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Flachmaterial und seine Verwendung
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Die Erfindung betrifft Flachmaterialien, die zur Verwendung als Substrate
für Boden- oder Wandbeläge geeignet sind, insbesondere für dekorative federnde Vinyl-3odenbeläge,
und diese Beläge Dekorative federnde Vinyl-Bodenbeläge werden derzeit in großem
Umfang hergestellt. Sie bestehen aus einer dekorativen federnden Vinylschicht, die
von einem Substrat getragen wird. Die dekorative federnde Vinylschicht besteht im
allgemeinen aus einer Schicht eines gesrhäumten Vinylpolymeren, die von einer ungeschäumten
verschleißfesten Schicht bedeckt ist, wobei die geschäumte Schicht oder die verschleißfeste
Schicht oder beide zusammen einen dekorativen Effekt dem Produkt verleihen. Derartige
Produkte stellt man durch Aufbringen einer schäumbaren Zusammensetzung auf ein Substrat
und nachfolgendes Schäumen der Zusammensetzung her. Diese Schicht kann absichtlich
geprägt werden oder derartig zum Schäumen gebracht werden, daß sich ein Prägeeffekt
ergibt.
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Typische Substrate, die in Betracht kommen, werden auf Seite 3 der
GB-PS 1 069 993 beschrieben. Für eine zufriedenstellende Verwendung als Substrat
flir federnde Vinyl-Bodenbeläge muß das Substrat eine hohe Stabilität in dr Masse,
eine
hohe Maßhaltigkeit und eine ausreichende Festigkeit haben, um den Herstelluntsbedingungen
standzuhalten, die bei der Herstellung von Bodenbelägen auftreten, und es muß glatt
bzw.
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weich (smootb) sein (nachstehend der Kürze halber als glatt bezeich
net), oder man muß einen glatten Überzug aufbringen können.
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Flachmaterialien aus verfilzter Cellulose oder mineralischer Faser
sind in der GB-PS 1 069 993 als besonders geeignet beschrieben. In allen Beispielen,
in denen man ein Substrat verwendete, verwendete man einen Cellulosefilz, der mit
einem synthetischen Bindemittel imprägniert war. Das ist vielleicht nicht sehr erstaunlich,
da man schon seit langem Cellulosefilze als billiges Substrat für verschiedene Zwecke
verwendet, und diese mit Bitumen imprägniert weitgehend in Fußbodenbelägen Verwendung
finden.
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Bedauerlicherweise erwiesen sich Cellulosefilze bei der kommerziellen
Anwendung als Substrate für federnde Vinyl-Bodenbeläge als nicht zufriedenstellend.
Ein Grund dafür ist der, daß trotz der enormen Investitionen, die in Forschung und
Entwicklung derartiger Bodenbeläge in den letzten 10 Jahren gemacht wurden, niemand
ein Cellulosesubstrat herstellte, das eine adäquate Stabilität in der Masse und
Maßhaltigkeit hat, insbesondere wenn man es in einer Umgebung verwendet, wo es mit
Kondenswasser oder anderer Feuchtigkeit in Berührung kommen kann.
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Natürlich ist die Empfindlichkeit von Celluloseprodukten gegeo Feuchtigkeit
im allgemeinen bekannt, und es wurden zahlreiche Vcrschläge gemacht und kommerziell
verwendet, um diesen Nachteil zu überwinden. Es ist derzeit gebräuchlich, Spezialpapiere
herzustellen, die im allgemeinen bis etwa 100 g/m2 wiegen, und die ganz aus synthetischen
Fasern oder aus Mischungen von Cellulosefasern mit einigen nicht aus Cellulose beatehenden
Fasern bestehen, und derartige Papiere kann man mit einem synthetischen Bindemittel
imprägnieren.
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Typische neuere Beispiele sind in den GB-PSen 1 239 157 und 1 338
759 beschrieben, aber es gibt auch viele andere, die viele Jahre zurückliegen. Die
erhaltenen Produkte sind als relativ teuer bekannt und sind nur für spezielle Zwecke
geeignet,
und sie sin!l daher inner dünne Produkte, z.B. z t einer Dicke von weniger als 100
g/m2, d.h. mit einer normalen Papierstärke. Derartige Produkte sind natürlich als
Substrate für federnde Vinyl-Bodenbeläge hinsichtlich ihrer sehr geringen Masse
und Festigkeit absolut ungeeignet.
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Einige wenige Anstrengungen wurden in letzter Zeit gemacht, einen
federnden Vinyl-Bodenbelag kommerziell herzustellen, indem man ein Cellulosesubstrat
auf der Rückseite des Produktes verwendete, aber keiner war bei der allgemeinen
Verwendun sehr zufriedenstellend. Anstelle des Substrates verwendet m am meisten
einen naß aufgetragenen (wet-laid) lsbestfilz, ('.h.
