تعریف چرم سازی یا دباغی پوست فرآیند فیزیکی شیمیایی است که بر اثر اعمال فیزیکی و تأثیرات مواد شیمیایی و یا گیاهی پوست خام فاسدشدنی به کارایی فاسد نشدنی و با ارزش و قابل استفاده برای انسان بنام چرم تبدیل می شود.
مراحل چرم سازی
به طورکلی پوست خام پس از طی مراحل زیر به چرم تبدیل می شود.
۱- مرحله خیساندن و شستشو
خیساندن پوست در حوضچه هایی که دارای پره
جهت جابجایی پوست ها است و یا در بالابان (درام) انجام می شود . پوست های
نمک سود شده را در این مکان ها قرار داده، آب سرد روی آن ها جریان می دهند.
به این ترتیب نمک در آب حل شده، غلظت نمک در فضای بین الیاف پوست کم می
شود .حذف نمک از بین الیاف پوست، فشار اسمزی آب را داخل الیاف بالابرده و
پوست دوباره آب دار می شود. ضمن اینکه پوست آب را به خود می گیرد ، پروتئین
های کروی نیز از الیاف کلاژن خارج می شوند. پروتئین های کروی جداشده شامل
آلبومین خون و پروتئین های دیگر محلول در آب است که باکم شدن نمک با آب
شسته شده و از پوست خارج می شود. بدیهی است ماندن این پروتئین ها میان
الیاف پوست از کیفیت چرم ساخته شده می کاهد.
برای تهیه چرم مرغوب باید در مرحله خیساندن به نکات زیر توجه کرد:
– استفاده از مواد ضد باکتری جهت جلوگیری از احتمال رشد مجدد باکتری ها که
می تواند به کارگران صدمه برساند یا موجب انتشار و سرایت بیماری شود و یا
به سه بخش سطحی پوست صدمه بزند که معمولاً از ترکیب های آروماتیک کلردار
استفاده می شود.
– توجه به دمای آب خیساندن ، در صورتی که دما بالا باشد موجب فعالیت باکتری
ها و اثر تخریبی آن بر پوست می شود هرچند که بالا بردن دمای آب عمل
خیساندن را سرعت می بخشد ولی بالا بردن بیش ازحد دما موجب پایین آوردن
کیفیت چرم حاصل و ناهمواری الیاف و رگه رگه شدن چرم می شود.
– به کار بردن مواد افزودنی مثل سولفید سدیم (S2Na) یا تترا سولفید سدیم
(S2Na به آب مصرفی که با تأثیر بر کراتینی مو، موجب سست شدن ریشه مو می
شود).
– زمان خیساندن که حداقل ۴۸ ساعت است. که پس ازاین مدت پوست ها را شستشو می دهند.
نتیجه فرآیند خیساندن و شستشوی پوست عبارت است از:
– پوست از خون و آلودگی ها پاک می شود.
– پروتئین های محلول در آب (کروی) از پوست جدا می شوند.
– مواد شیمیایی به کاررفته به منظور نگهداری و گندزدایی پوست از آن جدا می شود.
– در اثر خیساندن پوست ها با جذب آب کافی به حالت طبیعی خود برمی گردند و دباغی بر روی آن ها به آسانی انجام می گیرد.
۲- آهک دهی
عمل آهک دهی برای سست کردن ریشه مو ، بالا بردن PH و از بین بردن یا کمک به از بین بردن در مراحل بعدی پروتئین های زائد و چربی های موجود در پوست است. آهک آبدیده (Ca(OH)2) هرچند که انحلال پذیری کمی در آب دارد می تواند PH محلول را تا۱۲/۵ افزایش دهد. آهک آبدیده سبب آبکافت (Fibrous Structure) پروتئین ها و تجزیه تدریجی ساختار آن ها می شود. تأثیر آهک آبدیده بر روی سه نوع پروتئین اصل موجود در پوست متفاوت است. انحلال پذیری پروتئین های کروی زیاد است. کلاژن نیز تنها در مجاورت اسیدها و بازهای قوی و در مدت نسبتا زیادی حل می شود. این محیط بدون اینکه به کلاژن پوست و درنتیجه به کیفیت چرم آسیبی وارد کند موجب شکسته شدن مولکول های کراتینی مو و حل شدن آن ها می شود و ریشه مو را به حد مطلوبی سست می کند. این محیط با تأثیر بر روی مولکول های پروتئین های آلاستین آن را آماده حذف کامل در مرحله آنزیم دهی می نماید و پروتئین های کروی را کاملاً از بین می برد.
