專利名稱：合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法及模內膨脹發(fā)泡成型制品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于模內膨脹發(fā)泡成型設備的原料珠粒充填方法、采用了上述充填方法的合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法以及因此而獲得的模內膨脹發(fā)泡成型制品。該設備利用由諸如聚烯烴和聚苯乙烯等熱塑性合成樹脂制成的原料珠粒模制發(fā)泡成型制品。
2.相關技術描述作為一種利用熱塑性合成樹脂原料珠粒加工發(fā)泡成型制品的模內膨脹發(fā)泡成型設備，

圖11中所示的設備已經商品化了，其中一套模具100和101彼此面對著安置，汽室102和103分別位于模具100和101的后側，用于將汽室102和103與一個模腔104連通的許多通氣孔105和106形成在兩個模具100和101中，而功能流體，例如將在后面提及的加熱蒸汽，則通過通氣孔105和106而供應到模腔104或從中排出。在這種結構中，用于供應加熱蒸汽的上功能口107和108分別安置在相應汽室102和103的上部，而用于連接減壓泵或排泄管的下功能口109和110分別安置在相應汽室102和103的下部，從而將蒸汽供應到模腔104。
為了精確地成形出開通于模具100和101中的許多通氣孔105和106，在各個透氣塞固定孔112中分別嵌入了一個相應的透氣塞111，每個透氣塞均為帶有蓋子的筒形體，蓋子的外徑為7～12mm而且其上開有一組形式為大約_0.5mm圓孔形或大約0.5mm寬狹縫形的通氣孔105和106，而透氣塞固定孔則以20～50mm的間距開通于模具100和101中，如圖12和圖13所示。
為了利用這種發(fā)泡成型設備模制發(fā)泡成型體，諸如由聚烯烴和聚苯乙烯等熱塑性合成樹脂制成的預發(fā)泡原料珠粒從一個原料罐(未示出)開始供應并通過充填組件113而充填到模腔104中，然后被加熱蒸汽加熱以發(fā)泡和熔合，之后再被冷卻和固化，最后以發(fā)泡成型體的形式取出。
廣泛采用的原料珠粒充填方法有1)分裂充填法，2)壓力充填法，以及3)壓縮充填法，下面首先簡要描述以下這些方法。
1)分裂充填法是這樣一種原料珠粒充填方法，即利用一個注射器而機械式供應原料珠粒，其中原料罐和模腔均敞開于大氣壓下，這種方法的缺點是存留在內部的空氣易于導致充填不均勻，并加大了充填密度的分散性。
2)壓力充填法是這樣一種原料珠粒充填方法，即原料罐內部加壓至0.2～1.5kg/cm2，并利用壓差而將原料珠粒供應和充填到模腔中，模腔通過汽室而敞開于大氣壓下。在這種情況下，由于利用了從原料罐至模腔的輸送氣道中的壓差，因此充填不均勻性低于上述分裂充填法。
3)壓縮充填法是這樣一種原料珠粒供應和充填方法，即原料罐內部壓力P升高至1.0～5.0kg/cm2，略高于壓力充填法，并對一個汽室加壓，以使通過通氣孔與該汽室連通的模腔具有壓力P1，從而改變壓差(P-P1)，這樣由于原料珠粒處于壓縮狀態(tài)，因此可以獲得良好的充填質量。
下面將解釋如前所述充入模腔中的原料珠粒的加熱、發(fā)泡和熔合方法。作為一種原料珠粒加熱發(fā)泡方法，在日本專利公開文獻No.57-174223中有描述并被普遍使用。在這個文獻中，包含如圖14中所示的各個過程，其中(a)～(d)顯示了預熱排氣過程，以將模具中的空氣和原料珠粒間的空氣替換為蒸汽，下面將解釋每個過程的具體內容。在圖14中，黑色的閥符號表示閥是關閉的，而白色的閥符號表示閥是打開的。
(a)是一個排氣過程，其中，在原料珠粒充入模腔104中后，蒸汽在一個很短時間內從上功能口107和108供應到汽室102和103中，與此同時，模具中的空氣，特別是汽室102和103中的空氣將通過抽吸而從下功能口109和110中排出。在這種情況下，汽室102和103中的壓力因蒸汽而上升至一個正壓，因此蒸汽通過通氣孔105和106進入原料珠粒間。
(b)是一個兩側排氣過程，其中上功能口107和108關閉，而抽真空和減壓操作持續(xù)進行以降低模具內的壓力，以將原料珠粒間的空間內的空氣通過形成在模具兩側的通氣孔105和106而被抽吸和排出。
(c)是一個一側預熱過程，其中下功能口109和110關閉而蒸汽在一個很短時間內從一個處于壓降狀態(tài)的汽室103的上功能口108中供應進來，在這種情況下，供應的蒸汽依次通過模具101的通氣孔106、模腔104中的原料珠粒之間以及模具100的通氣孔105，并流入相反側的汽室102中，這樣可以將所有原料珠粒以及模具100和101預熱。
(d)是蒸汽反向流動的另一側預熱過程，其中類似的操作實施于汽室102一側，以使模腔104中的空氣完全排出，與此同時，模具100和101均被預熱并盡可能降低局部溫差。
(e)是一個熔合加熱過程，其中用于熔合加熱的蒸汽供應到兩個汽室102和103中，以加熱模具100和101并通過相應模具100和101中的通氣孔105和106而加熱原料珠粒，從而實現(xiàn)發(fā)泡并將原料珠粒相互熔合在一起以形成發(fā)泡成型體。
在上述模制方法中，由于諸如空氣和蒸汽等功能流體被供應到模腔中或從模腔排出，因此通氣孔是必需的，但成形出通氣孔將導致下面的問題。
(1)為了補償因在模具中開通許多透氣塞固定孔而引起的強度下降，有鋁合金材料制成的模具的壁厚必須設置得較厚，例如為8～12mm，這樣就增大了熱容量，從而產生這樣的問題，例如加熱和冷卻中的熱效率低，或溫度升高和降低時的速度慢，從而使得控制精度下降。
(2)由于在一對模具中要開2000～4000個透氣塞固定孔，因此復雜的鉆孔操作將增加加工成本，而且由于透氣塞是手工安裝的，因此這個操作很復雜，從而導致模具表面不可避免地受損，因而需要額外的維修操作。
(3)通氣孔可能會被諸如水銹等堵塞，從而導致加熱故障、脫模故障和冷卻故障，因此必須進行維護操作，如更換透氣塞或利用高壓凈水定期清潔。
(4)透氣塞和通氣孔會在發(fā)泡成型制品的表面上留下痕跡，從而導致發(fā)泡成型制品的外觀質量下降，而且如果外表面被印刷，則透氣塞和通氣孔的痕跡將導致印刷質量下降。
(5)模制成型后，將通過向汽室中噴射冷卻水而冷卻發(fā)泡成型制品，此時水分后通過通氣孔而滲入模腔中，從而導致發(fā)泡成型制品含有6～10％的水分，這就需要一個干燥過程。此外，由于冷卻水直接接觸發(fā)泡成型制品，因此冷卻水必須控制在清潔狀態(tài)以獲得清潔的發(fā)泡成型制品。
(6)由于原料珠粒是在相同的狀態(tài)下被汽室供應到模腔中的蒸汽加熱而發(fā)泡和熔合的，因此這樣獲得的發(fā)泡成型制品(以下稱作均一加熱發(fā)泡成型制品)的表面質量會隨著珠粒的熔合率而變化，熔合率低則表面質量也低，而熔合率高則表面質量也高。另一方面，對于均一加熱發(fā)泡成型制品，珠粒的熔合率設置的越高，則發(fā)泡成形制品的諸如機械強度等性能越好，但是，加熱、發(fā)泡和熔合時間以及冷卻時間也越長，從而導致總體模制周期加長而降低了生產率。
出于上述原因，在上面描述的模制成型技術中，發(fā)泡成形制品的珠粒熔合率設置為，例如40～80％，從而通過設置足夠高的熔合率而提高表面質量以確保外觀優(yōu)美，并且確保機械強度，然而，對于不需要高機械強度的發(fā)泡成形制品來說，仍然必須將熔合率設置得足夠高以確保外觀優(yōu)美，因此模制成型的周期加長而生產率下降了。這里的熔合率是在發(fā)泡成形制品裂開后對橫截面上的珠粒的狀態(tài)進行評估而獲得的，具體地講，是通過測量而獲得的斷裂珠粒比率，如果珠粒本身并未斷裂而是沿著它的表面裂開的，則該珠粒被認作未熔合，而如果珠粒本身斷裂了，則該珠粒被認作熔合了。
如前所述，在傳統(tǒng)的發(fā)泡成型方法中，諸如空氣和蒸汽等功能流體通過通氣孔而供應到模腔中或從模腔排出，以獲得發(fā)泡成形制品，而成形出通氣孔將引起上述許多問題。
為了完全解決這些問題，本發(fā)明人檢驗了利用無通氣孔的模具進行發(fā)泡成型的實際方法并作了各種測試。即使模具中沒有成形出通氣孔，也必須利用氣道替換通氣孔以將諸如空氣和蒸汽等功能流體供應到模腔或從模腔排出，因此存在很多問題，例如，在何處以及如何成形出這些氣道以及在什么時間和什么狀態(tài)下將功能流體供應到這些氣道中。
其中一個這樣的問題中涉及將原料珠粒充填到模腔中的方法。
當采用上述分裂充填法時，原料珠?？梢员还竭@種程度，即在一套模具中留下一些空白空間而不完全密實，但充填是如此的不均勻乃至無法將該方法實施于實際應用中。
