-
Die Erfindung betrifft eine Mehrschichtverbundfolie umfassend eine polyurethanhaltige Polymerschicht, die neben anderen Verwendungen besonders vorteilhaft als Bodenbelag, Wandverkleidung oder Möbelfolie Verwendung findet. Weiterhin betrifft die Erfindung solche Bodenbeläge, Wandverkleidungen, Möbelfolien.
-
Günstige Herstellungs- und Materialpreise, leichte Verarbeitbarkeit, chemische Beständigkeit, hohe Transparenz, gute Abriebfestigkeit und hohe Elastizität haben in der Vergangenheit Polyvinylchlorid (PVC) zum vorherrschenden künstlichen Grundstoff für Bodenbeläge, Wandverkleidungen und Möbelfolien werden lassen.
-
Vielfältige Anwendung haben beispielsweise PVC-Folien in der Herstellung von preiswerten Möbeloberflächen, Wandverkleidungen oder Bodenbelägen gefunden, in denen Holz- oder Steinoberflächen imitiert werden, teilweise unter Verwendung von Holz, teilweise unter Verwendung von mit Holz- oder Steindesign bedruckten Papier- oder Folienschichten.
-
Den Vorteilen stehen Nachteile in der Umweltverträglichkeit des PVC sowie im Brandverhalten gegenüber, die die Suche nach alternativen Werkstoffen als Ersatz für das PVC befeuern.
-
Als Ersatzmaterialien sind vielfach Polymere wie Polyolefine, Polyamide, Polyurethane, Polystyrol, Polyester sowie deren Copolymere und Abkömmlinge vorgeschlagen worden, die ähnlich günstig und leicht zu verarbeiten sind, allerdings in Bezug auf ihre mechanischen Eigenschaften und Abriebfestigkeit dem PVC unterlegen waren. Oftmals sind die Sichtseiten herkömmlicher Bodenbeläge, Wandverkleidungen, Möbelfolien und ähnlicher Verbünde durch Lack- oder Harzschichten, bspw. aus Melaminharz, verstärkt. Dies erhöht die Kosten der Verbundfolien durch höhere Rohstoff- und Verarbeitungskosten und verschlechtert ihre Ökobilanz. Es sind auch bereits Verbundmaterialien beschrieben worden, die versuchen, die Vorteile von preisgünstigen Polyolefinen als Substratmaterial mit den überlegenen mechanischen Eigenschaften polarer Polymere zu verbinden. Hierbei stoßen die Bemühungen bis heute auf Schwierigkeiten, einen sicheren, beständigen Verbund der Schichten, möglichst ohne Verwendung von Klebstoff zu gewährleisten, ein effizientes, kontinuierliches Verfahren für die Herstellung des Verbundes bereitzustellen und das Herstellungsverfahren so auszugestalten, daß das Erscheinungsbild der Mehrschichtfolie höchsten ästhetischen Anforderungen genügt und als Ersatz für natürliche Werkstoffe wie beispielsweise Holz-, Stein- oder Korkoberflächen dienen kann.
WO 95/08593 A1 beschreibt abnutzungsbeständige Bodenbeläge als Alternative zu PVC-Bodenbelägen, die eine transparente Deckschicht aus Ionomer, über eine Klebstoffschicht auf eine Dekorschicht auflaminiert, aufweist.
DE 41 07 150 A1 beschreibt eine mehrschichtige Fußbodenbelagfolie, wobei eine Oberfolie, die polare Gruppen enthaltenden Kunststoff enthält, über eine Haftschicht, Haftfolie Reaktantschicht oder Haftvermittlerschicht auf eine Unterfolie angeordnet wird.
DE 10 2012 103 016 A1 beschreibt einen Folien-Kaschierverbund mit mindestens zwei Kunststoffolien, enthaltend eine Trägerfolie und eine Nutzfolie, wobei die Nutzfolie auf einer Seite der Trägerfolie angeordnet ist und bedruckt sein kann, die Trägerfolie eine vorzugsweise pigmentierte Polyolefin-Folie ist und die Nutzfolie aus einem thermoplastischen Polyurethan besteht. Diese Kaschierverbünde werden ausdrücklich unter Vermeidung eines Dekorpapiers in Kleb- oder Heißkaschierung hergestellt und werden zur Verwendung in der Fußboden-, Möbel-, Interieur- und/oder Exterieur-Industrie empfohlen. Eine Koextrusion eines durch eine oder mehrere Haftvermittlerschichten verbundenen Schichtverbundes aus Nutz- und Trägerfolie wird in dem Dokument nicht erwähnt.
