[发明专利]粉末压制方法及辊筒压制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过夹辊装置进行粉末压制的方法，其中粉末以供料速度输送至夹辊之间的辊隙区域。

背景技术

粉末压制在粉末涂料领域是公知的，以便重新利用具有不期望尺寸的颗粒。粉末涂料是作为干粉应用的、包含聚合物与任选的一种或多种交联剂和/或色素的混合物的无溶剂涂料。一旦施用于对象，粉末即熔融并形成液膜。在使膜固化时，聚合物被交联并且涂料膜固化。为了获得稳定的粉末喷涂，粉末的颗粒尺寸必须处在期望的范围内。较小或较大的颗粒在粉末涂装工艺中会是不期望的。

一般而言，粉末涂料通过碾磨制造，其导致较宽的颗粒尺寸范围。在尺寸范围两端的不期望的颗粒可通过分类器和旋风分离器去除并收集。优选地，将所收集的粉末废料重新用于粉末涂装工艺。重新使用粉末废料的适宜的选择是使用夹辊的压制法或干粘法，以便形成能够直接重新碾磨或重新研磨形成粉末涂料的坚硬固体。这意味着被压制粉末可在同一生产批次中返回碾磨装置。为了由压制的细粉末形成坚硬固体，需要显著的压力。然而，过高的压力会导致由于被压制粉末的温度升高而引起的过早融化，因此需要额外的冷却，而过低的压力会在重新碾磨期间产生过小的颗粒。

在粉末涂料的生产过程中产生的细颗粒的物理性质，在例如尺寸分布、平均尺寸、流动性、体积密度、聚合物含量等方面显著地变化。存在影响其性质的若干环境条件，例如温度和湿度，但是其性质由于沉降也会随时间而发生变化。

由于夹辊处的压力，颗粒在颗粒间接触点经受塑性变形和断裂，并且颗粒相互结合。结合强度取决于变形的颗粒间区域。一般而言，压制产品的强度取决于颗粒尺寸分布、形状和材料的弹性模量。在实践中，每厘米辊宽15-20kN的压力表现出得到坚硬的压制产品。

US6,500,385涉及一种通过压制未完全融化的粉末涂料废料以产生烧结产品，而加工粉末涂料废料以产生可再利用的粉末涂料的压制工艺。在该公知的工艺方法中，在粉末涂料生产期间产生的粉末涂料残留被持续分离、持续压制，并且被压制产品持续与新材料一同研磨成为未被挤压的粉末涂料的同一批次的粉末，从而产生粉末涂料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉末废料的最佳压制方法。

这是通过根据本发明的方法来实现的，其中确定至少一个夹辊与所述夹辊上的粉末之间的摩擦力，并且其中取决于摩擦力来调整至少一个夹辊的旋转速度，而粉末对夹辊的供料速度以及夹辊间的距离保持基本恒定。

根据本发明的方法的优点在于能够在需要最少量操作人员干预的闭环控制中容易地自动实现。确定摩擦力基本上意味着供给至夹辊的粉末质量的变化受到监控。保持粉末对夹辊的供料速度以及夹辊间的距离基本恒定是有利的，因为改变供料速度可改变粉末的流动性，这会导致更加难以自动控制的方法，而夹辊间距离的变化需要相对复杂的压制装置。

原理上，可通过确定由夹辊施加在粉末上的反作用力来确定摩擦力。可通过例如力传感器或应变计得出该力。

在一个优选实施例中，夹辊由电动机驱动，并且通过确定电动机的电力消耗得出摩擦力。这是一种得出在一定夹辊速度下的摩擦力的相当简单的方法。

可基于夹辊上的摩擦力调整夹辊的旋转速度。这意味着在同一夹辊上进行确定摩擦力以及控制速度的操作。

相互独立地驱动夹辊是有利的，因为这提供了过程控制的巨大自由度。例如，可能期望以不同的速度运行夹辊。

在一个具体实施例中，确定粉末与两个夹辊之间的摩擦力水平，并且相互独立地调整两个夹辊的旋转速度。例如，这提供了考虑各夹辊的磨损的机会，其可能要求各个夹辊的不同的速度控制。

一般而言，如果夹辊上的摩擦力增加，则夹辊的旋转速度将增加。由于较高的速度，压制压力将降低。当压制压力变得过低时，摩擦力将减小至一定值以下，并且夹辊的旋转速度会降低以补偿这种影响。

本发明还涉及一种用于粉末压制的辊筒压制装置，其包括夹辊和用于将粉末输送至夹辊之间的辊隙区域的供料器，用于确定至少一个夹辊与夹辊上的粉末之间的摩擦力的感测装置，以及取决于摩擦力水平调整至少一个夹辊的旋转速度，而使供料器的速度以及夹辊间的距离基本恒定的控制器。

夹辊可由电动机驱动，其中用于确定电动机的电力消耗和速度的测量装置连接至控制器。来自例如电流检测器、电压表和速度传感器的测量装置的信号用作控制器中的控制程序的输入信号。

夹辊的周面可以是光滑的，这意味着该表面缺少宏观压花或纹理。这有利于获得特别适于重新研磨的一致的坚硬固体产品。