DE102012014490A1 - Floor mat comprises resilient spine layer containing thermoplastic elastomer having specified Shore A hardness and density, and upper layer having pile - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Fußmatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Fußmatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 10.The invention relates to a floor mat according to the preamble of claim 1 and to a method for producing a floor mat according to the preamble of claim 10.
In der Praxis sind Fußmatten mit elastischer Rückenschicht und einer Oberschicht aus Teppichflor beliebt, da diese vielfältig einsetzbar, anforderungsgerecht gestaltbar und im Bedarfsfall leicht austauschbar sind, weil sie mit dem darunterliegenden Boden nicht fest verbunden werden, sondern durch ihr Eigengewicht sicher liegen und durch die Beschaffenheit der Rückenschicht eine gewisse Haftkraft aufweisen, so dass sie kaum unbeabsichtigt verschoben werden.In practice, floor mats with elastic backing and a top layer of carpet are popular because they are versatile, customizable and easily replaceable if necessary, because they are not firmly connected to the underlying soil, but are safe by their own weight and the nature the back layer have a certain adhesive force, so that they are hardly moved unintentionally.
Herkömmliche Fußmatten dieser Art werden in der Regel mit einer Kautschuk- bzw. Gummi-Rückenschicht gefertigt, die mit einer Oberschicht aus Kunstfasern durch Vulkanisierung bzw. Vernetzung verbunden ist. Derartige Fußmatten haben gute Gebrauchseigenschaften, lassen sich aber am Ende ihrer Lebenszeit nicht oder nur mit unverhältnismäßig hohem Aufwand recyceln, da die vom Material grundverschiedene Oberschicht und die Rückenschicht nicht voneinander trennbar sind.Conventional floor mats of this type are typically made with a rubber backsheet bonded to a synthetic fiber topsheet by vulcanization. Such floor mats have good performance characteristics, but can not be recycled at the end of their lifetime or only with disproportionate effort, since the material of the different basic upper layer and the back layer are not separable from each other.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fußmatte bzw. ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, wodurch eine bessere Wiederverwertbarkeit bei gleich bleibend guten Gebrauchseigenschaften der Matte erreicht wird.The invention is therefore based on the object to provide a doormat or a method for their production, whereby a better recyclability is achieved with consistently good performance properties of the mat.
Die
Gleiches gilt für die
Die
Die
In Abweichung vom vorstehend geschilderten Stand der Technik wird die erfindungsgemäß Aufgabe insoweit durch eine Fußmatte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.In deviation from the above-described prior art, the object of the invention is achieved in this respect by a doormat with the features of claim 1 and a method having the features of claim 10.
Durch die Verwendung einer Rückenschicht aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) kann ein ökologisch favorisiertes Produkt entstehen, wobei die Auswahl eines TPE mit einer Härte von 40 bis 80 Shore A und einer Dichte von. 0,85 bis 1,8 g/cm3 zu einem Produkt führt, das dabei äußerst positive Gebrauchseigenschaften hat.The use of a thermoplastic elastomer (TPE) backsheet may result in an environmentally favored product, with the selection of a TPE having a hardness of 40 to 80 Shore A and a density of. 0.85 to 1.8 g / cm 3 leads to a product, which has extremely positive performance properties.
Bevorzugt sollte die Dicke der Rückenschicht 0,5 bis 5 mm betragen, wobei insbesondere ein Bereich zwischen 1 und 2 mm, besonders bevorzugt 1,4 bis 1,6 mm zu positiven Gesamteigenschaften führt. Um im Dauergebrauch der erfindungsgemäßen Fußmatte eine hohe Belastbarkeit zu erreichen, ist eine TPE-Rückenschicht bevorzugt, deren Zugfestigkeit mindestens 1,5 N/mm2 beträgt. Besonders vorteilhaft sollten diese mindestens 2 N/mm2, insbesondere über 2,5 N/mm2 betragen. Damit eventuelle entstandene kleinere Risse sich in der Rückenschicht nicht unkontrolliert ausbreiten, sollte die Weiterreißfestigkeit des TPE Materials oberhalb von 1 liegen. Die Elastizität der TPE-Rückenschicht beträgt bevorzugt zwischen 30% und 60%, wobei sich überraschenderweise gezeigt hat, dass eine noch höhere Elastizität nicht vorteilhaft ist, da sonst die Fußmatte unkontrolliert wandert und nicht mehr ausreichend gut aufliegt.Preferably, the thickness of the backing layer should be 0.5 to 5 mm, wherein in particular a range between 1 and 2 mm, particularly preferably 1.4 to 1.6 mm leads to positive overall properties. In order to achieve a high load capacity in the continuous use of the floor mat according to the invention, a TPE backing layer is preferred whose tensile strength is at least 1.5 N / mm 2 . Particularly advantageous, this should be at least 2 N / mm 2, in particular more than 2.5 N / mm 2. In order that any resulting minor cracks do not spread uncontrollably in the backing layer, the tear propagation resistance of the TPE material should be above 1. The elasticity of the TPE backing layer is preferably between 30% and 60%, it has surprisingly been found that an even higher elasticity is not advantageous, otherwise the doormat moves uncontrollably and no longer rests sufficiently well.
