專利名稱：制造皮革丸粒和復合粒料的方法以及它們的用途的制作方法
制造皮革丸粒和復合粒料的方法以及它們的用途本發(fā)明涉及制造皮革丸粒的方法、由皮革丸粒和聚合物材料制造復合粒料的方法以及這類復合粒料用于制造模制件或薄膜的用途。在工業(yè)化的皮革制造過程中，在其中的一個方法步驟中削刮動物皮，S卩，借助螺旋刀輥在背面刨削至均勻的厚度，例如1.5mm。刨掉的材料是所謂的革屑，其以皮重量的約 33%的量產生。到目前為止，革屑取決于鞣制類型(gerbartabhMngig)或者用于皮革纖維制造(鉻革屑)或者用于堆肥(無鉻的革屑)以及送往垃圾堆放場。在皮革加工時， 即在由經鞣制的皮革沖裁皮革剪樣時，皮革廢料還以所謂的沖裁網格的形式出現，所述的沖裁網格構成成品皮的約50%。此外，在半硝革(即經復鞣的、加油的和染色的生皮)的修剪過程和剖解過程時也會產生其它的皮革廢料。這些過程部分地在成品皮的情況下，也是必要的，以達到顧客方面要求的厚度尺寸。在任何情況下，皮革廢料將來的利用途徑和處置途徑都是不確定的并且與成本相聯系。由此出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，開發(fā)一種利用在皮革制造和皮革處理時產生的皮革廢料的方法。為了實現所述目的，建議了權利要求1和3中給出的特征組合。本發(fā)明有利的實施方案和改進形式由從屬權利要求得出。本發(fā)明特別是以這樣的想法為出發(fā)點，當首先將皮革廢料加工成中間產品時能夠合理地利用它們和進行工業(yè)上的進一步加工。這種中間產品獲得皮革丸粒的形式，所述皮革丸粒在根據本發(fā)明的方法中通過以下步驟制造在皮革制造時作為廢品獲得革屑；將革屑粉碎成含有皮革纖維的皮革研磨物料；將經粉碎的革屑壓制成皮革丸粒；和將皮革丸粒干燥至直至最大30重量％的殘濕含量。在此，革屑既可以在鉻鞣制的情況下獲得，也可以在采用戊二醛鞣制的情況下獲得。另一方面，在皮革加工時，皮革廢料不僅在半硝革和成品皮的剖解時，而且在由成品皮沖裁皮革剪樣時以沖裁廢料的形式獲得；將在這種情況下產生的半硝革殘余物和成革廢料粉碎成含有皮革纖維的皮革研磨物料；然后將皮革研磨物料壓制成皮革丸粒。在這種情況下應當注意，在成革中還存在其它添加物，所述添加物可以導致稍微不同的處理。作為添加物，例如考慮含有加脂劑的復鞣劑以及染料和聚氨酯，其可以在粉碎過程之前或在丸粒化過程之前至少部分地除去。另外，在此情況下，將皮革丸粒在脫脂過程或脫色過程之后還應干燥到直至低于30重量％的殘濕含量。適宜地，將革屑、半硝革廢料或成革廢料首先通過精磨粉碎至約0. 5mm的纖維尺寸或顆粒尺寸。丸粒的壓制可以在常規(guī)的壓粒機中進行。視接下來的進一步加工過程的需要而定，可以將經壓制的皮革丸粒干燥至5-30重量％的殘濕含量。對于在某些機器類型中加工而言需要低的殘濕含量，因為這樣的機器通常有遭受濕氣腐蝕的風險，而其它的機器類型對此不敏感。皮革丸粒與皮革研磨物料相反，易于作為散裝材料操作并且包裝后具有數月或者甚至數年的儲藏能力。
經壓制的皮革丸粒是可以不同的方式進一步加工的中間產品。根據本發(fā)明的用于進一步加工皮革丸粒的方法提供了，將顆粒以約10-95 %的比例與熱塑性聚合物材料混合并結合成由皮革纖維和聚合物材料組成的復合粒料。這在擠出機中進行，向所述擠出機中經預混合地或者分開地供給聚合物材料和皮革丸粒。在擠出過程期間，將由皮革丸粒和聚合物材料構成的混合物均化，從而使復合粒料成為由聚合物材料與埋置的皮革纖維組成的基體。在制造復合粒料時可以向通常本身無色的聚合物材料中添加染料，以賦予粒料期望的色彩。原則上也可能的是在制造皮革丸粒期間已經將研磨物料用常規(guī)的皮革染料染色。 然而已表明，由于隨后的加溫干燥和其他影響，色牢度并非一直控制在必需的精度。然而， 在擠出過程時通過將染料添加至聚合物而將復合粒料染色導致可再現的結果。本領域技術人員本身已知，由皮革研磨物料制造的皮革丸粒通常在大于180°C的溫度時可能由于自然變性而經受不住熱負荷，并且為此傾向于在氧氣存在下燃燒和/或釋放燃燒臭味。