探究皮革发霉霉变的根本原因以及预防措施

郑德银

探究皮革发霉霉变的根本原因以及预防措施

霉菌是一种丝状真菌的通俗名称,可理解为“发霉的真菌”,一般是指那些菌丝体比较发达又不产生大型子实体的真菌,霉菌往往会在黑暗潮湿的环境下大量生长繁殖,然后长出肉眼可见的丝状、绒毛状或蜘蛛网的菌丝体,有较强的附着性,在自然的条件下常引起皮革面料的霉变.

研究分析,导致鞋类产品发霉的主要原因主要有以下几点:

1.新材料的应用,如含优质较重的材料或水性涂饰剂推广应用,为一些真菌.霉菌的滋生提供了温床.

2.欧盟严格限制使用杀虫剂、防腐剂等重金属化工助剂,使皮革产品内产生大量细菌、霉菌得以存活.

3.仓储或海上运输温湿度太大,形成“集装箱雨”增加产品受潮、霉变的风险.

皮革霉变的原因主要有以下3方面的原因:

1.皮革含有霉菌生长的营养源,总所周知,皮革是天然高分子化合物的产物,其主要成分为胶原蛋白和脂肪,在皮革的加工工艺中加入了大量的动植物油脂、无机盐和矿物质.这些都市霉菌生长所需环境;

2.空气中的霉菌孢子无处不在.这些霉菌孢子随风而飘,落在哪里哪里就会发生大范围的发霉现象.一旦他们落在皮革上,因皮革含有丰富的有机物和脂肪,霉菌极易生长繁殖;

3.皮革加工过程和仓储运输条件,有利于霉菌的生长和繁殖.霉菌的生长温度、湿度、酸碱度范围广.霉菌最适宜的温度为25~35℃,相对湿度高于75%.PH值大概为1.5~11之间.而在皮革加工的过程中,如浸酸、鞣制、复鞣和涂饰等都处在弱酸性的环境下.而且皮革的多孔结构以及吸湿性比较强,含水率比较高(成品皮革的含水率一般在14%~18%).因此特别容易霉变.

而在我国南方天气炎热、空气湿度大的大环境.皮革制品极易长霉,在北方亦同样有霉变的可能.仓储过程中闷热和潮湿的环境也为皮革的霉变提供了有利环境.通常霉菌在皮革加工过程以下几个阶段中生长:浸酸皮;铬鞣蓝湿革;染色革坯;皮革成品.

根据霉变机理,霉菌对皮革内的一些营养物质,如碳水化合物、蛋白质、脂肪及其它有机化合物作用,同时分泌相应的酶,如纤维素酶、淀粉酶、脱脂酶等,把较大分子物质分解为可溶性的小分子,如葡萄糖、氨基酸等,再通过细胞膜的吸收、传递,并经过一系列的合成代谢,转变为自身所需的各种生命物质.于是皮革内的营养物质在不断被分解的同时,霉菌不断增长繁殖,随着霉菌数量的增大,进一步加速了皮革的霉变.同时,霉菌生长过程中分解营养物质而生成的“废物”,或者是代谢活动中的分泌产物,如色素,可能会对皮革产生再侵袭,影响或破坏皮革的质量.最后,在霉菌大量繁殖时,由于菌体本身的聚集和堆积,形成的异物会造成纤维间隙的通道堵塞.

霉菌对皮革质量的影响主要表现在:皮革上色素的沉积,即色斑;染色、涂饰的不均匀性;油霜的形成;浸酸皮上的某些霉菌对皮纤维有降解的作用;对皮革物理机械性能,特别是强度的破坏.一般来说,革表面轻度霉斑的菌苔可以擦去,仅影响皮革的外观,使皮革的粒面失去光泽;而严重的霉斑有可能使皮革粒面霉变、脆裂,不仅影响皮革的外观,而且显着降低皮革的物理机械性能,严重影响皮革的销售和使用性能.

皮革上霉菌的种类,随皮革的种类和所处的气候及环境条件的不同也有所不同.皮革的加工工艺,大体上分为植鞣和铬鞣两大类.

植鞣皮革一般是硬革,以栲胶为原料,并有加脂工序,这种皮革较易生霉.另一种是铬鞣,即以铬酸为主要原料鞣制的皮革,一般是软革,这种皮革不易生霉,但不论是植鞣革还是铬鞣革,在最后喷光涂饰时,都要用涂饰剂.这种涂饰剂的主要成分为乳酪素.乳酪素是奶干缩物,在一定的条件下,可以成为微生物滋长的营养素,因此不论是硬革、软革都易生霉.以皮鞋店橱窗里陈列的皮鞋样品为例,时间久了,特别到了黄霉季节,鞋面上便会出现霉斑,这不仅有损于外观,且影响了皮革质量,使得皮面龟裂和毛糙.家里存放的皮鞋,如果在温度、湿度适宜时,也会长霉,是人们一直感到烦恼的事情.

