DE102023118036A1

DE102023118036A1 - Device and method for producing polymer particles and use of polymer particles as polymer particle standards

Info

Publication number: DE102023118036A1
Application number: DE102023118036.3A
Authority: DE
Inventors: Kathrin Harre; Thomas Himmer; Maurice Hauffe
Original assignee: Hochschule fuer Technik und Wirtschaft Dresden
Current assignee: Hochschule fuer Technik und Wirtschaft Dresden
Priority date: 2022-07-15
Filing date: 2023-07-07
Publication date: 2024-01-18
Also published as: WO2024012631A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Polymerpartikeln, insbesondere Mikropolymerpartikeln, aus einem Polymersubstrat (8), aufweisend eine Bereitstellungskomponente mit mindestens einer zur Durchleitung des Polymersubstrats (8) ausgebildeten Leitungseinheit (1), welche an ihrem Ende mindestens eine Düse mit mindestens einer Austragsöffnung (2) für das Polymersubstrat (8) aufweist, eine Temperiereinheit, mit welcher das Polymersubstrat (8) entlang der Leitungseinheit (1) zumindest bereichsweise temperierbar ist und eine Fördereinheit, mit welcher das Polymersubstrat (8) gepulst oder kontinuierlich durch die mindestens eine Austragsöffnung (2) förderbar ist, ferner aufweisend- eine Aufnahmekomponente mit einer Einheit zur Aufnahme von durch die mindestens eine Austragsöffnung (2) gepulst geförderten, vereinzelten Polymerpartikeln des ausgegebenen Polymersubstrats (8) und/oder- eine Trenneinheit zur Trennung eines kontinuierlich durch die mindestens eine Austragsöffnung (2) geförderten Polymersubstrats (8) in einzelne Polymerpartikel während oder nach der Ausgabe.The invention relates to a device for producing polymer particles, in particular micropolymer particles, from a polymer substrate (8), comprising a supply component with at least one line unit (1) designed to pass through the polymer substrate (8), which at its end has at least one nozzle with at least one discharge opening (2) for the polymer substrate (8), a temperature control unit with which the polymer substrate (8) can be tempered at least in areas along the line unit (1) and a conveyor unit with which the polymer substrate (8) is pulsed or continuously through the at least one discharge opening (2) can be conveyed, further comprising a receiving component with a unit for receiving isolated polymer particles of the dispensed polymer substrate (8) which are pulsed through the at least one discharge opening (2) and/or a separation unit for separating a material continuously through the at least one Discharge opening (2) conveyed polymer substrate (8) into individual polymer particles during or after dispensing.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Polymerpartikeln, insbesondere Mikropolymerpartikeln, aus einem Polymersubstrat und ein Verfahren zum Herstellen von Polymerpartikeln sowie eine Verwendung von Polymerpartikeln als Polymerpartikelstandard.The invention relates to a device for producing polymer particles, in particular micropolymer particles, from a polymer substrate and a method for producing polymer particles as well as a use of polymer particles as a polymer particle standard.

Mikropolymerpartikel entstehen in der Umwelt meist durch eine Verwitterung und Fragmentierung größerer Kunststoffteile, welche auch als Makroplastikpartikel bezeichnet werden. Ursache hierfür sind neben einem Abrieb von Reifen und Schuhsohlen, dem Verschleiß größerer Plastikteile wie beispielsweise Verpackungen, dem Waschen von synthetischen Textilien, der Verwendung von Mikropolymerpartikeln in Kosmetika vor allem Müllablagerungen, von welchen aus Mikropolymerpartikel beispielsweise in Flüsse, Meere, Uferzonen und landwirtschaftliche Nutzflächen gelangen.Micropolymer particles are usually created in the environment through the weathering and fragmentation of larger plastic parts, which are also referred to as macroplastic particles. In addition to abrasion of tires and shoe soles, the wear and tear of larger plastic parts such as packaging, the washing of synthetic textiles, the use of micropolymer particles in cosmetics, the reason for this is, above all, waste deposits from which micropolymer particles end up in rivers, seas, shore areas and agricultural areas .

In die Umwelt gelangte größere Kunststoffteile, auch als Makroplastik bezeichnet, werden beispielsweise durch UV-Strahlung und mechanische Einwirkungen zu kleineren sogenannten Mikropolymerpartikeln bis hin zu sogenannten Nanoplastikpartikeln zerkleinert beziehungsweise gewandelt.Larger plastic parts that end up in the environment, also known as macroplastics, are broken down or converted into smaller so-called micropolymer particles and even so-called nanoplastic particles by UV radiation and mechanical influences.

Da sich Mikropolymerpartikel auf natürlichem Wege nur sehr schwer oder nicht abbauen lassen, ist davon auszugehen, dass die Konzentration von Mikropolymerpartikeln immer weiter steigen wird. Die Frage, welche Auswirkungen dies auf den Menschen, andere Organismen und Ökosysteme hat, kann derzeit noch nicht abschließend beantwortet werden. Die Beantwortung dieser Frage ist mit einem erheblichen Forschungsbedarf verbunden.Since micropolymer particles are very difficult or impossible to break down naturally, it can be assumed that the concentration of micropolymer particles will continue to increase. The question of what effects this has on humans, other organisms and ecosystems cannot yet be answered conclusively. Answering this question requires considerable research.

Es konnte jedoch bereits nachgewiesen werden, dass Mikropolymerpartikel in Meereslebewesen, wie beispielsweise Miesmuscheln, Entzündungsreaktionen hervorrufen und bei planktischen Krebstieren eine Verringerung der Wachstumsrate verursacht wird. Ein weiteres großes Problem besteht in der Adsorption und Absorption von Schadstoffen, wie beispielsweise Pestiziden und polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen, an den Mikropolymerpartikeln, die dann mit diesen von Meeresorganismen aufgenommen werden und derart in die Nahrungskette gelangen.However, it has already been shown that micropolymer particles cause inflammatory reactions in marine life such as mussels and cause a reduction in growth rate in planktonic crustaceans. Another major problem is the adsorption and absorption of pollutants, such as pesticides and polycyclic aromatic hydrocarbons, on the micropolymer particles, which are then ingested by marine organisms and thus enter the food chain.

Ungeklärt ist bislang, wie sich unterschiedliche Mikropolymerpartikelspezies in der Umwelt verteilen und welche Verweilzeit sie bis zum eventuellen Abbau aufweisen. Ebenso sind mögliche Interaktionen mit Substanzen der Umwelt nur ansatzweise bekannt und keineswegs vollständig verstanden.It is still unclear how different micropolymer particle species are distributed in the environment and what their residence time is until they eventually break down. Likewise, possible interactions with substances in the environment are only partially known and are by no means completely understood.

Diesbezüglich werden Untersuchungen gefordert, wofür eine Bereitstellung von Mikropolymerpartikeln genormter Größe beziehungsweise nach festgelegten Standards notwendig wird. Derartige Mikropolymerpartikel sollen möglichst auch aus unterschiedlichen Polymeren bestehend bereitgestellt werden, um ähnliche Eigenschaften und Dichten simulieren zu können.In this regard, studies are required, which requires the provision of micropolymer particles of standardized size or according to established standards. Such micropolymer particles should, if possible, also be provided consisting of different polymers in order to be able to simulate similar properties and densities.

Notwendig sind also standardisierte Polymerpartikel, insbesondere Mikropolymerpartikel mit einem mittleren Durchmesser von 1 mm, deren Parameter Partikelmasse, Partikelform, Partikeldurchmesser und Partikelvolumen vorgegeben werden können und welche reproduzierbar hergestellt werden können. Hierbei kann auch eine, beispielsweise hinsichtlich der Partikelgröße, definierte Streuung der vorgegebenen Parameter notwendig sein, um eine gezielte Verteilung der zu erzeugenden Mikropolymerpartikel beispielsweise in einem bestimmten Bereich der Masse oder der Durchmesser der Mikropolymerpartikel zu erreichen, da mittels einer derartigen Streuung das Vorkommen von Mikropolymerpartikeln in der Natur besser nachgebildet werden kann.What is therefore necessary are standardized polymer particles, in particular micropolymer particles with an average diameter of 1 mm, whose parameters particle mass, particle shape, particle diameter and particle volume can be specified and which can be produced reproducibly. Here, a defined scattering of the predetermined parameters, for example with regard to the particle size, may also be necessary in order to achieve a targeted distribution of the micropolymer particles to be produced, for example in a specific range of the mass or the diameter of the micropolymer particles, since such a scattering results in the occurrence of micropolymer particles can be better replicated in nature.

Derartige standardisierte Mikropolymerpartikel werden sowohl für eine Mikroplastik-Analytik, bei welcher beispielsweise die Polymerart und Polymermasse von potentiell enthaltenem Mikroplastik in einer Umweltprobe untersucht wird, für eine Kalibrierung von Analysegeräten und als Versuchsmaterial oder Marker (Tracer), zur Aufklärung von Eintragswegen von Mikroplastik oder dessen Verhalten beispielsweise in der Umwelt und in Wasseraufbereitungsprozessen, benötigt.Such standardized micropolymer particles are used both for microplastic analysis, in which, for example, the polymer type and polymer mass of potentially contained microplastics in an environmental sample are examined, for the calibration of analytical devices and as test material or markers (tracers), to clarify the entry routes of microplastics or their behavior, for example in the environment and in water treatment processes.

Mikroplastik ist nach der Definition der National Oceanic and Atmospheric Administration durch Partikelgrößen kleiner als 5 mm gekennzeichnet, wobei Partikel zwischen 1 nm bis maximal 1000 nm als Nanoplastik bezeichnet werden. Besonders von Interesse ist der Bereich von Partikeln mit einer Partikelgröße im Mikrometerbereich.According to the definition of the National Oceanic and Atmospheric Administration, microplastics are characterized by particle sizes smaller than 5 mm, with particles between 1 nm and a maximum of 1000 nm being referred to as nanoplastics. Of particular interest is the area of particles with a particle size in the micrometer range.

Einheitliche Standard-Mikropolymerpartikel werden insbesondere für die Validierung der Mikropolymerpartikelananalytik benötigt, bei welcher gezielt Standard-Mikropolymerpartikel zu einer Probe als interner Standard zugegeben werden können und so nach der Aufbereitung und Analyse der Probe eine Korrektur des Analyseergebnisses vorgenommen werden kann. Auch eine Kalibrierung und Validierung der Aufbereitungsprozesse und/oder Analyseprozesse kann anhand der hier vorgeschlagenen Standard-Mikropolymerpartikel durchgeführt werden. Somit können beispielsweise bei einem Probenaufbereitungsverfahren und/oder Analyseverfahren durch die Bestimmung der Wiederfindungsrate der zuvor zugegebenen Standard-Mikropolymerpartikel gezielt Fehlerquellen erkannt und optimiert werden. Da bei der Nutzung verschiedener Untersuchungsverfahren sehr unterschiedliche Ergebnisse entstehen, beispielsweise bei der dynamischen Differenzkalorimetrie (englisch differential scanning calorimetry, DSC) hinsichtlich der Partikelmasse und des Polymertyps sowie bei der Raman-Mikroskopie hinsichtlich der Partikelanzahl und des Polymertyps, ist eine Umrechnung der Ergebnisse aus Umweltproben oder bei verteilten Standardmaterialien mit hinreichender Genauigkeit bei einem vertretbaren Aufwand nicht möglich. Dies bedeutet, dass einheitliche Standards benötigt werden oder Verfahren mit mathematisch beschreibbaren Eigenschaftsgradienten, die es erlauben, die Ergebnisse verschiedener Methoden miteinander zu vergleichen, zu validieren und zu harmonisieren.Uniform standard micropolymer particles are required in particular for the validation of micropolymer particle analysis, in which standard micropolymer particles can be specifically added to a sample as an internal standard and thus a correction to the analysis result can be made after the sample has been prepared and analyzed. Calibration and validation of the preparation processes and/or analysis processes can also be carried out using the standard micropolymer particles proposed here. Thus, for example, in a sample preparation process and/or analysis process, by determining the recovery rate of the previously added standard micropolymer par sources of error can be identified and optimized in a targeted manner. Since very different results arise when using different examination methods, for example in differential scanning calorimetry (DSC) with regard to the particle mass and the polymer type and with Raman microscopy with regard to the number of particles and the polymer type, the results from environmental samples must be converted or with distributed standard materials with sufficient accuracy not possible at a reasonable cost. This means that uniform standards are needed or procedures with mathematically describable property gradients that allow the results of different methods to be compared, validated and harmonized.

Gemäß dem Stand der Technik können Polymerdispersionen mit kolloidalen Polymerpartikeln hergestellt werden, indem eine Polymerisation einer Polymerspezies in einer vorgegebenen Emulsion oder Suspension erfolgt. Dieses Verfahren, bei welchem eine Dispersion von Polymerpartikeln in einer meist wässrigen Phase mit Durchmessern der Polymerpartikel zwischen einigen 10 Nanometern und wenigen Mikrometern entsteht, ist nur für bestimmte Polymerspezies durchführbar und im erzielbaren Partikeldurchmesser und der Partikelgrößenverteilung beschränkt.According to the prior art, polymer dispersions with colloidal polymer particles can be produced by polymerizing a polymer species in a given emulsion or suspension. This process, in which a dispersion of polymer particles is created in a mostly aqueous phase with diameters of the polymer particles between a few tens of nanometers and a few micrometers, can only be carried out for certain polymer species and is limited in the achievable particle diameter and particle size distribution.

Aus der KR 102357703 B1 ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Mikropolymerpartikeln bekannt. Die zu lösende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung zur Herstellung von Mikroplastik zur Anwendung in Testverfahren.From the KR 102357703 B1 a device for producing micropolymer particles is known. The task to be solved is to provide a device for producing microplastics for use in test procedures.

Zur Lösung ist eine Vorrichtung angegeben, welche in einem Behälter mehrere Strahlungseinheiten und Pulverisiereinheiten aufweist, wobei in dem Behälter Witterungseinflüsse sowie mechanische Einflüsse auf einen Kunststoff simuliert werden, um eine beschleunigte Alterung des Kunststoffs zu erreichen und um die Mikropolymerpartikel zu erzeugen.To solve this, a device is specified which has several radiation units and pulverization units in a container, with weather influences and mechanical influences on a plastic being simulated in the container in order to achieve accelerated aging of the plastic and to produce the micropolymer particles.

Weiterhin ist bekannt, artifizielle Mikropolymerpartikel durch Abrieb oder Zerkleinerung größerer Partikel herzustellen, beispielsweise indem größere Kunststoffbestandteile in einer Mühle kryogen gemahlen und nachfolgend durch eine Siebung in die gewünschten Größenfraktionen fraktioniert werden. Dieses Verfahren führt in der Regel zu größenverteilten Mikropolymerpartikeln, was für engverteilten Standards eine zusätzliche Fraktionierung, beispielsweise durch eine siebende Klassierung notwendig macht. Die Kryogentechnik verursacht zudem ein Bruchverhalten, welches nicht den typischen Abrieb- und Bruchmechanismen bei mechanischer Belastung in der Umwelt entspricht. Ursache ist, dass das Material dabei unterhalb der üblichen Gebrauchstemperatur, meist sogar unterhalb der Glasübergangstemperatur, belastet und damit in einem spröderen Zustand zerkleinert wird, als dies bei typischen Umgebungsbedingungen der Fall ist.It is also known to produce artificial micropolymer particles by abrasion or comminution of larger particles, for example by cryogenically grinding larger plastic components in a mill and subsequently fractionating them into the desired size fractions by sieving. This process usually leads to micropolymer particles that are distributed in size, which makes additional fractionation necessary for narrowly distributed standards, for example through sieving classification. Cryogenic technology also causes fracture behavior that does not correspond to the typical abrasion and fracture mechanisms under mechanical stress in the environment. The reason is that the material is loaded below the usual usage temperature, usually even below the glass transition temperature, and is therefore crushed in a more brittle state than is the case under typical ambient conditions.

Aus dem Bereich der Kunststoffverarbeitung ist auch das Kunststoff-Freiformen als ein additives Fertigungsverfahren zur Herstellung thermoplastischer Kunststoffbauteile bekannt, bei welchem dreidimensionale Bauteile aus qualifiziertem Standard-Kunststoffgranulat hergestellt werden können. Beim Kunststoff-Freiformen wird ein Standard-Kunststoffgranulat aufgeschmolzen und über eine Düse, welche einen Verschluss aufweist, in Tropfenform abgegeben. Mittels dieser Tropfen wird das zu fertigende Bauteil Schicht für Schicht aufgebaut.From the field of plastics processing, plastic freeforming is also known as an additive manufacturing process for producing thermoplastic plastic components, in which three-dimensional components can be produced from qualified standard plastic granules. During plastic freeforming, standard plastic granules are melted and released in drop form via a nozzle that has a closure. Using these drops, the component to be manufactured is built up layer by layer.

Aus der DE 20 2020 101 503 U1 sind ein Druckkopf mit zumindest einer Zuführung für ein aufschmelzbares Filament sowie ein mit einem additiven Herstellungsverfahren hergestellter Körper bekannt. Die zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Möglichkeit zu schaffen, sowohl feine Konturen als auch grobe Konturen mit großen Schichtstärken mit derselben, an sich unveränderten Düse zu erzeugen.From the DE 20 2020 101 503 U1 a print head with at least one feed for a meltable filament and a body produced using an additive manufacturing process are known. The task to be solved is to create a possibility of producing both fine contours and coarse contours with large layer thicknesses using the same, essentially unchanged nozzle.

Zur Lösung ist ein Druckkopf vorgesehen, der eine in Strömungsrichtung hinter der Düse angeordnete Maske mit zumindest einer Durchlassöffnung für zumindest ein über seine Schmelz- oder Erweichungstemperatur erwärmtes Filament aufweist, wobei die Maske austauschbar und/oder beweglich an einer Aufnahme des Druckkopfs angeordnet ist und/oder zumindest eine Durchlassöffnung der Maske eine einstellbare und/oder veränderliche Querschnittsform und/oder Querschnittsfläche aufweist.To solve this, a print head is provided which has a mask arranged behind the nozzle in the direction of flow with at least one passage opening for at least one filament heated above its melting or softening temperature, the mask being arranged interchangeably and/or movably on a receptacle of the print head and/ or at least one passage opening of the mask has an adjustable and/or variable cross-sectional shape and/or cross-sectional area.

