EP3717555A1 - Verfahren zur vorbehandlung von kunststoffsubstraten - Google Patents

Verfahren zur vorbehandlung von kunststoffsubstraten

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EP3717555A1
EP3717555A1 EP18796971.2A EP18796971A EP3717555A1 EP 3717555 A1 EP3717555 A1 EP 3717555A1 EP 18796971 A EP18796971 A EP 18796971A EP 3717555 A1 EP3717555 A1 EP 3717555A1
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EP
European Patent Office
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plastic
substrate
plastic substrate
foam
paint
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18796971.2A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Jens-Henning NOATSCHK
Simon WINZEN
Sebastian HARTWIG
Julio Albuerne
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BASF SE
BASF Coatings GmbH
Original Assignee
BASF SE
BASF Coatings GmbH
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Publication date
Application filed by BASF SE, BASF Coatings GmbH filed Critical BASF SE
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • the present invention relates to a process for the pretreatment coating and subsequent coating of plastic substrates, in which a pretreatment layer is produced on the plastic substrate by applying a special solution or dispersion comprising a dissolved or dispersed plastic to a provided plastic substrate and subsequently by applying at least one lacquer at least one lacquer layer
  • the present invention also relates to a plastic material substrate provided with a pretreatment layer and at least one lacquer layer, which was produced according to the aforementioned method.
  • the pretreated composites have, in addition to a high-quality visual appearance and good tactile properties, excellent adhesion of the lacquer layer applied to the pretreatment coating. Overall, therefore results in respect of adhesion and thus mechanical stability of paint layers enormously high-quality composite material.
  • the method can therefore be used particularly well in those areas in which the same optical quality and mechanical stability of applied lacquer layers must be achieved.
  • the method for use in the footwear industry in the painting of particular shoe soles such as midsoles of foam substrates are particularly well in those areas in which the same optical quality and mechanical stability of applied lacquer layers must be achieved.
  • the sufficient adhesion of the paint layer is of central importance. Without this adhesion, the resulting composite material can not be used purposefully.
  • Foams have been used in many industrial sectors as Substrate materials prevailed for a wide variety of applications. Because they are characterized by good processability, low density and variable options for setting property profiles (hard, semi-hard and soft foams, thermoplastic or elastomeric foams). For example, in the footwear industry, compressible, elastically deformable foams are often used to make soles such as midsoles. It is obvious that shoe soles are exposed to enormous mechanical stresses. When walking and running, on the one hand, a high flexibility or elasticity of the soles, on the other hand, but also a reasonable resistance to mechanical external influences is required.
  • auxiliaries such as waxes and silicone oils, which are indispensable, for example, for demolding the material from corresponding shaped bodies as release agents.
  • the tools described are also present in the material body (and not only on the surface) and can gradually migrate over time to the surface.
  • This successive accumulation of corresponding components on the surface can, of course, the durability of composite materials in which plastic substrates are processed by, for example, bonding or adversely affect the coating of plastic substrates per se, since in turn the accumulation poor adhesion is generated.
  • the closest prior art WO 2016/188656 A1 and / or WO 2016/188655 A1 describes the coating of a plastic substrate with at least one special aqueous lacquer.
  • the result is a painted plastic substrate which has a high-quality optical appearance and feel and also has excellent mechanical resistance and flexibility.
  • the application of the shoe industry as a shoe soles is in the foreground.
  • WO 2015/165724 A1 describes moldings of foamed particles of a polyurethane (A) and a coating of polyurethane (B), the polyurethanes being at least similar.
  • the coating of polyurethane (B) is constituted by a method in which the polyurethane (B) is dissolved in a solvent such as THF, ethyl acetate, methyl ethyl ketone or acetone, then the solution is applied to the polyurethane (A) is applied and then the solvent is removed by drying.
  • a solvent such as THF, ethyl acetate, methyl ethyl ketone or acetone
  • the object of the present invention was therefore to provide a method by means of which a lacquered plastic substrate can be obtained which has the good optical and haptic properties described in the closest prior art, but improved adhesion of the lacquer layer to the substrate, even without the need for cleaning of the plastic substrate.
  • the present invention furthermore relates to a plastic material substrate provided with a pretreatment layer and paint, which was produced according to the aforementioned method.
  • the inventive method and the plastic substrate according to the invention have the properties described above and in particular agree a high-quality optical appearance and good tactile properties with excellent adhesion of the lacquer layer on the substrate.
  • the method can be dispensed with the laborious cleaning of the plastic substrate with organic Lensemitten, without resulting in any disadvantages in terms of adhesion.
  • step (1) of the method a plastic substrate (S) to be pretreated is provided.
  • foam substrates are briefly presented in principle. Ultimately all known to the expert in this context substrates are considered as foam substrates. In principle, it is therefore possible to use foams which are produced from thermosets, thermoplastics, elastomers or thermal loads, that is to say are obtained by corresponding foaming processes of plastics from the stated classes of plastic. With regard to their chemical base are as foams, for example, but not exclusively, polystyrenes, polyvinyl chlorides, polyurethanes, polyesters, polyethers, polyetheramides or polyolefins such as polypropylene, polyethylene and ethylene vinyl acetate and copolymers of the polymers mentioned possible. Of course, a foam substrate also various of the above polymers and
  • Preferred foam substrates are flexible foam substrates, particularly preferably flexible thermoplastic polyurethane foam substrates.
  • the latter are thus foam substrates which comprise thermoplastic polyurethane as the polymeric plastic matrix.
  • Such substrates are basically characterized by the fact that they are compressible and elastically deformable.
  • thermoplastic polyurethane is then foamed by appropriate foaming, that is converted into a foam.
  • Foaming processes are known and are therefore presented only briefly. The basic principle is in each case that in the plastic or in a corresponding plastic melt dissolved propellant and / or gases resulting from crosslinking reactions in the production of corresponding polymeric plastics, are released and thereby cause the foaming of the previously relatively dense polymeric plastics. If, for example, a low-boiling hydrocarbon is used as the blowing agent, then they evaporate at elevated temperatures and lead to foaming. Even gases such as carbon dioxide or nitrogen can be introduced or dissolved as blowing agent at high pressure in the polymer melt. As a result of subsequent pressure drop, the melts then foam up during the escape of the blowing agent gas.
  • the foaming can, for example, take place directly during the shaping of corresponding plastic substrates, for example during extrusion or during injection molding.
  • Plastic melt to be foamed at the exit from an extruder through the pressure drop then occurring It is also possible first to produce propellant-containing granules of thermoplastic material and then subsequently to foam these granules in a mold, wherein the granules increase their volume, fuse together and finally form a molded part made of fused expanded foam particles (also called thermoplastic particle foam).
