DE4312358C1

DE4312358C1 - Verfahren zur Herstellung gefärbter Festkörper aus dem Material der Stein-Nuß

Info

Publication number: DE4312358C1
Application number: DE19934312358
Authority: DE
Inventors: Elvira Dick
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-04-16
Filing date: 1993-04-16
Publication date: 1994-09-29
Anticipated expiration: 2013-04-17

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gefärbter Festkörper aus dem Material der Stein-Nuß, insbesondere gefärb ter Knöpfe, mit folgenden Verfahrensschritten: vorzugsweise spanende Bearbeitung der Stein-Nuß zur Formgebung bzw. Kondi tionierung des Festkörpers, Vorbereitung des Festkörpers zum Einfärben, Bereitstellen einer Färbeflotte, Färben des Festkör pers und ggf. Nachbehandlung des gefärbten Festkörpers. Des weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen Festkörper aus dem Material der Stein-Nuß sowie die Verwendung einer Na turfarbe zum Einfärben eines aus dem Material der Stein-Nuß hergestellten Festkörpers.

Festkörper jeglicher Art werden derzeit mittels synthetischer Farbstoffe eingefärbt, so beispielsweise auch Knöpfe unter schiedlichster Materialien und Gestaltung. Der Einfachheit hal ber wird im folgenden ganz konkret auf Festkörper in Form von Knöpfen Bezug genommen, wobei sich die Erfindung ganz allgemein auf das Färben von Festkörpern aus dem Material der Stein-Nuß bezieht.

Mittlerweile kann wohl kein Zweifel darin bestehen, daß die Summe aller Umweltbelastungen bereits mittelfristig zu einer Katastrophe führen wird. Folglich zwingen Probleme der Umwelt belastung von Mensch und Umwelt zum Umdenken und zur Suche nach "alternativen" Lösungen. Die Anwendung synthetischer Farbstoffe gerät immer mehr in die ökologische Diskussion. Die Produktion solcher synthetischer Farbstoffe und deren Anwendung ist einge bunden in ein umfassendes Verbundsystem von Grundchemikalien und Hilfsstoffen, die dazu beitragen, daß umweltunverträgliche und sogar toxische Abfälle mit ganz erheblichen Halbwertszeiten entstehen, die zu einer weiträumigen Belastung der Biosphäre beitragen.

Des weiteren ist wesentlich, daß Festkörper jeglicher Art, ins besondere zum Gebrauch bestimmte Festkörper, wie beispielsweise Knöpfe und dgl., oftmals aus Kunststoffen gefertigt werden.

Sowohl bei der Herstellung als auch der Entsorgung solcher Kunststoffteile wird die Umwelt abermals ganz erheblich bela stet. Knöpfe werden auch bereits seit langem aus Naturstoffen gefertigt, so beispielsweise auch aus Holz. Die Verwendung sol cher Materialien ist jedoch hinsichtlich der Widerstandsfähig keit der Festkörper bedenklich. Ein weiter bislang verwendeter Naturstoff, das Elfenbein, kommt aus Gründen des Artenschutzes nicht mehr in Frage, so daß auch insoweit nach alternativen Lö sungen zu suchen ist.

Nun bietet die Stein-Nuß (auch Elfenbein-Nuß oder Tagua-Nuß ge nannt, Gattung Phytelephas) eine geradezu ideale Möglichkeit zur Verwendung eines natürlichen Festkörpers, insbesondere zur Herstellung kleinerer Gebrauchsgegenstände. Die Stein-Nuß läßt sich in geradezu idealer Weise zur Herstellung kleiner Festkör per bzw. zur Herstellung von Knöpfen verwenden, zumal sie in großen Mengen und schnell nachwächst bzw. "produzierbar" ist. Bei der Stein-Nuß handelt es sich nämlich um den Samenkern ei ner Palmenfrucht, die auf dem südamerikanischen Kontinent wächst. Insgesamt sind zwei Arten der Gattung Phytelephas be kannt, nämlich die Phytelephas Macrocarpa und die Phytelephas Microcarpa.

