WO2021155891A1 - Flächengebilde - Google Patents

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WO2021155891A1
WO2021155891A1 PCT/DE2021/200005 DE2021200005W WO2021155891A1 WO 2021155891 A1 WO2021155891 A1 WO 2021155891A1 DE 2021200005 W DE2021200005 W DE 2021200005W WO 2021155891 A1 WO2021155891 A1 WO 2021155891A1
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WO
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polyurethane
flat structure
coating
textile carrier
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PCT/DE2021/200005
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English (en)
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Inventor
Thorsten Neumann
Matthias Knecht
Birgit Kammerer
Barbara Knerr
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Benecke-Kaliko Ag
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/12—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins
    • D06N3/14—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. gelatine proteins with polyurethanes
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N2201/00—Chemical constitution of the fibres, threads or yarns
    • D06N2201/02—Synthetic macromolecular fibres
    • D06N2201/0281—Polyurethane fibres
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Definitions

  • the invention relates to a sheet-like structure comprising a polyurethane-based coating which is applied to a textile carrier and has at least one layer and which is firmly bonded to the textile carrier.
  • the reusability is a decisive factor for recent developments in the field of textile coating and the production of artificial leather, which are used, for example, in the automotive and interior sectors, which is commonly summarized under the term sustainability.
  • Polyurethane coatings for example, have been combined with a textile carrier based on polyester, polyamide, cotton or mixed textiles.
  • a textile carrier based on polyester, polyamide, cotton or mixed textiles.
  • Such a chemically inconsistent combination of materials can only be recycled with increased effort and inadequately, since the textile carrier must first be separated from the coating and then the separated fractions had to be recycled separately. This is costly and economically unprofitable.
  • the object of the invention is therefore to propose a flat structure, in particular an artificial leather, which can be recycled as a whole without requiring major purification and separation technologies.
  • the invention proposes the design of a flat structure according to the features of claim 1.
  • the solution according to the invention provides that the textile carrier of the flat structure is formed on the basis of polyurethane fibers, so that together with the coating having at least one layer on the basis of a polyurethane it forms a pure composite of the flat structure.
  • the planar structure according to the invention can be comminuted, for example ground or shredded, whereupon the ground or shredded material obtained is processed as a raw material, for example in a calendering or extrusion process, to form a homogeneous mass, which alone or in admixture with other thermoplastic polyurethane types to form a film or can be processed into pellets.
  • the desired material parameters can be set within wide limits.
  • the new raw material obtained in this way can in turn be used for the production of coatings or a textile based on polyurethane.
  • the textile carrier can be a fleece made from melt-spun microfibers or from microfibers laid down in a random position and attached to the Crossing points be melt-bonded continuous fibers. Both methods for producing a fleece are widely known.
  • Thermoplastic polyurethane is particularly suitable as a raw material for the formation of the textile carrier, whereby by adapting the TPU formulation from hard to soft, by adapting the crystalline proportions and the sintering temperature, the stability of the textile carrier according to the invention can be adjusted the thickness can be set within wide limits.
  • the textile carrier is firmly bonded to the adjoining layer of the polyurethane-based coating by means of direct, adhesive or flame lamination, in order to form, for example, an artificial leather.
  • the application of the textile backing to the coating can take place in particular using the so-called reverse sweeping process, i.e. in a first step the coating is created on a removable base sheet from at least one, if necessary also several discretely stacked layers, for example by knife coating, brushing, printing or spraying.
  • the textile carrier is then placed on the upper side of the created at least one-layer coating facing away from the base and firmly bonded to the coating.
  • the coating of the planar structure according to the invention can, for example, be based on thermoplastic polyurethanes, high-solid polyurethanes, thermoplastic polyurethane dispersions and thermoplastic and / or solvent-containing polyurethane coatings.
  • a high-solid polyurethane is understood to mean a polyurethane dispersion with a solids content of at least 65% by volume.
  • the coating of the planar structure according to the invention comprises at least two layers, it can be provided that these are connected to one another via a suitable thermoplastic laminating adhesive.
