CN103112141A - 挤出形成发泡产品的方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

挤出形成发泡产品的方法及其系统,将聚合物材料从至少两条可选择的路径中的一被选择的路径的一上游经该被选择的路径向一下游方向末端出口连通的一带入口的模腔输送,以及将聚合物材料由一所述的被选择的路径通过开关装置向该模腔输送时,该聚合物材料停止由该所述的被选择的路径的该上游通过开关装置向该所述的被选择的路径输送;将聚合物材料由一所述的被选择的路径通过开关装置向该模腔输送时,该聚合物材料停止由该所述的被选择的路径的该上游通过开关装置向该所述的被选择的路径输送”的工作的同时,将聚合物材料从该模腔出口连续挤出,而后制成聚合物发泡产品。本发明的系统,涉及提供料液成核时的极高起始压力,以获得料液成核时想要的特别高压降率,同时在较低的发泡剂引入压力下达成发泡剂的持续稳定引入,与料液从钢模出口不间断的持续稳定挤出。

Description

挤出形成发泡产品的方法及其系统
技术领域
本发明涉及挤出形成发泡产品的方法及其系统。 
技术背景
以化学发泡剂或物理发泡剂之一与熔融聚合物母体混合,可制造聚合物发泡产品。例如使用一般是低分子量有机化合物的化学发泡剂与熔融聚合物混合,并加热至一临界温度上释放至少一种气体,以制造聚合物发泡产品。物理发泡剂在大气环境下基本上为气体,在加工过程中被引入与熔融聚合物混合,或在压力下成为聚合物蕴含的一种成份,以制造聚合物发泡产品。早期发泡技术制造的聚合物发泡产品具有的泡孔或气室的尺寸大于100微米与不一致的气室尺寸分布,且具有较低的气室密度。 
为获得更强健与更轻的发泡产品,而有各种获得更小气室尺寸与更高气室密度的发泡成型加工技术被揭露。研究表明,为降低气室尺寸与增加气室密度,可混合熔融聚合物与物理发泡剂的超临界流体状态,形成一相互溶解的单相溶液,而后在单相溶液上引起热力学不稳定,以诱导其成核作用发生。 
其中,单相溶液上的成核作用,可视为:超临界流体的分子进入聚合物中带有清楚分界的稳定气穴的族群转变。 
在古典成核作用理论中,引起一热力学不稳定,可透过迅速改变压力、温度或两者。因在一熔融聚合物内的超临界流体的溶解度,随压力和温度而变,且气室成核作用率将随压降率的增加而增加。故迫使单相溶液遭受一足够大的热力学不稳定,是获得高气室密度的一关键。 
理想上,在单相溶液上的压力改变,希望压降瞬间产生,但这是不可能。实际上,压降必须经过一有限的时间段。越更迅速的压降将引起更大的热力学不稳定,使越更大数量的气室被成核;而微孔材料上的更高气室密度,一般对应至更小气室尺寸。 
Park等人在美国专利5,866,053号与6,051,174号中,揭露用于挤出发泡技术的微孔聚合物制品的一种连续加工过程。其中,对熔融聚合物中超临界流体的含量,当在单相溶液上的保持压力大于22MPa(3200psi)时,最高可溶解在聚合物内的超临界二氧化碳被估计为可超过按重量的7.5%;以及当在单相溶液上的保持压力超过4000psi之上时,最高可溶解在那些聚合物内的超临界二氧化碳被估计为超过按重量计的10%。 
在Park等人的先前研究揭示,二氧化碳在熔融聚合物中的最高溶解度,随着在其上的工作压力的增加而增加。其中,对于单相溶液成核,在可模拟的成核条件下,单相溶液中发泡剂含量越多,成核位置就越多,且成核泡孔尺寸较小。该先前技术揭示,将发泡剂含量增加至一临界值,并提供成核需要的一高压降率,可获得较多的成核位置;而后快速冻结成核后的料液,阻止其上的泡孔成长。 
故而熔融聚合物中超临界流体的高溶解度,是获得高气室密度的另一关键。 
上述技术,通过缩小成核位置的尺寸,并在发泡期间通过冷却以减低在每一成核位置中包含的气体分子能量,而减小每一成核位置的内压力,实现保持极小泡孔的需求。换言之,可通过生成许多成核位置,以减少每一成核位置中包含的气体分子,实现减小与每一成核位置有关的内压力。 
对单相溶液的料液具有高发泡剂含量的状况,早先发泡技术,易因泡孔密度过高,导致泡孔相互连接。反之,当料液具有低发泡剂含量时,早先预期发泡剂含量略低于0.1%时,产品的泡孔尺寸将会过大,且材料的空隙体积将减少;而且当材料的发泡剂含量更低于0.1%时,最后接近密实材料的产品。 
但中国专利01809941.6号中揭露,在料液中的发泡剂含量在大约0.08%或更低的低发泡剂含量的状况下,制造过程中的特别高压降率,可促进料液成核时产生更高的成核作用率,使料液具有更小尺寸的成核,获得微孔材料产品。且因料液成核后,发泡剂的含量不足,不易引起显著的泡孔生长,而降低或消除料液成核后快速冻结的需要。 
例如:中国专利01809941.6号中例示,单相溶液中含按重量计0.08%的发泡剂,并以5.0英寸/秒的注射速度与1209psig的液压压力被注射成型,所得的发泡产品和流道比密实的产品和流道的重量少5%。另一例示,单相溶液中含按重量计0.06%的发泡剂,并以5.3英寸/秒的注射速度与2333psig的液压压力被注射成型,所得的发泡产品和流道比密实的产品和流道的重量少15%。而且,上述两例示的实施例的发泡产品的泡孔结构在直径方面均小于40微米。其例示更特别高的压降率,获得的发泡产品具有更高空隙率。 
因而,单相溶液的料液在成核时遭受特别高的压降率,是生产更强健的微孔产品的一重要因素。 
在美国专利6884377号的先有技术中也揭露,以特别高的压降率进行成核操作,在可模拟的加工条件下,生产的微孔产品具有相对更小尺寸的泡孔。其中例示,使用相同的挤出机械与挤出钢模,对一PVC聚合物材料的微孔产品挤出。当二氧化碳发泡剂为按重量计的7.5%,压降率为2.75GPa/S时,生成平均气室尺寸60微米的微孔材料。当二氧化碳发泡剂为按重量计的6.83%,压降率为4.17GPa/S时,生成平均气室尺寸45微米的微孔材料。其发现在可模拟的加工条件下,即使料液中的发泡剂含量较低,但相对更高的压降率,获得相对更高密度的成核位置。而且,一具有更高密度的成核位置的相同发泡剂含量的成核溶液,生成的泡孔相对更小。因为,发泡剂被分布在更多数量的泡孔中,致使每一泡孔中的发泡剂含量更少,故减少泡孔具有的内压力,而降低泡孔的膨胀。而且,作用于一泡孔内壁上的膨胀力,在一恒定压力下正比于泡孔直径的二次方;因而,泡孔尺寸越小,泡孔壁所遭遇膨胀力越少。 
针对注射之类的不连续发泡加工技术,藉由注射将成核与成型操作从发泡剂的引入与溶解操作中分离,并在注射瞬间供给极高压力,提供料液成核时需要的极高起始压力。虽然与挤出之类的连续发泡加工技术相比,注射加工技术相对易于在注射瞬间供给料液成核时的极高起始压力,提供相对更为巨大的压降率,而导致在聚合物内超临界流体的溶解度的异常迅速的下降,获得一相对更高的成核作用比率。但与挤出技术相比,注塑技术在生产过程中的压降率的稳定保持相对 更为不易,因而对发泡产品获得一致的气室密度,挤出技术制造的产品易优于注塑技术制造的产品,特别是制造较大的发泡产品时。 
针对进一步提升料液成核时的压降率,在一挤出发泡加工过程中,可选择的方案有:增加料液成核时的起始压力,或增加料液的流动速率。 
在一般的发泡加工技术中,为引入物理发泡剂进入熔融聚合物,其发泡剂的被提供压力通常高于邻近发泡剂引入口的该熔融聚合物上的施加压力至少50psi,或甚至至少200psi,或甚至更大。 
在传统挤出发泡技术中,由引入发泡剂至熔融聚合物,发泡剂与熔融聚合物的混合、溶解,到单相溶液的获得,以及在挤出机末端以一成核作用装置取得关键成核作用需要的一高压降率,常被要求在一连续挤压加工过程里中完成。理想上,成核操作需要的一压降是瞬时的,但是不可能。无论如何,成核操作需要压降率的最大化。此种状况,造成提供料液成核时的起始压力维持极高的持续高压时,需相应提高在熔融聚合物与发泡剂形成的聚合物混合物阶段的施加压力,而加工过程中更高的压力将使熔融聚合物与发泡剂的混合步骤中螺杆的搅拌变成相对较为困难,且可能造成加料时的螺杆空转与困扰发泡剂的引入。 
因在一挤出发泡加工过程中,螺杆推动聚合物颗粒前移,产生摩擦力,并建立压力,当压力增高至一定程度后,将受到限制,甚至导致螺杆空转。故而,对一传统挤出设备中的成核通道,起始压力要大于10,000psi是不能接受的。因而,导致增加料液成核时的起始压力,提高料液成核时的压降率的方案,在传统挤出设备中受到限制。 
而且,提高成核前料液上的施加压力,取得成核时想要的极高压降率,需提高在熔融聚合物与发泡剂形成的聚合物混合物阶段的施加压力,并进一步提高发泡剂的引入压力;而更高的发泡剂引入压力,将使发泡剂更易于向聚合物流体的上游流动。 
因为上述困扰,在美国专利6884377号的先有技术中,通过大幅度地提高融融聚合物的获得速率,以增加料液的流动速率,在无需大幅提高成核前料液上的施加压力的状况下,获得料液成核时想要的特别高压降率。 
然而,与增加料液成核时的起始压力相比,提供料液的过高流动速率,对料液流动的层流给予附加的扰动,易使成核前料液产生不想要的成核。故而,该先有技术要求,限制料液中存在的发泡剂含量约小于位于成核信道之前的系统最低压力的发泡剂含量的饱和浓度的80%。此种状况,造成该技术方案,相对不利于料液中发泡剂含量的提高,并需进一步降低料液中发泡剂含量。 
