TWI532580B - A method of extruding a foamed product and a system thereof - Google Patents

Description

擠出形成發泡產品的方法及其系統

本發明涉及擠出形成發泡產品的方法及其系統。

以化學發泡劑或物理發泡劑之一與熔融聚合物母體混合，可製造聚合物發泡產品。例如使用一般是低分子量有機化合物的化學發泡劑與熔融聚合物混合，並加熱至一臨界溫度上釋放至少一種氣體，以製造聚合物發泡產品。物理發泡劑在大氣環境下基本上為氣體，在加工過程中被引入與熔融聚合物混合，或在壓力下成為聚合物蘊含的一種成份，以製造聚合物發泡產品。早期發泡技術製造的聚合物發泡產品具有的泡孔或氣室的尺寸大於100微米與不一致的氣室尺寸分佈，且具有較低的氣室密度。

為獲得更強健與更輕的發泡產品，而有各種獲得更小氣室尺寸與更高氣室密度的發泡成型加工技術被揭露。研究表明，為降低氣室尺寸與增加氣室密度，可混合熔融聚合物與物理發泡劑的超臨界流體狀態，形成一相互溶解的單相溶液，而後在單相溶液上引起熱力學不穩定，以誘導其成核作用發生。

其中，單相溶液上的成核作用，可視為：超臨界流體的分子進入聚合物中帶有清楚分界的穩定氣穴的族群轉變。

在古典成核作用理論中，引起一熱力學不穩定，可透過迅速改變壓力、溫度或兩者。因在一熔融聚合物內的超臨界流體的溶解 度，隨壓力和溫度而變，且氣室成核作用率將隨壓降率的增加而增加。故迫使單相溶液遭受一足夠大的熱力學不穩定，是獲得高氣室密度的一關鍵。

理想上，在單相溶液上的壓力改變，希望壓降瞬間產生，但這是不可能。實際上，壓降必須經過一有限的時間段。越更迅速的壓降將引起更大的熱力學不穩定，使越更大數量的氣室被成核；而微孔材料上的更高氣室密度，一般對應至更小氣室尺寸。

Park等人在美國專利5,866,053號與6,051,174號中，揭露用於擠出發泡技術的微孔聚合物製品的一種連續加工過程。其中，對熔融聚合物中超臨界流體的含量，當在單相溶液上的保持壓力大於22MPa(3200psi)時，最高可溶解在聚合物內的超臨界二氧化碳被估計為可超過按重量的7.5%；以及當在單相溶液上的保持壓力超過4000psi之上時，最高可溶解在那些聚合物內的超臨界二氧化碳被估計為超過按重量計的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，隨著在其上的工作壓力的增加而增加。其中，對於單相溶液成核，在可模擬的成核條件下，單相溶液中發泡劑含量越多，成核位置就越多，且成核泡孔尺寸較小。該先前技術揭示，將發泡劑含量增加至一臨界值，並提供成核需要的一高壓降率，可獲得較多的成核位置；而後快速凍結成核後的料液，阻止其上的泡孔成長。

故而熔融聚合物中超臨界流體的高溶解度，是獲得高氣室密度的另一關鍵。

上述技術，通過縮小成核位置的尺寸，並在發泡期間通過冷卻以減低在每一成核位置中包含的氣體分子能量，而減小每一成核位置的內壓力，實現保持極小泡孔的需求。換言之，可通過生成許多成核位置，以減少每一成核位置中包含的氣體分子，實現減小與每一成核位置有關的內壓力。

對單相溶液的料液具有高發泡劑含量的狀況，早先發泡技術，易因泡孔密度過高，導致泡孔相互連接。反之，當料液具有低發泡劑含量時，早先預期發泡劑含量略低於0.1%時，產品的泡孔尺寸將會過大，且材料的空隙體積將減少；而且當材料的發泡劑含量更低於0.1%時，最後接近密實材料的產品。

但中國專利01809941.6號中揭露，在料液中的發泡劑含量在大約0.08%或更低的低發泡劑含量的狀況下，製造過程中的特別高壓降率，可促進料液成核時產生更高的成核作用率，使料液具有更小尺寸的成核，獲得微孔材料產品。且因料液成核後，發泡劑的含量不足，不易引起顯著的泡孔生長，而降低或消除料液成核後快速凍結的需要。

例如：中國專利01809941.6號中例示，單相溶液中含按重量計0.08%的發泡劑，並以5.0英寸/秒的注射速度與1209psig的液壓壓力被注射成型，所得的發泡產品和流道比密實的產品和流道的重量少5%。另一例示，單相溶液中含按重量計0.06%的發泡劑，並以5.3英寸/秒的注射速度與2333psig的液壓壓力被注射成型，所得的發泡產品和流道比密實的產品和流道的重量少15%。而且，上述兩例示的實施例的發泡產品的泡孔結構在直徑方面均小於40微米。其例示更特別高的壓降率，獲得的發泡產品具有更高空 隙率。

因而，單相溶液的料液在成核時遭受特別高的壓降率，是生產更強健的微孔產品的一重要因素。

在美國專利6884377號的先有技術中也揭露，以特別高的壓降率進行成核操作，在可模擬的加工條件下，生產的微孔產品具有相對更小尺寸的泡孔。其中例示，使用相同的擠出機械與擠出鋼模，對一PVC聚合物材料的微孔產品擠出。當二氧化碳發泡劑為按重量計的7.5%，壓降率為2.75GPa/S時，生成平均氣室尺寸60微米的微孔材料。當二氧化碳發泡劑為按重量計的6.83%，壓降率為4.17GPa/S時，生成平均氣室尺寸45微米的微孔材料。其發現在可模擬的加工條件下，即使料液中的發泡劑含量較低，但相對更高的壓降率，獲得相對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發泡劑含量的成核溶液，生成的泡孔相對更小。因為，發泡劑被分佈在更多數量的泡孔中，致使每一泡孔中的發泡劑含量更少，故減少泡孔具有的內壓力，而降低泡孔的膨脹。而且，作用於一泡孔內壁上的膨脹力，在一恒定壓力下正比於泡孔直徑的二次方；因而，泡孔尺寸越小，泡孔壁所遭遇膨脹力越少。

針對注射之類的不連續發泡加工技術，藉由注射將成核與成型操作從發泡劑的引入與溶解操作中分離，並在注射瞬間供給極高壓力，提供料液成核時需要的極高起始壓力。雖然與擠出之類的連續發泡加工技術相比，注射加工技術相對易於在注射瞬間供給料液成核時的極高起始壓力，提供相對更為巨大的壓降率，而導致在聚合物內超臨界流體的溶解度的異常迅速的下降，獲得一相 對更高的成核作用比率。但與擠出技術相比，注塑技術在生產過程中的壓降率的穩定保持相對更為不易，因而對發泡產品獲得一致的氣室密度，擠出技術製造的產品易優於注塑技術製造的產品，特別是製造較大的發泡產品時。

針對進一步提升料液成核時的壓降率，在一擠出發泡加工過程中，可選擇的方案有：增加料液成核時的起始壓力，或增加料液的流動速率。

在一般的發泡加工技術中，為引入物理發泡劑進入熔融聚合物，其發泡劑的被提供壓力通常高於鄰近發泡劑引入口的該熔融聚合物上的施加壓力至少50psi，或甚至至少200psi，或甚至更大。

在傳統擠出發泡技術中，由引入發泡劑至熔融聚合物，發泡劑與熔融聚合物的混合、溶解，到單相溶液的獲得，以及在擠出機末端以一成核作用裝置取得關鍵成核作用需要的一高壓降率，常被要求在一連續擠壓加工過程裡中完成。理想上，成核操作需要的一壓降是暫態的，但是不可能。無論如何，成核操作需要壓降率的最大化。此種狀況，造成提供料液成核時的起始壓力維持極高的持續高壓時，需相應提高在熔融聚合物與發泡劑形成的聚合物混合物階段的施加壓力，而加工過程中更高的壓力將使熔融聚合物與發泡劑的混合步驟中螺桿的攪拌變成相對較為困難，且可能造成加料時的螺桿空轉與困擾發泡劑的引入。

因在一擠出發泡加工過程中，螺桿推動聚合物顆粒前移，產生摩擦力，並建立壓力，當壓力增高至一定程度後，將受到限制， 甚至導致螺桿空轉。故而，對一傳統擠出設備中的成核通道，起始壓力要大於10,000psi是不能接受的。因而，導致增加料液成核時的起始壓力，提高料液成核時的壓降率的方案，在傳統擠出設備中受到限制。

而且，提高成核前料液上的施加壓力，取得成核時想要的極高壓降率，需提高在熔融聚合物與發泡劑形成的聚合物混合物階段的施加壓力，並進一步提高發泡劑的引入壓力；而更高的發泡劑引入壓力，將使發泡劑更易於向聚合物流體的上游流動。

因為上述困擾，在美國專利6884377號的先有技術中，通過大幅度地提高融融聚合物的獲得速率，以增加料液的流動速率，在無需大幅提高成核前料液上的施加壓力的狀況下，獲得料液成核時想要的特別高壓降率。

然而，與增加料液成核時的起始壓力相比，提供料液的過高流動速率，對料液流動的層流給予附加的擾動，易使成核前料液產生不想要的成核。故而，該先有技術要求，限制料液中存在的發泡劑含量約小於位於成核通道之前的系統最低壓力的發泡劑含量的飽和濃度的80%。此種狀況，造成該技術方案，相對不利於料液中發泡劑含量的提高，並需進一步降低料液中發泡劑含量。

此外，提高融融聚合物的獲得速率，促成特別高的壓降率的方案，相對不利於使用在對剪切敏感與易受降解影響的聚合物材料上，如PVC。此種技術，因料液的流動速率增加，促使在整個加工時間範圍中料液內部的剪切速率增加，易使料液的溫升可能過高。

故而，在擠出發泡技術的生產過程中，對剪切敏感與易受降解影響的聚合物材料，相對不宜藉由提高熔融聚合物材料與發泡劑形成的聚合物混合物流體的速率以達到提升料液成核時的壓降率。例如：在美國專利6884377號中例示，在範例22-26中，使用相同的擠出系統與鋼模，以及在可模擬的加工條件下，對含PVC聚合物材料的微孔產品擠出。其中，在範例22-25中，料液流速形成在241磅/小時至296磅/小時的範圍，引入二氧化碳發泡劑的濃度範圍為按重量計在2.41%至4.66%之間，壓力差的範圍在2880psi至3640psi之間，壓降率在0.33GPa/S至1.41GPa/S之間；生成微孔材料的平均氣室尺寸為25微米至80微米之間。但是，在範例26中，為了提高壓降率至6.76GPa/S，料液流速降至一166磅/小時的流速，壓力差提高為4570psi。對於獲得料液的特別高壓降率，促使成核時料液內部的剪切速率進一步增加，為降低其不利影響，不得不相對降低料液流速。

