Innovation Spotlight - Clariant

Summer 2011
Innovation Spotlight
The Chemistry behind Your Comfort
EasyWhite Tan-Gerbverfahren revolutioniert
Lederherstellung
Einfach, chromfrei, schonend: Ledergerben mit Granofin ® Easy F-90
Er ist noch recht gut in Form, der Lederschuh in Größe 37, den Forscher 2008 in einer Höhle
in Armenien fanden. Das Fundstück aus der Kupferzeit beweist: Schon vor über 5500 Jahren
wusste der Mensch das hochwertige Naturmaterial Leder zu schätzen. Und das ist bis
heute so geblieben. Weltweit werden aus der Haut von Rind, Schaf, Ziege und anderen
Tieren jährlich über 2 Milliarden Quadratmeter produziert – eine Fläche, mit der man die
Tropeninsel Mauritius (Alternative: Berlin gleich zweimal) bedecken könnte. Die wichtigste
Anwendung ist heute wie schon zur Kupferzeit die Herstellung von Schuhen, die fast die
Hälfte der Lederverarbeitung ausmachen, gefolgt von den Segmenten Automobilausstattung
(23 Prozent), Möbel (16 Prozent) und Bekleidung (12 Prozent).
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Clariant International Ltd
BU Leather Services
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Switzerland
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In der langen Geschichte des Ledergerbens öffnet Clariant jetzt mit dem Gerbstoff
Granofin Easy F-90 und dem darauf abgestimmten „EasyWhite Tan“-Gerbprozess ein
neues Kapitel. „Granofin Easy F-90 hat das Zeug, den Ledermarkt zu revolutionieren“,
ist Claus Reineking überzeugt, Leiter Product Management für die sogenannten Wet
End Chemicals des Clariant-Segments Leather Services. „EasyWhite Tan-Leder hat
gegenüber den herkömmlichen Verfahren mehrere entscheidende Vorteile: Einerseits
vereinfacht und verkürzt es den Produktionsprozess erheblich und macht das Gerben
von Leder so sehr viel effizienter. Gleichzeitig reduziert Granofin Easy F-90 den Salzund
Wasserverbrauch während des Ledergerbens.“
Worin genau die revolutionären Vorteile von Granofin Easy F-90 liegen, wird beim Vergleich
mit den bisherigen Verfahren deutlich. Beim Prozess des Gerbens wird die Tierhaut durch
den Gerbstoff in das haltbare und dauerhaft flexible Leder verwandelt. Chemisch gesehen
vernetzt der Gerbstoff dabei die Fasern aus dem Eiweiß Kollagen, die der Haut ihre besonderen
Struktureigenschaften verleihen (siehe Chemistry explained). Die Art des Gerbstoffs
entscheidet dabei in hohem Maß über die Eigenschaften des fertigen Leders – Härte, Feuchte,
Festigkeit, Temperaturbeständigkeit – und damit über seine Anwendungsmöglichkeiten.

Der Produktionsprozess wird entscheidend vereinfacht und verkürzt
Von den vielen unterschiedlichen Stoffen, die der Mensch im Laufe der Jahrtausende zum Gerben
eingesetzt hat, führen heute nur noch einige pflanzliche Gerbstoffe ein Nischendasein. Im Wesentlichen
werden aktuell zwei Verfahren angewendet: die Chromgerbung (sogenanntes Wet-blue-
Leder, seit 60 Jahren das gängigste Verfahren, repräsentiert heute ungefähr 85 Prozent der
Lederproduktion) und das chromfreie Gerben mit Aldehyden oder Phosphonium-Salzen (Wetwhite-Leder,
etwa 13 Prozent).
Dieses Wet-white-Leder auf Aldehydbasis wird hauptsächlich von den Automobilausrüstern
eingesetzt. Aber die Eigenschaften dieser Leder sind für die meisten Anwendungen weniger
vorteilhaft: Weil es stabilere Netzstrukturen in der Haut aufbaut, reißt es leichter als Chromleder.
