CN101400495B - 发泡模制件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

使用热蒸气在可发泡的树脂粒的熔融粘结温度处加热可发泡的树脂粒，接着在控制发泡量的同时，对发泡单元进行熔融粘结和冷却。优选通过在模具中的可发泡树脂粒上进行压力控制来控制发泡量。彼此毗邻的发泡单元在接触面上被软化、熔融并粘结，从而制造发泡模制件。在该发泡模制件中，发泡单元中具有体积孔隙率为10％～40％的三维可渗透小孔，并且该发泡模制件具有至少10N的极限弯曲强度。无需使用粘合用树脂，就可获得具有充足强度的多孔结构的发泡模制件。

Description

发泡模制件及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种通过加热填充在模具中的可膨胀树脂粒而获得的发泡模制件及制造该发泡模制件的方法。

背景技术

通过加热并发泡填充在模具中的可膨胀树脂粒比如可膨胀的聚苯乙烯粒子或可膨胀的聚烯烃粒子而获得的发泡模制件传统上被广泛用于新鲜食品的容器，比如，鱼盒、运输箱和缓冲材料。考虑到该应用，热绝缘和抗冲击性是重要的，并且大多数材料是不渗透的，但适于吸声材料的多孔结构几乎是无人知晓的。

人们试图通过在发泡的树脂模制件中形成合适的多孔结构来开发吸声材料，然而，为获得用于吸声材料的优选的孔隙率，必须降低加热温度，但这会降低发泡单元的粘结强度，于是不能获得作为模具的实用结构强度，从而不能开发出实用的材料。通过解决上述问题，专利文献1中公开了一种同时具有预期的多孔结构和适用于吸声材料的结构强度的吸声材料。

专利文献1中的吸声材料由可膨胀的树脂粒制成，并且通过如下方法制造：在比树脂颗粒的软化及发泡温度更低的温度处，将可密封的热密封树脂粘附到表面上，接着在成型时调节发泡量以保留多孔结构，然后通过该粘合通过树脂使发泡单元彼此粘附和粘结。

然而，由于使用了粘合用树脂，该吸声材料具有如下实际问题。

1.材料成本和工艺成本因附加的粘合用树脂而增加。

2.可膨胀的树脂粒的流动性因粘合用树脂而被降低，于是填充装置可能被阻塞，模具中的填充度不均一，于是可操作性较差。

3.吸声材料的耐热性和长期耐用性因粘合用树脂的低温软化特性而被降低。

专利文献1：日本专利公报No.3268094。

发明内容

本发明要解决的问题

因此，本发明的目的在于解决现有技术中的问题，并且提供一种无需使用树脂而具有用于吸声材料的优选的多孔结构和足够的结构强度的发泡模制件，以及制造该发泡模制件的方法，该发泡模制件也适用于包装用热绝缘材料和缓冲材料，并且能防止因附加的树脂导致的成本增加以及可操作性、耐热性或长期耐用性的降低。

解决问题的方法

本发明基于如下发现：通过使用可膨胀的树脂粒，在发泡和成型工艺中，通过控制可膨胀的树脂粒在密封温度条件下的膨胀量，使可膨胀的树脂粒彼此软化并被紧密地密封，同时在颗粒间形成间隙。为解决现有技术中的问题，所开发出的本发明的发泡模制件是由无数个通过加热填充在模具中的可膨胀树脂粒而获得的发泡单元所构成的发泡模制件，并且该发泡模制件的特征在于，通过在加热和发泡时加热相毗邻的发泡单元，使得在由接触面密封的发泡单元的非接触面之间的三维可渗透小孔的体积孔隙率为10％～40％；以及所述发泡模制件的极限弯曲强度至少为10N，其中，单个发泡单元是大直径/小直径之比不超过3.0的椭圆形截面的颗粒。

