Die geweichte, gereinigte und von einem Teil des
löslichen Eiweißes befreite Haut wird gewöhnlich in der
Wasserwerkstatt einem weiteren Arbeitsschritt
unterworfen mit dem Ziel der Lockerung von Haaren und der
Verbindung von Oberhaut und Lederhaut.
Zu diesem Zweck werden überwiegend Chemikalien,
insbesondere Kalk, im sogenannten "Äscher" angewendet.
Eine bedeutende Rolle spielen auch Verfahren, bei
denen Natriumsulfid, Calciumsulfid, Ammoniumsulfid
oder Mischungen dieser Verbindungen mit den Hydroxiden
verwendet werden (Sulfidäscher). Durch Anwendung der
Sulfidäscher vermeidet man, daß die Blöße in einem
unerwünschten Maße prall wird. In jüngerer Zeit ist es
gelungen, das Äscherverfahren durch Zusatz weiterer
Agentien anstatt oder neben den anorganischen Sulfiden
wie z. B. Alkalisulfit, -bisulfit, -hydrogensulfit oder
besonders Mercaptanen bzw. Mercaptiden zu verbessern.
Als besonders vorteilhaft hat sich z. B. die
Mitverwendung von Thioglykolsäure erwiesen. Einen "sulfidfreien"
Äscher erhält man, wenn man mit kalk- und
schwefelhaltigen nicht-sulfidischen Reduktionsmitteln wie Sulfiten
oder Hyposulfiten arbeitet. In der DE-PS 20 53 016 wird
ein Äscherverfahren empfohlen, bei dem die Felle oder
Häute mit einer wäßrigen Äscherflüssigkeit in Form
eines Kalkäschers mit Zusatz von schwefelhaltigen
Reduktionsmitteln oder in Form eines Sulfidäschers
behandelt werden, die zusätzlich Harnstoff und
Hydrazin und gegebenenfalls ein organisches Amin
wie Dimethylamin enthält.
Die Anwendung des Äschers erfordert auch heute noch
ein beträchtliches Maß an Erfahrung, da sich
Hautmaterial je nach Art, Alter und Herkunft der Tiere
im Äscher unterschiedlich verhält. Es kommt z. B.
darauf an, den Grad der Schwellung und Prallheit
des Lederfasergefüges im Hinblick auf die Qualitäten
des gewünschten Leders zu kontrollieren. Bei
intensiverem Äschern verlieren bekanntlich die
Kollagenfibrillen der Lederhaut ihre charakteristische
Querstreifung und werden irreversibel in Filamente
aufgespalten. (Vgl. F. Stather in Gerbereichemie und
Gerbereitechnologie, 4. Auflage, Akademie-Verlag,
Berlin 1967, S. 189). Mit zunehmender Äscherdauer und
-temperatur wird ein steigender Anteil des Kollagens
an den gebildeten löslichen Stickstoffverbindungen
beobachtet. Es muß weiter sorgfältig darauf geachtet
werden, daß der Narben keine Beschädigung erfährt,
beispielsweise unter der Einwirkung von Mikroorganismen.
Hier sei an die Gefahr des "Überäscherns" erinnert
(P. Stather, loc. cit. S. 197). Schließlich gewinnt mehr
und mehr die Frage an Bedeutung wie das Äscherverfahren
gestaltet werden muß, damit ein Minimum an Belastung
für die Umwelt resultiert. Andererseits sollten die
Maßnahmen zur Verbesserung des Äscherverfahrens auch
nicht zu einer unzumutbaren Verteuerung des Verfahrens
führen.
Die Praxis erweist immer wieder, daß es schwierig ist,
all den verschiedenen Forderungen gerecht zu werden.
Es wurde nun gefunden, daß sowohl die herkömmlichen
als die übrigen spezifisch genannten Anforderungen an
ein modernes Äscherverfahren weitgehend erfüllt werden
können, wenn man einem wäßrigen alkalischen Äscher
mindestens ein Schutzkolloid
zusammen mit einem oder mehreren Hydrotropika aus der Gruppe
Harnstoff, Thioharnstoff, Formamid, Acetamid, der Rhodanide sowie
der Sulfonsäuren und Carbonsäuren von Aromaten und von aliphatischen
Verbindungen zufügt und die so erhaltene
Äscherflüssigkeit auf die Felle oder Häute einwirken
läßt.
Unter einem geeigneten Schutzkolloid (= organisches
hydrophiles Kolloid) im Sinne der vorliegenden Erfindung
seien wasserlösliche, alkalistabile Hochpolymere
natürlicher und synthetischer Provenienz verstanden.
