Nguyên liệu thô

Nguyên liệu để sản xuất da là da sống của động vật, là một phụ phẩm của sản xuất thịt. Ngay sau khi giết mổ, vi khuẩn bắt đầu phân hủy da động vật. Do quá trình tự nhiên này thiệt hại bề mặt của da, nó phải được ngăn chặn. Ở Trung Âu, quá trình phân hủy này được làm chậm lại bằng cách làm lạnh, mà, so với cách muối truyền thống, thì thân thiện với môi trường hơn rất nhiều.

Kho hóa chất/xưởng thuộc da

Ngâm vôi

Da sống được đặt trong thùng ngâm vôi cho bước đầu tiên, trong đó chúng được ngâm trong nước để làm sạch của bất kỳ bụi bẩn tự nhiên và phục hồi hàm lượng nước tự nhiên ở mức khoảng 65%. Sau đó, vôi và sodium sulfide được thêm vào thùng đó. Điều này cho phép thợ thuộc da loại bỏ các loại dầu tự nhiên và protein (mà chúng không quan trọng cho sản xuất da) ra khỏi da và tăng độ pH của dung dịch để loại bỏ lông ra khỏi da sống bằng hóa chất. Các thiole béo được sử dụng như trợ chất trong quá trình loại bỏ lông. Ngâm và bón vôi được thực hiện trong một qui trình thường kéo dài 24-36 giờ. Da sống đã được khử lông và ngâm vôi lúc bấy giờ được gọi là "tấm da sống".

Nạo thịt

Trong bước này, thịt và các mô mỡ thừa từ dưới các tấm da được loại bỏ bằng máy và tấm da được cắt tỉa. Trong quá trình này, phần gốc của đuôi, rốn, đầu gối, và các phần không cần thiết khác của da được loại bỏ. Các phần hữu cơ còn lại thu được là nguyên liệu da tự nhiên quý cho các ngành keo và gelatin hoặc cho các nhà máy khí mê-tan.

Chia tách

Một con dao cắt cố định được sử dụng để phân chia tấm da theo chiều ngang thành một phần thớ và một phần thịt. Phần thớ hoặc da sau đó được chế biến thành da mặt trên của giày. Phần thịt được cung cấp cho ngành công nghiệp gelatin.

Thuộc da

Thuộc da là qui trình mà qua đó da được bảo quản và làm cho bền chắc. Trước khi được thuộc, da dễ bị hư hỏng. Qui trình này được thực hiện qua năm bước sau đây và mất khoảng 20 giờ để hoàn thành. Các bước này được thực hiện tuần tự trong thùng thuộc da:

Khử vôi: Trong bước này, vôi đã được thêm vào trong thùng vôi được loại bỏ. Tại xưởng thuộc da, bước này sử dụng carbon dioxide, được xem là thân thiện với môi trường. Hydrogen peroxide có thể được sử dụng trước khi đưa CO2 vào để làm giảm sự hình thành hydrogen sulfide (tốt nhất là dưới sự kiểm soát oxy hóa khử).

Xử lý da: Collagen và các protein khác được loại bỏ bằng cách sử dụng enzym. Điều này làm cho thớ da các sợi trở nên linh hoạt hơn và da trở nên mềm hơn.

Ngâm: Trong bước này, acid và muối được thêm vào để làm giảm pH của da và chuẩn bị da để lý thuộc. Khi da đã đạt đến một độ pH khoảng 3 trong toàn bộ chiều rộng của nó, nó đã sẵn sàng cho việc sử dụng chất thuộc da.

Thuộc da và bazơ hóa: Da sống có thể được thuộc bằng cách sử dụng một số lượng lớn các chất khác nhau, tuy nhiên chromium được sử dụng phổ biến nhất. Khi pH thấp, các phân tử chromium có thể dễ dàng xâm nhập vào da và kết hợp vào các thớ da. Trong quá trình bazơ hóa, giá trị pH tăng lên chút ít, làm cho các hạt chromium trong da phát triển lớn hơn và kết nối với collagen của da ít nhất ở hai nơi. Sự kết nối này giữa chất thuộc da và chất liệu da được gọi là thuộc da. Nhuộm da bằng crom làm da có màu xanh xanh; vì vậy, sau khi thuộc, da được gọi là "da xanh ướt".

Oxy hóa không mong muốn của Chromium III thành Chromium VI trong da và các sản phẩm da

Chromium (VI) không được mong muốn hoặc sử dụng trong qui trình sản xuất và phải được coi là lây nhiễm chéo bằng cách oxy hóa có thể tránh được của chromium hóa trị ba thành chromium hóa trị sáu, một chất độc hại. Quá trình oxy hóa của Cr (III) thành Cr (VI) thường xảy ra trong sự hiện diện của tác nhân oxy hóa mạnh trong môi trường axit nhưng nó cũng có thể diễn ra trong sự hiện diện của các chất oxy hóa nhẹ ở pH cao. Trong chế biến da, trung hòa là một giai đoạn mà những điều kiện như vậy được tạo ra; do đó, da và sản phẩm da đôi khi có chứa Cr (VI) mặc dù chỉ các hợp chất chromium duy nhất dưới hình thức Cr (III) được sử dụng trong quá trình thuộc da.

