CN115989131A - 用于在板块元件中形成沟槽的方法和设施 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于在板块元件(1；1’)中形成至少一个沟槽的方法，其中板块元件包括基于聚合物的材料，并且优选地包括填料。该方法包括提供板块元件，该板块元件包括设置在升高温度下的板块部分，并且通过加工装置(13)从板块部分移除材料(4’)(诸如碎片)，来形成至少一个沟槽。

Description

用于在板块元件中形成沟槽的方法和设施
技术领域
本公开总体上涉及一种用于减轻诸如镶板的板块元件的重量的方法和设施。更具体地，本公开涉及用于在板块元件中形成至少一个沟槽的方法和设施。该镶板可以是建筑镶板、地板镶板、墙板镶板、天花板镶板或家具镶板。
背景技术
公开内容WO 2020/180237 A1公开了用于在板块元件(例如镶板)中提供沟槽的改进方法和系统，其例如可以提供用于热塑性地板的部件。具体地，本公开描述了用于通过加工工具从板块元件移除材料来在板块元件的背面中形成至少一个沟槽的方法。加工工具可以是旋转切割装置或刮削工具、凿刻工具、钻孔工具或铣削工具。
然而，仍然有改进的空间，特别是在流水线生产过程中实现上述那些方法的情况下。
发明内容
因此，本公开的至少实施例的目的是提供一种用于在板块元件中形成沟槽的方法，该方法更容易受控制。
本公开的至少一些实施例的另一个目的是提供一种更节能的形成沟槽的方法。
本公开的至少实施例的目的还在于提供用于形成沟槽的相应设施。
通过下面描述的多个方面，已经实现了从描述中明确的这些及其他目的和优点中的至少一部分。
根据本公开的第一方面，提供了一种用于在板块元件中形成至少一个沟槽的方法，其中板块元件包括基于聚合物的材料，并且优选地包括填料。该方法包括：提供板块元件，其包括设置在升高温度下的板块部分，以及通过由加工/处理装置从板块部分去除材料(如碎屑)来形成至少一个沟槽。
借助于升高温度，可以降低从板块元件上移除材料的切削力。因此，可以增强对于(一个或多个)沟槽的形成的控制。当生产速度(例如在流水线生产过程中的生产速度)超过某个阈值时，这是有利的，在一些实施例中甚至是必要的。
此外，减小的切削力可以降低加工装置在形成沟槽期间的功耗/功率。
此外，板块元件的基于聚合物的材料可以更容易加工。此外，借助于减小的切削力，可以在形成沟槽的过程中抵消板块元件的不期望的位移。
沟槽可以减轻板块元件的重量。在一些实施例中，沟槽可以为板块元件或镶板提供增加的柔性。
优选包括旋转切割装置、凿刻工具或铣削工具的加工装置可以沿着板块部分的至少5毫米、优选至少50毫米移除材料。例如，优选包括旋转切割装置、凿刻工具或铣削工具的加工装置可以沿着板块部分或镶板的长度的至少80％、优选板块部分或镶板的长度的至少90％移除材料。优选包括钻孔工具或铣削工具的加工装置可以沿着一个方向移除板块部分的小于30毫米、优选小于10毫米的区域中的材料。
该方法可以进一步包括将板块部分的温度从初始温度提升到升高温度。因此，升高温度可以高于初始温度。
升高温度可以高于在形成沟槽期间板块元件所处的环境温度和/或高于板块部分的初始温度。例如，环境温度可以是16-26℃。然而，在某些时间段期间，环境温度可以是13-40℃。当实施该方法的区域没有温度控制机制时(例如在夏季或冬季期间)，可能出现这种偏差。环境温度可以是一段时间内的平均温度，例如在板块元件的生产周期中。
初始温度可以是已经适应环境温度的板块部分的温度。替代地或附加地，初始温度可以是加热板块元件之前板块元件的温度。
初始温度可以通过红外温度计或热成像相机来测量。
升高温度可以通过加热板块部分来获得。板块部分可以由单独的板块加热装置加热，例如加热炉、红外加热元件或(一个或多个)加热辊。
升高温度可以在热和优选压力下形成板块元件的过程中获得。借助于该实施例，为形成板块元件而产生的热量可用于简化其中的沟槽的形成。实际上，通过在热作用下成形，板块元件中所具有的材料温度可以升高。该板块部分、甚至整个板块元件可以在成形后直接设置在板块形成温度下。例如，升高温度可以在热和压力下板块元件的(共)挤出和/或压制期间获得。在整个公开内容中，“(共)挤出”是指挤出或共挤出。
升高温度可以预先确定。例如，它可以被控制成预定温度范围内的值。
当所形成的板块元件的材料已经充分稳定时，可以执行沟槽的形成，使得由于所述沟槽的形成，板块元件的变形很小，甚至没有变形。
优选对于包括聚氯乙烯即PVC的板块元件，板块形成温度可以是90-150℃。对于包含聚对苯二甲酸乙二醇酯即PET的板块元件，板块形成温度可以是220-270℃，对于包含聚丙烯即PP的板块元件，板块形成温度可以是170-220℃，对于包含聚氨酯即PU的板块元件，板块形成温度可以是160-230℃。
沟槽可以在形成板块元件之后形成，与此同时板块部分设置在升高温度下，在一些实施例中，升高温度可对应于板块形成温度。
然而，在形成板块元件之后，在一些实施例中，它可以从板块形成温度部分地冷却到升高温度，该升高温度优选仍然高于环境温度。
事实上，在一些实施例中，该方法可以进一步包括在热作用下、优选通过(共)挤出和/或在压力下形成板块元件的优选至少一层。可选地，至少一层或板块元件可以在(共)挤出后进行压延。
