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Verfahren zur Prägekaschierung von Leder in einem HR-Feld.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein neuartiges Verfahren
zur Herstellung von in ihren Eigenschaften verbesserten, mit thermoplastischen Kunststoffen
kaschierten bzw. beschichteten Lederspalten, Lederhäuten oder anderen, in ihren
physikalischen Eigenschaften ähnlichen flexiblen Trägermaterialien, wobei die Kaschierung
gleichzeitig mit der Prägung in einem HF-Feld vorgenommen wird.
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Die Veredlung von Spaltledern oder Lederhäuten mit beschädigter Oberfläche
durch Aufkaschieren vorgefertigter Folien aus Weich-PVC oder PUR, die bereits mit
einer Prägung versehen sind, ist bereits seit Jahren bekannt. Diese Folien werden
mittels Klebstoff auf das Spaltleder aufgeklebt.
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Ein anderes Verfahren besteht darin, dass Folien ohne Prägung auf
Bleche, die eine Narbengravur im Negativ besitzen, aufgelegt werden. Das mit Klebstoff
bestrichene Leder wird als zweite Schicht auf die Folie gelegt. Prägeblech, Folie
und Lederauflage kommen zusammen in eine beheizte Presse.
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Temperatur und Druck müssen so aufeinander abgestimmt sein, dass die
Folie erweicht und die Gravur des Bleches annimmt.
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Im allgemeinen wird das Blech auf ca 1700 a aufgeheizt. Anschliessend
kommen Blech, Folie und Leder in eine gekühlte
Presse. Erst nach
dem Abkühlen auf ca 60° G wird das verbundene Material dem Blech entnommen.
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Eine Variante dieses Verfahrens besteht darin, dass die thermoplastische
Folie mit einer wieder ablösbaren Schutzfolie versehen wird, die verhindern soll,
dass die Folie an der heissen Prägeplatte festklebt. Als derartige Prägeschutzfolien
eignen sich z.B. Folien aus Pol;ypropylen, Polyäthylenterephthalat oder Hydratcellulose.
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Bei den erwähnten Heissverfahren und ihren Varianten wird das Leder
durch die für das Prägen erforderlichen hohen Temperaturen und Drücke unter Umständen
stark in Mitleidenschaft gezogen, da die Wärme immer von aussen auf die thermop
stische Deckschicht oder auf das Leder selbst übertragen werden muss. Bei dem Verfahren,
bei dem die Folie durch Kontaktwärme mittels eines beheizten gravierten Bleches
auf das Leder aufgeschmolzen wird, erwärmt sich das Leder am stärksten. Ausserdem
besitzt dieses Verfahren den Nachteil, dass das kalte Prägeblech, das mit Folie
und Leder belegt ist, aufgeheizt und wieder gekühlt werden muss. Die Taktzeiten
sind dementsprechend lang. Bei den beschriebenen Heizverfahren werden zum Teil auch
thermoplastische Klebstoffe verwendet.
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Die zum Stand der Technik genannten Verfahren weisen eine Reihe von
Nachteilen auf, von denen zuerst dic negative Beeinflussung der Qualität genannt
sei. Durch die starke
Erwärmung und die hohen Pressdrucke wird das
Leder verdichtet und die Folie zeigt eine Tendenz zur Verhärtung. Dadurch erhält
t der Verbund eine relativ hohe Biegesteifigkeit.
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Da die Oberfläche von Spaltledern im allgemeinen ziemlich rauh ist,
zeichnet sich die Spaltstruktur unter dem Einfluss von Temperatur und Druck durch
dünne Folien ab. Aus diesem Grunde kommen für die beschriebenen'Verfahren und ihre
Varianten nur dickere Folien in Frage; im Durchschnitt mit einer Dicke von o,35
mm. Kompakte Folien in dieser Dicke decken zwar die unruhige Oberfläche des Spaltleders
ab, beeinflussen aber die Biegesteifigkeit negativ. Ausserdem geht der lederartige
Griff verloren.
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Gemeinsamer Nachteil aller genannten Verfahren sind die hohen Kosten,
die für Prägeplatten aufgewendet werden müssen. Ausserdem dauert deren Anfertigung
oft so lange, dass ein bestimmter kurzlebiger Modetrend schon vorbei ist, so dass
sich die Platte nicht mehr amortisieren lässt.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein neuartiges Verfahren zur Herstellung
von in ihren Eigenschaften verbesserten, mit thermoplastischen Kunststoffen kaschierten
Spaltledern zu schaffen, das hinsichtlich der Verfahrensweise wirtschaftsicher irt
ulld das einen technischen Fortschritt gegenüber din bekannten Verfahren darstellt.
