用于提高物体的划伤硬度的方法 |
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| 申请号 | CN201080028340.5 | 申请日 | 2010-06-23 | 公开(公告)号 | CN102458853A | 公开(公告)日 | 2012-05-16 |
| 申请人 | 斯诺普拉斯特克里普什有限公司; | 发明人 | J·卡帕赫; M·奥伯科夫勒; C·洛斯; M·格鲁格; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于提高物体的划伤硬度的方法，所述物体至少局部地具有由挤出或共挤出的塑料(4)构成的表面(4a)，其中在挤出或共挤出的塑料(4)的表面(4a)上施加提高划伤硬度的有机的、有机氟或有机 硅 的化合物(18)，其中，通过面式的转移介质(6、11)将有机的、有机氟或有机硅的化合物(11a、18)施加到挤出或共挤出的塑料(4)的表面上(4a)，所述有机的、有机氟或有机硅的化合物(11a、18)设置在所述转移介质上。 | ||||||
| 权利要求 | 1.用于提高物体的划伤硬度的方法，所述物体至少局部地具有由挤出或共挤出的塑料(4)构成的表面(4a)，其中在挤出或共挤出的塑料(4)的表面(4a)上施加提高划伤硬度的有机的、有机氟或有机硅的化合物(18)，其特征在于，通过面式的转移介质(6、11)将有机的、有机氟或有机硅的化合物(11a、18)施加到挤出或共挤出的塑料(4)的表面上(4a)，所述有机的、有机氟或有机硅的化合物(11a、18)设置在所述转移介质上。 |
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| 说明书全文 | 用于提高物体的划伤硬度的方法技术领域[0001] 本发明涉及一种用于提高物体的划伤硬度的方法，所述物体至少局部地具有由挤出或共挤出的塑料构成的表面，其中在挤出或共挤出塑料的表面上施加提高划伤硬度的有机的、有机氟或有机硅的化合物。此外，本发明还涉及一种具有这样的表面的物体，所述表面至少局部地包括挤出或共挤出的塑料，其中在所述表面上设置有机的、有机氟或有机硅的化合物。此外，本发明还设计一种家具部件，所述家具部件包括基体和施加在基体上的前面所述类型的物体。最后，本发明还涉及一种在前面所述类型的方法中使用的转移介质。 背景技术[0003] 作为具有所述特性的所采用的材料可以举出的有：玻璃或带涂层的具有不同的载体材料(PET、PVC、PE、ABS等)的薄膜。在所采用的各种材料中，玻璃具有最硬的表面并且在价格上非常有竞争力，但存在这样的缺点，即，玻璃在加工处理时难以操作。带涂层的薄膜在加工处理时易于操作，但由于漆表面的原因具有不规则的表面(“桔皮”效应)。 [0004] 挤出或共挤出的、例如具有丙烯酸系树脂表面、聚碳酸酯表面或聚酯表面的塑料具有希望的视觉和触觉特性，就是说，所述塑料可以非常容易地加工处理并具有高光泽并且非常光滑以及均匀的表面。但由于镜面光滑但热塑性的表面，这种塑料有这样的缺点，这种塑料是易于出现刮痕。因此在实践中在这种家具部件中首先在表面上施加保护膜，所述保护膜在向基体上施加塑料体期间或在运输家具部件期间保护敏感的表面。所述保护膜通常直接“在线”地，即在挤出/共挤出期间层压设置，并整个处理工艺链中保留在表面上。在最终用户处才将所述保护膜除去。此后，表面对于刮痕是特别敏感的，因此灰尘残余就已经可能在用毛巾进行清洁时导致丙烯酸系树脂表面上的刮痕，客户和最终用户对此是不满意的。 [0005] 改变塑料表面的摩擦学特性的方法由文献中已知。例如通常使用蜡、氟化的有机碳氢化合物或有机硅化合物，以便降低滑动摩擦性并由此提高抗划伤强度。 [0006] 为了使表面更为抗划伤，可以设想，对表面进行抛光或给其设置封装材料。这两种方案具有以下缺点： [0007] 1.抛光剂或封装剂的施加和抛光处理(einpolieren)会在敏感的表面上导致视觉上的不利影响。 [0008] 2.为了重新除去所述抛光剂或封装剂，必须用抛光盘重新擦除粘结在表面上的残余物，所述抛光盘通常由非常软的纤维制成。这与抛光剂的细灰尘相结合会导致对表面的损害(所谓的微划伤)。 [0009] 3.此外由于所使用的去污剂会出现大的灰尘负荷，这种灰尘负荷在家具覆膜制造中以及在最终用户处都是不希望的。 [0010] 因此如例如在WO 2006/005090A1中建议的那样，已经开始采用这样的方式，向丙烯酸系树脂表面(亚克力表面)加入确定的有机硅化合物。这会导致表面特性的改善。但已经证实，所添加的有机硅化合物只是有条件地高温稳定的，并在共挤出或挤出丙烯酸系树脂表面时会部分分解，从而可以观察到不希望的视觉上的不利影响。 [0011] 在DE 10100383A1中，按多步的处理工艺对PMMA表面进行改性，其方式是将有机氟化合物共价键地结合在PMMA表面上，以便实现改进的抗划伤强度。这种方法尽管有这样的优点，即通过共价键合实现了对表面持久的改性，但也有这样的缺点，即实施工艺过程的耗费非常高。 发明内容[0012] 因此本发明的目的是，提供上述问题的解决方案，并提供一种方法，这种方法制备上述类型的物体以及家具部件，其中减小了所述问题。 [0013] 在前面所述类型的方法中实现所述目的，其方式是，通过面式的转移介质将有机的、有机氟或有机硅的化合物施加到挤出或共挤出的塑料的表面上，所述有机的、有机氟或有机硅的化合物设置在所述转移介质上。所述化合物具有提高表面的划伤硬度和/或抗刮伤强度的特性。 [0014] 用一种具有至少局部包括挤出或共挤出塑料的表面的物体来实现所述目的，在塑料的一个表面上设置转移介质并优选具有至少单层的塑料载体，其中在朝向所述表面的侧面上设置可转移的有机的、有机氟或有机硅的化合物，所述有机的、有机氟或有机硅的化合物提高塑料的所述表面的抗划伤强度和/或划伤硬度。 [0015] 本发明基于这样的认知，即，还在制造所述物体期间就利用面式的转移介质向塑料的表面上施加有机的、有机氟或有机硅的化合物(所述有机的、有机氟或有机硅的化合物在之前的步骤中施加到所述转移介质上)，并且所述化合物从面式的转移介质转移到所述表面上。与已知的通过印刷或涂覆将希望的化合物施加到表面上的方法不同，在本发明的范围内设定一种转移方法。有机的、有机氟或有机硅的化合物是改善表面特性，如表面硬度的化合物，即，提高表面硬度和/或降低滑动摩擦。 [0016] 优选设定，所述表面包括选自由丙烯酸系聚合物、聚碳酸酯、聚酯的组或它们的共混物的塑料。 [0017] 所述处理方式带来以下优点： [0018] 1.已经出人意料地证实，通过转移介质向塑料的表面上转移所述化合物不会对视觉上的表面质量产生不利影响。 [0019] 2.以这种方式一方面可以在向家具制造商或最终用户供货之前就已经完成希望的化合物的施加。所述施加可以“在线”地在进行中的挤出过程中进行。 [0020] 3.另一方面可以避免，必须以液态将有机的、有机氟或有机硅的化合物涂覆到所述表面上，这样所述化合物会污染塑料体的下侧。 [0021] 4.在处理过程中利用液体的有机物和溶剂工作不是强制性必需的，对于挤出而言转移介质可以是“离线”的，也可以是“在线”的。