۳- لش زدایی (Fleshing)
لش گیری برای حذف تمامی بافت های غیرضروری پوست که در سطح درونی و بدون موی پوست وجود دارد پس از مرحله آهک دهی انجام می گیرد. پس ازاینکه پوست کاملاً پس از جذب آب نرم شد زایده های چسبیده به قسمت گوشتی که به هنگام جدا کردن پوست از لاشه رویان باقی می ماند به همراه بافت های زائد دیگر توسط دستگاهی بنام لش بر از پوست جدا می شود. این عمل باعث می شود که مواد شیمیایی که در مرحله بعدی به پوست داده می شود به طور یکنواخت و به خوبی داخل پوست نفوذ کند و موجب بالا بردن کیفیت محصول شود.
۴- موگیری :
موگیری پوست های بز و گوسفند با مالیدن
محلولی از آهک و سولفید سدیم به قسمت لش پوست انجام می گیرد و پوست ها پس
از مالیدن محلول بطوریکه سمت لش به طرف داخل باشد در محلی نگه داری می
کنند. در این مرحله پوست های تخمیر شده بایستی به مدت یک شب به همان حالت
باقی بمانند پس از طی این مدت مو به راحتی از پوست توسط دستگاه یا کارگر
جدا می شود. برای اینکه مو گیری در زمان کمتری انجام شود می توان از سولفور
سدیم به تنهایی استفاده کرد. با آمیختن مناسب در متیل آمین، آهک، کربنات
سدیم وسولفیدات سدیم نیز می توان در مورد پوست های تازه و نمک سود شده که
نتیجه خوبی دارد استفاده کرد.
برای موگیری پوست های سنگین (گاو،گوساله و گاومیش و…) روش موزدایی همراه با
تجزیه ساختار مو به کار گرفته می شود که در این روش پوست ها را حداقل
بالابان (درام) قرار می دهند وسولفید سدیم وسولفیدات سدیم به اندازه مناسب
به آب داخل بالابان اضافه می کنند و به این طریق موزدایی انجام می شود.
۵- آهک گیری
به منظور حذف آهک اضافی و تنظیم PH برای مرحله آنزیم دهی باید هیدروکسید کلسیم Ca(OH)2 جذب شده در پوست را از آن خارج کرد و PH پوست را پایین آورد. برای پایین آوردن PH مقدار اسید ضروری است مثل اسید هیدروکلریک باید توجه داشت که بین مقدار مواد مصرفی تعادل برقرار باشد تا آهک به صورت محلول درآورده و به آسانی از پوست خارج شود. آهم و مواد دیگر همراه پوست را می توان به روش شستشو با آبیا اسید و سولفات آمونیم کاملاً از سطح پوست خارج نمود:
H2O + CaCl2 = HCl2 + Ca(OH)2
H2O + NH3 + CaSO4 = (NH4)2SO4 + Ca(OH)2
هیدروکسید کلسیم در سولفات آمونیم به خوبی
حل می شود و چون PH در چنین محیطی بین ۷ تا ۸ خواهد بود لذا در این PH
هیدروکسید کلسیم انحلال پذیری زیادی دارد و در این شرایط آهک به تدریج از
پوست خارج می شود. برای آهک زدایی بیشتر می توان از اسید هیدروکلریک
استفاده کرد. برای تنظیم PH پوست هایی که با مواد گیاهی دباغی خواهند شد از
اسیدلاکتیک استفاده می کنند. جهت از بین بردن مواد زائد و سولفید سدیم جذب
شده پوست ها باید با جریان آب حداقل یک ساعت شستشو داده شوند و بعدازاینکه
نتیجه کار با شناساگر فنول فتالئین مشخص شد مرحله آنزیم دهی شروع می
شود در مرحله آنزیم دهی مواد زائد پوست تجزیه و پوست آماده دباغی می شود .
