Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Leder, umfassend mindestens zwei der folgenden Verfahrensschritte A) bis D): A) Einsatz von einem oder mehreren Polyelektrolyten bei der Herstellung von Halbfabrikaten oder Zwischenprodukten, umfassend die Zugabe von einem oder mehreren Polyelektrolyten in mindestens einem der Schritte (a) bis (d) (a) zusammen mit 0 bis 1,5 Gew.-% Kalk, bezogen auf das Salzgewicht, unmittelbar vor dem oder im Äscher, (b) vor oder während der Entkälkung, (c) vor oder während der Beize, (d) zusammen mit insgesamt 0 bis 3 Gew.-% Alkali- bzw. Erdalkalisalz, bezogen auf das Blößengewicht, unmittelbar vor dem oder im Pickel; B) Behandlung der Häute im Äscher in wässriger Flotte mit einer oder mehreren Verbindungen der allgemeinen Formel B.1
<formula>
oder deren korrespondierenden Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Ammonium- oder Phosphoniumsalzen, wobei die Variablen R10 und X1 bis X4 die in der Beschreibung aufgeführte Bedeutung besitzen, mit der Maßgabe, dass in der Verbindung bzw. den Verbindungen B.1 mindestens zwei Mercapto-Gruppen enthalten sind; C) Einsatz von Entfettungsmitteln der allgemeinen Formel C.1
<formula>
zur Entfettung von Blößen, Häuten oder anderen Zwischenstufen und Halbfabrikaten in der Lederherstellung, wobei die Variablen n und R16 bis R21 die in der Beschreibung aufgeführte Bedeutung besitzen; D) Gerben unter Verwendung eines Gerbmittels, das herstellbar ist durch Umsetzen mindestens ...
Beschreibung[de]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Leder, umfassend mindestens zwei der folgenden Verfahrensschritte A) bis D):
A) Einsatz von einem oder mehreren Polyelektrolyten bei der Herstellung von
Halbfabrikaten oder Zwischenprodukten, umfassend mindestens einen der Schritte (a)
bis (d)
(a) Zugabe von einem oder mehreren Polyelektrolyten und 0 bis 1,5 Gew.-% Kalk, bezogen
auf das Salzgewicht, unmittelbar vor dem oder im Äscher,
(b) Zugabe von einem oder mehreren Polyelektrolyten vor oder während der Entkälkung,
(c) Zugabe von einem oder mehreren Polyelektrolyten vor oder während der Beize,
(d) Zugabe von einem oder mehreren Polyelektrolyten und insgesamt 0 bis 3 Gew.-%
Alkali- bzw. Erdalkalisalz, bezogen auf das Blößengewicht, unmittelbar vor dem oder
im Pickel;
B) Behandlung der Häute im Äscher in wässriger Flotte mit einer oder mehreren
Verbindungen der allgemeinen Formel B.1
oder deren korrespondierenden Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Ammonium- oder Phosphoniumsalzen,
wobei bedeuten:
R10 Wasserstoff oder gegebenenfalls mit einer oder mehreren Mercapto-
oder Hydroxy-Gruppen substituiertes- C1-C12-Alkyl,
X1 bis X4 unabhängig voneinander Wasserstoff, C1-C4-Alkyl,
Hydroxy, Mercapto oder NHR11 und
R11 Wasserstoff, C1-C12-Alkyl, Formyl oder C1-C4-Alkyl-Carbonyl,
mit der Maßgabe, dass in der Verbindung bzw. den Verbindungen B.1 mindestens zwei
Mercapto-Gruppen enthalten sind;
C) Einsatz von Entfettungsmittteln der allgemeinen Formel C.1
zur Entfettung von Blößen, Häuten oder anderen Zwischenstufen und Halbfabrikaten
in der Lederherstellung, wobei bedeuten:
R16 bis R19 unabhängig voneinander Wasserstoff oder verzweigtes
oder unverzweigtes C1-C10-Alkyl,
R20 Wasserstoff oder C1-C25-Alkyl,
R21 Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl und
n eine ganze Zahl von 1 bis 100,
wobei für den Fall, dass R18 bis R20 jeweils Wasserstoff bedeuten,
R16 C1-C10-Alkyl entspricht,
und für den Fall, dass R16 Wasserstoff bedeutet, wenigstens einer der
Reste R18 bis R20 C1-C25-Alkyl entspricht;
D) Gerben unter Verwendung eines Gerbmittels, das herstellbar ist durch Umsetzen
mindestens eines Aldehyds der allgemeinen Formel D.1,
mit mindestens einem weiteren identischen oder verschiedenen Aldehyd der Formel
D.1, wobei bedeutet:
Z eine chemische Einfachbindung, gegebenenfalls substituiertes C1-C12-Alkylen,
gegebenenfalls substituiertes C5-C12-Cycloalkylen oder gegebenenfalls
substituiertes C6-C14-Arylen,
wobei man die Umsetzung in Anwesenheit eines sauren Katalysators und optional in
Gegenwart mindestens einer weiteren Carbonylverbindung der Formel D.2
durchführt, wobei bedeuten:
R22 bis R25 unabhängig voneinander Wasserstoff, gegebenenfalls
substituiertes C1-C12-Alkyl, gegebenenfalls substituiertes
C3-C12-Cycloalkyl, gegebenenfalls substituiertes C7-C13-Aralkyl
oder gegebenenfalls substituiertes C6-C14-Aryl,
mit der Maßgabe, dass für den Fall, dass Z einer chemischen Einfachbindung oder
einem Rest ohne &agr;-Wasserstoffatomen entspricht, mindestens ein weiterer Aldehyd
der Formel D.1, in welchem der Rest Z &agr;-Wasserstoffatome enthält, oder mindestens
eine weitere Carbonylverbindung der Formel D.2 vorhanden ist.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung Leder, welches gemäß dem
erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist.
Neben den mechanischen Arbeitsschritte des Entfleischens und Spaltens
der Rohhäute umfasst die Lederherstellung in der Wasserwerkstatt im Wesentlichen
die physikalisch-chemischen Verfahrensschritte Weiche, Äscher und Enthaarung, Entkälkung,
Beize, Pickel und Gerbung.
Bei konventioneller Vorgehensweise fallen üblicherweise große Mengen
an organischen und anorganischen Abfällen sowie entsprechend hoch belasteten Abwässern
an, die in der Gerberei zu sich ständig verschärfenden Problemen im Hinblick auf
deren Entsorgung führen.
Ein unter ökologischen Gesichtspunkten kritischer Schritt bei der
Lederherstellung ist die Enthaarung. Sie erfolgt in der Regel mehr oder weniger
vollständig im Äscher, wobei als gängige und kostengünstige Enthaarungsreagenzien
Natriumsulfid und Natriumhydrogensulfid (oft auch als Natriumsulfhydrat bezeichnet)
Verwendung finden. Beide Salze werden üblicherweise in technischer Qualität, und
damit stark verunreinigter Form, eingesetzt, wobei das technische Natriumsulfid
meist einen Gehalt von nicht mehr als 65 Gew.-% an reinem Na2S, und das
technische Natriumhydrogensulfid von nicht mehr als ca. 72 Gew.-% NaHS aufweist.
Sowohl Natriumsulfid als auch Natriumhydrogensulfid lassen sich aus
Sicherheitsgründen nur in stark alkalischem Milieu anwenden, weil sie beim Ansäuern
giftigen und übel riechenden Schwefelwasserstoff freisetzen. Zum Aufschließen der
Rohhäute und damit verbunden auch zur Einstellung stark alkalischer Bedingungen
wird dem Äscher zusätzlich noch gebrannter Kalk bzw. Kalkmilch (Aufschlämmung von
Calciumoxid bzw. Calciumhydroxid in Wasser) zugesetzt, was, insbesondere im anschließenden
Schritt der Entkäl- kung, zu weiteren anorganischen Abwasserbelastungen beiträgt.
Die Beseitigung der nicht verbrauchten Sulfide, insbesondere der sulfidhaltigen
Abwässer, ist ebenfalls ein kritischer Schritt. Fällt man überschüssiges Sulfid
aus, beispielsweise mit Fe(II)- und/oder Fe(III)-Salzen, so erhält man aufwändig
abzutrennende Eisensulfidschlämme und darüberhinaus weitere Salzfrachten. Dagegen
ist bei der Oxidation der Sulfide zu ökologisch unbedenklichen Salzen, etwa mittels
Wasserstoffperoxid, mit Korrosionsproblemen zu rechnen.
Im Falle der herkömmlichen Chromgerbung (Herstellung von "wetblue"-Ledern)
fallen desweiteren chromhaltige Abwässer an. Hierbei liegen die verwendeten Mengen
an Chromsalzen, bezogen auf das Blößengewicht des Leders, typischerweise bei 1,5
bis 8 Gew.-% oder darüber. Von den Salzmengen wird aber ein erheblicher Teil in
der Regel nicht gebunden und findet sich im Abwasser wieder. Zwar kann das Abwasser,
etwa durch chemische Behandlung mit Kalk und Eisensalzen, von beträchtlichen Anteilen
Chrom befreit werden, dafür fallen im Gegenzuge jedoch chromhaltige Schlämme an,
die auf Sonderdeponien entsorgt oder aufwändig aufgearbeitet werden müssen.
Weiter müssen auch die beim Spalten und Egalisieren der Häute/Leder
anfallenden chromhaltige Abfälle -diese können bis zu 15 bezogen auf das Hautgewicht
ausmachen- aufwändig entsorgt werden.
Einen umfassenden Überblick über die (zur Zeit) bestmögliche verfügbare
Technik (BAT: "Best Available Technique") bei der Ledergerbung verschafft hier die
vom europäischen IPPC Büro der europäischen Kommission im Mai 2001 veröffentlichte
Studie "Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) – Reference Document
on Best Available Techniques for the Tanning of Hides and Skins" (im Internet unter
http://eippcb.jrc.es verfügbar).
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, durch eine
im Hinblick auf die Entsorgungsnotwendigkeiten in der Ledergerberei angepasste Prozessführung
Verbesserungen in der Abfallwirtschaft im Bereich der Wasserwerkstatt herbeizuführen
und damit insgesamt ein resourcenschonendes Verfahren zur Lederherstellung bereitzustellen,
welches darüberhinaus auch gegerbte Leder liefert, welche den hohen Qualitätsanforderungen
genügen.
Dementsprechend wurde das eingangs definierte Verfahren gefunden,
welches erfindungsgemäß mindestens zwei der im Folgenden näher definierten Verfahrensschritte
A) bis D) umfasst.
Verfahrensschritt A) besteht darin, dass man in der Herstellung von
Halbfabrikaten und Zwischenstufen bei der Herstellung von Leder einen oder mehrere
Polyelektrolyte zugibt:
(a) zusammen mit 0 bis 1,5 Gew.-% Kalk, bezogen auf das Salzgewicht, unmittelbar
vor dem oder im Äscher,
(b) vor oder während der Entkälkung,
(c) vor oder während der Beize,
(d) zusammen mit insgesamt 0 bis 3 Gew.-% Alkali- bzw. Erdalkalisalz, bezogen
auf das Blößengewicht, unmittelbar vor dem oder im Pickel.
Unter Halbfabrikaten und Zwischenstufen bei der Lederherstellung oder
der Herstellung von Pelzfellen werden diejenigen Halbfabrikate und Zwischenstufen
verstanden, welche die Häute nach den verschiedenen Stufen bei der Herstellung von
Leder vor der eigentlichen Gerbung durchlaufen, dem Fachmann beispielsweise als
Blößen und Pickelblößen bekannt.
Weiter wird der unter Schritt (a) des Verfahrensschritts A) erwähnte
Begriff "Kalk" im Sinne der bei der Lederherstellung üblichen Terminologie verwendet
und bezieht sich auf gelöschten Kalk, CaO·H2O ("Ca(OH)2)").
In Verfahrensschritt A) können sowohl organische als auch anorganische
Polyelektrolyte verwendet werden, wobei unter organischen Polyelektrolyten auch
bioorganische Polyelektrolyte, wie z.B. Proteinhydrolysate, verstanden werden sollen.
Unter organischen Polyelektrolyten werden generell organische Polymere
mit einer großen Zahl ionisch dissoziierbarer Gruppen verstanden, die integraler
Bestandteil der Polymerketten sein können oder seitlich an diese angehängt sein
können. Im Allgemeinen trägt jede der statistischen Wiederholungseinheiten mindestens
eine in wässriger Lösung ionisch dissoziierbare Gruppe. Im Rahmen der vorliegenden
Erfindung werden auch sogenannte Ionomere zu den organischen Polyelektrolyten gezählt,
das sind solche organische Polymere, in denen viele, aber nicht jede Wiederholungseinheit
eine ionisch dissoziierbare Gruppe trägt. Polymere mit nur einer oder zwei ionisierbaren
Gruppen an den jeweiligen Kettenenden, oder im Falle von verzweigten Polymeren einer
Anzahl dissoziierbaren Gruppen entsprechend der Anzahl Kettenenden, zählen nicht
zu Polyelektrolyten im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Im erfindungsgemäßen Verfahren kann man Polybasen, Polysäuren, Polyampholyte
oder deren Polysalze oder Mischungen derselben einsetzen. Dabei sind unter Polysäuren
solche organische Polyelektrolyten zu verstehen, die in wässrigem Medium unter Abspaltung
von Protonen dissoziieren, beispielsweise mit Vinylsulfonsäure, Vinylschwefelsäure,
Vinylphosphonsäure, Methacrylsäure oder Acrylsäure als Wiederholeinheiten. Unter
Polybasen sind solche organische Polyelektrolyten zu verstehen, die Gruppen oder
Reste enthalten, die durch Reaktion mit Brönsted-Säuren protoniert werden können,
beispielsweise Polyethylenimine, Polyvinylamine oder Polyvinylpyridine. Unter Polyampholyten
versteht man üblicherweise solche Polymere, die sowohl solche Wiederholeinheiten
enthalten, die in wässrigem Medium unter Abspaltung von Protonen dissoziieren, als
auch solche Wiederholeinheiten, die durch Reaktion mit Bronsted-Säuren protoniert
werden können. Unter Polysalzen versteht man üblicherweise einfach oder insbesondere
mehrfach deprotonierte Polysäuren.
Vorzugsweise verwendet man in Verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen
Verfahrens synthetische Polyelektrolyten.
Die in Verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten
organischen Polyelektrolyte sind als solche bekannt und enthalten bevorzugt mindestens
3 gleiche oder verschiedene Wiederholeinheiten der allgemeinen Formeln A.1 bis A.4
Als Polyelektrolyte im Sinne der vorliegenden Erfindung sind auch
solche Polymere mit Wiederholeinheiten A.1 bis A.4 zu verstehen, die nicht linear,
sondern verzweigt, vernetzt, hyperverzweigt oder dendrimerisch vorliegen und bei
denen die Wiederholeinheiten A1, A2 und/oder A1*
nicht ausschließlich endständig sind.
Andere im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbare organische Polyelektrolyte
weisen mindestens 3 Wiederholeinheiten der Formeln A.5.a oder A.5.b auf:
wobei herstellungesbedingt auch zwei- oder mehrfach sulfonierte Wiederholeinheiten
vorliegen können.
