DE2623661A1

DE2623661A1 - Verfahren zum aufbringen von urethandeckueberzuegen auf elastische fussbodenbelaege

Info

Publication number: DE2623661A1
Application number: DE19762623661
Authority: DE
Inventors: Robert Perrigo Conger; Jeffrey Tucker Pearson; Vicent Frank Pogozelski; Donald Roland Senior
Original assignee: Congoleum Corp
Current assignee: Congoleum Corp
Priority date: 1975-05-23
Filing date: 1976-05-24
Publication date: 1977-02-10
Also published as: CS196326B2; DE2623661C3; AU499987B2; FR2311886A1; NL7605548A; CA1059386A; JPS5217576A; YU256276A; AU1423076A; AR212813A1; CA1079133A; US4059709A; IT1069059B; ES448179A1; HU175350B; SE7605815L; NZ180934A; NL166740C; DE2623661B2; SE427567B

Description

:os besteht seit lanzen der ..unsc.i, bei der· .er elo:^:: bischer, haraorti :e Jui boden beiüe iulyurouhcnschutauberzü^.e eis deren .bee^ooerfische au uinutzen, um zviov wegen der außerordentlich erwünschten li-ijjsn^chaften und Lerlcmale von Pol^uretlianübersü-.en, xiozu. eine sehr rute AbriebfestigKeit und ein j-utes ..idersü^adsverijo^en ;;;β·:;οηίΓθΘΓ j ösun-s Mitte In und ciieuisci'su Angriff, eine rute -;1ε ".tiait t oder Anr-dcsun :otv.hl; koit sowie e ro ute 3ciu&^ Γ : sti^ kei g, eine ;ute iUhfesti';. keit, ein ?;utes iirnaitun_c:sv?r.,ö;:en von hohevn ulan^, eine rute Oberfi-chenbeachLii'f einheit, ein '-utos -sftveri-C-en -i.'enüber vielen kr-terialien, und eine .rute -etterfesti^keit usw.

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BAD ORIGINAL

— d. —

Obwohl Urethanüberzüge normalerweise leicht durch Tauchen, .Sprühen, bürsten, walzen und andere herkömmliche Überzugsmethoden auf sehr vielfältige haterialien aufgebracht werden können und an diesen Laterialien haften, bestehen leider ücnwierigkeiten beim Aufbringen solcher Überzüge auf verschäumbare, harzartige Bahnenmaterialien, wobei erwünscht ist, daß das Aufbringen der ürethanüberzufsmasse in einem Reihenhersuellunpsvez^fahren durchgeführt wird, bei dem die Urethanübersugsmasse in einer Yerfahrensstufe aufgebracht wird und das Erwärmen, Expandieren bzw. Aufblähen und Verschäumen der harzartigen • ,ahnenmaterialien in einer anderen Verfahrensstufe in einem liurchgang durch den Fabrikationsvorgang stattfinden. Vom wirtschaftlichen Standpunkt aus ist es unerwünscht, zwei Durchgänge der -^ahneninaterialien durch den Jj'abrikationsvorgang vorsehen zu nüssen.

.•»enn ζ.ώ. die ürethanüberaugsmasse in einem ^eihenfabrikationsvorgsng nach einem herkömmlichen uberzugsverfahren unter Fallenlassen einer üehn aufgetragen wird, wobei die Lrethanüberzugsmasse in J'orL: eines fallenden ^ahnenmaterials oder "Vorhangs" dem verscliuucbaren, harzartigen -iahnenmaterial zugeführt wird, besbehen Cchv.'ierigkeiten, weil die veränderliche Geschwindigkeit, die bei den nachfolgenden Ervz-rmungs-, Expandier- und Härtungsvorgang erforderlich ist, mehr oder weniger nicht in Einklang zu bringen ist mit der vorteilhaften eingestellten, konstanten GesctiwinäigKeit, die im allgemeinen bei dem Überzugsverfahren unter ^'allenlassen einer Lahn erforderlich ist. Wenn anderer-

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seits das Gegenwalzenüberzugsverfahren (reverse-V/alzenüberzugsverfahren) angewendet werden soll, das den verschiedenen Betriebsgeschwindigkeiten besser angepaßt werden kann, ist es schwierig, befriedigende, gleichmäßig als Schichten aufgetragene, blasenfreie Urethanüberzüge zu erzielen.

Vor der Erfindung stand daher kein wirtschaftlich völlig befriedigendes oder in der Praxis erfolgreiches Herstellungsverfahren mit einem Polyurethanüberzugsreihenfabrikationsvorgang und Harzverschäumungs- und -härtungsvorgang der Industrie zur Verfügung, das elastische, harzartige Fußbodenbeläge ergibt.

Der Erfindung liegt daher in erster Linie die Aufgabe zugrunde, ein Reihenfabrikationsverfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem in einem Verfahrensgang die L>rethanüberzugsmasse auf die Oberfläche von zuvor unexpandierten, verschdumbaren, harzartigen Bahnenmaterialien aufgetragen und dann unter Bildung eines trocknen und gehärteten Urethanüberzugs erwärmt werden kann und die verschäumbaren, harzartigen Bahnenmaterialien expandiert v/erden.

