CN102639323B - 使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种既环保又能够体现天然树木的质感及树木固有的香气的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材。本发明的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材的特征在于，包含：碎屑贯穿层；以及表面处理层，其形成在上述碎屑贯穿层的表面；上述碎屑贯穿层包含聚乳酸树脂。

Description

使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材
技术领域
本发明涉及一种碎屑贯穿(chip through)地板材，更详细地说，涉及一种如下的使用聚乳酸(PLA：Polylactic acid)树脂的碎屑贯穿地板材：作为构成碎屑贯穿类型的地板材的碎屑贯穿层(Chip Through Layer)，在聚乳酸树脂(Polylactic acid resin)使用木粉等，从而能够构成环保地板材，且能够体现天然树木的质感等。
背景技术
在住宅、豪宅、公寓、办公室或者店铺等建筑物中利用的地板材主要利用以聚氯乙烯(PVC)等石油类树脂为基础的地板材。
上述的利用聚氯乙烯等的地板材是使用聚氯乙烯(PVC)等树脂通过挤压或者压延方式等制备的。但是，由于聚氯乙烯树脂的原料以石油资源为基础，因此随着石油资源的枯竭等，往后在原材料的供求上可能会存在很大的问题。
并且，聚氯乙烯(PVC)类地板材在使用时或者废弃时产生很多有害物质，因此在环保的方面上，有必要扬弃对其的使用。
由此，最近代替聚氯乙烯类地板材，对以环保型树脂为基础的绿色地板材的关心逐渐增长。
但是，就一般的绿色地板材而言，因本身强度低下，在成型或者加工上存在很多问题，并且，具有在使用时随着供暖而产生裂缝等问题。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于，提供一种在制备碎屑贯穿地板材时使用能够构成环保型地板材的聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材。
本发明的再一个目的在于，提供一种使用能够体现天然树木的质感及树木香气的聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材。
解决问题的手段
用于达成上述目的的本发明的一个实施例的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材的特征在于，包含：碎屑贯穿层(Chip Through Layer)，以及表面处理层，其形成在上述碎屑贯穿层的表面；上述碎屑贯穿层包含聚乳酸树脂。
发明的效果
本发明的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材利用以植物资源为基础的聚乳酸树脂和天然的木粉来形成碎屑贯穿层，因此具有能够体现环保型优点。
并且，本发明的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材在碎屑贯穿层适用木粉和松脂，因此具有能够体现天然树木的质感及树木固有的香气的优点。
附图说明
图1是简要表示本发明的一个实施例的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材的剖视图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明的实施例会让本发明的优点和特征以及实现这些优点和特征的方法更加明确。但是，本发明不局限于以下所公开的实施例，能够以互不相同的各种方式实施，本实施例只用于使本发明的公开内容更加完整，有助于本发明所属技术领域的普通技术人员完整地理解本发明的技术领域，本发明根据权利要求书的范围而定义。在说明书全文中，相同的附图标记表示相同的结构要素。
下面，参照附图对本发明的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材进行详细说明。
图1是简要表示本发明的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材的剖视图。
