Die vorliegende Erfindung betrifft ein thermoplastisches Verbundmaterial enthaltend mindestens ein organisches, vorzugsweise gebrauchtes und/oder recyceltes Fasermaterial und mindestens ein thermoplastisches Bindemittel. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines thermoplastischen Verbundmaterials sowie eine Verwendung des thermoplastischen Verbundmaterials.

Im Stand der Technik sind thermoplastische Verbundmaterialien bekannt. Als Ausgangsmaterial für die Herstellung dieser Verbundmaterialien dient dabei beispielsweise tierischer Rohstoff. Die im Stand der Technik bekannten Verbundmaterialien weisen jedoch häufig eine gewisse Steifheit bzw. Unbiegsamkeit und eine geringe Elastizität auf.

Sowohl von Seiten des Verbrauchers als auch unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit und Abfallvermeidung bzw. Abfallwiederverwertung werden jedoch zunehmend Produkte gewünscht, welche aus gebrauchten bzw. recycelten Materialien hergestellt werden können. Bei der Herstellung der Verbundmaterialien ist es dennoch gewünscht, diese effizient zu produzieren.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verbundmaterial bereitzustellen, welches eine hohe Elastizität aufweist und insbesondere aus gebrauchten bzw. recycelten Materialien hergestellt werden kann und so auch die Anforderungen an die Nachhaltigkeit erfüllt. Es ist des Weiteren eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein solches Verbundmaterial effizient herzustellen.

Diese Aufgabe wird zum einen durch ein Verbundmaterial gemäß Patentanspruch 1 sowie durch Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials nach den Ansprüchen 11 und 12 (im Folgenden auch „Herstellungsverfahren“ genannt), ein Verfahren zur Oberflächenbeschichtung eines Gegenstands gemäß Anspruch 14 sowie ein Verbundmaterial zur Verwendung gemäß Anspruch 15 gelöst.

Ein erfindungsgemäßes Verbundmaterial umfasst in seiner einfachsten Ausführungsform a) mindestens ein organisches Fasermaterial oder ein Gemisch aus zwei oder mehr organischen Fasermaterialien, wobei das organische Fasermaterial oder das Gemisch aus zwei oder mehr organischen Fasermaterialien bevorzugt zumindest ein gebrauchtes und/oder recyceltes Fasermaterial umfasst, und wobei das organische Fasermaterial oder das Gemisch aus zwei oder mehr organischen Fasermaterialien einen Anteil von mindestens 20 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 40 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 50 Gew.-%, insbesondere von mindestens 60 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von mindestens 75 Gew.-%, und/oder von höchstens 90 Gew.-%, insbesondere von höchstens 80 Gew.-%, in dem Verbundmaterial aufweist, und b) mindestens ein thermoplastisches Bindemittel, wobei das thermoplastische Bindemittel ausgewählt ist aus der Gruppe der Polyurethane, Polyolefine, Polyvinylester, Polyester, Polyamide, Polystyrole, Styrol-Olefine, Polyacrylate, Vinylacetate, Ethylenvinylacetate oder Gemischen aus zwei oder mehr der genannten Gruppen ausgewählt ist, bevorzugt aus der Gruppe von Styrol-Acrylat und/oder Styrol-Butadien, besonders bevorzugt aus der Gruppe von Styrol-Acrylat, und wobei das Bindemittel bevorzugt einen Anteil von mindestens 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 20 Gew.-%, insbesondere von mindestens 30 Gew.-%, und/oder bevorzugt von höchstens 50 Gew.-%, insbesondere von höchstens 40 Gew.-%, in dem Verbundmaterial aufweist.

Die vorliegend genannten Gehaltsangaben für die Komponenten des Verbundmaterials (in Gewichtsprozent: Gew.-%) beziehen sich, sofern nicht anders vermerkt, auf das Gesamtgewicht des Verbundmaterials.

Unter der Bezeichnung „Verbundmaterial“ oder „Verbundwerkstoff“ ist ein Verbundwerkstoff oder Kompositwerkstoff (kurz Komposit oder Compound) bzw. ein Material aus zwei oder mehr verbundenen Materialien zu verstehen, der vorliegend auch als Mehrphasen- oder Mischwerkstoff bezeichnet wird und aus zumindest zwei Hauptkomponenten besteht: aus den das Verbundmaterial verstärkenden Fasern sowie einem thermoplastischen Bindemittel, welches die Fasern als Füll- und/oder Klebstoff einbettet. Durch gegenseitige Wechselwirkungen der beiden Komponenten kann der Gesamtwerkstoff vorteilhaft höherwertige Eigenschaften als jede der beiden beteiligten Komponenten selbst bilden.

Ein Verbundmaterial kann beispielsweise ein aus einem flächigen Gebilde aus Fasern und Bindemitteln hergestellter Faserwerkstoff sein. Dabei handelt es sich häufig um Fasern, welche gemeinsam mit den Bindemitteln verbunden werden. Das Verbundmaterial besitzt dabei andere Werkstoffeigenschaften als seine einzelnen Komponenten. Für die Eigenschaften des Verbundmaterials sind im Wesentlichen stoffliche Eigenschaften der Komponenten von Bedeutung.

Als organisches Fasermaterial ist prinzipiell jedes Fasermaterial geeignet, welches dem Verbundmaterial die gewünschten Eigenschaften, wie beispielsweise eine bestimmte Haptik oder Optik, verleiht.

Unter der Bezeichnung „organisches Fasermaterial“ ist vorliegend ein Fasermaterial, d. h. ein lineares, elementares Gebilde, das aus einem Faserstoff besteht und dessen zumindest äußere Faserform im Wesentlichen eine Längsform aufweist und welches zumindest eine organische Komponente umfasst, zu verstehen. Hierunter werden sowohl natürlich gewonnene oder natürlich gewinnbare Fasern verstanden, solange diese auf organischer Basis beruhen. D. h. das organische Fasermaterial kann bereits in der Natur in faserförmigem Zustand Vorkommen. Optional kann jedoch auch ein Behandlungsschritt zur Überführung in eine faserige Struktur bevorzugt werden. Unter den natürlichen Materialien sind hierfür prinzipiell sowohl tierische als auch pflanzliche organische Fasermaterialien geeignet. Bevorzugt ist jedoch tierisches Fasermaterial.

