DE2425217A1

DE2425217A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von bodenbelagsmaterial

Info

Publication number: DE2425217A1
Application number: DE19742425217
Authority: DE
Inventors: Harden Henry Troue
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1973-05-25
Filing date: 1974-05-24
Publication date: 1975-01-23
Also published as: JPS5022081A; FR2230831A1; ZA743349B; AU6935674A; FR2230831B3; BR7404245A; NL7407026A; BE815516A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bodenbelagsmaterial

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein_e zur Herstellung von überzogenem Bodenbelagsmaterial aus einen Substratmaterial, insbesondere aus einem Substratmaterial, das vollständig aus Venylkunststoff und/oder Vinylkunststoff mit Zusatz von Asbest besteht.·

Ideales Bodenbelagsmaterial für den Haushalt besitzt all die Vorzüge und zeigt alle vorteilhaften Eigenschaften, die lediglich in der marktschreierischen Werbung gefunden werden, etwaUnüurchlässigkeltfür Pettspritzer und Nahrungsmittel, Haushaltchemikalier«, Abnutzungserscheinungen und dergleichen, ferner ist solches Bodenbelagsmaterial dauerhaft, dekorativ, bequem unter den Füßen und preiswert. Obwohl kein bekanntes nachgiebiges Material alle die oben genannten Eigenschaften aufweist, wurden bei der Behandlung typischer elastischer Bodenmaterialien technologische Fortschritte erzielt, um die Oberflächeneigenschaften solcher Materialien zu verbessern. Zu einem Verfahren, das raschen Eingang in der Bodenbelagsindustrie gefunden hat, gehört es, einen chemischen Überzug auf der Oberfläche des Substratmaterials aufzubringen und anschließend den Überzug zu einer "Abriebschicht" auszuhärten. Die Entwicklung dieses Verfahrens als Teil der

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Herstellung von Bodenbelagsmaterial war aus wirtschaftlichen Gründen bislang auf eine, thermische Oberflächenbehandlung beschränkt. Von einer hochfesten, photoreaktiven Überzugsmasse, z.B. einer chemischen Überzugsmasse mit Acrylyl-Funktionen i3t bekannt, daß sie höchst wünschenswerte Eigenschaften aufweist und von Verunreinigungen frei ist, jedoch existiert kein bekanntes wirtschaftlich anwendbares Verfahren zur Herstellung von Bodenbelagsmaterial, das eine Deckschicht aus reaktiver Überzugsmasse aufweist, welche bei Einwirkung von chemisch reaktiver (aktinischer) Strahlung aushärtbar ist, obwohl geeignete Vorrichtungen zur Erzeugung chemisch wirksamer Strahlung und brauchbare reaktive chemische Massen, dio bei Einwirkung von solcher Strahlung aushärten, bekannt und kommerziell zugänglich sind.

Die Beschränkungen bei der Anwendung bekannter photochemiseher und reaktiver Überzugstechnologie bei der Herstellung von Bodenbelagsmaterial sind etwas schwierig, und hängen zumindest teilweise davon ab, ob das fertige Bodenbelagsprodukt inform von Folien oder Rollen angeboten wird, oder mehr in der Form von Fliesen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf ein besonderes Endprodukt beschränkt, trotzdem ist die vorliegende Erfindung im wesentlichen auf Fliesenherstellung gerichtet.

Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eira Vorrichtung zur Herstellung von Bodenbelags-

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material bereitzustellen, das eine Deckschicht aus mit Licht gehärtetem reaktivem Überzug aufweist, der auf einer Substratschicht, bevorzugt aus Vinylkunststoff, aufgebracht worden ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Bodenbelagsmaterial aus Substratmaterial bereitzustellen, wobei das Bodenbelagsmaterial in der Form einer Vielzahl von Einheiten vorliegt, wobei jede Einheit eine Deckschicht aus mit Licht ausgehärtetem reaktivem Überzug aufweist· Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung von Einheiten aus Bodenbelagsmaterial aus Substratmaterial bereitzustellen, wobei Jede Einheit eine Deckschicht aus mit Licht ausgehärtetem reaktivem chemischem Überzug aufweist und wobei das Verfahren zur Aushärtung des Überzugs mit Licht von der mit Licht härtbaren Überzugsmasse unabhängig ist.

Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Verrichtung zur Herstellung von Bodenbelagsmaterial in der Form einer Vielzahl von Einheiten bereitzustellen, wobei Jede Einheit eine Deckschicht aus mit Licht reaktiver Überzugsmasse aufweist, welche bei der Einwirkung von chemiech wirksamer (aktinischer) Strahlung bei einer relativen Geschwindigkeit von wenigstens 90 m/min, ausgehärtet worden ist.

