(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品を製造する方法であって、
繊維材料（３）をツール（２）のキャビティ（２６）内に充填することを含み、前記ツール（２）は、内部に前記キャビティ（２６）を画定する金型（２３）、および、該金型（２３）を、前記金型（２３）との間に形成されるスペースを隔てて支持するホルダー（２０）を備え、
前記ホルダー（２０）を変位させて、前記金型（２３）を少なくとも１つの熱処理ステーション（１５；５０、６０）まで移動させること、
前記少なくとも１つの熱処理ステーション（１５；５０、６０）に配置されたアダプタ（４１）と前記金型（２３）とを係合させるために該アダプタ（４１）を移動させて、前記アダプタ（４１）と前記金型（２３）との係合時にバッフル（４３、４４）を前記スペース内に延ばすことにより、前記金型（２３）を内部に位置決めした状態で熱処理が提供される、前記アダプタ（４１）の容積部の外側に前記ホルダー（２０）を留めること、
前記少なくとも１つの熱処理ステーション（１５；５０、６０）において前記金型（２３）内の前記繊維材料（３）を熱処理することを含む、方法。
【請求項２】
前記金型（２３）の熱容量は、前記ホルダー（２０）の熱容量よりも小さい、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ツール（２）は、前記スペースを形成するために、前記金型（２３）と前記ホルダー（２０）との間に介装される熱的分離部材（２７）を備える、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記バッフル（４３、４４）は、ガス流を前記金型（２３）内に方向付けるとともに、前記ガス流が前記ホルダー（２０）に衝突することを防止する、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記ガス流は、前記金型（２３）内に方向付けられる前に加熱または冷却される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つの熱処理ステーション（５０、６０）は、
前記金型（２３）に連結するように構成されている、前記アダプタ（４１）としての加熱ステーションアダプタ（５１）を備える加熱ステーション（５０）、および
前記金型（２３）に連結するように構成されている、前記アダプタ（４１）としての冷却ステーションアダプタ（６１）を備える冷却ステーション（６０）を備え、
前記方法は、
前記ホルダー（２０）を変位させて、前記金型（２３）を前記加熱ステーション（５０）から前記冷却ステーション（６０）まで移動させることを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記金型（２３）は、前記加熱ステーションアダプタ（５１）および前記冷却ステーションアダプタ（６１）に連続的に連結される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記繊維材料（３）を、前記少なくとも１つの熱処理ステーション（１５；５０、６０）から離間される充填ステーション（１０）において前記キャビティ（２６）に充填する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記ホルダー（２０）を、自動的な移送機構（４）によって前記充填ステーション（１０）から前記少なくとも１つの熱処理ステーション（１５；５０、６０）に自動的に変位させる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
製品を製造するツールであって、該ツール（２）は、
内部に繊維材料（３）を受け入れるキャビティ（２６）を画定する金型（２３）、
前記金型（２３）との間に形成されたスペースを隔てて前記金型（２３）を支持するとともに、該金型（２３）を、繊維材料（３）を前記金型（２３）内に充填する充填ステーション（１０）から、少なくとも１つの熱処理ステーション（１５；５０、６０）まで移動させるように変位可能であるホルダー（２０）、および、
前記金型（２３）と前記ホルダー（２０）との間に介装される熱的分離部材（２７）を備え、
前記金型（２３）は、前記少なくとも１つの熱処理ステーション（１５；５０、６０）に配置されたアダプタ（４１）と係合して、該アダプタ（４１）と前記金型（２３）との係合時にバッフル（４３、４４）が前記スペース内に延びることにより、前記金型（２３）を内部に位置決めした状態で熱処理が提供される、前記アダプタ（４１）の容積部の外側に前記ホルダー（２０）を留めるように構成される、ツール。
【請求項１１】
前記金型（２３）の熱容量は、前記ホルダー（２０）の熱容量よりも小さい、請求項１０に記載のツール。
【請求項１２】
ツール（２）であって、