Geeignete tierische Fasern umfassen dabei Naturfasern wie Leder, Wolle, Haare oder Seide. Pflanzenfasern können beispielsweise Baumwolle, Kapok, Flachs, Hanf, Jute, Kenaf, Ramie, Ginster, Manila, Kokos oder Sisal enthalten.

Erfindungsgemäß enthält das Verbundmaterial mindestens ein organisches Fasermaterial oder ein Gemisch aus zwei oder mehr organischen Fasermaterialien, wobei das organische Fasermaterial oder das Gemisch aus zwei oder mehr organischen Fasermaterialien bevorzugt einen Anteil von mindestens 20 Gew.-%, bevorzugt von mindestens 40 Gew.-%, besonders bevorzugt von mindestens 50 Gew.-%, insbesondere von mindestens 60 Gew.- %, insbesondere bevorzugt von mindestens 75 Gew.-%, und/oder von höchstens 90 Gew.- %, insbesondere von höchstens 80 Gew.-%, in dem Verbundmaterial aufweist .

Bevorzugt umfasst ein Verbundmaterial zumindest ein gebrauchtes und/oder recyceltes organisches Fasermaterial oder ein Gemisch aus zwei oder mehr gebrauchten und/oder recycelten organischen Fasermaterialien. Die Bezeichnung „gebraucht“ steht vorliegend für „benutzt“ bzw. „nicht mehr unbenutzt“ bzw. „aus zweiter Hand stammend“. Ein solches gebrauchtes Material kann dabei auch Abfallmaterial umfassen und/oder gegebenenfalls Abnutzungsspuren aufweisen und kann, aber muss nicht zwingend funktionsfähig sein. Dabei kann das gebrauchte Fasermaterial vom Hersteller, Verkäufer oder einem Dritten bereits dessen gewöhnlicher Verwendung zugeführt worden und gegebenenfalls mit einem Sachmangel behaftet sein. Es kann sich hierbei auch um Ausschussware oder übriggebliebene Ware handeln, die so nicht in den Verkauf gehen soll. Ebenfalls kann es sich hierbei um Ware handeln, welche beispielsweise als Abfall aus einem Produktionsprozess anfällt. Bevorzugt handelt es sich jedoch bei dem gebrauchten Material um ein Fasermaterial, insbesondere ein tierisches Fasermaterial, welches aus einem Produktionsprozess anfällt.

Unter der Bezeichnung „recycelt“ ist zu verstehen, dass ein Rohstoff wiederverwendet bzw. wiederverwertet oder wiederaufbereitet wird. Insbesondere kann ein solcher Rohstoff als Abfall eingestuft sein. Das bedeutet, dass Abfälle durch diverse Verwertungsverfahren zu Erzeugnissen, Materialien oder Stoffen entweder für den ursprünglichen Zweck oder für andere Zwecke aufbereitet werden. Unabhängig von deren ursprünglichen Zweck werden die Erzeugnisse, Materialien oder Stoffe vorliegend für den Zweck der Herstellung eines erfindungsgemäßen thermoplastischen Verbundmaterials eingesetzt.

Überraschend hat sich dabei gezeigt, dass ein Anteil eines solchen gebrauchten und/oder recycelten Fasermaterials eine verbesserte Elastizität des thermoplastischen Verbundmaterials erzielt. Durch eine solche verbesserte Elastizität des Verbundmaterials kann dieses vorteilhaft besser bzw. einfacher dreidimensional verformt werden.

Besonders bevorzugt kann es sich dabei um ein Material handeln, welches Abfallmaterial enthält, wie beispielsweise bei der Herstellung von Lederware anfällt. Ein solches Abfallmaterial kann beispielsweise Stanzabfall umfassen, welcher nach dem Stanzen von Leder in Form von Stanzgitterabfall anfällt.

Prinzipiell ist dabei jedes gebrauchte und/oder recycelte Fasermaterial, insbesondere jedes gebrauchte und/oder recycelte tierische Fasermaterial, welches aus einem Produktionsprozess anfällt, geeignet.

Die gebrauchten und/oder recycelten Lederfasern können hierbei prinzipiell aus jeder Art Lederresten gewonnen werden, wie beispielsweise aus chromgegerbtem, vegetabil gegerbtem und/oder aldehyd-gegerbtem Leder oder deren Vorprodukten wie z. B. Falzspänen oder Spaltledern. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ersetzbare Lederarten sind beispielsweise Oberleder, Velourleder, Crust-Leder, Unterleder, Futterleder, Blankleder sowie technisches Leder. Insbesondere handelt es sich bei dem Leder um Leder mit zumindest einer Farbkomponente bzw. einer vorzugsweise oberflächlichen Farbschicht.

Bevorzugt weist ein solches gebrauchtes und/oder recyceltes Fasermaterial eine Dicke von mindestens 0,8 mm auf. Höchstens ist ein solches Fasermaterial maximal 3 mm dick. Unter der Bezeichnung „Dicke“ ist dabei die Dicke des Ledermaterials samt möglicher weiterer Schichten zu verstehen. Besonders bevorzugt ist ein Fasermaterial mit einer Farbe, wie beispielsweise einem Lack beschichtet, wobei die Färb- bzw. Lackbeschichtung vorzugsweise eine Schichtdicke von mindestens 0,03 mm un von höchstens 0,1 mm aufweist.

Insbesondere ist ein bevorzugtes gebrauchtes und/oder recyceltes organisches Fasermaterial im Wesentlichen frei von Verunreinigungen, wie beispielsweise von Metallen, Schwermetallen oder Material, wie beispielsweise Vlies oder Gewebe. Unter der Bezeichnung „im Wesentlichen frei“ ist vorliegend eine Verunreinigung von nicht mehr als 2 Gew.-%, bevorzugt von nicht mehr als 1 Gew.-%, insbesondere von nicht mehr als 0,5 Gew.-% zu verstehen, wobei der genannte Anteil jede einzelne Verunreinigung für sich kennzeichnet.

