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Erfindungsgebiet
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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen synthetischen Bodenbelag (auch als polymerbasiert oder polymer bezeichnet), der aus einzelnen Bodenplatten (in Form von Fliesen, Dielen, Streifen oder dergleichen) zusammengesetzt ist, die nebeneinander auf dem Unterboden (dem zu bedeckenden Boden) verlegt werden. Der erfindungsgemäße Bodenbelag kann als schwimmender Bodenbelag (ohne unmittelbare Befestigung am Unterboden) oder als aufgeklebter Bodenbelag eingebaut werden.
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Hintergrund der Erfindung
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Synthetische Oberflächenbeläge sind hinlänglich bekannt. Im Allgemeinen sind sie aus Gummi, Polyolefinen, Polyestern, Polyamiden oder PVC gefertigt. Sie weisen bestimmte mechanische Eigenschaften auf, insbesondere in Bezug auf mechanische Festigkeit und Eindruckbeständigkeit aber auch in Bezug auf Komfort, Weichheit sowie Schall- und Wärmedämmung.
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Im Kontext des vorliegenden Dokuments werden Laminatbodenbeläge mit einem Faserplattenkern nicht als synthetische Bodenbeläge betrachtet.
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Bei den polymerbasierten Oberflächenbelägen lassen sich zwei Hauptkategorien unterscheiden. Homogene Oberflächenbeläge sind Beläge, die agglomerierte Partikel umfassen, welche im Allgemeinen durch Zerschneiden oder Zerkleinern eines Bogens aus einer ein polymerbasiertes Material umfassenden Zusammensetzung erhalten werden, und wobei keine Unter- oder Trägerschichten, die dem Oberflächenbelag strukturelle Stabilität verleihen, verwendet werden. Heterogene oder mehrschichtige Oberflächenbeläge sind Beläge, die eine oder mehrere untere Schichten und eine oder mehrere transparente obere Schichten (Verschleißschicht und möglicherweise einen harten Decklack) umfassen. Diese Beläge können ein dekoratives Muster, das die ästhetische Optik von Naturböden, wie Holz- oder Steinböden, imitiert, umfassen. Solche dekorativen Muster können auf die Unterseite der Verschleißschicht, auf die Oberseite einer Kern- oder Tragschicht oder auf eine zwischen die Kern- bzw. Tragschicht und die Verschleißschicht eingefügte Zusatzschicht (Druckschicht) gedruckt sein.
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Bodenbelagselemente (im Folgenden: Bodenplatten) mit konjugierten Verbindungsprofilen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Eine ihrer einfachsten Ausführungsformen umfasst ein Federprofil (oder männliches Profil) und ein Nutprofil (oder weibliches Profil). Jede Bodenplatte weist eine oder zwei Kanten (Seitenflächen) mit einem Federprofil auf, und die gegenüberliegenden eine oder zwei Kanten sind jeweils mit komplementären Nutprofilen bereitgestellt. Während solche Profile zunächst an Holzbodenplatten verwendet wurden, werden sie mittlerweile auch auf Laminatbodenplatten angewandt. So offenbart
WO 97/47834 beispielsweise einen Bodenbelag, der aus harten Bodenplatten (d. h. aus Laminatplatten mit einer Faserplattenbasis oder Holzplatten) besteht, die mindestens an den Kanten zweier gegenüberliegender Seiten mit Kopplungsteilen bereitgestellt sind, die – im Wesentlichen in Form einer Feder und einer Nut – zusammenwirken. Die in die Bodenplatten integrierten Kopplungsteile greifen mechanisch ineinander, um zu verhindern, dass zwei gekoppelte Bodenplatten in eine zu den benachbarten Kanten senkrechte und zur Unterseite der gekoppelten Bodenplatten parallele Richtung auseinanderdriften. Im Eingriffszustand zweier Bodenplatten werden die Kopplungsteile leicht elastisch verformt, sodass sie eine Spannkraft aufeinander ausüben, welche die Bodenplatten zueinander drängt.
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Kurze Darstellung der Erfindung
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Ein erster Aspekt der Erfindung bezieht sich auf einen synthetischen mehrschichtigen Bodenbelag, der Bodenplatten umfasst, wovon jede mindestens eine erste und eine zweite Kante mit einem ersten bzw. einem zweiten Verbindungsprofil aufweist. Das erste und das zweite Verbindungsprofil sind komplementär geformt, sodass benachbarte Bodenplatten über das erste und das zweite Verbindungsprofil miteinander koppelbar sind. Die Formen des ersten und des zweiten Verbindungsprofils sind derart, dass das erste Verbindungsprofil einer ersten Bodenplatte und/oder das zweite Verbindungsprofil einer zweiten Bodenplatte verformt werden, wenn das erste und das zweite Verbindungsprofil miteinander gekoppelt werden. Die Verformung umfasst einen Anteil, der anhält (d. h. mindestens ein Teil der Verformung hält an), wenn das erste und das zweite Verbindungsprofile gekoppelt bleiben, wobei der anhaltende Anteil zu Spannung innerhalb des ersten und/oder des zweiten Verbindungsprofils führt. Ein vorteilhaftes Merkmal besteht darin, dass das erste und/oder das zweite Verbindungsprofil aus viskoelastischem Material gefertigt sind, das eine erhebliche Spannungsrelaxation erfährt. Insbesondere nimmt die Spannung innerhalb des ersten und/oder des zweiten Verbindungsprofils bei Standardumgebungstemperatur und -druck innerhalb von 12 Stunden um mindestens 40 % ab, nachdem das erste und das zweite Verbindungsprofil gekoppelt wurden.