Nach dem bekannten Stand der Technik existiert keine hinreichend genaue Methode zur reproduzierbaren Erzeugung von Mikropolymerpartikeln mit festgelegten Parametern, wie Stückzahl, Größe beziehungsweise Durchmesser, Form oder Masse der Mikropolymerpartikel, wobei die erzeugten Mikropolymerpartikel eine Größe beziehungsweise einen Durchmesser im Bereich zwischen 0,02 mm bis 2,0 mm aufweisen sollen. Außerdem ist der Zeitaufwand beispielsweise für die einzelnen Verfahrensschritte zur Herstellung von Mikropolymerpartikeln durch Abrieb oder Zerkleinerung sehr hoch. Weiterhin treten hierbei Verluste beim Sieben auf und es wird flüssiger Stickstoff zum Mahlen benötigt, was zu hohen Kosten bei der Herstellung führt. Zudem entstehen in dem durch die Abkühlung versprödeten Material Oberflächen mit anderen Eigenschaften als bei natürlichen Prozessen.According to the known state of the art, there is no sufficiently precise method for the reproducible production of micropolymer particles with fixed parameters, such as the number of pieces, size or diameter, shape or mass of the micropolymer particles, the micropolymer particles produced having a size or a diameter in the range between 0.02 mm to should have 2.0 mm. In addition, the time required, for example, for the individual process steps for producing micropolymer particles by abrasion or comminution is very high. Furthermore, losses occur during sieving and liquid nitrogen is required for grinding, which leads to high production costs. In addition, the material, which becomes brittle due to cooling, creates surfaces with properties that differ from those of natural processes.

Somit besteht ein Bedarf nach einer Möglichkeit zur Herstellung von Polymerpartikeln, insbesondere Mikropolymerpartikeln, aus einem Polymersubstrat.There is therefore a need for a way to produce polymer particles, in particular their micropolymer particles, made from a polymer substrate.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine Vorrichtung zur Herstellung von Polymerpartikeln, insbesondere Mikropolymerpartikeln, vorzuschlagen, mit welcher Polymerpartikel mit definierten Parametern wie Partikelmasse, Partikelform, Partikeldurchmesser und/oder Partikelvolumen aus unterschiedlichen Polymeren kontinuierlich und in einer vorgegebenen Anzahl erzeugt werden können, wobei die Größe beziehungsweise der Durchmesser der Polymerpartikel in einem Bereich kleiner als 5,0 mm liegt. Die Aufgabe der Erfindung besteht weiterhin darin, ein Verfahren zur Herstellung von Polymerpartikeln, insbesondere Mikropolymerpartikeln, in einer vorgegebenen Anzahl mit definierten Parametern wie Partikelmasse, Partikelform, Partikeldurchmesser und/oder Partikelvolumen, vorzuschlagen. Die Herstellung der Polymerpartikel soll sowohl kostengünstig als auch zeiteffektiv erfolgen.The object of the invention is therefore to propose a device for producing polymer particles, in particular micropolymer particles, with which polymer particles with defined parameters such as particle mass, particle shape, particle diameter and / or particle volume can be produced from different polymers continuously and in a predetermined number, whereby the size or diameter of the polymer particles is in a range smaller than 5.0 mm. The object of the invention is also to propose a method for producing polymer particles, in particular micropolymer particles, in a predetermined number with defined parameters such as particle mass, particle shape, particle diameter and/or particle volume. The production of the polymer particles should be both cost-effective and time-effective.

Erfindungsgemäß sollen Polymerpartikel mit einem Durchmesser in einem Bereich zwischen 0,02 mm und 2,0 mm, insbesondere zwischen 0,05 mm und 1,0 mm, weiter insbesondere zwischen 0,1 mm und 0,5 mm hergestellt werden. Hierbei soll es auch ermöglicht werden, Polymerpartikel mit vorgegebenen Bereichsgrenzen ihrer Parameter zu erzeugen, so dass beispielsweise Mikropolymerpartikel innerhalb eines vorgegebenen Bereichs mit unterschiedlicher Größe mit gleichverteilter Anzahl erzeugt werden.According to the invention, polymer particles should be produced with a diameter in a range between 0.02 mm and 2.0 mm, in particular between 0.05 mm and 1.0 mm, more particularly between 0.1 mm and 0.5 mm. This should also make it possible to produce polymer particles with predetermined range limits of their parameters, so that, for example, micropolymer particles are produced within a predetermined range of different sizes with an evenly distributed number.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und einem Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 23 gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Verwendungen der Polymerpartikel als Polymerpartikelstandard sind in Patentanspruch 36 angegeben.The object is achieved by a device with the features according to patent claim 1 and a method with the features according to patent claim 23. Further developments are specified in the dependent patent claims. Uses of the polymer particles as polymer particle standards are specified in claim 36.

Vorgesehen ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Polymerpartikeln, insbesondere Mikropolymerpartikeln, aus einem Polymersubstrat. Die Vorrichtung weist zwei wesentliche Komponenten auf - eine Bereitstellungskomponente und eine Aufnahmekomponente. Die Bereitstellungskomponente weist mindestens eine zur Durchleitung eines Polymersubstrats ausgebildete Leitungseinheit auf, welche an ihrem Ende mindestens eine Düse mit mindestens einer Austragsöffnung für das Polymersubstrat aufweist. Ein weiterer Bestandteil der Bereitstellungskomponente ist eine Temperiereinheit, mit welcher das Polymersubstrat entlang der Leitungseinheit zumindest bereichsweise temperierbar ist. Die Temperiereinheit ist vorgesehen, um das in der Leitungseinheit vorhandene Polymersubstrat entlang der Leitungseinheit zu temperieren, das heißt zu kühlen und/oder zu erwärmen. Eine Temperierung des Polymersubstrats kann erforderlich sein, um einerseits eine Festigkeit des Polymersubstrats zu gewährleisten und andererseits eine Fließfähigkeit des Polymersubstrats zu beeinflussen. Weiterhin umfasst die Bereitstellungskomponente eine Fördereinheit, mit welcher das Polymersubstrat durch die Leitungseinheit und durch die mindestens eine Austragsöffnung gepulst oder kontinuierlich förderbar ist. Eine kontinuierliche Förderung kann vorgesehen sein, um eine infolge der Temperierung bereitgestellte schmelzflüssige Form des Polymersubstrats als Polymersubstratstrahl durch die mindestens eine Austragsöffnung der mindestens einen Düse zu fördern.A device is provided for producing polymer particles, in particular micropolymer particles, from a polymer substrate. The device has two essential components - a providing component and a receiving component. The provision component has at least one line unit designed to pass through a polymer substrate, which has at its end at least one nozzle with at least one discharge opening for the polymer substrate. Another component of the provision component is a temperature control unit, with which the polymer substrate can be tempered at least in certain areas along the line unit. The temperature control unit is provided to temper the polymer substrate present in the line unit along the line unit, that is to say to cool and/or heat it. Temperature control of the polymer substrate may be necessary in order to ensure, on the one hand, the strength of the polymer substrate and, on the other hand, to influence the flowability of the polymer substrate. Furthermore, the provision component comprises a conveying unit with which the polymer substrate can be conveyed in a pulsed or continuous manner through the line unit and through the at least one discharge opening. A continuous conveying can be provided in order to convey a molten form of the polymer substrate provided as a result of the temperature control as a polymer substrate jet through the at least one discharge opening of the at least one nozzle.

Die Temperierung entlang der Leitungseinheit ist insbesondere von der Art der Förderung des Polymersubstrats durch die Leitungseinheit abhängig. Es kann daher vorgesehen sein, dass die Temperierung in Abhängigkeit einer Fördergeschwindigkeit des Polymersubstrats steuerbar ist.The temperature control along the line unit depends in particular on the type of conveyance of the polymer substrate through the line unit. It can therefore be provided that the temperature control can be controlled depending on a conveying speed of the polymer substrate.

Der Einfachheit halber wird das Merkmal mindestens eine Austragsöffnung nachfolgend lediglich als Austragsöffnung bezeichnet.For the sake of simplicity, the feature of at least one discharge opening is referred to below simply as a discharge opening.

Die Aufnahmekomponente ist vorgesehen, um an der Austragsöffnung ausgegebenes Polymersubstrat aufzunehmen und gegebenenfalls zu trennen, das heißt zu separieren. Die der Bereitstellungskomponente nachgeordnete Aufnahmekomponente umfasst eine Einheit zur Aufnahme von durch die Austragsöffnung gepulst geförderten, vereinzelten Polymerpartikeln des ausgegebenen Polymersubstrats. Bei der Einheit zur Aufnahme handelt es sich im einfachsten Fall um einen Behälter, in welchen die erzeugten vereinzelten Polymerpartikel gesammelt werden. Alternativ oder zusätzlich weist die Aufnahmekomponente ein Trenneinheit zur Trennung, inbesondere Abscherung des kontinuierlich in Form eines Polymersubratstrahls durch die Austragsöffnung geförderten Polymersubstrats auf. Dabei ist die Trenneinheit vorgesehen, um das an der Austragsöffnung in Form eines Polymersubratstrahls austretende Polymersubtrat während oder nach der Ausgabe in einzelne Polymerpartikel zu trennen, das heißt abzuscheren, und zu separieren. Ein kontinuierlich ausgegebener Strang des Polymersubstrats kann mit der Trenneinheit in einzelne Polymerpartikel, insbesondere Mikropolymerpartikel, getrennt werden. Zur Trennung des durch die Autragsöffnung geförderten Polymersubratstrahls können unterschiedliche Mittel eingesetzt werden, welche eine gezielte Scherung des Polymersubratstrahls ermöglichen. Entsprechende Mittel und Einrichtungen der Trenneinheit sind weiter unten beschreiben. Der Trenneinheit ist vorzugsweise der Behälter zur Aufnahme von erzeugten vereinzelten Polymerpartikeln zugeordnet, so dass die vereinzelten Polymerpartikel von der Trenneinheit unmittelbar in den Behälter gelangen können.The receiving component is intended to receive polymer substrate dispensed at the discharge opening and, if necessary, to separate it, that is to say to separate it. The receiving component downstream of the supply component comprises a unit for receiving isolated polymer particles of the dispensed polymer substrate that are pulsed through the discharge opening. In the simplest case, the recording unit is a container in which the individual polymer particles produced are collected. Alternatively or additionally, the receiving component has a separation unit for separating, in particular shearing, the polymer substrate that is continuously conveyed through the discharge opening in the form of a polymer substrate jet. The separation unit is provided to separate, that is to say to shear off and separate, the polymer substrate emerging from the discharge opening in the form of a polymer substrate jet during or after dispensing into individual polymer particles. A continuously dispensed strand of the polymer substrate can be separated into individual polymer particles, in particular micropolymer particles, using the separation unit. To separate the polymer substrate jet conveyed through the application opening, different means can be used, which enable targeted shearing of the polymer substrate jet. Corresponding means and devices of the separation unit are described below. The separation unit is preferably assigned the container for receiving isolated polymer particles produced, so that the isolated polymer particles can get from the separation unit directly into the container.

Der Behälter der Aufnahmekomponente kann eine Flüssigkeit enthalten oder mit einem Gas gespült sein. Es hat sich gezeigt, dass die Partikeleigenschaften durch die Art des in dem Behälter vorhandenen Fluids und die Fluidtemperatur beeinflussbar sind. Von Vorteil ist eine Kühlung der im Behälter enthaltenen Flüssigkeit, wodurch eine rasche Verfestigung der eintauchenden erzeugten Polymerpartikel erreicht wird.The container of the receiving component can contain a liquid or be flushed with a gas. It has been shown that the particle properties can be influenced by the type of fluid present in the container and the fluid temperature. It is advantageous to cool the liquid contained in the container, which results in rapid solidification of the immersed polymer particles produced.

Die Bereitstellungskomponente kann Mittel zur Bevorratung in Form eines Vorratsbehälters aufweisen. Ferner können Mittel zum Transport des Polymersubstrats vorgesehen sein, um das bevorratete üblicherweise in fester Form vorliegende Polymersubstrat zur Leitungseinheit zu befördern.The provision component can have storage means in the form of a storage container. Furthermore, means for transporting the polymer substrate can be provided in order to transport the stored polymer substrate, which is usually in solid form, to the line unit.

Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Leitungseinheit in Form eines Rohrs ausgebildet sein, wobei das Rohrende, dessen Mündung die mindestens eine Austragsöffnung bildet, in der Form einer Düse ausgebildet ist. Demzufolge kann die Leitungseinheit als ein sich verengendes Rohr mit einer Düsenöffnungsseite ausgebildet sein, wobei sich die mindestens eine Austragsöffnung an der Düsenöffnungsseite befindet.According to one embodiment of the device according to the invention, the line unit can be designed in the form of a tube, the tube end, the mouth of which forms the at least one discharge opening, being designed in the form of a nozzle. Accordingly, the line unit can be designed as a narrowing tube with a nozzle opening side, with the at least one discharge opening being located on the nozzle opening side.

Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Fördereinheit einen Extruder mit einer Extruderschnecke aufweisen, welche in der Leitungseinheit angeordnet ist. Durch eine Rotation der Extruderschnecke wird ein festes zugeführtes Polymersubstrat in eine schmelzflüssige Masse verwandelt, welche durch die mindestens eine Austragsöffnung herausgepresst werden kann. Beim Extrudieren kann eine unterstützende Erwärmung oder auch ein Kühlen erforderlich sein. Hierzu ist die Temperiereinheit vorgesehen, um das in der Leitungseinheit vorhandene Polymersubstrat entlang der Leitungseinheit beziehungsweise entlang der Extrusionsstrecke zu temperieren. Ausgestaltungen der Temperiereinheit sind in der weiteren Beschreibung konkretisiert.According to one embodiment of the device according to the invention, the conveying unit can have an extruder with an extruder screw which is arranged in the line unit. By rotating the extruder screw, a solid polymer substrate supplied is transformed into a molten mass, which can be pressed out through the at least one discharge opening. During extrusion, additional heating or cooling may be required. For this purpose, the temperature control unit is provided in order to temper the polymer substrate present in the line unit along the line unit or along the extrusion section. Designs of the temperature control unit are specified in the further description.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Fördereinheit kann ein Filamentvorschub vorgesehen sein, wobei als Polymersubstrat ein festes Polymersubstratfilament eingesetzt wird. Dieses Polymersubstratfilament, welches als Abschnitt oder als Endlosfilament bereitgestellt sein kann, wird in die Leitungseinheit eingeführt und dabei zwischen zwei gegenläufig drehbaren, verzahnten Rollen eingeklemmt. Durch den Antrieb einer oder beider Rollen kann das Polymersubstratfilament mit einem definierten Weg beziehungsweise Vorschub in einer Förderrichtung beziehungsweise einer Polymervorschubrichtung oder entgegen dieser Förderrichtung bewegt beziehungsweise gefördert werden.According to a further embodiment of the conveyor unit, a filament feed can be provided, with a solid polymer substrate filament being used as the polymer substrate. This polymer substrate filament, which can be provided as a section or as an endless filament, is inserted into the line unit and clamped between two counter-rotating, toothed rollers. By driving one or both rollers, the polymer substrate filament can be moved or conveyed with a defined path or feed in a conveying direction or a polymer feed direction or against this conveying direction.

Der Filamentvorschub kann mit dem festen Polymersubstratfilament so zusammenwirken, dass das Polymersubstratfilament innerhalb der Leitungseinheit einen Druckkolben bildet, welcher eine Druckkraft in Richtung der Austragsöffnung ausüben kann. Die Druckkraft wird ausgenutzt, um in der Leitungseinheit in schmelzflüssiger Form bereitgestelltes Polymersubstrat durch die Austragsöffnung zu fördern. Diese Ausgestaltung der Fördereinheit ist insbesondere auf ein Zusammenwirken mit der Temperiereinheit angewiesen. In Förderrichtung des Polymersubstratfilaments sind entlang der Leitungseinheit Temperierzonen vorgesehen. Zur Austragsöffnung hin erstreckt sich eine Heizzone zur Beheizung des Polymersubstratfilaments, um einen Durchtritt des Polymersubstrats in einer geschmolzenen Form, das heißt in einer fließfähigen schmelzflüssigen Form zu ermöglichen. Der Filamentvorschub ermöglicht eine Hin- und Her-Bewegung des Polymersubstratfilaments, wodurch eine gepulste Förderung des Polymersubstrats und demzufolge ein gepulster Austrag des Polymersubstrats aus der Austragsöffnung realisiert werden kann, so dass bereits beim Durchtritt durch die Austragsöffnung infolge eines Pulsstoßes einzelne Polymerpartikel herstellbar sind. Zur gepulsten Förderung kann beispielsweise ein Schrittmotor oder ein Piezoelement zum Einsatz kommen. Dementsprechend kann die Fördereinheit ein Piezoelement aufweisen. Mit dem Piezoelement können vorzugsweise vertikale mechanische Schwingungen erzeugt werden. Die vertikalen mechanischen Schwingungen bewirken einen Ausstoß definierter Volumina des schmelzflüssigen Polymersubstrats an der Austragsöffnung der Düse. Infolge eines Schwingungsimpulses reißt ein Tropfen vom schmelzflüssigen Polymerubstrat ab, welcher ein einzelnes Polymerpartikel bildet. Das Piezoelement kann eingesetzt werden, um Schwingungen mit einer Frequenz im Bereich von 10 Hz bis 400 kHz mit einer Amplitude von 1 mm zu erzeugen. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Düse am Ende der Leitungseinheit in Schwingung versetzt wird, um die Herstellung von einzelnen Polymerpartikeln zu unterstützen.The filament feed can interact with the solid polymer substrate filament in such a way that the polymer substrate filament forms a pressure piston within the line unit, which can exert a pressure force in the direction of the discharge opening. The pressure force is used to convey polymer substrate provided in molten form in the line unit through the discharge opening. This design of the conveyor unit is particularly dependent on interaction with the temperature control unit. Temperature control zones are provided along the line unit in the conveying direction of the polymer substrate filament. A heating zone for heating the polymer substrate filament extends towards the discharge opening in order to enable the polymer substrate to pass through in a molten form, that is to say in a flowable molten form. The filament feed enables a back and forth movement of the polymer substrate filament, whereby a pulsed conveyance of the polymer substrate and consequently a pulsed discharge of the polymer substrate from the discharge opening can be realized, so that individual polymer particles can be produced as a result of a pulse burst as soon as they pass through the discharge opening. For example, a stepper motor or a piezo element can be used for pulsed delivery. Accordingly, the conveyor unit can have a piezo element. Vertical mechanical vibrations can preferably be generated with the piezo element. The vertical mechanical vibrations cause defined volumes of the molten polymer substrate to be ejected from the discharge opening of the nozzle. As a result of a vibration pulse, a drop breaks off from the molten polymer substrate, forming a single polymer particle. The piezo element can be used to generate vibrations with a frequency in the range of 10 Hz to 400 kHz with an amplitude of 1 mm. Furthermore, it can be provided that the nozzle at the end of the line unit is made to vibrate in order to support the production of individual polymer particles.

