BE897376A

BE897376A - Carreau de revetement de sol durable a faible entretien son procede de fabrication et couche composite de revetement

Info

Publication number: BE897376A
Application number: BE0/211237A
Authority: BE
Inventors: J D Miller Jr; J A Tshudy; R E Unruh
Original assignee: Armstrong World Ind Inc
Priority date: 1982-03-29
Filing date: 1983-07-26
Publication date: 1983-11-14
Also published as: JPS6256269B2; FR2524048A1; GB8308182D0; SE450474B; NL8302700A; CA1200441A; GB2117673A; JPS58168548A; DE3304826C2; NL186187C; GB2117673B; US4418109A; DE3304826A1; AU9091582A; SE8304138L; SE8304138D0; AU559411B2; LU84928A1; FR2524048B1

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
   bescription   jointe à une demande de BREVET BELGE déposée par la société dite : ARMSTRONG WORLD INDUSTRIES, INC. ayant pour objet : Carreau de revêtement de sol durable, à faible entretien, son procédé de fabri- cation et couche composite de revêtement 

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 CARREAU DE REVETEMENT DE SOL DURABLE, A FAIBLE ENTRETIEN, SON PROCEDE DE FABRICATION ET COUCHE COMPOSITE DE   REVETEMEN-R-  
L'invention concerne un carreau plastique décoratif de revêtement de sol, un procédé pour sa fabrication et une couche composite de revêtement. 



   On sait déjà fabriquer, quand cela est nécessaire, des couches résistant à l'usure. Il existe dans le commerce des carreaux qui ont été réalisés avec une surface antidérapante, obtenue en chauffant différents morceaux de carreaux vinyliques ordinaires, et en en aspergeant la surface avec un abrasif du type carborundum. On noie ensuite les grains dans la surface du carreau, les particules d'abrasif conférant à ce carreau ses caractéristiques antidérapantes. On sait aussi, dans l'état actuel de la technique, créer une surface résistant au glissement en donnant au produit plastique de revêtement de sol une texture en petits morceaux, en incorporant une matière plastique particulière dispersée dans la couche d'usure, laquelle est durcie de façon à former une couche d'usure texturée.

   Cette dernière est présen- 
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 tée dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n  196 243. 



  Le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 267 187 présente un revêtement de sol, texture, comprenant une couche de base, une couche plastique et une matrice de recouvrement dans laquelle est noyé un matériau particulaire. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique   n  4   196 243 indique que l'on sait depuis longtemps, dans la technique, appliquer des couches d'usure sur des revêtements de sol, et en particulier une couche antidérapante à base d'uréthane photopolymérisable. 



  Le brevet des Etats-Unis d'Amérique   n  3   928 706 présente l'utilisation de particules de quartz dur. 



   La demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n  237 666,   intitulée"Non-Skid   Plastic Flooring Product and Method of Manufacture", déposée le 24 Février 1981 au nom de Jesse D. Miller, Jr. et al., concédée en même temps que la présente demande, décrit un revêtement de sol, plas- 

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 tique, décoratif et antidérapant, composé d'une base plastique décorative possédant plusieurs éléments résistant au glissement placés sur la base, une couche d'usure transparente ou translucide recouvrant les éléments résistant au glissement et la base interposée exposée. 



   L'invention concerne un revêtement de sol, plastique, décoratif, possédant une base plastique décorative ayant des zones en relief et en creux. Plusieurs éléments sont placés uniquement sur les zones en relief, puis, par dessus, une zone d'usure durcie, transparente ou translucide, recouvre tant les éléments que la base plastique. Les éléments comprennent des particules noyées dans une matrice plastique durcie, qui n'est placée que sur les zones de la base en relief. Les particules sont réparties sur la matrice plastique, essentiellement en aboutement, avec une couche unique de particules. Les particules dépassent au-dessus de la matrice, mais se trouvent en-dessous du niveau le plus élevé de la couche d'usure. Les particules sont des particules inorganiques arrondies de quartz, et présentent une dureté, sur l'échelle de Mohs, supérieure à 4.

