专利名称：用于制备地板覆层的方法
技术领域：
本发明涉及用聚合物颗粒(薄片、细条(vermicelli)、细粒等)生产地板覆层(地 板面材或铺设材料，floor covering)，其可以覆盖非常宽范围的外观，包括具有完美的光 滑和均勻表面的均质产品外观。
背景技术：
在地板覆层的领域内，弹性产品(通常基于PVC)获得了巨大成功，在很大程度上是由于它们允许各种各样的装饰可能性。实际上，可以对其进行印刷、可选地结合印刷的设 计而产生化学或机械压花(浮印或压纹，embossing)、通过结合各种类型的颗粒而产生材 料效应(material effect)，导致产生漆木纹(graining)、仿造岩石或其它矿物或更一般性 的天然效果。关于这些越来越吸引公众并且也是本发明所涉及的材料外观，同时存在两种技 术。第一种技术，其导致形成一类称为“均质产品(同质或均相产品，homogeneous product) ”的产品，包括以下步骤1.由热塑性材料，一般是PVC，挤出一定数量具有不同颜色或无光泽(不光滑， mattness)的膜。2.对这些膜机械造粒以获得直径为5mm级别(产品最终厚度的函数)的具有或多 或少球形形状的颗粒。3.作为成品期望外观的函数而机械混合这些颗粒并采用Villars 型分散器将 它们分布到传送带上。一般而言，单层颗粒的沉积目的在于，也就是说这些颗粒都与传送 带接触并且仅仅只有极少的重叠。由于标准分散器不允许均勻地沉积，所以为了实现这 个目的，传送带可以进行振动，因为颗粒是自由的，所以经由传送带边缘可以卸掉“溢流 (overflow)，，。4.将颗粒的这种组件引入Hymmen 型双履带压机(double-belt press)中。 这些机器起到砑光机的作用，但通过逐渐压缩而在几秒内使得有可能在热塑性材料的期望 软化点处保持这些颗粒。因此，它们避免了颗粒过度变形以及在成品中产生(定向)线效 应。在高压(高达40bar)下的软化期间，基于相同热塑性材料的颗粒相互凝聚，它们的峰 被粉碎，使得形成的产品具有优异光滑表面的连续膜的外观。每一个颗粒，具有其颜色或无光泽特性，然而本身保持为可见的(尽管发生变 形)，这为产品提供它的特定外观。这种产品由单个均质材料层(因为具有相同的化学性质，因而是均质的)构成，因 此物如其名。当这些材料作为地板覆层在其上行走时，其磨损将不会对外观产生变化，因为通 过构建，该产品在其厚度(在传送带上沉积的颗粒单层)上也是均质的。因此，这些产品内在地对于与其使用相关的走动并不需要额外的保护，也就是说，至于基于增塑溶胶的产品(见下文)，耐磨层(或光滑层)一般以液体形式在生产工艺结束 时进行沉积，随后在炉中进行凝胶化。这些产品补足了对强度质量是高度有价值的一类产品。
颗粒可以具有很宽范围的颜色或无光泽。不同美学效果可以通过改变颗粒直径、 或甚至通过混合不同直径的颗粒而获得。存在复杂的实施方式，其在于经由布置在分散器下的覆盖物或拉线机(drawer) 系统来产生相对粗糙的设计，或使用不常见尺寸或形状的颗粒，如在EP 1838510中描述 的。然而，对于这种技术，组合不同化学性质的颗粒和甚至更少的无机或金属颗粒，仍 然是不可能的，非球形薄片型的颗粒也是不可能的，因为这些颗粒不可避免地在工艺期间 发生变形。因此与这种工艺相关的美学范围大大受限。第二种技术，其导致形成一类称为“不同质(多相或异质，heterogeneous) ”产品 的产品，是基于使用液体形式的增塑溶胶(PVC、增塑剂和可选的填料的混合物)的。为了形成称为“不同质”产品的产品1.采用刮刀或辊或任何其它合适的工具，将着色的增塑溶胶、不透明增塑溶胶或 透明增塑溶胶以及因此未填充的增塑溶胶(然而标准增塑溶胶一般是用碳酸钙50%填充 的)的第一液体层沉积到可以例如是用玻璃纤维毡强化的砑光膜的基底上。