Dabei sind in A.1 bis A.5.b die Variablen wie folgt definiert:
n eine ganze Zahl von 3 bis 50.000, bevorzugt 20 bis 10.000 und besonders bevorzugt
bis 5.000,
A1, A1* ionische oder ionisierbare Gruppen der Formeln A.6
bis A.13
in denen die Variablen wie folgt definiert sind:
R1 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, OH, CN, C1-C20-Alkyl,
wie beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl,
tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl,
iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl, iso-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl,
n-Decyl, n-Dodecyl, n-Hexadecyl oder n-Eicosyl; bevorzugt C1-C6-Alkyl,
wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl,
nPentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl,
iso-Hexyl, sec.-Hexyl, besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl, wie
Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl oder tert.-Butyl;
C2-C20-Hydroxyalkyl, wie beispielsweise 2-Hydroxy-n-propyl,
bevorzugt &ohgr;-C2-C20-Hydroxyalkyl, wie beispielsweise 2-Hydroxyethyl,
2-Hydroxy-n-propyl, 3-Hydroxypropyl, 4-Hydroxy-n-butyl, 6-Hydroxy-n-hexyl, &ohgr;-Hydroxydecyl,
&ohgr;-Hydroxy-n-dodecyl, &ohgr;-Hydroxy-n-hexadecyl oder &ohgr;-Hydroxy-eicosyl;
C6-C14-Aryl, wie beispielsweise Phenyl, &agr;-Naphthyl, &bgr;-Naphthyl,
9-Anthracenyl, insbesondere Phenyl;
C1-C6-Alkoxygruppen, wie beispielsweise Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy,
iso-Propoxy, n-Butoxy, iso-Butoxy, sec.-Butoxy, tert.-Butoxy, n-Pentoxy, iso-Pentoxy,
n-Hexoxy oder iso-Hexoxy, besonders bevorzugt Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy oder n-Butoxy;
Carbonsäureester, wie beispielsweise COOCH3, COOC2H5,
COO-n-C3H7, COO-iso-C3H7, COO-n-C4H9,
COO-iso-C4H9, COO-tert.-C4H9, COO-CH2CH(C2H5)(C4H9),
COO-CH2CH2OH, COO-CH2-CH2-CH2-OH,
COO-(CH2)4-OH, COO-(CH2)6-OH, COO(CH2-CH2-O)r-H,
COO(CHCH3-CH2-O)r-H, wobei r eine ganze Zahl von
1 bis 100, bevorzugt 2 bis 50, ist;
Carbonsäureamide CO-NR3R4, CO-NR3R4CH3+
oder CO-NR3R4C2H5+;
Gruppen der Formel CO-Y1-(CH2)m-NR3R4,
CO-Y1-(CH2)m-NR3R4CH3+
oder CO-Y1-(CH2)m-NR3R4C2H5+,
wobei m eine ganze Zahl von 0 bis 4, bevorzugt 2 oder 3, und Y1 Sauerstoff
oder N-H ist,
und die in den Gruppen der Formeln CO-NR3R4CH3+,
CO-NR3R4C2H5+, CO-Y1-(CH2)m-NR3R4CH3+
und CO-Y1-(CH2)m-NR3R4C2H5+
auftretende positive Ladung durch Gegenionen, wie beispielsweise Cl–
oder CH3SO4-, abgesättigt werden;
R2 Wasserstoff,
C1-C20-Alkyl, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl,
neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl, iso-Heptyl,
n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Dodecyl, n-Hexadecyl oder n-Eicosyl; bevorzugt C1-C6-Alkyl,
wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl,
n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl,
iso-Hexyl, sec.-Hexyl, besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl, wie
etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl oder tert.-Butyl;
C3-C12-Cycloalkyl, wie etwa Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl,
Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclononyl, Cyclodecyl, Cycloundecyl oder Cyclododecyl;
bevorzugt Cyclopentyl, Cyclohexyl oder Cycloheptyl;
C7-C13-Aralkyl, bevorzugt C7- bis C12-Phenylalkyl,
wie etwa Benzyl, 1-Phenethyl, 2-Phenethyl, 1-Phenyl-propyl, 2-Phenylpropyl, 3-Phenyl-propyl,
Neophyl (1-Methyl-l-phenylethyl), 1-Phenyl-butyl, 2-Phenyl-butyl, 3-Phenyl-butyl
oder 4-Phenylbutyl, besonders bevorzugt Benzyl;
C6-C14-Aryl, wie beispielsweise Phenyl, 1-Naphthyl,
2-Naphthyl, 1-Anthryl, 2-Anthryl, 9-Anthryl, 1-Phenanthryl, 2-Phenanthryl, 3-Phenanthryl,
4-Phenanthryl oder 9-Phenanthryl, bevorzugt Phenyl, 1-Naphthyl oder 2-Naphthyl,
besonders bevorzugt Phenyl;
C2-C20-Hydroxyalkyl, wie beispielsweise 2-Hydroxy-n-propyl,
bevorzugt &ohgr;-C2-C20-Hydroxyalkyl, wie beispielsweise 2-Hydroxyethyl,
2-Hydroxy-n-propyl, 3-Hydroxypropyl, 4-Hydroxy-n-butyl, 6-Hydroxy-n-hexyl, &ohgr;-Hydroxydecyl,
&ohgr;-Hydroxy-n-dodecyl, &ohgr;-Hydroxy-n-hexadecyl oder &ohgr;-Hydroxy-eicosyl,
ganz besonders bevorzugt 2-Hydroxyethyl; und
R3 und R4 unabhängig voneinander Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl,
wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl oder
tert.-Butyl.
A2 ionische oder ionisierbare Gruppen, bevorzugt -N(R2)-,
-CO-N(R2)-, -N+(R2)2- oder -CO-N+(R2)2-,
wobei R2 wie zuvor aber in der speziellen Bedeutung unabhängig davon
definiert ist,
M Wasserstoff, Alkalimetallionen, wie beispielsweise Li+, Na+,
K+, Rb+ oder Cs+ oder Mischungen derselben, bevorzugt
Na+ oder K+;
Ammoniumionen der allgemeinen Formel N(R5)4+, wobei
die Reste R5 unabhängig voneinander bedeuten:
C1-C20-Alkyl, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl,
neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl,
iso-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Dodecyl, n-Hexadecyl oder n-Eicosyl; bevorzugt
C1-C6-Alkyl, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl,
neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, besonders
bevorzugt C1-C4-Alkyl, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl oder tert.-Butyl;
C3-C12-Cycloalkyl, wie etwa Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl,
Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclononyl, Cyclodecyl, Cycloundecyl oder Cyclododecyl;
bevorzugt sind Cyclopentyl, Cyclohexyl oder Cycloheptyl;
C7-C13-Aralkyl, bevorzugt C7- bis C12-Phenylalkyl,
wie etwa Benzyl, 1-Phenethyl, 2-Phenethyl, 1-Phenyl-propyl, 2-Phenylpropyl, 3-Phenyl-propyl,
Neophyl (1-Methyl-l-phenylethyl), 1-Phenyl-butyl, 2-Phenyl-butyl, 3-Phenyl-butyl
oder 4-Phenylbutyl, besonders bevorzugt Benzyl;
C6-C14-Aryl, wie beispielsweise Phenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl,
1-Anthryl, 2-Anthryl, 9-Anthryl, 1-Phenanthryl, 2-Phenanthryl, 3-Phenanthryl, 4-Phenanthryl
oder 9-Phenanthryl, bevorzugt Phenyl, 1-Naphthyl und 2-Naphthyl, besonders bevorzugt
Phenyl;
C2-C20-Hydroxyalkyl, wie beispielsweise 2-Hydroxy-n-propyl,
bevorzugt &ohgr;-C2-C20-Hydroxyalkyl, beispielsweise 2-Hydroxyethyl,
2-Hydroxy-n-propyl, 3-Hydroxypropyl, 4-Hydroxy-n-butyl, 6-Hydroxy-n-hexyl, &ohgr;-Hydroxydecyl,
&ohgr;-Hydroxy-n-dodecyl, &ohgr;-Hydroxy-n-hexadecyl oder &ohgr;-Hydroxy-eicosyl,
ganz besonders bevorzugt 2-Hydroxyethyl; und
insbesondere Wasserstoff.
Man kann auch Mischungen der vorgenannten Ionen wählen.
Zur Absättigung von positiven Ladungen in den eingesetzten Polyelektrolyten
dienen Anionen, wie beispielsweise Halogenid, bevorzugt Chlorid oder Bromid, sowie
Sulfat, Hydrogensulfat, Phosphat, Hydrogenphosphat oder Dihydrogenphosphat.
R2 ist in durchschnittlich mindestens einer Wiederholeinheit
pro Molekül nicht gleich Wasserstoff, d.h. mindestens ein Stickstoffatom ist erschöpfend
alkyliert, aryliert oder aralkyliert.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind Wiederholeinheiten A.3 der
erfindungsgemäß eingesetzten Polyelektrolyte so ausgestaltet, dass A1
COOH und A1* COO(CH2-CH2-O)r-H bedeutet.
Bevorzugt sind mindestens 15 mol-% der Wiederholeinheiten A1
in Formel A.1 bzw. A.3 ausgewählt aus COOH- bzw. COOM-Gruppen, und M ist wie oben
definiert.
Jeweils zwei der Reste A1 und A1* können zu
einem divalenten Ringsystem mit 1 bis 20 Ringgliedern miteinander verbunden sein,
beispielsweise in der Art der folgenden Formel A.14 (drei Ringglieder):
In Formel A.14 steht Z1 für eine zweiwertige Gruppe wie
beispielsweise CH2, O oder NH, N-C1-C20-Alkyl oder
auch N-, wobei die negative Ladung durch eines oder mehrere der oben genannten Kationen
abgesättigt wird und die Alkylreste wie oben definiert sind.
Die in Verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten
organischen Polyelektrolyte enthalten bevorzugt Carboxylgruppen, wobei die Carboxylgruppen
als freie Säure vorliegen oder aber vollständig oder zu einem gewissen Prozentsatz
als Salz, d.h. in neutralisierter Form, vorliegen können. Bevorzugt ist, das die
Carboxylgruppen zu einem gewissen Prozentsatz neutralisiert sind. Gut geeignet sind
beispielsweise 20 bis 99 mol-%, besonders bevorzugt 50 bis 95 mol-% neutralisierte
Carboxylgruppen.
Ganz besonders bevorzugt verwendet man als organische Polyelektrolyte
solche hochmolekulare Verbindungen, die aus mindestens 60 mol-% der Monomere Acrylsäure,
Methacrylsäure und Maleinsäure oder Mischungen derselben bzw. den betreffenden Salzen
hergestellt sind. Insbesondere zählen dazu Polyacrylate oder Polyacrylsäure-Maleinsäureanhydrid-Copolymere
mit einem molaren Anteil des Maleinsäureanhydrids von 1 bis 40 %, speziell 1 bis
155.
Um zu den in Verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen Verfahrens
verwendeten, an sich bekannten organischen Polyelektrolyten zu gelangen, synthetisiert
man nach bekannten Verfahren Polymere oder Copolymere, die aus einem oder mehreren
bekannten olefinisch ungesättigten Monomeren aufgebaut sind. Bevorzugte Monomere,
die bei der Polymerisation die erfindungsgemäß verwendeten Polyelektrolyte liefern,
sind olefinisch ungesättigte ein- oder mehrwertige Carbonsäuren. Besonders bevorzugt
sind Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Fumarsäure und Maleinsäure, ganz besonders
bevorzugt sind Acrylsäure, Methacrylsäure und Maleinsäure. Acrylsäure, Methacrylsäure
und Maleinsäure können bei der Polymerisation auch gut als Anhydrid eingesetzt werden.
Alle Monomere können bei der Polymerisation als freie Säuren, als Salz in neutralisierter
Form entsprechend der obigen Definition und auch als Gemisch aus freier Säure und
Salz eingesetzt werden. Die Polyelektrolyte werden nach an sich bekannten Verfahren
synthetisiert. Bevorzugt erfolgt die Polymerisation radikalisch, wie beispielsweise
in der Schrift DE-A 31 38 574 beschrieben.
Bei der Polymerisation lassen sich auch Comonomere einsetzen. Geeignete
Comonomere sind beispielsweise
Vinylether, wie beispielsweise Methylvinylether, Ethylvinylether, Vinyl-n-propylether,
Vinylisopropylether, n-Butylvinylether, Vinylisobutylether, Vinyl-tert.-butylether,
(Meth)Acrylsäurederivate, wie beispielsweise Methylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylacrylat,
Ethylmethacrylat, Acrylamid, Methacrylamid, tert.-Butylacrylamid, tert.-Butylacrylat,
tert.-Butylmethacrylat, Acrylnitril,
Olefine, wie beispielsweise Ethylen, Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 1-Hexen, 1-Octen
1-Decen, 1,3-Butadien, Isobuten, Isopren, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid,
Vinylaromaten, wie beispielsweise Styrol, &agr;-Methylstyrol,
Maleinimid, N-Methylmaleinimid.
Geeignet sind weiterhin Mischungen der oben aufgeführten Comonomere.
Die Verwendung von organischen Polyelektrolyten, die Monomere mit
hydrolysierbaren Einheiten enthalten, beispielsweise von A.5.a oder A.5.b, gilt
auch dann als erfindungsgemäß, wenn die hydrolysierbaren Einheiten ganz oder partiell
hydrolysiert sind.
Die in Verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten
organischen Polyelektrolyte haben ein zahlenmittleres Molekulargewicht von 500 bis
150.000 g, bevorzugt von 1.000 bis 70.000 g und besonders bevorzugt bis 10.000 g.
Die Breite der Molekulargewichtsverteilung Mw/Mn liegt im
Bereich von 1,2 bis 50, bevorzugt 1,5 bis 15 und besonders bevorzugt 2 bis 15.
Die in Verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten
organischen Polyelektrolyte tragen durchschnittlich pro Molekül mindestens Wiederholeinheiten
A.1 bis A.4, wobei diese Gruppen bzw. Wiederholeinheiten gleich oder verschieden
sein können. Bevorzugt tragen die erfindungsgemäß verwendeten Polyelektrolyte im
Mittel mindestens 4 Gruppen der Formel A.1 bis A.4, besonders bevorzugt mindestens
5.
Als anorganische Polyelektrolyte kommen für das erfindungsgemäße Verfahren
Polyphosphate, bevorzugt in Form ihrer Alkalisalze, insbesondere der Natrium- oder
Kaliumsalze, sowie Natron- oder Kaliwassergläser in Betracht. Weiter sollen unter
den erfindungsgemäß zu verwendenden anorganischen Polyelektrolyten auch Alumosilikate,
insbesondere solche der Alkali- und Erdalkalimetalle zu verstehen sein. Zu erwähnen
sind hier vor allem Vertreter aus der Gruppe der Phyllosilikate, wie etwa Kaolinit,
die dioktaedrischen Smektite, insbesondere Muscovit und Montmorillionit (Hauptbestandteil
von Bentoniten), sowie die trioktaedrischen Smektite, insbesondere Hectorit. In
diesem Zusammenhang sei auch auf die ältere deutsche Patentanmeldung 102 37 259.4
verwiesen.
Die beschriebenen Polyelektrolyte kann man an verschiedenen Stufen
in Verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Halbfabrikaten
und Zwischenstufen bei der Lederherstellung oder der Herstellung von Pelzfellen
einsetzen.
Vorzugsweise setzt man die oben beschriebenen Polyelektrolyte im Äscher,
vor oder in der Entkälkung, vor oder in der Beize oder vor oder im Pickel ein.
Ein in Verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen Verfahrens besonderer
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der oben beschriebenen
Polyelektrolyte im Äscher (Schritt a)), und ein weiterer Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von Häuten durch Verwendung der oben
beschriebenen Polyelektrolyte im Äscher.
Im Folgenden beziehen sich Angaben in Gew.-% auf das Salzgewicht,
wenn nicht anderes angegeben ist.
Zum Einsatz der oben beschriebenen Polyelektrolyte im Äscher geht
man zweckmäßig so vor, dass man die Kalkmenge deutlich reduziert und stattdessen
eine anorganische basische Alkalimetallverbindung, beispielsweise ein Hydroxid oder
ein Carbonat eines Alkalimetalls, bevorzugt von Natrium oder Kalium und ganz besonders
bevorzugt von Natrium, sowie einen oder mehrere der oben beschriebenen Polyelektrolyte
zusetzt. Andere geeignete anorganische basische Alkalimetallverbindungen sind Alkalimetallsilikate.
Eine bevorzugte Variante in verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, dass man die im Äscher eingesetzte Kalkmenge auf 0,1 bis
1,5 verringert, besonders bevorzugt 0,01 bis 0,5 Gew.-%. In einer anderen besonders
bevorzugten Variante verzichtet man vollkommen auf den Einsatz von Kalk.
Erfindungsgemäß setzt man 0,001 bis 100 Gew.-% eines oder mehrerer
Polyelektrolyte zu, bevorzugt 0,005 Gew.-% bis 50 Gew.-%. Besonders bevorzugt sind
0,03 bis 10 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%.
Den oder die Polyelektrolyten kann man einzeln oder zusammen mit der
oder den anorganischen basischen Alkalimetallverbindungen zugeben. Auch kann die
Zugabe von einem oder mehreren Polyelektrolyten und der oder den anorganischen basischen
Alkalimetallverbindungen in jeweils einer Portion oder in mehreren Portionen und
jeweils vor oder während des Äscherns erfolgen. Bevorzugt ist die Zugabe unmittelbar
am Anfang des Äscherns. Auch soll erfindungsgemäß umfasst sein, dass man beispielsweise
eine Portion Polyelektrolyt unmittelbar vor dem Äscher oder während oder am Ende
der Weiche zuzusetzen und eine weitere Portion – zusammen mit der oder den
anorganischen basischen Alkalimetallverbindungen – während des Äscherns. Wünscht
man die Zugabe des oder der Polyelektrolyten in mehreren Portionen durchzuführen,
so ist das Mengenverhältnis an Polyelektrolyt in den einzelnen Portionen unkritisch.
Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, etwa gleich große Portionen zu wählen. Eine
andere denkbare Variante ist, in der ersten Portion 1,1 bis 10 mal so viel Polyelektrolyt
zuzusetzen wie in der zweiten; eine andere denkbare Variante ist, in der zweiten
Portion 1,1 bis 10 mal so viel Polyelektrolyt zuzusetzen wie in der ersten. Analog
kann die Menge des oder der zuzugebenden anorganischen basischen Alkalimetallverbindungen
auf mehrere Portionen verteilt werden.
In einer weiteren Variante von verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen
Verfahrens des erfindungsgemäßen Verfahrens verändert man den Polyelektrolyten in
situ; so kann man beispielsweise Polyacrylate oder Polymethacrylate als polymere
Säuren einsetzen und durch die eingesetzte basische Alkalimetallverbindung in das
Polyalkalimetallsalz des betreffenden Polyelektrolyten überführen.
Der oder die Polyelektrolyten kann man erfindungsgemäß in Substanz
oder in Lösung, bevorzugt in wässriger Lösung zugeben.
In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt
man im Äscher (Schritt (a) des Verfahrensschritts A)) neben den oben. beschriebenen
Elektrolyten eine oder mehrere Aminverbindung zu, insbesondere eine oder mehrere
Hydroxylaminverbin- dungen oder Hydrazinverbindungen der allgemeinen Formel A.15a,
A.15.b
wobei bedeuten:
R6 bis R9 unabhängig voneinander Wasserstoff, C1-C20-Alkyl
oder C6-C14-Aryl, wobei die Alkyl- und Arylreste der
unter R1 aufgeführten und exemplifizierten Bedeutung entsprechen, und
An- Halogenid, Sulfat, Hydrogensulfat, Phosphat, Hydrogenphosphat oder Dihydrogenphosphat
oder Mischungen der genannten Anionen.
Insbesondere kommen solche Verbindungen der Formeln A.15.a bzw. A.15.b
zur Verwendung, in welchen mindestens einer der, Reste R6 bis R9
gleich Wasserstoff ist.
Als Anion An- seien beispielsweise Halogenid, bevorzugt Chlorid oder
Bromid, weiterhin Sulfat, Hydrogensulfat, Phosphat, Hydrogenphosphat und/oder Dihydrogenphosphat
genannt.
Bevorzugt ist der Einsatz von Hydroxylaminverbindungen der allgemeinen
Formel A.15.a. Ganz besonders bevorzugt ist der Einsatz von Hydroxylamin als freier
Base.
Wenn man eine oder mehrere Hydroxylaminverbindungen der allgemeinen
Formel A.15.a einsetzt, so lässt sich die Menge an basischer Alkalimetallverbindung
reduzieren.
Besonders günstig ist es, im Äscher (Schritt (a) des Verfahrensschritts
A)) zusätzlich zum Polyelektrolyten eine oder mehrere Hydroxylaminverbindungen der
allgemeinen Formel A.15.a oder A.15.b oder eine oder mehrere Hydrazinverbindungen
der Formel A.16 zusammen mit Alkalimetallhydroxid und Alkalimetallcarbonat einzusetzen.
Die Menge an Hydroxylaminverbindungen der allgemeinen Formel A.15.a
oder A.15.b oder eine oder mehrere Hydrazinverbindungen der Formel A.16, die im
Äscher vorzugsweise zum Einsatz kommt, beträgt 0,5 bis 10 Gew.-%.
Selbstverständlich kann man der Lösung des Polyelektrolyten noch gerbereiübliche
Hilfsstoffe zusetzen, beispielsweise Biozide, Enzyme, Enthaarungsagenzien, Tenside
und Emulgatoren.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in Verfahrensschritt
A) des erfindungsgemäßen Verfahrens die Zugabe von einem oder mehreren der oben
beschriebenen Polyelektrolyten vor oder während der Entkälkung. Erfindungsgemäß
setzt man 0,001 bis 100 Gew.-% eines oder mehrerer Polyelektrolyte zu, bevorzugt
0,005 Gew.-% bis 50 Gew.-%. Besonders bevorzugt sind 0,03 bis 10 Gew.-%, ganz besonders
bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in Verfahrensschritt
A) des erfindungsgemäßen Verfahrens die Zugabe von einem oder mehreren der oben
beschriebenen Polyelektrolyten vor oder während der Beize. Erfindungsgemäß setzt
man 0,001 bis 100 Gew.-% eines oder mehrerer Polyelektrolyten zu, bevorzugt 0,005
Gew.-% bis 50 Gew.-%. Besonders bevorzugt sind 0,03 bis 10 Gew.-%, ganz besonders
bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%.
Ein weiterer besonderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in Verfahrensschritt
A) des erfindungsgemäßen Verfahrens die Verwendung der oben beschriebenen Polyelektrolyte
vor oder im Pickel, bevorzugt unmittelbar vor dem Pickel, und ein weiterer Aspekt
der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von Häuten durch Verwendung
der oben beschriebenen Polyelektrolyte vor oder im Pickel.
Zum Einsatz der oben beschriebenen Polyelektrolyte vor oder im Pickel
in Verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man zweckmäßig so
vorgehen, dass man die eingesetzte Salzmenge (üblicherweise 5 bis 10 Gew.-%), an
Alkalimetallhalogenid, üblicherweise Kochsalz, reduziert und stattdessen eine erfindungsgemäße
Menge an einem oder mehreren Polyelektrolyten einsetzt.
Erfindungsgemäß setzt man 0,001 bis 100 Gew.-% eines oder mehrerer
Polyelektrolyte ein, bevorzugt 0,005 Gew.-% bis 50 Gew.-%. Besonders bevorzugt sind
0,03 bis 10 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%.
Erfindungsgemäß setzt man vor oder im Pickel, bevorzugt unmittelbar
vor dem Pickel in Verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen Verfahrens weiterhin
0 bis 3, bevorzugt 0 bis 1 und besonders bevorzugt 0 bis 0,5 Gew.-% eines oder mehrerer
anorganischer Alkali- oder Erdalkalimetallsalze zu, beispielsweise Alkalimetallhalogenide
wie etwa Natriumfluorid, Natriumchlorid, Natriumbromid, Kaliumchlorid oder Kaliumbromid
oder Mischungen derselben ein. Man kann auch andere anorganische Alkalimetallsalze
wie beispielsweise Glaubersalz (Natriumsulfat) oder anorganische Erdalkalimetallsalze
wie beispielsweise Magnesiumchlorid oder Magnesiumsulfat zusetzen. In einer ganz
besonders bevorzugten Variante setzt man mindestens 0,01 bis 0,2 Gew.-% anorganische
Alkali- oder Erdalkalimetallsalze, insbesondere Natriumchlorid ein; in einer anderen
ganz besonders bevorzugten Variante verzichtet man ganz auf den Einsatz von Alkali-
oder Erdalkalimetallsalzen. Ganz besonders bevorzugt setzt man insbesondere maximal
0,05 Gew.-% Alkalimetallhalogenid, insbesondere Natriumchlorid, ein.
Die Zugabe von einem oder mehreren Polyelektrolyten und Alkali- oder
Erdalkalimetallsalzen in Verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen Verfahrens,
so eine Zugabe von Alkali- oder Erdalkalimetallsalzen gewünscht ist, kann getrennt
und zusammen erfolgen und jeweils unmittelbar vor oder während des Pickelns. Auch
kann die Zugabe von einem oder mehreren Polyelektrolyten und – so gewünscht
– Alkali- oder Erdalkalimetallsalzen in jeweils einer Portion oder in mehreren
Portionen und jeweils vor oder während des Pickelns erfolgen. Auch ist es erfindungsgemäß,
beispielsweise eine Portion Polyelektrolyt unmittelbar vor dem Pickeln zuzusetzen
und eine weitere Portion – zusammen mit Alkali- oder Erdalkalimetallsalz –
während des Pickelns. Wünscht man die Zugabe des oder der Polyelektrolyten in mehreren
Portionen durchzuführen, so ist das Mengenverhältnis an Polyelektrolyt in den einzelnen
Portionen unkritisch. Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, etwa
gleich große Portionen zu wählen. Eine andere denkbare Variante ist, in der ersten
Portion 1,1 bis 10 mal so viel Polyelektrolyt zuzusetzen wie in der zweiten; eine
andere denkbare Variante ist, in der zweiten Portion 1,1 bis 10 mal so viel Polyelektrolyt
zuzusetzen wie in der ersten. Analog kann die Menge des oder der zuzugebenden Alkali-
oder Erdalkalimetallsalze auf mehrere Portionen verteilt werden.
Der oder die Polyelektrolyten können in Verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen
Verfahrens in Substanz oder in Lösung, bevorzugt in wässriger Lösung zugegeben werden,
wobei der Lösung noch gerbereiübliche Hilfsstoffe zugesetzt werden können, beispielsweise
Biozide, Säuren wie beispielsweise Schwefelsäure, Ameisensäure, Salzsäure, Oxalsäure
oder Essigsäure, saure Salze, Puffer, Fettungsmittel, Harzgerbstoffe, Vegetabilgerbstoffe
und Füllmittel, beispielsweise Kaolin oder Ligninsulfonat.
Die Verweilzeit der ungespaltenen Häute im Pickel beträgt in Verfahrensschritt
A) des erfindungsgemäßen Verfahrens üblicherweise 10 Minuten bis 24 Stunden, bevorzugt
15 Minuten bis 2 Stunden und besonders bevorzugt 15 bis 45 Minuten. Bei Verwendung
von gespaltenen Häuten sind, wie dem Fachmann bekannt, kürzere Verweilzeiten möglich.
Das Pickeln verläuft unter ansonsten gerbereiüblichen Bedingungen,
die Temperatur beträgt 10 bis 35°C und der Druck 1 bis 10 bar, besonders zweckmäßig
ist Normaldruck.
Setzt man erfindungsgemäß einen oder mehrere Polyelektrolyten in Verfahrensschritt
A) des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits vor oder im Äscher zu, so lässt sich
im Pickel die Menge an zugegebenem Polyelektrolyt reduzieren. Im Extremfall kann
man im oder unmittelbar vor dem Pickel auf die erneute Zugabe von weiterem Polyelektrolyten
ganz verzichten.
In einer besonderen Variante in Verfahrensschritt A) des erfindungsgemäßen
Verfahrens setzt man im Äscher 5 bis 100 Gew.-% eines oder mehrerer Polyelektrolyte
zu und kann in den. weiteren Schritten, Entkälkung, Beize und Pickel, auf die Zugabe
von weiterem Polyelektrolyten verzichten, weil die Konzentration an Polyelektrolyten
hoch genug ist. In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens,
in der auf die Zugabe von Kalk vollkommen verzichtet wird, kann man auf einen gesonderten
Entkälkungsschritt verzichten, insbesondere in dieser Variante lässt sich auf eine
weitere Zugabe von Polyelektrolyt verzichten.
Verfahrensschritt B) der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Enthaarung
der Häute mit einer oder mehreren Verbindungen der allgemeinen Formel B.1
oder deren korrespondierenden Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Ammonium- oder Phosphoniumsalzen,
mit der Maßgabe, dass in der Verbindung bzw. den Verbindungen B.1 mindestens zwei
Mercapto-Gruppen enthalten sind,
wobei bedeuten:
R10 Wasserstoff oder gegebenenfalls mit einer oder mehreren Mercapto-
oder Hydroxy-Gruppen substituiertes C1-C12-Alkyl, wie etwa
Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl,
n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl,
iso-Hexyl, sec.-Hexyl oder n-Decyl, besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl,
wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl;
Hydroxymethyl, 2-Hydroxyethyl, 1,2-Dihydroxyethyl, 3-Hydroxyn-Propyl, 2-Hydroxy-iso-Propyl,
&ohgr;-Hydroxy-n-Butyl, &ohgr;-Hydroxyn-Decyl, HS-CH2-; HS-(CH2)2-
oder HS-(CH2)3-; insbesondere Wasserstoff;
X1 bis X4 unabhängig voneinander Wasserstoff;
C1-C4-Alkyl, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl oder tert.-Butyl; Hydroxy, Mercapto oder NHR11,
insbesondere Hydroxy oder Mercapto; und
R11 Wasserstoff, Formyl,
C1-C12-Alkyl, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl,
neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl oder n-Decyl,
besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl wie Methyl, Ethyl, n-Propyl,
iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl oder tert.-Butyl; oder
C1-C4-Alkyl-Carbonyl, wie beispielsweise Acetyl, C2H5-C=O,
n-C3H7-C=O, iso-C3H7-C=O, n-C4H9-C=O,
iso-C4H9-C=O, sec-C4H9-C=O oder tert-C4H9-C=O.
Bevorzugt ist mindestens eine, besonders bevorzugt sind mindestens
zwei Gruppen X1 bis X4 Hydroxylgruppen.
Unter den korrespondierenden Alkali- und Erdalkalimetallsalzen sind
insbesondere die Mono- und Dinatriumsalze, Mono- und Dikaliumsalze sowie Kaliumnatriumsalze
der Verbindungen der allgemeinen Formel B.1 zu nennen, weiterhin
die entsprechenden Calcium- und Magnesiumsalze. Auch sind die Ammoniumsalze bzw.
primären, sekundären, tertiären und insbesondere quartären Mono- und Diammoniumsalze
und Phosphoniumsalze zu nennen. Natürlich sind auch Gemische aus Verbindungen der
allgemeinen Formel B.1 und deren korrespondierenden Alkali- oder Erdalkalimetallsalzen
oder Ammonium- oder Phosphoniumsalzen einsetzbar. Bevorzugt setzt man die Alkalimetallsalze
ein.
Bevorzugte Mono- und Diammoniumsalze haben als Kationen solche der
Formel N(R12) (R13) (R14) (R15)+,
wobei R12 bis R15 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff,
C1-C12-Alkyl, Phenyl oder CH2-CH2-OH
bedeuten. Beispielhaft seien Tetramethylammonium, Tetraethylammonium, Methyldiethanolammonium
und n-Butyldiethanolammonium genannt. Bevorzugte Mono- und Diphosphoniumsalze haben
als Kationen solche der Formel P(R12)(R13)(R14)(R15)+
wobei R12 bis R15 wie oben definiert sind.
Ganz besonders bevorzugt setzt man in Verfahrensschritt B) des erfindungsgemäßen
Verfahrens ein oder mehrere 1,4-Dimercaptobutandiole der Formeln B.1.a, B.1.a' und
B.1.b,
ein oder deren korrespondierende Alkali- oder Erdalkalimetallsalze. B.1.a bzw.
B.1.a' werden auch als Dithiothreitol, B.1.b wird auch als Dithioerythrol bezeichnet.
Ganz besonders bevorzugt ist der Einsatz von racemischem Dithiothreitol. B.1.a,
B.1.a' und B.1.b sind praktisch geruchslose, leicht dosierbare und gut wasserlösliche
Verbindungen.
Die Verbindungen B.1.a bzw. B.1.a' und B.1.b sind bekannt und beispielsweise
bei Aldrich oder AGROS Chemicals kommerziell erhältlich. Die Synthese weiterer Vertreter
gelingt wie in der Schrift US 4,472,569
oder in J. Chem. Soc. 1949, 248 beschrieben beziehungsweise durch analoge Umsetzungen.
Im Allgemeinen genügt in Verfahrensschritt B) des erfindungsgemäßen
Verfahrens eine Menge von 0,1 bis 5 Gew.-% Verbindung B.1., bezogen auf das Haut-
bzw. Salzgewicht der Häute, Pelze oder Pelzfelle. Bevorzugt sind 0,5 bis 2,5 Gew.-%,
besonders bevorzugt sind 0,75 bis 1,5 Gew.-%.