   Les particules sont réparties sur la zone en relief de la base de telle sorte qu'aucune particule n'ait une dimension supérieure à environ 595 micromètres, environ 55 % des particules ayant une dimension comprise entre environ 149 et 296 micromètres. 



  La couche d'usure est une composition d'uréthane durcie. 



   Par exemple, la couche d'usure se compose d'un composé d'uréthane   photopolymérisé   par exposition à une lumière ultra-violette, obtenu à partir d'une composition d'enduction fluide comprenant un uréthane possédant au moins deux groupes photopolymérisables à insaturation éthylénique de formule : 
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 où R est H ou   CH   et la matrice comprend un polyester acrylique durcissable à chaud. 

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   Le procédé de fabrication comprend les étapes consistant à créer une couche de base décorative, à appliquer la matrice plastique ou le revêtement adhésif seulement sur les zones en relief de la base décorative, laquelle possède des zones en relief et des zones en creux. On applique ensuite des particules sur la matrice, et on noie les particules dans la matrice selon une structure monocouche, et essentiellement en aboutement, la partie la plus haute de la couche de particules dépassant de la matrice. 



  La matrice est fixée en position, puis on................. 

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 applique une couche d'usure transparente, sur toute la surface, pour former un film d'usure continu au-dessus des éléments durcis. La partie la plus haute de la couche de particules se trouve en-dessous du niveau le plus élevé de la couche d'usure. Ensuite, on durcit la couche d'usure en position. 



  Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé. 



  Sur ce dessin : - figure 1 est une vue en coupe transversale agrandie de la base du carreau, contenant la matrice, les particules et la couche d'usure, et - figure 2 est une vue en coupe transversale du carreau de revêtement de sol contenant la matrice, les particules et la couche d'usure selon l'invention. 



  La couche de base est un matériau pour carreau de revêtement de sol classique, en vinyle ou vinyl-amiante, de dimensions approximatives non-supérieures à 457, 2 x 457, 2 mm (18 x 18 pouces) et, normalement, de dimensions 304, 8 x 304, 8 mm (12 x 12 pouces). Le produit est classique et a reçu une configuration gaufrée, comme on peut le voir sur la figure 2. Le carreau 2 possède une base 4, normalement plane, et une surface supérieure 6, qui possède des zones en relief 8 et des zones en creux 9. Les zones en creux se trouvent à environ 0, 46 mm (18 mils) en-dessous de la surface des zones en relief, et leur largeur est comprise entre 1, 59 mm (1/16 pouce) et plus de 6, 35 mm (1/4 pouce). 



  Les zones en creux du carreau pour revêtement de sol peuvent être décorées d'un motif décoratif imprimé en vallée. Cette structure particulière est connue, et on la trouve sur le marche, et un carreau d'un type particulièrement bien connu et pouvant être utilisé est le carreau de sol"Excelon" d'Armstrong World Industries, Inc. 

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   Si l'on se réfère à la figure 1, on voit, sur la partie supérieure de la zone en relief 8 du carreau de sol, une matrice plastique ou un adhésif durcissable aux UV 10. 



  L'adhésif durcissable ou la matrice plastique est une matrice durcissable à base d'un polyester   acrylé.   



   Pour former le polyester, on introduit les constituants suivants dans un ballon réfrigérant ascendant de 5 litres, à 5 cols, surmonté d'une colonne de distillation et d'un réfrigérant total. On a en outre équipé le ballon d'une double enveloppe, d'un agitateur, d'un thermomètre, de dispositifs de régulation de la température et d'un tube d'entrée du gaz. On a chauffé progressivement les constituants sous agitation à 220 +   5 C   sous atmosphère d'azote, et on les a maintenus à cette température jusqu'à ce que l'indice 
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 d'acide tombe en-dessous de 1, 5 + 0, 5.