可选地，沟槽可以与所形成的板块元件的边缘部分的修整相关地形成，例如在修整期间或之后形成。在板块元件的形成和修整之间，板块元件的温度、尤其是板块部分的温度可能已经降低。
该板块部分可以包括可加工部分，从该可加工部分可以去除诸如碎片的材料。板块部分可以至少设置在板块元件的后侧/背面。在一些实施例中，板块部分可以是整个板块元件。因此，整个板块元件的温度，例如环境温度、初始温度和/或升高温度，可以是基本上均匀的。在一些实施例中，板块部分可以形成整个板块元件的局部部分，例如设置在背面。因此，板块部分的温度可以不同于板块元件的其余部分的温度。
基于聚合物的材料，例如设置在板块部分中的材料，可以包括热塑性材料，并且优选地包括填料。
在一些实施例中，基于聚合物的材料，例如在板块部分中提供的材料，可以包括热固性材料和可选的填料。
上述任何实施例中的填料可以是无机填料——如矿物材料、例如碳酸钙(CaCO3)，滑石/云母或石材——例如石粉。可选地或附加地，填料可以是有机填料。例如，填料可以包括纤维——例如木纤维或竹纤维。
板块元件可以包括层布置结构，该层布置结构包括至少一层，例如单层，所述层可以包括或者可以是芯部。每层可以包括基于聚合物的材料，并且优选地包括填料。
板块元件——比如其至少一层(例如芯部)或甚至其所有层——可以包含基于聚合物的材料，优选热塑性材料，达到10-60wt％或15-50wt％的程度，填料达到30-85wt％或45-80wt％的程度，以及优选增塑剂、着色剂和添加剂中的至少一种，例如稳定剂、发泡剂、起泡剂、润滑剂、抗冲改性剂和/或加工助剂，达到0.5-15wt％或1-12wt％的程度。
在本文的任何实施例中，填料的程度可以超过40wt％，优选超过60wt％，和/或增塑剂的程度可以小于5wt％，例如0.5wt％至小于5wt％，或者例如不含增塑剂。因此，板块元件或其至少一层可以变得刚性。
升高温度可以超过25℃，优选超过40℃或超过60℃，并且例如可以从高于25℃到280℃，从高于25℃到150℃，或者从高于25℃到板块形成温度。
作为连续增加的高温的函数，例如直到某个最高温度，切削力可以连续变小，这可能取决于材料的类型。事实上，切削力可能会降低到基于聚合物的材料的某一最高温度，在此温度之后，这种影响可能变得可以忽略或者甚至不存在。
升高温度可以是30-150℃，例如35-90℃，或者优选40-70℃。这对于热塑性材料例如PVC(聚氯乙烯)可能是优选的。在一些实施例中，升高温度可以是30-190℃，例如35-90℃或者优选40-70℃，这对于热塑性材料例如PE(聚乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PU(聚氨酯)和PP(聚丙烯)可能是优选的。
该方法可以进一步包括：优选在形成沟槽的过程中，使板块元件沿进给方向移位。
可以收集所移除的材料，优选地通过抽吸和/或吹送、例如分别通过真空和/或气流收集。所移除的材料可以在板块元件的位移过程中被收集。
通常，在本文中，沟槽可以通过旋转或非旋转操作形成，优选利用多个切割齿。
加工装置可以包括旋转切割装置。旋转切割装置可以包括至少一个切割元件，优选多个切割元件。
加工装置可以包括凿刻工具。凿刻工具可以包括至少一个切割齿，优选多个切割齿。在凿刻期间，切割齿可以沿着板块元件的进给方向一个接一个地设置。
在一些实施例中，加工装置可以包括至少两个旋转切割装置。因此，切削力甚至可以进一步减小。每个旋转切割装置可以包括至少一个切割元件，优选多个切割元件。当使用凿刻工具的多个切割齿时，效果是相似的。
在一些实施例中，加工装置可以包括钻孔工具或铣削工具。钻孔工具或铣削工具可以包括至少一个切割元件，优选多个切割元件。
在一些实施例中，板块元件本身可以是镶板。然而，在一些实施例中，板块元件可以分成至少两个镶板。该方法可进一步包括将板块元件分成至少两个镶板，优选在高于初始温度和/或环境温度下提供板块元件时进行。
通常，在本文中，镶板本身或板块元件被分成的任何镶板可以是建筑镶板、地板镶板、墙板镶板、天花板镶板或家具镶板。
该方法可以进一步包括在板块元件的至少一个边缘部分上形成锁定装置、优选机械锁定装置，该板块元件呈一个镶板或板块元件被分成至少两个镶板的形式，优选在其两个相对的边缘部分上。
根据本公开的第二方面，提供了一种用于在板块元件中形成沟槽的设施。该设施包括板块加热装置和加工装置。
第二方面的实施例和示例很大程度上类似于第一方面的实施例和示例，因此对其进行参考。此外，还包括以下实施方式和示例。
板块加热装置可以构造成：优选地在形成沟槽之前，加热板块元件的板块部分。在第一示例中，板块加热装置设置在板块形成设备中。因此，参照上面的讨论，在板块元件的形成过程中可以获得升高温度。在第二个示例中，也如上所讨论的，板块加热装置是构造成加热板块部分的单独的加热装置。
本公开的其他方面以及第一方面和第二方面的实施例和示例在下面的实施例部分中提供，该实施例部分包括项目的列表。要强调的是，这两个方面的实施例和示例可以彼此组合。
通常，除非在此明确定义，否则在权利要求中和在以下实施例部分的项目中使用的所有术语将根据它们在技术领域中的普通含义来解释。除非另有明确说明，所提及的“一个/该[元件、装置、部件、方式、步骤等]”应被公开地解释为指代所述元件、装置、部件、方式、步骤等的至少一个例子。
