DE3039896C2

DE3039896C2 - Oberflächenbelagmaterial

Info

Publication number: DE3039896C2
Application number: DE3039896A
Authority: DE
Inventors: Larrimore Browneller Emmons; John Robert Eshbach Jun.; Richard Earl Lancaster Pa. U Felter; Thomas Lancaster Pa. Posipanko
Original assignee: Armstrong World Industries Inc
Current assignee: Armstrong World Industries Inc
Priority date: 1980-02-04
Filing date: 1980-10-22
Publication date: 1984-08-30
Also published as: NL178525C; BE887369A; NL8006669A; JPS56113451A; GB2068777B; US4310581A; CH651881A5; FR2475082A1; NL178525B; DE3039896A1; GB2068777A; FR2475082B1; LU82932A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Oberflächenbelagmaterial nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannt ist bereits ein Oberflächenbelagmaterial in Form einer Faservliestapete, die zur Erzielung einer eigenartigen optischen Wirkung eine Grundmasse aus textlien Naturfasern und darin in Wirrlage eingelagerten Langfasern aus einem synthetischen Material oder aus Metall aufweist. Zur Auflockerung des Fasergefüges können auch geschäumte Kunststoffe, wie Polyurethan oder dergleichen enthalten sein, wobei zur Vergrößerung der Stabilität eine Trägerbahn angebracht werden kann. Zum Oberflächenschutz können harzartige Mittel, wie Lacke oder dergleichen, aufgebracht werden (DE-GM 19 70 017).

Obwohl als optische Wirkung eine Art Seidenglanz t>o und eine plastische Wirkung erzielt werden können, wobei die Langfasern durchschimmern und dadurch eine räumliche Wirkung geben, ist es nicht möglich, bei dem Vliesprodukt Oberflächeneigenschaften zu imitieren, wie sie echtem Holz unabhängig von dessen Maserung μ innewohnen.

Bekannt ist weiterhin, für W;indbcklcidungen einen Werkstoff herzustellen, der aus einer Vielzahl oberflächlich vereinigter und im wesentlichen parallel zueinander angeordneter hohler Spinnfäden besteht Dieser Werkstoff, der mit einer künstlichen Maserung durch eine mustermäßige Vereinigung unterschiedlich gefärbter Fäden versehen sein kann, wird anstelle von Holz für Möbel als Furnier verwendet Die miteinander verbundenen hohlen Spinnfäden können aus Polyvinylchlorid oder Polyäthylen bestehen (DE-AS 12 14 193).

Obwohl der bekannte Werkstoff zur Imitation von Holz verwendet wird, ist diese Imitation deutlich erkennbar, da die optischen Oberflächeneffekte denen von echtem Holz nicht sehr nahekommen.

Zum Stand der Technik gehört schließlich ein Filzbodenbelag aus Polyvinylchlorid, bei welchem auf einem Filzsubstrat, das auf einer Oberfläche glattgestrichen und mit einem Holzniustcr bedruckt ist, ein pastöser farbloser aushärtender Überzug aufgebracht wird, der eine Lichtbrechung und Vertiefung der Töne bewirkt, wodurch der Naturton des Holzes nachgeahmt werden soll (DE-GM 19 66 220). Die Imitation des gedruckten Holzmusters läßt sich aufgrund des Fehlens eines dreidimensionalen Effekts leicht erkennen.

Echtes Holz hat eine Struktur und Oberflächeneigenschaften, die nach der Oberflächenbearbeitung ein optisches Bild ergeben, das durch Drucken und photographische Mittel allein nicht reproduziert werden kann. Viele obe_: flächenbehandelte Holzprodukte haben optische Eigenschaften, die sich in bezug auf den Betrachter mit dem Lichteinfallswinkel auf die Holzoberfläche ändern. Ein solcher Effekt wird als Richtungseffekt bezeichnet. Weiterhin hat Naturholz in seiner Maserung einen Glanz oder ein Schimmern und auch auf glatten Oberflächen einen von der Oberfläche freien dreidimensionalen Textureffekt, der durch Abphotographieren und Drucken nicht reproduzierbar ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, das Oberflächenbelagmalerial der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es in seiner optischen Wirkung echtem Holz. — unabhängig von der Maserung — sehr nahekommt.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des neuen Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausgestallungen des erfindungsgemäßen Oberflächenbelagmaterials.

