CN108602217A - 薄膜生产方法，薄膜生产组件和塑料薄膜 - Google Patents

薄膜生产方法，薄膜生产组件和塑料薄膜 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于生产具有至少双色设计的热变形塑料薄膜的薄膜生产方法，包括以下步骤：挤出第一塑料以形成熔融塑料熔体，通过挤出喷头/夹缝喷头以第一厚度对第一塑料的塑料熔化物进行平面分配；将第二种可分散和/或自由流动的塑料以以确定的图案设计以限定的平面方式施加到由第一塑料组成的塑料熔体上，并且压延/调整塑料熔体的厚度，同时通过压延组件将在图案设计中以平面方式施加的第二塑料至少部分地压入第一塑料中，冷却熔体以形成固体塑料薄膜。本发明还涉及一种用于生产具有至少双色设计的热变形塑料薄膜的薄膜生产组件，以及一种具有至少双色设计的热变形塑料薄膜。

Description

薄膜生产方法，薄膜生产组件和塑料薄膜
技术领域
本发明涉及一种用于生产具有至少双色设计的热变形塑料片材的片材生产方法。
进一步地，本发明涉及一种用于生产具有至少双色设计的热变形塑料片材的片材生产组件，以及一种具有至少双色设计的热变形塑料片材。
在商用车辆中，地板覆盖物几乎是驾驶室中非纺织物质的100%。在重型卡车中，除了少数例外，这些都是由橡胶制成的。在小型或中型运输车和商用车辆中，它们是有PVC覆盖层的非交联塑料覆盖物，并且越来越多的是TPO。覆盖物基本上由基色组成，并且大部分印刷有限定的设计，以及具有另一个保护层。
由于日常使用的压力，保护层首先被破坏，接着印刷图案被加快磨损。在大约30000 km的里程数中，根据污物程度和鞋类，在脚部支撑的区域通常不再存在印刷的装饰表面。
现有技术中，不同的地板覆盖物和地板覆盖物的生产方法都是已知的，通过该方法可以产生特别是通过覆盖层层或者地板覆盖物的主体部分或完全着色的结构。
出版物DE3546151C2描述了一种由热塑性材料，优选PVC的混合物制备具有不同颜色设计的均匀扁平物品的工艺。将最大颗粒尺寸为2.5mm的颗粒材料浇注以形成层，在热作用下塑化直到形成多孔连续层。可选地，在冷却后，可在预先决定的图案中施加液体或自由流动的可熔有色介质，其渗入多孔层中至所需深度。在压力和热量下，将有色多孔层压实以形成紧凑的扁平物品。
进一步地，在出版物DE4445429C1中，将边缘锋利的PVC颗粒分散在第一压延机前阶段的热塑料膜上，并且紧紧地压在辊上。加热另一个薄膜后，在另一个压延机中使用印花辊在薄膜上形成扁平结构，并且颗粒轮廓的锋利度会降低。在随后的具有加热料筒的带压机中，实现颗粒与薄膜的最终压制和焊接。形成了具有无方向的边缘锋利的大理石花纹的地板覆盖物。
出版物DE19527553C1描述了一种生产具有无方向有色图案的均匀有弹性的地板覆盖塑料片材或板材的方法。将多颜色的颗粒棒压实成板材或片材。颗粒棒具有颜色区域，其中2种或以上的颜色基本上不互相混合。颜色区域主要与棒的纵轴平行。当在辊或压延机加工时，一次操作可以生产没有优先方向的有色图案。
从出版物DE3743297A1和DE3743296A1中可知一种生产具有多色结构的均匀的塑料片材或板材的工艺，其中将多色颗粒一并加工成形为片材。该颗粒是由EVA粘合剂和至多80重量%的填料和5重量%的有色颜料组成。
