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Die Erfindung betrifft die Verwendung eines gerbstoffhaltigen Produktes, das durch Extraktion eines pflanzlichen gerbstoffhaltigen Gutes mittels (i) einer wässrigen, ein oder mehrere polare organische Lösungsmittel beinhaltenden Lösung oder Dispersion oder (ii) mittels eines überkritischen Lösungsmittels oder (iii) reinem Wasser oder (iv) eines Gemischs von einem überkritischen und einem polaren Lösungsmittel hergestellt werden kann oder hergestellt ist, wie nachstehend und in den Ansprüchen beschrieben, zum Gerben und/oder Nachgerben von Häuten oder Fellen oder deren bei der Lederherstellung anfallenden Zwischenprodukten, und/oder auch damit verbundene Erfindungsgegenstände wie nachfolgend und insbesondere in den Beispielen dargelegt.
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Beim Gerben werden Kollagenfasern aus Tierhaut gegen bakteriellen oder pilzlichen Abbau vernetzt. Gängige Gerbstoffe sind Chromsulfat, Glutardialdehyd, pflanzliche Gerbstoffe oder synthetische Gerbstoffe. Die synthetischen Gerbstoffe, oft als Synthane oder synonym als Syntane benannt, sind meist durch Sulfonierung oder Sulfomethylierung löslich gemachte Aldehyd-Kondensationsprodukte aromatischer Grundkörper, insbesondere von Phenol, Kresol, Naphthalin und Naphthol. Besonders bevorzugt sind Kondensate aus Naphthalinsulfonsäuren, Phenolsulfonsäure, Diphenylsulfonen oder sulfonierten Diarylethern mit Formaldehyd und/oder Harnstoff. Solche Kondensate sind bekannt beispielsweise aus Herfelds (Herausgeber) „Bibliothek des Leders“, Bd. 3, Seite 53 bis 59, Umschau-Verlag 1984 oder Reich, G. Theorie und Praxis der organischen Gerbstoffe, Teil 2: Synthetische organische Gerbstoffe, Das Leder, 1996, 157-171, und können nach den dort in den angegebenen Referenzen beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
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Mit der breiten Akzeptanz der Chromsulfat- oder Glutardialdehydgerbung hat sich der Einsatz sowohl von pflanzlichen Gerbstoffen wie auch der Syntane heutzutage verschoben, und diese werden hauptsächlich im Nachgerbprozess eingesetzt. In diesem Prozessschritt sind die Kollagenfasern schon vernetzt, und somit steht weniger die Gerbwirkung als vielmehr die Feinsteuerung der gewünschten Ledereigenschaften im Fokus. Auch hier können mit Syntanen aufgrund der einheitlicheren chemischen Basis die Eigenschaften der Leder gezielter gesteuert eingestellt werden. Der Effekt der Nichtgerbstoffe von pflanzlichen Gerbstoffen, losere Teile der Haut zu füllen, was für eine einheitlichere Dicke in der gesamten Lederfläche sorgt, kann jedoch nicht im gleichen Masse erreicht werden. Hierzu müssen größere Mengen an Syntanen oder meist andere Produkte in der Nachgerbung eingesetzt werden, welche auf einer anderen chemischen Basis beruhen, wie zum Beispiel Harzgerbstoffe oder andere Polymere (z.B. Acrylate). Ein weiterer Nachteil besteht in der Tatsache, dass alle diese synthetischen Produkte erdölbasiert sind und somit dem Wunsch nach einer nachhaltigeren Leder-Wertschöpfungskette entgegenstehen.
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Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Nachteile sowohl technischer wie auch ökologischer Natur der heutigen Syntane zu überwinden oder zu begrenzen und einen Teil der Inhaltsstoffe durch nach-wachsende Materialien zu ersetzen.
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Es ist bekannt, mittels vegetabiler Gerbung (d.h. Gerbung mit pflanzlichen Gerbstoffen bzw. Gerbungsmitteln, auch als Vegetabilgerbung (VG) bezeichnet) Tierhäute und Felle zu gerben. Siehe z.B. G. Moog, der Gerber, Professionelle Lederherstellung, Eugen Ulmer KG, 2016. Pflanzliche Gerbstoffe sind sehr vielgestaltig und in der Rege komplizierte Verbindungen, die auch als Tannine oder Polyphenole bezeichnet werden. Sie kommen in fast allen Pflanzen vor. Sie dienen dort zum Schutz vor Fäulnis, Verbiss durch Wild und Pilz- oder Schimmelbefall und können in Rinden (z.B. Eichen-, Fichten-, Mimosa- oder Weidenrinde), Hölzern (z.B. Eichen-, Quebracho- oder Kastanienholz), Wurzeln (z.B. Badan, Canaigre), Blättern (z.B. Sumach oder Gambir), Früchten (z.B. Valonea, Trillo, Myobalanen oder Tara) und Auswüchsen (z.B. Gallen oder Knoppern) vorkommen. Normalerweise werden die Stoffe mit Wasser ausgelaugt zu einer Gerbbrühe und wirken adstringent.
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Es wird beispielsweise zwischen sogenannten (hydrolysierbaren) Pyrogallolgerbstoffen und kondensierten Pyrokatechingerbstoffen unterschieden. Erstere enthalten Zuckerstoffe, die wegen Gärung zur Säurebildung in den Brühen führen können, letztere schwerlösliche große Gerbstoffteilchen (sog. Phlobaphene), die sich als Schlamm absetzen und dann nicht mehr gerbend wirksam sein können. Der Gerber muss die Eigenschaften der von ihm zu verwendenden Gerbstoffe sehr genau kennen - jeder Gerbstoff verhält sich bezüglich Löslichkeit, Teilchengröße, Diffusion, Bindung, Farbe, Fülle, Festigkeit, Geruch etc. anders.
