DE1654452B1 - Mehrschichtiges Kunstleder und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Mehrschichtiges Kunstleder und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft mehrschichtiges Kunstleder von Material, beispielsweise also durch das bekannte
und dessen Herstellung, wobei das Kunstleder wenig- Einstechen mittels Nadeln, hergestellt sind, sondern
stens eine mit Perforationsbohrungen versehene erste durch Entfernen von Material; dadurch wird ein anSchicht
aus im wesentlichen undurchlässigem Mate- mähliches Schließen der Perforationsbohrungen
rial und mindestens eine mit der ersten Schicht ver- 5 durch kalten Fluß des Materials weitgehend vermiebundene
zweite Schicht aus porösem, durchlässigem den. Schließlich ist es bei dem erfindungsgemäßen
Material aufweist. Kunstleder für die erwünschte hohe Wärmedämmung
Derartige Kunstleder haben gegenüber anderen von entscheidender Bedeutung, daß die verhältnis-Kunstlederarten,
bei denen eine gewisse Gasdurch- mäßig zahlreichen Perforationsbohrungen sich nicht
lässigkeit durch eine dem natürlichen Leder nach- io durch die zweite Schicht hindurch erstrecken; die
geahmte Faser- oder Porenstruktur erzielt wird, den gute Wärmedämmung der zweiten Schicht bleibt so-Vorteil,
daß sie aus verschiedenen Materialien ohne mit im wesentlichen ungeändert.
Rücksicht auf dessen Eignung zu chemischen Auf- Vorzugsweise hat die erste Schicht wenigstens schäumverfahren od. dgl. in rationeller Weise her- 1000 Perforationslöcher pro cm2. Die Wasserdampfgestellt werden können, wobei die Eigenschaften in 15 durchlässigkeit liegt vorzugsweise in der Größenordweiten Grenzen bestimmbar sind und das erhaltene nung einiger mg/cm2 und Stunde. Eine weitere vorKunstleder sowohl infolge der Perforationsbohrungen teilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, gasdurchlässig ist als auch infolge der porösen Natur daß die Perforationsbohrungen eine verfestigte Wander zweiten Schicht eine bessere Wärmedämmung dung aufweisen; dies ergibt einen weiter erhöhten aufweist als perforierte oder unperforierte Kunstleder 20 Schutz gegen allmähliches Verschließen der Perfoaus unporösem Material. Indessen sind bei bekannten rationsbohrungen durch Kaltfluß des Materials.
Kunstledern dieser Art entweder die Perforations- Die zweite Schicht kann in an sich bekannter bohrungen so groß, daß das Kunstleder auch für Weise aus einem Textilvlies bestehen. Ferner kann flüssiges Wasser verhältnismäßig stark durchlässig ist, wenigstens eine weitere durchlässige Schicht vorge- oder die Perforationsbohrungen setzen sich auch 25 sehen sein. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung durch die zweite Schicht aus porösem Material hin- ist dadurch gekennzeichnet, daß die an die zweite durch fort, so daß deren erwünschte Wärme-Isolier- Schicht angrenzende Oberfläche der ersten Schicht wirkung beeinträchtigt wird. Bei zahlreichen Anwen- eine vorgegebene elektrische Oberflächenleitfähigkeit düngen, beispielsweise für Schuhwerk, ist jedoch eine aufweist. Dies ist für die Herstellung des Kunstleders möglichst geringe Durchlässigkeit für flüssiges Was- 30 zweckmäßig, da man mit Hilfe der Oberflächenleitser und/oder eine gute Wärmedämmung erwünscht. fähigkeit die Lage der betreffenden Oberfläche meß-
Rücksicht auf dessen Eignung zu chemischen Auf- Vorzugsweise hat die erste Schicht wenigstens schäumverfahren od. dgl. in rationeller Weise her- 1000 Perforationslöcher pro cm2. Die Wasserdampfgestellt werden können, wobei die Eigenschaften in 15 durchlässigkeit liegt vorzugsweise in der Größenordweiten Grenzen bestimmbar sind und das erhaltene nung einiger mg/cm2 und Stunde. Eine weitere vorKunstleder sowohl infolge der Perforationsbohrungen teilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, gasdurchlässig ist als auch infolge der porösen Natur daß die Perforationsbohrungen eine verfestigte Wander zweiten Schicht eine bessere Wärmedämmung dung aufweisen; dies ergibt einen weiter erhöhten aufweist als perforierte oder unperforierte Kunstleder 20 Schutz gegen allmähliches Verschließen der Perfoaus unporösem Material. Indessen sind bei bekannten rationsbohrungen durch Kaltfluß des Materials.
