JP2024516438A - 発泡プラスチック粒子の製造方法 - Google Patents

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Abstract

・圧縮プラスチック材料粒子の形態でプラスチック材料を提供するステップと、・圧力の影響下で圧縮プラスチック材料粒子に少なくとも１つの発泡剤を充填するステップと、・温度の影響下で発泡プラスチック粒子を製造するために少なくとも１つの発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子を膨張させるステップとを含む発泡プラスチック粒子の製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、発泡プラスチック粒子の製造方法に関する。
さらに処理される発泡プラスチック粒子の製造方法、特に粒子発泡成形体の製造方法は、基本的に従来技術から知られている。
発泡プラスチック粒子の既知の製造方法は、二段階プロセスに基づいており、第一段階では、押出機内で熱可塑性プラスチック材料を溶融し、このようにして押出機内で生成された熱可塑性プラスチック材料溶融物に発泡剤を充填し、第二段階では、ストランド状で押出機から出てきて発泡剤の作用により膨張する熱可塑性プラスチック材料を造粒または粉砕する。
対応するプロセスの第一段階では、押出機内の圧力と温度条件により、発泡剤が熱可塑性材料溶融物に溶解する。発泡剤が充填された熱可塑性材料が押出機から出た後、圧力降下の結果としてプラスチック材料が膨張し、発泡剤が気相に変換される。
対応するプロセスの第二段階では、プラスチック材料は、ストランド状で押出機から出てくるときに、例えば、切断装置を使用して造粒または粉砕され、前述したように、発泡剤によって押出機を出た後すぐに膨張し、その結果、別のプロセスでさらに処理されて粒子発泡成形体を形成することができる発泡プラスチック粒子が得られる。
既知の方法は、装置とプロセス技術の両方の点で比較的複雑である。さらに、既知の方法で製造できる発泡プラスチック粒子は、気泡のサイズ、形態、分布などの特性に関して改善の必要があり、装置およびプロセス技術の観点から、発泡プラスチック粒子の対応する特性に影響を与える可能性は、既知の方法では明らかに制限されている。
これに基づいて、本発明は、特に、その後の粒子発泡成形体への加工およびその用途または使用特性のために特に調整可能な特性を備えている発泡プラスチック粒子の改良された製造方法を提供するという目的に基づいている。
この目的は、請求項１に記載の方法によって達成される。それに従属する請求項は、本方法の可能な実施形態に関する。
本発明の第１の態様は、発泡プラスチック粒子の製造方法に関し、したがって、本明細書に記載の方法は、発泡プラスチック粒子の製造に使用される。したがって、本方法に従って生成または生成できるプラスチック粒子は、少なくとも部分的に、場合によっては完全に、気泡構造を有するプラスチック粒子である。プラスチック粒子は、特に、記載された方法からの残留物であっても、別のプロセスステップで引き続いて導入される発泡剤であっても、特定の含有量の発泡剤により、特定の（さらなる）膨張能力を有することもできる。したがって、本方法に従って製造され得る、または製造される発泡プラスチック粒子は、その気泡構造に起因して、膨張可能および／または（機械的）圧縮可能または圧縮可能であり得る。全ての場合において、本方法に従って製造または生成することができるプラスチック粒子は、「発泡粒子」または「発泡ビーズ」と呼ばれ、または、みなされることができる。
本方法に従って製造することができ、以下では略して「プラスチック粒子」とも呼ばれる発泡プラスチック粒子は、１つ以上の独立した下流プロセスでさらに処理されて、粒子発泡成形体を形成することができる。発泡プラスチック粒子を粒子発泡成形体にさらに加工することは、蒸気または過熱蒸気を使用（蒸気ベース）して、または蒸気または過熱蒸気を使用せず（非蒸気ベースまたは乾式）に行うことができる。
発泡プラスチック粒子の製造方法のステップを以下に詳細に説明する。
本方法の第１のステップでは、プラスチック材料が、圧縮プラスチック材料粒子の形態で提供される。本方法に従って提供される圧縮プラスチック材料粒子は、場合によっては「圧縮プラスチック粒子」とも呼ばれる。したがって、典型的には熱可塑性プラスチック材料である、出発材料として考慮されるプラスチック材料は、本方法の第１のステップにおいて、圧縮（熱可塑性）プラスチック材料粒子の形態で提供される。したがって、提供される圧縮プラスチック材料は、粒子状、すなわち、特にバルクの形態または形状で存在する。したがって、第１のステップでは、一般に、粒状、すなわち、特にバルクの形態または形状の圧縮プラスチック材料を、対応する圧縮プラスチック材料粒子の形態で提供するための少なくとも１つの手段が実行される。本方法の第１のステップで提供される圧縮プラスチック材料粒子の密度は、材料の組成または改変に応じて、通常、０．８～２．２ｇ／ｃｍ３の範囲にあり、そこから提供される圧縮プラスチック材料粒子の圧縮特性が得られ、したがって、提供された圧縮プラスチック材料粒子のマトリックスは、（かなりの）多孔質または気泡構造を持たない。
圧縮プラスチック材料粒子のマトリックスは、細長い、球状の、または小板状の、充填剤などの少なくとも１つの添加剤または追加材料を含有することができる。特に、添加剤または追加材料を含む圧縮プラスチック材料粒子の場合、密度は、濃度に応じて、（大幅に）１ｇ／ｃｍ３を超えることがある。対応する添加剤または材料は、それ自体が存在することも、気泡形態で作用することもできる。
本方法の第１のステップは、圧縮プラスチック材料粒子の形態の対応するプラスチック材料を連続的または不連続的に供給するように構成された供給装置を用いて、任意選択で、少なくとも部分的に自動化、または部分的に自動化して実行することができる。対応する供給装置は、例えば、対応する発泡プラスチック粒子に加工される圧縮プラスチック材料粒子を、本方法の第２のステップを実行する充填装置に搬送することができるコンベヤ装置とすることができる。対応する搬送装置は、例えば、ベルト搬送装置またはフロー搬送装置の形態を取るか、またはベルト搬送装置またはフロー搬送装置を含むことができる。したがって、本方法の第２のステップを実行する充填装置へ、または充填装置内への圧縮プラスチック材料粒子の搬送は、搬送の流れの中で圧縮プラスチック材料粒子を拾い上げることを含むことができ、したがって、圧縮プラスチック材料粒子は、本方法の第２のステップを実行する充填装置へ、または充填装置内への搬送の流れによって搬送することができる。
本方法の第２のステップでは、少なくとも圧力の影響下で、圧縮プラスチック材料粒子に発泡剤を充填する。したがって、第２のステップでは、少なくとも圧力の影響下で、圧縮プラスチック材料粒子に発泡剤が充填され、必要であれば、材料に応じて、特定の圧力に加えて、特定の（上昇した）温度を適用することもできる。したがって、第２のステップでは、一般に、圧縮プラスチック材料粒子に発泡剤を充填するための少なくとも１つの手段が、少なくとも圧力の影響下で、従って、少なくとも加圧されて実行される。現象論的には、それぞれの圧縮プラスチック材料粒子中の発泡剤の濃縮は、通常、本方法の第２のステップで行われる。それぞれの圧縮プラスチック材料粒子中の発泡剤の濃縮は、特に圧縮プラスチック材料粒子の化学的構成、発泡剤およびその中に含まれる可能性のある添加剤または材料に応じて、同様に、上述したように、典型的には材料に依存して選択される圧力または温度条件に応じて、例えば、それぞれの圧縮プラスチック材料粒子中の発泡剤の吸収および／または溶解のプロセスから生じる可能性があり、またはそれぞれの圧縮プラスチック材料粒子中の発泡剤の吸収および／または溶解のプロセスを通じて生じる可能性がある。
二酸化炭素などのガス、または空気など、二酸化炭素および／または窒素を含む混合物を発泡剤として使用することができる。一般に、任意の可燃性または不燃性の有機ガス、すなわち、特に、ブタンまたはペンタン、または、希ガス、すなわち、特に、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの不活性ガス、または、窒素、またはそれらの混合物を使用することができる。したがって、用語「発泡剤」には、化学的および／または物理的に異なる発泡剤の混合物も含まれ得る。発泡剤は、典型的には、圧縮プラスチック材料粒子におけるその溶解能力を考慮して選択され、したがって、圧縮プラスチック材料粒子の化学的および／または物理的な構成または組成を考慮に入れて選択される。圧縮プラスチック材料粒子が添加剤または添加剤材料を含む場合、発泡剤を選択する際に、添加剤または添加剤材料の化学的および／または物理的な構成などの特性も考慮に入れることができる。
本方法の第２のステップは、少なくとも圧力の影響下で圧縮プラスチック材料粒子に発泡剤を充填して対応する充填プロセスを実行するように構成された充填装置を用いて、任意選択で少なくとも部分的に自動化または部分的に自動化して実施することができる。対応する充填装置は、例えば、オートクレーブ装置として、すなわち、一般に、温度制御可能な圧力チャンバまたはプロセスチャンバを備える圧力容器装置として構成することができ、あるいはそのような圧力容器装置を備えることができる。対応する充填装置は、対応する圧力チャンバまたはプロセスチャンバの温度を制御するように構成された温度制御装置をさらに備えることができる。すべての場合において、対応する充填装置は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの観点から実装される制御ユニットおよび／または調整ユニットを備えることができ、これは、対応する圧力チャンバ内またはプロセスチャンバ内の特定の動圧および／または静圧および／または温度パラメータを制御および／または調整する、すなわち、一般には設定するように構成される。