2.随后采用分散器例如Villars 型分散器，在该增塑溶胶层上撒布(喷洒， sprinkle)颗粒。3.在这个阶段，颗粒渗透到增塑溶胶中是不受控制的。颗粒主要保留在表面上，因 此形成了随机形貌(轮廓，relief)。4.而且，不可能获得单层型沉积(没有振动，可能由于增塑溶胶的粘度)，并且如 果试图经由例如抽吸来除去过量的颗粒，则它们将不可避免地受到增塑溶胶的污染，这将 使它们不能进行再循环，而将会产生多种污染问题。5.随后产品预凝胶化。这就是说，其在红外设备下通过或进入炉中，这将使得能够 使增塑溶胶首次固化，由此固定颗粒。6.随后沉积新的称为平滑(smoothing)增塑溶胶的透明增塑溶胶的层，其作用 是密封产品，也就是说填充在颗粒或其滴落已经不可避免地在增塑溶胶介质中引起的表面 不规则性之间的空隙中。这种增塑溶胶，其是未填充的或未被充分填充的，因此是昂贵的。 而且，严格意义上讲它绝不是完美透明的，并因此在由这些粒子产生的装饰顶部上产生“乳 状”混浊纹理(haze)。7.该沉积之后是在炉中进行凝胶化，这将确保该覆层的确定内聚力。因此，这两种简明描述清楚地使得可以理解这两类产品每一个的优点和缺点。均质产品并不需要透明光滑(或磨损)层，但由于能够使用的颗粒类型受限，(特 别是由于它们的变形)，在美学上依然有限，而基于增塑溶胶的不同质产品，尽管它们能够 通过相互掺混而使用所有性质和形状的颗粒，，但需要大量提供“透明的”增塑溶胶，因此因 为其被轻度填充而是昂贵的，而且其会使装饰的审阅模糊，并且也需要提供基于PU(聚氨 酯)的耐磨层，因此也是昂贵的。对于该第二种技术，由于增塑溶胶/分散剂组合并不允许沉积单层，所以实现接近于均质的外观也是不可能的。装饰的审阅质量(read quality)，与均质产品的情况相比，由于添加平滑增塑溶 胶，而变得更差。严格意义上讲，这些颗粒绝不是处于地板覆层的表面上。最后，采用增塑溶胶的当前工艺需要大量的单独连续步骤，有必要进行个别地控 制，而这一般都会增加生产成本。
因此迄今为止，这些技术仍需加以补充，每一种都局限于其美学和经济范围。
发明内容
本发明的目的是提出一种单一技术，其使得有可能获得与颗粒使用有关的大量美 学外观，同时也受益于完美光滑表面光洁度，甚至无需求助于补充耐磨层。这个目的通过如权利要求1中要求保护的一种用于生产新型热塑性地板覆层的 方法得以实现。本发明还提供了一种设备，其使的有可能获得这样的新型地板覆层面材，以及该 覆层本身。本发明基本上基于对于本领域技术人员而言是令人惊讶的两个观察结果。第一，均质产品的表面抛光特性的质量可以在远低于形成这样的产品期间通常所 需的压力水平下获得。具体而言，期望在仍然仅仅是一床颗粒通过进入Hymmen 型双压机的时候， 在一方面颗粒对于相互粘结并因此形成内聚膜(cohesive film)所需的热力学条件和另一 方面对于获得光滑表面所需的热力学条件之间进行区分。关于粘结条件，在均质产品的情况下，一般需要在160°C级别的温度和在20 40bar级别的压力，以便发生变形和充分将这些颗粒相互压靠在一起。具体而言，不能高至 熔点，这将会导致颜色混杂和颗粒完整性的总体丧失，其必需经由非常高的压力水平补偿。已经确定在实验室试验期间采用如均质产品中的相同类型的粒料，为获得光滑或 至少均勻(因为为了增加无光泽度而可能期望表面的轻度压花)的表面并因此与产品接触 的履带表面抛光相符所必需的压力，为1 2. 5bar,即远低于用于均质产品自身形成所需 的压力。这些首先的试验使得有可能获得具有均质产品外观的产品，即完美光滑膜，但是 当然没有充分的内聚力在处理期间这些颗粒彼此分开。