Kunstledern dieser Art entweder die Perforations- Die zweite Schicht kann in an sich bekannter bohrungen so groß, daß das Kunstleder auch für Weise aus einem Textilvlies bestehen. Ferner kann flüssiges Wasser verhältnismäßig stark durchlässig ist, wenigstens eine weitere durchlässige Schicht vorge- oder die Perforationsbohrungen setzen sich auch 25 sehen sein. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung durch die zweite Schicht aus porösem Material hin- ist dadurch gekennzeichnet, daß die an die zweite durch fort, so daß deren erwünschte Wärme-Isolier- Schicht angrenzende Oberfläche der ersten Schicht wirkung beeinträchtigt wird. Bei zahlreichen Anwen- eine vorgegebene elektrische Oberflächenleitfähigkeit düngen, beispielsweise für Schuhwerk, ist jedoch eine aufweist. Dies ist für die Herstellung des Kunstleders möglichst geringe Durchlässigkeit für flüssiges Was- 30 zweckmäßig, da man mit Hilfe der Oberflächenleitser und/oder eine gute Wärmedämmung erwünscht. fähigkeit die Lage der betreffenden Oberfläche meß-
Die vorliegende Erfindung geht deshalb von der technisch erfassen kann. Zweckmäßigerweise wird
Aufgabe aus, ein aus verschiedenen Materialien ra- die Oberflächenleitfähigkeit dadurch erzielt, daß die
tionell herstellbares Kunstleder zu schaffen, das bei an die zweite Schicht angrenzende Oberfläche mit
guter Gasdurchlässigkeit eine möglichst geringe 35 einer Metallisierung versehen ist, deren Stärke ausDurchlässigkeit
für flüssiges Wasser hat und eine reicht, um die vorgegebene elektrische Oberflächengute Wärmeisolierung bietet. leitfähigkeit hervorzurufen. Die Metallisierung kann
Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst in bekannter Weise aufgedampft sein,
durch ein Kunstleder der eingangs angegebenen Art, Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Perforations- .40 des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunstleders bohrungen vorgegebene und so kleine Querschnitte ist dadurch, gekennzeichnet, daß die bereits mit der haben, daß sie für flüssiges Wasser im wesentlichen zweiten Schicht verbundene erste Schicht mit einem undurchlässig, für Wasserdampf jedoch durchlässig gebündelten Energiestrahl von ihrer nicht an der sind, wobei die Anzahl der Perforationsbohrungen zweiten Schicht anliegenden Seite her perforiert wird, pro Flächeneinheit so gewählt ist, daß sich eine 45 wobei für jede Perforationsbohrung in an sich be-Wasserdampfdurchlässigkeit von mindestens 1 Muli- kannter Weise die Einwirkungsdauer, der Querschnitt gramm/cm2 und Stunde ergibt, und daß die Perfo- und der Energiestrom des Energiestrahls so gewählt rationsbohrungen durch Entfernen einer etwa ihrem werden, daß der Energiestrahl an seiner Einwirkungs-Volumen entsprechenden Materialmenge gebildet stelle die erste Schicht und erforderlichenfalls ein sind und sich höchstens teilweise in die zweite Schicht 50 zwischen den beiden Schichten vorhandenes Bindehinein erstrecken. mittel vollständig abträgt, die in Strahlrichtung daran
durch ein Kunstleder der eingangs angegebenen Art, Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Perforations- .40 des erfindungsgemäßen mehrschichtigen Kunstleders bohrungen vorgegebene und so kleine Querschnitte ist dadurch, gekennzeichnet, daß die bereits mit der haben, daß sie für flüssiges Wasser im wesentlichen zweiten Schicht verbundene erste Schicht mit einem undurchlässig, für Wasserdampf jedoch durchlässig gebündelten Energiestrahl von ihrer nicht an der sind, wobei die Anzahl der Perforationsbohrungen zweiten Schicht anliegenden Seite her perforiert wird, pro Flächeneinheit so gewählt ist, daß sich eine 45 wobei für jede Perforationsbohrung in an sich be-Wasserdampfdurchlässigkeit von mindestens 1 Muli- kannter Weise die Einwirkungsdauer, der Querschnitt gramm/cm2 und Stunde ergibt, und daß die Perfo- und der Energiestrom des Energiestrahls so gewählt rationsbohrungen durch Entfernen einer etwa ihrem werden, daß der Energiestrahl an seiner Einwirkungs-Volumen entsprechenden Materialmenge gebildet stelle die erste Schicht und erforderlichenfalls ein sind und sich höchstens teilweise in die zweite Schicht 50 zwischen den beiden Schichten vorhandenes Bindehinein erstrecken. mittel vollständig abträgt, die in Strahlrichtung daran
Das erfindungsgemäße Kunstleder vereinigt in sich anschließende zweite Schicht jedoch im wesentlichen
die in gewissem Sinn einander widersprechenden nicht verletzt.
