AT521908B1 - Schichtmaterial und Verfahren zur Herstellung eines Schichtmaterials - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Schichtmaterials in Form eines beschichteten Leders oder beschichteten Lederersatzstoffes, das eine Trägerschicht (1) aufweist, auf die eine Schicht (2) aus Polyurethan aufgebracht ist, die mit einer Polyurethan-Dispersionsmischung ausgebildet wird. Die Schicht (2), die wärmeaktivierbare Kontaktklebereigenschaften aufweist, ist mit einer Finishschicht (3) aus einer Polyurethan-Dispersion oder Polyurethan-Dispersionsmischung verbunden, wobei - die Schicht (2) auf die Trägerschicht (1) mit einer Stärke aufgebracht wird, dass sie nach einem Trocknen auf einen Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-% eine Dicke von 0,070 bis 0,350 mm aufweist, - die Finishschicht (3) auf der Schicht (2) mit einer Stärke ausgebildet wird, dass sie nach dem Trocknen auf einen Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-% eine Dicke von 0,008 bis 0,060 mm aufweist, - ein die Trägerschicht (1) und die auf diese aufgebrachte Schicht (2) mit der Finishschicht (3) umfassender Verbund (5) von der Seite der Finishschicht (3) her erwärmt und die wärmeaktivierbare Kontaktklebereigenschaften aufweisende Schicht (2) auf ihre Erweichungstemperatur gebracht wird, bei der die Schicht (2) ihre Kontaktklebereigenschaften annimmt, und - die Schicht (2) bei dieser Temperatur unter gleichzeitiger Aufbringung von Druck mit einer Matrize oder strukturierten Unterlage (4) von der Seite der Finishschicht (3) her strukturiert wird.

Description

Beschreibung

SCHICHTMATERIAL UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES SCHICHTMATERIALS

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Schichtmaterials gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

[0002] Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Schichtmaterial gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 9 sowie gemäß dem Verfahren bzw. unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Schichtmaterials erhältliche Gegenstände gemäß Patentanspruch 15.

[0003] Die DE 10001777 A1 betrifft das Verkleben von Gegenständen untereinander, wobei das Beschichten der Oberfläche eines Trägers beschrieben wird, der mit einem weiteren Gegenstand oder sich selbst verbunden werden soll. Als Kleberschichten werden mit Polyurethandispersionen erstellte Schichten ausgebildet, wobei die aufgetragenen Polyurethandispersionen getrocknet werden und durch Temperaturerhöhung aktiviert werden können. Zur Herstellung von Kleberschichten, die mehrschichtig aufgebaut sind, werden Drucke von 5 bis 50 kg/cm? eingesetzt. Die dabei eingesetzten Temperaturen können zwischen 20 bis 200 °C liegen. Es handelt sich um reine Kleberschichten, die keinesfalls strukturiert werden sollen, sondern zur Verbindung mit weiteren Gegenständen dienen. Angaben betreffend Schichtdicken des Dispersions- bzw. Kleberauftrags werden nicht getroffen.

[0004] In WO 2010007042 A1 beschreibt kontinuierliche Herstellung von mehrschichtigen Verbundkörpern. Auf ein Trägermaterial wird mittels einer Verbindungsschicht zumindest eine PoIyurethanschicht angebunden. Zum Verbinden der Schichten werden Temperaturen im Bereich von 80 bis 170 °C angewendet. Als Verbindungsschicht werden organische Klebstoffe eingesetzt, die aushärtbar sein sollen. Die Dicke dieser Verbindungsschicht beträgt maximal 100 um. Als Trägermaterialien werden Leder, textile oder auch andere Materialien eingesetzt. Mittels Kleber wird eine Polyurethanschicht am Trägermaterial fixiert, die mit Hilfe einer Matrize auf die Trägerschicht aufgebracht bzw. dort abgelagert wird. Die Polyurethanschicht wird aus Polyurethandispersionen erstellt und mit der Matrize mit einer entsprechend erhöhten Temperatur im Bereich von 80 bis 170 °C auf das Trägermaterial aufgebracht, wobei die Polyurethanschicht auch die Klebewirkung selbst übernehmen kann und sich mit dem Trägermaterial direkt verbindet. Die Matrize, welche die Polyurethandispersion trägt bzw. auf der die auf das Trägermaterial aufzubringende Polyurethanschicht ausgebildet wird, kann auch strukturiert werden. Aussagen über Schichtdicken der einzelnen Schichten werden nicht getroffen.

[0005] Die AT 286489 B betrifft einen Verbund umfassend ein Leder, das mit Hilfe eines Klebers mit einer Folie, insbesondere auch einer Polyurethanfolie, beschichtet wird. Der Kleber ist insbesondere bei Temperaturen oberhalb von 80 °C wärmeaktivierbar. Uber die Art der eingesetzten Kleber wird keine Aussage getroffen. Eine Prägung mittels einer Matrize erfolgt nicht.

[0006] Schichtmaterialien, die im Umkehrverfahren auf Matrizen hergestellt werden, bestehen aus mehreren Schichten; Schichtentrennungen sind daher vorprogrammiert. Bei einem Schichtenaufbau ist vor allem der sogenannte Sperrholzeffekt zu berücksichtigen, d.h. die Trägermaterialien werden nach der Beschichtung und dem Heißprägen automatisch steifer. Die bekannten Schichtmaterialien sind demzufolge relativ hart. Ein Ziel der Erfindung ist es, weiche strukturierbare bzw. strukturierte Schichtmaterialien zu erstellen und dabei zu verhindern, dass beim Heißprägen die Trägerschicht zu heiß wird. Höhere Temperaturen werden bei Leder oder Lederersatzstoffen als Stress empfunden und die Trägermaterialien verhärten und verlieren an Stärke, insbesondere wenn Feuchtigkeit, Hitze und Druck gemeinsam auf die Trägerschicht einwirken. Trotzdem sollen die einzelnen Elemente des Schichtmaterials durch Anwendung von Temperatur exakt geprägt und untrennbar miteinander verbunden werden.

[0007] Weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Schichtmaterial zu erstellen, das lunker-, riss- und blasenfrei herstellbar und für eine spätere Oberflächengestaltung lagerfähig ist und eine exakte Oberflächenstrukturierung zulässt, beste mechanische bzw. physikalische Eigenschaften besitzt und wirtschaftlich herstellbar ist. Es soll auch eine für kleine Produktionsstätten einfache und

flexible Herstellbarkeit des Schichtmaterials erreicht werden. Auch beschädigte Leder sollen behandelt und umweltfreundlich und energiebewusst veredelt werden können.

[0008] Erfindungsgemäß ist ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Merkmalen charakterisiert. Es ist somit vorgesehen, dass die Schicht auf die Trägerschicht mit einer Stärke aufgebracht wird, dass sie nach einem Trocknen auf einen Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-% eine Dicke von 0,070 bis 0,350 mm, vorzugsweise 0,150 bis 0,280 mm, aufweist, dass die Finishschicht auf der Schicht mit einer Stärke ausgebildet wird, dass sie nach dem Trocknen auf einen Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.% eine Dicke von 0,008 bis 0,060 mm, vorzugsweise 0,015 bis 0,045 mm, aufweist, dass ein die Trägerschicht und die auf diese aufgebrachte Schicht mit der Finishschicht umfassender Verbund von der Seite der Finishschicht her erwärmt und die wärmeaktivierbare Kontaktklebereigenschaften aufweisende Schicht auf ihre Erweichungstemperatur gebracht wird, bei der die Schicht ihre Kontaktklebereigenschaften annimmt, und dass die Schicht bei dieser Temperatur unter gleichzeitiger Aufbringung von Druck mit einer Matrize oder strukturierten Unterlage von der Seite der Finishschicht her strukturiert wird. Ein erfindungsgemäßes Schichtmaterial ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht mit zumindest einer Lage einer, gegebenenfalls nicht vernetzten oder untervernetzten, Polyurethan-Dispersionsmischung gebildet ist, dass die Finishschicht eine Dicke von 0,008 bis 0,060 mm, vorzugsweise 0,015 bis 0,045 mm, insbesondere 0,015 bis 0,025 mm, aufweist, dass die Schicht eine Dicke von 0,07 bis 0,35 mm, vorzugsweise 0,15 bis 0,28 mm, aufweist, dass die Schicht thermoplastische Eigenschaften besitzt, und dass die Finishschicht keine thermoplastischen Eigenschaften besitzt.

[0009] Bei dieser Vorgangsweise erhält man vorerst einen oberflächenstrukturierbaren Verbund, umfassend die Trägerschicht, die Schicht und die Finishschicht, welcher Verbund auch nach einer Zwischenlagerung optimal weiterverarbeitet bzw. strukturiert werden kann. Dazu ist es lediglich nötig, die Schicht thermisch zu aktivieren und oberhalb ihres Erweichungspunktes thermoplastisch auf einer Matrize oder strukturierten Unterlage unter Wärme- und Druckbeaufschlagung, z.B. in einer beheizbaren Plattenpresse oder in einer Membranpresse unter Druck zu strukturieren. Dabei wird die Verbindung zwischen der Finishschicht, der Schicht und der Trägerschicht noch weiter verbessert und diese Lagen werden untrennbar verbunden. Die Schicht behält nach Abzug von der Unterlage ihre Struktur bei. Die Trägerschicht wird dabei nicht oder kaum verdichtet und behält ihre Weichheit und Stärke.

[0010] Des Weiteren ist es bei der Strukturierung des Verbundes in einfacher Weise möglich, störende, sich vor allem auf dem gebildeten Schichtmaterial ausbildende Gasblasen bzw. Lufteinschlüsse zu entfernen und damit ein blasenfreies Schichtmaterial ohne Glanzstellen auf ihrer Oberfläche zu erstellen. Hier ist es besonders vorteilhaft, wenn die Druckbeaufschlagung in einer Membranpresse mit Vakuumunterstützung erfolgt, da dabei Sorge getragen werden kann, dass ausgehend vom Mittenbereich der Membran der Druck zu den Seitenrändern hin aufgebaut wird, wodurch zwischen der Beschichtung und der Matrize befindliche Lufteinschlüsse hinausgepresst werden können. Es ist erfindungsgemäß möglich, der Schicht von der Seite der Finishschicht her die erforderliche Wärme zur Erhitzung zuzuführen und von der anderen Seite her den zur Strukturierung erforderlichen Druck, z.B. mit einem Stempel, aufzubringen. Der Druckaufbau dient vor allem der Strukturierung der Schicht, die durch die Erwärmung ihren Erweichungsbereich erreicht hat und damit plastisch verformbar geworden ist.

[0011] Der Erweichungsbereich der wärmeaktivierbare Kontaktklebereigenschaften besitzenden Schicht kann nicht nur durch Wahl des Erweichungspunktes der einzelnen die Polyurethan-Dispersionsmischung bildenden PU-Dispersionen festgelegt werden, sondern kann auch durch Zugabe von Vernetzern gesteuert werden. Üblicherweise werden 1,5 bis 3,5 Gew.-% Vernetzer bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsmischung eingesetzt. Ein derartiger Vernetzter ist beispielsweise der Vernetzer XL80 der Firma Lanxess.

[0012] Es werden vorteilhaft PU-Dispersionen zur Erstellung der PU-Dispersionsmischungen eingesetzt, welche im getrockneten Zustand einen Erweichungspunkt bzw. -bereich haben, der oberhalb von 45 °C liegt, und die somit oberhalb dieser Temperatur weich und klebrig werden. Der

Erweichungspunkt bzw. -bereich kann bei Einsatz von Vernetzern auch ohne weiteres auf 95 °C oder mehr eingestellt werden. Die auf einen geringen Wassergehalt getrockneten PU-Dispersionsmischungen besitzen thermoplastische Eigenschaften und sind ab den genannten Temperaturen unter Druck fließfähig und lassen sich auch mehrmals hintereinander bleibend, d.h. ohne Verformungsrückbildung, verformen. Für das Prägen soll die Schicht unter Druck zähflüssig sein, um die Struktur der strukturgebenden Matrize oder Unterlage exakt und rasch annehmen zu können. Je nach Anwendungszweck des Schichtmaterials wird der Erweichungspunkt bzw. -bereich eingestellt bzw. gewählt.