而且，在該範例26中例示，料液形成一166磅/小時的流速，引入濃度為按重量計4.66%的二氧化碳發泡劑，壓力差為4570psi，壓降率為6.76GPa/S；生成平均氣室尺寸為15微米的微孔材料。換言之，料液含相對更高的發泡劑濃度，與料液成核時相對更高的壓降率，生成平均氣室尺寸更小的微孔材料。

發泡加工技術中，加工系統中在料液成核之前，持續提供足夠壓力於料液上，以形成並維持單相溶液，是必要的，特別是生產微孔發泡產品。而且，對於相對較高發泡劑含量的單相溶液的料液，在料液上的施加壓力相當程度的更高於發泡劑完全溶解所需的壓力，有利於促進料液中的發泡劑溶解，以及降低或防止環境 波動造成的不想要的發泡劑成核，以有助於發泡產品的氣室大小一致性。

因而，與增加料液的流動速率相比，對於增加成核前料液上的施加壓力，相對更利於發泡劑的均勻熔解，與相對提高料液中超臨界流體的溶解度，以及防止成核前料液中的次相形成。

因而，盡可能提高成核前料液上的施加壓力，以達到料液成核時想要的特別高壓降率，仍有其存在優勢。

然而，那些發明人沒有查覺到，如何針對擠出之類的連續發泡加工過程，分離發泡劑的引入操作與單相溶液的成核操作，以提供更高壓力於料液成核前的起始壓力，獲得成核時想要的極高壓降率。此種狀況，利於在相對較低壓力下引入發泡劑，改善因過高的發泡劑引入壓力而導致發泡劑易向聚合物流體的上游流動的狀況，且較低的發泡劑引入壓力，使加料中的加料螺桿相對不易因高壓阻力而造成空轉或損壞。

在擠出發泡技術中，對剪切敏感與易受降解影響的聚合物材料，相對不宜藉由增加料液的流動速率，以獲得料液成核時想要的極高壓降率。需要發展一種技術，儘量提高單相溶液成核前的施加壓力，以獲得料液成核時想要的極高壓降率。

因此，有一需要，發展一種擠出發泡技術，在較低的壓力下引入發泡劑至聚合物中，並獲得在聚合物混合物內有與傳統相同的發泡劑溶解度。此種狀況，利於引入發泡劑在較低壓力下，與進一步提高發泡劑在聚合物混合物內的溶解度。

而且，對擠出發泡技術，需要一種技術，提供更高於發泡劑溶 解需要的臨界壓力於成核前的料液上，且無需同時配合進一步提高發泡劑的引入壓力，防止因環境波動造成單相溶液溶解度變化形成的不想要的發泡劑成核。

而且，對擠出發泡技術，需要一種技術，提供相對更高於傳統的極高壓降率，使有利於提高聚合物內的氣室成核的數量，獲得更強健的發泡產品。

本發明要克服現有擠出發泡技術的發泡劑的引入操作與料液的成核操作互不分離的不足，提供一種發泡劑的引入操作與料液的成核操作分離的擠出發泡技術，使發泡劑的引入壓力與料液成核時的起始壓力被獨立控制，可相對降低需要的發泡劑引入壓力，並在單相溶液成核前提供相對更高的料液成核時需要的極高起始壓力。此極高壓力有利於提供更高於發泡劑完全溶解需要的臨界壓力於成核前的料液上，以加速料液中發泡劑的溶解，與降低或防止因環境波動造成單相溶液成核前的次相形成。而相對較低的發泡劑引入壓力，有利於改善發泡劑引入壓力過高所導致發泡劑易向聚合物流體的上游流動的狀況。而且，相對較低的發泡劑引入壓力，使引入發泡劑時加料螺桿相對不易因高壓阻力而造成空轉或損壞。

本發明的一目的在提供成核前的單相溶液上維持相對更高的持續高壓，使易於獲得相對較高的發泡劑溶解度於單相溶液中，以利於提高發泡產品內的氣室密度。

本發明的另一目的在提供與傳統相當的料液成核時需要的極高 起始壓力的同時，可允許相對較低的發泡劑的引入壓力，以使發泡劑的引入變成相對較容易。因而，加料螺桿相對不易因高壓阻力而造成空轉或損壞，特別是當料液本身的黏性較低時。而且，此有利於減少或防止發泡劑從聚合物流體的上游的進料口逸出。

本發明的一其他目的在易於提供更高於發泡劑完全溶解需要的臨界壓力於成核前的料液上，以降低或防止壓力波動造成的不想要的發泡劑成核。

本發明提出一種擠出形成發泡產品的方法，藉由分離發泡劑的引入操作與料液的成核操作，提供在擠出發泡技術中料液成核需要的極高起始壓力，以獲得料液成核時想要的特別高壓降率。該方法包含：在一聚合物加工系統中，將聚合物材料從一上游，經過一儲料筒向一下游的出料調節筒出口連通的一帶入口的模腔輸送；引入在環境條件下呈氣態的發泡劑進入該聚合物材料；獲得該聚合物材料與該發泡劑形成的單相溶液的料液；令該料液在進入該模腔之前經受迅速的溶解度變化，而後獲得成核聚合物材的料液；以及經該模腔連續擠出該聚合物材料，形成該發泡產品，其中該聚合物材料由該儲料筒通過開關裝置經該出料調節筒向該下游的模腔輸送時，該聚合物材料停止由該上游通過開關裝置向該儲料筒輸送。因而，為為達成本發明的分離發泡劑的引入操作與料液的成核操作，該聚合物材料由該上游通過開關裝置向該儲料筒輸送時，該聚合物材料停止由該儲料筒通過開關裝置向該下游的該出料調節筒輸送。

而且，為易於實現本發明的上述目的，藉由分離發泡劑的引入操作與料液的成核操作，本發明提供一種擠出形成發泡產品的進 一步方法，包含：在一聚合物加工系統中將聚合物材料從至少兩條可選擇的路徑中的一被選擇的路徑的一上游經過該被選擇的路徑向一下游方向末端出口連通的一帶入口的模腔輸送；引入在環境條件下呈氣態的發泡劑進入該聚合物材料；獲得該聚合物材料與該發泡劑形成的單相溶液的料液；令該料液在進入該模腔之前經受迅速的溶解度變化，而後獲得成核聚合物材的料液；以及將該聚合物材料從該模腔出口擠出，形成該發泡產品，其中該聚合物材料由一所述的被選擇的路徑通過開關裝置向該模腔輸送時，該聚合物材料停止由該所述的被選擇的路徑的該上游通過開關裝置向該所述的被選擇的路徑輸送。

進一步，其中該聚合物材料由一所述的被選擇的路徑的該上游向該所述的被選擇的路徑輸送時，該所述的被選擇的路徑中的該聚合物材料停止向該模腔輸送。

進一步，其中進一步包含形成微孔發泡產品。

進一步，其中全部所述的路徑具有同一所述的上游。

或者，其中每條所述的路徑具有各自的所述的上游。

而且，為易於實現上述本發明方法，本發明提出一種採用上述本發明進一步方法的系統，以易於完善本發明方法的實施。該系統將聚合物材料向下游方向的末端出口連接的一帶入口的模腔輸送，並引入在環境條件下呈氣態的發泡劑進入該聚合物材料，以及將該聚合物材料從該模腔出口擠出，形成該發泡產品，其中該系統包含：至少一具有螺桿的加工裝置，該加工裝置的出口向下游方向輸送熔融聚合物與在環境條件下呈氣態的發泡劑形成的聚 合物混合物；至少兩個儲料筒；一下游方向的料液通路；以及一所述的帶入口的模腔。其中，每個所述的儲料筒的入口各自經一第一開關裝置連接該所述的加工裝置的出口，與每個所述的儲料筒的出口各自經一第二開關裝置連接該料液通路的入口，以及該料液通路的末端出口連接該模腔的入口，以便該聚合物材料由一被選擇的儲料筒的一上游經過該被選擇的儲料筒通過一所述的料液通路向在該下游方向末端出口連接的模腔輸送，而後製成聚合物發泡產品。

進一步，其中該模腔入口中含有一成核裝置，且該料液通路的末端出口經該成核裝置連通至該模腔的出口。

或者，其中該料液通路中含有一成核裝置及一成核料液容腔，且該成核裝置經該成核料液容腔的末端出口連通至該模腔的入口。

進一步，其中進一步包含該料液通路中含有一增壓腔，且該增壓腔的出口連接該成核裝置的入口。

進一步，其中每個所述的儲料筒的入口各自經一所述的第一開關裝置連接一所述的加工裝置的出口。

或者，其中所有的所述的儲料筒的入口各自經一所述的第一開關裝置連接同一所述的加工裝置的出口。

其中，本發明系統例示的成核裝置可如同現有技術，例如成核裝置可以是一狹窄短小的通路，以引起很高壓降率。因而，其也可視為由儲料筒2的出口向下游方向的料液通路至模腔之間的通路路徑的其中一個部份。

在提供的本發明系統中，由發泡劑的引入到單相溶液的成核之前，系統中的料液壓力一般設定高於超臨界流體發泡劑的臨界壓力，並控制壓力以使所述的聚合物混合物在所述的具有螺桿的加工裝置、儲料筒、料液通路的內壓力可依需要逐步提高，而在所述的料液通路內獲得一種單相、非核、均勻的溶液。

此外，相較於傳統系統，因儲料筒的緩衝功能，以及藉由柱塞的協助，使本發明系統更易於提供相對更高於發泡劑完全溶解於聚合物材料中所需臨界壓力，以易於保證發泡劑的完全溶解。此由於作為發泡劑的超臨界流體有類似液體的溶解性與氣體的擴散性，可在短時間內溶入熔融聚合物中。而且，在單相溶液上的維持壓力更高於發泡劑完全溶解所需臨界壓力，有利於阻止在單相溶液中因壓力或周圍環境狀況波動造成的次相形成。

而且，進一步藉由超過2個以上的儲料筒的協助，作為料液的暫存緩衝，使本發明系統的每一儲料筒中的料液由接收至移轉的過程中，可視需要分階段提高或降低在料液上的施加壓力至適宜大小，使系統在分離發泡劑的引入操作與料液的成核操作時，提供料液成核時的極高起始壓力，獲得料液成核時想要的特別高壓降率的同時，達成發泡劑的持續穩定引入，與料液從鋼模出口不間斷的持續穩定擠出，以生產想要的微孔材料產品。