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Mit den Bedingungen „Standardumgebungstemperatur und -druck”, wie hier verwendet, sind Raumtemperatur (d. h. 25 °C) und Normalluftdruck (d. h. 1.013,25 hPa) gemeint. Die Spannungsreduzierung wird in Bezug auf den Wert angegeben, der sofort erreicht wird (maximal 5 s), nachdem zwei zuvor noch nicht verwendete Verbindungsprofile miteinander verbunden wurden. Es ist erwähnenswert, dass aufgrund der viskoelastischen Eigenschaften des Materials (der Materialien) der Verbindungsprofile die Verformung dauerhaft oder über einen langen Zeitraum anhält, nachdem zwei Verbindungsprofile getrennt wurden, und dass daher an Verbindungsprofilen, die zuvor bereits in Gebrauch waren, nicht dieselbe Spannungsrelaxation gemessen wird. Aus dieser Überlegung heraus ist erkennbar, dass die Spannungsrelaxation durch mindestens zwei Faktoren beeinflusst wird, insbesondere durch die Anfangsbelastung (die von der Geometrie des ersten und zweiten Verbindungsprofils abhängt) und die Art des verwendeten viskoelastischen Materials.
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Im Gegensatz zu harten Bodenplatten (wie beispielsweise Faserplatten-Laminat- oder Holzplatten) klingen die Rückstellkräfte, welche die gekoppelten Verbindungsprofile aufeinander ausüben (aufgrund ihrer Elastizität), sehr schnell ab. Entgegen dem, was üblicherweise zu erwarten wäre, hat dieses Phänomen keine ernsthaften negativen Auswirkungen auf die Haltbarkeit des Bodenbelags. Insbesondere war nicht festzustellen, dass sich die Bodenplatten eines schwimmenden Bodenbelags im Laufe der Zeit gelockert hätten. Man könnte annehmen, dass Reibungskräfte die Rolle der Spannung übernehmen, es könnte aber auch andere theoretische Erklärungen geben, welche die vorliegende Erfindung dementsprechend nicht einschränken sollen.
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Neben dem überraschend guten Zusammenhalt des Bodenbelags wurde festgestellt, dass sich die mechanische Beanspruchung leichter und gleichmäßiger über große Bereiche (d. h. über mehrere benachbarte Bodenplatten) verteilt, wodurch die mechanische Spannung innerhalb der einzelnen Bodenplatten reduziert wird. Eine hohe Spannung zwischen miteinander in Eingriff stehenden Verbindungsprofilen kann kleine Bewegungen (im Sub-Millimeter-Bereich) der einzelnen Platten zueinander, die zu einem lokalen Spannungsaufbau führen können (z. B. als Folge von Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsschwankungen), verhindern. Der Effekt kann in einigen Bereichen stärker ausgeprägt sein als in anderen, beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen der Verbindungsprofile. In der Tat können kleine Abweichungen in den Abmessungen der Verbindungsprofile zu großen Unterschieden bei den Spannungen zwischen benachbarten Platten und ihrer Fähigkeit, Spannung, insbesondere Schubspannung in Richtung der Kanten, abzubauen, führen. Man könnte ineinandergreifende Bodenbelagsysteme als ein kleines System aus tektonischen Platten betrachten. In einigen Fällen kann die aufgebaute Spannung zu einer merklichen Belastung des Bodenbelags (z. B. in Form von Wölbungen) und/oder zu plötzlichen (wenngleich noch immer kleinen) seitlichen Verlagerungen der Bodenplatten führen. Solche extremen Phänomene waren bei Bodenbelägen nach dem ersten Aspekt der Erfindung nicht zu beobachten. Bei Bodenbelägen nach dem ersten Aspekt der Erfindung war kein wesentlicher Aufbau von mechanischer Spannung festzustellen.
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Vorzugsweise nimmt die mechanische Spannung innerhalb des ersten und/oder des zweiten Verbindungsprofils immer mehr und/oder schneller ab. Nach einer bevorzugten Ausführungsform nimmt die Spannung innerhalb des ersten und/oder des zweiten Verbindungsprofils bei Standardumgebungstemperatur und -druck innerhalb von 12 Stunden, nachdem das erste und das zweite Verbindungsprofil gekoppelt wurden, um mindestens 50 %, vorzugsweise um mindestens 60 % und besonders vorzugsweise um mindestens 70 % ab. Zusätzlich oder alternativ dazu kann die Spannung innerhalb des ersten und/oder des zweiten Verbindungsprofils bei Standardumgebungstemperatur und -druck innerhalb von 6 Stunden, vorzugsweise innerhalb von 2 Stunden und besonders vorzugsweise innerhalb von 1 Stunde, nachdem das erste und das zweite Verbindungsprofil gekoppelt wurden, um mindestens 40 % abnehmen. Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nimmt die Spannung innerhalb des ersten und/oder des zweiten Verbindungsprofils bei Standardumgebungstemperatur und -druck innerhalb von 1 Stunde, nachdem das erste und das zweite Verbindungsprofil gekoppelt wurden, um mindestens 60 % ab. Ebenfalls vorzugsweise nimmt die mechanische Spannung innerhalb des ersten und/oder des zweiten Verbindungsprofils ab, um sich einem asymptotischen Wert, der mindestens 70 % unter dem Ausgangswert liegt, anzunähern.
