DE3138055C2

DE3138055C2 - Dekoratives Flächenbelagsmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE3138055C2
Application number: DE3138055A
Authority: DE
Inventors: Erfinder Wird Nachtraeglich Benannt Der
Original assignee: Armstrong World Industries Inc
Current assignee: Armstrong World Industries Inc
Priority date: 1980-11-14
Filing date: 1981-09-24
Publication date: 1985-04-04
Also published as: GB2087447B; NO156095C; NO156095B; NL8103830A; LU83638A1; FR2494191A1; GB2087447A; JPS5789057A; NO812618L; BE890339A; DK504381A; AU522299B2; FR2494191B1; DE3138055A1; US4303716A; SE8105560L

Abstract

Ein Material, welches als dekorativer Oberflächenbelag für Fußbodenbeläge, Möbel, Wände, Decken, Auskleidungen u.dgl. verwendet wird, wird dadurch hergestellt, daß eine Vielzahl von Fasern in einem lichtdurchlässigen Bindemittel fluchtend ausgerichtet und eingebettet wird, das Bindemittel gehärtet und danach einer Spannung unterworfen wird, die derart ausgeübt wird, daß dadurch fluchtend ausgerichtete Lufttaschen längs der Oberfläche von wenigstens einigen Fasern erzeugt werden. Das auf diese Weise hergestellte Material hat gewöhnlich die Form einer Folie, einer Bahn oder einer Platte.

Description

Die Erfindung betrifft ein dekoratives Flächenbelagsmaterial nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2 bzw. 3.

Oberflächenbeläge und insbesondere elastische Fußbodenbeläge werden vom Verbraucher in weitem Umfang nach dem Aussehen, der Dauerhaftigkeit, der einfachen Instandhaltung und nach den Kosten ausgewählt. Verbraucherseitig wird neuerdings nicht mehr auf bearbeitete Holzfußböden zurückgegriffen, vielmehr werden aus wirtschaftlichen Gründen und aus Gründen der einfachen Instandhaltung synthetische elastische Fußböden verwendet. Wegen der Schönheit eines oberflächenbehundelten Holzbodens hat man jedoch vielseitige Anstrengungen unternommen, um eine Anzahl der einzigartigen und erwünschten optischen Eigenschaften von Holz bei elastischen Fußbodenbelägen zu imitieren. Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung einer imitierten Holzmaserung besteht darin, ein Holzmaserungsmuster photographisch zu reproduzieren und auf eine geeignete Basisfläche aufzubringen. Bekannt ist weiterhin, ein Holzmaserungsmuster durch Aufdruck- oder Graviereinrichtungen, beispielsweise durch Heißprägen von Folien und durch Bedrucken mittels Walzen und Rotationssiebdruck oder mittels Wärmeübertragungseinrichtungen aufzubringen. Solche Flächenbeläge lassen auch schon beim flüchtigen Betrachten die Holzimitation unverändert erkennen. Es fehlen ihnen viele der einzigartigen und erwünschten optischen Effekte von Holz. Solche optischen Effekte werden hauptsachlich durch die physikalische Struktur und die Oberflächeneigenschaften von echtem Holz verursacht, die durch Drucken oder mittels photographischer Einrichtungen allein nicht reproduziert werden können. So haben insbesondere viele oberflächenbehandelte Holzprodukte optische Eigenschaften, die sich in bezug auf den Betrachter mit dem Lichteinfallswinkel auf die Holzoberfläche ändern. Dieser optische Effekt, der manchmal

ίο auch als Richtungseffekt bezeichnet wird, wird erkennbar durch die Flächentransformation, wenn sie mit hellen bis zu dunklen Schatten und umgekehrt betrachtet wird, wenn der Beleuchtungseinfallswinkel und/oder der Betrachtungswinkel geändert werden. Zusätzlich zu diesem optischen Effekt ist es erwünscht, synthetische Oberflächen herzustellen, die einen Schimmer oder Glanz und auch auf glatten Oberflächen ür<rn nicht durch die Oberfläche bedingten dreidimensionalen Textureffeki aufweisen. Derartige Effekte sind schwierig in einem aufgedruckten Muster oder einem photographisch reproduzierten Muster zu duplizieren.. Meistens ist dies gar nicht möglich.

Bekannt ist bereits ein Flächenbelagsmaterial, mit dem sich eine Vielzahl der natürlichen Eigenschaften von Holz dadurch imitieren lassen, daß Metallfasern oder Hohlfasern aus einem transluzenten Material in ein lichtdurchlässiges Trägermaterial in unidirektionaler Ausrichtung oberflächennah eingebettet werden (DE-OS 30 39 896).

