Ziel der Entwicklung
In der Lederverarbeitung besteht zunehmend Interesse an chromfrei und schwermetallsalzfrei gegerbten Ledern. Leder werden derzeit mit Hilfe von carboxylathaltigen synthetischen Polymeren hydrophobiert, die durch mehrwertige Kationen (Cr-, Zr-, Al-Salze) in der Ledermatrix gefällt und gebunden werden. Ohne den Einsatz der Metallsalze steht jedoch keine Hydrophobierungsmethode zur Verfügung, die höchsten Ansprüchen genügt. Ziel des Projektes war, Möglichkeiten für eine fluorfreie und schwermetallsalzfreie offene Hydrophobierung zu untersuchen. „Offene Hydrophobierung“ heißt, dass eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Hydrophobierungsmittels auf den Lederfasern über den Lederquerschnitt erreicht wird. Zudem wurde getestet, ob mit dem „Hautpulver-Tablettentest“ eine Beurteilung der hydrophobierenden Wirkung als Schnelltest möglich ist. Durch Vernetzung der hydrophobierenden Substanzen oder Bindung an die Kollagenfaser sollte eine permanente Ausrüstung erzielt werden.
Für die Prüfung des Hautpulver-Tablettentests als Schnellmethode für die Bewertung von Hydrophobierungsmitteln wird Hautpulver mit den zu prüfenden Substanzen dispergiert und nach einer entsprechenden Reaktionszeit abfiltriert und zu einer Tablette gepresst. Die getrocknete Tablette dient zur Prüfung der Wassertropfenstandzeit. Es wurden Emulsionen von Aminosilikonen, Epoxyaminosilikonen, selbstvernetzenden Silikonen und Acrylatdispersionen bewertet und Vernetzungs-möglichkeiten zwischen Lederfaser und geeigneten Substanzen erprobt. Der Einfluss der Hydrophobiermittel auf die Standzeit eines Wassertropfens auf Hautpulver wurde mit ihrer Wirksamkeit in der Nasszurichtung von Lederproben verglichen (Tropfenstandzeit, dynamische Prüfung der Wasserabweisung).
Vorteile und Lösungen
Es konnte gezeigt werden, dass Acrylatcopolymere mit tertiär verzweigten Seitengruppen eine interessante Substanzgruppe für eine fluor- und silikonfreie Hydrophobierung sind. Hier sind jedoch weitere Arbeiten für eine bessere Penetration der Polymere in die Ledermatrix notwendig. Diese Arbeiten können nur in enger Zusammenarbeit mit der Lederhilfsmittelindustrie fortgeführt werden, da eine genaue Kenntnis der Zusammensetzung aller eingesetzten Hilfsmittel notwendig ist. Die Rezepturbestandteile gehören zum Betriebsgeheimnis und werden daher in der Regel nicht offengelegt.
Es wurden erfolgreich Vernetzungsmöglichkeiten für Aminosilikone und Acrylatdispersionen getestet. Diese Nachvernetzungen führen auf Hautpulver zu einer guten Wasserabweisung, auf Leder konnte die Wasserabweisung nicht reproduziert werden. Gute Wasserbeständigkeiten wurden bei Leder nur durch den Einsatz von Aluminiumsalzen erreicht. Die praktische Relevanz dieser Nachvernetzung ist daher bislang begrenzt, da auch die Fällung der Acrylate mit Aluminiumsalzen zu einer Immobilisierung der Polymere und einer Verringerung der Dichlormethanlöslichkeit beiträgt.
Anhand des Hautpulvertests wurde gezeigt, dass die hydrophobierende Wirkung der eingesetzten komplexen Stoffgemische durch weitere Emulgatoren sowohl positiv als auch negativ beeinflusst werden kann. Dabei kann nicht von den Ergebnissen des Hautpulvertests auf das Verhalten bei Einsatz in der Nasszurichtung von Leder geschlossen werden. Die guten Ergebnisse für die Hydrophobierung auf Hautpulver ließen sich unter den gegebenen Bedingungen nicht auf die komplexeren Verhältnisse bei der Diffusion in die Ledermatrix übertragen. Gegebenenfalls bieten die Ergebnisse jedoch einen Ansatz, um die Wirkung von Emulgatoren auf die Hydrophobierung genauer zu untersuchen.
Zielgruppe und Zielmarkt
Die Herstellung von hydrophob ausgerüsteten Ledern ohne Schwermetalle unterstützt die Bemühungen der Lederindustrie nach hochwertigen, umweltfreundlich hergestellten Gütern und kann zu einer verbesserten Wettbewerbssituation beitragen. Wasserabweisend ausgerüstete Leder sind ökonomisch von hohem Interesse. Ihre Herstellung erfordert eine sorgfältig geführte Gerbung mit ausgewählten Hilfsmitteln sowie spezielle Hydrophobierverfahren.
In vielen Bereichen der Lederverarbeitung besteht zunehmend Interesse an chromfrei und metallsalzfrei gegerbten Ledern. Gerade im Schuhmarkt ist eine Technologie für permanent wasserabweisend ausgerüstetes chromfreies Leder ein Vorteil gegenüber chromgegerbten Produkten und trägt sowohl zum Verbraucherschutz als auch zur Vermeidung gefährlicher Abfälle bei.