DE4114085C2 - PVC-freier Fußbodenbelag sowie Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

PVC-freier Fußbodenbelag sowie Verfahren zu dessen Herstellung

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen farbigen, homogenen Fußbodenbelag bzw. dessen Herstellung, bestehend aus einem Bindemittel und einem Füllstoff.
Bekannte Fußbodenbeläge enthalten wesentliche Mengen an Polyvinylchlorid (PVC), was insbesondere wegen des Chloranteils bei der Entsorgung Probleme bereitet.
Aus den Offenlegungsschriften DE 37 43 296 A1 und 3743 297 A1 sind PVC- freie Bodenbeläge bekannt geworden, die aus einer Kombination eines Ethylen- Vinylacetat-Copolymerisat enthaltendem Bindemittel und Füllstoffen bestehen, denen Farbanteile zugemischt werden können.
Gemäß DE 37 43 296 A1 werden Bodenbeläge beansprucht, die aus farbigen Chips oder Granulaten gepreßt werden, welche EVA und PP oder PE niederer Dichte als Bindemittel enthalten. Hohe Füllstoffanteile und EVA-Gehalte unter 15 Gew.-% sind notwendig, um die Mischung verarbeitbar zu halten. Eine Verarbeitung auf Kalandern ist selbst mit Zusatz von Gleitmitteln nicht möglich. Shorehärten von 80 sind dabei erreichbar. Die Hauptaufgabe farbige, strukturierte Kunststoffbahnen zu erzeugen wird dadurch jedoch nicht gelöst. DE 37 43 297 A1 beansprucht die entsprechenden Verfahrensmaßnahmen.
Aus Gächter und Müller, Taschenbuch der Kunststoff-Additive, 2. Ausgabe (1983), Carl Hauser Verlag, München, Seite 455, ist es bekannt, EVA-Copolymerisate mit verschiedenen Füllstoffen zu versetzen, um spezielle Eigenschaften zu erhalten. Aluminiumtrihydrat wird dabei als Flammschutzmittel vorgeschla­ gen. JP 61.213.242 (Chem. Abstracts 106 (10) 68 299 s) schlägt zu diesem Zweck Magnesiumoxidhydrate vor.
Aus JP 62 039 647 (Derw. Abstracts 87-089933113) JP 55 051 537 (Derw. Abstract 80-38922C/22) und JP 59 126 446 (Derw. Abstract 84-216273/35) sind Polymermassen bekannt, welche Polyethylen hoher Dichte verschnitten mit EVA enthalten und zur Herstellung dünner Folien oder harter Formkörper verwendet werden. Eine Verwendbarkeit zur Herstellung Füllstoff-haltiger Bodenbeläge ist daraus nicht zu entnehmen.
Die vorliegende Erfindung hat sich demgegenüber u. a. die Aufgabe gestellt, die in der Verwendung von EVA liegenden Nachteile zu vermeiden, insbesondere die Abriebfestigkeit des Produktes zu erhöhen und die Verarbeitbarkeit des EVA- Copolymerisats zu erleichtern.
