JP2009538247A - 成形可能な製品の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
a)熱成形肥厚シート。伝統的な加熱手法はシートを熱源から定期的に取り外し「浸積」させること、即ち、材料が外表面において過剰に加熱されて分解することを防止するために熱エネルギーをより均等に分布させることを必要とする。
b)ブロー成型。この加熱手法はバルーン変形が望ましくない重合体材料の部分を加熱する傾向にある。従ってそのようなシステムは典型的には複雑な冷却機序、例えば冷風ジェットを使用することにより鋳型外部のパリソン領域を冷却状態で維持する必要がある。更にそのような従来の加熱システムを用いる場合、重合体体積の異なる断面を異なる温度に加熱することは現実的ではない。これは例えばブロー成型された製品自体内部に異なる物理的特性(例えば異なる直径、壁部の厚みを有する多数の区域、又は異なる温度にまで加熱すべき異なる材料よりなる区域)を発生させることが望ましい場合に好都合である。
c)押出成形。この場合、重合体を均一に加熱するために大型で高価で複雑な機械が一般的には必要となる。そのような機械は通常は回転スクリューのような装置による混合(高い剪断力を発生)と押出機のエレメントの加熱された内部の表面を通過する同時熱伝導の組み合わせを用いる。これらプロセスは非効率的であり、押出機のバレル及びヘッドの内部の重合体の処理時間は極めて長い。延長された処理時間は使用される重合体に対して、そして結果としては押し出された製品の物理的特性に対しても顕著な劣化作用を有する。更に、押し出された重合体製品の冷却においても問題点が存在し、例えば必要な冷却バスの長さ、冷却バス中で冷却されたのちの押出成形物の乾燥のためのブロワーを有する必要性、及び押し出された重合体材料に対する延長された加熱時間の作用を最小限にするために押出成形物中の加熱された重合体を迅速に冷却する必要性が挙げられる。
a)プラスチック及びゴムの硬化及び加硫、
b)タイヤ及び鋳物用砂材のマイクロ波リサイクル、
c)重合体処理用のマイクロ波系水分測定及び乾燥、
d)採油のための油井砕石のマイクロ波支援処理及び再使用。
e)食産業のためのマイクロ波加熱および流動層技術の組み合わせ。
別の実施形態において、第1及び第2の部分は第1及び第2の顆粒材料から形成される。
a)前記電磁気エネルギーを前記材料に渡って実質的に均等に分布させること、又は、
b)前記電磁気エネルギーを材料の選択された領域に向けてターゲティングすることによりそれらの領域を加熱すること、を包含する。
材料の第1の部分を加熱する工程は好ましくは全材料が混合、移動、成形、刻印、注入又は押し出されて製品を形成することを可能にする。
ある実施形態において、方法は低分子量重合体、オリゴマー又は単量体に対して実施される。
電磁気放射により加熱可能な材料の1つの相であって、前記相が第1の部分となるもの、
異なる程度まで電磁気放射により加熱可能な2つ以上の相であって、前記相が第1及び第2の部分であるか、これらを包含するもの、の1つ以上を包含する。
材料は層状の材料、顆粒、液体又はゲルであるかこれらを包含してよい。
部分は異なる層、異なる顆粒成分、異なる液体又はゲルであってよい。材料は結晶性、半結晶性又は不定形の重合体であってよい。
ある実施形態においては、材料は好ましくは射出成型、押出、押出ブロー成型、トランスファ成型又は射出−膨張成型の少なくとも1つを包含する溶融処理手法により処理される。
a)選択的加熱、
b)エネルギー密度及び位置を変動させる能力、の作用を示す。
好都合には、電磁気吸収相の曝露は上昇した温度に作用される。
a)電磁気放射に対して有効に透明であり、従って実質的に非加熱可能である1つ以上の材料の相、及び、
b)電磁気放射により加熱可能な1つ以上の相、又は、異なる程度まで電磁気放射により2つ以上の加熱可能な相、の1つ以上を包含する。
a)下記に対する選択的加熱(選択的エネルギー吸収)、
バルク全体内部の特定の重合体ブレンド、
バルク材料内の特定の領域(例えばブロー成型又は真空形成作業)、
工具及び副次的機材のような処理装置の他のエレメントではない試料材料、或いは回転成型のような処理手法のための工具及び副次的機材、
b)迅速な全厚みに渡る加熱(エネルギー貫通)、
c)極端に低減した加熱/冷却のサイクル時間(高速)、
d)高いエネルギー効率、
e)他の環境上の利点−低減された排出(乾燥及び無煤煙のプロセスである)及び増大したリサイクルの潜在性(自己補強型単一材料成分のより広範な使用を可能にすることによる)、
f)自己補強部分における特性の温存(逆転の危険性の低減)、
g)増大した生産性、
h)向上した部分の品質及び強度、
i)サーマルプロセス内の滞留時間の減少による熱分解の最小限化、及びこれにより重合体調合物中の熱安定化添加剤の低減、
h)ターゲティング又は制御された可変の加熱を介した材料の最適な分布、特に厚み、
を包含する多くの利点を与える。
a)受容性重合体、
b)受容性重合体/非受容性重合体(2種の異なる重合体)又は同じ重合体の2つ以上の相を包含できる、
c)受容性重合体/非受容性非重合体(例えばGFナイロン)、
d)非受容性重合体/非重合体受容体。
これらのプロセスは典型的には2450MHzの放射周波数を使用する。
これにより、低減されたエネルギー必要性及び全体的サイクル時間に由来するもののみならず、処理及び製品/材料の物理的及び化学的性能の点においても、多くの機会が生じる。
