DE3416573A1

DE3416573A1 - Leitfaehige linoleumbahn

Info

Publication number: DE3416573A1
Application number: DE19843416573
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl.-Ing. 2870 Delmenhorst Buchholz
Original assignee: DLW AG
Current assignee: DLW AG
Priority date: 1984-05-04
Filing date: 1984-05-04
Publication date: 1985-11-14
Also published as: NL191294B; DE3416573C2; GB2159184B; GB8511103D0; NL8501264A; NL191294C; GB2159184A

Description

Die Erfindung betrifft eine leitfähige, antistatisch ausgerüstete Linoleumbahn.

Die Herstellung von Linoleum ist seit über 100 Jahren bekannt; seine Verwendung reicht,mit Ausnahme von Naß- und Freilandbereichen, über die gesamte Palette menschlicher Lebensräume.

Nach Ullmann, Enzyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 12, Seiten 24-25 ist Linoleum ein Fußbodenbelag, der in 30 m langen, 2 m breiten und 2 - 4 mm dicken Bahnen hergestellt werden kann und aus einem grobmaschigen Jutegewebe, auf das einseitig eine Belagsmasse, die sog. Linoleumdeckmasse, unter Druck aufgewalzt wird, besteht. Die Linoleumdeckmasse erhält man durch Zusammenkneten von Kork- oder Holzmehl, mineralischen Füllstoffen (z. B. feingemahlene Kreide) und Farbstoffen mit .Linoleumzement. Das wichtigste Rohmaterial für die Herstellung des Linoleumzements und damit für die Linoleumherstellung ist Leinöl, das durch Aufnahme von Luftsauerstoff in einen festen, kautschukartigen elastischen Körper, das Linoxyn übergeht. Diese Eigenschaften besitzen auch andere trocknende öle, wie Sojaöl, Tallöl usw.. Diese öle können jedoch wegen ihrer schwächer trocknenden Eigenschaften für die Linoleum-Produktion nur im Verschnitt mit Leinöl benutzt werden. Linoxyn bildet zusammen mit Naturharzen, meistens Kolophonium, das eigentliche Linoleumbindemittel, den sog. Linoleumzement. Die Herstellung des Linoleumzements ist in den letzten Jahren erheblich vereinfacht und rationalisiert worden. Man arbeitet heute ausschließlich nach dem sog. Schnelloxidations-Verfahren, bei dem in Leinöl in einem doppelwandigen heiz- und kühlbaren, liegenden Oxidationskessel nach Zugabe einer kleinen Menge Sikkativ bei ca. 80 C unter starkem Rühren ein kräftiger Luftstrom eingeblasen wird, bis eine bestimmte Viskosität des Öles erreicht ist. Dann werden ca. 20 Massen-! geschmolzenes Kolophonium zugegeben und die Temperatur auf 130 - 150 C gesteigert. Der Zement wird hierauf in einer Schneckenpresse zu einem Strang gespritzt, in ca. 40 m lange Stücke abgelängt^ und bis zur Weiterverarbeitung in eisernen Kästen ausgekühlt und gelagert.

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Bezüglich weiterer Einzelheiten der Linoleumherstellung sei auf die angegebene Literaturstelle verwiesen.

Ein Nachteil des bisher bekannten Linoleums besteht darin, daß es wegen seiner relativ hohen Ableitwerte (RA > 10 Ohm) nicht in Räumen verlegt werden kann, zu deren Funktionsprinzip ganz bestimmte Ableitwerte des Bodenbelags erforderlich sind. Zu diesen Räumen zählen z. B.: Operations- und Computerräume. Es ist zwar möglich, den Ableitwiderstand des Linoleums durch Zumischen leitfähiger Füllstoffe, z.B. Spezial-Ruße und Metallpulver, zu senken, doch erleidet das Linoleum dadurch Einschränkungen in seinen Gebrauchseigenschaften und/oder seinen Gestaltungsspielräumen. Bei Verwendung von Ruß gibt es praktisch keine farblichen Gestaltungsmöglichkeiten und bei Verwendung von Metallpulvern sind die farblichen Gestaltungsmöglichkeiten stark eingeschränkt; zusätzlich ergeben sich veränderte Eigenschaften im mechanischen Verhalten sowie ein hohes Gewicht und eine erheblich verminderte Wärmedämmung.

