DE4135937C2

DE4135937C2 - Verfahren zu Herstellen von Latex-, PVC-, und Weichmacher-freien Textil- oder Kunststoff-Boden- und Wandbelägen

Info

Publication number: DE4135937C2
Application number: DE4135937A
Authority: DE
Inventors: Horst Oppermann; Reinhold Blass; Joachim Dr Duerkop; Klaus Schmidt-Ott
Original assignee: Tarkett Pegulan AG
Current assignee: Tarkett Pegulan AG
Priority date: 1991-10-31
Filing date: 1991-10-31
Publication date: 1997-07-03
Anticipated expiration: 2011-11-01
Also published as: US5407617A; JPH06198663A; DE4135937A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Latex-, PVC- und Weichmacher-freien Boden- und Wandbelägen mit chemisch geschäumten und ggf. strukturierten Schaumschichten.

Textile Boden- und Wandbeläge mit einer rückseitigen geschäumten Schicht aus einem natürlichen oder synthetischen Latex und PVC-Kunststoffbeläge finden heute in großem Umfang Verwendung aufgrund ihrer vielfältigen dekorativen Möglichkeiten durch einfache Verlegung und Preiswürdigkeit.

Insbesondere die Möglichkeit, die Beläge mit weichen, geschäumten Rückseiten auszurüsten, was erheblich zur Dämmung des Trittschalls beiträgt und den Gehkomfort verbessert, haben für die weitere Verbreitung solcher Materialien gesorgt. Darüber hinaus ermöglicht die Schäumung eine Erzeugung von Oberflächen strukturierungen entweder durch Aufschäumen in entsprechenden Formen bzw. Prägewalzen oder durch partielle chemische Aktivierung oder Inhibierung der Schaumbildung. Bei textilen Belägen wird technisch nur die mechanische Schäumung durch Einpressen von Luft in die Latexmasse durchgeführt, da die chemische Ver schäumung hohe Temperaturen erfordert, welche den Textilflor schädigt.

Um beim Verlegen Stöße zu vermeiden, werden ins besondere Fußbodenbeläge heute üblicherweise in End losbahnen in einer Breite von bis zu 4 oder 5 m her gestellt, was sowohl vom Material als auch von den Ver arbeitungstechniken her die Möglichkeiten außerordentlich einschränkt.

Textile Bodenbeläge werden entweder nach dem Tufting verfahren oder aus Nadelvliesen hergestellt, die rückseitig mit einer Styrolbutadien- oder anderen Latexmasse verfestigt und danach mit einer mechanisch verschäumten Synthese- oder Naturlatexschicht beschichtet und durch Trocknen fixiert werden. Die Textilschicht besteht dabei vorwiegend aus Polyamid, Polypropylen oder Polyesterfasern, welche nicht mehr von den Latex schichten getrennt werden können, so daß solche Ver bundschichten nicht recyclisierbar sind.

Bisher werden Kunststoffbodenbeläge üblicherweise aus Latexdispersionen oder PVC-Plastisolen im Streich verfahren auf einer Gewebe- oder Releasepapierunterlage und anschließendes Aushärten hergestellt. Die Plastisole bestehen dabei aus PVC-Partikeln, Weichmachern und üblichen Hilfsstoffen sowie Füllstoffen, die beim Trocknen in der Wärme zu einer Matrix zusammen sintern. Durch Zufügung von chemischen Schaummitteln kann die Schicht zusätzlich noch thermisch verschäumt werden, wobei durch Aufbringen von Treibmittel aktivatoren oder -desaktivatoren auf bestimmte Bereiche noch eine zusätzliche Strukturierung erreicht werden kann. Selbstverständlich ist es auch möglich, durch Aufbringen mehrerer Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung die Eigenschaften in sehr weitem Maße zu variieren.