Insbesondere sind Eiweißkörper mit
Schutzkolloideigenschaften geeignet. (Vgl. "Kolloidchemisches Taschenbuch",
Herausg. A. Kuhn, 1. Auflage Leipzig 1935, S. 28-33
und 5. Auflage Leipzig 1960, S. 43-56). Derartige
Eiweißkörper haben in der Regel ein Molekulargewicht
zwischen 10 000 und 250 000. Genannt seien die durch
Einwirkung von Ätzalkalien auf Eiweißstoffe, insbesondere
Ovalbumin, in geringerem Umfang auch Serumalbumin oder
Casein erhältliche Lysalbinsäure bzw. ihre Alkalisalze
und die Protalbinsäure bzw. ihre Salze [C. Paal Ber. 35,
2195 (1902)], Peptone sowie Albumine und Casein selbst,
insbesondere Gelatine bzw. Leim.
Ferner eignen sich einschlägig verwendete Kohlehydrate
wie Dextrin, lösliche Stärke und Stärkederivate, Pektine
und Derivate, Schleimstoffe, Gummiarabicum,
Sulfitablauge, u. ä. (Vgl.
Kolloidchemisches Taschenbuch loc. cit).
Darüber hinaus eignen sich im Sinne der vorliegenden
Erfindung wasserlösliche, alkalistabile synthetische
Hochpolymere, insbesondere Verseifungsprodukte des
Polyrinylacetats, Polyvinvlalkohole, Homo- und
Copolymerisate von ungesättigten,
polymerisationsfähigen Säuren, wie Maleinsäure, Fumarsäure und deren
Anhydride sowie Acryl- und Methacrylsäure und deren
Amide, ferner das Polyvinylpyrrolidon. Als Comonomere
zur Herstellung der genannten Polymerisate kommen
Ester der Acryl- und/oder Methacrylsäure und Styrol
infrage. Die Molgewichte der Polymerisate liegen
dabei im allgemeinen zwischen 1.10³ bis 1.10&sup7;
vorzugsweise 10&sup4; bis 10&sup6;.
Die Herstellung der synthetischen Hochpolymeren ist an
sich bekannt. [Vgl Th. Völker in Österr. chem. Zeitung
62/11, 345 (1961)].
Das Verhältnis Schutzkolloid zu der zu äschernden Haut
bzw. dem Fell wird zweckmäßig so bemessen, daß
Schutzkolloidwirkung möglichst vollständig auftreten kann. Die
wohl einfachste Modellvorstellung beruht auf der Annahme,
daß das Schutzkolloid die Haut mehr oder weniger
vollständig abdeckt. Damit kann die Menge an Schutzkolloid
im Verhältnis zu der Oberfläche der Haut angegeben
werden. Im aIlgemeinen genügt es jedoch, wenn
sichergestellt wird, daß genügend als Schutzkolloid wirkendes
Material im Ascheransatz vorhanden ist, weshalb in der
Praxis die Verwendung eines Überschusses über die
(berechenbare) unbedingt notwendige Menge an
Schutzkolloid empfohlen werden kann.
In der Regel erreicht man sehr befriedigende
Ergebnisse, wenn man mindestens 0,02 Gew.-%,
vorzugsweise 0,05 bis 0,2 Gew.-% an dem
Schutzkolloid, bezogen auf das Rohhaut bzw.
Fellgewicht einsetzt.
Besonders bevorzugt ist die gleichzeitige
Verwendung von Hydrotropika (vgl. F. Stather, loc. cit.
S. 87) zusammen mit den genannten Schutzkolloiden.
Im übrigen kann das Äschern der Haut gemäß den
Verfahren des Standes der Technik durchgeführt werden
(Vgl. F. Stather, loc. cit. S. 167-190). Besonders
bevorzugt ist die Anwendung des erfindungsgemäßen
Verfahrens in Verbindung mit den Äscherverfahren
gemäß US-PS 19 73 130 oder DE-PS 20 53 016. Insbesondere
zeigt sich die vorteilhafte Wirkung des
erfindungsgemäßen Verfahrens bei Anwendung eines sulfidhaltigen
Äschers, sei es in Form eines reinen
Schwefelnatriumäschers oder eines Kalk-Schwefelnatriumäschers
inklusive der modernen Varianten dieser Verfahren.