附图说明
下面将结合示例性实施例并参考所附示例性附图更详细地描述本公开，其中:
图1a-1b以侧视图示出了用于在板块元件中形成沟槽的设施的实施例。
图2a-2b以侧视图示出了压制装置的实施例。
图2c-2e以放大透视图和透视图示出了加工装置的实施例。
图2f示出了围绕单个沟槽放大的板块元件的一部分的实施例的侧视剖视图。
图3a-3b以透视图和侧视图示出了加工装置的实施例。
图3c-3e以仰视图以及从上方看和从下方看的透视图示出了板块元件或镶板的实施例。
图4a-4c以仰视图和侧视图或侧视剖视图示出了镶板的实施例。
图4d-4e以侧视图示出了用于执行凿刻测定的滑车(sledge)和凿刻齿的实施例。
图5a-5b示出了用于在板块元件中形成沟槽的方法的实施例的流程图。
图6a-6b以侧视图和俯视图示出了加工装置的实施例。
图6c-6f以侧视剖视图示出了诸如镶板的板块元件的实施例。
图7a-7b、图8a-8b示出了当在多个样品温度和进给速度下在样品中形成沟槽时，旋转切割装置的最大功耗的示意图。
图9a-9b、图10示出了当在多个样品温度和进给速度下在样品中形成沟槽时，旋转切割装置的最大功耗的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参照图1a-1b、图2a-2f、图3a-3e、图4a-4c、图5a-5b和图6a-6f中的实施例描述用于在板块元件中形成沟槽3的设施10的多个实施例。设施10能够实施用于在诸如镶板1的板块元件1’中形成沟槽3的方法的实施例。该镶板可以是建筑镶板、地板镶板、墙板镶板、天花板镶板或家具镶板。
例如图1a-1b所示的设施10包括板块加热装置20和加工装置13。此外，设施10包括在纵向X、横向Y和竖向Z上延伸的框架构件60。该设施优选地进一步包括适于沿进给方向F移动板块元件1’或镶板1的传输装置11。进给速度可以是0.5-300米/分钟，例如0.5-160米/分钟。例如，与通过挤出形成板块元件1’相关联地，例如在形成板块元件1’之后，0.5-20米/分钟范围内的进给速度可能是优选的，参见下面引入挤出机22的讨论。该传输装置可以在板块加热装置20和加工装置13之间、优选也背离加工装置地移动板块元件，例如在加工装置13和传输和/或储存单元14(例如托盘/货盘)之间，板块元件1’或镶板1可以堆叠在该传输和/或储存单元上，优选最终被冷却。该传输装置11可以包括至少一个辊、传送带、可移动的板等中的任何一者。
在一些实施例中，板块加热装置20可以设置在板块形成设备20’中。图1a和图1b所示的板块形成设备20’适合于形成包括热塑性材料以及优选还包括填料的板块元件。图1b所示的板块形成设备20’也适用于形成包括热固性材料以及可选地包括填料的板块元件1’。
例如如图1a所示，板块形成设备20’可包括材料容器21——其优选包括料斗、挤出机22和辊组布置23。原材料2和任选地下面进一步描述的所移除的材料4’可以被供给到材料容器21中，材料容器21构造成将材料2、4’供给到挤出机22。挤出机可以包括至少一个螺杆和/或加热器，并且优选为糊状的材料可以通过模具22’在压力下从挤出机中压出。辊组布置23可以包括至少一个辊，并且可以加工来自挤出机22的挤出材料，例如用于获得基本恒定的厚度和/或用于校准挤出材料。辊组布置23可以包括热辊，用于改善板块元件的一层或多层的层压和/或用于板块元件的顶部结构的压花。根据此处描述的原理，板块元件1’或镶板1的芯部和/或另外的层，例如下层和/或上层，可以形成为挤出材料层。
原材料2和/或所移除的材料4’可以是丸料、粒料、粉末、片料、刨花等形式，可以包括热塑性材料，例如PVC(聚氯乙烯)、PE(聚乙烯)、热塑性PU(TPU)、PP(聚丙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)，优选地包括填料，例如无机填料。可选地，可以包括增塑剂、添加剂、着色剂等在内。
可选地，板块形成设备20’还可以包括顶部结构辊组布置23’，用于优选地通过层压在板块元件1’上提供耐磨层和/或装饰层，例如印刷层。
可以在板块形成设备20’之后，优选地在加工装置13之前，提供修整装置62，用于修整所形成的板块元件1’的边缘部分，优选一对相对的边缘部分1a、1b、1c、1d。
图1a中的板块形成设备20’可以用板块形成设备20’代替，该板块形成设备20’构造成在连续加工过程中形成板块元件1’，例如包括图2a中所示的双带式压力机20a’，或者通过使用辊(未示出)的层压、例如至少两层的层压形成，每层包括基于聚合物的材料、优选地包括填料。双带式压力机20a’可包括压力机上工作台26和压力机下工作台26’，其构造成在基于聚合物的材料上施加压力、优选加热，以形成板块元件1’。可选地，图1a中的板块形成设备20’可以用板块形成设备20’代替，板块形成设备20’构造成在不连续的过程中形成板块元件1’，例如包括图2b所示的静压压力机20b’。例如，至少两个片材可以彼此叠置，并且可以例如在静压压力机中在压力下并且优选在热作用下彼此层压，以形成包括至少两层的镶板1。在替代示例中，至少两个片材可以在压力下在静压压力机中通过粘合剂彼此粘合，以形成镶板1。每个片材可以包括基于聚合物的材料，并且优选地包括填料。