本方法の第３のステップでは、発泡剤を充填した圧縮プラスチック材料粒子を温度の影響下、すなわち特に高温の影響下で発泡させて発泡プラスチック粒子を生成する。したがって、発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子は、通常、本方法の第３のステップにおいて、高温、すなわち、一般に熱エネルギーにさらされ、その結果、圧縮プラスチック材料粒子に含まれる発泡剤のガス放出および膨張が生じる。これは通常、乾燥状態、つまり蒸気や水などの流体の外部影響がない状態で起こる。特に、熱軟化または軟化した圧縮プラスチック材料粒子の発泡剤のガス放出により、プラスチック材料粒子が膨張し、冷却または「凍結」後に、永久的な気泡構造を有するプラスチック粒子が形成され、したがって、製造される発泡プラスチック粒子が形成される。したがって、本方法の第３のステップでは、発泡プラスチック粒子を製造するために、一般に、少なくとも温度の影響により、したがって少なくとも熱的に軟化され、または軟化する、圧縮プラスチック材料粒子に含まれる発泡剤をガス放出または膨張させるための少なくとも１つの措置が実行される。現象論的には、本方法の第３のステップでは、特に、軟化し、または軟化された圧縮プラスチック材料粒子からの発泡剤の脱着により、圧縮プラスチック材料粒子内での気泡の形成と気泡の成長が起こり、これにより、発泡プラスチック粒子が生成される。気泡の形成は、通常、温度の影響によって軟化し、または軟化されたプラスチック材料粒子の核生成点における前述の発泡剤の脱着に基づいており、一方、気泡の成長は、通常、すでに形成された気泡内の発泡剤の過圧による膨張に基づいている。また、前述のように、この方法で形成された気泡構造、またはそれによって実現される膨張状態は、この方法で製造された発泡プラスチック粒子の温度低下によって、つまり、例えば、環境下における冷却によって永久に「凍結」または固定される。
基本的に、本方法の第２のステップにおける加圧後、すなわち、特に通常または標準状態までの圧力降下後、脱着プロセスが、発泡剤が充填されたそれぞれの圧縮プラスチック材料粒子内で起こり、典型的には、熱条件により軟化する。発泡剤の脱着プロセスは、発泡プラスチック粒子の製造に必要なそれぞれのプラスチック材料粒子内での気泡形成プロセスおよび気泡成長プロセスの、必須の前提条件を表す。本方法に従って製造される発泡プラスチック粒子は、本方法の第３のステップにおいて、本方法の第２のステップの後に存在し、発泡剤が充填され、典型的には熱的な理由で軟化された圧縮プラスチック材料粒子から形成され、特に、対応する脱着プロセスの結果として形成される。
以下で説明するように、対応する脱着に関連する気泡形成プロセスおよび気泡成長プロセスを制御することにより、局所的に異なる気泡特性を有する気泡構造、したがって段階的な発泡プラスチック粒子を実現することができる。
本発明者らは、適切な圧縮出発材料を用いると、軟化挙動の目標調整と併せた核形成が、驚くべきことに発泡剤の脱着に決定的な影響を与える可能性が高いと想定している。特に、多数の小さな気泡が、多数の個々の核形成点または核形成部位によって形成され、その結果、それぞれの発泡プラスチック粒子内に微細な気泡構造が得られる。対応する微細な気泡構造は、特に、それぞれの発泡プラスチック粒子内での小さな気泡とそのほぼ均一な分布によって特徴付けられる。
一般に、気泡サイズが０．５～２５０μｍの範囲の発泡プラスチック粒子を製造できる。したがって、実際の気泡サイズは、もちろん、ここでは一般に平均値を指すが、選択したプロセス条件に応じて、非常に広い範囲にわたって調整でき、プロセスに合わせて調整できる。同じことが、それぞれの発泡プラスチック粒子内の気泡サイズの分布にも当てはまる。
特に、（平均）気泡サイズは、１００μｍ未満、特に９０μｍ未満、さらに特に８０μｍ未満、さらに特に７０μｍ未満、さらに特に６０μｍ未満、さらに特に５０μｍ未満、さらに特に４５μｍ未満、さらに特に４０μｍ未満、さらに特に３５μｍ未満、さらに特に３０μｍ未満、さらに特に２５μｍ未満、さらに特に２４μｍ未満、さらに特に２３μｍ未満、さらに特に２２μｍ未満、さらに特に２１μｍ未満、さらに特に２０μｍ未満、さらに特に１９μｍ未満、さらに特に１８μｍ未満、さらに特に１７μｍ未満、さらに特に１６μｍ未満、さらに特に１５μｍ未満、さらに特に１４μｍ未満、さらに特に１３μｍ未満、さらに特に１２μｍ未満、さらに特に１１μｍ未満、さらに特に１０μｍ未満、またはより小さい。ここに明示的にリストされていないすべての中間値も考えられる。
本方法の第３のステップは、必要に応じて、少なくとも温度の影響下で発泡剤を膨張させて発泡プラスチック粒子を製造するように構成され、または、対応する膨張プロセスを実行するように構成された、膨張装置を用いて、少なくとも部分的に自動化または部分的に自動化して実行することができる。対応する膨張装置は、例えば、加熱装置として、すなわち、一般に、温度制御可能な、または温度制御される温度制御チャンバまたはプロセスチャンバを備える温度制御装置、として構成することができ、あるいはそのような温度制御装置を備えることができる。対応するテンパリング装置はさらに、対応するテンパリングチャンバまたはプロセスチャンバを通る搬送経路に沿って膨張するプラスチック材料粒子を搬送するように構成された搬送装置を備えることができる。すべての場合において、対応する膨張装置は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの観点から実装される制御ユニットおよび／または調整ユニットを備えることができ、これは、対応する温度制御チャンバ内またはプロセスチャンバ内の特定の動的搬送および／または静的搬送および／または温度および/または放射のパラメータを制御および／または調整するように、すなわち、一般に設定するように構成される。
特に、本方法の第３のステップは、必要に応じて連続的に実施することができ、これは、バッチ式プロセスよりも有利である。
本方法の第３のステップで製造される発泡プラスチック粒子の密度は、通常、第１のステップで提供される圧縮プラスチック材料粒子の初期密度よりも大幅に低く、その結果、本方法によって製造できる、または製造されるプラスチック材料粒子の気泡特性が得られ、したがって、本方法に従って製造することができる、または製造されるプラスチック材料粒子は、気泡構造を有する。本方法の第３のステップで製造される気泡プラスチック粒子のかさ密度は、通常、本方法の第１のステップで提供される圧縮プラスチック材料粒子のかさ密度よりも何倍も低い。
本方法の第３のステップで生成される発泡プラスチック粒子は、上でさらに述べたように、膨張可能であり、これは、粒子発泡成形品を製造するための発泡プラスチック粒子の、特に蒸気ベースまたは非蒸気ベースの説明されたさらなる処理にとって必須の特性となることができる。
したがって、既知の方法と比較して、本方法は特別な動的プロセス制御を特徴とし、膨張に必要な軟化を必要とするが、押出プロセスとは対照的に、発泡剤を充填した圧縮プラスチック材料を完全に溶融させる必要がなく、したがって、発泡剤とともにプラスチック材料を溶かすための圧力と温度の高い負荷を必要としない。動的なプロセス制御、つまり、特にそれによって可能な急速（体積）加熱は、優れたエネルギー効率と、以下でさらに説明する非常に微細な気泡の形態にとっても重要である（気泡合併のための時間がないため）。したがって、本プロセスは、圧縮プラスチック材料粒子に発泡剤を充填することができ、発泡剤を充填した対応するプラスチック材料粒子を少なくとも温度の影響下で、特に温度と圧力の影響下で発泡プラスチック粒子に変換できるため、その実施のための比較的（大幅に）簡素化された装置およびプロセス工学的努力を伴う。
さらに、本方法に従って製造または生成できる発泡プラスチック粒子の特性は、特に気泡のサイズ、形態および分布に関して改善され、これは、本方法の第２のステップで行われる充填の過程と、本方法の第３のステップで行われる膨張の過程で、簡単に調整でき、非常によく制御できるプロセス条件から得られる。
したがって、本方法により、プラスチック材料ごとに正確に設定または制御できる大幅に拡張されたプロセスウィンドウが可能になり、原理的には、任意の（熱可塑性）圧縮プラスチック材料粒子から所望の特性を有する発泡プラスチック粒子を製造することが可能になる。
示されるように、圧縮プラスチック材料粒子への発泡剤の充填は、圧力および温度の影響下で行うことができる。このように、圧縮プラスチック材料粒子に発泡剤を充填するため、また、さらなる過程で、特に材料に応じて、製造される、または製造された発泡プラスチック粒子の特定の特性を明確に設定するために変更できるパラメータは、したがって、第一に、本方法の第２のステップで一般的な圧力と温度の条件になる。もちろん、本方法の第２のステップにおける時間、すなわち特に圧力および温度条件の継続時間も、圧縮プラスチック材料粒子への発泡剤の充填、すなわち、特に、圧縮プラスチック材料粒子における発泡剤の溶解に影響を与えるパラメータである。
本方法の第２のステップを実行するための特定のパラメータを例として以下に示す。
圧縮プラスチック材料粒子へのその発泡剤またはある発泡剤の充填は、例えば、特に、ある圧力における圧縮プラスチック材料粒子および／または発泡剤の化学組成に応じて、１～２００バールの範囲、特に１～１９０バールの範囲、さらに特に１～１８０バールの範囲、さらに特に１～１７０バールの範囲、さらに特に１～１６０バールの範囲、さらに特に１～１５０バールの範囲、さらに特に１～１４０バールの範囲、さらに特に１～１３０バールの範囲、さらに特に１～１２０バールの範囲、さらに特に１～１１０バールの範囲、さらに特に１～１００バールの範囲、さらに特に１～９０バールの範囲、さらに特に１～８０バールの範囲、さらに特に１～７０バールの範囲、さらに特に１～６０バールの範囲、さらに特に１～５０バールの範囲、さらに特に１～４０バールの範囲、さらに特に１～３０バールの範囲、さらに特に１～２０バールの範囲、さらに特に１～１０バールの範囲であってもよい。１バールの代わりに、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０バールを下限値として使用することもできる。ここで明示的に列挙されていないすべての中間値も同様に考えられる。例として挙げた上記の圧力は、特に、本方法の第２のステップの実行中の、対応する充填装置の圧力チャンバ内またはプロセスチャンバ内の圧力を指す。
