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Die
Erfindung betrifft neuartige Lederartikel mit wasserdichter Vernähung
der Lederteile, insbesondere bei Sicherheitsschuhen, Handschuhen, Sportbekleidung
od. dgl.
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Dabei
ist immer eine erste, obere Lederschicht überlappend mit
einer zweiten, unteren Lederschicht vernäht. Dafür
sind grundsätzlich alle Leder geeignet, also z. B. Nubuk-Leder,
alle nubukartige Außenfläche aufweisenden Leder
und praktisch auch alle anderen beschichteten oder nicht beschichteten
Leder.
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Die
Erfindung betrifft insbesondere einen Schuh, wie z. B. einen Sicherheits-
oder Outdoor-Sportschuh, dessen Schuhoberteil aus Leder besteht,
welches, geprüft nach DIN EN iSO 20345, 20346 und 20347,
weniger als 30 Gew.-% Wasser aufnimmt und weniger als 0,2 g Wasser
hindurch lässt.
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In
aller Regel besteht ein Schuhoberteil aus mindestens zwei Teilen,
nämlich aus dem Vorderteil und dem Schuhhinterteil, welche
durch zumindest eine zumindest einreihige Naht miteinander verbunden
sind. Der Wassereintritt durch die Löcher, welche durch
die Ein- bzw. Durchstiche der Nähnadeln im Leder entstanden
sind allein, ist enorm hoch, besonders bei Schuhen, welche beim
Arbeiten im Nass-Bereich bzw. in nasser Umgebung getragen werden. Das
Nähgarn mit seiner Dochtwirkung begünstigt den
Wassertransport von außen in das Innere der Schuhe noch
zusätzlich.
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Aus
dem Stand der Technik sind diverse, eine Nassfestigkeit aufweisende
Sicherheitsschuhe aus Leder bekannt. Um das Wasser vom Fuß fernzuhalten,
werden wasserdichte Folien, bekannt unter dem Namen Goretex oder
Sympatex zusätzlich verwendet.
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Diese
Schuhe weisen eine wasserdichte Schicht auf, wobei diese Schicht
jedoch nicht außen auf die Außenhülle
des Schuhs aufgebracht ist, sondern als Zwischenschicht, wie z.
B. in Form einer Fluorpolymer-Folie, also innerhalb des Schuhs zwischen
dessen stabiler Außenhülle und dem Innenfutter
des Schuhs. Es ist also bei diesen bekannten Schuhen so, dass Wasser
grundsätzlich in die Außenhülle des Schuhs
und somit in dessen Nähte eindringen kann und zumindest
bis zu der wasserdichten Zwischenschicht vordringt.
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Von
einschlägigen Firmen wird empfohlen, für einen
guten Tragekomfort zusätzlich zu der semipermeablen Fluorpolymer-Folie,
zwischen dem Schuhinnenfutter und Oberleder eine Klebefolie einzubringen,
welche mit der Innennaht des Leders verklebt wird.
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Der
Prozess der Herstellung solcher Schuhe ist teuer und umständlich
und die Entsorgung der Fluorpolymer enthaltenden Folie nicht mehr
zeitgemäß.
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Die
die Außenhülle des Schuhes bildenden Membranen
sind atmungsaktiv, was bedeutet, dass Luft und Feuchtigkeit von
innen aus dem Schuh nach außen dringen können,
allerdings nur dann, wenn ein entsprechendes Feuchtigkeitsgefälle
zwischen Schuh- Innenraum und Außenwelt besteht. Wenn die Außenhülle
des Schuhs jedoch feucht ist, ist ein solches Gefälle nicht
oder nicht ausreichend gegeben, was den Tragekomfort der Schuhe
beeinträchtigt.
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Bei
modernen Ledern ist auf der der Nässe bzw. dem Wasser zugänglichen
Außenseite der Lederartikel, also z. B. von Schuhen, eine
hydrophobe Außenschicht angeordnet, sodass Feuchtigkeit
und insbesondere Wasser gar nicht erst ins Innere der Außenhülle
eindringen kann, sondern von der Außen-Oberfläche
abperlt, wobei jedoch die Feuchtigkeit von innen nach außen
hin entweichen kann.
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Kritisch
sind auch bei diesen Ledern bis jetzt in jedem Fall immer noch die
Verbindungsnähte und die Zonen bzw. Spalte zwischen den
Lederteilen, da an diesen Stellen Wasser in das Innere den mit dem wasserdichten
Leder gebildeten Schuhs eindringen kann. Die Nähfäden
bzw. Nähgarne haben eine gewisse Dochtwirkung und saugen
das von außen einwirkende Wasser quasi durch die Naht-Öffnungen hindurch
nach innen bzw. zur oft rauen Unterseite des Leders.
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Aus
dem Stand der Technik ist bekannt, auf die Innenseite der Nähte
eine Folie mittels Kleber aufzubringen. Als Folge von Reibung und/oder
Bewegung kommt es im Gebrauch jedoch immer wieder dazu, dass die
derart verklebten Stellen bzw. Nähte, gegebenenfalls an
sich nur an wenigen, stärker strapazierten Stellen "aufgehen"
und solcherart letztlich Wasser-undicht werden, was den Trage-Komfort
der Lederartikel, insbesondere Schuhe, ganz wesentlich absinken
lässt.