Insbesondere bei Fußmatten, die waschbar sein sollen und damit stark bewegt und durchgewalkt werden, hat sich gezeigt, dass es zur Langlebigkeit beiträgt, wenn das TPE Material der Rückenschicht eine Dehnbarkeit von mindestens 100% aufweist, bis es zur Rissbildung kommt. Die Rissdehnung ist bevorzugt noch erheblich höher zu wählen, nämlich in der Größenordnung von mindestens 300%, insbesondere mindestens 450% und besonders bevorzugt sogar oberhalb 500%.In particular, floor mats that are said to be washable and thus strongly agitated and through-worked have been shown to contribute to longevity when the TPE material of the backsheet has at least 100% extensibility until cracking occurs. The crack elongation is preferably still considerably higher to choose, namely in the order of at least 300%, in particular at least 450% and more preferably even above 500%.
Die Verbindung der Oberschicht aus Teppichflor mit der Rückenschicht ist bevorzugt unmittelbar durch eine teilweise Durchdringung des Teppichflors an seiner Unterseite von der Rückenschicht gegeben. Dabei umschließt die Rückenschicht einen Teil des Teppichflors, insbesondere bei einem Tuftingmaterial die rückseitigen Garnschlingen, die von dem Trägermaterial, was ein Spinnvlies sein kann, gehalten sind.The compound of the top layer of carpet pile with the backing layer is preferably given directly by a partial penetration of the carpet pile on its underside of the backing layer. In this case, the back layer encloses a part of the carpet pile, in particular in the case of a tufting material, the back yarn loops, which are held by the support material, which may be a spunbonded fabric.
Besonders vorteilhaft für die Wahl des Materials der Rückenschicht hat sich ein Styrolblockcopolymer (SBC), insbesondere ein hydrogenisiertes Styrolblockcopolymer (HSBC) gezeigt. Das TPE kann vorzugsweise ein Dreiblockcopolymer, insbesondere Styrol-Ethylen-Buten-Styrol (SEES) sein.Particularly advantageous for the choice of the material of the back layer has a Styrene block copolymer (SBC), in particular a hydrogenated styrenic block copolymer (HSBC). The TPE may preferably be a triblock copolymer, especially styrene-ethylene-butene-styrene (SEES).
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Fußmatte, insbesondere einer solchen wie vorstehend beschrieben, wobei die Oberschicht aus Teppichflor mit der elastischen Rückenschicht unter Wärmeeinwirkung verbunden wird. Erfindungsgemäß wird dabei eine elastische Rückenschicht aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) bereitgestellt und ausgebreitet. Dazu kann bereits vorbereitetes TPE als Bahnenware beispielsweise abgerollt werden oder das TPE wird unmittelbar auf eine Weiterbearbeitungsstation extrudiert. Auf der ausgebreiteten elastischen Rückenschicht wird die Oberschicht insbesondere aus Tuftmaterial positioniert. Dies kann von Hand oder durch Abrollen, auch paralleles Abrollen, aufgerollter Bahnenwaren geschehen. Zur Verbindung der Oberschicht mit der Rückenschicht muss die Rückenschicht in ihrem Verflüssigungstemperaturbereich erwärmt sein, d. h. einen plastischen Zustand erreichen, so dass die Oberschicht in das TPE eingedrückt werden kann, wobei die Rückenschicht zumindest die Unterseite der Oberschicht teilweise durchdringt. Die so verbundenen Schichten lässt man nun auskühlen, wobei sich das TPE verfestigt, so dass die beiden Schichten eine feste Verbindung eingehen. Die Positionierung von Ober- und Rückenschicht kann auch umgekehrt erfolgen, wobei die Oberschicht mit ihrer Oberseite nach unten und die Rückenschicht darauf gelegt wird.The invention also relates to a method for producing a floor mat, in particular such as described above, wherein the top layer of carpet pile is bonded to the elastic back layer under the action of heat. According to the invention, an elastic backing layer of a thermoplastic elastomer (TPE) is provided and spread out. For this purpose, already prepared TPE can be unrolled as web material, for example, or the TPE is extruded directly onto a further processing station. On the spread elastic back layer, the upper layer is positioned in particular of Tuftmaterial. This can be done by hand or by rolling, even parallel unrolling, rolled up sheet goods. To bond the topsheet to the backsheet, the backsheet must be heated in its liquefaction temperature range, i. H. reach a plastic state, so that the top layer can be pressed into the TPE, wherein the back layer at least partially penetrates the underside of the top layer. The layers thus connected are allowed to cool, whereby the TPE solidifies, so that the two layers form a firm connection. The positioning of the top and back layers can also be reversed with the top layer facing down and the backsheet on top.
