BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN NGHIÊN CỨU DA - GIÀY
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP BỘ Tên đề tài:
"NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT MỚI NHẰM RÚT
NGẮN THỜI GIAN, NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG
SẢN PHẨM DA THUỘC THẢO MỘC"
Mã số: 240.10 RD/HĐ-KHCN

Cơ quan chủ quản : Bộ Công Thương
Cơ quan chủ trì : Viện Nghiên cứu Da - Giầy
Chủ nhiệm đề tài : KS. Hoàng Mạnh Hùng 8403


Cơ quan chủ trì Chủ nhiệm đề tài
Viện Nghiên cứu Da - Giầy KS. Hoàng Mạnh Hùng Hà Nội, tháng 12/ 2010
Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng số: 240.10 RD/HĐ-KHCN, ngày
14 tháng 4 năm 2010
Mã số 240.10 RD/HĐ - KHCN Viện Nghiên cứu Da - Giầy
Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng số: 240.10 RD/HĐ-KHCN, ngày 14/4/2010
"Nghiên cứu công nghệ sản xuất mới nhằm rút ngắn thời gian, nâng cao chất lượng
sản phẩm da thuộc thảo mộc" - KS. Hoàng Mạnh Hùng
2
DANH SÁCH THÀNH VIÊN CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI STT Họ và tên
Học hàm,
Học vị
Cơ quan
công tác
Nhiệm vụ
1. Hoàng Mạnh Hùng
Kỹ sư hóa,

DANH MỤC BẢNG BIỂU Thứ tự bảng Tên bảng Trang
Bảng 1
Yêu cầu kỹ thuật, chỉ tiêu chất lượng đối với sản phẩm 22
Bảng 2
Công đoạn hồi tươi (quy trình 1) 24
Bảng 3
Công đoạn tẩy lông - ngâm vôi (quy trình 2) 25
Bảng 4
Công đoạn tẩy vôi, làm mềm (quy trình 3) 26
Bảng 5
Công đoạn thuộc (quy trình 4) 27
Bảng 6.
Công đoạn thuộc (quy trình 5) 28
Bảng 7

Quy trình công nghệ thuộc lại áp dụng cho da mũ giầy
(quy trình 6)
29
Bảng 8

Quy trình công nghệ thuộc lại áp dụng cho da mũ giầy
(quy trình 7)
30
Bảng 9

Quy trình công nghệ xử lý trau chuốt da mũ giầy
có khuyết tật nhẹ (quy trình 8)

sản phẩm da thuộc thảo mộc" - KS. Hoàng Mạnh Hùng
4

DANH MỤC HÌNH VẼ Thứ tự hình Tên hình Trang
Hình 1
Mặt cắt thiết diện trâu bò 11
Hình 2 Sơ đồ phu lông ăn dầu da đế 19
Hình 3 Máy lăn da CHLB Nga 20


2.4 Công nghệ sản xuất da mũ giầy thuộc thảo mộc 24
2.5 Công nghệ sản xuất da đế thảo mộc thuộc nhanh 33
PHẦN III KẾT LUẬN 39
3.1 Đánh giá kết quả nghiên cứu 39
3.2 Kết luận 39
TÀI LIỆU THAM KHẢO 40
PHỤ LỤC 41

Mã số 240.10 RD/HĐ - KHCN Viện Nghiên cứu Da - Giầy
Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng số: 240.10 RD/HĐ-KHCN, ngày 14/4/2010
"Nghiên cứu công nghệ sản xuất mới nhằm rút ngắn thời gian, nâng cao chất lượng
sản phẩm da thuộc thảo mộc" - KS. Hoàng Mạnh Hùng
6
TÓM TẮT

