DE2856391B2

DE2856391B2 - Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines mehrschichtigen gemusterten und strukturierten Belages

Info

Publication number: DE2856391B2
Application number: DE2856391A
Authority: DE
Inventors: Alexander Hoever; Dieter Dipl.-Chem. Dr. Scharff; Manfred Dipl.-Chem. Dr. 5216 Niederkassel Simon; Christian 5206 Neunkirchen Treutler; Rolf 5210 Troisdorf Ziegler
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1978-12-27
Filing date: 1978-12-27
Publication date: 1980-10-23
Also published as: DE2856391A1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines mehrschichtigen gemusterten und strukturierten Belages mit einem gegebenenfalls mit einem Dekordruck versehenen Trägerbelag und einer hierauf mittels einer Siebdruckschablone aufgebrachten Nutzschicht mit strukturierter Oberfläche aus einer streich- und gelierfähigen Kunststoffpaste, die anschließend ausgeliert wird.

Bei Belägen aus Kunststoffen für Fußböden und Wände wird vielfach eine strukturierte Oberfläche angestrebt, die einerseits der Dekoration, andererseits Gebrauchszwecken dient. Die bekannteste Art der Herstellung strukturierter Oberflächen ist das nachträgliche Prägen der Oberfläche mittels Prägewalzen. Diese allgemein bekannte Prägetechnik weist jedoch eine Reihe von Nachteilen auf, z. B. können Bodenbeläge mit ⁵"> Schaumstoffunterlagen infolge ihrer Empfindlichkeit gegenüber Druck- und Temperatureinflüssen nur mit verhältnismäßig flachen Prägestrukturen versehen werden. Bei einer kontinuierlichen Prägung mittels Walzen wird die Belagware einer unerwünschten Zugbeanspruchung ausgesetzt, die zu nachträglichen Schrumpfungen führt und damit die Dimensionsstabilität der Belagware in Frage stellt.

Eine andere Technik zum Herstellen strukturierter Oberflächen bedient sich einer zusätzlichen diskontinuierlichen Zwischenschicht zum Erzielen von Hoch/Tiefstrukturen. Zahlreiche dieser Techniken nebst ihren Nachteilen sind in der DE-OS 23 26 518 beschrieben.

Darüber hinaus ist aus der DE-OS 23 26 518 und aus der DE-OS 24 19 362 ein Verfahren zum Herstellen eines mehrschichtigen Belages mit strukturierter Oberfläche bekannt, bei dem eine diskontinuierliche Zwischenschicht, d.h. also eine nur teilflächig aufgebrachte Zwischenschicht gleichmäßiger Struktur, d. h. gleichmäßig auf einen Träger aufgebracht und anschließend mit einer durchgehenden Nutzschicht gleicher Dicke abgedeckt wird. Die diskontinuierliche Zwischenschicht wird hierbei im Siebdruckverfahren mit entsprechenden Unterbrechungen jedoch gleichmäßiger Schichtdicke aufgetragen. Bei diesen bekannten Verfahren ist also auch ein zusätzlicher Arbeitsgang, nämlich Auftragen der diskontinuierlichen Zwischenschicht, erforderlich, um die gewünschte Reliefstruktur der Oberfläche zu erzielen. Darüber hinaus findet beim nachträglichen Aufbringen und haftfesten Verbinden der durchgehenden Nutzschicht eine gewisse Einebnung der Struktur der Zwischenschicht statt, so daß stark profilierte Prägungen nach diesem Verfahren nicht herstellbar sind.