   On a progressivement C > augmenté à environ 700 ml par minute le débit d'azote après avoir obtenu environ 70 % de la quantité théorique d'eau, pour faciliter l'élimination de l'eau d'estérification et favoriser la réaction réversible d'équilibre jusqu'à son achèvement. 
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<tb> 
<tb> 



  Constituants <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> Hexanediol-1, <SEP> 6 <SEP> 363, <SEP> 52
<tb> Neopentylglycol <SEP> 661, <SEP> 25 <SEP> 
<tb> Cyclohexanediméthanol <SEP> 914, <SEP> 13 <SEP> 
<tb> Anhydride <SEP> phtalique <SEP> 563, <SEP> 81 <SEP> 
<tb> Bis-lauryl <SEP> mercaptide <SEP> de <SEP> dibutyl <SEP> étain <SEP> 2, <SEP> 48
<tb> comme <SEP> catalyseur
<tb> Acide <SEP> isophtalique <SEP> 1 <SEP> 476,24
<tb> Anti-moussant <SEP> aux <SEP> silicones <SEP> (Foamkill <SEP> 8R) <SEP> 0, <SEP> 0566
<tb> Toluène <SEP> 650, <SEP> 00
<tb> 
 
L'acrylation du polyester est réalisée en introduisant 1,2 équivalent d'acide acrylique dans un ballon à 4 cols de volume approprié contenant le mélange polyestersolvant.

   On ajoute de l'acide sulfurique (0,24 partie pour 100 parties de résine), et on maintient le mélange au reflux à l'aide d'un siphon de Barrett utilisé pour éliminer l'eau 

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 et renvoyer le solvant. 



   La température de la charge est maintenue à 95 à   110 C.   La réaction a été considérée comme terminée quand on a obtenu entre 90 et 98 % de la quantité théorique d'eau par refroidissement à   90 C   et addition de 1,3 équivalent d'oxyde de magnésium en dispersion dans 100 parties en poids d'acrylate d'isodécyle, une quantité supplémentaire de 600 parties en poids d'acrylate d'isodécyle ayant été ajoutée. 



  On a ensuite fait le vide dans le ballon jusqu'à une pression de 40 à 50 mm de mercure, pour éliminer le solvant. La préparation de la matrice durcissable se termine par l'addition, sous agitation, de 73,14 parties en poids de diacrylate d'hexanediol-1, 6, de 104,5 parties en poids d'acide acrylique, de 100 parties en poids d'acrylate d'isodécyle, de 104,5 parties en poids de benzophénone et de 62,7 parties en poids du catalyseur diméthoxy-2,2 phényl-2 acétophénone (Irgacure 651). 



   Des particules 12, qui sont de préférence des particules inorganiques arrondies, sont placées dans la matrice plastique 10. Les particules inorganiques pouvant être utilisées dans le cadre de l'invention pour former la surface d'usure sont de préférence essentiellement insolubles dans   l'eau,   et présentent une dureté Mohs d'au moins 4, et de préférence d'au moins 7. Elles doivent avoir une configuration arrondie et, de préférence, une répartition   granulo-   métrique dans laquelle aucune particule n'a un diamètre supérieur à environ 595 micromètres, environ 55 % des particules ayant un diamètre compris entre 149 et 296 micromètres. 



   Un grain vendu par Ottawa Silica sous la marque "Special Bond"est particulièrement bien adapté à une utilisation dans le cadre de l'invention. Les particules sont essentiellement formées de 99,8 % de   Six2, avec   des arêtes arrondies sur les différentes particules. 



   Le tableau ci-dessous présente une analyse repré- 

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 0, 09 partie en poids de glycolpolysiloxane (DC-193). 