在壓力充填法的情況下，可以通過在一組模具中留下一些空白空間而保持模腔向大氣壓敞開，充填操作可以到達一定程度，但在充填操作后，充入的原料珠粒被壓縮到與分裂充填法相同的封閉體積，這樣，作為示例，在加工頂部敞開的箱形發(fā)泡成形制品時，發(fā)泡成形制品底部平面部分與側壁部分之間的壓縮率不同，其中平面部分充填系數(shù)大于側壁部分，這仍會導致充填密度不均勻性。
在壓縮充填法的情況下，模腔內部必須保持一個預定壓力，該壓力為大氣壓或更高，然而，我們無法比較和檢驗這種方法，因為沒有辦法在向不帶通氣孔的模具中供應原料珠粒的同時又保持增壓。
本發(fā)明的一個目的是將一種不在模具表面上成形出通氣孔的新型發(fā)泡成形設備商品化，并且提供一種原料珠粒充填方法，以使原料充填過程中的充填不均勻性最小化，這是不帶通氣孔的發(fā)泡成形設備中需要解決的問題之一，還要提供采用了上述充填方法的合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法，并且提供因此而獲得的模內膨脹發(fā)泡成型制品。
本發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明第一個方面的原料珠粒充填方法是一種用于將原料珠粒從原料罐充填到由一套模具構成的模腔中的方法，其中模腔通過一對模具而封閉形成，模具分別在它們的后側帶有汽室，而且模腔與汽室氣密性隔離，之后，在保持模腔中壓力相對于原料罐中壓力為一預定的負壓的同時，原料珠粒被供應到模腔中。
在根據(jù)第一個方面的充填方法中，汽室與模腔是氣密性隔離的，即所使用的發(fā)泡成形設備中不帶用于將汽室與模腔相連的通氣孔，因此，因形成通氣孔而產生的上述問題可以基本上得到解決。利用原料罐與模腔之間壓差進行的原料珠粒充填可以通過調節(jié)原料罐和模腔中的壓力而容易地實現(xiàn)。
根據(jù)第二個方面的充填方法是這樣的，在保持上述原料罐中壓力位于一個大氣壓～5.0kg/cm2的范圍內的同時，將原料珠粒供應到模腔中。這種形式是優(yōu)選的，因為通過將模腔中的珠粒壓縮并將體積縮減到最佳外徑(體積)，模腔的平面部分、側面部分乃至狹窄部分的充填密度均可以變得相對均勻。
根據(jù)第三個方面的充填方法是這樣的，模腔中的壓力保持受壓狀態(tài)，即低于原料罐壓力減去0.5kg/cm2并且大于或等于大氣壓。優(yōu)選設置在這個范圍，因為如果壓力狀態(tài)超出了這個范圍，則輸送氣體的流速將變得過大，而原料珠?？赡軙氯谀Ｇ换虺涮钔ǖ赖莫M窄部分中。
根據(jù)第四個方面的充填方法是這樣的，模腔中的壓力保持減壓狀態(tài)，即從大氣壓至大氣壓減去1.0kg/cm2。在這種情況下，壓力只在模腔中降低，從而原料珠粒不需要壓縮和減小體積，這一點是優(yōu)選的，因為容易在充填過程中保持負壓狀態(tài)，因此模腔的平面部分、側面部分乃至狹窄部分的充填密度均變得相對均勻。
在總體上考慮了上述方案后，優(yōu)選將模腔中的壓力設置在負1.0～5.0kg/cm2的范圍內，這是本發(fā)明第五個方面。
根據(jù)第六個方面的合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法是這樣一種合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法，其包含以下步驟將原料珠粒從原料罐充填到由一對模具封閉形成的發(fā)泡成形模腔中，模具分別在它們的后側帶有汽室；加熱、發(fā)泡和熔合原料珠粒而形成一個發(fā)泡成形體；以及將發(fā)泡成形體冷卻、脫模和從模具中取出，其中包括下面的過程a)合模過程，其中模具閉合以形成相對于上述汽室氣密性隔離的上述模腔，并形成直接連接著模腔的功能通道。
b)充填過程，其中原料珠粒通過上述的原料珠粒充填方法而從原料罐供應并充填到模腔中，與此同時，加熱蒸汽供應到上述汽室中，以將環(huán)繞著汽室的全體模具加熱到原料珠粒尚不能發(fā)泡的溫度。
c)內部加熱過程，其中溫度低于原料珠粒熔合溫度的加熱蒸汽通過模腔的功能通道而供應到上述模腔中，以加熱充入的原料珠粒，與此同時，冷凝水產生在包圍著模腔的模具的表面上。
d)熔合加熱過程，其中溫度為原料珠粒熔合溫度或更高的加熱蒸汽供應到上述汽室中，以蒸發(fā)上述模腔中的冷凝水并使原料珠粒進行發(fā)泡和熔合。
根據(jù)這種發(fā)泡成型方法，正如根據(jù)第一個方面的充填方法那樣，汽室與模腔是氣密性隔離的，即所使用的發(fā)泡成形設備中不帶用于將汽室與模腔相連的通氣孔，蒸汽和空氣不是經過通氣孔而是經過直接與模腔相連的功能通道而供應到模腔或從中排出的，因此，因形成通氣孔而產生的上述問題可以通過設置功能通道而基本上得到解決。
由于原料珠粒是通過根據(jù)第一個至第五個方面中任一方面的充填方法而在充填過程中充入的，因此可以通過調節(jié)原料罐和模腔中的壓力而容易地實現(xiàn)均勻充填。
此外，功能流體可以獨立供應到模腔和汽室中，因此可以相對于充填操作獨立地向汽室供應加熱蒸汽以預熱模具。換言之，優(yōu)選在從合模過程進入充填過程時預熱模具，以便為后面的發(fā)泡操作作準備，即使是連續(xù)進行模制加工的，這是由于距上次加熱操作經過了較長時間，溫度已經顯著降低了。在傳統(tǒng)的充填過程中，用于充填原料珠粒的空氣是通過汽室而從模腔中排出的，因此不能在充填過程中預熱模具。而在本發(fā)明中，充填空氣的排氣通道是相對于汽室獨立的，因此模具預熱可以通過向模腔供應蒸汽而平行操作，即與充填操作分開。
根據(jù)第七個方面的模內膨脹發(fā)泡成型方法是這樣的，在合模過程中，使用了一個模內膨脹發(fā)泡成型設備，其中向著模腔敞開的狹縫形開口和/或在裝于至少一個模具上的附件附近向著模腔敞開的開口沿著一對模具的接合處形成，開口的寬度為被充填原料珠粒的外徑或者更小，與此同時，布置了用于將開口連接到外部功能管的連接通道。
通過使用這種模內膨脹發(fā)泡成型設備，可以完全取消透氣塞固定孔，可以通過將模具構造得較薄而降低制造成本，而且諸如蒸汽等功能流體的控制精度可以提高。由于形成透氣塞固定孔的操作和安裝透氣塞的操作減少或消除了，因此模具的生產率可以提高，而且因水銹堵塞通氣孔而引起的維護操作可以減少或消除。形成在這些位置上的開口不會降低發(fā)泡成形制品的外觀優(yōu)美性，而且諸如蒸汽等功能流體可以均勻地供應到模腔。
根據(jù)第八個方面的模內膨脹發(fā)泡成型方法是這樣的，上述附件是一個原料珠粒充填組件。由于充填組件端面的痕跡總會留在發(fā)泡成型制品的表面上，因此開口形成在充填組件附近，從而開口的痕跡不明顯并防止發(fā)泡成形制品所外觀質量下降。
根據(jù)第九個方面的模內膨脹發(fā)泡成型方法是這樣的，在上述充填過程與內部加熱過程之間加入一個返回大氣壓過程，以將上述模腔內側從受壓狀態(tài)釋放到一個大氣壓狀態(tài)，或加入一個排出過程，以減小上述模腔內的壓力從而排出內部空氣。
如果象這樣添加了返回大氣壓過程，則原料珠粒的受壓和壓縮顆粒將隨著壓力下降而膨脹并充填共同空間，從而使空隙率從40％下降到5～20％，以減少顆粒間空隙內的可能在隨后過程中給熔合帶來問題的殘余空氣，其結果是，發(fā)泡成形體內部不均勻性得到改進。如果添加了排氣過程，則可以通過主動排出內部空氣而降低模腔內的壓力，而空隙率和殘余空氣含量可以降低，其結果是，發(fā)泡成形體內部均勻性得到改進，正如返回大氣壓過程那樣。
根據(jù)第十個方面的模內膨脹發(fā)泡成型方法是這樣的，一對汽室和一個模腔的加熱狀態(tài)是以這樣的狀況控制的，即熱塑性合成樹脂制原料珠粒通過根據(jù)第一個至第五個方面中任一方面的充填方法而充填到模腔中，在任意控制內部熔合率并且保持發(fā)泡成形制品的表面質量的前提下，充入模腔中的原料珠粒被加熱、發(fā)泡和熔合。
根據(jù)這種模制成形方法，蒸汽被獨立供應到一對汽室和模腔中，而各個空間的加熱狀態(tài)可以獨立調節(jié)，則充入模腔中并與模具相接觸的原料珠粒的表面質量可以通過供應到一對汽室中的蒸汽而獨立控制，而原料珠粒的熔合率可以通過利用供應到模腔中的蒸汽加熱、發(fā)泡和熔合充入模腔的原料珠粒而相對于表面質量獨立控制。這就可以在保持發(fā)泡成形制品內部熔合率較低的同時減少模制成形的周期時間，并且使加工出的發(fā)泡成形制品具有優(yōu)美的表面，其結果是，可以同時獲得生產率和商業(yè)價值。