通过在发泡模制件的外表面的一部分中或整体添加体积孔隙率更小的表面层来实现本发明，其中，优选在发泡和成型时一体化地形成该表面层。通过在发泡模制件的一部分中添增具有更高强度的增强泡沫体，从而以增强的形式来实现本发明。在该情况中，增强泡沫体优选在发泡模制件的发泡和成型时一体化地形成。本发明具有上述结构，并且还优选具有厚度为发泡模制件总厚度的10％～45％的表面层。通过添加具有该厚度的表面层，可获得将用于汽车内部材料的发泡模制件，特别地，表面层被用在车厢侧处的车体地板上，于是汽车的车体地板的不平整起伏被整平，从而获得了可用作汽车地板整平材料以降低振动噪音的发泡模制件。获得的本发明的发泡模制件还可用于建筑中的吸声材料、公路和铁路中的噪声抑制材料、包装中的吸声材料、以及工业机器中的吸声材料。在该情况中，表面层的厚度优选为5～40mm。

本发明的发泡模制件的制造方法是如下所述的发泡模制件的制造方法，该方法包括通过加热和发泡填充在模具中的可膨胀树脂粒而获得发泡模制件，其特征在于，通过软化和熔融在接触面上相毗邻的发泡单元，使用蒸汽在可膨胀的树脂粒的密封温度下加热可膨胀的树脂粒，然后在控制发泡量的同时密封并冷却发泡单元，以形成处于发泡单元间体积孔隙率为10％～40％的三维可渗透小孔，从而获得极限弯曲强度至少为10N的发泡模制件，其中，单个发泡单元是大直径/小直径之比不超过3.0的椭圆形截面的颗粒。可以通过控制施加到可膨胀的树脂粒上的压力来控制发泡量。优选在达到可膨胀的树脂粒的密封端温度下进行压力控制。在将可膨胀树脂粒加热到密封温度之后，当冷却同时控制温度时，事先用空气置换模具中的热蒸气，或者在用空气置换模具中的热蒸气的同时进行操作。在使用热蒸气的情况中，可膨胀的树脂粒被加热到可膨胀的树脂粒的密封温度，并且具有比模具的内压更高的压力的控制空气被引入模具中，于是通过在模具中设定更高的压力来控制压力，或者使模具中的压力更高，优选将压力约为模具的内压的1.5倍以上的控制空气引入模具中，并且待引入到模具中的控制空气的温度优选为从使用时的内部温度到普通温度。当制造通过添加增强泡沫体来增强的发泡模制件时，模具可以具有与外部管道相通的独立通道。冲模中的出气孔可以控制控制空气的效果。发明效果

本发明的发泡模制件由多个毗邻的发泡单元形成，这些毗邻的发泡单元通过在加热和发泡时自身的熔融在接触面上粘结在一起，从而无需使用粘合用树脂，在该发泡模制件中，可以同时实现体积孔隙率为10％～40％的多孔结构和能经受住处理和运输的实用的结构强度。因此，该发泡模制件不仅优选用作吸声材料，而且可用作包装中的绝热材料或缓冲材料，并且因粘合用树脂导致的成本增加可被抑制。可膨胀树脂粒的天然特性被充分利用，于是耐热性和长期耐用性是出色的。

此外，可将具有较小的体积孔隙率的表面层添加到发泡模制件的外表面上，于是该表面层具有保护层的功能，并且作为吸声材料具有隔音层或反射层的功能，从而可增强吸声效果。在发泡模制件的一部分中，具有更高结构强度的增强泡沫体不限于作为吸声材料，其可用于作为保证强度的结构部件的应用。

根据本发明的发泡模制件的制造方法，通过在可膨胀树脂粒的发泡和密封工艺中进行新的操作，可以无需使用粘合用树脂地制造发泡模制件。当通过可膨胀树脂粒上的压力来控制发泡量时，同时在可膨胀树脂粒发泡时平衡内压和外压，可调节发泡量，从而实现预期的体积孔隙率，于是可以直接使用用于可膨胀树脂粒的传统的原材料，并且当冷却同时控制减压速度时，可用空气置换模具中的热蒸气，从而可消除因热蒸气的潜热导致的温度条件的变化因素，从而可稳定发泡和密封工艺条件。

因此，本发明的发泡模制件及其制造方法已解决了传统的问题，并且无需使用粘合用树脂而能够获得优选的多孔结构和用于吸声材料的结构强度。此外，因粘合用树脂导致的成本增加可被抑制，成型时的可操作性较好，并且耐热性、长期耐用性的降低可被抑制。

