DE1479908C3

DE1479908C3 - Tiefgepragte Kunststoffolie und Ver fahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1479908C3
Application number: DE19631479908
Authority: DE
Inventors: Robert Carlson; Karl Johan Tage
Original assignee: JOENKOEPING-VULCAN JOENKOEPING (SCHWEDEN) AB
Current assignee: JOENKOEPING-VULCAN JOENKOEPING (SCHWEDEN) AB
Priority date: 1962-04-26
Filing date: 1963-02-08
Publication date: 1973-09-27
Also published as: DK115902B; FR1355164A; NL291973A; DE1479908A1; NL142351B; GB994498A; DE1479908B2; CH426232A; FI43490B; BE630223A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine tiefgeprägte Kunststoffolie, hergestellt durch Zusammenpressen einer Schaumstoffschicht mittels einer tiefgravierten Prägewalze, sowie auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

..; Es ist bekannt, einem Kunststoffilm oder einer auf einem Träger, z. B. einem Gewebe, befindlichen Kunststoffschicht eine durch Prägung erzielte Musterung zu geben und damit einen dekorativen Effekt zu vermitteln. Ein bekanntes Verfahren (schweizerische Patentschrift 325 554) sieht dazu vor, ein festes Zellmaterial mit geschlossenen Zellen aus thermoplastischen Stoffen, z. B. in Form einer festen Schaumkunststoffmatte, dadurch an der Oberfläche mit einer Prägung zu versehen, daß man das fertig hergestellte, feste Material in kaltem Zustand miFeinem warmen Prägewerkzeug, z. B. einer heizbaren Presse oder mittels beheizten Gaufrierwalzen, behandelt. Der Prägevorgang stellt sich damit als eine Oberflächenbehandlung des Zellkörpers mittels Druck und Wärme dar, was bedeutet, daß die Zellstruktur des Ausgangsmaterials im wesentlichen bewahrt und auch dessen wesentliche Eigenschaften erhalten bleiben und der Prägungseffekt auf eine Oberflächenschicht begrenzt wird.

In ähnlicher Weise ist es bekannt, Schwammgummimatten an ihrer Oberfläche dadurch plastisch zu mustern, daß man das fertiggestellte, feste Zellenmaterial in kaltem Zustand mit einem warmen Prägewerkzeug behandelt. Dabei erfolgt eine formbeständige'Zusammendrückung und Verdichtung an Teilstellen der Materialoberfläcne,~die an den vertieften Stellen glatter wird und einen helleren Farbton annimmt (deutsches Gebrauchsmuster 1 609 448).

ίο Hier soll einem Zellmaterial durch Prägung und gleichzeitige Farbveränderung ein dekorativer Effekt vermittelt werden; die Farbveränderung wird dadurch erreicht, daß die Zellen bei der Prägung vermindert werden und der Farbton durch die Struk- turveränderung abgewandelt wird. Im übrigen aber bleibt auch hier das Material in seiner Zellenstruktur erhalten, und es wird lediglich ein Teil der Oberfläche der Außenschicht geprägt.

Es ist schließlich auch bekannt, einer Kunststoffmatte ein Treibmittel zuzusetzen, bis eine Zellenbildung in der Kunststoffschicht entsteht, welche hierdurch in der Höhe wächst, woraufhin die schaumige Kunststoffschicht mittels einer tiefgravierten Walze geprägt wird (vgl. Zeitschrift »Kunststoffe«, 1959, H. 8,

S. 383 bis 390). Auch hier bleibt der Zellcharakter der Kunststofferzeugnisse, die insbesondere als Kunstleder gedacht sind, voll erhalten, nur die Oberflächenschicht ist durch den wiederum mittels Druck und Wärme erfolgenden Prägevorgang schwach zusammengepreßt.