另一方面，存在對經受得住甚至更高溫度的復合粒料的需求。研究顯示，在制造復合粒料時令人驚訝地也可以使用熔化溫度高于180°C的熱塑性聚合物材料。為了可以使用這類熱塑性聚合物材料，根據本發(fā)明建議將形成為熱塑性塑料的聚合物材料以熔化或軟化的狀態(tài)加熱至高于180°C的溫度，并在最終混合物成型形成粒料之前，將冷的或經預熱的皮革丸粒添加到經加熱的聚合物材料中并與聚合物材料在混合物的冷卻下混合。根據本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施方案提供了，將聚合物材料沿著擠出機的加熱段在熔化或軟化下加熱至超過180°C的注塑溫度，皮革丸粒以冷的或預熱的狀態(tài)在加熱段的下游混入聚合物材料中，并將如此生產的最終混合物在與加熱段相比降低的溫度下經由擠出模頭或模頭盤(DUsenplatte)排出并成型為復合粒料。為此，有利地使用具有高于180°C， 優(yōu)選高于220°C的熔點或軟化點的熱塑性聚合物材料。這樣制造的復合粒料是另一種中間產品。它由熱塑性塑料和皮革纖維構成的粒料組成，其中熱塑性塑料具有高于150°C，優(yōu)選高于180°C的軟化點。復合粒料作為中間產品根據本發(fā)明優(yōu)選借助注塑工藝用于制造模制件。研究顯示，在注入注塑機的空腔之前，原則上也可以將復合粒料在注塑機中加熱至高于180°C的溫度。更高的耐熱性估計歸因于復合粒料內部的皮革纖維被保護層包圍，所述保護層抵制了皮革纖維的變性。另外，通過聚合物材料排斥或屏蔽了促進皮革纖維燃燒的氧氣。通過合適的過程控制也可以實現這方面的改進，所述過程控制中使得在注塑機加熱區(qū)域中的停留時間最小化。由復合粒料可以借助于注塑工藝制造模制件。由于皮革成份，這類模制件具有皮革外觀和皮革觸感，所述皮革外觀和皮革觸感使得更加特別有利地用于制造模制件，諸如工具的手柄、越野行走(Nordic-Walking)手杖、自行車把手、運動器械把手等等。該方法同樣良好地適合包覆車輛轉向盤輪圈。到目前為止，在這類期望皮革材料的持握舒適性的應用時，必須進行采用真皮的高成本的應用。根據本發(fā)明的做法在此創(chuàng)造了一種成本有利的， 且因此可廣泛使用的替代方式。根據本發(fā)明的復合粒料同樣適合于制備模制件，諸如玩具人物，因為在此也產生能使人物顯得真實的外觀和觸感。此外，復合粒料適合用于通過壓延制造薄膜。這類薄膜可以用于目前使用純塑料薄膜或真皮的任何領域。
以下借助附圖進一步闡釋本發(fā)明。

圖1顯示了使用在皮革制造時產生的革屑制造皮革丸粒、復合粒料和注塑件的方法的方框圖；圖2顯示了用于制造復合粒料的擠出機的截面圖；圖3顯示了使用復合粒料作為中間產品用于制造注塑件的注塑機的截面圖。從根據圖1的方框圖開始，首先將在皮革制造時獲得的具有15-60重量％的初濕的革屑經進料站10進料到精碾磨12并在那里研磨至約0. 5mm的纖維尺寸或顆粒尺寸。任選地可以將革屑在該方法步驟之后在通用混合機14中通過添加染料染色。研磨之后，材料具有約15-50重量％的濕氣含量。現在將經研磨的革屑在壓機16中壓制成皮革丸粒。在此，濕氣含量進一步降低至約10-40重量％。如果需要的話，可以在此之后緊接著干燥器18 中的干燥過程，直到皮革丸粒具有< 9重量％的殘濕。將如此制造的皮革丸粒以散裝材料裝填到任意尺寸的容器。這樣的皮革丸粒的穩(wěn)定性為數月至數年，從而不需要立即進一步加工。此外可選地可以將在皮革加工時獲得的半硝革廢料和成革廢料在精碾磨中粉碎至約0. 5mm的纖維尺寸或顆粒尺寸。成革廢料是在由成品皮沖裁皮革剪樣時產生的沖裁殘余物。任選地可以將由半硝革廢料和成革廢料組成的研磨物料脫脂和脫色。在另一方法步驟中可以將研磨物料例如在通用混合機中通過添加染料而染色。然后將研磨物料在壓機中壓制成皮革丸粒。如果需要的話，可以在此之后緊接著干燥過程，直到皮革丸粒具有<9重量％的殘濕。