[0013] Die für die Erstellung der PU-Dispersionsmischung eingesetzten PU-Dispersionen haben somit unterschiedliche Erweichungspunkte bzw. -bereiche und werden nach diesem Gesichtspunkt ausgewählt bzw. zusammengemischt. Es ist somit möglich, gezielt unterschiedliche Erweichungspunkte bzw. Erweichungsbereiche für die Schicht einzustellen. Es ist prinzipiell möglich, auch mehr als zwei Polyurethan-Dispersionen für die einzusetzende Polyurethan-Dispersionsmischung zusammenzumischen.

[0014] Für die Erstellung der Schicht werden PU-Dispersionen auf Basis von aliphatischen und/ oder aromatischen Polyether- und/oder Polyester- und/oder Polycarbonatpolyurethanen eingesetzt.

[0015] Vorteilhaft für die Strukturierbarkeit und die physikalischen Parameter des Schichtmaterials, wie z.B. Elastizität, Biegeverhalten, Schichtzusammenhalt, ist es, wenn zur Erstellung der Polyurethan-Dispersionsmischung für die Schicht eine Polyurethan-Dispersion mit wärmeaktivierbaren Kontaktklebereigenschaften zwischen 40 und 80 °C und einem Erweichungspunkt bzw. -bereich im getrockneten Zustand mit einem Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-% von oberhalb 40 °C, vorzugsweise oberhalb 45 °C, im Ausmaß von 20 bis 50 Gew.-% der fertigen PoIyurethan-Dispersionsmischung und eine Polyurethan-Dispersion, die keine Kontaktklebereigenschaften besitzt und im verfestigten bzw. teilverfestigten Zustand keine thermoplastischen Eigenschaften zeigt und im getrockneten Zustand mit einem Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.% einen Erweichungspunkt bzw. -bereich aufweist, der höher als 85 °C, vorzugsweise höher als 110 °C liegt, in einer Menge von 50 bis 80 Gew.-% der fertigen Polyurethan-Dispersionsmischung vermischt werden.

[0016] Die für die Erstellung der Schicht eingesetzten PU-Dispersionen enthalten vorteilhaft jeweils 35 bis 52 Gew.-% PU-Feststoff, bezogen auf das jeweilige Gewicht der eingesetzten PUDispersion. Die einzelnen PU-Dispersionen werden zu der PU- Dispersionsmischung gründlich vermischt und die zur Erstellung der Schicht eingesetzte PU-Dispersionsmischung enthält 65 bis 91 Gew.-% derartiger PU-Dispersionen, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersionsmischung.

[0017] Erfindungsgemäß werden besonders gute Eigenschaften im Hinblick auf den Zusammenhalt des Verbundes und die Strukturierbarkeit der Schicht erzielt, wenn eine Dispersionsmischung zum Einsatz kommt, die zwischen 18 und 52 Gew.-% - bezogen auf die fertige Dispersionsmischung - einer handelsüblichen PU-Dispersion auf Polyesterbasis oder Polyetherbasis mit einem Feststoffanteil von ca. 40 bis 50 % enthält, wie sie zum Beispiel als wärmeaktivierbarer Industriekontaktkleber unter dem Namen Luphen von der Firma BASF angeboten wird. 39 bis 73 Gew.-% der Dispersionsmischung werden von einer ebenfalls ca. 40 bis 50 % Feststoffe enthaltenden PU-Dispersion mit einem Erweichungspunkt von über 125 °C gebildet, z.B. einer Dispersion mit der Bezeichnung DLV-N der Firma Lanxess oder Umires RU-43-901 der Firma Stahl oder mit einem Erweichungspunkt von über 95 °C wie Aquacast S der Firma Lanxess. Eine Mischung führt insbesondere bei geschliffenen Narbenledern zu außergewöhnlich hohen Haftungseigenschaften, ohne das fertige Produkt nennenswert zu verhärten. Die restlichen 9 % der Mischung werden von Zuschlagsstoffen wie z.B. Vernetzern, Pigmenten, Polyacrylaten, Mikrohohlkugeln, Griffverbesserungsmitteln, Mattierungsmitteln usw. gebildet.

[0018] Das Polyurethan der für die Schicht eingesetzten PU-Dispersionen besitzt zumindest teilweise lineare und/oder zumindest teilkristalline oder amorphe Struktur und ist im getrockneten Zustand thermoplastisch verformbar.

[0019] Die für die PU-Dispersionsmischung zur Erstellung der Schicht eingesetzten PU- Dispersionen weisen einen pH-Wert von 6 bis 9,5 auf.

[0020] Es ist möglich, den gebildeten Verbund vor dem Strukturieren zwischenzulagern. Die Schicht kann zu einem gewünschten Verarbeitungszeitpunkt bei einer Temperatur zwischen 110 bis 160 °C erweicht bzw. klebrig gemacht werden bzw. nimmt die Eigenschaften eines wärmeaktivierbaren Kontaktklebers an und schmilzt hoch viskos und nimmt unter Druck die Struktur der jeweiligen Unterlage an.

[0021] Es kann vorgesehen sein, dass die Polyurethan-Dispersionsmischungen bzw. die Schicht Zusätze enthalten, z.B. gasgefüllte Mikrohohlkugeln mit einer Hülle aus thermoplastischen Kunststoff und/oder Pigmente und/oder Polyacrylatdispersionen und/oder Silikone und/oder Mattierungsmittel und/oder Verdicker und/oder Flammhemmmittel. Dabei können bezogen auf das Gesamtgewicht der Schicht bzw. der Polyurethan-Dispersionsmischung 1,5 bis 3,5 Gew.-% Mikrohohlkugeln mit einem Durchmesser von 20-50 u bzw. 2 bis 12 Gew.-% Pigmente und/oder 0,8 bis 4,5 Gew.-% Polyacrylate als Verdicker und/oder 1 bis 4 Gew.-% Mattierungsmittel wie TS 100 zugesetzt werden.

[0022] Die Messung der Shore-A-Härte erfolgt derart, dass eine Vielzahl von Lagen der zu untersuchenden Schicht bzw. Finishschicht aus dem jeweiligen Material angefertigt und gestapelt wird und damit ein Prüfkörper mit einer Stärke von 5 mm in Anlehnung an die Norm DIN ISO 7619-1 erstellt wird, der sodann vermessen wird.

[0023] Sofern als Trägerschicht ein Leder eingesetzt wird, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Narbenleder ein vollnarbiges Rindleder, vorzugsweise Rinds-Spaltleder, Kalbleder, Ziegenleder oder Känguruleder ist, bei welchem Leder die Narbenschicht vorteilhafterweise um 4 bis 40 % mechanisch entfernt ist.

[0024] Es ist bekannt, wässrige Dispersionen auf heiße strukturierte Silikonkautschukmatrizen aufzusprühen, um eine strukturierte Beschichtung zu erzeugen. Die Silikonkautschukmatrizen müssen sehr heiß sein, weil bereits beim Aufsprühen die strukturierte Oberfläche abkühlt und weil beim Trocknen durch die Verdunstungskälte der Silikonkautschukmatrize Temperatur entzogen wird. Diese Vorgangsweise benötigt viel Energie. Dazu kommt, dass die Silikonkautschukmatrizen durch den Vernetzer in den Dispersionen sowie durch die Dispersionen selbst einer Hydrolysealterung unterliegen und ihre glatte Oberfläche matt und unansehnlich wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entsteht keine Verdunstungskälte und kein Abkühlen durch das Aufsprühen der Dispersionsmischung auf die Silikonkautschukmatrize, sodass beim trockenen Strukturieren mittels Wärme und Druck mehr als 35 % Energie eingespart werden können. AuBerdem unterliegt die Silikonkautschukmatrize, dadurch das die Beschichtung trocken mit der Silikonkautschukmatrize in Kontakt gebracht wird, keiner Alterung durch Hydrolyse und Isocyanatvernetzer. Zur Herstellung einer nubukartigen Feinstruktur wird die vernetzerfreie oder vernetzerarme Dispersion für die Finishschicht 3 so dünn auf eine Silikonkautschukmatrize mit einer negativen Feinstruktur aufgetragen, das ihre Endstärke maximal 0,038 mm beträgt, da heißt, die Dispersionsschicht ist in weniger als 1 Minute bis auf 5 Gew.-% wasserfrei und schädigt die Silikonkautschukmatrize nicht.

[0025] Von Vorteil ist es, wenn die Schicht und die Finishschicht 3 vor dem Strukturieren jeweils weniger als 1,5 Gew.-% Wasser enthalten.

[0026] Erfindungsgemäß eignet sich das Schichtmaterial besonders vorteilhaft für die Herstellung von Gegenständen wie z.B. Zuschnitte, Stanzteile, Schuhteile, Sport- und Arbeitsschuhe, Schuheinlegesohlen, Gürtel, Uhrenarmbänder, Taschen, Lederwaren, Lenkradbezüge, Polsterungsüberzüge, Innenwandverkleidungen und Sitzbezüge für Kraftfahrzeuge und partielle Beschichtung für den Schutzbereich von Textilien, Uniformen, Arbeitsbekleidungen oder Sicherheitsbekleidungen.

[0027] Die erfindungsgemäß erstellten Gegenstände besitzen eine mittels der Unterlage bzw. Matrize beliebig gestaltbare Oberfläche, in der Narbenlederstrukturen, Textilstrukturen, geometrische Strukturen, Namenszüge, Logos sowie Oberflächenbereiche unterschiedlicher Struktur,

Nubukstrukur und/oder unterschiedlicher Rauigkeit usw. ausgebildet werden können. Dazu ist es lediglich erforderlich, die strukturgebende Fläche der Unterlage entsprechend zu gestalten. Die Gestaltung der Oberfläche der Unterlage kann durch Abformen, z.B. eines textilen Materials, mechanisch oder durch Laserabtragung erfolgen. Es muss die für die Strukturgebung bei der Herstellung des Schichtmaterials eingesetzte Matrize nicht oberflächenbearbeitet worden sein, sondern die eingesetzte Matrize kann auch eine Negativmatrize einer ursprünglich erstellten Positivmatrize sein. Unterlagen mit einer Stärke von weniger als 1,5 mm wie z. B. Textilien, strukturiertes Trennpapier, Silikonkautschuk werden vorteilhafterweise zur Stabilisierung mittels eines Silikonklebers mit einer dünne Metallplatte verbunden.

[0028] Erfindungsgemäß können Formatteile z.B. in den Abmessungen zwischen 0,35 bis 0,9 m? einfach hergestellt werden, indem Sets von Formatteilen aus großflächigen Trägerschichten, z.B. mit 2 bis 3 m*, mit geringem Stanzabfall ausgestanzt werden. Ein Formatteil kann dabei so groß sein, dass es beispielsweise die Schaftteile für ein Paar Schuhe abdeckt.

[0029] Die Trägerschicht ist durch die Schicht nicht sichtbar und es können somit unterschiedliche Trägerschichten durch gleiche Strukturierung der Oberfläche der Schicht gleiches Aussehen verliehen werden.

[0030] In der Zeichnung ist schematisch

[0031] in Fig. 1 ein Schnitt durch ein erfindungsgemäß aufgebautes Schichtmaterial und eine strukturierte Unterlage bzw. Matrize dargestellt.

