电磁辐射在生产含爆米花的成形件中的用途制造技术

本发明专利技术涉及由爆米花和合成和/或天然粘结剂制成的二维和三维成形件和复合材料，其在自动成型机或类似压制设备中借助于无线电波技术或微波固化。借助于这些技术，可以生产轻质的二维和三维成形件和复合材料，其用于包装，用作内部和外部零件(例如在汽车和活动房屋构造中)、减震器、空间分隔元件、家具、消耗品，用于建筑业的隔热。于建筑业的隔热。于建筑业的隔热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电磁辐射在生产含爆米花的成形件中的用途


[0001]本专利技术涉及例如用于包装、用于汽车工业(内部和外部)中、用作吸声器、用于热绝缘或用于消费品工业中的成形件的领域。这种成形件应当易于制造而且轻质，并且优选地完全或部分地由可再生的原材料构成。

技术介绍

[0002]迄今为止，这种成形件主要由聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和聚苯乙烯制成。除了具有正面特性(例如低密度、疏水面、良好的可加工性和低热导率)之外，这些由四种塑料族制成的成形件还具有许多负面特性。
[0003]负面特性是材料通常非常脆，并且具有非常低的耐化学性和软化温度。此外，由这些塑料制成的产品通常表现出非常低的熔化温度，这导致塑料熔化并滴落燃烧，即使在略高于100℃的温度下。这些液滴可能着火并促进火势蔓延。通过使用合适的但通常毒性很大的阻燃剂，可以降低可燃性。到目前为止，经常使用对环境和健康极其有害的溴化添加剂(多溴二苯醚或六溴环十二烷)。
[0004]此外，这些塑料主要由有限的化石原料生产，其中一些难以回收。陆地上、尤其是世界海洋中塑料废物的增加正在成为一个日益严重的具有全球意义的生态问题。燃烧释放二氧化碳，塑料颗粒进入食物链，分解释放污染物。EU和UN等组织指出，为了持续的经济增长和不变的消费行为，与塑料相关联的环境问题将继续增加。由于这些通常众所周知的健康和环境问题，最近对替代品的呼声越来越高。

