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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen thermoplastischen Fußboden- oder Wandbelag, welcher wenigstens eine Schicht aus einer thermoplastischen Zusammensetzung umfasst, die ein Säureanhydridgruppen und einen Füllstoff umfassendes Polymer umfasst.
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Stand der Technik und damit zusammenhängender technischer Hintergrund
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Synthetische Oberflächenbeläge, wie Fußboden- oder Wandbeläge, sind allgemein bekannt. Unter diesen umfassen mehrschichtige Beläge in der Regel eine untere Schicht, bekannt als ”Trägerschicht”, und eine obere Schicht, bekannt als ”Verschleißschicht”. Im Gegensatz zu anderen polymeren Flächengebilden bzw. Plattenmaterialien besitzt ein Fußboden- oder Wandbelag und die verschiedenen Schichten eines mehrschichtigen Belags spezifische Eigenschaften in Bezug auf die Flexibilität und die mechanische Festigkeit bzw. Widerstandsfähigkeit.
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Oberflächenbeläge, und besonders Trägerschichten sind in der Regel PVC-basiert. Jedoch wurden aufgrund von Umweltaspekten in Bezug auf PVC-Beläge Alternativen zu PVC-Belägen entwickelt. Solche Alternativen sind zum Beispiel Polyolefin-basierte oder Ionomer-basierte Oberflächenbeläge.
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Insbesondere beschreibt die
US 6 287 706 ein Flächengebilde, das für die Verwendung in oder als Fußbodenbelag geeignet ist, welcher ein Polyolefinharz umfasst, das durch Metallocen-Katalyse erhalten wird, und die
US 5 763 501 beschreibt eine Schaumschicht, die ein Polyolefinelastomer (POE) oder Polyolefinplastomer (POP) umfasst.
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Allerdings bringen diese alternativen Oberflächenbeläge mehrere Nachteile mit sich, darunter schlechte mechanische Eigenschaften, besonders einen schlechten Resteindruck und Weichheit im Vergleich zu PVC-basierten Oberflächenbelägen.
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Ziele der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung hat das Ziel, einen PVC-freien Fußboden- oder Wandbelag bereitzustellen, welcher nicht die Nachteile des Stands der Technik aufweist und welcher eine Alternative zu herkömmlichen PVC-Oberflächenbelägen ist.
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Die Erfindung hat das Ziel, einen PVC-freien Fußboden- oder Wandbelag mit einer Resteindruckeigenschaft, die nahe an denjenigen eines PVC-basierten Oberflächenbelags liegt, bereitzustellen.
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Die Erfindung stellt daher einen PVC-freien Fußboden- oder Wandbelag, vorzugsweise in der Form von Rollen oder Fliesen, mit verbesserten Resteindruckeigenschaften und mit einer Trägerschicht aus einer nicht-quervernetzten thermoplastischen Zusammensetzung bereit, die recycelbar ist und eine reduzierte Produktionszeit aufweist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung offenbart einen PVC-freien Fußboden- oder Wandbelag, umfassend mindestens eine Schicht aus einer thermoplastischen Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung folgendes umfasst:
- – eine Polymermatrix, umfassend wenigstens zwei Polymere, wobei die Matrix wenigstens 5 Teile von wenigstens einem Polymer mit Säureanhydridgruppen umfasst; wobei die Gesamtmenge der Polymere zusammen genommen 100 Teile beträgt, und
- – wenigstens 100 Teile von wenigstens einem Füllstoff pro 100 Teile Polymer.