出版物DE4405589C1描述了一种可交联塑料或橡胶的工艺，其包括用单色材料线或颜色纵向分布的线切成的圆盘状颗粒，并且这些颗粒被用于第一对压延辊前阶段的另一个有色片状材料上。在可能的下一步中，另外的颜色可以作为颗粒应用并且通过随后的压延机并入到材料中。圆盘状颗粒可以从一侧或两侧表面进行并入。在最后一步中，材料片材是交联的。
进一步地，在出版物DE3688134T2仲，一种嵌入类型的片状材料可以用这样一种方式生产，将有色树脂颗粒应用于非胶状的PVC塑料溶胶中，加压连续地压入片材，然后塑料溶胶同时形成胶体以形成完全着色的塑料片材。
出版物DE2552653C3描述了一种用来生产几何装饰图案的树脂层的工艺，其中采用模板将具有不同颜色的树脂颗粒一个接一个地放置在载体上，并且然后通过加热将其烧结在一起。
另外，从出版物GB1087560A中可知一种用于粉末的具有两个穿孔的旋转圆筒的装置或工艺。每当遇到穿孔时，将粉末施加到沿着下面通过的载体上。特别有利的是，由于热处理使粉末部分渗透进基材中，因此实现了高稳定性。
出版物FR1.167.760A描述了一种两部分具有不同颜色的材料，优选PVC，用压延机压制成片材并且压制成热塑性基材。这种结构被加热到至少达到基材的熔化温度并且压制，其中颗粒是完全封闭的。
通常，现有技术中描述的结构都能通过多层结构来描述，其中包括一层塑料层，多数是PVC片材，应用于之后提供表面装饰的载体。通常将另一个透明层施加到表面上以进行保护。然而，所有这些技术都是最广泛意义上的使用了粘性材料的印刷技术。
现有技术的问题基本包括以下事实，目前不可能制备一种具有满足以下要求的相应覆盖层的廉价地板覆盖物：
-覆盖层和/或地板覆盖物必须是热变形的；
-覆盖层和/或覆盖物具有至少有两种颜色的限定的预定的设计；和
-覆盖层和/或地板覆盖物至少部分地，特别是最少30%是完全着色的，以防止设计的表面磨损。
特别地，已经认识到现有技术的任何塑料片材不能满足这些要求。
本发明的目的是提供一种成本划算且高效的片材生产方法和片材生产组件以及一种由此可生产的片材，其中实现了预定的设计，该设计至少部分或完全地实现。通过大部分覆盖物使得覆盖物的外观不会因地板覆盖物的表面上的磨损而改变。
这个目的通过根据主要权利要求所述的片材生产方法，根据另一个独立权利要求所述的片材生产组件，并且进一步的根据另一个独立权利要求所述的塑料片材来实现。
本文公开的用于生产具有至少双色设计的热变形塑料片材的片材生产方法包括至少以下步骤：
-将第一塑料材料挤压成一种可流动的塑料熔体，并使用挤出机组件或者挤出机模以第一厚度把第一种塑料材料的塑料熔化物进行二维分配；
-使用图案模板以限定的二维方式和以限定的图案设计施加第二可涂敷和/或自由流动的塑料材料到由第一塑料材料组成的塑料熔体；和
-压延/校准塑料熔体并且同时通过压延组件至少部分地将第二塑料材料二维地和图案设计地压入第一塑料材料中；
-将熔体冷却成固体塑料片材。
作为可能的塑料材料，更优选使用烯烃基热塑性弹性体，TPO，TPE-O，氨基甲酸乙酯基热塑性弹性体，TPU，TPE-U，PVC，并且还可以使用所有的柔性热塑性材料，例如聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚氨基甲酸乙酯本身和作为共聚物，和混合物，和未注入以及具有无机填料的组分。
第二塑料材料可以是颜色不同的第一塑料材料，在优选实施例中和第一塑料材料的颜色不同，即，可以是不同颜色的第一塑料材料。
进一步地，作为第二塑料材料，还可以使用与第一塑料材料相容并且在冷和热的状态下有类似性质的材料。如本文所述，“相容”是指聚合物在分子水平上是可混溶的。