[0032] In Fig. 2 ist die Strukturierung unter Druckaufbringung schematisch dargestellt.

[0033] Fig. 1 zeigt einen schematischen Schnitt durch eine Trägerschicht 1, eine Schicht 2, eine Finishschicht 3 und eine Matrize bzw. Unterlage 4. Die Schicht 2 und die Finishschicht 3 und die Trägerschicht 1 stellen einen Verbund 5 dar, der vorab angefertigt wird, wobei die Trägerschicht 1 mit der Schicht 2 und die Schicht 2 mit der Finishschicht 3 verbunden ist. Dieser Verbund 5 wird mit der Finishschicht 3 auf die Unterlage 4 aufgebracht bzw. mit dieser kontaktiert, die auf ihrer Oberfläche eine Struktur 7 aufweist. Mit der schematisch dargestellten Matrize bzw. Unterlage 4 kann der thermoplastisch verformbaren Schicht 2 bzw. der an dieser anhaftenden, nicht thermoplastisch verformbaren Finishschicht 3 die angedeutete Oberflächenstruktur 7 verliehen werden. Die sehr dünne Finishschicht 3 erhält ihre Form bzw. Struktur durch die Strukturierung der Schicht 2 und behält diese auch bei. Mit schematisch angedeuteten Spießen bzw. Dornen 15 können im Zuge des Strukturierens in der Schicht 2 Kapillare ausgebildet werden.

[0034] Fig. 2 zeigt das Prinzip einer Vorrichtung, die erfindungsgemäß zur Erstellung des erfindungsgemäßen Schichtmaterials eingesetzt werden kann. Es ist eine Heizeinrichtung 8 für die Unterlage 4 vorgesehen, wobei sich die Heizeinrichtung 8 vorteilhafterweise unterhalb oder innerhalb der Unterlage 4 befindet. Oberhalb der Unterlage 4 bzw. oberhalb des Raumes, in dem der zu strukturierende Verbund 5 angeordnet wird, ist eine Membran 13 angeordnet. Vorteilhaft kann die zwischen der Membran 13 und der Unterlage 4 bzw. die sich innerhalb des Verbundes 5 befindliche Luft, wie mit dem Pfeil 6 angedeutet ist, abgesaugt und/oder mit der Membran 13 ausgepresst werden. Es ist selbstverständlich möglich, die gesamte Anordnung um 180 °C zu stürzen.

[0035] Um optimale Eigenschaften eines Schichtmaterials zu erreichen, ist es vorteilhaft, beim Heißverpressen die sich ausdehnende Luft bzw. allfälligen Restwasserdampf aus der Schicht 2 abzuleiten. Beim Auflegen des Verbundes 5 auf die heiße oder aufzuheizende Unterlage 4 ist es vorteilhaft, wenn die sich bei Erwärmung ausdehnende Luft bzw. die Restgase, die in bzw. durch die Unterlage 4 nicht entweichen können, seitlich abgeführt werden können.

[0036] Es kann vorgesehen sein, dass mit einer weiteren ballonartigen Membran 9 oder mit der Membran 13 selbst, jeweils im Mittenbereich des Schichtmaterials begonnen wird, auf diesen Druck auszuüben und ausgehend vom Mittenbereich zu den Randbereichen hin, wie mit Pfeil 12 angedeutet, den Druckbereich auszudehnen. Damit wird die Luft zwischen der Finishschicht 3 und der Matrize 4 zum Rand hingedrückt und kann, wie mit Pfeil 6 angedeutet, abgesaugt werden

oder entweichen. Die Schicht 2 wird durch Ausübung des Drucks mit der Membran 13 und/oder 9 und gleichzeitiger Erwärmung mit der Heizeinrichtung 8 strukturiert.

[0037] Wie in Fig. 2 dargestellt, kann die Aufbringung des Strukturierungsdruckes auf den Verbund 5 auch mittels einer Pressplatte 10 erfolgen, die in Richtung des Pfeils 14 auf und ab bewegbar ist. Um eine Wärmeübertragung von der Unterlage 4 bzw. den zu verpressenden Verbund 5 auf die Pressplatte 10 zu vermeiden bzw. zu verringern, ist auf der Unterseite der Pressplatte 10 eine wärmeisolierende, druckelastische Schicht 11 aufgebracht, die den Pressdruck auf den Verbund 5 überträgt. Damit kann vermieden werden, dass die Trägerschicht 1 seitens der Pressplatte 10 her in unnötiger Weise erwärmt wird. Es ist auch möglich, die Pressplatte 10 zu kühlen, da es erfindungsgemäß vorteilhaft ist, wenn die Schicht 2 nur auf die vorgegebene Temperatur erwärmt wird, bei der die Schicht 2 die gewünschten thermoplastischen Eigenschaften bzw. die Eigenschaften eines wärmeaktivierbaren Kontaktklebers annimmt. Die Schicht 11 kann auch den Pressdruck gleichmäßig verteilen, was vor allem bei Oberflächenunebenheiten besitzenden Ledern wichtig ist.

[0038] Die Herstellung des Verbundes 5 kann derart erfolgen, dass auf die Trägerschicht 1 die Polyurethan-Dispersionsmischung der Schicht 2 aufgetragen wird und auf die Schicht 2 direkt die für die Finishschicht 3 eingesetzte Polyurethan-Dispersion oder Polyurethan-Dispersionsmischung aufgetragen wird. Das Auftragen der Dispersionen bzw. Dispersionsmischungen der Finishschicht 3 auf die Schicht 2 erfolgt dann, wenn die Schicht 2 weitgehend oder völlig getrocknet ist. Nach ihrem Auftragen braucht die Finishschicht 3 nur soweit getrocknet werden, dass der Verbund 5 bis zum Strukturieren zwischengelagert werden kann, was für eine flexible Fertigung von Vorteil ist.

[0039] Erfindungsgemäß ist es aber auch möglich, die Finishschicht 3 und einen Teil bzw. eine Lage 2b der Schicht 2 vorzufabrizieren, indem die Finishschicht 3 mit der gewünschten Stärke auf einen unstrukturierten Träger, z.B. auf ein Trennpapier oder auf Silikonkautschuk, aufgesprüht wird. Nach Trocknung, vorteilhaft auf einen Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-%, wird ein Teil der Dispersionsmischung der Schicht 2, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-%, als Lage 2b auf die Finishschicht 3 aufgetragen und getrocknet. Der andere Teil der Dispersionsmischung bzw. die andere Lage 2a der Schicht 2 wird mittels einer gegenläufigen Walze auf die Trägerschicht 1 aufgetragen und soweit getrocknet, dass diese andere Lage 2a der Schicht 2 nur noch einen Wassergehalt zwischen 5 und 20 % enthält. Diese andere Lage 2a und die Trägerschicht 1 werden dann auf die Lage 2b der Schicht 2, die sich mit der Finishschicht 3 noch auf dem unstrukturierten Träger befindet, aufgelegt und mittels einer Walze und einem Druck von weniger als 0,8 kg/cm? angedrückt. Der gebildete Verbund 5 wird daraufhin von dem strukturlosen Träger abgezogen. Durch das Zusammenfügen der chemiegleichen Teilschichten bzw. Lagen 2a, 2b wird die Schicht 2 in der jeweils gewünschten Stärke ausgebildet und ist nach Trocknung auf einen Wassergehalt von weniger als 1,5 % fertig zum Strukturieren.

[0040] Eine weitere Alternative zur erfindungsgemäßen Ausbildung der Schicht 2 kann insbesondere dann zum Einsatz kommen, wenn nubukartige Oberflächen hergestellt werden sollen. Dabei setzt man eine Silikonkautschukmatrize oder ein Release-Papier als Träger ein, welches eine negative Feinstruktur aufweist, aber ansonsten glatt ist. Die Finishschicht 3 bzw. die dafür zum Einsatz kommende Dispersionsmischung wird auf diese Matrize bzw. das Release-Papier aufgesprüht und auf einen Wassergehalt von weniger als 10 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 1,5 Gew.-%, getrocknet. Diese dünne, vorgefertigte Finishschicht 3 mit einer Dicke von 0,020 bis 0,045 mm wird mit Hilfe des Trägers auf eine Schicht 2 aufgelegt, die noch etwa 5 bis 10 Gew.% Wasser enthält, aber bereits auf die Trägerschicht 1 aufgebracht worden ist. Die Finishschicht 3 wird mit einem Druck von weniger als 0,500 kg/cm?, insbesondere mit einem Druck von 0,050 bis 0,300 kg/cm?, an die Schicht 2 angedrückt. Von diesem so angefertigten Verbund 5 wird die Silikonkautschukmatrize bzw. das Release-Papier, auf dem sich die Finishschicht 3 befunden hat, abgezogen und der Verbund 5 kann sodann mit der Finishschicht 3 auf die zum Strukturieren vorgesehene Unterlage 4 aufgebracht und unter Anwendung von Druck und Wärme strukturiert werden. Selbst bei Strukturtemperaturen von 150 °C beim Strukturieren bleibt die nubukartige Feinstruktur erhalten.

[0041] Mit den unterschiedlichen Ausbildungsarten bzw. Aufbringungsweisen der Schicht 2 sowie der Finishschicht 3 können unterschiedliche Feinstrukturen der Unterlage 4 berücksichtigt und rasche Musterwechsel ermöglicht werden, ohne die Festigkeitswerte sowie die Strukturierbarkeit selbst zu beeinträchtigen.

[0042] Wenn der Verbund 5 ausreichend getrocknet ist, kann der Verbund 5 vor einer Strukturierung zu Zuschnitten gestanzt bzw. geschnitten werden und die Zuschnitte können sodann unabhängig voneinander einer Prägung bzw. Oberflächenstrukturierung unter Druck und Temperatur unterzogen werden.

[0043] Die Schicht 2 kann auch nach dem Trocknen und vor dem Wirksamwerden des Vernetzers, was bei Normaltemperatur nach ca. 8 Stunden beginnt, leicht klebrig sein, was ein Stapeln, vor allem bei erhöhten Temperaturen, erschweren würde. Diesem Nachteil wirkt die Finishschicht 3 entgegen, die die Schicht 2 abdeckt. Die Finishschicht 3 wird auf die Oberfläche der Schicht 2 in Form einer dünnen ca. 0,008 bis 0,060 mm, vorzugsweise 0,015 bis 0,045 mm, dicken Lage, vorzugsweise aus einer härteren, PU- Dispersion aufgebracht bzw. darauf ausgebildet. Die Finishschicht 3 weist dabei eine Härte von mehr als 60 Shore A auf und ist nicht geschäumt und enthält gegebenenfalls 1 bis 4 Gew.-% Polysiloxane. Die nicht thermoplastische und auch bei erhöhten Temperaturen nicht klebrige Finishschicht 3 ermöglicht ein Stapeln der Zuschnitte abgesehen von ihren vorteilhaften Eigenschaften beim Gebrauch des Schichtmaterials.

[0044] Die Schicht 2 verhält sich zum Zeitpunkt der Oberflächengestaltung thermoplastisch und wird unter Druck und Hitzeeinwirkung so plastisch, dass sie auch den feinsten Mikrostrukturen in der Matrizenoberfläche folgen kann. Die Finishschicht 3 ermöglicht auch, dass der Verbund 5 unmittelbar nach dem Prägen, also im noch heißen Zustand der Schicht 2, von der Unterlage 4 abgezogen werden kann, da die Finishschicht 3 einem Anhaften entgegenwirkt. Die Wahl der Dicken und der Härte der Schicht 2 und der Finishschicht 3 trägt wesentlich dazu bei, dass die Finishschicht 3 beim Prägen die Struktur der Unterlage 4 annimmt bzw. später beibehält. Auch die Abriebeigenschaften werden durch die gewählten Härten und Dichten verbessert.