多重構造は選択的加熱プロセスにより処理されることから利益を得ることができ、そしてこれらは他の受容性マトリックス材料に包囲された高度に分布した非受容性の粒子から、マイクロ波エネルギーに対して様々な程度の受容性を有する材料の高度に秩序だてられた所定領域までの範囲に渡ることができる。
この場合において、同時に全厚みを通して加熱し、そして層の間の結合界面を形成する区域のみを加熱する方法が理想的となる。
熱的負荷=受容体層の質量x比熱容量x温度差
受容性重合体のみ、
受容性重合体/非受容性重合体(2種の異なる重合体)又は同じ重合体の2つ以上の相、
受容性重合体/非受容性非重合体(例えばガラス充填ナイロン)、
非受容性重合体/非重合体受容体(非重合体を加熱)、
を包含する。
必要分よりも多い熱を投入することは極めて容易である(大部分の重合体の熱可塑性変換プロセスはこれを行っている)こと、浪費されるエネルギー投入分とともに、成形された物品の後の急速冷却のための追加的エネルギー負担、およびそれによる増大したサイクル時間が明確化されているため、重合体材料の全バルクが形成を容易にするために同様の温度まで一般的に上昇されていた従来の熱可塑性処理手法よりも十分低値である材料の処理のために必要な最大必要熱的負荷に到達することが可能である。上記の例はこれを、圧力形成/熱成型/真空形成の手法により一般的に処理されている自己強化材料に関して明らかにしている。
このようにして、最大粒子サイズに対する作業枠、および材料を加熱して処理する時間枠が誘導できることがわかる。
(1)Tバルク平均=T冷却コアxVf冷却コア+T加温コアxVf加温コア+TマトリックスxVfマトリックス
[式中、Vfは存在する体積画分を示し、Tは温度を示す]により計算してよい。
この手法は多くの重合体溶融変換プロセスが関与する場合、例えば押出、ブロー成型、射出又は圧縮において好都合である。
これは重合体の変換のためのマイクロ波加熱技術を包含する特定の機材ソリューションにより達成できる。例としては、Meredith“Industrial Microwave Heating”,A.C.Metaxas and R.J.MeredithIEE,1983年3月(ISBN 0-90604-889-3)p.170に記載の平面構造のための均一電場ツインキャビティヒーター、及びオルタネートシステム、例えば移動グリッドアンテナ付きの大型多重様式共鳴キャビティ、射出成型、圧縮成型、ブロー成型、引抜及び押出成形のような重合体変換処理手法のために特に設計されたアプリケーターが想定される。そのようなアプリケーターは例えば、単一様式アプリケーター(シートのような平板な幾何学的特徴のために有用である、処理すべき材料の領域における緻密で十分明確化された場のパターンを確立するため)、多重様式アプリケーター、例えばツインキャビティ及びホーン型(平板な幾何学的特徴のため)、及び他のアプリケーター、例えば螺旋型アプリケーター(環状の幾何学的特徴のため、例えば射出成型時)等、材料の断面を介してエネルギーを適用するものを包含する。本発明者等は、加熱の均一性を向上させるために長時間持続する短方向のパルス処理の使用を想定している。しかしながら、向上した均一性を達成するためのパルス処理はオフ時の間にホットスポットを冷却させ許容ピーク温度を超過しないようにするが、平均電力入力量を低減させ、これにより加熱時間を延長するため、広範には使用されていない。
場合によりシールド装置(金属のようなマイクロ波反射材料により製造されている)を用いてマイクロ波エネルギーから材料の区域をシールドしてよい。
例えば、重合体熱成型のためのマイクロ波加熱技術を可能にするため、発明者等は1つ以上の単一様式の高度共鳴性キャビティ加熱システムを含むマイクロ波機材ソリューションを規定する。単純なシステムを図7.35、Meredith“Industrial Microwave Heating”、A.C Metaxas及びR.J.Meredith IEE、1983年5月(ISBN 0-90604-889-3)に詳述する。多重様式及び単一様式のキャビティは、エネルギーを含有し、使用したマイクロ波の波長に依存した適当な範囲である場合、マイクロ波共鳴性定常波の創出を可能にするように動作する。多重様式のキャビティに対して、場パターンは周期的な最大(高場強度領域)及び最小(ノード部、低場領域)によって特徴づけられる。単一様式のキャビティは、正しく設計された場合、共鳴性を持続する潜在性を有し、そのワークロードが場パターンの最大に位置した場合、材料のワークロードを超えた高電気的場強度を可能にする。このようなキャビティを使用する加熱システムは迅速かつ均一に弱吸収性重合体(又はマイクロ波吸収添加剤を有する非吸収性重合体)を加熱する潜在性を有する。
1)マイクロ波発生器(発生源、電源装置及び発射装置):マイクロ波エネルギーを発生し、放出する。発射装置はマグネトロン、キルストロン、ジロトロン及びソリッドステートエミッターを包含するが、限定はされない。
2)サーキュレーター:発生器への逆反射を防止する。サーキュレーターはマイクロ波発生器への損傷を避けるための予防手段としてマイクロ波回路に導入されており、アプリケーター中には損失が低いか又はワークロードが存在しない。発明者等はこれは重合体材料の知覚低損失性質のために必要であると規定する。