Die Schwingungsanregung ermöglicht ein Vertropfen des schmelzflüssigen Polymersubstrats, um Polymerpartikel zu erzeugen.The vibration excitation enables the molten polymer substrate to drip to produce polymer particles.

Die Frequenz der vollständig ausgeführten Schwingungen lässt einen Rückschluss auf die Anzahl erzeugter Polymerpartikel zu, so dass die Anzahl der ausgeführten Schwingungen zur Überprüfung der Anzahl erzeugter Polymerpartikel eingesetzt werden kann. Ebenso kann eine vorgegebene zu erzeugende Polymerpartikelanzahl durch eine Einstellung einer konkreten Anzahl an auszuführenden Schwingungen vorgegeben werden.The frequency of the fully executed oscillations allows a conclusion to be drawn about the number of polymer particles produced, so that the number of oscillations carried out can be used to check the number of polymer particles produced. Likewise, a predetermined number of polymer particles to be produced can be determined by a Setting a specific number of oscillations to be carried out can be specified.

Zur gepulsten Förderung ist die Fördereinheit alternativ oder zusätzlich eingerichtet, mittels des Filamentvorschubs innerhalb der Leitungseinheit eine Vor-Zurück-Bewegung beziehungsweise eine Hin- und Her-Bewegung des Polymersubstratfilaments auszuführen, wobei eine Zurückbewegung des Polymersubstratfilaments weg von der Austragsöffnung nur einem Teil der Wegstrecke der Vorbewegung des Polymersubstratfilaments entspricht. Eine Steuerung der Vor-Zurück-Bewegung beziehungsweise der Hin- und Her-Bewegung des Polymersubstratfilaments kann mittels einer Steuerkomponente erfolgen.For pulsed conveying, the conveying unit is alternatively or additionally set up to carry out a back-and-forth movement or a back and forth movement of the polymer substrate filament by means of the filament feed within the line unit, with a backward movement of the polymer substrate filament away from the discharge opening only part of the distance Advance movement of the polymer substrate filament corresponds. The back-and-forth movement or the back-and-forth movement of the polymer substrate filament can be controlled by means of a control component.

Sowohl die gepulste Förderung als auch die kontinuierliche Förderung des Polymersubstrats durch die Austragsöffnung der Leitungseinheit wird mittels der Fördereinheit realisiert. Diese Ausgestaltung erfordert ein Zusammenwirken mit der Trenneinheit, welche einen kontinuierlich austretenden Polymersubstratstrahl des Polymersubstrats in einzelne Polymerpartikel teilt.Both the pulsed delivery and the continuous delivery of the polymer substrate through the discharge opening of the line unit are realized by means of the delivery unit. This configuration requires interaction with the separation unit, which divides a continuously emerging polymer substrate jet of the polymer substrate into individual polymer particles.

Bei der alternativ gepulsten Förderung, welche neben einer Bewegung des Polymersubstrats in Richtung der Austragsöffnung (Polymervorschubrichtung) auch eine von der Fördereinheit erzeugte Bewegung des Polymersubstrats in der Gegenrichtung weg von der Austragsöffnung umfasst, wird es ermöglicht, vereinzelte Polymerpartikel des Polymersubstrats auszugeben beziehungsweise herzustellen.With the alternative pulsed conveying, which in addition to a movement of the polymer substrate in the direction of the discharge opening (polymer feed direction) also includes a movement of the polymer substrate generated by the conveying unit in the opposite direction away from the discharge opening, it is possible to dispense or produce individual polymer particles of the polymer substrate.

Um einen wirtschaftlichen Betrieb der Vorrichtung zu gewährleisten, ist es erforderlich, dass eine möglichst große Anzahl an Polymerpartikel pro Zeiteinheit hergestellt werden kann. Diesbezüglich sind die Einheiten der Bereitstellungskomponente und der Aufnahmekomponente aufeinander abgestimmt, wobei die Steuerkomponente eingerichtet ist, die Einheiten der Aufnahmekomponente in Abhängigkeit von den Einheiten der Bereitstellungskomponente zu steuern.In order to ensure economical operation of the device, it is necessary that the largest possible number of polymer particles can be produced per unit of time. In this regard, the units of the provision component and the recording component are coordinated with one another, with the control component being set up to control the units of the recording component depending on the units of the provision component.

Die Komponenten der Vorrichtung zur Herstellung von Polymerpartikeln aus einem Polymersubstrat sind jeweils an die Eigenschaften der zu verarbeitenden Polymersubstrate sowie die für die Polymerpartikel vorgegebenen Parameter (Partikelmasse, Partikelform, Partikellänge, Partikelbreite, Partikelhöhe Partikeldurchmesser und Partikelvolumen) speziell angepasst, so dass Polymerpartikel für Standartuntersuchungen aus unterschiedlichen Polymeren erzeugt werden können.The components of the device for producing polymer particles from a polymer substrate are each specifically adapted to the properties of the polymer substrates to be processed as well as the parameters specified for the polymer particles (particle mass, particle shape, particle length, particle width, particle height, particle diameter and particle volume), so that polymer particles are suitable for standard investigations different polymers can be produced.

Zur Herstellung von Mikropolymerpartikeln können beispielsweise thermoplastische Polymere wie PE (Polyethylen), PP (Polypropylen), PVC (Polyvinylchlorid), PS (Polystyrol), PCL (Polycaprolacton), PLA (Polylactide), ABS (Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer), ASA (Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer), TPU (Thermoplastisches Polyurethan) und PET (Polyethylenterephthalat) als Polymersubstrat eingesetzt werden. Das Polymersubstrat kann auch als Schüttgut vorliegen und zugeführt werden, sofern nicht ein Polymersubstratfilament mit Polymervorschub gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt wird.To produce micropolymer particles, for example, thermoplastic polymers such as PE (polyethylene), PP (polypropylene), PVC (polyvinyl chloride), PS (polystyrene), PCL (polycaprolactone), PLA (polylactide), ABS (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer), ASA (acrylonitrile-styrene-acrylate copolymer), TPU (thermoplastic polyurethane) and PET (polyethylene terephthalate) can be used as the polymer substrate. The polymer substrate can also be present and supplied as bulk material, unless a polymer substrate filament with polymer feed is used according to an embodiment of the device according to the invention.

Nachfolgend wird in dieser Beschreibung nur noch auf die Leitungseinheit der Bereitstellungskomponente Bezug genommen, wobei einem Fachmann klar ist, dass die Leitungseinheit in die Bereitstellungskomponente eingebunden ist und nicht losgelöst von anderen Mitteln der Bereitstellungskomponente arbeiten kann. In dieser Beschreibung wird allgemein auf ein verflüssigtes, schmelzflüssiges Polymersubstrat Bezug genommen, wobei auch Zustände des Polymers wie beispielsweise viskos, lederartig oder flüssig umfasst sein sollen.Below, in this description, reference will only be made to the line unit of the provision component, it being clear to a person skilled in the art that the line unit is integrated into the provision component and cannot work independently of other means of the provision component. In this description, general reference is made to a liquefied, molten polymer substrate, which should also include states of the polymer such as, for example, viscous, leathery or liquid.

Das durch die Leitungseinheit geleitete Polymersubstrat liegt gemäß der Erfindung letztendlich in Form von mikrovolumigen Polymerpartikeln, den herzustellenden Mikropolymerpartikeln vor. Hierbei kann eine Aufteilung beziehungsweise Vereinzelung des durch die Leitungseinheit geleiteten und über die Austragsöffnung der Leitungseinheit ausgegebenen Polymersubstrats durch ein Handling der Leitungseinheit selbst bei einer gepulsten Förderung oder durch Mittel der Aufnahmekomponente, wie eine Trenneinheit, erfolgen.According to the invention, the polymer substrate passed through the line unit is ultimately in the form of microvolume polymer particles, the micropolymer particles to be produced. In this case, the polymer substrate passed through the line unit and discharged via the discharge opening of the line unit can be divided or separated by handling the line unit itself during pulsed delivery or by means of the receiving component, such as a separation unit.

Es ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Steuerkomponente aufweist, mit welcher die Aufnahmekomponente in Abhängigkeit der Bereitstellungskomponente steuerbar ist.It is envisaged that the device has a control component with which the receiving component can be controlled depending on the provision component.

Die Leitungseinheit der Bereitstellungskomponente kann beweglich angeordnet sein. Gemäß einer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Leitungseinheit mittels einer Antriebseinheit horizontal und vertikal entlang ihrer Längsachse bewegbar ist. Die vorgesehene Steuerkomponente ermöglicht eine koordinierte Bewegung der Leitungseinheit und der Aufnahmekomponente relativ zueinander. Somit ist es beispielsweise möglich, die Leitungseinheit horizontal über eine als Baubett ausgeführte Aufnahmekomponente in eine X-Richtung sowie in eine Y-Richtung zu verfahren beziehungsweise zu bewegen, während die Aufnahmekomponente nicht bewegt wird, um die gepulst geförderten Polymerpartikel beispielsweise nacheinander in verschiedenen Bereichen der Oberfläche der Aufnahmekomponente abzulegen. Alternativ wird für eine derartige Ablage die Aufnahmekomponente horizontal in eine X-Richtung sowie in eine Y-Richtung verfahren beziehungsweise bewegt, während die Leitungseinheit nicht bewegt wird.The line unit of the provision component can be arranged to be movable. According to one embodiment, it can be provided that the line unit can be moved horizontally and vertically along its longitudinal axis by means of a drive unit. The control component provided enables coordinated movement of the line unit and the receiving component relative to one another. It is therefore possible, for example, to move or move the line unit horizontally over a receiving component designed as a construction bed in an surface of the recording component. Alternatively, for such a storage, the receiving component is moved horizontally in an X direction and in a Y direction or moved while the line unit is not moved.

Weiterhin wird durch die Steuerkomponente auch ein Abstand zwischen der auf einer Düsenöffnungsseite der Leitungseinheit angeordneten Austragsöffnung und der Oberfläche der Aufnahmekomponente beeinflusst, beispielsweise um sicherzustellen, dass die gepulst geförderten Polymerpartikel in einem geringen Abstand zur Oberfläche sicher auf der Oberfläche der Aufnahmekomponente abgelegt werden können.Furthermore, the control component also influences a distance between the discharge opening arranged on a nozzle opening side of the line unit and the surface of the receiving component, for example to ensure that the pulsed polymer particles can be safely deposited on the surface of the receiving component at a small distance from the surface.

Die Steuerkomponente kann weiterhin eingerichtet sein, die Aufnahmekomponente und/oder die Trenneinheit in Abhängigkeit einer Menge pro Zeiteinheit des durch die Austragsöffnung geförderten Polymersubstrats zu steuern.The control component can also be set up to control the receiving component and/or the separation unit depending on an amount per unit of time of the polymer substrate conveyed through the discharge opening.

In Abhängigkeit der Menge des pro Zeiteinheit gepulst geförderten Polymersubstrats ist vorgesehen, die Geschwindigkeit der Leitungseinheit bei ihrer Bewegung über der Oberfläche der sich nicht bewegenden Aufnahmekomponente anzupassen. So wird die Leitungseinheit schneller über die Oberfläche der Aufnahmekomponente bewegt, wenn eine größere Menge des Polymersubstrats über die Austragsöffnung gepulst gefördert wird und umgekehrt. Derart wird ein sicheres Ablegen beziehungsweise Aufnehmen der gepulst ausgegebenen Polymerpartikel auf der Oberfläche der Aufnahmekomponente oder in einem entsprechenden Aufnahmebehälter erreicht, wobei ein Abstand zwischen den abgelegten Polymerpartikeln sichergestellt ist. Alternativ ist bei einer sich nicht bewegenden Leitungseinheit die Geschwindigkeit der sich unter der Leitungseinheit bewegenden Aufnahmekomponente in Abhängigkeit der Menge des pro Zeiteinheit gepulst geförderten Polymersubstrats anpassbar.Depending on the amount of polymer substrate conveyed in a pulsed manner per unit of time, provision is made to adapt the speed of the line unit as it moves over the surface of the non-moving receiving component. The line unit is moved faster over the surface of the receiving component when a larger amount of the polymer substrate is conveyed in a pulsed manner via the discharge opening and vice versa. In this way, the pulsed polymer particles can be deposited or picked up safely on the surface of the receiving component or in a corresponding receiving container, with a distance between the deposited polymer particles being ensured. Alternatively, in the case of a non-moving line unit, the speed of the receiving component moving under the line unit can be adjusted depending on the amount of polymer substrate conveyed in a pulsed manner per unit of time.

In Abhängigkeit der Menge des pro Zeiteinheit kontinuierlich geförderten Polymersubstratstrahls ist vorgesehen, die Geschwindigkeit, mit welcher die Trenneinheit zur Trennung des kontinuierlich geförderten Polymersubstrats einzelne Polymerpartikel durch einen Trennvorgang erzeugt, anzupassen. So ist es vorgesehen, dass bei einer größeren Menge des über die Austragsöffnung geförderten Polymersubstratstrahls je Zeiteinheit die Anzahl der Trennvorgänge der Trenneinheit pro Zeiteinheit erhöht wird, um die für die Herstellung der Polymerpartikel festgelegten Parameter wie Partikelmasse, Partikelform, Partikeldurchmesser und Partikelvolumen konstant zu halten.Depending on the amount of polymer substrate jet continuously conveyed per unit of time, provision is made to adapt the speed at which the separation unit for separating the continuously conveyed polymer substrate produces individual polymer particles through a separation process. It is thus provided that with a larger quantity of the polymer substrate jet conveyed via the discharge opening per unit of time, the number of separation processes of the separation unit per unit of time is increased in order to keep the parameters set for the production of the polymer particles, such as particle mass, particle shape, particle diameter and particle volume, constant.

Die Austragsöffnung weist einen Durchmesser im Bereich von 0,02 mm bis 0,2 mm auf. Dabei kann die Größe und die Form der Austragsöffnung beispielsweise mittels eines Lasers oder eines Erodierverfahrens erzeugt werden.The discharge opening has a diameter in the range of 0.02 mm to 0.2 mm. The size and shape of the discharge opening can be created, for example, using a laser or an erosion process.

Die Temperiereinheit kann ein Mittel zum Kühlen und ein Mittel zum Heizen aufweisen, wobei das Mittel zum Kühlen einer Kühlzone zugeordnet ist und das Mittel zum Heizen einer Heizzone zugeordnet ist. Dabei sind die Kühlzone und die Heizzone entlang der Leitungseinheit angeordnet. Zum Kühlen und/oder zum Heizen können elektrische Mittel, wie beispielsweise Peltier-Elemente eingesetzt werden. Als elektrisches Heizmittel kann auch ein elektrischer Heizstab oder eine elektrische Heizwendel vorgesehen sein. Auch der Einsatz von Mikrowellenstrahlung zur Erwärmung ist denkbar. Bevorzugt wird ein wärmeleitendes Temperierfluid als Mittel zum Heizen und/oder Kühlen eingesetzt.The temperature control unit can have a means for cooling and a means for heating, the means for cooling being assigned to a cooling zone and the means for heating being assigned to a heating zone. The cooling zone and the heating zone are arranged along the line unit. Electrical means, such as Peltier elements, can be used for cooling and/or heating. An electric heating rod or an electric heating coil can also be provided as the electrical heating means. The use of microwave radiation for heating is also conceivable. A heat-conducting temperature control fluid is preferably used as a means for heating and/or cooling.

Die Kühlmittel beziehungsweise die Heizmittel können außerhalb oder innerhalb der Leitungseinheit angeordnet sein.The coolants or the heating means can be arranged outside or inside the line unit.

Mittels derartiger Kühlmittel beziehungsweise Heizmittel erfolgt ein Kühlen oder ein Erwärmen des durch die Leitungseinheit geleiteten Polymersubstrats in verschiedenen Bereichen der Leitungseinheit unabhängig voneinander. Somit kann das Polymersubstrat im Bereich einer Heizzone durch das Heizmittel so erwärmt werden, dass es in eine fließfähige Form übergeht, während das Polymersubstrat zur gleichen Zeit in der Leitungseinheit im Bereich einer Kühlzone durch das Kühlmittel gekühlt in einer festen Form vorliegt. In fester Form vorliegend kann Polymersubstrat mittels der Fördereinheit gesteuert in der Leitungseinheit in Längsrichtung der Leitungseinheit in Richtung der Austragsöffnung bewegt werden. Das feste Polymersubstrat wirkt wie ein Kolben auf das im Bereich der Austragsöffnung verflüssigt vorliegende Polymersubstrat, wodurch das fließfähige Polymersubstrat durch die Austragsöffnung der Leitungseinheit gepresst wird.By means of such coolants or heating means, the polymer substrate passed through the line unit is cooled or heated in different areas of the line unit independently of one another. Thus, the polymer substrate in the area of a heating zone can be heated by the heating agent in such a way that it changes into a flowable form, while at the same time the polymer substrate is present in the line unit in the area of a cooling zone in a solid form cooled by the coolant. When in solid form, polymer substrate can be moved in the line unit in the longitudinal direction of the line unit in the direction of the discharge opening in a controlled manner by means of the conveying unit. The solid polymer substrate acts like a piston on the polymer substrate that is liquefied in the area of the discharge opening, whereby the flowable polymer substrate is pressed through the discharge opening of the line unit.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Temperiereinheit fluidführende Kanäle auf, wobei in einer Wandung der Leitungseinheit umlaufende erste Kanäle für ein erstes Temperierfluid angeordnet sind, wobei die ersten Kanäle der Heizzone zugeordnet sind. Weiter sind in der Wandung der Leitungseinheit umlaufende zweite Kanäle für ein zweites Temperierfluid ausgebildet, wobei die zweiten Kanäle der Kühlzone zugeordnet sind. Die ersten Kanäle sind von einem Temperierfluid durchströmbar, so dass das in der Leitungseinheit befindliche Polymersubstrat im Bereich dieser ersten Kanäle erwärmt und dadurch verflüssigt werden kann. Die in der Wandung der Leitungseinheit angeordneten zweiten Kanäle, welche von der Austragsöffnung der Leitungseinheit beabstandet sind, sind von einer zweiten Temperierflüssigkeit durchströmbar, so dass das Polymersubstrat in der Leitungseinheit gekühlt werden kann. Im Bereich der zweiten Kanäle kann somit ein Schmelzen des Polymersubstrats verhindert werden. Die Heizzone ist vorzugsweise an der Austragsöffnung oder in einem Bereich der Austragsöffnung der Leitungseinheit verortet, wobei die Kühlzone von dem Bereich der Austragsöffnung der Leitungseinheit beabstandet verortet ist. Vorteilhaft ist die Heizzone im Bereich der Austragsöffnung ausgebildet, um eine ausreichend gute Fließfähigkeit des Polymersubstrats zu erreichen, so dass dieses mit geringem Kraftaufwand durch die Austragsöffnung gelangen kann.According to an advantageous embodiment, the temperature control unit has fluid-carrying channels, with circumferential first channels for a first temperature control fluid being arranged in a wall of the line unit, the first channels being assigned to the heating zone. Furthermore, circumferential second channels for a second temperature control fluid are formed in the wall of the line unit, the second channels being assigned to the cooling zone. A temperature control fluid can flow through the first channels, so that the polymer substrate located in the line unit can be heated in the area of these first channels and thereby liquefied. The second channels arranged in the wall of the line unit, which are spaced from the discharge opening of the line unit, can be flowed through by a second temperature control liquid, so that the polymer substrate can be cooled in the line unit. Melting of the polymer substrate can thus be prevented in the area of the second channels. The heating zone is in front preferably located at the discharge opening or in an area of the discharge opening of the line unit, the cooling zone being located at a distance from the area of the discharge opening of the line unit. The heating zone is advantageously designed in the area of the discharge opening in order to achieve sufficiently good flowability of the polymer substrate so that it can pass through the discharge opening with little effort.

