[發明專利]通過氣冷熱模面造粒來生產表面結晶球形顆粒的方法以及用于執行該方法的設備

有效

• 申請號: 201480050182.1
• 申請日: 2014-09-10
• 公開（公告）號: CN105531089B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 斯特凡·戴斯;萊因哈特-卡斯滕·穆博
• 申請（專利權）人: 馬格奧托馬蒂克公司
• 主分類號: B29B9/06
• 分類號: B29B9/06;B29B9/16;B29B9/12
• 代理公司: 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙)11482
• 代理人: 趙晶,陶梅

技術領域

本發明涉及一種通過氣冷熱模面造粒來生產表面結晶球形顆粒的方法，以及一種用于執行該方法的設備。

背景技術

熔融材料目前一般例如通過造粒來被加工和處理。一般性地，經常用擠出機或熔體泵對熔融材料、尤其是例如熔融塑料進行造粒。這些擠出機或熔體泵通過穿孔板中的噴嘴將熔融的塑料基礎材料擠壓入冷卻媒介(例如水)中。從噴嘴中的開口出來的材料在此被具有至少一個轉動切割刃的切割刃組件切割，從而生產粒料。執行例如水下造粒工藝的相應設備被稱作水下造粒系統，例如Automatik Plastics Machinery GmbH公司的產品名稱為的水下造粒系統。

歐洲專利申請EP 2 052 825A1描述了一種根據所謂的氣冷熱模面造粒方法、在冷卻和供給空氣流中對塑料進行造粒的設備，該設備可以例如用于PVC材料。然而，該專利申請沒有涉及塑料的結晶。

來自于同一申請人的德國未審查專利申請DE 10 2009 006 123 A1描述了對熱塑性材料進行造粒的一種方法和一種設備，設置了冷卻液體的優化流動的徑向流入以由此減小在液體冷卻劑中驅動切割刃所要求的能量的量。該公開也沒有涉及制造具有相應設計的可結晶產品的問題的特殊解決方式。

在由熔融材料來制造可結晶產品中，產品均勻的尺寸并因此均勻的重量以及可均勻地實現的形狀是根本的考量。大的量也是為人所期望的，這使得相應生產方法必須可靠地以非常大數量(例如高達每小時5億個單元)的粒料來進行。

由于代表了相對易于建造的對條狀擠出熱塑性材料進行造粒的機器，在作為冷卻媒介的空氣中執行氣冷熱模面造粒的系統已經在市場上很長時間了。借助于盡可能接近表面地轉動的切割刃并通過條材料固有的慣性，將從穿孔板出來的熔融條切成構成粒料的小的個體。由于切割刃的轉動，或多或少自由地并相對于切割位置離心地承載粒料的空氣借助于與切割刃一起轉動的風扇葉片從切割室的周圍或內部被吸入。所發生的問題在于切割刃的不良冷卻(切割刃會隨時間推移過度加熱并卡住)，以及由于作用于粒料上的切割刃的轉動的離心加速度這些系統傾向于卡住和阻塞，尤其是在帶有現實生產條件下的大量待制造粒料的高流率的情況下。由此制造的粒料還傾向于圓柱形和不規則形狀，尤其是如果熔融材料的粘度相對高，在隨后的應用中要求大量具有在毫米直徑范圍內的均勻尺寸的球形粒料，特別是在可結晶材料的情況下。該類型的微粒料通常具有直徑例如小于/等于1.5mm的粒料尺寸。

發明內容

本發明的目的在于提供一種從熔融材料來生產可結晶產品的方法，該方法克服了現有技術的缺點，并特別地，相對容易地且成本有效地方便對具有相同粒料尺寸和均勻且不變的形狀的可結晶產品粒料進行有效造粒，即使是在要在現實生產條件下產生大量粒料時。本發明的另一目的在于提供一種設備，該設備用于執行該通過氣冷熱模面造粒來生產表面結晶球形粒料的方法。本發明的任務尤其是在于，結合根據本發明的、用于制造具有直徑小于/等于1.5mm的粒料尺寸的微型顆粒的應用來實現或設置上述內容。

根據本發明，該目的是通過具有符合獨立權利要求的特征的方法和設備來實現的。本發明的優選實施例中在從屬權利要求中限定。

本發明的第一方面涉及一種方法，通過該方法，通過氣冷熱模面造粒在切割室中生產表面結晶球形顆粒。為此，首先熔融可結晶塑料材料。該可結晶塑料材料然后穿過穿孔板被擠出。在借助于至少一個相對于該穿孔板移動的切割刃來進行顆粒的氣冷熱模面造粒期間，對穿孔板進行溫度控制的同時保持穿孔板的開口內的塑料材料熔體的粘性。通過向心地流入的處理氣體來對被干切的顆粒進行表面冷卻，以冷卻到表面晶核形成溫度，該晶核形成溫度低于最優晶體生長溫度但高于可結晶塑料材料的玻璃化轉變溫度。此后，通過控制在絕熱設置的溫度下處理氣體的量，將平均顆粒溫度維持在最優晶體生長溫度范圍內、高于晶核形成溫度并低于塑料材料的熔融溫度的水平。繼續進行處理氣體流動以使得顆粒在切割室中不接觸壁地流動，直至顆粒具有從其表面開始生長的結晶層。

該方法的優點在于，在切割后粒料的表面上的晶核形成最初被向心冷卻氣體傳導和流入的處理氣體初始的低冷卻溫度強化，其中所述流入的處理氣體從表面上將粒料冷卻到仍低于最優晶體生長溫度的溫度，由此確保粒料由于初始晶核形成階段和隨后的晶核生長階段不接觸切割室的內壁并且不能夠粘附到內壁，這是因為粒料有利地在向心處理氣體流中被引導。