圧縮プラスチック材料粒子へのその発泡剤またはある発泡剤の充填は、例えば、特に圧縮プラスチック材料粒子および／または発泡剤の化学組成に応じて、０～２５０℃の範囲、特に０～２４０℃の範囲、さらに特に０～２３０℃の範囲、さらに特に０～２２０℃の範囲、さらに特に０～２１０℃の範囲、さらに特に０～２００℃の範囲、さらに特に０～１９０℃の範囲、さらに特に０～１８０℃の範囲、さらに特に０～１７０℃の範囲、さらに特に０～１６０℃の範囲、さらに特に０～１５０℃の範囲、さらに特に０～１４０℃の範囲、さらに特に０～１３０℃の範囲、さらに特に０～１２０℃の範囲、さらに特に０～１１０℃の範囲、さらに特に０～１００℃の範囲、さらに特に０～９０℃の範囲、さらに特に０～８０℃の範囲、さらに特に０～７０℃の範囲、さらに特に０～６０℃の範囲、さらに特に０～５０℃の範囲、さらに特に０～４０℃の範囲、さらに特に０～３０℃の範囲、さらに特に０～２０℃の範囲の温度であってもよい。ここで明示的に列挙されていないすべての中間値も同様に考えられる。例として挙げた上記の温度は、特に、本方法の第２のステップの実行中の、対応する充填装置の圧力チャンバ内またはプロセスチャンバ内の温度を指す。
圧縮プラスチック材料粒子へのその発泡剤またはある発泡剤の充填は、例えば、特に圧縮プラスチック材料粒子および／または発泡剤の化学組成に応じて、１～１０００時間の範囲、特に１～９５０時間の範囲、さらに特に１～９００時間の範囲、さらに特に１～８５０時間の範囲、さらに特に１～８００時間の範囲、さらに特に１～７５０時間の範囲、さらに特に１～７００時間の範囲、さらに特に１～６５０時間の範囲、さらに特に１～６００時間の範囲、さらに特に１～５５０時間の範囲、さらに特に１～５００時間の範囲、さらに特に１～４５０時間の範囲、さらに特に１～４００時間の範囲、さらに特に１～３５０時間の範囲、さらに特に１～３００時間の範囲、さらに特に１～２５０時間の範囲、さらに特に１～２００時間の範囲、さらに特に１～１５０時間の範囲、さらに特に１～１００時間の範囲、特に１～９０時間の範囲、特に１～８０時間の範囲、特に１～７０時間の範囲、特に１～６０時間の範囲、特に１～５０時間の範囲、特に１～４０時間の範囲、特に１～３０時間の範囲、特に１～２０時間の範囲、特に１～１０時間の範囲の期間で実施することができる。ここに明示的にリストされていないすべての中間値も同様に考えられる。上述したように、例示的な持続時間は、特に、本方法の第２のステップの実行中に、対応する充填装置の圧力チャンバ内またはプロセスチャンバ内でプラスチック材料粒子に加えられる圧力または温度を指す。
本方法の第３のステップを実行するための具体的なパラメータを例として以下に示す。
温度の影響下で、特に発泡剤が充填されたプラスチック粒子材料および／または発泡剤の化学組成に応じて、発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子を膨張させて発泡プラスチック粒子を生成することは、例えば、常圧、すなわち約１バールの周囲圧力において行うことができる。したがって、正圧レベルまたは負圧レベルなどの特別な圧力レベルは、発泡剤を充填した圧縮プラスチック材料粒子を発泡させて気泡プラスチック粒子を生成するために可能であるが、絶対に必要というわけではなく、発泡プロセスを根本的に簡素化する。
温度の影響下で発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子を膨張させて発泡プラスチック粒子を生成することは、例えば、特に発泡剤が充填されたプラスチック粒子材料および／または発泡剤の化学組成に応じて、１～３００℃の範囲、特に１～２９０℃の範囲、さらに特に０～２８０℃の範囲、さらに特に０～２７０℃の範囲、さらに特に０～２６０℃の範囲、さらに特に０～２５０℃の範囲、さらに特に０～２４０℃の範囲、さらに特に０～２３０℃の範囲、さらに特に０～２２０℃の範囲、さらに特に０～２１０℃の範囲、さらに特に０～２００℃の範囲、さらに特に０～１９０℃の範囲、さらに特に０～１８０℃の範囲、さらに特に０～１７０℃の範囲、さらに特に０～１６０℃の範囲、さらに特に０～１５０℃の範囲、さらに特に０～１４０℃の範囲、さらに特に０～１３０℃の範囲、さらに特に０～１２０℃の範囲、さらに特に０～１１０℃の範囲、さらに特に０～１００℃の範囲、さらに特に０～９０℃の範囲、さらに特に０～８０℃の範囲、さらに特に０～７０℃の範囲、さらに特に０～６０℃の範囲、さらに特に０～５０℃の範囲、さらに特に０～４０℃の範囲、さらに特に０～３０℃の範囲、さらに特に０～２０℃の範囲の温度であってもよい。ここに明示的に列挙されていないすべての中間値も同様に考えられる。
上述の温度は、特に、発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子が対応する膨張装置に入るときの入口温度、および／または発泡プラスチック粒子が対応する膨張装置から出るときの出口温度を指す。対応する入口温度と出口温度は、同じ、類似、または異なる場合がある。対応する膨張装置が、発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子を対応するテンパリング装置に沿って搬送するように配置された搬送装置を備える場合、前述の温度は、発泡剤が充填された圧縮プラスチック粒子材料が対応する膨張装置またはテンパリング装置に入るときの温度（入口温度）、すなわち、対応する搬送装置の初めの領域に入るときの温度、および／またはプラスチック粒子が対応する膨張装置または温度制御装置を出るときの温度（出口温度）、すなわち、対応する搬送装置の終わりの領域を出るときの温度を指すことがある。通常、入口温度は出口温度よりも低くなる。
温度の影響下での発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子の膨張は、発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子に高エネルギー熱放射、特に赤外線を照射することによって達成することができる。特に、１～１５μｍの範囲、特に１．４～８μｍの範囲、さらに特に１．４～３μｍの範囲の波長を有する赤外線放射が考慮される。赤外線の波長は通常、材料に応じて選択される。発泡剤を充填した圧縮プラスチック材料粒子の温度制御、すなわち特に加熱は、特に材料に応じて、すなわち特にその波長を選択および／または調整することによって達成される。これは、発泡剤を充填した圧縮プラスチック材料粒子の加熱が、特に材料に応じて、エネルギー豊富な放射の特性、すなわち特にその波長を選択および／または調整することによって、発泡剤を充填したプラスチック材料粒子の発泡方法にとって望ましくない、発泡剤を充填した圧縮プラスチック材料粒子の軟化、すなわち、軟化したプラスチック材料粒子の望ましくない溶融または完全溶融の危険を冒すことなく、非常に的を絞った方法で実行することができることを意味する。調査の結果、赤外線は、搬送装置と組み合わせて、発泡剤を充填した圧縮プラスチック材料粒子の目標を絞った、非常に容易に制御可能な体積加熱、制御可能な軟化プロセス、したがって、製造される発泡プラスチック粒子の特性を設定するために不可欠である制御可能な膨張プロセスを可能にするため、この目的に特に適していることが示されている。
特に、発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子の膨張は、発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子に高エネルギー熱放射、特に赤外線を照射することによって、温度の影響下で行うことができ、発泡剤を充填したプラスチック材料粒子は、搬送装置によって画定される少なくとも１つの搬送経路上を、特に連続的に、少なくとも１つの対応する高エネルギー放射、すなわち特に赤外線を発生する放射発生装置に沿って搬送される。対応する放射発生装置は、特に、赤外線オーブン、特に連続赤外線オーブンとして構成することができ、またはそれを含むことができる。対応する赤外線オーブンは、対応する搬送経路に沿って配置または形成された１つまたは複数の赤外線エミッタを備えることができる。対応する赤外線エミッタは、例えば、１～５００ｋＷの範囲、さらに特に１～４５０ｋＷの範囲、さらに特に１～４００ｋＷの範囲、さらに特に１～３５０ｋＷの範囲、さらに特に１～３００ｋＷの範囲、さらに特に１～２５０ｋＷの範囲、さらに特に１～２００ｋＷの範囲、さらに特に１～１５０ｋＷの範囲、さらに特に１～１００ｋＷの範囲、さらに特に１～５０ｋＷの範囲で可変である放射パワーを有することができる。１ｋＷの代わりに、２、３、４、５、６、７、８、９または１０ｋＷを下限値として使用することもできる。ここに明示的にリストされていないすべての中間値も考えられる。
上述の出力は、特に平方メートルあたりの面積出力を指す。調査によると、特に５～１００ｋＷ／ｍ２の面積出力で良好な結果が得られる。可変ラジエータまたは可変ラジエータ（面積）出力を使用して、さまざまな温度ゾーンを生成することができ、これにより膨張プロセスに影響を与えるパラメータも提供される。
本方法によれば、前述のとおり、発泡プラスチック粒子を製造するために発泡剤を充填したプラスチック材料粒子を膨張させた後、温度（特に前の膨張プロセスの温度より低い温度）の影響下で、製造された発泡プラスチック粒子の冷却を行うことができる。冷却は、迅速に行われるのが好都合であり、膨張プロセス後に発泡プラスチック粒子の気泡構造を「凍結」することができる。このようにして、さらに、例えば膨張プロセス後に望ましくない可能性があるプラスチック粒子の全体的または局所的な膨張を特に防止することができ、これは例えば膨張プロセス後に望ましい可能性があるプラスチック粒子の気泡構造を保持することができる。特に室温を基準温度として使用することができ、特に、冷却は、基準温度を超えるプロセス温度から、プロセス温度または基準温度を下回る冷却温度、特に室温まで実施することができる。したがって、プラスチック粒子を冷却するための別個のテンパリング装置は絶対に必要というわけではなく、プラスチック粒子を室温まで冷却するか、発泡プロセス後に室温で熟成させれば十分である。