Đề tài "Nghiên cứu công nghệ sản xuất mới nhằm rút ngắn thời
gian, nâng cao chất lượng sản phẩm da thuộc thảo mộc", được tiến hành theo
Hợp đồng số 240.10 RD/HĐ-KHCN giữa Bộ Công Thương và Viện Nghiên cứu
Da Giầy. Mục tiêu của đề tài là đưa ra quy trình công nghệ mới để sản xuất da
thuộc thảo mộc (rút ngắn thời gian và nâng cao chất lượng s
ản phẩm) làm đế
giầy và mũ giầy; nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy lăn da tanin để cho da được
đanh, chắc, trơn bóng.
Trên cơ sở phân tích mẫu da thuộc nhanh thảo mộc và máy lăn da của Liên
Xô (cũ) qua nghiên cứu tài liệu, ứng dụng các kết quả nghiên cứu của đồng
nghiệp, nhóm thực hiện đề tài đã đã tiến hành các thí nghiệm, hiệu chỉnh thông
số kỹ thuật. T

Mã số 240.10 RD/HĐ - KHCN Viện Nghiên cứu Da - Giầy
Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng số: 240.10 RD/HĐ-KHCN, ngày 14/4/2010
"Nghiên cứu công nghệ sản xuất mới nhằm rút ngắn thời gian, nâng cao chất lượng
sản phẩm da thuộc thảo mộc" - KS. Hoàng Mạnh Hùng
8
PHẦN 1. TỔNG QUAN

cho da được đanh, chắ
c, trơn bóng.
Mã số 240.10 RD/HĐ - KHCN Viện Nghiên cứu Da - Giầy
Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng số: 240.10 RD/HĐ-KHCN, ngày 14/4/2010
"Nghiên cứu công nghệ sản xuất mới nhằm rút ngắn thời gian, nâng cao chất lượng
sản phẩm da thuộc thảo mộc" - KS. Hoàng Mạnh Hùng
9
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu sử dụng da bò làm da đế giầy và da mũ giầy. quy mô nghiên
cứu trong xưởng thực nghiệm.
1.4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu
1.4.1. Nội dung nghiên cứu
- Khảo sát sưu tầm tài liệu, mẫu hàng nước ngoài.
- Xây dựng tiêu chuẩn da thuộc thảo mộc.
- Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ thuộc và hoàn thiện da thảo mộc:
+ Làm mũ giầy
+ Làm đế giầy
- Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo máy l
ăn da thảo mộc để cho da chắc, đanh,
trơn, bóng.
- Đánh giá hiệu quả đề tài.
1.4.2. Phương pháp nghiên cứu
Phân tích mẫu nước ngoài; kết hợp nghiên cứu lý thuyết và thực hành,
đánh giá kết quả qua từng thí nghiệm, hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật trong quá
trình thực hiện nhằm tìm ra quy trình công nghệ tối ưu.
1.5. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước
1.5.1. Tình hình nghiên cứu trong nước
Khoảng 10 năm lại
đây, trong nước cũng đã phát triển mạnh mẽ việc
nghiên cứu, sản xuất mặt hàng da thuộc tanin thảo mộc. Da thuộc tanin thảo mộc

