用于制造挤出片材的方法和设备与流程

本发明属于挤出片材制造方法的。此外，本发明涉及一种用于制造挤出片材的设备。更具体地，本发明涉及挤出片材，该挤出片材适于形成涂层板材(诸如地板板材)的基材或一个或多个基材层。

背景技术：

1、基于通过挤出工艺获得的片材形成地板板材本身是已知的，例如，从ep3703926中可知。ep’926的示例性方法包括：提供呈粉末形式的填料和聚合物；可选地，提供添加剂，诸如稳定剂；以及加热所获得的混合物，直到聚合物粉末软化以形成可塑的团块并且填料粉末至少部分地与该可塑的团块结合。所获得的团块经过冷却；并随后被输送到挤出机；在该处，通过挤出机熔融并挤出该团块。挤出机向模具供料，并且片材穿过模具的开口被挤出。然后，通过例如压延辊将所获得的片材压制到所需的最终厚度。

2、然而，按照现有技术的工艺，可能会出现与片材的机械质量和一致性相关的其他问题。离开模具的开口的片材仍然是温热的、软的和/或柔性的，这使得所述片材特别容易发生机械变形和/或其他非均匀性问题。片材在离开模具后，必须转移到传送装置，该片材通常从高处落下和/或被放置到所述传送装置上。这种转移可能在片材中产生应力，并且片材的机械性能、均匀性和/或机械稳定性可能会受损，从而导致后续生产步骤中和/或使用中出现问题。此外，这种片材中的缺陷还可能导致最终获得的涂层板材缺乏美学性能，该涂层板材包括作为基材或基材层的这种片材以及施加在其上的装饰顶层。这种不均匀或非均匀的基材或基材层可能会导致后续对装饰顶层的机械压纹操作的结果不同，这是因为由基材施加的反压力会发生变化。因此，可能会出现不期望的光泽差异和/或不期望的压纹深度变化。此外，在包含高度填充的挤出材料的片材中，可以观察到填料在重力的作用下偶尔沉淀在尚未固化的挤出片材中。发生填料沉淀的片材是非均匀的，并且在制造、储存、运输和/或安装过程中更容易损坏。这种片材组分的不均匀分布还可能损害片材的视觉特性和声音特性。视觉特性和声音特性对于进一步用作地板、墙壁和家具板材中的基材或基材层的片材而言尤其重要。

技术实现思路

1、首先，本发明旨在提供一种用于制造挤出片材的替代方法。

2、此外，根据一个或多个优选实施方式，本发明提供了针对与通过现有技术的方法制造片材相关的一个或多个问题的解决方案。

3、为了实现这一目标，根据第一独立方面，本发明提出了一种用于制造挤出片材的方法，其中，所述片材穿过模具的开口被挤出，所述模具由挤出机供给，其中，所述模具与水平平面形成倾斜角，和/或挤出片材离开所述开口的方向与所述水平平面形成倾斜角。通过使片材从模具的开口非水平地离开，可以控制(即最小化或最大化)重力的影响。挤出片材在离开模具的开口后，优选地至少铺设在第一支撑装置上。

4、倾斜角可以在不同的可能范围内选择，以产生不同的相应效果。

5、根据第一可能性，当从作为角基准的水平平面到模具的轴线和/或到挤出片材离开模具的开口的方向测量时，所述倾斜角为锐角，即大于0°且小于90°，更优选地，所述倾斜角为1°至60°，最优选地，所述倾斜角为3°至30°。根据该第一可能性，模具的开口面向片材的沿着第一支撑装置的运动方向。通过在水平平面与模具的轴线之间提供锐角倾斜角，可以控制和/或调节重力对沉降效果的影响。与通过本领域中已知的方法获得的已知片材相比，通过其中倾斜角是锐角的方法获得的片材可以更均匀。

6、根据第二可能性，所述倾斜角为钝角，即从90°至小于180°。根据该第二可能性，模具的开口与片材的沿着第一支撑装置的运动方向相背对。当要制造更致密的材料片材时，这种倾斜角可能是优选的。

7、第一支撑装置可以是用于接收并保持通过本发明的方法挤出的片材的任何合适的装置，并且该第一支撑装置位于挤出片材下方，以抵抗重力支撑该挤出片材。在片材被挤出时，首先与挤出片材接触的装置被视为第一支撑装置。所述第一支撑装置可以是例如传送带、辊、平坦的引导表面、不平坦的引导表面或弯曲的引导表面等。

