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Title:
SPORTS DEVICE FOR RACKET SPORTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/090222
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a sports device for racket sports comprising a base body which comprises at least one racket handle and at least one impact surface for a playing object, wherein the sports device comprises at least one moulded body containing foamed particles comprising a thermoplastic elastomer.

Inventors:
STUEHRENBERG THOMAS (DE)
THIELBEER FRANK (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/079676
Publication Date:
May 05, 2022
Filing Date:
October 26, 2021
Export Citation:
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Assignee:
BASF SE (DE)
International Classes:
A63B59/42; A63B49/10; A63B53/04; A63B59/48; A63B59/50; A63B59/60; A63B59/70; A63B59/80; A63B60/54; C08G18/00; C08G18/08; C08G18/32; C08G18/48; C08G18/66; C08G18/76; C08J9/12; C08J9/18; C08J9/232; C08L75/04; A63B102/08
Domestic Patent References:
WO2019202098A12019-10-24
WO2010147982A22010-12-23
WO2001030461A12001-05-03
WO1994020568A11994-09-15
WO2007082838A12007-07-26
WO2017030835A12017-02-23
WO2013153190A12013-10-17
WO2010010010A12010-01-28
WO2019105725A12019-06-06
WO2015124505A12015-08-27
WO2013153190A12013-10-17
WO2016146537A12016-09-22
WO2014150122A22014-09-25
Foreign References:
JP2018083918A2018-05-31
US4824116A1989-04-25
US20160107053A12016-04-21
JPH0788874A1995-04-04
CN200210302276A
DE102017205830A12018-10-11
CN110624225A2019-12-31
EP1979401B12010-09-29
US20150337102A12015-11-26
EP2872309B12017-11-22
EP3053732A12016-08-10
Other References:
PIECHOTARÖHR: "Integralschaumstoff", 1975, CARL-HANSER-VERLAG
Attorney, Agent or Firm:
BASF IP ASSOCIATION (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Sportgerät für Schlägersportarten umfassend einen Grundkörper, welcher zumindest einen Schlägergriff und zumindest eine Auftrefffläche für einen Spielgegenstand umfasst, wobei das Sportgerät zumindest einen Formkörper umfasst, welcher geschäumte Partikel umfassend ein thermoplastisches Elastomer enthält.

2. Sportgerät gemäß Anspruch 1 , wobei die Auftrefffläche den Formkörper umfasst, und insbesondere die Auftrefffläche mit dem Formkörper beschichtet ist.

3. Sportgerät gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die geschäumten Partikel mit einer Lackschicht überzogen sind.

4. Sportgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Formkörper ein Hybridmaterial umfassend eine Matrix aus einem Polymer und die geschäumten Partikel umfasst und wobei die geschäumten Partikel zumindest teilweise in der Matrix eingebettet sind.

5. Sportgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die geschäumten Partikel zu einer Partikelschaumstoffschicht miteinander verklebt oder verschweißt sind.

6. Sportgerät gemäß Anspruch 5, wobei die Partikelschaumstoffschicht mit einer Lackschicht überzogen ist.

7. Sportgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Formkörper zumindest zwei verschiedene Arten von geschäumten Partikeln enthält.

8. Sportgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Formkörper zumindest die Partikelschaumstoffschicht und zumindest eine weitere Schaumstoffschicht umfasst.

9. Sportgerät gemäß Anspruch 8, wobei die weitere Schaumstoffschicht ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Partikelschaumstoffschicht, Hybridmaterial und Schaumstoff, der keine geschäumten Partikel enthält.

10. Sportgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Formkörper ein Verbundmaterial ist und das Verbundmaterial die geschäumten Partikel und ein ungeschäumtes Polymer umfasst.

11 . Sportgerät gemäß Anspruch 10, wobei das ungeschäumte Polymer die Kontaktfläche für den Spielgegenstand ist und wobei die Kontaktfläche ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus thermoplastischen Elastomeren, Gummi, Gießelastomeren, Vulkanisaten, PTFE-Gummi, Chloropren-Kautschuk und Silikonen.

12. Sportgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei das thermoplastische Elastomer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus thermoplastischem Polyurethan (TPU), thermoplastischem Polyamid (TPA) und thermoplastischen Polyetherestern (TPC), thermoplastischen Polyesterestern (TPC), thermoplastischen Vulkanisaten (TPV), thermoplastischen Polyolefinen (TPO), thermoplastischen Styrol-Elastomeren (TPS) und deren Mischungen.

13. Sportgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die geschäumten Partikel thermoplastisches Polyurethan enthalten, erhältlich oder erhalten durch Umsetzung mindestens der Komponenten a. 9,9 - 50 Gew.-% einer Polyisocyanatzusammensetzung (IZ), b. 0,1 - 20 Gew.-% mindestens eines Kettenverlängerers (KV1), c. 30 - 90 Gew.-% einer Polyolzusammensetzung (PZ), wobei die Summe der Komponenten a. bis c. sich zu 100 Gew-% ergibt.

14. Sportgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die geschäumten Partikel eine Zusammensetzung enthalten, umfassend mindestens die Komponenten

A. 60 - 99 Gew.-% thermoplastisches Polyurethan,

B. 1 - 40 Gew.-% mindestens eines Additivs, wobei die Summe der Komponenten A. und B. sich zu 100 Gew-% ergibt.

15. Sportgerät gemäß Anspruch 6, wobei der Formkörper aus der Partikelschaumstoffschicht besteht.

16. Sportgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das Sportgerät ein Badmintonschläger, Baseballschläger, Billiard-Queue, Cricket-Schläger, Krocket- Schläger, Eishockeyschläger, Golfschläger, Hockeyschläger, Jai Alai Schläger, Oina- Schläger, Pelota-Schläger, Rackets-Schläger, Racquetball-Schläger, Rounders-Schläger, Schlagballschläger, Squashschläger, Tamburello-Schläger, Tennisschläger, Tischtennisschläger oder Vigoro-Schläger ist.

17. Verwendung des Formkörper gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 für Badmintonschläger, Baseballschläger, Billiard-Queues, Cricket-Schläger, Krocket- Schläger, Eishockeyschläger, Golfschläger, Hockeyschläger, Jai Alai Schläger, Oina- Schläger, Pelota-Schläger, Rackets-Schläger, Racquetball-Schläger, Rounders-Schläger, Schlagballschläger, Squashschläger, Tamburello-Schläger, Tennisschläger, Tischtennisschläger oder Vigoro-Schläger.

Description:
Sportgerät für Schlägersportarten

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sportgerät für Schlägersportarten umfassend einen Grundkörper, welcher zumindest einen Schlägergriff und zumindest eine Auftrefffläche für einen Spielgegenstand umfasst, wobei das Sportgerät zumindest einen Formkörper umfasst, welcher geschäumte Partikel umfassend ein thermoplastisches Elastomer enthält.

Für eine Vielzahl von Sportarten werden Schlaggeräte in Form von Schlägern benutzt, damit sich die Spieler / Sportler einen Gegenstand, insbesondere einen Ball, mittels Schläger zuspielen können. Bei vielen dieser Sportarten handelt es sich um Rückschlagspiele, bei denen der Schläger des Sportlers einen Impuls durch das Auftreffen des Spielgegenstands, insbesondere den Spielball, auf der Schlägeroberfläche erhält und zumindest einen Teil der kinetischen Energie des Spielgegenstandes absorbiert. Doch wie beim Golf oder Billiard gibt es auch Sportarten, bei denen ein Spieler allein dem ruhenden Spielgegenstand mittels Schläger (beim Billiard Queue) einen Stoß-Impuls versetzt. Vorteilhaft wäre es, wenn dieser Energieeintrag bzw. die Energieabsorption am Schläger durch das Zusammentreffen mit dem Spielgegenstand, insbesondere dem Spielball, möglichst gering ist und möglichst wenig Energie des Spielgegenstands durch den Schläger absorbiert wird. Ziel sollte es sein, dem Spielgegenstand mit dem Verlassen des Schlägers, insbesondere beim Rückschlag, möglichst viel kinetische Energie mitzugegeben bzw. zurückzugeben. Gleichzeitig sollte der Spielgegenstand vom Spieler durch den Schläger gut kontrolliert und in der Richtung steuerbar sein. Darüber hinaus ist es bei bestimmten Sportarten wie beispielsweise Tennis, Billiard oder Tischtennis erforderlich, dass der Spieler durch die Art der Bewegung des Schlägers (Schlagvarianten) gezielte Effekte am Spielgegenstand erzielen kann, beispielsweise Rotationen, Spin (Topspin, Rückwärtsdrall), gezielte Flugbahnen, Bewegungsrichtungen beim Auftreffen des Spielgegenstandes (z.B. Tennisball, Tischtennisball, Golfball) auf dem Boden oder dem Schläger des Mitspielers. Schließlich sollte beim Auftreffen des Spielgegenstandes auf dem Schläger eine ausreichende Dämpfung durch den Schläger ermöglicht werden, damit der Impuls bei dem Auftreffen des Spielgegenstandes auf dem Schläger nicht an den Spieler weitergegeben wird, was zu körperlichen Belastungen / Überlastungen führen kann. Um alle diese Anforderungen zu erfüllen bzw. für die jeweilige Anwendung eine optimierte Abstimmung hinsichtlich der verschiedenen genannten Kriterien zu finden, kommt der Materialauswahl und Konstruktion des Schlägers eine wichtige Bedeutung zu.

CN000210302276U offenbart eine stoßdämpfende Griffstruktur von Sportartikeln, die einen Hauptkernkörper umfasst. Eine stoßdämpfende Struktur wird auf der partiellen Außenfläche oder der gesamten Außenfläche des Hauptkernkörpers in befestigender oder bedeckender Weise fixiert. Ein ETPU-Material wird als Stoßdämpfungsstruktur verwendet. Eigenschaften seien Rebound-Resilienz, Stoßdämpfungswirkung des gesamten Griffs, rutschfester Effekt, Sportverletzungen würden verhindert. Expandierte / geschäumte Partikel, die auch als Partikelschäume (oder Partikelschaumstoffe, Partikelschaum, geschäumte Granulate) bezeichnet werden, sowie daraus hergestellte Formteile auf Basis von thermoplastischem Polyurethan oder anderen Elastomeren sind auch bekannt aus z.B. WO94/20568, W02007/082838, WO2017/030835, W02013/153190,

WO2010/010010, und vielfältig einsetzbar, so u.a. in Sportschuhen aufgrund deren elastischen Eigenschaften.

DE102017205830 offenbart ein Verfahren für die Nachbehandlung einer Vielzahl einzelner expandierter Partikel für die Herstellung mindestens eines Teils eines gegossenen Sportartikels, insbesondere einer Mittelsohle eines Schuhs. Als Sportartikel sind beispielsweise Tennisschläger, Golfschläger, Baseballschläger, Badmintonschläger, Cricketschläger, Eishockeyschläger, Hockeyschläger, Squashschläger, Tischtennisschläger genannt.

CN000110624225A aus dem Bereich der Sportausrüstung bezieht sich insbesondere auf einen Schläger und ein Herstellungsverfahren einer Schlägerfläche des Schlägers. Durch die Kombination von Schaumstoffpartikeln und Platte des Schlägers habe die gesamte Schicht eine Elastizität und die Festigkeit einer Verbundplatte würde erhöht.

Grundsätzlich besteht Bedarf an geschäumten Partikeln bzw. Partikelschäumen mit einer verbesserten Verarbeitbarkeit zu den entsprechenden Formkörpern bei möglichst niedrigen Temperaturen unter Erhaltung vorteilhafter mechanischer Eigenschaften. Dies ist insbesondere bei den derzeit gängigen Verfahren zur Verschweißung relevant, bei welchen der Energieeintrag zur Verschweißung der geschäumten Partikel durch ein Hilfsmedium wie zum Beispiel Wasserdampf erreicht wird, denn so kann eine Schädigung des Materials oder der Schaumstruktur reduziert und zugleich eine ausreichende Verklebung bzw. Verschweißung erhalten werden.

Eine ausreichende Verklebung bzw. Verschweißung der geschäumten Partikel ist insofern essentiell, um vorteilhafte mechanische Eigenschaften des aus den geschäumten Partikeln hergestellten Formteils zu erhalten. Bei einer ungenügenden Verklebung bzw. Verschweißung der Schaumpartikel können dessen Eigenschaften nicht im vollen Umfang genutzt werden, wodurch insgesamt die mechanischen Eigenschaften des erhaltenen Formteils negativ beeinflusst werden. Ähnliches gilt bei einer Schwächung des Formkörpers. Hier sind die mechanischen Eigenschaften an den geschwächten Stellen unvorteilhaft mit dem gleichen Ergebnis wie oben erwähnt. Die Polymerauswahl ist somit von Bedeutung, um vorteilhafte mechanische Eigenschaften zu erzielen.