附图说明

图1所示为本发明的发泡模制件的剖视图。

图2所示为本发明的发泡模制件的其他模式的剖视图。

图3所示为本发明的发泡模制件的另一模式的剖视图。

图4(A)、(B)、(C)所示为发泡单元的粘结状态的说明图。

图5所示为塑模工艺中的压力、温度和时间之间的关系的变化示意图，图(A)涉及现有技术，图(B)涉及本发明的制造方法。

图6所示为类似于图5的示意图，显示本发明的第二优选实施方式中的制造方法。

图7所示为汽车的内部结构的透视图。

图8所示为汽车的内部部件的剖视图。

图9是示意图，显示本发明的第一优选实施方式中的塑模内压、温度、塑模温度、以及时间之间的关系。

图10是示意图，显示本发明的第二优选实施方式中的塑模内压、温度、塑模温度、以及时间之间的关系。

标示数字的说明

1发泡模制件

11发泡单元

11a接触面

12间隔。

具体实施方式

下面对本发明的优选实施方式进行说明。该实施方式涉及如图7所示的汽车的内部材料，作为其特征的发泡模制件具有出色的耐热性、抗冲击性、和吸声性。

(发泡模制件)

本发明的发泡模制件由无数个发泡单元组成，该发泡单元通过加热和发泡填充在模具中的可膨胀的树脂粒比如聚苯乙烯或聚烯烃而获得。如图1所示，本发明的发泡模制件由无数个通过加热和发泡模具中的可膨胀的树脂粒而获得的发泡单元11构成，并且如图4所示，毗邻的发泡单元11、11在接触面11a、11a上彼此软化、熔融和粘结。也就是说，密封粘结部分由熔融的发泡树脂材料形成，于是密封粘结部分的性能与发泡树脂材料的性能完全相同。

发泡模制件1具有由被至少三个发泡单元11围绕的间隔12(在图1中，被五个发泡单元11围绕的间隔12被显示)中的开口孔形成的三维多孔结构，并至少具有如下性能。

也就是说，三维小孔具有如下特征：体积孔隙率、或孔的体积与整个体积的比率为10％～40％，以及至少10N的极限弯曲强度。该三维小孔沿多个通道分支、成之字形弯曲，并且其内径不规则地、重复地膨胀和收缩从而形成复杂的空间轨迹，于是通过反射、干涉和共振阻尼入射声波从而实现吸声作用。

如果体积孔隙率低于10％，那么强度增加，但吸声效果较差，这对吸声材料来说是不优选的。如果体积孔隙率超过40％，那么吸声效果倾向于降低，并且不能获得充足的机械强度，从结构方面考虑这是不预期的。至于本发明的吸声材料的强度，至少应满足经受住处理的形状保持强度。就这方面来说，需要至少10N的极限弯曲强度。极限弯曲强度根据日本工业标准JIS K7221测定，其中宽25mm、高20mm、长120mm的杆形试样被支承在跨度为100mm的支撑点上，接着在弯曲测试中向中心施加集中载荷，并测定极限载荷。通过计算，10N的极限弯曲强度对应于0.15MPa的弯曲应力。

本发明的发泡模制件还以如下所述的发泡单元的形状为其特征。发泡单元是具有圆形截面或椭圆形截面的颗粒，其尺寸基于大直径优选为1.5～5.5mm，如果其尺寸超出上述范围，那么不能获得用于吸声材料的预期的孔体积，从而不适用于吸声应用。优选单个发泡单元是大直径/小直径之比不超过3.0的椭圆形截面的颗粒，从而较易获得用于吸声效果的预期的小孔体积。

此外，如图2所示，优选在发泡模制件1的一侧一体化地设置体积孔隙率比发泡模制件1的主体部分更小的表面层。该表面层2具有发泡模制件1的保护层作用，并且还作为吸声材料具有隔声层或反射层的作用，从而可增强吸声效果，因此，要求该表面层的体积孔隙率小于发泡模制件1的体积孔隙率，或者根据目的可以使用不渗透的刚性树脂层。

可以视需要自由地设置表面层2，如图2所示，例如，视需要将其设置在发泡模制件1一侧的整个表面上、发泡模制件1一侧的部分表面上、或发泡模制件1两侧的部分或整个表面上。表面层2可以单独地粘附在发泡模制件1上，但考虑到制造成本，优选其在发泡和成型发泡模制件1时一体化地形成。通过调节对应于表面层2的位置的加热条件，可以制造具有该结构的发泡模制件。