此外,提高融融聚合物的获得速率,促成特别高的压降率的方案,相对不利于使用在对剪切敏感与易受降解影响的聚合物材料上,如PVC。此种技术,因料液的流动速率增加,促使在整个加工时间范围中料液内部的剪切速率增加,易使料液的温升可能过高。 
故而,在挤出发泡技术的生产过程中,对剪切敏感与易受降解影响的聚合物材料,相对不宜藉由提高熔融聚合物材料与发泡剂形成的聚合物混合物流体的速率以达到提升料液成核时的压降率。例如:在美国专利6884377号中例示,在范例22-26中,使用相同的挤出系统与钢模,以及在可模拟的加工条件下,对含 PVC聚合物材料的微孔产品挤出。其中,在范例22-25中,料液流速形成在241磅/小时至296磅/小时的范围,引入二氧化碳发泡剂的浓度范围为按重量计在2.41%至4.66%之间,压力差的范围在2880psi至3640psi之间,压降率在0.33GPa/S至1.41GPa/S之间;生成微孔材料的平均气室尺寸为25微米至80微米之间。但是,在范例26中,为了提高压降率至6.76GPa/S,料液流速降至一166磅/小时的流速,压力差提高为4570psi。对于获得料液的特别高压降率,促使成核时料液内部的剪切速率进一步增加,为降低其不利影响,不得不相对降低料液流速。 
而且,在该范例26中例示,料液形成一166磅/小时的流速,引入浓度为按重量计4.66%的二氧化碳发泡剂,压力差为4570psi,压降率为6.76GPa/S;生成平均气室尺寸为15微米的微孔材料。换言之,料液含相对更高的发泡剂浓度,与料液成核时相对更高的压降率,生成平均气室尺寸更小的微孔材料。 
发泡加工技术中,加工系统中在料液成核之前,持续提供足够压力于料液上,以形成并维持单相溶液,是必要的,特别是生产微孔发泡产品。而且,对于相对较高发泡剂含量的单相溶液的料液,在料液上的施加压力相当程度的更高于发泡剂完全溶解所需的压力,有利于促进料液中的发泡剂溶解,以及降低或防止环境波动造成的不想要的发泡剂成核,以有助于发泡产品的气室大小一致性。 
因而,与增加料液的流动速率相比,对于增加成核前料液上的施加压力,相对更利于发泡剂的均匀熔解,与相对提高料液中超临界流体的溶解度,以及防止成核前料液中的次相形成。 
因而,尽可能提高成核前料液上的施加压力,以达到料液成核时想要的特别高压降率,仍有其存在优势。 
然而,那些发明人没有查觉到,如何针对挤出之类的连续发泡加工过程,分离发泡剂的引入操作与单相溶液的成核操作,以提供更高压力于料液成核前的起始压力,获得成核时想要的极高压降率。此种状况,利于在相对较低压力下引入发泡剂,改善因过高的发泡剂引入压力而导致发泡剂易向聚合物流体的上游流动的状况,且较低的发泡剂引入压力,使加料中的加料螺杆相对不易因高压阻力而造成空转或损坏。 
在挤出发泡技术中,对剪切敏感与易受降解影响的聚合物材料,相对不宜藉由增加料液的流动速率,以获得料液成核时想要的极高压降率。需要发展一种技术,尽量提高单相溶液成核前的施加压力,以获得料液成核时想要的极高压降率。 
因此,有一需要,发展一种挤出发泡技术,在较低的压力下引入发泡剂至聚合物中,并获得在聚合物混合物内有与传统相同的发泡剂溶解度。此种状况,利于引入发泡剂在较低压力下,与进一步提高发泡剂在聚合物混合物内的溶解度。 
而且,对挤出发泡技术,需要一种技术,提供更高于发泡剂溶解需要的临界压力于成核前的料液上,且无需同时配合进一步提高发泡剂的引入压力,防止因环境波动造成单相溶液溶解度变化形成的不想要的发泡剂成核。 
而且,对挤出发泡技术,需要一种技术,提供相对更高于传统的极高压降率,使有利于提高聚合物内的气室成核的数量,获得更强健的发泡产品。 
发明内容
与现有挤出发泡技术不同,本发明分离发泡剂的引入操作与料液的成核操作,使发泡剂的引入压力与料液成核时的起始压力被独立控制,可相对降低需要的发泡剂引入压力,并在单相溶液成核前提供相对更高的料液成核时需要的极高起始压力。此极高压力有利于提供更高于发泡剂完全溶解需要的临界压力于成核前的料液上,以加速料液中发泡剂的溶解,与降低或防止因环境波动造成单相溶液成核前的次相形成。而相对较低的发泡剂引入压力,有利于改善发泡剂引入压力过高所导致发泡剂易向聚合物流体的上游流动的状况。而且,相对较低的发泡剂引入压力,使引入发泡剂时加料螺杆相对不易因高压阻力而造成空转或损坏。 
本发明的一目的在提供成核前的单相溶液上维持相对更高的持续高压,使易于获得相对较高的发泡剂溶解度于单相溶液中,以利于提高发泡产品内的气室密度。 
本发明的另一目的在提供与传统相当的料液成核时需要的极高起始压力的同时,可允许相对较低的发泡剂的引入压力,以使发泡剂的引入变成相对较容易。因而,加料螺杆相对不易因高压阻力而造成空转或损坏,特别是当料液本身的黏性较低时。而且,此有利于减少或防止发泡剂从聚合物流体的上游的进料口逸出。 
本发明的一其他目的在易于提供更高于发泡剂完全溶解需要的临界压力于成核前的料液上,以降低或防止压力波动造成的不想要的发泡剂成核。 
本发明提出一种挤出形成发泡产品的方法,藉由分离发泡剂的引入操作与料液的成核操作,提供在挤出发泡技术中料液成核需要的极高起始压力,以获得料液成核时想要的特别高压降率。该方法包含:在一聚合物加工系统中,将聚合物材料从一上游,经过一储料筒向一下游的出料调节筒出口连通的一带入口的模腔输送;引入在环境条件下呈气态的发泡剂进入该聚合物材料;获得该聚合物材料与该发泡剂形成的单相溶液的料液;令该料液在进入该模腔之前经受迅速的溶解度变化,而后获得成核聚合物材的料液;以及经该模腔连续挤出该聚合物材料,形成该发泡产品,其中该聚合物材料由该储料筒通过开关装置经该出料调节筒向该下游的模腔输送时,该聚合物材料停止由该上游通过开关装置向该储料筒输送。因而,为为达成本发明的分离发泡剂的引入操作与料液的成核操作,该聚合物材料由该上游通过开关装置向该储料筒输送时,该聚合物材料停止由该储料筒通过开关装置向该下游的该出料调节筒输送。 
而且,为易于实现本发明的上述目的,藉由分离发泡剂的引入操作与料液的成核操作,本发明提供一种挤出形成发泡产品的进一步方法,包含:在一聚合物加工系统中将聚合物材料从至少两条可选择的路径中的一被选择的路径的一上游经过该被选择的路径向一下游方向末端出口连通的一带入口的模腔输送;引入在环境条件下呈气态的发泡剂进入该聚合物材料;获得该聚合物材料与该发泡剂形成的单相溶液的料液;令该料液在进入该模腔之前经受迅速的溶解度变化,而后获得成核聚合物材的料液;以及将该聚合物材料从该模腔出口挤出,形成该发泡产品,其中该聚合物材料由一所述的被选择的路径通过开关装置向该模腔输送时,该聚合物材料停止由该所述的被选择的路径的该上游通过开关装置向该所述的被选择的路径输送。 
进一步,其中该聚合物材料由一所述的被选择的路径的该上游向该所述的被选择的路径输送时,该所述的被选择的路径中的该聚合物材料停止向该模腔输 送。 
进一步,其中进一步包含形成微孔发泡产品。 
进一步,其中全部所述的路径具有同一所述的上游。 
或者,其中每条所述的路径具有各自的所述的上游。 
而且,为易于实现上述本发明方法,本发明提出一种采用上述本发明进一步方法的系统,以易于完善本发明方法的实施。该系统将聚合物材料向下游方向的末端出口连接的一带入口的模腔输送,并引入在环境条件下呈气态的发泡剂进入该聚合物材料,以及将该聚合物材料从该模腔出口挤出,形成该发泡产品,其中该系统包含:至少一具有螺杆的加工装置,该加工装置的出口向下游方向输送熔融聚合物与在环境条件下呈气态的发泡剂形成的聚合物混合物;至少两个储料筒;一下游方向的料液通路;以及一所述的带入口的模腔。其中,每个所述的储料筒的入口各自经一第一开关装置连接该所述的加工装置的出口,与每个所述的储料筒的出口各自经一第二开关装置连接该料液通路的入口,以及该料液通路的末端出口连接该模腔的入口,以便该聚合物材料由一被选择的储料筒的一上游经过该被选择的储料筒通过一所述的料液通路向在该下游方向末端出口连接的模腔输送,而后制成聚合物发泡产品。 
进一步,其中该模腔入口中含有一成核装置,且该料液通路的末端出口经该成核装置连通至该模腔的出口。 
或者,其中该料液通路中含有一成核装置及一成核料液容腔,且该成核装置经该成核料液容腔的末端出口连通至该模腔的入口。 
进一步,其中进一步包含该料液通路中含有一增压腔,且该增压腔的出口连接该成核装置的入口。 
进一步,其中每个所述的储料筒的入口各自经一所述的第一开关装置连接一所述的加工装置的出口。 
或者,其中所有的所述的储料筒的入口各自经一所述的第一开关装置连接同一所述的加工装置的出口。 
其中,本发明系统例示的成核装置可如同现有技术,例如成核装置可以是一狭窄短小的通路,以引起很高压降率。因而,其也可视为由储料筒2的出口向下游方向的料液通路至模腔之间的通路路径的其中一个部份。 
在提供的本发明系统中,由发泡剂的引入到单相溶液的成核之前,系统中的料液压力一般设定高于超临界流体发泡剂的临界压力,并控制压力以使所述的聚合物混合物在所述的具有螺杆的加工装置、储料筒、料液通路的内压力可依需要逐步提高,而在所述的料液通路内获得一种单相、非核、均匀的溶液。 
此外,相较于传统系统,因储料筒的缓冲功能,以及藉由柱塞的协助,使本发明系统更易于提供相对更高于发泡剂完全溶解于聚合物材料中所需临界压力,以易于保证发泡剂的完全溶解。此由于作为发泡剂的超临界流体有类似液体的溶解性与气体的扩散性,可在短时间内溶入熔融聚合物中。而且,在单相溶液上的维持压力更高于发泡剂完全溶解所需临界压力,有利于阻止在单相溶液中因压力 或周围环境状况波动造成的次相形成。 
