Das Kalanderverfahren für PVC-Bodenbeläge ist ein effizientes und kontinuierliches Produktionsverfahren, das sich besonders für die Herstellung homogener und durchlässiger Strukturbahnen (wie z. B. homogener, durchlässiger Bodenbeläge für den gewerblichen Bereich) eignet. Kern des Verfahrens ist die Plastifizierung des geschmolzenen PVC zu einer gleichmäßigen, dünnen Schicht mittels eines Mehrwalzenkalanders und die anschließende Abkühlung in die gewünschte Form. Im Folgenden werden die einzelnen Verfahrensschritte und die wichtigsten technischen Kontrollpunkte beschrieben:
I. Kalandrierverfahren
Rohmaterialvorbehandlung > Hochgeschwindigkeits-Heißmischen, Kühlen und Kaltmischen, Innenmischen und Plastifizieren, Offenmischen und Zuführen
Vierwalzen-Kalandern, Prägen/Laminieren, Kühlen und Formen, Beschneiden und Aufwickeln
II. Schrittweise Bedienung – Wichtige Punkte und technische Parameter
1. Vorbehandlung und Mischung der Rohstoffe
Rezepturzusammensetzung (Beispiel): - PVC-Harz (Typ S-70) 100 Teile, - Weichmacher (DINP/umweltfreundlicher Ester) 40-60 Teile, - Calciumcarbonat-Füllstoff (1250 Mesh) 50-80 Teile, - Wärmestabilisator (Calcium-Zink-Komposit) 3-5 Teile, - Gleitmittel (Stearinsäure) 0,5-1 Teil, - Pigment (Titandioxid/anorganisches Farbpulver) 2-10 Teile
Mischvorgang*:
Heißmischen: Hochgeschwindigkeitsmischer (≥1000 U/min), auf 120 °C erhitzen (10-15 Minuten), damit das PVC den Weichmacher aufnehmen kann; Kaltmischen: Schnell auf unter 40 °C abkühlen (um Klumpenbildung zu vermeiden), Kaltmischzeit ≤ 8 Minuten.
2. Plastifizierung und Fütterung
- Innenmischer: Temperatur 160-170°C, Druck 12-15 MPa, Zeit 4-6 Minuten → Bildung einer homogenen Gummimasse;
Offener Mischer: Doppelwalzentemperatur 165±5°C, Walzenspalt 3-5 mm → In Streifen schneiden für die kontinuierliche Zuführung zum Kalander.
3. Vierwalzenkalandrieren (Kernprozess)
- Schlüsseltechniken:
- Walzengeschwindigkeitsverhältnis: 1#:2#:3#:4# = 1:1,1:1,05:1,0 (um Materialansammlungen zu vermeiden);
- Mittelhöhenkompensation: Rolle 2 ist mit einer 0,02–0,05 mm starken Wölbung versehen, um thermische Biegeverformungen auszugleichen. 4. Oberflächenbehandlung und Laminierung
Prägen: Prägewalzentemperatur (Silikon/Stahl) 140-150°C, Druck 0,5-1,0 MPa, Geschwindigkeit an die Kalandrieranlage angepasst;
Substratlaminierung (optional): Eine vorgeheizte (100 °C) Glasfasermatte/ein Vliesstoff wird auf Walze Nr. 3 mit der PVC-Schmelze laminiert, um die Dimensionsstabilität zu verbessern.
5. Abkühlen und Formen
Temperatur der dreistufigen Kühlwalze:
Spannungsregelung: Wickelspannung 10-15 N/mm² (um Kaltschrumpfung und Verformung zu vermeiden).
6. Trimmen und Aufwickeln
- Online-Dickenmessung mit Laser: Echtzeit-Feedback passt den Walzenspalt an (Genauigkeit ±0,01 mm);
- Automatisches Trimmen: Abfallbreite ≤ 20 mm, recycelt und pelletiert zur Wiederverwendung;
- Wicklung: Konstantspannungs-Zentralwicklung, Rollendurchmesser Φ800–1200 mm. III. Prozessschwierigkeiten und Lösungen
1. Ungleichmäßige Wandstärke. Ursache: Temperaturschwankungen der Walze > ±2 °C. Lösung: Geschlossene Thermoöl-Temperaturregelung + Walzenkühlung mit eng gebohrten Walzen.
2. Oberflächengas. Ursache: Unzureichende Durchmischung und Entgasung. Lösung: Den Innenmischer evakuieren (-0,08 MPa).
3. Kantenrisse. Ursache: Übermäßige Kühlung/Übermäßige Spannung. Lösung: Reduzierung der Kühlintensität im vorderen Bereich und Hinzufügen einer Zone mit langsamer Kühlung.
4. Prägestempel. Ursache: Unzureichender Prägewalzendruck. Lösung: Hydraulikdruck auf 1,2 MPa erhöhen und Walzenoberfläche reinigen.
IV. Umweltfreundliche und leistungsoptimierte Prozesse
1. Bleifreier Stabilisatorersatz:
- Calcium-Zink-Kompositstabilisator + β-Diketon-Synergist → Besteht den Migrationstest nach EN 14372;
2. Umweltfreundlicher Weichmacher:
- DINP (Diisononylphthalat) → Cyclohexan-1,2-dicarboxylat (Ecoflex®) Reduziert die Ökotoxizität.
3. Abfallrecycling:
- Zerkleinern von Materialresten → Vermischen mit neuem Material im Verhältnis ≤30% → Verwendung bei der Herstellung der Basisschicht.
V. Kalandrieren vs. Extrusion (Anwendungsvergleich)
Produktstruktur: Homogener perforierter Bodenbelag/Mehrschichtverbund, Mehrschicht-Coextrusion (verschleißfeste Schicht + Schaumstoffschicht)
Dickenbereich: 1,5–4,0 mm (Genauigkeit ±0,1 mm), 3,0–8,0 mm (Genauigkeit ±0,3 mm)
Oberflächenbeschaffenheit: Hochglanz/Präzisionsprägung (Holzmaserung-Imitation), Matt/Raue Textur
Typische Anwendungsbereiche: Homogene Lochböden in Krankenhäusern und Laboren, SPC-Klickböden für Wohnhäuser
Zusammenfassung: Der Kernwert des Kalandrierverfahrens liegt in der „hohen Präzision“ und der „hohen Konsistenz“.
- Vorteile des Verfahrens:
- Präzisionswalzentemperaturregelung → Dickenvariationskoeffizient <1,5%;
- Inline-Prägung und Laminierung → Erzielung von Stein-/Metall-Optiken;
- Anwendbare Produkte:
Homogene, perforierte PVC-Bodenbeläge mit hohen Anforderungen an die Dimensionsstabilität (wie z. B. die Tarkett Omnisports-Serie);
- Upgrade-Optionen:
- Intelligente Steuerung: KI-gestützte dynamische Walzenspaltanpassung (Echtzeit-Dickenrückmeldung);
- Energierückgewinnung: Die Abwärme des Kühlwassers wird zur Vorwärmung der Rohstoffe genutzt (Einsparung von 30 % Energie).
Hinweis: Bei der tatsächlichen Produktion sollten die Kalandertemperatur und die Walzengeschwindigkeit entsprechend der Fließfähigkeit der Rezeptur (Schmelzindex MFI = 3-8 g/10 min) angepasst werden, um eine Degradation (Vergilbungsindex ΔYI < 2) zu vermeiden.
Veröffentlichungsdatum: 30. Juli 2025