Aus der DE 21 28 964 ist es bekannt, vernetzte Polyethylenschäume herzustellen, indem man Polyethylen, Azodicarbonamid als Treibmittel mit Hilfe eines Extruders mit nachgeschalteter Breitschlitzdüse zu einer Matrix in Form eines Films oder einer unge schäumten Platte extrudiert, wobei diese Extrusion bei einer Temperatur erfolgen muß, bei der das Polyethylen flüssig ist, das Vernetzungsmittel jedoch noch nicht zersetzt wird. Entweder nach einer Zwischenlagerung oder durch direktes Einführen der Matrix in einen Schäumofen wird der radikalische Zerfall des Peroxids initiiert und das Polyethylen vernetzt unter gleichzeitiger che mischer Zersetzung des Treibmittels und Aufschäumung der Matrix. Dies Verfahren erlaubt zur Zeit Schäume mit Raumgewichten zwischen 30 und 175 kg/m³ und Dicken zwischen 5 und 15 mm herzustellen. Die Breite dieser Schäume ist jedoch mit etwa 2 m begrenzt, da sich Breitschlitzdüsen größeren Ausmaßes nicht her stellen lassen. Eine wirtschaftliche Herstellung von her kömmlichen Bodenbelägen ist nach diesem Verfahren nicht möglich.

Aus ökonomischen und technischen Gründen ist es jedoch notwendig, die bisherigen Herstellungsbreiten und nach Möglichkeit auch die vorhandenen Herstellungs vorrichtungen beizubehalten. Weiterhin sollte auch der Bodenbelag aus unterschiedlichen Schichten bestehen, von denen eine oder mehrere chemisch geschäumt und ggfl. partiell durch Aktivierung oder Desaktivierung des Schäumvorgangs strukturiert sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren dahingehend weiterzuentwickeln, daß auf einfache Weise auch große Bahnbreiten hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch wie dergegebenen Merkmale gelöst und durch die in den Unteransprüchen gekennzeichneten Merkmale gefördert.

Aus der AT 393 101 ist es zwar bekannt, aufschäumbare Polymerpulvermischung auf ein Substrat aufzustreuen, dieses zu erhitzen und anschließend bei erhöhten Temperaturen zu schäumen. Der Schaum muß anschließend durch zwei Preßbänder hindurchgeführt werden, um gleichmäßige Hartschaumerzeugnisse herzustellen.

Es ist außerordentlich überraschend, daß über han delsübliche Pulverstreumaschinen die erfindungsgemäßen Mischungen sich gleichmäßig über Breiten von 4-5 m verteilen lassen, so daß beim anschließenden Durchleiten durch den Trockenofen eine homogene, gleichmäßig dicke Schaumschicht entsteht. Mehrfach schichten können so auch einfach hergestellt werden, indem man auf eine erste verfestigte und ggf. egalisierte Schicht eine zweite Pulverschicht aufstreut, wiederum trocknet oder geliert. Eine Einfärbung der Schicht ist durch zwischenzeitliches Aufdrucken des Farbmusters, eine Strukturierung durch Aufdrucken eines Aktivators oder Desaktivators möglich.

Die erfindungsgemäß verarbeitbaren Polymeren um fassen eine Vielzahl von thermoplastischen Produkten. Der wichtigste Parameter ist der Schmelzindex (MFI 190°C/2.16). Es wurde festgestellt, daß bei Schmelzindizes unter 2,5 und über 40 die zu hohe bzw. zu niedere Schmelzviskosität keine gute Zellstruktur des Schaumes mehr zuläßt. Ein Schmelzindex von etwa 10-20 scheint insofern optimale Ergebnisse zu ergeben. Der Kristallit schmelzpunkt der Polymeren sollte unterhalb des Zer setzungsbereiches des Treibmittelgemisches liegen, jedoch nicht so niedrig, daß der Schaum z. B. unter starker Sonneneinstrahlung oder Gewichtsbelastung zu fließen beginnt. Kristallitschmelzpunkte in einem Bereich von 70-110°C scheinen insofern gut geeignet zu sein. Sehr niedere Schmelzpunkte des Polymeren können jedoch durch eine nachträgliche Vernetzung, beispielsweise durch Zugaben von Peroxid oder durch Behandlung mit energiereicher Strahlung, angehoben werden. In Frage kommende Polymere sind Copolymere aus Ethylen und Vinylacetat, Polyethylen, Polypropylen, Copolymere mit Polyvinylacetat, Polymethylmethacrylat, Polyethelen acrylsäureestercopolymere, Polyethylenacrylsäureester, Maleinsäureanhydridcopolymere und andere.

Die Polymeren werden aus den handelsüblichen Gra nulaten auf Korngrößen von maximal 400-600 µm, vorzugsweise 10-400 µm, vermahlen und in dieser Form mit den übrigen Komponenten gemischt.