3)導波路:発生器からアプリケーターにマイクロ波エネルギーを含有し、導入する。工業用マイクロ波加熱のために指定される工業上指定のバンド及び商業的な経費の観点から、本発明者等は本システムを2.45GHzの周波数で操作し、好ましくはWG9A導波路を使用することを期待する。
4)ホーンアプリケーター:導波路からキャビティ中にエネルギーを放散し、直角モードの励磁を防止する。ホーンは湿式誘電性試料を通して電磁信号を送受信するための減衰型水分計に広範に使用されている。このようなホーンはしばしばマイクロ波エネルギーを使用する材料を処理するためのアプリケーターに使用される。このような装置は(特定の物理寸法の)導波路から(通常異なる寸法の)単一様式のキャビティへエネルギーを転送する際に直角モードの励磁を防止するのに理想的である。
4a)単一様式の共鳴性キャビティ:工業上、周波数カウンター及びフィルターのような低電力アプリケーションにおいて高次の単一様式の共鳴性構造物に数多く使用されている。本質的に、これらは、一方向(又は様式)限定された定常波パターンを発生する場合に、そこで発射されたマイクロ波エネルギーが要求された分極中に多数の反射を生成する金属の囲い(キャビティ)よりなる。これらの構造物はこれらの中に配置された誘電性材料により、大容量の蓄積されたエネルギーを示し、入射エネルギーの一般的に高い吸収を特徴付ける。このようなキャビティにより提供された高い増幅及びエネルギー濃度は、加熱弱吸収(低誘電損失)重合体材料中において極めて有益である。
4b)供給スロット:平らな(シート状の)試料をキャビティを通して供給可能にするためにキャビティの前面と背面の両方に位置する。このようなスロットは平面構造物をキャビティ中の加熱領域への通過を可能にするためにしばしばマイクロ波加熱システムにおいて使用される。
5)スロットからのマイクロ波の漏出を最小化するためのマイクロ波チョーク。これらはMeredith”Industrial Microwave Heating≡、A.C Metaxas及びR.J.Meredith IEE、1983年5月(ISBN 0-90604-889-3)の287ページに詳述されたように水負荷または4倍波スタブチョークである。このようなアプリケーターの適当な機能は、ホーンと負荷(材料)が電力を材料に転送するように動作する出力導波路に適当に調整することが要求される。これはある範囲の材料が存在すれば、所定の周波数で共鳴性のための負荷キャビティを最適化することになる。
5a)3又は4つのスタブチューナー、自動チューニングエレメント、又はEHチューナー(マジックT)を包含するが限定されないマッチングアイリス又は他のチューニングエレメント。通常マイクロ波をホーン及び負荷(材料)に適当にマッチングするために導波路中に配置される。
5b)低移動式「短回路」ピストン:微細なチューニングを可能とするために発明者等は短回路ピストンの使用を規定する。この追加装置はスロット位置でのマイクロ波漏出を最小にするようにアレイされる。このような成分は、マイクロ波回路のインピーダンスマッチングを操作変更し、これによりワークロード材料中にエネルギーの良好な結合を保証するために当該分野において良く知られている。
このような単一様式の加熱器は材料中でターゲッティングされ、制御され、可変の加熱を提供するために潜在的に使用される。このようなシステムは制御された可変温度プロファイルを計算し、理想的な部品を配分するために必要な重合体シートの可変吸引を可能とするため、1つ以上のこのような加熱器及びプロセス制御及び関連したアルゴリズムを使用する。実際、提案されたシステム中の各セルへの電力は変更され、ピクセル化された加熱パターンを作成するためにアレイと相対的にシートが移動する。
1)移動エミッター/アンテナ:移動キャビティと結合したワークロードと相対的に物理的に移動し、加熱された材料を通して移動定常波の設定を可能とする
2)遠隔場において、より好ましくはワークロードへエネルギーを注入し、ターゲッティングされた加熱を達成するための近い場において、予想可能な所望の加熱パターンを生成するように設計された1つ又はそれ以上の指向性エミッター/アンテナ
3)マイクロ波反射キャビティ中に配置されたマイクロ波透過鋳型を含むシステム
4)共鳴性キャビティのハーモニクスを減衰又は妨害し、キャビティ内の場パターンを単純化し又は処理するための吸収壁部及び/又は傾斜又は角のある壁部を使用した上記の1つ又はそれ以上に基づくシステム
5)上記特徴の1つ又はそれ以上を組み合わせたシステム
ソリッドステートエミッターは、現在アンテナ代替として十分に開発されている。変化する周波数のマイクロ波技術はまた、ここに規定されたシステムにも適用でき、特に特定の重合体又は非重合体材料吸収バンドにマッチする又は避ける、即ち、加熱されない材料種を「チューンアウト」する、何れかのためにエネルギーの周波数をチューンする可能性を提供する。これは例えば、ナイロン重合体内のアミド基をチューンアウトするために使用できる。プロセッシング機材は単に各一般的重合体変換プロセスだけでなく材料のある群を加熱するためにも適しているように設計することができる。このようにして、異なる吸収特徴を有する重合体及び材料の範囲に適用するようにキャビティ及びアンテナを設計することが可能になる。いくつかの特定の例を以下に示す。
Claims (116)
- 少なくとも第1及び第2の部分を有する材料を処理する方法であって、
