JP2015066888A - 成形体の製造方法、および成形体の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なる種類の複数の発泡体材料で成形された成形体について、各発泡体材料をそれぞれ所定の位置で適切に発泡させることができ、かつ、各発泡体材料間の接合強度を高めることができる成形体の製造方法及びその製造装置を提供する。【解決手段】金型１００のキャビティ１０３内の中央部と両側のそれぞれに互いに種類の異なる発泡体材料２０１の原液と発泡体材料２０２の原液とを導入する。この導入後の発泡体材料２０１，２０２をそれぞれキャビティ１０３内で加熱して発泡させる。個の際に、発泡体材料２０１と発泡体材料２０２との境界５となる発泡体材料２０１側の部位を他の部位に優先して発熱体１０５で加熱して発泡させる。【選択図】図２

Description

本発明は、成形体の製造方法、および成形体の製造装置に関する。

車両用のシートのシート材であるシートバックパッド、シートクッションパッドは、ウレタンなどの発泡体材料を発泡、成形することで製造されている。このようなシート材は、比較的やわらかい主部と、主部の両側に設けられて比較的硬い土手部とから構成されている。このように、主部と土手部とでは硬度が異なり、発泡後の硬度が異なる発泡体材料によりそれぞれ形成されている。
このように、互いに硬度が異なる主部と土手部とで構成されるシート材を製造するための技術としては、特許文献１〜３が知られている。

特許文献１，２には、まずウレタン原料を型内にスプレー塗布して発泡させ、次いで他の異なる種類のウレタン原料を同じ型内に注入して発泡させ、両者を一体化させる技術について開示されている。
また、特許文献３には、肉薄隔壁部で型のキャビティ内を仕切り、肉薄隔壁部の内側には低硬度のウレタンフォームの原液を注入してパッド本体および内サポート部を形成し、外側には高硬度のウレタンフォームの原液を注入して外サポート部を形成する技術について開示されている。

特開平４−２５４１５号公報 特開昭６１−１６０２４１号公報 特開２００８−１３２２５４号公報

しかし、特許文献１，２の技術では、２種類のウレタン原料を型内でそれぞれ位置決めするための手段がないので、２種類のウレタン原料がそれぞれ所望の位置で発泡せず、一方のウレタン原料を発泡させたい位置に他方のウレタン原料が流れ込んで発泡してしまう。すなわち、特許文献１，２の技術は、所望の位置で所望のウレタン原料を発泡させることが困難であるという問題がある。

また、特許文献３の技術では、肉薄隔壁部がウレタンフォームの原液の堰になるため、低硬度のウレタンフォームの原液が発泡すべき位置で高硬度のウレタンフォームの原液が発泡し、あるいは、その逆の現象が起こることはない。
しかし、肉薄隔壁部も型の一部をなすため、肉薄隔壁部にも離型剤が塗られる。そのため、成形後の製品において、低硬度のウレタンフォームと高硬度のウレタンフォームとの境界部分は互いに充分に接合することができず、接合強度が弱いという問題がある。
本発明は、異なる種類の複数の発泡体材料で成形された成形体について、各発泡体材料をそれぞれ所定の位置で適切に発泡させることができ、かつ、各発泡体材料間の接合強度を高めることができる成形体の製造方法及びその製造装置を提供することを課題とする。

本発明の一形態は、成形用の型を用意する第１のステップと、前記第１のステップの後に、前記キャビティ内の両側にそれぞれ種類の異なる第１の発泡体材料と第２の発泡体材料とを導入する第２のステップと、前記第２のステップで導入後の前記第１の発泡体材料および第２の発泡体材料をそれぞれ前記キャビティ内で加熱して発泡させる第３のステップと、を備え、前記第３のステップは、前記第１の発泡体材料と第２の発泡体材料との境界となる部位を他の部位に優先して加熱して発泡させることを特徴とする成形体の製造方法である。
本発明によれば、第１の発泡体材料と第２の発泡体材料との境界となる部位を他の部位に優先して加熱して発泡させるので、この発泡した材料が堰となって、第１の発泡体材料と第２の発泡体材料とが混ざり合ってしまうのを防止し、それぞれの発泡体材料を所定の位置で適切に発泡させることができる。また、第１の発泡体材料と第２の発泡体材料とは境界となる部位で固着するため、両者の接合強度を高く維持することができる。

