DE60100943T2

DE60100943T2 - Verfahren zur herstellung eines fussbodenbelages aus plastischem material

Info

Publication number: DE60100943T2
Application number: DE60100943T
Authority: DE
Inventors: Herve Julien; Jacques Boussand; Robert Hinault
Original assignee: Gerflor SAS
Current assignee: Gerflor SAS
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2001-02-27
Publication date: 2004-09-09
Anticipated expiration: 2021-02-28
Also published as: WO2001064996A1; FR2805549A1; ATE251687T1; AU2001237497B2; EP1266066A1; EP1266066B1; AU3749701A; DE60100943D1; FR2805549B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Fußbodenbelages aus plastischem Material, mit dem man nicht nur sehr gute Oberflächeneigenschaften erhält, sondern bei dem auch die Eigenschaften der Grundstruktur dieses Fußbodenbelags nicht verändert werden.
Bisheriger Stand der Technik
Es wurde seit langem schon vorgeschlagen, elastische Fußbodenbeläge aus plastischem Material herzustellen.
Im allgemeinen bestehen solche Fußbodenbeläge aus einer thermoplastischen Grundstruktur, insbesondere Weich-PVC, die man durch Pressen oder Kalandrieren erhält. Diese Grundstruktur kann eventuell durch eine textile Struktur verstärkt werden, die in die Materialmasse eingebettet wird.
Um den Komfort zu verbessern oder dem Fußbodenbelag im Hinblick auf seine Benutzung besondere Eigenschaften zu verleihen, kann diese Grundstruktur außerdem mit einer Unterschicht verbunden werden, z. B. einer Unterschicht aus Schaumstoff.
Die Oberseite erhält außerdem eine Deckschicht, die dem Ganzen besondere Eigenschaften verleiht wie Beständigkeit gegen UV-Strahlen, Schmutzfestigkeit, Beständigkeit gegen Streifen, Haltbarkeit, Abriebfestigkeit und Beständigkeit gegen schwarze Striche von Schuhen (scuffing) und gegen Zigarettenbrand.
Es ist wünschenswert, dass solche Fußbodenbeläge beständig sind gegen spezielle Flecken, die an ihrem Einsatzort auftreten können, z. B. im Krankenhausbereich (Jodflecken, Eosinflecken...).
Schließlich ist es auch wünschenswert, die Emission von organischen, leicht flüchtigen Verbindungen zu eliminieren, was durch einen Schutzbarriereeffekt der obersten Schicht erreicht werden kann.
Zur Herstellung der obersten Schicht solcher Fußbodenbeläge ist seit langem geplant – wie insbesondere aus FR 2 341 021 hervorgeht – eine Mischung, entweder auf der Grundlage eines thermoplastischen Materials, eventuell durchsetztes PVC, oder aus einem duroplastischen Material, insbesondere vernetztem Polyurethan, zu verwenden.
Das in diesem Dokument beschriebene Verfahren ist jedoch sehr schwer auszuführen.
Zur Herstellung der obersten Schicht auf der Grundlage verschiedener synthetischer Polymere sind ebenfalls zahlreiche Vorschläge gemacht worden, wie dies aus den Patenten US 4 337 296 , EP 794 281 und GB 2 285 012 hervorgeht.
Bei allen diesen Vorschlägen stellt sich das Problem, eine gute Haftung zwischen der obersten Schicht aus duroplastischem Material und der thermoplastischen Grundstruktur zu erreichen und die Eigenschaften dieser Grundstruktur nicht zu verändern.
Man hat nun ein perfektioniertes Verfahren gefunden, das auch Gegenstand dieser Erfindung ist, mit Hilfe dessen alle diese Probleme gelöst werden können.
Darstellung der Erfindung
Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung eines Fußbodenbelags besteht allgemein aus Folgendem:

– einer ersten Arbeitsphase zur herkömmlichen Herstellung einer Grundstruktur aus Weich-PVC durch Pressen, Kalandrieren, Extrudieren oder Beschichten, eventuell verstärkt durch eine Gewebeeinlage und/oder verbunden mit einer zusätzlichen Unterschicht; anschließend
– einer zweiten Arbeitsphase zur Herstellung eines Fußbodenbelages bestehend aus einem zweischichtigen Komplex, der eine thermoplastische Schicht besitzt, die mit einer dünnen Schicht auf der Grundlage eines duroplastischen Polymers überzogen ist.