8、在优选实施方式中，当从作为角基准的所述水平平面开始顺时针测量时，所述倾斜角是锐角，并且其中，第一支撑装置的运动方向指向右侧。在该优选的实际实施方式中，倾斜模具的开口指向下方。在模具的这种位置，重力可以在一定程度上帮助挤出，并且可以使例如填充材料在模具的出口(在该位置处，片材仍然是软的)处的沉降最小化。以这种方式获得的片材的内部组合物可能更均匀。这种位置还可以允许以最小的应力传送片材，例如通过将片材放到传送装置上来传送片材，这最大限度地减少了发生缺陷的风险，并且最大限度地提高了片材表面的平整度。

9、在替代实施方式中，当从作为角基准的所述水平平面开始逆时针测量时，倾斜角是锐角，并且其中，第一支撑装置的运动方向指向右侧。在该替代实际实施方式中，倾斜模具具有开口，该开口向指向上方。通过这种取向，根据倾斜角和挤出压力的不同，重力可以稍微或在很大程度上阻止挤出，这可以产生更致密的片材。同时，可以使例如填充材料在模具的出口(在该位置处，片材仍然是软的)处的沉降最小化。

10、根据又一替代实施方式，当从作为角基准的所述水平平面开始顺时针测量或逆时针测量时，倾斜角可以是从90°至小于180°的钝角，并且其中，第一支撑装置的运动方向指向右侧，其中，模具的开口和/或挤出片材离开模具的开口的方向指向下方或指向上方。

11、在优选实施方式中，片材铺设在第一支撑装置上。该第一支撑装置优选地至少延伸到在所述模具的所述开口的竖直下方的水平位置。以这种方式，片材在离开模具的开口后，可以非常快地被支撑，并且内部机械应力的产生和由此产生的缺陷可以受到限制。优选地，片材在沿着片材的长度测量的前25cm内被支撑。在替代实施方式中，所述第一支撑装置可以是可定位的，例如是可定位的辊，这意味着也可以通过移动并将支撑装置布置在所需的位置来改变模具相对于第一支撑装置(例如辊)的位置。

12、在优选实施方式中，沿过渡放料轨迹铺设所述挤出片材，其中，所述片材在所述过渡放料轨迹中是弯曲的。优选地，所述过渡放料轨迹中的所述片材没有弯曲或者以10cm或更大的半径弯曲。优选地，所述过渡放料轨迹中的所述片材不以小于10cm的半径弯曲。通过以过渡的且更平滑的方式放下，挤出片材上的机械应力被最小化和/或片材具有更一致的外观。这种片材的特征是具有改善的机械特性。由于表面更平整且片材中的组分分布一致，所述片材具有改进的美学外观。通过避免以小于10cm的半径弯曲，实现了更渐进的放下，这使得在片材生产期间产生的机械应力更小，并且机械特性得到改善。

13、在优选实施方式中，所述片材铺设在辊(优选地，该辊的半径为10cm或更大)上和/或传送器(例如传送带)上。根据本发明的第一方面的方法能与不同的支撑装置和/或不同的设备元件相兼容。根据特定实施方式，模具的倾斜角可以使得片材以与辊相切或几乎相切的方式离开模具。以这种方式，可以最大程度地减少甚至避免片材在所述过渡放料轨迹中的弯曲，并且片材在沿着第一支撑装置移动时的弯曲可以通过相应辊的半径来固定。辊可以将片材传送到另一个辊(例如校准单元和/或层压单元的辊)，或者传送到另一个传送装置。在前述特定实施方式中应用的辊可以是固定的、自由旋转的、被驱动的和/或被制动的。驱动或制动辊可以通过拉动和/或推动挤出片材来相应地帮助或阻止挤出。

14、在替代实施方式中，在挤出所述片材期间，倾斜角可以是可调节的和/或可变的。以这种方式，可以在挤出期间改变由于重力而产生的帮助或阻止，并且例如基于在下游对所获得的片材的密度和/或组合物的测量结果来控制由于重力而产生的帮助或阻止。

15、在优选实施方式中，该方法包括：提供附加片材，其中，穿过附加模具的开口挤出所述附加片材，所述附加模具优选地由附加挤出机供给，其中，所述附加模具优选地位于水平平面中或者至少比第一方面中的模具倾斜程度更小。该优选实施方式允许生产更复杂的多层片材，其中，第一方面中提到的片材和附加片材各自形成多层片材的一层。优选地，附加片材相对于关于第一方面提到的片材具有不同的组合物。所述片材可以被压制或以其他方式层压在一起。

