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Die vorliegende Erfindung ist auf die Verwendung eines polymeren Nachgerbe-Fettungsmittels für
Möbelleder mit geringer Beschlagsbildung gerichtet.
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Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Verwendung eines polymeren
Nachgerbe-Fettungsmittels zum Behandeln von Leder, um akzeptable Festigkeits- und Ästhetikeigenschaften und ganz besonders
Eigenschaften für eine geringe Beschlagbildung zu erzielen.
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Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf die Verwendung eines ausgewählten amphiphilen
Copolymers als ein im wesentlichen lösungsmittelfreies Nachgerbe-Fettungsmittel zum signifikanten Verringern der
Beschlagsbildung von Automöbelleder gerichtet.
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Der Ausdruck "Beschlagsbildung", wie er hier verwendet wird, bedeutet die Kondensation verdampfter
flüchtiger Substanzen, welche aus der Innenausstattung eines Autos kommen, auf Glasfenster, insbesondere auf der
Windschutzscheibe (siehe den als DIN 75201 (April 1988) festgelegten Industriestandard).
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Der Ausdruck "(Meth)acryl....", wie er hier verwendet wird, bedeutet sowohl das Acrylat- als auch das
Methacrylat-Derivat. (Meth)acrylat bezieht sich zum Beispiel auf Acrylate und Methacrylate.
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Eine Beschlagsbildung ist deshalb unerwünscht, weil sie die ungehinderte Sicht des Lenkers, besonders
bei Dunkelheit und insbesondere dann, wenn der Lenker mit den Lichtern des entgegenkommenden Verkehrs
konfrontiert ist, stört. Eine sekundäre Wirkung wird durch Staub- und Schmutzpartikel, die durch den Ventilator in
das Innere gebracht werden, verursacht; diese werden an die Glasoberfläche gebunden, was eine weitere
Sichtbeeinträchtigung verursacht.
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Die physikalischen und ästhetischen Anforderungen an ein bestimmtes Stück Leder hängen in hohem
Ausmaß von der dem Leder bestimmten Endverwendung ab. In einer Anwendung kann ein Stück Leder zum
Beispiel primär deswegen behandelt werden, um ihm Festigkeit zu verleihen, wobei seine anderen ästhetischen
Qualitaten für seine beabsichtigte Anwendung von viel geringerer Bedeutung sind.
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Bei Möbelanwendungen sind sowohl Weichheit als auch Festigkeit erforderlich. Bei einem Automöbel,
zum Beispiel in Automobilen und im Flugzeug, sollte das behandelte Leder nicht zur Beschlagsbildung beitragen.
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Das Behandeln von Fellen und Häuten, um Leder zu bilden, weist eine Reihe voneinander unabhängiger
chemischer und mechanischer Vorgänge auf. Jeder dieser Vorgänge besitzt eine Wirkung auf die
Endeigenschaften des behandelten Lederproduktes; siehe Leather Facts, New England Tanners (1972). Ein wichtiger chemischer
Vorgang beim Behandeln von Leder ist das Fetten.
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Das Fetten wird angewendet, um die erwünschten Festigkeits- und Härteeigenschaften dem gegerbten
Leder zu verleihen. Fettungsmittel fetten die Lederfasern so, daß, nachdem das Leder getrocknet ist, seine Fasern in
der Lage sind, übereinander zu gleiten. Zusätzlich zum Regulieren der Geschmeidigkeit des Leders trägt das
Fetten zur Zug- und Reißfestigkeit des Leders in großem Ausmaß bei. Das Fetten beeinflußt auch die Dichte des
Bruch- oder Faltenmusters, das sich bildet, wenn die Narbenoberfläche einwärts gebogen wird; man ist bestrebt,
ein Leder herzustellen, auf dem sich keine oder wenige feine Falten beim Biegen bilden.
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Die Grundbestandteile, die in herkömmlichen Fettungsvorgängen verwendet werden, sind
wasserunlösliche Öle und fettige Substanzen, wie Rohöle und sulfatisierte und sulfitisierte Öle. Typischerweise reicht der
Gewichtsprozentsatz von Fettungsöl am Gewicht des Leders von 3 bis 10 Prozent.
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Die Art und Weise, in welcher das Öl über das Leder verteilt wird, beeinflußt den Charakter des Leders
und die nachfolgenden Endfertigungsvorgänge. Um eine einheitliche Ölschicht über einer großen Oberfläche von
Lederfasern zu erhalten, ist es in der Regel notwendig, das Öl mit einem organischen Lösungsmittel zu verdünnen
oder das Öl vorzugsweise in einem wässerigen System unter Anwendung von Emulgatoren zu dispergieren. Siehe
zum Beispiel Leather Technician's Handbook, J.H. Sharphouse, Leather Producers' Association (1971), Kapitel 21
und 24.