Bekannte Materialien haben für viele Anwendungen oft keinen ausreichend hohen Rebound und keine guten mechanischen Eigenschaften. Für den Einsatzbereich im Sportgerät für Schlägersportarten ist Art und Aufbau des Materials von Bedeutung. Die Materialen müssen insbesondere neben Dämpfung und/oder Rückpralleigenschaften in der Lage sein, die für die Schlägersportarten benötigten Effekte am Spielgegenstand zu erzielen. Zudem muss das Material der Auftrefffläche mit den anderen Materialien des Schlägers kompatibel sein und den mechanischen Anforderungen während der Benutzung Stand halten.

Somit war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und geschäumte Partikel sowie Formkörper auf Basis von Polymeren bereitzustellen, die gute mechanische Eigenschaften aufweisen, gleichzeitig gut verarbeitbar sind und vorteilhafte Oberflächeneigenschaften aufweisen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung der entsprechenden geschäumten Partikel sowie Formkörper bereitzustellen. Auch Sportgeräte bereitzustellen, welche Materialien, geschäumte Partikel und/oder Formkörper mit diesen Materialeigenschaften umfassen, ist Aufgabe der Erfindung.

Vorteilhafte mechanische Eigenschaften sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf die gedachten Anwendungen zu verstehen. Die für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung im Vordergrund stehende Anwendung ist die Anwendung bei Sportgeräten für Schlägersportarten.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Erfindung betriff ein Sportgerät für Schlägersportarten umfassend einen Grundkörper, welcher zumindest einen Schlägergriff und zumindest eine Auftrefffläche für einen Spielgegenstand umfasst, wobei das Sportgerät zumindest einen Formkörper umfasst, welcher geschäumte Partikel umfassend ein thermoplastisches Elastomer enthält.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Auftrefffläche den Formkörper, und insbesondere ist die Auftrefffläche mit dem Formkörper beschichtet.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die geschäumten Partikel mit einer Schicht, insbesondere Lackschicht, überzogen.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Formkörper ein Hybridmaterial umfassend eine Matrix aus einem Polymer und die geschäumten Partikel, wobei die geschäumten Partikel zumindest teilweise in der Matrix eingebettet sind.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die geschäumten Partikel zu einer Partikelschaumstoffschicht miteinander verklebt oder verschweißt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Partikelschaumstoffschicht mit einer Schicht, insbesondere Lackschicht, überzogen.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Formkörper zumindest zwei verschiedene Arten von geschäumten Partikeln. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Formkörper zumindest die Partikelschaumstoffschicht und zumindest eine weitere Schaumstoffschicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die weitere Schaumstoffschicht ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Partikelschaumstoffschicht, Hybridmaterial und Schaumstoff, der keine geschäumten Partikel enthält.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Formkörper ein Verbundmaterial, wobei das Verbundmaterial die geschäumten Partikel und ein ungeschäumtes Polymer umfasst.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das ungeschäumte Polymer die Kontaktfläche für den Spielgegenstand, und die Kontaktfläche ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus thermoplastischen Elastomeren, Gummi, Gießelastomeren, Vulkanisaten, PTFE-Gummi, Chloropren-Kautschuk und Silikonen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist thermoplastisches Elastomer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus thermoplastischem Polyurethan (TPU), thermoplastischem Polyamid (TPA) und thermoplastischen Polyetherestern (TPC), thermoplastischen Polyesterestern (TPC), thermoplastischen Vulkanisaten (TPV), thermoplastischen Polyolefinen (TPO), thermoplastischen Styrol-Elastomeren (TPS) und Mischungen vorgenannter thermoplastischer Elastomeren.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die geschäumten Partikel thermoplastisches Polyurethan, erhältlich oder erhalten durch Umsetzung mindestens der Komponenten a. 9,9 - 50 Gew.-% einer Polyisocyanatzusammensetzung (IZ), b. 0,1 - 20 Gew.-% mindestens eines Kettenverlängerers (KV1), c. 30 - 90 Gew.-% einer Polyolzusammensetzung (PZ), wobei die Summe der Komponenten a. bis c. sich zu 100 Gew-% ergibt.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die geschäumten Partikel eine Zusammensetzung, umfassend mindestens die Komponenten

A. 60 - 99 Gew.-% thermoplastisches Polyurethan,

B. 1 - 40 Gew.-% mindestens eines Additivs, wobei die Summe der Komponenten A. und B. sich zu 100 Gew-% ergibt.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Formkörper aus der Partikelschaumstoffschicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Sportgerät ein Badmintonschläger, Baseballschläger, Billiard-Queue, Cricket-Schläger, Krocket-Schläger, Eishockeyschläger, Golfschläger, Hockeyschläger, Jai Alai Schläger, Oina-Schläger, Pelota-Schläger, Rackets- Schläger, Racquetball-Schläger, Rounders-Schläger, Schlagballschläger, Squashschläger, Tamburello-Schläger, Tennisschläger, Tischtennisschläger oder Vigoro-Schläger. In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung die Verwendung eines Formkörper für Sportgeräte insbesondere Badmintonschläger, Baseballschläger, Billiard-Queues, Cricket- Schläger, Krocket-Schläger, Eishockeyschläger, Golfschläger, Hockeyschläger, Jai Alai Schläger, Oina-Schläger, Pelota-Schläger, Rackets-Schläger, Racquetball-Schläger, Rounders- Schläger, Schlagballschläger, Squashschläger, Tamburello-Schläger, Tennisschläger, Tischtennisschläger oder Vigoro-Schläger.

In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Formkörper für Sportgeräte für Schlägersportarten umfassend einen Grundkörper, welcher zumindest einen Schlägergriff und zumindest eine Auftrefffläche für einen Spielgegenstand umfasst, wobei das Sportgerät den Formkörper umfasst, welcher geschäumte Partikel umfassend ein thermoplastisches Elastomer enthält.

In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Formkörper für Sportgeräte für Schlägersportarten umfassend einen Grundkörper, welcher einen Schlägergriff und eine Auftrefffläche für den Spielgegenstand umfasst, wobei zumindest eine Auftrefffläche mit dem Formkörper beschichtet ist und der Formkörper geschäumte Partikel aus einem thermoplastischen Elastomer umfasst.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Polyisocyanatzusammensetzung (IZ) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 2,2‘-, 2, 4‘- und 4,4‘-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat (TDI), 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat, 1 ,5-Pentandiisocyanat und 1- lsocyanato-4-[(4-isocyanatocyclohexyl)methyl]cyclohexan (H12MDI).

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kettenverlängerer (KV1) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1 ,3-Propandiol, 1 ,2-Ethandiol, 1 ,4-Butandiol, 1 ,6-Hexandiol und HQEE.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Polyolzusammensetzung (PZ) ein Polyol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyetheroien, Polyesteroien, Polycaprolactonpolyolen und Polycarbonatpolyolen.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Polyolzusammensetzung (PZ) ein Polyol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polytetrahydrofuranen mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht Mn im Bereich von 500 g/mol bis 2000 g/mol.

In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung geschäumtes Granulat aus einer Zusammensetzung (Z) umfassend a. 9,9 - 50 Gew.-% einer Polyisocyanatzusammensetzung (IZ), b. 0,1 - 20 Gew.-% mindestens eines Kettenverlängerers (KV1), c. 30 - 90 Gew.-% einer Polyolzusammensetzung (PZ), d. 0 - 10 Gew.-% mindestens eines Additivs, wobei die Summe der Komponenten a. bis d. sich zu 100 Gew.-% ergibt. In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Granulats umfassend die Schritte

(i) Bereitstellen einer Zusammensetzung (Z1) enthaltend ein thermoplastisches Polyurethan, wobei das thermoplastische Polyurethan erhalten oder erhältlich ist durch Umsetzung mindestens der Komponenten (a) bis (c):

(a) eine Polyisocyanatzusammensetzung (IZ),

(b) mindestens ein Kettenverlängerer (KV1),

(c) eine Polyolzusammensetzung (PZ),

(ii) Imprägnierung der Zusammensetzung (Z1) mit einem Treibmittel unter Druck;

(iii) Expandieren der Zusammensetzung (Z1) mittels Druckabfall.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Expandieren in Schritt (iii) in einem Expansionsbehälter durchgeführt.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Expandieren in Schritt (iii) in einer mit einem Medium gefüllten Apparatur wie beispielsweise einer Unterwassergranulierung durchgeführt.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das geschäumte Granulat gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erhalten oder ist dadurch erhältlich.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das geschäumte Granulat zur Herstellung eines Formkörpers verwendet.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Herstellung des Formkörpers mittels Verschweißen oder Verkleben der Partikel miteinander.

In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Hybridmaterial enthaltend eine Matrix aus einem Polymer (PM) und ein geschäumtes Granulat oder ein geschäumtes Granulat erhältlich oder erhalten nach dem Verfahren der Erfindung.

In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung einen Formkörper aus Partikelschaum (geschäumtem Granulat, geschäumten Partikeln).

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Zugfestigkeit des Formkörpers mindestens 600 kPa.

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Reißdehnung des Formkörpers mindestens 100%.

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Druckspannung des Formkörpers bei 10% Stauchung mindestens 15 kPa. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Dichte des Formkörpers im Bereich von 75 bis 375 kg/m 3 .

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Dichte des Formkörpers im Bereich von 100 bis 300 kg/m 3 .

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Dichte des Formkörpers im Bereich von 150 bis 250 kg/m 3 .

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schüttdichte der geschäumten Partikel im Bereich von 30 bis 350 g/l.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Schüttdichte der geschäumten Partikel im Bereich von 50 bis 250 g/l.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Härte (Shore Härte) der ungeschäumten Partikel aus thermoplastischem Elastomer im Bereich von 30A bis 54D (gemessen nach DIN 53505).

In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Rückprallelastizität des Formkörpers (gemessen nach DIN 53512, April 2000) mindestens 55 %.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Verhältnis der Dichte des Formteils zu der Schüttdichte des Partikelschaustoffs im Bereich von 1 ,5 und 2,5.

In einer bevorzugten Ausführungsform liegt das Verhältnis der Dichte des Formteils zu der Schüttdichte des Partikelschaustoffs im Bereich von 1 ,8 bis 2,0.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers

(i) Einbringen der Partikelschäume in eine entsprechende Form,

(ii) Fusionierung der Partikelschäume aus Schritt (i).

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Fusionierung in Schritt (ii) in einer geschlossenen Form.

In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Fusionierung in Schritt (ii) mittels Wasserdampf, Heißluft oder elektromagnetischer Strahlung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Sportgerät für Schlägersportarten umfassend einen Grundkörper, welcher zumindest einen Schlägergriff und zumindest eine Auftrefffläche für einen Spielgegenstand umfasst, wobei das Sportgerät zumindest einen Formkörper umfassend geschäumte Partikel umfassend thermoplastisches Elastomer enthält.