前記熱的分離部材（２７）は、前記金型（２３）と前記ホルダー（２０）との間に延びる少なくとも１つのロッドを含む、請求項１０又は１１に記載のツール。
【請求項１３】
ツール（２）であって、
前記熱的分離部材（２７）は、前記金型（２３）と前記ホルダー（２０）との間に延びる複数のロッドを含み、該複数のロッドは互いから離間される、請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のツール。
【請求項１４】
ツール（２）であって、
前記金型（２３）は、互いに対して変位可能である複数のセグメント（２４、２５）を備える、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載のツール。
【請求項１５】
製品を製造するシステムであって、
請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の前記ツール（２）、
繊維材料（３）を前記金型（２３）の前記キャビティ（２６）内に充填する充填ステーション（１０）、および
前記金型（２３）内の前記繊維材料（３）を熱処理する少なくとも１つの熱処理ステーション（１５；５０、６０）を備え、前記少なくとも１つの熱処理ステーション（１５；５０、６０）は、前記アダプタ（４１）を備え、前記アダプタ（４１）は、前記バッフル（４３、４４）を備える、システム。
【請求項１６】
前記アダプタ（１６；５１、６１）は、ガス流を前記金型（２３）内に方向付けるとともに、前記ガス流が前記ホルダー（２０）に衝突することを防止するように構成されている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記熱処理ステーション（１５；５０、６０）は、ガス流を、前記金型（２３）内に方向付けられる前に加熱または冷却するように構成されている、請求項１５または１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記システムは、前記ホルダー（２０）を前記少なくとも１つの熱処理ステーション（１５；５０、６０）まで変位させる移送機構（４）をさらに備える、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ホルダー（２０）は、前記移送機構（４）に係合する係合特徴部（２１）を備える、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、製品を製造する方法、ツールおよびシステムに関する。本発明の実施形態は、特に、クッション体とすることができる、弾性特性を有する製品を繊維材料から製造する方法、ツールおよびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリウレタン（ＰＵ）フォーム等のフォームは、輸送産業において、車両の内装材等の、シートの生地の裏打ちとして広範に使用されている。フォームは、織物表材料の裏に付着される。これらのフォームで裏打ちされた複合材料は、接触エリアにおいて快適さまたは高級感を与えることができるクッション効果を有する。
【０００３】
シートの緩衝材としてポリウレタンフォームを使用することには欠点がある。例えば、ポリウレタンフォームで裏打ちされた材料は、車両またはハウジング内部の「曇り」に寄与する揮発性材料を発する可能性があり、フォーム自体は、経時的に酸化し、材料の変色につながる可能性がある。リサイクル性も、対処しなければならない課題である。
【０００４】
これらの理由および他の理由から、フォーム材料のクッション特性と同様のクッション特性を同様のコストで提供する別の材料が依然として必要とされている。これに関して注目を集めている材料の１つの種類は、不織布、例えばポリエステル不織布である。これらの材料は、多くの表生地に好適な裏打ちを提供することができる。
【０００５】
シートクッション体等の製品を繊維材料から製造する技法は、熱処理を含むことができる。テンプレート体または緩い繊維材料を、ツール内に供給することができ、ツールにおいて熱処理に供することができる。繊維材料をツールおよび熱処理に挿入する動作が同じ位置において行われる従来の技法は、種々の欠点を有する可能性がある。なお、そのような従来の技法は、自由度および効率が低下する可能性があり、これは、新たな充填ステップを、ツールにおける熱処理が完了したときにのみ行わなければならないためである。エネルギー消費量は、ツールの熱質量のために高い可能性がある。さらに、ツール全体の加熱および冷却は、処理時間を長くする可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記を考慮して、当該技術分野において、上記の必要性のうちのいくつかに対処する、製品を繊維材料から製造するツール、装置、システムおよび方法が依然として必要とされている。特に、当該技術分野において、シートクッション体または他の製品を、良好なエネルギー効率で製造するデバイス、システムおよび方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これらの必要性および他の必要性は、実施形態によるデバイス、システムおよび方法によって対処される。例示的な実施形態によると、ツールは、金型、および、金型を保持するホルダーを備えることができる。ツールのそのような複合構造は、エネルギー効率の改善を可能にし、これは、ホルダーではなく金型のみを、金型内の繊維材料を加熱または冷却するガス流に暴露することができるためである。