Lösung dieser Aufgabe und weiterer der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmender Aufgaben schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen, harzartigen Fußbodenbelags mit einem Polyurethandecküberzug in einer .Reihenherstellung vor, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf ein zuvor unexpanciiertes, verschäurnbares, harzartiges Bahnenmaterial

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eine Urethanüberzugsmasse mit einer Viskosität in dem Bereich von etwa 10 bis etwa 100 cP unter Anwendung des Gegenwalzen-Überzugsverfahrens aufträgt, wobei das Streichverhältnis (casting ratio) in dem Bereich von etwa 0,8 : 1 bis etwa 1,1 : 1 liegt, und man dann in einer Reihenherstellungsverfahrensstufe das überzogene, verschäumbare, harzartige Bahnenmaterial erwärmt, so daß die Urethanüberzugsmasse trocknet und härtet und das verschäumbare harzartige Bahnenmaterial expandiert unter Bildung eines elastischen, harzartigen Fußbodenbelags mit einem Polyurethanoberflächenschutzüberzug.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden ausführlicheren Beschreibung in Verbindung mit der dazugehörigen Zeichnung, die mit Erklärungen versehen ist und eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung darstellt, ausführlicher erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die angegebenen Konstruktionsformen oder Arbeitsweisen beschränkt.

In der Zeichnung ist

die Fig. 1 ein Fließschema, das den Verfahrensgang wiedergibt, nach dem die Erfindung in der Praxis durchgeführt werden kann, und

die Fig. 2 eine schematische Darstellung eines typischen herkömmlichen Gegenwalzenüberzugsverfahrens, das zur Durchführung der Erfindung benutzt wird.

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Die Jiig. 1 erläutert ein Fließschema eines typischen Fabrikationsvorgangs zur Herstellung elastischer, harzartige Fußbodenbeläge, der bei der Erfindung anwendbar ist und bei dem in der ersten Verfahrensstufe auf ein Grund- bzw. Trägerbahnenmaterial ein verschuumbares, harzartiges Polymerisat, wie z.B. Plastisol, normalerweise in einer flüssigen oder halbflüssigen Form, aufgetragen wird und dann das verschäumbare, harzartige Polymerisat praktisch ohne Expandieren oder Verschäumen desselben erwärmt und erhärtet bzw. geliert wird. Dieses wird natürlich auf sehr einfache Iveise lediglich durch -erwärmen auf eine erhöhte Temperatur beweriesteiligt, welche hoch genug ist, das harzartige I-iaterial gelieren und fest werden zu lassen, aber nicht hoch genug ist, um das Expandiermittel in der hasse zu aktivieren und ein Expandieren oder Verschäumen zu bewirken. Dieses ist ein in der Industrie angewendetes herkömmliches Verfahren, das nicht weiter erklärt oder beschrieben zu werden braucht.

Das Grund- bzw. l'rägerbahnenmaterial

Das Grund- bzw. l'rägerbahnenmaterial kann aus einer verflochtenen oder verfilzten Faserbahn, einem gewebten Stoff, einem gewirkten Stoff, einem Vlies oder ungewebten Gespinst oder praktisch aus irgendeinem Bahnenmaterialtyp bestehen und aus Mineralfasern, natürlichen V/ollfasern oder natürlichen Fasern aus Oellulosematerialien, synthetischen oder künstlichen fasern oder Fäden, wie z.B. aus Keyon, i,ylon, Polyestern, Polyolefinen usw., aus Asbest, Glaswolle, mineral- oder Schlackenwolle, I-ietallfäden

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usw., hergestellt worden sein. Ein derartiges Bahnenraaterial kann zuvor mit einem wasserfesten oder verstärkenden Material, wie z.B. einem Vinylharz, einem Butadien-Styrol-Harz oder
anderen thermoplastischen oder vernetzenden oder wärmehärtenden Harzen, gewünschten- oder erforderlichenfalls imprägniert oder gesättigt worden sein.

V/eitere spezielle Beispiele für andere Grund- "bzw. Trägermaterialien sind den US-Patentschriften 3 293 0⁰A und 3 293 108 zu entnehmen.

Das verschäumbare harzartige polymere Material

Das verschäumbare harzartige polymere Material, das auf das
Grundbahneninaterial aufgetragen wird, ist vorzugsweise eine
Dispersion oder eine Suspension eines Harzes in einem flüssigen oder halbflüssigen Medium. Das Dispersions- oder Suspensionsmittel kann in dem Fall eines wässrigen Latex Wasser sein oder in dem Fall eines Organosols ein organisches Lösungsmittel sein oder in dem Fall eines Plastisols ein Weichmacher sein.

Piastisole werden wegen der leichten Handhabung derselben und der Tatsache, daß bei deren "Verwendung anschließend nicht ein großes Volumen Wasser (in dem Fall eines wässrigen Latex) entfernt zu werden braucht oder (in dem Fall eines Organosols) anschließend große hengen organischer Lösungsmittel entfernt und möglicherweise wiedergewonnen werden müssen, bevorzugt.

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Das zur Zeit bevorzugte und am meisten verwendete Harz in einem solchen Plastisol ist Polyvinylchlorid, und zwar als Homopolymerisat» Oopolymerisat, Terpolymerisat, Blockpolymerisat und dergleichen. Es können jedoch auch viele andere Harze verwendet werden, wie z.B. Polyolefine, wie z.B. Polyäthylen und Polypropylen t die Acrylate und Methacrylate, Polyamide, Polystyrole, Phenolharze, Harnstoffharze, synthetischer Kautschuk, Harnstoff-Pormaldthyd, Neopren und so weiter.

