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Title:
METHOD FOR PRETREATING SUBSTRATES MADE OF PLASTIC
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/105725
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a method for a coating pre-treatment and subsequent lacquering of plastic substrates, in which a pre-treatment coating is produced on a plastic substrate by the application of a solution or dispersion, containing at least one organic solvent (L) and at least one plastic (K) dissolved or dispersed therein, to the plastic substrate and by the subsequent evaporation of the organic solvent. A coat of lacquer is then produced on the pre-treated plastic substrate.

Inventors:
NOATSCHK, Jens-Henning (Glasuritstrasse 1, Münster, 48165, DE)
WINZEN, Simon (Glasuritstrasse 1, Münster, 48165, DE)
HARTWIG, Sebastian (Glasuritstrasse 1, Münster, 48165, DE)
ALBUERNE, Julio (Schubertstrasse 1, Lemförde, 49448, DE)
Application Number:
EP2018/080949
Publication Date:
June 06, 2019
Filing Date:
November 12, 2018
Export Citation:
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Assignee:
BASF COATINGS GMBH (Glasuritstrasse 1, Münster, 48165, DE)
BASF SE (Carl-Bosch-Strasse 38, Ludwigshafen, 67056, DE)
International Classes:
C08J9/224; A43B13/02; B05D7/00; C08J7/04; C08J9/36; C09D175/04
Domestic Patent References:
WO2016188656A12016-12-01
WO2015165724A12015-11-05
WO2016188656A12016-12-01
WO2016188655A12016-12-01
WO2015165724A12015-11-05
WO2013153190A12013-10-17
WO2007082838A12007-07-26
WO2008125250A12008-10-23
Foreign References:
EP0324497A21989-07-19
Attorney, Agent or Firm:
BASF IP ASSOCIATION (BASF SE, G-FLP-C6, Ludwigshafen, 67056, DE)
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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.

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.