DE2504144A1 - Verpressbarer schichtstoff, daraus hergestellter formkoerper, sowie verfahren zur herstellung beider - Google Patents

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Verpreübarer Schichtstoff, daraus hergestellter Formkörper, sowie Verfahren zur Herstellung beider.

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MO 5049

Die Erfindung betrifft einen neuartigen Schichtstoff, aus welchem in mehr als einer Ebene gebogene und dekorativ wirkende PreBlinge geformt werden können. Der neue Schichtstoff eignet sich besonders zur Herstellung von in der Industrie und im Haushalt verwendeten Objektenund Zubehören, insbesondere zur Produktion von Badewannen, Duschkabinen, und ähnlichen sanitären Einrichtungsgegenständen, welche rigorosen Behandlungen unterliegen. Die Erfindung betrifft desweitern ein Verfahren zur Herstellung des neuartigen Schichtstoffs. ·

Die in mehr als einer Ebene gebogenen Preßlinge werden aus einem flach hergestellten, eine innere Schicht einer Druckfarbe oder Uberzugfarbe (in der Folge kurz Farbschicht genannt) auf Basis eines thermoplastischen Kunststoffes oder eines natürlichen Harzes mit ähnlichen wärmeelastischen Eigenschaften begreifenden Schichtstoff geformt.

Erfindungsgemäß begreift der verformbare Schichtstoff eine durchsichtige thermoplastische Kunststoffschicht, welche a.uf einer Seite eine Farbschicht, sowie eine diese Farbschicht bedeckende und durch diese Farbschicht zumindest teilweise von der transparenten Schicht getrennte, ebenfalls thermoplastische Trägerschicht trägt.

Im-Rahmen der vorliegenden Erfindung kann die transparente Schicht durchsichtig oder durchscheinend sein; diese Schicht besteht bevorzugt aus einem Acrylpolymer mit hohem Molekulargewicht oder aus einem teilweise vernetzten Acrylpolymer von niedrigem Molekulargewicht.

Die Druckfarben- oder Überzugfarbenschicht ist bevorzugt a.uf Basis eines thermoplastischen Harzes von niedrigem Molekulargewicht; diese Schicht kann durchgehend oder unterbrochen und ein- oder mehrfarbig sein, und gegebenenfalls

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Ketallspäne oder -pulver zur Erhöhung des dekorativen Effekts enthalten.

Die Trägerschicht ist bevorzugt lichtundurchlässig und aus einem Acrylpolymer von niedrigem Molekulargewicht.

Da der erfindungsgemäße Schichtstoff ganz oder zum großen Teil aus thermoplastischen Materialien besteht, kann derselbe wie eine einfache thermoplastische Kuns'tstoff-Folie gepreßt oder durch eine andere Technik geformt werden. Die große Wahl der Druck- oder Überzugfarben für die Zwischenschicht erlaubt die Herstellung einer großen Anzahl von verschiedenartig gemusterten und/oder gefärbten Schichtstoffen und Preßlingen.

Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf durch Thermoverformung des eben beschriebenen Dreischichten-Schichtstoffs hergestellte Artikel. Mit Hilfe eines der üblichen Verfor- längsverfahren, zum Beispiel unter Vakuum, mit oder ohne mechanische Hilfsmittel, läßt sich aus dem erfindungsgemäßen Schichtstoff einfach ein geformter Artikel herstellen, dessen transparente Schicht die Gebrauchsfläche und die Trägerschicht die nicht in Anspruch genommene Oberfläphe bilden.

Nach der Thermoverformung kann der geformte Artikel, falls erwünscht, durch eine zusätzliche, auf die freie Oberfläche der Trägerschicht aufgebrachte Schicht eines hitzehärtbaren Materials verfestigt werden, welche dem geformten Artikel eine größere mechanische Festigkeit verleiht und dessen Verformen bei hohen Temperaturen verhindert.

Die transparente Schicht des erfindungsgemäßen Schichtstoffs und der daraus geformten Artikel ist abriebfest, hitzebeständig und widersteht Lösungsmitteln, Ölen und anderen bei normaler Verwendung vorkommenden Produkten ähnlicher Art. Die Zusammensetzung und Stärke (Dicke) der transparenten Schicht vor der Thermoverformung hängen von der vorgesehenen Verwendung des geformten Artikels ab;

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die Dicke wird in der Regel zwischen ungefähr 0,1 und 0,8 cm gewählt.