Als Zuschlagstoffe sind alle diejenigen möglich, die auch in sonst üblichen Schaummischungen verwendet werden. Beispielhaft seien anorganische Füllstoffe wie Kreide, Silikate, Magnesium- oder Aluminiumhydroxide, Schwerspat, Kieselsäure, Glaspulver, Ruß, Titandioxid oder auch andere Farbpigmente, welche gleichzeitig die Lichtdurchlässigkeit des Schaumes verändern, genannt. Als organische Zuschlagsstoffe kommen insbesondere Holz oder Korkmehl oder auch temperaturbeständige Kunststoffe wie Polyurethane in Frage. Diese werden der Mischung als feine Pulver mit Korngrößen von 10 bis etwa 500 µm zugemischt, wobei die Füllstoffe je nach Produkt in Mengen von 5-50% (Gew.-%) der Mischung zugefügt werden.

Als Treibmittel für die Schaumschichten verwendet man die auch sonst bei Plastisolen üblichen Produkte wie Azodicarbonamid, Oxybis-benzolsulfohydrazit, Azoisobuttersäuredinitril, Toluolsulfohydrazit u. a. Bevorzugt ist Azodicarbonamid, dessen Zersetzungs temperatur von ca. 200°C durch Zusatz von Aktivatoren wie Zinkoxid, Zinkoctoat und anderen bekannten Akti vatoren bis zu Temperaturen von 120°C reduziert werden kann. Die Schäumungstemperatur läßt sich auf diese Art und Weise an den jeweils zu verschäumenden Kunststoff und seine Viskosität gut anpassen. Die Treib mittel werden als feine Pulver (2 bis 12 µm Korngröße) oder als Batch (abgerieben mit Paraffin oder Antistatica) in Mengen von 0,5-10% der Mischung zugefügt.

Als Desaktivatoren für die Stellen, an denen ein Auf schäumen nicht erwünscht ist, können die für solche Schaummischungen bekannten Substanzen verwendet werden. Vorzugsweise werden Trimelittsäureanhydrid, Benzotriazol oder Thioharnstoff verwendet. Im Gegensatz zu den lösungsmittelhaltigen Pasten, die eine Diffusion der Desaktivatoren in die schaumfähige Schicht ermöglichen, muß bei den erfindungsgemäßen Mitteln der Desaktivator zusammen mit einem Transportmittel aufgedruckt werden. Als Transportmittel eignen sich z. B. flüssige Paraffine oder flüssige Antistatica oder vernetzbare Derivate der Methacrylsäure. Die Desakti vatoren sollten in einer Menge von ca. 0,5-2%, bezogen auf die Masse der zu strukturierenden Schaumschicht, angewendet werden.

Ferner können der Mischung noch Peroxide zur Ver netzung des Schaumes und zur Verbesserung der Tem peraturbeständigkeit der Polymeren sowohl bei der Verarbeitgung als auch beim späteren Gebrauch zuge fügt werden. Als Hilfsstoffe kommen ferner Bakterizide, Antistatika, Antioxidanzien etc. in Frage, wie sie in der Latex- und Kunststoffverarbeitung üblich sind.

In den folgenden Beispielen ist die Erfindung näher erläutert.

Rezeptur-Beispiele Beispiel 1

Rezeptur für glatte Schäume

EVA Acetatgehalt 28%\|1000 kg
Aluminiumhydroxid	200 kg
Treibmittelgemisch	35 kg
Azodicarbonamid/Zinkoxid @	Zinkoctoat	10 kg
Antistaticum	10 kg
Titandioxid	10 kg
Peroxid	50 kg

Beispiel 2

Rezeptur für strukturierbaren Schaum

EVA Acetatgehalt 28%\|1000 kg
Azodicarbonamid	20kg
Zinkoxid	75 kg
Zinkoctoat	5 kg
Antistaticum (Irgastat 51)	60 kg
Titandioxid	10 kg
Peroxid	50 kg

Beispiel 3

Rezeptur für strukturierbaren Schaum

EVA Acetatgehalt 28%\|1000 kg
Azodicarbonamid	20 kg
Zinkoxidgemisch	75 kg
Zinkoctoat	5 kg
Antistaticum	10 kg
Titandioxid	10 kg
Peroxid	50 kg
Triethylenglykoldimethacrylat	140 kg

Verfahrens-Beispiele Beispiel 4 Herstellung von schaumhaltigen, textilen oder elastischen Bodenbelägen mit gestreuten, chemisch geschäumten EVA-Dryblends