この場合に、前記第２のステップは、前記第１の発泡体材料および第２の発泡体材料のうち前記境界の直ぐ上側で発泡する方を優先して前記キャビティ内に導入し、前記第３のステップは、前記第２のステップで優先して前記キャビティ内に導入された方の発泡体材料を前記境界となる部位で優先して加熱して発泡させるようにしてもよい。
本発明によれば、第１の発泡体材料および第２の発泡体材料のうち、その境界の直ぐ上側で発泡する方を優先して両者の境界となる部位で発泡させることができる。よって、この発泡した材料が堰となって、境界の上側の発泡体材料が他の発泡体材料の方に流れ込んで、両者が混ざり合ってしまうのを防止し、それぞれの発泡体材料を所定の位置で適切に発泡させることができる。

前記の場合に、前記第３のステップは、前記第１の発泡体材料と第２の発泡体材料との境界となる部位を他の部位に優先して加熱して発泡させるに際しては、前記型のキャビティ内で、当該キャビティ内で発泡する複数種類の発泡体材料同士の境界となる部位に配置され、前記キャビティ内のキャビティ面から当該キャビティ内に向かって突出し、前記発泡体材料を加熱して発泡させる発熱体により加熱するようにしてもよい。
本発明によれば、複数種類の発泡体材料を発泡させるにあたり、発泡体材料同士の境界となる部位で優先的に発熱体により加熱させて発泡体材料を発泡させれば、当該境界の位置に発泡した発泡体材料により堰を形成できる。よって、当該堰で複数種類の発泡体材料同士が混じり合うのを防止して、各発泡体材料を発泡させるべき位置で発泡させることができる。また、異なる発泡体材料同士は境界となる部位で固着するため、接合強度を高く維持することができる。さらに、発熱体がキャビティ面からキャビティ内に向かって突出しているので、発泡体材料同士の境界となる部位で発泡体材料に熱が伝わりやすく、効果的に発泡体材料を発泡させることができる。

前記の場合に、前記第３のステップは、前記第１の発泡体材料と第２の発泡体材料との境界となる部位を他の部位に優先して加熱して発泡させるに際しては、前記型のキャビティ内で、当該キャビティ内で発泡する複数種類の発泡体材料同士の境界となる部位に配置され、表面が前記キャビティ内のキャビティ面と同じ高さで、前記発泡体材料を加熱して発泡させる発熱体により加熱するようにしてもよい。
本発明によれば、複数種類の発泡体材料を発泡させるにあたり、発泡体材料同士の境界となる部位で優先的に発熱体により加熱させて発泡体材料を発泡させれば、当該境界の位置に発泡した発泡体材料により堰を形成できる。よって、当該堰で複数種類の発泡体材料同士が混じり合うのを防止して、各発泡体材料を発泡させるべき位置で発泡させることができる。また、異なる発泡体材料同士は境界となる部位で固着するため、接合強度を高く維持することができる。さらに、発熱体はキャビティ内のキャビティ面とほぼ同じ高さなので、発熱体が異なる発泡体材料同士の境界に凹部を形成することがなく、当該境界分の強度を維持することができる。

本発明の別の一形態は、成形体を成形する複数の金型と、前記複数の金型のキャビティ内で、当該キャビティ内で発泡する複数種類の発泡体材料同士の境界となる部位に配置され、前記キャビティ内のキャビティ面から当該キャビティ内に向かって突出し、前記発泡体材料を加熱して発泡させる発熱体と、を備えている成形体の製造装置である。
本発明によれば、複数種類の発泡体材料を発泡させるにあたり、発泡体材料同士の境界となる部位で優先的に発熱体により加熱させて発泡体材料を発泡させれば、当該境界の位置に発泡した発泡体材料により堰を形成できる。よって、当該堰で複数種類の発泡体材料同士が混じり合うのを防止して、各発泡体材料を発泡させるべき位置で発泡させることができる。また、異なる発泡体材料同士は境界となる部位で固着するため、接合強度を高く維持することができる。さらに、発熱体がキャビティ面からキャビティ内に向かって突出しているので、発泡体材料同士の境界となる部位で発泡体材料に熱が伝わりやすく、効果的に発泡体材料を発泡させることができる。