[0045] Bei den eingesetzten PU-Dispersionen handelt es sich um wässrige PU-Dispersionen.

[0046] Die Dichte der Finishschicht 3 beträgt immer unabhängig von den Pigmenten 1,05 bis 1,2 g/cm?®. Die Dichte der Schicht 2 ohne Mikroholkugeln und ohne Einrühren von Luft in die Dispersionsmischung unabhängig von der Art und Menge der Pigmente liegt zwischen 1,05 bis 1,2 g/cm®. Vorzugsweise enthält sie Mikroholkugeln und/oder feine Luftbläschen. Ihre Dichte liegt dann zwischen 0,88 bis 1,08 g/cm®.

[0047] Die Messung bzw. Überprüfung der Erweichungstemperatur bzw. des Erweichungsbereichs erfolgt auf der Kofler-Bank.

[0048] Beim Strukturieren erfolgen die Erwärmung des Schichtmaterials auf die vorgegebene Temperatur und die Druckbeaufschlagung des Verbundes 5 gleichzeitig für die Jeweils vorgegebene Zeitspanne.

[0049] Erfindungsgemäß werden besonders gute Verformungseigenschaften für die Gestaltung der Oberfläche und eine exzellente Verbindung zwischen der Trägerschicht 1 und der Schicht 2 erzielt, wenn die PU-Dispersionsmischung 18 bis 52 Gew.-% einer PU- Dispersion in Form eines wärmeaktivierbaren Kontaktklebers enthält, der einen PU- Feststoffanteil von 40 bis 50 % besitzt und wärmeaktivierbar ist und bereits bei einer Temperatur zwischen 45 und 80 °C pastös und klebrig wird. Solche handelsüblichen Produkte sind wärmeaktivierbare Dispersionskontaktkleber auf Polyurethanbasis, wie z.B. das Produkt Luphen DDS 3548 der Firma BASF oder DIS 779 der Firma Keck Chemie, Pirmasens. Dieser PU-Dispersion wird eine PU-Dispersion im Ausmaß von 39 bis 73 Gew.-% - bezogen auf das Gewicht der PU-Dispersionsmischung - zugemischt, deren Erweichungspunkt vorzugsweise höher als 90 °C liegt, z.B. das Produkt Aquacast S der Firma Lanxess oder Umires-43-901 der Firma Stahl oder Astacin PS der Firma BASF.

[0050] Nach dem Wirksamwerden eines Vernetzers, wie zum Beispiel das Produkt Aquaderm XL 80 der Firma Lanxess AG, Köln, verliert diese PU-Dispersionsmischung der Schicht 2 einen ge-

wissen Teil ihrer thermoplastischen Eigenschaften nachdem die nahezu auf Wasserfreiheit getrocknete Schicht 2 beim Gestalten der Oberfläche mittels Hitze und Druck auf eine Temperatur von über 90 °C, vorzugsweise über 110 °C, gebracht worden ist. Trotzdem kann die Schicht 2 bei einem weiteren bzw. bei wiederholtem Erhitzen problemlos neuerlich thermoplastisch strukturiert werden. Problemlos werden tiefe Strukturprägungen möglich, wenn die Schicht 2 zwischen 0,15 mm und 0,26 mm stark ist und eine Dichte zwischen 0,89 und 0,99 g/cm® aufweist. Diese Dichte kann mittels Mikrohohlkugeln und/oder durch Einbringen von Luft bei der Herstellung der Dispersionsmischung erfolgen. Dabei entstehen feinste Luftbläschen, die bis zu einer 3-fachen VergröBerung noch nicht sichtbar sind.

[0051] Mit der Erfindung wird auch der bekannte Nachteil, dass mit PU-Dispersionen hergestellte Beschichtungen auf hydrophoben Ledern nur ungenügende Haftung bzw. Verbindung erlangen, behoben. Ein hydrophobes Leder verhindert das Eindringen von PU-Dispersionen, die in der Regel mehr als 40 % Wasser enthalten, in die Oberfläche des Leders. Dieser in der Lederbranche bekannte Nachteil von PU-Dispersionen zur Beschichtung wird erfindungsgemäß verbessert, weil sich die Schicht 2 nach ihrem Trocknen beim Strukturieren wie ein wärmeaktivierbarer Kleber verhält, der unter Druck in feinste Vertiefungen des Leders eindringen kann. Die Schicht 2 verankert sich allenfalls auch in dem hydrophoben Leder 1 wie ein Schmelzkleber, zeigt maximale Haftung und ist wasserundurchlässig.

[0052] Erfindungsgemäß kann die Schicht 2 in einem Durchgang oder in mehreren aufeinander folgenden Auftragsdurchgängen auf die Trägerschicht 1 aufgebracht werden.

[0053] Erfindungsgemäß kann durch Mitverwendung von Mattierungsmittel, wie TS 100, Verdickungsmittel, wie Wesopret A2, vor allem aber durch Mikroholkugeln mit einem Durchmesser zwischen 20-50 u und/oder feinen Luftbläschen, die Rissbildungen beim Trocknen der KleberDispersionsmischung verhindert werden.

[0054] In Anlehnung an DIN 53505 wurde ein 6 mm starker Prüfkörper aus 2 Gew.-% XL80 enthaltenden erfindungsgemäß für die Schicht 2 eingesetzten Dispersionsmischungen erstellt. Derartige Prüfkörper besitzen bei 23 °C eine Härte von 35 bis 65 Shore-A und bei 70 °C eine Härte von 10 bis 55 Shore-A.

[0055] Ein Prüfkörper aus der Finishschicht 3 ohne den Zusatz von Vernetzern bzw. XL80 aus der entsprechenden Polyurethan-Dispersionsmischung besitzt bei 23 °C eine Shore-A- Härte von 75 bis 99 Shore-A und bei 70 °C eine Shore-A-Härte von 70 bis 85.

[0056] Ein Prüfkörper aus der jeweiligen Polyurethan-Dispersion der Finishschicht 3 zeigt bei einer Temperatur von 165 °C keine Kontaktklebeeigenschaften.

[0057] Ein Prüfkörper aus dem Material der Schicht 2 zeigt bei einer Temperatur zwischen 80 und 115 °C Kontaktklebereigenschaften. Schichten bzw. Filme aus diesem Material, die in diesem Temperaturbereich unter - auch geringem - Druck zusammengebracht werden, verbinden sich untrennbar zu einer einzigen Schicht bzw. einem einzigen Film und können auch nach einer dreimonatigen Lagerung nicht voneinander getrennt werden.

[0058] Für die Feststellung, ob eine Polyurethan-Dispersionsmischung für die gewünschte Strukturierung auf einer ausgewählten Unterlage 4 geeignet ist, erfolgt eine Prüfung der für das Heißprägen benötigten Eigenschaften wie Thermoplastizität, Klebrigkeit und Fließverhalten unter Wärme und Druck. Dies erfolgt derart, dass man eine Schicht mit einer Stärke von z.B. 1,0 mm aus einer getrockneten Dispersion ausbildet und diese im Wärmeofen oder auf der Kofler-Bank bei einer Temperatur zwischen 90 und 145 °C bezüglich der genannten Eigenschaften beurteilt. Bei positivem Resultat wird diese Schicht in einer Presse mit einer mit der gewünschten Oberflächenstruktur versehenen Unterlage bzw. Silikonkautschukmatrize, die z.B. eine Shore-A-Härte von 75 besitzt, bei Temperaturen zwischen 90 und 145 °C und Presszeiten zwischen 2 und 18 s verpresst. Bei diesen Temperaturen hat die Polyurethan-Dispersionsmischung mehr oder weniger klebrig zu sein, darf aber nicht flüssig sein, muss die Matrize optimal abbilden und muss sich von der Matrize leicht ohne Verformung abziehen lassen ohne die ausgebildete Struktur zu verändern. In der Regel erfüllen die genannten handelsüblichen Polyurethan-Dispersionen dieses

Erfordernis. Durch ein entsprechendes Mischungsverhältnis von derartigen handelsüblichen PoIyurethan-Dispersionen können Anpassungen an unterschiedliche Beanspruchungen vorgenommen werden und die Erweichungs- und Prägetemperatur eingestellt bzw. vorgegeben werden.

[0059] In den Merkblättern der Hersteller von Polyurethan-Dispersionen ist die Temperatur angegeben, bei der die Dispersion bzw. der Kleber erweicht und seine Kontaktklebereigenschaften anzunehmen beginnt. Bei diesen Temperaturen hat die Polyurethan-Dispersion somit ihre Erweichungstemperatur erreicht.

[0060] Die Stärke der Finishschicht 3 gemessen nach DIN EN ISO 2589 beträgt 0,008 bis 0,060 mm. Die Stärke der Schicht 2 beträgt gemessen nach DIN EN ISO 2589 0,070 bis 0,280 mm.

[0061] Im Dauerbiegeverhalten ergeben sich für erfindungsgemäßes Schichtmaterial gemäß DIN EN ISO 5402 mehr als 100.000 Flexe.

[0062] Die Erfindung verdeutlicht, dass mit einer wärmeaktivierbaren - bzw. einer aus wärmeaktivierten Kontaktkleber gebildeten Schicht 2 ausgezeichnete Eigenschaften des Schichtmaterials erreicht werden.

[0063] Vorteilhafterweise werden die Polyurethan-Dispersionsmischungen erstellt mit einer wärmeaktivierbaren Kontaktkleberdispersion und mit einer Nichtkleberdispersion, welche Nichtkleberdispersion nicht wärmeaktivierbar ist und nach Wasserentfernung und selbst ohne Vernetzer bei 165 °C nicht thermoplastisch wird und selbst bei Temperaturen von mehr als 165 °C nicht klebrig wird und schon gar keine Kontaktklebereigenschaften annimmt.

[0064] Unter Kleber- und Kontaktkleber-Eigenschaften wird verstanden, dass die wasserfreie bzw. weniger als 1,5 Gew.-% Wasser enthaltende Kleberschicht zwischen 40 und 80 °C so klebrig ist, dass sie in Kontakt mit sich selbst auch ohne Anwendung von Druck sich zu einer untrennbaren Schicht verbindet.

[0065] Die Trocknung der Schicht 2 und/oder der Finishschicht 3 bzw. der Lagen 2a, 2b vor bzw. im Zuge der Herstellung des Verbunds 5 bewirkt ihre optimale Verbindung, die bei einem zu großen Wassergehalt nicht ausreichend wäre. Des weiteren würde ein zu großer Wassergehalt für den Strukturierungsvorgang unvorteilhafte Auswirkungen besitzen.

[0066] Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen näher erläutert.

BEISPIEL 1:

[0067] Eine halbe chromgegerbte, vollnarbige 1,85 m? große Rindslederhaut aus Kenia mit zahlreichen Beschädigungen der Narbenschicht, verursacht durch Heckenrisse und Insekten, mit einer Stärke mit für Leder typischen Schwankungen zwischen 1,15 und 1,30 mm wurde auf der Narbenseite mit Schleifpapier Körnung 180 geschliffen und zeigte danach eine Stärke zwischen 1,11 und 1,25 mm.