Aus dem Bereich der Kunststoff-Technik ist es ferner bekannt, daß sich die elektrostatische Aufladung von Kunststoffen durch Zumischen von Antistatika vermindern läßt.

Als Antistatika einsetzbare Verbindungen sind z. B.

Ν,Ν-bis(hydroxyethyl)-alkylamin

Oxethylierte Fettalkohole

Oxethylierte Amine

Oxethylierte Fettsäuren

Oxethylierte Alkylphenole

Sulfatester von oxethylierten Alkylphenolen Phosphatester von oxethylierten Alkylphenolen Alkylarylsulfonate

Alkylsulfate

Quaternäre Ammoniumverbindungen und Alkylpyridiniumhalogenide.

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Bei der Linoleumherstellung können diese Antistatika wegen der rohstoffbedingten spezifischen Herstellungstechnik jedoch nicht eingesetzt werden, da sich gezeigt hat, daß durch derartige Antistatika der Reifeprozeß (OxidationsVorgang im Anschluß an die Kalandrierung) entweder vollständig unterbunden oder mindestens auf eine wirtschaftlich unvertretbare Zeitdauer verzögert wird oder daß sich die Wirksamkeit der Antistatika mit zunehmendem Oxidationsgrad des Linoleums gegen Null vermindert.

Eine weitere Möglichkeit, die Leitfähigkeit zu erhöhen, besteht im Einsatz feuchtigkeitsanziehender bzw. -regulierender Mittel, wie z. B. Glycerin. Die erforderlichen Leitfähigkeiten lassen sich bei Linoleum jedoch damit nicht erreichen, wie die folgenden Meßwerte zeigen:

Linoleum mit 3,5 % Glycerin:

RA frisch: 7,5 χ 10⁹ Ohm

RA gereift: 4,5 χ 10⁹ Ohm.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine als Fußbodenbelag verwendbare Linoleumbahn anzugeben, die gekennzeichnet ist durch: einen elektrischen Ableitwiderstand RA von < 10 Ohm unter Beibehaltung der optischen, konstruktiven und farblichen Gestaltungsmöglichkeiten und Gebrauchseigenschaften, wobei der Reifeprozeß des Linoleums nicht oder höchstens unwesentlich beeinflußt wird.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungs gemäß mit einer Linoleumbahn gelöst, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist.

Erfindungsgemäße Linoleumbahnen lassen sich somit dadurch herstellen, daß der Linoleummasse bei ihrer Herstellung Verbindungen zugesetzt werden, die mindestens einen heterocyclischen Ring mit mindestens einem Stickstoffatom und mit mindestens einem weiteren Heteroatom aufweisen.

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Die Tatsache, daß der Zusatz von solchen heterocyclischen Verbindungen mit mindestens zwei Heteroatomen die Leitfähigkeit der Linoleummasse stark erhöht, ohne den Reifeprozeß und die übrigen Produkteigenschaften zu beeinträchtigen, und daß die Leitfähigkeitserhöhung auch nach dem Reifevorgang erhalten bleibt, war nicht zu erwarten und muß als überraschend angesehen werden.