Forderungen, daß einerseits eine bestimmte Gas- Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung
durchlässigkeit, üblicherweise ausgedrückt in Form 55 des Kunstleders unterscheidet sich von bekannten
der Wasserdampfdurchlässigkeit, vorhanden sein soll, Verfahren grundlegend. Dabei ist zunächst zu beandererseits
aber der Durchtritt von flüssigem Wasser achten, daß sich bei der Aufgabe, ein mehrschichtiges
möglichst verhindert werden soll. Bei dem erfindungs- Material luftdurchlässig zu machen, und zwar in
gemäßen Kunstleder ist die einzelne Perforationsboh- einem dem natürlichen Leder vergleichbaren Ausrung
so klein, daß sie für flüssiges Wasser im wesent- 60 maß, besondere Schwierigkeiten ergeben, die bei der
liehen undurchlässig ist; andererseits ist aber die An- Perforation einfacher Kunststoffolien grundsätzlich
zahl derartiger Perforationsbohrungen pro Flächen- nicht auftreten. Die für diese spezielle Aufgabe beeinheit
so groß, daß sich doch die gewünschte Gas- kanntgewordenen oder nahegelegten Verfahrensmögdurchlässigkeit,
ausgedrückt als Wasserdampfdurch- lichkeiten lassen sich in zwei Gruppen unterteilen,
lässigkeit, ergibt. Im Zusammenhang mit der Klein- 65 nämlich 1.) Perforation der undurchlässigen ersten
heitrer Perforationsbohrungen ist es von großer Be- Schicht für sich allein und anschließende Verbindung
deutung, daß bei dem erfindungsgemäßen Kunstleder der perforierten Schicht mit der durchlässigen zweidie
Perforationsbohrungen nicht durch Verdrängen ten Schicht, oder 2.) Perforation der bereits mitein-
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ander verbundenen Schichten als Ganzes. In beiden strahl herzustellen, den Weg zu einem auch in großem
Fällen besteht die Forderung, daß die Perforation Maßstab mit vertretbaren Kosten ausführbaren Hersehr
fein sein muß, damit zwar Wasserdampf, jedoch stellungsverfahren eröffnet, das nicht unter den benicht
flüssiges Wasser in merklichem Ausmaß durch- schriebenen Schwierigkeiten leidet, vielfältig steuergelassen
wird. In Anbetracht dieser Forderung müs- 5 bar ist und Produkte von gleichmäßiger, vorhersagsen
bei der Perforation von mehrschichtigem Kunst- barer Qualität ergibt. Dies ist ein für die Fachkreise
leder zunächst alle diejenigen bekannten Verfahren des Kunstledergebiets überraschendes Ergebnis, da
ausscheiden, nach denen die undurchlässige erste die Perforation mittels Energiestrahlen einmal wegen
Schicht zuerst perforiert und dann mit der zweiten, der scheinbaren Verwandtschaft mit dem bekannten
durchlässigen Schicht verbunden wird. Bei derartigen io und für die gestellte Aufgabe nicht brauchbaren Ver-Verfahren
ist es unvermeidlich, daß feine Perfora- fahren der Funken-Perforation und zum anderen
tionslöcher durch das zwischen den beiden Schichten Mal wegen der erforderlichen maschinellen Einrichvorzusehende
Bindemittel verstopft werden. In bezug tungen und Investitionen abwegig erscheinen mußte,
auf die zweitgenannte Gruppe von Möglichkeiten, bei Die Verwendung von Energiestrahlen, insbeson-
denen die fertig miteinander verbundenen Schichten 15 dere Elektronenstrahlen, als thermisches Werkzeug
als Ganzes perforiert werden, ist es bekannt oder zum Schneiden und Bohren war zwar durch Vernahegelegt,
das herkömmliche Perforieren durch öffentlichungen in Publikumszeitschriften auch wei-Einstechen
von Nadeln nur auf die erste an sich un- teren Kreisen nahegebracht worden, doch ließen gedurchlässige
Schicht zu beschränken und die daran rade diese Veröffentlichungen erkennen, daß es sich
anschließende zweite Schicht im wesentlichen unver- 20 bei derartigen Verfahren um den Einsatz hochspeziaietzt
zu lassen. Das Einstechen von Perforations- lisierter und kostspieliger Geräte handelt, und auch
^ bohrungen mit Hilfe von Nadeln hat jedoch gerade die mitgeteilten Anwendungsbeispiele bezogen sich
ψ bei dem zur Kunstlederherstellung üblicherweise ver- offenbar nur auf Sonderfälle und ließen weder einen
wendeten Kunststoff große Nachteile und ist prak- Hinweis darauf erkennen, daß derartige Verfahren
tisch unbrauchbar, weil beim Perforieren das Mate- 25 bei ausgesprochenen Massenartikeln mit vertretbaren
rial nicht entfernt, sondern lediglich zur Seite ge- Kosten einsetzbar sind, noch einen Hinweis darauf,
drückt wird. Die Erfahrung zeigt, daß der Quer- daß sich gerade bei dem speziellen Problem, ein
schnitt von in dieser Weise hergestellten feinen Per- mehrschichtiges Kunstleder zu perforieren, bei Anforationsbohrungen
sich in kurzer Zeit erheblich ver- Wendung derartiger Verfahren eine Reihe ganz spezimindert,
beispielsweise auch bis zum vollständigen 30 fischer Vorteile ergibt, die in ihrer Gemeinsamkeit
