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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrophobierung
von Leder und Pelzfellen, dadurch gekennzeichnet, dass man Leder
oder Pelzfelle vor, während
oder nach der Nachgerbung mit mindestens einer Formulierung behandelt,
enthaltend 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die jeweilige Formulierung,
eines Gemisches von Polysiloxanen, enthaltend
10 bis 90 Gew.-%,
bezogen auf das Gemisch, an einem oder mehreren Carboxylgruppen-haltigen
Polysiloxanen,
90 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch, an
einem oder mehreren Carboxylgruppen-freien Polysiloxanen,
und
3 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Formulierung, mindestens eines
Schwefelhaltigen Emulgators.
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Aus
EP 0 213 480 B ist
ein Verfahren zur Hydrophobierung von Leder und Pelzfellen bekannt,
bei dem man eine wässrige
Emulsion eines Silikonöls
oder ein wasserfreies Gemisch aus einem Silikonöl und eines Alkanolaminsalzes
einer Aminosäure
vor, während
oder nach der Nachgerbung auf Leder oder Pelze einwirken lässt. Als
Polysiloxane sind beispielsweise genannt: Dimethylpolysiloxan, bei
dem 3% der Methylgruppen durch Mercaptopropyl ersetzt sind (Beispiele
1 bis 7), Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität von 80 bis 110 mPa·s, Phenylmethylpolysiloxane
mit einer Viskosität
von 85 bis 120 mPa·s,
sowie Dimethylpolysiloxane mit durchschnittlich 2 bis 10 Carboxylgruppen
pro Molekül.
Die Gebrauchseigenschaften derartiger Hydrophobierzubereitungen
lassen sich jedoch noch verbessern. Auch lassen sich die mit Hilfe
der offenbarten Polysiloxane hergestellten Leder in einigen Fällen noch
hinsichtlich ihrer Gebrauchseigenschaften verbessern.
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Aus
WO 95/22627 ist ein Verfahren zur Hydrophobierung von Leder und
Pelzfellen unter Verwendung von carboxylgruppenhaltigen Polysiloxanen
in wässriger
Emulsion bekannt, bei denen kammartig verzweigte Polysiloxane eingesetzt
werden, welche die Formel A haben können:
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Dabei
können
die Struktureinheiten beispielsweise statistisch verteilt sein.
Die Variablen sind wie folgt definiert:
R ist gleich oder verschieden
und unabhängig
voneinander Wasserstoff, Hydroxyl, C1-C4-Alkyl, Phenyl, C1-C4-Alkoxy, Amino, Mono- oder Di-C1-C4-Amino, Chlor oder Fluor, wobei an den Kettenenden
jeweils auch ein Rest R für
die Gruppierung Z-A-COOH stehen kann;
A eine lineare oder verzweigte
C5-C25-Alkylengruppe
bedeutet,
Z eine direkte Bindung, ein Sauerstoffatom oder eine
Amino- Carbonyl-, Amido- oder Estergruppe bedeutet.
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Pro
Molekül
sind im Durchschnitt vorzugsweise 2,5 bis 15 Carboxylgruppen vorhanden
(Seite 4, Zeile 17).
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Mit
Hilfe derartiger kammartiger Polysiloxane behandelte Leder und Pelzfelle
weisen im Allgemeinen eine sehr gute Hydrophobie auf.
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Aus
WO 98/04748 ist ein Verfahren zum Nachgerben von mit polymeren Gerbstoffen
und gegebenenfalls Aldehydgerbstoffen hergestellten Ledern bekannt,
die mit Polymergerbstoffen und mit kammartigen Polysiloxanen der
oben bezeichneten Formel A behandelt werden.
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Aus
EP-A 1 087 021 ist bekannt, dass Lederbehandlungsmittel, enthaltend
eine Kombination aus einem mit Carbonsäure- oder Carbonsäureanhydrid-Gruppen
an α,ω-Position
substituierte Polysiloxane, wobei die Carboxylgruppen des Polysiloxans
in neutralisierter Form vorliegen, mit bestimmten amphiphilen Polymeren,
einem Emulgator und einem Öl
oder Wachs, als Lederbehandlungsmittel geeignet sind. Mit Hilfe
der offenbarten Kombinationsprodukte wurden volle und weiche Leder
hergestellt, die gut waschbar waren.
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Aus
WO 01/68584 ist bekannt, dass Mischungen aus bestimmten Estern von
Zwei- oder mehrbasigen Carbonsäuren in
Gegenwart von kammartigen Polysiloxanen der oben bezeichneten Formel
A zur Fettung von Leder geeignet sind.
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Es
wird jedoch beobachtet, dass nach den vorstehend zitierten Schriften
erhaltene Leder und Pelzfelle in vielen Fällen eine unerwünscht unegale
Färbung
aufweisen. Außerdem
ist der hohe Preis der kammartig verzweigten Polysiloxane als nachteilig
zu betrachten.
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Es
bestand also die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Leder
und Pelzfellen bereitzustellen, welches die oben aufgeführten Nachteile
nicht aufweist. Weiterhin bestand die Aufgabe, Leder mit vorteilhaften Anwendungseigenschaften
bereit zu stellen. Weiterhin bestand die Aufgabe, neue Formulierungen
mit vorteilhaften Anwendungseigenschaften bereit zu stellen.
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Demgemäß wurde
eingangs definiertes Verfahren gefunden. Erfindungsgemäß behandelt
man Leder vor, während
oder nach der Nachgerbung mit einer Formulierung.
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Mindestens
eine im erfindungsgemäßen Verfahren
eingesetzte Formulierung enthält
1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 20, besonders bevorzugt 7 bis 12,5
Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Formulierung, eines Gemisches
aus zwei oder mehr Polysiloxanen.