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Gemäß bestimmten Ausführungsformen kann der Bodenbelag eines oder eine geeignete Kombination von einem oder mehreren der folgenden Charakteristika umfassen:
- – das Säureanhydridgruppen umfassende Polymer ist ein Olefinpolymer,
- – das Säureanhydridgruppen umfassende Polymer ist ein Ethylen-Acrylester-Säureanhydrid-Terpolymer,
- – das Säureanhydridgruppen umfassende Polymer repräsentiert zwischen 10 und 40 Teile pro 100 Teile der Gesamtmenge an Polymeren in der Polymermatrix der thermoplastischen Zusammensetzung,
- – das Säureanhydridgruppen umfassende Polymer repräsentiert zwischen 10 und 30 Teile pro 100 Teile der Gesamtmenge an Polymeren in der Polymermatrix der thermoplastischen Zusammensetzung,
- – die Menge an Säureanhydridgruppen in dem Säureanhydridgruppen umfassenden Polymer beträgt zwischen 0,5 und 3,1 Gew.-%,
- – das Säureanhydrid ist Maleinsäureanhydrid,
- – der wenigstens eine Füllstoff ist in einer Menge zwischen 100 und 500 phr (Teile pro hundert Teile Polymerharz) vorhanden;
- – der wenigstens eine Füllstoff ist in einer Menge zwischen 200 und 350 phr (Teile pro hundert Teile Polymerharz) vorhanden;
- – der wenigstens eine Füllstoff ist Calciumcarbonat und/oder Calciummagnesiumcarbonat,
- – die thermoplastische Zusammensetzung umfasst wenigstens ein Polyolefinpolymer, das aus der aus EVA, EMA, EBA, EEA, EPM, EPDM, VLDPE, LLDPE, Polyolefinelastomeren (POE), Polyolefinplastomeren (POP) und Mischungen davon bestehenden Gruppe ausgewählt ist,
- – die thermoplastische Zusammensetzung umfasst ferner 0,5 bis 4 phr Stearinsäure und/oder 2 bis 25 phr Mineralöl,
- – die wenigstens eine Schicht ist eine Trägerschicht eines mehrschichtigen Fußbodenbelags in der Form von Rollen oder Fliesen,
- – die thermoplastische Zusammensetzung umfasst:
- – 60 bis 90 Teile POE oder POP mit einer Dichte zwischen 0,880 und 0,902 g/cm3,
- – 10 bis 40 Teile des Polymers mit Säureanhydridgruppen,
- – 100 bis 500 phr Füllstoff (Teile pro hundert Teile Polymerharz);
wobei die Gesamtmenge der Polymere zusammengenommen 100 Teile beträgt.
- – die thermoplastische Zusammensetzung umfasst Folgendes:
- – 50 bis 70 Teile EVA,
- – 20 bis 40 Teile eines POE oder POP mit einer Dichte zwischen 0,870 und 0,902 g/cm3,
- – 10 bis 40 Teile des Polymers mit Säureanhydridgruppen,
- – 100 bis 500 phr Füllstoff (Teile pro hundert Teile Polymerharz);
wobei die Gesamtmenge der Polymere zusammengenommen 100 Teile beträgt.
- – die thermoplastische Zusammensetzung umfasst Folgendes:
- – 20 bis 40 Teile EVA,
- – 20 bis 40 Teile VLDPE mit einer Dichte zwischen 0,895 und 0,905 g/cm3,
- – 20 bis 40 Teile POE oder POP mit einer Dichte zwischen 0,870 und 0,902 g/cm3,
- – 10 bis 40 Teile des Polymers mit Säureanhydridgruppen,
- – 100 bis 500 phr Füllstoff (Teile pro hundert Teile Polymerharz);
wobei die Gesamtmenge der Polymere zusammen genommen 100 Teile beträgt.
- – die thermoplastische Zusammensetzung umfasst Folgendes:
- – 30 bis 45 Teile eines LLDPE mit einer Dichte zwischen 0,915 und 0,925 g/cm3,
- – 30 bis 45 Teile eines VLDPE mit einer Dichte zwischen 0,895 und 0,905 g/cm3,
- – 10 bis 40 Teile des zweiten Polymers,
- – 100 bis 500 phr Füllstoff,
wobei die Gesamtmenge der Polymere zusammengenommen 100 Teile beträgt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die 1 stellt die Wirkung von verschiedenen Polymeren, die Säureanhydridgruppen umfassen, auf den Resteindruck einer 2 mm dicken Trägerschicht dar, die als einen polymeren Hauptbestandteil ein Polyolefinplastomer mit einer Dichte von 0,87 g/cm3 und einem MFI von 1 g/10 min, vermischt mit einem EVA-Copolymer (mit einem Gehalt von 19% Vinylacetat und einem MFI von 0,7 g/10 min), umfasst und die 350 phr Calciumcarbonat als Füllstoff umfasst.
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Die 2 stellt die Wirkung von verschiedenen Polymeren, die Säureanhydridgruppen umfassen, auf den Resteindruck einer 2 mm dicken Trägerschicht dar, die als einen polymeren Hauptbestandteil ein Polyolefin, das durch eine Metallocen-Katalyse erhalten wird, mit einer Dichte von 0,902 g/cm3 und einem MFI von 1 g/10 min umfasst und die 350 phr eines Füllstoffs umfasst.
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Die 3 stellt die Wirkung eines Polymers, das mit Säureanhydridgruppen (F525) gepfropft ist, auf den Resteindruck einer 2 mm dicken Trägerschicht, die verschiedene Polymere als polymere Hauptbestandteile umfasst, dar.
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Die 4 stellt den Einfluss der Polymere, die Säureanhydridgruppen umfassen, auf den Resteindruck einer 2 mm dicken Trägerschicht dar, die als einen polymeren Hauptbestandteil eine Kombination aus LLDPE und VLDPE (1/1) umfasst und die 350 phr Kalk umfasst.
