WO1997042260A1 - Flächiges belagsmaterial aus kunststoff - Google Patents

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Pierluigi Pagani
Milvio Mellini
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Forbo-Giubiasco S.A.
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    • C08K5/00—Use of organic ingredients
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    • C08K5/12—Esters; Ether-esters of cyclic polycarboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L67/02—Polyesters derived from dicarboxylic acids and dihydroxy compounds

Definitions

  • the invention relates to a flat covering material according to the preamble of claim 1.
  • Flat covering materials which essentially consist of plastic, are mainly used in interior spaces as wall and floor coverings. They are manufactured and laid in the form of sheets or sheets.
  • Thermoplastic covering materials made of polyvinyl chloride (PVC) have good processing and application properties, but are rejected because of their chlorine content for reasons of environmental protection. They were replaced by environmentally compatible covering materials made from the thermoplastic polyolefin and ethylene / vinyl acetate copolymers (EVA).
  • EVA ethylene / vinyl acetate copolymers
  • the production of covering material from the latter takes place, among other things. by pressing a plastic granulate into blocks and cutting or splitting the blocks to the flat covering material of the desired thickness. After cutting, there is usually a grinding step. Since the temperature range at which the pressed blocks made of thermoplastic material can be processed is very narrow, there is a lot of rejects, in particular when cutting the pressed blocks due to thermoplastic deformation or cutting proves to be impossible. So far, this problem has been countered by tempering the pressed blocks during transport from the pressing station to the cutting station. Tempering is complex and yet does not always deliver satisfactory results.
  • the object of the present invention is to produce flat covering material from thermoplastic chlorine to simplify free plastic, in particular to enable problem-free cutting of the pressed blocks and thereby the production of the covering materials with a minimum reject rate.
  • thermoplastic namely an amorphous polycondensate of terephthalic acid with ethylene glycol (PETG)
  • a flexibilizing agent By combining a certain thermoplastic, namely an amorphous polycondensate of terephthalic acid with ethylene glycol (PETG) with a flexibilizing agent, a material is obtained which, when compressed into blocks, can be easily cut into covering material of the desired thickness. No difficulties were observed even when grinding the flat structures obtained during cutting.
  • the covering materials according to the invention, containing PETG and flexibilizing agents, can also be produced on the calender.
  • a flexibilizing agent is an additive that changes certain properties of a plastic.
  • the hardness is reduced and the bendability and tear strength are increased.
  • the latter is expressed in numbers by the elongation at break value.
  • the covering material according to the invention has a further temperature range within which it can be cut. Its cutability or cleavage is increased. It is easier to glue than the usual thermoplastics and can be laid without problems. Another advantage is that it can be manufactured on existing systems using standard methods.
  • the covering material according to the invention also has advantages over covering materials based on PVC. It contains only a small amount of plasticizer. In contrast to known covering materials, it is resistant to felt pen colors and hair tinting agents, meaning that it can be easily cleaned. It is also characterized by a higher slip resistance.
  • plasticizers are particularly suitable as flexibilizing agents: plasticizers, naphthenic oils and certain polymers. These substances can be used individually or in combination with one another as flexibilizing agents.
  • plasticizers are phthalates, adipates and organic phosphates, paraffin for naphthenic oils and elastomers for polymers, such as styrene / butadiene / styrene copolymers (SBS), ethylene / propylene terpolymers (EPDM), thermoplastic copolymers, such as ethylene / vinal acetate copolymers (EVA), ethylene / ethyl acrylate copolymers (EEA) and ethylene / methacrylic acid copolymers (EMA) and amorphous polypropylene.
  • plasticizers are phthalates, adipates and organic phosphates, paraffin for naphthenic oils and elastomers for polymers, such as styrene / butadiene
  • the glass transition temperature of the covering material is reduced by using a phthalate plasticizer alone or preferably with a further flexible agent. This makes it easier to cut or split the pressed block.
  • the mechanical strength of the surface of the covering ie the scratch resistance and wear behavior, can be improved by a content of styrene / ethylene / butylene / styrene copolymer copolymerized with maleic acid.
  • a content of styrene / ethylene / butylene / styrene copolymer copolymerized with maleic acid is on the market.
  • the covering material according to the invention can contain known fillers such as calcium carbonate, silicates, kaolin and aluminum hydroxide in amounts of up to 300%, based on the copolymer.
  • Lubricants are used to improve the processing conditions, e.g. Calcium stearate, polyester of long-chain fatty acids or oleic acid amides, such as those sold by the Henkel company under the brand names Loxiol or Loxamid. Polymethacrylate-based ones such as Paraloid K 125 are also suitable.
  • Hindered amine light stabilizers HALS
  • benzotriazole UV absorbers Tinuvine from Ciba-Geigy, Hostavine from Hoechst
  • phenolic antioxidants such as Irganoxe from Ciba-Geigy can also be incorporated for better long-term protection.
  • compositions according to recipes 1 to 7 were processed into sheet-like covering materials by calendering.
  • the covering materials obtained vary in terms of flexibility (modulus of elasticity) and hardness (Shore D) depending on the flexibilizing agent used.
  • Modified SBS in Example 1 Franprene R from Franplast, Provaglio d Iseo, Italy
  • the covering material obtained has a higher slip resistance than PVC.
  • Example No. 8 Recipe for the production of flooring slabs by the multi-level pressing method The properties of the product are similar to those of commercially available PVC materials.
  • Example No. 9 Recipe for processing on a calender or in a double belt press into a flexible rollable end product.
  • Phosphate plasticizer and aluminum trihydrate This combination gives the product good fire behavior. Depending on the requirements to be met, only a part of both the plasticizer and the filler can be replaced.
  • Example No. 11 Like No. 8 or 9, but made flexible with paraffin oil.