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Vorzugsweise umfassen die Bodenplatten ein Trägersubstrat, eine oder mehrere Kernschichten, eine Dekordruckschicht oben auf den Kernschichten und mindestens eine transparente Verschleißschicht oben auf der Druckschicht. Die Kernschicht ist vorzugsweise eine zwischen die Trägerschicht(en) und die Verschleißschicht(en) laminierte polymerbasierte (vorzugsweise PVC-basierte und/oder thermoplastische) Kernschicht. Die Kernschicht kann ein Material umfassen, das eine geringere Shore-Härte als die Materialien der Trägerschicht(en) und der Verschleißschicht(en) aufweist. Die Kernschicht kann selbst aus einer oder mehreren Schichten (hier als „Kernunterschichten“ bezeichnet) zusammengesetzt sein. Die Kernunterschichten bestehen vorzugsweise aus thermoplastischem und/oder PVC-basiertem Material. Vorzugsweise weist die Kernschicht einen Gleitreibungskoeffizienten im Bereich von 0,50 bis 0,65, besonders vorzugsweise im Bereich von 0,55 bis 0,60 auf, wobei dieser Wert nach der Europäischen Norm EN 13893 bestimmt wird.
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Die Bodenplatten sind flexible Bodenplatten. Der Begriff „flexibel“, wie hier verwendet, bezeichnet eine Bodenplatte, die ohne sichtbare Beeinträchtigung bis zu einem Biegeradius von 75 cm, vorzugsweise zu einem Biegeradius von 50 cm oder sogar zu einem noch kleineren Biegeradius (z. B. 25 cm oder weniger) biegbar ist. Es versteht sich jedoch, dass eine im Kontext dieser Erfindung verwendete synthetische Bodenplatte nicht absolut weich ist (wie beispielsweise ein Teppich mit einer Schaumstoffrückseite), sondern eine Festigkeit oder Steifheit aufweist, welche die Bodenplatte für den sicheren Einbau eines schwimmenden Bodenbelags durch Verbinden der Bodenplatten über ihre Verbindungsprofile geeignet macht.
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Der synthetische mehrschichtige Bodenbelag (und damit jede Bodenplatte) weist vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 3 mm bis 8 mm, besonders vorzugsweise im Bereich von 3 bis 5 mm auf.
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Die Bodenplatten können z. B. Vinylbodenfliesen und/oder Dielen, vorzugsweise Vinylzusammensetzungsfliesen, Hartvinylfliesen oder LVT (Luxury Vinyl Tiles) sein. Die Bodenplatten können PVC-basiert oder PVC-frei sein. Entsprechende Vinylbodenplatten können eine Urethan-Verschleißschicht umfassen.
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Der synthetische mehrschichtige Bodenbelag weist eine dekorative Oberseite auf, die ein dekoratives Muster umfasst. Das dekorative Muster kann von jeglicher Art sein, z. B. von der Art, die einen natürlichen Bodenbelag, wie Holz-, Bambus-, Stein-, Keramik- oder Korkbodenbelag, imitiert. Jegliche sonstige dekorative Muster, z. B. eine Photographie, eine Zeichnung oder ein abstraktes Design, sind selbstverständlich ebenfalls auf der Oberseite verwendbar.
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Die Bodenfliesen sind vorzugsweise in Reihen angeordnet. Die Bodenfliesen der unterschiedlichen Reihen können in einer versetzten Weise angeordnet sein oder senkrecht zu den Reihen fluchten.
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Vorzugsweise sind das erste und das zweite Verbindungsprofil integral mit den Bodenplatten ausgebildet. Das erste und das zweite Verbindungsprofil können z. B. maschinell in die erste bzw. die zweite Kante eingearbeitet sein. „Einarbeiten“, wie hier verwendet, impliziert das Entfernen von Material (z. B. durch Abtrennen, Abschleifen, Fräsen oder dergleichen) von den Kanten einer blanken Bodenplatte unter Verwendung einer oder mehrerer Maschinen.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung bezieht sich auf eine rechteckige synthetische mehrschichtige Bodenplatte zum Verlegen eines Bodenbelags. Die Bodenplatte nach dem zweiten Aspekt der Erfindung hat eine dekorative Oberseite und eine Unterseite zum Kontaktieren eines Unterbodens und ferner:
- – eine erste lange Kante mit einem ersten Verbindungsprofil, wobei das erste Verbindungsprofil eine Aussparung an der Unterseite und eine über die Aussparung überstehende Feder aufweist,
- – eine zweite lange Kante mit einem zweiten Verbindungsprofil, das komplementär zum ersten Verbindungsprofil ist, wobei das zweite Verbindungsprofil einen Vorsprung an der Unterseite und eine Nut zum Aufnehmen der Feder des ersten Profils aufweist,
- – eine erste kurze Kante mit dem ersten Verbindungsprofil und
- – eine zweite kurze Kante mit dem zweiten Verbindungsprofil.
