DE3607127A1 - Verfahren zur herstellung von farblich dessinierten kunststoffbahnen und kunststoffplanen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von farblich dessinierten kunststoffbahnen und kunststoffplanen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von farblich dessinierten, kompakten Kunststoff­ bahnen und Kunststoffplanen aus Kunststoffäden bzw. -strängen, insbesondere für Fußbodenbeläge und Planen.
Derartige Kunststoffbahnen oder auch Kunststoffplatten sind insbesondere als Fußbodenbeläge geeignet, da auch bei einer starken Abnutzung der oberen Schicht das Dessin des Boden­ belages erhalten bleibt.
Solche kompakten Fußbodenbeläge werden u. a. häufig als Objekt-Beläge für stark beanspruchte Laufzonen in Kaufhäu­ sern, öffentlichen Gebäuden, Krankenhäusern usw. verwendet, da an diesen Stellen Teppichboden oder keramische Fliesen aufgrund hoher Verschmutzung nicht geeignet sind. Bei kera­ mischen Fliesen ist dabei z. B. der Gehkomfort gemindert, wenn sich eine genügende Menge Sand auf der Oberfläche der Fliesen angesammelt hat, der dann ein Knirschen zwischen der Fliesenoberfläche und dem Schuhwerk auslöst.
Bedruckte PVC-Fußbodenbeläge sind ebenfalls oft ungeeignet, da die obere transparente Laufschicht des Bodenbelages, die die Druckfarbe schützt, zu dünn ist, um den mechanischen Beanspruchungen für längere Zeit standzuhalten.
Zur Herstellung von gemusterten Kunststoffbahnen oder -planen sind eine Reihe von Verfahren bekannt, die jedoch nur wenig Anwendung finden, da oft aufwendige Herstellungs­ prozesse dafür notwendig sind. Einfachere kontinuierliche Produktionsverfahren, wie z. B. das "Marmorieren" von Kunst­ stoffbahnen oder -planen, wo fast immer die Dessinierung über Verpressen, Glätten oder Kalandrieren von verschieden­ farbigen Kunststoffteilchen oder -granulaten erreicht wird, haben den Nachteil, daß die Möglichkeiten der Dessinierung stark eingeschränkt sind.
Aus der DE-OS 14 79 873 ist ein Verfahren zur Herstellung von homogenen Bahnen oder Platten mit farblichen, vorzugs­ weise Streifen-Musterungen aus Kunststoff bekannt, wobei kaltplastische Kunststoffe in flächiger Anordnung unter Druckanwendung zu homogenen porenlosen, flächigen Gebilden verdichtet werden.
Aber auch dieser Verfahrensprozeß ist sehr aufwendig und führt zu keinem optimalen Produkt. Vor allem bietet dieses Verfahren auch nicht die Dessinierungsmöglichkeiten, wie sie mit den erfindungsgemäßen Verfahrensweisen erzielt werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von farblich dessinierten, kompakten Kunststoffbahnen und Kunststoffplanen aus Kunst­ stoffäden bzw. -strängen, insbesondere für Fußbodenbeläge und Planen, zu schaffen, das die vorher angegebenen Nach­ teile nicht aufweist und wobei eine vorgegebene Dessi­ nierung der Kunststoffbahn oder Kunststoffplane von oben nach unten weitgehend erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Kunststoffäden, die aus mindestens zwei verschiedenfarbigen Massen bestehen, extrudiert werden und auf die Oberfläche der Kunststoffäden ein Schmiermittel aufgebracht wird, die Kunststoffäden mittels einer Wirk- oder Webmaschine zu einem dichten Gewirke oder dichten Gewebe verarbeitet wer­ den, das Schmiermittel von der Oberfläche der Kunststoff­ fäden wieder entfernt wird und anschließend die Gewirke oder Gewebe unter Anwendung von Druck und höherer Tempera­ tur zu einer farblich dessinierten, kompakten Kunststoff­ bahn oder Kunststoffplane verpreßt werden.
Eine andere erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe besteht darin, daß mindestens zwei verschiedenfarbige Kunststoff­ fäden extrudiert werden und auf die Oberfläche der Kunst­ stoffäden ein Schmiermittel aufgebracht wird, die Kunst­ stoffäden mittels einer Wirk- oder Webmaschine zu einem dichten Gewirke oder dichten Gewebe verarbeitet werden, das Schmiermittel von der Oberfläche der Kunststoffäden wieder entfernt wird und anschließend die Gewirke oder Gewebe unter Anwendung von Druck und höherer Temperatur zu einer farblich dessinierten, kompakten Kunststoffbahn oder Kunststoffplane verpreßt werden.