Bevorzugt erfolgt in Verfahrensschritt B) des erfindungsgemäßen Verfahrens
die Behandlung der Häute, Pelze bzw. Pelzfelle mit einer oder mehreren Verbindungen
der allgemeinen Formel B.1 im Äscher bzw. der Schwöde, und zwar sowohl unter haarzerstörenden
als auch unter haarerhaltenden Bedingungen. Dabei gelingt es, im Äscher bzw. der
Schwöde statt der üblichen Konzentration von etwa 4 Gew.-% Na2S bzw.
NaHS oder sogar geringfügig mehr, mit einer Konzentration von weniger als 1 Gew.-%
Na2S bzw. NaHS bei gleich großer Wirkung bezüglich der Entfernung von
Hornsubstanzen auszukommen.
In einer Variante von Verfahrensschritt B) des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann man im Äscher eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel B.1 zusammen
mit aus der Gerberei bekannten Thiolen, wie beispielsweise Mercaptoethanol oder
Thioglykolsäure, einsetzen. Bevorzugt setzt man hierbei weniger als 0,5 Gew.-% Mercaptoethanol
oder Thioglykolsäure ein.
Vorzugsweise verzichtet man in Verfahrensschritt B) des erfindungsgemäßen
Verfahrens jedoch auf den Einsatz von Na2S bzw. NaHS oder anderen übel
riechenden schwefelhaltigen Reagenzien.
Man behandelt die Häute in Verfahrensschritt B) des erfindungsgemäßen
Verfahrens in einer wässrigen Flotte. Dabei beträgt das Flottenverhältnis von 1:10
bis 10:1, bevorzugt 1:2 bis 4:1, besonders bevorzugt bis 3:1 bezogen auf das Hautgewicht
bzw. Salzgewicht der Häute.
Verfahrensschritt B) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei pH-Werten
von 7 bis 14, bevorzugt von 8 bis 13 und besonders bevorzugt von 9 bis 12,5 durchgeführt.
Zur Einstellung des pH-Werts kann man so vorgehen, dass man bis zu
3 Gew.-% Kalk, bezogen auf die Flotte, zugibt. Man kann aber auch die Kalkmenge
deutlich reduzieren. In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens
verzichtet man auf den Einsatz von Kalk. In der bevorzugten Ausführungsform setzt
man eine oder mehrere anorganische basische Alkalimetallverbindungen zu, beispielsweise
ein oder mehrere Hydroxide oder Carbonate von Alkalimetallen, bevorzugt von Natrium
oder Kalium und ganz besonders bevorzugt von Natrium. Andere geeignete anorganische
basische Alkalimetallverbindungen sind Alkalimetallsilikate. Man kann auch basische
Amine, beispielsweise Ammoniak, Methylamin, Dimethylamin, Ethylamin oder Triethylamin
zusetzen oder Kombinationen aus Alkalimetallverbindung und einem oder mehreren basischen
Aminen.
Neben Wasser können noch weitere organische Lösemittel in der Flotte
sein, beispielsweise bis zu 20 Vol.-% Ethanol oder Isopropanol.
Verfahrensschritt B) des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich in
den gerbereiüblichen Gefäßen durchführen, in denen üblicherweise geäschert wird.
Vorzugsweise führt man das erfindungsgemäße Verfahren in drehbaren Fässern mit Einbauten
durch. Die Drehzahl beträgt üblicherweise 0,5 bis 100/min, bevorzugt 1,5 bis 10/min
und besonders bevorzugt 2 bis 6/min.
Die Druck- und Temperaturbedingungen zur Durchführung von Verfahrensschritt
B) des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Allgemeinen unkritisch. Als geeignet
hat sich die Durchführung bei Atmosphärendruck erwiesen; ein auf bis zu 10 bar erhöhter
Druck ist ebenfalls denkbar. Geeignete Temperaturen sind 10 bis 45°C, bevorzugt
15 bis 35°C und besonders bevorzugt 20 bis 30°C.
Man kann die Verbindung bzw. Verbindungen der allgemeinen Formel B.1
am Beginn des Äscherprozesses dosieren, man kann aber zunächst auch die Häute zunächst
unter basischen Bedingungen einweichen und erst nach einiger Zeit eine oder mehrere
Verbindungen der allgemeinen Formel B.1 dosieren. Die Dosierung kann in einem Schritt
erfolgen, d.h. die Gesamtmenge der eingesetzten Verbindung bzw. Verbindungen B.1
wird in einem Schritt dosiert; man kann aber B.1 auch portionsweise oder kontinuierlich
dosieren.
Verfahrensschritt B) des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich in
einem Zeitraum von 10 Minuten bis 48 Stunden, bevorzugt 1 bis 36 Stunden und besonders
bevorzugt 3 bis 15 Stunden durchführen.
Selbstverständlich kann man zur Ausübung von Verfahrensschritt B)
des erfindungsgemäßen Verfahrens noch gerbereiübliche Hilfsstoffe zusetzen, beispielsweise
Phosphine, wie z. B. Triphenylphosphin oder Tris(2-Carboxyethyl)-phosphinhydrochlorid,
weiterhin Hydroxylamin, Harnstoff, Guanidin bzw. Guanidinium-Hydrochlorid, Hydrazin,
Biozide, Enzyme, Tenside und Emulgatoren.
Durch Verfahrensschritt B) des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen
sich vorzüglich enthaarte Blößen herstellen. Überraschend findet man, dass auch
die Epidermis bereits nach kurzer Behandlungsdauer vollständig oder doch zumindest
weitgehend abgelöst wird.
In Verfahrensschritt C) setzt man erfindungsgemäß Entfettungsmitttel
der allgemeinen Formel C.1
zur Entfettung von Blößen, Häuten oder weiteren Zwischenstufen und Halbfabrikaten
in der Lederherstellung ein. Dabei sind in Formel C.1 die Variablen wie folgt definiert:
R16 bis R19 unabhängig voneinander Wasserstoff oder
C1-C10-Alkyl, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl,
neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl,
iso-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl; bevorzugt C1-C6-Alkyl,
wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl,
n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl,
iso-Hexyl, sec.-Hexyl, besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl, wie
etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl oder tert.-Butyl;
R20 Wasserstoff oder
C1-C25-Alkyl, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl,
neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl,
iso-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Dodecyl, n-Hexadecyl oder n-Eicosyl; bevorzugt
C1-C6-Alkyl, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl,
neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, besonders
bevorzugt C1-C4-Alkyl, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl oder tert.-Butyl;
R21 Wasserstoff oder
C1-C4-Alkyl, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, sek.-Butyl, iso-Butyl oder tert.-Butyl; wobei für den Fall, dass R18
bis R20 jeweils Wasserstoff bedeuten, R16 aus C1-C10-Alkyl
gewählt wird, und für den Fall, dass R16 Wasserstoff bedeutet, wenigstens
ein Rest von R18 bis R20 aus C1-C25-Alkyl
gewählt wird,
n eine ganze Zahl von 1 bis 100, bevorzugt 1 bis 25, besonders bevorzugt 3 bis 15.
Das in Verfahrensschritt C) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte
Entfettungsmittel zeigt in der Emulgatorenentfettung sehr gute Wirkungsgrade. Es
weist insbesondere im wässrigen Medium eine hohe Emulgierwirkung auf natürliche
Fette und Öle auf und emulgiert diese in einer Weise, dass die Fett- und Ölbestandteile
aus der Tierhaut leicht mit Wasser ausgewaschen werden können.
Das in Verfahrensschritt C) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte
Entfettungsmittel enthält bevorzugt ein Gemisch aus Alkoholalkoxylaten, basierend
auf 1 bis 3 verschiedenen Alkoholen C.2,
besonders bevorzugt auf einem einzigen oder zwei verschiedenen Alkoholen C.2. Wenn
man auf Gemische von Entfettungsmitteln auf Basis von verschiedenen Alkoholen C.2
zurückgreift, kann die Anzahl der Kohlenstoffatome des Alkoholrests unterschiedlich
sein und/oder die Art der Verzweigung.
Bevorzugt weist die Hauptkette der Alkohole C.2 eine bis 4 Verzweigungen
auf, soweit die Kettenlänge mehr als eine Verzweigung in der Kettenmitte ermöglicht,
besonders bevorzugt 1 bis 3. Diese Verzweigungen weisen im allgemeinen unabhängig
voneinander 1 bis 10, bevorzugt 1 bis 6, besonders bevorzugt 2 bis 4, ganz besonders
bevorzugt 2 oder 3 Kohlenstoffatome auf. Besonders bevorzugte Verzweigungen sind
demnach Ethyl-, n-Propyl- oder iso-Propyl-Gruppen.
Der Rest des Alkohols C.2 weist 5 bis 30 Kohlenstoffatome auf. Da
C.2 mindestens eine Verzweigung mit mindestens einem Kohlenstoffatom aufweist, umfasst
die Hauptkette 4 bis 29 Kohlenstoffatome. Bevorzugt weist der C.2 bis 25 Kohlenstoffatome
auf, besonders bevorzugt 10 bis 20. Das heißt, die Hauptkette weist bevorzugt 5
bis 24 Kohlenstoffatome auf, besonders bevorzugt 9 bis 19. Ganz besonders bevorzugt
weist die Hauptkette 9 bis 15 Kohlenstoffatome auf und die übrigen Kohlenstoffatome
von C.2 verteilen sich auf eine oder mehrere Verzweigungen.
Die Herstellung der verzweigten Alkohole C.2, die zur Herstellung
der in Verfahrensschritt C) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Alkoholalkoxylate
erforderlich sind, erfolgt nach dem Fachmann bekannten Methoden. Ein allgemeiner
Syntheseweg zur Herstellung verzweigter Alkohole ist z.B. die Umsetzung von Aldehyden
oder Ketonen gemäß Guerbet-Reaktion oder mit Grignard-Reagenzien. Anstelle der Grignard-Reagenzien
können auch Aryl- oder Alkyllithiumverbindungen eingesetzt werden, die sich durch
ein höheres Reaktionsvermögen auszeichnen.
Die eingesetzten Alkoholalkoxylate, welche in den eingesetzten Entfettungsmittel
in Verfahrensschritt C) des erfindungsgemäßen Verfahrens enthalten sind, basieren
auf den Umsetzungsprodukten der verzweigten Alkohole C.2 mit Alkylenoxid, welches
bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid, Propylenoxid
und Butylenoxid. Dabei ist es möglich, dass ein einziger Alkohol C.2 mit verschiedenen
der genannten Alkylenoxide, z.B. Ethylenoxid und Propylenoxid, umgesetzt wird, wobei
Alkoholalkoxylate erhalten werden können, die jeweils Blöcke aus mehreren Einheiten
eines Alkylenoxids, z.B. Ethylenoxid, neben Blöcken aus mehreren Einheiten eines
weiteren Alkylenoxids, z.B. Propylenoxid, aufweisen.
Die Einsatzmengen an Alkylenoxid betragen 1 bis 100 Mol Alkylenoxid
pro Mol Alkohol, bevorzugt 1 bis 25 Mol, besonders bevorzugt 3 bis 15 Mol und ganz
besonders bevorzugt 5 bis 12 Mol. Der erzielte Alkoxylierungsgrad ist in den erfindungsgemäß
eingesetzten Alkoholalkoxylaten breit verteilt und kann je nach Einsatzmenge an
Alkylenoxid zwischen 0 und 100 Mol Alkylenoxid pro Mol Alkohol liegen. Es wurde
gefunden, dass die durch Umsetzung der eingesetzten Alkohole C.2 mit Alkylenoxiden
erzielte Molekulargewichtsverteilung, die sich aufgrund des Alkoxylierungsgrades
der Alkohole ergibt, nicht einer Gauß-Verteilung entspricht. Eine solche Gauß-Verteilung
ergibt sich bei einer Alkoxylierung von Oxo-Alkoholen (technische Alkohole, die
zu ca. 60 Gew.-% lineare Alkohole enthalten und zu ca. 40 Gew.-% mit Methylgruppen
verzweigte Alkohole) zu Alkoholalkoxylaten, wie sie im Stand der Technik in Lederentfettungsmitteln
eingesetzt werden, sowie bei einer Alkoxylierung von Alkylphenolen, deren Alkoxylierungsprodukte
bisher den besten Erfolg in der Lederentfettung zeigen. Der Alkoxylierungsgrad und
damit die Molekulargewichtsverteilung ist bei einer Alkoxylierung der in Verfahrensschritt
C) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Alkohole C.2 wesentlich breiter.
In dem Fall, dass das in Verfahrensschritt C) des erfindungsgemäßen
Verfahrens eingesetzte Entfettungsmittel ein Gemisch aus Alkoholalkoxylaten enthält,
die entweder auf der Basis verschiedener Alkohole aufgebaut sind und/oder mit einer
unterschiedlichen Menge oder verschiedenen Alkylenoxiden umgesetzt wurden, können
diese in beliebigen Verhältnissen vorliegen. Enthält das Entfettungsmittel z.B.
zwei verschiedene Alkoholalkoxylate, so können diese in Verhältnissen von 20 : 1
bis 1 : 1, bevorzugt 9 1 bis 1 : 1 vorliegen. Bei drei verschiedenen Alkoholalkoxylaten
ist es ebenfalls möglich, dass eine der Komponenten gegenüber den zwei anderen Komponenten
im Überschuß vorliegt. Es ist ebenfalls möglich, dass 2 Komponenten den Hauptanteil
der Alkoholalkoxylate bilden und von der dritten Komponente nur geringfügige Mengen
enthalten sind. Des weiteren ist es möglich, dass alle drei Komponenten etwa zu
gleichen Anteilen im Entfettungsmittel enthalten sind.
Die HLB-Werte der in Verfahrensschritt C) des erfindungsgemäßen Verfahrens
eingesetzten Entfettungsmittel eingesetzten Alkoholalkoxylate betragen im allgemeinen
8 bis 16, bevorzugt 9 bis 14.
Die Alkoholalkoxylate werden aus den verzweigten Alkoholen C.2 durch
Umsetzung mit Alkylenoxiden hergestellt. Die Reaktionsbedingungen sind dem Fachmann
bekannt. Im allgemeinen erfolgt die Umsetzung an einem Alkalimetallkatalysator.
Dabei werden üblicherweise NaOH oder KOH eingesetzt. Es ist auch möglich,
Ca(OH)2, Ba(OH)2, Sr(OH)2 oder Hydrotalcit als
Katalysatoren einzusetzen. Desweiteren können auch komplexe Metallcyanide, wie z.B.
Zn3[Co(CN)6]2, als Katalysatoren Verwendung finden.
Letztere Katalysatoren führen in der Regel zu engeren Molekulargewichtsverteilungen.
Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise in Abwesenheit von Wasser. Die Umsetzungstemperatur
beträgt im allgemeinen 70 bis 180°C.
Das erfindungsgemäße Entfettungsmittel kann in unterschiedlichen Prozessstufen,
in denen der Einsatz eines Entfettungsmittels sinnvoll bzw. erforderlich ist, bei
der Leder- und Pelzherstellung eingesetzt werden. So ist der Einsatz z.B. beim Weichen,
Äschern, Entkälken, Beizen, Pickeln und/oder Gerben sowie nach einer Entpickelung,
in der Bearbeitung von wet blue oder wet white, im Nasszurichtungsprozess und in
der Aufarbeitung von Borkeledern möglich. Diese einzelnen Prozessstufen sind dem
Fachmann bekannt.
In Abhängigkeit von der Prozessstufe, in der die erfindungsgemäßen
Entfettungsmittel eingesetzt werden, können die Entfettungsmittel in Kombination
mit weiteren Komponenten verwendet werden. Solche Komponenten sind dem Fachmann
bekannt. Geeignete Komponenten sind z.B. weitere Formulierungsagentien wie Netzmittel,
Rohkomponenten mit tensidischer Wirkung, z.B. Ethersulfate oder Dispergatoren; Entschäumer
wie Paraffine und Siloxane; Trägeröle wie höhere Alkane, aromatenreiche pflanzliche
oder synthestische Öle, Weißöl oder Mineralöl; andere nichtionische, anionische,
kationische und/oder amphotere Tenside.
Verfahrensschritt C) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in der
Flotte oder ohne Flotte durchgeführt werden. Wird das Verfahren ohne Flotte durchgeführt,
erfolgt eine Zugabe des erfindungsgemäßen Entfettungsmittels zu den zu entfettenden
Häuten, Fellen, Blößen oder weiteren Zwischenprodukten und anschließendes Walken.
