[发明专利]用于从塑料结构生产粉末状物质的方法和装置

说明书

本发明涉及生产具有尽可能球形结构的粉末状塑料颗粒的方法，其中使由塑料制备的起始产品(30)，特别是粘性至固体的起始产品(30)与相对于起始产品(30)以至少5m/s的速度v移动的主体(20)的光滑表面(24)接触。在起始产品(30)和主体(20)之间的接触区域(34)中，起始产品(30)被局部加热并且以粉末形式在主体(20)的移动方向上从接触区域中甩出。

本发明涉及一种用于由塑料生产粉末状物质的方法和装置，所述粉末状物质具有尽可能球形的结构。

理想地，颗粒尺寸小于500μm，特别是小于100μm，例如，30至100μm范围内的颗粒。最大上限可以指定为800μm。下限在纳米范围内。与球形的偏差应尽可能地使得颗粒的最小横截面尺寸不小于同一颗粒的最大横截面尺寸的20％，优选不小于50％。

这种粉末状材料需要用于许多目的，例如用于3D打印，粉末涂覆等。各颗粒的球形度越高，粉末越容易流动。

由DE 20 2016 106 243 U1已知一种用于生产这种粉末状物质的装置。在这种情况下，将起始产品的热熔融物供给喷嘴装置，热熔融物质从该喷嘴装置中喷出并分离成向下掉落的小液滴。用低温气体冷却这些液滴并收集在底部区域中。

EP 945 173 B1也公开了类似的装置和相应的方法。文献US 6 903 065 B2描述了上述欧洲专利说明书EP 945 173 B1所述的该方法。该方法涉及50μm至300μm，特别是大于100μm的典型粒度的生产。

在这些方法中，将用作起始产品的每种塑料加热至可以喷射为止。但是，这种加热过程仅可以在塑料不会明显变化的温度下进行。过度加热会导致塑料中的化学过程开始，从而导致不可接受的变化。在这方面，塑料保持在高温下的时间长度似乎也很重要。

还已知首先将塑料溶解在溶剂中并从中回收颗粒，例如通过雾化或喷雾所得溶液并保持所得的液滴分离直至溶剂基本上蒸发为止。使用这种方法，不需要将塑料带到较高的温度，这意味着化学变化不再是担心的问题。但是，溶剂会渗入塑料中。

然而，使用常规方法和装置不可能生产具有所需圆度的塑料颗粒。需要另一种生产方法。因此，本发明的目的是描述一种方法，利用该方法可以廉价地并且以工业规模生产塑料颗粒，该塑料颗粒具有尽可能球形的形状。本发明的另一个目的是描述相应的装置。

关于方法，该目的通过一种生产具有尽可能球形结构的粉末状塑料颗粒的方法来实现，其中使由塑料制成的起始产品，特别是粘性至固体的起始产品(优选静止的)与主体的光滑表面接触，所述主体相对于起始产品以至少5m/s的速度v移动，使得起始产品在起始产品和主体之间的接触区域中被局部加热，并且在主体移动方向上从接触区域中以粉末状形式被甩出。关于装置，该目的通过具有权利要求13的特征的装置来实现。

本发明采用了一种新方法。该方法称为“摩擦喷射”。使起始产品与相对快速移动的主体表面接触。不必对起始产品整体加热。加热确实发生，但它仅限于起始产品和主体之间非常小的接触区域。这样，在每种情况下，仅一小部分塑料一次升高到较高的温度并且仅持续极短的时间，这足以将其粉碎。因此，可以发生任何化学变化的时间是有限的。塑料可能经历化学变化的可能性明显低于根据EP 945 173 B1的喷射方法中加热到相同温度的塑料的情况。

令人惊奇的是，发现在接触区域中形成基本上球形的塑料颗粒。这种相对移动一方面产生摩擦热，另一方面导致塑料材料的分离，并且可能还导致成形，最终导致小球形颗粒的特定形成和成形。最后，这种相对移动具有加快这些球形颗粒的作用，使得它们被甩出接触区域。出口移动基本上是切向的，在所有情况下优选地在出口楔内。离开接触区域的球形颗粒的温度比喷射方法中离开喷嘴的颗粒的温度低得多。因此，它们不必在冷却气体中或以类似的方式进行特别地冷却。当颗粒在通往收集容器的途中飞过空气时发生冷却。因此，收集容器中的颗粒足够坚固，使得它们的表面不再发粘，因此它们不会粘在一起。