  • the expandable granules can be made, for example, by extrusion and subsequent granulation of the polymer strand leaving the extruder. Granulation takes place, for example, via corresponding cutting devices, working under such pressure and temperature conditions that no expansion occurs. The subsequent expansion and fusion of the granules is usually carried out with the aid of steam at temperatures of about 100 ° C.
  • thermoplastic particle foams of already prefoamed plastic granules are granules whose granule beads or polymer particles already have significantly larger particle sizes compared to non-prefoamed granules with correspondingly reduced densities.
  • the production of selectively prefoamed particles can be realized by appropriate process control, as described for example in WO 2013/153190 A1.
  • extruded polymer strands can be transferred on leaving the extruder in a granulation chamber with a liquid flow, wherein the liquid is under specific pressure and has a specific temperature.
  • By adapting the process parameters it is possible to obtain specific expanded or pre-expanded thermoplastic resin granules which can be converted into thermoplastic particle foam substrates by subsequent fusion and optionally further expansion with, in particular, water vapor.
  • thermoplastic particle foams or corresponding thermoplastic expandable and / or expanded plastic granules from which such particle foams can be produced are described, for example, in WO 2007/082838 A1, WO 2013/153190 A1 or WO 2008/125250 A1.
  • thermoplastic particle foams are particularly industrially produce in a very economical way and also particularly advantageous in terms of their property profile.
  • thermoplastic particle foams can be produced from thermoplastics, in particular from polyurethanes, which have excellent flexibility or elasticity and mechanical stability. They are usually compressible and well elastically deformable. Consequently, it is these foams which are particularly well suited as foam substrates for applications in the area of the footwear industry.
  • Very particularly preferred Substrates are thus compressible, elastically deformable particle foam substrates which contain thermoplastic polyurethane as a polymeric plastic matrix.
  • the substrates preferably the flexible foam substrates, may in themselves be shaped as desired, that is to say they may be, for example, simple flat substrates or also more complex shapes such as, in particular, shoe soles such as shoe middle soles.
  • thermoplastic polyurethane particle foams as substrates (S).
  • a pretreatment layer is produced on the plastic substrate. This is done by (2.1) applying a solution or dispersion comprising at least one organic solvent (L) and at least one dissolved or dispersed therein plastic (K) on the plastic substrate and (2.2) evaporation of the at least one organic solvent.
  • dispersion is understood to mean a mixture which is likewise fluid under normal conditions and which, viewed macroscopically, likewise has a homogeneous character, but which, viewed microscopically, represents a heterogeneous mixture of disperse phase (plastic) and continuous phase (solvent).
  • the solution or dispersion in addition to the components (L) and (K) contains other components.
  • the two components (L) and (K) make up at least 90% by weight of the total amount of the solution or dispersion.
  • the solution or dispersion consists of the two constituents.
  • the proportion of the plastic (K), based on the total amount of the solution or dispersion, is for example 5 to 30 wt .-%, preferably 10 to 20 wt .-%.
  • the plastic (K) which is then dissolved or dispersed, a foam, more preferably a thermoplastic polyurethane foam, most preferably a thermoplastic polyurethane particle foam, is.
  • the dissolved or dispersed plastic (K) corresponds to the plastic material of the plastic substrate (S) to be pretreated.
  • the pretreatment layer consists of the same plastic material as the substrate. In this way, an extremely strong bond between the original substrate and the pretreatment layer applied thereto is achieved.
  • no cleaning of the plastic substrate (S) with organic solvents is carried out before the application of the solution or dispersion or before step (2) of the process according to the invention.
  • no purification with organic solvents is carried out throughout the process. Nevertheless, it is surprisingly possible in step (2) to achieve a very good bond between the original substrate and the pretreatment layer applied thereon.
  • the pretreatment layer in turn covers the auxiliaries described at the outset, such as waxes and silicone oils, also in the long term with regard to possible migration effects. For this reason, in step (3) described below, it is then possible to produce a lacquer layer which has excellent adhesion to the substrate.
  • the at least one organic solvent (L) is adapted so that it can dissolve or disperse the selected plastic (K) in the selected and desired proportion.
  • An adaptation in an individual case can be carried out by the expert by a few targeted experiments. Possible in this sense are, for example, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, Acetone or else dimethylformamide or dichloromethane.
  • Another possible solvent is methyl-5- (dimethylamino) -2-methyl-5-oxopentanoate, which, as an ecologically and harmless solvent, is particularly well able to dissolve or disperse the preferred polyurethane-based plastics (K).
  • the solution or dispersion is prepared via a 2-stage process.
  • the plastic is dissolved or swollen in a first organic solvent
  • a second step the mixture of the first step is mixed with a second organic solvent and thereby the solution or dispersion is prepared.
  • the application (2.1) of the solution or dispersion can be carried out in different ways, for example by brushing, brushing, rolling, pouring, dipping, triturating, pneumatic spray application or by means of a dosing applicator.
  • the choice of the type of application finally applied can be adapted to the conditions of the individual case and depends, for example, on the viscosity of the solution or dispersion and thus also on the choice of the organic solvent (L) and the type and amount of the dissolved or dispersed plastic (K. ).
  • L organic solvent
  • K. type and amount of the dissolved or dispersed plastic
  • the present invention offers great advantages.
  • the evaporation (2.2) of the at least one organic solvent can be carried out using thermal and / or convection, whereby conventional and known devices such as continuous furnaces, NIR and IR radiant heaters, blowers and blast tunnels can be used.
  • thermal and / or convection whereby conventional and known devices such as continuous furnaces, NIR and IR radiant heaters, blowers and blast tunnels can be used.
  • the evaporation can also be purely passive by storage of the coated plastic substrate at, for example, room temperature.
  • the adaptation to the particular solvent (L) used is crucial.
  • the layer thickness of the pretreatment coating produced according to step (2) of the method is preferably 1 to 45 micrometers, more preferably 10 to 30 micrometers.
  • step (3) of the process according to the invention a lacquer layer is produced on the pretreated plastic substrate from step (2) by (3.1) applying a lacquer to the pretreated plastic substrate and (3.2) curing the lacquer.
  • lacquers produces coats of lacquer which are particularly capable of fulfilling tasks such as optical quality (coloring and / or effecting through basecoats), haptics, abrasion resistance and dirt repellency (in particular clearcoats).
  • the use of such lacquers provides a significantly greater range of variation and adaptability than is possible, for example, through possible additive addition and / or pigmentation of the pretreatment solution from step (2), as also described in WO 2015/165724 A1.
  • the fact that the already repeatedly mentioned excellent adhesion is achieved, so the advantages mentioned in the preceding sentence are achieved, but without obtaining a disadvantage by a possible liability weakness.