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Es wurde jedoch gefunden, daß die Grundbestandteile, die beim Fetten von Leder verwendet werden,
einen beträchtlichen nachteiligen Einfluß auf die späteren Beschlagsbildungseigenschaften des Leders aufweisen.
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In Das Leder, 1988, Ausgabe 9, wird in Fat Liquors and "Foggin" - the Influence of Various Raw
Materials and their Processing Methods, M. Kaussen, Seiten 161-165 (Übersetzung) festgestellt, daß die
Beschlagsbildung von allen flüchtigen Substanzen in der Innenausstattung stammt, inklusive der Substanzen aus Geweben,
Kunststoffen und Leder. Analysen von Beschlägen, die von Leder stammen, zeigen, daß eine Reihe der
Chemikalien, die in herkömmlichen Lederbehandlungsvorgängen verwendet werden, zur Beschlagsbildung als solcher
beitragen, zum Beispiel Reste von natürlichen Fetten in nassen Beizen; phenolische Fungizide; Farbstoffe; Phthalate
und Erdöladditive, die als Antistaubmittel verwendet werden; und Lösungsmittel, Emulgatoren und Plastifizierer,
die in Appreturen verwendet werden. Es wurde jedoch gefunden, daß der wichtigste aller Faktoren, die einer
Beschlagsbildung aus Leder beitragen, Fette, sowohl natürliche Fette und Fettungsmitteln, wie Triglyceride und freie
Fettsäuren, sind, welche direkt vom Lederbehandlungsschritt des Fettens resultieren. Diese Veröffentlichung
unterstreicht die Wichtigkeit eines Entfettungsschritts, um die Beschlagsbildung aus Leder zu verringern, und schlägt
allgemein vor, daß Fettungsmittel, die bei der Automöbelleder-Herstellung angewendet werden, falls möglich,
keine Lösungsmittel enthalten, oder vorzugsweise Substanzen sind, welche nicht sehr flüchtig sind.
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Die Veröffentlichung Das Leder folgert, basierend auf spezifischen Beschlagsmessungen, daß
Fettungsmittel, die auf Paraffinsulfonaten, Chlorparaffinsuffonaten, Wollfettsulfiten und Fischölsulfiten basieren, gute
Beschlagsergebnisse zeigen.
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Samir Das Gupta diskutiert in Fogging Characteristics of FatLiquors and CarSeat Leathers: Part 1:
Preliminary Studies, (11. Mai, 1989) den Stand der Technik beim Testen der Lederbeschlagsbildung, insbesondere
Reflexionstests und gravimetrische Tests. Beim Auswerten dieser Tests wurde eine Reihe herkömmlicher
Fettungsmittel verwendet. Versuche, den Gehalt an flüchtigen Stoffen in Fettungsmitteln mit den erhaltenen
Beschlagsergebnissen zu korrelieren, waren nicht erfolgreich.
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In einiger Hinsicht waren die Folgerungen, die in der Auswertung von Das Gupta insbesondere
hinsichtlich des sulfonierten Fischöls und der sulfonierten Cycloparaffine gezogen wurden, genau das Gegenteil der Studie
Das Leder, von der oben berichtet wird. Es wurde berichtet, daß ein Grund dafür beträchtlichen Unterschieden
zwischen den Reflexionsbeschlagstests und den gravimetrischen Tests zuzuschreiben ist, wobei der gravimetrische
Test als ein strengerer Test angesehen wird.
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Einige Autohersteller haben ihre eigenen Beschlagstestverfahren publiziert und ihre eigenen
Beschlagsanforderungen aufgestellt. Einige von diesen sind die Reflexionstets, wie zum Beispiel von Ford Motor Company,
und einige weisen auch gravimetrische Tests aut, wie von Daimler-Benz.