Das erfindungsgemäße thermoplastische Verbundmaterial umfasst zumindest ein thermoplastisches Bindemittel, welches die Matrix des thermoplastischen Verbundmaterials bildet und bevorzugt aus einem Heteropolymer, vorliegend auch als Copolymer bezeichnet, ausgewählt ist. Das Heteropolymer bzw. Copolymer kann dabei als Terpolymer ausgebildet sein.

Unter der Bezeichnung „Heteropolymer“ bzw. „Copolymer“ ist vorliegend ein Polymer zu verstehen, welches aus zwei oder mehr verschiedenartigen Monomereinheiten zusammengesetzt ist. Die unterschiedlichen Monomereinheiten können dabei jedoch ähnlich sein. Copolymere können prinzipiell in verschiedene Klassen eingeteilt werden: Statistische Copolymere, in welchen die Verteilung der beiden Monomeren in der Kette zufällig ist; Gradientencopolymere, welche prinzipiell den statistischen Copolymeren ähnlich sind, in denen jedoch der Anteil des einen Monomers im Verlauf der Kette zunimmt und der Anteil und des anderen Monomers abnimmt; alternierende Copolymere, in welchen sich die beiden Monomere abwechseln; Blockcopolymere und Segmentcopolymere, welche aus längeren Sequenzen oder Blöcken jedes Monomers bestehen (je nach Anzahl der Blöcke spricht man auch von Diblockcopolymer, Triblockcopolymer usw.); Pfropfcopolymere, bei welchen Blöcke eines Monomers auf das Gerüst (Rückgrat) eines anderen Monomers aufgepfropft sind.

Copolymere, welche aus drei verschiedenen Monomeren bestehen, nennt man Terpolymere. Auch diese Gruppe der Copolymere lässt sich in die oben aufgeführten Klassen unterteilen.

Erfindungsgemäß ist das thermoplastische Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe der Polyurethane, Polyolefine, Polyvinylester, Polyester, Polyamide, Polystyrole, Styrol-Olefine, Polyacrylate, Vinylacetate, Ethylenvinylacetate oder Gemischen aus zwei oder mehr der genannten Gruppen.

Bevorzugt ist das Copolymer aus einem Styrol-Acrylat-Copolymer ( syn . Styrol-Acrylat) und/oder aus einem Styrol-Butadien-Copolymer (syn. Styrol-Butadien, Styrol-Butadien- Kautschuk: SBR; engl. Styrol-Butadien-Rubber) ausgewählt. Besonders bevorzugt ist das Copolymer aus einem Styrol-Acrylat-Copolymer ausgewählt.

Acrylate werden durch Homo- oder Copolymersiation von (Meth)acrylsäureestern gewonnen. Styrol (syn. Vinylbenzol, nach der lUPAC-Nomenklatur Phenylethen) ist ein ungesättiger, aromatischer Kohlenwasserstoff und kann durch Homo- oder Copolymerisation von Vinylbenzol bzw. Phenylethen erhalten werden. Ein geeignetes Styrol-Acrylat-Copolymer kann beispielsweise unter der Bezeichnung Acronal 2412 von der Firma BASF (Ludwigshafen, Deutschland) bezogen werden.

Styrol-Butadien ist ein Copolymer aus 1,3-Butadien und Styrol und die am meisten hergestellte Variante des Synthesekautschuks. Die Bezeichnung "thermoplastisches Bindemittel" steht vorliegend für den Gesamtanteil des thermoplastischen Bindemittels, unabhängig davon, aus wie vielen Komponenten dieses besteht und wie viele verschiedene Zubereitungen dieses umfasst. Des Weiteren umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundmaterials mit den folgenden Schritten: i) Bereitstellen eines organischen Fasermaterials oder eines Gemischs aus zwei oder mehr organischen Fasermaterialien, ii) Zerfasern des organischen Fasermaterials bzw. des Gemischs aus zwei oder mehr organischen Fasermaterialien, iii) Zugabe eines thermoplastischen Bindemittels zum Erhalt einer Dispersion, wobei das thermoplastische Bindemittel ausgewählt ist aus der Gruppe der Polyurethane, Polyolefine, Polyvinylester, Polyester, Polystyrole, Styrol-Olefine, Polyacrylate, Vinylacetate, Ethylenvinylacetate oder Gemischen aus zwei oder mehr der genannten Gruppen ausgewählt ist, bevorzugt aus der Gruppe von Styrol-Acrylat und/oder Styrol-Butadien, besonders bevorzug aus der Gruppe von Styrol-Acrylat, iv) optional Zugabe einer wässrigen Lösung eines Aluminium- und/oder eines Kupfersalzes zu der Dispersion aus Schritt iii), v) optional Entwässern der Mischung aus Schritt iv), vi) optional Trocknen der Mischung aus Schritt iv) bzw. v).

Die Bereitstellung eines organischen Fasermaterials oder eines Gemischs aus zwei oder mehr organischen Fasermaterialien kann dabei prinzipiell so erfolgen, dass dieses als entsprechend gefertigtes Material bezogen oder auch selbst angefertigt wird. Bevorzugt ist das organische Fasermaterial aus einem gebrauchten und/oder recycelten Material ausgewählt.

Prinzipiell können in dem erfindungsgemäßen Verfahren sowohl tierische als auch pflanzliche Fasermaterialien eingesetzt werden. Ein bevorzugtes Verfahren verwendet jedoch tierisches Fasermaterial. Neben einem bevorzugt gebrauchten und/oder recycelten Fasermaterial kann hierbei insbesondere auch Fasermaterial eingesetzt werden, welches bereits Bindemittel umfasst und aus einem (gegebenenfalls separaten) Produktionsprozess stammt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform enthält ein solches gebrauchtes und/oder recyceltes tierisches Fasermaterial einen Gehalt an Wachs. Besonders bevorzugt liegt der Gehalt an Wachs in einem gebrauchten und/oder recycelten tierischen Fasermaterial bei mindestens etwa 8 Gew.-% bis mindestens etwa 9 Gew.-%, insbesondere bei etwa 10 Gew.-% bis etwa 12 Gew.-%, insbesondere bevorzugt bei etwa 13 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-%.

