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TWI658921B - 製造填充高分子複合材料的裝置及其方法 - Google Patents

製造填充高分子複合材料的裝置及其方法 Download PDF

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TWI658921B
TWI658921B TW104129574A TW104129574A TWI658921B TW I658921 B TWI658921 B TW I658921B TW 104129574 A TW104129574 A TW 104129574A TW 104129574 A TW104129574 A TW 104129574A TW I658921 B TWI658921 B TW I658921B
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TW
Taiwan
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polymer
throughput
melt
composite material
extrusion device
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TW104129574A
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English (en)
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TW201609362A (zh
Inventor
克利斯丁 羅蘭契
安德烈斯 派哈克
馬汀 華勒
克里斯多福 韋伯赫弗
史蒂芬 歐伯繆勒
Original Assignee
奧地利商史特萊能吉賽爾斯雀福特有限公司
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Publication date
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Publication of TW201609362A publication Critical patent/TW201609362A/zh
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Abstract

本發明是有關於一種製造填充高分子複合材料的裝置及方法。填充高分子複合材料包括高分子基材以及做為填充材料的纖維材料。高分子基材較佳地包括回收高分子廢料的主要部分。前述裝置包括第一壓出裝置、熔料處理裝置及第二壓出裝置。第一壓出裝置的進口供高分子基材進入，第一壓出裝置的出口則供已熔化的高分子基材輸出。熔料處理裝置用以純化已熔化的高分子基材，熔料處理裝置連接第一壓出裝置的出口。第二壓出裝置包括熔料進口及纖維材料進口，熔料進口與熔料處理裝置的出料口相連接，纖維材料進口位於熔料進口上游並用於供纖維材料進料。第二壓出裝置包括一或多個脫氣裝置。

Description

製造填充高分子複合材料的裝置及其方法
