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Prägematrizen-Polie und Verfahren zu ihrer Herstellung Die vorliegende
Erfindung betrifft eine Prägematrizen-Folie zur Oberflächenprägung von Kunststoff-Folien
sowie ein Verfahren zur Herstellung der Prägematrizen-Folie.
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Es ist bekannt, Prägestempel mit einem zäh-elastischen Trägerkörper
und einer harten Stempelfläche zum Prägen von Kunststoffoberflächen mit Holzcharakter
zu verwenden, wobei die Stempelfläche aus einem unter Druck und Wärme ausgehärteten,
eine Trägerfolie enthaltenden Kunstharz besteht, deren Oberfläche die NefflativpräJung
einschließlich der Poren eines echten Holzfurnieres aufweist. Als Kunstharz für
die Stempeloberfläche wurde bei diesen bekannten Prägestempeln ausschließlich ein
Melamin-Formaldehdyd-, iIarnstoff-Formaldehyd- oder Phenol-Formaldehydharz eingesetzt
(DT-AS 1 220 586).
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Die Herstellung dieser Prägestempel erfaA=* hohe Drücke von mindestens
etwa 20 kg/cm². Bei derartig hohen Drücken wird die Oberfläche der Patrize, z.B.
eine Oberfläche aus einem Naturholzfurnier so stark deformiert, daß die Matrize
nicht mehr das genaue Abbild der ursprünglichen Holzoberfläche oder sonstigen abzubildenden
Oberfläche darstellt. In besonders starkem Maße gilt dies bei Herstellung von Matrizen
von Patrizen aus geprägten Papieren. Es leuchtet ein, daß derartige latrizennur
einer sehr geringen Druckbelastung ausgesetzt werden dürfen, wenn die Prägung nicht
verlorengehen soll. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Prägestempel besteht
darin, daß beim Prägen ebenfalls hohe Drucke von mindestens etwa So kg/cm2 angewandt
werden müssen. Dies bedingt eine sehr geringe Lebensdauer der Matrize. Es treten
häufig schon Beschädigungen der Matrize nach etwa io Prägungen auf, und mehr als
loo Prägungen können mit einer Matrize praktisch nie durchgeführt werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, eine
Prägematrize zu finden, die bei niedrigem bruck hergestellt werden kann, mit der
unter ebenfalls niedrigen Drückengeprägt werden kann und die eine längere Lebensdauer
auch bei den beim Pragen angewandten hohen Temperaturen besitzt. Diese Aufgabenstellung
konnte nun überraschenderweise im wesentlichen dadurch gelöst werden, daß die Oberfläche
der Prägematrize aus einem ungesättigten Polye s ter- Scnme Izharz besteht.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß eine Prägematrizen-Folie
enthaltend einen Trägerkörper und eine Matrizenoberfläche aus unter Druck und erhöhten
Temperaturen ausgehärtetem Kunstharz, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet
ist, daß sie aus a) einer bei Temperaturen von über etwa 240° C beständigen Gewebebahn,
b) gegebenenfalls Zwischenschichten zwischen Gewebebahn a)
und imprägnierten
Trägerkörper c), c) und mit ausgehärtetem ungesättigten Polyester-Schmelzharz iniprägnierten
Trägerkörper, besteht.
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Der Vorteil der Prägematrizen-Folie besteht aufgrund der Verwendung
einer Gewebebahn besonders noch darin, daß sie außerordentlich flexibel ist und
beispielsweise un Radien von 8 cm gebogen werden kann. Es ist deshalb möglich, diese
Prägematrizen-Folie zu einem endlosen Band zu verbinden, mit dem dann kontinuierlich
außerordentlich lange Bahnen von mit Kunstharz imprägnierten Trägerkörpern geprägt
werden können. Die gegebenenfalls zu einem endlosen Band zusammengefügte Prägematrizen-Folie
kann dann über PLollen umlaufen. Aufgrund der großen Haltbarkeit der Folie gemäß
der Erfindung können bis zu looo Prägungen mit einer Folie durchgeführt werden.
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Die Gewebebahn muß, wie bereits ausgeführt wurde, bei memPeraturen
von über etwa 2400 o noch beständig sein. Der Grund hierfür liegt darin, daß in
der Regel bei derartig hohen Temperaturen geprägt wird. Besonders bevorzugt als
Gewebebahnen sind solche aus entsprechend temperaturbeständigen Kunststoff-Fasern
oder -Fäden. Als besonders geeignet haben sich Gewebebahnen aus Polyesterfasern
erwiesen, die im Handel als Polyester-Filtergewebe erhält1sen sind. Die verwendeten
Gewebebahnen sollen nicht kalandriert und noch aufnahmefähig für Kunstharze sein,
damit ein fester Verbund mit den weiteren Scnichten der Erägematrizen-Folie eintritt.