Es wurde gefunden, dass durch die Verwendung der erfindungsgemäß eingesetzten Komponenten und insbesondere dadurch, dass das Sportgerät einen Formkörper aus geschäumten Partikeln aus thermoplastischem Elastomer umfasst, das Sportgerät über gute Eigenschaften hinsichtlich Dämpfung und Reduktion von Schwingungen sowie Vibrationen verfügt. Dadurch verbessert sich auch die Steuerbarkeit des Sportgerätes, das insbesondere ein Schläger ist. Der Spieler hat eine bessere Kontrolle über den Schläger / das Sportgerät (Handhabung, Handling). Zudem verbessert sich das Ansprechverhalten des Schlägers beim Spiel. Auch die Kontrolle des Spielgegenstandes (z.B. Ball), insbesondere hinsichtlich Präzision beim Rückschlag nach dem Auftreffen des Spielgegenstandes auf der Auftrefffläche (z.B. Schlägerfläche), ist verbessert. Um diese Effekte zu erzielen ist der Formköper insbesondere im Grundkörper vorhanden. Vorzugsweise ist der Formkörper im Rahmen und/oder der Auftrefffläche eines Schlägers positioniert. Der Formkörper stellt vorzugsweise den Kern des Grundkörpers dar. Der Formkörper als Grundkörperkern ist insbesondere von dem Grundkörperaußenmaterial beispielsweise Kunststoff, Metall, Carbon, Keramik, Titan, Aramidfaser oder Holz umgeben. Beim Billiard ist der Formkörper vorzugsweise im Billiard- Queue an einer beliebigen Stelle positioniert. Weiter bevorzugt ist insbesondere beim Billiard- Queue, dass der Formkörper im Griff oder in der Nähe der Grifffläche des Queues enthalten ist. Darüber hinaus kann der Formkörper beim Billiard-Queue zusätzlich oder alternativ ein Teil der Auftrefffläche sein oder direkt oder indirekt mit der Auftrefffläche verbunden sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Sportgerät einen Grundkörper, welcher einen Schlägergriff und eine Auftrefffläche für den Spielgegenstand umfasst, wobei die Auftrefffläche mit einem Formkörper beschichtet ist und der Formkörper geschäumte Partikel umfassend thermoplastisches Elastomer umfasst. Bei dieser Art der Konstruktion verfügt das Sportgerät über gute mechanische Eigenschaften wie beispielsweise hohe Elastizität und guten Rebound (Rückprall), insbesondere durch den Formkörper, der mit der Auftrefffläche verbunden ist. Die Oberflächenbeschaffenheit des Formkörpers ermöglicht es zudem, mittels Auftrefffläche des Sportgeräts gezielte Effekte am Spielgegenstand zu erzielen. Zu diesen Effekten, die am Spielgegenstand erzielt werden können, zählen beispielsweise Rotationen, Spin (Topspin, Rückwärtsdrall), gezielte Flugbahnen, Bewegungsrichtungen beim Auftreffen des Spielgegenstandes (z.B. Tennisball, Tischtennisball, Golfball) auf dem Boden oder dem Schläger des Mitspielers. Vorteilhafte Effekte werden insbesondere auch bzgl. Verbesserung der Eigenschaften hinsichtlich Vibration, Präzision, Dämpfung, Rebound erhalten. Auch die Steuerbarkeit des Sportgerätes (z.B. Schläger oder Queue) sowie des Spielgegenstandes (z.B. Ball oder Kugel) wird verbessert. Insbesondere die Rückprallelastizität des Spielgegenstandes ist material- und/oder konstruktionsbedingt verbessert. Die beschriebenen vorteilhaften Effekte lassen sich insbesondere durch die Materialauswahl und die Konstruktion gezielt einstellen. So können beispielsweise Mischungen von verschiedenen geschäumten Partikeln verwendet werden. Auch durch die Kombination von geschäumten Partikeln mit anderen Polymeren zu beispielsweise Hybridmaterialen ist möglich. Darüber hinaus kann die Einstellung der Materialeigenschaften durch Verwendung von Verbundstoffen für den Formkörper erreicht werden. Beispielsweise lässt sich die Härte von Partikeln und/oder Formteilen gezielt einstellen, ohne den Rebound negativ zu beeinflussen. Über die Materialauswahl und/oder Materialkombinationen sowie Einstellung von Härte und Festigkeit können zudem die Dämpfungseigenschaften beeinflusst werden.

Der Grundkörper des Sportgerätes kann beispielsweise Kunststoff, Metall, Carbon, Keramik, Titan, Aramidfaser oder Holz umfassen. Auch Kombinationen aus diesen Materialien sind für den Grundkörper möglich. Genauso sind Kunststoffmischungen, Kombinationen verschiedener Metalle und/oder Metalllegierungen sowie Mischungen verschiedener Naturstoffe mögliche Kombinationen. Der Grundkörper kann auch glasfaserverstärkte oder kohlefaserverstärkte Kunststoffe umfassen. Der Grundkörper kann beschichtet, lackiert und mit weiteren Materialen beklebt sein, sowie ein Verbundmaterial enthaltend verschiedene Materialienklassen umfassen. Weiter ist möglich, dass der Schlägergriff und die Auftrefffläche aus unterschiedlichen Materialien bestehen, vorzugweise jedoch aus den gleichen Materialen bestehen. Schlägergriff und Auftrefffläche können sowohl direkt aus der Herstellung des Grundkörpers entstehen, weil der Grundkörper aus einem Stück gefertigt wird und damit der Grundkörper inhärent den Schlägergriff und die Auftrefffläche umfasst. Es ist auch möglich, dass der Grundkörper zumindest aus zwei separaten Teilen, insbesondere dem Griff und der Auftrefffläche gefertigt wird. Griff und Auftrefffläche können dann nach deren individuellen Fertigung zusammengefügt werden, beispielsweise geklebt, gesteckt, geschweißt, oder jede weitere dem Fachmann zur Verfügung stehende Verbindungstechnik kann angewendet werden. Insbesondere kann der Grundkörper neben Griff und Auftrefffläche weitere Bestandteile enthalten.

Es ist insbesondere bevorzugt, dass der Grundkörper den Formkörper umfasst. Dazu kann der Formkörper an verschiedenen Positionen im Grundkörper positioniert sein und ist vorzugsweise von dem Material des Grundkörpers umgeben und damit verbunden. Beispielsweise kann der Formkörper im Rahmen eines Tennisschlägers positioniert sein. Auch die Positionierung im Griff des Sportgerätes ist möglich.

Als Spielgegenstand kann ein Ball, eine Kugel oder ein Puck fungieren. Jeder weitere Spielgegenstand, der mit dem Sportgerät für Schlägersportarten verwendet werden kann, ist von dem Begriff Spielgegenstand umfasst. Beispielsweise Federball, Schaumstoffball, Gummiball, Billardkugel, Hockeykugel, Golfball, Eishockeypuck oder Cricket-Ball.

Die Auftrefffläche stellt die Fläche dar, auf der der Spielgegenstand mit dem Sportgerät direkt oder indirekt in Kontakt kommt. Die Auftrefffläche stellt insbesondere die Schlägerfläche dar. Die Auftrefffläche ist beim Tischtennisschläger als Sportgerät insbesondere aus Holz. Kunststoffe sowie Verbundmaterialien sind ebenfalls möglich. Vorzugsweise umfasst die Auftrefffläche den Formkörper. Insbesondere ist die Auftrefffläche mit dem Formkörper beschichtet. Beschichtet umfasst, dass Auftrefffläche und Formkörper miteinander verbunden sind, Formkörper und Auftrefffläche direkt oder indirekt miteinander befestigt sind, die Auftrefffläche den Formkörper an der Seite der Kontaktfläche für den Spielgegenstand umfasst. Die Befestigung zwischen Formkörper und Auftrefffläche des Grundkörpers kann insbesondere durch Kleben, andere adhäsive Materialien oder mechanisches miteinander Zusammenbringen erfolgen. Auch ist umfasst, dass die Befestigung ein Wechsel / Austausch der Formkörper an der Auftrefffläche des Grundkörpers möglich macht.

Vorzugsweise besteht das Sportgerät, umfassend Grundkörper und Formkörper, aus einem Material bzw. einer Materialklasse, insbesondere aus Kunststoff. Weiter bevorzugt ist, dass das eine Material bzw. die eine Material Klasse ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus thermoplastischen Kunststoffen, Duromeren, Polyurethan, thermoplastischen Elastomeren, thermoplastischem Polyurethan und Kunststoffverbundmaterial.

Ein Formkörper umfasst insbesondere geschäumte Partikel umfassend thermoplastisches Elastomer. Geschäumte Partikel, ein geschäumtes Granulat oder auch ein Partikelschaum im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet einen Schaumstoff in Form eines Partikels, wobei der mittlere Durchmesser der Partikel im Bereich von 0,2 bis 20 mm, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 15 mm und insbesondere im Bereich von 1 bis 12 mm liegt. Bei nicht kugelförmigen, z.B. länglichen oder zylinderförmigen Partikel ist mit Durchmesser die längste Abmessung gemeint.

Es wurde gefunden, dass durch die Zusammensetzungen des Formkörpers, umfassend die geschäumten Partikel, dieser ein hohes E-modul aufweist und sich durch gute mechanische Eigenschaften, wie beispielsweise hohe Elastizität und guten Rebound auszeichnen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird der Rebound analog DIN 53512, April 2000 bestimmt; die Abweichung zur Norm ist die Prüfkörperhöhe welche 12 mm betragen sollte, bei diesem Test jedoch mit 20 mm durchgeführt wird um ein „durchschlagen“ der Probe und ein Messen des Untergrunds zu vermeiden, soweit nicht anders angegeben.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die geschäumten Partikel beschichtet. Dazu können die geschäumten Partikel mit einer Lackschicht überzogen sein. Weiter bevorzugt ist, wenn die geschäumten Partikel zu einer Partikelschaumstoffschicht miteinander verklebt oder verschweißt sind und insbesondere die Partikelschaumstoffschicht mit einer Lackschicht überzogen ist. Dabei sind dem Fachmann Beschichtungsmethoden zum Überziehen von Granulaten, Partikeln, Partikelschäumen, Pellets, Formkörpern bekannt. Insbesondere die in WO2019105725 offenbarten Verfahren zur Vorbehandlung von Kunststoffsubstraten sind vorliegend anwendbar und stellen bevorzugte Ausführungsformen dar.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Formkörper ein Verbundmaterial, welches geschäumte Partikel und ein ungeschäumtes Polymer umfasst. Vorzugsweise stellt das ungeschäumte Polymer die Kontaktfläche für den Spielgegenstand dar und ist aus der Gruppe bestehend aus thermoplastischen Elastomeren, insbesondere thermoplastische Polyurethan, Gummi, Gießelastomeren, Vulkanisaten, PTFE-Gummi, Chloropren-Kautschuk und Silikonen ausgewählt. Dem Fachmann sind Methoden zur Herstellung von Verbundmaterialien und insbesondere zum Aufbringen von Polymeren auf anderen Kunststoffen, insbesondere Polymer-Schaumstoffen, bekannt. Diese können vorliegend für das Herstellen des Verbundmaterials für den Formkörper angewendet werden. Insbesondere WO2015124505 offenbart Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils, welche vorliegend anwendbar sind und bevorzugte Ausführungsformen darstellen. Die von Verbundmaterialien umfassten Komponenten können miteinander verklebt sein.

Weiter bevorzugt ist, wenn geschäumtes Granulat ein thermoplastisches Polyurethan umfasst, erhältlich oder erhalten durch Umsetzung einer Polyisocyanatzusammensetzung (IZ), eines Kettenverlängerers (KV1) und einer Polyolzusammensetzung (PZ).

Darüber hinaus kann das Polyurethan, insbesondere thermoplastisches Polyurethan, weitere Komponenten bzw. Additive (Hilfsmittel, Hilfsstoffe, Zusatzstoffe) aufweisen, beispielsweise weitere Kettenverlängerer oder auch Hydrolyseschutzmittel, Vernetzer, Antioxidantien, Stabilisatoren, Farbstoffe, Pigmente, UV-Stabilisatoren, Weichmacher, organische oder anorganische Füllstoffe, Schlagzähmodifikatoren, Flammschutzmittel, Entformungshilfsmitteln, sowie sonstige weitere gebräuchliche Additive.

Es wurde gefunden, dass sich derartige thermoplastische Polyurethane gut zu einem geschäumten Granulat verarbeiten lassen, das sich wiederum gut zu Formkörpern weiterverarbeiten lässt, die insbesondere ein hohes E-Modul und einen guten Rebound aufweisen.

Geeignete Isocyanate der Polyisocyanatzusammensetzung (IZ) sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere Diisocyanate, insbesondere aliphatische oder aromatische Diisocyanate, weiter bevorzugt aromatische Diisocyanate. Vorzugsweise ist die Polyisocyanatzusammensetzung (IZ) ausgewählt aus der Gruppe von Isocyanaten bestehend aus 2,2‘-, 2, 4‘- und 4,4‘-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), 2,4- und 2,6-Toluylendiisocyanat (TDI), 1 ,6-Hexamethylendiisocyanat, 1 ,5-Pentandiisocyanat und 1-lsocyanato-4-[(4- isocyanatocyclohexyl)methyl]cyclohexan (H12MDI).

Des Weiteren können im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorreagierte Produkte als Isocyanatkomponente eingesetzt werden, bei denen ein Teil der OH-Komponenten in einem vorgelagerten Reaktionsschritt mit einem Isocyanat zur Reaktion gebracht werden. Die erhaltenen Produkte werden in einem nachfolgenden Schritt, der eigentlichen Polymerreaktion, mit den restlichen OH-Komponenten zur Reaktion gebracht und bilden dann das thermoplastische Polyurethan.

