EP0331214A2 - Mit einer Zurichtung versehenes Spaltleder oder Lederfaserwerkstoff - Google Patents
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- a two-layer silicone base which is reinforced by means of an asbestos fabric insert, is placed on an assembly line and heated to about 85 ° C. on this assembly line by means of infrared rays.
- the silicone pad has a size of 2.4 m2 and a thickness of approx. 3 mm.
- An aqueous dispersion containing approximately 45% solids is applied to the approximately 85 ° C silicone base by pouring.
- the dispersion contains approx. 40% polyurethane and approx. 5% white pigment and has a viscosity of approx. 60 seconds (the viscosity is determined in the Ford cup with a 4 mm nozzle).
- the valve is opened 60 seconds after the vacuum is applied and the rubber cover takes on its original shape due to its elastic properties. After removing the rubber cover, the finished leather can be peeled off the paper.
- the longitudinal and transverse grooves provided in the rubber cover ensure that the gases and water vapor can escape from the leather even when the membrane is pressed onto the leather by the vacuum.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein mit einer Zurichtung versehenes Spaltleder bzw. einen mit einer Zurichtung versehenen Lederfaserwerkstoff, das bzw. der an zumindest der mit der Zurichtung versehenen Seite Vertiefungen und abstehende Fasern aufweist, wobei die Zurichtung aus zumindest zwei miteinander verbundenen Schichten besteht, von welchen die innere, dem Spaltleder oder Lederfaserwerkstoff unmittelbar benachbarte, im wesentlichen nicht thermoplastische Schicht aus einer vernetzbaren, vorzugsweise Polyurethan enthaltenden, Kunststoffdispersion gebildet ist, eine Poren- bzw. Schaumstruktur aufweist, die abstehenden Fasern aufnimmt und vorzugsweise dicker ist als die äußere, eine strukturierte Oberfläche aufweisende Schicht, die aus einem Polyurethan enthaltenden Kunststoffmaterial, gegebenenfalls aus einer Polymerlösung besteht.
- Es ist bereits bekannt, Spaltleder mit einer Zurichtung zu versehen, welche eine strukturierte Oberfläche, beispielsweise eine ledernarbenartig strukturierte Oberfläche aufweist. Hiebei wird eine flüssige, nasse, die Zurichtung bildende Masse direkt auf die Oberseite des Spaltleders, beispielsweise durch Gießen, Streichen, Plüschen, Sprühen, Drucken, oder mittels einer Walzenauftragsmaschine aufgebracht und durch Trocknen verfestigt. Damit die Zurichtung eine ledernarbenartig strukturierte Oberfläche erhält, muß bei diesem bekannten Verfahren nach dem Trocknen der flüssigen Zurichtungsmasse bzw. nach dem Verfestigen der Zurichtung das zugerichtete Spaltleder geprägt werden. Dieses Prägen des Spaltleders erfolgt in einer Prägepresse unter Hitzeeinwirkung bei sehr hohem Druck. Dadurch verändert sich die Struktur des Spaltleders und der Zurichtung in unerwünschter Weise. Das zugerichtete Spaltleder wird nicht nur dünner, sondern auch härter und steifer. Weiters wird hiedurch eine vorhandene Wasserdampfdurchlässigkeit der Zurichtung verringert oder zerstört, weil beim Prägen unter Hitze und Druck die in der Zurichtung vorhandenen Poren wieder geschlossen bzw. zerstört werden.
- Ein wesentlicher Nachteil bei diesem bekannten Verfahren ist weiters darin gelegen, daß für die Herstellung der Zurichtung nur thermoplastische Kunststoffe verwendet werden können, welche unter Wärme und Druck verformbar sind, da sonst ein nachträgliches Prägen der strukturierten Oberfläche in die verfestigte Zurichtung nicht möglich ist. Solche thermoplastische Kunststoffe weisen jedoch schlechtere Eigenschaf ten auf als nicht oder im wesentlichen nicht thermoplastische Kunststoffe.