[0068] Danach wurde die Haut zwei Stunden gemillt, um sie auf den gewünschten Weichheitsgrad zu bringen. Ziel war die Nachstellung einer groben Naturledernarbung, wie sie für den Nackenbereich von vollnarbigen, gemillten Rindsledern typisch ist. Zwischen den Narbkuppen und Narbtälern sollten Höhenunterschiede zwischen 0,02 und 0,08 mm ausgebildet werden. Um dies in der Lederhaut bzw. in dem verarbeiteten Leder z.B. für Schuhe bzw. den für die eingesetzten Stanzteilen zu erreichen, wurde auf das geschliffene und gemillte Leder eine Polyurethan-Dispersionsmischung aufgetragen mit folgender Zusammensetzung:

300 g Polyurethan-Klebstoffdispersion Type DIS 779 der Firma Keck mit einem Feststoffanteil von ca. 45 Gew.-% und einer Erweichungstemperatur von 50 °C,

640 g Polyurethan-Dispersion der Marke Aquacast S der Firma Lanxess mit einem Feststoffanteil von ca. 50 Gew.-%,

20 g Pigment schwarz,

20 g Vernetzer XL 80 der Firma Lanxess,

15 g Verdicker auf Polyacrylatbasis,

3,5 g Mattierungsmittel TS100 der Firma CG Chemikalien, Hannover

1,5 g Mikrohohlkugeln 8 kg Melio Foam

[0069] Diese Zuschlagsstoffe und die zwei eingesetzten Polyurethan-Dispersionen wurden in einem Rührmischer 5 Minuten lang gründlich vermischt. Das Volumen dieser Polyurethandispersionsmischung wurde durch das Einbringen von Luft von 1.000 cm*® auf 1.080 cm® erhöht.

[0070] Die Polyurethan-Dispersionsmischung wurde als Schicht 2 mittels einer gegenläufigen Walze auf die geschliffene Seite des als Trägerschicht 1 fungierenden Leders aufgebracht und zwar in einer Menge von 295 g/m*. Nach einem Trocknen auf einen Wassergehalt von 2 bis 5 Gew.-% besaß diese grifftrockene Schicht 2 eine Dicke von 0,2 mm.

[0071] Die ausgebildete Schicht 2 hatte eine glatte geschlossene Oberfläche, war aber durch den Gehalt an Restwasser noch leicht klebrig und nicht stapelbar. Unmittelbar nach der Fertigstellung dieser Schicht 2 wurde auf diese Schicht 2 eine Finishschicht 3 aufgesprüht in einer Menge von 50 g/m?. Diese Schicht hatte folgende Zusammensetzung:

100 g Finishdispersion HW2 der Firma Lanxess mit seidenmatter Glanzeinstellung, 50 g Wasser,

3 g Pigment schwarz

1,5 g Vernetzer XL80

3 g Silikon-Wachs-Emulsion für eine verbesserte Haptik

[0072] Nach Trocknung der Finishschicht 3 auf einen Wassergehalt unter 1,5 Gew.-% zeigt diese Schicht eine Stärke von 0,016 mm.

[0073] Auch im noch nicht vernetzten Zustand war die Finishschicht 3 bei einer Temperatur von 140 °C nicht thermoplastisch und auch nicht klebrig, sodass derart beschichtete Leder auch bei Temperaturen von 40 °C ohne weiteres gestapelt werden konnten.

[0074] Nach einer Lagerung von einer Stunde erfolgte die gewünschte Strukturierung der Schicht 2, Die Haut bzw. der Verbund 5 wurde auf einer negativ strukturierten Silikonkautschukunterlage 4, die eine Temperatur von 135 °C aufwies, 14 Sekunden lang mittels Druck strukturiert. Die Strukturierung der auf diese Temperatur gebrachten Schicht 2 erfolgte durch die keine thermoplastischen Eigenschaften aufweisende Finishschicht 3 hindurch bei einem Druck von 4,2 kg/cm®. Die erhitzte Schicht 2 wurde in einer Plattenpresse plastisch verformt, und nahm dabei die Eigenschaften eines Kontaktklebers an, und formte die Struktur der Unterlage 4 bei gleichzeitiger zusätzlicher intensiver Verbindung aller Schichten, d.h. der Trägerschicht 1, der Schicht 2 und der Finishschicht 3, exakt ab.

[0075] Danach wurde die strukturierte Rinderhaut von der heißen Unterlage 4 abgezogen und nach einer Zwischenlagerung von 24 Stunden überprüft. Das Leder zeigt in allen Details und in allen Zonen, und zwar fehlerfrei, die Oberfläche der Unterlage 4, und zwar ohne die Fehler und Narbenschäden der ursprünglich eingesetzten Haut, die auch noch nach dem Schleifvorgang in Form von Vertiefungen bis zu 0,03 mm vorhanden waren.

[0076] Ein Teilbereich der Haut von etwa 25x25 cm wurde vor dem Aufbringen der Schicht 2 und der Finishschicht 3 abgedeckt. Die Strukturierung veränderte die Weichheit und die Stärke des beschichteten Leders gegenüber dem abgedeckten bzw. unbeschichteten Teilbereich kaum. Das heißt, die Gesamtstärke des Verbundes 5 war um 0,02 und 0,026 mm dünner. Ein weiterer, nur mit der Schicht 2 beschichteter Teilbereich der Haut, der nicht strukturiert wurde, zeigte ebenfalls die gleiche Weichheit und Stärke wie die ursprünglich eingesetzte Haut bzw. wie das strukturierte Schichtmaterial bzw. der strukturierte Verbund 5. Dies bedeutet, dass die Aufbringung der Schicht 2 und der Finishschicht 3 und die Strukturierung in der Praxis keinen nachteiligen Einfluss auf die Weichheit des Schichtmaterials haben.

[0077] Ein weiterer Teilbereich der Haut, der mit der Schicht 2 und der Finishschicht 3 versehen wurde, wurde nicht strukturiert und einer Alterungslagerung von 10 Tagen bei einer Temperatur von 50 °C unterzogen. Danach wurden Schuhoberteile gestanzt, die unter denselben Temperatur- und Druckbedingungen wie der andere, sofort strukturierte Teilbereich der Haut strukturiert

wurden. Es zeigte sich als überraschendes Ergebnis, dass es auch nach dieser Lagerung unter ausgesprochen ungünstigen Bedingungen problemlos und ohne Qualitätsverlust möglich ist, einen Verbund 5 einer Strukturprägung mit einer gewünschten Unterlage bzw. Matrize 4 zu unterziehen.

[0078] Die eingesetzte Unterlage 4 ist eine Silikonkautschukmatrize und besaß sowohl grobe Strukturen als auch ausgesprochen feine Strukturen, um allenfalls erkennen zu können, inwieweit bzw. in welcher Weise die Schicht 2 die Unterlage 4 abformen kann. Es zeigte sich, dass sämtliche Details, d.h. auch extrem feine Details, der Unterlage 4 exakt abgeformt wurden.

[0079] Bei einer Untersuchung bzw. einem Testen des hergestellten Leders ergab sich folgendes:

[0080] Das Leder, das für die Herstellung des Schichtmaterials eingesetzt wurde, hatte eine Stärke gemessen nach DIN EN ISO 2589 von 1,11 bis 1,25 mm. Mit der aufgebrachten Schicht 2 und der aufgebrachten Finishschicht 3 hatte das Leder vor der Strukturierung eine Dicke von 1,27 bis 1,38 mm. Nach der Strukturierung hatte das Schichtmaterial umfassend die Trägerschicht 1, die Schicht 2 und die Finishschicht 3 eine Dicke von 1,27 bis 1,38 mm. Es erfolgte keine nennenswerte Dickenabnahme in Folge der Inkompressibilität der aufgebrachten PoIyurethan-Schichten bzw. der dem Leder innewohnenden Elastizität.

[0081] Das Dauerbiegeverhalten eines Verbundes 5 ergab gemessen nach DIN EN ISO 5402 125.000 Flexe; dies sowohl vor als auch nach der Strukturierung des Verbundes 5.

[0082] Eine Messung gemäß DIN EN ISO 11644 der Haftung der Beschichtung und Ermittlung der Schichtentrennung ergab, dass sich vor der Strukturierung bzw. Beaufschlagung mit Temperatur und Druck das Ledermaterial in sich spaltete und zwar bei einer Belastung mit 11 N. Nach der Strukturierung und der Temperatur- und Druckbehandlung ergab sich ein Wert von 13,2 N, bei dem sich das Leder aufspaltete (Schichtentrennung), da sich der Rest der Ledernarbenschicht von der Ledermittelschicht trennte.

[0083] Die Höchstzugkraft gemäß DIN EN ISO 3376-1 betrug beim eingesetzten Leder vor seiner Beschichtung 23 N. Nach dem Aufbringen der Polyurethan-Schichten und Herstellung des Verbundes ergab sich für den Verbund 5 ein Wert von 26,5 N. Nach dem Strukturieren hatte das erstellte Schichtmaterial eine Höchstzugkraft von 28,5 N.

[0084] Bei einem Weichheitstest betreffend Veränderungen des Schichtmaterials durch vier neutrale Personen ergab sich als Beurteilung für das Schichtmaterial, dass dieses vor seiner Strukturierung und nach seiner Strukturierung gleich weich sei und Veränderungen in der Weichheit nicht festgestellt werden konnten.

BEISPIEL 2:

[0085] Bei Einsatz der gleichen Rezeptur und der gleichen Parameter bzw. gleichen Werte für die Ausbildung des Verbundes 5 ergab sich für ein weiches chromgegerbtes Rindsspaltleder mit einer Stärke von 1,6 mm nach DIN EN ISO 11644 ein Haftwert von 48N zwischen dem eingesetzten Spaltleder und der Schicht 2.

BEISPIEL 3:

[0086] Ein als Trägerschicht 1 eingesetztes Lederfasermaterial, welches neben Lederfasern auch textile synthetische Fasern in einem Ausmaß von 28 Gew.-% und einen Polyurethan-Binder in einem Ausmaß von 32 Gew.-% - jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Trägerschicht 1 - enthielt und eine Stärke von 1,3 mm aufwies, wurde auf folgende Weise zu einem Schichtmaterial bzw. Verbund 5 verarbeitet. Es wurde ein Mischungsansatz wie in Beispiel 1 angegeben eingesetzt, jedoch ohne schwarzes Pigment.

[0087] Diese Polyurethan-Dispersionsmischung wurde mit den Zusatzstoffen mittels einer Walze im Gleichlauf auf die glatte Seite des Lederfasermaterials aufgebracht, und zwar in einem Ausmaß von 350 g/m?. Diese Schicht 2 wurde auf einen Wassergehalt von unter 5 Gew.-% getrock-

net. Anschließend wurden 70 g/m? Polyurethan-Dispersion der Finishschicht 3 aufgebracht, die, wie in Beispiel 1 beschrieben, hergestellt wurde. Statt 4,5 g schwarzes Pigment enthielt die Finishschicht 3 jedoch 11 g weißes Pigment. Die Finishschicht 3 wurde mit einer Gleichlaufwalze aufgebracht und nach dem Trocknen auf einen Wassergehalt von 0,5 Gew.-% wurden aus diesem Verbund 5, der eine 1,2 m* große Platte darstellte, Schuhoberteile gestanzt, die in einer 30x50 cm großen Plattenpresse strukturiert wurden. Als Strukturgeber diente ein textiles netzartiges Material aus Polyesterfasern, welches textile Material mittels eines Silikonklebers auf einer dünnen Metallplatte angeklebt war. Diese als Unterlage 4 dienende heiße Metallplatte wurde auf die Strukturierungstemperatur erwärmt, die 140 °C betrug. Bei einem Pressdruck von 2,5 kg/cm? und dieser Temperatur von 140 °C wurde die Struktur des textilen Materials auf den Verbund 5 bzw. auf die Schicht 2 dreidimensional übertragen. Die dünne Finishschicht 3, die auch bei noch höheren Temperaturen nicht thermoplastisch und auch nicht klebrig wird, ermöglichte ein sofortiges Abziehen des strukturierten Verbundes 5 von der Unterlage 4 bzw. dem mit der Unterlage 4 verbundenen heißen Textilmaterial. Die Finishschicht 3 ist im Vergleich zu der dem Schichtmaterial Struktur gebenden Schicht 2 so dünn, dass sie sich der verformten bzw. strukturierten thermoplastischen Schicht 2 ohne weiteres anpasst und dieselbe Form wie diese annimmt.