同樣可以將如此制造的皮革丸粒以散裝材料裝填到任意尺寸的容器。為了進一步加工，可以將皮革丸粒在特別為此設置的裝置(即所謂的混煉機)中進一步加工成復合粒料。為此將皮革丸粒在對應圖2的擠出機20中與熱塑性聚合物材料混合并擠出。在擠出時，將通常作為粒料存在的聚合物材料和皮革丸粒沿著擠出機內部的混合段和輸送段借助輸送螺桿22在壓力作用和升溫作用下匯合。在裝料區(qū)M中以粒料形式供給的聚合物材料首先沿著多個加熱區(qū)26加熱并在此熔化。皮革丸粒在裝料區(qū)M下游經由側面供料觀來供給并混入熔化的聚合物材料中。沿著另外的輸送段30進行混煉。在那里將皮革丸粒精細地碾碎，從而使擠出的產物具有皮革纖維在塑料基體中近似均勻的分布。借助真空泵經由排氣口 32將多余的濕氣從物料中除去。將通過模頭盤34從擠出機20 中呈條帶狀排出的材料混合物就此剪切成期望的長度并形成復合粒料作為方法產物。如果聚合物材料未經預先染色，則可以將其在擠出過程時附上染料，所述染料決定了復合粒料和隨后由其制造的模制件或薄膜的顏色。作為熱塑性聚合物材料，優(yōu)選考慮聚丙烯、聚乙烯或熱塑性彈性體。已證實在合適的過程控制的情況下也可以使用熔化溫度高于180°C的這種聚合物材料。這是令人驚訝的， 因為根據常規(guī)的知識，皮革可以暴露的最高溫度為約180°C。可以將如此產生的復合粒料重新裝填到任意尺寸的容器，并提供給精加工商，例如注塑商或薄膜制造商。特別有利的是借助注塑工藝將復合粒料加工成模制件，其中，如此制造的模制件具有皮革典型的外觀和觸感。出于該目的，采用注塑機40根據圖3將復合粒料經由裝料漏斗42和收縮部44供給到注塑單元46，在所述注塑單元中將粒料沿著輸送段48借助螺桿 50碾碎，在多個加熱區(qū)52中加熱至熔化溫度并經由模頭M注入注塑模具56。注塑模具56的空腔58決定了成品模制件的形狀和表面結構。采用注塑能夠在短時間內制造具有高精確性的大宗產品。在這種情況下可以幾乎自由地選擇部件的表面?？梢詫⒐饣谋砻妗⒂糜谟|感舒適性區(qū)域的粒面、圖案和雕花納入制造過程中。對于皮革-塑料復合物可以考慮的是應當滿足裝飾性要求或指定手工使用的零件，諸如工具的把手、網球拍、越野行走手杖、汽車的轉向盤輪圈等等。另一方面可以將復合粒料通過壓延加工成其應用范圍覆蓋常規(guī)塑料薄膜的薄膜， 其中將熔化的復合粒料引導通過通常的多個相繼加熱的軋輥對間隙并使其在此達到期望的厚度?？傊梢源_定以下內容本發(fā)明涉及制造皮革丸粒的方法、由皮革丸粒和聚合物材料制造復合粒料的方法以及這類復合粒料用于制造模制件或薄膜的用途。所述皮革丸粒通過以下步驟制造在皮革制造和成革加工時作為廢料獲得革屑、半硝革殘余物和成革廢料；將革屑、半硝革殘余物和成革廢料粉碎成含有皮革纖維的皮革研磨物料；將研磨物料壓制成皮革丸粒；和將皮革丸粒干燥到直至最大30重量％的殘濕含量。皮革丸?？梢?10-95重量％的比例與聚合物材料混合并彼此結合和成型形成復合粒料作為其它的中間產品。該復合粒料可以借助于注塑用于制造模制件或借助于壓延用于制造薄膜。參考符號列舉10 進料站12精碾磨14通用混合機16 壓機18干燥器20 擠出機22輸送螺桿24 裝料區(qū)26 加熱區(qū)28側面供料30輸送段32 排氣口34模頭盤40 注塑機42裝料漏斗44 收縮部46 注塑單元48輸送段50 螺桿52 加熱區(qū)54擠出模頭56注塑模具58 空腔
權利要求
1.制造皮革丸粒的方法，其中-在皮革制造時作為廢品獲得具有50-60重量％初濕含量的革屑， -將革屑粉碎成含有皮革纖維的皮革研磨物料， -將皮革研磨物料壓制成皮革丸粒； -將皮革丸粒干燥至直至最大30重量％的殘濕含量。
2.根據權利要求1的方法，其特征在于，革屑在鉻鞣制或采用戊二醛鞣制的情況下獲得。
3.制造皮革丸粒的方法，其中-在皮革加工時獲得半硝革殘余物或成革廢料，-將半硝革殘余物或成革廢料粉碎成含有皮革纖維的皮革研磨物料，-將皮革研磨物料壓制成皮革丸粒。