-
Wegen generell verbesserter Haftung der Schichten und verbesserter mechanischer Beständigkeit des Verbundes gegen Peeling und Reißen besteht ein Bedarf an koextrudierten Schichtverbünden. Schichtverbünde, die eine polyurethanhaltige Nutzschicht und eine hiermit inkompatible beispielsweise polyolefinhaltige Trägerschicht enthalten, erfordern wegen der Inkompatibilität der thermoplastischen Kunststoffe die Verwendung von Klebstoffen oder Haftvermittlern. Eine Koextrusion zweier solcher Schichten unter Verwendung einer zusätzlichen koextrudierten Haftvermittlerschicht wurde allerdings noch nicht beschrieben. Es besteht auch in der Fachwelt bis heute die Meinung, eine Koextrusion schlösse die Verwendung eines Haftvermittlers aus. So warnt
DE 10 2012 008 401 A1 , daß bei Koextrusionsverfahren die direkte Verbindung von zwei Schichten ohne die Verwendung eines Haftvermittlers erfolgen muß.
-
Die vorliegende Erfindung löst die angesprochenen Probleme und verbindet erstmalig die Vorteile der Koextrusion und möglichen Klebstofffreiheit mit den Vorteilen der Verwendung eines Haftvermittlers bei der Verbindung einer polyurethanhaltigen Nutzschicht mit hiermit inkompatiblen thermoplastischen Trägerschicht.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Mehrschicht-Verbundfolie umfassend mindestens die folgenden unmittelbar aufeinanderfolgenden, miteinander haftend verbundenen Schichten A-B-C:
- A: Polymerschicht umfassend 1 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 100 Gew.-% extrudierbares thermoplastisches polyurethanhaltiges Polymer;
- B: Haftvermittlerschicht umfassend einen oder mehrere modifizierte Kunststoffe zur Haftvermittlung;
- C: Polymerschicht umfassend 1 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 100 Gew.-% extrudierbares thermoplastisches Polymer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen, Acrylester-Styrol-Acrylnitrilen (ASA), Polyvinylchloriden (PVC), Polystyrolen, Acrylnitril-Butadien-Styrolen (ABS), Styrol-Atrylnitrilen (SAN), Polyamiden, Polycarbonaten, thermoplastische Elastomeren, Polyoxymethylenen (POM), Polymethylmethacrylaten,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten A-B-C durch Koextrusion hergestellt und miteinander verbunden sind.
-
Die sichtseitige Polymerschicht umfaßt vorteilhaft 1 bis 100 Gew.-% extrudierbares polyurethanhaltiges Polymer, insbesondere 10 bis 90 Gew.-%, ganz besonders 50 bis 80 Gew.-%. Vorteilhaft sind reines polyurethanhaltiges Polymer (96 bis 100 Gew.-%) oder auch Gemische mit anderen extrudierbaren Polymeren. Besonders bevorzugt dabei, daß das Polymer der Polymerschicht A ein thermoplastisches Polyurethan oder ein Gemisch aus thermoplastischen Polyurethanen ist.
-
Erfindungsgemäß vorteilhaft kann der oder die modifizierte Kunststoff(e) zur Haftvermittlung bevorzugt ein oder mehrere mit Maleinsäureanhydrid, alkyliertem Maleinsäureanhydrid und/oder Carbonsäure modifizierte(s) Polymer(e), umfasst/umfassen.
-
Der oder die modifizierte Kunststoff(e) zur Haftvermittlung kann/können vorteilhaft ein oder mehrere Copolymer(e) oder gepfropfte (Co-)Polymere von Carbonsäurefunktionalität tragenden Monomeren, insbesondere Maleinsäureanhydrid und/oder alkyliertem Maleinsäureanhydrid mit Polypropylen, Polyethylen (bspw. LDPE oder LLDPE), Ethyl-Vinylacetat (EVA), Ethylen-Butyl-Acrylat (EBA), Ethylen-Ethl-Acrylat (EEA), Ethylen-Acrylsäure (EAA), Ethylen-Methacrylsäure (EMAA), Maleinsäureacetat (MAH) und/oder Polyacrylat-Kautschuk (ACM) umfassen.
-
Die Haftvermittlerschicht B kann hierbei eine homogene Schicht darstellen. Sie kann alternativ mehrere, beispielsweise zwei, drei oder mehr Schichten umfassen, die jeweils gleiche oder verschiedene der obengenannten modifizierten Kunststoffe zur Haftvermittlung enthalten. In manchen Ausführungsformen wird durch eine Abfolge unterschiedlicher haftvermittelnder modifizierter Kunststoffe eine bessere Haftung der Schichten A und C erzielt.