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In den letzten Jahrzehnten wurde versucht, die vegetabilen Gerbstoffe durch die bereits erwähnten synthetischen Gerbstoffe, die Syntane, zu ersetzen, die weitgehend reproduzierbar einheitliche Teilchengröße und gleichbleibende definierte Eigenschaften aufweisen.
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Es besteht jedoch andererseits nach wie vor und in letzter Zeit wieder vermehrt ein Bedürfnis nach neuen vegetabilen Gerbstoffen, da diese Naturstoffe sind und in der Regel eine gute ökologische und/oder biologische Verträglichkeit aufweisen. Beim Entsorgen von Leder und dessen Herstellung ist es wünschenswert, synthetische Materialien zu vermeiden und natürlich abbaubare Stoffe zu bevorzugen. Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Nachteile sowohl technischer wie auch ökologischer Natur der heutigen Syntane oder anderer Gerbstoffe zu überwinden und wenigstens einen Teil der Inhaltsstoffe durch nachwachsende Materialien zu ersetzen.
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Es wurde nun gefunden, dass bei Zusatz von einem mittels einem wässrigen organischen Lösungsmittel, einem überkritischen Lösungsmittel, wie überkritischem Kohlendioxid, oder einem Gemisch von einem überkritischen und einem polaren Lösungsmittel gewonnenen zurückbleibenden Rückstandes oder insbesondere eines Extrakts eines gerbstoffhaltigen pflanzlichen Gutes, beispielsweise von Grünem Tee, als Gerbstoff zur Flotte überraschend eine sehr gute Gerb- und/oder Nachgerbwirkung erzielt wird, welche die Herstellung von Ledern/gegerbten Fellen mit sehr guten, nachfolgend näher beschriebenen Eigenschaften ermöglicht und teilweise gegenüber bekannten vegetabilen Gerbstoffen vorteilhafte Resultate bei Gerbung und Nachgerbung zeigt und/oder geringere Konzentrationen an Rückstand oder Extrakt und/oder andere positive Eigenschaften erfordern bzw. aufweisen.
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Bei Extrakten von Grünem Tee sind die Eigenschaften möglicherweise nicht nur aufgrund des Gehaltes an Polyphenolen und/oder Proanthocyanidinen gegeben.
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Überraschend finden sich mit (mittels wässrigen polaren Lösungsmitteln, insbesondere Ethanol/Wasser-) Extrakten insbesondere von Grüntee als gerbstoffhaltigen Produkten gegenüber Verwendung von Wasser-Extrakten eine bessere Gerbwirkung und verbesserte Eigenschaften bei der Nachgerbung, mindestens vergleichbare und teilweise bessere Resultate bei der Lederherstellung gegenüber bereits bekannten vegetabilen Gerbstoffen.
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Umgekehrt können sich bei Durchführung einer Extraktion mit reinem Wasser (ohne Lösungsmittelzusatz) oder mit überkritischen Lösungsmitteln in den Rückständen (quasi „Trestern“) des extrahierten Gutes relativ an Gerbstoffen angereicherte Produkte ergeben, die eine stärkere Gerbwirkung zeigen als das pflanzliche Ausgangsgut.
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So können mit den erfindungsgemäß zu verwendenden Rückständen oder insbesondere Extrakten gute oder gegenüber bekannten vegetabilen Gerbstoffen verbesserte Schrumpfungstemperatur („TS“), eine bessere oder gute Penetration (und damit gleichmäßigere Gerbung), eine bessere oder gute Egalität (Gleichmäßigkeit der Färbung) und/oder eine bessere oder gute Anfärbbarkeit, eine bessere oder gute Fülle, eine bessere oder gute Weichheit, eine bessere oder gute Festnarbigkeit (Tightness), ein besserer oder guter Narbenbruch, eine bessere oder gute Farbintensität oder zwei oder mehr dieser Eigenschaften des resultierenden Leders bzw. gegerbten Fells erhalten werden, im Vergleich zu mit bekannten vegetabilen Gerbstoffen wie aus Tara oder Mimosa hergestellten Ledern oder Fellen. In der Regel findet sich insgesamt eine vergleichbare oder bessere Einstufung bei vergleichbaren Mengen oder Konzentrationen an Gerbstoffen.
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Als wichtiges Maß für die Gerbung gilt die hydrothermische Stabilität der Leder, die sogenannte Schrumpfungstemperatur (TS). Gemessen werden kann diese nach Methode DIN 53336:1977-01. Die Schrumpfungstemperatur einer ungegerbten Haut liegt vorteilhaft bei unter 60 °C. Eine Erhöhung darüber hinaus (z.B. auf 65 °C oder höher) zeigt Gerbung an, so liegt beispielsweise bei einer Gerbung mit den pflanzlichen Gerbstoffen die Schrumpfungstemperatur je nach Typ bei mehr als 60 °C, beispielsweise bei 65 - 85 °C.
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Die übrigen genannten Eigenschaften werden durch Begutachtung durch fachkundige Personen ermittelt und qualitativ anhand der folgenden Werte eingestuft, wobei „+“ eine positive Ausprägung, „-“ eine negative Ausprägung der jeweils geprüften Eigenschaft bedeutet:
- +3/-3 extreme Ausprägung,
- +2/-2 signifikante Ausprägung,
- -1/+1 Ausprägung,
- -0.5/+0.5 leichte Ausprägung,
- 0 Referenzwert
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Weitere positiv beeinflusste Eigenschaften sind eine verbesserte Farbintensität verbunden mit guter Farbegaliät und Penetration; ein angenehmer runder und geschmeidiger Griff und hervorragender Narbenbruch des Leders vor und nach dem Millen. Ein besonderes Merkmal ist die ausgezeichnete innere Weichheit der des gegerbten oder nachgegerbten Materials mit guter Fülle und Narben Elastizität.
