具有超微蜂窝状结构（supermicrocellularstructure)，且该产品在一个总的操作中在室 温（环境温度）下同时发泡和成型。
[0097]在图13中所示的该方法的优选变型中，该零食形成材料与超临界流体的接触是 在挤出处理期间在挤出料筒内进行的。这可以通过在挤出处理期间将超临界流体注入到挤 出机中而进行，其中挤出机内的条件设计为将该流体保持在其超临界状态。在该实施方案 中，一旦离开挤出机，超临界状态就会中止，且气泡成核和膨胀快速进行。如上所述，成核和 膨胀可以通过控制挤出机出口部分附近的压力和温度条件来控制。例如，该挤出机可以与 其中包括热和压力控制的腔连接，使得能够缓慢单独的热和/或压力的变化以实现所需的 气泡成核和膨胀特性。在另一方面中，能够将亚超临界气体在挤出处理期间注入挤出机中， 其中使温度和压力达到超过将该气体转变为超临界流体所需的水平的点。可以在温度和/ 或压力超过临界水平的点之前或之后将气体注入挤出机中。再次，可以如上所述对该成核 和/或膨胀加以控制。在另一方面中，将其中具有超临界流体的挤出物注射到模具中。该 模具可以设计为保持超临界状态（例如采用空气压缩和物理模具压缩），且一旦模腔膨胀 和其中压力快速降低，就发生气泡的生长。在所有这些实施方案中，挤出机的混合螺杆有助 于形成挤出物和超临界流体的溶液。混合螺杆的旋转产生的剪切在剪切方向上拉伸该超临 界流体气泡并通过螺杆的旋转将其打破以逐渐产生更小的气泡。在混合螺杆中使用不规则 叶片能够有利于气体/挤出物界面相对于剪切流线的取向变化，由此提高其中发生的层流 混合的效率。
[0098]在一些实施方案中，将该气体/挤出物混合物提供给静态混合器，其连续改变气 体/挤出物界面相对于剪切流线的取向，并由此也改善了该混合处理。如本领域中已知的 那样，静态混合器的直径应当较小，以提高流速并克服气泡表面张力的作用。总体上，优选 大量的混合元件以及小的混合元件。如本领域中已知的那样，在气体/挤出物的静态混合 期间，气泡中的气体分子也倾向于一定程度上扩散进入各气泡周围的挤出物材料中。然而， 扩散也能够在单独的扩散腔中进行，将气体/挤出物两相混合物引入其中。然后随着在其 中气体扩散进入挤出物中，该混合物在扩散腔中变成完全单相的溶液。由此制备的该单相 气体/挤出物溶液中的气体浓度在整个溶液中基本均匀，且该溶液是有效均匀的。如果该 超临界流体不均匀均一地扩散到挤出物中且使挤出物饱和，最终形成的发泡结构将是不均 匀的，因为气泡形态很大程度上取决于溶液中的局部气体浓度。在该实施方案中，该扩散 腔中的该均一均匀的流体/挤出物溶液随后在其加热部分中加热，在其中溶液被快速加热 (在典型示例中，温度可以在例如约1秒内从约190°C上升到约245°C)，以由于流体/挤出 物溶液在较高温度时溶解度的降低所产生的热力学不稳定性，在该饱和溶液中形成成核气 泡。发生的溶解度降低越多，气泡成核速率就越高，且成核气泡的数量也就越多。为了防止 成核气泡在挤出料筒中生长，维持较高的料筒压力。然后将具有成核气泡的溶液注入模具 的模腔内，在该模具填充处理期间通过使用反压力控制模腔中的压力而防止气泡生长。如 上所述，可以通过经由截流阀插入来自其来源的加压空气来提供该反压力。最后，当模腔膨 胀以及其中压力快速降低时在模腔内发生气泡生长，由此产生压力的不稳定性，其改善了 气泡生长。
[0099]因此，模具的膨胀提供了具有所需的小气泡尺寸和高气泡密度的成型发泡制品。 通过使用混合螺杆提供产生混合材料的层流的剪切场，并随后通过使用具有小直径混合元 件和选定数量的该混合元件以及扩散腔的静态混合器，用超临界流体使挤出物材料饱和。 提供该饱和所需的时间能够比前述发明实施方案中所需的时间更少，使得其能够以相对较 高的生产速率实现连续操作，而在需要较长饱和时间时这将是不可能的。
[0100] 在本发明的另一方面中，注模成型的动物零食是由这样的系统提供的，该系统包 括与注模成型腔可操作地连接的挤出机。将聚合物动物零食成型材料提供给挤出机的入 口，使其通过该挤出机前进到与成型腔连接的封闭通道，并通过该通道进入成型腔。在优 选形式中，该封闭通道接收该聚合物材料和发泡剂的非成核的均一流体单相溶液，保持该 材料包含在该通道内的升高压力下为流体状态的该流体和发泡剂，并将该溶液作为流体流 在该通道内从入口端朝向成型腔向下游方向前进。优选地，该封闭通道进一步包括成核路 径，通过其的该单相溶液中的发泡剂在其中成核。该成核路径构造为包括接收聚合物材料 和非成核发泡剂的均一流体单相溶液的聚合物接收端、构造和设置为释放成核聚合物材料 的成核聚合物释放端，和连接该接收端与释放端的流体路径。可选地，该聚合物释放端可以 限定该成型腔的孔口或者与该成型腔流体连通。该成核路径构造为长度和横截面尺寸使得 该系统能够使与发泡剂均一掺合的流体聚合物在通过该路径时经历至少约〇.lGPa/秒（或 至少约0. 3GPa/秒、或至少约1.OGPa/秒、或至少约3GPa/秒、或至少约lOGPa/秒、或至少 约lOOGPa/秒）的压降速率。该成核路径也能够构造为具有变化的横截面尺寸，使得流动 通过该路径的流体聚合物经受变化的压降速率和/或温度升高。
