Garvning (läder)
Garvning är processen att behandla skinn och hudar från djur för att producera läder . Ett garveri är platsen där skinnen bearbetas.
Att garva skinn i läder involverar en process som permanent förändrar hudens proteinstruktur, vilket gör den mer hållbar och mindre mottaglig för nedbrytning och färgning.
Före garvningen avhåras skinnet, avfettas, avsaltas och blötläggs i vatten under en period av sex timmar till två dagar. Historiskt sett ansågs denna process vara en skadlig eller "luktande handel" och förpassad till utkanten av staden.
Historiskt har garvning använt tannin , en sur kemisk förening som härrör från barken på vissa träd. En alternativ metod, utvecklad på 1800-talet, är kromgarvning, där kromsalter används istället för naturliga tanniner.
Historia
Det engelska ordet för garvning kommer från medeltida latin tannāre , derivat av tannum ( ekbark ), från franska tan (tanbark), från gammal-cornish tann (röd ek). Dessa termer är relaterade till den hypotetiska proto-indoeuropeiska * dʰonu som betyder "gran". (Samma ord är källan för fornhögtyska tanna som betyder "gran", besläktat med moderna Tannenbaum ). Trots den språkliga förvirringen mellan ganska olika barrträd och ekar, kommer ordet solbränna som hänvisar till färgämnen och typer av hudkonservering från den galliska användningen och refererar till ekbarken (den ursprungliga källan till tannin), och inte granar. [ citat behövs ]
Forntida civilisationer använde läder för vattenskinn , väskor, selar och selar, båtar, rustningar , koger , skidor , stövlar och sandaler . Garvning utfördes av invånarna i Mehrgarh i Pakistan mellan 7000 och 3300 f.Kr. Omkring 2500 f.Kr. började sumererna använda läder , fäst med koppardubbar , på vagnshjul . [ citat behövs ]
Tidigare ansågs garvning vara en skadlig eller "luktande handel" och förpassades till utkanten av staden, bland de fattiga. Ja, garvning med gamla metoder är så illaluktande att garverier fortfarande är isolerade från de städer idag där de gamla metoderna används. Skinn anlände vanligtvis till garveriet torkade stela och smutsiga av jord och smuts. Först skulle de gamla garvarna blötlägga skinnen i vatten för att rengöra och mjukgöra dem. Sedan skulle de dunka och skura huden för att ta bort eventuellt kvarvarande kött och fett . Hår avlägsnades genom att blötlägga huden i urin , måla den med en alkalisk kalkblandning , eller helt enkelt låta huden ruttna i flera månader och sedan doppa den i en saltlösning. Efter att håret hade lossnat skrapade garvarna bort det med en kniv. När håret väl hade tagits bort, skulle garvarena " bada " (mjuka upp) materialet genom att dunka in dynga i huden eller blötlägga huden i en lösning av djurhjärnor. Bating var en fermentativ process som förlitade sig på enzymer som producerades av bakterier som finns i dynga. Bland de typer av dynga som ofta användes var de från hundar eller duvor.
Historiskt sett använde den faktiska garvningsprocessen vegetabilisk garvning. I vissa varianter av processen applicerades cederolja , alun eller tannin på huden som ett garvningsmedel. När huden sträcktes, skulle den förlora fukt och absorbera medlet.
Efter antagandet inom medicinen av att blötlägga tarmsutur i en krom(III)-lösning efter 1840, upptäcktes det att denna metod även kunde användas med läder och därför användes av garvare.
Förberedelse
Garvningsprocessen börjar med att man får ett djurskinn. När ett djurskinn ska garvas avlivas och flåas djuret innan kroppsvärmen lämnar vävnaderna. Detta kan göras av garvaren eller genom att skaffa ett skinn på ett slakteri, en gård eller en lokal pälshandlare.
Att förbereda hudar börjar med att härda dem med salt för att förhindra förruttnelse av kollagenet från bakterietillväxt under tidsfördröjningen från att huden skaffas tills den bearbetas. Härdning tar bort vatten från hudar och skinn med en skillnad i osmotiskt tryck. Fukthalten i hudar och skinn minskar kraftigt och det osmotiska trycket ökar så att bakterier inte kan växa. Vid våtsaltning saltas hudarna kraftigt och pressas sedan till förpackningar i cirka 30 dagar. Vid saltlake -härdning skakas hudarna i ett saltvattenbad i ca 16 timmar. Härdning kan också åstadkommas genom att bevara hudar och skinn vid mycket låga temperaturer.
Beamhouse verksamhet
Stegen i tillverkningen av läder mellan härdning och garvning kallas gemensamt för beamhouse operations. De inkluderar, i ordning, blötläggning, kalkning , avlägsnande av främmande vävnader (avhåring, skurning och kött), avkalkning , spackling eller parning, dränkning och betning.