Als aliphatische Diisocyanate werden übliche aliphatische und/oder cycloaliphatische Diisocyanate eingesetzt, beispielsweise Tri-, Tetra-, Penta-, Hexa-, Hepta- und/oder Oktamethylendiisocyanat, 2-Methylpentamethylen-1 ,5-diisocyanat, 2-Ethyltetramethylen-1 ,4- diisocyanat, Butylen-1 ,4-diisocyanat, Trimethylhexamethylen-1 ,6-diisocyanat, 1-lsocyanato- 3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexan (Isophoron-diisocyanat, IPDI), 1 ,4- und/oder 1 ,3-Bis(isocyanatomethyl)cyclohexan (HXDI), 1 ,4-Cyclohexandiisocyanat, 1-Methyl-2,4- und/oder 1-Methyl-2,6-cyclohexandiisocyanat, 4,4’-, 2,4’- und/oder 2, 2’-Methylendicyclo- hexyldiisocyanat (H12MDI).

Geeignete aromatische Diisocyanate sind insbesondere 1 ,5-Naphthylendiisocyanat (NDI), 2,4- und/oder 2,6-Toluylendiisocyanat (TDI), 3,3,‘-Dimethyl-4,4‘-Diisocyanato-Diphenyl (TODI), p- Phenylendiisocyanat (PDI), Diphenylethan-4,4‘-diisoyanat (EDI), Methylendiphenyldiisocyanat (MDI) wobei unter dem Begriff MDI 2,2'-, 2,4'- und/oder 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat verstanden wird, 3,3'-Dimethyl-diphenyl-diisocyanat, 1 ,2-Diphenylethandiisocyanat und/oder Phenylendiisocyanat.

Grundsätzlich können auch Mischungen eingesetzt werden. Beispiele für Mischungen sind Mischungen, die neben 4,4‘-Methylendiphenyldiisocyanat mindestens ein weiteres Methylendiphenyldiisocyanat enthalten. Hierbei bezeichnet der Begriff Methylendiphenyldiisocyanat 2,2'-, 2,4'- und/oder 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat oder ein Gemisch aus zwei oder drei Isomeren. Somit kann z.B. als weiteres Isocyanat 2,2'- oder 2,4'- Diphenylmethandiisocyanat eingesetzt werden oder ein Gemisch aus zwei oder drei Isomeren. In dieser Ausführungsform kann die Polyisocyanatzusammensetzung auch weitere, der oben genannten Polyisocyanate enthalten.

Sofern weitere Isocyanate eingesetzt werden, sind diese in der Isocyanatzusammensetzung (IZ) vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 0,1 bis 20 Gew.-%, weiter bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt in einer Menge im Bereich von 0,5 bis 5 Gew.-% enthalten.

Bevorzugte Beispiele für höherfunktionelle Isocyanate sind Triisocyanate, z.B. Triphenylmethan-4,4',4"-triisocyanat, weiterhin die Cyanurate der vorgenannten Diisocyanate, sowie die durch partielle Umsetzung von Diisocyanaten mit Wasser erhältlichen Oligomere, z.B. die Biurethe der vorgenannten Diisocyanate, ferner Oligomere, die durch gezielte Umsetzung von semiblockierten Diisocyanaten mit Polyolen, die im Mittel mehr als zwei und vorzugsweise drei oder mehr Hydroxy-Gruppen aufweisen, erhältlich sind.

Als organische Isocyanate können aliphatische, cycloaliphatische, araliphatische und/oder aromatische Isocyanate eingesetzt werden.

Weiter können auch Vernetzer eingesetzt werden, beispielsweise die zuvor genannten höherfunktionellen Polyisocyanate oder Polyole oder auch andere höherfunktionale Moleküle mit mehreren gegenüber Isocyanaten reaktiven funktionellen Gruppen. Ebenso ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, eine Vernetzung der Produkte durch einen Überschuss der eingesetzten Isocyanatgruppen im Verhältnis zu den Hydroxylgruppen zu erreichen. Beispiele für höherfunktionelle Isocyanate sind Triisocyanate, z.B. Triphenylmethan- 4,4',4"-triisocyanat sowie Isocyanurate, weiterhin die Cyanurate der vorgenannten Diisocyanate, sowie die durch partielle Umsetzung von Diisocyanaten mit Wasser erhältlichen Oligomere, z.B. die Biurethe der vorgenannten Diisocyanate, ferner Oligomere, die durch gezielte Umsetzung von semiblockierten Diisocyanaten mit Polyolen, die im Mittel mehr als zwei und vorzugsweise drei oder mehr Hydroxy-Gruppen aufweisen, erhältlich sind.

Hierbei ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Menge an Vernetzer, d.h. höherfunktionellen Isocyanate und höherfunktionellen Polyolen bzw. höherfunktionellen Kettenverlängerern nicht größer als 3 Gew-%, vorzugsweise kleiner als 1 Gew-%, weiter bevorzugt kleiner als 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung der Komponenten.

Weiterhin kann die Polyisocyanatzusammensetzung auch ein oder mehrere Lösungsmittel enthalten. Geeignete Lösungsmittel sind dem Fachmann bekannt. Geeignet sind beispielsweise nicht reaktive Lösungsmittel wie Ethylacetat, Methylethylketon und Kohlenwasserstoffe.

Es wird insbesondere eine Polyolzusammensetzung (PZ) eingesetzt. Insbesondere enthält die Polyolzusammensetzung (PZ) mindestens ein Polyol. Geeignete Polyole sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt und beispielsweise beschrieben im "Kunststoffhandbuch, Band 7, Polyurethane", Carl Hanser Verlag, 3. Auflage 1993, Kapitel 3.1. Besonders bevorzugt werden als Polyolzusammensetzung (PZ) Polyesteroie oder Polyetheroie als Polyole eingesetzt. Ebenso können Polycarbonate eingesetzt werden. Auch Copolymere, insbesondere Blockcopolymere, können im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Besonders bevorzugt sind Polyetherpolyole. Das zahlenmittlere Molekulargewicht der eingesetzten Polyole liegen vorzugsweise im Bereich von 500 und 5000 g/mol, beispielsweise im Bereich von 550 g/mol und 2000 g/mol, bevorzugt im Bereich von 600 g/mol und 1500 g/mol, insbesondere im Bereich von 650 g/mol und 1000 g/mol.

Insbesondere sind Polyetheroie geeignet, aber auch Polyesteroie, Blockcopolymere sowie Hybrid Polyole wie z.B. Poly(ester/amid). Bevorzugte Polyetheroie sind Polyethylenglykole, Polypropylenglykole, Polyadipate, Polycarbonat(diol)e und Polycaprolacton.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung demgemäß ein geschäumtes Granulat wie zuvor beschrieben, wobei die Polyolzusammensetzung ein Polyol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyetheroien, Polyesteroien, Polycaprolactonpolyolen und Polycarbonatpolyolen enthält.

Geeignete Polyole sind beispielsweise solche, die Ether und Esterblöcke aufweisen, wie beispielsweise Polycaprolacton mit Polyethylenoxid oder Polypropylenoxid-Endblöcken oder auch Polyether mit Polycaprolactonendblöcken. Bevorzugte Polyetheroie sind Polyethyleneglykole, Polypropylenglykole. Weiterhin bevorzugt ist Polycaprolacton.

Insbesondere können auch Mischungen verschiedener Polyole eingesetzt werden. Bevorzugt haben die eingesetzten Polyole bzw. die Polyolzusammensetzung eine mittlere Funktionalität zwischen 1 ,8 und 2,3, bevorzugt zwischen 1 ,9 und 2,2, insbesondere 2. Bevorzugt weisen die erfindungsgemäß eingesetzten Polyole nur primäre Hydroxylgruppen auf.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Polyolzusammensetzung (PZ) eingesetzt, die mindestens Polytetrahydrofuran enthält. Insbesondere kann die Polyolzusammensetzung neben Polytetrahydrofuran auch weitere Polyole enthalten.

Beispielsweise sind als weitere Polyole Polyether geeignet, aber auch Polyester, Blockcopolymere sowie Hybrid Polyole wie z.B. Poly(ester/amid). Geeignete Blockcopolymere sind beispielsweise solche, die Ether und Esterblöcke aufweisen, wie beispielsweise Polycaprolacton mit Polyethylenoxid oder Polypropylenoxid-Endblöcken oder auch Polyether mit Polycaprolactonendblöcken. Bevorzugte Polyetheroie sind Polyethyleneglykole, Polypropylenglykole. Weiterhin bevorzugt ist als weiteres Polyol Polycaprolacton.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist das Polytetrahydrofuran ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn im Bereich von 500 g/mol bis 5000 g/mol auf, weiter bevorzugt im Bereich von 550 bis 2500 g/mol, besonders bevorzugt im Bereich von 650 bis 2000 g/mol und am meisten bevorzugt von 1000 g/mol.

Besonders bevorzugt ist Polytetrahydrofuran, welches zumindest teilweise aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnen wird. Auch vollständig aus nachwachsenden Rohstoffen gewonnenes Polytetrahydrofuran ist bevorzugt.

Die Zusammensetzung der Polyolzusammensetzung (PZ) kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung in weiten Bereichen variieren. Die Polyolzusammensetzung kann auch Mischungen verschiedener Polyole enthalten.

Die Polyolzusammensetzung kann auch ein Lösungsmittel enthalten. Geeignete Lösungsmittel sind dem Fachmann an sich bekannt.

Sofern Polytetrahydrofuran eingesetzt wird, liegt das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn des Polytetrahydrofurans bevorzugt im Bereich von 500 bis 5000 g/mol. Weiter bevorzugt liegt das zahlenmittlere Molekulargewicht Mn des Polytetrahydrofurans im Bereich von 500 bis 1400 g/mol.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung auch ein geschäumtes Granulat wie zuvor beschrieben, wobei die Polyolzusammensetzung ein Polyol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polytetrahydrofuranen mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht Mn im Bereich von 500 g/mol bis 5000 g/mol enthält.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung demgemäß ein geschäumtes Granulat wie zuvor beschrieben, wobei die Polyolzusammensetzung ein Polyol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polytetrahydrofuranen mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht Mn im Bereich von 500 g/mol bis 2000g/mol enthält.

Bevorzugte Polyetheroie sind erfindungsgemäß Polyethylenglykole, Polypropylenglykole und Polytetrahydrofurane, sowie deren Mischpolyetheroie. Beispielsweise können erfindungsgemäß auch Mischungen verschiedener Polytetrahydrofurane eingesetzt werden, die sich im Molekulargewicht unterscheiden.

Erfindungsgemäß wird weiterhin mindestens ein Kettenverlängerer (KV1) eingesetzt. Geeignete Kettenverlängerer sind dem Fachmann an sich bekannt. Kettenverlängerer sind beispielsweise Verbindungen mit zwei gegenüber Isocyanatgruppen reaktiven Gruppen, insbesondere solche mit einem Molekulargewicht von kleiner als 500 g/mol. Geeignete Kettenverlängerer sind beispielsweise Diamine oder Diole. Erfindungsgemäß sind Diole weiter bevorzugt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können auch Mischungen aus zwei oder mehr Kettenverlängerern eingesetzt werden.

Geeignete Diole sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt. Erfindungsgemäß hat das Diol vorzugsweise ein Molekulargewicht von < 500 g/mol. Dabei können erfindungsgemäß beispielweise aliphatische, araliphatische, aromatische und/oder cycloaliphatische Diole mit einem Molekulargewicht von 50 g/mol bis 220 g/mol als Kettenverlängerer eingesetzt werden. Bevorzugt sind Alkandiole mit 2 bis 10 C-Atomen im Alkylenrest, insbesondere Di-, Tri-, Tetra-, Penta-, Hexa-, Hepta-, Okta-, Nona- und/oder Dekaalkylenglykole. Für die vorliegende Erfindung sind besonders bevorzugt 1 ,2-Ethylenglykol, 1 ,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1 ,6- Hexandiol.

Auch verzweigte Verbindungen wie 1 ,4-Cyclohexyldimethanol, 2-Butyl-2-ethylpopandiol, Neopentylglykol, 2,2,4-Trimethyl-1 ,3-pentanediol, Pinakol, 2-Ethyl-1 ,3-hexandiol oder 1 ,4- Cyclohexandiol sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Kettenverlängerer (KV1) geeignet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung demgemäß ein geschäumtes Granulat wie zuvor beschrieben, wobei der Kettenverlängerer (KV1) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 1 ,3-Propandiol, 1,2-Ethandiol, 1 ,4-Butandiol, 1 ,6-Hexandiol und HQEE.

