CN101413217A - 具有粘弹阻尼性能的地板覆盖物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有粘弹阻尼性能的地板覆盖物，例如地毯，其包括第一织物平面元件(2)和第一层(1)，第一层(1)在它们的表面上至少部分地连接到第一织物平面元件(2)上，其中第一层(1)包括粘弹性聚合物泡沫。根据本发明的该地板覆盖物的特征在于第一织物平面元件(2)具有≥0.5N/mm2至≤2.5N/mm2的弹性模量，在第一层(1)中粘弹性聚合物泡沫具有在40％压缩时≥1kPa至≤10kPa的压缩载荷挠度，并且当在40％压缩下确定压缩载荷挠度时，在第一层(1)中粘弹性聚合物泡沫具有≥20％至≤70％的滞后。

Description

具有粘弹阻尼性能的地板覆盖物
技术领域
本发明涉及地板覆盖物，其包括第一织物平面元件和第一层，该第一层在它们的表面上至少部分连接到第一织物平面元件上，其中第一层包括粘弹性聚合物泡沫。此种地板覆盖物可例如是地毯。本发明进一步涉及制造此种地板覆盖物的方法。
背景技术
地毯可被用于各种用途。除了被用于装饰目的外，它们可被用在私人或商业住宅空间中用于隔热和隔音。一种可能的制造地毯的方式是将纤维锚定在地毯衬里中并且随后在其背面一侧上背面发泡(back-foam)成地毯衬里。
众所周知，用粘弹性泡沫进行背面发泡成地毯衬里。在这方面，DE 33 13 624A1公开了一种用于隔音目的的柔性聚氨酯泡沫、其制造方法和其应用。其所描述的用于隔音目的的柔性聚氨酯泡沫具有小于90kg/m3的密度和小于106N/m2的弹性模量，具有至少0.3的损耗系数和在-20℃至+80℃温度范围的粘弹性。
该柔性泡沫可通过异氰酸酯和多元醇反应而获得，其中多元醇具有至少一个OH数为180至400的组分。该泡沫特别适于吸收和阻尼(dampening)空气载声并适于阻尼固体载声。根据这一公开内容，柔性聚氨酯泡沫可被用于背面发泡汽车的罩子或地板地毯，在一个实施方案中，将特殊制备的地毯，任选地具有隔音片加到发泡模具中以便达到足够的泡沫密度。在施加了通常的分离剂后加入反应混合物并伴随着模具覆盖物的关闭。2.5至3分钟后可移出成型的制品。
DE 39 42 330 A1公开了一种制造在-20℃至+80℃温度范围具有粘弹性和固体载声阻尼性的柔性聚氨酯软泡沫的方法，该泡沫通过使a)聚氧化烯多元醇混合物，包括ai)特殊嵌段聚氧化丙烯-聚氧化乙烯多元醇混合物，其具有的羟基数为14到65并且末端连接的环氧乙烷单元的含量为2到9重量％，其本身可通过使用具有平均官能度为2.2到2.8的初始混合物而得到，该初始混合物由水和甘油或三羟甲基丙烷、或水和甘油及三羟甲基丙烷组成，和aii)至少一个双或三官能的聚氧化丙烯聚氧化乙烯多元醇，相对于可聚合的氧化烯单元的总重量来说，氧化乙烯单元的含量为60到85重量％，并且羟基数为20至80；b)任选的低分子量的增链剂；与c)有机和/或改性的有机聚异氰酸酯；在d)催化剂e)发泡剂，f)助剂和/或添加剂和聚氧化烯多元醇混合物(a)的存在下反应获得。
通过此种方法得到的柔性聚氨酯泡沫可用于家庭部分，例如用于阻尼脚步声的地毯的背面发泡，作为内衬里和用于阻尼固体载声的汽车工业中，例如通过使用由这些泡沫背面发泡的层来包封马达室或阻止内部噪音。
用于汽车部分的降低噪音的地毯的地毯衬里一般具有刚性结构，因为据发现踏过或沉入到地毯中是不理想的。