Blötläggning
Vid blötläggning blötläggs hudarna i rent vatten för att få bort saltet som blir över från härdningen och öka fuktigheten så att huden eller huden kan behandlas ytterligare.
För att förhindra skador på huden genom bakterietillväxt under blötläggningsperioden kan biocider , typiskt ditiokarbamater , användas. Fungicider som TCMTB kan också tillsättas senare i processen för att skydda våta läder från mögeltillväxt. Efter 1980 förbjöds användningen av pentaklorfenol- och kvicksilverbaserade biocider och deras derivat.
Kalkning
Efter blötläggning behandlas hudarna med kalkmjölk (ett basmedel) vanligtvis kompletterat med "slipmedel" (disulfidreducerande medel) såsom natriumsulfid , cyanider , aminer , etc.
Detta:
- Tar bort hår och andra keratinämnen
- Tar bort några av de interfibrillära lösliga proteinerna som muciner
- Sväll upp och dela upp fibrerna i önskad utsträckning
- Tar bort det naturliga fettet och fetterna till viss del
- Ger kollagenet i huden till ett korrekt tillstånd för tillfredsställande garvning
Hårets försvagning är beroende av nedbrytningen av disulfidlänken av aminosyran cystin , vilket är kännetecknet för keratinklassen av proteiner som ger styrka till hår och ull (keratin utgör vanligtvis 90 % av hårets torrvikt) . Väteatomerna som tillförs av skärpningsmedlet försvagar den cystinmolekylära länken varigenom de kovalenta disulfidbindningslänkarna slutligen bryts, vilket försvagar keratinet. Till viss del bidrar skärpning också till avhårning, eftersom det tenderar att bryta ner hårproteinerna.
Den isoelektriska punkten för kollagenet (ett vävnadsförstärkande protein som inte är relaterat till keratin) i huden förskjuts också till runt pH 4,7 på grund av kalkning.
Eventuella hårstrån som finns kvar efter kalkning avlägsnas mekaniskt genom att skrapa huden med en matt kniv, en process som kallas scudding.
Avkalkning och battning
Kollagenets pH sänks sedan så att enzymerna kan verka på det i en process som kallas avkalkning. Beroende på slutanvändningen av lädret kan hudar behandlas med enzymer för att mjuka upp dem, en process som kallas bating . I modern garvning är dessa enzymer renade medel, och processen kräver inte längre bakteriell fermentering (som från blötläggning av dyngvatten) för att producera dem.
Betning
Betning är en annan term för garvning, eller vad är den moderna motsvarigheten till att förvandla råhud till läder med hjälp av moderna kemiska medel, om mineralgarvning föredras. När utgjutningen är klar, behandlas hudarna och skinnen genom att först blötlägga dem i ett bad som innehåller vanligt salt (natriumklorid), vanligtvis 1 liter salt till 1 gallon varmt vatten. När vattnet svalnar tillsätts ett flytande uns svavelsyra . Små skal lämnas i denna sprit i 2 dagar, medan större skal mellan 1 vecka och så mycket som 2 månader. Detta görs för att sänka pH-värde till en mycket låg nivå av 2,8-3,0 för att underlätta inträngningen av mineralsk garvningsmedel i hudsubstratet. Denna process är känd som betning. Saltet tränger in i huden dubbelt så snabbt som syran och dämpar den svällande effekten av det plötsliga pH-fallet.
Vid vegetabilisk garvning görs hudarna att blötläggas i en badlösning som innehåller vegetabiliska tanniner, som finns i gallnötter , bladen av sumak , bladen från vissa akaciaträd , de yttre gröna skalen av valnötter , bland andra växter. Användningen av vegetabilisk garvning är en process som tar längre tid än mineralgarvning när man omvandlar råhudar till läder. Mineralgarvat läder används främst för skor, bilbarnstolar och klädsel i hem (soffor, etc.). Vegetabiliskt garvat läder används i läderhantverk och vid tillverkning av små läderföremål, såsom plånböcker, handväskor och kläder.
Bearbeta
Kromgarvning
Krom(III)sulfat ( [Cr(H 2 O) 6 ] 2 (SO 4 ) 3 ) har länge ansetts vara det mest effektiva och effektiva garvmedlet. Krom(III)-föreningar av den sort som används vid garvning är betydligt mindre giftiga än sexvärt krom , även om det senare uppstår vid otillräcklig avfallsbehandling. Krom(III)sulfat löses upp för att ge hexaaquachromium(III)-katjonen, [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ , som vid högre pH genomgår processer som kallas olation för att ge polykrom(III)-föreningar som är aktiva vid garvning, som är tvärbindning av kollagensubenheterna. Kemin för [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ är mer komplex i garvningsbadet snarare än i vatten på grund av närvaron av en mängd olika ligander. Vissa ligander inkluderar sulfatanjonen, kollagenets karboxylgrupper, amingrupper från aminosyrornas sidokedjor och maskeringsmedel. Maskeringsmedel är karboxylsyror , såsom ättiksyra , som används för att undertrycka bildningen av polykrom(III)-kedjor. Maskeringsmedel tillåter garvaren att ytterligare öka pH-värdet för att öka kollagens reaktivitet utan att hämma penetreringen av krom(III)-komplexen.
