DE102013100244A1

DE102013100244A1 - Pvc-freier fussbodenbelag und herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102013100244A1
Application number: DE201310100244
Authority: DE
Inventors: Dennis G. Schlisner
Original assignee: BASE KING LLC
Current assignee: BASE KING LLC
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2013-01-11
Publication date: 2013-07-25
Also published as: CA2798195A1; US20130189891A1; US20140138021A1; CA2798195C

Abstract

Die Erfindung betrifft einen polyvinylchloridfreien Fußbodenbelag mit einer oberen dekorativen Vliesstoff-schicht, die ohne Verwendung von Klebstoff an eine extrudierte polymere Zwischenschicht gebunden ist, und einer extrudierten unteren Basisschicht, die ohne Verwendung von Klebstoff an die polymere Zwischenschicht gebunden ist, um einen Verbundfußbodenbelag bereitzustellen, der frei von Polyvinylchlorid ist.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft das Gebiet der Fußbodenbeläge. Insbesondere betrifft die vorliegende Offenbarung einen Fußbodenbelag, der frei von Polyvinylchlorid ist, und dessen Herstellung.
HINTERGRUND
Herkömmliche Bahnenwaren-Fußbodenbeläge werden durch Fußbodenbeläge aus Polyvinylchlorid (PVC) bereit-gestellt. Derartige Böden können Vinylchlorid abgeben, bei dem es sich um eine unerwünschte leichtflüchtige organische Verbindung (volatile organic compound, VOC) handelt.
Es ist wünschenswert, Fußbodenbeläge einschließlich Bahnenwaren bereitzustellen, die frei von Polyvinyl-chlorid sind. Die vorliegende Offenbarung ermöglicht vorteilhafterweise die Bereitstellung eines Fußboden-belags, der frei von Polyvinylchlorid ist.
KURZE DARSTELLUNG
Die obigen und andere Bedürfnisse werden durch einen polyvinylchloridfreien Fußbodenbelag erfüllt.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Fußbodenbelag eine obere dekorative Vliesstoffschicht, die ohne Verwendung von Klebstoff an eine extrudierte polymere Zwischenschicht gebunden ist, und eine extrudierte untere Basisschicht, die ohne Verwendung von Klebstoff an die polymere Zwischenschicht gebunden ist, um einen Verbundfußbodenbelag bereitzustellen, der frei von Polyvinylchlorid ist.
In einer anderen Ausführungsform umfasst der Fußbodenbelag eine obere dekorative Vliesstoffschicht, die ohne Verwendung von Klebstoff an eine extrudierte polymere Zwischenschicht, die ein Ionomer umfasst, gebunden ist, und eine extrudierte untere Basisschicht, die ohne Verwendung von Klebstoff an die polymere Zwischenschicht gebunden ist, um einen Verbundfußbodenbelag bereitzustellen, der frei von Polyvinylchlorid ist.
In einem anderen Aspekt betrifft die Offenbarung ein Verfahren zur Herstellung von polyvinylchloridfreiem Fußbodenbelag.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Bereit-stellen einer oberen dekorativen Vliesstoffschicht; Extrudieren einer polymeren Zwischenschicht unter Verwendung einer ersten Breitschlitzdüse und Verbinden der oberen dekorativen Vliesstoffschicht mit der extrudierten polymeren Schicht durch Führen der extrudierten polymeren Schicht und der Vliesstoffschicht durch einen ersten Walzenspalt, um einen ersten Verbund bereitzustellen; und Extrudieren einer unteren Basisschicht unter Verwendung einer zweiten Breitschlitzdüse mit einer Düsentemperatur und Verbinden der polymeren Schicht des ersten Verbunds mit einer Oberfläche der Basisschicht durch Führen der extrudierten Basisschicht und des ersten Verbunds durch einen zweiten Walzenspalt. Der zweite Walzenspalt umfasst eine erste Walze mit einer Walzentemperatur von etwa 30 bis etwa 35 Prozent der Düsentemperatur und eine zweite Walze mit einer Walzentemperatur, die höher als die Temperatur der ersten Walze ist, aber weniger als etwa 50 Prozent der Düsentemperatur beträgt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile der Offenbarung ergeben sich durch Bezugnahme auf die nähere Beschreibung bei Betrachtung in Verbindung mit den Figuren, die zwecks klarerer Darstellung der Einzelheiten nicht maßstabs-gerecht sind, wobei gleiche Bezugszahlen in den verschiedenen Ansichten gleiche Elemente bezeichnen. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Rolle von PVC-freiem Fußbodenbelag gemäß der Offenbarung.