Undurchlässigwerden. Es können zwar auf mecha- bei anderen Verfahren nicht vorhanden sind und als
nischem Wege auch Perforationsbohrungen durch Ganzes zu einer Überlegenheit des erfindungs-Wegnehmen
von Material hergestellt werden, näm- gemäßen Verfahrens führen. Diese Vorteile bestehen
lieh durch an sich bekannte Lochstanzen, doch sind vor allem darin, daß mit Energiestrahlen sehr schnell,
solche größeren Bohrungen ja gerade unerwünscht, 35 sehr fein und sehr eng perforiert werden kann, und
da sie eine zu große Durchlässigkeit für flüssiges zwar durch Entfernen von Material und vielfach
Wasser haben. auch unter gleichzeitiger Verfestigung der Wände der
Schließlich ist es auf dem Gebiet der Herstellung Perforationskanäle. Hinzu kommt noch der für mehrvon
Kunstleder noch bekannt, feine Perforationen schichtiges Kunstleder der beschriebenen Art entmit
Hilfe von elektrischen Funken zu erzielen. Dabei 40 scheidende Vorteil, daß die Eindringtiefe in ähnlicher
sind jedoch grundsätzlich zwei einander gegenüber- Weise einstellbar ist wie beim mechanischen Perfo-Iiegende
Elektroden erforderlich, so daß bei bereits rieren mit Nadeln, wobei die geringere Dichte und
miteinander verbundenen Schichten der Funke nicht das demzufolge geringere Absorptionsvermögen der
) nur in erwünschter Weise die undurchlässige Schicht zweiten, durchlässigen Schicht dazu beiträgt, daß die
durchschlägt, sondern auch die damit verbundene 45 zweite Schicht im wesentlichen unbeeinflußt bleiben
durchlässige Schicht beschädigt. Es entstehen auf kann.
diese Weise durchgehende Perforationskanäle, die Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des
bei der an sich wünschenswerten hohen Perforations- erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem in Abhändichte
die gute Wärmedämmung der bereits an sich gigkeit von einer durch den Energiestrahl hervordurchlässigen
zweiten Schicht erheblich verschlech- 50 gerufenen Wirkung eine automatische Steuerung von
tern. Außerdem kann beim Perforieren mit elektri- Strahlparametern erfolgt, ist dadurch gekennzeichnet,
sehen Funken die Perforationsdichte nicht beliebig daß eine für die Verwendung als erste Schicht behoch
getrieben werden, da ein Funke immer die stimmte Folie mit der Seite, die in an sich bekannter
Neigung hat, durch eine in der Nähe der Perfora- Weise oder durch an sich bekanntes Bedampfen mit
tionselektroden befindliche fertige Perforationsboh- 55 einem elektrisch leitenden Material derart behandelt
rung zu springen. Die zur Abhilfe dieser Erscheinung ist, daß sich dort eine merkliche elektrische Oberbekanntgewordene
Maßnahme, die Perforations- flächenleitfähigkeit ergibt, auf eine für die Verwenelektroden
mit dicht benachbarten Abschirm- oder dung als zweite Schicht bestimmte Materialbahn auf-Hilfselektroden
zu umgeben, kann naturgemäß den gelegt und mit dieser Materialbahn verbunden wird,
erforderlichen Minimalabstand zweier Perforations- 60 und daß danach die Perforationsbohrungen durch
bohrungen nur bis zu einem gewissen Grad verklei- Einwirkung eines Energiestrahls auf die andere Seite
nern. Schließlich ist die Funken-Perforation auch in- der Folien hergestellt werden, wobei an jeder Bohrsofern
nachteilig, als eine genaue Vorhersage des stelle unmittelbar vor der Einwirkung des Energie-Querschnitts
und des Verlaufs der erzielten Perfo- Strahls die dort vorhandene Dicke der Folie mit Hilfe
rationsbohrung im allgemeinen nicht möglich ist. 65 der elektrischen Oberflächenleitfähigkeit meßtech-Demgegenüber
hat sich gezeigt, daß die erfindungs- nisch erfaßt und das dabei erhaltene Meßsignal als
gemäß getroffene Verfahrensmaßnahme, die Perfo- Maß für die Einstellung der für die Bohrtiefe maßrationsbohrungen
mit einem gebündelten Energie- gebenden Kenngrößen des Energiestrahls verwendet
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wird. Diese Ausführungsmöglichkeit kann für den hervorgerufen wird und beispielsweise 0,01 cm2/Ohm
Fall, daß der Strahl und die Folie relativ zueinander beträgt. Eine solche Metallisierung ist in Fig. 2 bei
bewegt werden, um mehrere Perforationsbohrungen 6 angedeutet. Statt einer Metallisierung kann selbstnacheinander
herzustellen, zweckmäßig so weiter verständlich auch irgendeine andere Art von leitausgebildet
werden, daß die Dicke der Folie an einer 5 fähiger Oberfläche vorgesehen sein. Die elektrisch
Stelle erfaßt wird, die einen vorgegebenen konstanten leitende Oberfläche der ersten Schicht ermöglicht
Abstand von der Auftreffstelle des Strahls hat. eine elektrische Bestimmung der Dicke der ersten
Als Energiestrahl kann zweckmäßig in an sich be- Schicht 1.
