Presentation is loading. Please wait.

Presentation is loading. Please wait.

Dr. Dietrich Tegtmeyer Vice President

Similar presentations


Presentation on theme: "Dr. Dietrich Tegtmeyer Vice President"— Presentation transcript:

1 Leather and soiling: an exploration of current anti-soiling technologies
Dr. Dietrich Tegtmeyer Vice President Product Development and Application Business Unit Leather Sehr geehrte Damen und Herren herzlich willkommen zum diesjährigen Lanxess Innovation Tag. Ich möchten heute die Gelegenheit nutzen Ihnen anhand eines Beispiels aufzuzeigen wie sich moderne, innovative Chemie auf die Gebrauchseigenschaften von Leder im täglichen Gebrauch auswirken kann und welchen Nutzen sie hat. Im aktuellen Beispiel freue ich mich Ihnen das AQUADERM X-Shield System, ein speziell für die Anwendung auf Leder entwickeltes System zur Schmutzabweisung und verbesserten Reinigungsverhaltens vorstellen zu dürfen.

2 For A Change In Leather - leather is a classic yet highly fashionable article - leather undergoes a continuous development with regards to its longevity - due to the consumer’s requirements the color shades of leather goods have changed over the past - color shades have become lighter Bei Leder handelt es sich um einen klassischen, gleichzeitig jedoch hoch modernen Gebrauchsgegenstand. Oft nicht direkt sichtbar für den Endverbraucher wird Leder kontinuierlich weiterentwickelt. Ein wichtiges Feld dieser Weiterentwicklungen ist die Verbesserung der Langlebigkeit von Lederartikeln, besonders im Möbel- und Automobilbereich. In den letzten Jahren hat sich das Kaufverhalten der Endverbraucher bezüglich der Farbauswahl stark verändert. Sicher ist Ihnen selbst schon aufgefallen, dass in Möbel- und Autohäusern hellere Lederfarben immer mehr auf dem Vormarsch sind und die dunkleren Farben zunehmend verdrängen. Dies führt dazu, dass die Themen Anschmutzen und Reinigungsverhalten einen immer grösseren Stellenwert einnehmen.

3 The Challenge - bright colors are by nature more sensitive to soiling and staining - enhanced anti-soiling / anti-staining and cleaning behavior are of need - performance and esthetics of leather must be maintained - leather must remain leather with all its desirable properties Von Natur aus sind hellere Farben deutlich empfindlicher gegen Anschmutzen als dunklere. Dies kennen wir aus zahlreichen Situationen aus dem täglichen Leben. Wie oft haben wir die weisse Hose oder das weisse Kleid noch kurz vor dem Verlassen der Wohnung wechseln müssen weil die Schokolade meinte mit ausgehen zu müssen ? Aus diesem Grund ist besonders bei teuren und langlebigen Lederartikeln ein verbessertes Anschmutz- beziehungsweise Reinigungsverhalten von Nöten. Die besondere Herausforderung bei der Entwicklung entsprechender Systeme war, dass entsprechende Ausrüstungen nicht zu Lasten der Eigenschaften gehen durften, die wir an Leder so sehr schätzen. So mussten neben einer Vielzahl physikalischer Eigenschaften insbesondere die Weichheit unter die Natürlichkeit, die man von einem edlen Naturprodukt erwartet, erhalten bleiben.

4 Today’s Agenda Basics Definitions and Theory
Differentiation of Performance Characteristics Testing of Antisoiling Characteristics Chemistry of the New Antisoiling Technology Test Results Summary / Conclusions Wir bei LXS arbeiten seit einigen Jahren sehr intensiv auf dem Themengebiet „Antisoiling“, sowohl was die synthetische Forschung angeht, als auch anwendungstechnische Entwicklung von Rezepturen. Mit dem heutigen Vortrag möchte ich einen kleinen Einblick geben über das bereits erreichte, aber auch einmal einige Dinge aus unserer Sicht definieren sprechen, die oft bei dieser Thematik angesprochen, und m.E. etwas durcheinandergebracht werden. Ich habe den Vortrag grob in 4 Unterpunkte gegliedert: …

