Leder und dessen Zurichtung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartig zugerichtetes Leder sowie auf ein Verfahren zur Zurichtung, um spezielle Eigenschaftsprofile zu erhalten.

[0002] Bei der Gerbung werden die Proteine und das Kollagen der Häute in haltbare Verbindungen umgewandelt, ohne daß typische Eigenschaften des Leders wie Zähigkeit, Elastizität, Atmungsaktivität und andere mehr beeinträchtigt werden. Das nach der Gerbung erhaltene Leder kann noch einer sogenannten Zurichtung unterworfen werden, die darin besteht, die Lederoberflächen gegen chemische und mechanische Einflüsse weitgehend zu schützen, eine gleichmäßige Farbe und Glanz über die ganze Lederfläche zu verbreiten sowie besondere optische wie auch griffliche Eigenschafen des Leders zu erlangen.

[0003] Es sind auch Verfahren zur Aktivierung von festem Material bekannt geworden, die eine nachfolgende Zurichtung erleichtern. Ein solches Verfahren ist in der Offenlegungsschrift DE 4116872 A1 beschrieben. Dabei wird das Material in eine Kammer gegeben, die anschließend unter Unterdruck gesetzt und mit gasförmigen oder flüssigen Stoffen in Kontakt gebracht wird. Dieses Behandlungsverfahren hat den Nachteil, dass die Aktivierung unter Einfluß von Sauerstoff reversibel ist, so dass nach dem Aktivieren eine weitere Veredlung erfolgen muß.

[0004] Allgemein gesprochen besteht die Zurichtung in einer Steigerung des Gebrauchswertes des Leders. Diese veredelnden Maßnahmen werden derzeit im Nassverfahren durch Aufsprühen geeigneter Materialien durchgeführt, was den Nachteil hat, dass das Leder anschließend wieder einem Trocknungsprozess unterworden werden muß. Der Stand der Technik betreffend die bekannten Zurichtungsarten für Leder sind den Büchern "Zurichtung und Prüfung des Leders" Bd. 3 Teil 1 von W. Grassmann (Springer Verlag, Wien 1998) und "Bibliothek des Leders" von Hans Herfeld (Umschau Verlag, Frankfurt am Main 1989) zu entnehmen.

[0005] Die bekannten Maßnahmen bewirken zwar eine Verbesserung der Lederqualität, mindern aber dessen Atmungsaktivität, die gerade als Vorteil des Einsatzes von Leder betrachtet wird. Darüber hinaus wird die bisherige Zurichtung des Leders nicht allen gestellten Forderungen gerecht. Zu nennen ist dabei außer der fehlenden Atmungsaktivität unter anderen noch die Forderung nach einer besseren UV-Beständigkeit oder einer Verhinderung bzw. Verminderung des Ausdünsten von Fetten, dem sogenannten Foggingeffekt. Bisher wurde versucht diesen Effekt zu vermeiden, indem flüchtige Weichmacher durch weniger flüchtige ersetzt wurden. Infolge der Diffusion des Fettgehaltes des Leders bei großer Wärme wird dieses spröde, was eine längere Haltbarkeit ohne eine besonders intensive Pflege unterbindet. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Leder vorzuschlagen, das die vorgenannten Nachteile ausschließt, einfach in der Herstellung ist sowie die Einsatzgebiete und die Standzeit des Leders erhöht.

[0006] Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Die Oberfläche des Leders und das Kollagengerüst ist mit einer funktionellen Schutzschicht überzogen, wobei die Poren unverstopft bleiben. Die Oberfläche des Leders besteht aus einer Schicht von Proteinfasern, während sich darunter das aus Kollagenfasern bestehende Kollagengerüst befindet, dessen Stege unregelmäßig kreuz und quer verlaufend Kollagenfasern bilden. Dabei ist das Gerüst über die Breite des Leders zusammenhängend. Das Leder gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die an der Oberfläche befindlichen Proteinfasern einzeln von einer Schutzschicht z. B. aus Silicon oder Polyurethan ummantelt sind, ohne daß eine Verklebung der Fasern die Atmungsaktivität behindert. Gleiches gilt für die Fasern des Kollagengerüstes, ohne daß die Poren verklebt werden. Diese Zurichtung erfolgt gemäß der Erfindung plasmatechnisch bei Atmosphärendruck.

[0007] Es liegt also eine Implantation von geeigneten Materialien, wie z. B. Silicon und/oder Polyurethan vor, mit der eine Änderung und Neuerwerb von Eigenschaften des gegerbten Leders bei der Erfindung vorgenommen wird, ohne daß eine spürbare Volumenvergrößerung des behandelten Leders erfolgt, da die Stärke der Ummantelung im Nanometerbereich liegt. Die Proteinfasern der Oberfläche sowie die Fasern des Kollagengerüstes erhalten dabei eine Diffusionssperre.