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Die Formen des ersten und des zweiten Verbindungsprofils sind derart, dass das erste Verbindungsprofil einer ersten Bodenplatte und/oder das zweite Verbindungsprofil einer zweiten Bodenplatte verformt werden, wenn das erste und das zweite Verbindungsprofil miteinander gekoppelt werden, wobei die Verformung eine Komponente umfasst, die anhält, wenn das erste und das zweite Verbindungsprofil gekoppelt bleiben, wobei die anhaltende Komponente zu Spannung innerhalb des ersten und/oder des zweiten Verbindungsprofils führt. Das erste und/oder das zweite Verbindungsprofil sind aus viskoelastischem Material gefertigt, sodass die Spannung innerhalb des ersten und/oder des zweiten Verbindungsprofils bei Standardumgebungstemperatur und -druck innerhalb von 12 Stunden, nachdem das erste und das zweite Verbindungsprofil gekoppelt wurden, um mindestens 40 % abnimmt.
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Die Ausdrücke „lang“ und „kurz“ werden hier verwendet, um zwischen den längeren und den kürzeren Kanten einer rechteckigen Bodenplatte zu unterscheiden; sie implizieren keine bestimmten Dimensionen in absoluten Zahlen.
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Vorzugsweise sind die Formen des ersten und des zweiten Verbindungsprofils derart, dass die Verformung, die das erste und/oder das zweite Verbindungsprofil während des Kopplungsvorgangs erfahren, auch eine transiente Komponente umfasst (d. h. ein Teil der Verformung ist nur temporär und kann nur während des Kopplungsvorgangs beobachtet werden).
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Vorzugsweise definieren das erste und das zweite Verbindungsprofil Verbinder des sogenannten Einwinkelungs- bzw. „Angling“-Typs. Bei Verbindungsprofilen dieses Typs muss die Feder des ersten Verbindungsprofils (an der zu installierenden Platte) in die Nut des zweiten Verbindungsprofils (einer bereits auf dem Boden verlegten Platte) eingewinkelt werden, woraufhin die neu hinzugefügte Bodenplatte nach unten auf den Boden heruntergeschwenkt wird. Während dieser Bewegung verformen sich die Verbindungsprofile elastisch und schnappen dann ein. Die Feder wird so in der Nut eingeschlossen, dass eine Trennung derselben eine größere Kraft oder eine spezifische Relativbewegung der Profile erfordert. Wenn an den vier Kanten jeder Bodenplatte Verbinder des „Angling“-Typs bereitgestellt sind, wird die neu zu verlegende Bodenplatte zunächst in das bereits vorhandene links befindliche Element eingewinkelt. Anschließend wird die neue Platte nach hinten geneigt und in die Reihe dahinter (aus Sicht der Person, die den Bodenbelag einbaut) eingewinkelt. Beim letztgenannten Schritt muss (müssen) die Platte(n) auf der linken Seite der Bewegung der neuen Platte folgen. Sie werden somit an ihrer Vorderseite angehoben und heruntergeschwenkt. Beim Einbau solcher Bodenplatten des Double-Angling-Typs ist ein gewisses Maß an Koordination erforderlich, das jedoch durch etwas Praxis leicht erworben wird.
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Gemäß einer möglichen Ausführungsform einer Bodenplatte nach dem zweiten Aspekt der Erfindung sind in der Draufsicht auf die Oberseite der Bodenplatte die Kanten im Uhrzeigersinn in der folgenden Reihenfolge angeordnet: 1) die erste lange Kante, 2) die zweite kurze Kante, 3) die zweite lange Kante und 4) die erste kurze Kante (im Folgenden: die erste Kantenanordnungsreihenfolge). Alle hier verwendeten Bezüge auf Uhren sind Bezüge auf „normale” Uhren, d. h. die Drehrichtung im Uhrzeigersinn ist die Richtung, die durch die Finger einer leicht geballten linken Hand angezeigt wird, wenn der Daumen auf den Betrachter weist.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer Bodenplatte nach dem zweiten Aspekt der Erfindung sind in der Draufsicht auf die Oberseite der Bodenplatte die Kanten im Uhrzeigersinn in der folgenden Reihenfolge angeordnet: 1) die erste lange Kante, 2) die erste kurze Kante, 3) die zweite lange Kante und 4) die zweite kurze Kante (im Folgenden: die zweite Kantenanordnungsreihenfolge). Es wurde festgestellt, dass die zweite Kantenanordnungsreihenfolge den Einbau flexibler rechteckiger Bodenplatten des Double-Angling-Typs wesentlich vereinfacht. So hat bei flexiblen Bodenplatten mit der gespiegelten, d. h. der ersten Kantenanordnungsreihenfolge der Einbau einer neuen Bodenplatte rechts von einer bereits eingebauten Bodenplatte häufig zu einem partiellen Ablösen der im Einbau befindlichen Reihe von der Reihe dahinter geführt. Diese Gefahr ließe sich mit Bodenplatten, welche die zweite Kantenanordnungsreihenfolge aufweisen, deutlich reduzieren. Bei der Untersuchung der Gründe für die unerwartete Verbesserung des Verlegekomforts wurde festgestellt, dass der Vorsprung an der unteren Seite der zweiten kurzen Kante einen besseren Halt für die Bodenplatte links vom einzubauenden Element bot, wodurch der zweite Einwinkelungsschritt deutlich vereinfacht wurde.