本方法によれば、これも上で示したように、少なくとも１つの、特に機能的な添加剤または追加材料、例えば、繊維状物質もしくは材料および／または染料もしくは着色材料および／または核形成物質または材料および／または鎖延長剤などの溶融粘度を調整するための添加剤、または吸収係数を増大させるためのグラファイト、カーボンブラックなどの物質または材料などを含む圧縮プラスチック粒子材料を提供または使用することができ、圧縮プラスチック粒子材料を含む発泡剤が充填されプラスチック材料粒子の軟化挙動に特に影響を与えたり制御したりするために提供または使用することができる。したがって、配合された圧縮プラスチック材料粒子にも発泡剤を充填して発泡させることができ、その結果、特別な特性を備えた発泡プラスチック粒子が得られる。特に、適切な添加剤または材料の的を絞った選択および濃度を通じて、特定の用途または応用分野向けにオーダーメイドのプラスチック粒子を製造できる。添加剤または材料は、製造中に圧縮プラスチック材料粒子に導入されていてもよい。
基本的には有機または無機の繊維状の物質または材料、例えば、アラミド、ガラス、カーボンまたは天然繊維であってもよい、特に繊維状の物質または材料を使用して、本方法に従って製造することができるまたは製造される発泡プラスチック粒子の、または本方法に従って製造することができるまたは製造される発泡プラスチック粒子から製造される成形粒子発泡部品の、特別な材料特性を、さらなる処理に関して実現することができる。対応する発泡プラスチック粒子またはこれらから製造される粒子発泡成形体は、一方ではそれらの気泡構造に起因する特別な密度によって、他方では特に処理により生じるそれぞれの発泡プラスチック粒子内および／またはそれぞれの隣接する発泡プラスチック粒子間の隣接する気泡の機械的結合に起因する特別な機械的特性によって特徴付けることができる。その後の粒子発泡成形品への加工中に、これらの特別な機械的特性を局所的または一体的に利用したり、さらに変更したりすることができる。同じことが、基本的にそれらの化学組成に関係なく、非繊維状または非繊維形状の添加剤または添加材料、例えば球状または球形状または小板状または小板形状の有機および／または無機の添加剤または添加材料にも当てはまる。
プラスチック粒子の機械的特性に特に影響を与えることに加えて、例えば、適切な添加剤または材料によってプラスチック粒子の電気的特性および／または熱的特性に特に影響を与えることも可能である。したがって、特殊な導電性および／または熱伝導性の特性を有するプラスチック粒子は、例えば、金属および／またはカーボンブラック粒子などの導電性および／または熱伝導性の添加剤または材料を用いて製造することができる。
対応する添加剤または添加剤材料の濃度は、原則として自由に選択できるが、通常は材料によって異なる。したがって、一例として、１つ（または複数）の添加剤または添加材料を含む圧縮プラスチック材料粒子を、（それぞれ）０．０１重量％、これは特に化学的に活性な添加剤に当てはまる、と６０重量％、これは特に繊維状添加剤に当てはまる、の間の濃度で提供または使用できることが示されているにすぎない。示されているように、濃度は通常、添加剤または添加材料、またはそれらの組み合わせの特定の化学的および／または物理的特性に依存する。
原理的には、任意の熱可塑性材料を出発材料として提供または使用できると述べた。一例として、本方法に従ってアクリロニトリル－ブタジエン－スチレン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレンブレンド、ポリアミド、ポリアミドブレンド、ポリカーボネート、ポリカーボネートブレンド、ポリエチレン、ポリエチレンブレンド、ポリプロピレン、ポリプロピレンブレンド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンエーテルブレンド、熱可塑性エラストマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートブレンド、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートブレンド、ポリスチレン、ポリスチレンブレンド、ポリ塩化ビニル、熱可塑性エラストマーブレンドのグループからのプラスチック粒子材料が使用されることが理解される。異なる熱可塑性材料のブレンドまたは混合物も使用でき、修飾ＰＰＥ（ｍＰＰＥ）は、この文脈では単なる例として言及されている。
少なくとも１つの化学的および／または物理的パラメータおよび／または分子構造に関するパラメータが異なる少なくとも２つの成分を含むブレンドが使用される場合、これらは原則として、任意の所望の比例組成で存在することができ、それぞれの割合を合計すると１００重量％になる。したがって、第１の成分は１～９９重量％の任意の重量割合を有することができ、第２の成分は９９～１重量％の任意の重量割合を有することができ、それぞれの割合を合計すると１００重量％になる。もちろん、１重量％未満および９９重量％を超える割合も考えられる。
使用されるすべてのプラスチック材料には、前述したように、繊維などの１つ以上の添加剤を加えることができる。使用されるすべてのプラスチック材料は、リサイクル品であるか、または一部のリサイクル品が含まれていてもよい。
本方法に従って製造できる発泡プラスチック粒子の特性は、特に充填プロセス中および膨張プロセス中のプロセス条件によって影響を受ける可能性があることが言及された。
本方法によれば、選択されたプロセス条件に応じて、均一または不均一に分布した気泡構造を有する発泡プラスチック粒子を製造することができる。したがって、それぞれの気泡プラスチック粒子内の特性、すなわち特に気泡構造の分布は、材料固有のパラメータに加えて、充填または膨張中の圧力、温度、時間、および個々の本方法のステップ間の搬送時間または滞留時間または条件によって（また）影響を受ける可能性がある。
不均一に分布した気泡構造を有する発泡プラスチック粒子が本方法に従って製造される場合、それぞれの発泡プラスチック粒子は、コア領域とは異なる周辺領域の気泡の数および／または形態を有することがある。したがって、気泡の数および／または気泡の形態の異なる分布により、特性の特別な範囲を有する段階的な発泡プラスチック粒子を製造することができる。したがって、段階的な発泡プラスチック粒子は、例えばコアシェル粒子のように、（外部）周辺領域で（内部）コア領域とは異なる気泡特性を有することができる。
対応して構成された発泡プラスチック粒子は、特に、圧縮出発材料に発泡剤を（非常に）短時間充填することによって達成することができ、発泡剤は外周近くにのみ蓄積し、特に外周で膨張が起こる。逆に、発泡剤の充填と膨張の間の（過度に）長い熟成期間は、主に「コア」が発泡した発泡プラスチック粒子をもたらす可能性がある。
一般に、気泡サイズが０．５～２５０μｍの範囲の発泡プラスチック粒子を製造できる。したがって、実際の気泡サイズは、もちろん、ここでは一般に平均値を指すが、選択されたプロセス条件に応じて、非常に広い範囲にわたって調整でき、したがって、本プロセスに合わせて調整できる。同じことが、それぞれの発泡プラスチック粒子内の気泡サイズの分布にも当てはまる。
一般に、特に膨張の程度、および必要に応じて充填剤含有量に応じて、２０～１５００ｇ／ｌの範囲のかさ密度を有する発泡プラスチック粒子が本プロセスによって製造できることも事実である。実際のかさ密度は、もちろん、ここでも通常は平均を指すが、選択されたプロセス条件に応じて、非常に広い範囲にわたって調整でき、したがって、オーダーメイドできる。
以下は、本プロセスの一部として、特に処理でき、または処理された圧縮プラスチック材料粒子の純粋に例示的なリスト、および本プロセスの第２のステップおよび第３のステップを実行するための関連するパラメータである。
第１の例では、圧縮ポリカーボネートプラスチック造粒体、すなわち、かさ密度が６５０～７２０ｇ／ｌの範囲にあるポリカーボネートのプラスチック材料粒子が本方法の第１のステップで準備された。本方法の第２ステップにおいて、圧縮プラスチック材料粒子は、別途テンパリングを行わずに、圧力容器内で３７～５５バールの範囲の圧力で１８時間、発泡剤として二酸化炭素を充填された。本方法の第３のステップでは、発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子を、複数の赤外線エミッタを備える赤外線連続炉を通して特に連続的または非連続的に搬送することによって、すなわち、総エミッタ出力が約１０ｋＷの赤外線エミッタの形態の複数のテンパリング要素によって形成される約５ｍの長さの搬送セクションまたはテンパリングセクションに沿ってプラスチック材料粒子を搬送することによって、発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子を膨張させた。コンベヤセクションの入口でのコンベヤベルトの温度は約１４０℃であり、コンベヤ／テンパリングセクションの出口でのコンベヤベルトの温度は約１８０℃であり、搬送速度は、約７００ｍｍ／ｓであった。この方法で製造された発泡プラスチック粒子のかさ密度は、約１００ｇ／ｌであった。
第２の例では、圧縮ポリカーボネート／ポリエチレンテレフタレートプラスチック造粒体、すなわち、かさ密度が約６８０μｍのポリカーボネート／ポリエチレンテレフタレートブレンドから作られたプラスチック材料粒子が本方法の第１のステップで提供された。本方法の第２のステップでは、圧縮プラスチック材料粒子は、別途テンパリングを行わずに、圧力容器内で約５０バールの圧力で２０時間、発泡剤として二酸化炭素を充填された。本方法の第３のステップでは、発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子を、複数の赤外線エミッタを備える赤外線連続炉を通して特に連続的または非連続的に搬送することによって、すなわち、総エミッタ出力が約１０ｋＷの赤外線エミッタの形態の複数のテンパリング要素によって形成される約５ｍの長さの搬送セクションまたはテンパリングセクションに沿ってプラスチック材料粒子を搬送することによって、発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子を膨張させた。コンベヤセクションの入口でのコンベヤベルトの温度は約８０℃であり、コンベヤセクションまたは温度制御セクションの出口でのコンベヤベルトの温度は約２４０℃であり、搬送速度は、約４５０ｍｍ／ｓであった。この方法で製造された発泡プラスチック粒子のかさ密度は、約３４０ｇ／ｌであった。