Außerdem sind verschiedene Weichmacher, wie z.B. Dibutylsebaöat, Butylphenylphthalat, Di(2-äthylhexyl)phthalat, Dioctylphthalat usw., in den verschäumbaren harzartigen polymeren Massen enthalten, wie auch verschiedene Stabilisatoren, wie z.B. Phenylphthalat, dibasisches Bleiphosphit usw., um schädliche Effekte eines Abbaus durch Licht und Wärme zu vermindern. Pigmente, wie z.B. Titandioxid, sowie auch Expandiermittel, wie z.B. Azodicarbonamid, sind ebenfalls enthalten. Außerdem können Beschleu-

niger, Inhibitoren, Katalysatoren, Antioxidantien, viskositats-

ί
ändernde Mittel usw. enthalten sein. Typische Formulierungen und Zusammensetzungen von verschäumbaren harzartigen polymeren ι Materialien sind in den oben genannten US-Patentschriften angegeben.

Die Dicke der Schicht aus verschäumbarem harzartigem polymerem Material, wie sie auf das Grundbahnenmaterial aufgetragen wird, liegt in dem Bereich von etwa 0,13 bis etwa 1,0 mm, gemessen vor dem Expandieren und Verschäumen.

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Hach dem Auftragen der verschäumbaren, harzartigen polymeren Hasse auf dss ^rundbshnenmaterial wird diese in einem Ofen oder einer anderen geeigneten Erwärmungsvorrichtung, der bzw. die bei einer erhöhten 'Temperatur von etwa 116 bis etwa 232 °0 gehalten wird, für eine Zeitdauer von etwa 1 Minute bis zu etwa 4 Minuten erwärmt, wobei die Kasse geliert und fest wird. Die Temperatur und die Dauer sind voneinander abhängig, und je höher die Temperatur ist, desto kürzer ist die ^auer und umgekehrt. Die erhöhte Temperatur ist jedoch nicht so hoch, daß sie dss Expandiermittel in der Kasse aktiviert oder zersetzt und etwa ein Expandieren oder Verschäumen zu diesem Zeitpunkt bewirkt.

Das Bedrucken des gelierten Flastisols

Mach dem Erwärmen der verschäumbaren, harzartigen Kasse oder des Plastisols auf eine genügend hohe Temperatur unter Gelieren und Festitferden ohne Expandieren der Kasse wird diese dann mit einer Druckmasse, die einen Farbstoff oder ein Pigment oder ein anderes färbendes Katerial enthält, unter Bildung des gewünschten Küsters oder der gewünschten Farbe bedruckt. Die Druckmasse oder das Plastisol können außerdem Harze, Weichmacher, Stabilisatoren, Antioxidantien usw. enthalten. Das Trocknen wird durch Aussetzen der Luft oder mittels üblicher Erwärmungs- und Trocknungsmethoden bewirkt.

Typische Druckfarbmassen sind in den oben genannten US-Patentschriften angegeben. Inhibitoren sind in den Druckfarbmassen der

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Erfindung enthalten oder können weggelassen werden, je nachdem, ob ein Inhibieren gewünscht wird oder nicht.

Die Gebrauchschutzschicht

Eine Gebrauchsschutzschicht (a wear layer) mit einer durchschnittlichen Dicke von etwa 0,U5 bis etwa 0,64 mm wird dann relativ gleichmäßig auf das gelierte Plastisol aufgetragen. Die Gebrauchsschutzschicht ist normalerweise eine klare, unpigrnentierte Harzmasse, und ihr Hauptzweck liegt normalerweise darin, dem elastischen Fußbodenbelag eine verbesserte Verschleißfestigkeit zu verleihen. Viele bestandteile der oben beschriebenen νerschäumbaren, harzartigen polymeren hassen können auch in den Formulierungen der Gebrauchsschutzschicht vorhanden sein, insbesondere das Polyvinylchlorid oder ein anderes Harz, Weichmacher, Stabilisatoren usw., doch sind andere Bestandteile, wie z.B. das Expandiermittel, Pigmente usw., normalerweise nicht enthalten, iypische Formulierungen für Gebrauchsschutzschichten sind in den oben genannten US-Patentschriften angegeben.

Nach dem Auftragen der Gebrauchsschutzschicht auf das bedruckte, gelierte Plastisol wird diese in einem Ofen oder einer anderen geeigneten Erwarmunirsvorrichtung, der bzw. die bei einer genügend hohen Temperatur von etwa 116 bis etwa 2J2 °^ü gehalten wird, für eine Zeitdauer von etwa 1 hinute bis zu etwa 4 Minuten erwurmt, wobei diese schicht geliert und fest wird. Eine solche erhöhte iemperatur reicht Jedoch nur zum Gelieren und Yer-

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festigen der harzartigen Gebrauchssehutzschicht aus und ist nicht hoch genug, um das Expandiermittel zu aktivieren oder zu zersetzen und ein Expandieren oder Verschäumen der verschäumbaren haterialien zu bewirken.

Das Produkt ist nun für das Aufbringen des Urethandecküberzugs nach dem Gegenwalzenüberzugsverfahren fertig, auf das direkt die in Reihe durchgeführte Erwärmungs- und Expandier- bzw. Verschäumungsoperation unter Bildung des elastischen, harzartigen Fußbodenbelags mit dem gewünschten Polyurethandecküberzug durchgeführt wird. Dieses wird durch einen einmaligen Durchgang durch die Vorrichtung erreicht und erfordert nicht einen zweiten Durchgang, der ein Aufrollen des Produkts und ein Abrollen des Produkts für den zweiten Durchgang und dann ein weiteres Aufrollen des Produkts nötig machen würde.