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Die 5 stellt den Einfluss der Polymere, die Säureanhydridgruppen umfassen, auf den Resteindruck einer 2 mm dicken Trägerschicht dar, die als einen polymeren Hauptbestandteil ein Polyolefinplastomer umfasst und die 350 phr Kalk umfasst.
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Die 6 stellt den Einfluss des Typs von Füllstoff auf den Resteindruck einer 2 mm dicken Trägerschicht mit und ohne ein Säureanhydridgruppen umfassendes Polymer dar.
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Die 7 stellt den Einfluss von 20 und 40 Teilen von zwei verschiedenen Polymeren, die Maleinsäureanhydridgruppen umfassen, auf den Resteindruck einer 2 mm dicken Trägerschicht dar, die 350 phr Calciumcarbonat umfasst.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Oberflächenbelag, vorzugsweise einen dekorativen Oberflächenbelag, insbesondere einen Fußboden- oder einen Wandbelag aus wenigstens einer (einer oder mehreren) Schicht, wobei die Schicht aus einer thermoplastischen Zusammensetzung hergestellt ist, die als Hauptbestandteile ein Polyolefinharz oder eine Kombination von Polyolefinharzen umfasst und wenigstens ein (ein oder mehrere) Polymer, das Säureanhydridgruppen und wenigstens einen (einen oder mehrere) Füllstoff umfasst.
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Vorzugsweise wird die thermoplastische Zusammensetzung in einer Trägerschicht eines mehrschichtigen Fußbodenbelags in der Form von Rollen oder Fliesen verwendet. Für Rollen sind gute Flexibilitätskriterien und eine gute Bruchfestigkeit erforderlich. Für Fliesen ist eine höhere Härte und eine geringere Bruchfestigkeit zulässig.
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Der Hauptbestandteil der thermoplastischen Zusammensetzungen ist ein Polyolefinharz oder eine Kombination von Polyolefinharzen, bei denen es sich vorzugsweise um Copolymere von Ethylen und einem anderen Alpha-Olefinmonomer mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 3 bis 8 Kohlenstoffatomen, Diolefine und/oder acetylenisch ungesättigte Monomere oder ein Copolymer, das aus der Polymerisation von zwei oder mehreren verschiedenen Monomeren abgeleitet ist, handelt. Als solcher soll der Begriff Copolymer Terpolymer und Polymere, die aus mehr als drei verschiedenen Comonomeren, zum Beispiel Interpolymeren, hergestellt sind, einschließen.
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Zum Beispiel wird das Polyolefinharz aus der aus EVA, EMA, EBA, EEA, EPM, EPDM, VLDPE, LLDPE, Polyolefinelastomeren (POE), Polyolefinplastomeren (POP) und Mischungen davon bestehenden Gruppe ausgewählt. Polymere wie EVA, VLDPE, LLDPE, Polyolefinelastomere, Polyolefinplastomere oder Kombinationen davon sind bevorzugt.
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Betreffend die Definition von POE und POE verweisen wir auf das "Handbook of Plastics Elastomers und Composites (Handbuch der elastomeren Kunststoffe und Verbundwerkstoffe), Charles A. Harper, 4. Ausgabe, Mc Graw-Hill Handbooks, S. 195; Elastomer- und Plastomerharze können auch als Elastomer definiert werden, wenn der Gehalt von Octen-Monomer weniger als 20% beträgt, und als Plastomer, wenn der Gehalt an Octen-Monomer mehr als 20% beträgt.
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Das Polyolefinelastomer oder Plastomere werden in der
US 5 272 236 und
US 5 278 272 definiert, deren Offenbarungen hierin durch Bezugnahme inbegriffen sind.
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Vorzugsweise ist das Polyolefinharz ein Copolymer von Ethylen und einem anderen Alpha-Olefin-Monomer, das einen Prozentanteil von Ethylen von über 50% aufweist.
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Polyethylen-basierte Polymere sind vorzugsweise VLDPE (Polyethylen von sehr geringer Dichte) mit einem Dichtebereich von 0,880–0,915 g/cm3 (ASTM D792), LLDPE (lineares Polyethylen von geringer Dichte) mit einem Dichtebereich von 0,915–0,925 g/cm3 (ASTM D792), Polyolefinelastomere (POEs) oder Plastomere (POPs) mit einer Dichte von 0,87–0,902 g/cm3 (ASTM D792), POEs mit einer Dichte um 0,87 g/cm3 und wobei die POPs eine Dichte um 0,90 g/cm3 aufweisen.
