CN208881303U - 地板材料 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种地板材料，包括：包含聚氯乙烯树脂的底层；设置在所述底层上并包含聚氯乙烯树脂的纤维浸渍层；和设置在所述纤维浸渍层上的印刷层；其特征是所述地板材料还包括设置在所述印刷层上并包含热塑性聚氨酯树脂的透明层。本实用新型的地板材料是环境友好的并具有高施工性。

Description

地板材料
技术领域
本发明涉及一种环境友好并具有高施工性的地板材料。
背景技术
通常，住宅地板材料根据其原材料的不同而分类为聚氯乙烯 (PVC)类地板材料和木材类地板材料。PVC类地板材料的实例包括PVC片材、PVC瓷砖等，并且木材类地板材料的实例包括层压地板、胶合板地板、高压层压地板等。
自二十世纪七十年代以来，PVC类地板材料因具有价格相对低廉、加工性能优异、适合地暖的热性能等优点，因而得到了广泛的应用。然而，从二十一世纪开始，由于以下原因，PVC类地板材料已经成为人类健康的危害。
首先，在燃烧过程中，PVC会产生对人体有害的氯化氢(HCl) 气体和二恶英。其次，在PVC类地板材料的制造时添加的用于提高 PVC柔韧性的邻苯二甲酸酯类增塑剂是一种会干扰或破坏人体正常代谢的环境激素。
为了解决这些问题，提出了采用对苯二甲酸(TPA)增塑剂或生物增塑剂作为取代邻苯二甲酸酯类增塑剂的替代增塑剂的PVC类地板材料制造技术。然而，这种采用替代增塑剂的技术的安全性和加工性仍然存在问题。
除了上述技术之外，已经提出了制造不含增塑剂且在燃烧时不产生HCl气体和二恶英的非PVC类地板材料的技术。非PVC类地板材料可以包括聚烯烃类材料、丙烯酸类材料或聚对苯二甲酸乙二醇酯类材料。
由于制造成本的增加，加工性降低等因素，非PVC类材料仅被应用于地板材料的上层(例如透明层)中，以防止包含在下层中的PVC类材料暴露。
然而，在这种情况下，由于构成上部的非PVC类材料与构成下部的PVC类材料之间的机械性能的差异，因此在地板材料的上部和下部之间存在机械性能(例如伸长率、硬度)的不平衡。因此，最终地板产品的边缘可能会向上卷曲，并且当将地板材料弯曲以进行安装时，可能会发生开裂。
因此，需要开发环境友好且具有高施工性的地板材料。
【现有技术文献】
【专利文献】
韩国专利未审查公开No.2015-0131811
发明内容
本发明提供了一种环境友好并具有高施工性的地板材料。
本发明提供了一种地板材料，其包括：底层，其包含聚氯乙烯树脂；设置在底层上的纤维浸渍层(包含聚氯乙烯树脂)；设置在纤维浸渍层上的印刷层；以及设置在印刷层上的透明层(包含热塑性聚氨酯树脂)。
本发明的地板材料通过包含位于其上部的作为透明层的非PVC 类热塑性聚氨酯树脂，从而防止了位于透明层下方的各层中的聚氯乙烯树脂和增塑剂的暴露，从而本发明的地板材料具有高经济形且环保。
与包括非PVC类材料在内的常规地板材料相比，本发明的地板材料将地板材料边缘上卷并由此从地面翘起、以及当地板材料以90°角(地板和墙壁之间的夹角)弯曲进行安装时形成裂纹的现象降至最低，从而提供了优异的施工性。
附图说明
通过参考附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其他目的、特征和优点对于本领域普通技术人员将变得更加显而易见，其中：
图1是根据本发明的一个示例性实施方案的地板材料的横截面图。
具体实施方式
在下文中，将对本发明进行描述。