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Die EP-A- 0 418 668, welche für die vorliegende Anwendung eine Zitierung nach Artikel 54(3) EPÜ ist,
offenbart die Behandlung von Leder, wobei eine wässerige Dispersion verwendet wird, die 34,9% eines
Copolymers enthält, das aus Alkylmethacrylat und Acrylsäure gebildet ist. Die EP-A - 0 418 668 spricht das Problem der
Beschlagsbildung nicht an.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Beschlagsprobleme, die mit den bekannten
Verfahren der Lederbehandlung verbunden sind, zu überwinden.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung einer wäßrigen Dispersion
oder Lösung vorgesehen, die im wesentlichen von organischen Lösungsmitteln frei ist und die ein amphiphiles
Copolymer enthält, der gebildet ist aus:
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(i) mehr als 10 Gew.-% bis weniger als 50 Gew.-% Acrylsäure oder Methacrylsäure; und
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(ii) mehr als 50 Gew.-% bis weniger als 90 Gew.-% eines Alkylacrylats oder Alkylmethacrylats;
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um Leder Eigenschaften für eine geringe Beschlagsbildung zu verleihen.
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Die vorliegende Erfindung überwindet die bekannten Beschlagsprobleme, indem ein Polymer zum
Nachgerben und Fetten von Leder zur Verfügung gestellt wird. Das Polymer versieht das behandelte Leder mit sowohl
den erforderlichen Festigkeits- als auch Härteeigenschatten, die typischerweise mit herkömmlichen
Fettungsmitteln verbunden sind, während die Beschlagsbildung signifikant verringert wird. Darüber hinaus stellt die
vorliegende Erfindung ein nachgerbendes, fettendes Polymer zur Verfügung, welches die gewünschten gravimetrischen
Beschlagsanforderungen erfüllt.
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Die vorliegende Erfindung stellt daher ein Verfahren zum Behandeln von Leder mit einem Nachgerbe-
Fettungsmittel für geringe Beschlagsbildung zur Verfügung, welches im wesentlichen von einem organischen
Lösungsmittel frei ist und welches eine Lösung oder eine Dispersion eines ausgewählten amphiphilen Copolymers
enthält, das aus einer überwiegenden Menge von mindestens einem hydrophoben Monomer und einer geringen
Menge von mindestens einem copolymerisierbaren hydrophilen Monomer gebildet ist. Das Behandlungsverfahren
erzeugt Leder mit wünschenswerten Festigkeits- und Weichheitseigenschaften und insbesondere mit Eigenschaften
für eine geringe Beschlagsbildung. Das behandelte Leder ist zur Verwendung bei Automöbeln besonders geeignet.
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Das amphiphile Copolymer wird zu mehr als 10 Gewichtsprozent bis weniger als 50 Gewichtsprozent aus
dem mindesten einen hydrophilen Monomer aus Acrylsäure oder Methacrylsäure und zu mehr als 50 Prozent bis
weniger als 90 Gewichtsprozent aus dem mindesten einen hydrophoben Comonomer aus Alkylacrylat oder
Alkylmethacrylat gebildet.
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Das Copolymer wird vorzugsweise zu mehr als etwa 15 Gewichtsprozent bis weniger als etwa 45
Gewichtsprozent aus dem mindestens einen hydrophilen Monomer und zu mehr als etwa 55 Gewichtsprozent bis
weniger als etwa 85 Gewichtsprozent aus dem mindestens einen hydrophoben Comonomer gebildet.
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Das Copolymer wird vorzugsweise zu mehr als etwa 20 Gewichtsprozent bis weniger als etwa 40
Gewichtsprozent aus dem mindestens einen hydrophilen Monomer und zu mehr als etwa 60 Gewichtsprozent bis
weniger als etwa 80 Gewichtsprozent aus dem mindestens einen hydrophoben Comonomer gebildet.
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Vorzugsweise wird das amphiphile Copolymer durch wäßrige Emulsionspolymerisation gebildet, und das
amphiphile Copolymer ist als Dispersion in Wasser vorhanden.
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Vorzugsweise besitzt das amphiphile Copolymer ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 2
500 bis etwa 50 000.
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Das mindestens eine hydrophile Comonomer, das zur Herstellung des amphiphilen Copolymers verwendet
wird, ist Acrylsaure oder Methacrylsäure.
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Das behandelte Leder besitzt einen gravimetrischen Wert von vorzugsweise geringer als 2 mg.
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Das mindestens eine hydrophobe Comonomer, das zur Herstellung des amphiphilen Copolymers
verwendet wird, ist ein Alkyl(meth)acrylat, ein C&sub4;- bis C&sub1;&sub2;-Alkylacrylat, ein C&sub4;- bis C&sub1;&sub2;-Alkylmethacrylat oder ihre
Gemische.
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Vorzugsweise umfaßt das Copolymer von etwa 20 bis etwa 60 Gewichtsprozent des Gewichtes der Lösung
oder der Dispersion.
