DE69216136T2 - Verfahren zur Verbindung der Sohle an den Schaft bei der Herstellung von Lederschuhen - Google Patents

Description

• Leder ist das zweckmäßigste Material bei der Herstellung von Qualitätsschuhwerk aufgrund seiner natürlichen Beschaffenheit und seiner prinzipiellen Comforteigenschaften sowie seiner mechanischen Widerstandsfähigkeit.
• Felle oder Häute bestehen hauptsächlich aus einem faserigen Protein, Collagen genannt, welches während des Gerbvorganges zu Leder wird, ein nicht-biologisch abbaubares Material das technisch geeignet ist für die vorgesehenen Anwendungen.
• Bei einem Hautquerschnitt kann man zwei besonders wichtige Schichten erkennen: eine obere (äußere) Schicht, genannt Narben, bestehend aus sehr feinen Fasern, die im allgemeinen eine schwache Konsistenz aufweisen, und eine andere Schicht, genannt Lederhaut, bestehend aus dickeren und stärkeren Fasern, die sich im allgemeinen durch eine größere mechanische Widerstandsfähigkeit auszeichnen.
• Die zwei Schichten zusammen, Narben und Lederhaut, bilden die Dermis der Haut, welche während des Gerbvorganges in Leder umgewandelt wird.
• Nachdem die Gerbprozesse durchgeführt worden sind, und nach der Trocknung, ist das Leder bereit für die Endbearbeitung, die in der Praxis daraus besteht, eine Schicht Harze und Farben aufzutragen, die wiederum die Epidermis der frischen Haut ersetzen und dem Leder sein äußeres Erscheinungsbild verleihen. Unter Berücksichtung der zu erfüllenden Anforderungen, um eine Qualitätsverklebung zu erhalten, weist dieser Veredlungsfilm im allgemeinen schwache Haftfähigkeitswerte auf dem Ledernarben auf
• Die oben aufgeführten Gründe erklären die Notwendigkeit der Entfernung der Narbenschicht und des Finishs bei der Schuhlierstellung durch Aufrauhen oder Scheuern, um für die spätere Verklebung eine akzeptable Sohlen-Schaft-Haftung zu erzielen.
• Zwicken und Fixieren der Sohle bilden die Hauptarbeiten bei dem Schuhfertigungsprozeß und haben zugleich größten Einfluß auf die Qualität des Endproduktes.
• Zwicken umfaßt die Abfolge der Zusammensetzarbeiten wobei der Schaft und das Futter an der Brandsohle befestigt werden, auf der Leiste, auf welcher der Schuh montiert wird, woraus sich dann das endgültige Erscheinungsbild des Schuhes ergibt.
• Während des Zwickvorganges wird die Innensohle and der Leistenbasis befestigt, danach werden Schaft und Futter zentriert und mit Festigkeit und Gleichmäßigkeit an der Leiste angebracht, das Leder unter Benutzung eines Leisten- oder Thermoklebers an einem bestimmten Teil der Brandsohle fixierend, welcher an der Basis der Leiste überlappt Dieser Teil des Leders, welcher den kompletten äußeren Teil der Leistenbasis umgibt, ist das, was man Zwickrand nennt. Der Zwickrand bildet den Lederbereich, der mechanisch bearbeitet wird, sei es durch Aufrauhen oder Scheuern, um folglich die Sohle nach Auftragen des Klebstoffes befestigen zu können.
• Das Aufrauhen ist z.Zt. aus zweierlei Gründen unentbehrlich: 1. wegen der strukturellen Eigenschaften von Leder und 2. weil Klebstoffe aufgrund ihrer Eigenschaften unfähig sind, in das Lederinnere durchzudringen, bedingt durch das hohe Molekulargewicht der enthaltenen Polymers. Dies beides geschieht unter Zuhilfenahme von Lösungsmittelklebern auf der Basis von polyurethanen oder polychloroprenen Polymeren und wasserhaltigen Klebern. Kürzlich wurde der Gebrauch von lösungsmittelfreien festen Klebstoffen vorgeschlagen (Patent GB-A-2137638 Stand der nächst verwandten Technik), basierend auf heißaktivierten reaktiven polyurethanen Polymeren; diese Klebstoffe haben auch den Nachteil, nicht in das Leder eindringen zu können, wodurch Aufrauhen des Leders vor dem Auftragen des Klebers unerläßlich wird, wie aufgeführt in der Beschreibung (Seite 5, Zeilen 51-53), in den Beispielen (Seite 6, Zeilen 19 und 45) und in dem abgebildeten Verfahren (Seite 7, Zeilen 13 und 14) dieses Patentes.
• Übermäßiges Aufrauhen oder Scheuern kann ebenso schwerwiegende Folgen nach sich ziehen wie eine ungenügende Behandlung. Ein Übermaß an Aufrauhen oder Scheuern kann das Leder schwächen, sogar Risse im Leder verursachen, was gleichbedeutend wäre mit einer Beschädigung der Schuhe beim Tragen. Außerdem ist eine gute Verklebung nicht gewährleistet, wenn die Finishingschicht und der Narben nicht korrekt entfernt werden, um die widerstandsfähigeren Lederbereiche zu erreichen, wo sich weniger fettige Stoffe befinden. Deshalb erweist sich die Arbeitskontrolle dieser Bereiche die kleinen Lederhäuten (Ziege, Schaf und Kreuzungen) als besonders schwierig, bedingt durch die Dünne des Materials, welche ständig Schäden oder Schwächen des Lederhautbereiches verursacht, die in der Fabrik oder beim Tragen erkennbar sind. Das Problem vervielfacht sich noch durch die natürlichen Unterschiede in der Konsistenz der Leder. Das Reparieren der aufgerauhten Bereiche nach Anbringen der Sohle (was sichtbar bleiben könnte) kennzeichnet einen weiteren Problembereich wegen des hohen Personalkostenaufwandes. Tatsächlich erfordern diese Arbeiten hochqualifiziertes Personal mit besonderem Fachwissen, um die Aufgaben korrekt auszuführen.