由于汽室與模腔形成于氣密性隔離狀態(tài)中，因此這三個空間的加熱狀態(tài)可以更精確地設置，而因上述提到的形成通氣孔而產生的問題可以基本上得到解決。只有當通氣孔對功能流體的控制不造成負面影響時，才能成形出與模腔和汽室相連的通氣孔。如果通氣孔形成在凸模和/或凹模上，通氣孔的痕跡將留在發(fā)泡成形制品上，因此優(yōu)選這樣形成通氣孔，即痕跡出現(xiàn)在發(fā)泡成形制品的不突出位置上。
根據(jù)第十一個方面的模內膨脹發(fā)泡成型方法是這樣的，在獨立控制一對汽室和模腔的加熱狀態(tài)的前提下，內部熔合率被任意控制并且保持發(fā)泡成形制品的表面質量。一對汽室可以一起控制，但優(yōu)選獨立控制各汽室，這是因為在發(fā)泡成形制品上的位于位于凸模一側的表面質量和位于凹模一側的表面質量可以獨立控制。
根據(jù)第十二個方面的模內膨脹發(fā)泡成型方法是這樣的，蒸汽壓力和時間作為加熱狀態(tài)被控制。也可以將蒸汽溫度作為加熱狀態(tài)而控制，但優(yōu)選控制蒸汽壓力和時間，這是因為可以使用工廠中的傳統(tǒng)蒸汽設備，而且用于控制的設備可以以低成本構造。
根據(jù)第十三個方面的模內膨脹發(fā)泡成型方法是這樣的，原料珠粒是聚烯烴合成樹脂材料。優(yōu)選采用聚烯烴合成樹脂材料是因為原料珠粒易于充填，即使是在狹窄部位，這是由于原材料自身較軟而且具有高透氣性，因此比具有相同發(fā)泡率的聚苯乙烯合成樹脂材料更易于改變顆粒形狀。
根據(jù)第十四個方面的模內膨脹發(fā)泡成型制品是由熱塑性合成樹脂制成的并具有優(yōu)美的表面的膨脹發(fā)泡成型制品，其表面上沒有透氣塞和通氣孔的痕跡。由于可以在外表面上清楚地印刷，因此優(yōu)選采用這種具有優(yōu)美的表面，且表面上沒有透氣塞和通氣孔痕跡的發(fā)泡成形制品。這種發(fā)泡成形制品可以通過根據(jù)第十個至第十三個方面中任一方面的發(fā)泡成形方法而容易地加工出來。
根據(jù)第十五個方面的模內膨脹發(fā)泡成型制品是這樣的，內部熔合率低于具有相同表面質量設置并通過在相同狀態(tài)下加熱表面和內部而獲得的均一加熱發(fā)泡成型制品。由于內部熔合率低于具有相同表面質量設置的均一加熱發(fā)泡成型制品，因此這樣的發(fā)泡成形制品能夠減少成型過程中的加熱、發(fā)泡和熔合時間以及冷卻時間，并且能夠通過減少成形周期時間而提高生產率。此外，由于在將內部熔合率設置得較低的同時可以充分保持表面質量，而不會降低商業(yè)價值，因此可以同時獲得生產率和商業(yè)價值。
根據(jù)第十六個方面的模內膨脹發(fā)泡成型制品是這樣的，內部熔合率高于具有相同表面質量設置并通過在相同狀態(tài)下加熱表面和內部而獲得的均一加熱發(fā)泡成型制品，這樣發(fā)泡成形制品具有更高的機械強度，這適宜用在發(fā)泡成形制品表面質量不是主要要求而機械強度是主要要求的情況下。換言之，由于內部熔合率高于具有相同表面質量設置的均一加熱發(fā)泡成型制品，因此這樣的發(fā)泡成形制品具有更高的機械強度，而且如果這種發(fā)泡成形制品是利用根據(jù)第一個方面的模制成形方法加工的，則加熱過程中的加熱蒸汽壓力可以只在由凹模和凸模形成的成形空間內設置得較高，因此同均一加熱發(fā)泡成型制品的成形相比，蒸汽用量可以減少，而能量可以節(jié)約。
附圖簡述圖1是一種模內膨脹發(fā)泡成型設備的總體結構圖2是圖1中的II-II橫截面圖；圖3是具有另一種構造的模內膨脹發(fā)泡成型設備的總體結構圖；圖4是具有另一種構造的模內膨脹發(fā)泡成型設備的總體結構圖；圖5是圖4中的V-V橫截面圖；圖6是具有另一種構造的模內膨脹發(fā)泡成型設備的總體結構圖；圖7是具有另一種構造的模內膨脹發(fā)泡成型設備的總體結構圖；圖8是具有另一種構造的模內膨脹發(fā)泡成型設備的總體結構圖；圖9是一種模內膨脹發(fā)泡成型方法的流程圖；圖10是用于顯示發(fā)泡成形制品表面質量和內部熔合率的視圖；以及圖11～14是有關現(xiàn)有技術的視圖，其中圖11是一種模內膨脹發(fā)泡成型設備的總體結構圖，圖12是一個通氣孔附近區(qū)域的縱向剖面，圖13是通氣孔的俯視圖，而圖14是用于顯示一種發(fā)泡成形制品模制成形方法的視圖。
優(yōu)選實施例描述下面將通過參考附圖而對本發(fā)明的實施例進行描述。
如圖1和圖2所示，一個模內膨脹發(fā)泡成型設備1包含一個凸模2和一個凹模3，它們彼此面對著構成一套模具；珠粒充填裝置，其用于通過氣流而將原料珠粒5充入一個由凸模2和凹模3形成的模腔4中；減壓裝置，其用于降低模腔4內的壓力；壓縮空氣供應裝置，其用于將壓縮空氣供應到模腔4中；蒸汽供應裝置，其用于通過蒸汽而加熱充入模腔4中的原料珠粒5，并且使原料珠粒發(fā)泡和熔合；以及冷卻裝置，其用于冷卻發(fā)泡成形制品。
作為原料珠粒5的原材料，可以選擇具有這樣性能的原材料，例如，適合于被加工發(fā)泡成形制品的工作狀態(tài)等，其中聚苯乙烯合成樹脂材料、諸如聚乙烯和聚丙烯等聚烯烴合成樹脂材料，以及這些合成樹脂材料的共聚物等可以采用。
原料珠粒5的發(fā)泡率優(yōu)選位于3～150倍的范圍內，但這取決于原料珠粒5的原材料。具體地講，對于聚苯乙烯合成樹脂材料制原料珠粒，適宜采用3～100倍，更優(yōu)選3～80倍，而對于聚烯烴合成樹脂材料制原料珠粒，適宜采用3～90倍，更優(yōu)選3～60倍。對于顆粒尺寸，適宜采用1～10mm，更優(yōu)選2.0～8mm。尤其是聚烯烴合成樹脂材料制原料珠粒有利于改進充填性能，因為這種原材料自身較軟而且具有高透氣性，因此比具有相同發(fā)泡率的聚苯乙烯合成樹脂材料更易于改變顆粒形狀。
凸模2和凹模3分別固定在一個由模架10和背板11構成的外殼12上，一套第一汽室13和第二汽室14分別形成在凸模2和凹模3的后側。
第一汽室13和第二汽室14分別通過功能閥SV1和SV2以及開關閥SWV1和SWV2而連接著一個蒸汽供應管15和一個空氣供應管16，同時，又分別通過排泄閥DV1和DV2以及開關閥SWV3和SWV4而連接著一個排泄管17和一個通向真空泵19的減壓管18。在第一和第二汽室13和14中分別裝有一個噴嘴組件21，每個噴嘴組件分別具有一組噴嘴20，以將冷卻水噴向凸模2和凹模3的后表面，而兩個噴嘴組件21分別通過冷卻水閥CV1和CV2連接著冷卻水供應管22。
在發(fā)泡成型設備1中，成形出第一開口30以替代傳統(tǒng)的通氣孔，還成形出連接通道以將第一開口30分別與外部功能管15～18相連，以便通過操縱功能閥SV3～SV6、排泄閥DV3和DV4以及開關閥SMV1～SMV4而將諸如蒸汽和壓縮空氣等功能流體從第一開口30供應到模腔4或者從中排出。
用于成形出第一開口30的位置基本上可以分為三類形成在凸模2與凹模3的接合處或附近；形成在諸如充填組件23和推桿24等附件上的部分附近并暴露于模腔4中；以及上述兩類位置的組合。
下面將通過三種實例而解釋第一開口30形成在凸模2與凹模3的接合處或附近的形式。
(1)在圖1和圖2所示的第一種模內膨脹發(fā)泡成型設備1中，向著模腔4敞開的狹縫形第一開口30a和30b沿著凸模2與凹模3的接合部分布置，而模具內通道31a和31b以及內管32a和32b被布置成連接通道，以將第一開口30a和30b與外部功能管15～18相連，其中凸模2和凹模3中沒有成形出傳統(tǒng)的通氣孔，從而在合模后使模腔4與兩個汽室13和14氣密性隔離，而與此同時，通向外部功能管15～18的第一開口30a和30b則形成在凸模2與凹模3之間。最優(yōu)選通過這種方式使模腔4與兩個汽室13和14氣密性隔離，但成形出少量的用于將模腔4與汽室13和14相連的傳統(tǒng)通氣孔也包含在本發(fā)明中。
根據(jù)上述構造，前面所述的預熱和排泄過程以及原料珠粒5的熔合加熱過程可以在下面的過程中利用第一開口30a和30b而非傳統(tǒng)的通氣孔實施。
在預熱和排泄過程中，通過第一開口30a或第一開口30b而減壓和排氣，使模腔4中的壓力直接減小，之后，以相同的方式將預熱蒸汽直接供應到模腔4，而在熔合加熱過程中，處于熔合溫度的蒸汽直接從第一開口30a或第一開口30b供應到位于模腔4內的原料珠粒5中。
為了防止第一開口30a或第一開口30b被原料珠粒5阻塞，第一開口30a或第一開口30b在模腔4一側的寬度必須成形為被充填原料珠粒5的外徑或者更小，該外徑為_1～10mm，而且為了精美地完成發(fā)泡成形制品而不帶飛邊和毛刺，開口的寬度應盡可能小，但是如果開口寬度過小，功能流體的通過阻力會增大，因此開口的適宜寬度為0.1～0.5mm。
在本發(fā)明中，適宜沿著凹入部位的基部而將第一開口30a和30b形成在凸模2與凹模3的接合處。在這種情況下狹縫形第一開口30a和30b將到達發(fā)泡成形制品周邊的凸出分型線部位，因此即使留下少量的飛邊，也不會影響外觀。
