DE2347989A1

DE2347989A1 - Verfahren zum herstellen von geschaeumten kunststoff-flaechengebilden mit strukturierter oberflaeche und nach diesem verfahren hergestellte erzeugnisse

Info

Publication number: DE2347989A1
Application number: DE19732347989
Authority: DE
Inventors: Heinu Horst Boich; Burckhard Kuhlow
Original assignee: JP Bemberg AG
Current assignee: JP Bemberg AG
Priority date: 1973-09-24
Filing date: 1973-09-24
Publication date: 1975-04-03
Also published as: ES424423A1

Description

J. H. Benecke GmbH

Blatt 1 zum Schreiben vom ''

Firma TE 1/DÖ/Kr

Verfahren zum Herstellen von geschäumten Kunststoff-Flächengebilden mit strukturierter Oberfläche und nach diesem Verfahren hergestellte Erzeugnisse

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kunststoff-Flächengebilden mit strukturierter Oberfläche, bei dem das Aufschäumen einer treibmittelhaltigen, thermoplastischen Kunststoff-Schicht stellenweise beeinflußt wird.

Es ist bekannt, Kunststoff-Flächengebilde mit einer Oberflächenstruktur dadurch herzustellen, daß man z. B. Folien mit einer Prägewalze oder mit Prägestempeln beaufschlagt oder daß man flüssigen oder pastenförmigen Kunststoff auf ein Formnegativ, insbesondere ein Formband, gießt oder streicht und sich dort verfestigen läßt. Ein unabänderlicher Nachteil dieser bekannten Verfahren besteht darin, daß es auf diese Weise praktisch nicht möglich ist, ein Produkt herzustellen, das nicht nur geprägt, sondern außerdem bedruckt ist und bei dem Prägung und Druck einander exakt und eindeutig deckungsgleich zugeordnet sind.

Dieses Problem konnte erst durch das sog. Prägedruckverfahren im Prinzip gelöst werden, Jedoch ist dieses Verfahren technisch sehr aufwendig und in der Praxis schwer zu beherrschen. Außerdem sind seine Möglichkeiten zur differenzierten und vielseitigen Oberflächengestaltung durch technologische Schwierigkeiten und hohe Vorrichtungskosten stark eingeschränkt.

In den letzten Jahren sind deshalb bereits Verfahren vorgeschlagen worden, die mit verhältnismäßig einfachen Mitteln die Herstellung farbiger, bedruckter und deckungsgleich strukturierter Kunststoff-Flächengebilde gestatten. Bei diesen Verfahren geht man von einer treibmittelhaltigen thermoplastischen Kunststoff-Schicht aus und

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bedruckt diese mit einer Druckfarbe, die infolge spezieller Zusätze an den bedruckten Stellen das Aufschäumen der Schicht beeinflußt, es also verstärkt oder verringert, so daß musterförmig deckungsgleich mit dem Parbaufdruck mehr oder weniger stark aufgeschäumte Bereiche entstehen. Auf diese Weise ist es z. B. gelungen, Kunststoffbeläge mit einem Fliesendessin herzustellen, bei dem die farbigen Fliesen erhaben gegenüber den dunkel eingefärbten Fugen hervortreten.

