用于輸送發泡熱塑性聚合物顆粒的方法
【專利說明】用于輸送發泡熱塑性聚合物顆粒的方法
[0001]本發明涉及一種用于從容器中經由至少一個管道來輸送發泡熱塑性聚合物顆粒的方法，其中，為了輸送發泡熱塑性聚合物顆粒，在管道中施加氣流。
[0002]發泡熱塑性聚合物顆粒具有許多可能的應用。例如，其可用于例如制造模塑制品如裝載裝置、座墊、床墊、或鞋外底。為了制造各個模塑制品，基于當前使用的模塑機的現有技術，將發泡聚合物顆粒引入至模具中并充入蒸汽或進行加熱，以使所述顆粒在其外側彼此熔合。
[0003]為了將發泡熱塑性聚合物顆粒引入至模具中，通常將其從壓力填充容器中經由管道輸送至模具中。為此，首先可對壓力填充容器施加超壓，并以此方式將發泡熱塑性聚合物顆粒經由管道輸送至模具中。或者，可在模具處減壓，并以此方式將發泡熱塑性聚合物顆粒吸入至模具中。相應地，還可進行向壓力填充容器中的輸送。
[0004]然而，使用常規方法的不利之處在于顆粒會彼此粘結或在壁上累積，因此，特別地，管道被堵塞。使用常規潤滑劑(例如將其作為添加劑加入至聚合物材料(polymermass)中)也不能實現顯著的改進。由于對表面的粘附力以及顆粒的高彈性和所產生的壓縮性而造成的管道壁上的堵塞效果導致壓力填充容器目前僅能被填充至多50%，這是由于在材料供應管道中發生了堵塞。未充分填充的模具由此產生，這首先歸因于發泡熱塑性聚合物顆粒的差的自由流動能力，其次歸因于其差的自由流動性。因此，該方法的可行性受到相當大的限制。不能進行持續的處理過程，并且因未完全填充的模具而導致的不合格模塑制品的份額相當尚。
[0005]因此，本發明的目的是提供一種用于輸送發泡熱塑性聚合物顆粒的方法，其中可避免管道的堵塞。
[0006]通過用于從容器中經由至少一個管道來輸送發泡熱塑性聚合物顆粒的方法可實現該目的，其中，為了輸送發泡熱塑性聚合物顆粒，在管道中施加氣流，其中發泡熱塑性聚合物顆粒用含有潤滑劑的水潤濕。
[0007]用含有潤滑劑的水潤濕聚合物顆粒可避免各發泡熱塑性聚合物顆粒在輸送期間彼此粘結，并因此避免堵塞用于輸送發泡熱塑性聚合物顆粒的管道。此外，其結果是在制造模塑制品期間，所述模具各自可被完全填充，并因此可降低不合格部件的比例。
[0008]此外，在經由管道輸送期間，為了不減少潤滑作用，當加入的含有潤滑劑的水的量使得發泡熱塑性聚合物顆粒保持潮濕表面，且潤滑劑不因用于輸送發泡熱塑性聚合物顆粒的氣流而蒸發時是有利的。
[0009]發泡熱塑性聚合物顆粒的輸送首先開始于顆粒在存儲容器中的制造，其中所述儲存容器還可以是袋、包或桶，在其中發泡熱塑性聚合物顆粒被輸送。從存儲容器中，通常經由其他管道將發泡熱塑性聚合物顆粒輸送至壓力填充容器中，并由此經由管道將其輸送至模具中。
[0010]在本發明的上下文中，管道意指剛性和柔性管。根據本發明，柔性管如聚合物管同樣在術語管道的范圍內。
[0011]根據常規方法制備發泡熱塑性聚合物顆粒。因此，例如，可向擠出機中提供熱塑性聚合物顆粒，將其熔化在擠出機中并加入起泡劑。之后將聚合物材料強制通過模具，并使其被切割成單個顆粒。在此情況下，造粒過程優選在液體中進行，所述液體處于一定壓力下以防止顆粒不受控制地膨脹。在下一步驟中，降低壓力以允許有目的的膨脹。為此，聚合物材料未完全固化是有必要的。膨脹之后，固化聚合物材料，從而獲得發泡熱塑性聚合物顆粒。
[0012]為了避免由粘附性顆粒或彼此粘結的顆粒所造成的堵塞，在發生相應的粘附之前，有必要用含有潤滑劑的水潤濕顆粒。為此，例如，可在所述容器或輸送管道中加入含有潤滑劑的水。在輸送管道中加入含有潤滑劑的水、特別是在輸送管道的起始端進行加入是有利的，以在進入輸送管道至加入含有潤滑劑的水期間不發生堵塞。