本發明是有關於一種製造填充高分子複合材料的裝置及方法。填充高分子複合材料包括高分子基材以及做為填充材料的纖維材料。高分子基材較佳地包括回收高分子廢料的主要部分。前述裝置包括第一壓出裝置、熔料處理裝置及第二壓出裝置。第一壓出裝置用以熔化高分子基材。第一壓出裝置的進口係供高分子基材進入，第一壓出裝置的出口則供已熔化的高分子基材輸出。熔料處理裝置用以純化已熔化的高分子基材，熔料處理裝置的進料口連接第一壓出裝置的出口，熔料處理裝置的出料口則連接第二壓出裝置並且熔料處理裝置的出料口用以輸出已純化的高分子熔料。
製造填充有纖維的高分子材料已為習知技藝。舉例來說，於歐洲專利號EP2525951B1的文獻中，自木頭製程或者由紙及紙漿轉製得到的纖維材料係被做為填充材料而與一非熔化的基材於一反應器或於一切割壓實機中混合，並且被輸送至一出料裝置。於此用途，此些絲狀的填充材係與尚未熔化的基材於小於該基材之熔點範圍的溫度下進行混合，舉例而言，基材可為天然或合成高分子。
於美國專利號US5916932A的文獻中，係揭示使用一回收 材料製造由一高分子及一纖維材料的擠壓混合物所組成的複合材料。舉例而言，高分子可以為高密度聚乙烯(High-density polyethylene,HDPE)，纖維材料可以為玻璃纖維。舉例而言，該文獻中所述的複合材料可以用於製造鐵路的軌枕。當中，於該文獻所述及的製造過程中，未曾考量高分子的處理及純化程序。
此外，在德國專利號DE102011117760A1的文獻中，係揭示一種材料，其係以回收的聚烯烴(polyolefins)及玻璃纖維束製成，該材料係同樣用以製造高負載成型體，例如用以製造鐵路的軌枕。為製造該材料，首先合成材料(即前述回收的聚烯烴)係被切碎，較佳地與玻璃纖維混合後，對此混合物進行造粒或凝聚。接著，舉例而言，在介於170℃至230℃的溫度範圍內，此混合物被擠出並重新造粒。可替代地，可以在不經過重新造粒的流程下直接將材料透過一冷卻的成型工具進行成型。同樣地，在此文獻中，亦未曾對起始材料的處理與純化加以考量。
為了能夠從高分子廢料中去除如金屬碎片或者明顯的雜質等物質，不潔淨的高分子碎屑在處理程序中通常需要被清潔。根據歐洲專利號EP2525951B1的文獻，在絲狀的填充材料(即纖維材料)已與尚未熔化的高分子廢料混合的情況下，由於已與高分子廢料混合的纖維材料會殘留於過濾裝置，造成過濾裝置迅速被堵塞，因此後續該混合物在熔化之後將無法藉由過濾的方式再被純化。
因此，本發明的一目的係提供一種裝置。其中，高分子基 材可以被處理以及純化，特別是當高分子基材包含回收高分子廢料的一主要部分的情況下，並且，絲狀的填充材料(即纖維材料)可以被導入高分子基材當中。此外，本發明的其中一個目的亦提供一種製造填充高分子複合材料的方法。其中，填充高分子複合材料包括高分子基材以及做為填充材料的纖維材料，高分子材料較佳地包括回收高分子廢料的一主要部分，其中，高分子基材的處理與纖維材料的導入可以由一複合式的製造方法共同實現。
上述的目的係可分別藉由具有如申請專利範圍第1項所述的特徵的裝置以及具有如申請專利範圍第14項所述的特徵的方法所實現，其餘實施例則於附屬項中界定。
根據本發明的製造填充高分子複合材料的裝置，其中填充高分子複合材料包括高分子基材以及做為填充材料的纖維材料，高分子基材較佳地包括回收高分子廢料的一主要部分。前述裝置包括第一壓出裝置、熔料處理裝置及第二壓出裝置。第一壓出裝置用以熔化高分子基材，第一壓出裝置的進口係供高分子基材進入，第一壓出裝置的出口則供已熔化的高分子基材輸出。熔料處理裝置用以純化已熔化的高分子基材，熔料處理裝置的進料口連接第一壓出裝置的出口，熔料處理裝置的出料口則用以輸出已純化的高分子熔料。第二壓出裝置包括熔料進口以及纖維材料進口，熔料進口係連接熔料處理裝置的出料口，纖維材料進口係供纖維材料進入第二壓出裝置，並且纖維材料進口係位於熔料進口的上游。第二壓出裝置具有至少一脫氣裝置。