Die Verfahrungsschritte der Erwärmung der Rückenschicht und des Eindrückens der Oberschicht in die Rückenschicht können bevorzugt gemeinsam in einer Verschweißpresse erfolgen. Dazu wird das TPE auf einem Belegtisch der Presse angeordnet und der Teppichflor darauf positioniert. Bevorzugt kann diese Belegung dann mittels eines PTFE beschichteten Umlaufförderbandes in die Presse gefahren werden. Ein bewegliches Oberteil bzw. eine Oberplatte fährt dann auf das Unterteil herab, das bevorzugt dampfbeheizt sein kann. Die Presse kann nach einer Endschaltervorgabe durch Verriegeln verschlossen werden. Bevorzugt arbeitet die Presse mit Pressluft, wobei das Oberteil der Presse mit Pressluft auf den erforderlichen Druck gefühlt wird. Durch die Hitze des Unterteils gerät das TPE in den plastischen Zustand, wobei durch den Druck des Oberteils das Eindringen des Tuffmaterials in das TPE erfolgt. Nach der erforderlichen Presszeit wird die Membrane entlüftet und die Presse wieder geöffnet, wonach die Belegung mittels Förderband aus der Presse herausgefahren werden kann. Nach der erforderlichen Auskühlzeit lassen sich Oberschicht und Rückenschicht nicht mehr voneinander trennen.The Verfahrungsungs steps of heating the backsheet and the impression of the upper layer in the backsheet may preferably be done together in a Verschweißpresse. For this purpose, the TPE is placed on a slip table of the press and the carpet pile positioned on it. Preferably, this assignment can then be driven by means of a PTFE coated circulating conveyor belt in the press. A movable upper part or a top plate then moves down onto the lower part, which may preferably be steam-heated. The press can be locked by a limit switch specification by locking. Preferably, the press works with compressed air, wherein the upper part of the press is felt with compressed air to the required pressure. Due to the heat of the lower part of the TPE comes into the plastic state, wherein the pressure of the upper part of the penetration of the tuff material in the TPE takes place. After the required pressing time, the membrane is vented and the press opened again, after which the assignment can be moved out by means of conveyor belt from the press. After the required cooling time, the upper and back layers can no longer be separated.
