充气注模成型宠物咀嚼物的制作方法_5

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合物微蜂窝状材料的系统包括:构造和 设置为接收熔融聚合物微蜂窝状材料的前体的入口、成型腔和连接该入口与成型腔的通 道。该通道在该入口和成型腔之间包括渐扩部分,该渐扩部分在保持横截面积改变不超过 25%的同时宽度增大至少约100%。
[0124] 在本发明的另一方面中,本发明的系统包括:构造和设置为接收熔融聚合物微蜂 窝状材料前体的入口、成型腔和连接该入口与成型腔的通道。该通道包括成核路径,该成 核路径具有的长度和横截面尺寸使得当聚合物材料和发泡剂的流体单相溶液以该系统构 造为适用的速率通过该路径时,在该流体路径中产生压降速率足以造成微蜂窝状成核的压 降。该通道在该成核路径和成型腔之间包括气泡生长区,其在成型腔的方向上横截面尺寸 增大。
[0125] 在本发明的另一方面中,如刚刚在上文中所述但不必然包括横截面尺寸增大的气 泡生长区的系统包括具有至少约1.5:1的宽度与高度比的成核路径。
[0126] 在本发明的另一方面中,与刚刚在上文中所述类似但其中成核路径不必具有至少 约1. 5:1的宽度与高度比的系统具有等于该成型腔的一个维度的宽度。
[0127] 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内轴向移动。在一种优选实施方案中,该方法包括将 发泡剂从挤出螺杆注入聚合物挤出装置的料筒中。该注射技术能够与任意广泛多种微蜂窝 状和常规技术一起使用。在另一实施方案中,挤出螺杆构造和设置用于在聚合物挤出装置 的料筒内转动,在该螺杆内包括与螺杆表面上的孔口连通的内腔。该内腔能够用于将发泡 剂注入该挤出料筒中。
[0128] 在本发明的另一方面中,提供了用于制备注模成型制品的系统。该系统总体上包 括挤出机、成型腔、流体连接该挤出机和成型腔的流道和与该流道热连通的温度控制装置。
[0129] 在本发明的另一方面中,本发明包括:在挤出机中建立发泡剂和注模成型材料前 体的流体混合物;将该混合物通过流道通入成型腔中;在该腔中固化该部分的流体混合物 同时保持该流道中的该混合物的一部分处于流体状态;和将附加的流体混合物注入流道中 由此促使该部分的流体混合物通过该流道进入该腔中。
[0130] 在本发明的另一方面中,提供了一种方法,包括从挤出料筒中抽出一部分流体聚 合物制品前体,将该部分的流体前体与发泡剂混合以形成混合物,和将该混合物重新引入 该料筒中。
[0131] 在本发明的另一方面中,提供了一种系统,包括:具有挤出机料筒的挤出机、成型 腔和与该料筒中的第一上游孔口、该料筒中的第二下游孔口和发泡剂源流体连通的混合 腔。
[0132] 在本发明的另一方面中,提供了成型发泡制品,其具有与成型腔的形状基本相同 的形状,且其至少一部分具有不超过约0. 125英寸的横截面尺寸。
[0133] 在本发明的另一方面中,提供了三维聚合物发泡制品,其具有对应于三个维度的 三个相交的主轴,与第一轴相关的维度之一作为沿第二垂直轴的位置的函数而变化。该制 品的至少一部分具有不超过约〇. 125英寸的横截面尺寸且具有至少约20%的空隙体积。
[0134] 本发明的另一方面涉及三维聚合物发泡制品,其具有对应于三个维度的三个相交 的主轴,与第一轴相关的维度之一作为沿第二垂直轴的位置的函数而变化。该制品的至少 一部分具有不超过约〇. 125英寸的横截面尺寸。
[0135] 在本发明的另一方面中,提供了注模成型的聚合物部件,其具有至少约50:1的长 度与厚度比,该聚合物具有小于约10的熔融指数。
[0136] 在本发明的另一方面中,提供了注模成型的聚合物部件,其具有至少约120:1的 长度与厚度比,该聚合物具有小于约40的熔融流速。
[0137] 在本发明的另一方面中,提供了注模成型的聚合物泡沫,其具有至少约5%的空隙 体积且具有不含肉眼可见的银纹(splay)和漩涡的表面。
[0138] 在本发明的另一方面中,提供了具有小于约0. 125英寸的厚度和至少约20%的空 隙体积的制品。还提供了该制品的制备方法,其可以包括:将与超临界流体掺合的聚合物材 料引入包括具有小于约〇. 125英寸的内部尺寸的一部分的模具中,和使该聚合物材料在该 模具中固化,该引入和固化步骤是在小于10秒的时间内发生的。
