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Verfahren zur Herstellung mehrschichtiger Bahnen wie Fußboden-, Wandbeläge,
Tischplatten u. dgl.
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Die Erfindung betrifft mehrschichtige Bahnenmaterialien, die als
Belag für Fußböden, Wände, Tischplatten, Ladentheken usw. geeignet sind und deren
einzelne Schichten mittels einer Kunstharzmasse verbunden sind.
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Zum Stand der Technik gehören Fußbodenbeläge aus Polyvinylchlorid
und solches enthaltende Mischpolymerisate, bei denen die Auflage aus Polymerisationsharzen
mit einer Unterlage kaschiert ist, die Füllstoffe enthält und durch gleichmäßige
Einverleibung von Kunststoffbindemitteln oder von Kautschuk durch Pressen verfestigt
ist.
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Beschrieben wurde weiterhin ein Fußbodenbelag, der aus 50 bis 80"/o
eines inerten Füllmaterials und aus 50 bis 20°/o einer gummiähnlichen Substanz aus
Butadien-Styrol-Kopolymerisat, Butadien-Acrylnitril-Kopolymerisat, Isobutylen-Isopren-Kopolymerisat,
Polychloropren und zusätzlich aus Polyvinylchlorid, Kopolymeren von Vinylchlorid
und Vinylacetat, Kopolymeren von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, harzigen Kopolymeren
von Styrol und Butadien und Polystyrol besteht.
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Auch ein Belagmaterial, bei dem eine Oberschicht aus Polyvinylchlorid
und eine Unterschicht aus Kautschuk besteht, wobei als Bindemittel zwischen den
beiden Schichten eine kautschukähnliche Butadien-Acrylnitril-Schicht dient, gehört
zum Stand der Technik.
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Fußbodenbeläge auf der Grundlage von Butadien-Styrol-Mischpolymerisaten
mit überwiegendem Styrolgehalt wurden in den Handel gebracht.
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Bekannt sind auch Fußbodenbeläge auf der Basis der Cumaronharze,
welche einen brauchbaren Ersatz des Leinöls, das die Basis der Linoleumherstellung
darstellt, bilden. Als Austauschstoff fiir gummihaltige Bodenbelagstoffe wurden
polymere Butadien-Kohlenwasserstoffe vorgeschlagen. Sie können mit Natur-oder Kunstharzen
vermischt oder gegebenenfalls zusammen mit Polyvinylacetat und Füllstoffen zur Anwendung
gelangen.
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Brauchbare Bodenbeläge sollen auch aus Mischungen von polymeren Butadien-Kohlenwasserstoffen
mit Zement erhalten werden.
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Ein weiteres bekanntes Verfahren zur Herstellung von Fußbodenbelägen
besteht darin, daß man mit Alterungsschutzmittel versetzte Styrol-Butadien-Mischpolymerisate
mit überwiegendem Styrolgehalt als Bindemittel für Füllstoffe verwendet.
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Schließlich hat man auch Fußboden-und Wandbeläge vorgeschlagen, die
dadurch hergestellt werden, daß man Mischungen aus Füllstoffen und wäßrigen Lösungen
bzw.
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Emulsionen oder Dispersionen von Harnstoff-Aldehyd-Kondensationsprodukten,
in denen organische, wasserunlösliche Filmbildner in kolloidaler Form verteilt sind,
auf die zu belegenden Flächen aufbringt.
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Auch Melamin-Formaldehyd-Harz hat man zur Herstellung von Wandbelägen
herangezogen.
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Diese auf die verschiedenartigste Weise hergestellten Belagmaterialien
konnten nicht allen Anforderungen Rechnung tragen. Insbesondere war haufig ihre
Herstellung zu umständlich oder ihre Flexibilität zu gering.
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Diese Nachteile werden durch die erfindungsgemäßen Schichtstoffmaterialien
unter Erreichung von Vorteilen Lberwunden.
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Die erfindungsgemäßen mehrschichtigen Bahnen werden in einer kontinuierlichen
Produktion durch Vereinigung der Grundbahn und der Schichtbestandteile für die Oberschicht
zu einer Gesamtschicht und anschließendes Durchlaufen dieser Anordnung durch eine
kontinuierliche Vulkanisationseinrichtung hergestellt. Die besondere Eignung der
neuartigen Massen für eine kontinuierliche Herstellung ergibt sich aus der Tatsache,
daß sie und ebenso die einzelnen Schichten, aus denen sie hergestellt werden, im
allgemeinen einen beträchtlichen Flexibilitätsgrad haben.
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Die Flexibilität der neuartigen Bahnen ist nicht nur für die Produktion
der Massen vorteilhaft, sondern auch für ihre Anwendung auf Fußboden, Tischen usw.
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Zusätzlich zu ihrer besonderen Eignung für eine kontinuierliche Herstellung
haben die neuartigen Massen im allgemeinen die wertvolle Eigenschaft einer besonders
guten Haftung zwischen der hitzegehärteten Kunstharzmasse und der Grundbahn, die
ein Styrol-Butadien-oder ein anderes der angegebenen Mischpolymerisate enthält.
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Nach der Erfindung besteht ein derartiges mehrschichtiges Bahnenmaterial
aus einer Oberschicht, d. h. aus einer verstärkten, hitzegehärteten Kunstharzmasse,
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bei die Verstärkung ein Textilgewebe, eine Papierschicht, ein
Holzfournier oder ein anderes faseriges Bahnenmaterial sein kann, und aus einer
Grundbahn aus einer Masse, die ein Mischpolymerisat aus 60 bis 98 Gewichtsprozent
Styrol (und bzw. oder einen anderen aromatischen Vinyl-Kohlenwasserstoff) und entsprechend
40 bis 2''/ Butadien (und bzw. oder einen anderen konjugierten Dien-Kohlenwasserstoff)
enthält. Oberschicht und Grundbahn sind durch eine Kunstharzmasse miteinander verbunden.
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Die Verbindung zwischen Oberschicht und Grundbahn wird normalerweise
durch die hitzegehärtete Kunstharzmasse der Oberschicht selbst hergestellt, so daß
keine gesonderte Anwendung einer Klebemasse zwischen Oberschicht und Grundbahn erforderlich
ist.
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Das angegebene Styrol-Butadien-Mischpolymerisat wird vorzugsweise
in einem Anteil von 2 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte Grundbahnmasse,
verwendet. Dieses Mischpolymerisat kann in Verbindung mit einem Natur-oder Kunstkautschuk
und bzw. oder einem Kunstharz oder einer harzartigen Substanz verwendet werden,
insbesondere dann, wenn das zuerst erwähnte Mischpolymerisat nur in einem verhältnismäßig
kleinen Anteil in der Mischung enthalten ist. Der Kautschuk und bzw. oder das Harz
oder ähnliches Material wird in diesem Falle im allgemeinen bis zu 30 Gewichtsprozent,
bezogen auf die Gesamtgrundbahnmasse, in Verbindung mit diesem Mischpolymerisat
verarbeitet, vorausgesetzt, daß die Grundbahnmasse vorzugsweise 10 bis 50 Gewichtsprozent
Gesamtbindemittel enthält.
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Die Kunstkautschuke, die in Verbindung mit dem anfangs erwähnten Mischpolymerisat
verwendet werden können, sind z. B. kautschukartige Styrol-Butadien-Mischpolymerisate
mit 30 bis 5 °/O Styrol und entsprechend 70 bis 95 °/0 Butadien. Die Kunstharze
und harzartigen Materialien, die in Verbindung mit dem anfangs erwähnten Mischpolymerisat
verwendet werden können, sind z. B.
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Cumaronharze, Polyvinylchlorid, Mischpolymerisate von Vinylchlorid
und Vinylidenchlorid, Wassergaspech oder ein anderes Pech, Petroleumharze, Naphthalin-Formaldehyd-Harze
und chlorierter Kautschuk. Die erwähnten Petroleumharze sind Harze, die bei der
Polymerisation bestimmter Mischungen von Kohlenwasserstoffen, wie sie beim Kracken
von Petroleum oder einer Petroleumfraktion oder einfach bei der fraktionierten Destillation
von -Petroleum anfallen, erhalten werden.
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Weiterhin können der Grundbahnmasse Materialien zugesetzt werden,
die eine Vulkanisation des anfangs erwähnten Mischpolymerisats und bzw. oder irgendeines
in Verbindung damit verwendeten Natur-oder Kunstkautschuks während der Herstellung
des Schichtmaterials ermöglichen, z. B. Schwefel mit einem oder mehreren Vulkanisationsbeschleunigern.