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Die
Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, auf die Innenfläche
einer aus einem Leder gebildeten Hülle z. B. eines Schuhs,
Handschuhs, eines Sportbekleidungsartikels od. dgl.; und zwar insbesondere auf
die Naht und auf die Überlappungszone zweier durch eine
Naht aneinander gebundener Lederteile eine Polymermasse aufzubringen,
welche genügend Klebekraft, Weichheit und/oder Flexibilität
und gegebenenfalls Dehnfähigkeit besitzt, um das oben beschriebene,
unangenehme Aufgehen der Leder-Nahtabdeckung über lange
bzw. über die gesamte Gebrauchs- und/oder Tragedauer der
Lederartikel, insbesondere Schuhe jeder Art, besonders Sicherheitsschuhe,
wirkungsvoll zu verhindern.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft neue mit mehreren Lederteilen gebildete
Lederartikel, insbesondere neue Schuhe gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1. Die neuen Lederartikel weisen die
im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale auf.
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Erfindungsgemäß wird
eine emulgatorfreie, extrem feinteilige, nahezu wasserklare, transparente wässrige
Nano-Silikonemulsion mit Teilchengrößen im Nanometer-Bereich
und mit einem Feststoffanteil von meist weniger als 5%, vorzugsweise
von weniger als 2,5%, und mit einer Viskosität ähnlich
wie Wasser auf die Außen-Oberfläche der beiden
Lederteile aufgetragen und mit dieser fest verbunden. Auf den Außen-Oberflächen
der vernähten Lederteile, bzw. auf deren dort vorhandene
dünne Beschichtung, wie insbesondere Polyurethanschicht,
wird eine hydrophobe Finishschicht ausgebildet, die im verfestigten
Zustand dünner als 0,009 mm, vorzugsweise dünner
als 0,007 mm, ist.
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Diese
Finishschicht ist vorteilhafterweise farblos transparent und dringt
voll auch in alle Nähgarne der Vernähung der Lederteile,
in die Einstichlöcher und in den Spalt zwischen den Lederteilen,
sowie in Perforationen und Poren in Leder bzw. in der Polyurethan-Außenbeschichtung
ein und verhindert selbst bei sonst perforiertem Leder, dass ein
Wassertropfen unter statischen Bedingungen durch die Perforationen
in das Leder eindringt, selbst dann, wenn die Perforationen od.
dgl. einen Durchmesser von 0,5 mm besitzen. Die Oberflächenspannung
des Wassers auf dieser Nano-Silikonschicht bzw. -imprägnierung
ist so groß, dass ein Tropfen auf der derart ausgerüsteten
Oberfläche stehen bleibt und nicht in die Oberfläche
der Lederteile oder deren Beschichtung eindringen kann.
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Eine
vorher vorhandene Luft- und Wasserdampfdurchlässigkeit
des Naturleders wird durch die aufgebrachte Nano-Silikonschicht
nicht oder nicht nennenswert verändert. Diese Schicht ist
so dünn, dass z. B. 1 m2 Leder
mit der Nano-Silikonschicht nur ca. 4 Gramm mehr wiegt als das Leder
ohne die Schicht.
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Es
wurde festgestellt, dass das Hydrolyse-Verhalten einer Polyurethan-Außenbeschichtung der
Lederteile durch das Aufbringen der Nano-Silikonschicht wesentlich
verbessert wurde, weil letztere dann absolut hydrolysefest ist und
den Zutritt von Wasser in die bzw. zwischen die Lederteile und in
deren Vernähung unmöglich macht, was insbesondere für
Schuhe von ganz besonderer Wichtigkeit ist.
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Des
weiteren wurde festgestellt, dass das erfindungsgemäß ausgerüstete
Leder nicht nur absolut wasserabweisend ist, sondern auch bezüglich
seines Knarzverhaltens hervorragende Eigenschaften aufweist.
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Letztlich
wird durch die Nano-Silikonschicht das Eindringen von Wasser, von
wässrigem Schmutz und anderen wasserhältigen Flüssigkeiten
voll verhindert.
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Durch
die neue Finishschicht und -imprägnierung, welche eine
Dichte von kleiner als 1 g/cm3 aufweist,
erhalten die miteinander vernähten Lederteile der Lederartikel,
insbesondere Schuhe, eine sehr angenehme Haptik und eine Art seidiges
Aussehen, die bzw. das auch im Gebrauch seine Eigenschaften nicht
verändert. Die dünne, transparente seidenartigglänzende
Nano-Silikonschicht gibt die Farbtiefe der darunter liegenden Lederteile
bzw. von deren pigmentierter Polyurethanschicht gut wieder.
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Die
erfindungsgemäßen Lederartikel, insbesondere Schuhe
verfügen über ein besonders gutes Dauerbiegeverhalten.
Vor allem bei tiefen Temperaturen sind sie Lederartikeln mit herkömmlichen
Zurichtungen weit überlegen. So werden z. B. bei Temperaturen
von –20°C 50.000 Flexe erreicht, während bei
herkömmliche Vernähungen aufweisenden Lederartikeln
bereits bei 5.000 Flexen die Oberfläche Beschädigungen
aufweist. Dies ist insbesondere bei Schuhen von wesentlicher Bedeutung.
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Die
erfindungsgemäß erfolgende Nano-Silikon-Beschichtung
bzw. Imprägnierung verhindert bereits jegliches Eindringen
von Wasser statisch und bei leichten Bewegungen. Selbst bei starker
Dynamik, wie Stauchen und Dehnen im Wechsel sowie unter Druck kann
eine äußerst geringe Menge Wasser durch die Nähte
dringen, aber jedenfalls etwa 80% weniger als an den Stellen ohne
eine Naht-Imprägnierung von der Ober- bzw. Außenseite
her.