- Nachteilig ist ferner, daß das Prägen der strukturierten Oberfläche in einem gesonderten Arbeitsvorgang erfolgt, d.h. das zugerichtete Spaltleder muß weiterbehandelt, also in der Regel manuell in eine Prägepresse eingelegt werden.
- Aus der EP-A-O 105 046 ist eine zugerichtetes Spaltleder bekannt geworden, bei dem die Zurichtung aus zwei Schichten besteht, nämlich aus einer inneren, dem Spaltleder unmittelbar benachbarten Schicht, in der die vom Spaltleder abstehenden Fasern verankert sind, und aus einer äußeren, eine strukturierte Oberfläche aufweisenden Schicht. Zur Bildung der Zurichtung wird hiebei u.a. vorgeschlagen, zunächst eine Polyurethan enthaltende Polymerlösung auf eine strukturierte Unterlage aus Silikonkautschuk aufzubringen, welche nach ihrer Verfestigung die äußere Schicht bildet. Hierauf wird auf die die abstehenden Fasern aufweisende Seite des Spaltleders eine vernetzbare, vorzugsweise Polyurethan enthaltende Kunststoffdispersion aufgebracht, worauf das Spaltleder mit der aufgebrachten Kunststoffdispersion gewendet wird und auf die auf der Unterlage befindliche, bereits verfestigte äußere Schicht aufgelegt wird. Die Kunsstoffdispersion bildet nach ihrer Verfestigung eine eine Poren- bzw. Schaumstruktur aufweisende, im wesentlichen nicht thermoplastische innere Schicht, die die abstehenden Fasern aufnimmt.
- Bei dieser Verfahrensweise wird die Strukturierung der Oberfläche der Außenschicht durch die entsprechend strukturierte Unterlage gebildet, so daß kein nachträgliches Prägen des zugerichteten Spaltleders zur Herstellung des gewünschten Aussehens der Oberfläche erforderlich ist. Das derart hergestellte, mit einer Zurichtung versehene Spaltleder ist somit weich, geschmeidig und kommt in seinem Aussehen und seinen Eigenschaften dem vollnarbigen Leder am nächsten.
- Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein derart zugerichtetes Spaltleder bzw. einen mit einer Zurichtung versehenen Lederfaserwerkstoff weiter zu verbessern und zwar insbesondere hinsichtlich der gewünschten Wasserdampfdurchlässigkeit, der Reißfestigkeit und der Zugfestigkeit. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß die äußere, im wesentlichen nicht thermoplastische Schicht aus einer vernetzbaren Dispersion oder Lösung gebildet ist, und daß in wenigstens einer Schicht eine, beispielsweise aus einem Textilmaterial oder aus einem Vliesmaterial mit einem Flächengewicht unter 80 g/m² bestehende, Verstärkungseinlage angeordnet ist, wobei das Spalt leder bzw. der Lederfaserwerkstoff zusammen mit der Zurichtung eine Wasserdampfdurchlässigkeit von mehr als 0,3 mg/cm²h aufweist.
- Durch die Anordnung der Verstärkungseinlage wird die Wasserdampfdurchlässigkeit der Zurichtung in gewünschter Weise erhöht, so daß das erfindungsgemäße, mit einer Zurichtung versehene Spaltleder eine Wasserdampfdurchlässigkeit von mehr als 0,3 mg/cm² h aufweist. Diese Wasserdampfdurchlässigkeit wird hiebei nach JUP 15 gemessen, es ist dies die europäische Prüfvorschrift für die Wasserdampfdurchlässigkeit bei Leder. Außerdem wirkt die Verstärkungseinlage wie eine Armierung, verhindert ein übermäßiges Ausdehnen und damit eine Zerstörung der Zurichtung durch Zugbeanspruchung, und erhöht die Reißfestigkeit, so daß auch Spaltleder oder Lederfaserwerkstoffe geringerer Qualität, insbesondere geringer Reißfestigkeit, verwendet werden können. Schließlich verhindert die Verstärkungseinlage, daß sich bei Verwendung von Spaltleder oder Lederfaserwerkstoffen mit unruhiger Oberfläche die Struktur derselben beim Dehnen auf der Zurichtung in unerwünschter Weise abzeichnet.