本发明涉及一种地板材料，该地板材料的上部包含热塑性聚氨酯(TPU)树脂，该热塑性聚氨酯树脂显示与聚氯乙烯树脂类似的机械性能(例如，硬度、伸长率等)且在燃烧过程中不产生对人体有害的氯化氢(HCl)气体和二恶英。下面将参考附图提供地板材料的详细描述。在此，在下文中使用的术语“层”可以在一些情况下被解释为层，或者在其他情况下被解释为膜。另外，下文中提到的“层”可以被解释为这样一种状态，其中构成层的组合物未固化或固化。
参考图1，本发明的地板材料包括底层10、纤维浸渍层20、印刷层30和透明层40。
包括在本发明的地板材料中的底层10用于提高地板材料的抗冲击性和行走舒适性，并减少地板之间的噪音的发生。底层10可以包含含有聚氯乙烯树脂的第一聚氯乙烯树脂组合物。
基于100重量份的全部组合物，第一聚氯乙烯树脂组合物可包含45至50重量份的聚氯乙烯树脂、20至30重量份的增塑剂(例如，对苯二甲酸二辛酯)、2至7重量份的发泡剂(例如，偶氮二甲酰胺)、 5至10重量份的填料(例如，碳酸钙)、1至5重量份的添加剂(例如，壬基苯基化合物)和10至20重量份的阻燃剂(例如，氢氧化铝)。
底层10可以具有200μm至2,000μm的厚度。当底层10的厚度小于200μm时，所制造的地板材料可能会具有相对低的抗冲击性和行走舒适性。另一方面，当底层10的厚度大于2,000μm时，所制造的地板材料的厚度可能过大。
纤维浸渍层20设置在本发明的地板材料的底层10上，并且作为地板材料的基本结构，从而提高其尺寸稳定性。纤维浸渍层20可以通过用含有聚氯乙烯树脂且呈溶胶形式的第二聚氯乙烯树脂组合物浸渍玻璃纤维来形成。
基于100重量份的全部组合物，第二聚氯乙烯树脂组合物可以包含30至40重量份的聚氯乙烯树脂、20至30重量份的增塑剂(例如，对苯二甲酸二辛酯)、1至5重量份的热稳定剂(例如，羧酸钡或羧酸锌)、30至35重量份的填料(例如，碳酸钙)和1至5重量份的添加剂(例如，壬苯基类化合物)。
纤维浸渍层20可以具有200μm至400μm的厚度。当纤维浸渍层20的厚度小于200μm时，所制造的地板材料的尺寸稳定性可能会相对较低。另一方面，当纤维浸渍层20的厚度大于400μm时，所制造的地板材料的厚度可能过大。
印刷层30设置在本发明的地板材料中的纤维浸渍层20上，并起到赋予地板材料以审美品质的作用。印刷层30可以通过将印刷在基材(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)上的图案(例如，木纹图案) 转印(例如，通过凹版印刷)到纤维浸渍层20上来形成。
所述图案可以用油墨组合物进行印刷，基于100重量份的全部组合物，该油墨组合物包含35至45重量份的介质、30至40重量份的溶剂(例如，甲基乙基酮)、10至20重量份的油墨和5至15重量份的珠光颜料(pearls)。
透明层40设置在本发明的地板材料的印刷层30上，用于提高地板材料的耐久性。透明层40可以包含含有热塑性聚氨酯树脂的聚氨酯树脂组合物，因此可以增加地板材料的耐磨性、抗弯曲性、耐油性、耐候性、弹性等、以及耐久性。特别地，透明层40中所包含的热塑性聚氨酯树脂与氯乙烯树脂具有相似的机械性能，因此其与底层 10和纤维浸渍层20中所包含的聚氯乙烯树脂高度相容；因此，本发明可以提供这样一种地板材料，其上部和下部之间具有均衡的机械性能，并且将弯曲以进行安装时发生开裂的情况最小化。
聚氨酯树脂组合物可以仅包含热塑性聚氨酯树脂；或者除了热塑性聚氨酯树脂之外，还包含合成橡胶类树脂、紫外线吸收剂、热稳定剂和脱模剂。在这种情况下，基于100重量份的全部聚氨酯树脂组合物，热塑性聚氨酯树脂的含量可以为95至99.5重量份。
包含在聚氨酯树脂组合物中的热塑性聚氨酯树脂可以具有50至75的硬度(肖氏D)，200％以上(例如250％至400％)的伸长率和 25,000至35,000泊的熔体粘度(220℃时)。当热塑性聚氨酯树脂的硬度、伸长率和熔体粘度超出上述范围时，地板材料的边缘可能向上卷曲，并在弯曲以进行安装时发生开裂。