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10
bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch, der in mindestens einer
Formulierung enthaltenen Polysiloxane sind Carboxylgruppen-haltige
Polysiloxane.
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In
einer Ausführungsform
handelt es sich bei Carboxylgruppen-haltigen Polysiloxanen um solche,
die Strukturelemente der Formeln I und II und optional Strukturelemente
III a und/oder III b enthalten.
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Die
oben bezeichneten Strukturelemente sind jeweils so angeordnet, dass
Si-O-Si-O-Ketten
gebildet werden. Die Bildung von Si-Si-Gruppen ist theoretisch möglich, spielt
aber in den meisten Fällen
eine untergeordnete Rolle.
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In
den Formeln I, II, III a und III b sind die Variablen wie folgt
definiert:
R1 ist gleich oder verschieden
und unabhängig
voneinander
Wasserstoff,
Hydroxyl,
C1-C4-Alkyl, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl,
n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl und tert.-Butyl; insbesondere Methyl;
C6-C14-Aryl, beispielsweise
Phenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, 1-Anthryl, 2-Anthryl, 9-Anthryl,
1-Phenanthryl, 2-Phenanthryl, 3-Phenanthryl, 4-Phenanthryl und 9-Phenanthryl,
bevorzugt Phenyl, 1-Naphthyl und 2-Naphthyl, besonders bevorzugt
Phenyl;
C1-C4-Alkoxy,
wie Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, iso-Propoxy, n-Butoxy, iso-Butoxy,
sec.-Butoxy, tert.-Butoxy;
Amino,
Mono-C1-C4-Alkylamino, beispielsweise -NHCH3, -NHC2H5, -NH(CH2)2CH3, -NH(CH2)3CH3,
-NH-CH(CH3)2, NHC(CH3)3;
Di-C1-C4-Alkylamino,
beispielsweise -N(CH3)2,
-N(C2H5)2, -N(CH3)(C2H5), -N[(CH2)2CH3]2, -N(CH3)CH(CH3)2,
oder Z1-A1-COOH.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind alle R1 gleich
und jeweils Methyl.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
sind die Strukturelemente I jeweils gleich, wobei in I jeweils ein
R1 gleich Methyl und das andere R1 Phenyl ist.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die Strukturelemente der Formel
III a ausgewählt
aus den folgenden Gruppen: Si(CH3)3, Si(CH3)2C6H5,
Si(CH3)2OH, Si(CH3)C6H5OH.
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A1 gleich oder verschieden und lineares oder
verzweigtes C5-C25-Alkylen,
unsubstituiert oder substituiert mit einem oder mehreren C1-C4-Alkyl oder Phenyl,
beispielsweise -(CH2)5-,
-(CH2)6-, -(CH2)7-, -(CH2)8-, -(CH2)9-, -(CH2)10-, -(CH2)11-, -(CH2)12-, -(CH2)13-, -(CH2)14-, -CH(CH3)-CH2-CH2-CH2-CH(CH3)-,-C(CH3)2-CH2-CH2-CH2-CH(CH3)-; -CH(C6H5)-CH2-CH2-CH2-CH(CH3)-; vorzugsweise -(CH2)8-, -(CH2)9-, -(CH2)10-, -(CH2)11-, -(CH2)12-;
wobei C5-C25-Alkylen durch 1 bis 8 nicht direkt miteinander
verbundene O-Atome unterbrochen sein kann.
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Z1 bedeutet
eine direkte Bindung,
Sauerstoff
Aminogruppe
der Formel -NR2-
Carbonylgruppe,
Amidogruppe
der Formel -NR2-CO- oder -CO-NR2-
oder
Estergruppe der Formel CO-O oder O-CO;
R2 ist
gleich oder verschieden und unabhängig voneinander gewählt aus
Wasserstoff,
C1-C4-Alkyl,
wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl
und tert.-Butyl.
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Polysiloxane,
welche die Strukturelemente der allgemeinen Formeln I, II sowie
optional III a und/oder III b enthalten, können linear aufgebaut sein
oder cyclische oder verzweigte Struktur haben. Verzweigte Polysiloxane,
welche die Strukturelemente I, II sowie optional III a und/oder
III b enthalten, enthalten im Allgemeinen zusätzlich Strukturelemente beispielsweise
der Formel IV a oder IV b
in denen die Variablen wie
oben stehend definiert sind. Cyclische unverzweigte Polysiloxane,
welche die Strukturelemente der allgemeinen Formel I, II enthalten,
enthalten üblicherweise
keine Strukturelemente der Formeln III a und III b.
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Die
Strukturelemente I, II, optional IV a und IV b können alternierend, blockweise
und bevorzugt statistisch in Carboxylgruppen-haltigen Polysiloxanmolekülen verteilt
sein.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthalten Carboxylgruppenhaltige Polysiloxane im
Bereich von 1 bis 50, bevorzugt 2 bis 25, besonders bevorzugt im
Mittel 2,5 bis 15 Carboxylgruppen pro Molekül.
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Üblicherweise
liegt das Molekulargewicht Mw der erfindungsgemäß eingesetzten
Carboxylgruppen-haltigen Polysiloxane mit den Strukturelementen
I, II, optional III a, III b, IV a und IV b im Bereich von 5000 g
bis 150.000 g/mol, bevorzugt 10000 bis 100.000 g/mol.