موادی که در این مرحله از پوست جدا می شوند عبارت اند از: پروتئین های غیر
کلاژنی- لایه بیرونی پوست- مو و لکه های موجود بر سطح پوست- فولیکول مو و
منفذهای پوست که باید کاملاً از بین بروند برای تهیه چرم مرغوب و نرم،
الیاف پروتئینی که در برابر مواد شیمیایی مقاوم هستند در مرحله آنزیم دهی
از پوست جدا می شوند.
۶- آنزیم دهی ( باتینگ) :
بعدازاینکه نتیجه کار با شناسه گر فنل فتالئین مشخص شد( pH نزدیک به خنثی) مرحله آنزیم
دهی شروع می شود در مرحله آنزیم دهی مواد
زائد پوست تجزیه و پوست آماده دباغی می شود. موادی که در این مرحله از پوست
جدا می شوند عبارت اند از: پروتئین های غیر کلاژنی- لایه بیرونی پوست- مو و
لکه های موجود بر سطح پوست – فولیکول مو و منفذهای پوست که باید کاملاً از
بین بروند. برای تهیه چرم مرغوب و نرم، الیاف پروتئینی که در برابر مواد
شیمیایی مقاوم هستند در مرحله آنزیم دهی از پوست جدا می شوند . حذف آلاینده
ها در این بخش به مانند دیلامینگ است .
۷- چربی گیری
پوست هر نوع حیوانی ضمن دارا بودن پروتئین، دارای مقادیر غیرقابل چشم پوشی از لیپیدها است .لیپیدها
واژه ای عمومی برای گروه موادی همچون چربی ها، اسیدهای چرب و واکس ها است.لیپیدها در کلیه مناطق پوست به صورت غیریکنواخت پخش شده و در بعضی نقاط به صورت متراکم تر یافت می شوند.از روش های چربی گیری پوست به سالامبور سازی می توان اشاره داشت که در این فرایند پوست خام با محلولی از یک درصد اسیدسولفوریک به همراه ده درصد نمک تبدیل به سالامبورمی شود که درواقع پوستی است که فاقد چربی است . چربی های محلول در اسید و پساب اسیدی به همراه نمک از آلاینده ها در این مرحله است .
۸- دباغی کرومی
اسید فرمیک- کربنات سدیم و نمک دیگر مواد شیمیایی هستند که مورداستفاده قرار می گیرند در فرآیند دباغی بانمک های کروم، این نمک ها با الیاف پوست واکنش می دهد و پایداری بسیار زیادی به الیاف پوست می بخشد که آن را در برابر دمای بالا و حمله باکتری ها مقاوم می سازد. چرمی که با این روش ساخته می شود، بسیاری از ویژگی های مطلوب را ندارد، و پس از مرحله های دباغی مجدد که با کروم یا مواد گیاهی انجام می شود و روغن دهی و رنگ آمیزی پوست به چرم مطلوب تبدیل می شود.
۹-دباغی(تانینگ)
از طریق دباغی پوست خام تبدیل به چرم می
شود که در این حالت پوست و یا سالامبور قابل فساد به کالایی با عمری طولانی
و فسادناپذیر تبدیل می شود .