  • the application (3.1) of the at least one varnish can be applied by the methods known to the person skilled in the art for the application of liquid coating compositions, for example by dipping, knife coating, spraying, rolling or the like.
  • spray application methods are used, such as compressed air spraying (pneumatic application), airless spraying, high rotation, electrostatic spray application (ESTA), optionally combined with hot spray application such as hot air (hot spraying).
  • the paints are applied via the pneumatic spray application or the electrostatic spray application.
  • the application of the coatings is carried out so that the individual coating layers after curing have a layer thickness of, for example, 3 to 50 micrometers, preferably 5 to 40 micrometers.
  • At least two paints are applied, for example, a basecoat (pigmented paint) and then a clearcoat.
  • These lacquers can also be applied to one another without hardening the lacquer applied first prior to application of the second lacquer (wet-on-wet application) but, for example, only briefly ventilating the first lacquer before application of the second lacquer. The curing then takes place together.
  • the paint according to (3.1) would be a basecoat and between the steps (3.1) and (3.2) the application of a clearcoat would take place.
  • a lacquer or an applied lacquer is understood to mean the transfer of a corresponding layer into the ready-to-use state, that is to say into a state in which the substrate provided with the respective lacquer layer can be transported, stored and used as intended.
  • a cured lacquer layer is thus no longer particularly soft or sticky, but conditioned as a solid coating film, which no longer significantly changes its properties, such as hardness or adhesion to the substrate, upon further exposure to curing conditions as described below.
  • the curing (3.2) can be done in different ways, depending on the paints used, for example purely physical, thermal-chemical or actinic.
  • the terms are known to the person skilled in the art and are also partly considered in detail in the prior art, for example in WO 2016/188656 A1.
  • step (3) of the method according to the invention results in a likewise provided according to the invention with a pretreatment layer and at least one lacquer layer plastic material substrate.
  • more than one lacquer layer can be applied.
  • more than one pretreatment layer is applied, but preferably exactly one pretreatment layer is applied.
  • the plastic substrate is characterized in that, although it can be dispensed with the cleaning with organic solvents in its preparation, there is excellent adhesion of the paint to the pretreatment layer and also good optical, haptic and / or mechanical properties or a good soil repellency is achieved or adjustable is.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbehandlungsbeschichtung und anschließenden Lackierung von Kunststoffsubstraten, bei welchem eine Vorbehandlungsschicht auf einem Kunststoffsubstrat durch Aufbringen einer Lösung oder Dispersion enthaltend mindestens ein organisches Lösemittel (L) sowie mindestens einen darin gelösten oder dispergierten Kunststoff (K) auf das Kunststoffsubstrat und anschließendes Abdampfen des organischen Lösemittels hergestellt wird und danach ein Lackschicht auf dem vorbehandelten Kunststoffsubstrat hergestellt wird.

Description

Verfahren zur Vorbehandlung von Kunststoffsubstraten
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorbehandlungsbeschichtung und anschließenden Lackierung von Kunststoffsubstraten, bei dem durch Aufbringen einer speziellen Lösung oder Dispersion enthaltend einen gelösten oder dispergierten Kunststoff auf ein bereitgestelltes Kunststoffsubstrat eine Vorbehandlungsschicht auf dem Kunststoffsubstrat hergestellt wird und anschließend durch Aufbringen mindestens eines Lacks mindestens eine Lackschicht auf der Vorbehandlungsschicht hergestellt wird Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein mit einer Vorbehandlungsschicht und mindestens einer Lackschicht ausgestattetes Kunststoffstoffsubstrat, das nach dem vorgenannten Verfahren hergestellt wurde. Die so vorbehandelten Komposite weisen neben einem hochwertigen optischen Erscheinungsbild und guten haptischen Eigenschaften eine hervorragende Haftung der auf der Vorbehandlungsbeschichtung aufgebrachten Lackschicht auf. Insgesamt resultiert also ein hinsichtlich Haftung und damit auch mechanischer Stabilität von Lackschichten enorm hochwertiges Kompositmaterial. Das Verfahren kann also besonders gut in solchen Bereichen eingesetzt werden, in denen gleichermaßen optische Qualität und mechanische Stabilität von aufgebrachten Lackschichten erreicht werden muss. So bietet sich das Verfahren beispielsweise, aber nicht ausschließlich, zur Anwendung in der Schuhwarenindustrie bei der Lackierung von insbesondere Schuhsohlen wie Mittelsohlen aus Schaumstoffsubstraten an.
Stand der Technik
Bei nachträglich beschichteten, beispielsweise mit Lacken beschichteten Kunststoffsubstraten, ist die ausreichende Haftung der Lackschicht von zentraler Bedeutung. Ohne diese Haftung kann das resultierende Kompositmaterial nicht zielgerichtet verwendet werden.
Besonders relevant sind die genannten Eigenschaften bei flexiblen Schaumstoffsubstraten. Schaumstoffe haben sich in vielen industriellen Bereichen als Substratmaterialien für verschiedenste Anwendungen durchgesetzt. Denn sie zeichnen sich durch gute Verarbeitbarkeit, geringe Dichte und variable Möglichkeiten zur Einstellung von Eigenschaftsprofilen (Hart-, Halbhart- und Weichschaumstoffe, thermoplastische oder elastomere Schaumstoffe) aus. So werden beispielsweise in der Schuhwarenindustrie oft kompressible, elastisch verformbare Schaumstoffe zur Herstellung von Schuhsohlen wie beispielsweise Mittelsohlen eingesetzt. Dass Schuhsohlen enormen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, ist offensichtlich. Beim Gehen und Laufen ist zum einen eine hohe Flexibilität beziehungsweise Elastizität der Sohlen, zu anderen aber auch eine angemessene Beständigkeit gegen mechanische äußere Einflüsse gefordert. Im Falle von lackierten Schaumstoffsubstraten (Färb- und/oder Effektgebung zur optischen Aufwertung und/oder Klarlackierung zur Verbesserung der Abriebbeständigkeit oder Schmutzabweisung) ist somit insbesondere die Haftung der Lackschicht im bestimmungsgemäßen Gebrauch des entsprechenden Kompositmaterials entscheidend.
Ein weiterer im Zusammenhang mit Kunststoffsubstraten zu beachtender Umstand liegt darin, dass der Herstellprozess der Substrate in der Regel den Einsatz von Hilfsmitteln wie Wachsen und Silikonölen erfordert, die beispielsweise zur Entformung des Materials aus entsprechenden Formkörpern als Trennmittel unerlässlich sind.