Den bekannten Verfahren dieser Art hafteten bisher noch wesentliche Nachteile an. Zum Teil war es erforderlich, die zur Beeinflußung des Schäumverhaltens wirksamen Chemikalien in solchen Mengen anzuwenden - sei es in der Grundschicht oder sei es in der Druckfarbe daß das Verfahren wegen dieser kostspieligen Zusätze wirtschaftlich zu aufwendig war. Zum anderen erforderten diese Zusätze, die im allgemeinen eine definierte Erhöhung oder Erniedrigung der Zersetzungstemperatur des in der Grundschicht enthaltenen Treibmittels bewirken, beim Aufschäumen die exakte Einhaltung einer bestimmten Temperatur und deren Einwirkungsdauer. Es ist offensichtlich, daß derartige Erfordernisse ebenso wie hohe Materialkosten das Produkt verteuern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren aufzuzeigen, das sich durch geringstmöglichen Materialaufwand und durch unkritische Toleranzen bei den Fertigungsbedingungen optimal für eine großindustrielle Fertigung strukturierter Kunststoff-Flächengebilde eignet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man - ausgehend von einer treibmittelhaltigen thermoplastischen Kunststoff-Schicht - diese partiell, d. h. im allgemeinen musterförmig^ mit einer sie anlösenden Druckfarbe bedruckt, wobei diese Druckfarbe Komponenten enthält, die zusammen zu nichtthermoplastischemKunstharz vernetzbar sind, und daß man anschließend das oder die Lösungsmittel aus der Druckfarbe verdunstet und durch Erwärmung zunächst die Vernetzung der besagten Komponenten und dann die Zersetzung

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bzw. Expansion des Treibmittels auslöst. Erfindungsgemäß soll diese Druckfarbe im wesentlichen - vorzugsweise aber ausschließl. metallfreie Stabilisatoren enthalten. Die an den bedruckten Stellen erfolgende Vernetzung bewirkt dann, daß dort das Aufschäumen der treibmittelhaltigen Grundschicht behindert wird, so daß die bedruckten Bereiche weniger aufschäumen als die unbedruckten.

Dabei kommt es - und dies ist verfahrenstechnisch ein besonderer Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens - nicht auf die exakte Einhaltung einer bestimmten Aufschäumtemperatur an. Bekannte Verfahren dieser Art führten nämlich häufig zu Ausschußerzeugnissen, wenn nach Erreichen der mit Hilfe der Additive eingestellten Aufschäumtemperatur ein weiterer Temperaturanstieg ungewollt erfolgte, denn dann expandierten auch diejenigen Bereiche, in denen nach Maßgabe des Druckmusters ein Aufschäumen nicht beabsichtigt war.

Dagegen ist bei dem erfingungsgemäßen Verfahren eine Überschreitung der Aufschäumtemperatur - wie sie in einer industriellen Fertigung aus verschiedenen Gründen nicht immer zu vermeiden ist - in weiten Grenzen völlig unkritisch. Erst Temperaturen, die während ihrer Einwirkungsdauer den die treibmittelhaltige thermoplastische Kunststoff-Schicht bildenden polymeren Kunststoff insgesamt zersetzen, wirken sich hier nachteilig aus.

Das Bedrucken wird zweckmäßig mit einem an sich bekannten Mehrfarbe ndruek werk durchgeführt, das den rapportgetreuen Aufdruck verschiedener Farben gestattet, von denen mindestens eine den erfindungsgemäßen Zusatz von vernetzbaren Kunstharzkomponenten enthält. Es ist auch möglich, mehrere der Druckfarben verschieden stark mit den erfindungsgemäßen Zusätzen zu versehen, wodurch eine mit dem Farbaufdruck deckungsgleich übereinstimmende Oberflächenstruktur mit mehreren unterschiedlichen Niveaus entsteht. Vorzugsweise werden als vernetzbare Komponenten der Druckfarbe mindestens ein Isocyanat und mindestens ein Polyol verwendet, die zusammen zu nichtthermoplastischem Polyurethan vernetzbar sind.

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Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich auch dadurch aus, daß es die das Schäumverhalten steuernden Substanzen, wie Isocyanat und Polyöl, nur in verhältnismäßig.geringen Mengen erfordert; denn die Zusätze brauchen nur der Druckfarbe zugemischt zu werden, die auf die den Dessinvertiefungen entsprechenden Stellen gedruckt wird, und diese - wie z. B. die Fugen bei einem Fliesendessin machen im allgemeinen nur einen kleinen Teil der Gesamtfläche aus. Dagegen ist es bei einem Teil der bekannten Verfahren notwendig, zusätzlich Ingredienzen entweder vollflächig aufzudrucken oder der gesamten Grundschicht zuzumischen.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist außerdem darin zu sehen, daß die wirksamen chemischen und physikalischen Vorgänge so schnell ablaufen, daß bei Anwendung dieses Verfahrens praktisch dieselben Fertigungsgeschwindigkeiten erreicht werden, wie sie auch bei normaler Fertigung geschäumter Kunststoff-Flächengebilde üblich sind. Dies wird durch die extrem kurze Eindringzeit der erfindungsgemäßen Druckfarbenzusätze ermöglicht: Während die Einwirkdauer einiger bekannter Verfahren zwischen mehreren Minuten und einigen Stunden beträgt, werden gemäß der Erfindung im allgemeinen nur wenige Sekunden benötigt.

