连续逐步拉伸和干燥工业生皮及类似产品的方法和设备.pdf

一种连续逐步拉伸和干燥工业生皮及类似产品的方法，包括至少一个涉及初始局部干燥全湿生皮(P)的步骤(a)，该生皮在用液体处理例如鞣制、复鞣或染色后提供，直到将它们的相对水分含量减少到45％－65％之间，至少一个涉及通过局部机械应力最终拉伸生皮的步骤(b)，该应力能够恢复由于局部干燥生皮导致的收缩，特征在于，在进行所述涉及最终干燥和热定形生皮的步骤(c)之前，在所述初始局部干燥步骤(a)之后，进行至少一个中间拉伸步骤(c)，该步骤(c)后面是中间局部干燥(d)，该局部干燥(d)后面是至少一个中间拉伸步骤(e)。

1.  一种连续逐步拉伸和干燥工业生皮及类似产品的方法，包括下述步骤：
-移出和传输(a)在用液体处理例如鞣制、复鞣或染色后提供的全湿生皮(P)；
-预干燥(b)湿生皮(P)直到将它们的相对水分含量减少到45％-65％之间的值；
-通过能够恢复由于预干燥生皮而导致的长度和柔软度损失的局部机械应力，初始湿拉伸和柔软化(c)生皮；
-至少一个中间局部干燥(d)，其后面是
-至少一个中间局部拉伸和柔软化(e)；
-最终干燥(f)生皮(P)；
-最终拉伸和柔软化(g)全干生皮(P)；
-将全干和柔软化生皮(P)堆放(h)在适宜的支撑上。

2.  根据权利要求1的方法，特征在于，在进行所述最终干燥步骤(f)和最终拉伸和柔软化(g)生皮(P)之前，在当湿的时进行的所述初始湿拉伸和柔软化湿生皮的步骤(c)的下游进行一第一中间局部干燥步骤(d1)，该步骤(d1)后面是一第一中间局部拉伸步骤(e1)，该步骤(e1)后面是一第二中间局部干燥步骤(d2)，该步骤(d2)后面是一第二中间局部拉伸步骤(e2)。

3.  根据前述权利要求中的一种或多种方法，特征在于残余相对含水量在7％-15％之间的条件下，进行所述涉及最终拉伸和柔软化生皮的步骤。

4.  根据权利要求6的方法，特征在于在所述中间局部干燥步骤(d，d1，d2……)中的每一步之后的相对湿度的改变在10％-40％之间。

5.  根据权利要求1的方法，特征在于在湿生皮上进行所述局部拉伸步骤(e，e1，e2，g)，从而每一步都达到2％-4％之间的表面积百分比增加量以及5％-10％之间的总百分比增加量。

6.  根据权利要求1的方法，特征在于通过局部机械应力进行所述中间局部拉伸步骤(e，e1，e2)，该局部机械应力以均匀分布和大体等距的点施加在湿生皮的相对侧，而未沿着其边缘约束生皮，并在中间设置一对基本不透水的传送带，从而在拉软工艺期间保持生皮湿润。

7.  根据权利要求6的方法，特征在于所述拉软机的操作频率在200-1,200冲程/分钟之间，所述成对传送带的进料速度在2-15m/min之间。

8.  逐步湿处理工业生皮的设备，该设备用于实施根据前述权利要求中的一种或多种方法，依次包括：
-从用液体进行处理的装置(B)例如用于鞣制、复鞣或类似工艺的鼓中移出和传输湿生皮(P)的装置(2)；
-用于初始局部干燥湿生皮(P)的装置(3)，调节该装置(3)以便将生皮的相对水分含量减少到45％-65％之间的值；
-用于通过局部机械应力拉伸湿生皮的连续拉伸装置(4)，该局部机械应力在大体垂直于生皮平放面的方向，作用在其相对侧；从而使表面积增加2％-4％之间的值；
-用于最终连续干燥和热定形生皮的装置(5)，用来将生皮的最终相对水分含量减少到7％-15％之间，
特征在于，该设备包括在所述初始拉伸装置(4)下游的至少一个中间连续干燥装置(5’)，其后面是一中间连续拉伸装置(4’)，该装置(4’)设置在所述最终干燥和热定形装置(5)的上游，从而使生皮表面积达到5％-10％之间的总百分比增加量。