- Unter dem Begriff "wässerige Kunststoffdispersion" werden im Sinne der Erfindung hochpolymere Kunststoffe verstanden, die Wasser enthalten oder in Wasser dispergiert sind, und die durch Entzug des Wassers, beispielsweise durch Verdampfen, vorzugsweise unter Wärmezufuhr, Filme bilden.
- Unter dem Begriff "Kunststofflösung" werden im Sinne der Erfindung in einem Lösungsmittel gelöste hochpolymere Kunststoffe verstanden, die beim Sprühen oder Streichen Filme bilden, die sich durch Lösungsmittelentzug, beispielsweise durch Verdunsten des Lösungsmittels, verfestigen.
- Um der Zurichtung das gewünschte farbige Aussehen zu verleihen, ist es selbstverständlich möglich, die beiden die Zurichtung bildenden Schichten einzufärben, also mit einem gewissen Pigmentzusatz bzw. Zusatz an Farbstoffen zu versehen. Vorteilhaft ist es jedoch, die innere Schicht gegenüber dem Spaltleder od.dgl. und gegenüber der äußeren Schicht farbneutral auszubilden und in der äußeren Schicht Pigmente und/ oder Farbstoffe einzubetten, welche die Farbe der Zurichtung bestimmen. Die farbneutrale innere Schicht kann beispielsweise ein milchiges Aussehen besitzen. Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß dann, wenn eine Änderung der Farbgebung der Zurichtung vorgenommen werden soll, lediglich die die äußere Schicht bildende wässerige Kunststoffdispersion oder flüssige Kunststofflösung durch eine andere ersetzt werden muß bzw. die Auftragsvorrichtung für diese Kunststoffdispersion oder Kunststofflösung ausgetauscht werden muß. Eine Farbanpassung bei der die innere Schicht bildenden Kunststoffdispersion ist in diesem Fall nicht erforderlich. Die farbneutrale Ausbildung der inneren Schicht gewährleistet weiters, daß eine vorhandene Einfärbung des Leders, welches mit der Zurichtung versehen wird, auf der Oberseite der Zurichtung nicht sichtbar wird, selbst wenn stark eingefärbtes Leder verwendet wird.
- Die innere Schicht weist eine Poren- bzw. Schaumstruktur auf, welche die erforderliche Weichheit und Geschmeidigkeit des mit einer Zurichtung versehenen Spaltleders od.dgl. gewährleistet. Die äußere Schicht hingegen muß härter sein, um mechanischen Beanspruchungen standzuhalten. Zweckmäßig weist somit die innere Schicht eine Dichte zwischen 0,6 und 0,8 und die äußere Schicht eine Dichte zwischen 0,82 und 1,24 auf.
- Von Vorteil ist es ferner, wenn die innere Schicht dicker ist als die äußere Schicht. Die innere Schicht nimmt dann mit Sicherheit alle vom Leder abstehenden Fasern auf und füllt alle Vertiefungen des Leders aus, es ist also dann nicht erforderlich, daß die äußere, vorzugsweise mit der Pigmentierung versehene Schicht sehr dick ist. So beträgt die Dicke der inneren Schicht zweckmäßig mehr als 0,11 mm, vorzugsweise mehr als 0,21 mm, wogegen die Dicke der äußeren Schicht weniger als 0,16 mm, vorzugsweise weniger als 0,10 mm, beträgt.
- Zur Bildung der Poren- bzw. Schaumstruktur der inneren Schicht können zumindest in dieser inneren Schicht Mikrohohlkugeln mit einem Durchmesser von 0,008 bis 0,10 mm eingebettet sein, deren dünne Hülle aus thermoplastischem Material, vorzugsweise aus Vinylidenchlorid-Copolymerisat, besteht. Solche Mikrohohlkugeln sind an sich bekannt. Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn die innere Schicht mehr als 8 Vol.-% Mikrohohlkugeln enthält.