Neben dem guten Abriebverhalten soll auch eine Schwerentflammbarkeit gewährleistet sein, ohne halogenierte Flammschutzmittel verwenden zu müssen. Weiterhin soll auf den Einsatz von Weichmachern verzichtet werden können und die Herstellung durch Auswalzen von Folien auf herkömmliche Weise insbe­ sondere auf einer 4-Walzen-Kalanderanlage (L- und F-Form) mit oder ohne anschließende Dublizierung und/oder Triplizierung auf die endgültige gewünschte Dicke erfolgen können, wobei der Fußbodenbelag zusätzlich mit einem Vlies und/oder einem Gewebeunterteil versehen werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch die Verwendung von Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat als Bindemittel in einer Menge von bis zu 70 Gew.-% sowie von 30 bis 70 Gew.-% eines oder mehrerer Füllstoffe sowie von bis zu 5 Gew.-% eines Farbstoffes, vorzugsweise in Granulatform und bis zu 5 Gew.-% Verarbeitungshilfsmitteln, wobei das Bindemittel mindestens 30 Gew.-% Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat und 3 bis 10 Gew.-% eines Ethylenpolymerisats hoher Dichte (HDPE) und/oder hochmolekularem und/oder ultrahochmolekularem Ethylenpolymerisats hoher Dichte (PE-HMW bzw. PE- UHMW), bezogen auf den Gesamtansatz, enthält, wobei der Schmelzindex (MFI) der verwendeten Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisate zwischen 0,3 und 10 g/10 min (190°C 12,16 nach DIN 53735) und der Schmelzindex (MFI) des verwendeten Ethylenpolymerisats hoher Dichte (HDPE) und/oder hochmolekula­ rem und/oder ultrahochmolekularem Ethylenpolimerisats hoher Dichte (PE-HMW bzw. PE-UHMW) zwischen nicht feststellbar und 10 g/10 min beträgt (190°C/21,6 nach DlN 53735).
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Da reines Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat sehr klebrig und deshalb schwer verarbeitbar ist und auch um unterschiedliche Härtevarianten zu erhalten, wird gemäß der Erfindung eine Mischung aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat und einem Olefin-Polymerisat allein oder mehreren Olefin-Polymerisaten zusammen eingesetzt, wobei der Olefin-Polymerisat-Anteil zwischen 3 und 10 Gew.-%, vorzugsweise bei 5 bis 6 Gew.-%, liegt, bezogen auf den Gesamtansatz.
Das EVA kann aus einem oder mehreren Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisaten zusammengesetzt sein, wobei der Vinylacetat-Gehalt mindestens 18 Gew.-% und maximal 50 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 30 Gew.-%, beträgt.
Als Olefin-Polymerisat werden bevorzugt Ethylenpolymerisat hoher Dichte (HDPE) und/oder hochmolekulares und/oder ultrahochmolekulares Ethylenpoly­ merisat hoher Dichte (PE-HMW bzw. PE-UHMW) mit hochzähen Eigenschaften eingesetzt, deren Schmelzindex (MFI) nach DIN 53735 (190°C/21,6 bzw. 190°C/2,16) den Wert 10 g/min nicht übersteigt, wobei man eine nachhaltige Ver­ besserung der Verarbeitungseigenschaften des Ethylen-Vinylacetat-Copolymeri­ sats erreicht, was sich auch auf die Gebrauchseigenschaften auswirkt, da die Folie durch das Molekulargewicht bedingt, bi- und trifunktionelle Eigenschaften erhält, welche sich fördernd auf die Flexibilisierung des Gesamtmaterials aus­ wirken, was wiederum zu einer verbesserten Chargenkonstanz führt.
Bei der Verwendung eines Ansatzes, enthaltend ein Bindemittel, bestehend aus 30 bis 70 Gew.-% eines Gemisches aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat mit Ethylenpolymerisat hoher Dichte (HDPE) und/oder hochmolekularem und/oder ultrahochmolekularem Ethylenpolymerisat hoher Dichter (PE-HMW bzw. PE- UHMW), sowie 70 bis 30 Gew.-% eines oder mehrerer Füllstoffe, vorzugsweise 40 bis 60 Gew.-%, bis zu 5 Gew.-% von Verarbeitungshilfsmitteln und bis zu 5 Gew.-% von einer oder mehreren Farbkomponenten, erhält man Folien, die in der Verschleißfestigkeit (Abrieb) und im Brandverhalten den bekannten homo­ genen Fußbodenbelägen auf PVC-Basis entsprechen bzw. sie auch übertreffen.
Erfindungswesentlich ist hierbei der Einsatz des gewählten Ansatzes, unter anderem bezüglich des Bindemittelanteils als auch des Füllstoffanteils.
Als Verarbeitungshilfsmittel werden vorzugsweise Stearate und sterisch gehin­ derte Phenole eingesetzt.