Ngoài ra hydrogen peroxide còn sót lại từ bước đầu tiên của thuộc da sẽ đóng góp vào quá trình oxy hóa ngoài ý muốn của Cr (III) thành Cr (VI).

Sự oxy hóa ngoài ý muốn cũng có thể là kết quả của một số phản ứng không mong muốn trong bản thân da. Sự ảnh hưởng của chất tạo ẩm trở lại như ammonia, sodium bicarbonate, trợ chất cation hoặc trợ chất khử không trực tiếp làm tăng hàm lượng Cr (VI), tuy nhiên các quá trình lão hóa bị gây ra bởi việc xử lý bằng ammonia hoặc sodium bicarbonate có thể gây ô nhiễm da sau một thời gian. Việc sử dụng một trợ chất khử

trước khi nhuộm thay vì ammonia hoặc các chất tạo ẩm trở lại có tính kiềm mạnh hơn khác được đề nghị sử dụng.

Nên tránh lưu trữ da thuộc bằng chromium trong các tình huống ẩm và ấm trong thời gian kéo dài; khuyến nghị này cũng nên được cung cấp cho người sử dụng cuối cùng.

Dung dịch béo có ảnh hưởng nặng nề đến sự hình thành chromate trong da. Ảnh hưởng lớn nhất được thể hiện bằng các loại dầu cá sulfate và sulfited cổ điển và các sản phẩm hay các acid béo đơn hoặc đa không bão hòa (tự do hoặc được este hóa). Các chất tạo dung dịch béo tự nhiên hoặc tổng hợp không có các chất nói trên không dẫn đến sự hình thành chromate. Hydrocacbon chứa clo có chiều dài chuỗi C16-30 (các parafin chứa clo) cũng có thể được sử dụng

Thuộc da với các chất khác chromium

Các khoáng chất khác có thể được sử dụng để sản xuất da thuộc, mặc dù các đặc tính tổng thể của da được sản xuất sẽ không so sánh được với những đặc tính có được từ da thuộc bằng chromium.

Nhôm. Việc sử dụng nhôm như 1 chất thay thế vẫn được bàn cãi bởi vì có các dấu hiệu cho thấy nó có thể có tác dụng xấu đáng kể đến sức khỏe con người và môi trường. Các chất thuộc da khác là các chất thuộc da có gốc thực vật, các syntan, và các aldehyde.

Chất thuộc da có gốc thực vật. Chất thuộc da có gốc thực vật là những hợp chất poly- phenol và có thể được phân loại là một trong hai chất sau đây:

 ----------->  Hydrolyzable pyrogallol (Myrabolan, sồi, cây sơn, hạt dẻ, v.v…)

 ----------->  Các tannin đặc có gốc catechol (cây trinh nữ, cây mẻ rìu)

Các syntans, nhựa, và polyacrylate. Các syntans, nhựa, và polyacrylate là các chất được sử dụng thay thế hoặc thêm vào chromium và các tannin thực vật. Syntan là các sản phẩm ngưng tụ sulfonated của các hợp chất thơm thế hydroxyl (phenol, cresol hoặc naphthalene) với formaldehyde và thường với amide. Phải chú ý đến hàm lượng đơn phân của các syntan. Dư lượng của formaldehyde và phenol được phát hiện trong nhiều sản phẩm.

Các sulfonated polyphenol được sử dụng không chỉ là chất thuộc da, mà còn là các chất phân tán, chất hoạt động bề mặt, chất tạo ẩm, trợ chất tạo huyền phù, và các chất ổn định. Những ứng dụng rộng rãi này bởi nhiều người sử dụng dẫn đến sự phóng thích nhỏ nhưng liên tục từ các nguồn có vẻ như khuếch tán.

Các loại nhựa thông có nguồn gốc từ các hợp chất béo như polyuretan, dicyandiamide và melamine. Nhựa chứa nồng độ (thấp) formaldehyde tự do và các chất độn vô cơ.

Glutardialdehyde là aldehyde được sử dụng phổ biến nhất, nhưng formaldehyde vẫn được sử dụng. Aldehyde phải được đánh giá cẩn thận về phương diện an toàn nơi làm việc. Là chất gây ung thư, formaldehyde đòi hỏi các biện pháp kiểm soát đặc biệt.