9.  根据权利要求8的设备，特征在于所述连续拉伸装置(4，4’，4”，4……)中的每一个实质上由具有至少一对锤打板的拉软机形成，该锤打板设有工具并以大体恒定的频率周期性交互作用在湿生皮上，且沿着生皮的延伸平面在中间设置至少一对用于生皮连续进料的传送带。

10.  根据权利要求8的设备，特征在于所述成对连续传送带由不透水材料制成，该材料适宜保持生皮(P)在大体恒定的湿度条件。

11.  根据权利要求10的设备，特征在于所述局部干燥装置(5，5’，5”)中的每一个由具有受控制的程度的湿度和通风的连续干燥和调节隧道形成。

连续逐步拉伸和干燥工业生皮及类似产品的方法和设备
技术领域
本发明总体来说涉及鞣制技术领域，特别涉及一种根据权利要求1前序部分的、用于连续逐步拉伸和干燥工业生皮及类似产品的方法。
本发明还涉及一种实施上述方法、包括权利要求12前序部分所有特征的设备。
背景技术
公知某些工业生皮处理例如鞣制、复鞣以及涂油在液体中进行，即，通过将生皮浸渍在稠或稀的水基、油基或者润滑脂基液体中，该液体包括有机或无机种类的化学物质并具有抑制细菌和酶催化作用或者保护生皮并赋予它们特殊美丽外观的功能。
在上述处理之后，为了继续进行后续加工步骤，必须干燥和拉伸湿生皮。
还公知生皮的表面积对一个皮革厂的成本效率来说是极其重要的因素。因为对于相同的最终质量，制成品的价格取决于该参数。因此，制革厂的一个主要目标是以可同其它质量要求相兼容的方式，尽可能制造最大长度或者表面积的生皮。
过去，为了进行拉伸操作，使用传统的直边叶片，所述叶片需要操作员大量的力气，并限制了效率。
这种人工操作已逐步被其它自动操作所取代，通常将该自动操作称作为“压水法”(setting out)，例如用挤水机进行该自动操作，该挤水机具有彼此相对设置的螺旋圆柱。作为选择，可通过用成对毛毡带提供压力的方式压制和拉伸生皮，该毛毡带在生皮进料时作用在生皮上。
另一种拉伸生皮的方法是所谓的“粘合”，其设计一种沉积在湿生皮粗糙侧面上的胶，所述胶具有可使生皮粘到玻璃、瓷器或者金属板上的功能。将以这种方法处理的生皮传送到隧道式干燥机直到它们失去大部分水分。一经干燥，生皮就被分离并以平板形式为精加工和后续处理做好准备。
另一种拉伸生皮的方法在专业行话中公知为“绷皮”(toggling)，其设计使用沿着生皮边缘施加并朝外径向定向的夹子或者夹具。当生皮通过隧道式干燥机或者沿着处于受控气氛地路径时，确保夹具为保持生皮伸展的结构。作为选择，例如在美国专利US-A-2,834,147中所述，该结构被提供有用来集中支撑生皮的板，该板能被分离。
所述公知方法的一个重大缺陷在于这样一个事实，即被夹子作用的区域比中央区域处于更大的应力下，于是不可逆地损坏该区域，至于兽皮，由于纤维的分离和蠕变引起所谓的“起泡”或者鼓泡。而且被夹区域的生皮厚度比中央区域薄，因此产生不同的拉伸和生皮厚度的减少，结果制成品的质量较低。
另一种在法国申请FR-A-2602795中说明的公知方法设计使用一对平板，在该平板上各自放置通常由橡胶制造的、可弹性变形的衬垫。通过在彼此相对设置的衬垫之间压缩生皮并对衬垫施加纵向拉力，从而实现通过摩擦方式拉伸生皮。此外，将具有干燥生皮功能的热空气导向衬垫之间。不幸地是，用来加热生皮的热量也损害了橡胶衬垫并因此限制了它们的工作寿命。而且，由于工作温度不能超过某一最大值，所以干燥时间增加，工艺效率降低。