對于內管32a和32b，適宜采用_4～15mm的銅管。
圖1中顯示了兩組連接通道，即一個由第一開口30a、模具內通道31a和內管32a組成的一個單一的連接通道和另一個由第一開口30b、模具內通道31b和內管32b組成的一個單一的連接通道，但本發(fā)明并不局限于這個狀況，根據(jù)模制發(fā)泡成形制品所要獲得的形狀和尺寸，也可以采用三組或更多組，或者單一的一組。
在形成一組第一開口30，例如一對第一開口30a和30b時，優(yōu)選將這些開口在模腔4的兩個相反端處的相反側彼此相反著布置在凸模2與凹模3的接合處。第一開口30a和30b的長度沒有特別限制，但優(yōu)選采用上述配置，因為諸如蒸汽等功能流體可以通過模腔4而從一個第一開口供應到另一個第一開口，具體地講，將充入模腔4中的原料珠粒5之間的空氣替換為蒸汽的操作或加熱原料珠粒5的操作可以快速地完成。
第一種實例的優(yōu)點總結如下。
1)由于未在模具2和3中成形出大量的透氣塞固定孔，例如傳統(tǒng)類型的，因此強度未降低，傳統(tǒng)鋁合金模具的8～12mm壁厚可以減小到4～8mm壁厚，其結果是，熱容量降低了，加熱/冷卻時的熱效率提高了，溫度控制精度得到改進，而且材料消耗減少了。
2)由于不需要進行鉆透氣塞固定孔和安裝透氣塞的操作，因此加工費用可以顯著降低，模具2和3的制造成本可以下降。
3)因堵塞導致的加熱故障、脫模故障和冷卻故障不會出現(xiàn)，因此諸如更換透氣塞或利用高壓凈水定期清潔等維護操作就完全沒必要了。
4)由于透氣塞和通氣孔的痕跡不會留在發(fā)泡成型制品的表面上，因此外觀質量提高了，而且與表面印刷和貼標簽過程有關的問題被解決了。
5)由于冷卻過程使用的冷卻水不進入模腔，因此發(fā)泡成型制品含有的水分從6～10％下降到0.5～4％，這使得干燥過程不必要了，從而大量減少了周期時間。
6)本發(fā)明的最大優(yōu)點是，可以進行傳統(tǒng)模具無法實現(xiàn)的功能操作。為了將作為功能流體的蒸汽作用到原料珠粒5上，傳統(tǒng)的方法是，從功能管供應的功能流體作用的汽室中，再經過通氣孔而作用在原料珠粒上，而在本發(fā)明中，模腔4的功能通道是單獨的而與汽室13和14無關，這樣，諸如壓縮空氣、蒸汽、減壓空氣和冷卻水等功能流體將通過第一開口30a和30b而直接作用到模腔4上，因此，功能操作的靈活性提高了。
作為示例，當模腔4中的壓力需要降低時，在傳統(tǒng)模具中，兩個汽室中的壓力均會同時降低，但根據(jù)本發(fā)明，可以只在模腔4中實施壓降操作，而模腔的容積僅為汽室容積的1/10。由于反應快于傳統(tǒng)類型的，因此操作性能顯著提高。
由于汽室13和14構造在與模腔4無關的空間中，而每個空間的加熱狀態(tài)可以獨立調節(jié)，一組模具2和3的溫度可以通過供應到汽室13和14中的蒸汽而彼此獨立調節(jié)，從而調節(jié)發(fā)泡成形制品上分別與模具2和3接觸的表面的質量，而充入模腔4中的原料珠粒5可以通過供應到模腔4中的蒸汽而加熱、發(fā)泡和熔合，從而相對于表面質量獨立調節(jié)原料珠粒5的熔合率。這就可能使制作的發(fā)泡成形制品具有優(yōu)美的外觀，同時又保持發(fā)泡成形制品的內部熔合率低以減少模制成形的周期時間，其結果是，可以同時獲得生產率和商業(yè)價值。
(2)在第二種模內膨脹發(fā)泡成型設備1A中，作為將狹縫形第一開口30a和30b與外部功能管15～18相連的連接通道，模具內通道33a和33b沿著模具2與3的接合處從模腔4一側至外側成形出來，而且模具內空間34a和34b在合模后被模架10環(huán)繞著成形出來，如圖3所示。由于其它結構與模內膨脹發(fā)泡成型設備1中的相同，相同的部分以相同的參考代號表示，而它們的詳細描述被略去。
在模內膨脹發(fā)泡成型設備1A中，凸模2和凹模3中沒有成形出傳統(tǒng)的通氣孔，從而在合模后使模腔4與汽室13和14均氣密性隔離，而第一開口30a和30b以及用于將第一開口30a和30b與外部功能管15～18相連的連接通道，即模具內通道33a和33b和模具內空間34a和34b沿著模具2和3與模架的接合處而從模腔4一側至外側成形出來，成形方式不同于第一種模內膨脹發(fā)泡成型設備1。
根據(jù)圖3所示的發(fā)泡成型設備1A，可以在模制成形過程中對功能流體進行操作，正如模內膨脹發(fā)泡成型設備1那樣，因此在這里也可以獲得前面所述的所有優(yōu)點1)～6)，此外，獨立內管32a和32b不需要了，而這種內管在制造過程中需要進行接管操作，因此發(fā)泡成形設備的制造成本降低了，而且維護操作也不需要了。
(3)在圖4和圖5所示的第三種模內膨脹發(fā)泡成型設備1B中，向著模腔4敞開的第一開口30c和30d鄰近于凸模2與凹模3的接合處形成在凸模2中，由通道形成元件38構成的連接空間39a和39b固定在凸模內側，以便環(huán)繞著第一開口30c和30d，而用于將連接空間39a和39b與外部功能管15～18相連的內管40a和40b則構成連接通道，以將第一開口30c和30d與外部功能管15～18相連，這樣功能流體可以通過連接空間39a和39b以及內管40a和40b而獨立地供應到第一開口30c和30d或從中排出。由于其它結構與模內膨脹發(fā)泡成型設備1中的相同，因此相同的部分以相同的參考代號表示，而它們的詳細描述被略去。
在模內膨脹發(fā)泡成型設備1B中，凸模2和凹模3中沒有成形出傳統(tǒng)的用于將模腔4與汽室12和13相連的通氣孔，而且在合模后使模腔4與汽室13和14均氣密性隔離，而第一開口30c和30d以及用于將第一開口30c和30d與外部功能管15～18相連的連接通道，即連接空間39a和39b以及內管40a和40b，則以不同于前面兩種情況的方式成形出來。
對于第一開口30c和30d，通孔或狹縫可以直接形成在凸模2上，但在這種情況下，內表面可以會被通過的蒸汽磨損，因此優(yōu)選在與第一開口30c和30d相對應的位置上成形出透氣塞固定孔并裝入可拆卸透氣塞，正如傳統(tǒng)的發(fā)泡成形設備那樣。
根據(jù)圖4和圖5所示的發(fā)泡成型設備1B，可以在模制成形過程中對功能流體進行操作，正如模內膨脹發(fā)泡成型設備1那樣，因此在這里也可以獲得前面所述的優(yōu)點5)和6)。由于成形出用于將模腔4與連接空間39a和39b相連的透氣塞，因此不再具有前面所述的優(yōu)點1)～4)，但是由于透氣塞不是象傳統(tǒng)設備中的那樣均勻地分布在模具的整個表面上，因此透氣塞的數(shù)量大大減少了。此外，第一開口30c和30d被蒸汽的磨損可以容易地防止，從而使得結果更具有實際意義。在第三種發(fā)泡成型設備1B中，也可以在左右模架10的接合處形成模具內空間，正如第二種發(fā)泡成型設備那樣，以省略內管32a和32b。
在圖4所示情況下，第一開口30c和30d形成在凸模2一側，但如果發(fā)泡成形制品的內表面?zhèn)?凸模2一側)被暴露給外界，則優(yōu)選在凹模3一側形成第一開口30c和30d，以提高發(fā)泡成形制品的外觀優(yōu)美性。
接下來將解釋第一開口30形成在諸如充填組件23和推桿24等附件附近的情況。
當?shù)谝婚_口30形成在附件附近時，如圖1、圖3和圖4所示，大致圓筒形的外部元件41固定在與凹模3上的充填組件23和推桿24相對應的位置上，充填組件23和推桿24插入并安置在外部元件41中，用于獨立連接到功能管15～18上的連接通道42和43分別形成在充填組件23、推桿24與外部元件41之間，向著模腔4敞開的第一開口30e和30f分別形成在連接通道42和43的末端，而功能管15～18通過功能閥SV5和SV6連接著連接通道42和43，以供應所需的蒸汽和壓縮空氣或執(zhí)行減壓操作，正如前面所述的第一開口30a～30d那樣。
在這種情況下，僅需布置第一開口30e和30f而不用布置第一開口30a～30d即可實現(xiàn)本發(fā)明的目的，但是優(yōu)選也同時布置第一開口30a～30d。
還優(yōu)選如圖1、圖3和圖4所示那樣在帶有前面所述的第一開口30a～30d的同時沿著充填組件23和推桿24的末端附近布置第一開口30e和30f，并且形成獨立的通道以將各個第一開口30連接到外部功能管15～18。在這種情況下，用于供應功能流體的第一開口30分布在至少三個位置上，即模腔的兩個相反端和模腔4的中部，因此功能流體可以供應所需的量，而且諸如功能流體的供應和停止等控制操作的柔性提高了，其結果是，可以根據(jù)發(fā)泡成型體的類型和形狀而實施最佳功能操作。