[0088] Die physikalischen Eigenschaften der auf diese Weise hergestellten Beschichtung bzw. des Schichtmaterials entsprechen den im Beispiel 1 angegebenen Eigenschaften. Die Schicht 2 hat durch die eingebrachte Luft und ohne Berücksichtigung der Pigmente eine Dichte von 0,94 g/cm®. Die feinen Bläschen sind mit unbewaffnetem Auge nicht erkennbar.

BEISPIEL 4: [0089] Es wurde folgende Polyurethan-Dispersionsmischung hergestellt:

200 g Luphen D DS 3577 der Firma BASF mit einem Feststoffgehalt von 40 Gew.-% und einer Aktivierungstemperatur von 70 °C,

80 g Klebstoffdispersion DIS 779 der Firma Keck 100 g Luphen D DS 3615 der Firma BASF,

80 g Acronal D50 der Firma BASF,

490 g Aquacast S der Firma Lanxess,

60 g DLV-N

15 g Vernetzer,

30 g Pigment schwarz,

10 g Mattierungsmittel TS 100,

3 g Mikrohohlkugeln,

10 g Wesopret A2,

3 g Mikrohohlkugeln bildende Polymerteilchen.

[0090] Diese Polyurethan-Dispersionsmischung wurde in einer Menge von 220 g/m? auf ein geschliffenes Känguruleder aufgebracht und nach einer Trocknung auf einen Wassergehalt von etwa 2 Gew.-% mit der Finishschicht 3 versehen, wie sie im Beispiel 1 eingesetzt wurde, wobei 40 g Substanz je m? durch Aufsprühen aufgebracht wurden.

[0091] Nach einer Trocknung und Zwischenlagerung von 24 Stunden wurden Schuhteile gestanzt. Diese Stanzteile wurden mit einer Silikonkautschukunterlage 4, die mit einer Kängurulederstruktur versehen war, bei einem Druck von 1,95 kg/cm? und einer Temperatur von 140 °C strukturiert, wobei der Druck und die Temperatur für eine Zeitspanne von 11 Sekunden gleichzeitig aufrechterhalten wurden.

[0092] Die Dicke der aufgebrachten Finishschicht 3 und der Schicht 2 betrug zusammen 0,17 mm. Das Dauerbiegeverhalten sowie das Zusammenhaften der Schichten entsprach den in Beispiel 1 angegebenen Werten.

BEISPIEL 5: [0093] Es wurde eine Polyurethan-Dispersionsmischung in folgender Weise erstellt:

150 g Luphen D DS 3575 der Firma BASF, 200 g DIS 779 der Firma Keck,

450 g Aquacast S der Firma Lanxess,

100 g DLV-N der Firma Lanxess,

209g XL 80,

20 g Pigment schwarz,

1,7 g Mikroholkugeln,

10 g Wesopret A2

89 TS 100

[0094] Diese Dispersionsmischung wurde nach inniger Vermischung in einer Menge von 160 g/m? auf ein geschliffenes Narbenleder aufgetragen und auf einen Wassergehalt von 2 Gew.-% getrocknet. Auf diese Schicht 2 wurde die Finishschicht 3 aufgetragen, die hergestellt wurde aus

100 g Aquaderm HW2 der Firma Lanxess, 70 g Wasser,

10 g Mattierungsmittel,

3 g Pigment schwarz,

2,4 g XL 80,

2,5 g Griffmittel, HM 283.

[0095] Nach einem Vermischen wurde die Finishschicht 3 in einem Ausmaß von 40 g/m? auf die Schicht 2 aufgesprüht und auf weniger als 1 Gew.-% Wasser getrocknet. Nach einer Lagerzeit von 36 Stunden wurden Stanzteile für Lenkradbezüge in einer Presse mittels einer Silikonkautschukmatrize mit einem Pressdruck von 2,9 kg/cm? und bei einer Temperatur von 142 °C hergestellt. Der Druck und die Temperatur wurden 10 Sekunden aufrechterhalten. Die Unterlage 4 zeigte eine feine Nappaledernarbung, die fehlerfrei übertragen wurde.

[0096] Bei einer Hydrolysealterung bei 70 °C und 95 % Luftfeuchtigkeit über eine Zeitdauer von 14 Tagen konnte keine Abnahme des Biegeverhaltens von 100.000 Flexen festgestellt werden.

BEISPIEL 6:

[0097] Die gleiche Mischung der Schicht 2, wie sie bei Beispiel 5 eingesetzt wurde, wurde in einer Menge von 120 g/m? auf ein geschliffenes hydrophobiertes Rindsnarbenleder aufgetragen. Das Aufbringen der Finishschicht 3 erfolgte wie in Beispiel 5.

[0098] Die Strukturgebung erfolgte auf einen aus dem Verbund 5 hergestellten Stanzteil für Sicherheitsschuhe, wobei die Strukturierung und eine Ausbildung von Kapillaren gleichzeitig erfolgte, welche Kapillaren nur die Beschichtung, d.h. die Schicht 2 und die Finishschicht 3, durchdringen. Die Strukturierung erfolgte in einer Presse auf einer Metallmatrize mit einer negativen Gewebestruktur aus der zur Ausbildung von Kapillaren spitze Metallspieße bzw. Metalldornen 15 in einer Menge von 4 bis 16 Spitzen/cm* empor ragten. Derartige Kapillaren zum Wasserdampfdurchtritt können gleichzeitig mit der Strukturierung ausgebildet werden.

[0099] Bei einem Druck von 3,4 kg/cm®, einer Temperatur von 135 °C und einer Zeitspanne von 8 Sekunden für die Anwendung von Druck und Temperatur erfolgte die Strukturierung und die Ausbildung der Kapillaren, wobei die Kapillaren auch nach dem Abziehen von der Unterlage 4 erhalten blieben. Das fertige Schuhteil hatte eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 0,8 mg/cm/h. Die Kapillarbildung im Zusammenhang mit der Strukturierung führen zu einer Komfortverbesserung bei Schuhen, insbesondere bei Sportschuhen und bei Sicherheitsschuhen.

BEISPIEL 7:

[00100] Um eine nubukartige Oberflächen zu erhalten wird wie folgt vorgegangen. Zur Bildung der Finishschicht 3 wird auf eine Silikonkautschukmatrize, welche die negativstrukturiert nubukartige Oberfläche aufweist, folgende Dispersionsmischung aufgetragen:

760 g DLV-N 70 g Wasser

90 g Luphen D DS 3615

30 g Pigment schwarz

14 g Vernetzer XL80

35 g Griffmittel HM 283 der Firma Stahl 1 9g Entschäumer

[00101] Die Polyurethan-Dispersionsmischung wurde in einer Menge von 105 g/m? durch Aufsprühen aufgebracht hat nach dem Trocknen eine Stärke von 0,038 mm.

[00102] Ein Mischungsansatz wie in Beispiel 1, jedoch ohne eingebrachte Luft, wird zur Bildung der Schicht 2 mittels einer gegenläufigen Walze in einer Menge von 325 g/m? auf ein gemilltes Spaltleder als Trägerschicht 1 aufgebracht und bei 100 °C getrocknet. Durch Zusatzstoffe wie TS 100, Wesopret A2 und durch die Mikrohohlkugeln traten beim Trocknen keine Risse auf. Die Schicht 2 wurde mit einem Wassergehalt zwischen 5 und 10 Gew.-% auf die vorgefertigte auf der Matrize befindliche Finishschicht 3 aufgelegt und mit einem Druck von 50 g/cm?* angedrückt. Danach wurde der fertige Verbund 5 von der Silikonkautschukmatrize abgezogen. Nach einer Lagerung von 72 Stunden bei 23 °C wurden Schuhstanzteile erstellt und bei einer Temperatur von 145 °C und einem Druck von 4,2 kg/cm? und einer Presszeit von 17 Sekunden mit einer Lederflechtprägung strukturiert. Die nubukartige Feinstruktur blieb voll erhalten. Nach 100.000 Flexen traten keine Beschädigungen auf. Die Haftung zwischen der Trägerschicht 1 und 2 lag zwischen 34 und 38N.

[00103] Als PU-Dispersionen zur Erstellung der Schicht 2 und die Finishschicht 3 wurden handelsübliche PU-Dispersionen eingesetzt. Diese handelsüblichen PU-Dispersionen basieren auf aliphatischen und/oder aromatischen Polyester- bzw. Polyether- oder Polycarbonatpolyurethanen. Derartige PU-Dispersionen besitzen einen Feststoffanteil von 35 bis 52 Gew.-%. Der phWert derartiger PU-Dispersionen liegt zwischen 6,5 bis 9. Nach dem Wasserentzug bzw. der Trocknung besitzt der sich ausbildende Film eine Bruchdehnung zwischen 400 und 1.000 %. Die Shore-A-Härte eines getrockneten unvernetzten Filmes derartiger PU-Dispersionen liegt zwischen 35 und 95, bevorzugt werden 45 bis 85. Die gebildeten Schichten sind geruchsneutral und frei von unzulässigen Chemikalien.

[00104] Als Unterlage 4 kommen zum Strukturieren Metallmatrizen, Silikonkautschukmatrizen, Matrizen aus hitzebeständigem Kohlenstoff, wie z. B. Polyester oder Polycarbonat, und textile Materialien in Frage. Prinzipiell ist der Einsatz von Unterlagen 4 aus Glas, Stein und allen Materialien möglich, die den angewendeten Druck und die angewendete Temperatur aushalten.

[00105] Die Erfindung ermöglicht die Beschichtung und Strukturierung auch von halben Häuten in der Lederfabrik auf wirtschaftliche und einfache Weise. Die sonst üblichen Stahlwalzen zum Prägen von zugerichteten Narbenledern sind teuer und schränken die Designmöglichkeiten stark ein. Die Prägungen erfolgen dabei unter sehr hohen Drücken. Das Leder wird dadurch hart und muss hinterher durch Walken seine Weichheit wiedererlangen. Dabei bildet sich automatisch eine störende Losnarbigkeit.

[00106] Die Erfindung gibt einer Lederfabrik die Möglichkeit auch halbe Häute kostengünstig ohne Rapportansätze mit beliebigen Strukturen zu versehen.

[00107] Der Vorteil der Erfindung liegt aber vor allem darin, dass z.B. eine Lederfabrik den Verbund 5 herstellt und z. B. eine Schuhfabrik aus dem unstrukturierten Flächenmaterial Stanzteile oder Formatzuschnitte herstellen und diese dann zeitnah und mit beliebigen Designs durch Strukturieren versehen kann.

[00108] Vorrichtungen zum Strukturieren von Stanzteilen sind preiswert.

[00109] Das Verfahren ermöglicht auch kleinen Lederfabriken, die keine teuren Stahlprägewalzen besitzen, für Ihre Kunden hochwertige beschichtete Materialien auf einfache Weise herzustellen und zu strukturieren.

[00110] Die allenfalls in der Schicht 2 bzw. in der Finishschicht 3 ausgebildeten Kapillaren haben einen Durchmesser von 0,200 bis 1,000 mm. Sie durchdringen die Finishschicht 3 und die Schicht 2 und dringen maximal bis zu 0,2 mm in die Trägerschicht 1 ein. Der Durchmesser der Kapillaren

kann sich zur Trägerschicht 1 hin verjüngen. Die Kapillaren können des Weiteren eine andere Farbe zeigen als die Finishschicht 3, wenn in der Schicht 2 entsprechend andersfärbige Pigmente als in der Finishschicht 3 enthalten sind.