Die Urethanüberzugsmasse

Die Urethanüberzugsmasse kann einen oder mehrere der 5 Haupttypen von im Handel erhältlichen Urethanüberzugsformulierungen enthalten, welche in den A.S.T.i'i. D968-51 -BeStimmungen angegeben sind. Die Hauptunterschiede zwischen diesen 5 Typen liegen außer ihrer chemischen Zusammensetzung in der Art und ^eise, in der der Urethanüberzug gehärtet wird, d.h. ob er durch Umsetzung mit dem Sauerstoff der Luft, eher als durch Umsetzung der darin enthaltenen NCO-Gruppen (Typ I), oder durch Trocknen durch Lösungsmittelverdampfung und Härten durch Umsetzung mit. der

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Feuchtigkeit der Luft (Typ II) oder durch Erwärmen und Sintern unter Bildung eines umgesetzten und gehärteten Urethanüberzugs (Typ III) oder durch Erwärmen unter Bildung eines Vorpolymerisats, das mit einem gesonderten Katalysator versehen wird, wie z.B. einem tertiären Amin (Typ IV) oder durch Lösungsmittelverdampfung und Umsetzung unter normalen Bedingungen ohne Hilfe eines Katalysators (Typ V) gehärtet wird·

Außerdem sind diese Urethanüberzugstypen durch die Anzahl der Komponenten in dem System in Gruppen eingeteilt. A.S.T.K-Typen I, II und III sind Einkomponentensysteme, während die A.S.T.i-i-Typen IV und V Zweikomponentensysteme sind. Die Typen II und IV oder Gemische oder Kombinationen davon in verschiedenen Anteilen ergeben die bevorzugten Urethanüberzüge der Erfindung.

Der Typ II basiert auf einem Vorpolymerisat mit Isocyanatendgruppen, das durch Lösungsmittelverdampfung trocknet und durch Umsetzung mit der Feuchtigkeit in der umgebenden Atmosphäre härtet. Aromatische, aliphatische oder cycloaliphatische Diisocyanate oder Gemische oder Kombinationen davon ergeben die NCO-. Quelle, während die reagierenden Polyolhydroxylgruppen von Glykolen, Glycerinen, Trialkylolalkanen, Alkandiolen usw. oder Gemischen oder Kombinationen davon zur Verfügung gestellt werden. Andere Polyhydroxyverbindungen können ebenfalls verwendet werden.

Der Typ IV wird aus aromatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Diisocyanaten oder Gemischen oder Kombinationen davon

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hergestellt, und die reagierenden Polyolhydroxygruppen werden von Polyestern, Polyethern, Kiainusöl usw. geliefert. Andere Polyhydroxyverbindungen können ebenfalls verwendet werden. Die Diisocyanat- und lolyolverbindungen werden erwärmt und bilden dabei ein Vorpolymerisat, das mit einem gesonderten Katalysator, wie z.B. einem tertiären Amin, versehen wird.

'Üypische spezielle Beispiele für solche aromatischen, aliphatischen und cycloaliphatischen Diisocyanate sind Tolylendiisocyanat, Xylylendiisocyanat, ^,^-'-Diphenylmethandiisocyanat, 1 ,5-Waphthalindiisocyanat, 3,3' -Dimethoxy-^!-,^-' -biphenyldiisocyanat, Phenylendiisocyanat, 3 j 3' -Dimethyl-^-, 4' -biphenyldiisocyanat, ^,4'-Bisphenyldiisocyanat, Kethylenbiscyclohexyldiisocyanat, Λ,6-Hexamethylendiisocyanat, 2,2,^-Irimethyl-I,6-hecandiisocyanat, Trimethylhexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, Dimer von S^äurediisocyanat, 'Irimerwn Hexamethylen-r diisocyanat und so weiter.

Typische spezielle Beispiele für solche reagierenden Polyolpolyhydroxy!verbindungen sind 1,2-üthandiol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,2,3-Propantriol, Trimethylolpropan, Trimethyloläthan, Sizinusöl, Polyoxypropylendiol, PoIyoxyäthylenglykol, Polyoxymethylenglykol, Polytetramethylenglykol, Poly(oxypropylen)-Addukte von Glycerin, Polyoxypropylen-Addukte von Trimethylolpropan, n,n,n,n-Ietrakis(2-hydroxypropyl)äthylendiamin, Poly(oxypropylen)-Addukte von Pentaerythrit, 2-Methylglucosid, b-Methylglucosid, Erythrit, Pentaeri-

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thrit, Adonit, Arabit, Sorbit, hannit, Dulcit, Adipinsuurepolyester, Sebacinsaurepolyester, Bernsteinsdurepolyester, I-olycaprolacton.

Kehrkernige Polyisocyanate und andere Polyhydroxyverbindungen sind ebenfalls gemäß einer allgemeineren Ausführun^aform der Erfindung verwendbar.

Allgemeiner gesagt, können die Polyurethanharze als eine Klasse von Harzen angesehen werden, die durch Umsetzung von Diisocyanaten mit organischen Verbindungen, die zwei oder mehr aktive Wasserstoffe enthalten (wie z.B. Phenolen, Aminen, Hydroxyl- und Carboxylverbindungen), zu Polymerisaten mit freien Isocyanatgruppen erhalten werden. Unter dem Einfluß von Wärme oder Katalysatoren oder beiden setzen sich letztere jeweils mit V/asser, Glykolen, Diaminen usw. unter Bildung eines wärmehärtenden Harzes um.

