[发明专利]用于制造颗粒泡沫部件的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于制造颗粒泡沫部件的方法，其中泡沫颗粒在模具(3)中加热，使得它们焊接在一起以形成颗粒泡沫部件。通过电磁RF辐射将热量导向至泡沫颗粒。泡沫颗粒由聚氨酯(PU)、聚乳酸(PLA)、聚乙烯嵌段酰胺(PEBA)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。

技术领域

本发明涉及一种用于制造颗粒泡沫部件的方法和设备。

背景技术

WO 2013/05081A1和/或US 2014/0243442A1公开了一种用于制造颗粒泡沫部件的方法，其中通过电磁波加热泡沫颗粒和介电传导液的混合物，将泡沫颗粒熔合为颗粒泡沫部件。使用无线电波或微波作为电磁波。泡沫颗粒的材料由聚丙烯(PP)制成。

US 3,060,513描述了一种用于烧结湿的热塑性泡沫颗粒的方法。将颗粒介电加热并在模具中同时进行压缩。以约2至1000MHz的频率施加电磁波。

US 3,242,238中描述了类似的方法，其中泡沫颗粒用水溶液润湿并暴露于频率为约5至100MHz的电磁场。

GB 1,403,326描述了一种用于焊接发泡性聚苯乙烯泡沫颗粒的方法，其中颗粒用水溶液润湿并暴露于5至2000MHz的电磁场。

WO 01/64414 A1公开了另一种方法，其中用液体介质润湿的聚烯烃的聚合物颗粒用电磁波，特别是微波加热。通过控制内部压力来控制模具中的温度。

在上述方法中，用电磁波处理润湿的泡沫颗粒，电磁能被液体吸收并转移到颗粒中。

US 5,128,073制备了涂覆有高频能量吸收材料的热塑性颗粒。这些颗粒可以用电磁波加热，其中涂层释放电磁能并将其释放到泡沫颗粒上。使用40MHz至2450MHz范围的电磁波来焊接泡沫颗粒。

US 2009/0,243,158A1公开了一种方法，其中在加入水的情况下，通过微波焊接泡沫颗粒，其中水通过微波加热并且热量被传递到泡沫颗粒。温度通过调节模具中蒸汽的压力来控制。虽然这些方法已经为人所知达数十年，但它们无法在实践中使用。这有很多不同的原因。该方法的主要问题是从含水溶液到泡沫颗粒的热传递，因为热传递并不总是均匀的。这阻碍了颗粒泡沫部件的均匀焊接。另外，通常需要大量的水分来吸收足够的电磁波，使得成品颗粒泡沫部件通常含有过多的残余水分，这损害了颗粒泡沫部件的质量。

因此，在实践中，泡沫颗粒几乎仅使用饱和的干蒸汽进行焊接，例如由WO2014/128214A1所已知的。与使用蒸汽焊接相比，尽管电磁波焊接由于其原理具有相当大的优势，电磁波焊接在实践中从未能够使用。利用电磁波，能量可以更准确地传输，因而不需要加热辅助体。当使用蒸汽时，必须首先在蒸汽发生器中产生蒸汽，然后必须通过管道将蒸汽送入工具。

所有这些部件必须加热到足够高的温度，以使蒸汽不会在其中冷凝。这会导致相当大的热量损失。此外，用于产生蒸汽的设备和蒸汽管线占据了用于制备颗粒泡沫部件的设备的大部分空间。如果不需要蒸汽来焊接泡沫颗粒，则可以使整个设备更紧凑。

DE 199 21 742 A1涉及一种使用电磁波用于发泡塑料的方法。可以将导电颗粒，尤其是石墨添加至聚合物材料中。

DE 21 22 482 A是另一种使用电磁波用于发泡聚合物的种方法。此处使用聚氨酯作为聚合物材料。可以通过微波和/或RF辐射将高频电能供应至聚合物材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制造颗粒泡沫部件的方法和设备，利用该方法和设备可以高效且可靠地焊接发泡性热塑性泡沫颗粒。

根据本发明的目的通过独立权利要求的主题实现。在以下描述中示出了有利的实施方式。