[00111] Es ist des Weiteren möglich, die für das Strukturieren vorgesehenen Stanzteile, die z.B. für Schuhe oder Taschen vorgesehen sind, im Tamponverfahren mit einem Farbdruck zu versehen. Diese Farbgebung vor dem Strukturieren ist einfach möglich, weil zu diesem Zeitpunkt die Oberfläche der Finishschicht 3 noch glatt und eben ist.

[00112] Vorteilhaft ist eine möglichst weitgehende Trocknung, vorzugsweise auf Wasserfreiheit. Die erforderliche Temperatur und die erforderliche Verweilzeit sind empirisch einfach festzustellen. Da der Wassergehalt von Polyurethan-Dispersionen genau bekannt ist, kann z.B. auch durch Wägung festgestellt werden, wie viel Wasser beim Trocknen bereits verdampft ist. Des Weiteren erkennt man Wasserfreiheit, wenn beim Strukturieren kein störender Wasserdampf ausdampftt.

[00113] Zur Ermittlung des Wassergehalts in der getrockneten Polyurethan-Dispersion bzw. PoIyurethan-Dispersionsmischung bei Wärmeeinwirkungen kann auch festgestellt werden, wie groß der Restwassergehalt nach unterschiedlichen Trocken- bzw. Verweilzeiten auf der Unterlage ist. Es ist somit einfach möglich, einen gewünschten Restwassergehalt zu erreichen bzw. die erforderliche Temperatur und Verweilzeit dafür festzulegen. Auch die Zeitspanne zur Erreichung von Wasserfreiheit kann auf diese Weise ermittelt werden bzw. damit können für die Fertigung die erforderlichen Parameter festgelegt werden. Vorteilhafterweise wird das Wasser völlig bzw. nahezu vollständig entfernt.

[00114] Die Messung des Wassergehalts der Polyurethan-Dispersionen bzw. der Schicht 2 und der Finishschicht 3 erfolgt somit mit den üblicherweise dafür eingesetzten physikalischen bzw. chemischen Methoden. Einfach ist es, wenn unmittelbar nach dem Auftragen der PolyurethanDispersionsmischung das Gewicht der Schicht 1 und/oder der Schicht 2 oder der ausgebildeten Lagen 2a, 2b mit oder ohne Trägerschicht 1 bzw. das Gewicht des Verbunds 5 festgestellt wird. Wird nach einer Zeitspanne oder nach einem Trocknungsvorgang neuerlich gewogen, entspricht ein Gewichtsverlust der verdampften Wassermenge. Der Wassergehalt der aufgebrachten PoIyurethan-Dispersionsmischung ist bekannt.

[00115] In der praktischen Herstellung und in Testversuchen zeigte sich, dass das Verhältnis der Dicken der Finishschicht 3 und der Schicht 2 für den Zusammenhalt und die Strukturierbarkeit dieser Schichten eine Rolle spielt. Dazu wurden auch die Abriebfestigkeit und das Biegeverhalten des Schichtmaterials untersucht. Gute Ergebnisse resultierten, wenn bei Einhaltung der erfindungsgemäß angegebenen Dickenbereiche für die Finishschicht 3 und die Schicht 2 das Verhältnis der Dicken von Finishschicht 3 zu Schicht 2 im Bereich von 1:5 bis 1:10 liegt. Auch die unterschiedlichen Härten der Finishschicht 3 und der Schicht 2 verbessern die Eigenschaften des Schichtmaterials.

[00116] Im Rahmen der Erfindung können z.B. Schuhstanzteile für Fußballschuhe auch mit einer TPU-Folie partiell versehen werden, die auf die Finishschicht 3 aufgebracht wird. Wenn diese thermoplastische Polyurethan-Folie eine Stärke von 0,01 bis 0,03 mm hat und einen Erweichungsbereich zwischen 90 und 145 °C aufweist, kann sie beim Strukturieren mitgestaltet werden und wird dabei gleichzeitig untrennbar mit der Finishschicht 3 verbunden.

[00117] Die Zugabe von Mikrohohlkugeln bzw. das Einmischen von Luft zu der Polyurethan-Dispersionsmischung ermöglichst eine Dichteeinstellung der Schicht 2, die für die Strukturierung der Oberfläche zweckmäßig sein kann. Des weiteren werden damit die Dickeeigenschaften und die Hafteigenschaften der Schichten beeinflusst.

[00118] Auch für Lederersatzwerkstoffe zeigte sich die erfindungsgemäße Vorgangsweise mit denselben positiven Resultaten wie für Leder einsetzbar.

[00119] Die erfindungsgemäß für die Erstellung der Polyurethan-Dispersionsmischung eingesetzten Polyurethane werden vor allem nach der Art der gewünschten Strukturierung sowie den erwünschten Erweichungstemperaturen und den erforderlichen Viskositätswerten der Mischung ausgewählt.

Claims (15)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines strukturierten Schichtmaterials mit einer Trägerschicht (1) in Form eines beschichteten Leders, vorzugsweise eines vollnarbigen Rindsleders, RindsSpaltleders, Kalbsleders, Ziegenleders oder Känguruleders, oder eines Lederfaserwerkstoffes, der zerkleinerte bzw. geriebene, gegebenenfalls polymerbeschichtete, Lederstanzabfälle und gegebenenfalls synthetische Fasern bis zu 42 Gew.-% enthält oder eines Mikrofaservlies, das mit einem Polyurethan-Binder teilweise gefüllte Faserzwischenräume besitzt, oder eines Polyestergewebes oder -gewirkes mit einer, gegebenenfalls geschäumten, PoIyurethan-Beschichtung mit einer Stärke von 0,2 bis 0,4 mm, wobei auf die beschichtete Seite des Polyestergewebes bzw. -gewirkes die Schicht (2) aufgebracht ist, wobei auf die Trägerschicht (1) eine Schicht (2) aus Polyurethan aufgebracht ist, die mit einer Polyurethan-Dispersionsmischung ausgebildet wird, wobei die Schicht (2), die wärmeaktivierbare Kontaktklebereigenschaften aufweist, mit einer Finishschicht (3) aus einer Polyurethan-Dispersion oder Polyurethan-Dispersionsmischung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet,

-dass die Schicht (2) mit zumindest einer Lage einer nicht vernetzten oder untervernetzten Polyurethan-Dispersionsmischung gebildet wird,

-dass die Dichte der Schicht (2) ohne Mikrohohlkugeln und ohne Einrühren von Luft in die Dispersionsmischung unabhängig von der Art und der Menge von Pigmenten 1,05 bis 1,2 g/cm® beträgt,

-dass die Schicht (2) bei einem Gehalt von Mikrohohlkugeln und/oder feinen Luftbläschen eine Dichte von 0,88 bis 1,08 g/cm® besitzt,

-dass die Schicht (2) auf die Trägerschicht (1) mit einer Stärke aufgebracht wird, dass sie nach einem Trocknen auf einen Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-% eine Dicke von 0,070 bis 0,350 mm, vorzugsweise 0,150 bis 0,280 mm, aufweist,

-dass die Finishschicht (3) auf der Schicht (2) mit einer Stärke ausgebildet wird, dass sie nach dem Trocknen auf einen Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-% eine Dicke von 0,008 bis 0,060 mm, vorzugsweise 0,015 bis 0,045 mm, aufweist,

-dass ein die Trägerschicht (1) und die auf diese aufgebrachte Schicht (2) mit der Finishschicht (3) umfassender Verbund (5) von der Seite der Finishschicht (3) her erwärmt und die wärmeaktivierbare Kontaktklebereigenschaften und thermoplastische Eigenschaften aufweisende Schicht (2) auf ihre Erweichungstemperatur gebracht wird, bei der die Schicht (2) ihre Kontaktklebereigenschaften annimmt, und

-dass die Schicht (2) bei dieser Temperatur unter gleichzeitiger Aufbringung von Druck mit einer Matrize oder strukturierten Unterlage (4) von der Seite der keine thermoplastische Eigenschaften aufweisenden Finishschicht (3) her strukturiert wird, wobei zur gleichmäßigen Verteilung des mit einer Pressplatte (10) aufgebrachten Pressdrucks auf der Unterseite der Pressplatte (10) eine wärmeisolierende, druckelastische Schicht (11) aufgebracht ist, die den Pressdruck auf den Verbund (5) überträgt.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Schicht (2) direkt auf die Trägerschicht (1) aufgebracht wird, oder

-dass eine erste Lage (2a) der Schicht (2) auf die Trägerschicht (1) aufgebracht wird und eine zweite Lage (2b) der Schicht (2) auf die auf einem Träger ausgebildete Finishschicht (3) aufgebracht wird und daraufhin die erste Lage (2a) mit der zweiten Lage (2b) verbunden und der Verbund (5) ausgebildet wird, und/oder

-dass die Schicht (2) vor dem Aufbringen der Finishschicht (3) oder die erste Lage (2a) der Schicht (2) vor dem Aufbringen der zweiten, insbesondere auf einen Wassergehalt von weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 1,5 Gew.-%, getrockneten Lage (2b) auf einen Wassergehalt von weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 1,5 Gew.-%, getrocknet werden, und/oder

- dass die sich auf einem Träger befindliche Finishschicht (3) vor dem Aufbringen der zweiten Lage (2b) der Schicht (2) auf einen Wassergehalt von weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 1,5 Gew.-%, getrocknet wird, und/oder

-dass die Schicht (2) mit einer wässrigen Polyurethan-Dispersionsmischung auf Basis von aliphatischem und/oder aromatischem Polyether- und/oder Polyester- und/oder Polycarbonatpolyurethan und/oder Polyurethan auf aromatischer Basis erstellt wird, wobei die getrocknete Polyurethan-Dispersionsmischung mit einen Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-%, thermoplastische Eigenschaften und die Eigenschaften eines wärmeaktivierbaren Kontaktklebers besitzt, und/oder

- dass die Schicht (2) mit einer Polyurethan-Dispersionsmischung erstellt wird, wobei die einzelnen zur Erstellung der Polyurethan-Dispersionsmischung eingesetzten Polyurethan-Dispersionen bei einem Wassergehalt von weniger als 10 Gew.-%, gegebenenfalls weniger als 1,5 Gew.-%, insbesondere jedoch bei gleichem Wassergehalt, bei unterschiedlichen Temperaturen liegende Erweichungspunkte oder -bereiche besitzen, und/oder

-dass die einzelnen zur Erstellung der Schicht (2) eingesetzten Polyurethan-Dispersionen so gewählt werden, dass die Schicht (2) nach einem Trocknen auf einen Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-%, insbesondere in einem Temperaturbereich von 110 bis 165 °C, thermoplastische Eigenschaften und die Eigenschaften eines wärmeaktivierbaren Kontaktklebers besitzt, wobei die einzelnen eingesetzten Polyurethan-Dispersionen bei gleichen Temperaturen unterschiedliche Kontaktklebereigenschaften zeigen, insbesondere unterschiedliche Weichheit und/oder unterschiedliche Klebeeigenschaften und/oder unterschiedliche Aktivierbarkeit zeigen, und/oder

-dass die zur Bildung der Schicht (2) eingesetzte Polyurethan-Dispersionsmischung 65 bis 91 Gew.-% Polyurethan-Dispersionen enthält, wobei die einzelnen für die Bildung der PoIyurethan-Dispersionsmischung eingesetzten Polyurethan-Dispersionen jeweils 35 bis 52 Gew.-%, vorzugsweise 38 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der jeweiligen PoIyurethan-Dispersion, Feststoff enthalten, und/oder

- dass das Polyurethan der eingesetzten Polyurethan-Dispersionen zumindest teilweise lineare und/oder kristalline oder amorphe Struktur besitzt, und/oder