包含在聚氨酯树脂组合物中的合成橡胶类树脂可以包括选自由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂、丙烯腈丁二烯橡胶(NBR)树脂和苯乙烯-乙基丁烯-苯乙烯(SEBS)树脂所构成组中。
透明层40可以具有100μm至300μm的厚度。当透明层40的厚度小于100μm时，所制造的地板材料可能会具有相对低的耐久性、耐磨性、弹性等。另一方面，当透明层40的厚度大于300μm时，原材料成本可能过度增加。
另外，本发明的地板材料还可以包括设置在底层10下方的增强层50。增强层50起到与底层10类似的作用，增强了底层10的强度、耐冲击性和行走舒适性，并且减少了地板之间的噪音产生。增强层 50可以包含含有聚氯乙烯树脂的第三聚氯乙烯树脂组合物。
基于100重量份的全部组合物，第三聚氯乙烯树脂组合物可以含有45至50重量份的聚氯乙烯树脂、20至30重量份的增塑剂(例如，对苯二甲酸二辛酯)、2至7重量份的发泡剂(例如，偶氮二甲酰胺)、5至10重量份的填料(例如，碳酸钙)、1至5重量份的添加剂(例如，壬苯基类化合物)和10至20重量份的阻燃剂(例如，氢氧化铝)。
增强层50可以具有100μm至5,000μm的厚度。当增强层50 的厚度小于100μm时，所制造的地板材料可能会具有较低强度、耐冲击性等。另一方面，当增强层50的厚度大于5,000μm时，所制造的地板材料的厚度可能过大。
另外，本发明的地板材料还可以包括设置在透明层40上的表面保护层60。表面保护层60用于调节地板材料的表面光泽度，并且提高地板材料的防污染性和防滑性。表面保护层60可以包含光固化性树脂组合物。
基于100重量份的全部组合物，光固化性树脂组合物可以包含40至50重量份的氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂、30至40重量份的丙烯酸酯单体、1至10重量份的添加剂(例如，分散剂或流平剂)、1 至5重量份的消光剂(例如，SiO2)和1至5重量份的光引发剂。
表面保护层60可以具有5μm至30μm的厚度。当表面保护层 60的厚度小于5μm时，所制造的地板材料可能会具有相对较差的外观和防污性能。另一方面，当表面保护层60的厚度大于30μm时，所制造的地板材料可能会出现表面开裂。
由于本发明的上述地板材料包含用于上方的透明层40中的非 PVC类热塑性聚氨酯树脂，因此防止了位于透明层40下方的各层中所包含的聚氯乙烯树脂和增塑剂的暴露。因此，本发明的地板材料可同时具有经济性和高度环保性，由此可用作住宅地板材料。
另外，由于本发明的地板材料中的透明层40所包含的热塑性聚氨酯树脂具有类似于聚氯乙烯树脂的机械性能，因此地板材料边缘上卷并由此从地面翘起、以及当地板材料以90°角(地板和墙壁之间的夹角)弯曲进行安装时形成裂纹的现象降至最低，由此地板材料具有高施工性。
可以通过常规已知的方法制造本发明的地板材料。具体而言，本发明的地板材料可以如下所述进行制造。通过加热和加压，将包含第一聚氯乙烯树脂组合物的聚氯乙烯膜粘合到浸渍有第二聚氯乙烯树脂的玻璃纤维上，从而形成用作地板材料的结构的纤维浸渍层20、以及赋予地板材料以减震性和耐久性的底层10。接下来，通过将印在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上的图案转印到纤维浸渍层20上而形成印刷层30。然后，将包含聚氨酯树脂组合物的透明膜置于印刷层30 上，并将膜和印刷层30粘合在一起，从而形成透明层40，透明层40 保护印刷层30并增加地板材料的耐久性。接下来，通过将第三聚氯乙烯树脂组合物施加到底层的底表面来形成表面保护层60，该表面保护层60增强地板材料的减震性，并防止地板材料的边缘从地面上翘起。然后，通过将光固化性树脂组合物涂布到透明层40的顶面从而形成表面保护层60。
