形成条纹图案产品的系统和方法与流程

形成条纹图案产品的系统和方法优先权本申请要求2011年10月17日提交的美国临时申请第61/548,049号以及2011年12月1日提交的美国非临时申请第13/308,691号的权益。发明的领域本发明涉及材料处理系统，从材料处理系统制造的产品和制造产品的方法。更具体地，本发明涉及一种生产条纹图案产品的方法，用于形成条纹图案产品的材料处理系统和条纹图案产品。发明背景乙烯基和非乙烯基产品可以包括着色颗粒或碎屑的异质层。这样的地板产品被用于各种设施和应用中，其性能改进是由于使颗粒或碎屑在整个产品的厚度上延伸。这样可以形成全色(through-color)地板产品从而具有相对短纹理的条纹图案。用于制造这些类型的产品的方法和系统被设计成使短纹理的条纹图案产生最大化。较长的条纹图案被提供在豪华乙烯基地砖上。这些较长的条纹的视觉效果是通过其层压到豪华乙烯基地砖的乙烯基膜的凹版印刷实现的。然而，这种方法不能用在乙烯基组合物地砖上，这是由于乙烯基膜不能提供对乙烯基组合物地砖所要求的性能或全纹理和全色。全色产品还用于天花板、墙壁、桌台、柜台、橱柜，或其它合适的应用上。其它层状地板产品所使用的木纹、大理石或其它天然长纹理设计图案的仿真是通过在薄膜层上印刷设计图案来实现的。如所讨论的，已知的制造带有长纹理图案的层状乙烯基地板产品的缺陷在于不具有诸如全色和/或全图案的所期望的特性。这就导致由于随时间的磨损，图案的视觉效果不理想。全色地板产品的缺陷在于具有相对较短纹理的图案产品，而不能为用户提供所期望的地板材料上自然地形成的长纹理的仿真。本领域期望避免上述缺陷的一种材料处理系统、一种条纹图案产品以及制造这种条纹图案产品的方法。本发明的简要说明根据本发明的一个实施例，形成产品的方法包括：将着色颗粒混合成混合组合物，接收压延辊之间的混合组合物，其中前压延辊比后压延辊热，并形成具有细长图案的产品。根据本发明的一个实施例，形成产品的方法包括：将着色颗粒混合成混合组合物，接收压延辊之间的混合组合物，其中后压延辊以快于前压延辊的速度转动，并形成具有细长图案的产品。根据另一个实施例，材料处理系统包括混合部分，其设置成将着色颗粒混合成混合组合物。该系统还包括处理部分，其设置成接收所述混合组合物，该处理部分具有前压延辊，其比后压延辊热。根据另一个实施例，非PVC热塑性、全色的地板产品包括窄的，长纹理，条纹彩色图案。通过以下接合附图以示例的方式对优选实施例及发明的原理更详细地描述，本发明的其它特征和优点将是显而易见的。附图的简要说明图1是用于制造具有短纹理图案的乙烯基组合物地砖的已知方法和设备的示意图。图2是用于制造具有根据本发明的细长的视觉条纹图案的乙烯组合物地砖的示例性方法和设备的示意图。图3是具有搅拌部分和处理部分的示例性材料处理系统的示意图，该系统可以用于示例性的制造细长视觉的条纹图案的方法。图4A-B示出根据本发明的实施例的长纹理条纹图案产品的俯视图。图5是根据本发明的一个实施例的形成条纹图案产品的示例性方法的流程图。只要可能，在整个附图中，相同的附图标记将用来表示相同的部件。发明的详细说明本发明提供一种材料处理系统、一种条纹图案产品和制造条纹图案产品的方法，并且具体地，一种非PVC热塑性、全色、条纹地板产品。本发明的实施例允许制造以前没有的条纹图案产品，提供具有全纹理和全色的细长视觉条纹图案，并使得视觉效果改善。参考图2和3，在一个实施例中，材料处理系统100被配置为处理在美国专利公开号2008/0081882中描述的非PVC热塑性组合物类型材料，该专利公开在此以其整体通过引用并入本申请。材料处理系统100包括混合器或混合部分102和处理部分104，该处理部分104安排和设置在混合器102的下游。混合器102可以是料斗或配置用于处理混合组合物108的其它合适的容器。传统上，乙烯基复合地砖(VCT)的制造工艺已经利用低强度“面团”式加热混合器，以复合/熔解混合地砖配方，其随后被压延成层。也可以使用高强度混合器如挤出机或法雷尔型混合器，并且这些高强度混合器也可以加热至较高的温度以复合地砖配方。作为一个示例，地砖配方包括使用低强度贝克珀金斯加热混合器混合无定形聚酯树脂。将这些成分加入到被加热到325华氏度的混合器。