[0013]此外，為了避免發生部分堵塞或獨立的顆粒彼此粘結(可導致堵塞)，則加入含有潤滑劑的水并使其均勻分布在發泡熱塑性聚合物顆粒上是有利的。為此，例如，可將含有潤滑劑的水噴灑在發泡熱塑性聚合物顆粒上。為了噴灑含有潤滑劑的水，可噴灑液體或懸浮液的任何預期合適的噴嘴均是適用的。
[0014]在將含有潤滑劑的水加入至容器的情況下，則使用多個噴嘴也是有利的，以使含有潤滑劑的水被提供至所述容器的整個橫截面上，并且以此方式，存在于容器中的所有聚合物顆粒均被潤濕。
[0015]為了在容器中使所有的發泡熱塑性聚合物顆粒完全潤濕，則進一步有利的是提供一種器件，所述器件用于在所有發泡熱塑性聚合物顆粒均經過的容器位置處噴灑含有潤滑劑的水。特別有利的是在容器的上部區域提供一種用于加入含有潤滑劑的水的器件并從頂部添加顆粒，以使所述顆粒在添加期間經過用于加入含有潤滑劑的水的器件，并以此方式被含有潤滑劑的水潤濕。
[0016]作為使用噴嘴以加入含有潤滑劑的水的一種替代，還可將管壁或容器壁的部分或容器蓋設計為雙夾套，并由可滲透液體的多孔材料制造面向管道或容器內部的壁，并通過多孔材料加入含有潤滑劑的水。
[0017]特別對于相對較長的用于輸送發泡熱塑性聚合物顆粒的管道，有利的是在流動方向上在連續的多個位置處加入含有潤滑劑的水。通過在多個連續位置處加入含有潤滑劑的水，如果例如部分潤滑劑因輸送所需的氣流而蒸發，則可再次潤濕各個發泡熱塑性聚合物顆粒。
[0018]在另一實施方案中，可使用潮濕氣流來輸送發泡熱塑性聚合物顆粒，其中潮濕氣流用含有潤滑劑的水進行飽和。由于氣流被含有潤滑劑的水飽和，因此潤滑劑不再蒸發，并且可保持聚合物顆粒被含有潤滑劑的水潤濕。以此方式，在經由相對長的管道進行輸送期間，同樣可避免由各個聚合物顆粒彼此粘結或由聚合物顆粒與管道粘結而導致的結塊。
[0019]可使用無需加入其他物質的含有潤滑劑的水。作為一種替代，還可使用水與硅油、甘油酯及其混合物的混合物作為含有潤滑劑的水。特別優選含有潤滑劑的水作為水。
[0020]在一個替代性實施方案中，將固體潤滑劑加入至含有潤滑劑的水中。在此情況下，所述固體潤滑劑通常以粉末形式使用。加入至含有潤滑劑的水中的合適的粉狀潤滑劑例如選自錯、硬脂酸醋、如亞乙基雙硬脂酰二胺(ethylenebisstearoyldiamine)或滑石粉，或這些成分中至少兩種的混合物。
[0021]如果粉狀潤滑劑與含有潤滑劑的水混合，則優選使用不會與含有潤滑劑的水變粘并因此進一步增加堵塞危險的粉狀潤滑劑。
[0022]如果含有潤滑劑的水為水與其他液體或粉狀物質的混合物，則水的用量范圍優選為60至100重量％，特別為90至100重量％，基于潤滑劑的總量計。
[0023]含有潤滑劑的水的加入量取決于所用的潤滑劑，并且可在1mg至4kg，優選Ig至2kg的范圍內，基于I升的發泡熱塑性聚合物顆粒計。如果不含其他混合物質的水被用作液體潤滑劑，則水的用量范圍優選為1g至4kg，特別為5g至3kg，同樣地，各自以體積為I升的發泡熱塑性聚合物顆粒計。
[0024]用于發泡熱塑性聚合物顆粒的熱塑性聚合物可以是任何所需的熱塑性物質。
[0025]特別優選地，發泡熱塑性聚合物選自發泡聚丙烯(E-PP)、發泡聚乙烯(E-PE)、發泡聚苯乙烯(E-PS)和發泡熱塑性聚氨酯(E-TPU)。非常特別優選地，發泡熱塑性聚合物為發泡熱塑性聚氨酯。