第３の例では、圧縮ポリブチレンテレフタレートプラスチック造粒体、すなわち、約７４０ｇ／ｌのかさ密度を有するポリブチレンテレフタレートのプラスチック材料粒子が、本方法の第１のステップで準備された。本方法の第２ステップでは、圧縮プラスチック材料粒子は、別途テンパリングを行わずに、圧力容器内で約５０バールの圧力で８０時間、発泡剤として二酸化炭素を充填された。本方法の第３のステップでは、発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子を、複数の赤外線エミッタを備える赤外線連続炉を通して特に連続的または非連続的に搬送することによって、すなわち、総エミッタ出力が約２０ｋＷの赤外線エミッタの形態の複数のテンパリング要素によって形成される約５ｍの長さの搬送セクションまたはテンパリングセクションに沿ってプラスチック材料粒子を搬送することによって、発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子を膨張させた。コンベヤセクションの入口でのコンベヤベルトの温度は約１００℃であり、コンベヤ／テンパリングセクションの出口でのコンベヤベルトの温度は約２２０℃であった。搬送速度は、約４５０ｍｍ／ｓであった。この方法で製造された発泡プラスチック粒子のかさ密度は、約１００ｇ／ｌであった。
第４の例では、圧縮ポリフェニレンエーテル／ポリスチレンプラスチック造粒体、すなわち、約７１５ｇ／ｌのかさ密度を有するポリフェニレンエーテル／ポリスチレンブレンドのプラスチック材料粒子が、本方法の第１のステップで準備された。本方法の第２ステップでは、圧縮プラスチック材料粒子は、別途テンパリングを行わずに、圧力容器内で約５５バールの圧力で１２０時間、発泡剤として二酸化炭素を充填された。本方法の第３のステップでは、発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子を、複数の赤外線エミッタを備える赤外線連続炉を通して特に連続的または非連続的に搬送することによって、すなわち、総エミッタ出力が約１８ｋＷの赤外線エミッタの形態の複数のテンパリング要素によって形成される約５ｍの長さの搬送セクションまたはテンパリングセクションに沿ってプラスチック材料粒子を搬送することによって、発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子を膨張させた。コンベヤセクションの入口でのコンベヤベルトの温度は約８０℃であり、コンベヤ／テンパリングセクションの出口でのコンベヤベルトの温度は約２２０℃であった。搬送速度は、約４００ｍｍ／ｓであった。この方法で製造された発泡プラスチック粒子のかさ密度は、約１８０ｇ／ｌであった。
本発明の第２の態様は、第１の態様の方法に従って製造された発泡プラスチック粒子によって形成された、またはそれを含む粒子状発泡材料に関する。
本発明の第３の態様は、第２の態様によるプラスチック粒状材料を処理して粒状発泡成形体を製造する方法に関する。
第４の態様は、特に第１の態様による方法に従って発泡プラスチック粒子を製造するための装置に関し、
・圧力の影響下で圧縮熱可塑性プラスチックに発泡剤を充填するように構成された第１の装置であって、例えば、圧力容器装置の形態で充填装置を特に備えた装置と、
・温度の影響下で発泡剤を膨張させて発泡プラスチック粒子を製造するように構成された第２の装置であって、高エネルギー放射、特に、例えば赤外線放射を発生させるための放射発生装置の形態の、膨張装置を特に備える装置と
を備える。
第２の装置は、搬送装置、特に搬送装置と温度制御装置を組み合わせた装置を備えることができる。対応する組み合わせた搬送および温度制御装置は、例えば連続炉として、特に１つまたは複数の赤外線エミッタを含む赤外線連続炉として構成することができ、あるいは少なくとも１つのそのような炉を備えることができる。
第２の装置には、製造された発泡プラスチック粒子が規定の化学的条件および／または物理的条件、すなわち特に規定の温度比下で、所定の時間、保管される、応力緩和チャンバなどの応力緩和デバイスを割り当てることもできる。対応する応力緩和装置は、例えば、減圧装置として構成することもできるし、そのような装置を備えることもできる。
この装置はさらに、製造された発泡プラスチック粒子が対応する緩和空間を通して連続的または非連続的に搬送される搬送装置を備えることが考えられる。
この装置はさらに、圧縮プラスチック材料粒子を供給するため、および／または生成された発泡プラスチック粒子を除去するために、圧縮プラスチック材料粒子を取り扱うための適切なハンドリング装置を備えることができる。対応するハンドリング装置は、搬送装置として構成することも、搬送装置を備えることもできる。特に、搬送流を形成するように構成された空気圧搬送装置など、バルク材料を搬送するのに適した搬送装置が考慮される。
この装置は、基本的に、圧縮プラスチック材料粒子、さらには発泡プラスチック粒子を、この装置の個々の装置を通して連続的または非連続的に搬送できる搬送装置を備えることができる。
第１の態様による方法に関するすべての実施形態は、第２の態様による粒子状発泡材料、第３の態様による方法、および第４の態様による装置に同様に適用される。
本発明は、図を参照して実施形態の例として以下で再度説明される。図はつぎのとおりである。
図１は、一実施形態による方法を示すフローチャートである。
図２は、一実施形態による方法を実行するための装置の原理図である。
図３、４はそれぞれ、一実施形態による方法に従って製造された発泡プラスチック粒子の原理図である。
図１は、一実施形態による方法を示すフローチャートを示す。
本方法は、発泡プラスチック粒子の製造方法であり、したがって、本方法は、発泡プラスチック粒子の製造に使用される。したがって、本方法に従って製造することができ、または本方法に従って製造されするプラスチック粒子は、少なくとも部分的に、場合によっては完全に気泡構造を有するプラスチック粒子である。プラスチック粒子はまた、記載されたプロセスからの残留物であっても、別の方法ステップで引き続いて導入される発泡剤であっても、特に特定の含有量の発泡剤により、特定の（さらなる）膨張能力または圧縮能力を有することもある。したがって、本方法に従って生成または製造することができる気泡プラスチック粒子は、膨張可能および／または（機械的に）圧縮可能であってもよい。
本方法に従って製造または生成できる発泡プラスチック粒子は、１つまたは複数の独立した下流プロセスでさらに処理されて、粒子発泡成形体を形成することができる。プラスチック粒子を粒子発泡成形品にさらに加工することは、蒸気または過熱蒸気を使用し（蒸気ベース）て、または蒸気または過熱蒸気を使用せずに（非蒸気ベースまたは乾式）実行できる。
発泡プラスチック粒子を生成するための方法のステップは、図１と図２を参照して以下でより詳細に説明される。
本方法の第１のステップＳ１では、プラスチック材料が、圧縮プラスチック材料粒子の形態で提供される。提供される圧縮プラスチック材料粒子は、場合により、「圧縮プラスチック粒子」と呼ばれることもある。したがって、典型的には熱可塑性プラスチック材料粒子である、出発材料として考慮される圧縮プラスチック材料粒子が、本方法の第１のステップで提供される。したがって、提供された出発物質は粒子状、すなわち、特にバルクの形態または形状で存在する。したがって、第１のステップでは、一般に、粒子状、すなわち、特にバルク状または形状の（熱可塑性）プラスチック材料を、対応する圧縮プラスチック材料粒子の形態で提供するための少なくとも１つの手段が実行される。本方法の第１のステップで提供されるプラスチック材料粒子の密度は、材料組成または変更に応じて、通常は０．８～２．２ｇ／ｃｍ３の範囲にあり、そこから提供された圧縮プラスチック材料粒子の圧縮特性が得られ、したがって、提供された圧縮プラスチック材料粒子のマトリックスは、多孔質または気泡構造を有しない。
しかしながら、圧縮プラスチック材料粒子のマトリックスは、細長い、球状または小板状の充填剤などの少なくとも１つの添加剤または追加材料を含有してもよい。特に、添加剤または追加材料を含む圧縮プラスチック材料粒子の場合、密度は、濃度に応じて、１ｇ／ｃｍ３を（著しく）超えてもよい。対応する添加剤または材料は、存在することも、気泡の形態で作用することもできる。
本方法の第１のステップＳ１は、必要に応じて、対応する圧縮プラスチック材料粒子を連続的または不連続的に供給するように構成された、図２に純粋に概略的に示す供給装置２を用いて、少なくとも部分的に自動化または部分的に自動化して実行することができる。対応する供給装置２は、例えば、対応する発泡プラスチック粒子に加工される圧縮プラスチック材料粒子を、本方法の第２のステップを実行する充填装置３に搬送することができる搬送装置とすることができる。対応する搬送装置は、例えば、ベルト搬送装置またはフロー搬送装置として構成することができ、またはそのような装置を備えることができる。したがって、本方法の第２のステップを実行する充填装置３への、または充填装置３内への圧縮プラスチック材料粒子の搬送は、搬送流中で圧縮プラスチック材料粒子を拾い上げることを含むことができ、したがって、圧縮プラスチック材料粒子は、本方法の第２のステップを実行する充填装置３への、または充填装置３内への搬送流によって搬送することができる。
本プロセスの第２のステップＳ２では、少なくとも圧力の影響下で、圧縮プラスチック材料粒子に発泡剤が充填される。したがって、少なくとも圧力の影響下で、第２のステップで圧縮プラスチック材料粒子に発泡剤が充填され、必要に応じて、材料に応じて、特定の圧力に加えて特定の（高温）温度を適用することもできる。したがって、第２のステップでは、一般に、圧縮プラスチック材料粒子に発泡剤を充填するための少なくとも１つの手段が、少なくとも圧力の影響下で、したがって、少なくとも加圧されて行われる。現象論的には、それぞれの圧縮プラスチック材料粒子中の発泡剤の濃縮は、通常、本方法の第２のステップで行われる。それぞれの圧縮プラスチック材料粒子中の発泡剤の濃縮は、特に圧縮プラスチック材料粒子、発泡剤およびその中に含まれる可能性のある添加剤または材料の化学的構成に応じて、同様に、上述したように、典型的には材料に依存して選択される圧力または温度条件にも応じて、例えば、それぞれの圧縮プラスチック材料粒子中の発泡剤の吸収および／または溶解のプロセスから生じる可能性があり、またはそれぞれの圧縮プラスチック材料粒子中の発泡剤の吸収および／または溶解のプロセスを通じて生じる可能性がある。
