DE4131092A1

DE4131092A1 - Abziehbare unterlage mit bereichen von vorbestimmtem glanz, verfahren zu ihrer herstellung und daraus hergestellter oberflaechenbelag

Info

Publication number: DE4131092A1
Application number: DE19914131092
Authority: DE
Inventors: Sen Joseph Lee Mackey; William Young Whitmore
Original assignee: Armstrong World Industries Inc
Current assignee: Armstrong World Industries Inc
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1991-09-18
Publication date: 1993-03-25
Also published as: GB9119147D0; US5080954A; GB2259304A; AU629783B1; CA2049278A1

Description

Die Erfindung betrifft abziehbare Unterlagen zur Herstellung von Oberflächenbelägen, insbesondere abziehbare Unterlagen mit einer kristallisierbaren Polymerschicht, die zur Erzielung vorgegebener Bereiche von unterschiedlichem vorbestimmten Glanz und zur Entfernung von Fehlern in der Polymerschicht infolge der Verarbeitung und Lagerung der abziehbaren Unterlage in Rollenform behandelt werden können, sowie Oberflächenbeläge, die unter Verwendung der abziehbaren Unterlage hergestellt werden und Verfahren zur Herstellung einer abziehbaren Unterlage und eines Oberflächenbelags.

Die bekannten abziehbaren Träger werden hergestellt durch Aufbringen eines Polyolefins, insbesondere von Polypropylen, auf eine Endlosbahn aus Trennpapier, indem man das mit Polypropylen beschichtete Papier um eine Kühlwalze wickelt und die abziehbare Unterlage für die Weiterbehandlung, die Lagerung, den Transport und die Verar beitung auf einen Kern aufwickelt. Da das Polypropylen während des Kontaktes mit der Kühlwalze aushärtet, erhält es das Negativ der Walze. Daher ist die Fehlerfreiheit der Oberfläche der Kühlwalze von kritischer Bedeutung.

Aber selbst wenn die Fehlerfreiheit der Kühlwalze gewähr leistet ist, werden durch Unregelmäßigkeiten in der Stärke des Trennpapiers in Maschinenrichtung (sog. gauge bands) in der abziehbaren Unterlage matte Schlieren erzeugt. Gewöhn lich werden 3000 Lagen Abziehunterlage zu einer Rolle mit einem Durchmesser von 107 cm (42′′) aufgewickelt. Aufgrund der sich addierenden Wirkung der gauge bands beträgt der Unterschied im Durchmesser über die gesamte Rolle gewöhnlich 0,6 cm (1/4′′) . Dies führt dazu daß sich die Rückseite des Trennpapiers an der anhaftenden Polypropylenoberfläche reibt, was seinerseits in der Hochglanz/Polypropylenober fläche während der Verarbeitung und Lagerung zur Ausbildung von matten Streifen führt.

Gegenwärtig werden Oberflächenfehler während der Herstellung von Oberflächenbelägen wie Vinylbodenbelägen durch Vorbe handlung der Abziehunterlage am Ort der Herstellung des Bodenbelags entfernt. Ist die Abziehunterlage nicht aufge wickelt, wird das Polypropylen auf eine Temperatur oberhalb seines Schmelzpunktes erwärmt (über 177°C) und zwischen Preßplatten poliert. Die matten Schlieren werden dadurch zwar entfernt, die Glättwalze muß jedoch fehlerfrei sein.

Bisher nicht bekannt waren Abziehunterlagen mit zwei unter schiedlichen vorgegebenen Glanzstufen in vorbestimmten Bereichen der Abziehunterlage.

In der US-PS Hr. 35 07 733 wird die Verwendung einer poly propylenbeschichteten Abziehunterlage zur Herstellung eines geprägten Dekoroberflächenbelags beschrieben.

In der US-PS Nr. 37 73 545 wird ein Verfahren zur Steuerung des Oberflächenglanzes eines vinylbeschichteten Bodenbelags beschrieben und insbesondere die Verwendung einer heißen Polierwalze auf einem kalten vinylbeschichteten Substrat zur Verbesserung des Glanzes.