在这方面，参考D.R保罗，S.纽曼, 共混聚合物物，卷1和2，学术出版社，伦敦 1978和M.J.福尔克斯，P.S霍普，共混聚合物物及合金，布莱基学术和专业，伦敦，格拉斯哥，纽约1993，以及曼弗雷德·拉奇，聚合物之间的相互作用，在“连续机器中的聚合物反应和反应处理”41-66页，VDI出版社 杜塞尔多夫 1988。
可能的结合是基于PP的TPO作为第一材料，其中均聚聚丙烯或共聚聚丙烯作为第二材料。这同样适用于其他基础聚合物，例如PE，PU和PA。
下表显示了不同塑料材料的相互兼容性：
表1：热塑性塑料和热塑性弹性体的相互兼容性-拜耳股份公司，卡塞尔大学，古密尔克格雷堡
将第二塑料材料涂敷到由第一塑料材料构成的扁平塑料熔体上，通过分散实现。相应的分散装置表明了其自身，例如具有所有模板的分散装置，特别是旋转模板分散体形式的圆形模板，已知的，例如来自制造商Sandvik。当然，也可以想到具有模板的其他涂敷方法，其中仅需要在处理期间与塑料熔体的供给平行地连接这些涂敷方法。
为了施加第二塑料材料，其可以是颗粒，粉末，砂砾或者是颗粒混合物存在，其中第二塑料材料的颗粒尺寸优选与塑料片材的最终厚度相对应，或者与塑料片材的最终厚度相比，更厚，最多50%和/或更薄，最少70%。通过这些优选的颗粒尺寸，可以实现具有双色设计的后一种塑料片材的最佳外观效果。然而，也可能使用较小的颗粒来获得具有双色设计的塑料片材，其中颗粒根据其尺寸从一侧仅部分地渗透到第一塑料材料的可流动塑料熔体中，因此应该获得至少约30%的塑料片材厚度的穿透深度。因此，建议将颗粒尺寸限定在塑料片材的后来的厚度的至少30%作为下限，因为塑料片材在以后的使用过程中可以以这种方式磨损而不会立即消失，例如，当塑料片材用作地板覆盖物时。
用于生产具有至少双色设计的热变形塑料片材的片材生产组件，特别是通过本文公开的片材生产方法，包括：
-具有槽模的挤出机，用于生产和分配第一塑料材料的扁平可流动塑料熔体；
-用于将第二塑料材料施加/散布到由第一塑料材料组成的塑料熔体上的涂敷和/或分散装置；
-压延组件，用于校准片材的厚度，同时至少部分地将第二塑料材料压入由第一塑料材料组成的塑料熔体中；
其中
-所述涂敷和/或分散装置设置在压延组件的区域中；和
-所述涂敷和/或分散装置区域中的塑料熔体的取向是水平的。
因此在生产过程中在待制备塑料片材中实现双色设计是可能的，其中所述设计至少部分存在于塑料片材的主体内。在固化和压延之前，将第二塑料材料（例如粉末，砂砾，颗粒或微粒）的形式施加或者散布在第一材料上，以使第二塑料材料，在压延过程中可以将第一塑料材料压印到第一塑料片材中，并且和第一塑料材料熔融一起以形成塑料片材，这仅仅是一个发明的特征。特别地，塑料片材也可以材料均匀的方式形成。
涂敷和/或分散装置是有模版或者圆形模版的分散装置，并且可以优选地装有单或双刮刀组件。
在优选实施例中，可以组合压延组件和涂敷和/或分散装置，其中应用和/或分散装备被安装在第一压延辊上方，并且提供第二和第三压延辊来进行厚度校准和冷却。特别优选的是，第一压延辊具有较大的直径，从而为所述涂敷和/或分散装置提供足够的位置。
在另一个实施例中，可以将熔体放置在传送带上然后供应给压延机。
公开的具有至少双色设计的热变形塑料片材，特别是如果通过本文公开的生产工艺和/或使用片材生产组件生产的，包括具有第一颜色的第一塑料材料和具有与第一颜色不同的第二颜色的至少一种第二塑料材料，其中所述塑料材料是熔融在一起的，第二塑料材料至少部分并入片材中，并且超过厚度尺寸中的片材厚度的30%，并且至少片材的一个表面侧具有由所述双色设计形成的限定的设计/图案。
