Optimierung der Dehnung von Leder bei niedrigeren Temperaturen

Im Rahmen des AYILTH-Projekts werden Rind- und Lederhäute gedehnt, um die größtmögliche Nutzfläche zu erreichen.

Tierhaut besteht aus drei Schichten. Dies sind von außen nach innen die Epidermis, die Lederhaut und das Fleisch. Die mittlere Schicht, d.h. die Lederhaut, wird zu Leder verarbeitet. Damit dieser Prozess erfolgreich ablaufen kann, müssen die Kollagenfasern, aus denen die Lederhaut besteht, geschützt werden.

Sobald das Tier tot ist, verliert die Haut an Feuchtigkeit und die Epidermis (und die Haare) wird gelöst, um sie von der Lederhaut trennen zu können. Im nächsten Schritt erfolgt das Gerben, das in einer feuchten und temperaturkontrollierten Umgebung durchgeführt wird. Bei diesem Prozess wird das Kollagen durchdrungen und die Herstellung von Leder wird möglich.

Auf Grundlage eines erprobten und bewährten Verfahrens wurde ein rheologisches Modell entwickelt, mit dem ein neuer Prozess unterstützt und die ökologischen Bedingungen für die Herstellung von Leder definiert werden sollten. Dieses Modell basiert auf einem thermomechanischen Verfahren, das optimalere Temperaturverhältnisse und Wärmebereiche untersuchte. Es richtet sich auf die wichtigsten viskoelastischen Parameter des Speicherelements sowie des durch das Gerben verursachten Flächenverlusts.

Der mit diesem Modell erreichte Flächenzuwachs wurde aus den verschiedenen Temperaturprofilen des Flächenverlust abgeleitet, die den optimalen Temperaturübergang für jedes beliebige Leder beeinflussen. Bei einer Temperatur über dem optimalen Wert verändern sich die Beanspruchungs-Entspannungs-Profile, was wiederum zu einer beachtlichen Steigerung der Nutzfläche führt.

Da die Beanspruchungs-Entspannungs-Profile mit Maxwell-Elementen modelliert werden können, zeigen sie für einige Elemente eine deutliche Reduzierung der Entspannungszeiten während der Übergangsphase. Außerdem prognostiziert das rheologische Modell einen oberen Grenzwert für die Behandlungstemperatur. Dieser liegt 15 Grad Celcius unter der normalen Schrumpfungstemperatur für die Abwicklung der Kollagenmoleküle. Deshalb können modellierte Temperatursenkungen die Nutzfläche von Leder vergrößern.