Bei allen bisher bekannten, mit einer Oberflächenprägung versehenen Kunststoffolien bzw. Kunststoffschichten läßt sich eine wirkliche Tiefprägung nur dann erreichen, wenn die Kunststoffschicht eine entsprechende Dicke besitzt, d. h. ein hohes Gewicht pro Flächeninhalt erhält. Denn nur dann ist es möglich, daß beim Formen nur die Kunststoffschicht geprägt und die Unterseite derselben bzw. ein dort vorgesehener Trägerstoff vom Prägevorgang unberührt bleibt. In diesem Fall wird das Erzeugnis infolge des hohen Beschichtungsgewichts aber nicht nur wesentlich teurer, es läßt sich auch schwerer handhaben. Denn je stärker eine Kunststoffschicht einer Ware ist, um so schwerer ist es, mit dieser zu hantieren, sie z.B. auf eine Unterlage .aufzubringen. Ein kunststoffbeschichtetes Papier, das beispielsweise als Wandbekleidung oder zum Bucheinbinden vorgesehen ist, muß sehr gut anliegen. Oft werden in der Tapeten- und der Buchbindereibranche billige, leicht zugängliche Klebestoffe des Stärke- oder Zellulosetyps verwendet; diese Klebstoffe haben in feuchtem Zustand ein geringeres Haftvermögen und können daher die Kunststoffware auf der Unterlage nicht wirksam festhalten, wenn die Kunststoffschicht zu stark ist, da in der Kunststoffschicht Spannungen vorhanden sind, die unter anderem zur Kunststoffmenge im Verhältnis stehen. Bei Wandbekleidungen ist im Hinblick auf eine Feuergefahr auch das Gewicht des Kunststoffbelags so niedrig wie möglich zu halten, da Kunststoff zu starker Rauchentwicklung Anlaß gibt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Tiefprägung von Kunststofferzeugnissen mit niedrigem Gewicht pro Flächeneinheit unter Beibehaltung einer praktisch glatten Rückseite des Produkts zu ermöglichen, ohne daß ein möglicherweise vorgesehener Träger oder eine Unterlegschicht deformiert wird, so daß z. B. auch Papier als Träger verwendet werden kann. Ins-

besondere soll eine besser bzw. tiefer ausgeprägte und damit ansehnlichere Kunststoffolie erreicht werden, die bei niedrigem Gewicht pro Flächeneinheit und unter Beibehaltung einer praktisch glatten Rückseite leicht hantierbar ist und gut anliegt und sich damit auch als Wandbekleidung oder für Buchbindereizwecke eignet.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung eine Kunststoffolie vor, die eine tiefgeprägte,' im wesentlichen dichte Oberflächenhaut mit dem Aussehen eines festen Kunststoffes und ein Reliefmuster darstellend sowie eine darunterliegende zellige Schicht aufweist, die mit der Oberflächenhäut integriert ist und eine im wesentlichen planare Unterseite hat, und deren Zellengröße in Abhängigkeit von dem Grad des Zusammenpressens der Schaumstoffschicht durch die Prägewalze derart variiert, daß sie in den am wenigsten zusammengepreßten Bereichen im wesentlichen erhalten und in am stärksten zusammengepreßten Bereichen, am kleinsten ist.

Das weiterhin nach der Erfindung vorgesehene Verfahren zur Herstellung einer solchen tiefgeprägten Kunststoffolie zeichnet sich dadurch aus, daß die Schaumstoffschicht beim Prägen durch entsprechende Walzenabstands-Einstellung derart zusammengepreßt und gekühlt wird, daß die Schaumstoffschicht teils in der Stärke wesentlich vermindert und in der Hauptsache massiv wird und ihre Porosität im wesentlichen nur in solchen erhöhten Teilen beibehält, die am wenigsten zusammengepreßt worden sind, teils ihre der Prägewalze am nächsten gelegenen Zellenwände zur Bildung einer im wesentlichen dichten Haut gegeneinandergepreßt werden.

Erfindungsgemäß wird somit, im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren und Erzeugnissen, die Kunststoffschicht in Form einer breiartigen Kunststoffmasse einer Prägebehandlung unterzogen, wobei das Zellenmaterial in seiner Ganzheit auf ungefähr Schmelztemperatur erwärmt wird und die Prägewalze gekühlt ist. Die Kunststoffolie bzw. -schicht nach der Erfindung hat damit im wesentlichen massiven Charakter und weist hauptsächlich nur in den erhöhten Bereichen eine Porosität auf. In fertigem Zustand ist das Material kein Zellenmaterial mehr; die Zellenstruktur ist im wesentlichen nur in einer Herstellungsphase vorhanden gewesen und dazu benutzt worden, um mit einer geringen Materialmenge auch die tiefgeprägten Bereiche einer Prägewalze auszufüllen.

Erfindungsgemäß wird damit eine Künststoffschicht bzw. eine Kunststoffolie erreicht, die bei geringem Gewicht pro Flächeneinheit tiefer und besser ausgeprägt und damit dekorativ ansehnlicher ist und die sich außerdem infolge der durch die geringe Stärke bewirkten Nachgiebigkeit leicht handhaben läßt. Die erfindungsgemäße Folie läßt sich an Unterlagen auch bei Anwendung billiger Klebmittel leicht anbringen und ist damit als Wandbekleidung oder auch als Buchdeckel besonders geeignet. Infolge ihrer geringen Stärke ist die Rauchentwicklung im Falle eines Brandes geringer, und außerdem ist sie wesentlich billiger als bisher bekannte Kunststoffschichten.

Der Gegenstand der Erfindung wird nachstehend an Hand einer Zeichnung näher erläutert, in der schematisch und beispielsweise das Prinzip der Erfindung veranschaulicht ist; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Anlage zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, F i g. 2 eine Abänderung eines Teiles der Anlage gemäß F ig. 1, . .