在下文中，将参考以下实施例来详细描述本发明。然而，以下实施例仅是对本发明的说明，本发明不受以下实施例的限制。
[实施例1]
将80重量份增塑剂(对苯二甲酸二辛酯)、3重量份热稳定剂 (Ba类或Zn类热稳定剂)、3重量份环氧化大豆油、120重量份填料(碳酸钙)、6重量份白色颜料(二氧化钛)和3重量份添加剂(粘度调节剂)与100重量份聚合度为1,200的聚氯乙烯(PVC)树脂混合，以制备溶胶形式的第二聚氯乙烯树脂组合物。接下来，将如此制备的第二聚氯乙烯树脂组合物浸渍到45g玻璃纤维中。
接下来，将45重量份增塑剂(对苯二甲酸二辛酯)、5重量份发泡剂(偶氮二甲酰胺)、2重量份泡沫稳定剂(Ba类或Zn类热稳定剂)和50重量份填料(碳酸钙)与100重量份聚合度为1,000的 PVC树脂混合，以制备第一聚氯乙烯树脂组合物，然后通过使用设定为约180℃的压延辊将其加工成PVC膜(片材)。
然后，将PVC薄膜粘合到玻璃纤维的底部，并使该层叠体穿过设置为大约185℃的转筒，从而使层叠体固化，由此形成纤维浸渍层 (厚度：300μm)和底层(厚度：500μm)。
接下来，将其上印有图案的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜置于纤维浸渍层上，以将图案转印到纤维浸渍层上，由此形成印刷层。
然后，通过共挤出聚氨酯树脂组合物制备透明膜，基于100重量份的全部组合物，所述聚氨酯树脂组合物包含99重量份热塑性聚氨酯(TPU)树脂，该热塑性聚氨酯(TPU)树脂的硬度(肖氏D) 为60，伸长率为250％且熔体粘度(在220℃下)为30,000泊，将该透明膜置于印刷层上，并将透明膜与印刷层热粘合以形成透明层(厚度：150μm)。
接下来，将60重量份增塑剂(对苯二甲酸二辛酯)、3重量份热稳定剂(Ba类或Zn类热稳定剂)、50重量份填料(碳酸钙)、6 重量份白色颜料(二氧化钛)和1重量份有色颜料与100重量份聚合度为1,200的PVC树脂混合，以制备溶胶形式的第三聚氯乙烯树脂组合物。之后，将如此制备的第三聚氯乙烯树脂组合物涂布到底层的底面以形成增强层(厚度：100μm)。
然后，将50重量份的氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂、39重量份的丙烯酸酯单体、3重量份的光引发剂、1重量份的添加剂和7重量份的消光剂混合来制备光固化性组合物，将该组合物涂布到透明层的表面上，并且在光输出功率为140W/cm2、光强度为700mJ/cm2且光能到达时间为8秒、同时照射波长为340nm的条件下进行固化，以形成表面保护层(厚度：17μm)，由此制造地板材料。
[实施例2]
按照与实施例1相同的方式制造地板材料，不同之处在于，使用由含有伸长率为200％的TPU树脂的组合物制成的透明膜。
[实施例3]
按照与实施例1相同的方式制造地板材料，不同之处在于，使用由含有伸长率为170％的TPU树脂的组合物制成的透明膜。
[实施例4]
按照与实施例1相同的方式制造地板材料，不同之处在于，使用由含有伸长率为140％的TPU树脂的组合物制成的透明膜。
[实施例5]
按照与实施例1相同的方式制造地板材料，不同之处在于，使用由含有伸长率为120％的TPU树脂的组合物制成的透明膜。
[比较例1]
按照与实施例1相同的方式制造地板材料，不同之处在于，使用含有聚氯乙烯树脂(即，PVC膜)的膜代替由含有TPU树脂的组合物制成的透明膜。
