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Verfahren zur Vorbereitung von Fellen u. dgl. für das Verfilzen und Beizlösung hiezu.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beizen von Fellen und ähnlichen tierischen Fasern, um solchem Gut die Fähigkeit zur Verfilzung zu verleihen. Es ist bekannt, dass es Fellen im natürlichen Zustand an einer Verfilzungsfähigkeit fehlt und dass Felle mit gewissen chemischen Reagenzstoffen behandelt werden müssen, um ihnen die erwünschte Verfilzungsfähigkeit zu verleihen. Die für diesen Zweck gewöhnlich verwendeten Reagenzien sind Salpetersäure und Quecksilbernitrat in wässriger Lösung.
Die Erfindung zielt darauf ab, tierischen Fasern eine hohe und gleichmässige Verfilzungsfähigkeit
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Dämpfe von Salpetersäure zu vermeiden, und ferner von der Mitverwendung von Schwermetallkatalysatoren abzusehen, die das Färben des Felles schädlich beeinflussen und einen sogenannten gelben Untergrund auf dem Fell erzeugen können.
Mit dem Beizen tierischer Fasern kann im Rahmen des erfundenen Verfahrens auch die Reinigung von Fett-und Blutflecken in einem Arbeitsgang und in einer Beizlösung verbunden werden.
Schliesslich gibt das Verfahren gemäss der Erfindung die Möglichkeit, die Trocknung der behandelten Felle durch die Verwendung von Verbindungen mit niedrigen Siedepunkten zu beschleunigen, welche die Anwendung von Temperaturen gestatten, die soweit erhöht sind, dass sie im Falle einer Behandlung mittels der üblicherweise benutzten Beizlösungen für die tierischen Fasern schädlich sind. Es ist bekannt, dass bei einer Beizung nach der heutigen Praxis das Trocknen behandelter Häute oder Bälge bei gewöhnlicher Temperatur eine längere Zeitspanne erfordert, die bei der Behandlung einer beträchtlichen Menge von Häuten oder Bälgen einen wesentlichen Kosten-und Raumaufwand bedingt.
Das Beizen umfasst verwickelte chemische Reaktionen der beizenden Reagenzien mit den tierischen Fasern. Diese Reaktionen sind im allgemeinen von einer hydrolysierenden und einer oxydierenden Art. Aus diesem Grunde enthalten Beizlösungen, in Wasser gelöst, Säuren oder Alkalien und Oxydationsmittel. Ein brauchbares Beizen von Fellen'kann nur durch die gleichzeitige Wirkung eines Hydrolysiermittels und eines Oxydationsmittels erfolgen, die nur eines in Gegenwart des andern wirken. Die Verwendung alkalischer Stoffe wird gewöhnlich wegen der zerstörenden Einwirkung dieser Stoffe auf die tierischen Fasern vermieden. Ausser Säuren und Oxydationsmitteln (bei den üblichen Quecksilberbeizlösungen ist die Salpetersäure gleichzeitig eine Säure und ein Oxydationsmittel) können Beizlösungen auch einige Katalysatoren, wie z. B.
Quecksilbernitrat, das bei diesen Reaktionen sehr wirksam ist, enthalten. Der Grund für die Verwendung von Katalysatoren ist der folgende :
Ein angemessenes und gründliches Beizen von tierischen Fasern kann durch die Verwendung genügend starker Lösungen von Säuren und Oxydationsmitteln erzielt werden. Die Verwendung genügend starker Konzentrationen von Säuren und Oxydationsmitteln zur Erzeugung einer gründlichen Beizung war aber bisher unmöglich, u. zw. wegen der starken und zerstörenden Einwirkung solcher Lösungen auf die behandelten tierischen Fasern. Solche konzentrierte Beizlösungen rufen nicht nur eine Beizwirkung hervor, sondern sie bewirken auch eine teilweise Zerstörung der tierischen Fasern selbst.
Anderseits ist die Beizwirkung mässig konzentrierter Beizlösungen, die für tierische Fasern nicht so gefährlich sind, gewöhnlich sehr schwach und ungenügend. Dies hat zur weit verbreiteten Verwendung
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von Katalysatoren bei Beizverfahren geführt, um die Beizwirkung mässig konzentrierter Beizlösungen zu erhöhen. So ist es bekannt, dass in Gegenwart von Quecksilbernitrat mässig konzentrierte Lösungen von Salpetersäure eine starke Beizwirkung besitzen. Es wurden auch Verfahren angewendet, die von andern katalytiseh wirkenden Stoffen als Quecksilber Gebrauch machen.