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Weitere Aufgaben, Vorzüge und Besonderheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen,

Die Abbildungen dienen zur Erläuterung der Erfindung, es zeigen:

Fig. 1 ein Flußschewa £ür die übliche Herstellung von Vinyl fliesen;

Fig. 2 ein Flußschema gemäß dem Verfahren nach der- vorJ_iege::.äen Erfindung:

Fig. 2a in detaillierter Darstellung die Ober flächenbe-handlungs-Stufe nach Figur 2;

Fig. 3 das nach der bisherigen Erfahrung be-ste

Verfahren und System zur Durch iTihrung der Oberflächenbehsndlungs-Stuf'er:- nsch der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 3a eine alternative Ausführung einer Aushärtölvorrichtung für den in dem System nach Figur 3 gezeigten Aushärteabschnitt*

Das Flußschema nach Figur 1 erläutert die übliche Herstellung- von unbehandeltem Bodenbelagsmaterial und insbesondere von Bodenbelagsvliesen« Das Aufbringen von Wachs auf der Produktoberfläche

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wird für die vorliegenden Zwecke nicht als Oberflächenbehandlung angesehen, noch ist dergleichen notwendig oder erwünscht. Darüberhinaus sollte Wachs nicht vor oder während den Verfahrensschritten zur Oberflächenbehandlung nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung aufgebracht werden, aus Gründen die noch im folgenden zu erläutern sind. Obwohl die Zusammensetzung des Substrataaterials für den Bodenbelag nach der vorliegenden'Erfindung nicht kritisch ist, ist das erfindungsgemäße Verfahren aus einem praktischen Gesichtspunkt besonders geeignet für Substratmaterialien, die vollständig aus Vinylkunststoff oder aus Vinylkunststoff mit einem Füllstoff wie etwa Asbest bestehen. Hierbei ist festzuhalten, daß das Endprodukt, ob es nun in der Form von Fliesen oder gerolltem Material vorliegt, ein Laminat aus einem Substrat und einem oder mehreren rückwärtigen Materialien darstellen kann, welche mit Bezug zum Boden auf der Unterseite des Substrats angebracht sind. Darüberhinaus können solche Verfahrensschritte zur Laminierung einen Teil des Herstellungsverfahrens bilden, jedoch ist eine, Erläuterung dieser Schritte für das vollständige Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich.

Bei der Herstellung von Fliesen wird das Rohmaterial 10, aus dem das Substrat besteht, einschließlich der Möglichkeit von in Gasverfahren erneut eingeführtem Abfallmaterial 12, typischerweise in einen üblichen Mischer 14 gebracht, wo es in einen formbaren Zustand übergeführt und anschließend im Extruder 16 kalandert

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wird, so daß das Material als Substrat 18 in der Form einer kontinuierlichen Folie oder Bahn aus dem Extruder 16 austritt. Das Kalandern wird üblicherweise bei einer Temperatur von ungefähr 80+ einige ⁰C durchgefÜftsrt, um einen adäquaten Anteil von Plastizität in dem Substratmaterial zu gewährleisten. Obwohl die spezifische Herstellung des Substrats 18 für die vorliegende Erfindung nicht von besonderer Bedeutung ist, ist es wesentlich, daß das Substrat in der Form einer dünnen Bahn

oder Folie vorliegt, obwohl es nicht erforderlich ist, daß die Bahn in kontinuierlicher Länge vorliegt.

Die Substratbahn wird anschließend auf einen (nicht abgebildeten) Träger gebracht, auf dem sie anschließend eine Anzahl von Stationen durchläuft, wobei eine Reihe von Verfahrensschritte ablaufen, wie In Figur 1 angedeutet·ist, bis das verpackte Endprodukt für den Versand oder zur Lagerung bereitsteht. Die einzelnen Verfahrensstufen, die von dem bewegten Substrat 18 durchlaufen ^erden, sind in der Figur 1 aus noch zu erläuternden Gründen mit punktierten Linien angedeutet. Die einzelnen dazugehörigen Verfahrensschritte hängen von der geometrischen Form und der für das fertige Bodenbelagsmaterial gewünschten Oberflächenbeschaffenheit genauso ab, wie von der Zusammensetzung des Ausgsngs-Substratmaterials und ferner davon, ob auf die Rückseite des Substrats eine weitere Stützechicht aufgebracht wird oder nicht.