- Soll die strukturierte Oberfläche der äußeren Schicht ein besonders Aussehen erhalten, so kann auf diese Oberfläche eine zusätzliche dünne Finish-Schicht, beispielsweise eine den Glanz oder die Farbe beeinflussende Schicht, angeordnet sein. Diese zusätzliche Schicht bildet an sich keinen unmittelbaren Bestandteil der Zurichtung, welche lediglich aus zwei Schichten aufgebaut ist, die Dicke dieser zusätzlichen, erst später aufgebrachten Finish-Schicht ist daher auch nicht der Dicke der Zurichtung zuzumessen.
- Die strukturierte Oberfläche der äußeren Schicht kann je nach Wunsch ein ledernarbenähnliches Aussehen oder das Aussehen eines feinge schliffenen vollnarbigen Leders aufweisen, wobei sich im letzteren Fall ein Veloureffekt ergibt.
- Eine weitere Verbesserung der Wasserdampfdurchlässigkeit sowie eine Erhöhung der Weichheit und Geschmeidigkeit des mit einer Zurichtung versehenen Spaltleders od.dgl. kann dadurch erzielt werden, daß zumindest die äußere Schicht feinste Zelluloseteilchen oder wärmesensible Substanzen, z.B. Polyvinylmethyläther, enthält, und zwar vorzugsweise in einer Menge von weniger als 6 Gew.-%, bezogen auf den Feststoffanteil der wässerigen Kunststoffdispersion bzw. flüssigen Kunststofflösung. Polyvinylmethyläther ist im kalten Wasser löslich, koaguliert jedoch bei Erwärmung, wodurch sich die gewünschte Verbesserung der Schaumstruktur und damit der Wasserdampfdurchlässigkeit der Zurichtung ergibt.
- In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes, mit einer Zurichtung versehenes Spaltleder im Schnitt in vergrößertem Maßstab dargestellt.
- Das Spaltleder 13 ist an seiner einen Seite mit einer Zurichtung 14 versehen, die aus einer inneren, die vom Spaltleder 13 abstehenden Fasern 17 zur Gänze aufnehmenden Schicht 14a und aus einer äußeren Schicht 14b besteht, die an ihrer Oberfläche mit einer Strukturierung versehen ist und daher ein lederähnliches Aussehen aufweist. In der inneren Schicht 14a sind Mikrohohlkugeln 15 eingebettet, durch welche diese innere Schicht eine Poren- bzw. Schaumstruktur enthält. Die innere Schicht 14a ist weiters farbneutral und enthält keine Pigmente bzw. Farbstoffe.
- Die äußere Schicht 14b, welche wesentlich dünner ist als die innere Schicht 14a, weist keine Mikrohohlkugeln auf, dafür aber einen solchen Anteil an Pigmenten bzw. Farbstoffen, daß damit die Farbgebung der Zurichtung bestimmt wird. In wenigstens einer Schicht 14a bzw. 14b ist eine nicht dargestellte Verstärkungseinlage angeordnet, die beispielsweise aus einem Textilmaterial oder aus einem Vliesmaterial mit einem Flächengewicht unter 80 g/m² besteht. Diese Verstärkungseinlage erhöht die Wasserdampfdurchlässigkeit des mit einer Zurichtung versehenen Spaltleders, verbessert die Zug- und Reißfestigkeit des mit einer Zurichtung versehenen Spaltleders und verhindert, daß die unruhige, mit der Zurichtung versehene Oberseite des Spaltleders beim Dehnen auf der Oberfläche der Zurichtung sichtbar wird.