Bekannt ist außerdem, ein bahnförmiges Dekorationsmaterial mit der geschmeidigen Struktur von natürlichem Holz dadurch herzustellen, daß auf ein ebenes dünnes Grundmaterial verdrillte Garne in einer Richtung ausgerichtet aufgebracht und mit dem Grundmaterial sowie untereinander verbunden werden (DE-OS 29 33 846). Der auf diese Weise erreichte Textureffekt kann jedoch nicht als Imitation der natürlichem Holz zuzuordnenden Eigenschaften angesehen werden.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe be-

steht darin, das dekorative Flächenbelagsmaterial der eingangs genannten Art sowie das Verfahren zu seiner Herstellung so auszugestalten, daß die Imitation der natürlichem Holz zuzuordnenden Eigenschaften weiter verbessert wird.

Diese Aufgabe wird mit der im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahme produktförmig und mit den im Kennzeichen der Ansprüche 2 und 3 angegebenen Maßnahmen verfahrensmäßig gelöst, wobei im Anspruch 4 eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens angegeben ist

Duich den Einschluß der fluchtend ausgerichteten Lufttaschen oder Hohlräume, die längs der Oberfläche der Fasern positioniert sind, auf wenigstens einem Teil der dekorativen Oberfläche, werden Reflexionslicht-Streueigenschaften des Holzfaserlumens imitiert, wodurch das Flächenbelagsmaterial den gewünschten Richtungseffekt erhält, was ein einzigartiges, ästhetisch anziehendes funktionelles plastisches Material ergibt, das beispielsweise als Belagmaterial für Fußböden, Möbei und Auskleidungen verwendet werden kann.

Die erfindungsgemäßen dekorativen Oberflächenbelagsmaterialien werden dadurch hergestellt, daß eine Vielzahl von nicht hohlen Fasern in einem flexiblen transluzenten bzw. lichtdurchlässigen Bindemittel oder Medium fluchtend ausgerichtet eingebettet werden. Die Fasern sind in einer einzigen Schicht unidirektional ausgerichtet, haben also keine willkürliche Orientierung. Das Bindemittel wird dann gehärtet und danach einer

ausreichenden Spannung oder einem ausreichenden Druck unterworfen, der derart ausgeübt wird, daß dadurch unidirektional fluchtend ausgerichtete Lufttaschen oder Hohlräume erzeugt werden, die individuell zwischen der Faseroberfläche und dem Bindemittel angeordnet sind. Vorzugsweise wird die Spannung oder der Druck senkrecht zu den horizontalen Achsen der Fasern ausgeübt. Zur Erzielung von verschiedenartigen optischen Effekten wird der horizontal aufgebrachte Druck nur auf ausgewählte Bereiche des Bindemittels ausgeübt, um dadurch fluchtend ausgerichtete Lufttaschen angrenzend an die Oberfläche jener Fasern zu schaffen, die sich direkt unter dem Bereich befinden, auf den der Druck ausgeübt wird.

Das so gebildete Material ist ein massives lichtdurchlässiges Substrat mit einer inneren und einer äußeren Oberfläche, das insgesamt die Form einer Folie, Bahn oder einer Platte hat Das Material kann ohne Modifizierung benutzt werden. Alternativ kann ein dekoratives Muster auf e»»ie Oberfläche des Materials aufgebracht werden. Die Materialien nach der Erfindung werden auf eine zu bedeckende Oberfläche aufgebracht, beispielsweise unter Verwendung von Wärme und Druck oder unter Verwendung eines üblichen Klebstoffs.

Für die erfindungsgemäßen Zwecke geeignete Fasern können aus anorganischen Materialien, wie Glas, Quartz und Polymeren, wie Polyestern, Polypropylen, Polyvinylalkohol, Polyamiden (Nylon) und dergleichen hergestellt werden. Wirksame Effekte ergeben sich, wenn die Fasern aus einem farblosen lichtdurchlässigen Material bestehen, welches einen Li htbrechungsindex (bezogen auf Luft) hat, der zu d*;m Lichtbrechungsindex des Bindemittels ähnlich oder identist ist Im Idealfall sind die eingebetteten Fasern im Bindemittel nahezu unsichtbar. Der Ausdruck »Faser« bezieht sich sowohl auf Einzelfasern als auch auf Fasergarn. Geeignete Fasern sind im Handel erhältlich, beispielsweise ein Fasergarn aus Polyamid-66 (Antron, DuPont), welches ein Kondensationsprodukt aus Adipinsäure und Hexamethylendiamin ist. Andere geeignete Materialien sind Polyesterfasern (Dacon 774,772, DuPont).

