热塑性塑料的热成形方法及设备
专利汇可以提供热塑性塑料的热成形方法及设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种热塑性塑料的热成形方法,其中毛坯,坯料或类似的半成品加热到一定的 温度 使其可以加工并在其后利用成形装置成形,使毛坯在规定的时间内暴露于由 辐射 源发出的特定强度的辐射,在该辐射源的强度最大值所处的发射 波长 区内,与更长的波长比较,热塑性塑料的辐射吸收比较低,而其辐射 透射比 较高。本发明还涉及一种热塑性塑料的热成形设备,其构成包括将毛坯,坯料或类似的半成品加热到一定的温度使其可以成形的加热装置及成形装置,特别是用于使加热毛坯成形的吹塑(及拉伸)装置,深拉装置或类似的成形工具,其中加热装置的构成包括一个带有调节装置的辐射源,该调节装置用于调节辐射源的发射谱使辐射源的强度最大值位于热塑性塑料材料的入射辐射吸收比比在较长波长的场合为小,或是传送入射辐射的透射比比在较长波长的场合更高的发射波长区。，下面是热塑性塑料的热成形方法及设备专利的具体信息内容。
1.一种热塑性塑料的热成形方法，其中毛坯，坯料或类似的半成 品加热到一定的温度使其可以成形与在其后利用成形装置成形，特别 是利用吹塑(及拉伸)装置，深拉装置或类似的成形工具，
其特征在于，毛坯在规定的时间内暴露于由辐射源发出的特定 强度的辐射，在该辐射源的强度极大值所处的发射波长区内，与更长 的波长比较，热塑性塑料的辐射吸收比较低，而其辐射透射比较高。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，强度极大值在近红外 区。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，强度极大值是在0.8 -1.4μm，最好是在0.8-1.0μm。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，强度最大值所处的波 长区中热塑性塑料的吸收带的吸收比不超过75％，最好是不超过50 ％。
5.如前述各权利要求中之一所述的方法，其特征在于，辐射是借 助光学装置分配给毛坯，具体说可利用镜子，光栅或辐射光学中的类 似装置，以便使其在经过确定的时间之后在毛坯内建立适合成形设备 的温度分布。
6.如前述各权利要求中之一所述的方法，其特征在于，强度最大 值的波长是通过调整工艺调整，特别是通过调节加热元件的温度，特 别是调整卤素灯的灯丝温度。
7.如前述各权利要求中之一所述的方法，其特征在于，强度是通 过调整工艺调整，特别是通过调整辐射源和毛坯之间的距离和/或使用 光学滤光装置，如光栅或灰色滤光片和/或遮光装置。
8.如前述各权利要求中之一所述的制作聚乙烯瓶子的方法，其特 征在于，规定的时间实质上不超过10秒，最好是不超过5秒。
9.如权利要求8的方法，其特征在于，坯料实际上是在暴露在辐 射之后立即进行成形，使其处于成形工具特别是吹塑及拉伸机构中间 的非辐照时间实质上很短。
10.如前述各权利要求中之一所述的制作深拉件的方法，其特征在 于，毛坯是利用实质上冷工具成形，从工具到毛坯无显著的热量传输。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，毛坯是在一次拉伸加 工中成形。
12.一种热塑性塑料的热成形设备，其构成包括将毛坯，坯料或类 似的半成品加热到一定的温度使其成形的加热装置及成形装置，特别 是用于使加热毛坯成形的吹塑(及拉伸)装置，深拉装置或类似的成形 工具，
其特征在于，加热设备的构成包括带有调节装置的辐射源，该 调节装置用于调节辐射源的的发射谱使辐射源的强度最大值位于热塑 性塑料材料的入射辐射吸收比比波长较长时为小，或是传送入射辐射 的透射比比在较长波长的场合更高的发射波长区。
13.如权利要求12的设备，其特征在于，辐射源的结构及调节使得 强度极大值在近红外区。
14.如权利要求12所述的设备，其特征在于，辐射源的结构及调节 使得强度最大值在波长0.8-1.4μm，最好是在0.8-1.0μm。
15.如权利要求12所述的设备，其特征在于，辐射源的结构及调节 使得强度最大值所处的波长区中热塑性塑料的吸收带的吸收比不超过 75％，最好是不超过50％。