合成革霉变原因分析聚氨酯合成革在制成成品穿用时间不久,甚至在制作过程中(半个月之内),革表面就出现微小裂纹,以致无法穿用而失去使用价值,究其原因,从合成革实际使用情况看,其生霉的最主要原因还是放置条件和使用方法不当,如将合成革放在潮湿的有霉味库房内,以及在加工使用合成革时,其背面往往贴衬布,有的还比较厚,短时间内没有完全干透,即进入下一道工序,这种情况,十天半月之内,合成革半成品和成品就会因长霉而发生龟裂.

此外,聚氨酯合成革的主要成分是聚酰胺纤维和聚氨酯树脂.聚酰胺纤维又称耐纶,是合成纤维,性质比较稳定,一般不受微生物的影响,而聚氨酯树脂特别是聚酯型聚氨酯树脂的防霉性能较差.

引起合成革霉变的外因是环境条件,即水分、湿度和微生物等,而内因则是高分子材料的材质成分,聚酯型聚氨酯是由聚酯与二异氰酸酯反应,经二元醇等扩链剂扩链生成聚氨酯,该种聚氨酯易水解.但即使在一定条件和温度下处理后,聚氨酯材料仍可以保持其大部分耐折牢度.因此,短期内发生龟裂不是聚氨酯湿热水解的缘故,而是因为微生物分泌酶的代谢产物损害了合成革表面,如微生物分泌的酯酶就可以催化酯类水解.

聚氨酯合成革水解的另一个原因是在调配聚氨酯溶液时,加入包括了硬脂酸甲酯、纤维素粉、炭黑、钛白粉等助剂,在生产工艺中,还加入脂肪酸类油剂,这些添加剂也可以受到霉菌的侵害,为霉菌利用和分解,导致合成革表面出现损害.

由于皮革面料加工环节繁多,所用化工材料多达数十种,因此皮革发霉一直是令制革厂家头痛的问题.随着皮革制品使用范围的日益广泛,我国皮鞋产量和皮革出口量的逐年增加,消除皮革霉变的问题就越显突出,因此,以下主要介绍皮革面料霉变的防治措施.制革生产环节中的防治措施皮革防霉的基本原理就是在皮革内外造成一种不适合霉菌生长繁殖的环境,具体措施主要有以下几种:

清除营养物质通过清除在制革过程中,残留在皮革内部和表面的糖、蛋白质、脂肪等霉菌的营养源,以除去霉菌在皮革上繁殖的基础.

控制环境条件例如,净化空气以减少霉菌孢子数;降低环境的温度和湿度,并提高皮革的干燥度;加除氧剂以减少氧的含量,抑制霉菌生长.

熏蒸法将皮革制品密封包装好后施放环氧乙烷,使其渗透入皮革内而达到灭菌的目的.该法可以使包装好的皮革制品在一个相当长的时间内不发生霉变,从而保证了产品能安全的到达目的地.但是,采用该方法要有较高的安全防护措施,工艺条件比较复杂,成本高,严重污染空气,现在已经很少采用.

辐射防霉法利用60Co—γ射线的穿透杀伤力,来杀灭皮革内部的全部真菌孢子,从而杜绝了皮革生霉的内部因素.对皮革制品的防霉,该方法的效果很好,但需要专门的设备,一次性投资成本较大,而且,为保证绝对的环境安全,辐射场最好建在人口较稀疏的地区,导致该方法很难推广普及.

使用防霉剂这是皮革防霉的主要方法,其作用机理主要有3个方面:抑制蛋白质的合成,使菌体凝固;抑制真菌麦角甾醇的合成,使霉菌失活;使代谢机能受阻,抑制产孢或孢子萌发.

艾浩尔防霉研究分析:防止皮革霉变的方法很多,但最有效和最主要的方法还是添加防霉剂.用于皮革防霉的防霉剂产品种类繁多,

大多数制革厂使用的防霉剂也是有效的,但一般都会对人类、动物、环境等带来不同程度的影响或危害,而且多数产品价格昂贵,使用成本高,目前还不存在没有缺点的防霉剂,且随着环保法规的日益严格,许多现在还广泛使用的皮革防霉剂(如DMF等),将受到越来越多的限制.由于各种原因,我国出口的皮鞋在一定程度上被限制使用防霉剂,而短时间内没有可行的适合于长途运输的防霉办法,是皮鞋在运输途中或运抵目的地后发现鞋长霉菌的现象.

任何的细菌生长都需要4个基本条件营养源为水分、无机盐类、蛋白胨和糖,合适的温度、湿度,可附着的表面(空气中的微粒,皮肤,皮革,织物表面).霉菌特别喜欢阴暗潮湿的环境以及皮革、纤维材料凹凸不平的表面.因此,抑制皮革表面及内部霉菌生长的首要任务就是要阻断其与外界物质交换的途径.