在特别优选的实施例中，所述第一和第二塑料材料可以由相同材料制成并具有不同颜色，其中所述第一和第二塑料材料可以选自以下材料：
-烯烃基热塑性弹性体，TPO，TPE-O
-氨基甲酸乙酯基热塑性弹性体，TPU，TPE-U，PVC，
-所有柔性热塑性材料，例如聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚氨酯本身和作为共聚合物，和混合物，和未注入的并且提供无机填料的组分。
在下文中，使用附图说明中的附图来详细描述发明中的实施例，后者旨在说明本发明，并且不应被视为限制：
图1显示了所公开的塑料片材生产组件的示意性实施例；
图2显示了根据图1所公开的塑料片材生产组件内的分散装置的详细侧视图；
图3显示了所公开的塑料片材生产组件的示意性第二实施例；和
图4显示了具有由所公开的方法生产的设计的塑料片材的抛光横截面。
图1显示了所公开的塑料片材生产组件的示意性实施例。
塑料片材生产组件包括挤出机2，在挤出机2的出口处装有挤出机模头3，借助挤出机模头3，可以将第一塑料材料12挤出成扁平的可流动塑料熔体1。
此外，塑料片材生产组件包括用于校准塑料熔体1或者塑料片材1的压延组件5,6,7。在该优选实施例中，压延组件具有三根压延辊，即第一压延辊5，第二压延辊6和第三压延辊7。第二压延辊5和第三压延辊7是彼此上下布置的，一起形成第二校准台。第一压延辊5和第二压延辊6设置有水平突出部，一起形成第一校准台。
该实施例的另一个特征是，与后面布置的压延辊6和7相比，第一压延辊5具有明显更大的直径，以便可以在第一压延辊5的上方设置涂敷和/或分散装置4，第一压延辊5的一侧为附加的工艺步骤，即分散，创造了足够的空间。
在挤出机2中，第一塑料12熔融并且从挤出机模头3中被挤出，并且供应随后布置的压延组件5，6，7。压延组件5，6，7具有如此的设计，塑料熔体1可以被水平放置在压延机的第一压延辊5上。
具有圆形模板10的分散装置4作为涂敷和/或分散装置4的一部分，其中在该实施例中使用旋转模板扩散器4。使用具有圆形模板10的分散装置4，将第二塑料材料8施加到具有限定设计的所述可流动塑料熔体1上。第二塑料材料8优选与第一塑料材料12相同，但具有不同的颜色，以便获得双色设计。
第二塑料材料8可以是颗粒，粉末，砂砾或者颗粒混合物的形式，因此它是分散的或自由流动的。因此，可以将图案施加到第一塑料材料12，由此最终形成至少双色设计。以分散材料形式的第二塑料材料8优选具有在后面的片材厚度范围内的颗粒尺寸。其中着色大于颗粒尺寸的特定设计必须由若干颗粒来制备，这通过相应的模板来实现。对于较小的颗粒，仅可能表面渗透进入可流动塑料熔体1，这导致了所生产的具有1’设计的塑料片材仅具有部分而不是完全着色。相反地，第二塑料材料8的太大的颗粒会在随后发生的校准步骤中变形，并且可能对设计有不利的改变。
这里可以注意到，通过应用额外的第三或更多的塑料材料也可以实现三色或四色以及多色设计，其中分散过程可以通过涂敷和/或分散装置4来执行，但也可以通过一个接一个地布置若干个来执行。
进一步地，可以提供具有集成传送螺杆的封闭进料管9，用于涂敷和/或分散装置4，其中第二塑料材料8被轴向运输进圆形模板10中。在进料管9的下方，在第二塑料材料8上有可调节的排放出口，从而可以确保安装在底侧的双刮刀组件11的限定的均匀和连续的材料流。所述双刮刀组件11从内部通过模板10的开口涂覆第二塑料材料8，并根据模板图案精确地施加到通过下方的塑料熔体1上。