In einer besonderen Ausführungsform der beiden erfindungsge­ mäßen Verfahren werden die Hohlräume des hergestellten Ge­ strickes oder Gewebes vor dem Verpressungsvorgang mit einem transparenten Bindemittel ausgefüllt.
Dadurch bleibt nach dem Verpressungsvorgang das vorgegebene Muster des Gestrickes bzw. Gewebes nach der Verpressung durchgehend von der Oberseite bis zur Unterseite der Kunst­ stoffbahn oder Kunststoffplane erhalten, wobei die textile Machart am besten erhalten bleibt.
Wird ein solches Bindemittel dem erhaltenen Gestricke bzw. Gewebe nicht zugefügt, so erfolgt natürlicherweise beim Ver­ pressungsvorgang ein größeres Zusammenfließen oder Ineinanderfließen der einzelnen Fäden des Gestrickes oder Gewebes.
Als transparentes Bindemittel werden in das erhaltene Ge­ stricke bzw. Gewebe Plastisole, z. B. Polyvinylchlorid- Plastisole, Polyvinylchlorid-Pulver oder Acrylharz-Pulver eingefüllt.
Als Kunststoffäden werden für die erfindungsgemäßen Ver­ fahren thermoplastische Kunststoffäden, insbesondere aus weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid, weichmacherfreiem Polyvinylchlorid, Polyvinylchloridcopolymer, Polyäthylen, Polypropylen, chloriertem Polyäthylen, Polyamid, linearem Polyester oder aus Mischungen daraus, eingesetzt.
Um eine besonders verwindungsfeste Kunststoffbahn oder - in Einzelstücke geschnitten - eine besonders feste Kunst­ stoffplatte herzustellen, können die extrudierten Kunst­ stoffäden noch mit einem hochfesten Kern, insbesondere mit einem fadenförmigen Kern aus Polyamid, linearem Polyester, Metall oder Glasfasern, verstärkt sein.
Um eine Kunststoffbahn herzustellen, die abschnittsweise härtere - z. B. abriebfestere - Abschnitte aufweist, wird in einer bevorzugten Ausführungsform den diese Abschnitte bildenden Kunststoffäden ein Vernetzungsmittel zugesetzt, das während oder nach den Verpressungsvorgang aktiviert wird, wodurch die verpreßte Schicht partiell vernetzt wird. Als Vernetzungsmittel kommen dabei vor allem übliche Peroxide, z. B. Dicumylperoxid in Frage.
Als Aktivator wird im allgemeinen Triallylcyanurat zugesetzt.
Bezüglich der Dessinierung der Kunststoffbahn oder der Kunststoffplane gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten mittels der bei der Herstellung eingesetzten Kunststoff­ fäden. So können nach der Verfahrensweise nach Anspruch 2 zwei oder mehr verschiedene unifarbige Kunststoffäden ex­ trudiert werden, die dann durch das alternierende Einsetzen dieser Fäden das gewünschte Gesamtdessin ergeben.
Andere Möglichkeiten der Dessinierung ergeben sich, indem man nicht unifarbige Fäden einsetzt, sondern durch Coextru­ sion hergestellte mehrfarbige Fäden. Diese bestehen ent­ sprechend aus zwei oder mehr verschiedenfarbigen Schichten, die parallel zur Fadenlängsrichtung liegen. Da der Verlauf der Fäden nach dem Verpressen sichtbar bleibt, erhält so die Kunststoffbahn ein textiles Aussehen.
Es ist aber auch möglich, daß ein Faden allein oder mehrere Fäden zwei- oder mehrfarbig coextrudiert werden, wobei die unterschiedlich gefärbten Schichten alternierend in Faden­ längsrichtung angeordnet sind.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform erhält der Kunststoffaden durch Coextrusion von zwei oder mehr unter­ schiedlich gefärbten Kunststoffmassen durch Vermischen vor der Coextrusion ein marmoriertes Aussehen.
Ferner kann einem extrudierten Kunststoffaden eine licht­ aktive Komponente, ein fluoreszierender oder ein phosphores­ zierender Stoff beigemengt sein, deren Emissionen visuell erkennbar sind.