Die Mengenverhältnisse der eingesetzten Komponenten werden dabei gemäß Schritt (b) vorzugsweise so gewählt, dass ein Hartsegmentanteil im Bereich von 10 bis 40% erhalten wird.

Soweit nicht anders angegeben erfolgt im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Bestimmung der gewichtsmittleren Molekulargewichte Mw der thermoplastischen Block-Copolymere, gelöst in HFIP (Hexafluorisopropanol) mittels GPC. Die Bestimmung des Molekulargewichts erfolgt mittels zwei hintereinandergeschalteter GPC-Säulen (PSS-Gel; 100A; 5p; 300*8mm, Jordi- Gel DVB; MixedBed; 5p; 250*10mm; Säulentemperatur 60°C; Fluss 1 mL/min; Rl-Detektor). Dabei erfolgt die Kalibrierung mit Polymethylmethacrylat (EasyCal; Fa. PSS, Mainz), als Laufmittel wird HFIP verwendet.

Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt auch ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Granulats. Dabei betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines geschäumten Granulats umfassend die Schritte:

(i) Bereitstellen einer Zusammensetzung (Z1) enthaltend ein thermoplastisches Polyurethan, wobei das thermoplastische Polyurethan erhalten oder erhältlich ist Umsetzung mindestens der Komponenten (a) bis (c):

(a) eine Polyisocyanatzusammensetzung (IZ),

(b) mindestens ein Kettenverlängerer (KV1),

(c) eine Polyolzusammensetzung (PZ),

(ii) Imprägnierung der Zusammensetzung (Z1) mit einem Treibmittel unter Druck;

(iii) Expandieren der Zusammensetzung (Z1) mittels Druckabfall.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die Zusammensetzung (Z1) dabei in Form einer Schmelze oder in Form eines Granulats eingesetzt werden.

Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens, geeignete Einsatzstoffe oder Mischungsverhältnisse sind dem Fachmann bekannt und gelten entsprechend.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann weitere Schritte umfassen, beispielsweise Temperaturanpassungen.

Die für die Herstellung des geschäumten Granulats benötigte, nicht expandierte Polymermischung der Zusammensetzung (Z1) wird in bekannter Weise aus den Einzelkomponenten sowie gegebenenfalls weiteren Komponenten wie beispielsweise Verarbeitungshilfsmittel, Stabilisatoren, Verträglichkeitsvermittler oder Pigmenten hergestellt. Geeignete Verfahren sind beispielsweise übliche Mischverfahren mit Hilfe eines Kneters, kontinuierlich oder diskontinuierlich, oder einem Extruder wie beispielsweise einem gleichläufigen Doppelschneckenextruder.

Im Falle von Verträglichkeitsvermittlern oder Hilfsstoffen wie zum Beispiel Stabilisatoren können diese auch bei der Herstellung der Komponenten in diese bereits eingearbeitet werden.

Üblicherweise werden die einzelnen Komponenten vor dem Mischverfahren zusammengegeben oder in den Apparat der das Mischen übernimmt eindosiert. Im Falle eines Extruders werden die Komponenten alle in den Einzug dosiert und gemeinsam in den Extruder gefördert oder einzelne Komponenten über eine Seitendosierung zugegeben.

Die Verarbeitung erfolgt bei einer Temperatur bei welcher die Komponenten in einem plastifizierten Zustand vorliegen. Die Temperatur hängt von den Erweichungs- bzw. Schmelzbereichen der Komponenten ab, muss jedoch unterhalb der Zersetzungstemperatur jeder Komponente liegen. Additive wie Pigmente oder Füllstoffe oder weitere der oben genannten üblichen Hilfsstoffe werden nicht mit aufgeschmolzen, sondern im festen Zustand eingearbeitet.

Hierbei sind weitere Ausführungsformen nach gängigen Methoden möglich, wobei die bei der Herstellung der Ausgangsmaterialien verwendeten Prozesse mit in die Herstellung direkt einbezogen werden können. So wäre es z.B. möglich im Falle des Bandverfahrens, direkt am Ende des Bandes, bei dem das Material in einen Extruder eingespeist wird, um Linsengranulat zu erhalten, weitere Additive (Komponenten, Hilfsstoffe, Füllstoffe) wie beispielsweise Zähmodifizierer, Farbstoffe, Stabilisatoren, Antioxidantien einzubringen.

In diesem Schritt können einige der oben genannten üblichen Hilfsstoffe (Additive, Füllstoffe, Komponenten) der Mischung hinzugefügt werden.

Die erfindungsgemäßen geschäumten Granulate weisen in der Regel eine Schüttdichte von 50 g/l bis 200 g/l, bevorzugt 60 g/l bis 180 g/l, besonders bevorzugt 80 g/l bis 150 g/l. Die Schüttdichte wird analog der DIN ISO 697 gemessen, wobei bei der Bestimmung der obigen Werte im Unterschied zur Norm anstelle eines Gefäßes mit 0,5 I Volumen ein Gefäß mit 10 I Volumen verwendet wird, da speziell bei den Schaumpartikeln mit niedriger Dichte und großer Masse eine Messung mit nur 0,5 I Volumen zu ungenau ist.

Wie oben ausgeführt, liegt der Durchmesser der geschäumten Granulate zwischen 0,5 bis 30 mm, bevorzugt 1 bis 15 mm und insbesondere zwischen 3 bis 12 mm. Bei nicht kugelförmigen, z.B. länglichen oder Zylinder förmigen geschäumten Granulaten ist mit Durchmesser die längste Abmessung gemeint.

Die Herstellung der geschäumten Granulate kann nach den gängigen im Stand der Technik bekannten Verfahren erfolgen durch

(i) Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung (Z);

(ii) Imprägnierung der Zusammensetzung mit einem Treibmittel unter Druck;

(iii) Expandieren der Zusammensetzung mittels Druckabfall.

Die Treibmittelmenge beträgt bevorzugt 0,1 bis 40, insbesondere 0,5 bis 35 und besonders bevorzugt 1 bis 30 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der eingesetzten Menge der Zusammensetzung (Z).

Eine Ausführungsform des oben genannten Verfahrens umfasst

(i) Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung (Z) in Form eines Granulates;

(ii) Imprägnierung des Granulates mit einem Treibmittel unter Druck;

(iii) Expandieren des Granulates mittels Druckabfall.

Eine weitere Ausführungsform des oben genannten Verfahrens umfasst einen weiteren Schritt:

(i) Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung (Z) in Form eines Granulates;

(ii) Imprägnierung des Granulates mit einem Treibmittel unter Druck; (iii-a) Reduzierung des Drucks auf Normaldruck ohne das Granulat aufzuschäumen, ggf. durch vorherige Reduzierung der Temperatur

(iii-b) Schäumen des Granulates durch eine Temperaturerhöhung.

Bevorzugt weist das nicht expandierte Granulat hierbei einen durchschnittlichen minimalen Durchmesser von 0,2 - 10 mm auf (bestimmt über 3D Evaluierung des Granulates, z.B. über dynamic image analysis mit der Verwendung einer optischen Messapparatur mit Namen PartAn 3D von Microtrac).

Die einzelnen Granulate haben in der Regel eine mittlere Masse im Bereich von 0,1 bis 50 mg, bevorzugt im Bereich von 4 bis 40 mg und besonders bevorzugt im Bereich von 7 bis 32 mg. Diese mittlere Masse der Granulate (Partikelgewicht) wird als arithmetisches Mittel durch 3- maliges Wiegen von jeweils 10 Granulatpartikeln bestimmt.

Eine Ausführungsform des oben genannten Verfahrens umfasst die Imprägnierung des Granulates mit einem Treibmittel unter Druck und anschließende Expansion des Granulates in Schritt (I) und (II):

(I) Imprägnierung des Granulates in Gegenwart eines Treibmittels unter Druck bei erhöhten Temperaturen in einem geeigneten, geschlossenen Reaktionsgefäß (z.B. Autoklaven)

(II) schlagartiges Entspannen ohne Abkühlung

Hierbei kann die Imprägnierung in Schritt (I) in Gegenwart in Gegenwart von Wasser sowie optional Suspensionshilfsmitteln erfolgen oder nur in Anwesenheit des Treibmittels und Abwesenheit von Wasser.

Geeignete Suspensionshilfsmittel sind z.B. wasserunlösliche anorganische Stabilisatoren, wie Tricalciumphosphat, Magnesiumpyrophosphat, Metallcarbonate; ferner Polyvinylalkohol und Tenside, wie Natriumdodecylarylsulfonat. Sie werden üblicherweise in Mengen von 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die erfindungsgemäße Zusammensetzung, verwendet.

Die Imprägniertemperaturen liegen in Abhängigkeit von dem gewählten Druck im Bereich von 100°C-200°C, wobei der Druck in dem Reaktionsgefäß zwischen 2 - 150 bar, bevorzugt zwischen 5 und 100 bar, besonders bevorzugt zwischen 20 und 60 bar beträgt, die Imprägnierdauer beträgt im Allgemeinen 0,5 bis 10 Stunden.

Die Durchführung des Verfahrens in Suspension ist dem Fachmann bekannt und z.B. ausführlich in der W02007/082838 beschrieben.

Bei der Durchführung des Verfahrens in Abwesenheit des Treibmittels ist darauf zu achten, dass die Aggregation des Polymergranulates vermieden wird. Geeignete Treibmittel für die Durchführung des Verfahrens in einem geeigneten geschlossenen Reaktionsgefäß sind z.B. organische Flüssigkeiten und Gase, die bei den Verarbeitungsbedingungen in einem gasförmigen Zustand vorliegen, wie Kohlenwasserstoffe oder anorganische Gase oder Gemische aus organischen Flüssigkeiten bzw. Gasen und anorganischen Gasen, wobei diese ebenfalls kombiniert werden können.

Geeignete Kohlenwasserstoffe sind beispielsweise halogenierte oder nicht halogenierte, gesättigte oder ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise nicht halogenierte, gesättigte oder ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe.

Bevorzugte organische Treibmittel sind gesättigte, aliphatische Kohlenwasserstoffe, insbesondere solche mit 3 bis 8 C-Atomen wie beispielsweise Butan oder Pentan.

Geeignete anorganische Gase sind Stickstoff, Luft, Ammoniak oder Kohlendioxid, vorzugsweise Stickstoff oder Kohlendioxid oder Mischungen aus den vorstehend genannten Gasen.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Imprägnierung des Granulates mit einem Treibmittel unter Druck verfahren und anschließende Expansion des Granulates in Schritt (a) und (ß):

(a) Imprägnierung des Granulates in Gegenwart eines Treibmittels unter Druck bei erhöhten Temperaturen in einem Extruder,

(ß) Granulierung der aus dem Extruder austretenden Masse unter Bedingungen, die unkontrolliertes Aufschäumen verhindern.

Geeignete Treibmittel in dieser Verfahrensvariante sind flüchtige organische Verbindungen mit einem Siedepunkt bei Normaldruck 1013 mbar von -25°C bis 150°C, insbesondere -10°C bis 125°C. Gut geeignet sind Kohlenwasserstoffe (bevorzugt halogenfrei), insbesondere C4-10- Alkane, beispielsweise die Isomere des Butans, Pentans, Hexans, Heptans und Octans, besonders bevorzugt iso-Butan. Weitere mögliche Treibmittel sind außerdem sterisch anspruchsvollere Verbindungen wie Alkohole, Ketone, Ester, Ether und organische Carbonate.

Hierbei wird die Zusammensetzung im Schritt (ii) in einem Extruder unter Aufschmelzen mit dem Treibmittel unter Druck vermischt, welches dem Extruder zugeführt wird. Die treibmittelhaltige Mischung wird unter Druck, vorzugsweise mit moderat kontrolliertem Gegendruck (z.B. Unterwassergranulierung) ausgepresst und granuliert. Hierbei schäumt der Schmelzstrang auf und man erhält durch Granulierung die geschäumten Granulate.

Die Durchführung des Verfahrens via Extrusion ist dem Fachmann bekannt und z.B. ausführlich in der W02007/082838 sowie der WO 2013/153190 A1 beschrieben.

