[發明專利]用于從塑料結構生產粉末狀物質的方法和裝置

有效

• 申請號: 201880007776.2
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN110225793B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: A·德雷斯勒
• 申請（專利權）人: 德雷斯勒集團有限兩合公司
• 主分類號: B01J2/02
• 分類號: B01J2/02;B29B9/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 王穎;沙永生

本發明涉及生產具有盡可能球形結構的粉末狀塑料顆粒的方法，其中使由塑料制備的起始產品(30)，特別是粘性至固體的起始產品(30)與相對于起始產品(30)以至少5m/s的速度v移動的主體(20)的光滑表面(24)接觸。在起始產品(30)和主體(20)之間的接觸區域(34)中，起始產品(30)被局部加熱并且以粉末形式在主體(20)的移動方向上從接觸區域中甩出。

本發明涉及一種用于由塑料生產粉末狀物質的方法和裝置，所述粉末狀物質具有盡可能球形的結構。

理想地，顆粒尺寸小于500μm，特別是小于100μm，例如，30至100μm范圍內的顆粒。最大上限可以指定為800μm。下限在納米范圍內。與球形的偏差應盡可能地使得顆粒的最小橫截面尺寸不小于同一顆粒的最大橫截面尺寸的20％，優選不小于50％。

這種粉末狀材料需要用于許多目的，例如用于3D打印，粉末涂覆等。各顆粒的球形度越高，粉末越容易流動。

由DE 20 2016 106 243 U1已知一種用于生產這種粉末狀物質的裝置。在這種情況下，將起始產品的熱熔融物供給噴嘴裝置，熱熔融物質從該噴嘴裝置中噴出并分離成向下掉落的小液滴。用低溫氣體冷卻這些液滴并收集在底部區域中。

EP 945 173 B1也公開了類似的裝置和相應的方法。文獻US 6 903 065 B2描述了上述歐洲專利說明書EP 945 173 B1所述的該方法。該方法涉及50μm至300μm，特別是大于100μm的典型粒度的生產。

在這些方法中，將用作起始產品的每種塑料加熱至可以噴射為止。但是，這種加熱過程僅可以在塑料不會明顯變化的溫度下進行。過度加熱會導致塑料中的化學過程開始，從而導致不可接受的變化。在這方面，塑料保持在高溫下的時間長度似乎也很重要。

還已知首先將塑料溶解在溶劑中并從中回收顆粒，例如通過霧化或噴霧所得溶液并保持所得的液滴分離直至溶劑基本上蒸發為止。使用這種方法，不需要將塑料帶到較高的溫度，這意味著化學變化不再是擔心的問題。但是，溶劑會滲入塑料中。

然而，使用常規方法和裝置不可能生產具有所需圓度的塑料顆粒。需要另一種生產方法。因此，本發明的目的是描述一種方法，利用該方法可以廉價地并且以工業規模生產塑料顆粒，該塑料顆粒具有盡可能球形的形狀。本發明的另一個目的是描述相應的裝置。

關于方法，該目的通過一種生產具有盡可能球形結構的粉末狀塑料顆粒的方法來實現，其中使由塑料制成的起始產品，特別是粘性至固體的起始產品(優選靜止的)與主體的光滑表面接觸，所述主體相對于起始產品以至少5m/s的速度v移動，使得起始產品在起始產品和主體之間的接觸區域中被局部加熱，并且在主體移動方向上從接觸區域中以粉末狀形式被甩出。關于裝置，該目的通過具有權利要求13的特征的裝置來實現。

本發明采用了一種新方法。該方法稱為“摩擦噴射”。使起始產品與相對快速移動的主體表面接觸。不必對起始產品整體加熱。加熱確實發生，但它僅限于起始產品和主體之間非常小的接觸區域。這樣，在每種情況下，僅一小部分塑料一次升高到較高的溫度并且僅持續極短的時間，這足以將其粉碎。因此，可以發生任何化學變化的時間是有限的。塑料可能經歷化學變化的可能性明顯低于根據EP 945 173 B1的噴射方法中加熱到相同溫度的塑料的情況。

令人驚奇的是，發現在接觸區域中形成基本上球形的塑料顆粒。這種相對移動一方面產生摩擦熱，另一方面導致塑料材料的分離，并且可能還導致成形，最終導致小球形顆粒的特定形成和成形。最后，這種相對移動具有加快這些球形顆粒的作用，使得它們被甩出接觸區域。出口移動基本上是切向的，在所有情況下優選地在出口楔內。離開接觸區域的球形顆粒的溫度比噴射方法中離開噴嘴的顆粒的溫度低得多。因此，它們不必在冷卻氣體中或以類似的方式進行特別地冷卻。當顆粒在通往收集容器的途中飛過空氣時發生冷卻。因此，收集容器中的顆粒足夠堅固，使得它們的表面不再發粘，因此它們不會粘在一起。