Zudem ist eine gleichbleibende Produktionsqualität auf Aldehydbasis nur durch intensive Prozesskontrollen
gewährleistet.
„Das war der Antrieb zur Entwicklung eines gänzlich neuen Gerbverfahrens für chromfreies Leder.
Und das Ergebnis langjähriger Forschung ist der Gerbstoff Granofin Easy F-90 und das auf ihn
ausgelegte Gerbverfahren EasyWhite Tan“, so Claus Reineking. Für den Lederexperten und
Praktiker Reineking ist die Vereinfachung und Stabilität der Produktion bei nur minimalen Qualitätsschwankungen
im Leder der entscheidende Vorteil des neuartigen Verfahrens.
Ausschlaggebend ist dabei die sogenannte Selbstreaktivität von Granofin Easy F-90. Sie macht
mehrere Prozessschritte der beiden klassischen Gerbverfahren wie das Pickeln in Säure und die
komplexe Führung des pH-Wertes, überflüssig und erspart so Zeit und Aufwand: Das eigentliche
Gerben wird von etwa fünfzehn auf acht Stunden verkürzt, statt acht sind nur noch zwei Kontrollen
nötig. Dabei werden statt sechs verschiedenen Reagenzien für die Chrom- und Aldehydgerbung nur
noch eine – das Granofin Easy F-90 – benötigt. Das verringert das Risiko von Fehlern, ebenso wie die
logistischen Anforderungen, da rund ein Drittel weniger Chemikalien und damit auch entsprechend
weniger Lagerraum benötigt wird – kein geringes Argument, denn die benötigten Mengen sind groß.
Vom verminderten Verfahrensaufwand profitiert auch die Umwelt: So wird zum Beispiel Salz zu
80 Prozent reduziert, was der Umwelt zugutekommt.
Das EasyWhite Tan-Verfahren mit
dem Gerbstoff Granofin ® Easy F-90
besitzt entscheidende Vorteile:
Es vereinfacht und verkürzt den
Herstellungsprozess nicht nur ganz
erheblich, sondern verbraucht auch
weniger Wasser und kein umweltbelastendes
Salz.

Mit Granofin ® Easy F-90 gegerbtes Leder: hohe Qualität und vielseitige Anwendungsmöglichkeiten
Trotz all dieser Vorteile muss man in Sachen Qualität keine Abstriche machen. EasyWhite Tan-
Leder bietet annähernd die gleichen Qualitätsmerkmale und Anwendungsmöglichkeiten wie
chromgegerbtes Leder. Das bestätigt auch Panos Mytaros, Managing Director von ECCO Leather B.V.,
der in Holland ansässigen Entwicklungseinrichtung des dänischen Markenschuhherstellers.
„EasyWhite Tan-Leder besitzt gegenüber den herkömmlichen Gerbverfahren zwei entscheidende
Vorteile: Der umstrittene Gerbstoff Chrom des Wet-blue-Verfahrens entfällt und die Vielseitigkeit
der Anwendungen ist gegenüber Wet-white-Leder deutlich größer.“
Zurzeit befindet sich Granofin Easy F-90 in der praktischen Testphase bei Kunden, wie dem Schuhhersteller
ECCO. Dort ist man vom enormen Potenzial des neuen Leders fest überzeugt. Aber auch
in China, einem der wichtigsten Ledermärkte weltweit, werden Versuche gefahren. „Mittelfristig
kann die Ledergerbung mit Granofin Easy F-90 die jetzigen, chromfreien Wet-white-Verfahren ganz
und in einem geschätzten Umfang von 20 bis 30 Prozent auch Chrom als Gerbstoff ersetzen“, ist
Claus Reineking überzeugt. Und das wäre für die traditionsreiche Lederindustrie, in der seit über
einem halben Jahrhundert das Chrom regiert, nun wirklich eine Revolution.
Das EasyWhite Tan-Gerbverfahren
verleiht dem Leder einen perlweißen
Grundton, der den Endprodukten
eine unvergleichlich vielfältige
Farbpalette ermöglicht – vom
trendigen Muschelweiß bis zu
intensiven Farbtönen.