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Wie in Figur 1 gezeigt, kann die Substratbahn 18 anfangs eine Reihe von Verfahrensstufen 20 zur Erzeugung eines Musters durchlaufen, wozu z.B. Verfahrensschritte zum Einprägen eines Musters auf die Oberfläche der Bahn oder eine oder mehrere Stufen zur Bedruckung der Oberfläche gehören. Die geprägte Substratbahn wird anschließend kontinuierlich dem Fliesenschneider 22. zugeführt, der aus einer Üblichen Lochstanze zumHerausiitan2.cn individueller Fliesen von vorgegebener Form aus der Bahn bestehen kann. Die einzeln voneinander getrennten nieren 24 werden kontinuierlich auf dem Förderband weiterbe'wegt, während die Substratbahn, aus der die Fliesen herausgeschnitten worden sind, als Abfall 12 anfällt und möglicherweise erneut den Mir.eher 14 zugeführt wird. Die getrennten Fliesen 24 werden durch eine Temperatur- Steuerungsstation 26 hindurchgeführt., wo sie auf Raumtemperatur abgekühlt und anschließend in der Prüfstation 28 . geprüft und schließlich an der Station 20 vom Förderband abgenommen,verpackt oder aufbewahrt werden.

Bei herkömmlichen Anlagen erfolgen alle Verfahrensschrittο von der Herstellung des Substrats bis zur Erzeugung des Endprodukts mit einer Anlagengeschwindigkeit oder Bandgeschwindigkeit von nicht mehr als ungefähr 53,5 m (175 Faß)pro Minute, wobei eine Bandgeschwindigkeit von 38,1 m pro Minute (125 Fuß pro Kinute) typisch ist für die Herstellung von Fliesen aus einem Substratmaterial von 1,6 rom (1/16 Zoll) Dicke. Die obere Grenze von 53,5 m pro Minute (175 Fuß pro Minute) ist ungefähr die höchste Geschwindigkeit, die augenblicklich von einer herkömmlichen Anlage erwartet werden kann; mit dickeren Substratbahnen ist

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diese Geschwindigkeit nicht zu erreichen. Diese Anlagengeschwindigkeit ist im wesentlichen begrenzt durch die Verfahrensschritte des Mischens und Kalandrierens bei der Herstellung der Substratbahn und durch Beschränkungen, die sich bei den heutigen Anlagen bei der Herstellung des Endprodukts ergeben.

Eine andere wesentliche Forderung einer herkömmlichen Anlage liegt in der Betriebstemperatur. Wie schon früher erwähnt, muß die Substratbahn 18 eine bestimmte Plastizität haben, um die Verfahrensschritte des Prägens und Drückens zu ermöglichen. Aus diesem Grund erfolgt der Kalandrierungsvorgang bei ungefähr 82°C (180⁰F). Auch der Schneidvorgang sollte bei ausreichend plastischem Zustand der Substratbahn erfolgen, so daß die Fliesen mit gut ausgebildeten Ecken und Kanten üblicherweise bei einer Temperatur von 60°C (14O°F) ausgeschnitten werden. Andererseits sollten die Fliesen bei der Handhabung und Verpackung zunächst auf eine normale Raumtemperatur von ungefähr 21⁰C (70°F) abgekühlt werden.

Der erfindungsgemäße Verfahrensablauf ist schematisch in den Figuren 2 und 2a dargestellt. Die Substratbahn muß die Form einer verhältnismäßig dünnen Materialbahn haben, die vorzugsweise so hergestellt wird, wie oben in Verbindung mit Figur 1 erläutert. Die Substratbahn 18 wird dann zur Station 32 gefördert, wo die Bahn in einzelne "Einheiten" oder Abschnitte von vorgegebener Länge und Breite zerschnitten wird· Mit dem

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Begriff "Einheit* soll hier eine einzelne Substratbahn von vorgegebener Form und Abmessungen bezeichnet werden, die vorzugsweise rechteckig ist, wobei die Breite der Einheit vorzugsweise im wesentlichen gleich der Breite der kontinuierlichen Substratbahn 18 ist. Die Einheiten brauchen einander nicht in jeder Abmessung zu gleichen· Erfindungsgemäß weist die Einrichtu zur Umwandlung der Bahn in einzelne Einheiten eine Vorrichtung auf, die die kontinuierliche Substratbahn 18 in mehrere rechteckige Flächenstücke zerschneidet, wobei jedes dieser Flächenetücke eine Substrateinheit wie oben definiert darstellt. Für die Wahl der Größe der Substrateinheiten ist die Forderung nach geringstem Verlust, leichter Handhabung und passender Zuordnung des Musters entscheidend. Die zur Zerlegung der Bahn in Substrateinheiten verwendete Vorrichtung kann von herkömmlicher Bauart mit Rotationsmessern sein oder mit einem Stanzmesser oder mit einer anderen Kantenschneideinrichtung, je nach der Größe und Form der auszuschneidenden Einheiten. «

In der Einrichtung 20 können die üblichen Verfahreneschritte zum Erzeugen des Oberflächenmusters an der Substratbahn 18 vor dem Zerlegen in Substrateinheiten oder an den Substrateinheiten selbst nach der Zerlegung ausgeführt werden. Die Verfahrensschritte zur Erzeugung des Oberflächenmusters und die Verfahrensschritte zur Zerlegung in Einheiten sollen automatisch ausgeführt werden, wobei die Substrateinheiten von Station zu Station mit einer herkömmlichen Fördereinrichtung gefördert werden.