在圖1、圖3和圖4所示的情況下，第一開口30e和30f布置在充填組件23和推桿24的末端附近，但本發(fā)明并不局限于這種模式，而是還可以利用其它可附著到模具上的附件，如冷卻水管截頭。只要蒸汽能均勻地供應到模腔內的所有原料珠粒5中即可，不是必須在充填組件23和推桿24外側形成連接通道42和43，第一開口30e和30f中的一個或兩個可以略去，而第一開口30e和30f是根據(jù)，例如，被模制的發(fā)泡成形制品的形狀等而適宜地形成的。第一開口30a～30d可以成形為專用開口，以排出從第一開口30e和30f向模腔4供應的蒸汽。在圖1、圖3和圖4中，充填組件23和推桿24形成在凹模3一側，但如果發(fā)泡成形制品的外表面?zhèn)?凹模3一側)將暴露給外界，則優(yōu)選將充填組件23和推桿24形成在凸模2一側，以提高發(fā)泡成形制品的外觀優(yōu)美性。
除了上述第一開口30，還優(yōu)選在在模具2和3的一些部位上形成第二開口50，這些部位即功能流體在模腔4內的流動不均勻處，而且還裝有用于將第二開口50與外部功能管15～18相連的連接通道，以供應或排出功能流體。
功能流體的流動不均勻部位有，例如，當有凹入?yún)^(qū)域51和52形成在模具2和3中時凹入?yún)^(qū)域51和52的內部，如圖6～8所示，以及模具2和3的中央部位，如圖8所示，當然也可以是其它部位。
第二開口50可以是與傳統(tǒng)透氣塞相似的小孔狀，或者是具有一定長度的狹縫形，但在任何情況下，開口在模腔4中的寬度必須為被充填的原料珠粒5的外徑尺寸或者更小，以使開口不被原料珠粒5堵塞。
(1)當?shù)诙_口50形成在凹入部位51和52中時，將形成向著凹入部位51和52內部敞開的第二開口50a和50b，如圖6中的模內膨脹發(fā)泡成型設備1C所示，其中第二開口50a通過內管53連接著內管32a，而第二開口50b則連接著獨立內管54并通過功能閥SV7而連接著功能管15～18。第二開口50a和50b可以通過內管32a和32b而連接著功能管15～18，或者也可以直接連接到功能管15～18。
由于與功能管15～18獨立相連的第二開口50a和50b形成在凹入部位51和52內部，即功能流體的流動不均勻處，因此功能操作，例如蒸汽供應、壓縮空氣供應、因模腔4抽真空或模腔4壓力調節(jié)而進行的抽氣以及從模腔4中排泄或排放功能流體等，可以根據(jù)需要而通過第二開口50a和50b獨立實施，正如上述第一開口30a和30b那樣，從而解決了功能流體的不均勻性。
根據(jù)模內膨脹發(fā)泡成型設備1C，如圖中清楚顯示，可以利用第一開口30a和30b以及第二開口50a和50b而非傳統(tǒng)的透氣塞實現(xiàn)下面的操作，即在發(fā)泡成形方法中，當上述預發(fā)泡原料珠粒5充入模腔4中后，將減壓和抽氣，珠粒被加熱蒸汽加熱、發(fā)泡和熔合，再被冷卻和固化，并被取出而成為由預定可發(fā)泡合成樹脂材料制成的發(fā)泡成型體。
例如，在減壓抽氣時，在通過一個或兩個第一開口30a和30b排氣而使模腔4中的壓力直接降低后，用于預熱的蒸汽以相同方式直接供應，與此同時，如需要，可以通過第二開口50a和50b而解決功能流體不均勻性。
為了加熱和熔合，位于熔合溫度的蒸汽可以以相同的方式通過一個或兩個第一開口30a和30b供應到模腔4內的原料珠粒5中，而蒸汽可以通過第二開口50a和50b而以相同的方式供應到凹入?yún)^(qū)域51和52，以加熱僅僅通過來自第一開口30a和30b的蒸汽難以到達的部位。在這種情況下，不用說，如需要，所有模具2和3均可以被汽室13和14供應的蒸汽從后表面進行加熱。
當?shù)诙_口50a和50b形成在圖3所示的發(fā)泡成型設備1A中時，用于將第二開口50a和50b與模具內空間34a相連的內管55可以如圖7所示的模內膨脹發(fā)泡成型設備1D中的那樣布置。在這種情況下，至少一個內管55可以通過這里未示出的功能閥而獨立連接到功能管15～18。
根據(jù)本實施例，除了上述優(yōu)點，模制成形時間還可以縮減，這是由于在模具加熱和冷卻時，作為熱容量相對較大的模具2和3中的一部分的模具內通道33a和33b以及模具內空間34a和34b的邊緣區(qū)域可以高效地加熱或冷卻。
(2)為了防止功能流體在模具2和3中部的不均勻流動，第二開口50c形成在流動變得不均勻處，以便通過內管56而連接到模具內空間，或連接到內管32a和32b，或通過功能閥而連接到功能管15～18，如圖8中的模內膨脹發(fā)泡成型設備1E所示。
當用于供應或排出功能流體的開口30和50之間的間隔達到100mm或以上時，易于出現(xiàn)功能流體的不均勻流動，因此，如果一對第一開口30a和30b布置在周邊區(qū)域的相反位置上而疊加著模腔4，而且第一開口30a和30b之間的間隔達到了100mm或以上，如圖2所示，則可以在第一開口30a和30b的中間位置上形成第二開口50c，如圖8所示。還優(yōu)選形成第二開口50，以使第一開口與第二開口50之間以及各第二開口50之間的距離為100mm或以下。
根據(jù)模內膨脹發(fā)泡成型設備1E，其中一對第一開口30a和30b彼此對置著形成并疊加著模腔4，可以進行將諸如蒸汽等功能流體從一個第一開口經過模腔而供應到另一個第一開口的功能操作，具體地講，將充入模腔4中的原料珠粒5之間的空氣替換為蒸汽的操作或加熱原料珠粒5的操作可以快速地完成。
此外，所需數(shù)量的第二開口50形成在最大100mm的間距上，這有助于使功能流體光滑流動，以防止模腔4中產生功能流體的不均勻流動和不均勻速度。其結果是，即使模腔中央平面部分的形狀具有較高的長度/厚度比，例如20或以上，中央平面部分的密度不均勻性和發(fā)泡不均勻性也可以得到控制。
下面將解釋如圖9所示的一種利用上述發(fā)泡成形設備1模內膨脹發(fā)泡成型出發(fā)泡成形制品的方法。在下面的敘述中，除非特別指出，否則原料珠粒為聚苯乙烯制的，但在采用聚烯烴合成樹脂材料制原料珠粒時，本發(fā)明也同樣適用。對于發(fā)泡成形設備1A～1E，模制成形方法基本上相同，因此只描述它們與發(fā)泡成形設備1的使用不同的地方。
圖9顯示了本發(fā)明的發(fā)泡成形方法，其可以與左側的傳統(tǒng)方法進行比較。本發(fā)明的發(fā)泡成形方法是以下面的流程進行的1)合模，2)充填，3)內部加熱，4)熔合加熱，5)冷卻，6)開模和脫模，以及7)后處理，如印刷。
下面將解釋每個過程中的內容。
(1)合模過程凸模2和凹模3閉合。這樣可以在凸模2和凹模3之間形成模腔4，該模腔與汽室13和14氣密性隔離，而第一開口30連接著功能管15～18。在發(fā)泡成形設備1中，狹縫形第一開口30a和30b沿著凸模2與凹模3的接合部分布置，而第一開口30a和30b通過連接通道，即模具內通道31a和31b以及內管32a和32b而與外部功能管15～18相連。
(2)充填過程在充填過程中，模腔4中的壓力相對于未示出的原料罐中的壓力保持在負壓狀態(tài)，這樣，通過因一部分或全部第一開口30而導致的原料罐與模腔4之間的壓差，可以將原料罐中的原料珠粒從充填組件23供應到模腔4中。
具體地講，原料珠粒以這樣的方式供應到模腔中，即原料罐中的壓力保持在預定壓力，即大氣壓或更高，優(yōu)選位于一個大氣壓～5.0kg/cm2的范圍內，更優(yōu)選位于0.1～5.0kg/cm2的范圍內，并保持模腔4中的壓力處于大氣壓或以上并低于原料罐壓力減去0.5kg/cm2。
將原料罐中的壓力保持在一個大氣壓～5.0kg/cm2的預定壓力范圍內，更優(yōu)選在0.1～5.0kg/cm2的范圍內的原因是，在這個范圍內，位于模腔中的珠粒受壓而體積減小到最佳直徑(體積)，而且模腔的平面部分、側面部分乃至狹窄部分的充填密度均相對均勻，這一點是希望有的。
使模腔4中的壓力低于原料罐壓力0.5kg/cm2以產生壓差并保持模腔中的壓力為大氣壓或以上的原因是，如果壓力狀態(tài)超出了這個范圍，則輸送氣流流速將變得過大，而原料珠?？赡軙氯谀Ｇ?或充填通道的狹窄部分中，這一點是不希望有的。
原料罐中的壓力可以根據(jù)模腔4中的壓力而設置。具體地講，模腔4中的壓力設置在一個預定壓力，即大氣壓或更高，更優(yōu)選0.1～5.0kg/cm2，而原料罐中的壓力則為模腔內壓力加上0.5kg/cm2，以便利用壓差而充填原料珠粒。
另一種優(yōu)選的充填方法是以這樣的方式將原料珠粒供應到模腔4中，即模腔4中的壓力保持在相對于大氣壓的負壓狀態(tài)，即大氣壓至大氣壓減去1.0kg/cm2的范圍內，同時保持原料罐中的壓力在大氣壓～5.0kg/cm2的范圍內。
