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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Bedrucken von Ledersubstraten nach dem Transferdruckverfahren
durch Oberflächenbehandlung des Substrats, Aufbringen eines
Hilfsträgers mit sublimierbaren Farbstoffen und Übertragung
dieser Farbstoffe durch Wärmezufuhr und Anpressen des
Hilfsträgers an das Ledersubstrat.
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Ein solches Verfahren ist aus der EP 0 226 818 A2 bekannt.
Bei diesem bekannten Verfahren wird die Oberfläche des
Ledersubstrats mit einer wässrigen Lösung eines Vorkondensates
eines Harnstoff-Aldehydharzes oder Melamin-Aldehydharzes
imprägniert. Weiterhin ist es bei dem bekannten Verfahren
erforderlich, das Lösungsmittel zu entfernen und in einem
nachfolgenden Schritt durch Temperaturerhöhung das
Vorkondensat auszukondensieren, um die Farbstoffe auf das
Ledersubstrat zu übertragen. Aus der notwendigen Verwendung des
Lösungsmittels ergibt sich ein wesentlicher Nachteil des
bekannten Verfahrens, da die verwendeten Lösungsmittel
relativ giftig sind und daher nur unter besonderen
Sicherheitsvorkehrungen und mit erhöhter Umweltbelastung verarbeitet
werden können. Außerdem verbleiben immer Rückstände der
giftigen Lösungsmittel im Ledersubstrat, so dass strengere
Anforderungen an die Unbedenklichkeit der behandelten
Ledersubstrate nicht erfüllt werden können. Praktische Versuche
haben außerdem gezeigt, dass die mit dem bekannten Verfahren
aufgebrachten Sublimationsfarben nur begrenzt haltbar sind
und bei stärkeren Belastungen der eingefärbten Ledersubstrate
relativ schnell abgegriffen werden, wodurch der optische
Eindruck des eingefärbten Ledersubstrats deutlich verschlechtert
wird. Das in der genannten Europäischen Patentanmeldung
beschriebene Verfahren hat daher in der Praxis auch keine
Bedeutung erlangt.
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Aus der Deutschen Patentschrift 24 24 949 ist ein
Sublimationsumdruckverfahren und dessen Anwendung bekannt. Das
beschriebene Verfahren eignet sich zum Bedrucken oder Färben
von Kunststoffoberflächen, wobei ein Hilfsträger mit
sublimierbaren Farbstoffen eingesetzt wird. Obwohl die
Sublimationsdruckverfahren in der Textilindustrie seit langer Zeit
erfolgreich eingesetzt werden, hat die Fachwelt zumindest in
den vergangenen Jahren keine ernsthaften Versuche
unternommen, um die aus der Textilindustrie bekannten Verfahren auch
zum Bedrucken von Leder einzusetzen. Vielfältige frühere
Versuche haben immer wieder zu dem Ergebnis geführt, dass der
Sublimationsdruck bei Ledersubstraten nicht erfolgreich
angewendet werden kann.
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Um Leder farblich zu gestalten, wurden bisher andere
Verfahren eingesetzt, die in den meisten Fällen eine vollflächige
Einfärbung des Ledersubstrats bewirken. Farbübergänge können
bei solchen Einfärbeverfahren nicht in dem gewünschten Maße
erreicht werden. Vereinzelt wurden Ledersubstrate mit Hilfe
anderer Druckverfahren farbig bedruckt, wobei die Farben
lediglich vollflächig auf die Oberfläche des Leders
aufgebracht wurden. Die Haltbarkeit derartig aufgedruckter Farben
ist jedoch sehr schlecht, so dass derart bedruckte
Ledersubstrate an ihrer Oberfläche kaum beansprucht werden können.