所述公知的拉伸方法具有使生皮经历机械拉伸动作的缺点，该机械拉伸动作特别沿着生皮的外围边缘集中。当作用在所述最薄区域时，为了避免破损，必须限制应力的大小。这限制了表面积的增加，从而限制了方法的效率。
此外，应力未均匀分布，尤其是未施加到具有最大厚度、因此能够承受最大拉伸的生皮中央。
英国专利申请GB-A-2236111说明了一种增加铬鞣或者“湿铬”鞣生皮总表面积的方法，该方法设计将湿生皮放置在平面上，并使之经历纵向牵引和压缩的同时作用，该纵向牵引通过夹子的方式，该压缩通过纵向设置、往复运动的辊子的方式，在旋转生皮通过约90℃之后，重复该往复运动。这种处理允许表面积增加大约10％。
然而，即使是象前面的这种解决办法也未消除机械压制生皮外围区域和未达到均匀拉伸生皮的问题。
此外，这种方法的应用不能使生皮的纤维在其中央部分区域得以拉伸，从而使得在这个区域吸收的液体比在其它区域吸收的液体保留的时间更长，增加了干燥时间。
从意大利工业专利申请No.VI2001A000220中公知一种用于拉伸生皮和其它类似产品的方法和生产线。
在这种公知的方法中，将用液体处理例如鞣制、复鞣、染色或类似后提供的湿生皮例如通过压水法进行局部干燥，然后通过局部机械应力的方式拉伸，该应力施加在大体垂直生皮平放面的方向，从而获得表面积的预定增加量，最后，局部干燥生皮从而定形和热固定被拉伸的生皮。该公知的方法特征在于在拉伸步骤期间，将生皮保持为大体恒定水平的湿度，为了在生皮的整个表面积上获得径向拉伸作用，以大体均匀的方式在生皮的整个表面积上施加机械应变，而沿着其外围边缘没有任何约束。
该方法使得生皮以大体均匀的方式得以干燥，并以相对低的成本产生质量更好的产品。然而，特别是通常对处理绵羊和山羊的生皮以及薄生皮而言，因为不需要使用真空干燥机，该方法不连续并因此可能要进行改进。此外，单程进行生皮的湿拉伸，没有充分利用该工艺的技术和质量潜力。
最后，使用真空干燥机使之必须雇佣一定数量的操作员，这些操作员增加了处理的时间和成本。
本发明概要
本发明的目的在于通过提供一种连续逐步拉伸生皮及类似产品的方法和设备来克服上述缺陷，其使得用非常低的处理时间和生产成本得以获得高质量的干燥产品。
本发明的一个特殊目的在于设计一种连续逐步拉伸生皮及类似产品的方法和设备，其使得逐步和均匀拉伸生皮得以实现，从而获得大体上恒定厚度和柔软度的生皮。
另一个特殊目的在于设计一种设备，该设备使得生皮得以逐步干燥，当生皮损失水分含量时用连续的加力循环逐步拉伸它们，从而根据需要增加处理效率。
通过一种连续处理工业生皮及类似产品的方法实现这些目的及其它在下文中将更明显的目的，根据权利要求1，该方法包括在用液体处理例如鞣制、复鞣、或者染色后提供的全湿生皮的移出和传输，一个涉及预干燥湿生皮从而将它们的相对水分含量减少到45％-65％之间的值的步骤，至少一个通过局部机械应力初始湿拉伸生皮的步骤，该应力能够恢复由于预干燥生皮而导致的长度和柔软度的损失，至少一步中间局部干燥步骤，至少一步中间局部拉伸和柔软化步骤，其后面是生皮的最终干燥，全干生皮的最终拉伸和柔软化，以及将全干和柔软化生皮堆积到适宜支撑上。
根据本发明的第二个方面，根据独立权利要求12设计一种用于实施根据权利要求1的方法的设备。
附图的简要说明
根据一些优选但不唯一的方法和设备的实施方案的详细说明，将更清楚理解本发明的其它特征和优点，该连续拉伸和干燥工业生皮及类似产品的方法和设备通过非限制性实施例，借助附图来说明，其中：
图1显示说明根据本发明的逐步拉伸和干燥生皮的方法的流程图；
图2显示示意说明在根据图1的方法的各个步骤期间，生皮的相对水分含量和伸长百分率的变化的图；