Weiterhin ist es beispielsweise aus DE-OS 24 49 567 und DE-OS 24 38 486 bekannt, reliefartige Oberflächenstrukturen durch Auftragen einer Schicht eines fließfähigen und erhärtenden Stoffes mittels einer durchlässigen Schablone herzustellen. Hierbei werden jeweils Schablonen benutzt, deren Durchlässe gleichartig, d. h. von gleicher Größe sind, d. h. sie zeichnen sich durch eine einheitliche Mesh- bzw. Rastereinteilung mit einheitlicher Durchlaßgröße auf. Die mit diesen Verfahren herstellbaren Reliefstrukturen weisen daher jeweils eine einheitliche Dicke des Reliefs auf.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung strukturierter mehrschichtiger Beläge unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Techniken zu schaffen, das möglichst einfach durchzuführen ist und mit den Reliefstrukturen unterschiedlicher Dicke in einem einzigen Arbeitsgang in kontinuierlicher Arbeitsweise herstellbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren löst diese Aufgabe dadurch, daß die Nutzschicht gleichzeitig nebeneinander in unterschiedlichen Dicken zur Erzielung der gewünschten Hoch/Tiefstruktur mittels einer einzigen Siebdruckschablone mit unterschiedlicher Siebstruktur, enthaltend unterschiedliche Rastereinteilungen, aufgetragen wird.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird es ermöglicht, in kontinuierlicher λrbeitsweise die Nutzschicht einschließlich ihrer Oberflächenprägung in einem Arbeitsgang aufzutragen, wobei nebeneinander dünne als auch dickere Schichten in dem gewünschten Relief (Muster) erzeugt werden. Der Auftrag der strukturierten Nutzschicht kann über Rotationssiebdruckmaschinen erfolgen, die erfindungsgemäß mit Siebdruckschablonen mit unterschiedlichen Mesheinteilungen ausgerüstet sind.

Die verwendeten Siebdruckschablonen werden vorzugsweise nach dem Galvanoverfahren hergestellt. Siebdruckschablonen werden durch ihr Raster, d. h. die Anzahl der Durchlässe je cm charakterisiert, wobei bei gleichem Raster unterschiedliche Durchlaßgrößen möglich sind. In der Zeichnung in Fig.4 sind Raster und Durchlaßöffnung für Siebdruckschablonen schematisch erläutert. In den Varianten der Siebdruckschablonen A, B und C ist jeweils das gleiche Raster, d. h. die gleiche Anzahl von Durchlässen je cm vorgesehen, d. h. die Anzahl der Durchlässe 9A, 9ß, 9C ist in den Beispielen A, B und C konstant. Hingegen ist in den drei gezeigten

Ausführungsbeispielen die Größe a der Durchlässe 9/4, 9B und 9C verschieden, daraus resultiert daß auch der den Steg 52a, 126,12c bildende Abstand der Durchlässe voneinander, die sogenannte Stegbreite b entsprechend variiert, d.h. je größer die Durchlaßöffnung, desto kleiner die Stegbreite bei gleichem Raster. Bei gleichem Raster können also verschieden große offene Siebflächen und damit Durchlaßflächen vorliegen, wodurch die Durchlaßmenge entsprechend eingestellt werden kann.

Bei dem "irfindungsgemäßen Verfahren werden nun Siebdruckschablonen eingesetzt, die je cm Durchlässe unterschiedlicher Größe aufweisen, d.h., das Raster wird für unterschiedliche Auftragsdicken verändert Bevorzugt sind die Siebdruckschablonen für das erfindungsgemäße Verfahren so ausgebildet daß je kleiner der Durchlaß, desto geringer auch die Stegdicke der die Durchlässe voneinander trennenden Stege. Die füi das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Nutzschichten aus streichfähigen Kun^lstoffpasten für Boden- oder Wandbeläge einzusetzenden Siebdruckschablonen enthalten unterschiedlich große Durchlässe von 2 bis 40 Duichlässe/cm, vorzugsweise von 4 bis 20 Durchlässe/cm. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, durchgehende Schichten mit einer variablen Dicke von vorzugsweise 0,1 bis 0,5 mm aufgetragen werden. Die auf diese Weise ermöglichte vorteilhafte Anreicherung nutzschichtbildender Paste an hochbeanspruchten Stellen sowie die geringere Anreicherung an weniger beanspruchten Stellen führt darüber hinaus zu Kosteneinsparungen infolge Materialeinsparungen für entsprechende Produkte, wie z. B. Bodenbeläge. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist also eine wirtschaftliche Herstellung sowohl von Dekorationszwecken dienenden Reliefs als auch Erfüllung von Gebrauchsanforderungen ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zum Herstellen von an der Oberfläche strukturierten Belägen sowohl mit einem kompakten Unterbau aus Kunststoffen als auch mit einem Unterbau aus Schaumkunststof- «o fen angewendet werden, ohne daß sich letztere nachteilig auf die Prägestruktur auswirken. Für den erfindungsgemäß herzustellenden mehrschichtigen Belag kann der Trägerbelag vorgefertigt sein, und zwar wiederum ein- oder mehrschichtig aus kompakten Kunststoff oder Schaumkunststoff, gegebenenfalls mit verstärkenden textlien Einlagen aus Glas- oder Synthesefaser ala Vliese bzw. Gewebe. Die Oberseite des Trägerbelages kann mit einem Dessin, z. B. im Kupfer-Tief-Druckverfahren, bedruckt sein, wobei es dann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist, die strukturierte Nutzschicht zu einem vorgegebenen Rapportmuster mit einer entsprechenden Rapportstruktur deckungsgleich zu versehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in der Zeichnung an Ausführungsbeispielen dargestellt und wird anhand dieser näher erläutert. Es zeigen