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Die
Silikon-Nanodispersion ist farblos und verändert die Oberseite
des Leders und des Fadens bzw. Garns der Vernähung nicht.
Die wasserklare, dünnflüssige Dispersion mit ihren
Nano-Teilchen dringt tief in den oberen Lederteil 1 ein
und teilweise auch in den unteren Lederteil 2.
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Infolge
der großen bzw. hohen Hydrophobie bleibt der Faden der
Vernähung trocken, sauber und wird nicht benetzt.
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Was
die Rahmen der Erfindung bevorzugten Ausführungsformen
betrifft, so sei hierzu auf die Ansprüche 2 bis 12 verwiesen,
die deren Details im einzelnen wiedergeben.
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Es
hat die Nano-Silikon-Auftrags- und -Imprägnierungs-Dispersion
z. B. einen maximalen Feststoff-Anteil von 16%. Es können
nach dem Verdampfen des Wassers aus der Dispersion kleine Hohlräume
verbleiben, in welche das Wasser unter dem Einfluss eines höheren
Drucks gelangen kann.
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Entweder
man wiederholt zur Reduktion der Poren den Vorgang des Auftragens
der Dispersion sowohl von der Oberseite oder gegebenenfalls auch von
der Unterseite her, bis keine oder jedenfalls keine größeren
Hohlräume mehr vorhanden sind.
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Dadurch
wird zwar der Wassereintritt verhindert, aber diese Art der Lösung
ist teuer, weil die Nano-Dispersion allein schon teuer ist und die
mehrmalige Applikation aufwendig ist. Durch den relativ geringen
Feststoffgehalt dauert es lange, bis ein Film mit einer Dicke von
etwa 0,01 mm entsteht.
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Das
beste und wesentlich weniger Aufwand fordernde Ergebnis wird erhalten,
wenn die Lederteile von außen her mit der Nano-Silikondispersion – wie
oben beschrieben – behandelt werden und wenn die vernähten
Lederteile von der Unter- bzw. Innenseite her mit einer Polymer-Innenbeschichtung
versiegelt sind.
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Dementsprechend
ist eine Ausführungsform der Erfindung mit Außen-Nano-Silikonbeschichtung und
Innen-Polymerbeschichtung wie sie durch den Anspruch 13 wiedergegeben
ist, besonders bevorzugt.
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Es
ist dann so, dass irgendwo im Nahtkanal der Vernähung der
Lederteile die beiden unterschiedlichen Polymere, also Nano-Silikon
und Innenpolymer, zusammentreffen: Dies bringt folgende wesentliche
Vorteile:
Der Faden bleibt sauber und verrottet nicht, da selbst die
meisten konzentrierten Säuren eine Oberflächenspannung,
wie Wasser besitzen, können sie noch nach 5 min ohne weiteres
bloß mit Wasser entfernt werden, ohne durch das Nahtloch
in das Schuh-Innere eingedrungen zu sein und ohne den Faden geschädigt
zu haben.
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Durch
die Silikon-Partikel werden das Brandverhalten und die Wiederstandsfähigkeit,
insbesondere von Polyester- oder Polyamid-Fäden gegenüber heißen
Flüssigkeiten wesentlich verbessert.
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Die
polymere Innen-Beschichtung muss weich dauerbiegefest, druck- und
zugelastisch sein. es kommen somit dafür alle Polymere
in Frage, welche diese Eigenschaften aufweisen und die beim Auftragen
dünn- bis zähflüssig sind und nach ihrer Verfestigung
eine Shore-härte A von weniger als 60, vorzugsweise zwischen
15 und 38 Shore A bei Normaltemperatur besitzen, unabhängig
davon, ob die Masse Mikro-Hohlkugeln oder keine solchen enthält.
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Vorzugsweise
enthält sie aber solche und hat dann eine Dichte zwischen
0,6 und 0,9 g/cm3.
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Die
Innenbeschichtung kann gebildet sein aus Polymer-Dispersionen oder
Polymerdispersions-Mischungen, die z. B. Polyurethan, Polyacrylat, Polybutadien,
weichgemachtes Polyvinylchlorid, Polystyrol und/oder Chlorkautschuk
enthalten. Sie können vernetzt oder unvernetzt sein, aber
auch Prepolymere, welche durch eine zweite Komponente bei Nomraltemperatur
fest werden, sind geeignet, ebenso wie Polymer-Lösungen
mit einem Feststoff-Anteil von – volumsbezogen – mehr
als 30%, vorzugsweise mehr als 60%. Falls Mikro-Hohlkugeln eingerührt sind,
zählen sie zum volumsbezogenen Feststoff.
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Das
gleiche gilt für flüssigen Kautschuk, wie z. B.
Silikonkautschuk oder Polysulfidkautschuk, welche durch eine zweite
Komponente bei Normaltemperatur durch Polyaddition oder Polykondensation fest
werden und dann die gestellten Aufgaben erfüllen.
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Vorallem
sogenannte kalthärtende Silikonkautschukmassen, welche
Mikro-Hohlkugeln mit bis zu 20 Gew.-% leicht füchtigen
Lösungsmitteln, wie z. B. Benzin, enthalten führen
nicht nur zu einer absoluten Wasserdichheit auch unter harten dynamischen Bedingungen,
sie sind auch sehr kältefest und verbinden sich praktisch
chemisch mit der Nano-Silikonschicht.
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Wenn
die Beschichtung keine Mikro-Hohlkugeln enthält, liegt
ist deren Dichte zwischen 1,0 und 1,35 g/cm3,
vorzugsweise aber mit Mikro-Hohlkugeln bei 0,6 bis 0,9 g/cm3.
