CN1484576A - 发泡注塑成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发泡注塑成型方法，其包括步骤：设置一金属型模，该型模的金属型腔内壁面上具有一熔融树脂排出装置；通过注入一种热塑性发泡树脂而在金属型腔内形成一发泡熔融树脂体，通过向金属型腔内的发泡熔融树脂体施加一个压力，而将发泡熔融树脂体的表面压紧到金属型腔的内壁面上，从而使发泡熔融树脂体的表层部分固化，由此而形成发泡熔融树脂体的外表层；利用发泡熔融树脂体自身产生的发泡压力，将一部分发泡熔融树脂体经熔融树脂排出装置排出到金属型腔的外部，从而降低了作用在发泡熔融树脂体上的压力，通过使金属型腔内的发泡熔融树脂体发生发泡而形成了一个发泡熔融树脂体，其外表层基本上是未经发泡的，这样就可高效、经济地制出轻质的泡沫模制物品，其具有很高的尺寸精度，并能精确地复现金属型腔内壁面的形貌。

Description

发泡注塑成型方法

技术领域

本发明涉及一种用于对热塑性树脂执行发泡成型的方法。更具体来讲，本发明设计这样一种用于对热塑性树脂执行发泡成型的方法：该方法用于制造具有基本上未经发泡的外表层的发泡注塑物品。该方法包括：(1)设置一个型模，其包括一固定的半型模和一个与固定半型模配对的活动半型模，从而可利用固定半型模的内壁面和活动半型模的内壁面围成一型腔，其中，型腔具有一内壁面，该内壁面上具有一熔融树脂释放装置；(2)将熔融态的可发泡的热塑性树脂注入到型模的型腔内，从而在型腔内形成一个可发泡的树脂熔融体；(3)向型腔内的可发泡树脂熔融体施加一个压力，以将可发泡树脂熔融体的表面紧压到型腔的内壁面上，从而使得可发泡树脂熔融体的表面部分被固化，从而形成可发泡树脂熔融体的外表层；以及(4)经熔融树脂释放装置，将处于发泡压力作用下的一部分可发泡树脂熔融体释放到型腔的外部，从而降低了施加在可发泡熔融树脂体上的压力，使型腔内的可发泡树脂熔融体发生发泡现象，由此而形成其外表层基本上仍保持非泡沫化状态的发泡树脂体，其中的发泡压力是由可发泡树脂熔融体产生的。本发明的发泡注塑成型方法的优势不仅在于其能以优异的再现性高效、经济地制出模制物品，而且能很容易地控制模制物品的外表层厚度和膨胀率，其中的模制物品对型腔内壁面的形貌具有优异的复现性，且其具有非泡沫化的外表层，而内部则是高度发泡的。本发明的发泡注塑成型方法能以很低的成本制出多种优良的、热塑性树脂材质的发泡注塑模制物品。这些模制物品的实例包括轻型电气设备或电子设备的外壳、各种汽车部件、以及各种日用品。另外，本发明的发泡注塑成型方法的有利之处还在于：其不但能用来对普通的热塑性树脂进行模制成型，而且可对各种含有阻燃剂的树脂合成物执行成型，阻燃剂的耐热稳定性很低，因而不能在高成型温度下对这些合成物执行模制成型，本发明的方法还可用来对各种其它的树脂进行成型，这些树脂的流动性很低，因而很难用常规的注塑成型方法对这样的树脂进行成型加工。

背景技术

用于制造发泡模制物品的常规发泡注塑成型方法是公知的，该方法包括一个对含有发泡剂的可发泡热塑性树脂进行发泡的步骤。在常规的发泡注塑成型方法中，一般使用偶氮二甲酰胺(ADCA)、N，N′-二苯硫脲(DPT)等材料作为发泡剂，其用量范围为：以重量计，在每100份树脂加入1-5份发泡剂。

作为上述普通发泡注塑成型方法的一种代表实例，将对所谓的“注量不足方法”进行描述。在该方法中，含有发泡剂的熔融树脂被注入到一型腔中，其注入量所对应的体积小于型腔的容积。当熔融树脂被注入到型腔中时，所注入的熔融树脂的前向部分一即首先接触到型腔内壁面的那一部分会迅速冷却，从而形成一固化层。然后，所注入的熔融树脂的后向部分沿着固化层流经型腔的中央部分，之后到达固化层的流峰处，并越过该流峰，而后继续向型腔的内壁面前进而最终接触到内壁面，在该位置处，熔融树脂被冷却而形成新的固化层。所注入的熔融树脂在型腔中这样的流动行为被称为“喷泉流”。在完成注入之后，型腔中的熔融树脂开始发泡并膨胀，直到其抵达型腔的内周面、从而将型腔填满为止，这样就形成了泡沫模制物品。这种被称为“注量不足方法”的工艺是发泡注塑成型方法中的一种最简单形式，其获得了广泛的使用，尽管这种方法存在一个问题：由于被注入熔融树脂的流峰处发生了发泡，所以所制得模制物品的表面变得很粗糙。

在另一方面，对于那些用来制造厚度大、外观状况优良、且缩痕或翘曲很少的发泡模制物品的方法，存在一种常规的发泡注塑成型方法，该方法通常被称为“逆压方法”。在已审结的日本专利申请文件特开昭62-16166中公开了此类逆压方法的一个实例。该逆压方法包括步骤：将含有发泡剂的熔融树脂注入到一个充有压缩空气的型腔中，其中，熔融树脂的注入量相对于型腔的体积也是“注量不足”的；将压缩空气从型腔内释放到型模的外部；以及对型腔中的熔融树脂进行冷却，通常将熔融树脂保持在一低压作用下。利用该方法，就可以防止注入的熔融树脂的流峰出现发泡，从而就可以制出这样一种发泡模制物品：其表面上不带有泡沫痕迹，其只有内部发生了发泡。在逆压方法中，以这样的方式将可发泡的熔融树脂注入到型腔中，使得型腔基本完全被所注入的、处于未发泡状态的可发泡熔融树脂填满。然后，对注入的熔融树脂进行冷却，因而出现收缩，而与此同时，发泡所表现出的膨胀量可补偿由于收缩而出现的体积缩小。在该方法中，基本上来讲，发泡剂的使用量是最小的，只要其所导致的发泡膨胀足以补偿由收缩而引起的体积减小就可以了。因而，该方法就出现了一个问题：由于熔融树脂并非是在高压作用下紧压在型腔的内壁面上，所以所制得的模制物品对型腔内壁面形貌的再现性很差，其外观不良。该方法还存在一个问题：发泡膨胀被控制在仅能足以弥补由于收缩而产生的体积缩小的程度，所以将不能使模制物品的重量有很大的减轻。另外，还存在这样一个问题：当发泡剂使用过量时，则制出的模制物品会继续发泡膨胀，甚至在物品被从型腔中取出之后，这样就会使制得的模制物品发生膨胀或变形。为了克服这一问题，就必须要极大地延长冷却时间(即注入的熔融树脂被留在型腔中进行冷却的时间)

下面将介绍上述常规发泡注塑成型方法的另一个实例。存在一种公知的旧方法，该方法包括步骤：将可发泡熔融树脂注入到一型腔中；将气体通入到已注入熔融树脂中、由此形成一熔融树脂中空体；使中空体保持当前状态，直到其外表面部分硬化为止；以及将通入的气体释放到型模的外部，从而使中空体的内部发生发泡，并向内膨胀而将内部空腔填实(可参见已审结的日本专利公开文件特开昭53-25352[对应于第4129635号美国专利])。该方法具有如下的缺点。通入的气体(其被用来形成空腔)是通过排气口(该排气口同样也是进气口，气体从该进气口通入)释放的；但是，由于在与排气口(进气口)相连接的导管或其它装置内存在很大的压力损失，所以将需要很长的时间才能将通入的气体经排气口(进气口)释放掉。因而，熔融树脂中空体的内部在气体被完全排出之前就已经发生了很大程度的固化，从而导致熔融树脂不能形成一个具有理想尺寸的泡沫内部体。另外，在可发泡熔融树脂中发泡剂含量很高、因而熔融树脂具有高发泡性的情况下，当通过经排气口(进气口)释放气体来使熔融树脂中空体的内部开始发泡时，排气口(进气口)周围的熔融树脂部分也会进行发泡，从而导致排气口被泡沫阻塞。结果就是，用于形成空腔的气体不能顺畅地排出到型模的外面，导致这样一个问题：即使在冷却时间的末了，在空腔中仍然残留有内部气体压力，当打开型模来将成型后的物品从型腔中取出时，剩余的内部压力将会使制出的模制物品发生爆裂。

另外，近来人们已经提出了与上述发泡注塑成型方法类似的方法，在该方法中，首先制出可发泡熔融树脂的中空体，然后再使中空体发生发泡。例如，在待审的日本专利申请公开文件特开平7-32405(对应于第5900198和5948446号美国专利)、以及待审的日本专利申请公开文件2000-94468中就公开了这样的方法。前一文件(即日本专利申请公开文件特开平7-32405)中公开的方法用于制造注塑成型的中空树脂物品，对于这样的物品，其大厚度部分中制有一个空腔，且在外表层与中空部分之间散布着一些气室，这种树脂物品表面上出现缩痕的发生率很低。在该方法中，一种可发泡的熔融树脂被注入到一型腔中，用一种第一高压气体对该型腔进行加压，在注入熔融树脂的过程中、或在注入之后，将一种第二高压气体通入到注入的熔融树脂中，由此在注入的熔融树脂中形成一个空腔。然后，将型腔中的高压气体释放到型模的外面，从而使可发泡的熔融树脂开始发泡，由此向内膨胀到空腔中。如同已审结日本专利申请文件昭53-25352(对应于第4129635号美国专利)所公开的上述方法的情况，该方法存在的问题不仅在于要花费很长的时间来排出用于形成空腔的气体，因而不可能形成具有理想尺寸的发泡部分，而且会在排气口的周围出现发泡，从而造成排气口的阻塞，进而阻碍了气体的释放，导致制成的模制物品由于受残余气体的压力作用而发生爆裂。

在另一方面，上述两个文件中的后者(即待审的第2000-94468号日本专利申请)公开了一种用于制造轻质模制物品的方法，该物品的外表层基本上是非泡沫化，而其内部则是经过发泡的，这种物品具有良好的外观、很高的强度和硬度。在该方法中，含有发泡剂的熔融树脂被注入到一个型腔中，从而将型腔填满，并将一种压缩气体通入到注入的熔融树脂中，由此将一部分注入的熔融树脂推出到一树脂释放腔(其也被称为“溢出腔”)中，这样就可以形成一个空腔，而后释放掉空腔中的压缩气体，以降低气体压力。该方法的一个缺陷在于：即使在一部分已注入的熔融树脂被释放到树脂释放腔中时，空腔中的气体仍然处于高压状态下，结果就是，尽管在随后释放掉了空腔中的气体，也会存在与这两文件中的另一文件(即上述文件)基本相同的问题(也就是说，注入的熔融树脂无法形成具有理想尺寸的发泡部分，且残余气体的压力会造成制得的模制物品发生爆裂)。

从如上的描述可很显然地看出，迄今为止尚未存在这样的发泡注塑成型方法：其具有使制得的模制物品具有高膨胀率的优点，从而使模制物品的重量有很大的减轻；并具有缩短成型周期时间、同时还使模制物品能保持良好外观和达到高尺寸精度的优点。

另外，对于这种情况的成型操作：在同一个成型周期中制出多个模制物品，常规的发泡注塑成型方法具有如下的缺点。在用一专用型模(即为此目的而具有多个用于一次模制出多个物品的型腔的型模)一次制出两个或多个模制物品的情况中，如果希望这多个模制物品具有相同膨胀率，则必须要作到：对于某些成型条件一例如注入到各个型腔中的树脂量、以及树脂压力，型模的多个型腔之间达到很好的平衡。但是，在型模的各个型腔之间达到很好的平衡是很困难的。尤其是，当通过常规的成型方法来一次制出四个或更多模制物品时，在大多数情况下，不可能在型模的多个型腔之间达到良好的平衡(相对于成型条件而言)，因而几乎不可能使多个模制物品具有相同的膨胀率。另外，当用同一个型模(具有多个容积不同的型腔)来一次制造多个具有不同体积的模制物品时，则在型模的多个型腔之间实现良好的平衡(对于成型条件而言)将更为困难。由于这些原因，目前在大规模制造发泡注塑模制物品的生产中，并不采用在同一个成型周期内同时制造多个发泡注塑模制物品的方案。

本发明的一个目的是提供一种用于制造轻质泡沫模制物品的方法，该方法的生产率很高，且生产成本很低，而制出的物品对型腔内壁面的形貌具有优异的再现性，且具有很高的尺寸精度。

发明内容

在此情形下，本发明人为致力于解决现有技术中的上述问题而进行了广泛而细致的研究。作为努力的结果，意外地发现本发明的目的可通过一种用于对热塑性树脂执行发泡注塑成型的方法而得以实现，该方法包括步骤：(1)设置一个型模，其包括一固定的半型模和一个与固定半型模配对的活动半型模，从而可利用固定半型模的内壁面和活动半型模的内壁面围成一型腔，其中，型腔具有一内壁面，该内壁面上具有一熔融树脂释放装置；(2)将一种熔融态的可发泡热塑性树脂注入到型模的型腔内，从而在型腔内形成一个可发泡的树脂熔融体；(3)向型腔内的可发泡树脂熔融体施加一个压力，以将可发泡树脂熔融体的表面紧压到型腔的内壁面上，从而使可发泡树脂熔融体的表面部分被固化，从而形成可发泡树脂熔融体的外表层；以及(4)经熔融树脂释放装置，将处于发泡压力作用下的一部分可发泡树脂熔融体释放到型腔的外部，从而降低了施加在可发泡熔融树脂体上的压力，使型腔内的可发泡树脂熔融体发生发泡现象，由此而形成其外表层基本上仍保持非泡沫化状态的发泡树脂体，其中的发泡压力是由可发泡树脂熔融体施加的。也就是说，已发现上述的发泡注塑成型方法不但具有优点：能以很高的生产率高效、经济地制出模制物品，其所制的模制物品对型腔内壁面的形貌有很好的再现性，且其外表层是非泡沫化的，而其内部则是高度发泡的；而且还具有优点：易于对外表层的厚度和模制物品的膨胀率进行控制。基于这些发现完成了本发明。