技术实现思路

[0005]因此，目的是提供用于生产替代成形件的方法。
[0006]该目的通过根据权利要求1的方法来实现。因此，提出了一种用于生产含爆米花的成形件的方法，其中，在成形件的生产期间，成形件暂时经受频率范围为≥30kHz至≤300GHz的靶向电磁辐射。
[0007]令人惊讶地发现，在本专利技术的许多应用中，可以以这种方式生产大量具有良好至优异特性(包括低热导率、优异的尺寸稳定性、突出的吸声特性和低可燃性)的成形件，其因此主要由可再生原料(即爆米花)构成。此外，令人惊讶地示出，所提出的方法适于生产含爆米花的成形件，尽管爆米花(与例如膨化玉米相比)仅具有低的水含量，因此仅预期低的电磁辐射效率。在≥30kHz到≤300GHz的频率范围内的电磁辐射的靶向使用对于大多数应用具有至少一个或多个以下优点：
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辐射在微波或无线电波范围内；对应的生成器是广泛可用的，使得方法可以以简单的方式进行。
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如果成形件借助于具有合适空腔的自动成型机(参见下文)来生产，如果空腔另外配备有加热元件，则在自动成型机中，甚至更高的温度和更短的驻留时间也是可能的。
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与传统生产(压制过程和蒸汽注入过程)相比，通过使用无线电波节能。
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可以生产2维、2.5维和3维成形件(例如包装)。
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可以制造具有非常低密度的产品(与Styropor竞争)。
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生产通常比可比较的塑料产品便宜。
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成形件通常是完全可回收的。
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如将在下面描述的，通过根据本专利技术的方法，可以进一步减少所需的粘结剂的量，或者甚至可以完全省略粘结剂。
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根据本专利技术的方法使得能够在非常短的压制时间(1
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5s/mm板厚，特别是2
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3s/mm板厚)下由爆米花生产具有良好至优异特性(包括40至230kg/m3的非常低的体密度、低热导率、优异的尺寸稳定性、突出的吸声特性和低可燃性)的宽范围的二维和三维成形件，并且使得这些成形件能够通过加热均匀。
[0017]通过使用根据本专利技术的方法，特别是在许多应用中，可以有利地实现与直接由膨化玉米或其它未处理的植物部分制成的成形件(即其中例如膨化玉米通过热输入在模具内膨胀的成形件)相比具有特别均匀的结构的成形件，并且还可以获得具有特别低的密度的成形件。
[0018]此外，通过使用根据本专利技术的方法，在许多应用中可以以有利的方式实现，与例如通过热处理从膨化玉米获得的其它成形件相比，可以获得具有相对更好的稳定性(例如横向拉伸强度和/或剥离强度)的成形件。因此，根据本专利技术的方法还使得能够实现具有特别低的密度的成形件，与其它成形件相比，该成形件还具有足够的稳定性，因此对于各种应用是受关注的。
[0019]在本专利技术的意义上，术语“爆米花”特别包括所有材料，这些材料，如膨化玉米(Zea mays,convar.Microsperma)
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可选地在适当的润滑后
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当快速加热到高温时爆开，因为种子中存在的水突然蒸发，因此将种子中含有的淀粉转化成泡沫状稠度。这种行为尤其从奎奴亚藜谷物、苋菜、大米或甚至小麦是已知的，基于这些基本材料的材料也明确地被称为“爆米花”并包括在本专利技术的含义内，其中，术语“爆米花”不旨在仅限于玉米，并且特别地出于简单、清晰和可读性的原因而选择。
[0020]术语“靶向”具体包括使用合适的辐射源。
[0021]应当注意，在方法的以下描述中，当提及“成形件”时，也旨在包括生产期间成形件的前体。术语“成形件”明确地不旨在仅局限于成品成形件，而是还旨在包括在生产过程期间制造成形件的材料或制品，术语“成形件”也用于前体材料和制品不是为了限制的目的，而是尤其是为了更好的可读性。
[0022]在本专利技术的意义上，术语“生产成形件”特别理解为意指其中形成成形件的实际形状的方法步骤。换言之，在所提出的方法中，在成形件的形状的形成期间，后者以靶向方式暂时暴露于在≥30kHz至≤300GHz的频率范围内的电磁辐射。
[0023]根据优选实施例，该方法以如下这种方式进行：在施加电磁辐射期间，在成形件的表面处发生至少部分黏合和/或熔化。
[0024]根据优选实施例，该方法以如下这种方式进行：当使用电磁辐射时，至少在成形件表面的区域处达到≥70℃的温度。根据本专利技术的优选实施例，这可以专门通过使用电磁辐射来实现。根据本专利技术的替代实施例，提供了额外的加热手段。这些手段可以是例如加热元件或使用热蒸汽。
[0025]优选地，该方法以如下这种方式进行：当使用电磁辐射时，至少在成形件表面的区域处达到≥100℃、更优选≥150℃的温度。
[0026]根据优选实施例，电磁辐射的功率为≥20W至≤5000W，更优选≥50W至≤4000W，再更优选≥80W至≤3000W，最优选≥100W至≤2500W。
[0027]根据优选实施例，将成形件暴露于电磁辐射，使得功率密度(相对于成形件的表面测量的)为≥1W/cm2至≤250W/cm2，更优选≥2W/cm2至≤200W/cm2，更优选≥5W/cm2至≤150W/cm2，最优选≥10W/cm2至≤100W/cm2。
[0028]根据本专利技术的优选实施例，电磁辐射的振幅为≥1kV至≤10kV。
[0029]根据本专利技术的优选实施例，在生产期间使用无线电波。特别地，无线电波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于生产含爆米花的成形件的方法，其中，在所述成形件的所述生产期间，将所述成形件以靶向方式暂时暴露于频率范围为≥30kHz至≤300GHz的电磁辐射。2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用无线电波和/或微波。3.根据权利要求1或2所述的方法，包括压制步骤，其中，在所述成形件的压缩期间，将所述成形件以靶向方式暂时暴露于频率范围为≥30kHz至≤300GHz的电磁辐射。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，当使用所述电磁辐射时，在所述成形件的表面处发生至少部分的黏合和/或熔化。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，当使用所述电磁辐射时，至少在所述成形件的所述表面上的区域处达到≥70℃的温度。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述电磁辐射的功率为≥20W至≤5000W。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，功率密度(相对于所述成形件的所述表面测量的)为≥1W/cm2至≤250W/cm2。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，包括以下步骤a)生产爆米花；b)可选的借助于聚合物使步骤a)中生产的所述爆米花疏水化；c)可选的后处理；d)可选的加入粘结剂；e)生产所述成形件；f)可选的涂布所述成形件表面；以及g)可选的层压。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿利雷扎，
申请(专利权)人：乔治奥古斯特哥廷根公法基金会大学，
类型：发明
国别省市：