发泡剂到聚合物泡沫处理系统的料斗中的引入技术方案

包括将发泡剂引入到聚合物泡沫系统的料斗中的方法和系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】发泡剂到聚合物泡沫处理系统的料斗中的引入
本专利技术总体上涉及聚合物泡沫处理，并且更特别地涉及包括将发泡剂引入聚合物泡沫处理系统的料斗中的方法和系统。
技术介绍
聚合物泡沫包括在聚合物基质中的也被称为泡孔的多个空隙。使用各种技术处理聚合物泡沫。例如，可以通过将物理发泡剂注射到挤压机内的聚合材料中来处理聚合物泡沫。例如，许多常规系统通过挤压机的筒中的发泡剂端口将发泡剂注射到挤压机内的聚合材料的流体流中。发泡剂可以与聚合材料混合以在挤压机内形成溶液。例如，可以将溶液注射到模具中以形成注射成型的聚合物泡沫制品。这样的常规系统可能需要对标准的挤压机设备进行改型(例如，用于延长筒的长度以确保足够的混合、用于形成发泡剂端口等)和/或使用相对昂贵的设备(例如，发泡剂质量流量计)以对发泡剂到挤压机中的引入和流动进行控制。其他现有技术系统已经尝试简化聚合物泡沫处理系统的设计并且降低聚合物泡沫处理系统的成本。例如，某些系统已经将物理发泡剂引入到挤压机的料斗中。这种的系统通常不会控制被引入到聚合材料中的发泡剂的量。对于某些泡沫工艺，这种的发泡剂输送方法可能是足够的。然而，在需要对发泡剂输送进行相对精确控制的其他工艺中，这种方法可能不够充分。因此，需要可以与聚合物泡沫工艺一起使用的新的发泡剂引入技术。
技术实现思路
描述了包括将发泡剂引入到聚合物泡沫系统的料斗中的方法和系统。在一个方面，提供了一种系统。该系统包括挤压机，该挤压机包括螺杆，该螺杆构造成在筒中旋转，以在聚合物处理空间中沿下游方向输送聚合材料和发泡剂的混合物，该聚合物处理空间限定在螺杆与筒之间。该系统还包括连接至挤压机的出口的模具。螺杆构造成在筒中沿下游方向周期性地移动，以将聚合材料和发泡剂的混合物的注料注射到模具中。该系统还包括料斗，该料斗构造成将聚合材料颗粒和发泡剂保持在腔室体积中。料斗包括至少一个能够连接至发泡剂源的入口。料斗包括能够连接至挤压机中的聚合物处理空间的出口。该系统还包括压力调节器，该压力调节器构造并且布置成对供给至料斗的发泡剂的压力进行控制。该系统还包括至少一个处理器和至少一个存储介质，存储介质具有其上编码的可执行指令，该可执行指令当被至少一个处理器执行时致使至少一个处理器执行下述方法：该方法包括使用压力调节器而至少部分地基于聚合材料和发泡剂的混合物的注料中的发泡剂的期望的重量百分比将供给至料斗的发泡剂的压力控制到期望的压力。在一个方面，提供了一种方法。该方法包括提供料斗，该料斗构造成保持聚合材料颗粒，并且至少部分地基于注料中发泡剂的期望的重量百分比而将发泡剂以期望的发泡剂压力供给至料斗。该方法还包括将发泡剂和聚合材料颗粒供给至挤压机的入口，该挤压机包括构造成在筒中旋转的螺杆。该方法还包括在挤压机中沿下游方向输送聚合材料和发泡剂的混合物以及积聚聚合材料和发泡剂的混合物的注料。该方法还包括将注料注射到模具中以形成成型的聚合物泡沫制品。在一个方面，提供了一种系统。该系统包括挤压机，该挤压机包括螺杆，该螺杆构造成在筒中旋转，以在螺杆与筒之间所限定的聚合物处理空间中沿下游方向输送聚合材料和发泡剂的混合物。该系统还包括连接至挤压机的出口的模具。螺杆构造成在筒中沿下游方向周期性地移动，以将聚合材料和发泡剂的混合物的注料注射到模具中。该系统还包括发泡剂引入系统，该发泡剂引入系统包括发泡剂源和压力调节器。该系统还包括料斗，该料斗包括腔室体积，该腔室体积具有流体地连接至发泡剂源的端口。料斗构造成将聚合材料颗粒和发泡剂保持在腔室体积中。料斗包括第一出口，该第一出口构造成将聚合材料颗粒和发泡剂供给至挤压机中的聚合物处理空间。