因而，在本發明系統中，與傳統發泡技術相比，本發明方法易於提供相對極高的壓力於成核前的單相溶液上，且無需同時配合提高發泡劑的引入壓力。

而且，對於較高發泡劑含量的料液，本發明系統的此種改進， 可使發泡劑的引入操作與單相溶液的形成操作被獨立控制，進而可相對易於提高料液中的發泡劑溶解度。

更進一步，本發明可配合加入使用先有技術的大幅度地提高料液流速的技術，使本發明可相對易於提供更高的料液成核時想要的特別高壓降率，生產想要的微孔發泡產品。

在本發明之後連同第一圖起步的考慮及描述，本發明的額外優點、新穎性與目的，經由細思本發明的詳細說明，將變成顯而易見。在本發明附圖中，為清楚表達，使熟悉此技術的人易於理解本發明，僅說明需要理解的部份系統結構，並未標示附圖中的每個零元件，且也未全部展示每個實施例示中的每個零元件；且在描述本發明時，僅以示意圖顯示，未以實際尺寸繪製完整圖示。此外，在不同附圖的圖示中，各個附圖中的每個相同或幾乎相同的零元件，都以相同數位表示。

1‧‧‧加料筒

11‧‧‧提供系統

12‧‧‧料斗

13‧‧‧螺桿

2‧‧‧儲料筒

21‧‧‧柱塞

22‧‧‧活塞

3‧‧‧連接通道

31‧‧‧第一開關裝置

4‧‧‧出料調節筒

41‧‧‧柱塞

42‧‧‧活塞

5‧‧‧通路

51‧‧‧第二開關裝置

55‧‧‧增壓腔

65‧‧‧成核裝置

75‧‧‧成核料液容腔

6‧‧‧模腔

第一圖係本發明為改變傳統注射發泡系統於擠出發泡系統中使用的一變異的組成示意圖，說明依據本發明方法的第一實施方案。

第二圖係本發明系統的一組成示意圖，說明本發明方法的第二實施方案。

第三圖係本發明系統的一變異的組成示意圖，說明依據本發明方法的第三實施方案。

第四圖係本發明系統的另一變異的組成示意圖，說明依據本發明方法的第四實施方案。

第五圖係本發明系統的其他另一變異的組成示意圖，說明依據本發明方法的第五實施方案。

本發明的發泡劑可含化學發泡劑或成核劑，但使用純物理發泡劑更佳。因化學發泡劑使用時，常在產品上留有未反應的化學發泡劑或其化學反應的副產物，不利於產品回收再利用，且一般化學發泡劑的成本較高。

本發明製造大氣室的聚合物發泡產品時，可如傳統技術使用成核劑。但本發明用於製造氣室密度非常高的微孔發泡產品時，很少使用成核劑；因此時成核劑的成核貢獻毫無意義。

本發明使用的物理發泡劑在大氣條件下是一種氣體，該物理發泡劑可以是在普通發泡技術中使用的已知的任何各種物理發泡劑，諸如二氧化碳、氮、碳氫化合物、氯氟烴、與類同物、以及它們的混合物。雖然相比於氣體發泡劑的加入，較喜歡加入液體發泡劑，但加入超臨界流體發泡劑更佳，特別是超臨界流體的二氧化碳、或氮、或者其混合物。其中，二氧化碳或氮的超臨界流體可與其他發泡劑一起聯合使用，但常僅使用二氧化碳或氮其中之一的超臨界流體作為發泡劑。

因物質的超臨界相具有液體與氣體的特徵，當物質的壓力與溫度保持在大於該物質材料的超臨界壓力與溫度時，其超臨界流體材料有類似液體的溶解能力，且表面張力大幅降低，使加入超臨界流體至擠出機內與熔融聚合物溶液混合時，易於在數秒內將超臨界流體與熔融聚合物相互溶解形成均質的單相溶液。其中，諸 如二氧化碳的超臨界相的超臨界壓力與溫度分別約為31℃與1070psi，氮的超臨界相的超臨界壓力與溫度分別約為一147℃與500psi。

早先發泡技術中，通過將發泡劑含量增加至一臨界值，並提供成核需要的一高壓降率，以獲得較多的成核位置；而後快速凍結成核後的料液，阻止泡孔成長。此種技術，通過縮小成核位置的尺寸，並減低在每一成核位置中包含的氣體分子能量以減小其內壓力，實現減少成核後的料液在被擠出後的泡孔成長。

換言之，生成更多成核位置，可使發泡劑被分佈在更多數量的泡孔中，而縮小泡孔尺寸。且每一泡孔中含更少的發泡劑，可減小與每一成核位置有關的內壓力，降低泡孔的膨脹。而且，作用於一泡孔內壁上的膨脹力，在一恒定壓力下正比於泡孔直徑的二次方；因而，一泡孔尺寸越小，泡孔壁所遭遇膨脹力越少。

中國專利01809941.6號中揭露，特別高的壓降率，可促使發泡劑含量低於0.08%或更低的狀況下的料液成核，獲得微孔材料產品。美國專利6884377號的先有技術揭露，壓降率是料液成核的一重要因素；其發現在可模擬的加工條件下，料液中的發泡劑含量即使略低，但相對更高的壓降率，可獲得更高密度的成核位置。因而，在適當限制發泡劑含量的狀況下，提供料液成核時想要的特別高壓降率，可產生很高密度與很小尺寸的泡孔，且無需快速凍結成核後的料液，仍然可獲得微孔材料連續擠出的良好控制。

因而，單相溶液的料液含相對更高的發泡劑濃度，與提供料液 成核時相對更特別高的壓降率，是生產更強健的微孔產品的重要因素。例如在美國專利6884377號中例示，在可模擬的加工條件下，範例22：料液形成一241磅/小時的流速，濃度在3.06%的二氧化碳發泡劑被引入，壓降率為0.33GPa/S，壓力差為2880psi；生成平均氣室尺寸為80微米的微孔材料。範例26：料液形成一166磅/小時的流速。濃度在4.66%的二氧化碳發泡劑被引入，壓降率為6.76GPa/S，壓力差為4570psi；生成平均氣室尺寸為15微米的微孔材料。

然而，傳統擠出設備中，提供料液成核時的起始壓力大於10,000psi(磅/平方英寸)，是不可接受的；故對於藉由增加料液成核時的起始壓力，獲得料液成核時的特別高壓降率，將因而受限。

為獲得料液成核時需要的特別高壓降率，美國專利6884377號的先有技術中，通過提高融融聚合物的獲得速率，以大幅度地增加料液流速。但此種先有技術，因料液流速增加，將提高料液流動時的內部剪切，易使料液溫升可能過高，相對不利於使用在對剪切敏感的聚合物材料上，如PVC。

為解決上述困擾，與先有技術不同，本發明方法分離擠出發泡加工過程中的發泡劑的引入操作與料液的成核操作，使建立發泡劑的引入壓力與提供料液成核時的起始壓力可被獨立控制。因而，可相對易於提供料液成核操作時想要的極高壓降率。

與傳統擠出系統不同，本發明系統藉由類似活塞作用的效應，以易於提供相對更高的料液成核時的起始壓力。因而，藉由本發 明系統的說明，本發明可增加在成核前料液上的施加壓力，以提供料液成核時的起始壓力大於10,000psi(磅/平方英寸)，獲得想要的特別高壓降率。此種狀況，與先有技術的大幅度地提高料液流速相比，在可模擬的加工條件下，本發明提供料液成核時想要的極高壓降率時，有利於料液中含有相對較高的發泡劑含量。

因為，料液的過高流動速率，將對料液流動的層流給予附加的擾動，易使成核前料液產生不想要的成核。意即，先有技術的此技術方案，需要相對限制料液中發泡劑含量，不利於料液中發泡劑含量的提高。

在之後例示的示意圖中，為清楚表達，使熟悉此技術的人易於理解本發明，僅只說明實施本發明方法的系統需要理解的部份組成，描述如何實施本發明。

第一圖為改變傳統注射發泡系統於擠出發泡系統中使用的一變異的組成示意圖，說明依據本發明方法的第一實施方案。該系統包括連接有輸氣裝置、料斗、加熱裝置的加料筒，加料筒內設有與旋轉驅動機構連接的螺桿，加料筒的前端經第一開關裝置連接一儲料筒的內腔，且該儲料筒的出口經第二開關裝置連接作為出料調節筒的內腔，以及該出料調節筒的末端出口連接一鋼模。本發明中使用的第一圖系統與傳統注射發泡系統的主要不同在於，將注射系統中使用的模具以一擠出系統中使用的鋼模替代。

針對第一圖系統，本發明提出一種擠出形成發泡產品的方法，以分離發泡劑的引入操作與料液的成核操作，以及可提供料液成核時需要的極高起始壓力，獲得料液成核時想要的特別高壓降率 。該方法包含：在一聚合物加工系統中，將聚合物材料從一上游，經過一儲料筒向一下游的出料調節筒出口連通的一帶入口的模腔輸送；引入在環境條件下呈氣態的發泡劑進入該聚合物材料；獲得該聚合物材料與該發泡劑形成的單相溶液的料液；令該料液在進入該模腔之前經受迅速的溶解度變化，而後獲得成核聚合物材的料液；以及經該模腔連續擠出該聚合物材料，形成該發泡產品，其中該聚合物材料由該儲料筒通過開關裝置經該出料調節筒向該下游的模腔輸送時，該聚合物材料停止由該上游通過開關裝置向該儲料筒輸送。

以第一圖系統實施依據本發明方法的第一實施方案時，其工作過程是：一種顆粒狀的聚合物材料經過一料斗12進入一具有螺桿的加工裝置的加料筒1中被加熱裝置加熱(圖中未標示)，與藉由螺桿13的攪拌，使聚合物成熔融狀態後與由發泡劑的提供系統11提供的被計量數量的發泡劑可藉由切變力混合在高保持壓力之上，形成一種熔融聚合物混合物的料液；來自該加料筒的料液通過連接通道3經第一開關裝置31被加入配備柱塞的儲料筒2中，該連接通道3中可視需要安置作為混合用的靜態混合器(圖中未標示)；其中，當該料液該儲料筒2加料時，引起該儲料筒2的該柱塞21後退，並通過控制該柱塞21上的活塞22以控制該料液上的壓力，防止已溶解的發泡劑分離；接著在該儲料筒2完成加料後，進一步提高該儲料筒2中料液上的施加壓力，並將該料液由該儲料筒2經第二開關裝置51向出料調節筒4輸送；且在該料液向該出料調節筒4輸送時，通過控制該出料調節筒4中的柱塞41上的活塞42以控制該料液上的壓力，與控制該出料調節筒4中料液的增加 或減少作為連續擠出過程的緩衝，並在該出料調節筒4中獲得一種非成核、均質、流體、單相的溶液；以及同時控制料液由該出料調節筒4經一鋼模的出口連續性的擠出一成核的可發泡材料，並定型被擠出的發泡材料為想要的形狀。其中，該儲料筒2中的該料液向該出料調節筒4輸送時，停止該加料筒1中的料液向該儲料筒2輸送，而且該加料筒1中的料液向該儲料筒2輸送時，停止該儲料筒2中的料液向該出料調節筒4輸送。

