[发明专利]使用离子液体的基材鞣制

说明书

本发明涉及离子液体在基材处理并且特别地，在皮革制造中的应用。

皮革的生产是具有6000多年历史的活动。皮革是通过使动物的生皮和皮肤进行鞣制而产生的耐用的柔软材料。通常使用牛皮，虽然鱼皮也可以用来制造鱼皮革。已使用其他动物如羊、鹿、猪、水牛、山羊、鳄、蛇、鸵鸟、袋鼠、牛和牦牛来用于皮革。

现代皮革制造通常涉及四个阶段，包括阶段内和之间穿插的机械操作(Covington AD,2009,Tanning Chemistry.The science of leather)。

首先，在皮革生产中的准备步骤被称为浸灰间(Beamhouse)操作，其涉及浸灰、脱灰和软化。设计这些步骤旨在除去全部或某些不想要的皮和皮肤组分并且准备用于鞣制的胶原蛋白。过程为：

(i)使用还原剂除去毛发并通过浸灰打开或分开纤维结构，即使用熟石灰(Ca(OH)₂)控制皮的蛋白质和皮肤脂肪在高pH下水解；

(ii)通过降低pH值并除去水解物质使溶胀的结构去溶胀；和

(iii)使用蛋白水解酶使蛋白质继续分解。

一旦完成软化，则下一个准备步骤涉及酸洗和鞣制。进行这些过程以：

(i)在盐水中使用酸制备用于鞣制的材料；和

(ii)使用鞣剂使胶原蛋白结构相对于细菌降解稳定(通常使用金属盐如碱式铬(III)硫酸盐，或多酚)。

酸洗和鞣制步骤使胶原蛋白交联并防止皮的腐败。

鞣制之后，下一个步骤是后鞣制，其包括复鞣，染色和加脂，以添加额外的鞣剂，着色剂和润滑化学品，以提供皮革所需的适当的物理和触觉性质。特别地，复鞣步骤用来使皮收缩，且加脂步骤用于使油进入皮中，以使其更柔软。

最后，需要精加工步骤，其包括如喷雾、加垫(padding)和辊涂以将聚合的表面涂料制剂施加至皮革上以实现消费者所需要的最终的样式、色彩和感觉性质。

皮革基本上是在水溶液中加工的蛋白质聚电解质材料，其中蛋白质的离子基团控制化学性质，并且可以通过变化pH来操纵。通常，制造过程需要几天的时间才能完成，并可能涉及使用每吨所加工的原材料至多50m³水和500kg活性成分(见the European Commission Industrial Emissions Directive,Industrial Pollution Prevention and Control(IPPC),2013)。

皮革是具有一些环境影响的产品。纵观历史，皮革制造的特点是产生大量的水性和固体废物。即使在今天，这仍是皮革生产商的一个顾虑。

出人意料的是，我们现在已经发现，离子液体可以用于皮革制造。可在本发明中使用的离子液体描述于例如WO 00/56700，WO 02/26381，WO 02/26701，WO 2007/003956和WO2011/064556中。

根据本发明，提供了一种使用至少一种离子液体来鞣制基材的方法。

优选地，基材选自胶原生物材料或纺织材料。

任选地，胶原生物材料选自动物的皮、皮肤、腱、韧带和软骨。

便利地，至少一种离子液体用于至少一个以下步骤中：

(i)鞣制；

(ii)复鞣；

(iii)防腐；

(iv)浸灰；

(v)酸洗；

(vi)浸渍；

(vii)润滑；

(viii)染色；

(ix)加脂；或者

(x)精加工。

优选地，其中至少一个步骤还包括使用试剂，该试剂赋予基材期望的性质并且该试剂作为溶质或者作为离子液体本身的组分掺入离子液体中。

任选地，其中该试剂选自石墨、元素硫、金属和半金属氧化物，无机络合物和无机络合物盐、有机聚合物和反应性有机低聚物、II型共晶和IV型共晶。

便利地，其中至少一个步骤在基本上非水性的体系中进行。如本文中所使用的，本领域技术人员将理解，术语“基本上非水性”表示体系中存在的水少于10％，优选少于5％，更优选少于1％，并且甚至更优选少于0.1％。

优选地，该离子液体是喷雾到基材上的液体制剂形式，优选其中该离子液体为凝胶形式。

任选地，在染色步骤中，该离子液体用于溶解活性染料，优选其中所述活性染料选自二氯三嗪或二氯喹喔啉。