Novel Titanium (IV) Tanning for Leathers with Superior Hydrothermal Stability

Abstract

A novel eco-friendly titanium tanning system based on lactate-masked titanium sulfate solution as the tanning agent was developed. This approach offers enhanced tanning power, compared to previous system. The factors affecting this type of titanium tanning were investigated. The results showed that a conventional pickling process with high NaCl concentration was not suitable for titanium tanning while a pickle-less or salt-free pickling with titanium tanning increased shrinkage temperature (Ts) more than 10oC. The optimum tanning conditions were 7.5%-10% TiO2 offer (based on pelt weight with 65% moisture content), 30% titanium solution basicity and pH 3.5 tanning ending pH (basified by sodium bicarbonate or magnesium oxide). Proper pre-fatliquoring resulted in better titanium tanning agent penetration into the skin. But the pre- and post-treatment with multicarboxylates, acrylic resins and glyoxlic acid did not improve titanium combination with collagen. The shrinkage temperature of the leather was 102oC. The white titanium tanned leather had better strength and fullness than the chrome tanned leather control. But the spongy feel of titanium tanned leather was inferior to chrome tanned leather but superior to aluminum and zirconium tanned leather. The titanium absorption rate was more than 99% and no sodium chloride and/or ammonium salt were discharged.RESUMENUn sistema novedoso eco-amigable de curtición basado en una solución de sulfato de titanio enmascarada con lactatos como agente curtiente fue desarrollado. Esta investigación ofrece un poder curtiente realzado, comparado con sistemas anteriores. Los factores que afectan este tipo de curtición al titanio fueron investigados. Los resultados demostraron que un proceso de pickelado convencional con alta concentración del NaCl no es conveniente para curtir al titanio mientras que un pickelado con poca sal o sin ella en un curtido al titanio aumentó la temperatura de contracción (Ts) más de 10oC. Las condiciones de curtición óptimas se obtuvieron con una oferta de 7.5%-10% TiO2 (basada en peso de la piel con un contenido de agua del 65%), basicidad de la solución de titanio de 30% y pH al final de curtido de 3.5 (basificado con bicarbonato de sodio u óxido de magnesio). Un pre-engrase apropiado dio lugar a una mejor penetración del agente curtiente titanio en la piel. Pero los pre y post-tratamientos con polycarboxylados, resinas acrílicas y el ácido glicólico no mejoró la combinación del titanio con el colágeno. La temperatura de contracción del cuero fue 102oC. El cuero blanco curtido al titanio tuvo mejores resistencias y plenitud que el cuero curtido al cromo usado como control. Pero el toque esponjoso del cuero curtido al titanio fue inferior al cuero curtido al cromo, pero superior a los cueros curtidos al aluminio y al zirconio. El grado de absorción del titanio fue mayor al 99% y no fueron descargados ni cloruro de sodio ni sales de amonio.