Das erfindungsgemäße Oberflächenbelagmaterial hat den Vorteil, daß es den gleichen Schimmer und Glanz wie eine behandelte Naturholzoberfläche hat, wobei außerdem der einer Holzoberfläche eigene Effekt verwirklicht wird, nämlich daß sich das Aussehen der Oberfläche abhängig vom Lichteinfallswinkel ändert, was beispielsweise durch Änderung der Betrachtungsstellung erreicht wird. Es hat sich gezeigt, daß sowohl Hohlfasern als auch metallische Fasern einfallendes Licht nahezu wie echtes Holz reflektieren und streuen. Bei den Holzfasern beruht dies teilweise auf der Änderung der Brechungszahl an der Trennfläche zwischen Fasermaterial und Luft. Bei den Metallfasern ergibt sich diese optische Wirkung aufgrund der relativ großen Änderung der Brechungszahl zwischen den Fasern und dem Bindemittel, mit welchem sie in Kontakt stehen. Durch den erfindungsgemäßen Einsatz solcher unidirektional ausgerichteter Hohlfasern und gegebenenfalls metallischer Fasern erhält man ein Belagmaterial, dessen optische Eigenschaften denen von Holz sehr nahekommen.

Der erfindungsgemäße Oberflächenbelag wird dadurch hergestellt, daß hohle oder metallische Fasern in einem lichtdurchlässigen bzw. translu/.cntcn Bindcmit-

tel oder Medium fluchtend ausgerichtet und eingebettet werden. Die Fasern sind im Gegensatz zu einer willkürlichen Ausrichtung unidirektional ausgerichtet. Der so gebildete Belag ist ein festes bzw. massives lichtdurchlässiges bzw. transluzentes Substrat, das insgesamt die Form einer Feinfolie, einer Folie bzw. Bahn oder einer Platte hat Der Belag kann ohne Modifizierung verwendet werden. Alternativ kann ein dekoratives Muster, beispielsweise ein Holzmaserungsmuster, durch Aufdruck- und/oder Prägeverfahren auf eine Seite des Belags aufgebracht werden. Der erfindungsgemäße Belag wird auf die zu bedeckende Fläche, beispielsweise unter Verwendung von Wärme und Druck oder Verwendung eines üblichen Klebstoffs, aufgebracht.

Für die erfindungsgemäßen Zwecke geeignete Hohlfasern können aus anorganischen Materialien, wie Glas, Quarz, und Polymeren wie Polyestern, Polypropylenen, Polyvinylalkohol, und Polyamiden wie Nyljn, und dergleichen hergestellt werden. Geeignete Fasern sind Hohlfasern aus Polyamid-66, aus einem Kondensationsprodukt von Adipinsäure und Hexamethylendiamin oder aus Polyester.

Obwohl Hohlfasern aus einer breiten Vielfalt von Materialien eingesetzt werden können, juß das Material der Hohlfasern wenigstens ausreichend transluzent sein, daß Licht frei durch das Fasermaterial mit einem Minimum an Diffusion in den mit Luft gefüllten Hohlraum in der Faser hindurchgehen kann. Der Ausdruck »transluzent« wie er hier verwendet wird, umfaßt somit transparente und semitransparente Materialien, die sich für Fasermaterialien ebenfalls eignen. Es hat sich gezeigt, daß die optischen Eigenschaften von echtem Holz äußerst realistisch dadurch imitiert werden können, wenn das Hohlfasermaterial einen Lichtbrechungsindex von vorzugsweise etwa 1,4 bis 1,6 bezogen auf den Lichtbrechungsindex von Luft hat.