在一些实施例中，板块加热装置20是单独的加热装置25，例如加热炉、红外加热元件或至少一个加热辊，这在图1b中示意性地示出。加热炉或红外加热元件可以构造成加热整个板块元件1’或镶板1。优选地，加热辊被布置成加热板块元件的背面5。因此，可以降低损坏板块元件的正面6的风险，正面6可以包括装饰层或类似物。
沟槽3可以由加工装置13通过从板块元件1’移除材料4’(诸如碎屑)来形成。该板块元件、例如其背面5或其正面6可以在形成沟槽的过程中布置成与例如由传输装置11的一些部分提供的支承构件11’接触。在形成沟槽的过程中加工装置13和板块元件1’可以相对于彼此移位，例如沿竖直方向Z和/或垂直于进给方向F移位，参见例如图2c、图3b和图6a中的箭头B。普通技术人员将会理解，该位移可以由控制单元(未示出)控制。在一些实施例中，在形成沟槽期间加工装置和板块元件可以例如在竖直方向Z和/或垂直于进给方向F上相对于彼此静止。不过，明显的是，加工装置本身可以包括旋转部件。
在一些实施例中，例如如图1a-1b和图2c-2e所示，加工装置13包括旋转切割装置13a、13a’或者加工装置13是旋转切割装置13a、13a’，其优选地包括至少一个切割元件15、15’，每个切割元件包括多个齿元件16、16’，齿元件16、16’构造成围绕旋转轴线A1、A1’旋转。每个切割元件的直径d0可以是50-400毫米，例如100-200毫米。此外，转速可以是1000-12000转/分钟，例如2000-7000转/分钟，优选3000-4500转/分钟。例如，直径为100-200毫米、例如150-170毫米的切割元件可以以2000-7000转/分钟的转速旋转，例如3000-4500转/分钟。
图2c中的实施例可以对应于单个旋转切割装置13a。可选地，图2c中的实施例可以对应于第一旋转切割装置13a，并且加工装置13可以进一步包括第二旋转切割装置13a’，如图2d中的实施例所示，其优选地沿着进给方向F位于第一旋转切割装置13a的下游。这在图2e的实施例中示出。
优选地，第一旋转切割装置的切割元件15和第二旋转切割装置的切割元件15’优选地在横向/侧向方向L上对齐。第一旋转切割装置13a的第一切割元件15可以形成第一沟槽轮廓P1，此后，第二旋转切割装置13a’的第二切割元件15’可以形成第二沟槽轮廓P2。如图2f所示，第二沟槽轮廓P2的横截面面积C2可以大于第一沟槽轮廓P1的横截面面积C1。轮廓P2可以对应于沟槽3的轮廓、优选沟槽3的最终轮廓。横截面积可以是例如在将要形成的沟槽的特定纵向位置处由沿着背面5设置的水平面HP和相应的沟槽轮廓P1、P2限定的面积。第二沟槽轮廓P2可以形成为加宽、加深和/或改变第一沟槽轮廓P1的形状。例如，第二横截面面积C2可以是第一横截面面积C1的尺寸的至少20％-200％，或者是第一横截面面积C1的尺寸的至少50％-150％。除了第二沟槽轮廓P2比第一沟槽轮廓P1更深之外，第二沟槽轮廓P2可以与第一沟槽轮廓P1相似或相同。
通常，在本文中，最终沟槽轮廓的横截面积可以是从1平方毫米到30平方毫米，从2平方毫米到25平方毫米，或者从3平方毫米到20平方毫米。最终沟槽轮廓可具有0.5至20毫米、1至10毫米或1.5至5毫米的宽度(在开口处测量)。最终的沟槽轮廓可具有0.3至10毫米、0.5至5毫米或0.8至4毫米的深度。很明显，最终的沟槽轮廓可对应于第一沟槽轮廓P1，或者可选地对应于第二沟槽轮廓P2，例如取决于在成形过程中使用的旋转切割装置的数量。
通常，在本文中，旋转切割装置13a、13a’可以沿向上切割方向R1操作，如图1a-1b和2c-2e所示，或者沿向下切割方向R2操作，参见WO2020/180237A1中的第8页第23-27行、第32页第24-30行和第37页第15-26行，其内容在此全部引入作为参考。
板块元件1’的背面5可构造成在形成至少一个沟槽3的过程中面向下方或面向上方，分别如图1a和图1b所示。
在一些实施例中，例如如图3a-3b所示，加工装置13包括凿刻工具13b或者加工装置13是凿刻工具13b，该凿刻工具13b包括至少一个切割齿18，优选地多个切割齿构造成固定安装在齿座(tooth holder)19中。齿座19可以固定地安装或可移动地安装在装置10的框架构件60中。在操作中，切割齿18可以沿着进给方向F一个接一个地布置，优选地如图3b所示相对于彼此竖直地移位。因此，切割齿可以逐渐从板块元件上移除材料。每个切割齿18可以包括切割表面18’，其优选地相对于竖直方向Z倾斜。
在又一些实施例中，例如如图6a-6b所示，加工装置13包括钻孔或铣削工具13c或者加工装置13是钻孔或铣削工具13c，该钻孔工具或铣削工具13c包括至少一个、优选多个切割元件15、15’，切割元件15、15’构造成在操作中围绕基本上平行于板块元件1’或镶板1的法线N设置的旋转轴线A沿方向R旋转。切割元件的直径可以是1-15毫米，例如1-6毫米或2-4毫米。该加工工具13可以可移动地安装在框架构件60中，例如在操作中至少可在垂直于进给方向F的方向B上、优选平行于竖直方向Z移动。在操作中，铣削工具例如其切割元件15、15’可以沿着和/或垂直于进给方向F、优选沿着横向方向l移位。钻孔工具或铣削工具13c可以起作用并且可以形成沟槽3，例如在WO 2020/180237 A1中所描述的，特别是在第56页第27-33行以及图15k、图17d和图17e中所描述的，其内容在此全部引入作为参考。