材料への加熱エネルギーを調整して前記第1及び第2の部分を差別的に加熱する工程、
前記差別的な加熱工程により、前記第1の部分の粘度を低下させて流動可能とする一方で、前記第2の部分の粘度は実質的に変化させないか、又は第1の部分よりも低度に低下させる工程、及び、
前記第1及び第2の部分をメルトフロープロセスにより成形する工程、
を含む材料の処理方法。 - 前記第1及び第2の部分を可塑的に変形することにより前記材料を成形する工程、
材料の剪断及び伸展の少なくとも1つを行うことにより前記材料を成形する工程、及び
前記材料を製造中間体として、前記材料の前記第1及び第2の部分を成形して製品を製造する工程
のうち1つ以上を包含して製品を製造する請求項1記載の材料の処理方法。 - 少なくとも第1及び第2の部分を有する材料を処理する方法であって、
材料への加熱エネルギーを調整して前記第1及び第2の部分を差別的に加熱する工程、
前記差別的な加熱工程により、前記第1の部分の粘度を低下させて流動可能とする一方で、前記第2の部分の粘度は実質的に変化させないか、又は第1の部分よりも低度に低下させる工程、及び、
前記第1及び第2の部分を可塑的に変形することにより前記材料を成形する工程、
を含む材料の処理方法。 - 前記第1及び第2の部分をメルトフロープロセスにより成形する工程、
材料の剪断及び伸展の少なくとも1つを行うことにより前記材料を成形する工程、及び
前記材料を製造中間体として、前記材料の前記第1及び第2の部分を成形して製品を製造する工程、
のうち1つ以上を包含する請求項3記載の材料の処理方法。 - 少なくとも第1及び第2の部分を有する材料を処理する方法であって、
材料への加熱エネルギーを調整して前記第1及び第2の部分を差別的に加熱する工程、
前記差別的な加熱工程により、前記第1の部分の粘度を低下させて流動可能とする一方で、前記第2の部分の粘度は実質的に変化させないか、又は第1の部分よりも低度に低下させる工程、及び、
材料の剪断及び伸展の少なくとも1つを行うことにより前記材料を成形する工程、
を包含する材料の処理方法。 - 前記第1及び第2の部分をメルトフロープロセスにより成形する工程、
前記第1及び第2の部分を可塑的に変形することにより前記材料を成形する工程、及び、
前記材料を製造中間体として、前記材料の前記第1及び第2の部分を成形して製品を製造する工程、
のうち1つ以上を包含する請求項5記載の材料の処理方法。 - 少なくとも第1及び第2の部分を有する材料であり、中間製品を構成する前記材料を処理する方法であって、
材料への加熱エネルギーを調整して前記第1及び第2の部分を差別的に加熱する工程、
前記差別的な加熱工程により、前記第1の部分の粘度を低下させて流動可能とする一方で、前記第2の部分の粘度は実質的に変化させないか、又は第1の部分よりも低度に低下させる工程、及び、
前記材料の前記第1及び第2の部分を成形して製品を製造する工程を包含する製品を製造する材料の処理方法。 - 前記第1及び第2の部分をメルトフロープロセスにより成形する工程、
前記第1及び第2の部分を可塑的に変形することにより前記材料を成形する工程、及び、
材料の剪断及び伸展の少なくとも1つを行うことにより前記材料を成形する工程、
のうち1つ以上を包含する、請求項1記載の材料の処理方法。 - 前記材料が少なくとも第1及び第2の層を有し、各層が材料の前記第1及び第2の部分の一方又は両方を含む、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 前記第1及び第2の部分が第1及び第2の顆粒材料から形成される、請求項1〜8の何れか一項に記載の材料の処理方法。
- 少なくとも第1及び第2の顆粒エレメントから形成された材料を処理する方法であって、
材料への加熱エネルギーを調整して前記第1及び第2の顆粒エレメントを差別的に加熱する工程、
前記差別的な加熱工程により、前記第1の顆粒エレメントの粘度を低下させて流動可能とする一方で、前記第2の顆粒エレメントの粘度は実質的に変化させないか、又は第1の顆粒エレメントよりも低度に低下させる工程、及び、
前記差別的加熱工程は前記第1の顆粒エレメントの粘度を低下させるが、前記第2の顆粒エレメントの粘度は前記差別的加熱工程によっても実質的に未変化であるか、又は第1の顆粒エレメントよりも低程度だけ低下すること、及び、
材料を処理する工程、を包含する材料の処理方法。 - 前記処理工程が材料を成形する、請求項11記載の材料の処理方法。
- 前記第1及び第2の顆粒エレメントが共に混合される、請求項10、11又は12に記載の方法。
- 前記第1の部分を差別的に加熱する前記工程が前記第1の部分を溶融させる、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 前記第1の部分からの伝導性又は対流性の熱移動により前記第2の部分の加熱を行う工程を包含する、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 前記伝導性又は対流性の熱が前記第2の部分を溶融させる、請求項15記載の材料の処理方法。
- 前記第1及び第2の部分の少なくとも1つが強化剤成分を包含する、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 前記強化剤成分が強化繊維、糸又はテープを包含する、請求項17記載の材料の処理方法。