Das im Äscheransatz vorhandene Sulfid scheint
insbesondere bei Verwendung von Eiweißkörpern als
Schutzkolloid nicht seiner Konzentration entsprechend frei
vorzuIiegen, zumindest was die Einwirkungsmöglichkeit
auf die Haut angeht. Als einfache Modellvorstellung
ist denkbar, daß eine Wechselwirkung zwischen
Schutzkolloid und Sulfid im Sinne einer adsorptiven Bindung
eintritt. Die Abgabe von Sulfid aus dem Schutzkolloid
an die Hautoberfläche wäre demnach für die
Geschwindigkeit der Wirkung an der Haut mitbestimmend.
Als Resultat des erfindungsgemäßen Verfahrens
beobachtet man eine überraschend einheitliche Haarlockerung
verbunden mit einer ebenfalls auffallend einheitlichen
Schwellung.
Die erfindungsgemäß angewendeten Hydrotropika sind Harnstoff, Thioharnstoff,
Formamid, Acetamid, Rhodanide sowie
die Sulfonsäuren und Carbonsäuren von Aromaten und
von aliphatischen Verbindungen, beispielsweise
Natriumcumolsulfonat, Toluolsulfonat u. ä. Zusätzlich zu den
genannten Hydrotropika können grenzflächenaktive Produkte (Tenside)
(vgl. H. Rath et al. in Melliands Textilber. 43 (7),
718 (1962), insbesondere nichtionogene Netzmittel, angewendet werden.
Der Gehalt an Hydrotropika kann vorteilhaft 0,1
bis 2 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 1 Gew.-% bezogen
auf das Gewicht der Haut ausmachen.
Durch die Kombination von Schutzkolloiden und Hydrotropika
werden mit dem erfindungsgemäßen Äscherverfahren
überraschende Ergebnisse erzielt, die weder
in qualitativer noch quantitativer Hinsicht vorauszusehen
waren.
Man beobachtet z. B. eine ungewöhnlich schnelle Durchäscherung
auch von Großviehhäuten. Durch die Kombination
des alkalischen Äschermediums mit den hydrotrop
wirksamen Agentien wird ein anderer Schwellungsgrad
als bei Vorliegen einer reinen Ladungsquellung mit
Alkalien erreicht Dies zeigt sich z. B. in der
Tatsache, daß die Blößen in der Regel nicht prall,
sondern nur weich geschwellt, jedoch transparant
durchscheinend sind.
Durch den Einsatz der Hydrotropika wird ein Hautaufschluß
erreicht, der - wie sich aufgrund von physikalischen
Lederuntersuchungen zeigt - demjenigen
einer nachgeäscherten Blöße entspricht. Der mäßige
Schwellungsgrad führt ferner gewöhnlich zu einem
um 2-3% höheren Flächenrendement, das mit einer
reinen Ladungsquellung nicht zu erreichen ist.
Erfolgt die Trocknung der Leder in gespanntem Zustand,
so können Flächenvergrößerungen von 5-7% beobachtet
werden.
Speziell bevorzugt ist ferner die Kombination von
Schutzkolloiden, hydrotrop wirksamen Substanzen
und Schwefelverbindungen bei dem erfindungsgemäßen
Äscherverfahren. Als Schwefelverbindungen seien insbesondere
die an sich bekannten organischen Schwefelverbindungen,
speziell die Thioglykolsäure, Mercaptoäthanol,
Thioessigsäure genannt. Die genannte Kombination
mit organischen Sulfiden führt nach vorliegenden
Beobachtungen zu einer anderen Haarversulzung
als mit anorganischen Sulfiden. Es werden z. B. kleinere
Peptide als Produkte erhalten, die sich später im Abwasser
leichter biologisch abbauen lassen. Bei der Versulzung
werden kleinere Bruchstücke der Haare erhalten,
die sich jedoch im Abwasser separieren lassen.
Die erfindungsgemäße Kombination von Schutzkolloiden
und Hydrotropika führt ferner zu einem so weitgehenden
Abbau des Grundes, daß er bei den mechanischen Arbeiten
des Entfleischens und Spaltens nahezu vollständig aus
der Blöße entfernt wird. Es ist schließlich möglich,
bei Anwendung der erfindungsgemäßen Kombination kalkfrei
zu arbeiten. Alternativ können
jedoch auch lösliche Calciumverbindungen
(Calciumchlorid) mitverwendet werden.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Äscherverfahrens
kann man sich - wie bereits ausgeführt - weitgehend
an den Stand der Technik anschließen:
Die Haut wird zunächst in üblicher Weise geweicht.