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Vorzugsweise besitzen das/die Polyolefinharz oder -harze, die in Kombination in der thermoplastischen Zusammensetzung verwendet werden, vorzugsweise einen Schmelzflussindex (MFI) zwischen 0,6 bis 3 g/10 min bei 190°C unter einem Gewicht von 2,16 kg.
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Einige oder alle von den Polyolefinpolymeren können durch eine Metallocen-basierte Katalyse erhalten werden.
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Hinsichtlich des Säureanhydridgruppen umfassenden Polymers sind die Säureanhydridgruppen in die Polymerkette integriert, vorzugsweise als ein Terpolymer oder gepfropft durch eine chemische Modifikation auf die Polymerkette, wobei es sich bei dem Polymer um verschiedene mögliche Polyolefinpolymere handelt.
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Vorzugsweise umfasst das Säureanhydridgruppen umfassende Polymer zwischen 0,5 bis 3,1 Gew.-% Säureanhydrid, vorzugsweise zwischen 1 bis 3,1 Gew.-% und stärker bevorzugt um 2 Gew.-%.
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Vorzugsweise umfasst das Säureanhydridgruppen umfassende Polymer Carbonsäureanhydridgruppen, und stärker bevorzugt Maleinsäureanhydrid(MAH-)Gruppen.
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Das Säureanhydridgruppen umfassende Polymer kann zum Beispiel ein Polyethylen sein, in das Maleinsäureanhydridmonomere eingebunden sind und das eine Dichte von etwa 0,94 g/cm3 und einen MFI von etwa 25 g/10 min aufweist, oder ein Terpolymer von Ethylen, Butylacrylat und Maleinsäureanhydrid, wobei das Terpolymer eine Dichte von etwa 0,94 g/cm3 und einen MFI von etwa 5 g/10 min aufweist, oder ein Polyolefinplastomer oder -elastomer, das durch eine Metallocen-Katalyse erhalten wird und chemisch modifiziert wird zur Einbindung von Maleinsäureanhydrid und eine Dichte von etwa 0,88 g/cm3 und einen MFI von etwa 3,7 g/10 min aufweist, oder ein EVA-Polymer, das chemisch modifiziert wird zur Einbindung von Maleinsäureanhydrid und eine Dichte von etwa 0,96 g/cm3 und einen MFI von etwa 1,4 g/10 min aufweist.
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Die Mindestmenge des Säureanhydridgruppen umfassenden Polymers, die eine positive Wirkung auf den Resteindruck der thermoplastischen Zusammensetzung erlaubt, beträgt etwa 5 Teile oder 5 Gew.-% der Gesamtmenge der Polymere in der Zusammensetzung, d. h. des Polyolefinharzes oder der Kombination von Polyolefinharzen und des Säureanhydridgruppen umfassenden Polymers. Vorzugsweise steht das Säureanhydridgruppen umfassende Polymer für zwischen 5 bis 40 Teile, stärker bevorzugt zwischen 7,5 bis 40 Teile, und noch stärker bevorzugt zwischen 10 bis 30 Teile.
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Die thermoplastische Zusammensetzung von wenigstens einer Schicht eines mehrschichtigen Oberflächenbelags gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Kombination von verschiedenen Säureanhydridgruppen umfassenden Polymeren umfassen.
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Die thermoplastische Zusammensetzung kann auch übliche Additive, wie Wärme oder Lichtstabilisatoren, antistatische Additive, Verarbeitungshilfsstoffe, umfassen, wobei der Typ und die Menge dieser Additive an das Verfahren, insbesondere an den Typ und die Menge der Komponente der Schichtzusammensetzung und insbesondere an den verwendeten Füllstoff angepasst werden. Vorzugsweise umfasst sie zwischen 0,5 bis 4 phr Stearinsäure und/oder zwischen 2 bis 25 phr eines Mineralöls.
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BEISPIELE
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Allgemein sehen eine PVC-basierte Schicht eines mehrschichtigen Oberflächenbelags oder ein PVC-basierter so genannter homogener Oberflächenbelag und eine Schicht eines mehrschichtigen Oberflächenbelags einen Resteindruck zwischen 0,15 und 0,25 mm auf einer Anfangsdicke von 2 mm und eine Härte zwischen 1000 und 2000 vor (siehe Tabelle 1). Vergleichsbeispiele von PVC-basierten Zusammensetzungen Tabelle 1
| PVC-basierte Zusammensetzung 1 | in phr | Resteindruck/Härte einer 2-mm-Schicht |
| PVC | 100 | 0,22 mm/1500 |
| DINP | 40 |
| Stabilisator | 2 |
| Epoxidiertes Sojaöl | 2,5 |
| MgCaCO3/CaCO3 | 150/50 |
| PVC-basierte Zusammensetzung 2 | | Resteindruck/Härte einer 2-mm-Schicht (*) |
| PVC | 100 | 0,23 mm 1800 |
| DINP | 35 |
| Stabilisator | 4 |
| Epoxidiertes Sojaöl | 3 |
(*): 0,2 mm einer Verschleißschicht mit der Zusammensetzung 2, zusammengesetzt mit 1,8 mm einer Schicht mit der Zusammensetzung 1.