Durch eine derartige in Zonen unterteilte Temperierung ist es in Kombination mit einem gezielten, zeitlich begrenzten Vorschub des als Filament vorliegenden Polymersubstrats möglich, einen bestimmten Anteil des im Bereich der Austragsöffnung der Leitungseinheit verflüssigten Polymers durch die Austragsöffnung der Leitungseinheit gepulst auszugeben.By means of such a temperature control divided into zones, in combination with a targeted, time-limited advance of the polymer substrate present as a filament, it is possible to output a certain proportion of the polymer liquefied in the area of the discharge opening of the line unit in a pulsed manner through the discharge opening of the line unit.

Alternativ ist die Möglichkeit gegeben, das im Bereich der ersten Kanäle in der Leitungseinheit schmelzflüssig vorliegende Polymersubstrat kontinuierlich aus der Austragsöffnung der Leitungseinheit in Form eines Polymersubstratstrahls auszugeben.Alternatively, it is possible to continuously discharge the polymer substrate, which is molten in the area of the first channels in the line unit, from the discharge opening of the line unit in the form of a polymer substrate jet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Leitungseinheit an der Düsenöffnungsseite der mindestens einen Düse mehrere Austragsöffnungen auf, wobei die mehreren Austragsöffnungen in einer Reihe oder in Form einer Matrix mit mehreren Reihen und mehreren Spalten angeordnet sein können.According to an advantageous embodiment of the device according to the invention, the line unit has a plurality of discharge openings on the nozzle opening side of the at least one nozzle, wherein the plurality of discharge openings can be arranged in a row or in the form of a matrix with several rows and several columns.

Das Vorhandensein von mehreren Austragsöffnungen ermöglicht eine zeitgleiche Herstellung einer größeren Anzahl von Polymerpartikeln in einem Arbeitsgang beziehungsweise Verfahrensschritt. Bei der Verwendung einer Düse mit mehreren Austragsöffnungen ist ein gepulster Austrag oder eine Vertropfung des schmelzflüssig bereitgestellten Polymersubstrats bevorzugt, da eine Abscherung eine Ausbildung einzelner Polymerpartikel beeinträchtigen kann. Der gleichzeitige Austrag von mehreren Polymerpartikeln kann mit einer unmittelbaren Ablage der erzeugten Polymerpartikel auf eine Ablageoberfläche der Aufnahmekomponente verbunden sein, wobei die erzeugten Polymerpartikel auf der Ablageoberfläche voneinander getrennt auskühlen können.The presence of several discharge openings enables a larger number of polymer particles to be produced simultaneously in one operation or process step. When using a nozzle with multiple discharge openings, pulsed discharge or dripping of the polymer substrate provided in molten form is preferred, since shearing can affect the formation of individual polymer particles. The simultaneous discharge of several polymer particles can be combined with a direct deposit of the generated polymer particles onto a deposit surface of the receiving component, whereby the generated polymer particles can cool separately from one another on the deposit surface.

Die Aufnahmekomponente kann als Einheit zur Aufnahme von durch die mindestens eine Austragsöffnung gepulst geförderten, vereinzelten Polymerpartikeln eine gegenüber der mindestens einen Austragsöffnung angeordnete Platte zum Ablegen erzeugter Polymerpartikel aufweisen. Die Platte kann aus einem Glasmaterial ausgebildet sein. Durch die Verwendung einer Düse mit mehreren Austragsöffnungen können gleichzeitig mehrere Polymerpartikel in einer Reihe oder Matrix auf die Oberfläche der Platte abgelegt werden.As a unit for receiving isolated polymer particles conveyed in a pulsed manner through the at least one discharge opening, the receiving component can have a plate arranged opposite the at least one discharge opening for depositing generated polymer particles. The plate may be formed from a glass material. By using a nozzle with multiple discharge openings, multiple polymer particles can be deposited onto the surface of the plate in a row or matrix at the same time.

Die Oberfläche der Platte oder die Platte als solche kann vorzugsweise in einem Bereich zwischen 50 °C bis 60 °C temperierbar sein. Die gepulst erzeugten Polymerpartikel werden separat auf die Platte abgelegt. Um dies zu ermöglichen sind die mindestens eine Düse mit der mindestens einen Austragsöffnung und die Platte relativ zueinander bewegbar. Die Temperierung der Platte verhindert vorteilhaft eine zu rasche Abkühlung der erzeugten Polymerpartikel. Darüber hinaus, kann infolge einer Abschaltung der Temperierung eine gleichzeitige Abkühlung der auf der Platte erzeugten, abgelegten Polymerpartikel erreicht werden. Aufgrund von unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Materials der Platte und der erzeugten, abgelegten Polymerpartikel wird eine vereinfachte Ablösung der Polymerpartikel von der Plattenoberfläche begünstigt, wenn die Temperierung abgeschaltet wird.The surface of the plate or the plate as such can preferably be tempered in a range between 50 ° C and 60 ° C. The pulsed polymer particles are deposited separately on the plate. To make this possible, the at least one nozzle with the at least one discharge opening and the plate are movable relative to one another. The temperature control of the plate advantageously prevents the polymer particles produced from cooling too quickly. In addition, by switching off the temperature control, the polymer particles deposited on the plate can be simultaneously cooled. Due to different thermal expansion coefficients of the material of the plate and the deposited polymer particles produced, a simplified detachment of the polymer particles from the plate surface is promoted when the temperature control is switched off.

Das separate Ablegen von erzeugten Polymerpartikeln ermöglicht vorteilhaft eine Kontrolle der Anzahl herzustellender Polymerpartikel.The separate storage of polymer particles produced advantageously enables the number of polymer particles to be produced to be controlled.

Gemäß einer Ausgestaltung kann die Platte elastisch sein und/oder eine Antihaft-Beschichtung aufweisen oder aus einem Antihaft-Material gebildet sein. Als Antihaftbeschichtung kann eine Beschichtung mit Polytetrafluorethylen (PTFE) vorgesehen sein oder die Platte ist aus PTFE ausgebildet. Eine elastisch ausgebildete Platte hat den Vorteil, dass die erzeugten, abgelegten Polymerpartikel infolge einer elastischen Verformung erleichtert abgelöst werden können.According to one embodiment, the plate can be elastic and/or have a non-stick coating or be formed from a non-stick material. A coating with polytetrafluoroethylene (PTFE) can be provided as a non-stick coating or the plate is made of PTFE. An elastically designed plate has the advantage that the generated, deposited polymer particles can be removed more easily as a result of elastic deformation.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Aufnahmekomponente kann die Aufnahmekomponente als Einheit zur Aufnahme von durch die mindestens eine Austragsöffnung gepulst geförderten, vereinzelten Polymerpartikeln eine gegenüber der mindestens einen Austragsöffnung angeordnete rotierbare Walze zum Ablegen erzeugter Polymerpartikel aufweisen, wobei der rotierbaren Walze ein Abstreifer zugeordnet ist, mit welchem auf der rotierbaren Walze abgelegte Polymerpartikel abstreifbar sind. Erzeugte Polymerpartikel können separat auf die rotierbare Walze abgelegt werden, wobei die rotierbare Walze jeweils um einen vorgebebenen Winkelschritt rotiert. Zum Lösen von erzeugten, abgelegten Polymerpartikeln ist der Abstreifer vorgesehen, welcher infolge der Walzenrotation über die Walzenoberfläche streift. Dabei ist dem Abstreifer ein Sammelbehälter zugeordnet, in welchem die abgelösten Polymerpartikel gesammelt beziehungsweise aufgenommen werden. Durch die Verwendung einer Düse mit mehreren Austragsöffnungen können gleichzeitig mehrere Polymerpartikel in einer Reihe auf die Walzenoberfläche abgelegt werden.According to a further embodiment of the receiving component, the receiving component as a unit for receiving isolated polymer particles conveyed in a pulsed manner through the at least one discharge opening can have a rotatable roller arranged opposite the at least one discharge opening for depositing generated polymer particles, the rotatable roller being assigned a scraper with which Polymer particles deposited on the rotatable roller can be wiped off. Polymer particles produced can be deposited separately on the rotatable roller, with the rotatable roller rotating by a predetermined angular step. The scraper is provided to loosen generated, deposited polymer particles, which wipes over the roller surface as a result of the roller rotation. The scraper is assigned a collecting container in which the detached polymer particles are collected or picked up. By using a nozzle with several discharge openings, several polymer particles can be deposited in a row onto the roller surface at the same time.

Die rotierbare Walze kann vorzugsweise in einem Bereich zwischen 50 °C bis 60 °C temperiert werden. Darüber hinaus kann die Oberfläche der rotierbaren Walze eine Antihaft-Beschichtung mit PTFE oder einer anderen Antihaft-Beschichtung aufweisen, um ein Ablösen der auf der Oberfläche der rotierbaren Walze abgelegten Polymerpartikel zu erleichtern.The rotatable roller can preferably be tempered in a range between 50 °C and 60 °C. In addition, the surface of the rotatable roller may have a non-stick coating with PTFE or other non-stick coating to facilitate release of the polymer particles deposited on the surface of the rotatable roller.

Die Austragsöffnungen weisen einen gleichen Durchmesser auf, welcher in einem Bereich zwischen 0,02 mm bis 0,2 mm liegen kann. Somit ist eine Serie gleicher beziehungsweise monodisperser Mikropolymerpartikel mittels einer Leitungseinheit in einem Arbeitsgang möglich, so dass die hergestellten Polymerpartikel gleiche Parameter insbesondere bezüglich ihrer Größe und Masse aufweisen. Der Durchmesser derart hergestellter Polymerpartikel ist wegen der möglichen beziehungsweise zu erwartenden sogenannten Strangaufweitung, bei welcher es zu einer Vergrößerung des Durchmessers des die enge Austragsöffnung verlassenden Polymersubstrats aufgrund von Elastitizität und Entropie kommt, meist größer als der Durchmesser der Austragsöffnung. Bei einem Durchmesser der Austragsöffnung im Bereich zwischen 0,02 mm bis 0,2 mm können somit beispielsweise in Abhängigkeit des verwendeten Polymersubstrats sowie der Austrittsgeschwindigkeit des Polymersubstrats an der Austragsöffnung Polymerpartikel mit einem Durchmesser in einem Bereich zwischen 0,02 mm und 2,0 mm, insbesondere in einem Bereich zwischen 0,05 mm und 1,0 mm, weiter insbesondere in einem Bereich zwischen 0,1 mm und 0,5 mm hergestellt hergestellt werden.The discharge openings have the same diameter, which can be in a range between 0.02 mm and 0.2 mm. A series of identical or monodisperse micropolymer particles is therefore possible in one operation using a line unit, so that the polymer particles produced have the same parameters, particularly with regard to their size and mass. The diameter of polymer particles produced in this way is usually larger than the diameter of the discharge opening due to the possible or expected so-called strand expansion, in which the diameter of the polymer substrate leaving the narrow discharge opening increases due to elasticity and entropy. With a diameter of the discharge opening in the range between 0.02 mm and 0.2 mm, for example depending on the polymer substrate used and the exit speed of the polymer substrate at the discharge opening, polymer particles with a diameter in a range between 0.02 mm and 2.0 mm , in particular in a range between 0.05 mm and 1.0 mm, further in particular in a range between 0.1 mm and 0.5 mm.

Alternativ kann vorgesehen sein, dass die mehreren Austragsöffnungen der Leitungseinheit unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Somit ist eine Serie unterschiedlicher Polymerpartikel mittels einer Leitungseinheit in einem Arbeitsgang herstellbar, wobei die hergestellten Polymerpartikel unterschiedliche Parameter insbesondere bezüglich ihrer Größe und Masse aufweisen.Alternatively, it can be provided that the multiple discharge openings of the line unit have different diameters. A series of different polymer particles can thus be produced in one operation using a line unit, the polymer particles produced having different parameters, in particular with regard to their size and mass.

Die Austragsöffnungen der Leitungseinheit können einen runden, elliptischen, rechteckigen, dreieckigen oder sternförmigen Querschnitt aufweisen. Ecken dieser Querschnitte können mit einem Radius abgerundet sein. Mittels derartig verschiedener Querschnitte der Geometrie der Austragsöffnung der Leitungseinheit wird insbesondere der Parameter Form der herzustellenden Mikropolymerpartikel beeinflussbar.The discharge openings of the line unit can have a round, elliptical, rectangular, triangular or star-shaped cross section. Corners of these cross sections can be rounded with a radius. By means of such different cross sections of the geometry of the discharge opening of the line unit, the parameter shape of the micropolymer particles to be produced can be influenced in particular.

Die Leitungseinheit kann eine Düsennadel aufweisen, mittels welcher die Austragsöffnung verschließbar ist. Eine derartige Düsennadel wird aus dem Bereich der Austragsöffnung der Leitungseinheit wegbewegt, um die Austragsöffnung freizugeben und um dem beispielsweise verflüssigten Polymersubstrat im Bereich der Austragsöffnung der Leitungseinheit ein Austreten aus der Austragsöffnung zu ermöglichen. Ist eine festgelegte Menge des verflüssigten Polymersubstrats aus der Austragsöffnung ausgetreten, verschließt die Düsennadel die Austragsöffnung wieder dichtend. Derart wird ein Nachtropfen des verflüssigten Polymersubstrats verhindert. Durch die Steuerung der Bewegung der Düsennadel kann eine portionierte, gepulste Abgabe vereinzelter Anteile des verflüssigten Polymersubstrats erfolgen. Durch den Einsatz der Düsennadel ist anhand der mit der Düsennadel ausgeführten Bewegungen ein Rückschluss auf eine Anzahl der erzeugten Polymerpartikel möglich. Auf diese Weise kann eine herzustellende Polymerpartikelanzahl vorgegeben oder überprüft werden.The line unit can have a nozzle needle by means of which the discharge opening can be closed. Such a nozzle needle is moved away from the area of the discharge opening of the line unit in order to expose the discharge opening and to enable the, for example, liquefied polymer substrate in the area of the discharge opening of the line unit to exit the discharge opening. Once a fixed amount of the liquefied polymer substrate has escaped from the discharge opening, the nozzle needle seals the discharge opening again. This prevents the liquefied polymer substrate from dripping. By controlling the movement of the nozzle needle, a portioned, pulsed delivery of individual portions of the liquefied polymer substrate can take place. By using the nozzle needle, it is possible to draw conclusions about the number of polymer particles produced based on the movements carried out with the nozzle needle. In this way, a number of polymer particles to be produced can be specified or checked.

Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Trenneinheit ein Einzelrakel umfassen, welches zur Abscherung von aus der mindestens einen Austragsöffnung austretenden Polymersubstrat mit vorgegebener Geschwindigkeit über die mindestens eine Austragsöffnung hin- und her-bewegbar ist. Die Frequenz der Hin- und Her-Bewegung des Einzelrakels ist in Abhängigkeit von der Fördergeschwindigkeit des aus der Austragsöffnung kontinuierlich austretenden Polymersubstratstroms steuerbar.According to one embodiment of the device according to the invention, the separation unit can comprise an individual doctor blade, which can be moved back and forth at a predetermined speed over the at least one discharge opening in order to shear off polymer substrate emerging from the at least one discharge opening. The frequency of the back and forth movement of the individual doctor blade can be controlled depending on the conveying speed of the polymer substrate stream continuously emerging from the discharge opening.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Trenneinheit eine mehrere Rakel aufweisende Rakel-Welle, wobei die Rakel-Welle rotierbar derart angeordnet ist, dass die Rakel über die mindestens eine Austragsöffnung streifen, wenn die Rakel-Welle rotiert. Ein solcher Mehrfachrakel wird derart vor der Düsenöffnungsseite einer Leitungseinheit der Bereitstellungskomponente angeordnet, dass die Rakel durch eine Drehbewegung der Rakel-Welle nacheinander an der auf der Düsenöffnungsseite befindlichen Austragsöffnung der Leitungseinheit vorbeigeführt werden. Ein Mehrfachrakel kann beispielsweise zwei, vier oder mehr mit der Welle rotierende Rakel umfassen. Die von den Rakeln von der Austragsöffnung der Leitungseinheit abgestreiften und aufgenommenen Polymerpartikel kühlen ab, härten aus und können in einem von der Leitungseinheit beabstandeten Bereich von den rotierenden Rakeln, beispielsweise mittels eines Abstreifers, abgestreift und in einem Sammelbehälter aufgenommen werden. Der Rakel-Welle ist der Aufnahmebehälter beziehungsweise Sammelbehälter derart zugeordnet, dass die abgerakelten Polymerpartikel aufgefangen werden.In a further advantageous embodiment, the separation unit comprises a squeegee shaft having a plurality of squeegees, the squeegee shaft being rotatably arranged in such a way that the squeegee brushes over the at least one discharge opening when the squeegee shaft rotates. Such a multiple squeegee is arranged in front of the nozzle opening side of a line unit of the supply component in such a way that the squeegees are guided past the discharge opening of the line unit located on the nozzle opening side one after the other by a rotational movement of the squeegee shaft. A multiple squeegee can, for example, comprise two, four or more squeegees rotating with the shaft. The polymer particles stripped and picked up by the squeegees from the discharge opening of the line unit cool, harden and can be stripped off by the rotating squeegees in an area spaced from the line unit, for example by means of a scraper, and collected in a collecting container. The receiving container or collecting container is assigned to the doctor shaft in such a way that the doctored polymer particles are collected.