[0139] 在本发明的另一方面中,提供了成型聚合物制品,其具有与成型腔基本相同的形 状且其至少一部分在三个垂直相交的横截面轴的各个中具有至少1/2英寸的横截面尺 寸。该制品优选具有至少约50%的空隙体积且由包括平均气泡壁厚度的气泡壁的气泡限 定。该制品不含厚度大于平均气泡壁厚度的约5倍的周期性实心边界(periodicsolid boundaries)〇
[0140] 在本发明的另一方面中,提供了成型聚合物发泡制品,其至少一部分具有不超过 约0. 075英寸的横截面尺寸和至少约5%的空隙体积。
[0141] 在本发明的另一方面中,提供了成型聚合物发泡制品,其至少一部分具有约0.075 英寸至约0. 125英寸的横截面尺寸和至少约10%的空隙体积。
[0142] 在本发明的另一方面中,提供了成型聚合物发泡制品,其至少一部分具有约0. 125 英寸至约0. 150英寸的横截面尺寸和至少约15%的空隙体积。
[0143] 在本发明的另一方面中,提供了成型聚合物发泡制品,其至少一部分具有约0. 150 英寸至约0. 350英寸的横截面尺寸和至少约20%的空隙体积。
[0144] 在本发明的另一方面中,提供了成型聚合物制品,其包括多个气泡,其中气泡总数 的至少70 %具有小于150微米的气泡尺寸。
[0145] 在本发明的另一方面中,提供了一种系统,包括料筒,该料筒具有在上游端的设计 为接收聚合物制品前体的入口和在下游端的出口。该料筒包括在上游端和下游端之间的发 泡剂端口,其可与发泡剂源流体连接用于将发泡剂从该源引入该料筒中的前体内以在该料 筒中形成前体材料和发泡剂的混合物。该系统还包括计量装置,其具有与该发泡剂源连接 的入口和与该料筒连接的出口。该计量装置构造和设置为计量从发泡剂源到发泡剂端口的 发泡剂的质量流率。该系统进一步包括成型腔,其具有与该料筒出口流体连通用以从该料 筒接收前体材料和发泡剂的混合物的入口。
[0146] 在本发明的另一方面中,提供了形成聚合物泡沫制品的方法。该方法包括促使聚 合物制品前体流在挤出装置的料筒内向下游方向流动。该方法进一步包括将发泡剂以通 过该发泡剂的质量流计量的流速引入该流中,以形成流体聚合物制品前体和发泡剂的混合 物。该方法进一步包括将流体聚合物制品前体的混合物注入与该料筒流体连通的成型腔 中。
[0147] 在本发明的另一方面中,提供了一种系统,包括料筒,该料筒具有在上游端的设计 为接收聚合物制品前体的入口和在下游端的出口。该料筒包括在上游端和下游端之间的具 有多个孔口的发泡剂端口。该发泡剂端口可与发泡剂源流体连接用于将发泡剂从该源通过 各孔口引入该料筒中的前体内以在该料筒中形成前体材料和发泡剂的混合物。该系统进一 步包括成型腔,其具有与该料筒出口流体连通用以从该料筒接收前体材料和发泡剂的混合 物的入口。
[0148] 在本发明的另一方面中,提供了形成聚合物制品的方法。该方法包括促使聚合物 制品前体流在挤出装置的料筒内向下游方向流动。该方法进一步包括将发泡剂从发泡剂源 通过使料筒与发泡剂源流体连接的发泡剂端口中的多个孔口引入该流中以形成前体材料 和发泡剂的混合物,并将该前体材料的混合物注入与该料筒流体连通的成型腔中。
[0149] 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。该系统 优选包括构造和设置为聚集微蜂窝状材料前体和发泡剂且包括出口的聚集器。优选地,该 系统进一步包括构造和设置为通过该聚集器的出口循环注入微蜂窝状材料前体的注射器。 优选地,该系统进一步包括具有与该聚集器的出口流体连通的入口的成型腔。该成型腔优 选构造和设置为接收微蜂窝状材料前体。
[0150] 在本发明的另一方面中,一种方法包括聚集微蜂窝状聚合物材料前体和发泡剂的 进料;和将该进料注入成型腔中。