16、在特别优选的实施方式中，挤出片材包含挤出聚合物组合物，其中，所述聚合物组合物包含聚合物粉末、填充材料和/或添加剂。本发明的方法特别适用于包含高度填充的热塑性材料的片材，其中，填料的含量可以大于50wt.％，优选地大于70wt.％，更优选地为约80wt.％或更多。

17、优选地，该方法包括以下步骤：

18、-提供聚合物粉末；

19、-提供填充材料和/或添加剂，所述填充材料优选地呈粉末的形式；

20、-将聚合物粉末与填充材料和/或添加剂混合；

21、-将该混合物加热到90℃至160℃，直到所述混合物软化而变得可塑；

22、-将所述混合物冷却到35℃至60℃；

23、-将混合物输送到所述挤出机。

24、优选地，该方法还包括步骤：在片材仍然温热时校准和/或压缩片材以获得所需的厚度。压缩步骤可以使层固结，特别是在多层片材的情况下，并且改善所述片材的机械特性以及所述片材的均匀性。

25、优选地，该方法包括：提供填充材料，所述填充材料优选地包含碳酸钙、石灰石、白云石和/或粘土。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以提供任何类型的填充材料。在优选的实施方式中，聚合物组合物包含50wt.％至90wt.％的量的填充材料和10wt.％至40wt.％的量的聚合物。

26、在该特别优选的实施方式中，待被挤出的所述混合物可以包含其他添加剂，所述添加剂优选地至少为稳定剂、增塑剂和/或抗冲改性剂。该混合物还可以包含着色剂、流变改性剂和/或润滑剂、ph添加剂、溶剂等。

27、在所述特别优选的实施方式的第一可能性中，所述聚合物粉末包含聚酯。

28、优选地，所述聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。pet可以适合作为其他聚合物材料的容易获取且可循环使用的替代品，并且适于通过本发明的方法进行加工。

29、在第二可能性中，聚合物粉末包含聚氯乙烯(pvc)。pvc特别适于提供高度填充的基材。根据该第二可能性，该方法优选地包括：将填充材料、聚氯乙烯(pvc)以及可选的添加剂混合并加热到100℃至140℃，直到混合物软化而变得可塑。优选地，将60wt.％至80wt.％的填料、20wt.％至40wt.％的形成所述聚合物的聚氯乙烯以及至多5wt.％的添加剂混合。优选地，所述填料主要是碳酸钙。

30、在第三可能性中，聚合物粉末包含聚烯烃，诸如聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)等。

31、根据最优选的实施方式，所述聚合物粉末是聚氯乙烯(pvc)，并且所述添加剂包含少于5％phr的增塑剂，或者所述组合物不含增塑剂。本发明的方法特别适合于生产高度填充的且硬质的pvc片材。尤其是在玻璃化转变温度相对较低的高度填充的热塑性聚合物片材中，可能会出现填料沉降并产生残余机械应力。本发明提供了用于使这些影响最小化的方法。

32、注意，大体上，所述挤出片材可以包括发泡层，或者可以是由聚合物组合物形成的发泡层，例如，在所述特别优选的实施方式的任何可能性中提到的聚合物组合物。优选地，该组合物包含pvc和填充材料。优选地，发泡层是闭孔泡沫层，即其中至少大部分泡沫单元是封闭的或完全被单元壁包围。发明人发现，根据本发明的模具的倾斜角对于制造包含或作为发泡层的挤出片材特别重要的。倾斜程度可以在一定程度上控制可能的外壳层(即在发泡层的表面处的未发泡或发泡较少的表面层)的厚度和质量。优选地，外壳层的厚度小于200微米，和/或小于发泡层的总厚度的5％。

33、为了处理发泡层，优选的是模具的倾斜角符合第一可能性，即当从作为角基准的水平平面到模具轴线测量时，倾斜角为锐角，优选地小于30°。因此，模具的开口面向片材的沿着第一支撑装置的运动方向。优选地，第一支撑装置包括辊。在最优选的实施方式中，片材以与所述辊相切或几乎相切的方式离开模具。优选地，将片材引入到形成在所述辊与反向辊之间的间隙(nip，辊隙)中。辊和反向辊的组合可以用于对挤出片材进行厚度校准。

34、在本发明用于挤出包括发泡层或作为发泡层的片材的情况下，这种发泡层优选地以以下重量比包括填充材料，即，填料：聚合物的重量比低于2.5:1并且优选地高于0.75:1。优选地，填充材料是或者包括例如呈颗粒形式的caco3或其他无机材料。