Die Auskühlzeit sollte unabhängig von der Verwendung einer Presse mindestens 100 sek., insbesondere mindestens 150 sek., bevorzugt sogar mindestens 200 sek. betragen, bevor mit einer Nachbearbeitung, beispielsweise einem Beschneiden der Kanten, begonnen wird.The cooling time should, regardless of the use of a press at least 100 sec., In particular at least 150 sec., Preferably even at least 200 sec. before it starts with a post-processing, such as trimming the edges.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Oberschicht vor der Verbindung mit der Rückenschicht einer Relaxierung unterzogen wird. Dies kann insbesondere dadurch geschehen, dass die Oberschicht über einen Zeitraum von 30 bis 900 sek. je nach Material der Oberschicht auf eine Temperatur von 130° bis 175° erwärmt wird, beispielsweise indem die Oberschicht als Bahnenware drucklos durch einen Trockner gefahren wird. Dadurch schrumpft das Material der Oberschicht, so dass ein sonst bei der Verbindung der Oberschicht mit der Rückenschicht eintretender Schrumpf vorweggenommen wird. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft und wichtig, wenn die Schrumpfwerte der Oberschicht und der Rückenschicht voneinander abweichen. Bei einer Tuftingware aus Polyamidgarn mit einem Polyester und/oder PA-Trägermaterial kann der Schrumpf beispielsweise bis 4,5% betragen, während ein erfindungsgemäß gewähltes TPE einen Schrumpf von nur etwa 0,5% aufweist. Wäre eine solche Oberschicht keiner vorherigen Relaxierung unterzogen, würde es in der Teppichmatte zu Verwertungen kommen können. Der vorherige Relaxierungsprozess der Oberschicht ist insbesondere auch wichtig für bedingt waschbare TPE-Tuft-Matten.It is particularly advantageous if the upper layer is subjected to a relaxation prior to the connection with the backsheet. This can be done in particular by the fact that the upper layer over a period of 30 to 900 sec. depending on the material of the top layer is heated to a temperature of 130 ° to 175 °, for example by the top layer is driven as web goods without pressure through a dryer. As a result, the material of the top layer shrinks, so that shrinkage which otherwise occurs when the top layer is connected to the back layer is anticipated. This is particularly advantageous and important if the shrinkage values of the top layer and the back layer differ from one another. In the case of a tufted product of polyamide yarn with a polyester and / or PA support material, the shrinkage may be, for example, up to 4.5%, while a TPE selected according to the invention has a shrinkage of only about 0.5%. If such a top layer had not undergone any previous relaxation, it would be possible to utilize it in the carpet mat. The previous upper layer relaxation process is also particularly important for conditionally washable TPE tuft mats.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Erwärmung der elastischen Rückenschicht bevorzugt von ihrer Unterseite aus geschehen, was eine Beeinträchtigung der Qualität der Oberschicht vermeidet. Die Verfahrenstemperaturen, auf die die TPE-Rückenschicht erfindungsgemäß gebracht wird, liegen bei 160 bis 180°C, insbesondere 165 bis 175°C, besonders bevorzugt etwa bei 170°C.In the method according to the invention, the heating of the elastic backing layer can preferably take place from its underside, which avoids any impairment of the quality of the upper layer. The process temperatures to which the TPE backing layer is brought according to the invention are from 160 to 180.degree. C., in particular from 165 to 175.degree. C., more preferably about 170.degree.
Besonders vorteilhaft bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist insbesondere im Gegensatz zu dem herkömmlichen Verfahren mit Vernetzung von Kautschuk-Rückenschichten, dass die Verbindung der beiden Schichten bereits durch geringen Druck bewirkt werden kann. So hat es sich als ausreichend erwiesen, die Oberschicht mit einem Druck von 0,3 bis 1,3 bar, insbesondere 0,5 bis 1,1 bar, besonders bevorzugt etwa 0,8 bar über Umgebungsdruck in die TPE-Rückenschicht einzudrücken. Dadurch wird der Flor und das Material der Oberschicht geschont.Particularly advantageous in the method according to the invention, in particular in contrast to the conventional method with crosslinking of rubber backing layers, that the connection of the two layers can already be effected by low pressure. Thus, it has proven sufficient to press the upper layer into the TPE back layer at a pressure of 0.3 to 1.3 bar, in particular 0.5 to 1.1 bar, particularly preferably about 0.8 bar above ambient pressure. As a result, the pile and the material of the upper class is spared.
Die Expositionszeit für die Erwärmung des TPE und das Eindrücken der Oberschicht kann erfindungsgemäß von 60 bis 600 sek. betragen, insbesondere zwischen 150 und 300 sek., besonders bevorzugt etwa 200 sek. Dadurch lässt sich gegenüber dem Verfahren zur Herstellung von gummi- bzw. kautschukvernetzten Fußmatten eine Erhöhung der Taktzeit erreichen, wodurch die Herstellungskosten weiter verringert werden.The exposure time for the heating of the TPE and the impressions of the upper layer can according to the invention from 60 to 600 sec. be, in particular between 150 and 300 sec., Particularly preferably about 200 sec. This can be compared to the process for the production of rubber or rubber-crosslinked floor mats achieve an increase in cycle time, which further reduces manufacturing costs.
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