5 Basics – Definition of Nano Technology
1 Nanometer = 0, meter = 1 * 10 EXP-9 meter 1 nm : 1 mm football : earth Nano foam Nano particles Nano colloids Nano tubes Wenn es um das Thema Antisoiling geht, bin ich schon mehrfach von Kunden gefragt worden, ob wir auch Nanotechnologie hätten? Wenn ich dann nachfrage, was genau sie damit meinen, kommt meistens die Antwort: ich dachte, dass erzählen Sie mir. Das tue ich dann auch: Nanotechnologie ist heute ein populärwissenschaftlicher Sammelbegriff für Forschung und Entwicklungen in der Clusterphysik, Oberflächenphysik, Halbleiterphysik, sowie in einigen Gebieten in der Chemie, Biochemie, und immer öfter auch im Maschinenbau. Als nichts konkretes, sondern eine Art Übergegriff. Und der verkauft sich verdammt gut. Wer mal unter Nano „googlet“, kommt auf Treffer. Auf der Schuhcremedose im Supermarkt steht heute Nano, und schon kostet sie 50 Cent mehr, selbst auf einer Tüte mit Tomatensuppenpulver, habe ich neulich den Begriff Nano gelesen. Es gibt Nanoschäume, Nanoröhren, Nanokolloide, u.a. Nanotechnologie bedeutet nichts anderes, als das Vordringen in gewaltig kleine Welten, und zwar typischerweise im Bereich von 1 – 100 nm. Nannos heißt im griechischen der Zwerg. 1 Nanometer ist … Im Prinzip ist es demnach nichts Neues, z.B. die ganz normale, wässrige Polymerdispersion, die jeder aus der Zurichtung kennt, ist bekanntlich eine Dispersion feinster Teilchen. Die Teilchendurchmesser liegen zwischen 100 und 300 nm, ein Bereich, den man heute als Nanotechnologie bezeichnet, vor ein paar Jahren hat man noch dazu Kolloidchemie gesagt. Von daher kann jeder, der ein Leder zurichtet, die eingangs gestellte Frage – Machen sie auch Nanotechnologie ? - auch ohne Zögern beantworten, und zwar mit einem klaren: Ja, selbstverständlich täglich, alle unsere Lederzurichtungen und polymeren Nachgerbsysteme beruhen auf Nanotechnologie! Picture: GNU Free Documentation License

6 Basics – Definition of Lotus Effekt
bis 160 ° Ein anderes prominentes Beispiel, das gerne in diesem Zusammenhang erwähnt wird, ist der Lotuseffekt – er ist ein recht neu bekanntes Phänomen. Gemeint ist damit der Selbstreinigungseffekt von Oberflächen, die als erstes an der Lotuspflanze beobachtet wurde. Wasser perlt quasi komplett ab, und reinigt damit die Verschmutzungen auf der Oberfläche. Der eben erwähnte Kontaktwinkel kann hier bis zu 160 ° betragen, d.h., der Wassertropfen benetzt nur noch mit 2 – 3 % seiner Oberfläche die Unterlage. Es ist erstaunlicherweise eine sehr neue Entdeckung; erst in den 90er Jahren hat an der Bonner Uni ein … Lotuspflanze = Symbol der Reinheit Mittlerweile geht man davon aus, dass viele andere Pflanzen und auch viele Insekten diesen Effekt nutzen. Von daher, was sich in der Natur bewährt, sollte auch für die künstlichen Produkte interessant sein. Bekannte Beispiele sind Glasbeschichtungen z.B. in Duschverkleidungen, oder auch bestimmte Anstrichfarben nutzen diesen Effekt. Man erkennt eine Struktur von Erhebungen. Dir groben liegen im Micrometerbereich, diese besitzen jedoch nochmals Erhebungen im Nanometerbereich, von daher ist der Begriff Sammelbegriff Nanotechnologie auch hier richtig und zutreffend. Wichtig ist, dass die Erhebungen hydrophob sind, nur dann sitzt der Wassertropfen dort wie eine Perle oder ein Quecksilbertropfen. Ein Problem für unsere Anwendung ist natürlich, dass diese mikroskopische Oberfläche durch mechanischen Abrieb zerstört wird, und damit ist natürlich auch der Lotus Effekt weg. Pictures: GNU Free Documentation License

7 means a self cleaning capability of the surface
Basics – Lotus Effect means a self cleaning capability of the surface Der resultierende Selbstreinigungseffekt ist natürlich phänomenal; Man kann hier schön erkennen, wie der Wassertropfen quasi gar nicht in Bebrührung kommt, mit der eigentlichen Oberfläche Und im Laufe seines Weges über das Blatt den Schmutz an sich bindet. Auch der Schmutz selbst schwebt quasi über der Oberfläche, und kann dann natürlich leicht entfernt werden. Das ist also der Lotus Effekt Pictures: GNU Free Documentation License

8 Many requirements for a finishing chemistry
Fasteness properties Aesthetical properties Hydrolysis Lightfastness Color Strength Touch Feel Smell Physical properties Process properties Abrasion Adhesion Flex Antisqueek Recoatability Flow out Drying Staking

9 A lot of criteria are behaving complementary
General problem: if you optimize one of the properties, you are sacrifying others binder elasticity low high print flex Challenge for chemistry: we have to look for the best compromise or for the application: we have to formulate around weaknesses

10 Anti-soiling is one additional category,
also complementary to important other requirements Fasteness properties Aesthetical properties ANTISOILING Hydrolysis Lightfastness Color Strength Touch Feel Smell ? Physical properties Process properties Anti-soiling Abrasion Adhesion Flex Antisqueak Recoatability Flow out Drying Staking Recoatability