與本發明方法不同，類似的第一圖系統使用在傳統注射技術時，作為注射與壓力控制的柱塞41，提供在料液上的間歇控制壓力，主要在提供高壓下累積已獲得的單相溶液料液，與維持料液為單相溶液，而後提供更高的瞬間高壓注射料液，獲得料液成核時想要的壓降率。在本發明方法中，第一圖系統中作為擠出與壓力控制的柱塞41，提供在料液上的持續高壓，主要在提供料液連續擠出發泡時，視需要控制出料調節筒4中料液的增加或減少，以作為緩衝與持續擠出料液，使能利於引入發泡劑在較低壓力下，以及相對易於提供非常高的持續壓力以易於獲得料液成核時想要的壓降率。

上述差異，使第一圖系統實施本發明方法時，可分離擠出生產過程中的發泡劑的引入操作與料液的成核操作。因而，與一般傳統擠出發泡技術相比，本發明可在相同的發泡劑引入壓力下，提供料液成核前的相對更高起始壓力，獲得相對較高的料液成核時的壓降率。而且，雖然因超臨界流體發泡劑具有類似液體的溶解性與類似氣體的良好擴散性，使其易於在短時間內溶入聚合物；但是料液上的更高維持壓力，有利於發泡劑的更快溶解，與料液 中含較高的發泡劑溶解度。

但實際以第一圖系統使用本發明方法生產發泡產品時，將有其困擾存在。

因為，使用第一圖系統的本發明方法，為達到連續擠出，當料液由儲料筒2向出料調節筒4輸送時，需暫停加料筒1中的料液向該儲料筒2輸送。而且，在停止該出料調節筒4與該儲料筒2的連通，並控制該出料調節筒4中的料液由該模腔6出口擠出的期間，由該加料筒1向該儲料筒2輸送的該料液的量必需足夠，以便由儲料筒2向出料調節筒4輸送的料液可以不間斷的由該出料調節筒4向該模腔6出口擠出。因而，必需要求料液由該儲料筒2輸送至該出料調節筒4的平均速度，至少兩倍以上的更快於料液由該出料調節筒4輸送至一模腔6的平均速度。以及需控制活塞42的前進或後退，作為控制該出料調節筒4中料液的增加或減少，以藉由該出料調節筒4中料液的增減作為緩衝，獲得不間斷的由該模腔6出口擠出一成核的可發泡材料。此種狀況，不利於發泡劑的穩定引入，且易於在料液輸送時增加料液內部不必要的剪切速率。而且，當料液由該儲料筒2經該出料調節筒4向該模腔6輸送時，因該出料調節筒4中活塞的後退，易於產生料液上的壓力波動，造成不想要的料液成核，不易穩定控制發泡產品的生產。因而，很難獲得想要的發泡產品。

為改進上述問題，本發明提出進一步的一種擠出形成發泡產品的方法，包含：在一聚合物加工系統中將聚合物材料從至少兩條可選擇的路徑中的一被選擇的路徑的一上游經過該被選擇的路徑向一下游方向末端出口連通的一帶入口的模腔輸送；引入在環境 條件下呈氣態的發泡劑進入該聚合物材料；獲得該聚合物材料與該發泡劑形成的單相溶液的料液；令該料液在進入該模腔之前經受迅速的溶解度變化，而後獲得成核聚合物材的料液；以及將該聚合物材料從該模腔出口擠出，形成該發泡產品，其中該聚合物材料由一所述的被選擇的路徑通過開關裝置向該模腔輸送時，該聚合物材料停止由該所述的被選擇的路徑的該上游通過開關裝置向該所述的被選擇的路徑輸送。進一步，其中該聚合物材料由一所述的被選擇的路徑的該上游向該所述的被選擇的路徑輸送時，該所述的被選擇的路徑中的該聚合物材料停止向該模腔輸送。

而且，為實現上述本發明方法，本發明提出一種採用上述本發明方法的系統，該系統將聚合物材料向下游方向的末端出口連接的一帶入口的模腔輸送，並引入在環境條件下呈氣態的發泡劑進入該聚合物材料，以及將該聚合物材料從該模腔出口擠出，形成該發泡產品，其中該系統包含：至少一具有螺桿的加工裝置，該加工裝置的出口向下游方向輸送熔融聚合物與在環境條件下呈氣態的發泡劑形成的聚合物混合物；至少兩個儲料筒；一下游方向的料液通路；以及一所述的帶入口的模腔。其中，每個所述的儲料筒的入口各自經一第一開關裝置連接該所述的加工裝置的出口，與每個所述的儲料筒的出口各自經一第二開關裝置連接該料液通路的入口，以及該料液通路的末端出口連接該模腔的入口，以便該聚合物材料由一被選擇的儲料筒的一上游經過該被選擇的儲料筒通過一所述的料液通路向在該下游方向末端出口連接的模腔輸送，而後製成聚合物發泡產品。

在之後的第二~五圖例示的各示意圖中，為清楚表達，使熟悉 此技術的人易於理解本發明系統，僅只說明本發明系統需要理解的部份組成，描述如何實施本發明方法。其中，發泡劑的提供系統11藉由在普通發泡技術中使用的傳統加壓工具與計量工具以提供一被計量的發泡劑，該被計量的發泡劑在一被控制的速率上經由發泡劑供應口被提供至加料筒1的料管中。經一料斗12進入該加料筒1中的聚合物材料被熔融，藉由透過在該加料筒1中的螺桿13旋轉產生的剪切，以及透過在當該螺桿13載運聚合物材料通過該料管時以加熱裝置(圖中未標示)加熱該料管。該螺桿13的攪拌，使熔融聚合物與由該發泡劑的提供系統11提供的該被計量數量的發泡劑，藉由切變力混合在高保持壓力之上，形成聚合物的一流動混合物。來自該加料筒1中的聚合物混合物通過連接通道3中作為第一開關裝置31的球式止逆閥被加入一配備柱塞21的儲料筒2中。其中，在該連接通道3中，可視需要安置作為混合用的靜態混合器或類同物(圖中未標示)。

參考之後例示的各示意圖，柱塞21上的活塞22可作為儲料筒2中料液的背壓控制，並控制儲料筒2中料液的增加或減少。連接通道3中的第一開關裝置31球式止逆閥可替代以閥門或作為開關用的其他類同物，在此使用球式止逆閥3可簡化系統控制。例如：想要控制加料筒1中的熔融聚合物混合物進入想要進行加料的某一儲料筒2時，可先控制該某一儲料筒2內的壓力接近或略高於該加料筒1的出口壓力，以便通過控制該某一儲料筒2的柱塞21的後退，以進行對該某一儲料筒2的加料，同時通過控制該柱塞21以控制該某一儲料筒2中的料液上的壓力，防止料液中已溶解的發泡劑分離；反之，當控制該某一儲料筒2內的壓力某種程度的 高於該加料筒1的出口壓力時，可截止該某一儲料筒2的聚合物混合物與該加料筒1的連通。此種控制方式，可在控制該某一儲料筒2中壓力的同時，完成控制該加料筒1與該某一儲料筒2之間的連通或截止連通。當然，在此也可使用一開關閥替代該球式止逆閥，達成上述開關動作。

在本發明的各示意圖中，連接通路5中作為第二開關裝置51的閥門可替代以球式止逆閥或其他開關類同物，在此該第二開關裝置51閥門僅只作為例示。當控制該某一儲料筒2內的出口壓力等於或略高於其第二開關裝置51閥門的另一端壓力時，可控制該第二開關裝置51閥門開啟，以連通第二開關裝置51該閥門的兩端。反之，當想要控制該某一儲料筒2內的出口壓力低於其第二開關裝置51閥門的另一端壓力時，可先行令該第二開關裝置51閥門截止，而後控制該某一儲料筒2內的壓力降低。因而，本發明系統以本發明方法操作時，該第二開關裝置51閥門的開啟或截止操作對於擠出物上的壓力波動的影響可減至最少。此外，本發明系統的料液通路的增壓腔55，藉由擴張料液通路在末端出口前的橫斷面面積，提供料液成核時起始壓力的進一步增加；此種安排，有助於提供料液成核時想要的極高起始壓力。而且，此種壓力的進一步提高，有助於儘量去除料液向下游方向的成核裝置的入口輸送時，來自該第二開關裝置51閥門的開啟或截止操作可能造成的壓力波動造成的不想要的料液成核。

在本發明的例示中，如同現有發泡成型技術，螺桿可有大量不連續螺紋，該螺桿的不斷攪動，即可提供料液需要的混合。在一些情況下，現有技術使用一標準螺桿所產生的混合作用，即提供 需要的混合。在另外一些情況下，提供料液混合使用的螺桿不含壓縮段，以利於該螺桿在高壓下不斷攪動。有時，簡單的螺桿運動不能完成足夠混合，必需在系統中引入各種各樣的混合部分，例如靜態混合器。而且，為迅速組成單相溶液，可適宜增加熔融聚合物的溫度；此因隨著溫度增加，將提升超臨界流體的擴散速率，進一步加速單相溶液的獲得。

此外，在本發明中，作往復運動用的柱塞可與帶往復運動的螺桿相互替代。但對使用柱塞，在一些情況下，本發明系統中的料液在向下游方向的流動過程，已可提供需要的混合。而使用柱塞，有利於成本降低。

在另外一些情況下，為確保料液成核前的發泡劑完全溶解與均勻分佈，可在料液在向下游方向的流動過程中流經的通路中視需要安置額外的混合裝置，提供在高壓下的進一步均勻混合。此外，料液在向該下游方向的流動過程中，視需要以加熱裝置(圖中未標示)加熱流經的料管與通道，以適宜地增加料液的溫度。

第二圖系統為本發明系統的一組成示意圖。在第二圖中，包括兩組具有螺桿的加工裝置、兩個儲料筒、一含有增壓腔的料液通路、一帶入口的模腔。其中，每個所述的儲料筒的入口各自經一所述的第一開關裝置連接一所述的加工裝置的出口。而且，該模腔入口中含有一成核裝置，且該料液通路的末端出口經該成核裝置連通至該模腔出口。在所述的每組具有螺桿的加工裝置中，發泡劑的提供系統11藉由在普通發泡技術中使用的傳統加壓工具與計量工具以提供一被計量的發泡劑，該被計量的發泡劑可以在一被控制的速率上經由發泡劑供應口被提供至加料筒1中。而且， 在每組加工裝置中，一料斗12中的聚合物材料進入該加料筒1中被熔融，藉由透過在該加料筒1中的螺桿13旋轉所產生的機械剪切力量造成在聚合物材料上的摩擦力，以及透過在當該螺桿13載運聚合物材料通過料管時以加熱裝置(圖中未標示)加熱料管。其中，該加料筒1內的該螺桿13，一般包括進料、傳輸、發泡劑引入、混合、與計量部分；而該螺桿13的攪拌，使熔融聚合物與由該發泡劑的提供系統11提供的該被計量數量的發泡劑形成一聚合物混合物的料液，從所述的每一加料筒1的出口，經各自的連接通道3中作為第一開關裝置31的球式止逆閥，進入一對應的配備柱塞21的所述的儲料筒2內。而且，該儲料筒2的出口經一通路5中作為第二開關裝置51的閥門連接一下游方向的所述的含有增壓腔55的料液通路，而後經該料液通路的一末端出口連接至所述的帶入口的鋼模模腔6，以便經該第二開關裝置51閥門的開關控制，控制料液由一被選擇的儲料筒2經該料液通路的末端出口連接的該成核裝置向該模腔6輸送，並獲得一成核的可發泡材料在該模腔6中，而後在該模腔6出口定型被擠出的發泡材料為想要的形狀。在進入該成核器之前的該料液通路上的增壓腔55，實際上藉由料液通路向該下游方向上的截面面積增長，提供料液成核時起始壓力的進一步增加。