Des Weiteren kann ein gebrauchtes und/oder recyceltes Material eine Folienbeschichtung aufweisen, wobei es sich hierbei vorzugsweise um Polyurethan handelt. Die Dicke einer solchen bevorzugten Polyurethanfolie liegt insbesondere bei mindestens etwa 0,05 mm und/oder höchstens 0,1 mm.

Gegebenenfalls kann ein bevorzugtes gebrauchtes und/oder recyceltes tierisches Fasermaterial eine Imprägnierung aufweisen. Ferner kann ein weiter bevorzugtes gebrauchtes und/oder recyceltes tierisches Fasermaterial eine mechanische Bearbeitungsschritte wie Bügeln oder Prägen durchlaufen haben, wobei insbesondere eine geprägte Folie Polyurethan umfasst.

Bevorzugt kann das organische Fasermaterial vor dem Zerfasern zerkleinert werden. Eine solche Zerkleinerung von beispielsweise Lederabfällen kann bevorzugt in sogenannten Schneidmessermühlen erfolgen. Bevorzugt erfolgt eine solche Zerkleinerung auf eine Fläche von nicht mehr 1 cm ² .

Im Anschluss wird das organische Fasermaterial zerfasert. Ein solches Zerfasern kann, in Abhängigkeit des gewünschten Produkts, entweder trocken oder nass erfolgen. Bevorzugt erfolgt das Zerfasern bei gebrauchten und/oder recycelten, insbesondere bei tierischen Fasermaterialien, nass. Hierfür wird das bevorzugt zerkleinerte Fasermaterial mit Wasser versetzt (4 bis 6 Gew.-% Fasern, 94 bis 96 Gew.-% Wasser) und zerfasert. Eine solche nasse Zerfaserung kann beispielsweise mit Hilfe von Scheibenrefinern erfolgen.

Vorteilhaft ermöglicht eine nasse Zerfaserung die Herstellung eines homogenen und weichen Verbundmaterials.

Anschließend wird das zerfaserte Material in einer wässrigen Lösung bzw. Flüssigkeit eingeweicht, beispielsweise in einem Verhältnis von 1 bis 3 Gew.-% Fasermaterial und 97 bis 99 Gew.-% Wasser. Es ist weiter vorteilhaft, dass die Weichheit bzw. Festigkeit des Verbundmaterials individuell einstellbar ist. Dies ist abhängig von dem Mischungsverhältnis zwischen dem trockenen und dem gegebenenfalls nassen Fasermaterial. Beispielsweise ergibt die Verwendung von 100 % trockenem Fasermaterial vorteilhaft ein sehr weiches Produkt, welches für Handtaschen-, Schuh- oder Bekleidungsmaterial, aber auch in der Automobilindustrie verwendet werden kann. Hingegen ergibt die Verwendung von 100 % nassem Fasermaterial ein sehr festes Produkt, welches beispielsweise für Schuhsohlen, Tascheninnenwände, Wandverkleidungen, verwendet wird.

In einem nachfolgenden Schritt erfolgt die Zugabe des zumindest einen thermoplastischen Bindemittels (gemäß dem o. g. Schritt iii) zu dem organischen Fasermaterial. Prinzipiell kann die Zugabe des thermoplastischen Bindemittels zum organischen Fasermaterial in Form eines kationischen Polymers odereines anionischen Polymers erfolgen. Es ist jedoch bevorzugt, dass das thermoplastische Bindemittel als anionisches Polymer zu dem organischen Fasermaterial zugegeben wird.

Im Anschluss kann die Mischung bzw. Dispersion optional mit einer wässrigen Lösung von anorganischem Aluminium- und/oder Kupfersalz versetzt werden. Bevorzugt wird hierfür Aluminiumsulfat eingesetzt. Für Aluminum-freie Produkte kann eine organische Säure wie beispielsweise Ameisensäure oder Essigsäure verwendet werden. Die anorganischen Salze werden dabei zum Ausfällen des Bindemittels eingesetzt. Im Laufe des Herstellverfahrens wird zumeist der größte Anteil des Metallsalzes mit der wässrigen Phase aus dem Verbundwerkstoff entfernt, ein geringer Rest kann jedoch im Verbundmaterial verbleiben. Vorteilhaft verbleiben bei der Verwendung von organischen Säuren keine Metallsalze im Material oder Abwasser.

In einem weiteren Schritt kann eine Entwässerung und Trocknung der Mischung erfolgen.

Die Mengen des organischen, bevorzugt tierischen, Fasermaterials bzw. des Bindemittels werden dabei so bereitgestellt, dass diese nach Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundmaterials bevorzugt einen Anteil wie bereits oben erläutert ergeben.

Insofern gewünscht, kann das Verbundmaterial in einem nächsten Schritt optional mit einer Folie oder dergleichen kaschiert werden. Durch eine solche Kaschierung hergesteile Produkte, wie beispielsweise Oberflächen mit Lederoptik, können für Handtaschen, Gürtel, Schuhe und dergleichen verwendet werden.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verbundmaterial, wobei das Verbundmaterial nach dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren erhältlich ist.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Verbundmaterials, vorzugsweise zur Profilummantelung von Wand-, Boden- und Deckenpaneelen, zur Oberflächenbeschichtung von Möbelfronten mit oder ohne Innenradien, zur Kantenanleimung, insbesondere zur Oberflächenbeschichtung von Teilen in Innenräumen motorgetriebener Kraftwagen, zur Herstellung von Flugzeugtragflächen, insbesondere zur Herstellung von Textilien für Bekleidungs-, Schuh- und Taschenmaterial.