In dem Verfahren gemäß der Erfindung wird der zweischichtige Komplex, der den Fußbodenbelag darstellt, entweder kontinuierlich und in Reihe mit der Herstellung der Grundstruktur oder auf einer Transfer-Auflage hergestellt, die während einer späteren Phase eine Komplexierung erlaubt und zwar durch:

– Aufbringen einer transparenten oder farbigen PVC-Plastisol-Schicht auf der Oberseite des Basiskomplexes oder auf einer Transfer-Auflage, die durch Wärmebehandlung vorgeliert wird; kontinuierlicher Überzug der vorgelierten Plastisol-Schicht mit einer Schicht aus Duroplast-Pulver, gefolgt von einer Wärmebehandlung, bei der das genannte Pulver in eine kontinuierliche Flüssigschicht umgewandelt wird;
– Überführen des auf diese Weise gebildeten Komplexes in einen Konvektionsofen, um die Gelierung und endgültige Vernetzung der beiden Bestandteile der obersten Schicht herbeizuführen, wobei das Ganze anschließend eventuell genarbt und abgenommen wird.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens erhält man die thermoplastische, oberste Schicht auf der Grundlage von PVC aus einer Mischung von Plastisol-PVC (PVC-Harz, Weichmacher und stabilisierende Zusatzstoffe und herkömmliche Fließkunde), wobei diese Schicht farbig oder transparent sein kann und eine Stärke zwischen 0,1 und 2 mm und vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,8 mm besitzt.
Das Plastisol wird anschließend durch Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 120°C und 130°C für die Dauer von dreißig bis sechzig Sekunden durch Überführen in einen Konvektionsofen oder mit Infrarotstrahlung vorgeliert.
Die mit dieser Schicht auf PVC-Grundlage verbundene Außenschicht wird ihrerseits aus einer Mischung aus Duroplastpulver hergestellt, das schnelle Vernetzungseigenschaften (Aushärtung) zwischen einer und höchstens sieben Minuten bei einer Temperatur von 210°C aufweist.
Die Rezeptur dieses Pulvers ermöglicht seine Haftung an dem plastifizierten Polymer (PVC), ohne dass die elastischen Eigenschaften dadurch beeinträchtigt werden, wobei der Härter gegenüber dem PVC ebenfalls nicht aggressiv ist.
Ein solches Pulver kann aus einer folgenden Mischung hergestellt werden:

– einem hydroxylierten Polyesterharz, einem carboxylierten Polyesterharz, einem Polyurethanharz, einem Polyester/Epoxyd-Hybridharz ....;
– einem Vernetzungsmittel wie Glycidylester, einem Vernetzungsmittel wie Hydroxyalkylamid, einem Vernetzungsmittel wie verschlcssenes oder dimerisiertes Isocyanat.