Die spezielle Polyurethanüberzugsmasse, die gemäß der Erfindung zum Auftragen benutzt wird, ist nicht kritisch und stellt als solche kein erfindungswesentliches I'ierkmal dar. Wesentlich und kritisch jedoch ist, daß die Viskosität der Urethaniiberzugsmasse unter die hier spezifizierten Bereiche fällt und da3 gleichfalls das Gießverhältnis unter den hier spezifizierten Bereich fällt.

Im spezielleren ist zu sagen, daß aus Gründen, die anhand der nachfolgenden Beschreibung noch Klarer werden, die Urethanüber-

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zugsmasse eine Viskosität von etwa 10 bis etwa 100 cP bei Raumtemperatur haben muß. Zur Erläuterung und zum Vergleich, wird angegeben, daß die Viskosität von V/asser bei 20,2 ⁰O 1 cP beträgt und die Viskosität eines aus dem Orient stammenden S.A.E.-Schmieröls bei 15,6 ⁰G etwa 100 cP beträgt.

Die Urethänüberzugsherstellung

Die Urethanüberzugsmasse wird auf die gelierte Gebrauchsschutzschicht als Decküberzug gegossen und hat eine ITaßdicke von etwa 0,038 bis etwa 0,3ö mm, die schließlich eine Trockendicke von etwa 0,013 bis 0,13 mm nach dem Erwärmen, Trocknen und Härten ergibt.

Das Auftragen der lirethanüberzugrsraasse auf die Oberseite der gelierten Gebrauchsschutzschicht wird mit einer speziell eingestellten Gegenwalzenüberzugsvorrichtung, wie sie in der Fig. 2 erläutert ist, vorgenommen. Dort ist eine Wegstrecke eines kontinuierlichen Bahnenmaterials dargestellt, dessen oberste Schicht die gelierte Gebrauchsschutzschicht ist. Dieses Bahnenmaterial wird von einer Beschickungsquelle (nicht dargestellt) aus zu der Oberfläche einer drehbaren, elastomeren Stützwalze geführt, die sich im Uhrzeigersinn dreht, wie dargestellt ist. Die Stützwalze 10 steht in Berührung mit einer drehbaren Überzugs- oder Streichwalze Ί2, die sich ebo^.fdls im Uhrzeigersinn dreht. Die Geschwindigkeit dieser Walzen wird so eingestellt, daß das Verhältnis oder die Anteile der Walzengeschwindigkeiten,

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wie es erwünscht; oder erforderlich ist, "variiert werden kann . bzw. können.

Die relativen Umfangsgeschwindigkeiten der Überzugs- oder Streichwalze 12 und der Stützwalze 10 werden das Streichverhältnis (casting ratio) genannt, das am besten durch die folgende Formel definiert wird:

Umfangsgeschwindigkeit der Streichwalze

Streichverhältnis =

Umfangsgeschwindigkeit der Stützwalze

Es ist wesentlich,daß dieses Verhältnis innerhalb des Bereichs von 0,8 : 1 (in welchem Fall sich die Überzugswalze mit einer geringeren Umfangsgeschwindigkeit als die Stützwalze bewegt) bis etwa 1,1 : 1 (in welchem Fall die Überzugswalze sieh mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als die Stützwalze bewegt) gehalten wird· Biese Walzen bewegen sich in entgegengesetzten Richtungen an ihrem Punkt der größten Nähe, und auf diese VJeise wird der Überzug auf das vorbeistreichende Bahnenmaterial abgegeben und aufgewischt. Dieses Streichverhältnis muß innerhalb des spezifizierten Bereichs gehalten werden, um eine geeignete Aufwisehwirkung zu erzielen und die erwünschten Ergebnisse gemäß der Erfindung zu erhalten. Eine drehbare Meßwalze 14, die sich ebenfalls im Uhrzeigersinn dreht, nimmt in einem 'i'rog oder . Vorratsbehälter 18 enthaltene Urethanüberzugsmasse 16 auf, und , - die genaue Menge von Urethanüberzugsmasse 16 wird zwischen der Meßwalze 14 und der Überzugs- oder Streichwalze 12 richtig ab-

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gemessen und anschließend auf das Bahnenmaterial M, das sich um den Umfang der elastomeren stützwalze 10 bewegt, aufgebracht.

Weitere Einzelheiten von den Gercenwalzenüberzugsverfahren können in Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Volumen 3? Seiten 765-ÖO7, "Coating Methods - Survey" von D.G. Iliggins gefunden werden. In diesem Zusammenhang wird festgestellt, daß in der Tabelle 1 dieses Überblicks von Higgins angegeben ist, daß der übliche Viskositä-tsbereich für nach dem Gegenwalzenüberzugsverfahren aufgebrachte überzüge der Bereich von 1000 bis 20 000 cP ist. Dieser Bereich steht im Gegensatz zu dem oben angegebenen Bereich von etwa 40 bis etwa 100 cP für das Auftragen der Urethanüberzugsmasse gemäß der Erfindung.