Insbesondere wird dabei das weiche Verbundmaterial, dessen Herstellungsprozess bereits erläutert wurde, für die Produktion von Textilien für beispielsweise Bekleidungs-, Schuh- und Taschenmaterial verwendet.

Bei Temperaturen innerhalb einer vorteilhaften thermischen Verformungstemperatur lässt sich das erfindungsgemäße Verbundmaterial Formänderungen, beispielsweise konturgenaue Einformungen, unterziehen, die nach Unterschreiten der thermischen Verformungstemperatur formstabil erhalten bleiben.

Daher betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Oberflächenbeschichtung eines Gegenstands, wobei ein erfindungsgemäßes thermoplastisches Verbundmaterial und ein Gegenstand auf eine Temperatur oberhalb der Fließübergangsgrenze des thermoplastischen Verbundmaterials erhitzt werden, das thermoplastische Verbundmaterial auf den Gegenstand aufgebracht wird, und der Gegenstand und das thermoplastische Verbundmaterial anschließend auf eine Temperatur unterhalb der Fließübergangsgrenze des thermoplastischen Verbundmaterials abgekühlt werden.

Das durch seine erfindungsgemäße Elastizität gekennzeichnete weiche Produkt lässt sich so einfach über dreidimensionale Oberflächen ziehen und kann beispielsweise konturgenauen Ein- und Ausformungen unterzogen werden, die durch Verklebung mit einem Träger formstabil erhalten bleiben.

So kann ein erfindungsgemäß verbessertes Verbundmaterial einfach als Zierleistenoberfläche oder in Form diverser Applikationen auf diversen Trägermaterialien aufgebracht werden, wodurch eine sehr lebendige Optik bzw. ein individuelles Design des Innenraums von motorgetriebenen Kraftwagen erhalten werden kann.

Ferner kann in dem erfindungsgemäßen Verbundmaterial auch eine Verklebung des Verbundmaterials mit einem Futterstoff und/oder Obermaterial wie beispielsweise einem Vliesstoff erfolgen. Vorteilhaft ermöglicht eine Verklebung mit einem solchen Vliesstoff eine Verbesserung der Stichausreißfestigkeit, insbesondere im Hinblick auf ein Vernähen des vorteilhaften Verbundmaterials.

Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die unabhängigen Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen und Ausführungsbeispielen bzw. Beschreibungsteilen einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können und insbesondere auch einzelne Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele bzw. Varianten zu neuen Ausführungsbeispielen bzw. Varianten kombiniert werden können.

Wie bereits oben erläutert, enthält ein bevorzugtes Verbundmaterial organisches, vorzugsweise gebrauchtes und/oder recyceltes, Fasermaterial. Dies gilt umso mehr, wenn dieses als Reststoff in einem Produktionsprozess, wie beispielsweise in Form von (Fertig)Lederstanzabfällen, anfällt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Anteil an organischem Faseranteil in dem thermoplastischen Verbundmaterial mindestens 60 Gew.-% und/oder höchstens 80 Gew.-%.

Wie bereits oben erläutert, umfasst ein bevorzugtes Verbundmaterial organisches Fasermaterial, welches gebrauchte und/oder recycelte Lederfasern und/oder Pflanzenfasern, bevorzugt aus gebrauchten und/oder recycelten Lederfasern, enthält.

In Abhängigkeit von den gewünschten optischen oder mechanischen Eigenschaften wird das organische Fasermaterial auf eine gestreckte Länge von im Allgemeinen etwa 0,1 bis 20 mm zerkleinert. Insofern die organischen Fasern aus Lederfasern ausgewählt sind, liegt die Faserlänge bevorzugt bei mindestens etwa 0,5 mm, besonders bevorzugt bei etwa 1 mm, insbesondere bei etwa 3 mm. Höchstens liegt eine bevorzugte Faserlänge bei bis zu etwa 20 mm, besonders bevorzugt bis zu etwa 10 mm, insbesondere bei bis zu etwa 8 mm. Die Faserlänge wird dabei im gestreckten Zustand der Faser gemessen; je nach Ausgangsmaterial und Zerkleinerungsart kann es Vorkommen, dass die Faser ohne äußere Beeinflussung eine unregelmäßige, beispielsweise eine gekrümmte, Form einnimmt.

Neben dem vorzugsweise gebrauchten und/oder recycelten tierischen oder pflanzlichen Fasermaterial können ferner weitere Fasermaterialien zur Herstellung des Verbundmaterials dienen. Hierfür werden bevorzugt gebrauchte und/oder recycelte Stofffasern und/oder recycelte Kunststofffasern, insbesondere gebrauchte und/oder recycelte Stofffasern, eingesetzt.

Geeignete Kunststofffasern können dabei aus Polymeren wie Cupro-, Viskose-, Modal-, Acetat-, Triacetat- oder Alginatfasern sowie Proteinfasern oder Gemischen aus zwei oder mehr der genannten Fasern ausgewählt sein. Als Beispiele für geeignete Fasern aus synthetischen Polymeren können Polyacryl-, Polymethacryl-, Polyvinylchlorid-, fluorhaltige Polymerfasern, Polyethylen-, Polypropylen-, Vinylacetat-, Polyacrylnitril-, Polyamid-, Polyester- oder Polyurethanfasern genannt werden.

Recycelte Stofffasern können beispielsweise aus Filzstoff, Korkstoff, Leinenstoff, Papierstoff, Samtstoff, Jersey-Stoff, Lederstoff und/oder Jeansstoff und dergleichen erhalten werden.

Recycelte Stofffasern, die bei Textilproduktionen von beispielsweise Jeansstoff anfallen, sind hierbei besonders vorteilhaft.

Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verbundmaterial zumindest ein Bindemittel, welches aus einem Natur- und/oder synthetischen Latex, vorzugsweise aus einem Naturlatex, ausgewählt ist. Natur- und/oder synthetisches Latex ist ein Material, das durch das Aufschäumen von natürlichem oder synthetischem Kautschuk entsteht. Naturkautschuk (umgangssprachlich auch Kautschuk genannt) wird auch als Gummi elasticum oder Resina elastica bezeichnet und ist ein gummiartiger Stoff im Milchsaft von Kautschukpflanzen. Als Rohstoff für synthetisch hergestellten Kautschuk dient insbesondere Erdöl.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbundmaterials berücksichtigt daher zusätzlich zu den bereits oben genannten Schritten den Zusatz eines Natur- und/oder synthetischen Latex, bevorzugt den Zusatz eines Naturlatex. Ferner kann das Bindemittel weitere Komponenten umfassen, welche beispielsweise auch aus Biopolymeren ausgewählt sein können. Unter der Bezeichnung „Biopolymer“ wird dabei ein Polymer verstanden, welches im Wesentlichen biologischen Ursprungs ist und dessen Anteil an synthetischen Komponenten nicht mehr als 20 Gew.-%, bevorzugt nicht mehr als 10 Gew.-%, beträgt. Der Begriff „Biopolymer“ schließt dabei nicht aus, dass das Biopolymer ferner Prozesse zu dessen Aufbereitung und Aufreinigung durchlaufen kann.

Bevorzugt enthält das thermoplastische Bindemittel mindestens ein Polymer, welches eine Mindestfilmbildetemperatur (MFT) von höchstens 30 °C, bevorzugt von höchstens 0 °C, aufweist.

Unter der Bezeichnung Mindestfilmbildetemperatur ist die niedrigste Temperatur, bei der eine dünne Schicht einer Polymerdispersion noch zu einem zusammenhängenden Film auftrocknet. Sie liegt nahe bei der Glasübergangstemperatur T _g des Polymeren und bestimmt mit der Filmbildung eine der wichtigsten anwendungstechnischen Eigenschaften einer Polymerdispersion. Eine Methode zur Bestimmung der Mindestfilmbildetemperatur sind dem Fachmann bekannt und kann beispielsweise nach DIN 53787 erfolgen.

Wie bereits oben erläutert, umfasst eine bevorzugte Ausführungsform ein Bindemittel, welches aus einem Styrol-Acrylat-Copolymer ausgewählt ist. Ein solches Styrol-Acrylat- Copolymer weist vorzugsweise einen Anteil von Acrylat von über 50 Gew.-% auf, besonders bevorzugt umfasst das Styrol-Acrylat-Copolymer einen Anteil von Acrylat von mindestens 60 Gew.-%. Der Anteil von Styrol in dem Copolymer liegt bei höchstens 40 Gew.-%, besonders bevorzugt bei höchstens 30 Gew.-%.

Die Acrylat-Komponente bzw. das Acrylat-Polymer kann dabei Homopolymere oder Copolymere verwenden, welche neben Acrylsäureestern (Acrylaten) beispielsweise Acrylnitril, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylchlorid und/oder Vinylidenchlorid aufweist.

Bevorzugte Monomere für die Herstellung des Acrylat-Polymers sind dabei ausgewählt aus Methacrylat, Ethylacrylat, n-Butylacrylat, Isobutylacrylat, tert.-Butylacrylat, Hexylacrylat, 2- Ethylhexylacrylat und/oder Laurylacrylat. Gegebenenfalls können bei der Polymerisation auch weitere Monomere wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylamid und/oder Methacrylamid zugegeben werden. Auch kann die Acrylat-Kom ponente Acrylate und/oder Methacrylate mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen umfassen, wie beispielsweise Maleinsäure, Itaconsäure, Butandioldiacrylat, Hexandioldiacrylat, Triethylenglycoldiacrylat,

Tetraethylenglycoldiacrylat, Neopentylglycoldiacrylat, Trimethylolpropantriacrylat, 2- Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylacrylat,

Propylenglycolmethacrylat, Butandiolmonoacrylat, Ethyldiglycolacrylat sowie 2-Acrylamido- 2-methylpropansulfonsäure.

Alternativ oder zusätzlich kenn ein bevorzugtes Verbundmaterial ein Styrol-Butadien- Copolymer umfassen. Der Anteil des Styrol-Acrylat-Copolymers bzw. eines Styrol- Butadien-Copolymers in dem thermoplastischen Verbundmaterial liegt bevorzugt bei mindestens 10 Gew.-% und/oder bei höchstens 50 Gew.-%.

Bevorzugt kann die Thermoplastizitätstemperatur des Verbundmaterials durch ein vorteilhaftes Polymer, bevorzugt durch ein Styrol-Acrylat-Copolymer bzw. ein Styrol- Butadien-Copolymer, auf eine Verformungstemperatur von etwa 50 °C bis höchstens etwa 80 °C, besonders bevorzugt auf etwa 65 °C, insbesondere auf etwa 50 °C, gesenkt werden, wodurch der Energieaufwand für eine thermische Verformung signifikant reduziert werden kann. Eine thermische Verformung kann dabei insbesondere den Vorgang des Tiefziehens umfassen.

In Abhängigkeit von der Verwendung des vorteilhaften Verbundmaterials können dessen Eigenschaften weiter modifiziert werden. So kann ein weiter bevorzugtes Verbundmaterial bis zu 20 Gew.-% einer oder mehrerer Komponenten aus der Gruppe umfassend anorganische Salze, kationische Polymere, Konservierungsmittel, Farbstoffe, natürliche und/oder synthetische Fette, Paraffine, natürliche und/oder synthetische Öle, Siliconöle, ionische und/oder nichtionische Tenside enthalten.