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Nachdem die Substrateinheiten oder - abschnitte hergestellt sind, werden sie zu einer Oberflächenbehandlungsstation 34 gefördert, die eine photoreaktive chemische Beschichtung auf die Oberfläche jedes Abschnitts in einer Weise aufbringt, die anhand von Figur 2a noch genauer erläutert wird; dabei ist die Durchlaufgeschwindigkeit so erhöht, d*ß sie in einem für die Aufbringung der chemischen Beschichtung günstigen Bereich liegt. Nach dem Beschichten wird die beschichtete Oberfläche ausgehärtet, indem sie einer chemisch reaktiven (aktinischen) Strahlung ausgesetzt wird, was ebenfalls mit einer Durchlaufgeschwindigkeit erfolgt, die für des Aushärten der Beschichtung günstig ist.

Wenn die Beschichtung oder Deckschicht Jedes Substratabschnitts ausgehärtet ist, werden die Abschnitte vorzugsweise ait verringerter Geschwindigkeit zu den weiteren VerfahrensStationen gefördert, die zur Erzeugung des Endprodukts notwendig sind, beispid3weise der Fliesenherstellung. Wenn die einzelnen Sumatra tabschnitte der Oberflächenbehandlung unterzogen wurden, werden die übrigen Verfahrensschritte in gleicher Wei3e ausgeführt, wie sie in Zusammenhang mit dem Stand der Technik anhand von Figur 1 erläutert wurden. Deshalb sind die übrigen Verfahrensstationen in Figur 2 in gleicher Weise beschriftet wie die entsprechenden Stationen in Figur 1. Dieser Anpassungsfähigkeit an die Verfahrensschritte herkömmlicher Anlagen steht nicht entgegen, daß es nicht notwendig ist, auf herkömmliche

Durchlaufgeschwindigkeiten zurückzugehen oder herkömmliche Einrichtungen der Anlage zu verwenden. Beispielsweise kann der

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Fliesenschneider 22, der üblicherweise eine Stanzpresse ist, durch eine andere herkömmliche Einrichtung ersetzt werden, beispielsweise einen Rotationsschneider.

Die Oberflächenbehandlungsschritte gemäß der Erfindung sind in Figur 2a dargestellt und umfassen: Reinigung 40, Ströroungsbeschichten 42, Vorwärmen 44, Aushärten 46 und Nachwärmen 48,

Der Verfahrensschritt des Reinigens 40, der unter Verwendung einer herkömmlichen Bürste und/oder von Vakuum ausgeführt werden kann, ohne daß dies unbedingt notwendig ist, ist erwünscht, um Oberflächenverunreinigungen von den Substratabschnitten zu entfernen, weil sich diese sonst in der Umgebung in Verkaufsräumen ansammeln könnten; dies ist besonders wichtig, wenn es zu einer Verzögerung bei der Verarbeitung der Abschnitte kommt oder wenn die Abschnitte vor der Oberflächenbehandlung gelagert werden. .

Der zweite Verfahrensschritt dient der Aufbringung der chemischen Deckschicht auf die Oberfläche dee eioh bewegenden Substratabschnitts. Es gibt viele unterschiedliche Beschichtungsverfahren, um eine chemische Verbindung auf eine Substratfläche aufzubringen, beispielsweise: Beschichten mittels Rollen, wobei das Beschichtungsmaterial auf eine sich drehende Rolle oder Walze aufgebracht wird, die das Material auf die Substratoberfläche aufbringt, wenn sie in Wälzberührung mit dieser kommt; Sprühen ohne Luft, wobei das Beschichtungsmaterial auf die

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Substratoberfläche mittels Sprühdüsen aufgesprüht wird; Strömungsbeschichten, wobei das Besdichtungsmaterial mit gesteuerter Geschwindigkeit oder nur unter dem Einfluß der Schwerkraft in Form eines Vorhangs auf die Oberfläche des Substrats abgeworfen wird, wenn dieses durch den Vorhang hindurchtritt.

