a. Các tính chất của colagen
Các tính chất vật lý của colagen: Colagen là vật liệu hút ẩm, trƣơng nở có giới hạn, xốp- mao dẫn. Khi làm ƣớt lớp bì khô nó trƣơng nở từ 200% trong môi trƣờng trung tính, đến 400- 1000% trong môi trƣờng axít hoặc kiềm.
Sự tác động của colagen với nƣớc:
Colagen tính hút ẩm tốt. Có hai dạng ẩm: ẩm hiđrat hóa và ẩm trƣơng nở.
Ẩm hiđrat hóa liên kết với các nhóm ion của protit –NH3+, - COO- và các nhóm khác nhờ lƣỡng cực( dipol) hoặc với các nhóm peptit và hiđroxit của protit bởi các liên kết hiđro. Ẩm hiđrat hóa chiếm 20-60% khối lƣợng protit khô. Nó đi sâu có giới hạn vào cấu trúc colagen, nó khá ổn định và rất khó bị tách khỏi colagen.
Ẩm trương nở là phần còn lại của ẩm chứa trong con da. Các nhóm phân cực của protit có khả năng làm giảm dần năng lƣợng khi hút đến 6 phân tử nƣớc, bởi vậy khi ngân con da vào nƣớc, nó cũng bị trƣơng nở. Sự trƣơng nở mạnh đặc biệt diễn ra ở trong dung dịch kiềm và axit. Ẩm trƣơng nở dễ loại bỏ khỏi da hơn ẩm hiđrat.
Sự thay đổi của colagen khi chịu tác động nhiệt:
- Colagen ở trạng thái ƣớt khi bị gia nhiệt trong nƣớc đến một nhiệt độ xác định bị biến dạng. Quá trình này gọi là sự co da, còn nhiệt độ tại thời điểm da bị co gọi là nhiệt độ co của da.
- Sự co da đƣợc xem nhƣ là hậu quả của việc phá đứt từng phần các mối liên kết ngang trong colagen, nhờ vậy các phần bị kéo căng của các mạch dễ dàng bị chuyển vào dạng co ngắn và dễ bẻ uốn hơn.
Sự thay đổi của colagen khi chịu tác động của axit và kiềm:
- Các axit và kiềm tác động với colagen theo các hƣớng sau: + Liên kết hóa học với các nhóm amin và cacboxin.
+ Làm đứt các liên kết hóa trị.
+ Phá vỡ các amin axit tạo thành amiac.
+ Phá vỡ các liên kết hóa trị ngang giữa và nội các phân tử.
+ Phá vỡ các mối liên kết trong các mạch chính có tạo thành các nhóm cacboxin và amin tự do.
-Trong môi trƣờng axit các nhóm aminno có điện tích dƣơng tạo cho protit
điện tích dƣơng.
- Trong môi trƣờng kiềm- thì ngƣợc lại.
- Do trong cấu trúc protit chỉ duy trì một loại điện tích trong môi trƣờng kiềm hoặc môi trƣờng axit, nên giữa chúng xuất hiện lực đẩy tĩnh điện, lực này làm cho nƣớc ngấm dễ hơn vào bên trong các thành phần cấu trúc và làm biến dạng chúng, đồng thời các tâm tĩnh điện của protit bị hút mạnh bởi các phân tử nƣớc phân cực- xuất hiện sự tác động ion- phân cực. Điều này cũng là nguyên nhân trƣơng nở lớp bì.
Hình 1.8. Sơ đồ tác động của colagen với các dung dịch axit và kiềm
Tác dụng của các dung dịch muối đến colagen:
- Trong dung dịch muối, theo mức độ làm ƣớt colagen chịu một loạt
thay đổi. Có 3 nhóm muối:
+ Nhóm 1 gồm có các chất, với nồng độ bất kỳ, đều gây trƣơng nở rất mạnh colagen. Điển hình là muối của bari, canxi, magiê.
+ Nhóm 2 không làm thay đổi đáng kể tính chất colagen. Ở nồng độ thấp làm trƣơng nở không đáng kể, ở nồng độ cao- làm khô (làm mất nƣớc) con da. Tiêu biểu là muối clorua natri.
+ Nhóm 3 gồm các muối chứa các ion không có tính khác biệt về sự hấp phụ, và đồng thời có khả năng tác dụng làm mất nƣớc. Đại diện là các sunfat.
b. Các tính chất của da thuộc
+ Độ bền kéo giãn: Từ 8-10 đến 30-40N/mm2 tùy thuộc vào loại da ( nguyên
liệu và sản xuất, độ ẩm v.v…).
+ Độ giãn: Dao động lớn ví dụ độ giãn với 10 N/mm2 của da làm đế giày là 5
- 10%, da thuộc crôm làm mũ giày 15-80%; độ giãn đứt đối với da cứng từ 15- 20% phụ thuộc vào nguyên liệu và sản xuất, độ ẩm.