[比较例2]
按照与实施例1相同的方式制造地板材料，不同之处在于，使用含有聚烯烃树脂的膜(即，PP膜)代替由含有TPU树脂的组合物制成的透明膜。
[比较例3]
按照与实施例1相同的方式制造地板材料，不同之处在于，使用含有丙烯酸树脂的膜(即，PMMA膜)代替由含有TPU树脂的组合物制成的透明膜。
[比较例4]
按照与实施例1相同的方式制造地板材料，不同之处在于，使用含有聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的膜(即，PET膜)代替由含有TPU 树脂的组合物制成的透明膜。
[实验例1]
通过以下方法对根据实施例和比较例制造的地板材料的材料性能进行评估，结果示于下表1和表2中。
1.卷曲：通过将各地板材料试样在80±2℃下保持6小时，然后在25±2℃下保持1小时，并测量试样的向上卷曲程度(与地面垂直进行测量)以进行评估。
2.抗裂性：通过将各地板材料试样弯曲180°，然后测量发生开裂的最低温度以进行评估。
3耐磨性：使用1kg负荷磨耗轮(H-18；Industries)将为磨耗试验机(Abraser 5155；Industries)制备的地板材料试样旋转500次，然后测量相对于样品初始重量的减少重量，从而进行评估。
4.TVOC排放量：根据室内空气质量官方试验(根据环保部 (Ministry ofEnvironment)No.2017-11通知)进行测量。
【表1】
性质 单位 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5
卷曲 mm 1以下 1以下 2.5以上 3以上 4以上
抗裂性 ℃ -30以下 -20以下 -10以下 -5以上 -5以上
耐磨性 mg 5以下 5以下 5以下 5以下 5以下
TVOC排放量 mg/m<sup>2</sup>·h 0.05以下 0.05以下 0.05以下 0.05以下 0.05以下
【表2】
性质 单位 比较例1 比较例2 比较例3 比较例4
卷曲 mm 1以下 10以上 10以上 7以上
抗裂性 ℃ -20以下 8以上 8以上 8以上
耐磨性 mg 50以下 50以下 50以下 50以下
TVOC排放量 mg/m<sup>2</sup>·h 0.1以下 0.05以下 0.05以下 0.05以下
参考表1，在作为本发明的地板材料的实施例1至5的地板材料中，地板材料边缘上卷并由此从地面上翘起的现象被将至最低，并且未观察到当地板材料以90°角(地板和墙壁之间的夹角)弯曲进行安装时形成裂纹的现象，这表明本发明的地板材料具有优异的施工性。另外，在本发明的地板材料中，TVOC排放量非常低，这表明本发明的地板材料是高度环保的。
另一方面，如表2所示，包括PVC膜作为透明层的比较例1的地板材料显示出相对低的耐磨性和环保性，并且比较例2至4的地板材料(其包括非PVC类材料膜)发生了向上卷曲或抗裂性降低，这表明施工性相对较低。
【附图标记说明】
10:底层
20:纤维浸渍层
30:印刷层
40:透明层
50:增强层
60:表面保护层。

Claims (2)

1.一种地板材料，包括：
包含聚氯乙烯树脂的底层；
设置在所述底层上并包含聚氯乙烯树脂的纤维浸渍层；和
设置在所述纤维浸渍层上的印刷层；其特征是所述地板材料还包括设置在所述印刷层上并包含热塑性聚氨酯树脂的透明层。
2.根据权利要求1所述的地板材料，其中所述热塑性聚氨酯树脂的肖氏D硬度为50至75，伸长率为200％以上，以及220℃时的熔体粘度为25,000泊至35,000泊。
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