11 Anti-soiling is a very complex requirement
and influenced mainly by surface parameters of the leather Surface Morphology physics Substance chemistry Marcro Scale > 1 µm Micro Scale 10 – 1000 nm Hydrophobicity Oleophobicity matting system binder chemistry degree of X-linking Antisoiling generell, das haben wir mühevoll lernen müssen, ist ein recht komplexes Thema. Eine Vielzahl von Parametern haben einen erheblichen Einfluß auf die Verschutzbarkeit von Lederoberflächen, ganz oben zu nennen sind: Hydrophobierung Oleophobierung Rauhigkeit und die Porösität der Oberlfläche. Das alles ist zum einen ein Ergebnis der Chemie insbesondere der Top Coats, die sich u.a. ergibt aus dem Mattierungsystem Dem Grad der Vernetzun Der chemischen Basis der Binder Sowie der Addiive wie Verdicker Aber auch natürlich spielt das Prägebild eine erhebliche Rolle zur Verschutzungfähigkeit, und der Reinigungsfähigkeit nicht zu vergessen. additives e.g. thickener embossing drying conditions

12 Macro Scale: Surface Porosity of a conventional top coat
A high amount of holes visible on the surface in a range of 5 µm

13 Macro Scale: Surface Porosity of a conventional top coat
with good anti-soiling perforance A small amount of holes visible on the surface in a range of 5 µm

14 Surface Porosity of a top coat of the new PTFE Copolymer
Less penetration of soil can be easier cleaned away, but after soiling it also appears more dirty on the surface! Basically zero holes visible on the surface in a range of 5 µm

15 Micro Scale: Surface structure of a lotus leave
e.g. little pins on the surface in nano range could lead to a self cleaning effect Pictures: GNU Free Documentation License

16 Anti-soiling is a very complex requirement
and influenced mainly by surface parameters of the leather Surface Morphology physics Substance chemistry Marcro Scale > 1 µm Micro Scale 10 – 1000 nm Hydrophobicity Oleophobicity matting system binder chemistry degree of X-linking Antisoiling generell, das haben wir mühevoll lernen müssen, ist ein recht komplexes Thema. Eine Vielzahl von Parametern haben einen erheblichen Einfluß auf die Verschutzbarkeit von Lederoberflächen, ganz oben zu nennen sind: Hydrophobierung Oleophobierung Rauhigkeit und die Porösität der Oberlfläche. Das alles ist zum einen ein Ergebnis der Chemie insbesondere der Top Coats, die sich u.a. ergibt aus dem Mattierungsystem Dem Grad der Vernetzun Der chemischen Basis der Binder Sowie der Addiive wie Verdicker Aber auch natürlich spielt das Prägebild eine erhebliche Rolle zur Verschutzungfähigkeit, und der Reinigungsfähigkeit nicht zu vergessen. additives e.g. thickener embossing drying conditions

17 but one wrong single additive could have a very negative impact
The right formulation is one of the important basics for some tests acrylic chemistry is better suited than PU chemistry low concentration of emulsifier only special silicons are required special matting agents, which generate a small surface and have a low porosity high X-linking, not only for the permanence, even for the antisoiling effect special additives can improve the anti-soiling performance A good antisoiling performance is not the result of one single additive - but one wrong single additive could have a very negative impact Von daher habe ich hier einmal einige allgemeine Regeln und Aussagen zusammengestellt: (siehe Text auf dem Bild)

18 Adhesion of dirt is determined by the surface chemistry
Oleophobicity Additives and binder chemistry do influence the surface properties PTFE Area the best anti-soiling characteristic should be in the right upper square Silicon Area Parafin Area Antisoiling generell, das haben wir mühevoll lernen müssen, ist ein recht komplexes Thema. Eine Vielzahl von Parametern haben einen erheblichen Einfluß auf die Verschutzbarkeit von Lederoberflächen, ganz oben zu nennen sind: Hydrophobierung Oleophobierung Rauhigkeit und die Porösität der Oberlfläche. Das alles ist zum einen ein Ergebnis der Chemie insbesondere der Top Coats, die sich u.a. ergibt aus dem Mattierungsystem Dem Grad der Vernetzun Der chemischen Basis der Binder Sowie der Addiive wie Verdicker Aber auch natürlich spielt das Prägebild eine erhebliche Rolle zur Verschutzungfähigkeit, und der Reinigungsfähigkeit nicht zu vergessen. Hydrophobicity

19 Today’s Agenda Basics Definitions and Theory
Differentiation of Performance Characteristics Testing of Antisoiling Characteristics Chemistry of the New Antisoiling Technology Test Results Summary / Conclusions Wir bei LXS arbeiten seit einigen Jahren sehr intensiv auf dem Themengebiet „Antisoiling“, sowohl was die synthetische Forschung angeht, als auch anwendungstechnische Entwicklung von Rezepturen. Mit dem heutigen Vortrag möchte ich einen kleinen Einblick geben über das bereits erreichte, aber auch einmal einige Dinge aus unserer Sicht definieren sprechen, die oft bei dieser Thematik angesprochen, und m.E. etwas durcheinandergebracht werden. Ich habe den Vortrag grob in 4 Unterpunkte gegliedert: …

20 Requirements Anti-Staining:
- mainly required by the furniture industry Anti-Soiling: mainly required by the automotive industry Cleanabilty: - required by both furniture and automotive industry Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das so genannte Anti Staining in der Hauptsache für Möbelhersteller von Bedeutung ist, während der Anti Soiling Test von der Autoindustrie zur Bestimmung des Anschmutz-, bzw. Reinigungsverhaltens verlangt wird. Die Möglichkeit einer einfachen und effizienten Reinigung wird in beiden Fällen gefordert.