二酸化炭素などのガス、または空気など、二酸化炭素および／または窒素を含む混合物を発泡剤として使用することができる。一般に、任意の可燃性または不燃性の有機ガス、すなわち、特に、ブタンまたはペンタン、または、希ガス、すなわち、特に、ヘリウム、ネオン、アルゴンなどの不活性ガス、または、窒素、またはそれらの混合物を使用することができる。したがって、用語「発泡剤」には、化学的および／または物理的に異なる発泡剤の混合物も含まれ得る。発泡剤は、典型的には、圧縮プラスチック材料粒子におけるその溶解性を考慮して選択され、したがって、圧縮プラスチック材料粒子の化学的組成を考慮に入れて選択される。圧縮プラスチック材料粒子が添加剤または添加剤材料を含む場合、発泡剤を選択する際に、添加剤または添加剤材料の化学的および／または物理的な構成などの特性も考慮に入れることができる。
本方法の第２のステップＳ２は、必要に応じて、少なくとも圧力の影響下で圧縮プラスチック材料粒子に発泡剤を充填し、または対応する充填プロセスを実行するように構成された、図２に純粋に概略的に示される充填装置３を用いて、少なくとも部分的に自動化または部分的に自動化して実施することができる。対応する充填装置３は、例えば、オートクレーブ装置として、すなわち、一般に、圧力チャンバまたはプロセスチャンバを備える圧力容器装置３．１として構成することができ、あるいはそのような圧力容器装置を備えることができる。対応する充填装置３は、対応する圧力チャンバまたはプロセスチャンバの温度を制御するように構成された温度制御装置３．２をさらに備えることができる。対応する充填装置は、あらゆる場合において、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで実現される制御および／または調整ユニット３．３を備えることができ、これは、圧力チャンバ内またはプロセスチャンバ内の特定の動圧および／または静圧および／または温度パラメータを制御および／または調整する、すなわち、一般には設定するように構成される。
本プロセスの第３のステップＳ３では、発泡剤を充填した圧縮プラスチック材料粒子を温度の影響下、すなわち特に高温の影響下で発泡させて発泡プラスチック粒子を生成する。したがって、本方法の第３のステップにおいて、発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子は、通常、高い温度、すなわち、一般に熱エネルギーにさらされ、その結果、圧縮プラスチック材料粒子に含まれる発泡剤のガス放出および膨張が生じる。特に、熱軟化または軟化した圧縮プラスチック材料粒子の発泡剤のガス放出により、プラスチック材料粒子が膨張し、冷却または「凍結」後に、永久的な気泡構造を有するプラスチック粒子が形成され、したがって、製造されるべき発泡プラスチック粒子が形成される。したがって、本プロセスの第３のステップＳ３では、発泡プラスチック粒子の製造のために、一般に、軟化する、または少なくとも温度の影響により、したがって少なくとも熱的に軟化する、圧縮プラスチック材料粒子に含まれる発泡剤を脱気または発泡させるための少なくとも１つの措置が取られる。現象論的には、本方法の第３のステップでは、特に、軟化する、または軟化した圧縮プラスチック材料粒子からの発泡剤の脱着により、気泡の形成および成長が圧縮プラスチック材料粒子内で起こり、これにより、発泡プラスチック粒子が生成される。気泡の形成は、通常、温度の影響によって軟化する、または軟化したプラスチック材料粒子の核生成点における前述の発泡剤の脱着に基づいており、一方、気泡の成長は、通常、すでに形成された気泡内の発泡剤の過圧による膨張に基づいている。また、前述のように、この方法で形成された気泡構造、またはそれによって実現される膨張状態は、この方法で製造された発泡プラスチック粒子の温度低下によって、つまり、例えば、環境下における冷却によって永久に「凍結」または固定される。
基本的に、本ステップの第２のステップＳ２における加圧後、すなわち、特に通常または標準状態までの圧力降下後、脱着プロセスが、発泡剤が充填されたそれぞれの圧縮プラスチック材料粒子内で起こり、典型的には、熱条件により軟化する。発泡剤の脱着プロセスは、発泡プラスチック粒子の製造に必要なそれぞれのプラスチック材料粒子内での気泡形成および成長プロセスの必須の前提条件を表す。本プロセスの第３のステップＳ３では、本方法に従って製造される発泡プラスチック粒子は、本プロセスの第２のステップＳ２後に存在する圧縮プラスチック材料粒子から形成され、発泡剤が充填され、そして特に対応する脱着プロセスの結果として、通常は熱条件により軟化する。さらに説明するように、対応する脱着に関連する気泡形成および気泡成長プロセスを制御することにより、局所的に異なる気泡特性を有する気泡構造、したがって段階的な気泡プラスチック粒子を実現することができる。
核形成と軟化挙動の目標調整は、発泡剤の脱着に決定的な影響を与える。特に、多数の個々の核生成点によって多数の小さな気泡が形成され、それぞれの発泡プラスチック粒子内に微細な気泡構造が得られる。対応する微細気泡構造は、特に小さな気泡と、それぞれの発泡プラスチック粒子内でのこれらのほぼ均一な分布によって特徴付けられる。
一般に、気泡サイズが０．５～２５０μｍの範囲の発泡プラスチック粒子を製造できる。したがって、実際の気泡サイズは、もちろん、ここでは一般に平均値を指すが、選択したプロセス条件に応じて、非常に広い範囲にわたって調整でき、本プロセスに合わせて調整できる。同じことが、それぞれの発泡プラスチック粒子内の気泡サイズの分布にも当てはまる。
特に、１００μｍ未満、特に７５μｍ未満、さらに特に５０μｍ未満、さらに特に２５μｍ未満の（平均）気泡サイズを有する発泡プラスチック粒子を、本プロセスで形成することができる。
本方法の第３のステップＳ３は、必要であれば、少なくとも部分的に自動化するか、部分的に自動化して、少なくとも温度の影響下で発泡プラスチック粒子を製造するための発泡剤を膨張させるように構成され、または対応する膨張プロセスを実行するように構成された膨張装置４を用いて、実行することができる。対応する膨張装置４は、例えば、加熱装置、すなわち、一般に、温度制御された、または温度調整された温度制御チャンバまたはプロセスチャンバを備える温度制御装置４．１、として構成され、またはそのような温度制御装置を備えることができる。対応するテンパリング装置４．１はさらに、対応するテンパリングチャンバまたはプロセスチャンバを通る搬送経路に沿って、膨張するプラスチック材料粒子を搬送するように構成された搬送装置４．３を備えることができる。すべての場合において、対応する膨張装置４は、ハードウェアおよび／またはソフトウェアの観点から実装される制御および／または調整ユニット４．２を備えることができ、これは、対応するテンパリングチャンバ内またはプロセスチャンバ内の特定の動的搬送および／または静的搬送および／または温度および／または放射のパラメータを制御および／または調整するように、すなわち、一般に設定するように構成される。
本方法の第３のステップＳ３で製造される発泡プラスチック粒子の密度は、第１のステップＳ１で提供される圧縮プラスチック材料粒子の密度よりも大幅に低く、その結果、本方法によって製造できる、または製造されるプラスチック材料粒子の気泡特性が得られる。本方法の第３のステップＳ３で製造される気泡プラスチック粒子のかさ密度は、本プロセスの第１のステップＳ１で製造される圧縮プラスチック材料粒子のかさ密度よりも通常は何倍も低い。
本方法の第３のステップＳ３で生成される発泡プラスチック粒子は、述べたように、膨張可能であり、これは、粒子発泡成形品の製造のための発泡プラスチック粒子の、特に蒸気ベースまたは非蒸気ベースの説明されたさらなる処理にとって必須の特性であることができる。
示されるように、圧縮プラスチック材料粒子への発泡剤の充填は、圧力および温度の影響下で行うことができる。このように、圧縮プラスチック材料粒子に発泡剤を充填するため、そして、その後、特に材料に応じて、製造される、または製造された発泡プラスチック粒子の特定の特性を明確に設定するために変更できるパラメータは、したがって、最初は、本方法の第２のステップＳ２で一般的な圧力と温度の条件になる。もちろん、本プロセスの第２のステップにおける時間、すなわち特に圧力および温度条件の継続時間も、圧縮プラスチック材料粒子への発泡剤の充填、すなわち、特に、圧縮プラスチック材料粒子における発泡剤の溶解に影響を与えるパラメータである。
圧縮プラスチック材料粒子へのその発泡剤またはある発泡剤の充填は、例えば、特に、圧縮プラスチック材料粒子および／または発泡剤の化学組成に応じて、例えば、１～２００バールの範囲の圧力で行うことができる。圧力は、特に、本プロセスの第２のステップＳ２の実行中の、対応する充填装置３の圧力チャンバ内またはプロセスチャンバ内の圧力を指す。
圧縮プラスチック材料粒子へのその発泡剤またはある発泡剤の充填は、例えば、特に圧縮プラスチック材料粒子および／または発泡剤の化学組成に応じて、例えば、０～２００℃の範囲の温度で行うことができる。温度は、特に、本プロセスの第２のステップＳ２の実行中の、対応する充填装置の圧力チャンバ内またはプロセスチャンバ内の温度を指す。
圧縮プラスチック材料粒子へのその発泡剤またはある発泡剤の充填は、例えば、特に圧縮プラスチック材料粒子および／または発泡剤の化学組成に応じて、例えば、１～１０００時間の範囲の期間で実施することができる。上述したように、例示的な持続時間は、特に、本プロセスの第２のステップＳ２の実行中に、対応する充填装置２の圧力チャンバ内またはプロセスチャンバ内でのプラスチック材料粒子の加圧または温度の適用を指す。
発泡プラスチック粒子を生成するために、温度の影響下で、特に発泡剤が充填されたプラスチック粒子材料および／または発泡剤の化学組成に応じて、発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子を膨張させることは、例えば、常圧、すなわち約１バールの周囲圧力において行うことができる。したがって、正圧レベルまたは負圧レベルなどの特別な圧力レベルは、発泡剤を充填した圧縮プラスチック材料粒子を発泡させて気泡プラスチック粒子を生成するために可能であるが、絶対に必要というわけではなく、発泡プロセスを根本的に簡素化する。