由于产品形成(以膜的形式)及其表面光滑的两种现象在同一机器中同时发生， 所以由此错误地推断它们需要相同的操作条件。基于本发明的第二个令人惊讶的观察结果是，采用增塑溶胶的已知技术可以有利 地进行改动以获得组合这种技术的优点与用于均勻产品生产的方法的优点的产品。具体而言，如上所指出的，迄今为止，这两种技术完全是独立的，并且通常接受的 是，由于其本质上的基本差异它们几乎不能会合在一起。在导致产生本发明的研究期间，本发明发明人观察到，通过保持采用增塑溶胶的 不同质工艺的第一步，即在液体增塑溶胶层上分布颗粒，并通过实施凝胶化或至少预凝胶 化，可以通过使用约2bar的低压力而获得有利的结果。实际上，这种压力水平证实足以保 证完美的表面抛光，而约180°C的温度将允许增塑溶胶的预凝胶化并因此允许增塑溶胶内颗粒的完美粘结和产品自身的内聚作用。确定的凝胶化可以最后通过常规手段获得，如通 过凝胶化辊或炉子(例如，红外或煤气炉)获得。总之，本发明使得可以获得一种热塑性地板覆层，以其最简单的形式，是具有与之 相关的优点的均质类型地板覆层，主要是更大的耐磨性，其意思是在使用期间外观并不退 化，即使没有补充耐磨层(supplementary wear layer)，以及也是更简单和更经济的生产 方法。实际上，在采用本发明方法获得的地板覆层中，颗粒是肩并肩排列的，如同均质型覆 层的情况。
此外，本发明还使得可以通过提供关于外观的更大可变性，以及生产在合适的情 况下具有织物下层(底层，sublayer)的更重质量的地板覆层等而获益于对于增塑溶胶覆 层特定的优点。本发明的一个特别额外的优点是，使预凝胶化在低压下能够实现的设备或机器可 以包括两个耐热的，优选特氟隆包覆的传送带，作为沉积的增塑溶胶量和所期望的生产速 率的函数，根据预凝胶化时间具有可变的长度。在这样的机器中，所述材料颗粒直接沉积在耐热传送带上或放置在后者上方的支 撑材料上的增塑溶胶层上。随后该层连续通过设计为实现所述工艺的装置处理区的预热部 分、加热部分和冷却部分。该设备优选使上传送带(upper conveyor belt)的引导系统能 够进行调节并在垂直方向能够固定。作为可能是合适的机器，具有某些改动，对于本发明方 法可以提及的是由德国公司Schilling-Knobel GmbH以商标ThermoflX 销售的机器， 尤其是在专利6，217，700或在专利EP1045751中描述的那些。实际上，迄今为止，这些机器设计和用在仅用于“干混”型粉末的工业领域中，但是 经过某些改动，它们能够满足所需的条件(双履带，压力水平)，而适用于液体树脂，如增塑 溶胶(刮刀，辊，合适的锉齿(gum)等)。但是，当然可以使用本身允许更高压力水平的其他机器，如由加热辊和采取围绕 该辊半周的传送带构成的AUMA 型机器，或先前描述的Hymmen 型机器。
具体实施例方式因此，本发明提出了一种用于生产新型热塑性地板覆层的方法，包括以下步骤(a)在支撑物(support)上沉积一个液体组分的层；(b)将固体颗粒撒布在该液体组分的层上；和(c)施加压力和热以形成具有平滑表面的地板覆层。施加压力和热的步骤(C)优选在两个(上和下)传送带之间，更优选在双履带压 机之间实施。施加在地板覆层上的压力，优选较低，并且通常为0. 05 8bar，优选为0. 1 5bar，特别优选为0. 15 3bar。一般而言，所述液体组分的层的厚度为0. 5mm 3mm。在本发明的上下文中，液体组分选自增塑溶胶、有机溶胶或SBR橡胶的乳液。优选使用增塑溶胶。能够使用的增塑溶胶一般是本领域技术人员所已知的增塑溶 胶，其可选地是透明的或半透明的，并且与所使用的颗粒(例如基于PVC)和增塑剂的混合 物是相容的。该组分也可以是有机溶胶(基于增塑剂和相容聚合物的混合物)，其更一般地可以适用于本发明，例如基于PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)或丙烯酸树脂的有机溶胶。
以乳液形式的某些聚合物也可以是合适的，如SBR(丁苯橡胶)则提及交联而不 是凝胶化。 因此在本文中，术语“增塑溶胶”作为一个变体可以用术语“有机溶胶”或“SBR乳 液”代替，并且因此本发明也涉及这些变体。正如以下提出的，在SBR乳液的情况下，术语 “发生凝胶化”以及相关术语，应该理解为具有“发生交联”的意义。在本发明上下文中能够使用的细粒或固体颗粒包括热塑性材料，例如但并不排他 地，聚氯乙烯(PVC)、聚烯烃、聚酰胺或其混合物的粒状材料，以及无机或金属源的颗粒。用 于地板覆层生产的颗粒可以是不同性质和/或外观的，只要它们与所使用的增塑溶胶相 容。作为外观和其它所期望性能的函数，所使用颗粒的量可以为增塑溶胶层+颗粒物 的0 60wt% (按重量计)，优选1衬％ 20衬％。选择颗粒与增塑溶胶的比率，以使工艺 之后，这些颗粒通过凝胶化增塑溶胶良好涂覆，从而能够获得内聚表面。颗粒尺寸明显地取决于所期望的地板覆层的厚度，并因而取决于所施加的增塑溶 胶的厚度。一般而言，颗粒的最大尺寸不(显著地)超过对于最终覆层预期的尺寸。在另 一方面，它们的形状并不是关键的，但使得有可能更进一步改变可能的装饰。增塑溶胶的沉积可以直接在下传送带上或在置于后者(下传送带)之上的支撑物 上实施。这种支撑物可以是可去除的，以在工艺结束时可以与地板覆层分离或随后例如是 “释放”型纸或本领域技术人员已知的任何其它等效方式。如果需要，支撑物也可以是最终地板覆层的组成部分。在这种情况下，称之为下 层，其例如选自砑光下层、织物、无纺纤维等，尤其是由玻璃纤维、聚合物、天然纤维等制成 的。根据本发明的方法有利地包括，在将颗粒撒布在液体增塑溶胶层上的步骤(b)和 施加压力和热的步骤(C)之间的预凝胶化步骤。本方法的各个步骤所需的时间取决于增塑溶胶和沉积的颗粒的性质和量，而且也 取决于所使用的温度和压力。因为压力相对较低，且因为凝胶化温度不应超出某一阈值以 便不完全融化这些颗粒，所以有可能作为其它参数的函数而调节传送带的速度和/或其长度。本发明另一方面涉及一种设备，尤其是用于实施生产如上所述的热塑性地板覆层 的方法的设备，包括(a)下传送带，(b)上传送带，其位于下传送带(a)的一部分上方并和 后者具有对应于地板覆层的厚度的一个距离，使得可以在该地板覆层上施加压力，(c)加热 区，接着是(d)冷却区，并且也在加热区(c)的上游，(e)增塑溶胶施加器，接着是在下传送 带(a)上方的(f)颗粒材料施加器。在两个传送带(a)和(b)之间的距离能够优选地作为所选地板覆层的厚度的函数 进行调节。上传送带(b)可以以浮动方式进行设计以便控制在地板覆层上所施加的压力。
所述设备可选地包括在颗粒材料施加器(f)之前和/或之后使增塑溶胶能够预凝 胶化的补充加热区(g)(预热或预凝胶化区)，。 增塑溶胶施加器或分配器(e)可以是任何已知类型，并且优选包括刮刀和/或一 个或多个辊。一种特别适合的增塑溶胶施加器使得可以沉积厚度为0. 5 3mm的增塑溶胶层。在使用计划整合至地板覆层中的支撑物的情况下，在多于一个步骤中实施增塑溶胶的 施加可能是有利的，例如，借助于具有两个不同施加区(例如被补充加热区分隔开的)的增 塑溶胶施加器(e)，，以便预处理该支撑物。在第一个步骤中施加接着预凝胶化的增塑溶胶 起到支撑物的尺寸作用。颗粒材料施加器(f)以其最简单形式可以是单个类型或外观的颗粒、薄片等的分 散器，但是一般而言能够施加几种类型的不同外观、尺寸、性质和/或颜色的颗粒(作为混 合物或连续地施加)可能是有利的。正如以上对于根据本发明的方法指出的，该设备还可以包括增塑溶 胶施加器(a) 上游的支撑物施加器(h)。支撑物在这种情况下可以与最终地板覆层是可去除的，例如“释 放”型纸，或可以是以紧密附着下层，优选砑光下层(calendered sublayer)、织物、无纺纤 维或玻璃毡(网布，web)形式的地板覆层的组成部分。本发明的最后一个方面是如以上所述的热塑性地板覆层。有利地，这通过如前所 述的方法或设备获得，并且包括整合到其上表面基本上是光滑的凝胶化增塑溶胶层中的固 体颗粒。作为地板覆层所期望性能的函数，也可以将其施加于基底，与集成支撑物的使用 无关，尤其施加于柔性基底，例如泡沫层，或施加于刚性基底物，例如以纯的、层压或压缩形 式、或以与塑料(复合物)组合的形式的木材制成，或由例如挤出的聚丙烯类型的刚性塑料 制成的等等。最后，即使在本发明的地板覆层假定不需要补充耐磨层时，但对其施加这样的补 充层，例如具有几微米厚度的基于聚氨酯的可以是有利的或期望的，例如进一步改进对污 染的保护作用。本发明的其它特点和特性由以下实施例将会显现。实施例产品(地板覆层)结构的实施例从底部到顶部1mm玻璃毡砑光下层-Imm增塑溶胶，至总厚度为2mm。结构的描述不同质产品，主体上具有由在表面上结合颗粒构成的装饰，同时没有 添加透明耐磨层。该结构的工艺步骤展开砑光下层-将Imm增塑溶胶(例如不透明增塑溶胶)涂布到玻璃毡上(作为 一个变体，可能是用200 μ m的第一沉积“密封”玻璃毡，接着凝胶化通过，随后通过刮刀或 逆转辊沉积800 μ m层)上；-分配薄片；-通过红外(IR)炉或通过保热炉；-进入低压双履 带压机(例如改动的Thermofix 型)；-可选地压花；-可选沉积PU修整层。低压双履带压机的参数加热区3m顶/底部温度190°C速度0· 6m/min压力4bar (但通过相比于双钢带压机的压力，该压力更合适地为< lbar)增塑溶胶配方Lacovyl PB 1805 (PVC)1500.0
Lacovyl PB 1202 (PVC)750.0Vinnolit C 66W(PVC)750.0DIHP (增塑剂)975.0
降粘剂225. 0稳定剂75. 0环氧化大豆油60. 0RC82(钛)130.0薄片配方Minex S 40 (透明填料)270稳定剂180DINP (增塑剂)1020环氧化大豆油135Etinox 630 (PVC)4560抗静电剂60Mic Red BRN-AQ (20% )(颜料)0. 495Mic White 220NQ-F (颜料)59.565Mic Blue 138AQ (GLP-AQ) 20% (颜料) 0.435Mic Black SRF-NQ F 30% (颜料)3.675所获得的地板覆层具有非常平滑的表面和高的内聚力。
权利要求
一种用于生产热塑性地板覆层的方法，包括以下步骤(a)在支撑物上沉积一个液体组分的层，所述液体组分选自增塑溶胶、有机溶胶或SBR橡胶的乳液；(b)将固体颗粒撒布在所述液体组分的层上；和(c)施加压力和热以便形成具有平滑表面的地板覆层。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述施加压力和热的步骤(c)是在两个上和下传 送带之间实施的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述施加压力和热的步骤(c)是在双履带压机， 优选低压双履带压机中实施的。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述支撑物与所述地板覆层是可去除的， 优选是“释放”型纸或下传送带。
5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中，所述支撑物是所述地板覆层的一部分，并 且选自砑光下层、织物、或无纺纤维或玻璃毡。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述液体组分的层的厚度为 0. 5mm 3mmο
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在步骤(c)中，所述压力为0.1 5bar0
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括在所述将颗粒撒布在所述液体组分的 层上的步骤(b)和所述施加压力和热的步骤(c)之间的预凝胶化步骤。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述固体颗粒选自塑料、无机或金属 材料或它们的混合物。
10.一种用于实施根据权利要求1 9中任一项所述的生产热塑性地板覆层的方法的 设备，包括(a)下传送带，(b)上传送带，其位于所述下传送带(a) —部分的上方并与后者 具有对应于所述地板覆层的厚度的一个距离，使得可以在该地板覆层上施加压力，(c)加热 区，接着是(d)冷却区，并且在所述加热区(c)的上游，(e)液体组分施加器，接着是在所述 下传送带(a)上方的(f)颗粒材料施加器，所述设备可选地包括在所述颗粒材料施加器(f) 之前和/或之后使所述液体组分能够预凝胶化的补充加热区(g)。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述液体组分施加器(e)包括至少一个刮刀和 /或一个辊。
12.根据权利要求10或11所述的设备，另外包括在所述液体组分施加器(a)上游的支 撑物施加器(h)，所述支撑物与所述地板覆层是可去除的，优选是“释放”型纸，或是所述地 板覆层的一部分，优选是砑光下层、织物或无纺纤维。
13.根据权利要求10 12中任一项所述的设备，其中，所述液体组分施加器(a)使得 可以沉积一个厚度为0. 5 3mm的液体组分的层。
14.根据权利要求10-13中任一项所述的设备，其中，在所述传送带(a)和(b)之间施 加的压力为0. 1 5bar。
15. 一种通过权利要求1-9中任一项所述的方法、分别借助于权利要求10-14中任一项 所述的装置获得的热塑性地板覆层，包括没有变形或融合在一起的且整合到液体组分的凝 胶化层中的固体颗粒，所述液体组分的凝胶化层的上表面基本上是光滑的并且至少部分地由所述颗粒本身构成，同时没有补充光滑层，所述液体组分选自增塑溶胶、有机溶胶或SBR 橡胶的乳液。
16.根据权利要求15所述的地板覆层，包括基于聚氨酯的几微米的补充层，其起到对 污染的防护作用。
全文摘要
本发明涉及一种用于制备由热塑性材料制成的地板覆层的方法，包括以下步骤(a)在基底上沉积一个液体组分的层，该液体组分选自塑料溶胶、有机溶胶或SBR橡胶的乳液；(b)在该液体组分的层上撒布固体颗粒；以及(c)施加压力和热以便形成具有光滑表面的地板覆层。本发明还涉及一种用于获得这样的地板覆层的设备。
文档编号B29C43/30GK101808792SQ200880108497
公开日2010年8月18日 申请日期2008年9月22日 优先权日2007年9月27日
发明者理查德·佩雷斯, 让-菲利普·乔治 申请人:塔赫凯特简易股份公司