21 1. Dirt ≠ Dirt Staining The contamination of leather must be differentiated by different pollutants: Staining: - accidental and occasional contamination of leather - wine, coffee, lipstick, ball pen etc. before soiling after soiling Soiling Um nun entsprechende Systeme zu entwickeln, mussten wir uns zunächst Klarheit über die möglichen Verschmutzer verschaffen. Dabei wurde sehr schnell deutlich, dass Schmutz nicht gleich Schmutz ist. Sicher können Sie sich vorstellen, dass uns ein Marmeladenbrötchen auf dem hellen Ledersofa im Normalfall nicht sehr erschreckt. Kaffeflecken hingegen, genauso wie Farbstoffe, die über Textilien auf das Leder übertragen werden, stellen jedoch eine weitaus grössere Herausforderung dar. Aus diesem Grund müssen wir zwischen zwei grundsätzlich verschiedenen Gruppen von Verschmutzern unterscheiden. Zum einen haben wir die Gruppe der Verschmutzer, die durch “unglückliche Umstände” und nicht regelmässig Leder anschmutzen können. Dies bezeichnen wir als Staining. Hierzu gehören neben vielen anderen Substanzen Wein, Kaffee, Kugelschreiber, Filzschreiber oder Lippenstift. Auf der anderen Seite gibt es Verschmutzer genannt gegen die wir uns auch bei grösster Vorsicht kaum wehren können. Hier handelt es sich um Schmutz, der beispielsweise aus der Umwelt auf unser Leder einwirkt. Diese Art der Verschmutzung wird als Soiling bezeichnet. Kohlenstoffverbindungen ( Russe ), genauso wie ölige Verbindungen und die eingangs erwähnten Farbstoffe aus Textilien gehören zu dieser Gruppe. Diesen Verschmutzern ist Leder tagtäglich ausgesetzt und stellt besonders die Autoindustrie vor Probleme. Soiling: - constant exposure of leather to dirt throughout daily use - ambient dust, dyestuffs from garment, carbons, oils etc.

22 2. Cleaning ≠ Cleaning What is soiling / cleanability about ? We differentiate between … Cleanability: - The behavior of leather surfaces to cleaning after a contamination has occured - Can the contaminant(s) be removed ? - How easily can the contaminant(s) be removed ? - How much residue remains on the leather surface ? Durability of anti-soiling finishes: - Gives an indication about the “longevity” of anti-soiling finishes - How many times can a leather be soiled and cleaned maintaining it anti-soiling / cleanability performance ?

23 3. Testing ≠ Testing Different kinds of “dirt” are applied and cleaned by different test methods. Staining: - is tested by applying the contaminants onto the leather directly - subsequently the dirt is wiped off with common household cleaners - cleaning efficacy is evaluated and rated after staining after cleaning Um nun herauszufinden welche Systeme für welche Anforderungen die geeignetsten sind oder ob sie überhaupt zur Verbesserung der Anschmutzeigenschaften beitragen, bedarf es standardisierter Testmethoden. Hier hat sich für die erwähnten “Zufallstäter” der so genannte Staining Test bewährt. Die zu prüfende Substanz wird hier direkt auf das Leder aufgetragen und nach einer bestimmten Einwirkzeit auf sein Reinigungsverhalten hin geprüft. Ein solcher Reinigungsvorgang soll natürlich die Bedingungen im täglichen Leben simulieren. Deshalb werden zur Reinigung haushaltsübliche Reiniger wie z.B. milde Seifen benutzt.

24 Attention: different testing procedures do result in different data !
Testing ≠ Testing Soiling: - standardized fabrics, contaminated with different pollutants are rubbed over the leather by means of the Martindale abrasion tester - after cycles the degree of color change on the leather is measured - subsequently the dirt is wiped off by means of common leather cleaners and the color change is measured again Conventional Finish after soiling cleaning Attention: different testing procedures do result in different data ! Die permanenten Verschmutzer, die hautsächlich im Bereich der Automobilleder eine grosse Rolle spielen, verlangen andere Testmethoden. Wie im täglichen Gebrauch wird das Einwirken bestimmter Substanzen über einen längeren Zeitraum simuliert. Hierbei werden Textilmaterialen, die mit standardisiertem Schmutz versehen sind, beim so genannten Martindale Test mal über das Leder gerieben. Im Anschluss wird durch den Vorher – Nachher Farbvergleich der Anschmutzgrad bestimmt. Das Ziel ist es natürlich, dass dieser so gering wie möglich ausfällt. Zusätzlich wird das angeschmutzte Leder nach Lagerung bei unterschiedlichen klimatischen Bedingungen gereinigt und der Farbunterschied erneut bestimmt.