而且,进一步藉由超过2个以上的储料筒的协助,作为料液的暂存缓冲,使本发明系统的每一储料筒中的料液由接收至移转的过程中,可视需要分阶段提高或降低在料液上的施加压力至适宜大小,使系统在分离发泡剂的引入操作与料液的成核操作时,提供料液成核时的极高起始压力,获得料液成核时想要的特别高压降率的同时,达成发泡剂的持续稳定引入,与料液从钢模出口不间断的持续稳定挤出,以生产想要的微孔材料产品。 
因而,在本发明系统中,与传统发泡技术相比,本发明方法易于提供相对极高的压力于成核前的单相溶液上,且无需同时配合提高发泡剂的引入压力。 
而且,对于较高发泡剂含量的料液,本发明系统的此种改进,可使发泡剂的引入操作与单相溶液的形成操作被独立控制,进而可相对易于提高料液中的发泡剂溶解度。 
更进一步,本发明可配合加入使用先有技术的大幅度地提高料液流速的技术,使本发明可相对易于提供更高的料液成核时想要的特别高压降率,生产想要的微孔发泡产品。 
在本发明之后连同附图一起步的考虑及描述,本发明的额外优点、新颖性与目的,经由细思本发明的详细说明,将变成显而易见。在本发明附图中,为清楚表达,使熟悉此技术的人易于理解本发明,仅说明需要理解的部份系统结构,并未标示附图中的每个零组件,且也未全部展示每个实施例示中的每个零组件;且在描述本发明时,仅以示意图显示,未以实际尺寸绘制完整图示。此外,在不同附图的图示中,各个附图中的每个相同或几乎相同的零组件,都以相同数字表示。 
附图说明
图1为改变传统注射发泡系统于挤出发泡系统中使用的一变异的组成示意图,说明依据本发明方法的第一实施方案。 
图2为本发明系统的一组成示意图,说明本发明方法的第二实施方案。 
图3为本发明系统的一变异的组成示意图,说明依据本发明方法的第三实施方案。 
图4为本发明系统的另一变异的组成示意图,说明依据本发明方法的第四实施方案。 
图5为本发明系统的其他另一变异的组成示意图,说明依据本发明方法的第五实施方案。 
具体实施方式
本发明的发泡剂可含化学发泡剂或成核剂,但使用纯物理发泡剂更佳。因化学发泡剂使用时,常在产品上留有未反应的化学发泡剂或其化学反应的副产物,不利于产品回收再利用,且一般化学发泡剂的成本较高。 
本发明制造大气室的聚合物发泡产品时,可如传统技术使用成核剂。但本发明用于制造气室密度非常高的微孔发泡产品时,很少使用成核剂;因此时成核剂的成核贡献毫无意义。 
本发明使用的物理发泡剂在大气条件下是一种气体,该物理发泡剂可以是在普通发泡技术中使用的已知的任何各种物理发泡剂,诸如二氧化碳、氮、碳氢化合物、氯氟烃、与类同物、以及它们的混合物。虽然相比于气体发泡剂的加入,较喜欢加入液体发泡剂,但加入超临界流体发泡剂更佳,特别是超临界流体的二氧化碳、或氮、或者其混合物。其中,二氧化碳或氮的超临界流体可与其他发泡剂一起联合使用,但常仅使用二氧化碳或氮其中之一的超临界流体作为发泡剂。 
因物质的超临界相具有液体与气体的特征,当物质的压力与温度保持在大于该物质材料的超临界压力与温度时,其超临界流体材料有类似液体的溶解能力,且表面张力大幅降低,使加入超临界流体至挤出机内与熔融聚合物溶液混合时,易于在数秒内将超临界流体与熔融聚合物相互溶解形成均质的单相溶液。其中,诸如二氧化碳的超临界相的超临界压力与温度分别约为31°C与1070psi,氮的超临界相的超临界压力与温度分别约为-147°C与500psi。 
早先发泡技术中,通过将发泡剂含量增加至一临界值,并提供成核需要的一高压降率,以获得较多的成核位置;而后快速冻结成核后的料液,阻止泡孔成长。此种技术,通过缩小成核位置的尺寸,并减低在每一成核位置中包含的气体分子能量以减小其内压力,实现减少成核后的料液在被挤出后的泡孔成长。 
换言之,生成更多成核位置,可使发泡剂被分布在更多数量的泡孔中,而缩小泡孔尺寸。且每一泡孔中含更少的发泡剂,可减小与每一成核位置有关的内压力,降低泡孔的膨胀。而且,作用于一泡孔内壁上的膨胀力,在一恒定压力下正比于泡孔直径的二次方;因而,一泡孔尺寸越小,泡孔壁所遭遇膨胀力越少。 
中国专利01809941.6号中揭露,特别高的压降率,可促使发泡剂含量低于0.08%或更低的状况下的料液成核,获得微孔材料产品。美国专利6884377号的先有技术揭露,压降率是料液成核的一重要因素;其发现在可模拟的加工条件下,料液中的发泡剂含量即使略低,但相对更高的压降率,可获得更高密度的成核位置。因而,在适当限制发泡剂含量的状况下,提供料液成核时想要的特别高压降率,可产生很高密度与很小尺寸的泡孔,且无需快速冻结成核后的料液,仍然可获得微孔材料连续挤出的良好控制。 
因而,单相溶液的料液含相对更高的发泡剂浓度,与提供料液成核时相对更特别高的压降率,是生产更强健的微孔产品的重要因素。例如在美国专利6884377号中例示,在可模拟的加工条件下,范例22:料液形成一241磅/小时的流速,浓度在3.06%的二氧化碳发泡剂被引入,压降率为0.33GPa/S,压力差为2880psi;生成平均气室尺寸为80微米的微孔材料。范例26:料液形成一166磅/小时的流速。浓度在4.66%的二氧化碳发泡剂被引入,压降率为6.76GPa/S,压力差为4570psi;生成平均气室尺寸为15微米的微孔材料。 
然而,传统挤出设备中,提供料液成核时的起始压力大于10,000psi(磅/平方英寸),是不可接受的;故对于藉由增加料液成核时的起始压力,获得料液成核时的特别高压降率,将因而受限。 
为获得料液成核时需要的特别高压降率,美国专利6884377号的先有技术中,通过提高融融聚合物的获得速率,以大幅度地增加料液流速。但此种先有技术,因料液流速增加,将提高料液流动时的内部剪切,易使料液温升可能过高,相对不利于使用在对剪切敏感的聚合物材料上,如PVC。 
为解决上述困扰,与先有技术不同,本发明方法分离挤出发泡加工过程中的发泡剂的引入操作与料液的成核操作,使建立发泡剂的引入压力与提供料液成核时的起始压力可被独立控制。因而,可相对易于提供料液成核操作时想要的极高压降率。 
与传统挤出系统不同,本发明系统藉由类似活塞作用的效应,以易于提供相对更高的料液成核时的起始压力。因而,藉由本发明系统的帮助,本发明可增加在成核前料液上的施加压力,以提供料液成核时的起始压力大于10,000psi(磅/平方英寸),获得想要的特别高压降率。此种状况,与先有技术的大幅度地提高料液流速相比,在可模拟的加工条件下,本发明提供料液成核时想要的极高压降率时,有利于料液中含有相对较高的发泡剂含量。 
因为,料液的过高流动速率,将对料液流动的层流给予附加的扰动,易使成核前料液产生不想要的成核。意即,先有技术的此技术方案,需要相对限制料液中发泡剂含量,不利于料液中发泡剂含量的提高。 
在之后例示的示意图中,为清楚表达,使熟悉此技术的人易于理解本发明,仅只说明实施本发明方法的系统需要理解的部份组成,描述如何实施本发明。
图1为改变传统注射发泡系统于挤出发泡系统中使用的一变异的组成示意图,说明依据本发明方法的第一实施方案。该系统包括连接有输气装置、料斗、加热装置的加料筒,加料筒内设有与旋转驱动机构连接的螺杆,加料筒的前端经第一开关装置连接一储料筒的内腔,且该储料筒的出口经第二开关装置连接作为出料调节筒的内腔,以及该出料调节筒的末端出口连接一钢模。本发明中使用的图1系统与传统注射发泡系统的主要不同在于,将注射系统中使用的模具以一挤出系统中使用的钢模替代。 
针对图1系统,本发明提出一种挤出形成发泡产品的方法,以分离发泡剂的引入操作与料液的成核操作,以及可提供料液成核时需要的极高起始压力,获得料液成核时想要的特别高压降率。该方法包含:在一聚合物加工系统中,将聚合物材料从一上游,经过一储料筒向一下游的出料调节筒出口连通的一带入口的模腔输送;引入在环境条件下呈气态的发泡剂进入该聚合物材料;获得该聚合物材料与该发泡剂形成的单相溶液的料液;令该料液在进入该模腔之前经受迅速的溶解度变化,而后获得成核聚合物材的料液;以及经该模腔连续挤出该聚合物材料,形成该发泡产品,其中该聚合物材料由该储料筒通过开关装置经该出料调节筒向该下游的模腔输送时,该聚合物材料停止由该上游通过开关装置向该储料筒输送。 
以图1统实施依据本发明方法的第一实施方案时,其工作过程足:一种颗粒状的聚合物材料经过一料斗12进入一具有螺杆的加工装置的加料筒1中被加热装置加热(未显示),与藉由螺杆13的搅拌,使聚合物成熔融状态后与由发泡剂的提供系统11提供的被计量数量的发泡剂可藉由切变力混合在高保持压力之 上,形成一种熔融聚合物混合物的料液;来自该加料筒的料液通过连接通道3经第一开关装置31被加入配备柱塞的储料筒2中,该连接通道3中可视需要安置作为混合用的静态混合器(未显示);其中,当该料液该储料筒2加料时,引起该储料筒2的该柱塞21后退,并通过控制该柱塞21上的活塞22以控制该料液上的压力,防止已溶解的发泡剂分离;接着在该储料筒2完成加料后,进一步提高该储料筒2中料液上的施加压力,并将该料液由该储料筒2经第二开关装置51向出料调节筒4输送;且在该料液向该出料调节筒4输送时,通过控制该出料调节筒4中的柱塞41上的活塞42以控制该料液上的压力,与控制该出料调节筒4中料液的增加或减少作为连续挤出过程的缓冲,并在该出料调节筒4中获得一种非成核、均质、流体、单相的溶液;以及同时控制料液由该出料调节筒4经一钢模的出口连续性的挤出一成核的可发泡材料,并定型被挤出的发泡材料为想要的形状。其中,该储料筒2中的该料液向该出料调节筒4输送时,停止该加料筒1中的料液向该储料筒2输送,而且该加料筒1中的料液向该储料筒2输送时,停止该储料筒2中的料液向该出料调节筒4输送。 