Diese genannten Verfahren sind bekannt, und die Einrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren sind auf dem Markt; es hat sich Jedoch gezeigt, daß nur das letztgenannte Vorhangbeschichtungsverfahren für das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet ist; sogar hierbei liegt eine Schwierigkeit darin, daß die Durchlaufgeschwindigkeit des Substrats mindestens ungefähr 91 m pro Minute (300 Fuß pro Minute) und vorzugsweise nicht mehr als 182 m pro Minute (60 Fuß pro Minute) ist. Nur in diesem Geschwindigkeitsbereich und bei Anwendung der beschriebenen Strömungsbeschichtungstechnik entsteht eine brauchbare Oberflächenbeschichtung aus photoreaktivem chemischen Material, das ausgehärtet werden kann, indem es einer reaktiven Strahlung ausgesetzt wird. Als annehmbar soll hier eine Oberflächenbeschichtung verstanden werden, die unabhängig von Oberflächenzeichnungen und Vertiefungen gleichförmig aufgetragen ist, die die gewünschten Oberflächeneigenschaften besitzt und die hinsichtlich des Aussehens die Anforderungen der Industrie erfüllt, die letztlich durch den Käufergeschmack bestimmt werden.

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Das erfindungegemäße Verfahren ist nicht auf die Anwendung eines bestimmten Beschichtungsmaterials beschränkt, wobei jedoch vorausgesetzt wird, daß das Besdichtungsmaterial aushärtbar ist, wenn es einer reaktiven Strahlung ausgesetzt wird. Es versteht sich, daß einige Beschichtungsmaterialien besser geeignet sind als andere, was von ihren Eigenschaften, Aushärtgeschwindigkelten, Kosten u.s.w abhängt.

Nachdem die Beschichtung auf jeden der sich bewegenden Substratabschnitte aufgebracht ist, können die beschichteten Abschnitte einer Wärmebehandlung ausgesetzt werden, um die Verbindung zwischen der aufgebrachten Schicht und der Oberfläche des Abschnitts zu beschleunigen. Dieser Verfahrensschritt ist nicht bei jedem Beschichtungsmaterial notwendig, er gibt der Anlage jedoch eine erhöhte Flexibilität, so daß eine Anpassung an jedes Beschichtungsmaterial möglich ist. Jede herkömmliche Wärmeeinrichtung kann für diesen Zweck verwendet werden, beispielsweise eine sogenannte IR-Bank. (Infrarotstrahler) *

Das Aushärten der Beschichtung erfolgt vorzugsweise mittels einer bekannten Strahlungsquelle oder einer Kombination von Strahlungsquellen, die eine elektromagnetische Energie von verhältnismäßig kurzer Wellenlänge erzeugen, im wesentlichen unter ungefähr 4500 Angström-Einheiten. Geeignete Quellen für die Erzeugung einer derartigen Energie sind Quecksilberlampen, Kohlenlichtbogen, Natriumdampflampen, Xenonlampen, Sonnenlainpen und Plasma-Bogenlampen. Alle genannten Strahlungsquellen, inebe-

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sondere Quecksilberlampen mit niedrigem Druck und niedriger Intensität und Plasma-Bogenlampen machen es erforderlich, daß sich das Produkt in eher Inertgasatmosphäre befindet, um ein Aushärten der Oberflächenschicht des chemischen Beschichtungsmaterials zu bewirken. Zwar ist die Wahl der speziellen Strahlenquelle für die Erfindung nicht entscheidend, doch soll die Strahlenquelle vorzugsweise geeignet sein, jedes übliche, unter Lichteinwirkung aushärtbare reaktive chemische. Material auszuhärten; dies soll vorzugsweise bei einer Durohlaufgeschwindigkeit geschehen können, die der für die Strömungsbeschichtung erforderlichen Mindestgeschwindigkeit von ungefähr 91 m pro Minute (300 Fuß pro Minute) entspricht.

Eine bevorzugte Ausführungsfora einer Vorrichtung zur Durchführung der Oberflächenbehandlungsschritte gemäß der Erfindung ist in Figur 3 dargestellt. Die (nicht gezeigten) Subatratabschnitte werden der Reihe nach auf einen Förderer 50 »it veränderbarer Geschwindigkeit gelegt, der so eingestellt 1st, daß er jeden Substratabschnitt mit einer Durchlaufgeechwindigkeit von mindestens 91 m pro Minute (300 Fuß pro Minute) durch einen Flüssigkeitsvorhang eines unter Lichteinwirkung aushärtbaren Besdichtungsmaterial» bewegt. Zur Bildung dieses Flussigkeitsvorhangs kann jede herköauaiche Strö«ung«b«- schichtungseinrichtung verwendet werden. Eine derartige typische Strömungsbeschichtungseinrichtung 52 wird von der Firma DuBoise Machine Company, Jasper, Indiana, USA al* Typ CC-24 verkauft. Bei dieser Maschine 52 wird der Vorhang dadurch erzeugt, daß das flüssige Material init gesteuerter Geschwindigkeit und aus einer vorgegebenen Höhe über ein Wehr strömt, daß den Arbeitskbpf (nicht gezeigt) der Beechichtungamaschlne bildet. Das nicht aufgetragene Beschichtungeeaterial

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wird in einem Trog 54 aufgefangen, aus dem es zu einem Sammelbehälter 56 geleitet wird, von wo es mittels einer Pumpe 58 wieder im Kreislauf zurückgeführt wird.