Glutardialdehyde có tác dụng diệt khuẩn và do đó cũng được sử dụng làm chất khử trùng. Glutardialdehyde có khả năng phân hủy sinh học hạn chế, độc tính cao và có thể ảnh hưởng tiêu cực đến xử lý sinh học. Glutardialdehyde chắc chắn là một chất gây đột biến gen mạnh hơn formaldehyde, mặc dù ít bay hơi hơn.

Trợ chất thuộc da

Các chất béo, polyme, chất đa trùng ngưng, các sản phẩm phản ứng cộng, các hợp chất tạo phức acid kim loại, các dẫn xuất silicon và các hợp chất hữu cơ perfluorinated – dưới hình thức tự nhiên, chất khoáng, hoặc tổng hợp – được sử dụng để điều chỉnh các thuộc tính ưa nước của da (từ việc thêm vào các chất hoạt động bề mặt trước đó) hoặc để đạt được các đặc tính chống thấm nước.

Các chất ngâm tẩm da khác được dùng để cải thiện chất lượng mặc bao gồm các chất chống thấm dầu và các chất giảm tính thấm khí; đây là những chế phẩm có chứa dung môi hoặc không chứa dung môi của các hợp chất hữu cơ perfluorinated.

Chất chống cháy thường có gốc phosphor, nhưng cũng có thể có gốc antimony trioxide và/hoặc các oxide kim loại khác, cũng như có gốc từ các hợp chất boron và nitrogen.

Chất làm giảm ăn mòn thì rất giống với như các chất chống thấm nước. Các chất chống tĩnh điện chủ yếu là các chất hoạt động bề mặt anion hoặc cation. Các chất đa trùng ngưng và các polyme cũng được sử dụng.

Cắt/ép

Những tấm da xanh, được ngâm ướt, được đặt trên máy ép và 2 con lăn ép ra một lượng nước dưới áp lực cao. Sau đó, da hoàn chỉnh được cắt thành 2 bên để tiện xử lý trong chế biến tiếp theo. Mỗi bên được đánh dấu để dễ theo dõi hơn.

Phân loại tại xưởng nhuộm

Trên những tấm da xanh ẩm ướt, những thương tổn như các vết trầy xướt, sẹo, hoặc hư hại do ký sinh trùng dễ dàng được nhận thấy. Trong quá trình phân loại, da được tách ra và sắp xếp vào các nhóm chất lượng khác nhau (dựa trên những hư hại này).

Bào

Da cừu mềm cho giày trẻ em đòi hỏi một độ dày khác nhau hơn so với da dày dành cho giày ống đi bộ đường dài trên núi. Việc bào sẽ điều chỉnh da  để có độ dày da ưa thích; lớp da không cần thiết được bào bằng máy từ mặt sau của tấm da xanh ướt. Lớp da bào ra được tiếp tục chế biến thành da tái sinh.

Thuộc lại

Chỉ trong qui trình thuộc lại, da mới có được những đặc tính đặc biệt và đáp ứng yêu cầu cụ thể của khách hàng. Thuộc lại da được thực hiện theo một công thức đặc biệt trong một thùng nhuộm. Nó bao gồm một số bước sản xuất khác nhau:

Trung hòa: Trong bước này, độ pH của da xanh ướt được điều chỉnh đến một giá trị cụ thể để cho thêm các hóa chất nhuộm, thuộc và bôi trơn vào nó.

Thuộc lại: Để tạo cho da có các đặc điểm mà khách hàng muốn cùng với các đặc tính kỹ thuật nhất định khác, các chất thuộc da bổ sung được thêm vào da xanh ướt trong qui trình thuộc lại da. Những chất này ảnh hưởng đến sự mềm mại, cảm giác khi sờ vào, các giá trị kéo rách, độ đàn hồi, và các tính năng khác của da. Ngành công nghiệp da sử dụng rộng rãi thuốc nhuộm anion, được chia thành các nhóm sau đây: thuốc nhuộm axit, thuốc nhuộm trực tiếp, thuốc nhuộm cầm màu, thuốc nhuộm chứa kim loại trước và thuốc nhuộm lưu huỳnh hòa tan. Các thuốc nhuộm Azo và anthraquinone được áp dụng như là chất phân tán hoặc dung dịch.

Nhuộm: Thuốc nhuộm được thêm vào để có được màu sắc mong muốn trên bề mặt da. Thuốc nhuộm phải thâm nhập vào da hoàn chỉnh để đảm bảo rằng các gờ cắt cũng có màu sắc đúng trong việc xử lý tiếp theo.