Aus der FR 577 496 ist bereits ein Verfahren zum Einfärben von Knöpfen aus dem Material der Stein-Nuß bekannt, wonach der Knopf - vor dem eigentlichen Einfärben - vorbereitet wird. An schließend erfolgt die Einfärbung des Knopfes in mehreren Fär bebädern. Die Färbesubstanzen sind derart beschaffen, daß sie - bei entsprechender Verweilzeit des Werkstücks im Färbebad - in das Werkstück eindringen. Bei Mehrfachfärbung können unter schiedliche Eindringtiefen erzielt werden. Während eines letz ten Färbevorgangs kann auch eine Farbsubstanz eingesetzt wer den, die lediglich der oberflächlichen Einfärbung des Werk stücks dient. Nach dem Färbevorgang erfolgt eine spanende Nach behandlung des Werkstücks, wobei die unterschiedlichen Farb schichten freigelegt werden. Zum Erzielen unterschiedlicher Eindringtiefen müssen die Farbpartikel eine derart geringe Größe aufweisen, daß sie in das Material der Stein-Nuß trans portiert und dort eingelagert werden können. Folglich spielt es hier keine Rolle, ob die Farbzusammensetzung Schadstoffe, wie bspw. Cadmium oder Blei, enthält, solange sichergestellt ist, daß die Farbsubstanz in das Innere der Stein-Nuß transportier bar und dauerhaft einlagerbar ist.

Aus der GB 211 426 ist für sich gesehen ein Verfahren zur Her stellung von Knöpfen, bspw. aus dem Material der Stein-Nuß, be kannt. Während der Formgebung bzw. Konditionierung des Festkör pers wird die äußere Haut der Stein-Nuß zumindest teilweise am Festkörper belassen. Es erfolgen Nachbehandlungen wie Polieren, Lackieren oder Färben. Dort soll lediglich die optische Wirkung der Außenhaut der Stein-Nuß ausgenutzt werden, damit auf die Anbringung künstlicher Maserungen verzichtet werden kann. Der Färbevorgang spielt hier eine völlig untergeordnete Rolle und läßt die Frage nach der Farbe und deren Umweltverträglichkeit völlig unberührt.

Auch die WO 91 09 548 A1 offenbart ein Verfahren zur Mehrfach färbung von Festkörpern, insbesondere von Knöpfen, aus "pflanzlichem Elfenbein" bzw. aus dem Material der Stein-Nuß. Nach einer Vorbehandlung der Knöpfe werden bestimmte Bereiche der Oberfläche mit einer wasserunlöslichen Substanz abgedeckt. Danach erfolgt die Färbung der nicht geschützten Bereiche des Festkörpers in einem Färbebad. Anschließend wird der Schutzfilm in einem organischen Lösungsbad entfernt. Die Färbungen können in unterschiedlicher Anzahl und Reihenfolge sowie ggf. auch vor einer Schutzfilmaufbringung durchgeführt werden. Hierbei spie len die Temperatur und die Verweilzeit im Färbebad eine ganz besondere Rolle. Über die Eigenschaften der eingesetzten Farb stoffe wird hier nichts ausgesagt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, aus Gründen des Umweltschutz es und zum Erhalt einer dauerhaften Färbung, ein Verfahren zur Herstellung gefärbter Festkörper aus dem Material der Stein-Nuß, insbesondere gefärbter Knöpfe, anzugeben, wobei sowohl die eigentliche Herstellung des Festkörpers als auch das Einfärben die Umwelt nicht oder allenfalls geringfügig mit Schadstoffen belasten darf. Des weiteren soll eine schadstoff freie Entsorgung einmal hergestellter gefärbter Festkörper der in Rede stehenden Art möglich sein. Des weiteren soll ein Fest körper aus dem Material der Stein-Nuß angegeben werden, dessen Herstellung und Einfärbung sowie dessen Entsorgung umweltver träglich erfolgt. Schließlich soll die Verwendung einer beson deren Farbe zum Einfärben eines aus dem Material der Stein-Nuß hergestellten Festkörpers - ebenfalls unter ökologischem Ge sichtspunkt - vorgeschlagen werden.

Die voranstehende Aufgabe wird durch die Merkmale der nebenge ordneten Patentansprüche 1, 12 und 14 gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 1. Danach ist wesent lich, daß in der Färbeflotte ausschließlich Naturfarben einge setzt werden.

Erfindungsgemäß ist hier zunächst erkannt worden, daß es grund sätzlich eine Möglichkeit gibt, von den hinsichtlich des Fär beergebnisses seit Jahrzehnten bewährten synthetischen Farben loszukommen und auch zur Färbung der hier in Rede stehenden Festkörper ausschließlich Naturfarben einzusetzen. Des weiteren wurde hier ein Vorurteil der Fachwelt überwunden, da nämlich zum Färben von Festkörpern, insbesondere zum Färben von Fest körpern, die einen tagtäglichen Gebrauchsgegenstand darstellen, Naturfarben bislang aufgrund einer angeblich mangelnden Fixie rung abgelehnt worden sind. Während es gerade bei synthetischen Farben beim Färben des Stein-Nuß-Materials oftmals nicht zu dem erwünschten tieferen Eindringen der Farbpigmente kommt und die Pigmente meist nur wenig am Stein-Nuß-Material anhaften, drin gen die Pigmente der Naturfarben in idealer Weise mit enormer Eindringtiefe in das Stein-Nuß-Material ein und haften in hin reichender Weise an dem Stein-Nuß-Material. Ein Abblättern oder Abschärben des Farbstoffes von der Oberfläche des Festkörpers ist somit ausgeschlossen.

