DE2529133B2 - Verfahren zur Herstellung eines unterschiedlich expandierten, flächigen Materials - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines unterschiedlich expandierten, flächigen MaterialsInfo
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Description
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.
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 günstigerwei
se 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
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 Oberflä
ehe 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 zusammen aufbringt.
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
51) 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.
bo 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,
h5 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 zwar 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
Beschleuniger zu binden.
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 zugrund e, das aus der DE-OS 1629409 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 b0
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 enthalten- (,5
den 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 ansprechendem 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, beispielsweise einem geeigneten Kunststoff material,
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 Treib
mittel 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 einfaen nit dem gewählten Lösungsmittel
benetzt. Da die Funk ion des Lösungsmittels ersichtlich zumindest teilweise darin besteht, die Oberfläche der
Platte 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 Methylethylketon,
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 Methylethylketon 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
Lösungsmittels 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
wünschenswert 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 Vinyl-
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
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 Ch'orwasserstoff- und Salpetersäure, während zu geeignet ~·η 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
1400C 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 aktivicrbaren Klebstoffs versehen sein. Die
Klebeschicht kann 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 verwendet 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
F i g. 1 eine Methode zur Herstellung eines flächigen Materials beim On-Line-Betrieb,
F i g. 2 einen vergrößerten, longitudinalen 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,
κι F i g. 5 einen Schnitt durch die in F i g. 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 i 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 Fig.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
so 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.
(a) Herstellung einer expansionsfähigen
thermoplastischen Platte oder Folie
thermoplastischen Platte oder Folie
Eine Mischung, bestehend aus:
Polyvinylchlorid
Dicaprylphthalat
(Plastifizierungsmittel)
Dicaprylphthalat
(Plastifizierungsmittel)
100 Gew.-Teile
65 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 Überzug 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.
Man stellt einen Lack her, indem man die nachfolgende Formulierung dispergiert:
mittel
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 l(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 Platte oder Folie aufgebracht:
Polyvinylchlorid
Pigment
2-Nitropropan
Methyläthylketon
Toluol
Zinkoctanoat
18 Gew.
9 Gew.
40 Gew.
40 Gew.
8 Gew.
24 Gew.
18 Gew.
24 Gew.
18 Gew.
Teile
-Teile
.-Teile
-Teile
-Teüe
.-Teile
-Teile
.-Teile
-Teile
-Teüe
.-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.
Bei spiel e3 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) Hersteilung expansionsfähiger
thermoplastischer Platten oder Folien A und B
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).
Polyvinylchloridhomopolymeres
Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymeres
Dicaprylphthalat
Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymeres
Dicaprylphthalat
Organozinnstabilisierungsmittel
Epoxydiertes {!!stabilisierungsmittel
Azobisformamid
Epoxydiertes {!!stabilisierungsmittel
Azobisformamid
Platte | oder Folie | |
A | B | 100 |
100 | 65 | |
— | 1 | |
65 | 6 | |
1 | 6 | |
6 | 40 | |
6 | 5 | |
40 | ||
5 |
Titandioxyd
Lackbenzin
Lackbenzin
Die Überzüge werden 60 Sekunden bei 120°C geliert (b) Behandlung der Platten A und B mit Lösungsmitteln
Die nachfolgenden Lösungsmittel und Lacke werden zur Behandlung der Platten oder Folien A und B
hergestellt:
Lösungsmitiel/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 | — | ||||||||||
Tetrahydrofuran | 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. | Il | 111 | IV | |
I | 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
und nach einem Intervall von 24 Stunden eine Minute bei 2000C gebläht.
Die Beispiele und Eigenschaften der erhaltenen expandierten Platten oder Folien sind in der nachfolgenden
Tabelle aufgeführt:
Beispiel Nr. | Platten Nr. | Lösungsmittel/ Lack Nr. |
Tinten Nr. | Kontrast1 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 | 031 | gut |
8 | A | 5 | III | 0,47 | gut |
9 | A | 4 | HI | 0,45 | gut |
10 | A | 1 | IV | O35 | gut |
11 | B | 8 | I | 0,20 | gut |
12 | B | 3 | II | 0,06 | gut |
13 | B | 5 | IV | 0,18 | gut |
14 | B | 2 | II | 0,08 | gut |
15 | B | 1 | III | 036 | gut |
16 | B | 4 | IV | 0,21 | gut |
1 = Kontrast ist ein Maß für den Unterschied der Expansion in den mit Tinte versehenen Bereichen relativ zu 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/m2-Papier wurde mit
einem Plastisol auf B?sis von Polyvinylchlorid bestrichen und für 20 Sekunden auf 1400C erwärmt Das
Plastisol bestand aus folgenden Komponenten·
Polyvinylchloridharz
Weichmacher
Stabilisator
Weichmacher
Stabilisator
Azodicarbonamid (Treibmittel)
Titandioxyd
Titandioxyd
Calciumcaittonat (Füller)
Mittel zur Herabsetzung
der Viskosität
Leichtbenzin
Mittel zur Herabsetzung
der Viskosität
Leichtbenzin
lOOGew.-Teile
65 Gew.-Teile
3,5 Gew.-Teile
65 Gew.-Teile
3,5 Gew.-Teile
4 Gew.-Teile
7 Gew.-Teile
7 Gew.-Teile
28,5 Gew.-Teile
2,5 Gew.-Teile
2,5 Gew.-Teile
5 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
9 Gew.-Teile
14.4 Gew.-Teile
4 Gew.-Teile
4 Gew.-Teile
16.5 Gew.-Teile
43,1 Gew.-Teile
43,1 Gew.-Teile
4 Gew.-Teile
36,1 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
Ziehrolie 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 Kunststofftape'e wurden kreisförmige Muster mit
einem Durchmesser von etwa 50,8 mm während der 1-miniitigen 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 Musier 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.
3. Das zu der vorstehenden Prüfung eingesetzte expandierbare Kunststoffmaterial wurde nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren mit einem Lack, der die folgenden Bestandteile aufwies, beschichtet:
Acrylharz
Titandioxyd
Äthylacetat
Methyläthylketon
Oxitolacetat
Toluol
8 Gew.-Teile
37 Gew.-Teile
37 Gew.-Teile
4 Gew.-Teile
39 Gew.-Teile
12 Gew.-Teile
43 Gew.-Teile
39 Gew.-Teile
12 Gew.-Teile
43 Gew.-Teile
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 Testmuster 50 Umdrehungen durchgeführt, während dieses mit dem Gegenmuster in
Berührung stand. Nach Beendigung des Versuches wurde festgestellt, daß die Drucktinte nicht von der
jo 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
4n 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 behandelte Muster wurde ebenfalls 24 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet
ίο 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 Ein-
bo wanderung 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 (4)
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 die nicht in Kontakt mit dem Kicker befindlichen Bsreiche 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
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als organisches Lösungsmittel
einen aliphatischen oder alicyclischen Äther, einen Ester, einen Glykolester, ein aliphatisches oder
acyclisches Keton, insbesondere Methylethylketon 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 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Lack verwendet, der ein
Mattierungsmittel enthält.
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