دباغة (الجلود)

Preparing hides begins by curing them with salt to prevent putrefaction of the collagen from bacterial growth during the time lag from procuring the hide to when it is processed. Curing removes water from the hides and skins using a difference in osmotic pressure. The moisture content of hides and skins is greatly reduced, and osmotic pressure increased, to the point that bacteria are unable to grow. In wet-salting, the hides are heavily salted, then pressed into packs for about 30 days. In brine-curing, the hides are agitated in a saltwater bath for about 16 hours. Curing can also be accomplished by preserving the hides and skins at very low temperatures.

In soaking, the hides are soaked in clean water to remove the salt left over from curing and increase the moisture so that the hide or skin can be further treated.

To prevent damage of the skin by bacterial growth during the soaking period, biocides, typically dithiocarbamates, may be used. Fungicides such as TCMTB may also be added later in the process, to protect wet leathers from mold growth. After 1980, the use of pentachlorophenol and mercury-based biocides and their derivatives was forbidden.^[14]

After soaking, the hides are treated with milk of lime (a basic agent) typically supplemented by "sharpening agents" (disulfide reducing agents) such as sodium sulfide, cyanides, amines, etc.

This:

• Removes the hair and other keratinous matter
• Removes some of the interfibrillary soluble proteins such as mucins
• Causes the fibers to swell up and split up to the desired extent
• Removes the natural grease and fats to some extent
• Brings the collagen in the hide to a proper condition for satisfactory tannage

يعتمد ضعف الشعر على تكسر الرابطة ثنائية الكبريتيد لحمض السيستين الأميني ، وهي السمة المميزة لبروتينات الكيراتين التي تمنح الشعر والصوف قوتهما (يشكل الكيراتين عادةً 90% من الوزن الجاف للشعر). تعمل ذرات الهيدروجين التي يوفرها عامل التلميع على إضعاف الرابطة الجزيئية للسيستين، مما يؤدي في النهاية إلى تمزق روابط ثنائي الكبريتيد التساهمية ، وبالتالي إضعاف الكيراتين. وإلى حد ما، يساهم التلميع أيضًا في تساقط الشعر، لأنه يميل إلى تكسير بروتينات الشعر.

كما تم تحويل نقطة التعادل الكهربائي للكولاجين (وهو بروتين مقوي للأنسجة لا علاقة له بالكيراتين) في الجلد إلى حوالي درجة حموضة 4.7 بسبب التكليس.

تتم إزالة أي شعر متبقٍ بعد عملية التكليس ميكانيكياً عن طريق كشط الجلد بسكين غير حاد، وهي عملية تُعرف باسم "التقشير".

ثم يُخفَّض الرقم الهيدروجيني للكولاجين لكي تعمل عليه الإنزيمات في عملية تُعرف باسم إزالة الكلس. وبحسب الاستخدام النهائي للجلد، قد تُعالج الجلود بالإنزيمات لتليينها، وهي عملية تُسمى التخمير . في الدباغة الحديثة، تُعد هذه الإنزيمات عوامل مُنقَّاة، ولم تعد العملية تتطلب التخمير البكتيري (كما هو الحال في نقع الجلود في الماء) لإنتاجها. ^{[ 15 ]}

التخليل مصطلح آخر للدباغة، أو ما يُعادل في العصر الحديث تحويل الجلد الخام إلى جلد مدبوغ باستخدام مواد كيميائية حديثة، في حال تفضيل الدباغة المعدنية. بعد اكتمال عملية التخليل، تُعالج الجلود بنقعها أولاً في محلول ملحي (كلوريد الصوديوم)، عادةً ما يكون ربع جالون من الملح لكل جالون من الماء الساخن. ^{[ 16 ]} وعندما يبرد الماء، تُضاف إليه أونصة سائلة من حمض الكبريتيك . تُترك الجلود الصغيرة في هذا المحلول لمدة يومين، بينما تُترك الجلود الكبيرة لمدة تتراوح بين أسبوع وشهرين. ^{[ 16 ]}

في الدباغة النباتية، تُنقع الجلود في محلول يحتوي على مواد تانينية نباتية، مثل تلك الموجودة في العفص ، وأوراق السماق ، وأوراق بعض أشجار السنط ، والقشور الخضراء الخارجية للجوز ، وغيرها من النباتات. وتستغرق الدباغة النباتية وقتًا أطول من الدباغة المعدنية عند تحويل الجلود الخام إلى جلد مدبوغ. يُستخدم الجلد المدبوغ معدنيًا بشكل أساسي في صناعة الأحذية، ومقاعد السيارات، وتنجيد المنازل (الأرائك، وغيرها). أما الجلد المدبوغ نباتيًا فيُستخدم في صناعة المنتجات الجلدية ، وفي صناعة المنتجات الجلدية الصغيرة، مثل المحافظ، وحقائب اليد، والملابس.