In einer anderen besonderen Verfahrensweise kann einem extrudierten Kunststoffaden eine elektrisch leitfähige Kom­ ponente, wie Ruß oder Metallspäne zugemischt sein, um die Kunststoffbahn oder Kunststoffplane elektrisch leitfähig zu machen.
Will man bei den erfindungsgemäß hergestellten Kunststoff­ bahnen oder Kunststoffplanen eine Strukturierung der Ober­ fläche erreichen, also einen Hoch-Tief-Effekt, so wird einem extrudierten Faden ein Treibmittel zugesetzt, das nach dem Verpressen durch die höhere Temperatur aktiviert wird und den betreffenden Faden aufschäumen läßt. Somit kann z. B. eine Strukturierung der Oberfläche erzielt werden, die von der Form her entsprechend dem farblichen Dessin nachgebildet ist. Damit wird dann das durch die farbliche Gestaltung erhaltene textile Aussehen der Ober­ fläche z. B. bei einer Kunststoffbahn durch die kongruente Strukturierung noch unterstützt.
Der Querschnitt der extrudierten Kunststoffäden kann ver­ schieden sein, in bevorzugter Weise ist er rund, oval, qua­ dratisch, rechteckig, dreieckig oder vieleckig. Der Durch­ messer der Kunststoffäden liegt dabei zwischen 0,01 bis 10 mm, bevorzugt zwischen 0,1 bis 2 mm.
Bei der Verarbeitung der Kunststoffäden auf einer Wirk­ oder Webmaschine ist es wesentlich, daß die Reibung der Kunststoffäden an den Berührungspunkten der Verarbeitungs­ anlage möglichst niedrig ist. Hierzu wird nach der Extru­ sion der Kunststoffäden auf deren Oberfläche ein Schmier­ mittel aufgebracht. Dieses kann nach dem Strick- bzw. Web­ vorgang entweder in den Kunststoffaden vollständig ein­ dringen, es kann wieder rückstandsfrei verdampfen oder es kann durch eine mechanische, physikalische oder chemische Behandlung wieder entfernt werden. Diese Entfernung des Schmiermittels von der Oberfläche der Kunststoffäden ist notwendig, da nur so bei dem anschließenden Verpressen ein Verschweißen der Kunststoffäden möglich ist.
Als Schmiermittel haben sich als geeignet erwiesen die für Polyvinylchlorid als Weichmacher bekannten Öle, wie z. B. Phthalat-, Phosphat-, Sebacat-, Adipat- oder andere Poly­ merweichmacher. Weiterhin können Mineralöle, Silikonöle, Glyzerin, Wasser, Talkum oder mikronisierbare Wachse einge­ setzt werden, um die Reibung der Kunststoffäden an den Maschinenteilen zu verringern.
Beim Strick- bzw. Webvorgang selbst sind die Flexibilität und die Reißkraft des Kunststoffadens wichtige Größen, da­ mit eine störungsfreie Verarbeitung möglich ist. Eine Ver­ arbeitungstemperatur von etwa 0°C bis 70°C ist im allge­ meinen ausreichend, um bei den angeführten Kunststoffäden eine gute Flexibilität und damit gute Verarbeitbarkeit zu erhalten.
Die Dicke der hergestellten kompakten Kunststoffbahn oder Kunststoffplane beträgt 0,01 bis 10 mm, insbesondere 0,1 bis 2 mm.
Der Längsrapport der auf der Kunststoffbahn oder Kunststoff­ plane gewünschten Dessins kann dabei beliebig sein. Er kann dabei zwischen 0,05 mm und letztlich unendlich sein.
Die Erfindung wird anschließend durch ein Ausführungsbei­ spiel und erläuternde Darstellungen der Fadenfärbungen und Fadenquerschnitte noch näher erläutert.
Beispiel:
Für einen weichermacherhaltigen Polyvinylchloridfaden wird ein Gemisch aus
70Gewichtsteilen Polyvinylchlorid 30Gewichtsteilen Weichmacher DOP
(Dioctylphthalat), 10Gewichtsteilen Füllstoff,  2Gewichtsteilen Stabilisator und  2Gewichtsteilen Farbpigment
in einem Schnellmischer gleichmäßig vermischt. Dieses Gemisch wird dann einem, auf 170°C bis 180°C erhitzten Extruder zugeführt und ein Faden von 1 mm Durchmesser extrudiert, der dann aufgespult wird.