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einen Asbestfilz, den man durch Abziehen von Wasser aus einer Schicht
eines Breis aus Asbestfasern und Bindemittel in Wasser gebildet hat. Trotz der Tatsache,
daß Asbest teuer ist und ein ernstl iches Gesundhe itsr is iko darstellt, erlangte
kein alternatives Substrat eine weitergehende Aufnahme.
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Trotz des bisherigen Mangels an Erfolg mit Cellulcsefilzen als Substrate
für federnde Vinyl-Bodenbeläge wurde erfindun>,sgemäß festgestellt, daß man ein
annehmbares Ersat2mittel für Asbest auf Cellulosebasis herstellen kann, das eine
zufriedenstellende Stabilität in der Masse und Maßhaltigkeit hat und das keines
der Giftigkeitsprobleme des Asbesta aufweist.
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Die Erfindung sieht ein substrat vor, das besonders für federnde Vinyl-Bodenbeläge
geeignet ist und ein Flachmaterial darstellt, das aus einem verbundenen (bonded)
Filz aus Fasern und Bindemittel besteht, bei dem das Gewicht der Fasern und des
Bindemittels mindestens 150 g/m² beträgt, das mindestens 10 °,4 Trockengewicht Bindemittel,-bezogen
auf das Gewicht der Fasern und des Bindemitteisrenthält, und das mindestens 0,3
mm dick ist, wobei mindestens 50 Gew.-% der Fasern iu Filz Cellulosefasern und mindestens
S Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, der Fasern stabilisierende Fasern sind.
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Es war ein natürliches Bestreben für jeden Fachmann auf dem Gebiet
der Substrate für Fußbodenbeläge, billige Naterialien
zu verwenden,
und daher kommt die Veb wendung einer großen Mengen wiedergewonnener Cellulosefasern
in vielen Cellulosefilzen. Die Verwendung von teuren Materialien war daher immer
auf Papiere mit geringem Gewicht und hohen Kosten beschränkt.
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Die Erfindung beruht teilweise auf der Feststellung, daß viele der
Probleme bei Stubstraten für Fußbodenbeläge, insbesondere bei federnden Vinyl-Fußbodenbelägensvon
diesem besonderen Vorgehen herkommen, bei dem man trotz des enormen Forschungsaufwandes
beharrte, den man auf diesem allgemeinen Feld betrieb.
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Man verwendet also erfindungsgemäß sowohl Materialien mit hohen Kosten
als auch solche mit niedrigen oder niedrigeren Kosten derart, daß man ein Produkt
herstellt, das für seine beabsichtige Verwendung hervorragend geeignet ist, d.h.
besonders als Ersatz für Asbestsubstrate bei federnden Vinyl-BodenbelAgen.
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Natürlich kann man es auch als Substrat für federnde Vinyl-Wand beläge
und für verschiedene andere Boden- und Wandbeläge auf Vinylbasis und auf Nicht-Vinylbasis
verwenden.
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Die erfinduoE,sgeräß verwendbaren Cellulosefasern können sein: gebleichte
oder ungebleichte, chemicr;e, halbchemische oder mechanische 'e'eichholz- oder Harzholzpulpen;
gekräuselte od-er unekräuselt regenerierte Cellulosefasern; oder wiedergewonnene
Fasern, wie z.B. Abfallpapier und/oder -pappe, und/ oder Zeitungapapier, entweder
wie erhalten oder entfärbt, und/oder gebleichte oder ungebleichte Lumpenabfälle,
die einen Anteil an synthetischen Fasern enthalten können. Vorzugsweise verwendet
man eine Mischung von wiedergewonnenen Fasern und qualitativ hochwertigen Fasern,
die insbesondere mindestens 25 % Fasern hoher Qualität enthält, und erhält eine
höhere Maßhaltigkeit. Beispielsweise können die erfindungegemäß verwendeten Cellulosefasern
30 bis 70 Gew." z.B. 50 Ges.~% der chemischen Pulpe und 70 bis 30 Gew.-%, z.B. 50
Gew.E% Abfallpapier oder Zeitungspapier oder andere wiedergewonnene Fasern enthalten.
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Der verbundene Filz enthält mindestens 8 % des Fasergewichtee stabilisierende
Fasern, d.h. Fasern, die hydrophob sind oder eine geringe Wasserempfindlichkeit
haben. Sie sollen
natürlich den Verarbeitungstemperaturen standhal+en
können, die bei der Bildung des Fußbodenbelages auf dem Substrat auftreten. Derartige
Fasern kann man aus Polyester-, Acryl-, Nylon-, Polyolefin-, Polyvinylchlorid-,
Glas-, Keramik- und Mineralfasern auswählen. Obwohl manihn auch verwenden kann,
ist es am behalten, Asbest aus Gesundheitsgründen nicht zu verwenden. Glasfasern
sind häufig bevorzugt. Obwohl man jedoch organische und/oder anorganische stabilisierende
Fasern verwenden kann, schließen die stabilisierenden Fasern vorzugsweise organische
Fasern ein. Vorzugsweise sind mindestens 10 Gew.-» der Fasern organische stabilisierende
Fasern, und aus Gesuncheitsgründen bevorzugt man häufig, daß alle stabilisierencitn
Fasern organl,sche Fasern sind. Bevorzugte organische Fasern sind Nylon- und insbesondere
Polyesterfasern.
