地面覆层的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种地面覆层（1），该地面覆层包含一种薄片形或板形的并且由弹性体材料制成的基体材料（2），其中该基体材料（2）设置有矿物装饰颗粒（3），并且其中这些矿物装饰颗粒（3）的密度不大于3kg/dm3。
【专利说明】地面覆层
[0001]本发明涉及一种包含采取薄片或板的形式并且由弹性体材料制成的基体材料的地面覆层，其中该基体材料已经具有装饰性矿物颗粒。
[0002]DE10316886A1披露了由热塑性材料制成的弹性地面覆层，其中在其外层结合刚玉以提高抗磨损性。刚玉是一种特别已知用作磨料的硬氧化物型矿物。为了结合刚玉，首先通过由材料制备形成地面覆层的平坦的层，并将处于颗粒形式的刚玉撒播到表面上。在后处理中，这些颗粒牢固地粘结到该层。为此目的，可以例如将层引入压延机。
[0003]然而，已经发现在地面覆层的生产过程中，粒状刚玉沉入地面覆层的基质中，并且因此仅一小部分颗粒保持在该层的表面上。因此，为了能够使用颗粒实现充分的表面效果，大量施用是必要的。
[0004]本发明是基于实现进一步发展具有装饰颗粒(Schmuckpartikel)的地面覆层的目的，以这种方式使得当施用的量小时，即可实现有利的表面效果。
[0005]该目的是通过权利要求1和8的特征实现的。从属权利要求涉及多个有利的实施例。
[0006]为了实现上述目的，装饰颗粒的密度为小于3kg/dm3。研究表明，装饰颗粒的沉入行为特别地取决于颗粒的密度。尽管在撒播之后，装饰颗粒最初是以大于3kg/dm3的密度位于基体材料上。然而在硫化开始时装饰颗粒被压入基体材料，使得装饰颗粒因此主要经受静液压。已经发现，密度超过3kg/dm3的装饰颗粒以这种方式沉入基体材料的基质中，使得在硫化过程中，基体材料流过装饰颗粒并在一定程度上或甚至完全覆盖这些装饰颗粒。从现有技术已知的刚玉颗粒具有3.9kg/dm3的高密度，比弹性体基体材料的密度高约2至2.5倍。尽管密度小于3kg/dm3的装饰颗粒也被完全压入基体材料中，然而这些颗粒然后不沉入基体材料中，并且它们未被基体材料覆盖，或最多以一个很小的程度被覆盖。出人意料地，已经发现，密度小于3kg/dm3的装饰颗粒嵌入基体材料的方式是这样:在俯视图中颗粒的投影或装饰颗粒的外部轮廓是可辨别的，并且尽管装饰颗粒形状配合地(formschliissig)结合到基体材料中，但从俯视图中可辨别的装饰颗粒的区域几乎完全没有基体材料。
[0007]此外，尽管刚玉颗粒具有成角度的结构化表面，但是具有大约为I的高的球形度。如果这些装饰颗粒撒播到一个可塑性变形的层上，例如一个处于坯件形式的地面覆层时，那么装饰颗粒的高密度和圆形状使它们沉入该层的基质中。由于弹性体材料的粘度的短期下降，此效果特别是在硫化的开始过程中被增强。与此相反，低密度和低球形度的装饰颗粒以更小的程度沉入基体材料的基质中，并且也未被基体材料覆盖，使得装饰颗粒的更大部分仍然保持在该基体材料的表面上，并且在那里表现出光学和机械的表面效应。在本发明中，现已发现，对于颗粒宽度(X。min)从0.35mm至1.4mm的颗粒组分(松散填充(Schiittung))的矿物装饰颗粒，在Q3累积分布中，不大于0.65的X5tl球形度已经足以实现装饰颗粒的表面效果。装饰颗粒的球形度(也被称为圆度)是通过由装饰颗粒表面积(FRicheninhdt)与其周长之间的比值来定义的。装饰颗粒的球形度或圆度偏离球体(理想的圆形物体)的形状越大，这个值从I开始变得越小。球形度越小，撒播到该层中的装饰颗粒的穿透深度越小。球形度和粒径优选通过光学测量方法来确定。粒径是通过单个颗粒的投影面积的光学记录和其最小宽度X。min的光学测定来确定。同时光学记录单个颗粒的球形度。