25 Different contamination
without X-Shield top with X-Shield top before after cleaning EMPA 104 Different contamination How is soiling tested ? Anti-Soiling 1 ( VDA Test ): - Contaminants are applied on the leather by standardized soiling clothes*. *EMPA 104: polyester/cotton, soiled with carbon black / olive oil *EMPA 128: cotton jeans with indigo/sulfur black, soiled with carbon black / olive oil EMPA 104 with X-Shield top without X-Shield top before after cleaning EMPA 128 EMPA 128

26 Different holders/conditions
How is soiling tested ? Anti-Soiling 1 ( VDA Test ): - Testing is done by Martindale abrasion tester: cycles, weight 12Kpa, large Lissajous figure with: - Pilling holder* ( Ø 140 mm ) or - Abrasion holder* (Ø 38 mm ) ( *depending on specification ) - Degree of soiling before cleaning: Requirement: ≥ 3 ( grey scale ) - Degree of soiling after cleaning: Requirement: ≥ 4-5 ( grey scale ) Pilling holder, Ø 140 mm without X-Shield top with X-Shield top before after cleaning Abrasion holder, Ø 38 mm without X-Shield top with X-Shield top before after cleaning

27 Different testing fabrics/conditions
How is soiling tested ? soiling cloth cleaning cloth Anti-Soiling 2 ( Dye Ingress Test ): - Contaminants are applied on the leather by a standardized “soiling cloth*”. *standard JLR denim fabric with indigo dye, soaked in alkaline sweat solution ( BS1006 E04 )

28 Different testing fabrics/conditions
How is soiling tested ? Anti-Soiling 2 ( Dye Ingress Test ): - Testing is done by Martindale abrasion tester: cycles, weight 12Kpa, large Lissajous figure - Abrasion holder ( small specimen holder, 38 mm ) - Degree of soiling before cleaning: Requirement: ≥ 4 ( grey scale ) - Degree of soiling after cleaning ( cycles as described above; cleaning cloth soaked in cleaner; e.g. “Leather Master” car interior leather cleaner: Requirement: ≥ 4-5 ( grey scale ) Standard PU Top after cleaning LXS Acrylic Top

29 Today’s Agenda Basics Definitions and Theory
Differentiation of Performance Characteristics Testing of Antisoiling Characteristics Chemistry of the New Antisoiling Technology Test Results Summary / Conclusions Wir bei LXS arbeiten seit einigen Jahren sehr intensiv auf dem Themengebiet „Antisoiling“, sowohl was die synthetische Forschung angeht, als auch anwendungstechnische Entwicklung von Rezepturen. Mit dem heutigen Vortrag möchte ich einen kleinen Einblick geben über das bereits erreichte, aber auch einmal einige Dinge aus unserer Sicht definieren sprechen, die oft bei dieser Thematik angesprochen, und m.E. etwas durcheinandergebracht werden. Ich habe den Vortrag grob in 4 Unterpunkte gegliedert: …

30 Individualized Systems
- a wide variety of potential contaminants along with an even bigger number of different leather properties require different anti- soiling systems - the goal is to achieve the best possible spectrum of efficacy - TFE ( tetrafluoroethene ) based products have proven to be the best suitable substances for those applications Die grosse Vielfalt potenzieller Verschmutzer und eine noch viel grössere Vielfalt unterschiedlichster geforderter physikalischer Eigenschaften verlangen individuelle Anti Soiling Systeme. Dabei war es das Ziel ein möglichst breites Spektrum abzudecken. Während der Entwicklungsphase solcher Systeme hat sich herausgestellt, dass Polymere mit TFE ( Tetrafluorethen ) Einheiten besonders geeignet sind weil sie in ihrem Eigenschaftsniveau PTFE besonders nahe kommen können. PTFE ist jedem z.B. unter dem Warenzeichen Teflon der Firma DuPont bakannt. In Zusammenarbeit mit der Firma DAIKIN aus Japan ist es uns gelungen entsprechende TFE Copolymere so zu formulieren, dass es als wässriges Produkt in der Lederindustrie Anwendung finden kann.

31 Polytetrafluorethene ( PTFE ), The Solution
- provides hydrophobic and oleophobic effects at the same time - thermo stable from -200°C to +260° C - chemically inert and resistant against UV radiation - provides low friction and excellent release properties - has extremely low surface energy Die besonderen Eigenschaften von PTFE sind, dass es hydrophob und oleophob zugleich ist Gleichzeitig ist es thermostabil von -200°C bis +260°C. Zusätzlich ist PTFE chemisch inert und resistent gegenüber UV Strahlung und weist eine sehr geringe Oberflächenreibung mit hervorragenden Antihaftwirkung aus. Desweiteren ist die geringe Oberflächenspannung derartiger Produkte auch für die Anwendung auf Leder von Vorteil.