[0008] Zum Erreichen der Implantation und Beschichtung wird das Leder plasmatechnisch behandelt. Es hat sich nämlich überraschend gezeigt, daß bei Behandlung des gegerbten Leders als Substrat mit durch Entladung ionisiertem Gas unter Atmosphärendruck ein Niederschlag der Matrixpartikel auf der Oberfläche des Leders, also den einzelnen Proteinfasern sowie eine Ummantelung bzw. Implantierung der Kollagengerüste des Leders erfolgt. Die Matrixpartikel bestehen dabei vorzugsweise aus Silicon oder Polyurethan. So wie es verschiedene Funktionen gibt, die vom Leder erwartet werden, so gibt es auch verschiedenartige funktionale Schichten, es sei denn man kann mit einem Matrixmaterial mehrere Funktionen gleichzeitig erzeugen. Es wird dann von einer multifunktionalen Schicht gesprochen. Infrage kommen als Funktionsschichten z. B. SiO², TiO², PU, Silicon und Indium mit TiO dotiert (in der Fachwelt als ITO bekannt) als UV-Schutz. Andere Funktionen können sein: Scheuerbeständigkeit, voller Griff, Diffusionssperre (antifogging), Fleckabweisung, und Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeit. Die Kunst der erfindungsgemäßen Zurichtungsart besteht darin, daß auf und in das Leder hauchdünne Schichten auf- und/oder eingebracht werden, ohne daß die Optik und Natureigenschaften wie Geschmeidigkeit und Atmungsfähigkeit beeinträchtigt werden. Das Kollagengerüst stellt sich etwa wie ein Wirrfaservlies dar. Die Faserigkeit ist aber im Gegensatz zu textilem Faservlies ein zusammenhängedes Fasergerüst. Jede Gerüstfaser wird ummantelt. Auch können die Partikel implantiert werden. Dabei bleibt das Gerüst aber offen und wird nicht zugesiegelt.

[0009] Die Zurichtung gemäß der Erfindung bietet den Vorteil, daß diese trocken erfolgt, anstelle der bekannten Naßbehandlung, mit anschließender Trocknung, und wobei außerdem was noch wesentlicher ist, eine Beschichtung der Oberfläche sowie eine Ummantelung des Kollagengerüstes erfolgt, ohne daß die Natureigenschaften des Ledersubstrates wie Geschmeidigkeit und Atmungsaktivität beeinträchtigt werden, wie es bei den bekannten Zurichtungsverfahren der Fall ist.

[0010] Das Leder wird gemäß der Erfindung mit einer trockenen Plasmabehandlung zugerichtet werden. Diese Behandlungsart hat den Vorteil, daß von der Matrix nicht nur die Lederoberfläche, sondern auch das darunterliegende Kollagengerüst erfaßt wird. Zudem ist dieses Zurichtverfahren sehr energiesparend. Es wird kein Wasser verbraucht und verunreinigt.

[0011] Zur Implantierung der Matrixpartikel in das Leder ist es erforderlich, daß die Matrixpartikel eine hohe kinetische Energie besitzen und turbulente Bewegungen in unterschiedlichen Richtungen ausführen. Dazu ist das Anlegen einer gepulsten Spannung an das Spannungsfeld eines Plasmareaktors bei Atmosphärendruck erforderlich, wobei die Frequenz der einzelnen Pulse im Ultraschallbereich und die Spitzenspannung im Kiloelektronenvolbereich (KeV) liegt. Die Pulse können dabei eine gleiche Polarität aufweisen.

[0012] Das Atmosphärenplasma zeichnet sich dadurch besonders aus, daß die Behandlung unter Atmosphärendurck erfolgt und der Gasentladungsstrom durch die Verwendung von mehreren Plasmabrennern von sogenannten Guns erzeugt wird. Das Matrixmaterial wird erfindungsgemäß dabei als Pulver oder in liquider Form in den Gasstrom eingebracht. Das Matrixmaterial wird vernebelt, vom Plasmastrom getragen und mit großer Energie auf das Substrat auf- und eingetragen. Bei den bekannten Verfahren des Atmosphärenplasmas wird mit gasförmigen (Monomere) und liquiden Matrixmaterialien gearbeitet. Bei dem hier vorliegenden Verfahren kann auch pulverförmiges Matrixmaterial haftfest um die Fasern und das Gerüst gebracht werden. Durch die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen ausgeprägten Turbulenzen der Matrixpartikel, die mit hoher Energie in dem Spannungsfeld bewegt werden, hat es sich nämlich gezeigt, neben dem liquiden auch pulverförmiges Matrixmaterial verwenden zu können, um die Partikel in die Proteinfasern sowie das Kollagengerüst des Substrates zu implantieren sowie Fasern und Gerüst zu ummanteln. Im Atmosphärenplasma wird der Aggregatzustand des hinzugegebenen Matrixmaterials nicht verändert. Gas bleibt Gas und festes Material bleibt festes Material. Lediglich die Konsistenz wird geändert, wenn festes Material in Pulverform in den auf das Substrat gerichteten Plasmastrom einrieselt und dadurch vernebelt wird, ohne seinen Aggregatzustand zu ändern. Zum Vernebeln ist lediglich eine gewisse Energiezufuhr nötig. Damit ist die Gewähr gegeben, daß das vernebelte Material seine Eigenschaften behält und die Moleküle als Funktionsträger unbeschädigt die gesuchten Materialeigenschaften auf das Substrat übertragen. Diese Eigenschaft ist dann besonders wichtig, wenn mit einer einzigen Matrix dem Substrat mehrere Eigenschaften verliehen werden sollen.