此外，如图3所示，优选发泡模制件的一部分上形成具有更大抗扯强度的增强泡沫体3，并且发泡模制件的应用范围不限于吸声材料，可延伸至用于保证强度的结构部件。在图3中，增强泡沫体3被设置在具有弯曲角的发泡模制件1的转角处，并且表面层2也一起被形成，但通过将增强泡沫体3的体积孔隙率设置得与表面层2的体积孔隙率一样低，可提高增强泡沫体3的强度。在该情况中，考虑到制造成本，也优选通过在发泡和成型发泡模制件1时通过调节加热温度来一体化地形成增强泡沫体3。同时，为在发泡模制件1的一部分中形成具有更大抗扯强度的增强泡沫体3，在模具上可以设置与用于供应蒸气的外部管道相通的独立通道。

本发明的发泡模制件不仅用作吸声材料，而且用作用于保证强度的结构部件，因此，其用作同时要求吸声效果和强度的汽车的内部部件是合适的。如图7所示，发泡模制件可用在仪表板51、室内壁52、或地板53中。在该情况中，表面层2的厚度优选为是发泡模制件的总厚度的10％～45％，于是发泡模制件1的厚度是保留的厚度(90％～55％)。特别地，如图8所示，当发泡模制件用在地板53上时，表面层2设置在车厢侧，发泡模制件1与车体地板相对地插入，并且车体地板53a表面的不平整起伏可用该发泡模制件整平，从而可获得用于汽车的平整的地板部件。在该情况中，表面层的厚度优选为5～40mm。

不限于汽车的内部部件，本发明还可作为材料用于建筑的墙壁和天花板中的吸声内部部件、用于公路和铁路的隔音部件、用于包装的吸声部件、以及用于工业机器的吸声部件。在该情况中，表面层2形成具有合适强度的装饰表面，其厚度优选为是发泡模制件的总厚度的10％～45％，更具体地说，表面层2的厚度优选为5～40mm。

(发泡模制件的制造方法)

下面对本发明的发泡模制件的制造方法进行说明，同时将其与传统的方法进行比较。

图5是示意图，显示在包含可膨胀的树脂粒的空腔中，作为发泡和成型方法中的重要操作条件，绘制在纵轴上的压力(压力曲线4、5)和温度(温度曲线4a、5a)与绘制在横轴上的时间之间的关系，但图中略微示意地放大了其行为，并且图5(A)所示为用于获得不渗透的发泡模制件的传统制造方法，而图5(B)则涉及本发明的制造方法。

首先，用图5(A)说明用于获得不渗透的发泡模制件的传统制造方法，其中，将工艺大略分为升温步骤A1、在密封温度处的加热步骤A2、发泡和密封步骤A3、以及冷却和取出步骤A4。

(对应的传统方法)

A1.升温步骤

升高空腔中的温度，即，在用可膨胀的树脂粒填充空腔之后，对小室抽真空，于是在空腔中热蒸气沿一个方向被抽出并沿相反方向被抽出，从而通过蒸气加热内部并用蒸气填充内部。压力曲线4和温度曲线4a实际上呈之字形上升，但温度曲线4a紧随压力曲线4。

A2.在密封温度处的加热步骤

通过用热蒸气均匀地加热、并均匀地加热到密封温度，将可膨胀的树脂粒发泡(膨胀)、密封并塑模成与空腔形状一致的形状。在该步骤，可膨胀的树脂粒在与密封温度相对应的蒸气压处被加压并压缩成颗粒形状，于是颗粒在空腔中自由地流动。

A3.发泡和密封步骤

在均匀地加热到密封温度时的点a处，停止蒸气的供应，并且打开出气阀以释放压力。于是，被压缩的可膨胀的树脂粒在熔融温度下被突然解除压力，于是因内压而突然发泡(膨胀)，从而消除彼此间隙以压向彼此，从而使接触面被密封。此处，压力如压力曲线4所示急剧降低，并且膨胀的发泡树脂颗粒(发泡单元)是绝热的，于是空腔中的温度并不紧随压力曲线4，而是如温度曲线4a所示发生延迟并降低到密封端温度，即点b。此处，密封端温度是密封现象停止其进程的温度。