(需要说明的是，在线是指，设置一个处理链条，并且各个方法步骤在处理链条内部进行，就是说不是在空间和时间上分离地进行，而离线是指，不是设置唯一的处理链条，相反各个方法步骤在空间和时间上相互分离地进行)。作为转移介质使用预涂覆的纸，这样它可以“在线”地在挤出过程中使用，所述纸的涂覆“离线”地进行，从而可能使用的溶剂不会进入挤出过程，如在下面还会根据附图详细说明的那样。 [0022] 在本发明的范围内，具有薄膜式的载体和设置在载体上的有机的、有机氟或有机硅的化合物的载体介质(即转移介质)被证明是有利的。在本公开的范围内，薄膜式的例如是薄的片材或物体，所述片材或物体在两个维度上具有大的延展并且与这两个维度相比在第三维度上具有明显较小的延展。薄膜式的物体此外是可以卷绕或卷起(卷开)的。与薄膜式的物体相对的是较厚的材料，这种材料不再能卷起，因此被称为板块(Tafel)。通常薄膜式的物体只有几个毫米厚，优选厚度小于1毫米。这种载体介质在优选的情况下至少这样大，即，用这种载体介质能够覆盖塑料的整个表面或遮盖整个表面。 [0024] 作为纸，能够将有机的、有机氟或有机硅的化合物传递到塑料表面上的纸是合适的。这里纸复合体可以构造成多层的。这里一个纸层可以在一侧具有至少一个塑料层，其中在塑料层上设置能转移的有机的、有机氟或有机硅的化合物。但也可以在纸层上设置这样一个塑料层，有机的、有机氟或有机硅的化合物集成在该塑料层中。纸层也可以在第二侧上具有至少一个塑料层。在本发明的范围内，作为塑料，热固性塑料、热塑性塑料、弹性体或硅树脂被证明是有利的。特别优选的所述塑料是交联的有机硅聚合物。 [0025] 在第二实施方案中可以设定，薄膜式的载体介质由至少一个塑料层构成。也可以采用多层的载体介质，其中这里塑料如热固性塑料、热塑性塑料、弹性体或硅树脂在本发明的范围内也被证明是有利的。所述塑料特别优选地是基于聚烯烃的热塑性塑料，例如聚丙烯或聚乙烯。 [0026] 转移介质优选是转移薄膜。所述转移介质特别是在供货给客户之前可以保留在丙烯酸系树脂表面侧上。为了施加有机的、有机氟或有机硅的化合物，转移介质、优选转移薄膜可以同时构造成保护膜。这样可以在一个方法步骤中，与施加有机的、有机氟或有机硅的化合物一起同时也将优选可剥离的保护膜施加到所述表面上。保护膜可以是层压(aufkaschieren)的或构造成可剥离的层压膜。有机的、有机氟或有机硅的化合物的施加可以相对于挤出过程“在线”或“离线”地进行。如本身已知的那样，保护膜可以例如由热塑性塑料构成。优选的材料是聚烯烃，如聚丙烯和聚乙烯。但也可以使用聚酯化合物，例如BOPET(双轴取向的聚对苯二甲酸乙二醇酯)。转移介质或保护膜可以附加地具有粘结剂。所述粘接剂这里可以作为独立的层设置在转移介质或保护膜上。优选设定，所述有机的、有机氟或有机硅的化合物设置在粘结剂上或集成到粘结剂层中。作为粘结剂可以采用本身对于薄膜已知的例如基于丙烯酸酯的粘结材料、包含丙烯酸酯的聚合物混合物，或者EVA或包含EVA(乙烯-乙酸乙酯共聚物)的聚合物混合物。 [0027] 除此以外，也可以设定，接下来可以直接剥离转移介质。在这种情况下为了保护塑料的表面，接着还层压设置一个可剥离的保护膜，所述保护膜在一些情况下一直到构造完成的家具件之前都保留在表面上。 [0028] 对于所述方法、复合体以及还有家具部件，在有利的实施形式中设定，聚合物是包括丙烯酸系聚合物，如聚丙烯酸酯，优选是PMMA或抗冲击(冲击韧性)改性的PMMA(HI-PMMA)，优选构造成上述物质。补充地，所述表面在施加有机的、有机氟或有机硅的化合物之前还可以通过电晕或等离子体预处理。 [0029] 在本发明的范围内，有机的、有机氟或有机硅的化合物可以以物理的或化学的方式设置在挤出或共挤出的塑料的表面上。前面所述的内容等同地适用于物理式的和化学式的转移。但在化学的观点上，所施加的化合物是有所区别的。对于“物理的”方案例如可以使用例如蜡、氟化的碳氢化合物或有机硅的化合物，如由WO 2006/005090A1已知的那样。优选的实施例包括PDMS(聚二甲基硅氧烷)作为有机硅化合物、PTFE(聚四氟乙烯)作为有机氟化合物或蜡作为有机化合物。 [0031] [0032] (视觉评定：1＝非常干净(理想的)至5＝不足的(不希望的)) [0033] 主要测试并作为示例列出的以下化合物： [0034] 有机硅：PDMS(聚二甲基硅氧烷)-涂覆，Wacker Chemie公司AK100系列的硅油[0035] 有机氟：PTFE(聚四氟乙烯)，脱离剂和润滑剂(聚四氟乙烯) [0036] 有机物： 石蜡( 609N，石蜡改性的羊毛脂分散体) [0037] 为了检测滑动角需要补充的是，这里采用能通过电机调节的枢转台。在所述枢转台上放置需要检查的塑料板，在塑料板上放置试验重物，所述试验重物由金属四方体构成。所述金属四方体在单侧与一个ABS板粘结(接触面积：63×63cm/总重量：500g)。试验从0度的滑动角开始，现在使可调节的支承台抬高直至试验重物发生首次滑动。此后由侧面的刻度读取滑动角。在不同的位置对每个试件进行3次检测。 [0038] 为了检测表面张力需要补充的是，为此使用具有不同地确定的表面应力的电晕测试墨水(生产公司是ARCOTEC GmbH)。如果测试墨水具有小于待测试的塑料表面的表面张力，则液体均匀地散开。但如果测试墨水的表面张力等于或大于塑料表面，则液体聚拢并倾向于形成液滴。 [0039] 按ISO 4586-2.14确定刮伤硬度或微刮伤硬度。从产品中切割出3个100×100mm的试件体。在对角线的交点处钻出一个直径为6.5mm的孔。用不会腐蚀测试体的试剂、例如酒精和软的抹布对要测试的表面进行清洁，并在正常条件下将其放置24小时。划痕测试、也称为抗划伤测试的原理在于，使金刚石的加载重量的尖端(角度90°，尖端半径90μm)在层上划过。利用通用划痕测试机(型号413)进行测量。为了调节重力臂需要带有集成的水准仪的重物和平衡重。重物以这样的方式套装在刻度臂上，使得用于锁定重物的滚花螺钉指向前面。然后在刻度臂上向右(朝旋转点)移动重物，直至左边的(带有标记的)侧面与刻度值“0”对齐。接着在旋转点(和负载重物)的右面套插和移动平衡重，直至所述(刻度)臂在自由浮动地摆动之后处于水平位置(通过水准仪进行检查)。通过旋紧滚花螺钉将平衡重锁定在该位置上。带有测试工具和要使用的重物的刻度臂现在处于平衡状态。将试件居中地放置在试件盘上。通过沿顺时针方向小心地旋转滚花螺母，试件板块被压力件固定地夹紧。通过滚花螺母可以在高度上调节刻度臂，由此确保，臂的上侧始终水平地延伸。在刻度臂上将重物移动到值0.1处，由此略微对夹紧的试件加载。利用位于平衡重中的水准仪精确地确定刻度臂的水平位置，并可以通过借助于滚花螺母使轴线抬起或降低来校正。根据所选择的重物，可以作用1N或10N的最大力。刻度臂上的每个分刻度线这里对应于0.01N或0.1N的重力。规定的载荷通过移动重物来实现。以5转/分钟的速度使试件盘绕其轴线旋转一次(圈)。作为所测试的材料的划伤硬度的尺度是指在试件体上留下闭合的痕迹的最小重力，即，如果在首次加载时就已经可以看到较强的痕迹，则必须逐步降低载荷。如果不能看到痕迹，则必须逐步升高载荷。