• All dies impliziert übermäßige Kosten, wozu auch noch die Abwertung der Waren durch 2. Wahl Schuhe addiert werden muß, ohne die Probleme des Erscheinungsbildes außer Acht zu lassen, die direkte Auswirkungen die Qualität des Endproduktes haben.
• Daraus kann abgeleitet werden, daß keine anderen Verfahren bekannt sind, die sich vom Aufrauhen oder Scheuem des Zwickrandes vor der Kleberauftragung unterscheiden, um angemessene Hafiwerte zwischen Sohle und Schaft zu erzielen.
• Deshalb ist es das Ziel des vorliegenden Forschungsprojektes, ein Lederaufbereitungsverfahren zu finden, welches das Aufrauhen oder Scheuern des Zwickrandes für den nachfolgenden Klebevorgang überflüssig macht. Dieses Ziel wird erreicht mittels des unter "Behauptungen/Darstellungen", Punkt 1. beschriebenen Prozesses und in Übereinstimmung mit den dort beschriebenen Eigenschaften. Mit Hilfe der reaktiven polyurethanen Polymere, die im beschreibenden Teil von "Behauptungen/Darstellungen", Punkt 1 erwähnt werden, die sich "in situ" verbinden mit den reaktionalen Lederbestandteilen, kann die Kohäsion zwischen den einzelnen Lederschichten verbessert und die Struktur im Ganzen verstärkt werden, wobei all dies den Aufrauh- bzw. Scheuerprozeß zur Verbesserung der Verklebungseignung überflüssig werden läßt.
• Das Verfahren der Stärkung der faserigen Lederstruktur, ausgeführt anstelle der in der Schuhfertigung derzeit noch üblichen Aufrauh- oder Scheuerarbeiten zwischen dem Zwickstadium und dem Anbringen der Sohle, besteht aus zwei grundlegenden Phasen:
• - Auftragen der Polyurethan-Polymer Lösung auf den Zwickrand des Schuhs unter Verwendung einer Bürste oder anderer adäquater Werkzeuge, was die Durchdringung des besagten Polymers in die faserige Struktur des Leders unterstützt.
• - Ausführen geeigneter Behandlungen, um die "in situ" Querverbindung der polytirethanen Zubereitung in das Innere der faserigen Lederstruktur zu bewirken, eingeschlossen in diesem Verfahren die funktionellen Gruppen der Protein-Fügewerkstoffe der Haut. Diese Behandlungen können auch Erhitzung beinhalten, obwohl in bestimmten Fällen eine Verbindung bei Zimmertemperatur nach einigen Stunden erreicht wird. Es besteht auch die Möglichkeit, Katalysatoren zu verwenden um diesen Prozeß zu beschleunigen.
• Die polyurethanen Zubereitungen erhält man durch Reaktion von Polyhydroxylkomponenten mit einem Übermaß an bi- oder polyfunktionellen Isozyanaten; das Verhältnis von Isozyanat- Gruppe zu Hydroxyl-Gruppe kann sich zwischen 1.4/1 und 3/1 bewegen. Die Reaktion wird bei 70º und 120ºC in einem anhydrischen Lösungsmittel, befreit von mit den Diisozyanaten reagierenden Gruppen, oder in einer lösungsmittelfreien Umgebung (100% fest s.) duchgeführt. Andere interessante Zubereitungen können gleichwohl erzielt werden durch Polyisozyanate und Polyamine.
• Aromatische Diisozyanate können verwendet werden, so z.B. Mischungen von 2,4 Toluol Diisozyanaten mit 2.6-Toluol Diisozyanaten; 4,4'-Diphenylmethan Diisozyanate, Xylendiisozyanate, Naphtalendiisozyanate, paraphenylene Diisozyanate; Isozyanat- Mischungen, deren Funktionalität höher als zwei ist, so wie die als "PAPI" klassifizierten Produkte, aromatische Triisozyanate and Diisozyanat-Toluol-Additive mit Trimethylolpropanen. Für aliphatische Diisozyanate kann folgendes verwendet werden: Hexamethylen 1,6 Diisozyanat; Isophoron-Diisozyanate, 4,4'-Dizyklohexyl-Methan- Diisozyanate, 2,4,4-Trimethylhexamethylen-Diisozyanate, 1 ,4-Zyklohexan-Diisozyanate und dazwischen liegende Produkte.
• Von polyhydroxylen Zusammensetzungen können solche mit einer hydroxylischen Funktion von 2 oder größer verwendet werden, so z.B. Polyhydroxyl-Polyether, gesättigte Polyhydroxyl- Polyester, Polyhydroxyl-Polycarbonate and verschiedene Mischungen und Kombinationen der letzteren, deren Molekulargewicht sich zwischen 300 und 2000 Dalton bewegt, linear oder verzweigt. Polyole von geringem Molekulargewicht, nämlich weniger als 300 Dalton, können auch verwendet werden, so z.B. 1,4-Butanediol, Trimethybipropan, Neopentyl-Glycol und Ethylen-Glycol. Die reaktiven polyurethanen Zubereitungen, die verwendet werden, haben im allgemeinen einen freien Isozyanat-Gruppeninhalt zwischen 2 und 10% und einen festen Gehalt zwischen 20 und 100%, obwohl vorzugsweise Lösungen mit einem freien Isozyanat-Gehalt zwischen. 3 und 6 % und einem festen Gehalt zwischen 40 und 70% verwendet werden.