Vorzugsweise wird bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung von einer an sich bekannten treibmittelhaltigen, thermoplastischen Polyvinjjchloridschicht ausgegangen. Es ist jedoch auch möglich, andere in der Folien- bzw. Besehichtungs-Industrie verwendete thermoplastische Polymere einzusetzen. Als Treibmittel eignen sich die bei der Kunststoff-Schaum-Herstellung bekannten und üblichen Treibmittel. Beispielsweise sei Azodicarbonamid genannt .

Das erfindungsgemäße Verfahren kann vorteilhaft dadurch ergänzt werden, daß man der Druckfarbe zusätzlich ein sog. Molekularsieb beimischt (z. B. Zeolith-T-Paste der Firma Bayer, Leverkusen), das in an sich bekannter Weise geeignet ist, den bei der Polyurethanbildung störenden Einfluß von möglicherweise anwesendem Wasser oder Wasserdampf zu verhindern, indem es das Wasser bzw. den Wasserdampf bindet.

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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestattet die Herstellung von Oberflachendessins mit extrem starken Fiveau-Unterschieden. Diese Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend dem vorstehend beschriebenen Grundverfahren zunächst von einer treibmittelha 1 ti gen, thermoplastischen PVG-Schicht ausgegangen wird, welche aber in diesem Fall im wesentlichen mit metal!freien Stabilisatoren stabilisiert ist und nur o,ol bis 2 % - vorzugsweise weniger als o,5 % -(bezogen auf das Gesamtgewicht der thermonlastischen PVC-Schicht) an metallhaltigen Stabilisatoren r>ethält und dass die bei dem o.a. partiellen Aufdrucken der vernetzbaren Komponenten freigebliebenen Oberflächenbereiche vor dem Aufschäumen mit einer zum Bedrucken von PVC-Folien üblichen losungsmxttelhaltxgen PVQ-Druckfarbe bedruckt werden, die in an sich bekannter Weise im wesentlichen mit metallhaltigen Stabilisatoren stabilisiert ist.

Es wurde nämlich gefunden, dass unter den beschriebenen Verfahrensbedingungen eine ganz normale PVC-Druckfarbe mit metallhaltigen Stabilisatoren geeignet ist, das Aufschäumen der PVC-Schicht so zu verstärken, dass sich die mit dieser Druckfarbe bedruckten Bereiche noch stärker aus den Bereichen herausheben, die durch den Aufdruck der vernetzbaren Komponenten am Aufschäumen gehindert sind.

Falls die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Erzeugnisse starken Beanspruchungen ausgesetzt werden - z.B. als Fußbodenbeläge - wird ihr Gebrauchswert vorzugsweise dadurch gesteigert, dass auf die treibmittelhaltxge, thermoplastische Kunststoffschicht nach dem Aufbringen der Druckfarbe bzw. der Druckfarben und nachdem die Lösungsmittel im wesentlichen verdunstet sind - jedenfalls aber vor dem Aufschäumen eine thermoplastische, insbesondere transnarente Deckschicht aufgetragen wird, die z.B. einen besonders guten Abriebschutz gewährleistet. Insbesondere kann diese Deckschicht auch Zusätze enthalten, die in an sich bekannter Weise eine Absorption ultravioletten Lichtes bewirken, so dass das Produkt vor den bekannten schädigenden Einwirkungen dieser Strahlung geschützt ist.