4.根據權利要求3的方法，其特征在于，半硝革殘余物通過半硝革皮的修剪或剖解而獲得。
5.根據權利要求3的方法，其特征在于，成革廢料通過由成品皮沖裁皮革剪樣以沖裁廢料的形式獲得。
6.根據權利要求3至5中任一項的方法，其特征在于，將半硝革殘余物或成革廢料在粉碎過程之前或在丸?；^程之前脫脂和/或脫色。
7.根據權利要求6的方法，其特征在于，將皮革丸粒在脫脂過程或脫色過程之后干燥至直至低于30重量％的殘濕含量。
8.根據權利要求1至7中任一項的方法，其特征在于，將革屑或成革廢料粉碎至約 0. 5mm的纖維尺寸或顆粒尺寸。
9.根據權利要求1至8中任一項的方法，其特征在于，在混合裝置中向皮革研磨物料添加粉末狀染料。
10.根據權利要求1至9中任一項的方法，其特征在于，將皮革丸粒在直至110°C的溫度干燥至直至< 9重量％的殘濕含量。
11.制造粒料的方法，其中將根據權利要求1至10中任一項的方法制造的皮革丸粒與聚合物材料以10-95重量％的比例混合并粉碎，并彼此結合和成型，形成復合粒料。
12.根據權利要求11的方法，其特征在于，在與皮革丸?；旌锨皩⑷玖咸砑拥骄酆衔锊牧现小?br> 13.根據權利要求11或12的方法，其特征在于，將由皮革丸粒和聚合物材料組成的混合物在擠出機中擠出成復合粒料。
14.根據權利要求11至13中任一項的方法，其特征在于，將形成為熱塑性塑料的聚合物材料以熔化或軟化的狀態(tài)加熱至高于150°C的溫度，并在它們成型形成粒料之前，將皮革丸粒以冷的或經預熱的狀態(tài)添加到經加熱的聚合物材料中并與聚合物材料在混合物的冷卻下混合。
15.根據權利要求14的方法，其特征在于，在將皮革丸粒添加至經加熱的聚合物材料之前，將熱塑性聚合物材料加熱至高于180°C，優(yōu)選高于220°C的溫度。
16.根據權利要求11至15中任一項的方法，其特征在于，將由熱塑性塑料組成的聚合物材料沿著擠出機的加熱段在熔化或軟化下加熱至高于180°C，優(yōu)選220°C的溫度，并將皮革丸粒以冷的或經預熱的狀態(tài)在加熱段下游混入聚合物材料中，并將如此生產的復合混合物經由擠出模頭排出并成型為復合粒料。
17.根據權利要求14至16中任一項的方法，其特征在于，使用具有高于180°C，優(yōu)選高于220°C的熔點或軟化點的熱塑性聚合物材料。
18.由熱塑性塑料和皮革纖維的研磨物料構成的混合物組成的復合粒料，其中，熱塑性塑料具有高于150°C的熔點。
19.根據權利要求18的復合粒料，其特征在于，熱塑性塑料具有高于180°C，優(yōu)選高于 220°C的熔點。
20.根據權利要求11至19中任一項的復合粒料借助于注塑工藝用于制造模制件的用途。
21.根據權利要求20的用途，其特征在于，在注入注塑模具之前，將復合粒料在注塑機中加熱至高于180°C的溫度。
22.根據權利要求11至19中任一項的復合粒料借助于壓延工藝用于制造薄膜的用途。
23.根據權利要求22的用途，其特征在于，在添加到壓延段之前，將復合粒料加熱至高于180°C的溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及制造皮革丸粒的方法、由皮革丸粒和聚合物材料制造復合粒料的方法以及這類復合粒料用于制造模制件或薄膜的用途。所述皮革丸粒通過以下步驟制造在皮革制造和成革加工時作為廢品獲得革屑、半硝革殘余物和成革廢料；將革屑、半硝革殘余物和成革廢料粉碎成含有皮革纖維的皮革研磨物料；將研磨物料壓制成皮革丸粒；和將皮革丸粒干燥至直至最大30重量％的殘濕含量?？梢詫⑵じ锿枇Ｒ?0-95重量％的比例與聚合物材料混合并彼此結合和成型形成復合粒料作為其它的中間產品。該復合粒料可以借助于注塑用于制造模制件或借助于壓延制造薄膜。
文檔編號C08L89/06GK102471808SQ201080032844
公開日2012年5月23日 申請日期2010年7月26日 優(yōu)先權日2009年8月18日
發(fā)明者T·C·班德 申請人:巴德爾有限責任兩合公司