  Il convient de noter que les particules 12 placées ees sur les zones en relief 8 du carreau 2 se trouvent dans une couche unique. La partie inférieure des différentes particules est noyée dans la matrice plastique 10, et la partie supérieure des particules dépasse au-dessus de la matrice plastique. L'enduction 14 jouant le rôle de couche d'usure recouvre complètement les particules, et les zones supérieures de la couche d'usure se trouvent au-dessus des particules, le matériau de la couche d'usure remplissant l'espace 16 entre les particules de façon que la couche d'usure soit 
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 essentiellement plane, avec seulement de légers creux 18 CD entre les différentes particules. En conséquence, les particules ne sont pas en saillie au-dessus de la surface supérieure de la couche d'usure.

   Les particules sont réparties sur les surfaces en relief 8 du carreau de façon à donner une répartition d'environ 301 grammes de particules par mètre carré de surface recouverte (environ 28 g/pied carré). 



  L'enduction adhésive ou la matrice plastique 10 est appliquée à raison de 35,5 à   37, 7   g de matériau par mètre carré de surface de carreau recouverte (3,3 à   3, 5   g par pied carré). La couche d'usure est appliquée à raison de 242 à   253 g par mètre carré de   carreau recouvert (22,   5 à 23, 5 glpied carré).   



  Il convient de noter, par référence à la figure 2, que la couche d'usure est appliquée non seulement sur la partie supérieure de la surface du carreau contenant les particules, mais aussi sur les zones en creux du carreau, pour recouvrir ces zones en creux 9. En conséquence, la couche d'usure 14 durcissable aux UV recouvre la totalité de la surface du carreau, tant en creux qu'en relief. 



   On obtient le produit en prenant un carreau pour revêtement de sol classique, en vinyle ou vinyl-amiante, lequel a subi, par un procédé classique, un gaufrage par impression en vallée. Ce produit particulier a une épaisseur d'environ 1, 59 mm   (1/16   pouce) entre son envers et la partie 

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 sentative, au tamis américain, de ces particules de silice inorganique :

   
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<tb> 
<tb> n  <SEP> du <SEP> tamis <SEP> américain <SEP> Ouverture <SEP> de <SEP> maille <SEP> % <SEP> de <SEP> refus
<tb> (mesh)
<tb> Tamis <SEP> 30 <SEP> 595 <SEP> micromètres
<tb> Tamis <SEP> 40 <SEP> 420 <SEP> micromètres <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> Tamis <SEP> 50 <SEP> 296 <SEP> micromètres <SEP> 34,0
<tb> Tamis <SEP> 70 <SEP> 210 <SEP> micromètres <SEP> 39,0
<tb> Tamis <SEP> 100 <SEP> 149 <SEP> micromètres <SEP> 18,0
<tb> Tamis <SEP> 140 <SEP> 105 <SEP> micromètres <SEP> 5, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> Passe <SEP> au <SEP> tamis <SEP> 140 <SEP> 1, <SEP> 0
<tb> 
 
Pour terminer, les particules et la matrice plastique sont recouvertes d'une couche d'usure 14, qui est une enduction durcissable aux UV. 



   Pour préparer l'enduction durcissable aux UV, on a introduit les réactifs suivants dans un réacteur : 
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<tb> 
<tb> Constituants <SEP> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb> Polyester-polyol* <SEP> 36,15
<tb> Acrylate <SEP> d'éthyl-2 <SEP> hexyle <SEP> 13, <SEP> 33
<tb> Diacrylate <SEP> d'hexanediol-1, <SEP> 6 <SEP> 9, <SEP> 07
<tb> 
 * Produit de la réaction de 34,62 parties en poids d'acide adipique, de 13,12 parties en poids d'acide isophtalique, de 48,76 parties en poids d'hexanediol-1, 6 et de 3,48 parties en poids de glycérine. 



   On a ensuite ajouté 23,10 parties en poids de diisocyanato-4,   4' dicyc10hexylméthane   et 0,08 partie en poids du catalyseur dilaurate de dibutylétain, puis on a fait réagir le mélange à 45 à   50 C.   On a laissé la réaction se poursuivre pendant environ 45 minutes, puis on a ajouté 8,67 parties en poids d'acrylate d'hydroxy-2 éthyle, et on a continué à chauffer et agiter le mélange réactionnel pendant 2 heures jusqu'à obtenir une concentration constante d'isocyanate. 