Die Stärke der Gewebebahnen richtet sich nach den jeweils gewünschten Anforderungen
und dem Verwendungszweck. Es können beispielsweise Gewebebahnen mit einer Stärke
von o,1 bis 1 inin eingesetzt werden. Im allgemeinen wird eine ausreiciende Festigkeit
erhalten, wenn die Gewebebahn etwa o,2 bis 0,4 ?tm stark ist.
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Die Gewebebahn kann auch aus Metallfäden, Naturfasern, Glasfasern
oder Gemischen aller vorstehend genannter Faser- oder fadenarten bestehen. Da Naturfasern
im allgemeinen nicht die gewünschte ausreichende Temperaturbeständigkeit besitzen,
müssen sie im allgemeinen derart vorbehandelt sein, daß sie die genannten Temperaturen
aushalten. Eine solche Vorbehandlung kann in einer Beschichtung oder Imprägnierung
mit entsprechend temperaturbeständigen Kunstharzen bestehen.
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Die Komponente c), d.h. der mit ungesättigtem Polyester-Schmelz harz
imprägnierte Trägerkörper, ist vorzugsweise ein unsymmetrisch imprägniertes Papier
mit einem Flächengewicht von etwa 60 bis 130 g/m² vorzugsweise 80 bis 120 g/m².
Es können auf dem Gebiet der Herstellung von Kunstnarzwimprägnierten Papieren üblichen
Papiere verwendet werden, insbesondere sogenannte £-Cellulosepapiere oder Natronkraftpapiere.
Die Kunstharzbeschichtung liegt bei den unsymmetrisch imprägnierten Papieren überwiegend
an der Oberfläche. Dies kann man bei der Herstellung der Prägematrizen-Folie gemäß
der Erfindung dadurch erreichen, daß man das Papier nur einseitig mit einem Polyester-Scbmelzharz
beschichtet, das dann beim Aushärten während der Herstellung der Prägematrizen-Folie
durch das Papier und bis in die darunterliegende Schicht, z.B. die Gewebeschicht
durchschlägt und damit den Verbund sichert.
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Das Papier der Komponente c) ist vorzugsweise mit einer Menge 2 2
von 12c bis 350 g/m , besonders bevorzugt 150 bis 250 g impragniert. Die Höhe der
Imprägnierung richtet sich nach dem besonderen Verwendungszweck und insbesondere
der Stärke der Profilierung der Patrize. Die Stärke der Beschichtung hängt naturgemäß
weiterhin in gewissem Umfang vom Flächengewicht des Papieres ab, d.h.schwerere Papiere
können mit größeren Mengen Polyesterharz imprägniert werden.
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Als Polyesterharze können für die Prägematrizen-Polie gemäß der Erfindung
die an sich bekannten Polyester-Schmelzharze verwendet werden. Besonders bevorzugt
sind die in der DT-OS 1 962 407 beschriebenen Harze.
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Im einfachsten Falle enthält die Prägematrizen-Folie gemäß der Erfindung
außer der Gewebebahn a) und dem mit ungesättigten Polyester-Schmelzharz imprägnierten
Trägerkörper keine weiteren Schichten. Diese Ausführungsform ist in der Figur 1
dargestellt. In dieser Figur ist mit 1 die Gewebebahn und mit 2 die unsymmetrisch
mit Polyester-Schmelzharz imprägnierte Papierbahn bezeichnet. Ausgrund der unsymmetrischen
Beschichtung befindet sich das Kunstharz überwiegend an der Oberfläche 2a.
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Derartige Prägematrizen-Folien gemäß der Erfindung besitzen aufgrund
des einfachen Aufbaues eine äußerst große Flexibilität und eignen sich deshalb besonders
zur Herstellung von umlaufenden Prägematrizen-Folien, wie oben bereits dargelegt
wurde. Es können damit Prägungen von sehr guter Qualität erzielt werden.