[0101] 在本发明的另一方面中，提供了一种系统，其具有成型腔，该成型腔构造和设置为 包含在升高压力下的成核聚合物材料以在升高压力下防止气泡生长。该加压成型腔能够以 流体或机械方式加压以包含该升高压力下的成核聚合物材料。在该加压的成型腔压力降低 之后，该聚合物材料能够固化所需微蜂窝状聚合物制品的形状，因为该成型腔构造和设置 为具有这样的内部形状。
[0102] 在本发明的另一方面中，提供了一种系统，其具有料筒，该料筒具有设计为接收挤 出材料前体的入口、设计为将发泡剂和发泡聚合物制品前体的流体非成核混合物释放到前 体的出口、可连接到发泡剂源的孔口和安装用于在料筒内往复的螺杆。该挤出系统还可以 具有至少两个可连接到发泡剂源的孔口，且该孔口可以沿该料筒的轴线纵向排布以随着螺 杆往复运动时通过该至少两个孔口将该非成核混合物顺序引入料筒中。该系统还可以包括 第二挤出料筒，其与第一料筒串联连接，其中该第二料筒具有设计为接收该流体非成核混 合物的入口且具有安装用于在该料筒内往复运动的螺杆。
[0103] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，用于建立聚合物前体和发泡剂的非成 核流体单相溶液的连续流、将该流成核以产生该混合物的成核流、将该成核流通入外壳 中，和使该混合物以该外壳的形状固化。可选地，可以通过将该流通入外壳中时以至少约 0.lGPa/秒的速率经受连续压力降低而使该流连续成核，以产生成核材料的连续流。可替代 地，该方法包括通过将该流通入外壳中时以至少约0.lGPa/秒的速率经受压力降低而使该 流间歇式成核，从而未成核材料首先通入外壳中然后再通入成核材料。相反地，可以将成核 材料通入外壳中，以使得该成核材料首先通入外壳中，然后通入未成核材料。该方法还包括 从该外壳中去除固化的微蜂窝状制品，在少于约10分钟的时间内在外壳中提供第二成核 混合物，使该第二混合物以该外壳的形状固化，并从外壳中去除第二固化微蜂窝状制品。
[0104] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，包括聚集发泡聚合物材料的前体和发 泡剂的进料、将限定该进料的至少约2%的该进料的第一部分加热到比该进料的平均温度 高至少约10°C的温度，和将该进料注入成型腔中。
[0105] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，包括在与成型腔流体连接的聚集器中 聚集包括第一部分和第二部分的进料，和将该进料从该聚集器注入成型腔中，该第一部分 包括基本不含发泡剂的流体聚合物材料，第二部分包括与发泡剂混合的流体聚合物材料。
[0106] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，包括将发泡聚合物材料的前体和发泡 剂的流体单相溶液从与挤出装置流体连通的聚集器注入成型腔中，同时使该溶液成核以产 生成核混合物，和使该混合物在成型腔中固化为聚合物微蜂窝状制品。
[0107] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，包括将发泡剂注入聚合物挤出装置的 挤出机料筒中，同时挤出螺杆在该料筒中轴向移动。
[0108] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，包括将发泡剂从挤出螺杆注入聚合物 挤出装置的料筒中。
[0109] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，包括在挤出装置的料筒中建立流体聚 合物制品前体、从料筒抽出该流体前体的一部分、将该部分的流体前体与发泡剂混合形成 发泡剂和该部分的流体前体的混合物，和将该混合物引入该料筒中。