该配方在贝克珀金斯混合器中被混合并加热平均约7-11分钟直至温度下降到约280华氏度。根据配方，混合时间在7-28分钟之间变化，下降温度在约270华氏度和290华氏度之间变化，这在美国专利公开号2008/0081882的实施例3中有更详细的描述。参考图3，混合器102可包括一个或多个搅拌器106。搅拌器106被安排和设置在混合器102内以混合组合物108。在一个实施例中，所述混合组合物108包括种颜色和大小的着色颗粒或碎屑110以及一种或多种其它材料，例如粘合剂。在一个实施例中，着色颗粒110，如着色的碎屑，被送入搅拌器106上游的混合器102的进口112，其中着色颗粒110在进入混合器110时趋向于彼此粘附或聚结成团块或簇。搅拌器106混合、解聚和分离着色颗粒110的簇，使其在组合物108内均匀分布，用于在搅拌器106的下游的排放区114处释放。在一个实施例中，所述混合组合物108仅由着色颗粒110组成。在一个实施例中，所述混合组合物108包括着色颗粒110和其它材料(例如，透明颗粒、液体或其它流体)。在一个实施例中，所述混合组合物108包括多种类型的不同组合物材料，诸如生物基、化石燃料基或地质基材料。在一个实施例中，地质基材料包括粘土或石灰石。着色颗粒的混合时间长度有助于在最终产物118中颜色变化，即着色颗粒混合时间越长，越能实现更多的颜色变化。在一个实施例中，着色颗粒110的宽度、高度和/或长度最大约1/2英寸。在一个实施例中，着色颗粒110的宽度、高度和/或长度最小为约1/32英寸。在一个实施例中，着色颗粒110的宽度、高度和/或长度介于约1/32英寸和约1/2英寸之间，介于约1/16英寸和约1/4英寸之间，介于约1/8英寸和约1/4英寸之间，或任何合适的组合或其子组合。在一个实施例中，着色颗粒可以是大致立方体形状或产生对产品118所需视觉的任何其它形状。在一个实施例中，着色颗粒110将包含约5％的总混合组合物，20％的总混合组合物，25％的总混合组合物，80％的总混合组合物，介于约5％总混合组合物至约80％的总混合组合物之间，介于约15％总混合组合物至约40％的总混合组合物之间，介于约20％总混合组合物至约25％的总混合组合物之间，或者任何合适的组合或其子组合。在一个实施方式中，在着色颗粒110中有共聚物树脂，例如，其重量百分比为约4％和约16％之间，约4％至约5％之间，约9％和约15％之间，约14％和约16％之间，约4％，约5％，约15％，或任何合适的组合或其子组合。在一个实施例中，在着色颗粒110中有均聚物树脂，例如，其重量百分比可高达约10％，高达约5％，介于约1％和约10％之间，介于约1％和约5％之间，介于约5％和约10％之间，约2％，约5％，约9％，约10％，或任何合适的组合或其子组合。在一个实施例中，在着色颗粒110中有增塑剂，例如，其重量百分比介于约1％至约10％之间，介于约1％至约5％之间，介于约4％和约6％之间，介于约5％至约10％，约2％，约3％，约4％，约5％，约8％，或任何合适的组合或其子组合。在一个实施例中，在有色颗粒110中有稳定剂，例如，其重量百分比高达约0.5％，高达约1％，介于约0.1％和约1％之间，介于约0.1％与约0.5％之间，介于约0.5％至约1％之间，介于约0.3％和约0.5％之间，约0.9％，或任何合适的组合或其范围的子组合。在一个实施例中，着色颗粒110包括填料，例如，但不限于滑石、粘土、颜料或石灰石，其重量百分比介于约70％和约90％之间，介于约70％和约80％之间，介于约80％和约90％之间，约80％，约85％，约90％，或任何合适的组合或其子组合。在一个实施例中，处理部分104包括接收部分116，如辊隙。在一个实施例中，接收部分116被安排和设置成接收着色颗粒110基本均匀分布的混合配方，以形成带有预定图案的产品118(也参见图4A-B)。在一个实施例中，处理部分104包括任何合适的机构，如两个或更多的压延辊120，122，以形成产品118。压延辊120，122包括进一步的工艺特性，如以不同的速度旋转和在不同的加热温度下操作，从而提供产品118的预定图案。后压延辊120转得比前压延辊122更快。