适用于本发明的地板材是碎屑贯穿(chip through)类型，可以定义为在背面也存在碎屑贯穿层的表面结构及纹样的地板材。碎屑贯穿层可以由单层形成，也可以由将2～5张左右的薄片(sheet)层压或热压的形态等形成。
如以下例子，可通过多种方式形成碎屑贯穿层。
首先，碎屑贯穿层120可以包含用于赋予天然树木的外观、质感及固有的树木香气的大理石、具有单色或多色外观的木屑(wood chip)。这样的木屑可以通过干燥、粉碎植物原材制备而成，不局限于木渣等，可以单独或混合使用糠、竹屑等，并且，根据需要，可以使用选择性或者整体染色的原材。
木屑的粒度优选为10～120目。如果木屑的粒度小于10目，外观特性就会降低，如果木屑的粒度大于120目，就会过多的消耗木屑制作费用。
并且，优选地，相对于100重量份的聚乳酸树脂，添加200重量份以下的木屑。如果相对于100重量份的聚乳酸树脂大于200重量份，木屑天然的真实性增加较少，且由于强度的降低而可能导致成型性降低。
利用上述木屑的碎屑贯穿层可以通过将木屑混合到聚乳酸树脂等原料物质之后，借助压延成型等来形成。
并且，碎屑贯穿层120可通过将包含聚乳酸树脂的薄片粉碎来制备单色或多色聚乳酸片后将该单色或多色聚乳酸片排列及压延而形成。此时，在包含聚乳酸树脂的薄片中可以包含木粉、糠、松脂或其他添加剂、颜料等。此时，考虑到成型性等，相对于100重量份的聚乳酸树脂，可以添加200重量份以下的木粉和糠。
参照图1，本发明的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材自上而下包含表面处理层110及碎屑贯穿层(chip through layer)120。
此时，在本发明中，碎屑贯穿层120包含聚乳酸(PLA，Polylactic acid)树脂。
聚乳酸树脂作为丙交酯或者乳酸的热塑性聚酯，可以通过使从玉米、土豆等可再生植物资源中提取的淀粉发酵来制备的乳酸进行聚合来制备。这样的聚乳酸树脂在使用或者废弃过程中CO2等环境有害物质的排出量明显少于聚氯乙烯(PVC)等以石油为基础的原材，具有废弃时也能够在自然环境下容易分解的特性。
聚乳酸树脂可以划分为结晶质聚乳酸(c-PLA)树脂和非晶质聚乳酸(a-PLA)树脂。此时，就结晶质聚乳酸树脂而言，可能会发生增塑剂向薄片表面流出的渗出(bleeding)现象，因此优选为利用非晶质聚乳酸树脂。在利用非晶质聚乳酸树脂的情况下，具有可以不添加曾经为了防止渗出现象而必须添加的相容剂的优点。在利用非晶质聚乳酸树脂的情况下，聚乳酸树脂优选为利用100％非晶质聚乳酸树脂，根据需要也可以利用结晶质和非晶质共存的聚乳酸树脂。
就上述碎屑贯穿层120而言，在聚乳酸树脂中还可以包含非邻苯二甲酸酯类增塑剂、作为熔融强度加强剂(Melt strength enhancer)的丙烯酸类共聚物、润滑剂、扩链剂(chain extender)、耐水解剂等。
非邻苯二甲酸酯类增塑剂使聚乳酸树脂软化来增大热塑性，从而在高温中使成型加工变得容易。这样的非邻苯二甲酸酯类增塑剂可以是乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC：Acetyl tributyl citrate)等。
优选地，相对于100重量份的聚乳酸树脂，以5～100重量份的比率添加非邻苯二甲酸酯类增塑剂。如果上述增塑剂的添加量相对于100重量份的聚乳酸树脂小于5重量份，则会因聚乳酸树脂的硬度提高而可能导致可加工性降低，而如果上述增塑剂的添加量相对于100重量份的聚乳酸树脂大于100重量份，则会因与包含在碎屑贯穿层120中的其他成分的相容性降低而可能导致可加工性等物理性质劣化。
熔融强度加强剂的作用是，在熔融挤压时加强本身熔融强度及耐热性不好的聚乳酸树脂的强度，来确保可加工性。
这样的熔融强度加强剂可以是与聚乳酸树脂的混和性优秀且强度及耐热性优秀的丙烯酸类共聚物。特别是，实验结果表明，丙烯酸类共聚物可以有用地适用于聚乳酸树脂的压延、压制加工(Press Process)时等。
相对于100重量份的聚乳酸树脂，可以以0.1～20重量份的比率使用作为上述熔融强度加强剂的丙烯酸类共聚物。如果丙烯酸类共聚物的含量小于0.1重量份，聚乳酸树脂的熔融效率及熔融强度的提高就会不充分，而如果丙烯酸类共聚物的含量大于20重量份，碎屑贯穿层120的制备费用就会上升，且由于与构成碎屑贯穿层120的其他物质的相容性问题而可能导致碎屑贯穿层120的整体物理性质降低。