设施10可以进一步包括材料收集装置17，例如抽吸装置和/或吹送装置，用于收集所移除的材料4’。所移除的材料4’可以被回收用于形成新的板块元件1’。如图1a所示，所移除的材料可以与原材料2一起馈送返回到材料容器21中。可选地，在将所移除的材料4’送入材料容器21之前，可以在处理单元24例如研磨机和/或材料分离器中对其进行处理。例如，所移除的材料可以被分成具有优选特性的材料组和/或可以被切割成优选尺寸。这些特征可以是从所移除的材料4’的材料成分、尺寸、重量、形状和密度的组中选择的至少一个。
设施10可以包括板块分割装置12，其构造成将板块元件1’分成至少两个镶板1，例如通过锯切、切割或折断。如图1a所示，板块分割装置12可以位于加工装置13之前，但是同样可以想到的是，它位于板块形成设备20’中，参见图1b，或者位于加工装置之后，参见图3e，其中板块元件1’包括沟槽3并且可分成至少两个镶板1。
很明显，在一些实施例中，加工装置13可以位于板块形成设备20’和板块分割装置12之间。例如，加工装置13可以直接位于板块形成设备20’之后，例如在图1a所指示的位置LP。
镶板1可以包括第一对相对的边缘部分1a、1b和第二对相对的边缘部分1c、1d，优选分别是短边缘部分和长边缘部分。在本文的任何实施例中，设施10可以包括机器61，例如切割机，用于在镶板上形成锁定装置9，例如地板镶板或墙板镶板。锁定装置9可以构造成将镶板竖直地和/或水平地锁定到相邻镶板。例如，机器61可以位于加工装置13的后面(下游)，参见例如图1b，但是位于前面(上游)的位置同样是可以想到的。
接下来，将参照图5a-5b中的流程图U10和U10’描述用于在板块元件1’中形成沟槽的方法的实施例。该方法可以在设施10中实施，例如在图1a-1b、图2a-2f、图3a-3b和图6a-6b的任何实施例中，用于形成板块元件或镶板，例如在图3c-3e、图4a-4c和图6c-6f的任何实施例中。
参照图5a和例如图1a，板块元件1’可以由板块形成设备20’在加热和优选压力下形成(方框U11)。因此，获得了板块元件1’的板块部分4的升高温度TE。在形成板块元件之后，它被传送到加工装置13(方框U12),并且通过从设置在升高温度TE下的板块部分4移除材料4’(诸如碎屑)，形成沟槽3(方框U13)。可选地，当板块元件、特别是板块部分4从板块形成设备20’被传输到加工装置13时，其可以经历部分冷却。图3c中示出了设置在背面5中的这种板块部分4的实施例，并且图3d-3e和图4a-4c中示出了所获得的沟槽3的实施例。在图3c中示出了背面5的与板块部分4分离的剩余部分4a。板块部分4以及由此沟槽3可以设置在相应的、优选共面的剩余部分4a之间。层布置结构30和/或顶部结构34的可想到的实施例在下面参考图6c-6f进行描述。在本文的任何实施例中，镶板1中的沟槽3可以是连续的，如图3e和图4a-4b所示，或者是不连续的，如图3d所示，但也参见图3c。如本文其它地方所解释的，图1a中的板块形成设备20’可以用构造成以连续工艺或不连续工艺形成板块元件1’的板块形成设备20’代替，从而可以参考。
参照图5b以及例如图1b，可以提供板块元件1’(方框U11a’)，优选地在初始温度T0，并且板块部分4可以由独立加热装置25形式的板块加热装置(方框U11b’)加热。板块元件可以是预制的。由此，板块部分4的温度从初始温度T0提升到升高温度TE。此后，可以形成沟槽3(方框U12’和U13’)，例如，完全类似于关于图5a的讨论(方框U12和U13)。在本公开的此处和其他地方，例如在关于图5a描述的实施例中，升高温度TE可以比初始温度高至少10℃，例如比初始温度高至少20℃，例如比初始温度高至少50℃，例如比初始温度高至少10℃至280℃，或者比初始温度高至少10℃至150℃，或者比初始温度高至少10℃至100℃。如本文其他地方所述，初始温度可以是适应环境温度的温度和/或加热前的温度。
可选地，在上述任一实施例中，板块元件1’可被板块分割装置12分成至少两个镶板1，优选在高于初始温度和/或环境温度TA提供板块元件时分割。在一些实施例中，锁定装置9可以由机器61在镶板1的至少一个边缘部分1a、1b、1c、1d上形成，优选地在其两个相对的边缘部分上形成。锁定装置9可以构造成水平地和/或竖直地锁定镶板。水平锁定装置可以包括锁定元件9a和锁定沟槽9b。竖直锁定装置可以包括榫舌9c和榫舌沟槽9d，例如参见图4b-4c。榫舌可以与镶板整体形成(图4c),或者它可以是设置在位移沟槽9e中的单独形成的可位移榫舌(图4b)。
可收集移除的材料4’(方框U14和U14’)，并且在一些实施例中，移除的材料4’可被回收(方框U14)，如上文关于例如图1a所述的。
通常，如图6c-6f所示，本文所述的板块元件1’(诸如镶板1)，例如图1a-1b、图2a-2f、图3c-3e、图4a-4c和图5a-5b中的任何一者，可以包括包含至少一层的层布置结构30。每层可以包括基于聚合物的材料，优选包括填料。板块元件可以包括芯部31、以及可选地附接到芯部31的上部布置结构32和/或下部布置结构33。下部布置结构33可以包括至少一个下层。沟槽3可以设置在下部布置结构33中，例如在其背面5中。任选地，一个下层、优选最下层可以是平衡层。上部布置结构32可以包括至少一个上层。