Als Extruder kommen alle üblichen Schneckenmaschinen in Betracht, insbesondere Einschnecken- und Doppelschneckenextruder (z.B. Typ ZSK von Fa. Werner & Pfleiderer), Co- Kneter, Kombiplast-Maschinen, M PC-Knetmischer, FCM-Mischer, KEX-Knetschneckenextruder und Scherwalzenextruder, wie sie z.B. in Saechtling (Hg.), Kunststoff-Taschenbuch, 27. Auflage, Hanser-Verlag München 1998, Kap. 3.2.1 und 3.2.4, beschrieben sind. Der Extruder wird üblicherweise bei einer Temperatur betrieben, bei der die Zusammensetzung (Z1) als Schmelze vorliegt, beispielsweise bei 120°C bis 250°C, insbesondere 150 bis 210°C und einem Druck nach der Zugabe des Treibmittels von 40 bis 200 bar, bevorzugt 60 bis 150 bar, besonders bevorzugt 80 bis 120 bar, um eine Homogenisierung des Treibmittels mit der Schmelze zu gewährleisten.

Hierbei kann die Durchführung in einem Extruder oder einer Anordnung aus einem oder mehreren Extrudern erfolgen. So können beispielsweise in einem ersten Extruder die Komponenten aufgeschmolzen und geblendet werden sowie ein Treibmittel injiziert werden. Im zweiten Extruder wird die imprägnierte Schmelze homogenisiert und die Temperatur und oder der Druck eingestellt. Werden beispielsweise drei Extruder miteinander kombiniert, kann ebenfalls das Vermischen der Komponenten sowie das Injizieren des Treibmittels auf zwei unterschiedliche Verfahrensteile aufgeteilt werden. Wird wie bevorzugt nur ein Extruder verwendet, so werden alle Prozessschritte, Aufschmelzen, Vermischen, Injektion des Treibmittels, Homogenisierung und Einstellen der Temperatur und oder des Drucks in einem Extruder durchgeführt.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Formkörper hergestellt aus den erfindungsgemäßen geschäumten Granulaten.

Die Herstellung der entsprechenden Formkörper kann nach dem Fachmann bekannten Methoden erfolgen.

Ein hierbei bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines Schaumstoffformteils umfasst die folgenden Schritte:

(A) Einbringen der erfindungsgemäßen geschäumten Granulate in einer entsprechenden Form,

(B) Fusionierung der erfindungsgemäßen geschäumten Granulate aus Schritt (A).

Die Fusionierung in Schritt (B) erfolgt vorzugsweise in einer geschlossenen Form, wobei die Fusionierung durch Wasserdampf, Heißluft (wie z.B. in der EP1979401 B1 beschrieben) oder energetische Strahlung (Mikrowellen oder Radiowellen) erfolgen kann.

Die Temperatur bei dem Fusionieren des geschäumten Granulats liegt bevorzugt unterhalb oder nahe an der Schmelztemperatur des Polymers, aus dem der Partikelschaum hergestellt wurde. Für die gängigen Polymere liegt demnach die Temperatur zur Fusionierung des geschäumten Granulats im Bereich von 100°C bis 180°C, bevorzugt im Bereich von 120°C bis 150°C.

Hierbei können Temperaturprofile / Verweilzeiten individuell ermittelt werden, z.B. in Analogie zu den in der US20150337102 oder EP2872309B1 beschriebenen Verfahren. Die Verschweißung über energetische Strahlung erfolgt im Allgemeinen im Frequenzbereich von Mikrowellen oder Radiowellen, ggf. in Gegenwart von Wasser oder anderen polaren Flüssigkeiten, wie z.B. polare Gruppen aufweisende, mikrowellenabsorbierende Kohlenwasserstoffe (wie z.B. Ester von Carbonsäuren und Diolen oder Trioien oder Glycole und flüssige Polyethylenegklycole) und kann in Analogie zu den in der EP3053732 oder WO1 6146537 beschriebenen Verfahren erfolgen.

Das geschäumte Granulat auch Farbstoffe enthalten. Hierbei kann die Zugabe von Farbstoffen über verschiedene Wege erfolgen.

In einer Ausführungsform können die hergestellten geschäumten Granulate nach Herstellung gefärbt werden. Hierbei werden die entsprechenden geschäumten Granulate mit einer einen Farbstoff enthaltenen Trägerflüssigkeit kontaktiert, wobei die Trägerflüssigkeit (TF) eine Polarität aufweist, die geeignet ist, dass eine Sorption der Trägerflüssigkeit in das geschäumte Granulat erfolgt. Die Durchführung kann in Analogie zu den in der EP Anmeldung mit der Anmeldenummer 17198591.4 beschriebenen Methoden erfolgen.

Geeignete Farbstoffe sind zum Beispiel anorganische oder organische Pigmente. Geeignete natürliche oder synthetische anorganische Pigmente sind zum Beispiel Ruß, Graphit, Titanoxide, Eisenoxide, Zirkonoxide, Kobaltoxidverbindungen, Chromoxidverbindungen, Kupferoxidverbindungen. Geeignete organischen Pigmente sind zum Beispiel Azopigmente und polycyclische Pigmente.

In einer weiteren Ausführungsform kann die Farbe bei der Herstellung des geschäumten Granulats zugegeben werden. Beispielsweise kann der Farbstoff bei der Herstellung des geschäumten Granulats über Extrusion in den Extruder hinzugefügt werden.

Alternativ kann bereits gefärbtes Material als Ausgangsmaterial für die Herstellung des geschäumten Granulats verwendet werden, welches extrudiert oder im geschlossenen Gefäß nach den oben genannten Verfahren expandiert wird.

Weiterhin kann bei dem in der W02014150122 beschriebenen Verfahren die superkritische Flüssigkeit oder die erhitzte Flüssigkeit einen Farbstoff enthalten.

Wie oben ausgeführt, haben die erfindungsgemäßen Formteile vorteilhafte Eigenschaften für die oben genannten Anwendungen als Materialen von Sportgeräten für Schlägersportarten.

Hierbei sind die Zug- und Kompressionseigenschaften der aus den geschäumten Granulaten hergestellten Formkörper dadurch gekennzeichnet, dass die Zugfestigkeit oberhalb 600 kPa liegt (DIN EN ISO 1798, April 2008), die Reißdehnung oberhalb von 100 % liegt (DIN EN ISO 1798, April 2008) und die Druckspannung oberhalb von 15 kPa bei 10 % Stauchung liegt (analog DIN EN ISO 844, November 2014; die Abweichung zur Norm liegt in der Höhe der Probe mit 20 mm anstatt von 50 mm und somit der Anpassung der Prüfgeschwindigkeit auf 2 mm/min).

Die Rückprallelastizität der aus den geschäumten Granulaten hergestellten Formkörper liegt oberhalb von 55 % (analog DIN 53512, April 2000; die Abweichung zur Norm ist die Prüfkörperhöhe welche 12 mm betragen sollte, bei diesem Test jedoch mit 20 mm durchgeführt wird um ein „durchschlagen“ der Probe und ein Messen des Untergrunds zu vermeiden).

Wie oben ausgeführt, stehen Dichte und Kompressionseigenschaften der hergestellten Formkörper in einem Zusammenhang. Vorteilhaft liegt die Dichte der hergestellten Formteile zwischen 75 bis 375 kg/m 3 , vorzugsweise zwischen 100 bis 300 kg/m 3 , besonders bevorzugt zwischen 150 bis 200 kg/m 3 (DIN EN ISO 845, Oktober 2009).

Das Verhältnis der Dichte des Formteils zu der Schüttdichte der erfindungsgemäßen geschäumten Granulate beträgt dabei im Allgemeinen zwischen 1 ,5 und 2,5, bevorzugt bei 1 ,8 bis 2,0.

Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt auch ein geschäumtes Granulat, erhalten oder erhältlich gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren.

Werden beispielsweise Blockcopolymere eingesetzt, weisen diese üblicherweise eine Hartphase aus aromatischem Polyester und eine Weichphasen auf. Die erfindungsgemäß eingesetzten Blockcopolymere weisen aufgrund ihrer vorgegebenen Blockstruktur, die sich aus dem Aufbau aus an sich schon polymeren und somit langkettigen Molekülen wie einem Polytetrahydrofuran- und einem Polybutylenterephthalat-Baustein ergibt, eine gut Phasentrennung zwischen elastischer Weichphase und steifer Hartphase auf. Diese gute Phasentrennung äußert sich in einer Eigenschaft, die als hohe ,Schnappigkeit‘ bezeichnet wird, aber mit physikalischen Methoden nur sehr schwer charakterisiert werden kann und zu besonders vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen geschäumten Granulate führt.

Aufgrund der guten mechanischen Eigenschaften und des guten Temperaturverhaltens sind die Polymerschäume, insbesondere Polymerschäume auf Basis von Blockcopolymeren, zur Herstellung von Formkörpern geeignet. Formkörper können aus den erfindungsgemäßen geschäumten Granulaten beispielsweise durch Verschweißen oder Verkleben hergestellt werden. Auch mehrere Formkörper können beispielsweise schichtartig miteinander verbunden sein, insbesondere durch Verkleben oder Verschweißen.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen geschäumten Granulats oder eines geschäumten Granulats, erhalten oder erhältlich nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Formkörpern. Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines erfindungsgemäßen geschäumten Granulats oder eines geschäumten Granulats, erhalten oder erhältlich nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, wobei die Herstellung des Formkörpers mittels Verschweißen oder Verkleben der Partikel miteinander erfolgt.

Die vorliegende Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt auch ein Hybridmaterial, enthaltend eine Matrix aus einem Polymer und ein geschäumtes Granulat gemäß der vorliegenden Erfindung. Materialien, die ein geschäumtes Granulat und ein Matrixmaterial umfassen, werden im Rahmen dieser Erfindung als Hybridmaterialien bezeichnet. Dabei kann das Matrixmaterial aus einem kompakten Werkstoff oder ebenfalls aus einem Schaumstoff bestehen.

Als Matrixmaterial geeignete Polymere sind dem Fachmann an sich bekannt. Geeignet sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung beispielsweise Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Bindemittel auf Epoxid-Basis oder auch Polyurethane. Erfindungsgemäß geeignet sind dabei Polyurethan Schaumstoffe oder auch kompakte Polyurethane wie beispielsweise thermoplastische Polyurethane.

Erfindungsgemäß wird das Polymer dabei so ausgewählt, dass eine ausreichende Haftung zwischen dem geschäumten Granulat und der Matrix gegeben ist, um ein mechanisch stabiles Hybridmaterial zu erhalten.

Dabei kann die Matrix das geschäumte Granulat ganz oder teilweise umgeben. Erfindungsgemäß kann das Hybridmaterial weitere Komponenten enthalten, beispielsweise weitere Füllstoffe oder auch Granulate. Erfindungsgemäß kann das Hybridmaterial auch Mischungen verschiedener Polymere enthalten. Das Hybridmaterial kann auch Mischungen geschäumter Granulate enthalten.

Geschäumte Granulate, die neben dem geschäumten Granulat gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind dem Fachmann an sich bekannt. Insbesondere geschäumte Granulate aus thermoplastischen Polyurethanen sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet.

Gemäß einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung demgemäß auch ein Hybridmaterial, enthaltend eine Matrix aus einem Polymer, ein geschäumtes Granulat gemäß der vorliegenden Erfindung und ein weiteres geschäumtes Granulat aus einem thermoplastischen Polyurethan.

Die Matrix besteht im Rahmen der vorliegenden Erfindung aus einem Polymer, geeignet sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Matrixmaterial beispielsweise Elastomere oder Schaumstoffe, insbesondere Schaumstoffe auf Basis von Polyurethanen, beispielsweise Elastomer wie Ethylen-Vinylacetat-Copolymere oder auch thermoplastische Polyurethane.

Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Hybridmaterial wie zuvor beschrieben, wobei das Polymer (PM) ein Elastomer ist. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Hybridmaterial wie zuvor beschrieben, wobei das Polymer ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren und thermoplastischen Polyurethanen.

Gemäß einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Hybridmaterial, enthaltend eine Matrix aus einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymere und ein geschäumtes Granulat gemäß der vorliegenden Erfindung.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Hybridmaterial, enthaltend eine Matrix aus einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, ein geschäumtes Granulat gemäß der vorliegenden Erfindung und ein weiteres geschäumtes Granulat, beispielsweise aus einem thermoplastischen Polyurethan.

Gemäß einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Hybridmaterial, enthaltend eine Matrix aus einem thermoplastischen Polyurethan und ein geschäumtes Granulat gemäß der vorliegenden Erfindung.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Hybridmaterial, enthaltend eine Matrix aus einem thermoplastischen Polyurethan, ein geschäumtes Granulat gemäß der vorliegenden Erfindung und ein weiteres geschäumtes Granulat, beispielsweise aus einem thermoplastischen Polyurethan.