i trình độ của Viện và mẫu tham khảo của
nước ngoài, chúng tôi có thể nghiên cứu chế tạo thành công thiết bị máy lăn da
thuộc thảo mộc này.
1.5.2. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
Công nghệ thuộc da bằng thảo mộc đã có từ lâu đời, tuy nhiên thời gian
thuộc kéo dài, da cứng nên không được áp dụng rộng rãi. Trong những năm gần
đây, mặt hàng da thuộc tanin thảo mộc đã được quan tâm nghiên cứu sản xuất
do nhu cầu b
ảo vệ môi trường và của nền kinh tế dân sinh. Một số nước đã có
công nghệ thuộc nhanh và trau chuốt hoàn thiện mặt hàng này như: Ý, Hàn
Quốc, Thái Lan…Sản phẩm da thuộc của họ đạt tới trình độ tinh xảo, có giá bán
rất cao trên thị trường. Đi kèm công nghệ là các thiết bị chuyên ngành, phù hợp
với yêu cầu nghiên cứu và sản xuất. Chính vì vậy, phần lớn các sản phẩm từ da
thuộc loại này đều ph
ải nhập từ nước ngoài. Hi vọng rằng từ các điển hình mẫu
mực trên, đề tài sẽ mô phỏng, áp dụng hợp lý vào điều kiện cụ thể ở các nhà
máy thuộc da trong nước với công nghệ thuộc da truyền thống, khả năng kĩ thuật
và tài chính hạn chế.
Mã số 240.10 RD/HĐ - KHCN Viện Nghiên cứu Da - Giầy
Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng số: 240.10 RD/HĐ-KHCN, ngày 14/4/2010
"Nghiên cứu công nghệ sản xuất mới nhằm rút ngắn thời gian, nâng cao chất lượng
sản phẩm da thuộc thảo mộc" - KS. Hoàng Mạnh Hùng
11
1.5.3. Một số cơ sở khoa học áp dụng trong đề tài:
1.5.3.1. Thành phần hóa học của da động vật.
Da bò được tạo nên từ hai phần chính:
- Trên bề mặt là phần vẩy sừng (Epidermis)
- Phần cật là thành phần chính của da gồm có hai lớp: lớp trên (papillary
layer) có cấu tạo sợi mịn, liên kết chặt chẽ tạo mặt cật cho da và lớp dưới
(reticular layer) có cấu trúc mạng lưới, có độ dày lớn hơn lớp trên và là ph

trình polymehoas và ngưng tụ với ô xy trong không khí, pha thứ 3 là hợp chất
polymetacs dụng với collagen.
Còn theo thuyết E. Stiasny, cơ chế thuộc thảo mộc là sự kết hợp giữa
nhóm hydroxyl của tannin và nhóm peptid bằng cầu hydro.
G.A.Arbuzov, S.I.Sôclov và A.N.Mikhailov cho rằng quá trình thuộc thảo
mộc xảy ra theo 2 giai đoạn kế tiếp nhau. Giai đoạn đầu tannin xuyên vào da,
giai đoạn sau xảy ra phản ứng giữa các tannin đã xuyên vào da và ở bề mặt
collagen. Đồng thời trong giai đoạn này cũng xảy ra sự liên kết giữa collagen và
nhóm hoạt tính của tannin, tạo liên kết điện hóa trị (electrovalent) theo sơ đồ
sau:
R - NH
2
+ HO - T R - NH
3
- O-T
Trong đó:
R: Mạch polypeptide
T: Mạch tannin
Tanin không bị loại khỏi da bằng dung dịch kiềm là tannin kết hợp với
collagen bằng liên kết hóa trị (covalent). Liên kết hóa trị là liên kết bến nhất
trong các liên kết. Liên kết hóa trị tạo ra bằng phản ứng ngưng tụ sau khi loại
nước:

Mã số 240.10 RD/HĐ - KHCN Viện Nghiên cứu Da - Giầy
Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng số: 240.10 RD/HĐ-KHCN, ngày 14/4/2010
"Nghiên cứu công nghệ sản xuất mới nhằm rút ngắn thời gian, nâng cao chất lượng
sản phẩm da thuộc thảo mộc" - KS. Hoàng Mạnh Hùng
13
- H
2

