(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の成形型間に形成されるキャビティに綿を充填し、この綿を加熱してその一部を溶融させた後、冷却固化させることによってクッション材を成形する方法において、上記綿を上記キャビティに直接充填する代わりに、上記綿をこれより低い溶融温度を有する樹脂からなる袋に詰め込んで真空引きした後密封してパック体とし、このパック体を上記キャビティに装入することを特徴とするクッション材の成形方法。
【請求項２】
上記キャビティ内における綿の充填量がキャビティの各部で異なるように上記パック体が装入されていることを特徴とする請求項１に記載のクッション材の成形方法。
【請求項３】
上記パック体を複数個用い、上記キャビティ内の各部に異なる数のパック体を配置することにより、上記キャビティ内における綿の充填量をキャビティの各部で異ならせたことを特徴とする請求項２に記載のクッション材の成形方法。
【請求項４】
上記綿の詰め込み容量が互いに異なる複数のパック体を用い、各パック体を上記キャビティの各部に配置することにより、上記キャビティ内における綿の充填量をキャビティの各部で異ならせたことを特徴とする請求項２に記載のクッション材の成形方法。
【請求項５】
上記複数のパック体のうちの少なくとも一つのパック体には、他のパック体に詰め込まれた綿より硬度の高い綿が詰め込まれていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のクッション材の成形方法。
【請求項６】
上記パック体を複数個用い、この複数個のパック体の少なくとも一つのパック体を他のパック体より小さく形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のクッション材の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、車両用シート、家具用シート等に用いられるクッション材の成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用シートのクッション材を成形する場合には、ポリエステル等の樹脂からなる綿を次のようにして成形している。すなわち、図７に示すように、まず下型１の凹部１ａに綿Ｗを充填する。次に、図８に示すように、上型２の突出部２ａが凹部１ａに所定の深さまで入り込むよう、下型１と上型２とを型閉めする。これにより、下型１と上型２との間にキャビティ３を形成するとともに、綿Ｗを加圧してキャビティ３に所定の密度で充填する。次に、綿Ｗを加熱してその一部を溶融した後、これを固化させる。すると、溶融した綿Ｗの一部が綿Ｗの繊維どうしを固着する。これにより、綿Ｗ全体が所望の形状を有するクッション材に成形される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の成形方法において、綿Ｗを下型１０の凹部１０ａに充填する場合には、綿Ｗが大きな容積を有しており、しかも圧縮してもその拘束を解くと元の大きさに戻ってしまうため、充填に多くの手間と時間を要するという問題があった。
【０００４】
また、凹部１ａに綿Ｗを充填した状態では、綿Ｗの多くの部分が凹部１ａから外部にはみ出している。このはみ出した綿Ｗが型閉め時に下型１と上型２との間に挟み込まれないようにするために、型閉め時には細心の注意と手間を必要とする。この結果、作業能率が低下するという問題があった。
【０００５】
また、クッション材の表面形状が複雑である場合、例えば図９に示すように、クッション材の表面形状に対応して凹部１ａの底面に小凹部１ｂ，１ｃが形成されているような場合には、小凹部１ｂ，１ｃに綿Ｗを十分に充填することが困難である。このため、所望の形状のクッション材を正確に成形することが難しいという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、前二者の問題を解決するためになされたもので、一対の成形型間に形成されるキャビティに綿を充填し、この綿を加熱してその一部を溶融させた後、冷却固化させることによってクッション材を成形する方法において、上記綿を上記キャビティに直接充填する代わりに、上記綿をこれより低い溶融温度を有する樹脂からなる袋に詰め込んで真空引きした後密封してパック体とし、このパック体を上記キャビティに入れることを特徴としている。
上記パック体を上記キャビティに装入するに際しては、請求項２係る発明のように、上記キャビティ内における綿の充填量がキャビティの各部で異なるようにパック体を装入してもよい。この場合、請求項３に係る発明のように上記パック体を複数個用い、上記キャビティ内の各部に異なる数のパック体を配置したり、あるいは請求項４に係る発明のように、上記綿の詰め込み容量が互いに異なる複数のパック体を用い、各パック体を上記キャビティの各部に配置したりすることにより、上記キャビティ内における綿の充填量をキャビティの各部で異ならせることができる。