Die erfindungsgemäß verwendeten einzelnen Fasern sind massive Fasern, also Vollfasern. Die Fasern und das Fasergarn haben übliche Formen, d. h. sie sind im Querschnitt beispielsweise kreisförmig, dreiblättrig, vierblättrig, oval, insgesamt rechteckig mit abgerundeten Ecken oder haben andere Formen, in welchen solche Fasern und Fasergarne üblicherweise hergestellt werden. Der Durchmesser der Fasern liegt vorzugsweise im so Bereich von etwa 0,01 bis 3,2 mm. Die minimale Länge der Fasern sollte bei etwa 0,25 mm liegen, die maximale Länge der Fasern ist nicht wesentlich, sie können durchlaufend sein, d. h. sich über die Länge des fertigen Belags erstrecken oder einen einzigen Strang über dem gesamten Material bilden.

Das Bindemittel oder Medium, in welchem die Fasern eingebettet sind, sollte ein Material sein, das wenigstens ausreichend transluzent bzw. lichtdurchlässig ist, so daß das Licht durch das Bindemittel frei hindurchgehen kann und keine Beeinträchtigung der lichtstreuenden Eigenschaften der fluchtend ausgerichteten Hohlräume vorhanden ist. Unter transluzenten Materialien sind auch als Medium zum Einbetten der Fasern verwendbare transparente und halbtransparente Materialien zu verstehen. Beste Ergebnisse erhält man, wenn der Brechungsindex des Mediums in einem Bereich von etwa 1,4 bis 1,6, bezogen auf den Brechungsindex von Luft, liegt Das Medium kann aus fließfähigen thermoplastischen Materialien, wie plastifizierten Polyvinylchloridharzen, Mischpolymeren aus Vinylchlorid und Vinylazetat oder Polyvinylidenchlorid und aus Polyolefinen, wie Polyäthylen und Polypropylen sowie aus Polyurethanharzen bestehen, die, wenn sie geschmolzen und erhärtet sind, ein flexibles Bindemittel ergeben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden vorzugsweise, wie vorstehend beschrieben, die Fasern zuerst in einer unidirektionalen Ausrichtung in dem Körper der Grundmasse angeordnet Die Fasern sollten insgesamt ausreichend nahe an der Oberfläche der Grundmasse liegen, so daß die lichtstreuenden Eigenschaften der fluchtend ausgerichteten Hohlräume erkennbar sind, weiche angrenzend an die Fasern positioniert sind.

Für besonders gute Ergebnisse werden die Fasern vorzugsweise in einer Konzentration von etwa 3 bis 550 g/m² der Außenfläche des Oberflächenbelagmaterials verwendet Die optimale zu verwendende Konzentration hängt von Variablen ab, wie dem Transparenzgrad des Bindemitteis und dem vom Hersteller gewünschten optischen Effekt.

Eine bevorzugte Methode zur Erzeugung der fluchtend ausgerichteten Lufttaschen in dem Bindemittel besteht darin, daß, wenn das Bindemittel gehärtet ist in einer Richtung senkrepht zu den horizontalen Achsen der Fasern, eine ausreichend hohe Spannung oder ein ausreichend hoher Druck auf das Bindemittel ausgeübt wird, um das Bindemittel von den Fasern wegzuziehen, die sich direkt unter der Stelle befinden, auf die der Druck ausgeübt wird, wodurch insgesamt rohrförmige Lufttaschen längs wenigstens eines Teils des Oberflächenbereichs der Fasern geschaffen werden, die in Kontakt mit dem Bindemittel stehen, d. h. zwischen dem Bindemittel und den Fasern. Ein bevorzugtes Verfahren zum Aufbringen der Spannung oder des Drucks besteht in der Aufbringung in einer Richtung senkrecht zur horizontalen Achse der Fasern.

