CN112659446A - 挤压系统和挤压方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示一种挤压系统，包括设置成输送一聚合物材料的一热熔单元、设置成将该聚合物材料与一发泡剂混合以形成一混合物的一混合单元、设置成射出该混合物的一射出单元、设置在该热熔单元与该混合单元之间的一第一流动控制元件，以及设置在该混合单元与该射出单元之间的一第二流动控制元件。本发明揭示一种挤压方法，包括将一聚合材料从一热熔单元输送到一混合单元、将一发泡剂输送到该混合单元、将该聚合物材料与该发泡剂混合以形成一混合物、将该混合物从该混合单元输送到一射出单元，以及从该射出单元排出该混合物，其中该聚合物材料的流动由一第一流动控制元件控制，并且该混合物的流动由一第二流动控制元件控制。

Description

挤压系统和挤压方法

技术领域

本发明是关于挤压系统和挤压方法，尤其是关于聚合物材料与发泡剂的混合物之挤压系统和挤压方法。

背景技术

当物质处于温度和压力高于其临界温度和压力的环境中，则该物质处于超临界流体状态。这种超临界流体本质上介于气相和液相之间，具有类似于气体的表面张力、黏度和扩散率，并且具有与液体接近的密度和溶剂化能力。因此，在先前技术中，通过在由加压盒提供的高温和高压环境下熔融固体聚合物原料，可将超临界流体混入聚合物熔体中，并通过在加压盒与模具的腔室空间之间的压降，在超临界流体进入腔室空间之后，于该聚合物熔体中形成多个成核点并成长成气泡，从而将该聚合物熔体模制成发泡聚合物制品。

该先前技术另揭示利用超临界流体来浸渍预先放置在模具内部腔室空间中的聚合物原料，该超临界流体随后进入该腔室空间，然后，由于腔室空间中压力和温度的变化，随着超临界流体的相变而产生气泡，从而将该聚合物原料模制成发泡聚合物制品。

惰性气体(例如二氧化碳或氮气)是常用来当成发泡剂的超临界流体，其中二氧化碳的临界压力为7.185MPa，临界温度为304.265K。在先前技术中，为了将二氧化碳维持在超临界流体状态，要求加压盒或腔室空间中的温度和压力必须大于临界温度和临界压力值，以避免分离。然而，在工业应用中，例如在射出成型处理中，通常，700至1500kg/cm2的射出压力可以满足射出成型处理所需的压力。而高达7MPa的二氧化碳的临界压力显然更高。因此，为了保持加压盒中二氧化碳的超临界流体状态，需要进一步提高加压盒中的射出压力，从而导致能耗增加。

尽管用于聚合物处理的操作条件根据所涉及的原料类型而有所不同，并且尽管存在不需要额外增加压力的操作条件，但是由于超临界流体必须与聚合物熔体混合成单相溶液，在使用加压盒进行热熔的技术范围内，将超临界流体引入螺杆的计量部分，其中该计量部分位于加压盒的后半段，并且聚合物原料已经熔融。如此，超临界流体和聚合物熔体的混合时间受到加压盒中螺杆的旋转速度限制，从而可能发生不希望、不均匀的混合，并且在压力下降之后，聚合物中气泡的成核可能不均匀，从而影响发泡聚合物制品的成型品质。。

发明内容

本发明的一个目的为提供一种混合物的挤压系统和挤压方法。

根据本发明的一个具体实施例，揭示一种挤压系统。该挤压系统包括一热熔单元，其设置成输送一聚合物材料；一混合单元，其设置成从该热熔单元接收该聚合物材料，将该聚合物材料与一发泡剂混合，并形成该聚合物材料与该发泡剂的一混合物；一发泡剂供应单元，其连接到该混合单元并设置成将发泡剂输送到该混合单元中；以及一射出单元，其设置成射出该混合物。该挤压系统另包括一第一流动控制元件，其布置在该热熔单元与该混合单元之间，并设置成控制该聚合物材料从该热熔单元到该混合单元的流动；以及一第二流动控制元件，其布置在该混合单元与该射出单元之间，并设置成控制该混合物从该混合单元到该射出单元的流动。

根据本发明的一个具体实施例，揭示一种挤压系统。该挤压系统包括一热熔单元，其设置成输送一聚合物材料；一混合单元，其设置成从该热熔单元接收该聚合物材料，并设置成将该聚合物材料与一发泡剂混合，以形成该聚合物材料与该发泡剂的一混合物；一发泡剂供应单元，其连接到该混合单元并设置成将发泡剂输送到该混合单元中；以及一射出单元，其设置成射出该混合物。该挤压系统另包括一监控模组，其设置成即时监控该挤压系统，其中该监控模组包括布置在该挤压系统内的一感测器。