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Die
Molekulargewichtsbestimmung kann durch dem Fachmann bekannte Methoden
durchgeführt
werden, beispielsweise durch Lichtstreuungsmethoden oder Viskositätsbestimmungen.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind alle oder zumindest ein gewisser
Anteil, beispielsweise ein Drittel oder die Hälfte, der Carboxylgruppen in
den Carboxylgruppen-haltigen Polysiloxanen neutralisiert. Zur Neutralisation
eignen sich beispielsweise basische Salze wie Hydroxide oder Carbonate
der Alkalimetalle wie beispielsweise Na oder K. Zur Neutralisation
eignen sich weiterhin Ammoniak, Alkylamine wie beispielsweise Methylamin,
Dimethylamin, Trimethylamin, Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin,
Ethylendiamin, Alkanolamine wie beispielsweise Ethanolamin, Diethanolamin,
Triethanolamin, N-Methyl-Ethanolamin, N-Methyldiethanolamin oder
N-(n-Butyl)-diethanolamin.
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Die
erfindungsgemäß eingesetzten
Gemische enthalten beispielsweise 10 bis 90 Gew.-% Carboxylgruppen-haltiges
Polysiloxan, bevorzugt 40 bis 60 Gew.-% und besonders bevorzugt
etwa 50 Gew.-% Carboxylgruppen-haltiges Polysiloxan.
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Die
erfindungsgemäß eingesetzten
Gemische enthalten weiterhin Polysiloxane, die keine Carboxylgruppen
enthalten. Derartige Polysiloxane enthalten im Allgemeinen Strukturelemente
der oben bezeichneten Formeln I, optional III a, III b und IV a,
wobei die Variablen wie oben stehend definiert sind, aber R1 nicht gleich Z1-A1-COOH ist. Bevorzugt sind erfindungsgemäß eingesetzte-Carboxylgruppen-freie
Polysiloxane aus Strukturelementen der oben bezeichneten Formeln
I, optional III a, III b und IV a aufgebaut.
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Besonders
bevorzugt eingesetzte Carboxylgruppen-freie Polysiloxane sind Poly(dimethyl)siloxane und
Poly(phenylmethyl)siloxane.
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Carboxylgruppen-freie
Polysiloxane, welche die Strukturelemente der allgemeinen Formeln
I sowie optional III a, III b und IV a enthalten, können linear
aufgebaut sein oder cyclische oder verzweigte Struktur haben. Verzweigte
Carboxylgruppen-freie Polysiloxane, welche die Strukturelemente
I sowie optional III a und/oder III b enthalten, enthalten im Allgemeinen
zusätzlich
Strukturelemente beispielsweise der Formel IV a. Cyclische unverzweigte
Carboxylgruppen-freie Polysiloxane, welche die Strukturele mente
der allgemeinen Formel I enthalten, enthalten üblicherweise keine Strukturelemente
der Formeln III a und III b.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind alle R1 in
Carboxylgruppen-freien Polysiloxanen gleich und jeweils Methyl.
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In
einer anderen bevorzugten Ausführungsform
sind die Strukturelemente I in Carboxylgruppen-freien Polysiloxanen
jeweils gleich, wobei in I jeweils ein R1 gleich
Methyl und das andere R1 Phenyl ist.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind die Strukturelemente der Formel
III a in Carboxylgruppen-freien Polysiloxanen ausgewählt aus
den folgenden Gruppen: Si(CH3)3,
Si(CH3)2C6H5, Si(CH3)2OH, Si(CH3)C6H5OH.
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Üblicherweise
liegt das Molekulargewicht Mw der erfindungsgemäß eingesetzten
Carboxylgruppen-freien Polysiloxane mit den Strukturelementen I,
II, optional III a, III b und IV a im Bereich von 500 g bis 150.000
g/mol, bevorzugt bis 10.000 g/mol.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wählt
man Carboxylgruppen-haltiges und Carboxylgruppen-freies Polysiloxan
so aus, dass das Molekulargewicht des Carboxylgruppen-haltigen Polysiloxans
höher ist
als das Molekulargewicht des Carboxylgruppen-freien Polysiloxans.
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Die
erfindungsgemäß eingesetzten
Gemische enthalten beispielsweise 10 bis 90 Gew.-% Carboxylgruppen-freies
Polysiloxan, bevorzugt 40 bis 60 Gew.-% und besonders bevorzugt
etwa 50 Gew.-% Carboxylgruppen-freies Polysiloxan.
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Die
erfindungsgemäß eingesetzten
Formulierungen enthalten einen oder mehrere Schwefel-haltige Emulgatoren.
Bezogen auf die Formulierung, sind beispielsweise 3 bis 25 Gew.-%,
bevorzugt 5 bis 20 und besonders bevorzugt 8 bis 18 Gew.-% eines
oder mehrerer Schwefel-haltiger Emulgatoren.
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Als
Emulgatoren können
im Prinzip alle in wässrigen
Systemen oberflächenaktiven
Schwefel-haltigen Verbindungen eingesetzt werden, die nichtionischer,
anionischer, kationischer oder auch zwitterionischer Natur sein
können.