Das Aufbringen des Duroplastpulvers erfolgt vorzugsweise durch elektrostatisches Bestreuen von 20 bis 200 g/m².
Dieses Pulver wird durch Wärmebehandlung in eine flüssige, dünne Schicht verwandelt, wobei Infrarotstrahlung mit anschließendem Übergang in einen Heißluftunnel miteinander kombiniert werden.
Auf dieser Art und Weise kann sich eine sehr gleichmäßige und kontinuierliche dünne Schicht bilden, da das Pulver aufgrund der Infrarotstrahlung rasch schmilzt und die dünne Schicht durch die Heißluft geglättet wird.
Diese Wärmebehandlung hängt von der Art des Duroplastpulvers ab, wobei das Pulver aufgrund der Infrarotstrahlung für die Dauer einer Sekunde bis dreißig Sekunden eine Temperatur zwischen 110°C und 200°C erreicht, während die Heißluftbehandlung bei einer Temperatur zwischen 80°C bis 120 °C zwischen dreißig Sekunden und einer Minute durchgeführt wird.
Nach der Wärmebehandlung besitzt die oberste, dünne Schicht aus duroplastischem Polymer, vorzugsweise auf der Grundlage von Copolyester, eine Stärke zwischen 15 und 150 μm und vorzugsweise zwischen 30 und 80 μm.
Zusammenfassende Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung und die Vorteile, die sie mit sich bringt, werden anhand der nachfolgenden Beschreibung noch verständlicher, die durch die beigefügten Schemata veranschaulicht wird. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Fertigungsstraße für einen Fußbodenbelag gemäß der Erfindung;
2 eine perspektivische, schematische Ansicht, welche die allgemeine Struktur eines solchen Fußbodenbelags veranschaulicht.
Ausführung der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung wird die Erfindung zur kontinuierlichen Herstellung eines Fußbodenbelages mit der Herstellung der Grundstruktur des Fußbodenbelages beschrieben, wobei die oberste Schicht in einer getrennten Phase auf einer Transferauflage hergestellt werden kann, die bei der Herstellung der Grundschicht dann mit letzterer verbunden wird.
Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen wird in einem ersten Arbeitsgang auf herkömmliche Art und Weise durch Pressen, Kalandrieren, Extrudieren oder Beschichten eine Grundstruktur (1) aus PVC hergestellt.
Eine solche Grundstruktur (1) kann durch eine Gewebeschicht verstärkt werden und auf ihrer Unterseite eine Unterschicht wie beispielsweise eine Schicht aus Schaumstoff (1a) besitzen.
Gemäß der Erfindung wird der so gebildete Fußbodenbelag mit dem Basiskomplex (1) hergestellt, indem auf der Oberseite dieser Unterlage (1) eine gleichmäßige Schicht (2) eines Plastisols auf der Grundlage eines thermoplastischen Materials, insbesondere PVC, aufgebracht wird, wobei es sich dabei auch um ein Acryl-Plastisol handeln kann.
Das Aufbringen des Plastisols erfolgt in herkömmlicher Art und Weise, indem die Auflage (1) über eine Rolle (3) geführt wird, die mit einer Rakel oder einem Abstreifer (4) verbunden ist.
Die Plastisolschicht (2) hat eine Dicke zwischen 0,2 und 0,8 mm.
Die Einheit wird dann zur Vorgelierung einer Wärmebehandlung unterworfen, die das Material für die Dauer von 30 bis 60 Sekunden einer Temperatur zwischen 120 und 130°C aussetzt, indem es in einen Konvektionsofen verbracht oder Infrarotstrahlung (5) ausgesetzt wird.
