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1、第七章牛皮的加工技术第一节牛皮的基本知识牛皮包括黄牛皮、水牛皮、耗牛皮和少数编牛皮。奶牛皮属于黄牛皮一类。编牛是黄牛和耗牛的杂交种,皮的性质介于黄牛皮和耗牛皮之间。牛皮,特别是黄牛皮、水牛皮,是制革工业的重要原料,成革后用途很广,大致可分为:军用:枪带、子弹带、炮衣、轻重武器皮带、马鞍,通讯用的各种皮包、皮带等。工业用:机器轮带;各种纺织用革,如皮圈,皮棍等。民用:皮鞋、皮箱、皮带、篮球、排球、足球、医药、交通和农业器材等。一、牛皮的组织结构牛的皮肤在制革工业上称为皮板。在显微镜下观察新鲜牛皮(生皮)的纵切面,可以明显地分为三层,即表皮层、真皮层和皮下组织。(一)表皮层表皮层是皮板的最外一层,
2、也是最薄的一层,皮的表皮层厚度约占皮板总厚度的0.5%1.0%.表皮层是由逐渐角质化并紧密结合的细胞组成,所以具有疏水性,对水、酸、碱、盐和有害气体有较强的抵抗力,起着保护牛体的作用。制革时,表皮层没有使用价值,加工中被除掉。(二)真皮层真皮层位于表皮层之下,是皮革加工的主要利用对象,革皮制成品的许多工艺特性都与真皮层的组织结构密切相关。真皮层是皮板中最紧密、最厚的一层,黄牛皮的真皮层厚度约占皮板总厚度的90%。真皮层是由胶原纤维、弹性纤维、网状纤维组成的结缔组织。胶原纤维:是由胶原蛋白构成的一种结缔组织纤维,为组成真皮的主要纤维。胶原纤维的特点是,在外界温度升高时吸收水分而膨胀。因此,很容易
3、在微生物的作用下腐败。胶原纤维在水中加热到4(C时,体积膨胀,倦曲变形;力口热至U607(C时,则溶为胶质;至U1O(TC时,就变成胶状液体,如温度低于0并继续下降,胶原纤维中所含水分则会冻结,皮干后,表面出现白泡,俗称“冻糠”,破坏了纤维的正常编织,甚至失去拉力。弹性纤维:由弹性蛋白构成的一种结缔组织纤维,弹性纤维具有良好的弹性,可以拉长和缩短,因而对皮板的弹性起着一定的作用。网状纤维:是由一种很稳定的网硬蛋白质构成。真皮层中这种纤维数量较少,不成束,多分枝交织成网,贯穿整个真皮层。在和炭皮层交接处形成致密的网膜,使制成的皮革有细韧而光亮的革面。(三)皮下组织皮下组织位于真皮层的下面,连接真
4、皮与肌肉。黄牛皮的皮下组织厚度约占皮板总厚度的8%o在制革过程中,因皮下组织没有使用价值而被铲除。牛皮因种类的不同其结构有很大的差异。(四)黄牛皮的组织构造特点1 .孔小,乳突低黄牛皮上有两种毛,即针毛和绒毛,它们在皮面均单根呈不规则的点状排列。针毛毛根长入皮内较深,绒毛毛根长入皮内较浅。黄牛皮的针毛较水牛及耗牛针毛纫,其直径为0.030.04毫米,绒毛更细,直径为0.010.015毫米,针毛数仅占针绒毛总数的10%左右,而绒毛数则占针绒毛总数的90%左右。部位不同,也略有差异。黄牛皮乳突平缓,部位之间略有差异,但都低于猪皮、水牛皮及耗牛皮。由于黄牛皮毛细,直径仅为0.010.015毫米的绒毛
5、又占针绒毛总数的90%左右,且乳突平缓,故粒面平细。2 .部位差较小部位之间的差别包括部位之间的厚度差别和胶原纤维编织紧密度的差别两个方面。观察结果表明:在臀、腹、颈部位中,以臀部为最厚,腹部最薄,颈部厚度介于二者之间,臀部厚度为腹部厚度的2倍左右,(见表7-1和表7-2)。在胶原纤维编织紧密度的差别方面,以臀部最为紧密,织角较高,腹部疏松些,织角较低,颈部介于二者之间。尽管三个部位之间表7-2黄牛皮张厚度和部位差(单位:毫米)在厚度及胶原纤维编织紧密度方面均有差别,但差别不大,生产控制得当,还可减轻其差别。3 .乳头层厚度比例小但网状层所占比例大就同一部位而言,乳头层上层(即脂腺以上)的胶原