Bei der Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung werden Beizlösungen benutzt, die eine hohe Konzentration an Säuren und Oxydationsmitteln aufweisen, eine sehr starke Beizwirkung besitzen und für sich genommen verderblich und zerstörend auf die tierischen Fasern einwirken wurden, wobei jedoch diese zerstörende Einwirkung der starken Beizlösungen durch die Verwendung geeigneter Sehutzstoffe vermieden oder verhindert wird.
Gemäss dem Patente Nr. 152284 werden neutrale Salze den Beizlösungen zugesetzt, die eine Schutzwirkung für die tierischen Fasern während der Trocknung ausüben, wenn die Konzentration der Reagenzien grösser und grösser und damit immer nachteiliger für die behandelten Fasern wird.
Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung wird das Fell in an sich bekannter Weise mit einer wässrigen oder halbwässrigen Beizlösung behandelt, die ein saures Hydrolysiermittel und ein Oxydationsmittel enthält. Das neue Verfahren besteht nun im wesentlichen darin, dass das saure Hydrolysermittel und das Oxydationsmittel von solcher Art sind oder in solch starker Konzentration vorliegen, dass sie bei alleiniger Verwendung für die Fellfasern schädlich wären, und dgss in der Lösung ausser dem sauren Hydrolysiermittel und dem Oxydationsmittel noch eine oder mehrere wasserlösliche organische schwefelhaltige Verbindungen enthalten sind, welche die Wirkung des sauren Hydrolysiermittels und des Oxydationsmittels zu hemmen vermögen, und in solcher Menge vorhanden sind, dass die sonst eintretende schädliche Wirkung des sauren Hydrolysiermittels und Oxydationsmittels verhindert wird,
wobei die Beizlösung im wesentlichen frei von metallischen, katalytiseh wirkenden Stoffen ist.
Danach fällt also die Verwendung von Beizlösungen mit wesentlichen Zusätzen von Salzen der Schwermetalle, respektive der Aluminium-Zinkgruppe nicht in den Rahmen des erfundenen Verfahrens. Von organischen, schwefelhaltigen Verbindungen, die als Beizhemmstoffe im Sinne der Erfindung dienen können, seien insbesondere Sulfosäuren und Sulfinsäuren genannt. Die Beizhemmstoffe können auch organische Stoffe mit gemischten Funktionen sein : z. B. Amidosulfosäuren mit den Gruppen NH : und SOH usw. Neben schwefelhaltigen Verbindungen können die Beizlösungen ferner auch andere Hemmstoffe, z. B. organische wasserlösliche, Sauerstoff enthaltende Verbindungen, wie Alkollole, Ketone, Aldehyde und Karbonsäuren und/oder wasserlösliche organische Stiekstoffverbindungen, wie Amine, z. B. Harnstoff oder Tetrazin oder heterozyklische stickstoffhaltige Verbindungen, enthalten.
Diese in Wasser lösliehen organischen Schwefelverbindungen und Verbindungen mit gemischten Funktionen können entweder von offenen Ketten oder zyklischen Kohlenwasserstoffen abgeleitet sein.
Als besonders geeignetes Beispiel einer in Wasser löslichen organischen Verbindung, welche die tierischen Fasern gegen eine zerstörende Einwirkung konzentrierter Beizreagenzien schützt, ist mono-Benzolsulfosäure zu nennen.
Die Menge der verwendeten organischen schwefelhaltigen Verbindungen schwankt im allgemeinen zwischen etwa 4 und 10 Hundertteilen in den Beizlösungen.
Für gewisse Häute oder Bälge werden jedoch höhere Konzentrationen solcher organischer flüssiger Stoffe verwendet. Es ist zu beachten, dass diese organischen Flüssigkeiten neben ihrer Schutzwirkung auch die Eigenschaften besitzen, reinigend zu wirken und in das Gut einzudringen. Beizlösungen mit hohen Gehalten an solchen Flüssigkeiten entfernen Fett-oder Blutbestandteile von Häuten oder Bälgen und erleichtern das Durchdringen der behandelten Fasern mit Beizmitteln. Aus diesem Grunde wird eine hohe Konzentration solcher Flüssigkeiten in den Beizlösungen entweder für ein mit Fett und Blut verunreinigtes Fell oder für ein Fell mit sehr langen und dichten Haaren, z. B. amerikanisches Doppelringfell (American Double Ring), Hasenfell usw., empfohlen.