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Säure-basierte Terpolymere, die partiell neutralisiert werden können zur Bildung eines Ionomers, sind dafür bekannt, dass sie die Stoßfestigkeit und elastischen Eigenschaften einer Schicht, in die solche Verbindungen eingebunden sind, verbessern. Aus diesem Grund wurden Zusammensetzungen, die ein Terpolymer (Bynel® 2002 von DuPontTM) umfassen, welches Acrylsäuremonomere umfasst (Beispiele M bis O von Tabelle 3), und Zusammensetzungen, die ein Terpolymer-Ionomer (Surlyn® 9320 von DuPontTM), partiell neutralisiert mit Zn-Ionen, umfassen (Beispiele A bis L von Tabelle 2) als Vergleichsbeispiele verwendet.
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Das Polyolefinharz wird entweder mit den Säure-basierten Terpolymeren (Vergleichsbeispiele) oder mit dem Polymer, das Säureanhydridgruppen umfasst (Beispiele gemäß der Erfindung), dem Füllstoff, den Verarbeitungszusatzstoffen und gegebenenfalls dem Pigment vorvermischt, bevor es kalandriert wird mit Hilfe einer Kalandriervorrichtung, um eine 2 mm dicke Lage zu ergeben, wobei die Arbeitstemperatur zwischen 110 und 200 Grad C beträgt.
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Der Resteindruck, die Bruchfestigkeit und die Härte der Beispiele wurden bewertet, und die Resultate sind in den Tabellen 2 bis 8 angegeben.
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Der Resteindruck wurde gemäß einem internen Test bewertet, in dem eine Oberfläche von etwa 0,25 cm2 einer Probe mit einer Dicke von etwa 2 mm einem Druck (500 N) eines Gewichts von 50 kg, der während 60 Sekunden ausgeübt wird, unterworfen wird. Die Gesamtverformung wird gemessen und der Resteindruck (angegeben in Millimeter) wird 60 Sekunden nach dem Beenden der Druckeinwirkung gemessen.
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Die Bruchfestigkeit entspricht dem Faltungsvermögen einer 2 mm dicken Oberflächenbelagprobe, die in einem Winkel von 180 Grad gefaltet wird (die Verschleißschicht wird zusammengepresst und die Unterschicht wird gedehnt). Die Probe ist für Rollen geeignet, wenn die Probe nicht bricht, und ist für Fliesen geeignet, wenn die Probe während des Faltens aufgrund eines Härtewerts von höher als 3000 bricht.
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Die Härte des Oberflächenbelags wird durch Biegen einer Probe mit einer Abmessung von 100 mm × 40 mm gemessen, wobei der Biegewinkel 30 Grad beträgt, wobei der Abstand zu der Achse für das Biegen 50 mm beträgt. Die für das Biegen der Probe bei 30 Grad angewandte Kraft ist in mN angegeben.
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In den nachstehenden Tabellen repräsentieren die Polymerharze alle zusammen 100 Teile und die zusätzlichen Bestandteile der thermoplastischen Zusammensetzung sind in Teilen pro hundert Teile der Polymerharze (phr) angegeben. Beispiele von Referenzzusammensetzungen, umfassend 0 oder 10 oder 20 Teile eines Ionomers (vergleichend) Tabelle 2
| | Polymer
(Teile) | Surlyn 9320
(Teile) | Calciumcarbonat
(phr) | Mineralöl
(phr) | Stearinsäure
(phr) | Resteindruck in mm/2 mm |
| Bsp. A | 100 DF710/EVA
(35/65) | 0 | 350 | 18 | 2 | 1,7 |
| Bsp. B | 90 DF710/EVA
(35/65) | 10 | 350 | 18 | 2 | 1,3 |
| Bsp. C | 80 DF710/EVA
(35/65) | 20 | 350 | 18 | 2 | 1,1 |
| Bsp. D | 100 Exact48201 | 0 | 350 | 18 | 2 | 1,8 |
| Bsp. E | 90 Exact48201 | 10 | 350 | 18 | 2 | 1,5 |
| Bsp. F | 80 Exact48201 | 20 | 350 | 18 | 2 | 1,3 |