Wenn eine derartige transparente Schicht durch Flecken oder Abrieb beschädigt ist, kann sie meistens mit Hilfe eines üblichen, ein Schleifmittel enthaltenden Poliermittels wieder auf Glanz gebrecht werden.

Die Farbschicht gibt dem Schichtstoff sein dekoratives Aussehen; dieselbe kann durchgehend oder unterbrochen sein, oder ein sich wiederholendes Muster bilden. Wenn der zu formende Artikel jedoch hohen Temperaturen ausgesetzt werden muß, welche zu einer dauerhaften oder vorübergehenden Verformung der transparenten Schicht führen könnten, wird die Farbschicht unterbrochen ausgeführt. In diesen Fällen wird die Kohäsion zwischen den Schichten des Schichtstoffs durch den direkten Kontakt der Trägerschicht mit der transparenten Schicht in den Regionen, wo die Farbschicht unterbrochen ist, stark verbessert.

Die Trägerschicht hat als Aufgabe, die transparente Schicht und die Farbschicht während der Thermoverformung vor Beschädigung durch die Preßform, zu schützen, und dient desweitern als wirkungsvolle Haftschicht für die gegebenenfalls aufzubringende hitzehärtbare äußere Verstärkungsschicht, ohne daß hierzu eine zusätzliche Zwischenschicht verwendet werden muß, durch die die Farbschicht beschädigt werden könnte.

Eine hitzehärtbare Verstärkungsschicht kann üblicherweise ohne Zwischenhaftschxcht nicht wirksam mit einer hochmolekularen oder einer teilweise vernetzten niedrigmolekularen Acrylschicht in der Art der transparenten Schicht verbunden■„ werden. In einem aus dem erf indungsgema'ßen Schichtstoff hergestellten geformten Produkt ist die Haftbindung zwischen der hitzegehärteten Verstärkungsschicht und der Trägerschicht aus niedrigmolekularem Acrylpolymer trotz der Abwesenheit einer besonderen Zwischenschicht sehr stark.

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Die Erfindung betrifft desweitem ein Verfahren zur Her- . stellung eines dreischichtigen verformbaren Schichtstoffs der weiter oben beschriebenen Art, welches dadurch gekenn*- zeichnet ist, daß auf eine Seite einer im wesentlichen in horizontaler Stellung gehaltenen transparenten Schicht, aus einem thermoplastischen Material eine Druckfarben- oder Überzugfarbenschicht aufgebracht wird, und diese Farbschicht und die gegebenenfalls freiliegenden Bereiche der tränspa- ' renten Schicht mit einer Schicht einer in Polymerisation- ^! begriffenen Mischung überzogen werden, deren Polymerisation 7 alsdann weiterläuft, wobei die Temperatur'der pölymerisie«- renden Mischung unterhalb der Siedetemperatur des Komponenten mit dem niedrigsten Kochpunkt und Unterhalb der Temperatur, bei welcher die Komponenten der Farbschicht besehä*- digt werden könnten, gehalten wird, und der erhaltene Schichtstoff einer Nachhärtung unterworfen wird. - :-

Für die transparente Schicht des erfindungsgeraäßen.Schichtstoffs wird bevorzugt eine handelsübliche G-ießfolie aus einem Polymethacrylsöuremethylester verwendet.

Die durchgehende oder unterbrochene, dekorative oder funktioneile Farbschicht wird vorzugsweise durch ein Siebdruckverfahren direkt auf die transparente Schicht aufgebracht

Bei den bisher üblichen Polymerisationsmethoden von Mono- . meren, zum Beispiel von Acrylmonomeren, ist die Reaktion, derart exotherm, daß sogar bei Verwendung von die Hitze absorbierenden Füllstoffen in der Regel eine globale Härtungsdauer von mehreren Stunden benötigt wird, und dies sogar bei relativ dünnen Schichten. Da aber die Farbschicht schon bei Kontaktdauern von weniger als ungefähr 30 Minuten Gefahr läuft, von dem polymerisierenden Gemisch beschädigt zu werden, sind diese üblichen Polymerisationsmethoden vollständig unzweckmäßig für die Herstellung des erfindungsgemäßen dreischichtigen Schichtstoffs.

