认为，该项目在技术上基本成熟，不存在大的风险。从实验室到组织批量生产再到大规模生产的过程，难免会存在设备配型、参数控制和操作规程等方面一系列的问题。由于我公司是一个在该领域甘肃宏良皮业股份有限公司11运作多年的成熟企业，以上问题都会经过调整和管理得到很好解决。财务方面，因为企业运转良好，制度健全，机制成熟，也不存在无法解决的困难。管理方面，公司以已有的一支专业配套、经验丰富、团结高效的核心队伍为基础，再根据项目进展和企业发展实际情况，可以实时调整完善。由于该项目产品符合国家产业政策，主要针对解决皮革生产过程的环境污染问题，立足点是从生产源头减少污染的产生，属于国家鼓励和扶持的范围。五、经济、社会效益分析我公司以“生态皮革，创造美丽世界”为宗旨，以“生态皮革、时尚宏良”为定位，注重自主创新与新产品研发，加强与专业科研院所和高校的产学研结合，2008年与国内皮革和制鞋工业权威机构中国皮革和制鞋工业研究院合作成立“中国皮革和制鞋工业研究院甘肃研发中心”，合作开展本项目的研发，并以之为依托，进行国际先进水平的研发中心的建设，推进产品结构调整和技术升级。2009年公司获批为甘肃省皮革工程技术研究中心和甘肃省高新技术企业，2010年获批为甘肃省级企业技术中心。我公司持续不断地将阶段性的研究成果应用于大生产，从最初的涂灰脱毛法转变为保毛脱毛少灰膨胀法，COD、氨氮、硫化物、污泥量等大幅度降低，降低工人劳动强度，改善工作环境，节约污水处理成本，符合《环境标志产品技术要求皮革和合成革》（HJ507-2009）标准所限定的所有有害物质的控制，期间2011年5月3日通过“中国环境标志”产品认证。随着产品内在质量的不断提高，以及对新产品研发力度不断加大，我公司的环境标志牛皮鞋面革产品赢得了国内领先的品牌鞋企的认可，使用我公司产品生产的皮鞋产品获得了国内外市场和消费者的认可，公司也取得了巨大的发展。甘肃宏良皮业股份有限公司121、经济效益对比材料名称材料单价传统涂灰工艺保毛脱毛少灰膨胀工艺用量%实际重量金额用量%实际重量金额硫化碱2.854.5225641.251.575213.75石灰0.557350192.51.89049.5LS15.8-01.3651027巯基脲12-01.155660浸灰助剂14150700---脱脂剂170.3152550.210170总金额合计(元)：1788.752120.25蓝皮总面积(sf)：9905.610117单位面积成本(/元sf)