根据本发明的一个具体实施例，揭示一种聚合物材料和发泡剂的混合物的挤压方法。一混合物的该挤压方法包括将该聚合物材料从一热熔单元输入至一混合单元；将该发泡剂输入进入该混合单元；以及在该混合单元内将该聚合物材料与该发泡剂混合来形成该混合物。该方法另包括将该混合物从该混合单元输送到一射出单元，并从该射出单元排出第一量的混合物。该聚合物材料从该热熔单元到该混合单元的输送包括：通过布置在该热熔单元与该混合单元之间的一第一流动控制元件，控制该聚合物材料从该热熔单元到该混合单元的流动，并且该混合物从该混合单元到该射出单元的输送包括：通过布置在该混合单元与该射出单元之间的一第二流动控制元件，控制该混合物从该混合单元到该射出单元的流动。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述中可最佳理解本发明态样。应注意，根据工业中的标准实践，各种部件并未按比例绘制。事实上，为了清晰起见，许多部件的尺寸可能任意放大或缩小。

图1为根据本发明一个具体实施例的挤压系统的透视图。

图2为沿着图1中剖面线2-2的剖面图。

图3为沿着图1中剖面线3-3的剖面图。

图4为沿着图1中剖面线4-4的剖面图。

图5为沿着图1中剖面线5-5的剖面图。

图6为根据本发明一个具体实施例中挤压系统的混合转子的透视图。

图7为沿着图1中剖面线7-7的剖面图。

图8为根据本发明一个具体实施例的挤压系统的示意图。

图9为根据本发明一个具体实施例在图8内该挤压系统的一部分的剖面图。

图10为根据本发明一个具体实施例在图8内该挤压系统的一部分的剖面图。

图11为根据本发明一个具体实施例在图8内该挤压系统的一部分的剖面图。

图12为根据本发明一个具体实施例在图8内该挤压系统的一部分的剖面图。

图13为根据本发明一个具体实施例例示聚合物材料与发泡剂的混合物的挤压方法流程图。

具体实施方式

本申请案主张于2019年10月15日所提交序号62/915,287的美国临时申请案，于2020年3月26日所提交序号16/831,386的美国专利申请案之优先权，这两申请案的完整内容通过引用并入本文。

下列说明提供用于实现所提供主题中不同特征之许多不同的具体实施例或范例。以下说明组件和配置的具体范例，以简化本发明。当然，这些仅为范例，而非限制性。例如，以下描述中在第二特征上或之上形成第一特征可包括其中第一和第二特征直接接触形成的具体实施例，并且也可包括其中可在第一与第二特征之间形成附加特征，使得第一和第二特征不直接接触的具体实施例。此外，本发明可在各个范例中重复参考编号及/或字母。该重复的目的在于简单和清楚，并且本身并不表示所讨论的各种具体实施例及/或组态之间的关系。

此外，本文可使用空间相关用语，例如「底下」、「下方」、「之下」、「上方」、「之上」等，以便于描述一个元件或特征与另一元件或特征的关系，如图中所示。除了图中所描绘方位之外，此类空间相关用语还涵盖装置于使用或操作中的不同方位。该设备可以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，并且可相应地解释本文中使用的空间相关用语。

尽管阐述本发明广泛范畴的数值范围和参数是近似值，但具体范例中揭示的数值尽可能精确地回报。然而，任何数值原本就包含必然由相应测试测量中发现的标准偏差所引起之某些误差。另外，如本文所用，术语「约」通常是指在已知值或范围的10％、5％、1％或0.5％之内。或者，当精通技术人员考虑时，术语「约」意指在平均值的可接受标准误差内。除了在操作/工作范例中，或除非另有明确说明，否则本文内说明的所有数值范围、数量、值和百分比，例如材料数量、持续时间、温度、操作条件、数量比率等等，应理解为在所有情况下都由用语「约」所修饰。因此，除非有相反的指示，否则本发明和所附申请专利范围中所阐述数值参数是可根据需要变化之近似值。至少，每个数值参数应根据回报的有效数字之数量并通过应用普通舍入技术来解释。在本文中，范围可表示为从一个端点到另一个端点或两个端点之间。除非另有说明，否则本文所揭示的所有范围都包括端点。

请参考图1，本发明的较佳具体实施例中提供用于混合超临界流体和聚合物原料熔体的机构10包括一热熔单元20、一混合单元30、一发泡剂供应单元40和一射出单元50。

如图2和图3所示，根据传统的射出成型或挤压成型技术，热熔单元20具有圆筒状的中空加压盒21。第一进给通道22和第一排放通道23分别设置在加压盒21的两端，并且与加压盒21的加压盒内部空间211连通。螺旋形推动构件24与加压盒21的圆筒轴线同轴，并且可旋转地设置在加压盒21的加压盒内部空间211中。进料斗25固定设置在加压盒21的一端，并通过第一进给通道22与加压盒内部空间211连通。排放端构件25设置在加压盒21的另一端，并通过第一排放通道23与加压盒内部空间211连通。

根据上述组态，可将外部固体聚合物原料从进料斗25通过第一进给通道22输送到加压盒内部空间211中，并且通过旋转推动构件24将外部固体聚合物原料压向第一排放通道23。外部固体聚合物原料随着移动通过热熔而被加热成可流动的熔体，并从第一排放通道23流出。热熔技术细节在先前技术中已知，并且在此省略说明。