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Insbesondere mit durch Extraktion mittels einer Mischung aus Wasser und einem oder mehreren polaren Lösungsmittels (gemeint ist dann stets ein organisches polares Lösungsmittel) lassen sich bei gleicher Extraktmenge und insbesondere Polyphenolkonzentration im Vergleich zu einem bekannten vegetabilen Gerbmittel (z.B. aus Mimosa oder insbesondere Tara) sogar schon mit niedrigeren absoluten Mengen an Extraktmenge und insbesondere Polyphenolen beim Gerbvorgang oder Nachgerbvorgang etwa gleich gute bis bessere und bei vergleichbaren absoluten Mengen sogar bessere Eigenschaften der resultierenden gegerbten Leder oder Felle finden, insbesondere mit einem mittels Wasser in Mischung mit ein oder mehreren polaren Lösungsmitteln gewonnenen Extrakt aus Grüntee („Grüner Tee“).
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Analoges gilt umgekehrt für mit Polyphenolen im Rückstand relativ zur Gesamtmasse angereicherte Rückstände.
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Generell weisen die erfindungsgemäß zu verwendenden gerbstoffhaltigen Produkte vorteilhaft eine gegenüber dem ursprünglichen pflanzlichen gerbstoffhaltigen Gut einen angereicherten Anteil an Gerbstoffen, wie Polyphenolen, auf.
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Polyphenole können beispielsweise mittels eines Folin/ Ciocalteu-Assays, die Zuckergehalte mittels eines Phenol-Sulfuric Assays und der Proanthocyanidingehalt mittels eines Säure-Butanol-Assays nach SOPs der Berner Fachhochschule Bern (Biel, Schweiz) unter Zuhilfenahme von UV/VIS-Spektroskopie bestimmt werden.
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In einer ersten Ausführungsform betrifft die Erfindung eine Verwendung eines gerbstoffhaltigen Produktes, das durch Extraktion eines pflanzlichen gerbstoffhaltigen Gutes mittels
- (i) einer wässrigen, ein oder mehrere polare organische Lösungsmittel beinhaltenden Lösung oder Dispersion in Form eines Extraktes, oder
- (ii) eines überkritischen Lösungsmittels in Form eines Rückstandes der Extraktion, oder
- (iii) reinem Wasser in Form eines Rückstandes der Extraktion, oder
- (iv) eines Gemischs von einem überkritischen und einem polaren Lösungsmittel in Form eines Rückstandes der Extraktion
- hergestellt werden kann oder hergestellt ist, zum Gerben und/oder Nachgerben von Häuten oder Fellen oder deren bei der Lederherstellung anfallenden Zwischenprodukten.
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Vorteilhaft oder in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem zu verwendenden gerbstoffhaltigen Produkt um einen nach Variante (i) erhältlichen oder erhaltenen Extrakt in flüssiger oder getrockneter Form der wässrigen, ein oder mehrere polare organische Lösungsmittel beinhaltenden Dispersion oder insbesondere Lösung.
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Alternativ oder in einer dritten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem zu verwendenden gerbstoffhaltigen Produkt um einen nach einer der Varianten (ii) oder (iii) erhältlichen oder erhaltenen festen oder dispergierten Rückstand, insbesondere „Trester“, einer Extraktion mit reinem Wasser oder insbesondere mit einem überkritischen Lösungsmittel.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform insbesondere der bisher genannten Ausführungsformen der Erfindung sind im zu verwendenden gerbstoffhaltigen Produkt als Gerbstoffe phenolische Verbindungen, insbesondere Polyphenole und/oder Proanthocyanidine, vorhanden.
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Vorzugsweise, in einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung, handelt es sich bei dem zu verwendenden gerbstoffhaltigen Produkt um einen Extrakt aus Grünem Tee in flüssiger oder getrockneter Form, der das Produkt einer Extraktion mittels einer wässrigen, ein oder mehrere polare organische Lösungsmittel beinhaltenden Dispersion oder insbesondere Lösung, beinhaltet oder insbesondere ist. Vorzugsweise wird der Extrakt aus Grünem Tee zum Nachgerben von bei der Lederherstellung aus Häuten oder Fellen anfallenden Zwischenprodukten, verwendet, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem oder den Zwischenprodukten um ein nach dem Pickel resultierendes Material handelt, insbesondere um Blöße, und dieses Zwischenprodukt einer Gerbung oder einer Gerbung mit nachfolgender Nachgerbung jeweils unter Verwendung des Extraktes aus Grünem Tee unterzogen wird. Bei dem oder den Zwischenprodukten handelt es sich beispielsweise um ein nach einem ersten Gerbschritt erhältliches Material, insbesondere Wet White, Wet Brown oder Wet Blue, wobei mit diesem Material eine Nachgerbung jeweils unter Verwendung des Extraktes aus Grünem Tee durchgeführt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann insbesondere ein bzw. der Extrakt aus Grünem Tee der jeweiligen Flotte in fester, z.B. granulärer oder insbesondere pulveriger Form, einer Flotte zur Gerbung oder Nachgerbung zugesetzt werden.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein bzw. der Extrakt aus Grünem Tee einer oder der jeweiligen Flotte in flüssiger Form, insbesondere als wässrig-ethanolische Lösung zugesetzt wird.