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Die vorliegende Erfindung ist daher auf die Verwendung von Dispersionen ausgewählter amphiphiler
Copolymere gerichtet, welche im wesentlichen von organischen Lösungsmitteln frei sind, zum Behandeln von Leder
während des herkömmlichen Fettungsschrittes.
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Die amphiphilen Copolymere sind wegen ihrer Fähigkeit gewählt worden, dem Leder wünschenswerte
Festigkeits- und ästhetischen Weichheitseigenschaften zu verleihen, während überraschenderweise die
Beschlagbildungseigenschaften des gefetteten Leders verringert werden. Der Anmelder der vorliegenden Anmeldung fand,
daß die erfindungsgemäßen Dispersionen der amphiphilen Copolymere, vorzugsweise in der Form wäßriger
Emulsionen, wesentlich sind, oder, mit anderen Worten, daß sie im behandelten Leder verbleiben und eine
außerordentlich geringe Beschlagsbildung sogar unter harten Bedingungen vorsehen.
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Das gewählte amphiphile Copolymer muß mindestens eine hydrophobe und mindestens eine hydrophile
Gruppe enthalten. Das Copolymer wird zu mehr als 10 Gewichtsprozent bis weniger als 50 Gewichtsprozent
Acrylsäure oder Methacrylsäure und zu mehr als 50 Gewichtsprozent bis weniger als 90 Gewichtsprozent aus
mindestens einem Alkylacrylat oder einem Alkylmethacrylat gebildet.
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Es ist bevorzugt, daß das Copolymer zu mehr als etwa 15 Gewichtsprozent bis weniger als etwa 45
Gewichtsprozent aus mindestens einem hydrophilen Monomer und zu mehr als etwa 55 Gewichtsprozent bis weniger
als etwa 85 Gewichtsprozent aus mindestens einem hydrophoben Comonomer gebildet wird, und sogar mehr
bevorzugt, daß das Copolymer zu mehr als etwa 20 Gewichtsprozent bis weniger als etwa 40 Gewichtsprozent aus
mindestens einem hydrophilen Monomer und zu mehr als etwa 60 Gewichtsprozent bis weniger als etwa 80
Gewichtsprozent aus mindestens einem hydrophoben Comonomer gebildet wird.
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Das hydrophile Monomer, das zur Herstellung des amphiphilen Copolymers verwendet wird, ist
mindestens ein Monomer, das aus Acrylsäure und Methacrylsäure ausgewählt ist.
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Die Wahl der Natur und der Konzentration des hydrophilen Monomers wurde vorgenommen, um dem
amphiphilen Copolymer die Fähigkeit zu verleihen, in der kontinuierlichen Phase, welche im wesentlichen von
organischen Lösungsmitteln frei ist, wie zum Beispiel in Wasser, gut dispergiert zu sein, und daß das amphiphile
Copolymer bei hohen Polymerfeststoffen bei einer handhabbaren und scherfähigrn Viskosität hergestellt werden
kann, ohne daß die Fähigkeit des Copolymers, in das Leder einzudringen, nachteilig beeinflußt wird.
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Das zur Herstellung des amphiphilen Copolymers verwendete hydrophobe Comonomer ist mindestens ein
Monomer, das aus Alkyl(meth)acrylaten gewählt ist. Geeignete hydrophobe Monomere sind z.B. C&sub4;- bis
C&sub1;&sub2;-Alkylacrylate; C&sub4;- bis C&sub1;&sub2;-Alkylmethacrylate. Die bevorzugten hydrophoben Monomere, von denen gefunden wurde,
daß sie dem amphiphilen Copolymer die besten Leistungseigenschaften verleihen, sind die C&sub4;- bis
C&sub1;&sub2;-Alkyl(meth)acrylate und ihre Gemische, am meisten bevorzugt 2-Ethylhexylacrylat.
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Kleinere Mengen von ethylenisch ungesättigten copolymerisierbaren Monomeren bei Konzentrationen
gleich oder weniger als 50 Gewichtsprozent der gesamten Konzentration an hydrophobem Comonomer können in
Kombination mit einer überwiegenden Menge (größer als etwa 50 Gewichtsprozent) von mindestens einem der
obigen Arten hydrophober Comonomere verwendet werden. Es wurde gefunden, daß diese zusätzlichen
hydrophoben Comonomere als Verdünnungsmittel für die anderen hydrophoben Comonomere brauchbar sind, ohne daß sie
die Fettungseigenschaften, die nach Behandlung mit dem amphiphilen Copolymer erhalten werden, nachteilig
beeinflussen.