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Ein weiteres Problem bei der Farbgebung auf Ledersubstraten
ist das Bedürfnis, das beispielsweise für Kleidungsstücke
oder Schuhe eingesetzte Leder nicht mit hochgiftigen
Substanzen zu behandeln, da Rückstände solcher Substanzen gegebenenfalls
Reizungen der Haut oder über einen längeren Zeitraum
Erkrankungen hervorrufen können. Schließlich ist man bei
jeder Behandlung von Ledersubstraten bemüht, die spezielle
Oberflächenstruktur des Leders nach Möglichkeit zu erhalten,
da die natürliche Oberfläche bei der Berührung als besonders
angenehm empfunden wird. Eine zu aggressive Bearbeitung des
Ledersubstrats verändert die Oberfläche dauerhaft, wobei die
typische Porenstruktur schnell zerstört werden kann.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin,
ein Verfahren zum Bedrucken von Ledersubstraten
bereitzustellen, mit welchem unterschiedlichste Farbgebungen,
Farbverläufe und Farbübergänge auf das jeweilige Ledersubstrat
aufgebracht werden können, ohne dabei die erwünschten
mechanischen Eigenschaften des Leders wesentlich zu
beeinträchtigen. Insbesondere soll es möglich sein, unterschiedliche
Farben auf das Ledersubstrat aufzubringen, ohne dabei die
typische Porenstruktur des Leders zu zerstören. Weiterhin
soll durch das erfindungsgemäße Verfahren der Einsatz von
hochgiftigen Substanzen bei der Lederbehandlung vermieden
werden. Schließlich ist es ein Ziel der Erfindung, eine
dauerhafte Farbgebung des Ledersubstrats zu ermöglichen, die
auch bei hohen Beanspruchungen der Lederoberfläche während
des typischen Gebrauchs der aus dem Leder hergestellten
Produkte, wie beispielsweise Kleidungsstücke, Schuhe oder
Möbelstücke, keine Beeinträchtigung erfährt.
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Diese und weitere Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße
Verfahren erfüllt, bei welchem auch das Ledersubstrat eine
Mischung aus einer Kunststoffdispersion und einem
penetrationsfördernden Netzmittel aufgebracht wird, wobei
nachfolgend diese Mischung auf dem Ledersubstrat unter Wärmezufuhr
getrocknet wird, wobei anschließend der Hilfsträger zur
Sublimationsübertragung der Farbstoffe auf das Ledersubstrat
aufgebracht wird und wobei abschließend die Übertragung der
Farbstoffe durch Sublimationsdruck erfolgt.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es erstmals möglich,
unter Anwendung der aus der Textilindustrie bekannten
Sublimationsdrucktechniken ein zufriedenstellendes Druckergebnis
auf einem Ledersubstrat zu erzielen. Die erfindungsgemäße
Vorbehandlung des Ledersubstrats bewirkt eine geeignete
Konfektionierung des Leders, die eine dauerhafte Fixierung
der Farbstoffe auf dem Leder ermöglicht. Dabei werden mit der
Mischung aus Kunststoffdispersion und penetrationsförderndem
Netzmittel keine giftigen Substanzen verwendet, die einer
späteren Benutzung des bedruckten Ledersubstrats
beispielsweise für Kleidungsstücke entgegenstehen würden. Das
penetrationsfördernde Netzmittel ermöglicht das Eindringen der
Kunststoffdispersion in die Poren der Lederoberfläche,
wodurch in diesen Poren dann die entsprechenden
Kunststoffpartikel zur Verfügung stehen, die für einen erfolgreichen
Sublimationsdruck benötigt werden. Die auf dem Hilfsträger
fixierten Sublimationsfarben werden auf diese Weise relativ
tief in das Ledermaterial eingebracht und in den Lederporen
dauerhaft verankert. Dies hat zur Folge, dass bei
gebrauchsüblichen Dehnungen des Leders kein Aufreißen einer
geschlossen Farboberfläche erfolgt, sondern lediglich die Abstände
zwischen den einzelnen Farbstoffpartikeln entsprechend der
Dehnung der Oberflächenporen verändert werden. Die durch das
Sublimationsdruckverfahren aufgebrachten Farbstoffe sind
gegen mechanische Beanspruchungen der Lederoberfläche
widerstandsfähig, da die einzelnen Farbpartikel nicht von der
Oberfläche des Ledersubstrats abgerieben werden können.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren besteht nun die
Möglichkeit, Ledersubstrate mit unterschiedlichsten Farbübergängen
und Farbverläufen zu gestalten. Dies kann beispielsweise dazu
genutzt werden, einfachen und preiswerten Lederarten durch
entsprechende Farbgebung ein höherwertiges Aussehen zu
verleihen, ohne dabei die ledertypischen taktilen
Eigenschaften zu verändern.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird als
penetrationsförderndes Netzmittel eine Zubereitung aus Alkylphosphat
und Fettalkoholethoxylat verwendet. Insbesondere eignet sich
eine handelsübliche Zubereitung dieser Substanzen, die unter
dem Handelsnamen "RUCOWET FN" erhältlich ist. Hersteller
dieser Zubereitung ist die Rudolf GmbH & Co. KG Chemische
Fabrik, 82538 Geretsried, Altvaterstraße 58-64. Aus dem
Sicherheitsdatenblatt zu dem Produkt RUCOWET FN kann
entnommen werden, dass diese Zubereitung keine gefährlichen
Inhaltsstoffe enthält und gesundheitlich unbedenklich ist.