Die Rotation der Rakel-Welle ist in Abhängigkeit von der Fördergeschwindigkeit des aus der Austragsöffnung kontinuierlich austretenden Polymersubstratstrahls steuerbar. Alternativ kann das rotierende Rakel axial bewegt werden. Weiter alternativ ist die Düse horizontal in axialer Richtung zum rotierenden Rakel bewegbar. Der Rakel kann gekühlt werden, um ein Aushärten und Ablösen der erzeugten Polymerpartikel zu erleichtern.The rotation of the doctor blade shaft can be controlled depending on the conveying speed of the polymer substrate jet continuously emerging from the discharge opening. Alternatively, the rotating doctor blade can be moved axially. Next dude Natively, the nozzle can be moved horizontally in the axial direction of the rotating squeegee. The doctor blade can be cooled to facilitate curing and release of the polymer particles produced.

Sowohl beim Einsatz von Einzelrakeln wie auch bei der Nutzung von mehreren Rakeln auf einer Rakel-Welle ist eine Regelung des Abstands des entsprechenden Rakels zur Austragsöffnung vorgesehen, wodurch auftretende thermische Längenänderungen kompensiert werden können.Both when using individual squeegees and when using several squeegees on a squeegee shaft, the distance between the corresponding squeegee and the discharge opening is regulated, which means that any thermal changes in length that occur can be compensated for.

Alternativ oder zusätzlich kann die Trenneinheit mindestens eine Gasdüse aufweisen, welche der mindestens einen Austragsöffnung zugeordnet ist, wobei mit der Gasdüse ein gerichteter Gasstoß auf an der mindestens einen Austragsöffnung austretendes Polymersubstrat ausgebbar ist, um einzelne Polymerpartikel von einem austretenden Polymersubstratstrahl abzuscheren. Vorzugsweise ist der Gasstoß quer zum austretenden Polymersubstratstrahl ausgerichtet. Die Frequenz der Gasstöße ist in Abhängigkeit der Fördergeschwindigkeit des Polymersubstratstrahls steuerbar. Die Steuerung der Fördergeschwindigkeit des Polymersubstratstrahls und der Gasausstoßfrequenz ermöglicht eine Herstellung von im Wesentlichen gleichen Polymerpartikeln, welche zur Herstellung von Polymerpartikelstandards eingesetzt werden können. Ferner lässt die Frequenz der Gasstöße einen Rückschluss auf die Anzahl erzeugter Polymerpartikel zu, so dass die Anzahl der ausgeführten Gasstöße zur Überprüfung der Anzahl erzeugter Polymerpartikel eingesetzt werden kann.Alternatively or additionally, the separation unit can have at least one gas nozzle, which is assigned to the at least one discharge opening, with the gas nozzle being able to emit a directed gas blast onto the polymer substrate emerging from the at least one discharge opening in order to shear off individual polymer particles from an emerging polymer substrate jet. The gas blast is preferably aligned transversely to the emerging polymer substrate jet. The frequency of the gas bursts can be controlled depending on the conveying speed of the polymer substrate jet. Controlling the conveying speed of the polymer substrate jet and the gas ejection frequency enables the production of essentially the same polymer particles, which can be used to produce polymer particle standards. Furthermore, the frequency of the gas bursts allows a conclusion to be drawn about the number of polymer particles produced, so that the number of gas bursts carried out can be used to check the number of polymer particles generated.

Die Steuerkomponente kann eingerichtet sein, eine Hin- und Her-Bewegung des Einzelrakels, eine Rotation der Rakel-Welle und eine Gasausstoßfrequenz der Gasdüse in Abhängigkeit der Fördergeschwindigkeit des Polymersubstrats durch die mindestens eine Austragsöffnung zu steuern. Durch eine Beeinflussung der Pulsfrequenz und/oder des Massenstroms des Polymersubstratstrahls sind zumindest die Parameter Größe und Masse der herzustellenden Polymerpartikel beeinflussbar. Die derart hergestellten Mikropolymerpartikel werden beispielsweise in einem Sammelbehälter aufgefangen. Weitere Möglichkeiten zum Auffangen der derart hergestellten Polymerpartikel sind eine elektrostatisch aufladbare Oberfläche, eine Flüssigkeit, eine klebende Oberfläche oder ein Vakuum-Filter-System wie ein Staubsauger.The control component can be set up to control a back and forth movement of the individual doctor blade, a rotation of the doctor blade shaft and a gas ejection frequency of the gas nozzle depending on the conveying speed of the polymer substrate through the at least one discharge opening. By influencing the pulse frequency and/or the mass flow of the polymer substrate jet, at least the parameters size and mass of the polymer particles to be produced can be influenced. The micropolymer particles produced in this way are collected, for example, in a collecting container. Other options for collecting the polymer particles produced in this way include an electrostatically chargeable surface, a liquid, an adhesive surface or a vacuum filter system such as a vacuum cleaner.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Aufnahmekomponente eine Oberfläche mit Vertiefungen aufweisen, in welche gepulst gefördertes Polymersubstrat abgegeben wird. Derartige Vertiefungen sind vorgesehen, um zumindest einen Teil der Form der Polymerpartikel zu beeinflussen, da sich die von der Leitungseinheit gepulst abgegebenen Volumina des Polymersubstrats an den Vertiefungen abformen Die in den Vertiefungen ausgehärteten Polymerpartikel werden in einen Sammelbehälter überführt. Die Oberfläche der Vertiefungen kann eine Antihaft-Beschichtung, beispielsweise eine Polytetrafluorethylen- (PTFE-) Beschichtung aufweisen, um eine Ablösung zu erleichtern.According to a further embodiment of the device according to the invention, the receiving component can have a surface with depressions into which pulsed polymer substrate is delivered. Such depressions are provided in order to influence at least part of the shape of the polymer particles, since the volumes of the polymer substrate released in a pulsed manner by the line unit are formed on the depressions. The polymer particles hardened in the depressions are transferred to a collecting container. The surface of the wells may have a non-stick coating, such as a polytetrafluoroethylene (PTFE) coating, to facilitate release.

Die formgebenden Vertiefungen können auf einer Walze angeordnet sein. Dabei kann die Walze mit den Vertiefungen einer Austragsöffnung so zu geordnet sein, dass erzeugte Polymerpartikel in schmelzflüssiger Form in die Vertiefungen abgelegt werden können. Nachdem die Vertiefungen entlang einer Reihe befüllt sind, dreht sich die Walze um einen festgelegten Winkel weiter, bevor eine weitere Abgabe von schmelzflüssigem Polymersubstrat in die Vertiefungen der Walze erfolgt. Die in den Vertiefungen der Walze abgeformten Polymerpartikel werden entformt und fallen beispielsweise in einen unter der Walze angeordneten Sammelbehälter oder werden beispielsweise mit einem Rakel von der Oberfläche der Walze abgestreift und gelangen derart in den Sammelbehälter.The shaping depressions can be arranged on a roller. The roller can be arranged with the recesses of a discharge opening in such a way that polymer particles produced can be deposited in the recesses in molten form. After the wells are filled along a row, the roller continues to rotate through a predetermined angle before further dispensing of molten polymer substrate into the wells of the roller. The polymer particles molded in the recesses of the roller are removed from the mold and fall, for example, into a collecting container arranged under the roller or are scraped off the surface of the roller, for example with a doctor blade, and thus end up in the collecting container.

Zum Sammeln der Polymerpartikel nach dem Abstreifen durch den Einzelrakel kann auch eine elektrostatisch aufgeladene Oberfläche zum Einsatz kommen, welche die Polymerpartikel aufnimmt. Der Einsatz einer derartigen elektrostatisch aufgeladenen Oberfläche ist auch in anderen Ausgestaltungsvarianten der Erfindung zur Aufnahme der Polymerpartikel denkbar, welche nachfolgend beispielsweise beim Erreichen einer vorgegebenen Anzahl von Polymerpartikeln abgestreift und portioniert werden können.To collect the polymer particles after they have been wiped off by the individual doctor blade, an electrostatically charged surface can also be used, which picks up the polymer particles. The use of such an electrostatically charged surface is also conceivable in other embodiment variants of the invention to accommodate the polymer particles, which can subsequently be stripped off and portioned, for example when a predetermined number of polymer particles have been reached.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Aufnahmekomponente eine Einrichtung zur thermischen Behandlung von erzeugten Polymerpartikeln aufweisen. Eine solche Einrichtung kann einen Heizstrahler aufweisen, welcher entlang einer Fallstrecke für erzeugte Polymerpartikel angeordnet ist, um eine Wärmestrahlung auf die erzeugten Polymerpartikel einwirken zu lassen. Eine derartige thermische Behandlung kann vorgesehen sein, um die Formgebung und Aushärtung der erzeugten Polymerpartikel zu beeinflussen, bevor diese einen Sammelbehälter erreichen. Gemäß einer Ausgestaltung kann die Einrichtung zur thermischen Behandlung eine Mikrowellenstrahlenquelle aufweisen, mit welcher Mikrowellenstrahlung auf erzeugte Polymerpartikel gerichtet werden kann. Die thermische Behandlung kann weiterhin eine Temperierung in Form einer Kühlung umfassen, wobei eine solche Einrichtung Mittel zum Kühlen, wie beispielsweise einen Kühlgasstrom, bereitstellt.According to a further embodiment, the receiving component can have a device for the thermal treatment of polymer particles produced. Such a device can have a radiant heater which is arranged along a fall path for generated polymer particles in order to allow thermal radiation to act on the generated polymer particles. Such thermal treatment can be provided to influence the shaping and hardening of the polymer particles produced before they reach a collection container. According to one embodiment, the device for thermal treatment can have a microwave radiation source with which microwave radiation can be directed onto generated polymer particles. The thermal treatment can further include temperature control in the form of cooling, with such a device providing means for cooling, such as a cooling gas stream.

Die Vorteile der Vorrichtung zur Herstellung von Polymerpartikeln liegen insbesondere in der Möglichkeit zur:

- hochfrequenten Herstellung von Polymerpartikeln mit definierten Parametern (Volumen, Masse), also Partikel einer Größenklasse,
- kostengünstigen Herstellung einer großen Anzahl an Polymerpartikeln,
- Festlegung der Anzahl der herzustellenden Polymerpartikel und
- einfachen Anpassung/Variation der Form der herzustellenden Polymerpartikel.

The advantages of the device for producing polymer particles lie in particular in the possibility of:

- high-frequency production of polymer particles with defined parameters (volume, mass), i.e. particles of a size class,
- cost-effective production of a large number of polymer particles,
- Determination of the number of polymer particles to be produced and
- easy adjustment/variation of the shape of the polymer particles to be produced.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Polymerpartikeln sind alle derzeit üblichen thermoplastischen Kunststoffe verarbeitbar. Darüber hinaus ist die Vorrichtung auch für einen Einsatz mit biologisch abbaubaren Materialien, wie beispielsweise Polymersubstraten aus PLA (Polylactide) und PCL (Polycaprolacton), geeignet.All currently common thermoplastics can be processed with the device according to the invention for producing polymer particles. In addition, the device is also suitable for use with biodegradable materials, such as polymer substrates made of PLA (polylactide) and PCL (polycaprolactone).

Die Vorrichtung beziehungsweise Werkzeugmaschine zur Herstellung von Polymerpartikeln aus einem Polymersubstrat weist eine hohe statische, dynamische und thermische Steifigkeit auf, um entsprechende Parameter wie Partikelmasse, Partikelform, Partikeldurchmesser und Partikelvolumen bei der Herstellung der Polymerpartikel durch die Vorrichtung einhalten zu können. Konstruktiv ist die Vorrichtung derart ausgelegt, dass die thermische Symmetrieebene am Düsenende, also an der Austragsöffnung, liegt.The device or machine tool for producing polymer particles from a polymer substrate has a high static, dynamic and thermal rigidity in order to be able to maintain corresponding parameters such as particle mass, particle shape, particle diameter and particle volume when producing the polymer particles using the device. Structurally, the device is designed in such a way that the thermal plane of symmetry is at the end of the nozzle, i.e. at the discharge opening.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist eingerichtet zur Herstellung von monodispersen Polymerpartikeln, bei welchen die Größe und die Form der Partikel einstellbar und kontrollierbar ist. Ferner kann eine die Partikelform beeinflussende thermische Nachbehandlung der Partikel vorgesehen sein.The device according to the invention is set up for producing monodisperse polymer particles in which the size and shape of the particles can be adjusted and controlled. Furthermore, a thermal aftertreatment of the particles that influences the particle shape can be provided.

Die Erfindung umfasst weiterhin ein Verfahren zum Herstellen von Polymerpartikeln. Das Verfahren ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchführbar. Demzufolge kann die Vorrichtung zum Herstellen von Polymerpartikeln für einen Polymerpartikelstandard eingesetzt werden.The invention further includes a method for producing polymer particles. The method can be carried out with the device according to the invention. Accordingly, the device can be used to produce polymer particles for a polymer particle standard.

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Herstellen von Polymerpartikeln, insbesondere Mikropolymerpartikeln, mit einer vorgegebenen Partikelform und einer vorgegebenen Partikelgröße, wobei die Polymerpartikel durch Vertropfen eines Polymersubstrats mittels einer Düse oder durch Abscheren eines durch eine Austragsöffnung der Düse geförderten Polymerstrahls des Polymersubstrats bereitgestellt werden. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: In einem ersten Schritt wird ein Polymersubstrat in einer schmelzflüssigen Form bereitgestellt. Dabei wird ein zunächst festes Polymersubstrat durch Temperierung und/oder durch den Einfluss einer Druckkraft in eine fließfähige, schmelzflüssige Form überführt. In einem zweiten Schritt des Verfahrens wird das schmelzflüssige Polymersubstrat vertropft, um vereinzelte Polymerpartikel zu erzeugen, wobei die Partikelform und Partikelgröße durch eine Kontrolle des Tropfenvolumens und der Tropfenabgabegeschwindigkeit gesteuert werden. Der Vorgang des Vertropfens kann beispielsweise durch eine gepulste Förderung des schmelzflüssigen Polymersubstrats unterstützt werden, wobei eine gepulste Förderung durch die Austragsöffnung eine Abtrennung von einzelnen Tropfen bewirkt. Dabei können das Tropfenvolumen und die Tropfenabgabegeschwindigkeit durch die Einstellung der Fördergeschwindigkeit, durch die Frequenz der Pulse und die Größe des Öffnungsquerschnitts der Austragsöffnung beeinflusst werden.What is proposed is a method for producing polymer particles, in particular micropolymer particles, with a predetermined particle shape and a predetermined particle size, wherein the polymer particles are provided by dripping a polymer substrate using a nozzle or by shearing off a polymer jet of the polymer substrate conveyed through a discharge opening of the nozzle. The method includes the following steps: In a first step, a polymer substrate is provided in a molten form. An initially solid polymer substrate is converted into a flowable, molten form by temperature control and/or by the influence of a compressive force. In a second step of the process, the molten polymer substrate is dripped to produce isolated polymer particles, the particle shape and particle size being controlled by controlling the drop volume and drop delivery rate. The dripping process can be supported, for example, by pulsed delivery of the molten polymer substrate, with pulsed delivery through the discharge opening causing individual drops to be separated. The drop volume and the drop delivery speed can be influenced by setting the conveying speed, the frequency of the pulses and the size of the opening cross section of the discharge opening.

Alternativ kann als zweiter Schritt ein kontinuierlich geförderter Polymerstrahl des schmelzflüssigen Polymersubstrats abgeschert werden, um vereinzelte Polymerpartikel zu erzeugen, wobei die Partikelform und Partikelgröße durch eine Kontrolle der Abscherbreite und Abschergeschwindigkeit des Polymerstrahls in Abhängigkeit einer Fördergeschwindigkeit des Polymerstrahls des schmelzflüssigen Polymersubstrats gesteuert werden. Infolge des wiederholten Abscherens des kontinuierlich geförderten Polymerstrahls werden einzelne Polymerpartikel erzeugt. Die Abscherbreite entspricht der Länge eines von dem kontinuierlich geförderten Polymerstrahl abgescherten Polymerpartikels.Alternatively, as a second step, a continuously conveyed polymer jet of the molten polymer substrate can be sheared off to produce isolated polymer particles, the particle shape and particle size being controlled by controlling the shear width and shear rate of the polymer jet depending on a conveying speed of the polymer jet of the molten polymer substrate. As a result of the repeated shearing of the continuously conveyed polymer jet, individual polymer particles are produced. The shear width corresponds to the length of a polymer particle sheared off by the continuously conveyed polymer jet.

Als dritter Schritt ist ein Aufnehmen der vereinzelten Polymerpartikel in einen Behälter vorgesehen, wobei dieser Schritt mit weiteren Verfahrensschritten zur Nachbehandlung der erzeugten Polymerpartikel verbunden sein kann. Während oder nach der Erzeugung der Polymerpartikel wird die Anzahl der bereitgestellten Polymerpartikel überprüft. Die Überprüfung der Polymerpartikelanzahl ist vorgesehen, um einen Polymerpartikelstandard mit einer konkreten Polymerpartikelanzahl zu erhalten.The third step is to collect the isolated polymer particles in a container, whereby this step can be combined with further process steps for the post-treatment of the polymer particles produced. During or after the production of the polymer particles, the number of polymer particles provided is checked. The polymer particle number check is intended to obtain a polymer particle standard with a specific polymer particle number.