Schließlich ist in weiter erfindungsgemäßer Weise erkannt wor den, daß nicht nur die Herstellung und das Einfärben, sondern auch die Entsorgung von eingefärbten Festkörpern schadstofffrei erfolgen kann, wenn nämlich die zur Einfärbung verwendete Fär beflotte ausschließlich aus Naturfarbstoffen besteht.

Nachfolgend wird auf die einzelnen Verfahrensschritte Bezug ge nommen und werden vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Verfah rensschritte erläutert. Dazu folgendes:

Die Bearbeitung der Stein-Nuß könnte aufgrund deren Härte bzw. Konsistenz die Bearbeitungsvorgänge des Sägens und/oder Drehens und/oder Fräsens und/oder Schleifens und/oder Polierens umfas sen. Folglich läßt sich der in Rede stehende Naturstoff genauso bearbeiten, wie Elfenbein, Holz oder konditionierter Kunst stoff. Die hier entstehenden Abfälle lassen sich sogar zur Dün gung verwenden und müssen keineswegs sonderentsorgt werden. Findet man für die hier entstehenden Abfälle keine Verwendung, so können sie beispielsweise dem Kompost zugeführt werden.

Die Vorbereitung der bereits geformten bzw. bearbeiteten Fest körper aus dem Material der in Rede stehenden Stein-Nuß werden dann in weiter vorteilhafter Weise zum eigentlichen Einfärben vorbereitet. Dazu werden die Festkörper, d. h. in dem hier in Rede stehenden Fall die Knöpfe, in eine sodahaltige Lösung eingelegt. Diese Lösung könnte beispielsweise 1 bis 3 Gramm Soda je Liter vorzugsweise weichem Wasser enthalten. Versuche haben ergeben, daß 2 Gramm Soda bei einem Liter Wasser die spä tere Einfärbung ganz besonders begünstigen. Die Einwirkzeit sollte zwischen 15 und 20 Stunden liegen, so daß der zu fär bende Festkörper 15 bis 20 Stunden in die sodahaltige Lösung eingelegt wird. Je nach Größe des zu färbenden Festkörpers und gewünschter Farbgebung kann eine Variation in der Einwirkzeit die Färbung begünstigen. Wesentlich ist hier jedenfalls, daß im Rahmen dieser Vorbereitung störende Inhaltstoffe, wie Fette oder dgl., aus dem Festkörper ausgespült werden und daß das Soda die Aufnahmefähigkeit für Farbstoffe bzw. natürliche Farb pigmente stark erhöht.

Die zur Färbung zu verwendende Färbeflotte bzw. die darin ent haltene Naturfarbe kann aus vorzugsweise getrockneten Pflanzen teilen durch Mahlen oder aus den in Rede stehenden Pflanzentei len in Stücken hergestellt werden. Ebenso könnten die Farbpig mente aus entsprechenden Extrakten und/oder aus tierischen Be standteilen, nämlich als tierischer Farbstoff (z. B. Cochenille) und/oder aus Indigo als Küpenfarbstoff hergestellt bzw. gewon nen werden. Die in den pflanzlichen oder tierischen Produkten enthaltenen Farbstoffe müssen aus dem Granulat oder den Stücken herausgelöst werden. Dazu bietet sich in vorteilhafter Weise das Auskochen, Filtern und/oder Verküpen. Wesentlich ist hier jedenfalls, daß die Farbpigmente aus den Naturprodukten heraus gelöst bzw. isoliert und in irgendeiner Form gebunden werden. Dabei ist es durchaus auch denkbar, daß reaktive Prozesse, wie beispielsweise die Oxidation bestimmter Stoffe, zum Erzielen besonderer Farbeffekte oder Farbtöne ausgenutzt werden.