Das Vorprodukt ist ein üblicher Tuftingbelag ohne Rückseitenverfestigung, Nadelfilzbelag, nur mit Faser imprägnierung oder ein heterogener, schaumstrukturierter elastischer Bodenbelag, die auf den dafür geeigneten Produktionsmaschinen vorproduziert sind. In die üblichen Rückseitenausrüstungs- und Beschichtungsanlagen ist eine auf dem Markt erhältliche Pulverstreumaschine als Zusatzausrüstung eingesetzt; die Gesamtanlage ist schematisch in Fig. 1 dargestellt. Das Träger material, Textilbelag oder vorgefertigter heterogener ela stischer Belag, wird mittels einer Abrollung (1) und Speicherdosierung der Anlage endlos zugeführt. In dem ersten Auftragswerk (2) wird mittels einer nicht dargestellten Beschichtungsvorrichtung ein sog. Fixier- oder Grundstrich zum Schließen der Substratoberfläche auf getragen und wenn nötig, durch Aufheizung (Umluftkanal oder Strahler) erwärmt und über eine Glättvorrichtung (3) geglättet.

Im zweiten Auftragswerk (4) wird mittels einer Pulver streumaschine das in Beispiel 1 beschriebene EVA- Dryblend aufgetragen und anschließend in einer Infrarot- Strahlerstation (5) angeschmolzen, aber noch nicht chemisch verschäumt oder vernetzt.

Die angeschmolzene Schaumoberfläche kann zusätzlich über eine Glätt-Trommel (6) geglättet und verfestigt werden. Das so erhaltene Flächengebilde wird in einem Trocken-/Gelierofen (7) auf ca. 120-200°C erhitzt, wodurch das EVA-Pulver aufschäumt und durch Reaktion der Peroxide vernetzt. Nachgeschaltet sind wiederum ein Glättwerk (3), eine Kühlstrecke (8) sowie Speichereinheit und Aufrollung (9). Gegebenenfalls kann die notwendige Fertigwarenkontrolle der Boden belagsbahn direkt kontinuierlich in der Anlage erfolgen. Dann wird die Länge geschnitten und auf Einzelrollen gerollt, bevor das Material ins Fertigwarenlager geht.

Beispiel 5 Herstellung von schaumhaltigen Bodenbelägen mit gestreuten, chemisch geschäumten und strukturierten EVA-Dryblends

Der heterogene, EVA-Schaumschichten enthaltende elastische Bodenbelag kann auf einer üblichen, für PVC- Bodenbeläge geeigneten Beschichtungsanlage hergestellt werden. Als Zusatzausrüstung sind auf dem Markt erhältliche Pulver-Streumaschinen eingesetzt. Die ver wendete Vorrichtung ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Das Trägermaterial (Textil-, Glas- u. a. Gewebe) wird mittels Abrollung (1) und Speicherdosierung der Anlage endlos zugeführt. In dem ersten Auftragswerk (2) wird mittels einer nicht dargestellten Beschichtungs vorrichtung als sog. Fixier- oder Grundstrich das ent sprechende Beschichtungsmaterial zum Schließen und Glätten des Trägersubstrates aufgetragen, mittels Strahler (5) erwärmt und über eine Glättvorrichtung (3) geglättet.

Im zweiten Auftragswerk (4) wird mittels einer Pulver- Streumaschine das in Beispiel 2 oder 3 beschriebene EVA-Dryblend aufgetragen und anschließend in einer Infrarot-Strahlerstation (5) angeschmolzen, aber noch nicht chemisch verschäumt oder vernetzt.

Die angeschmolzene Schaumoberfläche kann zusätzlich über eine Glätt-Trommel (6) geglättet und verfestigt werden. Alternativ wird auf die erhaltene glatte Schaumoberfläche mit einer Druckmaschine (7) ein mehrfarbiges Druckdessin mittels Polymer-Binder druckfarbe aufgetragen. In einem dritten Auftragswerk (8) wird die Druckschicht mittels einer transparenten Beschichtungsmasse abgedeckt. Das so erhaltene Flächen gebilde wird in einem Trocken-/Gelierofen auf 160-200°C erhitzt, wodurch die EVA-Dryblendschicht aufschäumt - bei Strukturierung nur partiell - und durch die Peroxide vernetzt wird. Trocknung und Reaktion der transparenten Abdeckschicht findet gleichzeitig statt.