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Besonders
vorteilhaft, insbesondere hinsichtlich Wasserdichtheit, ist, wie
schon oben angeführt, eine Ausführungsform mit
Innen- plus Außen-Beschichtung gemäß Anspruch
13.
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Am
Beispiel von Sicherheitsschuhen mit Stahlkappen wird die besondere
Ausführungsform der Erfindung näher bzw. vertiefend
erläutert. Allerdings sei bemerkt, dass die Erfindung keineswegs auf
Sicherheitsschuhe mit Stahlkappen beschränkt ist. Sie ist
selbstverständlich anwendbar für alle Schuhe,
bei denen erwünscht oder gefordert ist, dass kein Wasser
durch die Nähte in das Schuh-Innere gelangt. Diese sonstigen
Schuhe müssen aber keineswegs unbedingt Stahlkappen aufweisen,
wie z. B. Expeditionsschuhe, Hochgebirgsschuhe, Polizei- und Militärschuhe,
Golfschuhe u. dgl.
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Ein
wichtiges Detail besteht darin, dass Sicherheitsschuhe der Gruppe
S2 immer Stahl-Vorderkappen besitzen müssen. Im Bereich
der Stahl-Vorderkappen verschleißen das Leder und somit
auch die Nähte besonders schnell.
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Wenn
in dem Leder im Kappenbereich ein Loch entstanden ist, so dringt
das Wasser ein und verteilt sich im Schuh. Die Naht im Oberleder
verläuft meistens kurz hinter der Stahlkappe, weil dort
das Vorderkappenleder mit einem anderen Lederteil vernäht
ist. Die Oberfläche des Vorderkappenleders unterscheidet
sich optisch meist vom Rest des Leders und das Leder muss im Stahlkappenbereich
nicht "atmend" sein.
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Die
harte unnachgiebige Stahlkappe führt bereits z. B. bei
Fliesenlegern dazu, dass im Spitzenbereich des Vorderkappenleders
das Leder bis auf die Stahlkappe durchgescheuert ist. Die Schuhe
sehen dann nicht nur schlecht bzw. hässlich aus, sie verlieren
auch ihre Schutzfunktion, vor allem in Bezug auf Wassereintritt
bzw. Wasserdichtigkeit.
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Es
wurde gefunden, dass der Wassereintritt – selbst bei stellenweise
schon durchgescheuertem Vorderkappenleder – verhindert
wird, wenn das außenseitig nanosilikon-beschichtete Leder
im Stahlkappenbereich vor allem an den beanspruchten Stellen innenseitig
mit dem Innen-Polymer, insbesondere mit dem geschlossenzelligen
Naht-Dichtschaum untrennbar beschichtet ist.
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Bei
der praktischen Anwendung stellte sich überraschend heraus,
dass der weiche, etwas druckelastische Polymer-Schaum bereits mit
einer Stärke von 0,3 mm die Verschleißeigenschaften
des Leders außen um mehr als 50% reduziert, weil das Leder
nicht mehr so punktuell belastet wird, sondern sich der Druck auf
eine größere Fläche verteilen kann.
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Ganz
hervorragende Eigenschaften wurden erzielt, wenn der Polymer-Schaum
zwischen Stahlkappe und Schuhvorderkappe aus Leder eine Stärke von
mehr als 0,5 mm aufweist. Eine Stärke von mehr als 0,80
mm bringt keine weiteren Vorteile in dieser Beziehung. Vorteilhaft
ist dort in diese Polymer-Zwischenschicht ein Textilmaterial eingebettet.
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Es
wurden verschiedene Versuche durchgeführt und es hat sich
gezeigt, dass auf einfachem Wege die besten Resultate erzielbar
sind, wenn man am fertigen Schuhschaft oder am fertigen Schuh den Nahtbereich
mit dem Nähgarn mit der Silicon-Nanodispersion von der
Außenseite her behandelt, wobei diese Dispersion in den
Einstichkanal im Leder bzw. in die miteinander nahtverbundenen Lederteile
eindringt. Dadurch wird verhindert, dass überhaupt Wasser
von außen her vom Nahtgarn aufgenommen wird und in den
Nahtschaft eindringen kann.
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Dann
genügt es, wenn man die Innenseite im Nahtbereich, mit
dem Polymer(schaum)kleber abdeckt und zwar so, dass der Polymerkleber
bzw. dessen Dispersion oder Lösung auch teilweise von innen her
in den Nadelschacht eindringt.
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Günstig
ist es, den Oberfaden beim Zusammen-Nähen der beiden Lederteile
durch die Nano-Silikondispersion zu ziehen, wobei derselbe "feucht" ist,
wenn er vernäht wird, und dies bringt dann schon Nano-Silikonpartikelchen
in den Nähschaft bzw. in die Einstichlöcher und
die Nanopartikel dringen dabei auch in den Faden oder in das Nähgarn
selbst ein, wodurch die Dochtwirkung des Nähgarns praktisch auf
Null reduziert wird und das Garn vor Wasserverrottung geschützt
ist. Ferner wird die Säurefestigkeit wesentlich verbessert.
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Im
Rahmen der Erfindung bevorzugte Ausführungsformen der Doppel-Beschichtung
der Lederteile sind in den Ansprüchen 13 bis 21 geoffenbart.
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Die
Ansprüche 22 und 23 betreffen eine spezielle Art der erfindungsgemäßen
Lederartikel, nämlich Sicherheits-Schuhe, welche mit einer
Stahl-Vorderkappe ausgerüstet sind.