[0013] Von der Tierhaut werden durch Gerben nur die Retikularschicht der Lederhaut und die Papillarschicht der Lederhaut zu einem verarbeitbarem Leder zugerichtet. Die Lederhaut besteht aus einem mehr oder weniger dichten Geflecht aus Kollagenfasern, das möglichst gleichmäßig ausgebildet sein soll und was auch bei einem guten Leder der Fall ist. Das Kollagengeflecht wird durch die Plasmabehandlungen mit den Matrixpartikel ummantelt und sogar zum Teil durchdrungen, ohne daß chemische Eigenschaften des Leders geändert werden und vor allem die Atmungsaktivität erhalten bleibt. Mit der Anwendung dieser Behandlung wird ein veredeltes Produkt erzielt, das es bisher in dieser Qualität nicht gegeben hat.

[0014] Durch die Wahl einerseits des Reaktionsgases und andererseits des Matrixmaterials können u. a. noch weitere Eigenschaften des Leders erzielt werden, die beispielhaft genannt werden. Das Leder gemäß der Erfindung ist gegen UV Bestrahlung sowie gegen eine Ausdünstung von Fetten beständig, ohne daß die Geschmeidigkeit leidet, da die Fette innerhalb des Leders verbleiben. Dadurch wird die Verwendung des so behandelten Leders auch bei hohen Temperaturen zum Beispiel im Sommer im Inneren eines Kraftwagens möglich, da eine Austrockung vermieden wird. Die Scheuerfestigkeit wird durch die Ummantelung erhöht und die Reinigung erleichtert. Außerdem ist durch die Veredlung gemäß Erfindung das Leder universeller einsetzbar und kann vielfach an Stelle von Kunstleder treten, so daß die Umwelt weniger mit dem bei Herstellung von Kunstleder entstehenden Ausstoß von Kohlendioxyd belastet wird, denn Kunstleder ist ein Erdölderivat, bei dessen Herstellung und Entsorgung Kohlendioxyd erzeugt wird. Naturleder ist im Gegensatz zum Kunstleder ein nachwachsender Rohstoff, der kohlendioxydneutral ist.

[0015] Die Vorprogrammierung verschiedener Substrateigenschaften durch die Wahl geeigneter Reaktionsgase und Matrixmaterialien ermöglicht auch eine antifunigizide und antibakterielle Ausrüstung des Leders gemäß der Erfindung, so daß dieses auch in die Medizintechnik Eingang finden kann. Es liegt auch im Rahmen der Möglichkeiten, das Ledersubstrat zur Säuberung vor Einleiten des Veredlungsverfahrens einer Aktivierung zu unterziehen, d. h. das Substrat für den oder die Zurichtvorgänge aufnahmefähiger gemacht wird.

[0016] Da sich die Ummantelung der Proteinfasern der einzelnen ein Gerüst bildenden Kollagenfasern im Nanometerbereich befindet, ist keine spürbare Volumenvergrößerung zu befürchten. Allgemeinen kann gesagt werden, daß sich die Funktionalität des Leders gemäß der Erfindung erhöht und damit dessen Gebrauchswert.

Ansprüche

1. Gegerbtes Leder aller Art zur Verwendung auf dem gesamten Gebiet der Lederverarbeitung
dadurch gekennzeichnet,
daß die aus Proteinfasern bestehende Oberfläche des Leders sowie die darunter befindlichen das Gerüst bildenden Kollagenfasern mit einer die Poren offen lassenden Schutzschicht plasmatechnisch unter Atmosphärendruck ummantelt sind.

2. Verfahren zur Veredlung von gegerbtem Leder aller Art nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Leder als Substrat einer Plasmabehandlung im Reaktor unter Atmosphärendruck ausgesetzt ist, wobei das Matrixmaterial vernebelt vom Plasmastrom getragen und mit großer Energie auf das Substrat auf- und eingetragen wird.