Die genauen Verfahrensbedingungen sind abhängig von der Prozessstufe,
in der das in Verfahrensschritt C) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte
Entfettungsmittel verwendet wird. Die folgenden Angaben sind daher allgemeine Verfahrensbedingungen,
ohne dass auf die speziellen Besonderheiten, die in den einzelnen Prozessstufen
zu berücksichtigen sind, näher eingegangen wird. Diese sind dem Fachmann bekannt.
Die in dem in Verfahrensschritt C) des erfindungsgemäßen Verfahrens
eingesetzten Entfettungsmittel enthaltenen Alkoholalkoxylate werden im allgemeinen
in einer Menge von 0,5 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 3 Gew.-% eingesetzt, bezogen
auf das Gewicht der Häute, Felle, Blößen oder anderen Zwischenprodukte in der Leder-
und Pelzherstellung. Diese Angabe bezieht sich dabei auf den Gesamtgehalt der in
dem in Verfahrensschritt C) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Entfettungsmittel
enthaltenen Alkoholalkoxylate. Bei dem Einsatz mehrerer Alkoholalkoxylate ergibt
sich aus den vorstehend angegebenen Verhältnissen der Anteil der einzelnen Alkoholalkoxylate.
Dabei steigt der Entfettungsgrad mit der Einsatzmenge bis zu der angegebenen Obergrenze
im allgemeinen an, wobei der Entfettungsgrad unter anderem vom Naturfettgehalt der
Tierhäute abhängt. Eine Zugabe von größeren Mengen Alkoholalkoxylat ist nicht sinnvoll,
da keine weitere Verbesserung des Entfettungsgrades erzielt wird, bzw. gegebenenfalls
eine Qualitätsminderung eintritt. Des weiteren ist zu berücksichtigen, dass die
Sättigungskonzentration des eingesetzten Alkoholalkoxylats nicht überschritten wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im allgemeinen bei einem pH-Wert
von 2 bis 10 durchgeführt. Der pH-Wert variiert dabei je nach Prozessstufe von sauer
bis basisch. Dabei ist der Einfluss des pH-Wertes auf den Entfettungsgrad bei den
erfindungsgemäß eingesetzten nichtionischen Tensiden im allgemeinen gering.
Die während des Entfettungsverfahrens vorliegenden Salzgehalte entsprechen
den üblicherweise in den verschiedenen Prozessstufen eingesetzten Salzgehalten.
Der Salzgehalt der Flotte kann dabei im Allgemeinen 0 bis 100 g NaCl/1 betragen,
vorzugsweise beträgt er 0 bis 3 g/l.
Die Temperatur bei Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt
im allgemeinen 15 bis 65°C, bevorzugt 20 bis 55°C, insbesondere 28 bis 40°C.
Auch kann die Temperatur in den verschiedenen Prozess-Stufen unterschiedlich sein.
So können nach der Gerbung des Leders höhere Temperaturen angewandt werden als in
den vorherigen Schritten, da zu hohe Temperaturen vor der Gerbung die Qualität der
herzustellenden Leder oder Felle negativ beeinflussen können. Eine Erhöhung der
Temperatur führt im allgemeinen zu einer Erhöhung des Entfettungsgrades.
Die Dauer des Verfahrens hängt wiederum von der Prozessstufe ab, in
der das erfindungsgemäße Entfettungsmittel eingesetzt wird. Im allgemeinen beträgt
die Dauer der Entfettung 0,5 Stunden bis 10 Stunden, bevorzugt 0,5 bis 5 Stunden,
besonders bevorzugt 0,5 bis 3 Stunden. Dabei steigt der Entfettungsgrad im allgemeinen
mit zunehmender Dauer an, bis ein Maximum erreicht ist.
Die Flottenlänge sollte mindestens so lang gewählt werden, dass eine
Micellenbildung vorhanden ist, damit das Entfettungsmittel seine Wirkung entfalten
kann. Für gute Wirkungsgrade werden vorzugsweise mehrere möglichst kurze Flotten
mit wechselnden Bädern verwendet.
Mit den in Verfahrensschritt C) des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten
Entfettungsmitteln können in der Lederentfettung Wirkungsgrade von mindestens 50
bis 55 % erzielt werden. Dabei ist der Wirkungsgrad in % als herausgelöste Fettmenge,
d.h. der Differenz des Fettgehalts vor der Entfettung (x0) und nach der
Entfettung (x1), im Verhältnis zum Fettgehalt vor der Entfettung (x0),
d.h. zu (x0 – x1)·100/x0, definiert.
Im Anschluss an die Entfettung wird das entfettete Material im allgemeinen
mit Wasser gespült. Bei der bevorzugten Emulgatorenentfettung reduziert sich dabei
die Abwasserbelastung auf die Substanzen Naturfett und Tensid. Falls erwünscht,
ist eine Abtrennung dieser Substanzen von der wässrigen Phase dadurch möglich, dass
die wässrige Mischung erwärmt wird. Bei erhöhter Temperatur büßen die erfindungsgemäß
eingesetzten nichtionischen Tenside an Löslichkeit ein. Durch den daraus folgenden
Verlust an Emulgatorwirkung erfolgt eine Emulsionstrennung. Verfahren zur Trennung
des Wassers von dem Naturfett und dem Tensid sind dem Fachmann bekannt.
Verfahrensschritt D) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das
Vorgerben, Gerben oder Nachgerben vorbehandelter Blößen mit Gerbmitteln, erhältlich
durch Umsetzen von Aldehyden der Formel D.1
in Anwesenheit eines sauren Katalysators und optional in Gegenwart mindestens einer
weiteren Carbonylverbindung der Formel D.2
mit der Maßgabe, dass für den Fall, dass Z einer chemischen Einfachbindung oder
einem Rest ohne &agr;-Wasserstoffatomen entspricht, mindestens ein weiterer Aldehyd
der Formel D.1, in welchem der Rest Z &agr;-Wasserstoffatome enthält, oder mindestens
eine weitere Carbonylverbindung der Formel D.2 vorhanden ist.
In Formel D.1 sind die Variablen wie folgt definiert:
Z eine chemische Einfachbindung,
C1-C12-Alkylen, wie beispielsweise -CH2-,
-CH2-CH2-, -(CH2)3-, -(CH2)4-,
-(CH2)5-, -(CH2)6-, -(CH2)7-,
-(CH2)8-, -(CH2)9-, -(CH2)10-,
-(CH2)11-, -(CH2)12-, cis- oder trans-CH=CH-,
Z- oder E-CH2-CH=CH-; bevorzugt -CH2-, -CH2-CH2-,
-(CH2)3-, -(CH2)4-;
substituiertes C1-C12-Alkylen, wie beispielsweise
-CH(CH3)-, -CH(C6H)5 – , -CH(CH3)-CH2-
, syn-CH(CH3)-CH(CH3)- , anti-CH(CH3)- CH(CH3)-,
syn-CH(CH3)-CH(C6H5)-, anti-CH(CH3)-CH(C6H6)-,
-(CH(CH3))3-;
gegebenenfalls substituiertes C5-C12-Cycloalkylen,
wie beispielsweise trans- oder cis-1,2- Cyclopentanylen, trans- oder cis-1,3-Cyclopentanylen,
trans- oder cis-1,3-Cyclopent-4-enylen, trans- oder cis-1,4-Cyclohexanylen, trans-,
oder cis-1,4-Cyclohex-2-enylen, trans- oder cis-1,3-Cyclohexanylen, trans- oder
cis-1,2-Cyclohexanylen, wobei als Substituenten jeweils ein oder mehrere C1-C4-Alkylgruppen,
wie beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, sek.-Butyl, iso-Butyl
oder tert.-Butyl, oder ein oder mehrere Halogenatome, wie beispielsweise Fluor,
Chlor, Brom oder Iod in Frage kommen; oder
gegebenenfalls substituiertes C6-C14-Arylen, wie beispielsweise
para-Phenylen, meta-Phenylen, ortho-Phenylen, 1,2-Naphthylen, 1,3-Naphthylen, 1,4-Naphthylen,
1,5-Naphthylen, 1,6-Naphthylen, 1,7-Naphthylen, 1,8-Naphthylen 2,3-Naphthylen, 2,7-Naphthylen,
2,6-Naphthylen, 1,4-Anthrylen, 9,10-Anthrylen, p,p'-Biphenylen, wobei als Substituenten
jeweils ein oder mehrere C1-C4-Alkylgruppen, wie beispielsweise
Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, sek.-Butyl, iso-Butyl oder tert.-Butyl,
oder ein oder mehrere Halogenatome, wie beispielsweise Fluor, Chlor, Brom oder Iod
in Frage kommen.
In Formel D.2 sind die Variablen wie folgt definiert:
R22 bis R25 unabhängig voneinander Wasserstoff,
C1-C12-Alkyl, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl,
neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl,
iso-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl oder n-Dodecyl; bevorzugt C1-C6-Alkyl,
wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl,
n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl,
iso-Hexyl, sec.-Hexyl, besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl, wie
etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl oder tert.-Butyl,
ganz besonders bevorzugt Methyl;
gegebenenfalls substituierte C3-C12-Cycloalkyl, wie etwa Cyclopropyl,
Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclononyl, Cyclodecyl,
Cycloundecyl oder Cyclododecyl; bevorzugt Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl,
2-Methylcyclopentyl, 3-Methylcyclopentyl, cis-2,4-Dimethylcyclopentyl, trans-2,4-Dimethylcyclopentyl
2,2,4,4-Tetramethylcyclopentyl, 2-Methylcyclohexyl, 3-Methylcyclohexyl, 4-Methylcyclohexyl,
cis-2,5-Dimethylcyclohexyl, trans-2,5-Dimethylcyclohexyl, 2,2,5,5-Tetramethylcyclohexyl,
2-Methoxycyclopentyl, 2-Methoxycyclohexyl, 3-Methoxycyclopentyl, 3-Methoxycyclohexyl,
2-Chlorcyclopentyl, 3-Chlorcyclopentyl, 2,4-Dichlorcyclopentyl, 2,2,4,4-Tetrachlorcyclopentyl,
2-Chlorcyclohexyl, 3-Chlorcyclohexyl, 4-Chlorcyclohexyl, 2,5-Dichlorcyclohexyl,
2,2,5,5-Tetrachlorcyclohexyl, 2-Thiomethylcyclopentyl, 2-Thiomethylcyclohexyl, 3-Thiomethyl-cyclopentyl,
3-Thiomethylcyclohexyl;
C7-C13-Aralkyl, bevorzugt C7- bis C12-Phenylalkyl,
wie etwa Benzyl, 1-Phenethyl, 2-Phenethyl, 1-Phenyl-propyl, 2-Phenylpropyl, 3-Phenyl-propyl,
Neophyl (1-Methyl-l-phenylethyl), 1-Phenyl-butyl, 2-Phenyl-butyl, 3-Phenyl-butyl
und 4-Phenylbutyl, besonders bevorzugt Benzyl;
C6-C14-Aryl, wie beispielsweise Phenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl,
1-Anthryl, 2-Anthryl, 9-Anthryl, 1-Phenanthryl, 2-Phenanthryl, 3-Phenanthryl, 4-Phenanthryl
und 9-Phenanthryl, bevorzugt Phenyl, 1-Naphthyl und 2-Naphthyl, besonders bevorzugt
Phenyl, gegebenenfalls substituiert durch eine oder mehrere
C1-C12-Alkylgruppen, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl,
iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl,
neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl,
iso-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl oder n-Dodecyl; bevorzugt C1-C6-Alkyl,
wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl,
n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl,
iso-Hexyl, sec.-Hexyl, besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl, wie
etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl oder tert.-Butyl;
Halogene, wie etwa Fluor, Chlor, Brom und Jod, wobei Chlor und Brom bevorzugt sind;
C1-C12-Alkoxygruppen, bevorzugt C1-C6-Alkoxygruppen,
wie etwa Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, iso-Propoxy, n-Butoxy, iso-Butoxy, sec.-Butoxy,
tert.-Butoxy, n-Pentoxy, iso-Pentoxy, n-Hexoxy oder iso-Hexoxy, besonders bevorzugt
Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy oder n-Butoxy.
In einer besonderen Ausführungsform sind die Reste R22
und R23 oder R22 und R24 miteinander unter Bildung
eines 4- bis 13-gliectrigen Rings kovalent verbunden. So können R22 und
R23 beispielsweise gemeinsam sein: -(CH2)4-, -(CH2)4-,
-(CH2)6, -(CH2)7-, -CH(CH3)-CH2-CH2-CH(CH3)
– oder -CH(CH3)-CH2-CH2-CH2-CH(CH3)-.
Bevorzugt sind R22 und R23 jeweils Wasserstoff.
Ganz besonders bevorzugt ist Z gleich -(CH2)3-.
Die Umsetzung zur Herstellung der in Verfahrensschritt D) des erfindungsgemäßen
Verfahrens eingesetzten Gerbmittel erfolgt vorzugsweise durch Erhitzen von D.1 auf
Temperaturen von 30 bis 130°C, insbesondere 20 bis 100°C und ganz besonders
bei 50 bis 80°C. Man kann die Umsetzung bei beliebigen Drücken von 0,1 bis 100
bar durchführen, bevorzugt ist Atmosphärendruck. Die Umsetzung kann in Gegenwart
eines Lösemittels erfolgen, beispielsweise von Kohlenwasserstoffen wie vorzugsweise
Toluol, Petrolether oder n-Heptan. Auch halogenierte Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise
Chloroform sind grundsätzlich geeignet. Bevorzugt ist die Umsetzung in wässriger
Lösung oder wässriger Dispersion.
Man kann zur Beschleunigung der Reaktion wasserentziehende Mittel
zusetzen, aber der Zusatz von wasserentziehender Mittel ist nicht notwendig. Führt
man die Umsetzung in Wasser als Lösemittel durch, so ist der Zusatz von wasserentziehenden
Mitteln natürlich nicht sinnvoll.
Als Katalysator werden saure Katalysatoren eingesetzt, beispielsweise
Phosphorsäure, Ameisensäure, Essigsäure, saure Kieselgele, verdünnte oder auch konzentrierte
Schwefelsäure. Arbeitet man in nicht-wässrigen Lösemitteln, so ist auch die Anwendung
von P2O5 oder Molekularsieb denkbar. Man setzt üblicherweise
0,1 bis 20 mol-% Katalysator, bevorzugt 1 bis 10 mol-%, bezogen auf die Menge an
Verbindunge(en) D.1 ein.
Als Reaktionszeit für die Umsetzung sind 10 Minuten bis 24 Stunden
sinnvoll, bevorzugt eine bis drei Stunden.
Nach dem Erhitzen arbeitet man üblicherweise auf, indem man zunächst
die Säure neutralisiert, beispielsweise mit wässriger Alkalimetallhydroxidlösung
oder mit wässriger Alkalimetallcarbonatlösung oder auch mit festen basischen Alkalimetallverbindungen,
beispielsweise Alkalimetallhydroxid, Alkalimetallcarbonat oder Alkalmetallbicarbonat.
Anschließend kann man die flüchtigen Bestandteile des Reaktionsgemisches abdestillieren.
Dazu ist in der Regel ein Erwärmen auf 40 bis 80°C bei vermindertem Druck, beispielsweise
10 bis 100 mbar, sinnvoll.
In einer bevorzugten Ausführungsform setzt man Aldehyde der allgemeinen
Formel D.1 mit 1 bis 1000 mol-%, bevorzugt 10 bis 500 mol-%, besonders bevorzugt
20 bis 200 mol-% mindestens einer weiteren Carbonylverbindung um, wobei unter Carbonylverbindungen
Aldehyde und Ketone zu verstehen sind.