F i g. 1 und 2 mehrschichtige Bodenbeläge unterschiedlichen Aufbaus im Querschnitt auszugsweise,

F i g. 3 und 5 den Aufbau von Siebdruckschablonen bo für das erfindungsgemäße Verfahren,

Fig.4 prinzipielle Rastereinteilung von Siebdruckschablonen und

F i g. 6 den schematischen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen strukturierter mehrschichtiger Beläge.

In der Fig 1 ist im Querschnitt ein mehrschichtiger Fußbodenbelag dargestellt, der aus einer Unterschicht 1 aus Schaumstoff, beispielsweise mechanisch oder chemisch getriebenem weichmacherhaltigem Polyvinylchlorid-Schaum besteht einer auf die Schaumstoffschicht 1 eingelegten Verstärkung 2, z. B. ein Glasfaservlies oder -gewebe, einer kompakten Zwischenschicht 3 aus thermoplastischem Kunststoff, z. B. Weich-PVC mit üblichen Zusatzstoffen. Die Zwischenschicht 3 ist bedruckbar und beispielsweise im Kupfer-Tiefdruck-Verfahren mit dem Muster 4 versehen. Die Nutzschicht 5 ist mit den Erhebungen 7 und Vertiefungen 6 strukturiert und besteht beispielsweise aus transparentem Weich-PVC mit entsprechenden Zusatzstoffen. Die Nutzschicht 5 ist hierbei erfindungsgemäß im Siebdruckverfahren auf den Trägerbelag aus den Schichten 1 bis 4 aufgebracht Die Nutzschicht 5 wird hierbei als Plastisol mit einer entsprechenden Siebdruckschablone in unterschiedlicher Dicke, Vertiefungen 6 beispielsweise in einer Dicke von 0,1 bis 0,2 mm und Erhebungen 7 in einer Dicke von 03 bis 0,5 mm rapportgenau zu dem Druckmuster 4 aufgetragen. Bei der Struktur der Nutzschicht 5 kann es sich beispielsweise um eine Kachelstruktur mit rechtwinklig zueinander verlaufenden Fugen, siehe Vertiefungen 6, handeln.

Der ebenfalls als Bodenbelag vorgesehene mehrschichtige Belag nach F i g. 2 weist eine Unterschicht 1 aus kompaktem thermoplastischen Kunststoff und eine Zwischenschicht 3 ebenfalls aus kompaktem thermoplastischen Kunststoff mit eingelegter Verstärkung 2 z. B. Glasfaservlies auf. Der aus den Schichten 1, 2 und 3 gebildete mehrschichtige Trägerbelag ist mit der profilierten Nutzschicht 5 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren versehen, wobei die profilierte Nutzschicht 5 ein Noppendessin aufweist. Für die Nutzschicht 5 wird ebenfalls ein kompaktes, abriebfestes Weich-PVC-Plastisol eingesetzt. Die zum Herstellen des Noppendessins nach F i g. 2 für die Nutzschicht 5 erforderliche Siebdruckschablone ist schematisch in der Fig.5 in Aufsicht dargestellt Es handelt sich hierbei um eine im Galvanoverfahren hergestellte Siebdruckschablone, die mit den Noppen entsprechenden mit Durchlässen ausgerüsteten Bereichen 17 ausgestattet ist. Die Bereiche 17 sind nun entsprechend der gewünschten Noppenform mit Durchlässen 10,11 und 15 unterschiedlicher Größe ausgerüstet. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die Noppen 7 in gleichmäßig abgerundeter Form kontinuierlich, reproduzierbar und rapportgenau herzustellen. Die Durchlässe 10,11 und 15 können beispielsweise Größen von 4, 8 und 11 je cm aufweisen.