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Vorzugsweise nimmt die Spannung innerhalb des ersten und/oder des zweiten Verbindungsprofils bei Standardumgebungstemperatur und -druck innerhalb von 12 Stunden, nachdem das erste und das zweite Verbindungsprofil gekoppelt wurden, um mindestens 50 %, vorzugsweise um mindestens 60 % und besonders vorzugsweise um mindestens 70 % ab. Zusätzlich oder alternativ dazu nimmt die Spannung innerhalb des ersten und/oder des zweiten Verbindungsprofils bei Standardumgebungstemperatur und -druck innerhalb von 6 Stunden, vorzugsweise innerhalb von 2 Stunden und besonders vorzugsweise innerhalb von 1 Stunde, nachdem das erste und das zweite Verbindungsprofil gekoppelt wurden, um mindestens 40 % ab.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden wird beispielhalber eine bevorzugte, nicht einschränkende Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. Es zeigen:
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1: eine Draufsicht auf einen Bodenbelag, der aus synthetischen flexiblen mehrschichtigen Bodenplatten besteht;
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2: eine vertikale Querschnittsansicht der in 1 gezeigten Bodenplatten;
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3: eine transversale Querschnittsansicht, die darstellt, wie die Verbindungsprofile der Bodenplatten aus 1 zusammenwirken, um zwei benachbarte Bodenplatten zu koppeln;
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4: ein Diagramm, das die Spannungsrelaxation in erfindungsgemäßen Bodenplatten im Vergleich zu einer Hartholz-Bodenplatte und einer Faserplatten-Laminat-Bodenplatte darstellt;
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5: eine Darstellung eines empirischen Tests, der erfindungsgemäße Bodenplatten mit Hartholz-Bodenplatten und Faserplatten-Laminat-Bodenplatten vergleicht.
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Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
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1 ist eine schematische Draufsicht auf einen Teil eines synthetischen heterogenen Bodenbelags 10, der aus flexiblen Bodenplatten 12 gefertigt ist. Die Bodenplatten 12 sind vom Double-Angling-Typ. Jede Bodenplatte 12 weist sechs Seiten auf: eine dekorative Oberseite 14, eine Unterseite 16 (siehe 2) zum Kontaktieren des Unterbodens, zwei lange Kanten 18a, 18b und zwei kurze Kanten 20a, 20b. Die langen Kanten umfassen eine erste lange Kante 18a, die mit einem ersten Verbindungsprofil ausgestattet ist, und eine der ersten langen Kante 18a gegenüberliegende zweite lange Kante 18b, die mit einem zum ersten Verbindungsprofil komplementären (konjugierten) zweiten Verbindungsprofil ausgestattet ist. Die kurzen Kanten umfassen eine erste kurze Kante 20a, die mit dem ersten Verbindungsprofil ausgestattet ist, und eine zweite kurze Kante, die mit dem zweiten Verbindungsprofil ausgestattet ist.
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2 zeigt eine der im Bodenbelag aus 1 verwendeten Bodenplatten im Querschnitt. Das erste Verbindungsprofil, im Folgenden der Einfachheit halber als das „männliche“ Profil M bezeichnet, weist eine Aussparung 24 an der Unterseite 16 der Bodenplatte und eine über die Aussparung 24 überstehende Feder 26 auf. Das zweite Verbindungsprofil, im Folgenden als das „weibliche“ Profil F bezeichnet, weist einen Vorsprung 28 an der Unterseite 16 der Bodenplatte und eine Nut 30 zum Aufnehmen der Feder 26 des männlichen Profils M auf.
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In der dargestellten Ausführungsform ist die Struktur der Bodenplatten 12 folgendermaßen: Die Oberseite 14 der Bodenplatten 12 ist durch eine transparente Verschleißschicht 22 bereitgestellt, während die Unterseite 16 durch eine Trägerschicht 32 bereitgestellt ist. Die Trägerschicht 32 und die Verschleißschicht 22 fassen eine viskoelastische Kernschicht 34 ein. Zwischen der Kernschicht 34 und der Verschleißschicht 22 ist eine Druckschicht (nicht gezeigt) angeordnet. Gegebenenfalls sind zwischen den bislang genannten Schichten eine oder mehrere Sperrschichten bereitgestellt, um die Migration chemischer Verbindungen (z. B. Weichmacher) zwischen den Schichten zu verringern. Alle Schichten sind zusammenlaminiert, um eine mehrschichtige Verbindung auszubilden. Die PVC-basierte Kernschicht 34 ist weicher (d. h. sie weist eine geringere Shore-Härte auf) als die Trägerschicht 32 und die Verschleißschicht 22, um der Bodenplatte die gewünschte Belastbarkeit und Flexibilität zu verleihen. Die Trägerschicht 32 und die Verschleißschicht 22 gleichen einander aus, um ein Aufwölben der Bodenplatte 12 im Wesentlichen zu vermeiden. Wenngleich nicht gezeigt, kann die Kernschicht 34 aus mehreren Unterschichten bestehen; beispielsweise kann die Kernschicht 34 eine Glasfasermatte umfassen, die in der mechanisch neutralen Ebene der Bodenplatte 12, die sich zumindest annähernd auf der mittleren Höhe der Kernschicht 34 befindet, positioniert ist. Die Glasfasermatte erstreckt sich vorzugsweise in die Feder 26 des männlichen Profils M und/oder in das Ende 36 des im Wesentlichen L-förmigen Vorsprungs 28 des weiblichen Profils F. Eine solche Glasfasermatte erhöht die Formstabilität und Kraft der Kernschicht 34. Die Dicke einer solchen Glasfasermatte liegt vorzugsweise im Bereich von 0,07 bis 0,12 mm. Vorzugsweise ist die Glasfasermatte (sofern vorhanden) grobmaschig, sodass das Material der Kernschicht 34 eine kontinuierliche Phase ausbildet, welche die Öffnungen und Zwischenräume der Glasfasermatte durchdringt und Letztgenannte fest sichert.
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Die Dicke (bzw. Höhe) der Kernschicht 34 (einschließlich aller ihrer Unterschichten) beträgt vorzugsweise 0,8 mm bis 5,5 mm. Die Trägerschicht 32 weist vorzugsweise eine Dicke von 0,4 mm bis 1,8 mm auf. Die Verschleißschicht 22 weist vorzugsweise eine Dicke von 0,2 mm bis 1,5 mm auf. Die Dicke der Druckschicht beträgt vorzugsweise 0,05 mm bis 0,2 mm. Die Dicken der unterschiedlichen Schichten sind vorzugsweise so gewählt, dass die Bodenplatte 12 eine Gesamthöhe von 8 mm oder weniger, z. B. 7 mm, 6 mm, 5 mm, 4 mm, 3,5 mm oder 3 mm, aufweist.
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Die Formen des männlichen und weiblichen Verbindungsprofils M, F sind zueinander konjugiert, was bedeutet, dass sie in Eingriff gebracht werden können. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Konturlinien des männlichen und des weiblichen Profils im Querschnitt nicht völlig identisch sind. Das männliche und das weibliche Profil können in einen ineinandergreifenden Eingriff gebracht werden. Wenn die Feder 26 des männlichen Profils M in die Nut 30 des weiblichen Profils F eingesetzt wird, bedarf es einer vorübergehenden Verformung eines oder beider Profile, damit die Feder 26 ihre Endposition in der Nut 30 einnehmen kann.
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Wie in 3 gezeigt, gibt es, wenn die Feder 26 vollständig in die Nut 30 ist, eine Restverformung des männlichen und/oder des weiblichen Profils M, F. Tatsächlich ist die Nut 30 in der Einsetzrichtung etwas kürzer als die Feder 26. Das angehobene Ende 36 des Vorsprungs des weiblichen Profils, das die Nut 30 an der distalen Seite des weiblichen Profils F begrenzt, drückt so gegen die Rückseite der Feder 26 des männlichen Profils M. Die auf diese Rückseite 42 ausgeübte Kraft entspricht der Spannung, die durch den anhaltenden Anteil der Verformung der Feder und/oder des Vorsprungs 28 erzeugt wird. Die Geometrie der Verbindungsprofile ist derart, dass die oberen Vorderseiten 38, 40 der benachbarte Kanten zweier verbundener Bodenplatten 12 miteinander in Kontakt stehen, wenn das männliche und das weibliche Profil M, F vollständig miteinander in Eingriff stehen. Während die Flächen 42 und 44 die Feder 26 gegen ein Herausrutschen aus der Nut 30 sichern und die oberen Vorderseiten 38 und 40 zusammenhalten, nimmt die innerhalb der Verbindungsprofile durch die anhaltende Belastung erzeugte Spannung relativ schnell ab. Die Kräfte, die das männliche und das weibliche Profil im verbundenen Zustand aufeinander ausüben, nehmen in entsprechender Weise ab.
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3 stellt dar, dass zwischen den Formen des männlichen und des weiblichen Profils eine dimensionale Diskrepanz Δ besteht, die zu einer Kompression des männlichen Profils und/oder einer Dehnung des weiblichen Profils führt, wenn die Profile miteinander gekoppelt werden. Die dimensionale Diskrepanz beträgt vorzugsweise weniger als 5 %, besonders vorzugsweise weniger als 2 % der Länge des Vorsprungs 28 oder der Länge der Feder 26 in der Einsetzrichtung (d. h. senkrecht zur Kante und parallel zur Ober- und Unterseite 14, 16). Unter der Einwirkung der so erzeugten Spannung passt sich das viskoelastische Material der Verbindungsprofile durch anhaltende Verformung an die mechanische Beanspruchung an.
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4 ist ein Graph, der die Abnahme der Spannung in viskoelastischem PVC, Holz und hochdichter Faserplatte bei Druckbelastung zeigt. Die Vergleichstests wurden unter den folgenden Bedingungen durchgeführt: Die Proben waren 3 mm dick und wiesen jeweils eine gerade Kante (Seitenfläche) auf. Die Proben wurden erhalten durch Abtrennen einer 3 mm dicken Scheibe von der Rückseite
- 1) einer handelsüblichen Hartholz-Bodenplatte (diese Probe bestand aus einem Teil der Hartholzkernschicht und der Furnier-Ausgleichsschicht),
- 2) einer handelsüblichen Faserplatten-Laminat-Bodenplatte (diese Probe bestand aus einem Teil der Faserplatten-Kernschicht und der Ausgleichsschicht) und
- 3) eines synthetischen mehrschichtigen Bodenbelags mit einem viskoelastischen PVC-Kern (diese Probe bestand aus einem Teil der viskoelastischen PVC-Kernschicht und der Ausgleichsschicht).
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Die Proben wurden mit der geraden Kante gegen einen Anschlag gepresst, wobei zur Aufzeichnung der Kraft, die erforderlich war, um eine Druckbelastung von 1 % aufrechtzuerhalten (d. h. der Kraft, die erforderlich war, um den Abstand zwischen dem Anschlag und dem Kraftangriffspunkt um 1 % des Ausgangsabstands zu reduzieren), ein elektronisches Spannungsmessgerät verwendet wurde. Die 1 s nach Erreichen der gewünschten Belastung gemessene Kraft wurde als Ausgangswert genommen. Die notwendigen Kräfte nehmen mit der Zeit ab und sind als ein prozentualer Anteil des Ausgangswerts (der 100 % entspricht) ausgedrückt. Nach 16 Stunden betrug die in viskoelastischem PVC (Kurve 46) gemessene Restspannung weniger als 20 %, während sich die Restspannung in Holz (Kurve 48) und HDF (Kurve 50) auf 86 % bzw. 61 % belief. Es ist ferner bemerkenswert, dass innerhalb der ersten Stunde des Tests die Spannung im viskoelastischen PVC um etwa 65 % abnahm. Es kann erwähnenswert sein, dass sich die Ausgangsspannungswerte in absoluten Zahlen erheblich unterscheiden können. Im Test betrug die Ausgangsspannung in der Holzprobe 12,8 N/mm2, in der Laminatprobe 11,8 N/mm2 und in der viskoelastischen PVC-Probe 4,3 N/mm2.
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5 stellt einen zusätzlichen Vergleichstest dar, der unter Verwendung 1) eines Paars handelsüblicher Hartholz-Bodenplatten, 2) eines Paars handelsüblicher Faserplatten-Laminat-Bodenplatten und 3) eines Paars synthetischer mehrschichtiger viskoelastischer PVC-basierter Bodenplatten durchgeführt wurde. Die Platten jedes Paars wurden miteinander verbunden und auf einem ebenen Untergrund angeordnet. Die Verbindergeometrie war bei allen getesteten Paaren dieselbe. Anschließend wurde der Verschiebewiderstand der Verbindung per Hand getestet. Unmittelbar nach dem Verbinden der Bodenplatten war es unmöglich, die Platten relativ zueinander zu verschieben, während sie mit ihrem Gegenstück in Eingriff standen. Die verbundenen Platten wurden im Anschluss daran im verbundenen Zustand liegengelassen. Die Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen waren bei allen Proben dieselben. Nach einem Tag wurde der Verschiebewiderstand erneut gemessen. Während ein Verschieben der Hartholz-Bodenplatten und der Faserplatten-Laminat-Bodenplatten weiterhin unmöglich war, konnten die synthetischen mehrschichtigen Platten unter Anwendung einer leichten Kraft verschoben werden. Nach einer Woche war der Verschiebewiderstand in den Hartholz-Bodenplatten und den Faserplatten-Laminat-Bodenplatten noch immer hoch und ließ keine Bewegung zu, wohingegen ein Verschieben der synthetischen mehrschichtigen Platten noch einfacher war.
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Zurück zu 1 wird nun die Gestaltung aller vier Kanten der Bodenplatten 12 beschrieben. In der Draufsicht auf die Oberseite des Bodenbelagelements (wie in 1) ist die Reihenfolge der Kanten im Uhrzeigersinn wie folgt:
- 1) die erste lange Kante 18a (mit dem männlichen Profil – auf der 12-Uhr-Position in 1),
- 2) die erste kurze Kante 20a (mit dem männlichen Profil – auf der 3-Uhr-Position in 1),
- 3) die zweite lange Kante 18b (mit dem weiblichen Profil – auf der 6-Uhr-Position in 1) und
- 4) die zweite kurze Kante (mit dem weiblichen Profil – auf der 9-Uhr-Position in 1).
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Der Vorteil dieser Anordnung der Verbindungsprofile kann beim Verlegen des Bodenbelags festgestellt werden. Ein Boden wird in der Regel verlegt, indem die hinterste Bodenplattenreihe von links nach rechts verlegt wird und anschließend die nächste, direkt davorliegende Reihe eingebaut wird. Mit Ausnahme der ersten Reihe und der am weitesten linken Bodenplatte in jeder Reihe wird eine neue Bodenplatte immer vor und rechts von den bereits vorhandenen Platten hinzugefügt.
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Die in 2 gezeigten männlichen und weiblichen Verbinder sind Verbinder des sogenannten Einwinkelungs- bzw. „Angling“-Typs: Beim Einbau einer neuen Bodenplatte hält der Benutzer diese in der vorstehend beschriebenen und in 1 gezeigten Ausrichtung. Anschließend winkelt der Benutzer die links befindliche Kante der neuen Bodenplatte unter die überstehende Feder der bereits vorhandenen links befindlichen Bodenplatte ein. Wenn die Feder so in die Nut eingesetzt ist, wird die neue Bodenplatte heruntergeschwenkt. Im Zuge dieser Bewegung verformen sich die Verbindungsprofile elastisch und schnappen dann ein. Das männliche und das weibliche Profil greifen nun so ineinander, dass ihre Trennung eine gewisse Kraft oder die umgekehrte Bewegung der Profile erfordern würde. Der nächste Schritt ist die Verbindung der neuen Bodenplatte mit der bzw. den Platte(n) in der Reihe dahinter. Der Benutzer hält die neue Bodenplatte in der Regel mit beiden Händen. Die linke Hand stützt die neue Platte an der Ecke der zweiten langen Kante 18b und der zweiten kurzen Kante 20b, während die rechte Hand sie an der Ecke der zweiten langen Kante 18b und der ersten kurzen Kante 20a stützt. Die neue Platte und die links befindliche Platte sind bereits miteinander verbunden. Der Benutzer hebt nun die zweite lange Kante 18b der neuen Platte an und verleiht der neuen Platte eine Neigung zur Reihe dahinter. Die links befindliche Platte muss dieser Neigung folgen, da sie mit der neuen Platte in Eingriff steht. An diesem Punkt würde eine herkömmliche flexible Bodenplatte des Double-Angling-Typs wahrscheinlich außer Eingriff mit der Reihe dahinter kommen, und der Benutzer müsste sehr vorsichtig sein, um dies zu verhindern. Bei Bodenplatten mit der vorstehend definierten zweiten Kantenanordnungsreihenfolge ist die Gefahr, dass die bereits eingebauten links befindlichen Platten außer Eingriff mit der Reihe dahinter kommen, wesentlich reduziert. Während der Benutzer die einzubauende Platte geneigt hält, drückt er sie mit dem männlichen Profil der ersten langen Kante 18a in das weibliche Profil der zweiten langen Kante der Platte(n) dahinter. Wenn die Verbindungsprofile miteinander in Kontakt stehen, senkt der Benutzer die zweite lange Kante 18b der neuen Platte auf den Unterboden ab. Durch diese Drehbewegung der neuen Platte greifen das männliche und das weibliche Profil entlang der langen Kanten ineinander.
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Es ist erwähnenswert, dass Bodenplatten mit der ersten Kantenanordnungsreihenfolge denselben Vorteil aufweisen, wenn die Plattenreihen von rechts nach links verlegt werden. Dementsprechend können solche Platten als besonders geeignet für Linkshänder, die es bevorzugen, den Boden auf diese Weise einzubauen, angesehen werden.
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Beispiel
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Eine beispielhafte Ausführungsform eines synthetischen mehrschichtigen Bodenbelags weist die folgende Struktur und Zusammensetzung auf. Von unten nach oben umfasst die Struktur eine 0,5 mm dicke Trägerschicht, eine 3,5 mm dicke PVC-basierte viskoelastische Kernschicht, eine 0,1 mm dicke Druckschicht und eine 0,7 mm dicke Verschleißschicht. Die Zusammensetzung der verschiedenen Schichten ist im Folgenden angegeben. Die Zusammensetzung der Kernschicht ist wie folgt:
| Komponente | Gewichtsteile |
| PVC | 42 |
| DINCH | 20 |
| Kreide | 35 |
| Ca-/Zn-Stabilisator | 1 |
| Epoxidiertes Sojaöl | 2 |
Die Verschleißschicht hat die folgende Zusammensetzung:
| Komponente | Gewichtsteile |
| PVC | 72,5 |
| DINCH | 22,5 |
| Epoxidiertes Sojaöl | 3 |
| Ca-/Zn-Stabilisator | 2 |
Die Druckschicht hat die folgende Zusammensetzung:
| Komponente | Gewichtsteile |
| PVC | 40 |
| DINCH | 15 |
| Kreide | 35 |
| TiO2 | 5 |
| Ca-/Zn-Stabilisator | 2 |
| Epoxidiertes Sojaöl | 3 |
Die Trägerschicht hat die folgende Zusammensetzung:
| Komponente | Gewichtsteile |
| PVC | 40 |
| DINCH | 15 |
| Kreide | 35 |
| TiO2 | 5 |
| Ca-/Zn-Stabilisator | 2 |
| Epoxidiertes Sojaöl | 3 |
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Die Schichten werden in entsprechenden Kalandrierverfahren ausgehend von Trockenmischungen gefertigt. Für jede Schicht wird eine Trockenmischung mit allen Bestandteilen hergestellt. Die Trockenmischung (Pulver) wird in einem Doppelschneckenextruder oder einem Innenmischer vermischt. Die Innentemperatur aus dem Compounder beträgt 160–190 °C. Die heiße Zusammensetzung wird einem 4-Zylinder-Kalander bei einer Temperatur von 130 bis 195 °C zugeführt.
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Obwohl hier spezifische Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass im Lichte der Gesamtlehre der Offenbarung zahlreiche Modifikationen und Alternativen dieser Details entwickelt werden können. Dementsprechend sollen die bestimmten offenbarten Anordnungen lediglich der Darstellung dienen und nicht den Schutzbereich der Erfindung, dessen gesamter Umfang in den beigefügten Ansprüchen und allen Entsprechungen derselben definiert ist, einschränken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Europäischen Norm EN 13893 [0011]