2 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Schnitts des Fußbodenbelags von 1.
3 ein Fließdiagramm, das Schritte bei der Herstellung von PVC-freiem Fußbodenbelag gemäß der Offenbarung zeigt.
4 und 5 repräsentative Ansichten, die Schritte bei der Herstellung von Fußbodenbelag gemäß der Offenbarung zeigen.
AUSFÜHRLICHE BESCHEREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen betrifft die Offenbarung PVC-freien Fußbodenbelag 10. Der Fußbodenbelag 10 kann als Rolle auf einem Kern C bereitgestellt werden. Der Fußbodenbelag 10 umfasst eine obere dekorative Schicht 12, die ohne Verwendung von Klebstoff an eine polymere Zwischenschicht 14 gebunden ist, und eine untere Basisschicht 16, die ohne Verwendung von Klebstoff an die polymere Zwischenschicht 14 gebunden ist. Jede der Schichten 12, 14 und 16 ist frei von Polyvinylchlorid. Beispiele für Dicken werden hierin nur beispielhaft angegeben, wobei es sich versteht, dass der Fußbodenbelag in verschiedenen Abmessungen bereit-gestellt werden kann.
Die obere dekorative Schicht 12 wird vorzugsweise durch einen Polyester-Vliesstoff mit einem gewünschten dekorativen Muster, wie Holzmaserung, Steinmuster oder einem anderen gewünschten Muster, das darauf durch Filmdruck aufgedruckt ist, bereitgestellt. Ein bevorzugter Polyester-Vliesstoff ist ein unter dem Handelsnamen SONTARA von E. I. Du Pont de Nemours and Company erhältlicher Spunlace-Vliesstoff (wasserstrahlverfestigter Vliesstoff) mit einem Gewicht von etwa 1 Unze pro Quadratyard.
Die PVC-freie polymere Schicht 14 wird vorzugsweise durch Breitschlitzextrudieren eines Ionomers, vorzugsweise eines thermoplastischen Natrium-Ionomer-Harzes, das unter dem Handelsnamen SURLYN von E. I. Du Pont de Nemours and Company erhältlich ist, bereitgestellt. Das Ionomer kann mit PVC-freien Additiven, wie Ultraviolettlichtresistenzelementen und dergleichen, compoundiert werden. Die polymere Schicht 14 wird vorzugsweise als Flächengebilde mit einer Dicke von 0,009 bis etwa 0,018 Zoll, ganz besonders bevorzugt etwa 0,012 Zoll, bereitgestellt. Das SURLYN-Natrium-Ionomer hat einen Schmelzpunkt zwischen etwa 150°F und 190°F und wird in der Regel bei Schmelztemperaturen von etwa 365°F bis etwa 545°F extrudiert. Wie nachstehend beschrieben, wird der Temperaturbereich für die Extrusion des SURLYN-Ionomers jedoch für gewünschte Ergebnisse bei der Herstellung des Verbundfußbodenbelags 10 in einem Bereich von 400°F bis etwa 475°F gehalten. Andere bevorzugte thermoplastische Ionomerharze sind u. a. Zink-, Lithium- und Magnesium-Ionomere. Andere geeignete PVC-freie Polymere neben thermoplastischen Ionomerharzen sind u. a. thermoplastische Polyurethane.