A4.冷却和取出步骤

用水冷却模具的内部，接着取出被发泡和塑模成特定形状的发泡模制件。温度突然降低。

于是，毗邻的发泡单元被完全密封，并且基本上不渗透的发泡模制件被获得。

(本发明的制造方法的第一优选实施方式)

参照图5(B)，对本发明的发泡模制件的制造方法进行说明。

将本发明的发泡模制件的制造方法粗略分为升温步骤B1、在密封温度处的加热步骤B2、发泡和密封步骤B3、以及冷却和取出步骤B4。此处，升温步骤B1和在密封温度处的加热步骤B2是用热蒸气将可膨胀的树脂粒均匀地加热到可膨胀的树脂粒的密封温度的工艺，并且它们与上述的升温步骤A1和在密封温度处的加热步骤A2相同。

B3.发泡和密封步骤

该步骤是本发明的特征，其紧接着在密封温度处的加热步骤B2；该步骤是密封发泡单元同时控制可膨胀的树脂粒的发泡(膨胀)量的工艺。具体地说，如图5(B)所示，取代在调节蒸气的供应和消耗同时的发泡和密封步骤A3中的突然减压，将其设计成在沿压力曲线控制压力的同时逐渐减压到结束，从而使压力曲线5可从点a变化到点c。

在图5(B)中，空腔中的内压被降低，同时控制其从点a到控制结束压力的点c，其中，在点a空腔中达到均一的预定密封温度，直到密封端温度的点b。该压力控制的目的在于发泡(膨胀)密封温度区中的可膨胀树脂粒，同时在颗粒的内压(颗粒内压)与外压(空腔内压)之间达到平衡，也就是说，通过控制减压来调节发泡(膨胀)量，可膨胀树脂粒彼此压向对方，同时在可膨胀树脂粒之间留下间隔(体积孔隙率)，并且在接触面上被密封。于是，获得发泡模制件，即，本发明的发泡模制件的主要组成材料，该主要组成材料由被密封并被粘结的发泡单元形成，从而具有特定的极限弯曲强度的抗扯强度并具有特定体积孔隙率的三维小孔。

一般来说，当减压速度提高时，膨胀被促进，于是体积孔隙率降低；或者当减压速度降低时，膨胀被抑制，于是体积孔隙率升高，但由于可膨胀树脂粒的发泡性能依赖于树脂的类型或预发泡工艺、和减压速度而变化，故减压曲线、和控制结束压力c的值应通过基于待使用的可膨胀树脂粒的初步测试确定。

恰当地连续进行该压力控制，直到到达待使用的可膨胀树脂粒的密封端温度的点b。密封端温度是发泡单元的密封停止其进程时的温度，并且如果压力被控制在该温度下，那么不能达到预期效果。

可膨胀树脂粒不限于聚苯乙烯，但在聚烯烃的情况中，无需多说的，其下限密封温度、上限密封温度、以及密封端温度均高于聚苯乙烯树脂的下限密封温度、上限密封温度、以及密封端温度。

冷却和取出步骤B4紧随发泡和密封步骤B3进行，并且该步骤与现有技术中的冷却和取出步骤A4相同。

于是，获得本发明的发泡模制件，也就是说，发泡模制件由被软化、熔融并彼此粘结的相邻发泡单元构成，该发泡模制件具有体积孔隙率为10％～40％的三维小孔、并具有至少10N的极限弯曲强度。

在发泡和密封步骤中的压力控制中，优选事先用空气置换填充在模具中的热蒸气；或用空气置换热蒸气，同时控制压力。用空气置换蒸气的原因在于，大部分蒸气在压力控制下通常变成冷凝水，从而伴随着较大的体积变化、或产生液化感应热，于是对工艺中的温度或压力产生比预期更大的影响，从而可破坏压力控制的稳定性。当使用空气时，与使用蒸气相比，其更易控制升温或降温。

(本发明的方法的第二优选实施方式)

参照图6，对第二优选实施方式进行说明。在第二优选实施方式中，在使用热蒸气的情况中，当可膨胀的树脂粒被加热到密封温度时，具有比模具的内压更高的压力的控制空气被引入模具中，从而将模具加压到更高的压力。步骤B1、B4、B5与第一优选实施方式中的相同。