Der Förderer 50 führt die Substratabschnitte unter der Be-Bchichtungseinrichtung 52 hindurch und dann auf einen zweiten Förderer 60, dessen Geschwindigkeit manuell einstellbar ist. Der zweite Förderer 60 ermöglicht es, die Durchlaufgeschwindigkeit so zu korrigieren, falls es nötig ist, um genau die richtige Aushärtzeitspanne für das spezielle verwendete Bes dichtungsmaterial zu erhalten. Wie gezeigt, führt der zweite Förderer 60 die beschichteten Substratabschnitte zunächst unter einer Gruppe von Infrarot-Heizlampen 62 hindurch, die die Vorwärmestation gemäß Figur 2a bilden, und dann entlang der Aushärtstation 64, wo das Beschichtungsmaterial ausgehärtet wird, indem es einer reaktiven Strahlung ausgesetzt wird. Die Aushärtstation 64 weist vorzugsweise eine Kombination von drei gesonderten Bänken oder Gruppen von Üblichen Quecksilberlampen auf, die in einer bestimmten Aus*· härtfolge angeordnet sind, so daß die Abschnitte der Strahlung von einer ersten Quecksilberlampenquelle 66 ausgesetzt werden, die beispielsweise aus einer Gruppe von drei Mitteldruck-Quecksilberröhren mit einer Nennleistung von 100 Watt pro Zoll ausgesetzt werden, die in einem einzigen Gehäuse mit entsprechenden Reflektoren enthalten sind. Als Atmosphäre zwischen den Quecksilberlampen 66 und der beschichteten Oberfläche genügt Luft.

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Die zweite Quecksilberlampenquelle 68 in der AushSrtereinrichtung in Figur 3 besteht aus mehreren Niederdruck-Quecksilberlampen von geringer Intensität, die ein ultraviolettes Licht von 2537° Angström erzeugen und auf dem Markt unter der Bezeichnung G36T6H gemäß dem Standard der Illuminating Engineering Society (IES) vertrieben werden; sie sind mit entsprechenden Strahlenreflektoren, beispielsweise Spiegeln in einem Gehäuse enthalten. In der US-Patentanmeldung Ser-No, 266 122 vom 26. Juni 1972 ist theoretisch erläutert, warum eine solche ultraviolette Lichtquelle von geringer Intensität und geringem Druck und mit im wesentlichen einer einzigen Wellenlänge eine vorzugsweise an der Oberfläche stattfindende Polymerisation einer reaktiven chemischen Beschichtung bewirkt. Um die gewünschte Aushärtung bei Verwendung der zveLten Quecksilberlampenquelle 68 zu erreichen, ist es jedoch notwendig, daß eine Inertatmosphäre in dem Raum zwischen der Lampenquelle und dem sich bewegenden Substrat anwesend ist. Daher muß das Gehäuse so geschaffen sein, daß nicht nur Jeder Substratabschnitt hindurchgeführt werdea kann, um der ultravioletten Strahlung von 2537 Angström-Einhtiten ausgesetzt zu werden, sondern daß darin auch eine Inertgasatmosphäre erhalten bleibt, vorzugsweise Stickstoff, In der US-Patentanmeldung Ser.No. 266 121 vom 26. Juni 1972 ist ein geeignetes und bevorzugt anzuwendendes, den Stickstoff abschirmendes Gehäuse beschrieben,*in dem herkömmliche, nicht gekühlte oder innengekühlte Strahlenquellen angeordnet werden können.

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Am Ende der Aushärteinrichtung werden die beschichteten Abschnitte einer dritten Quecksilberlampenauelle 70 ausgesetzt, die ähnlich der ersten Quecksilberlampenquelle 66 ausgeführt sein kann und mit Luftatmosphäre arbeitet.

Nach dem Verlassen der Aushärtestation 64 wird ^eder Substratabschnitt einer weiteren Wärmebehandlung ausgesetzt, falls dies notwendig ist, und zwar in einer Nachwärme-Behandlungsstation 72. Der zweite Förderer 60 kann nun die ausgehärteten Abschnitte einem anderen Förderer abgeben, vorzugsweise mit geringerer Geschwindigkeit, zum Ausstanzen der Fliesen, Prüfen und Verpacken, wie vorher in Bezug auf Figur 2 erläutert wurde.