Der Erwärrnungs- und Verschäumungsvorgang

Iiach dem Auftragen der Urethanüberzugsmasse auf die Oberfläche der gelierten Gebrauchsschutzschicht ist das überzogene Produkt für den Erwärmungsvorgang fertig, der die harzartigen Materialien erwärmt, trocknet, expandiert und verschäumt sowie härtet, haterialien, die keine Expandiermittel enthalten, werden natürlich bloß getrocknet und gehärtet, ohne daß ein Expandieren oder Verschäumen stattfindet. Dieses wird in einem Ofen oder einer anderen geeigneten Erwärmungsvorrichtung, der bzw. die bei einer erhöhten Temperatur von etwa 66 bis etwa 2J2 ⁰O und vorzugsweise von etwa 127 bis etwa 210 ⁰G gehalten wird, für eine Zeitdauer von etxva 1 Hinute bis etwa 8 Minuten und vorzugsweise bis etwa

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nur 4- id_nuten vorgenommen.

Der Erwärmungsvorgang trocknet und härtet die Urethanüberzugsmasse und expandiert das verschäumbar^, harzartige polymere haterial, so daß sich dieses mit verschiedenen Expansionsverhältnissen von etwa 'd : 1 bis etwa 5 : 1 ausdehnt, je nach den besonderen vorhandenen Umstanden.

.,'ü-hrend des Erwärmungsvorgangs x-d-rd der Grad des Härtens und Erhärtens des Urethanüberzugs so eingestellt, daß der Überzug nicht so ausreichend erhärtet und fest wird, daß das Aufblähen und die gewünschte Expansion des harzartigen i-.aterial ernstlich gestört werden könnten. Insbesondere kann, wenn ein Inhibitor in der Druckfarbe enthalten ist, um durch unterschiedliche Expansion einen Frägeeffekt bzw. reliefartigen Effekt zu erzielen, der Widerstand des erhärteten festen Urethanüberzugs bewirken, daß hervorstehende !Bereiche horizontal in die vertieften Sohlenbereiche expandieren, so daß der Unterschied in der Schaumhöhe verlorengeht. Um dieses zu vermeiden, werden das Harten und Erhärten des Urethanüberzugs so eingestellt, daß diese nicht etwa 80 %> während des Erwärmens und Expandierens des harzartigen Blattmaterials überschreiten. Diese einstellung kann durch Regulierung der Wurme oder der Verweildauer in dem Ofen oder durch geeignete V/ahl des Anteils, der Konzentration oder des l'yps des verwendeten Hartungskatalysators vorgenommen werden.

Die Erfindung wird nun in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen noch weiter erläutert, -^iese Ausfuhrunn-sbeispiele seben bevor-

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zugte Äusführungsforraen der Erfindung wieder, doch, ist die Erfindung nicht auf diese Ausführung-sbeispiele beschränkt.

-Beispiel 1

Das Grund- oder i'rLgerbahnenmaterial ist eine i'ilzbahn mit einer Dicke von 0,76 nra aus Asbestfasern, imprägniert mit 5 ρ Harnstoff-IiOrmaldehyd-iiarz und 25 % Copolymerisat von Butadien und Acrylnitril. Die Asbestbahn wird erwärmt, um das Hantstoffü'oriüaldehyd-iiarz zu härten. Die Asbestbahn wird außerdem mit einem Schlichteüberzug aus einer Hälfte hethylinethacrylat und einer Hälfte Butylacrylat in einer henge entsprechend 11,55 S je ö3}6 dm^ versehen, und der Schlichteüberzug wird dann getrocknet.

Die verschäumbare Plastisol-Überzu^smasse wird auf das Grundbahnenmaterial mit einer durchschnittlichen Dicke von etwa 0,38 mm (Naßdicke nach dem Auftragen) mit der folgenden Zusammensetzung in Gewichtsteilen aufgetragen:

Gewichtsteile

Polyvinylchlorid, Dispersionsgrad, spezifische Viskosität 0,6 50

Polyvinylchlorid, Dispersionsgrad, spezifische Viskosität 0,4- 50

Butylbenzylphthalat-Weichmacher 52

sekundärer Weichmacher aus Alkylarylkohlen-

wasserstoff 18

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_ 19 -

Azodicarbonamid-Expandiermittel 3

dibasisch.es Beliphosph.it (Stabilisator-Beschleuniger) 2 Pigment (Titandioxid) 5

Die Plastisol-Überzugsmasse wird bis zu einem festen Zustand in einem Ofen, der bei einer erhöhten i'emperatur von 149 O gehalten wird, geliert. Die Erwärmungsdauer beträgt 3 Minuten.

Die auf die Oberfläche des gelierten und festen Plastisols aufgebrachten Druckfarben werden in dem gewünschten Muster aufgetragen und haben die folgenden Zusammensetzungen in Gewichtsteilen:

Gewichtsteile

Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisat Kethyläthylket on
Titandioxidpigment (55 %)
Trimellitsäureanhydrid-Inhibitor

Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymerisat 13»5

Methylethylketon 61,5

Pigment 25,0

kein Inhibitor 0,0

Die Druckfarbenmassen werden erwärmt und getrocknet, bevor die Gebrauchsschutzschicht aufgetragen wird.