  • the polyurethanes used to form the at least one layer of the coating are selected so that they have a melting temperature in the range from 120 ° C. to 250 ° C. so that they can be used in a subsequent recycling process, for example in a calender or a Reliably melt the extruder completely.
  • planar structure according to the invention can have dyes and / or pigments in a manner known per se in order to produce a desired coloration, in particular in the area of the coating.
  • planar structure according to the invention is particularly suitable for producing unmixed composites for the formation of an artificial leather.
  • planar structure according to the invention is to be reused after its service life has been reached, it is crushed in its entirety using suitable methods without prior material separation - if necessary - and processed in a calender or extruder to form a film or pellets, if necessary by mixing with other types of TPU Setting the material parameters.
  • planar structure according to the invention can also be converted directly into a multi-sided system of different films without being processed into pellets.
  • grinding or comminution to a fine powder can also take place, which can be found in the production of layers by means of painting or paste processing.
  • granules or powder from the powder, granules or
  • Pellets can also be made again textile supports in the form of, for example, fleeces.
  • a new raw material of pure quality based on polyurethane is obtained, which can be used again for the production of coatings or a textile or other products made of polyurethane. It is advisable to give the raw material obtained by recycling a dark color, in particular by adding suitable pigments or dyes, the pigment content also being able to be adjusted by mixing the appropriately colored raw materials used. In addition to dyes and pigments, other processing aids, flame retardants, stabilizers, etc. can also be added.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Flächengebilde, umfassend eine auf einem textilen Träger aufgebrachte und mindestens eine Schicht aufweisende Beschichtung auf Basis eines Polyurethans, die mit dem textilen Träger haftfest verbunden ist, wobei der textile Träger auf Basis von Polyurethanfasern ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Flächengebilde
Die Erfindung betrifft ein Flächengebilde, umfassend eine auf einem textilen Träger aufgebrachte und mindestens eine Schicht aufweisende Beschichtung auf Basis eines Polyurethans, die mit dem textilen Träger haftfest verbunden ist.
Die Wiederverwertbarkeit (Recycling) ist ein maßgebender Faktor für neuere Entwicklungen im Bereich der Textilbeschichtung und der Herstellung von Kunstleder, die beispielsweise im Bereich Automotive und Interior zur Anwendung kommen, was landläufig auch unter dem Begriff Sustainability zusammengefasst wird.
Bisher bekannte Ausgestaltungen von Textilbeschichtungen, zum Beispiel zur Ausbildung eines Kunstleders, beruhen auf einer Textilbasis, welche sich chemisch von der darauf aufgebrachten Beschichtung unterscheidet. Die häufig verwendeten
Polyurethanbeschichtungen wurden beispielsweise mit einem textilen Träger auf Basis von Polyester-, Polyamid-, Baumwoll- oder Mischtextilien kombiniert. Eine solche chemisch uneinheitliche Materialkombination kann nur mit erhöhtem Aufwand und unzureichend wiederverwertet werden, da zunächst der textile Träger von der Beschichtung getrennt werden muss und anschließend die getrennten Fraktionen separat recycelt werden musste. Dies ist kostenintensiv und wirtschaftlich unrentabel.
Alternativ wurde der Ansatz verfolgt, die chemisch uneinheitliche Materialkombination nicht zu trennen, sondern durch mechanische Bearbeitung soweit zu zerkleinern, dass diese Mischung in geeigneten Homopolymeren als Füllstoffe eingearbeitet werden konnte. Die Zahl der hierfür geeigneten Anwendungen ist jedoch begrenzt und es werden hochwertige Kunststoffe in minderwertige Füllstoffe überführt. Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Flächengebilde, insbesondere ein Kunstleder, vorzuschlagen, welches als Ganzes recycelt werden kann, ohne größere Aufreinigungs und Separationstechnologien zu erfordern.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß die Ausgestaltung eines Flächengebildes gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 vorgeschlagen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass der textile Träger des Flächengebildes auf Basis von Polyurethanfasem ausgebildet ist, sodass er gemeinsam mit der mindestens eine Schicht aufweisenden Beschichtung auf Basis eines Polyurethans insoweit einen sortenreinen Verbund des Flächengebildes ausbildet.
