BE1019308A3

BE1019308A3 - METHOD FOR MANUFACTURING A PLATE-MADE PRODUCT AND A PLATE-MADE PRODUCT MANUFACTURED THEREOF

Info

Publication number: BE1019308A3
Application number: BE2011/0248A
Authority: BE
Inventors: Stijn Michel Vermeulen
Original assignee: Ivc N V
Priority date: 2011-02-01
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2012-05-08

Abstract

Een werkwijze wordt verschaft voor het vaardigen van een plaatvorming product met ten minste een bovenste beschermende PVC laag die wordt aangebracht op een aangrenzende laag met behulp van een coatingsstap en een daaropvolgende geleringsstap. De werkwijze omvat de extra stap van het, in de PVC laag, toevoegen van een initiator en een monomeer die gedurende de geleringsstap een cross-linkproces veroorzaken in de PVC laag, en waarbij de initiator een peroxide is.A method is provided for manufacturing a sheet forming product having at least one top protective PVC layer applied to an adjacent layer using a coating step and a subsequent gelling step. The method comprises the additional step of adding, in the PVC layer, an initiator and a monomer which cause a cross-link process in the PVC layer during the gelling step, and wherein the initiator is a peroxide.

Description

BeschrijvingDescription

Werkwijze voor het vervaardigen van een plaatvormig product en hierdoor vervaardigd plaatvormig productMethod for manufacturing a plate-shaped product and plate-shaped product manufactured thereby

De uitvinding heeft op de eerste plaats betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een plaatvormig product met ten minste een bovenste beschermende PVC laag die wordt aangebracht op een aangrenzende laag met behulp van een coatingsstap en een daaropvolgende geleringsstap.The invention relates in the first place to a method for manufacturing a plate-shaped product with at least one upper protective PVC layer which is applied to an adjacent layer by means of a coating step and a subsequent gelling step.

De aanduiding "plaatvormig product" kan verwijzen naar diverse producten, zoals vloerproducten, wandproducten, plafondproducten of dergelijke.The term "plate-shaped product" can refer to various products, such as floor products, wall products, ceiling products or the like.

De werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijk plaatvormig product met behulp van, ten minste, een coatingsstap en een daaropvolgende geleringsstap van de beschermende PVC laag, maakt in het algemeen gebruik van een PVC plastisol (die voorzien kan zijn van een PVC emulsie, eventueel voorzien van een extender-hars, een weekmaker, stabilisator, ontluchter en viscositeitsverlager). In een bekende situatie zal het gebruik van een dergelijke plastisol leiden tot een tamelijk zachte bovenste beschermende laag, vergeleken met een situatie waarin een dergelijke bovenste beschermende PVC laag wordt vervaardigd door kalander- en extrusietechnieken (in welk geval een PVC suspensie wordt gebruikt met een lager vloeistof- en weekmakerge-halte).The method for manufacturing such a plate-shaped product using, at least, a coating step and a subsequent gelling step of the protective PVC layer, generally uses a PVC plastisol (which may be provided with a PVC emulsion, optionally provided with extender resin, plasticizer, stabilizer, breather and viscosity reducer). In a known situation, the use of such a plastisol will lead to a rather soft upper protective layer, compared to a situation in which such an upper protective PVC layer is manufactured by calender and extrusion techniques (in which case a PVC suspension with a lower is used) liquid and plasticizer content).

Het is een doelstelling van de onderhavige uitvinding om een verbeterde werkwijze van het bovengenoemde type te verschaffen.It is an object of the present invention to provide an improved method of the above-mentioned type.

In overeenstemming met de onderhavige uitvinding wordt deze werkwijze gekenmerkt door de extra stap van het, in de PVC laag, toevoegen van een initiator en een monomeer die gedurende de geleringsstap een cross-linkproces veroorzaken in de PVC laag, en waarbij de initiator een peroxide is.In accordance with the present invention, this method is characterized by the additional step of adding, in the PVC layer, an initiator and a monomer that cause a cross-link process in the PVC layer during the gelation step, and wherein the initiator is a peroxide .

Het gebruik van een peroxide als initiator en een monomeer resulteert in de vorming van een extra dwarsverbindingspatroon in de bovenste beschermende PVC laag, hetgeen de eigenschappen van de genoemde laag verbetert (tot een niveau dat vergelijkbaar is met dat van een door kalander- en extrusietechnieken gevormde laag). In het bijzonder kan een zeer harde bovenste beschermende PVC laag worden verkregen die uitermate slijtvast is.The use of a peroxide as an initiator and a monomer results in the formation of an additional cross-linking pattern in the upper protective PVC layer, which improves the properties of the said layer (to a level comparable to that of a calender and extrusion techniques) low). In particular, a very hard top protective PVC layer can be obtained that is extremely wear-resistant.

In een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding wordt een peroxide toegevoegd met een zodanige ontbin-dingstemperatuur dat het cross-linkproces en de geleringsstap in hoofdzaak gelijktijdig optreden.In a preferred embodiment of the method according to the present invention, a peroxide is added with a decomposition temperature such that the cross-linking process and the gelling step occur substantially simultaneously.

Gedurende een dergelijke ontbinding ontbindt het peroxide in alkoxyradicalen en begint het cross-linkproces. Het gelijktijdig optreden van het cross-linkproces en de geleringsstap zal leiden tot een uiteindelijke bovenste beschermende PVC laag met optimale .eigenschappen. Indien het cross-linken (ten minste gedeeltelijk) reeds zou plaatsvinden voorafgaande aan de geleringsstap, zal de mate waarin de geleringsstap optreedt worden gereduceerd. Indien, daarentegen, het cross-linken (ten minste gedeeltelijk) zal plaatsvinden na de geleringsstap, zullen de resulterende dwarsverbindingen minder compact zijn. Derhalve zullen in beide gevallen het cross-linkproces en de geleringsstap elkaar negatief beïnvloeden. Wanneer echter zowel het cross-linkproces als de geleringsstap in hoofdzaak gelijktijdig optreden, zullen beide als gewenst op een optimale wijze plaatsvinden.During such a decomposition, the peroxide decomposes into alkoxy radicals and the cross-linking process begins. The simultaneous occurrence of the cross-link process and the gelling step will lead to a final upper protective PVC layer with optimum properties. If cross-linking (at least in part) would already take place prior to the gelling step, the extent to which the gelling step occurs will be reduced. If, on the other hand, cross-linking (at least in part) will take place after the gelling step, the resulting cross-connections will be less compact. Therefore, in both cases, the cross-link process and the gelling step will negatively influence each other. However, if both the cross-link process and the gelling step occur substantially simultaneously, both will take place optimally as desired.

Als zodanig wordt in een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding een peroxide toegevoegd met een ontbindingstemperatuur in het bereik van 50°C tot 120°C. Gedurende een coatingsproces (en gele-ringsstap) dat wordt toegepast tijdens de vervaardiging van een plaatvormig product, worden reeds hoge temperaturen bereikt die de vereiste ontbinding veroorzaken.As such, in an embodiment of the method according to the invention, a peroxide is added with a decomposition temperature in the range of 50 ° C to 120 ° C. During a coating process (and gelling step) that is used during the manufacture of a plate-shaped product, high temperatures are already achieved which cause the required decomposition.

Bij voorkeur bezit het peroxide een ontbindingstemperatuur in het bereik van 80°C tot 90°C, hetgeen past bij bewerkingstemperaturen tussen 160°C en 190°C die corresponderen met de geleringstemperatuur van de gebruikte PVC plastisol.Preferably, the peroxide has a decomposition temperature in the range of 80 ° C to 90 ° C, which corresponds to processing temperatures between 160 ° C and 190 ° C corresponding to the gelling temperature of the PVC plastisol used.

In een de voorkeur genietende uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is het peroxide TBPIN (tert-butyl-peroxy-3,5,5-trimethylhexanoaat). Een dergelijk peroxide verschaft acceptabele eigenschappen. Het is echter denkbaar om andere peroxides te gebruiken. Een voorbeeld vormt TBPB (tert-butyl-peroxybenzoaat) dat eveneens zal leiden tot een gewenst cross-linken. Echter, tijdens ontbinding zal TBPB resulteren in twee alkoxyradicalen waarvan er één een carboxybenzyl-radicaal is dat, naast het initiëren van de monomeer, zal verdwijnen via twee mechanismen: H-abstractie onder vorming van carboxybenzeen en Co2-eliminatie waardoor benzyl-radicaal ontstaat gevolgd door H-abstractie onder vorming van benzeen. Wereldwijde normen verbieden of beperken echter de emissies van carboxybenzeen en benzeen, waardoor het gebruik van TBPB als peroxide minder gunstig is.In a preferred embodiment of the process of the present invention, the peroxide is TBPIN (tert-butyl peroxy-3,5,5-trimethyl hexanoate). Such a peroxide provides acceptable properties. However, it is conceivable to use other peroxides. An example is TBPB (tert-butyl-peroxybenzoate) which will also lead to a desired cross-linking. However, during decomposition, TBPB will result in two alkoxy radicals, one of which is a carboxybenzyl radical which, in addition to initiating the monomer, will disappear via two mechanisms: H abstraction with formation of carboxybenzene and Co2 elimination resulting in benzyl radical followed by H abstraction with formation of benzene. However, global standards prohibit or limit the emissions of carboxybenzene and benzene, making the use of TBPB as peroxide less favorable.

In een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het peroxide toegevoegd in een hoeveelheid van 0,1 tot 1,5 phr, bij voorkeur in een hoeveelheid van 0,4 tot 1 phr en het meest de voorkeur genietend in een hoeveelheid van 0,6 tot 0,8 phr. De afkorting "phr" staat voor delen per honderd delen hars. De hoeveelheid peroxide is belangrijk met betrekking tot, onder andere, de compatibiliteit in relatie met de toegevoegde hoeveelheid, de invloed op de reolo-gie van de plastisol (welke invloed moet worden geminimaliseerd) en zijn invloed op de thermische stabiliteit van de PVC plastisol. Testen kunnen worden uitgevoerd om de optimale hoeveelheid peroxide te bepalen, zoals een "pull to break" test die de kracht meet die vereist is om de bovenste beschermende PVC laag uiteen te trekken, een "scheurweerstand" test die de vereiste kracht meet voor het doen scheuren van de bovenste beschermende PVC laag of een vlektest waarbij de weerstand tegen permanente vlekvorming van de bovenste beschermende PVC laag wordt bepaald. Andere testen kunnen worden uitgevoerd ter bepaling van de invloed op andere eigenschappen, zoals bijvoorbeeld het vermogen van de bovenste beschermende PVC laag om te worden geëmbosseerd ter plaatse van een daaropvolgend embosseerstation.In an embodiment of the method according to the invention, the peroxide is added in an amount of 0.1 to 1.5 phr, preferably in an amount of 0.4 to 1 phr and most preferably in an amount of 0, 6 to 0.8 phr. The abbreviation "phr" stands for parts per hundred parts of resin. The amount of peroxide is important with regard, among other things, to the compatibility in relation to the amount added, the influence on the rheology of the plastisol (which influence must be minimized) and its influence on the thermal stability of the PVC plastisol. Tests can be performed to determine the optimum amount of peroxide, such as a "pull to break" test that measures the force required to pull the upper protective PVC layer apart, a "tear resistance" test that measures the required force for doing cracks of the upper protective PVC layer or a stain test where the resistance to permanent staining of the upper protective PVC layer is determined. Other tests can be performed to determine the influence on other properties, such as, for example, the ability of the upper protective PVC layer to be embossed at a subsequent embossing station.

In een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding is de monomeer een metha-crylaat-ester. Een dergelijke methacrylaat-ester verschaft de beste resultaten, onder andere op het terrein van UV-stabiliteit. Het is echter denkbaar om andere monomeren te gebruiken, zoals acrylaat-esters.In another embodiment of the method according to the invention, the monomer is a methacrylate ester. Such a methacrylate ester provides the best results, inter alia in the field of UV stability. However, it is conceivable to use other monomers, such as acrylate esters.

Bij voorkeur is dan de methacrylaat-ester een polyfunctionele methacrylaat-ester, en bij voorkeur een trifunctionele methacrylaat-ester. Hoe meer metha-crylaat-functies aanwezig zijn, des compacter zal het uiteindelijke cross-linken optreden en des te sterker zal de uiteindelijke bovenste beschermende PVC laag zijn.Preferably, the methacrylate ester is then a polyfunctional methacrylate ester, and preferably a trifunctional methacrylate ester. The more methacrylate functions are present, the more compact the final cross-linking will occur and the stronger the final upper protective PVC layer will be.

In een uitvoeringsvorm van een degelijke werkwijze is de trifunctionele methacrylaat-ester TMPT-MA (trimethylolpropaan-trimethacrylaat).In one embodiment of such a process, the trifunctional methacrylate ester is TMPT-MA (trimethylolpropane trimethacrylate).

Behalve de hoeveelheid peroxide zal ook de hoeveelheid monomeer een invloed hebben op de uiteindelijke bovenste beschermende PVC laag. Bij voorkeur wordt de monomeer toegevoegd in een hoeveelheid van 5 tot 50 phr, meer in het bijzonder in een hoeveelheid van 10 tot 35 phr en het meest de voorkeur genietend in een hoeveelheid van 15 tot 25 phr. Tijdens een eerste fase van het cross-linkproces zal de monomeer (bijvoorbeeld methacrylaat) functioneren als weekmaker of vis-cositeitsverlager. Van belang is dat de toegevoegde hoeveelheid monomeer geen negatieve invloed bezit op de reologie van de PVC plastisol. Derhalve kan de optimale hoeveelheid monomeer, onder andere, worden gebaseerd op reologiestudies.In addition to the amount of peroxide, the amount of monomer will also have an influence on the final upper protective PVC layer. Preferably, the monomer is added in an amount of 5 to 50 phr, more particularly in an amount of 10 to 35 phr, and most preferably in an amount of 15 to 25 phr. During a first phase of the cross-linking process, the monomer (e.g. methacrylate) will function as a plasticizer or viscosity reducer. It is important that the amount of monomer added has no negative influence on the rheology of the PVC plastisol. Therefore, the optimum amount of monomer can be based, among other things, on rheology studies.

Op de tweede plaats heeft de uitvinding betrekking op een plaatvormig product met ten minste een bovenste beschermende PVC laag die is vervaardigd onder gebruikmaking van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.Secondly, the invention relates to a plate-shaped product with at least one upper protective PVC layer made using the method of the present invention.

Een dergelijk plaatvormig product kan de vorm van een vloertegel of vloerplank bezitten, maar kan ook worden verschaft in een vorm voor toepassing op een wand of aan een plafond. Zijn geometrische vorm kan variëren (alhoewel, bij voorkeur, deze rechthoekig of vierkant zal zijn).Such a plate-shaped product can take the form of a floor tile or floor board, but can also be provided in a form for use on a wall or on a ceiling. Its geometric shape can vary (although, preferably, it will be rectangular or square).

Een voorbeeld van een dergelijk plaatvormig product kan, opeenvolgend, voorzien zijn van een rug-laag, een drager, een druklaag, een decoratieve bedruk-kingslaag en de bovenste beschermende PVC laag. Deze componenten van het plaatvormige product kunnen vervaardigd worden onder gebruikmaking van elke combinatie van verschillende technieken, zoals bijvoorbeeld coaten, lamineren, kalanderen en extruderen.An example of such a plate-shaped product can, successively, be provided with a backing layer, a carrier, a printing layer, a decorative printing layer and the top protective PVC layer. These components of the plate-shaped product can be manufactured using any combination of different techniques such as, for example, coating, laminating, calendering and extruding.

Behalve de bovenste beschermende PVC laag kunnen ook andere componenten van het plaatvormige pro- duet vervaardigd zijn uit of geïmpregneerd zijn met een kunststofmateriaal, bijvoorbeeld PVC. Tenslotte wordt opgemerkt dat het plaatvormige product tevens de vorm van een rol kan bezitten.In addition to the top protective PVC layer, other components of the plate-shaped product can also be made from or impregnated with a plastic material, for example PVC. Finally, it is noted that the plate-shaped product can also have the shape of a roll.

De onderhavige uitvinding verschaft een werk-wij ze die toestaat om onder gebruikmaking van een coa-tingstechnologie een plaatvormig product (zoals bijvoorbeeld een modulaire PVC vloertegel) te vervaardigen met een extreem slijtvaste bovenste beschermende PVC laag dat met betrekking tot zijn eigenschappen vergelijkbaar is met een plaatvormig product waarvan een dergelijke bovenste laag is geproduceerd door kalander-of extrusietechnieken. Een dergelijke gecoate bovenste laag kan gelamineerd zijn op, bijvoorbeeld, een PVC ruglaag ter verkrijging van een dergelijk uiteindelijk product met eigenschappen die vergelijkbaar zijn met die van een volledig gekalanderd product. Het gebruik van een gecoate bovenste laag staat de vervaardiging toe van een decoratieve bedrukkingslaag en bovenste laag tijdens een enkel continu proces, terwijl gedurende kalanderen de decoratieve bedrukkingslaag en de bovenste laag wprden vervaardigd gedurende twee aparte processen.The present invention provides a process which allows using a coating technology to manufacture a plate-shaped product (such as, for example, a modular PVC floor tile) with an extremely wear-resistant upper protective PVC layer that is comparable in its properties to a plate-shaped product of which such an upper layer has been produced by calender or extrusion techniques. Such a coated top layer can be laminated to, for example, a PVC backing layer to obtain such a final product with properties comparable to those of a fully calendered product. The use of a coated upper layer allows the manufacture of a decorative printing layer and upper layer during a single continuous process, while the decorative printing layer and the upper layer are produced during two separate processes during calendering.

Hierna zal de uitvinding worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening (figuur 1) die een schematische dwarsdoorsnede toont van een plaatvormig product in de vorm van een vloerproduct overeenkomstig de uitvinding.The invention will be explained below with reference to the drawing (figure 1) which shows a schematic cross-section of a plate-shaped product in the form of a floor product according to the invention.

Onder verwijzing naar de tekening is een uitvoeringsvorm van een vloerproduct volgens de onderhavige uitvinding in dwarsdoorsnede weergegeven (opgemerkt wordt dat deze dwarsdoorsnede niet noodzakelijkerwijs op schaal is en dat de relatieve afmetingen van zijn samenstellende delen kan verschillen van hetgeen getoond is). Dit vloerproduct bezit een eerste bovenste tussenproduct 1 en een tweede onderste tussenproduct 2 die afzonderlijk worden vervaardigd en daarna, bijvoorbeeld door een lamineerproces, worden samengevoegd.With reference to the drawing, an embodiment of a floor product according to the present invention is shown in cross-section (it is noted that this cross-section is not necessarily to scale and that the relative dimensions of its component parts may differ from what is shown). This floor product has a first upper intermediate product 1 and a second lower intermediate product 2 that are manufactured separately and then assembled, for example by a laminating process.

In de weergegeven uitvoeringsvorm bezit het eerste bovenste tussenproduct 1, opeenvolgend, een PVC plastisol ruglaag 3, een niet-geweven glasvezeldrager 4, een PVC plastisol druklaag 5, een decoratieve be-drukkingslaag 6 en een PVC (plastisol) beschermingslaag 7. Deze lagen zijn op elkaar geplaatst onder gebruikmaking van een meervoudig coatingsproces. Elke laag bezit zijn specifieke samenstelling, dikte, gewicht en functie in het uiteindelijke vloerproduct. De meest belangrijke bestanddelen van de plastisolen zijn PVC, vulmiddelen, plastificeerders, viscositeitregelaars, stabilisatoren en schuimmiddelen.In the embodiment shown, the first upper intermediate 1 has, successively, a PVC plastisol backing layer 3, a non-woven fiberglass support 4, a PVC plastisol printing layer 5, a decorative printing layer 6 and a PVC (plastisol) protective layer 7. These layers are superimposed using a multiple coating process. Each layer has its specific composition, thickness, weight and function in the final floor product. The most important components of the plastisols are PVC, fillers, plasticizers, viscosity regulators, stabilizers and foaming agents.

De bovenste beschermende PVC laag 7 wordt gecoat en vervolgens gegeleerd in overeenstemming met de onderhavige uitvinding terwijl een peroxide initiator en een monomeer worden toegevoegd, bij voorkeur TBPIN (tert-butyl-peroxy-3,5,5-trimethylhexanoaat) respectievelijk TMPTMA (trimethylolpropaan-trimethacrylaat) in de voorkeur genietende hoeveelheden van 0,6 tot 0,8 phr (delen per honderd delen hars) respectievelijk 15 tot 25 phr.The upper protective PVC layer 7 is coated and then gelled in accordance with the present invention while adding a peroxide initiator and a monomer, preferably TBPIN (tert-butyl-peroxy-3,5,5-trimethylhexanoate) and TMPTMA (trimethylolpropane). trimethacrylate) in preferred amounts of 0.6 to 0.8 phr (parts per hundred parts of resin) and 15 to 25 phr, respectively.

In de weergegeven uitvoeringsvorm bevat het tweede tussenproduct 2 een eerste compact gekalanderde ruglaag 8, een drager 9 (die vooraf gecoat kan zijn, bijvoorbeeld met een plastisol, ter verbetering van de hechting met de gekalanderde lagen) en een tweede compact gekalanderde ruglaag 10. Elk van de ruglagen 8 en 10 kan, indien vereist, diverse apart gekalanderde lagen (folies, maar ook schuimlagen) bevatten (bijvoorbeeld voor het bewerkstelligen van een vereiste minimale dikte) die aan elkaar zijn gelamineerd. De drager 9 kan een geweven of niet-geweven drager omvatten die gebaseerd kan zijn op glasvezelmateriaal.In the embodiment shown, the second intermediate product 2 comprises a first compact calendered backing layer 8, a carrier 9 (which may be pre-coated, for example with a plastisol, to improve adhesion with the calendered layers) and a second compact calendered backing layer 10. Each of the backing layers 8 and 10 may, if required, contain various separately calendered layers (films, but also foam layers) (for example, to achieve a required minimum thickness) that are laminated together. The carrier 9 may comprise a woven or non-woven carrier which may be based on glass fiber material.

De uitvinding is niet beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvormen die in ruime mate kunnen worden gevarieerd binnen het door de bij gevoegde conclusies bepaalde kader van de uitvinding.The invention is not limited to the embodiments described above which can be varied widely within the scope of the invention as defined by the appended claims.

Claims

A method for manufacturing a plate-shaped product with at least one upper protective PVC layer that is applied to an adjacent layer using a coating step and a subsequent gelling step, characterized by the additional step of adding, in the PVC layer, an initiator and a monomer that cause a cross-linking process in the PVC layer during the gelation step, and wherein the initiator is a peroxide.

The method of claim 1, wherein a peroxide is added with a decomposition temperature such that the cross-linking process and the gelling step occur substantially simultaneously.

The method of claim 2, wherein a peroxide is added with a decomposition temperature in the range of 50 ° C to 120 ° C.

The method of claim 3, wherein the peroxide has a decomposition temperature in the range of 80 ° C to 90 ° C.

The method of any preceding claim, wherein the peroxide is TBPIN (tert-butyl-peroxy-3,5,5-trimethyl hexanoate).

The method of any one of the preceding claims, wherein the peroxide is added in an amount of 0.1 to 1.5 phr.

The method of claim 6, wherein the peroxide is added in an amount of 0.4 to 1 phr.

The method of claim 7, wherein the peroxide is added in an amount of from 0.6 to 0.8 phr.

The method of any one of the preceding claims, wherein the monomer is a methacrylate ester.

The method of claim 9, wherein the methacrylate ester is a polyfunctional methacrylate ester.

The method of claim 10, wherein the polyfunctional methacrylate ester is a trifunctional methacrylate ester.

The method of claim 11, wherein the trifunctional methacrylate ester is TMPTMA (trimethylolpropane trimethacrylate).

The method of any one of the preceding claims, wherein the monomer is added in an amount of 5 to 50 phr.

The method of claim 13, wherein the monomer is added in an amount of 10 to 35 phr.

The method of claim 14, wherein the monomer is added in an amount of 15 to 25 phr.

A plate-shaped product with at least one upper protective PVC layer made using the method according to any of the preceding claims.

A plate-shaped product according to claim 16 in the form of a floor tile or floorboard.