In der US-PS Nr. 44 78 663 wird die Verwendung einer hoch polierten Kühlwalze beschrieben, die Vertiefungen mit einer Durchschnittstiefe von ca. 5 µm und einer Durchschnittsfläche für jede Vertiefung von unter 16000 µm² aufweist.

Wie aus der US-PS Nr. 44 78 663 ersichtlich, kann die vorliegende Erfindung auch auf Produkte angewandt werden, die aus Kunststofflaminaten und anderen Stoffen zusammengesetzt sind, wie sie für eine Vielzahl von Verpackungen und Behältern, wie z. B. für Plastiktaschen verwendet werden.

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Abziehunterlage, das einfach und billig ist, bei dem jedoch der Nachteil der Forderung nach Fehlerfreiheit der Kühl- bzw. Glättwalze beseitigt ist.

Eine ähnliche Aufgabe ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Entfernung von matten Schlieren aus einer Abziehunterlage vor ihrer Verwendung zur Herstellung eines Oberflächenbelages.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Abziehunterlage mit vorgegebenen Bereichen von vorbestimmtem unterschiedlichem Glanz.

Diese Aufgaben werden wie aus den nachstehenden Ansprüchen ersichtlich gelöst. So wird ein abziehbarer Träger bereitgestellt, der aus einer Un terlage und aus eine kristallisierbaren Polymer besteht, wobei das Poly mer eine Oberfläche mit Sphärolithen besitzt. Besonders bevorzugt ist als kristallisierbares Polymer ein Polyolefin, das zweckmäßigerweise ein Polyethylen oder Polypropylen darstellt.

Erfindungsgemäß wird eine kristallisierbare Polymerschicht einer Abzieh unterlage auf eine Temperatur oberhalb ihres Schmelzpunktes erwärmt und unter gesteuerten Bedingungen abgekühlt. Vorgegebene Bereiche von unter schiedlichem vorbestimmtem Glanz können dadurch erhalten werden, daß man gleichzeitig einen ersten Bereich einem ersten System von Abkühlungsbe dingungen unterwirft und einen zweiten Bereich einem zweiten System von Abkühlungsbedingungen. Bei einem bevorzugten Verfahren wird ein kristal lisierbares Polymer durch Kontaktierung der dem Polymer abgewandten Ober fläche der Abziehunterlage mit der kalten Metalloberfläche einer Kühlwalze abgekühlt. Die Bereiche mit unterschiedlichem Glanz werden durch Verwen dung einer Kühlwalze mit erhabener Oberfläche erzielt, die mit der Rückseite der Abziehunterlage an vorgegebenen ersten Stellen in Kontakt ge bracht werden, wodurch das kristallisierbare Polymer rascher abgekühlt wird als die mit der Kühlwalze nicht in Kontakt stehenden Bereiche.

In der Zeichnung zeigen.

Fig. 1 ein REM-Foto eines bekannten glänzenden Abzugpapiers (302- und 1010-fache Vergrößerung);

Fig. 2 ein REM-Foto eines bekannten glänzenden Oberflächen belags, hergestellt unter Verwendung des in Fig. 1 gezeigten Abzugspapiers (1000-fache Vergößerung);

Fig. 3 ein REM-Foto eines bekannten matten Abzugpapiers (2900-fache Vergrößerung);

Fig. 4 ein REM-Foto eines bekannten matten Oberflächenbelags, hergestellt unter Verwendung des in Fig. 3 gezeigten Abzugpapiers (2900-fache Vergößerung);

Fig. 5 ein REM-Foto eines erfindungsgemäßen glänzenden Abzugpapiers (2900-fache Vergrößerung);

Fig. 6 ein REM-Foto eines erfindungsgemäßen glänzenden Oberflächenbelags, hergestellt unter Verwendung des in Fig. 5 gezeigten Abzugpapiers (2900-fache Vergößerung);

Fig. 7 ein REM-Foto eines erfindungsgemäßen matten Abzugpapiers (2900-fache Vergrößerung);

Fig. 8 ein REM-Foto eines erfindungsgemäßen matten Ober flächenbelags, hergestellt unter Verwendung des in Fig. 7 gezeigten Abzugpapiers (2900-fache Vergößerung).