芯部31可以包括热塑性材料，例如包括PVC、PE、TPU、PP、PET或ABS，以及填料，例如无机填料。此外，上部布置结构32和/或下部布置结构33可以包括至少一个热塑性层，例如包括PVC、PE、TPU、PP、PET或ABS，以及填料，例如无机填料。
板块元件可以包括设置在层布置结构30上(例如附着到层布置结构30上)的顶部结构34，该顶部结构优选包括装饰层，例如印刷层。顶部结构34可以包括顶层或者可以是顶层。顶部结构34可以包括涂层，例如紫外线可固化涂层、漆或热熔涂层，以及/或者耐磨层，例如热塑性薄膜。热塑性薄膜可以包括PVC、PU、TPU或PET。
芯部31以及任选的上层32和/或下层33可以以片材的形式提供，或者可以以卷材的形式提供，并且可以优选在热和压力下彼此层压。这些片材可以堆叠在彼此的顶部，并且可以例如在不连续的过程中彼此层压，(利用)比如静压压力机、例如热压机或多层静压压力机。可选地，片材可以彼此粘附。以卷材形式提供的层可以在连续加工过程中彼此层压，例如通过使用辊或双带式压力机层压。在一些实施例中，芯部31可以(共)挤出，可选地具有至少一个上层32和/或下层33，例如具有除了耐磨层和/或印刷层之外的所有上层和下层。
显然，图6c-6f中的任一个图中的镶板1可以在第一对相对边缘部分1a、1b和/或第二对相对边缘部分1c、1d上设置有锁定装置9，参见例如图4a-4c。
包括热塑性材料的芯部31的密度可以是900-2400千克/立方米，优选1500-2400千克/立方米。包含热塑性材料的上层和/或下层的密度可以是900-2400千克/立方米，优选1500-2400千克/立方米。
然而，在一些实施例中，芯部31可以包括热固性材料和可选的填料。芯部可以是HDF板。上部布置结构32和/或下部布置结构33可以包括至少一个热固性基层和可选的填料。例如，下部布置结构和/或上部布置结构可以包括至少一个基于粉末的层，可选地包括饰面层。基于粉末的层可以包括纤维、例如木纤维，热固性材料、例如三聚氰胺甲醛树脂，以及可选的着色剂。
示例1
为了测试根据第一方面的方法的效果，当通过旋转操作在SPC镶板形式的一组样品S1、S2和LVT镶板形式的T1、T2的每一个中形成沟槽时，进行了功耗的测量。
S1和T1每个都包括其中形成有沟槽的芯部和装饰层。以重量百分比指定，S1的芯部包含27.21％ PVC(NorvinylTMS5745)、68.03％ CaCO3(GreenafillerTM0-100)、0.54％颜料(二氧化钛)、2.72％稳定剂(BaerostabTMCT 1229P)、0.20％加工助剂和内部润滑剂(BaerocidTMSMS 1A)、0.20％润滑剂(BaerolubTMPA 200)、0.82％抗冲稳定剂(AddstrengthTMCPE-3516)、0.27％抗冲改性剂(Kane AceTMB580)，T1的芯部包含16.92％的PVC(NorvinylTMS5745)、76.14％的CaCO3(GreenafillerTM0-100)、0.34％的稳定剂(BaerostabTMCT 1228R)、0.08％的润滑剂(BaerolubTMPA Special)、6.43％的增塑剂(EastmanTM168)和0.08％的黑色颜料。
S2是终极地板(Ultimate Floor)水晶SPC系列中的灰色沙滩NC7014镶板，批号LVT2018041。T2是Gerflor的Creation 55Clic商用地板的镶板。样品S1、S2和T1的厚度为4毫米，以及样品T2的厚度为5毫米。S1和S2的密度约为2000千克/立方米，以及T1和T2的密度约为1600千克/立方米。
用上切旋转切割装置在样品S1、S2、T1和T2的短侧边缘之间形成长度为460毫米、宽度为3毫米、深度为2毫米的六个沟槽，所述上切旋转切割装置包括6个并排布置并以4500转/分钟同步旋转的切割元件(参见图2c和图2e中的单个旋转切割装置13a)。每个切割元件具有150毫米的直径，并且包括6个宽度为3毫米的切割齿。切割元件沿着单个旋转轴线A1布置，并且沿着该轴线间隔3毫米。样品在进给方向F上朝旋转切割装置进给，并且样品的正面通过真空台保持与支承构件接触。在垂直于样品进给方向F和正交于样品后表面的方向上形成沟槽的过程中，切割元件和样品相对于彼此是静止的。样品在加热炉中被加热到基本均匀的温度。当在不同样品温度和进给速度下形成沟槽时，测量旋转切割装置的最大功率消耗，其结果分别针对S1、T1、S2和T2在图7a、图7b、图8a和图8b中示出。可以看出，对于给定的样品和固定的进给速度，功耗随着样品温度的升高而降低。
对S1、S2和T1、T2所述的功耗的类似测量也分别在一组包括PU(聚氨酯)、PP(聚丙烯)和rPET(再生聚对苯二甲酸乙二醇酯)的样品V1、V2和V3上进行。
V1是Wineo的Purline镶板，批号为09.04.2019，15:13，2368227 4214889PLC050R，V2是Classen NEO 2.0镶板，批号为N 2R C0:21K6 2051586V 1520353。此外，V3包含30wt％rPET、15wt％再生PE、50wt％CaCO3和5wt％添加剂。样品V1、V2和V3的厚度分别为5毫米、4.5毫米和3毫米，而V1、V2和V3的密度分别为大约1909千克/立方米、1472千克/立方米和1532千克/立方米。