在第二塑料材料8施加到由第一塑料材料12组成的塑料熔体1上之后，通过压延组件5,6,7和另外两个辊6和7进行厚度校准，从而形成限定的塑料片材1。在这些辊5,6,7中，以粉末形式散布的第二塑料材料8实际上被压入塑料熔体1中，与其熔融在一起，以在第一塑料材料12和第二塑料材料8之间形成紧密的粘合。将具有不同颜色的粉末分散材料8的塑料熔体1压延至所需厚度，其中，粉末分散材料8尺寸比片材厚度大的颗粒被压制成片材厚度并且不伸长，或者仅略微如此，取决于其尺寸。最后，将具有设计的塑料熔体1冷却，并且作为具有设计的塑料片材1’取出。
图2示出了根据图1公开的塑料片材生产组件内的分散装置的详细侧视图。
图3显示了公开的塑料片材生产组件的示意性第二实施例。
在该变形的实施例中，传输带组件13被安置在设计为槽模的挤出机模头3之间，在挤出后首先将片材放置在槽模上并且随后供应给分散装置4。
图4显示了具有由所公开的方法生产的具有设计1’的塑料片材的抛光横截面。所生产塑料片材1由第一塑料材料12 和通过限定图案设计施加的第二塑料材料8所构成，它们熔融在一起并因此形成具有双色设计的塑料片材1’。
可以清楚地看到，具有直到一定深度着色的设计的片材被制成最终产品，因此该生产的片材非常耐磨，因为该设计不仅在表面上应用。
下文是本发明的补充描述，但是不限于通过包括以上两幅图解的具体实施例：
基于LLDPE的TPO用作基础材料。该材料具有浅灰色并且形成第一塑料材料12。将同样的材料但具有黑色着色的材料研磨成粉末，从而形成第二塑料材料8。使用平均直径为0.8mm的筛分粒度级。
成品塑料片材1的总质量的25%作为以第二塑料材料8的形式的粉末散布在其上。选择在主方向上尺寸为3mm×6mm的椭圆形作为设计。压延间隙调整为0.45毫米的值。片材的取出速度是4m/min。
粉末，即第二塑料材料8，没有完全被压进基础材料中，即第一塑料材料12中，因此，与非分散表面相比会形成一些粗糙度，这导致了滑动性能的显著减少，当用作例如车辆的地板覆盖物时，最终带来相当明显的优点。
将材料进一步地加工成车辆的地板覆盖物，并且在与磨损有关的测试中，可以发现在泰伯尔测试中1000转后的表面看起来与开始时的完全相同，而印刷图案在500转后已经失去其颜色。
参考符号列表
1 塑料片材/塑料熔体
1' 具有设计的塑料片材
2 挤出机
3 挤出机模头
4 分散装置
5 第一压延辊
6 第二压延辊
7 第三压延辊
8 第二塑料材料
9 进料管/供给
10 圆形模板
11 刮刀/双刮刀
12 第一塑料材料
13 传输带组件。

Claims (11)

1.一种用于生产具有至少双色设计（1）的热变形塑料片材的片材生产工艺，包括以下步骤：
-将第一塑料材料（12）挤成可流动塑料熔体（1），并使用挤出机模头（3）/槽模以第一厚度对第一塑料材料（12）的塑料熔体进行二维地分散；
-使用图案模板（4）以限定的二维方式和以规定的图案设计将第二可涂敷和/或自由流动的塑料材料（8）施加到由第一塑料材料（12）组成的塑料熔体（1）上；和
-压延/校准塑料熔体（1）的厚度，并且通过压延组件（5,6,7），同时至少部分地将第二塑料材料（8）以二维方式和图案设计施加到第一塑料材料（12）中；
-将熔体冷却成固体塑料片材。