[0110] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，包括将与超临界流体掺合的聚合物材 料引入模具中，和使该聚合物材料在该模具中固化，该模具包括具有小于约0.125英寸的 内部直径的部分。
[0111] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，包括将聚合物材料和发泡剂的单相溶 液注入开放的模具中，然后闭合该模具并形成具有该模具的形状的微蜂窝状制品。
[0112] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，包括建立聚合物材料和发泡剂的单相 非成核溶液、将该溶液引入成型腔中同时使该溶液成核、使该模具破裂由此进行气泡生长， 和回收具有与成型腔形状类似的形状但比成型腔更大的微蜂窝状聚合物制品。
[0113] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，包括在挤出机中形成微蜂窝状聚合物 材料前体和发泡剂的非成核均一流体单相溶液、用该溶液充满成型腔同时使该溶液成核以 在该成型腔中形成成核的微蜂窝状聚合物材料前体。
[0114] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，包括将聚合物/发泡剂混合物在低于 约400°F的熔融温度下注入成型腔中，和在该腔中成型具有至少约5%的空隙体积和至少 约50:1的长度厚度比的实心泡沫聚合物制品。在该方法的某些实施方案中，该熔融温度低 于约380°F，在一些实施方案中低于约300°F，在其他实施方案中低于约200°F，在其他 实施方案中低于约100°F。
[0115] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，包括将非发泡聚合物材料注入成型腔 中和使该聚合物材料形成具有与该成型腔的形状基本相同的形状的微蜂窝状聚合物制品。 该制品的至少一部分在三个垂直相交的横截面轴的每个中各自具有至少约1/2英寸的横 截面尺寸和至少50%的空隙体积。
[0116] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，包括将发泡聚合物材料的流体前体在 低于约l〇〇°C的成型腔温度下注入成型腔中，和使该混合物在该成型腔中固化为聚合物微 蜂窝状制品。该制品的至少一部分在三个垂直相交的横截面轴的每个中具有至少约1/2英 寸的横截面尺寸和至少50%的空隙体积。该成型腔温度能够低于约75°C、50°C或30°C。
[0117] 在本发明的另一方面中，提供了一种方法，包括将聚合物材料和发泡剂的流体单 相溶液注入成型腔中同时使该溶液以足以造成微蜂窝状成核的第一压降速率进行快速压 降。基本上立即在此之后通过使该材料进行小于第一压降且速率减小的第二压降而进行和 控制气泡生长。
[0118] 在本发明的另一方面中，提供了一种系统，包括：聚集器，其具有用于接收发泡聚 合物材料前体和发泡剂的入口，以及出口；成型腔，其具有与该聚集器的出口流体连通的入 口；和与该聚集器相关联的加热装置，其构造和设置为在该系统的操作期间将该聚集器邻 近成型腔的第一部分加热到比该聚集器的平均温度高至少约10°c的温度。
[0119] 在本发明的另一方面中，提供了用于制备注模成型微蜂窝状材料的系统，包括：挤 出机，在其出口端具有出口，该出口设计为释放聚合物材料和发泡剂的非成核均一流体单 相溶液；和成型腔，其具有与该挤出机的出口流体连通的入口。该系统构造和设置为将该单 相溶液从该挤出机出口提供到成型腔入口，并在该成型腔的填充期间，使该单相溶液成核 以在腔内形成成核的微蜂窝状聚合物材料前体。
[0120] 在本发明的另一方面中，提供了一种挤出系统，包括料筒，该料筒具有设计为接收 挤出材料前体的入口、设计为释放非成核发泡剂和前体的流体混合物的出口、可与发泡剂 源连接的孔口，和安装用于在料筒内往复运动的螺杆。
[0121] 在本发明的另一方面中，提供了用于制备注模成型微蜂窝状材料的系统，包括：挤 出机，在其出口端具有出口，该出口设计为释放微蜂窝状聚合物材料前体和发泡剂；和成型 腔，其具有与该挤出机的出口流体连通的入口。该系统构造和设置为将微蜂窝状聚合物材 料前体和发泡剂循环注入该成型腔中。
[0122] 在本发明的另一方面中，提供了一种挤出系统，包括料筒，该料筒具有设计为接收 挤出材料前体的入口、设计为释放非成核发泡剂和前体的流体混合物的出口，和与发泡剂 源连接的孔口。优选安装螺杆以在料筒内往复运动。
[0123] 在本发明的另一方面中，用于制备熔融聚