32 TFE Containing Copolymers, Different Options
TFE groups can be incorporated in two different ways 1. Comb Polymer Advantages: - excellent dirt repellency - excellent initial cleanability TFE containing side chains TFE protection top 2. Linear Polymer Advantages: - excellent dirt repellency - excellent cleanability and durability TFE groups are built into the monomer TFE copolymer binder Für den Einbau von TFE Einheiten gibt es grundsätzlich 2 Möglichkeiten: Zum Einen gibt es die so genannten Kammpolymere, bei denen TFE Einheiten als Seitenkette an das Polymer-backbone gebunden werden. Der Vorteil eines solchen Systems liegt in der hervorragenden schmutzabweisenden Wirkung, hervorgerufen durch die fluorierten Seitenketten. KLICKEN Zum Zweiten gibt es lineare Polymere bei denen die TFE Gruppen als Kettenbestandteil in die Polymerhauptkette eingebunden sind. Eine Oberfläche bestehend aus einem solchen System zeichnet sich, wie ich später erläutern werde, besonders durch seine Reinigungsbeständigkeit und Dauerhaftigkeit aus.

33 Comb Polymer Structure
AQUADERM® X-Shield L facts: - used as an additive in special top coats - cross-linking of pure product not possible ( limited durability ) - outstanding dirt repellency - outstanding initial cleanability AQUADERM® X-Shield L Bei den Kammpolymeren handelt es sich um eine bekannte Fluorcarbontechnologie. AQUADERM X-Shield L gehört zu dieser Gruppe und wird in der Lederindustrie als Additiv in speziell adaptierten Zurichtsystemen eingesetzt. Hierbei lassen sich besonders gute, schmutzabweisende Eigenschaften erzielen. Dennoch gibt es Einschränkungen bezüglich der Performance von AQUADERM X-Shield L. So ist eine Vernetzung, die zur Erreichung bestimmter physikalischer Eigenschaften wie sehr hohen Abriebwerten in manchen Fällen notwendig ist, nur eingeschränkt möglich und die zweifelsohne hervorragende schmutzabweisende Wirkung ist somit zeitlich begrenzt. Dennoch ist bei geeigneter Auswahl der Co-komponenten eine bemerkenswerte Permanenz realisierbar. Bei der Verwendung von Kammpolymeren wie AQUADERM X-Shield L ist es sehr wichtig, das Thema PFOS ( Polyfluoroctylsulfonsäure ) und PFOA ( Polyfluoroctansäure ) anzusprechen. So ist die Verwendung PFOS nicht mehr gestattet. Zusätzlich ist davon auszugehen, dass auch Grenzwerte für PFOA in näherer Zukunft folgen werden. Heute wird bereits erwartet, dass auch PFOA höchstens in Spuren in entsprechenden Produkten vorliegen darf. Aus diesem Grunde haben wir ein mit einem Überschuss an X-Shield L ausgerüstetes Leder vor und nach einer Hydrolysebehandlung von einem unabhängigen Institut auf PFOS und PFOA prüfen lassen. Das Ergebnis war, dass weder PFOS noch PFOA nachgewiesen werden konnten. Somit entsprechen X-Shield L ausgerüstete Leder den strengen Anforderungen der GADSL ( Global Automotive Declarable Substances List ). Von daher ist eine praxis- und spezifikationsgerechte Anwendung dieses Produkts für Leder gemäß unseren Vorgaben als unbedenklich ansehen. Important note: - PFOS (perfluoroctylsulfonic acid) - PFOA (perfluoroctanoic acid) Analysis of leather finished with AQUADERM® X-Shield L have proven that neither PFOS nor PFOA are detectable.

34

35 With And Without.... Conventional Finish AQUADERM® X-Shield L Finish
Auf diesem Bild sehen Sie den Vergleich zwischen einem Leder mit einer konventionellen Zurichtung ( links ) und einem mit dem AQUADERM X-Shield L ausgerüsteten Leder. Es ist deutlich zu sehen, dass das X-Shield Leder sowohl nach dem Anschmutzen als auch nach dem Reinigen deutlich weniger verschmutzt ist. after soiling after cleaning after soiling after cleaning

36 Linear Polymer Structure
- TFE copolymers + different functional groups offer a versatile application field to the leather industry Protection coats which consist of AQUADERM® X-Shield G / M2 - can be pigmented - can be cross-linked with isocyanate - are film forming - allow to adjust different gloss levels - can be fine tuned by the addition of feel agents - provide superior and long lasting abrasion resistance AQUADERM® X-Shield G / M2 AQUADERM X-Shield G und M2 fallen von ihrer chemischen Struktur unter die Gruppe der linearen Polymere mit PTFE analogen Strukturen in der Hauptkette. Anwendungstechnisch handelt es sich bei den beiden Produkten um eine Glanzkomponente und eine Mattkomponente, die das Rückgrad eines eigenständigen Topcoats bilden und auf das Leder aufgebracht werden und damit dem Lederhersteller vielfältige Anwendungsmöglichkeiten erlauben. So können X-Shield G und M2 Topcoats pigmentiert werden. Sie sind mit Isocyanat vernetzbar und filmbildend. Der Glanz- bzw. Mattgrad kann individuell eingestellt werden und Griffmittel, die eine Diversifizierung der Lederartikel erlauben, können ebenfalls mit verwendet werden. Zusätzlich bewirken X-Shield G und M2 deutlich verbesserte und dauerhafte Abriebfestigkeiten, wie sie besonders von der Automobilindutrie verlangt werden.