[0008]装饰颗粒是矿物来源的，并且在此的装饰颗粒优选包括花岗岩颗粒和/或云母。在弹性体基体材料的情况下，矿物颗粒可以产生有趣的色彩效果和有效的表面结构。此外，装饰矿物颗粒对地面覆层的摩擦系数产生有利的影响。特别地，装饰矿物颗粒改善弹性体地面覆层的防滑特性。
[0009]此外特别地，花岗岩颗粒和云母颗粒具有与刚玉颗粒比相对软的优势。因此，可以使用常规的切割机来切割根据本发明设置颗粒的地面覆层。在这方面，已经发现莫氏硬度小于7的矿物颗粒是特别有利的。
[0010]在一个有利的实施例中，装饰颗粒在地面覆层的表面上的覆盖率为大于2%，优选大于5%。2%的覆盖率是指本发明的类型的装饰颗粒覆盖朝向房间的地面覆层表面的2%。已经发现当覆盖率为至少2%时，装饰颗粒具有显著的光学和机械的表面效果。覆盖率是通过光学图像分析确定的，其中首先扫描地面覆层的表面或对所述表面拍数码照片，并且然后使用软件来分析由此记录的表面。
[0011]施用到地面覆层的表面上的装饰颗粒组分的平均颗粒宽度可以是最多2mm，优选最多1.5mm。特别优选使用颗粒直径为从0.1mm至2mm的装饰颗粒的组分。由此将不同大小的装饰颗粒施用到基体材料，从而产生地面覆层的一种特别有利的光学效果以及特别有利的机械特性。光学效果通过由花岗岩颗粒和云母颗粒组成的混合装饰颗粒组分被进一步提高。
[0012]基体材料优选由含有丁二烯单体的橡胶组成。已经证明腈-丁二烯橡胶(NBR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)和天然橡胶(NR)在地面覆层的生产中是特别成功的。然而，也有可能从乙烯-丙烯-二烯橡胶(EPDM)、丁二烯橡胶(BR)、或异戊二烯橡胶(IR)、或从上述材料的混合物生产基体材料。特别地，所产生的具有本发明的装饰颗粒的地面覆层具有有利的光学和机械特性。
[0013]关于矿物装饰颗粒的耐久粘结，已经发现有利的是未硫化的基体材料的门尼粘度为从 60 至 160ML( I+4/100°C )，优选从 100 至 140ML( l+4/100°C )。门尼粘度是根据 DIN53523来确定的。“ML (l+4/100°C)”是指粘度是根据DIN53523使用标准转子，一分钟的预热时间，以及四分钟的测试时间，在试验腔室中在100°C的试验温度下测量的。
[0014]当硫化基体材料的硬度为从75至96肖氏A，优选从85至96肖氏A，并且硫化基体材料的断裂伸长率是从30%至750%，优选从50%至150%时，地面覆层具有很长的使用寿命以及良好的铺设能力。在此已经发现将矿物颗粒粘结到基体材料的基质中即使在高伸长率下也是牢固的。
[0015]在用于生产如上所述的地面覆层的本发明的方法中，首先提供弹性体基体材料并将其转换为板状的形式，然后将球形度小于或等于0.65的装饰矿物颗粒撒播到基体材料的表面上，并且为了硫化，将设置有装饰颗粒的基体材料引入硫化设备。出人意料地，在此已经发现，尽管将装饰颗粒施用到基体材料之后是组合的热处理和压力处理，并且尽管密度小于3kg/dm3的装饰矿物颗粒是在硫化过程中被压入基体材料的基质中，然而它们最多被基体材料很小程度地覆盖，并且因此它们是机械和光学有效的。特别地，与上述橡胶弹性体材料有关，在硫化的开始期间，恰在交联所述材料之前加热过程中，至少在短时间内向低粘度相转化的程度是出人意料的。因此以前可能一直预期，甚至低密度的装饰矿物颗粒在硫化过程中沉入基体材料的基质中。
[0016]在一种优选的方法中，硫化发生在一个连续的过程。在连续硫化中，将处于薄片形式的基体材料引入薄片硫化系统，该系统具有可加热的辊以及围绕该辊的可张紧的钢带。将基体材料在钢带与辊之间引入该薄片硫化系统，并且在该系统中在围绕该辊绕转的过程中被硫化。在此钢带将基体材料压在辊上并将其压缩，并且矿物颗粒也在此被压入基体材料。将矿物颗粒恰在硫化之前撒播到基体材料的表面上。
[0017]在撒播过程之前和期间，有利的是进行装饰矿物颗粒的静电放电。对于这一点，可以将装饰矿物颗粒沿用于静电放电的设备引导，例如放电条，和/或将基体材料与这种类型的设备接触。装饰矿物颗粒具有相对小的尺寸和质量，而因此静电作用是有效的，并且能够引起颗粒之间的彼此吸引或排斥。而这又进而导致所不希望的不均匀的颗粒分布。如果装饰矿物颗粒是静电放电的，则在地面覆层的表面上获得了更均匀分布的装饰颗粒。
[0018]硫化之后可以将基体材料切割至一定尺寸。处于薄片形式的基体材料可以因此被转换为板的形式，或者可以被横向切割成一定的尺寸。鉴于这点，有利的是使用小于7的低莫氏硬度的矿物装饰颗粒，例如花岗岩颗粒或云母颗粒，因为这些可以通过常规的切割机进行切割。硬颗粒(例如由刚玉或碳化硅制成的)导致由硬度造成的切割刀片的过早磨损。
[0019]本发明的地面覆层的一些实施例在下面更详细地说明。附图示意性示出:
[0020]图1以俯视图示出了地面覆层；
[0021]图2示出了用于生产地面覆层的方法；
[0022]图3示出了颗粒分布的第一累积曲线；
[0023]图4示出了另一颗粒分布的另一累积曲线。
[0024]图1示出了包含由弹性体材料制成的板状的基体材料2的地面覆层I。在本实施例中，基体材料包含SBR。该基体材料2设置有由花岗岩和云母制成的装饰矿物颗粒3。在此该装饰颗粒3是这样形成的，使得下文所述的粒径组分的圆度的统计分布具有在Q3累积分布中0.65的X50球形度。施用到地面覆层的颗粒组分的装饰颗粒3是由花岗岩和云母组成，并且是在地面覆层I的表面4上可见的，并且具有从0.1mm至2mm的平均颗粒宽度。颗粒宽度是通过记录颗粒的投影并确定它的最小宽度来光学地测定的。这个最小宽度X。min被用于颗粒宽度分类。装饰颗粒3的施用量以这种方式选择，使得装饰颗粒3在地面覆层I的表面4的覆盖率为大于2%，优选大于5%。在本实施例中，覆盖率在2.4%的范围内。形成基体材料的粗物质(SBR)具有120ML (l+4/100°C)的门尼粘度。基体材料(SBR)具有在从90至95肖氏A范围内的硬度和从100%至150%范围内的断裂伸长率。在此已经发现，将装饰颗粒粘结到基体材料的基质中即使在高机械压力下也是安全的。
[0025]图2示出了一种用于生产地面覆层的装置。在此，首先提供了基体材料2的原料，并且然后将其转换为薄片的形式。对于这一点，原料(例如SBR的原料)是在捏合机中混合，并将所得到的原物质引入压延机，其辊安排将原料辊轧成薄片的形式。在压延过程中夹杂的气泡也从原料中排出。将形成基体材料2的以薄片形式提供的此材料引入用于连续硫化(即用于交联弹性体材料)的设备中。该设备可以被设计为用于连续或不连续地硫化，但此图中示出了在设计为薄片硫化系统的设备中的连续硫化。
[0026]在引入硫化过程之前，上述矿物装饰颗粒撒播到基体材料上，并且为了静电放电的目的，在此将矿物颗粒沿一个放电条引导。[0027]对于连续硫化，薄片硫化系统包括一个可加热的辊，一条可张紧的钢带围绕其圆周的一部分。钢带被引导到辊轮上，并与该可加热的辊一起转动。将基体材料2引入在钢带与辊之间的间隙用于硫化，连续地围绕该辊绕转，并且然后被除去。薄片硫化系统是这样建立的，使得基体材料2在系统中保留五分钟，在此硫化温度为180°C。硫化作用交联该材料，并由此产生橡胶弹性体特性。在将基体材料2引入到辊与钢带之间的间隙中之后，立即将装饰颗粒压入基体材料，在此这些颗粒被压入基体材料的方式是这样，使得装饰颗粒的投影以及因此其外部轮廓在地面覆层I的表面4保持可识别的。所启用的硫化将装饰颗粒形状配合且材料配合地结合到基体材料中。
[0028]在硫化后的冷却之后，将基体材料2切割成一定的尺寸以得到板材。
[0029]优选使用自动图像分析来确定球形度以及确定平均颗粒宽度。为了测量，将松散的颗粒施用到一个背面被照亮的板上。通过CCD相机记录遮挡住光的颗粒。然后将由CCD相机记录的图像传递到自动评估系统。圆度描述了颗粒图像的表面积与颗粒图像的周长之间的比值。球形颗粒的圆度为1，但随着从圆形偏差增大，数值接近于零。颗粒的圆度是由以下公式表示，其中A是装饰颗粒的投影面积而U是其周长:
【权利要求】
1.一种地面覆层(1)，包含薄片形或板形的并且由弹性体材料制成的基体材料(2)，其中该基体材料(2 )设置有矿物装饰颗粒(3 )，其特征在于该矿物装饰颗粒(3 )的密度不大于3kg/dm3。
2.如权利要求1所述的地面覆层，其特征在于，在Q3累积分布中，具有(X。min)在0.35mm与1.4mm之间颗粒宽度的颗粒组分的矿物装饰颗粒(3)的X50球形度为小于或等于0.65。
3.如权利要求1或2所述的地面覆层，其特征在于该矿物装饰颗粒(3)的莫氏硬度小于7ο
4.如权利要求1至3中任一项所述的地面覆层，其特征在于该矿物装饰颗粒(3)包括花岗岩颗粒和/或云母。
5.如权利要求1至4中任一项所述的地面覆层，其特征在于具有装饰颗粒(3)的该地面覆层(I)的表面(4)的覆盖率为大于2%，优选大于5%。
6.如权利要求1至5中任一项所述的地面覆层，其特征在于施用到该地面覆层(I)的颗粒组分的装饰颗粒(3)的平均直径为小于或等于2mm，优选小于或等于1.5mm。
7.如权利要求1至6中任一项所述的地面覆层，其特征在于该基体材料(2)包括含有丁二烯单体的橡胶。
8.一种用于生产如前述权利要求中任一项所述的地面覆层(I)的方法，其中首先提供该弹性体基体材料(2)并将其转换为薄片或板的形式，然后将密度不超过3kg/dm3的矿物装饰颗粒(3 )撒播到该基体材料(2 )的表面(4 )上，并且将设置有这些装饰颗粒(3 )的基体材料(2)引入硫化设备以进行硫化。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于该硫化以连续过程进行。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在将这些矿物装饰颗粒(3)撒播到该基体材料(2)上的过程中，将这些矿物装饰颗粒(3)和/或该基体材料(2)引入用于静电放电的设备中。
11.如权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于将该基体材料(2)在硫化之后切割成一定的尺寸。
【文档编号】E04F15/16GK103874813SQ201280047687
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年9月21日 优先权日:2011年9月30日
【发明者】马里奥·克勒格尔, 安德列亚斯·阿尔布雷希特, 迪特尔·丽舍, 斯特凡·穆勒 申请人:诺亚系统有限公司