当实际上切实使用包括使用粘弹性泡沫来背面发泡而成的地毯衬里的地毯并且因此舒适地改善阻尼性能时，有几个问题需要考虑。如果这些地毯被用作人们在其上行走并且在车内将脚放置在其上的地板覆盖物，那么地毯必须适于承受压力和剪切应力。特别地，地毯衬里的组成、地毯纤维和背面泡沫不应分离。
最后，可以观察到行走在足够厚能达到足够的阻尼效果的纯粹的粘弹性泡沫的层上并不非常舒服。这可归因于当触及泡沫后，足部沉入泡沫中时而引起的不安全感。
从上述内容中，可明显地看到，仍然存在着需要粘弹性阻尼地毯的要求，当在其上行走时该地毯表现出高的舒适性，但是同时承受使用的应力。
发明内容
本发明的目的是克服上述本领域中的至少一个缺点。具体地，本发明的目的是提供此种地毯。
根据本发明该目的是通过一种地板覆盖物而达到的，该覆盖物包括第一织物平面元件和第一层，该第一层在它们的表面上至少部分连接到第一织物平面元件上，其中第一层包括粘弹性聚合物泡沫。
根据本发明的地板覆盖物的特征是第一织物平面元件具有≥0.5N/mm2至≤2.5N/mm2的弹性模量，在第一层中粘弹性聚合物泡沫具有在40％压缩时≥1kPa至≤10kPa的压缩载荷挠度，并且在第一层中当在40％压缩下确定压缩载荷挠度时粘弹性聚合物泡沫具有≥20％至≤70％的滞后。
附图说明
图1示出了根据本发明的地板覆盖物。
图2示出了根据本发明的另一地板覆盖物。
图3示出了根据本发明的另一地板覆盖物。
图4示出了根据本发明的另一地板覆盖物。
具体实施方式
在本发明的意义上地板覆盖物不仅指地毯、脚垫和类似物，也应理解为是指用于家具的座垫或床垫。
第一织物平面元件可以例如是织造织物、纤维非织造层、羊毛或针织物。另外，纤维可从第一织物平面元件中突出出来，由此得到对应于地毯衬里的组件。而且，织物也可嵌入聚合物中。在它们的表面上第一织物平面元件与第一层相连，意味着两者的主要表面相互面对。换句话说，第一织物平面元件和第一层在彼此顶部堆叠。
根据本发明第一织物平面元件具有≥0.5N/mm2至≤2.5N/mm2的弹性模量。这可被理解成沿着平面元件的平面的方向进行拉伸的弹性模量。弹性模量也可处于≥0.8N/mm2至≤2.0N/mm2的范围内或≥1.0N/mm2至≤1.5N/mm2的范围内。弹性模量用标准的DIN 53504/ISO 37测得。可提供第一织物平面元件，例如在针织物的情况下，展现织物的拉伸弹性，和在进一步延长后，织物的单独丝的弹性。在此种情况下根据本发明的被选择的弹性模量意味着拉伸织物的弹性。
这种连接具有将机械力，尤其是剪切应力，从第一织物平面元件传递到第一层的效果。这种连接可以是物对物的连接、装配力连接或形配(form-fitting)连接。适合的连接实例是粘结、焊接、利用得到聚合物泡沫的材料进行第一织物平面层的背面发泡、粘扣带、拉链、按钮和/或缝纫。
连接可以是完全或部分地实现。部分连接可通过选择性地产生连接点或通过将其设置为一定的样式来实现。
第一层包括粘弹性聚合物泡沫。首先，这意味着除了粘弹性聚合物泡沫外，另外的组分例如填料、着色剂等也可存在。聚合物泡沫可具有均匀的密度或者密度可根据泡沫例如整个泡沫内的位置而不同。合适的聚合物种类的实例是聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)和聚碳酸酯或天然或合成胶乳。第一层可具有例如≥10mm至≤60mm的厚度，优选≥15mm至≤30mm。