Bevorzugt tragen die als weitere Reaktionspartner eingesetzten Aldehyde
und Ketone &agr;-H-Atome. Besonders bevorzugt sind Aldehyde und Ketone der allgemeinen
Formel D.2'
wobei die Reste R26 bis R28 unabhängig voneinander bedeuten
Wasserstoff,
C1-C12-Alkyl, wie etw Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl,
sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl,
n-Heptyl, iso-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl oder n-Dodecyl; bevorzugt C1-C6-Alkyl,
wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl,
n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl,
iso-Hexyl, sec.-Hexyl, besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl, wie
etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl oder tert.-Butyl,
ganz besonders bevorzugt Methyl;
gegebenenfalls substituiertes C3-C12-Cycloalkyl, wie etwa Cyclopropyl,
Cyclobutyl, Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl, Cyclooctyl, Cyclononyl, Cyclodecyl,
Cycloundecyl oder Cyclododecyl; bevorzugt Cyclopentyl, Cyclohexyl, Cycloheptyl,
2-Methylcyclopentyl, 3-Methylcyclopentyl, cis-2,4-Dimethylcyclopentyl, trans-2,4-Dimethylcyclopentyl
2,2,4,4-Tetramethylcyclopentyl, 2-Methylcyclohexyl, 3-Methylcyclohexyl, 4-Methylcyclohexyl,
cis-2,5-Dimethylcyclohexyl, trans-2,5-Dimethylcyclohexyl, 2,2,5,5-Tetramethylcyclohexyl,
2-Methoxycyclopentyl, 2-Methoxycyclohexyl, 3-Methoxycyclopentyl, 3-Methoxycyclohexyl,
2-Chlorcyclopentyl, 3-Chlorcyclopentyl, 2,4-Dichlorcyclopentyl, 2,2,4,4-Tetrachlorcyclopentyl,
2-Chlorcyclohexyl, 3-Chlorcyclohexyl, 4-Chlorcyclohexyl, 2,5-Dichlorcyclohexyl,
2,2,5,5-Tetrachlorcyclohexyl, 2-Thiomethylcyclopentyl, 2-Thiomethylcyclohexyl, 3-Thiomethyl-cyclopentyl,
3-Thiomethylcyclohexyl;
C7-C13-Aralkyl, bevorzugt C7- bis C12-Phenylalkyl,
wie etwa Benzyl, 1-Phenethyl, 2-Phenethyl, 1-Phenyl-propyl, 2-Phenyl-propyl, 3-Phenyl-propyl,
Neophyl (1-Methyl-1-phenylethyl), 1-Phenyl-butyl, 2-Phenyl-butyl, 3-Phenyl-butyl
oder 4-Phenyl-butyl, besonders bevorzugt Benzyl;
C6-C14-Aryl, wie beispielsweise Phenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl,
1-Anthryl, 2-Anthryl, 9-Anthryl, 1-Phenanthryl, 2-Phenanthryl, 3-Phenanthryl, 4-Phenanthryl
und 9-Phenanthryl, bevorzugt Phenyl, 1-Naphthyl oder 2-Naphthyl, besonders bevorzugt
Phenyl, gegebenenfalls substituiert durch eine oder mehrere
C1-C12-Alkylgruppen, wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl,
neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl,
iso-Hep- tyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl oder n-Dodecyl; bevorzugt C1-C6-Alkyl,
wie etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl,
n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl,
iso-Hexyl, sec.-Hexyl, besonders bevorzugt C1-C4-Alkyl, wie
etwa Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl oder tert.-Butyl;
Halogene, wie etwa Fluor, Chlor, Brom oder Jod, bevorzugt Chlor oder Brom;
C1-C12-Alkoxygruppen, bevorzugt C1-C6-Alkoxygruppen,
wie etwa Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, iso-Propoxy, n-Butoxy, iso-Butoxy, sec.-Butoxy,
tert.-Butoxy, n-Pentoxy, iso-Pentoxy, n-Hexoxy oder iso-Hexoxy, besonders bevorzugt
Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy oder n-Butoxy.
In einer besonderen Ausführungsform sind die Reste R26
und R27 oder R26 und R28 miteinander unter Bildung
eines 4- bis 13-gliedrigen Rings kovalent verbunden. So können R26 und
R27 beispielsweise gemeinsam sein: -(CH2)4-, -(CH2)4-,
-(CH2)6, -(CH2)7-, -CH(CH3)-CH2-CH2-CH(CH3)-
oder -CH(CH3)-CH2-CH2-CH2-CH(CH3)-.
Besonders bevorzugt sind R26 und R27 jeweils
Wasserstoff, und R28 ist Methyl.
Bei den Umsetzungen unter den oben beschriebenen Bedingungen kommt
es üblicherweise zur Bildung von schwer trennbaren Gemischen, deren Produkte aus
Dimerisierungen, Oligomerisierungen (3 bis 8 Einheiten) und Polymerisation (9 und
mehr Einheiten) des Aldehyds der allgemeinen Formel D.1 resultieren, weiterhin aus
Aldoladditionen, möglicherweise gefolgt beispielsweise durch Wasserabspaltung (Dehydratisierung),
Oxidationen oder auch durch intramolekulare Vernetzung. Bei der Lagerung der erfindungsgemäßen
Gerbmittel kann es fernerhin zu lagerungsbedingten Nebenprodukten kommen, beispielsweise
durch Wasserabspaltung (Dehydratisierung), Oxidationen oder auch durch Dimerisierung,
Oligomerisierung oder Polymerisation sowie durch Vernetzung.
Es ist möglich, die einzelnen Produkte der oben beschriebenen Umsetzungen
zu isolieren und als Gerbmittel einzusetzen. Ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist jedoch die Verwendung der nur unvollständig oder gar nicht weiter
aufgereinigten Umsetzungsprodukte als Gerbmittel in Verfahrensschritt D) des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
Die erfindungsgemäß verwendeten Gerbmittel lassen sich zur Vorgerbung,
Gerbung und Nachgerbung von Tierhäuten einsetzen.
Erfindungsgemäß geht man in Verfahrensschritt D) des erfindungsgemäßen
Verfahrens aus von vorbehandelten Häuten von Tieren wie beispielsweise Rindern,
Schweinen, Ziegen oder Hirschen.
Verfahrensschritt D) des erfindungsgemäßen Verfahrens übt man im Allgemeinen
so aus, dass man ein oder mehrere erfindungsgemäße Gerbmittel in einer Portion oder
in mehreren Portionen unmittelbar vor oder aber während des Gerbungsschrittes zusetzt.
Das erfindungsgemäße Gerbverfahren wird vorzugsweise bei einem pH-Wert von 2,5 bis
4 durchgeführt, wobei man häufig beobachtet, dass der pH-Wert während der Durchführung
des erfindungsgemäßen Gerbverfahrens um etwa 0,3 bis drei Einheiten ansteigt. Man
kann den pH-Wert auch durch Zugabe abstumpfender Mittel um etwa 0,3 bis drei Einheiten
erhöhen.
Verfahrensschritt D) des erfindungsgemäßen Verfahrens führt man im
Allgemeinen bei Temperaturen von 10 bis 45°, bevorzugt bei 20 bis 30°C durch.
Bewährt hat sich eine Dauer von 10 Minuten bis 12 Stunden, bevorzugt sind eine bis
drei Stunden. Das erfindungsgemäße Gerbverfahren kann man in beliebigen gerbereiüblichen
Gefäßen durchführen, beispielsweise durch Walken in Fässern.
In einer Variante von Verfahrensschritt D) des erfindungsgemäßen Verfahrens
setzt man die erfindungsgemäßen Gerbmittel zusammen mit einem oder mehreren herkömmlichen
Gerbstoffen ein, beispielsweise mit Chromgerbstoffen, mineralischen Gerbstoffen,
Syntanen, Polymergerbstoffen oder vegetabilen Gerbstoffen, wie sie beispielsweise
beschrieben sind in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Band A15, Seite
259 bis 282 und insbesondere Seite 268 ff., 5. Auflage, (1990), Verlag Chemie Weinheim.
Das Gewichtsverhältnis erfindungsgemäßes Gerbmittel herkömmlicher Gerbstoff bzw.
Summe der herkömmlichen Gerbstoffe beträgt zweckmäßig von 0,01 : 1 bis 100 : 1.
In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt man nur wenige
ppm der herkömmlichen Gerbmittel den erfindungsgemäßen Gerbmitteln zu. Besonders
vorteilhaft ist es jedoch, auf die Beimischung herkömmlicher Gerbstoffe ganz zu
verzichten.
In einer Variante von Verfahrensschritt D) des erfindungsgemäßen Verfahrens
setzt man ein oder mehrere oben beschriebene Gerbmittel in einer Portion oder in
mehreren Portionen vor oder während des Vorgerbens zu, in einer besonderen Variante
bereits im Pickel.
In einer weiteren Variante von Verfahrensschritt D) des erfindungsgemäßen
Verfahrens setzt man ein oder mehrere oben beschriebene Gerbmittel in einer Portion
oder in mehreren Portionen vor oder während eines oder mehrerer Nachgerbungsschritte
zu. Diese Variante von Verfahrensschritt D) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann
man unter ansonsten üblichen Bedingungen durchführen. Man wählt zweckmäßig einen
oder mehrere, d.h. 2 bis 6 Einwirkschritte und kann zwischen den Einwirkschritten
mit Wasser spülen. Die Temperatur bei den einzelnen Einwirkschritten beträgt jeweils
von 5 bis 60°C, bevorzugt 20 bis 45°C. Man setzt zweckmäßig weitere, während
der Nachgerbung üblicherweise verwendete Mittel ein, beispielsweise Fettlicker,
Polymergerbstoffe und Fettungsmittel auf Acrylat- und/oder Methacrylatbasis, Nachgerbstoffe
auf Basis von Harz- und Vegetabilgerbstoffen, Füllstoffe, Lederfarbstoffe oder Emulgatoren.
In einer speziellen Ausführungsform von Verfahrensschritt D) des erfindungsgemäßen
Verfahrens setzt man die oben beschriebenen Gerbmittel in Form pulverförmiger Wirkstoffe
ein. Solche pulverförmige Wirkstoffe enthalten
10 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 90 Gew.-% eines oder mehrerer oben beschriebener
Gerbmittel,
und 0 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 60 Gew.-% eines oder mehrerer Zuschlagstoffe.
Die Zuschlagstoffe sind in der Regel feste partikuläre Stoffe. Bevorzugt
werden sie gewählt aus Stärke, Siliziumdioxid, beispielsweise in der Form von Kieselgel,
insbesondere sphäroidale Kieselgele, Schichtsilikate, Aluminiumoxid sowie Mischoxiden
von Silizium und Aluminium.
Als Zuschlagstoffe sind weiterhin ein oder mehrere herkömmliche Gerbstoffe
oder Nachgerbstoffe, insbesondere Harzgerbstoffe, beispielsweise der unter dem Namen
Relugan® D, Tamol® M und Basyntan®
DLX von der BASF Aktiengesellschaft vertriebene Harzgerbstoff. Auch Ligninsulfonate
sind geeignete Zuschlagstoffe.
Die pulverförmigen Wirkstoffe sind weiterhin charakterisiert dadurch,
dass sie aus feinen Partikeln mit einem mittleren Partikeldurchmesser von 100 nm
bis 0,1 mm bestehen. Die Partikeldurchmesser folgen dabei einer Partikeldurchmesserverteilung,
die eng oder breit sein kann. Auch bimodale Partikelgrößenverteilungen sind denkbar.
Die Partikel selbst können irregulär oder sphärischer Form sein, wobei sphärische
Partikelformen bevorzugt sind. Die erfindungsgemäßen pulverförmigen Wirkstoffe lassen
sich im erfindungsgemäßen Gerbverfahren bzw. Nachgerbverfahren unter besonders hygienischen
Verhältnissen dosieren.
Die pulverförmigen Wirkstoffe werden beispielsweise wie folgt hergestellt:
Man geht aus von in Lösung, in Suspension oder Emulsion oder aber von isoliert vorliegenden
oben beschriebenen Gerbmitteln. Besonders bevorzugt geht man von Reaktionslösungen
aus, wie sie im oben beschriebenen Herstellungsverfahren anfallen.
Es hat sich bewährt, die Reaktionslösungen zunächst bis zu einem Restlösemittelgehalt
von 50 Gew.-% oder weniger aufzukonzentrieren.
Anschließend versprüht man die anfallenden flüssigen, festen oder
öligen aufkonzentrierten Reaktionslösungen in einem Sprühtrockner, bevorzugt in
einem Sprühturm. Sprühtrockner sind dem Fachmann bekannt und beispielsweise beschrieben
in Vauck/Müller, Grundoperationen chemischer Verfahrenstechnik, VCH Weinheim, 1988,
7. Auflage, S. 638–740 und S. 765–766, sowie in der darin zitierten
Literatur.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Leder umfasst in
einer bevorzugten Ausführungsform mindestens die Verfahrensschritte A) und B).
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße
Verfahren zur Herstellung von Leder mindestens die Verfahrensschritte A), B) und
C).
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäße Verfahrens
zur Herstellung von Leder umfasst die Verfahrensschritte A) bis D).
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
und seiner zuvor aufgeführten bevorzugten Ausführungsformen erhält man, wenn in
Verfahrensschritt A) mindestens der Schritt (a), d.h. die Zugabe von einem oder
mehreren Polyelektrolyten und 0 bis 1,5 Gew.-% Kalk, bezogen auf das Salzgewicht,
unmittelbar vor dem oder im Äscher, enthalten ist.
Wie bereits weiter oben in den Ausführungen zu Verfahrensschritt A)
dargelegt, kann man bei Zugabe von Polyelektrolyten gegenüber der herkömmlichen
Arbeitsweise eine deutliche Einsparung an Kalk bewirken.
Im erfindungsgemäßen Verfahren und seinen bevorzugten Ausführungsformen
wird daher im Rahmen einer besonders bevorzugten Variante in Schritt (a) des Verfahrensschritts
A) kein Kalk (0 Gew.-% Kalk) verwendet (sinngemäß ist dann eine "Entkälkung" im
konventionellen Sinne nicht mehr nötig).
In Kombination mit der Verwendung von Verbindungen der Formel B.1
erhält man daher Prozessabwässer, welche verglichen mit herkömmlichen Abwässern
einen deutlich reduzierten Gehalt an anorganischen Salzen aufweisen. Weiter gibt
es Hinweise darauf, dass zumindest ein Teil der Polyelektrolyte und der Verbindungen
B.1 in das Leder eingebaut wird, was weiter zur Reduzierung der Wasserbelastung
beiträgt. Darüberhinaus wird durch diesen Einbau auch die Struktur des Leders positiv
beeinflusst.
Nach Abtrennung der Haare (bei haarerhaltendem Äscher) erfolgt die
Ausfällung der Proteine in der Regel unter Zugabe von relativ starken Säuren, wie
etwa Schwefelsäure oder Ameisensäure. Bei haarzerstörendem Äscher entfällt die Entfernung
der Haare, der Proteingehalt der Abwässer ist hierbei naturgemäß höher. Das sauer
gestellte und von organischen Substanzen weitgehend befreite Prozessabwasser steht
damit für andere Verfahrensschritte, aber auch zur Vor- und Hauptweiche frischer
Rohhäute, welche zum Zwecke der Haltbarmachung in der Regel gesalzen angeliefert
werden, zur Verfügung. Gegebenenfalls muss man, entsprechend der gewünschten Verwendung,
den pH-Wert noch anpassen.
Ein besonders vorteilhafter und im Rahmen der vorliegenden Erfindung
beanspruchter Verfahrensablauf, auch im Hinblick auf die bereits genannten bevorzugten
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens, zeichnet sich dementsprechend
dadurch aus, dass man das nach Kombination von Verfahrensschritt A)(a) und Verfahrenschritt
B), d.h. nach dem Äschern, erhaltene und im Wesentlichen von den organischen Bestandteilen,
insbesondere von Proteinen und gegebenenfalls Haaren, befreite Prozessabwasser zumindest
teilweise in mindestens einem weiteren der Verfahrensschritte A)(b) bis A)(d), C)
und D) zur Herstellung von Leder und/oder zur Vor- und Hauptweiche der frischen
Rohhäute verwendet.
Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind mithin auch solche,
im Wesentlichen von organischen Bestandteilen, insbesondere von Proteinen und gegebenenfalls
Haaren, befreite Prozessabwässer, welche nach Kombination von Verfahrensschritt
A)(a) und Verfahrenschritt B), d.h. nach dem Äschern, gemäß dem erfindungsgemäßen
Verfahren zur Herstellung von Leder erhältlich sind.
Durch die zuvor beschriebene Vorgehensweise werden nicht nur Prozessabwässer,
welche bei der konventionellen Wasserwerkstatt aufwändig entsorgt werden müssen,
eingespart, sondern die sauer gestellten erfindungsgemäßen Prozessabwässer können
in weiteren Verfahrensschritten als verdünnte Säuren weiterverwendet werden.
Bevorzugt setzt man das erfindungsgemäße Prozessabwasser zumindest
teilweise in Schritt (b) von Verfahrensschritt A) und/oder in Verfahrensschritt
D) und/oder zur Vor- und Hauptweiche der Rohhäute, besonders bevorzugt in Verfahrensschritt
A)(b) und D) sowie zur Vor- und Hauptweiche der Rohhäute ein.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Leder, welche
gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren und seinen bevorzugten Ausführungsformen hergestellt
worden sind.