藉由熔料處理裝置，已熔化的高分子基材可自如金屬碎片 的固態不純物中被分離純化。較佳地，熔料處理裝置包括過濾裝置。舉例而言，過濾裝置為旋轉過濾器及/或可逆流活塞過濾器(reversible flow piston filter)。
在經過熔料處理裝置中的純化之後，高分子熔料(即已純化的高分子熔料)被可加裝有熔料幫浦的供料管線導引到第二壓出裝置。纖維材料係被導入至第二壓出裝置，並且纖維材料導入的位置係位於高分子熔料的上游。藉此，纖維材料係在不被打碎成小塊並可維持其長度盡可能長的情況下與高分子基材混合。此外，根據本發明的裝置，由於纖維材料係僅於熔料處理裝置的下游與高分子熔料混合，因此不需再對高分子與纖維材料的混合物進行純化。
在第二壓出裝置中，高分子基材與纖維材料的混合物係加以脫氣，藉此可以使製成的複合材料的品質提升。
於發明範疇內，多種的合成材料可以被使用並個別做為高分子基材。本發明尤其適用於使用以下的合成材料做為高分子基材：聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate,PET)、聚丙烯(polypropylene,PP)、聚乙烯(polyethylene,PE)、聚醯胺(polyamide,PA)以及聚苯乙烯(polystyrene,PS)。
通常地，於發明範疇內，各類型的纖維材料可以被導入前述製造過程並做為高分子基材的填充材料。無機及/或有機纖維(諸如玻璃纖維、碳纖維、芳綸纖維)及/或天然纖維(如由亞麻所取得的纖維)可以與高分子基材混合。纖維材料可以紡織品、纖維網、纖維墊、以及纖維絨毛、纖維綑束、纖維帶和纖維片的形式供料至所述裝置，並且前 述纖維材料之纖維長度為3mm、及/或纖維材料可為纖維長度為0.2mm的基底纖維。同樣地，纖維材料可由短纖維(纖維長度介於0.1mm至1mm)、長纖維(纖維長度介於1mm至50mm)、連續纖維(纖維長度大於50mm)或上述纖維的組合所組成。為此，此處所稱之纖維材料可以純粹為纖維材料或者亦可為已經與基材混合的纖維材料。因此，舉例而言，於本發明範疇下，強化纖維塑膠廢料亦可為纖維材料。
藉由本發明，特別地，玻璃纖維絨毛亦可做為纖維材料。如德國專利號DE19503632C1所描述，玻璃纖維絨毛包含聚乙酸以及壓克力，此兩種材料對於所製成的複合材料而言具有正向的效應。玻璃纖維絨毛中除了玻璃纖維以外的成分正向地修飾了所製成的複合材料的性質，包括增加材料的相容性、剛性、拉斷伸長率及/或增加材料的耐衝擊性。
於本發明的裝置中，高分子基材與纖維材料皆可包含高比例的回收材料，藉此可以製造可以節約資源的複合材料。本發明的裝置可以使用包含回收高分子廢料的高分子基材以及包含回收纖維廢料的纖維材料，高分子基材中的回收高分子廢料至多為100%且高分子基材可全部都是回收高分子廢料；纖維材料中的回收纖維廢料至多為100%且纖維材料可全部都是回收纖維廢料。
此外，本發明的裝置對於粒料的生產或是複合材料的直接擠出皆可適用。
此外，在發明範疇內，有可能在供料至第一壓出裝置之前，將高分子基材做為一起始材料而選擇性地經過額外的處理程序。為 此，一凝聚器、一切割壓實機以及一固態縮聚反應器(Solid state polycondensation reactor,SSP reactor)當中的至少其中之一係設置於第一壓出裝置的上游，以對高分子基材進行前處理。於固態縮聚反應器中，起始材料係於真空下進行熱處理。