例如，后辊或上游辊120的速度比前辊或下游辊122的速度快的倍数介于约1.1倍和3倍之间，比前辊的速度快的倍数介于约1.2至约2.0倍之间，比前辊的速度快的倍数介于约1.2至约1.9倍之间，比前辊的速度快的倍数介于约1.5至约1.8倍之间，或者任何合适的组合或其子组合。辊120,122的相对速度的微小改变不会很大地影响产品118的视觉效果。为了提供产品118所需的视觉效果，后压延辊120的温度比前压延辊122低。例如，后辊120的温度介于约150华氏度到约270华氏度之间，介于约220华氏度到约270华氏度之间，介于约240华氏度到约260华氏度，或任何合适的组合或其子组合。例如，前辊122的温度介于约250华氏度到约330华氏度之间，介于约280华氏度到约330华氏度之间，介于约290华氏度到约310华氏度，或任何合适的组合或其子组合。参考图5，示出在一个实施例中的制造产品(例如，图1到图4A-B的产品)的方法200。该方法200包括将着色颗粒混合成具有大致均匀分布的混合组合物(步骤202)，例如，通过旋转搅拌器106。这使得着色颗粒被适当地分布在产品118上，从而提供颜色之间更平缓的过渡，以对产品118产生更令人愉悦的视觉效果。接下来，方法200包括：接收所述着色颗粒110(步骤204)的混合组合物，例如，在辊隙或接收部分116中接收，并形成具有细长图案的产品118(步骤206)，例如，通过使用压延辊120，122。在一个实施例中，所形成的预定图案是一种长纹理、条纹彩色图案。在此成形步骤中，由于辊120，122的相对热量和速度，该组合物会粘在后辊120上并抵靠前辊122涂抹。涂抹会引起着色颗粒110的伸长和附加的共混，以产生产品118的所需视觉效果。借助于刮刀130或其它已知的装置将所形成的产品从后辊120移除(步骤208)。辊120,122的相对速度和温度提供的视觉效果如本文中所描述的。另外，辊120,122的相对速度和温度还有助于使形成产品时组合物中滞留的气泡最小化。因此，由气泡或空气滞留形成的疱状物被最小化，导致更少的浪费和对产品的更好的视觉效果。在进一步的实施例中，该方法200包括进一步分离着色颗粒110(步骤210)，例如，通过穿过该搅拌器106下游的网格150，如在共同未决的美国专利申请序列号13/274,868中更完整地描述的网格在此通过引用将其整体并入本文。如将理解的，该方法200包括任何其它合适的步骤，用于形成上文所描述的特征。方法200允许制造具有条纹图案、全色和/或全图案特征的产品，从而当产品表面随着时间磨损时保持该图案产品的视觉质量。在一个实施例中，产品118包括乙烯基组合物。合适的乙烯基组合物包括，但不限于，聚氯乙烯(包括共聚物和/或均聚物)，豪华乙烯基地砖，乙烯基组合物地砖的乙烯基组合物，以及乙烯基石棉地砖(或取代石棉的产品)的乙烯基组合物。在进一步的实施例中，乙烯基组合物包括一种或多种增塑剂、一种或多种稳定剂、一种或多种粘合剂、一种或多种填料，和/或一种或多种颜料，例如氯化物处理颜料(例如二氧化钛)。在另一个实施例中，乙烯基组合物包括一种或多种增塑剂、一种或多种稳定剂、一种或多种粘合剂、一种或多种填料，和/或一种或多种颜料，例如氯化物处理颜料(例如，二氧化钛)。在一个实施例中，所述增塑剂包括或者是一种非邻苯二甲酸酯增塑剂。在一个实施例中，所述粘合剂包括或者是任何合适的聚合物材料。在一个实施例中，该产品118包括生物基材料(例如，具有碳-14签名识别材料作为来自非合成源的材料)、回收的材料(例如，能够被识别为来自先前使用过的产品的材料)、可再生材料(例如，能够被分解的材料)，或其组合。在一个实施例中，产品118包括填料，其重量百分比介于约20％和约90％之间，介于约30％和约80％之间，介于约40％和约70％之间，介于约50％和约60％之间，介于约20％和约30％之间，介于约30％至约40％之间，介于约40％和大约50％之间，介于约50％至约60％之间，介于约60％和约70％之间，介于约70％至约80％之间，介于约80％至约90％之间，约20％，约30％，约40％，约50％，或任何合适的组合或其子组合。在一个实施例中，粘合剂包括或者是任何合适的聚合物材料。参考图4A-B中，在一个实施例中，产品118的预定图案是窄的、长纹理、条纹彩色图案。