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Dokumentenidentifikation DE10131772B4 09.06.2004
Titel Verfahren zum Bedrucken von Ledersubstraten
Anmelder Ludwig, Torsten, 98646 Hildburghausen, DE
Erfinder Altun, Sener, 98646 Hildburghausen, DE
Vertreter Engel und Kollegen, 98527 Suhl
DE-Anmeldedatum 03.07.2001
DE-Aktenzeichen 10131772
Offenlegungstag 30.01.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 09.06.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.06.2004
IPC-Hauptklasse D06P 3/32
IPC-Nebenklasse D06P 5/28   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bedrucken von Ledersubstraten nach dem Transferdruckverfahren durch Oberflächenbehandlung des Substrats, Aufbringen eines Hilfsträgers mit sublimierbaren Farbstoffen und Übertragung dieser Farbstoffe durch Wärmezufuhr und Anpressen des Hilfsträgers an das Ledersubstrat.

Ein solches Verfahren ist aus der EP 0 226 818 A2 bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Oberfläche des Ledersubstrats mit einer wässrigen Lösung eines Vorkondensates eines Harnstoff-Aldehydharzes oder Melamin-Aldehydharzes imprägniert. Weiterhin ist es bei dem bekannten Verfahren erforderlich, das Lösungsmittel zu entfernen und in einem nachfolgenden Schritt durch Temperaturerhöhung das Vorkondensat auszukondensieren, um die Farbstoffe auf das Ledersubstrat zu übertragen. Aus der notwendigen Verwendung des Lösungsmittels ergibt sich ein wesentlicher Nachteil des bekannten Verfahrens, da die verwendeten Lösungsmittel relativ giftig sind und daher nur unter besonderen Sicherheitsvorkehrungen und mit erhöhter Umweltbelastung verarbeitet werden können. Außerdem verbleiben immer Rückstände der giftigen Lösungsmittel im Ledersubstrat, so dass strengere Anforderungen an die Unbedenklichkeit der behandelten Ledersubstrate nicht erfüllt werden können. Praktische Versuche haben außerdem gezeigt, dass die mit dem bekannten Verfahren aufgebrachten Sublimationsfarben nur begrenzt haltbar sind und bei stärkeren Belastungen der eingefärbten Ledersubstrate relativ schnell abgegriffen werden, wodurch der optische Eindruck des eingefärbten Ledersubstrats deutlich verschlechtert wird. Das in der genannten Europäischen Patentanmeldung beschriebene Verfahren hat daher in der Praxis auch keine Bedeutung erlangt.

Aus der Deutschen Patentschrift DE 24 24 949 C3 ist ein Sublimationsumdruckverfahren und dessen Anwendung bekannt. Das beschriebene Verfahren eignet sich zum Bedrucken oder Färben von Kunststoffoberflächen, wobei ein Hilfsträger mit sublimierbaren Farbstoffen eingesetzt wird. Obwohl die Sublimationsdruckverfahren in der Textilindustrie seit langer Zeit erfolgreich eingesetzt werden, hat die Fachwelt zumindest in den vergangenen Jahren keine ernsthaften Versuche unternommen, um die aus der Textilindustrie bekannten Verfahren auch zum Bedrucken von Leder einzusetzen. Vielfältige frühere Versuche haben immer wieder zu dem Ergebnis geführt, dass der Sublimationsdruck bei Ledersubstraten nicht erfolgreich angewendet werden kann.

Um Leder farblich zu gestalten, wurden bisher andere Verfahren eingesetzt, die in den meisten Fällen eine vollflächige Einfärbung des Ledersubstrats bewirken. Farbübergänge können bei solchen Einfärbeverfahren nicht in dem gewünschten Maße erreicht werden. Vereinzelt wurden Ledersubstrate mit Hilfe anderer Druckverfahren farbig bedruckt, wobei die Farben lediglich vollflächig auf die Oberfläche des Leders aufgebracht wurden. Die Haltbarkeit derartig aufgedruckter Farben ist jedoch sehr schlecht, so dass derart bedruckte Ledersubstrate an ihrer Oberfläche kaum beansprucht werden können.

Ein weiteres Problem bei der Farbgebung auf Ledersubstraten ist das Bedürfnis, das beispielsweise für Kleidungsstücke oder Schuhe eingesetzte Leder nicht mit hochgiftigen Substanzen zu behandeln, da Rückstände solcher Substanzen gegebenenfalls Reizungen der Haut oder über einen längeren Zeitraum Erkrankungen hervorrufen können. Schließlich ist man bei jeder Behandlung von Ledersubstraten bemüht, die spezielle Oberflächenstruktur des Leders nach Möglichkeit zu erhalten, da die natürliche Oberfläche bei der Berührung als besonders angenehm empfunden wird. Eine zu aggressive Bearbeitung des Ledersubstrats verändert die Oberfläche dauerhaft, wobei die typische Porenstruktur schnell zerstört werden kann.

