DE10316886B4

DE10316886B4 - Elastischer Bodenbelag und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE10316886B4
Application number: DE10316886A
Authority: DE
Inventors: Volker Kettler; Ulrich Hänsel
Original assignee: Individual
Current assignee: Kettler Volker 33824 Werther De
Priority date: 2003-04-12
Filing date: 2003-04-12
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2023-04-13
Also published as: DE10316886A1

Abstract

Elastischer Bodenbelag aus thermoplastischen Kunststoff-Materialien, gekennzeichnet durch eine dekorative Deckschicht aus duroplastischem Material, die mit einem Kern aus thermoplastischem Kunststoff zu einer Einheit verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen elastischen Bodenbelag aus thermoplastischen Kunststoff-Materialien. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung dieses Bodenbelages.
Unter einem elastischen Bodenbelag soll im vorliegenden Zusammenhang ein Bodenbelag verstanden werden, der nicht als Plattenware, sondern als Rollenware hergestellt werden kann und zu Rollen mit einem Rollendurchmesser von wenigstens 150 mm aufgewickelt werden kann.
Elastische Bodenbeläge dieser Art bestehen in erster Linie aus thermoplastischen Kunststoffen. Bei derartigen Bodenbelägen können die Oberflächeneigenschaften, vor allem in Bezug auf einen Schutz gegen Abrieb und Verschmutzung, durch transparente Nutzschichten aus Polyethylen-, PVC- oder Polyurethan-Materialien erzielt werden.
Thermoplastische Materialien sind jedoch verhältnismäßig weich, insbesondere, wenn sie erhöhten Temperaturen, also beispielsweise intensiver Sonnenstrahlung ausgesetzt sind. Die Oberflächenhärte und die Durchstanzfestigkeit, z. B. die Stabilität gegenüber so genannten Pfennig-Absätzen, sind daher begrenzt. In Bezug auf die Oberflächeneigenschaften haben sich insbesondere Polyolefin-Belege, etwa im Gegensatz zu den vielfach verwendeten PVC-Oberbelägen, in der Praxis noch nicht recht bewährt.
Die DE 196 10 079 A1 beschreibt ebenfalls einen Laminatboden mit einer harzimprägnierten Deckschicht und einer Kautschuk- oder thermoplastischen Harzschicht, die mit der Deckschicht mit einem Heißschmelzkleber verklebt ist.
Die DE 689 10 548.7 T2 befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung eines dekorativen, härtbaren Schichtstoffs. Dieser Schichtstoff oder dieses Laminat soll eine abriebfeste Oberflächenschicht aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elastischen Bodenbelag zu schaffen, der besonders hochwertige Oberflächeneigenschaften in Bezug auf Härte und Widerstandsfähigkeit aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung des Bodenbelages anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein elastischer Bodenbelag der obigen Art gekennzeichnet durch eine dekorative Deckschicht aus duroplastischem Material, die mit einem Kern aus thermoplastischem Material zu einer Einheit verbunden ist.
Auf diese Weise können die guten Oberflächeneigenschaften duroplastischer Materialien kombiniert werden mit der Elastizität thermoplastischer Materialien. Die günstigen Oberflächeneigenschaften von duroplastischen Materialien, insbesondere Melaminharzen, haben sich bereits auf dem Gebiet sogenannter Laminate, also dünner Fussbodenplatten gezeigt. Die bei Laminaten bekannte Technik, eine dekorative Deckschicht in der Form eines melaminharz-getränkten Dekorpapiers mit einem sogenannten Overlay zu verwenden, läßt sich, wie sich gezeigt hat, grundsätzlich auch in Verbindung mit elastischen, rollbaren Bodenbelägen einsetzen.
Die Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Bodenbelags mit einem Kern aus thermoplastischen Kunststoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der thermoplastische Kern mit einer Deckschicht aus duroplastischem Material zu einer Einheit verpreßt und die duroplastische Deckschicht dabei ausgehärtet und mit dem Kern verbunden wird.
Vorzugsweise liegt der Pressdruck beim Verpressen zwischen 80 und 140 N/cm² und insbesondere bei 100 N/cm². Die Temperatur sollte wenigstens 140°C je nach Auswahl der verwendeten Kunststoffe betragen. Am Ende des Pressvorganges sollte der Pressdruck bei wenigstens 50 N/cm² gehalten werden, bis der Kondensationspunkt von Wasser bei ca. 98°C unterschritten ist. Die Abkühlung bis auf den Kondensationspunkt von Wasser ist insofern bedeutsam, als etwaiges Wasser aufgrund wässriger Druckfarben etc. oberhalb dieser Temperatur als Wasserdampf vorliegt, so dass Dampfblasen zwischen den einzelnen Schichten existieren können, die die Schichten auseinanderhalten bzw. auseinanderdrücken. Unterhalb von ca. 100°C ist gewährleistet, das Wasser nur noch in kondensierter Form existieren kann.
Versuche haben überraschenderweise gezeigt, dass es zum Verpressen der thermoplastischen und duroplastischen Kunststoffe nicht notwendig ist, Drücke von weit oberhalb 150 N/cm², also insbesondere 200 bis 300 N/cm² einzusetzen, die in der Praxis bisher für notwendig gehalten wurden. Vielmehr haben sich Drücke von 100 N/cm² oder knapp über 100 N/cm² als ausreichend erwiesen.
Damit die duroplastische Deckschicht eines erfindungsgemäßen Bodenbelags eine gewisse Biegsamkeit beibehält, können Additive zugesetzt werden. Auch durch die Art der Aushärtung der duroplastischen Harze kann Einfluß in Richtung Erhalt einer gewissen Elastizität genommen werden.