| Bsp. G | 100 Exact0201 | 0 | 350 | 18 | 2 | 1,8 |
| Bsp. H | 90 Exact0201 | 10 | 350 | 18 | 2 | 0,9 |
| Bsp. I | 80 Exact0201 | 20 | 350 | 18 | 2 | 0,7 |
| Bsp. J | 100 Clearflex®
CHDO | 0 | 350 | 18 | 2 | 1,15 |
| Bsp. K | 90 Clearflex®
CHDO | 10 | 350 | 18 | 2 | 1,3 |
| Bsp. L | 80 Clearflex®
CHDO | 20 | 350 | 18 | 2 | 1,1 |
Beispiele von Referenzzusammensetzungen, umfassend 20 Teile an Säureterpolymer (vergleichend) Tabelle 3
| | Polymer
(Teile) | Bynel 2002
(Teile) | Calcium carbonat
(phr) | Min eralöl
(phr) | Ste arinsäure
(phr) | Rest eindruck in mm/2 mm |
| Bsp. M | 80
DF710/EV
A (35/65) | 20 | 350 | 18 | 2 | 1,3 |
| Bsp. N | 80
Exact48201 | 20 | 350 | 18 | 2 | 1,5 |
| Bsp. O | 80
Exact0201 | 20 | 350 | 18 | 2 | 0,7 |
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Der höchste zulässige Resteindruck für Fußboden- oder Wandbelag-Anwendungen beträgt etwa 0,4 oder 0,5 mm, gemessen auf einer 2 mm dicken Lage, während der Resteindruck für universelle Anwendungen niedriger als 0,4 mm/2 mm sein sollte. Außerdem wird allgemein anerkannt, dass zum Be- bzw. Verarbeiten eines Fußboden- oder Wandbelags unter Verwendung von Rollen die Härtegrenze der Schicht um die 3000 beträgt; aus diesem Grund kann für eine geringere Härte als 3000 die Zusammensetzung in der Rollenbearbeitung verwendet werden.
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Die Tabelle 2 zeigt, dass bei einer konstanten Rate von Füllstoff der Resteindruck sich fortschreitend mit der Zugabe von Ionomeren verbessert, doch gilt der niedrigste Resteindruck (0,7 mm) als nicht akzeptabel.
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Die Tabelle 3 zeigt, dass bei konstanten Terpolymer- und Füllstoffraten der Resteindruck auch durch die Wahl des Polymers beeinflusst werden kann. Trotzdem gilt der niedrigste Resteindruck (0,7 mm) als nicht akzeptabel.
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Beispiele von thermoplastischen Zusammensetzungen gemäß der Erfindung
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Tabelle 4 (Beispiele mit Polymer, umfassend Maleinsäureanhydrid, Fusabond
® 603 von DuPont
TM)
Tabelle 5 (Beispiele mit Polymer, umfassend Maleinsäureanhydrid, Fusabond
® 525 von DuPont
TM)
Tabelle 6 (Beispiele mit Polymer, umfassend Maleinsäureanhydrid, Fusabond
® 250 von DuPont
TM)
Tabelle 7 (Beispiele mit Polymer, umfassend Maleinsäureanhydrid, Fusabond
® 493 von DuPont
TM)
Tabelle 8 (Beispiele mit Ethylen-Acrylester-Säureanhydrid-Terpolymer Lotader Arkema)
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In den Beispielen ist die Polyolefin-Mischung DF710/EVA(35/65) aus 35 Teilen Tafmer DF710 von Mitsui und 65% Teilen EVA zusammengesetzt, wobei das EVA 19 Gew.-% Vinylacetat umfasst und einen MFI von etwa 0,65 g/10 min aufweist (EscoreneTM Ultra 000119 von ExxonMobil). Exact48201 (von Dexplastomer) ist ein Polyolefin, das durch eine Metallocen-basierte Katalyse mit einer Dichte von 0,882 g/cm3 und einem MFI von 1 g/10 min erhalten wird. Exact0201 (von Dexplastomer) ist ein Polyolefin, das durch eine MetalIocen-basierte Katalyse mit einer Dichte von 0,902 g/cm3 und einem MFI von 1 g/10 min erhalten wird. Clearflex® CHDO (von Polimeri Europa) ist ein VLDPE mit einer Dichte von 0,9 g/cm3 und einem MFI von 2 g/10 min. LLDPE/VLDPE ist eine Mischung (1/1) eines LLDPE (Flexirene® CL1O von Polimeri Europa) mit einer Dichte von 0,918 g/cm3 und einem MFI von 3 g/10 min und eines VLDPE (Clearflex® CHDO von Polimeri Europa).