また、複数のパック体を用いる場合には、請求項５に係る発明のように、少なくとも一つのパック体には、他のパック体に詰め込まれた綿より硬度が高い綿を詰め込むようにしてもよい。
また、請求項６に係る発明のように、上記パック体を複数個用い、この複数個のパック体の少なくとも一つを他のパック体より小さく形成することにより、上記三つの問題を一挙に解決することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図１〜図４を参照して説明する。
まず、図１〜図３を参照してこの発明の一実施の形態について説明すると、この実施の形態は、成形すべきクッション材の形状が比較的簡単である場合のものである。
【０００８】
この発明の成形方法を実施する場合には、図１に示すように、成形型Ａを用いる。成形型Ａとしては、従来の成形方法において用いられてたものと同様のものをものを用いることができる。ここでは、凹部１０ａを有する下型（一方の型）１０と、凹部１０ａに嵌合する突出部１０ｂを有する上型（他方の型）２０とからなる成形型Ａを用いている。成形型Ａの下型１０および上型２０については、後述する加熱工程において綿Ｗを加熱気体によって加熱することができるよう、多孔質材からなるものまたは多数の小孔を有するものを用いるのが望ましい。
【０００９】
また、クッション材の原料となる綿Ｗであるが、綿Ｗは適宜の温度に加熱すると、例えば１２０〜１５０°Ｃに程度に加熱すると繊維が溶融するものであれば任意に選択することができる。ここでは、ポリエステルまたはポリプロピレン等の樹脂からなる綿Ｗを用いている。このような樹脂からなる綿Ｗの場合は、全体が溶融可能であるが、綿Ｗの一部だけが溶融するものであってもよい。例えば、上記の樹脂からなる綿に天然綿を混合してなる混紡綿を用いてもよい。
【００１０】
次に、上記の成形型Ａおよび綿Ｗを用いてクッション材を成形するのであるが、この発明の方法では、綿Ｗを成形型Ａのキャビティ３０に直接充填することなく、綿Ｗを袋４０に詰め込んだ形成したパック体５０をキャビティ３０に装入するようにしている。
【００１１】
袋４０を構成するシートの素材としては、綿Ｗより低い温度で溶融するものであれば任意の素材を用いることができる。ここでは、ポリエチレン、ポリアミド等の低融点樹脂を用いている。また、袋４０を構成するシートについては、できる限り薄くするのが望ましく、ここでは上記の素材を用いて厚さが数μｍであるフィルム状に形成している。そして、このフィルムにより一側部が開口した袋４０を形成している。
【００１２】
図２に示すように、上記構成の袋４０には綿Ｗを詰め込む。この詰め込みに際しては、図３に示すように、綿Ｗの大きなブロック体を形成しておき、このブロック体から図において想像線で示すように適宜の量を切り出す。そして、これを袋４０に詰め込むようにすれば、詰め込み作業を比較的容易に行うことができる。また、綿Ｗの詰め込み量は、この実施例ではパック体５０をキャビティ３０に１つだけ装入するようにしているので、クッション材を成形するのに必要な量と同一量だけ詰め込むことになるが、大きさが等しい複数のパック体５０をキャビティ３０に均一にＮ個装入する場合には、１個装入する場合の量の１／Ｎにする。
【００１３】
袋４０に所定量の綿Ｗを詰め込んだら袋４０内の空気を真空吸引する。その後、袋４０の開口部を密封してパック体５０を得る。
袋４０の真空吸引を行うに際しては、例えば袋４０の開口部の一部を残して他の部分を密封する。次に、真空吸引ポンプ等の真空吸引手段に接続された管の先端部を残りの開口部から袋４０内に挿入する。この場合、挿入される管の先端部を偏平にしておくのがよい。そして、真空吸引手段を起動して袋４０を真空吸引すればよい。袋４０内を真空吸引すると、袋４０内の空気は勿論のこと、綿Ｗ内に存在する空気が外部に排出される結果、袋４０の容積は綿Ｗを詰め込んだ当初の容積に比して大幅に小さくなる。真空吸引が終了したら、残りの開口部を密封する。開口部の密封は、開口部を形成するシートどうしを熱融着等の手段で固着することによって行うことができる。
【００１４】
上記のようにしてパック体５０を形成したら、図１（Ａ）に示すように、パック体５０を下型１０の凹部１０ａに装入する。この場合、綿Ｗが袋４０内に詰め込まれ、しかも真空吸引されることによってその容積が小さくなっているので、綿Ｗを直接充填する場合に比してきわめて容易に装入することができる。また、パック体５０には、所定量の綿Ｗが詰め込まれているので、パック体５０を凹部１０ａに装入するだけで、所定量の綿Ｗを凹部１０ａに正確にかつきわめて容易に充填することができる。
【００１５】