Die PVC-freie untere Basisschicht 16 wird vorzugsweise durch Breitschlitzextrudieren eines PVC-freien thermoplastischen Elastomers, vorzugsweise eines auf Polyolefin basierenden thermoplastischen Elastomers, bereitgestellt. Ein bevorzugtes PVC-freies, auf Polyolefin basierendes thermoplastisches Elastomer ist unter dem Handelsnamen FARAPRENE, insbesondere FARAPRENE 780-80A, von O'Neil Color & Compounding Corp., Jasper, Tennessee, USA, erhältlich. Das PVC-freie thermoplastische Elastomer wird vorzugsweise zur Bereitstellung einer gewünschten Steifigkeit mit etwa 15 bis 25 Gew.-% eines Polyethylens hoher Dichte gemischt. Die Basis-schicht 16 wird vorzugsweise als Flächengebilde mit einer Dicke von 0,050 bis etwa 0,113 Zoll, ganz besonders bevorzugt etwa 0,068 Zoll, bereitgestellt. Andere geeignete PVC-freie thermoplastische Elastomere neben Polyolefinen sind u. a. Styrolblockcopolymere, die gemeinhin als SEBS bezeichnet werden, vorzugsweise mit einem Polypropylen-Modifizierungsmittel.
Unter Bezugnahme auf 3 kann der PVC-freie Fußbodenbelag 10 hergestellt werden durch:
Schritt 20 – Bereitstellen der PVC-freien dekorativen Schicht 12 durch Bereitstellen des Polyester-Vliesstoffs in Rollenform und Bereitstellen eines gewünschten dekorativen Musters, wie Holzmaserung, Steinmuster oder eines anderen gewünschten Musters, darauf, wie durch Rotationsfilmdruck oder dergleichen, zur Bereitstellung des gewünschten dekorativen Effekts auf dem Vliesstoff.
Schritt 22 – Bereitstellen der PVC-freien polymeren Schicht 14 durch Breitschlitzextrudieren eines Ionomers bei einer Temperatur von etwa 400°F bis 475°F und thermisches Binden der PVC-freien polymeren Schicht an die PVC-freie dekorative Schicht 12 während des Abkühlens der polymeren Schicht 14, was eine Rolle des Verbunds davon ergibt. Dieser Prozess ist in 4 gezeigt, wobei die Schicht 14 durch einen Extruder extrudiert und in einer Kühlbaugruppe thermisch mit der Schicht 14 verbunden wird, was eine Verbundrolle 12/14 ergibt. Hierbei wurde gefunden, dass der bevorzugte Temperaturbereich zwischen etwa 400°F und 475°F die gewünschte Bindung zwischen den aus den bevorzugten beispielhaften Materialien gebildeten Schichten ohne unerwünschte Verschlechterung der dekorativen Schicht 12, die bei Einwirkung von höheren Temperaturen schmelzen oder anderweitig verschlechtert werden kann, ergibt.
Schritt 24 – Bereitstellen der Basisschicht 16 durch Breitschlitzextrudieren eines PVC-freien thermoplastischen Elastomers bei einer Temperatur von vorzugsweise etwa 400°F und thermisches Binden der Basisschicht 16 an den Verbund 12/14 während des Ab-kühlens der Basisschicht 16, was eine Rolle des Fußbodenbelags 10 ergibt. Dieser Prozess ist in 5 gezeigt, wobei die Schicht 16 durch einen Extruder mit einer Breitschlitzdüse 40 extrudiert und in einer Kühlbaugruppe 42 thermisch mit dem Verbund 12/14 ver-bunden wird, was eine Rolle einer Verbundrolle 12/14 ergibt.