對於以第二圖系統實施本發明方法，每條所述的路徑具有各自的所述的上游。因而，當一被選擇的儲料筒2中的料液向一下游方向的模腔6輸送時，停止料液從該被選擇的儲料筒2的上游的一具有螺桿的加工裝置的加料筒1通過一連接通道3向該被選擇的儲料筒2輸送。而且，該加工裝置的加料筒1中的料液向該加料筒1 對應的一儲料筒2輸送時，該加料筒1對應的該儲料筒2中的料液停止向該下游方向的模腔6輸送。

與傳統擠出系統不同，本發明系統可藉由類似活塞作用的效應，相對易於提供料液成核時想要的極高起始壓力。而且，系統中成核器之前的該料液通路的一增壓腔55，其藉由擴大通路中的截面面積，提供料液成核時起始壓力的進一步增加。

因融聚合物內超臨界流體發泡劑的最高溶解度，隨著工作壓力的增加而增加。對含有較高發泡劑含量的單相溶液料液的狀況，以第二圖系統為例示，說明本發明方法的第二實施方案。其工作過程是：在每一具有螺桿13的加工裝置中，料斗12中的顆粒狀聚合物進入加料筒1中加熱成熔融狀態，並與引入作為發泡劑的超臨界流體混合，使料液形成一種熔融聚合物混合物的料液；來自一被選擇的加料筒1中的料液經由一作為第一開關裝置31的球式止逆閥向其對應的被選擇的儲料筒2加料時，並引起該被選擇的儲料筒2的柱塞21後退，通過控制該柱塞21以控制該被選擇的儲料筒2中的料液上的壓力，防止料液中已溶解的發泡劑分離。在完成該被選擇的儲料筒2加料後，接著通過控制該柱塞21提高該被選擇的儲料筒2中料液上的壓力，至接近或略高於一下游方向的料液通路的增壓腔55的入口壓力，使該球式止逆閥31截止該被選擇的加料筒1與其對應的被選擇的儲料筒2的連通。而後，準備移轉已完成料液接收的該被選擇的儲料筒2中的料液，經該增壓腔55向該下游末端出口的一帶入口的模腔6出口擠出；而且，在料液停止由系統中的一先前被選擇的另一儲料筒2向該模腔6出口擠出之前，先停止該被選擇的儲料筒2的料液加料，而後打開控 制該被選擇的儲料筒2與該增壓腔55連通的作為第二開關裝置51的閥門，並控制料液由該被選擇的儲料筒2經所連接的通路5通過該增壓腔55向該模腔6出口擠出，且料液在到達該模腔6的入口之前形成一種非成核、均質、流體、單相的溶液。其中，藉由通過控制該柱塞21提供料液成核時想要的極高起始壓力，將料液由該被選擇的儲料筒2向該模腔6出口擠出，以及在停止料液由該另一儲料筒2向該模腔6出口擠出之後，關閉控制該另一儲料筒2的該第二開關裝置51閥門，以截止該另一儲料筒2與該增壓腔55的連通，而後降低該另一儲料筒2中料液上的壓力至接近且略高於該另一加料筒1出口的壓力，準備接收該另一加料筒1中的料液。接著在料液由該被選擇的儲料筒2向該模腔6出口擠出的同時，控制該另一加料筒1中的料液經由一第一開關裝置31向其對應的該另一儲料筒2加料，並引起該另一儲料筒2的柱塞21後退，通過控制該柱塞21以控制該另一儲料筒2中的料液上的壓力，防止料液中已溶解的發泡劑分離。在完成該另一儲料筒2加料後，接著通過控制該柱塞21以1提高該另一儲料筒2中料液上的壓力，至接近或略高於該增壓腔55入口的壓力，使該第一開關裝置31截止該另一加料筒1與該另一儲料筒2的連通。而後，準備移轉已完成料液接收的該另一儲料筒2中的料液，經該增壓腔55向該模腔6出口擠出。而且，在料液停止由系統中的該被選擇儲料筒2向該模腔6出口擠出之前，先停止該另一儲料筒2的料液加料，而後打開控制該另一儲料筒2與該增壓腔55連通的第二開關裝置51閥門，並控制料液由該另一儲料筒2經所連接的通路5通過該增壓腔55向該模腔6出口擠出，且料液在到達該模腔6的入口之前形成一種非成核、均質、流體、單相的溶液。如此交替與不間斷的由所述的儲料筒 2向該模腔6移轉料液，並在該模腔6腔內形成一成核的聚合物材料前驅物，以便料液由該模腔6出口連續不間斷擠出，並定型被擠出的發泡產品為想要的形狀。其中，該提高該被選擇的儲料筒2中料液上的壓力，最好是等於或略高於該增壓腔55入口的壓力，以防止或減緩當通路5中的第二開關裝置51閥門打開時造成的瞬間不穩定。

因而，本發明可分離發泡劑的引入操作與單相溶液成核操作。其中，當料液由一被選擇的儲料筒2向該模腔6出口擠出時，停止該料液從該被選擇的儲料筒2的上游加料筒1向該被選擇的儲料筒2輸送。因而，當停止料液從加料筒1向該被選擇的儲料筒2輸送後，可進一步提高該被選擇的儲料筒2中的料液上的施加壓力。而且，藉由柱塞的幫助，可相對易於提供在料液由該被選擇的儲料筒2向該成核裝置前的增壓腔55流動的過程中，更高於傳統發泡劑含量完全溶解需要的臨界壓力。此種料液輸送的緩衝操作方式，相對於傳統連續擠出方法，可獲得料液在成核時具有相對更極高的起始壓力，此更極高壓力有助於提供非常高的壓降率在單相溶液成核時。而且，料液通路中的料液上維持更高於發泡劑完全溶解於料液中的所需壓力，有助於獲得在單相溶液中含更高的發泡劑溶解度，與降低或防止環境波動造成的不想要的發泡劑成核。而且，相對越高的壓力有利於加速發泡劑的溶解。

本發明方法的第二實施方案可以變異，對第二實施方案的另一狀況，當料液中引入的發泡劑含量較低時，發泡劑在相對較低的壓力下已完全熔解。類同於傳統技術，料液在進入儲料筒2之前，一般已完全溶解形成一種非成核、均質、流體、單相的溶液。 然而，與傳統方法相較，因本發明方法分離發泡劑的引入與溶解操作與單相溶液的成核操作，使本發明系統的加料筒1中發泡劑的引入與熔解操作可在相對較低壓力下進行，以及藉由柱塞的幫助，可易於提供料液在該成核裝置之前的極高起始壓力。其中，系統中，該成核裝置前安排的增壓腔55，可提供料液成核時起始壓力的進一步增加。因而與傳統相比，在無需大幅度地提高料液流速的狀況下，可獲得想要的極高壓降率在單相溶液成核時。

實際以第二圖系統實施本發明方法作為例示時，料液由被選擇的儲料筒2向模腔6出口連續性的擠出之同時，需要停止料液由其對應的具有螺桿的加工裝置向該被選擇的儲料筒2加料。因而，雖然兩組具有螺桿的加工裝置可各自獨立運作，但為簡化控制，確保料液不間斷的由該鋼模模腔6出口穩定擠出，兩組具有螺桿的加工裝置的運作可相互配合，使每一瞬間最多僅有一具有螺桿的加工裝置運作以輸送料液至所對應的儲料筒2中。

而且，在第二圖中，對於經該增壓腔55向該模腔6出口擠出的料液供應來源，從該被選擇的儲料筒2改變成該另一儲料筒2的轉換過程；或是，從該另一儲料筒2改變成該被選擇的儲料筒2的轉換過程。兩者均需要停止料液由每一具有螺桿的加工裝置向其對應的儲料筒2加料。例如，經該增壓腔55向該模腔6出口擠出的料液供應來源，從該被選擇的儲料筒2改變成另一儲料筒2的轉換過程中，為確保料液由該模腔6出口連續穩定擠出，需要在該被選擇的儲料筒2中的料液輸送完成之前，先提高該另一儲料筒2中的內壓力至接近該增壓腔55的入口壓力，停止該另一加料筒1對該所對應的另一儲料筒2的料液加料，以便準備進行該料液供應來 源，從該被選擇的儲料筒2改變成另一儲料筒2的轉換過程。其中，該提高該另一儲料筒2中的內壓力，最好是等於或略高於該增壓腔55的入口壓力，以防止或減緩當通路5中的第二開關裝置51閥門打開時造成的瞬間不穩定。而後，打開控制該另一儲料筒2與該增壓腔55連通的第二開關裝置51閥門，並逐漸加速該另一儲料筒2中的料液經該增壓腔55向該模腔6出口擠出，以及同時逐漸減速該被選擇的儲料筒2中的料液經該增壓腔55向該模腔6出口擠出，以獲得料液由該模腔6出口不間斷地穩定擠出。此種一加速供料與一減速供料的狀況，直到該被選擇的儲料筒2中的料液流速逐漸減速至零(停止)後，停止該被選擇的儲料筒2與該增壓腔55的連通，並維持該另一儲料筒2中的料液流速，使經該增壓腔55向該模腔6出口擠出的料液供應來源，可以穩定地從該被選擇的儲料筒2改變成該另一儲料筒2，進而達成料液由該模腔6出口不間斷地穩定擠出的目標。因而，本發明方法的第二實施方案，在達成”該聚合物材料由一所述的被選擇的路徑通過開關裝置向該模腔輸送時，該聚合物材料停止由該所述的被選擇的路徑的該上游通過開關裝置向該所述的被選擇的路徑輸送”的要求的同時，不一定可達成”該聚合物材料由一所述的被選擇的路徑的該上游向該所述的被選擇的路徑輸送時，該所述的被選擇的路徑中的該聚合物材料停止向該模腔輸送”的要求。此種狀況，為達到連續擠出的目的，每一瞬間最多僅有一具有螺桿的加工裝置在運作。意即，第二實施方案中，每一瞬間必有一加料筒1暫停運作，此將不利於發泡劑的穩定引入。