16.如权利要求中12至15中之一所述的设备，其特征在于，辐射 源是卤素灯或类似的带有加热元件的辐射装置，并且调节装置的构成 包括调整和调节辐射装置温度，特别是卤素灯的灯丝的电流调节器。
17.如权利要求中12至16中之一所述的设备，其特征在于，用于 调节供应给毛坯的能量强度的强度调节装置，其构成包括在辐射源和 毛坯之间及在毛坯和/或光学滤光装置，如光栅或灰色滤光片和/或遮 光装置之间建立特定距离的距离调整装置。
18.如权利要求12所述的制作聚乙烯瓶子的设备，其特征在于，其 结构使得可在毛坯上按规定的时间施加规定强度的辐射，该辐射实质 上不超过10秒，并且最好是不超过5秒。
19.如权利要求12所述的制作聚乙烯瓶子的设备，其特征在于，辐 射源位于基本上是连续运行的生产线之中，实际是在成形装置紧前 方，使得坯料实质上是在暴露在辐射之后立即进行成形，使其处于成 形工具，特别是吹塑及拉伸机构中间的非辐照时间实质上很短。
20.如权利要求12至17中之一所述的制作深拉件的装置，其特征 在于，成形装置的结构使得其基本上不被加热，以使毛坯可利用实际 上冷工具成形，无显著的热量传输使毛坯的温度升高。
21.如权利要求20所述的设备，其特征在于，设置一个深拉工具。
本发明涉及根据权利要求1的前序部分及权利要求12的前序部分 的采用加热方式对热塑性塑料进行热成形的方法及设备。
在此种方法及设备中关键问题是毛坯应当具有适合于所制造成品 的成形温度分布。当制品具有复杂形状时，特别是希望壁厚很小时， 此种温度分布可能相当复杂和/或在模塑物体的外表面上很不均匀。希 望的是在整个壁厚，即毛坯“深度”的温度接近恒定。为了做到这一 点，从前成形工艺一直特别使用热空气源或红外辐射器，或是在很多 场合采用分成几个阶段(比如在深拉加工中)工作的加热模具。在这些 工序中热量实际上只能施加于毛坯的表面上，所以为了在材料的内 部，即在整个厚度上得到恒定的温度，就必须依靠通过在材料内部的 热传导传热。而这又要求加热要相当缓慢，即花费在加热上的时间长 得足以出现热平衡(在材料的整个厚度上)。结果，上述的这种方法和 设备必须是精心制作的，因而容易发生故障。特别是系统难于调整得 使温度分布适合于毛坯的全部空间范围。
本发明的目的是进一步开发一种能够以更高的温度精度更简单地 对毛坯进行加热的上述方法和设备。
这一目的利用权利要求1的方法和权利要求12的设备可以达到。
本发明的主要之点在于利用由辐射源发出的规定强度的辐射对毛 坯加热使得升温的能量不仅被毛坯的外表面吸收，同时也被材料的内 部吸收。而做到这一点则是通过针对待处理的热塑性塑料的吸收和透 射特性来调整辐射源的强度最大值使得能量可以确实穿透材料而不是 像在其他惯常的较长波长的场合那样在靠近毛坯的表面区域就已被吸 收掉了。
强度最大值最好是在近红外区，特别是在0.8-1.4μm，最好是在 0.8-1.0μm；就是说是在比通常的热辐射源的强度极大值相对应的波 长短很多的波长区。加热不仅在毛坯的整个深度上更为均匀，而且更 为迅速。当利用具有至少基本为连续辐射谱的热辐射器时，如此处所 建议的强度极大值越是设定在较短的波长区，这种效果就越好，辐射 强度近似地与辐射器的温度的4次幂成正比。
辐射最好是借助光学装置施加于毛坯，具体说可利用镜子，光栅或 辐射光学中公知的类似装置，以便使其分布在经过确定的时间之后在 毛坯内建立的温度分布适合该特定的成形设备。就是说调整或改变的 不是辐射源，比如通过其能量供应，而是根据要求“调整”实际到达 毛坯的辐射。此种方式的优点在于辐射在上述的波长区具有其极大强 度，所以可使用通常的辐射光学设备。
如入射到待加热的物体或毛坯上的辐射通量密度大于0.5MW/m2，特 别是大于1MW/m2，就尤其有利。
强度最大值处的波长最好是通过调整确定，只不过是调节(即测量 和反馈有关的辐射量)加热元件的温度。在这方面最好是调整卤素灯的 灯丝温度。因为对于本目的此温度必须相当高，对卤素灯而言是高得 超过一般(为了产生所要求的短波长)，最好是采取适当的措施来保证 所采用的卤素灯工作寿命长。特别是，为此目的在卤素灯的玻璃(石英) 体区域和其基体区都可采取特别的冷却预防措施。
为了将强度设定在符合要求的水平上，最好是以交替方式或累积方 式调整辐射源和毛坯之间的距离和/或使用光学滤光装置，如光栅或灰 色滤光片等，和/或遮光装置。