对上述丙烯酸类共聚物的重均分子量(Mw)并没有特别限制，但是，考虑到加工时熔融强度等的改善及与其他物质的相容性等时，优选为使用80万～600万重均分子量的丙烯酸类共聚物。
添加润滑剂(Lubricant)是为了，在包含聚乳酸树脂的碎屑贯穿层120的压延、压制等加工过程中防止树脂附着于压延辊或者压力机。
这样的润滑剂有多样的种类，但是在本发明中利用相当于环保润滑剂的高级脂肪酸，优选为利用作为碳数为18的饱和高级脂肪酸的硬脂酸(stearic acid)。
相对于100重量份的聚乳酸树脂，可以使用0.01～10重量份的上述润滑剂。在聚乳酸树脂中，如果润滑剂的使用量相对于100重量份的聚乳酸树脂小于0.01重量份，则不能得到使用润滑剂所带来的效果，如果润滑剂的使用量相对于100重量份的聚乳酸树脂大于10重量份，则具有使聚乳酸树脂的耐冲击性、耐热性、光泽度等劣化的问题。
扩链剂的作用是，增加基于扩链的分子量来提高碎屑贯穿层120的拉伸强度、耐热性等。
这样的扩链剂可以利用二异氰酸酯、环氧群共聚物、羟基羧酸化合物等，但是这只是一个示例，可以不受限制地利用当前所使用的多样种类的扩链剂。
相对于100重量份的聚乳酸树脂，可以使用0.01～10重量份的上述扩链剂。在聚乳酸树脂中，如果扩链剂的使用量相对于100重量份的聚乳酸树脂小于0.01重量份，则就算使用扩链剂也得不到相应效果，如果扩链剂的使用量相对于100重量份的聚乳酸树脂大于10重量份，聚乳酸树脂的光泽度等可能会降低。
并且，为了防止通过聚乳酸树脂的水解而降低耐冲击性等机械物理性质，可以在碎屑贯穿层120额外添加耐水解剂(anti-hydrolysis agent)。就耐水解剂而言，只要是碳化二亚胺(carbodiimide)、恶唑啉等通常被用作耐水解剂的物质，就可以不受限制地利用。
优选地，相对于100重量份的聚乳酸树脂，添加10重量份以下的上述耐水解剂。如果耐水解剂的添加量相对于100重量份的聚乳酸树脂大于10重量份，不仅降低成型加工性，而且由于昂贵，制备费用可能会大幅上升。
并且，还可以在碎屑贯穿层120添加作为加强用无机填充剂的碳酸钙(CaCO3)，或者为了赋予审美性等，还可以在碎屑贯穿层120添加作为白色颜料的二氧化钛(TiO2)、松脂。
优选地，相对于100重量份的聚乳酸树脂，使用1000重量份以下的碳酸钙。并且优选地，相对于100重量份的聚乳酸树脂，使用50重量份以下的二氧化钛，优选地，相对于100重量份的聚乳酸树脂，使用20重量份以下的松脂。如果碳酸钙、二氧化钛、松脂的使用量大于上述范围，则由于与其他成分的结合力降低而可能导致可加工性降低。
优选地，碎屑贯穿层120形成为1.0～5.0mm的厚度。如果碎屑贯穿层120的厚度小于1.0mm，则因厚度相对薄而导致碎屑贯穿层的强度降低，且因木粉或者松脂等的含有量也会相应减少而不足以体现出天然树木的质感等。相反，如果碎屑贯穿层120的厚度大于5.0mm，则会导致全体的地板材制备费用的上升。
在碎屑贯穿层120的表面形成表面处理层110，以实现改善碎屑贯穿层120表面的耐刮性或者耐磨耗性等表面质量及耐污染性来使清洗变得容易的目的等。
作为表面处理层110，可利用用于形成地板材的表面处理层的、被广泛利用的聚氨酯、聚氨酯丙烯酸酯、蜡等。表面处理层110的形成方法有多种。例如，利用聚氨酯丙烯酸酯的情况下，可以将聚氨酯丙烯酸酯紫外线(UV)固化型组合物涂敷在碎屑贯穿层120上，并通过紫外线照射进行固化来形成表面处理层。并且，可以将热固化性的蜡涂敷在碎屑贯穿层120上，通过热风烤箱进行固化来形成。
优选地，上述表面处理层110具有0.01～0.1mm的厚度。如果表面处理层110的厚度小于0.01mm，则难以期待耐刮性等物理性质提高的效果，并且，如果表面处理层110的厚度大于0.1mm，则在表面处理上消耗过多的制备费用，且具有可能降低地板材的外观质量的问题。
在本发明中，没有特别限制适用压延工艺等制备包含聚乳酸树脂的碎屑贯穿层的方法。例如，在适用木屑的情况下，可以将上述的聚乳酸树脂和包含木屑的其他原料进行混合及捏合后，压延成型为所需要的薄片形状，并将1～5张左右的薄片层压及热压而成型为碎屑贯穿类型的过程，从而制备包含聚乳酸树脂的碎屑贯穿层。
在上述的原料的混合及捏合工序中，例如可以使用高速混合器、压力机、捏合机(kneader)、二辊或三辊等来执行液状或粉末状原料的混合及捏合工序。并且，在原料的混合及捏合工序中，为了更加有效地进行混合，可通过多步骤反复执行上述混合及捏合工序，如，使用密炼机(banbury mixer)等在120～200℃左右的温度下捏合所调配的原料，在120～200℃左右的温度下使用二辊等对所捏合的原料进行第一次及第二次搅拌。