在一个实施例中，预定图案是杂色或大理石的。在一个实施例中，所述预定图案包括大多数的长、细、线性的、大致平行的、杂色的颜色标记、绞合线、带或补片。在一个实施例中，条纹或颜色标记是随机分布在图案中，使得所述预定图案的类似尺寸的杂色彩色标记之间的平均距离是变化的。特征“细长”，“窄”，“薄”，“长”和“长纹理”是相对于颜色标记的比特性。在一个实施例中，彩色标记比特性包括：第一尺寸，例如长度，和第二尺寸，例如宽度，其中宽度范围可为从约1/32英寸至约1/2英寸和长度范围可从约2英寸至约24英寸，或任何合适的组合或其子组合。在一个实施例中，第一尺寸与第二尺寸的比率是约500比1或更大，约65比1，约12比1，约6比1，约4比1，介于约500比1和约4比1之间，或任何合适的组合或其子组合。由于使用混合和压延方法，更宽的条纹或颜色标记可以更加共混，且相对于产品118的背景色更柔和，而较窄的条纹可以比更宽的条纹更集中和更明显。在一个实施例中，预定的模式被称为“条痕(Striations)”。在一个实施例中，条痕图案产生于VCT地板产品中，在一个实施例中，条痕图案包括第一颜色组，例如浅色背景，和第二色组，例如暗色的杂色细长标记。着色颗粒110的大致均匀分布在整个产品的118的厚度上提供了预定的图案，使在产品的顶层在随着时间推移由于使用而磨损的情况下，所需的视觉图案仍然保持。在一个实施例中，预定的图案被配置为仿真天然存在的在有机材料如冰川岩石，大理石或木材中所见的条纹图案。着色颗粒110基本上均匀的分布提供了预定图案的颜色和纹理，以基本均匀地分布在整个产品的厚度118上，使得产品118被配置为全色、全纹理，并满足或超过了依照ASTMF1066指南对于全图案2级的说明标准，美国测试与测量协会(ASTM)提供了1066的2级全图案地砖的定义，即“或者地砖表面的图案和颜色在整个地砖厚度上延伸而无显著变化，或者表面上出现的颜色应当在地砖的整个厚度上延伸，虽然由这些颜色产生的图案外观会在整个厚度上会有所变化”。产品118的预定图案是由压延辊120，122产生的。在一个实施例中，产品118的乙烯基组合物的一部分或全部(例如，树脂、增塑剂和填充材料)被共混并混合，然后被研磨和熔融加工以形成产品118。熔融加工是通过压延、挤出、连续混合、成型、研磨，其它熔融加工，或其组合。在一个实施例中，处理部分104包括适当的机构以提供压延前的预热、附加压延、随后的加热、固化，或者任何合适的组合或其子组合。在一个实施例中，该产品118包括背衬层和/或一个或多个表面层，在一个实施例中，初始处理后，产品118被进一步冷却，然后冲压裁切成厚板、地砖，或任何其它合适的产品。如本文所用，术语“彩色带或补片”是指由各种宽度的彩色微纤维编组构成的带或补片。例如，在一个实施例中，微纤维是悬在一种材料中或由任何合适的技术安排的任何合适的微纤维。如本文所用，术语“微纤维”是指尺寸在微米(10-6米)级的任何纤维。个别地，微纤维是肉眼难以察觉的。例如，在本发明的实施例中，微纤维的直径小于约1500微米，直径小于约100微米，直径小于约50微米，直径小于约10微米，直径为约10微米至约1500微米的范围，直径为约10微米至约1000微米的范围，直径为约20微米至约500微米的范围，直径为约50微米至约500微米的范围，直径为约100微米至约500微米的范围，直径为约20微米至约400微米的范围，直径为约40微米至约200微米的范围，例如，直径是通过结合电子显微镜的图像分析工具测量中部的20％，50％，80％或者所有微纤维得出的。另外或可选地，在本发明的实施例中，微纤维在最大的变化区域上尺寸变化小于20％，尺寸变化小于5％，或尺寸变化小于1％。虽然本发明已参照优选的实施例，本领域技术人员将理解可作出各种改变并且可以用等同物取代其元素，而不脱离本发明的精神和范围。此外，根据本发明的教导，可以进行许多修改以适应特定的情况或材料而不偏离其大致范围。因此，其意图是，本发明并不限于将特定的实施例中所公开的作为设想用于实施本发明的最佳模式，而是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。