Anschließend wird auf diese Plastisolschicht (2), die sich durch die Vorgelierung verfestigt hat und somit gehärtet ist, eine Mischung eines Duroplastpulvers (7) aufgebracht.
Dieses Aufbringen erfolgt durch elektrostatisches Bestreuen mittels einer Streuanlage, bei der es sich um einen Trichter (6), verbunden mit einer Einheit elektrostatischer Ladung, oder um ein herkömmliches elektrostatisches Spritzen handeln kann, das dem Streuen angepasst wird. Diese Aufbringung erfolgt mit 20 bis 200 g/m² und liegt vorzugsweise zwischen 40 und 100 g/m².
Das Pulver verwandelt sich dann durch eine Wärmebehandlung in eine kontinuierliche, flüssige Schicht (9). In der Wärmebehandlung werden Infrarotstrahlung, die zum Schmelzen des Pulvers führt, und das anschließende Überführen in einen Heißlufttunnel, das zur Glättung der dünnen Schicht, die sich gebildet hat, führt, miteinander kombiniert.
Je nach der Art des Pulvers wird durch die Infrarotstrahlung eine Temperatur zwischen. 110°C und 200°C erreicht, und zwar für eine Dauer von einer Sekunde bis dreißig Sekunden, während das Überführen in Heißluft zu einer Temperatur zwischen 80°C und 120°C führt und dreißig Sekunden bis eine Minute dauert.
Die Dicke der dünnen Schicht liegt zwischen 15 μm und 150 μm und vorzugsweise zwischen 30 und 80 μm.
Der so gebildete Komplex wird anschließend einer Wärmebehandlung in einem Konvektionsofen (11) unterzogen, was zur Gelierung und endgültigen Vernetzung der beiden Bestandteile (2, 9) der obersten Schicht führt.
Die Temperatur im Konvektionsofen wird zwischen 200 °C und 210 °C eingestellt und die Dauer der Wärmebehandlung liegt zwischen einer Minute und sieben Minuten.
Der auf diese Art und Weise gebildete Komplex wird anschließend, beispielsweise in Form einer Wicklung, abgenommen.
2 zeigt einen Schnitt der allgemeinen Struktur eines solchen Fußbodenbelags mit einer Basisunterlage (1), die von einer zweischichtigen transparenten Struktur bedeckt wird, welche wiederum einerseits aus einer thermoplastischen Schicht (2) – vorzugsweise Weich-PVC – besteht, die mit einer dünnen Schicht (9) auf der Grundlage eines duroplastischen Materials – insbesondere Polyester – verbunden ist.
Wie aus dieser Figur hervorgeht, sind die verschiedenen Schichten in einem solchen Komplex eng miteinander verbunden, ohne dass jedoch dabei die Bestandteile einer der Schichten die angrenzende Schicht durchäringen, so dass die Eigenschaften jeder der Schichten beibehalten werden können.
Beispiel
Mittels einer Anlage, wie sie oben beschrieben wurde, wird aus der zuvor hergestellten Grundstruktur (1) ein Fußbodenbelag hergestellt, der eine Unterschicht aus Schaumstoff (1a) besitzt, die auf ihrer Unterseite mit einer dünnen PVC-Schicht (1b), eventuell verstärkt durch eine textile Struktur, verbunden wird.
Eine solche Unterlage (1) besitzt eine Dicke von 1,5 mm.
Auf diese Auflagefläche (1) wird mittels einer Rakel oder eines Abstreifers (4) und einer Rheomat-Ausrüstung eine Schicht eines Plastisols mit 625 g/m² aufgebracht, die eine Viskosität von 10 Pa.s (10 000 cPs) bei einer Scherkraft von 100 s^–1 besitzt, und wie folgt zusammengesetzt ist