【０００８】
ホルダーは、システムの充填ステーションまたは熱処理ステーションに金型を位置決めするために使用することができる。ホルダーは、金型を含むツールを充填ステーションから少なくとも１つの熱処理ステーションに移送するために、または、金型を含むツールを１つの熱処理ステーションから別の熱処理ステーションに移送するために使用することもできる。
【０００９】
一実施形態による製品を製造する方法は、繊維材料をツールのキャビティに充填することを含み、ツールは、内部にキャビティを画定する金型、および、金型を支持するホルダーを備える。方法は、ホルダーを変位させて、金型を少なくとも１つの熱処理ステーションまで移動させることを含む。方法は、少なくとも１つの熱処理ステーションにおいて金型内の繊維材料を熱処理することを含む。
【００１０】
繊維材料は、緩い繊維材料としてキャビティ内に供給することができる。
この方法は、少なくとも１つの糸を切断して緩い繊維材料を生成することを含むことができる。
【００１１】
金型の熱容量は、ホルダーの熱容量よりも小さいものとすることができる。このために、金型は、ホルダーの質量よりも小さい質量を有することができる。
ツールは、金型とホルダーとの間に介装される熱的分離部材を備えることができる。
【００１２】
熱的分離部材は、金型とホルダーとの間に延びる相互接続部を含むことができ、相互接続部は、金型の表面積よりも小さい断面を有する。相互接続部は、金型の表面積よりもはるかに小さい断面を有することができる。
【００１３】
相互接続部は、互いから離間される複数のロッドを含むことができる。
少なくとも１つの熱処理ステーションは、繊維材料を熱処理するために金型に連結するように構成されているアダプタを備えることができる。
【００１４】
アダプタは、ガス流を金型内に方向付けるバッフルを含むことができる。バッフルは、ガス流がホルダーに衝突することを防止することができる。
少なくとも１つの熱処理ステーションは、ガス流を、金型内に方向付けられる前に、加熱または冷却することができる。
【００１５】
少なくとも１つの熱処理ステーションは、金型に連結するように構成されている加熱ステーションアダプタを備える加熱ステーション、および、金型に連結するように構成されている冷却ステーションアダプタを備える冷却ステーションを備えることができる。
【００１６】
加熱ステーションアダプタは、ツールが加熱ステーションに位置決めされると金型とホルダーとの間に延びるバッフルを備えることができる。
冷却ステーションアダプタは、ツールが冷却ステーションに位置決めされると金型とホルダーとの間に延びるバッフルを備えることができる。
【００１７】
方法は、ホルダーを変位させて金型を加熱ステーションから冷却ステーションまで移動させることを含むことができる。
金型は、加熱ステーションアダプタおよび冷却ステーションアダプタに連続的に連結されることができる。
【００１８】
繊維材料は、少なくとも１つの熱処理ステーションから離間される充填ステーションにおいてキャビティ内に充填することができる。
ホルダーは、自動的な移送機構によって、充填ステーションから少なくとも１つの熱処理ステーションに自動的に変位させることができる。
【００１９】
充填ステーションは、金型に連結する充填ステーションアダプタを備えることができる。充填ステーションアダプタは、金型の少なくとも２つのセクションを互いに対して変位させるアクチュエータを備えることができる。
【００２０】
充填ステーションアダプタは、ツールが充填ステーションに位置決めされると、金型とホルダーとの間に延びるバッフルを備えることができる。
製品は繊維製のクッション体とすることができる。
【００２１】
充填ステーションは、繊維製のクッション体の装填方向に沿って金型に挿入される繊維を方向付けるように構成することができる。
一実施形態による製品を製造するツールは、内部に繊維材料を受け入れるキャビティを画定する金型を備える。ツールは、金型を支持するとともに、金型を、繊維材料を金型内に充填する充填ステーションから少なくとも１つの熱処理ステーションまで移動させるように変位可能であるホルダーを備える。
【００２２】
金型の熱容量は、ホルダーの熱容量よりも小さいものとすることができる。
ツールは、金型とホルダーとの間に介装される熱的分離部材をさらに備えることができる。