Khả năng lơi: Quá trình chuyển dần dần từ trạng thái không cân bằng do tác động của các nguyên nhân bên ngoài về trạng thái cân bằng.
Có các dạng lơi biến dạng và lơi ứng lực:
- Biến dạng còn lại đặc trƣng cho tính dẻo của da (khả năng nhận đƣợc
hình dạng cần thiết khi sản xuất sản phẩm da); độ giãn đàn hồi - độ đàn hồi của da (khả năng duy trì hình dạng nhận đƣợc trong quá trình sử dụng).
- Lơi ứng lực có liên quan đến khả năng của da duy trì hình dạng nhận
đƣợc trong quá trình định hình.
+ Độ thông khí: Phụ thuộc vào da nguyên liệu, mức độ phân tách cấu trúc xơ của da trong quá trình sản xuất, sự lấp đầy da bởi chất thuộc, dầu mỡ và các chất làm đầy, các chất phủ mặt v.v…
Các lớp phủ mặt da làm giảm độ thông khí.
+ Độ thông hơi: Phụ thuộc vào độ thông khí và tính mao dẫn của da. Độ thông hơi của da phụ thuộc nhiều vào đặc trƣng của lớp màng phủ mặt.
Ví dụ:
Độ thông hơi của da thuộc crôm có lớp phủ mặt cazêin đạt 4-7mg/cm2
.h, phủ mặt bằng nhựa acrilic thấp hơn hai lần, phủ nitroxenllulo thấp hơn 3 lần.
+ Độ hút nƣớc: Khả năng của da hút nƣớc khi một mặt hoặc hai mặt đƣợc nhúng ( tiếp xúc) với nƣớc sau 2 hoặc 24h. Độ hút nƣớc của da rất khác nhau, sau hai giờ độ hút nƣớc của da làm đế giày đạt 50-60%, da crôm làm mũ giày đạt trên 70-80%.
+ Độ bền xé: Chỉ tiêu này khá quan trọng vì nhà sản xuất cần đánh giá đƣợc sự nguy hiểm của việc xé rách các lỗ đục, đƣờng may trên sản phẩm bằng da. Độ bền xé rách là tải trọng lớn nhất xé rách da tính bằng N hoặc N/mm.
+ Độ bền của màng trau chuốt khi chà xát mặt da là một chỉ tiêu rất quan trọng, do tất cả các da nhẹ đều bị chà xát bằng cách này hay cách khác trong quá trình sử dụng. Sự chà xát này có thể gây hƣ hỏng da hoặc làm ố bẩn các vật mà da tiếp xúc với chúng làm giảm độ bóng, làm tăng độ thấm nƣớc, giảm mỹ quan.
Giá trị các tính chất trên các vùng khác nhau của con da là khác nhau
1.3.1.4. Da thuộc làm cặp sách
Da thuộc từ trƣớc đến nay vẫn luôn đƣợc coi là loại vật liệu chế tạo các loại cặp da, túi ví, dây lƣng cao cấp và sang trọng nhất. Da thật có đặc tính mềm, dẻo dai và đặc biệt rất bền. Da có tuổi thọ gấp nhiều lần các loại vật liệu giả da khác. Da có độ thông thoáng tốt nên chúng có thể làm mát vào mùa hè và giữ ấm vào những tháng mùa đông. Da dùng làm vật liệu chế tạo cặp sách, túi, ví, dây lƣng và các vật dụng khác đƣợc trải qua một chuỗi quy trình xử lý hóa học gọi là thuộc da. Chu trình này làm mềm, làm đẹp và giúp bảo vệ da. Da thuộc có thể phân làm các loại:
Da top-grain (Hay gọi là da thuộc nguyên miếng)
Một tấm da thuộc có độ dày tùy thuộc vào tuổi, và loại động vật đƣợc lấy da để thuộc. Lớp da dày này có thể tách ra làm nhiều lớp. Da top-grain là lớp trên cùng của bộ da. Lớp trên cùng này dày khoảng 1,0 -1,5mm và cũng là phần tốt và đẹp nhất của tấm da. Da top-grain đƣợc chia làm hai loại: Da nguyên trạng (full grain) và da điều chỉnh (corrected grain). Da nguyên trạng đƣợc để giữ nguyên trạng thái tự nhiên, không điều chỉnh hạt da. Trong khi đó da điều chỉnh đƣợc tác động bề mặt để giảm các vết xƣớc, làm nổi để phát triển các hiệu ứng. Hầu hết các khách hàng ƣa chuộng da điều chỉnh vì dễ lau chùi khi có đổ nƣớc. Loại da này có lớp bảo vệ bề mặt và chống trầy xƣớc trong khi da nguyên trạng không có. Da nguyên miếng đặc tính rất bền, không bị nổ da trong quá trình sử dụng, và càng dùng da sẽ càng mềm mại hơn. Khi sử dụng nên lƣu ý tránh để bề mặt da bị ma sát nhiều, đặc biệt ở các góc túi, ví để đảm bảo độ bền đẹp của sản phẩm.