混合单元30类似于传统的射出加压盒、挤压加压盒或其他将不同流体混合以形成均匀溶液来实现熔融混合的混合装置。在本具体实施例中，如图3至图5所示，混合单元30具有圆筒形的中空混合盒31，其位于第一排放通道23之外，其中混合盒31与加压盒21的圆筒轴线一端相邻的一侧固定连接至排放端构件26，从而间接地并固定地连接在加压盒21的圆筒轴线的另一端之外。第二进给通道32布置在混合盒31和排放端构件26的互连处，并通过排放端构件26与第一排放通道23连通。第二排放通道33布置在混合盒31的圆筒轴线另一端，从而与第二进给通道32分离，并且第二排放通道通过混合盒31的混合盒内部空间311与第二进给通道32连通。一混合转子34与混合盒31的圆筒轴线同轴，以旋转方式布置在混合盒31中，并且位于第二进给通道32与第二排放通道33之间。因此，在从第一排放通道23流出之后，聚合物熔体通过第二进给通道32输送到混合盒内部空间311中，然后通过混合转子34的旋转进行搅拌，并通过第二排放通道33从混合单元30中流出。

发泡剂供应单元40具有用于将诸如二氧化碳或氮气之类惰性气体转变成超临界流体的供应系统(未显示)，并且利用诸如管道和阀门的管线技术形成用于超临界流体的流动通道。由于气体的超临界状态形成技术和转移技术在先前技术中是已知的，而不是本发明的技术特征，因此在此省略说明。在此描述与本发明技术特征有关的技术。如图5所示，发泡剂供应单元40具有多个孔形气体传输通道41，其布置在混合盒31与排放端构件26相邻的部分上，并且与混合盒内部空间311连通，从而形成超临界流体从外部进入混合盒内部空间311的流动通道。

通过上述组件的组态，在由热熔单元20热熔之后获得的聚合物熔体在由推动构件24提供的推动力作用下通过第二进给通道32压送入混合盒内部空间311，同时外部超临界流体也通过气体传输通道41输送到混合盒内部空间311中，使得聚合物熔体和超临界流体藉由混合转子34的旋转而搅拌在一起并混合，以在混合盒内部空间311中形成均匀的单相溶液。然后，均匀的单相溶液通过第二排放通道33流出。

为了使聚合物熔体和超临界流体在混合盒空间311中均匀混合，混合转子34还包括可以旋转方式布置在混合盒31中呈直圆筒形状的柱状体341。在与第二进给通道32和气体输送通道41相邻的一端，第一凹槽部分342环状配置在柱状体341的周围。在与第二排放通道32相邻的另一端，第二凹槽部分343环状配置在柱状体341的周围。因此，当柱状体341旋转时，聚合物熔体和超临界流体被第一凹槽部分342和第二凹槽部分343搅动，从而获得期望的混合效果。

此外，第一凹槽部分342和第二凹槽部分343可以分别具有多个不同曲率的凹槽，如图6所示，使得在混合盒内部空间311中实现聚合物熔体和超临界流体更好的混合效果。

另外，如图7所示，射出单元50布置在混合单元30的第二排放通道33之外，其中射出单元50包括大体上呈圆柱状的中空计量盒51、用于与计量盒51的内部空间511以及第二排放通道33连通的一连接通道52，以及用可滑动方式布置在计量盒51的内部空间511中沿计量盒51的圆筒轴线往复移动之一柱塞状排放构件53。因此，可将通过混合单元30混合而获得的单相溶液，通过连接通道输送到计量盒51的内部空间511中以进行测量。

应注意，传统上将单相溶液进料至模具的内部腔室中以成型。相反，在本具体实施例中，单相溶液进给至射出单元50来进行测量，然后预定量的单相溶液通过与连接通道52连通的进给通道填充至外部模具中。不过，本发明并不受限于此。在工业应用中，可省略计量单元，并且可将通过混合单元30混合后获得的单相溶液直接进给至外部模具中以成型。进给可连续或分批进行，并且可通过射出或挤压方式进行。这些实施方式均基于本发明的主要技术特征，并且均落入本发明的实施态样之内。

在本发明中，随着混合单元30与热熔单元20分离，推动构件24的转速和混合转子34的转速不彼此干扰，并且转速可根据热熔与混合的不同目的适当选择，以达到最佳的热熔效果和最佳的混合效果。与其中混合单元30和热熔单元20彼此关联的先前技术组态相比，本发明组态具有在工业应用方面更灵活的优点。

另外，针对热熔、挤压和推动固体聚合物原料的目的，推动构件24通常具有较大凹槽深度，以实现对聚合物的挤压和推动效果。另外，为了使聚合物熔体和超临界流体均匀混合，使聚合物熔体和超临界流体相对于彼此充分流动是有利的。因此，混合转子34的第一凹槽部分342和第二凹槽部分343的凹槽深度小于推动构件24的凹槽深度，以实现分散和微混合，从而实现更好的混合效果。然而，凹槽的深度和形状可根据原材料和条件而变化，并且不应用于限制本发明。