Bei einer speziellen Methode zum Aufbringen des Drucks auf das Bindemittel wird eine Prägeplatte mit ausreichendem Druck benutzt, um dadurch die fluchtend ausgerichteten Lufttaschen nur in den Bereichen zu erzeugen, wo dieser Effekt erwünscht ist Das besondere nach diesem Verfahren erzielte Merkmal besteht darin, daß das Material in spezifizierten Bereichen transluzent ist und in den Prägebereichen die erwünschten erwähnten optischen Eigenschaften hat, wodurch die Anzahl der dem Hersteller zur Verfügung stehenden potentiellen optischen Effekte weitgehend gesteigert wird. Wenn ein flaches, glattes Material erwünscht ist, können die geprägten Flächen flachgedrückt werden. Bei diesem Vorgang muß dafür gesorgt werden, daß bei diesem Flachdrücken nicht mehr Druck als beim Prägen ausgeübt wird, da ein übermäßiger Druck bei diesem zweiten Schritt sonst einige der fluchtend ausgerichteten Lufttaschen schließen könnte, die bei dem Prägeschritt erzeugt worden sind.

Ein anderes Verfahren zur Erzeugung der fluchtend ausgerichteten Hohlräume besteht darin, die Fasern an der Oberfläche mit einer kleinen Menge eines Blähmittels zu beschichten, beispielsweise mit einem Azo-Bis-Formamid, ehe die Fasern in die Grundmasse eingebettet werden. Das Blähmittel wird bei erhöhten Temperaturen wirksam, entweder während des Härtens des Bindemittels oder nachdem das Bindemittel ausgehärtet hat. Das durch das Blähmittel erzeugte Gas erzeugt einen rohrförmigen Hohlraum längs der horizontalen Achsen der Fasern.

Falls erwünscht, kann ein Dekormuster auf das Material in beliebiger Weise entweder vor oder nach der Herstellung der fluchtend ausgerichteten Hohlräume aufgebracht werden. Dies kann beispielsweise durch direktes Bedrucken oder durch Wärmelransfermethoden erzielt werden. Das Dekormuster kann auch auf die eine Seite einer dünnen transparenten Schutzschicht oder Trittschicht aufgebracht werden, die dann durch Druck oder Wärme auf die Außenseite des Materials aufgebracht wird. Bei diesen Verwendungen darf der zum Aufbringen der Schutzschicht auf das Materia! verwendete Druck nicht größer sein als der Druck, der zur Erzeugung der Lufttaschen längs der Oberfläche der Fasern erforderlich ist. Die dünne Schutzschicht oder Trittschicht kann aus einem Polyvinylchloridfilm bestehen.

Die vorstehend erwähnte Innenfläche oder Innenseite des Materials bezieht sich auf die Oberfläche, die dem Material zugewandt ist, auf welches es aufgebracht wird. Unter der äußeren Oberfläche oder Außenseite ist die Oberfläche des Materials zu verstehen, die vom zu bedeckenden Material abgewandet ist. Wenn ein Dekormuster auf die Außenseite des Materials aufgebracht wird, so ist dieses Muster soweit setnitransparent, daß die einzigartigen optischen Effekte, wie die Lichtstreuqualitäten der ausgerichteten Hohlräume nicht verdeckt werden.

Bei einer weiteren Ausführung kann das Dekormuster direkt auf das zu bedeckende Material aufgebracht werden, wonach das Oberflächenbelagsmaterial auf die Oberseite des Dekormusters aufgebracht wird. Gewünschtenfalls kann dann ein zusätzliches Dekormusteauf die Außenseite des Oberflächenbelagsmaterials aufgebracht werden.

Die Erfindung wird anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Ein Poly^mid-66-Garn (Antron, DuPont) wird um eine Metallplatte mit den Abmessungen 23 χ 23 cm so gelegt, daß die Garne parallel fluchtend zueinander ausgerichtet sind. Dabei befindet sich jeweils ein Garn auf etwa 2 mm Breite. Das Garn liegt in einer Stärke von einer Lage. Das Garn hat 83 Polyamid-66-Fasern mit 15 Denier per Faden. Die Fasern hsben einen dreiblättrigen Querschnitt und sind durchgehend. Auf das um die Platte gelegte Garn wird ein Vinylplastisol-Bindemittel derart aufgebracht, daß das Garn ausreichend beschichtet ist, um eine glatte Bahn nach dem Härten zu bilden. Das Bindemittel wird eine Minute lang unter einem Druck von 7 bar und einer Temperatur von 165° C gehärtet Unter Konstanthalten der Temperatur wird der Druck drei Minuten lang auf 56 bar erhöht, wonach die Probe gehärtet hl. Das erhaltene glatte, nahezu transparente Material hat nach dem Abschneiden von der Platte eine Stärke von 0,6 mm. Auf das Material wird dann mittels einer Prägeplatte ein Putzlinienmuster aufgebracht, wobei eine Minute lang ein Druck von 70 bar bei einer Temperatur von 65° C ausgeübt und danach gekühlt wird. Es zeigt sich, daß längs der Faseroberflächen direkt unter den Bereichen, in denen das Muster geprägt wurde, Lufttaschen vorhanden sind. Das geprägte Material wird auf einem verfestigten schablonenbedruckten Vinylsubstrat angeordnet und eine Minute lang bei einem Druck von 14 bar mit einer Temperatur von 135" C an der unterer Platte und 75° C an der oberen Platte verpreßt. Das Material wird gekühlt. Das sich ergebende Produkt zeigt einen dreidimensionalen Effekt, eine Richtungswirkung in den geprägten Bereichen und ist transparent in den nicht geprägten Bereichen. Das Ma terial führt sich glatt an und ist flach bzw. eben.