Kollagen kännetecknas av ett högt innehåll av glycin , prolin och hydroxiprolin , vanligtvis i repeterandet -gly-pro-hypro-gly-. Dessa rester ger upphov till kollagens spiralformade struktur. Kollagens höga halt av hydroxiprolin tillåter tvärbindning genom vätebindning inom den spiralformade strukturen. Joniserade karboxylgrupper (RCO 2 - ) bildas genom inverkan av hydroxid. Denna omvandling sker under kalkningsprocessen, före införandet av garvmedlet (kromsalter). Senare under betningen protoneras kollagenkarboxylgrupper temporärt för enkel transport av kromjoner. Under basifieringssteget av garvningen joniseras karboxylgrupperna och koordinerar som ligander till krom(III)-centra i oxohydroxidklustren.
Solning ökar avståndet mellan proteinkedjorna i kollagen från 10 till 17 Å. Skillnaden överensstämmer med tvärbindning av polykrom-arter, av den sort som härrör från olering och oxolering.
Innan de grundläggande kromarterna introduceras i garvning krävs flera steg för att producera en garvbar hud. pH-värdet måste vara mycket surt när krom införs för att säkerställa att kromkomplexen är tillräckligt små för att passa mellan fibrerna och resterna av kollagenet. När väl den önskade nivån av inträngning av krom i ämnet har uppnåtts höjs materialets pH igen för att underlätta processen. Detta steg är känt som basifiering. I det råa tillståndet är kromgarvade skinn gråblått, så de kallas våtblått . Kromgarvning går snabbare än vegetabilisk garvning (tar mindre än en dag för denna del av processen) och ger ett töjbart läder som är utmärkt att använda i handväskor och plagg.
Efter applicering av krommedlet behandlas badet med natriumbikarbonat i basifieringsprocessen för att öka pH till 3,8–4,0, vilket inducerar tvärbindning mellan krom och kollagen. pH-ökningen åtföljs normalt av en gradvis temperaturhöjning upp till 40 °C. Kroms förmåga att bilda sådana stabila överbryggade bindningar förklarar varför det anses vara en av de mest effektiva garvningsföreningarna. Kromgarvat läder kan innehålla mellan 4 och 5 % krom. Denna effektivitet kännetecknas av dess ökade hydrotermiska stabilitet i huden och dess motståndskraft mot krympning i uppvärmt vatten.
Grönsaksgarvning
Vegetabilisk garvning använder tanniner (en klass av polyfenol sammandragande kemikalier), som förekommer naturligt i barken och bladen på många växter. Tanniner binder till kollagenproteinerna i huden och belägger dem, vilket gör att de blir mindre vattenlösliga och mer motståndskraftiga mot bakterieangrepp. Processen gör också att huden blir mer flexibel. Den primära barken som bearbetas i barkkvarnar och används i modern tid är kastanj , ek , redoul , tanoak , hemlock , quebracho , mangrove , wattle (akacia; se catechol ) och myrobalans från Terminalia spp., såsom Terminalia chebula . I Etiopien användes de kombinerade vegetabiliska oljorna från nigerfrö ( Guizotia abyssinica ) och linfrön för att behandla lädrets köttsida, som ett sätt att taa, snarare än att garva. I Jemen och Egypten garvades hudar genom att blötlägga dem i ett bad som innehöll de krossade löven och barken från Salam akacia (Acacia etbaica; A. nilotica kraussiana). Hudar som har sträckts på ramar nedsänks i flera veckor i kar med ökande koncentrationer av tannin. Grönsaksgarvad hud är inte särskilt flexibel. Den används för bagage, möbler, skor, bälten och andra klädtillbehör.
Alternativa kemikalier
Wet white är en term som används för läder som produceras med alternativa garvningsmetoder som ger ett benvitt färgat läder. Liksom våtblått är våtvitt också en halvfärdig scen. Våtvitt kan framställas med användning av aldehyder , aluminium, zirkonium, titan eller järnsalter, eller en kombination därav. Oron för toxiciteten och miljöpåverkan av eventuellt krom (VI) som kan bildas under garvningsprocessen har lett till ökad forskning om effektivare våtvitmetoder.
