[发明专利]用于在复合材料的制造中控制质量的方法和设备

说明书

发明领域

本发明涉及如权利要求1的前序中所限定的方法，并且涉及权利要求13的前序中所限定的设备，所述方法和设备用于在复合材料的制造中控制质量。

发明背景

由现有技术已知的是将固体原料供给至制造过程和/或在实际处理之前将其预处理的不同方法和设备。在使用大量固体原料的过程中，观测原料的质量是有问题的。在大多数分析方法中，样品量如此小以至于不能得到原料实际质量的可靠信息。另外，在其制造期间观测中间产物的质量是有问题的。已知的是，仅通过确定完成的中间产物的性质得到中间产物的质量信息。

没有工业应用用于观测在复合材料的制造中使用的原料的质量和在预处理中形成的中间产物诸如附聚物(agglomerate)的质量。

关于固体原料尤其是回收型原料(recycling based raw stocks)使用的问题，是其不均匀性以及因此与复合材料产品的制造过程相关的大的质量变化。

由参考文件WO 2007056839已知的是由木质纤维素纤维、聚丙烯和马来酸化聚丙烯制造复合材料的方法。该制造方法包括机械预混合，其中预混合原料组合物一定时间，直到通过机械混合的剪切力达到期望的温度。该过程或产品性质没有基于温度的观测进行控制。

发明目标

本发明的目标是公开新型的且可靠的用于与复合材料制造相关监测和控制质量的方法和设备。

发明简述

根据本发明的方法和设备以在权利要求书中提供的内容为特征。

本发明基于用于在复合材料的制造中控制质量和尤其用于在复合材料的制造中监测质量的方法，该复合材料包括纤维基材料和聚合物基材料，其中制造包括混合过程，优选地作为预处理过程，以由原料混合物形成附聚物。根据本发明，观测混合过程中的变量的组合，其中变量选自力矩、电流消耗、时间、声音、温度及其不同组合，并且基于得到的观测结果例如操作员的测量或者观测结果控制混合过程以及形成的附聚物的质量，以提供具有良好质量的附聚物。

在一个实施方式中，测量力矩，以该力矩为基础，作为时间的函数，观测电流消耗，优选地以安培计。在一个实施方式中，测量温度，并且作为时间的函数观测温度变化。在一个实施方式中，基于操作员的听觉感知，观测声音。在一个实施方式中，观测作为时间函数的电流消耗和温度、以及声音。在一个实施方式中，作为温度的函数观测电流消耗。

在该文中，原料混合物指可以包含一种或者更多种原料或者一种或者更多种原料材料例如回收材料的混合物。另外，原料混合物可以包含添加剂、另外的材料和/或另外的塑料。原料指至少一种原料或者许多不同原料的混合物。原料可以是任何原料或者原料材料，其包括纤维基成分，例如木纤维、稻草、芦苇，或者亚麻基成分或者其他植物纤维基成分和/或聚合物基成分诸如塑料基成分。木纤维基材料可以是纸基材料。原料的纤维基材料可以包含木质材料和/或无木质材料，例如化学纸浆基纸或者纸纤维或者纯化学纸浆纤维。

在一个实施方式中，将至少一种原料供给至混合过程，优选地预处理原料并且形成附聚物。在本发明的一个实施方式中，主要地供给固体原料至混合过程。

在本发明的一个实施方式中，供给另外的材料、添加剂和/或另外的塑料至混合过程。另外的材料、添加剂和/或另外的塑料可以每一个单独(as a separate)供给或者全部作为组合进料供给至混合过程，或者在混合过程之前其可以与特定的原料进料组合。

优选地，复合材料的制造包括混合过程，其中优选地，将原料或者多种原料与任选的添加剂、另外的塑料和/或另外的材料混合成为均匀的原料混合物。在一个实施方式中，混合过程包括加热部件。在一个实施方式中，混合过程包括加热部件和冷却部件，这两个部件优选地位于原料流的运动方向，使得冷却部件在加热部件之后。

在一个优选的混合过程中，加热材料混合物，通常至大约200℃的温度，由此至少部分地熔化材料混合物包含的塑料以至于形成附聚物。加热之后，冷却混合物，优选地冷却至低于大约70℃的温度。混合过程优选地包括如整合在一个装置中的加热和冷却部件。在一个实施方式中，混合过程是热-冷混合过程。在一个实施方式中，通过传导热空气至加热部件将加热部件加热。

在本发明的一个实施方式中，在混合过程的加热部件中观测混合过程的变量。

在本发明的一个实施方式中，该方法用于监测原料混合物的质量。