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Verfahren zur Herstellung von dekorativem Kunstleder Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dekorativem Kunstleder, bei dem eine
oder mehrere Schichten mit einem Lösungsmittel auf eine Kunststoffbahn mit einer
Polymersubstanz unter Beigabe eines Farbstoffes, insbesondere farbstoffhaltiger
Druokfarben und/oder Lacke aurgebracht wird bzw. werden.
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Bei der Anwendung der herkömmlichen Verfahren für die Herstellung
von Kunststoffbahnen mit und ohne Gewebe, Trikot-, oder Vliesträger hat man sich
schon immer die Aufgabe gestellt, eine hochkratzfeste Oberfläche zu erzeugen. Ganz
besonders im Bereich modischer PVC-Kunstleder für Täschner- und Kofferartikel sowie
für den Einsatz im Möbelsektor ist aber eine zufriedenstellende Lösung dieses Abriebproblems
bisher noch nicht gefunden worden, und zwar dort, wo gleichzeitig grosser Wert auf
eine weitgehende Nachbildung der Oberfläche in Richtung auf die Naturprodukte wie
Holz und Leder Verlangt wird. Die Übertragung der künstlerischen Gestaltungsmöglichkeiten
auf ein Kunstleder mit den bekannten Verfahren
ist in zunehmendem
Maße mit ihrer Perfektion daher auch mit Kompromissen in Bezug auf die Abriebswerte
verbunden.
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Es ist allgemein bekannt, ein mittels einer Gravurwalze aufgebrachtes
Druckdessin zum Zwecke der Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen mechanische
Scheuerung mit einem Schutzlack zu überziehen. Solche Schutzlacke sind in Lösung
oder Dispersionen enthaltene Polymere, die nach dem Auftragen eine gute Haftung
auf dem Untergrund aufweisen und selbst eine hohe Filmfestigkeit besitzen. Sie haben
üblicherweise eine Schichtdicke von weniger als lo g/m2.
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Darüber hinaus können Drucke auch mit einem verformten transparenten
Polymerfilm überdeckt werden, der durch einen Kaschiervorgang innig mit der bedruckten
Fläche verbunden wird, der dann nicht nur durch seine physikalischen Eigenschaften,
sondern auch durch seine üblicherweise zwischen 50 und 150 g/m2 liegenden Massendicke
eine effektive Schutzschicht darstellt, Durch das Abdecken mit einer Polymerfolie
wird eine verbess te Wirkung gegen Abrieb erreicht, es sind allerdings die Gestaltungsmöglichkeiten
hinsichtlich der Reproduktion von Lederoberflächen Grenzen gesetzt im Vergleich
zur Anwendung der Schutzlacke. Das ist darauf zurückzuführen, daß im Normalfall
nach
dem Bedrucken eine Kunstlederbahn oder Folie durch einen Prägevorgang strukturiert
wird, wobei es rnöglich ist, die erhabenen Stellen noch einmal zu drucken und mit
Schutzlacken zu versiegeln. Es ist dann jedoch nicht mehr möglich, auf eine bereits
geprägte Bahn einen darauf aufgebrachten Druck mit einer Folie abzudecken, ohne
die vorher erzielte Oberflächenbildung zu verändern.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der beiden
erwähnten Verfahren zu vereinen, ohne daß die erwähnten Nachteile auftreten.
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Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung besteht bei einem Verfahren
der Eingangs erwähnten Art darin, daß ein Farbstoff verwendet wird, der sowohl in
dem verwendeten Lösungsmittel als auch in den Polymersubstanzen löslich ist.