使用旋转切割装置在样品V1、V2和V3中形成沟槽，对于高于20℃的样品温度，也使用加热炉，以与S1、S2、T1和T2相似的方式形成沟槽，由此参考上面的讨论。因此，在V1、V2和V3形成的沟槽的特征，包括它们的数量、宽度和深度，与S1、S2、T1和T2的相同。
当在不同样品温度和进给速度下形成沟槽时，测量旋转切割装置的最大功率消耗，其结果分别针对V1、V2和V3在图9a、图9b和图10中示出。与上面的讨论类似，可以看出，对于给定的样品和固定的进给速度，功耗随着样品温度的升高而降低。
示例2
通过在SPC镶板形式的样品S1’和LVT镶板形式的样品T1’中非旋转操作形成沟槽，进一步测试根据第一方面的方法的效果。
“S1”是来自Shaw地板的SPC镶板，而“T1”是来自Gerflor的Creation 55Clic商用地板的镶板。样品S1’的厚度为4毫米，以及样品T1’的厚度为5毫米。
图4d中示意性示出的相对于初步标准prEN 14354:2001(E)开发的滑车40用于测试不同温度下的凿刻能力。滑车构造成在滑车沿着400毫米的距离移位的情况下，沿着样品的背面从0N的最小力到60±0.5N的最大力，施加图4e中示意性示出的尖锐凿刻齿41的线性增加的力。凿刻齿41通过弹簧42被弹簧加载。位移是在4-6秒内以67-100毫米/秒的基本恒定的速度进行的。
每个样品S1’、T1’具有400毫米的长度，并通过邻接块43固定在样品的纵向上。根据以上描述，滑车40在样品50的短边缘1a、1b之间沿水平方向D移动。尖锐凿刻齿在样品的背面5形成凿刻的沟槽3’。当滑车施加所述最大力时，在测量点MP处位移400毫米之后，测量凿刻的沟槽3’的宽度W和深度D。在样品温度23℃和70℃下对样品S1’和T1’的测量结果总结在表1中。可以看出，对于给定的样品，宽度W和深度D随着样品温度的升高而增加。因此，可以看出样品的材料变得更容易加工。
表1–凿刻测量结果
Figure BDA0004093918210000171
Figure BDA0004093918210000181
上面已经参照几个实施例主要描述了本公开的多个方面。然而，如本领域技术人员容易理解的，除了上面公开的实施例之外的其他实施例在本公开的方面的范围内同样是可能的，如所附专利权利要求和下面实施例部分中的项目所定义的。例如，清楚的是，图1a中的板块形成设备20’可以用适于形成包括热固性材料的板块元件的板块形成设备代替，由此可以在板块部分4设置在升高温度TE时形成沟槽。此外，清楚的是，例如图1a-1b中的加工装置13可以被分别关于图3a-3b和图6a-6b中描述的凿刻工具13b或钻孔/铣削工具13c代替。最后，在一些实施例中，与WO 2021/133242 A1的公开完全类似，关于例如图6e描述的作为芯部的层31可以替代地是夹在上部布置结构32和下部布置结构33之间的平衡层。
实施例
项目1.一种用于在板块元件(1；1’)，所述板块元件包括基于聚合物的材料，并且优选地包括填料，该方法包括:
提供包括设置在升高温度(TE)下的板块部分(4)的板块元件，然后，优选地，
通过加工装置(13)从板块部分(4)上移除材料(4’)(诸如碎屑)，形成所述至少一个沟槽，所述板块部分(4)优选地设置在升高温度(TE)下。
项目2.根据项目1所述的方法，还包括将所述板块部分(4)的温度从初始温度(T0)提升到所述升高温度(TE)。
项目3.根据项目1或项目2所述的方法，其中，所述升高温度(TE)通过加热板块部分(4)获得。
项目4.根据项目1或项目2所述的方法，其中，所述升高温度(TE)是在热作用和优选地在压力下形成板块元件的过程中获得的。
项目5.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，在形成所述板块元件之后，在所述板块部分(4)设置在升高温度(TE)下的同时形成沟槽。
项目6.根据前述项目中任一项所述的方法，还包括在热作用下形成所述板块元件(1；1’)，优选通过(共)挤出和/或在压力下形成。
项目7.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，所述板块部分(4)至少设置在所述板块元件的背面(5)中。
项目8.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，所述板块部分(4)包括热塑性材料，并且优选包括填料。
项目9.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，升高温度(TE)超过25℃，优选超过40℃或超过60℃。
项目10.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，升高温度(TE)为30-150℃，例如35-90℃或优选40-70℃。
项目11.根据前述项目中任一项所述的方法，还包括优选地在沟槽的所述形成过程中，使板块元件沿进给方向(F)移位。
项目12.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，所述加工装置(13)包括旋转切割装置(13a)。