Die Einarbeitung von vulkanisierenden und die Vulkanisation beschleunigenden Stoffen
ist besonders dann nützlich, wenn das mehrschichtige Bahnenmaterial mit heißen Gegenständen
in Berührung kommen kann, wobei Eindrücke verursacht werden körmen, wenn eine oder
mehrere Schichten übermäßig thermoplastisch sind. Weitere Materialien, die in der
Grundschichtmasse enthalten sein können, sind Weichmacher und bzw. oder Stabilisatoren
für die oben angegebenen Bindemittel und außerdem faserige und bzw. oder nicht faserige
Füllstoffe.
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Die hitzegehärtete Kunstharzmasse der Oberschicht kann aus einem
hitzehärtbaren Kondensationsprodukt von Melamin und Formaldehyd bestehen, das vorzugsweise
in Form einer sirupartigen Lösung in z. B. wäßrigem Alkohol verwendet wird. Andere
hitzegehärteten Kunstharzmassen, die in den verschiedenen Mischungen enthalten sein
können, sind Massen auf Basis von Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukten,
Massen auf Basis
von Mischkondensationsprodukten von Harnstoff und Melamin mit Formaldehyd,
Phenolharzmassen (z. B.
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Massen auf Basis von Kondensationsprodukten aus Phenol und Formaldehyd)
und Kresolharzmassen (z. B.
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Massen auf Basis von Kondensationsprodukten aus Kresol und Formaldehyd).
Es ist weiterhin möglich, sogenannte Polyestersirupe zu verwenden. Diese bestehen
im allgemeinen aus Kondensationsprodukten von zweiwertigen Alkoholen mit ungesättigten
zweibasischen Säuren zusammen mit einem Anteil einer äthylenartig ungesättigten
monomeren Flüssigkeit, z. B. Styrol.
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Die Oberschicht enthält vorzugsweise ein dekoratives Baumwoll-oder
Kunstseidegewebe über einer Papierunterlage. Jede dieser Schichten wird während
der Herstellung des mehrschichtigen Materials mit einem hitzehärtbaren Harzsirup
imprägniert. Das Textilgewebe kann sich giinstig auf die Flexibilität des Produktes
auswirken, und gleichzeitig kann die Papierunterlage die Stabilität der Schicht
unterstützen, d. h. die Bildung von Falten, Wellen usw. verhindern. Die Papierunterlage
kann ungebleichter Natronzellstoff sein, der zweckmäßigerweise mit einem hitzehärtbaren
Phenol-oder Kresolharzsirup impragniert ist. Im allgemeinen wird jedoch vorzugsweise
ein weißes Papier verwendet (mit einem hitzehärtbaren Melamin-Formaldehyd-, Harnstoff-Formaldehyd-,
Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-oder Polyester-Harzsirup imprägniert), da dieses ein
besser aussehender Untergrund für das Textilgewebe ist. Dieser Punkt ist besonders
wichtig, wenn grobes Gewebe verwendet wird.
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Die obere Schicht kann ebensogut eine Papierauflage enthalten, die,
genauso wie das Textilgewebe, mit dem darunter befindlichen Material durch eine
hitzegehärtete Kunstharzmasse verbunden und auch damit imprägniert ist. Solch eine
Auflage aus sehr dünnem Papier ist wertvoll in bezug auf die Oberflächenausbildung
der Schicht und kann wesentlich zur Erhöhung des Oberflächenglanzes beitragen.
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Die neuartigen mehrschichtigen Bahnen können entweder chargenweise
hergestellt werden oder kontinuierlich durch Imprägnierung des Textilgewebes oder
anderer faseriger Bahnenmaterialien sowie irgendwelcher anderer Schichtbestandteile
der Oberschicht mit einem hitzehärtbaren Harzsirup, der normalerweise auch-wie bereits
erwähnt-als Bindemittel zwischen der Oberschicht und der Grundbahn dient, wobei
Wasser und bzw. oder ein anderes Lösungsmittel aus dem Sirup entfernt wird, und
zwar durch Aufbringen der Schichtbestandteile (in der entsprechenden Reihenfolge,
wenn es mehrere sind), auf die Grundbahn und durch Hitze-und Druckeinwirkung auf
diese Kombination zur Hitzehärtung des Imprägniersirups und zur Vulkanisation derGrundschichtmasse,
falls eine solche erforderlich ist.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle angegebenen
Mengen sind Gewichtsteile.