Die für die erfindungsgemäßen Zwecke geeigneten metallischen Fasern können aus Metallen wie Stahl, Aluminium, Kupfer, Zinn und Legierungen davon, beispielsweise Bronze, hergestellt werden. Alternativ können die metallischen Fasern auch aus nichtmetallischem Fasermaterial, beispielsweise aus Kunststoff, Quarz oder Glas, bestehen, das dann mit einem Metall oder mit einer Legierung der vorstehenden Art beschichtet wird.

Die verwendeten hohlen und metallischen Fasern haben eine insgesamt zylindrische Form. Die Hohlfasern haben wenigstens einen sich längs der horizontalen Faserachse erstreckenden Hohlraum. Zusätzlich können die hohlen und metallischen Fasern die Form eines drei- oder vierblättrigen Filaments haben. Der Außendurchmesser der hohlen und metallischen Fasern liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 0,013 bis etwa 3,2 mm. Die minimale Länge der hohlen und metallischen Fasern sollte bei etwa 0,25 mm liegen, da es schwierig ist, kürzere Fasern richtig auszurichten. Die maximale Länge der hohlen und metallischen Fasern ist nicht kritisch, sie können durchlaufend sein, d. h. sich über die Länge des fertigen Belagserstrecken.

Das Bindemittel oder das Medium, in welchem die hohlen und metallischen Fasern eingebettet werden, soll ein Material sein, das wenigstens ausreichend transluzent bzw. lichtdurchlässig ist, so daß keine Beeinträchtigung der lichtstreu^nden Eigenschaften der hohlen und metallischen Faseln auftritt. Somit sind transparente und halbtransparcOte Materialien ebenfalls für die Verwendung als MwIi¹MT) geeignet, in welchem die hohlen und metallischen f'asern eingebettet werden können. Die besten Ergt-'bh'sse erhält man, wenn der Brechungsindex des Medium in einem Bereich von etwa 1,4 bis etwa 1,6 bezogen auf den Brechungsindex von Luft liegt. Das Medium kann aus Materialien, wie plastifiziertem Polyvinylchloridharzen, Mischpolymeren aus Vinylchlorid und Vinylazetat oder Polyvinylidenchlorid, oder Polyolefinen, wie Polyäthylen und Polypropylen, oder aus Polystyrolharzen bestehen.

Für solche Anwendungen, wo zusätzlich zu den holzartigen optischen Eigenschaften ein Oberflächentextureffekt mit geringem Glanz erwünscht ist, kann ein offenzelliger poröser Schaum für das Medium zum Tragen der Fasern verwendet werden. Es hat sich gezeigt, daß Schäume oberflächenbehandelten Holzprodukten insofern ähnlich sind, als sie eine geringe Spiegelreflexion haben. Beispiele für offenzellige Schäume, die sich als Fasermedium eignen, sind Urethan, Harnstofformaldehyd und Phenole.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die hohlen und/oder metallischen Fasern in das Medium »eingebettet« oder dem Medium »in inniger Weise zugeordnet«. Dies bedeutet, daß die Fasern entweder auf die Oberfläche des Mediums gelegt, in einer Richtung ausgerichtet, beispielsweise durch Bürsten mit einer steifen Stahldrahtbürste, und an der Oberfläche des Mediums durch Verwendung eines geeigneten Klebstoffs befestigt werden, oder daß sie in dem Körper des Mediums unidireklional ausgerichtet werden. Wenn die Fasern in das Medium eingeschlossen sind, sollen sie insgesamt ausreichend nahe an der Oberfläche des Mediums

so liegen, so daß ihre lichtstreuenden Eigenschaften sichtbar sind. Wenn ein offenzelliger Schaum als Medium verwendet wird, können die Fasern in das schäumbare Material eingeschlossen werden. Das Material wird dann zur Bildung des Substrats aufgebläht und gehärtet.

J5 Verwendet werden können flexible oder starre Schäume.

Die besten Ergebnisse erhält man, wenn die Fasern vorzugsweise in einer Konzentration von etwa 3 bis 550 g/m² in der Außenfläche des Substrats verwendet werden. Die optimale Konzentration hängt von Variablen ab, nämlich dem Transparenzgrad des Bindemittels, der Zusammensetzung des Hohlfasermaterials, der physikalischen Struktur und Zusammensetzung der Metallfaseroberfläche und dem vom Hersteller gewünsch-

4^r> ten dekorativen Effekt.

Um einen imitierten Holzmaserungsbclag zu verwirklichen, der einen Qucrmaserungseffekt hat, der sich durch das radiale Wachstum eines Baums gegenüber der normalen Mascrungsstruktur ergibt und als winzige

w Markierungen, die nicht zur Maserungsrichtung ausgerichtet sind, erscheint, wird zunächst ein Belag hergestellt. Um die Strahleneffekte zu erzeugen, wird ein Muster aus kleinen Marken bzw. Einbuchtungen, die den Strahlen des echten Holzes in Größe und Gestalt ähnlieh sind, auf die Außenfläche des Belags in irgendeiner Richtung aufgeprägt, die nicht mit der Maserungsrichtung der Fasern fluchtet. Das Prägen verschiebt die Orientierung der Fasern in der geprägten Fläche aus der Richtung der Maserung. Wenn in Verbindung damit ein Holzmaserungsmuster auf die Außenfläche des Belags aufgebracht wird, erzeugt diese Verschiebung einen optischen Effekt, der dem Effekt der Strahlen bzw. der Quermaserung des echten Holzes vergleichbar ist. Zusätzlich wird das dreidimensionale Aussehen des Be-

f> lags verbessert. Nach dem Prägen kann das Substrat zusammengedrückt werden, ohne daß der gewünschte Qucrmaserungseffekt verloren gehl, du die Fasern sich nicht vollständig während des Bedrückens wieder aus-

richten.

Anhand von zwei Beispielen wird die Erfindung näher erläutert.

Beispiel 1

Bei diesem Beispiel werden Hohlfasern zur Herstellung einer Flächenbelagsbahn für einen metallischen Fußboden verwendet.

Auf einem Metallrahmen werden durchgehende Stränge von hohlem Fasergarn gespannt. Das Garn ist mit einem Vinylchloridplastisol beschichtet. Das Plastisol wird bei 150⁰C zur Bildung einer 0,75 mm starken Bahn gehärtet. Die Bahn enthält im Durchschnitt !4 Stränge aus Hohlfascrgarn pro 2,5 cm, wobei jeder Strang 82 Hohlfasern enthält, von denen jede einen mittleren Durchmesser von etwa 0,05 mm hat.

Zur Bildung des elastischen Fußbodenbelags wird die Bahn auf eine 0,65 mm starke Asbest enthaltende gummierte Filzunterlage laminiert, die aus schlaggesättigten Asbestfasern mit einem Kautschuklatex in einem wäßrigen System hergestellt wurde. Das Filzprodukt wird dann auf einer herkömmlichen Papierherstellungsvorrichtung produziert.

Mittels eines Wärmetransferbedruckungsverfahrens wird auf die Außenfläche der die hohlen Fasern enthaltenden Bahn ein Nußbaumholzmuster so gedruckt, daß die Holzmaserung des Aufdrucks im wesentlichen in der gleichen Richtung verläuft, in der die hohlen Fasern ausgerichtet sind. Dann wird bei 150° C und einem Druck von 25 bar eine 0,15 mm starke plastifizierte Vinylchloridtrittschicht auf den Nußbaumholzmaserungsaufdruck aufgebracht.

Der so gebildete elastische Fußbodenbelag zeigt viele der optischen Eigenschaften von echtem Holz, einschließlich der Dreidimensionalität, des direktionalen Effekts und des Glanzes.

Vergleichsbeispiel 1

Die Maßnahmen von Beispiel 1 werden zur Bildung eines elastischen Fußbodenbelags genau wiederholt, mit der Ausnahme, daß keine hohlen Fasern benutzt werden. Das sich ergebende elastische Fußbodenprodukt mit Holzmaserung hat das Aussehen einer Holzimitation und besitzt nicht die optischen Eigenschaften des Holzes hinsichtlich Dreidimensionalität, einen Richtungseffekt oder Glanz.

Beispiel 2

F i g. 1 perspektivisch ein Belagmaterial,

F i g. 2 perspektivisch einen ausgeschnittenen Abschnitt des Belagmaterials von F i g. 1 und

F i g. 3 schematisch in einer Seitenansicht eine weitere Ausführung eines Belagmaterials.

Das in den F i g. 1 und 2 gezeigte Belagmaterial 1, das als Fußbodenbelagsmaterial verwendet werden kann, besteht aus einem transluzenten Material 2, in welchem unidirektional orientierte Hohlfasern 3A und metallisehe Fasern 3S eingebettet sind. Dieses Material hat F.igenschaften, die denen von echtem Holz sehr nahekommen.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind in die Außenfläche des Belagtnaterials 1 die Quermaserung des Hol/.cs imitierende Markierungen 4 eingeprägt. Auf die Außenseite des Belagmaterials 1 ist eine ein Holzmascrungsmuster darstellende Schicht 5 aufgedruckt, über der eine durchsichtige Trittschicht aufgebracht ist. Das Belagmaterial 1 besteht aus transluzentem Material 2, in welchem Hohlfasern 34 und/oder metallische Fasern 3ß in der vorstehend beschriebenen Weise eingebettet sind. Das Belagmaterial hat die in Beispiel 1 und 2 beschriebenen Eigenschaften.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Bei diesem Beispiel werden metallische Fasern zur Bildung der Oberflächenbelagsbahn für einen elastischen Fußbodenbelag verwendet

Auf eine Räche einer 0,15 mm starken plastifizierten Vinylchloridfolie wird ein druckempfindlicher transparenter Klebstoff aufgebracht Auf der Klebstofffläche werden 6 mm lange aluminisierte Glasfaserflocken in einer Konzentration von etwa 15g/m² der Oberfläche verteilt Die Flocken werden mit einer Drahtbürste so gebürstet, daß die Fasern insgesamt in der gleichen Richtung orientiert sind Dann wird auf die mit Fasern bedeckte Fläche eine 0,1 mm starke durchsichtige Polyurethantrittschicht aufgebracht Der erhaltene elastische Fußbodenbelag hat Dreidimensionalität und den Richtungseffekt

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert Es zeigt

Claims

Patentansprüche:

1. Oberflächenbelagmaterial enthaltend ein Trägermaterial und Fasern aus einem transluzenten Material sowie gegebenenfalls metallische Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus einem transluzenten Material Hohlfasern (3A) sind, daß das Trägermaterial (2) transluzent ist und daß die Hohlfasern (3A) sowie gegebenenfalls die metallischen Fasern (3B) unidirektional ausgerichtet oberflächennah in dem Trägermaterial (2) angeordnet sind.

2. Oberflächenbelagmaterial nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein auf eine Oberfläche des is Trägermaterial (2) aufgedrucktes dekoratives Mustjr(5).

3. Oberflächenbelagmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dekorative Musler (5) ein Holzmaserungsmuster ist, dessen Maserungsrichtung im wesentlichen der Ausrichtung der Hohlfasern (3A) entspricht

4. Oberflächenbelagmaterial nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Vielzahl kleiner, in die Oberfläche des Trägermaterials (2) nicht fluchtend zu der Faserrichtung eingeprägte Vertiefungen (4).

5. Oberflächenbelagmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Fasern (3S;aluminisierte Glasfasern sind.

6. Oberflächenbelagmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlfasern (3A) aus Polyamid bestehen.

7. Oberflächenbelagmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, js daß das Trägermaterial (2) plastifi/.iertcs Polyvinylchlorid ist.

8. Oberflächenbelagmaterial nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägermaterial (2) ein offen/eiliger Polyurethanschaum ist.