项目13.根据前述项目中任一项所述的方法，还包括将所述板块元件(1’)分成至少两个镶板(1)，优选地在高于初始温度(T0)和/或环境温度(TA)下提供板块元件时分割。
项目14.根据前述项目中任一项所述的方法，还包括在所述板块元件的至少一个边缘部分(1a，1b；1c，1d)、优选在其两个相对的边缘部分上形成锁定装置(9)，所述板块元件呈一镶板(1)或由板块元件分成的至少两个镶板(1)的形式。
项目15.根据前述项目中任一项所述的方法，其中，所述板块元件(1’)以一镶板(1)的形式提供，或者可分成至少两个镶板(1)，每个镶板是建筑镶板、地板镶板、墙板镶板、天花板镶板或家具镶板。
项目16.一种用于在板块元件(1；1’)中形成沟槽(3)的设施(10)，包括:
板块加热装置(20)，以及
加工装置(13)。
项目17.根据项目16所述的设施，还包括板块形成设备(20’)。
项目18.根据项目17所述的设施，其中，所述板块形成设备(20’)包括挤出机(22)，并且优选地包括辊组布置(23)。
项目19.根据项目17或项目18所述的设施，其中，所述板块加热装置(20)设置在板块形成设备(20’)中。
项目20.根据前述项目16-18中任一项所述的设施，其中，所述板块加热装置(20)是单独的加热装置(25)。
项目21.根据前述项目17-20中任一项所述的设施，其中，所述板块形成设备(20’)包括压制装置，例如双带式压力机(20a’)、辊或静压压力机(20b’)。
项目22.根据前述项目16-21中任一项所述的设施，其中，所述加工装置(13)包括旋转切割装置(13a)或者是旋转切割装置(13a)。
项目23.根据前述项目16-22中任一项所述的设施，其中，所述加工装置(13)包括第一旋转切割装置(13a)和第二旋转切割装置(13a’)。
项目24.根据前述项目16-23中任一项所述的设施，还包括板块分割装置(12)，其构造成将板块元件(1’)分成至少两个镶板(1)。

Claims (13)

1.一种用于在板块元件(1；1’)中形成至少一个沟槽(3)的方法，所述板块元件包括热塑性材料，并且优选地包括填料，其中板块元件以镶板(1)的形式提供或者可分成至少两个镶板(1)，每个镶板是地板镶板或墙板镶板，所述方法包括：
在热作用下形成板块元件(1；1’)，
提供板块元件，所述板块元件包括设置在升高温度(TE)下的板块部分(4)，所述升高温度(TE)是板块元件在热作用下的所述形成的过程中获得的，其中所述板块部分(4)包括热塑性材料，并且优选地包括填料，以及
通过加工装置(13)从设置在升高温度(TE)下的板块部分(4)移除材料(4')(诸如碎屑)，形成所述至少一个沟槽。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在形成板块元件之后，在所述板块部分(4)设置在升高温度(TE)下的同时形成沟槽。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述板块元件(1；1’)还在压力下形成。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述板块元件(1；1’)通过挤出或共挤出形成。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述板块部分(4)至少设置在所述板块元件的背面(5)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述升高温度(TE)超过25℃。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述升高温度(TE)超过40℃或超过60℃。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述升高温度(TE)为30-150℃。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述升高温度(TE)为35-90℃或优选40-70℃。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在沟槽的所述形成的过程中使所述板块元件(1；1’)沿进给方向(F)移位。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，加工装置(13)包括旋转切割装置(13a)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在高于环境温度(TA)下提供所述板块元件的同时将所述板块元件(1’)分成所述至少两个镶板(1)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括在板块元件的至少一个边缘部分(1a，1b；1c，1d)上、优选在其两个相对的边缘部分上形成锁定装置(9)，所述板块元件的形式为一镶板(1)或者由板块元件分成的至少两个镶板(1)。
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