Chất tạo ẩm, chất làm đều màu, chất tẩy trắng, chất tăng cường sắc thái màu, các chất sau xử lý và các chất cố định có thể được áp dụng trong hoạt động nhuộm. Tất cả những sản phẩm này có những hiệu ứng khác nhau trên thuốc nhuộm và trên da. Các chất hoạt động bề mặt có thể được thêm vào thuốc nhuộm. Về mặt hóa học, các trợ chất này có thể được phân loại như:

 ----------->  Các chất phân tán: ví dụ như các sulfated acid ester và amide, các chất ngưng tụ acid béo,

 ----------->  alkyl aryl sulfonates hoặc các sản phẩm ethoxy hóa

 ----------->  các chất tạo ẩm (trợ chất) có thể được chia thành các loại anion (ví dụ như các alkyl- sunfat, các alkane sulfonates, sulfonates alkyl aryl, v.v…), các chất không ion (ví dụ: các phosphoric acid ester, v.v…), và các chất cation (ví dụ như các alkyl aryl amine polyglycol ether, các dẫn xuất amin, betaine, chất ngưng tụ polyamine, v.v…).

 ----------->  Dung môi có thể được sử dụng để thúc đẩy sự hòa tan của thuốc nhuộm trong nước. Dung môi có thể được sử dụng theo cách này là: các rượu, este, polyol, thio-ester và hỗn hợp của chúng.

 ----------->  Các chất cô lập được thêm vào nước có thể được chia thành các nhóm sau:

nitrilotriacetate (NTA), ethylendiamine-tetra-acetate (EDTA), polyphosphate (Calgon), carboxylic acid.

 ----------->  Các chất điều chỉnh độ pH là: các acid hữu cơ, acid, muối đệm, hoặc hỗn hợp các hóa chất này.

 ----------->  Chất chống tạo bọt là sự tiêu chuẩn hóa tạo bọt thấp của các chất tạo ẩm, hỗn hợp các rượu có hóa trị cao và các phosphoric acid ester trung tính.

 ----------->  Các chất xử lý tiếp sau và chất cố định là các chất hoạt động bề mặt, đặc biệt là các hợp chất ammonium cation bậc bốn, các chất đa trùng ngưng formaldehyde cation và các dẫn xuất nitrogen khác cũng như các chất tạo phức vô cơ, các muối kim loại và các chế phẩm của chúng.

Thoa mỡ: Mỡ da đã được loại bỏ trong quá trình ngâm vôi được thay thế bằng một loại mỡ khác được người thuộc da lựa chọn. Loại mỡ được chọn xác định tình trạng của sản phẩm cuối cùng về màu sắc, sắc thái, độ bóng, và cảm giác khi tiếp xúc. Chỉ có mỡ kỵ nước được sử dụng tại xưởng thuộc da. Các loại mỡ này làm cho da có khả năng chống thấm nước và làm giảm khả năng hấp thụ nước của da. Trong quá trình này, các thớ da được bao bọc bởi dung dịch mỡ theo một cách mà vẫn giữ được tính thông thoáng tự nhiên của da. Kết quả bước kỵ nước này là nước không thể thấm vào bên trong giày qua da nhưng hơi ẩm hoặc mồ hôi chân có thể thoát ra bên ngoài.

Ép

Bây giờ, hai bên tấm da được chồng lên nhau trên các tấm ván và được đặt vào máy ép. Nước mà da đã hấp thụ được loại bỏ một phần bằng máy.

Làm khô

Cán

Trên máy cán, các mặt da được làm phẳng và kéo dài ra trên mặt thớ da bằng một xy lanh cán có các lưỡi dao cùn. Công đoạn này mà cho bề mặt da mượt mà và thậm chí bằng phẳng hơn.

Khô chân không

Trong quá trình sấy chân không, các mặt bên của tấm da được đặt với mặt có thớ da trên một cái mâm có nhiệt độ 40°C. Da là tiếp tục được khử ẩm trong điều kiện chân không; da trở nên khô hơn một chút và các thớ da được cố định trong bước này.

Phơi khô

Bước làm khô cuối cùng được thực hiện bằng cách phơi khô, do đó, bất kỳ hơi ẩm nào còn lại trong da sẽ bốc hơi. Các phản ứng hóa học trong da lúc bấy giờ có đủ thời gian để diễn ra, và hơi ẩm bên trong da có thời gian lan đều.

Bằng cách loại bỏ độ ẩm, các hóa chất được thêm vào trước đó kết nối tốt hơn với các thớ da. Điều này làm tăng độ bền và sau đó tạo cho da có một cảm giác tiếp xúc thoải mái hơn. Cấu trúc tự nhiên từ da cần có thời gian để điều chỉnh theo các quá trình khác nhau đã được thực hiện.

Ẩm

Sau khi da đã được làm khô, nó được làm ẩm một lần nữa, vì nước là cần thiết để “bôi trơn thớ da” cho các công đoạn sản xuất tiếp theo. Bởi vì da đã có đặc tính chống thấm nước, việc làm ẩm da là không dễ dàng. Da cần được ủ dưới một tấm phủ bám chặt vào nó; điều này cho phép hơi nước khuếch tán vào các khoảng trống trong da.