Hierbei wird die Basisschicht 16 mit der dekorativen Schicht 12 freiliegend an die polymere Schicht 14 gebunden. Das thermische Binden der Basisschicht 16 und der polymeren Schicht 14 ohne Störung der Bindung zwischen der dekorativen Schicht 12 und der polymeren Schicht 14 und ohne Verschlechterung der dekorativen Schicht 12 wird durch Steuerung der Wärmeverhältnisse der Breitschlitzdüse 40 und der Kühlbaugruppe 42 bewerkstelligt. Die Kühlbaugruppe 42 weist eine untere Walze 44, eine mittlere Walze 46 und eine obere Walze 48 auf. Die Breitschlitzdüse 40 wird bei einer Temperatur von etwa 400°F betrieben. Die untere Walze 44 wird bei einer Temperatur von etwa 130°F gehalten, und die mittlere Walze 46 und die obere Walze 48 werden jeweils bei einer Temperatur von etwa 170°F gehalten. Es wurde gefunden, dass diese Kombination von Temperaturen die gewünschte Bindung der Basisschicht 16 und der polymeren Schicht 14 ohne Störung der Bindung zwischen der dekorativen Schicht 12 und der polymeren Schicht 14 und ohne Verschlechterung der Oberflächenbeschaffenheit und des Aussehens der dekorativen Schicht 12 ermöglicht.
Somit wird die Kühlbaugruppe 42 bei dem Prozess so betrieben, dass die Temperatur der unteren Walze 42 unmittelbar hinter der Breitschlitzdüse 40, bei der es sich um die Walze der Kühlbaugruppe 42 handelt, die die Basisschicht 16 beim Austritt aus der Breitschlitzdüse direkt kontaktiert, bei einer Temperatur von etwa 30 bis etwa 35 Prozent der Temperatur der Breitschlitzdüse 40 liegt. Außerdem wird die mittlere Walze 46, bei der es sich um die Walze der Kühlbaugruppe 42 handelt, die die polymere Schicht 14 direkt kontaktiert und dadurch mit der unteren Walze 44 einen Walzenspalt zum Verbinden der polymeren Schicht 14 mit der Basisschicht 16 beim Austritt aus dem Extruder bildet, bei einer Temperatur gehalten, die größer als die Temperatur der unteren Walze 44 ist, aber weniger als etwa 50 Prozent der Temperatur der Breitschlitzdüse 40 beträgt und vorzugsweise zwischen etwa 40 und 45 Prozent der Temperatur der Breitschlitzdüse 40 liegt. Es wurde gefunden, dass diese Kombination von Temperaturen die gewünschte Bindung der Basisschicht 16 und der polymeren Schicht 14 ohne Störung der Bindung zwischen der dekorativen Schicht 12 und der polymeren Schicht 14 und ohne Verschlechterung der Oberflächenbeschaffenheit und des Aussehens der dekorativen Schicht 12 ermöglicht.
Der Fußbodenbelag 10 kann auf herkömmliche Art und Weise unter Verwendung von PVC-freiem Klebstoff und dergleichen auf einen Unterboden aufgebracht werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird jedoch vorzugsweise eine Schicht von doppelseitigem Kleber, der ebenfalls PVC-frei ist, auf die Unterseite der Basis-schicht 16 aufgebracht, um den Fußbodenbelag 10 an einem Unterboden zu befestigen. Ein bevorzugter doppelseitiger Kleber ist eine doppelseitige Polyacryl-Klebfolie.
Der Fußbodenbelag gemäß der Offenbarung stellt vorteilhafterweise einen Bahnenwaren-Fußbodenbelag bereit, der frei von Polyvinylchlorid ist. Außerdem versteht es sich, dass der Fußbodenbelag als steifer Fußbodenbelag und in Fliesen und dergleichen bereit-gestellt werden kann.