Figur 3a zeigt eine gegenüber der Figur 3 abgewandelte Ausführungsform der Aushärteinrichtung. Alle drei Quecksilberlichtquellen 66, 68 bzw. '70 der Aushärtstation 64 sind durch eine einzige Plasmabogen-Strahlenquelle ersetzt. Eine Plasmabogen-Strahlenquelle erzeugt eine reaktive Strahlung von verhältnismäßig hoher Intensität über eine kontinuierliche Bandbreite, die vor allem das Spektrum von ultravioletter Strahlung bis zu infraroter Strahlung überdeckt. Eine derartige Plasmabogen-Strahlenquelle ist in der US-PS 3 364 387 beschrieben. Das Substrat wird der von dieser Strahlenquelle erzeugten Strahlung vorzugsweise in einer Inertgasatmosphäre ausgesetzt, Vorzugsweise Stickstoff. Eine bevorzugte Einrichtung zum Bestrahlen eines sich bewegenden Produktes in einer Inertgasatmosphäre ist in der genannten US-Patentanmeldung Ser. No. 266 121 beschrieben.

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Die Erfindung ist nicht auf die spezielle beschriebene Folge von Aushärt-Strahlungsquellen beschränkt; Abänderungen dieser Folge oder die Verwendung einer anderen Anzahl von Strahlungsquellen für eine vollständige Aushärtung oder Verbindung des beschichteten Materials sind möglich.

Nachfolgend wird als Beispiel ein Versuchsergebnis wiedergegeben, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet wurde.

Versuchsbedingungen

Beschichtungsmaterial (Gewichtsteile) Urethan oligomer 42 (methylcarbamyl) äthyl acrylat 15 isodecyl acrylat 6 neopentyl glykol diacrylat 23 2-hydroxyethyl acrylat benzoin butyl äther2silicia 6

Einrichtung zur Strömungsbeschichtung

DuBois Modell Nr. CC-24M Vorhangbeschichter.

Aushärtabschnitt Zwei Mitteldurck-Quecksilberlampen (Nennleistung 100 Watt pro Zoll), jeweils mit drei 2,2kw Hg-Birnen; eine Gruppe von 16 keimtötenden _o Quecksilberbirnen (25 Watt, 2537 AngstrÖBi) in einem einzigen Gehäuse mit einer Stickstoffabschirmung, zur Anordnung zwischen Mitteldrucklampen; Aushärtgeschwindigkeit festgelegt auf 91 m pro Minute (300 Fuß pro Minute).

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Versuchsdaten

Substrat (Vinyl&sbest)

Beschichtungsgeschwindigkeit Meter pro Min„ (Fuß pro Min) Beschichtungs- Anmerkungen
dicke , ■■■■.■

mm (Zoll)

geprägt, rot

geprägt, weiß/geIb ]^ glatt, v/eiß/gelb

geprägt, weiß/schv/arz/ gelb

glatt, we iß/gelb

geprägt, vre 1 ß/gel b

geprägt, weiß/gelb

152 m/min (500 ft/min) '	0,05 (O.002)
152 m/miri (500 ft/min)	0.05 (o.;oo2)
152 T.i/min (500 ft/iain)	•0,05 (0,002)
152 m/mln (500 ft/rrdn)	0,05 (0",0C-2)
122 m/min (400 f-t/siin)	0,034 (0,002=
122 m/min (400 3't/win}	0,064 - -'" * '-·'-■"■' "
91 n/min (3CJ rt/min)	Ο.ΟΤί?

Prägung ist gut. Fehler des Substrats , scheinen in den glatten Bereichen durch.

Prägung ist gut. Fehler sird gering zu sehen»

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Claims

Patentansprüche

1, Vorfahren zur Herstellung eines Bodenbelagsmaterials aus einem Substrat, gekennzeichnet durch dio folgenden Verfahrensschritte:

a) Herstellen einer kontinuierlichen Bahn des Substrats;

b) Schneiden der kontinuierlichen Bahn in einzelne Abschnitte mit ersten vorgegebenen geometrischen Formen;

c) Führung der Oberfläche jedes Abschnitts durch einen Vorhang von einem unter Lichteinwirkung aushärtbarcn reaktiven Beschichtungsmaterial mit einer Relativgoschwindiglceit von mindestens ungefähr 91 m pro Minute (300 Fuß pro Minute);

d) Aushärten des Beschichtungsjnaterials auf den Abschnitten durch 32inwirkung einer reaktiven Strahlung; und

e) Schneiden dor beschichteten Abschnitte zu Bodenbelags- · material rait zweiten vorgegebenen geometrischen Formen,

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte a) und b) mit einer Durchlaufgeschwindigkeit ausgeführt werden, die geringer ist als die Beschichtunggeschwindigkeit des .Verfahrensschritts c).

3, Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekonnzeichnet, daß der Aushärt-Verfahrensschritt d) mit einer Durchiaufgeschwindig-■ keit von mindestens ungefähr 91 Meter pro Minute (300 Fuß pro Minute) ausgeführt wird.