Wie oben angegeben, werden die bekannten abziehbaren Unterlagen hergestellt durch Aufbringen eines Polyolefins, insbesondere von Polypropylen auf ein Trennpapier und starke Abkühlung des Polypropylens durch Kontaktierung mit einer Kühlwalze.

Wie Fig. 1 und 3 zeigen, bildet die Polypropylenoberfläche der bekannten Abziehunterlage im wesentlichen ein Negativ der Kühlwalze. In Fig. 1 sind die parallelen Linien und die unregelmäßigen leichten Eindrücke das Ergebnis von Fehlern in der Oberfläche der Kühlwalze. Zur Bildung der mattierten Oberfläche in Fig. 3 wird die Kühlwalze z. B. durch Sandstrahlen aufgerauht. Die größeren im wesentlichen kreisförmigen Vertiefungen in der Polypropylenoberfläche in Fig. 1 und 3 sind vermutlich das Ergebnis von Gasblasen, die während der plötzlichen Abkühlung zwischen der Oberfläche der Kühlwalze und der Polypropylenoberfläche eingeschlossen wurden.

Fig. 2 und 4 zeigen die Oberfläche eines Oberflächenbelags, der auf den Abziehunterlagen aus Fig. 1 und 3 gebildet wurde. Der rechteckige Eindruck in Fig. 2 ist das Ergebnis einer vorangegangenen stärkeren Vergrößerung eines REM-Fotos und ist zu vernachlässigen. Die kleinen Oberflächenfehler, die in einen Teil der Figuren auftreten, insbesondere in Fig. 8, rühren offensichtlich von einem Fremdstoff her, der während des. REM-Verfahrens auf der Oberfläche abgelagert wurde, und sind ebenfalls zu vernachlässigen.

Das wesentliche Merkmal der Erfindung sind die Erwärmung des Polyolefins oder einer anderen kristallisierbaren Polymer schicht der Abziehunterlage und die plötzliche Abkühlung der Schicht ohne Kontaktierung ihrer Oberfläche zur Entfernung von Fehlern in der Oberfläche der bekannten Abziehunterlage. Durch Steuerung der Bedingungen während der plötzlichen Abkühlung kann eine gewünschte Glanzstufe erzielt werden.

Da kristallisierbare Polymere, wie Polyethylen, Polytetrafluorethylen, Polypropylen, Polyvinylalkohol, Polyvinylchlorid und Nylon, ausgehend von einer Temperatur oberhalb ihres Schmelzpunktes aus abgekühlt werden, kristal lisieren sie unter Bildung von Sphärolithen aus, deren Größe von der Kristallisationsgeschwindigkeit abhängt, die ihrer seits eine Funktion der Abkühlgeschwindigkeit ist. Durch die rasche Abkühlung wird die Ausbildung von Kristallen verhindert bzw. stark reduziert, wobei Größe und Zahl der Sphärolithe verringert werden.

Wie Fig. 5 zeigt, weist die Oberfläche der erfindungsgemäßen glänzenden Abziehunterlagen Sphärolithe auf, die ein ring förmiges Aussehen haben und einen Durchmesser von ca. 1 bis ca. 3 µm) aufweisen. Die meisten Sphärolithe in Fig. 5 stoßen nicht aneinander.

Wird die Abkühlgeschwindigkeit herabgesetzt, wachsen die Sphärolithe weiter, bis die meisten von ihnen, wie Fig. 7 zeigt, die benachbarten Sphärolithe berühren. Die Spharolithe auf der Oberfläche der matten Abziehunterlage in Fig. 7 haben einen Durchmesser von ca. 1 bis ca. 12 µm.

Unter einem REM erscheint die glänzende Oberfläche eines auf der Abziehunterlage in Fig. 5 gebildeten Oberflächenbelages wie die ringförmigen Eindrücke in Fig. 6. Die meisten der Sphärolithnegative stoßen nicht aneinander, was bedeutet, daß die meisten von ihnen einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

Die matte Oberfläche eines auf der Abziehunterlage in Fig. 7 gebildeten Oberflächenbelages zeigt unter dem REM dieselben unregelmäßigen Krater wie in Fig. 8. Die meisten Sphärolithe der matten Oberfläche stoßen aneinander, was bedeutet, daß sie so stark angewachsen sind, daß sie die angrenzenden Sphärolithe berühren und daher keinen kreisförmigen Querschnitt mehr aufweisen.