Geeignete thermoplastische Polyurethane sind dem Fachmann an sich bekannt. Geeignete thermoplastische Polyurethane werden beispielsweise beschrieben in "Kunststoffhandbuch, Band 7, Polyurethane", Carl Hanser Verlag, 3. Auflage 1993, Kapitel 3.

Bevorzugt ist das Polymer im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Polyurethan. Polyurethan im Sinne der Erfindung umfasst alle bekannten elastischen Polyisocyanat- Polyadditionsprodukte. Diese umfassen insbesondere massive Polyisocyanat- Polyadditionsprodukte, wie viskoelastische Gele oder thermoplastische Polyurethane, und elastische Schaumstoffe auf Basis von Polyisocyanat-Polyadditionsprodukten, wie Weichschaumstoffe, Halbhartschaumstoffe oder Integralschaumstoffe. Weiter sind unter Polyurethanen im Sinn der Erfindung elastische Polymerblends, enthaltend Polyurethane und weitere Polymere, sowie Schaumstoffe aus diesen Polymerblends zu verstehen. Vorzugsweise handelt es sich bei der Matrix um ein gehärtetes, kompaktes Polyurethanbindemittel, einen elastischen Polyurethanschaumstoff oder ein viskoelastisches Gel.

Unter einem Polyurethanbindemittel wird dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine Mischung verstanden, die zu mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise zu mindestens 80 Gew.-% und insbesondere zu mindestens 95 Gew.-% aus einem Isocyanatgruppen aufweisenden Prepolymer, im Folgenden als Isocyanatprepolymer bezeichnet, besteht. Dabei liegt die Viskosität des erfindungsgemäßen Polyurethanbindemittels vorzugsweise in einem Bereich von 500 bis 4000 mPa.s, besonders bevorzugt von 1000 bis 3000 mPa.s, gemessen bei 25 °C nach DIN 53 018. Im Rahmen der Erfindung werden unter Polyurethan-Schaumstoffen Schaumstoffe gemäß DIN 7726 verstanden.

Die Dichte des Matrixmaterials liegt vorzugsweise im Bereich von 1 ,2 bis 0,01 g/cm 3 . Besonders bevorzugt ist das Matrixmaterial ein elastischer Schaumstoff oder ein Integral-Schaumstoff mit einer Dichte im Bereich von 0,8 bis 0,1 g/cm 3 , insbesondere von 0,6 bis 0,3 g/cm 3 oder kompaktes Material, beispielsweise ein gehärtetes Polyurethanbindemittel.

Insbesondere Schaumstoffe sind als Matrixmaterial geeignet. Hybridmaterialien, die ein Matrixmaterial aus einem Polyurethan Schaumstoff enthalten, weisen vorzugsweise eine gute Haftung zwischen Matrixmaterial und geschäumtem Granulat auf. Die von Hybridmaterialien umfassten Komponenten können beispielsweise miteinander verklebt sein.

Gemäß einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Hybridmaterial, enthaltend eine Matrix aus einem Polyurethanschaum und ein geschäumtes Granulat gemäß der vorliegenden Erfindung.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung ein Hybridmaterial, enthaltend eine Matrix aus einem Polyurethanschaum, ein geschäumtes Granulat gemäß der vorliegenden Erfindung und ein weiteres geschäumtes Granulat, beispielsweise aus einem thermoplastischen Polyurethan.

Ein erfindungsgemäßes Hybridmaterial, enthaltend ein Polymer als Matrix und ein erfindungsgemäßes geschäumtes Granulat kann beispielsweise hergestellt werden, indem die zur Herstellung des Polymers eingesetzten Komponenten und das geschäumte Granulat gegebenenfalls mit weiteren Komponenten vermischt und zum Hybridmaterial umsetzt werden, wobei die Umsetzung vorzugsweise unter Bedingungen erfolgt, unter denen das geschäumte Granulat im Wesentlichen stabil ist.

Geeignete Verfahren und Reaktionsbedingungen zur Herstellung des Polymers, insbesondere eines Ethylen-Vinylacetat-Copolymers oder eines Polyurethans sind dem Fachmann an sich bekannt.

In einer bevorzugten Ausführungsform stellen die erfindungsgemäßen Hybridmaterialien Integralschaumstoffe, insbesondere Integralschaumstoffe auf Basis von Polyurethanen dar. Geeignete Verfahren zur Herstellung von Integralschaumstoffen sind dem Fachmann an sich bekannt. Die Integralschaumstoffe werden vorzugsweise nach dem one-shot-Verfahren mit Hilfe der Niederdruck oder Hochdrucktechnik in geschlossenen, zweckmäßigerweise temperierten Formwerkzeugen hergestellt. Die Formwerkzeuge bestehen gewöhnlich aus Metall, z.B. Aluminium oder Stahl. Diese Verfahrensweisen werden beispielsweise beschrieben von Piechota und Röhr in "Integralschaumstoff, Carl-Hanser-Verlag, München, Wien, 1975, oder im Kunststoff-Handbuch, Band 7, Polyurethane, 3. Auflage, 1993, Kapitel 7. Sofern das erfindungsgemäße Hybridmaterial einen Integralschaumstoff umfasst, wird die Menge des in das Formwerkzeug eingebrachten Reaktionsgemisches so bemessen, dass die erhaltenen Formkörper aus Integralschaumstoffen eine Dichte von 0,08 bis 0,70 g/cm3, insbesondere von 0,12 bis 0,60 g/cm3 aufweisen. Die Verdichtungsgrade zur Herstellung der Formkörper mit verdichteter Randzone und zelligem Kern liegen im Bereich von 1 ,1 bis 8,5, vorzugsweise von 2,1 bis 7,0.

Somit ist es möglich, Hybridmaterialien mit einer Matrix aus einem Polymer (PM) und darin enthaltenen dem erfindungsgemäßen geschäumten Granulat herzustellen, bei denen eine homogene Verteilung der geschäumten Partikel vorliegt. Das erfindungsgemäße geschäumte Granulat kann leicht in einem Verfahren zur Herstellung eines Hybridmaterials eingesetzt werden, da die einzelnen Partikel aufgrund ihrer geringen Größe rieselfähig sind und keine speziellen Anforderungen an die Verarbeitung stellen. Dabei können Techniken zur homogenen Verteilung des geschäumten Granulats wie langsame Rotation der Form, angewandt werden.

Der Reaktionsmischung zur Herstellung der erfindungsgemäßen Hybridmaterialien können gegebenenfalls auch noch Hilfsmittel (Additive, Komponenten, Zusatzstoffe) zugegeben werden. Genannt seien beispielsweise oberflächenaktive Substanzen, Schaumstabilisatoren, Zellregler, Trennmittel, Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente, Hydrolyseschutzmittel, Stabilisatoren, Antioxidantien, geruchsabsorbierende Substanzen und fungistatische und bakteriostatisch wirkende Substanzen.

Als oberflächenaktive Substanzen kommen z.B. Verbindungen in Betracht, welche zur Unterstützung der Homogenisierung der Ausgangsstoffe dienen und gegebenenfalls auch geeignet sind, die Zellstruktur zu regulieren. Genannt seien beispielsweise Emulgatoren, wie die Natriumsalze von Ricinusölsulfaten oder von Fettsäuren, sowie Salze von Fettsäuren mit Aminen, z.B. ölsaures Diethylamin, stearinsaures Diethanolamin, ricinolsaures Diethanolamin, Salze von Sulfonsäuren, z.B. Alkali oder Ammoniumsalze von Dodecylbenzol oder Dinaphthylmethandisulfonsäure und Ricinolsäure; Schaumstabilisatoren, wie Siloxan- Oxalkylen-Mischpolymerisate und andere Organopolysiloxane, oxethylierte Alkylphenole, oxethylierte Fettalkohole, Paraffinöle, Ricinusöl bzw. Ricinolsäureester, Türkischrotöl und Erdnussöl, und Zellregler, wie Paraffine, Fettalkohole und Dimethylpolysiloxane. Zur Verbesserung der Emulgierwirkung, der Zellstruktur und/oder Stabilisierung des Schaumes eignen sich ferner Oligomere Acrylate mit Polyoxyalkylen und Fluoralkanresten als Seitengruppen.

Als geeignete Trennmittel seien beispielhaft genannt: Umsetzungsprodukte von Fettsäureestern mit Polyisocyanaten, Salze aus Aminogruppen enthaltenden Polysiloxanen und Fettsäuren, Salze aus gesättigten oder ungesättigten (cyclo)aliphatischen Carbonsäuren mit mindestens 8 C-Atomen und tertiären Aminen sowie insbesondere innere Trennmittel, wie Carbonsäureester und/oder -amide, hergestellt durch Veresterung oder Amidierung einer Mischung aus Montansäure und mindestens einer aliphatischen Carbonsäure mit mindestens 10 C-Atomen mit mindestens difunktionellen Alkanolaminen, Polyolen und/oder Polyaminen mit Molekulargewichten von 60 bis 400, Gemischen aus organischen Aminen, Metallsalzen der Stearinsäure und organischen Mono und/oder Dicarbonsäuren oder deren Anhydride oder Gemischen aus einer Iminoverbindung, dem Metallsalz einer Carbonsäure und gegebenenfalls einer Carbonsäure.

Als Füllstoffe, insbesondere verstärkend wirkende Füllstoffe, sind die an sich bekannten, üblichen organischen und anorganischen Füllstoffe, Verstärkungsmittel, Beschwerungsmittel, Mittel zur Verbesserung des Abriebverhaltens in Anstrichfarben, Beschichtungsmittel usw. zu verstehen. Im einzelnen seien beispielhaft genannt: anorganische Füllstoffe wie silikatische Mineralien, beispielsweise Schichtsilikate wie Antigorit, Bentonit, Serpentin, Hornblenden, Amphibole, Chrisotil, Talkum; Metalloxide, wie Kaolin, Aluminiumoxide, Titanoxide, Zinkoxid und Eisenoxide, Metallsalze wie Kreide, Schwerspat und anorganische Pigmente, wie Cadmiumsulfid, Zinksulfid sowie Glas u.a. Vorzugsweise verwendet werden Kaolin (China Clay), Aluminiumsilikat und Copräzipitate aus Bariumsulfat und Aluminiumsilikat sowie natürliche und synthetische faserförmige Mineralien wie Wollastonit, Metall und insbesondere Glasfasern verschiedener Länge, die gegebenenfalls geschlichtet sein können. Als organische Füllstoffe kommen beispielsweise in Betracht: Russ, Melamin, Kollophonium, Cyclopentadienylharze und Pfropfpolymerisate sowie Cellulosefasern, Polyamid-, Polyacrylnitril-, Polyurethan-, Polyesterfasern auf der Grundlage von aromatischen und/oder aliphatischen Dicarbonsäureestern und insbesondere Kohlenstofffasern.

Die anorganischen und organischen Füllstoffe können einzeln oder als Gemische verwendet werden.

In einem erfindungsgemäßen Hybridmaterial beträgt der Volumenanteil des geschäumten Granulats vorzugsweise 20 Volumenprozent und mehr, besonders bevorzugt 50 Volumenprozent und mehr bevorzugt 80 Volumenprozent und mehr und insbesondere 90 Volumenprozent und mehr, jeweils bezogen auf das Volumen des erfindungsgemäßen Hybridsystems.

Die erfindungsgemäßen Hybridmaterialien, insbesondere Hybridmaterialien mit einer Matrix aus zelligem Polyurethan, zeichnen sich durch eine sehr gute Haftung des Matrixmaterials mit dem erfindungsgemäßen geschäumten Granulat aus. Dabei reißt ein erfindungsgemäßes Hybridmaterial vorzugsweise nicht an der Grenzfläche von Matrixmaterial und geschäumtem Granulat. Dadurch ist es möglich, Hybridmaterialien herzustellen, die gegenüber konventionellen Polymermaterialien, insbesondere konventionellen Polyurethanmaterialien bei gleicher Dichte verbesserte mechanische Eigenschaften, wie Weiterreißfestigkeit und Elastizität haben.