- 前記強化剤成分が天然又は合成の、有機又は無機の、同じか又は異なる材料、又は重合体又は共重合体である、請求項17又は18記載の材料の処理方法。
- 前記差別的加熱工程において、実質的に材料全体が熱エネルギーにより加熱される、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 前記差別的加熱工程において、実質的に前記材料に熱エネルギーを均等に分布させて加熱する、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 前記第1の部分が前記第2の部分よりも与えられた熱エネルギーに対して受容性が高い、請求項20又は21に記載の材料の処理方法。
- 前記差別的加熱工程において、前記第1の部分をその融点より高温まで加熱し、前記第2の部分はその融点より実質的に低温に保持する、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 前記差別的加熱が電磁気エネルギーにより提供される、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 前記電磁気エネルギーがマイクロ波放射により提供される、請求項24記載の材料の処理方法。
- 電磁気放射の周波数及び/又は波長が加熱されるべき材料の前記第1の部分と相互作用するように選択される、請求項24又は25記載の材料の処理方法。
- 前記差別的加熱が実質的に均一な場密度のマイクロ波により提供される、請求項24、25又は26記載の材料の処理方法。
- 前記材料を通じて実質的に均等に前記電磁気エネルギーを分布させる工程、及び、
材料の選択された部位に前記電磁気エネルギーを向けて、これらの領域を加熱する工程、
のうち少なくとも1つを包含する、請求項23〜27の何れか一項に記載の材料の処理方法。 - 電磁気エネルギー密度、圧力および処理中の材料の温度の少なくとも1つを制御する工程を包含する、請求項23〜28の何れか一項に記載の材料の処理方法。
- 前記差別的加熱工程がエネルギー加熱波を生じ、材料の双極子の共鳴をもたらす、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 材料の前記第1の部分が材料全体に渡り実質的に均等に分布している、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 材料の前記第1の部分を局所的に位置させることにより材料中の温度分布を可変とする、請求項1〜30の何れか一項に記載の材料の処理方法。
- 材料の前記第1の部分を加熱する工程により、材料全体が混合、移動、成形、刻印、注入又は押出されて製品が製造される、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 低分子量重合体、オリゴマー又は単量体に対して実施される、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 加熱工程により、単量体又は低分子量重合体にその場で重合又は化学反応を起こさせる、請求項34記載の材料の処理方法。
- 材料が、
電磁気放射により加熱される材料の1つの相であって、前記相は第1の部分であるもの、及び、
電磁気放射により加熱され、加熱により相違する状態となる2つ以上の相であって、前記2つ以上の相は第1及び第2の部分であるか、それを包含するもの、
のうち1つ以上を包含する、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。 - 前記加熱される2つ以上の相が加熱されない相と同じ重合体材料である、請求項36記載の材料の処理方法。
- 前記相が非受容性重合体の1つ以上の相と、
融合、化合、混合、接合、その他の添加手法により受容性材料を添加した前記非受容性の重合体より形成された受容性重合体の1つ以上の相を包含する、請求項37記載の材料の処理方法。 - 加熱される材料が合成又は天然の重合体材料であるか、それらを包含する、請求項36、37又は38記載の材料の処理方法。
- 加熱される材料がカーボンブラック、フェライト、金属酸化物、ゼオライト、タルク粉末、ZnCl2、ナイロン、銅その他の金属粉末、酸化第1鉄、酸化マンガン、セラミックス及び酸化物を包含する、請求項36〜39の何れか一項に記載の材料の処理方法。
- 各々の電磁気吸収相が他の相と比較して高い温度で処理される、請求項36〜40の何れか一項に記載の材料の処理方法。
- 材料が層、顆粒、液体又はゲルのいずれかであるか、これらを包含する、請求項36〜41の何れか一項に記載の材料の処理方法。
- 前記第1の部分及び第2の部分が、相違する層、相違する顆粒成分、相違する液体又はゲルである、請求項42記載の材料の処理方法。
- 材料が結晶性、半結晶性又は不定形の重合体である、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 材料が着色料、強化用又は増量用の充填剤、機能的添加剤を包含する、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 機能的添加剤が難燃剤、ナノ複合材料又はナノ充填剤を包含する、請求項46記載の材料の処理方法。