[0026]發泡熱塑性聚合物可包含任何所需的可用于處理熱塑性聚合物的填充劑和添加劑。相應的填充劑和添加劑是本領域技術人員已知的。
[0027]例如，發泡熱塑性聚合物可包含例如潤滑劑、增塑劑、UV穩定劑、著色劑、顏料和通常可加入至聚合物中的任何所需的其它添加劑。此外，還可存在填充劑或補強物質如纖維，特別是短纖維。
[0028]在一個實施方案中，發泡熱塑性聚合物包含內潤滑劑或外潤滑劑。其通常在制造發泡熱塑性聚合物顆粒期間作為添加劑加入。內潤滑劑或外潤滑劑粘附于各個發泡熱塑性聚合物顆粒的表面上，并因此有助于潤滑效果，因此可防止結塊。然而，此類內潤滑劑或外潤滑劑自身是不足夠的，因此根據本發明，需另外加入含有潤滑劑的水。
[0029]例如，通過向容器施加超大氣壓和/或通過在粉末的輸出側減壓可產生氣流，利用所述氣流可通過各個管道來輸送發泡熱塑性聚合物顆粒。當向容器施加超大氣壓時，例如將風扇與容器連接，氣流首先經過容器，之后經過用于輸送發泡熱塑性聚合物顆粒的管道。相應地，在輸出側借助合適的真空泵可在管道中減壓，借助減壓可將氣流吸入管道，因此待輸送的熱塑性聚合物顆粒可與氣流一起被吸入至管道中。向容器側施加超大氣壓和在輸出側減壓的結合也是可行的。然而，優選向容器施加超大氣壓，或者在輸出側減壓。
[0030]可用于經由管道輸送發泡熱塑性聚合物顆粒的氣體為對所用的熱塑性聚合物呈現惰性的氣體。特別優選地，可用于經由管道輸送發泡熱塑性聚合物顆粒的氣體為空氣。然而，除空氣之外，例如氮氣或水蒸汽也是合適的。特別優選使用空氣來輸送發泡熱塑性聚合物顆粒。用于輸送發泡熱塑性聚合物顆粒的空氣具有的壓力范圍優選為大于大氣壓O至5bar0
[0031 ] 如上所述，本發明的方法適用于例如從制備聚合物顆粒的設備中將發泡熱塑性聚合物顆粒輸送至儲存容器中。相應的儲存容器例如可以是筒倉(silo)。或者，儲存容器還可以是用于輸送發泡熱塑性聚合物顆粒的容器。相應的輸送容器為例如輸送袋、輸送包或桶。如果聚合物暫時儲存于筒倉中，則之后通常從筒倉用運輸車輛進行輸送，所述運輸車輛例如為相應的可輸送發泡熱塑性聚合物顆粒的具有合適容器的貨車。同樣可通過管道進行從筒倉中填充相應的貨車或從筒倉中填充包或桶的過程，因此本發明的方法還可在此處使用。
[0032]通常，在下一步驟中，將發泡熱塑性聚合物顆粒填充至壓力填充容器中。通常，可通過管道進行例如從儲存容器或運輸車輛中填充壓力填充容器的過程。優選從頂部加入至壓力填充容器中。則在壓力填充容器的頂部區域，存在用含有潤滑劑的水噴灑發泡熱塑性聚合物顆粒的器件。
[0033]從壓力填充容器中，將發泡熱塑性聚合物顆粒輸送至模具中以進行進一步處理，同樣優選借助管道，例如充填軟管進行。隨后在模具中可生產待制備的模塑制品。
[0034]在用于制造模塑制品的模具中，壓力優選為O至5bar。為了能夠從壓力填充容器中將發泡熱塑性聚合物顆粒輸送至模具中，壓力填充容器中的壓力有必要高于模具中的壓力。優選地，壓力填充容器中的壓力比模具中的壓力高至多2bar。模具優選通過壓力填充法和裂紋分裂(crack splitting)法進行填充。這些方法是本領域技術人員已知的。在模具中，發泡熱塑性聚合物顆粒的熱塑性聚合物通過加熱進行熔化，以使各個聚合物顆粒彼此融合。通常，為此，將過熱蒸汽引入至模具中。以此方式，可由各個發泡熱塑性聚合物顆粒制備尺寸穩定的模塑制品。
[0035]各個發泡熱塑性聚合物顆粒通常具有的平均直徑范圍為I至10mm，特別為1.5至6mm。發泡熱塑性聚合物顆粒的堆積密度范圍優選為10至600