因此，本发明的主要目的是提供一种优异的发泡注塑成型方法，其优点不仅在于：能以很高的生产率高效、经济地制出模制物品，其所制的模制物品对型腔内壁面的形貌有很好的再现性，且其外表层是非泡沫化的，而其内部则是高度发泡的；而且还具有优点：易于对模制物品的外表层厚度和膨胀率进行控制。

从下文结合附图所作的详细描述、以及后附的权利要求，可对本发明上述的、以及其它的目的、特征和优点有更为清楚的认识。

附图说明

在附图中：

图1(a)到图1(c)是一些示意图，表示了本发明方法的第一种实施方式；其中

图1(a)是一个示意性的剖面图，表示了用在本发明方法第一实施例中的一种型模的内部构造，图中的状态是在可发泡熔融树脂被注入到型腔之前时的情形；

图1(b)是一个示意性的剖面图，表示了本发明方法第一实施例中所用的一种型模的内部构造，图中状态是在可发泡熔融树脂被注入到型腔、从而形成一可发泡熔融树脂体之后时的情形；

图1(c)中的示意性剖面图表示了本发明方法第一实施例中所用的一种型模的内部构造，图中状态对应于在执行一个操作之后的情形，在该操作中，将一熔融树脂装置(一可打开/闭合的阀4)开启，从而将一部分可发泡熔融树脂释放到一熔融树脂释放腔中，由此使得型腔内的可发泡熔融树脂发生发泡；

图2(a)到图2(c)是一些示意图，表示了本发明方法第二实施方式的一个实例；其中

图2(a)是一个示意性的剖面图，表示了用在本发明方法第一实施方式中的一种型模的内部构造，图中状态对应于正在执行将可发泡熔融树脂注入到型腔的操作时的情形；

图2(b)是一个示意性的剖面图，表示了本发明方法第一实施方式中所用的一种型模的内部构造，图中状态对应于这样的情形：在完成了将可发泡熔融树脂注入到型腔中、从而在型腔中形成一可发泡熔融树脂体的操作之后，将一种压缩气体通入到可发泡的熔融树脂体中，从而在可发泡熔融树脂体中形成一充气空腔；

图2(c)中的示意性剖面图表示了本发明方法第一实施方式中所用的一种型模的内部构造，图中状态对应于执行一个操作后的情形，在该操作中，将一熔融树脂释放装置(一可开/闭的阀4)开启，由此将一部分可发泡熔融树脂和充气空腔中的压缩气体释放到一熔融树脂释放腔中，这样就使得型腔内的可发泡熔融树脂发生发泡；

图3(a)到图3(d)是两个示意图，表示了用在实施例6中的本发明方法；其中：

图3(a)是一个示意性的剖面图，表示了用在实施例6中的型模的内部构造，图中状态对应于可发泡熔融树脂被注入到型腔中之前的情形；

图3(b)中示意性的剖面图表示了实施例6中所用型模的内部结构，图中状态对应于可发泡熔融树脂被注入到型腔中、从而形成一可发泡熔融树脂体的情形；

图3(c)中示意性的剖面图表示了实施例6中所用型模的内部构造，图中状态对应于这样的情形：在完成了将可发泡熔融树脂注入到型腔中、从而在型腔内形成可发泡熔融树脂体的操作之后，向可发泡熔融树脂体中通入压缩气体，从而在可发泡熔融树脂体中形成一充气空腔；

图3(d)中示意性的剖面图表示了实例6中所用型模的内部构造，图中状态对应于执行一个操作后的情形，在该操作中，将一熔融树脂释放装置(一可开/闭的阀4)开启，由此将一部分可发泡熔融树脂和充气空腔中的压缩气体释放到一熔融树脂释放腔中，这样就使得型腔内的可发泡熔融树脂发生发泡；

图4是一个示意性的前视图，表示了一种型模的活动半型模，其中的型模用在本发明的方法中，其适于同时制造4个模制物品；以及

图5是一注塑成型机的示意图，该成型机用在各个实例、以及对比例中。

数字标号和字母的定义：

1...型模

1a...固定半型模

1b...活动半型模

2...型腔

3...熔融树脂释放腔

4...熔融树脂释放装置(可开/闭的阀)

5...通道

6...浇口

7...浇口道

8...可发泡熔融树脂

9...发泡后的树脂体(泡沫)

10...外表层

11...充气空腔

12...注料嘴

13...压缩气体喷嘴

14...逆压进气口(通气道)

15a到15c指代O型圈

16...用于输送逆压气体的三通阀

17...与一逆压气体排放口相通的管线

18...进气口

19...送气控制装置

20...注塑机筒

21...用于向可发泡熔融树脂输送气体的通气管线

22...型模的逆压气体通气管线

23...注塑成型机

24...二氧化碳气体或氮气的气源

在图1(a)到图(5)中，相同的部件或部分将用相同的数字或字母指代。

具体实施方式

在本发明的一个方面，本文提供了一种用于对热塑性树脂执行发泡注塑成型的方法，该方法包括步骤：

(1)设置一型模，其包括一固定半型模和一个与固定半型模配对的活动半型模，从而可利用固定半型模的内壁面和活动半型模的内壁面围成一型腔，

型腔具有一内壁面，并与一树脂入口相通，

型腔的内壁面具有一熔融树脂释放装置；

(2)在预先选定的注入温度和压力条件下，通过树脂入口将一种熔融态的可发泡热塑性树脂注入到型模的型腔内，其中的注入量是某一重量值的95％到110％，优选地是在98％到105％的范围内，其中的重量值是体积等于型腔容积的可发泡熔融树脂的重量，其中，树脂的体积是指在预定注入温度和压力条件下测得的体积，

这样，就可在型腔内形成一可发泡熔融树脂体；

(3)向型腔内的可发泡熔融树脂体施加一压力，以将可发泡熔融树脂体的表面紧压到型腔的内壁面上，从而使可发泡熔融树脂体的表面部分发生固化，而形成可发泡熔融树脂体的外表层；以及

(4)在由可发泡熔融树脂体产生的发泡压力作用下，经熔融树脂释放装置将一部分可发泡熔融树脂体释放到型腔外部，从而降低作用在可发泡熔融树脂体上的压力，这样就可以使型腔内的可发泡熔融树脂体开始发泡，从而形成一个发泡后的树脂体，其外表层基本上保持未发泡的状态。

在本发明的另一方面，本文提供了一种用于对热塑性树脂执行发泡注塑成型的方法，该方法包括步骤：

(1)设置一型模，其包括一固定半型模和一个与固定半型模配对的活动半型模，从而可利用固定半型模的内壁面和活动半型模的内壁面围成一型腔，

型腔具有一内壁面，并与一树脂入口相通，还可选地与一进气口相通，

型腔的内壁面具有一熔融树脂释放装置；

(2)在预先选定的注入温度和压力条件下，通过树脂入口将一种熔融态的可发泡热塑性树脂注入到型模的型腔内，其中的注入量是某一重量值的55％到110％，优选地是在60％到100％的范围内，其中的重量值是体积等于型腔容积的可发泡熔融树脂的重量，其中，树脂的体积是指在预定注入温度和压力条件下测得的体积，

这样，就可在型腔内形成一可发泡熔融树脂体；

(3)经树脂入口或进气口将一种压缩气体通入到型腔内的可发泡熔融树脂体中，在可发泡熔融树脂体中形成一充气空腔，这样就在可发泡熔融树脂体上施加了一个压力，将可发泡熔融树脂体的外表面贴压到型腔的内壁面上，从而使可发泡熔融树脂体的外表面部分发生固化、而形成可发泡熔融树脂体的外表层，

其中，步骤(3)是在步骤(2)的执行过程中或执行完成后执行的，或者也可以是在步骤(2)的执行过程中和执行完成后进行的，以及

(4)在由可发泡熔融树脂体产生的发泡压力、以及充气空腔内压缩气体的压力作用下，经熔融树脂释放装置将一部分可发泡熔融树脂体和充气空腔内的至少一部分压缩气体释放到型腔外部，从而降低作用在可发泡熔融树脂体上的压力，这样就可以使型腔内的可发泡熔融树脂体开始发泡，从而形成一个发泡后的树脂体，其外表层基本上保持未发泡的状态。

为了便于对本发明的理解，下面列出了本发明的主要特征和各种优选实施例。

1.一种对热塑性树脂执行发泡注塑成型的方法，该方法包括步骤：

(1)设置一型模，其包括一固定的半型模和一个与固定半型模配对的活动半型模，从而可利用固定半型模的内壁面和活动半型模的内壁面围成一型腔，

型腔具有一内壁面，并与一树脂入口相通，

型腔的内壁面具有一熔融树脂释放装置；

(2)在预先选定的注入温度和压力条件下，通过树脂入口将一种熔融态的可发泡热塑性树脂注入到型模的型腔内，其中的注入量是某一重量值的95％到110％，其中的重量值是体积等于型腔容积的可发泡熔融树脂的重量，其中，树脂的体积是指在预定注入温度和压力条件下测得的体积，

这样，就可在型腔内形成一可发泡熔融树脂体；

(3)向型腔内的可发泡熔融树脂体施加一压力，以将可发泡熔融树脂体的表面紧压到型腔的内壁面上，从而使可发泡熔融树脂体的表面部分发生固化、而形成可发泡熔融树脂体的外表层；以及

(4)在由可发泡熔融树脂体产生的发泡压力作用下，经熔融树脂释放装置将一部分可发泡熔融树脂体释放到型腔外部，从而降低作用在可发泡熔融树脂体上的压力，这样就可以使型腔内的可发泡熔融树脂体开始发泡，从而形成一个发泡后的树脂体，其外表层基本上保持未发泡的状态。

2.按照上述第1项的方法，其中，在步骤(3)中，是通过向型腔中额外注入一定量的可发泡熔融树脂来对可发泡熔融树脂体施加压力的，这样就能对可发泡熔融树脂体施加一个预定的树脂保持压力。

3.按照上述第1项或第2项的方法，其中，在步骤(2)之前、在步骤(1)之后，将一种压缩气体通入到型腔中，从而使型腔内具有一定压力，该压力使得在步骤(2)中、注入到型腔中的可发泡熔融树脂体在其流峰处不会发生发泡。

4.按照上述第3项的方法，其中，在步骤(2)之前、步骤(1)之后，通入到型腔内的压缩气体是二氧化碳。

5.按照上述第1项到第4项中任一项的方法，其中，型腔的熔融树脂释放装置是一个可开/闭的阀，且型模具有一个熔融树脂释放腔，该释放腔通过该开/闭阀与型腔相通，熔融树脂释放腔的体积大于在步骤(4)中、经该开/闭阀释放到型腔外部的那部分可发泡熔融树脂体的体积。

6.按照上述第5项的方法，其中，熔融树脂释放腔具有一通向型腔外部的气体通道。

7.按照上述第1项到第6项中任一项的方法，其中，可发泡熔融树脂包括一种熔融树脂以及溶解在熔融树脂中的至少一种气态发泡剂，其中的发泡剂是从由二氧化碳和氮气组成的组中选出的。

8.按照上述第7项的方法，其中，发泡剂在可发泡熔融树脂中的重量含量在0.05到10％之间。

9.一种用于对热塑性树脂执行发泡注塑成型的方法，该方法包括步骤：

(1)设置一型模，其包括一固定半型模和一个与固定半型模配对的活动半型模，从而可利用固定半型模的内壁面和活动半型模的内壁面围成一型腔，

型腔具有一内壁面，并与一树脂入口相通，还可选地与一进气口相通，

型腔的内壁面具有一熔融树脂释放装置；

(2)在预先选定的注入温度和压力条件下，通过树脂入口将一种熔融态的可发泡热塑性树脂注入到型模的型腔内，其中的注入量是某一重量值的55％到110％，其中的重量值是体积等于型腔容积的可发泡熔融树脂的重量，其中，树脂的体积是指在预定注入温度和压力条件下测得的体积，

这样，就可在型腔内形成一可发泡熔融树脂体；

(3)经树脂入口或进气口将一种压缩气体通入到型腔内的可发泡熔融树脂体中，在可发泡熔融树脂体中形成一充气空腔，这样就在可发泡熔融树脂体上施加了一个压力，将可发泡熔融树脂体的外表面贴压到型腔的内壁面上，从而使可发泡熔融树脂体的外表面部分发生固化、而形成可发泡熔融树脂体的外表层，

其中，步骤(3)是在步骤(2)的执行过程中或执行完成后执行的，或者也可以是在步骤(2)的执行过程中和执行完成后进行的；以及

(4)在由可发泡熔融树脂体产生的发泡压力、以及充气空腔内压缩气体的压力作用下，经熔融树脂释放装置将一部分可发泡熔融树脂体和充气空腔内的至少一部分压缩气体释放到型腔外部，从而降低作用在可发泡熔融树脂体上的压力，这样就可以使型腔内的可发泡熔融树脂体开始发泡，从而形成一个发泡后的树脂体，其外表层基本上保持未发泡的状态。

10.按照上述第9项的方法，其中，步骤(3)中所用的压缩气体为二氧化碳气体。

11.按照上述第9项或第10项的方法，其中，在步骤(2)之前、在步骤(1)之后，将一种压缩气体通入到型腔中，从而使型腔内具有一定压力，该压力使得在步骤(2)中、注入到型腔中的可发泡熔融树脂体在其流峰处不会发生发泡。