此外，为了避免混合单元30和热熔单元20之间非预期回流，如图3至图5所示，一第一流动控制元件61布置在第一排放通道23与第二进给通道32之间，以阻止混合单元30中的混合物从第二进给通道32反向流回到第一排放通道23。在一些具体实施例中，该第一流动控制元件61是一球形逆止阀。

类似地，为了避免混合单元30和射出单元50之间回流，如图4和图7所示，一第二流动控制元件62布置在第二排放通道33与连接通道52之间，以阻止连接通道52中的混合物反向流回到第二排放通道33。因此，当射出单元50通过连接通道52将所测量的混合物沉积到外部模具中时，可防止混合物反向流入混合单元30。在一些具体实施例中，该第二流动控制元件62是一球形逆止阀。

此外，为了确定混合单元30中的操作条件，例如压力和温度，如图5所示，混合单元30另具有一压力及/或温度感测器35，其布置在混合盒31中，并且用于感测混合盒内部空间311中的压力及/或温度，以用于工业实施中的控制目的。

因此，本发明提供用于混合超临界流体和聚合物原料熔体的机制实现了工业应用中热熔与混合过程的分离，如此使用方便，并且易于单相溶液均匀混合，提供具有所需成型品质的成型发泡。

图8例示挤压系统的具体实施例。图8为在一些具体实施例中根据本发明态样的挤压系统示意图。挤压系统包括一热熔单元20、一混合单元30、一发泡剂供应单元40、一射出单元50、一第一流动控制元件61、一第二流动控制元件62和一监控模组80。

图9和图10为图8内所示该挤压系统的剖面图。在一些具体实施例中，请参考图8至图10，热熔单元20设置成输送聚合材料。在一些具体实施例中，热熔单元20包括一加压盒21、一第一进给通道22、一第一排放通道23和一推动构件24。在一些具体实施例中，热熔单元20另包括一进料斗25。

在一些具体实施例中，第一进给通道22和第一排放通道23分别布置在加压盒21的两端。在一些具体实施例中，第一进给通道22与加压盒21的内部空间211连通，并且第一排放通道23与加压盒21的外部空间连通，其中第一进给通道22设置成用于输送聚合物材料至加压盒21的内部空间211。

推动构件24设置成将聚合物材料从第一进给通道22输送到第一排放通道23。在一些具体实施例中，推动构件24布置在加压盒21的内部空间211中。在一些具体实施例中，推动构件24布置在第一进给通道22和第一排放通道23之间加压盒21的内部空间211中，并且用于将聚合材料推向第一排放通道23。在一些具体实施例中，推动构件24可相对于加压盒21旋转。在一些具体实施例中，通过推动构件24的旋转将聚合材料从第一进给通道22输送到第一排放通道23。在一些具体实施例中，推动构件24无法往与加压盒21的纵轴平行的方向移动。

进料斗25设置成通过第一进给通道22将聚合物材料输送到加压盒21的内部空间211。

混合单元30设置成从热熔单元20接收该聚合物材料，并设置成将该聚合物材料与一发泡剂混合，以形成该聚合物材料与该发泡剂的混合物。混合单元30包括一中空混合盒31、一第二进给通道32、一第二排放通道33和一混合转子34。

第二进给通道32和第二排放通道33分别布置在混合盒31的两端。在一些具体实施例中，第二进给通道32设置成输送聚合物材料。在一些具体实施例中，第二排放通道33设置成排放该混合物。

混合转子34设置成将聚合物材料与发泡剂混合，以在混合盒31内形成混合物。在一些具体实施例中，混合转子34布置于混合盒31中。在一些具体实施例中，混合转子34布置在第二进给通道32与第二排放通道33之间的混合盒31中，以搅拌混合盒31中的混合物。混合转子34可旋转将聚合物材料与发泡剂混合，并将聚合物材料和发泡剂的混合物从第二进给通道32输送到第二排放通道33。在一些具体实施例中，混合转子34无法往与混合盒31的纵轴平行的方向移动。

在一些具体实施例中，热熔单元20包括设置成容纳聚合物材料并具有第一压力的中空加压盒21，并且混合单元30包括具有第二压力的中空混合盒31。在一些具体实施例中，为了防止回流，第一压力大于第二压力。在一些具体实施例中，通过第一压力与第二压力之间的差，将聚合物材料从热熔单元20抽向混合单元30。

发泡剂供应单元40连接到混合单元30，并设置成将发泡剂输送到混合单元30中。在一些具体实施例中，发泡剂供应单元40位于第一流动控制元件61与第二流动控制元件62之间。在一些具体实施例中，发泡剂供应单元40布置成靠近第一流动控制元件61并且远离第二流动控制元件62。

在一些具体实施例中，发泡剂源(未显示)连接到发泡剂供应单元40，并且设置成供应本领域内精通技术人士已知的任何类型发泡剂。在一些具体实施例中，发泡剂是在加热过程中释放气体的物理或化学添加剂。物理发泡剂包括大气气体(例如氮气或二氧化碳)、碳氢化合物、氯氟烃、稀有气体或其组合。发泡剂可以任何可流动的物理状态供应，例如气体、液体或超临界流体。在一些具体实施例中，发泡剂在由发泡剂供应单元40导入混合单元30之后处于超临界流体状态。