Die Lösung der Auf gabe bedient si cli dabei einer an stich bekannten HF-Plattenpresse
unter Verwendung einer Silikonkautschukform und ist dadurch gekennzei ellnet, dass
die dauerhafte Verbindung der Leder bzw. Trägerschichten unter Mitverwendung eines
durch Wärme
reaktivierbaren, gegebenenfalls auch treibmittelhaltigen
Klebstoffes unter gleichzeitiger Prägung vorgenommen wird, wobei die Silikonkautschukform
auf einer elektrisch leitfähigen Unterlage, die als Gegenelektrode wirkt, aufliegt.
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Die zum Prägen erforderlichen Formen bestehen aus einem nicht leitfähigen
Material, wie z.B. Silikonkautschuk.
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Diese Formen können von jedem Durchschnittsfachmann im Gegensatz zu
Metallformen mit einfachen Mitteln selbst hergestellt werden.
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Obwohl die Herstellung der Silikonkautschukform nicht Gegenstand der
Anmeldung ist, sondern ihre Verwendung im Zusammenhang mit allen übrigen Verfahrensmassnahmen,
soll die Anfertigung anhand zweier Modellformen A und B kurz beschrieben werden.
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Modell A. Ein jeweils aktuelles Material, z.B.
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eine strukturierte Naturlederhaut, Textil, Holz, Stein oder auch
eine Kunststoff-Folie mit einer a7asieprägung wird in der Weise mit-einem geeigneten,
im Handel befindlichen Silikonkautschuk abgeformt, dass man ihn, gegebenenfalls
mit einem Zusatz eines Vernetzers auf das plan liegende Material aufstreicht, aufspachtelt
oder aufgiesst.
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Nach Verfestigung des Silikonkautschuks, die je nach Type des verwendeten
Vernetzers durch Wärmeeinwirkung beschleunigt werden kann, wird der verfestigte
Film
von dem abzuformenden Material abgezogen und auf eine Unterlage aus Metall aufgebracht.
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Der an und für sich bekannte Silikonkautschuk, den es in verschiedenen
Härteeinstellungen gibt, sollte vorzugsweise eine Härte von 25 bis 70 Shore A und
eine Weiterreissfestigkeit von mehr als 4 kp nach DIN 53 515 besitzen. Die Bruchdehnung
sollte höher liegen als 250 %.
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Modell B. Eine Kunststoff-Folie aus ABS in der Stärke von 1,1 mm mit
einer Fantasieprägung wurde in bekannter Weise perforiert. Die etwa o,l mm feinen
Löcher besitzen eine Kapillarwirkung. Diese Folie wird plan auf eine waagerechte
Unterlage gelegt. Eine Silikonkautschuklösung, bestehend aus 65 Teilen Silikon utschuk,
30 Teilen Benzin und 5 Teilen Vernetzer, wird mit einem Rakel 1,2 mm stark aufgetragen.
Nach Ablüften des Benzins schrumpft der Silikonutschuk um etwa 30 * und verfestigt
sich. Nach dem Aushärten wird der Silikonkautschukfilm abgezogen und 3 Stunden bei
80° C getempert. Die aus dem Silikonkautschukfilm herausragenden Zäpfchen, die durch
die Perforation der Folie entstanden sind, weisen eine Dicke von o,o65 mm auf q
Diese Silikonkautschukform wird anschliessend mit einer Unterlage zusammengebracht,
die seitlich hochgezogen ist. Der Unterteil der Unterlage ist leitfähig, der hochgezogene
Rand ist es nicht. Der nicht leitfähige Rand ragt seitlich
ringsum
etwa 1 mm über die Silikonkautschukoberfläche hinaus (Schüsseleffekt) und verhindert
das Auslaufen von Pasten und Flüssigkeiten über die Form hinweg.
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Das erfindungsgemasse Kaschieren bzw. Beschichten von Trägermaterialien,
wie Leder, Vlies und anderen flexiblen Substraten mit einer Kunststoff-Folie und
das gleichzeitige Prägen geschieht in einer an und fiir sich bekannten HF-Presse,
wie sie z.B. in der Automobilindustrie zum Verschweissen und Verformen von Kunststoff-Folien
für Autohimmel, Türverkleidungen usw. verwendet wird. Geeignet sind HF-Pressen mit
einer Leistung von mehr als 20 kW und einem Pressdruck von mindestens 800 kg und
einer Pressfläche von mehr als o,2 m2. Die Substrate und ihr dielektrisches Verhalten
müssen so beschaffen sein, dass sie bei gleicher Energie im HF-Wechselfeld eine
geringere E-rarmung zeigen als die zur Beschichtung verwendeten Kunststoffmaterialien,
z.B. Weich-PVC und PUR. Fiir Leder, Gewebe und Gewirke aus Baumwolle, Zellwolle,
Polyamid und Polyester oder Mischungen aus diesen Fasern trifft dies auch zu. Binder,
die zur Verfestigung der Fasern bei Vliesen eingesetzt werden, sollten keine ausgesprochen
hohen dielektrischen Verluste aufweisen.