da mũ giày, đặc biệt là loại da mũ giày có cải tạo mặt cật.
Mã số 240.10 RD/HĐ - KHCN Viện Nghiên cứu Da - Giầy
Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng số: 240.10 RD/HĐ-KHCN, ngày 14/4/2010
"Nghiên cứu công nghệ sản xuất mới nhằm rút ngắn thời gian, nâng cao chất lượng
sản phẩm da thuộc thảo mộc" - KS. Hoàng Mạnh Hùng
14
- Chestnut: được sản xuất từ vỏ của cây dẻ, nguồn cung cấp chính là Pháp,
Ý, Nam Tư. Chestnut cũng được dùng để thuộc lại da mũ giày, song lượng dùng
không nhiều do phân tử lớn và da thuộc có màu sẫm.
- Valonia và Myrobalan là chất thuộc thảo mộc chủ yếu dùng để thuộc da
đế, rất ít dùng trong công đoạn thuộc lại, do nó làm cho da nặng và sẫm màu.
Tính chất hóa học của tannin thảo mộc: Các chất thuộc thảo m
ộc là các hợp
chất fenolic có trong thực vật. Thành phần hóa học của chúng khác biệt so với
các chất thuộc khác, nhưng tất cả các chất thuộc thảo mộc có một số đặc tính
chung sau:
- Làm kết tủa dung dịch protein. Mức độ kết tủa protein phụ thuộc vào độ
chát (astringent) của thảo mộc. Độ chát càng lớn, lượng protein kết tủa càng
nhiều.
- Có khả năng thuộc da, nghĩa là tannin th
ảo mộc có khả năng chuyển một
số nhóm ưa nước thành kỵ nước.
- Với muối của kim loại năng khác nhau, tannin thảo mộc tạo các màu khác
nhau. Với muối sắt tạo màu xanh sẫm và xanh lá cây.
- Tạo các vết màu không tan được với phẩm kiềm.
- Hòa tan được trong nước, dung dịch có tính a xít yếu.
- Hòa tan được trong acetone, acetate ethyl, hỗn hợp alcol và ete công
nghiệp, nhưng không tan trong eter tinh khiết.
Tính chất công nghệ c
ủa tannin thảo mộc: Làm cơ sở trong việc xác lập công

khả năng kết hợp được với các nhóm chức của collagen tạo cho da không bị thối
khi ngập nước. Trong thành phần hoá học của syntan có chứa nhóm synfo (SO
3
2-
) để tăng khả năng hoà tan trong nước.
Theo tính chất thuộc, syntan được chia làm 2 loại:
- syntan phụ trợ: là sản phẩm trùng ngưng của naphtalen. Loại syntan này
không có khả năng thuộc được da, chúng chỉ có khả năng tăng cường một số
tính chất như ổn định pH của dung dịch trung hoà, tăng khả năng khuếch tán các
chất thuộc.
- syntan thay thế là sản phẩm trùng ngưng của phenol, có khả n
ăng thuộc
được da và thay thế các chất thuộc khác; có khả năng làm đầy các khoảng trống
giữa các bó sợi nên được dùng làm đầy trong quá trình thuộc lại.
K. Freundenberg đã phân tain thảo mộc ra thành 2 nhóm theo bản chất liên
kết của các phần trong phân tử, đó là:
- Tanin có khả năng thủy phân được: là các tanin có khả năng thủy phân
thành các thành phần. Các thành phần sau khi phân giải có cấu tạo hóa học đơn
giản hơn.
Mã số 240.10 RD/HĐ - KHCN Viện Nghiên cứu Da - Giầy
Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng số: 240.10 RD/HĐ-KHCN, ngày 14/4/2010
"Nghiên cứu công nghệ sản xuất mới nhằm rút ngắn thời gian, nâng cao chất lượng
sản phẩm da thuộc thảo mộc" - KS. Hoàng Mạnh Hùng
16
- Tanin ngưng tụ: Được đặc trưng bởi các nhân benzen trong phân tử, được
nối với nhau bằng cầu hóa trị = C – C = Tanin ngưng tụ không bị phân giải
trong nước hay a xít loãng. Trong a xít mạnh hoặc bằng phương pháp oxy hóa sẽ
xảy ra quá trình ngưng tụ các chất tanin, tạo chất không tan trong nước được gọi
là flobafen.
Các chất khác có trong tanin: Chất phi tanin, chất không hòa tan.

