Warum lösen sich einige Ledere im Langzeiteinsatz „ab“?

Abrieb und Ablösung sind zwei völlig unterschiedliche Arten der Zerstörung. Abrieb bedeutet, dass das Material schrittweise abgetragen wird, wodurch es dünner wird, glänzt und Muster flach erscheinen. Ablösung hingegen tritt auf, wenn das Innere des Materials zuerst bricht, was zu Aufblähung, Rissbildung, Pulverbildung und letztlich großflächiger Ablösung führt. Der eine ist Subtraktion, der andere innere Spaltung.

Was also ist der 'Innere Bereich'? Ein synthetisches Leder besteht tatsächlich aus vier Schichten.

Der entscheidende Punkt ist, dass zwischen diesen vier Schichten lediglich ‚Grenzflächen‘ existieren, aber keine ‚Verschweißungsnähte‘. Sie sind durch chemische Bindungen und physikalische Verankerung miteinander verbunden. Wenn auch nur eine dieser Schichten beschädigt ist oder eine Grenzfläche nachgibt, sieht der Verbraucher nur ein einziges Ergebnis – Ablösung.

Wenn daher die Oberfläche Blasen wirft, liegt das Problem meist nicht an der Oberfläche selbst, sondern zwischen den beiden unsichtbaren darunterliegenden Schichten.

Zuerst kommt die Hydrolyse – das am schwersten erkennbare Phänomen.

PU-Molekülketten enthalten zahlreiche Esterbindungen (—COO—) und sind von Natur aus wasserempfindlich. Dringen Wassermoleküle ein, kann unter katalytischer Wirkung von Säure, Base oder Hitze die Kette gespalten werden. Die dabei entstehenden Carboxylgruppen katalysieren weitere Hydrolyseprozesse – ein selbstbeschleunigender, nicht stoppbarer Prozess. Bei einer Temperaturerhöhung um 10 °C verdoppelt sich die Geschwindigkeit nahezu.

Es schreitet schrittweise und leise voran. In den ersten 6 bis 18 Monaten bemerkt man nichts, zwischen 1,5 und 3 Jahren erscheinen mikroskopisch kleine Risse, erst nach 2 bis 5 Jahren sind Blasen sichtbar. Wenn man das erste Blatt klar abheben sieht, ist benachbartes, noch intakt aussehendes Material chemisch gesehen bereits zur Hälfte zerstört.

Nebenbei gesagt: Die Beständigkeit gegenüber Hydrolyse hängt nicht davon ab, ob es sich um PU handelt oder nicht, sondern von der verwendeten Art des Polyols – Polyester-Typ ist besonders wasserempfindlich, während Polyether-Typ deutlich besser abschneidet. Es ist nicht das PU selbst, das Wasser nicht verträgt, sondern das falsch ausgewählte Material in PU.

Als Nächstes folgen Schweiß und Hautfett – chronische Korrosionsmittel.

Schweiß hat einen pH-Wert von etwa 4,5–5,5 und enthält Milchsäure, Harnstoff, Fettsäuren und Salze. Für Leder ist dies ein „Beschleunigungspaket für Hydrolyse“ mit eingebautem Katalysator – Feuchtigkeit, Wärme, Salz und Säure wirken gleichzeitig und stundenlang andauernd. Dass bei derselben Couch die Mitte schneller zerfällt als die Ränder, liegt nicht daran, dass man häufiger in der Mitte sitzt, sondern daran, dass die Mitte heißer, feuchter und saurer ist.

Neben den beiden Hauptursachen Wasser und Schweiß sind auch Aushärtung, Sonneneinstrahlung und Biegebruch nicht zu vernachlässigende, wichtige Ursachen.

Plastifierungsverlust – die 'exklusive Krankheit' von PVC

PVC ist an sich hart und spröde; um es weich zu machen, müssen große Mengen Weichmacher zugesetzt werden. Diese sind jedoch nicht chemisch gebunden und verdampfen, wandern oder werden allmählich abgewischt. Das Ergebnis lautet: Weichmacher verflüchtigen sich → PVC härtet aus → zieht sich zusammen → reißt → löst sich ab. Wer beim Kauf klar zwischen PU und PVC unterscheidet, kann so die Hälfte der Fallstricke vermeiden. Es verunreinigt auch benachbarte Gegenstände – das Kleben an angrenzenden Kunststoffteilen oder Flecken auf Tischen resultieren meist daraus.

Licht und Sauerstoff

Die Energie von UV-Strahlung reicht aus, um C—C- oder C—N-Bindungen direkt zu brechen und zusammen mit Sauerstoff photooxidative Alterung zu verursachen. Zuerst verliert das Material seinen Glanz, dann wird es weiß und pulverig, schließlich treten Silberrisse hervor. Da nur die äußerste Schicht betroffen ist, zeigt es sich oft als ‚ablösende Einzelschicht‘, während die darunterliegenden Schichten noch gut erhalten sind.

Wiederholte Biegung

Einmaliges Biegen stellt kein Problem dar, aber bei 100.000 Zyklen sieht die Sache anders aus. Faltpunkte, Nähte, Nahtlöcher und Kanten sind Spannungskonzentrationsstellen, an denen mikroskopische Risse entstehen, sich netzartig ausbreiten und schließlich zu einer vollständigen Trennung der Fläche führen. In der Branche wird diese Eigenschaft durch einen Biegefestigkeitstest (Wiederholungsbiegung im Bereich von 100.000 Zyklen) quantifiziert.

Nachdem nun die Ursachen für das Abblättern des Leders bekannt sind, wollen wir darüber sprechen, wie man diese Ursachen identifizieren kann. Die Position des Abblätterns ist nicht zufällig, sondern zeigt fast immer direkt auf den Täter.

Wenn die Kontaktfläche zuerst beschädigt wird → Feuchtigkeit und Schweiß. Die Innenseiten der Armlehnen, die Mitte der Sitzfläche und der Bereich um die Kopfstütze sind Stellen, an denen sich Flüssigkeiten am leichtesten ansammeln. Schweiß, Talg und Körperwärme treffen hier zusammen und bleiben oft stundenlang erhalten. Diese Art der Beschädigung beginnt typischerweise mit einer klebrigen Oberfläche, gefolgt von Rissbildung und schließlich großflächiger Delamination.

Falten, Nähte, Lochstellen und Kanten brechen zuerst – mechanische Ermüdung. Einmaliges Biegen stellt kein Problem dar, aber bei 100.000 Wiederholungen sieht die Sache anders aus. Mikroskopische Risse entstehen an Spannungskonzentrationsstellen, verbinden sich netzartig und zeigen sich als dichtes, feines Faltenmuster.

Die Kanten und sonnenbeschienenen Flächen brechen zuerst → Alterung und Übergang. Weichmacher entweichen über die Kanten, UV-Licht dringt von der sonnenzugewandten Seite ein. Deshalb wird dieser Typ beim Abwischen zunehmend härter und verfärbt sich bei Lichteinwirkung weiß.

Anhand der Position lässt sich die Ursache bestimmen; ergänzt durch Zeit und Ausmaß der Beschädigung, ist dies bereits ausreichend.

Merken Sie sich eines: Ablösung erfolgt von innen nach außen – selbst wenn die Oberfläche makellos erscheint, ist die Grenzschicht bereits lange zuvor gelockert.

Wenn man die vorherigen vier Kapitel umgekehrt betrachtet, ergibt sich die Antwort.Dort, wo es verrottet, muss man nachbessern.

Auch dies ist wieder PURE®^®Changfeng New Materials' Ansatz bei der Herstellung umweltfreundlicher wasserbasierter Kunstledere – statt das Leder härter und dicker zu machen, entfernt man Schritt für Schritt die zuvor erwähnten Schwachstellen wie mit einem scharfen Messer.

Erstens: Wasser abwehren. Hydrolyse ist der größte Killer. Unser Ansatz besteht darin, lineare Ketten in ein dreidimensionales Netzwerk durch Vernetzung umzuwandeln. Wenn Wassermoleküle nicht eindringen können, werden die Esterbindungen nicht gespalten. Da wässrige PU von Natur aus viele mikroskopische Poren aufweist, ist die Vernetzung nahezu obligatorisch.

Zweitens: Die Grenzflächen schützen. Wie bereits erwähnt, existieren zwischen den vier Schichten lediglich „Grenzflächen“, keine „Schweißnähte“. Eine feste Verzahnung der Trägerbasis mit der Klebeschicht wird erreicht, weil wässrige Emulsionen die Fasern vollständig benetzen – enge Grenzflächen verlieren ihren Ansatzpunkt für ermüdungsbedingte Risse.

Drittens: die chemischen Schwanzenden abschneiden. Lösemittelbasiertes PU verwendet DMF als Trägermedium. Selbst nach Trocknung bei hoher Temperatur bleibt Lösemittel zurück, oft im Bereich von 500 bis 3.000 ppm, das kontinuierlich freigesetzt wird. Durch den Einsatz von Wasser als Medium lassen sich die Rückstände auf unter 50 ppm reduzieren – ein langfristiges Risiko wird so gezielt eliminiert.

Ehrlich gesagt beheben diese drei Schutzlinien das Problem des „Zerfalls“, nicht das der „Alterung“. Die Abziehfestigkeit, Abriebbeständigkeit und Biegefestigkeit von wässrigen Ledern liegen bei etwa 80–90 % der lösemittelbasierten Varianten und müssen durch Vernetzungsmittel kompensiert werden –„Wässrig“ ist nur die Eintrittskarte, nicht die Ziellinie.

Beim Kauf sollte man prüfen, wie viele dieser drei Schutzlinien vorhanden sind – klar erkennen, ob es sich um PU oder PVC handelt, und Daten zur Hydrolysebeständigkeit sowie zur Biegefestigkeit anfordern.

Selbst nach drei Jahren gibt es Leder, das lediglich gealtert ist, und solches, das bereits zerbröckelt – der Unterschied liegt nicht im Zufall, sondern in der Rezeptur.