图3显示逐步拉伸和干燥生皮的设备的第一优选实施方案的侧视图，该设备用于实施根据本发明的方法；
图4显示根据图3的设备的平面图；
图5显示逐步拉伸和干燥生皮的设备的第二优选实施方案的侧视图，该设备用于实施根据本发明的方法；
图6显示根据图5的设备的平面图。
一些优选实施方案的详细说明
参考附图，显示根据本发明的连续和逐步拉伸工业生皮及类似产品的方法和设备。
图1所示的流程图示意说明整个逐步拉伸和干燥工艺，该工艺具有两种可能的操作变形，即，第一种具有一个单一的中间循环，第二种具有两个中间湿拉伸和局部干燥循环。
显然，不脱离本发明范围，该方法还可设计更大数量的中间处理循环。
对两种变形而言，该方法的第一部分都是常规的，该第一部分设计一第一步骤a)其中，生皮P以85％-100％之间的相对水分含量从鞣制或复鞣鼓，或者从染色或油脂涂料槽中移出，该鼓或槽示意表示为B。
在这些条件下，生皮P的纤维特别柔韧，使得它们自己以最低破损和局部破坏风险、最大降低“起泡”和其它局部缺陷风险得以拉伸。
在移出之后，生皮P经历局部预干燥步骤b)，例如使用以挤水机或拉软(staking out)机进行的传统压制方法，该机器实质上由毛毡紧贴/拉伸压力机形成。以这样一种方式调节该步骤使得生皮具有45％-65％之间的相对残余水分含量值。在这个步骤中，轻微拉伸生皮或者相当展平生皮，从而可容易地将生皮传输到下一个机械拉伸步骤。
在这一点上，设计步骤c)，该步骤涉及通过局部机械应力的方式湿拉伸生皮P，根据例如专利申请No.VI2001A000220的教导在大体垂直生皮平放面的方向施加该应力，从而获得表面积的预定增加量。
便利地，在湿拉伸步骤c)期间，相应于离开局部干燥步骤b)的湿度，将生皮P保持在大体恒定的相对湿度条件下。换句话而言，在该步骤期间，生皮必须不能损失它们的初始水分含量从而不损失它们湿时的柔韧性。
除此之外，以大体均匀的方式将机械应力分布在各个生皮的整个表面积上是重要的。不施加任何约束，即，在它们外围区域附近没有任何夹子或夹具来机械压制生皮同样重要，从而使得生皮以大体均匀的方式在它们的整个表面积上自由径向拉伸。
取决于在先进行的湿处理的类型，优选进行拉伸步骤c)直到获得2％-4％之间的表面积或长度增加量。
在许多在绵羊和山羊生皮上进行的实践试验中，该生皮具有大约1mm的平均厚度并已用植物鞣料鞣制，同未进行湿处理的相同生皮相比，经历根据本发明方法的生皮获得等于大约4-5％的长度增加量。在厚度更大、具有接近50％的相对水分含量的铬鞣牛生皮的情况下，获得超过10％的长度增加量。
已经确立通过作用相对水分含量超过65％的生皮，在长度增加方面不能实现任何利益，而加工该湿生皮的困难却以无法接受的方式增加。
便利地，局部机械应力以均匀分布并大体等距的表面延伸点，施加在每一张生皮P的两面上。优选地，通过作用于待拉伸生皮相对侧的刀具给予机械应变，从而在集中在所述点的局部区域上产生大体径向的张力。
在一个优选实施方案中，使用具有锤打板的拉软机执行机械应力并将之施加到生皮上，该锤打板具有在大体垂直生皮伸展面的方向并以大体恒定的击打频率动作的刀具，当在生皮相对侧通过一对相互面对的环形传送带保持生皮时，该生皮进料。
优选地，拉软机的操作频率在每分钟200-1,200冲程之间，传送带的进料速度在2-15m/min之间。
如图1左手部分中所示，为了将生皮的残余相对水分含量降低到25％-35％之间，从而使得当保持相对平坦时，生皮仍然容易拉伸和牵引，在湿拉伸步骤c)的末端跟随着步骤d)，该步骤d)涉及中间干燥和调节生皮。