在第一层中的聚合物泡沫的粘弹性性能使得能量延时进入泡沫中。它们的特征首先是在40％压缩时压缩载荷挠度为≥1kPa至≤10kPa。压缩载荷挠度也可位于≥1.1kPa至≤3kPa或≥1.2kPa至≤2kPa的范围内。此外，聚合物泡沫的粘弹性的特征是当在40％压缩下确定压缩载荷挠度时滞后为≥20％至≤70％。该滞后也可位于≥30％至≤60％或≥35％至≤50％的范围内。
压缩载荷挠度或CLD根据DIN EN ISO 3386-1-98在23℃±2℃、50％±5％相对湿度、40％压缩、1测量周期时测得。该CLD的单位是kPa(千帕)。以百分比计的滞后也是根据DIN EN ISO 3386-1-98测得的。其从包围在应力和恢复率的特性曲线之间的面积份额乘以100计算而得。滞后数给出关于施加和分散能量比率的信息。小的滞后数，例如大约5％，表明占主导地位的是弹性行为。大的滞后数，例如大约90％，表明占主导地位的是粘性(塑性)行为。
可选择地，粘弹性聚合物泡沫的特征也可以是泡沫具有≥1％至≤15％的冲击回弹性，其根据DIN EN ISO 8307测得。冲击回弹性也可处于≥3％至≤10％或≥5％至≤9％的范围内。
粘弹性聚合物泡沫也可具有根据DIN EN ISO 3386-1-98≥45kg/m3至≤120kg/m3，优选≥50kg/m3至≤70kg/m3的密度，根据DIN EN ISO 1798-1-00≥50kPa至≤90kPa的拉伸强度，≥150％至≤210％的根据DIN EN ISO 1798-1-00伸长率，根据DIN EN ISO 1856-2000≥2％至≤5％的在干燥情况下的压缩永久变形和根据DIN EN ISO 1856-96≥2％至≤5％在75％压缩和95％湿度下的压缩永久变形。
在本发明中当行走在地板覆盖物上时的舒适感觉受到第一织物平面元件的弹性和聚合物泡沫层的粘弹性的选择性结合的影响。为了进一步的说明，应该设想一个人如何在根据本发明的地板覆盖物上行走。在第一个阶段，足部和其跟部或鞋跟放在地板覆盖物上。这伴随着在覆盖物上的高压。因为第一织物平面元件的弹性，这种集中的负荷被吸收了。进一步来看行走过程中人用脚实行的是滚动运动，直到整个脚站在地板覆盖物上。通过第一层中的粘弹性聚合物泡沫来阻尼该滚动运动。最后，脚进行的是另外一种滚动运动，直到跖球或脚尖离开地板覆盖物。在随后的从地板的推离运动中，机械力被分别地阻尼或传回来。最终的结果是当行走时有舒适的感觉，其也不会导致由于太柔软的地板而累人。地板覆盖物也通过弹性第一织物平面元件而被保护，因此特别是当在其上行走的时候具有聚合物泡沫的第一层不会被损坏。
在本发明的一个实施方案中，第一层的粘弹性聚合物泡沫是聚氨酯泡沫。由于聚氨酯的粘弹性可有宽的范围，其特别适于用作根据本发明的聚合物泡沫层。聚氨酯泡沫的单体可从以下组中选择，该组包括聚醚多元醇和/或聚酯多元醇或它们的混合物、和至少双官能的由脂族或芳族异氰酸酯形成的异氰酸酯和公知的助剂、催化剂和稳定剂。这些的实例在已经引用的专利文献或EP 0 331941 A1中已经给出。
在本发明的另一个实施方案中，第一层的粘弹性聚合物泡沫是来自合成或天然胶乳的交联的起泡泡沫。
在本发明的另一个实施方案中，第一织物平面元件的材料包括聚氨酯和/或热塑性聚氨酯。
在本发明的另一个实施方案中，在第一织物平面元件和第一层之间的连接通过弹性体粘合剂实现。根据本发明，特别适合的粘合剂是单组分和双组分聚氨酯粘合剂。此种单组分粘合剂包括异氰酸酯，该异氰酸酯含有预聚物，该预聚物在湿气的影响下固化。相应的双组分粘合剂包括多元醇组分和异氰酸酯组分，并且在应用前被混合。优选的固化粘合剂层具有≥100MPa至≤1500MPa、≥300MPa至≤1000MPa或≥500MPa至≤800MPa的弹性模量，根据DIN ENISO 527测得。使用弹性体粘合剂允许从单独可供部分来简单地制造根据本发明的地板覆盖物。此外，当行走在地板覆盖物上时，由于弹性还可达到根据本发明的所需效果。