Anstatt die Abziehunterlage dadurch zu regenerieren, daß man das Polypropylen auf eine Temperatur oberhalb seines Schmelzpunktes erwärmt und es dann plötzlich abkühlt, indem man die erwärmte Abziehunterlage durch den Spalt zwischen einer Kühlwalze und einer Gegendruckwalze führt, wobei das Polypropylen mit der Oberfläche der Kühlwalze in Berührung kommt, wurde erfindungsgemäß die Gegendruckwalze entfernt und die Kühlwalze an die Rückseite der Abziehunterlage geführt. Auf diese Weise kommt das geschmolzene Poly propylen erst nach seiner plötzlichen Abkühlung mit der Walze in Kontakt. Die Fehler in der Kühlwalze werden somit nicht auf die Polypropylenoberfläche übertragen. Außerdem werden durch den Wegfall des Walzenspalts die Probleme mit Knittern sowie Wellen- und Rillenbildung bei der Verar beitung des Abzugpapiers stark gesenkt.

Außerdem kann das Polypropylen in Umgebungsluft oder in einer temperaturgeregelten Kammer abgekühlt werden. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Polypropylen auf der Oberfläche der Abziehunterlage durch Trockeneis oder ein kaltes Gas, wie aus flüssigem Stickstoff sich bildendes Stickstoffgas plötzlich abgekühlt werden.

Wie Tabelle I zeigt, kann der Glanz der Abziehunterlage und des Oberflächenbelags durch Steuerung der Temperatur der Kühlwalze eingestellt werden.

Tabelle 1

In den in Tabelle I aufgeführten drei Beispielen der Erfindung wurde die glänzende Abziehunterlage des Standes der Technik regeneriert. Zu bemerken ist, daß der Glanz der regenerierten Abziehunterlage zwischen glänzend und matt variiert werden kann. Ähnlich wurde die matte bekannte Abziehunterlage zu einer glänzenden Abziehunterlage sowie zu einer matten Abziehunterlage regeneriert.

Die Musterung der Abziehunterlage kann durch Ausbildung vorgegebener Bereiche mit unterschiedlichem Glanz erreicht werden. Der unterschiedliche Glanz wird durch Abkühlung des geschmolzenen kristallisierbaren Polymers unter unterschied lichen Abkühlungsbedingungen erzielt.

Das bevorzugte Verfahren besteht in der Kontaktierung der dem kristallisierbaren Polymer abgewandten Oberfläche der Abziehunterlage mit einer geprägten Kühlwalze. Das den erhabenen Bereichen der Kühlwalze abgewandte kristallisier bare Polymer wird rasch abgekühlt und behält einen hohen Glanz. Der Bereich zwischen den erhabenen Bereichen der geprägten Kühlwalze wird weniger rasch abgekühlt und bildet Bereiche von geringerem Glanz. Obwohl nicht bevorzugt, können die Bereiche mit unterschiedlichem Glanz durch Kontaktierung der Bereiche der Oberfläche des kristalli sierbaren Polymers mit den erhabenen Bereichen einer Kühlwalze oder einer anderen Kühlvorrichtung erzielt werden.

Claims

1. Oberflächenbelag, der eine Polymerschicht mit einer sichtbaren Oberfläche umfaßt, dadurch gekennzeichnet daß diese einen bestimmten Glanz und Eindrücke aufweist, welche die Form umgekehrter Sphärolithbildungen aufweisen, wobei die Eindrücke im wesentlichen den Glanz bestimmen und die sichtbare Oberfläche im wesentlichen frei von Fibroiden ist.

2. Oberflächenbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sichtbare Oberfläche einen vorgegebenen ersten Flächenbereich von in der Hauptsache nicht aneinander angrenzender umgekehrter sphärolithischer Eindrücke aufweist.

3. Oberflächenbelag nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sichtbare Oberfläche einen vorgegebenen zweiten Flächenbereich von in der Hauptsache aneinander angrenzender umgekehrter sphärolithischer Eindrücke aufweist.

4. Oberflächenbelag nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Oberflächenbereich ein sich wiederholendes Muster bilden.

5. Oberflächenbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser ein Bodenbelag ist.