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Das
Verfahren zur Herstellung der neuen Lederartikel, insbesondere Schuhe,
und zur Wasserfestausrüstung von deren Nähten
kann wie folgt durchgeführt werden:
In einem ersten
Verfahrensschritt wird der in Form einer Dispersion oder Lösung
vorliegende Polymerschaum bzw. -kleber auf der Innenseite sowohl
auf die Nähte selbst als auch über die Innen-(Schnitt-)Kante
des unteren bzw. innenliegenden Lederteils hinaus aufgebracht. Der
Polymerkleber dringt von innen her in die Einstich-Löcher
der Nähte ein und verteilt sich dort auch in allen Zwischenräumen,
wodurch schon von vornherein eine gewisse Dichtwirkung von innen
her erzielt wird.
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Im
nächsten Verfahrensschritt kann eine höhere Temperatur
angelegt werden, wodurch die Mikrohohlkugeln bzw. die Polymerpartikel
in der auf den Nahtbereich aufgebrachten Polymermasse bzw. im Polymer-Kleber
expandieren.
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Es
bildet sich hiebei ein geschlossenzelliger Polymerschaum mit geschlossenen
expandierten Mikro-Hohlkugeln oder -Zellen bzw. Polymer-Teilchen
mit Größen, bevorzugt im Bereich von 15 bis 85 μm.
Durch die Expansion entsteht im Inneren der Naht-Einstich-Löcher
und zwischen den Flächen der Lederteile ein gewisser Überdruck,
wodurch der Polymer-Schaum tiefer in die Oberflächenmatrix
der Leder-Innenseite eindringt und dieselbe voll dichtend überdeckt.
Das so expandierende Polymer dringt von innen her auch direkt in
den Nähfaden, also zwischen dessen Filamente ein und durchsetzt
auf diese Weise den Nähfaden dort vollständig,
wodurch die oben beschriebene Dochtwirkung des Nähgarns
auch innen praktisch auf Null verringert wird. Weiters verteilt
sich durch den Überdruck der Schaum in den Zellen der Lederteile
und der Schaum wird von innen her auch ein Stück in den
Spalt zwischen den einander zugekehrten Flächen der Lederteile
hineingedrückt und führt so im Verein mit der
von außen her eindringenden Nano-Silikonbeschichtung zur tatsächlich
effektiven, hoch-haftenden, hoch wasserdichtenden Ausfüllung
des Spaltes und zur Verklebung derselben miteinander.
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Außerdem
wird dadurch das Polymer besonders tief in alle vorhandenen lederinnenseitigen
Poren, Hohlräume, Ritzen u. dgl. des Leders hineingedrückt.
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Es
kann also nach zumindest einreihiger Vernähung eines ersten
oberen mit einem zweiten unteren, einen Teil eines Lederartikels
bzw. einen gesamten Lederartikel bildenden Lederteil, insbesondere
eines Schuhvorderteils mit einem Schuhhinterteil bzw. einer Schuhvorderkappe
mit einem Schuhvorderteil, an der Innenseite der genannten Lederteile
der Bereich bzw. die Streifenzone der Vernähung, insbesondere
die innenseitige Fläche des unteren zweiten Lederteils,
die Vernähung selbst, die Randkante des genannten unteren,
zweiten Lederteils und der an die genannte Randkante anschließende
innenseitige Flächenbereich des oberen ersten Lederteils
mit einer bei Hitzeeinwirkung expandierfähigen, Mikro-Hohlkugeln
oder expandierfähige Polymer-Partikel enthaltenden, viskos-haftfähigen
Dispersion oder Lösung eines, vorzugsweise mit einen thermischen Vernetzer
vernetzten bzw. vernetzungsfähigen, Polymers, insbesondere
aus der Gruppe Polyurethan, Polyacrylat und Polyacrylat-Copolymer,
in das Vernähungs-Garn, zumindest teilweise in die Einstichlöcher
der Vernähung, in den innenseitigen Spalt zwischen den
Lederteilen eindringend und an den genannten Flächen und
Kanten fest haftend bestrichen bzw. beaufschlagt werden.
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Nach Über-
bzw. Abtrocknung dieser Streichmasse wird die gesamte mit derselben
beaufschlagte innenseitige Kontaktzone von erstem und zweitem Lederteil
mit einem dieselben flächig mit jeweils gewünschtem
Druck kontaktierenden, eine, vorzugsweise der Gestalt des Innenraums
des Lederartikels, insbesondere Schuhs, angepasste Erhitzungsflächenzone
aufweisenden Bügelelement, insbesondere mit einer derartigen
Heiz- bzw. Bügelplatte, -presse oder -walze oder mit Heißluft,
für einen Zeitraum von 2 bis 10 s, insbesondere von 2 bis
6 s, auf eine zur Expansion der, vorzugsweise bei Temperaturen im
Bereich von 70 bis 110°C expandierenden, Mikro-Hohlkugeln
oder Polymer-Partikel führende Temperatur im Bereich von
+115 bis +220°C erhitzt.
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Im
Sinne der Hygiene kann es günstig sein, wenn eine Polymer-Dispersion
oder – Lösung eingesetzt wird, welche Fungizide,
Bakterizide oder Gleitmittel, wie Silikone oder Wachse und/oder
Silikate enthält.
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Es
hat sich weiters als vorteilhaft erwiesen, die bevorzugterweise
durchzuführende Hitzebehandlung der Kontaktzone der Lederteile
auf der Innenseite des Lederartikels unter gleichzeitiger Einwirkung von
Wasserdampf vorzunehmen.