Beide Arten von Fell ergeben mit gewöhnlichen Beizlösungen eine ungleichmässige Beizung infolge des ungenügenden Eindringens der Beizmittel in die mit Fett verunreinigten Fasern oder zu den zu langen und zu dichten Fasern. Für solche Felle kann die Konzentration an den wirksamen Flüssigkeiten in den Beizlösungen so hoch sein, dass das Beizverfahren praktisch in halbwässrigen oder fast niehtwässrigen Lösungen durchgeführt wird, die jedoch unter dem allgemeinen Begriff wässrig"hier eingeschlossen sind.
Die oben erwähnten organischen Stoffe können für sieh allein verwendet werden oder in Kombination mit anorganischen Schutzmitteln, z. B. mit anorganischen neutralen Salzen der im Patent Nr. 152284 angeführten Art. Diese Salze bestehen aus wasserlöslichen, im wesentlichen neutralen Salzen starker anorganischer Säuren und starker Basen, vorzugsweise aus Salzen starker anorganischer mehrbasischer Säuren und von Alkalimetallen, wie z. B. Binatriumsulfat und Trinatriumphosphat. Diese Kombination zweier Sehutzmittel verstärkt noch den Schutz der behandelten Fasern gegen eine zerstörende Einwirkung von Beizreagenzien.
Obgleich die vorliegende Erfindung nicht auf irgendeine Theorie beschränkt ist, die zur Erklärung der genauen Wirkung der verwendeten Mittel vorgebracht werden kann-die Hauptsache ist, dass diese Mittel die beschriebenen Ergebnisse hervorbringen-, scheint die zur beschriebenen Schutzwirkung führende Verbesserung von den folgenden Umständen beherrscht zu werden :
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Die Moleküle tierischer Fasern werden nicht durch alle Oxydationsmittelmoleküle oxydiert, die mit ihnen zusammenstossen, sondern nur durch aktive oder wirksame Moleküle, die einen gewissen Energieüberschuss im Vergleich zu "Durchschnitts"-Molekülen besitzen.
Zufolge dieser Oxydation wird eine gewisse Energiemenge freigemacht und diese Energie regt an oder aktiviert einige Oxydationsmittelmoleküle und befähigt sie, die tierischen Fasern weiter zu oxydieren. Aus diesem Grunde besteht die Oxydation aus einer Reihe aufeinanderfolgender Oxydations-und Aktivierungsprozesse oder Kettenreaktionen. Die Moleküle eines Hemmstoffes sind in der Lage, in der einen oder andern Weise die bei der Oxydation freigemacht Energie aufzunehmen und die fortlaufende Reihe von Kettenreaktionen zu unterbrechen.
Die Aufnahme der bei der Oxydation freigemachten Energie bei vorliegendem Verfahren mag die folgende sein :
Die angeregten oder aktivierten Moleküle des Oxydationsmittels, die einen Energieüberschuss besitzen, reagieren mit Molekülen der erfindungsgemäss angewendeten organischen Schutzstoffe und bilden Verbindungen wie Oxoniumsalze oder ähnliehe Salzverbindungen mit hohen Wertigkeiten an Sauerstoff. Aus diesem Grunde verlieren hoehaktivierte Moleküle des Oxydationsmittels den Energie- überschuss und werden zu einer starken Oxydation tierischer Fasern unfähig. Demzufolge wird der Oxydationsprozess gemässigt und praktisch ohne jede zerstörende Einwirkung auf tierische Fasern durchgeführt.
Es wurde festgestellt, dass der erfindungsgemässe Schutzstoff nicht nur die Oxydationswirkung der in den Beizlösungen verwendeten Oxydationsmittel mildert und hemmt, sondern auch die Hydrolysierwirkung der verwendeten Säuren. Es wird angenommen, dass dieser Schutz gegen eine übermässige Hydrolysierwirkung der Säuren mit der gleichen Theorie von Kettenreaktionen erklärt werden kann. Die Hydrolyse von tierischen Fasern erfolgt durch gewisse Säuremoleküle oder Wasserstoffionen, welche angeregt oder aktiviert werden und einen Energieüberschuss besitzen. Dieser Prozess aktiviert andere Säuremoleküle oder Wasserstoffionen und befähigt sie beim Fehlen von Schutzstoffen zu einer weiteren starken hydrolytischen Wirkung.