在本发明的另一个实施方案中，纤维穿过第一织物平面元件并且进入到第一层中，并且纤维通过弹性体粘合剂锚定在第一层内。这些纤维导致了第一织物平面元件和第一层之间的连接额外增强。这增加了剪切应力的回弹性。根据本发明特别适当的粘合剂是弹性的单组分和双组分聚氨酯粘合剂。纤维也可从第一织物平面元件向外突出出来并且形成地板覆盖物的分级表面。纤维也可通过例如装丛毛的方法引入到第一织物平面元件内。
在本发明的另一个实施方案中，第一层另外包括嵌入的第二织物平面元件，其具有≥1000N/mm2至≤2000N/mm2的弹性模量。这可被理解成用于沿着平面元件的平面方向进行拉伸的弹性模量。使用标准的DIN 53504/ISO 37测量弹性模量。其也处于≥1200N/mm2至≤1800N/mm2或≥1400N/mm2至≤1600N/mm2的范围内。第二织物平面元件例如可以是织造织物、纤维的非织造层、羊毛或针织物。有利的是其表面取向于第一层，意味着第二织物平面元件和第一层的两个主要表面相互面对着。
垂直地来看，虽然第二织物平面元件通常可位于在第一层中的任意高度，但是如果其位于朝向地板的第一层的低端是有利的。引入根据本发明选择的具有弹性性能的第二织物平面元件具有使地板覆盖物水平方向的抗撕裂强度提高的效果。此外，引入较高的水平弹性模量起增加地板覆盖物的水平尺寸稳定性的作用。通过定位在第一层的低端处，第二织物平面元件对板覆盖物的其它组件的阻尼性能的影响降低了。因此，当一个人在地板覆盖物上行走时，与舒适感觉相关联的垂直阻尼梯度还是可建立的。作为实例，第二织物平面元件可以以形配连接、物对物的连接或可以将其汇集到第一层泡沫中来与第一层相连。
在本发明的另一个实施方案中，地板覆盖物进一步包括设置在与第一织物平面元件相对的第一层一侧的第二层，并且其例如通过物对物的方式至少部分地连接到第一层上，其中该第二层包括聚合物泡沫，该泡沫具有在40％压缩时的≥15kPa至≤150kPa的压缩载荷挠度。物对物连接可通过粘合剂或通过焊接来实现。根据本发明的适合的是弹性体的单组分和双组分聚氨酯粘合剂。第二层例如可具有≥10mm至≤40mm，优选≥15mm至≤30mm的厚度。
具有以上所述压缩载荷挠度的聚合物泡沫可以是絮凝的聚氨酯泡沫。该聚合物泡沫也可具有根据DIN EN ISO 3386-1-98≥60kg/m3至≤200kg/m3的密度，根据DIN EN ISO 1798-1-00≥40kPa至≤150kPa的拉伸强度和根据DIN EN ISO1798-1-00≥40％至≤90％的伸长率。使用高压缩载荷挠度和回复力并且提供在地板覆盖物地板一侧的较硬层。当行走在地板覆盖物上时，这具有使脚后跟或鞋后跟被更好地支撑的优点。当行走在地板覆盖物上时，这增加了舒适性，同时第一层厚度可保持薄。由于使用较便宜的絮凝的泡沫，另外的优点就是节省成本。
在以上所述的包括第二层的地板覆盖物的实施方案中，其进一步包括第三织物平面元件，该元件具有≥1000N/mm2至≤2000N/mm2的弹性模量，其中该第三织物平面元件设置在与第一层相对的第二层的一侧上，并且其中该第三织物平面元件至少部分与第二层相连。所述的模量应理解为用于沿着该平面元件的平面的方向进行拉伸的弹性模量。