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Gemäß einer
weiteren Variante kann die Kontaktzone der Lederteile auf der Innenseite
des Lederartikels vor der Hitzebehandlung mit einem Wasserfilm benetzt
werden, um die Einwirkung von Wasserdampf sicherzustellen.
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Wesentlich
ist, dass der geschlossen-zellige, gegebenenfalls Hohlkugeln oder – teilchen
enthaltende Polymerkleber weich und elastisch sein und dauerhaft
welch bleiben muss, dass er hohe Haftkraft aufweist und dass er
im Falle der Hitzeeinwirkung jedenfalls zumindest vor und während
der durch diese Hitzeeinwirkung hervorgerufenen Expansion der Mikro-Hohlteilchen
bzw. Polymer-Teilchen thermoplastisch und/oder thermoelastisch sein
muss.
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Nach
erfolgter Expansion muss er an sich nicht mehr thermoplastisch sein,
er muss aber auf jeden Fall biegeweich und/oder elastisch bleiben
und darf auch nach langer Benutzungszeit des Lederartikels nicht
spröde werden.
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Als
Polymerkleber ist eine wässrige Dispersion des jeweiligen
Kunststoff-Ausgangsproduktes mit geringen, die Fließfähigkeit
derselben begrenzenden Mengen an Lösungsmitteln) geeignet
und zwar insbesondere solche auf Basis von Polyurethanen, Acrylaten,
Vinylacetat oder diversen Co-Polymeren und Mischungen derselben,
sowie von Polyurethanen mit kristalliner Struktur.
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Es
ist an dieser Stelle festzuhalten, dass die Polymerkleber-Dispersionen
nicht unbedingt wässrige Dispersionen sein müssen,
sondern durchaus auch Polymerlösungen, wie solche mit bzw.
aus Polyisobutylen, aber auch solche mit bzw. aus Polysiloxan sein
können, wenn sie nur nach Vernetzung elastomere Eigenschaften
aufweisen. Die Polymerkleber können mit hautverträglichen
Lösungsmitteln, wie z. B. mit Isobutanol oder Leichtbenzin,
wie es zur Wundbehandlung verwendet wird, gelöst bzw. verdünnt
werden. Es ist vorteilhaft, wenn die Lösungen bzw. Verdünnungen – ohne
die Mikrohohlkugeln – einen Feststoffgehalt von mindestens
60% aufweisen und dabei eine Konsistenz besitzen, die es erlaubt, sie
mit einem Pinsel, einer Rolle, einer Spachtel od. dgl. aufzutragen.
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Es
können in der genannten Dispersion oder Lösung
des Polymerklebers auch textile Fasern vorliegen, welche letztlich
im immer geschlossenzellig vorliegenden Polymerkleber bzw. -schaum
eingebettet sind.
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Ein
Polymer-Schaum bzw. -Kleber, der speziell einsetzbar ist, ist beispielsweise
in der
DE 201 05 603
U1 beschrieben. Dieser Polymer-Schaum weist besonders genau
jene Eigenschaften auf, die für den Zweck der vorliegenden
Erfindung wichtig sind, und hat die geschlossenen Zellen in Form
von Mikrohohlkörpern-, -kugeln oder -zellen mit dem oben
schon genannten gewissen Durchmesser.
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Es
ist das Ergebnis des Verfahrens ein Produkt aus miteinander vernähten
Lederelementen, dessen Nähte und Nahtstellen von innen
mit dem klebe- bzw. haftfähigen expandierenden Polymer
und von außen mit der hochhydrophoben Nano-Silikonbeschichtung
gedichtet sind.
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Wichtig
ist es hierbei, nicht zu viel Druck aufzubringen, da die Mikrohohlkugeln
bzw. Polymerpartikel sonst nicht ausreichend expandieren könnten.
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Dies
ist wichtig, da der Schaum dann auch eine gewisse Höhe über
dem innenseitigen Nahtbereichen erreicht und auch die Innen-Rand-Kanten
der einander überlappenden Lederteile abgerundet ausgebildet
sind, wobei hierin der Vorteil besteht, dass unangenehme Druckstellen
vermieden werden, was insbesondere bei Schuhen ganz wesentlich ist.
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Besonders
vorteilhaft ist es in diesem Sinne, wenn die Nahtstellen nach Aufbringung
und Trocknung des expandierfähigen Polymerklebers leicht
angefeuchtet und danach mit Hitze behandelt werden.
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Der
heiße Wasserdampf dringt äußerst intensiv
in alle Poren und Zwischenräume ein und unterstützt
dort die Expansion und Verteilung der Mikro-Hohlkugeln wirkungsvoll.
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Anhand
der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert:
Es
zeigen die 1 die Schnittansicht einer wasserdichten,
zweireihigen Vernähung zweier Lederteile bzw. eines Lederteils
mit einem Kunststoffteil gemäß der Erfindung mit
etwa 10-facher Vergrößerung die 2 in
einer wesentlich höheren Vergrößerung
den mit einer Vielzahl von Filamenten gebildeten, und wasserfest
ausgerüsteten Faden einer erfindungsgemäß versiegelten
Vernähung zweier Teile eines Lederartikels ebenfalls in
Schnittansicht die 3 eine Draufsicht auf zwei miteinander
vernähte Teile einer Schuhspitze und die 4 eine
Schnittansicht derselben.
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Gemäß der 1 sind
ein oberer erster Lederteil 1 und ein unterer zweiter Lederteil 10 über eine Überlappungszone 11 miteinander
mittels Nähgarn 3 flächig miteinander
verbunden.