為了提升所製成的複合材料的品質，本發明的裝置可包括數個脫氣裝置。其中，第二壓出裝置包括第一脫氣裝置位於第二壓出裝置的長度區域，並且第一脫氣裝置係位於熔料進口的下游。第一脫氣裝置對將與纖維材料進行混合的已熔化的高分子基材進行脫氣。此外，一第二脫氣裝置係被設置於第一脫氣裝置的下游，第二脫氣裝置較佳地位於第二壓出裝置之擠壓機的一範圍內的一位置，該範圍是由第二壓出裝置之螺桿的長度與螺桿的直徑的比值的15至20倍所界定，該範圍係由該第一脫氣裝置處量測，換句話說，第二脫氣裝置與第一脫氣裝置之間的距離係為該比值的15至20倍。前述的第二脫氣裝置在高分子基材與纖維材料的混合物自第二壓出裝置出料之前對混合物進行脫氣，特別是在起始材料有被重度污染的情況下。若有需要，本發明之裝置係可再具備額外的脫氣裝置以對特別嚴重污染的或吸濕的起始材料進行脫氣。於本發明一實施例中，第一壓出裝置亦可包括一脫氣裝置，藉由所述脫氣裝置，高分子基材可於第一壓出裝置中熔化時一併進行脫氣，藉此，特別是在熔料處理裝置的純化過程中，後續對於高分子熔料的處理會較為簡單。
第二壓出裝置較佳地裝設有一分離的驅動源，且第二壓出裝置可以被設計為單螺桿擠壓機或是具有平行螺桿或錐型螺桿的雙螺 桿擠壓機，且雙螺桿擠壓機的螺桿運行方向可以為同向或反向。
於本發明的另一個設計變化中，所述裝置可進一步包含強制供料系統。藉由強制供料系統，纖維材料可以被供料至第二壓出裝置。藉由強制餵料係可以確保纖維材料的最佳化定量添加。舉例而言，強制供料系統可包括一或多個雙螺桿組，藉此，可以使纖維材料連續地被供料至第二壓出裝置。
特別地，強制供料系統包括一架橋破壞裝置、一纖維擊碎裝置以及一乾燥裝置當中的至少其中之一。當使用回收纖維碎屑時，將無法確保纖維材料的長度一致。而在長度不一致的情況下，纖維材料容易在定量添加的區域內形成不樂見的架橋反應。架橋破壞裝置即是用來避免纖維材料發生架橋反應而失效。亦可以藉由調整第二壓出裝置的上游長度區域的擠壓螺桿的幾何構型或螺槽深度，使其與其餘長度區域的擠壓螺桿具有差異，以確保最佳化的纖維材料的供料，當中纖維材料係供料至第二壓出裝置的上游長度區域。
此外，在進行供料之前，纖維材料仍可能需要被處理。為此，所述裝置可包含其他處理裝置。舉例而言，處理裝置可為擊碎裝置及/或乾燥裝置。
特別地，當使用回收纖維碎屑(例如：纖維墊、纖維絨毛、纖維織品，或是在製造風力機所產生及累積的相對大量的強化纖維合成材料廢料)做為纖維材料時，擊碎裝置(如研磨機、截斷機或其他類似裝置)是有優勢的。又，當使用具有吸濕性或是潮濕的材料做為纖維材料時，纖維材料的預乾燥是有其優勢的。
於本發明的一個設計變化中，強制供料系統係具有耐磨的特性。藉由使用經過粉末冶金處理的鋼材及/或使用硬化的、堅硬的及/或有斜度的表面可使強制供料系統具備耐磨特性，前述耐磨表面係特別地設置於強制供料系統的某些特定的表面區域或者設置於整個強制供料系統。
於本發明所述的裝置中，強制供料系統具有一通過量控制器。其中纖維材料的實際通過量可以由一通過量偵測裝置所判定。通過量控制器將纖維材料的實際通過量與可選擇的一預定通過量進行比較並調整強制供料系統的材料通過量，藉此纖維材料的實際通過量與預定通過量的偏差係為最小值。當使用螺桿(例如一雙螺桿)進行材料的強制輸送時，可以藉由控制進料速度調整材料通過量。
於本發明所述的裝置的另一實施例中，強制供料系統具有通過量控制器用以量測複合材料的實際密度。通過量控制器並且將複合材料的實際密度與可選擇的一預定密度進行比較並調整強制供料系統的材料通過量，藉此複合材料的實際密度與預定密度的偏差係為最小值。