6、纤维纫小而编织致密,多呈水平走向;乳头层下层,即脂腺以下,网状层以上,胶原纤维逐渐变粗,编织不及脂腺以上紧密,织角逐渐增大;至网状层胶原纤维最粗壮,织角最高,但编织不及乳头层紧密;网状层下层胶原纤维又变细,编织较疏松,织角较低,乳头层胶原纤维编织虽较紧密,但由于该层含有大量毛囊、汗腺、脂腺等非纤维成分,胶原纤维数量相对来说较少,且细小,而网状层则基本上由粗壮的胶原纤维编织而成,非纤维成分极少,故强度较高,也就是说,成革强度的高低,主要是由网状层决定的,网状层厚度占真皮层厚度的比例大,成革强度高;网状层占的比例小,强度则较低,黄牛皮三个主要部位乳头层厚度占真皮层厚度的百分比分别为臀部和腹部占20
7、%30%,颈部15%20%。可见黄牛皮网状层占真皮层厚度的比例大(见表7-3),故成革强度较高。表7-3黄牛真皮层及乳头层、网状层厚度脂肪组织包括游离脂肪细胞及脂腺。4 .脂肪组织不发达研究结果表明,黄牛皮的脂肪组织不发达。臀、腹、颈三部位的胶原纤维中均无游离脂肪细胞存在。仅在每根针毛及绒毛毛囊旁有脂腺分布。针毛脂腺呈八字型,长于毛囊的一侧;绒毛脂腺较针毛脂腺发达,呈八字型或半圆型包围毛囊,绒毛脂腺最大处较绒毛毛囊大57倍,但由于绒毛细,毛囊也较小,而绒毛脂腺长入皮内又不深,一般在粒面下0.250.40毫米处,故脂腺中的油脂在生产过程中是容易除去的。就臀、腹、颈三部位而言,颈部脂腺略大于腹部和
8、臀部,长入皮内也较深些。处理得当,不会影响产品质量。5 .汗腺和血管发达黄牛皮的汗腺发达。每根针毛和绒毛都有汗腺。汗腺分为两部分,上为导管部,细长、平行于毛囊生长;下为分泌部,粗大、呈弯管状。针毛汗腺分泌部长在毛囊旁中段一侧,绒毛汗腺分泌部长在毛囊底部一侧,即都长在乳头层与网状层交界处,而黄牛皮针、绒毛数量较多,故毛囊和汗腺数量也较多,它们占据了较大的空间,致使这一区域内胶原纤维较少。加之编织又较疏松,形成真皮层中一薄弱区域,故黄牛皮较易产生松面现象。黄牛皮的血管较发达,分布较广,主要分布在乳头层、乳头层与网状层交界处及网状层与皮下组织交界处和皮下组织层中。在乳头层与网状层交界处血管较多,有的
9、血管甚至交织成网;网状层中血管较少;网状层与皮下组织层交界处及皮下组织层中血管较多,较粗。黄牛皮的血管不及水牛皮发达。一般不会出现“血筋”。6 .肌肉组织发达黄牛皮针、绒毛都有竖毛肌。针毛的竖毛肌较发达,有的还有分枝;绒毛的竖毛肌要细些、短些。针、绒毛的竖毛肌都长在毛囊旁,脂腺、汗腺同一侧,下端与毛囊下段相联,上端伸向粒面附近,就臀、腹、颈三部位而言,竖毛肌发达程度无明显差异,在生产过程中竖毛肌是除不去的,但随着加工处理程度轻重的不同,粗的肌纤维要分散为细的肌纤维,如鞋面革处理较轻,肌纤维仅略有分散,服装革处理较重,肌纤维则分散为较细的肌纤维。7 .弹性纤维差异小黄牛皮的弹性纤维主要分布在乳头
10、层和皮下组织中,网状层中弹性纤维极少。乳头层上层,近粒面处弹性纤维较多、较细,呈树枝状;乳头层下层,近网状层处弹性纤维变少,但变粗;皮下组织层中弹性纤维较多、较粗。在毛囊、血管、脂腺、汗腺、肌肉周围弹性纤维密集。毛囊周围的弹性纤维主要是纵横两个方向分布,即沿毛囊走向和包围毛囊方向,臀、腔、颈三部位,无多大差别。弹性纤维的除去与否,对成革柔软度没有多大影响。但因其抗酸、碱、酶的能力较强,故对脱毛有一定影响。(五)水牛皮的组织构造特点1 .张幅大、毛粗短、皮面粗糙水牛皮的毛被稀疏,皮上长有三种类型的毛,即粗针毛(最粗)、细针毛和绒毛(最细)。粗、细针毛统称针毛,但它们在皮内长的深度不同,粗针毛数量
11、较少但长得较深,往往深入到网状层中,而细针毛和绒毛长的深度相差不大,都长在乳头层内。许多粗针毛的毛球长成钩形,所以很难从皮内脱出。毛长的深度随皮的部位不同而不相同,以颈部最深,其次为臀部、腹部最浅。水牛皮上的三种毛都比相应的黄牛皮上的毛粗大。水牛皮毛的密度也远比黄牛皮小,以臀部为例,黄牛皮针、绒毛总数约为1424根/厘米2,而水牛皮则为139根/厘米2。水牛皮的绒毛约占毛总数的60%80%,它们对粒面的粗糙度无影响。水牛皮毛的密度也随部位而异,以颈部最密,臀部次之,腹部最稀。水牛皮的毛在皮面呈不规则的点状排列,无论针毛或绒毛在皮内彼此独立存在,并各有一套附属组织,如汗腺、脂腺、竖毛肌等。臀部针
