专利名称：制造包括膨胀可再生材料的板的方法以及相关设备的制作方法
制造包括膨胀可再生材料的板的方法以及相关设备
本发明涉及一种通过可再生材料制造大尺寸板的方法。本发明还 包括制造这种板的相关设备。
已知泡沫材料板被用于多种应用中，例如建筑物隔层或任何其他 部分中。
现有的板包含由以聚苯乙烯或聚亚安酯为例的合成化学化合物形 成的膨胀泡沫。
这些泡沫的特性，例如机械、密度和孔的尺寸特性，可以被完全 控制。
这些板还可以由在模具中被粘合在一起的膨胀珠(bead)制成， 其可以获得粘合的珠板(beadpand)。
随着制造的完全工业化，该板具有越来越不能接受的缺点所使 用的材料来自于石油，因此是不可再生材料。
另一方面，已知来源于生物可降解材料的组合物，特别是来源于 植物而因此可再生的组合物，但是在这种情况下出现的问题是大尺寸 和/或高厚度板的制造。
本发明提出一种通过来源于植物的生物可降解的可再生材料来制 造大尺寸和/或高厚度板的方法。
为了说明该方法，本说明书的其余部分基于含有淀粉泡沫的组合 物，其中不考虑淀粉的来源。本发明还涉及可降解的且具有相同性能 的来源于植物的任何类似的可再生材料。
工业品具有高重复性和精确的尺寸常数，且数量庞大，因此当形 成淀粉以制造工业品时，出现许多问题。通过淀粉泡沫制造产品的一个众所周知的方法是利用螺旋挤压机在很高的压力下将组合物挤压过模具。
挤压压力很高，为80到120巴(bar)的数量级。被校准的模具必须给予泡沬最终形状，但是在泡沫离开模具时，
当泡沫只受到空气压力时，由于所述组合物中包含的水分蒸发，因此
泡沫剧烈膨胀。
注意到难以控制所使用的压力以及这种膨胀，对于20cm的给定宽度，被挤压的产品被限制为几厘米(树如20cm)宽、几厘米.(例如lcm)厚的条。
一旦被挤压的轮廓截面的尺寸增大，下列问题变得难以解决
在模具出口处产生的水蒸气的排出，
穿过模具的优选通道弓I起的截面膨胀变化，
不理想的或至少是不可控的收縮，导致变形的挤压轮廓，
在以2m/s的数量级高速挤压的产品时导致产品具有随机的变形，
其中2m/s用于表示数量级。
至今为止，还没有以高制造速度和对于给定尺寸的适当重复性来
工业化挤压大尺寸和/或高厚度板的方法和装置。
本发明的方法提出解决这一问题，提出一种通过膨胀材料来制造大尺寸和/或高厚度板的方法，所述膨胀材料含有可再生材料、以淀粉为例的植物原料的组合物，该方法依次包括下列步骤-
利用挤压来制造具有小截面和大长度L的单位元件或棒，通过沿着所制造的棒的纵轴粘合，来并排组装所制造的棒，以形成宽度i的层，
通过粘合来叠加和组装至少两层棒，以形成高度旦、长度L的块，其中长度^等于单位元件的长度，因此块具有具有边i和边&的截面,其尺寸与所组装的单位元件的数量有关，以及
相对于纵轴以长度L横向切割块，以获得具有选定厚度]_的最大截面厶XgJ勺板。
每个单位单元具有适当的尺寸，以允许释放的水蒸气快速排出。例如，对于基于土豆淀粉的组合物，具有三厘米的截面的棒是适当的。这样制造的单位单元的小截面要求挤压机工作在可接受的压力
下，该压力低于现有技术的80巴甚至超过100巴的压力。棒截面的几何形状还必须相对于中心对称，以避免扭曲。为了在本方法的以下阶段最优化棒的纵向粘合，必须最优化连接
表面，也就是粘合表面。
作为本发明的优选实施例的最优截面包括制造具有六边形截面的棒。
有利地，通过两个相对表面将同一层的棒粘合在一起，以获得垂直平面中的两条边，在任一侧面上叠加的层与棒的半截面交替，以实现严格的互锁。
根据本发明的制造板的方法可以获得板厶X^的所有尺寸，这些尺寸来源于被组装的棒的数量和选定的厚度1、允许厚度的较宽选择的长度L。