於本發明所述的裝置的又一實施例中，更包括設置於第二壓出裝置的下游端的一動態熔料混合器，藉由動態熔料混合器可調整動態熔料混合器的一間隙。第二壓出裝置的一延伸段穿設於動態熔料混合器，此延伸段會對位於其下游的造粒裝置的造粒頭直接地產生正面的影響。藉由選擇位於動態熔料混合器的間隙，可以調整纖維材料的最大纖維長度。
於所述裝置的又一實施例中，一安全過濾單元係位於一造粒單元或另一出料裝置的上游之前，而造粒單元或出料裝置係供混合物(即已純化的高分子熔料與纖維材料的混合物)的供料進入。安全過濾單元的開口係小於設置於後方的造粒模具的孔洞或是小於其他出料開口。然而，為了使纖維材料不至於自混合物中被過濾出，安全過濾單元的開口具有至少0.5mm的直徑。藉由所述的安全過濾單元，在回收纖維廢料的處理過程中或者在擠壓器中所產生的硬塊可以從高分子與纖維的混合物被過濾出來，因此可以增加製程的穩定性。
此外，以上所述之目的可以一種製造填充高分子複合材料的方法達成。填充高分子複合材料包括一高分子基材以及作為填充材料的一纖維材料。高分子材料較佳地包括一回收高分子廢料的一主要部分。所述方法包括以下步驟：導入高分子基材至一第一壓出裝置之中；在第一壓出裝置中熔化高分子基材並可選擇地於第一壓出裝置中對高分子基材進行脫氣；藉由一熔料處理裝置純化已熔化的高分子基材，其中熔料處理裝置較佳地包括一過濾裝置；將已純化的高分子熔料供料至一第二壓出裝置之中；導入一纖維材料至第二壓出裝置之中，且導入位置係位於第二壓出裝置之中提供已純化的高分子熔料位置的上游；於第二壓出裝置之中混合纖維材料與已純化的高分子熔料；以及於第二壓出裝置之中對纖維材料與已純化的高分子熔料的混合物進 行脫氣。
類似地，本發明之製造方法亦具有本發明前述裝置所具有的優點。
於本發明所述的方法中，其中於第二壓出裝置之中，纖維材料係於已純化的高分子熔料的供料的上游側被脫氣，可替代地或額外地，於第二壓出裝置之中，纖維材料與已純化的高分子熔料的混合物係為已脫氣的。
於本發明所述方法的另一變化例中，纖維材料係藉由一強制供料系統供料至第二壓出裝置。其中強制供料系統可選擇地具有一通過量控制器，通過量控制器可以判定已純化的高分子熔料的一實際通過量。通過量控制器並且可以將實際通過量與可選擇的一預定通過量進行比較以及調整強制供料系統的材料通過量，藉此實際通過量與預定通過量的偏差係為最小值。可替代地或額外地，通過量控制器可以量測複合材料的實際密度，並且通過量控制器可以將實際密度與可選擇的一預定密度進行比較以及調整強制供料系統的材料通過量，藉此實際密度與預定密度的偏差係為最小值。
藉由提供具有通過量控制器的強制供料系統，甚而可以在纖維材料的總體密度為未知的情況下，使每次的纖維材料依據一預設公式進行供料。
1‧‧‧裝置
2‧‧‧高分子基材
3‧‧‧回收高分子廢料
4‧‧‧已純化的高分子熔料
5‧‧‧纖維材料
6‧‧‧高分子基材與纖維材料的混合物
7‧‧‧複合材料
8‧‧‧儲料槽
10‧‧‧第一壓出裝置
11‧‧‧進口
12‧‧‧出口
20‧‧‧第二壓出裝置
21‧‧‧上游長度區域
22‧‧‧下游長度區域
24‧‧‧螺桿
25‧‧‧下游端
26‧‧‧熔料進口
27‧‧‧纖維材料進口
28‧‧‧複合材料出口
30‧‧‧脫氣裝置
31‧‧‧第一脫氣裝置
32‧‧‧第二脫氣裝置
40‧‧‧熔料處理裝置
41‧‧‧進料口
42‧‧‧出料口
45‧‧‧過濾裝置
46‧‧‧可逆流活塞過濾器
47‧‧‧連續旋轉式過濾器
50‧‧‧用量測定單元
55‧‧‧強制供料系統
56‧‧‧架橋破壞裝置
57‧‧‧纖維擊碎裝置
58‧‧‧乾燥裝置
60‧‧‧通過量控制器