Beim eigentlichen Färben des Festkörpers kann die Färbung u. a. auch durch Variation der Verfahrensparameter, nämlich durch Variation der Färbedauer und Temperatur der die Pigmente enthaltenden Lösung bzw. Suspension oder Emulsion, beeinflußt werden. Beim Färben beispielsweise der Knöpfe muß eine be stimmte Färbedauer bei unterschiedlichen Temperaturen eingehal ten werden. Diese richten sich nach Farbstoff und gewünschter Farbintensität. Durch Zusatz bestimmter Hilfsmittel, wie Alaun, Kalium-Natrium-Tartrat, etc. wird der Farbstoff vermittelt und unlöslich mit dem Stein-Nuß-Material der Knöpfe verbunden. Mit anderen Worten dienen die Zusatzstoffe Alaun, Kalium-Natrium- Tartrat, etc. als Farbvermittler und sind der eigentlichen Na turfarbe beigemengt. An dieser Stelle sei besonders hervorgeho ben, daß diese Farbvermittler nicht in jedem Falle erforderlich sind und - falls doch erforderlich - in nur geringen Mengen beigemengt werden.

Das Gewicht der zum Färben erforderlichen Zutaten errechnet sich prozentual aus dem Gewicht der zu färbenden Festkörper. Ein Flottenverhältnis von 1 : 7 (= 50 Gramm Festkörper bei 350 ml Flüssigkeit) hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt.

Schließlich läßt sich das Färbeergebnis durch eine geeignete Nachbehandlung beeinflussen bzw. korrigieren. Eine Nachbehand lung des gefärbten Festkörpers kann beispielsweise mit Eisen- II-Sulfat, Soda oder Zitronensäure erfolgen und zur Verände rung, Variation und/oder Auffrischung der Naturfarbe dienen.

Der weiter beanspruchte erfindungsgemäße Festkörper löst die eingangs genannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspru ches 12. Danach ist ein Festkörper aus dem Material der Stein- Nuß dadurch gekennzeichnet, daß er mittels Naturfarben einge färbt ist. Bei dem in Rede stehenden Festkörper kann es sich in vorteilhafter Weise um einen Knopf handeln.

Die ebenfalls beanspruchte Verwendung löst die eingangs ge nannte Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruches 14. Da nach wird eine Naturfarbe zum Einfärben eines aus dem Material der Stein-Nuß hergestellten Festkörpers verwendet. Bei dem Festkörper kann es sich - wie bereits zuvor erwähnt - um einen Knopf jeglicher Ausgestaltung handeln.

Nachfolgend sind Materialien aufgelistet, die zur Gewinnung der Naturfarbstoffe und Hilfsmittel gemäß voranstehender Erläute rung dienen und sich bewährt haben:

Naturfarbstoffe
Cochenille
getrocknete Färbeschildlaus
Henna lawsonia	Blätter, getrocknet, gemahlen
Catechu	Extrakt aus der Betelnuß
Sophora japonica	getrocknete Blütenknospen
Indigo	Küpenfarbstoff aus der Indigofera-Pflanze
Gardenia jasminoides	Samenkapseln
Campecheholz	Extrakt
Mate grün	getrocknete Blätter
Rubia tinctoria	getrocknete Wurzeln der Krapp-Pflanze
Bixa orellana	getrocknete Samenkörner
Curcuma	Wurzel, gemahlen
Tannin	Gerbstoff aus Rinden

Hilfsmittel

Soda, Alaun, Kalium-Natrium-Tartrat, Eisen-II-Sulfat, Wein stein, Weinsäure, Zitronensäure und ein 100% biologisch abbau bares Tensid.

Nachfolgend sei die beanspruchte Lehre durch drei lediglich willkürlich gewählte Färbebeispiele erläutert:

1. Färbebeispiel

Für die Färbung werden benötigt:

Cochenille\|10%
Alaun	5%
Tensid	1 ml / 0,5 l Färbeflotte
Eisen-II-Sulfat	1%

Bereitstellen der Färbeflotte

Cochenille wird ca. 4 Stunden in weichem Wasser geweicht, dann 30 Minuten gekocht, gefiltert.

Auffüllen auf benötigte Flottenmenge. Erwärmen auf ca. 40 bis 50 Grad.

Zusatz von Alaun, lösen, dann Zusatz von Tensid.

Färbung

Knöpfe zugeben, unter Bewegung auf ca. 90 Grad bringen. Je nach gewünschter Farbtiefe 5 bis 30 Minuten bei dieser Temperatur färben.

Färbeergebnis: dunkles Rotviolett

Um ein Blauviolett zu erhalten, wird der Färbevorgang nach 15 Minuten abgebrochen und die Knöpfe aus der Färbeflotte genom men. In frischem Wasser wird 1% Eisen-II-Sulfat zugegeben und aufgelöst. Die Knöpfe werden zugegeben und unter Bewegung ca. 10 Minuten erwärmt.