12、毛长得直竖,腹部较倾斜,它的毛根几乎与皮面平行,颈部介于二者之间。在表皮层的下面是乳头层,这层的最上部即紧邻表皮层处,长出许多高大的乳头凸入表皮层中(称之为高度乳头化),这是高度乳面粗糙的主要原因。所以当表皮层除去后,皮的表面便显露出很多凸粒。此外,水牛皮还长有许多较深的皱纹,这些皱纹使得皮面更加粗糙,是水牛皮粒面粗糙的另一个主要原因。水牛皮粒面上高大的乳突和深皱纹构成了水牛革的表现一一种独特的花纹,颇受人们的喜爱。2 .脂肪、汗腺和血管组织(1)脂肪组织包括脂腺和游离脂肪细胞。中国水牛皮除皮下组织层有些脂肪细胞,和在网状层中仅在较大的血管旁有极少数的脂肪细胞外,在乳头层和网状层的胶原纤维束之
13、间无游离脂肪细胞存在。在杂交水牛皮的网状层纤维束中间则可观察到少量的游离脂肪细胞,可见杂交水牛皮内的油脂含量有所增加。但是水牛皮的脂腺却较发达,每根针毛毛囊旁长有一对较大的呈八字形排列的脂腺。绒毛的脂腺也较发达,有的几乎把整个毛囊包围住。其脂腺最大处截面积约为毛襄截面大小的810倍。水牛皮的脂胛长得比较浅,如臀部细针毛和绒毛的脂腺长在皮面下约0.30.4毫米处,粗针毛的脂腺长得深些,约在皮面下0.40.5毫米处。颈部的脂腺长得更深,约在皮面下0.40.7毫米处,腹部脂腺的深度则介于二者之间。杂交水牛皮由于表皮变厚,颈部脂腺深达皮内0.916毫米区域内。脂腺长的深度与脱毛、浸灰关系甚大,因为只有
14、化学药品透到脂腺生长区域和有足够的作用时间,才能破坏这些脂腺,除去其中所含油脂。一般情况下,水牛皮内长得较深的脂腺是很难破坏除净的。(2)汗腺水牛皮的每根毛囊旁都有一条汗腺。汗腺分为两部分,上为导管,由它排除汗液,细长,平行于毛囊,开口于毛孔附近的皮面;下为分泌部,汗液由此分泌出来,较粗大呈弯管状。我国水牛皮的汗腺则远不及印度河流型水牛皮的汗腺那样发达。细针毛和绒毛的汗腺长在毛根的底部,而粗针毛的汗腺则长在毛根的中部,但它们均长在网状层与乳头层交界处,由于水牛皮毛稀少,汗腺数量随之也较少,加上汗腺不发达,故它们在交界处占的空间甚小,相应交界处的胶原纤维束数量比较多乳头层和网状层结合牢圆,交界处
15、不存在薄弱区,这对我国水牛皮制造轻革基为有利,与汗腺十分发达的印度河流型水牛皮相比,我国水牛皮更适合制造轻革,成革不易松面,强度也较高。(3)血管组织水牛皮的血管组织非常发达,除表皮层外,大小血管分布在真皮层和皮下组织层中。毛细血管(微血管)主要集中在乳头层,不但数量多且组成和密的网络。水牛皮微血管的特点是它由较厚的内外层构成,外层主要由胶原纤维组成,内层则由表皮成分组成;在生产过程中外层是除不掉的,只能使之松软变形,内层则要尽量破坏除净,否则成革粒面发硬可能要影响柔软度。网状层中较粗大的血管,主要由非横纹肌、胶原纤维和弹性纤维组成。加工时亦应注意使其松软变形。这众多的大大小小血管,使得水牛皮
16、成革肉面“血筋”甚多。3 .乳头层与网状层的差异和皮的部位差水牛皮真皮层中的乳头层和网状层在组织构造上差别相当大。在厚度上乳头层比较薄,网状层则特别厚,以臀部为例,乳头层约占全皮厚度的4%12%,网状层则占80%以上。在构造上,除了许多非纤维组织,如毛根,毛销、汗腺、肌肉、脂腺等都长在乳头层外,乳头层的纤维束细小,但编织非常紧密,无一定织型,此层纤维束愈近粒面愈纤细。腹部的乳头层最厚,臀部最薄,颈、脊部则介于前二者之间。水牛皮的粒面主要由一层厚约0.01毫米极为纤细的胶原纤维束致密编织面成,这层纤维若被破坏,成革粒面便会失去光泽,甚至展出皮内纤维。网状层几乎全由胶原纤维组成,纤维束粗大,但编织疏松。纤维束的主要走向为“头尾走向”,在纵切片中看到许多被切断的纵向纤维束,而未被切断的横向纤维束较少。这也是沼泽型水牛皮的特点之一。在生产过程中机械作用大时,水牛皮皮形易变长,也易