本発明によれば、異なる種類の複数の発泡体材料で成形された成形体について、各発泡体材料をそれぞれ所定の位置で適切に発泡させることができ、かつ、各発泡体材料間の接合強度を高めることができる成形体の製造方法及びその製造装置を提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる車両用シート材の構造について説明する説明図である。（ａ）は、この車両用シート材の斜視図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ´拡大断面図である。 本発明の一実施形態にかかる車両用シート材の製造装置を説明する縦断面図である。 本発明の一実施形態にかかる車両用シート材の製造装置におけるキャビティ面の発熱体の拡大縦断面図である。（ａ）と（ｂ）は、それぞれ発熱体の異なる構成例を示している。 本発明の一実施形態にかかる車両用シート材の製造方法を、順を追って説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態にかかる車両用シート材の製造装置に発泡体材料の原液を導入する作業の説明図である。 本発明の一実施形態にかかる車両用シート材の製造装置に発泡体材料の原液を導入する作業の説明図である。

以下、本発明の一実施の形態について説明する。
（車両用シート材の構造）

まず、本実施形態にかかる車両用シート材の構造について説明する。図１は、この車両用シート材１の斜視図（ａ）と、（ａ）のＡ−Ａ´拡大断面図（ｂ）である。なお、図１以下の図面中には、適宜、当該車両用シート材１を搭載したときの車両からみた方向を図示する。この車両用シート材１（成形体）は、車両用シートを形成するシートバックパッドである。すなわち、この車両用シート材１は、これに革製、布製などの表皮材を被覆することなどにより、車両用シートのシートバックとなる。この車両用シート材１は、車両幅方向の中央部分をなす主部２と、主部２の車両幅方向の両側部分をなす土手部３とからなる。主部２と土手部３との間には、車両上下方向に延びる溝部４が形成されている。この溝部４は、前記の表皮材のステッチが位置するデザイン溝となる。

主部２と土手部３とは、いずれも発泡体材料（ウレタン原料）を発泡、成形して形成されている。そして、主部２と土手部３とは境界５において互いに固着している。主部２は、土手部３に比べて柔らかなウレタン材で形成されている。これは、主部２の車両前方側は車両搭乗者の背中が沈み込み、背中が密着するからである。一方、土手部３は、主部２に比べて固いウレタン材で形成されている。これは、車両搭乗者に横Ｇがかかったときに、車両搭乗者の体を土手部３でしっかり受け止めるためである。このように、主部２と土手部３とは異なる発泡体材料で成形されていて、硬度が異なる。また、車両用シート材１
の背部には不織布１１０が形成されている。

（車両用シート材の製造装置）
図２は、車両用シート材１の製造装置を説明する縦断面図である。この製造装置１００は金型であり、上型１０１と、下型１０２とを備えている。上型１０１と下型１０２との間にはキャビティ１０３が形成されている。この製造装置１００は、キャビティ１０３内に発泡体材料の原液を導入し、これを加熱、発泡して車両用シート材１を成形するための金型である。

後述のとおり、キャビティ１０３内には発泡体材料２０１，２０２の原液を導入し、発泡体材料２０１の原液で主部２を、発泡体材料２０２の原液で土手部３をそれぞれ形成する。すなわち、発泡体材料２０１（第１の発泡体材料）の原液は、発泡体材料２０２（第２の発泡体材料）の原液に比べて、発泡後に硬度の高いウレタン材となる。このように、発泡体材料２０１の原液と発泡体材料２０２の原液とは種類が異なる。下型１０２のキャビティ面１０４において、前記の主部２（発泡体材料２０１）と土手部３（発泡体材料２０２）との境界５を形成すべき各部位には、それぞれ発熱体１０５が設けられている。発熱体１０５は、発泡体材料２０１，２０２の原液を加熱して発泡させるためのヒータである。上型１０１や下型１０２には、発熱体１０５の他にも、発泡体材料２０１，２０２の原液を加熱して発泡させるための図示しない発熱体が適宜設けられている。
下型１０２のキャビティ面１０４における発熱体１０５（境界５を形成する部位）の近傍は、この例では、発泡体材料２０１の成形側から発泡体材料２０２の成形側に向けて下り坂の傾斜面１０６をなしている。

図３は、キャビティ面１０４の発熱体１０５の拡大縦断面図である。図３では、キャビティ１０３内に発泡体材料２０１，２０２を導入した状態で図示している。図３の（ａ）と（ｂ）は、それぞれ発熱体１０５の異なる構成例を示している。図３（ａ）の構成例は、発熱体１０５がキャビティ面１０４からキャビティ１０３内に向かって突出している例である。また、図３（ｂ）の構成例は、発熱体１０５の表面１０５ａがキャビティ面１０４とほぼ同じ高さにあり、キャビティ１０３内に向かって突出していない例である。