Hierzu wird da zu konservierende Salz durch einen
Waschprozeß von ca. 2stündiger Dauer unter Bewegung
beseitigt. Die Weiche kann in Form einer reiner Wasserweiche
von 12- bis 15stündiger Dauer oder unter Verwendung
proteolytischer Enzyme in Form einer Kurzweiche
von 4- bis 6stündiger Dauer durchgeführt werden. Im Anschluß
an die Weiche wird das erfindungsgemäße Äscherverfahren
durchgeführt.
Aus Gründen der Wasserersparnis erfolgt der Äscher
heute meistens in der Weichflotte. Zur Durchführung
des Äschers können die bekannten Gefäße wie Faß,
Mischer oder Waschmaschinen benutzt werden. Diese
Geräte kommen mit einer niedrigen Flottenmenge als die
Haspelgeschirre aus.
Die zur Haarlockerung und zum Hautaufschluß
erforderlichen Chemikalien werden zweckmäßigerweise
in einer Rate zugegeben. Diese Handlungsweise
führt zu einer raschen und vollständigen
Haar- und Grundlockerung.
Bei einem reinen Kalk-Schwefelnatriumäscher
werden für einen ausreichenden Hautaufschluß zur
Herstellung weichen Chromleders 24 bis 36 Stunden
benötigt. Bei dem erfindungsgemäßen Äscherverfahren
reichen hingegen 10 bis 15 Stunden aus.
Ein Nachäscher ist in der Regel hier nicht erforderlich.
Zur besseren Handhabung bei der Durchführung
der mechanischen Arbeiten des Entfleischens
und Spaltens wird nach Beendigung des Äschers ein-
bis zweimal gewaschen.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung
des erfindungsgemäßen Äscherverfahrens, sollen aber
den nachgesuchten Schutz in keiner Weise beschränken.
Beispiel 1: Sulfidarmes Verfahren
100 kg Kuhhäute werden im Faß zunächst gewaschen
und anschließend geweicht. Der Äscher erfolgt in der
Weichflotte mit
100% Wasser, 26° C
- bezogen auf Salzgewicht -
0,1% Gelatine
0,15% Mercaptoäthanol
0,4% Harnstoff
0,5% Ätznatron
0,2% Thioglykolsäure
0,5% Natriumsulhydrat 95%ig
1,0% Schwefelnatrium konz.
3,0% Kalkhydrat
Die Komponenten werden am Anfang zugegeben. Ätznatron ist
vor der Zugabe 1 : 5 mit Wasser zu lösen. Die Lösung darf
bei der Zugabe 30° C nicht überschreiten. Zu Beginn des
Äschers wird 2 Stunden bei 4 Upm gedreht.
Die Äscherdauer beträgt 5 bis 16 Stunden. Während der
Nacht wird nochmals 5 Min. bewegt.
Vor dem Leeren des Fasses wird nochmals 10 Minuten bewegt.
Um eine zu große Schlüpfrigkeit der Blößen bei den mechanischen
Arbeiten des Entfleischens und Spaltens zu
vermeiden, ist ein zweimaliges Waschen der Blößen mit
100% Wasser, 25° C
erforderlich.
Die erhaltenen Blößen sind völlig haarfrei, sind grundrein
und weisen nur eine mäßige Schwellung auf.
Mit ähnlich gutem Erfolg kann auch im Kollagenhydrolysat
mit ca. 10 bis 15 Peptidgruppen, vorzugsweise 30 bis 50 Peptidgruppen
verwendet werden.
Beispiel 2: Sulfidfreie Arbeitsweise als Schwöde
100 kg rotbunte Bullenhäute werden im Mischer zunächst
zur Entfernung des Konservierungssalzes gewaschen.
Danach erfolgt eine enzymatische Kurzweiche von 4stündiger
Dauer.
Zur Durchführung der Haarlockerung und des Hautaufschlusses
wird die Hälfte der Flotte abgelassen.
Der Äscher wird mit
40% Wasser, 26° C
0,25% Natriumsalz, eines Copolymerisats aus
Acrylamid und Acrylsäure (ca. 50 : 50
Gew.-Teile)
0,5% Mercaptoäthanol
1,0% Thioharnstoff
0,5% Thioglykolsäure
1,0% Ätznatron
3,0% Kalkhydrat
- bezogen auf das Salzgewicht der Häute -
begonnen.
Es wird solange (120 Min.) bewegt, bis die Haare abgeschoben
werden können.