Die vorstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungs-formen für diese Offenbarung wurde zu Erläuterungs- und Beschreibungszwecken dargelegt. Sie soll keinen Anspruch auf Vollständigkeit erheben und die Erfindung nicht auf die exakt offenbarte Form beschränken. Angesichts der oben dargelegten Lehren sind offensichtliche Modifikationen oder Variationen möglich. Die Ausführungsformen sind derart gewählt und beschrieben, dass die besten Erläuterungen der Prinzipien der Erfindung und ihrer praktischen Anwendung bereitgestellt werden, so dass der Durchschnittsfachmann in der Lage ist, die Offenbarung in verschiedenen Ausführungsformen und mit verschiedenen Modifikationen in Übereinstimmung mit der jeweils beabsichtigten Verwendung anzuwenden. Alle derartigen Modifikationen und Variationen liegen im Schutzbereich der Offenbarung, wie er durch die beigefügten Ansprüche festgelegt ist, wenn diese mit der Breite interpretiert werden, zu der sie in fairer, gesetzlicher und gerechter Weise berechtigt sind.

Claims

Polvinylchloridfreier Fußbodenbelag, umfassend: eine obere dekorative Vliesstoffschicht, die ohne Verwendung von Klebstoff an eine extrudierte polymere Zwischenschicht gebunden ist, und eine extrudierte untere Basisschicht, die ohne Verwendung von Klebstoff an die polymere Zwischenschicht gebunden ist, um einen Verbundfußbodenbelag bereitzustellen, der frei von Polyvinylchlorid ist.
Fußbodenbelag nach Anspruch 1, wobei die polymere Schicht ein Ionomer umfasst.
Fußbodenbelag nach Anspruch 2, wobei das Ionomer ein Natrium-Ionomer umfasst.
Fußbodenbelag nach Anspruch 1, wobei die polymere Schicht ein thermoplastisches Polyurethan umfasst.
Fußbodenbelag nach Anspruch 1, wobei die Basisschicht ein PVC-freies thermoplastisches Elastomer umfasst.
Fußbodenbelag nach Anspruch 5, wobei das PVC-freie thermoplastische Elastomer ein auf Polyolefin basierendes thermoplastisches Elastomer umfasst.
Fußbodenbelag nach Anspruch 5, wobei das PVC-freie thermoplastische Elastomer ein Styrolblockcopolymer umfasst.
Fußbodenbelag nach Anspruch 1, wobei der Fußbodenbelag in einer Rolle bereitgestellt wird.
Polvinylchloridfreier Fußbodenbelag, umfassend: eine obere dekorative Vliesstoffschicht, die ohne Verwendung von Klebstoff an eine extrudierte polymere Zwischenschicht, die ein Ionomer umfasst, gebunden ist, und eine extrudierte untere Basisschicht, die ohne Verwendung von Klebstoff an die polymere Zwischenschicht gebunden ist, um einen Verbundfußbodenbelag bereitzustellen, der frei von Polyvinylchlorid ist.
Verfahren zur Herstellung eines polyvinylchloridfreien Fußbodenbelags, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen einer oberen dekorativen Vliesstoffschicht; Extrudieren einer polymeren Zwischenschicht unter Verwendung einer ersten Breitschlitzdüse und Binden der oberen dekorativen Vliesstoff-schicht an die extrudierte polymere Schicht durch Führen der extrudierten polymeren Schicht und der Vliesstoffschicht durch einen ersten Walzenspalt, um einen ersten Verbund bereit-zustellen; und Extrudieren einer unteren Basisschicht unter Verwendung einer zweiten Breitschlitzdüse mit einer Düsentemperatur und Binden der polymeren Schicht des ersten Verbunds an eine Oberfläche der Basisschicht durch Führen der extrudierten Basisschicht und des ersten Verbunds durch einen zweiten Walzenspalt, umfassend eine erste Walze mit einer Walzentemperatur von etwa 30 bis etwa 35 Prozent der Düsentemperatur und eine zweite Walze mit einer Walzentemperatur, die höher als die Temperatur der ersten Walze ist, aber weniger als etwa 50 Prozent der Düsentemperatur beträgt.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die erste Walze die extrudierte Basisschicht direkt kontaktiert.