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Abstract

Das flächige Belagsmaterial enthält einen thermoplastischen Kunststoff und Zusatzstoffe. Als thermoplastischen Kunststoff enthält es ein amorphes Copolykondensat von Therephthalsäure mit Ethylenglykol und einem substituierten Dialkohol. Als Zusatzstoff enthält es Flexibilisierungsmittel. Das Bodenbelagsmaterial wird zu Blöcken verpresst und die Blöcke werden zu Flächengebilden zerschnitten.

Description

Flächiges Belagsmaterial aus Kunststoff
Die Erfindung betrifft ein flächiges Belagsmaterial gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Flächige Belagsmaterialien, die im wesentlichen aus Kunst¬ stoff bestehen, werden hauptsächlich in Innenräumen als Wand- und Bodenbeläge verwendet. Sie werden in Form von Platten oder Bahnen hergestellt und verlegt.
Thermoplastische Belagsmaterialien aus Polyvinylchlorid (PVC) besitzen gute verarbeitungs- und anwendungstechnische Eigen¬ schaften, werden jedoch wegen ihrem Chlorgehalt aus Gründen des Umweltschutzes abgelehnt. Sie wurden durch umweltverträg¬ liche Belagsmaterialien aus den thermoplastischen Kunst¬ stoffen Polyolefin und Ethylen/Vinylacetat-Copolymere (EVA) ersetzt. Die Herstellung von Belagsmaterial aus letzteren erfolgt u.a. durch Verpressen eines Kunststoffgranulates zu Blöcken und Schneiden oder Spalten der Blöcke zum flächigen Belagsmaterial der gewünschten Dicke. Nach dem Schneiden schliesst sich üblicherweise ein Schleifschritt an. Da der Temperaturbereich, bei dem die verpressten Blöcke aus thermo¬ plastischem Kunststoff verarbeitet werden können, sehr eng ist, entsteht viel Ausschuss, insbesondere beim Schneiden der verpressten Blöcke durch thermoplastische Deformation bzw. das Schneiden erweist sich als unmöglich. Diesem Problem wurde bisher durch Temperieren der verpressten Blöcke während des Transportes von der Pressstation zur Schneidstation be¬ gegnet. Das Temperieren ist aufwendig und liefert trotzdem nicht immer befriedigende Resultate.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Herstellung von flächigem Belagsmaterial aus thermoplastischem chlor- freiem Kunststoff zu vereinfachen, insbesondere ein problem¬ loses Schneiden der verpressten Blöcke und dadurch die Her¬ stellung der Belagsmaterialien mit einer minimalen Ausschuss¬ rate zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung bilden den Gegenstand der Ansprüche 2 bis 12.
Durch die Kombination eines bestimmten thermoplastischen Kunststoffes, nämlich eines amorphen Polykondensates von Therephthalsäure mit Ethylenglykol (PETG) mit einem Flexi¬ bilisierungsmittel, wird ein Material erhalten, das zu Blöcken verpresst problemlos zu Belagsmaterial der gewünsch¬ ten Dicke geschnitten werden kann. Auch beim Schleifen der beim Schneiden erhaltenen Flächengebilde wurden keine Schwie¬ rigkeiten beobachtet. Die erfindungsgemässen Belagsmateria¬ lien, enthaltend PETG und Flexibilisierungsmittel, können auch auf dem Kalander hergestellt werden.
Unter einem Flexibilisierungsmittel wird fachsprachlich ein Zusatzstoff verstanden, der bestimmte Eigenschaften eines Kunststoffes verändert. Im einzelnen: es wird die Härte erniedrigt und die Biegbarkeit sowie die Reissfestigkeit erhöht. Letzteres wird in Zahlen durch den Bruchdehnungswert ausgedrückt.
Das erfindungsgemässe Belagsmaterial weist gegenüber den üblichen Thermoplasten einen weiteren Temperaturbereich auf, innerhalb dessen es geschnitten werden kann. Seine Schneid- barkeit oder Spaltbarkeit ist erhöht. Es ist besser verkleb¬ bar als die üblichen Thermoplaste und lässt sich problemlos verlegen. Ein weiterer Vorteil ist, dass es auf bestehenden Anlagen nach üblichen Methoden hergestellt werden kann. Auch gegenüber Belagsmaterialien auf PVC-Basis besitzt das erfindungsgemässe Belagsmaterial Vorteile. Es enthält nur eine geringe Menge Weichmacher. Im Gegensatz zu bekannten Belagsmaterialien ist es resistent gegen Filzstiftfarben und Haartönungsmitteln, d.h. es lässt sich leicht von diesen reinigen. Es zeichnet sich auch durch eine höhere Rutsch¬ festigkeit aus.