Die Überprüfung der Anzahl der bereitgestellten Polymerpartikel kann optisch beziehungsweise mit einer optischen Zähleinrichtung erfolgen. Hierzu kann ein zusätzlicher apparativer Aufbau erforderlich sein, welcher als Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgebildet sein kann. Zur Überprüfung der Anzahl und der Größe kann auch die Verwendung einer Laserbeugungs-Partikelgrößenanalyse vorgesehen sein. Eine einfachere Möglichkeit zur Überprüfung der Anzahl der erhaltenen Polymerpartikel besteht in der Erfassung von Frequenzen von Komponentenbewegungen der erfindunsgemäßen Vorrichtung, welche zur Vereinzelung des schmelzflüssigen Polymersubstrats eingesetzt wird. So kann die Anzahl der Polymerpartikel alternativ oder zusätzlich anhand der Anzahl der durch das Vertropfen oder das Abscheren ausgeführten Vereinzelungen des bereitgestellten schmelzflüssigen Polymersubstrats überprüft werden. Konkret kann die Anzahl der erzeugten Polymerpartikel anhand der ausgeführten Pulse bei einer gepulsten Förderung des Polymersubstrats abgeleitet werden.The number of polymer particles provided can be checked optically or with an optical counting device. For this purpose, an additional apparatus structure may be required, which can be designed as a component of the device according to the invention. The use of laser diffraction particle size analysis can also be used to check the number and size. A simpler way to check the number of polymer particles obtained is to record the frequencies of component movements of the device according to the invention, which are used to separate the molten polymer substrate is set. The number of polymer particles can alternatively or additionally be checked based on the number of separations of the molten polymer substrate provided caused by dripping or shearing. Specifically, the number of polymer particles generated can be derived based on the pulses carried out during pulsed conveying of the polymer substrate.

Das Vertropfen des fließfähigen Polymersubstrats in einzelne Polymerpartikel kann durch Einwirkung von vertikalen mechanischen Schwingungen auf das fließfähige Polymersubstrat in einem Bereich von 10 Hz bis 400 Hz erfolgen. Die Schwingungen können mit einer Fördereinrichtung erzeugt werden, welche einen Filamentvorschub für ein Polymersubstratfilament aufweist. Dabei kommt ein Polymersubstratfilament zum Einsatz, welches im Bereich des Filamentvorschubs fest ist und an einer Austragsöffnung der Düse in der schmelzflüssigen Form vorliegt. Zur Schwingungserzeugung wird das Polymersubstratfilament mittels eines Rollenvorschubs vor- und zurückbewegt. Alternativ können die Schwingungen mit einem Piezoelement erzeugt werden. Die vertikalen mechanischen Schwingungen bewirken einen Ausstoß definierter Volumina des schmelzflüssigen Polymersubstrats an der Austragsöffnung der Düse. Infolge eines Schwingungsimpulses reißt ein Tropfen ab, welcher ein Polymerpartikel bildet. Somit kann die Anzahl der erzeugten Polymerpartikel anhand der Anzahl an vollständig durchgeführten Schwingungen gemäß einer Vorgabe überprüft werden. Anhand der Anzahl der auszuführenden Schwingungen kann die Anzahl der für den Polymerpartikelstandard zu erzeugenden Polymerpartikel vorgegeben werden. Dabei kann angenommen werden, dass eine ausgeführte Schwingung einem erzeugten Polymerpartikel entspricht.The flowable polymer substrate can be dripped into individual polymer particles by subjecting the flowable polymer substrate to vertical mechanical vibrations in a range from 10 Hz to 400 Hz. The vibrations can be generated with a conveyor device which has a filament feed for a polymer substrate filament. A polymer substrate filament is used, which is solid in the area of the filament feed and is in the molten form at a discharge opening of the nozzle. To generate vibrations, the polymer substrate filament is moved back and forth using a roller feed. Alternatively, the vibrations can be generated with a piezo element. The vertical mechanical vibrations cause defined volumes of the molten polymer substrate to be ejected from the discharge opening of the nozzle. As a result of a vibration pulse, a drop breaks off and forms a polymer particle. The number of polymer particles produced can therefore be checked based on the number of complete oscillations according to a specification. The number of polymer particles to be produced for the polymer particle standard can be specified based on the number of oscillations to be carried out. It can be assumed that an executed vibration corresponds to a generated polymer particle.

Die Anzahl der pro Schwingung ausgetragenen Tropfen kann durch die Verwendung von Düsen mit mehr als einer Austragsöffnung beeinflusst werden. Pro Schwingung können somit mehrere Tropfen und somit mehrere Polymerpartikel erzeugt werden. Vorteilhaft erfolgt die gleichzeitige Herstellung einer konkreten Anzahl von Polymerpartikeln unter identischen Verfahrensbedingungen, so dass die erzeugten Polymerpartikel eine im Wesentlichen gleiche Form und Größe aufweisen. Die Partikelgröße und die Partikelform werden durch die Kontrolle des Tropfenvolumens und der Tropfenabgabegeschwindigkeit gesteuert. Das Tropfenvolumen ist durch den Öffnungsquerschnitt der Austragsöffnung und den Schwingungshub der vertikalen mechanischen Schwingungen der Düse einstellbar. Die die Partikelform beeinflussende Tropfenabgabegeschwindigkeit kann durch die Schwingungsgeschwindigkeit beeinflusst werden.The number of drops discharged per oscillation can be influenced by using nozzles with more than one discharge opening. This means that several drops and therefore several polymer particles can be produced per vibration. Advantageously, the simultaneous production of a specific number of polymer particles takes place under identical process conditions, so that the polymer particles produced have a substantially identical shape and size. The particle size and particle shape are controlled by controlling the drop volume and drop delivery rate. The drop volume can be adjusted by the opening cross section of the discharge opening and the vibration stroke of the vertical mechanical vibrations of the nozzle. The droplet release speed, which influences the particle shape, can be influenced by the vibration speed.

Wichtig ist, dass zur Bereitstellung von im Wesentlichen gleichen Polymerpartikeln eines Polymerpartikelstandards gleichbleibende Verfahrensbedingungen gelten.It is important that consistent process conditions apply to provide essentially the same polymer particles of a polymer particle standard.

Zur Vereinzelung des Polymersubstrats kann alternativ ein Abscheren eines Polymerstrahls des schmelzflüssigen Polymersubstrats vorgesehen sein. Dabei wird der Polymerstrahl infolge einer kontinuierlichen Förderung des schmelzflüssigen Polymersubstrats durch die Austragsöffnung der Düse erzeugt. Zum Abscheren von einzelnen Partikeln kann eine Rakel über die Austragsöffnung der Düse geführt werden. Die Rakel wird vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit in Abhängigkeit von einer Fördergeschwindigkeit des Polymerstrahls über die Austragsöffnung bewegt, wobei die Partikelform und die Partikelgröße in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit des Rakels und der Fördergeschwindigkeit des Polymerstrahls beeinflusst werden kann. To separate the polymer substrate, a polymer jet of the molten polymer substrate can alternatively be sheared off. The polymer jet is generated as a result of the molten polymer substrate being continuously conveyed through the discharge opening of the nozzle. To shear off individual particles, a squeegee can be guided over the discharge opening of the nozzle. The doctor blade is preferably moved over the discharge opening at a speed depending on a conveying speed of the polymer jet, whereby the particle shape and particle size can be influenced depending on the movement speed of the doctor blade and the conveying speed of the polymer jet.

Dabei kann die Anzahl der Polymerpartikel anhand der Anzahl der ausgeführten Rakelbewegungen vorgegeben und überprüft werden, um eine konkrete Partikelanzahl an Polymerpartikeln für den Polymerpartikelstandard zu erhalten.The number of polymer particles can be specified and checked based on the number of doctor movements carried out in order to obtain a specific number of polymer particles for the polymer particle standard.

Alternativ kann die Abscherung des Polymerstrahls des schmelzflüssigen Polymersubstrats mit einem gepulsten Gasstoß aus einer Gasdüse erfolgen. Eine solche Gasdüse kann an der Austragsöffnung der Düse angeordnet sein, um einen Gasstoß möglichst quer auf den Polymerstrahl zu richten. Der gezielte Gasstoß führt zu einer Unterbrechung des Polymerstrahls, so dass einzelne Polymerpartikel gebildet werden. Dabei kann die Anzahl der Polymerpartikel anhand der Anzahl der Gasstöße überprüft oder eingestellt werden, um eine konkrete Partikelanzahl an Polymerpartikeln für den Polymerpartikelstandard zu erhalten.Alternatively, the polymer jet of the molten polymer substrate can be sheared using a pulsed gas blast from a gas nozzle. Such a gas nozzle can be arranged at the discharge opening of the nozzle in order to direct a gas blast as transversely as possible onto the polymer jet. The targeted gas blast leads to an interruption of the polymer jet so that individual polymer particles are formed. The number of polymer particles can be checked or adjusted based on the number of gas bursts in order to obtain a specific number of polymer particles for the polymer particle standard.

Die Bereitstellung des schmelzflüssigen und damit fließfähigen Polymersubstrats kann durch Erwärmung des Polymersubstrats allein oder in Verbindung mit einer Druckkrafteinwirkung erfolgen. Es kann daher vorgesehen sein, dass das Polymersubstrat, aus welchem die Polymerpartikel des Polymerpartikelstandards bereitgestellt werden, erwärmt wird und zusätzlich einer Druckkraft ausgesetzt wird, wobei der erhöhte Druck eine Schmelzverflüssigung des Polymersubstrats begünstigt. Es kann ferner vorgesehen werden, dass das Polymersubstrat zur Bereitstellung des schmelzflüssigen Zustandes des Polymersubstrats ausschließlich einer Druckkraft ausgesetzt wird, ohne dass eine Temperierung erforderlich ist. Beispielsweise kann vorgesehen werden, dass das Polymersubstrat extrudiert wird, um das Polymersubstrat in die schmelzflüssige Form zu überführen.The molten and therefore flowable polymer substrate can be provided by heating the polymer substrate alone or in conjunction with the action of a compressive force. It can therefore be provided that the polymer substrate from which the polymer particles of the polymer particle standard are provided is heated and additionally exposed to a compressive force, the increased pressure promoting melt liquefaction of the polymer substrate. It can further be provided that the polymer substrate is exposed exclusively to a compressive force in order to provide the molten state of the polymer substrate, without temperature control being required. For example, it can be provided that the polymer substrate is extruded in order to convert the polymer substrate into the molten form.

Die Polymerpartikel des Polymerpartikelstandards können aus einem Polymersubstrat, ausgewählt aus einer Gruppe enthaltend Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS), Polycaprolacton (PCL), Polylactide (PLA), Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS), Acrylnitril-Styrol-Acrylat-Copolymer (ASA), Thermoplastisches Polyurethan (TPU), hergestellt werden. Das Polymersubstrat, welches als Grundlage für die Herstellung der Polymerpartikel des Polymerpartikelstandards dient, kann auch aus einer Mischung der aufgezählten Polymere bestehen. Für die Herstellung des Polymerpartikelstandards können Polymersubstrate mit unterschiedlichen Zusammensetzungen von konkreten Anteilen von Polymeren bereitgestellt werden.The polymer particles of the polymer particle standard can be made from a polymer substrate selected from a group containing polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), polylactide (PLA), acrylonitrile-butadiene-styrene Copolymer (ABS), Acrylonitrile-Styrene-Acrylate Copolymer (ASA), Thermoplastic Polyurethane (TPU). The polymer substrate, which serves as the basis for the production of the polymer particles of the polymer particle standard, can also consist of a mixture of the polymers listed. For the production of the polymer particle standard, polymer substrates with different compositions of specific proportions of polymers can be provided.

Die Polymerpartikelstandards werden mit Polymerpartikeln hergestellt, welche im Wesentlichen gleiche Durchmesser aufweisen. Ein Durchmesser der erzeugten Polymerpartikel kann zwischen 0,02 mm und 2,0 mm eingestellt werden. Als Mikropolymerpartikel werden im Sinne der Erfindung Polymerpartikel mit einem Durchmesser kleiner als 1 mm verstanden.The polymer particle standards are produced with polymer particles that have essentially the same diameter. A diameter of the polymer particles produced can be set between 0.02 mm and 2.0 mm. For the purposes of the invention, micropolymer particles are polymer particles with a diameter smaller than 1 mm.

Bei der Herstellung der Polymerpartikelstandards kann vorgesehen werden, dass die erzeugten Polymerpartikel nach dem Vertropfen oder Abscheren unmittelbar temperiert, beispielsweise gekühlt werden. Vorzugsweise erfolgt eine Temperierung der erzeugten Polymerpartikel unterhalb der Glasübergangstemperatur des verwendeten Polymersubstrats beziehungsweise der als Polymersubstrat verwendeten Polymerspezies oder Polymerspezieszusammensetzung. Dabei kann vorgesehen werden, dass die erhaltenen Polymerpartikel bei einer Temperatur kleiner -18 °C vorzugsweise bei einer Temperatur kleiner als -50 °C temperiert werden, um die gebildete Form infolge der Erstarrung der erzeugten Polymerpartikel zu fixieren.When producing the polymer particle standards, it can be provided that the polymer particles produced are tempered, for example cooled, immediately after dripping or shearing. The polymer particles produced are preferably tempered below the glass transition temperature of the polymer substrate used or of the polymer species or polymer species composition used as the polymer substrate. It can be provided that the polymer particles obtained are tempered at a temperature of less than -18 ° C, preferably at a temperature of less than -50 ° C, in order to fix the shape formed as a result of the solidification of the polymer particles produced.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die erzeugten Polymerpartikel nach dem Vertropfen oder Abscheren unmittelbar einer Wärmebehandlung unterzogen werden. Dies kann vorgesehen sein, um die Formgebung der gebildeten Polymerpartikel zu beeinflussen.Furthermore, it can be provided that the polymer particles produced are subjected to a heat treatment immediately after dripping or shearing. This can be intended to influence the shape of the polymer particles formed.

Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die erhaltenen Polymerpartikel nach dem Vertropfen oder Abscheren entlang einer vorgegebenen Fallstrecke in den Behälter fallen. Die Falldauer entlang der Fallstrecke kann zur Abkühlung und Beeinflussung der Form der erzeugten Polymerpartikel dienen. Entlang der Fallstrecke kann die zuvor erwähnte Temperierung vorgesehen sein. So kann ein Teil der Fallstrecke zum Erwärmen der erzeugten Polymerpartikel oder zum Halten einer vorgegebenen Temperatur der erzeugten Polymerpartikel vorgesehen sein. Beispielsweise kann diese Temperatur im Bereich einer Schmelztemperatur des eingesetzten Polymersubstrats liegen. Ein weiterer Teil der Fallstrecke kann zum Kühlen der erzeugten Polymerpartikel unterhalb der Glasumwandlungstemperatur des eingesetzten Polymersubstrats vorgesehen sein. Entlang der Fallstrecke können daher Temperierungszonen vorgesehen sein, entlang welchen die fallenden, erzeugten Polymerpartikel einem Temperaturgradienten ausgesetzt sind. Als obere Grenztemperatur eines Temperaturgradienten kann eine Schmelztemperatur des eingesetzten Polymersubstrats eingestellt werden, wobei die untere Grenztemperatur des Temperaturgradienten einer Glasübergangstemperatur des eingesetzten Polymersubstrats entspricht. Die thermische Behandlung der erzeugten Polymerpartikel entlang der Fallstrecke kann zur Beeinflussung der Form oder der Formgebung der erzeugten Polymerpartikel eingesetzt werden.Furthermore, it can be provided that the polymer particles obtained fall into the container along a predetermined falling distance after dripping or shearing. The duration of the fall along the fall distance can serve to cool and influence the shape of the polymer particles produced. The previously mentioned temperature control can be provided along the fall distance. A part of the falling distance can be provided for heating the polymer particles produced or for maintaining a predetermined temperature of the polymer particles produced. For example, this temperature can be in the range of a melting temperature of the polymer substrate used. A further part of the falling distance can be provided for cooling the polymer particles produced below the glass transition temperature of the polymer substrate used. Temperature control zones can therefore be provided along the falling path, along which the falling, produced polymer particles are exposed to a temperature gradient. A melting temperature of the polymer substrate used can be set as the upper limit temperature of a temperature gradient, with the lower limit temperature of the temperature gradient corresponding to a glass transition temperature of the polymer substrate used. The thermal treatment of the polymer particles produced along the fall distance can be used to influence the shape or shaping of the polymer particles produced.

Die erhaltenen erzeugten Polymerpartikel können in eine Flüssigkeit aufgenommen werden, welche sich in dem Behälter befindet. Die Flüssigkeit kann temperiert sein.The resulting polymer particles obtained can be absorbed into a liquid which is located in the container. The liquid can be tempered.

Die Form der erzeugten Polymerpartikel kann sphärisch, tropfenförmig, kubisch oder zylindrisch sein. Auch unregelmäßige Formen der Polymerpartikel können Bestandteil des Polymerpartikelstandards sein, wenn diese so hergestellt werden. Die Form der Polymerpartikel kann zusätzlich zu den bereits genannten Einflussgrößen Frequenz bei der Vertropfung und Fördergeschwindigkeit des Polymerstrahls bei der Abscherung sowie Abschergeschwindigkeit oder Gasstoßgeschwindigkeit zum Abscheren, durch die Form der Querschnittsfläche der Austrittsöffnung der Düse beeinflusst werden.The shape of the polymer particles produced can be spherical, teardrop-shaped, cubic or cylindrical. Irregular shapes of the polymer particles can also be part of the polymer particle standard if they are produced in this way. The shape of the polymer particles can be influenced by the shape of the cross-sectional area of the outlet opening of the nozzle in addition to the influencing variables already mentioned: frequency during dripping and conveying speed of the polymer jet during shearing as well as shearing speed or gas blast speed for shearing.

Verwendung einer vorgegebenen Anzahl von aus einem Polymersubstrat nach dem vorstehenden Verfahren hergestellten Polymerpartikeln als Polymerpartikelstandard für Polymerpartikelanalyseverfahren. Insbesondere ist eine Verwendung solcher Polymerpartikelstandards in der Polymerpartikelanalytik von Umweltproben vorgesehen. Eine Verwendung von aus einer vorgegebenen Anzahl Polymerpartikel bereitgestellte Polymerpartikelstandards kann ferner vorgesehen sein in der Durchflusszytometrie, Raman-Spektroskopie, Raman-Mikroskopie, Laserbeugungs-Partikelgrößenanalyse, FT-IR, DSC, Pyrolyse-GC/MS oder Thermal-Extraction-Desorption-GC/MS (TED-GC/MS).Use of a predetermined number of polymer particles produced from a polymer substrate according to the above method as a polymer particle standard for polymer particle analysis methods. In particular, such polymer particle standards are intended to be used in polymer particle analysis of environmental samples. A use of polymer particle standards provided from a predetermined number of polymer particles can also be envisaged in flow cytometry, Raman spectroscopy, Raman microscopy, laser diffraction particle size analysis, FT-IR, DSC, pyrolysis-GC/MS or thermal extraction-desorption-GC/ MS (TED-GC/MS).