In Gegenwart von Schutzstoffen geben die aktivierten Säuremoleküle oder Wasserstoffionen ihren Energieüberschuss an Moleküle der Schutzstoffe wahrscheinlich infolge der Bildung von Verbindungen einer Oxoniumart ab. Die gleichzeitige Einwirkung eines Oxydationsmittels, einer hydrolysierenden Säure und des organischen Hemmstoffes, u. zw. eines in Gegenwart des andern, ist notwendig, um das Beizen des Felles mit der erforderlichen Hemmwirkung auf die Hydrolysierung sowie auf die Oxydation zu bewirken.
Als Säuren werden in den Beizlösungen nicht oxydierende Säuren, die eine ausreichend starke Hydrolysierwirkung ergeben, z. B. Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Trichloressigsäure, Oxalsäure usw., benutzt.
Ein Merkmal der Erfindung liegt darin, dass sie eine starke Konzentration der Säure sowie eine verhältnismässig starke Konzentration des Oxydationsmittels ermöglicht, die ohne die Verwendung des Hemmstoffes für das Fell schädlich sein würden. Wenn z. B. Schwefelsäure als einziges Hydrolysiermittel verwendet wird, so werden vorzugsweise annähernd 5-10 v. H. (je nach der Natur des Felles) von technischer Säure (annähernd 92-93 v. H. Konzentration) benutzt ; wenn Salzsäure allein benutzt wird, so werden annähernd 10-15 v. H. technischer Säure (annähernd 35 v. H.
Konzentration) verwendet und bei alleiniger Benutzung von Phosphorsäure annähernd 5-8 v. H. (Kristalle 100 v. H.). Im Falle der Verwendung mehrerer Säuren wird eine im wesentlichen ähnliche Hydrolysierwirkung bezweckt.
Als Oxydationsmittel werden in den Beizlösungen Oxydationsmittel benutzt, welche eine genügend starke Oxydationswirkung ergeben, z. B. Wasserstoffperoxyd, Persulfate, Chlorate, organische Peroxyde usw. Die Stärke des Oxydationsmittels ist gleichfalls verhältnismässig hoch. Z. B. werden im Falle von Wasserstoffperoxyd vorzugsweise 4-8 v. H. (je nach der Natur des Felles) einer 30 v. H. igen Lösung verwendet. Im Falle von Kalium-und Ammoniumpersulfat oder Kaliumchlorat wurde gefunden, dass annähernd 3-10 v. H. (je nach der Natur des Felles) auf einer 100 v. H. igen Grundlage die erwünschte hohe Oxydationskraft ergeben.
Es können auch Kombinationen zweier oder mehrerer Säuren und zweier oder mehrerer Oxydationsmittel benutzt werden. Vorzugsweise werden tatsächlich solche Kombinationen angewendet.
Das Aufbringen der Beizlösungen auf Häute oder Bälge kann durch Bürsten oder Spritzen erfolgen. Auch geschnittene Haare können gebeizt werden. Zufolge der Gegenwart von Schutzstoffen können Häute oder Bälge, einschliesslich der Bälge weissen Felles, die mit Hilfe von Lösungen gemäss der Erfindung gebeizt wurden, bei hohen künstlichen Temperaturen ohne irgendeine schädliche Einwirkung auf die behandelten tierischen Fasern getrocknet werden. In der Trockenapparatur können solch hohe Temperaturen wie 77-93 C je nach der Natur des Felles angewendet werden, die den Trockenprozess ausserordentlich erleichtern und beschleunigen. Bisher war es unmöglich, Bälge weissen Felles bei solch erhöhten Temperaturen zu trocknen, da sich hieraus Änderungen in der Farbe ergaben.
Als Beispiel für eine gemäss der Erfindung zusammengesetzte Beizlösung kann die folgende Lösung angeführt werden :
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<tb> Schwefelsäure <SEP> (technisch)............... <SEP> 6 <SEP> v. <SEP> H.
<tb> Salzsäure <SEP> (technisch).................. <SEP> 1 <SEP> v. <SEP> H.
<tb> Ammoniumpersulfat................... <SEP> 3% <SEP> v. <SEP> H.
<tb> mono-Benzolsulfosäure <SEP> 5 <SEP> v. <SEP> H.
<tb> Kaliumchlorat......................... <SEP> 5 <SEP> v. <SEP> H.
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