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Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung betrifft jeweils eine der in den letzten drei Absätzen genannten Ausführungsformen, wobei ein bzw. der Extrakt von Grünem Tee mittels eines polaren Lösungsmittels oder polaren Lösungsmittelgemisches in Wasser bei einem Gewichts-Verhältnis, bezogen auf das Gesamtgewicht von trocknem Grünem Tee, Wasser und polarem Lösungsmittel(gemisch), von polarem Lösungsmittel(gemisch) zu Wasser von 5:95 bis 90:10, vorzugsweise von 10:90 bis 80:20, insbesondere von 30:70 bis 70:30, gewonnen (= erhältlich oder erhalten) ist, vorzugsweise durch Extraktion im Bereich bis hinauf zur Siedetemperatur des jeweiligen Gemisches, beispielsweise bei 80 bis 105 °C, wobei der Extrakt als Flüssigkeit oder nach Trocknung in fester Form, in diesem Falle insbesondere als Granulat oder vorzugsweise als Pulver, verwendet wird.
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In allem Ausführungsformen der Erfindung ist jeweils eine solche bevorzugt, wo unter einem polaren Lösungsmittel ein solches zu verstehen ist, das mit Wasser mischbar ist und das aus Alkohol, insbesondere Methanol, Ethanol, Propanol oder Isopropanol, einem Diol, insbesondere Ethylenglykol, Diethylenglykol oder Triethylenglykol, einem Keton, insbesondere Aceton oder Methylethylketon, einem Di-Niederalkylsulfoxid, insbesondere Dimethylsulfoxid oder Diethylsulfoxid, einem Nitril, wie Acetonitril, einem wasserlöslichen Ether, wie Dioxan oder Tetrahydrofuran, einem Amid, wie Formamid, N-Methylformamid, Dimethylformamid oder Diethylformamid, und einem heterozyklischen Lösungsmittel, wie Piperidin oder N-Methyl-2-pyrrolidon, oder einem Gemisch von zwei oder mehr davon, ausgewählt ist.
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Soweit ein überkritisches Lösungsmittel Einsatz findet, betrifft die Erfindung in einer weiteren Ausführungsform ein solches, das aus Distickstoffmonoxid, Schwefeldioxid, einem Fluorkohlenwasserstoff oder insbesondere Kohlendioxid ausgewählt ist; wobei auch ein Gemisch aus polarem organischem Lösungsmittel und überkritischem Lösungsmittel möglich ist.
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Die Erfindung betrifft in einer speziellen Ausführungsform eine Verwendung, wobei der Extrakt von Grünem Tee ein solcher ist, bei dem 100 bis 300 Teile Grüner Tee mit 300 bis 900 Teilen Wasser und 200 bis 600 Teilen (jeweils bezogen auf das Gewicht) des polaren Lösungsmittels, insbesondere Ethanol, zur Herstellung des Extraktes verwendet wurden.
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Vorteilhaft liegt bei einer erfindungsgemäßen Verwendung bei der Extraktion das Verhältnis der Gewichte von Grünem Tee zu Wasser zu polarem Lösungsmittel, insbesondere Ethanol, bei (10-30):(40-60):(25-40), vorzugsweise so, dass die Summe der Verhältniszahlen einhundert ergibt.
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Eine besondere Ausführungsform der Erfindung betrifft auch einen Gerbstoff und/oder Stoff zum Nachgerben, umfassend ein wie in den vorstehenden Ausführungsformen definiert herstellbares oder hergestelltes gerbstoffhaltiges Produkt, insbesondere zum Gerben und/oder Nachgerben von Häuten oder Fellen oder deren bei der Lederherstellung anfallenden Zwischenprodukten. In einer besonderen Variante dieser Ausführungsform beinhaltet der Gerbstoff und/oder Stoff zum Nachgerben (also das entsprechende Material) einen Extrakt aus Grünem Tee wie in einer der obigen Ausführungsformen definiert. Auch Kombinationen mit Syntanen und/oder Ligninen sind hier denkbare Ausführungsformen der Erfindung.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum vegetabilen Gerben und/oder Nachgerben, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen hergestelltes gerbstoffhaltiges Produkt, oder ein Gerbstoff und/oder Stoff zum Nachgerben gemäß dem letzten Absatz, einem Fell, einer Blöße oder im Falle der Nachgerbung einem bereits gegerbten aus den genannten Materialien hervorgegangenes Material in wässriger Lösung oder Dispersion mit oder ohne weitere Zusätze zugesetzt wird und der Ansatz für längere Zeit, beispielsweise 0,1 bis 5 Tage, beispielsweise 0,5 bis 3 Tage, jeweils vorzugsweise unter Bewegen, inkubiert wird.
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Die Erfindung betrifft auch die in den Ansprüchen definierten Ausführungsformen, die hier durch Bezugnahme aufgenommen werden.
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Nachfolgend werden die wichtigsten bevorzugten Ausführungsformen für verschiedene Methoden und Prozesse beschrieben.
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Die Extraktion mit Wasser und einem oder mehreren polaren (organischen) Lösungsmitteln findet vorzugsweise statt, indem man ein tanninhaltiges Pflanzengut, beispielsweise Rinde, (z.B. Eichen-, Fichten-, Mimosa- oder Weidenrinde), Hölzer (z.B. Eichen-, Quebracho- oder Kastanienholz), Wurzeln (z.B. Badan, Canaigre), Stängel, Blätter oder Blütenblätter (z.B. Sumach oder Gambir oder insbesondere Grüner Tee aus Camellia sinensis oder ferner assamica), Früchte (z.B. Valonea, Trillo, Myobalanen oder Tara) oder Auswüchse (z.B. Gallen oder Knoppern)oder Kerne, die in unveränderter oder in getrockneter, jeweils nicht zerkleinerter oder zerkleinerter (z.B. zerhackter oder gemahlener) Form extrahiert werden.