12.按照上述第11项的方法，其中，在步骤(2)之前、步骤(1)之后，通入到型腔内的压缩气体是二氧化碳。

13.按照上述第9项到第12项中任一项的方法，其中，型腔的熔融树脂释放装置是一个可开/闭的阀，且型模具有一个熔融树脂释放腔，该释放腔通过该开/闭阀与型腔相通，熔融树脂释放腔的体积大于步骤(4)中、经该开/闭阀释放到型腔外部的那部分可发泡熔融树脂体的体积。

14.按照上述第13项的方法，其中，熔融树脂释放腔具有一通向型腔外部的气体通道。

15.按照上述第9项到第14项中任一项的方法，其中，可发泡熔融树脂包括一种熔融树脂以及溶解在熔融树脂中的至少一种气态发泡剂，其中的发泡剂是从由二氧化碳和氮气组成的组中选出的。

16.按照上述第15项的方法，其中，发泡剂在可发泡熔融树脂中的重量含量在0.05到10％之间。

如可从上文清楚地看出的那样，本发明提供了成型方法的第一实施例(第一方法)和第二实施例(第二方法)。在第一方法的步骤(3)中，向型腔内可发泡熔融树脂体施加压力时未采用压缩气体(其中，不是采用压缩气体，而是施加了一个树脂保持压力)。在第二方法的步骤(3)中，是利用压缩气体来向型腔内的可发泡熔融树脂体施加压力的。在第一方法的步骤(2)中，注入到型腔内的可发泡熔融树脂量为与型腔等体积的可发泡熔融树脂重量的95％到110％，优选地是在98％到105％的范围内，其中的树脂体积是指在预选注入温度和压力条件下测得的体积。而在第二方法的步骤(2)中，注入到型腔内的可发泡熔融树脂量为与型腔等体积的可发泡熔融树脂重量的55％到110％，优选地是在60％到100％的范围内，其中的树脂体积是指在预选注入温度和压力条件下测得的体积。至于可发泡熔融树脂注入到型腔中的量为何能超过与型腔等体积的可发泡熔融树脂重量的100％，原因在于：在注入压力作用下，熔融树脂是可被压缩的。在本发明中，术语“注入温度”是指成型机注塑机筒的温度，且成型机注塑机筒的温度与所注入熔融树脂的温度几乎相同。在本发明中，术语“注入压力”是指对熔融树脂执行注入所必需的压力。在下文中，上面定义的熔融树脂注入量常被称为“型腔填充率”。

下面将对本发明作详细的描述。

作为本发明人致力于解决现有技术中问题而进行广泛而细致研究的结果，获得了如下的发现。当在用来执行注塑成型的熔融树脂中溶解特定量的二氧化碳时，二氧化碳在模制成型过程中既能起到增塑剂的作用，也能作为发泡剂，其中，在成型之后，二氧化碳气体可散逸到空气中，而不会造成所制得的模制物品发生变形。这样，通过使用二氧化碳，不但能在不改变树脂特性的前提下降低熔融树脂的粘度，而且能降低熔融树脂的固化率，从而有利于发泡注塑成型。另外，由于含有二氧化碳的熔融树脂具有很高的起泡性，因而能获得这样一个优点：即使在型腔内的可发泡熔融树脂体上施加了树脂保持压力、从而形成一个能再现型腔内壁面形貌的外表层之后，一部分可发泡熔融树脂体(其被外表层包着，且处于可发泡熔融树脂体施加的发泡压力作用下)仍然能冲破外表层而通过熔融树脂释放装置被释放到型腔外面。另外，由于能在非常短的时间内将一部分熔融树脂体释放出去，所以在熔融树脂完成固化之前，熔融树脂表现为快速发泡行为，从而能带来一些优点，这些优点不仅在于可达到很高的膨胀率，而且在于能缩短成型周期，成型周期的缩短来自于这样的事实：在熔融树脂快速发泡时，由于要吸收蒸发热，所以能快速地冷却熔融树脂，从而可导致冷却时间的缩短。还已经发现：所制得的发泡注塑物品的外表层基本上未发泡，而被外表层包裹着的内部则发生了发泡，且物品具有优异的表面外观，并具有非常高的尺寸精度。本发明人还发现：即使在本发明的方法中使用除二氧化碳气体之外的其它发泡剂(例如氮气)，也基本上能获得与上述情况基本上相同的效果。基于这些发现，完成了本发明。

本发明主要是致力于提出一种发泡注塑成型方法，用于装置高发泡化的模制物品，其具有优异的表面外观、和很高的尺寸精度，其中，该方法的特征之处主要在于结合了如下的两个特征。其中一个特征是：以二氧化碳气体为代表的发泡剂气体被溶解到熔融树脂体中，从而可降低熔融树脂体的固化温度，并增加熔融树脂的流动性。另一个特征在于：利用一树脂保持压力或通过通入压缩气体来将可发泡的熔融树脂紧压到型腔的内壁面上，然后在由可发泡熔融树脂体产生的发泡压力作用下，将一部分可发泡的熔融树脂体经一熔融树脂释放装置释放到型腔外部，从而降低了作用在可发泡熔融树脂体上的压力，这样就可以使型腔内的可发泡熔融树脂体发生发泡，由此形成一发泡后的熔融树脂体。

通过将发泡剂气体-例如为二氧化碳等气体溶解到热塑性树脂中，可获得很大的优点，优点体现在：将熔融的热塑性树脂的粘度降低到了一定程度，使其粘度低于该热塑性树脂在同样温度上的固有熔化粘性；还降低了熔融树脂的固化温度，从而使熔融的热塑性树脂表现出突出的流动性和很高的起泡性。如果按照逆压的方法将含有发泡剂气体的可发泡熔融树脂注入到型腔中，则可发泡的熔融树脂是在这样的状态下对型腔进行填充的：利用型腔内的压缩气体来防止可发泡的熔融树脂出现发泡。另外，如果有一个压力作用在可发泡的熔融树脂体上、从而将可发泡熔融树脂体的表面紧压到型腔内壁面上时，型腔内壁面的形貌就会完美地再现在可发泡熔融树脂体的表面上；这一现象的原因在于可发泡熔融树脂体的粘度已经被其所含的发泡剂气体大大地降低了。在本发明的方法中，可发泡熔融树脂体是被以全量注入的熔融树脂所产生的树脂压力紧紧地压到型腔的内壁面上，或者是被充气空腔内气体的压力压紧的，其中的充气空腔是通过向熔融树脂体中通入压缩气体而形成的。

在本发明的方法中，在这一阶段中，可发泡熔融树脂体只有其表面部分才被冷却而固化(步骤[3])，从而形成一外表层。所获得的外表层是由高密度的树脂形成的，该外表层表现为未出现发泡的结构、或仅轻微发泡的结构(此处的“轻微发泡”是指膨胀率为1.01或更小)。当形成外表层时，在外表层中没有发生任何的发泡。这样，按照本发明的方法，就可以制出高质量的模制物品，其在表面上没有任何的发泡迹象。另外，通过调节冷却时间，可很容易地控制所制得的模制物品外表层的厚度。优选的冷却时间一般在0.1到2秒的范围内。

在已形成外表层的时候，被外表层包裹着的可发泡熔融树脂体的固化温度被溶解在可发泡熔融树脂体中的发泡剂气体降低，因而，可保持令人满意的起泡性。在本发明的方法中，在由可发泡熔融树脂体产生的发泡压力作用下，一部分可发泡熔融树脂体经熔融树脂释放装置瞬时释放到型腔的外面，从而降低了可发泡熔融树脂体上承受的压力，这样就可以使型腔内的可发泡熔融树脂体发生发泡；或者是在由可发泡熔融树脂体产生的压力、以及充气空腔内压缩气体施加的压力作用下，一部分可发泡熔融树脂体和充气空腔内的至少一部分压缩气体经熔融树脂释放装置瞬时释放到型腔的外面，从而降低了作用在可发泡熔融树脂体上的压力，使得型腔内的可发泡熔融树脂体发生发泡。

如上所述，根据本发明的方法，可容易地控制所制得的模制物品外表层的厚度、以及所制得模制物品的膨胀率。例如，可以制出一种膨胀率在1.05到4.0范围内的优质模制物品。另外，还可以制出一种良好的轻质模制物品，其外表层厚度为模制物品最厚部分厚度的20％或更小，或者可制出一种良好的轻质模制物品，其外表层厚度为1mm或更小，且其内部是带有通气胞室的发泡结构。

用在本发明方法中的热塑性树脂的几种实例包括这样一些热塑性材料：例如为聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙酯、聚对苯二甲酸丁二酯、多芳基化合物、聚苯醚、改性的聚苯醚树脂、过溴酸聚酯、聚缩醛树脂、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、磺基聚醚(polyether sulfone)、聚酰亚胺树脂、聚砜、聚醚醚酮、聚醚酮、由这些热塑性树脂的两种或多种组成的合成物、以及由这些热塑性树脂的一种或多种与一种或多种填料组成的合成物。上述提到的术语“苯乙烯树脂”是指苯乙烯的同聚物、含苯乙烯的共聚物、或是通过将任何的苯乙烯同聚物和苯乙烯共聚物与一种或多种其它树脂混合到一起而形成的共混聚合物。苯乙烯树脂的优选实例是聚苯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂。术语“聚苯乙烯”是指苯乙烯的同聚物。还有一种优选的树脂是所谓的“橡胶增强的聚苯乙烯”，其具有这样的结构：在聚苯乙烯中散布着橡胶颗粒。

在本发明的方法中，尤其优选的是某种热塑性树脂具有这样的特性：当发泡剂气体-尤其是二氧化碳气体被溶解到熔融态的树脂中时，其熔化粘度被极大地降低。对于具有这种特性的非晶态热塑性树脂的实例，可以是上文提到的聚苯乙烯树脂、聚碳酸酯、聚苯醚、以及改性的聚苯醚树脂。在所有这些热塑性树脂中，聚碳酸酯尤其有利于用在本发明的方法中，原因在于聚碳酸酯具有的优点不仅在于：二氧化碳气体在聚碳酸酯中表现出很高的溶解度，而且在于：当聚碳酸酯发生热分解反应(其是一个可逆平衡反应)时，能产生二氧化碳气体，这就意味着：当二氧化碳被作为发泡剂溶解到熔融的聚碳酸酯中时，热分解反应是趋于向原始系统一侧达到平衡，从而导致聚碳酸酯的热分解率降低。作为晶体态热塑性树脂的优选例，可以选用上述的聚酰胺树脂合成物，其含有重量比为10％或更多的无机填料，其中的无机填料例如为玻璃纤维。更为理想的是：聚酰胺树脂中含有芳香环化合物。

另外，在本发明的方法中，通过采用加入大量发泡剂气体(此处的“大量发泡剂气体”例如是指发泡剂气体的重量含量为0.2％或更多，此百分比是基于发泡剂气体和树脂的总重而得出的)-例如二氧化碳气体的措施，甚至可容易地使用各种难于进行处理的树脂。这些难于进行处理的树脂例如包括：那些由于分子量太大而无法利用常规方法执行注塑成型的热塑性树脂；那些由于含有过量的无机填料或类似内含物而使熔化流动性极差的热塑性树脂；那些存在热稳定性差并易于热分解缺陷的树脂；那些存在软化温度太高、因而需要在超高温度上执行注塑成型缺陷的树脂；以及含有热不稳定性添加剂的树脂，其中的热不稳定添加剂例如为阻燃剂，其易于发生热分解。

此外，在本发明的方法中，即使那些通常是用挤出形成方法、而不能用常规注塑成型方法进行处理的树脂，通过采用加入大量的发泡剂气体(例如，发泡剂气体的重量含量为0.2％或更多，此百分比是基于发泡剂气体和树脂的总重而得出的)措施，也能有利地进行使用。这些不能在常规注塑成型方法中处理的树脂例如包括那些由于熔化流动性太差、分子量非常大、或软化温度很高而不能用常规注塑成型方法进行处理的热塑性树脂。下面列出了这些热塑性树脂的具体实例：

(1)熔化流率为1.0或更低的丙烯酸树脂；

(2)熔化流率为1.5或更低的聚苯乙烯树脂；

(3)熔化流率为2.0或更低的橡胶增强的聚苯乙烯树脂；

(4)熔化流率等于小于3.0的ABS树脂；

(5)熔化流率等于小于6.0的聚碳酸酯；

(6)聚苯醚、或聚苯醚重量含量为60％或更多的聚苯醚树脂合成物；

(7)熔化流率为5.0或更小的聚缩醛树脂；

(8)熔化流率为5.0或更小的聚乙烯；

(9)熔化流率为5.0或更小的聚丙烯；

(10)含有易热分解阻燃剂的热塑性树脂(例如六溴联苯-乙醚[hexabromobiphenyl ether]、三溴苯、或氯化聚乙烯)。

在本发明中，术语“熔化流率”是指按照JIS(日本工业标准)K-7210测得的一个数值。在上述的JIS K-7210中，根据树脂类型的不同而选用具体的测量条件。具体来讲，对于这种树脂的测量条件如下：条件15是用来对聚丙烯酸进行测量；条件8是针对聚苯乙烯和橡胶增强的聚苯乙烯；条件11用于对ABS树脂进行测量；条件20用于测量聚碳酸酯；条件4针对于聚缩醛树脂和聚乙烯；以及条件14用于测量聚丙烯。流率的单位为g/10分钟。