-
Der Schichtenverbund aus den Schichten A, B und C wird bei Temperaturen coextrudiert, bei denen die Polymere aufgeschmolzen sind. Vorzugsweise erfolgt die Coextrusion bei Temperaturen im Bereich 100 bis 400°C, besonders bevorzugt im Bereich von 200 bis 300°C.
-
Vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Mehrschicht-Verbundfolie frei von PVC und/oder Melaminharz.
-
In einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Polymerschicht C Füllstoffe, Effektstoffe, Pigmente, und/oder einen Dekorträger. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung enthält die Polymerschicht A Füllstoffe, Effektstoffe, Pigmente und/oder einen Dekorträger. In wieder einer weiteren Ausführungsform enthalten Polymerschicht A oder C oder weder die Polymerschicht A noch die Polymerschicht C Füllstoffe, Effektstoffe, Pigmente, und/oder einen Dekorträger.
-
Nicht notwendig, aber typischerweise weisen die Polymerschicht A eine Dicke im Bereich von 1 bis 500 μm, vorzugsweise 5 bis 200 μm; und/oder
die Haftvermittlerschicht B eine Dicke im Bereich von 1 bis 100 μm, vorzugsweise 5 bis 20 μm, insbesondere 6 bis 10 μm; und/oder
die Substratschicht C eine Dicke von 1 bis 500 μm, vorzugsweise 10 bis 150 μm auf.
-
Die Mehrschicht-Verbundfolie der vorliegenden Erfindung kann weiterhin vorteilhaft so ausgestaltet sein, daß sie mindestens die aufeinanderfolgenden, miteinander haftend verbundenen Schichten D-A-B-C umfaßt, wobei Schicht D eine oder mehrere miteinander haftend verbundene Schichten bezeichnet und Schicht D mit Schicht A unmittelbar, über eine Haft- oder Klebeschicht, durch Kaschierung oder durch mechanische Verbindungselemente verbunden ist. Hierbei kann die Schicht D beispielsweise eine Dicke von 1 bis 200 μm, vorteilhaft 10 bis 100 μm haben.
-
Schicht D kann dabei vorteilhaft eine oder mehrere der folgenden Schichten umfassen: weitere Ionomer-Schicht(en), Abdeckschicht, UV-Schutzschicht, Lackschicht, Feuchtigkeitsschutzschicht, mechanische Schutzschicht, Rutschverhindererschicht, oder (Heiß-)Klebeschicht, wobei die Schicht D transparent sein kann und/oder ein Oberflächenprofil aufweisen kann.
-
Alternativ oder zusätzlich kann Polymerschicht A erfindungsgemäß ein Oberflächenprofil aufweisen.
-
Vorteilhaft enthält die Polymerschicht C ein extrudierbares thermoplastisches Polymer, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyethylenen, Polypropylenen und Polybutylenen sowie deren Gemischen.
-
Substratseitig kann sich an die Schicht C vorteilhaft erfindungsgemäß eine Substratschicht E anschließen, die mit Schicht C unmittelbar, über eine Haft- oder Klebeschicht, durch Kaschierung oder durch mechanische Verbindungselemente verbunden ist.
-
Die Schichten A, B, C, D und E können erfindungsgemäß frei von Füll-, Effektstoffen und/oder Pigmenten sein. Andererseits weisen in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung eine oder mehrere dieser Schichten, beispielsweise die Schichten D und/oder E, oder die Schichten D und/oder A Füll-, Effektstoffe bzw. Pigmente in einer Menge von 1 bis 100 Gew.-% auf. In einer Ausführungsform ist der Schichtverbund A-B-C oder insbesondere Schicht C frei von anorganischen Füllstoffen, Effektstoffen und/oder organischen oder anorganischen Pigmenten. In einer anderen Ausführungsform kann gerade die Anwesenheit solcher Pigmente oder Füllstoffe in einer oder mehreren der Schichten A-B-C für besondere Effekte sorgen.
-
Die Mehrschicht-Verbundfolie gemäß der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise und ideal als Bodenbelag oder in der Herstellung eines Fußbodenbelags, Bodenbelags, als Wand- oder Dachpaneele oder in der Herstellung von Wand- oder Dachpaneelen, als Möbelfolie, insbesondere in der Herstellung von Sperrholz- oder Spanplatten und/oder als graphische Folie, insbesondere Druckfolie verwendet werden.
-
Die Erfindung betrifft daher auch einen Bodenbelag, Fußbodenbelag, Wand- und Dachpaneele, eine Möbelfolie, Sperrholz und Spanplatten und graphische Folie, insbesondere Druckfolie umfassend eine erfindungsgemäße Mehrschichtverbundfolie.