In der F i g. 3 ist ein Ausschnitt aus einer Siebdruckschablone nach dem erfind-ngsgemäßen Verfahren dargestellt, mit der durchgehende hoch/tief-strukturierte Nutzschichten 5 mit einem Reliefmuster hergestellt werden können. Hierbei sind Durchlässe unterschiedlicher Größe 10, 11 und 15 zu einem Raster je cm zusammengefügt, deren Stege 13, 14 und 16 mit abnehmender Durchlaßgröße ebenfalls in ihrer Dicke abnehmen. Zum Herstellen von Nutzschichten für Beläge aus Weich-PVC-Plastisolen können beispielsweise verschieden große Durchlässe in einer erfindungsgemäß ausgestatteten Siebdruckschablone in folgenden Kombinationen wie 4/8 und 11 Durchlässe/cin oder 7/11 und 16 Durchlässe'cm und 6/8 und 10 Durchlässe/cm bei Stegdicken zwischen 0,1 und 0,4 mm mit Erfolg angewendet werden. Um beispielsweise durchgehende Fugen 6, wie in F i g. 1 gezeigt, zu erzeugen, wäre bei der in der Fig.3 gezeigten Siebdruckschablone eine entsprechende Anordnung

von Durchlässen 11 für die Fugengestalt vorzusehen.

In dem nachfolgenden Beispiel wird die Herstellung eines Belages nach F i g. 1 unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielhaft beschrieben.

Zunächst wird die Verstärkungseinlage 2, beispielsweise in Asbestfilm oder ein Glasfaservlies auf der Oberseite mit der kompakten und bedruckbaren Zwischenschicht 3, beispielsweise in einer Stärke von 0,5 mm, das entspricht einem Auftrag von 750 g/m² aus streichfähiger Kunststoffmasse und auf der Rückseite mit der Unterschicht 1 z. B. aus einer streichfähigen Schaumstoffpaste in einer Dicke von 1,3 mm, das entspricht einem Auftrag von ca. 700 g/m², beschichtet. Für die Zwischenschicht 3 wird beispielsweise ein Weich-PVC folgender Zusammensetzung verwendet:

Gew.-Teile

Verp astbares E-PVC, K-Wert 68	196,0
Butylbenzylphthalat	157,0
epoxid. Sojabohnenöl	5,0
Kreide	220,0
Stabilisatoren	2,5
Farbmittel	10,0

Die Zwischenschicht wird über Reverse-Roll-Coater auf einer Stahlbandanlage aufgetragen und in die noch nasse Weich-PVC-Paste wird über eine Kaschierstation das Glasfaservlies als Verstärkung 2, beispielsweise mit einem Flächengewicht von 50 g/m² eingelegt und anschließend beim Durchlaufen durch einen Gelierkanal bei einer Kanaltemperatur von etwa 180° C angeliert und nachfolgend gekühlt Daran schließt sich eine zweite Auftragsstation ebenfalls Reverse-Roll-Coater an, wo auf die andere Seite des Glasvlieses die Schaumstoffunterschicht 1 aus einem chemisch getriebenen Schaumstoff aufgetragen wird. Für die Zusammensetzung der Unterschicht wird beispielsweise folgender Ansatz verwendet:

Gew.-Teile

Verpastbares E-PVC, K-Wert 68	225,0
Weichmacher, z. B. Dioctylphthalat	145,0
Azodicarbonamid	5,0
Kreide	125,0
Titandioxyd	11,0
epoxid. Sojabohnenöl	10,0
Zinkoxid	6,0