Als Füllstoffe können mineralische Substanzen, wie Kreide, Aluminiumhydroxid und Magnesiumhydroxid, sowohl einzeln als auch in Kombination untereinander verwendet werden und zusätzlich können noch Verarbeitungshilfen und/oder Antioxidantien zugesetzt werden, wobei die Füllstoffe der leichteren Verarbeit­ barkeit wegen in an sich bekannter Weise einer Oberflächenbehandlung unter­ zogen sein können. Die verwendbaren Pigmente sind Trockenpigmente, wie sie üblicherweise bei PVC-Bodenbelägen eingesetzt werden.
Der Ansatz kann auf den bei der PVC-Verarbeitung verwendeten Kalanderanla­ gen wie herkömmlich verarbeitet und danach auf Dublier- und/oder Triplieranla­ gen zu Endprodukten weiterverarbeitet werden, die wiederum ohne weitere Haftvermittler bzw. Klebeverbindungen mit Geweben oder Vliesen bzw. auch Kork versehen werden können.
Die Schmelzindices (MFI) betragen dabei für die Ethylen-Vinylacetat-Copolimeri­ sate zwischen 0,3 und 10 g/min, vorzugsweise zwischen 2 und 6 g/min (190°C/2,16) und für HDPE sowie für PE-HMW bzw. PE-UHMW zwischen nicht feststellbar und 10 g/min nach DIN 53735 (190°C/21,6 bzw. 190°C/2,16).
Ausführungsbeispiel
Verwendet wurden 40% Bindemittel, bestehend aus 32 Gew.-% Ethylen-Vinyl­ acetat-Copolymerisat der Handelsbezeichnung Riblene D JV 1055 der Firma Enichem Polimeri Sp A, verschnitten mit 8 Gew.-% ultrahochmolekularem Ethy­ lenpolymerisat hoher Dichte (PE-UHMW) der Handelsbezeichnung Hostalen GR 7255 der Firma Hoechst, und 60 Gew.-% Füllstoff, bestehend aus 30 Gew.-% Aluminiumhydroxid der Handelsbezeichnung Martinal OL-104 C der Firma Mar­ tinswerk GmbH und 30 Gew.-% Aluminiumhydroxid der Handelsbezeichnung Martinal ON 310 der Firma Martinswerk GmbH.
An Verarbeitungshilfsmitteln wurden je 2 Gew.-% Zinkstearat bzw. sterisch gehinderte Phenole zugesetzt, um eine geschlossene, gut verträgliche Oberflä­ che zu erhalten.
Der o.g. Ansatz wurde in einem Kneter bei 130°C Temperatur aufbereitet und anschließend über ein Mischwalzwerk bei 140°C Temperatur weiter durch­ gemischt, um dann auf einer 4-Walzen-Kalanderanlage (F-Form) bei 140 bis 155°C Temperatur mit einer Walzengeschwindigkeit zwischen 3 und 10 m/min zu Folien von einer Stärke zwischen 0,3 und 0,8 mm ausgezogen zu werden.
Die anschließende Prägung und Dublierung bzw. Triplierung wurde bei entspre­ chendem Prägedruck, bei Temperaturen zwischen 50 und 120°C unter Hinzufü­ gung eines Gewebeunterteils mit einer Maschinengeschwindigkeit zwischen 3 und 6 m/min zu einer Endstärke von ca. 2,5 mm des PVC-freien Fußbodenbe­ lags durchgeführt.