Die Verwendung eines Kunststoffsubstrats in vielen industriellen Bereichen erfordert daher in der Regel die aufwendige Reinigung der Substratoberfläche, beispielsweise durch das mehrfache Abwischen der Oberfläche mit verschiedensten organischen Lösemitteln. Denn ohne eine solche Reinigung wäre eine annehmbare Weiterverarbeitung wie die Verklebung der Kunststoffsubstrate oder auch die weitere Beschichtung, beispielsweise Lackierung, nicht möglich. Grund hierfür ist, dass bekanntermaßen die beschriebenen Hilfsmittel zu einer extrem schlechten Haftung von aufgebrachten Komponenten wir Klebstoffen oder Lacken führen. Die beschriebenen Arbeitsschritte zur Reinigung sind zum einen sehr aufwendig und bedeuten zum anderen eine hohe Umweltbelastung. Hinzu kommt, dass viele organische Lösemittel, über die ein akzeptabler Reinigungseffekt ohne zu viele Wiederholungen erreicht werden kann, häufig aufgrund ihrer umweit- und/oder gesundheitsbelastenden
Eigenschaften zu vermeiden sind. Beispielhaft sei auf Tetrahydrofurane oder N-Methyl-2- pyrrolidon verwiesen.
Hinzu kommt, dass die beschriebenen Hilfsmittel auch im Materialkörper (und nicht nur an der Oberfläche) vorhanden sind und über Zeit sukzessive an die Oberfläche migrieren können. Diese sukzessive Ansammlung entsprechender Komponenten an der Oberfläche kann selbstverständlich die Haltbarkeit von Komposit-Materialien, in denen Kunststoffsubstrate durch beispielsweise Verklebung verarbeitet sind oder auch die Lackierung von Kunststoffsubstraten an sich negativ beeinflussen, da durch die Ansammlung wiederum eine schlechte Haftung erzeugt wird. Der nächstliegende Stand der Technik WO 2016/188656 A1 und/oder WO 2016/188655 A1 beschreibt die Lackierung eines Kunststoffsubstrats mit mindestens einem speziellen wässrigen Lack. Erhalten wird dabei ein lackiertes Kunststoffsubstrat, welches ein hochwertiges optisches Erscheinungsbild und Haptik aufweist und zudem eine hervorragende mechanische Beständigkeit und Flexibilität hat. Der Einsatzbereich der Schuhindustrie als Schuhsohlen steht im Vordergrund. Es wird zudem angegeben, dass eine gute Haftung der Lackschicht erzielt wird. Es wird keine Aussage zu einer Reinigung des Kunststoffsubstrats vor Auftrag des Lacks gemacht. Da eine Reinigung eines Kunststoffsubstrats vor Auftrag möglicher Beschichtungen aufgrund der oben genannten Hilfsmittel wie Wachsen und Silikonölen im Stand der Technik als gängig und teils sogar unerlässlich betrachtet wird, erkennt der Fachmann, dass diese Reinigung, wenngleich unerwähnt, auch durchgeführt wurde.
WO 2015/165724 A1 beschreibt Formkörper aus geschäumten Partikeln aus einem Polyurethan (A) sowie einer Beschichtung aus Polyurethan (B), wobei die Polyurethane zumindest ähnlich sind. Die Beschichtung aus Polyurethan (B) wird aufgebaut durch ein Verfahren, bei dem das Polyurethan (B) in einem Lösemittel wie THF, Ethylacetat, Methylethylketon oder Aceton gelöst wird, die Lösung dann auf das Polyurethan (A) aufgetragen wird und dann das Lösemitteln durch Trocknung entfernt wird. Als Vorteil wird insbesondere auf die mechanische Festigkeit und Abriebsbeständigkeit des Formkörpers verwiesen. Eine nachtägliche Lackierung des Formkörpers wird nicht beschrieben. Zudem wird keine Aussage zu einer Reinigung des Kunststoffsubstrats vor Auftrag der Lösung aus Polyurethan (B) gemacht. Da eine Reinigung eines Kunststoffsubstrats vor Auftrag möglicher Beschichtungen aufgrund der oben genannten Hilfsmittel wie Wachsen und Silikonölen im Stand der Technik als gängig und teils sogar unerlässlich betrachtet wird, erkennt der Fachmann, dass diese Reinigung, wenngleich unerwähnt, auch durchgeführt wurde.
Aufgabe
Auch wenn die Haftung der Lackschicht im nächstliegenden Stand der Technik als gut bezeichnet wird, ist hier eine Verbesserung wünschenswert. Dies gilt insbesondere dann, wenn auf die oben beschriebene aufwendige und ökologisch bedenkliche Reinigung verzichtet werden soll. Denn genau dann zeigt sich, dass die Haftungsproblematik in besonderem Maße zu Tage tritt. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war also, ein Verfahren bereitzustellen, über das ein lackiertes Kunststoffsubstrat erhalten werden kann, dass die im nächstliegenden Stand der Technik beschriebenen guten optischen und haptischen Eigenschaften aufweist, jedoch eine verbesserte Haftung der Lackschicht auf dem Substrat, auch bei Verzicht einer Reinigung des Kunststoffsubstrats, aufweist.
Technische Lösung
Es wurde gefunden, dass die genannten Aufgaben durch ein Verfahren zur Vorbehandlungsbeschichtung und anschließenden Lackierung von Kunststoffsubstraten gelöst werden konnten, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
(1 ) Bereitstellung eines vorzubehandelnden Kunststoffsubstrats (S) (2) Herstellung einer Vorbehandlungsschicht auf dem Kunststoffsubstrat (S) aus (1 ) durch
(2.1 ) Aufbringen einer Lösung oder Dispersion enthaltend mindestens ein organisches Lösemittel (L) sowie mindestens einen darin gelösten oder dispergierten Kunststoff (K) auf das Kunststoffsubstrat sowie
(2.2) Abdampfen des mindestens einen organischen Lösemittels aus (2.1 ),
(3) Herstellung einer Lackschicht auf dem vorbehandelten Kunststoffsubstrat aus (2) durch
(3.1 ) Aufbringen eines Lacks auf das vorbehandelte Kunststoffsubstrat aus (2) sowie
(3.2) Härtung des Lacks aus (3.1 ).
Das oben genannte Verfahren wird in der Folge auch als erfindungsgemäßes Verfahren bezeichnet und ist dementsprechend Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind der weiter unten folgenden Beschreibung sowie den Unteransprüchen zu entnehmen.