In typischer Weise handelt es sich bei den erfindungsgemäß einsetzbaren Verbindungen um Verbindungen mit mindestens einem 5- oder 6-gliedrigen heterocyclischen Ring. An diesen Ring können weitere, gegebenenfalls substituierte Ringe, z. B. Benzolringe, ankondensiert sein. Das zweite Heteroatom kann z. B. aus einem Sauerstoff-, Schwefel- oder Stickstoffatom bestehen. Vorzugsweise besteht das zweite Heteroatom aus einem Stickstoff- oder auch Sauerstoffatom. Die Ringe oder Ringsysteme können substituiert sein, z. B. durch geradkettige oder verzweigtkettige aliphatische Reste oder Reste aliphatischen Charakters, wie sie für oberflächenaktive Verbindungen typisch sind, beispielsweise durch Sauerstoffatome oder -NH-Gruppen unterbrochene Alkylreste.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von Verbindungen mit mindestens einem aliphatischen Rest oder Rest aliphatischer Natur mit mehr als 6 C-Atomen erwiesen, wodurch die Verbindungen einen oberflächenaktiven oder grenzflächenaktiven Charakter erhalten.

Als besonders vorteilhaft hat sich ferner die Verwendung von solchen Verbindungen erwiesen, die ein quartäres Stickstoffatom aufweisen, und kationenaktiv sind. Typische, erfindungsgemäß einsetzbare Verbindungen sind z. B. Verbindungen mit einem 5-gliedrigen heterocyclischen Ring, z. B. einem Thiazol-, Oxazol-, Isoxazol-, Pyrazol-, Imidazol-, Imidazolin-, Triazol-, Benzthiazol-, Benzoxazol-, Benzisoxazol-, Benzpyrazol-, Benzimidazol- oder Benztriazolring oder mit einem 6-gliedrigen heterocyclischen Ring, z. B. einem Pyrazin-, Chinoxalin- oder Morpholinring.

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Vereinfacht lassen sich erfindungsgemaß in vorteilhafter Weise einsetzbare Verbindungen beispielsweise durch die folgenden Strukturformeln darstellen:

(D R-

oder (2)

in denen R für einen aliphatischen Rest oder Rest aliphatischer Natur mit vorzugsweise 6 - 30 C-Atomen steht, N ein gegebenenfalls quartäres Stickstoffatom in einem 5- oder 6-gliedrigen Ring darstellt, und X für ein zweites Heteroatom, ζ. Β. ein Stickstoff-, Sauerstoff- oder Schwefelatom steht. Liegt das Stickstoffatom N als quartäres Stickstoffatom vor, so weist die Verbindung ein Anion auf, wie es für kationaktive, oberflächenaktive Verbindungen typisch ist. Der Benzolkern der Formel (2) kann gegebenenfalls substituiert sein, z. B. durch Alkyl- oder Hydroxyalkylreste und/oder Halogenatome.

Beispiele für vorteilhafte, erfindungsgemäß einsetzbare heterocyclische Verbindungen sind:

1.) Imidazolderivate der Formel:

R¹
I

N-CH

R-C'

-N-CH

worin bedeuten:

EPO COPY A

einen aliphatischen Rest, insbesondere einen Alkylrest mit 6 bis 30 C-Atomen;

R u. R Wasserstoffatome, Alkyl- oder Hydroxyalkylreste, insbesondere Alkyl- oder Hydroxyalkylreste mit 1-5 C-Atomen und

A ein Anion, wie sie für kationaktive oberflächenaktive

Verbindungen typisch sind.

In typischer Weise kann R z. B. für einen Alkylrest mit 12 -

12 ©

C-Atomen stehen, R und R sind Methyl- oder Ethylreste und A steht für einen Rest der Formel - OSO,R , in der R ein Alkylrest mit vorzugsweise 1-5 C-Atomen ist, oder für ein Halogenatom.

2.) Benzimidazolderivate der Formel

C-R

ι? ©

worin R, R , R und A die bereits angegebene Bedeutung haben. In typischer Weise steht R für einen Rest der Formel -C₁₇H-, R und R sind Methylreste und A steht für ein Anion der Formel - OSO₃CH₃.

3.) Morpholinderivate der Formel:

worin R für einen Alkylrest mit 1 - 30, vorzugsweise 6-30 C-Atomen steht.