-
Ein erfindungsgemäßer Fußbodenbelag kann dabei vorteilhaft eine weitere, an Schicht C anschließende Substratschicht E aufweisen, die mit Schicht C unmittelbar, über eine Haft- oder Klebeschicht, durch Kaschierung oder durch mechanische Verbindungselemente verbunden ist. Die Substratschicht E umfaßt dabei bevorzugt eine der folgenden Schichten: Rutschverhindererschicht, Wärmedämmschicht, Schall-, insbesondere Trittschalldämpfschicht, Wärmeleitschicht, Klebeschicht, Sperrholz- oder Spanplattenschicht, Wood-Plastic-Composite(WPC)-Schicht, Faserbetonschicht.
-
In der Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrschicht-Verbundkörper erfolgt die Coextrusion auf konventionelle Weise unter dem Fachmann geläufigen Bedingungen.
-
1 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform der Mehrschicht-Verbundfolie der Erfindung mit dem Schichtaufbau A-B-C. Die Schichten sind in diesem Beispiel ausgeführt aus:
- Schicht A (100 μm) thermoplastisches Polyurethan;
- Schicht B (10 μm) Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polyethylen als modifizierter Kunststoff zur Haftvermittlung;
- Schicht C (130 μm) Polypropylen.
-
2 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Mehrschicht-Verbundfolie, beispielsweise als Fußbodenbelag mit dem Schichtaufbau A-B-C-E. Die Schichten sind in diesem Beispiel ausgeführt aus:
- Schicht A (110 μm) thermoplastisches Polyurethan;
- Schicht B (8 μm) Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polyethylen als modifizierter Kunststoff zur Haftvermittlung;
- Schicht C (100 μm) Polypropylen;
- Schicht E (2000 μm) WPC.
-
3 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Mehrschicht-Verbundfolie, beispielsweise als Möbelfolie mit dem Schichtaufbau D-A-B-C. Die Schichten sind in diesem Beispiel ausgeführt aus:
- Schicht D (50 mm) Lack
- Schicht A (110 μm) thermoplastisches Polyurethan;
- Schicht B (5 μm) Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polyethylen als modifizierter Kunststoff zur Haftvermittlung;
- Schicht C (100 μm) Polyethylen.
-
4 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der Mehrschichtverbundfolie, beispielsweise als Möbelfolie mit dem Schichtaufbau D-A-B-C-E. Die Schichten sind in diesem Beispiel ausgeführt aus:
- Schicht D (90 μm) Ionomer
- Schicht A (120 μm) thermplastisches Polyurethan;
- Schicht B (8 μm) Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polyethylen als modifizierter Kunststoff zur Haftvermittlung;
- Schicht C (90 μm) Polybutylen;
- Schicht E (1500 μm) Sperrholzschicht, Holz oder beispielsweise Faserbeton.
-
Beispiele:
-
Beispiel 1
-
Eine Mehrschichtverbundfolie mit der folgenden Schichtenfolge wurde nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Die Coextrusion der Schichten A, B und C erfolgte dabei bei 250°C.
- Schicht A (300 μm) thermoplastisches Polyurethan;
- Schicht B (10 μm) Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polyethylen als modifizierter Kunststoff zur Haftvermittlung;
- Schicht C (110 μm) Polypropylen.
-
Beispiel 2
-
Je eine Mehrschichtverbundfolie wurde mit den folgenden Schichtenfolgen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt. Die Coextrusion der Schichten A, B und C erfolgte dabei bei 250°C.
-
Folie 2a
-
- Schicht A (50 μm) thermoplastisches Polyurethan;
- Schicht B (10 μm) Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polyethylen als modifizierter Kunststoff zur Haftvermittlung;
- Schicht C (125 μm) Polypropylen.
-
Folie 2b
-
- Schicht A (220 μm) thermoplastisches Polyurethan;
- Schicht B (10 μm) Maleinsäureanhydrid-modifiziertes Polyethylen als modifizierter Kunststoff zur Haftvermittlung;
- Schicht C (125 μm) Polyethylen.
-
Die Schichtverbundfolien wurden mit Spanplatte/Hotmeltverklebung kaschiert und auf Kratzfestigkeit (DIN 438-2), Scheuerbeständigkeit, Abriebfestigkeit (DIN EN 13329) sowie Fleckenunempfindlichkeit (DIN 438-2) getestet. Die erfindungsgemäßen Schichtverbünde wiesen hierbei durchweg gute bis sehr gute Ergebnisse auf.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- WO 95/08593 A1 [0005]
- DE 4107150 A1 [0005]
- DE 102012103016 A1 [0005]
- DE 102012008401 A1 [0006]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- DIN 438-2 [0033]
- DIN EN 13329 [0033]
- DIN 438-2 [0033]