– Polyvinylchlorid (100 Teile)
– Weichmacher Dioctylphtalat (DOP) zu 40 pcr
– Stabilisator schwefelhaltiger Thiobutylzinn zu 2 pcr
– Verdünnungsmittel.

Somit wird auf die Auflagefläche (1) eine Schicht (2) mit einer Dicke von 0,5 mm aufgebracht.
Das Ganze wird dann einer Wärmebehandlung durch Infrarotstrahlung (5) unterzogen, wobei das Material auf eine Temperatur von 110°C gebracht wird, was zu einer Vorgelierung und damit einer Härtung dieser Schicht (2) führt.
Nach der Infrarotrampe (5) wird ein Duroplastpulver mit 60 g/ m², das aus einer Mischung auf Copolyesterbasis besteht, aufgebracht.. Die Mischung enthält

– hydroxyliertes Polyesterharz
– Härtemittel dimerisiertes Isocyanat.

Der Komplex wird dann einer zweiten Wärmebehandlung (8) unterzogen. Ruf einer Infrarotrampe wird das Material zunächst für zehn Sekunden auf 120°C erhitzt und anschließend in einem Heißlufttunnel für vierzig Sekunden auf 95°C gebracht, so dass man eine dünne Schicht (9) mit einer Stärke in der Größenordnung von 50 μm erhält.
Der so hergestellte Belag wird dann für drei Minuten bei 200 °C in einen Konvektionsofen (11) überführt.
Bei Verlassen der Anlage erhält man einen Fußbodenbelag mit einer Gesamtdicke von 2 mm, wie er in 2 gezeigt ist.
Ein solcher Fußbodenbelag besitzt sehr gute Oberflächeneigenschaften, insbesondere was Schmutzfestigkeit, Streifenfestigkeit, Abriebfestigkeit, Haltbarkeit und Beständigkeit gegen UV-Strahlen angeht.
Darüber hinaus besitzt er eine sehr gute Beständigkeit gegen Flecken.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Fußbodenbelags, das Folgendes beinhaltet: – eine erste Arbeitsphase zur herkömmlichen Herstellung einer Grundstruktur (1b) aus Weich-PVC durch Pressen, Kalandrieren, Extrudieren oder Beschichten, eventuell verstärkt durch eine Gewebeeinlage und verbunden mit einer zusätzlichen Unterschicht (1a); anschließend – eine zweite Arbeitsphase zur Herstellung eines Oberflächenbelags bestehend aus einem zweischichtigen Komplex, der eine thermoplastische Schicht besitzt, die mit einer dünnen Schicht auf der Grundlage eines duroplastischen Polymers überzogen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte zweischichtige Komplex entweder kontinuierlich und in Reihe mit der Herstellung der Grundstruktur oder auf einer Transfer-Auflage hergestellt wird, der während einer späteren Phase eine Komplexierung erlaubt, und zwar durch: – Aufbringen einer transparenten oder farbigen PVC-Plastisol-Schicht (2) an der Oberseite des Basiskomplexes oder auf einer Transfer-Auflage, die durch Wärmebehandlung vorgeliert wird; – kontinuierliches Überziehen der vorgelierten Plastisol-Schicht (2) mit einer Schicht aus Duroplast-Pulver (7), gefolgt von einer Wärmebehandlung (8), bei der das genannte Pulver in eine kontinuierliche Flüssigschicht (9) umgewandelt wird; – Überführen des auf diese Weise gebildeten Komplexes in einer. Konvektionsofen (11), um die Gelierung und endgültige Vernetzung der beiden Bestandteile (2, 9) der obersten Schicht herbeizuführen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung (8), bei der das Pulver in eine kontinuierliche Flüssigschicht (9) umgewandelt wird, durch die Kombination der Aktion einer Infrarot-Rampe erfolgt, durch die das Schmelzen des Pulvers herbeigeführt wird, gefolgt von einer Behandlung in einem Heißlufttunnel, bei der die dünne Schicht, die sich gebildet hat, geglättet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass: – die Dicke der Plastisol-Schicht (2) zwischen 0,2 und 0,8 mm beträgt; – das Aufbringen des Duroplast-Pulvers durch elektrostatisches Bestäuben zwischen 20 und 200 g/m² erfolgt; – die kontinuierliche Flüssigschicht, die nach der Wärmebehandlung (8) gebildet wird, eine Dicke zwischen 15 μm und 150 μm und vorzugsweise zwischen 30 und 80 μm besitzt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – die erste Wärmebehandlung der Vorgelierung bei einer Temperatur zwischen 120 und 130°C für die Dauer von 30 bis 60 Sekunden durch Überführen in einen Konvektionsofen oder Infrarot-Ofen (5) erfolgt, – die zweite Wärmebehandlung (8), die zu der Bildung der dünnen Schicht (9) führt, durch Aktion einer Infrarot- Rampe erfolgt, mit der das Pulver für die Dauer von einer bis dreißig Sekunden auf eine Temperatur zwischen 110 und 120°C gebracht wird, wobei die Behandlung mit Heißluft für eine Dauer von dreißig Sekunden bis einer Minute bei einer Temperatur zwischen 80 und 120°C durchgeführt wird; das abschließende Gelieren und Vernetzen des Komplexes in einem Konvektionsofen (11) durchgeführt wird, der auf 200°C gebracht wird, wobei die Dauer der Behandlung drei Minuten beträgt.