• Nach Auftragen der polyurethanen Zubereitung kann das nächste Stadium der Schuhherstellung (Anbringen der Sohle) in Angriff genommen werden, gemäß der normalen Verfahrensweise mit den Klebstoffen, die in der herkömmlichen Verklebung zur Anwendung kommen.
• Um die o.a. Ideen zu erklären, sind nachstehend einige Verfahrensmethoden aufgezeigt, welche, lediglich als Beispiele dienen und die keinesfalls als Einschränkung des Ausmaßes innerhalb des derzeitigen Rahmens der Erfindung aufgefaßt werden sollten..
• Die nachfolgend und beispielhaft erwähnten Behandlungen werden im Ablauf des Schuhherstellungsprozesses nach Zwicken des Schaftes und vor Auftragen des Klebstoffes angewandt. Das reaktive polyurethane Polymer wird auf den Zwickrand des Obermaterials aufgetragen und möglicherweise auf die Ledersohle.
• Das Obermaterial kann aus jeder Art von Ledem bestehen, besonders solchen, deren Finish nicht besonders dick ist oder solchen ohne Oberflächen-Finish.
• Genauer gesagt wurden für die unten aufgeführten Beispiele Ziegenhäute mit einem Kaseinfinish für die hergestellten Schuhe verwendet.
Beispiel 1
• Das polyurethane Polymer, daß bei diesem Beispiel verwendet wird, erhält man durch die Reaktion von 450g propylener Oxyd-basierender difünktioneller Hydroxypolyether, die ein durchschnittliches Molekular-Gewicht von 1000 Dalton besitzen mit 1 509 einer Mischung von 2,4-Toluol-Diisozyant und 2,6-Toluol-Diisozyanat in einem Mischverhältnis von 80/20, bei einer Temperatur von 90-95ºC bis das Isozyanat entstanden ist, kalkuliert mit 5,8%; hinzugefügt werden 4009 eines aromatischen Lösungsmittels bestehend aus einer Mischung aromatischer Hydrocarbone mit einem Siedepunkt von zwischen 160 und 180ºC. Das Ergebnis ist eine transparente gelbliche Flüssigkeit mit 60% Polymergehalt.
• Mit Hilfe einer Bürste oder eines gleichwertigen Werkzeugs, wird die polyurethane Lösung auf die ganze Peripherie des Schuh-Zwickrandes aufgetragen und sichergestellt, daß sie in das Lederinnere eindringt, falls nötig durch Verdünnung. Als Lösungsmittel können Methyl- Ethyl-Ketone verwendet werden. Eventuell werden zur Auftragung des Produktes Zinnoktoate, eine Lösung aus Triethylendiamin in Dipropylen-Glycol oder eine Kombination der beiden als Katalysator verwendet..
• Danach wird die Wärmebehandlung durchgeführt, die in diesem Fall in der 1 - bis 5minütigen Forcierung von Heißluft bei 150º besteht.
• Nach Durchführung dieser Behandlung wird der entsprechende Klebstoff aufgetragen und der Schuh durchläuft die verschiedenen normalen Fertigungsprozesse, die ihn in das Endprodukt verwandeln.
Beispiel 2
• Die gleiche Behandlung des Schuhzwickrandes wird durchgeführt wie in Bsp 1, jedoch wird ein sehr oberflächliches Aufrauhen des Leder-Finishes durchgeführt vor Auftragen der polyurethanen Zubereitung, um ihre Durchdringung des Leders ohne die Notwendigkeit einer Verdünnung zu erleichtern.
Beispiel3
• Zubereitung des reaktiven polyurethanen Polymers: 450g eines Hydroxylpolyesters basierend auf 1,4-Butanediol und adipischer Säure, deren durchschnittliches Molekulargewicht 1000 Dalton beträgt mit 130g einer Mischung von 2.4 Toluol-Diisozyanat und 2,6-Toluol-5- Diisozyanat im Verhältnis von 80/20, bei einer Temperatur von 90-100ºC, um ein bei 4.3% kalkuliertes Isozyanat zu erhalten.
• Danach werden 420g einer aromatischen Lösungsmittels hinzugefügt, bestehend aus einer Mischung aromatischer Hydrocarbone, mit einem Siedepunkt zwischen 160 und 180ºC. Das daraus entstehende Produkt ist eine transparente gelbliche Flüssigkeit mit einem Polymergehalt von 58%.
• Dieses Produkt wird dann auf die gleiche Art aufgetragen wie in den Beispielen 1 und 2 beschrieben.
Beispiel 4
• Zubereitung des reaktiven polyurethanen Polymers: 284g eines Propylenoxid-basierenden difünktionalen Hydroxylpolyethers mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 400 wird mit 315g Diisozyanat-Isophoren verbunden, mit Hilfe von 0,05g Zinnoktoat, bei einer Temperatur von 90-95ºC, bis ein freies Isozyanat, kalkuliert mit 10%, entstanden ist. Daraufhin werden 4009 Toluol hinzugegeben. Das daraus resultierende Produkt ist eine transparente Flüssigkeit in leicht gelblicher Farbe mit einem Polymergehalt von 60%. Das Produkt wird genauso aufgetragen wie bei den Beispielen 1 und 2.

Claims (4)

Behauptungen/Darstellungen:

1. Ein Prozeß zur Ledervorbereitung für das Zementieren der Sohle an das Schaftleder bei der Schulifertigung. Der Prozeß beinhaltet eine Behandlung des Schuh-Zwickrandes mit einer reaktiven polyurethanen Zubereitung, die eine Querverbindung im Inneren des Leders bildet, charakterisiert durch die Tatsache, daß der Schuhzwickrand nicht aufgerauht oder gescheuert werden muß, daß eine polyurethane Polymerlösung auf den Zwickrand des Schuhs aufgetragen wird in solcher Weise, daß die Durchdringung des besagten Polymers in die faserige Struktur des Leders vereinfacht wird. Dies bildet "IN SITU" eine Querverbindung der polyurethanen Zubereitung auf der Innenseite der faserigen Struktur, die eine Stärkung des Leders und eine verbesserte Kohäsion innerhalb der Lederschichten zur Folge hat.

2. Methode beschrieben unter 1, bei welcher das Leder ein oberflächliches Aufrauhen erfährt, um die Aufnahme der Polyurethane zu erleichtern, vor deren Auftragung, im Falle eines Leder-Finishes mit ungenügender Porosität. Dieses Scheuern hat lediglich Auswirkung auf die fertige Beschichtung.

3. Methode beschrieben in 1 und 2, bei welcher die am besten geeigneten Polyurethane ein durchschnittliches Molekulargewicht von weniger als 4000 oder 6000 Dalton haben, je nach Ledertyp oder dessen Finish.

4. Methode beschrieben unter 3, bei welcher es möglich ist, Katalysatoren zu benutzen - die gewählte Polymerisations-Temperatur hängt von den verwendeten Polyurethanen ab.