- 材料が溶融処理手法により処理される、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 溶融処理手法が射出成型、押出、押出ブロー成型、トランスファ成型又は射出−膨張成型の少なくとも1つを包含する、請求項47記載の材料の処理方法。
- 差別的加熱工程において、材料の標的加熱を行うことを包含する、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 前記標的加熱は、被処理材料に部位に加熱エネルギーを向けることにより提供される、請求項49記載の材料の処理方法。
- 可動アンテナ組立物を制御することにより方向付け可能な加熱を提供する工程を包含する、請求項50記載の材料の処理方法。
- 前記第2の部分が前記差別的加熱工程の後に前記第1の部分から熱エネルギーを吸収するための熱シンクとして作用する、上記請求項の何れかに記載の材料の処理方法。
- 被処理材料に選択的加熱を与えるための手段を包含する材料処理システム。
- 少なくとも第1及び第2の部分を有する被加熱材料を保持するための材料ホルダー、
前記第1及び第2の部分を差別的に加熱し、前記第1の部分の粘度を低下させて前記第1の部分を流動可能とする一方で、前記第2の部分の粘度は前記差別的加熱工程によっても実質的に変化させないか、又は第1の部分よりも低度に低下させるよう操作可能な加熱ステーション、及び、
前記材料のメルトフローにより前記第1及び第2の部分を成形するために操作可能な材料成形用のステーション、
を包含する材料処理システム。 - 前記材料成形ステーションが、
前記第1及び第2の部分を可塑的に変形することにより前記材料を成形する工程、
材料の剪断及び伸展の少なくとも1つを行うことにより前記材料を成形する工程、及び、
前記材料の前記第1及び第2の部分を製造中間体として成形し、製品を製造する工程、
の1つ以上を実施するように追加的に操作可能である、請求項54記載の材料処理システム。 - 少なくとも第1及び第2の部分を有する被加熱材料を保持するための材料ホルダー、
前記第1及び第2の部分を差別的に加熱し、前記第1の部分の粘度を低下させて前記第1の部分を流動可能とする一方で、前記第2の部分の粘度は前記差別的加熱工程によっても実質的に変化させないか、又は第1の部分よりも低度に低下させるよう操作可能な加熱ステーション、及び、
前記第1及び第2の部分を可塑的に変形することにより前記第1及び第2の部分を成形するために操作可能な材料成形用のステーション、
を包含する材料処理システム。 - 前記材料成形ステーションが、
前記第1及び第2の部分を前記材料のメルトフローにより成形する工程、
材料の剪断及び伸展の少なくとも1つを行うことにより前記材料を成形する工程、及び、
前記材料の前記第1及び第2の部分を製造中間体として成形し、製品を製造する工程、
の1つ以上を実施するように追加的に操作可能である、請求項56記載の材料処理システム。 - 少なくとも第1及び第2の部分を有する被加熱材料を保持するための材料ホルダー、
前記第1及び第2の部分に差別的に熱を付与することにより前記第1の部分の粘度を低下させ、これにより前記第1の部分を流動可能とするが、前記第2の部分の粘度は前記差別的加熱工程によっても実質的に未変化であるか、又は第1の部分よりも低程度だけ低下させるために操作可能な加熱ステーション、及び、
材料に剪断力及び伸展力の少なくとも1つを適用することにより前記第1及び第2の部分を成形するために操作可能な材料成形用のステーション、
を包含する材料処理システム。 - 前記材料成形ステーションが、
前記第1及び第2の部分を前記材料のメルトフローにより成形する工程、
前記第1及び第2の部分を可塑的に変形することにより前記材料を成形する工程、及び、
前記材料の前記第1及び第2の部分を製造中間体として成形し、製品を製造する工程、
の1つ以上を実施するように追加的に操作可能である、請求項58記載の材料処理システム。 - 少なくとも第1及び第2の部分を有する被加熱製品中間体を保持するための材料ホルダー、
前記第1及び第2の部分を差別的に加熱し、前記第1の部分の粘度を低下させて前記第1の部分を流動可能とする一方で、前記第2の部分の粘度は前記差別的加熱工程によっても実質的に変化させないか、又は第1の部分よりも低度に低下させるよう操作可能な加熱ステーション、及び、
前記第1及び第2の部分を成形して製品を製造する、操作可能な材料成形用のステーション、
を包含する製造中間体を処理するための材料処理システム。 - 前記材料成形ステーションが、
前記第1及び第2の部分を前記材料のメルトフローにより成形する工程、
前記第1及び第2の部分を可塑的に変形することにより前記材料を成形する工程、及び、
材料の剪断及び伸展の少なくとも1つを行うことにより前記材料を成形する工程、
の1つ以上を実施するように追加的に操作可能である、請求項60記載の材料処理システム。 - 前記材料ホルダーが層状の材料を保持するために操作可能であり、前記層が少なくとも前記第1及び第2の部分を有する、請求項54〜61の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記材料ホルダーが顆粒状の材料を保持するために操作可能であり、前記第1及び第2の部分が顆粒である、請求項54〜61の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記第1及び第2の顆粒部分を混合するためのミキサーを包含する、請求項63記載の材料処理システム。