lông thuộc có tốc độ nhỏ (4 – 6 vòng/ phút). Dung dịch thuộc có nồng độ 80 –
100
o
E . Thời gian thuộc kéo dài 48 – 72 giờ.
Mã số 240.10 RD/HĐ - KHCN Viện Nghiên cứu Da - Giầy
Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng số: 240.10 RD/HĐ-KHCN, ngày 14/4/2010
"Nghiên cứu công nghệ sản xuất mới nhằm rút ngắn thời gian, nâng cao chất lượng
sản phẩm da thuộc thảo mộc" - KS. Hoàng Mạnh Hùng
17
Tuy nhiên, da tanin thuộc nhanh có chất lượng kém hơn so với thuộc bể.
Do tác động chuyển động cơ học của phu lông, cấu trúc da mở nhiều làm da
mềm, kém đanh hơn da thuộc bể.
Để khắc phục nhược điểm trên, da sau thuộc tanin tự nhiên cần phải thuộc
lại và sử dụng thiết bị máy lăn da thảo mộc để cho da chắc, đanh, trơn, bóng.
Thuộc thảo mộc là quá trình gồ
m 2 bước cần thiết, mặc dù 2 bước đó
không hoàm toàn tách biệt, mà trên thực tế có thể xảy ra đồng thời. Bước đầu
tiên là sự khuyếch tán của thảo mộc giữa các bó sợi và tế bào sợi da qua các mao
dẫn, dần xuyên vào các sợi riêng biệt. Bước 2 là sự kết hợp của tanin thảo mộc
với collagen, nhờ đó da được thuộc. Do đó cần lưu ý những yếu tố ảnh hưởng
đến sự khuyếch tán của tanin, bởi vì da sẽ không được thuộc tốt nếu tanin không
khuyếch tán vào cấu trúc collagen và kết hợp hoàn toàn.
Các yếu tố ảnh hưởng tới sự khuyếch tán là:
- Nồng độ tanin
- Thời gian
- Nhiệt độ
- Độ a xít
- Lượng muối trung tính
- Kích thước phân tử
- Tác động cơ học

lớn khác nhau, do đó các phân tử có độ lớn khác nhau.Tanin có kích thước phân
tử nhỏ sẽ khuyếch tán nhanh hơn. Một số chất như bisulphit giúp tăng sự hòa tan
một số kim loại làm tăng khả năng khuyếch tán của tanin. Nếu tanin có độ chát
cao thì sẽ cản trở khả năng xuyên của nó.
Tác độ
ng cơ học cũng làm tăng khả năng khuyếch tán của tanin.
Các yếu tố ảnh hưởng tới sự hấp thụ và kết hợp của tanin với da:
- Nồng độ dung dịch tanin
- Thời gian
- Nhiệt độ
- Độ a xít hoặc pH
- Thành phần muối trung tính
- Kích thước phân tử tanin
Dễ dàng nhận thấy các yếu tố ảnh hưởng tới sự khuyếch tán cũng ảnh hưởng
tớ
i sự kết hợp của tanin.
Nồng độ dung dịch càng tăng thì khả năng kết hợp cũng càng tăng.
Sự kết hợp cũng là quá trình hóa- lý với thời gian, nên thời gian càng lâu thì
sự kết hợp càng tăng
Phản ứng cũng tăng lên cùng nhiệt độ.
Mã số 240.10 RD/HĐ - KHCN Viện Nghiên cứu Da - Giầy
Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng số: 240.10 RD/HĐ-KHCN, ngày 14/4/2010
"Nghiên cứu công nghệ sản xuất mới nhằm rút ngắn thời gian, nâng cao chất lượng
sản phẩm da thuộc thảo mộc" - KS. Hoàng Mạnh Hùng
19
Độ a xít giữ vai trò quan trọng trong thuộc bởi tanin được kết hợp với da
trong khoảng pH=1-8, khả năng kết hợp cao nhất khi pH=2-3. Đó là khi các
nhóm chức hoạt động mạnh nhất
Loại a xít cũng quan trọng với khả năng hấp thụ hoặc kết hợp. Dung dịch
tanin được a xít hóa tới độ pH nhất định bằng lượng lớn a xít yếu sẽ làm tăng

ảo mộc sử dụng máy lăn da của Nga, Đức,
Ý

Hình 3. Máy lăn da CHLB Nga
Mã số 240.10 RD/HĐ - KHCN Viện Nghiên cứu Da - Giầy
Đề tài được thực hiện trên cơ sở Hợp đồng số: 240.10 RD/HĐ-KHCN, ngày 14/4/2010
"Nghiên cứu công nghệ sản xuất mới nhằm rút ngắn thời gian, nâng cao chất lượng
sản phẩm da thuộc thảo mộc" - KS. Hoàng Mạnh Hùng
21
PHẦN II. THỰC NGHIỆM VÀ BIỆN LUẬN