另一方面，为了同一层内的棒的精确组装以及为了组装每一层以形成块，必须获得被精确校准且具有准确尺寸的棒，特别是在优选实施例中，利用六边形截面的棒。
棒离开挤压机的模具的速度是大约2m/s，用于基于淀粉的组合物的温度是150。C。
当被挤压的棒离开模具时，虽然其尺寸小，但是必须控制其膨胀，膨胀在棒离开模具之后以每秒钟十分之几的速度出现。
因此，本发明的方法提供棒的校准步骤。该校准步骤包括在棒离开挤压机之后，使棒通过具有希望获得的棒的轮廓和精确尺寸的构造腔。
根据本发明的方法的改进，为了增强该构造腔内的膨胀且避免腔外的膨胀，棒受到能量场，更具体地说，受到电磁波场的作用。
在能量供给的作用下，棒内包含的气体被快速减压，引起构造腔内的棒的最大整体膨胀。
为给出构造腔的实例，例如在本发明的设备的实施例中所提供的，可以引入多孔材料腔，例如由聚四氟乙烯形成的腔。还可以沿着构造腔形成一个或多个连续的部分，这些部分受到热空气压力以形成气垫，或者受到减压作用以除去膨胀后释放的水蒸气。
这样构造的棒仍然处在一百度量级的高温下，因此其是柔性的，且易变形。
因此，本发明的方法提供离开构造腔时的具有同时校准的冷却步
该具有校准的冷却步骤通过使棒穿过动态冷却定型模(coolingformer)来执行。
在根据本发明的设备的实施例中，所述动态冷却定型模包括至少一套沿着纵向工作轴可移动的金属带。
每条带对应于所述的棒的一侧，因此对应于六边形轮廓的六条边设置六条带。
校准腔和构造腔直线对齐，以保持严格的直的轮廓。注意到必须调节带的速度且带的速度必须略低于棒离开校准腔和构造腔的离开速度，因为在冷却过程中出现棒收縮且因此棒的长度减小。与棒离开腔的速度相等的速度会导致由差异牵引力引起的棒上的表面裂缝。
由于沿着带的速度不能变化，根据设备实施例的优选变化例，有利地提供一系列的多套带，每一套具有使棒拉紧的不同的速度。
为了得到棒的侧面的快速冷却和其固定的尺寸，由于面对棒的相对应侧面并与之接触的每条带在返回部分直接可接触，带在返回时被空气冷却。
一旦冷却，棒必须被切割成长度L。
注意到传送速度，必须保证快速的切割以获得清洁切口并尽可能地限制损耗。
设备的一个元件借助于切割头交替运动的激光切割装置或高压水射流。这样的切割装置避免干扰棒的传送运动，因此不会受到机械应力。
这样切割的棒部分L必须被收集并与离开动态冷却定型模的连续棒分离。
本发明的方法提出利用抽气的分离步骤。
适于制造本发明的设备且允许所述应用的装置涉及组装至少两个传输管。每个传输管具有与棒的轮廓相同的内轮廓，且具有与最接近必要间隙的棒相同的尺寸。
因此，第一管接收棒且将其放置在形成的层上，同时第二管在掩盖时间内收集后续的棒，从而形成层的中心的任意一侧。
每个管可以包括多个以夹钳为例的移动部分，从而可以释放管中包含的棒。因此，可能干扰放置的部分被取消。
在这种情况下，保证棒支撑的部分配备有吸嘴，以通过真空将棒定位。
在棒被施加到层上之前，可以利用任何适当的方式来实现棒的粘合。 一种方法是喷射粘合剂。
在优选实施例中，棒并排位于同一层上，并且如果它们被如上所述地交错，则层被严格互锁。
因此，该方法可以形成尺寸为AX旦x^的块，该尺寸在理论上没有限制，但是基本上为几米。
这样制造的块可以被立即切割为形成大尺寸板的尺寸为4XBX丄
的部分，选定的厚度可以达到几厘米或几十厘米。
所使用的挤压机只需要常规压力，以产生通过模具的截面为几平方厘米的棒。
由于中心靠近表面，气体特别是水蒸气的释放更快且更彻底，因此获得更匀质的材料。
因此，由匀质棒构成的块也是匀质的。
所述产品的粘合被完全控制，并且棒之间的机械阻力至少等于可再生材料的固有阻力，其给予组件机械匀质性。
所获得的板实际上可以认为是单体的。
由于板来自于块的清洁切割，因此板的表面条件也是令人满意的。