B2)在密封温度处的加热步骤

为发泡(膨胀)可膨胀的树脂粒、并将其密封和塑模成符合空腔形状的特定形状，通过热蒸气加热全部颗粒，并将其均匀地加热到密封温度。在该工艺的后半程，在与密封温度对应的蒸气压处加热发泡的聚苯乙烯树脂颗粒，并将其加热到可密封的温度，于是发泡组分的发泡压力突然升高，从而进行发泡，于是多个毗邻颗粒从自由流动状态变为接触状态，从而开始并促进在接触区中的密封。

B3)发泡和密封步骤

在步骤B2之后，进行完成发泡单元的密封、同时控制可膨胀的树脂粒的发泡(膨胀)量和形成间隙的工艺。在如图5B所示的第一优选实施方式中，在调节蒸气的供应和消耗的同时，压力线5从点a逐渐降低到点c，但在图6中，当模具被加热到均一的预定密封温度并且密封在点a处开始时，引入控制空气，从而将模具压力增加到更高压力的点A处。在进行该加压操作之后，降低压力，同时将其控制到点B处的控制结束压力。点B的控制结束压力是对应于密封端温度的点B。

本发明的通过控制空气采用较高压力的目的，在于通过轻微减压导致的瞬时膨胀防止颗粒间的间隙被填满的密封状态的出现，即防止所谓的爆发性密封现象的出现，该密封状态是由于达到密封温度的可膨胀的聚苯乙烯树脂粒的极不稳定的发泡内压导致的。随后，通过控制压力，同时平衡颗粒的内压(颗粒内压)和外压(空腔内压)，可以在接触面上形成密封部分，同时在可膨胀的树脂粒之间保留间隙(体积孔隙率)。

为实现上述目的，必须用空气置换蒸气。与蒸气相比，空气几乎不侵入发泡颗粒中，从而较易控制颗粒上的外压。作为用于该目的的控制空气，恰当地设置温度和压力是重要的。在本发明中，将被引入的控制空气最优选为具有如下压力的压缩空气：当模具被加热到密封温度时，压缩空气的压力为模具内压的1.5倍以上，进一步优选为2倍以上。控制空气的温度优选为在模具内部温度至引入时普通温度的范围内。

优选符合上述条件的控制空气，这是因为当压力低于1.5倍时，爆发性的密封现象不能被充分抑制从而在三维互通小孔中发生局部不均匀性；而在超过3倍的更高压力下，不能获得进一步的抑制效果。如果温度不在上述指定范围内，那么在发泡模制件的密封状态中可能发生不均匀性，从而几乎不能获得均一的发泡模制件。

一般来说，当减压速度较高时，膨胀被促进，于是体积孔隙率降低；或者当减压速度较低时，膨胀被抑制，于是体积孔隙率升高，但由于可膨胀树脂粒的发泡性能依赖于树脂的类型或预发泡工艺、和减压速度而变化，故减压曲线、和控制结束压力的值应通过基于待使用的可膨胀树脂粒的初步测试确定。密封端温度是密封现象停止其进程时的温度。

密封温度和密封端温度是主要由可膨胀树脂粒的树脂类型确定的值，并且在聚苯乙烯树脂的情况中，例如，下限密封温度是90～100℃，上限密封温度优选为高达105℃。密封端温度是110～120℃。因此，点a处的预定密封温度设置为在下限密封温度与上限密封温度之间。于是，毗邻的发泡单元在密封部分处被软化、熔融、并彼此粘结，从而获得本发明的发泡模制件。

通过模具的出气孔可控制控制空气的效果。也就是说，为获得部分多孔的产品，可以通过在模具中形成比通常更多的出气孔来提高控制空气的效果，或者可以通过形成比通常更少的出气孔来抑制控制空气的效果。

例举的实施方式

(例举的第一实施方式)