Chemistry explained
Wie werden aus einer Tonne Rohhaut 200 Kilogramm Leder?
Bevor die Gerbstoffe ihre Arbeit tun können, muss die Rohhaut in die sogenannte „Wasserwerkstatt“. Hier wird
sie eingeweicht und mithilfe von Kalk, Enzymen und anderen Stoffen enthaart und entfettet. Schließlich werden
verbliebene Gewebereste entfernt und die von Natur aus unregelmäßig dicke Haut in das glatte Narbenleder und
die als Veloursleder bekannte Fleischseite gespalten.
Traditioneller Gerbprozess mit Chrom oder Aldehyden
Entscheidend für die Struktur der Haut sind Fasern aus dem Eiweiß Kollagen. Die zu langen Ketten verknüpften
Kollagenmoleküle besitzen eine ganze Reihe von chemischen Ansatzpunkten, an denen ein Gerbstoff Querverbindungen
von einer Faser zur nächsten knüpfen kann. Diese zusätzliche Gittervernetzung des Kollagengeflechts
macht das fertige Leder gegen die Einwirkung von Wärme und Mikroorganismen unempfindlich und erhält auch
nach dem Trocknen die Beweglichkeit des Fasergefüges. Bei den traditionellen Gerbverfahren wird die Haut mit
Säure und Salz für die Gerbung vorbereitet (das sogenannte Pickeln und Beizen), damit der eigentliche Gerbstoff
in die Tiefe der Haut vordringen und auch dort die Kollagenfasern quervernetzen kann. Nachdem das Leder durch
Abwelken vom Wasser befreit worden ist, wird die aus der Gerbung stammende Säure neutralisiert und der
Gerbstoff dabei in der Haut fixiert. Anschließend erfolgt je nach Lederart und Anwendung eine Nachgerbung mit
unterschiedlichen Nachgerbstoffen, mit der sich die späteren Eigenschaften des Leders im Detail bestimmen
lassen. Schließlich wird das Leder mit Farbstoffen gefärbt und mithilfe von Fetten geschmeidig gemacht.
Wie unterscheidet sich das Gerben mit Granofin ® Easy F-90 im EasyWhite Tan-Verfahren?
Die herkömmlichen Gerbverfahren senken den pH-Wert drastisch, damit das Gerbmittel in die Haut eindringen
kann; durch die anschließende pH-Wert-Erhöhung wird es dann fixiert. Granofin Easy F-90 kann dagegen auch
ohne das Pickeln in Säure tief in die Haut vordringen und reagiert dort langsam und gleichmäßig mit dem Kollagen.
Chrom bindet sich nur mit den Carboxylgruppen (COOH) der Kollagenmoleküle, Aldehyde nur an deren Aminogruppen
(NH). Granofin Easy F-90 dagegen bindet sich an beide Gruppen und verleiht dem Leder so die gewünschte
Stabilität und gleichzeitig die für viele Anwendungen erforderliche Flexibilität.
Nach dem Gerben wird das Narbenleder beim Falzen mit feinen rotierenden Raspeln auf die gewünschte
Endstärke gebracht, dabei werden letzte Unebenheiten von der Rückseite entfernt. Vakuumtrocknen und
das sogenannte Stollen, bei dem die teilweise verklebten Kollagenfasern wieder weich geklopft werden, sind
die letzten Arbeitsschritte vor der Zurichtung. Nun ist das Leder beinahe fertig, nur die Oberfläche bedarf noch
einer besonderen Behandlung. Das Grundieren, Appretieren, Bügeln und Pressen verleiht dem Leder sein
endgültiges Aussehen. Die Kunst der Zurichtung besteht darin, dem fertigen Leder die gewünschten Oberflächeneigenschaften
zu geben, ohne seine natürliche Geschmeidigkeit und Atmungsaktivität zu beeinträchtigen.
Vertonte Animation verfügbar unter:
www.innovation.clariant.com
Informative Links
www.leather.clariant.com
www.lederpedia.de