- Ein erfindungsgemäß zugerichtetes Spaltleder, das in seinem Aussehen und in seinen Eigenschaften mit einem vollnarbigen Naturleder gleicher Sorte und Stärke vergleichbar ist, wird wie folgt hergestellt:
- Eine zweischichtige Silikonunterlage, die mittels einer Asbestgewebeeinlage verstärkt ist, wird auf ein Fließband aufgelegt und während des Weitertransportes auf diesem Fließband mittels Infrarotstrahlen auf etwa 85°C erwärmt. Die Silikonunterlage hat eine Größe von 2,4 m² und eine Stärke von ca. 3 mm. Auf die etwa 85°C warme Silikonunterlage wird mittels Gießen eine ca. 45 % Feststoff enthaltende wässerige Dispersion aufgetragen. Die Dispersion enthält ca. 40 % Polyurethan und ca 5 % Weißpigment und hat eine Viskosität von ca. 60 Sekunden (die Bestimmung der Viskosität erfolgt im Ford-Becher bei einer 4 mm-Düse). Die naße Dispersion wird in einer Dicke von ca. 0,11 mm auf die warme Unterlage aufgetragen, wobei die Verdickung und die darauffolgende Verfestigung dieser Dispersion unmittelbar nach dem Auftreffen auf die Unterlage durch Wasserverdampfung erfolgt. Die Unterlage weist eine strukturierte Oberseite auf, so daß sich beim Verfestigen dieser das Pigment aufweisenden Schicht gleichzeitig die später sichtbare Narbenstruktur der Zurichtung bildet. Die verfestigte äußere Schicht hat eine Stärke von ca. 0.06 mm. Die Polyurethandispersion bildet einen Film mit einer Härte von ca. 90 Shore A.
- Während der Verfestigung bewegt sich die Unterlage auf einem Förderband mit einer Geschwindigkeit von 4,5 m/min. 8 Meter nach dem Aufgießen der das Pigment enthaltenden Dispersion wird ein Spaltleder, auf das vorher eine wässerige Kunststoffdispersion aufgetragen wurde, mit der nassen Seite auf die vorgetrocknete, das Pigment enthaltende Schicht der Unterlage abgelegt. Das Spaltleder hat eine Größe von ca. 1,3 m² und eine Stärke von 1,4 mm und besitzt eine helle chromgrüne Farbe.
- Die auf das Spaltleder aufgebrachte Dispersion ist eine Polyurethan-Dispersion, die ca. 62 % Feststoffe enthält. Diese Feststoffe setzen sich im wesentlichen zusammen aus 50 % Polyurethan und 10 % Mikrohohlkugeln sowie einem Verdickungsmittel. Die wässerige Dispersion hat eine Viskosität von ca. 280 Sekunden (gemessen im Ford-Becher bei einer 4 mm-Düse) und trocknet zu einem Film mit einer Härte von ca. 65 Shore A und einer Dichte von ca. 0,78. Das Auftragen der relativ viskosen Dispersion auf das Spaltleder erfolgte mittels einer Walze, die gegensinnig zur Bewegungsrichtung des Leders umläuft, so daß die Dispersion unter Ausnützung der Scherkräfte in das Leder einmassiert wird und im wesentlichen alle Hohlräume zwischen den abstehenden Fasern ausfüllt. Infolge der unterschiedlich langen abstehenden Fasern des Leders kann eine Bestimmung der Schichtdicke nicht erfolgen. Das Auftragsgewicht der nassen Dispersion betrug ca. 240 g/m².
- Nach dem Auflegen des Leders auf die verfestigte Pigmentschicht auf der Unterlage wird dieses Leder durch eine weiche, elastische, mit Silikon belegte Walze auf die Unterlage gedrückt, wobei eventuelle Lufteinschlüsse zwischen der Pigmentschicht und der nassen, auf das Leder aufgebrachten Kunststoffdispersion entweichen können. Danach wird das auf der Unterlage aufliegende, mit der Zurichtung versehene Leder zusammen mit der Unterlage in eine warme Vakuumvorrichtung gebracht, die mit einer Membrane versehen ist, wobei unterhalb der Membrane ein Unterdruck erzeugt wird, so daß sich die Membrane nach unten senkt und gegen das Leder preßt. Dabei paßt sich die Membrane den Konturen des Leders an und preßt dieses auf die Unterlage. Die durch die Beheizung der Vakuumvorrichtung entstehenden Gase und Wasserdämpfe werden über die Vakuumleitung abgesaugt. Nach ca. 75 Sekunden kann das fertige zugerichtete Leder der Vakuumvorrichtung entnommen werden. Während dieser Zeit hat sich die Vakuumvorrichtung weiterbewegt, so daß eine kontinuierliche Fertigung erfolgt.