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Hierzu wird eine bedruckte, flache Warenbahn, z.B, ein ungeprägter
PVC-Kunstleder zunächst in bekannter Weise zum Schutz des Druckdessins mit einer
transparenten Schutzfolie belegt. Anschließend wird sie nach bekanntem-Verfahren
geprägt. Nun wird durch die im Lackierverfahren übliche tIethode mittels gravierter
Walzen ein nochmaliges Druckdessin auf die durch die Prägung hetvorstehenden Kuppen
aufgebracht und ebenfalls in einem nachfolgenden weiteren Druckwerk ein
eingefärbter
transparenter Schutzlack, Dabei kann nur Druckfarbe oder nur Lack oder beides zusammen
aufgebracht werden. Es ist jedoch wichtig und ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung,
daß in den für diese Druckfarben bzw. Lacke verwendeten Lösungen nicht wie üblich
Farbpigmente, sondern lösliche Farbstoffe enthalten sind. Diese Farbstoffe sind
nicht nur in dem verwendeten Lösung mittel, sondern auch in den eingesetzten Polymersubstanzen
löslich und vermögen überdies noch mit der darunter befindlichen bereits vorher
aufgebrachten Schutzfolie eine feste Lösung zu bilden. Dadurch stellt sich sehr
schnell ein Gleichgewicht ein, wobei ein Teil der in der Druckfarbe bzw. dem Abdecklack
enthaltenen Farbstoffe in die lösliche Abdeckfolie hineinwandert und ein Teil in
dem Lackpolymer verbleibt.
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Die auf diese Weise hergestellte Oberfläche kann zum Schluß noch mit
einem für den Farbstoff unlöslichen Polymer, das aus der Form einer Lösung aufgetragen
wird, mit einer Sperrschicht nach außen versehen werden.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
daß beim Einsetzen einer mechanischen Beanspruchung, die die Lacke bis über die
Grenzen ihrer physikalischen Beanspruchbarkeit hinaus zerstört, die im Bereich der
aufgebrachten Lacke oder Drucke in die
transparente Zwischenschicht
eindiffundierte Farblösung bewirkt, daß die vorhandene mechanische Beschädigung
der Oberfläche optisch nicht offensichtlich zu Tage tritt.
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Hierin liegt ein großer Vorteil für die Gebrauchs tüchtigkeit der
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Oberflächen für Gegenstände wie
z.B. Koffer und Möbelfolien.
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Bei der Erprobung dieses Verfahrens wurde in den Fachmann überraschender
Weise auch gefunden, daß die in der Grenzfläche mit der Aufdruckstelle in die darunter
liegende transparente Schicht einwandernden Farbstoffe nicht merklich über die lokale
Fläche der Andruckstelle in horizontaler Richtung weitermigrieren. Entgegen der
Erwartung, daß sich der eingewanderte Farbstoff im Laufe der Zeit homogen über die
ganze Fläche verteilt, fand selbst nach jahrelanger Lagerung keine merkliche Veränderung
des Druckbildes statt.
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Dies wird auf einen durch das Farbstoffbindemittel ausgeübten Rückhalteeffekt
zurückgeführt, der für Jedes Farbstoffbindemittel eigene Werte hat. So läßt sich
durch die Wahl des Bindemittels und die Konzentration der Farbstoffe die Eindringtiefe
regeln.
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Die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes ist durch zahlreiche
praktische Versuche belegt. Im nachfolgenden werden einige Ausführungsbeispiele
zusanirnen mit den entsprechenden Versuchsergebnissen dargestellt.