也使用标准DIN53504/ISO37测定弹性模量。其也处于≥1200N/mm2至≤1800N/mm2或≥1400N/mm2至≤1600N/mm2的范围内。第三织物平面元件例如可以是织造织物、纤维非织造层、羊毛或针织物。
如果第二层定位在与第一织物平面元件相对的第一层的一侧上并且如果第二层通过物对物的连接方式至少部分地连接到第一层上，这样做是有利的。从这方面来说，如果第三织物平面元件定位在与第一层相对的第二层的一侧上并且如果其至少部分连接到第二层上，这样做是有利的。
通常来说，该实施方案的设置具有提高地板覆盖物的水平抗撕裂强度的优点。此外，相对较高水平弹性模量的引入起提高地板覆盖物水平尺寸稳定性的作用。通过定位在第二层低端处，降低了第三织物平面元件对地板覆盖物的其它组件的阻尼性能的影响。因此，当一个人在地板覆盖物上行走时，与舒适感觉相关联的垂直阻尼梯度还是可以建立的。作为实例，可通过形配连接或物对物的连接方式将第三织物平面元件与第二层连接起来。由于使用较便宜的絮凝的泡沫，另外的优点就是节省成本。
在本发明的另一个实施方案中，地板覆盖物还包括微胶囊化香料。微胶囊化香料在本发明中意味着是以纯态、溶液或混合物形式的物质，其刺激人的嗅觉并且其被包含在胶囊中。该胶囊具有的最大尺寸为≥1μm至≤1mm，优选≥10μm至≤100μm。微胶囊化香料可引入第一层、第一织物平面元件和/或任选存在的纤维中，所述纤维从第一织物平面元件中突出出来，例如作为地毯丛毛。在行走在根据本发明的地毯覆盖物上时，胶囊被破坏并且香料被释放。从个人的角度来说，这增加了愉悦的感觉，并额外对地板覆盖物的舒适感觉有贡献。
根据本发明包括：所述实施方案可能不仅以分离的形式存在，而且也可能以彼此自由组合的形式存在。
本发明的另外一个方面是制造根据本发明的地板覆盖物的方法，包括采用反应混合物使第一织物平面元件背面发泡的步骤，该混合物生成第一层的聚合物泡沫。通过背面发泡，可以容易地得到在第一织物平面元件和第一层之间的物对物连接。
在根据本发明的方法的一个实施方案，反应混合物包括多元醇和异氰酸酯。因此粘弹性聚氨酯泡沫在背面发泡的过程中形成。聚氨酯泡沫的单体可选自聚醚多元醇和/或聚酯多元醇或它们的混合物和选自脂族或芳族异氰酸酯的至少双官能异氰酸酯，另外的常规助剂、催化剂和稳定剂。实例在已经引用的专利文献或EP 033 194 1A1中已经给出。
在根据本发明的方法中，也可能的是反应混合物包括预聚物和水。适合的预聚物特别基于双或多异氰酸酯和多元醇获得。
参考附图进一步描述本发明，其中：
图1示出了根据本发明的地板覆盖物。第一层1包括粘弹性聚合物泡沫。该层1的下侧放置在地板上。层1的顶部上放置的是第一织物平面元件2。物对物连接将第一层1和第一织物平面元件2连接起来。在地板覆盖物的上侧，纤维3向外突出。纤维3穿过第一织物平面元件并使得它们的下端延伸进入第一层1中。优选的是纤维通过弹性体粘合剂(未示出)锚定在第一层1中。通过此种方法纤维在使用的过程中不能够从地板覆盖物中被撕扯出来。
图2示出了根据本发明的另一地板覆盖物。除了聚合物泡沫外，朝着地板放置的第一层1现在包括第二织物平面元件4。在此处，其被描述成织造织物。第二织物平面元件4位于第一层1的下端。在第一织物平面元件2和第一层1间有物对物连接。纤维3被引入到第一层1中，其覆盖地板覆盖物的表面。由于其弹性，第二织物平面元件能够吸收在地板覆盖物上走动时所产生的机械力，该机械力不能够被第一织物平面元件2和具有粘弹性聚合物的层1吸收或阻尼。