其中，上述對於經該增壓腔55向該模腔6出口擠出的料液供應 來源，從該被選擇的儲料筒2改變成該另一儲料筒2；或是，從該另一儲料筒2改變成該被選擇的儲料筒2。雖然可能會因為各種不同的狀況，產生料液供應上的一些暫態不穩定，而導致成核前單相溶液上的壓力波動；但該增壓腔55的安排，有利於提供進一步的極高壓力在成核前的單相溶液上，使施加在成核前的單相溶液上的壓力可以更大於溶解度所需要的壓力，以防止來自於壓力波動造成的溶解度波動，所導致的不想要的成核。

為改善發泡劑的穩定引入，第三圖為本發明系統的一變異的組成示意圖，說明依據本發明方法的第三實施方案。第三圖系統與第二圖系統的主要不同，在於只使用一組具有螺桿的加工裝置，而且所有的儲料筒的入口各自經一所述的第一開關裝置連接同一所述的加工裝置的出口。圖中，所有的儲料筒2的入口各自經一第一開關裝置31連接同一加工裝置的出口，以及所有的儲料筒2的出口各自經一第二開關裝置51連接一下游方向的料液通路的入口，以及該料液通路的末端出口連接一帶入口的鋼模模腔6，以利於系統的簡化與成本的降低。

因而，依據本發明方法的第三實施方案，全部所述的路徑具有同一所述的上游。其中，對料液含有較高發泡劑含量的狀況，如第三圖系統的例示，其工作過程是：來自一加料筒1中的熔融聚合物與發泡劑形成的熔融聚合物混合物的料液，被可選擇的經由該作為第一開關裝置31的球式止逆閥向一被選擇的配備柱塞21的儲料筒2加料，並引起該柱塞21後退，通過控制該柱塞21以控制該被選擇的儲料筒2中料液上的壓力，防止料液中已溶解的發泡劑分離。在完成該被選擇的儲料筒2加料後，接著控制該柱塞21 提高該被選擇的儲料筒2中料液上的壓力，至接近或略高於一下游方向的料液通路的增壓腔55入口的壓力，使該第一開關裝置31球式止逆閥截止該加料筒1與該被選擇的儲料筒2的連通。而後，準備移轉已完成料液接收的該被選擇的儲料筒2中的料液，經該增壓腔55向該下游末端出口的一帶入口的模腔6出口擠出；而且，在料液停止由系統中的一先前被選擇的另一儲料筒2向該模腔6出口擠出之前，先停止該被選擇的儲料筒2的料液加料，而後打開控制該被選擇的儲料筒2與該增壓腔55連通的作為第二開關裝置51的閥門，並控制料液由該被選擇的儲料筒2經所連接的通路5通過該增壓腔55向該模腔6出口擠出，且料液在到達該模腔6的入口之前形成一種非成核、均質、流體、單相的溶液。其中，藉由通過控制該柱塞21提供料液成核時想要的極高起始壓力，將料液由該被選擇的儲料筒2向該模腔6出口擠出，以及在停止料液由該另一儲料筒2向該模腔6出口擠出之後，關閉控制該另一儲料筒2的該第二開關裝置51閥門，以截止該另一儲料筒2與該增壓腔55的連通，而後降低該另一儲料筒2中料液上的壓力至接近且略高於該另一加料筒1出口的壓力，準備接收該另一加料筒1中的料液。接著在料液由該被選擇的儲料筒2向該模腔6出口擠出的同時，控制加料筒1中的料液經由一第一開關裝置31球式止逆閥向該另一儲料筒2加料，並引起該另一儲料筒2的柱塞21後退，通過控制該柱塞21以控制其料液上的壓力，防止料液中已溶解的發泡劑分離。在完成該另一儲料筒2加料後，接著通過控制該柱塞21以提高該另一儲料筒2中料液上的壓力，至接近或略高於該增壓腔55入口的壓力，使該第一開關裝置31球式止逆閥截止該加料筒1與該另一儲料筒2的連通。而後，準備移轉已完成料液接收的該另 一儲料筒2中的料液，經該增壓腔55向該模腔6出口擠出；而且，在料液停止由系統中的該被選擇儲料筒2向該模腔6出口擠出之前，先停止該另一儲料筒2的料液加料，而後打開控制該另一儲料筒2與該增壓腔55連通的第二開關裝置51閥門，並控制料液由該另一儲料筒2經所連接的通路5通過該增壓腔55向該模腔6出口擠出，且料液在到達該模腔6的入口之前形成一種非成核、均質、流體、單相的溶液。如此交替與不間斷的由所述的儲料筒2向該模腔移轉料液，並在該模腔6腔內形成一成核的聚合物材料前驅物，以便料液由該模腔6出口連續不間斷擠出，並定型被擠出的發泡產品為想要的形狀。

針對料液中引入的發泡劑含量較低的狀況，第三實施方案中，因發泡劑的完全溶解需要的壓力相對較低，故料液常在進入儲料筒2之前已形成單相溶液，但因本發明系統可分離發泡劑的引入與溶解操作與單相溶液的成核操作，使料液在成核時的起始壓力視需求可大於10,000psi，因而相對易於提供極高壓力於成核前的單相溶液上，使本發明有助於在料液成核時獲得想要的極高壓降率。

理想上，希望第三圖系統使用在擠出發泡技術時，系統中的加料筒1與增壓腔55兩者內的料液可持續穩定流動；但實際上，僅只有兩者之一的料液持續穩定流動可被獲得。

例如：當一被選擇的儲料筒2中的料液由該被選擇的儲料筒2經增壓腔55向該模腔6出口擠出時，該被選擇的儲料筒2的入口壓力相當程度的高於該加料筒1的出口壓力，使其與該加料筒1截止連通。如之前所述，為獲得料液經該增壓腔55向該模腔6的持續穩 定流動，以及料液經該增壓腔55向該模腔6出口擠出的供應來源，從該被選擇的儲料筒2改變成另一儲料筒2的轉換過程中，必須在該被選擇的儲料筒2中的料液完全輸送之前，先提高另一儲料筒2中的內壓力以截止其與該加料筒1的連通，接著連通該另一儲料筒2與該增壓腔55，使提供該增壓腔55的料液供應來源，由該被選擇的儲料筒2供應平穩轉換成由該另一儲料筒2供應。此種狀況，該加料筒1的供料必需暫停運作，而暫停發泡劑的引入。

上述狀況，當加料筒1暫停供料時，可如先前技術，在發泡劑注入口的上游使用一限制要素加在螺桿上，使該加料筒1中的螺桿在間歇性的暫停時，始終維持該加料筒中聚合物與發泡劑的混合溶液在超過臨界壓力以上。或是，當加料筒1暫停供料時，繼續運轉該加料筒1的螺桿，使該加料筒中的料液壓力升高，以維持其料液壓力在超過臨界壓力以上，且當該加料筒1因螺桿持續運轉造成壓力過高時，可依據本發明原理改變本發明系統，將料液由一額外的開關裝置排出本系統(圖中未標示)。或是，當加料筒1暫停供料時，其螺桿的單純旋轉運動，不能完成加料筒1中的持續進料，此時可使用帶往復運動的螺桿與由螺桿中引出的發泡劑(圖中未標示)，並藉由螺桿的前進或後退作為緩衝，達成進料的持續提供。

其中，對加料筒1的間歇性暫停供料，易導致發泡劑在引入停頓期間，發泡劑注入口的發泡劑仍持續擴散，不利於料液中的發泡劑均勻分佈。

第四圖為本發明系統的其他另一變異的組成示意圖，說明依據本發明方法的第四實施方案。相對於第三圖系統，第四圖系統主 要藉由增加一額外儲料筒2，以解決上述困擾。

第四實施方案實際實施時，某種程度的類同於第三實施方案，其中的額外儲料筒2，作為緩衝，使系統中的料液在持續穩定地從該模腔6出口連續擠出的同時，獲得在加工過程中發泡劑的持續連續引入，而無需暫停引入發泡劑。在第四實施方案中，停止運作第四圖系統中的額外儲料筒2，則基本上與第三實施方案相同。第四實施方案與第三實施方案的主要差異例示如下： 例如在第三實施方案中，為獲得料液經該增壓腔55向該模腔6出口持續穩定流動，當料液由一被選擇的儲料筒2經該增壓腔55向該模腔6出口擠出時，在料液停止由該被選擇的儲料筒2向該模腔6出口擠出之前，需先提高一另一儲料筒2中的內壓力至接近或略高於該增壓腔55入口的壓力，使該另一儲料筒2與該加料筒1截止連通，導致該加料筒1暫停供料。

但是，對於上述狀況，在第四實施方案中，可以選擇先提高一之前已完成由該加料筒1供料的額外儲料筒2中的料液壓力至接近或略高於該增壓腔55入口的壓力，而後在料液停止由該被選擇的儲料筒2向該模腔6出口擠出之前，先打開控制該額外儲料筒2的第二開關裝置51閥門，並控制料液由已完成料液接收的該額外儲料筒2經該增壓腔55向該模腔6出口擠出，以達成提供該增壓腔55的持續穩定供料。因而，對於上述狀況，該另一儲料筒2在未完成加料之前，無需為了獲得料液的持續穩定擠出，而截止與該加料筒1的連通。或是，對於料液正在由該被選擇的儲料筒2向該模腔6出口擠出之同時，該另一儲料筒2加料快要完成的狀況，必需在該另一儲料筒2加料完成之前，先已完成關閉與一先前已完成 料液移轉的額外儲料筒2對應第二開關裝置51閥門，以截止該額外儲料筒2與該增壓腔55的連通，以及接著降低該額外儲料筒2的內壓力至接近且略高於該加料筒1出口的壓力，準備依序接收該加料筒1的加料。在此，藉由該額外儲料筒2作為緩衝，使本發明系統可達到，該具有螺桿的加工裝置的料液持續穩定的向下游方向移轉，無需暫停發泡劑的引入；同時，持續穩定的將該增壓腔55中的料液經一成核裝置由該模腔6出口擠出，並在腔內形成一成核的聚合物材料前驅物，而後定型被擠出的發泡產品為想要的形狀。此種狀況，在擠出加工過程中，獲得發泡劑的連續引入，可改善因發泡劑的引入停頓，造成在單相溶液中的發泡劑不均勻分佈。