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8	,5
51	,5
25	,0 .0
Gewichtsteile

Dann wird eine Gebrauchsschutzschichtmasse mit der folgenden Zusammensetzung in Gewichtsteilen auf das bedruckte, gelierte Plastisol mit einer durchschnittlichen Dicke von etwa 0,25 mm (liaßdicke nach dem Auftragen) aufgetragen:

Gewichtsteile

Polyvinylchlorid, Dispersionsgrad, spezifische
Viskosität 0,50 95,0

Polyvinylchlorid, Suspensionsgrad, spezifische
Viskosität 0,35 5,0

Weichmacher aus alkylarylmodifiziertem

Phthalstester 58,0

sekundärer Weichmacher aus epoxidierten Tallol-

ester 5,0

2,2,4—Irimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat 7,0 Stabilisator 3,0

Viskositätseinstellmittel 1,2

Die Gebrauchsschutzschichtmasse wird in einem Ofen, der bei einer erhöhten iemperatur von 14-9 °C gehalten wird, geliert und verfestigt. Die Verweildauer in dem Ofen beträgt 3 Minuten.

Die Urethanüberzugsmasse wird wie folgt formuliert: Ein aliphatisches Diisocyanat (Hexamethylendiisocyanat) ist die NGO-Quelle die reagierenden Polyolpolyhydroxygruppen werden von einem Gemisch von Polyestern und Polyethern geliefert, wobei die Polyester den Hauptteil bilden und die Polyäther den kleineren Teil bilden, und der Katalysator ist ein Gemisch von Tetrakis-

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2-hydroxypropyläthylendiamin, einem tertiären Amin und Dibutylzinndilaurat.

Die Urethanüberzugsmasse wird auf die Oberfläche der gelierten und verfestigten Gebrauchsschutzscliicht mit einer iiaiodicke von etwa 0,15 mm als schicht aufgetragen. Die Viskosität der hasse betrat 60 cP. Das bei dem Gegenwalzenauftragsverfahren angewendete Streichverhältnis beträgt 0,^5 : 1· Der Aufbau der Gegenwalzenaui'tragsvorrichtung ist im wesentlichen so, wie er in der I'ig. 'ei der kjeichnung dargestellt ist.

Das mit Urethan beschichtete Produkt wird dann in einem Ofen in einem Keihenverfahrensvorgang bei einer erhöhten temperatur von 1^6 °ü für eine Zeitdauer von 2 Minuten und 45 Sekunden erwärmt, während dieser Zeitdauer wird zuerst das Lösungsmittel entfernt, dann werde:: JIiο verschäumbaren harzartigen Materialien expandiert oder verschäumt und findet das Härten des Polyurethandecküberzugs und der anderen harzartigen Materialien statt.

Das verschaumbare Plastisol erhöht seine Dicke von etwa C,38 mm auf etwa 1,14 mm, was ein Expansionsverhältnis von etwa 3 : 1 anzeigt. Die ^urethanüberzugsmasse wird getrocknet und p:ehartet, und die Dicke dieses Überzugs nimmt dabei von etwa 0,15 f-im (l\aßdicke) auf etwa 0,^5 mm (l'rockendicke) ab. Das Grundbahnenoatorial und die Gebrauchsscnutsschicht andern ihre Dicke nicht in einem wesentlichen Maße, und die Gesamtdicke des Endprodukts betrugt etwa 2,21 mm.

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Die Geschwindigkeit der Bahnenmaterialien durch die iieihenherstellungsverfahrensstufen des Auftragens von der Urethanüberzugsmasse und des nachfolgenden Erwärmens, Expandierens und Härtens ist veränderlich und wird durch die unvermeidlichen Änderungen der Geschwindigkeit des Herstellungsprozesses bestimmt· Die einzelnen Geschwindigkeiten der beiden "Verfahrensstufen, obwohl sie variabel sind, ändern sich übereinstimmend und bleiben daher praktisch in bezug aufeinander gleich und sind in irgendeinem bestimmten Augenblick die gleichen und passen sich daher dem Gesamtherstellungsvorgang an. Kein Walzen des Produkts ist nach Beendigung der Urethanüberzugsbildung erforderlich, und es ist auch kein temporäres Aufbewahren vor der nachfolgenden lirwärmungsstufe notwendig.

Der Polyurethandecküberzug haftet gut an der Gebrauchsschutzschicht. Das erhaltene Produkt ist in ausgezeichneter Weise als elastisches, harzartiges Fußbodenbelagsmaterial geeignet und zeigt die erwünschten oben angegebenen Eigenschaften und Merkmale von Polyuretnanschutzüberzügen.

Beispiel 2

Das Verfahren des Beispiels 1 wird im wesentlichen wiederholt mit der Ausnahme, daß die verschäumbare Plastisolmasse auf ein !Filzgrund- bzw. -trägermaterial aufgetragen wird, das die folgende Zusammensetzung in Gewichtsteilen hat:

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Gewichtsteile

Polyvinylchlorid, Dispersionsgrad, spezifische Viskosität 0,6 50

Polyvinylchlorid, Dispersionsgrad, spezifische Viskosität 0,4 · 50

alkylaryltnodifizierter Phthalatester 55

Alkylarylkohlenwasserstoff 10

zweibasisches Bleiphosphit 1,5

Titandioxid · 5

Azodicarbonamid 2,5

Die Ergebnisse sind im allgemeinen mit den in dem Beispiel 1 erhaltenen Ergebnissen vergleichbar. Das erhaltene Produkt findet eine ausgezeichnete Verwendung als elastisches, harzartiges Fußbodenbelagsmaterial mit einem Polyurethandeckschutzüberzug mit erwünschten Eigenschaften und Merkmalen.