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Die stabilis:;erenden Fasern kann man in gekräuselter oder ungekräuselter
Form, gefärbt oder ungefärbt und entweder als Stapelfasern oder als zerfaserte und
zerhackte Lumen einschließen.
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Die Menge an stabilisierenden Fasern bezogen auf das Faserewicht im
Fila beträgt geeigneterweise von 3, oder vorzugsweise von 10 bis 5 Gew.-Vo, insbesondere
20 bis 50 Gew.-%; besonders bevorzugt sind 25 bis 40 Gew.-%. Im allgemeinen besteht
der Faseranteil es Filzes nur aus den Cellulosefasern und den stabilisierenden Fasern,
wobei das bevorzugte Gewicht der Cellulosefasern 50 bis 80 %, z.B. 60 bis 75 % beträgt.
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Die stabilisierenden Fasern verleihen Naßfestigkeit und Maßhaltigkeit
unter Bedingungen mit variierender Feuchtigkeit demFilz. Um ein Flachmaterial mit
maximaler GleichSörmigkeit zu bilden, verwendet man vorzugsweise Fasern, die keine
wahllose Verteilung in der Länge und/oder Denier-Stärke aufweisen.
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Stattdessen 13ind die Fasern vorzugsweise von einheitlicher Länge
und Denier-Stärke oder eine Mischung, die man durch Mischen von kontrollierten Mengen
an Fasern mit verschiedenen einförmigen Längen und/oder Denier-Stärken erhält. Vorzugsweise
haben die längsten Fasern eine nicht mehr als fünffache Länge der kürzesten Fasern
in irgendeiner Mischung, und vorzugsweise
beträgt d.e grö3te Denier-Stärke
nicht mehr als das funffacre der feinsten Denier-tärse.
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Die bevorzugten stabilisierenden Fasern sind Polyesterfaserr., die
ungekräuselte und ungefärbte Stapelfasern sind. Derartige Fasern sind torzugsweise
1 bis 25 mm lang, und insbesondere 2 bis 9 mm lE,ng. Ihre Denier-Stärke beträgt
vorzugsweise 1 bis 20 und insbesondere 2 bis 10.
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Bei einer besonders bevorzugten Aus£ührungsform der erfindung ist
die verwendete Fasermischung eine Mischung von 30 bis 40 Gew.-% chemischer Cellulosepulpe,
30 bis 40 Gew.-' wiedergewonnener Abfall-Cellulosefasern (vorzugsweise Zeitungspapier)
und 20 bis 40 Gew.-% ungekräuselterPolyesterfasern, die vorzugsweise aus ungefähr
gleichen Gewichtsanteilen von ungekräuselten Polyesterfasern von 3 mm Länge und
2 Denier Stärke und ungekräuselten Polyesterfasern mit 6 mm Länge und 5 Denier Stärke
zusammengesetzt sind.
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Um dem verbundenen Filz eine optimale Naßfestigkeit zu geben, verwendet
man vorzugsweise ein Bindemittel, das nach irgendeiner notwendigen Härtungsatufe
nicht wasserempfindlich ist.
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Geeignete Materialien sind Bitumen, Kohlenwasserstoffharze, polymere
Latexarten (latices), Dispersionen oder Lösungen und wasserlösliche polymere Materialien,
die man im Filz härten kann, und die ein wasserunlösliches Harz ergeben. Das Bindemittel
muß auch den Bedingungen standhalten können (insbesondere hoher Temperatur), denen
es während der Herstelllln von Fußbodenbelägen unterworfen ist, bei welchen das
Flachmaterial ein Substrat darstellt. Die bei der erfindungsgemäßen Verwendung bevorzugten
Bindemittel sind Styrol/Butadien-Harze und Acrylmischpolymeren-Latexarten. Um die
Naßfestigkeit während der Verarbeitung oder beim kndprodukt zu verbessern, kann
man naßfeste Harze, z.B. vom Harnstoff/Formaldehyd-Typ, als einen Teil des Bindemittels
verwenden, z.B. bis zu 20 Gew.J% des Bindemittels. Im allgemeinen beträgt das verwendete
Gewicht des Bindemittels 10 bis 45 Gew.-%, insbesondere 20 bis 35 Gew.-% des Urockengewichtes
der Fasern und des Bindemittels im Filz.
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Das bevorzugte Gewicht an Fasern und Bindemittel im verbundenen Filz
beträgt 150 bis 1000 g/m2 , insbesondere 200 bis 70C g/m2; besondErs bevorzugt sind
300 bis 500 g/m2. Höhere Gewichtsmengen sind IIlöglich, z.B. bis zu 2000 g/m , und
diese Produkte sind geeignet, aber im allgemeinen wirtschaftlich weniger wünschenswert.