In gleicher Zusammensetzung - nur mit einem anderen Farb­ pigment - wird ein zweites Gemisch hergestellt und ein zweiter Faden extrudiert und aufgespult.
Die beiden unterschiedlich pigmentierten Fäden werden dann an einer Wirkmaschine in gewissen, vorgegebenen Abständen alternierend eingesetzt und so das gewünschte Dessin herge­ stellt. Vor dem Wirkvorgang wurden zur einwandfreien Faden­ führung die Oberfläche der beiden eingesetzten Fäden mit einem DOP-Weichmacher henetzt, um die Reibung der Fäden an den Maschinenteilen der Wirkmaschine zu reduzieren. Bei dem Wirkvorgang wird ein 2 bis 3 mm dickes Gewirke er­ halten. Dieses Gewirke wird bei einer Temperatur von 170°C bis 180°C mittels einer Presse, deren Druck bei 50 bis 60 bar liegt, zu einer kompakten Bahn verpreßt, deren Dicke bei ungefähr 1 mm liegt.
Die so erhaltene kompakte Bahn wird dann weiter konfektio­ niert, z. B. mit einer Schaumstoffschicht hinterlegt. Dieses Produkt findet dann Verwendung als Fußbodenbelag mit vermindertem Trittschall.
Bei den Zeichnungen zeigt
Fig. 1 einen unifarbigen runden Faden, der transparent, opak oder gedeckt pigmentiert sein kann.
Fig. 2 einen durch Coextrusion hergestellten zweifarbigen runden Faden, bei dem die transparenten, opak oder gedeckt pigmentierten Schichten parallel zur Fadenlängsrichtung liegen.
Fig. 3 einen ebenfalls durch Coextrusion hergestellten drei­ farbigen runden Faden, bei dem die transparenten, opak oder gedeckt pigmentierten Schichten parallel zur Fadenlängs­ richtung liegen.
Fig. 4 einen ebenfalls durch Coextrusion hergestellten runden Faden, hei dem die Mehrfarbigkeit durch Marmorieren erreicht wird.
Fig. 5 einen zweifarbigen rechteckigen Faden, bei dem die unterschiedlich gefärbten Massen alternierend in Faden­ längsrichtung liegen.
Fig. 6 einen dreifarbigen rechteckigen Faden, bei dem die unterschiedlich gefärbten Massen ebenfalls alternierend in Fadenlängsrichtung liegen.
Fig. 7-16 zeigen verschiedene Fadenquerschnitte mit zwei oder mehreren farbigen Schichten, die parallel zur Faden­ längsrichtung liegen, wobei die Form der Fadenquerschnitte beliebig gestaltet sein kann.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson­ dere darin, daß kompakte Kunststoffbahnen und Kunststoff­ planen mit einer Vielzahl an Dessinierungsmöglichkeiten her­ gestellt werden können. Durch die Variationsmöglichkeiten bei den extrudierten Kunststoffäden bzw. -strängen und einer computergesteuerten Eingabe des Strick- bzw. Web­ musters vor dem Strick- bzw. Webvorgang in die Strick- bzw. Webmaschine, ist es dann möglich, die vielfältigsten Dessi­ nierungsmöglichkeiten zu erhalten. Da das Dessin schnell über eine Computereingabe geändert werden kann, ist es möglich, auch kleine Produktmengen herzustellen und das Dessin rasch zu verändern.
Die vorgegebene Dessinierung der Kunststoffbahn oder Kunst­ stoffplane bleibt dabei weitgehend erhalten.
Die so erfindungsgemäß hergestellten Kunststoffbahnen, die z. B. mit einer Rückschicht aus Schaumstoff versehen sind, finden vor allem Verwendung als Fußbodenbeläge oder auch als Wandbeläge. Die Kunststoffplanen sind zu verwenden als Planen jeglicher Art, z. B. für Lastkraftwagen, für Zelte usw.