与本发明方法不同,类似的图1系统使用在传统注射技术时,作为注射与压力控制的柱塞41,提供在料液上的间歇控制压力,主要在提供高压下累积已获得的单相溶液料液,与维持料液为单相溶液,而后提供更高的瞬间高压注射料液,获得料液成核时想要的压降率。在本发明方法中,图1系统中作为挤出与压力控制的柱塞41,提供在料液上的持续高压,主要在提供料液连续挤出发泡时,视需要控制出料调节筒4中料液的增加或减少,以作为缓冲与持续挤出料液,使能利于引入发泡剂在较低压力下,以及相对易于提供非常高的持续压力以易于获得料液成核时想要的压降率。 
上述差异,使图1系统实施本发明方法时,可分离挤出生产过程中的发泡剂的引入操作与料液的成核操作。因而,与一般传统挤出发泡技术相比,本发明可在相同的发泡剂引入压力下,提供料液成核前的相对更高起始压力,获得相对较高的料液成核时的压降率。而且,虽然因超临界流体发泡剂具有类似液体的溶解性与类似气体的良好扩散性,使其易于在短时间内溶入聚合物;但是料液上的更高维持压力,有利于发泡剂的更快溶解,与料液中含较高的发泡剂溶解度。 
但实际以图1系统使用本发明方法生产发泡产品时,将有其困扰存在。 
因为,使用图1系统的本发明方法,为达到连续挤出,当料液由储料筒2向出料调节筒4输送时,需暂停加料筒1中的料液向该储料筒2输送。而且,在停止该出料调节筒4与该储料筒2的连通,并控制该出料调节筒4中的料液由该模腔出口挤出的期间,由该加料筒1向该储料筒2输送的该料液的量必需足够,以便由储料筒2向出料调节筒4输送的料液可以不间断的由该出料调节筒4向该模腔出口挤出。因而,必需要求料液由该储料筒2输送至该出料调节筒4的平均速度,至少两倍以上的更快于料液由该出料调节筒4输送至一模腔的平均速度。以及需控制活塞42的前进或后退,作为控制该出料调节筒4中料液的增加或减少,以藉由该出料调节筒4中料液的增减作为缓冲,获得不间断的由该模腔出口挤出一成核的可发泡材料。此种状况,不利于发泡剂的稳定引入,且易于在料液输送时增加料液内部不必要的剪切速率。而且,当料液由该储料筒2经该出料调节筒4向该模腔输送时,因该出料调节筒4中活塞的后退,易于产生料液上的压力波 动,造成不想要的料液成核,不易稳定控制发泡产品的生产。因而,很难获得想要的发泡产品。 
为改进上述问题,本发明提出进一步的一种挤出形成发泡产品的方法,包含:在一聚合物加工系统中将聚合物材料从至少两条可选择的路径中的一被选择的路径的一上游经过该被选择的路径向一下游方向末端出口连通的一带入口的模腔输送;引入在环境条件下呈气态的发泡剂进入该聚合物材料;获得该聚合物材料与该发泡剂形成的单相溶液的料液;令该料液在进入该模腔之前经受迅速的溶解度变化,而后获得成核聚合物材的料液;以及将该聚合物材料从该模腔出口挤出,形成该发泡产品,其中该聚合物材料由一所述的被选择的路径通过开关装置向该模腔输送时,该聚合物材料停止由该所述的被选择的路径的该上游通过开关装置向该所述的被选择的路径输送。进一步,其中该聚合物材料由一所述的被选择的路径的该上游向该所述的被选择的路径输送时,该所述的被选择的路径中的该聚合物材料停止向该模腔输送。 
而且,为实现上述本发明方法,本发明提出一种采用上述本发明方法的系统,该系统将聚合物材料向下游方向的末端出口连接的一带入口的模腔输送,并引入在环境条件下呈气态的发泡剂进入该聚合物材料,以及将该聚合物材料从该模腔出口挤出,形成该发泡产品,其中该系统包含:至少一具有螺杆的加工装置,该加工装置的出口向下游方向输送熔融聚合物与在环境条件下呈气态的发泡剂形成的聚合物混合物;至少两个储料筒;一下游方向的料液通路;以及一所述的带入口的模腔。其中,每个所述的储料筒的入口各自经一第一开关装置连接该所述的加工装置的出口,与每个所述的储料筒的出口各自经一第二开关装置连接该料液通路的入口,以及该料液通路的末端出口连接该模腔的入口,以便该聚合物材料由一被选择的储料筒的一上游经过该被选择的储料筒通过一所述的料液通路向在该下游方向末端出口连接的模腔输送,而后制成聚合物发泡产品。 
在之后的图2-5例示的各示意图中,为清楚表达,使熟悉此技术的人易于理解本发明系统,仅只说明本发明系统需要理解的部份组成,描述如何实施本发明方法。其中,发泡剂的提供系统11藉由在普通发泡技术中使用的传统加压工具与计量工具以提供一被计量的发泡剂,该被计量的发泡剂在一被控制的速率上经由发泡剂供应口被提供至加料筒1的料管中。经一料斗12进入该加料筒1中的聚合物材料被熔融,藉由透过在该加料筒1中的螺杆13旋转产生的剪切,以及透过在当该螺杆13载运聚合物材料通过该料管时以加热装置(未显示)加热该料管。该螺杆13的搅拌,使熔融聚合物与由该发泡剂的提供系统11提供的该被计量数量的发泡剂,藉由切变力混合在高保持压力之上,形成聚合物的一流动混合物。来自该加料筒1中的聚合物混合物通过连接通道3中作为第一开关装置的球式止逆阀31被加入一配备柱塞21的储料筒2中。其中,在该连接通道3中,可视需要安置作为混合用的静态混合器或类同物(未显示)。 
参考之后例示的各示意图,柱塞21上的活塞22可作为储料筒2中料液的背压控制,并控制储料筒2中料液的增加或减少。连接通道3中的球式止逆阀31可替代以阀门或作为开关用的其他类同物,在此使用球式止逆阀3可简化系统控制。例如:想要控制加料筒1中的熔融聚合物混合物进入想要进行加料的某一储料筒2时,可先控制该某一储料筒2内的压力接近或略高于该加料筒1的出口压力,以便通过控制该某一储料筒2的柱塞21的后退,以进行对该某一储料筒2 的加料,同时通过控制该柱塞21以控制该某一储料筒2中的料液上的压力,防止料液中已溶解的发泡剂分离;反之,当控制该某一储料筒2内的压力某种程度的高于该加料筒1的出口压力时,可截止该某一储料筒2的聚合物混合物与该加料筒1的连通。此种控制方式,可在控制该某一储料筒2中压力的同时,完成控制该加料筒1与该某一储料筒2之间的连通或截止连通。当然,在此也可使用一开关阀替代该球式止逆阀,达成上述开关动作。 
在本发明的各示意图中,连接通路5中作为第二开关装置的阀门51可替代以球式止逆阀或其他开关类同物,在此该阀门51仅只作为例示。当控制该某一储料筒2内的出口压力等于或略高于其阀门51的另一端压力时,可控制该阀门51开启,以连通该阀门51的两端。反之,当想要控制该某一储料筒2内的出口压力低于其阀门51的另一端压力时,可先行令该阀门51截止,而后控制该某一储料筒2内的压力降低。因而,本发明系统以本发明方法操作时,该阀门51的开启或截止操作对于挤出物上的压力波动的影响可减至最少。此外,本发明系统的料液通路的增压腔55,藉由扩张料液通路在末端出口前的横断面面积,提供料液成核时起始压力的进一步增加;此种安排,有助于提供料液成核时想要的极高起始压力。而且,此种压力的进一步提高,有助于尽量去除料液向下游方向的成核装置的入口输送时,来自该阀门51的开启或截止操作可能造成的压力波动造成的不想要的料液成核。 
在本发明的例示中,如同现有发泡成型技术,螺杆可有大量不连续螺纹,该螺杆的不断搅动,即可提供料液需要的混合。在一些情况下,现有技术使用一标准螺杆所产生的混合作用,即提供需要的混合。在另外一些情况下,提供料液混合使用的螺杆不含压缩段,以利于该螺杆在高压下不断搅动。有时,简单的螺杆运动不能完成足够混合,必需在系统中引入各种各样的混合部分,例如静态混合器。而且,为迅速组成单相溶液,可适宜增加熔融聚合物的温度;此因随着温度增加,将提升超临界流体的扩散速率,进一步加速单相溶液的获得。 
此外,在本发明中,作往复运动用的柱塞可与带往复运动的螺杆相互替代。但对使用柱塞,在一些情况下,本发明系统中的料液在向下游方向的流动过程,已可提供需要的混合。而使用柱塞,有利于成本降低。 
在另外一些情况下,为确保料液成核前的发泡剂完全溶解与均匀分布,可在料液在向下游方向的流动过程中流经的通路中视需要安置额外的混合装置,提供在高压下的进一步均匀混合。此外,料液在向该下游方向的流动过程中,视需要以加热装置(未显示)加热流经的料管与通道,以适宜地增加料液的温度。 
图2系统为本发明系统的一组成示意图。在图2中,包括两组具有螺杆的加工装置、两个储料筒、一含有增压腔的料液通路、一带入口的模腔。其中,每个所述的储料筒的入口各自经一所述的第一开关装置连接一所述的加工装置的出口。而且,该模腔入口中含有一成核装置,且该料液通路的末端出口经该成核装置连通至该模腔出口。在所述的每组具有螺杆的加工装置中,发泡剂的提供系统11藉由在普通发泡技术中使用的传统加压工具与计量工具以提供一被计量的发泡剂,该被计量的发泡剂可以在一被控制的速率上经由发泡剂供应口被提供至加料筒1中。而且,在每组加工装置中,一料斗12中的聚合物材料进入该加料筒1中被熔融,藉由透过在该加料筒1中的螺杆13旋转所产生的机械剪切力量造 成在聚合物材料上的摩擦力,以及透过在当该螺杆13载运聚合物材料通过料管时以加热装置(未显示)加热料管。其中,该加料筒1内的该螺杆13,一般包括进料、传输、发泡剂引入、混合、与计量部分;而该螺杆13的搅拌,使熔融聚合物与由该发泡剂的提供系统11提供的该被计量数量的发泡剂形成一聚合物混合物的料液,从所述的每一加料筒1的出口,经各自的连接通道3中作为第一开关装置的球式止逆阀31,进入一对应的配备柱塞21的所述的储料筒2内。而且,该储料筒2的出口经一通路5中作为第二开关装置的阀门51连接一下游方向的所述的含有增压腔55的料液通路,而后经该料液通路的一末端出口连接至 所述的带入口的钢模模腔,以便经该阀门51的开关控制,控制料液由一被选择的储料筒2经该料液通路的末端出口连接的该成核装置向该模腔输送,并获得一成核的可发泡材料在该模腔中,而后在该模腔出口定型被挤出的发泡材料为想要的形状。在进入该成核器之前的该料液通路上的增压腔55,实际上藉由料液通路向该下游方向上的截面面积增长,提供料液成核时起始压力的进一步增加。 