Die Elastizität erfindungsgemäßer Hybridmaterialien in Form von Integralschaumstoffen ist vorzugsweise grösser 40 % und besonders bevorzugt grösser 50 % nach DIN 53512. Weiter zeigen die erfindungsgemäßen Hybridmaterialien, insbesondere solche auf Basis von Integral-Schaumstoffen hohe Rückprallelastizitäten bei geringer Dichte. Insbesondere Integralschaumstoffe auf Basis erfindungsgemäßer Hybridmaterialien eignen sich daher hervorragend als Materialien für Formkörper im Sinne der vorliegenden Erfindung. Die erfindungsgemäßen Hybridmaterialien mit einer zelligen Matrix sind beispielsweise geeignet für die Beschichtung der Auftrefffläche.

Hybridmaterialien mit einer Matrix aus einem viskoelastischen Gel zeichnen sich speziell durch eine erhöhte Viskoelastizität und verbesserte elastische Eigenschaften aus. Diese Materialien eignen sich somit ebenfalls als Beschichtung der Auftrefffläche.

Die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Hybridmaterialien können abhängig vom eingesetzten Polymer in weiten Bereichen variieren und lassen sich insbesondere durch eine Variation von Größe, Gestalt und Beschaffenheit des expandierten Granulats, oder auch die Zugabe weiterer Zusatzstoffe, beispielsweise auch weiterer nicht geschäumter Granulate wie Kunststoffgranulate, beispielsweise Gummigranulat, in weiten Grenzen variiert werden.

Die erfindungsgemäßen Hybridmaterialien weisen eine hohe Haltbarkeit und Belastbarkeit auf, die sich insbesondere durch eine hohe Zugfestigkeit und Bruchdehnung bemerkbar macht. Darüber hinaus weisen erfindungsgemäße Hybridmaterialien eine geringe Dichte auf.

Die erfindungsgemäß erhaltenen Formkörper eignen sich beispielsweise für die Herstellung von Sportgeräten, insbesondere von Sportgeräten für Rückschlagspiele / Rückschlagsportarten.

Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwendung eines erfindungsgemäßen geschäumten Granulates für die Herstellung eines Formkörpers bei Sportgeräten für Schlägersportarten. Beispielsweise handelt es sich um Sportgeräte für die Sportarten Badminton (umfassend Ballbadminton, Beachminton, Speed-Badminton), Baseball, Billiard (umfassend Carambolage, Snooker, Pool), Cricket, Krocket (umfassend Gateball), Eishockey, Golf (umfassend Crossgolf, Minigolf, Swingolf), Hockey, Jai Alai, Oina, Pelota, Rackets, Racquetball, Rounders, Schlagball, Squash, Tamburello, Tennis, Tischtennis, Vigoro.

Insbesondere die Verwendung des geschäumten Granulats / geschäumten Partikel für Badmintonschläger, Baseballschläger, Billiard-Queues, Cricket-Schläger, Krocket-Schläger, Eishockeyschläger, Golfschläger, Hockeyschläger, Jai Alai Schläger, Oina-Schläger, Pelota- Schläger, Rackets-Schläger, Racquetball-Schläger, Rounders-Schläger, Schlagballschläger, Squashschläger, Tamburello-Schläger, Tennisschläger, Tischtennisschläger, Vigoro-Schläger ist bevorzugt.

Vorzugsweise wird der Formköper umfassend geschäumtes Granulat / geschäumte Partikel für Sportgeräte verwendet, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Badmintonschläger, Baseballschläger, Billiard-Queues, Cricket-Schläger, Krocket-Schläger, Eishockeyschläger, Golfschläger, Hockeyschläger, Jai Alai Schläger, Oina-Schläger, Pelota- Schläger, Rackets-Schläger, Racquetball-Schläger, Rounders-Schläger, Schlagballschläger, Squashschläger, Tamburello-Schläger, Tennisschläger, Tischtennisschläger und Vigoro- Schläger.

Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind den Ansprüchen und den Beispielen zu entnehmen. Sie dienen der Veranschaulichung der Erfindung, sind aber in keiner Weise einschränkend hinsichtlich des Gegenstands der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend erläuterten Merkmale des erfindungsgemäßen Gegenstandes/Verfahren/Verwendungen nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So ist z. B. auch die Kombination von einem bevorzugten Merkmal mit einem besonders bevorzugten Merkmal, oder eines nicht weiter charakterisierten Merkmals mit einem besonders bevorzugten Merkmal etc. implizit umfasst auch wenn diese Kombination nicht ausdrücklich erwähnt wird.

BEISPIELE

1 . Folgende Einsatzstoffe wurden eingesetzt:

Isocyanat: 4,4‘-Methylendiphenylisocyanat (MDI)

Kettenverlängerer: 1 ,4-Butandiol Polyol: PolyTetrahydrofuran (PolyTHF)

Weitere Additive wie beispielsweise Stabilisatoren oder Antioxidantien können insbesondere ohne Änderung des Ergebnisses zugefügt werden.

2. Herstellung des TPUs

Die Herstellung vom nachfolgend aufgeführten Beispiel TPU 1 erfolgte in einem Zweiwellenextruder, ZSK58 MC, der Fa. Coperion mit einer Verfahrenslänge von 48D (12 Gehäuse). Der Schmelzeaustrag aus dem Extruder erfolgte mittels Zahnradpumpe. Nach der Schmelzfiltration wurden die Polymerschmelze mittels Unterwassergranulierung zu Granulaten verarbeitet, welche kontinuierlich in einem Heizwirbelbett, bei 40 - 90°C, getrocknet wurden. Das Polyol, der Kettenverlängerer und das Diisocyanat sowie ggf. ein Katalysator wurde in die erste Zone dosiert. Die Zuführung weiterer Additive, wie oben beschrieben, erfolgt in Zone 8. Die Gehäusetemperaturen liegen im Bereich 150 - 230 °C. Der Schmelzeaustrag und Unterwassergranulierung erfolgen mit Schmelztemperaturen von 210 - 230°C. Die Schneckendrehzahl beträgt zwischen 180 und 240 1/min. Der Durchsatz liegt im Bereich von 180 - 220 kg/h.

3. Herstellung des geschäumten Granulates (expandiertes thermoplastisches Polyurethan (eTPU)) 3.1 Zur Herstellung der expandierten Partikel (geschäumtes Granulat) aus den thermoplastischen Polyurethanen wurde ein Doppelschneckenextruder mit einem Schneckendurchmesser von 44 mm und einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 42 mit anschließender Schmelzpumpe, einem Anfahrventil mit Siebwechsler, einer Lochplatte und einer Unterwassergranulierung verwendet. Das thermoplastische Polyurethan wurde vor der Verarbeitung bei 80 °C für 3 h getrocknet um eine Restfeuchte von kleiner 0,02 Gew.% zu erhalten. Das verwendete thermoplastische Polyurethan wird über eine gravimetrische Dosiereinrichtungen in den Einzug des Doppelschneckenextruders dosiert.

Nach dem Dosieren der Materialien in den Einzug des Doppelschneckenextruders wurden diese aufgeschmolzen und vermischt. Anschließend wurden die Treibmittel CO2 und N2 über jeweils einen Injektor zugegeben. Die restliche Extruderlänge wurde zur homogenen Einarbeitung der Treibmittel in die Polymerschmelze verwendet. Nach dem Extruder wurde das Polymer/Treibmittel-Gemisch mittels einer Zahnradpumpe (ZRP) über ein Anfahrventil mit Siebwechsler (AV) in eine Lochplatte (LP) gedrückt, in der Lochplatte zu Strängen vereinzelt, welche in der mit einer temperierten Flüssigkeit durchströmten und unter Druck stehenden Schneidkammer der Unterwassergranulierung (UWG) zu Granulaten geschnitten und mit dem Wasser abtransportiert und dabei expandiert wurden. Die Trennung der expandierten Partikel von dem Prozesswasser wird mittels eines Zentrifugaltrockners gewährleistet.

Der Gesamtdurchsatz des Extruders, Polymeren und Treibmittel, betrug 40 kg/h. Die verwendeten Mengen der Polymere sowie der Treibmittel sind in Tabelle 1 aufgelistet. Hierbei bilden die Polymere immer 100 Anteile, während die Treibmittel zusätzlich gezählt werden, so dass Gesamtzusammensetzungen oberhalb 100 Anteilen erhalten werden.

Tabelle 1 : Anteile der dosierten Polymere und Treibmittel wobei die Polymere/Feststoffe immer 100 Anteile ergeben und die Treibmittel zusätzlich gezählt werden

Die verwendeten Temperaturen des Extruders und der Nachfolgeeinrichtungen sowie der Druck in der Schneidkammer der UWG sind in Tabelle 2 aufgelistet.

Tabelle 2: Temperaturdaten der Anlagenteile

Nach der Abscheidung der expandierten Granulate aus dem Wasser mittels eines Zentrifugaltrockners werden die expandierten Granulate bei 60 °C für 3 h getrocknet, um das restliche Oberflächenwasser sowie mögliche sich im Partikel befindliche Feuchtigkeit zu entfernen und eine weitere Analyse der Partikel nicht zu verfälschen.

3.2 Neben der Verarbeitung im Extruder wurden auch expandierte Partikel im Imprägnierkessel hergestellt. Hierzu wurde der Kessel mit einem Füllgrad von 80 % mit der Fest/Flüssigphase gefüllt wobei das Phasenverhältnis 0,32 betrug.

Als Festphase ist hier das TPU1 und als Flüssigphase das Gemisch aus Wasser mit Calciumcarbonat und einer oberflächenaktiven Substanz zu sehen. Auf dieses Gemisch wurde in den gasdichten Kessel, welcher vorher mit Stickstoff gespült wurde, das Treibmittel (Butan) mit der in Tabelle 3 angegebenen Menge bezogen auf die Festphase (TPU1) aufgepresst. Der Kessel wurde unter Rühren der Fest/Flüssigphase erhitzt und bei einer Temperatur von 50 °C definiert Stickstoff bis zu einem Druck von 8 bar aufgepresst. Anschließend wurde bis zur gewünschten Imprägniertemperatur (IMT) weiter geheizt. Bei Erreichen der Imprägniertemperatur und des Imprägnierdruckes wurde nach einer gegebenen Haltezeit der Kessel über ein Ventil entspannt. Die genauen Herstellparameter der Versuche sind in Tabelle 3 aufgelistet.

Tabelle 3: Herstellparameter der imprägnierten Materialien TPU1

4. Verschweißung

4.1 Herstellung der Formkörper durch Wasserdampfverschweißung

Die expandierten Granulate wurden anschließend auf einem Formteilautomaten der Firma Kurtz ersa GmbH (Energy Foamer) zu quadratischen Platten mit einer Seitenlänge von 200 mm und einer Dicke von 10 mm bzw. 20 mm Dicke durch Beaufschlagung mit Wasserdampf verschweißt. Bei der Plattendicke unterscheiden sich die Verschweißungsparameter nur hinsichtlich der Kühlung. Die Verschweißungsparameter der unterschiedlichen Materialien wurden so gewählt, dass die Plattenseite des finalen Formteils, welche der beweglichen Seite (Mil) des Werkzeugs zugewandt war, eine möglichst geringe Anzahl an kollabierten eTPU Partikeln aufwies. Üblicher Weise wurden Bedampfungszeiten für die jeweiligen Schritte im Bereich von 3 und 50 Sekunden verwendet. Durch die bewegliche Seite des Werkzeugs erfolgte gegebenenfalls auch die Spaltbedampfung. Unabhängig von dem Versuch wurde am Ende immer eine Kühlzeit von 120 s bei einer Plattendicke von 20 mm und 100 s bei einer 10 mm dicken Platte von der festen (Ml) und der beweglichen Seite des Werkzeugs eingestellt. Die jeweiligen Bedampfungsbedingungen sind in Tabelle 4 als Dampfdrücke aufgelistet. Die Platten werden für 4 Stunden bei 70 °C im Ofen gelagert.

Tabelle 4: Bedampfungsbedingungen (Dampfdrücke)

5. Messmethoden:

Für die Materialcharakterisierung können u.a. folgende Messmethoden genutzt werden: DSC, DMA, TMA, NMR, FT-IR, GPC, Raumgewicht (DIN EN ISO 845:2009-10), Weiterreißwiderstand (DIN EN ISO 8067:2009-06), Dimensionelle Stabilitätsprüfung (ISO 2796:1986-08), Zugversuch (ASTM D5035:2011), Rückprallelastizität (DIN 53512:2000-4, DIN EN ISO 8307:2008-03), Abrieb (DIN ISO 4649), Dichte (DIN ISO 1183-1 , A), Härte (Shore A) (DIN 53505), Zugfestigkeit (DIN 53504), Reißdehnung (DIN 53504), Reißfestigkeit (DIN ISO 34-1 , B (b)).