为了得到统计学上的结论，测试三个试件板块。首先受载的表面用不会腐蚀试件体的溶剂(例如乙醇)和软的毛巾清洁。所述试件体然后用观测模板覆盖地固定在观测装置的可旋转的台座上并用裸眼以400mm的观测距离对留下的痕迹进行检查。所述痕迹必须在观测模板的所有部段上都是连续地可见的。在出现疑问的情况下可以在试件体上附加地移动模板。如果刻痕在测试24小时后仍然可见(在正常环境条件下放置)，痕迹可视为持久存留的。为此必要的是，在观测装置中在可旋转的台座上使试件体枢转，使得可以在所有光线的入射角度下对试件体进行评测。将在所有3个试件体上仍造成闭合的痕迹的最小重力作为在刮划负载下的性能的尺度。 [0040] 在施加相应的化合物之前可以用电晕对塑料的表面进行预处理。 [0041] 在化学表面改性时，有机的、有机氟或有机硅的化合物共价键合到塑料的表面上，就是说结合到丙烯酸系化合物的反应残余物上。为此目的，在一些情况下，需要对表面进行激活。所述激活可以例如通过电子轰击、等离子体或电晕预处理来实现。作为用于施加的反应化合物例如可以采用带有双键的硅氧烷。反应可以作为放射反应进行。作为可能的化合物以及对于具体的方法条件这里可以参考DE 101 00383A1。 [0042] 在另一个方面，本发明涉及一种具有前面所述类型塑料体的家具部件。在根据本发明的家具部件中设定，所述家具部件包括基体和施加在基体上的前面所述类型的塑料体。这里所述表面设置在塑料的背离基体的侧面上。对于所述家具部件已经证明有利的是，所述基体包括木材或木纤维材料，如MDF(中密度纤维板)。但也可以使用轻质结构元件，例如纸蜂窝体芯部作为基体。 附图说明[0043] 由下面的附图和对附图的说明得到本发明的其他细节和优点。其中： [0044] 图1示出根据本发明的用于制造物体的方法的一个实施方案， [0045] 图2示出根据图1的实施方案，具有共挤出步骤， [0046] 图3示出根据图1的实施方案，其中具有预先制造的共挤出体， [0047] 图4示出用于根据本发明的用于在使用转移介质的情况下制造物体的方法的第二实施例，其中带有后续的层压保护膜步骤， [0048] 图5示出根据图4的实施例，具有共挤出步骤， [0049] 图6示出根据图4的实施例，具有预先制造的共挤出体， [0050] 图7示出根据本发明的多层转移介质，以及， [0051] 图8示出根据本发明的家具部件。 具体实施方式[0052] 在图1中示意性示出用于制造根据本发明的物体1的方法步骤。首先将塑料4，例如丙烯酸系聚合物，特别是PMMA与已知类型的能共挤出的塑料载体3、如ABS共挤出，从而制成至少两层的原始塑料体2。也可以使用其他可以设想在与PMMA共挤出中使用的热塑性塑料。但物体1也可以具有另外的层。例如所述物体可以是具有三个或更多个层的多层共挤出体。在图1的局部中放大示出了原始塑料体2。由于共挤出步骤是已知的，因此在图1中没有示出这个步骤。所获得的共挤出体(原始塑料体2)构成一个条带，所述条带向两个砑光辊5、5’行进。原始塑料体2具有单层的由ABS构成的塑料载体3(塑料载体3这里也可以构造成多层的)和包含丙烯酸系聚合物(例如PMMA)的覆盖层4。原始塑料体2通过砑光辊5、5’在图平面中向左运动。通过砑光辊5、5’在原始塑料体2上层压保护膜6。可剥离的保护膜6用于保护丙烯酸系树脂覆盖层4或丙烯酸系聚合物的表面4a。保护膜6这里卷在一卷筒7上地存在，被退绕并同过转向辊8朝上部的砑光辊5转向，该上部的砑光辊将保护膜6层压到原始塑料体2上。现在从带有缝隙10的容器9向保护膜6的表面6a上施加有机的、有机氟的或有机硅的化合物。