Da insoweit erfindungsgemäß ein homopolymeres Flächengebilde vorliegt, ist eine Recyclierung des erfindungsgemäßen Flächengebildes nach Ablauf der Benutzungsdauer auf einfache Weise möglich. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Flächengebilde zerkleinert, zum Beispiel gemahlen oder geschreddert werden, woraufhin das erhaltene Mahl- oder Shreddergut als Rohmaterial zum Beispiel in einem Kalandrier- oder Extrudierprozess zu einer homogenen Masse verarbeitet wird, die allein oder in Abmischung mit anderen thermoplastischen Polyurethantypen zu einem Film oder zu Pellets verarbeitet werden kann. Durch die Variation der Mischparameter mit anderen thermoplastischen Polyurethantypen können die gewünschten Materialparameter in weiten Grenzen eingestellt werden. Der solchermaßen gewonnene neue Rohstoff kann wiederum zur Herstellung von Beschichtungen oder eines Textils auf Basis von Polyurethan verwendet werden.
Nach einem Vorschlag der Erfindung kann der textile Träger ein Vlies aus schmelzgesponnenen Mikrofasem oder aus in Wirrlage abgelegten und an den Kreuzungspunkten schmelzverbundenen Endlosfasem sein. Beide Verfahren zur Herstellung eines Vlieses sind vielfältig bekannt.
Als Rohmaterial für die Ausbildung des textilen Trägers kommt insbesondere thermoplastisches Polyurethan (TPU) in Betracht, wobei durch Anpassung der TPU- Rezeptur von hart bis weich, durch Anpassung der kristallinen Anteile und der Sintertemperatur kann der textile Träger gemäß der Erfindung in seiner Stabilität in Abhängigkeit von der Dicke in weiten Grenzen eingestellt werden.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung wird der textile Träger mittels Direkt-, Klebe- oder Flammkaschierung mit der angrenzenden Schicht der Beschichtung auf Basis eines Polyurethans haftfest verbunden, um beispielsweise ein Kunstleder auszubilden.
Die Aufbringung des textilen Trägers auf die Beschichtung kann insbesondere im sogenannten Elmkehrverfahren erfolgen, d.h. in einem ersten Schritt wird auf eine ablösbare Elnterlage die Beschichtung aus mindestens einer, gegebenenfalls auch mehreren diskret aufeinandergelegten Schichten erstellt, beispielsweise durch Rakeln, Streichen, Drucken oder Sprühen. Anschließend wird der textile Träger auf die der Elnterlage abgewandte Oberseite der erstellten mindestens einschichtigen Beschichtung aufgelegt und mit der Beschichtung haftfest verbunden.
Die Beschichtung des erfmdungsgemäßen Flächengebildes kann beispielsweise auf Basis von thermoplastischen Polyurethanen, High-Solid Polyurethanen, thermoplastischen Polyurethandispersionen sowie thermoplastischen und/oder Lösemittel enthaltenden Polyurethanbeschichtungen ausgebildet sein. Im Rahmen der Erfindung wird unter einem High-Solid Polyurethan eine Polyurethandispersion mit einem Feststoffgehalt von mindestens 65 Vol.-% verstanden.
Sofern die Beschichtung des erfmdungsgemäßen Flächengebildes mindestens zwei Schichten umfasst, kann vorgesehen sein, dass diese über einen geeigneten thermoplastischen Kaschierkleber miteinander verbunden sind. Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung werden die zur Ausbildung der mindestens einen Schicht der Beschichtung eingesetzten Polyurethanen so ausgewählt, dass sie eine Schmelztemperatur im Bereich von 120°C bis 250°C aufweisen, damit sie in einem anschließenden Recyclingprozess zum Beispiel in einem Kalander oder einem Extruder zuverlässig vollständig aufschmelzen.
Das erfindungsgemäße Flächengebilde kann in an sich bekannter Weise Farbstoffe und/oder Pigmente aufweisen, um insbesondere im Bereich der Beschichtung eine gewünschte Einfärbung hervorzurufen.