在一些具体实施例中，第一流动控制元件61布置在将热熔单元20连接到混合单元30的第一接口71处。第一接口71设置成将聚合物材料从热熔单元20导入混合单元30。第一接口71位于热熔单元20与混合单元30之间。在一些具体实施例中，第一接口71设置成将聚合物材料从热熔单元20的加压盒21导入混合单元30的混合盒31。在一些具体实施例中，利用第一压力与第二压力之间的压力差，将聚合材料从热熔单元20通过第一接口71输送及/或抽向混合单元30。

在一些具体实施例中，第一流动控制元件61布置在热熔单元20与混合单元30之间，并设置成控制该聚合物材料从热熔单元20到混合单元30的流动。第一流动控制元件61可为阀门、活动盖等。

在一些具体实施例中，第一流动控制元件61设置成在打开组态与闭合组态之间切换。第一流动控制元件61的打开组态允许聚合物材料从热熔单元20流入混合单元30，并且第一流动控制元件61的闭合组态防止聚合物材料从混合单元30流回到热熔单元20。

在一些具体实施例中，第一流动控制元件61设置成维持热熔单元20与混合单元30之间的压力差。在一些具体实施例中，第一流动控制元件61设置成通过在打开组态与闭合组态之间进行切换，来维持热熔单元20和混合单元30之间的压力差，使得聚合物材料不能从混合单元30的混合盒31流回到热熔单元20的加压盒21。在一些具体实施例中，第一流动控制元件61设置成调节第一压力及/或第二压力，以便维持第一压力与第二压力之间的压力差。

图11和图12为图8内所示该挤压系统的剖面图。在一些具体实施例中，请参考图8、图11和图12，射出单元50设置成接收从混合单元30的第二排放通道33排出的混合物，并将该混合物从射出单元50排出。在一些具体实施例中，射出单元50包括设置成容纳混合物的中空计量盒51。计量盒51具有中空的内部空间511，其中内部空间511与第二排放通道33连通并且设置成容纳混合物。射出单元50还包括与计量盒51的内部空间511连通的连接通道52，以及可滑动布置在计量盒51的内部空间511中并设置成透过出口54将混合物从计量盒51排出的排放构件53。

在一些具体实施例中，一模具(未显示)连接至出口54。在一些具体实施例中，排放构件53可在平行于计量盒51的纵轴方向上移动，以将累积在计量盒51中的混合物通过出口54注入模具中。通过来自排放构件53的推力，将混合物从计量盒51注入模具中。在一些具体实施例中，排放构件53不会相对于计量盒51旋转。

在一些具体实施例中，计量盒51具有第三压力。在一些具体实施例中，为了防止回流，混合盒31的该第二压力大于第三压力。

在一些具体实施例中，第二流动控制元件62布置在将混合单元30连接到射出单元50的第二接口72处。第二接口72设置成将混合物从混合单元30导入射出单元50。第二接口72位于混合单元30与射出单元50之间。在一些具体实施例中，第二接口72设置成将混合物从混合单元30的混合盒31导入射出单元50的计量盒51。在一些具体实施例中，利用第二压力与第三压力之间的压力差，将混合物从混合单元30通过第二接口72输送及/或抽向射出单元50。

在一些具体实施例中，第二流动控制元件62布置在混合单元30与射出单元50之间，并设置成控制该混合物从混合单元30到射出单元50的流动。第二流动控制元件62可为阀门、活动盖等。

在一些具体实施例中，第二流动控制元件62设置成在打开组态与闭合组态之间切换，其中打开组态允许混合物从混合单元30流入射出单元50，并且闭合组态防止混合物从射出单元30回流到混合单元50。

在一些具体实施例中，第二流动控制元件62设置成维持混合单元30与射出单元50之间的压力差。在一些具体实施例中，第二流动控制元件62设置成通过在打开组态与闭合组态之间进行切换，来维持混合单元30和射出单元50之间的压力差，使得混合物不能从射出单元50的计量盒51流回到混合单元30的混合盒31。在一些具体实施例中，第二流动控制元件62设置成调节第二压力及/或第三压力，以便维持第二压力与第三压力之间的压力差。

请回头参阅图8，监控模组80设置成即时监控该挤压系统。在一些具体实施例中，监控模组80包括中央处理器81和与中央处理器81电连接或可与的通讯的感测器82。在一些具体实施例中，多个感测器82放置在整个挤压系统中，并且设置成感测在该挤压系统的预定位置处(例如，热熔单元20、混合单元30、射出单元50、发泡剂供应单元40、第一接口71、第二接口72、出口54或第一和第二流动控制元件61、62)至少一种处理条件(例如，沿着热熔单元20的聚合物材料的流速或黏度、混合物积累在热熔单元20内的量、热熔单元20内部的第一压力、混合单元30内部的第二压力、射出单元50内部的第三压力、第一压力与第二压力之间的压力差、第二压力与第三压力之间的压力差、每个单元的温度、推动构件24和混合转子34的转速或通过发泡剂供应单元40的发泡剂流率和量)。例如，至少一个感测器82安装在每一单元处，用于感测对应单元的处理条件。在一些具体实施例中，感测器82设置成侦测该处理条件并基于侦测到的处理条件，将信号或资料发送到中央处理器81以供进一步分析。感测器82的数量可根据需求来调节。