Beispiel 2

Ein Multifilament-Glasgarn wird auf eine flache Metallplatte von 23 χ 23 cm so gewickelt, daß die Garne parallel fluchtend in einer einzigen Schicht angeordnet sind. Dabei ist etwa ein Garn einer Breite von 2 mm zugeordnet Die Garne werden dann vollständig mit einem Vinylplastisol beschichtet. Die plastisolbeschichtete Garnprobe wird dann zwischen Platten drei Minuten lang bei einer Temperatur von 160° C und einem Druck von 210 bar verpreßt und anschließend gekühlt Die erhaltene Bahn ist transparent, wobei die Garne nur schwach sichtbar sind. Die Bahn wiid dann mit einer ein Putzlinienmuster prägenden Platte 10 Sekunden lang bei einer. Temperatur von 105" C und einem Druck von 56 bar geprägt Anschließend winr>;ie Prägeplatte entfernt und die Probe flachgedrückt, wofür die gleichen Bedingungen wie beim Prägen eingesetzt werden. Anschließend wird gekühlt Die erhaltene Bahn ist transparent mit Ausnahme der Bereiche, die geprägt worden sind. Die geprägten Bereiche haben einen Richtungseffekt

Beispiel 3

Auf eine Metallplatte von 23 χ 23 cm wird ein Multifilament-Glasgarn wie bei Beispiel 2 aufgebracht. Auf die Garne wird ein Polyurethan-Bindemittel auf Lösungsbasis so aufgebracht daß die Garne vollständig mit dem Bindemittel bedeckt sind. Das Lösungsmittel wird verdampft Die Probe wird dann drei Minuten lang bei 175°C mit einem Druck von 21 bar beaufschlagt und anschließend gekühlt Man erhält eine flache Bahn, die hauptsächlich transparent ist wobei die Gerne nur schwach sichtbar sind. Die Bahn wird dann mit einer ein Fliesen-Putzlinienmuster prägenden Platte 20 Sekunden lang bei 120° C und unter einem Druck von 21 bar geprägt und dann gekühlt Die Bahn ist transparent mit Ausnahme der geprägten Bereiche, welche sinen dreidimensionalen und Richtungseffekt zeigen.

Claims

Patentansprüche:

1. Dekoratives Flächenbelagsmateria!, insbesondere Fußbodenbelag, bestehend aus einem flexiblen transluzenten Trägermaterial, in welchem unidirektional ausgerichtete Fasern eingebunden sind, gekennzeichnet durch sich längs wenigstens eines Teils der Oberfläche der Fasern erstreckende rohrförmige Lufttaschen.

2. Verfahren zur Herstellung eines dekorativen Flächenbelagsmaterials nach Anspruch 1, bei welchem Fasern unidirektional ausgerichtet und in einem Kunststoffmaterial eingebettet werden, welches zu einem transluzenten Trägermaterial mit den darin eingebetteten Fasern ausgehärtet bzw. aufgeschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgehärtete Trägermaterial wenigstens abschnittsweise einem senkrecht zur Längsachse der Fasern wirkenden Druck ausgesetzt wird.

3. Verfahren zur Herstellung eines dekorativen Flächenbelagsmaterials nach Anspruch 1, bei welchem Fasern unidirektional ausgerichtet werden und in einem Kunststoffmaterial eingebettet werden, welches mit den darin eingebetteten Fasern zu einem transluzenten Trägermaterial ausgehärtet bzw. aufgeschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens auf einem Teil der Fasern vor dem Einbetten in das Trägermaterial ein Blähmittel aufgebracht wird, das während des Aushärtens bzw. Aufschmelzens des Trägermaterials oder danach durch Erwärmen aktiviert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Fasern aus einem farblosen lichtdurchlässigen Material verwendet werden.