Zur Verbindung des Kerns aus thermoplastischem Material und der Deckschicht aus duroplastischem Material werden Pressen verwendet, die in unterschiedlichen Formen zur Verfügung stehen. In Betracht kommen Kurz-Takt-Einetagen-Pressen, kontinuierliche Pressen oder Mehretagen-Pressen. Die verwendeten thermoplastischen Materialien sollten eine gleichmäßig flächig verformbare Oberfläche aufweisen, wie sie bei Polyethylen- oder Polystyrol-Schäumen oder aber Faserwerkstoffen und Vlieswerkstoffen mit Polyethylen-Einlagen vorliegen. Im vorliegenden Zusammenhang ist insbesondere darauf hinzuweisen, dass unter thermoplastischen Materialien im Sinne der vorliegenden Erfindung auch Materialien zu verstehen sind, die nur teilweise aus thermoplastischen Materialien bestehen, die also nur Einlagen, Zumischungen, Überzüge aus Polyethylen oder dergleichen enthalten. Nicht geeignet für die Anwendung der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise Materialien aus Gummigranulat.
Um eine gute Verbindung zwischen den thermoplastischen Kunststoffen und den duroplastischen Harzen zu erzielen, ist es sinnvoll, als Verpressungsvorrichtung eine Anlage zu verwenden, die eine Rückkühlung aufweist. Das beruht darauf, dass duroplastische Werkstoffe sofort nach Ende der Erwärmung ausgehärtet sind und nicht wieder verformt werden können, während thermoplastische Werkstoffe durch Erwärmung wieder weich gemacht werden können.
Es ist daher technisch sinnvoll, die thermoplastischen Werkstoffe in der Presseneinheit so lange unter Druck mit den duroplastischen Werkstoffen zusammenzuhalten, bis die thermoplastischen Materialien auf Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes abgekühlt sind. Andernfalls besteht die Gefahr, dass die duroplastischen Harze in der Abkühlphase starke Verzugskräfte aufbauen. Diese Kräfte können zur Spaltung oder Verbiegung des Bodenbelags führen, da die heißen Thermoplaste infolge ihrer noch nicht ausgehärteten Struktur auch im warmen Zustand keine entsprechenden Gegenkräfte aufbauen können.
Versuche haben gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die duroplastischen Harze, zumeist Melaminharze, mit einem gewissen Überschuß verwendet werden, damit die Harze in die offene Oberfläche der thermoplastischen Materialien eindringen können. Das führt zu einer gleichmäßigen Verteilung der duroplastischen Harze und damit zu einer gleichmäßigen Oberflächenaushärtung. Die elastisch verformbaren Schichten unterhalb der duroplastischen Deckschicht übernehmen beim Verpressen überraschenderweise die Funktion von Presspolstern, das heißt einer gleichmäßigen Druckverteilung, so dass eine gleichmäßige Aushärtung der Kunstharzfilme ermöglicht wird.
Mit Melaminharz getränkte Dekorpapiere in Verbindung mit sogenannten Overlays oder verschleißfesten Deckschichten weisen nach dem Aushärten Eigenschaften auf, die es bisher bei thermoplastischen Bodenbelägen nicht gegeben hat und die insbesondere in Bezug auf Abriebfestigkeit, Härte und Belastbarkeit den Eigenschaften von Laminatböden nahekommen. Dies gilt auch für die Hitze-Belastbarkeit, die z. B. bei Berührung mit Zigarettenglut eine Rolle spielt. Trotzdem bleibt die Elastizität zumindest so weit erhalten, als es nicht notwendig ist, aus dem Bodenmaterial einzelne Elemente zu schneiden und diese miteinander zu verbinden. Vielmehr kann das Material von der Rolle verlegt werden. Andererseits kann der erfindungsgemäße Bodenbelag selbstverständlich auch in zugeschnittener Form verwendet werden. Dies gilt beispielsweise für Produkte mit Holz- oder Fliesenoptik und entsprechenden Abmessungen. Die Elastizität und die Biegebruchempfindlichkeit sind mit Linoleum vergleichbar.
Versuche haben gezeigt, dass Bodenbeläge der beschriebenen Art mit Presskontaktzeiten von 10 bis 50 Sekunden hergestellt werden können. Dabei liegen die Temperaturen an den Pressblechen bei 130 bis 180°. Die Presszeit ist stark abhängig von der Kontaktübertragung der Wärme in die Konstruktion und die daran anschließende Abkühlphase.
Vorzugsweise wird der elastische Kern des Bodenbelages von der Rückseite her mit einem Schwerrücken versehen, beispielsweise einer schalldämpfenden Unterlage, etwa ein Sand-Polyurethan-Gemisch, Schwerfolien auf Polyethylen-Basis oder eine Latex-Rückenbeschichtung, wie bei Teppichböden.
Vorzugsweise weist die verschleißfeste Oberschicht aus melaminharz-getränk tem Dekorpapier oder Overlay eine Schichtdicke von 0,15 mm auf. Die elastische Kernschicht sollte nach der Verpressung mindestens 0,3 mm dick sein.
Zur weiteren Erhöhung der Abriebfestigkeit kann in die Deckschicht ein besonders abriebresistentes Material, insbesondere Korund eingearbeitet werden.
Der erfindungsgemäße Bodenbelag kann selbstverständlich auch als elastische Deckschicht auf einer starren Trägerplatte aus Holz, Holzwerkstoffen oder Kunststoff verwendet werden, mit dem der erfindunsgemäße Bodenbelag verklebt wird. Diese Verwendungsmöglichkeit kann beispielsweise für die Herstellung sogenannter Laminat-Paneele genutzt werden, die einen Kern aus Holzwerkstoffen, insbesondere MDF oder HDF aufweisen und auf denen der erfindungsgemäße Bodenbelag als Oberschicht sowohl für eine gewisse Elastizität in Verbindung mit Trittschalldämpfung als auch für eine hohe Verschleißfestigkeit sorgt, die durch die duroplastische Deckschicht gewährleistet wird.