一般来讲，热塑性树脂的分子量越大，则用这种树脂制得的模制物品的化学稳定性和抗冲击能力就越好，但树脂的熔化流动性就越差，从而导致在执行注塑成型时变得困难。挤出成型方法并不像注塑成型方法那样对熔化流动性具有很高的要求，因而，大分子量的聚合物通常是用挤出成型方法进行加工的。利用本发明的方法，可用大分子量的聚合物制出具有小厚度部分、且具有良好表面外观的发泡模制物品，而其中的大分子量聚合物通常是用挤出成型方法进行加工的，而不能用注塑成型方法进行处理。在本发明中，通过结合了两方面的特征而可使用这种大分子量的聚合物。其中一个特征在于：在该大分子量的聚合物中溶入大量作为发泡剂的二氧化碳，从而增大了聚合物的熔化流动性。另一个特征在于：通过向可发泡熔融树脂体施加一个压力而讲可发泡熔融树脂体压紧到型腔的内壁面上，然后利用可发泡熔融树脂释放装置，经熔融树脂释放装置将处于发泡压力作用下的一部分可发泡熔融树脂体释放到型腔的外面，这样就降低了施加在可发泡熔融树脂体上的压力，从而使型腔内可发泡熔融树脂体发生发泡，而形成一发泡后的熔融树脂体。

那些由于软化温度太高而不能采用注塑成型方法的热塑性树脂例如包括：聚苯醚；以及含有聚苯醚(PPE)和苯乙烯聚合物(或者是聚苯乙烯、或者是橡胶增强的聚苯乙烯)的聚苯醚树脂合成物，在后者的PPE/聚丙烯聚合物中，二组分的重量比在100∶0到60∶40范围内。由于聚苯醚本身的可塑性很差，常规的作法是：一般在聚苯醚中加入一种苯乙烯聚合物(即苯乙烯或橡胶增强的苯乙烯)，其中的加入量大于40％(重量比)，其中的重量比是基于聚苯醚和苯乙烯聚合物的总重而算得的。但是，在本发明的方法中，当在聚苯醚或聚苯醚合成物中溶入大量(例如，发泡剂气体的重量百分比为0.2％或更多，该百分比是基于发泡剂气体与聚苯醚或聚苯醚合成物的总重进行计算的)发泡剂气体-例如二氧化碳时，即使是对于聚苯醚或苯乙烯聚合物(即苯乙烯或橡胶增强的苯乙烯)含量等于小于40％的聚苯醚合成物，也能采用注塑成型方法进行加工，其中，苯乙烯聚合物的含量是基于聚苯醚与苯乙烯聚合物的总重进行计算的。

另外，本发明方法的优势还在于可对这样的树脂执行注塑成型，这些树脂存在的问题在于：它们的软化温度很高、或分解温度很低，从而当树脂被加热到能表现出理想熔化流动性的温度上时，就会发生分解或降解，从而使得树脂的特性出现退化。在本发明的方法中，即使在很低的温度上也可使这样的树脂具有很高的熔化流动性。一般来讲，当本发明方法中所用的热塑性树脂为非晶态热塑性树脂时，可在一成型温度上对热塑性树脂执行成型加工，成型温度等于或小于该热塑性树脂不含有任何发泡剂气体时玻璃态转化温度加上150℃的温度。另外，当用某种晶体性热塑性树脂被用作方法中所用的热塑性树脂时，可在一成型温度上对热塑性树脂执行成型加工，成型温度等于该热塑性树脂不含有任何发泡剂时的熔融温度加上100℃的温度。

对于本发明方法中所用的、溶解在热塑性树脂中的发泡剂气体(即气态的发泡剂)，没有特别的限制，只要该气体具有增塑效果即可，其中的增塑效果也就是可降低热塑性树脂熔化粘度的效果。但是，发泡剂气体最好能在热塑性树脂中表现出很好的可溶性，并满足这些的要求：该气体不会造成热塑性树脂、型模以及成型机材质中任一者发生变质退化；且该气体对环境是无害的；该气体是廉价的；以及在成型完成后该气体能从模制物品中快速地挥逸出去。

气态发泡剂的几种实例包括：二氧化碳、氮气、分子中具有1到5个碳原子的饱和烃、以及氟化烷，其中的氟化烷是通过将含有1到5个碳原子的饱和烃中的部分碳原子用氟原子进行替换而形成的。氟化烷的实例包括flon气体(即含氯氟烃气体)。在这些气态发泡剂中，优选的是二氧化碳气体和氮气，而二氧化碳气体则是最理想的。对于在树脂中的可溶度方面，氮气逊于二氧化碳，因而，氮气表现出的增塑效果相比于二氧化碳气体较弱。但是，氮气的优势在于其具有这样的热特性：温度越高，其在热塑性树脂中的溶解度越高，因而，发泡压力越大。

直接测量注入到型腔内的可发泡熔融树脂中发泡剂气体(即气态发泡剂)的含量在实际工作中是困难的。因而，在本发明中，是按照如下的方法来确定可发泡熔融树脂中发泡剂气体含量的。在执行成型之后，立即对所制得的发泡后模制物品的重量进行测量(将测得的重量标为“重量A”)。然后，将发泡后模制物品置于一热风式干燥器中至少24个小时，从而去掉发泡后模制物品中残留的气体，其中，如果该泡沫模制物品是用非晶态的树脂制成的，则就将热空气的温度设定为等于或小于树脂的玻璃态转化温度；如果该泡沫模制物品是用晶体性的树脂制成的，则就将热空气的温度设定为比树脂的熔融温度约小30℃。对这样处理后泡沫模制物品的重量进行测量(所测得的重量被标为“重量B”)。求出重量A与重量B之间的差值，并将该差值作为注入到型腔内的可发泡熔融树脂中所含的发泡剂气体量。至于在注塑成型过程中发泡剂气体的外泄漏量，则取决于成型方法。但是，在本发明方法的一特别优选的实施例中，采用了逆压的方法，二氧化碳气体既被用作发泡剂，也被作为压缩气体，用于向型腔施加压力，即使是将刚刚成型后已发泡模制物品中所含的发泡剂气体量(即二氧化碳气体的量)就作为可发泡熔融树脂中所含的发泡剂气体量(即二氧化碳气体量)，也几乎不存在任何的偏差。

发泡剂气体-尤其是二氧化碳气体在热塑性树脂中具有很高的溶解性，从而，溶入到热塑性树脂中的二氧化碳不仅作为一种能很好地提高热塑性树脂熔化流动性的增塑剂，而且还作为一发泡剂。本发明方法中所用的可发泡熔融树脂包括熔融态的树脂、以及溶解在其中的至少一种气体发泡剂。在本发明中，可发泡熔融树脂中气态发泡剂的含量优选地是在0.05％-10％(重量比)的范围内。如果气态发泡剂的重量含量为0.05％或更大，则可发泡熔融树脂的流动性就有显著的提高。同时还能使可发泡熔融树脂具有良好的发泡性。更为优选的是：气态发泡剂的重量含量为大于等于0.2％，更为理想的是大于等于0.5％。可发泡熔融树脂中气态发泡剂的最大重量含量最好能是10％左右。原因在于：如要将大量的气态发泡剂(尤其是二氧化碳)溶入到熔融树脂中，则可使用的设备就受到了很大的限制；原因还在于：当使用逆压方法时，就必须要使用压力非常高的逆压气体(也就是说，在可发泡熔融树脂被注入之前，必须要用某种压缩气体向型腔中施加一个非常高的压力)。更为优选的是：可发泡熔融树脂中所含的气态发泡剂的重量比为7％或更小，更为优选地是5％。为了能提高泡沫模制物品的膨胀率，最好能增加溶入到可发泡熔融树脂中的气体发泡剂(例如为二氧化碳)的含量，从而可降低可发泡熔融树脂的熔化粘度，并提高可发泡熔融树脂的起泡能力。

用于将发泡剂气体(即气态的发泡剂)溶入到热塑性树脂中的方法包括如下的方法1和方法2，下面将针对以二氧化碳气体为发泡剂气体的情况对这些方法作举例描述。

在方法1中，在将颗粒状或粉末状的热塑性树脂输送到一成型机中之前，向将树脂置于二氧化碳气体的氛围中，从而使树脂可吸收一些二氧化碳气体。在该方法中，被热塑性树脂吸收的二氧化碳量随二氧化碳气体的压力、环境温度、以及吸收时间而变化。例如，如果在二氧化碳气体的压力为2到10Mpa的条件下，使热塑性树脂在室温环境下吸收3到8个小时的二氧化碳气体，则热塑性树脂中二氧化碳气体的最终重量含量将在0.1％-10％的范围内。在该方法中，在对热塑性树脂执行增塑的过程中，要进行加热，树脂中含有的一部分二氧化碳气体就会从树脂中散逸出去，从而，使树脂中所含的二氧化碳气体量小于增塑之前树脂吸收的二氧化碳气体量。因而，优选的是：用于树脂输送路径(例如成型机的料斗)所处的气体氛围是二氧化碳气体性质的。

在方法2中，是在增塑过程中、或增塑之后，在成型机的注塑机筒中将二氧化碳气体溶入到热塑性树脂中。如果采用方法2，则通常要将成型机的料斗和料斗周围的成型机部分置于二氧化碳气体氛围中，和/或在成型机的某一部位处将二氧化碳气体通入到成型机中，该部位对应于成型机加压螺杆或注塑机筒的中间部分或前端部。在二氧化碳气体于成型机加压螺杆或注塑机筒中间部分所对应部位处通入到成型机中的情况下，优选的设计是：在成型机通入二氧化碳气体的部位周围，螺杆上槽纹的深度是很大的，从而可降低注塑机筒中树脂的压力。另外，为了能均匀地将通入的二氧化碳气体溶入并分散到树脂中，最好在螺杆上设置刮板或搓揉销等混合装置；和/或在用于将树脂通入到成型机的导管上装备一静态混合器。对于所述的注塑成型机，或者可采用流水线形式的螺杆型注塑成型机，或者可使用螺杆预增塑型注塑成型机(即螺杆预增塑的填塞型注塑成型机)。但尤其是优选使用螺杆预增塑型注塑成型机，原因在于：不但易于变更成型机挤压区域处的螺杆设计，而且易于改变二氧化碳气体通入到成型机中的位置，在其中的挤压区域处，树脂被增塑。

在执行了发泡注塑成型之后，当将制得的发泡后模制物品放置在空气中时，热塑性树脂中所含的二氧化碳气体就会逐渐地散逸到空气中。

在本发明的该方法中，如果考虑的是制得外观优良的泡沫模制物品，则优选的设计是：在步骤(2)(即注入可发泡熔融树脂的步骤)执行之前、在步骤(1)之后，将一种压缩气体通入到型腔中，从而使型腔内具有一个压力，这样，在步骤(2)中，注入到型腔内的可发泡熔融树脂就不会在其流峰处发生发泡(这就意味着注塑成型是按照逆压的方法进行的)。在该优选模式中，对于这样的叙述“...具有一个压力，这样，在步骤(2)中，注入到型腔内的可发泡熔融树脂就不会在其流峰处发生发泡”，该压力(即通入到型腔内的逆压气体的压力)会随着由可发泡熔融树脂产生的发泡压力而变化；但是，该压力一般是在3到10Mpa的范围内，优选地是在5到8Mpa的范围内。已被压缩气体加压的型腔的内压最好处于这样的水平：使制得的泡沫模制物品的表面上不带有任何可见的发泡痕迹。另外，如从这样的角度进行考虑：不但要减少每一成型循环所消耗的压缩气体量，而且要易于对型腔进行密封，同时还要简化送气设备的结构，则优选的设计是：已被通向其的气体施压的型腔具有一最低的内压，该内压仅能使型腔内可发泡熔融树脂的流峰不会发生发泡。

对于在逆压方法中、通入到型腔内的气体的种类，可单独或组合地采用与可发泡熔融树脂不发生反应的各种气体。这些气体的实例包括空气、二氧化碳、氮气等。但是，优选的气体是在热塑性树脂中具有很高溶解性的气体，例如二氧化碳气体、氮气、具有1到5个碳原子的饱和烃、以及用氟原子取代含1到5个碳原子的饱和烃中的部分碳原子而获得的氟化烃。氟化烃的实例包括flon气体(即含氯氟烃气体)。在这些气体中，由于二氧化碳气体能极大地提高型腔内壁面形貌移植到泡沫模制物品上的能力，所以尤其优选地是采用二氧化碳气体。如本发明人在待审的日本专利申请公开文件特开平10-128783(对应于欧洲专利文件EP826477A2)、以及待审的日本专利申请公开文件特开平11-245256中讨论的那样，对于该移植性，在这样的情况下：用非晶态的树脂作为可发泡熔融树脂，且在可发泡熔融树脂注入到型腔中之前、二氧化碳气体对型腔加压，则型腔的内压越高，移植性越好。因而，如果希望获得很高的移植性，则最好是在考虑了成型机对型模的夹模力、以及型模的密封性能的基础上，将型腔的压力增大到尽可能高的水平。通入到型腔内的压缩气体最好能具有很高的二氧化碳含量，尤其是：二氧化碳的体积含量为80％或更高。

在本发明的方法中，在可发泡熔融树脂被注入到已用压缩气体加压的型腔中之后，通过施加一个高压而将可发泡熔融树脂压紧到型腔的内壁面上，从而是熔融树脂不会发生发泡，一直保持着这个压力，直到型腔内壁面的形貌能复制到可发泡熔融树脂体的表面上、且可发泡熔融树脂的一部分表面被冷却固化而形成未被发泡的外表层为止。在可发泡熔融树脂被注入到型腔之前就已被通入到型腔中的压缩气体(逆压气体)在合适的时刻被释放出去，其中的合适时刻是在注入可发泡熔融树脂的过程中，和/或是在可发泡熔融树脂注入完成之后、对注入的可发泡熔融树脂加压完成之前的时间段内，其中，该合适时刻的选择考虑到了这些因素：是否会在模制物品的表面上产生漩纹、模制物品的表面是否对型腔内壁面的形貌表现出良好的再现性。如果直到对熔融树脂的加压完成之后，压缩气体(逆压气体)仍然留在型腔内，则可能出现一些问题：熔融树脂的表面无意中被残余的压缩气体顶压着，导致制得的模制物品的表面上出现凹痕，且残余的压缩气体会促使熔融树脂的表面发生发泡，从而导致制得的模制物品表面混浊地发白。