دباغی بسته به مواد مصرفی به روش های مختلفی انجام می شود به مانند : دباغی
کرومی ،دباغی آلومینیومی، دباغی گیاهی دباغی روغنی، دباغی فرمالدیدی و
گلوتارآلدیدی دباغی آهنی و زیرکونیومی ، تیتانیومی
و دباغی ترکیبی ولی معمول ترین نوع دباغی در ایران، دباغی کرومی است . به طورکلی مواد مورداستفاده در فرآیند دباغی به سه دسته تقسیم می شوند : دباغی با مواد معدنی ، دباغی با مواد صنعتی و دباغی با مواد گیاهی .
الف) دباغی با مواد گیاهی: در این روش از قسمت های مختلف گیاه یعنی پوست، تنه، برگ، شاخه، میوه و ریشه گیاهانی مانند : صنوبر، کاج، بلوط، فندق، کا وچو، سماق و … می توان مواد دباغی تهیه کرد. برای تهیه عصاره یا جوهر دباغی، مواد مذکور را با روش های ویژه در آب می خیسانند که در این عمل مواد جامد و مواد محلول برای دباغی به دست می آید. با توجه به استفاده از مواد دباغی با پایه گیاهی و طبیعی در این روش ( اگرچه بهره وری در آن قابل مقایسه با سایر روش ها نیست ) و نیز نگاه زیست محیطی و پایدار به صنعت ، این نوع دباغی در راستا و هماهنگ با پایداری و تعادل در محیط زیست بوده و دارای کمترین آلاینده است.
ب) دباغی با مواد صنعتی : دباغی
با استفاده از رزین های فرم آل دهید و مواد سنتزی که امروزه جایگزین مواد
دباغی طبیعی شده اند، خود به چهار دسته تقسیم می شوند: سینتان آلیفاتیک: که
از سولفو کلرید پارافین ها و دی ایز و بیانات تهیه می شود.
سینتان متروسیکلیکی: که از ملامین ساخته می شود.
سینتان آروماتیک: که از سینتان با گروه فنلی و تهیه می شود.
سینتان کایتونیک: که از ترکیبات فنلی چندعاملی با آلدئیدها و آمین ها تهیه می شود.
ورود و ترکیب باقی مانده مواد سنتزی مورداستفاده در این روش به طبیعت ( آب ،
خاک و هوا ) به شدت آلاینده بوده و بایستی قبل از رها شدن در محیط زیست
پالایش ، خنثی و کم خطر بشوند .
ج) دباغی با مواد معدنی (کروم) : مصرف مواد معدنی در مرحله دباغی امروزه بسیار مرسوم است چراکه بیز چرم های سراجی و زیره ،مصرف مواد معدنی خصوصاً کروم در مرحله دباغی کلیه چرم ها نتیجه بسیار مطلوبی دارد. برای تهیه مواد دباغی با کروم از سنگ معدن کرومیت متشکل از (۸۳۱ اکسید کروم ) (III و ۸۰۰ اکسید آهن II )استفاده می شود که در عملیات دباغی سولفات کروم آن تهیه می شود . کروم موجود از نوع سه ظرفیتی بوده که از انحلال اکسید کروم در اسیدسولفوریک به دست می آید . جذب املاح کروم در پوست باعث رنگ آبی روشن آن پس از عملیات دباغی می شود . در این مرحله پوست تبدیل به وت بلو می شود . چرم حاصل از دباغی کرومی، نرم تر و سبک تر و الاستیک تر از سایر انواع چرم است علاوه بر این دارای پایداری بهتری در مقابل حرارت بوده و رنگ آمیزی و روغن دهی آن ساده تر است همچنین دوام پوست دباغی شده بانمک کروم حدود سه برابر دوام پوست دباغی شده با مواد گیاهی است به دلیل مزایای فوق، انجام عملیات دباغی با استفاده از مواد معدنی و خصوصاً کروم گسترده تر و مرسوم تر از سایر مواد و روش ها است. استفاده از نمک های کروم سه ظرفیتی باعث ایجاد پساب آبی رنگی می گردد و رنگ از آلاینده های محیط زیست خصوصاً منابع آبی بوده که پس از دفع به محیط و تبدیل آن به کروم شش ظرفیتی، ازنظر زیست محیطی مخاطرات فراوانی برای انسان و محیط زیست ایجاد می نماید. پساب حاصل از عملیات دباغی با مواد معدنی علاوه بر رنگی بودن دارای فلزات سنگین بوده گازهای متصاعد از آن بوی بسیار ناخوشایند و آزاردهنده ای ( به علت استفاده ازکرم به مقدار بسیار زیاد ) دارد . توقف دباغی با میزان کروم بالا باعث کم شدن بوی بد پساب می شود ، همچنین پساب حاصله با توجه به BOD (اکسیژن موردنیاز زیستی )و COD (اکسیژن موردنیاز شیمیایی ) بسیار بالا ، قبل از رها شدن در محیط ، بایستی در تصفیه خانه کارخانه پالایش و رنگ زدایی شود و لجن حاصل از تصفیه به مخازن هضم لجن سپرده شود .