70‧‧‧熔料混合器
71‧‧‧間隙
80‧‧‧造粒裝置
85‧‧‧麵條式切粒裝置
90‧‧‧安全過濾單元
L‧‧‧螺桿長度
D‧‧‧螺桿直徑
M‧‧‧驅動馬達
P‧‧‧熔料幫浦
藉由參酌以下圖式，本發明的實施例係可被更詳盡地描述。當中： [第1圖]係本發明的製造複合材料的裝置的製程流程圖，當中複合材料包含高分子基材及作為填充材料的纖維材料；以及[第2圖]係本發明的製造複合材料的裝置的製程流程圖的一設計變化。
第1圖繪示出本發明的製造複合材料的裝置1，當中複合材料7係由一高分子基材2及一纖維材料5所製成。為此，具有回收高分子廢料的一主要部分的高分子基材2係作為起始材料，高分子基材2在經過適當的處理與純化程序之後成為已純化的高分子熔料4，並與纖維材料5混合而形成混合物6。
裝置1包括第一壓出裝置10，第一壓出裝置10的進口11係供高分子基材2進入，高分子基材2在第一壓出裝置10內被熔化，第一壓出裝置10的出口12供已熔化的高分子基材2輸出。第一壓出裝置10的出口12係連接一熔料處理裝置40之進料口41，已熔化的高分子基材2在熔料處理裝置40中被純化。於本實施例中，熔料處理裝置40包括一過濾裝置45，舉例而言，可以一可逆流活塞過濾器46(如第2圖所示)及/或連續旋轉式過濾器47做為所述過濾裝置45。熔料處理裝置40的出料口42係直接地或經由一管線連接一第二壓出裝置20的一熔料進口26。於熔料進口26的上游，第二壓出裝置20係具有一纖維材料進口27供纖維材料5進入第二壓出裝置20。第二壓出裝置20具有一第一脫氣裝置31，第一脫氣裝置31位於第二壓出裝置20的下游長度區域22。下游長度區域22係位於熔料進口26的下游。於下游長度區域22，已純化的高分子熔料4與 纖維材料5係彼此混合而形成複合材料7的混合物6。複合材料7由第二壓出裝置20的下游端25出料而可選擇地進行後續的加工程序。
於如第2圖所示的設計變化中，第二壓出裝置20係包含一第二脫氣裝置32，且第二脫氣裝置32係位於第一脫氣裝置31的下游。第二脫氣裝置32位於第二壓出裝置20的擠壓機的一範圍內，此範圍是由第二壓出裝置20之螺桿24的長度L與螺桿24的直徑D的比值的15至20倍所界定，此範圍係於第一脫氣裝置31處所量測，換句話說，第二脫氣裝置32與第一脫氣裝置31之間的距離係為該比值的15至20倍。因此，受到嚴重污染的回收碎屑亦可適用於此製程。在此，脫氣裝置31、32基本上為相同構造。
第一壓出裝置10亦可具有一脫氣裝置30，脫氣裝置30位於熔料處理裝置40的上游。
具有高含量的回收高分子廢料3的高分子基材2係如箭頭所示由一儲料槽8供料至第一壓出裝置10的進口11，當中回收高分子廢料3包括生產廢料或者生活廢料，且高分子基材2係於第一壓出裝置10中被熔化。於過濾裝置45的純化之後，已純化的高分子熔料4，亦即已純化且熔化的高分子基材2，被接著導引至第二壓出裝置20內。若需要，一或多個熔料幫浦P係配置於連接至第二壓出裝置20的管線中，如第2圖所例示。纖維材料5於第二壓出裝置20的上游長度區域21被導入至第二壓出裝置20，第二壓出裝置20的上游長度區域21係位於熔料進口26的上游，而藉由熔料進口26，已純化的高分子熔料4係被導入至第二壓出裝置20內。於第二壓出裝置20的下游長度區域22，已純化的高分子熔 料4與纖維材料5係被混合成混合物6並且藉由脫氣裝置31、32進行脫氣。將纖維材料5直接導入至第二壓出裝置20的好處在於，纖維材料5不需經過第一壓出裝置10，因此不會碎得更為小塊或者變得更短。
在此，第一壓出裝置10與第二壓出裝置20分別包括與其獨立的驅動馬達M。