kannter Weise ein Elektronenstrahl verwendet wer- Die Herstellung des erfindungsgemäßen Kunstden,
dessen Parameter so gewählt werden, daß sich io leders erfolgt nach der Erfindung im wesentlichen
die gewünschte Perforationstiefe ergibt. Die Verwen- dadurch, daß die Bohrungen 5 mittels eines Energiedung
eines Energiestrahls zur Herstellung der Boh- Strahls, und zwar vorzugsweise eines scharf gebünrungen
bietet gerade bei mehrschichtigen Kunst- delten Elektronenstrahls hoher Beschleunigungsspanledern der angegebenen Art noch den entscheidenden nung, hergestellt werden. Im rechten Teil der F i g. 2
Vorteil, daß im allgemeinen die zweite Schicht wegen 15 ist ganz schematisch angedeutet, daß aus einem
ihrer geringeren Massendichte weniger zur Absorp- Strahlerzeuger 8 zweckmäßiger Bauart ein schlanker
tion von Strahlungsenergie befähigt ist als die erste Strahl 7 senkrecht auf eine Stelle 16 der freien Ober-Schicht;
dies tragt dazu bei, daß der Strahl bei ent- fläche 3 der Schicht 1 gerichtet wird. In der F i g. 2
sprechender Einstellung seiner Parameter nur die ist angedeutet, daß dieser Strahl an der Stelle 16 geerste
Schicht perforiert, die zweite Schicht jedoch 20 rade dabei ist, eine Bohrung 5 herzustellen. Strahlpraktisch nicht verletzt, quelle 8 und Kunstleder 1, 2 werden relativ zuein-
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Be- ander bewegt, in Fig. 2 so, daß die Strahlquelle8
Schreibung in Verbindung mit der Zeichnung bei- sich von rechts nach links über das Kunstleder hinspielsweise
näher erläutert. wegbewegt, und an den jeweils gewünschten Bohr-
F i g. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch 25 stellen wird die Bewegung kurzzeitig unterbrochen
ein erfindungsgemäß ausgebildetes Kunstleder; und der Strahl eingeschaltet. Von großer praktischer
F i g. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsmög- Bedeutung ist die richtige Wahl der Strahlparameter,
lichkeit des Herstellungsverfahrens gemäß der Erfindungsgemäß werden bei jeder Bohrung die EinErfindung.
Wirkungsdauer, der Querschnitt und der Energie-
Wie aus F i g. 1 ersichtlich ist, besteht das Kunst- 30 strom des Strahls so gewählt, daß der Energiestrahl
leder aus einer ersten Schicht 1 aus einem im wesent- die erste Schicht vollständig durchbohrt, die darliehen
undurchlässigen Material, beispielsweise einer unterliegende zweite Schicht 2 jedoch im wesent-0,6
mm starken Polyurethanfolie, die mit einem Füll- liehen nicht verletzt. Erfindungsgemäß ist erkannt
stoff versetzt oder eingefärbt sein kann, beispiels- worden, daß sich diese Arbeitsbedingungen besonweise
mit 3,1 Gewichtsprozent Eisenoxyd Fe2O3, und 35 ders einfach bei einem Kunstleder einhalten lassen,
einer zweiten Schicht 2 aus einem synthetischen Tex- das, wie das erfindungsgemäße Kunstleder, aus einer
tilvlies, das mit der ersten Schicht 1 verklebt ist und verhältnismäßig dichten, festen ersten Schicht 1 und
etwa eine Dicke von 1,0 mm aufweist. Die erste einer darunterliegenden verhältnismäßig lockeren
Schicht 1 ist mit einer großen Anzahl feiner Bohrun- Schicht 2 von geringer Dichte besteht. Da die Abgen
3 versehen, beispielsweise mit 2000 Bohrungen 40 sorption des Energiestrahls wesentlich von der Dichte
pro cm2, wobei jede Bohrung einen Durchmesser von des absorbierenden Materials bestimmt wird, nimmt
etwa 0,03 mm aufweist. Aus diesen nur beispiels- die erste Schicht 1 viel Strahlenenergie auf und wird
weise genannten Zahlen ergibt sich, daß der gesamte mit hoher Geschwindigkeit durchbohrt; dagegen ist
Perforationsquerschnitt etwa 1,5% der Folien- die spezifische Absorption der Strahlenenergie in der
fläche ausmacht; daraus erhellt; daß bei dem erfin- 45 zweiten Schicht 2 erheblich kleiner, so daß es bei
dungsgemäßen Kunstleder die physikalisch-mecha- entsprechender Einstellung der Strahlparameter, insnischen