Da tách lớp và phủ (Hay gọi là “da hai lớp”)
Da tách lớp là lớp dƣới của bộ da sau khi đã lấy đi phần da trên cùng. Nó có thể đƣợc xử lý thành da lộn hoặc da tách lớp và phủ bề mặt. Da tách lớp và phủ bề mặt (coatedsplit) thƣờng cứng và kém bền hơn da top-grain. Do lớp da thật bên trong và lớp phủ nhân tạo bên ngoài có độ dãn nở khác nhau, nên trong điều kiện thời tiết nóng ẩm nhƣ ở Việt nam, da vẫn có thể bị bong tróc, gãy nếp sau một thời gian sử dụng nhất định. Độ bền của da tách lớp phụ thuộc nhiều vào chất lƣợng của
lớp phủ nhân tạo trên bề mặt da, điều này bằng mắt thƣờng rất khó đánh giá. Tuy nhiên ƣu điểm của da tách lớp và phủ bề mặt, là có thể tạo nên những tấm da có độ cứng nhất định, phù hợp để chế tác các loại túi, ví có phom cứng, rất thời trang. Điều mà da nguyên miếng rất khó làm đƣợc (vì da nguyên miếng càng dùng sẽ càng mềm, và nếu để lớp da miếng thật dày để có độ cứng cần thiết thì túi/ví lại quá nặng, không tiện sử dụng).
Da tách lớp và phủ bề mặt vẫn có thể chế tác để có vân da gần giống nhƣ da thật nguyên miếng, tuy nhiên khi nhìn mặt cắt của da có thể thấy lớp da không đồng nhất (tách làm hai lớp), chất da cứng hơn, bề mặt da không có các lỗ chân lông nhƣ da miếng, hoặc nếu có thì là do chế tác tạo nên, vì thế mặt da rất đồng đều không tự nhiên, khi bấm vào bề mặt da thì độ đàn hồi của da kém hơn.
Da là sản phẩm tự nhiên, không phải là vật liệu nhựa hay vinyl, nên có những khác biệt về màu sắc. Ngay trên cùng một tấm da cũng có thể có sự khác biệt về cảm giác giữa các vị trí. Sự khác biệt này không phải là lỗi sản xuất. Đây là đặc tính tự nhiên của da thật 100%. Những dấu hiệu nhƣ vậy của tự nhiên cũng chính là lý do khiến da trở nên đƣợc yêu thích. Cũng giống nhƣ da của bạn có khác nhau giữa nơi này với nơi khác, da bò cũng vậy. Cho dù da là một sản phẩm rất bền chắc, nó vẫn cần có sự chăm sóc. Nếu đặt lâu dƣới ánh sáng mặt trời nó có thể bị phai màu. Tránh đặt da gần nguồn nhiệt nóng vì điều đó sẽ làm khô da gây nên nứt gãy. Tránh để các vật nhọn trên da, hạn chế sử dụng hóa chất đánh bóng hay xà phòng [5].
Da làm cặp sách đƣợc sản xuất từ da của động vật có sừng, da lợn, da ngựa, lạc đà, dê, cừu, huơu, voi, da cá biển chủ yếu bằng phƣơng pháp thuộc crôm và thuộc kết hợp. Đây là các loại da nguyên liệu nhỏ, da váng không phù hợp để làm mũ giày. Có thể sản xuất ở dạng nguyên con, không có đầu cổ, nửa con, nửa con không có đầu cổ, đầu cổ, bụng, lƣng, chân.
Da làm cặp da, túi sách có độ bền kém hơn và độ giãn lớn hơn da làm mũi giày. Có độ dày từ 0,6 đến 1,5 mm
- Da làm chi tiết bên ngoài cần phải đảm bảo các tiêu chuẩn cơ lý và tính công nghệ: độ bền kéo giãn, độ giãn, độ bền màu mài mòn khô và ƣớt, độ đồng đều theo độ dày, độ ẩm, độ cứng, độ bền xuyên kim, độ bền nhiệt của lớp phủ mặt và độ bền của lớp bề mặt khi kéo giãn.
- Da làm đồ da cần phải đồng đều, bền theo màu sắc, có ngoại hình đẹp, lớp bề mặt bền chắc.