2.1. Địa điểm thực hiện, thiết bị, nguyên liệu, hoá chất sử dụng
2.1.1 Địa điểm:
Công nghệ chuẩn bị thuộc, thuộc tanin, hoàn thành ướt và hoàn thành khô
được thực hiện tại xưởng thực nghiệm thuộc da - Viện Nghiên cứu Da Giầy.
2.1.2 Thiết bị sử dụng
Các thiết bị hiện có tại xưởng thực nghiệm Vi
ện Nghiên cứu Da Giầy như

Phân tích, đánh giá mẫu sản phẩm da thuộc trâu bò làm gioăng, mũ giầy chịu
nước của nước ngoài, cụ thể của Thái Lan và Hàn Quốc.
Bảng 1. Yêu cầu kỹ thuật, chỉ tiêu chất lượng đối với sản phẩm
Mức chất lượng
TT Mẫu tương tự Tên sản phẩm và chỉ
tiêu chất lượng chủ
yếu

Đơn vị
đo
Kết
quả cần đạt
được
Trong
nước
Liên xô (cũ)
Da thuộc thảo mộc
làm mũ giầy

1 Hàm lượng tanin thảo
mộc
% 10-16 10-16
2 Khả năng chống mốc Tháng

Không dưới 6 3 Không dưới
6
3 Độ pH

không nhỏ
hơn cấp 3
- Da và nỉ
không nhỏ
hơn cấp 3
7 Độ bền kéo đứt N/mm
2
Lớn hơn 20 13-15 Lớn hơn 20
8 Hàm lượng chất béo % 3 - 4 3 - 4
9 Độ bền chịu nước :
Tĩnh (Sau 24 h):
Động (Sau 2 h):

%
%

50
50

100
100

50
50 Da thuộc thảo mộc
làm đế giầy

1 Độ dày mm 2,5-3,5 2,5-3,5

50
50

100
100

50
50 2.3. Nghiên cứu, thiết kế và chế tạo máy lăn da thuộc thảo mộc
2.3.1. Vài nét về máy lăn da:
Da thuộc thảo mộc sau khi phơi khô vẫn bị xốp, mềm, mặt da không bóng.
Đối với da thuộc nhanh, nhược điểm này càng thể hiện rõ hơn. Vì vậy rất cần có
máy lăn da. Máy lăn hoat động theo nguyên tắc dùng áp lực lăn đè lên mặt da,
làm cho da đanh, chắc. Trước kia ở nước ta cũng đã sử
dụng máy lăn da của
Pháp, ngày nay trên thế giới cũng sử dụng nhiều máy lăn của Đức, Ý, Nga…
2.3.2. Một số thông số kỹ thuật của máy lăn:
Dựa trên mẫu máy lăn da nước ngoài (Pháp và Liên Xô cũ) và tài liệu về
tính năng của máy, chúng tôi đã nghiên cứu thiết kế, chế tạo và vận hành máy
đáp ứng các yêu cầu đề ra:
- Chiều dài làm việc: 1,0 m
- Chiều dài trục lăn: 0,4 m
-
Đường kính trục: 0,30 m
- Áp suất tối đa lên da: 1,5 KPa
- Công suất điện: 14 KW
2.3.4. Phương án thiết kế máy lăn da:
Phương án nguyên tắc hoạt động của máy lăn da: cho tấm da chuyển động

Hoá chất
Thời gian
(Phút)
Nhiệt độ
(
o
C)
pH Ghi chú
300 H
2
O 10 28 Chắt
200 H
2
O
0,1 Tergolit W-01
0,2 Bemanol 2B 60

Chắt
200 H
2
O
0,2 Tergolit W-01
0,2 Bemanol 2B