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Besonders
gut geeignet sind Verbindungen der Formel V
in denen die Variablen wie
folgt definiert sind:
R
3, R
4 gleich oder vorzugsweise verschieden und
gewählt
aus Wasserstoff,
C
1-C
30-Alkyl,
verzweigt oder unverzweigt, wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl,
iso-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl,
1,2-Dimethylpropyl, iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl,
iso-Heptyl, n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Undecyl, n-Dodecyl, n-Tridecyl,
n-Tetradecyl, n-Hexadecyl, n-Octadecyl, n-Eicosyl, bevorzugt in β-Stellung
verzweigte Reste der Formel V a
(CH
2CH
2O)
x-O-R
8 oder
(CH(CH
3)CH
2O)
x-O-R
8, wobei x eine
ganze Zahl im Bereich von 1 bis 20 ist,
C
6-C
14-Aryl, beispielsweise Phenyl, 1-Naphthyl,
2-Naphthyl, 1-Anthryl, 2-Anthryl, 9-Anthryl, 1-Phenanthryl, 2-Phenanthryl,
3-Phenanthryl, 4-Phenanthryl und 9-Phenanthryl, bevorzugt Phenyl,
1-Naphthyl und 2-Naphthyl, besonders bevorzugt Phenyl;
R
5 ist gewählt
aus C
1-C
4-Alkyl
wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl,
tert.-Butyl und insbesondere Wasserstoff;
R
6,
R
7 gleich oder vorzugsweise verschieden
und gewählt
aus C
1-C
27-Alkyl,
wie Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl,
tert.-Butyl, n-Pentyl, iso-Pentyl, sec.-Pentyl, neo-Pentyl, 1,2-Dimethylpropyl,
iso-Amyl, n-Hexyl, iso-Hexyl, sec.-Hexyl, n-Heptyl, iso-Heptyl,
n-Octyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Undecyl, n-Dodecyl, n-Tridecyl, n-Tetradecyl,
n-Hexadecyl, n-Octadecyl, n-Eicosyl;
wobei die Summe der C-Atome
von R
6 und R
7 maximal
30 beträgt.
Vorzugsweise
hat R
6 zwei C-Atome mehr als R
7;
bevorzugt sind beispielsweise die Kombinationen
R
6 =
n-Undecyl und R
7 = n-Nonyl,
R
6 = n-Dodecyl und R
7 =
n-Decyl,
R
6 = n-Tridecyl und R
7 = n-Undecyl,
R
6 =
n-Tetradecyl und R
7 = n-Dodecyl,
R
6 = n-Pentadecyl und R
7 =
n-Tridecyl,
R
8 ist gewählt aus
C
1-C
4-Alkyl wie
Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec.-Butyl,
tert.-Butyl, Phenyl, orfho-Tolyl, meta-Tolyl, para-Tolyl und insbesondere
Wasserstoff.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist genau einer der Reste R3 und R4 Wasserstoff und der andere Rest gewählt aus
C1-C30-Alkyl.
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wählt
man ein Gemisch von mehreren Schwefel-haltigen Verbindungen beispielsweise
der Formel V, die sich beispielsweise dadurch unterscheiden können, dass
in der ersten Verbindung der Formel V R3 gleich
Wasserstoff und R4 aus C1-C30-Alkyl gewählt wird und in der zweiten
R4 gleich Wasserstoff und R3 aus
C1-C30-Alkyl gewählt wird.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind alle oder zumindest ein gewisser
Anteil, beispielsweise ein Drittel oder die Hälfte, der Sulfonylgruppen in
als Emulgatoren eingesetzten Schwefel-haltigen Verbindungen neutralisiert.
Zur Neutralisation eignen sich beispielsweise basische Salze wie
Hydroxide oder Carbonate der Alkalimetalle wie beispielsweise Na
oder K. Zur Neutralisation eignen sich weiterhin Ammoniak, Alkylamine
wie beispielsweise Methylamin, Dimethylamin, Trimethylamin, Ethylamin,
Diethylamin, Triethylamin, Ethylendiamin, und ganz besonders Alkanolamine
wie beispielsweise Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N-Methyl-Ethanolamin, N-Methyldiethanolamin
oder N-(n-Butyl)-diethanolamin.
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Die
Herstellung von Verbindungen der Formel V ist an sich bekannt und
in WO 01/68584 beschrieben. Sie gelingt beispielsweise durch einfache
oder doppelte Veresterung von Dicarbonsäureanhydriden der allgemeinen
Formel VI
mit entsprechenden Alkoholen,
die nicht rein vorliegen müssen,
gefolgt von einer Umsetzung mit Disulfit.
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Man
kann anstatt reiner Schwefel-haltiger Verbindungen, beispielsweise
Schwefelhaltiger Verbindungen der Formel V, Gemische von verschiedenen
Schwefel-haltigen Verbindungen verwenden. Beispielsweise ist es
möglich,
zur Veresterung das als Oxoöl
135 oder Oxodicköl
135 (WO 01/68584) bekannte Gemisch einzusetzen.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können
im erfindungsgemäßen Verfahren
eingesetzte Formulierungen bis zu 40 Gew.-%, bevorzugt bis zu 20
Gew.-%, bezogen auf Formulierung, mindestens eines Alkohols der
Formel VII
enthalten, wobei in Formel
VII die Variablen R
6 und R
7 wie
oben stehend definiert sind.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können
im erfindungsgemäßen Verfahren
eingesetzte Formulierungen bis zu 50 Gew.-%, bevorzugt bis zu 30
Gew.-%, bezogen auf Formulierung, mindestens einer Verbindung der
Formel VII enthalten.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können
im erfindungsgemäßen Verfahren
eingesetzte Formulierungen bis zu 40 Gew.-%, besonders bevorzugt
bis zu 20 Gew.-% Mischungen enthalten, die mindestens einen Alkohol
der allgemeinen Formel VII umfassen; beispielhaft für derartige
Mischungen sei Oxoöl
135 und Oxoöl
13 genannt.
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Vorzugsweise
ist die bzw. sind die erfindungsgemäß eingesetzten Formulierungen
wässrig.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
mindestens eine erfindungsgemäß eingesetzte
Formulierung mindestens eine weitere hydrophobe Verbindung. Bei
mindestens einer weiteren hydrophoben Verbindung handelt es sich
dabei um eine Verbindung auf Kohlenstoffbasis, beispielsweise natürliches
oder synthetisches Wachs, natives oder synthetisches Öl oder natives
oder synthetisches Fett.