图3示出了根据本发明的另一地板覆盖物。在第一层1下放置有第二层5。该第二层包括聚合物泡沫。该聚合物泡沫比第一层1的粘弹性聚合物泡沫具有更高的压缩载荷挠度和回复力。通过此种方式可吸收在地板覆盖物上走动时所产生的机械力，该机械力不能够被第一织物平面元件2和具有粘弹性聚合物的层1吸收或阻尼。
图4示出了根据本发明的另一地板覆盖物。在第一层1下放置有第二层5，并且在层5下放置有第三织物平面元件6。该第二层5包括聚合物泡沫。该聚合物泡沫比第一层1的粘弹性聚合物泡沫具有更高压缩载荷挠度和回复力。第三织物平面元件6包括织造织物。第三织物平面元件6和第二层5允许在地板覆盖物上走动时所产生的机械力被吸收，该机械力不能够被第一织物平面元件2和具有粘弹性聚合物的层1吸收或阻尼。
附图标记列表：
1 第一层，其包括粘弹性聚合物泡沫
2 第一织物平面元件
3 纤维
4 第二织物平面元件
5 第二层，其包括聚合物泡沫
6 第三织物平面元件

Claims (13)

1、地板覆盖物，其包括第一织物平面元件(2)和在它们的表面上至少部分地连接到第一织物平面元件(2)上的第一层(1)，其中第一层(1)包括粘弹性聚合物泡沫，其特征在于第一织物平面元件(2)具有≥0.5N/mm2至≤2.5N/mm2的弹性模量，在第一层(1)中粘弹性聚合物泡沫具有在40％压缩时≥1kPa至≤10kPa的压缩载荷挠度，并且当在40％压缩下确定压缩载荷挠度时，在第一层(1)中粘弹性聚合物泡沫具有≥20％至≤70％的滞后。
2、根据权利要求1的地板覆盖物，其中第一层(1)的粘弹性聚合物泡沫是聚氨酯泡沫。
3、根据权利要求1的地板覆盖物，其中第一层(1)的粘弹性聚合物泡沫是来自合成或天然胶乳的交联的起泡泡沫。
4、根据权利要求1的地板覆盖物，其中第一织物平面元件(2)的材料包括聚氨酯和/或热塑性聚氨酯。
5、根据权利要求1的地板覆盖物，其中在第一织物平面元件(2)和第一层(1)之间的连接是通过弹性体粘合剂实现的。
6、根据权利要求1的地板覆盖物，其中纤维(3)穿过第一织物平面元件(2)并且进入到第一层(1)中，并且其中纤维通过弹性体粘合剂锚定在第一层(1)中。
7、根据权利要求1的地板覆盖物，其中第一层(1)另外包括嵌入的第二织物平面元件(4)，该第二织物平面元件具有≥1000N/mm2至≤2000N/mm2的弹性模量。
8、根据权利要求1的地板覆盖物，还包括设置在与第一织物平面元件(2)相对的第一层(1)的一侧上的第二层(5)，并且其至少部分地连接到第一层(1)上，其中第二层包括聚合物泡沫，该泡沫具有在40％压缩时≥15kPa至≤150kPa的压缩载荷挠度。
9、根据权利要求8的地板覆盖物，还包括第三织物平面元件(6)，其具有≥1000N/mm2至≤2000N/mm2的弹性模量，其中第三织物平面元件被设置在与第一层(1)相对的第二层(5)的一侧上，并且其中第三织物平面元件至少部分连接到第二层(5)上。
10、根据权利要求1的地板覆盖物，进一步包括微胶囊化香料。
11、制造根据权利要求1的地板覆盖物的方法，包括采用产生第一层(1)的聚合物泡沫的反应混合物来使第一织物平面元件(2)背面发泡的步骤。
12、根据权利要求11的方法，其中反应混合物包括多元醇和异氰酸酯。
13、根据权利要求11的方法，其中反应混合物包括预聚物和水。
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