用量測定單元50使得纖維材料5可以根據一可選擇的或預設的公式，藉由用量測定而被準確地添加至第二壓出裝置20中。為此，於本實施例中，裝置1係包含一強制供料系統55。強制供料系統55係包括一架橋破壞裝置56，一纖維擊碎裝置57以及一乾燥裝置58，以避免由於纖維材料5的用量測定錯誤而造成堵塞或故障。
此外，所述裝置1更包括一通過量控制器60。於本實施例中，已純化的高分子熔料4的實際通過量係由一通過量偵測裝置所判定，並且通過量控制器60將實際通過量與可選擇的一預定通過量進行比較並且據以調整強制供料系統55的供料速度。
再者，裝置1更包括一動態熔料混合器70，位於第二壓出裝置20之下游端25。當中，第二壓出裝置20的一延伸段係位於其鄰近的造粒裝置80的造粒頭的正前方。藉由調整位於動態熔料混合器70的間隙71，可以調整纖維材料5的最大纖維長度。
所述的裝置1及適用於此裝置的製造方法皆適用於將複合材料7直接擠出以及生產複合材料7的粒料。造粒裝置80(例如如圖示所繪示的水環造粒裝置)的一個替代方案，舉例而言，可以為一麵條式切粒裝置85(Strand pelletizing device)，並且麵條式切粒裝置85較佳 地為自動化。
除此之外，如同前述，若有必要的話，在供料至第一壓出裝置10之前，可使作為起始材料的高分子基材2經過其他的處理程序。舉例來說，可以使高分子基材2先被供料至凝聚器、切割壓實機及固態縮聚反應器當中的至少其中之一。上述儀器並未繪示於圖示中。
同樣地，若有需要的話，纖維材料5可以經歷其他的處理步驟。舉例來說，透過架橋破壞裝置56、纖維擊碎裝置57以及乾燥裝置58的至少其中之一，可以在纖維材料5供料至第二壓出裝置20之前，將纖維材料5乾燥及/或擊碎。
雖然本發明已以實施例揭露如上然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之專利申請範圍所界定者為準。

Claims (16)

  1. 一種製造一填充高分子複合材料的裝置，該填充高分子複合材料包括一高分子基材以及做為一填充材料的一纖維材料，該製造一填充高分子複合材料的裝置包括：一第一壓出裝置，用以熔化該高分子基材，該第一壓出裝置之一進口係供該高分子基材進入，該第一壓出裝置之一出口係供已熔化的高分子基材輸出；一熔料處理裝置，用以純化該已熔化的高分子基材，該熔料處理裝置具有一進料口與一出料口，該進料口係連接該第一壓出裝置之該出口，該出料口係供已純化的高分子熔料輸出；以及一第二壓出裝置，該第二壓出裝置包括一熔料進口以及一纖維材料進口，該熔料進口連接該出料口，該纖維材料進口係供該纖維材料進入該第二壓出裝置，該纖維材料進口位於該熔料進口之上游，該第二壓出裝置具有至少一脫氣裝置。
  2. 如請求項1所述的製造一填充高分子複合材料的裝置，其中該熔料處理裝置包括一過濾裝置。
  3. 如請求項1或2所述的製造一填充高分子複合材料的裝置，其中該第二壓出裝置包括位於一第一脫氣裝置下游的一第二脫氣裝置。
  4. 如請求項3所述的製造一填充高分子複合材料的裝置，其中該第二脫氣裝置位於該第二壓出裝置之擠壓機的一範圍內的一位置，該範圍是由該第二壓出裝置之一螺桿的長度與該螺桿的直徑的比值的15至20倍所界定，該範圍係於該第一脫氣裝置處所量測。
  5. 如請求項1所述的製造一填充高分子複合材料的裝置，其中該第一壓出裝置包括一脫氣裝置。
  6. 如請求項1所述的製造一填充高分子複合材料的裝置，更包括一強制供料系統用以提供該纖維材料至該第二壓出裝置的該纖維材料進口。