Aus diesem Grund wird in dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren der weitere Verlauf der Polymerisation in dem die \ Trägerschicht bildenden Gemisch nach dessen Auftrag a.uf die

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Farbschicht auf. eine Dauer von weniger als 15 Minuten und bevorzugt auf eine Dauer zwischen ungefähr 10 und,12 Minuten begrenzt.. -, . ■.„ _: , . , _£, ,,... "

.In dem Fälle einer Trägerschicht mit einer Stärke von mehr als ca. 3 mm kann die Polymerisatianstemperatur durch Ab-'kühlen/ zum Beispiel in Wasser, auf einen Wert unterhalb 8O⁰C und bevorzugt unterhalb etwa 60⁰G gehalten Werden. -·· Derartige, durch Kühlung oder Hitzeaustausch erhaltene"-· Polymerisationstemperaturen führen jedoch zu.einer unvollständigen Polymerisation der Mischung und folglich zu einer Trägerschicht mit einem ziemlich hohen Gehalt an Monomerem. Um bei der darauffolgenden Thermoverformung.die Bildung von "Blasen", zu verhindern, wird die Trägerschicht vor der Verformung bei erhöhter Temperatur ausgehärtet* . ·-.,--. · ■-.■--_.;

Die Dauer dieser Härtungsoperation hängt von der/gewählten Temperatur ab, und letztere muß unterhalb des Siedepunktes des zu polymerisiereiiden Monomeren liegen. . ■ '

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird diese Härtung bei 9O⁰C und während 30 Minuten vorgenommen.

Weitere Merkmale der Erfindung erhellen.aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der beigefügten Zeichnungen, bei welchen ·

- die Figur 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Schichtstoffs; . .

- die Figur 2 ein Stadium der Herstellung eines Schichtstoffs gemäß der Schnittlinie II-II der Figur 3, und

- die Figur 3 eine Draufsicht in dem Herstellungsstadium der Figur 2 darstellen. \ ;-. ._:

In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Gießfolie 1 aus einem hochmolekularem Acrylpölymer mit einem Lösungsmittel oberflächlich angegriffen, um Mikrorisse zu formen, und alsdann nach einem üblichen Siebdruckverfa.hren mit einer Farbschicht 2 bedruckt. Diese Farbschicht 2 kann durch eine oder mehrere Druckfarben hergestellt werden, wobei bevorzugt Pigmentfarben verwendet werden.

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Um einen hitzeverformbaren Schichtstoff zu erhalten, muß die Druckfarbe aus einem oder mehreren thermoplastischen Harzen bestehen, wobei bevorzugt solche mit.niedrigem Molekulargewicht gewühlt werden, um einerseits die Siebdruck operation zu erleichtern, und um andererseits beim späteren Tiefziehen zu vermeiden, daß die Farbintensität der Farbschicht und/oder des Musters durch das Auseinanderziehen vermindert wird.

Die auf die Farbschicht 2 aufzutragende Trägerschicht 3 wird mit Hilfe einer polymerisierbaren Mischung hergestellt, die aus einer Lösung eines Polymers mit niedrigem Molekulargewicht in einem Monomeren besteht, zum Beispiel von einem Acrylpolymer in Methacrylsäuremethylester, zu welcher ein Katalysator und ein Beschleuniger zugegeben werden; die exotherme Reaktion bedingt einen Temperaturanstieg und man läßt die Temperatur bis auf einen Wert steigen, der für den Auftrag der Mischung auf die Folie 1 am günstigsten ist; in der Praxis wurde gefunden, daß diese Temperatur bei 380C liegt.

Die Mischung wird alsdann auf das eine Ende der Folie 1, auf der Seite, welche die Farbschicht 2 trägt, aufgegossen und gleichmäßig über deren Oberfläche verteilt, bis diese von einer dünnen Schicht der polymerisierenden Mischung bedeckt ist.

Da als Basis für die Druckfarben niedrigmo-lekulare thermoplastische Harze verwendet werden müssen, ist die Farbschicht sehr empfindlich gegenüber Lösungsmitteln. Das in der Mischung enthaltene Monomer ist .jedoch ein Lösungsmittel für derartige Harze. Es ist deshalb schwierig, beim Auftrag und während der Polymerisation jedwede Beschädigung der Farbschicht oder eine Modifikation ihres Aussehens zu umgehen.