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Die Extraktion erfolgt vorzugsweise unter Erwärmen mit dem Extraktionsmittel (Mischung aus Wasser und ein oder mehreren polaren Lösungsmitteln), beispielsweise auf Temperaturen zwischen 50 °C und dem Siedepunkt des jeweiligen Ansatzes (=Extraktionsmittel plus zu extrahierendes Pflanzengut), während einer ausreichenden Zeit, beispielsweise über einen Zeitraum von 0,5 bis 10 Stunden, wie insbesondere von 2 bis 5 Stunden, beispielsweise (bezogen auf die Masse bzw. unter normalen Bedingungen der Erdanziehungskraft das Gewicht des zu extrahierenden Pflanzengutes) in einem Verhältnis von Masse Pflanzengut : Masse Extraktionsmittel von 10 : 1 bis zu 1 : 100, vorzugsweise von 5 : 1 bis 1 : 25, insbesondere von 3 : 1 bis 1 : 10.
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Die so erhältlichen oder erhaltenen Extrakte können, gegebenenfalls nach Abfiltrieren fester Bestandteile, nach weiterer Verdünnung oder als solche oder in durch teilweisen Extraktionsmittelentzug (beispielsweise durch Abdestillieren oder Evaporation, jeweils mit oder ohne Unterdruck,) aufkonzentrierter flüssiger Form, oder nach völligem Trocknen (z.B. durch Abdampfen des Extraktionsmittels, Sprühtrocknung, Wirbelschichtverfahren, Gefriertrocknung oder dergleichen) in getrockneter Form, beispielsweise als feste Massen, Granulate oder (insbesondere nach Mahlen) als Pulver gewonnen und gelagert (z.B. unter Kühlung) sowie später bei der Gerbung oder Nachgerbung der jeweiligen Flotte zugesetzt werden.
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Die Rückstände nach einer Extraktion mit Wasser oder mit einem superkritischen Lösungsmittel als Extraktionsmittel werden analog gewonnen, indem mit dem Extraktionsmittel die darin löslichen Bestandteile des gerbstoff(z.B. tannin)-haltigen pflanzlichen Gutes in Lösung überführt und verworfen werden und nun der verbleibende Rückstand als Basis für ein Gerbmittel eingesetzt wird.
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Das Gerben mit einem erfindungsgemäß zu verwendenden Extrakt (oder einem Rückstand) erfolgt nach üblichen Verfahren, beispielsweise in einem Verfahren zur Gerbung und/oder Nachgerbung von Häuten und/oder von Fellen, insbesondere von Blößen oder im Falle der Nachgerbung von vorgegerbten Häuten und/oder Fellen, in einer Flotte, umfassend die Schritte:
- - Bereitstellen einer Haut und/oder eines Fells oder einer Blöße oder im Falle der Nachgerbung einer vorgegerbten Haut oder eines vorgegerbten Fells in einer Flotte,
- - Zugabe des Extraktes (oder des Rückstandes) zu der Haut, dem Fell, der Blöße oder dem vorgegerbten Fell oder Leder oder zwei oder mehr der genannten Materialien in der Flotte,
- - Einwirken des in die Flotte zugegebenen Extraktes auf die genannten Materialien in einem Penetrationsschritt, mit oder ohne Färbung,
wobei vorteilhaft anschließend ein Rückfettungsschritt (Fatliquoring) mit einem Rückfettungsmittel (Fatliquor) vorgenommen wird und erforderlichenfalls der pH mit einer organischen Säure, insbesondere Ameisensäure, auf einen Wert zwischen 2,5 und 5, insbesondere zwischen 3 und 4, eingestellt wird und nach Waschen mit Wasser ein resultierendes vegetabil gegerbtes oder vegetabil nachgegerbtes Haut- und/oder Fellprodukt erhalten wird.
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Übliche Nachbehandlungsschritte können folgen, wie zum Auflockern wenden, Aufbocken, Ausrichten, Trocknen (z.B. im Vakuum), Stollen oder Walken.
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Ausführungsformen für Verfahren, Messmethoden für Parameter und andere Schritte finden sich in den Beispielen.
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Die nachfolgenden Beispiele dienen der Illustration der Erfindung, ohne ihren Umfang einzuschränken.
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Definition von erwähnten Markenprodukten:
- BORRON® SAF - Anionischer Stabilisator für Fettungsmittel mit weichmachendem Effekt
- CORIPOL® SLG - Anionisches Fettungsmittel für alle weichen uns festnarbigen Lederartikel , basierend auf einer Kombination von natürlichen und synthetischen Fetten
- CORIPOL® BZE-N - Anionisches Fettungsmittel für Schuhoberleder basierend auf einer Kombination von sulfatierten natürlichen Fetten
- TANIGAN BN pwd. - Anionischer Austauschgerbstoff für die Gerbung und Nachgerbung von weichen und vollen Ledern, basierend auf Methylen- Kondensationsprodukten der Arylsulfonsäure und Hydroxyarylsäure
- SELLATAN MBS gran.- Gerbstoff mit guter Lichtechtheit, basierend auf anionischen Kondensationsprodukten der phenolischen Sulfonsäure
- SELLASOL® CV Konditionierungsmittel
- MAGNOPAL® Pure A Biofüllstoff
- SELLA® FAST Brown HF-R Metallkomplexfarbstoff
- SELLA® FIX E Formaldehydfreies Fixierungsmittel für anionische Farbstoffe
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Es handelt sich stets um Warenzeichen der TFL Ledertechnik GmbH, Rheinfelden, Deutschland.