Eigenschaften gegenüber dem unperforierten besondere der Einwirkungszeit (Impulsdauer), verKunstleder
praktisch unverändert sind. Insbesondere hältnismäßig leicht gelingt, zwar die erste Schicht 1
wird auch die Zugspannungsfestigkeit durch das Per- vollständig zu durchbohren, die zweite Schicht jeforieren
nicht merklich verändert. Der Gesamtquer- 50 doch unverletzt zu lassen. Durch diese Arbeitsweise
schnitt der Bohrungen ist jedoch bei den genannten werden alle Probleme, die sich bei nachträglichem
Zahlenwerten so groß, daß sich eine dem natürlichen Verbinden einer perforierten ersten Schicht mit einer
Leder vergleichbare Wasserdampfdurchlässigkeit in porösen zweiten Schicht dadurch ergeben, daß in
der Größenordnung einiger Milligramm pro cm2 und der Verbindungsebene die Bohrungen verklebt oder
Stunde ergibt. Im allgemeinen wird man nicht weni- 55 zumindest verengt werden, vollständig umgangen,
ger als 1000 Bohrungen pro cm2 wählen und den Die Tatsache, daß die für die gute Wärmedämmung
Querschnitt der Bohrungen so groß machen, daß sich verantwortliche zweite Schicht 2 im wesentlichen uneine
vorbestimmte Wasserdampfdurchlässigkeit, vor- verletzt bleibt, ist von entscheidender Bedeutung für
zugsweise in der gleichen Größenordnung wie bei die Gebrauchseigenschaften des fertigen Kunstleders,
natürlichem Leder, ergibt. Es können natürlich auch 60 da eine Durchbohrung oder auch nur Verletzung
mehr als zwei Schichten vorgesehen sein, insbeson- der zweiten Schicht deren mechanische Festigkeit
dere mehrere an sich durchlässige Schichten von ver- und Wärmeisolationsvermögen deutlich herabsetzen
schiedener Faser- oder Porenstruktur. würde. Bei dem schon genannten Beispiel eines
Für die Herstellung der Perforation ist es günstig, Kunstleders, das aus einer ersten Schicht 1 aus PoIy-
wenn die an die zweite Schicht 2 angrenzende Ober- 65 urethan von etwa 0,6 mm Dicke und einer zweiten
fläche 4 der ersten Schicht 1 eine vorgegebene elek- Schicht 2 aus synthetischem Textilvlies von 1,0 mm
trische Leitfähigkeit aufweist, die beispielsweise Dicke besteht, kann zum Bohren etwa ein Elektro-
durch eine vorzugsweise aufgedampfte Metallisierung nenstrahl mit 140 kV Beschleunigungsspannung,
0,02 mm Strahldurchmesser und etwa 4 mA Strahlstrom verwendet werden. Die zum Bohren eines
Loches erforderliche Einwirkungszeit (Impulsdauer) beträgt nur einige Mikrosekunden, so daß die auf
einem Quadratzentimeter vorzugsweise vorzusehenden 2000 Bohrungen in sehr kurzer Zeit gebohrt
werden können, wenn man insbesondere den Strahl durch elektronische Ablenkung nacheinander an die
einzelnen Bohrstellen führt. Der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bohrvorgängen
kann etwa 10~4 bis 10~ss betragen. Die außerordentliche
Feinheit der Bohrungen läßt sich mit modernen Strahlerzeugungsgeräten ohne besondere Schwierigkeiten
erzielen. So kann etwa der beschriebene Elektronenstrahl von etwa 0,02 mm Durchmesser einen
Öffnungswinkel von nur 2 bis 3° aufweisen. Durch die in Energiestrahlen erzielbare hohe Leistungsdichte
wird an der Bohrstelle das Material praktisch augenblicklich verdampft und vollständig aus dem
Bohrloch entfernt. Dies steht in vollständigem Gegensatz zu mechanischen Methoden, bei denen es nicht
^ möglich ist, sehr feine Bohrungen in kurzer Zeit
ψ unter vollständiger Entfernung des Bohrkerns herzustellen.
Insbesondere sind Perforationen, die durch Nadeln erzeugt werden, in der Praxis vollständig unbrauchbar,
da das beim Einstechen der Nadel verdrängte Material nach dem Herausziehen der Nadel
in das eingestochene Loch zurückwandert. Derartige Vorgänge werden bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren
mittels Energiestrahlen vollständig vermieden, und zwar auch bei zum Kaltfluß neigenden
Materialien, da die Bohrlochwandung nach Art einer Schmelzkruste verfestigt wird.