その後、上型２０の突出部２０ａを凹部１０ａに所定の深さまで嵌合させる。このとき、パック体５０は、その容積が自然状態の綿Ｗに比して大幅に小さくなっているので、凹１０ａからはみ出すことがない。したがって、下型１０と上型２０との間にパック体５０の一部が挟み込まれるのを容易に防止することができる。
【００１６】
次に、パック体５０を加熱する。パック体５０の加熱は、成形型Ａの下型１０および上型２０が多孔質材で形成されている場合、または多数の小孔を有している場合には、キャビティ３０内に加熱空気または加熱蒸気等の加熱気体を導入することによって行うことができる。例えば、図１（Ｂ）に示すように、下型１０から加熱気体をキャビティ３０内に導入し、キャビティ３０内に導入された加熱気体を上型２０から排出することによってパック体５０を加熱することができる。勿論、下型１０および上型２０の壁部内にヒータを埋設し、このヒータによって加熱するようにしてもよい。ただし、加熱気体による加熱の方がパック体５０および綿Ｗを均一に加熱することができる。したがって、加熱気体を用いるのが望ましい。なお、加熱気体の温度を、綿Ｗの溶融温度より高温にすべきことは勿論である。
【００１７】
パック体５０を加熱すると、袋４０の溶融温度が綿Ｗの溶融温度より低いので、まず袋４０が溶融する。すると、袋４０内の綿Ｗが膨らみ、キャビティ３０内に加圧状態で充填される。その状態でさらに加熱気体を供給し続けると、綿Ｗを構成する繊維の表層部が溶融する。この状態になったら綿Ｗの加熱を中止する。そして、溶融した樹脂を固化させる。すると、固化した樹脂が綿Ｗの繊維どうしを固着する。これによって綿Ｗが所定の形状のクッション材が成形される。
【００１８】
なお、袋４０を溶融することによって生じる溶融液の一部は、加熱気体とともに外部に排出され、一部は綿Ｗの繊維に付着して繊維どうしの固着に寄与し、残りの一部は下型１０の凹部１０ａの底部に溜まって固化する。この固化物は、その量が非常に少なく、しかも薄い膜状になるので、クッション材の形状に影響を及ぼすことはほとんどない。
【００１９】
次に、この発明の他の実施の形態について説明する。
図４に示す実施の形態は、互いに大きさの等しい複数のパック体５０を用いるようにしたものであり、キャビティ３０の両側部には３個のパック体５０が重ねて配置され、中央部には２個のパック体５０が重ねて配置されており、パック体５０の配置数が両側部で多くなっている。なお、パック体５０は、上記実施例のパック体５０と同様にして形成される。この点は、以下に述べる実施例においても同様である。
【００２０】
上記のように配置した後パック体５０を加熱し、各パック体５０の袋４０を溶融する。これによって、キャビティ３０内に綿Ｗが充填される。この場合、キャビティ３０の両側部には中央部より多数のパック体５０が配置されているので、キャビティ３０の両側部には中央部より多量の綿Ｗが充填され、その密度が高くなる。したがって、成形されたクッション材も両側部における綿Ｗの密度が高くなり、両側部の硬度が中央部より高くなる。つまり、クッション材の異硬度化を達成することができる。勿論、硬度を高くする部分は、クッション材の使用目的に応じて変えることが可能であり、例えば中央部の硬度を両側部より高くしてもよい。
【００２１】
また、図５に示す実施の形態は、クッション材の異硬度化を達成するための他の例を示すものであり、二種類のパック体５０Ａ，５０Ｂが用いられている。パック体５０Ａには、図４に示す実施例のキャビティ３０の両側部に配置された３つのパック体５０に詰め込まれた綿Ｗの合計量と等しい量の綿Ｗが詰め込まれている。一方、パック体５０Ｂには、図４に示す実施例のキャビティ３０の中央部に配置された２つのパック体５０に詰め込まれた綿Ｗの合計量と等しい量の綿Ｗが詰め込まれている。したがって、パック体５０Ａの厚さ（凹部１０ａの深さ方向における寸法）はパック体５０Ｂより厚くなっている。
【００２２】
パック体５０を複数用いる場合には、少なくとも一つのパック体５０に他のパック体５０に詰め込まれる綿より硬度が高い綿を詰め込むことによってもクッション材の異硬度化を達成することができる。
例えば、図４に示す実施の形態の場合であれば、キャビティ３０の両側部に配置されるパック体５０に硬度の高い綿Ｗ（例えば、混紡綿）を詰め込み、キャビティ３０の中央部に配置されるパック体５０に硬度の低い綿（例えば、ポリエステル綿）を詰め込む。このようにすれば、クッション材の両側部が硬度の高い綿Ｗで形成され、中央部が硬度の低い綿Ｗを形成されるので、クッション材の異硬度化を達成することができる。特に、パック体５０の配置数をキャビティ３０の各部を変えるようにした図４に示す実施の形態と組み合わせることにより、クッション材のより一層の異硬度化を達成することができる。この点は、図５に示す実施の形態に対しても同様である。
【００２３】