对于以图2系统实施本发明方法,每条所述的路径具有各自的所述的上游。因而,当一被选择的储料筒2中的料液向一下游方向的模腔输送时,停止料液从该被选择的储料筒2的上游的一具有螺杆的加工装置的加料筒1通过一连接通道3向该被选择的储料筒2输送。而且,该加工装置的加料筒1中的料液向该加料筒1对应的一储料筒2输送时,该加料筒1对应的该储料筒2中的料液停止向该下游方向的模腔输送。 
与传统挤出系统不同,本发明系统可藉由类似活塞作用的效应,相对易于提供料液成核时想要的极高起始压力。而且,系统中成核器之前的该料液通路的一增压腔55,其藉由扩大通路中的截面面积,提供料液成核时起始压力的进一步增加。 
因融聚合物内超临界流体发泡剂的最高溶解度,随着工作压力的增加而增加。对含有较高发泡剂含量的单相溶液料液的状况,以图2系统为例示,说明本发明方法的第二实施方案。其工作过程是:在每一具有螺杆13的加工装置中,料斗12中的颗粒状聚合物进入加料筒1中加热成熔融状态,并与引入作为发泡剂的超临界流体混合,使料液形成一种熔融聚合物混合物的料液;来自一被选择的加料筒1中的料液经由一作为开关的球式止逆阀31向其对应的被选择的储料筒2加料时,并引起该被选择的储料筒2的柱塞21后退,通过控制该柱塞21以控制该被选择的储料筒2中的料液上的压力,防止料液中已溶解的发泡剂分离。在完成该被选择的储料筒2加料后,接着通过控制该柱塞21提高该被选择的储料筒2中料液上的压力,至接近或略高于一下游方向的料液通路的增压腔55的入口压力,使该球式止逆阀31截止该被选择的加料筒1与其对应的被选择的储料筒2的连通。而后,准备移转已完成料液接收的该被选择的储料筒2中的料液,经该增压腔55向该下游末端出口的一带入口的模腔出口挤出;而且,在料液停止由系统中的一先前被选择的另一储料筒2向该模腔出口挤出之前,先停止该被选择的储料筒2的料液加料,而后打开控制该被选择的储料筒2与该增压腔55连通的作为第二开关装置的的阀门51,并控制料液由该被选择的储料筒2经所连接的通路5通过该增压腔55向该模腔出口挤出,且料液在到达该模腔的入口之前形成一种非成核、均质、流体、单相的溶液。其中,藉由通过控制该柱塞 21提供料液成核时想要的极高起始压力,将料液由该被选择的储料筒2向该模腔出口挤出,以及在停止料液由该另一储料筒2向该模腔出口挤出之后,关闭控制该另一储料筒2的该阀门51,以截止该另一储料筒2与该增压腔55的连通,而后降低该另一储料筒2中料液上的压力至接近且略高于该另一加料筒1出口的压力,准备接收该另一加料筒1中的料液。接着在料液由该被选择的储料筒2向该模腔出口挤出的同时,控制该另一加料筒1中的料液经由一开关31向其对应的该另一储料筒2加料,并引起该另一储料筒2的柱塞21后退,通过控制该柱塞21以控制该另一储料筒2中的料液上的压力,防止料液中已溶解的发泡剂分离。在完成该另一储料筒2加料后,接着通过控制该柱塞21以1提高该另一储料筒2中料液上的压力,至接近或略高于该增压腔55入口的压力,使该开关31截止该另一加料筒1与该另一储料筒2的连通。而后,准备移转已完成料液接收的该另一储料筒2中的料液,经该增压腔55向该模腔出口挤出。而且,在料液停止由系统中的该被选择储料筒2向该模腔出口挤出之前,先停止该另一储料筒2的料液加料,而后打开控制该另一储料筒2与该增压腔55连通的阀门51,并控制料液由该另一储料筒2经所连接的通路5通过该增压腔55向该模腔出口挤出,且料液在到达该模腔的入口之前形成一种非成核、均质、流体、单相的溶液。如此交替与不间断的由所述的储料筒2向该模腔移转料液,并在该模腔腔内形成一成核的聚合物材料前驱物,以便料液由该模腔出口连续不间断挤出,并定型被挤出的发泡产品为想要的形状。其中,该提高该被选择的储料筒2中料液上的压力,最好是等于或略高于该增压腔55入口的压力,以防止或减缓当通路5中的阀门51打开时造成的瞬间不稳定。 
因而,本发明可分离发泡剂的引入操作与单相溶液成核操作。其中,当料液由一被选择的储料筒2向该模腔出口挤出时,停止该料液从该被选择的储料筒2的上游加料筒1向该被选择的储料筒2输送。因而,当停止料液从加料筒1向该被选择的储料筒2输送后,可进一步提高该被选择的储料筒2中的料液上的施加压力。而且,藉由柱塞的帮助,可相对易于提供在料液由该被选择的储料筒2向该成核装置前的增压腔55流动的过程中,更高于传统发泡剂含量完全溶解需要的临界压力。此种料液输送的缓冲操作方式,相对于传统连续挤出方法,可获得料液在成核时具有相对更极高的起始压力,此更极高压力有助于提供非常高的压降率在单相溶液成核时。而且,料液通路中的料液上维持更高于发泡剂完全溶解于料液中的所需压力,有助于获得在单相溶液中含更高的发泡剂溶解度,与降低或防止环境波动造成的不想要的发泡剂成核。而且,相对越高的压力有利于加速发泡剂的溶解。 
本发明方法的第二实施方案可以变异,对第二实施方案的另一状况,当料液中引入的发泡剂含量较低时,发泡剂在相对较低的压力下已完全熔解。类同于传统技术,料液在进入储料筒2之前,一般已完全溶解形成一种非成核、均质、流体、单相的溶液。然而,与传统方法相较,因本发明方法分离发泡剂的引入与溶解操作与单相溶液的成核操作,使本发明系统的加料筒1中发泡剂的引入与熔解操作可在相对较低压力下进行,以及藉由柱塞的帮助,可易于提供料液在该成核装置之前的极高起始压力。其中,系统中,该成核装置前安排的增压腔55,可提供料液成核时起始压力的进一步增加。因而与传统相比,在无需大幅度地提高料液流速的状况下,可获得想要的极高压降率在单相溶液成核时。 
实际以图2系统实施本发明方法作为例示时,料液由被选择的储料筒2向模腔出口连续性的挤出之同时,需要停止料液由其对应的具有螺杆的加工装置向该被选择的储料筒2加料。因而,虽然两组具有螺杆的加工装置可各自独立运作,但为简化控制,确保料液不间断的由该钢模模腔出口稳定挤出,两组具有螺杆的加工装置的运作可相互配合,使每一瞬间最多仅有一具有螺杆的加工装置运作以输送料液至所对应的储料筒2中。 
而且,在图2中,对于经该增压腔55向该模腔出口挤出的料液供应来源,从该被选择的储料筒2改变成该另一储料筒2的转换过程;或是,从该另一储料筒2改变成该被选择的储料筒2的转换过程。两者均需要停止料液由每一具有螺杆的加工装置向其对应的储料筒2加料。例如,经该增压腔55向该模腔出口挤出的料液供应来源,从该被选择的储料筒2改变成另一储料筒2的转换过程中,为确保料液由该模腔出口连续稳定挤出,需要在该被选择的储料筒2中的料液输送完成之前,先提高该另一储料筒2中的内压力至接近该增压腔55的入口压力,停止该另一加料筒1对该所对应的另一储料筒2的料液加料,以便准备进行该料液供应来源,从该被选择的储料筒2改变成另一储料筒2的转换过程。其中,该提高该另一储料筒2中的内压力,最好是等于或略高于该增压腔55的入口压力,以防止或减缓当通路5中的阀门51打开时造成的瞬间不稳定。而后,打开控制该另一储料筒2与该增压腔55连通的阀门51,并逐渐加速该另一储料筒2中的料液经该增压腔55向该模腔出口挤出,以及同时逐渐减速该被选择的储料筒2中的料液经该增压腔55向该模腔出口挤出,以获得料液由该模腔出口不间断地稳定挤出。此种一加速供料与一减速供料的状况,直到该被选择的储料筒2中的料液流速逐渐减速至零(停止)后,停止该被选择的储料筒2与该增压腔55的连通,并维持该另一储料筒2中的料液流速,使经该增压腔55向该模腔出口挤出的料液供应来源,可以稳定地从该被选择的储料筒2改变成该另一储料筒2,进而达成料液由该模腔出口不间断地稳定挤出的目标。因而,本发明方法的第二实施方案,在达成”该聚合物材料由一所述的被选择的路径通过开关装置向该模腔输送时,该聚合物材料停止由该所述的被选择的路径的该上游通过开关装置向该所述的被选择的路径输送”的要求的同时,不一定可达成”该聚合物材料由一所述的被选择的路径的该上游向该所述的被选择的路径输送时,该所述的被选择的路径中的该聚合物材料停止向该模腔输送”的要求。此种状况,为达到连续挤出的目的,每一瞬间最多仅有一具有螺杆的加工装置在运作。意即,第二实施方案中,每一瞬间必有一加料筒1暂停运作,此将不利于发泡剂的稳定引入。 
其中,上述对于经该增压腔55向该模腔出口挤出的料液供应来源,从该被选择的储料筒2改变成该另一储料筒2;或是,从该另一储料筒2改变成该被选择的储料筒2。虽然可能会因为各种不同的状况,产生料液供应上的一些瞬时不稳定,而导致成核前单相溶液上的压力波动;但该增压腔55的安排,有利于提供进一步的极高压力在成核前的单相溶液上,使施加在成核前的单相溶液上的压力可以更大于溶解度所需要的压力,以防止来自于压力波动造成的溶解度波动,所导致的不想要的成核。 