Modifiziertes Färbeergebnis bzw. Ergebnis der Nachbehandlung

dunkles Blauviolett

2. Färbebeispiel

Für die Färbung werden benötigt:

Catechu\|10%
Tannin	1%
Tensid	0,5 ml/0,5 l Färbeflotte
Eisen-II-Sulfat	2%

Bereitstellen der Färbeflotte

Catechu-Extrakt und Tannin werden in weichem Wasser 15 Minuten kochend gelöst, gefiltert.

Auffüllen auf benötigte Flottenmenge, Zugabe von Tensid.

Färbung

Knöpfe zugeben, unter Bewegung auf ca. 90 Grad bringen. Bei dieser Temperatur 45 Minuten färben. Knöpfe herausnehmen.

Färbeergebnis: Rötlich-Beige

Zusatz zur Färbeflotte 2% Eisen-II-Sulfat. Gut lösen und die Knöpfe wieder zugeben, unter Bewegung ca. 10 Minuten weiter färben.

Modifiziertes Färbeergebnis bzw. Ergebnis der Nachbehandlung

dunkles Grau-Braun

3. Färbebeispiel

Für die Färbung werden benötigt:

Gardenia\|50%
Alaun	5%
Indigo-Küpe

Bereitstellen der Färbeflotte

Gardenia wird 10 bis 21 Stunden in weichem Wasser geweicht, 1,5 Stunden gekocht, gefiltert.

Auffüllen auf benötigte Flottenmenge, Alaun zugeben, lösen. Knöpfe zugeben, unter Bewegung 45 Minuten bei ca. 90 Grad fär ben.

Färbeergebnis: Rötlich-Gelb

Durch Überfärben in der Indigo-Küpe werden Farbtöne von Apfel grün bis dunklem Petrolgrün erreicht.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß die hier rein willkür lich gewählten Färbebeispiele die hier beanspruchte Lehre le diglich verdeutlichen sollen, jedoch nicht auf diese Färbebei spiele einschränken.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung gefärbter Festkörper aus dem Ma terial der Stein-Nuß, insbesondere gefärbter Knöpfe, mit fol genden Verfahrensschritten:
vorzugsweise spanende Bearbeitung der Stein-Nuß zur Formgebung bzw. Konditionierung des Festkörpers,
Vorbereitung des Festkörpers zum Einfärben,
Bereitstellen einer Färbeflotte,
Färben des Festkörpers und ggf. Nachbehandlung des gefärbten Festkörpers,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Fär beflotte ausschließlich Naturfarben eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitung der Stein-Nuß die Bearbeitungsvorgänge Sägen und/oder Drehen und/oder Fräsen und/oder Schleifen und/oder Po lieren umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbereitung der Festkörper das Einlegen in eine soda haltige Lösung umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung 1 bis 3 Gramm Soda, vorzugsweise 2 Gramm, je Liter vor zugsweise weichem Wasser enthält.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkörper 15 bis 20 Stunden in die sodahaltige Lösung eingelegt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Färbeflotte bzw. die Naturfarbe aus vorzugsweise getrockneten Pflanzenteilen - gemahlen oder in Stücken - und/oder aus Extrakten und/oder aus Cochenille als tierischer Farbstoff und/oder aus Indigo als Küpenfarbstoff hergestellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohstoffe zur Darstellung der Naturfarbe eingeweicht, ausge kocht, gefiltert und/oder verküpt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Färbung des Festkörpers durch Variation der Verfahrensparameter Färbedauer und Temperatur beeinflußt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Färben Zusatzstoffe wie Alaun, Kalium-Natrium-Tartrat der eigentlichen Naturfarbe als Farbvermittler beigegeben werden.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Flottenverhältnis 1 : 7 (= 50 Gramm Festkörper bei 350 ml Flüssigkeit) beträgt.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Nachbehandlung des gefärbten Festkörpers mit Eisen-II-Sulfat, Soda oder Zitronensäure erfolgt und zur Verän derung, Variation und/oder Auffrischung der Naturfarbe dient.

12. Festkörper aus dem Material der Stein-Nuß, dadurch gekennzeichnet, daß er mittels Na turfarben eingefärbt ist.

13. Festkörper nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß es sich dabei um einen Knopf handelt.

14. Verwendung einer Naturfarbe zum Einfärben eines aus dem Material der Stein-Nuß hergestellten Festkörpers.

15. Verwendung nach Anspruch 14, wobei es sich bei dem Fest körper um einen Knopf handelt.