（車両用シート材の製造方法）
次に、図２の車両用シート材１の製造装置１００を用いて実行する車両用シート材１の製造方法について説明する。図４は、車両用シート材１の製造方法について順を追って説明するフローチャートである。
まず、図２、図３を参照して説明した製造装置（金型）１００を用意する（第１のステップ）（Ｓ１）。そして、発熱体１０５が発泡体材料２０１の発泡に適する温度となるように、発熱体１０５を予め加熱しておく。本実施形態における「金型の用意」とは、具体的に金型を所定の位置にセットすることである。

図２から明らかなように、主部２を形成する発泡体材料２０１の原液は、発熱体１０５（境界５が形成される部位）の（傾斜面１０６における）直ぐ上側で発泡させることになる。そこで、次に、この境界５が形成されるべき部位の直ぐ上側で発泡することになる発泡体材料２０１の原液を、図５に示すように、下型１０２のキャビティ１０３の中央部に注入する（第２のステップ）（Ｓ２）。この注入する発泡体材料２０１の原液の分量は、形成する主部２の体積の５分の１程度である。すなわち、発泡体材料２０１の原液は５倍に膨張する（後述の発泡体材料２０２も同様）。

このキャビティ１０３に導入した発泡体材料２０１は、図５に示すように、一部が傾斜面１０６を下って流れる（矢印２１１）。そして、傾斜面１０６を下って流れた発泡体材料２０１は、発熱体１０５で加熱されて発泡する（第３のステップ）（Ｓ３）。これにより、図５に示すように、傾斜面１０６の発熱体１０５の部位（境界５が形成される部位）には、発泡して膨張、硬化した発泡体材料２０１によりそれぞれ堰２０１ａが形成される。

次に、図６に示すように、キャビティ１０３内における各堰２０１ａより外側に発泡体材料２０２を導入する（第２のステップ）（Ｓ４）。この状態で、堰２０１ａに堰止められるので、発泡体材料２０１と発泡体材料２０２とは互いに混じり合うことがない。そして、下型１０２と上型１０１とを合わせる（Ｓ５）。なお、この際、上型１０１のキャビティ面１０４には予め不織布１１０を張っておく。

次に、発熱体１０５のみならず、製造装置１００に設けられた図示しない各発熱体で、発泡体材料２０１，２０２の全体を加熱して発泡させる（第３のステップ）（Ｓ６）。これにより、発泡体材料２０１，２０２は発泡、膨張して、発泡体材料２０１は主部２に成形、硬化され、発泡体材料２０２は土手部３に成形される（図２の状態）。そして、各堰２０１ａの発泡体材料２０２との境界面は境界５となる。そして、境界５で、発泡体材料２０１と発泡体材料２０２とは固着する。
次に、この成形後の成形体を金型１００から取り出す（脱型）（Ｓ７）。具体的には、図２の水平方向に上型１０１を型抜きし、図２の下方向（車両の前方向）に下型１０２型抜きする。これにより、成形体である車両用シート材１を取り出すことができる。

以上説明した車両用シート材１の製造装置１００および製造方法によれば、発泡体材料２０１と発泡体材料２０２との境界５となる発泡体材料２０１側の部位を他の部位（発泡体材料２０１の他の部分や発泡体材料２０２）に優先して発熱体１０５で加熱して発泡させる（Ｓ３）。これにより、この発泡した発泡体材料２０１が堰２０１ａとなって、発泡体材料２０１と発泡体材料２０２とが混ざり合ってしまうのを防止し、発泡体材料２０１，２０２をそれぞれ所定のあるべき位置で適切に発泡させることができる。これにより、発泡体材料２０１の原液が、発泡体材料２０２の原液が発泡すべき部位に流れ込んで発泡し、あるいは、発泡体材料２０２の原液が、発泡体材料２０１の原液が発泡すべき部位に流れ込んで発泡することを防止することができる。
また、発泡体材料２０１と発泡体材料２０２とは境界５となる部位で固着するため、両者の接合強度を高く維持することができる。

さらに、発泡体材料２０１および発泡体材料２０２のうち、その境界５の直ぐ上側で発泡する発泡体材料２０１の方を優先して両者の境界５となる部位で発泡させる（Ｓ３）。よって、この発泡体材料２０１が堰２０１ａとなって、発泡体材料２０１が発泡体材料２０２の方に流れ込んで、両者が混ざり合ってしまうのを防止し、それぞれの発泡体材料２０１、２０２を所定の位置で適切に発泡させることができる。
前記のとおり、発熱体１０５の形状としては、図３（ａ）の例や、図３（ｂ）の例などを用いることができる。