为改善发泡剂的稳定引入,图3为本发明系统的一变异的组成示意图,说明依据本发明方法的第三实施方案。图3系统与图2系统的主要不同,在于只使用 一组具有螺杆的加工装置,而且所有的储料筒的入口各自经一所述的第一开关装置连接同一所述的加工装置的出口。图中,所有的储料筒2的入口各自经一第一开关装置31连接同一加工装置的出口,以及所有的储料筒2的出口各自经一第二开关装置51连接一下游方向的料液通路的入口,以及该料液通路的末端出口连接一带入口的钢模模腔,以利于系统的简化与成本的降低。 
因而,依据本发明方法的第三实施方案,全部所述的路径具有同一所述的上游。其中,对料液含有较高发泡剂含量的状况,如图3系统的例示,其工作过程是:来自一加料筒1中的熔融聚合物与发泡剂形成的熔融聚合物混合物的料液,被可选择的经由该作为第一开关装置的球式止逆阀31向一被选择的配备柱塞21的储料筒2加料,并引起该柱塞21后退,通过控制该柱塞21以控制该被选择的储料筒2中料液上的压力,防止料液中已溶解的发泡剂分离。在完成该被选择的储料筒2加料后,接着控制该柱塞21提高该被选择的储料筒2中料液上的压力,至接近或略高于一下游方向的料液通路的增压腔55入口的压力,使该球式止逆阀31截止该加料筒1与该被选择的储料筒2的连通。而后,准备移转已完成料液接收的该被选择的储料筒2中的料液,经该增压腔55向该下游末端出口的一带入口的模腔出口挤出;而且,在料液停止由系统中的一先前被选择的另一储料筒2向该模腔出口挤出之前,先停止该被选择的储料筒2的料液加料,而后打开控制该被选择的储料筒2与该增压腔55连通的作为第二开关装置的的阀门51,并控制料液由该被选择的储料筒2经所连接的通路5通过该增压腔55向该模腔出口挤出,且料液在到达该模腔的入口之前形成一种非成核、均质、流体、单相的溶液。其中,藉由通过控制该柱塞21提供料液成核时想要的极高起始压力,将料液由该被选择的储料筒2向该模腔出口挤出,以及在停止料液由该另一储料筒2向该模腔出口挤出之后,关闭控制该另一储料筒2的该阀门51,以截止该另一储料筒2与该增压腔55的连通,而后降低该另一储料筒2中料液上的压力至接近且略高于该另一加料筒1出口的压力,准备接收该另一加料筒1中的料液。接着在料液由该被选择的储料筒2向该模腔出口挤出的同时,控制加料筒1中的料液经由一球式止逆阀31向该另一储料筒2加料,并引起该另一储料筒2的柱塞21后退,通过控制该柱塞21以控制其料液上的压力,防止料液中已溶解的发泡剂分离。在完成该另一储料筒2加料后,接着通过控制该柱塞21以提高该另一储料筒2中料液上的压力,至接近或略高于该增压腔55入口的压力,使该球式止逆阀31截止该加料筒1与该另一储料筒2的连通。而后,准备移转已完成料液接收的该另一储料筒2中的料液,经该增压腔55向该模腔出口挤出;而且,在料液停止由系统中的该被选择储料筒2向该模腔出口挤出之前,先停止该另一储料筒2的料液加料,而后打开控制该另一储料筒2与该增压腔55连通的阀门51,并控制料液由该另一储料筒2经所连接的通路5通过该增压腔55向该模腔出口挤出,且料液在到达该模腔的入口之前形成一种非成核、均质、流体、单相的溶液。如此交替与不间断的由所述的储料筒2向该模腔移转料液,并在该模腔腔内形成一成核的聚合物材料前驱物,以便料液由该模腔出口连续不间断挤出,并定型被挤出的发泡产品为想要的形状。 
针对料液中引入的发泡剂含量较低的状况,第三实施方案中,因发泡剂的完全溶解需要的压力相对较低,故料液常在进入储料筒2之前已形成单相溶液,但因本发明系统可分离发泡剂的引入与溶解操作与单相溶液的成核操作,使料液在 成核时的起始压力视需求可大于10,000psi,因而相对易于提供极高压力于成核前的单相溶液上,使本发明有助于在料液成核时获得想要的极高压降率。 
理想上,希望图3系统使用在挤出发泡技术时,系统中的加料筒1与增压腔55两者内的料液可持续稳定流动;但实际上,仅只有两者之一的料液持续稳定流动可被获得。 
例如:当一被选择的储料筒2中的料液由该被选择的储料筒2经增压腔55向该模腔出口挤出时,该被选择的储料筒2的入口压力相当程度的高于该加料筒1的出口压力,使其与该加料筒1截止连通。如之前所述,为获得料液经该增压腔55向该模腔的持续稳定流动,以及料液经该增压腔55向该模腔出口挤出的供应来源,从该被选择的储料筒2改变成另一储料筒2的转换过程中,必须在该被选择的储料筒2中的料液完全输送之前,先提高另一储料筒2中的内压力以截止其与该加料筒1的连通,接着连通该另一储料筒2与该增压腔55,使提供该增压腔55的料液供应来源,由该被选择的储料筒2供应平稳转换成由该另一储料筒2供应。此种状况,该加料筒1的供料必需暂停运作,而暂停发泡剂的引入。 
上述状况,当加料筒1暂停供料时,可如先前技术,在发泡剂注入口的上游使用一限制要素加在螺杆上,使该加料筒1中的螺杆在间歇性的暂停时,始终维持该加料筒中聚合物与发泡剂的混合溶液在超过临界压力以上。或是,当加料筒1暂停供料时,继续运转该加料筒1的螺杆,使该加料筒中的料液压力升高,以维持其料液压力在超过临界压力以上,且当该加料筒1因螺杆持续运转造成压力过高时,可依据本发明原理改变本发明系统,将料液由一额外的开关装置排出本系统(未显示)。或是,当加料筒1暂停供料时,其螺杆的单纯旋转运动,不能完成加料筒1中的持续进料,此时可使用带往复运动的螺杆与由螺杆中引出的发泡剂(未显示),并藉由螺杆的前进或后退作为缓冲,达成进料的持续提供。 
其中,对加料筒1的间歇性暂停供料,易导致发泡剂在引入停顿期间,发泡剂注入口的发泡剂仍持续扩散,不利于料液中的发泡剂均匀分布。 
图4为本发明系统的其他另一变异的组成示意图,说明依据本发明方法的第四实施方案。相对于图3系统,图4系统主要藉由增加一额外储料筒2,以解决上述困扰。 
第四实施方案实际实施时,某种程度的类同于第三实施方案,其中的额外储料筒2,作为缓冲,使系统中的料液在持续稳定地从该模腔出口连续挤出的同时,获得在加工过程中发泡剂的持续连续引入,而无需暂停引入发泡剂。在第四实施方案中,停止运作图4系统中的额外储料筒2,则基本上与第三实施方案相同。第四实施方案与第三实施方案的主要差异例示如下: 
例如在第三实施方案中,为获得料液经该增压腔55向该模腔出口持续稳定流动,当料液由一被选择的储料筒2经该增压腔55向该模腔出口挤出时,在料液停止由该被选择的储料筒2向该模腔出口挤出之前,需先提高一另一储料筒2中的内压力至接近或略高于该增压腔55入口的压力,使该另一储料筒2与该加料筒1截止连通,导致该加料筒1暂停供料。 
但是,对于上述状况,在第四实施方案中,可以选择先提高一之前已完成由 该加料筒1供料的额外储料筒2中的料液压力至接近或略高于该增压腔55入口的压力,而后在料液停止由该被选择的储料筒2向该模腔出口挤出之前,先打开控制该额外储料筒2的阀门51,并控制料液由已完成料液接收的该额外储料筒2经该增压腔55向该模腔出口挤出,以达成提供该增压腔55的持续稳定供料。因而,对于上述状况,该另一储料筒2在未完成加料之前,无需为了获得料液的持续稳定挤出,而截止与该加料筒1的连通。或是,对于料液正在由该被选择的储料筒2向该模腔出口挤出之同时,该另一储料筒2加料快要完成的状况,必需在该另一储料筒2加料完成之前,先已完成关闭与一先前已完成料液移转的额外储料筒2对应阀门51,以截止该额外储料筒2与该增压腔55的连通,以及接着降低该额外储料筒2的内压力至接近且略高于该加料筒1出口的压力,准备依序接收该加料筒1的加料。在此,藉由该额外储料筒2作为缓冲,使本发明系统可达到,该具有螺杆的加工装置的料液持续稳定的向下游方向移转,无需暂停发泡剂的引入;同时,持续稳定的将该增压腔55中的料液经一成核装置由该模腔出口挤出,并在腔内形成一成核的聚合物材料前驱物,而后定型被挤出的发泡产品为想要的形状。此种状况,在挤出加工过程中,获得发泡剂的连续引入,可改善因发泡剂的引入停顿,造成在单相溶液中的发泡剂不均匀分布。 
依据本发明的第四实施方案,为简化控制,图4系统中的该加料筒1可依序对各储料筒2加料,同时将已完成料液接收的储料筒2中的料液压力提高至接近或略高于该增压腔55入口的压力,准备依序移转该已完成料液接收的储料筒2中的料液通过该增压腔55经该成核装置由该钢模模腔出口不间断的持续挤出。而且,对已完成料液移转的储料筒2,截止其该已完成料液移转的储料筒2与该增压腔55的连通,并先降低该已完成料液移转的储料筒2的内压力至接近且略高于该加料筒1出口的压力,准备依序接收该加料筒1对各储料筒2的加料。在此,系统中提供的额外储料筒2作为料液的暂存缓冲,以便每一储料筒2中的料液由接收至移转的过程中,可视需要分阶段提高或降低在料液上的施加压力至适宜大小,使能获得提供料液成核时想要的极高起始压力的同时,达成发泡剂的持续稳定引入,与料液从钢模出口不间断的持续稳定挤出,以更佳的完成本发明。因而,本发明方法可在达成”该聚合物材料由一所述的被选择的路径通过开关装置向该模腔输送时,该聚合物材料停止由该所述的被选择的路径的该上游通过开关装置向该所述的被选择的路径输送”的要求的同时,一定达成”该聚合物材料由一所述的被选择的路径的该上游向该所述的被选择的路径输送时,该所述的被选择的路径中的该聚合物材料停止向该模腔输送”的要求。 