该系统构造成将腔室体积中的发泡剂再循环至发泡剂引入系统中的位于压力调节器上游的位置。在一个方面，提供了一种系统。该系统包括挤压机，该挤压机具有螺杆，该螺杆构造成在筒中旋转，以在螺杆与筒之间所限定的聚合物处理空间中沿下游方向输送聚合材料和发泡剂的混合物。该系统还包括连接至挤压机的出口的模具。螺杆构造成在筒中沿下游方向周期性地移动，以将聚合材料和发泡剂的混合物的注料注射到模具中。该系统还包括发泡剂引入系统，该发泡剂引入系统包括发泡剂源和至少包含第一腔室体积和第二腔室体积的料斗。第一腔室体积或第二腔室体积中的至少一者构造成连接至发泡剂源并且容纳聚合材料颗粒和发泡剂。当结合附图考虑时，通过本专利技术的以下详细描述，其他方面和特征将变得明显。附图说明图1示意性地示出了根据实施方式的聚合物泡沫处理系统。图2示意性地示出了根据实施方式的多腔室料斗组件。图3示意性地示出了根据实施方式的适合于与聚合物泡沫处理系统一起使用的计算装置。具体实施方式描述了包括将发泡剂引入到聚合物泡沫系统的料斗中的方法和系统。该方法可以利用控制系统，该控制系统增强了对引入到系统正在处理的聚合材料中的物理发泡剂(例如，氮气、二氧化碳)的量的控制。如下面进一步描述的，系统部分地通过将供给至料斗的发泡剂的压力控制到期望的量而控制引入的发泡剂的量。期望的压力可以至少部分地基于正在被处理的聚合材料中的发泡剂的期望的重量百分比。如下面进一步所述的，所述方法可以从各种附加输入来确定期望的发泡剂压力，所述各种附加输入可以涉及发泡剂(例如，发泡剂类型)、期望的制品特性(例如，制品重量)、聚合物特性(例如，聚合物类型、聚合物颗粒的堆积密度)以及设备设计(例如，料斗腔室体积)。所述方法和系统特别适合于生产注射成型聚合物泡沫制品的工艺。在一些实施方式中，所述方法和系统被设计成对发泡剂进行再循环以减少未使用的发泡剂的量。所述方法和系统还可以包括多腔室料斗设计，该多腔室料斗设计有助于例如在腔室空置时用聚合材料颗粒重新填充腔室。参照图1，发泡剂引入系统10用于将物理发泡剂输送至聚合物处理系统12。在该实施方式中，系统12是包括挤压机14和模具16的注射成型系统。料斗18向挤压机提供聚合材料(例如呈颗粒的形式)。如下面进一步描述的，料斗包括容纳聚合材料的颗粒的腔室体积。根据本文所述的方法，发泡剂引入系统将发泡剂供给至料斗中的腔室体积，该发泡剂可以与聚合材料一起被供给至挤压机。如下面进一步描述的，发泡剂引入系统基于聚合材料中发泡剂的期望的量(即，发泡剂浓度)以及在某些情况下的附加参数对供给至料斗的发泡剂的压力进行控制。挤压机包括螺杆20，该螺杆20被设计成在筒22内旋转以塑炼聚合材料。热(例如，由挤压机筒上的加热器提供)和剪切力(例如，由旋转的螺杆提供)起到使聚合材料熔融以形成流体聚合物流的作用，该流体聚合物流与从料斗供给的发泡剂混合。混合物通过螺杆的旋转在挤压机筒中沿下游方向24被输送。在一些实施方式中，混合物是单相溶液，其中，物理发泡剂在注射到模具中之前溶解在聚合材料中。在所示的实施方式中，阀29布置在挤压机的出口与模具的入口之间。混合物的注料(例如，单相溶液)可以在挤压机内积聚在螺杆的下游，从而致使螺杆在筒内沿上游方向退回。当已经达到合适的条件时(例如，在预定的时间段之后、在预定的螺杆位置处等)，螺杆停止退回和旋转，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n挤压机，所述挤压机包括螺杆，所述螺杆构造成在筒中旋转以在所述螺杆与所述筒之间所限定的聚合物处理空间中沿下游方向输送聚合材料和发泡剂的混合物；/n模具，所述模具连接至所述挤压机的出口，所述螺杆构造成在所述筒中沿下游方向周期性地移动，以将聚合材料和发泡剂的所述混合物的注料注射到所述模具中；/n料斗，所述料斗构造成将聚合材料颗粒和发泡剂容纳在腔室体积中，所述料斗