Naturlig garvning
Tillstånden som finns i myrar, inklusive mycket surt vatten, låg temperatur och brist på syre, kombineras för att bevara men allvarligt solbränna huden på myrkroppar .
Tawing
Tawing är en metod som använder alun och andra aluminiumsalter, vanligtvis i kombination med bindemedel som äggula, mjöl eller andra salter. Huden tävas genom blötläggning i en varm kaliumkloridlösning av alun och salter, mellan 20 och 30 °C. Processen ökar hudens smidighet, töjbarhet, mjukhet och kvalitet. Därefter lufttorkas huden i flera veckor, vilket gör att den stabiliseras.
Användning av enbart alun för garvning av råhudar rekommenderas inte, eftersom det krymper hudens yta, vilket gör den tjockare och svår att ta vid. Om alun appliceras på pälsen gör det pälsen matt och hård.
Efterbehandling efter garvning
Beroende på önskad finish kan lädret vaxas, rullas, smörjas, injiceras med olja, delas, rakas eller färgas.
Hälsa och miljöpåverkan
Garvningsprocessen involverar kemiska och organiska föreningar som kan ha en skadlig effekt på miljön. Medel såsom krom, vegetabiliska tanniner och aldehyder används i garvningssteget av processen. Kemikalier som används vid produktion av garvat läder ökar nivåerna av kemiskt syrebehov och totalt lösta fasta ämnen i vatten när de inte kasseras på ett ansvarsfullt sätt. Dessa processer använder också stora mängder vatten och producerar stora mängder föroreningar.
Garveriet i León, Nicaragua , har också identifierats som en källa till stora flodföroreningar.
Kokning och soltorkning kan oxidera och omvandla de olika krom(III)-föreningarna som används vid garvning till cancerframkallande sexvärt krom , eller krom(VI). Denna sexvärda kromavrinning och rester konsumeras sedan av djur, i Bangladeshs fall, kycklingar (landets vanligaste proteinkälla). Upp till 25 % av kycklingarna i Bangladesh innehöll skadliga nivåer av sexvärt krom, vilket ökade de nationella hälsoproblemen.
Krom är inte enbart ansvarig för dessa sjukdomar. Metylisotiazolinon , som används för mikrobiologiskt skydd (svamp- eller bakterietillväxt), orsakar problem med ögon och hud. Antracen , som används som lädergarvningsmedel, kan orsaka problem i njurar och lever och anses också vara cancerframkallande . Formaldehyd och arsenik, som används för läderbehandling, orsakar hälsoproblem i ögon, lungor, lever, njurar, hud och lymfsystemet och anses också vara cancerframkallande. Avfallet från lädergarverier är skadligt för miljön och människorna som bor i den. Användningen av gammal teknik spelar en stor roll för hur farligt avloppsvatten leder till att miljön förorenas. Detta är särskilt framträdande i små och medelstora garverier i utvecklingsländer.
UN Leather Working Group (LWG) "tillhandahåller ett miljörevisionsprotokoll, utformat för att bedöma lädertillverkarnas faciliteter," för "spårbarhet, energibesparing, [och] ansvarsfull hantering av avfallsprodukter."
Alternativ
Ogarvade hudar kan torkas och göras smidiga genom att gnugga och sträcka fibrerna med en hudsträckare och fetta. Huden kommer dock att återgå till råhud om den inte fylls på med fett eller olja med jämna mellanrum, särskilt om den blir blöt. Många indianer i de torra västra regionerna bar kläder gjorda av denna process.
Rökgarvning är listad bland de konventionella metoderna som kromgarvning och vegetabilisk garvning. Impregnering av hudens celler med formaldehyd (från rök) ger viss mikrobiell och vattenbeständighet.
Tillhörande processer
Överblivet läder skulle historiskt förvandlas till lim . Tanners skulle lägga rester av hudar i ett kärl med vatten och låta dem försämras i månader. Blandningen skulle sedan placeras över en eld för att koka bort vattnet för att producera lim.
Ett garveri kan förknippas med ett sliperi, ursprungligen en bryneanläggning för slipning av knivar och andra vassa verktyg, men kunde senare föra skomakarverktyg och material till försäljning.
Det finns flera metoder för rening av fast och avloppsvatten som för närvarande undersöks, såsom anaerob rötning av fast avfall och avloppsvattenslam.
Se även
externa länkar
- "Hemgarvning av läder och små pälsskinn" (pub. 1962) värd för UNT:s regeringsdokumentavdelning
- Garvningsguide för läder.
- Muspratts mitten av 1800-talets tekniska beskrivning av hela processen.
| Internationell | |
|---|---|
| Nationell | |
| Övrig | |