Aus der DE 100 32 546 A1 ist ein Verfahren zum Bedrucken von Leder bekannt, bei welchem Dispersionsfarbstoffe auf eine zuvor vollflächig aufgetragene, getrocknete und ausgehärtete Schicht aus selbstvernetzenden Polymeren aufbracht werden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Verfahren zum Bedrucken von Ledersubstraten bereitzustellen, mit welchem unterschiedlichste Farbgebungen, Farbverläufe und Farbübergänge auf das jeweilige Ledersubstrat aufgebracht werden können, ohne dabei die erwünschten mechanischen Eigenschaften des Leders wesentlich zu beeinträchtigen. Insbesondere soll es möglich sein, unterschiedliche Farben auf das Ledersubstrat aufzubringen, ohne dabei die typische Porenstruktur des Leders zu zerstören. Weiterhin soll durch das erfindungsgemäße Verfahren der Einsatz von hochgiftigen Substanzen bei der Lederbehandlung vermieden werden. Schließlich ist es ein Ziel der Erfindung, eine dauerhafte Farbgebung des Ledersubstrats zu ermöglichen, die auch bei hohen Beanspruchungen der Lederoberfläche während des typischen Gebrauchs der aus dem Leder hergestellten Produkte, wie beispielsweise Kleidungsstücke, Schuhe oder Möbelstücke, keine Beeinträchtigung erfährt.

Diese und weitere Aufgaben werden durch das erfindungsgemäße Verfahren erfüllt, bei welchem man auf das Ledersubstrat eine Mischung aus einer Kunststoffdispersion und einem penetrationsfördernden Netzmittel im Verhältnis 1:1 bis 2:1 aufbringt, wobei nachfolgend diese Mischung auf dem Ledersubstrat unter Wärmezufuhr getrocknet wird, wobei anschließend der Hilfsträger zur Sublimationsübertragung der Farbstoffe auf das Ledersubstrat aufgebracht wird und wobei abschließend die Übertragung der Farbstoffe durch Sublimationsdruck erfolgt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es erstmals möglich, unter Anwendung der aus der Textilindustrie bekannten Sublimationsdrucktechniken ein zufriedenstellendes Druckergebnis auf einem Ledersubstrat zu erzielen. Die erfindungsgemäße Vorbehandlung des Ledersubstrats bewirkt eine geeignete Konfektionierung des Leders, die eine dauerhafte Fixierung der Farbstoffe auf dem Leder ermöglicht. Dabei werden mit der Mischung aus Kunststoffdispersion und penetrationsförderndem Netzmittel keine giftigen Substanzen verwendet, die einer späteren Benutzung des bedruckten Ledersubstrats beispielsweise für Kleidungsstücke entgegenstehen würden. Das penetrationsfördernde Netzmittel ermöglicht das Eindringen der Kunststoffdispersion in die Poren der Lederoberfläche, wodurch in diesen Poren dann die entsprechenden Kunststoffpartikel zur Verfügung stehen, die für einen erfolgreichen Sublimationsdruck benötigt werden. Die auf dem Hilfsträger fixierten Sublimationsfarben werden auf diese Weise relativ tief in das Ledermaterial eingebracht und in den Lederporen dauerhaft verankert. Dies hat zur Folge, dass bei gebrauchsüblichen Dehnungen des Leders kein Aufreißen einer geschlossen Farboberfläche erfolgt, sondern lediglich die Abstände zwischen den einzelnen Farbstoffpartikeln entsprechend der Dehnung der Oberflächenporen verändert werden. Die durch das Sublimationsdruckverfahren aufgebrachten Farbstoffe sind gegen mechanische Beanspruchungen der Lederoberfläche widerstandsfähig, da die einzelnen Farbpartikel nicht von der Oberfläche des Ledersubstrats abgerieben werden können.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren besteht nun die Möglichkeit, Ledersubstrate mit unterschiedlichsten Farbübergängen und Farbverläufen zu gestalten. Dies kann beispielsweise dazu genutzt werden, einfachen und preiswerten Lederarten durch entsprechende Farbgebung ein höherwertiges Aussehen zu verleihen, ohne dabei die ledertypischen taktilen Eigenschaften zu verändern.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform wird als penetrationsförderndes Netzmittel eine Zubereitung aus Alkylphosphat und Fettalkoholethoxylat verwendet. Insbesondere eignet sich eine handelsübliche Zubereitung dieser Substanzen, die unter dem Handelsnamen „RUCOWET FN" erhältlich ist. Hersteller dieser Zubereitung ist die Rudolf GmbH & Co. KG Chemische Fabrik, 82538 Geretsried, Altvaterstraße 58 – 64. Aus dem Sicherheitsdatenblatt zu dem Produkt RUCOWET FN kann entnommen werden, dass diese Zubereitung keine gefährlichen Inhaltsstoffe enthält und gesundheitlich unbedenklich ist. Als weiterer Bestandteil der für die Vorbereitung des Ledersubstrats erforderlichen Mischung kann eine beliebige Kunststoffdispersion verwendet werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegen die Kunststoffdispersion und das penetrationsfördernde Netzmittel in der Mischung etwa in einem Verhältnis von 1:1 bis 2:1 vor. Bei diesen Mischungsverhältnissen können die besten Druckergebnisse erzielt werden. Das speziell geeignete Mischungsverhältnis ist an die jeweils verwendete Lederart und an die bei der Vorbehandlung des Leders (z.B. während des Gerbens) eingesetzten chemischen oder biologischen Substanzen anzupassen.