在具有特别商业价值的应用领域，即使用此方法来制造聚乙烯瓶 子，优选工序是使规定的加热或辐照时间实际上不超过10秒，并且实 际上最好是不超过5秒。一个效果是可保证惯常的毛坯或坯料得到均 匀加热，另一个效果是生产率高。
坯料传输到成形工具，特别是吹塑及拉伸机构，最好是在暴露在辐 射之后立即进行成形，中间不要插入显著的非辐照期。这种措施可保 证预定(特别是利用光学装置)的沿物体的温度分布不会由于坯料内部 的热传导而改变。
对制作深拉件而言，毛坯最好是利用实质上冷工具成形，以便不会 发生从工具到毛坯的显著的热量传输。可通过对毛坯进行一次拉伸加 工成形而做到这一点。结果，就可以保证预定(特别是利用光学装置) 的毛坯中的温度分布基本上可以维持；另外，还可以消除毛坯粘附到 深拉工具上的可能性，这种粘附在毛坯加热是由工具本身实现的那些 深拉工具的场合是一种特有的危险。
于是根据本发明的设备的构成包括一个带有调节机构的辐射源，该 调节机构用于调节辐射源的的发射波长区使辐射源的强度最大值位于 热塑性塑料材料吸收入射辐射较少的波长区，或是在更高的程度上传 导入射辐射或可被入射辐射穿透的波长区，这是与波长较长的场合比 较而言。此辐射源的结构最好是能使其强度最大值处在近红外区，特 别是在0.8-1.4μm，最好是在0.8-1.0μm。吸收比应当足够低，而 透射比应当足够高以便保证辐射穿透与所处理的毛坯的厚度相应的深 度，并且使该毛坯不仅在其表面上加热，而是从最外层(即没有热传导 造成的热平衡)加热到其内部。
最好是在辐射光学装置中设置有镜子，光栅和类似的装置以便使毛 坯加热的温度分布对其成形最佳。
在卤素灯中最好是设置有辐射源或类似的带有加热元件的辐射装 置，灯丝温度最好是利用电流调节器调节，该调节器从设计合适的传 感器(高温计)接收反映实际值的信号来使灯丝温度保持恒定，从而使 辐射源的强度最大值所处的波长区保持恒定，并根据上述的前提条件 调节这些参数。
此强度也可调节(通过取出干扰或比较设定点与实际值)，以使在预 定的辐照期间内获得所希望的温度分布。这一强度设定可通过改变辐 射源与毛坯之间的距离和/或借助滤光装置和/或借助遮光装置，通过 这些装置可将辐射，可以说是成“束”地发送到毛坯；在这后一种场 合，遮光速度可选择为使“束”的持续时间相对于向毛坯供应能量的 总时间很短暂。
在制作聚乙烯瓶子时，装置做成使毛坯在辐射源区域内的时间少于 10秒，最好是少于5秒，之后从该区域中取出使其不会出现会改变已 经建立(借助光学装置)的温度分布的显著的温度平衡。此外，或另外， 可将生产聚乙烯瓶子的整个设备构造成为所包括的工作站(辐射源，成 形工具)互相之间的距离足够近，并且传送带速度足够高，从而使毛坯 或坯料以后在吹塑及拉伸装置中成形之前不会长时间暴露于能够对其 进行加热的辐射能的照射之下。这一措施也会对维持在坯料中建立的 温度分布有益。
在制作深拉件时，采用温度相对(与以前使用的深拉模具相比)低的 深拉模具，并且最好是只设置一个深拉模具，以使毛坯可在一次深拉 加工中成形。此处，其优点还是不会使通过提供合适的辐射能先前建 立的温度分布有很大的改变。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种利用光子学技术实现微波信号镜像抑制混频的装置 | 2020-05-14 | 642 |
| 硅光子学中的III-V芯片制备和集成 | 2020-05-12 | 847 |
| 光子学宽带微波IQ调制器及其操作方法 | 2020-05-13 | 184 |
| 基于光子学的射频存储和移频装置 | 2020-05-12 | 348 |
| 一种可调谐多输出微波信号的光子学产生装置 | 2020-05-13 | 883 |
| 毫米波信号的光子学产生方法及装置 | 2020-05-11 | 48 |
| 集成光子学模块以及使用该集成光子学模块的设备 | 2020-05-11 | 313 |
| 一种多单元多参数纳米光子学传感特性检测系统及方法 | 2020-05-14 | 63 |
| 一种利用光子学技术实现微波信号镜像抑制混频的装置 | 2020-05-15 | 648 |
| 用于硅光子学的光纤 | 2020-05-11 | 541 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