下面对用于汽车内部部件的由聚苯乙烯制成的发泡模制件的制造方法、以及通过该方法获得的发泡模制件的特征进行说明。制造条件的说明如下所示，并且图9显示了制造工艺中的产品内部温度6a、塑模温度(平均温度)6c、以及模具内压6的变化。

a.发泡树脂

类型＝聚苯乙烯树脂，粒径＝2.5～3.5mm，预发泡＝已进行。

b.模具

在空腔的两侧处具有出气孔的普通蒸气加热型的可打开模具。

c.通过加热步骤达到密封温度的升温步骤

在传统条件下，填充可膨胀的树脂粒，对小室抽真空，以及沿一个方向抽出热蒸气并在空腔内沿相反方向抽出热蒸气。

d.加热至密封温度的步骤

将0.05～0.1MPa的热蒸气引入两个小室内，持续约3秒，从而将空腔中的可膨胀树脂粒加热到预定密封温度(110℃)。

e.发泡和密封步骤

在加热终点a处，停止供应蒸气，并供应控制空气约3秒，于是模具内压升高到表1中的特定压力。达到密封温度的产品内部温度被封闭入产品中的蒸气进一步提高，于是发泡单元彼此密封，同时形成密封部分，接着密封部分受压缩从而形成交联状态。控制空气在较短的时间内，比如，在优选为5秒内的较短时间内，将模具内压增加为特定压力。

在供应控制空气之前，产品内部温度已经为密封温度是重要的，并且在该状态中，具有比饱和气压更高压力的空气在此时被引入，于是模具内压升高到所述的较高压力下，于是发泡单元中的蒸气以及发泡单元间的蒸气瞬时被压缩，从而可能瞬时提高产品内部温度。该温度升高似乎促进了发泡单元间的密封。与此同时，较高的控制压力(0.1～0.2MPa)可抑制具有发泡压力(0.1～0.12MPa)的密封发泡单元因温度升高而增加的倾向，并且在发泡单元之间交叉的交联密封部分被形成。

f.冷却步骤

在通过控制空气增加的气压被保持的同时，将冷却水引入小室内进行冷却。

g.空气冷却和脱模步骤

打开小室的出气阀，排出内部空气，接着打开模具以取出发泡模制件。

对获得的发泡模制件进行评估，并获得如表1所示的性能。从实施方式的试样中，获得具有三维可渗透小孔和合适强度的发泡模制件，但当压力较低时，在试样1中，通气量较小并发生变化。当压力升高到为模具内压的1.5倍以上时，取决于其的通气量的变化较小；并且当压力为模具内压的2倍以上时，几乎没有变化，并且就孔隙率、强度、以及吸声性能来说，获得了优选的品质。对照例11是由传统塑模方法获得的发泡模制件，并且虽然强度是出色的，但没有获得本发明中预期的多孔结构。作为对实施方式中的试样的截面的观察结果，发泡单元是具有近似圆形截面或椭圆形截面的颗粒，并且毗邻的发泡单元在接触面上彼此软化、熔融和粘结。

被这些发泡单元围成的空间由发泡模制件中的网状可渗透小孔形成，并且在整体上观察到三维多孔结构，接着在15mm的试样厚度和100～3000Hz的频率区间的条件下测定吸声性能(JIS A1405)，从而证实其具有30％以上的吸声峰的出色的低音吸声性能。

表1

实施方式中的试样被证实具有经受住处理和作为结构部件的充足的强度。作为截面观察的结果，毗邻的发泡单元被证实在接触面上彼此软化、熔融和粘结。特别地，在试样2、3和4中，如图4(B)所示，用密封部分2粘结的发泡单元11、11就地被彼此分离，并且密封部分2c如发泡单元之间的桥梁一样被形成，于是观察到明显的交联状态。

因此，本发明的发泡模制件因其三维多孔结构、以及发泡树脂的材料强度、耐热性和耐用性而具有吸声效果。并且研究发现，该发泡模制件不仅可用于汽车的内部部件，而且可用于汽车地板的平板部件、墙壁和建筑中的吸声部件、工业机器和公路中的噪音抑制部件、工厂和地铁中的排气或隔音管件、以及许多其他的噪音抑制材料和吸声材料。

表1所示的通气量是试样面向模具的凸面侧和凹面测的五个位置处的测定平均值。在自由状态下，从2.5cm²的喷嘴中以30升/分的速度喷出空气。喷嘴与测定单元接触，从而测定每分钟的平均通气量。以熔融前的树脂粒中的间隙为100％作基准测定平均体积孔隙率。通过使用JIS-K7221中规定的方法测定极限弯曲强度。对吸声性能来说，使用JIS A 1405中指定的垂直入射声音吸收率测定仪，并且在50～1600Hz的频率范围内测定厚度为15mm的试样。