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

1: eine schematische Schnittdarstellung einer Ausgestaltung einer Leitungseinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2: eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung einer Leitungseinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
3: die in 1 gezeigte Leitungseinheit mit einem Einzelrakel einer Aufnahmekomponente,
4: die in 1 gezeigte Leitungseinheit mit einem Mehrfachrakel einer Aufnahmekomponente,
5: die mit 1 gezeigte Leitungseinheit mit einem Mehrfachrakel einer Aufnahmekomponente in einer alternativen Ausgestaltung,
6: die in 1 gezeigte Leitungseinheit mit einer Gasdüse einer Aufnahmekomponente und
7: die in 1 gezeigte Leitungseinheit mit einer rotierbaren Walze einer Aufnahmekomponente.

Further details, features and advantages of embodiments of the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the associated drawings. Show it:

1 : a schematic sectional view of an embodiment of a line unit of the device according to the invention,
2 : a schematic sectional view of a further embodiment of a line unit of the device according to the invention,
3 : in the 1 Line unit shown with a single squeegee of a receiving component,
4 : in the 1 Line unit shown with a multiple squeegee of a receiving component,
5 : with 1 Line unit shown with a multiple squeegee of a receiving component in an alternative embodiment,
6 : in the 1 Line unit shown with a gas nozzle of a receiving component and
7 : in the 1 Line unit shown with a rotatable roller of a receiving component.

Die 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Ausgestaltung einer Leitungseinheit 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The 1 shows a schematic sectional view of an embodiment of a line unit 1 of the device according to the invention.

Die Leitungseinheit 1 ist Teil einer in der 1 nicht dargestellten Bereitstellungskomponente, welche neben der Leitungseinheit 1 noch Mittel zur Bevorratung und zum Transport eines Polymersubstrats aufweist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Leitungseinheit 1 einen rohrförmigen Abschnitt und einen sich in Richtung einer Austragsöffnung 2 verjüngenden düsenförmigen Abschnitt auf. Die Austragsöffnung 2, welche an einer Düsenöffnungsseite 3 ausgebildet ist, weist einen Durchmesser im Bereich zwischen 0,02 mm bis 0,2 mm auf. Die Düsenöffnungsseite 3 weist eine ebene Oberfläche auf, in welcher die Austragsöffnung ausgebildet ist.The line unit 1 is part of one in the 1 Provision component, not shown, which, in addition to the line unit 1, also has means for storing and transporting a polymer substrate. In the exemplary embodiment shown, the line unit 1 has a tubular section and a nozzle-shaped section which tapers in the direction of a discharge opening 2. The discharge opening 2, which is formed on a nozzle opening side 3, has a diameter in the range between 0.02 mm and 0.2 mm. The nozzle opening side 3 has a flat surface in which the discharge opening is formed.

Die Leitungseinheit 1 weist mehrere erste Kanäle 5 auf, welche im Wandmaterial der Leitungseinheit 1 umlaufend ausgebildet sind. Die ersten Kanäle 5 sind Bestandteil einer fluidführenden Temperiereinheit (nicht gezeigt). Die ersten Kanäle 5 sind mit einer von der Temperiereinheit bereitgestellten, erwärmten Flüssigkeit durchströmbar und bilden eine Heizzone 4 am düsenförmigen Abschnitt der Leitungseinheit 1. Die Heizzone 4 ist vorgesehen, um ein in diesem Bereich der Leitungseinheit 1 befindliches Polymersubstrat 8 so zu erwärmen, dass es geschmolzen wird und in dieser schmelzflüssigen Form über die Austragsöffnung 2 ausgegeben werden kann.The line unit 1 has a plurality of first channels 5, which are formed circumferentially in the wall material of the line unit 1. The first channels 5 are part of a fluid-carrying temperature control unit (not shown). A heated liquid provided by the temperature control unit can flow through the first channels 5 and form a heating zone 4 on the nozzle-shaped section of the line unit 1. The heating zone 4 is provided in order to heat a polymer substrate 8 located in this area of the line unit 1 in such a way that it is melted and can be dispensed in this molten form via the discharge opening 2.

Weiterhin weist die Leitungseinheit 1 mehrere im Wandmaterial umlaufend ausgebildete zweite Kanäle 7 auf, welche einer Kühlzone 6 zugeordnet sind. Die Kühlzone 6 erstreckt sich entlang des rohrförmigen Abschnitts der Leitungseinheit 1. Die zweiten Kanäle 7 sind ebenfalls Bestandteil der fluidführenden Temperiereinheit. Die zweiten Kanäle 7 sind von einem Kühlmittel durchströmbar, welches von der Temperiereinheit mit der gewünschten Temperatur bereitgestellt wird, um die Leitungseinheit 1 im Bereich der Kühlzone 6 zu kühlen. Dies kann erforderlich sein, um ein in diesem Bereich in der Leitungseinheit 1 befindliches Polymersubstrat 8 zu kühlen. Das Kühlen verhindert eine Verflüssigung des Polymersubstrats 8, so dass es im festen Zustand verbleibt, auch wenn der Druck in Richtung der Austragsöffnung 2 erhöht wird. Die Kanäle 5 und 7 können so ausgebildet sein, dass entlang der Leitungseinheit 1 in Richtung der Austragsöffnung 2 ein Temperaturgradient erzeugt wird.Furthermore, the line unit 1 has a plurality of second channels 7 formed all around in the wall material, which are assigned to a cooling zone 6. The cooling zone 6 extends along the tubular section of the line unit 1. The second channels 7 are also part of the fluid-carrying temperature control unit. A coolant can flow through the second channels 7, which is provided by the temperature control unit at the desired temperature in order to cool the line unit 1 in the area of the cooling zone 6. This may be necessary in order to cool a polymer substrate 8 located in the line unit 1 in this area. The cooling prevents the polymer substrate 8 from liquefying, so that it remains in the solid state even if the pressure towards the discharge opening 2 is increased. The channels 5 and 7 can be designed in such a way that a temperature gradient is generated along the line unit 1 in the direction of the discharge opening 2.

Der Innendurchmesser der Leitungseinheit 1 im Bereich der Kühlzone 6 entspricht dem Außendurchmesser eines in Vorschubrichtung 9 zugeführten Polymersubstrats 8 oder der Innendurchmesser der Leitungseinheit 1 ist minimal größer als der Außendurchmesser des Polymersubstrats 8, insbesondere unter Beachtung einer zu erwartenden Wärmeausdehnung des noch nicht geschmolzenen Polymersubstrats 8. Im gezeigten Beispiel wird das Polymersubstrat 8 in Form eines festen Polymersubstratfilaments eingesetzt. Dieses Filament, welches als Rohmaterial für die Herstellung von Polymerpartikeln dient, kann mit einem Filamentvorschub einer nicht dargestellten Fördereinheit in die Leitungseinheit 1 zugeführt werden. Gegenüber der Innenwandung der Leitungseinheit 1 hat das Polymersubstratfilament 8 eine selbstabdichtende Wirkung. Im festen Zustand dient das Polymersubstratfilament 8 als Kolben, welcher mit einer nicht dargestellten Fördereinheit in Richtung der Austragsöffnung 2 bewegbar ist. Die Vorschubrichtung ist mit dem Pfeil 9 gekennzeichnet. Der dabei ausgeübte Druck wirkt auf das in der Heizzone 4 schmelzverflüssigte Polymersubstrat 8, so dass das schmelzverflüssigte Polymersubstrat 8 durch die Austragsöffnung 2 austreten kann. Durch einen kontinuierlichen Vorschub des Polymersubstratfilaments 8 kann ein kontinuierlicher Polymersubstratstrahl erzeugt werden, welcher über die Austragsöffnung 2 austragbar ist.The inside diameter of the line unit 1 in the area of the cooling zone 6 corresponds to the outside diameter of a polymer substrate 8 fed in the feed direction 9 or the inside diameter of the line unit 1 is minimally larger than the outside diameter of the polymer substrate 8, in particular taking into account the expected thermal expansion of the not yet melted polymer substrate 8. In the example shown, the polymer substrate 8 is used in the form of a solid polymer substrate filament. This filament, which serves as a raw material for the production of polymer particles, can be fed into the line unit 1 using a filament feed of a conveyor unit (not shown). The polymer substrate filament 8 has a self-sealing effect compared to the inner wall of the line unit 1. In the solid state, the polymer substrate filament 8 serves as a piston, which can be moved in the direction of the discharge opening 2 with a conveyor unit (not shown). The feed direction is marked with arrow 9. The pressure exerted thereby acts on the polymer substrate 8 melt-liquefied in the heating zone 4, so that the melt-liquefied polymer substrate 8 can exit through the discharge opening 2. By continuously advancing the polymer substrate filament 8, a continuous polymer substrate jet can be generated, which can be discharged via the discharge opening 2.

Die 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung einer Leitungseinheit 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung.The 2 shows a schematic sectional view of a further embodiment of a line unit 1 of the device according to the invention.

Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Leitungseinheit 1, weist die in 2 gezeigte Leitungseinheit 1 mehrere in der Ebene der Düsenöffnungsseite 3 ausgebildete Austragsöffnungen 2 auf. Die Austragsöffnungen 2 können in einer Reihe oder in einer Matrix angeordnet sein. Es ist anzumerken, dass die Figuren rein schematisch und nicht maßstabsgerecht sind. Die Anzahl der Austragsöffnungen 2 kann in Abhängigkeit der Dimensionierung der Leitungseinheit 1 variieren. Im Sinne der Erfindung ist eine große Anzahl an Austragsöffnungen 2 bevorzugt, um eine hohe Polymerpartikelanzahl zu erhalten.In contrast to that in 1 Line unit 1 shown has the in 2 Line unit 1 shown has several discharge openings 2 formed in the plane of the nozzle opening side 3. The discharge openings 2 can be arranged in a row or in a matrix. It should be noted that the figures are purely schematic and not measured are appropriate to the staff. The number of discharge openings 2 can vary depending on the dimensions of the line unit 1. For the purposes of the invention, a large number of discharge openings 2 is preferred in order to obtain a high number of polymer particles.

Die Leitungseinheit 1 weist mehrere erste Kanäle 5 auf, welche umlaufend im Wandmaterial der Leitungseinheit 1 ausgebildet sind. Dabei sind die ersten Kanäle 5 der Heizzone 4 zugeordnet, welche sich im düsenförmigen Abschnitt der Leitungseinheit 1 befindet. Die ersten Kanäle 5 sind mit einem von der Temperiereinheit bereitgestellten Fluid durchströmbar, um diesen Bereich in der Leitungseinheit 1 zu erwärmen und dort befindliches Polymersubstrat 8 durch einen Wärmeeintrag zu schmelzen beziehungsweise zu verflüssigen.The line unit 1 has a plurality of first channels 5, which are formed all around in the wall material of the line unit 1. The first channels 5 are assigned to the heating zone 4, which is located in the nozzle-shaped section of the line unit 1. A fluid provided by the temperature control unit can flow through the first channels 5 in order to heat this area in the line unit 1 and to melt or liquefy the polymer substrate 8 located there by applying heat.

Weiterhin weist die Leitungseinheit 1 mehrere im Wandmaterial umlaufend ausgebildete zweite Kanäle 7 auf, welche einer Kühlzone 6 zugeordnet sind. Die Kühlzone 6 erstreckt sich entlang des rohrförmigen Abschnitts der Leitungseinheit 1. Die zweiten Kanäle 7 sind ebenfalls Bestandteil einer fluidführenden Temperiereinheit. Die zweiten Kanäle 7 sind von einem Kühlmittel durchströmbar, welches von der Temperiereinheit mit der gewünschten Temperatur bereitgestellt wird, um die Leitungseinheit 1 im Bereich der Kühlzone 6 zu kühlen.Furthermore, the line unit 1 has a plurality of second channels 7 formed all around in the wall material, which are assigned to a cooling zone 6. The cooling zone 6 extends along the tubular section of the line unit 1. The second channels 7 are also part of a fluid-carrying temperature control unit. A coolant can flow through the second channels 7, which is provided by the temperature control unit at the desired temperature in order to cool the line unit 1 in the area of the cooling zone 6.

Auch in der Ausgestaltung der 2 dichtet das Polymersubstrat 8 im Bereich der Kühlzone 6 zur Innenwandung der Leitungseinheit 1 ab und kann von der Fördereinheit als Kolben innerhalb der Leitungseinheit 1 genutzt werden. Der Kolben drückt auf das in der Heizzone 4 verflüssigte Polymersubstrat 8, wodurch das schmelzverflüssigte Polymersubstrat 8 durch die Austragsöffnungen 2 der Leitungseinheit 1 aus der Leitungseinheit 1 in einer Vorschubrichtung 9 herausgedrückt wird. Derart können mehrere parallele Polymerströme an den Austragsöffnungen 2 der Leitungseinheit 1 erzeugt werden. Mit dieser mehrere Austragsöffnungen 2 aufweisenden Mehrfachdüse kann ein Rakel oder eine Klinge genutzt werden, um die durch die Austragsöffnungen 2 austretenden Polymerströme in einzelne Polymerpartikel zu teilen. Weiter alternativ kann vorgesehen sein, dass ein Luftstrom die durch die Austragsöffnungen 2 austretenden Polymerströme in einzelne Polymerpartikel teilt.Also in the design of the 2 The polymer substrate 8 seals in the area of the cooling zone 6 to the inner wall of the line unit 1 and can be used by the delivery unit as a piston within the line unit 1. The piston presses on the polymer substrate 8 liquefied in the heating zone 4, whereby the melt-liquefied polymer substrate 8 is pressed out of the line unit 1 in a feed direction 9 through the discharge openings 2 of the line unit 1. In this way, several parallel polymer streams can be generated at the discharge openings 2 of the line unit 1. With this multiple nozzle having several discharge openings 2, a doctor blade or a blade can be used to divide the polymer streams emerging through the discharge openings 2 into individual polymer particles. As a further alternative, it can be provided that an air stream divides the polymer streams emerging through the discharge openings 2 into individual polymer particles.

Die 3 zeigt die in 1 gezeigte Leitungseinheit 1 mit einem Einzelrakel 10 einer Aufnahmekomponente.The 3 shows the in 1 Line unit 1 shown with a single doctor blade 10 of a receiving component.

Die in der 3 dargestellte Leitungseinheit 1 entspricht der in 1 gezeigten Leitungseinheit 1, weshalb auf eine wiederholende Beschreibung der einzelnen Komponenten verzichtet und auf die Beschreibung zur 1 verwiesen wird.The ones in the 3 Line unit 1 shown corresponds to that in 1 Line unit 1 shown, which is why a repeated description of the individual components is omitted and the description is given 1 is referred.

An der Düsenöffnungsseite 3 der Leitungseinheit 1 ist ein zu einer Aufnahmekomponente zugehöriger Einzelrakel 10 dargestellt. Dieser Einzelrakel 10 ist über die Ebene der Düsenöffnungsseite 3 der Leitungseinheit 1 in den mit dem Doppelpfeil dargestellten Bewegungsrichtungen 11 bewegbar. Infolge der Hin- und Her-Bewegung des Einzelrakels 10 ist ein über die Austragsöffnung 2 der Leitungseinheit 1 ausgegebener Polymersubstratstrahl in einzelne Polymerpartikel trennbar. Der Einzelrakel 10 bewirkt eine Abscherung von Polymerpartikeln an der Austragsöffnung 2.An individual doctor blade 10 associated with a receiving component is shown on the nozzle opening side 3 of the line unit 1. This individual doctor blade 10 can be moved over the plane of the nozzle opening side 3 of the line unit 1 in the directions of movement 11 shown by the double arrow. As a result of the back and forth movement of the individual doctor blade 10, a polymer substrate jet emitted via the discharge opening 2 of the line unit 1 can be separated into individual polymer particles. The individual doctor blade 10 causes polymer particles to be sheared off at the discharge opening 2.

Die so hergestellten Polymerpartikel sind in einem nicht dargestellten Sammelbehälter aufnehmbar. Es solcher Sammelbehälter ist Bestandteil der Aufnahmekomponente.The polymer particles produced in this way can be collected in a collecting container, not shown. Such a collection container is part of the receiving component.

Nicht dargestellt ist eine Steuerkomponente, mit welcher die Bewegungsgeschwindigkeit des Einzelrakels 10 in Abhängigkeit des Fördervolumens des Polymersubstrats 8 als Polymersubstratstrahl durch die Austragsöffnung 2 steuerbar ist.Not shown is a control component with which the speed of movement of the individual doctor blade 10 can be controlled as a polymer substrate jet through the discharge opening 2 depending on the delivery volume of the polymer substrate 8.

Der Einzelrakel 10 ist ebenfalls in Kombination mit der in 2 dargestellten Ausgestaltung der Leitungseinheit 1 einsetzbar.The single squeegee 10 is also in combination with the in 2 illustrated embodiment of the line unit 1 can be used.

Die 4 zeigt die in 1 gezeigte Leitungseinheit 1 mit einem Mehrfachrakel 12 einer Aufnahmekomponente.The 4 shows the in 1 Line unit 1 shown with a multiple squeegee 12 of a receiving component.

Die in der 4 dargestellte Leitungseinheit 1 entspricht ebenfalls der in 1 gezeigten Leitungseinheit 1, weshalb auf eine wiederholende Beschreibung der einzelnen Komponenten verzichtet und auf die Beschreibung zur 1 verwiesen wird.The ones in the 4 Line unit 1 shown also corresponds to that in 1 Line unit 1 shown, which is why a repeated description of the individual components is omitted and the description is given 1 is referred.

An der Düsenöffnungsseite 3 der Leitungseinheit 1 ist ein zu einer Aufnahmekomponente zugehöriger Mehrfachrakel 12 dargestellt. Dieser Mehrfachrakel 12 umfasst vier in der Bewegungsrichtung 11 rotierende Rakel 12.1, welche gleichmäßig an einer rotierenden Rakel-Welle angeordnet sind.A multiple doctor blade 12 associated with a receiving component is shown on the nozzle opening side 3 of the line unit 1. This multiple squeegee 12 comprises four squeegees 12.1 rotating in the direction of movement 11, which are arranged uniformly on a rotating squeegee shaft.