Als Flexibilisierungsmittel eignen sich insbesondere drei Gruppen von Stoffen: Weichmacher, naphthenische öle und be¬ stimmte Polymere. Diese Stoffe können einzeln oder in Kom¬ bination miteinander als Flexibilisierungsmittel eingesetzt werden. Beispiele für Weichmacher sind Phthalate, Adipate und organische Phosphate, für naphthenische öle Paraffin und für Polymere Elastomere, wie Styrol/Butadien/Styrol-Copolymere (SBS) , Ethylen/Propylen-Terpolymere (EPDM) , thermoplastische Copolymere, wie Ethylen/Vinalacetat-Copolymere (EVA) , Ethylen/Ethylacrylat-Copolymere (EEA) und Ethylen/Methacryl- säure-Copolymere (EMA) und amorphes Polypropylen.
Als Flexibilisierungsmittel wird handelsübliches modifizier¬ tes SBS bevorzugt. Durch die Verwendung eines Phthalatweich- machers allein oder vorzugsweise mit einem weiteren Flexibi¬ lisierungsmittel wird die Glasumwandlungstemperatur des Belagsmaterials herabgesetzt. Dadurch wird die Schneid- oder Spaltbarkeit des verpressten Blockes erleichtert.
Die mechanische Beanspruchbarkeit der Belagsoberfläche, d.h. die Kratzfestigkeit und das Verschleissverhalten, können durch einen Gehalt an mit Maleinsäure co-polymerisiertes Styrol/Ethylen/Butylen/Styrol-Copolymer verbessert werden. Ein solches Copolymer mit dem Namen KratonR G 1901 (Shell) befindet sich auf dem Markt. Das erfindungsgemässe Belagsmaterial kann bekannte Füllstoffe wie Calciumcarbonat, Silikate, Kaolin und Aluminiumhydroxid in Mengen von bis zu 300%, bezogen auf das Copolymer, ent¬ halten.
Zur Verbesserung der Verarbeitungsbedingungen werden Gleit¬ mittel verwendet, wie z.B. Calciumstearat, Polyester lang- kettiger Fettsäuren oder ölsäureamide, wie sie die Firma Henkel unter dem Markennamen Loxiol oder Loxamid vertreibt. Auch kommen solche auf Polymethacrylatbasis wie Paraloid K 125 in Frage.
Des weiteren können für besseren Langzeitschutz gehinderte Aminlichtstabilisatoren (HALS) oder Benzotriazol-UV-Absorber (Tinuvine der Firma Ciba-Geigy, Hostavine der Firme Hoechst) und phenolische Antioxydantien wie Irganoxe der Firma Ciba- Geigy eingearbeitert werden.
Mit dem Einsatz geeigneter Pigmente ist es möglich, eine dem Anwendungszweck angepasste Variation von Farben und Dessin¬ strukturen im Fertigprodukt zu erzielen.
Die Erfindung wird weiter anhand von Beispielen veranschau¬ licht.
Beispiele 1 bis 7
Rezeptur
1 2 3 4 5 6 7
PETG 100 100 100 100 100 100 100
SBS 70 40
EPDM 70
EVA 70
EEA 70
EMA 70 30
PP amorph 70
Füllstoff 150 150 150 150 150 150
Gleitmittel 3 3 3 3 3 3 3
Antioxydans 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
Die Zusammensetzungen gemäss den Rezepturen 1 bis 7 wurden durch Kalandrieren zu bahnförmigen Belagsmaterialien verar¬ beitet. Die erhaltenen Belagsmaterialien variieren bezüglich Flexibilität (E-Modul) und Härte (Shore D) je nach verwende¬ tem Flexibilisierungsmittel.
Als Flexibilisierungsmittel wurde modifiziertes SBS (im Beispiel 1 FranpreneR der Firma Franplast, Provaglio d Iseo, Italien) bevorzugt. Das erhaltene Belagsmaterial weist eine höhere Rutschfestigkeit als PVC auf. I
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Beispiel Nr. 8: Rezeptur zur Herstellung von Bodenbelags¬ platten nach dem Etagenpressverfahren. Das Produkt ist in seinen Eigenschaften den handelsüblichen PVC-Materialien ähnlich.
Beispiel Nr. 9: Rezeptur zur Verarbeitung auf einem Kalander oder in einer Doppelbandpresse zu einem flexiblen aufrollbaren Endprodukt.
Beispiel Nr.10: Rezeptur analog Nr. 8, aber mit einem
Phosphatweichmacher und Aluminiumtrihydrat Diese Kombination verleiht dem Produkt ein gutes Brandverhalten. Je nach den zu erfüllenden Anforderungen kann auch nur ein Teil sowohl des Weichmachers als auch des Füllstoffes ersetzt werden.
Beispiel Nr. 11: Wie Nr. 8 bzw. 9, jedoch mit Paraffinöl flexibilisiert.