在本发明方法的一优选实施例中，通过采用逆压方法，可制出其表面上不出现任何漩纹的泡沫模制物品。但是，在制造内部机械部件时，并不需要部件具有良好的外观，所以可不采用逆压方法地实施本发明的方法。如果是在未采用逆压方法的情况下执行成型过程的，则就会在模制物品的表面上出现漩纹。但是，即使在这样的情况下，在步骤(3)中，如果通过向型腔中额外注入一定量的可发泡熔融树脂、而向可发泡熔融树脂体施加了一个预定的树脂保持压力，以此来对可发泡熔融树脂体进行加压，则可制出一种轻质的模制物品，其外表层是未被发泡的，而内部则是高度泡沫化的，且其具有很高的强度和很高的尺寸精度。

作为那些采用逆压方法并不重要的情况的另一个实例，存在这样的情形：用被称为“夹层成型方法”的方法来装置泡沫模制物品。在这种情况下，首先将一种不能发泡的熔融树脂注入到一型腔中，然后，再向型腔内注入一种可发泡的熔融树脂，从而使可发泡的熔融树脂被夹置在非发泡性熔融树脂层之间，这样就可以形成一种模制物品，其结构为：在未发泡的树脂层之间夹着发泡后的树脂层。

在本发明方法的步骤(3)中向可发泡熔融树脂体施加压力的方法包括这些实例：通过向型腔内额外注入一定量可发泡熔融树脂来对可发泡熔融树脂体施压，从而向可发泡熔融树脂体施加了一个预定的树脂保持压力；将压缩流体-例如为气体通入到型腔内的可发泡熔融树脂体中；以及所谓的“注塑压缩成型方法”，其中的“注塑压缩成型方法”即这样的方法：在该方法中，在将熔融树脂注入之后，减小型腔的溶剂来对熔融树脂体进行加压。作用在可发泡熔融树脂体上的压力被设定到预定的数值上，使得可发泡熔融树脂体的表面被紧压到型腔的内壁面上，从而使可发泡熔融树脂体的一个表面部分发生固化，而形成一个很好地再现了型腔内壁面形貌(即很好地移植了内壁面形貌)的外表层。尤其是，在用二氧化碳气体作为压缩气体来对型模进行加压的情况下，型腔的内压越高，移植性(即复制型腔内壁面型模的能力)就越好。用于对可发泡熔融树脂体加压的压力一般是在几个Mpa到200Mpa的范围内进行选择，具体压力取决于可发泡熔融树脂的流动性。对于向可发泡熔融树脂体施压的时间，优选的设计是：加压时间是使可发泡熔融树脂体的表面部分发生固化所需的最短时间。如果对可发泡熔融树脂体加压的时间太长，则外表层的厚度就会变得太大，因而使可发泡熔融树脂体的量变得太小；和/或使可发泡熔融树脂的温度降低，从而使可发泡熔融树脂体的粘度升高，导致很难获得理想的发泡效果。对可发泡熔融树脂体加压的时间一般是在0.1到2.0秒的区间内。

如在待审的日本专利申请文件特开平11-245256中描述的那样，在熔融树脂被注入到由二氧化碳气体加压的型腔中的情况下，在与对型腔内的熔融树脂实施冷却有关的方面，型模的温度优选地是等于或高于一个温度，该温度比熔融树脂的实际固化温度(其中，在将树脂注入到型腔内的过程中，树脂的实际固化温度已经被溶入到熔融树脂中的二氧化碳气体降低了)低35℃；还可以使型模的温度等于或小于某一温度，该温度比该热塑性树脂的固有固化温度低5℃。这样的型模温度是优选的，原因在于所制得的模制物品对型腔内壁面的形貌表现出优异的再现性(即优异的移植性)。

如果是通过向可发泡熔融树脂体中通入压缩流体-例如压缩气体来对其进行加压的，则用于在可发泡熔融树脂体中形成充气空腔的气体可以与熔融树脂中含有的发泡剂气体(即气态的发泡剂)相同，或者与用来对型腔执行预压的压缩气体相同。形成空腔的气体、气态发泡剂、以及用于对型腔加压的压缩气体可以是同种气体，但并不需要它们一定是同样的气体，可组合地使用两种或多种不同的气体。对于用来在熔融树脂中形成空腔的压缩气体，二氧化碳气体由于其不仅能高效地降低熔融树脂的玻璃态转化温度(Tg)和固化温度，而且在熔融树脂中具有很高的溶解度，所以是尤其理想的。

在本发明的方法中，在足量的可发泡熔融树脂被注入到型腔中之后，一部分可发泡熔融树脂体会在发泡压力作用下被释放到型腔的外面(即释放到熔融树脂释放腔3中)，从而降低了可发泡熔融树脂体上承受的压力，使得型腔内的可发泡熔融树脂开始发泡而形成一发泡树脂体，其中的发泡压力是由可发泡的熔融树脂体产生的。本发明的方法由于能容易地控制同一生产批次的模制物品的膨胀率、从而使膨胀率相等，所以其尤其适于用同一个型模、一次制出两个或多个泡沫模制物品；或利用同一个型模一次制出两个或多个体积不同的泡沫模制物品。因而，可很容易地利用一个型模一次就制出多个泡沫模制物品。

下面，将参照附图对本发明作详细的描述。

图1(a)到图1(c)是一些示意图，表示了本发明方法的第一实施例，该实施例中，制得的泡沫模制物品是大厚度杆件的形式。

在图1(a)到图1(c)的各个视图中，数字标号1指代一型模，其是由一固定的半型模1a和一个活动的半型模1b构成的，其中，利用固定半型模1a的内壁面和活动半型模1b的内壁面围成了一个型腔2和一个熔融树脂释放腔3。型腔2是型模1的一个中空部分，可发泡熔融树脂在该型腔内进行成型而形成一泡沫模制物品。在另一方面，位于型腔2之外的熔融树脂释放腔3是型模1中的另一个空腔部分，其通过一通道5与型腔2相通，其中的通道5可被一可开/闭阀4(其是熔融树脂释放装置的一种实施形式)打开或关闭。设置熔融树脂释放腔3的目的并不用来对熔融树脂进行成型、以形成一模制物品。对于所述的可开/闭阀4，可采用一种由液压、气压、磁力、电动机等措施驱动的阀。图1(a)和图2(a)、以及图3(a)到图3(d)中的数字标号12、13分别指代一注料嘴和一压缩气体喷嘴，其中的压缩气体喷嘴13被包含在注料嘴12中。熔融树脂释放腔3具有一通气道14，其被用作逆压气体的进气口和排气口，且通气道14通过一管道与一个用于输送逆压气体的三通阀16相连接。设置了一个进气口18(见图1(a))，用于将压缩气体直接通入到型腔2内的可发泡熔融树脂体中。

首先，如图1(a)和图1(b)所示，将型模1设置为这样的状态：可开/闭阀4被关闭，可发泡熔融树脂8经注料嘴12注入到型腔2中，从而在型腔2内形成一可发泡熔融树脂体。在该注入过程中，可发泡熔融树脂8流经浇口6和浇口道7而最终注入到型腔2中。在本发明的该实施例中，在注入可发泡熔融树脂8之前，先经逆压气体进气口14向型腔2中通入一种气体，以此来对型腔2进行预加压。之后将可发泡熔融树脂8经注料嘴12注入到型腔2中，熔融树脂8中包括一种熔融树脂和溶入到树脂中的一种气态发泡剂(例如为二氧化碳气体)。可发泡熔融树脂8对型腔的填充率在95％到110％之间。

然后，在树脂注入过程即将完成、或完成之后，打开用于输送逆压气体的三通阀16，三通阀与熔融树脂释放腔3相连接。这样，能将压缩气体从型腔2中迅速释放到空气中。当可开/闭阀4被关闭时，熔融树脂是无法从该阀通过的，但其不是气密的，即使在关闭之后也是如此。因而，可开/闭阀4即使被关闭，气体也可以从此通过。当型腔2内的逆压气体未被释放时，随着熔融树脂被注入到型腔内，逆压气体的压力逐渐增大，因而会导致一些问题：例如，在型腔2的周面部位会出现树脂填充不充分的现象；以及所制得的模制物品带有表面缺陷，例如发白的混浊表面，产生这种表面的原因在于树脂表面由于吸收了大量逆压气体而发生了发泡。

然后，向型腔中额外注入一定量的可发泡熔融树脂，由此来向可发泡熔融树脂体施加一个树脂保持压力，将该压力保持预定的一段时间，以使得可发泡熔融树脂体8与型腔内壁面接触的表面被冷却而固化，从而形成基本上未发泡的外表层10。如果延长该冷却时间，则外表层10的厚度就会增大。

另外，如图1(c)所示，通过开启通道5中将型腔2与熔融树脂释放腔3连通的可开/闭阀4，处于发泡压力作用下的可发泡熔融树脂体的一部分(以及从可发泡熔融树脂中散逸出的发泡剂气体)经通道5释放到熔融树脂释放腔3中，其中的发泡压力是由外表层10包裹着的可发泡熔融树脂体8施加的，这样就减少了型腔2中可发泡熔融树脂体8的体积，因而可降低作用在可发泡熔融树脂体8上的压力，使可发泡熔融树脂8开始发泡而形成一具有外表层10的发泡后树脂体9。

当形成发泡后的树脂体9时，可发泡熔融树脂体8的一部分会顶破一部分外表层10，而排放到熔融树脂释放腔3中。因而，优选的设计是：外表层10的厚度应当不会阻碍可发泡熔融树脂体8的一部分将外表层10顶破。出于这样的考虑，外表层10的厚度一般优选地是在0.1到1.0毫米之间。

为了能有效地顶破外表层10的某一部位，优选地是：在可开/闭阀44被打开之后，再向型腔2中注入一定量的可发泡熔融树脂，从而向型腔2内的可发泡熔融树脂8施加了一个压力。另一优选措施是：使熔融树脂释放腔3的体积大于在发泡压力作用下、释放到型腔2外部(并释放到熔融树脂释放腔3中)的那部分可发泡熔融树脂体的体积，其中的发泡压力是由可发泡熔融树脂体8施加的。这些进行设计的原因在于希望熔融树脂释放腔3不会被从型腔2排放到熔融树脂释放腔3中的那部分可发泡熔融树脂体完全塞满。熔融树脂释放腔3的容积优选地是尽可能地大。

如上所述，通过采用这样的工作条件：可发泡熔融树脂不会将熔融树脂释放腔3完全塞满，且熔融树脂释放腔3上设置有通气道14，则就避免出现这样的问题：型腔中的逆压气体、空气以及发泡剂不能迅速释放掉，且树脂注入之后型腔的减压过程持续太长时间，从而不能实现令人满意的发泡，进而不能制出轻质的泡沫模制物品。

图2(a)到图2(c)是一些示意图，表示了本发明方法的第二实施例，在该第二实施例中，所制得的泡沫模制物品为大厚度的杆件形式。

在图2(a)到图2(c)所示的本发明该实施例中，可发泡熔融树脂8被注入到型腔2中，从而使型腔2内70％的容积被可发泡的熔融树脂8占据，然后，将一种压缩气体通入到可发泡熔融树脂体8中，其中，该压缩气体的压力可防止可发泡熔融树脂体发生发泡，这样就能形成一个充气空腔11，该空腔内充有压缩气体。在本发明的该实施例中，压缩气体是经压缩气体喷嘴13通入的，喷嘴13被设置在注料嘴12中，而且(如同可发泡熔融树脂8被注入到型腔中那样)，输送来的压缩气体也流经浇口6和浇口道7，最后通入到型腔2内的可发泡熔融树脂体8中。对于压缩气体的进气口，也可以不采用上述的压缩气体喷嘴13，而采用图1(a)中的进气口18。在图1(a)中，通到型腔2内的进气口18设置在靠近型腔2浇口的位置处。

如上所述，型腔2被一个具有充气空腔11的可发泡熔融树脂体8填实，空腔11中充有压缩气体，且充气空腔11内的气体压力被保持预定的一段时间，从而在可发泡熔融树脂体上施加了一个压力，将可发泡熔融树脂体的外表面紧压到型腔的内壁面上，这样就形成了外表层10。然后，在用于控制压缩气体通入的阀(图中未示出)保持闭合状态或开启状态的同时，打开可开/闭阀4。因此，在靠近通道5的位置处，包围着充气空腔11的外表层10就被充气空腔11与熔融树脂释放腔3之间的压差顶破了，且外表层10的小碎片被吹到了熔融树脂释放腔3中，与此同时，空腔11中的压缩气体就冲出，流经熔融树脂释放腔3，并经过通气道14迅速释放到型模的外部。结果就是：空腔11的内压迅速降低，也就是说：阻碍可发泡熔融树脂8发生发泡的气体压力不再存在了，从而可发泡熔融树脂8开始在空腔11的内周面上发泡，此外，可发泡熔融树脂体的一部分、以及从可发泡熔融树脂中散逸出的发泡剂气体也被释放到熔融树脂释放腔3中。这样，如图2(c)所示，制得了具有外表层10的泡沫树脂体9。对空腔11执行快速减压的操作并不仅限于上述的方式，在上面的方式中，采用了一个设置在通道5中的可开/闭阀4，通道5与熔融树脂释放腔3相通，还有其它的减压方式-例如下面的这种减压方式。在型模1中设置一个类似于注射针头的中空销针(图中未示出)，并使得销针的尖端可滑入到型腔2中、或从型腔2中滑出。在型腔2中形成了带有充气空腔11的可发泡熔融树脂体之后，用上述的销针将可发泡熔融树脂体刺穿，这样就使空腔11内的压缩气体经针销的中空部释放到型模1的外面。优选地是：熔融树脂释放腔3的容积是这样的：在空腔11的气体压力、以及可发泡熔融树脂体产生的发泡压力作用下释放到释放腔3中的那部分可发泡熔融树脂体不会将释放腔3完全填满。还优选的是：压缩气体可从熔融树脂释放腔3瞬时释放到型模的外部。可发泡熔融树脂8对型腔的填充率可在55到110％的范围内合适地进行选择。