依據本發明的第四實施方案，為簡化控制，第四圖系統中的該加料筒1可依序對各儲料筒2加料，同時將已完成料液接收的儲料筒2中的料液壓力提高至接近或略高於該增壓腔55入口的壓力，準備依序移轉該已完成料液接收的儲料筒2中的料液通過該增壓腔55經該成核裝置由該鋼模模腔6出口不間斷的持續擠出。而且，對已完成料液移轉的儲料筒2，截止其該已完成料液移轉的儲料筒2與該增壓腔55的連通，並先降低該已完成料液移轉的儲料筒2的內壓力至接近且略高於該加料筒1出口的壓力，準備依序接收該加料筒1對各儲料筒2的加料。在此，系統中提供的額外儲料筒2作為料液的暫存緩衝，以便每一儲料筒2中的料液由接收至移轉的過程中，可視需要分階段提高或降低在料液上的施加壓力至適宜大小，使能獲得提供料液成核時想要的極高起始壓力的同時，達成發泡劑的持續穩定引入，與料液從鋼模出口不間斷的持續 穩定擠出，以更佳的完成本發明。因而，本發明方法可在達成”該聚合物材料由一所述的被選擇的路徑通過開關裝置向該模腔輸送時，該聚合物材料停止由該所述的被選擇的路徑的該上游通過開關裝置向該所述的被選擇的路徑輸送”的要求的同時，一定達成”該聚合物材料由一所述的被選擇的路徑的該上游向該所述的被選擇的路徑輸送時，該所述的被選擇的路徑中的該聚合物材料停止向該模腔輸送”的要求。

而且，與傳統擠出技術度不同，因本發明方法分離發泡劑的引入操作與單相溶液的成核操作，使本發明系統易於提供增壓腔55中的料液壓力維持相對極高壓力，以提供料液成核時需要的極高起始壓力。此種狀況，使本發明有利於在相對較低壓力下引入發泡劑，並在提供料液成核需要的極高起始壓力時，改善因過高的發泡劑引入壓力而導致發泡劑易向聚合物流體的上游流動的狀況，因而減少或防止發泡劑從聚合物流體的上游的進料口逸出。而且，此種相對較低的發泡劑引入壓力，使加料筒1中的加料螺桿相對不易因高壓阻力而造成空轉或損壞。

類同於第三實施方案，在第四實施方案中，對料液中引入的發泡劑含量較高的狀況，藉由本發明系統的說明，本發明方法分離發泡劑的引入操作以及單相溶液的獲得與成核操作，因而使系統可在適宜的壓力下進行發泡劑的引入操作，與藉由柱塞的幫助，提供極高壓力以獲得相對較高濃度發泡劑的單相溶液，並提供料液成核時想要的極高起始壓力。而且，在料液由儲料筒2至增壓腔55的流動過程中，在成核前的單相溶液上施加相當程度的更高於發泡劑完全溶解的需要壓力，有利於發泡劑更快速溶解，與防 止因環境波動而導致單相溶液的不想要的成核。至於，對料液中引入的發泡劑含量較低的狀況，因發泡劑完全溶解需要的壓力相對較低，故料液在進入儲料筒2之前一般已形成單相溶液，藉由本發明系統的說明，本發明系統可分離發泡劑的引入與溶解操作以及單相溶液的成核操作，使系統中的發泡劑引入與熔解操作在適宜的壓力下進行，與提供料液成核時想要的極高起始壓力。因而，與傳統技術相比，可相對易於提供想要的極高壓降率在單相溶液成核時。

在一聚合物材料內，超臨界流體的溶解度隨壓力減少而減少，盡可能高的壓降速率，使聚合物材料內的超臨界流體溶解度的迅速下降，造成極高的成核密度。本發明方法的成核裝置可如同現有技術，例如作為成核裝置的該成核器，可以是提供很高壓降率的一狹窄短小的通道，其早先常位於鋼模模腔的入口。

在之前例示的本發明系統中，實際實施時，可配合傳統擠出發泡技術適當設計的一鋼模，以控制料液成核。其中，在料液進入該鋼模入口之前，需保證該料液的單一相狀態，並在料液流經該鋼模內部的成核裝置時，以適當壓降率驅使發泡劑離開料液而成核。通常藉由該通路中成核裝置的形狀、長度、及其橫斷面面積，影響料液上的壓降。在加工過程中，當含接近飽和濃度的發泡劑含量的聚合物材料通過該鋼模模腔被擠出時，經成核裝置的料液以適當壓降率被成核，並在該模腔內形成一成核的聚合物材料前驅物的流動物，並在其上保持足夠的高壓，防止泡孔的顯著增長，而後控制該模腔中的成核聚合物材料上的施加壓力，使聚合物材料上的施加壓力向模腔的下游方向增長或減弱，以控制被擠 出的發泡產品中的泡孔尺寸。或是，為阻止料液成核後的泡孔增長，在料液成核後快速凍結成核後的料液，以獲得微孔材料產品。因為在可模擬的加工條件下，越接近系統臨界壓力要求的臨界發泡劑含量越易導致泡孔連通，這是因為發泡劑含量越高使每一泡孔中的發泡劑含量越多，導致泡孔壁所遭遇膨脹力越大。因而，為控制泡孔增長，必需在料液成核後，視需要快速凍結成核後的料液。

在可模擬的加工條件下，降低料液成核時的壓降率，將降低氣室成核的作用率，並因而增大泡孔尺寸，使成核料液通過鋼模冷卻定型時，較短距離的擠出產生的拉扯應力，即已造成泡孔破裂。而且，在可模擬的加工條件下，接近飽和濃度的發泡劑含量，對應成核料液中相對較小的泡孔尺寸，但是易導致相對於泡孔尺寸的過高密度，將增強泡孔連通的機率。故而，在一定的條件下，相對不足的壓降率易於導致泡孔連通。

為解決上述問題，可適當限制發泡劑含量，在一定數量的發泡劑含量條件下，提供更大於一被選定的極高壓降率，可降低快速凍結成核後料液的需要。意即，對一被選定發泡劑含量的料液，料液成核前的相對更高起始壓力，提供相對更極大的壓降率，在可模擬的加工條件下，一般對應至更較小的泡孔尺寸，並相對有利於阻止泡孔連通。

為獲得相對更強健的擠出微孔發泡產品，理想上，壓降越迅速越好。但一越迅速的壓降關聯至一越高的剪切，而提高剪切速率，使鋼模模腔中內的成核料液的流動速率的分佈提高，使排料速率易趨向不穩定，不易穩定獲得良好外觀的連續擠出的微孔發泡 產品。其中，對於成核裝置具有相對越大通道的直徑，料液流量變得不穩定的狀況，可發生在相對越高的剪切率區域。意即，當成核裝置中的通道直徑越大，在流量穩定需求的狀況下，可允許相對越高的剪切率。

因傳統擠出設備，提供料液成核時的起始壓力大於10,000psi，是不可接受的，使聚合物流體通過大直徑尺寸的成核裝置，很難達到想要的極高壓降率。為獲得特別高的壓降率，早先技術常通過減小鋼模中的成核裝置直徑達成。但此種狀況，造成流體流動在高剪切率區域更容易傾向不穩定，使成核裝置的設計受限。

先有技術中，當成核需要的壓降率超過一特定的極高壓降率，且希望料液的流量穩定時，此時需要適當設計的一成核裝置，同時提供成核裝置入口前的起始壓力高於一臨界壓力，與配合通過大幅度地提高料液流速，以獲得想要的極高壓降率。

與先有技術不同，當成核需要的壓降率超過一特定的極高壓降率時，對一成核裝置具有適當設計的通道直徑，本發明無需大幅度地提高料液流速，可通過提高成核通道前的起始壓力的方式達成。

然而，壓降率提高，將提高鋼模模腔中料液的流動速率分佈，致使排料速率趨向不易控制，導致迅速的成核與流動速率的調整，無法在僅只含有成核裝置的鋼模中實現。為解決此成核與成形很難在極短的時間差中完成的困擾，本發明可以如傳統技術，增加成核操作與成形操作之間的緩衝間距，例如使用的鋼模模腔中配置有剪切速率調整部分與流動速率分佈調整部分，作為調整壓 降率與調整成核料液的流動速率。其中，模腔中的剪切速率調整部分，作為成核裝置以獲得想要的壓降率而達到控制發泡產品中的泡孔密度；模腔中的流動速率調整部分，作為調整成核料液在成核後的流動速率。而且，在成核料液穿過鋼模的流動速率調整部分後，隨著溫度的降低，發泡產品開始固化成形，穿過鋼模出口被擠出。

在一些狀況下，上述成核、料液流動速率調整與成形，被要求在一短距離間距的模腔內達成，有時會過於緊迫。因而，必需要求加長鋼模模腔中由成核裝置至出口間的間距。此種類似狀況，藉由加大成核與成形之間的距離，使原先早先發泡技術的鋼模中的剪切速率調整與流動速率調整的工作，可以在料液進入鋼模入口之前已基本完成，被顯示在本發明系統的第五圖中。

第五圖為本發明系統的其他另一變異的組成示意圖，說明依據本發明方法的第五實施方案。第五圖系統與第四圖系統類同，兩系統均只使用一組具有螺桿的加工裝置，每個所述的儲料筒2的入口各自經一第一開關裝置31連接同一加工裝置的加料筒1的出口，與每個所述的儲料筒2的出口各自經一第二開關裝置51連接一料液通路的入口，以及該含有一增壓腔55的料液通路的末端出口連接一模腔6的入口。其中，該兩系統均使用三組儲料筒2作為例示。

第四圖與第五圖系統主要不同在於：第五圖系統中，該料液通路中含有一增壓腔55、一成核裝置65及一成核料液容腔75，且該增壓腔55的出口經該成核裝置65連通至該成核料液容腔75的末端出口連接該模腔6的入口。其中，對於在一成核裝置65之後與在 鋼模入口之前的作為料液流動速率調整部分的成核料液容腔75，可加大成核操作與成形操作間的間距，作為成核操作與成形操作之間的緩衝。而且，可控制在成核料液容腔75中的成核料液上的施加壓力向下游方向增長或減弱，並在成核料液通過鋼模模腔6後定型，以控制被擠出的發泡產品中的泡孔尺寸。意即，早先在擠出發泡技術中，鋼模的剪切速率調整與流動速率調整的工作，在第五圖系統中，料液進入鋼模入口之前，已完成料液成核與成核後料液的流動速率調整。

因而，如先有技術，在料液成核時提供一被選定的極高壓降率，並相對限制發泡劑含量在適當水準以下；或是，不同於先有技術，更進一步，限制料液含適當數量的發泡劑含量，並提供料液成核時一超過被選定的極高壓降率。此種狀況，無需快速凍結成核後的料液，並降低控制成核料液容腔75中的成核料液上的施加壓力向下游方向增長或減弱的需要。此種狀況，對於製造具有微細泡孔結構的厚的發泡製品，借助第五圖系統，當成核聚合物材料的料液經鋼模模腔6擠出時，只需適當控制成核料液的擠出速度與在其上的施加壓力，即可穩定製造想要的微孔發泡製品。

而且，類同於第五圖，雖然未顯示，但在本發明系統之前的各實施例中，該料液通路中可含有一增壓腔55、一成核裝置65及一成核料液容腔75。而且，該增壓腔55的出口經該成核裝置65連通至該成核料液容腔75的末端出口連接該模腔6的入口。第五圖系統在此只作為例示，而非限制。