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Beispiel 1 Die folgenden Bestandteile wurden bei einer Temperatur
von 70° C miteinander vermischt : Styrol-Butadien-Mischpolymerisat mit hohem Styrolgehalt
(95 : 5)...... 3,60 Teile Naturkautschuk.................. 17,00 Teile Cumaronharz
(Erweichungsprodukt nach Ring und Kugel 95° C).......... 1, 40 Teile Paraffinwachs..................
0,60 Teile Stearinsäure........ 0,60 Teile Alterungsschutzmittel...............
0,20 Teile Tetra-athyl-thiuram-disulfid........... 0,07 Teile Cyclohexyl-thiazyl-sulfonamid.
0,40 Teile Schwefel......... 0,60 Teile
RuB...............................
9,40 Teile Kreide.............................. 19,00 Teile Kieselgur...........................
19,00Teile Kaolin.............................. 19,00 Teile Zinkoxyd...........................
8,13 Teile Petroleumgallerte................... 1, 00 Teil Nachdem die Masse 20
Minuten gemischt war, wurde sie zu einem Fall von 1 mm ausgewalzt und auf eine Rollvorrichtung
mit einer Zwischenschicht zur Verhinderung des Zusammenklebens als unvulkanisierte
Grundbahn aufgewickelt.
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Die Vereinigung der Grundbahn mit den anderen Elementen der Mehrschichtbahn
erfolgte durch Zuführen dieser Rollenware auf die Trommel einer kontinuierlichen
Vulkanisiereinrichtung und durch Zuführen einer weißen mit einem hitzehärtbaren
Melamin-Formaldehyd-Kondensatsirup imprägnierten Papierunterlage, einem in ähnlicher
Weise imprägnierten Baumwollgewebe mit eingewebten Farbmustern und einer in ähnlicher
Weise imprägnierten dünnen Papierauflage zwischen Trommel und Druckband der Vulkanisiereinrichtung,
wobei die Zuführung auf die Grundbahn in der angeführten Reihenfolge erfolgte. Der
Melamin-Formaldehyd-Sirup wurde durch Auflösen eines Melamin-Formaldehyd-Harzpulvers
in gleichen Mengen Wasser und Alkohol erhalten. Das Schichtmaterial wurde durch
Durchlaufen durch ein Bad mit einer Harzlösung imprägniert, der Überschuß durch
Durchlaufen durch eine Walze herausgedrückt und das Schichtmaterial durch Durchlaufen
durch eine Wärmekammer getrocknet.
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In der kontinuierlichen Vulkanisiereinrichtung erfolgten dann die
Vulkanisation der Grundbahnmasse und die Hitzehärtung der Imprägnierung der drei
anderen Bestandteile der Schichtbahn gleichzeitig, wobei die Schichtbahn auf eine
Temperatur von 130° C gebracht wurde und die Vulkanisiereinrichtung mit einer solchen
Geschwindigkeit lief, daß die Schicht 10 Minuten dieser Temperatur ausgesetzt war.
Die hitzegehärtete und vulkanisierte Schicht wurde dann abgekühlt. Es war ein festes
Material mit einem hohen Flexibilitätsgrad und keiner Neigung zur Schichttrennung.
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Beispiel2 Das Verfahren ist ähnlich dem Beispiel 1, jedoch mit einer
Grundbahn aus folgenden Bestandteilen : Styrol-Butadien-Mischpolymerisat mit hohem
Styrolgehalt (95 : 5)...... 8,10 Teile KautschukartigesStyrol-Butadien-Mischpolymerisat
mit niedrigem Styrolgehalt 12,20 Teile e Tetra-äthyl-thiuram-disulfid 0, 06 Teile
Mercaptobenzothiazol................ 0,20 Teile Schwefel...........................
0,34 Teile Titaniumdioxyd..................... 9,40 Teile
Asbestfasem........................
23,20 Teile Kaolin.............................. 38,50 Teile Zinkoxyd...........................
8,00 Teile Diese Bestandteile wurden 20 Minuten lang bei einer Temperatur von 70°
C miteinander vermischt.
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Die Vulkanisation der Grundbahn und die gleichzeitige Härtung des
Melamin-Formaldehyd-Sirupes wurden durch 10 Minuten langes Behandeln der Schicht
bei einer Temperatur von 130° C in der kontinuierlichen Vulkanisiereinrichtung bewirkt.
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Das so erhaltene Schichtmaterial war ein festes Material mit einem
beachtlichen Flexibilitätsgrad und ohne Neigung zur Schichttrennung.