   On a ensuite ajouté à ce produit de réaction 1,81   par tie en poids de benzophénone, 0, 90 partie en poids de dîméthoxy-2,   2 phényl-2- acétophénone, 6,78 parties en poids de l'antioxydant paracrésol et 

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 supérieure des zones en relief. Les zones en creux se trouvent à environ 0,46 mm (18 mils) en-dessous des zones en relief. Le carreau obtenu est introduit, sa surface 6 étant dirigée vers le haut, en-dessous d'une machine d'enduction tournante, qui n'applique l'enduction 10 que sur les zones en relief du carreau.

   La composition de polyester acrylé décrite ci-dessus, à laquelle on a ajouté 1 % en poids de peroxyde de benzoyle, est appliquée par la machine avec une viscosité d'environ 3500 mPa. s à   30 C,   de façon à conserver sa forme et à rester sur les zones en relief sur lesquelles elle a été appliquée. 



   Le carreau ainsi revêtu passe ensuite dans l'unité d'alimentation qui introduit les particules inorganiques sur le carreau. Les particules sont réparties essentiellement sur toute la surface du carreau. Le carreau est ensui- 
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 te placé dans un dispositif à vide, ou de soufflage à l'air, C > dans lequel sont éliminées les particules qui ne sont pas entrées en contact avec l'adhésif se trouvant sur les zones en relief. Si la couche d'adhésif est trop épaisse, il peut en résulter la présence de plusieurs couches de particules au point de trop grande épaisseur, ce qui n'est pas souhaitable. Le carreau est ensuite immédiatement transporté dans une unité de consolidation à deux cylindres presseurs, à la sortie duquel la zone enduite est revêtue d'une monocouchede particules.

   Le carreau est ensuite placé sous une source classique de lumière UV et exposé à une quantité de rayonnement suffisante pour durcir l'adhésif aux UV et maintenir les particules en place. On utilise ensuite une brosse rotative pour éliminer les éventuelles particules qui n'ont pas été prises par l'adhésif durci. L'épaisseur du revêtement des particules est compris entre 127 et   381/   (5 et 15   mils).   



   Le carreau ainsi revêtu de particules est ensuite placé dans une machine d'enduction à cylindres, dans laquelle on applique sur sa surface un liant durcissable aux UV. 



  Cette opération enfonce le liant dans les interstices de la 

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 monocouche de particules, ce qui mouille ces surfaces et les prépare à l'application finale de la quantité appropriée du liant UV, à l'aide d'une machine d'enduction en rideau. 



  La machine d'enduction aux rouleaux applique environ 151 à 156 g de revêtement par mètre carré de carreau (environ 14,0 à 14,5 g carré par pied). On procède ensuite à une application finale du liant durcissable aux UV, à un niveau tel que la surface définitive du produit soit essentiellement lisse, sans revêtement trop épais (voir figure 1). Ce deuxième revêtement est appliqué à raison de   91, 5   à 102 g par mètre carré du carreau fini recouvert (8,5 à 9,5 g par pied carré). 



  Il convient de noter que l'application de ce revêtement concerne tant les zones en relief que les zones en creux. 



  Ce revêtement est ensuite durci par une lumière UV. 



   Telle qu'utilisée ici, l'expression"essentiellement en aboutement", qui définit la position réciproque des particules, s'entend pour des particules tant en contact qu'à une certaine distance les unes des autres. La répartition des particules sur la surface du carreau est telle que certaines particules sont proches des particules voisines, ou même sont en contact avec elles, tandis que d'autres particules sont indépendantes, ne sont pas proches d'autres particules et ne les touchent pas. 