د) دباغی مجدد( ریتانینگ ): پس از تهیه وت بلوها و هنگام نگهداری آن ها در انبار کروم های نفوذ کرده به بدنه پوست با الیاف واکنش نشان می دهد که در طی این واکنش های شیمیایی که بین املاح کروم و کربوکسیل اسیدهای آمینه صورت می گیرد محیط اسیدی (اسیدسولفوریک) شده و باعث کاهش pH وت بلوها می گردد . برای خنثی سازی و حذف اسیدهای محیط از بی کربنات آمونیم و یا فرمیات سدیم و کلسیم استفاده می شود که به این عمل ریتانینگ گفته می شود که موجب نرمی ، استحکام و کشش موردنیاز چرم نیز می شود در طی انجام این مرحله وت بلو به کراست تبدیل می شود .
فعالیت های تکمیلی
برش زدن و جور کردن: چرم دباغی شده را بعد از آبگیری آن را برش داده و سپس با توجه به جنس و کیفیت چرم دسته بندی می شود .
روغن دهی و براق کردن: با استفاده از روغن های گیاهی ، حیوانی و یا معدنی سطوح مختلف چرم را با لایه ای نازک از روغن آغشته کرده و سپس آن را به منظور خوش نما کردن و افزایش دوام چرم ، به روش های مختلف با استفاده از براق کننده های مختلف (رزینی ، پروتئینی و نیترو سلولزی) براق می کنند.
رنگ آمیزی : مواد رنگی که از آن ها برای رنگ آمیزی چرم ها استفاده می شود، دودسته اند: مواد رنگی معدنی غیر محلول در آب مانند اکسید روی ، کرومات سرب و غیره که قدرت پوشش زیادی دارند. مواد رنگی آلی محلول در آب مانند رنگ های آنیلی ، آنیونی و مواد رنگی نیتروژن دار ، دی فنیل آهن و غیره. این رنگ ها را بر اساس نفوذ در الیاف چرم ، به سه دسته کاتیونی ، آنیونی و مواد رنگی غیرقابل حل در آب تقسیم می کنند. برای جلوگیری از سفت وسخت شدن چرم پس از رنگ آمیزی ، باید به آن روغن زد تا بدین طریق خواص مطلوب در آن ایجاد شود. با توجه به استفاده از براق کننده ها و رنگ های مختلف به خصوص رنگ های و واکس های صنعتی ، پس ماند این مواد و همچنین مواد زائد باقی مانده از برش های چرم ، بایستی به طرق مختلف بهداشتی از محیط جمع آوری و دفع گردد .
به طورکلی مواد شیمیایی مصرفی در فرآیند دباغی به سه دسته تقسیم می شوند:
۱- مواد معدنی نمک های کروم، آلومینیوم
۲- مواد گیاهی عصاره گیاهانی مانند: بلوط، انار
۳- مواد صنعتی رزین های فرم آل دهید