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Wenn jedoch besonders hohe Anforderungen an die Qualität der Prägungen
gestellt werden und/oder wenn das Prägen in diskontinuierlichen Flächenpressen erfolgen
soll, ist es zur Erhöhung der Haltbarkeit und der Qualität der Prägungen zweckmäßig,
daß zwischen Gewebebahn a) und imprägnierten Trägerkörper c) Zwischenschichten b)
angeordnet werden. Derartige Zwischenschichten bestehen ebenfalls aus mit Kunstharz
imprägnierten rägerstoffen, die der Prägematrizen-Folie eine größere Festigkeit
aufgrund des zäh-elastischen Kerns verleihen. Besonders geeignet ist eine Zwischenschicht,
die ba) ein unsymmetrisch mit Polyester-Schmelzharz imprägniertes 60 bis 13o g/m2,
vorzugsweise 80 bis 120 g/m2 schweres Papier, wobei das Polyester-Scllmelzharz überwiegend
auf der Seite liegt, die der Gewebebahn zugewandt
ist, und bb)
1 bis 3 mit ungesättigten Polyester-Schmelzharz imprägnierte Glasfaservliese enthält.
Die in der Zwischenschicht vorhandene mit Polyester-Schmelzharz imprägnierte Papierbahn
ba) kann grundsätzlich von gleicher Art sein wie der imprägnierte Trägerkörper c),
d.h.
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es können hierfür Papiere und Polyester-Schmelzharzbeschichtungen
eingesetzt werden, wie sie oben in Zusammenhang mit dem imprägnierten Trägerkörper
c) beschrieben worden sind.
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Die mit ungesättigten Polyester-Schmelzharz imprägnierten Glasfaservliese
bb) sind etwa 40 bis 6o gjmS schwer und sind, bezogen auf das genannte Flächengewicht
des Glasfaservlieses, mit etwa 400 bis 500 g/m² Polyester-Schmelzharz imprägniert.
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Besonders vorteilhaft ist es, daß das zur Imprägnierung dieser Glasfaservliese
eingesetzte Polyester-Schmelzharz pulverförmige Füllstoffe wie Asbestine, Talkum,
Silikate, Aluminiumoxide und/ oder Pigmente in einer Menge von bis zu 60 Ges.%,
vorzugsweise etwa 40 bis 60 Ges.% enthält. Dadurch wird erzielt, daß beim Preßvorgang
während der Herstellung der Prägematrizen-Folis die verhältnismäßig große Menge
Kunstharz-Imprägnierung nicht zu stark~fließt.
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In der Fig. 2 ist diese bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung
dargestellt. Die Gewebebahn ist wiederum mit 1 bezeichnet. Daran schließt sich die
mit Polyester-Schmelzharz unsymmetrisch imprägnierte Papierbahn 4 an, bei der die
überwiegende Menge des Kunstharz-Imprägnates auf der Seite liegt, die der Gewebebahn
zugewandt ist. Diese überwiegende Kunstharzmenge ist mit 4a bezeichnet. Daran schließt
sich das mit ungesättigten Polyester-Schmelzharz imprägnierte Glasfaservlies 3 an.
Wie bereits ausgeführt, können mehrere derartige Schichten 3 vorliegen. Als oberste
Schicht folgt der imprägnierte Trägerkörper 2, dessen unsymmetrische Kunstharz-Imprägnierung
derart ausgebildet ist, daß die überwiegende Menge Kunstharz bei 2a
die
Oberfläche bildet. Wie bereits oben dargelegt, ist die Schicht 4 von gleicher Art
wie die Schicht 2. Sie kann auch mit ihr identisch sein.
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Eine andere bevorzugte Ausführungsform gemäß der Erfindung besteht
darin, daß eine Zwischenschicht vorgesehen ist, die ba) ein unsymmetrisch mit Polyester-Schmelzharz
imprägniertes 60 bis 13o g/m2, vorzugsweise 80 bis 120 g/m2 schweres Papier, wobei
das Kunstharz überwiegend auf der Seite liegt, die der Gewebebahn zugewandt ist,
und bb) 1 bis 1o, vorzugsweise 1 bis 6 gleiche oder verschiedene mit gehärteten
Kunstharzen, die teilweise durch thermoplastische Kunstharze ersetzt sein können,
imprägnierte Papierbalmen enthält. Die Schicht ba) dieser Ausführungsform ist von
gleicher Art wie die oben beschriebene Schicht ba) der Ausführungsform gemäß Fig.
2. Die Schicht bb) besteht aus einer oder mehreren mit den genannten Kunstharzen
imprägnierten Papierbahnen.
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Derartige kunstharzimprägnierte Papierbahnen sind allgemein bekannt
und werden zur Herstellung von Kunstharzlaminaten in großem Umfang eingesetzt. Sie
verleihen der Prägematrizen-Folie gemaß der Erfindung sehr gute Festigkeitseigenschaften,
da sie einen zäh-elastischen Kern bilden. Dies hat zur Folge, daß die Prägematrizen-Folie
gemäß der Erfindung sehr gleichmäßige Prägungen von hoher Qualität liefert.