Weiterhin Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein mit einer Vorbehandlungsschicht und Lackierung ausgestattetes Kunststoffstoffsubstrat, das nach dem vorgenannten Verfahren hergestellt wurde. Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Kunststoffsubstrat weisen die eingangs beschrieben Eigenschaften auf und vereinbaren insbesondere ein hochwertiges optisches Erscheinungsbild und gute haptische Eigenschaften mit einer hervorragenden Haftung der Lackschicht auf dem Substrat. Zudem kann im Rahmen des Verfahrens auf die aufwendige Reinigung des Kunststoffsubstrats mit organischen Lösemitten verzichtet werden, ohne dass hierdurch irgendwelche Nachteile in Bezug auf die Haftung resultieren. Ausführliche Beschreibung
In Schritt (1 ) des Verfahrens wird ein vorzubehandelndes Kunststoffsubstrat (S) bereitgestellt.
Bevorzugt sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung flexible Kunststoffsubstrate, insbesondere flexible Schaumstoffsubstrate, da bei der Beschichtung solcher Substrate die eingangs genannten Eigenschaften besonders wichtig sind
Schaumstoffsubstrate seien kurz grundsätzlich vorgestellt. Als Schaumstoffsubstrate kommen letztlich alle dem Fachmann in diesem Zusammenhang bekannten Substrate in Betracht. Grundsätzlich einsetzbar sind also Schaumstoffe, die aus Duroplasten, Thermoplasten, Elastomeren oder Thermoelasten hergestellt werden, das heißt durch entsprechende Schäumverfahren von Kunststoffen aus den genannten Kunststoffklassen erhalten werden. Hinsichtlich ihrer chemischen Basis sind als Schaumstoffe beispielsweise, aber nicht ausschließlich, Polystyrole, Polyvinylchloride, Polyurethane, Polyester, Polyether, Polyetheramide oder Polyolefine wie Polypropylen, Polyethylen und Ethylenvinylacetat sowie Mischpolymerisate der genannten Polymere möglich. Natürlich kann ein Schaumstoffsubstrat auch verschiedene der genannten Polymere und
Mischpolymerisate enthalten.
Bevorzugte Schaumstoffsubstrate sind flexible Schaumstoffsubstrate, insbesondere bevorzugt flexible thermoplastische Polyurethanschaumstoffsubstrate. Bei Letzteren handelt sich also um Schaumstoffsubstrate, die als polymere Kunststoffmatrix thermoplastisches Polyurethan umfassen. Solche Substrate zeichnen sich grundsätzlich dadurch aus, dass sie kompressibel und elastisch verformbar sind.
Bei der Herstellung der Schaumstoffe wird das thermoplastische Polyurethan dann durch entsprechende Schäumverfahren geschäumt, das heißt in einen Schaumstoff überführt. Schäumverfahren sind bekannt und seien daher nur kurz vorgestellt. Grundlegendes Prinzip ist jeweils, dass im Kunststoff beziehungsweise in einer entsprechenden Kunststoffschmelze gelöste Treibmittel und/oder Gase, die bei Vernetzungsreaktionen bei der Herstellung entsprechender polymerer Kunststoffe entstehen, freigesetzt werden und dadurch das Aufschäumen der zuvor vergleichsweise dichten polymeren Kunststoffe bewirken. Wird beispielsweise als Treibmittel ein niedrigsiedender Kohlenwasserstoff eingesetzt, so verdampfen diese bei erhöhten Temperaturen und führen zum Schäumen. Auch Gase wie Kohlendioxid oder Stickstoff können als Treibmittel bei hohem Druck in die Polymerschmelze eingebracht beziehungsweise gelöst werden. Durch späteren Druckabfall schäumen die Schmelzen dann während des Entweichens des Treibmittelgases auf.
Das Schäumen kann beispielsweise unmittelbar bei der Formgebung entsprechender Kunststoffsubstrate, beispielsweise bei der Extrusion oder beim Spritzguss, erfolgen. Beispielsweise kann die mit Treibmittel versetzte, unter Druck stehende
Kunststoffschmelze beim Austritt aus einem Extruder durch den dann auftretenden Druckabfall geschäumt werden. Möglich ist auch, zunächst treibmittelhaltige Granulate aus thermoplastischem Kunststoff herzustellen und diese Granulate dann nachträglich in einer Form aufzuschäumen, wobei die Granulatkügelchen ihr Volumen vergrößern, miteinander verschmelzen und schließlich ein aus verschmolzenen expandierten Schaumstoffpartikeln (auch genannt thermoplastischer Partikelschaumstoff) bestehendes Formteil bilden. Die expandierbaren Granulate können beispielsweise über Extrusion und anschließende Granulierung des den Extruder verlassenen Polymerstranges erfolgen. Eine Granulierung erfolgt beispielsweise über entsprechende Schneidvorrichtungen, wobei unter solchen Druck- und Temperaturbedingungen gearbeitet wird, dass keine Expansion auftritt. Die dann folgende Expansion und Verschmelzung der Granulate erfolgt in der Regel mit Hilfe von Wasserdampf bei Temperaturen von um die 100°C. Ebenso möglich ist es, bei der Herstellung von thermoplastischen Partikelschaumstoffen von bereits vorgeschäumten Kunststoffgranulaten auszugehen. Es handelt sich dabei um Granulate, deren Granulatkügelchen beziehungsweise Polymerpartikel im Vergleich zu nicht vorgeschäumten Granulaten bereits deutlich vergrößerte Partikelgrößen bei entsprechend verringerten Dichten aufweisen. Die Herstellung von gezielt vorgeschäumten Partikeln kann durch entsprechende Prozesssteuerung realisiert werden, wie dies beispielsweise in WO 2013/153190 A1 beschrieben ist. So können extrudierte Polymerstränge beim Verlassen des Extruders in eine Granulierkammer mit einem Flüssigkeitsstrom überführt werden, wobei die Flüssigkeit unter spezifischem Druck steht und eine spezifische Temperatur aufweist. Durch Anpassung der Prozessparameter können spezifische expandierte beziehungsweise vorexpandierte thermoplastische Kunststoffgranulate erhalten werden, die durch nachträgliche Verschmelzung und gegebenenfalls weitere Expansion mit insbesondere Wasserdampf in thermoplastischen Partikelschaumstoffsubstraten überführt werden können.
Thermoplastische Partikelschaumstoffe beziehungsweise entsprechende thermoplastische expandierbare und/oder expandierte Kunststoffgranulate, aus denen solche Partikelschaumstoffe hergestellt werden können, sind beispielsweise in WO 2007/082838 A1 , WO 2013/153190 A1 oder auch WO 2008/125250 A1 beschrieben.