在一些具体实施例中，监控模组80可根据感测器82感测到的处理条件及/或中央处理器81的分析，来自动监控并即时调整该挤压系统的相应位置处的处理条件。感测器82不限于任何特定类型，只要其可感测处理条件并提供感测后的资讯即可。中央处理器81利用该资讯改变处理条件，如此以使得所获得混合物具有期望的预定特性的方式，调整每个单元中的处理条件。

在一些具体实施例中，热熔单元20内部的第一压力与混合单元30内部的第二压力间的压力差，由安装在热熔单元20、第一接口71、发泡剂入口单元40和混合单元30中的感测器82所感测。这样，监控模组80可自动监视并立即调节聚合物材料在热熔单元20与混合单元30之间的输送，例如输送速率、输送持续时间、第一流动控制元件61的组态、推动构件24的转速等等。

在一些具体实施例中，混合单元30处的感测器82感测聚合物材料和发泡剂的混合条件，例如发泡剂和聚合物材料的量以及发泡剂和聚合物材料的流率。这样，监控模组80可自动监视并立即调节聚合物材料从热熔单元20至混合单元30的输送、发泡剂入口的组态、发泡剂的流率、混合转子34的转速等等。

在一些具体实施例中，混合单元30内部的第二压力与射出单元50内部的第三压力间的压力差，由安装在混合单元30、第二接口72和射出单元50中的感测器82所感测。这样，监控模组80可自动监视并立即调节混合物从混合单元30到射出单元50的输送，例如输送速率、输送持续时间、第二流量控制元件62的组态等等。

在一些具体实施例中，射出单元50的压力由安装在射出单元50中的感测器82所感测。例如，当感测器82感测到射出单元50的压力超过预定位准时，中央处理器81可减小排放构件53施加到计量盒51中所累积混合物的推力。当感测器82感测到射出单元50的压力低于预定位准时，中央处理器81可增加排放构件53的推力或停止射出。

在一些具体实施例中，可从出口54处的感测器82感测从射出单元50所排放的混合物数量，并且可将混合物数量立即调节至期望值。例如，当感测器82感测到混合物的排放量不足时，中央处理器81可根据感测器82感测到的排放量发出信号给出口54，以增加出口54的打开组态的持续时间。

在本发明中，揭示一种聚合物材料和发泡剂的混合物的挤压方法。在一些具体实施例中，通过该方法执行挤压。该方法包括许多操作，并且描述和说明不被认为是对操作顺序的限制。图13为根据本发明一个具体实施例例示聚合物材料与发泡剂的混合物的挤压方法流程图。在一些具体实施例中，如图13所示，射出成型方法900包括以下步骤。

步骤901包括将该聚合物材料从一热熔单元输送至一混合单元。

步骤902包括将该发泡剂输送到该混合单元中。

步骤903包括在该混合单元内将该聚合物材料与该发泡剂混合来形成该混合物。

步骤904包括将该混合物从该混合单元输送至一射出单元。

步骤905包括从该射出单元排放第一数量的混合物。

聚合物材料从热熔单元到混合单元的输送包括通过布置在热熔单元与混合单元之间的第一流动控制元件，控制聚合物材料从热熔单元到混合单元的流动。混合物从混合单元到射出单元的输送包括通过布置在混合单元与射出单元之间的第二流动控制元件，控制混合物从混合单元到射出单元的流动。

该方法900并不受限于上述具体实施例。在一些具体实施例中，射出成型方法900使用如图8至图12所示的任何上述挤压系统。

在一些具体实施例中，聚合物材料和发泡剂的混合物的挤压方法900包括步骤901，该步骤包括将聚合物材料从热熔单元20输送到混合单元30。步骤901另包括通过布置在热熔单元20与混合单元30之间的第一流动控制元件61，控制聚合物材料从热熔单元20到混合单元30的流动。

在一些具体实施例中，如图9中所示，将聚合材料通过进料斗25输送到热熔单元20的加压盒21的内部空间211中。在一些具体实施例中，通过布置在加压盒21的内部空间211中的推动构件24旋转，将聚合材料从第一进给通道22输送到热熔单元20的第一排放通道23。在一些具体实施例中，推动构件24无法往与加压盒21的纵轴平行的方向移动。

在一些具体实施例中，通过布置在加压盒21的内部空间211中的推动构件24旋转，将聚合材料从溶融单元20的第一进给通道22输送到混合单元30的第二进给通道32。在一些具体实施例中，第二进给通道32布置在中空混合盒31的一端。

在一些具体实施例中，监控模组80的感测器82感测到热熔单元20内部的第一压力大于混合单元30内部的第二压力。在一些具体实施例中，感测器82连续感测热熔单元20中的压力和混合单元30中的压力，并且根据侦测到的处理条件，将信号或资料发送到中央处理器81以进行进一步分析。