Um eine solche Beschädigung zu verhindern, muß die Kontaktdauer der polymerisierenden Mischung mit der die Farbschicht - 2 tragenden transparenten Folie 1 höchstens 10 bis 12 Minuten betragen, und deren Temperatur kann erstens den experimentell festgestellten Wert, welcher für jede Druckfarbe verschieden ist, an welchem dieselbe Gefa.hr läuft, beschädigt zu werden, und zweitens den Siedepunkt der am niedrigsten siedenden Komponenten der Mischung nicht erreichen, um jedwede Beschädigung der Farbschicht durch zu große Wärme oder durch, die Bildung von Blasen in der polymerisierenden Mischung zu vermeiden.

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Eine zweite Maßnahme zur Verhinderung einer Beschädigung der einseitig auf die transparente Folie 1 aufgetragenen Farbschicht 2 besteht darin, diese Folie 1 auf eine horizontale Heizplatte 4 zu legen, und auf die Folie 1 einen rechteckigen Rahmen 5 aufzulegen, dessen inneren Maße etwas kleiner als die Maße der Folie 1 sind. Der auf einer Seite offene Ra.hmen 5 bildet auf der Folie 1, über der Farbschicht 2, einen niedrigen Behälter, welcher a.uf der Seite 7 offen ist. Die auf das eine Ende 8 der Folie 1 gegossene Mischung wird mit Hilfe einer Rakel 9 gleichmäßig über die ganze Oberfläche der Folie verteilt und der Überschuß a.m anderen Ende abgestreift, wodurch auf der Folie 1 eine gleichmäßige Schicht der polymerisierenden Mischung gebildet wird. Nachdem die Temperatur der Mischung bis auf ungefähr 55⁰C angestiegen ist, wird der Rahmen 5 abgehoben. Zwischen dem Auftrag der Mischung und dem Abheben des Rahmens 5 vergehen ungefähr 5 Minuten. Inzwischen ist die Viskosität der polymerisierenden Mischung soweit angestiegen, daß diese nicht mehr verläuft, ohne jedoch das Abheben des Rahmens 5 zu erschwierigen. Wenn die Temperatur der polymerisierenden Mischung auf ungefähr 65⁰C gestiegen ist, wird der Schichtstoff von der Heizplatte 4 abgehoben.

Im Falle einer Trägerschicht , die durch ihre Stärke eine zusätzliche Abkühlung erfordert, um die Temperatur niedrig genug zu halten, wird der Schichtstoff während ca.. 3 Minuten in ein Wasserbad bei ungefähr 35⁰C getaucht.

Da die Mischung schon teilweise gehärtet ist, bevor sie a.uf die Folie 1 aufgetragen wird, ist die Reaktionsgeschwindigkeit beim Kontakt mit der Folie 1 und der Fa.rbschicht 2 schon relativ groß, und die Kontaktdauer, während der die Farbschicht 2 beschädigt werden könnte, kann noch weiter reduziert werden.

Das Heizen der Unterseite 1 auf der Heizplatte 4 auf eine Temperatur, die der entspricht, bei welcher die polymerisierende Mischung aufgetragen wird, hat zum Zweck, jedwedes durch den hohen linearen Ausdehnungskoeffizienten und die niedrige Wärmeleitfähigkeit der Folie bedingte Werfen derselben beim Auftrag der warmen Mischung zu verhindern.

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Die Notwendigkeit, die Folie 1 und die darauf aufgebrachte ■ Farbschicht 2 in horizontaler La.ge zu halten, beruht auf zwei wichtigen Ursachen. In erster Linie:wurde festgestellt," daß, wenn das Aufbringen der polymerisierenden Mischung auf ^: die Folie derart erfolgt, daß ein wesentlicher Teil derselben über den gleichen Punkt oder Bereich der Farbschicht verteilt werden muß, also zum.Bed spiel durch Gießen oder Einspritzen der Mischung in einen senkrecht stehenden Behälter, oder in die Mitte eines horizontalen· Behälters", die Farbschicht gleich undeutlich-und/oder verwischt wird-. Durch den endseitigen Auftrag der polymerisierenden Mi- ^;' ' schung auf eine horizontal gehaltene Folie 1 wird dagegenjeweils, nur ein geringer Teil der Gesa.mtmisch.ung über ein und denselben Punkt der Farbschicht 2 gezogen. Der von dem ■ *' Rahmen 5 gebildete und oben offene Behälter erleichtert des-' weitern den Wärmeaustausch durch-Verflüchtigung des Monomeren und durch Strahlung und Konvektion und infolgedessen die Ableitung der durch die exotherme Polymerisation gebildeten ■ Wärme, damit die Temperatur der Mischung unterhalb von etwa ■ 8O⁰C gehalten wird.

Da während der Härtung der Trägerschicht 3 die Temperatur niedrig gehalten wird, erfolgt eine nur teilweise'Polymerisation und die Schicht enthält bei Abbruch derselben einen relativ hohen Gehalt an Monomerem, welches bei der folgenden Thermoverformung zur Bildung von "Blasen" führen kann. Um . ■ dies zu verhindern, wird der Schichtstoff vor der Verformung ausgehärtet, und zwar durch ein Erhitzen während 15 Minuten in einem zum Beispiel bei 90⁰C gehaltenen Ofen.

Der fertige Schichtstoff, dessen Dicke nur bis zu.ungefähr 2 mm betragen kann, kann wie eine einfache thermoplastische Folie verarbeitet werden.Er kann unter anderem in einer Preßform zu Badewannen, Waschbecken, Bidets und ähnlichen, sanitären Einrichtungen geformt werden, bei denen die transparente Schicht 1 die Gebrauchsflache darstellt. Wie weiter oben schon angeführt, kann der Schichtstoff durch eine auf der nicht direkt benutzten Seite der Trägerschicht 3 aufgebrachte Schicht aus hitzehärtbarem Material verstärkt werden,

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um die Gefahr einer .Verformung der fertigen Produkte bei .-". einer Verwendung bei hohen Temperaturen zu vermindern.-v-- ■■-^:_

In einer bevorzugten Ausführungsf ortn der Erfindung wird für die Herstellung der Trägerschicht 3 eine Mischung*verwendet, deren Zusammensetzung schon vor dem Auftrag^;eine ■teilweise Polymerisation zu einem Gemisch hoher Viskosität und nach dem Auftrag eine große Härtungsgeschwindigkeit sichert. Es konnte festgestellt werden, daß'durch den Auftrag einer schön sehr dickflüssigen Masse die Bildung von Wellen, welche bis zu 3" mm hoch sein können, auf der äußeren, nicht direkt benutzten Oberfläche der Trägerschicht 3, die bei der nachfolgenden Thermoverformung auf die transparente Schicht 1 übertragen werden und den ästhetischen Aspekt des fertigen Produkts herabsetzen, verhindert ..wird.

Als Beispiel für die Zusammensetzung einer zur Herstellung der Trägerschicht 3 dienenden Mischung im Sinne der Erfindung kann folgende Formulation genannt werden: ·

Polymethacrylsäuremethylester

mit niedrigem Molekulargewicht 270 g

Methacrylsäuremethylester (Monomer) . 730 ml Benzoylperoxid. (Katalysator) 10 g

Dimethyl-paratoluiden (Beschleuniger) 5 ml.

Die Ingredienzien für die Trägerschicht werden bei etwa 17-20⁰C vermischt, und die Zugabe des Katalysators und des Beschleunigers leitet die Polymerisation ein; sobald die Temperatur auf ungefähr 38⁰C gestiegen ist, wird die Mischung wie beschrieben auf eine mit einer Farbschicht 2 versehene transparente Schicht 1 aufgebracht.

Wenn der Schichtstoff zu einem in mehr als einer Ebene gebogenen Artikel geformt werden soll, ist es nicht möglich, ein gewünschtes Muster direkt in seiner endgültigen Farm auf die flache Folie 1 aufzubringen, da dasselbe bei der darauffolgenden Thermoverformung deformiert würde.

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Sine technisch einfache und wirtschaftliche Methode für die Realisation eines derartigen Musters besteht darin> eine flache thermoplastische Folie aus einem Material mit "plastischem Gedächtnis", wie zum Beispiel eine Acrylgießfolie, zuerst in die für den fertigen Gegenstand vorgesehene Form zu pressen, diese Form mit dem gewünschten ■Fuster zu bedrucken und die Folie durch Erhitzen wieder zu verflachen, worauf das Muster in der so erhaltenen flachen-Form zur Herstellung eines Seidenrasters oder einer Druckschablone dient. Das mit Hilfe eines solcherart hergestellten Rasters auf eine flache Folie 1 aufge— · druckte Muster besitzt nach der Verformung des Schichtstoffs zu dem gewünschten Gegenstand die vorgesehene Form.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung hervorgeht, liegt das Hauptgewicht der Erfindung a.uf der Zusammensetzung ei^ nes thermoverformbaren dreischichtigen Schichtstoffs mit einer transOarenten ersten Schicht, einer Farbschicht und einer bevorzugt lichtundurchlässigen Trägerschicht. Die Bindung zwischen diesen drei Schichten widersteht den mechanischen und thermischen Beanspruchungen des Thermoverformungsprozesses. Falls erwünscht, kann"der erfindungsgemäße Schichtstoff durch eine auf die nicht direkt in Anspruch genommene freie Oberfläche der Trägerschicht aufgebrachte hitzegehärtete vierte Schicht verstärkt werden»

Die Bindung zwischen den einzelnen Schichten des erfindungsgemäßen Schichtstoffs kann durch eine unterbrochene Farbschicht verbessert werden, weil dann in den unterbrochenen Bereichen ein direkter Kontakt zwischen der transparenten Schicht und der Trägerschicht besteht.

Ein gutes Haftvermögen der einzelen Schichten ist wesentlich, um ein Endprodukt mit zufriedenstellenden mechanischen Eigenschaften zu erhalten. Es wurde festgestellt, daß die üblichen Verfahren, welche mit einer besonderen Klebeschicht arbeiten, verschiedene Nachteile haben, wie den Einschluß von Luftblasen und die Verwendung eines Klebemittels,

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das ein starkes Lösungsmittel für die hochmolekulare transparente Schicht ist. Dieses Klebemittel käme jedoch in der Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Schichtstoffs ebenfalls in Kontakt mit der zweiten Schicht, die. zur Erleichterung des Drucks aus einem Material von niedrigem Molekulargewicht und deshalb gegenüber Lösungsmitteln sehr empfindlich ist. Entweder würde also die Farbschicht beschädigt, oder die Bindung zwischen der ersten und der dritten Schicht ließe zu wünschen übrig.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gemeistert, daß auf die transparente erste Schicht und auf die Farbschicht eine Mischung aufgetragen wird, deren Polymerisation in situ, das heißt in Kontakt mit beid.en Schichten, erfolgt. Um dabei die Gefahr einer Beschädigung der empfindlichen Farbschicht zu mindern, ohne das Haftvermögen der ersten auf der dritten Schicht herabzusetzen, darf die Rea.ktionsda.uer nicht die weiter oben angegebene Zeit überschreiten. Diese Reaktionsdauer ist jedoch wesentlich kürzer als die allgemein für Acrylpolymere benötigten Härtungszeiten, und diese wesentliche Verkürzung bedingte die Entwicklung der schon beschriebenen neuen Verfahrenstechnik.

Diese neue Technik weicht gänzlich von der normal für Folien angewandten Herstellungsverfahren ab und besteht darin, eine relativ dünne Schicht eines polymerisierbaren Gemischs in horizontaler anstatt in vertikaler Position zu härten. Da die Polymerisation eine exotherme Reaktion ist, wird dabei die Temperatur der Mischung unter dem Siedepunkt seiner flüchtigsten Komponente gehalten.

Nach der darauffolgenden Aushärtung kann der erfindungsgemäße Schichtstoff wie eine einfache Acrylfolie verarbeitet werden. Die gegebenenfalls vorgesehene hitzehärtbare Verstärkungsschicht kann nach einer der hierfür üblichen Technik aufgebracht werden; die Bindung zwischen dieser Verstärkungsschicht und der Trägerschicht ist außergewöhnlich stark, da die Trägerschicht (zum Beispiel durch Zugabe von Kettenübertragungsmitteln) aus einem Polymer mit sehr niedrigem Molekulargewicht bestehen kann.

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Die Resultate der folgenden Versuche, denen die erfindungsgemäßen Schichtstoffe und daraus hergestellte Produkte, zum Beispiel Badewannen, Waschbecken, usw., unterworfen wurden, sind nicht als absolute oder endgültige Werte anzusehen, sondern sollen den Vergleich der Eigenschaften dieser Produkte mit denen ähnlicher, aus bisher . üblichen Materialien wie Keramik, Gußstahl, Gußeisen oder Acrylgießfolien, hergestellten Artikeln, die sich seit langer Zeit bewährt haben, erlauben.

1) Abriebfestigkeit

Die Abriebfestigkeit der aus hochmolekularem· Acrylpolymer bestehenden Gebrauchsoberfläche des erfindungsgemäßen Schichtstoffs entspricht der des Aluminiums. Im Gegensatz zu letzterem, bei dem Kratzer Materialverlust mit sich bringen, wird die Aeryloberflache nur.eingedrückt und der Schaden ist kaum sichtbar. Außerdem können durch unvorsichtige Behandlung hervorgerufene Kratzer mit Hilfe einer üblichen, ein Schleifmittel enthaltenden Ha.ushaltspoli.tur ausgemerzt werden. ·- ,."...

Die Versuche mit erfindungsgemäß hergestellten Produkten haben folgende Werte ergeben: ■

Rockwell-Härte (ASTM) . : M 90 - . Vickers-Härte (BS 427) : 22 Bleistift-Test (Abriebfest'igkeit): 9 H. . .

2) Schlagfestigkeit · . . ■,.

Die üblichen Versuche, wie zum Beispiel die Kugelfallprobe, erlauben einen direkten Vergleich der Eigenschaften der erfindungsgemäßen Produkte mit denen ähnlicher, in tra,ditionnelleren Materialien hergestellten Gegenstände. -.--.

Eine aus einer Höhe von 1,22 m fallende Stahlkugel von 113 7 4 g beschädigt zum Beispiel ein erfindungsgemäß hergestelltes Waschbecken nicht, bewirkt aber in einem Keramikbecken öfters sternförmige Risse.

3) Schichtentrennung ■ . ■-

Schichtstoffe haben oft den Nachteil., daß die einzelnen

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Schichten durch ein ungenügendes Haftvermögen sich, auf die Dauer oder unter verschiedenen Beanspruchungen trennen. So mußte öfters bei den früheren aus Acrylpolyester hergestellten Badewannen festgestellt werden, daß die thermoplastische Schicht sich bei höheren Temperaturen von der Trägerschicht ablöste, weil die Herstellungsbedingungen nicht.genau eingehalten worden waren.

Zur Untersuchung des Haftvermögens wurde folgende Prozedur angewandt: während jeweils 10 Minuten wird ein Waschbecken abwechselnd mit Wasser von 96⁰C und von 20⁰C gefüllt, und diese abwechselnde Füllung wird vierzigmal wiederholt.

Diese Versuchsbedingungen sind sehr streng, denn das im Haushalt gebrauchte Warmwasser erreicht selten eine Tem-, peratur über 70⁰C.

Trotzdem konnte bei den erfindungsgemäß hergestellten Produkten keine Schichtspaltung festgestellt werden.

Die Beschreibung der Erfindung erfolgte-an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels;, der Schichtstoff und dessen Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung können jedoch verschiedenen Änderungen unterliegen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So kann zum Beispiel die Polymerisation der die Trägerschicht bildenden Mischung durch ein chemisches Mittel anstatt durch Wärme eingeleitet werden. Die bevorzugt aus Methacrylsäuremethylester bestehende transparente Schicht kann durch eine derartige Schicht ' aus einem anderen Material ersetzt werden, wobei unter anderen Polyvinylchlorid, Polystyrol, usw. in Betracht kommen. Desweitern ist die Erfindung nicht auf die als bevorzugt angegebenen Zeitdauern, Temperaturbereiche und Gewichtsverhältnisse begrenzt.

- Patentansprüche -14-

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Claims (29)

1. ' ** ■ 25041

   Patentansprüche

   il- Verspreßbarer Schichtstoff, bestehend aus einer Schicht \J eines transparenten thermoplastischen Materials,- a.uf deren einen Seite eine Druckfarben- oder Überzugfarbenschicht aufgebracht ist, und einer Trägerschicht aus einem thermoplastischen Material, welche die Farbschicht bedeckt und zumindest teilweise durch die Farbschicht von der transparenten Schicht getrennt ist.
2. 2.- Verpreßbarer Schichtstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfarben- oder Uberzugfarbenschicht aus einem thermoplastischen Grundstoff besteht.
3. 3.- Verpreßbarer Schichtstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der thermoplastische Grundstoff . der Farbschicht ein niedriges Molekulargewicht besitzt.
4. 4.- Verspreßbarer Schichtstoff nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Schicht aus einem Acrylpolymer mit hohem Molekulargewicht besteht.
5. 5,- Verpreßbarer Schichtstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Schicht ein teilweise vernetztes Acrylpolymer von niedrigem Molekulargewicht ist. · ' ·
6. 6.- Verpreßbarer Schichtstoff nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht aus einem Acrylpolymer mit niedrigem Molekulargewicht besteht.
7. 7·- Verpreßbarer Schichtstoff nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht lichtundurchlässig ist.
8. 8.- Formkörper mit in mehr als einer Ebene gebogenen Oberfläche, hergestellt durch Thermoverformung eines Schichtstoffs nach einem der vorgehenden Ansprüche.