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Thermoplastische Binder auf Basis Polyacrylester und Polyvinylacetat
haben sich als ungünstig erwiesen. Geeignet sind Blnder auf Basis Natur- und Syntheseakutschuk,
mässig bis stark vernetzt, mit überwiegend thermoelastischen Eigenschaften
Als
Beschichtungsmaterialien sind thermoplastische Eunststoffe, die sich im HF-Wechselfeld
stark erwärmen, geeignet, vorzugsweise geschäumte Weich-PVC-Folien mit einer Dichte
von o,5 bis 1,1. Wesentlich für die qualitative Verbesserung der Eigenschaften,
wie herabgesetzte Biegesteifigkeit und lederartiger Griff, ist die Schaumstruktur
der verwendeten Folien.
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Die zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Klebstoffe müssen
im verfestigten Zustand zu einem weichen Film führen und während des HF-Prägevorganges
noch wärmeaktivierbar und weichmacherbeständig sein; auch müssen sie gegen die bekannten
Fettungsmittel des Leders immun sein. Die bekannten Klebstoffe auf Basis isocyanatmodifizierter
Polyester sind hierfür geeignet. Diese Klebstoffe können in flüssiger Form, aber
auch als dünner Film verwendet werden. Es wurde gefunden, dass man besonders weiche
Kaschierungen erhält, wenn man dem Klebstoff Treibmittel zusetzt, das sich in der
Wärme zersetzt, Gas abspaltet und den Klebstoff-Film aufbläht.
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Geeignet sind reibmittel, deren Zersetzungstemperatur zwischen 70
und 1500 C liegt, wie z.B. Porofor N der Farbenfabriken Bayer AG.
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Auf alle Fälle muss die Oberfläche der Form, die im Negativ die Narbung
oder andere Musterungen besitzt, die am fertigen Produkt positiv und endgültig die
ästhetischen Effekte zur visuellen Kommunikation darstellen, isolierende Eigenschaften
besitzen, um HF-Durchschläge zu vermeiden. Die
Oberfläche der Form
darf kein Wasser aufnehmen und muss dauerelastisch sein. Ferner darf sie sich unter
den Belastungen der direkten oder indirekten kapazitativen HF-Erwärmung weder zersetzen,
noch ihre DimensionsbestäSdigkeit verlieren. Viele Silikonkautschuksorten erfüllen
diese Forderungen.
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Die Form kann mit ihrer Unterseite auf einem Aluminiumblech befestigt
werden, das nicht nur als Elektrode wirkt, sondern gleichzeitig die Form versteift
und trägt.
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husführungsbeSspiel: In eine HF-Presse - mit einem 40 kW-Generator
ausgerüstet und mit einer Pressleistung von lo t und einer Pressfläche von 1,2 m2
- werden zwischen die unteren und oberen kalten Flächenelektroden die Silikonform,
das Substrat und das Prägegut (Folie) lose aufeinander eingelegt, und zwar so, dass
die Prägeform mit der Metallrückseite auf der unteren Plattenelektrode liegt. Die
Gesamtdicke der Prägeform beträgt 3,5 mm, davon die Silikonschicht mit Relief maximal
1,1 mm, das Alu-Blech 2,4 mm. Die Prägeform besitzt annähernd die Grösse der Pressfläche
bzw. der Plattenelektrode.
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Auf der Prägeform liegt eine bedruckte und finishierte, geschäumte
Weich-PVC-F#lie mit ihrer Druck- und Finish-Seite auf dem Silikonkautschuk. Dicke
der Folie: o,9 mm; Grösse: o,55 m2. Auf der Riickseite der Schaumfolie liegt ein
Spaltleder von 0,87 bis s o,96 mm Stärke in der gleichen Grösse wie die Schaumfolie,
wobei die Seite des Leders, die vorher
mit treibmittelhaltigem
Klebstoff bestrichen und abgelüftet wurde, der Folie zugewandt ist. Die HF-Presse
ist eingestellt auf 60 % der maximalen HF-Leistung, 3 t Druck, 5 sek HF-Energie
und 7 sek Kühlung. Beim Einschalten des Stromes schliesst sich die Presse; der Ablauf
wird elektronisch gesteuert. Beim automatischen Öffnen der Presse wird das Leder
- mit der Weich-PVC-Folie fest verbunden - der Presse entnommen. Die Oberfläche
des Verbundmaterials hat die Prägung der Form im Positiv exakt übernommen. Die Schaumfolie
wurde im thermoplastischen Zustand unter Druck etwas verdichtet und hat die Unebenheiten
des Leders völlig eliminiert. Das kaschierte Spaltleder hat einen angenehmen lederartigen
Griff.
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Bei dieser Anordnung entwickelt sich die stärkste Erwärmung etwa in
der Mitte der Schaumfolie. Das Leder, das mit der nicht mit Klebstoff beschichteten
Seite Kontakt mit der kalten oberen Elektrode hat, wird kaum erwärmt. Die Silikonkautschukform
wird ebenfalls kaum erwärmt.
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- Patentansprüche -