Als weiterer Bestandteil der für die Vorbereitung des
Ledersubstrats erforderlichen Mischung kann eine beliebige
Kunststoffdispersion verwendet werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegen die
Kunststoffdispersion und das penetrationsfördernde Netzmittel in
der Mischung etwa in einem Verhältnis von 1 : 1 bis 2 : 1 vor.
Bei diesen Mischungsverhältnissen können die besten
Druckergebnisse erzielt werden. Das speziell geeignete
Mischungsverhältnis ist an die jeweils verwendete Lederart und an die bei
der Vorbehandlung des Leders (z. B. während des Gerbens)
eingesetzten chemischen oder biologischen Substanzen
anzupassen.
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Es ist vorteilhaft, wenn die auf das Ledersubstrat
aufgebrachte Mischung bei einer Temperatur von etwa 100°C bis
150°C über einen Zeitraum von etwa 3-5 min getrocknet wird,
bevor der Hilfsträger zur Ausführung des eigentlichen
Sublimationsprozesses auf das Ledersubstrat aufgebracht wird. Die
exakte Trocknungstemperatur und die Trocknungsdauer sind
abhängig von der Kunststoffdispersion, von der Menge der
aufgebrachten Mischung und von den Eigenschaften des
verwendeten Leders.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die
Sublimationsübertragung der Farbstoffe bei einer Temperatur von
etwa 100-250°C, wobei auf den Hilfsträger ein leichter
großflächiger Druck aufgebracht wird, um den Sublimationsvorgang
zu unterstützen.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das Ledersubstrat nach
Abschluss der Sublimationsübertragung einer herkömmlichen
Endbehandlung unterzogen wird. Die Art der Endbehandlung des
Leders ist von dem geplanten Einsatz des bedruckten Leders
abhängig. Dem Fachmann sind unterschiedliche
Endbehandlungsmethoden und die dabei zu verwendenden Substanzen bekannt,
die beispielsweise der Verhinderung einer zu starken
Wasseraufnahme des Leders, der Erzeugung eines bestimmten
Oberflächenglanzes und der Verbesserung der Haltbarkeit des Leders
dienen. Die dafür erforderlichen Endbehandlungsschritte
werden aus diesen Gründen hier nicht näher erläutert.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird als Hilfsträger
ein Sublimationspapier verwendet. Derartige
Sublimationspapiere, auf welche die Farbstoffe in nahezu beliebigen
Mischungen aufgebracht werden können, sind dem Fachmann
weitgehend bekannt. In gleicher Weise können bei abgewandelten
Ausführungsformen als Hilfsträger auch Sublimationsfolien
oder dergleichen verwendet werden.
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Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, unter Bezugnahme
auf die beigefügte Zeichnung.
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Die einzige Figur zeigt einen vereinfachten Ablaufplan, der
die wesentlichen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Bedrucken von Ledersubstraten wiedergibt.
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Bevor das erfindungsgemäße Verfahren zur Farbgebung des
Leders ausgeführt wird, erfolgt im Schritt 1 eine übliche
Ledervorbehandlung, die zum Beispiel das Gerben des Leders
einschließt. In einem dem eigentlichen Färbeverfahren
ebenfalls vorgelagerten Arbeitsschritt wird im Schritt 2 eine
Mischung hergestellt, die aus einer Kunststoffdispersion 3
und einem penetrationsfördernden Netzmittel 4 besteht, wobei
vorzugsweise ein Mischungsverhältnis von etwa 1 : 1 verwendet
wird. Bei der hier erläuterten Ausführungsform kommt als
penetrationsförderndes Netzmittel eine Zubereitung aus
Alkylphosphat und Fettalkoholethoxylat zum Einsatz, die unter dem
Handelsnamen RUCOWET FN erhältlich ist. Es ist darauf
hinzuweisen, dass in Abhängigkeit von den speziell verwendeten
Ledersorten das Mischungsverhältnis zwischen
Kunststoffdispersion und penetrationsförderndem Netzmittel angepasst
werden kann. Generell können beliebige Ledersorten eingesetzt
werden, beispielsweise preiswerte Leder wie Rindsleder oder
Schweineleder aber auch hochwertige Leder, die von den
verschiedensten Tieren gewonnen werden können.