然后将仍然湿的生皮P传送到另一个中间拉伸步骤e)，尽管在较低相对湿度条件下，该步骤e)仍使用与步骤c)相似的程序，生皮从而经历2％-5％之间的长度的进一步增加。
最后，将逐步拉伸的生皮传输到最终干燥和热定形步骤f)，在该步骤期间，它们的水分含量降到7％-15％之间的最终相对值，并且热压制它们的纤维从而稳定它们最终的长度。
在所述几乎完全干燥的条件中，将生皮P经历最终拉伸步骤g)，该步骤的目标在于稳定生皮，赋予它们市场需要的柔软和柔顺程度。
随着沿着图1右手侧的路线，与一个单一的中间干燥和拉伸循环相反，将生皮P经历两个上述类型的相继循环。
特别地，在初始拉伸步骤c)的下游，将生皮P经历一第一中间干燥步骤d1直到它们达到30％-45％之间的相对湿度水平，该步骤d1的后面是一第一中间拉伸步骤e1)。然后将生皮经历一第二中间干燥步骤d2)直到它们达到20％-30％之间的相对湿度值，该步骤d2)的后面是一第二中间拉伸步骤e2。
在这种情况下，为了几乎完全干燥生皮P，即，达到7％-15％之间的相对湿度水平，生皮P最终也将被传送到最终干燥阶段f)。
最终，将生皮P经历最终拉伸步骤g)直到获得市场需要的长度和柔软度或者“触摸”程度。
应该注意湿拉伸和逐步拉伸使得两个连续步骤的作用最大化。由于这种逐步的加工方式，同传统方法和涉及单程湿拉伸的方法相比，可获得高达约10％的长度增加量。
根据图2的曲线图示意说明在单一中间局部干燥循环，后面是局部湿拉伸的情况下，在方法的连续步骤期间，生皮的相对水分含量和相对拉伸的变化范围。在x轴显示连续步骤b)、c)、d)、e)、f)、g)，在y轴显示相对水分含量H₂O％和伸长百分率ΔI/I％的最大和最小值。
图3至6说明用于实施根据本发明方法的设备实施方案的两个实施例。
特别地，图3和4说明一用来实施遵循图1所示流程图左手部分的方法的第一设备，通过参考数字1表示其整体。
设备1顺次包括从用液体处理的装置B移出和进料湿生皮P的装置2，该装置B例如为用于鞣制、复鞣、染色或类似的鼓。特别地，为了进行该工艺的步骤a)，可通过自动加料器或者两个操作员形成装置2。
可将用于初始压制和预干燥湿生皮P的干燥机3设计在传输装置2的下游，使得所述机器进行该工艺的步骤b)，将相对湿度水平从85％-100％之间的值减少到45％-65％之间的值。
通过非限制性实施例，通过Bauce of Trissino(Vicenza)公司制造的PRC4 RA 3200型紧贴/拉伸压力机形成机器3。优选离开机器3的生皮P具有35％-65％之间的相对湿度水平。
将连续拉幅机4设计在预干燥机3的下游，使得该连续拉幅机4进行本工艺的步骤c)并能达到2％-4％之间的伸长百分率，该工艺步骤c)——即在大体垂直生皮平放面的方向、通过作用在相对侧的局部机械应力湿拉伸生皮P。
通过实施例的方式，通过具有锤打板的拉软机可形成机器4，该锤打板为由本申请人制造的称为Syncro3200型的锤打板，其中生皮传送带由防水或者抗水的、并在任何情况下不吸水的材料制成，从而阻止包含在被处理生皮P中的液体的排出和浸渗。
将用来进行本方法中间步骤d)的装置设计在拉软机4的下游，通过中间干燥机-调节器5形成所述装置，该调节器5例如为在以本申请人名义申请的国际专利WO-A-01/44517中记载的连续调节隧道型调节器，调节该调节器5从而将水分含量减少到25％-30％之间的值。
为了达到2％-4％之间的伸长百分率，将另一个用于进行本方法步骤e)的中间拉幅机设置在调节器5的下游，该拉幅机表示为4’，除了生皮P的湿度水平较低之外，其与拉软机4相似并在相同的条件下动作。
将连续干燥/调节装置5’设置在拉幅机4’的下游，该连续干燥/调节装置5’与干燥/调节装置5相似并被调节以进行最终干燥步骤f)，从而使生皮P的相对水分含量达到7％-15％之间的值。
为了将长度再增加2-3％并赋予生皮市场需要的柔软程度，将用来进行本工艺步骤g)的拉伸或者拉软装置4”设置在装置5’的下游，该拉伸或者拉软装置4”作用在几乎完全干燥的的生皮上。
然后将生皮P从拉软机4”移出并将之通过传统堆垛装置7传送到支架6上，从而进行本方法的步骤h)。
以这种方式处理的生皮特征在于未经历传统方法的常规机械应力和热应力，而表面积显著增加5％-10％以及具有显著的质量和柔软度。
应该指出的是可将用于实施上述方法的、逐步拉伸和干燥工业生皮的设备插入一条半自动生皮处理生产线，生产线例如为在以本申请人名义申请的国际申请WO-A-96/15275中说明和要求的类型。
在图5和6中用参考数字1’表示其整体来说明的设备与在图3和4中显示的设备的本质区别在于，取代一个单一的中间装置，图5和6中的设备设计两个用于实施本方法步骤d1)和d2)的中间局部干燥装置，该中间局部干燥装置各自用5，5’表示并被调节从而将相对水分含量减少到30％-45％和20％-30％之间的值，该中间局部干燥装置的后面各自是用于实施根据本发明的方法的步骤e1)和e2)的中间湿拉伸装置，该中间湿拉伸装置各自用4’，4”表示。
如根据图3和4的设备一样，将最终干燥装置5”和最终拉伸装置4设置在中间拉伸装置4”的下游，为了将相对水分含量减少到约7％-15％，该最终干燥装置5”用于进行步骤f)，该最终拉伸装置4作用于几乎完全干燥的生皮，用于进行本工艺的步骤g)，结果形成约5％-10％之间的最终伸长百分率。
最后，以与根据图3和4的实施例相同的方式，将堆垛装置7设计在拉伸装置4的下游，该用于进行本方法的步骤h)的堆垛装置7移出生皮P并将它们存放在支架6上。
经指出只需要两个操作员操作本设备，该操作员用于将湿生皮P从鼓或槽B中移出并将它们传送到用于进料给压力机2的装置2，结果导致职员数量和处理时间的显著减少。由于根据本发明的方法和设备，同过去使用传统方法需要10个人以及结果、术语为质量较低相比，仅使用两个人就可实现约100张生皮/小时的输出速度。
假设长度增加约7％，计算使用根据本发明的设备和方法获得的利益、术语为成本效率是可能的。在设备具有约100张生皮/小时输出速度的情况下，假设约50平方英尺/生皮的平均长度和约8小时/天的倒班，可实现约40,000平方英尺/天的总长度和约2,800平方英尺/天的平均日增量。
假设生皮的成本平均为约3.6欧元/平方英尺，设计超过10,080欧元/天的节省、快速，即约3-4个月付清根据本发明的连续制造生产线的成本是可能的，该生产线具有一个包括预干燥机和拉软装置的单一循环。
从上述内容可以理解，根据本发明的方法和制造生产线实现了预定目标，特别地，具有均匀的质量和大体恒定的最终厚度，没有任何缺陷或在接近生皮边缘的区域没有任何损坏的风险，而将注意力集中在长度的增加量上。
可将根据本发明的方法和湿制造生产线进行多种修改和变形，该修改和变形全部落在所附权利要求中说明的发明主题内。
本申请基于并要求2002年3月20日在意大利申请的专利申请No.VI2002A000050的优先权，在此参考引用其所公开的内容。