[發明專利]改進的聚合物熔體切削刀具和與其相關的方法

無效

• 申請號: 200980148475.2
• 申請日: 2009-10-23
• 公開（公告）號: CN102245361A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: M·G·瓦格納;D·N·馬克斯
• 申請（專利權）人: 提克納有限責任公司
• 主分類號: B29B9/06
• 分類號: B29B9/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王初

技術領域

一種聚合物熔體切削刀具，具有較容易的起動，并且/或者丸粒狀產品的溫度可以通過將氣體與冷卻液體相混合而控制。

背景技術

熱塑性塑料(ThermoPlastics，TP)是非常重要的商用物資。典型地它們通過熔體成形，就是說，TP的熔化，將它在熔化的同時成形及然后將TP冷卻到固態以將它“固定”在該形狀中，而形成各種零件和形狀。在大多數熔體成形機器中，TP按丸粒或顆粒的形式進給，該丸粒或顆粒典型地在0.1至約0.7cm(最長維度)的尺寸范圍內。為了使大多數熔體成形機器高效地工作，優選的是，丸粒或顆粒是自由流動的，并且具有合理的均勻尺寸。

為了將TP制成丸粒，已經開發了多種類型的設備。這樣一種設備優選地應該以低成本生產均勻而又容易流動的丸粒。一種這樣類型的制丸設備是所謂的“水下熔體刀具”(Underwater?Melt?Cutter，UMC，有時也叫做“水下制丸機”)，參見例如美國專利2,918,701和3,749,539。當UMC正在適當地操作時，它能夠生產大量TP丸粒，這些TP丸粒是均勻的和自由流動的。然而，UMC存在多種缺陷，尤其是在制丸較高熔點(＞200℃)TP或否則容易冷凍成固體的TP時的困難、不能容忍諸如聚合物流動的短暫中斷之類的工藝過程擾動、及有時困難的起動。由于用于UMC的冷卻液體(由于水至今是最普遍地使用的液體，所以這里冷卻液體和水被互換地使用)通常是水，所以被制丸的聚合物可能吸收水的一些，關于容易吸收水并且/或者在水存在的情況下水解的聚合物常常是個問題，特別是在熔體成形機中，如在擠出機或注壓機中。如在Encyclopedia?of?Polymer?Science?and?Technology，Vol.2，John?Wiley&Sons，New?York，p.518中指出的那樣，“用于水下制丸機的起動方法常常要求塑料流動、切削刀具轉動、及進口水流量的認真排序，以避免模具凝固或結塊”。因而希望的是具有改進的UMC，這些改進的UMC使關于UMC的這些和其它困難被最小化。

美國專利7,157,032描述了水下熔體切削方法，在這些水下熔體切削方法中，在聚合物丸粒/水流束已經離開切削腔室之后，將空氣注入到這個流束中。并未提及將氣體引入到切削腔室中。

日本專利申請69007143描述了一種制丸設備，該制丸設備在模具正面上具有氣體“層”，以減少模具的冷卻。

發明內容

本發明公開和要求保護一種熔體切削刀具，該熔體切削刀具包括：模具，該模具具有出口正面和一個或更多個模具孔，熔化聚合物通過所述模具孔被進給，并且在所述出口正面處離開所述模具孔；以及旋轉切削刀具頭，該旋轉切削刀具頭具有一個或更多個刀片，這些刀片在所述聚合物從所述模具孔出現時切削所述聚合物，所述出口正面和所述旋轉切削刀具在切削腔室中并且/或者是切削腔室的一部分，該切削腔室填充有冷卻液體，該冷卻液體冷卻所述熔化聚合物以固化所述熔化聚合物，并且其中，所述冷卻液體流過所述腔室，其中，改進包括將氣體引入到所述冷卻液體中，該氣體與所述冷卻液體形成混合物，所述混合物與所述出口正面相接觸，并且其中，所述氣體按體積是進入所述腔室的氣體和冷卻液體的總體積的約百分之2至約百分之70。

本發明也包括使用在上文中剛描述過的UMC來丸化聚合物的一種方法、和用來起動熔體制丸機的一種方法。

附圖說明

圖1是UMC的切削腔室的橫截面，在該UMC中，將氣體添加到冷卻液體進口管。

具體實施方式

這里使用一些術語，這些術語中的一些術語在下文中定義：

(模具的)“出口正面”是指聚合物最后離開進入冷卻介質中的正面或表面。出口正面可以包括模具本體本身的出口正面、放在模具本體上以防止它失去熱量的隔熱部分、在模具本體的頂部上以防止由轉動刀對模具本體的磨損的硬表面材料、這些的任何組合、等等。典型地轉動刀將接觸出口正面，或者與出口正面之間具有非常小的間隙，從而離開出口正面的熔化的、但正被冷卻的聚合物由刀干凈地切斷。

“旋轉切削刀具頭”是指一種切削刀具頭，該切削刀具頭連結有一個或更多個刀，刀具頭在操作中的同時轉動。刀(一個或更多個)抵靠出口正面而轉動或者非常靠近出口正面而轉動，從而離開模具組件的聚合物被干凈地切斷。通常，切削刀具頭的轉動軸線相對于出口正面的表面成直角。腔室可以包圍內部元件的全部，如出口正面和模具組件的部分及切削刀具頭，或者這些元件的一個或更多個，如靠近出口正面的模具，可以形成腔室的外部部分(一個或更多個)的部分。