Die Erfindung wird durch die nachfolgend aufgeführten Arbeitsbeispiele
erläutert.
Arbeitsbeispiele:
Die Werte in Gew.-% beziehen sich jeweils auf das Salzgewicht der
Haut, wenn nicht anderes angegeben ist.
Allgemeine Arbeitsvorschriften:
1. Lederherstellung bei haarzerstörendem Äscher
1.1. Konventionelle Arbeitsweise V1
1.1.1. Weiche
100 Gew.-% Salzgewicht einer Haut eines Süddeutschen Rindes wurde
zunächst bei 28°C mit 200 Gew.-% Wasser und 0,2 Gew.-% Eusapon®
W (Detergenzformulierung auf Basis von Oxoalkoholalkoxylaten; BASF Aktiengesellschaft)
120 Minuten in einem Fass bei leichter Bewegung vorgeweicht. Die Flotte wurde abgelassen
(V1-1 "Flotte Standard-Vorweiche", 200 Gew.-%) und danach mit 100 Gew.-% Wasser,
0,2 Gew.-% Eusapon® W und 0,5 Gew.-% Soda bei gelegentlichem Bewegen
15 Stunden eingeweicht. Anschließend wurde die Flotte abgelassen (V1-2 "Flotte Standard-Hauptweiche",
100 Gew.-%).
1.1.2. Äscher
Für das Vergleichsbeispiel V1 wurden 100 Gew.-% Salzgewicht Haut in
einem drehbaren 10-1-Fass mit strömungsbrechenden Inneneinbauten nacheinander mit
80 Gew.-% Wasser und 1,0 Gew.-% Mollescal® LS (Enthaarungsmittel
auf Basis von Mercaptoethanol; BASF Aktiengesellschaft) beaufschlagt. Nach 30 Minuten
gab man 0,8 Gew.-% NaSH (70%ig) und 1 Gew.-% Kalk zu und beließ für weitere 30 Minuten.
Es folgten im Abstand von 30 Minuten je 0,75 Gew.-% Natriumsulfid (60%) und 0,75
Gew.-% Natriumsulfid zusammen mit 1,0 Gew.-% Kalk. Das Fass wurde weitere 30 Minuten
bei 15 Umdrehungen/Minute betrieben. Anschließend wurden weitere 70 Gew.-% Wasser,
1,0 Gew.-% Kalk und 0,04 Gew.-% Mollescal® AGN (polymeres Äscherhilfsmittel;
BASF Aktiengesellschaft) dosiert. Nach 15 Stunden bei 23 bis 27°C und Fassumdrehungen
von jeweils 5 Minuten pro Stunde mit 3 Umdrehungen/Minute wurden die Versuche beendet,
indem die Flotte abgelassen (Probe V1-3 "Flotte Standard-Äscher", 150 Gew.-%) und
die Blöße einmal 15 Minuten mit 150 Gew.-% Wasser gewaschen wurde (Probe V1-4 "Waschflotte
Standard-Äscher", 150 Gew.-%).
Vor der Weiterverarbeitung wurden die Häute entfleischt und gespalten
(2,8 mm).
Die in den nachfolgenden Tabellen angegebenen Zeiten sind als zeitliche
Abstände gegenüber der (den) zuvor erwähnten Produktzugabe(n) zu verstehen. Werden
zu einem Zeitpunkt mehrere Produkte zugegeben, so ist nur für das im betreffenden
Block der Tabelle zuletzt aufgeführte und zu diesem Zeitpunkt zugegebene Produkt
eine Zeitangabe gemacht. Sofern Angaben zur Verdünnung eines Produkts gemacht werden,
beziehen sich die Gew.-%-Angaben auf das unverdünnte Produkt. Die Verdünnung erfolgte
in jedem Fall mit Wasser vor der Zugabe des Produkts. Die Angabe "1:3 verdünnt"
bedeutet beispielsweise, dass 1 Gewichtsteil des (unverdünnten) Produkts mit 3 Gewichtsteilen
Wasser verdünnt wurde.
1.1.3. Entkälkung
Im Folgenden beziehen sich die Angaben in Gew.-% auf das Blößengewicht,
Narbenspalt 2,8 mm (entspricht 75% Salzgewicht) wenn nicht anderes angegeben ist.
Die Entkälkung wurde bei einer Temperatur von 25 bis 32°C durchgeführt:
Die Penetration der Neutralisation über den Hautquerschnitt wurde
mit Phenolphthalein als Indikator überprüft. Der hierzu notwendige Zeitbedarf wurde
notiert.
1.1.4. Pickel und Gerbung
Im Folgernden beziehen sich die Angaben in Gew.-% auf das Blößengewicht
der Haut, Narbenspalt 2,8 mm (entspricht 75% Salzgewicht) wenn nicht anderes angegeben
ist.
1.2. Erfindungsgemäße Arbeitsweisen E1 bis E51.2.1. Weiche
100 Gew.-% Salzgewicht einer Haut eines Süddeutschen Rindes wurde
zunächst: bei 28°C mit 200 Gew.-% Wasser und 0,2 Gew.-% eines verzweigten C10-Alkoholalkoxylats
mit 2 Propylenoxid- und 6 Ethylenoxideinheiten ("Tensid 12"; Tensid gemäß Versuch
12 in Tabelle 2 der älteren deutschen Patentanmeldung 101 34 441.4) 120 Minuten
in einem Fass bei leichter Bewegung vorgeweicht. Die Flotte wurde abgelassen (EX-1
"Flotte Vorweiche", 200 Gew.-%; X = 1, 2, 3, 4 bzw. 5) und danach mit 100 Gew.-%
Wasser, 0,2 Gew.-% Tensid 12 und 0,5 Gew.-% Soda bei gelegentlichem Bewegen 15 Stunden
eingeweicht. Anschließend wurde die Flotte abgelassen (EX-2 "Flotte Hauptweiche",
100 Gew.-%; X = 1, 2, 3, 4 bzw. 5).
1.2.2. Äscher
Für die erfindungsgemäßen Arbeitsweisen E1 bis E5 wurden 100 Gew.-%
Salzgewicht Haut in einem drehbaren 10-1-Fass mit strömungsbrechenden Inneneinbauten
nacheinander mit 50 Gew.-% Wasser und wie folgt beaufschlagt:
Vor der Weiterverarbeitung wurden die Häute entfleischt und gespalten
(2,8 mm).
1.2.3. Entkälkung
Im Folgenden beziehen sich die Angaben in Gew.-% auf das Blößengewicht,
Narbenspalt 2,8 mm (entspricht 75% Salzgewicht) wenn nicht anderes angegeben ist.
Die Entkälkung wurde bei einer Temperatur von 25 bis 32°C durchgeführt:
Die Penetration der Neutralisation über den Hautquerschnitt wurde
mit Phenolphthalein als Indikator überprüft. Der hierzu notwendige Zeitbedarf wurde
notiert.
1.2.4. Pickel und Gerbung
Im Folgenden beziehen sich die Angaben in Gew.-% auf das Blößengewicht,
Narbenspalt 2,8 mm (entspricht 75% Salzgewicht) wenn nicht anderes angegeben ist.
1.3. Erfindungsgemäße Arbeitsweisen E6 und E7 unter Aufarbeitung
und Recyling der Flotten1.3.1. Weiche
100 Gew.-% Salzgewicht einer Haut eines Süddeutschen Rindes wurde
zunächst bei 28°C mit 200 Gew.-% wässriger, aufgereinigter Flotte (EX-C; X =
1, 2, 3, 4 bzw. 5) und 0,1 Gew.-% Tensid 12 120 Minuten in einem Fass bei leichter
Bewegung vorgeweicht. Die Flotte wurde abgelassen (EX-1 "Flotte Vorweiche", 200
Gew.-%) und danach mit weiteren 100 Gew.-% wässriger, aufgereinigter Flotte (EX-C),
0,1 Gew.-% Tensid 12 und 0,5 Gew.-% Soda bei gelegentlichem Bewe gen 15 Stunden
eingeweicht. Anschließend wurde die Flotte abgelassen (EX-2 "Flotte Hauptweiche",
100 Gew.-%).
1.3.2. Äscher
Für die erfindungsgemäßen Beispiele E6 bis E7 wurden 100 Gew.-% Salzgewicht
in einem drehbaren 10-1-Fass mit strömungsbrechenden Inneneinbauten nacheinander
mit 50 Gew.-%n Wasser und wie folgt beaufschlagt:
Vor der Weiterverarbeitung wurden die Häute entfleischt und gespalten
(2,8 mm) .
Die Flotten EX-3 und EX-4 (X = 6 bzw. 7) wurden vereinigt (250%) und
mit konzentrierter Schwefelsäure (techn., 98%) auf pH 4,5 eingestellt. Der ausgefällte
Protein-Niederschlag wurde mit einer Kammerfilterpresse abgetrennt. Die Daten der
vereinigten und ge- reinigten Flotten EX-3 und EX-4 sind nachfolgend unter Punkt
1.8 "Zusammenfassung der Ergebnisse mit haarzerstörendem Äscher" aufgeführt (Flotte
EX-A, 250%; x = 6 bzw. 7).
1.3.3. Entkälkung
Im Folgenden beziehen sich die Angaben in Gew.-% auf das Blößengewicht,
Narbenspalt 2,8 mm (entspricht 75% Salzgewicht) wenn nicht anderes angegeben ist.
Die Entkälkung wurde bei einer Temperatur von 25 bis 32°C durchgeführt:
Die Penetration der Neutralisation über den Hautquerschnitt wurde
mit Phenolphthalein als Indikator überprüft. Der hierzu notwendige Zeitbedarf wurde
notiert.
Die vereinigten Flotten EX-5, EX-6 und EX-7 ergeben Flotte EX-B (250%,
pH 8; X = 1, 2, 3, 4 bzw. 5)
1.3.4. Pickel und Gerbung
Im Folgenden beziehen sich die Angaben in Gew.-% auf das Blößengewicht,
Narbenspalt 2,8 mm (entspricht 75% Salzgewicht) wenn nicht anderes angegeben ist.
Der Rest der Flotte EX-A (182% bezogen auf Salzgewicht, pH 4,5) und
118% der Flotte EX-B (bezogen auf Salzgewicht, pH 8) wurden zur Flotte EX-C vereinigt
(300% bezogen auf Salzgewicht, pH 6,5).
EX-8 (30% bezogen auf Salzgewicht, pH 4,5) und 71% der Flotte EX-B
(bezogen auf Salzgewicht, pH 8) wurden entsorgt.
1.4. Beurteilung der konventionellen Arbeitsweise V1 und
der erfindungsgemäßen Arbeitsweisen E1 bis E7 nach dem Äscher und der entsprechenden
Restflotten
Die gemäß erfindungsgemäßer Arbeitsweise erhaltenen Blößen sind solchen
gemäß konventioneller Arbeitsweise erhaltenen hinsichtlich Schwellung ebenbürtig,
zeichnen sich aber durch einen glatteren und flacheren Narben aus, insbesondere
diejenigen nach E4 bis E7 erhaltenen Blößen. Die Epidermis und die Haare mit Haarwurzel
sind vollständig entfernt.
Die Restflotten der erfindungsgemäßen Arbeitsweisen lassen sich ohne
Entwicklung von Schwefelwasserstoff mit organischen oder vorzugsweise anorganischen
Säuren, wie z.B. Schwefelsäure, auf pH 4,5 ansäuern und die ausgefällten Proteine
problemlos durch Filtration abtrennen. Die so aufbereiteten Restflotten sind in
der Regel klar.
1.5. Weiterverarbeitung des Vergleichsbeispiels V1 und der
erfindungsgemäßen Beispiele E1 bis E7 in der Nachgerbung
Es wurde im Falle des Vergleichsbeispiels V1 und des erfindungsgemäßen
Beispiels E1 gemäß den Angaben in der nachfolgend gezeigten Tabelle
verfahren. Die Weiterverarbeitung der erfindungsgemäßen Beispiele E2 bis E7 erfolgte
in analoger Weise.
Lipoderm® Licker LA (natives Fettungsmittel auf Lecithinbasis),
Lipoderm® Licker FP (Polymerfettungsmittel), Lipoderm®
Oil SK (sulfochloriertes Paraffinöl), Relugan® RV (Polymergerbstoff),
Basyntan® DLX-N (synthetischer Gerbstoff auf Sulfonbasis) und Luganil®
Olivbraun N (Lederfarbstoff) sind kommerzielle Produkte der BASF Aktiengesellschaft;
Tara-Granofin® TA (natürlicher Gerbstoff) ist ein kommerzielles Produkt
der Clariant AG. Die Bezugsquellen der übrigen kommerziellen Produkte sind bereits
andernorts aufgeführt worden.
Die so erhaltenen Leder wurden nach konventionellen Verfahren abgewelkt
und gefalzt. Die Falzstärke der Leder betrug 2,0–2,2 mm (Falzgewicht entspricht
25% Salzgewicht).
Die erhaltenen Leder wurden in üblicher Weise aufgearbeitet und anschließend
ihre physikalischen und anwendungstechnischen Eigenschaften geprüft.
1.6. Beurteilung der gemäß konventioneller Arbeitsweise
V1 und erfindungsgemäßer Arbeitsweise E1 bis E7 erhaltenen Crustleder
Die erfindungsgemäß hergestellten Crustleder unterscheiden sich, bis
auf den glatteren und feineren Narben der Arbeitsweisen E4 bis E7, nicht in ihren
Kaptischen und optischen Eigenschaften vom konventionellen Crustleder. Man erhält
Leder mit sehr guter Färbung, guter Festnarbigkeit, bei gleichzeitig sehr guter
Fülle und exzellenter Weichheit mit elegantem Griff.
1.7. Analytik der Flotten
Alle Flottenangaben beziehen sich auf das Salzgewicht (CSB: chemischer
Sauerstoffbedarf):
Die Sulfidbestimmung erfolgte als Schwefelwasserstoff nach Ansäuern
der Probe mit konzentrierter Salzsäure, Erhitzen auf 90°C und Ausstrippen. In
Klammern angegebene Werte beziehen sich auf Sulfidbestimmungen durch kaltes Ausstrippen
von Schwefelwasserstoff mit Pufferlösungen bei pH 4. Durch letztere Bestimmungsweise
wird nur frei vorliegendes Sulfid als Schwefelwasserstoff detektiert.
1.8. Zusammenfassung der Ergebnisse mit haarzerstörendem
Äscher
Aufgearbeitete und wiederverwendete Flotten aus E6 und E7:
2. Lederherstellung bei haarerhaltendem Äscher2.1. Konventionelle Arbeitsweise V22.1.1. Weiche
100 Gew.-% Salzgewicht einer Haut eines Süddeutschen Rindes wurde
zunächst bei 28°C mit 200 Gew.-% Wasser und 0,2 Gew.-% Eusapon® W 120 Minuten
in einem Fass bei leichter Bewegung vorgeweicht. Die Flotte wurde abgelassen (V2-1
"Flotte Standard-Vorweiche", 200 Gew.-%) und danach mit 100 Gew.-% Wasser, 0,2 Gew.-%
Eusapon® W und 0,5 Gew.-% Soda bei gelegentlichem Bewegen 15 Stunden eingeweicht.
Anschließend wurde die Flotte abgelassen (V2-2 "Flotte Standard-Hauptweiche", 100
Gew.-%).
2.1.2. Äscher
Für das Vergleichsbeispiel V2 wurden 100 Gew.-% Salzgewicht in einem
drehbaren 10-1-Fass mit strömungsbrechenden Inneneinbauten nacheinander mit 60 Gew.-%
Wasser und jeweils nach 60 Minuten 1,2 Gew.-% Mollescal MF, 0,8 Gew.-% Kalk und
1 Gew.-% Natriumsulfid (60%) beaufschlagt. Anschließend erfolgte der Beginn der
Filtration mit einer Dauer von 120 Minuten. Es folgten im Abstand von 60 Minuten
Zugaben von 1,6 Gew.-% Kalk und 40 Gew.-% Wasser. Nach 15 Stunden bei 23 bis 27°C
und Fassumdrehungen von jeweils 5 Minuten pro Stunde mit 3 Umdrehungen/Minute wurden
die Versuche beendet, indem die Flotte abgelassen (Probe V2-3 "Flotte Standard-Äscher",
100 Gew.-%) und die Blöße einmal 15 Minuten mit 150 Gew.-% Wasser gewaschen wurde
(Probe V2-4 "Waschflotte Standard-Äscher", 150 Gew.-%).