Lösen von Ätznatron analog Beispiel 1
Nun gibt man 50% Wasser, 26° C zu
und bewegt nochmals 20 Minuten.
Äscherdauer: 5 bis 15 Stunden.
Vor dem Herausnehmen der Blößen wird zweimal mit
90% Wasser, 26° C
bei einer Laufzeit von je Minuten gewaschen.
Die Blößen sind haar- und grundhaarfrei, haben keinen
Narbenzug und nur flache Mastfalten. Sie sind nicht prall.
Beispiel 3:"Hide Processor"
100 kg getrocknete Ziegenfelle werden zunächst,
am besten enzymatisch, gut geweicht.
Die Prozentangaben im Äscher beziehen sich auf das
Weichgewicht. Die Weichflotte wird bis auf ca. 40%
abgelassen. Haarlockerung und Hautaufschluß erfolgen
mit:
40% Weichbrühe 26°C
0,2% Glutin
0,1% Mercaptoäthanol
0,2% Natriumcumolsulfonat
0,2% Thioessigsäure
0,9% Schwefelnatrium konz.
2,5% Ätznatron (99%ig Blättchen),
die vor Zugabe 1 : 10 mit
Wasser gelöst werden.
Man bewegt zunächst 120 Minuten. Nach dieser Zeit
müssen die Haare vollständig gelockert und abschiebbar
sein.
Nun gibt man 40% Wasser, 26° C
und bewegt weitere 30 Minuten.
Äscherdauer: 20-22 Stunden.
Während der Nacht wird mehrmals kurz bewegt. Desgleichen
vor Ablassen.
Vor dem Entfleischen sollte man zweimal mit je 80%
Wasser, 25° C, 20 Minuten spülen.
Am Ende des Äschers sind die Blößen vollständig haar-
und grundfrei, weisen eine nur mäßige Schwellung auf und
haben keinen Narbenzug.
Beispiel 4: Sulfidarme Faßschwöde für Schaffelle
Zum Äschern von 100 kg geweichten Schaffellen im Faß
wird zunächst folgende Lösung angesetzt (die
Prozentangaben beziehen sich auf das Weichgewicht der Felle):
40% Wasser, 28°C
0,2% Eialbumin
0,1% Glukose
0,2% Mercaptoäthanol
0,2% Thioglykolsäure
0,2% Harnstoff
1,0% Calziumchlorid
2,0% Ätznatron
0,5% Natriumsulfhydrat 95%ig
0,5% Schwefelnatrium konz.
Es wird 90 Minuten bei 3-5 Upm gedreht. Nach dieser Zeit
soll eine vollständige Woll-Lockerung erreicht sein und die
Wolle muß sich von Hand abschieben lassen.
Danach wird mit 100% Wasser, 25° C
aufgefüllt und jede Stunde 20 Minuten gedreht.
Nach einer Äscherdauer von 5 Stunden wird die Äscherbrühe
abgelassen. Es wird in üblicher Weise, wie in den
Beispielen 1-3, zweimal mit je 100% Wasser gewaschen.
Die Blößen sind vollständig sauber, weich geschwellt und
weisen keinen Narbenzug auf. Die bei Schafsblößen üblichen
Rippen sind glatt ausgezogen.
Beispiel 5: Sulfidfreier Äscher für Kalbfelle im Faß
100 kg Kalbfelle werden zunächst zur Entfernung des
Konservierungssalzes gewaschen. Anschließend erfolgt
eine vierstündige enzymatische Weiche. Der Äscher
erfolgt in der Weichbrühe im Faß.
Die Prozentangaben beziehen sich auf das Salzgewicht
der Felle.
Äscher:
100% Weichbrühe, 28° C
0,2% Dextrin
0,5% Mercaptoäthanol
1,0% Thioharnstoff
0,5% Thioglykolsäure
0,2% nichtionogenes Netzmittel
1,0% Ätznatron (99%)
3,0% Kalkhydrat
2 Stunden bei 4 Upm drehen.
Die Haarlockerung muß bei Beendigung der Bewegung
soweit fortgeschritten sein, daß sich die Haare abschieben
lassen. Danach wird nur noch in Intervallen bewegt. Vor
dem Ablassen der Brühe bewegt man nochmals 10 Minuten.
Waschen erfolgt analog den vorausgegangenen Beispielen.
Äscherdauer 12-15 Stunden.
Die Blößen sind völlig haar- und grundrein , weich
geschwellt und haben keinen Narbenzug.