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Die Papiere der Komponente bb) gemäß der beschriebenen bevorzugten
Ausführungsformen haben in der Regel ein geringeres Gewicht als die Papiere der
Komponente c). Es werden für die Komponente bb) vorzugsweise Papiere mit einem Flächengewicht
von etwa 30 bis 150 g/m², vorzugsweise etwa 6o bis loo g/m2 verwendet, deren Kunstharzimprägnierung
vorzugsweise 50 bis 400, besonders bevorzugt 120 bis 300 Ges.% bezogen auf das
Papiergewicht
beträgt.
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Wenn die Oberflächenstrukturierung der Prägematrizen-Folie besonders
stark ist, ist es vorteilhaft, daß der imprägnierte Trägerkörper c) aus ca) einem
unsymmetrisch imprägnierten, 60 bis 13o g/m2, vorzugsweise 80 bis 12o g/m2 schweren
Papier, wobei das Kunstharz überwiegend an der Oberfläche liegt, und cb) 1 bis 2
mit ungesättigtem Polyester-Schmelzharz imprägnierten Natur- und/oder Kunstfaservliesen,
besteht. Auf diese Weise wird erreicht, daß eine besonders starke Schicht an ausgehärtetem
Polyester-Schmelzharz an der Oberfläche liegt, die die Fähigkeit hat, besonders
große Strukturierungen einwandfrei aufzunehmen und wiederzugeoen.
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Diese Ausführungsform ist in der Fig. 3 dargestellt.
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In der Fig. 3 ist die Gewebebahn wiederum mit 1 bezeichnet.
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Daran kann sich entsprechend der oben beschriebenen besonderen Ausführungsform
die Zwischenschicht 4 anschließen, deren Kunstharz-Imprägnierung aufgrund der unsymmetrischen
Imprägnierung vorzugsweise bei 4a der Gewebebahn zugewandt ist. Daran schließen
sich mehrere leichtere mit Kunstharz durchimprägnierte Papierbahnen an, deren Kunstharzanteil
vorzugsweise aus einem Gemisch aus gehärteten und thermoplastischen Kunstharzen
besteht. Diese Bahnen wirken besonders als zäh-elastischer Kern.
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Daran schließt sich die bereits oben beschriebene Schicht 2 an, deren
überwiegender Kunstharzanteil 2a an der Außenseite liegt.
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Um im Sinne der zuletzt beschriebenen bevorzugten Ausführungsform
einen besonders hohen Kunstharzanteil an der Oberfläche zu erhalten, enthält die
Prägematrizen-Folie gemäß dieser Ausführungsform noch eine zusätzliche Schicht 6,
die ein mit Poldrester-Schmelzharz imprägniertes Natur- und/oder Kunstfaservlies
ist. Das hierfür verwendete Vlies ist bevorzugt ein Llischvlies
aus
Viskosefasern mit Baumwollzusatz. Derartige Vliese sind im Handel erhältlich. Diese
Vliese haben zweckmäßig ein Flächengewicht von etwa 60 bis 80 g/m2 und weisen eine
Imprägnierung von etwa 13o g/m2 auf.
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Die Herstellung der Prägematrizen-Folie gemäß der Erfindung erfolgt
zweckmäßig derart, daß a) die Gewebebahn, b) gegebenenfalls die Zwischenschichten
mit Kunstharzimprägnierungen in noch härtbarem Zustand, der mit härtbaren ungesättigten
Polyester-Schmelzharzen imprägnierte Trägerkörper, d) eine etwa 1o bis 20 mü starke
Trennfolie, e) eine Patrize, f) und gegebenenfalls eine Pufferschicht bei Temperaturen
beginnend von etwa 1350 C bis endend etwa 1500 C und einem Druck von etwa 5 bis
3o kg/cm2 verpreßt werden. Die Preßdauer beträgt etwa 5 bis 20 Minuten. Gegen Ende
des Pressens wird der Druck langsam abfallen gelassen. Die Prägematrizen-Folie gemäß
der Erfindung kann heiß aus der Presse entfernt werden.
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Die oben erwähnten unsymmetrischen Imprägnierungen können in einfacher
Weise dadurch erzielt werden, daß die dafür verwendeten Trägerkörper, wie Papierbahnen
oder Vliese nicht gleichmäßig imprägniert, sondern nur einseitig mit dem Polyester-Schmelzharz
beschichtet werden. Während des Verpressens schlägt dann das Schmelzharz durch die
Papierbahn oder das Vlies und gegebenenfalls bis in die benachbarte nächste Schicht
durch und sichert so einen einwandfreien Verbund.
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Patentansprüche: