DE2529133C3 - Verfahren zur Herstellung eines unterschiedlich expandierten, flächigen Materials - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines unterschiedlich expandierten, flächigen Materials

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Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als organisches Lösungsmittel einen aliphatischen oder alicyclischen Äther, einen Ester, einen Glykolester, ein aliphatisches oder alicyclisch.es Keton, insbesondere Methyläthylketon oder eine Nitroverbindung verwendet.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als organisches. Lösungsmittel eine Mischung eines polaren Lösungsmittels und eines nicht-polaren Lösungsmittels, insbesondere Toluol oder Xylol, verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet, daß man einen Lack verwendet, der ein Mattierungsmittel enthält
Die Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Die nach diesem Verfahren erhältlichen Materialien weisen einen Reliefeffekt auf und sind beispielsweise brauchbar als Wandüberzüge, Bodenbeläge, Dekorlaminate und Abziehbilder.
Die Herstellung von flächigen Materialien mit einem Reliefeffekt durch unterschiedliche Expansion einer thermoplastischen Platte bietet den wichtigen Vorteil, daß beim Herstellungsverfahren die Verwendung von Prägewalzen vermieden werden kann. Während die Wirkung einer Prägewalze darin bestehen soll, daß der Oberflächencharakter des flächigen Materials physikalisch verändert wird, kann ein ähnliches Aussehen durch chemische Mittel erreicht werden, wenn ausgewählte Bereiche des flächigen Materials zu einem unterschiedlichen Grad expandiert werden.
Die Expansion einer thermoplastischen Platte oder Folie kann erreicht werden, indem man ein Bläh- oder Treibmittel in die Platte einbringt und die Platte auf eine Temperatur erhitzt, bei der die Zersetzung des Treibmittels erfolgt Das Treibmittel wird günstigerweise vor der Formung der Platte im thermoplastischen Material dispergiert, wodurch eine gründliche Verteilung des Treibmittels in der Platte sichergestellt wird. Die unterschiedliche Expansion der thermoplastischen Platte kann mit Hilfe eines Kickers erfolgen. Kicker sind
ίο bekannt und ihre Wirkung besteht darin, die Zersetzungstemperatur bestimmter Treibmittel herabzusetzen. Wenn sich ein Kicker nur in bestimmten Bereichen der Platte in Verbindung mit dem Treibmittel befindet wird eine Herabsetzung der Zersetzungstemperatur des Treibmittels nur in diesen Bereichen erhalten. Somit erzielt man einen größeren Expansionsgrad derjenigen Bereiche der Platte, die einen Kicker enthalten, als derjenigen Bereiche, die keinen Kicker enthalten, wenn die Platte während eines geeigneten Zeitraums auf eine bestimmte Temperatur erhitzt wird.
Eine unterschiedliche Expansion eines expandierfähigen thermoplastischen flächigen Materials, das ein Treibmittel enthält kann erhalten werden, indem man einen Kicker nur »auf bestimmte Bereiche der Oberfläehe der Platte aufbringt bevor man die Platte zum Expandieren erhitzt Das Aufbringen eines Kickers auf die Oberfläche der Platte bringt wünschenswerte Vorteile, da die das Treibmittel enthaltende Platte in einem Arbeitsgang hergestellt wird. Deshalb ist es nicht erforderlich, den Kicker in ausgewählte Teile der plattenbildenden Mischung einzuarbeiten. Darüber hinaus müssen keine komplizierten Drucktechniken angewendet werden. Es ist somit auch nicht erforderlich, die jeweils ausgewählten Tinten auf diejenigen Bereiche der Platte, die Kicker enthalten, aufzubringen, da der Kicker gewünschtenfalls zusammen mit der Tinte aufgebracht werden kann. Die Schwierigkeiten, den getrennten Auftrag von Kicker und Tinte auf das flächige Material exakt aufeinander abzustimmen, sind so groß, daß man in den meisten Fällen beide Materialien zusammeipaufbringt.
Beim gemeinsamen Aufbringen des Kickers zusammen mit einer Tinte auf die Oberfläche einer expansionsfähigen thermoplastischen Platte ist die Haftung der Tinte an der thermoplastischen Platte während anschließender Behandlung der Platte nicht ausreichend. Wenn insbesondere ein Vielfarbdruck angewendet wird, besitzt die Tinte von einer Druckstation die Tendenz, bei einer nachfolgenden Druckstation oder auf einer Förderwalze abzuklatschen. Auch muß die Haftung der Tinte an der thermoplastischen Platte ausreichend sein, damit eine Handhabung zwischen dem Drucken und Expandieren, die gegebenenfalls In-Line erfolgen soll, möglich ist Wenn die Haftung der Tinte vor der der Expansion der thermoplastischen Platte unzureichend ist, kann die Tinte während der Verarbeitung des flachen Materials entfernt werden, wodurch ein minderwertiges Produkt entsteht
In der DE-OS 16 29 409 ist ein Verfahren zur Herstellung eines unterschiedlich expandierten flächigen Materials mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 beschrieben. Insbesondere wird nach dem bekannten Verfahren auf die Oberfläche des expandierbaren Kunststoffmaterials eine Beschleunigermasse, bestehend aus einer Beschleuniger-Dispersion, einem in einem Lösungsmittel gelösten Filmbildner und einem Farbstoff aufgetragen. Die Viskosität der Beschleunigermasse ist kritisch.
Die DE-OS 16 29 409 enthält keinen Hinweis darauf, daß die zu beschichtende Oberfläche des expandierbaren Materials vor der Aufbringung der Drucktinte einer speziellen Behandlung unterzogen werden muß. Das bekannte Verfahren verwendet zwej eine Beschleunigermasse, die unter anderem auch einen in einem Lösungsmittel gelösten Filmbildner enthält Das Lösungsmittel dient jedoch nur dazu, das Harz bzw. den Filmbildner in Lösung zu halten und die Harzlösung hat wiederum nur die Aufgabe, den Farbstoff und den Beschl suniger zu bindea
Nachteilig am bekannten Verfahren ist, daß keine reib- bzw. wischfesten Muster auf die Oberfläche des expandierbaren Materials aufgebracht werden können. Folglich wird bei der Weiterverarbeitung der bedruckten Platten das Muster, bestehend aus der Beschleunigermasse mit dem darin eingearbeiteten Farbstoff abgewischt bzw. bleibt an den Walzen der Fördervorrichtung hängen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugi unde, das aus der DE-OS 16 29 409 bekannte Verfahren so auszugestalten, daß die Haftfähigkeit des auf die thermoplastische Platte oder Folie aufgebrachten Musters wesentlich verbessert wird, so daß die bedruckten Platten oder Folien weiterverarbeitet werden können, ohne daß hierbei das Muster ungewollt abgewischt oder verwischt wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 gelöst
Gegenstand der Ansprüche 2 bis 4 sind besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach Patentanspruch 1.
Das organische Lösungsmittel wird in Verbindung mit einem harzartigen Bindemittel als Lack aufgebracht wobei es zumindest einen Teil der Lösungsmittelphase ausmacht Das Aufbringen eines Lacks ist vorteilhaft, weil die thermoplastische Platte in einem Beschichtungsvorgang mit dem organischen Lösungsmittel und mit einem oder mehr Zusätzen im Lack, beispielsweise einem Siliciumdioxid- oder Silikat-Mattierungsmittel, einem Pigment oder einem Metallpulver, behandelt werden kann.
Eine befriedigende Expansion über die volle Tiefe der Platte ist abhängig von der Wanderung des Kickers durch die Dicke der Platte. Daher könnte man annehmen, daß das Aufbringen eines Lösungsmittels und insbesondere eines Lacks vor dem Aufbringen des Kickers der gewünschten Wanderung des Kickers eine zusätzliche physikalische Barriere entgegensetzt. Es ist jedoch ein zusätzlicher und unerwarteter Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß die Verbesserung der Haftung der Tinte ohne irgendeine signifikante Verminderung der Qualität des Reliefeffekts erhalten werden kann.
Es wird angenommen, daß die Behandlung der Oberfläche der Platte mit dem gewählten Lösungsmittel eine gewisse Ätzung der Oberfläche bewirkt, wodurch die Adhäsion der Tinte an die Platte verbessert wird, und daß die Anwesenheit des Lösungsmittels die Wanderung des anschließend aufgebrachten Kickers in die Tiefe der thermoplastischen Platte erleichtert Das. gewählte Lösungsmittel kann auf die gesamte Oberfläche der Platte oder nur auf die Bereiche aufgebracht werden, die anschließend mit der den Kicker enthaltenden Tinte bedruckt werden sollen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist von besonderem Wert bei der Herstellung von Wandüberzügen, da das thermoplastische flächige Material als trägerfreie Platte oder als Überzug auf Papier, synthetischem Faservlies, Geweben oder einer anderen geeigneten Basis hergestellt werden kann. Die unterschiedliche Expansion des thermoplastischen Materials führt zur Bildung einer Platte oder Folie mit visuell ansprecnendem Aussehen, die als Dekoration einer Wand oder Decke gut geeignet ist Das Verfahren ist jedoch nicht auf die Herstellung von Wandüberzügen beschränkt und die flächigen Materialien können auch Verwendung als Fußbodenüberzüge, Dekorlaminate, Anzeigebilder und Abziehbilder Finden. Bei der Herstellung von Fußbodenüberzügen wird die thermoplastische Platte oder Folie einfach auf einer relativ kräftigen Basis,
is beispielsweise einem geeigneten Kunststoffmaterial, einer mit Filz versehenen Platte oder einem gewobenen oder gestrickten Gewebe, zum Beispiel aus natürlichen oder synthetischen Fasern, hergestellt
Die thermoplastische Platte kann aus irgendeinem brauchbaren, expandierfähigen synthetischen, harzartigen Material hergestellt sein. Zu zweckmäßigen Materialien gehören Polymere des Vinylchlorids oder Copolymere von Vinylchlorid und einem anderen copolymerisierbaren Monomeren, wie Vinylacetat oder einem Acryl- oder Methacrylmonomeren, wie einem Ester der Acryl- oder Methacrylsäure oder Acryl- oder Methacrylsäure selbst Die expandierfähige Platte kann aus einem Plastisol hergestellt sein, wobei in diesem Falle das thermoplastische Polymere oder Copolymere mit einem Treibmittel, einem Stabilisator, der unter den gewählten Verarbeitungsbedingungen mit dem Treibmittel eine kontrollierte katalytische Wirkung eingeht einem Plastifizierungsmittel, das irgendeine der üblichen Phthalatverbindungen sein kann, und Pigmenten oder Füllstoffen, hergestellt werden. Das Plastisol wird auf irgendeine günstige Weise zu einer Platte oder Folie geformt und kann beispielsweise auf eine Grundbahn aus Papier oder eine ähnliche Substanz, wie oben erläutert aufgebracht werden, wobei das Gewicht des Plastisols beispielsweise 40 bis 800 g/m2 ausmacht.
Die genaue Wahl des Treibmittels hängt vom verwendeten besonderen thermoplastischen Material ab, und seine Zersetzungstemperatur in Gegenwart des Kickers sollte dem thermoplastischen Material entsprechen. Treibmittel sind bekannt und in der Literatur beschrieben. Zu geeigneten Treibmitteln gehören Azobisformamid und Azobisisobutyronitril. Das Treibmittel kann günstigerweise in der thermoplastischen Platte in Mengen von bis zu 15%, z. B. 1 bis 15%, zweckmäßig 3 bis 9 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des expandierfähigen synthetischen, harzartigen materials, vorliegen.
Eine alternative Technik zur Anwendung bei der Herstellung der expandierbaren thermoplastischen Platte ist das Heißschmelzüberziehen. Diese Technik kann für einen weiten Bereich von Materialien, wie Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polyester und Acrylpolymere, angewendet werden.
Das Aufbringen des Lösungsmittels kann auf irgendeine brauchbare Weise erfolgen. Befriedigende Ergebnisse werden erhalten, indem man die thermoplastische Platte einfach mit dem gewählten Lösungsmittel benetzt. Da die Funktion des Lösungsmittels ersichtlich zumindest teilweise darin besteht, die Oberfläche der Plätte anzuätzen, sollte das Lösungsmittel entsprechend der jeweiligen Art des thermoplastischen Materials gewählt werden. So wird erfindungsgemäß im Falle von expansionsfähigen thermoplastischen Platten auf der
Basis von Polymeren des Vinylchlorids oder Copolymeren aus Vinylchlorid und einem anderen copolymerisierbaren Monomeren zweckmäßig ein organisches polares Lösungsmittel eingesetzt, da derartige Lösungsmittel üblicherweise eine größere Affinität zum thermoplastisehen Material besitzen, als das bei nicht-polaren Lösungsmitteln der Fall ist
• Zu geeigneten Lösungsmitteln zur Anwendung auf thermoplastische Platten gehören Hydroxylverbindungen, beispielsweise Mono- und Polyhydroxyalkohole, aliphatische und alicyclische Äther, wie Tetrahydrofuran, Ester, wie Äthylacetat oder Isopropylacetat, Glykoläther, Glykolester, wie 2-Äthoxyäthylacetat, aliphatische und alicyclische Ketone, wie Methyläthylketon, Methylisobutylketon oder Cyclohexanon, halogenierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe, Nitroverbindungen, wie Nitropropan oder Nitrobenzol, und Lewis-Basen, wie substituierte Amide, beispielsweise Dimethylformamid und Dimethylacetamid und Di(niedrigalkyl)sulfoxyde, beispielsweise Dimethylsulfoxyd.
Mit der Anwendung stark polarer Lösungsmittel können in bestimmten Fällen Vorteile verbunden sein und in derartigen Fällen kann es wünschenswert sein, das gewählte Lösungsmittel in Verbindung mit einem weniger polaren oder nicht-polaren Lösungsmittel anzuwenden. Das letztere Material dient als Verdünnungsmittel für das polare Lösungsmittel und kann günstigerweise ein Kohlenwasserstoff, wie Toluol, Xylol oder Testbenzin sein.
Im besonderen Fall der aus Vinylchlorid-Homopolymeren und -copolymeren gebildeten thermoplastischen Platten und Folien wurde erfindungsgemäß gefunden, daß aliphatische Ketone, wie Methyläthylketon und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Toluol oder Xylol, vorteilhafte Lösungsmittel zur Anwendung darstellen.
Die Menge des auf die expandierbare thermoplastische Platte aufzubringenden, ausgewählten Lösungsmittels hängt von der angewendeten Aufbringmethode ab. Im allgemeinen liefert eine Menge von 10 bis 700 g/m2, zweckmäßig von 30 bis 500 g/m2, befriedigende Ergebnisse. Im besonderen Falle der Anwendung des Losungsmineis beim Gravüredruck kann die Menge 25 bis 300 g/m2, zweckmäßig 50 bis 150 g/m2, betragen.
Das gewählte Lösungsmittel kann als Lösungsmittelphase eines Lacks angewendet werden. Die Verwendung eines Lacks stellt eine bequeme Art der Behandlung der Oberfläche des thermoplastischen Materials mit einer zusätzlichen Komponente, wie einem Mattierungsmittel oder einem Pigment, dar. Die Hitzebehandlung bei der Expansionsstufe kann eine Platte mit glänzender Oberfläche schaffen, und es kann wfin«-hpn<;wert sein, ein Mattierungsmittel einzubringen, um diesen Effekt zu vermindern. Der Lack kann als Bindemittel irgendein geeignetes Harz, beispielsweise ein Polymeres oder Copolymeres aus äthylenisch ungesättigten Monomeren, beispielsweise Vmyl- und/oder Acryl- oder Methacrylmonomere, enthalten. Zu anderen geeigneten Bindemitteln für den Lack gehören Polyurethane, Polyester und Epoxyharze. Der Lack kann nach irgendeiner der bekannten Techniken, wie Gravüre, Walzüberziehen, Siebdruck oder Flexo-Druck aufgebracht werden, und da diese Methoden auch zur Anwendung des Mittels, welches einen Kicker enthält, angewendet werden können, ist die gesamte Arbeitsweise für einen industriellen In-line-Betrieb geeignet.
Es wird insbesondere empfohlen, beim Aufbringen des Lacks auf die Oberfläche der thermoplastischen Platte Gravüre-Walzen zu verwenden. Die Gravüre-Walzen sind zweckmäßig mit 31 bis 79 Linien/cm graviert.
Das Kicker-Mittel kann den gewählten Kicker als Lösung oder Suspension in einer Tinte enthalten. Das Mittel wird somit typischerweise den Kicker in Mischung mit einem Pigment, Bindemittel und einer dispergierten Phase enthalten. Der Kicker ist üblicherweise eine Verbindung aus Zink, Cadmium oder Blei, und günstigerweise ist der Kicker ein Zink-, Cadmium- oder Bleisalz, obgleich andere Verbindungen der gewählten Metalle, beispielsweise Zinkoxyd, verwendet werden können. Zink-, Cadmium- oder Bleisalze können aus anorganischen oder organischen Säuren gebildet sein. Zu anorganischen Säuren, die bei der Salzbildung verwendet werden können, gehören Chiorwasserstoff- und Salpetersäure, während zu geeigneten organischen Säuren Kohlensäure, Oxalsäure, Essigsäure, Milchsäure, Zitronensäure, Ameisensäure, Sebacinsäure, Octansäure, Stearinsäure, Phthalsäure und Benzoesäure gehören. Das Tintenmittel enthält günstigerweise bis zu 25 Gew.-% des Kickers, zweckmäßig 5 bis 20 Gew.-%. Ein zur Verwendung günstiger Kicker ist Zinkoctanoat
Das Lösungsmittel für die Tinte kann irgendeines der üblichen Lösungsmittel für Tinten, die bei der Herstellung gedruckter Wandüberzüge verwendet werden, sein. So können beispielsweise Ketone, wie Methyläthylketon, Ester, wie 2-Äthoxyäthylacetat, Nitroverbindungen, wie Nitropropan und Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, vorteilhaft verwendet werden. Der Pigmentgehalt der Tinte variiert gemäß dem jeweils gewählten Pigment, jedoch werden im allgemeinen wirksame Ergebnisse mit Tintenmitteln erzielt, die bis zu 20%, zweckmäßig 5 bis 15 Gew.-°/o, an Pigment enthalten.
Die Formulierung des Kicker-Mittels hängt von der genauen Art, auf welche die Tinte auf das behandelte flächige Material aufgedruckt werden soll, ab. Das Kicker-Mittel kann jedoch mit gleichem Vorteil beim Drucken unter Anwendung irgendeiner der üblichen Techniken, wie beispielsweise den zuvor hinsichtlich des Aufbringens des Lacks aufgeführten Techniken, aufgebracht werden.
Die expandierfähige thermoplastische Platte wird zweckmäßig aus einem Plastisol geformt, und im Falle derartiger flächiger Materialien ist der Geliergrad der expandierfähigen flächigen Materialien zum Zeitpunkt des Aufbringens des organischen Lösungsmittels und des Kickers von Bedeutung. Wenn nämlich der Geliergrad zu klein ist, wird der Oberflächencharakter der Platte während des Aufbringens des Lösungsmittels zerstört, insbesondere wenn ein derartiges Aufbringen den Durchgang der Platte durch den Walzenspalt der Druckwalzen umfaßt Wenn demgegenüber der Geliergrad zu groß ist, ist es schwierig, eine befriedigende Expansion der Platte zu erhalten. Ein befriedigendes Gelieren der Platte kann erreicht werden, indem man sie während einer relativ kurzen Zeitspanne auf 110 bis 140° C erhitzt Einige Minuten Erhitzen auf niedrige Temperaturen ist im allgemeinen ausreichend, wogegen ein Erhitzen von weniger als einer Minute bei höheren Temperaturen angebracht sein kann.
Die Expansion der bedruckten thermoplastischen Platte kann als In-line Arbeitsgang nach dem Bedrucken erfolgen. Alternativ können die bedruckten Platten bzw. Folien als Platten gestapelt oder auf eine Spule aufgerollt und anschließend expandiert werden. In
diesem letzteren Falle kann eine Tendenz bestehen, daß der Kicker von einer Platte in angrenzende aufgestapelte oder aufgerollte Platten wandert, wodurch eine unerwünschte Expansion in Bereichen derartiger aneinandergrenzender Platten oder Folien bewirkt wird.
Die thermoplastische Platte kann mit einem Überzug versehen sein, der für den Kicker nach der Druckstufe undurchlässig ist, um dieses Problem zu vermeiden und die undurchlässige Schicht kann entweder auf die Rückseite oder auf die Vorderseite der Platte aufgebracht werden, bevor sie gestapelt oder aufgespult wird. Die Schicht wird zweckmäßig als transparenter Lack auf die Oberfläche der bedruckten Platte nach der abschließenden Druckstufe aufgebracht. Das Aufbringen der undurchlässigen Schicht auf die Oberfläche wird empfohlen, da zusätzlich zur Schaffung der Barriere gegen die Wanderung des Kickers ein derartiger Überzug als Abnutzungsschicht dienen kann, um die Platte beim Gebrauch zu schützen. Darüber hinaus kann das Aufbringen eines Lacks in einer abschließenden Stufe nach dem Drucken eine günstige Voraussetzung zum Aufbringen eines weiteren Mittels auf die Oberfläche der Platte, wie beispielsweise eines Mattierungsmittels, schaffen.
Gewünschtenfalls kann das durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene flächige Material an einer Seite mit einem Klebstoffüberzug zum Aufbringen auf das Substrat versehen sein. So kann beispielsweise im speziellen Fall von Wandüberzügen die Seite des flächigen Materials, die auf die Wand oder Decke aufgebracht werden soll, mit einem Überzug eines durch Wasser aktivierbaren Klebstoffs versehen sein. Die Klebeschicht l'ann zu irgendeinem günstigen Zeitpunkt während der Herstellung des flächigen Materials geschaffen werden.
Im Fall von mit Wasser aktivierbaren Klebstoffen kann der Überzug als eine wäßrige Lösung, Dispersion oder Emulsion auf die Oberfläche der Platte aufgebracht und getrocknet werden. Klebstoff kann in einer Menge von 2 bis 30 g/m2 Oberfläche aufgebracht werden. Der Klebstoff kann ein natürliches oder synthetisches harzartiges Material, ein Pflanzengummi, eine lösliche Stärke oder Stärkeäther oder ein anderes geeignetes Material sein.
Man kann zweckmäßig in die Klebeschicht andere Bestandteile, wie beispielsweise oberflächenaktive Mittel, einbringen, um die Wasserabsorptionseigenschaften der Klebeschicht zu verbessern, sowie Fungizide, um das Wachstum von Schimmel zu inhibieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei der Herstellung flächiger Materialien mit mannigfaltigsten Effekten ven.vendei werden. So können beispielsweise zwei oder mehr Anwendungen eines Kicker-Mittels auf verschiedene Bereiche der Oberfläche der Platte nach dem Behandeln mit einem Lösungsmittel durchgeführt werden. Verschiedene Pigmente können in den verschiedenen Kicker-Mitteln verwendet werden, die darüber hinaus auch unterschiedliche Konzentrationen an Kicker enthalten können. Nach der Expansion einer derartigen Platte wird ein Produkt gebildet, in dem verschiedene Expansionsgrade erhalten wurden, wodurch man ein Produkt mit einem angenehmen dekorativen Effekt erhält
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird die Herstellung eines flächigen Materials nach einer bevorzugten Arbeitsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 eine Methode zur Herstellung eines flächigen Materials beim On-Line-Betrieb,
F i g. 2 einen vergrößerten, longitudinal Teilschnitt durch eine expandierbare thermoplastische Platte,
F i g. 3 einen Schnitt durch die in F i g. 2 dargestellte Platte mit einem Lacküberzug,
F i g. 4 einen Schnitt durch die in F i g. 3 dargestellte Platte nach dem Aufbringen einer Tinte auf die behandelte Oberfläche,
ίο Fig.5 einen Schnitt durch die in Fig.4 dargestellte Platte nach dem Expandieren.
Die F i g. 1 bis 5 sind lediglich schematisch. Es wird nicht versucht, die relative Dicke der verschiedenen Schichten zu zeigen, aus denen das flächige Material zusammengesetzt ist.
Eine expansionsfähige thermoplastische Schicht 1 wird als Plastisol auf einen Bogen aus geeignetem Papier 2 aufgebracht und durch den Ofen 12 teilweise geliert, um ein flächiges Material zu bilden, wie in F i g. 2 gezeigt. Das so gebildete flächige Material wird dem Walzenspalt zwischen einem Paar Walzen 6 zugeführt, wie in F i g. 1 gezeigt, und erhält einen Überzug eines Lacks 3 aus einem Bad 7, worauf es durch den Ofen 11 teilweise getrocknet wird, um eine lackierte Platte oder Folie, wie in F i g. 3 dargestellt, zu bilden. Der Lack enthält eine Dispersion eines Mattierungsmittels in einer Lösung eines Vinylchloridhomo- oder -copolymeren in einem organischen Lösungsmittel, das eine Affinität für die thermoplastische Platte besitzt.
Geeignete Lacke sind ausführlicher in den nachfolgenden Beispielen 1 und 2 beschrieben.
Die lackierte Platte gelangt dann zum Walzenspalt zwischen einem Paar üblicher Druckwalzen 8, und Tinte aus einem Bad 9 wird nur auf bestimmte Bereiche der lackierten Oberfläche der Platte aufgegeben. Die Tinte enthält ein Pigment und einen Kicker, der für das Treibmittel, welches in der thermoplastischen Schicht 1 vorhanden ist, geeignet ist Formulierungen für derartige Tinten sind ausführlicher in den nachfolgenden Beispielen 1 und 2 beschrieben. Das flächige Material ■weist dann ein Aussehen auf, das in F i g. 4 dargestellt ist und ist mit einer Anzahl getrennter Bereiche 4 versehen, die mit einer Kicker enthaltenden Tinte überzogen sind.
Die in Fig.4 dargestellte bedruckte Platte gelangt dann zu einem Ofen 10, worin die Platte eine Temperatur erhält, die zwischen der Zersetzungstemperatur des Treibmittels und einer Mischung aus Treibmittel und dem Kicker, liegt Hierdurch wird eine unterschiedliche Expansion erhalten, wobei ein wie in Fig. 5 dargestelltes Produkt gebildet wird, bei dem diejenigen Teile der Platte, welche einen Auftrag an Kicker enthaltender Tinte erhielten, in stärkerem Maße expandiert sind, als diejenigen Teile der Platte, die keinen derartigen Überzug erhielten. Das erhaltene flächige Material besitzt ein attraktives Aussehen und kann als Wandüberzug verwendet werden.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1
(a) Herstellung einer expansionsfähigen
thermoplastischen Platte oder Folie
Eine Mischung, bestehend aus:
Polyvinylchlorid
Dicaprylphthalat
(Plastifizierungsmittel)
100 Gew.-Teile
65 Gew.-Teile
Organo-Zinnstabilisierungs-
mittel
Epoxydiertes
Öl-Stabilisierungsmittel
Azobisformamid
Titandioxyd
Lackbenzin
1 Gew.-Teil
6 Gew.-Teile
6 Gew.-Teile
40 Gew.-Teile
5 Gew.-Teile
wird mittels eines Schabers in einer Dicke von 0,2 mm und einem Trockengewicht von 190 g/m2 auf Papier mit 90 g/m2 aufgebracht. Der Oberzug wird bei einer Temperatur von 120 bis 130°C während 60 Sekunden geliert, wobei man eine expansionsfähige thermoplastische Platte erhält.
(b) Behandlung der expansionsfähigen Platte oder Folie mit Lösungsmittel
Man stellt einen Lack her, indem man die nachfolgende Formulierung dispergiert:
Vinylchlorid/Vinylacetat-
Copolymeres
Siliciumdioxyd-Mattierungs-
mittel
Methyläthylketon
Xylol
Toluol
18 Gew.-Teile
8 Gew.-Teile 40 Gew.-Teile 10 Gew.-Teile 24 Gew.-Teile
Die Viskosität des Lacks wird durch Zugabe von Methyläthylketon auf 30 Sekunden (mit einem Ford Nr. 4-Becher gemessen) eingestellt und der Lack wird dann auf die Oberfläche der in (a) hergestellten gelierten Polyvinylchloridplatte unter Verwendung einer Gravüre-Walze, die mit 55 Linien/cm graviert ist, aufgebracht. Nach teilweiser Trocknung wird das nachfolgende Tintenmittel auf die behandelte Platte oder Folie aufgebracht:
Vinylchloridpolymeres in
Methyläthylketon
2-Äthoxyäthylacetat
Toluol
Zinkoctanoat
Pigment
24 Gew.-Teile
2,5 Gew.-Teile
13 Gew.-Teile
24 Gew.-Teile
7 Gew.-Teile
Erforderlichenfalls wird die Viskosität der Tinte durch Zusatz von Methyläthylketon auf 30 Sekunden (mit einem Ford Nr. 4-Becher gemessen) eingestellt Die Tinte wird unter Verwendung einer Gravüre-Walze, die mit 47 Linien/cm graviert ist, in einem gewählten Muster aufgebracht und nach einem Intervall von 20 Stunden eine Minute bei 2000C gebläht
Das erhaltene Produkt weist bei den mit Tinte versehenen Bereichen eine Expansion von mehr als 0.0304 cm. bezogen auf die nicht-bedruckten Flächen und einen befriedigenden Mattheitsgrad auf, die dem Material in Kombination ein visuell attraktives Aussehen verleihen. Darüber hinaus zeigt das Produkt eine gute Tintenhaftung.
Beispiel 2
Man stellt einen Lack her, indem man die nachfolgende Formulierung dispergiert:
Polyvinylchlorid
Siliziumdioxyd-Mattierungs-
mittel
Titandioxyd
Methyläthylketon
Toluol
18 Gew.-Teile
15 Gew.-Teile
36 Gew.-Teile
23 Gew.-Teile
8 Gew.-Teile
Die Viskosität des Lacks wird durch Zugabe von Methyläthylketon auf 30 Sekunden (mit einem Ford Nr. 4-Becher gemessen) eingestellt und der Lack wird dann auf die Oberfläche einer wie in Beispiel 1(a) beschrieben hergestellten thermoplastischen Platte oder Folie aufgebracht. Das Aufbringen wird unter Verwendung einer Gravüre-Walze, die mit 39 Linien/cm graviert ist, durchgeführt, und anschließend wird das nachfolgende Tintenmittel auf die behandelte
ι ο Platte oder Folie aufgebracht:
Polyvinylchlorid
Pigment
2-Nitropropan
Methyläthylketon
Toluol
Zinkoctanoat
18 Gew.-Teile
9 Gew.-Teile
40 Gew.-Teile
8 Gew.-Teile
24 Gew.-Teile
18 Gew.-Teile
Erforderlichenfalls wird die Viskosität der Tinte durch Zusatz von Methyläthylketon auf 30 Sekunden (mit einem Ford Nr. 4-Becher gemessen) eingestellt. Die Tinte wird unter Verwendung einer Gravüre-Walze, die mit 59 Linien/cm graviert ist, in einem ausgewählten Muster aufgebracht und man bläht nach einem Intervall von 7 Tagen eine Minute bei 200° C.
Das erhaltene Produkt zeigt in den mit Tinte versehenen Bereichen eine Expansion von mehr als 0,0381 cm, bezogen auf die nicht-bedruckten Bereiche und einen befriedigenden Mattheitsgrad. Das Material besitzt ein attraktives Aussehen und die Haftung der Tinte beim Produkt ist gut.
Beispiele3 bis 16
In diesen Beispielen werden flächige Materialien auf analoge Weise wie in den Beispielen 1 und 2 beschrieben, hergestellt. Die Beispiele 3 bis 16 erläutern die Anwendung der Erfindung, wenn beim erfindungsgemäßen Verfahren verschiedene expansionsfähige thermoplastische Materialien, Lösungsmittel und Kikker verwendet werden.
(a) Herstellung expansionsfähiger
thermoplastischer Platten oder Folien A und B
Die nachfolgenden Mischungen werden mittels eines Schabers in einer Dicke von 0,13 mm und einem Trockengewicht von 180 g/m2 auf ein Papier von 90 g/m2 aufgebracht (Angaben in Gew.-Teilen).
folyvinyichioridhomopoiymeres
Vmylchlorid/Vinylacetat-Copolymeres
Dicaprylphthalat
Organozinnstabilisierungsmittel
Epoxydiertes (^stabilisierungsmittel
Azobisformamid
Titandioxyd
Lackbenzin
Die Überzüge werden 60 Sekunden bei 120° C geBert
(b) Behandlung der Platten A und B mit Lösungsmitteln
Die nachfolgenden Lösungsmittel und Lacke werden
Platte oder Folie
A B 100
100 65
— 1
65 6
1 6
6 40
6 5
40
5
zur Behandlung
hergestellt:
der Platten oder Folien A und B
12
Lösungsmittel/Lack 2 Nr. 23 4 23 5 20 6 7 8 12
1 _ 3 — — 17 13
Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymeres — — 20 20 8
Acrylharz — — — 20 6
Siliziumdioxyd-Mattierungsmittel — 10 36
Gefärbtes Pigment _ 115 100 107
Titandioxyd 80 — — 55 80 85 48
Methyläthylketon — 30 25 62
Toluol — 20 138 10
Cyclohexanon — 90 — —
Äthylacetat — _ — 13
Isopropylacetat — — 20 8
2-Äthoxyäthylacetat — _ _ _
2-Nitropropan 25 _
Tetrahvdrofuran 75
Das Lösungsmittel oder der Lack werden auf die 20 nien/cm graviert ist, aufgebracht Nach der teilweisen gelierten Platten oder Folien A und B unter Trocknung werden die nachfolgenden Tintenmittel auf Verwendung einer Gravüre-Walze, die mit 59 Li- die behandelten Platten oder Folien aufgebracht:
Tinte Nr. 11 III IV
1 17 17
Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymeres 13 — —
Acrylharz 13 20
Bleioctanoat — 14
Cadmiumoctanoat 17 —
Zinkoctanoat —
Zinkbenzoat 20 50 64 68
Methyläthylketon 46 23 31 29
Toluol 28 8
2-Äthoxyäthylacetat 8 13 10 10
Pigment 13
Alle Tinten werden mit einer Viskosität von 25 Sekunden (mit einem Ford Nr. 4-Becher gemessen) aufgebracht, wobei die Viskositäten erforderlichenfalls durch Zugabe von Methyläthylketon eingestellt werden. Die Tinten werden unter Verwendung einer Gravüre-Walze, die mit 59 Linien/cm graviert ist, aufgebracht
40 und nach einem Intervall von 24 Stunden eine Minute bei 200° C gebläht
Die Beispiele und Eigenschaften der erhaltenen expandierten Platten oder Folien sind iirder nachfolgenden Tabelle aufgeführt:
Beispiel Nr. Platten Nr. Lösungsmittel/
Lack Nr.		 Tinten Nr. Kontrast! in mm Tinten-
haftung
3 A 1 I 0,35 gut
4 A 6 II 0,17 gut
5 A 7 III 0,40 gut
6 A 8 IV 0,30 gut
7 A 3 IV 0,31 gut
8 A 5 III 0,47 gut
9 A 4 III 0,45 gut
10 A 1 IV 0,35 gut
11 B 8 I 0,20 gut
12 B 3 II 0,06 gut
13 B 5 IV 0,1S gut
14 B 2 II 0,08 gut
15 B 1 III 036 gut
16 B 4 rv 0,21 gut
1 = Kontrast ist ein Maß für den Unterschied der Expansion in den mit Tinte versehenen Bereichen relativ zn den unbedruckten Bereichen.
Die in den Beispielen 4, 6, 9, 11 und 16 erhaltenen Produkte sind matt
Vergleichsversuch
1. Eine Bahn aus einem 90 g/m-Papier wurde mit einem Plastisol auf E isis von Polyvinylchlorid bestrichen und für 20 Sekunden auf 140° C erwärmt Das Plastisol bestand aus folgenden Komponenten:
3. Das zu der vorstehenden Prüfung eingesetzte expandierbare Kunststoffmaterial wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Lack, der die folgenden Bestandteile aufwies, beschichtet:
Polyvinylchloridharz
Weichmacher
Stabilisator
Azodicarbonamid (Treibmittel) Titandioxyd
Calciumcarbonat (Füller)
Mittel zur Herabsetzung
der Viskosität
Leichtbenzin
100 Gew.-Teile 65 Gew.-Teile 3,5 Gew.-Teile
4 Gew.-Teile 7 Gew.-Teile
28,5 Gew.-Teile 2,5 Gew.-Teile
5 Gew.-Teile
Acrylharz
Titandioxyd
Äthylacetat
Methylethylketon
Oxitolacetat
Toluol
8 Gew.-Teile 37 Gew.-Teile
4 Gew.-Teile 39 Gew.-Teile 12 Gew.-Tefle 43 Gew.-Teile
Die Stärke der Polyvinylchlorid-Plastisolschicht betrug etwa 0,127 mm (160 g/m2). Die Stärke des mit dem Plastisol beschichteten Papiers betrug etwa 0,254 mm.
2. Die Kunstharzschicht wurde mit einer Beschleunigermasse gemäß DE-OS 16 29 409, die die folgenden Bestandteile aufwies, beschichtet:
Acrylharz
Zinkoctoat (Beschleuniger)
orange-farbenes Pigment
Äthylacetat
Oxitolacetat
Methylethylketon
Xylol
Toluol
9 Gew.-Teile 9 Gew.-Teile
14.4 Gew.-Teile 4 Gew.-Teile
16.5 Gew.-Teile 43,1 Gew.-Teile
4 Gew.-Teile 36,1 Gew.-Teile
Die Beschleunigermasse wies eine Viskosität von 23 Sekunden (gemessen mit dem Ford-Becher Nr. 4) und ein Gewichtsverhältnis von Beschleuniger zu Acrylharz von 1.0 auf. Die Beschleunigermasse wurde mittels einer Ziehrolle auf die Oberfläche der Polyvinylchloridschicht aufgetragen.
Danach ließ man die aufgetragene Beschleunigermasse 1 Minute bei Raumtemperatur trocknen.