所提出的块已被限定为平行六面体，但是可以设想具有三角形截面、基本上是圆或椭圆截面的形状或者空竹形状，因为全部要求就是适合层的叠加。
所述结果不可能通过挤压模具直接获得。
权利要求
1、一种通过膨胀可再生材料来制造板的方法，特别是基于淀粉的膨胀可再生材料，其特征在于，该方法依次包括下列步骤通过挤压来制造具有小截面和大长度L的单位元件或棒，通过沿着所制造的棒的纵轴进行粘合，来并排组装所制造的棒，以形成宽度A的层，通过粘合来叠加和组装至少两层棒，以形成高度B、长度L的块，因此该块具有具有边A和边B的截面，其尺寸与所组装的单位元件的数量有关，以及相对于所述纵轴以长度l横向切割块，以获得具有选定厚度l的最大截面A×B的板。
2、 如权利要求1所述的通过可再生材料来制造板的方法，其特征在于，在所述棒离开挤压机时，通过使所述棒穿过具有将要获得的棒 的精确轮廓和尺寸的构造腔来校准所述棒。
3、 如权利要求2所述的通过可再生材料来制造板的方法，其特征 在于，所述棒受到能量场的作用，以在能量供给的作用下引起所述棒 的最大完全膨胀。
4、 如权利要求2或3所述的通过可再生材料来制造板的方法，其 特征在于，在所述棒离开所述构造腔时，所述棒被冷却同时被动态校 准。
5、 如权利要求4所述的通过可再生材料来制造板的方法，其特征 在于，冷却过程中的动态校准通过降低速度来考虑棒的与冷却有关的 收缩。
6、 如权利要求4或5所述的通过可再生材料来制造板的方法，其 特征在于，所制造的棒被切割为长度L，冷却后，该长度LJ皮收集并从连续棒上分离。
7、 如权利要求6所述的通过可再生材料来制造板的方法，其特征在于，在没有机械接触的条件下切割所述棒。
8、 如前述权利要求中任一项所述的通过可再生材料来制造板的方 法，其特征在于，所述棒具有六边形形状。
9、 一种通过执行如权利要求2至8中任一项所述的方法通过可再 生材料来制造板的设备，其特征在于，位于挤压模^r出口处的构造腔 具有将要获得的棒的精确轮廓和尺寸，并且由多孔材料制成。
10、 如权利要求9所述的通过可再生材料来制造板的设备，其特 征在于，所述构造腔包括受到热空气压力以形成气垫或者受到减压作 用以除去膨胀后释放的水蒸气的部分。
11、 如权利要求9或10所述的通过可再生材料来制造板的设备， 其特征在于，所述动态冷却和校准定型模包括至少一套金属带，该金 属带能够沿着纵向工作轴平移运动，并且该金属带的数量对应于所述 棒的轮廓的边的数量。
12、 如权利要求11所述的通过可再生材料来制造板的设备，其特 征在于，所述带包括冷却所述带的装置。
13、 如权利要求11或12所述的通过可再生材料来制造板的设备， 其特征在于，其包括多套带，带的速度一套比另一套减小，以考虑冷 却过程中棒的收縮。
14、 如权利要求9至13中任一项所述的通过可再生材料来制造板 的设备，其特征在于，其包括用于收集每个棒的传输管组件，其定位 在对应的层中。
全文摘要
本发明涉及一种通过膨胀可再生材料，特别是淀粉，来制造板的方法，其特征在于，该方法依次包括下列步骤挤压具有小截面和大长度L的单位元件或棒；通过沿着所获得的棒的纵轴排列和粘合所获得的棒进行组装，以形成宽度A的层；通过粘合来叠加和组装至少两层棒，以形成高度B、长度L的块，因此该块具有具有边A和边B的截面，其尺寸与所组装的单位元件的数量有关；以及相对于所述纵轴以长度l横向切割块，以获得具有选定厚度l的最大截面A×B的板。本发明还涉及相关设备。
文档编号B29C44/46GK101657309SQ200880004817
公开日2010年2月24日 申请日期2008年2月12日 优先权日2007年2月12日
发明者B·朗西奥, M·朗西奥 申请人:生物创造公司