Es ist vorteilhaft, wenn die auf das Ledersubstrat aufgebrachte Mischung bei einer Temperatur von etwa 100°C bis 150°C über einen Zeitraum von etwa 3-5 min getrocknet wird, bevor der Hilfsträger zur Ausführung des eigentlichen Sublimationsprozesses auf das Ledersubstrat aufgebracht wird. Die exakte Trocknungstemperatur und die Trocknungsdauer sind abhängig von der Kunststoffdispersion, von der Menge der aufgebrachten Mischung und von den Eigenschaften des verwendeten Leders.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt die Sublimationsübertragung der Farbstoffe bei einer Temperatur von etwa 100-250°C, wobei auf den Hilfsträger ein leichter großflächiger Druck aufgebracht wird, um den Sublimationsvorgang zu unterstützen.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das Ledersubstrat nach Abschluss der Sublimationsübertragung einer herkömmlichen Endbehandlung unterzogen wird. Die Art der Endbehandlung des Leders ist von dem geplanten Einsatz des bedruckten Leders abhängig. Dem Fachmann sind unterschiedliche Endbehandlungsmethoden und die dabei zu verwendenden Substanzen bekannt, die beispielsweise der Verhinderung einer zu starken Wasseraufnahme des Leders, der Erzeugung eines bestimmten Oberflächenglanzes und der Verbesserung der Haltbarkeit des Leders dienen. Die dafür erforderlichen Endbehandlungsschritte werden aus diesen Gründen hier nicht näher erläutert.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform wird als Hilfsträger ein Sublimationspapier verwendet. Derartige Sublimationspapiere, auf welche die Farbstoffe in nahezu beliebigen Mischungen aufgebracht werden können, sind dem Fachmann weitgehend bekannt. In gleicher Weise können bei abgewandelten Ausführungsformen als Hilfsträger auch Sublimationsfolien oder dergleichen verwendet werden.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Weiterbildungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.

Die einzige Figur zeigt einen vereinfachten Ablaufplan, der die wesentlichen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bedrucken von Ledersubstraten wiedergibt.

Bevor das erfindungsgemäße Verfahren zur Farbgebung des Leders ausgeführt wird, erfolgt im Schritt 1 eine übliche Ledervorbehandlung, die zum Beispiel das Gerben des Leders einschließt. In einem dem eigentlichen Färbeverfahren ebenfalls vorgelagerten Arbeitsschritt wird im Schritt 2 eine Mischung hergestellt, die aus einer Kunststoffdispersion 3 und einem penetrationsfördernden Netzmittel 4 besteht, wobei vorzugsweise ein Mischungsverhältnis von etwa 1:1 verwendet wird. Bei der hier erläuterten Ausführungsform kommt als penetrationsförderndes Netzmittel eine Zubereitung aus Alkylphosphat und Fettalkoholethoxylat zum Einsatz, die unter dem Handelsnamen RUCOWET FN erhältlich ist. Es ist darauf hinzuweisen, dass in Abhängigkeit von den speziell verwendeten Ledersorten das Mischungsverhältnis zwischen Kunststoffdispersion und penetrationsförderndem Netzmittel angepasst werden kann. Generell können beliebige Ledersorten eingesetzt werden, beispielsweise preiswerte Leder wie Rindsleder oder Schweineleder aber auch hochwertige Leder, die von den verschiedensten Tieren gewonnen werden können.

Im Schritt 5 wird die vorbereitete Mischung auf das Ledersubstrat aufgebracht. Anschließend erfolgt im Schritt 6 die Trocknung der Mischung auf dem Ledersubstrat, wobei die Trocknung durch Wärmezufuhr im Schritt 7 beschleunigt werden kann. Vorzugsweise wird das mit der Mischung benetzte Ledersubstrat bei einer Temperatur von 120°C etwa 4 min getrocknet.

Im Schritt 8 wird ein Hilfsträger bereitgestellt, beispielsweise ein Sublimationspapier, auf welchem die gewünschten Farbstoffe in der gewünschten Zusammenstellung angeordnet sind. Beispielsweise kann das Sublimationspapier eine Musterung aus gelben und braunen Farbpigmenten tragen, um einen dem Leopardenfell ähnlichen Eindruck zu erwecken. Der derart vorbereitete Hilfsträger wird im Schritt 9 auf das Ledersubstrat aufgebracht.

Der eigentliche Sublimationsdruckvorgang wird im Schritt 10 ausgeführt, wobei die Farbstoffe vom Hilfsträger auf das Ledersubstrat übertragen werden, insbesondere an die Kunststoffpartikel in den Poren des Leders angelagert werden. Die Sublimation erfolgt bei einer Temperatur von vorzugsweise 130-240°C, in Abhängigkeit vom verwendeten Hilfsträger, den benutzten Farbstoffen und dem zu bedruckenden Ledersubstrat.

Im Gegensatz zu anderen Lederbearbeitungsvorgängen ist für den Sublimationsdruck nur ein relativ geringer Flächendruck erforderlich, der ausgeübt wird, um durch Anpressen des Hilfsträgers auf das Ledersubstrat den Übergang der Farbstoffe zu begünstigen. Durch den geringen Druck wird die dauerhafte Deformation der Oberfläche des Ledersubstrats vermieden, so dass die ledertypische Struktur der Oberfläche erhalten bleibt. Die für derartige Sublimationsdruckvorgänge geeigneten Vorrichtungen sind aus der Textilindustrie bekannt und können vom Fachmann bei Kenntnis der vorliegenden Erfindung ohne weiteres angepasst werden. Der während des Sublimationsvorgangs angewendete Druck beträgt vorzugsweise 1,0 bis 1,5 bar (0,1 bis 0,15 MPa).

Nachdem die Farben auf das Ledersubstrat aufgebracht wurden, was in relativ kurzer Zeit möglich ist, normalerweise innerhalb weniger Sekunden, kann im Schritt 11 in der bekannten Weise die Lederendbehandlung vorgenommen werden. Die speziellen Schritte der Lederendbehandlung sind dem Fachmann bekannt und sind abhängig von dem gewünschten Einsatzzweck des Leders.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit der nahezu beliebigen Farbgebung von Ledersubstraten eröffnet wird, ohne dass dabei die ledertypische Oberflächenstruktur dauerhaft verändert wird. Das Ledersubstrat kann in dem Verfahren innerhalb sehr kurzer Zeit farblich behandelt werden, wodurch sich auch der Gesamtbearbeitungsprozess des Leders deutlich verkürzt.

Anstelle von speziellen Farbmustern kann das Leder durch das erfindungsgemäße Verfahren auch einfarbig gefärbt werden, was beispielsweise für die Bearbeitung von Bezugsstoffen für Sitzmöbel wünschenswert ist. Im Gegensatz zu bisher üblichen Einfärbungstechniken, bei denen das Leder über mehrere Stunden oder sogar Tage in einer Farblösung eingelegt wurde, ist die Farbgebung jetzt innerhalb weniger Minuten möglich. Die typische und gewünschte Lederstruktur wir aufgrund des geringen Druckes, der während der Farbgebung eingesetzt wird, nicht verändert. Ebenso bleiben die anderen taktilen Eigenschaften des Leders erhalten, da die Oberfläche nicht durch eine geschlossene Farbschicht versiegelt wird.

Da keine giftigen Chemikalien während der Behandlung eingesetzt werden, eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Farbgebung von Ledersubstraten, die beispielsweise bei der Herstellung von Kleidung später beim Benutzer in unmittelbaren Hautkontakt treten.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Bedrucken von Ledersubstraten nach dem Transferdruckverfahren durch Oberflächenbehandlung des Substrats, Aufbringen eines Hilfsträgers (8) mit sublimierbaren Farbstoffen und Übertragung dieser Farbstoffe durch Wärmezufuhr und Anpressen des Hilfsträgers an das Ledersubstrat (10), dadurch gekennzeichnet, dass man auf das Ledersubstrat eine Mischung aus einer Kunststoffdispersion (3) und einem penetrationsförderndem Netzmittel (4) im Verhältnis 1:1 bis 2:1 aufbringt (5), diese Mischung auf dem Ledersubstrat unter Wärmezufuhr trocknet (6), den Hilfsträger zur Sublimationsübertragung der Farbstoffe auf das Ledersubstrat aufbringt (9), und anschließend die Farbstoffe auf das Ledersubstrat überträgt (10).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als penetrationsförderndes Netzmittel (4) eine Zubereitung aus Alkylphosphat und Fettalkoholethoxylat einsetzt.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Mischung (2) vor dem Aufbringen des Hilfsträgers bei einer Temperatur von etwa 100-150°C etwa 3-5 Minuten trocknet (6).
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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