將模腔4中壓力保持在大氣壓至負1.0kg/cm2的范圍內，同時保持原料罐中的壓力在大氣壓～5.0kg/cm2的范圍內的優(yōu)點是，在充填不需要壓縮和體積縮減的原料珠粒時，易于保持負壓狀態(tài)。由于只有模腔4中的壓力降低了，因此模腔的平面部分、側面部分乃至狹窄部分的充填密度均相對均勻，這一點是希望有的。
這種充填方法還具有下列附加優(yōu)點。
1)在充填中，所供應的原料珠粒從位于模腔4中心附近的充填組件23流向布置在模腔4側邊緣上的第一開口30a和30b，因此模腔中不會出現(xiàn)較大的充填不均勻性，而制品的質量可以保持穩(wěn)定。
2)由于原料珠粒是在壓縮狀態(tài)下被充填的，因此原料珠粒的顆粒間空隙可以減小，而在接下來的加熱發(fā)泡過程中以蒸汽替換空氣的操作就變得簡單了。
3)在充填過程的壓力調節(jié)操作中，目標限定為模腔4，不必象傳統(tǒng)壓力調節(jié)方法那樣需要調節(jié)包括兩側汽室13和14在內的很大容積，而是只需調節(jié)1/20或更少的空間，因此使加壓和減壓設備負載顯著縮小，以使這些設備更精簡。
這種充填方法的特征是，模腔4可以相對于汽室13和14獨立充填，這使得可以通過向汽室13和14中供應蒸汽而將模具2和3加熱到不使原料珠粒熔合的溫度，同時保持向模腔4充填原料珠粒。在這種情況下，使用壓力為0.2kg/cm2的飽和蒸汽(極限溫度104℃)使用大約5秒種。
當發(fā)泡成形設備從合模過程進入充填過程時，由于距上次加熱操作經過了一段時間，溫度已經顯著降低，因此優(yōu)選預熱模具以便為隨后過程中的發(fā)泡操作作準備，即使是連續(xù)進行模制加工，而在傳統(tǒng)的充填過程中，用于充填原料珠粒的空氣是通過汽室而從模腔中排出的，因此不能在充填過程中預熱模具。而在本發(fā)明中，充填空氣的排氣通道是相對于汽室13和14獨立的，因此預熱可以平行操作，即與充填操作分開。
這個充填過程將在大約5秒種內完成，而且在這個階段，足以將模具2和3的溫度升高到97～100℃。由于此處的預熱目標是，作為發(fā)泡或熔合操作的前奏，盡可能使模具的每個部位均達到一個均勻的溫度，重要的一點是不能使溫度升高到原料珠粒發(fā)泡和熔合的級別。
在發(fā)泡成形設備1C～1E的情況下，第二開口的壓力被調節(jié)到一個相對于原料罐的預定負壓，從而與上面提到的通過第一開口30調節(jié)模腔4內壓力的操作聯(lián)動，或者位于通過第一開口30調節(jié)模腔4內壓力之前，以調節(jié)原料珠粒在原料珠粒易受擾部位的流動，并且解決充填不均勻問題。
(2a)返回大氣壓過程或排氣過程由于模腔4中的原料珠粒是以受壓和壓縮狀態(tài)充入的，而且通過上述充填過程而使空隙率下降到大約40％，因此本發(fā)明在此并不真的需要返回大氣壓過程或傳統(tǒng)排氣過程，但在需要時可以采用這個過程。
這里的返回大氣壓過程即用于將在充填過程中處于受壓狀態(tài)的模腔4釋放到大氣壓的過程，在這個操作中，原料珠粒的受壓和壓縮顆粒將隨著壓力下降而膨脹，以充填顆粒之間的空間，從而使空隙率從40％下降到5～20％，以減少顆粒間的可能在隨后過程中給熔合帶來問題的殘余空氣，并且改進發(fā)泡成形體內部不均勻性。
這里的排氣過程是為了通過降低模腔4內的壓力而主動地排出內部空氣，以減少空隙率和殘余空氣含量，但這個排氣操作通常是不必要的，因為空隙率和殘余空氣含量已經通過返回大氣壓過程而下降到一個相當?shù)偷募墑e，或者本發(fā)明的模腔4不與大容積的汽室13或汽室14相連而且空氣可以容易地在下面所述內部加熱過程之前排出。
(3)內部加熱過程當原料珠粒在充填過程中完成了充填和預熱后，可以進行下一個過程，即內部加熱過程。在這個過程中，將通過連接通道而向模腔4中供應加熱蒸汽，該蒸汽的溫度低于原料珠粒的熔合溫度，從而將充入的原料珠粒加熱到剛好低于熔合溫度的溫度，蒸汽可以，例如，從第一開口30a供應而從第一開口30b釋放，并且會在模具2和3上的包圍著模腔4的表面上產生冷凝水。
在這個過程中預先提高原料珠粒溫度是必要的，但重要的一點是，不能供應溫度高于熔合溫度的蒸汽，這是因為如果原料珠粒在這個階段出現(xiàn)熔合，即使是局部的，也會導致后面的過程中妨礙均勻加熱。此外，在這個階段，所供應的蒸汽會接觸作為模腔4外壁的模具2和3，并且會被降溫而在模具的表面上產生一些冷凝水，因此重要的一點是，所供應蒸汽的溫度會被模具2和3降低幾度。在這種情況下，有效采用104～109℃的蒸汽(蒸汽壓力0.2～0.4kg/cm2)，而這個過程所需的時間為大約2～5秒種。
(4)熔合加熱過程當上述準備工作完成后，溫度為原料珠粒熔合溫度或更高的加熱蒸汽突然供應到汽室13和14中，以將熱量傳遞到模腔4中，上述冷凝水會在高溫作用下蒸發(fā)為蒸汽并立即滲透到原料珠粒的顆粒中，以進行原料珠粒的發(fā)泡和熔合。在這種情況下，加熱蒸汽的適宜溫度為109～120℃(蒸汽壓力0.4～1.0kg/cm2)。
在這個過程中，采用了蒸發(fā)模腔4中的冷凝水成為高溫蒸汽的加熱方法，這是因為利用易于滲入原料珠粒的蒸汽可以促進原料珠粒的熔合，同時又能防止不均勻熔合。
為實現(xiàn)熔合加熱目的所需的時間很短，大約為15秒種。雖然本發(fā)明是間接加熱式的，但熔合加熱所需的時間與傳統(tǒng)方法的12秒種差別不大，這是因為可以在充入過程中預熱，原料珠粒中的空隙率可以降低，而冷凝水被用于內部加熱過程中。
(5)冷卻過程為了冷卻和固化熔合了的發(fā)泡成形體，采用了一種與傳統(tǒng)方法類似的方法。當布置在汽室中的冷卻水管中噴射出的冷卻水將發(fā)泡成形體冷卻到一定程度后，將通過降低內部壓力而蒸發(fā)水分，以消耗潛熱，其結果是，內部溫度可以有效地降低。具體地講，冷卻水閥CV1和CV2打開，冷卻水從噴嘴24噴向凸模2和凹模3，從而通過凸模2和凹模3而冷卻模腔4中的發(fā)泡成形制品。
這個冷卻過程需要的時間是大約50秒種，而在傳統(tǒng)方法中需要大約100秒種。這是因為加熱溫度本身可以保持較低，而且模腔是密封的，而模具的溫度可以通過冷卻水而有效地降低。
(6)開模和脫模過程當發(fā)泡成型體固化且溫度下降到可以保持預定形狀的溫度時，通過將凸模2沿著圖1中的向右方向移動，可以打開模具2和3，而發(fā)泡成形體可以，例如，被裝于凹模3左側的推桿沿著向右的方向推出，以取出發(fā)泡成形體。在這種情況下，如果從形成在充填組件23和推桿24附近的第一開口30e和30f供應壓縮空氣，則發(fā)泡成形體更容易脫出。
(7)后處理過程在脫模后，可以根據(jù)要求而進行后處理過程，例如印刷過程、打標過程或包裝過程，在本發(fā)明的情況下，傳統(tǒng)方法中必須有的干燥過程可以省略，這是因為在冷卻過程中噴射的冷卻水不會進入模腔，發(fā)泡成形體中的含水率為4％或更少，而傳統(tǒng)方法中為6～10％。在這個方面，本發(fā)明也能夠顯著提高生產率。
下面將解釋另一個實施例，其中上述模內膨脹發(fā)泡成型方法的過程被局部改變。
在上述發(fā)泡成形方法中，在內部加熱過程中冷凝水產生于模腔4中，在熔合加熱過程中加熱蒸汽供應到汽室13和14中以直接加熱模腔內側，以將模腔4中的冷凝水蒸發(fā)為高溫蒸汽，從而利用這種高溫蒸汽而加熱、發(fā)泡和熔合原料珠粒，但是也可以不采用這種內部加熱過程和熔合加熱過程，而是采用下面的熔合加熱過程，即加熱蒸汽通過第一開口30和第二開口50而直接供應到模腔4，以加熱、發(fā)泡和熔合原料珠粒。對于其它與前面實施例中相同的過程，就不再敘述了。
首先，在排泄閥DV1和DV2打開的狀態(tài)下，功能閥SV1和SV2打開，蒸汽供應到汽室13和14中，以將汽室13和14中的空氣替換為蒸汽。這個過程可以在充填過程中完成。
之后，排泄閥DV1和DV2關閉，與此同時，通過控制功能閥SV1和SV2而將蒸汽在一個預定加熱時間內供應到汽室13和14中，以使汽室13和14內部達到預定蒸汽壓力，其中凸模2和凹模3被加熱，而與凸模2和凹模3相接觸的原料珠粒5發(fā)泡和熔合以成形出發(fā)泡成形制品的表面部分。
一個加熱充入模腔4中的原料珠粒的過程是平行進行的，這個過程大體上分為三步。
在第一步，排泄閥DV4打開而排泄閥DV3關閉，功能閥SV3、SV5和SV6打開而功能閥SV4關閉，從而將蒸汽供應到模腔4中，以將原料珠粒間的空氣替換為蒸汽。
在第二步，排泄閥DV4關閉而排泄閥DV3打開，功能閥SV3關閉而功能閥SV4、SV5和SV6打開，即與第一步中相反，從而將蒸汽供應到模腔4中，以將原料珠粒間的空氣替換為蒸汽。然而，這個第二步可以略去。