而且,与传统挤出技术度不同,因本发明方法分离发泡剂的引入操作与单相溶液的成核操作,使本发明系统易于提供增压腔55中的料液压力维持相对极高压力,以提供料液成核时需要的极高起始压力。此种状况,使本发明有利于在相对较低压力下引入发泡剂,并在提供料液成核需要的极高起始压力时,改善因过高的发泡剂引入压力而导致发泡剂易向聚合物流体的上游流动的状况,因而减少或防止发泡剂从聚合物流体的上游的进料口逸出。而且,此种相对较低的发泡剂引入压力,使加料筒1中的加料螺杆相对不易因高压阻力而造成空转或损坏。 
类同于第三实施方案,在第四实施方案中,对料液中引入的发泡剂含量较高的状况,藉由本发明系统的帮助,本发明方法分离发泡剂的引入操作以及单相溶液的获得与成核操作,因而使系统可在适宜的压力下进行发泡剂的引入操作,与 藉由柱塞的帮助,提供极高压力以获得相对较高浓度发泡剂的单相溶液,并提供料液成核时想要的极高起始压力。而且,在料液由储料筒2至增压腔55的流动过程中,在成核前的单相溶液上施加相当程度的更高于发泡剂完全溶解的需要压力,有利于发泡剂更快速溶解,与防止因环境波动而导致单相溶液的不想要的成核。至于,对料液中引入的发泡剂含量较低的状况,因发泡剂完全溶解需要的压力相对较低,故料液在进入储料筒2之前一般已形成单相溶液,藉由本发明系统的帮助,本发明系统可分离发泡剂的引入与溶解操作以及单相溶液的成核操作,使系统中的发泡剂引入与熔解操作在适宜的压力下进行,与提供料液成核时想要的极高起始压力。因而,与传统技术相比,可相对易于提供想要的极高压降率在单相溶液成核时。 
在一聚合物材料内,超临界流体的溶解度随压力减少而减少,尽可能高的压降速率,使聚合物材料内的超临界流体溶解度的迅速下降,造成极高的成核密度。本发明方法的成核装置可如同现有技术,例如作为成核装置的该成核器,可以是提供很高压降率的一狭窄短小的通道,其早先常位于钢模模腔的入口。 
在之前例示的本发明系统中,实际实施时,可配合传统挤出发泡技术适当设计的一钢模,以控制料液成核。其中,在料液进入该钢模入口之前,需保证该料液的单一相状态,并在料液流经该钢模内部的成核装置时,以适当压降率驱使发泡剂离开料液而成核。通常藉由该通路中成核装置的形状、长度、及其横断面面积,影响料液上的压降。在加工过程中,当含接近饱和浓度的发泡剂含量的聚合物材料通过该钢模模腔被挤出时,经成核装置的料液以适当压降率被成核,并在该模腔内形成一成核的聚合物材料前驱物的流动物,并在其上保持足够的高压,防止泡孔的显著增长,而后控制该模腔中的成核聚合物材料上的施加压力,使聚合物材料上的施加压力向模腔的下游方向增长或减弱,以控制被挤出的发泡产品中的泡孔尺寸。或是,为阻止料液成核后的泡孔增长,在料液成核后快速冻结成核后的料液,以获得微孔材料产品。因为在可模拟的加工条件下,越接近系统临界压力要求的临界发泡剂含量越易导致泡孔连通,这是因为发泡剂含量越高使每一泡孔中的发泡剂含量越多,导致泡孔壁所遭遇膨胀力越大。因而,为控制泡孔增长,必需在料液成核后,视需要快速冻结成核后的料液。 
在可模拟的加工条件下,降低料液成核时的压降率,将降低气室成核的作用率,并因而增大泡孔尺寸,使成核料液通过钢模冷却定型时,较短距离的挤出产生的拉扯应力,即已造成泡孔破裂。而且,在可模拟的加工条件下,接近饱和浓度的发泡剂含量,对应成核料液中相对较小的泡孔尺寸,但是易导致相对于泡孔尺寸的过高密度,将增强泡孔连通的机率。故而,在一定的条件下,相对不足的压降率易于导致泡孔连通。 
为解决上述问题,可适当限制发泡剂含量,在一定数量的发泡剂含量条件下,提供更大于一被选定的极高压降率,可降低快速冻结成核后料液的需要。意即,对一被选定发泡剂含量的料液,料液成核前的相对更高起始压力,提供相对更极大的压降率,在可模拟的加工条件下,一般对应至更较小的泡孔尺寸,并相对有利于阻止泡孔连通。 
为获得相对更强健的挤出微孔发泡产品,理想上,压降越迅速越好。但一越迅速的压降关联至一越高的剪切,而提高剪切速率,使钢模模腔中内的成核料液的流动速率的分布提高,使排料速率易趋向不稳定,不易稳定获得良好外观的连 续挤出的微孔发泡产品。其中,对于成核装置具有相对越大通道的直径,料液流量变得不稳定的状况,可发生在相对越高的剪切率区域。意即,当成核装置中的信道直径越大,在流量稳定需求的状况下,可允许相对越高的剪切率。 
因传统挤出设备,提供料液成核时的起始压力大于10,000psi,是不可接受的,使聚合物流体通过大直径尺寸的成核装置,很难达到想要的极高压降率。为获得特别高的压降率,早先技术常通过减小钢模中的成核装置直径达成。但此种状况,造成流体流动在高剪切率区域更容易倾向不稳定,使成核装置的设计受限。 
先有技术中,当成核需要的压降率超过一特定的极高压降率,且希望料液的流量稳定时,此时需要适当设计的一成核装置,同时提供成核装置入口前的起始压力高于一临界压力,与配合通过大幅度地提高料液流速,以获得想要的极高压降率。 
与先有技术不同,当成核需要的压降率超过一特定的极高压降率时,对一成核装置具有适当设计的信道直径,本发明无需大幅度地提高料液流速,可通过提高成核信道前的起始压力的方式达成。 
然而,压降率提高,将提高钢模模腔中料液的流动速率分布,致使排料速率趋向不易控制,导致迅速的成核与流动速率的调整,无法在仅只含有成核装置的钢模中实现。为解决此成核与成形很难在极短的时间差中完成的困扰,本发明可以如传统技术,增加成核操作与成形操作之间的缓冲间距,例如使用的钢模模腔中配置有剪切速率调整部分与流动速率分布调整部分,作为调整压降率与调整成核料液的流动速率。其中,模腔中的剪切速率调整部分,作为成核装置以获得想要的压降率而达到控制发泡产品中的泡孔密度;模腔中的流动速率调整部分,作为调整成核料液在成核后的流动速率。而且,在成核料液穿过钢模的流动速率调整部分后,随着温度的降低,发泡产品开始固化成形,穿过钢模出口被挤出。 
在一些状况下,上述成核、料液流动速率调整与成形,被要求在一短距离间距的模腔内达成,有时会过于紧迫。因而,必需要求加长钢模模腔中由成核装置至出口间的间距。此种类似状况,藉由加大成核与成形之间的距离,使原先早先发泡技术的钢模中的剪切速率调整与流动速率调整的工作,可以在料液进入钢模入口之前已基本完成,被显示在本发明系统的图5中。 
图5为本发明系统的其他另一变异的组成示意图,说明依据本发明方法的第五实施方案。图5系统与图4系统类同,两系统均只使用一组具有螺杆的加工装置,每个所述的储料筒2的入口各自经一第一开关装置31连接同一加工装置的加料筒1的出口,与每个所述的储料筒2的出口各自经一第二开关装置51连接一料液通路的入口,以及该含有一增压腔55的料液通路的末端出口连接一模腔的入口。其中,该两系统均使用三组储料筒2作为例示。 
图4与图5系统主要不同在于:图5系统中,该料液通路中含有一增压腔55、一成核装置65及一成核料液容腔75,且该增压腔55的出口经该成核装置65连通至该成核料液容腔75的末端出口连接该模腔的入口。其中,对于在一成核装置65之后与在钢模入口之前的作为料液流动速率调整部分的成核料液容腔75,可加大成核操作与成形操作间的间距,作为成核操作与成形操作之间的缓冲。而且,可控制在成核料液容腔75中的成核料液上的施加压力向下游方向增长或 减弱,并在成核料液通过钢模模腔后定型,以控制被挤出的发泡产品中的泡孔尺寸。意即,早先在挤出发泡技术中,钢模的剪切速率调整与流动速率调整的工作,在图5系统中,料液进入钢模入口之前,已完成料液成核与成核后料液的流动速率调整。 
因而,如先有技术,在料液成核时提供一被选定的极高压降率,并相对限制发泡剂含量在适当水平以下;或是,不同于先有技术,更进一步,限制料液含适当数量的发泡剂含量,并提供料液成核时一超过被选定的极高压降率。此种状况,无需快速冻结成核后的料液,并降低控制成核料液容腔75中的成核料液上的施加压力向下游方向增长或减弱的需要。此种状况,对于制造具有微细泡孔结构的厚的发泡制品,借助图5系统,当成核聚合物材料的料液经钢模模腔挤出时,只需适当控制成核料液的挤出速度与在其上的施加压力,即可稳定制造想要的微孔发泡制品。 
而且,类同于图5,虽然未显示,但在本发明系统之前的各实施例中,该料液通路中可含有一增压腔55、一成核装置65及一成核料液容腔75。而且,该增压腔55的出口经该成核装置65连通至该成核料液容腔75的末端出口连接该模腔的入口。图5系统在此只作为例示,而非限制。 
类同于本发明的第四实施方案,依据本发明的第五实施方案,为简化控制,图5系统中的该加料筒1可依序对各储料筒2加料,同时将已完成料液接收的储料筒2中的料液压力提高至接近或略高于该增压腔55入口的压力,准备依序移转该已完成料液接收的储料筒2中的料液,通过该增压腔55经一成核装置进入一成核料液容腔75,而后由下游末端出口连接的一钢模模腔出口不间断的持续挤出。而且,对已完成料液移转的储料筒2,截止其该已完成料液移转的储料筒2与该增压腔55的连通,并先降低该已完成料液移转的储料筒2的内压力至接近且略高于该加料筒1出口的压力,准备依序接收该加料筒1对各储料筒2的加料。在此,系统中提供的额外储料筒2作为料液的暂存缓冲,以便每一储料筒2中的料液由接收至移转的过程中,可视需要分阶段提高或降低在料液上的施加压力至适宜大小,使能获得提供料液成核时想要的极高起始压力的同时,达成发泡剂的持续稳定引入,与料液从钢模出口不间断的持续稳定挤出,以生产想要的微孔材料产品。而且,因本发明方法分离发泡剂的引入操作与单相溶液的成核操作,使本发明系统的该增压腔55中的料液压力在成核装置前易于持续维持相对极高压力,以提供料液成核时需要的极高起始压力。此种状况,有利于在相对较低压力下连续引入发泡剂。而且,对于施加在料液上远高于发泡剂完全溶解需要的压力,可加速发泡剂的溶解,有助于促进单相溶液料液中发泡剂浓度的均匀分布。 