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9. 9,- Formkörper nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß a.uf der freien Oberfläche der Trägerschicht des Schichtstoffs eine hitzegehärtete Verstärkungsschicht aufgebracht ist.
10. 10.- Verfahren zur Herstellung eines verpreßbaren Schichtstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf die eine Seite einer im wesentlichen in horizontaler Stellung gehaltenen transparenten Schicht aus einem thermoplastischen Material eine Druckfarben- oder Überzugfarbenschicht aufgebracht wird, und diese Farbschicht und die gegebenenfalls freiliegenden Bereiche der transparenten Schicht mit einer Schicht einer in Polymerisation begriffenen Mischung überzogen werden, deren Polymerisation alsdann weiterläuft, wobei die Temperatur der polymerisierenden Mischung unterhalb der Siedetemperatur des Komponenten mit dem niedrigsten Kochpunkt und unterhalb der Temperatur, bei welcher die Komponenten der Farbschicht beschädigt werden könnten, gehalten wird, und der erhaltene Schichtstoff einer Nachhärtung unterworfen wird.
11. 11.- Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Schicht aus einer Gießfolie aus einem Acrylpolymer mit hohem Molekulargewicht oder einem teilweise vernetzten Acrylpolymer mit niedrigem Molekulargewicht besteht.
12. 12.- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschicht aus einem thermoplastischen Grundstoff besteht.
13. 13·- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschicht ein oder mehrere niedrigmolekulare thermoplastische Harze enthält.
14. 14.- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die flüssige polymerisierbare Mischung aus der Lösung eines Acrylpolymers in einem Acrylmonomer besteht.

    -16-

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15. 15·- Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die. flüssige polymerisierhare Mischung de.swei— tern einen Katalysator und einen Polymerisationsbeschleuniger enthält.
16. 16.- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Acrylpolytner ein Polymethacrylsäuremethylester verwendet wird.
17. 17·- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die polymerisierbare Mischung vor ihrem Auftrag auf die die Farbschicht tragende transparente Schicht polymerisiert wird, bis deren Temperatur von Ra.um temp era tür auf etwa 38⁰C angestiegen ist.
18. 18.- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die die Farbschicht tragende transparente Schicht für das Aufbringen der polymerisierenden Mischung in einer im wesentlichen horizontalen Position gehalten wird.
19. 19·- Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die die Farbschicht tragende transparente .Schicht auf eine Temperatur gebracht wird, die im wesentlichen derjenigen entspricht, mit welcher die polyraerisierende Mischung aufgebracht wird.
20. 20.- Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die die Farbschicht tragende transparente Schicht für den Auftrag der polymerisierenden Mischung a.uf eine horizontale Heizplatte gelegt wird. .
21. 21.- Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die polymerisierende Mischung in ein niedriges Behältnis gegossen wird, welches durch die die Farbschicht.tragende transparente Schicht und einen darauf gesetzten Rahmen gebildet wird.
22. 22.- Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Ra.hmen zu einer Seite offen ist.

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23. 23.- Verfahren nach einem der Ansprüche 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß die polymerisierende Mischung a.uf das eine Ende der die Farbschicht tragenden transparenten Schicht gegossen wird und mit Hilfe einer Verteilungsvorrichtung gleichmäßig über deren Oberfläche verteilt wird.
24. 24.- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 23,· dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtstoff bei einer Dicke
    von mehr als etwa 3 mm vor der Aushärtung in Wasser
    abgekühlt wird.
25. 25.- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Polymerisationsdauer nach dem Auftrag der polymerisierenden Mischung auf die die
    Farbschicht tragende transparente Schicht weniger als etwa 15 Minuten beträgt.
26. 26.- Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbschicht durch ein Siebdruckverfahren auf die transparente Schicht aufgedruckt wird,
27. 27.- Schichtstoff nach Anspruch 1, im wesentlichen wie beschrieben.
28. 28,- Formkörper nach Anspruch 6, im wesentlichen wie beschrieben.
29. 29.- Verfahren zur Herstellung eines'verpreßbaren Schicht- - stoffs, im wesentlichen wie beschrieben. '

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