3. Verfahren zur Veredlung nach Anspruch 2
dadurch gekennzeichnet,
dass das Leder mittels eines inerten Reaktionsgases im Reaktor aktiviert und/oder gereinigt wird.

4. Verfahren zur Veredlung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Plasmareaktor Silikon als Matrixmaterial verwendet ist.

5. Verfahren zur Veredlung nach Anspruch 2
dadurch gekennzeichnet,
daß als Matrixmaterial im Reaktor Polyurethan verwendet ist.

6. Verfahren zur Veredlung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Matrixmaterial mit Titanoxyd dotiertes Indium (ITO) verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Matrixmaterial als Flüssigkeit in den Gasstrom des Reaktors gegeben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 4, 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß pulvriges Matrixmaterial dem Gasstrom des Reaktors zugesetzt wird.

9. Verfahren zur Veredlung nach Anspruch 2 in Verbindung mit einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß dem Spannungsfeld des Reaktors eine gepulste Spannung überlagert ist, wobei die Frequenz der einzelnen Pulse im Ultraschallbereich und die Spitzenspannung im Kiloelektronenvoltbereich angesiedelt sind.

Claims

1. Tanned leather of all kinds for use in the entire area of leather processing, characterised in that the surface of the leather, which comprises protein fibres, and the collagen fibres which are disposed therebeneath and which form the skeleton, are coated by a plasma process under atmospheric pressure with a protective layer leaving the pores open.

2. A method of refining tanned leather of all kinds according to claim 1 characterised in that the leather is subjected as a substrate to a plasma treatment in a reactor under atmospheric pressure, wherein the matrix material is carried atomised by the plasma stream and is applied to and into the substrate with a high level of energy.

3. A refining method according to claim 2 characterised in that the leather is activated and/or cleaned by means of an inert reaction gas in the reactor.

4. A refining method according to claim 2 characterised in that silicone is used as the matrix material in the plasma reactor.

5. A refining method according to claim 2 characterised in that polyurethane is used as the matrix material in the reactor.

6. A refining method according to claim 2 characterised in that titanium oxide-doped indium (ITO) is used as the matrix material.

7. A method according to claim 4, claim 5 or claim 6 characterised in that the matrix material is introduced as a liquid into the gas stream of the reactor.

8. A method according to claim 4, claim 5 or claim 6 characterised in that powder matrix material is added to the gas stream of the reactor.

9. A refining method according to claim 2 in conjunction with one or more of the preceding claims characterised in that a pulsed voltage is superimposed on the voltage field of the reactor, wherein the frequency of the individual pulses is in the ultrasonic range and the peak voltage is in the kilo-electron-volt range.

Revendications

1. Cuir tanné de toute nature pour une utilisation dans l'ensemble du secteur du traitement du cuir
caractérisé en ce que
la surface à base de fibres protéiques du cuir et les fibres de collagène se trouvant au-dessous et formant l'ossature sont enveloppées par la technologie des plasmas sous pression atmosphérique avec une couche de protection laissant les pores ouverts.

2. Procédé pour le greffage d'un cuir tanné de toute nature selon la revendication 1,
caractérisé en ce que,
le cuir est exposé en tant que substrat à un traitement au plasma dans un réacteur sous pression atmosphérique, dans lequel le matériau de matrice est porté par le flux de plasma sous une forme nébulisée et est appliqué et entraîné avec une grande énergie sur le substrat.

3. Procédé pour le greffage selon la revendication 2,
caractérisé en ce que,
le cuir est activé et/ou nettoyé dans le réacteur au moyen d'un gaz de réaction inerte.

4. Procédé pour le greffage selon la revendication 2,
caractérisé en ce que,
du silicone est utilisé comme matériau de matrice dans le réacteur plasma.

5. Procédé pour le greffage selon la revendication 2,
caractérisé en ce que,
du polyuréthanne est utilisé comme matériau de matrice dans le réacteur.

6. Procédé pour le greffage selon la revendication 2,
caractérisé en ce que,
de l'indium (TTO) dopé avec de l'oxyde de titane (ITO) est utilisé comme matériau de matrice.

7. Procédé pour le greffage selon la revendication 4, 5 ou 6,
caractérisé en ce que,
le matériau de matrice est envoyé comme liquide dans le flux de gaz du réacteur.

8. Procédé pour le greffage selon la revendication 4, 5 ou 6,
caractérisé en ce que,
du matériau de matrice pulvérulent est ajouté au flux de gaz du réacteur.

9. Procédé pour le greffage selon la revendication 2 en liaison avec une ou plusieurs des revendications précédentes,
caractérisé en ce que,
une tension pulsée est superposée au champ électrique du réacteur, la fréquence des impulsions individuelles se situant dans la zone des ultrasons et la tension maximale dans et la zone des kiloélectronvolts.