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4.) Quartäre Morpholinderivate der Formel

R-N Z₁

in der R, R und A die bereits angegebene Bedeutung haben. 5.) Imidazolinderivate der Formel:

R-C

— CH.

—CH

worin R, R

is R¹ R

2 ©

R und A die bereits angegebene

Bedeutung haben.

In typischer Weise steht R beispielsweise für einen Alkylrest

mit 12 - 18 C-Atomen, R¹ ist ein Methylrest, R² ein Rest der

Formel -C₂H₄OH und

steht für ein Chloridion.

Die Einsatzmenge der erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen oder Verbindungsgemische richtet sich nach der Rezeptur für die entsprechende Linoleumqualität und nach dem Zeitpunkt der Zugabe.

Das Einarbeiten des erfindungs ge mäßen antistatischen Wirkstoffes erfolgt vorzugsweise dann, wenn die Einzelkomponenten der Linoleum-Rezeptur als nichtstaubendes, bindiges Gefüge vorliegen, also z. B. in dem zweiten Wurstmacher. Die Zusatzmenge des erfindungs gemäßen antistatischen Wirkstoffes liegt hier vorzugsweise zwischen 0,5 und 15 Gew.-I, bezogen auf die Gesamtrezeptur.

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Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen, Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel)

Zu Vergleichs zwecken wurde eine Linoleumbahn in bekannter Weise hergestellt aus:

17 Teilen Holzmehl 13 " Pigmente 33 " Bedford-Zement 21 " Korkmehl 16 " Scrapmehl

Der elektrische Ableitwiderstand dieser Linoleumbahn lag bei: RA > 10¹¹ Ohm.

Beispiel 2 (Vergleichsbeispiel)

Zu Vergleichs zwecken wurde eine weitere Linoleumbahn in bekannter Weise hergestellt aus:

50 Teilen Holzmehl 45 " leitfähigem Ruß 15 7 " Bedford-Zement 15 " neutraler Mischmasse 30 " Korkmehl

Der elektrische Ableitwiderstand dieser Linoleumbahn lag bei: RA 5 χ 10 Ohm. Die Linoleumbahn war jedoch schwarz, es bestand« keine koloristischen Gestaltungsmöglichkeiten.

Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel)

Zu Vergleichs zwecken wurde eine weitere Linoleumbahn unter Verwendung eines handelsüblichen Antistatikums hergestellt aus:

copy m

- 11 -

5 " handelsüblichem Antistatikum auf Basis eines stickstoffhaltigen Polyglykols

7 Ableitwiderstand RA: 6,8 χ 10 Ohm bei frischem Linoleum und

RA: 1,7 χ 10 Ohm bei ausgereiftem Linoleum.

Dieses Beispiel zeigt, daß das verwendete Antistatikum seine Wirksamkeit durch den Reifeprozeß des Linoleums verliert.

Beispiel 4 (Vergleichsbeispiel)

Zu Vergleichszwecken wurde eine weitere Linoleumbahn unter Verwendung eines weiteren handelsüblichen Antistatikums hergestellt aus:

150 Teilen Holzmehl 106 " Pigmente 280 " Bedford-Zement 180 " Korkmehl 135 " Scrapmehl

43 " handelsüblichem Antistatikum auf Basis eines Fettsäurepolyglykolesters

Ableitwiderstand bei frischem Linoleum: RA 3,3 χ 10 0hm.

Die Reifezeit des Linoleums ohne Antistatikum betrug 20 Tage. Der Reifeprozeß mit Antistatikum 318 S wurde nach 40 Tagen abgebrochen - es wurde kein befriedigender Reifefortgang festgestellt.