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Beispiel 1: Grüntee-Extrakt-Gewinnung mit Wasser oder Wasser/Ethanolmischungen
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- a) Extrakt mit Wasser:
- In einem 3-Liter-reaktor mit Dreiblattrührer (2 Stufen) wurden 400 g grüner Tee und 2000 g demineralisiertes Wasser vorgelegt, der Rührer eingeschaltet und bis zum Siedepunkt erwärmt (Temperatur auf 99 °C eingestellt). Nach 3 Stunden und
- dreißig Minuten wurde unter Rühren abgekühlt (Temperatur auf 20 °C eingeregelt). Nach weiteren 2 Stunden und dreißig Minuten wurde der Reaktor bei 47 °C in ein Wasserbad gegeben,
- das Rühren gestoppt und der Reaktor geleert und die Mischung über einen Strumpffilter abfiltriert. Das Filtrat hatte nach Trocknen bei 105 °C einen Trockengehalt von 6.75 Gew.-%,
- bezogen auf das ursprüngliche Filtrat.
- b) Extrakt mit Wasser und Ethanol:
- In einem 3-Liter-reaktor mit Dreiblattrührer (2 Stufen) wurden 400 g grüner Tee, 1200 g demineralisiertes Wasser (50%, bezogen auf beide Lösungsmittel 60 %) und 800 g Ethanol (33.33 %, bezogen auf beide Lösungsmittel 40 %)) vorgelegt, der Rührer bei 150 Umdrehungen/min eingestellt und 20 min in einem auf 50 °C eingestellten Wasserbad, dann 25 min in einem auf 60 °C eingestellten Wasserbad, dann 15 min in einem auf 70 °C eingestellten Wasserbad, dann 15 min in einem auf 80 °C eingestellten Wasserbad, dann 15 min in einem auf 90 °C eingestellten Wasserbad erwärmt, bis nach weiteren 15 min das Wasser/Ethanolgemisch siedete. Das Gemisch wurde für drei Stunden und dreißig Minuten unter Rühren sieden gelassen. Dann wurde unter Rühren abgekühlt (Temperatur auf 20 °C eingeregelt). Nach weiteren 2 Stunden wurde der Ansatz bei 53,6 °C °C in ein Wasserbad gegeben, das Rühren gestoppt und der Reaktor geleert und die Mischung über einen Strumpffilter abfiltriert. Das Filtrat hatte nach Trocknen bei 105 °C einen Trockengehalt von 6.5 Gew.-%, bezogen auf das ursprüngliche Filtrat.
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Beide Extrakte wurden als Flüssigkeit vor einer Verwendung in einem Kühlschrank bei 10 °C aufbewahrt bis zur Nutzung.
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Beispiel 2: Wichtigkeit von Ethanol bei Extraktion von Grüntee für die Wirksamkeit als Gerbmittel am Beispiel eines flüssigen Extraktes aus Grünem Tee
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Artikel
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Schuhleder Blöße, Stücke
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MATERIAL
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Entpickelte Blöße
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FARBE
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Natur
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Prozess
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%
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Produkt
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Zeit
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Kommentare
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Gerbung
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1- 440g
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170
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Grüntee- Wasser Extrakt Gut schütteln
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120 min. +240 min.
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pH: 4,5 Schnittprobe nach 3.5h TS nach 48h
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2- 440g
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170
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Grüntee-Wasser-Extrakt + Ethanolzugabe zum Wasser-Extrakt - gut schütteln
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120 min. +240 min.
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pH 4,9 - Schnittprobe nach 3.5 h TS nach 48h
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3 - 440g
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170
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Flüssiger Grüntee-Extrakt - Wasser + Ethanol zum Extrahieren - gut schütteln
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120 min +240 min
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pH 5.4:Schnittprobe nach 3.5 h TS nach 48h
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Alles
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Für einen Tag im Gerbfass inkubieren
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120 min.
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TS 2
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Zugeben
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6
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Mimosa
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2
Tage
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FATLIQUOR
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50
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Wasser, 45°C
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16
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Mischung handelsüblicher Fatliqors
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Über Nacht, ohne Erwärmen
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120 min.
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50
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Wasser, 45°C
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20 min.
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4 X 1
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Ameisensäure, 75%
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3x 30 min.+ 60 min.
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pH: 3,5-3,6
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WASCHEN
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300
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Wasser, 40°C
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10 min.
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WASCHEN
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300
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Wasser, 30°C
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15 min.
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Über Nacht aufbocken, im Hängen trocknen, stollen
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TS = Schrumpfungstemperatur (Maß für die Festigkeit der vernetzenden Verbindungen im Feinbau der Haut), wird wie im allgemeinen Teil der Beschreibung dargelegt ermittelt.
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Auswertung des resultierenden getrockneten Leders:
TA220170 | 1 Grüntee-Wasser-Extrakt | 2 Grüntee-Wasser-Extrakt mit Zugabe von Ethanol zum Wasser | 3 Erfindungsge mäß zu verwendender durch Extraktion mit Wasser + Ethanol (Beispiel 1) gewonnener Extrakt |
Farbe | Grünlich/ beige/ gelblich | Dunkelbraun | Mittleres gelbliches braun |
Egalität | 0 | 0 | +1 Erkennbar höhere Egalität |
Penetration beim fertigen Leder | 80% | 70-80% | 80% Uniformerer Schnitt |
Einstufung (1 = am besten) | 3 | 2 | 1 |
TS°C nach 3.5 h nur mit jeweiligem Tee-Extrakt | 58°C | 56°C | 52°C |
TS°C vor Mimosa, nur mit jeweili- | 57°C | 56°C | 62°C |
gem Tee-Extrakt | | | |
TS°C nach Mimosa, zum Abscchluss | 62°C | 62°C | 71°C |
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Hinweis zur Tabellennutzung: +3/-3 extreme Ausprägung, +2/-2 signifikante Ausprägung, -1/+1 Ausprägung, -0.5/+0.5 leichte Ausprägung, 0 Referenzwert.