In der Praxis sind Unregelmäßigkeiten in der Dicke der zu durchbohrenden Folie unvermeidlich.
Es kann aber insbesondere bei nur geringen Unterschieden der Dichte der beiden Schichten 1 und 2
erforderlich sein, die Strahlparameter mit hoher Genauigkeit auf die Dicke der ersten Schicht abzustimmen.
Um in solchen Fällen eine Beschädigung der' zweiten Schicht an denjenigen Stellen zu vermeiden,
wo die erste Schicht 1 zu dünn ist, und umgekehrt ein vollständiges Durchbohren der ersten Schicht 1
) auch an denjenigen Stellen sicherzustellen, wo die
erste Schicht zu dick ist, kann erfindungsgemäß die Dicke der Schicht 1 unmittelbar vor dem Durchbohren
meßtechnisch erfaßt und das erhaltene Meßsignal zur Steuerung des Strahls herangezogen werden. Zu
diesem Zweck wird beispielsweise bei der Herstellung des Kunstleders die Folie, die für die erste Schicht 1
bestimmt ist, auf einer Seite in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Aufdampfen oder Aufsprühen
eines elektrisch leitenden Materials od. dgl., derart behandelt, daß sich eine merkliche elektrische
Oberflächenleitfähigkeit ergibt. Danach wird die Folie mit dieser leitend gemachten Oberfläche auf die
zweite Schicht aufgelegt und mit dieser verbunden, beispielsweise verklebt. Der dadurch entstehende
Aufbau des Kunstleders ist schematisch in F i g. 2 angedeutet, wo die leitende Oberfläche durch die
(im Verhältnis stark verdickt gezeichnete) Schicht 6 dargestellt ist. Diese elektrisch leitende Oberfläche
der ersten Schicht ermöglicht es, die Dicke der Schicht in an sich bekannter Weise elektrisch mittels
eines auf die andere Oberfläche 3 aufgesetzten Dickentasters zu erfassen. Dickenmeßgeräte dieser
Art, beispielsweise auf der Grundlage einer Kapazitätsmessung arbeitend, sind bekannt und werden hier
nicht näher beschrieben. Das von dem Dickenmeßgerät gelieferte Meßsignal wird zur Steuerung der
Strahlparameter verwendet. In F i g. 2 ist als Dickentaster ganz schematisch eine Rolle 14 angedeutet, die
bei 15 auf der Oberfläche 3 aufsitzt und an einem Dickenmeßgerät oder -meßkopf 12 befestigt ist. Das
Gerät 12 ist über eine gestrichelt angedeutete mechanische Verbindung 11 derart starr mit dem Strahlkopf
8 oder mit einer mit den Strahlablenkvorrichtungen gekoppelten Bewegungsvorrichtung (nicht
dargestellt) verbunden, daß es in vorgegebenem Abstand vor dem Strahl über die Oberfläche 3 fährt.
Bei 13 ist die Leitungsverbindung zwischen dem Dickenmeßgerät 12 und der leitenden Oberfläche 6
angedeutet. Für elektrische Dickenmeßgeräte der genannten Art genügt eine verhältnismäßig geringe
Oberflächenleitfähigkeit der Oberfläche 4, beispielsweise in der Größenordnung 0,01 cm2/Ohm.
Das vom Dickenmeßgerät gelieferte Meßsignal kann auch zur automatischen Steuerung der für die
Bohrtiefe maßgebenden Strahlparameter dienen. In F i g. 2 ist dies schematisch durch die Steuerleitungen
9 und 10 zwischen Dickenmeßgerät 12 und Strahlquelle 8 angedeutet. Die Ausführung derartiger
Steuereinrichtungen bietet dem Fachmann keine Schwierigkeiten.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird als Energiestrahl vorzugsweise ein Elektronenstrahl verwendet.
Selbstverständlich ist es auch möglich, mehrere Strahlquellen gleichzeitig zu verwenden. Dies
ist besonders bei verhältnismäßig breiten Kunstlederbahnen zweckmäßig, die kontinuierlich mit Bohrungen
versehen werden.
Claims (13)
1. Mehrschichtiges Kunstleder mit wenigstens einer mit Perforationsbohrungen versehenen
ersten Schicht aus im wesentlichen undurchlässigem Material und mindestens einer mit der ersten
Schicht verbundenen zweiten Schicht aus porösem, durchlässigem Material, dadurch gekennzeichnet,
daß die Perforationsbohrungen (5) vorgegebene und so kleine Querschnitte haben, daß sie für flüssiges Wasser im wesentlichen
undurchlässig, für Wasserdampf jedoch durchlässig sind, wobei die Anzahl der Perforationsbohrungen
pro Flächeneinheit so gewählt ist, daß sich eine Wasserdampfdurchlässigkeit von mindestens 1 Milligramm pro cm2 und Stunde
ergibt, und daß die Perforationsbohrungen durch Entfernen einer etwa ihrem Volumen entsprechenden
Materialmenge gebildet sind und sich höchstens teilweise in die zweite Schicht hinein
erstrecken.