図３（ａ）の例を用いる場合は、発熱体１０５がキャビティ面１０４からキャビティ１０３内に向かって突出しているので、堰２０１ａとなるべき発泡体材料２０１に熱が充分に伝わりやすい。そのため、堰２０１ａを効果的に形成することができる。
一方、図３（ｂ）の例を用いる場合は、発熱体１０５の表面１０５ａがキャビティ面１０４とほぼ同じ高さにあり、キャビティ１０３内に向かって突出していないので、車両用シート材１の発熱体１０５で成形される部分に凹部が形成されない。よって、当該部位への応力集中がなく、車両用シート材１の強度を維持することができる。

なお、以上説明した実施形態では、車両用シート材１としてシートバックパッドの成形の例で説明した。しかし、車両用シート材１としてシートクッションに用いるシートクッションパッドの成形に前記の手段を用いてもよい。あるいは、車両用シート材１以外の各種製品の成形に本発明の技術を用いることができる。
また、前記の実施形態では、発泡体材料２０１と発泡体材料２０２とは硬度が異なるものとして説明したが、密度や振動吸収特性が異なる材料としてもよい。
さらに、前記の実施形態の説明では、主部２、土手部３がそれぞれ一種類の発泡体材料で形成されていた。しかし、車両用シート材１が、その高さ方向（車両の上下方向）でそれぞれ異なる発泡体材料で成形されるようにし、その境界部で互いに固着するようにしてもよい。

１ 車両用シート材（成形体）
５ 境界
１００ 金型（製造装置）
１０３ キャビティ
１０４ キャビティ面
１０５ 発熱体
１０５ａ 表面
１０６ 傾斜面
２０１ 発泡体材料（第１の発泡体材料）
２０１ａ 堰
２０２ 発泡体材料（第２の発泡体材料）
Ｓ１ 第１のステップ
Ｓ２，Ｓ４ 第２のステップ
Ｓ３，Ｓ６ 第３のステップ

Claims (5)

1. 成形用の型を用意する第１のステップと、
   前記第１のステップの後に、前記キャビティ内の両側にそれぞれ種類の異なる第１の発泡体材料と第２の発泡体材料とを導入する第２のステップと、
   前記第２のステップで導入後の前記第１の発泡体材料および第２の発泡体材料をそれぞれ前記キャビティ内で加熱して発泡させる第３のステップと、
   を備え、
   前記第３のステップは、前記第１の発泡体材料と第２の発泡体材料との境界となる部位を他の部位に優先して加熱して発泡させることを特徴とする成形体の製造方法。
2. 前記第２のステップは、前記第１の発泡体材料および第２の発泡体材料のうち前記境界の直ぐ上側で発泡する方を優先して前記キャビティ内に導入し、
   前記第３のステップは、前記第２のステップで優先して前記キャビティ内に導入された方の発泡体材料を前記境界となる部位で優先して加熱して発泡させることを特徴とする請求項１に記載の成形体の製造方法。
3. 前記第３のステップは、前記第１の発泡体材料と第２の発泡体材料との境界となる部位を他の部位に優先して加熱して発泡させるに際しては、前記型のキャビティ内で、当該キャビティ内で発泡する複数種類の発泡体材料同士の境界となる部位に配置され、前記キャビティ内のキャビティ面から当該キャビティ内に向かって突出し、前記発泡体材料を加熱して発泡させる発熱体により加熱することを特徴とする請求項１又は２に記載の成形体の製造方法。
4. 前記第３のステップは、前記第１の発泡体材料と第２の発泡体材料との境界となる部位を他の部位に優先して加熱して発泡させるに際しては、前記型のキャビティ内で、当該キャビティ内で発泡する複数種類の発泡体材料同士の境界となる部位に配置され、表面が前記キャビティ内のキャビティ面と同じ高さで、前記発泡体材料を加熱して発泡させる発熱体により加熱することを特徴とする請求項１又は２に記載の成形体の製造方法。
5. 成形体を成形する複数の金型と、
   前記複数の金型のキャビティ内で、当該キャビティ内で発泡する複数種類の発泡体材料同士の境界となる部位に配置され、前記キャビティ内のキャビティ面から当該キャビティ内に向かって突出し、前記発泡体材料を加熱して発泡させる発熱体と、
   を備えている成形体の製造装置。

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