通过采用这样的工作条件：可发泡熔融树脂不会将熔融树脂释放腔3完全塞满，且熔融树脂释放腔3上设置有通气道14，则就避免出现这样的问题：用于形成充气空腔11的压缩气体不能完全释放出去，且树脂注入之后型腔的减压过程持续太长时间，从而不能实现令人满意的发泡，进而不能制出轻质的泡沫模制物品。

如上所述，用于形成充气空腔11的压缩气体优选地是二氧化碳气体。采用二氧化碳气体的优势在于：即使压缩气体被长期保留在型腔内的可发泡熔融树脂体中，可发泡熔融树脂体可通过其内表面进一步地吸收二氧化碳，从而可降低可发泡熔融树脂的固化率，从而实现了良好的发泡，其中，熔融树脂的内表面与充气空腔11相接触。

当执行下述的操作时，用二氧化碳气体形成充气空腔11还具有另一个优点。在使用作为空腔11的形成气体的二氧化碳气体时，空腔形成气体被连续地输送来，即使是在可开/闭阀4被开启之后，同时将空腔形成气体经熔融树脂释放腔3和通气道14释放到型模的外部。通过执行这样的操作，就可以利用二氧化碳气体的绝热膨胀来对泡沫模制物品的内部进行冷却。这样，上述的操作可使冷却时间缩短，该冷却时间是用于在本发明方法的步骤(4)之后对泡沫模制物品进行固化。作为备选方案，并非是达到更短的冷却时间，上述的操作使得型腔中制得的泡沫模制物品可被从型腔中取出，甚至在成型操作是在成型温度很高的条件下执行的情况中，具体来讲是在这样的条件下：当树脂为非晶态热塑性树脂时，成型温度等于或大于热塑性树脂的玻璃态转化温度(Tg)；或者当树脂为晶体性热塑性树脂时，成型温度接近于热塑性树脂的熔化温度。另外，从型模中取出的制成后泡沫模制物品具有非常优秀的外观。

在发泡完成之后，对型腔2中具有基本上未发泡外表层的发泡树脂体被执行冷却，直到该树脂体可被从型腔中取出为止。然后，打开型模1，从中取出泡沫模制物品。所制得的泡沫模制物品具有未发生发泡的外表层10和发泡后的内部9。未发泡的外表层10是通过一个操作而形成的，在该操作中，在开始上述的发泡操作之前，熔融树脂体的表面被冷却到某个温度，在该温度上不会发生发泡。发泡后的内部9则是通过上述的发泡过程形成的。

无论是在本发明方法的第一实施例、还是第二实施例中，考虑到要防止在泡沫模制物品的外表层上可能出现缺陷(例如银纹、银泡等缺陷)，都推荐用气体(即逆压方法)对型腔进行预压。

如果采用了逆压方法，为了能容易地使逆压气体的压力达到理想的水平，优选地是：型模的型腔是密封的。例如，图1(a)到图3(d)中所示的型模1具有O型密封圈(用数字标号15a到15c指代)，它们用于对型模1的型腔2周围留有的间隙进行密封。因而，O型圈的设置有利于本发明方法的上述第一实施例，在该第一实施例中，首先是用一逆压气体将型腔充满，逆压气体是经逆压气体进口14输送来的；然后，将一种可发泡的熔融树脂注入到型腔2中，从而能容易地防止熔融树脂在注入过程中发生发泡。如果逆压气体进口14是一个狭缝、小孔或多孔体等不允许熔融树脂通过的结构，则逆压气体进口14就可以被设置成直接通入到型腔2中。

图3(a)到图3(d)是一些示意图，表示了本发明方法第二实施例的另一种模式，在该模式中，所制得的模制物品具有一小厚度部分(具有很大的面积)，其一侧连接到一大厚度部分上。型模1被设置成这样的状态：在该状态中，可开/闭阀4被关闭，可发泡的熔融树脂8经注料嘴12注入到型腔2中，从而在型腔2内形成一可发泡的熔融树脂体。在注入过程中，可发泡的熔融树脂8流经浇口6和浇口道7，最终注入到型腔2中，型腔2包括一个用于形成大厚度部分的区域和一个用于形成小厚度部分的区域。

在本发明的方法中，由于通过溶入发泡剂气体(即气态的发泡剂)而使可发泡熔融树脂8的熔化粘度得以降低，所以可发泡熔融树脂8可快速流入到型腔中为形成模制物品小厚度部分的区域中，并将该区域填满。如果用压缩气体来对型腔2执行预加压，则在可发泡熔融树脂的注入即将完成、或完成之后，将用于输送逆压气体的三通阀(图中未示出)打开，从而能将型腔2内的压缩气体快速地释放到空气中，其中三通阀与熔融树脂释放腔3的通气道14相连接。

在本发明上述的模式中，可发泡熔融树脂对型腔的填充率最好是在95到110％的范围内，更为优选地是在98到105％之间。

在完成了将可发泡熔融树脂8注入到型腔2中的操作之后，压缩气体被通入到可发泡的熔融树脂8中，其中，压缩气体的压力可阻碍可发泡熔融树脂的发泡，从而形成一充气空腔11，该空腔内充满了压缩气体。在本发明的该实施例中，压缩气体是从压缩气体喷嘴13输送来的，该喷嘴设置在注料嘴12中，而且(如同可发泡熔融树脂8被注入到型腔中那样)，输送来的压缩气体也流经浇口6和浇口道7，最后通入到型腔2内的可发泡熔融树脂体8中。通入压缩气体的目的在于补偿由于可发泡熔融树脂体8冷却收缩而出现的体积缩小，尤其是对于类似于本发明该实施例的情况一要制造一种具有大厚度部分的模制物品，则如图3(c)主要是向用于形成大厚度部分的区域通入压缩气体。在型腔2内，用于形成大厚度部分的区域从靠近后浇口的位置延伸到型腔中的一个周面区域，该周面区域对应于可发泡熔融树脂的流峰处，大厚度区域还与通道5相连接，而通道5与熔融树脂释放腔3相通。

至于压缩气体的进气口，也可以不采用上述的压缩气体喷嘴13，压缩气体的进气口可被设置在型模1上，从而能直接通入到型腔内用于形成大厚度部分的区域中、或该区域的周围。在此情况下，压缩气体进气口的设置位置优选地是与连接到熔融树脂释放腔3上的通道5相对。还优选的是：模制物品大厚度部分的厚度是其小厚度部分厚度的1.5倍到4.0倍，从而当熔融树脂被注入到型腔中时，熔融树脂的流峰最好能流过型腔中用于形成大厚度部分的区域。

如上所述，型腔2被一个带有充气空腔11的可发泡熔融树脂体8填充，空腔11中充有压缩气体，且充气空腔11内的气体压力被保持预定的一段时间，从而在可发泡熔融树脂体上施加了一个压力，将可发泡熔融树脂体的外表面紧压到型腔的内壁面上，这样就形成了外表层10，然后，开启可开/闭阀4。因此，在靠近通道5的位置处，包围着充气空腔11的外表层10就被充气空腔11与熔融树脂释放腔3之间的压差顶破了，且外表层10的小碎片被吹到了熔融树脂释放腔3中。结果就是：空腔11的内压迅速降低，也就是说：阻碍可发泡熔融树脂8发生发泡的气体压力不再存在了，从而可发泡熔融树脂8开始在空腔11的周面上发泡，此外，可发泡熔融树脂体的一部分、以及从可发泡熔融树脂中散逸出的发泡剂气体也被释放到熔融树脂释放腔3中。这样，如图3(d)所示，制得了具有外表层10的泡沫树脂体9。至于其中将一部分可发泡熔融树脂体8释放到熔融树脂释放腔3中、从而使型腔内的可发泡熔融树脂体8执行发泡的情况，可在不形成充气部分11的情况下执行释放，也就是说，仅用可发泡熔融树脂体8产生的发泡压力作用下，就能实现释放。

图4是一个示意性的前视图，表示了一种型模的活动半型模，其中的型模被用在本发明的方法中，其具有一型腔，该型腔被设计成适于同时制造四个模制物品，这四个物品都为把手的形式。如图4所示，型模具有四个型腔2，且每个型腔上都设置有一熔融树脂释放腔3、一可开/闭阀4、以及一进气口18，进气口用于通入一种气体而形成一充气空腔。每一进气口18的控制都是与其它进气口18相互独立的，因而，在气压方面，各个进气口18不会相互影响。

型模1被设置成这样的状态：在该状态中，可开/闭阀4被关闭，可发泡的熔融树脂8经注料嘴12注入到型腔2中，从而在型腔2内形成一可发泡的熔融树脂体。在注入过程中，可发泡的熔融树脂8流经浇口6和浇口道7，最终注入到各个型腔2中。

如果所有的型腔2都具有相同的容积，则优选的是：浇口道和浇口被设计成使所有型腔2都能获得等量的可发泡熔融树脂。

在另一方面，如果由于型模中各型腔2的设置位置不同而使各个型腔2的浇口道长度互不相同；或者当各个型腔2的容积互不相同时，最好是对浇口道的长度和厚度、浇口的尺寸进行调节，从而能同时完成将可发泡熔融树脂注入到所有型腔中的工作。

各个进气口18优选地设置在靠近各个型腔浇口的位置处，且与各进气口18相连接的管道为同样的长度，从而各条管道中的气压损失是均衡的。

下面将更为具体地对成型操作进行描述。首先，可发泡的熔融树脂8经过注料嘴12被注入到各个型腔2中，从而在型腔内形成可发泡的熔融树脂体。然后，在一段预定的时间内，向可发泡熔融树脂体施加一个压力，以将可发泡熔融树脂体的表面紧压到型腔的内壁面上，从而形成外表层10。然后，打开可开/闭阀4。结果就是：在由可发泡熔融树脂体产生的发泡压力作用下，一部分熔融树脂体(其被外表层10包裹着)、以及从可发泡熔融树脂体散逸出的发泡剂气体被释放到熔融树脂释放腔3中。这样就形成了带有外表层10的发泡熔融树脂体9。所制得的各个模制物品的外观和发泡的内部基本上都是相同的，能实现这一点的原因在于：在成型操作中，每个型腔都首先是被可发泡熔融树脂完全填充，然后再利用可发泡熔融树脂产生的发泡压力将一部分可发泡熔融树脂释放到熔融树脂释放腔中。

在本发明的该实施例中，如果利用气体在可发泡熔融树脂体中形成了一个充气空腔，则可执行如下的操作。在完成了将可发泡熔融树脂注入到各个型腔2中之后，向可发泡熔融树脂体中通入一种压缩气体，从而在熔融树脂体中形成一空腔。然后，停止输送气体，并将可开/闭阀4开启，从而能将一部分可发泡熔融树脂体和空腔中的压缩气体释放到熔融树脂释放腔3中，使可发泡熔融树脂体开始发泡而形成泡沫树脂体9。在这样的情况下：如果在可发泡熔融树脂体不足量的情况下-也就是说型腔的填充率相对较低，例如约为70％，执行上述对充气空腔的发泡，则特别要留意使各个型腔具有相同的填充率；可结合对工艺条件的调整来完成此项工作，其中的工艺条件例如是：与各个型腔相连接的浇口道的长度和深度、浇口的尺寸、气体通入管的长度等。

如果有发生这样问题的可能性：从可发泡熔融树脂体散逸出的发泡剂气体会在泡沫模制物品的外表层上造成缺陷(例如银纹、银泡等)，则在本发明的方法中最好采用逆压方法。

下面，将参照如下的实例和对比例对本发明作详细的描述。

使用图5所示的注塑成型机来执行成型工作的。对于图5所示的注塑成型机23，使用了型号为“SG260M-S“的注塑成型机(由日本Sumitomo Heavy Industries，Ltd制造并销售)。该注塑成型机的螺杆式注塑机筒20是一个排气型注塑机筒，其L/D＝29，且可用二氧化碳气体对排气部分加压。二氧化碳气体或氮气从二氧化碳气或氮气的气源24、经送气控制阀19和通气管线21输送给注塑成型机内的熔融树脂，且通过操作一减压阀来对溶入到熔融树脂中的二氧化碳气体量或氮气量进行控制，从而将从3二氧化碳气源或氮气源24输送来的二氧化碳气体或氮气的压力保持在预定的水平上。另外，从开始实施增塑到开始执行注入的时间段内，将螺杆的背压保持在能防止熔融树脂出现发泡、从而能防止螺杆向后回退的最低水平上，

二氧化碳气体或氮气可从二氧化碳气源或氮气源24经送气控制装置19以及型模的逆压通气管线22输送到型模1中。

实例1

按照图1(a)到图1(c)的方法制造了一个杆状的模制物品，其中，该模制物品的长度为300mm，其横截面几乎是尺寸为20mm×20mm的正方形。型模1具有一杆棒形的型腔2，型腔2的一端具有一尺寸为5mm×10mm的浇口，型腔2的另一端与通道5相连接，通道5的截面尺寸为5mm×10mm，长度为15mm，其中，在通道5的中段部位，设置了一个由液压油驱动的可开/闭阀4，通道5通向熔融树脂释放腔3，其横截面尺寸为20mm×20mm，长度为600mm。