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Beispiel I Binder 1 - einige Lösung PVC 1 Acrylharz / CAB / Farbstoff
10:9:1:8 Binder 2 - loßige Lösung PE-Urethan (aliph.) Farbstoff 20:8 Lack 1 - wie
Binder 1, jedoch ohne Farbstoff Lack 2 - 1o%ige Polyamidlösung Binder 3 - 10%ige
Polyamidlösung / Farbstoff 20:8 Binder 4 - 1o%ige Lösung PVC / Acrylharz / CAB versetzt
mit unlöslichen Farbpigmenten
Eine mit farbloser PVC-Folie bedeckte
und geprägte Grundware, lt. Verfahrensbeispiel Nr. 1, Stufe 3, wurde folgendermaßen
mit den angegebenen Bindern und Lacken überdeckt: a) Binder 1 - allein b) Binder
2 - allein c) Binder 1 - abgedeckt mit Lack 1 d) Binder 1 - abgedeckt mit Lack 2
e) Binder 2 - abgedeckt mit Lack 1 f) Binder 2 - abgedeckt mit Lack 2 Die Ware wurde
15 min bei 9o°C getrocknet und 24 Std. bei Raumtemperatur gelagert. Anschließend
wurden Proben mit reinweißer Weich-PVC-Folie mit einer Wandstärke von 0,3 mm bedeckt
und zwischen zwei Glasplatten mit lkp/5o cm2 beschwert und einen Monat lang bei
60°C im UmlauStrockenschrank gelagert.
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Versuchsergebnisse: Muster a) - weiße Folie an den Kontaktstellen
stark angefärbt; Farbe drang zur Rückseite durch Muster b) - Folie stark angefärbt;
schwaches Durchscheinen auf der Rückseite
Muster c) - Folie stark
angefärbt; kein Durchdringen zur Rückseite Muster e) - Folie mittelstark angefärbt;
Rückseite frei Muster f) - kein Farbübergang auf die weiße Folie Mit einem weiteren
Versuch wurden die drei farbstoffhaltigen Binder auf die weiße Weich-PVC-Folie direkt
aufgesprüht.
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15 min bei 900C getrocknet. Nach 24 Std. ergab sich das folgende:
Binder 1 - starkes Eindringen in die Folie, etwa 50% durchfärbt, starkes Ausbluten
auf der Rückseite Binder 2 - schwaches Eindringen, schwaches Ausbluten der Rückseite
Binder 3 - sehr schwaches Eindringen, schwaches Ausbluten Das Durchdringen des farbstoffhaltigen
Lackes gemäß Binder 3 wird auf die Trägerwirkung des Lösungsmittels zurückgeführt,
Deshalb wurde bei den praktischen Versuchen bei der Herstellung der Ware lt. Verfahrensbeispiel
1 vor dem Aufbringen des Drucklackes ein Zwischentrocknungsgang eingeschaltet,
um
die Sperrwirkung zu optimieren, Diese Maßnahme ist deshalb bevorzugt.
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Bei dem erfindungægemEßen Verfahren wird der in dem Binder enthaltene
Farbstoff so gewählt, daß er in die darunter liegende Fondschicht oder Fondabdeckschicht
einwandern kann. Dieses Einwandern oder Migrieren ist ein Lösungsvorgang. Die hierfür
geeigneten Farbstoffe sind im allgemeinen fettlösliche organische Pigment-,Lack-oder
Fettfarbstoffe, Diese Stoffe finden daher bevorzugt Verwendung. Im nachfolgenden
werden einige Beispiele hierfür angegeben: 1. Sogenannte 1,2 Metallkomplexfarbstoffe
mit oder bevorzugt ohne wasserlöslich machende Gruppen, z.B, Sulfogruppen, 2. Azopigmente
aus der Naphtolgruppe.
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3. Gewisse Indanthrenfarbstoffe.
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Im Gegensatz hierzu werden bei dem herkömmlichen Druckverfahren auf
diesem Gebiet unlöslich96rganische Pigmente und Mineralfarben verwendet oder. weitgehend
migrationsechte organische Pigmente.
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Das Bindemittel oder der Binder ist ein filmbildendes Polymer, das
aus einer Lösung oder Dispersion heraus aufgebracht wird. Es kann aber auch ein
flüssiges Kopolymerisat sein, welches auf der Ware zu einem Film vernetzt. Das Binderpolymer
oder die Mischungsanteile haben selbst eine Lösungsaffinität zum Farbstoff und können
auch so fomzuliert werden, daß sie den Farbstoff oder einen Teil des Farbstoffes
chemisch fixieren, d.h. mit ihm eine chemische Bindung eingehen. Dies ist einer
der-Mechanismen, über den sich die Migration des Farbstoffes steuern läßt.