Vor der Weiterverarbeitung wurden die Häute entfleischt und gespalten
(2,8 mm).
2.1.3. Entkälkung
Im Folgenden beziehen sich die Angaben in Gew.-% auf das Blößengewicht,
Narbenspalt 2,8 mm (entspricht 75% Salzgewicht) wenn nicht anderes angegeben ist.
Die Entkälkung wurde bei einer Temperatur von 25 bis 32°C durchgeführt:
Die Penetration der Neutralisation über den Hautquerschnitt wurde
mit Phenolphthalein als Indikator überprüft. Der hierzu notwendige Zeitbedarf wurde
notiert.
2.1.4. Pickel und Gerbung
Im Folgenden beziehen sich die Angaben in Gew.-% auf das Blößengewicht,
Narbenspalt 2,8 mm (entspricht 75% Salzgewicht) wenn nicht anderes angegeben ist.
2.2. Erfindungsgemäße Arbeitsweise E8 unter Aufarbeitung
und Recyling der Flotten2.2.1. Weiche
100 Gew.-% Salzgewicht einer Haut eines Süddeutschen Rindes wurde
zunächst bei 28°C mit 200 Gew.-% wässriger, aufgereinigter Flotte (EX-C) und
0,1 Gew.-% Tensid 12 120 Minuten in einem Fass bei leichter Bewegung vorgeweicht.
Die Flotte wurde abgelassen (E8-1 "Flotte Vorweiche", 200 Gew.-%) und danach mit
weiteren 100 Gew.-% wässriger, aufgereinigter Flotte (EX-C), 0,1 Gew.-% Tensid 12
und 0,5 Gew.-% Soda bei gelegentlichem Bewegen 15 Stunden eingeweicht. Anschließend
wurde die Flotte abgelassen (E8-2 "Flotte Hauptweiche", 100 Gew.-%).
2.2.2. Äscher
Für die erfindungsgemäße Arbeitsweise E8 wurden 100 Gew.-% Salzgewicht
in einem drehbaren 10-1-Fass mit strömungsbrechenden Inneneinbauten nacheinander
mit 60 Gew.-% Wasser und wie folgt beaufschlagt:
Vor der Weiterverarbeitung wurden die Häute entfleischt und ges palten
(2,8 mm).
Die Flotten E8-3 und E8-4 wurden vereinigt (250%) und mit konzentrierter
Schwefelsäure (techn., 98%) auf pH 4,5 eingestellt. Der ausgefällte Protein-Niederschlag
wurde mit einer Kammerfilterpresse abgetrennt. Die Daten der vereinigten und gereinigten
Flotten E8-3 und E8-4 sind nachfolgend unter Punkt 2.7 "Zusammenfassung der Ergebnisse
mit haarerhaltendem Äscher" aufgeführt (flotte E8-A, 2500.
2.2.3. Entkälkung
Im Folgenden beziehen sich die Angaben in Gew.-% auf das Blößengewicht,
Narbenspalt 2,8 mm (entspricht 75% Salzgewicht) wenn nicht anderes angegeben ist.
Die Entkälkung wurde bei einer Temperatur von 25 bis 32°C durchgeführt:
Die Penetration der Neutralisation über den Hautquerschnitt wurde
mit Phenolphthalein als Indikator überprüft. Der hierzu notwendige Zeitbedarf wurde
notiert.
Die vereinigten Flotten E8-5, E8-6 und E8-7 ergeben Flotte E8-B (250%,
pH 8)
2.2.4. Pickel und Gerbung
Im Folgenden beziehen sich die Angaben in Gew.-% auf das Blößengewicht,
Narbenspalt 2,8 mm (entspricht 75% Salzgewicht) wenn nicht anderes angegeben ist.
Der Rest der Flotte E8-A (182% bezogen auf Salzgewicht, pH 4,5) und
118% der Flotte E8-B (bezogen auf Salzgewicht, pH 8) wurden zur Flotte E8-C vereinigt
(300 bezogen auf Salzgewicht, pH 6,5).
E8-8 (309 bezogen auf Salzgewicht, pH 4,5) und 71% der Flotte E8-B
(bezogen auf Salzgewicht, pH 8) wurden entsorgt.
2.3. Beurteilung der konventionellen Arbeitsweise V2 und
der erfindungsgemäßen Arbeitsweise E8 nach dem Äscher und der entsprechenden Restflotten
Die gemäß erfindungsgemäßer Arbeitsweise erhaltenen Blößen sind solchen
gemäß konventioneller Arbeitsweise erhaltenen hinsichtlich Schwellung ebenbürtig,
zeichnen sich aber durch einen glatteren und flacheren Narben aus. Die Epidermis
und die Haare mit Haarwurzel sind vollständig zerstört.
Die Restflotten der erfindungsgemäßen Arbeitsweisen lassen sich ohne
Entwicklung von Schwefelwasserstoff mit organischen oder vorzugsweise anorganischen
Säuren, wie z.B. Schwefelsäure, auf pH 4,5 ansäuern und die ausgefällten Proteine
problemlos durch Filtration abtrennen. Die so aufbereiteten Restflotten sind in
der Regel klar.
2.4. Weiterverarbeitung des Vergleichsbeispiels V2 und des
erfindungsgemäßen Beispiels E8 in der Nachgerbung.
Es wurde gemäß den Angaben in der nachfolgend gezeigten Tabelle verfahren.
Die so erhaltenen Leder wurden nach konventionellen Verfahren abgewelkt
und gefalzt. Die Falzstärke der Leder betrug 2,0–2,2 mm (Falzgewicht entspricht
25% Salzgewicht).
Die erhaltenen Leder wurden in üblicher Weise aufgearbeitet und anschließend
ihre physikalischen und anwendungstechnischen Eigenschaften geprüft.
2.5. Beurteilung der gemäß konventioneller Arbeitsweise
V2 und erfindungsgemäßer Arbeitsweise E8 erhaltenen Crustleder
Das erfindungsgemäß hergestellte Crustleder unterscheidet sich in
seinen haptischen und optischen Eigenschaften nicht vom konventionellen Crustleder.
Man erhält Leder mit sehr guter Färbung, guter Festnarbigkeit, bei gleichzeitig
sehr guter Fülle und exzellenter Weichheit mit elegantem Griff.
2.6. Analytik der Flotten
Alle Flottenangaben beziehen sich auf Salzgewicht:
* Die Sulfidbestimmung erfolgte als Schwefelwasserstoff nach Ansäuern
der Probe mit konzentrierter Salzsäure, Erhitzen auf 90°C und Ausstrippen. In
Klammern angegebene Werte beziehen sich auf Sulfidbestimmungen durch kaltes Ausstrippen
von Schwefelwasser- stoff mit Pufferlösungen bei pH 4. Durch letztere Bestimmungsweise
wird nur frei vorliegendes Sulfid als Schwefelwasserstoff detektiert.
2.7. Zusammenfassung der Ergebnisse mit haarerhaltendem
Äscher
Vergleich für 1000 kg Salzgewicht Einarbeitung:
Proteinpräzipitat aus E8:
E8: Ausbeute: 100 kg, Trockensubstanz: 30%, CSB [mg 02]: 64800, Aschegehalt: 1,0
%;
Aufgearbeitete und wiederverwendete Flotten aus E8:
3. Gesamtvergleich für 1000 kg Salzgewicht Einarbeitung
Der Gesamtvergleich der vorherigen Tabellen zeigt in beeindruckender
Weise, dass sich der Wasserverbrauch bei der erfindungsgemäßen Herstellung von Leder
auf etwa 70 bis 75 %, bei Flottenrückführung, einer bevorzugten erfindungsgemäßen
Arbeitsweise, sogar bis auf etwa 40 bis 50 % des Wasserverbrauchs der konventionellen
Arbeitsweise absenken lässt.
1 und 2
zeigen nochmals im Überblick die Wasser-/Abwasserströme ("Flottenströme") in der
Wasserwerkstatt der konventionellen Arbeitsweise V1 (sinngemäß auch für die Arbeitsweise
V2 zutreffend) respektive der bevorzugten erfindungsgemäßen Arbeitsweisen EX (X
= 6, 7 bzw. 8) unter Flottenrückführung. Die Prozentzahlen der Wasser-/Abwasserströme
("Flottenströme") beziehen sich, wie bereits an den entsprechenden Stellen erwähnt,
auf das Salzgewicht der Häute und sind unter Punkt 1.7. "Analytik der Flotten" (für
V1, E6 und E7) sowie Punkt 2.6. "Analytik der Flotten" (für E8) in den jeweiligen
Tabellen aufgeführt.
Von Vorteil ist weiter, dass sich das nach dem Äschern in der Flotte
befindliche Protein(-hydrolysat) gemäß der erfindungsgemäßen Arbeitsweise durch
saure Fällung zum größten Teil entfernen und -aufgrund seines geringen Gehalts an
anorganischen Salzen (vgl. die zuvor aufgeführten Aschegehalte)- einer hochwertigen
Verwendung, z.B. als Futtermittelzusatz, zuführen lässt.
Die Abreicherung der Abwässer der Wasserwerkstatt an organischen Frachten
der Absolutwert des CSB lässt sich je nach Arbeitsweise auf etwa 40 bis 50 % des
Wertes für die konventionelle Arbeitsweise reduzieren- führt desweiteren zu einer
deutlichen Kostenreduzierung bei deren Entsorgung (Anmerkung: aufgrund geringerer
Wasserverbräuche bei erfindungsgemäßer Arbeitsweise sind die Konzentrationsangaben
für den CSB größtenteils höher als bei (haarzerstörender) Arbeitsweise V1. Betrachtet
man jedoch die Absolutwerte des CSB ("CSB-gesamt") bzw. die relativen Mengen bezogen
auf den Absolutwert des CSB von V1, so ergeben sich insbesondere für die Versuche
E6 bis E8 (Flottenrückführung nach vorheriger Proteinfällung) besagte Einsparungen
an organischen Frachten im Abwasser).
Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung von Leder, umfassend mindestens zwei der
folgenden Verfahrensschritte A) bis D):
A) Einsatz von einem oder mehreren Polyelektrolyten bei der Herstellung von Halbfabrikaten
oder Zwischenprodukten, umfassend mindestens einen der Schritte (a) bis (d)
(a) Zugabe von einem oder mehreren Polyelektrolyten und 0 bis 1,5 Gew.-% Kalk, bezogen
auf das Salzgewicht, unmittelbar vor dem oder im Äscher,
(b) Zugabe von einem oder mehreren Polyelektrolyten vor oder während der Entkälkung,
(c) Zugabe von einem oder mehreren Polyelektrolyten vor oder während der Beize,
(d) Zugabe von einem oder mehreren Polyelektrolyten und insgesamt 0 bis 3 Gew.-%
Alkali- bzw. Erdalkalisalz, bezogen auf das Blößengewicht, unmittelbar vor dem oder
im Pickel;
B) Behandlung der Häute im Äscher in wässriger Flotte mit einer oder mehreren Verbindungen
der allgemeinen Formel B.1
oder deren korrespondierenden Alkalimetall-, Erdalkalimetall-, Ammonium- oder Phosphoniumsalzen,
wobei bedeuten:
R10 Wasserstoff oder gegebenenfalls mit einer oder mehreren Mercapto-
oder Hydroxy-Gruppen substituiertes C1-C12-Alkyl,
X1 bis X4 unabhängig voneinander Wasserstoff, C1-C4-Alkyl,
Hydroxy, Mercapto oder NHR11 und
R11 Wasserstoff, C1-C12-Alkyl, Formyl
oder C1-C4-Alkyl-Carbonyl,
mit der Maßgabe, dass in der Verbindung bzw. den Verbindungen B.1 mindestens zwei
Mercapto-Gruppen enthalten sind;
C) Einsatz von Entfettungsmittteln der allgemeinen Formel C.1
zur Entfettung von Blößen, Häuten oder anderen Zwischenstufen und Halbfabrikaten
in der Lederherstellung, wobei bedeuten:
R16 bis R19 unabhängig voneinander Wasserstoff oder verzweigtes
oder unverzweigtes C1-C10-Alkyl,
R20 Wasserstoff oder C1-C25-Alkyl,
R21 Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl und
n eine ganze Zahl von 1 bis 100,
wobei für den Fall, dass R18 bis R20 jeweils Wasserstoff bedeuten,
R16 C1-C10-Alkyl entspricht,
und für den Fall, dass R16 Wasserstoff bedeutet, wenigstens einer der
Reste R18 bis R20 C1-C25-Alkyl entspricht;
D) Gerben unter Verwendung eines Gerbmittels, das herstellbar ist durch Umsetzen
mindestens eines Aldehyds der allgemeinen Formel D.1,
mit mindestens einem weiteren identischen oder verschiedenen Aldehyd der Formel
D.1, wobei bedeutet:
Z eine chemische Einfachbindung, gegebenenfalls substituiertes C1-C12-Alkylen,
gegebenenfalls substituiertes C5-C12-Cycloalkylen oder gegebenenfalls
substituiertes C6-C14-Arylen,
wobei man die Umsetzung in Anwesenheit eines sauren Katalysators und optional in
Gegenwart mindestens einer weiteren Carbonylverbindung der Formel D.2
durchführt,
wobei bedeuten:
R22 bis R25 unabhängig voneinander Wasserstoff, gegebenenfalls
substituiertes C1-C12-Alkyl, gegebenenfalls substituiertes
C3-C12-Cycloalkyl, gegebenenfalls substituiertes C7-C13-Aralkyl
oder gegebenenfalls substituiertes C6-C14-Aryl,
mit der Maßgabe, dass für den Fall, dass Z einer chemischen Einfachbindung oder
einem Rest ohne &agr;-Wasserstoffatomen entspricht, mindestens ein weiterer Aldehyd
der Formel D.1, in welchem der Rest Z &agr;-Wasserstoffatome enthält, oder mindestens
eine weitere Carbonylverbindung der Formel D.2 vorhanden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend mindestens die Verfahrensschritte
A) und B).
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend mindestens die Verfahrensschritte
A), B) und C).
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend die Verfahrensschritte A) bis
D).
Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in
Verfahrensschritt A) mindestens der Schritt (a) enthalten ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass in Schritt (a) des Verfahrensschritts A) kein Kalk (0 Gew.-%
Kalk) verwendet werden.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass man in Schritt (a) des Verfahrensschritts A) zusätzlich eine
oder mehrere Hydroxylaminverbindungen der allgemeinen Formel A.15.a oder A.15.b
oder eine oder mehrere gegebenenfalls protonierte Hydrazinverbindungen der Formel
A.16
zusetzt, wobei bedeuten:
R6 bis R9 unabhängig voneinander Wasserstoff, C1-C20-Alkyl
oder C6-C14-Aryl und
An- Halogenid, Sulfat, Hydrogensulfat, Phosphat, Hydrogenphosphat oder Dihydrogenphosphat
oder Mischungen der genannten Anionen.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man in Schritt
(a) des Verfahrensschritts A) Hydroxylamin zusetzt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
dass man in Schritt (a) des Verfahrensschritts A) zusätzlich Alkalimetallhydroxid
und/oder Alkalimetallcarbonat einsetzt.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass man das nach Kombination von Verfahrensschritt A)(a) und Verfahrenschritt
B) erhaltene und im Wesentlichen von den organischen Bestandteilen, insbesondere
von Proteinen und gegebenenfalls Haaren, befreite Prozessabwasser zumindest teilweise
in mindestens einem weiteren der Verfahrensschritte A)(b) bis A)(d), C) und D) zur
Herstellung von Leder und/oder zur Vor- und Hauptweiche der Rohhäute verwendet.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass man das nach
Kombination von Verfahrensschritt A)(a) und Verfahrenschritt B) erhaltene und im
Wesentlichen von den organischen Bestandteilen, insbesondere von Proteinen und gegebenenfalls
Haaren, befreite Prozessabwasser zumindest teilweise in Schritt (b) von Verfahrensschritt
A) und/oder in Verfahrensschritt D) und/oder zur Vor- und Hauptweiche der Rohhäuteverwendet.
Im Wesentlichen von organischen Bestandteilen, insbesondere von Proteinen
und gegebenenfalls Haaren, befreites Prozessabwasser, erhältlich nach Kombination
von Verfahrensschritt A)(a) und Verfahrenschritt B) gemäß einem Verfahre