温度の影響下で発泡プラスチック粒子を生成するために発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子を膨張させることは、例えば、特に発泡剤が充填されたプラスチック粒子材料および／または発泡剤の化学組成に応じて、例えば０～３００℃の範囲で行うことができる。特に、上記の温度は、発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子が対応する膨張装置４に入るときの入口温度、および／または発泡プラスチック粒子が対応する膨張装置４から出るときの出口温度を指すことがある。対応する入口温度と出口温度は、同じ、類似、または異なる場合がある。対応する膨張装置４が、発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子を対応するテンパリング装置４．１に沿って搬送するように配置された搬送装置４．３を備える場合、前述の温度は、発泡剤が充填された圧縮プラスチック粒子材料が対応する膨張装置またはテンパリング装置（温度制御装置）４．１に入るときの温度（入口温度）、したがって、対応する搬送装置４．３の初めの領域に入るときの温度、および／またはプラスチック粒子が対応する膨張装置または温度制御装置４．１を出るときの出口の温度（出口温度）、したがって、すなわち、対応する搬送装置の終わりの領域に至るときの温度を指すことがある。通常、入口温度は出口温度よりも低くなる。
温度の影響下での発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子の膨張は、発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子に高エネルギー熱放射、すなわち特に赤外線を照射することによって達成することができる。発泡剤を充填した圧縮プラスチック材料粒子の温度制御、すなわち特に加熱は、特に材料に応じて、高エネルギー放射の特性を選択および／または調整することによって、達成することができる。これは、発泡剤を充填した圧縮プラスチック材料粒子の加熱が、特に材料に応じて、エネルギー豊富な放射の特性、すなわち、特にその波長を選択および／または調整することによって、発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子の膨張方法にとって望ましくない発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子の軟化、すなわち、軟化したプラスチック材料粒子の望ましくない溶融または完全溶融の危険を冒すことなく、的を絞った方法で実行できることを意味する。調査の結果、赤外線放射は、搬送装置４．３と組み合わせて、発泡剤を充填した圧縮プラスチック材料粒子の目標を絞った、非常に制御可能な体積加熱、制御可能な軟化プロセス、したがって、製造される発泡プラスチック粒子の特性を設定するために不可欠である制御可能な膨張プロセスを可能にするため、この目的に特に適していることが示されている。
特に、発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子の膨張は、発泡剤が充填された圧縮プラスチック材料粒子に高エネルギー熱放射、特に赤外線を照射することによって、温度の影響下で行うことができ、発泡剤を充填したプラスチック材料粒子は、搬送装置４．３によって画定される少なくとも１つの搬送経路上を、特に連続的に、少なくとも１つの対応する高エネルギー放射、すなわち特に赤外線を発生する放射発生装置４．４に沿って搬送される。対応する放射発生装置４．４は、特に、赤外線オーブン、特に連続赤外線オーブンとして構成することができ、またはそれを含むことができる。対応する赤外線オーブンは、対応する搬送経路に沿って配置または形成された１つまたは複数の赤外線エミッタを備えることができる。対応する赤外線エミッタは、例えば、１～５００ｋＷの範囲で可変である放射パワーを有することができる。前述の出力は、特に平方メートルあたりの面積出力を指す。特に５～１００ｋＷ／ｍ２の面積出力が使用される。可変ラジエータまたは可変ラジエータ（面積）出力を使用して、さまざまな温度ゾーンを生成することができ、これにより膨張プロセスに影響を与えるパラメータも提供される。
本方法によれば、前述のとおり、発泡プラスチック粒子を製造するために発泡剤を充填したプラスチック材料粒子を膨張させた後、温度（特に前の膨張プロセスの温度より低い温度）の影響下で、製造された発泡プラスチック粒子の冷却を行うことができる。冷却は、迅速に行われるのが好都合であり、膨張プロセス後に発泡プラスチック粒子の気泡構造を「凍結」することができる。このようにして、さらに、例えば膨張プロセス後に望ましいプラスチック粒子の気泡構造を保持するために、膨張プロセス後に望ましくない可能性があるプラスチック粒子の全体的または局所的な膨張を特に防止することができる。特に室温を基準温度として使用することができ、特に、冷却は、基準温度を超えるプロセス温度から、プロセス温度または基準温度を下回る冷却温度、特に室温まで実施することができる。したがって、プラスチック粒子を冷却するための別個のテンパリング装置は絶対に必要というわけではなく、プラスチック粒子を室温まで冷却するか、発泡プロセス後に室温で熟成させれば十分である。
本方法によれば、これも上で示したように、少なくとも１つの、特に機能的な添加剤または追加材料、例えば、繊維状物質もしくは材料および／または染料物質もしくは着色材料および／または核形成物質または材料および／または発泡剤が充填され圧縮プラスチック粒子材料を含むプラスチック材料粒子の軟化挙動に特に影響を与えたり制御したりするための物質または材料を提供または使用することができる。したがって、配合された圧縮プラスチック材料粒子にも発泡剤を充填して発泡させることができ、その結果、特別な特性を備えた発泡プラスチック粒子が得られる。特に、適切な添加剤または材料の的を絞った選択および濃度を通じて、特定の用途または応用分野向けにオーダーメイドのプラスチック粒子を製造できる。添加剤または材料は、製造中に圧縮プラスチック材料粒子に導入されていてもよい。
基本的には有機または無機の繊維状の物質または材料、例えば、アラミド、ガラス、カーボンまたは天然繊維であってもよい、特に繊維状の物質または材料を使用して、本方法に従って製造することができるまたは製造される発泡プラスチック粒子の、または本方法に従って製造することができるまたは製造される発泡プラスチック粒子から製造される成形粒子発泡部品の、特別な材料特性を、さらなる処理に関して実現することができる。対応する発泡プラスチック粒子またはこれらから製造される粒子発泡成形体は、一方ではそれらの気泡構造に起因する特別な密度によって、他方では特に処理により生じるそれぞれの発泡プラスチック粒子内および／またはそれぞれの隣接する発泡プラスチック粒子間の隣接する気泡の機械的結合に起因する特別な機械的特性によって特徴付けることができる。その後の粒子発泡成形品への加工中に、これらの特別な機械的特性を局所的または一体的に利用したり、さらに変更したりすることができる。同じことが、基本的にそれらの化学組成に関係なく、非繊維状または非繊維形状の添加剤または添加材料、例えば球状または球形状または小板状または小板形状の有機および／または無機の添加剤または添加材料にも当てはまる。
プラスチック粒子の機械的特性に特に影響を与えることに加えて、例えば、適切な添加剤または材料によってプラスチック粒子の電気的特性および／または熱的特性に特に影響を与えることも可能である。したがって、特殊な導電性および／または熱伝導性の特性を有するプラスチック粒子は、例えば、金属および／またはカーボンブラック粒子などの導電性および／または熱伝導性の添加剤または材料により製造することができる。
対応する添加剤または添加剤材料の濃度は、原則として自由に選択できるが、通常は材料によって異なる。したがって、一例として、１つ（または複数）の添加剤または添加材料を含む圧縮プラスチック材料粒子を、（それぞれ）０．０１重量％、これは特に化学的に活性な添加剤に当てはまる、と６０重量％、これは特に繊維状添加剤に当てはまる、の間の濃度で提供または使用できることが示されているにすぎない。示されているように、濃度は通常、添加剤または添加材料またはそれらの組み合わせの特定の化学的および／または物理的特性に依存する。
本方法によれば、基本的には、任意の熱可塑性プラスチック材料を出発材料として提供または使用できる。一例として、本方法に従い、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレンブレンド、ポリアミド、ポリアミドブレンド、ポリカーボネート、ポリカーボネートブレンド、ポリエチレン、ポリエチレンブレンド、ポリプロピレン、ポリプロピレンブレンド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンエーテルブレンド、熱可塑性エラストマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートブレンド、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートブレンド、ポリスチレン、ポリスチレンブレンド、ポリ塩化ビニル、熱可塑性エラストマーブレンドのグループからの圧縮プラスチック材料粒子が使用される。
本方法によれば、選択されたプロセス条件に応じて、均一または不均一に分布した気泡構造を有する発泡プラスチック粒子を製造することができる。したがって、それぞれの気泡プラスチック粒子内の特性、すなわち特に気泡構造の分布は、材料固有のパラメータに加えて、充填または膨張中の圧力、温度、時間、および個々の本方法のステップＳ１～Ｓ３間の搬送時間または条件によって（また）影響を受ける可能性がある。
不均一に分布した気泡構造を有する発泡プラスチック粒子が本方法に従って製造される場合、それぞれの発泡プラスチック粒子は、コア領域とは異なる周辺領域の気泡の数および／または形態を有することがある。したがって、気泡の数および／または気泡の形態の異なる分布により、特性の特別な範囲を有する段階的な発泡プラスチック粒子を製造することができる。したがって、段階的な発泡プラスチック粒子は、例えばコアシェル粒子のように、（外部）周辺領域で（内部）コア領域とは異なる気泡特性を有することができる。