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Gegenstand der vorliegenden Anmeldung sind neben den beschriebe-. nen Verfahren insbesondere auch deren Produkte, die sich durch hervorragende Gebrauchseigenschaften und ansprechende ästhetische Wirkung auszeichnen. Es handelt sich erfindungsgemäss um geschäumte Kunststoff-Flächengebilde mit oder ohne Träger, die eine niveauunterschiedlich strukturierte Oberfläche besitzen, deren aufgedrucktes Farbmuster deckungsgleich mit der Oberflächenstruktur übereinstimmt. In der Grundausführung sind sie dadurch gekennzeichnet, dass sie in den tieferliegenden Bereichen der Oberflächenstruktur nichtthermoplastisches Kunstharz - vorzugsweise Polyurethan- enthalten. Kennzeichnende Merkmale einer bevorzugten Ausführungsform derartiger Flächengebilde sind ferner, dass sie aus einem PVC-Schaum bestehen, der im wesentlichen metallfreie Stabilisatoren und nur o,ol bis 2 % - vorzugsweise weniger als o,5 % - (bezogen auf sein Gesamtgewicht) metallhaltige Stabilisatoren nethält, und dass die erhabenen Bereiche der strukturierten Oberfläche mit üblichen PVC-Druckfarben bedruckt sind, die in an sich bekannter Weise i.W. mit metallhaltigen Stabilisatoren stabilisiert sind.

Nachstehend wird ein Beispiel für eine Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens angegeben:

Eine übliche schäumfähige, pigmentierte thermoplastische PVC-Masse mit metallhaltigen Stabilisatoren, die Azodicarbonamid als Treibmittel enthielt, wurde in einer Stärke von 0,8 mm auf einen Träger aus Asbestpappe gestrichen und bei 13o°C - also deutlich unterhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels 2 Minuten lang durch Angelieren verfestigt. Nach kurzer Abkühlung wurde diese Schicht mittels einer Kupfertiefdruckwalze musterförmig mit einer Druckfarbe bedruckt, die wie folgt zusammengesetzt war:

Teile einer üblichen,PVC.anlösenden Pigment-Druckfarbe, die ausschliesslich mit metallfreien Stabilisatoren stabilisiert war und deren Farbton demjenigen der Grundschicht verschieden war

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12 Teile eines Gemisches aus Polyol (z. B. Polyol 2001 der Firma Polyurethan-Chemie, Osnabrück), Isocyanat (z. B. Desmodur A4 der Firma Bayer, Leverkusen) und einem auf die Bindung von Wasser abgestimmten Molekularsieb (z. B. Zeolith-T-Paste der Firma Bayer)

Anschließend wurden unter Temperaturerhöhung zunächst die Lösungsmittel der Druckfarbe verflüchtigt, und dann wurde eine 0,3 mm starke transparente, abriebfeste Deckschicht aufgebracht, die zur weiteren Verbesserung der Alterungsbeständigkeit ultraviolettes Licht absorbierende Zusätze enthielt.

Das so behandelte Material wurde dann 2 Minuten lang auf 200⁰C erhitzt, wobei das Azodicarbonamid zersetzt wurde und in den nicht bedruckten Bereichen zum Aufschäumen führte, während die bedruckten Stellen kaum schäumten.

Es ergab sich ein Produkt, das sich hervorragend als Fußboden- und Wandbelag eignet und das sich durch einen hohen Gebrauchswert und eine ansprechende ästhetische Wirkung auszeichnet.

In der beigefügten Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines fertigen Fußbodenbelages nach der Erfindung wiedergegeben. Darin bedeuten :

1. die infolge des Aufdruckes der vernetzbaren Komponenten ungeschäumten oder nur wenig geschäumten Bereiche

2. die aufgeschäumten Bereiche; diese sind vorzugsweise mit PVC-Druckfarben bedruckt, die erfindungsgemäß im wesentlichen metallhaltige Stabilisatoren enthalten

3. ein Trägermaterial, z. B. Asbestpappe oder maßlich fixiertes Kunstfaservlies.