在前述之例示的图4系统中,可加以变异,以实施本发明的第六实施方案。其中,第六实施方案的操作,类同于前述之第四、五实施方案。而且,因成核装置可以是一狭窄短小的通路,且作为由所述的储料筒2的出口向下游方向的料液通路至模腔之间的通路路径的其中一个部份;故而,对于以第六实施方案操作的图4系统,将第四实施方案中的增压腔55改作为成核料液容腔使用,而作为成核装置的成核器改为位于作为成核料液容腔的增压腔55的入口,将使得此变异的图4系统可被描述成其料液通路入口的该成核装置经该成核料液容腔的末端出口连通至该模腔的入口。其中,不同于第四实施方案中的增压腔55中的内压 力必需大于与其连通的储料筒2出口前的料液压力,在第六实施方案中,作为成核料液容腔的增压腔55中的内压力必需小于与其连通的储料筒2的内压力。此种状况,与第五实施方案相较,在第六实施方案中,当料液由该作为成核料液容腔的增压腔55向该模腔出口挤出的供应来源,从某一储料筒2改变成另一储料筒2时,这些储料筒2的料液供应的逐渐减速与逐渐加速的料液流速改变过程,将增大其料液成核时的压降率的波动,且有害于发泡产品的气室尺寸的一致性。但仍然可获得可用的发泡产品。 
本发明与现有技术不同。对一成核装置具有适当设计的信道直径,成核所需要的一更高的压降率通过改变成核通道的起始压力达成。因此,藉由控制成核通道的起始压力的改变,使用同一个钢模,即可影响挤出的微孔制品的性能。 
此外,与先有技术的大幅度地提高料液流速获得想要的极高压降率不同,本发明方法分离发泡剂的引入操作与单相溶液的成核操作,而且藉由本发明系统的帮助,对于提供料液成核时想要的极高起始压力,可藉由适当增大柱塞横断面面积,以及适当增大成核装置前的增压腔55的横断面面积达成。而且通过控制柱塞21上的活塞22以控制料液上的压力,相对更易于达成提供料液成核时想要的极高起始压力,获得想要的微孔发泡产品。 
进一步,本发明技术可配合加入使用先有技术的大幅度地提高料液流速的技术,以获得料液成核时的极高压降率。此种状况,使加入使用先有技术的本发明技术,相对易于提供进一步更高的特别高压降率,生产想要的微孔发泡产品。 
本发明分离发泡剂的引入操作与单相溶液的获得操作,相对易于提供极高压力获得单相溶液,并提供极高压力于成核之前的单相溶液上。此极高压力有助于获得在单相溶液中含更高的发泡剂溶解度,以及相对加速发泡剂的溶解。而且,此种在单相溶液成核前施加的极高压力,在发泡工艺中有助于料液成核的过程,以及与传统方法相比,相对易于设计可用的成核装置,获得想要的微孔发泡产品。 
与传统发泡技术不同,本发明分离发泡剂的引入操作与单相溶液的成核操作;使得提供料液成核时想要的极高起始压力之同时,不会迫使发泡剂的引入压力必须相应提高。故而,本发明可提供料液成核前对料液维持很高的持续压力,而无需配合提高发泡剂的引入压力。例如:在本发明中,当在熔融聚合物内含按重量计0.047%的超临界状态的氮气时,其氮气注入点的压力为1700psi,在挤出机的成核装置入口前的压力超过4000psi,或超过10000psi,或更大。 
或是,因本发明方法可分离发泡剂的引入操作与单相溶液的获得操作。因而,在本发明中,当在熔融聚合物内含按重量计0.047%的超临界状态的氮气时,其氮气注入点的压力维持在约1000psi,或更小,而同时在挤出机的成核装置入口前的压力超过4000psi,或超过10000psi,或更大。 
本发明中的各图示仅作为例示,以便于说明本发明系统。本发明方法以图3-5例示的本发明系统实施时,包含:提供在一聚合物加工系统中将聚合物材料由聚合物加工空间的一上游经过可选择的路径向一下游方向末端出口连通的一带入口的模腔输送;引入在环境条件下呈气态的发泡剂进入该聚合物材料;获得该聚合物材料与该发泡剂形成的单相溶液的料液;令该料液在进入该模腔之前经受迅速的溶解度变化,而后获得成核聚合物材的料液;以及将该聚合物材料从该 模腔出口挤出,形成该发泡产品,其中该聚合物材料由该可选择的路径的一被选择的路径通过开关装置向该模腔输送时,该聚合物材料停止由该上游通过开关装置向该被选择的路径输送。进一步,其中该聚合物材料由该上游向该可选择的路径的一被选择的路径输送时,该被选择的路径中的该聚合物材料停止向该模腔输送。 
与传统挤出发泡技术相比,本发明可在相对较低压力下引入发泡剂,使发泡剂与熔融聚合物的混合过程变成相对较为容易,且在料液成核前对料液维持相对更高的持续压力,有益于提供料液成核时相对更高的起始压力。其中,在料液成核前对料液维持相对更高于发泡剂完全溶解需要的临界压力,有助于降低或防止压力波动造成的不想要的发泡剂成核。此种改进,与先有技术相比,在提供料液成核时的极高压降率的同时,本发明相对较不需考虑因料液的过高流速,造成料液产生不想要的成核。 
无论如何,越极高的压降速率越有利于聚合物的气室成核,对一挤出技术的进一步改进,分离发泡剂的引入操作与料液的成核操作,提供在成核装置前的可发泡材料上的更高压力,获得特别高的压降率在本发明中已提出。更进一步,当本发明配合加入使用先有技术的大幅度地提高料液流速的技术时,本发明技术可相对更易于实现获得料液成核时想要的特别高压降率。 
此外,在本发明中,当单相溶液中发泡剂的含量较高时,为减少气室群聚的可能发生,适当的料液黏度保持与气室冻结是必要的,其达成可藉由聚合物材料的选择、温度的控制、定泡剂的加入以及其他已提出的可用方法。 
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举,本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式,本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。 

Claims (12)

1.挤出形成发泡产品的方法,包含:
在一聚合物加工系统中将聚合物材料从至少两条可选择的路径中的一被选择的路径的一上游经过该被选择的路径向一下游方向末端出口连通的一带入口的模腔输送;
引入在环境条件下呈气态的发泡剂进入该聚合物材料;
获得该聚合物材料与该发泡剂形成的单相溶液的料液;
令该料液在进入该模腔之前经受迅速的溶解度变化,而后获得成核聚合物材的料液;以及
将该聚合物材料从该模腔出口挤出,形成该发泡产品,
其中该聚合物材料由一所述的被选择的路径通过开关装置向该模腔输送时,该聚合物材料停止由该所述的被选择的路径的该上游通过开关装置向该所述的被选择的路径输送。
2.如权利要求1的方法,其中该聚合物材料由一所述的被选择的路径的该上游向该所述的被选择的路径输送时,该所述的被选择的路径中的该聚合物材料停止向该模腔输送。
3.如权利要求1-2的方法,其中进一步包含形成微孔发泡产品。
4.如权利要求1-3的方法,其中全部所述的路径具有同一所述的上游。
5.如权利要求1-3的方法,其中每条所述的路径具有各自的所述的上游。
6.采用权利要求1-2所述的方法的系统,该系统将聚合物材料向一下游方向末端出口连接的一带入口的模腔输送,并引入在环境条件下呈气态的发泡剂进入该聚合物材料,以及将该聚合物材料从该模腔出口挤出,形成该发泡产品,其中该系统包含:
至少一具有螺杆的加工装置;
至少两个储料筒;
一下游方向的料液通路;以及
一所述的带入口的模腔,其中
每个所述的储料筒的入口各自经一第一开关装置连接所述的加工装置的出口,与每个所述的储料筒的出口各自经一第二开关装置连接该料液通路的入口,以及该料液通路的末端出口连接该模腔的入口。
7.如权利要求6的系统,其中每个所述的储料筒的入口各自经一所述的第一开关装置连接一所述的加工装置的出口。
8.如权利要求6的系统,其中所有的所述的储料筒的入口各自经一所述的第一开关装置连接同一所述的加工装置的出口。
9.如权利要求7-8的系统,其中该料液通路中含有一成核装置及一成核料液容腔,且该成核装置经该成核料液容腔的末端出口连通至该模腔的入口。
10.如权利要求7-8的系统,其中该模腔入口中含有一成核装置,且该料液通路的末端出口经该成核装置连通至该模腔的出口。
11.如权利要求9-10的系统,其中进一步包含该料液通路中含有一增压腔,且该增压腔的出口连接该成核装置的入口。
12.挤出形成发泡产品的方法,包含:
在一聚合物加工系统中,将聚合物材料从一上游,经过一储料筒向一下游的出料调节筒出口连通的一带入口的模腔输送;
引入在环境条件下呈气态的发泡剂进入该聚合物材料;
获得该聚合物材料与该发泡剂形成的单相溶液的料液;
令该料液在进入该模腔之前经受迅速的溶解度变化,而后获得成核聚合物材的料液;以及
经该模腔连续挤出该聚合物材料,形成该发泡产品,
其中该聚合物材料由该储料筒通过开关装置经该出料调节筒向该下游的模腔输送时,该聚合物材料停止由该上游通过开关装置向该储料筒输送。
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