EPO copy jh

- 12 Beispiel 5

Es wurde eine Linoleumbahn hergestellt aus:

100 Teilen Holzmehl .22 " Pigmente 136 " Bedford-Zement 30 " neutrale^Mischmasse 30 " Korkmehl

,10 " Antistatikum: N-Stearyl-N-äthylmorpholiniumäthylsulfat

Ableitwiderstand: Frisches Linoleum RA 4 χ 10 0hm

gereiftes " RA 8,5 χ 10⁷ 0hm

Reifezeit ohne Antistatikum: 19 Tage ν "mit " 19 "

'· Beispiel 6

■: Es wurde eine Linoleumbahn hergestellt aus:

Teilen Holzmehl

20 " Pigmente 136 " Bedford-Zement 30 " neutraler Mischmasse 30 " Korkmehl 16 " Antistatikum wie in Beispiel 5 angegeben.

Ableitwiderstand: Frisches Linoleum RA 1,4 χ 10 Ohm

gereiftes " RA 8 χ 10⁷ 0hm

Reifezeit ohne Antistatikum: 19 Tage "" mit " 20 "

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Beispiel 7

Es wurde eine weitere Linoleumbahn hergestellt aus

150 Teilen Holzmehl 106 280 180 135 26

I»

tt

Il It

Pigmente

Bedford-Zement

Korkmehl

Scrapmehl

Antistatikum der Formel

^C17^H35

Θ,

OSO₃CH₃

Ableitwiderstand: Frisches Linoleum RA 5 χ 10 0hm

gereiftes

RA 8 χ 10' Ohm

Die Reifezeit des Linoleums betrug 24 Tage

Beispiel 8

Es wurde eine weitere Linoleumbahn hergestellt aus:

100 Teilen Holzmehl

20	Il	Pigmente	der	Formel:	Λ ί
136	Il	Bedford-Zement	EPO	copy ά
30	It	neutralev Mischmasse
30	It	Korkmehl
10	Il	Antistatikum: Imidazolinverbindung

R-C

N — CH.

C₂H₄OH

Cl'

mit R R

-Kokosfettsäure rest -CH₇

Ableitwiderstand: Frisches Linoleum RA 1,5 χ 10 Ohm

gereiftes

RA 5 χ 10 Ohm

Die Reifezeit des Linoleums betrug 22 Tage.

Aus den Beispielen 5-8 ergibt sich die Vorteilhaftigkeit der Verwendung der erfindungsgemäß eingesetzten heterocyclischen Verbindungen.

EPO COPY M

Claims

Leitfähige Linoleumbahn Patentansprüche

1. Leitfähige Linoleumbahn mit einem Gehalt an einem die leitfähigen und antistatischen Eigenschaften der Bahn verbessernden Zusatz, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Zusatz mindestens eine Verbindung mit mindestens einem heterocyclischen Ring, der mindestens ein Stickstoffatom und mindestens ein weiteres Heteroatom aufweist, enthält.

2. Leitfähige Linoleumbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Verbindung mit mindestens einem heterocyclischen Ring enthält, der außer dem Stickstoffatom als weiteres Heteroatom entweder ein weiteres Stickstoffatom oder ein Sauerstoffatom enthält.

3. Leitfähige Linoleumbahn nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine heterocyclische Verbindung des angegebenen Typs enthält, die mindestens einen aliphatischen Rest mit mindestens 6 C-Atomen aufweist.

4. Leitfähige Linoleumbahn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als heterocyclische Verbindung ein Derivat des Imidazols, Imidazolins oder Morpholins enthält.

GOPY

5. Leitfähige Linoleumbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie die heterocyclische Verbindung oder ein Gemisch der heterocyclischen Verbindungen in einer Menge von 0,5 bis 15 Gew.-% enthält.

6. Leitfähige Linoleumbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn eine einschichtige Bahn ist.

7. Leitfähige Linoleumbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahn eine mehrschichtige Bahn ist.

8. Leitfähige Linoleumbahn nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Unterschicht aus Korkment aufweist.

9. Leitfähige Linoleumbahn nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Füllstoff Korkgranulat enthält.

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