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Beispiel II Für eine abriebfeste Kofferware auf PVC-Basis: 10 Grundwarenaufbau
Vliesschicht auf Polyester-Basis - 140 g/m2 Weich-PVC-Schaumschicht - 400 g/m2 lieich-PVC-Kompaktschicht
- 210 g/m2 Fond, Träger der Grundfarbe
2. Dessindruck: Auf den
Fond, die Weich-PVC-Kompaktschicht, wird mittels einer Gravurwalpe ein Druckbild,
der Unterdruck, aufgebracht.
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Druckfarbe: 10%ige Lösung eines PVC-Mischpolymerisats angefärbt mit
migrationsbeständigen Farbpigmenten, z.B, Erdfarben, organische Pigmente, Dieser
Arbeitsgang kann auch weggelassen werden.
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3. Aufkaschieren einer Weich-PVC-Folie zum Abdecken der Fondfarbe
und des Druckbildes.
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4, Zwei Walzen nacheinander: a) Verfahren wie folgt b) Normal-Verfahren
Druckfarbe Walze 1: Druckfarbe Walze 1: Binder 1 Binder 4 Druckfarbe Walze 2: Druckfarbe
Walze 2: Binder 1 Binder 4 Trocknen 30 sec bei 110 0C
5c Abschlußlack:
Lack Nr, 2, aufgetragen mit einer Gravurwalze, Rastergröße 36 (Linien/cm) Trocknen
30 sec bei 1200C 6. Prüfen auf Abriebfestigkeit: Prüfung durchgeführt nach 72 Std.
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Vergleichsproben: a) Ware nach vorgeschriebenem Verfahren nach Fabrikationsstufe
5 entnommen b) Ware nach vorgeschriebenem Verfahren nach Fabrikationsstufe 4 entnommen
c) Ware um Vergleich mit "Normalpigmentent' bedruckt, nach Fabrikationsstufe 4 entnommen.
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Prüfverfahren Bewertung Muster a Muster b Muster c Tabermethode Druckbild
er- Druckbild er- Druckbild nach DIN halten, Ab- halten, Ab- zerstört CS-17, looo
T riebfläche riebfläche matt stark matt Verlust 1,8mg 3,2 mg 1,8 mg
5
to llgerät 3 kp Belastung Druckbild Druckbild Druckbild 500 U/min voll erhal- erhalten
zerstört 400 g Leinwand- ten gewebe Beispiel III Für eine abriebfeste Kofferware
auf PU-Basis: 1. Arbeitsgang zur Erstellung der Grundware auf einer Streichanlage:
Auf ein genarbtes Trennpapier als Träger, z,B. S,D, Warren Typ VEM, Narbe Chevreau,
wird ein ungefärbter Film aus einer Polyurethanlösung aufgebracht und anschließend
getrocknet. Filmgewicht nach dem Trocknen 12 g/m2, Anschließend wird über den getrockneten
Film eine weitere Schicht aus PU-Masse aufgebracht. Diese Masse enthält ein chemisches
Treibmittel und wird anschließend während des Durchlaufens durch einen Trockenofen
geschäumt.
Anschließend wird mit einem Kleber aus gelöstem Polyurethan
auf eine geschäumte PU-Schicht ein Gewebe aufgeklebt oder "zukaschiert". Nach dem
Trocknen des Klebers wird der Verbund Film / Schaum / Kleber / Gewebe vom Trennpapier
abgelöst und separat aufgerollt.
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2. Arbeitsgang zur Aufbringung eines Oberflächendessins: a) Drucken
mit Binder 2 b) Spritzen mit einem verdünnten Binder 2 c) Trocknen bei 12o0C, 30
sec d) überlackieren mit einem Schutzlack, Lack 2, mittels einer Rotogravurwalze,
36 Linien/cm Trocknen looOC, 30 sec