また、図６に示す実施の形態は、成形すべきクッション材の表面形状が複雑で、それに対応して凹部１０ａの底面が複雑な形状をしている場合に好適なものであり、凹部１０ａの底面にはクッション材の表面形状に対応した小凹部１０ｂ、およびこれよりさらに小さい小凹部１０ｃがそれぞれ形成されている。また、小凹部１０ｂ，１０ｃ間には、凸部１０ｄが形成されている。
【００２４】
そして、複雑な形状をした凹部１０ａの底面に対応した表面形状を有するクッション材を精度よく成形するために、この実施例では大きさが互いに異なる４種類のパック体５０Ｃ〜５０Ｆが用いられている。パック体５０Ｃ，５０Ｄは、それぞの一部が小凹部１０ｂ，１０ｃにほとんど隙間なく入り込むような大きさおよび形状をもってそれぞれ形成されている。また、パック体５０Ｅは、凸部１０ｄの上側に存するキャビティ３０の空間に綿Ｗを過不足なく充填し得るような量の綿Ｗが詰め込まれている。さらに、パック体５０Ｆは、キャビティ３０の残りの空間に綿Ｗを過不足なく充填し得るような量の綿Ｗが詰め込まれている。勿論、各パック体５０Ｃ〜５０Ｆに詰め込まれた綿Ｗを合計した総量は、クッション材を成形するのに過不足のない量に予め設定されている。
【００２５】
上記パック体５０Ａ〜５０Ｄを用いてクッション材を成形する場合には、各パック体５０Ａ〜５０Ｄを凹部１０ａの図４に示す所定の位置にそれぞれ配置する。次に、下型１０と上型２０とを型閉めする。その後、加熱気体によって各パック５０Ａ〜５０Ｄを加熱し、それぞれの袋体５０を溶融する。すると、各パック体５０Ａ〜５０Ｄに詰め込まれた綿Ｗが膨らむ。このとき、パック体５０Ａ，５０Ｂが小凹部１０ｂ，１０ｃに嵌め込まれているので、それぞれの内部の綿Ｗは小凹部１０ｂ，１０ｃに確実に充填される。したがって、複雑な形状を有するクッション材を精度よく成形することができる。
【００２６】
なお、この実施の形態では、各部の硬度が均一であるクッション材を成形するようにしているが、先に述べた実施例と組み合わせることにより、各部で硬度の異なるクッション材を成形することも可能である。例えば、小凹部１０ｂ、１０ｃが形成された箇所に多数のパック体を配置したり、あるいはパック体５０Ｆに代えて、多数のパック体を用い、このパック体の配置数をキャビティ３０の各部で変えることにより、クッション材の異硬度化を達成することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る発明によれば、綿を袋に詰め込んで真空吸引してなるパック体を用いており、パック体はその容積が自然状態の綿に比して大幅に小さい。したがって、パック体をキャビティに容易に装入することができる。しかも、パック体を下型の凹部に装入したときに凹部からはみ出すことがなく、パック体が下型と上型との間に挟み込まれることがない。よって、型閉め作業を容易に行うことができるという効果が得られる。
また、請求項２、３、４または５に係る発明によれば、上記の効果に加え、クッション材の異硬度化を達成することができるという効果が得られる。
さらに、請求項６に係る発明によれば、大きさの異なる複数種類のパック体を用いるようにしているので、凹部の細部には小さいパック体を嵌め込むことによって細部にも綿を確実に充填することができ、これによって形状精度のよいクッション材を成形することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の成形方法に用いられる成形型の一例の断面図を示すものであり、図１（Ａ）は下型の凹部にパック体を装入した状態で示す断面図、図１（Ｂ）は加熱工程時における断面図、図１（Ｃ）は加熱工程完了時における断面図である。
【図２】袋に綿を詰め込むときの状態を示す斜視図である。
【図３】所定量の綿を切り出すための綿のブロック体を示す一部省略斜視図である。
【図４】この発明の成形方法の他の実施の形態を示す図１（Ｂ）と同様の断面図である。
【図５】この発明の成形方法のさらに他の実施の形態を示す図１（Ｂ）と同様の断面図である。
【図６】この発明の成形方法の別の実施の形態を示す図１（Ｂ）と同様の断面図である。
【図７】従来の成形方法に基づいて下型の凹部に綿を充填した状態の一例を示す断面図である。
【図８】従来の成形方法にに基づいて下型と上型とを型閉めした状態を示す断面図である。
【図９】従来の成形方法に基づいて下型の凹部に綿を充填した状態の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
Ａ  成形型
Ｗ  綿
１０  下型
１０ａ  凹部
１０ｂ  小凹部
１０ｃ  小凹部
２０  上型
２０ａ  突出部
３０  キャビティ
４０  袋
５０  パック体
５０Ａ  パック体
５０Ｂ  パック体
５０Ｃ  パック体
５０Ｄ  パック体
５０Ｅ  パック体
５０Ｆ  パック体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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