Infolge der Rotation des Mehrfachrakels 12 streifen die einzelnen Rakel 12.1 über die Düsenöffnungsseite 3 der Leitungseinheit 1, wodurch ein über die Austragsöffnung 2 ausgegebener Polymersubstratstrahl in einzelne Polymerpartikel geteilt wird. Bei Bedarf kann der Mehrfachrakel 12 axial oder radial bewegt werden, um beispielsweise einen definierten Abstand zur Düsenöffnungsseite 3 der Leitungseinheit 1 beziehungsweise zur Austragsöffnung 2 einzuhalten.As a result of the rotation of the multiple doctor blade 12, the individual doctor blades 12.1 graze over the nozzle opening side 3 of the line unit 1, whereby a polymer substrate jet emitted via the discharge opening 2 is divided into individual polymer particles. If necessary, the multiple doctor blade 12 can be moved axially or radially, for example to maintain a defined distance from the nozzle opening side 3 of the line unit 1 or from the discharge opening 2.

Die hergestellten Polymerpartikel können in der Aufnahmekomponente in einem nicht dargestellten Sammelbehälter aufgenommen werden. Die Polymerpartikel, die Aufnahmekomponente sowie der Sammelbehälter sind in der 4 nicht dargestellt.The polymer particles produced can be received in the receiving component in a collecting container, not shown. The polymer particles, the receiving component and the collecting container are in the 4 not shown.

Die in der 4 dargestellte Leitungseinheit 1 kann mit ihrer Längsachse horizontal ausgerichtet sein. Derart werden die Polymerpartikel beispielsweise von dem sich von oben nach unten über die Düsenöffnungsseite 3 bewegenden Rakeln 12.1 getrennt und in einem unterhalb angeordneten Sammelbehälter der Aufnahmekomponente aufgenommen. In einer alternativen Ausführung weist die Aufnahmekomponente ein nicht dargestelltes Flüssigkeitsbad auf, in welches die gebildeten Mikropolymerpartikel hineinfallen können.The ones in the 4 Line unit 1 shown can be aligned horizontally with its longitudinal axis. In this way, the polymer particles are separated, for example, by the doctor blades 12.1, which move from top to bottom over the nozzle opening side 3, and are picked up in a collecting container of the receiving component arranged below. In an alternative embodiment, the receiving component has a liquid bath, not shown, into which the micropolymer particles formed can fall.

Optional kann ein Abstreifer 13 angeordnet sein, welcher die von den Rakeln 12.1 vereinzelten Mikropolymerpartikel, welche noch an den Rakeln 12.1 haften, abstreift und in einen Sammelbehälter überführt.Optionally, a scraper 13 can be arranged, which wipes off the micropolymer particles separated by the squeegees 12.1 and which still adhere to the squeegees 12.1 and transfers them to a collecting container.

Nicht dargestellt ist eine Steuerkomponente, mit welcher die Rotationsgeschwindigkeit des Mehrfachrakels 12 in Abhängigkeit des Fördervolumens des Polymersubstrats 8 durch die Austragsöffnung 2 steuerbar ist.Not shown is a control component with which the rotation speed of the multiple doctor blade 12 can be controlled depending on the delivery volume of the polymer substrate 8 through the discharge opening 2.

Der Mehrfachrakel 12 ist ebenfalls in Kombination mit der in 2 dargestellten Ausgestaltung der Leitungseinheit 1 einsetzbar.The multiple squeegee 12 is also in combination with the in 2 illustrated embodiment of the line unit 1 can be used.

Die 5 zeigt die in 1 gezeigte Leitungseinheit 1 mit einem Mehrfachrakel 12 einer Aufnahmekomponente in einer alternativen Ausgestaltung.The 5 shows the in 1 Line unit 1 shown with a multiple doctor blade 12 of a receiving component in an alternative embodiment.

Die in der 5 dargestellte Leitungseinheit 1 entspricht der in 1 gezeigten Leitungseinheit 1, weshalb auf eine wiederholende Beschreibung der einzelnen Komponenten verzichtet und auf die Beschreibung zur 1 verwiesen wird.The ones in the 5 Line unit 1 shown corresponds to that in 1 Line unit 1 shown, which is why a repeated description of the individual components is omitted and the description is given 1 is referred.

Der Düsenöffnungsseite 3 der Leitungseinheit 1 ist ein zu einer Aufnahmekomponente zugehöriger Mehrfachrakel 12 zugeordnet. Dieser Mehrfachrakel 12 umfasst beispielsweise zwei in der Bewegungsrichtung 11 horizontal rotierende Rakel 12.2. Die Rotorachse des Mehrfachrakels 12 ist parallel zur Längsachse der Leitungseinheit 1 ausgerichtet.A multiple doctor blade 12 associated with a receiving component is assigned to the nozzle opening side 3 of the line unit 1. This multiple squeegee 12 includes, for example, two squeegees 12.2 rotating horizontally in the direction of movement 11. The rotor axis of the multiple doctor blade 12 is aligned parallel to the longitudinal axis of the line unit 1.

Die hergestellten Polymerpartikel werden in der Aufnahmekomponente in einem nicht dargestellten Sammelbehälter aufgenommen. Die Polymerpartikel, die Aufnahmekomponente sowie der Sammelbehälter sind in der 5 nicht oder nicht vollständig dargestellt.The polymer particles produced are received in the receiving component in a collecting container, not shown. The polymer particles, the receiving component and the collecting container are in the 5 not shown or not shown completely.

Die 6 zeigt die in 1 gezeigte Leitungseinheit 1 mit einer Gasdüse 14 als Bestandteil einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.The 6 shows the in 1 Line unit 1 shown with a gas nozzle 14 as part of an embodiment of a device according to the invention.

Die in der 6 dargestellte Leitungseinheit 1 entspricht der in 1 gezeigten Leitungseinheit 1, weshalb auf eine wiederholende Beschreibung der einzelnen Komponenten verzichtet und auf die Beschreibung zur 1 verwiesen wird.The ones in the 6 Line unit 1 shown corresponds to that in 1 Line unit 1 shown, which is why a repeated description of the individual components is omitted and the description is given 1 is referred.

Im Unterschied zu den in den 3 bis 5 gezeigten Trenneinheiten, welche Rakel zur Trennung eines kontinuierlichen Polymerstroms einsetzen, ist bei dieser Ausgestaltung eine Gasdüse 14 neben der Austragsöffnung 2 so angeordnet, dass ein Gasstrom beziehungsweise Gasstoß auf einen aus der Austragsöffnung 2 austretenden Polymerstrahl gerichtet ist. Die Gasdüse 14 kann in einem Winkel 15 zu dem von der Austragsöffnung 2 abgegebenen kontinuierlichen Polymerstrom angeordnet sein. Dieser Winkel 15 wird zwischen einer Längsachse der Leitungseinheit 1 und einer Richtung des aus der Gasdüse 14 austretenden Gasstroms gebildet. Der Winkel 15, welcher in einem Bereich zwischen 45° und 90° liegen kann, liegt im Beispiel der 6 bei etwa 70°.In contrast to those in the 3 until 5 Separating units shown, which use doctor blades to separate a continuous polymer stream, in this embodiment a gas nozzle 14 is arranged next to the discharge opening 2 so that a gas stream or gas blast is directed towards a polymer jet emerging from the discharge opening 2. The gas nozzle 14 can be arranged at an angle 15 to the continuous polymer stream emitted from the discharge opening 2. This angle 15 is formed between a longitudinal axis of the line unit 1 and a direction of the gas stream emerging from the gas nozzle 14. The angle 15, which can be in a range between 45° and 90°, is in the example 6 at about 70°.

Die Gasdüse 14 ist als Bestandteil der Trenneinheit mit gepulster oder kontinuierlicher Polymersubstratförderung einsetzbar.The gas nozzle 14 can be used as part of the separation unit with pulsed or continuous polymer substrate transport.

Die 7 zeigt die in 1 gezeigte Leitungseinheit 1 mit einer rotierbaren Walze 16 einer Aufnahmekomponente. Die rotierbare Walze 16 ist der Austragsöffnung 2 so zugeordnet, dass gepulst geförderte, vereinzelte Polymerpartikel von der Austragsöffnung 2 auf die Oberfläche der rotierbaren Walze 16 abgelegt werden können. Dabei ist der rotierbaren Walze 16 ein Abstreifer 17 zugeordnet, mit welchem auf der rotierbaren Walze 16 abgelegte Polymerpartikel abstreifbar sind. Erzeugte Polymerpartikel können separat auf die rotierbare Walze 16 abgelegt werden, wobei die rotierbare Walze 16 jeweils um einen vorgebebenen Winkelschritt in Pfeilrichtung rotiert. Zum Lösen von erzeugten, abgelegten Polymerpartikeln ist der Abstreifer 17 vorgesehen, welcher infolge der Walzenrotation über die Walzenoberfläche streift. Dabei ist dem Abstreifer 17 ein nicht dargestellter Sammelbehälter zugeordnet, in welchem die abgelösten Polymerpartikel gesammelt beziehungsweise aufgenommen werden.The 7 shows the in 1 Line unit 1 shown with a rotatable roller 16 of a receiving component. The rotatable roller 16 is assigned to the discharge opening 2 so that pulsed, isolated polymer particles can be deposited from the discharge opening 2 onto the surface of the rotatable roller 16. The rotatable roller 16 is assigned a scraper 17, with which polymer particles deposited on the rotatable roller 16 can be scraped off. Polymer particles produced can be deposited separately on the rotatable roller 16, with the rotatable roller 16 rotating by a predetermined angular step in the direction of the arrow. To loosen generated, deposited polymer particles, the scraper 17 is provided, which wipes over the roller surface as a result of the roller rotation. The wiper 17 is assigned a collecting container, not shown, in which the detached polymer particles are collected or picked up.

Die rotierbare Walze 16 kann vorzugsweise in einem Bereich zwischen 50 °C bis 60 °C temperiert werden.The rotatable roller 16 can preferably be tempered in a range between 50 ° C and 60 ° C.

Diese Ausgestaltung der Aufnahmekomponente ist mit einer wie in 2 gezeigten Ausgestaltung einer Düse mit mehreren Austragsöffnungen 2 kombinierbar.This configuration of the receiving component is with a as in 2 shown embodiment of a nozzle with several discharge openings 2 can be combined.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: LeitungseinheitManagement unit
22: Austragsöffnungdischarge opening
33: DüsenöffnungsseiteNozzle opening side
44: HeizzoneHeating zone
55: erste Kanälefirst channels
66: KühlzoneCooling zone
77: zweite Kanälesecond channels
88th: PolymersubstratPolymer substrate
99: PolymervorschubrichtungPolymer feed direction
1010: EinzelrakelSingle squeegee
1111: BewegungsrichtungDirection of movement
1212: Mehrfachrakel / Rakel-WelleMultiple squeegee / squeegee shaft
12.112.1: RakelSqueegee
12.212.2: RakelSqueegee
1313: Abstreiferscraper
1414: Gasdüsegas nozzle
1515: Winkelangle
1616: rotierbare Walzerotatable roller
1717: Abstreiferscraper

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

KR 102357703 B1 [0013]
DE 202020101503 U1 [0017]

Claims

Device for producing polymer particles, in particular micropolymer particles, from a polymer substrate (8), comprising a - Provision component with at least one line unit (1) designed to pass through the polymer substrate (8), which has at its end at least one nozzle with at least one discharge opening (2) for the polymer substrate (8), a temperature control unit with which the polymer substrate (8) can be tempered at least in areas along the line unit (1) and further comprising a conveying unit with which the polymer substrate (8) can be conveyed in a pulsed or continuous manner through the at least one discharge opening (2). - a receiving component with a unit for receiving isolated polymer particles of the dispensed polymer substrate (8) which are pulsed through the at least one discharge opening (2) and/or a separation unit for separating the polymer substrate (8) which is continuously conveyed through the at least one discharge opening (2). into individual polymer particles.

Device according to Claim 1 , characterized in that the device has a control component with which the receiving component can be controlled depending on the provision component.

Device according to Claim 1 , characterized in that the line unit (1) is designed as a narrowing tube with a nozzle opening side (3), the at least one discharge opening (2) being located on the nozzle opening side (3).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the conveying unit has an extruder which is arranged in the line unit.

Device according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the conveying unit has a filament feed with which a polymer substrate filament can be conveyed into the line unit (1).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature control unit has a means for cooling and a means for heating, the means for cooling being assigned to a cooling zone (6) and the means for heating being assigned to a heating zone (4), wherein the cooling zone (6) and the heating zone (4) are arranged along the line unit (1).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the means for cooling and/or the means for heating is an electrical means or means working with a heat-conducting temperature control fluid.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the temperature control unit has fluid-carrying channels, first channels (5) for a first temperature control fluid being arranged in a wall of the line unit (1), the first channels (5) of the heating zone (4 ) are assigned, and that circumferential second channels (7) for a second temperature control fluid are arranged in the wall of the line unit (1), the second channels (7) being assigned to the cooling zone (6).

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the heating zone (4) is arranged in an area of the discharge opening (2) of the line unit (1), the cooling zone (6) being separated from the area of the discharge opening (2) of the line unit (1 ) is arranged at a distance.

Device according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the line unit (1) has a plurality of discharge openings (2), the discharge openings (2) being arranged in a row or in the form of a matrix with several rows and several columns.

Device according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the receiving component as a unit for receiving isolated polymer particles conveyed in a pulsed manner through the at least one discharge opening (2) comprises a plate arranged opposite the at least one discharge opening (2) for depositing generated polymer particles.

Device according to the preceding claim, characterized in that the surface of the plate or the plate as such can preferably be tempered in a range between 50 °C and 60 °C.

Device according to one of the Claims 11 or 12 , characterized in that the plate is elastic and/or has a non-stick coating or is formed from a non-stick material.

Device according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that the receiving component as a unit for receiving isolated polymer particles conveyed in a pulsed manner through the at least one discharge opening (2) is one opposite the at least one discharge opening (2). arranged rotatable roller (16) for depositing generated polymer particles, the rotatable roller (16) being assigned a scraper (17) with which polymer particles deposited on the rotatable roller (16) can be scraped off.

Device according to the preceding claim, characterized in that the rotatable roller (16) can preferably be heated in a range between 50 °C and 60 °C.

Device according to one of the Claims 1 until 15 , characterized in that the discharge opening (2) has a diameter in the range of 0.02 mm to 0.2 mm.

Device according to one of the Claims 1 until 16 , characterized in that the at least one discharge opening (2) has a round, elliptical, rectangular, triangular or star-shaped cross section.

Device according to one of the Claims 1 until 17 , characterized in that the separation unit comprises an individual doctor blade (10) which can be moved back and forth at a predetermined speed over the at least one discharge opening (2) for shearing off polymer substrate (8) emerging from the at least one discharge opening (2).

Device according to one of the Claims 1 until 17 , characterized in that the separation unit comprises a squeegee shaft (12) having a plurality of squeegees (12.1), the squeegee shaft (12) being rotatably arranged in such a way that the squeegee (12.1) brushes over the at least one discharge opening (2). when the squeegee shaft (12) rotates.

Device according to one of the Claims 1 until 17 , characterized in that the separation unit comprises at least one gas nozzle (14) which is assigned to the at least one discharge opening (2), with the gas nozzle (14) being able to emit a directed gas blast onto the polymer substrate emerging from the at least one discharge opening (2).

Device according to one of the Claims 1 until 20 , characterized in that the control component is set up to produce a back and forth movement of the individual doctor blade (10), a rotation of the doctor blade shaft (12) and/or a gas emission frequency of the gas nozzle (14) depending on the conveying speed of the polymer substrate (8 ) to be controlled through the at least one discharge opening (2).

Device according to one of the Claims 1 until 21 , further comprising a device for the thermal treatment of polymer particles produced.

Method for producing polymer particles, in particular micropolymer particles, with a predetermined particle shape and a predetermined particle size, wherein the polymer particles are provided by dripping a polymer substrate using a nozzle or shearing off a polymer jet of the polymer substrate conveyed through a nozzle, the method comprising the following steps: - providing the polymer substrate in a molten form, - Dropping the molten polymer substrate to produce isolated polymer particles, with particle shape and particle size controlled by controlling drop volume and drop delivery rate, or alternatively - Shearing off a continuously conveyed polymer jet of the molten polymer substrate in order to produce isolated polymer particles, the particle shape and particle size being controlled by controlling the shear width and shear rate of the polymer jet depending on a conveying speed of the polymer jet of the molten polymer substrate, - Taking the isolated polymer particles into a container, and - Checking the number of polymer particles provided.

Procedure according to Claim 23 , characterized in that the flowable polymer substrate is dripped into individual polymer particles by the action of vertical mechanical vibrations on the flowable polymer substrate in a range from 10 Hz to 400 kHz.

Method according to the preceding claim, characterized in that the vibrations are generated with a piezo element.

Procedure according to one of the Claims 24 or 25 , characterized in that the number of polymer particles produced is checked based on the number of complete oscillations.

Procedure according to Claim 23 , characterized in that the shearing is carried out with a doctor blade guided over a discharge opening of the nozzle or with a pulsed gas blast from a gas nozzle.

Method according to the preceding claim, characterized in that the number of polymer particles is checked based on the number of doctor movements carried out or based on the number of gas blasts carried out.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer particles consist of a polymer substrate selected from a group containing polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), polystyrene (PS), polycaprolactone (PCL), polylactides (PLA ), Acrylonitrile-Butadiene-Styrene Copolymer (ABS), Acrylonitrile-Styrene-Acrylate Copolymer (ASA), Thermoplastic Polyurethane (TPU).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer substrate is heated upon provision and/or subjected to a compressive force, preferably extruded, in order to obtain the molten polymer substrate.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a diameter of the polymer particles produced is set between 0.02 mm and 2.0 mm.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer particles obtained are tempered immediately after dripping or shearing, preferably below the glass transition temperature of the polymer substrate used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer particles obtained fall into the container along a predetermined falling distance after dripping or shearing.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer particles obtained are absorbed into a liquid.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer particles obtained are subjected to a heat treatment before they enter the container.

Use of a predetermined number of polymer particles, produced using a method according to one of Claims 23 until 35 , as a polymer particle standard in polymer particle analysis of environmental samples.

Use of a predetermined number of polymer particles, produced using a method according to one of Claims 23 until 35 , as a polymer particle standard in flow cytometry, Raman spectroscopy, Raman microscopy, laser diffraction particle size analysis, FT-IR, DSC, pyrolysis GC/MS, thermal extraction desorption GC/MS (TED-GC/MS).