F i g. 3 einen Querschnitt durch eine nach der Erfindung hergestellte, tiefgeprägte Kunststoffschicht. Die Vorrichtung nach Fig. 1 umfaßt eine erste Walze 1, von der ein Gewebe, ein Papier oder eine andere Unterlage 2 abgewickelt wird, und eine Walze 3, die mit einer Kunststoffbeschichtungsstelle 4 kombiniert ist, an der eine Kunststoffmasse (Plastisol) 5 auf das Papier 2 od. dgl. aufgebracht und ausgebreitet wird. Mit 6 ist ein sogenannter Gelatinierungsofen und mit 7 eine tiefgeprägte, zweckmäßig gekühlte Prägewalze bezeichnet, die mit einer aus Gummi bestehenden oder mit Gummi bekleideten Walze 8 zusammenwirkt. Mit 9 und 10 sind schließlich Kühlwalzen und mit 11 eine Aufwickelwalze bezeichnet, auf welche das fertige Kunststoffprodukt aufgewickelt wird.

In dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Unterlage 2 mit einem Plastisol bestrichen oder belegt, das auf in einem Weichmacher dispergieren Polyvinylchlorid aufgebaut ist und auch einen Stabilisator und ein Treibmittel sowie zweckmäßig · auch Farbenpigment enthält. Im Gelatinierungsofen 6 wird das Plastisol z.B. auf 180 bis 200° C erhitzt, so daß das Polyvinylchlorid schmilzt und mit den übrigen Bestandteilen einen homogenen, formbaren Film bildet. Der Treibmittelgehalt ist so groß gewählt, daß im Anschluß an die Filmbildung eine Entwicklung von gasförmigen Stoffen erfolgt, die eine Bildung von Zellen 12 (F i g. 3) und eine Volumen- oder Höhenzunahme verursachen. Bei Atmosphärendruck werden die Zellen 12 zum größten Teil kommunizierend, wodurch das Entstehen eines Oberflächenfilms im Zusammenhang mit der Prägung oder der Musterung erleichtert wird. Die Prägewalze 7 kühlt die Kunststoffschicht und im Zusammenhang mit der Musterung erstarrt zuerst der äußere, der Walze zugekehrte Teil der Kunststoffschicht. Hierbei werden .die Zellenwände gegeneinandergepreßt und eine praktisch geschlossene Außenhaut oder ein Außenfilm 13 gebildet, falls ein geeignetes Verhältnis zwischen der Tiefe der Prägung, der aufgebrachten Kunststoffmenge und der Treibmittelmenge gewählt

wurde. ■

Das Zusammenpressen der Kunststoffschicht 5 mittels der Prägewalze 7 und der Gegendruckwalze 8 wird mit einem gewissen Druck ausgeführt. Dies bedingt, daß die Zellen dort am kleinsten werden, wo der Druck am größten war, und daß der Charakter eines Kunststoffschaumes dort am meisten ausgeprägt ist, wo der Druck am geringsten war, d. h. dort, wo die resultierende Höhe der Kunststoffschicht 5 am größten ist.

Die Erfindung schafft ein Produkt, das die dehnbare Fläche einer soliden Kunststoffschicht hat, aber durch seine Zellenbildung im Inneren eine Form und eine Hantierbarkeit erhalten hat, die bisher ohne die obigen bekannten Nachteile nicht geschaffen werden konnte.

Es ist auch möglich, einen tiefgeprägten Kunststofffilm oder Unterlegschicht zu schaffen. In einem solchen Fall verwendet man als vorläufige Unterlage bei der Bestreichung, Gelatinierung und beim Prägen einen Träger oder eine Unterlegschicht 2, welche mit einem Trennmittel, beispielsweise einer Silikonverbindung, behandelt wurde. Nach Prägung und nachfolgender Abkühlung kann die Kunststoffschicht 5

von der Unterlage leicht getrennt werden. Dies ist in F i g. 2 gezeigt, die eine Abänderung des rechten, abschließenden Teils der Anlage gemäß F i g. 1 darstellt. Wie aus F i g. 2 hervorgeht, wird die Kunststoffschicht 5 von der Unterlage 2 nach der letzten Kühlwalze 10 getrennt und allein auf die Walze 11 aufgerollt, während die Unterlegschicht 2 auf eine andere Walze 14 aufgerollt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch ein nachfolgendes Beispiel näher erläutert, das sich auf die Herstellung von Kunststoffprodukten bezieht, die als Wandbekleidung bestimmt sind. Im Hinblick auf den Preis und die Hantierbarkeit, d. h. die Leichtigkeit des Anbringens des Produkts, wird vorzugsweise ein papierbeschichtetes Produkt gewählt. Die Kunststoffschicht darf jedoch nicht zu stark sein, da dann die Hantierbarkeit schlecht wird. Ein für den Maler leicht hantierbares Produkt kann auf Papier hergestellt werden, das 75 g/m² wiegt und mit einem PoIyyinylchloridbelag von 120 bis .220, vorzugsweise 160 bis 180 g/m² versehen ist. Ein solches Produkt gibt auch vom Feuerschutzgesichtspunkt aus gesehen eine gewünschte, niedrige Rauchentwicklung. Es wird jedoch für Wandbekleidungsmaterial oft eine verhältnismäßig tiefe Prägung- unter anderem aus dem Grunde gewünscht, weil dadurch Unebenheiten in der Unterlage gut verdeckt werden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren konnten nun sämtliche vorstehenden Forderungen erfüllt werden.