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F603 (Fusabond® 603 von DuPontTM) ist ein Säureanhydrid-gepfropftes Polymer mit einer Dichte von 0,940 g/cm3 und einem MFI von 25 g/10 min. Alternativ kann das F603 durch Lotader 3210 von Arkema (7) mit einer Dichte von 0,940 g/cm3 und einem MFI von 25 g/10 min ersetzt sein und das etwa 3,1 Gew.-% Maleinsäureanhydrid in einem Terpolymer von Ethylen-Acrylester-Maleinsäureanhydrid umfasst. Fusabond® 525 von DuPontTM ist ein Elastomer, das durch eine Metallocen-basierte Katalyse erhalten wird und das etwa 2% Maleinsäureanhydrid umfasst. F525 hat eine Dichte von 0,88 g/cm3, einen MFI von 3,7 g/10 min. F250 (Fusabond® 250 von DuPontTM) ist ein EVA-Polymer, das chemisch mit Maleinsäureanhydrid modifiziert ist und das etwa 28% Vinylacetat umfasst. F250 hat eine Dichte von 0,962 g/cm3 und einen MFI von 1,4 g/10 min. Alternativ kann das mit Maleinsäureanhydrid gepfropfte Polymer Orevac® von Arkema 18211 sein.
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Das Calciumcarbonat, das als Füllstoff verwendet wird, ist VS 35 von Omya, das Mineralöl ist Plastol 545 von ExxonMobil, und die Stearinsäure ist Radiacid 445 von Oleon.
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Anhand der verschiedenen Beispiele scheint es, dass die Hinzufügung eines Säureanhydridgruppen umfassenden Polymers zu verschiedenen Polyolefinharzen erheblich die Resteindruck-Eigenschaft im Vergleich mit den Vergleichsbeispielen (Bsp. A, Bsp. D und Bsp. G) ohne irgendein Polymer mit spezifischen chemischen Funktionen, wie Ionomeren oder Säureterpolymeren, und im Vergleich mit einer Schicht, die ein Terpolymer umfasst, welches Acrylsäuremonomere umfasst, die nicht neutralisiert sind (Bynel® 2002 von Dupont, in Bsp. M, Bsp. N und Bsp. O) und im Vergleich mit einer Schicht, die ein Terpolymer umfasst, welches Säure-basierte Monomere umfasst, die partiell neutralisiert sind zur Bildung eines Ionomers (Bsp. C, Bsp. F, Bsp. I, Bsp. L) verbessert, während beide Terpolymere dafür bekannt sind, dass sie die Stoßfestigkeit und elastischen Eigenschaften einer Schicht, in die eine solche Verbindung eingebunden ist, verbessern. Außerdem wird diese Verbesserung für Zusammensetzungen gezeigt, welche einen einzigen Typ eines Polyolefinharzes umfassen, und auch für Zusammensetzungen, welche eine Kombination von Polyolefinharzen umfassen (Tabelle 4 bis 8).
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In weiteren Experimenten wurde der Resteindruck von Schichten der Beispiele der Tabellen 4 bis 7, die einen Gehalt von 2,5 bis 40 Teilen eines Säureanhydridgruppen umfassenden Polymers aufweisen, bewertet und die Resultate sind in den 4 und 5 angegeben.
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Es scheint, dass eine signifikante Verbesserung des Resteindrucks für jeden Typ von Polymeren, die Säureanhydridgruppen umfassen, die in Kombination mit jedem Typ von Polyolefinharz oder einer Kombination von Harzen verwendet werden, die getestet wurden, festzustellen ist.
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Außerdem erscheint es durch Vergleichen des Resteindrucks einer Schicht, die ein Säureanhydridgruppen umfassendes Polymer umfasst, mit einer Schicht, die das gleiche Polymer ohne Säureanhydridgruppen umfasst (4 und 5), dass die Eindruckverbesserung nicht von dem Polymertyp, der zum Tragen der Säureanhydridgruppen verwendet wird, abhängig ist.
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In diesen Beispielen wird PE mit Anhydridgruppen (Fusabond 603) durch PE (gleiche Dichte, aber ohne Säureanhydridgruppen: Clearflex CL 508 von Polymeri Europa (Dichte 0,935 und MFI gleich 3,5)) ersetzt, EVA mit Säureanhydridgruppen (Fusabond 250) wird durch ein EVA mit dem gleichen Anteil an VA (28%), aber ohne Säureanhydridgruppe (Escorene 328 von ExxonMobil (28% VA und MFI gleich 3)) ersetzt, POE mit Säureanhydridgruppen (Fusabond 525) wird durch ein POE von Dexplastomer, das keine Säureanhydridgruppen enthält (Exact 48201, das eine Dichte von 0,882 und einen MFI von gleich 1 besitzt) ersetzt.