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Der erfindungsgemäß mit Ethanol/Wasser hergestellte Extrakt zeigte überraschend deutliche Vorteile beim Gerbeffekt (hohes TS) und hohe Egalität. Die Extraktion mit Ethanol/Wasser verbesserte die Gerbleistung. Zugabe von Ethanol zu wässrigem Grüntee-Extrakt zeigte keine Verbesserungen, folglich kommt es für die höhere Gerbwirkung auf die Extraktion mit ethanolischem Wasser an, nicht alleine auf den Ethanolgehalt in der Flotte.
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Beispiel 3: Gerbung im Vergleich mit Mimosa-Extrakt als Pulver
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ARTIKEL |
Oberschuh
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Gepickelte Haut, Stücke
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+ 20% zum gepickelten
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MATERIAL |
Gewicht-
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FARBE |
natur |
Prozess ENTPICKELN / GERBUNG
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%
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Produkt Wasser, 20°C
|
Zeit
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Kommentare
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50 |
Wasser, Pickelflotte |
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pH3.0 Beaume°. 6.5 |
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4 1 |
Natriumformiat BORRON ® SAF |
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2 |
CORIPOL® SLG
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2,3 |
Natriumbicarbonat |
120 min. |
pH:7.1 Schnitt Indikator Bromkresolgrün (BCG): Schnitt Blau |
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Über Nacht, langsam |
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8 |
SELLASOL CV (Konditionierungsmittel)
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90 min |
pH 7.6 |
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100 |
Wasser, 20°C |
20 min |
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100 |
Stücke separieren Farbstoffflotte
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1
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40 |
Mimosa
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120 min. |
|
2
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20 |
Grüntee-Extrakt
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120 min. |
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Über Nacht langsam, 2 Tage
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FATLIQUOR
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100 |
Wasser, 45°C |
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|
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1 |
BORRON
®
SAF
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|
|
|
8 |
CORIPOL
®
BZE-N
|
|
|
|
10 |
CORIPOL
®
SLG
|
120 min. |
|
|
6 |
Ameisensäure, 75% |
3x 20 min. |
pH: 3.4 |
WASCHEN
|
300 |
Wasser, 40°C |
10 min. |
|
WASCHEN
|
300 |
Wasser, 30°C |
15 min. |
|
-
Hinweis zur Tabellennutzung: +3/-3 extreme Ausprägung, +2/-2 signifikante Ausprägung, -1/+1 Ausprägung, -0.5/+0.5 leichte Ausprägung, 0 Referenzwert
-
Ergebnisse der Evaluierung:
-
|
1 Mimosa 40% |
2 Grüntee-Extrakt 20% (Pulver) |
Farbe |
0 braun |
-0,5 heller gelblich |
Egalität |
0 |
+0,5 |
Weichheit |
0 Sehr weich Schwammig |
-0,5 fester kompakt |
Fülle |
0 Voll |
-0,5/-1 |
Touch |
Seidig wachsig |
Seidig trocken |
Grain break Narbenbruch |
0 Gedehnte, gezerrte Narbe Gezogener Narben |
+1/+1,5 Flacher Narben |
Anmerkungen |
Vollständiges Eindringen |
Vollständiges Eindringen |
TS°C |
77°C |
67°C |
-
Das besondere und wirklich außergewöhnliche ist im oben beschriebenen Versuch, dass die Menge von 40 % Pulver Mimosa Extrakt mit 20 % Grün Tee Extrakt mehr oder weniger ersetzt werden konnte. Das ermöglicht eine deutliche Einsparung an Gerbstoff.
-
Beispiel 4: Nachgerbung eines mit Glutardialdehyd gegerbten Leders mit Grüntee-Extraktpulver (mit Ethanol/Wasser extrahiert)
-
ARTIKEL |
Schuh
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Glutardialdehyd |
MATERIAL |
gegerbtes Leder, 1,1 mm |
Farbe |
Beige |
Prozess
|
%
|
Produkt
|
Zeit
|
Kommentare
|
WASCHEN
|
30 0 |
Wasser, 30°C |
|
|
|
0, 3 |
BORRON
®
SAF
|
|
|
|
0, 5 |
Ameisensäure 85% (1:5) |
20 min. |
pH 3,7 |
NEUTRALISIERUNG
|
15 0 |
Wasser, 30°C |
|
|
|
8 |
SELLASOL® CV (Konditionierungsmittel)
|
40 min. |
pH 4.8 - 5.2 |
A
|
20 |
Tara Grüntee-Extrakt 50 %
|
60 min. |
|
B
|
10 |
Polyphenol
|
60 min. |
|
|
4 |
HANDELSÜBLICHES FETTUNGSMTTEL
|
|
|
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6 |
MAGNOPAL ® Pure A Biofüllstoff
Langsam über Nacht bewegen
|
120 min. |
|
|
50 |
Wasser, 45°C |
|
|
|
2 |
Ameisensäure, 85 % |
2x 30 min. |
pH:3,7 - 4,0 |
WASCHEN
|
30 0 |
Wasser, 45°C |
10 min |
|
FATLIQUORING
|
15 0 |
Wasser, 45°C |
|
|
|
14 |
Gemisch handelsüblicher Fatliquors
|
|
|
|
|
|
90 min. |
|
|
50 |
Wasser, 45°C |
|
|
|
2 |
Ameisensäure, 85 % |
2x 20 min |
pH 3,7 |
WASCHEN
|
30 |
Wasser, 45°C |
10 min |
|
|
0 |
|
|
|
WASCHEN
|
30 |
|
|
|
|
0 |
Wasser, 20°C |
10 min. |
|
-
Über Nacht aufbocken, ausrichten, vakuumtrocknen, 45 °C/3 min, stollen, walken.