Das erfindungsgemäße Flächengebilde ist insbesondere zur Herstellung sortenreiner Verbünde zur Ausbildung eines Kunstleders geeignet.
Sofern das erfindungsgemäße Flächengebilde nach Erreichen seiner Lebensdauer wiederverwendet werden soll, wird es mit geeigneten Verfahren ohne vorherige stoffliche Trennung - soweit erforderlich - in Gänze zerkleinert und in einem Kalander oder Extruder zu einem Film oder Pellets verarbeitet, gegebenenfalls unter Abmischung mit anderen TPU-Typen zur Einstellung der Materialparameter.
Gegebenenfalls kann das erfindungsgemäße Flächengebilde auch ohne Verarbeitung zu Pellets direkt in ein mehrseitiges System aus verschiedenen Filmen überführt werden. Neben der Verarbeitung zu Pellets kann auch eine Vermahlung bzw. Zerkleinerung zu einem feinen Pulver erfolgen, welches bei der Herstellung von Schichten mittels Streichen bzw. Pastenverarbeitung finden kann. Ferner können aus dem Pulver, Granulat bzw.
Pellets auch erneut textile Träger in Form von beispielsweise Vliesen hergestellt werden.
Es wird ein neuer Rohstoff sortenreiner Qualität auf Basis von Polyurethan erhalten, der erneut zur Herstellung von Beschichtungen oder eines Textils oder anderen Erzeugnissen aus Polyurethan verwendet werden kann. Es empfiehlt sich, den durch das Recycling erhaltenen Rohstoff insbesondere durch Zugabe geeigneter Pigmente oder Farbstoffe mit einer dunklen Farbgebung auszustatten, wobei der Pigmentanteil auch durch Abmischung der entsprechend eingefärbten eingesetzten Rohstoffe eingestellt werden kann. Neben Farbstoffen und Pigmenten können auch weitere Prozesshilfsmittel, Flammschutzmittel, Stabilisatoren etc. zugegeben werden.

Claims

Patentansprüche
1. Flächengebilde, umfassend eine auf einem textilen Träger aufgebrachte und mindestens eine Schicht aufweisende Beschichtung auf Basis eines Polyurethans, die mit dem textilen Träger haftfest verbunden ist, dadurch gekennzei chnet, dass der textile Träger auf Basis von Polyurethanfasem ausgebildet ist.
2. Flächengebilde nach Anspruch 1, dadurch gekennzei chnet, dass der textile Träger ein Vlies aus schmelzgesponnenen Mikrofasem oder aus in Wirrlage abgelegten und an Kreuzungspunkten schmelzverbundenen Endlosfasern ist.
3. Flächengebilde nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzei chnet, dass der textile Träger auf Basis von thermoplastischem Polyurethan ausgebildet ist.
4. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzei chnet, dass der textile Träger mittels Direkt-, Klebe- oder Flammkaschierung mit der angrenzenden Schicht der Beschichtung haftfest verbunden ist.
5. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzei chnet, dass die Beschichtung auf Basis von thermoplastischen Polyurethanen, High-Solid Polyurethanen, thermoplastischen Polyurethandispersionen, thermoplastischen und/oder Lösemittel enthaltenden Polyurethanbeschichtungen ausgebildet ist.
6. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzei chnet, dass die Beschichtungen mindestens zwei Schichten umfasst und einen thermoplastischen Kaschierkleber enthält.
7. Flächengebilde nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzei chnet, dass die Beschichtung eine Schmelztemperatur im Bereich von 120°C bis 250°C aufweist.
8. Kunstleder, gebildet aus einem Flächengebilde nach einem der vorangehenden Ansprüche.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1167606A1 (de) * 1999-02-24 2002-01-02 Kanebo Limited Faservlies aus polyurethan-elastomerfasern herstellungsverfahren und faservlies enthaltendes kunstleder
CN109049927A (zh) * 2018-08-27 2018-12-21 晟合新材料科技（嘉善）有限公司 一种高弹浮法经编底布及其弹性仿真皮面料

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