Die Dicke des erfindungsgemäßen Filzes beträgt im allgemeinen mindestens 0,30 mm
und im allgemeinen nicht mehr als 1,2 mm, z.B. mindestens 0,35 mm, vorzugsweise
mindestens 0,4 mm und insbesondere 0,5 bis 1 mm. Erfindungsgemäß kann man die verbundenen
Filze zufriedenstellend als Fußbodenbeläge verwenden, wenn sie dünner als entsprechende
zufriedenstellende Asbestfilze sind. Beispielsweise sind Asbestfilze von weniger
als 0,5 mm Dicke fast ausnahmslos ungeeignet, weil sie dazu neigen, keine ausreichende
i'estigkeit zu haben, um den Verarbeitungsbedingungen standzuhalten, insbesondere
den Spannungen beim Drucken, aber die erfindungsgemäßen Substrate mit 0,5 mm Dicke
kann man zufriedenstellend verwenden.
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Neben den Faser- und Bindeniittelbestandteilen der Filze kann man
verschiedene andere Zusatzstoffe in geringeren Mengen zugeben und bestimmte Eigenschaften
verbessern. Beispielsweise kann man zur Farbverbesserung des verbundenen Filzes
Färbemittel einschließen, z.B. anorganische oder organische Pigmente oder Farbstoffe.
Fungizide, Desodorantien und/oder Baktericide kann man zugeben. Alle derartigen
Zusatzstoffe sind im allgemeinen in einer Gesamtmenge von 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise
0,5 bis 5 Gew.-ç» gegenwärtig, bezogen auf das Gewicht von Fasern und Bindemittel.
Jedoch kann man größere Mengen, z.B. 5 bis 50 Gew.-:o, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-,
bezogen auf das Gewicht von Fasern und Bindemittel, an Füllstoffen verwenden, um
die Glätte oder Dichte des Filzes zu verbessern, und Kaolin oder Kreideweiß sind
für diesen Zweck sehr geeignet.
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Den erfindungsgemäßen verbundenen Filz kann man geeignet dadurch herstellen,
daß man zuerst den Cellulosefaseranteil in einer üblichen Papier- oder Pappeherstellungs-Anlage
herstellt, z.B. in einem Wasserpulper (hydropulper), Holländer, Plattenabßch e ider
(disc refiner) oder Abstreifer (cleaner).
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Die Masse verdünnt man danach und gibt die stabilisierende-.
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Fasern entweaer trocken oder als Dispersion zu. Die Mischung aus der
Masse und den stabilisierenden Fasern formt mar.
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danach zu einem Filz für eine nachfolgende Sättigung mit deru Bindemittel
oder mischt sie mit Bindemittel und formt sie zu einem gebundenen Filz.
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Drei Beispiele der verschiedenen Methoden der Bindemittelzugabe sind
nachstehend beschrieben. In jedem Fall verwendete man eine Fourdrinier-Siebpapiermaschine,
aber man kann auch andere Maschinen verwenden, die Filze bilden. Die erste Methode
kann man als "Naß-Endzugabe" ("wet end addition") bezeichnen. Dei dieser Methode
gibt man das Bindemittel zur Fasermasse ve.
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dem Maschinensieb. Das Bindemittel kann man entweder in charg :nweiser
oder kontinuierlicher Arbeitsweise zugeben. denn das Bindemittel gleichmäi3ig durch
das Material dispergiert ist, ist es chemisch oder physikalisch an die Fasern gebunden
und bildet einen Papier/Pappe-Filz. Den Filz trocknet man danach auf übliche Weise,
kalandert ihn und erzeugt ein annehmbares Produkt. Diese Arbeitsmethode ist ausführlicher
in der GB-PS 1 333 759 beschrieben.
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Falls nötig b:ann man dem Filz eine Oberflächenbehandlung auf der
Teimpresale (size press) geben. er Typ des verwendeten Materials hängt natürlich
davon ab, ob man eine Verbesserung der Oberfläche, der Farbe oder der Naßfestigkeit
verlangt.
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Die zweite Methode, "Leimpressen-Sättigung" ("size press saturation")
ist eine kontinuierliche (on-line) Sättigu.gsmethode, bei welcher man einen Filz
ohne Bindemittel, der gegebenenfalls naßfeste Harze enthalt, auf dem Sieb bildet
und danach teilweise trocknet. Bevor er vollkommen trocken ist, sättigt man (len
Filz mit einem Bindemittel in einer geeigneten Einheit, z.B. in einer Leimpresse.
Danach trocknet man den Filz mit einer nachgeschalteten Feinheit (in tandem) und
erhält einen Filz, der in Aussehen und Eigenschaften dem ähnelt, den man mit der
Naß-Endsättigung-Methode herstellt.
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Das Latexbindemittel kann man in der Fasermatrix durch Hitze oder
eine chemische Behandlung abscheiden.
"Tauchsättigung" ("dip saturation")ist
die dritte Methode, die eine diskontinuierliche (off-line) Methode ist, bei welcher
der Anfangsschritt die herstellung eines bindemittelfreien Filzes ist, der einen
Anteil an naßfestem Harz enthalten kann.
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Den getrockneten Filz taucht man danach zur Sättigung (dip saturated)
diskontinuierlich in ein Bindemittelbad und trocknet ihn wieder. Das Bindemittel
kann man in der Fasermatrix durch Hitze oder eine chemische Behandlung abscheiden.
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Das erfindungsgemäße Flachmaterial kann nur aus dem verbundenen Filz
bestehen, aber man kann, um seine Eigenschaften bei der Verwendung als Substrat
für Boden- oder Wandbeläge zu verbessern, einen oder mehrere Überzüge auf den verbundenen
Filz aufbringen. Das erfindungsgemäße Flachmaterial ist wiinschenswerterweise so
glatt wie möglich, besonders wenn man es als Substrat für dekorative federnde Vinyl-Boden-
oder Wandbeläge verwenden will, die man durch Schäumen einer aufgebrachten Zusammensetzun
herstellt, weil kleine Schwankungen in der Glätte des Substrates durch das Schaumverhältnis
vergrößert werden, und das kann das mehr als fünffache betragen. Daher ist es oft
wünschenaswert, einen glättenden Überzug,z.B. 50 bis 500 g/m2 einer Ktmststoff-Zusammensetzung
zumindest auf die Oberfläche aufzubringen, die den geschäumten Belag tragen soll.
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Eine derartige Zusammensetzung kann ein Plastisol sein.
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Man kann aucb Überzüge auf die Rückseite des Substrates aufbringen.
Diene Überzüge können aus geschäumtem oder schäumbarem Material sein und eine zusätzliche
Dicke un Elastizität verleihen, oder sie können ungeschäumt sein, z.B. aus gefüllten
PV'<(-Zusammensetzungen, und das Substrat noch weiter gegen den Angriff durch
Feuchtigkeit schützen, eine dekorativere Verstärkung geben oder die Flexibilität
des Endproduktes und die Fähilgkeit des Produktes ändern, flach zu liegen, wenn
es eingebaut ist.
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Alle diese verschiedenen Überzüge kann man auf übliche Weise aufbringen,
z.B. durch breites Überziehen (spread coating) oder Aufdrucken von flüssigen Zusammensetzungen
oder durch
Kalandern von vorgeformten Schichten auf den verbundenen
pilz.
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Das Gesamtgewicht des Überzugs oder der Überzüge auf der obersten
Oberfläche, die nämlich die dekorative Schicht tragen soll, beträgt im allgemeinen
50 bis 500 g/m2, während das Gesamtgewicht des Überzugs oder der tiberzüge auf der
rückwärtigen Oberfläche im allgemeinen 100 bis 1000 g/m2 beträgt. Das Gesamtgewicht
des Flachmaterials beträgt vorzugsweise 300 bis 2000 g/m2, wobei die bevorzugten
Flachmaterialien 1000 bis 2000 g/m2 wiegen, wovon 300 bis 500 g/m2 das Gewicht der
Fasern und des Bindemittels im verbundenen Pilz, 100 bis 300 g/m2 ein glättender
Überzug und 500 bis 1000 g/m2 ein oder mehrere unterstützende Überzüge und 0 bis
500 g/m2 das Füllmittel im verbundenen Filz sind.
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Wenn man es als Substrat für einen dekorativen Vinyl-Boden-oder -Wandbelag
verwendet, kann man den dekorativen Vinyl-Endüberzug (finLsh) auf das Flachmaterial
auf irgendeine übliche Weise aufbringen. Beispielsweise kann man eine oder mehrere
Schichten Vinylchlorid auf es au£kalsndern, das man gegebenenfalls danach mit einem
dekorativen Muster bedruckt, das man seinerseits mit einer transparenten Verschleißschicht
bedecken kann. Inabes,Dndere verwendet man jedoch das Flachmaterial als Substrat
für eine federnde Vinylschicht. Diese kann man dadurch herstellen, daß man eine
schäumbare Zusammensetzung aufbringt, im allgemeinen ein Plastisol, anschließend
erhitzt und das Schäumen bewirkt. Die aufgebrachte Zusammensetzung kann man mit
einer Dekoration bedrucken und/oder mit einer Verschleißschicht im allgemeinen vor
dem Schäumen bedecken. Die erhaltene geschäumte Schicht kann von gleichförmiger
Dicke oder profiliert sein.
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Es gibt zwei allgemeine Wege zur Herstellung eines erfindungsgemäßen
profilierten federnden Wand- oder Bodenbelages, d.h.
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eines Produktes, das (1) aus einer geschäumten Schicht aus einem geschäumten
Polymermaterial mit einer Oberfläche, die ein Niveau hat, das in einigen Bereichen
oberhalb des Niveaus der restlichen Oberfläche liegt,
(2) aus eine
dekorativen Muster in oder über der geschäumten Schicht und im allgemeinen (3) aus
einer ungeschcsunten Verschleißschicht über dem dekorativen Muster besteht, wobei
die Verschleißschicht im allgemeinen transparent ist. Bei einer Methode scheidet
man eine im wesentlichen gleichförmige Schicht eines schäumbaren Materials auf einem
Substrat ab und schäumt oie danach, im allgemeinen nach dem Aufbringen der verschleißfesten
Schicht, und prägt sie danach mehar.isch, so daß man den erwünschten Profileffekt
erzielt. Eine derartige Arbeitsmethode ist in der US-PS 3 741 851 beschrieben.
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Eine zweite Methode zur Herstellung der federnden Vinyl-Boden oder
-Wandbeläge mit einer profilierten Oberfläche ist in größerem Ausmaß kommerziell
eingeführt und besteht daraus, daß man auf einem Substrat eine Schicht eines schäumbaren
Materials abscheidet, die man derart schäumen kann, daß sich ein Oberflächenniveau
in einigen Bereichen oberhalb des Niveaus der restlichen Oberfläche bildet, und
dadurch daß man ein derartiges Schäumen bewirkt, im allgemeinen nach dem Aufbringen
der verschleißfesten Schicht.
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Die schäumbare Schicht kann eine alles bedeckende Schicht aus einem
schiiumbaren Material sein oder sie kann eine unterbrochene Schicht sein, wobei
das schäumbare Material nur auf manchen Teilen der Oberflächenschicht derart abgeschieden
ist, daß es nach dem Schäumen einige erhabene Bereiche aus geschäumtem Material
gibt, die durch Bereiche getrennt sind, wo kein geschäumtes Material ist.
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Im allgemeinen gibt es zwei Ilauptwege zur Abscheidung einer Schicht
aus schäumbarem Material, das man derart schäumen kann, daß man ein Oberflächenniveau
in einigen Bereichen oberhalb des Niveaus der restlichen Oberfläche erzielt. Bei
einer dieser Methoden bringt man eine schäumbare Zusammensetzung derart auf das
Substrat auf, daß verschiedene Bereiche des Substrates verschiedene Mengen der gleichen
Zusammensetzung tragen (z.B. durch Ausbreiten auf einem profilierten
Substrat
oder durch Drucken), oder daß sie gleiche oder verschiedene Mengen verschiedener
Zusammensetzungen tragen, z.B.
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Zusammensetzungen, die verschiedene Mengen Blähmittel enthalten. Derartige
Methoden sind beispielsweise in den US-PSen 2 920 977 un 3 239 365 und in der GB-PS
1 409 295 beschrieben.
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Bei dem anderen Hauptweg zur Ausführung dieser Methode aheidet; man
eine praktisch gleichförmige Schicht einer schäumbaren Zusammensetzung ab und versieht
sie mit einem chemischen Mittel nur in ausgewählten Bereichen, beispielsweise durch
Aufdrucken unterhalb von ihr, auf ihr oder auf einer verschleißfesten Schicht über
ihr, das ein bevorzugtes Schäumen in verschiedenen Bereichen verursacht. Man kann
also einen Hemmstoff für das Blähmittel in bestimmten Bereichen derart aufbringen,
da3 man ein geringeresSchäumen in diesen Bereichen als in anderen verursacht. Derartige
Methoden sind beispielsweise in den GB-PSen 1 069 993 und 1 150 902 beschrieben.
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Nachstehend wird die Erfindung durch Beispiele näher erläutert.
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Beispiel 1 Man stellte eine Mischung von 50 Gewichtsteilen einer
gebleichten chemischen Pulpe und 50 Gewichtsteilen Zeitungspapier her, indem man
eine übliche Papier/Pappemasse-Herstellungsanlage verwendete. Die Masse mit einer
Konsistenz von 5 Vo verdünnte man auf eine Konsistenz von 2 % und gab eine Mischung
von gleichen Gewichtsteilen trockener Polyesterfasern von 3 mm Länge und 2 Denier
Stärke bzw.6 mm Länge und 5 Denier Stärke zu und dispergierte sie sorgfältig in
der Masse. Das Gewicht der Polyesterfasern betrug ein Drittel des Gewichtes der
Cellulosefasern.
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Einen Styrol/Butadien-Mischpolymerenlatex mit 50 d0 Feststoffgehalt
(Intex 173 - Warenzeichen der ISR-Corporation) gab man danach mit 25 Teilen Feststoffgehalt
auf 75 Teile der trockenen Fasern zu. Das Ganze dispergierte man gleichmäßig,
Danach
gab man eine konzentrierte wässerige Dispersion eines Fungizides zu den dispergierten
Fasern und Latex und erhielt eine Konzentration des aktiven Bestandteils von 1 Gew.-;Ó,
bezogen auf c[as Gesamtgewicht von Faser und Bindemittel, und dispergierte sorgfältig.
Das Fungizid war Kupfer-A-hydroxychinolin (verkauft unter dem Warenzeichen Cunilate
RQ31 von Cuprinol Limtted).
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Zu dem System gab man eine Alaunlösung zu und zerlegte die Latexdispersion
(Alaunzugabe bis zu einem pH-Wert von 4 bis 5,5). Das System und den zerlegten Latex
verdünnte man danach bis auf eine Massekonsistenz von 0, 0 und dosiertees in einen
Durchflußkasten (flow box). Zu dem Durchflußkasten gab man ein Polyacrylamid (Percol
292, 's'arenzeichen der Allie Colloids) in einer Menge von 3 bis 12 pptn (Feststoffgehalt
bezogen auf den Gesamtwassergehalt) als eine 0,05 %-ige Lösung zu und flockte die
Teilchen aus. Dadurch daß man eine derartige Verbindung verwendete, erzielte man
ein hohes Niveau von Latexretention auf der Faser, und das Niveau des Flockungsmittels
wurde auch derart eingestellt, daß man zufriedenstellende Drainageeigenschaften
auf dem Maschinensieb erzielte.
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Den Filz trocknete man danach auf Papier/Pappe-Trocknungszylindern
und kalanderte ihn, vorzugsweise kontinuierlich,und bildete ein Flachmaterial, das
eine derartige Stabilität und Masseeigenschaften aufwies, daß man es zufriedenstellend
als Substrat für einen Bodenbelag verwenden konnte. Sein Gewicht betrug 390 gotm2,
wovon 97,5 g/m2 Bindemittel waren, und es war 0,63 mm dick.
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Beispiel 2 Eine Mischung von 50 Gewichtsteilen ungebleichtes Kraftmaterial
und 50 ewichtsteilen Zeitungspapier stellte man her, wobei man eine übliche Papier-
oder Pappemasse-Herstellungsanlage verwendete. Nach dem Verdünnen wie in Beispiel
1 gab man gerade Glasfasern mit ein'er Stapellänge von 6 mm und einem Durchmesser
von 10 pm zu und dispergierte sie sorgfältig in der Nasse. Das Gewicht der Glasfasern
betrug 1/9 des
Gewichtes der Cellulosefasern.
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Einen Styrol/Butadien-Mischpolymerenlatex mit 50 ojof Feststorfgehalt
(Intex 17, Warenzeichen der I.S.R.-Corporation) gab man danach mit einem Feststoffgehalt
von 30 Teilen auf 70 Teile trockene Fasern zu. Das Ganze dispergierte man gleichmäßig
und schloß die Arbeitsmethode wie in Beispiel 1 an.
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Der so hergestellte Filz war nach dem Trocknen und Kalandern glatt
mit einer hohen Zugfestigkeit sogar in der Nässe, mit einer hohen ReiBfestigkeit,
mit stark verbesserter Maßhaltigkeit gegenüber Filzen, die man ohne Zugabe von Glasfasern
hwrgestellt hatte, und er war zur Verwendung als Substrat bei der Herstellung von
Fußbodenbelägen geeignet. Sein Gewicht betrug 425 g/m², wovon 127,5 g/m2 Bindemittel
waren, und er war 0,53 mm dick.
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Beispiel 3 Man stellte eine Mischung von 50 Gewichtsteilen ungebleichtem
Kraftmaterial und 50 Gewichtsteilen Abfallpapier mit den Konsistenzen voti Beispiel
1 her. Eine Mischung von 3 Gewichteteilen Polyesterfasern von 3 mm Länge und 2 Denier
Stärke und 7,5 Gewichtsteilen Polyesterfasern mit 6 mm Länge und 5 Denier Stärke
gab main danach zu und dispergierte sie sorgfältig in der Masse. Das Gewicht der
Polyesterfasern betrug 58 % des Gewichtes der Cellulosefasern.
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Einen Acryl-Mischpolymerenlatex mit 40 % Feststoffgehalt (cronal 3121),
Warenzeichen der B.A*S.i'.) gab man danach mit einem Feststc>ffgehalt von 10
Teilen auf 30 Teile trockene Fasern zu. Den Latex und die Fasern dispergierte an
gleichmäßig mit der Methode wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß man danach die
Massekonsistenz im Durchflußkasten der Papiermaschine auf 0,5 % einstellte.
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Der so hergestellte Filz war nach dem Trocknen und Kalandern glatt,
behielt eine gute Maßhaltigkeit und Festigkeit in der Nässe und war zur Verwendung
als Substrat bei der Herstellung
von Fußbodenbelägen geeignet.
Sein Gewicht betrug 392 g/m2, wovon 113 g/m2 Bindemittel waren, und war 0,69 mm
dick.
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Andere erfindungsgemaSe Flachmaterialien kann man auf ähnliche Weise
wie mit der hier beschriebenen Methode herstellen. Beispielsweise kann man die Polyester-
oder Glasfasern durch gleiche Mengen von Nylon- oder anderen stabilisierenden Fasern
ersetzen; man kann Harnstoff/Pormaldehyd-Harz in einer Menge von beispielsweise
5 Gew.-,O,bezogen auf das Gesamtgewicht des Bindemittels,zugeben, wobei man den
Naßfestigkeits-Zusatzstoff vorzugsweise als Suspension in Wasser zu der Masse im
Ruhebehälter (holSing chest) vor dem Papiermaschinensieb zugibt.
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Kaolin kann man bei irgendeinem der Beispiele in einer Menge 2 von
beispielsweise 90 g/m2 zugeben, indem man einen Brei von Kaolin im Wasser zu der
Cellulosedispersion zugibt und die Fasern vor der Latexzugabe stabilisiert.
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Beispiel 4 Dem Flachmaterial aus irgendeinem der Beispiele 1 bis
3 gab eine besondere Masse, Glätte, L'lastizität und Stabilität, indem man auf der
Oberseite und lfückseite überzüge aufbrachte.
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Man brachte einen glättenden Überzug von 250 g/m² aus einem gefüllten
Acryllatex auf die Oberseite des Flachmaterials mit einem geeigneten Überzugsapparat
auf, z.B. mit einem Messer an einem Mantelbeschichter (a knife on jacket coater).
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Den Latexüberzug trocknete. man, indem man ihn durch einen Umluftofen
schickte, kühlte das Flachmaterial beim Austritt aus dem Ofen und wickelte es zur
weiteren Verarbeitung auf.
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Ein zusätzliches Gewicht, einen verschiedenen Griff oder Fühlung und
eine verbesserte Stabilität kann man dem Flachmaterial durch Beschichten der Rückseite
des Flachmaterials verleihen. Daher mischte man 36 % IVC, 45,6 GAo Kalkstein-Füllmittel,
11,6 ffi Dioctylphthalat-Weichmacher, 6,8% Schmiermittel, sekundäre Weichmacher,
Antioxydans und Pigment sorgfältig in einem Trockenmischer, vermischte sie weiter
und schmolz sie durch Extrudieren durch einen mischenden Extruder.
Die
geschmolzene Masse führte man einem Kalanderwerk zu und kalanderte sie als ein gleichförmiges
Flachmaterial aus, das man sofort nach der Bildung auf der vorher unbeschichteten
Seite des Flachmaterials ausbreitete. Die Dicke des Films betrug ungefähr 0,15 mm
und sein Gewicht 2SC g/m2. Nach dem Ausbreiten rollte man das Flachmaterial, das
nun auf beiden Seiten beschichtet war, für die weitere Verarbeitung auf.
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Wahlweise kann man das Flachmaterial zu einem dekorativen Material
für Wand- oder Fußbodenbeläge verarbeiten, nachdem man den ersteo Überzug aufgebracht
hat und die Rückseite des Substrates wie oben beschrieben oder mit beispielsweie
einer mechanisch geschäumten PVC-Schicht beschichtet hat, als Endstufe des Hauptve-arbeitungsganges.
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Beispiel 5 Man stellte einen federnden Vinyl-Fußbodenbelag her, indem
man als Substrat das Plachmaterial eines der Beispiele 1 bis 4 verwendete, vorzugsweise
ein Flachmaterial von Beispiel 4, bei welchen der verbundene Filz 90 g/m2 Kaolin
als Füllmittel enthielt. Um den Bodenbelag herzustellen, beschichtete man das Flachmaterial
auf der Oberseite mit 350 g/m2 eines chemisch schäumbaren VVC-Plastisols, z.B.mit
irgendeiner der schäumbaren Zusammensetzung, die in der GB-PS 1 069 993 beschrieben
sind.
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Den Überzug schmolz man bei 160 OC, einer Temperatur, bei welcher
man den Überzug gelieren kann, ohne daß sich das Blähmittel zersetzt, durch Durchschicken
durch einen Umluftofen, Das beschichtete Material bedruckte man danach, indem man
Farben auf Lösungsmittelbasis auf einer Tiefdruckpresse verwendete; falls eine Textur
in dem erhaltenen Produkt gewünscht ist, sollen einige der Farben ein Hemmittel
für die Schäumreaktion enthalten, wie in der GB-PS 1 069 993 beschrieben.
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Ein klares Plastisol brachte man danach durch Beschiohten mit einer
Umkehrwalze (reverse roller) auf, das einen derartigen Ansatz hatte, daß es nach
dem Härten eine harte transparene
verschleißfeste Schicht bildete.
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Das erhaltene Material schickte man danach durch einen Umluftofen
bei 200 0C und härtete die Überzüge und verursachte das Schäumen. Das Material kühlte
man und wickelte es danach auf. Weil das Material zur Vcrwefl<iunL? als Bodenbelag
dienen sollte, betrug die Menge dcr geschäumten Schicht vorzugsweise 200 bis 600
g/m², insbesondere etwa 400 g/m²; aber falls Filz das Material als Wandbelag verwenden
will, sind Mengen von 50 bis 200 g/m2 geeignet und tnan kann die verschleißfeste
Schicht weglassen oder durch einen Lacküberzug ersetzen.