在第三步，排泄閥DV3和DV4關閉，通過控制功能閥SV3～SV6而將蒸汽在一個預定加熱時間內供應到模腔4中，以使模腔4內部達到預定蒸汽壓力，從而將原料珠粒加熱、發(fā)泡和熔合，以成形發(fā)泡成形制品內部。
由于發(fā)泡成形制品的表面部分和發(fā)泡成形制品內部可以分別被供應到汽室13和14中的蒸汽以及供應到模腔4中的蒸汽單獨加熱，因此可以獨立調節(jié)發(fā)泡成形制品的表面質量和發(fā)泡成形制品的內部熔合率。
根據(jù)這種形式的熔合加熱過程，發(fā)泡成形制品的表面部分加熱和內部加熱可以獨立完成，因此，作為示例，對于機械強度不是主要要求的發(fā)泡成形制品，可以通過保持發(fā)泡成形制品的內部熔合率較低，同時又保持足夠的表面質量，以縮減模制成形的周期時間，其結果是，可以同時獲得生產率和商業(yè)價值。
通過這種方式成形出的發(fā)泡成形制品是具有優(yōu)美表面質量的發(fā)泡成形制品，外表面上沒有透氣塞和通氣孔的痕跡。在這種發(fā)泡成形制品中，表面質量可以設置得與基于傳統(tǒng)模制成形工藝的均一加熱發(fā)泡成型制品相同，而內部熔合率可以設置得高于或低于具有上述表面質量的均一加熱發(fā)泡成型制品。換言之，在傳統(tǒng)模制成形方法中，在原料珠粒的加熱、發(fā)泡和熔合過程中原料珠粒的表面和內部是在相同狀態(tài)下被加熱的，如果發(fā)泡成形制品的內部熔合率設置得較低，則發(fā)泡成形制品內部的珠粒5A的邊界上會形成間隙6，而發(fā)泡成形制品的表面部分上會形成凹坑7，如圖10(a)所示，而在根據(jù)本發(fā)明的模制成形方法中，表面和內部可以單獨加熱，只有內部熔合率可以設置得較低，因此可以獲得具有光滑表面的優(yōu)美發(fā)泡成形制品，位于發(fā)泡成形制品表面上的珠粒5B的邊界上幾乎沒有凹坑7，盡管發(fā)泡成形制品內部的珠粒5A的邊界上仍會形成間隙6，如圖10(b)所示。將內部熔合率設置得較低適于應用在表面質量要求高而機械強度不是主要要求的發(fā)泡成形制品，例如混凝土表面的裝飾模板，或容器蓋子和絕熱材料等，而將內部熔合率設置得較高適于應用在表面質量不是主要要求而機械強度是主要要求的發(fā)泡成形制品或是需要承受反復使用的發(fā)泡成形制品，例如用作汽車中的各種零件和可回收容器等的發(fā)泡成形制品。本發(fā)明更有效適用于具有復雜形狀的大型發(fā)泡成形制品，而不是具有簡單形狀的小型發(fā)泡成形制品，如盒裝方便面容器。本發(fā)明特別適用于同時具有厚壁和薄壁部位的發(fā)泡成形制品。
下面將解釋包括根據(jù)上述另一個實施例的熔合加熱過程在內的發(fā)泡成形方法的評估測試，以及由此制成的發(fā)泡成形制品的質量評估測試。
我們在表1所示加熱狀態(tài)下模制成形了聚丙烯原料珠粒，并測量了發(fā)泡成形制品的表面質量和內部熔合率。
這里，表面質量根據(jù)如圖10(a)所示的凹坑7出現(xiàn)的頻率而被評估為五個等級，其中凹坑7的出現(xiàn)頻率越低評估值越高，意味著表示表面質量越好。熔合率是基于發(fā)泡成形制品裂開后橫截面上的珠粒狀態(tài)而評估的，具體地講，就是通過測量而確定的斷裂珠粒比率，如果珠粒本身并未斷裂而是沿著它的表面裂開的，則該珠粒被認作未熔合，而如果珠粒本身斷裂了，則該珠粒被認作熔合了。
表1
如結果所示，通過來自第一開口30a和30b的蒸汽而控制汽室13和14的加熱狀態(tài)和模腔4的加熱狀態(tài)，可以獨立控制發(fā)泡成形制品的表面質量和內部熔合率。根據(jù)傳統(tǒng)模制成形方法，只能加工出對應于表1中案例B和F的質量發(fā)泡成形制品，但根據(jù)本發(fā)明，可以加工出對應于案例A～I的具有各種表面質量與熔合率組合狀態(tài)的發(fā)泡成形制品，因而模制成形的靈活性可以顯著擴展。
例如，可以加工出如案例D和G所示的具有良好表面質量和較低內部熔合率的發(fā)泡成形制品。在這種發(fā)泡成形制品中，由于內部熔合率較低，因此機械強度較低，但加熱、發(fā)泡和熔合時間以及冷卻時間可以減少，而且在保持良好表面質量的同時可以提高生產率，因此這些發(fā)泡成形制品適宜用作機械強度不是主要要求的發(fā)泡成形制品，例如混凝土表面的裝飾模板，或容器蓋子和絕熱材料等。在利用傳統(tǒng)成形方法加工這樣一個發(fā)泡成形制品時，加工周期必須為250秒或更多，如案例F所示，而如果制品的表面質量被評估為3或更高即可以認為是無缺陷的，則根據(jù)本發(fā)明，這樣的制品可以在150秒、220秒、170秒和230秒的加工周期內制造出來，如案例D、E、G和H所示，因此生產率可以提高。此外，由于不必加熱到超出要求的地步，因此能耗可以減少。
另外，可以加工出內部熔合率設置得較高而表面質量設置得低一些的發(fā)泡成形制品，如案例C所示。在這種發(fā)泡成形制品中，由于內部熔合率較高，因此機械強度較高，但發(fā)泡和熔合時間以及冷卻時間可以減少，第一開口30a和30b中的蒸汽壓力可以設置得較低，生產率可以提高而能量可以節(jié)約，同時又充分提高了機械強度，因此這些發(fā)泡成形制品適宜用作表面質量不是主要要求而機械強度是主要要求的發(fā)泡成形制品，例如用作汽車中的各種零件和可回收容器等的發(fā)泡成形制品。在利用傳統(tǒng)成形方法加工這樣一個發(fā)泡成形制品時，加工周期必須為250秒或更多，如案例F所示，而如果制品的熔合率為80即認為是無缺陷的，則根據(jù)本發(fā)明，這樣的制品可以在240秒的加工周期內制造出來，如案例C所示，因此生產率可以提高。此外，可以通過降低汽室13和14中的蒸汽壓力而減少能耗，這是因為對于案例F，汽室13和14中的蒸汽壓力可以設置為3.5kg/cm2，而對于案例C，可以設置為3.0kg/cm2。
在根據(jù)本發(fā)明第一個方面的原料珠粒充填方法中，汽室與模腔是氣密性隔離的，即所使用的發(fā)泡成形設備中不帶用于將汽室與模腔相連的通氣孔，因此，因形成通氣孔而產生的問題可以基本上得到解決。利用原料罐與模腔之間壓差進行的原料珠粒充填可以通過調節(jié)原料罐和模腔中的壓力而容易地實現(xiàn)。
如果在保持原料罐中壓力位于一個大氣壓～5.0kg/cm2的范圍內的同時將原料珠粒供應到模腔中，如第二個方面所述，則通過將模腔中的珠粒壓縮并將體積縮減到最佳外徑(體積)，模腔的平面部分、側面部分乃至狹窄部分的充填密度均可以變得相對均勻。
如果模腔中的壓力保持受壓狀態(tài)，即處于大氣壓或以上并低于原料罐壓力減去0.5kg/cm2，如第三個方面所述，則可以通過將輸送氣流的流速調節(jié)到最佳而將原料珠粒均勻充入模腔或充填通道的狹窄部分中，這一點是希望有的。
如果模腔中的壓力保持減壓狀態(tài)，即從大氣壓至大氣壓減去1.0kg/cm2，如第四個方面所述，壓力在模腔中降低只適用于不需要壓縮和體積縮減的原料珠粒，從而容易在充填過程中保持負壓狀態(tài)，因此模腔的平面部分、側面部分乃至狹窄部分的充填密度均變得相對均勻，這一點是希望有的。
在根據(jù)第六個方面的合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法中，正如根據(jù)第一個方面的充填方法那樣，汽室與模腔是氣密性隔離的，即所使用的發(fā)泡成形設備中不帶用于將汽室與模腔相連的通氣孔，蒸汽和空氣不是經過通氣孔而是經過直接與模腔相連的功能通道而供應到模腔或從中排出的，因此，因形成通氣孔而產生的上述問題可以基本上得到解決。
由于原料珠粒是通過根據(jù)第一個至第五個方面中任一方面的充填方法而在充填過程中充入的，因此可以通過調節(jié)原料罐和模腔中的壓力而容易地實現(xiàn)均勻充填。
此外，功能流體可以獨立供應到模腔和汽室中，因此可以相對于充填操作獨立地向汽室供應加熱蒸汽而預熱模具，這一點是希望有的。
在上述合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法中，可以完全取消透氣塞固定孔，因此可以通過將模具構造得較薄而降低制造成本，而且諸如蒸汽等功能流體的控制精度可以提高。由于形成透氣塞固定孔的操作和安裝透氣塞的操作減少或消除了，因此模具的生產率可以提高，而且因水銹堵塞通氣孔而引起的維護操作可以減少或消除。形成在這些位置上的開口不會降低發(fā)泡成形制品的外觀優(yōu)美性，而且諸如蒸汽等功能流體可以均勻地供應到模腔，這一點是希望有的。
如果附件是原料珠粒充填組件，如第八個方面所述，則由于開口的痕跡并不突出，因此可以防止發(fā)泡成形制品所外觀質量下降。