Các loại da có thể sử dụng làm cặp sách:
Da nhung: là loại da thuộc bằng dầu từ các bộ da dê và cừu, da huơu. Da không có lớp bề mặt, vì lớp này đƣợc bào đi trong quá trình sản xuất. Da mịn có độ bai giãn cao, nhẹ. Đƣợc sản xuất ở dạng tự nhiên hoặc đƣợc nhuộm màu.
- Da bóng: đƣợc làm từ da dê, da bê cũng nhƣ các dạng da nguyên liệu khác. Tốt nhất là da đƣợc làm từ da bê. Chất lƣợng da bóng phụ thuộc vào tiêu chuẩn của lớp màng bóng. Trong đó độ bám dính của lớp phủ bóng với da có ý nghĩa quan trọng. Nhƣợc điểm của da bóng là có độ thẩm thấu hơi và không khí thấp.
- Da váng: Nhận đƣợc khi xẻ tách lớp bì phu của da, da váng có loại nhẵn, mài sờm, theo màu sắc có loại màu tự nhiên, màu trắng, màu đen và các màu khác. Tùy thuộc vào độ dày, có các loại da lộn dày, trung bình và mỏng. Da váng cần đƣợc thuộc đều, không cứng và nhuộm đều.
- Các loại da khác: da có lớp bề mặt tự nhiên, da mềm, da cải tạo mặt cật v.v….[3].
Da thật sẽ có các đƣờng vân rất tự nhiên, không đều, có lỗ chân lông và có thể sẽ còn mùi da dù đã qua quá trình thuộc.
1.3.2. Giả da
Giả da hay còn gọi là da nhân tạo, thƣờng đƣợc tạo thành bằng cách phủ một lớp polymer trên vải nền. Nhựa tráng là vật liệu nhân tạo không có lớp vải nền. Lớp nền có thể là vải dệt kim, vải dệt thoi thô hoặc vải láng. Các loại vải có thể đƣợc thực hiện tự nhiên hoặc sợi tổng hợp sau đó đƣợc bao phủ với một lớp phần mềm PVC và PU, PE.
1.3.2.1. Cấu tạo
Hình 1.11. Mặt cắt các lớp polime tráng phủ, vải và da nhân tạo mềm
a-Lớp màng polime; b - Màng đặc;
c,d- màng đặc- xốp;
f- Lớp màng bọt; g- Da nhân tạo 2 lớp; h- Lớp độn đặc( da độn đặc); i- Vải; k- Vải đệt kim; L,m- Vải không dệt; n-Lớp phủ lông; o- Da nhân tạo ba lớp
Cấu tạo của da nhân tạo mềm rất đa dạng và tùy thuộc vào thành phần nguyên liệu đƣợc sử dụng. Da nhân tạo đƣợc sản xuất ở dạng một lớp và nhiều lớp.
Lớp màng polime và lớp phủ mặt cho da nhân tạo có thể có cấu trúc đặc (chặt chẽ), đặc xốp và xốp với các lỗ kín hoặc hở. Lớp màng polime đƣợc cấu tạo từ một hoặc một số vật liệu polime đƣợc liên kết với nhau bằng các phƣơng pháp khác nhau. Polime tạo màng có thể có nguồn gốc thiên nhiên, nhân tạo và tổng hợp: nhƣ polivinyl chloride (da PVC), Poliamit (da nhân tạo poliamit), poliuretan (da PU), polietyllen, polipropilen, các loại cao su, copolime. Khi tạo màng có thể sử dụng các chất phụ gia; dung môi, chất làm mềm, chất làm dẻo, chất độn, bột màu và thuốc nhuộm, các tác nhân cấu trúc hóa, các chất tạo bọt( lỗ xốp), chất ổn định, chất lão hóa v.v…
Lớp nền, đó là vật liệu dạng màng hoặc vật liệu (vải) dệt.
Nếu nền là vật liệu dạng màng thì đặc trƣng cấu tạo của da nhân tạo là thành phần hóa học và cấu tạo của vật liệu dạng màng- đặc, đặc- xốp, xốp, xốp- đặc. Chất độn ở đây có thể là colagen, xenlulo (bông và vitxco) và các loại xơ thiên nhiên và hóa học khác, cũng nhƣ các vật liệu khác.
Nếu là vải dệt, thì đặc trƣng cấu tạo của da nhân tạo là các chỉ số tiêu chuẩn tƣơng ứng của vải dệt, cũng nhƣ dạng và số lƣợng lớp keo
Da nhân tạo nhiều lớp đƣợc đặc trƣng: cấu tạo của lớp polime phủ- đặc, đặc - xốp, xốp; dạng vật liệu làm nền - vải, vải dệt kim, vải không dệt.
từng lớp, lớp vải nền hoặc lớp đệm xơ với lớp tráng phủ bên trên.Vải nền có thể là vải dệt kim, dệt thoi thô hoặc vải láng (dệt chéo), vải không dệt, đƣợc tạo bởi