- 前記加熱ステーションが前記第1の部分を溶融するために操作可能である、請求項54〜64の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記材料成形ステーションが前記第1の部分からの伝導性又は対流性の熱移動により前記第2の部分の加熱を行うために操作可能である、請求項54〜65の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記加熱ステーションが、実質的に材料全体が熱エネルギーにより加熱されるように操作可能である、加熱される請求項54〜66の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記加熱ステーションが、実質的に前記材料に熱エネルギーを均等に分布させて加熱するように操作可能である、請求項54〜67の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記加熱ステーションが、加熱のための電磁気エネルギーを発生するように操作可能である、請求項54〜68の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記加熱ステーションが、マイクロ波放射エミッターを包含する、請求項54〜69の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記加熱ステーションからの熱エネルギーの周波数及び/又は波長が調節可能である、請求項54〜70の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記加熱ステーションは実質的に均一な場エネルギー密度を与えるように操作可能である、請求項54〜71の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記加熱ステーションが、
a)前記材料を通じて実質的に均等な電磁気エネルギーの分布、又は、
b)材料の選択された領域に向けたそのような領域を加熱するための前記電磁気エネルギーのターゲティング、
の少なくとも1つを実施するように操作可能である、請求項54〜72の何れか一項に記載の材料処理システム。 - 前記加熱ステーションの電磁気エネルギー密度、前記成形ステーションにおける材料の圧力及び温度、のうち少なくとも1つを制御するために操作可能なコントローラーを包含する、請求項54〜73の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記加熱ステーションが材料中の双極子の共鳴をもたらすエネルギー加熱波を提供するように操作可能である、請求項54〜74の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記成形ステーションが、前記第1の材料が、前記第2の材料が流動粘度を獲得できるまで前記第2の材料に熱を伝える時間が組み込まれるように操作可能である、請求項54〜75の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記成形ステーションが、前記第2の材料の全体的な温度が実質的に上昇する前に、前記材料を前記成形するように操作可能である、請求項54〜76の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記成形ステーションが材料全体を混合、移動、成形、刻印、注入又は押出して製品を形成できるようにする、請求項54〜77の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記成形ステーションが射出成型、押出、押出ブロー成型、トランスファ成型又は射出−膨張成型の少なくとも1つを実施するために操作可能である、請求項54〜78の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記加熱ステーションが、材料の標的加熱を実施するように操作可能である、請求項54〜79の何れか一項に記載の材料処理システム。
- 前記加熱ステーションが、被処理材料の部位に加熱エネルギーを方向付けるように操作可能な、方向付け可能なエネルギービーム発生器を包含する、請求項80記載の材料処理システム。
- 前記方向付け可能なエネルギービーム発生器が可動アンテナユニットを包含する、請求項81記載の材料処理システム。
- 熱エネルギーに対して異なる感受性を有する第1及び第2の部分を包含する処理可能な材料であって、
そのような熱エネルギーによって、第1の部分の粘度は低下して流動可能となる一方で、第2の部分の粘度は実質的に変化しないか、又は第1の部分よりも低度に低下し、
前記第1及び第2の部分はそのような加熱の後にメルトフロープロセスにより成形されて製品を形成することができる被処理材料。 - 前記第1及び第2の部分が、さらに加えて、可塑変形と、剪断及び伸展の少なくとも1つ、のうち1つ以上を実施することにより、共に成形可能である請求項83記載の被処理材料。
- 熱エネルギーに対して異なる感受性を有する第1及び第2の部分を包含する処理可能な材料であって、
そのような熱エネルギーによって、第1の部分の粘度は低下して流動可能となる一方で、第2の部分の粘度は実質的に変化しないか、又は第1の部分よりも低度に低下し、
