DE3138055A1 - Dekoratives oberflaechenbelagsmaterial und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Dekoratives oberflaechenbelagsmaterial und verfahren zu seiner herstellung

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Description

SCHIFF ν. FDNER STREHL SCHDBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK
-4-Beschreibung
Die Erfindung betrifft Oberflächenbelagsmaterialien, die einzigartige optische Eigenschaften haben und die sich speziell für elastische Fußböden und die Möbelindustrie eignen, sowie auf Verfahren zur Herstellung derartiger dekorativer Oberflächenbeläge.
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 oberflächenbehandelten Holzbodens hat man jedoch vielseitige Anstrengungen unternommen, um eine Anzahl der einigartigen 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 hauptsächlich 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 i
auch als Richtungseffekt bezeichnet wird, wird erkennbar durch ' | die Flächentransformation, wenn sie mit hellen bis zu dunklen . . j Schatten und umgekehrt betrachtet wird, wenn der Beleuchtungs- '.' einfallswinkel und/oder der Betrachtungswinkel geändert werden. Γ Zusätzlich zu diesem optischen Effekt ist es erwünscht, synthetische Oberflächen herzustellen, die einen Schimmer oder Glanz und auch auf glatten Oberflächen einen nicht durch die Oberfläche bedingten dreidimensionalen Textureffekt aufweisen. Derartige Ef f ekte .sind schwierig in einem aufgedruckten Muster oder einem photographisch reproduzierten Muster zu duplizieren. Meistens ist dies gar nicht möglich.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, einen dekorativen Oberflächenbelag zu schaffen,. der ganz oder teilweise viele der vorstehend genannten optischen Eigenschaften aufweist, für Fußbodenbeläge, Möbelbeläge, Auskleidungen ; und dergleichen verwendet werden kann und durch Verwendung von nicht aus Holz bestehenden Materialien herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird überraschenderweise wirksam durch den Einschluß auf wenigstens einem Teil einer dekorativen Oberfläche von fluchtend ausgerichteten Lufttaschen oder Hohlräumen erreicht, die längs der Oberfläche der Fasern positioniert sind, welche in der dekorativen Fläche eingebettet sind. Diese fluchtend ausgerichteten Lufttaschen imitieren die Reflexionslichtstreueigenschaften des Holzfaserlumens und geben der hergestellten Produkt den erwähnten Richtungseffekt. Durch die Verwendung solcher fluchtend ausgerichteter Lufttaschen oder Hohlräume erhält man ein einzigartiges ästhetisch anziehendes funktionelles plastisches Material, das beispielsweise als Fußbodenbelagsmaterial verwendet werden kann und viele der einzigartigen optischen Eigenschaften hat, wie sie vorstehend erwähnt sind. . ;
chlorid und aus Polyolefinen, wie Polyäthylen und Polypropylen sowie aus Polyurethanharzen bestehen, die, wenn sie gehärtet werden, 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, welche 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 Bindemittels und dem vom Hersteller gewünschten optischen Effekt.
Eine bevorzugte Methode zur Erzeugung der fluchtend ausgerich-•teten Lufttaschen in dem Bindemittel besteht darin, daß, wenn das Bindemittel gehärtet ist, in einer Richtung senkrecht 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 Bindomit Lei 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 5 optischen Eigenschaften hat, wodurch die Anzahl der dem Hersteller zur Verfugung stehenden potentiellen optischen Effekte weitgehen 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 aus 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 Wärmetransfermethoden 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 Material verwendete Druck nicht größer sein als der Druck, der zur Erzeugung der Lufttaschen lanys der Oberfläche
-6-
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 unidirectional ausgerichtet, haben also keine willkürliche Orientierung. Das Bindemittel wird dann gehärtet und danach einer ausreichenden Spannung oder einem ausreichenden Druck unterworfen, der derart aus-■ geübt wird, daß dadurch unidirectional 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 eine 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, Polamiden (Nylon) und dergleichen hergestellt werden. Wirksame Effekte ergeben sich, wenn die Fasern aus einem farblosen lichtdurchlässigen Material bestehen, welches einen Lichtbrechungsindex (bezogen, auf Luft) hat, der zu dem Lichtbrechungsindex des Bindemittels
aft* ■
-7-
ähnlich oder identisch ist. Im Idealfall sind die eingebetteten Pasern 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 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 a\is Vinylchlorid und Vinylacetat oder PoTyvlnyliden-
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 semitransparent, 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 Dekormuster auf die Außenseite des Oberflächenbelagsmaterials aufgebracht werden.
Die Erfindung wird anhand von Beispielen näher erläutert. Beispiel 1
Ein Polyamid-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 PoIyamid-66-Fasern mit 15 Denier per Faden. Die Fasern haben haben 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 Temperatür von 165°C gehärtet. Unter Konstanthalten der Temperatur
wird der Druck drei Minuten lang auf 56 bar erhöht, wonach die Probe gehärtet ist. 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 unteren 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 Material fühlt 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 1600C und einem Druck von 210 bar verpreßt und anschließend gekühlt. Die erhaltene Bahn ist transparent, wobei die Garne nur schwach sichtbar sind. Die Bahn wird dann mit einer ein Putzlinienmuster prägenden Platte 10 Sekunden lang bei einer Temperatur von T05°C und einem Druck von 56 bar geprägt. Anschließend wird die 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 1750C mit einem Druck von 21 bar beaufschlagt und anschließend gekühlt. Man erhält eine flache Bahn, die hauptsächlich transparent ist, wobei die Garne nur schwach sichtbar sind. Die Bahn wird dann mit einer ein Fliesen-Putzlinienmuster prägenden Platte 20 Sekunden lang bei 12O0C und unter einem Druck von 21 bar geprägt und dann gekühlt. Die Bahn ist transparent mit Ausnahme der geprägten Bereiche, welche einen dreidimensionalen und Richtungseffekt zeigen.