  7. 如請求項6所述的製造一填充高分子複合材料的裝置，其中該強制供料系統包括一架橋破壞裝置、一纖維擊碎裝置以及一乾燥裝置的至少其中之一。
  8. 如請求項6所述的製造一填充高分子複合材料的裝置，其中該強制供料系統係藉由使用粉末冶金鋼材及/或使用硬化的、堅硬的或是有斜度的表面而使得該強制供料系統具有耐磨性。
  9. 如請求項6所述的製造一填充高分子複合材料的裝置，其中該強制供料系統具有一通過量控制器，其中該已純化的高分子熔料的一實際通過量可由一通過量偵測裝置所判定，以及該通過量控制器將該已純化的高分子熔料的該實際通過量與可選擇的一預定通過量進行比較並調整該強制供料系統的材料通過量，藉此該實際通過量與該預定通過量的偏差係為最小值。
  10. 如請求項6至9中任一項所述的製造一填充高分子複合材料的裝置，其中該強制供料系統具有一通過量控制器用以量測該填充高分子複合材料的一實際密度，該通過量控制器並且將該實際密度與可選擇的一預定密度進行比較並調整該強制供料系統的材料通過量，藉此該實際密度與該預定密度的偏差係為最小值。
  11. 如請求項1所述的製造一填充高分子複合材料的裝置，更包括位於該第二壓出裝置的下游端的一動態熔料混合器，藉由該動態熔料混合器可調整一間隙。
  12. 如請求項11所述的製造一填充高分子複合材料的裝置，其中該纖維材料的最大纖維長度係藉由選擇位於該動態熔料混合器的該間隙而調整。
  13. 如請求項1所述的製造一填充高分子複合材料的裝置，更包括一安全過濾單元，該安全過濾單元係位於一造粒單元或另一出料裝置之前，而該造粒單元或出料裝置係供該已純化的高分子熔料與該纖維材料的混合物的供料進入，該安全過濾單元具有複數開口，該安全過濾單元的該些開口係小於設置於後方的一造粒模具的孔洞或小於其他出料開口，且該安全過濾單元的該些開口具有至少0.5mm的直徑。
  14. 一種製造一填充高分子複合材料的方法，該填充高分子複合材料包括一高分子基材以及做為填充材料的一纖維材料，該製造一填充高分子複合材料的方法包括：導入該高分子基材至一第一壓出裝置之中；在該第一壓出裝置中熔化該高分子基材並可選擇地於該第一壓出裝置中對該高分子基材進行脫氣；藉由一熔料處理裝置純化已熔化的高分子基材；將已純化的高分子熔料供料至一第二壓出裝置之中；導入一纖維材料至該第二壓出裝置之中，且導入位置係位於該第二壓出裝置之中提供該已純化的高分子熔料位置的上游側；於該第二壓出裝置之中混合該纖維材料與該已純化的高分子熔料；以及於該第二壓出裝置之中對該纖維材料與該已純化的高分子熔料的混合物進行脫氣。
  15. 如請求項14所述的製造一填充高分子複合材料的方法，其中於該第二壓出裝置之中，該纖維材料係於該已純化的高分子熔料的供料的上游側被脫氣，及/或於該第二壓出裝置之中，該纖維材料與該已純化的高分子熔料的混合物係為已脫氣的。
  16. 如請求項14或15所述的製造一填充高分子複合材料的方法，其中該纖維材料係藉由一強制供料系統供料至該第二壓出裝置，其中該強制供料系統可選擇地具有一通過量控制器，其中該通過量控制器判定該已純化的高分子熔料的一實際通過量，該通過量控制器並將該實際通過量與可選擇的一預定通過量進行比較並調整該強制供料系統的材料通過量，藉此該實際通過量與該預定通過量的偏差係為最小值；及/或該通過量控制器量測該填充高分子複合材料的一實際密度，該通過量控制器並且將該實際密度與可選擇的一預定密度進行比較並調整該強制供料系統的材料通過量，藉此該實際密度與該預定密度的偏差係為最小值。
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