将一种含有33％(重量比)玻璃纤维的聚酰胺66(Leona^TM 1402G，由日本的Asahi Kasei Kabushiki Kaisha制造和销售)装入到注塑成型机的注塑机筒中，并使其熔化，二氧化碳气体以8Mpa的压力被输送到含玻璃纤维的可发泡聚酰胺树脂中，并溶入到该树脂中。然后，按照图1(a)和图1(b)所示那样，对所形成的含玻璃纤维的熔融态可发泡聚酰胺树脂(含有二氧化碳气体)执行注塑成型。注塑机筒的温度为280℃，注塑压力为120Mpa，熔融树脂对型腔的填充率为100％。下面将更为具体地对成型过程进行描述。注料嘴12被压到合模后型模1的顶面上(型模的温度为80℃)，经逆压进气口14向型腔2输送3秒时长的、处于7Mpa压力下的二氧化碳气体。然后，将上述形成的溶解有二氧化碳气体、且含有玻璃纤维的聚酰胺树脂(即可发泡的熔融树脂)注入到型腔2中，注入时间为1.5秒。在完成了可发泡熔融树脂的注入操作之后，通过将注塑机筒中的树脂压力在90Mpa上保持三秒，对型腔2中形成的可发泡熔融树脂体8进行加压，同时经熔融树脂释放腔3和逆压进气口14(通气道)将逆压气体从型腔2释放到型模1的外面。然后，将通道5中的可开/闭阀4打开，以将处于发泡压力下的一部分可发泡熔融树脂体8经通道5(带有开启的阀4)释放到熔融树脂释放腔3中，从而降低了作用在可发泡熔融树脂体8上的压力，使得可发泡熔融树脂体8开始发泡而形成一泡沫树脂体9，其中的发泡压力是由熔融树脂自身产生的。从开始发泡起60秒后，开启型模1，并将制得的模制物品从型模中取出。这样就可制得一个泡沫模制物品，其外表层10基本上未发生发泡，而其内部则高度发泡。

可发泡熔融树脂中二氧化碳气体的重量含量约为1.0％，该含量是通过测量从型模中取出的泡沫模制物品的重量减轻来得出的。所制得的泡沫模制物品的膨胀率为1.4，其外表层的厚度约为1.0mm。

实例2

按照与实例1基本相同的方式来制出一个泡沫模制物品，不同之处仅在于对下列的工艺条件进行了改动。熔融树脂对型腔的填充率为70％。在完成了对可发泡熔融树脂的注入操作之后，将二氧化碳气体以8Mpa的压力经压缩气体喷嘴13通入到熔融树脂体8中，从而形成了充气空腔11，同时还将逆压气体的压力经熔融树脂释放腔3和逆压进气口14(通气道)卸压到型模1的外面，其中，喷嘴13被设置在注料嘴12中。向熔融树脂体8中的充气空腔11通入二氧化碳气体的过程持续3秒，从而能保持充气空腔11内的气体压力。然后，停止通入二氧化碳气体，并将通道5中的可开/闭阀4打开来执行放气，其中的通道5与熔融树脂释放腔3相通，从而将熔融树脂体8中充气空腔11内的二氧化碳气体和一部分熔融树脂体8迅速释放到熔融树脂释放腔3中，这样就降低了可发泡熔融树脂体8上承受的压力，使得熔融树脂体8在型腔2内开始发泡，由此而形成带有外表层10的泡沫树脂体9。

可发泡熔融树脂中二氧化碳气体的重量含量为1.0％。所制得的泡沫模制物品的膨胀率为2.0，这就表明：在轻质特性方面，实例2制得的泡沫模制物品比实例1制得的泡沫模制物品更为优秀。

实例3

按照与实例1基本相同的方式来制出一个泡沫模制物品，不同之处仅在于对下列的工艺条件进行了改动。

实例3中所用的型腔2与实例1中的型腔具有相同的形状，但型腔2的内壁面是一个平均粗糙度(Ra)为13.2μm的粒状面。此处的平均粗糙度(Ra)是用表面粗糙度测量仪器“Surfcom 570A”(由日本的Tokyo Seimitsu Co.，Ltd制造并销售)测得的。(对于所述的平均粗糙度(Ra)，可参见由日本机械工程师协会在1977出版的、第六版“KikaiKogaku Binran”(机械工程师手册))。

在注塑成型机的注塑机筒20中装入一种聚苯乙烯树脂(由日本的A&M苯乙烯有限公司制造并销售的A&M Polystyrene^TM 685)，并将其熔化，将10Mpa压力下的二氧化碳气体输送到聚苯乙烯树脂中，并将其溶入到该树脂中。然后，按照与实例1相同的方式，将所形成的含有二氧化碳气体的、熔融态的聚苯乙烯树脂注入到型腔2中。注塑机筒的温度为220℃，注入压力为100Mpa。下面将对成型过程作更为具体的描述。上述形成的、溶解有二氧化碳气体的聚苯乙烯(可发泡熔融树脂)被注入(注入时间为1.5秒)到型腔2中(型模温度为50℃)，型腔被压力为7Mpa的二氧化碳气体加压，将注塑机筒中的树脂压力保持在80Mpa上，以对型腔2中所形成的可发泡熔融树脂体8加压3秒。然后，打开通道5内的可开/闭阀4，从而在由可发泡熔融树脂体自身产生的发泡压力作用下，一部分可发泡的熔融树脂体8经通道5(带有已开启的阀4)释放到熔融树脂释放腔3中，从而降低了作用在可发泡熔融树脂体8上的压力，使得可发泡熔融树脂体8开始发泡，而形成一泡沫树脂体9。在发泡后的60秒时，打开型模1，将制得的泡沫模制物品从型模中取出。

可发泡熔融树脂中二氧化碳气体的重量含量约为3.0％。所制得的泡沫模制物品的膨胀率为2.6，其外表层的厚度约为1.5mm。另外，所制得的泡沫模制物品的表面平均粗糙度(Ra)为13.1μm，也就是说，泡沫模制物品的表面对型腔2内壁面的粒状面具有优异的再现性。此外，该泡沫模制物品的表面上没有不均匀的发亮部或流痕等任何缺陷。

实例4

按照与实例1基本相同的方式来制出一个泡沫模制物品，不同之处仅在于对下列的工艺条件进行了改动。对于其中的树脂，使用了聚碳酸酯(由日本的Teijin Chemicals Ltd制造并销售的“Panlight^TM L1225”)。注塑机筒的温度为300℃，注入压力为220Mpa，型模的温度为80℃，输入到注塑机筒中的二氧化碳气体的压力为10Mpa，输送向型腔2的逆压气体的压力为7Mpa。其中已溶入了二氧化碳气体的聚碳酸酯树脂被注入到型腔2中，注入时间为2.0秒。在刚刚完成了注入操作之后，立即对型腔2中形成的可发泡熔融树脂体8加压1秒，该加压是通过将注塑机筒中的树脂压力保持在180Mpa来执行的，同时将型腔2中的逆压气体经熔融树脂释放腔3和逆压进气口14(通气道)释放到型模1的外部。然后，将通道5中的可开/闭阀4打开，以将处于发泡压力下的一部分可发泡熔融树脂体8经通道5(带有开启的阀4)释放到熔融树脂释放腔3中，从而降低作用在可发泡熔融树脂体8上的压力，使得可发泡熔融树脂体8开始发泡而形成一泡沫树脂体9，其中的发泡压力是由熔融树脂自身产生的。从发泡开始后的60秒时，开启型模1，并将制得的模制物品从型模中取出。这样就可制得一个泡沫模制物品，其外表层10基本上未发生发泡，而其内部则高度发泡。

可发泡熔融树脂中二氧化碳气体的重量含量约为2.0％。所制得的泡沫模制物品的膨胀率为1.4，其外表层的厚度约为2.0mm。

实例5

按照与实例1基本相同的方式来制出一个泡沫模制物品，不同之处仅在于对下列的工艺条件进行了改动。对于其中的树脂，使用了半芳香族的聚酰胺(由日本的Asahi Kasei Kabushiki Kaisha制造并销售的“Leona^TM 90G33”)，其含有33％(重量比)的玻璃纤维，且该聚酰胺中芳香烃环的含量约为10％(重量比)，从而使该聚酰胺的结晶速度很低。注塑机筒的温度为280℃，注入压力为120Mpa，型模温度为80℃，输入到注塑机筒中的二氧化碳气体的压力为2Mpa，且不向型腔2中通入逆压气体。该含有玻璃纤维的、熔融态的可发泡半芳香类聚酰胺树脂(含二氧化碳气体)被注入到型腔2中，注入时间为2.0秒。在刚刚完成了注入操作之后，立即对型腔2中形成的可发泡熔融树脂体8加压1秒，该加压是通过将注塑机筒中的树脂压力保持在80Mpa来执行的。然后，将通道5中的可开/闭阀4打开，以将处于发泡压力下的一部分可发泡熔融树脂体8经通道5(带有开启的阀4)释放到熔融树脂释放腔3中，从而降低作用在可发泡熔融树脂体8上的压力，使得可发泡熔融树脂体8开始发泡而形成一泡沫树脂体9，其中的发泡压力是由熔融树脂自身产生的。从发泡开始后的60秒时，开启型模1，并将制得的模制物品从型模中取出。这样就可制得一个泡沫模制物品，其外表层10基本上未发生发泡，而其内部则高度发泡。

可发泡熔融树脂中二氧化碳气体的重量含量约为0.1％。所制得的泡沫模制物品的膨胀率为1.4，其外表层的厚度约为2.0mm。

由于树脂的结晶速度很低，且可发泡熔融树脂的注入是足量的，所以，所制得的泡沫模制物品的表面上没有任何的泡沫痕迹，并具有优异的外观。

实例6

按照与实例2基本相同的方式来制出一个泡沫模制物品，不同之处仅在于对下列的工艺条件进行了改动。如图3(a)到图3(c)所示，实例6中所用的型腔2具有这样的结构设计：在该型腔中，一厚度为2.5mm的平板(小厚度部分)一侧与一横截面尺寸为4mm×4mm的沟道(大厚度部分)相连接(即型腔具有“薄板/沟道”型的结构设计)。树脂对型腔的填充率为98％。在完成了对可发泡熔融树脂的注入操作之后，将二氧化碳气体以8Mpa的压力经压缩气体喷嘴13通入到熔融树脂体8中，从而形成了充气空腔11，同时还将逆压气体的压力经熔融树脂释放腔3和逆压进气口14(通气道)卸压到型模1的外面，其中，喷嘴13被设置在注料嘴12中。向熔融树脂体8中的充气空腔11通入二氧化碳气体的过程持续2秒，从而能保持充气空腔11内的气体压力。然后，停止通入二氧化碳气体，并将通道5中的可开/闭阀4打开来执行放气，其中的通道5与熔融树脂释放腔3相通，从而将熔融树脂体8中充气空腔11内的二氧化碳气体和一部分熔融树脂体8迅速释放到熔融树脂释放腔3中，这样就降低了可发泡熔融树脂体8上承受的压力，使得熔融树脂体8在型腔2内开始发泡，由此而形成带有外表层10的泡沫树脂体9。

可发泡熔融树脂中二氧化碳气体的重量含量为1.0％。所制得的泡沫模制物品的膨胀率为1.2，而且不仅在大厚度部分中形成了发泡的内部，而且在小厚度部分中也形成了泡沫内部。

实例7

(如图4所示)用一个型模同时制造多个泡沫模制物品，其中的型模被设计成适于同时制造4个模制物品，且该实例中，每个模制物品均为门把手的形式，其直径为22mm，两支臂之间的距离为180mm。在该型模中，与各个型腔2相连的浇口道被设计成几乎具有相同的长度。每个型腔2都设置有一个熔融树脂释放腔3，并通过一通道与该释放腔相通，通道中具有一可开/闭阀4。各个可开/闭阀4的操作定时是可控的，且各个阀4的控制是相互独立的。每个熔融树脂释放腔3都具有约70cc的容积，直径为30mm，深度为100mm。将型腔2与熔融树脂释放腔3相连接的各条通道的横截面尺寸均为5mm×5mm，型腔2与通道直接接触的出口的横截面尺寸也为5mm×5mm。用于通入压缩气体、以形成空腔11的各个进气口18(见图4)靠近各个型腔2的树脂浇口。在通入气体的时机、以及压力保持时间和气体保持时间方面，各个型腔2的控制是相互独立的。

对于其中的树脂，使用了聚丙烯树脂(由日本的Japan PolychemCorporation制造并销售的“Novatex^TM TX1977K”)。注塑机筒的温度为230℃，注入压力为120Mpa，型模的温度为80℃，输入到注塑机筒中的二氧化碳气体的压力为10Mpa。用7Mpa压力的二氧化碳气体对各个型腔2进行预加压，且对注入到各个型腔2中的树脂量进行控制，使得型腔的填充率为75％。将熔融态的可发泡聚丙烯树脂(含二氧化碳气体)被注入到型腔2中，注入时间为2.0秒。在开始对可发泡熔融树脂执行注入操作后的1.5秒时，将一种压缩气体通入到可发泡的熔融树脂体中，从而形成一充气空腔11，向充气空腔11通入二氧化碳气体的过程持续3秒。对于上述用于形成充气空腔的压缩气体，可使用压力为8Mpa的二氧化碳气体。然后，将各个输气阀关闭，并将通道中的各个可开/闭阀4打开，通道与各个熔融树脂释放腔3相通，从而将熔融树脂充气空腔中的压缩气体、以及一部分熔融树脂体释放到熔融树脂释放腔3中，这样就降低了可发泡熔融树脂体上承受的压力，使得熔融树脂体在型腔2内开始发泡，由此而形成带有外表层的泡沫树脂体。从发泡开始后的30秒时，开启型模1，并将制得的模制物品从型模中取出。这样就可制得一个泡沫模制物品，其外表层10基本上未发生发泡，而其内部则高度发泡。