按JIS规定，吸声率在30％以上的评价为出色(◎)，在20％～30％之间的为良好(○)，在20％以下的较差(×)。

(例举的第二实施方式)

下面对本发明中例举的第二实施方式中的制造方法进行说明。

在该情况中，除如下几点外，其制造条件与例举的第一实施方式中的制造条件相同。图10显示了成型工艺中的模具内部温度6a、塑模温度(平均温度)6c、以及模具内压6的变化。

在例举的第二实施方式中，在升温步骤中的小室抽真空、以及沿一个方向抽出热蒸气并在空腔内沿相反方向将其抽出的终点时，在控制空气供给步骤中引入控制空气，并且空腔中的可膨胀树脂粒在密封温度加热步骤中被热蒸气加热至特定的密封温度。该工艺按如下所述顺序进行：供给控制空气的发泡和密封步骤；紧接着的将水灌入小室、同时保持被控制空气增加的压力的冷却和取出步骤；最后打开小室的出气阀，从而将气体排出的步骤；以及冷却和脱模步骤，其中在周围环境中冷却和脱模模具。

在例举的第二实施方式中，为了抑制因一部分达到升温步骤B1中终点a1处的密封温度的发泡颗粒继续密封所产生的多孔结构变化，在密封温度加热步骤B2之前及之后，供应控制空气，并且第一控制空气供给步骤B31是用于通过压缩和冷却发泡颗粒来抑制密封的操作，其中，所述发泡颗粒是通过供给控制空气将压力增加到压力A1而形成的。

与例举的第一实施方式相同，在接下来的密封温度加热步骤B2中的终点a2处，在发泡和密封步骤B32引入控制空气，以便将压力增加到压力A2，并且类似地，在保持颗粒内压(颗粒内压)与外压(空腔内压)之间平衡的同时，在接触面上形成密封部分，同时在可膨胀的树脂粒之间保留间隙(体积孔隙率)。因此，获得与例举的第一实施方式中的发泡模制件具有相同性能的发泡模制件，此外，该发泡模制件是进一步优选的，这是因为其可以使用比例举的第一实施方式中的控制空气压力更低的控制空气。

Claims (6)

1.一种发泡模制件的制造方法，包括通过加热和发泡填充在模具中的可膨胀树脂粒而获得发泡模制件，其特征在于，通过软化和熔融在接触面上相毗邻的发泡单元，使用蒸汽在可膨胀的树脂粒的密封温度下加热可膨胀的树脂粒，然后在控制发泡量的同时密封并冷却发泡单元，以形成处于发泡单元间体积孔隙率为10％～40％的三维可渗透小孔，从而获得极限弯曲强度至少为10N的发泡模制件，其中，单个发泡单元是大直径/小直径之比不超过3.0的椭圆形截面的颗粒，

通过控制施加到所述模具中所述可热膨胀树脂粒上的压力来控制发泡量，

在将所述可膨胀树脂粒加热到密封温度之后，在冷却所述可膨胀树脂粒、同时控制压力时，事先用空气置换所述模具中的热蒸气，或者，在将颗粒加热到密封温度之后，在冷却所述可膨胀树脂粒、同时控制压力时，用空气置换所述模具中的热蒸气。

2.如权利要求1所述的发泡模制件的制造方法，其特征在于，当用热蒸气将所述可膨胀树脂粒加热到所述可膨胀树脂粒的密封温度时，通过将具有比模具内压更高的压力的控制空气引入所述模具，对压力进行控制从而将模具内压增加到更高的压力。

3.如权利要求1所述的发泡模制件的制造方法，其特征在于，将压力为所述模具内压1.5倍或以上的控制空气引入到所述模具中，从而使所述模具的内部到达更高的压力状态。

4.如权利要求2所述的发泡模制件的制造方法，其特征在于，待被施加到所述模具中的所述控制空气的温度在从使用时的内部温度到普通温度的范围内。

5.如权利要求1所述的发泡模制件的制造方法，其特征在于，通过使用设有与外部管道相通的独立通道的模具，来制造通过添加增强泡沫体而增强的发泡模制件。

6.如权利要求2所述的发泡模制件的制造方法，其特征在于，通过模具中的出气孔来控制所述控制空气的效果。

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