Claims

Patentansprüche
1. Flächiges Belagsmaterial, enthaltend mindestens einen thermoplastischen Kunststoff und Zusatzstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass es als Kunststoff ein amorphes Copolykondensat von Therephthalsäure mit Ethylenglykol und einem substituierten Dialkohl und als Zusatzstoff ein Flexibilisierungsmittel enthält.
2. Belagsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es als Flexibilisierungsmittel einen Phthalat- Weichmacher, vorzugsweise Dioctylphthalat oder Benzyl- butylphthalat, enthält.
3. Belagsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Flexibilisierungs¬ mittel Paraffinöl enthält.
4. Belagsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Flexibilisierungs¬ mittel ein thermoplastisches Polymer enthält.
5. Belagsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es als Flexibilisierungs¬ mittel ein Elastomer, vorzugsweise ein Styrol/Butadien/- Styrol-Copolymer {SBS) enthält.
6. Belagsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es bis zu 4 Gew.-% an Flexi¬ bilisierungsmittel enthält.
7. Belagsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Kombination von Flexibilisierungsmitteln enthält.
8. Belagsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Flexibilisierungs¬ mittel enthält, das die Glasumwandlungstemperatur des Copolykondensates herabsetzt.
9. Belagsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es ein mit Maleinsäure copolymerisiertes Styrol/Ethylen/Butylen/Styrol-Copolymer zur Verbesserung der mechanischen Beanspruchbarkeit der Belagsoberfläche enthält.
10. Belagsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Gleitmittel und/oder Füllstoffe enthält.
11. Belagsmaterial nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es durch Verpressen des Ausgangsmaterials zu einem Block und Schneiden des Blockes zu Flächengebilden hergestellt wurde.
12. Belagsmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es durch Kalandrieren hergestellt wurde.
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