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Beispiele solcher brauchbarer copolymerisierbarer hydrophober Verdünnungscomonomere sind z.B.
Styrol, Methylstyrole, Vinylacetat, (Meth)acrylnitril, n-Alkyl(meth)acrylamide und Olefine.
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Das amphiphile Copolymer kann durch Polymerisation der hydrophilen und hydrophoben Monomere
durch jede herkömmliche Polymerisationstechnik hergestellt werden.
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Der Anmelder der vorliegenden Anmeldung bevorzugt das Ausführen der Polymerisation unter
Anwendung von Emulsionspolymerisations-Standardverfahren, wobei ein wasserlöslicher Freiradikal-Initiator bei einer
Konzentration von etwa 0,1 Gewichtsprozent bis etwa 3 Gewichtsprozent der Gesamtmonomere verwendet wird.
Die Polymerisation wird vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 40ºC bis etwa 100ºC, vorzugsweise von
etwa 50 bis 70ºC, ausgeführt, wobei ein Kettenübertragungsmittel, wie zum Beispiel ein Mercaptan, verwendet wird,
um das Molekulargewicht zu steuern.
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Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des amphiphilen Copolymers, das im erfindungsgemäßen
Verfahren brauchbar ist, kann so niedrig wie etwa 2 500 bis so hoch wie etwa 100 000, vorzugsweise weniger als
etwa 50 000 sein.
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Die Polymerisation kann ausgeführt werden, indem alle Monomere zusammen polymerisiert werden oder
durch allmähliche Zugabe der Monomere, bis die Polymerisation im wesentlichen beendet ist. Restliche nicht
umgesetzte Monomere können in das Polymer durch Zugabe eines nachfolgenden Initiators durch Techniken, die im
Stand der Technik gut bekannt sind, eingebracht werden. Die Polymerisation erzeugt eine Konzentration an
amphiphilen Polymerfeststoffen in einem nicht-organischen Lösungsmittel von so niedrig wie etwa 20% Feststoffe bis
so hoch wie etwa 60% Feststoffe.
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Im Behandlungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird das Leder mit der Dispersion des gewählten
amphiphilen Copolymers in Kontakt gebracht. Die Menge an Copolymer, die verwendet wird, um das Leder zu
behandeln, ist im Bereich von etwa 1 bis etwa 20 Gewichtsprozent Polymerfeststoffe, bezogen auf das
Ledergewicht,
vorzugsweise im Bereich von etwa 2 bis etwa 15 Gewichtsprozent und am meisten bevorzugt von etwa 3 bis
etwa 12 Gewichtsprozent.
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Die Wahl der relativen Menge von hydrophobem zu hydrophilem Monomer, die zur Herstellung der
amphiphilen Copolymere verwendet werden, ist das Ergebnis eines empirischen Testens von Copolymeren, verglichen
mit Kontrollen, wie mit den folgenden veranschaulichenden Beispielen gezeigt wird.
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Die vorliegende Erfindung wird nun beispielhaft beschrieben.
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Die amphiphilen Copolymere, die in den veranschaulichenden Beispielen, die im folgenden präsentiert
werden, dargestellt sind, wurden gemäß dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren hergestellt, in dem die Wahl
und das Verhältnis der Monomere und die relative Menge von Kettenübertragungsmittel variiert wurden, um
Polymere mit verschiedenem Molekulargewicht zu erhalten.
Verfahren
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Der Anmelder der vorliegenden Anmeldung bewertete die amphiphilen Copolymere gemaß der
vorliegenden Erfindung durch Vergleichen der ästhetischen, Festigkeits-, Flexibilitäts- und Beschlagbildungseigenschaften
von Leder, die mit herkömmlichen Fettungsmitteln, die als Fettungsmittel "mit geringer Beschlagsbildung"
beworben werden, behandelt worden waren.
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Die Festigkeit des behandelten Leders wurde mit einer Technik gemessen, die als Narbenbruchdehnung
und Kugelrißdehnung bezeichnet wird. Diese Techniken werden im Stand der Technik in der Regel angewendet,
um die Wirksamkeit von Fettungsmitteln, das Leder zu fetten und zu festigen, zu bewerten. Der Test, der so
gestaltet ist, daß er die Dehnung eines Leders über einen Leisten während des Schuhmachens wiedergibt, verwendet ein
Instrument, das als Lastometer bezeichnet wird.