35、挤出片材内的潜在发泡优选地通过将气体(例如co2、n2或空气)注入挤出机中来实现。根据变体，可以将化学发泡剂添加到待被挤出的组合物中。

36、通过本发明的方法获得的片材可以具有耐磨层和/或装饰层。

37、在这种情况下，优选地，本发明的方法还包括以下步骤：

38、-提供装饰层和/或耐磨层，该装饰层和/或耐磨层优选地通过至少一个压延辊；以及

39、-优选地，将所述装饰层和/或所述耐磨层与片材压制在一起以形成板材，优选地，通过压延操作或双带压机将所述装饰层和/或所述耐磨层与片材压制在一起以形成板材。

40、通过本发明的方法获得的片材具有增强的性能，使得该片材更适合用作涂层板材(诸如地板板材、墙板材、天花板板材或家具板材)的基材。显而易见的是，根据其他特定的独立方面，本发明还涉及一种用于生产涂层板材的方法，其中，板材包括能通过本发明的第一方面的方法获得的片材，并且其中，所述片材还具有耐磨层和/或装饰层。

41、优选地，所述装饰层是聚氯乙烯(pvc)装饰层，和/或所述耐磨层是聚氯乙烯(pvc)耐磨层，优选地，所述耐磨层是硬质聚氯乙烯(pvc)耐磨层。

42、可替代地，所述装饰层可以是聚烯烃薄膜(诸如pp薄膜)或聚酯薄膜(诸如pet和/或聚酯改性薄膜，诸如乙二醇改性聚对苯二甲酸乙二醇酯(petg)薄膜)。

43、可替代地，装饰层可以是直接印刷在片材表面上的印刷品形式，优选地，中间具有一个或多个漆层和/或背景层。

44、优选地，在所述特别优选的实施方式中，该方法还包括步骤：在形成的板材的最上侧提供漆层，优选地，在将所述装饰层和/或所述耐磨层与所述片材压制或以其他方式层压在一起之后在形成的板材的最上侧提供漆层。优选地，将uv可固化漆(诸如丙烯酸漆)作为最上层施加到板材上。在替代实施方式中，可以使用电子束可固化漆层。

45、在另一优选实施方式中，本发明的方法还包括：对片材或包括所述片材和装饰层和/或耐磨层的板材进行压纹。优选地，在所述板材上进行所述压纹步骤，压纹与装饰层对准。以这种方式，能够使板材的外观看起来更自然。由于通过本发明的方法获得的片材具有增强的性能，可以更均匀地进行压纹，而不会产生不期望的光泽差异。

46、与第一方面的目标相同，根据第二独立方面，本发明提供了一种用于制造挤出片材的设备，该设备至少包括具有模具的挤出机区段，其中，所述模具配置为与水平平面形成倾斜角，和/或所述模具配置为允许挤出片材离开所述模具的开口的方向与所述水平平面形成倾斜角。

47、根据所述第二独立方面的第一可能性，所述模具配置为形成大于0°且小于90°的倾斜角，更优选地倾斜角为1°至60°，最优选地倾斜角为3°至30°。

48、根据所述独立方面的第二可能性，所述模具配置为形成90°至小于180°的倾斜角。

49、在优选实施方式中，当从作为角基准的所述水平平面开始逆时针测量时，倾斜角为负角。在该优选的实际实施方式中，该设备的倾斜模具的开口指向下方。

50、根据替代实施方式，当从作为角基准的所述水平平面开始逆时针测量时，所述角度为正角。在该替代的实际实施方式中，本发明的设备中的倾斜模具具有开口指向上方的开口。

51、在替代实施方式中，在设备操作期间，设备的模具的倾斜角可以是可调节的和/或可变的。

52、在优选实施方式中，根据本发明的第二方面的设备至少还包括第一支撑装置。优选地，所述第一支撑装置包括辊或传送器。本发明的第二独立方面的设备适合于包括可以用作传送装置的各种加工元件和/或与可以用作传送装置的各种加工元件组合。

53、在优选实施方式中，该设备还包括混合桶和/或调温桶，优选地，该混合桶和/或调温桶配备有捏合装置。

54、在其他优选实施方式中，该设备包括调温桶，调温桶是包括双壁的捏合容器。

55、显而易见的是，第二独立方面的设备非常适合于执行第一方面的方法和/或其优选实施方式，并且第二独立方面的设备可以表现出相应的优选特征。