Eigenschaften

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von als Fußbodenbelag verwendbaren PVC- freien Kunststoff-Folien durch Aufschmelzen eines Bindemittels, Vermi­ schen mit Füllstoffen, einem Farbgranulat und Auswalzen zu Folien auf einer Kalanderanlage, wobei man als Bindemittel ein Ethylen-Vinylacetat- Copolymerisat verwendet, dem man zwischen 30 und 70 Gew.-% Füllstoff, bis zu 5 Gew.-% einer oder mehrerer Farbkomponenten sowie bis zu 5 Gew.-% an üblichen Verarbeitungshilfsmitteln zumischt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Bindemittel mindestens 30 Gew.-% Ethylen-Vinyl­ acetat-Copolymerisat (EVA) und 3 bis 10 Gew.-% eines Ethylenpoly­ merisats hoher Dichte (HDPE) und/oder hochmolekularem und/oder ultrahochmolekularem Ethylenpolymerisats hoher Dichte (PE-HMW bzw. PE-UHMW), bezogen auf den Gesamtansatz, enthält, wobei der Schmelzindex (MFI) der verwendeten Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisate zwischen 0,3 und 10 g/10 min (190°C/2,16 nach DIN 53735) und der Schmelzindex (MFI) des verwendeten Ethylenpolymerisats hoher Dichte (HDPE) 190°/2,16 nach DIN 53735 und/oder hochmolekularem und/oder ultrahochmolekularem Ethylenpolymerisats hoher Dichte (PE-HMW bzw. PE-UHMW) zwischen nicht feststellbar und 10 g/10 min beträgt (190°C/21,6 nach DIN 53735).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 50 bis 60 Gew.-% Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat und 5 bis 6 Gew.-% eines Ethylenpolymerisats hoher Dichte (HDPE) enthalten sind, wobei der Schmelzindex des EVA zwischen 2 und 6 g/10 min (190°C/2,16 nach DIN 53735) beträgt.
3. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel aus einem oder mehreren Ethylen- Vinylacetat-Copolymerisaten zusammengesetzt ist, wobei der Vinylacetat- Gehalt mindestens 18 Gew.-% und maximal 50 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 30 Gew.-%, beträgt.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Füllstoffes am Gesamtansatz 40 bis 50 Gew.-% beträgt.
5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Füllstoff Kreide und/oder Aluminiumhydroxid und/oder Magnesiumhydroxid eingesetzt wird.
6. Fußbodenbelag, bestehend aus einem gegebenenfalls dublizierten oder triplizierten und gewünschtenfalls mit einem Vlies und/oder einem Gewe­ beunterteil versehenen, kalandrierten, Füllstoff enthaltenden Bindemittel, wobei das Bindemittel aus einem Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat besteht, oder dieses enthält, dem zwischen 30 und 70 Gew.-% Füllstoff sowie bis zu 5 Gew.-% einer oder mehrerer Farbkomponenten und bis zu 5 Gew.-% an Verarbeitungshilfsmitteln zugemischt sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß er mindestens 30 Gew.-% Ethylen-Vinylacetat-Copo­ lymerisat und 3 bis 10 Gew.-% eines Ethylenpolymerisats hoher Dichte (HDPE) und/oder eines hochmolekularen und/oder ultrahochmolekularen Ethylenpolymerisats hoher Dichte (PE-HMW bzw. PE-UHMW), bezogen auf den Gesamtansatz, enthält, wobei der Schmelzindex (MFI) der verwendeten Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisate zwischen 0,3 und 10 g/10 min (190°C/2,16 nach DIN 53735) und der Schmelzindex (MFI) des verwendeten Ethylenpolymerisats hoher Dichte (HDPE) 190°/2,16 nach DIN 53735 und/oder hochmolekularem und/oder ultrahochmolekularem Ethylenpolymerisats hoher Dichte (PE-HMW bzw. PE-UHMW) zwischen nicht feststellbar und 10 g/10 min beträgt (190°C/21,6 nach DIN 53735).
7. Fußbodenbelag nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß 50 bis 60 Gew.-% Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat und 5 bis 6 Gew.-% eines Ethylenpolymerisats hoher Dichte (HDPE) enthalten sind, wobei der Schmelzindex des EVA zwischen 2 und 6 g/10 min (190°C/2,16 nach DIN 53735) beträgt.
8. Fußbodenbelag nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Füllstoffes 40 bis 50 Gew.-% beträgt.
9. Fußbodenbelag nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er mineralische Füllstoffe, wie Kreide und/oder Aluminiumhydroxid und/oder Magnesiumhydroxid, enthält.
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