一般に、特に膨張の程度、および必要に応じて充填剤含有量に応じて、２０～１５００ｇ／ｌの範囲のかさ密度を有する発泡プラスチック粒子が本プロセスによって製造できることも事実である。実際のかさ密度は、もちろん、ここでも通常は平均を指すが、選択されたプロセス条件に応じて、非常に広い範囲にわたって調整でき、したがって、オーダーメイドできる。
図２に示される本方法を実行するための装置１の実施形態の例は、前述の供給装置２と、一般に第１の装置として設計可能であり、圧力の影響下で発泡剤を圧縮プラスチックに充填するように構成された充填装置３と、一般に第２の装置として設計可能であり、温度の影響下で発泡プラスチック粒子を製造するために発泡剤を膨張させるように構成されている膨張装置４とを備える。
ステージング装置２は、圧縮プラスチック材料粒子をステージングするために取り扱うための適切なハンドリング装置を備えることができる。同様の方法で、図示されていないが、装置１は、生成された発泡プラスチック粒子を除去するために膨張装置４の下流にハンドリング装置５を備えることができる。対応するハンドリング装置は、上述したように、搬送装置として構成することも、搬送装置を備えることもできる。特に、搬送流を形成するように構成された空気圧搬送装置など、バルク材料を搬送するのに適した搬送装置が考慮される。
上述したように、第２の装置は、搬送装置、特に搬送装置と温度制御装置を組み合わせた装置を備えることができる。対応する組み合わせた搬送および温度制御装置は、例えば連続炉として、特に１つまたは複数の赤外線エミッタを含む赤外線連続炉として構成することができ、あるいは少なくとも１つのそのような炉を備えることができる。
第２の装置には、製造された発泡プラスチック粒子が規定の化学的条件および／または物理的条件、すなわち特に規定の温度比下で、所定の時間、保管（応力緩和）される、応力緩和チャンバなどの応力緩和デバイス（図示せず）を割り当てることもできる。対応する応力緩和装置は、例えば、減圧装置として構成することもできるし、そのような装置を備えることもできる。
すべての実施形態の例において、装置１は、圧縮プラスチック材料粒子、あるいはさらに発泡プラスチック粒子が、個々の装置２～４を通って連続的または不連続的に搬送される搬送装置を備えることが考えられる。
図３は、実施形態の例による方法に従って製造された発泡プラスチック粒子の原理図を断面図で示す。具体的には、これは、本方法に従ってかさ密度が約３７５ｇ／ｌの圧縮ＰＢＴから製造された、かさ密度が約１２０ｇ／ｌの発泡プラスチック粒子の顕微鏡画像の一部である。
図４は、実施形態の例による方法に従って製造された発泡プラスチック粒子の原理図を示す。この原理図は、局所的に異なる気泡特性を備えた気泡プラスチック粒子、つまり段階的な発泡プラスチック粒子を示している。具体的には、発泡プラスチック粒子は、周辺領域Ｒにおいて異なる気泡数、すなわちコア領域Ｋよりも多い気泡数を有するプラスチック粒子とは異なり、不均一に分布した気泡構造を有する。内側の破線は、周辺領域Ｒとコア領域Ｋの間の遷移が連続的である可能性があることを示している。周辺領域Ｒは、必要に応じて、強度が局所的に異なっていてもよい。

Claims (20)

  1. ・圧縮プラスチック材料粒子の形態でプラスチック材料を提供するステップと、
    ・圧力の影響下で圧縮プラスチック材料粒子に発泡剤を充填するステップと、
    ・温度の影響下で発泡プラスチック粒子を製造するために発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子を膨張させるステップと
    により特徴付けられる発泡プラスチック粒子の製造方法。
  2. 圧縮プラスチック材料粒子への発泡剤の充填が、さらに温度の影響下で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 圧縮プラスチック材料粒子への発泡剤の充填が、特にプラスチック材料粒子の化学組成に応じて、５～２００バールの範囲の圧力で行われることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
  4. 圧縮プラスチック材料粒子への発泡剤の充填が、特にプラスチック粒子材料の化学組成に応じて、０～３００℃の範囲の温度で行われることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の方法。
  5. 圧縮プラスチック材料粒子への発泡剤の充填が、特にプラスチック粒子材料の化学組成に応じて、１～１０００時間の範囲で行われることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の方法。
  6. 発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子の膨張が、温度の影響下で、特に発泡剤を充填したプラスチック材料粒子の化学組成に応じて、０～３００℃の範囲の温度で行われることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の方法。
  7. 発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子の膨張が、発泡剤を充填したプラスチック材料粒子に高エネルギー熱放射、特に赤外線を照射することによって温度の影響下で行われることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載の方法。
  8. 発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子の膨張が、発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子に高エネルギーの熱放射、特に赤外線を照射することによって温度の影響下で起こり、発泡剤が充填されたプラスチック材料粒子が、対応する高エネルギー放射を発生する少なくとも１つの放射発生装置に沿って少なくとも１つの搬送経路上を搬送されることを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の方法。
  9. 発泡剤が填されたプラスチック材料粒子を温度の影響下で膨張させて発泡プラスチック粒子を生成した後、プロセス温度からプロセス温度より低い冷却温度まで発泡プラスチック粒子を冷却することを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の方法。
  10. 少なくとも１つの、特に機能性の添加剤または添加剤材料、特に繊維状物質もしくは材料および／または染料もしくは着色材料および／または核形成剤および／または軟化挙動に特に影響を及ぼすための添加剤、を含む圧縮プラスチック粒子材料が、提供または使用されることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の方法。
  11. 少なくとも１つの添加剤または添加材料を有するプラスチック材料粒子が、０．０１～６０重量％の濃度で提供または使用されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
  12. アクリロニトリルブタジエンスチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレンブレンド、ポリアミド、ポリアミドブレンド、ポリカーボネート、ポリカーボネートブレンド、ポリエチレン、ポリエチレンブレンド、ポリプロピレン、ポリプロピレンブレンド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンエーテルブレンド、熱可塑性エラストマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートブレンド、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートブレンド、ポリスチレン、ポリスチレンブレンド、ポリ塩化ビニル、熱可塑性エラストマーブレンドのグループから選択される圧縮プラスチック粒子材料が、提供または使用される請求項１～１１のいずれかに記載の方法。
  13. 均一または不均一に分布した気泡構造を有する発泡プラスチック粒子を製造することを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の方法。
  14. それぞれの発泡プラスチック粒子内に不均一に分布した気泡構造を有する発泡プラスチック粒子が生成され、それぞれの発泡プラスチック粒子が、コア領域とは異なる周辺領域の気泡の数および／または形態を有することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
  15. 二酸化炭素、窒素、または二酸化炭素および／または窒素を含む混合物が、発泡剤として使用されることを特徴とする請求項１～１４のいずれかに記載の方法。
  16. １～２５０μｍの範囲の気泡サイズ、特に２５μｍ未満の気泡サイズを有する発泡プラスチック粒子が製造されることを特徴とする請求項１～１５のいずれかに記載の方法。
  17. ２０～１５００ｇ／ｌの範囲のかさ密度を有する発泡プラスチック粒子が製造されることを特徴とする請求項１～１６のいずれかに記載の方法。
  18. 請求項１～１７のいずれかに記載の方法に従って製造された発泡プラスチック粒子によって形成された、または請求項１～１７のいずれかに記載の方法に従って製造された発泡プラスチック粒子を含む、プラスチック粒子材料。
  19. 請求項１８に記載のプラスチック粒状材料を加工して三次元物体を製造する方法。
  20. ・圧力の影響下で圧縮プラスチック材料粒子に発泡剤を充填するように構成された第１の装置であって、特に圧力容器装置を含む装置と、
    ・温度の影響下で発泡剤を膨張させて発泡プラスチック粒子を製造するように構成された第２の装置であって、特に高エネルギー放射、特に赤外線を発生するための放射発生装置を含む装置と
    を含む、特に請求項１～１７のいずれかに記載の方法により発泡プラスチック粒子を製造するための装置（１）。
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