   Il est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS 1. Revêtement de sol plastique décoratif, sous la forme d'un carreau, caractérisé par le fait qu'il comprend une base plastique décorative (4) possédant des zones en relief (8) et des zones en creux (9) et une pluralité d'éléments placés seulement sur les zones en relief (8), une couche d'usure durcie (14), transparente ou translucide, recouvrant tant les éléments que la base plastique (4) lesdits éléments comprenant des particules (12) noyées dans une matd- ce plastique durcie (D), placée seulement sur lesdites zones en relief (8) de la base (4), lesdites particules (12) étant réparties sur la matrice plastique (10) essentiellement en aboutement sous la forme d'une structure de particules en monocouche, ces particules (12) étant en saillie au-dessus de la matrice (10)

mais se trouvant en-dessous du niveau supérieur de la couche d'usure (14).
2. Revêtement de sol selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les particules (12) sont des particules inorganiques arrondies et présentent une dureté Mohs supérieure à 4.
3. Revêtement de sol selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les particules (12) sont des particules de quartz arrondies, ayant une dureté Mohs d'environ 7 et une répartition granulométrique telle qu'aucune ne soit supérieure à environ 595 micromètres, environ 55 % des particules ayant entre environ 149 et 296 micromètres.
4. Revêtement de sol selon la revendication 3, caractérisé par le fait que la couche d'usure (14) consiste en une composition d'uréthane durcie.
5. Revêtement de sol selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la couche d'usure (14) se compose d'un composé d'uréthane photopolymérisé par exposition à une lumière ultra-violette, obtenu à partir d'une composition d'enduction fluide comprenant un uréthane possédant au moins deux groupes photopo1ymérisab1es à insaturation éthylénique <Desc/Clms Page number 13> de formule : EMI13.1 où R est H ou CH, la matrice (lO) comprenant un polyester acrylique durcissable à chaud.
6. Procédé de fabrication d'un carreau plastique décoratif pour revêtement de sol, caractérisé par le fait qu'il consiste (a) à prendre un carreau plastique (2) de dimensions approximatives 457,2 x 457,2 mm (18 x 18 pouces), mais de dimensions préférées 304,8 x 304,8 mm (12 x 12 pouces) ; (b) à appliquer une enduction durcissable seulement sur les zones en relief (8) de la base plastique (4), ledit matériau d'enduction durcissable étant appliqué en une quantité suffisante pour lier entre elles des particules (12) pouvant être placées sur la matrice (10), essentiellement en aboutement et sous la forme d'une monocouche sur la matrice (10) ; (c) à appliquer sur la matrice (10) une quantité excédentaire de particules (12) ;

(d) à noyer lesdites particules (12) dans la masse de la matrice (10), essentiellement en aboutement, la partie supérieure des particules (12) dépassant au-dessus de la matrice (10) ; (e) à durcir la matrice (10) ; (f) à appliquer une couche d'usure (14), durcissable, transparente ou translucide, sur toute la surface, pour former un revêtement continu tant sur les zones en relief (8) que sur les zones en creux (9), et dans les zones en relief (9), à créer sur les particules (12) un revêtement tel que ces dernières se trouvent en-dessous du niveau supérieur de la couche d'usure (14) ; et (g) à durcir la couche d'usure (14).
7. Couche composite, caractérisée par le fait qu'elle comprend une matrice plastique durcie (10), une couche de particules (12) dures en aboutement noyées dans la matrice plastique durcie (10), la partie supérieure de la couche unique de particules (12) dépassant de la matrice (10), une couche d'usure plastique durcie (14) étant placée <Desc/Clms Page number 14> sur la matrice (10) et les particules (12) et les liant, et recouvrant les particules (12) et remplissant les zones entre les particules (12) de façon que ces dernières se trouvent en-dessous du niveau supérieur de la couche d'usure (14) et que le & parties supérieures des particules (12) se trouvent au niveau de la partie inférieure de la couche d'usure (14), les particules (12)

ayant une répartition granulométrique telle qu'aucune ne soit supérieure à environ 595 micromètres et qu'environ 55 % des particules aient entre environ 149 et 296 micromètres.