Darin beschrieben sind auch Prozessparameter und Ausgangsstoffe für die Herstellung von thermoplastischen Polyurethanen sowie Prozessparameter für die Herstellung von Granulaten und Partikelschaumstoffen. Thermoplastische Partikelschaumstoffe sind insbesondere großtechnisch auf sehr ökonomische Weise herzustellen und zudem hinsichtlich ihres Eigenschaftsprofils besonders vorteilhaft. So lassen sich thermoplastische Partikelschaumstoffe aus thermoplastischen Kunststoffen, insbesondere aus Polyurethanen hersteilen, die eine hervorragende Flexibilität beziehungsweise Elastizität und mechanische Stabilität aufweisen. Sie sind in der Regel kompressibel und gut elastisch verformbar. Demzufolge eignen sich gerade diese Schaumstoffe besonders gut als Schaumstoffsubstrate für Anwendungen in Bereich wie der Schuhwarenindustrie. Ganz besonders bevorzugte Substrate sind also kompressible, elastisch verformbare Partikelschaumstoffsubstrate, die als polymere Kunststoffmatrix thermoplastisches Polyurethan enthalten. Die Substrate, bevorzugt die flexiblen Schaumstoffsubstrate, können an sich beliebig geformt sein, das heißt es kann sich beispielsweise um einfache flächige Substrate oder auch um komplexere Formen wie insbesondere Schuhsohlen wie Schuhmittelsohlen handeln. Insbesondere bevorzugt sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung thermoplastische Polyurethan-Partikelschaumstoffe als Substrate (S).
In Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorbehandlungsschicht auf dem Kunststoffsubstrat hergestellt. Dies erfolgt durch (2.1 ) das Aufbringen einer Lösung oder Dispersion enthaltend mindestens ein organisches Lösemittel (L) sowie mindestens einen darin gelösten oder dispergierten Kunststoff (K) auf das Kunststoffsubstrat und (2.2) Abdampfen des mindestens einen organischen Lösemittels.
Unter Lösung ist im Einklang mit der gängigen Definition eine bei Normalbedingungen fluide homogene Mischung zu verstehen, in der dann augenscheinlich der mindestens eine Kunststoff (als Solvat) in dem mindestens einen organischen Lösemittel (als Solvens) gelöst, das heißt letztlich molekular dispers gelöst, vorliegt. Unter Dispersion versteht man demzufolge eine ebenfalls bei Normalbedingungen fluide Mischung, die makroskopisch betrachtet ebenfalls homogenen Charakter hat, sich jedoch mikroskopisch betrachtet als heterogenes Gemisch von disperser Phase (Kunststoff) und kontinuierlicher Phase (Lösemittel) darstellt.
Selbstverständlich ist es möglich, dass die Lösung beziehungsweise Dispersion neben den Bestandteilen (L) und (K) noch weitere Komponenten enthält. Vorzugsweise machen die beiden Bestandteile (L) und (K) jedoch mindestens 90 Gew.-% der Gesamtmenge der Lösung oder Dispersion aus. Ganz besonders bevorzugt besteht die Lösung oder Dispersion aus den beiden Bestandteilen. Der Anteil des Kunststoffes (K), bezogen auf die Gesamtmenge der Lösung oder Dispersion, beträgt beispielsweise 5 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 20 Gew.-%. Bevorzugt ist es, dass der Kunststoff (K), welcher dann gelöst oder dispergiert wird, ein Schaumstoff, nochmals bevorzugt ein thermoplastischer Polyurethanschaumstoff, ganz besonders bevorzugt ein thermoplastischer Polyurethan-Partikelschaumstoff, ist.
Bevorzugt ist, dass der gelöste oder dispergierte Kunststoff (K) dem Kunststoffmaterial des vorzubehandelnden Kunststoffsubstrats (S) entspricht. So wird demnach garantiert, dass die Vorbehandlungsschicht aus demselben Kunststoffmaterial wie das Substrat besteht. Auf diese Weise wird eine extrem starke Verbindung zwischen dem originären Substrat und der darauf aufgebrachten Vorbehandlungsschicht erzielt. Bevorzugt wird vor dem Aufbringen der Lösung oder Dispersion beziehungsweise vor dem Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens keine Reinigung des Kunststoffsubstrats (S) mit organischen Lösemitteln durchgeführt. Nochmals bevorzugt wird im gesamten Verfahren keine Reinigung mit organischen Lösemitteln durchgeführt. Trotzdem gelingt es überraschenderweise, in Schritt (2) eine sehr gute Verbindung zwischen originärem Substrat und der darauf aufgebrachten Vorbehandlungsschicht zu erzielen. Die Vorbehandlungsschicht wiederum überdeckt die eingangs beschriebenen Hilfsmittel wie Wachse und Silikonöle, auch langfristig in Bezug auf mögliche Migrationseffekte. Aus diesem Grund kann im weiter unten beschriebenen Schritt (3) dann die Herstellung einer Lackschicht erfolgen, die eine hervorragende Haftung zum Substrat aufweist.
Das mindestens eine organische Lösemittel (L) ist so angepasst, dass es den gewählten Kunststoff (K) in dem gewählten und gewünschten Anteil zu lösen beziehungsweise zu dispergieren vermag. Eine Anpassung im Einzelfall kann vom Fachmann durch weinige zielgerichtete Versuche durchgeführt werden. Möglich in diesem Sinne sind beispielsweise N-Methylpyrrolidon, Tetrahydrofuran, Ethylacetat, Methylethylketon, Aceton oder auch Dimethylformamid oder Dichlormethan. Ein ebenfalls mögliches Lösemittel ist Methyl-5-(dimethylamino)-2-methyl-5-oxopentanoate, welches als ökologisch und gesundheitlich unbedenkliches Lösemittel insbesondere gut in der Lage ist, die bevorzugten Polyurethan-basierten Kunststoffe (K) zu lösen beziehungsweise zu dispergieren.
In einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Lösung oder Dispersion über einen 2 stufigen Prozess hergestellt. In einem ersten Schritt wird der Kunststoff in einem ersten organischen Lösemittel angelöst oder angequollen, in einem zweiten Schritt wird die Mischung aus dem ersten Schritt mit einem zweiten organischen Lösemittel vermischt und hierdurch die Lösung oder Dispersion hergestellt.
Es hat sich gezeigt, dass durch individuelle Anpassung der Lösemittel in Bezug auf dem jeweils verwendeten Kunststoff auf diese Weise ein sehr effektives Lösen beziehungsweise dispergieren erreicht wird, welches deutlich besser ist, als ein Vorgehen mit nur einem Lösemittel oder zwei Lösemitteln, die gleichzeitig zum Einsatz kommen. Beispielhaft sei auf insbesondere hochmolekulare thermoplastische Polyurethan- Partikelschaumstoffe verwiesen. Während sich diese in Methylethylketon nicht oder nur in sehr geringen Mengen lösen oder dispergieren lassen, ist nach dem Anquellen in Methylethylketon und anschließende Vermischung mit Methyl-5-(dimethylamino)-2- methyl-5-oxopentanoate die Herstellung von entsprechenden Lösungen oder Dispersionen problemlos möglich.