- Patentansprüche -

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Claims

J. H. Benecke GmbH

J. H. Benecke GmbH

Blatt 1 zum Schreiben vom 20.9·

Firma TE l/DÖ/Kn

Patentansprüche

Verfahren zum Herstellen von geschäumten Kunststoff-Flächengebilden mit strukturierter Oberfläche, bei dem das Aufschäumen einer treibmittelhaltigen thermoplastischen Kunststoffschicht stellenweise beeinflusst wird, dadurch gekennzeichnet, dass man die treibmittelhaltige thermoplastische Kunststoffschicht, die übliche metallhaltige Stabilisatoren enthält, partiell mit einer diese Schicht anlösenden Druckfarbe bedruckt, die im wesentlichen - vorzugsweise aber ausschliesslich- mit metall freien Stabilisatoren stabilisiert ist urd die Komponenten enthält, welche - insbesondere unter Wärmeeinfluß - zu nichttherm^r)!astischen Kunstharzen vernetzbar sind, und dass man anschliessend das oder die Lösungsmittel aus der Druckfarbe verdunstet, die Vernetzung der besagten Kunstharzkomp^nenten' und schliesslich die Zersetzung bzw. Exnansion des Treibmittels bevorzugt in den unbedruckten Bereichen auslöst.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als vernetzbare Kunstharzkomoonenten mindestens ein Isocyanat und mindestens ein Polyol in Lösung verwendet werden, die zusammen zu nichtthermoplastischem Polyurethan vernetzbar sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckfarbe ein an sich bekanntes sog. Molekularsieb beigemischt ist, das geeignet ist, Wasser bzw. Wasserdampf zu binden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, dass von einer treibmittelhaltigen, thermoplastischen PVG-Schicht ausgegangen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass von einer treibmittelhaltigen, thermoplastischen PVC-Schicht ausgegangen wird, welche im wesentlichen mit metallfreien Stabilisatoren stabilisiert ist und nur o,ol bis 2 % -

vorzugsweise

RAD ORiGiNAL

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weniger als 0,5£ - (bezogen auf das Gesamtgewicht der PVC-Schicht) an metallhaltigen Stabilisatoren enthält und weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die beim partiellen Bedrucken gemäß Anspruch 1 bis 3 von vernetzbaren Kunstharzkomponenten freigebliebenen Oberflächenbereiche vor dem Aufschäumen mit zum Bedrucken von PVC-Polien üblicher lösungsmittelhaltiger PVC-Druckfarbe bedruckt werden, die in an sich bekannter Weise im wesentlichen mit metallhaltigen Stabilisatoren stabilisiert ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die treibmittelhaltige thermoplastische Kunststoffschicht nach dem Aufbringen der Druckfarbe bzw. der Druckfarben und nachdem das oder die Lösungsmittel im wesentlichen verdunstet sind - aber vor dem Aufschäumen - mit einer thermoplastischen, insbesondere transparenten Deckschicht versehen wird, die vorzugsweise UV-absorbierende Zusätze enthält .
7. Geschäumtes Kunststoff-Flächengebilde mit niveauunterschiedlich strukturierter Oberfläche, deren Parbaufdruck deckungsgleich mit der Form der Oberflächenstruktur übereinstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß es in den tieferliegenden Bereichen (1) der Oberflächenstruktur nichtthermoplastisches Polyurethan enthält.
8. Geschäumtes Kunststoff-Flächengebilde nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen aus PVC-Schaum besteht, der hauptsächlich mit metallfreien Stabilisatoren stabilisiert ist und nur 0,01 bis 2% - vorzugsweise weniger als 0,5ί - (bezogen auf das Gesamtgewicht des PVC-Schaumes) metallhaltige Stabilisatoren enthält und ferner dadurch gekennzeichnet, daß die erhabenen Bereiche (2) der Oberflächenstruktur mit üblicher PVC-Druckfarbe bedruckt sind, die in an eich bekannter Weise mit metallhaltigen Stabilisatoren stabilisiert ist.

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