Beispiel $

Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß die Umfangsgeschwindigkeiten der Überzugs- oder Streichwalze und der Stützwalze so eingestellt, d.h. geändert werden, daß ein Streichverhältnis von 0,8 : 1 erhalten wird. Wie oben angegeben ist, bewegt sich bei einer solchen Anordnung die Überzugswalze mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die gering er ist als die der Stützwalze.

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Die Ergebnisse sind im allgemeinen mit den Ergebnissen des Bei spiels 1 vergleichbar. Das erhaltene Produkt findet eine ausgezeichnete Verwendung als elastisches, harzartiges Fußboden— belagsmaberial mit einem Folyurethanschutzdecküberzug mit den erwünschten Eigenschaften und Merkmalen.

Beispiel 4-

Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß die Umfangsgeschwindigkeiten der Überzugs- oder Streichwalze und der Stützwalze so eingestellt, d.h. geändert werden, daß ein Streichverhältnis von 1 : 1 erhalten wird. Wie oben angegeben ist, bewegt sich bei einer solchen Anordnung die Überzugswalze mit einer Umfangsgeschwindigkeit, die praktisch der Umfangsgeschwindigkeit der Stützwalze etwa gleich ist.

Die Ergebnisse sind im allgemeinen mit den Ergebnissen des Beispiels 1 vergleichbar. Das erhaltene Produkt findet eine ausgezeichnete Verwendung als elastisches, harzartiges Fußbodenbelagsmaterial mit einem Polyurethanschutzdecküberzug.

Beispiel 5

Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß die Viskosität der Urethanüberzugsmasse auf 40 cP eingestellt, d.h. geändert wird. Dieses ist eine weniger viskose Überzugsmasse als die des Beispiels 1.

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Die Ergebnisse sind im allgemeinen mit den Ergebnissen des Beispiels 1 vergleichbar. Das erhaltene ±^:rodukt findet eine ausgezeicnnete Verwendung als elastisches, harzartiges i''ui:bodenbelagsmaterial mit einem l-olyurethanschutzdecküberzug.

Beispiel 6

Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, dar. die Viskosität der urethanaberzugswasse auf 1uü cP eingestellt, d.h. geändert wird. Dieses ist eine starker viskose Überzugsmasse als die des Beisp"lic 1·

Die Ergebnisse sind im allgemeinen mit den Ergebnissen des Beispiels 1 vergleichbar. Das erhaltene Produkt findet eine ausgezeichnete Verwendung als elastisches, harzartiges l^ußbodenbelagsmaterial mit einem Polyurethanschutzdecküberzug.

Beispiel 7 (Vergleichsbeispiel)

Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß die Umfangsgeschwindigkeiten der Überzugs- oder 3treichwaize und der Stützwalze so eingestellt und geändert werden, daß ein höheres ötreichverhältnis, und zwar von 2 : 1 gegeben ist, welches außerhalb der Erfindung liegt, aber normalerweise mehr in der Industrie benutzt wird, und daß die Viskosität der urethanüberz-ugsmasse auf 500 cP erhöht wird, was außerhalb der Erfindung liegt, aber enger an dem normalerweise verwendeten

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Viskositätsbereich von Überzugsmassen, die bei den Gegenwalzenauftragsverfahren in der Industrie benutzt werden, liegt.

Die Ergebnisse sind nicht befriedigend. Das Produkt ist unerwünscht blasig und ist für den Handel nicht geeignet.

Obwohl mehrere spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben worden sind, ist die Erfindung in ihren breiteren Merkmalen nicht auf diese Beispiele beschränkt. Irgendxvelche geeigneten Änderungen, Modifizierungen und Variationen sind im Rahmen der Erfindung möglich.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

ί 1. !Verfahren zur Herstellung eines elastischen, harzartigen Fußbodenbelags mit einem Polyurethandecküberzug mit verbesserter Reihenfabrikation, dadurch gekennzeichnet, daß man auf ein verschäumbares, harzartiges Bahnenmaterial eine Urethanüberzugsmasse mit einer Viskosität in dem Bereich von etwa 10 bis etwa 100 cP unter Anwendung des Gegenwalzenüberzugsverfahrens aufbringt, wobei das Streichverhältnis (casting ratio) in dem Bereich von etwa 0,8 : 1 bis etwa 1,1 : 1 liegt, und man dann in einer Reihenfabrikationsstufe das überzogene, verschäumbare, harzartige Bahnenmaterial erwärmt, so daß die Urethanüberzugsmasse trocknet und härtet und das verschäumbare, harzartige Bahnenmaterial expandiert unter Bildung eines elastischen, harzartigen Fußbodenbelags mit einem Polyurethandecküberzug, wobei man den Grad des Härtens der Urethanüberzugsmasse so einstellt, daß dieser · nicht etwa 90 # während des Erwärmens und Expandierens des verschäumbaren, harzartigen Bahnenmaterials überschreitet·

\ 2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des harzartigen Bahnenmaterials durch die Äeihenfabrikationsstufe hindurch variabel ist„

3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeiten des harzartigen Bahnenmaterials durch die Verfahrensstufe des Auftragens der Urethanüberzugsmasse und

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die Verfahrensstufe des Erwärmens und Expandierens des harzartigen Bahnenmaterials und des Erwärmens und Härtens der aufgetragenen Urethanüberzugsmasse im wesentlichen zu allen Zeitpunkten die gleichai sind.

C 1110
Dr.Ve/He

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