Das Aufbringen (2.1 ) der Lösung oder Dispersion kann auf unterschiedliche Weise erfolgen, beispielsweise durch Streichen, Pinseln, Rollen, Gießen, Tauchen, Verreiben, pneumatische Spritzapplikation oder mittels eines Dosierapplikators. Die Wahl der letztlich zur Anwendung gebrachten Applikationsart kann den Bedingungen des Einzelfalls angepasst werden und ist beispielsweise abhängig von der Viskosität der Lösung oder Dispersion und damit auch von der Wahl des organischen Lösemittels (L) und der Art und Menge des gelösten oder dispergierten Kunststoffs (K). Es ist jedoch von entscheidendem Vorteil, dass diese Form der Wahl und Anpassungsmöglichkeit besteht und insbesondere die Spritzapplikation möglich ist. Da im Rahmen des Verfahrens auf die aufwendige und lediglich über das Abwischen mit organischen Lösemitteln realisierbare Reinigung der Substratoberfläche von beispielsweise Silikonölen oder Wachsen verzichtet werden kann (siehe auch oben) und stattdessen eine vergleichsweise einfach handhabbare Applikationsmethode gewählt werden kann, bietet die vorliegende Erfindung große Vorteile.
Das Abdampfen (2.2) des mindestens einen organischen Lösemittels kann unter Einsatz thermischer und/oder Konvektionsverfahren erfolgen, wobei übliche und bekannte Vorrichtungen wie Durchlauföfen, NIR- und IR-Heizstrahler, Gebläse und Blastunnel eingesetzt werden können. Das Abdampfen kann jedoch auch rein passiv durch Lagerung des beschichteten Kunststoffsubstrats bei zum Beispiels Raumtemperatur erfolgen. Letztlich ist auch hier die Anpassung an die jeweils eingesetzten Lösemittel (L) entscheidend.
Die Schichtdicke der gemäß Schritt (2) des Verfahrens hergestellten Vorbehandlungsbeschichtung beträgt bevorzugt 1 bis 45 Mikrometer, nochmals bevorzugt 10 bis 30 Mikrometer. Nach Schritt (2) des Verfahrens resultiert ein mit einer Vorbehandlungsschicht ausgestattetes Kunststoffstoffsubstrat, das dann wie im nachstehenden Schritt (3) beschrieben verwendet wird.
Im Schritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf dem vorbehandelten Kunststoffsubstrat aus Schritt (2) durch (3.1 ) Aufbringen eines Lacks auf das vorbehandelte Kunststoffsubstrat sowie (3.2) Härtung des Lacks eine Lackschicht hergestellt.
Entsprechende Verfahren zur Lackierung und dabei zum Einsatz kommende Lacke werden beispielsweise in WO 2016/188656 A1 , Seite 6, dritter Absatz bis Seite 13, dritter Absatz und Seite 17, erster Absatz bis Seite 46, letzter Absatz, beschrieben. Bevorzugt werden wässrige Basislacke (das heißt pigmentierte Lacke) und/oder wässrige Klarlacke verwendet, insbesondere solche, wie sie in der WO 2016/188656 A1 oder auch der WO 2016/188655 A1 beschrieben sind.
Durch die Verwendung der Lacke werden Lackschichten erhalten, die in besonderem Maße Aufgaben wie optische Qualität (Färb- und/oder Effektgebung durch Basislacke), Haptik, Abriebsbeständigkeit und Schmutzabweisung (insbesondere Klarlacke) zu erfüllen wissen. Insbesondere ist durch den Einsatz solcher Lacke eine deutlich größere Variationsbreite und Anpassbarkeit gegeben, als dies beispielsweise durch ein mögliches Additivieren und/oder die Pigmentierung der Vorbehandlungslösung aus Schritt (2), wie dies auch in WO 2015/165724 A1 beschrieben ist, ermöglicht wird. Dadurch, dass die schon mehrfach genannte hervorragende Haftung erzielt wird, werden also die im vorstehenden Satz genannten Vorteile erzielt, ohne aber durch eine mögliche Haftungsschwäche einen Nachteil zu erhalten.
Die Applikation (3.1 ) des mindestens einen Lacks kann durch die dem Fachmann bekannten Methoden zur Applikation von flüssigen Beschichtungsmitteln aufgebracht werden, beispielsweise durch Tauchen, Rakeln, Spritzen, Walzen oder ähnlichem. Vorzugsweise werden Spritzapplikationsmethoden angewandt, wie zum Beispiel Druckluftspritzen (pneumatische Applikation), Airless-Spritzen, Hochrotation, elektrostatischer Sprühauftrag (ESTA), gegebenenfalls verbunden mit Heißspritzapplikation wie zum Beispiel Hot-Air (Heiß-Spritzen). Ganz besonders bevorzugt werden die Lacke über die pneumatische Spritzapplikation oder die elektrostatische Spritzapplikation aufgetragen.
Der Auftrag der Lacke erfolgt so, dass die einzelnen Lackschichten nach der Härtung eine Schichtdicke von beispielsweise 3 bis 50 Mikrometer, bevorzugt 5 bis 40 Mikrometer aufweisen.
Möglich ist es natürlich auch, dass mindestens zwei Lacke aufgebracht werden, beispielsweise ein Basislack (pigmentierter Lack) und im Anschluss daran ein Klarlack. Diese Lacke können auch aufeinander aufgebracht werden, ohne den zuerst aufgebrachten Lack vor Auftrag des zweiten Lacks zu härten (nass-in-nass Applikation), sondern den ersten Lack vor Auftrag des zweiten Lacks beispielsweise lediglich kurz abzulüften. Die Härtung erfolgt dann gemeinsam. In diesem Fall würde also der Lack gemäß (3.1 ) ein Basislack sein und zwischen den Schritten (3.1 ) und (3.2) würde die Applikation eines Klarlacks erfolgen.
Unter Härtung eines Lacks beziehungsweise eines aufgebrachten Lacks versteht sich die Überführung einer entsprechenden Schicht in den gebrauchsfertigen Zustand, das heißt also in einen Zustand, in der das mit der jeweiligen Lackschicht ausgestattete Substrat transportiert, gelagert und bestimmungsgemäß verwendet werden kann. Eine gehärtete Lackschicht ist also insbesondere nicht mehr weich oder klebrig, sondern als fester Beschichtungsfilm konditioniert, der auch bei weiterer Aussetzung mit wie weiter unten beschriebenen Härtungsbedingungen seine Eigenschaften wie Härte oder Haftung auf dem Untergrund nicht mehr wesentlich ändert.