这样所述有机的、有机氟的或有机硅的化合物能够经由保护膜6直接施加到丙烯酸系树脂表面4a上。就是说，保护膜6不仅用于保护原始塑料体2，而且还承担转移介质或转移薄膜的功能。 [0053] 在图2中再次详细地说明图1的处理过程的一个变型方案，其中示出了共挤出步骤。共挤出设备22将PMMA 4与ABS 3共挤出为原始塑料体2，所述原始塑料体然后经过参考图1说明的各方法步骤。 [0054] 在图3中示出图1的处理过程的第二变型方案。替代在化合物18的施加过程中共挤出PMMA和ABS，这里原始塑料体2以卷筒23形式的存在。原始塑料体2从卷筒23抽出，然后经过其余的图1的方法步骤。 [0055] 在图4中设定另一个实施方案，其中有机的、有机氟的或有机硅的化合物18不是通过保护膜6而是通过带涂层的纸11形式的转移薄膜施加。这里首先(同样如本身已知的那样)由PMMA和ABS制造共挤出体2，所述共挤出体行进通过砑光辊12、12’。在表面11a上携带有机的、有机氟的或有机硅的化合物的面式的转移介质11(这里是带涂层的纸)通过砑光辊12压到(共挤出体的)表面上并通过砑光辊12、12’的压力使有机的、有机氟的或有机硅的化合物转移该表面伤。转移介质11或带涂层的纸可以预先准备并存放在卷筒(未示出)上。这样将有机的、有机氟的或有机硅的化合物18施加到转移薄膜上可以与将有机的、有机氟的或有机硅的化合物18施加到丙烯酸系树脂表面4a分开进行。接着利用第二砑光辊单元5、5’施加能剥离的保护膜6，以便保护塑料体1。但也可以在线对所述纸进行涂覆，并且因此只将所述纸用作反转介质/转印介质(Reversmedium)。 [0056] 图5的实施方案示出根据图4的方法，带有在先的挤出步骤。在共挤出设备22中将PMMA和ABS共挤出成原始塑料体2，所述原始塑料体接着经历参考图4说明的方法。 [0057] 在图6中示出图5的变型方案的替代方案，其中原始塑料体2已经在前面一个步骤中制成并临时存放在一个卷筒23上。接下来的步骤由图4得出。 [0058] 一个没有示出的可选方案是前面各图的措施的组合。例如保护膜6可以在一个前面的步骤中设置有机的、有机氟的或有机硅的化合物18。接着可以卷绕并临时存放保护膜6，在一个较晚的时刻才将其施加到原始塑料体2上。这个变型方案的优点在于，有机的、有机氟的或有机硅的化合物18向转移介质上的施加完全与其余的制造过程分离。但这个变型方案的缺点在于这样的事实，化合物18由此也可能与保护膜6的下侧6b发生接触。理论上图4的转移介质11也可以“在线”地(如图1中那样)设置有机的、有机硅的或有机氟的化合物。 [0059] 图7中示意性示出转移介质11或转移膜11，如可以在图4至6的实施例中使用的转移介质或转移膜。所述转移介质具有由聚乙烯组成的热塑性的表面层15、接着的一个纸层16以及最后另一个例如由交联的有机硅聚合物组成的聚合物层17。向聚合物层17上施加有机的、有机氟的或有机硅的化合物18。 [0060] 图8示出根据本发明的制造完成的家具部件20。该家具部件具有基体21，在所述基体上施加根据本发明的复合体1。所述复合体1由单层的由ABS构成的塑料载体3、由丙烯酸系聚合物并且特别是PMMA构成的覆盖层4和设置在覆盖层上的可剥离的保护膜6组成。拉片24表明保护膜6的可剥离性。在保护膜6和丙烯酸系树脂表面之间用点表示有机的、有机氟的或有机硅的化合物18。所述有机的、有机氟的或有机硅的化合物18设置在保护膜6上并随时间的进程转移到覆盖层4上。 |
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