37 Linear Polymer Structure
1 | CH - a CF 2 c d e b X Y Z COO HN + 3 film formation / transparency antisoiling / cleanability cross-linking / adhesion pigment dispersibility dispersion stability - functional groups: approx. 50 % in total - built-in PTFE segments: approx. 50 % in total Die besondere chemische Struktur möchte ich hier einmal etwas näher beschreiben. Nach Vorgabe von LANXESS hat Daikin ein TFE-Gruppenhaltiges Monomer designed, das eine optimierte Anzahl von funktionellen Gruppen – hier in blau dargestellt – beinhaltet, sowie ein Maximum an TFE-Gruppen eingebaut hält. So ist es uns gelungen, dass 50 % des Polymers aus TFE-Gruppen besteht. Die anderen funktionellen Gruppen sind für filmbildende Eigenschaften sowie für eine chemische Vernetzbarkeit von essentieller Bedeutung. Dieses noch in organischem Medium gelöste Monomer, hergestellt bei der Firma Daikin, wird dann nach LANXESS Technologie weiter chemisch funktionalisiert, und in einem Folgeschritt wässrig dispergiert. Diese einzigartige Chemie ist von Daikin und LANXESS zum Patent angemeldet worden, wofür LANXESS die exklusiven Rechte für die Anwendung auf Leder hat.

38 Different To Conventional Fluorine Systems
Leather Surface PTFE segment non fluorinated segment TFE - copolymer NCO OCN cross-linking reaction + Der große Vorteil dieser Chemie ist, dass die Fluorcarbonkomponente nicht als Additiv in die Formulierung mit Bindern hinzugegeben wird, sondern die TFE Gruppen im Binder selbst mit eingebaut sind. In der Anwendung auf Leder wird dieser Binder mit Isocyanat chemisch vernetzt und das TFE-haltige Polymer wird – wie hier rechts schematisch dargestellt - somit chemisch in den Polymerfilm mit eingebunden, d.h. dauerhaft auf dem Leder fixiert. Anwendungstechnisch ergibt sich so ein wesentlicher Unterschied zu anderen Antisoilingsystemen: so zeichnet ein mit X-Shield G und M2 ausgerüstetes Leder durch besonders große Permanenz aus; es verliert trotz Wiederholung von Reinigungszyklen seine anfängliche Schmutzabweisung nur unwesentlich. - the X-Shield system is based on a new concept providing permanent protection - the integrated PTFE segments in a polymer backbone are stable against hydrolytic attack ( bound by stable C-C bonds ) - additional segments provide film formation and reactivity - long lasting protection along with environmental soundness

39 Cleanability performance as a function of cycles
before cleaning after cleaning excellent 5 4 Antisoiling system conventional PTFE binder complementary 3 2 1 poor cleaning cycle Only one cycle is currently part of automotive specs! Long term cleanability is a new challenge.

40 Consistancy of Cleanability performance is an issue
before cleaning after cleaning excellent 5 4 Antisoiling system conventional PTFE binder 3 2 1 poor cleaning cycle Only one cycle is currently part of automotive specs! Long term cleanability is a new challenge.

41 A tough pre-treatment influences the anti-soiling performance.
Cleanability performance suffers after pre-treatment before cleaning after cleaning Pre-treatment excellent 5 3.000 cycles Martindale w/clean cloth 48 h Hydrolysis 4 Antisoiling system Typ A Typ B 3 2 1 poor cleaning cycle A tough pre-treatment influences the anti-soiling performance.

42 Comparison of soiling performance of X-Shield G and L
1 cleaning cycle 1 2 3 4 5 before cleaning after cleaning excellent Anti-soiling system conventional PTFE binder PTFE protection top poor Special protection top doesn‘t show soiling at all in all EMPA tests. It is however not a long lasting effect

43 excellent…… regular …....… poor excellent..…..good …...… medium
The Finishing System is playing an important role Adjustments of certain parameters / physical properties have an impact on antisoiling performance Gloss level Recoatability Anti squeek Flex Performance Impact on Antisoiling perfomance dull…….medium……….glossy high…….…..medium……...poor excellent…… regular …....… poor excellent..…..good …...… medium decreasing improving final antisoiling performance depends on article characteristics