Die Härtung (3.2) kann je nach eingesetzten Lacken auf unterschiedliche Weise erfolgen, beispielsweise rein physikalisch, thermisch-chemisch oder auch aktinisch. Die Begriffe sind dem Fachmann bekannt und finden teils auch eingehende Betrachtung im Stand der Technik, beispielsweise in WO 2016/188656 A1.
Nach Schritt (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens resultiert ein ebenfalls erfindungsgemäßes mit einer Vorbehandlungsschicht und mindestens einer Lackschicht ausgestattetes Kunststoffstoffsubstrat.
Selbstverständlich ist es möglich, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens noch weitere Schritte durchgeführt werden, die nicht explizit genannt sind. Beispielsweise kann wie oben angegeben, mehr als eine Lackschicht aufgebracht werden. Erfindungsgemäß ist es aber ausreichend, dass eine Lackschicht hergestellt wird. Genauso ist es möglich, dass mehr als eine Vorbehandlungsschicht aufgebracht wird, wobei allerdings bevorzugt genau eine Vorbehandlungsschicht aufgebracht wird. Das Kunststoffsubstrat zeichnet sich dadurch aus, dass, obwohl bei seiner Herstellung auf die Reinigung mit organischen Lösemitteln verzichtet werden kann, eine hervorragende Haftung des Lacks zur Vorbehandlungsschicht besteht und zudem gute optische, haptische und/oder mechanische Eigenschaften beziehungsweise eine gute Schmutzabweisung erreicht wird oder einstellbar ist.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Vorbehandlungsbeschichtung und anschließenden Lackierung von Kunststoffsubstraten, welches die folgenden Schritte umfasst:
(1 ) Bereitstellung eines vorzubehandelnden Kunststoffsubstrats (S),
(2) Herstellung einer Vorbehandlungsschicht auf dem Kunststoffsubstrat (S) aus (1 ) durch
(2.1 ) Aufbringen einer Lösung oder Dispersion enthaltend mindestens ein organisches Lösemittel (L) sowie mindestens einen darin gelösten oder dispergierten Kunststoff (K) auf das Kunststoffsubstrat sowie (2.2) Abdampfen des mindestens einen organischen Lösemittels aus (2.1 ),
(3) Herstellung einer Lackschicht auf dem vorbehandelten Kunststoffsubstrat aus (2) durch (3.1 ) Aufbringen eines Lacks auf das vorbehandelte Kunststoffsubstrat aus (2) sowie
(3.2) Härtung des Lacks aus (3.1 ).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffsubstrat (S) ein Schaumstoffsubstrat ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaumstoffsubtrat ein flexibles Schaumstoffsubstrat ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das
Schaumstoffsubstrat ein thermoplastisches Polyurethanschaumstoffsubstrat, bevorzugt ein thermoplastisches Polyurethan-Partikelschaumstoffsubstrat ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff (K), welcher gelöst oder dispergiert wird, ein Schaumstoff, bevorzugt ein thermoplastischer Polyurethanschaumstoff, ganz besonders bevorzugt ein thermoplastischer Polyurethan- Partikelschaumstoff, ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff (K) dem Kunststoffmaterial des Kunststoffsubstrats (S) entspricht.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens keine Reinigung des Kunststoffsubstrats (S) mit organischen Lösemitteln, insbesondere keine Reinigung durch ein oder mehrfaches Abwischen des Kunststoffsubstrats mit solchen Lösemitteln, durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schickdicke der der gemäß Schritt (2) des Verfahrens hergestellten Vorbehandlungsbeschichtung 1 bis 45 Mikrometer, bevorzugt 10 bis 30 Mikrometer beträgt.
9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack gemäß (3.1 ) ein wässriger Lack ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack ein pigmentierter Lack (Basislack) oder ein Klarlack ist.
11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack gemäß
(3.1 ) ein pigmentierter Lack (Basislack) ist und in einem weiteren Schritt auf die Basislackschicht ein Klarlack aufgebracht wird, welcher dann zusammen mit dem Basislack gemäß (3.2) gehärtet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen gemäß (2.1 ) und das Aufbringen gemäß (3.1 ) durch Spritzapplikation durchgeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung der Lösung oder Dispersion aus (2.1 ) in einem ersten Schritt das Anlösen oder Anquellen des Kunststoffs (K) in einem ersten organischen Lösemittel und in einem zweiten Schritt die Vermischung der Mischung aus dem ersten Schritt mit einem zweiten organischen Lösemittel und hierdurch die Herstellung der Lösung oder Dispersion umfasst.
14. Mit einer Vorbehandlungsschicht und mindestens einer Lackschicht ausgestattetes Kunststoffstoffsubstrat, das nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 13 hergestellt wurde.
15. Schuhsohle, insbesondere Schuhmittelsohle, die das Kunststoffsubstrat nach Anspruch 14 enthält oder daraus besteht.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022090222A1 (de) 2020-10-28 2022-05-05 Basf Se Sportgerät für schlägersportarten
WO2022161978A1 (en) 2021-01-29 2022-08-04 Basf Se Construction of a molded body for non-pneumatic tires

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3800938A1 (de) * 1988-01-15 1989-07-27 Herberts Gmbh Beschichtungszusammensetzung und deren verwendung als haftprimer fuer kunststoffoberflaechen
JP3290764B2 (ja) * 1993-06-30 2002-06-10 三菱化学株式会社 オレフィン系樹脂成形体の塗装方法
DE10037157A1 (de) * 2000-07-31 2002-02-14 Bayer Ag Mehrschichtige Beschichtungssysteme aus einer dickschichtigen, gelartigen Grundschicht und einer Deckschicht aus Polyurethan-Lack, deren Herstellung und Verwendung
DE10059886A1 (de) * 2000-12-01 2002-06-20 Basf Coatings Ag Verwendung von wässrigen, physikalisch härtbaren Beschichtungsstoffen auf Polyurethanbasis als Haftgrundierung von Lackierungen
US7906199B2 (en) * 2004-12-23 2011-03-15 Ppg Industries Ohio, Inc. Color harmonization coatings for articles of manufacture comprising different substrate materials
US20060141234A1 (en) * 2004-12-23 2006-06-29 Rearick Brian K Coated compressible substrates
EP1979401B1 (de) 2006-01-18 2010-09-29 Basf Se Schaumstoffe auf basis thermoplastischer polyurethane
PT2144959E (pt) 2007-04-11 2011-02-07 Basf Se Espuma de partículas elásticas à base de misturas de poliolefinas/polímeros de estireno
PL3578597T3 (pl) 2012-04-13 2021-09-13 Basf Se Sposób wytwarzania ekspandowanego granulatu
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