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In dem Test wird ein Streifen des behandelten Leders festgeklemmt, und dann dehnt ein Meßfüller das
Leder. Die Dehnung des Leders unter der Kraft des Meßfüllers wird in Millimetern an dem Punkt gemessen, wo
der Sprung in der Narbe zuerst beobachtet wird ("Narbensprung"), und an dem Punkt, wo das Leder reißt
("Kugelriß"). Je höher die Narbenbruchdehnung und die Kugelrißdehnung, desto größer ist die Festigkeit des
Leders.
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Zusätzlich zum Bewerten der Festigkeitsverbesserung, die durch die Auftragung des gewählten
amphiphilen Copolymers erzielt wird, hat der Anmelder der vorliegenden Anmeldung auch die Härte des Leders quantitativ
ausgewertet. Die Härte ist ein Maß der Flexibilität und der Elastizität des Leders; je höher die Härte, desto besser
die Flexibilität und die Elastizität des Leders. Die Härte der behandelten Lederproben wurde unter Anwendung
eines Hunter-Spring Kompressionsspannungstestgerätes, das nach Stubbings und E. Senfelder, JALCA, Band 58,
Nr. 1, Jan. (1963) modifiziert war, gemessen und als ein Minimumkriterium eines Härtewertes von etwa 3 810 um
(150 mil) festgelegt.
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Zusätzlich zum Bewerten der Festigkeit und der Härte des behandelten Leders untersuchte der Anmelder
der vorliegenden Anmeldung qualitativ den ästhetischen Griff des behandelten Leders. Dies wurde vorgenommen,
indem eine Bewertungsskala den behandelten Lederproben zugeordnet wurde, die das Leder entweder als weich,
fest oder hart bezeichnete.
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Die Beschlagbildungseigenschaften der amphiphilen Copolymere des Nachgerbe-Fettungsmittels wurden
mit einem gravimetrischen Testverfahren gemessen. Das spezifische Testverfahren, welches verwendet wurde, ist
ein Industriestandard, der als DIN 75201 bezeichnet wird, in welchem jedes zu bewertende Lederstück in einem
Exsiccator unter Verwendung von Phosphorpentoxid 7 Tage getrocknet wurde. Jede gravimetrische Messung
wurde zweifach vorgenommen. Die angegebenen Werte sind die Gewichte eines gemessenen (kondensierten)
Beschlags, wobei es umso besser ist, je niedriger der Wert ist. Eine akzeptable geringe Beschlagsbildung, wie sie
durch diesen gravimetrischen Test bestimmt wird, ist ein Wert, der geringer als 2 mg ist.
Lederpräparation
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Die Bewertungen der Nachgerbe-Fettungsmittel mit dem gewählten Amphiphil und bestimmten
herkömmlichen Fettungsmitteln, die als Fettungsmittel mit geringer Beschlagsbildung bezeichnet werden, wurden
verglichen. Die gemäß folgendem Verfahren (Kontrollverfahren) hergestellten Leder wurden verwendet, um zwei
herkömmliche, kommerzielle Fettungsmittel mit geringer Beschlagsbildung zu bewerten: ein sulfochloriertes Öl
und ein sulfoniertes Fischöl. Es wurde das Verfahren A angewendet, um Leder mit den erfindungsgemäßen
Nachgerbe-Fettungsmitteln mit dem gewählten amphiphilen Copolymer zu behandeln.
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Das Verfahren ist jedoch auf andere Arten von Fellen und Häuten, wie mit Mineral (Chrom, Aluminium,
Zirkon, Titan, Magnesium) gegerbten Tiersubstraten, wie Schweinehaut, Schafshaut und dergleichen, anwendbar.
Alle Gewichte sind auf das Gewicht des Beizmaterials bezogen (100% bedeutet ein Gewicht, das gleich ist dem
Gewicht des Ausgangsmaterials in der Trommel).
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Sofern nicht anders angegeben waren alle Leder zwischen 85,05 g (3 Unzen) (1,19 mm dick) bis 99,2 g
(3,5 Unzen) (1,389 mm dick) mit Chrom gegerbte, präparierte Kuhhäute.
Kontrollverfahren
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1) Das Ausgangsmaterial wurde dreißig Minuten bei geöffneter Tür mit Wasser von 40ºC gewaschen.
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2) 100% Flottierung (Flottierung bezieht sich auf Wasser: 100% Flottierung bedeutet die Zugabe eines
Wassergewichtes, das gleich dem Gewicht des Ausgangsmaterials ist) von 40ºC wurde zugegeben, und dann wurden 2%
Natriumacetat und 0,25% Natriumbicarbonat. Dann wurde das Gemisch 120 Minuten in der Trommel behandelt
(gemischt).
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3) Dann wurde die Trommel abgelassen, und das Ausgangsmaterial wurde bei geöffneter Tür mit Wasser von 50ºC
15 Minuten gewaschen.
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4) 100% Flottierung von 46 bis 54ºC wurden zugegeben.
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5) Ein herkömmliches Nachgerbemittel (6,0% Leukothan 970 mit 32% Feststoffen, gleich 1,9% aktivem
Leukothan ) wurde mit einem gleichen Gewicht Wasser verdünnt und durch den Zapfen (Trommelöffnung) dem
Trommelgemisch zugegeben. Dann wurde das Gemisch 30 Minuten lang in der Trommel behandelt (Leukothan ist
ein Warenzeichen der Rohm and Haas Company).
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6) Ein Prozent Ameisensäure (auf eine 10%ige Lösung vorverdünnt) wurde dann zugegeben, und dann wurde das
Ausgangsmaterial 15 Minuten lang in der Trommel behandelt.
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7) Die Trommel wurde abgelassen. Dann wurde der Trommel 200% Flottierung von 50ºC zugegeben, und dann
wurde sulfochloriertes Öl-Fettungsmittel (65% aktiv), in 20% Wasser von 50ºC dispergiert, zugegeben, gefolgt
von einem 60minütigen Behandeln des Gemisches in der Trommel.
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8) Dann wurde 1% Ameisensäure zugegeben, um das Fettungsmittel zu fixieren, und dann wurde das
Ausgangsmaterial 15 Minuten in der Trommel behandelt, und dann wurde abgelassen.
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9) Das Ausgangsmaterial wurde 15 Minuten bei geöffneter Tür bei 35ºC gewaschen.
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10) Dann wurde das Ausgangsmaterial über Nacht gebockt (auf einem Holzbock gestapelt).
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11) Dann wurde das Ausgangsmaterial abgenommen und über Nacht zum Trocknen aufgehängt und 1-7 Tage in
einem Raum mit einer konstanten Temperatur von 22,2ºC (72 Grad F), 60% relativer Feuchtigkeit, konditioniert
und dann gestollt (mechanisch weichgemacht).
Verfahren A
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1) Das Ausgangsmaterial wurde dreißig Minuten bei geöffneter Tür mit Wasser von 40ºC gewaschen.
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2) 100% Flottierung von 40ºC und dann 2% Natriumacetat und 0,25% Natriumbicarbonat wurden zugegeben.
Dann wurde das Gemisch 4 Stunden in der Trommel behandelt (gemischt).
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3) Dann wurde die Trommel abgelassen, und das Ausgangsmaterial wurde 15 Minuten bei geöffneter Tür mit
Wasser von 50ºC gewaschen.
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4) Das amphiphile Copolymer wurde in 100% Flottierung unter starkem Rühren dispergiert, und entweder
Natriumhydroxid (in jenem Fall, wo das Copolymer aus einem sauren hydrophilen Comonomer gebildet war) oder
Ameisensäure (in jenem Fall, wo das Copolymer aus einem basischen hydrophilen Monomer gebildet war) wurde
in einer Menge zugegeben, die ausreichend war, etwa 75% der polymeren Säure bzw. Base zu neutralisieren. Das
auf diese Weise in 100% Flottierung dispergierte Copolymer wurde dann dem Ausgangsmaterial in der
Gerbetrommel zugegeben, und das Gemisch wurde 60 Minuten lang bei 50ºC in der Trommel behandelt. Das
amphiphile Copolymer wurde zu 6 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Ausgangsmaterials, zugegeben, sofern
nicht anders angegeben.
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5) Dann wurde ein Prozent Ameisensäure (vorverdünnt auf eine 10%ige Lösung) zugegeben, wenn saures
hydrophiles Copolymer verwendet wurde, oder es wurde ein Prozent Natriumbicarbonat verwendet, wenn ein basisches
hydrophiles Comonomer verwendet wurde, und dann wurde das Ausgangsmaterial 15 Minuten bei 50ºC in der
Trommel behandelt. Dieser Schritt wurde wiederholt, um den pH der Flottierung auf 4,0 oder weniger einzustellen.
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6) Die Trommel wurde abgelassen, und das Ausgangsmaterial wurde 15 Minuten bei geöffneter Tür bei 35ºC
gewaschen.
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7) Dann wurde das Ausgangsmaterial über Nacht gebockt (auf einem Holzbock gestapelt).
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8) Dann wurde das Ausgangsmaterial abgenommen und über Nacht zum Trocknen aufgehängt und 1-7 Tage in
einem Raum mit einer konstanten Temperatur von 22,2ºC (72 Grad F), 60% relativer Feuchtigkeit, konditioniert
und dann gestollt (mechanisch weichgemacht).
Beispiel 1: Herstellung von amphiphilen Copolymeren
[70 Gewichtsprozent 2-Ethylhexylacrylat/30 Gewichtsprozent Methacrylsäure]
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Die Polymerisation wurde unter Stickstoffatmosphäre in einem Ein-Liter-Vierhalsrundkolben ausgeführt,
der mit einem Teflon -Blattrührer im Mittelhals, einem Thermometer und einem Rückflußkuhler ausgestattet
war. In den Kolben wurden 185 Gramm entionisiertes Wasser, 4 Gramm Natriumlaurylsulfat, 1 Tropfen
Schwefelsäure und 0,3 Gramm einer 1-gewichtsprozentigen Lösung von Eisen(II)sulfat gegeben.
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Dann wurde das Gemisch auf 60ºC erhitzt. Die Monomere (140 Gramm 2-Ethylhexylacrylat und 60
Gramm Methacrylsäure) wurden zusammen mit 10 Gramm n-Dodecanthiol-Kettenübertragungsmittel mit 95
Gramm entionisiertem Wasser und 4 Gramm Natriumlaurylsulfat emulgiert und gleichzeitig mit den Initiatoren,
0,6 Gramm Ammoniumpersulfat, verdünnt mit 22 Gramm Wasser, und 0,6 Gramm Natriumbisulfit, verdünnt mit
22 Gramm Wasser, während einer Zeitspanne von drei Stunden dem Reaktionskolben zugeführt, wobei die
Temperatur des Reaktionsgemisches auf 60ºC gehalten wurde.
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Am Ende der Zugaben wurde jegliches restliche Monomer in das Polymer umgewandelt, indem
schußweise 0,1 Gramm zusätzliche Redox- und Freiradikal-Initiatoren zugegeben wurden. Dann wurde die
Polymeremulsion gekühlt, und der pH wurde durch Zugabe von 20,4 Gramm 13%ige wäßrige Lösung von Natriumhydroxid
eingestellt. Das Endprodukt enthielt 37,8 Gewichtsprozent Feststoffe und wies einen pH von 5,5 auf. Das
Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Polymers, gemessen mittels Gelpermeationschromatographie unter
Verwendung von Polyacrylsäure-Copolymer als Standard, war 8 200, und das Zahlenmittel des Molekulargewichts
war 6 600.
Beispiel 2: Bewertung des behandelten Leders
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Die mit keinem Fettungsmittel behandelten Lederproben (Beizmaterial), die amphiphilen Copolymere der
Erfindung und herkömmliche Vergleichs-Fettungsmittel mit geringer Beschlagsbildung ("Vgl.") wurden gemäß
dem oben beschriebenen Verfahren bewertet.
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Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 gezeigt. In der Tabelle:
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1. Alle gravimetrischen Beschlagstests (DIN 75201, modifiziert, wie auf Seiten 5, 6 beschrieben) wurden doppelt
durchgeführt. Es werden die Ergebnisse beider Tests angegeben.
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2. Die folgenden Abkürzungen bezeichnen die Monomere, die zur Herstellung der synthetischen Fettungsmittel-
Copolymere verwendet wurden.
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AA = Acrylsäure; EA = Ethylacrylat; BA = Butylacrylat; MAA = Methacrylsäure; EHA = Ethylhexylacrylat; LA =
Laurylacrylat; LMA = Laurylmethacrylat; CEMA = Cetyleicosylmethacrylat.
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Die Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäßen amphiphilen Copolymere nicht nur die erforderlichen
Festigkeits- und Härteeigenschaften, sondern auch geringe Beschlagsbildungseigenschaften verleihen, im
Gegensatz zu den Vergleichsproben.
TABELLE 1
Fettungsmittelzusammensetzung Gew.%
Mol.gew. Mw Mn
HÄRTE x0,0394 um (mil)
BESCHLAG grav. mg.
Griff
Beizmaterial
(Vgl.) sulfochloriertes Öl
Beizmaterial
hart
fest
weich
(Vgl.) sulfochloriertes Öl
Beizmaterial
(Vgl.) sulfoniertes Schiffsöl
hart
fest
weich