Permanente metallsalzfreie Hydrophobierung für Leder

Das Forschungsvorhaben „Permanente metallsalzfreie Hydrophobierung für Leder“, Reg.‐Nr.: MF160008 wurde anteilig vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages innerhalb des Förderprogramms „FuE‐Förderung gemeinnütziger externer Industrieforschungseinrichtungen in Ostdeutschland – Modul Marktorientierte Forschung und Entwicklung (MF)“ über den Projektträger EuroNorm GmbH gefördert. Wir bedanken uns für die gewährte Unterstützung.


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 Vernetzungs­möglichkeiten 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).

Die Untersuchungen zeigten, dass sich der Hautpulver-Tablettentest nicht als Schnelltest für die hydrophobierende Wirkung von neuen Substanzen für den Einsatz in der Ledernasszurichtung eignet. Auf der Hautpulvertablette konnten Wassertropfenstandzeiten von mehr als 8 Stunden für verschiedene Aminosilikone sowie Acrylatcopolymerdispersionen mit tertiär verzweigten Seitenketten erreicht werden. Dabei hing die Wirkung der Acrylatdispersionen stark vom verwendeten Emulgator ab. Die gefundenen Ergebnisse konnten jedoch nicht auf Leder übertragen werden. Eine Hydrophobierung von Leder konnte im Gegensatz zur Hydrophobierung von Hautpulver nur durch Einsatz von Aluminiumsalzen bzw. eines Aluminiumsalz-haltigen Produktes mit Zeolith erreicht werden. Der Einsatz eines Emulgators, der bei Hautpulver zu sehr guten Resultaten für die Wasserabweisung führte, erwies sich bei Leder als kontraproduktiv. Es wird angenommen, dass sich bei der Diffusion in die Ledermatrix andere Konzentrationsverhältnisse zwischen Emulgator und Acrylat einstellen, die zu den veränderten Ergebnissen führen. Die nachträgliche Vernetzung der Acrylatdispersionen ergab bei den Hautpulvertabletten ebenfalls eine gute Wasserabweisung. Bei der Behandlung von Ledern konnte durch die Vernetzung zwar der Anteil der mit Dichlormethan auswaschbaren Substanzen verringert werden, die Wasserabweisung war jedoch unbefriedigend. Durch den bestimmenden Einfluss von Emulgator und Emulgatorkonzentration ist die Entwicklung neuer wasserabweisender Systeme nur bei genauer Kenntnis der Zusammensetzung aller in der Nasszurichtung eingesetzten Hilfsmittel möglich.

 

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