يُعد دباغة الكروم أكثر أنواع الدباغة المعدنية شيوعاً، وهو المسؤول عن 85-90% من صناعة الجلود الحديثة. ^{[ 17 ]}

لطالما اعتُبر كبريتات الكروم الثلاثي ( [ Cr(H₂O ₎ ₆ _] ₂ ₍ SO₄ ₎ ₃ _{) أكثر عوامل الدباغة كفاءة وفعالية.} ^{[ 18 ] [ 19 ]} مركبات الكروم الثلاثي المستخدمة في الدباغة أقل سمية بكثير من الكروم سداسي التكافؤ ، على الرغم من أن الأخير ينتج عن معالجة النفايات غير الكافية. يذوب كبريتات الكروم الثلاثي ليعطي كاتيون سداسي أكوا الكروم الثلاثي، [Cr(H₂O ₎ ₆ _] ³⁺ ^، الذي يخضع عند درجة حموضة أعلى لعمليات تسمى التَأْشِيل، ليعطي مركبات متعددة الكروم الثلاثي النشطة في الدباغة، ^{[ 20 ]} وهي عملية الربط المتشابك لوحدات الكولاجين الفرعية. تكون كيمياء [Cr(H₂O ₎ ₆ _] ³⁺ ^أكثر تعقيدًا في حمام الدباغة مقارنةً بالماء نظرًا لوجود مجموعة متنوعة من الروابط . تتضمن بعض الروابط أيون الكبريتات، ومجموعات الكربوكسيل في الكولاجين، ومجموعات الأمين من السلاسل الجانبية للأحماض الأمينية ، وعوامل الحجب. عوامل الحجب هي أحماض كربوكسيلية ، مثل حمض الأسيتيك ، تُستخدم لكبح تكوين سلاسل متعدد الكروم (III). تسمح عوامل الحجب للدباغ بزيادة الرقم الهيدروجيني لزيادة تفاعل الكولاجين دون تثبيط اختراق معقدات الكروم (III).

يتميز الكولاجين بمحتواه العالي من الجليسين والبرولين والهيدروكسي برولين ، وعادةً ما تتكرر هذه الأحماض الأمينية في التسلسل -gly-pro-hypro-gly-. ^{[ 21 ]} تُشكل هذه البقايا البنية الحلزونية للكولاجين. يسمح محتوى الكولاجين العالي من الهيدروكسي برولين بالترابط المتقاطع عبر الروابط الهيدروجينية داخل البنية الحلزونية. تتشكل مجموعات الكربوكسيل المتأينة (RCO2− ⁾ _بفعل أيونات الهيدروكسيد. يحدث هذا التحول أثناء عملية التكليس، قبل إضافة عامل الدباغة (أملاح الكروم). لاحقًا، أثناء التخليل، تُبرتَن مجموعات الكربوكسيل في الكولاجين مؤقتًا لتسهيل نقل أيونات الكروم. خلال مرحلة إضافة القاعدة في الدباغة، تتأين مجموعات الكربوكسيل وترتبط كروابط مع مراكز الكروم (III) في تجمعات الأكسو-هيدروكسيد.

يؤدي التسمير إلى زيادة المسافة بين سلاسل البروتين في الكولاجين من 10 إلى 17 أنجستروم. ^{[ 22 ]} يتوافق هذا الاختلاف مع الترابط المتقاطع بواسطة أنواع متعددة الكروم، من النوع الناتج عن التأكسد والتأكسد.