Über die bereits eingangs erläuterte Verwendung des erfindungsgemäßen thermoplastischen Verbundmaterials hinaus kann dieses prinzipiell zur Herstellung verschiedenster thermisch formbarer Komponenten, wie beispielsweise thermisch formbaren Schuhkomponenten wie Hinterkappen und/oder Vorderkappen, Ummantelung von Gegenständen, wie beispielsweise Ummantelung von Boxen, Parfumbehältern und dergleichen, Lederauskleidungen von Behältern und Schatullen etc. eingesetzt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das vorteilhafte Verbundmaterial einen thermisch aktivierbaren Klebstoff, vorzugsweise einen Schmelzklebstoff. Ein solcher thermisch aktivierbarer Klebstoff bzw. bevorzugter Schmelzklebstoff bildet nach Aktivierung bei einer Temperatur, bei welcher sich der Klebstoff bzw. der Schmelzklebstoff erweicht bzw. in den flüssigen Zustand übergeht, mit dem organischen Fasermaterial eine feste Verbindung und bzw. verklebt mit diesem vollflächig und beständig. Durch eine nachfolgende Abkühlung verfestigt sich der Klebstoff und bleibt so auch bei hoher mechanischer Belastung fest mit dem organischen Fasermaterial verbunden.

Unter der Bezeichnung „Schmelzklebstoff“ (auch Heißklebstoff, Heißkleber, Hotmelt oder Heißleim genannt) wird ein im Allgemeinen lösungsmittelfreier und bei Raumtemperatur mehr oder weniger fester Stoff verstanden, welcher sich im erwärmten Zustand bei dessen Schmelztemperatur verflüssigt und beim Abkühlen eine feste Verbindung, im vorliegenden Fall mit den organischen Fasern und gegebenenfalls weiteren Substanzen, welche sich in dem vorteilhaften Verbundwerkstoff befinden, bildet. Diese Gruppe von Klebstoffen basiert auf verschiedenen chemischen Rohstoffen. Bevorzugt liegt die Schmelztemperatur eines solchen Schmelzklebestoffs innerhalb der thermischen Verformungstemperatur des Verbundmaterials.

Der thermisch aktivierbare Klebstoff bzw. der bevorzugte Schmelzklebstoff kann dabei das Bindemittel selbst, d. h. der Naturlatex und ggf. weitere optionale Bindemittel, bilden. Alternativ kann der thermisch aktivierbare Klebstoff bzw. der Schmelzklebstoff auch aus einer anderen Substanz ausgewählt sein. Eine solche alternative Substanz kann beispielsweise aus der Gruppe von Polyamid, Polyethylen, Polyalphaolefin, Ethylenvinylacetat-Copolymeren, Polyester-Elastomeren, Copolyamid-Elastomeren, Vinylpyrrolidon/Vinylacetat-Copolymeren und dergleichen ausgewählt sein.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Ansprüchen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsform des beschriebenen Ausführungsbeispiels beschränkt ist, sondern durch den Umfang der beiliegenden Patentansprüche bestimmt ist. Insbesondere können die einzelnen Merkmale der erfindungsgemäßen Ausführungsform in anderer Kombination als bei dem untenstehend angeführten Beispiel verwirklicht sein. Beispiele

Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundmaterials:

Beispiel 1: Herstellung eines erfindungsgemäßen Verbundmaterials aus Fertiglederresten

In einem ersten Schritt können die gebrauchten und/oder recycelten Fertiglederreste, welche aus einem Produktionsprozess stammen, gegebenenfalls vorsortiert werden, um so ein sortenreines Fasermaterial zu erhalten. Für die Herstellung des erfindunggemäßen Verbundmaterials werden Fertiglederreste (wie beispielsweise Lederstanzabfälle) in sogenannten Schneidmessermühlen (Mühlen mit rotierenden und statischen Messern) auf einer Faserlänge von unter 10 mm zerkleinert. Hierzu dient ein Sieb mit 1 cm ² Lochung, welches in der Schneidmessermühle eingelegt ist und nur Fasern ausbläst, welche kleiner als 10 mm sind.

Im Anschluss werden die Fasern 4 Gew.-% mit Wasser 96 Gew.-% versetzt und mit Scheibenrefinern (z. B. Asplund Scheibenrefiner, Valmet, Darmstadt, Deutschland) nass zerfasert.

Die Pulpe (1 - 3 Gew.-% Faseranteil + 97 - 99 Gew.-% Wasser), die aus den oben genannten Schritten ensteht, wird mit einem Bindemittel versetzt (5 - 30 Gew.-% auf Faseranteil = bei 10.000 Liter Pulpe mit 2 Gew.-% Faseranteilt sind 200 kg Fasern enthalten; auf diese 200 kg werden 5 - 30 Gew.-% Bindemittel (trocken) zugegeben) und dieses mit einem kationischen Produkt (z. B. Aluminiumsulfatlösung, Firma Ecolochem, 7- 10 %ig, pH < 7) koaguliert und somit die Faser ausgefällt.

Als Bindemittel wird 20 Gew.-% eines Styrol-Acrylat-Copolymers (Acronal 2412, BASF, Deutschland) (Mindestfilmbildtemperatur (MFT) höchstens 20 bis 30 °C, bevorzugt höchstens 0 °C, dynamische Viskosität unter 3000 mPa.s (23 °C, 250 1/s; DIN EN ISO 3219)) hinzugefügt. Optional kann ein Naturlatex hinzugefügt werden.

Der so gewonnene Faserbrei wird anschließend mit einer Langsiebentwässerungsmaschine (Fa. Corsini) entwässert, unter Zufuhr von Warmluft in einem Trockenkanal (Fa. Dornier) getrocknet, in einem Walzwerk kalandriert (z. B. Aletti, Varese), geschliffen und weiter veredelt. Die Veredelung kann beispielsweise durch Prägung auf der Oberfläche und Zurichtung mit Farbe erfolgen. Beispiel 2: Herstellung eines erfindungsgemäßen Verbundmaterials aus Fertiglederresten

Für die Herstellung des erfindunggemäßen Verbundmaterials werden gebrauchte und/oder recycelte Fertiglederreste in Schneidmessermühlen zu einer Faserlänge von unter 10 mm zerkleinert (siehe Beispiel 1).

Im Anschluss werden die Fasern 6 Gew.-% mit Wasser 94 Gew.-% versetzt und mit Scheibenrefinern (z. B. Asplund Scheibenrefiner, Valmet, Darmstadt, Deutschland) nass zerfasert.