Claims (1)

  1. 5 Patentansprüche
    1. Verfahren zum Herstellen eines zur Verwendung als dekorativer Flächenbelag geeigneten Materials, dadurch
    gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von licht-
    durchlässigen Vollfasern in einer Richtung ausgerichtet in
    einem lichtdurchlässigen Bindemittel eingebettet werden,
    daß das Bindemittel gehärtet wird und daß das gehärtete Bindemittel einem Druck ausgesetzt wird, der so aufgebracht
    wird, daß angrenzend an die Oberfläche der Fasern fluchtend ausgerichtete rohrförmige Lufttaschen gebildet werden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein dekoratives Muster auf eine Oberfläche des Materials aufgebracht wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn -zeichne t,daß das dekorative Muster auf die Außenfläche des
    Materials aufgebracht wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberseite des dekorativen Musters eine
    transparente Schutzschicht aufgebracht wird. ·
    5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Fasern aus Polyamid-66 verwendet werden.
    6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel plastifiziertes Polyvinylchlorid ist.
    7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck senkrecht zur horizonalen Achse der Fasern aufgebracht wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck nur auf ausgewählte Bereiche des Binde mittels ausgeübt wird, um dadurch fluchtend ausgerichtete rohrförmige Lufttaschen angrenzend an die Oberflächen der Fasern zu schaffen, die sich direkt unter dem Bereich befin den, auf den der Druck ausgeübt wird.
    9. Oberflächenbelagsmaterial·, insbesondere Fußbodenbelag, gekennzeichnet durch ein flexibles massives lichtdurchlässiges Bindemittel, welches eine Innenfläche und eine Außenfläche hat und dem in innigem Kontakt eine Vielzahl von lichtdurchlässigen Vollfasern zugeordnet ist, die inein und derselben Richtung fluchtend zueinander ausgerichtet sind, wobei wenigstens einige der Fasern angrenzend an ihre Oberfläche fluchtend zueinander ausgerichtete rohrförmige Lufttaschen aufweisen.
    10. Oberfl ächonbelagsmaterial nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein dekoratives Muster, das auf einer Oberfläche des Substrats positioniert ist.
    . Oberflächenbelagsmaterial nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das dekorative Muster auf der Außenfläche des Substrats positioniert ist.
    • * ψ-
    η η t-
    of*.
    -3-
    12. Oberflächenbelagsmaterial nach Anspruch 9,gekennzeichnet durch eine auf der Oberseite des dekorativen Musters angeordnete Schutzschicht.
    13. Oberlächenbelagsmaterial nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Fasern aus Polyamid-66.
DE3138055A 1980-11-14 1981-09-24 Dekoratives Flächenbelagsmaterial und Verfahren zu seiner Herstellung Expired DE3138055C2 (de)

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