2.根据权利要求1所述片材生产方法，其特征在于，使用不同颜色的第一塑料材料（12）作为所述第二塑料材料（8）。
3.根据权利要求1或2所述片材生产方法，其特征在于，所述将第二塑料材料（8）施加到由第一塑料材料（12）组成的塑料熔体（1）是通过分散进行的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的片材生产方法，其特征在于，为了施加第二塑料材料（8），所述第二塑料材料（8）为颗粒，粉末，砂砾或颗粒混合物的形式，其中所述第二塑料材料（8）的颗粒尺寸平均
-对应于塑料片材（1）的最终厚度，或者
-与塑料片（1）的最终厚度相比，更厚，最大50%和/或更薄，最小70%。
5.一种用于生产具有至少双色设计的热变形的塑料片材（1）的片材生产组件，特别是通过根据前述权利要求中任一项所述的片材生产方法，包括：
-具有槽模（3）的挤出机（2），用于生产和分配第一塑料材料（12）的扁平可流动塑料熔体（1）；
-用于将第二塑料材料（8）施加/散布到由第一塑料材料（12）组成的塑料熔体（1）上的涂敷和/或分散装置（4）；
-压延组件（5,6,7），用于校准片材的厚度，并且同时至少部分地将第二塑料材料（8）压入由第一塑料材料（12）组成的塑料熔体（1）中；
其中：
-所述涂敷和/或分散装置（4）设置在压延组件（5,6,7）的区域中；和
-所述涂敷和/或分散装置（4）区域中的塑料熔体（1）的取向是水平的。
6.根据前述权利要求所述的片材生产组件，其特征在于，所述涂敷和/或分散装置包括
-具有圆形模板（10）的分散装置（4）；和/或
-单或双刮刀组件。
7.根据前述两项权利要求所述的片材生产组件，其特征在于，所述压延组件（5,6,7）和所述涂敷和/或分散装置（4）是组合在一起的，其中所述涂敷和/或分散装置（4）设置在第一压延辊（5）上方，并且提供第二压延辊（6）和第三压延辊（7）来进行厚度校准，其中第二压延辊（6）和第三压延辊（7）彼此上下排列。
8.根据前述两项权利要求所述的片材生产组件，其特征在于，在所述挤出机模头后面提供传输带组件，其中在所述传输带组件上进行挤出。
9.一种具有至少双色设计的热变形塑料片材（1），特别是通过片材生产方法和/或使用根据前述权利要求中任一项所述的片材生产组件所生产的塑料片材，包括：
具有第一颜色的第一塑料材料（12）和具有与第一颜色不同的第二颜色的至少一种第二塑料材料（8），其中所述塑料材料熔融在一起，第二塑料材料（8）至少部分并入片材中，并且超过厚度尺寸中的片材厚度的30%，并且片材的至少一个表面具有由所述双色设计形成的限定的设计/图案。
10.根据前述权利要求所述的片材，其特征在于
所述第一（12）和第二（8）塑料材料是由相同材料制成并具有不同颜色，其中所述第一（12）和第二（8）塑料材料可以选自以下材料：
-烯烃基热塑性弹性体，TPO，TPE-O，
-氨基甲酸乙酯基热塑性弹性体，TPU，TPE-U，PVC，
-所有柔性热塑性材料，例如聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚氨酯本身和作为共聚合物，和混合物，和未注入并且提供无机填料的组分。
11.根据前述权利要求中任一项所述的片材，其特征在于，与第一塑料材料相容并且在冷的和热的状态下具有类似性质的材料也可以用作第二塑料材料。
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