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Von
deren Unterseiten 2 bzw. von der Innenseite I her sind
die gesamte Überlappungszone 11 und die dieselbe
beidseitig begleitenden Randzonen 110, 110' mit
der verfestigten und in bevorzugter Weise expandierte Mikrohohlkugeln
bzw. Polymerpartikel enthaltenden, hoch-haftenden Polymermasse 6 beaufschlagt.
Diese Masse 6 haftet einerseits an der innenseitigen Überlappungszone 11 und
deren innenseitigen Randzone 110, und geht einstückig über die
innere Randkante 20 des unteren zweiten Lederteils 10,
der an sich auch aus Kunststoff oder Gummi gefertigt sein kann,
alles haft-überdeckend integral in diese Beschichtung der
Randzone 110 über.
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Infolge
der Saugwirkung der Einzelfilamente 300 und der zwischen
denselben befindlichen Mikrozwischenräume 301 kommt
es zum Hochsaugen der aufgetragenen, vorzugsweise Mikro-Hohlkugeln
enthaltenden, Polymer-Dispersion in das Nähgarn 3, und
zu deren haftfest mit den Seitenwandungen 31 der die Lederteile 1 und 10 durchsetzenden Naht-Einstichlöcher 25 und
zur intensiven Klebe-Imprägnierung der einzelnen Garnfilamente 300 und der
feinen Zwischenräume 301 zwischen denselben, sodass
nach Verfestigung der Polymermasse 6 insbesondere in Folge
der geschlossenzelligen Mikrohohlkugeln kein Wasserdurchtritt durch
diesen inneren Bereich der Naht 30 und den Nahtbereich 11 erfolgen
kann. Wesentlich trägt hiezu noch bei, dass das expandierte
Polymer 6 selbstverständlich bis zu einem inneren
Bereich iB auch in den Überlappungsspalt 4 zwischen
den Lederteilen 1 und 10 eingedrungen ist, sodass
auch in dieser sensiblen Zone ein Wasserdurchtritt im Innenbereich
ausgeschlossen ist.
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Aus
der 1 ist weiters ersichtlich, wie die Übergangszone 110 zwischen
unterem zweiten und oberem ersten Lederteil 10 und 1 insbesondere
an der Schnittkante 20 des unteren Lederteils 10 abgerundet
ausgebildet sein kann, um unangenehme Druckstellen, z. B. in einem
Schuh zu vermeiden.
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Schließlich
ist in der 1 noch angedeutet, wie sich
die Polymerschaum- bzw. -kleber-Beschichtung an der Innenseite des
ersten oberen Lederteils 1, z. B. einer Schuhvorderkappe,
hinzieht und dieselbe innenseitig bedeckt.
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Das
Nähgarn 30 der Naht 3 selbst und die Einstichöffnungen 25 sind
zusätzlich von oben, also von außen also von der
Außen-Oberfläche her mit einer Nano-Silikondispersion
imprägniert und, wie die gesamte umgebende bzw. restliche
Außen-Oberfläche der beiden Teile mit einer Nano-Silikonbeschichtung 7 bedeckt,
was für die Erreichung einer maximalen Wasser-Dichtheit
von wesentlichem Vorteil ist. Die Oberflächen-Nano-Silikonbeschichtung 7 ist
vorteilhaft im Nicht-Nahtbereich 11 dünner, und
insbesondere dort, wo sich Naht-Einstichlöcher 25 und
die an sich sonst saugfreudige Außen-Schnittkante 101 befinden,
ist sie dicker ausgeführt. Die Nano-Silikonbeschichtung
dringt in die Einstichlöcher 25 ein und imprägniert
dort die Wandungen derselben, imprägniert das Nähgarn 3 bzw.
dessen Filamente 300 und tritt dort in die Zwischenräume 301 zwischen
denselben voll ein.
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Aus
der 1 ist ersichtlich, wie die Nano-Silikonimprägnierung 7 jedenfalls
zumindest bis in die Tiefe des ersten Lederteils 1 eingedrungen
ist, jedoch zum Teil auch bis in die Tiefe des zweiten Lederteils 10 durchgedrungen
und auch in diesen alles voll imprägnierend eingedrungen
ist. Auf diese Weise wird die volle Wasserdichtheit der (Leder)teile
gegenüber Einflüssen von der Außenseite
der neuen Lederteile, insbesondere der Schuhe und dies insbesondere
im Bereich der Vernähung 3, 30 selbst,
erreicht.
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Es
soll an dieser Stelle betont werden, dass die beschriebene Außen-
und Naht-Beschichtung und -Imprägnierung mit Nano-Silikon 7 selbstverständlich
auch ohne die zusätzliche Innen-Beschichtung mit dem nachgiebigen
und hoch haftenden Innen-Polymer 6 allein eine volle Wasserdichtheit
von außen gewährleistet, wozu insbesondere nochmals auf
die Ansprüche 1 bis 12 verwiesen sei.
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Bei
sonst gleichbleibenden Bezugszeichenbedeutungen zeigt die 2 die
Einstichöffnung 25 in einem der Lederteile 1 oder 10 ganz
nahe: Es ist aus dieser Fig. ersichtlich, wie die in der Innen-Polymermasse 6 eingebetteten,
expandierten geschlossenen Mikro-Hohlkugeln 60 sich expandierend
zwischen die einzelne Filamente 300 des Nähgarns 3 drängen
und auf diese Weise die an sich die relativ hohe Saugwirkung aufweisenden
Zwischenräume 301 zwischen denselben voll dichtend
verschließen.