如果在充填過程與內部加熱過程之間加入一個返回大氣壓過程，以將模腔內側從受壓狀態(tài)釋放到一個大氣壓狀態(tài)，或加入一個排出過程，以減小模腔內的壓力從而排出內部空氣，如第九個方面所述，可能在隨后的熔合過程中構成問題的顆粒間殘余空氣成分減少了，而且發(fā)泡成形制品的內部均勻性得到了改進。
在根據(jù)第十個方面的合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法中，蒸汽可以獨立供應到一對汽室和模腔中，而各個空間的加熱條件可以獨立調節(jié)，這就可以在保持發(fā)泡成形制品內部熔合率較低的同時減少模制成形的周期時間，并且使加工出的發(fā)泡成形制品具有優(yōu)美的表面，其結果是，可以同時獲得生產率和商業(yè)價值。
由于汽室與模腔形成于氣密性隔離狀態(tài)中，因此這三個空間的加熱狀態(tài)可以更精確地設置，而因形成通氣孔而產生的問題可以基本上得到解決。
如果在獨立控制一對汽室和一個模腔的加熱狀態(tài)的前提下，內部熔合率被任意控制并且保持發(fā)泡成形制品的表面質量，如第十一個方面所述，則發(fā)泡成形制品上與一套模具相接觸的一個表面的表面質量與另一個表面的表面質量可以獨立控制，這一點是希望有的。
如果蒸汽壓力和時間作為加熱條件被控制，如第十二個方面所述，則可以使用工廠中的傳統(tǒng)蒸汽設備，而且用于控制的設備可以以低成本構造，這一點是希望有的。
如果原料珠粒是聚烯烴合成樹脂材料，如第十三個方面所述，由于這種材料自身較軟而且具有高透氣性，從而比具有相同發(fā)泡率的聚苯乙烯合成樹脂材料更易于改變顆粒形狀，因此充填特性可以得到改善。
在根據(jù)第十四個方面的模內膨脹發(fā)泡成型制品中，發(fā)泡成形制品具有優(yōu)美的表面，表面上沒有透氣塞和通氣孔的痕跡，因此可以在外表面上清楚地印刷，這一點是希望有的。這種發(fā)泡成形制品可以通過根據(jù)第十個至第十三個方面中任一方面的發(fā)泡成形方法而容易地加工出來。
如果內部熔合率低于具有相同表面質量設置的均一加熱發(fā)泡成型制品，如第十五個方面所述，則加熱、發(fā)泡和熔合時間以及冷卻時間可以減少，從而可以通過減少周期時間而提高生產率。此外，由于在將內部熔合率設置得較低的同時可以充分保持表面質量，而不會降低商業(yè)價值，因此可以同時獲得生產率和商業(yè)價值。
如果內部熔合率高于具有相同表面質量設置的均一加熱發(fā)泡成型制品，如第十六個方面所述，則發(fā)泡成形制品的機械強度變得更高，這適宜用在只要求機械強度而發(fā)泡成形制品表面質量沒有要求的情況下。由于內部熔合率高于具有相同表面質量設置的均一加熱發(fā)泡成型制品，因此這種發(fā)泡成形制品具有更高的機械強度，而且如果這種發(fā)泡成形制品是利用根據(jù)第十個方面的模制成形方法加工的，則加熱過程中的蒸汽壓力可以只在模腔內設置得較高，因此同均一加熱發(fā)泡成型制品的成形相比，蒸汽用量可以減少，而能量可以節(jié)約。
權利要求
1.一種合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法，其包含以下步驟將原料珠粒充填到由一對模具封閉形成的發(fā)泡成形模腔中，所述模具分別在它們的后側帶有汽室；加熱、發(fā)泡和熔合原料珠粒而形成一個發(fā)泡成形體；以及將發(fā)泡成形體冷卻、脫模和從模具中取出，其中包括下面的過程a)合模過程，其中模具閉合以形成相對于上述汽室氣密性隔離的上述模腔，并形成直接連接著模腔的功能通道；b)充填過程，其中原料珠粒通過這樣一種原料珠粒充填方法而從原料罐供應并充填到模腔中，所述原料珠粒充填方法是一種用于將原料珠粒從原料罐充填到由一套模具構成的模腔中的方法，其中模腔通過一對模具而封閉形成，模具分別在它們的后側帶有汽室，而且模腔與上述汽室氣密性隔離，之后，在保持上述模腔中壓力相對于原料罐中壓力為預定的負壓狀態(tài)的同時，原料珠粒被供應到上述模腔中；與此同時，加熱蒸汽供應到上述汽室中，以將環(huán)繞著汽室的整個模具加熱到原料珠粒尚不能發(fā)泡的溫度；c)內部加熱過程，其中溫度低于原料珠粒熔合溫度的加熱蒸汽通過模腔的功能通道而供應到上述模腔中，以加熱充入的原料珠粒，與此同時，冷凝水產生在模具的包圍著模腔的表面上；以及d)熔合加熱過程，其中溫度為原料珠粒熔合溫度或更高的加熱蒸汽供應到上述汽室中，以蒸發(fā)上述模腔中的冷凝水并使原料珠粒進行發(fā)泡和熔合。
2.根據(jù)權利要求1所述的合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法，其特征在于，在上述合模過程中，使用了一個模內膨脹發(fā)泡成型設備，其中向著模腔敞開的狹縫形開口和/或在裝于至少一個模具上的附件附近向著模腔敞開的開口沿著上述一對模具的接合處形成，開口的寬度為被充填原料珠粒的外徑或者更小，與此同時，布置了用于將開口連接到外部功能管的連接通道。
3.根據(jù)權利要求2所述的合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法，其特征在于，上述附件是一個原料珠粒充填組件。
4.根據(jù)權利要求1～3中任一所述的合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法，其特征在于，在上述充填過程與內部加熱過程之間加入一個返回大氣壓過程，以將上述模腔內側從受壓狀態(tài)釋放到一個大氣壓狀態(tài)，或加入一個排出過程，以減小上述模腔內的壓力從而排出內部空氣。
5.一種合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法，其中一對汽室和一個模腔的加熱狀態(tài)是以這樣的狀況控制的，即熱塑性合成樹脂制原料珠粒通過這樣一種充填方法而充填到模腔中，所述充填方法是一種用于將原料珠粒從原料罐充填到由一套模具構成的模腔中的方法，其中模腔通過一對模具而封閉形成，模具分別在它們的后側帶有汽室，而且模腔與上述汽室氣密性隔離，之后，在保持上述模腔中壓力相對于原料罐中壓力為預定的負壓狀態(tài)的同時，原料珠粒被供應到上述模腔中；而且，充入模腔中的原料珠粒被加熱、發(fā)泡和熔合，同時可以任意控制內部熔合率并且保持發(fā)泡成形制品的表面質量。
6.根據(jù)權利要求5所述的合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法，其特征在于，在獨立控制一對汽室和模腔的加熱狀態(tài)的前提下，內部熔合率被任意控制并且保持發(fā)泡成形制品的表面質量。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法，其特征在于，蒸汽壓力和時間作為加熱條件被控制。
8.根據(jù)權利要求1～7中任一所述的合成樹脂模內膨脹發(fā)泡成型方法，其特征在于，原料珠粒是聚烯烴合成樹脂材料。
9.一種模內膨脹發(fā)泡成型制品，其由熱塑性合成樹脂制成并具有優(yōu)美的表面，表面上沒有透氣塞和通氣孔的痕跡。
10.根據(jù)權利要求9所述的模內膨脹發(fā)泡成型制品，其特征在于，內部熔合率低于具有相同表面質量設置并通過在相同狀態(tài)下加熱表面和內部而獲得的均一加熱發(fā)泡成型制品。
11.根據(jù)權利要求9所述的模內膨脹發(fā)泡成型制品，其特征在于，內部熔合率高于具有相同表面質量設置并通過在相同狀態(tài)下加熱表面和內部而獲得的均一加熱發(fā)泡成型制品。
全文摘要
一種原料珠粒充填方法中使用了新型發(fā)泡成形裝置，該裝置包含成形汽室(13，14)，它們相對于模腔(4)分別獨立形成在一套用于模制發(fā)泡成形制品的成形模具(2，3)的后側，因此諸如空氣和蒸汽等功能流體可以通過相對于汽室(13，14)獨立的第一開口部分(30)而供應到模腔(4)中，該方法包含在通過第一開口部分(30)而將模腔(4)中壓力保持在相對于原料罐中壓力的特定負壓狀態(tài)的同時，將原料珠粒供應到模腔(4)中，這樣可以防止因省略通氣孔而引起的充填密度變化，同時因形成通氣孔而引起的各種問題可以基本上得到解決。
文檔編號B29C44/34GK1951662SQ20051011810
公開日2007年4月25日 申請日期1999年3月31日 優(yōu)先權日1998年3月31日
發(fā)明者野原巖男, 中島富男, 井田清孝, 鮫島昌彥, 小林喜幸, 山口健二 申請人:戴伸工業(yè)公司