-dass die einzelnen zur Erstellung der Schicht (2) eingesetzten Polyurethan-Dispersionen so gewählt werden, dass die Schicht (2) nach einem Trocknen auf einen Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-% einen Erweichungspunkt bzw. -bereich von oberhalb 90 °C besitzt und bei einer Temperatur zwischen 90 bis 155 °C klebrig ist bzw. die Eigenschaften eines Kontaktklebers besitzt, und/oder

- dass die Schicht (2) in einem Temperaturbereich von 110 bis 165 °C thermoplastische Eigenschaften besitzt und unter Druck fließfähig ist bzw. sich bleibend verformen lässt, und/oder

-dass die Schicht (2) nach der unter Druck und Temperatur erfolgenden Strukturierung und einer gegebenenfalls folgenden Vernetzung oder Teilvernetzung ihre Kontaktklebereigenschaften zumindest teilweise beibehält und weiterhin thermoplastisch verformbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Finishschicht (3) direkt auf die Schicht (2) aufgebracht wird oder dass die Finishschicht (3) auf einen Träger aufgebracht und mit diesem auf die Schicht (2) übertragen bzw. aufgelegt wird oder dass die Schicht (2) bzw. der Verbund (5) auf die Finishschicht (3) aufgelegt wird, und/oder

-dass die Finishschicht (3) nass auf die Schicht (2) oder auf den Träger aufgebracht wird, und/oder

-dass die Finishschicht (3) in Form einer Polyurethan-Dispersionsmischung bestehend aus Polyester- und /oder Polycarbonatpolyurethan mit einem Feststoffanteil von 11 bis 40 Gew.% in einer Stärke von 0,008 bis 0,060 mm, vorzugsweise 0,015 bis 0,045 mm, ausgebildet bzw. aufgetragen wird, und/oder

- dass die Polyurethan-Dispersionsmischungen der Finishschicht (3) derart gewählt werden, dass die Finishschicht (3) nach einem Trocknen auf einen Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-% eine Shore-A-Härte von 70 bis 99 erreicht sowie dass die Finishschicht (3) keine thermoplastischen Eigenschaften besitzt und bei Temperaturen unter 85 °C nicht klebrig ist, und/oder

-dass der Finishschicht (3) 2 bis 11 Gew.-%, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, Pigmente zugesetzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erstellung der Polyurethan-Dispersionsmischung für die Schicht (2) eine Polyurethan-Dispersion mit wärmeaktivierbaren Kontaktklebereigenschaften zwischen 40 und 80 °C und einem ErweiCchungspunkt bzw. -bereich im getrockneten Zustand mit einem Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-% von oberhalb 40 °C, vorzugsweise oberhalb 45 °C, im Ausmaß von 20 bis 50 Gew.-% der fertigen Polyurethan-Dispersionsmischung und eine Polyurethan-Dispersion, die keine Kontaktklebereigenschaften besitzt und im verfestigten bzw. teilverfestigten Zustand keine thermoplastischen Eigenschaften zeigt und im getrockneten Zustand mit einem Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-% einen Erweichungspunkt bzw. -bereich aufweist, der höher als 85 °C, vorzugsweise höher als 110 °C liegt, in einer Menge von 50 bis 80 Gew.% der fertigen Polyurethan-Dispersionsmischung vermischt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, - dass die Finishschicht (3) auf die Schicht (2) oder auf ihren Träger, mit einer Walze aufgetragen oder aufgesprüht, mit gleichbleibender Dicke aufgebracht wird, und/oder - dass die auf der Schicht (2) befindliche Finishschicht (3) vor einem Strukturieren der Schicht (2) auf einen Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 1 Gew.%, getrocknet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

- dass durch Wahl der zu vermischenden Polyurethan-Dispersionen die Finishschicht (3) zumindest bis zu einer Temperatur von 125 °C keine Kontaktklebeeigenschaften besitzt und von der eingesetzten strukturierten Unterlage (4) ohne Klebenbleiben leicht abziehbar ist, und/oder

-dass die Temperatur eines als Trägerschicht (1) eingesetzten Leders beim Strukturieren der Schicht (2) mit Temperatur und Druck unter einer Temperatur von 135 °C gehalten wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erstellung eines oberflächenstrukturierten Schichtmaterials, gegebenenfalls nach einem Trocknen der Schicht (2) und der Finishschicht (3) auf einen Wassergehalt von weniger als 1,5 Gew.-%, die Schicht (2) durch die Finishschicht (3) hindurch auf eine Temperatur von 110 bis 160 °C, vorzugsweise 120 bis 155 °C, erwärmt wird, der Verbund (5) über eine Zeitspanne von 2 bis 28 s druckbeaufschlagt wird und dabei ein Pressdruck von 0,8 bis 6,2 kg/cm®, vorzugsweise 1,8 bis 4,8 kg/cm?, aufgebracht wird, wobei der Druck und die vorgegebene Temperatur gleichzeitig für die angegebene Zeitdauer eingestellt bzw. aufrechterhalten werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Polyurethan-Dispersionsmischung der Schicht (2) Vernetzer im Ausmaß von 0,6 bis 4,2 Gew.-%, vorzugsweise 1,3 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der PoIyurethan-Dispersionsmischung zugesetzt werden, und/oder

- dass der Polyurethan-Dispersionsmischung der Schicht (2) 1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 18 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polyurethan-Dispersionsmischung, einer einen Feststoffanteil von 40 bis 60 % aufweisenden Acrylatdispersion zugesetzt werden, und/oder

- dass für die Erstellung der Schicht (2) Polyurethan-Dispersionsmischungen eingesetzt werden, bei denen die Schicht (2) nach einem Trockenvorgang auf weniger als 1,5 Gew.- % Wasser eine Dichte von 0,89 g/cm? bis 1,18 g/cm*® aufweist, und/oder

- dass zur Einstellung der Dichte der Schicht (2) der Polyurethan-Dispersionsmischung Gas, insbesondere Luft, zugesetzt oder in diese eingeschlagen wird, und/oder

- dass der Polyurethan-Dispersionsmischung der Schicht (2) 0,1 bis 4 Gew.-% Mikrohohlkugeln oder bei einer Temperatur von 80 bis 110 °C in der Schicht (2) Mikrohohlkugeln ausbildende Polymerteilchen zugegeben werden.

9. Schichtmaterial umfassend eine Trägerschicht (1) und eine mit dieser verbundenen Schicht (2) aus Polyurethan, wobei die Schicht (2) auf ihrer der Trägerschicht (1) abgewendeten

10.

11.

12.

13.

14.

Ästerreichisches AT 521 908 B1 2022-11-15

Seite mit einer Finishschicht (3) verbunden ist, hergestellt nach einem Verfahren nach einem

der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

-dass die Schicht (2) mit zumindest einer Lage einer nicht vernetzten oder untervernetzten Polyurethan-Dispersionsmischung gebildet ist,

- dass die Finishschicht (3) eine Dicke von 0,008 bis 0,060 mm, vorzugsweise 0,015 bis 0,045 mm, insbesondere 0,015 bis 0,025 mm, aufweist,

-dass die Schicht (2) eine Dicke von 0,07 bis 0,35 mm, vorzugsweise 0,15 bis 0,28 mm, aufweist,

-dass die Schicht (2) mit zumindest einer Lage einer nicht vernetzten oder untervernetzten Polyurethan-Dispersionsmischung gebildet ist und thermoplastische Eigenschaften besitzt,

- dass die Finishschicht (3) keine thermoplastischen Eigenschaften besitzt, und

- dass die Schicht (2) von der Seite der Finishschicht (3) her strukturiert bzw. geprägt ist.

Schichtmaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Schicht (2) ein spezifisches Gewicht von 0,89 bis 1,18 g/cm*® aufweist, und/oder

- dass die Schicht (2) und/oder die Finishschicht (3) einen maximalen Wassergehalt von 1,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 Gew.-%, aufweisen, insbesondere wasserfrei sind, und/oder

- dass die für die Schicht (2) und die Finishschicht (3) eingesetzten Polyurethane aliphatische und/oder aromatischen Polyurethane auf Polyether- oder Polyester- oder Polycarbonatbasis oder Mischungen aus diesen sind und/oder

-dass die Schicht (2) Pigmente und/oder Vernetzer und/oder Polyacrylate und/oder Mikrohohlkugeln und/oder Mattierungsmittel enthält und/oder 2 bis 8 Vol.-% feine, durch Einbringen von Gas, insbesondere Luft, in die Dispersionsmischung gebildete Bläschen mit einem Durchmesser von weniger als 0,2 mm, vorzugsweise weniger als 0,08 mm, enthält, und/oder

-dass die Schicht (2) eine Shore-A-Härte von 28 bis 75, vorzugsweise 30 bis 60, aufweist, und/oder

- dass die Finishschicht (3) ungeschäumt und homogen ist.

Schichtmaterial nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Finishschicht (3) eine größere Shore-A-Härte als die Schicht (2) besitzt und eine Shore-A-Härte von 78 bis 98 aufweist und/oder 1 bis 4 Gew.-% Polysiloxane und/oder Wachse als Griffmittel und/oder Pigmente enthält, und/oder transparent ausgebildet ist.

Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet,

- dass das Narbenleder ein vollnarbiges geschliffenes Rindleder, vorzugsweise Rinds-Spaltleder, Kalbleder, Ziegenleder oder Känguruleder ist, bei welchem Leder die Narbenschicht vorteilhafterweise um 4 % bis 40 % mechanisch entfernt ist, und/oder

-dass in der Schicht (2) und/oder in der Finishschicht (3) gelaserte oder mechanisch gebildete, gegebenenfalls sich mit zunehmender Tiefe verjüngende, Kapillaren ausgebildet sind und die beiden Schichten (2, 3) eine Wasserdampfdurchlässigkeit von mehr als 0,50 mg/cm°®/h, vorzugsweise von mehr als 0,12 mg/cm’/h, gemäß DIN EN ISO 14268 aufweisen.

Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht (2) und die Finishschicht (3) strukturiert sind und gegebenenfalls unterschiedliche Farben besitzende Farbpigmente enthalten.

Schichtmaterial nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet,

-dass die Schicht (2) zumindest in einem Temperaturbereich von 110 bis 165 °C thermoplastisch ist und unter Anwendung von Wärme und Druck strukturiert bzw. geprägt bzw. prägbar ist bzw. umstrukturiert werden kann und/oder

-dass das Polyurethan der strukturierten Schicht (2) nicht vollständig vernetzt ist und bei Erwärmung auf Temperaturen über 110 °C, vorzugsweise über 135 °C, Kontaktklebereigenschaften zeigt, und/oder

-dass die Gesamtstärke des Schichtmaterials 0,9 bis 3,5 mm beträgt, und/oder

-dass die Gesamtstärke der Schicht (2) und der Finishschicht (3) 0,073 bis 0,245 mm be-

trägt, und/oder - dass die Schicht (2) bis zu 8 Vol.-% Mikrohohlkugeln enthält, und/oder - dass die Schicht (2) einen Schmelzbereich zwischen 90 und 165 °C besitzt, und/oder -dass in der Schicht (2) und in der Schicht (3) durch Lasern oder beim Strukturieren dieser durchgehende Kapillaren ausgebildet sind.

15. Gegenstände hergestellt unter Verwendung eines Schichtmaterials gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, erhältlich nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wie Zuschnitte, Stanzteile, Schuhteile, Sport- und Arbeitsschuhe, Schuheinlegesohlen, Gürtel, Uhrenarmbänder, Taschen, Lederwaren, Lenkradbezüge, Polsterungsüberzüge, Innenwandverkleidungen und Sitzbezüge für Kraftfahrzeuge, wobei die Oberfläche des Schichtmaterials (1) eine Strukturprägung aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen