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JP7254068B2 - 低温熱積層を使用してタイルを形成する方法 - Google Patents

低温熱積層を使用してタイルを形成する方法 Download PDF

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Description

関連出願への参照
本出願は、2017年8月16日に申請された米国仮出願第62/546,178号に対する優先権の利益を主張する。
従来の弾力性のある(柔軟な)床タイルは、典型的には、装飾フィルムの下に位置する高充填されたベース層で構成され、それはさらにトップコートで覆われた透明な摩耗層で覆われる。現在、これらの従来のタイルには、上記の様々な層の主要成分として、ポリ塩化ビニル(PVC)などのビニルポリマーが使用されている。典型的には、「PVC配合」は、PVCにより柔軟性を与えるために可塑剤を含有する。しかし、可塑剤の放出(タイルの製造中および最終使用中の両方)に関連する環境問題が存在する。また、「可塑化PVC」は、典型的には、リサイクル性が乏しく、簡単に再処理することはできない。また、PVCタイルは、燃焼されると、塩化水素などの危険なハロゲン含有燃焼生成物を排出する。また、非PVCタイルの場合、典型的には、例えば、摩耗層から装飾層へ、または装飾層からベース層へなどのタイルの層状セクションを1つに結合するには、タイ層または高温積層が必要とされる。タイ層を追加すると、材料コストの追加となり、余分なプロセスステップが必要になり、タイルを製造する全体的なコストが増加する。また、高い積層温度は、タイルの構成要素の収縮およびタイルのカールを引き起こし得る。
タイルを製造するためのプロセス、タイル構成、および/または積層プロセスは、以下の参考文献に記載されている:US9359773、US7426568、US5158641、US2015/0165748、US2012/0148849、US2008/0026197、US2007/0059515、US2002/015527、EP2878440A、EP955158A2、EP433060A2、EP0868995A2、EP1129844A1、WO2011/156215、WO2008/103887、WO2015/140682、WO2001/051724,GB2310631A、TW201416527A、JP1214429(要約)、および2016年6月21日に申請された国際出願第PCT/US16/038517号。
しかし、製造、最終使用、または燃焼中の排出物を排除するか、または大幅に低減する改善された床タイルの必要性が依然として存在する。加えて、タイルの装飾フィルムは、タイル構造体を劣化させることなく、良好な接着力で、摩耗層およびベース層に簡単に結合される必要がある。容易にリサイクルまたは再処理できるそのようなタイルがさらに必要である。これらの要件は、以下の発明により満たされた。
少なくとも以下の摩耗層状セクション、装飾層状セクション、およびベース層状セクションの層状セクションを備えるタイルを生産するための方法であって、
摩耗層状セクションが、以下の
A)少なくとも1つのオレフィン系ポリマーを含む組成物Aから形成された組成層Aを備え、
装飾層状セクションが、以下の
B1)プロピレン系ポリマーを含む組成物B1から形成された組成層B1と、
B2)オレフィン系ポリマーを含む組成物B2から形成された組成層B2と、を備え、
ベース層状セクションが、以下の
C)オレフィン系ポリマーを含む組成物Cから形成された組成層Cを備え、
本方法が、
i)T1の温度≦140℃で、組成層Aを組成層B1に熱積層するステップであって、
タイルの連続生産の場合、T1が、最大または同等の表面温度を有する組成層の表面の温度であり、タイルのバッチ生産の場合、T1が、2つの組成層の間の界面温度である、熱積層するステップと、
ii)T2の温度≦140℃で、組成層B2を組成層Cに熱積層するステップであって、
タイルの連続生産の場合、T2が、最大または同等の表面温度を有する組成層の表面の温度であり、タイルのバッチ生産の場合、T2が、2つの組成層の間の界面温度である、熱積層するステップと、を含む、方法。
摩耗層状セクション、装飾層状セクション、ベース層状セクションを含むタイルの例を図示する。この図に見られるように、摩耗層状セクションと装飾層状セクションとの間の界面にはタイ層はなく、装飾層状セクションとベース層状との間の界面にもタイ層はない。 装飾層状セクションを図示する。 装飾層状セクションを図示し、ここで、BOPPは2層を有する。 装飾層状セクションを図示し、ここで、BOPPは3層を有する。 装飾層状セクションを図示し、ここで、熱融着可能なオレフィン系フィルムは、単層PEフィルムである。 装飾層状セクションを図示し、ここで、熱融着可能なオレフィン系フィルムは、2層(PE系)を有する。 装飾層状セクションを図示し、ここで、熱融着可能なオレフィン系フィルムは、2層(PP系)を有する。 装飾層状セクションを図示し、ここで、3層および熱融着可能オレフィン系フィルムを有するBOPPは、3層(PE系)を有する。 装飾層状セクションを図示し、ここで、3層および熱融着可能オレフィン系フィルムを有するBOPPは、2層(PP系)を有する。 摩耗層状セクションが単層であり、装飾層状セクションが図8と同じであり、ベース層状セクションが単層であるタイルを図示する。 摩耗層状セクションが2層を有し、装飾層状セクションが図8と同じであり、ベース層状セクションが単層であるタイルを図示する。 摩耗層状セクションが2層を有し、装飾層状セクションが図8と同じであり、ベース層状セクションがサンドイッチ構造(POE系層/ガラス不織布/POE系層)を有するタイルを図示する。 摩耗層状セクションが2層を有し、装飾層状セクションが図8と同じであり、ベース層状セクションがサンドイッチ構造(PP系層/ガラス不織布/PP系層)を有するタイルを図示する。 タイルの連続商業生産を図示する。 ベース層状セクションを形成するための押し出し機を使用するタイルの連続商業生産を図示する。 異なるプレート温度でのT1プロファイルを示す。 異なるプレート温度でのT2プロファイルを示す。 異なるプレート温度でのタイル積層中のT1/T2プロファイルを示す。 本発明のタイル1の構造を図示する。 本発明のタイル2の構造を図示する。
タイルを形成するための新しい方法が発見され、結果、新しいタイル構造体がもたらされた。本方法は、低温での熱積層を使用し、摩耗層状セクションと装飾層状セクションとの間のタイ層の使用、および装飾層状セクションとベース層状セクションとの間のタイ層の使用を回避する。
少なくとも以下の摩耗層状セクション、装飾層状セクション、およびベース層状セクションの層状セクションを備えるタイルを生産するための方法であり、
摩耗層状セクションが、以下の
A)少なくとも1つのオレフィン系ポリマーを含む組成物Aから形成された組成層Aを備え、
装飾層状セクションが、以下の
B1)プロピレン系ポリマーを含む組成物B1から形成された組成層B1と、
B2)オレフィン系ポリマーを含む組成物B2から形成された組成層B2と、を備え、
ベース層状セクションが、以下の
C)オレフィン系ポリマーを含む組成物Cから形成された組成層Cを備え、
本方法が、
i)T1の温度≦140℃で、組成層Aを組成層B1に熱積層するステップであって、
タイルの連続生産の場合、T1が、最大または同等の表面温度を有する組成層の表面の温度であり、タイルのバッチ生産の場合、T1が、2つの組成層の間の界面温度である、熱積層するステップと、
ii)T2の温度≦140℃で、組成層B2を組成層Cに熱積層するステップであって、
タイルの連続生産の場合、T2が、最大または同等の表面温度を有する組成層の表面の温度であり、タイルのバッチ生産の場合、T2が、2つの組成層の間の界面温度である、熱積層するステップと、を含む、方法。
上記の方法は、本明細書に記載の2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。
タイルは、摩耗層状セクション、装飾層状セクション、およびベース層状セクションの3つの層状セクションを備える。これらの層状セクションの各々は、1つ以上の組成層を備え得る。
各層状セクションは、本明細書に記載の2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。
一実施形態では、ステップi)について、T1≦135℃、または≦130℃、または≦125℃、または≦120℃、または≦115℃である。一実施形態では、ステップi)について、T1≧80℃、または≧85℃、または≧90℃、または≧95℃、または≧100℃である。
一実施形態では、ステップi)について、熱積層は、≧10psi、または≧15psi、または≧20psiの圧力で起こる。一実施形態では、熱積層は、10psi~100psi、または15psi~90psi、または20psi~80psiの圧力で起こる。一実施形態では、熱積層は、30psi~100psi、または40psi~90psi、または50psi~80psiの圧力で起こる。
一実施形態では、ステップii)について、T2≦135℃、または≦130℃、または≦125℃、または≦120℃、または≦115℃である。一実施形態では、ステップii)について、T2≧80℃、または≧85℃、または≧90℃、または≧95℃、または≧100℃である。
一実施形態では、ステップii)について、熱積層は、≧10psi、または≧15psi、または≧20psiの圧力で起こる。一実施形態では、熱積層は、10psi~100psi、または15psi~90psi、または20psi~80psiの圧力で起こる。一実施形態では、熱積層は、30psi~100psi、または40psi~90psi、または50psi~80psiの圧力で起こる。
一実施形態では、ステップi)は、ステップii)の前に起こる。
一実施形態では、ステップi)およびステップii)は、同時に起こる。
一実施形態では、ステップii)は、ステップi)の前に起こる。
一実施形態では、ABS(T1-T2)≦40℃、または≦30℃、または≦20℃であり、ここで、ABS(T1-T2)は、T1とT2との間の温度の絶対差である。
一実施形態では、組成層B2中のオレフィン系ポリマーは、≦120℃、または≦115℃、または≦110℃、または≦105℃、または≦100℃のTmを有する。
一実施形態では、摩耗層状セクションと装飾層状セクションとの間の界面にタイ層はなく、装飾層状セクションとベース層との間の界面にもタイ層はない。
一実施形態では、組成物B1中のプロピレン系ポリマーは、プロピレン系インターポリマー(例えば、プロピレン/エチレンインターポリマーもしくはコポリマー、またはコポリマーのプロピレン/C4-C8アルファオレフィンインターポリマー)である。さらなる実施形態では、インターポリマーは、無配向である。
一実施形態では、組成物B1は、組成物B1の重量に基づいて、≧90重量%、または≧95重量%、または≧98重量%のプロピレン系ポリマーを含む。
一実施形態では、組成物A中のオレフィン系ポリマーは、エチレン系ポリマーである。
一実施形態では、組成物A中のオレフィン系ポリマーは、プロピレン系ポリマーである。
一実施形態では、組成物Aは、組成物Aの重量に基づいて、≧90重量%、または≧95重量%、または≧98重量%のオレフィン系ポリマーを含む。
一実施形態では、タイルは、タイルの重量に基づいて、≦1.0重量%、または≦0.5重量%、または≦0.1重量%のポリエステルを含む。
一実施形態では、タイルは、タイルの重量に基づいて、≦1.0重量%、または≦0.5重量%、または≦0.1重量%のエチレン酢酸ビニルコポリマーを含む。
一実施形態では、タイルは、タイルの重量に基づいて、≦1.0重量%、または≦0.5重量%、または≦0.1重量%のポリ塩化ビニルを含む。
一実施形態では、タイルは、タイルの重量に基づいて、≦1.0重量%、または≦0.5重量%、または≦0.1重量%のポリウレタンを含む。
一実施形態では、タイルは、タイルの重量に基づいて、≦1.0重量%、または≦0.5重量%、または≦0.1重量%のフッ素化オレフィン系ポリマー(例えば、テトラフルオロプロピレンホモポリマー、テトラフルオロエチレンホモポリマー、またはテトラフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとのコポリマー)を含む。
一実施形態では、タイルは、タイルの重量に基づいて、≦1.0重量%、または≦0.5重量%、または≦0.1重量%の以下のポリマー:エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリ二塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、ポリカーボネート、エチレンアクリル酸コポリマー、重合スチレンを含むポリマーのうちの1つ以上を含む。
一実施形態では、タイルは、タイルの重量に基づいて、≦5重量%、または≦4重量%、または≦3重量%、または≦2重量%の無水物グラフト化および/またはカルボン酸グラフト化ポリマー(例えば、グラフト化エチレン系ポリマーまたはグラフト化プロピレン系ポリマー)を含む。さらなる実施形態では、無水物グラフト化および/またはカルボン酸グラフト化ポリマーは、無水物グラフト化および/またはカルボン酸グラフト化オレフィン系ポリマー(例えば、グラフト化エチレン系ポリマーまたはグラフト化プロピレン系ポリマー)である。一実施形態では、タイルは、タイルの重量に基づいて、≧0.1重量%、または≧0.2重量%、または≧0.5重量%、または≧1重量%の無水物グラフト化および/またはカルボン酸グラフト化ポリマー(例えば、グラフト化エチレン系ポリマーまたはグラフト化プロピレン系ポリマー)を含む。さらなる実施形態では、無水物グラフト化および/またはカルボン酸グラフト化ポリマーは、無水物グラフト化および/またはカルボン酸グラフト化オレフィン系ポリマー(例えば、グラフト化エチレン系ポリマーまたはグラフト化プロピレン系ポリマー)である。
一実施形態では、タイルは、タイルの重量に基づいて、≦10重量%、または≦9重量%、または≦8重量%、または≦7重量%、または≦6重量%、または≦5重量%、または≦4重量%の粘着付与剤(例えば、Eastman’s REGALITE R1090またはEASTOTAC H130R)を含む。一実施形態では、タイルは、タイルの重量に基づいて、≧0.1重量%、または≧0.2重量%、または≧0.5重量%、または≧1重量%の粘着付与剤(例えば、Eastman’s REGALITE R1090またはEASTOTAC H130R)を含む。
一実施形態では、タイルは、タイルの重量に基づいて、≦1.0重量%、または≦0.5重量%、または≦0.1重量%のスリップ剤(例えば、オレアミドおよびエルカミド)を含む。
一実施形態では、タイルは、タイルの重量に基づいて、≦1.0重量%、または≦0.5重量%、または≦0.1重量%のアリ遮断剤(例えば、二酸化ケイ素)を含む。
一実施形態では、タイルは、タイルの重量に基づいて、≦1.0重量%、または≦0.5重量%、または≦0.1重量%の金属箔(例えば、アルミニウム箔)を含む。
一実施形態では、タイルは、タイルの重量に基づいて、≦10.0重量%、または≦5.0重量%、または≦2.0重量%、または≦1.0重量%、または≦0.5重量%、または≦0.1重量%の泡(例えば、発泡ポリマー組成物)を含む。
一実施形態では、タイルは、≧2.0mm、または≧2.5mm、または≧3.0mm、または≧3.5mmの総厚さを有する。一実施形態では、タイルは、≦8.0mm、または≦7.0mm、または≦6.0mm、または≦5.0mmの総厚さを有する。一実施形態では、タイルは、2.0mm~5.0mmの厚さを有する。注、1mm=39.4ミル、および1mm=1000ミクロン。
一実施形態では、タイルは、80~150ミル、または80~120ミル、または80~100ミルの総厚さを有する。
一実施形態では、装飾層状セクションを除く各層状セクションは、≧20ミル(508ミクロン)、または≧30ミル(762ミクロン)、または≧40ミル(1016ミクロン)の厚さを有する。さらなる実施形態では、装飾層状セクションは、≧10ミクロン、または≧15ミクロン、または≧20ミクロンの厚さを有する。
一実施形態では、装飾層状セクションを除く各層状セクションは、≦197ミル(5000ミクロン)、または≦157ミル(4000ミクロン)、または≦118ミル(3000ミクロン)の厚さを有する。さらなる実施形態では、装飾層状セクションは、≦4ミル(101.6ミクロン)、または≦3ミル(76.2ミクロン)、または≦2ミル(50.8ミクロン)、または≦1.5ミル(38.1ミクロン)の厚さを有する。
一実施形態では、装飾層状セクションは、配向プロピレン系ポリマーを含む組成物から形成された反転印刷フィルム、およびオレフィン系ポリオレフィンフィルムを含む組成物から形成されたフィルムを備える。さらなる実施形態では、ベース層状セクションは、Tm<100℃を有するオレフィン系ポリマーを含む組成物から形成された組成物セクションを備える。さらなる実施形態では、この組成層は、層Cである。
一実施形態では、摩耗層状セクションは、0.5~30.0g/10分、または1.0~25.0g/10分のMFR(230℃/2.16kg)を有するプロピレン系ポリマーを含む組成物から形成されたフィルムを備える。さらなる実施形態では、この組成層は層Aである。
一実施形態では、摩耗層状セクションの最後の組成層と装飾層状セクションの最初の組成層との間に接着剤はなく、装飾層状セクションの最後の組成層とベース層状セクションの最初の組成層との間にも接着剤はない。
一実施形態では、本方法は、真空成形プロセスを含まない。真空成形プロセスは、タイル生産の少なくとも1つのステップで真空を適用することを含む。
一実施形態では、本方法は、ステップi)およびii)に加えて、追加の熱積層ステップが起こらないことを含む。
一実施形態では、本方法は、タイルのバッチ生産である。
一実施形態では、本方法は、タイルの連続生産である。
一実施形態では、ステップi)およびii)の各々において、少なくとも1つのIRヒーターを使用して、層状セクション表面をその融解点より上に加熱する。
一実施形態では、ステップi)およびii)の各々において、熱積層は、≦5秒、または≦4秒、または≦3秒で完了する。
一実施形態では、ベース層状セクションの組成層Cの表面にはプライマーは使用されず、装飾層状セクションの組成層B2の表面にもプライマーは使用されない。
一実施形態では、ベース層状セクションの組成層Cの表面には接着剤は使用されず、装飾層状セクションの組成層B2の表面にも接着剤は使用されない。
一実施形態では、本方法は、火炎積層プロセスを使用しない。
上の実施形態のいずれか1つ以上の方法から形成されたタイルも提供される。
一実施形態では、ベース層状セクションの厚さは、摩耗層状セクションの厚さより大きい。さらなる実施形態では、ベース層状セクションの厚さは、装飾層状セクションの厚さより大きい。
一実施形態では、ベース層状セクションの厚さは、摩耗層状セクションの厚さと装飾層状セクションの厚さとの合計より大きい。
タイルを備える床構造体も提供される。
タイルを備える屋根構造体も提供される。
タイルを備える建物構造体も提供される。
摩耗層状セクション
一実施形態では、組成物Aのオレフィン系ポリマーは、プロピレン系ポリマーである。さらなる実施形態では、組成物Aは、組成物Aの重量に基づいて、≧50重量%、または≧60重量%、または≧70重量%、または≧80重量%、または≧85重量%、または≧90重量%、または≧95重量%、または≧98重量%のプロピレン系ポリマーを含む。
一実施形態では、組成物Aのオレフィン系ポリマーは、エチレン系ポリマーである。さらなる実施形態では、組成物Aは、組成物Aの重量に基づいて、≧50重量%、または≧60重量%、または≧70重量%、または≧80重量%、または≧85重量%、または≧90重量%、または≧95重量%、または≧98重量%のエチレン系ポリマーを含む。
一実施形態では、摩耗層状セクションの組成層Aと装飾層状セクションの組成層B1との間にタイ層および接着剤はない。
一実施形態では、摩耗層セクションは、≧50%、または60%、または70%の透明度を有する。
一実施形態では、トップコートが摩耗層状セクションの露出表面に適用される。さらなる実施形態では、トップコートは、ポリウレタンを含む組成物から形成される。
一実施形態では、摩耗層の厚さは、6ミル~40ミル、好ましくは10~30ミル、より好ましくは15~25ミルの範囲である。
装飾層状セクション
一実施形態では、装飾層状セクションは、組成物B1の重量に基づいて、過半重量%のオレフィン系ポリマーを含む組成物B1から形成された組成層B1を備える。一実施形態では、組成物B1のオレフィン系ポリマーは、プロピレン系ポリマーである。さらなる実施形態では、組成物B1のオレフィン系ポリマーは、≦120℃、または≦115℃、または≦110℃、または≦105℃、または≦105℃のTmを有する。組成層B1は、摩耗層状セクションの組成層A(底表面)に熱結合されるであろう。
一実施形態では、装飾層状セクションは、組成物B2の重量に基づいて、過半重量%のオレフィン系ポリマーを含む組成物B2から形成された組成層B2を備える。一実施形態では、組成物B2のオレフィン系ポリマーは、エチレン系ポリマーである。一実施形態では、組成物B2のオレフィン系ポリマーは、プロピレン系ポリマーである。さらなる実施形態では、組成物B2のオレフィン系ポリマーは、≦120℃、または≦115℃、または≦110℃、または≦105℃、または≦105℃のTmを有する。組成層B2は、ベース層状セクションの組成層C(上表面)に熱結合されるであろう。
さらなる実施形態では、装飾層状セクションは、シーラント層を備える多層BOPPフィルムを備える。さらなる実施形態では、組成層B1は、多層BOPPフィルムのシーラント層である。さらなる実施形態では、シーラント層(組成層B1)は、PP系のシーラント層である。さらなる実施形態では、多層BOPPフィルムは、PP系シーラント層/hPP層/処理済みPP層で構成される3つの組成層を有し、ここで、組成層B1は、PPシーラント層である。PPシーラント層(組成層B1)は、LyondellBasellから入手可能なter-PP.ADSYL 5C30FおよびADSYL 6C30Fであり得、シーラント層(組成層B1)材料のter-PPとして使用され得る。あるいは、シーラント層(組成層B1)は、The Polyolefin Company (TPC),Singaporeにより供給されるter-PPであるCOSMOPLENE FL7641Lであり得る。あるいは、シーラント層(組成層B1)は、Braskemにより供給されるような100~120℃の広い融解ピークおよび133℃のピーク温度を有するRCP DS6D82などのランダムコポリマーPPであり得る。あるいは、シーラント層(組成層B1)は、The Dow Chemical Companyにより供給される104℃の融解ピークを有するVERSIFY3000などのPPベースのプラストマーであり得る。多層BOPPフィルムのバルク層(コア)であるhPP層は、LyondellBasell Industriesから入手可能なhPP MOPLEN HP522H、2.0のMFR、LyondellBasell Industriesから入手可能なhPP T28FE、2.8のMFR、およびExxonMobilから入手可能なhPP 4712E1、2.8のMFRなどのホモポリマーポリプロピレンから選択され得る。処理済みPP層は、hPP、ter-PP、またはランダムコポリマーPPから作製され得る。
そのような多層BOPPフィルムは、熱融着可能なBOPPフィルムとしてBOPP製造業者から購入され得る。好適な例は、Inteplast GroupのCHSシリーズおよびNWPシリーズの融着可能なBOPPフィルム、Toray Plastics(America)Inc.のTORAYFAN F62Wシリーズ(厚さの範囲)の融着可能なBOPPフィルム、ならびにImpex Global,LLC.のPG BTFシリーズ、TSSシリーズ、およびTSYシリーズの融着可能なBOPPフィルムである。好適な融着可能なBOPPフィルムは、Foshan Plastics Group Co.、Hainan Shiner Industrial Co.、およびShanghai Yilv Packaging Material Companyからも入手され得る。
組成層B1を備える多層BOPPフィルムは、10~100μm、より好ましくは15~80μm、およびより好ましくは15~60μmの範囲である。
一実施形態では、組成層B1を備える多層BOPPフィルムは、コロナ処理またはプラズマ処理される。処理は、処理済みPP層側で処理され、それにより、表面張力が最大42ダインになる。さらなる実施形態では、組成層B1を備える多層BOPPフィルムは、処理された側に反転印刷される。反転印刷は、透明な基材の裏面に印刷するプロセスであり、表面下印刷とも呼ばれ、反転画像を使用する。これは、印刷物を環境要因(湿度および光への露出など)および摩損により引き起こされる損傷から保護するのに有用である。さらに重要なことに、反転印刷を使用することにより、多層BOPPフィルム構造体のシーラント組成層B1は、摩耗層の底表面への熱積層に利用できる。さもなければ、摩耗層状セクションの「オレフィン系組成層」を有する表面印刷インクへの熱積層が問題になる。グラビアプロセスまたはフレキソプロセスの2つの印刷方法、およびニトロセルロース(NC)/ポリウレタン樹脂系インクが使用され得る。
一実施形態では、装飾層状セクションは、印刷インクパターンを含む反転印刷層を備え、ここで、この反転印刷層は、組成層B1と組成層B2との間に位置する。さらなる実施形態では、反転印刷層を備える装飾層状セクションは、接着剤(例えば、ポリウレタン接着剤)を使用して組成層B2に積層される。好適な接着剤には、ADCOTE 577(固形分70重量%)/ADCOTE 577B(固形分71重量%)、またはADCOTE 577/L87-124が含まれる。すべてのADCOTE製品は、The Dow Chemical Companyから供給される。接着剤系は、酢酸エチルで32重量%固形分に希釈される。あるいは、積層は、無溶媒接着積層、例えば、MOR-FREE無溶媒接着剤L75-191/CR85を使用して行われる。
さらなる実施形態では、組成層B2は、オレフィン系ポリマーから製作されたフィルムである。一実施形態では、組成層B2を備えるフィルムは、単層フィルムである。別の実施形態では、組成層B2を備えるフィルムは、B2としてシーラント組成層を備える多層フィルムである。シーラント組成層B2は、<120℃、より好ましくは<110℃、より好ましくは<100℃のTmを有する。組成層B2を備えるポリオレフィンフィルムは、キャストフィルムプロセスまたはインフレーションフィルムプロセスにより共押し出しされ得る。あるいは、組成層B2を備えるポリオレフィンフィルムは、一緒に積層され得る。組成層B2は、ベース層状セクションの組成層C(上表面)に熱結合されるであろう。組成層B2を備えるポリオレフィンフィルムの厚さは、10~100μm、より好ましくは20~80μmの範囲である。
一実施形態では、装飾層状セクションは、印刷インクパターンを含む反転印刷層を備える。さらなる実施形態では、摩耗層状セクションまたはベース層状セクションの一切の組成層と接触していないインクパターン。
一実施形態では、装飾層状セクションは、印刷インクパターンを含む反転印刷層を備え、ここで、反転印刷層は、エンボス加工されている。
一実施形態では、装飾層状セクションの組成層B2とベース層状セクションの組成層Cとの間にタイ層および接着剤はない。
組成層B1およびB2を備える装飾層状セクションの全体の厚さは、20~200μm、より好ましくは35~160μm、より好ましくは50~140μmの範囲である。
ベース層状セクション
一実施形態では、組成物Cのオレフィン系ポリマーは、プロピレン系ポリマーである。さらなる実施形態では、プロピレン系ポリマーは、Tm≦100℃を有する。さらなる実施形態では、組成物Cは、組成物Cの重量に基づいて、≧50重量%、または≧60重量%、または≧70重量%、または≧80重量%、または≧85重量%、または≧90重量%、または≧95重量%、または≧98重量%のプロピレン系ポリマーを含む。
一実施形態では、組成物Cのオレフィン系ポリマーは、エチレン系ポリマーである。さらなる実施形態では、エチレン系ポリマーは、Tm≦100℃を有する。さらなる実施形態では、組成物Cは、組成物Cの重量に基づいて、≧50重量%、または≧60重量%、または≧70重量%、または≧80重量%、または≧85重量%、または≧90重量%、または≧95重量%、または≧98重量%のエチレン系ポリマーを含む。
一実施形態では、ベース層状セクションの厚さは、≧1.0mm、または≧1.1mm、または≧1.2mmである。一実施形態では、ベース層状セクションの厚さは、≦6.0mm、または≦5.0mm、または≦3.0mmである。一実施形態では、ベース層状セクションの厚さは、1.0mm~6.0mm、または1.5mm~5.0mm、または2.0mm~4.0mmである。
一実施形態では、ベース層状セクションの厚さは、タイルの総厚さの≧20%、または≧25%、または≧30%、または≧35%、または≧40%を構成する。
一実施形態では、ベース層状セクションの厚さの装飾層状セクションの厚さに対する比は、≧20、または≧30、または≧40である。一実施形態では、ベース層状セクションの厚さの装飾層状セクションの厚さに対する比は、≦90、または≦85、または≦80である。一実施形態では、ベース層状セクションの厚さの装飾層状セクションの厚さに対する比は、20~80、または30~80、または40~80である。
一実施形態では、ベース層状セクションは、≧3の組成層、または≧4の組成層を備える。
一実施形態では、ベース層状セクションは、ベース層状セクションの重量に基づいて、40~70重量%、または50~70重量%、または60~70重量%の充填剤を含む。
一実施形態では、ベース層状セクションは、充填剤(例えば、CaCO)を含む組成物Cから形成される組成層C1を備える。さらなる実施形態では、ベース層状セクションは、ベース層状セクションの重量に基づいて、40~70重量%、または50~70重量%、または60~70重量%の充填剤を含む。
一実施形態では、ベース層状セクションは、不織ガラスを含む組成物C2から形成される組成層C2を備える。
一実施形態では、ベース層状セクションは、充填剤(例えば、CaCO)を含む組成物C1から形成される組成層C1を備える。さらなる実施形態では、ベース層状セクションは、不織ガラスを含む組成物C2から形成される組成層C2を備える。さらなる実施形態では、ベース層状セクションは、オレフィン系ポリマーおよび充填剤(例えば、CaCO)を含む組成物C3から形成される組成層C3を備える。さらなる実施形態では、組成層C1、C2、およびC3の厚さ比は、1.00~0.05~1.00である。さらなる実施形態では、ベース層状セクションは、ベース層状セクションの重量に基づいて、40~70重量%、または50~70重量%、または60~70重量%の充填剤を含む。
層状セクションに好適ないくつかのエチレン系ポリマー
好適なエチレン系ポリマーには、エチレン/アルファオレフィンインターポリマーおよびコポリマーなどのエチレン系インターポリマーが含まれる。好適なαオレフィンには、C-C20αオレフィン、および好ましくはC-C10αオレフィン、およびより好ましくはC-Cαオレフィンが含まれる。
一実施形態では、エチレン系ポリマーは、エチレン/アルファオレフィンコポリマーである。好適なαオレフィンには、C-C20αオレフィン、および好ましくはC-C10αオレフィンが含まれる。
一実施形態では、エチレン系ポリマーは、エチレン系インターポリマーである。一実施形態では、エチレン系インターポリマーは、インターポリマーの重量に基づいて、60重量%以上、さらに70重量%以上、さらに80重量%以上、さらに85重量%以上の重合エチレンを含む。さらなる実施形態では、エチレン系インターポリマーは、エチレン系コポリマーである。一実施形態では、エチレン系インターポリマーは、エチレン/アルファオレフィンインターポリマー、さらにエチレン/アルファオレフィンコポリマーである。好適なαオレフィンには、C-C20αオレフィン、および好ましくはC-C10αオレフィンが含まれるが、これらに限定されない。より好ましいα-オレフィンには、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、および1-オクテンが含まれ、さらにプロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、および1-オクテン、ならびにさらに1-ブテン、1-ヘキセン、および1-オクテンが含まれる。
一実施形態では、エチレン系ポリマーは、≧0.880g/cc、または≧0.890g/cc、または≧0.900g/cc、または≧0.910g/cc(1cc=1cm)の密度を有する。一実施形態では、エチレン系ポリマーは、≦0.950g/cc、または≦0.945g/cc、または≦0.940g/cc、または≦0.935g/cc、または≦0.930g/cc、または≦0.925g/cc、または≦0.920g/ccの密度を有する。一実施形態では、エチレン系ポリマーは、エチレン/アルファオレフィンインターポリマー、さらにエチレン/アルファオレフィンコポリマーである。好適なα-オレフィンが上に記載される。
一実施形態では、エチレン系ポリマーは、0.880g/cc~0.950g/cc、さらに0.890g/cc~0.940g/cc、さらに0.900g/cc~0.930g/ccの密度を有する。一実施形態では、エチレン系ポリマーは、エチレン/アルファオレフィンインターポリマー、さらにエチレン/アルファオレフィンコポリマーである。好適なα-オレフィンが上に記載される。
一実施形態では、エチレン系ポリマーは、0.900g/cc~0.935g/cc、さらに0.905g/cc~0.930g/cc、さらに0.910g/cc~0.925g/ccの密度を有する。一実施形態では、エチレン系ポリマーは、エチレン/アルファオレフィンインターポリマー、さらにエチレン/アルファオレフィンコポリマーである。好適なα-オレフィンが上に記載される。
一実施形態では、エチレン系ポリマーは、≧0.25dg/分、または≧0.5dg/分、または≧0.6dg/分、または≧0.7dg/分、または≧0.8dg/分、または≧0.9dg/分、または≧1.0dg/分、または≧1.2dg/分のメルトインデックス(I、2.16kg、190℃)を有する。一実施形態では、エチレン系ポリマーは、≦100dg/分、または≦50dg/分、または≦20dg/分、または≦10dg/分、または≦5.0dg/分のメルトインデックス(I、2.16kg、190℃)を有する。一実施形態では、エチレン系ポリマーは、エチレン/アルファオレフィンインターポリマー、さらにエチレン/アルファオレフィンコポリマーである。好適なα-オレフィンが上に記載される。
エチレン系ポリマーは、本明細書に記載の2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。エチレン系インターポリマーは、本明細書に記載の2つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。
層状セクションに好適なプロピレン系ポリマー
好適なプロピレン系ポリマーには、プロピレン/C4-C8α-オレフィンインターポリマーもしくはコポリマー、またはプロピレン/エチレンインターポリマーもしくはコポリマーなどのプロピレン系インターポリマーが含まれる。
一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、230℃および2.16kg負荷(ASTM D-1238)で、≧0.5dg/分、または≧1.0dg/分、または≧2.0dg/分のメルトフローレート(MFR)を有する。一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、230℃および2.16kg負荷(ASTM D-1238)で、または≦20dg/分、または≦15dg/分、または≦10dg/分のメルトフローレート(MFR)を有する。さらなる実施形態では、プロピレン系ポリマーは、プロピレン/C4-C8α-オレフィンインターポリマーもしくはコポリマー、またはプロピレン/エチレンインターポリマーもしくはコポリマーなどのプロピレン系インターポリマーである。
一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、DSCにより測定される場合、≦60重量%、または≦50重量%、または≦40重量%の総結晶化パーセントを有する。別の実施形態では、プロピレン系ポリマーは、DSCにより測定される場合、20~60重量%、または30~50重量%の総結晶化パーセントを有する。さらなる実施形態では、プロピレン系ポリマーは、プロピレン/C4-C8α-オレフィンインターポリマーもしくはコポリマー、またはプロピレン/エチレンインターポリマーもしくはコポリマーなどのプロピレン系インターポリマーである。
一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、≧0.860g/cc、または≧0.870g/cc、または≧0.875g/ccの密度を有する。一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、≦0.910g/cc、または≦0.905g/cc、または≦0.900g/cc、または≦0.895g/cc、または≦0.890g/ccの密度を有する。さらなる実施形態では、プロピレン系ポリマーは、プロピレン/C4-C8α-オレフィンインターポリマーもしくはコポリマー、またはプロピレン/エチレンインターポリマーもしくはコポリマーなどのプロピレン系インターポリマーである。
一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、0.860g/cc~0.910g/cc、または0.870g/cc~0.890g/cc、または0.880g/cc~0.890g/ccの密度を有する。さらなる実施形態では、プロピレン系ポリマーは、プロピレン/C4-C8α-オレフィンインターポリマーもしくはコポリマー、またはプロピレン/エチレンインターポリマーもしくはコポリマーなどのプロピレン系インターポリマーである。
一実施形態では、プロピレン系ポリマーは、DSCにより測定される場合、100℃~140℃、または100℃~130℃、または100℃~120℃の融解温度(T)を有する。さらなる実施形態では、プロピレン系ポリマーは、プロピレン/C4-C8α-オレフィンインターポリマーもしくはコポリマー、またはプロピレン/エチレンインターポリマーもしくはコポリマーなどのプロピレン系インターポリマーである。
一実施形態では、プロピレン系インターポリマーは、2.0~5.0、または2.1~4.5、または2.2~4.0、または2.3~3.5、または2.4~3.0の分子量分布、M/Mを有する。さらなる実施形態では、プロピレン系ポリマーは、プロピレン/C4-C8α-オレフィンインターポリマーもしくはコポリマー、またはプロピレン/エチレンインターポリマーもしくはコポリマーなどのプロピレン系インターポリマーである。
プロピレン系ポリマーは、上の実施形態の2つ以上の特性の組み合わせを有し得る。プロピレン系インターポリマーは、上の実施形態の2つ以上の特性の組み合わせを有し得る。プロピレン系コポリマーは、上の実施形態の2つ以上の特性の組み合わせを有し得る。
組成物
組成物は、1つ以上の添加剤を含み得る。添加剤には、酸化防止剤、難燃剤、UV安定剤、可塑剤、着色剤、および充填剤(例えば、無機充填剤)が含まれるが、これらに限定されない。組成物はまた、2つ以上のポリマーも含み得る。好適なポリマーには、プロピレン系ポリマー(衝撃改質ポリプロピレン、アイソタクチックポリプロピレン、アタクチックポリプロピレン、およびランダムプロピレン/エチレンコポリマーの両方)、ポリスチレン、衝撃改質ポリスチレン、ABS、スチレン/ブタジエンブロックコポリマー、およびそれらの水素化誘導体(SBSおよびSEBS)、ならびに熱可塑性ポリウレタンが含まれる。
積層
上で示されるように、摩耗層状セクション(組成層A)、装飾層状セクション(組成層B1およびB2)、およびベース層状セクション(組成層C)のそれぞれの組成層は熱積層される。積層は、摩耗層状セクション(組成層A)、装飾層状セクション(組成層B1およびB2)、およびベース層状セクション(組成層C)のそれぞれの組成層が一度に積層される1つのステップで実行され得る。あるいは、上で示されるように、摩耗層状セクション、装飾層状セクション、およびベース層状セクションのそれぞれの組成層は、2つのステップで熱積層される。例えば、摩耗層状セクション(組成層A)および装飾層状セクション(組成層B1)が最初に積層され、次いで、装飾層状セクション(組成層B2)がベース層状セクション(組成層C)と積層される。あるいは、ベース層状セクション(C)および装飾層状セクション(B2)が最初に積層され、次いで、装飾層状セクション(B1)が摩耗層状セクション(A)と積層される。
積層は、Carver油圧プレスなどの圧縮成形機を使用して行われる。摩耗層状セクション、装飾層状セクション、およびベース層状セクションは、図1に従って一緒に積み重ねられ、熱積層される。あるいは、積層は、積層体の手動での搭載および取り出し用に設計されたEnergy L200A積層装置などの積層装置を使用して行われ得る。
あるいは、積層は、加熱された二本ロール積層装置または加熱されたニップロール積層装置を使用して実施され得る。同様に、摩耗層状セクション(A側)および装飾層状セクション(B1側)が最初に積層され、次いで、「摩耗層状セクション/装飾層状セクション」複積層体が、装飾層状セクションのB2側を使用して、ベース層状セクション(C側)と積層される。あるいは、ベース層状セクション(C側)および装飾層状セクション(B2側)が最初に積層され、次いで、「ベース層状セクション/装飾層状セクション」複積層体が、装飾層状セクションのB1側を使用して、摩耗層状セクション(A側)と積層される。移動するウェブがニップセクションに入ると、それは積層される。ニップロールの温度は、70℃~140℃に設定され得る。界面の温度は、界面に熱電対を配置することにより測定される。界面の温度は、非接触赤外線温度計を使用しても測定され得る。あるいは、熱積層される構成要素の表面は、IRヒーターまたは他の放射ヒーターにより、70℃~140℃などの所望の温度に加熱され得る。ニップ圧力は、手動またはエアシリンダーを用いる空気圧で制御され得る。典型的な圧力範囲は、10~100psiである。熱のほとんどは、クロムメッキされたチルロールにより積層体から除去される。
摩耗層状セクション、装飾層状セクション、およびベース層状セクションを含む最終積層体は、厚さが1.0~7.5mm、より好ましくは2.0~5.0mmの範囲である。
タイルの商業規模生産
図14および15は、タイルを作製するために使用され得る例示的な商業プロセスの概略図である。図14は、前述のベース層状セクション、装飾層状セクション、および摩耗層状セクション(すべてロールストック形態)の連続積層、それに続く従来のタイル構造体でしばしば使用されるトップコートの任意の添加を伴う製造方法を示す。図14は、アンワインドスタンドから巻き戻されてニップロールアセンブリに送られるベース層状セクション(「ベース層」)および装飾層状セクション「装飾層」)を示し、ここで、2つの層が一緒に熱積層される。そのような巻き戻しスタンドは、フィルムおよびシート産業では一般的であり、典型的には、張力制御システムを有する。このファイリングで前述したように、両方の層状セクションがニップに送られ、圧力がかけられる。融着表面は、赤外線(または、他の放射)ヒーターのバンクで予熱される。DAYTON 3E134商業用赤外線ヒーター、NG、90,000はそのようなヒーターの例である。ヒーターの直後には、所望の熱積層温度に基づいて、それらのヒーターを制御する温度検知デバイスがある。これらのデバイスの例は、フルーク耐久高温赤外線パイロメーターであり、これは、利用可能なスペースおよび必要な精度に基づいて、そのような生産ライン用にしばしばカスタム設計される。駆動ローラーは、プロセス中に層状セクションを引っ張り、さらに積層に必要な場所で圧力を維持するために使用される。ベース層状セクションおよび装飾層状セクションが一緒に熱積層された後、積層構造体は、同様の駆動ニップセットアップで摩耗層状セクションに接合される。摩耗層状セクションおよび「ベース/装飾」積層体の両方は、最初の積層ステップの前に使用されたのと同じ赤外線セットアップで予熱される。これらの連続積層は、3つの層状セクションすべてを1つに組み合わせて、オレフィン系弾性タイルにするのに機能する。
任意に、3層構造体は、トップコーティングされ得る。製品の初期審美性を提供し、摩耗層状セクションを超えて保護を層全体に提供するために、ウレタンアクリレートがしばしば添加される。これらのトップコートは、保護をさらに強化するために、酸化アルミニウムなどの硬化剤をしばしば含有する。それらは、しばしばUV硬化される。そのようなトップコートの例は、Akzo Nobelの977-113PHOTOGLAZE(登録商標)UVコーティングである。追加のプライマーおよびコロナ処理ステーションは、場合により、トップコートを複合構造体に接着させるために必要になり得るため、図14に含まれる。その構造体は、大型ワインダーで巻き取られるか、または単にラインの端に配置されたテーブルカッターでサイズに合わせて切断され、販売用にパッケージ化される。張力をかけたアンワインドスタンド、駆動ニップロールの詳細は、図14および15に示されるもののようなライン全体の商業用ターンキーパッケージの一部であることが多く、Ulbrecht(Germany)またはRodolpho Cammerio(Italy)などの機器サプライヤーにより提供される。したがって、製造中、最終使用中、または燃焼中の排出物を排除または大幅に低減する、改善された床タイルが生産される。さらに、タイルの装飾フィルムは、タイル構造体を劣化させることなく、摩耗層およびベース層に簡単に結合される。容易にリサイクルまたは再処理され得るこれらのタイル。
定義
反対の記載がない限り、すべての試験方法は、本開示の提出日現在のものである。
本明細書で使用される場合、「タイル」という用語は、摩耗層状セクション、装飾層状セクション、およびベース層状セクションを備える構造体を指す。好ましくは、タイルは、≧1.5mm、さらに≧1.8mm、さらに≧2.0mm、さらに≧2.2mm、さらに≧2.5mm、さらに≧2.8mm、さらに≧3.0mmの総厚さを有する。
本明細書で使用される場合、「摩耗層状セクション」という用語は、装飾層状セクションの最上部の組成層と接触している(表面対表面接触)タイル構造体のセクションを指す。摩耗層状セクションは、装飾層状セクションを保護するために使用される。トップコート(例えば、ポリウレタンフィルム)は、摩耗層状セクションの露出表面に適用され得る。
本明細書で使用される場合、「装飾層状セクション」という用語は、摩耗層状セクションとベース層状セクションとの間に位置するタイル構造体の部分を指す。装飾層状セクションは、典型的にはインクパターンを含む。
本明細書で使用される場合、「ベース層状セクション」という用語は、装飾層状セクションの最下部の組成層と接触している(表面対表面接触)タイルのセクションを指す。
本明細書で使用される場合、「組成層」という用語は、組成物から形成された1つのフィルム層を指す。フィルム層は、2つ以上の隣接する(表面対表面)部分層(例えば、2つ以上の隣接する押し出し部分層、または2つ以上の隣接するキャスト部分層、または2つ以上の隣接する吹き込み部分層)を含み得、ここで、各層は同じ組成物から形成される。例えば、「7つの押し出し機」システムは、A/BB/C/DD/E構造などの5つの組成層、またはAA/BBB/CC構造などの3つの組成層を形成するために使用され得る。
本明細書で使用される場合、「熱積層すること」、「熱積層」、または同様の用語は、熱および圧力の適用により2つの表面を接着するプロセスを指す。
本明細書で使用される場合、「配向ポリマー」という用語は、各方向がポリマーの押し出しに対する縦方向および/または横方向へのポリマーの延伸を指す。
本明細書で使用される場合、「配向フィルム」という用語は、各方向がフィルムの押し出しに対する縦方向および/または横方向におけるフィルムの延伸を指す。
本明細書で使用される場合、「タイ層」という用語は、官能化ポリマー(例えば、無水マレイン酸グラフト化オレフィン系ポリマー、エチレン/酢酸ビニルコポリマー、エチレン/アクリル酸メチルコポリマー、またはエチレン/アクリル酸エチルコポリマー)を含む組成物から形成された組成層を指す。官能化ポリマーは、少なくとも1種類のヘテロ原子(例えば、酸素)を含む。
本明細書で使用される場合、「タイルの連続生産」という語句は、層状セクションが1つ以上の積層ユニットに連続的に送られ、得られたタイルが積層ユニット(複数可)から連続的に除去されるタイルの製造を指す。得られたタイルは、スプールに巻き付けられるか、またはタイルのスラブに切断され積み重ねられ得る。
本明細書で使用される場合、「タイルのバッチ生産」という語句は、層状セクションが最初に積み重ねられて、プレタイルを形成し、プレタイルが熱積層(バッチ積層)されて、タイルを形成するタイルの製造を指す。
バッチプロセスの場合、界面温度は、積層プロセスの圧縮段階における2つの組成層の間の定常状態温度を指す。
連続プロセスの場合、組成層の表面の温度は、積層プロセスの最初の圧縮ステップの直前(典型的には、1フィート以内、および定常状態温度)に測定される。
反転印刷は、透明な基材の裏面に印刷するプロセスであり、表面下印刷とも呼ばれ、反転画像を使用する。これは、印刷物を環境要因(湿度および光への露出など)および摩損により引き起こされる損傷から保護するのに有用である。
本明細書で使用される場合、「組成物」という用語は、組成物を含む材料または材料の混合物、ならびに組成物の材料から形成された反応生成物および分解生成物を含む。典型的には、いずれの反応生成物および/または分解生成物も微量で存在する。
本明細書で使用される場合、「ポリマー」という用語は、同じ種類であろうと異なる種類であろうと、モノマーを重合することにより調製されたポリマー化合物を指す。したがって、ポリマーという一般用語は、ホモポリマーという用語(微量の不純物がポリマー構造に組み込まれ得るという理解の下で、1種類のモノマーのみから調製されたポリマーを指すために用いられる)、および以下で定義されるインターポリマーという用語を包含する。微量の不純物、例えば、触媒残留物が、ポリマー中および/またはポリマー内に組み込まれ得る。
本明細書で使用される場合、「インターポリマー」という用語は、少なくとも2つの異なる種類のモノマーの重合により調製されたポリマーを指す。したがって、インターポリマーという一般用語は、コポリマー(2つの異なる種類のモノマーから調製されたポリマーを指すために用いられる)、および3つ以上の異なる種類のモノマーから調製されたポリマーを含む。
本明細書で使用される場合、「オレフィン系ポリマー」という用語は、重合形態で、ポリマーの重量に基づいて、過半量のオレフィンモノマー、例えば、エチレンまたはプロピレンを含み、任意に、1つ以上のコモノマーを含み得るポリマーを指す。
本明細書で使用される場合、「プロピレン系ポリマー」という用語は、重合形態で、ポリマーの重量に基づいて、過半量のプロピレンモノマーを含み、任意に、1つ以上のコモノマーを含み得るポリマーを指す。
本明細書で使用される場合、「プロピレン系インターポリマー」という用語は、重合形態で、(インターポリマーの重量に基づいて)過半量のプロピレンモノマーおよび少なくとも1つのコモノマーを含むインターポリマーを指す。
本明細書で使用される場合、「プロピレン系コポリマー」という用語は、唯一の2つのモノマー種類として、重合形態で、(コポリマーの重量に基づいて)過半量のプロピレンモノマーおよびコモノマーを含むコポリマーを指す。
本明細書で使用される場合、「プロピレン/α-オレフィンインターポリマー」という用語は、重合形態で、(インターポリマーの重量に基づいて)過半量のプロピレンモノマーおよび少なくとも1つのα-オレフィンを含むインターポリマーを指す。
本明細書で使用される場合、「プロピレン/α-オレフィンコポリマー」という用語は、唯一の2つのモノマー種類として、重合形態で、(コポリマーの重量に基づいて)過半量のプロピレンモノマーおよびα-オレフィンを含むコポリマーを指す。
本明細書で使用される場合、「プロピレン/エチレンインターポリマー」という用語は、重合形態で、(インターポリマーの重量に基づいて)過半量のプロピレンモノマーおよびエチレンを含むインターポリマーを指す。
本明細書で使用される場合、「プロピレン/エチレンコポリマー」という用語は、唯一の2つのモノマー種類として、重合形態で、(コポリマーの重量に基づいて)過半量のプロピレンモノマーおよびエチレンを含むコポリマーを指す。
本明細書で使用される場合、「エチレン系ポリマー」という用語は、重合形態で、(ポリマーの重量に基づいて)過半量のエチレンモノマーを含み、任意に1つ以上のコモノマーを含み得るポリマーを指す。
本明細書で使用される場合、「エチレン系インターポリマー」という用語は、重合形態で、(インターポリマーの重量に基づいて)過半量のエチレンモノマーおよび少なくとも1つのコモノマーを含むインターポリマーを指す。
本明細書で使用される場合、「エチレン系コポリマー」という用語は、唯一の2つのモノマー種類として、重合形態で、(コポリマーの重量に基づいて)過半量のエチレンモノマーおよびコモノマーを含むコポリマーを指す。
本明細書で使用される場合、「エチレン/α-オレフィンインターポリマー」という用語は、重合形態で、(インターポリマーの重量に基づいて)過半量のエチレンモノマーおよび少なくとも1つのα-オレフィンを含むインターポリマーを指す。
本明細書で使用される場合、「エチレン/α-オレフィンコポリマー」という用語は、唯一の2つのモノマー種類として、重合形態で、(コポリマーの重量に基づいて)過半量のエチレンモノマーおよびα-オレフィンを含むコポリマーを指す。
用語「含む(comprising)」、「含む(including)」、「有する(having)」、およびそれらの派生語は、同じことが具体的に開示されているか否かに関わらず、任意の追加の構成要素、ステップ、または手順の存在を除外することを意図していない。疑念を避けるために、「含む」という用語の使用を通じて主張されるすべての組成物は、反対の記載がない限り、ポリマーであるか否かに関わらず、任意の追加の添加剤、アジュバント、または化合物を含み得る。対照的に、「から本質的になる(consisting essentially of)」という用語は、操作性に必須ではないものを除き、以降の任意の記述の範囲から任意の他の構成要素、ステップ、または手順を除外する。「からなる(consisting of)」という用語は、具体的に記載または列挙されていない構成要素、ステップ、または手順を除外する。
試験方法
密度
密度をASTM D-792に従って測定した。
メルトインデックス(I)およびメルトフローレート(MFR)
エチレン系ポリマーのメルトインデックス(2.16kg、190℃)をASTM D-1238に従って測定した。
プロピレン系ポリマーのMFR(2.16kg、230℃)をASTM D-1238に従って測定した。
示差走査熱量測定(DSC)(構成要素Aおよび構成要素B)
ポリマー(例えば、エチレン系(PE)ポリマー、およびプロピレン系(PP)ポリマー)の融解および結晶化挙動を測定するために示差走査熱量測定(DSC)を使用する。試料を最初に約175℃で融解プレス(25000lbsで約10秒間)して薄膜にし、次いで、室温まで冷却する。約5mg~8mgのポリマーフィルム試料をダイパンチで切断し、重量を量り、DSCパンに入れる。密閉された雰囲気を確保するために、蓋をパンに圧着する。試料パンを、窒素ガスでパージした較正済みDSCセルに入れ、次いで、およそ10℃/分の速度で、PEの場合180℃(PPの場合230℃)の温度に加熱する。試料をこの温度で3分間保持する。次いで、試料を10℃/分の速度で-40℃に冷却して、結晶化の痕跡を記録し、その温度で3分間等温に保持する。次に、完全に融解するまで、試料を10℃/分の速度で再加熱する。別途特に記載されない限り、ピーク融解点(Tm)を2番目の加熱曲線から決定し、吸熱の最大ピーク(強度)の温度に対応する。結晶化温度(Tc)を冷却曲線(ピークTc)から決定する。Tgを2番目の加熱曲線から測定し、変曲点遷移の中間点で決定する。
界面接着強度
界面接着強度を、50mmギャップ、25mm/分の速度のINSTRON試験装置(モデル5500R)上で、23℃での180°剥離に関するASTM F88/8F88-09に従う剥離強度試験により測定する。5つの標本のプラトーでの平均剥離力を報告する。
実験的
材料
Figure 0007254068000001
摩耗層状セクション(複組成層のうちの単一組成層)
RCPP1の重合
制御されたよく混合された反応器内で連続溶液重合を実行した。精製混合アルカン溶媒(Exxon Mobil,Inc.から入手可能なISOPAR E)、エチレン、プロピレン、および水素(使用する場合)を組み合わせて、52ガロンの反応器に送った。質量流制御装置により、反応器への供給を測定した。反応器に入る前に冷却された熱交換器の使用により、供給流の温度を制御した。ポンプおよび質量流量計を使用して、触媒成分溶液を計量した。反応器をおよそ550psigの圧力で液体を充填して実行した。反応器を出ると、水および添加剤をポリマー溶液に注入して、残りの重合反応を終了させた。溶媒および未反応モノマーを、反応器後の2段階脱揮プロセスであるポリマー溶液プロセス中に除去した。ポリマー融解を、水中ペレット化のためにダイにポンプで送った。さらなる詳細については、以下の表2および3aに記載した。
Figure 0007254068000002
本発明では、摩耗層状セクションは、3つの単軸押し出し機を備えたDr.Collin共押し出しキャストフィルムライン(Margot Machinery,Inc.)を使用する共押し出しキャストフィルムプロセスを介して製作される。各摩耗層状セクションの合計厚さは、およそ20ミルである。プロセス条件を、表4に報告する配合成分に基づいて、表3bに報告する。実施例W2の場合、5%のマスターバッチ(VERSIFY(商標)3000MB中の20%のAerosil9200(Evonikから入手可能))を使用して、RCPP1に1重量%のシリカを添加する。
Figure 0007254068000003
Figure 0007254068000004
装飾層状セクション
共押し出しプロセスを使用して製作された装飾層状セクション
この実施例では、各々およそ4ミル(101.6μm)の厚さを有する装飾層は、3つの単軸押し出し機を備えたDr.Collin共押し出しキャストフィルムライン(Margot Machinery,Inc.)上で共押し出しキャストフィルムプロセスを介して製作される。プロセス条件を表5に示す(表6に報告する配合成分に基づく)。
Figure 0007254068000005
Figure 0007254068000006
BOPPおよび接着積層を使用して製作された装飾層状セクション
ポリオレフィンフィルム(PO1)は、接着積層用に製作されている。およそ2ミル(50.8μm)の厚さを有するPO1フィルムは、3つの単軸押し出し機を備えたDr.Collin共押し出しキャストフィルムライン(Margot Machinery,Inc.)上で共押し出しキャストフィルムプロセスを介して製作される。プロセス条件を表7に示す(表8に報告する配合成分に基づく)。基材層(HDPE DMDC1210系)およびシーラント層(AFFINITY PL1280G)は、80/20の比率を有する。フィルム製作の前に、HDPE DMDC1210およびCaCO3(Imerysから入手可能なAtomite Grade)ブレンド(80/20、重量/重量)を、水浴およびストランドカッターシステムを備えたZSK-26の11個のバレル押し出し機を使用して混成する。
45umの厚さのBOPPフィルムCHS45T(BOPP1)は、Inteplast(Livington,NJ)から入手可能である。アクリル系インクを内面に使用して、BOPPフィルムの処理面に木目パターンがデジタル印刷されている。次いで、溶媒ベースのADCOTE HP接着剤(Adcote 577/L87-124、Dow Chemical)を使用して、印刷されたBOPPフィルムをPO1に積層する。接着積層は、反転印刷されたBOPPフィルムのインク側とPO1フィルムのHDPE側との間にある。この装飾層状セクションをD6としてコーディングする。最終的なフィルムの厚さは、約4ミルである。BOPPフィルムCHS45Tのシーラント層をB1として定義し、PO1フィルムのAFFINITY 1280G層をB2として定義する。
Figure 0007254068000007
Figure 0007254068000008
ベース層状セクション
ベース層状セクション(ベース1)は、充填エチレン系ポリマー(充填POE)で構成される。充填POEを、Wener-Pfleiderer ZSK-26の11個のバレル二軸押し出し機を使用して混成する。総スループットは、30lb/時間である。軸RPMは400であり、押し出し機の融解温度は186~190℃の範囲である。ベース1は、3つの単軸押し出し機を備えたDr.Collin共押し出しキャストフィルムライン(Margot Machinery,Inc.)を使用して、共押し出しキャストフィルムプロセスを介して調製されたおよそ40ミルの厚さを有する単層キャストシートである。押し出し機の条件を表9に報告する(表10に報告する配合成分に基づく)。所望の80ミルに到達するには、この材料の2つ以上のより薄い層を一緒に積層する必要が出てくるであろう。
Figure 0007254068000009
Figure 0007254068000010
ベース2は、ENGAGE8402ポリオレフィンエラストマーの代わりにVERSIFY4200プロピレンエチレンコポリマーを使用することを除いて、上記のベース1と同じである。
ベース3は、ENGAGE8402ポリオレフィンエラストマーの代わりにRCPP1を使用することを除いて、上記のベース1と同じである。
ベース4は、およそ40ミルの厚さを有する2層キャストシートである。基材層は、押し出し機2および押し出し機3を使用した上記のベース3と同じであり、シーラント層は押し出し機1を使用してVERSIFY2200で構成される。基材層とシーラント層との間の厚さ比は、90/10である。
ベース層状セクションの追加の層は、リサイクルの組み込みを可能にする。このリサイクルには、製品の製造からのエッジトリム、リサイクルタイル全体の再押し出し、およびリサイクルされたプラスチックまたは他の材料、例えば、リサイクルされたガラス、有機充填剤などの組み込みが含まれ得る。これらは、リサイクルの品質に応じて、様々なレベルでベース配合物とブレンドして、追加の層(複数可)にされる。
熱積層
2つのステップの積層
摩耗層状セクション、装飾層状セクション、およびベース層状セクションのそれぞれの組成層を、上で示すように、2つのステップで熱積層する。例えば、摩耗層状セクション(組成層A)および装飾層状セクション(組成層B1)を最初に積層し、次いで、装飾層状セクション(組成層B2)をベース層状セクション(組成層C)と積層する。あるいは、ベース層状セクション(組成層C)および装飾層状セクション(組成層B2)を最初に積層し、次いで、装飾層状セクション(組成層B1)を摩耗層状セクション(組成層A)と積層する。典型的な機器は、Carver油圧プレスなどの圧縮成形機である。選択した層を一緒に積み重ね、「5インチx5インチ」またはその他のサイズの正方形に型抜きする。型抜きした積層物を、成形機で80℃~150℃(設定温度またはプレート温度)で20~30秒間、1000~5000lbの力で積層する。
界面T1またはT2の温度を、各界面(組成層AおよびB1、ならびに/または組成層B2およびC)に熱電対(Omega 88309K薄葉熱電対、0.05mmの厚さの導体など)を配置することにより測定する。熱電対をOmega OM-DAQPRO-5300などのデータロガーに接続して、プロセス中の温度プロファイルを記録する。温度の上昇および最終的な平衡状態は、データに取り込むことができる。データポイント間の間隔は、1秒である。典型的には、界面の温度は、加熱時間が短いことに起因して、プレート温度よりも約10℃低くなる。図16は、摩耗層状セクションを装飾層状セクションと積層した場合の、異なるプレート温度でのT1プロファイルを示す。図17は、ベース層状セクションを装飾層状セクションと積層した場合の、異なるプレート温度でのT2プロファイルを示す。図18は、異なるプレート温度でのタイル積層(摩耗層状セクション、装飾層状セクション、およびベース層状セクションを含む)中のT1プロファイルを示す。タイル全体の積層中、装飾層状セクションは典型的には薄いフィルムであるため、T2はT1とほぼ同じである。
異なるプレート温度での界面接着強度を表11に示す。温度が低いと、接着強度が低くなる。引張力が5lbf未満の場合、典型的には、破損モードは層間剥離である。5~10lbf/インチの破損モードは、装飾フィルムの剥離と歩留まりとの混合である。一般に、この用途には10lbf/インチを超える接着力が必要である。本発明の実施例は、≦140℃の界面温度で>10lbf/インチの接着値を有するものである。これには、界面での材料の適合性および融解属性を含む、両方の界面でのシーラント材料を慎重に選択する必要がある。
Figure 0007254068000011
1つのステップの積層
最終的なタイル構造体は、単一のステップの熱積層により達成され得る。この場合、摩耗層状セクション、装飾層状セクション、およびベース層状セクションのそれぞれの組成層は、上で示されるように、図10~13に従って一緒に積み重ねられ、1つのステップで熱積層される。積層条件は、プレート温度が100℃~150℃であり、積層時間が20~30秒以内であり、圧縮力が1000~5000lbfである2つのステップの積層と同様である。
一例(本発明のタイル1)では、W2、D1、およびベース1の2つの積層物が一緒に積層される。本発明のタイル1の構造を図19に示す。プレート温度は、上部プレートおよび下部プレートでそれぞれ150℃および100℃である。圧縮力は1500lbfであり、積層体時間は20秒である。各層の厚さを積層前に測定する。理論上の厚さは、それらを合計して計算する。最終的な積層タイルの厚さをタイルが周囲温度に戻った後に測定し、理論上の厚さと比較した。表12に厚さの比較を示す。最終製品は、すべての層の合計と同じ厚さを有する。この例では、装飾層状セクションは印刷されない。
Figure 0007254068000012
別の例(本発明のタイル2)では、W2、印刷および積層BOPP装飾層状セクション(BOPPフィルムCHS45T、反転印刷、PO1フィルムとの接着積層)、およびベース1の2つの積層物が一緒に積層される。本発明のタイル2の構造を図20に示す。プレート温度は、上部プレートおよび下部プレートでそれぞれ150℃および100℃である。圧縮力は1100lbfであり、積層体時間は30秒である。最終的な積層タイルは、BOPPフィルムに印刷された木目パターンを明確に示す。

Claims (10)

  1. 少なくとも次の層状セクション:摩耗層状セクション、装飾層状セクション、およびベース層状セクション、を備えるタイルを生産するための方法であって、
    前記摩耗層状セクションが、以下の
    A)少なくとも1つのオレフィン系ポリマーを含む組成物Aから形成された組成層Aを備え、
    前記装飾層状セクションが、以下の
    B1)プロピレン系ポリマーを含む組成物B1から形成された組成層B1と、
    B2)オレフィン系ポリマーを含む組成物B2から形成された組成層B2と、を備え、
    前記ベース層状セクションが、以下の
    C)オレフィン系ポリマーを含む組成物Cから形成された組成層Cを備え、
    前記方法が、
    i)T1の温度≦135℃で、組成層Aを組成層B1に熱積層するステップであって、
    前記タイルの連続生産の場合、T1が、最大または同等の表面温度を有する前記組成層の表面の温度であり、前記タイルのバッチ生産の場合、T1が、前記2つの組成層の間の界面温度である、熱積層するステップと、
    ii)T2の温度≦135℃で、組成層B2を組成層Cに熱積層するステップであって、
    前記タイルの連続生産の場合、T2が、最大または同等の表面温度を有する前記組成層の表面の温度であり、前記タイルのバッチ生産の場合、T2が、前記2つの組成層の間の界面温度である、熱積層するステップと、を含む、方法。
  2. 組成物B2中の前記オレフィン系ポリマーが、120℃未満のTmを有する、請求項1に記載の方法。
  3. 組成物B1中の前記プロピレン系ポリマーが、プロピレン系インターポリマーである、請求項1または請求項2に記載の方法。
  4. 組成物B1が、組成物B1の重量に基づいて、≧90重量%の前記プロピレン系ポリマーを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 組成物A中の前記オレフィン系ポリマーが、プロピレン系ポリマーである、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 組成物Aが、組成物Aの重量に基づいて、≧90重量%の前記オレフィン系ポリマーを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記タイルが、前記タイルの重量に基づいて、≦1重量%のポリウレタンを含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記タイルが、前記タイルの重量に基づいて、≦5重量%のカルボン酸グラフト化ポリマーおよび/または無水物グラフト化ポリマーを含む、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記タイルが、前記タイルの重量に基づいて、≦10重量%の粘着付与剤を含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記タイルが、前記タイルの重量に基づいて、≦1重量%のエチレン酢酸ビニルコポリマーを含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
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