類同於本發明的第四實施方案，依據本發明的第五實施方案，為簡化控制，第五圖系統中的該加料筒1可依序對各儲料筒2加料 ，同時將已完成料液接收的儲料筒2中的料液壓力提高至接近或略高於該增壓腔55入口的壓力，準備依序移轉該已完成料液接收的儲料筒2中的料液，通過該增壓腔55經一成核裝置進入一成核料液容腔75，而後由下游末端出口連接的一鋼模模腔6出口不間斷的持續擠出。而且，對已完成料液移轉的儲料筒2，截止其該已完成料液移轉的儲料筒2與該增壓腔55的連通，並先降低該已完成料液移轉的儲料筒2的內壓力至接近且略高於該加料筒1出口的壓力，準備依序接收該加料筒1對各儲料筒2的加料。在此，系統中提供的額外儲料筒2作為料液的暫存緩衝，以便每一儲料筒2中的料液由接收至移轉的過程中，可視需要分階段提高或降低在料液上的施加壓力至適宜大小，使能獲得提供料液成核時想要的極高起始壓力的同時，達成發泡劑的持續穩定引入，與料液從鋼模出口不間斷的持續穩定擠出，以生產想要的微孔材料產品。而且，因本發明方法分離發泡劑的引入操作與單相溶液的成核操作，使本發明系統的該增壓腔55中的料液壓力在成核裝置前易於持續維持相對極高壓力，以提供料液成核時需要的極高起始壓力。此種狀況，有利於在相對較低壓力下連續引入發泡劑。而且，對於施加在料液上遠高於發泡劑完全溶解需要的壓力，可加速發泡劑的溶解，有助於促進單相溶液料液中發泡劑濃度的均勻分佈。

在前述之例示的第四圖系統中，可加以變異，以實施本發明的第六實施方案。其中，第六實施方案的操作，類同於前述之第四、五實施方案。而且，因成核裝置可以是一狹窄短小的通路，且作為由所述的儲料筒2的出口向下游方向的料液通路至模腔6之間的通路路徑的其中一個部份；故而，對於以第六實施方案操作的 第四圖系統，將第四實施方案中的增壓腔55改作為成核料液容腔使用，而作為成核裝置的成核器改為位於作為成核料液容腔的增壓腔55的入口，將使得此變異的第四圖系統可被描述成其料液通路入口的該成核裝置經該成核料液容腔的末端出口連通至該模腔6的入口。其中，不同於第四實施方案中的增壓腔55中的內壓力必需大於與其連通的儲料筒2出口前的料液壓力，在第六實施方案中，作為成核料液容腔的增壓腔55中的內壓力必需小於與其連通的儲料筒2的內壓力。此種狀況，與第五實施方案相較，在第六實施方案中，當料液由該作為成核料液容腔的增壓腔55向該模腔6出口擠出的供應來源，從某一儲料筒2改變成另一儲料筒2時，這些儲料筒2的料液供應的逐漸減速與逐漸加速的料液流速改變過程，將增大其料液成核時的壓降率的波動，且有害於發泡產品的氣室尺寸的一致性。但仍然可獲得可用的發泡產品。

本發明與現有技術不同。對一成核裝置具有適當設計的通道直徑，成核所需要的一更高的壓降率通過改變成核通道的起始壓力達成。因此，藉由控制成核通道的起始壓力的改變，使用同一個鋼模，即可影響擠出的微孔製品的性能。

此外，與先有技術的大幅度地提高料液流速獲得想要的極高壓降率不同，本發明方法分離發泡劑的引入操作與單相溶液的成核操作，而且藉由本發明系統的說明，對於提供料液成核時想要的極高起始壓力，可藉由適當增大柱塞橫斷面面積，以及適當增大成核裝置前的增壓腔55的橫斷面面積達成。而且通過控制柱塞21上的活塞22以控制料液上的壓力，相對更易於達成提供料液成核時想要的極高起始壓力，獲得想要的微孔發泡產品。

進一步，本發明技術可配合加入使用先有技術的大幅度地提高料液流速的技術，以獲得料液成核時的極高壓降率。此種狀況，使加入使用先有技術的本發明技術，相對易於提供進一步更高的特別高壓降率，生產想要的微孔發泡產品。

本發明分離發泡劑的引入操作與單相溶液的獲得操作，相對易於提供極高壓力獲得單相溶液，並提供極高壓力於成核之前的單相溶液上。此極高壓力有助於獲得在單相溶液中含更高的發泡劑溶解度，以及相對加速發泡劑的溶解。而且，此種在單相溶液成核前施加的極高壓力，在發泡工藝中有助於料液成核的過程，以及與傳統方法相比，相對易於設計可用的成核裝置，獲得想要的微孔發泡產品。

與傳統發泡技術不同，本發明分離發泡劑的引入操作與單相溶液的成核操作；使得提供料液成核時想要的極高起始壓力之同時，不會迫使發泡劑的引入壓力必須相應提高。故而，本發明可提供料液成核前對料液維持很高的持續壓力，而無需配合提高發泡劑的引入壓力。例如：在本發明中，當在熔融聚合物內含按重量計0.047%的超臨界狀態的氮氣時，其氮氣注入點的壓力為1700psi，在擠出機的成核裝置入口前的壓力超過4000psi，或超過10000psi，或更大。

或是，因本發明方法可分離發泡劑的引入操作與單相溶液的獲得操作。因而，在本發明中，當在熔融聚合物內含按重量計0.047%的超臨界狀態的氮氣時，其氮氣注入點的壓力維持在約1000psi，或更小，而同時在擠出機的成核裝置入口前的壓力超過4000psi，或超過10000psi，或更大。

本發明中的各圖示僅作為例示，以便於說明本發明系統。本發明方法以第三~五圖例示的本發明系統實施時，包含：提供在一聚合物加工系統中將聚合物材料由聚合物加工空間的一上游經過可選擇的路徑向一下游方向末端出口連通的一帶入口的模腔輸送；引入在環境條件下呈氣態的發泡劑進入該聚合物材料；獲得該聚合物材料與該發泡劑形成的單相溶液的料液；令該料液在進入該模腔之前經受迅速的溶解度變化，而後獲得成核聚合物材的料液；以及將該聚合物材料從該模腔出口擠出，形成該發泡產品，其中該聚合物材料由該可選擇的路徑的一被選擇的路徑通過開關裝置向該模腔輸送時，該聚合物材料停止由該上游通過開關裝置向該被選擇的路徑輸送。進一步，其中該聚合物材料由該上游向該可選擇的路徑的一被選擇的路徑輸送時，該被選擇的路徑中的該聚合物材料停止向該模腔輸送。

與傳統擠出發泡技術相比，本發明可在相對較低壓力下引入發泡劑，使發泡劑與熔融聚合物的混合過程變成相對較為容易，且在料液成核前對料液維持相對更高的持續壓力，有益於提供料液成核時相對更高的起始壓力。其中，在料液成核前對料液維持相對更高於發泡劑完全溶解需要的臨界壓力，有助於降低或防止壓力波動造成的不想要的發泡劑成核。此種改進，與先有技術相比，在提供料液成核時的極高壓降率的同時，本發明相對較不需考慮因料液的過高流速，造成料液產生不想要的成核。

無論如何，越極高的壓降速率越有利於聚合物的氣室成核，對一擠出技術的進一步改進，分離發泡劑的引入操作與料液的成核操作，提供在成核裝置前的可發泡材料上的更高壓力，獲得特別 高的壓降率在本發明中已提出。更進一步，當本發明配合加入使用先有技術的大幅度地提高料液流速的技術時，本發明技術可相對更易於實現獲得料液成核時想要的特別高壓降率。

此外，在本發明中，當單相溶液中發泡劑的含量較高時，為減少氣室群聚的可能發生，適當的料液黏度保持與氣室凍結是必要的，其達成可藉由聚合物材料的選擇、溫度的控制、定泡劑的加入以及其他已提出的可用方法。

本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護範圍不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本發明的保護範圍也及於本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。

1‧‧‧加料筒

11‧‧‧系統

12‧‧‧料斗

13‧‧‧螺桿

2‧‧‧儲料筒

21‧‧‧柱塞

3‧‧‧連接通道

31‧‧‧第一開關裝置

51‧‧‧第二開關裝置

55‧‧‧增壓腔

Claims (11)

1. 一種擠出形成發泡產品的方法，包含：在一聚合物加工系統中將聚合物材料從至少兩條可選擇的路徑中的一被選擇的路徑的一上游經過該被選擇的路徑向一下游方向末端出口連通的一帶入口的模腔輸送；引入在環境條件下呈氣態的發泡劑進入該聚合物材料；獲得該聚合物材料與該發泡劑形成的單相溶液的料液；令該料液在進入該模腔之前經受迅速的溶解度變化，而後獲得成核聚合物材的料液；以及將該聚合物材料從該模腔出口擠出，形成該發泡產品，其中該聚合物材料由一所述的被選擇的路徑通過開關裝置向該模腔輸送時，該聚合物材料停止由該所述的被選擇的路徑的該上游通過開關裝置向該所述的被選擇的路徑輸送。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該聚合物材料由一所述的被選擇的路徑的該上游向該所述的被選擇的路徑輸送時，該所述的被選擇的路徑中的該聚合物材料停止向該模腔輸送。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之方法，其中進一步包含形成微孔發泡產品。
4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中全部所述的路徑具有同一所述的上游。
5. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中每條所述的路徑具有各自的所述的上游。
6. 一種採用如申請專利範圍第1項擠出形成發泡產品的方法之系統 ，其中該系統將聚合物材料向一下游方向末端出口連接的一帶入口的模腔輸送，並引入在環境條件下呈氣態的發泡劑進入該聚合物材料，以及將該聚合物材料從該模腔出口擠出，形成該發泡產品，其中該系統包含：至少一具有螺桿的加工裝置；至少兩個儲料筒；一下游方向的料液通路；以及一所述的帶入口的模腔，其中每個所述的儲料筒的入口各自經一第一開關裝置連接所述的加工裝置的出口，與每個所述的儲料筒的出口各自經一第二開關裝置連接該料液通路的入口，以及該料液通路的末端出口連接該模腔的入口。
7. 如申請專利範圍第6項所述之系統，其中每個所述的儲料筒的入口各自經一所述的第一開關裝置連接一所述的加工裝置的出口。
8. 如申請專利範圍第6項所述之系統，其中所有的所述的儲料筒的入口各自經一所述的第一開關裝置連接同一所述的加工裝置的出口。
9. 如申請專利範圍第7或8項所述之系統，其中該料液通路中含有一成核裝置及一成核料液容腔，且該成核裝置經該成核料液容腔的末端出口連通至該模腔的入口。
10. 如申請專利範圍第7或8項所述之系統，該模腔入口中含有一成核裝置，且該料液通路的末端出口經該成核裝置連通至該模腔的出口。
11. 如申請專利範圍第10項所述之系統，其中進一步包含該料液通路中含有一增壓腔，且該增壓腔的出口連接該成核裝置的入口。