44 Today’s Agenda Basics Definitions and Theory
Differentiation of Performance Characteristics Testing of Antisoiling Characteristics Chemistry of the New Antisoiling Technology Test Results Summary / Conclusions Wir bei LXS arbeiten seit einigen Jahren sehr intensiv auf dem Themengebiet „Antisoiling“, sowohl was die synthetische Forschung angeht, als auch anwendungstechnische Entwicklung von Rezepturen. Mit dem heutigen Vortrag möchte ich einen kleinen Einblick geben über das bereits erreichte, aber auch einmal einige Dinge aus unserer Sicht definieren sprechen, die oft bei dieser Thematik angesprochen, und m.E. etwas durcheinandergebracht werden. Ich habe den Vortrag grob in 4 Unterpunkte gegliedert: …

45 Two main conclusions 1.) There is no universal system which fullfills overall best performance in terms of Antistaining Antisoiling Cleanability You have to chose the best system for you specific application requirements Auf diesem Photo sehen Sie auf einem mit AQUADERM X-Shield G und M2 ausgerüsteten Leder ein perfektes Ergebnis nach der Reinigung. 2.) You have to minimize the negative impacts of other properties such as dulling, anti squeek, etc.

46 Best systems for Antisoiling
X-Shield Protected Conventional Finish In dependence of the leather goods manufacturers’ requirements the X-Shield system allows the individual customization of all kinds of leather articles. AQUADERM® X-Shield L for optimized anti-soiling and initial cleanability performance in EMPA test HYDRHOLAC AD1 and CL1 for optimized anti-soiling in Dye Ingress test Zusammenfassend kann man sagen, dass das AQUADERM X-Shield System Lösungen für alle an Leder gestellten Anforderungen bezüglich eines optimierten Anschmutz-, bzw. Reinigungsverhaltens bietet. AQUADERM X-Shield L für eine hervorragende Anti-Soiling und Reinigungsperformance

47 Best systems for Antistaining and Cleanability
Conventional Finish before cleaning after cleaning AQUADERM® X-Shield G, ( gloss component ) in combination with AQUADERM® X-Shield M2, ( matting component ) - for efficient and long lasting anti-staining protection and long term cleanability X-Shield Protected before cleaning after cleaning und AQUADERM X-Shield G / M2 für einen effizienten und langlebigen Schutz gegenüber Anti-Staining und ein deutlich verbessertes Reinigungsverhalten.

48 Anti-Soiling Dye Ingress
Different systems for different requirements Individual systems for individual specifications Product Staining Anti-Soiling VDA Anti-Soiling Dye Ingress AQUADERM X-Shield G x AQUADERM X-Shield M 2 EXP 2002 AQUADERM X-Shield L EXP 2001 HYDRHOLAC AD-1 AQUADERM Matt HPM-N HYDRHOLAC CL-1 HYDRHOLAC AQS AQUADERM Additive GF AQUADERM Additive SF ROSILK 2229 FM

49 Summary The AQUADERM® X-Shield range:
functional products providing additional performance and value to leather industry - unique chemistry for leather - strong effect - significant extra value of the leather article Zu guter letzt lassen Sie mich noch mit ein paar Worten auf den zu erwartenden kommerziellen Wert des X-Shield Systems für unsere Kunden und natürlich das Unternehmen Lanxess eingehen. Das X-Shield System bietet unseren Kunden, den Lederherstellern die Möglichkeit ihren Artikeln einen “Extra Value” beizugeben, der ihnen bei der Vermarktung ihrer Artikel Wettbewerbsvorteile sichert. Zur Verkaufsförderung und der Differenzierung ihrer Artikel haben wir nicht nur die Chemie patentiert, sondern auch ein Logo “X-Shield protected” als Warenzeichen registrieren lassen. Dieses bieten wir unseren Kunden zur Nutzung an; d.h. wenn Sie in Zukunft einmal ein Ledersofa in einem schwedischen Möbelhaus mit diesem Zeichen sehen, dann seien Sie unbesorgt wenn der Kaffee daneben geht. Da das Produkt bereits in kleinen Mengen eingesetzt eine große Wirkung aufgrund seines starken Effektes auf dem Leder zeigt und einen sigifikanten Mehrwert bietet, sehen wir grosse Chancen im Markt. Zusätzlich ist es so, dass viele unserer Kunden es vorziehen ein Beschichtungssystem von nur einem Zulieferer zu beziehen. Deshalb erwarten wir zusätzlichen Marktanteil in einem geschätzen 30 – 50 Mio € Top Coat Potential an Zuricht- bzw. Beschichtungsgeschäft im Schlepptau von Aquaderm X-Shield. So sehen wir unser X-Shield System als eine wesentliche Bereicherung des Produktsortiments der BU Leder. Das Aquaderm X-Shield System wird die Kompetenz von Lanxess als einem der weltweit führenden Hersteller für Lederchemikalien unterstreichen und unseren Erfolg im Bereich der Lederindustrie nachhaltig stärken. A special labeling is offered to the industry

50 Thank you for your attention

51


Download ppt "Dr. Dietrich Tegtmeyer Vice President"

Similar presentations


Ads by Google