Claims (18)

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von farblich dessinierten, kompakten Kunststoffbahnen und Kunststoff­ planen aus Kunststoffäden bzw. -strängen, insbesondere für Fußbodenbeläge und Planen, dadurch gekennzeichnet, daß Kunststoffäden, die aus min­ destens zwei verschiedenfarbigen Massen bestehen, extru­ diert werden und auf die Oberfläche der Kunststoffäden ein Schmiermittel aufgebracht wird, die Kunststoffäden mittels einer Wirk- oder Webmaschine zu einem dichten Gewirke oder dichten Gewebe verarbeitet werden, das Schmiermittel von der Oberfläche der Kunststoffäden wieder entfernt wird und anschließend die Gewirke oder Gewebe unter Anwendung von Druck und höherer Temperatur zu einer farblich dessinierten, kompakten Kunststoffbahn oder Kunststoffplane verpreßt werden.
2. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von farblich dessinierten, kompakten Kunststoffbahnen und Kunststoff­ planen aus Kunststoffäden bzw. -strängen, insbesondere für Fußbodenbeläge und Planen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei verschieden­ farbige Kunststoffäden extrudiert werden und auf die Oberfläche der Kunststoffäden ein Schmiermittel aufge­ bracht wird, die Kunststoffäden mittels einer Wirk- oder Webmaschine zu einem dichten Gewirke oder dichten Gewebe verarbeitet werden, das Schmiermittel von der Oberfläche der Kunststoffäden wieder entfernt wird und anschließend die Gewirke oder Gewebe unter Anwendung von Druck und höherer Temperatur zu einer farblich dessinierten, kom­ pakten Kunststoffbahn oder Kunststoffplane verdichtet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume des hergestell­ ten Gestrickes oder Gewebes vor dem Verpressungsvorgang mit einem transparenten Bindemittel ausgefüllt werden, wobei das vorgegebene Muster des Gestrickes bzw. Gewebes nach der Verpressung durchgehend besonders gut von der Oberseite bis zur Unterseite der Kunststoffbahn oder der Kunststoffplane erhalten bleibt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als transparentes Binde­ mittel ein Polyvinylchlorid-Plastisol in das Gewirke oder Gewebe eingefüllt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffäden aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen, insbesondere aus weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid, einem weichmacher­ freien Polyvinylchlorid, Polyvinylchlorid-Copolymer, Polyäthylen, Polypropylen, chloriertem Polyäthylen, Polyamid, einem linearen Polyester oder aus Mischungen daraus.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Fäden rund, oval, quadratisch, rechteckig, dreieckig oder viel­ eckig ist.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fäden mit einem faden­ förmigen Kern verstärkt sind, insbesondere mit einem Kern aus Polyamid, einem linearen Polyester, Metall oder Glasfasern.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Fäden ein Vernetzungs­ mittel zugesetzt wird, das während oder nach dem Ver­ pressungsvorgang aktiviert wird, wodurch die aus den verpreßten Fäden bestehende Schicht vernetzt wird.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Faden zwei­ oder mehrfarbig coextrudiert wird, wobei die unter­ schiedlich gefärbten Schichten parallel zur Fadenlängs­ richtung angeordnet sind.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Faden zwei­ oder mehrfarbig coextrudiert wird, wobei die unter­ schiedlich gefärbten Schichten alternierend in Faden­ längsrichtung angeordnet sind.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Faden durch Coextrusion aus zwei oder mehreren unterschiedlich ge­ färbten Massen durch geringes Mischen der Massen vor der Coextrusion ein marmoriertes Aussehen besitzt.
12. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem Faden lichtaktive Stoffe, insbesondere fluoreszierende oder phosphoreszierende Stoffe beigemengt sind, deren Emissionen visuell erkennbar sind.
13. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem Faden Ruß oder Metallspäne beigemengt sind, wodurch er elektrisch leitfähig wird.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einem extrudier­ ten Faden ein Treibmittel zugesetzt wird, das nach dem Verpressungsvorgang aktiviert wird und den Faden auf­ schäumen läßt.
15. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Fäden 0,01 bis 10 mm, insbesondere 0,1 bis 2 mm beträgt.
16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schmiermittel auf die Oberfläche der Kunststoffäden, Öle, Wachse oder Wasser, insbesondere flüssige Weichmacher für Polyvinylchlorid aufgebracht werden.
17. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das auf die Oberfläche der Kunststoffäden aufgebrachte Schmiermittel nach dem Strick- bzw. Webvorgang wieder verdampft wird.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der hergestellten kompakten Kunststoffbahn oder Kunststoffplane 0,01 bis 10 mm, insbesondere 0,1 bis 2 mm beträgt.
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