Die Pulpe (1 - 3 Gew.-% Faseranteil + 97 - 99 Gew.-% Wasser), die aus den oben genannten Schritten ensteht, wird mit einem Bindemittel versetzt (5 - 30 Gew.-% auf Faseranteil = bei 10.000 Liter Pulpe mit 2 Gew.-% Faseranteilt sind 200 kg Fasern enthalten; auf diese 200 kg werden 5 - 30 Gew.-% Bindemittel (trocken) zugegeben) und dieses mit einem kationischen Produkt (z. B. Aluminiumsulfatlösung, Firma Ecolochem, 7- 10 %ig, pH < 7) koaguliert und somit die Faser ausgefällt.

Als Bindemittel wird 30 Gew.-% eines Styren-Butadien-Copolymers (Synthomer, Deutschland) hinzugefügt (Mindestfilmbildtemperatur (MFT) höchstens 30 °C, bevorzugt höchstens 0 °C, dynamische Viskosität unter 3000 mPa.s (23 °C, 250 1/s; DIN EN ISO 3219)) . Des Weiteren kann optional ein Naturlatex hinzugefügt

Der so gewonnene Faserbrei wird anschließend mit einer Langsiebentwässerungsmaschine (Fa. Corsini) entwässert, unter Zufuhr von Warmluft in einem Trockenkanal (Fa. Dornier) getrocknet, in einem Walzwerk kalandriert (z. B. Aletti, Varese), geschliffen und weiter veredelt. Die Veredelung kann beispielsweise durch Prägung auf der Oberfläche und Zurichtung mit Farbe erfolgen.

Beispiel 3: Herstellung eines erfindungsgemäßen Verbundmaterials aus Fertiglederresten

Für die Herstellung des erfindunggemäßen Verbundmaterials werden gebrauchte und/oder recycelte Fertiglederreste in Schneidmessermühlen zu einer Faserlänge von unter 10 mm zerkleinert (siehe Beispiel 1). Im Anschluss werden die Fasern 5 Gew.-% mit Wasser 95 Gew.-% versetzt und mit Scheibenrefinern (z. B. Asplund Scheibenrefiner, Valmet, Darmstadt, Deutschland) nass zerfasert.

Die Pulpe (1 - 3 Gew.-% Faseranteil + 97 - 99 Gew.-% Wasser), die aus den oben genannten Schritten ensteht, wird mit einem Bindemittel versetzt (5 - 30 Gew.-% auf Faseranteil = bei 10.000 Liter Pulpe mit 2 Gew.-% Faseranteilt sind 200 kg Fasern enthalten; auf diese 200 kg werden 5 - 30 Gew.-% Bindemittel (trocken) zugegeben) und dieses mit einem kationischen Produkt (z. B. Aluminiumsulfatlösung, Firma Ecolochem, 7- 10 %ig, pH < 7) koaguliert und somit die Faser ausgefällt.

Als Bindemittel wird 25 Gew.-% eines Styrol-Acrylat-Copolymers hinzugefügt (Mindestfilmbildtemperatur (MFT) höchstens 30 °C, bevorzugt höchstens 0 °C, dynamische Viskosität unter 3000 mPa.s (23 °C, 250 1/s; DIN EN ISO 3219)). Des Weiteren kann optional ein Biopolymer hinzugefügt werden.

Der so gewonnene Faserbrei wird anschließend mit einer Langsiebentwässerungsmaschine (Fa. Corsini) entwässert, unter Zufuhr von Warmluft in einem Trockenkanal (Fa. Dornier) getrocknet, in einem Walzwerk kalandriert (z. B. Aletti, Varese), geschliffen und weiter veredelt. Die Veredelung kann beispielsweise durch Prägung auf der Oberfläche und Zurichtung mit Farbe erfolgen.

Beispiel 4: Herstellung eines erfindungsgemäßen Verbundmaterials aus Fertiglederresten und recyceltem Stoff

Für die Herstellung des erfindunggemäßen Verbundmaterials werden gebrauchte und/oder recycelte Fertiglederreste sowie recycelter Jeansstoff in Schneidmessermühlen zu einer Faserlänge von unter 10 mm zerkleinert (siehe Beispiel 1).

Im Anschluss werden die Fasern 6 Gew.-% mit Wasser 94 Gew.-% versetzt und mit Scheibenrefinern (z. B. Asplund Scheibenrefiner, Valmet, Darmstadt, Deutschland) nass zerfasert.

Die Pulpe (1 - 3 Gew.-% Faseranteil + 97 - 99 Gew.-% Wasser), die aus den oben genannten Schritten ensteht, wird mit einem Bindemittel versetzt (5 - 30 Gew.-% auf Faseranteil = bei 10.000 Liter Pulpe mit 2 Gew.-% Faseranteilt sind 200 kg Fasern enthalten; auf diese 200 kg werden 5 - 30 Gew.-% Bindemittel (trocken) zugegeben) und dieses mit einem kationischen Produkt (z. B. Aluminiumsulfatlösung, Firma Ecolochem, 7- 10 %ig, pH < 7) koaguliert und somit die Faser ausgefällt.

Als Bindemittel wird 30 Gew.-% eines Styrol-Acrylat-Copolymers hinzugefügt (Mindestfilmbildtemperatur (MFT) höchstens 30 °C, bevorzugt höchstens 0 °C, dynamische Viskosität unter 3000 mPa.s (23 °C, 250 1/s; DIN EN ISO 3219)). Des Weiteren kann optional ein Naturlatex hinzugefügt werden.

Der so gewonnene Faserbrei wird anschließend mit einer Langsiebentwässerungsmaschine (Fa. Corsini) entwässert, unter Zufuhr von Warmluft in einem Trockenkanal (Fa. Dornier) getrocknet, in einem Walzwerk kalandriert (z. B. Aletti, Varese), geschliffen und weiter veredelt. Die Veredelung kann beispielsweise durch Prägung auf der Oberfläche und Zurichtung mit Farbe erfolgen.

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe „Bestandteil“ oder „Komponente“ nicht aus, dass diese aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen können.