Nachfolgend wird die aufgetragene Schaumstoffschicht in einem weiteren Gelierkanal bei einer Temperatur von etwa 180° C zum Expandieren und Ausgelieren gebracht Nachfolgend wird die aus den Schichten 1, 2 und 3 bestehende Trägerschicht 20 abgekühlt Die Dessinierung und das Aufbringen der Nutzschicht auf die Trägerschicht 20 kann sich direkt anschließen oder aber auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen. Das Schema einer Dessinierungs- und Strukturierungsanlage gemäß der Erfindung ist in der Fig.6 schematisch dargestellt Die vorangehend beschriebene und hergestellte Trägerschicht 20 wird über Umlenkrollen 22 und Führungsrollen einer heliographischen Druckanlage 21 zugeführt, wo das gewünschte Druckmuster 4 auf die Zwischenschicht 3 mittels aus Copolymeren des Polyvinylchlorids in ketonhaltigen Lösungsmitteln gelösten Farben, die mit mineralischen und/oder organischen Farbmitteln pigmentiert sind, bedruckt wird. Über weitere Führungsrollen wird dann die bedruckte Trägerschicht 20 der Siebdruckeinrichtung 23 zugeführt Der Mantel des Siebdruckzylinders ist mit den entsprechend ausgebildeten Siebdruckschablonen 8 bestückt Im Inneren der Siebdruckeinrichtung 23 wird die fließfähige Masse zur Bildung der Nutzschicht 5 zugeführt und in bekannter Weise mittels eines nicht näher dargestellten Rollenabstreifers durch die Siebdruckschablone 8 gedrückt. Es ist mit der gezeigten Anlage möglich, rapportgenau zu den mit der Einrichtung 21 gedruckten Muster mit der Siebdruckeinrichtung 23 ein Reliefmuster aufzubringen. Für die im Siebdruckverfahren aufzubringende Kunststoffmasse für die Nutzschicht 5 kommen insbesondere streichfähige und gelierfähige Kunststoffmassen, vorzugsweise auf Weich-PVC-Basis in Frage. In dem erläuterten Beispiel wird beispielsweise ein Weich-PVC-Plastisol in transparenter Ausführung folgender Zusammensetzung verwendet:

Verpastbares E-PVC, K-Wert 68
Butylbenzylphthalat
epoxid. Sojabohnenöl
Stabilisator

Gew.-Teile

70,0
30,0

2,0

1,0

j5 Mit der Siebdruckeinrichtung 23 und den entsprechenden Schablonen wird die profilierte Nutzschicht 5 in einem einzigen Arbeitsschritt aufgebracht und rapport getreu strukturiert Die Menge der für die Nutzschicht aufgebrachten transparenten Kunststoff-

4« masse schwankt bei dem gezeigten Beispiel zwischen 150 und 500 g/m², was einer Dicke der Nutzschichl zwischen 0,10 bis 0,40 mm entspricht Die durch Siebdruck aufgetragene Nutzschicht 5 wird anschließend in den Gelierkanal 24 geführt und dort bei einer Temperatur von etwa 170°C geliert, anschließend abgekühlt und der fertige Belag aufgerollt

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufbringen einer strukturierten Nutzschicht, wobei Aufbringen der Nutzschicht und Strukturierung einen einzigen Arbeitsgang darstellen, kann auch auf andere als im Streichverfahren hergestellte Trägerschichten 20 angewendet werden. Das Aufbringen der Nutzschicht 5 hingegen im Siebdruckverfahren ist an den Einsatz streichfähiger und gelierfähiger Kunststoffpasten gebunden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen eines mehrschichtigen gemusterten und strukturierten Belages mit einem gegebenenfalls mit einem Dekordruck versehenen Trägerbelag und einer hierauf mittels einer Siebdruckschablone aufgebrachten Nutzschicht mit strukturierter Oberfläche aus einer streich- und gelierfähigen Kunststoffpaste, die anschließend ausgeliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutzschicht gleichzeitig nebeneinander in unterschiedlichen Dicken zur Erzielung der gewünschten Hoch/Tiefstruktur mittels einer einzigen Siebdruckschablone mit unter- '⁵ schiedlicher Siebstruktur, enthaltend unterschiedliche Rasteneinteilungen, aufgetragen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit mindestens drei unterschiedlichen Größen von Durchlässen/cm ausgebildete Siebdruckschablonen, wobei unterschiedliche Anzahlen von Durchlässen von 2 bis 40 Durchlässe/cm vorgesehen sind, angewendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Siebdruckschablonen mit 4 bis 20 2s Durchlässe/cm vorgesehen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durchgehende Nutzschichten mit unterschiedlichen Dicken im Bereich von etwa 0,1 bis 0,5 mm in einem Arbeitsschritt aufgetragen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß streich- und gelierfähige Kunststoffpasten auf Basis Weich-PVC aufgetragen werden.