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Diese Experimente beweisen endgültig den positiven Einfluss von Polymeren mit Säureanhydridgruppen auf die Resteindrucksleistung für Fußboden- und Wandbelag-Anwendungen auf Basis von Polyolefinpolymeren, entweder wenn die Säureanhydridgruppen in die Polymerkette integriert werden oder wenn sie chemisch auf die Polymerkette gepfropft werden (7). Außerdem haben wir in denselben Vergleichen gesehen, dass Polymere, die Säuregruppen enthalten (siehe Ionomere (Surlyn) und Bynel) einen schlechten Beitrag zu Resteindrucksleistungen leisten.
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Außerdem ermöglicht die Kombination von wenigstens einem Polyolefinharz und einem Säureanhydridgruppen umfassenden Polymer die Verbesserung nicht nur der Resteindruckseigenschaften einer polymeren Schicht (4 und 5), sondern auch der Bruchfestigkeitseigenschaften eines mehrschichtigen Belags, welcher eine solche Schicht umfasst (Tabellen 4 bis 8).
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Allgemein umfasst wenigstens eine der Schichten des Belags einen Füllstoff, der verwendet wird, um dem Oberflächenbelag Gewicht zu verleihen und um seine Wärmebeständigkeit zu verbessern. Die Wirkung der Menge an Füllstoff (d. h. Kalk) wurde auf den verschiedenen Trägerschichten untersucht (
6), welche die verschiedenen Polyolefinharze und 20 Teile eines Säureanhydridgruppen umfassenden Polymers umfassen, wobei die Menge an Verarbeitungszusatzstoffen entsprechend der Menge an Füllstoff angepasst wird für den Erhalt von Zusammensetzungen, die gemäß der Tabelle 9 verarbeitet werden können. Tabelle 9
| Füllstoff (phr) | Mineralöl (phr) | Stearinsäure (phr) | TiO2 (phr) |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 50 | 1 | 0,3 | 0 |
| 100 | 3 | 0,6 | 1,5 |
| 200 | 6 | 0,8 | 3 |
| 350 | 18 | 2 | 8 |
| 500 | 25 | 3 | 15 |
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Wie erwartet, hat die Zugabe von Kalk zu einer Zusammensetzung ohne ein Säureanhydridgruppen umfassendes Polymer einen negativen Einfluss auf die Eindruckseigenschaft, da sie den Resteindruck erhöht. Die Zugabe eines Säureanhydrid umfassenden Polymers zu einer Zusammensetzung ohne Füllstoff hat einen positiven Einfluss, da sie den Resteindruck erhöht. Außerdem ist dieser positive Einfluss für Füllstoffe umfassende Zusammensetzungen sogar von größerer Bedeutung.
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Des Weiteren erscheint es anhand von 6, dass die Verwendung von Dolomit als Füllstoff ähnliche Resultate wie diejenigen, die bei Verwendung von Kalk verwendet werden, ergibt.
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Wenn man berücksichtigt, dass allgemein eine PVC-Schicht in einem mehrschichtigen Oberflächenbelag einen Resteindruck zwischen 0,15 bis 0,25 mm und eine Härte zwischen 1000 und 2000 liefert, scheint es, dass eine Schicht, die mit der thermoplastischen Zusammensetzung gemäß der Erfindung hergestellt wird, identische oder ähnliche Eigenschaften wie eine PVC-Schicht besitzt.
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Die wenigstens eine Schicht des Fußboden- oder Wandbelags gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch jedes geeignete Verfahren hergestellt werden, zum Beispiel durch Kalandrieren, Extrusion oder Schmelzextrusion.
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Die wenigstens eine Schicht ist vorzugsweise eine Trägerschicht eines mehrschichtigen Fußbodenbelags. Vorzugsweise umfasst der mehrschichtige Fußbodenbelag ferner eine Verschleißschicht, und stärker bevorzugt einen Polyurethan-Überzug auf der Verschleißschicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6287706 [0004]
- US 5763501 [0004]
- US 5272236 [0023]
- US 5278272 [0023]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- ”Handbook of Plastics Elastomers und Composites (Handbuch der elastomeren Kunststoffe und Verbundwerkstoffe), Charles A. Harper, 4. Ausgabe, Mc Graw-Hill Handbooks, S. 195 [0022]
- ASTM D792 [0025]
Tabelle 6 (Beispiele mit Polymer, umfassend Maleinsäureanhydrid, Fusabond® 250 von DuPontTM)
Tabelle 7 (Beispiele mit Polymer, umfassend Maleinsäureanhydrid, Fusabond® 493 von DuPontTM)
Tabelle 8 (Beispiele mit Ethylen-Acrylester-Säureanhydrid-Terpolymer Lotader Arkema)