Die Haftfestigkeit des aus der Beschleunigermasse bestehenden Musters auf der Polyvinylchloridoberfläche wurde wie folgt bestimmt:
Aus der nach dem obigen Verfahren hergestellten Kunststofftapete wurden kreisförmige Muster mit einem Durchmesser von etwa 50,8 mm während der 1-minütigen Trocknungszeit herausgeschnitten. Diese Muster wurden mit der unbeschichteten Seite auf ein Schaumstoffpolster eines Patra-Reibprüfgerätes aufgebracht. Dann wurde ein Muster der unbeschichteten Ausgangsbahn auf eine andere Oberfläche des Prüfgerätes aufgebracht, und zwar so, daß das Muster mit der bedruckten Oberfläche in Berührung gebracht werden konnte mit der unbeschichteten Rückseite der Ausgangsbahn. Dann wurden die beiden Muster in Drehungen versetzt, wobei sich die beiden drehenden Muster zum Teil mit ihren Oberflächen berührten. Es wurde kein Druck auf die beiden Muster ausgeübt, um diese aufeinander zu drücken. Nach 10 Umdrehungen der Muster wurde das Prüfgerät abgestellt. Es wurde festgestellt, daß von dem Testmuster, das mit der die Drucktinte enthaltenden Beschleunigermasse beschichtet war, die Beschichtungsmasse an den Stellen, die in Reibkontakt mit dem unbeschichteten Ausgangsmuster standen, fast völlig entfernt war.
Man ließ die Lackschicht 1 Minute bei Zimmertemperatur trocknen. Danach wurde, wie beim obigen Verfahren beschrieben, die gleiche Beschleunigermasse, enthaltend ein orange-farbenes Pigment, auf die erfindungsgemäß behandelte Oberfläche des expandierbaren Kunststoffmaterials aufgetragen. Man ließ die Beschleunigermasse 1 Minute bei Raumtemperatur trocknen und setzte dann entsprechende Muster zur Prüfung der Haftfestigkeit der aufgedruckten Beschichtung in das Patra-Reibprüfgerät ein. Bei dieser Prüfung wurde das Testpolster, auf das das unbeschichtete Ausgangsmaterial aufgebracht war, mit einem zusätzlichen Gewicht von 0,45 kg belastet, um dieses Muster fester gegen das Testmuster zu drücken. Darüber hinaus wurden mit dem Festmuster 50 Umdrehungen durchgeführt, während dieses mit dem Gegenmuster in Berührung stand. Nach Beendigung des Versuches wurde festgestellt, daß die Drucktinte nicht von der Oberfläche des Testmusters entfernt worden war.
4. Es wurde der Einfluß der zwischen die Beschleunigerschicht und die Oberfläche des expandierbaren Materials eingebrachten Lackschicht auf die Schaumstoffhöhe untersucht
Dazu wurde das obige Vergleichsmuster nach der Beschichtung mit der Beschleunigermasse 24 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet und dann in einem Ofen für eine Zeit von 90 Sekunden auf 200° C erwärmt. Danach wurde der Höhenunterschied zwischen den einzelnen Teilen des reliefartigen Materials bestimmt. Es wurde festgestellt, daß die Teile, die nicht mit der Beschleunigermasse bedruckt waren, nur minimal aufgeschäumt waren. Die Höhe des expandierten Materials betrug hier insgesamt 0,305 mm. Der Höhenunterschied zwischen den aufgeschäumten und den minimal aufgeschäumten Teilen des Materials betrug 0,368 mm.
Das erfindungsgemäß bebandelte Muster wurde ebenfalls 24 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet und danach in einem Ofen 90 Sekunden auf 2000C erwärmt. Die Differenz zwischen den aufgeschäumten Teilen und den minimal aufgeschäumten Teilen des Kunststoffmaterials betrug beim erfindungsgemäßen Muster 0,305 mm. Somit entspricht die Höhe der aufgeschäumten Teile bei den erfindungsgemäß hergestellten Produkten etwa der Höhe der aufgeschäumten Teile beim Vergleichsmuster.
Man hätte erwarten müssen, daß die Lackschicht beim erfindungsgemäß hergestellten Muster die Einwanderung des Kickers in die thermoplastische Platte bzw. Folie stört und somit die bedruckten Teile der Platte nicht oder nur unwesentlich expandiert werden. Dies ist — wie die Versuchsergebnisse zeigen — überraschenderweise nicht der Fall.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines unterschiedlich expandierten flächigen Materials, bei dem auf eine expandierbare thermoplastische Platte oder Folie, die ein Treibmittel enthält, ein Mittel, das eine Tinte und einen Kicker für das Treibmittel enthält, auf ausgewählte Bereiche der Oberfläche aufgebracht wird, wobei auch ein organisches Lösungsmittel mit einer Affinität zur thermoplastischen Platte oder Folie zur Anwendung gelangt, und die Platte oder Folie auf eine Temperatur, bei der sich das mit dem Kicker in Kontakt befindliche Treibmittel zersetzt, erhitzt und so lange auf dieser Temperatur gehalten wird, bis die mit dem Kicker in Kontakt befindlichen Bereiche der Platte oder Folie in größerem Maßstab als dis nicht in Kontakt mit dem Kicker befindlichen Bereiche expandiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Aufbringen des die Tinte und einen Kicker enthaltenden Mittels auf die Oberfläche der Platte oder Folie
a) auf die Oberfläche der expandierbaren thermoplastischen Platte oder Folie einen organische Lösungsmittel enthaltenden Lack in einer Menge von 10 bis 700 g/m2 aufbringt, wobei zumindest ein Teil der organischen Lösungsmittel eine Affinität zur thermoplastischen Platte bzw. Folie aufweist, und
b) die so behandelte Platte oder Folie mindestens teilweise trocknen läßt.
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