前記第1及び第2の部分はそのような加熱の後に共に可塑的に変形されて製品を形成することができる被処理材料。 - 前記第1及び第2の部分が、さらに加えて、メルトフロープロセスと、剪断及び伸展の少なくとも1つ、のうち1つ以上を実施することにより、共に成形可能である請求項85記載の被処理材料。
- 熱エネルギーに対して異なる感受性を有する第1及び第2の部分を包含する処理可能な材料であって、
そのような熱エネルギーによって、第1の部分の粘度は低下して流動可能となる一方で、第2の部分の粘度は実質的に変化しないか、又は第1の部分よりも低度に低下し、
前記第1及び第2の部分はそのような加熱の後に剪断及び伸展の少なくとも1つを実施することにより、ともに変形されて製品を形成することができる被処理材料。 - 前記第1及び第2の部分が、さらに加えて、可塑変形とメルトフロープロセスのうち少なくとも1つにより、共に成形可能である請求項87記載の被処理材料。
- 熱エネルギーに対して異なる感受性を有する第1及び第2の部分を包含する処理可能な材料であって、
そのような熱エネルギーによって、第1の部分の粘度は低下して流動可能となる一方で、第2の部分の粘度は実質的に変化しないか、又は第1の部分よりも低度に低下し、
前記第1及び第2の部分は顆粒形態である、被処理材料。 - 前記第1及び第2の顆粒エレメントが共に混合される、請求項89記載の被処理材料。
- 前記第2の部分が前記第1の部分に伝導的に又は対流的に結合されている、請求項83〜90の何れか一項に記載の被処理材料。
- 前記第1及び第2の部分の少なくとも1つが強化剤成分を包含する、請求項83〜91の何れか一項に記載の処理可能な材料。
- 前記強化剤成分が強化繊維、糸又はテープを包含する、請求項92記載の被処理材料。
- 前記強化剤成分が天然又は合成の、有機又は無機の、同じか又は異なる材料、又は重合体又は共重合体である、請求項92又は93記載の被処理材料。
- 前記第1の部分が電磁気エネルギーに対して受容性である請求項83〜94の何れか一項に記載の被処理材料。
- 前記第1の部分がマイクロ波放射に対して受容性である、請求項83〜95の何れか一項に記載の被処理材料。
- 前記第1の部分が実質的に材料全体に均等に分布している、請求項83〜96の何れか一項に記載の被処理材料。
- 前記第1の部分が局所的に位置することにより材料中の温度分布を可変とすることができる請求項83〜96の何れか一項に記載の被処理材料。
- 製品を形成するために、混合、移動、成形、刻印、注入又は押出の少なくとも1つは可能である請求項83〜98の何れか一項に記載の被処理材料。
- 低分子量重合体、オリゴマー又は単量体を包含する請求項83〜99の何れか一項に記載の被処理材料。
- 電磁気放射により加熱可能な材料の1つの相であって、前記相は第1の部分であるもの、
電磁気放射により加熱され、加熱により相違する状態となる2つ以上の相であって、前記2つ以上の相は第1及び第2の部分であるか、それを包含するもの、
のうち1つ以上を包含する、請求項83〜100の何れか一項に記載の被処理材料。 - 前記加熱される2つ以上の相が加熱されない相と同じ重合体材料である、請求項101記載の被処理材料。
- 前記相が、非受容性重合体の1つ以上の相、及び融合、化合、混合、接合、その他の添加手法により受容性材料を添加した前記非受容性の重合体より形成された受容性重合体の相のうち1つ以上を包含する、請求項101記載の被処理材料。
- 第1の部分が合成又は天然の重合体材料であるか、それを包含する、請求項83〜103の何れか一項に記載の被処理材料。
- 第1の部分がカーボンブラック、フェライト、金属酸化物、ゼオライト、タルク粉末、ZnCl2、ナイロン、銅その他の金属粉末、酸化第1鉄、酸化マンガン、セラミックス及び酸化物を包含する、請求項83〜103の何れか一項に記載の被処理材料。
- 材料が層状の材料、顆粒、液体又はゲルであるか、これらを包含する、請求項83〜105の何れか一項に記載の被処理材料。
- 前記第1及び第2の部分が相違する層、相違する顆粒成分、相違する液体又はゲルである、請求項106記載の被処理材料。
- 材料が結晶性、半結晶性又は不定形の重合体である、請求項83〜107の何れか一項に記載の被処理材料。
- 着色料、強化用又は増量用の充填剤、機能的添加剤を包含する、請求項83〜108の何れか一項に記載の被処理材料。
- 機能的添加剤が難燃剤、ナノ複合材料又はナノ充填剤を包含する、請求項109記載の被処理材料。
- 被処理材料の一部分のみが所望の処理温度まで加熱され、少なくとも1つの他の部分は前記温度未満に保持されるように材料を差別的に加熱する工程、及び材料を処理する工程を包含する熱可塑性材料を処理する材料。
- 実質的に材料全体に熱エネルギーを供給する工程を包含する、請求項111記載の方法。
- 所望の処理温度まで加熱される前記部分が、少なくとも1つの別の部分よりも、熱エネルギーに対して受容性である、請求項112記載の方法。
- 被処理材料に対して選択的加熱を与える手段を包含する熱可塑性処理システム。
- 請求項111〜113の何れか一項に記載の方法に従って操作される、請求項114記載の熱可塑性処理システム。
- 請求項1〜52又は111〜113の何れか一項に記載の方法により得られる製品。
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