在一些具体实施例中，热熔单元20与混合单元30之间已产生压力差。在一些具体实施例中，第一流动控制元件61维持压力差。在一些具体实施例中，当聚合物材料从热熔单元20输送到混合单元30时，第一流动控制元件61处于打开组态。在一些具体实施例中，当第一压力类似于第二压力时，第一流动控制元件61处于闭合组态。

在一些具体实施例中，聚合物材料通过位于热熔单元20和混合单元30之间并连接这两者的第一接口71，从热熔单元20输送到混合单元30。在一些具体实施例中，第一流动控制元件61布置在第一接口71处。在一些具体实施例中，利用第一压力与第二压力之间的压力差，将聚合材料从热熔单元20通过第一接口71输送及/或抽向混合单元30。

在一些具体实施例中，方法900包括步骤902，其包括将发泡剂输送到混合单元30中。

在一些具体实施例中，发泡剂通过发泡剂供应单元40输送到混合单元30中。

在一些具体实施例中，方法900包括步骤903，其包括在混合单元30中将聚合物材料与发泡剂混合以形成混合物。在一些具体实施例中，请参考图10，在混合单元30的中空混合盒31中混合聚合物材料和发泡剂。在一些具体实施例中，通过布置在混合盒31中混合转子34的旋转，将聚合物材料和发泡剂混合在一起。在一些具体实施例中，混合转子34无法往与混合盒31的纵轴平行的方向移动。

在一些具体实施例中，通过混合转子34的旋转，将聚合物材料与发泡剂混合，并将聚合物材料和发泡剂的混合物从第二进给通道32输送到第二排放通道33。第二进给通道32和第二排放通道33分别布置在混合单元30的混合盒31的两相对端。

在一些具体实施例中，感测器82感测该混合的处理条件，例如混合单元30内部的第二压力、混合单元30的温度、混合转子34的旋速以及发泡剂流过发泡剂供应单元40的速率和量，并且感测器82将根据侦测到的处理条件，将信号或资料传输到中央处理器81以进行进一步分析。

在一些具体实施例中，方法900包括步骤904，其包括将混合物从混合单元30输送至射出单元50中。步骤904另包括通过布置在混合单元30与射出单元50之间的第二流动控制元件62，控制混合物从混合单元30到射出单元50的流动。

在一些具体实施例中，如图11中所示，将混合物从第二排放通道33输送到射出单元50的计量盒51的内部空间511中。在一些具体实施例中，通过布置在混合盒31中的混合转子34的旋转，聚合材料通过连接通道52从混合单元30的第二排放通道33输送到射出单元50的计量盒51的内部空间511。在一些具体实施例中，连接通道52布置在计量盒51的一端。

在一些具体实施例中，监控模组80的感测器82感测到混合单元30内部的第二压力大于射出单元50内部的第三压力。在一些具体实施例中，感测器82连续感测混合单元30中的压力和射出单元50中的压力，并且根据侦测到的处理条件，将信号或资料发送到中央处理器81以进行进一步分析。

在一些具体实施例中，混合单元30与射出单元50之间已产生压力差。在一些具体实施例中，第二流动控制元件62维持压力差。在一些具体实施例中，当聚合物材料从混合单元30输送到射出单元50时，第二流动控制元件62处于打开组态。在一些具体实施例中，当第二压力类似于第三压力时，第二流动控制元件62处于闭合组态。

在一些具体实施例中，混合物通过位于混合单元30和射出单元50之间并连接这两者的第二接口72，从混合单元30输送到射出单元50。在一些具体实施例中，第二流动控制元件62布置在第二接口72处。在一些具体实施例中，利用第二压力与第三压力之间的压力差，将混合物从混合单元30通过第二接口72输送及/或抽向射出单元50。

在一些具体实施例中，混合物从混合单元30输送到射出单元50，并且累积在射出单元50的计量盒51的内部空间511中。

在一些具体实施例中，方法900包括步骤905，其包括从射出单元50排出第一量的混合物。

如图12所示，在一些具体实施例中，朝出口54提供的推力迫使第一数量的混合物离开射出单元50。在一些具体实施例中，强迫混合物从射出单元通过出口54。在一些具体实施例中，在将混合物从射出单元50压出之前，将挤压系统移动到预定位置，出口54与模具接合，并且将混合物从射出单元50排出。在一些具体实施例中，可滑动布置在计量盒51的内部空间511中的排放构件53从射出单元50排出第一量的混合物。在一些具体实施例中，排放构件53与计量盒51的纵轴平行的方向上移动排放混合物。

在一些具体实施例中，混合物的第一量由监控模组80决定。在一些具体实施例中，感测器82连续感测射出单元50中的处理条件，并且根据侦测到的处理条件，将信号或资料发送到中央处理器81以进行进一步的分析，例如决定混合物的第一量和射出持续时间。

上面概述若干具体实施例的特征，使得精通技术人士可更好地理解本发明各态样。精通技术人士应理解，他们可容易地使用本发明作为设计或修改其他操作和结构之基础，以实现相同目的及/或实现本文所介绍具体实施例的相同优点。精通技术人士还应认识到，这样的同等构造不脱离本发明的精神和范围，并且在不脱离本发明的精神和范围之情况下，可在进行各种改变、替换和变更。