Claims

Elastischer Bodenbelag aus thermoplastischen Kunststoff-Materialien, gekennzeichnet durch eine dekorative Deckschicht aus duroplastischem Material, die mit einem Kern aus thermoplastischem Kunststoff zu einer Einheit verbunden ist.
Elastischer Bodenbelag nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das duroplastische Material ein Melaminharz ist.
Elastischer Bodenbelag nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht aus einem melaminharz-getränkten Dekorpapier besteht.
Elastischer Bodenbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht aus ein melaminharz-getränktes Overlay umfaßt.
Elastischer Bodenbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite des thermoplastischen Kerns ein Schwerrücken vorgesehen ist.
Elastischer Bodenbelag nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite des thermoplastischen Kerns eine Schicht aus einem Gemisch aus Sand und Polyurethan vorgesehen ist.
Elastischer Bodenbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elastische Schicht aus Polyethylen oder Polyprophylen besteht.
Elastischer Bodenbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Kern aus thermoplastischem Polyurethan-Schaum besteht.
Elastischer Bodenbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Kern aus PVC besteht.
Elastischer Bodenbelag nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Kern nur teilweise aus thermoplastischen Materialien besteht, die mit Faserwerkstoffen, Vlieswerkstoffen oder dergleichen verbunden oder vermischt sind.
Elastischer Bodenbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht mindestens 0,15 mm stark ist.
Elastischer Bodenbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der elastische Kern nach dem Pressen mindestens 0,3 mm stark ist.
Elastischer Bodenbelag nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Deckschicht abriebfeste Materialien, beispielsweise Korund eingearbeitet sind.
Verfahren zur Herstellung eines Bodenbelags mit einem Kern aus thermoplastischen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Kern mit einer dekorativen Deckschicht aus duroplastischem Material zu einer Einheit verpreßt und die duroplastische Deckschicht dabei ausgehärtet und mit dem Kern verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressdruck beim Verpressen der Schichten 80 bis 140 N/cm² und die Temperatur wenigstens 140°C in Abhängigkeit von der Art der verwendeten Kunststoffmaterialien beträgt.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressdruck beim Verpressen der Schichten 100 N/cm² beträgt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressdruck am Ende des Pressvorganges bei wenigstens 50 N/cm² gehalten wird, bis die Temperatur der elastischen Schicht unter ca. 100°C abgesunken ist.