دباغة (الجلود)

تبدأ عملية تحضير الجلود بمعالجتها بالملح لمنع تعفن الكولاجين الناتج عن نمو البكتيريا خلال الفترة الفاصلة بين الحصول على الجلد ومعالجته. تعمل المعالجة على إزالة الماء من الجلود باستخدام فرق الضغط الأسموزي. ينخفض ​​محتوى الرطوبة في الجلود بشكل كبير، ويرتفع الضغط الأسموزي، إلى درجة تمنع نمو البكتيريا. في التمليح الرطب، تُملّح الجلود بكثافة، ثم تُكبس في عبوات لمدة 30 يومًا تقريبًا. أما في المعالجة بالمحلول الملحي ، فتُقلب الجلود في حمام من الماء المالح لمدة 16 ساعة تقريبًا. يمكن أيضًا معالجة الجلود بحفظها في درجات حرارة منخفضة جدًا.

في عملية النقع، يتم نقع الجلود في ماء نظيف لإزالة الملح المتبقي من عملية المعالجة وزيادة الرطوبة حتى يمكن معالجة الجلد أو الجلد بشكل أكبر.

لمنع تلف الجلد الناتج عن نمو البكتيريا أثناء فترة النقع، يمكن استخدام المبيدات الحيوية ، وخاصةً ثنائي ثيوكاربامات . كما يمكن إضافة مبيدات الفطريات، مثل TCMTB ، لاحقًا في العملية لحماية الجلود الرطبة من نمو العفن. بعد عام 1980، مُنع استخدام المبيدات الحيوية القائمة على خماسي كلوروفينول والزئبق ومشتقاتها. ^{[ 14 ]}

بعد النقع، تُعالج الجلود بحليب الجير (عامل قاعدي) وعادة ما تُستكمل بـ "عوامل شحذ" (عوامل اختزال ثاني كبريتيد) مثل كبريتيد الصوديوم والسيانيدات والأمينات وما إلى ذلك .

هذا:

• يزيل الشعر والمواد الكيراتينية الأخرى
• يزيل بعض البروتينات القابلة للذوبان بين الألياف مثل الميوسينات
• يتسبب في انتفاخ الألياف وانفصالها إلى الحد المطلوب
• يزيل الشحوم والدهون الطبيعية إلى حد ما
• يُحسّن الكولاجين في الجلد إلى حالة مناسبة لدباغة مرضية

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 ]}

تعتمد الدباغة النباتية على التانينات (وهي فئة من المواد الكيميائية القابضة متعددة الفينولات)، الموجودة طبيعيًا في لحاء وأوراق العديد من النباتات. ترتبط التانينات ببروتينات الكولاجين في الجلد وتغلفها، مما يجعلها أقل قابلية للذوبان في الماء وأكثر مقاومة للهجوم البكتيري. كما تُكسب هذه العملية الجلد مرونة أكبر. تشمل أنواع اللحاء الرئيسية المستخدمة في العصر الحديث والتي تُعالج في مصانع اللحاء : الكستناء ، والبلوط ، والريدول ، والتانواك ، والشوكران ، والكويبراشو ، والمانجروف ، والأكاسيا (انظر الكاتيكول )، والهليلج من أنواع Terminalia ، مثل Terminalia chebula . في إثيوبيا ، استُخدم مزيج الزيوت النباتية من بذور النيجر ( Guizotia abyssinica ) وبذور الكتان في معالجة الجانب اللحمي من الجلد، كوسيلة للدباغة ، وليس للدباغة التقليدية. في اليمن ومصر ، كانت الجلود تُدبغ بنقعها في حوض يحتوي على أوراق ولحاء شجرة السالسا المطحونة ( Vachellia flava ، Vachellia nilotica kraussiana ). ^{[ 24 ]} تُغمر الجلود المشدودة على إطارات لعدة أسابيع في أحواض ذات تراكيز متزايدة من التانين. لا تتميز الجلود المدبوغة نباتياً بمرونة كبيرة، وتُستخدم في صناعة الحقائب والأثاث والأحذية والأحزمة وغيرها من إكسسوارات الملابس.

يُستخدم مصطلح "الجلد الأبيض الرطب" لوصف الجلود المنتجة باستخدام طرق دباغة بديلة تُنتج جلدًا بلون أبيض مائل للصفرة. ومثل الجلد الأزرق الرطب، يُعدّ الجلد الأبيض الرطب مرحلةً شبه نهائية. ويمكن إنتاج الجلد الأبيض الرطب باستخدام الألدهيدات أو أملاح الألومنيوم أو الزركونيوم أو التيتانيوم أو الحديد، أو مزيج منها. وقد أدت المخاوف بشأن سمية الكروم سداسي التكافؤ وتأثيره البيئي، والذي قد يتشكل أثناء عملية الدباغة، إلى زيادة الأبحاث عن طرق أكثر كفاءة لإنتاج الجلد الأبيض الرطب. ^{[ 25 ]}

تتضافر الظروف الموجودة في المستنقعات، بما في ذلك المياه شديدة الحموضة، وانخفاض درجة الحرارة، ونقص الأكسجين ، للحفاظ على جلد جثث المستنقعات مع تسميره بشدة .

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 ]}