قبل إدخال مركبات الكروم الأساسية في الدباغة، تُتخذ عدة خطوات لإنتاج جلد قابل للدباغة. يجب أن يكون الرقم الهيدروجيني (pH) شديد الحموضة عند إضافة الكروم لضمان صغر حجم مركبات الكروم بما يكفي لتتخلل ألياف الكولاجين وبقاياه. بمجرد الوصول إلى مستوى التغلغل المطلوب للكروم في الجلد، يُرفع الرقم الهيدروجيني للمادة مرة أخرى لتسهيل العملية. تُعرف هذه الخطوة باسم "التحميل القاعدي". في حالتها الخام، تكون الجلود المدبوغة بالكروم رمادية مزرقة، ولذلك تُسمى " الزرقاء الرطبة ". تُعد الدباغة بالكروم أسرع من الدباغة النباتية (تستغرق هذه المرحلة أقل من يوم) وتُنتج جلدًا مطاطيًا ممتازًا للاستخدام في صناعة الحقائب والملابس.

بعد تطبيق عامل الكروم، يُعالج الحمام ببيكربونات الصوديوم في عملية القلوية لرفع درجة الحموضة إلى 3.8-4.0، مما يحفز الترابط بين الكروم والكولاجين. عادةً ما يصاحب ارتفاع درجة الحموضة ارتفاع تدريجي في درجة الحرارة حتى 40  درجة مئوية. ^{[ 23 ]} تُفسر قدرة الكروم على تكوين مثل هذه الروابط الجسرية المستقرة سبب اعتباره أحد أكثر مركبات الدباغة فعالية. يمكن أن يحتوي الجلد المدبوغ بالكروم على ما بين 4 و5% من الكروم. ^{[ 22 ]} تتميز هذه الفعالية بزيادة استقرار الجلد الحراري المائي، ومقاومته للانكماش في الماء الساخن. ^{[ 19 ]}

Vegetable tanning uses tannins (a class of polyphenol astringent chemicals), which occur naturally in the bark and leaves of many plants. Tannins bind to the collagen proteins in the hide and coat them, causing them to become less water-soluble and more resistant to bacterial attack. The process also causes the hide to become more flexible. The primary barks processed in bark mills and used in modern times are chestnut, oak, redoul, tanoak, hemlock, quebracho, mangrove, wattle (acacia; see catechol), and myrobalans from Terminalia spp., such as Terminalia chebula. In Ethiopia, the combined vegetable oils of Niger seed (Guizotia abyssinica) and flaxseeds were used in treating the flesh side of the leather, as a means of tawing, rather than of tanning. In Yemen and Egypt, hides were tanned by soaking them in a bath containing the crushed leaves and bark of the Salam acacia (Vachellia flava, Vacellia nilotica kraussiana).^[24] Hides that have been stretched on frames are immersed for several weeks in vats of increasing concentrations of tannin. Vegetable-tanned hide is not very flexible. It is used for luggage, furniture, footwear, belts, and other clothing accessories.

Wet white is a term used for leathers produced using alternative tanning methods that produce an off-white colored leather. Like wet blue, wet white is also a semifinished stage. Wet white can be produced using aldehydes, aluminum, zirconium, titanium, or iron salts, or a combination thereof. Concerns with the toxicity and environmental impact of any chromium (VI) that may form during the tanning process have led to increased research into more efficient wet white methods.^[25]

The conditions present in bogs, including highly acidic water, low temperature, and a lack of oxygen, combine to preserve but severely tan the skin of bog bodies.

الدباغة هي طريقة تستخدم الشبّ وأملاح الألومنيوم الأخرى ، عادةً مع مواد رابطة مثل صفار البيض أو الدقيق أو أملاح أخرى. تُدبغ الجلود بنقعها في محلول دافئ من الشبّ وأملاح البوتاسيوم ، بدرجة حرارة تتراوح بين 20 و30 درجة مئوية (68 و86 درجة فهرنهايت) . تزيد هذه العملية من مرونة الجلد وقابليته للتمدد ونعومته وجودته. بعد ذلك، يُجفف الجلد في الهواء (يُغطى بقشرة) لعدة أسابيع، مما يسمح له بالاستقرار. ^{[ 26 ]}  

لا يُنصح باستخدام الشبة وحدها لدباغة الجلود الخام، لأنها تُقلّص مساحة سطح الجلد، مما يجعله أكثر سمكًا وصلابة عند اللمس. ^{[ 16 ]} وإذا وُضعت الشبة على الفراء، فإنها تجعله باهتًا وخشنًا. ^{[ 16 ]}