在成型过程中，如果在型腔内的熔融树脂体中形成充气空腔，则各个充气空腔的长度可以是不同的，其中，最长空腔和最短空腔的长度差为20mm。但是，所制得的泡沫模制物品却是一致相同的，也就是说，所制得的所有泡沫模制物品的膨胀率(膨胀率是轻量化的指标)均约为2.2，外表层的厚度约为2.5mm。

可发泡熔融树脂中二氧化碳气体的重量含量为3.0％。

实例8

按照与实例2基本相同的方式来制出一个泡沫模制物品，不同之处仅在于对下列的工艺条件进行了改动。在将与熔融树脂释放腔3相连的通道5中的可开/闭阀4打开之后，再向熔融树脂体8的充气空腔11输送二氧化碳气体，此次通气时间持续15秒，然后，在将型模1打开、从而取出制得的泡沫模制物品之后，立即将二氧化碳气体释放到熔融树脂释放腔3中。所制得的泡沫模制物品具有未出现发泡的外表层，且其泡沫化的内部为通气的气室构造。所制得的泡沫模制物品的表面温度为60℃，此温度比型模温度低20℃，这将使二氧化碳气体的绝热膨胀实施冷却。已经发现，相对于所制得的泡沫模制物品，其膨胀率和外表层厚度与实例2中的制品大致上相同。

实例9

按照与实例2基本相同的方式来制出一个泡沫模制物品，不同之处仅在于对下列的工艺条件进行了改动。用压力为6Mpa的氮气对型腔2进行加压，且将压力为8Mpa的氮气通入到从注塑机筒20排出的熔融树脂中，从而用压力为8Mpa的氮气形成了一个充气空腔11。已经发现：对于所制得的泡沫模制物品，其膨胀率和外观基本与实例2中的制品相同。可发泡熔融树脂中氮气的重量含量为0.8％。

对比实例1

按照与实例2基本相同的方式来制出一个泡沫模制物品，不同之处仅在于对下列的工艺条件进行了改动。并不是采用通过将与熔融树脂释放腔3相通的通道5中的可开/闭阀4打开来释放二氧化碳气体，而是使形成空腔11的二氧化碳气体从设置在注料嘴12中的压缩气体喷嘴13排出。已经发现：尽管填充在浇口6和浇口道7中的可发泡熔融树脂发生了发泡，但所制得的模制物品的内部并未出现发泡，在开启型模1时，模制物品发生爆裂。据考虑，出现这一问题的原因在于：在熔融树脂体的内部开始发泡之前，填充到浇口6和浇口道7中的可发泡熔融树脂就已发生发泡，因而，浇口6和浇口道7中所形成的泡沫树脂就会阻碍熔融树脂体8充气空腔11内二氧化碳气体的排出。

对比实例2

按照与实例2基本相同的方式来制出一个泡沫模制物品，不同之处仅在于对下列的工艺条件进行了改动。熔融树脂释放腔3的长度被设计成70mm，其容积为28CC。熔融树脂对型腔的填充率为98％。在将融树脂注入到型腔中之后，开始向注入熔融树脂中通入压缩气体，将可开/闭阀4打开，以将处于压缩气体压力作用下的一部分可发泡熔融树脂体释放到熔融树脂释放腔3中，从而在可发泡熔融树脂体中形成一个空腔，熔融树脂体的中空率约为30％。此时，熔融树脂释放腔3完全被受压缩气体挤压的树脂填满。然后，用于形成空腔11的二氧化碳气体经设置在注料嘴12中的压缩气体喷嘴13排出。已经发现：尽管填充在浇口6和浇口道7中的可发泡熔融树脂发生了发泡，但所制得的模制物品的内部并未出现发泡，在开启型模1时，模制物品发生爆裂。据考虑，出现这一问题的原因在于：在熔融树脂体的内部开始发泡之前，填充到浇口6和浇口道7中的可发泡熔融树脂就已在先发泡，因而，浇口6和浇口道7中所形成的泡沫树脂就会阻碍熔融树脂体8充气空腔11内二氧化碳气体的排出。

对比实例3

按照与实例2基本相同的方式来制出一个泡沫模制物品，不同之处仅在于对下列的工艺条件进行了改动。用于形成空腔11的压缩气体是通过进气口18(见图1(a))直接注入到型腔2内的可发泡熔融树脂体中，其中的进气口18通入到型腔2中，且该进气口18还用来将气体从充气空腔11中排出。该实例的结果与对比实例2的结果基本上相同。也就是说，已经发现：尽管进气口18附近的可发泡熔融树脂发生了发泡，但所制得的模制物品的内部并未出现发泡，在开启型模1时，模制物品发生爆裂。

实例10

按照与实例3基本相同的方式来制出一个泡沫模制物品，不同之处仅在于用氮气对型腔2进行加压。已经发现：尽管所制得模制物品的表面上未出现任何的泡沫痕迹，但模制物品的表面粗糙度仅在5到8μm的范围内，也就是说，模制物品的表面并没有令人满意地再现(即移植)了型腔内壁面的粒状面。这也就意味着：对于对型腔内壁面形貌的再现性，实例3优于实例10。

可发泡熔融树脂中氮气的重量含量约为3.0％。所制得的泡沫模制物品的膨胀率为2.6，外表层的厚度约为1.5mm。

对比实例4

按照与实例3基本相同的方式来制出一个泡沫模制物品，不同之处仅在于未采用熔融树脂释放腔3，且在可发泡熔融树脂的注入完成后60秒时打开型模1，而将泡沫模制物品从型腔中取出。已经发现：当制得的模制物品被从型模中取出时，在发泡压力的作用下，模制物品会出现剧烈的发泡，并极大地膨胀，使得模制物品出现很大的变形，其中的发泡压力是由溶解在树脂中的气态发泡剂产生的。还发现：为防止模制物品出现这样的变形，冷却时间必须要达到120秒。

对比实例5

按照与对比实例4基本相同的方式来制出一个泡沫模制物品，不同之处仅在于未用压缩气体对型腔2进行加压，且熔融树脂对型腔的填充率为80％。已经发现：尽管所制得的模制物品的膨胀率为1.2，但由于在该模制物品的表面部分上出现了泡沫痕迹，所以其外观状况是很差的。

对比实例6

按照与对比实例5基本相同的方式来制出一个泡沫模制物品，不同之处仅在于：为了提高所制得泡沫模制物品的外观质量，在对可发泡熔融树脂执行注入之前，用压力为7Mpa的二氧化碳气体对型腔2进行加压。已经发现：所制得的泡沫模制物品的某一部分表面上未出现任何泡沫痕迹，该部分表面对应于从型模的浇口处测起、型腔2容积80％处的部分；但是，在所制得模制物品的其余表面上则出现了泡沫痕迹，也就是说，所制得模制物品的流峰部分的外观很差。

根据本发明的发泡注塑成型方法的优点不仅在于：能以很高的生产率高效、经济地制出模制物品，其所制的模制物品对型腔内壁面的形貌有很好的再现性，且其外表层是非泡沫化的，而其内部则是高度发泡的；而且还具有优点：易于对模制物品的外表层厚度和膨胀率进行控制。本发明方法可用热塑性树脂低造成本地制出各种优良的发泡注塑模制物品。这些模制物品的实例包括轻型电气设备或电子设备的外壳、各种汽车部件、以及各种日用品。另外，本发明的发泡注塑成型方法的有利之处还在于：其不但能用来对普通的热塑性树脂进行模制成型，而且可对各种含有阻燃剂的树脂合成物执行成型，阻燃剂的耐热稳定性很低，因而不能在高成型温度下对这些合成物执行模制成型，本发明的方法还可用来对各种其它的树脂进行成型，这些树脂的流动性很低，因而很难用常规的注塑成型方法对这样的树脂进行成型加工。

Claims (16)

1.一种对热塑性树脂执行发泡注塑成型的方法，该方法包括步骤：

(1)设置一型模，其包括一固定的半型模和一个与所述固定半型模配对的活动半型模，从而可利用所述固定半型模的内壁面和活动半型模的内壁面围成一型腔，

所述型腔具有一内壁面，并与一树脂入口相通，

所述型腔的所述内壁面具有一熔融树脂释放装置；

(2)在预先选定的注入温度和压力条件下，通过所述树脂入口将一种熔融态的可发泡热塑性树脂注入到所述型模的所述型腔内，其中的注入量是某一重量值的95％到110％，其中的重量值是体积等于所述型腔容积的可发泡熔融树脂的重量，其中，树脂的体积是指在预定注入温度和压力条件下测得的体积，

这样，就可在所述型腔内形成一可发泡熔融树脂体；

(3)向所述型腔内的所述可发泡熔融树脂体施加一压力，以将所述可发泡熔融树脂体的表面紧压到所述型腔的所述内壁面上，从而使所述可发泡熔融树脂体的表面部分发生固化、而形成所述可发泡熔融树脂体的外表层；以及

(4)在由所述可发泡熔融树脂体产生的发泡压力作用下，经所述熔融树脂释放装置将一部分所述可发泡熔融树脂体释放到所述型腔外部，从而降低作用在可发泡熔融树脂体上的压力，这样就可以使型腔内的可发泡熔融树脂体开始发泡，从而形成一个发泡后的树脂体，其所述外表层基本上保持未发泡的状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述步骤(3)中，是通过向所述型腔中额外注入一定量的可发泡熔融树脂来对所述可发泡熔融树脂体施加压力的，这样就能对可发泡熔融树脂体施加一个预定的树脂保持压力。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在所述步骤(2)之前、在所述步骤(1)之后，将一种压缩气体通入到所述型腔中，从而使所述型腔内具有一定压力，该压力使得在所述步骤(2)中、注入到所述型腔中的所述可发泡熔融树脂体在其流峰处不会发生发泡。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在所述步骤(2)之前、步骤(1)之后，通入到所述型腔内的所述压缩气体是二氧化碳气体。

5.根据上述权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于：所述型腔的所述熔融树脂释放装置是一个可开/闭的阀，且所述型模具有一个熔融树脂释放腔，该释放腔通过所述开/闭阀与所述型腔相通，所述熔融树脂释放腔的体积大于在所述步骤(4)中、经所述开/闭阀释放到所述型腔外部的那部分可发泡熔融树脂体的体积。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述熔融树脂释放腔具有一通到所述型腔外面的气体通道。

7.根据上述权利要求1到6之一所述的方法，其特征在于：所述可发泡熔融树脂包括一种熔融树脂以及溶解在熔融树脂中的至少一种气态发泡剂，其中的发泡剂是从由二氧化碳和氮气组成的组中选出的。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述发泡剂在所述可发泡熔融树脂中的重量含量在0.05到10％之间。

9.一种用于对热塑性树脂执行发泡注塑成型的方法，该方法包括步骤：

(1)设置一型模，其包括一固定半型模和一个与所述固定半型模配对的活动半型模，从而可利用所述固定半型模的内壁面和活动半型模的内壁面围成一型腔，

所述型腔具有一内壁面，并与一树脂入口相通，还可选地与一进气口相通，

所述型腔的所述内壁面具有一熔融树脂释放装置；

(2)在预先选定的注入温度和压力条件下，通过所述树脂入口将一种熔融态的可发泡热塑性树脂注入到所述型模的所述型腔内，其中的注入量是某一重量值的55％到110％，其中的重量值是体积等于所述型腔容积的可发泡熔融树脂的重量，其中，树脂的体积是指在预定注入温度和压力条件下测得的体积，

这样，就可在所述型腔内形成一可发泡熔融树脂体；

(3)经所述树脂入口或所述进气口将一种压缩气体通入到所述型腔内的所述可发泡熔融树脂体中，在所述可发泡熔融树脂体中形成一充气空腔，这样就在所述可发泡熔融树脂体上施加了一个压力，将所述可发泡熔融树脂体的外表面贴压到所述型腔的内壁面上，从而使所述可发泡熔融树脂体的外表面部分发生固化、而形成所述可发泡熔融树脂体的外表层，

其中，所述步骤(3)是在所述步骤(2)的执行过程中或执行完成后执行的，或者也可以是在所述步骤(2)的执行过程中和执行完成后进行的；以及

(4)在由所述可发泡熔融树脂体产生的发泡压力、以及所述充气空腔内压缩气体的压力作用下，经所述熔融树脂释放装置将一部分所述可发泡熔融树脂体和充气空腔内的至少一部分压缩气体释放到所述型腔外部，从而降低作用在可发泡熔融树脂体上的压力，这样就可以使型腔内的可发泡熔融树脂体开始发泡，从而形成一个发泡后的树脂体，其所述外表层基本上保持未发泡的状态。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中所用的压缩气体为二氧化碳气体。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于：在所述步骤(2)之前、在所述步骤(1)之后，将一种压缩气体通入到所述型腔中，从而使所述型腔内具有一定压力，该压力使得在所述步骤(2)中、注入到所述型腔中的所述可发泡熔融树脂体在其流峰处不会发生发泡。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：在所述步骤(2)之前、所述步骤(1)之后，通入到所述型腔内的压缩气体是二氧化碳气体。

13.根据上述权利要求9到12中任一项所述的方法，其特征在于：所述型腔的所述熔融树脂释放装置是一个可开/闭的阀，且所述型模具有一个熔融树脂释放腔，该释放腔通过所述开/闭阀与所述型腔相通，所述熔融树脂释放腔的体积大于所述步骤(4)中、经所述开/闭阀释放到所述型腔外部的那部分可发泡熔融树脂体的体积。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：所述熔融树脂释放腔具有一通到所述型腔外面的气体通道。

15.根据上述权利要求9到14之一所述的方法，其特征在于：所述可发泡熔融树脂包括一种熔融树脂以及溶解在熔融树脂中的至少一种气态发泡剂，其中的发泡剂是从由二氧化碳和氮气组成的组中选出的。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：所述发泡剂在所述可发泡熔融树脂中的重量含量在0.05到10％之间。

Images