- Ein mit einer genarbten, besonders abriebfesten Zurichtung versehenes Spaltleder wird wie folgt hergestellt:
- Auf einem Papierträger mit einer negativen Narbenstruktur und einer Oberflächenausrüstung, die ein Ablösen eines verfestigten Polyurethanfilmes ermöglicht, wird mittels einer Rakel bzw. Streichvorrichtung eine hochviskose Polyurethanlösung in einer Schichtdicke von ca. 0.13 mm aufgetragen. Die Polyurethanlösung enthält als Feststoffe im wesentlichen 38 % Polyurethan und 3 % Braunpigment. Die Lösung trocknet zu einem Film mit einer Dichte von ca. 1,05 auf, der dann eine Härte von ca. 98 Shore A besitzt. Diese Pigmentschicht wird auf dem Papierträger vorfabriziert, der Papierträger kann also zusammen mit der Pigmentschicht bis zu seiner Verwendung auf Lager gehalten werden.
- Bei der Herstellung der Zurichtung eines Spaltleders wird der Papierträger auf eine Unterlage, beispielsweise ein Transportband aufgelegt und bewegt sich in Richtung auf die Übergabestelle des mit der nassen Kunststoffdispersion versehenen Leders, wo das Leder mit seiner nassen Seite auf die Pigmentschicht des Papierträgers aufgelegt wird. Die auf das Leder aufgebrachte wässerige Kunststoffdispersion ist pigmentfrei und besitzt ein milchiges Aussehen.
- Im Anschluß daran läuft die Papierbahn mit dem aufgelegten Leder unter der Auftragsvorrichtung für das Auftragen der wässerigen Kunststoffdispersion auf das Leder hindurch zu einem Rollenpaar, wo ein Anpressen erfolgt.
- Die auf das Leder aufgetragene wässerige Dispersionsschicht entspricht hinsichtlich ihrer Zusammensetzung und Menge jener im Beispiel 1.
- Anschließend wird die Papierunterlage mit dem aufliegenden Spaltleder von einem beheizten endlosen Stahlband, das eine Länge von mehr als 12 Meter und eine Breite von mehr als 1,2 Meter hat, übernommen und durch dieses weitertransportiert, in der Weise, daß an jenen Stellen, wo das Leder auf der Papierbahn liegt, eine als Membrane wirkende Gummiabdeckung mit einem Abdichtungsrahmen und einer mit einem Ventil versehenen Öffnung für einen Anschluß an eine Vakuumquelle so auf das Leder aufgelegt wird, daß sie das Leder abdeckt. Hierauf wird die Luft unterhalb der Gummiabdeckung abgesaugt, so daß die Membrane durch den entstehenden Unterdruck sich an das Leder anlegt und das Leder auf das Papier bzw. auf das Stahlband drückt. Durch die Druckeinwirkung der Membrane auf das Leder kommt es zu einer guten Verbindung zwischen der auf der Papierbahn befindlichen Pigmentschicht und der Mikrohohlkugeln aufweisenden, die Fasern des Leders einbettenden, sich verfestigenden Dispersionsschicht. Durch den Unterdruck und durch die Wärmeeinwirkung kommt es zu einer raschen Trocknung dieser Dispersionsschicht.
- Die Beheizung des Stahlbandes auf eine Temperatur zwischen 70 und 140°C erfolgt durch Anstrahlen der Unterseite desselben mittels Infrarotstrahlern.
- Ca. 60 Sekunden nach Anlegen des Vakuums wird das Ventil geöffnet und die Gummiabdeckung nimmt auf Grund ihrer elastischen Eigenschaften ihre ursprüngliche Form an. Nach dem Abheben der Gummiabdeckung kann das fertige Leder vom Papier abgezogen werden. Durch in der Gummiabdeckung vorgesehene Längs- und Querrillen wird sichergestellt, daß die Gase und der Wasserdampf auch dann aus dem leder entweichen können, wenn die Membrane durch das Vakuum auf das Leder gedrückt ist.
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