另一方面，将如上所述的混合好的原料适用于压延工艺来制备用于制备薄片状碎屑贯穿层的基片(base sheet)的方法也没有特别的限制，例如，可以使用倒L型四辊压延机等通常的装置来制备上述基片。
并且，上述中的压延加工条件可根据要使用的树脂组合物的组成等而适当地选择，可以在大约120～200℃左右的加工温度的范围内实施压延加工。
如上所述，就本发明的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材而言，用以植物资源为基础的聚乳酸树脂形成碎屑贯穿层，增塑剂也是利用ATBC等环保增塑剂，从而具有能够制备环保型绿色地板材的优点。
并且，就本发明的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材而言，将木粉和松脂适用于碎屑贯穿层，具有能够体现天然树木的质感及树木固有的香气的优点。
以上，以本发明的实施例为中心进行了说明，但这仅仅是示例性的，在本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解，可根据上述实施例进行各种变形及实施等同的其他实施列。由此，应根据所附的权利要求书来判断本发明真正要求保护的技术范围。

Claims (11)

1.一种使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材，其特征在于，
包含：
碎屑贯穿层；以及
表面处理层，形成在所述碎屑贯穿层的表面；
所述碎屑贯穿层包含聚乳酸树脂，并且所述碎屑贯穿层的所述聚乳酸树脂中含有木屑，并且相对于100重量份的聚乳酸树脂，包含200重量份以下的所述木屑。
2.根据权利要求1所述的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材，其特征在于，所述木屑为选自木渣、糠及竹屑中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材，其特征在于，所述木屑的粒度为10～120目。
4.根据权利要求1所述的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材，其特征在于，相对于100重量份的聚乳酸树脂，所述碎屑贯穿层还包含5～100重量份的非邻苯二甲酸酯类增塑剂、0.1～20重量份的作为熔融强度加强剂的丙烯酸类共聚物、0.01～10重量份的润滑剂、0.01～10重量份的扩链剂及10重量份以下的耐水解剂中的一种以上。
5.根据权利要求4所述的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材，其特征在于，上述碎屑贯穿层还包含1000重量份以下的碳酸钙、50重量份以下的二氧化钛及20重量份以下的松脂中的一种以上。
6.根据权利要求4所述的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材，其特征在于，上述非邻苯二甲酸酯类增塑剂为乙酰柠檬酸三丁酯。
7.根据权利要求1所述的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材，其特征在于，所述碎屑贯穿层是由包含所述聚乳酸脂、木粉及糠中的一种以上在内的薄片粉碎、排列、压延而形成的。
8.根据权利要求1所述的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材，其特征在于，所述碎屑贯穿层具有1.0～5.0mm的厚度。
9.根据权利要求1所述的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材，其特征在于，所述聚乳酸树脂为非晶质聚乳酸树脂。
10.根据权利要求1所述的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材，其特征在于，所述表面处理层还包含聚氨酯、聚氨酯丙烯酸酯及蜡中的一种以上。
11.根据权利要求1所述的使用聚乳酸树脂的碎屑贯穿地板材，其特征在于，所述表面处理层形成为0.01～0.1mm的厚度。
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