[0151] 在本发明的另一方面中,该产品具有约368, 976个气泡/立方厘米的平均气泡数。 优选地,本发明的产品每立方厘米具有至少50, 000个气泡,更优选至少75, 000个气泡,更 优选至少100, 〇〇〇个气泡,更优选至少125, 000个气泡,更优选至少150, 000个气泡,甚至 更优选至少175, 000个气泡,更优选至少200, 000个气泡,更优选至少225, 000个气泡,仍 然更优选至少250, 000个气泡,更优选至少275, 000个气泡,甚至更优选至少300, 000个气 泡,更优选至少325, 000个气泡,更优选至少350, 000个气泡,更优选至少360, 000个气泡, 更优选至少375, 000个气泡,更优选至少400, 000个气泡,更优选至少500, 000个气泡,其 中最优选的范围是300, 000至400, 000个气泡/立方厘米。在优选实施方案中,本发明的 产品的气泡数量是其中不包括超临界流体的宠物咀嚼物的气泡数量的至少2倍,更优选是 其气泡数量的至少3倍,更优选是其气泡数量的至少5倍,更优选是其气泡数量的至少10 倍,更优选是其气泡数量的至少15倍,甚至更优选是其气泡数量的至少20倍,最优选是其 中不包括超临界流体的宠物咀嚼物的气泡数量的至少26倍,
[0152] 平均气泡体积优选为约50, 000至200, 000ym3,最优选的平均气泡体积为约 107, 000ym3。优选地,该平均气泡体积比其中不包括超临界流体的宠物咀嚼物中的气泡体 积小约86%。然而,该平均气泡体积能够比其中不包括超临界流体的宠物咀嚼物中的气泡 体积小80 %、小70 %、小60 %、小50 %、小40 %、小30 %和小20 %。
[0153] 在本发明的另一实施方案中,该产品具有比其中不包括超临界流体的宠物咀嚼物 更高的表面粗糙度。为了本发明的目的,表面粗糙度表示内部横截面区域的表面质地,其中 该区域使表面在咀嚼动作所包括的下咬和上拉的期间与牙齿接触。该表面粗糙度优选作为 Ra(ym)值测定,其中Ra是在评估长度内记录的剖面高度与平均线的偏差值的绝对值的算 术平均数。换言之,Ra是一组表面峰和谷的单个测量值的平均值。
[0154] 然而,该表面粗糙度能够使用任意已知的测量方法测定,包括但不限于:Sq,高度 分布或其他方面的标准偏差;RMS,表面粗糙度;Ssk,高度分布的偏度;Sku,定量平整性的 高度分布的峰度;Sp〇m),最高峰和平均平面之间的高度;Sv(ym),平均平面和最深谷之 间的深度;Sz(ym),最高峰和最深谷之间的高度;或Sa(ym),高度或其他方面的算术平均 值;平均表面粗糙度。优选地,本发明的产品的Ra值为约4至15,其中预见例如但不限于 4. 8、5、5. 1、5. 5、5. 8、5. 9、6、6. 3、7、7. 6、8、9、10、11 和 11. 8 的数值为本发明的产品的Ra值。 优选地,本发明的产品的Ra值大于其中不包括超临界流体的宠物咀嚼物。在优选实施方案 中,本发明的产品的Ra值为其中不包括超临界流体的宠物咀嚼物的Ra值的至少1. 5至4 倍,更优选其中不包括超临界流体的宠物咀嚼物的Ra值的至少2至3倍。
[0155] 在本发明的另一方面中,本发明的零食优选具有约0. 136±0. 001至 0. 235±0. 049的平均摩擦系数,其中该平均摩擦系数也可以为0. 198±0. 063、 0.138±0. 001以及其间的值。如本领域技术人员已知的那样,本发明的宠物咀嚼物的配方 能够调整以使得摩擦系数、弹性、柔性和硬度能够改变。
[0156] 在本发明的另一方面中,本发明的零食的硬度优选小于其中不包括超临界流体的 宠物零食。硬度和/或韧度能够使用维氏(Vickers)、MPa、杨氏模量(MPa)和最大深度(nm) 表示。优选地,当使用维氏分析测定该零食的硬度时,该硬度在约0. 003至0. 02范围内,更 优选为约〇. 005至0. 1,其中可以考虑到例如但不限于0. 0061±0. 0005、0. 0074±0. 0005、 0. 0099±0. 0021和0. 109±0. 0005的数值。在使用杨氏模量[MPa]硬度值的实施方案中, 本发明的宠物咀嚼物的数值优选为20或更小,更优选约2至20,其中还可以考虑到例如但 不限于 3、3. 8、4、5、6、7、8、8. 1、8. 5、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18 和 19 的数值。优选 地,本发明的产品的杨氏模量比其中不包括超临界流体的宠物咀嚼物的杨氏模量[MPa]低 约20%至90
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