Zur Verbesserung der Trägermaterial-Rückseite und des Gesamtrückfederungsverhaltens der Bodenbelags konkstruktion kann in einer weiteren Pulver-Streu maschine (4) noch einmal ein schaumbares EVA-Dryblend aufgebracht werden, wie oben beschrieben, was dann gemäß (5), (3), (9) angeschmolzen, verfestigt, geglättet und ausgeschäumt wird. Eine abschließende Oberflächen behandlung mittels Glättwerk (3) dient zur Homo genisierung der Schaumoberfläche. Gegebenenfalls kann hier auch eine strukturierte Walze nach Art eines Prägewerks eingesetzt werden. In der Kühlstrecke (10) wird die Materialbahn gekühlt und dann einer Speicher vorrichtung und Aufrollung (11) der Anlage entnommen. Gegebenenfalls kann eine zwischengeschaltete Kontrolle mit Konfektion auf fertige Einzelrollen erfolgen, die dann dem Fertigwarenlager direkt zugeführt werden.

Alternativ kann der vorstehend beschriebene Belag auch im Batch-Verfahren hergestellt werden, indem Längen von ca. 500 m jeweils nach einem oder mehreren der vorstehenden Schritte aufgerollt, zwischengelagert und zu einem späteren Zeitpunkt der nächsten Be arbeitungsstation zugeführt werden.

Bezugszeichenliste

Fig. 1

1 Abrollung
2 1. Auftragswerk
3 Glättwerk
4 2. Auftragswerk
5 IR-Strahler
6 Glätt-Trommel
7 Trocken-/Gelierofen
8 Kühltrommel
9 Aufrollung

Fig. 2

1 Abrollung
2 1. Auftragswerk
3 Glättwerk
4 2. Auftragswerk
5 IR-Strahler
6 Glätt-Trommel
7 Druckwerk
8 3. Auftragswerk
9 Trocken-/Gelierofen
10 Kühltrommel
11 Aufrollung

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Latex-, PVC- und Weichmacher-freien Textil- oder Kunststoff-Boden- und Wandbelegen, welche u. a. eine geschäumte Schicht enthalten, wobei auf die unter der späteren Schaumschicht befindliche Trägerschicht eine Pulvermischung, bestehend aus 100 Teilen (Gew.-Teile) eines thermoplastischen Polymeren
0-100 Teilen (Gew.-Teile) Füllstoffe,
0,5-7 Teilen (Gew.-Teile) Treibmittel
0-30 Teilen (Gew.-Teile) Hilfsstoffein einer der gewünschten Dicke der Schaumschicht entsprechenden Menge aufgestreut und bei Temperaturen von 70-110°C angeschmolzen (geliert), zwischen Glättwalzen geglättet und bei Temperaturen von 120-200°C auf geschäumt wird, wobei das Polymere einen Schmelzindex (MFI 190°C/2.16) von 2-40, vorzugsweise 10-20, aufweist und der Kristallitschmelzpunkt des Polymeren bei 70-110=C liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaum schicht nach dem Gelieren, Glätten und/oder ggf. Bedrucken mit einer oder mehreren weiteren, nicht schäumbaren Deckschichten überzogen und danach erst aufgeschäumt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger schicht in entsprechender Weise aus einer Pulvermischung gemäß Anspruch 1 ohne das Treibmittel und ohne den Schäu mungsschritt hergestellt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel einen Aktivator enthält und die Schaumschicht nach der Glättung mit einem Desaktivator partiell bedruckt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibmittel Azodicarbonamid, der Aktivator eine Zinkverbindung und der Desaktivator ein Triazol ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerschicht der Schaumschicht ein Gelege, Gewebe oder Releasepapier ver wendet wird, auf welches ggf. eine Grundierungsschicht aus nicht geschäumten Polymeren aufgebracht ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulvermischung sich aus einer Kornfraktion der Größe von maximal 600 µm, vorzugsweise 10-400 µm, zusammensetzt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere ein Copolymer aus Ethylen und Vinylacetat, Polyethylen, Poly propylen, Copolymer mit Polyvinylacetat, Polymethylmethacrylat, Polyethylen acrylsäureestercopolymer, Polyethylenacrylsäureester, Maleinsäureanhy dridcopolymer ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulvermischung einen Vernetzer, insbesondere ein organisches Peroxid, in einer Menge von bis zu 10 Teilen enthält.