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Im Schritt S wird die vorbereitete Mischung auf das
Ledersubstrat aufgebracht. Anschließend erfolgt im Schritt 6 die
Trocknung der Mischung auf dem Ledersubstrat, wobei die
Trocknung durch Wärmezufuhr im Schritt 7 beschleunigt werden
kann. Vorzugsweise wird das mit der Mischung benetzte
Ledersubstrat bei einer Temperatur von 120°C etwa 4 min
getrocknet.
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Im Schritt 8 wird ein Hilfsträger bereitgestellt,
beispielsweise ein Sublimationspapier, auf welchem die gewünschten
Farbstoffe in der gewünschten Zusammenstellung angeordnet
sind. Beispielsweise kann das Sublimationspapier eine
Musterung aus gelben und braunen Farbpigmenten tragen, um einen
dem Leopardenfell ähnlichen Eindruck zu erwecken. Der derart
vorbereitete Hilfsträger wird im Schritt 9 auf das
Ledersubstrat aufgebracht.
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Der eigentliche Sublimationsdruckvorgang wird im Schritt 10
ausgeführt, wobei die Farbstoffe vom Hilfsträger auf das
Ledersubstrat übertragen werden, insbesondere an die
Kunststoffpartikel in den Poren des Leders angelagert werden. Die
Sublimation erfolgt bei einer Temperatur von vorzugsweise
130-240°C, in Abhängigkeit vom verwendeten Hilfsträger, den
benutzten Farbstoffen und dem zu bedruckenden Ledersubstrat.
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Im Gegensatz zu anderen Lederbearbeitungsvorgängen ist für
den Sublimationsdruck nur ein relativ geringer Flächendruck
erforderlich, der ausgeübt wird, um durch Anpressen des
Hilfsträgers auf das Ledersubstrat den Übergang der
Farbstoffe zu begünstigen. Durch den geringen Druck wird die
dauerhafte Deformation der Oberfläche des Ledersubstrats
vermieden, so dass die ledertypische Struktur der Oberfläche
erhalten bleibt. Die für derartige Sublimationsdruckvorgänge
geeigneten Vorrichtungen sind aus der Textilindustrie bekannt
und können vom Fachmann bei Kenntnis der vorliegenden
Erfindung ohne weiteres angepasst werden. Der während des
Sublimationsvorgangs angewendete Druck beträgt vorzugsweise 1,0 bis
1,5 bar (0,1 bis 0,15 MPa).
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Nachdem die Farben auf das Ledersubstrat aufgebracht wurden,
was in relativ kurzer Zeit möglich ist, normalerweise
innerhalb weniger Sekunden, kann im Schritt 11 in der bekannten
Weise die Lederendbehandlung vorgenommen werden. Die
speziellen Schritte der Lederendbehandlung sind dem Fachmann bekannt
und sind abhängig von dem gewünschten Einsatzzweck des
Leders.
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Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass durch das
erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit der nahezu beliebigen
Farbgebung von Ledersubstraten eröffnet wird, ohne dass dabei
die ledertypische Oberflächenstruktur dauerhaft verändert
wird. Das Ledersubstrat kann in dem Verfahren innerhalb sehr
kurzer Zeit farblich behandelt werden, wodurch sich auch der
Gesamtbearbeitungsprozess des Leders deutlich verkürzt.
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Anstelle von speziellen Farbmustern kann das Leder durch das
erfindungsgemäße Verfahren auch einfarbig gefärbt werden, was
beispielsweise für die Bearbeitung von Bezugsstoffen für
Sitzmöbel wünschenswert ist. Im Gegensatz zu bisher üblichen
Einfärbungstechniken, bei denen das Leder über mehrere
Stunden oder sogar Tage in einer Farblösung eingelegt wurde, ist
die Farbgebung jetzt innerhalb weniger Minuten möglich. Die
typische und gewünschte Lederstruktur wir aufgrund des
geringen Druckes, der während der Farbgebung eingesetzt wird,
nicht verändert. Ebenso bleiben die anderen taktilen Eigenschaften
des Leders erhalten, da die Oberfläche nicht durch
eine geschlossene Farbschicht versiegelt wird.
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Da keine giftigen Chemikalien während der Behandlung
eingesetzt werden, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur
Farbgebung von Ledersubstraten, die beispielsweise bei der
Herstellung von Kleidung später beim Benutzer in
unmittelbaren Hautkontakt treten.