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Als
Beispiele für
natürliche
Wachse seien Bienenwachs, Korkwachs, Montanwachse oder Carnaubawachs
genannt.
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Als
Beispiele für
synthetische Wachse seien Polyethylenwachse oder Ethylencopolymerwachse
genannt, wie sie-beispielsweise durch radikalische Polymerisation
von Ethylen oder radikalische Copolymerisation von Ethylen mit beispielsweise
(Meth)-acrylsäure oder
durch Ziegler-Natta-Katalyse erhältlich
sind. Weiterhin seien Polyisobutylenwachse genannt. Weiterhin seien
Paraffingemische genannt; darunter sind Gemische von Kohlenwasserstoffen
zu verstehen, die 12 oder mehr Kohlenstoffatome aufweisen und üblicherweise einen
Schmelzpunkt im Bereich von 25 bis 45 °C aufweisen. Derartige Paraffingemische
können
beispielsweise in Raffinerien oder Crackern anfallen und sind dem
Fachmann als Paraffingatsch und Sasolwachse bekannt. Ein weiteres
Beispiel für
synthetische Wachse sind Montanesterwachse.
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Als
Beispiele für
natürliche Öle seien
bei Zimmertemperatur flüssige
Triglyceride genannt, beispielsweise Fischöl, Rinderklauenöl, Olivenöl, Baumwollsamenöl, Rizinusöl, Sonnenblumenöl und Erdnussöl genannt.
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Als
Beispiele für
synthetische Öle
seien Weißöl, Paraffinöl, funktionalisierte
Paraffine wie beispielsweise chlorierte oder sulfochlorierte Paraffine
oder auch Polyalkylenglykole wie beispielsweise Polyethylenglykol genannt.
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Als
Beispiele für
natürliche
Fette seien bei Zimmertemperatur feste native Triglyceride genannt
wie beispielsweise Lanolin, Schellackwachs sowie deren Gemische.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der weiteren hydrophoben
Verbindung um mindestens ein natives Triglycerid.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
setzt man eine Kombination aus mindestens einem bei Zimmertemperatur
festen oder flüssigen
nativen Triglycerid sowie einem Paraffingemisch mit einem Schmelzpunkt
im Bereich von 25 bis 40°C
ein. Das Mengenverhältnis
ist an sich unkritisch, geeignet sind Gewichtsverhältnisse
natives Triglycerid : Paraffingemisch im Bereich von 10 : 1 bis
1 : 10.
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Erfindungsgemäß kann man
etwa 10 bis 70, bevorzugt 20 bis 40 Gew.-% einer oder mehrerer weiterer hydrophober
Verbindungen, bezogen auf die Formulierung, einsetzen.
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Zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
behandelt man Leder oder Pelzfelle in einer Flotte vor, während oder
nach der Nachgerbung mit den erfindungsgemäß eingesetzten Formulierungen.
Die erfindungsgemäße Behandlung
kann einmal oder wiederholt durchgeführt werden. Die zu behandelnden
Leder können
nach beliebigen Methoden hergestellt worden sein, beispielsweise
durch Mineralgerbung, insbesondere Chromgerbung, oder durch Polymergerbung,
Gerbung mit Syntanen, Harzgerbung, Gerbung mit vegetabilen Gerbstoffen
oder auch Gerbung mit Kombinationen aus den vorgenannten Gerbstoffen.
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In
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird mindestens eine erfindungsgemäße Formulierung in einer oder
mehreren Portionen zu dem zu behandelnden Leder oder den zu behandelnden Pelzen
gegeben. Diese Zugabe kann in einer wässrigen Flotte geschehen. Vorzugsweise
kann die Flottenlänge
50 bis 2000 Gew.-%, bevorzugt 100 bis 400 Gew.-% betragen, bezogen
auf das Falzgewicht der Leder bzw. das Nassgewicht der Pelzfelle.
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In
einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
gibt man die Komponenten Carboxylgruppen-haltiges Polysiloxan, Carboxylgruppen-freies
Polysiloxan und Emulgator getrennt zu Leder und/oder Leder und Flotte
und stellt die erfindungsgemäße Formulierung
in situ her.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
führt man
im Allgemeinen so durch, dass man das zu behandelnde Leder bzw.
die zu behandelnden Pelzfelle in geeigneten Gefäßen, beispielsweise in Fässern, insbesondere
in drehbaren Fässern
mit Einbauten, walkt. Auch andere dem Fachmann bekannte Methoden
zur Durchmischung sind möglich.
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Als
Temperatur für
das erfindungsgemäße Verfahren
kann man Temperaturen im Bereich von 20 bis 65°C, bevorzugt 30 bis 60°C wählen.
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Die
Druckbedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im Allgemeinen
unkritisch. Bevorzugt arbeitet man bei Normaldruck (1 atm), man
kann aber auch bei verringertem Druck wie beispielsweise 0,5 bis 0,99
atm oder bei erhöhtem
Druck wie beispielsweise 1,01 bis 2 atm arbeiten.
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Als
pH-Wert kann man zu Beginn der erfindungsgemäßen Behandlung pH-Werte im
Bereich von 4 bis 8, bevorzugt 4,5 bis 8 einstellen. Am Ende der
erfindungsgemäßen Behandlung
kann man den pH-Wert durch Zugabe einer Säure, beispielsweise Ameisensäure, auf
einen pH-Wert von 3 bis 5 absenken.
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Die
erfindungsgemäße Behandlung
ist im Allgemeinen nach einer Zeit von 20 Minuten bis 24 Stunden, bevorzugt
30 Minuten bis 12 Stunden, beendet. Wenn man die Behandlung wiederhol
durchführt,
so spricht man im Rahmen der vorliegenden Erfindung von erfindungsgemäßen Behandlungsschritten.
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Die
Menge der erfindungsgemäß verwendeten
Formulierung kann 0,1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 15 Gew.-%
betragen, bezogen auf das Falzgewicht der zu behandelnden Leder
bzw. das Nassgewicht der zu behandelnden Pelze.
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Während der
erfindungsgemäßen Behandlung
kann man der Flotte übliche
Lederfarbstoffe zusetzen. Beispielhaft seien saure, substantive
oder basische Anilinfarbstoffe in Betracht, die in gerbereiüblichen
Mengen eingesetzt werden können.
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Wünscht man
die erfindungsgemäße Behandlung
während
der Nachgerbung durchzuführen,
so kann man mit beliebigen in der Gerberei üblichen Gerbstoffen, beispielsweise
Mineralgerbstoffen, insbesondere Chromgerbstoffen, oder Polymergerbstoffen,
Syntanen, Harzgerbstoffen, vegetabilen Gerbstoffen oder Kombinationen
aus den vorgenannten Gerbstoffen
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Während der
erfindungsgemäßen Behandlung
kann man organische Lösemittel
wie beispielsweise Alkohole zusetzen. Vorzugsweise arbeitet man
jedoch ohne Zusatz von organischen Lösemitteln.
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Die
erfindungsgemäße Behandlung
kann durch eine Nachbehandlung mit in der Gerberei üblichen Gerbstoffen,
beispielsweise Mineralgerbstoffen, insbesondere Chromgerbstoffen,
oder mit Polymergerbstoffen, Syntanen, Harzgerbstoffen, vegetabilen
Gerbstoffen oder Kombinationen aus den vorgenannten Gerbstoffen
ergänzt
werden.
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Im
Anschluss an die erfindungsgemäße Behandlung
kann man die erfindungsgemäß erhaltenen
Leder bzw. Pelzfelle wie gerbereitechnisch üblich aufarbeiten.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Leder, hergestellt
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellte Leder zeichnen sich durch sehr gute Gebrauchseigenschaften
aus, beispielsweise durch sehr gute Hydrophobie, sehr guten Griff
und hervorragend egale Färbung.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung
der erfindungsgemäßen Leder
zur Herstellung von Bekleidungsstücken, beispielsweise Jacken,
Mänteln,
Schuhen und insbesondere Stiefeln. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Leder zur Herstellung von
Möbeln
und Möbelteilen,
beispielsweise Ledersofas, Ledersesseln, Armlehnen für Stühle, Sessel
oder Sofas oder Bänke.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung
der erfindungsgemäßen Leder
zur Herstellung von Autoteilen, beispielsweise Autositzen, Teilen
von Armaturenbrettern und Innenverkleidungsteilen, beispielsweise
in Autotüren.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Pelzfelle, behandelt
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Formulierungen,
enthaltend
1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Formulierung, eines
Gemisches von Polysiloxanen, enthaltend
10 bis 90 Gew.-%, bezogen
auf das Gemisch, an einem oder mehreren Carboxylgruppen-haltigen
Polysiloxanen,
90 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch, an
einem oder mehreren Carboxylgruppen-freien Polysiloxanen,
sowie
3 bis 25 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 20 und besonders bevorzugt 8 bis
18 Gew.-%, bezogen auf die Formulierung, mindestens eines Schwefel-haltigen
Emulgators.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Formulierungen
um solche Formulierungen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass
es sich bei den Carboxylgruppen-haltigen Polysiloxanen um solche
Polysiloxane handelt, welche die Strukturelemente der Formeln I,
II und optional III a und III b enthalten.
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Die
Strukturelemente der Formeln I, II, III a und III b sind wie oben
stehend definiert.
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Die
in erfindungsgemäßen Formulierungen
enthaltenen Carboxylgruppen-haltigen Polysiloxane können weiterhin
Strukturelemente der allgemeinen Formeln IV a und IV b enthalten.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei den in den erfindungsgemäßen Formulierungen
enthaltenen Carboxylgruppen-freien Polysiloxanen um solche Polysiloxane,
die im Allgemeinen Strukturelemente der oben bezeichneten Formeln
I enthalten sowie optional III a, III b und IV a, wobei die Variablen
wie oben stehend definiert sind. Bevorzugte in den erfindungsgemäßen Formulierungen
enthaltene Carboxylgruppen-freien Polysiloxane sind aus Strukturelementen
der oben bezeichneten Formeln I enthalten sowie optional III a,
III b und/oder IV a aufgebaut.
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Als
Emulgatoren in den erfindungsgemäßen Formulierungen
können
im Prinzip alle Schwefel-haltigen in wässrigen Systemen oberflächenaktiven
Verbindungen genannt werden, die nichtionischer, anionischer, kationischer
oder auch zwitterionischer Natur sein können.
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Besonders
gut geeignete Emulgatoren sind Schwefel-haltige Verbindungen beispielsweise
der Formel V, in denen die Variablen wie oben stehend definiert
sind.
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In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Formulierungen
um solche Formulierungen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass
sie 10 bis 70 Gew.-%, bezogen auf die Formulierung, mindestens einer
weiteren hydrophoben Verbindung enthalten.
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Bei
weiteren hydrophoben Verbindungen handelt es sich in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung um eine Kombination von mindestens einem
natürlichen,
bei Zimmertemperatur festen oder flüssigen Triglycerid und einem
Paraffingemisch.
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Die
erfindungsgemäßen Formulierungen
können
einen pH-Wert von 7 oder mehr aufweisen. Vorzugsweise weisen sie
einen pH-Wert im Bereich von 7 bis maximal 10 auf.
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Bei
den erfindungsgemäßen Formulierungen
kann es sich vorzugsweise um wässrige
Formulierungen mit einem Feststoffgehalt von bis zu 50 Gew.-% handeln,
bezogen auf die gesamte Formulierung.
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Die
erfindungsgemäßen Formulierungen
weisen eine sehr gute Lagerstabilität auf. Außerdem lassen sich die erfindungsgemäßen Formulierungen
ausgezeichnet im erfindungsgemäßen Verfahren
einsetzen.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formulierungen, im Folgenden
auch erfindungsgemäßes Herstellverfahren
genannt. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren
lässt sich
im Allgemeinen so durchführen,
dass man die Komponenten Carboxylgruppen-freies Po lysiloxan, Carboxylgruppen-haltiges
Polysiloxan und einen oder mehrerer Emulgatoren sowie gegebenenfalls
hydrophobe Verbindung oder hydrophobe Verbindungen sowie gegebenenfalls
Alkohol der Formel VII miteinander mischt. Die Reihenfolge der Zugabe
der einzelnen Komponenten ist nicht kritisch. Das Mischen kann beispielsweise
durch einfaches Verrühren
der Komponenten geschehen, beispielsweise mit einem Mixer oder einem
Ultra-Thurax-Rührer.
In einigen Fällen
erfolgt eine weitere Homogenisierung, z.B. mit einem Spalthomogenisator.
Besonders lagerstabile erfindungsgemäße Formulierungen erhält man,
wenn man mindestens eine weitere Homogenisierung durchführt.
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Die
Erfindung wird durch Beispiele erläutert.
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1. Herstellung Schwefel-haltiger
Emulgatoren
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1.1. Herstellung des Schwefel-haltigen
Emulgators 1.1
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In
einem 1000-ml-Dreihalskolben, ausgerüstet mit Rührer, Innenthermometer und
Rückflusskühler wurden
unter Ausschluss von Feuchtigkeit 115 g (0,3 mol) des verzweigten
Alkohols der Formel VI.1
vorgelegt und im Ölbad auf
100°C erwärmt. Unter
Rühren
wurden dann 29,4 g (0,3 mol) Maleinsäureanhydrid eingetragen und
die so erhältliche
Mischung 5 Stunden bei 100°C
gerührt.
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Der
so erhältliche
Monoester wurde auf 40°C
abgekühlt
und in 210 ml Wasser eingerührt,
durch Zusatz von 17 g (0,21 mol) 50 Gew.-% wässriger NaOH teilneutralisiert
und die erhaltene Mischung auf 80°C
erwärmt. Danach
wurden unter Rühren
28,5 g Natriumdisulfit zugefügt
und die Mischung bei 80°C über einen
Zeitraum von 6 Stunden weitergerührt.
Anschließend
wurde auf 40°C
abgekühlt.
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1.2. Herstellung des Schwefel-haltigen
Emulgators 1.2
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Es
wurde wie oben stehend vorgegangen, jedoch wurde statt 115 g des
verzweigten Alkohols VI.1. 148,9 g (0,3 Äquivalente, berechnet aus der
OH-Zahl) Oxodicköl
135 eingesetzt.
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1. Herstellung einer erfindungsgemäßen Formulierung
2.1 unter Verwendung von Carboxylgruppen-haltigem Polysiloxan, Carboxylgruppen-freiem
Polysiloxan, Schwefel-haltigem Schwefel-haltigem Emulgator 1.1.
und hydrophoben Stoffen
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In
einem Becherglas wurden bei Zimmertemperatur die unten aufgeführten Komponenten
gemäß Tabelle
1 mit einem Mixer verrührt.
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Carboxylgruppen-haltiges
Polysiloxan „PS
1": alle R1 = CH3, A1: -(CH2)10-, Z1: Einfachbindung,
kinematische Viskosität ν im Bereich
500–850
mm2/s, bestimmt bei Zimmertemperatur, Molekulargewicht
Mn: 10.000 g/mol, im statistischen Mittel
127 Strukturelemente I und 2 bis 3 Strukturelemente II pro Molekül, Strukturelemente
II statistisch verteilt.
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Carboxylgruppen-freies
Polysiloxan „PS
2": alle R1 = CH3, kinematische
Viskosität ν von 350
mm2/s, bestimmt bei Zimmertemperatur, Molekulargewicht
Mn: 7.500 g/mol.
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Emulgator nach Beispiel
1.
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- Natives Triglycerid: Lipodermöl, ein Rinderklauenöl.
- Synthetisches Öl:
Paraffingatsch 36/38, kommerziell erhältlich bei Shell und bei Total-Fina.
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Anschließend wurde
die so erhältliche
Mischung mit Hilfe eines Spalthomogenisators SHL 105 der Fa. Brau
und Luebbe homogenisiert, wobei ein Druck von 150 bar und eine Temperatur
von 50°C
gewählt
wurde.
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Es
wurde die erfindungsgemäße Formulierung
2.1 erhalten.
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Zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Formulierungen
2.2 und 2.3 und der Vergleichsformulierungen V 2.4 bis V 2.5 wurde
analog vorgegangen, jedoch wurden jeweils Zusammensetzungen gemäß Tabelle 1
gewählt.
Die Zusammensetzung der Formulierungen geht aus Tabelle 1 hervor.
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Zur
Qualitätskontrolle
von den so erhaltenen Emulsionen jeweils 10 ml entnommen und mit
Wasser auf 100 ml aufgefüllt.
Es entstanden Emulsionen, die über
Nacht lagerstabil waren.
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Für Beispiel
2.6 wurde Beispiel 2.1 wiederholt, jedoch mit 25 g Schwefel-haltigem
Emulgator nach Beispiel 1.2 statt 1.1.
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Beispiele 3: Behandlung
von Leder
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Beispiel 3.1 Behandlung
von Leder mit erfindungsgemäßer Formulierung
2.1
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Es
wurde nach der folgenden allgemeinen Rezeptur vorgegangen.
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Die
Angaben in Gew.-% beziehen sich jeweils auf das Falzgewicht, wenn
nicht anders angegeben. Bei allen Operationen wurde das Fass etwa
10 mal pro Minute gedreht, wenn nicht anders angegeben.
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In
einem drehbaren 50-I-Fass mit Einbauten wurden 2,5 kg Chrom-gegerbtes
Rindsleder (wet blue) mit einer Falzstärke von 2,5 mm mit 100 Gew.-%
Wasser, 3 Gew.-% Natriumformiat und 1 Gew.-% MgO versetzt. Nach
15 Minuten wurden 0,6 Gew.-% NaHCO3 zugegeben
und bei 35°C über eine
Zeitdauer von 150 Minuten entsäuert,
so dass sich ein pH-Wert von 4,8 einstellte.
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Anschließend wurde
das Leder mit 3 Gew.-% Polymerisat mit den folgenden charakteristischen
Daten versetzt:
30 Gew.-%ige wässrige, mit NaOH teilneutralisierte
Polymerlösung;
Homopolymer der Methacrylsäure,
Mn ca. 10.000; K-Wert nach Fikentscher:
12, Viskosität
der 30 Gew.-% Lösung:
65 mPa·s
(DIN EN ISO 3219, 23°C), pH-Wert
5,1.
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Es
wurde 30 Minuten nachgegerbt.
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Im
ersten Behandlungsschritt wurde 10 Gew.-% Formulierung 2.1 zugegeben
und weitere 30 Minuten gewalkt. Anschließend wurden innerhalb von 10
Minuten 3 Gew.-% des Vegetabilgerbstoffs Mimosaextrakt und 2 Gew.-%
des Lederfarbstoffs Luganil® Black NT, kommerziell
erhältlich
bei BASF Aktiengesellschaft. Außerdem
wurden 2 Gew.-% des Harzgerbstoffes Relugan® D,
kommerziell erhältlich
bei BASF Aktiengesellschaft, 3 Gew.-% des Vegetabilgerbstoffs Chestnut® und
3 Gew.-% des Sulfongerbstoffs aus EP-B 0 459 168, Beispiel K1 zugegeben.
Die Behandlung wurde über
einen Zeitraum von einer Stunde fortgesetzt.
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Im
zweiten Behandlungsschritt wurden weiter 7,5 Gew.-% Formulierung
1.1 zugesetzt und bei einem pH-Wert von 4,7 über 12 Stunden weiter gewalkt.
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Anschließend wurden
100 Gew.-% Wasser mit einer Temperatur von etwa 70°C zugegeben,
so dass sich eine Temperatur von 50°C einstellte, und mit Ameisensäure portionsweise über einen
Zeitraum von 80 Minuten ein pH-Wert von 3,6 eingestellt.
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Die
Flotte wurde abgelassen, das Leder zweimal mit je 200 Gew.-% Wasser
mit einer Temperatur von 40°C
gewaschen. Anschließend
wurde der Top mit 100 Gew.-% Wasser versetzt und bei einer Temperatur
von 40°C
mit einer Mischung aus 0,2 Gew.-% Leather Black VM und 0,3 Gew.-%
des Lederfarbstoffs Luganil® Black AS, kommerziell
erhältlich
bei BASF Aktiengesellschaft, sowie 0,2 Gew.-% Ameisensäure bei
einem pH-Wert von 3,6 die Topfärbung
durchgeführt.
Anschließend
wurde die Flotte abgelassen, mit 100 Gew.-% Wasser versetzt und
mit 3 Gew.-% Cr(III)-Sulfat bei einem pH-Wert von 3,5 behandelt.
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Schließlich wurde
zweimal mit Wasser gewaschen, getrocknet und gerbereiüblich aufgearbeitet.
Man erhielt das erfindungsgemäße Leder
3.1.
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Die
Eigenschaften der erhaltenen Leder gehen aus Tabelle 2 hervor.
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Beispiele 3.2, 3.5 und
Vergleichsbeispiele V 3.3 bis V 3.4
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Beispiel
3.1 wurde wiederholt, jedoch wurde im ersten und im zweiten Behandlungsschritt
jeweils Formulierung 2.2 bis 2.3, V2.4 bzw. V2.5 statt 2.1 eingesetzt.
Man erhielt das erfindungsgemäße Leder
3.2 bis 3.3 bzw. die Vergleichs-Lederproben V3.4 bzw. V3.5.
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Tabelle
2 Eigenschaften der erfindungsgemäßen Leder und der in den Vergleichsversuchen
erhaltenen Vergleichs-Lederproben
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Die
Maesermessungen und die Wasseraufnahme wurden mit einem Bally-Penetrometer
durchgeführt. Die
Messungen am Bally-Penetrometer wurden gemäß 353338 jeweils als Doppelbestimmungen
durchgeführt.
Die statische Wasseraufnahme wurde bei 15% Stauchung durchgeführt und
in Gew.-% angegeben, bezogen auf das fertige Leder. Die Färbung wurde
durch optische Inspektion durch ein Probandenteam beurteilt. Die
Bewertungen erfolgte mit Noten wie in der Schule: 1 (sehr gut) bis
6 (ungenügend)