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Ergebnisse der Evaluierung:
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TA 220005
|
A 20 % Tara
|
B 10 % Grüntee-Extrakt
|
Farbe
|
0 |
+1 |
Gleichmäßigkeit der Färbung
|
0 |
0/-0,5 |
Weichheit
|
0 |
+1 |
Fülle
|
0 |
-0,5 |
Straffheit
|
0 |
0/+0,5 |
-
Hinweis zur Tabellennutzung: +3/-3 extreme Ausprägung, +2/-2 signifikante Ausprägung, -1/+1 Ausprägung, -0.5/+0.5 leichte Ausprägung, 0 Referenzwert
-
Hier ist überraschenderweise festzustellen, dass für eine ähnliche Gerbwirkung mit dem Grüntee-Extrakt nur die halbe Menge an Pulver benötigt wird wie für das als Vegetabilgerbstoff bekannte Tara. Dennoch finden sich vergleichbare Ledereigenschaften.
-
Beispiel 5: Nachgerbung chromgegerbten Leders (bei gleicher Einsatzmenge besseres Ergebnis)
-
MATERIAL
|
US Wet Blue
1.1 mm 1 Haut in 4 Stücken % basiert auf Basis des rasierten Gewichts |
Farbe : |
braun |
|
Prozess
|
%
|
|
Zeit
|
Kommentare
|
|
WASCHEN
|
300 |
Wasser, 30°C |
|
|
|
|
0,3 |
Ameisensäure, 85% |
10 min |
pH 3.4 |
NEUTRALISIERUNG
|
150 |
Wasser, 30°C |
|
|
|
|
2 |
Natriumformiat |
20 min. |
|
|
1,5 |
Natriumbicarbonat |
90 min. |
pH 5.9 |
WASCHEN
|
300 |
Wasser, 30°C |
10 min. |
|
|
Färben
|
150 |
Wasser, 30°C |
|
|
|
1
|
10 |
TANIGAN BN Pulver. |
120 min. |
pH 5.0 |
|
2
|
10 |
SELLATAN MBS gran. |
120 min. |
pH 5, 1 |
|
3
|
10 |
Tara
|
120 min. |
pH 4,6 |
|
4
|
10 |
Grüntee-Extrakt (Pulver)
|
120 min. |
pH 5, 0 |
|
|
100 |
Wasser 50°C |
|
|
|
|
1,0 |
Ameisensäure, 85 % |
30 min. |
|
|
|
1,0 |
Ameisensäure, 85 % |
30 min. |
pH 3.8 |
|
WASCHEN
|
300 |
Wasser, 50°C |
10 min. |
|
|
WASCHEN
|
300 0,5 |
Wasser, 50°C Natriumbicarbonat |
10 min |
pH 5.4 |
|
|
3 |
SELLA FAST Brown HF-R
|
30 min. |
|
|
|
14 |
CORIPOL® MK
|
60 min. |
|
|
|
1,0 |
Ameisensäure, 85 % |
30 min. |
|
|
|
1,5 |
Ameisensäure, 85 % |
30 min. |
pH 3.5 |
|
WASCHEN
|
300 |
Wasser, 50°C |
10 min. |
|
|
WASCHEN
|
300 |
Wasser, 30°C |
|
|
|
|
0,5 |
SELLA® FIX E
|
30 min. |
|
|
-
Hinweis zur Tabellennutzung: +3/-3 extreme Ausprägung, +2/-2 signifikante Ausprägung, -1/+1 Ausprägung, -0.5/+0.5 leichte Ausprägung, 0 Referenzwert Erstaunlicherweise konnten hier bei gleicher Menge an Extrakt vergleichbare bis bessere Eigenschaften des Leders gefunden werden.
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Beispiel 6: Gerbung zur Herstellung eines vegetabilen Leders
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ARTIKEL |
Schuhleder
|
|
|
MATERIAL |
Blöße Entpickelte Blöße-
|
|
|
Farbe |
natur |
|
|
|
Prozess |
% |
Produkt
|
Zeit
|
Kommentare
|
|
100 |
Wasser, 20°C |
20 min |
|
|
|
Teile trennen
|
|
|
1
|
40 |
Mimosa (REFERENZ)
|
120 min. |
|
2
|
40 |
Grüntee-Extrakt 20 % Polyphenol
|
120 min. |
|
3
|
40 |
Tara
|
120 min. |
|
|
|
Bei langsamer Drehzahl (5- 8 U/min)- 48 Stunden im Fass ausgegerbt
|
|
Nach 24 h Herausschneiden von Stücken |
FATLIQUOR
|
100 |
Wasser, 45°C |
|
|
|
19 |
Gemisch üblicher Fatliquors
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
120 min. |
|
|
6 |
Ameisensäure, 75% |
3x 20 min. |
pH: 3.3
|
WASCHEN
|
300 |
Wasser, 40°C |
10 min. |
|
WASCHEN
|
300 |
Wasser, 30°C |
15 min. |
|
-
Tara ist ein Pflanzentannin, das aus dem kleinen Tarabaum (Cesalpina spinosa) gewonnen wird.
-
Lederevaluierung:
-
TA 210417
|
1 MIMOSA (Pulver)
|
2 GRÜNTEE-EXTRAKT 20 % POLY-PHENOL (Pulver)
|
3 TARA (Pulver)
|
Farbe
|
rotbraun
|
Dunkelbeige
|
beige
|
Egalität
|
0
|
+0,5
|
+0,5
|
Weichheit
|
0
|
+0,5
|
-0,5
|
Fülle
|
0
|
0
|
0/-0,5
|
TS°C
|
75°C
|
73°C
|
65°C
|
-
1/+1 Ausprägung, -0.5/+0.5 leichte Ausprägung, 0 Referenzwert
-
Es zeigt sich, dass der Grüntee-Extrakt etwa gleich gute Ergebnisse lieferte wie Mimosa-Extrakt und bessere gegenüber Tara.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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