Die Kunststoffmasse kann im wesentlichen folgende Zusammensetzung haben:

Teile

Polyvinylchlorid 100

Weichmacher 50 bis 70

Stabilisator 2 bis 6

Farbenpigment .... 5 bis 15

Füllstoff .· ... 5 bis 10

Treibmittel :. .".'.. 2 bis 6

Im Hinblick darauf, daß das Produkt in diesem Fall eine geringe Brennbarkeit haben soll, soll ,vorzugsweise ein Weichmacher vom. Phosphattyp eingehen, und als Füllstoff wird zweckmäßig ein Mittel mit flammendämpfendem Effekt, wie Antimontrioxyd

ίο gewählt. Ein geeignetes Treibmittel ist ζ. Β. Ν,Ν¹-Dimethyl-NjN^-Dinetrosotereftalamid oder Azo-Dikarbonamid. Der Treibmittelgehalt hängt in gewissem Maße davon ab, welche Prägung erzielt werden soll. In einem aktuellen Fall lag die Schwierigkeit vor, die

»5 Prägung zu erhalten, wie sie nach früher bekannten . Verfahren bei einem so hohen Belaggewicht von 500 g/m² erzielt wurde. In diesem Fall wurde ein Gehalt an Treibmittel gewählt, der 4 Teilen entspricht. Das Belaggewicht war 160 g/m², und die zweckmäßige Volumenerhöhung bei der in..Frage stehenden Prägung bedeutete, daß eine Kromprimierung über die ganze Oberfläche erhaltbar war. Diese Ware wurde somit gut ausgeprägt und erhielt die Oberflächeneigenschaften eines soliden Kunststoffs..

as Unter einer »tiefgeprägten Kunststoffschicht« wird im obenstehenden Beispiel eine Kunststoffschicht verstanden, deren Dickenunterschiede zwischen den dünnsten und den dicksten Partien zwischen 50 und 400%, vorzugsweise etwa 200%, der Mitteldicke der Kunststoffschicht — exklusive einer eventuellen

Unterlagschicht schwanken, oder etwa 0,1 bis

2,0 mm, vorzugsweise 0,2 bis 0,6 mm, betragen. Unter einer »tiefgeprägten Walze« wird eine Walze verstanden, bei welcher der Unterschied in radialer Richtung zwischen den höchsten und niedrigsten Partien wenigstens 0,1 bis 3,0 inm, vorzugsweise 0,4 mm, beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Tiefgeprägte Kunststoffolie, hergestellt durch Zusammenpressen einer Schaumstoffschicht mittels einer tiefgravierten Prägewalze, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie eine tiefgeprägte, im wesentlichen dichte Oberflächenhaut mit dem Aussehen eines festen Kunststoffes und ein Reliefmuster darstellend sowie eine darunterliegende zellige - Schicht aufweist, die mit der Oberflächenhaut integriert ist und eine im wesentlichen planare Unterseite hat, und deren Zellengröße in Abhängigkeit von dem Grad des Zusammenpressens der Schaumstoffschicht durch die Prägewalze derart variiert, daß sie in den am wenigsten zusammengepreßten Bereichen im wesentlichen erhalten und in den am stärksten zusammengepreßten Bereichen am kleinsten ist.

..

2. Verfahren zum Herstellen einer tiefgeprägten Kunststoffolie nach Anspruch 1, wobei ein

; Treibmittel einer Kunststoffmasse zugesetzt wird, bis eine Zellenbildung in der Kunststoffschicht entsteht, welche hierdurch in der Höhe wächst, woraufhin die schaumige Kunststoffschicht mittels einer tiefgravierten Walze geprägt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffschicht beim Prägen durch entsprechende Walzenabstands-Einstellung derart zusammengepreßt und gekühlt wird, daß die Schaumstoffschicht teils in der Stärke wesentlich vermindert und in der Hauptsache massiv wird und ihre Porosität im wesentlichen nur in solchen erhöhten Teilen beibehält, die am wenigsten zusammengepreßt worden sind, teils ihre der Prägewalze am nächsten gelegenen Zellenwände zur Bildung einer im wesentlichen dichten Haut gegeneinander gepreßt werden.