2. Kunstleder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schicht (1) wenigstens
1000 Perforationslöcher pro cm2 aufweist.
3. Kunstleder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserdampfdurchlässigkeit
in der Größenordnung einiger Milligramm pro cm2 und Stunde liegt.
4. Kunstleder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Perforationsbohrungen
(5) eine verfestigte Wandung aufweisen.
5. Kunstleder nach einem der Ansprüche 1
009 583/321
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (2) in an sich bekannter Weise aus einem
Textilvlies besteht.
6. Kunstleder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch wenigstens eine weitere
durchlässige Schicht.
7. Kunstleder nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die an die
zweite Schicht (2) angrenzende Oberfläche (4) der ersten Schicht (1) eine vorgegebene elekirische
Oberflächenleitfähigkeit aufweist.
8. Kunstleder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die an die zweite Schicht (2)
angrenzende Oberfläche (4) mit einer Metallisierung (6) versehen ist, deren Stärke ausreicht, um
die vorgegebene elektrische Oberflächenleitfähigkeit hervorzurufen.
9. Kunstleder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise
die Metallisierung (6) aufgedampft ist.
10. Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Kunstleders nach einem der Ansprüche
1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die bereits mit der zweiten Schicht verbundene
erste Schicht mit einem gebündelten Energiestrahl von ihrer nicht an der zweiten Schicht anliegenden
Seite her perforiert wird, wobei für jede Perforationsbohrung in an sich bekannter
Weise die Einwirkungsdauer, der Querschnitt und der Energiestrom des Energiestrahls so gewählt
werden, daß der Energiestrahl an seiner Einwirkungsstelle die erste Schicht und erforderlichenfalls
ein zwischen den beiden Schichten vorhandenes Bindemittel vollständig abträgt, die
in Strahlrichtung daran anschließende zweite Schicht jedoch im wesentlichen nicht verletzt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem in Abhängigkeit von einer durch den Energiestrahl
hervorgerufenen Wirkung eine automatische Steuerung von Strahlparametern erfolgt, dadurch
gekennzeichnet, daß eine für die Verwendung als erste Schicht bestimmte Folie mit der Seite, die
in an sich bekannter Weise oder durch an sich bekanntes Bedampfen mit einem elektrisch leitenden
Material derart behandelt ist, daß sich dort eine merkliche elektrische Oberflächenleitfähigkeit
ergibt, auf eine für die Verwendung als zweite Schicht bestimmte Materialbahn aufgelegt
und mit dieser Materialbahn verbunden wird, und daß danach die Perforationsbohrungen
durch Einwirkung eines Energiestrahls auf die andere Seite der Folie hergestellt werden, wobei
an jeder Bohrstelle unmittelbar vor der Einwirkung des Energiestrahls die dort vorhandene
Dicke der Folie mit Hilfe der elektrischen Oberflächenleitfähigkeit meßtechnisch erfaßt und das
dabei erhaltene Meßsignal als Maß für die Einstellung der für die Bohrtiefe maßgebenden
Kenngrößen des Energiestrahls verwendet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Strahl und die Folie relativ zueinander bewegt
werden, um mehrere Perforationsbohrungen nacheinander herzustellen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dicke der Folie an einer Stelle erfaßt wird, die einen vorgegebenen konstanten Abstand
von der Auftreffstelle des Strahls hat.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Energiestrahl
in an sich bekannter Weise ein Elektronenstrahl verwendet wird, dessen Parameter so gewählt
werden, daß sich die gewünschte Perforationstiefe ergibt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1654452B1 true DE1654452B1 (de) | 1971-01-14 |
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Family Applications (1)
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DE19651654452 Pending DE1654452B1 (de) | 1965-12-10 | 1965-12-10 | Mehrschichtiges Kunstleder und Verfahren zu dessen Herstellung |
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CH (1) | CH454792A (de) |
DE (1) | DE1654452B1 (de) |
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CN103448096B (zh) * | 2013-08-27 | 2015-06-17 | 北京科电微波电子有限公司 | 高压电子束透气皮革微孔加工系统 |
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- 1965-12-10 DE DE19651654452 patent/DE1654452B1/de active Pending
-
1966
- 1966-11-23 CH CH1706266A patent/CH454792A/de unknown
- 1966-11-30 GB GB53610/66A patent/GB1142839A/en not_active Expired
- 1966-12-08 US US600122A patent/US3554837A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3554837A (en) | 1971-01-12 |
GB1142839A (en) | 1969-02-12 |
CH454792A (de) | 1968-04-30 |
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