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4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aushärt-Vcrfahrensschritt d) den Verfahrensschritt enthält, die Abschnitte mindestens einer ersten Quelle von elektromagnetischer Energie unter einer Inertgasatmosphäre ausKusetzen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Quelle von elektromagnetischer Energie eine Quecksilberstrahlenlanipe ist, die eine vorgegebene Anzahl von Niederdruck-Quecksilberbirnen niedriger Intensität enthält, die eine Strahlung aussendet, die hauptsächlich eins Wellenlänge im Spektrum von 2537° Angström hat.

6. Vorfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Inertatmosphäre im wesentlichen aus Stickstoff besteht»

7. Verfahren nach Anspruch 6_? dadurch gekennzeichnet, daß das Substratinaterial ein Vinylkunststoff ist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Substratmaterial Vinylkunststoffasbest ist,

9,-Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß axe Abschnitte mindestens einer zweiten Quelle von elektromagnetischer Energie unter einer Luftatmosphäre ausgesetzt werden«

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10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet _t daß die zweite Quelle von elektromagnetischer Energie eine Kitteldruck-Quecksilberstrahlungslampe ist, die mindestens eine Quecksilberbirne mit einer Nennleistung von 100 Watt pro Zoll enthält. .

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte ausserdom einer dritten Quelle von elektromagnetischer Energie unter einer Luftatmosphäre ausgesetzt werden und daß die dritte Quelle eine Mitteldru.ck-Quecksilberstrahlungslampe .ist, dis mindestens eine Ousel'oilbsr» birne mit einer Nennleistung von 100 Watt pro ZoI] enthält,

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufeinanderfolgender Strahlungslampen so ist, daß die» Abschnitte zunächst der zweiten Lampe und dann den ersten bzw. dritten Lampen ausgesetzt v/erden.

13. Verfahren nach Anspruch 4, dadiirch gekennzeichnet, daß die erste Quelle von elektromagnetischer Energie eine Plasmabogen-Strahlungsquelle ist mit einer hochintensiven kontinuierlichen Wellenlängenbandbreite, die überwiegend unter 1200° Angstrom liegt, - ·.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die InertatmOsphäre im wesentlichen aus Stickstoff besteht,

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15. Verfallen nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Substratmaterial ein Vinylkunststoff ist.

16. Vorrichtung zur Herstellung von Bodenbelagsniaterial aus einem Substratmaterial, gekennzeichnet durch

eine Einrichtung zur Herstellung einer kontinuierlichen Bahn des Substratmatoi-ials;

eine Einrichtung zum Schneiden dev kontinuierlichen Bahn in einzelne Abschnitte nit ersten vorgegebenen geometrischen

Abmessungen;

eine Einrichtung zur .Erzeugung einer gleichmäßigen Strömung eines unter Lichteinwirkung reaktiven chemischen Beschioliiungsiaaterials inform eines Vorhangs mit gesteuerter Geschwindigkeit;

einen Förderer, um die Abschnitte durch den Vorhang -des BeschichtungsmateriaJs mit einer Geschwindigkeit von mindestens ungefähr 91 m pro Minute (300 Fuß pro Minute) zur Bildung einer gleichförmigen Oberflächenbeschichtung des Ber.chiohtimcomaterials auf den Abschnitten zu führen; eine Einrichtung zur Bestrahlung der beschichteten Abschnitte mit reaktiver Strahlung, um eine Aushärtung zu bewirken;

eine Einrichtung zum Schneiden der ausgehärteten Abschnitte zu Bodenbelagsmaterial nit zv/eiten vorgegebenen geometrischen Abmessungen,.

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17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bestrahlung der beschichteten Abschnitte ein Gehäuse aufweist, das eine Gruppe von Niederdruck-Quecksilberbirnen in el-ner Atmosphäre
von im wesentlichen Inertem Gas enthält, die eine
Strahlung: von niedriger Intensität von im v;e se ntl I ehe π • 2537° Angström. Im Ultraviolettbereich abgeben.

18* Vorrichtung: nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet _T daß das inerte Gas Stickstoff ist.

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19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,

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daß mindestens ein zweites Gehäuse eine Gruppe von
Mitteldruek-Quecksllberbirnen mit einer 'ffennle istung von 100 Watt pro Zoll In einer Atmosphäre von in v,re— sentlleben Luft enthält.

20. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,· daß die Einrichtung zum Bestrahlen der beschichteten Einheiten eine Plasmbogen-Strahlenquelle aufweist,
die eine Strahlung hoher Intensität In einem kontinuierlichen · Vfellenlängenspektralband von tiberwiegend unter 1200° Angstrom abgibt.

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