再者，本发明之范畴并不受限于该说明书中所说明之程序、机器、制造、物质组成、构件、方法及步骤之特定具体实施例。从本发明之揭示内容，熟习此项技术者将容易明白，依据本发明可使用目前已存在或以后将要开发的实行与本文所说明之对应具体实施例相同之功能或获得实质上相同结果之程序、机器、制造、物质组成、构件、方法或步骤。因此，希望该等随附申请专利范围在其范畴内包括此类程序、机器、制造、物质组成、构件、方法和步骤。

【符号说明】

10:机构

20:热熔单元

21:中空加压盒

22:第一进给通道

23:第一排放通道

24:推动构件

25:进料斗

26:排放端构件

30:混合单元

31:混合盒

32:第二进给通道

33:第二排放通道

34:混合转子

35:压力及/或温度感测器

40:发泡剂供应单元

41:孔形气体传输通道

50:射出单元

51:中空计量盒

52:连接通道

53:柱塞状排放构件

54:出口

61:第一流动控制元件

62:第二流动控制元件

71:第一接口

72:第二接口

80:监控模组

81:中央处理器

82:感测器

211:加压盒内部空间

311:混合盒内部空间

341:柱状体

342:第一凹槽部分

343:第二凹槽部分

511:内部空间

Claims (10)

1.一种挤压系统，包括：

一热熔单元，其设置成输送一聚合物材料；

一混合单元，其设置成从该热熔单元接收该聚合物材料，并设置成将该聚合物材料与一发泡剂混合，以形成该聚合物材料与该发泡剂的一混合物；

一发泡剂供应单元，其连接到该混合单元并设置成将发泡剂输送到该混合单元中；

一射出单元，其设置成射出该混合物；

一第一流动控制元件，其布置在该热熔单元与该混合单元之间，并设置成控制该聚合物材料从该热熔单元到该混合单元的流动；以及

一第二流动控制元件，其布置在该混合单元与该射出单元之间，并设置成控制该混合物从该混合单元到该射出单元的流动。

2.如权利要求1的挤压系统，其中该热熔单元包括设置成容纳该聚合物材料的一中空加压盒，该加压盒具有一第一压力，该混合单元包括一中空混合盒，该中空混合盒具有一第二压力，以及该第一压力大于该第二压力。

3.如权利要求1的挤压系统，其中该混合单元包括具有一第二压力的一中空混合盒，该射出单元包括设置成容纳该混合物的一中空计量盒，该中空计量盒具有一第三压力，并且该第二压力大于该第三压力。

4.如权利要求1的挤压系统，其中该第一流动控制元件设置成在一打开组态与一闭合组态之间切换，该打开组态允许该聚合物材料从该热熔单元流入该混合单元，并且该闭合组态防止该聚合物材料从该混合单元回流到该热熔单元。

5.如权利要求1的挤压系统，其中该第二流动控制元件设置成在一打开组态与一闭合组态之间切换，该打开组态允许该混合物从该混合单元流入该射出单元，并且该闭合组态防止该混合物从该射出单元回流到该混合单元。

6.如权利要求1的挤压系统，另包括一监控模组，其设置成即时监控该挤压系统，其中该监控模组包括布置在该挤压系统内的一感测器。

7.一种挤压系统，包括：

一热熔单元，其设置成输送一聚合物材料；

一混合单元，其设置成从该热熔单元接收该聚合物材料，并设置成将该聚合物材料与一发泡剂混合，以形成该聚合物材料与该发泡剂的一混合物；

一发泡剂供应单元，其连接到该混合单元并设置成将发泡剂输送到该混合单元中；

一射出单元，其设置成射出该混合物；以及

一监控模组，其设置成即时监控该挤压系统，其中该监控模组包括布置在该挤压系统内的一感测器。

8.如权利要求7的挤压系统，另包括：

一第一流动控制元件，其布置在该热熔单元与该混合单元之间，并设置成控制该聚合物材料从该热熔单元到该混合单元的流动；以及

一第二流动控制元件，其布置在该混合单元与该射出单元之间，并设置成控制该混合物从该混合单元到该射出单元的流动。

9.一种一聚合物材料和一发泡剂的一混合物的挤压方法，该方法包括：

将该聚合物材料从一热熔单元输入至一混合单元；

将该发泡剂输入进入该混合单元；

在该混合单元内将该聚合物材料与该发泡剂混合来形成该混合物；

将该混合物从该混合单元输送至一射出单元；以及

从该射出单元排放一第一数量的混合物，

其中该聚合物材料从该热熔单元到该混合单元的该输送包括：通过布置在该热熔单元与该混合单元之间的一第一流动控制元件，控制该聚合物材料从该热熔单元到该混合单元的流动，并且该混合物从该混合单元到该射出单元的输送包括：通过布置在该混合单元与该射出单元之间的一第二流动控制元件，控制该混合物从该混合单元到该射出单元的流动。

10.如权利要求9的方法，另包括即时监控该热熔单元、该混合单元、该射出单元。

Images