包括能够连接至发泡剂源的至少一个入口，所述料斗包括能够连接至所述挤压机中的所述聚合物处理空间的出口；/n压力调节器，所述压力调节器构造和布置成对供给至所述料斗的发泡剂的压力进行控制；/n至少一个处理器；以及/n至少一个存储介质，所述存储介质具有在所述存储介质上编码的可执行指令，所述可执行指令当被所述至少一个处理器执行时致使所述至少一个处理器执行方法，所述方法包括：/n通过使用所述压力调节器，至少部分地基于聚合材料和发泡剂的所述混合物的注料中的发泡剂的期望的重量百分比将供给至所述料斗的发泡剂的压力控制到期望的压力。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180301 US 15/909,8731.一种系统，包括：
挤压机，所述挤压机包括螺杆，所述螺杆构造成在筒中旋转以在所述螺杆与所述筒之间所限定的聚合物处理空间中沿下游方向输送聚合材料和发泡剂的混合物；
模具，所述模具连接至所述挤压机的出口，所述螺杆构造成在所述筒中沿下游方向周期性地移动，以将聚合材料和发泡剂的所述混合物的注料注射到所述模具中；
料斗，所述料斗构造成将聚合材料颗粒和发泡剂容纳在腔室体积中，所述料斗包括能够连接至发泡剂源的至少一个入口，所述料斗包括能够连接至所述挤压机中的所述聚合物处理空间的出口；
压力调节器，所述压力调节器构造和布置成对供给至所述料斗的发泡剂的压力进行控制；
至少一个处理器；以及
至少一个存储介质，所述存储介质具有在所述存储介质上编码的可执行指令，所述可执行指令当被所述至少一个处理器执行时致使所述至少一个处理器执行方法，所述方法包括：
通过使用所述压力调节器，至少部分地基于聚合材料和发泡剂的所述混合物的注料中的发泡剂的期望的重量百分比将供给至所述料斗的发泡剂的压力控制到期望的压力。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，将供给至所述料斗的发泡剂的压力控制到期望的压力包括：
确定所述料斗中的发泡剂的体积。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发泡剂源包括氮气。


4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述模具包括注射模具。


5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述料斗包括多个腔室。


6.一种方法，包括：
提供料斗，所述料斗构造成容纳聚合材料颗粒；
至少部分地基于注料中发泡剂的期望重量百分比将发泡剂以期望的发泡剂压力供给至所述料斗；
将发泡剂和所述聚合材料颗粒供给至挤压机的入口，其中，所述挤压机包括构造成在筒中旋转的螺杆；
在所述挤压机中沿下游方向输送聚合材料和所述发泡剂的混合物；以及
积聚聚合材料和发泡剂的所述混合物的注料；以及
将所述注料注射到模具中以形成成型的聚合物泡沫制品。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，压力调节器构造成提供所述期望的发泡剂压力。


8.根据权利要求6所述的方法，还包括部分地从所述料斗中的发泡剂的体积来确定所述期望的发泡剂压力。


9.根据权利要求6所述的方法，其中，发泡剂源包括氮气。


10.根据权利要求6所述的方法，其中，所述模具包括注射模具。


11.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞缪尔·爱德华·迪克斯，利维·A·科史鲍格，特奥多雷·A·伯纳姆，
申请(专利权)人：特瑞赛尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US