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Zweckmäßig
ist es, wenn der Innenraum der Einstich-Ausnehmungen 25 jedenfalls
im zweiten Lederteil 10 zumindest teilweise mit der Masse
der Innen-Polymer-Beschichtung 6 gefüllt ist.
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Vorteilhaft
sind die Einstich-Ausnehmungen 25 im ersten Lederteil 1 zur
Gänze und günstigerweise die Einstich-Ausnehmungen 25 im
zweiten Lederteil 10, das heißt im Bereich des
Spaltes 4 zwischen den genannten Lederteilen, mit der Nano-Silikonbeschichtung
und -imprägnierung 7 gefüllt.
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Die
eingesetzte Polymer-Beschichtung 6 sollte längs
der inneren Schnittkantenfläche 20, und im inneren
teilbereich iB im Spalt 4, durchgehend, unterbrechungsfrei
aufgebracht sein. Gleiches gilt für den Bereich der Innenfläche 2 des
zweiten Leders 10, das über den Innen-Bereich,
in dem die Einstich-Ausnehmungen 25 vorhanden sind, vollflächig mit
der Innen-Polymer-Beschichtung 6 bedeckt sein soll.
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Die 3 zeigt – bei
sonst gleichbleibenden Bezugszeichenbedeutungen – in Draufsicht
ein noch nicht verformtes Sicherheitsschuh-Vorderteil 8.
Der z. B. mit einer technischen Optik und üblicherweise nicht
atmend ausgeführte Schuhvorderkappenteil 801 aus
Leder (Lederteil 1), z. B. mit technischer Optik, ist mit
dem anschließenden Rest-Schuh-Vorderteil 810 aus
Leder Kunststoff oder Gummi (Lederteil 10) mittels einer
Doppelnaht 30 verbunden. Der Rest-Schuh-Vorderteil 801 muss
gemäß der entsprechenden europäischen
Vorschrift für Schuhe der Gruppe S2 einerseits von außen
nach innen hin wasserundurchlässig, also wasserdicht sein,
andererseits muss er von innen nach außen hin wasserdampfdurchlässig,
also "atmend" ausgeführt sein. Die beiden Teile 1 und 10 sind
auf ihrer dem Betrachter zugewandten Oberfläche und insbesondere
auf der Außen-Schnittkante 101 mit der Nano-Silikonbeschichtung 7 voll
bedeckt.
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Die 4 zeigt – bei
sonst gleichbleibenden Bezugszeichen-Bedeutungen – einen
Ausschnitt aus einem Schuhvorderteil 8 eines S2-Sicherheitsschuhs mit
Stahlkappe (81) mit einem erfindungsgemäß wasserdicht
und atmend ausgerüsteten Leder: Sie zeigt die geschlossen-zellige
Innen-Polymer-Dichtschaum-Beschichtung 6, die mit dem Vorderkappenleder 801 (Lederteil 1)
und mit dem Leder des restlichen Rest-Schuh-Vorderteils 810 (Lederteil 2)
im Doppel-Nahtbereich 3 sowie mit dem Nähgarn 30 untrennbar
verbunden und innenseitig mit der Stahlkappe 81 verklebt
ist.
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In
die Innen-Polymerbeschichtung 6 zwischen Stahlkappe 81 und
Kappenoberleder 801 bzw. 1 ist eine textile, gewebte,
gewirkte oder vliesartige Einlage 80 eingebettet.
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Ganz
wichtig und für die hohe Wasser-Dichtheit ist die volle
Nano-Silikonbeschichtung 7, die insbesondere auch die Außen-Schnittkante 101 des ersten
die Schuhkappe 801 bildenden Lederteils 1 porenlos
abdeckt und selbstverständlich tief in den Spalt 4 zwischen
den Lederteilen 1, 10 eingedrungen ist und ebenso – das
Nähgarn der Vernähung 30 voll imprägnierend – in
die Einstichlöcher der Vernähung 30.
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Auf
diese Weise wird eine weit über die Standards hinausgehende
Wasserdichtheit von mit Vernähungen versehenen Lederartikeln,
insbesondere Schuhen erzielt.
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Beispiel:
Test auf Wasser-Dichtheit mit einem erfindungsgemäßen
vernähten Lederartikel.
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Wasserdurchtritt
gemäß DIN EN ISO 20344 2004 – 6;
13; 7,5% Druckauflage, 60 min:
Standard: 0,2 g
Testergebnis: 0,00 g
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Der
unter Bewegung und Stauchung der Lederprüflingsnaht mit
Wasser durchgeführte standardmäßige Test
an einer erfindungsgemäß behandelten Naht zeigte,
dass selbst nach 60 min Testdauer absolut kein Wasser durch die
Vernähung zweier Lederteile durchgedrungen ist.
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Wenn
die Lederteile mit ihrer Vernähung 10 min vor dem Test
bei 160°C gelagert worden sind, so ist es bei bisher bekannter
Folienbeschichtung schon nach 6 min zum Wasserdurchtritt durch die
Vernähung gekommen, während die erfindungsgemäß von außen
her mit Nano-Silikon allein oder bevorzugterweise von außen
mit Nano-Silikon und zusätzlich von innen her mit einem
Polymer beschichtete und naht-imprägnierte Vernähung
selbst noch nach 120 min keinen Wasserdurchtritt zugelassen hat.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - DIN EN iSO
20345 [0003]
- - 20346 [0003]
- - 20347 [0003]
- - DIN EN ISO 20344 2004 [0092]