【００２３】
熱的分離部材は、金型とホルダーとの間に延びる相互接続部を含むことができ、相互接続部は、金型の表面積よりも小さい断面を有する。相互接続部は、金型の表面積よりもはるかに小さい断面を有することができる。
【００２４】
相互接続部は、互いから離間される複数のロッドを含むことができる。複数のロッドは、金型とホルダーとの間に延びることができる。
金型は、互いに対して変位可能である複数のセグメントを備えることができる。
【００２５】
複数のセグメントは、金型内へのまたは金型からのガスの通過を可能にする少なくとも１つの穿孔された面を含むことができる。
ツールは、繊維製のクッション体を製造するように構成することができる。
【００２６】
別の実施形態によると、製品を製造する処理ステーションが提供される。処理ステーションは、一実施形態に従ってツールの金型に連結するように構成されているアダプタを備えることができる。
【００２７】
アダプタは、ガスがホルダーに衝突することを防止しながら金型内へのまたは金型からのガスをガイドするバッフルを備えることができる。
処理ステーションは充填ステーションとすることができる。アダプタは、金型のいくつかのセグメントのうちの少なくとも１つを、金型のいくつかのセグメントのうちの少なくとも別のセグメントに対して変位させるように構成されている充填ステーションアダプタとすることができる。
【００２８】
充填ステーションは、繊維製のクッション体の装填方向に沿って繊維を配向するように構成することができる。
処理ステーションは熱処理ステーションとすることができる。熱処理ステーションは、ガス流がアダプタを介して金型内に方向付けられる前に、ガス流を加熱または冷却するように構成することができる。
【００２９】
一実施形態による製品を製造するシステムは、一実施形態によるツールを備える。
システムは、繊維材料を金型のキャビティ内に充填する充填ステーションを備えることができる。システムは、金型内の繊維材料を熱処理する少なくとも１つの熱処理ステーションを備えることができる。
【００３０】
少なくとも１つの熱処理ステーションは、繊維材料を熱処理するために金型に連結するように構成されているアダプタを備えることができる。
アダプタは、ガス流を金型内に方向付けるとともに、ガス流がホルダーに衝突することを防止するように構成することができる。
【００３１】
熱処理ステーションは、ガス流を、金型内に方向付けられる前に加熱または冷却するように構成することができる。
充填ステーションは充填ステーションアダプタを備えることができる。充填ステーションアダプタは、ガスがホルダーに衝突することを防止しながら金型内へのまたは金型からのガスをガイドするバッフルを備えることができる。
【００３２】
充填ステーションアダプタは、金型のいくつかのセグメントのうちの少なくとも１つを、金型のいくつかのセグメントのうちの少なくとも別のセグメントに対して変位させるように構成されることができる。
【００３３】
システムは、ホルダーを少なくとも１つの熱処理ステーションに変位させる移送機構をさらに備えることができる。
ホルダーは、移送機構に係合する係合特徴部を備えることができる。
【００３４】
種々の態様および実施形態による、製品を繊維材料から製造するデバイス、システムおよび方法は、種々の部品を備えるツールを提供し、それによって、ツール全体を加熱することに関連するエネルギー効率の問題を軽減する。
【００３５】
種々の態様および実施形態によるデバイス、システムおよび方法は、自動車、航空機および列車のシート、ならびに、オフィスまたは家の座席のシートを含む種々のタイプのシートのシートクッション体を製造するために使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】一実施形態によるシステムの概略図である。
【図２】ツールが異なる処理ステーション間で変位されたときの、図１のシステムの概略図である。
【図３】一実施形態によるツールの斜視図である。
【図４】図３のツールの別の斜視図である。
【図５】一実施形態によるシステムの斜視図である。
【図６】処理ステーションのアダプタが金型に連結されているときの図５のシステムの斜視図である。
【図７】処理ステーションのアダプタが金型に連結されているときの図５のシステムの斜視図である。
【図８】一実施形態によるシステムの概略図である。
【図９】一実施形態による処理ステーションおよびツールを備えるシステムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
本発明の実施形態を、同様の参照符号が同様の要素を示す添付の図面を参照して説明する。
ここで、図面を参照して、本発明の例示的な実施形態を記載する。いくつかの実施形態を特定の適用分野の文脈において記載するが、実施形態は、この適用分野には限定されない。さらに、種々の実施形態の特徴は、別途具体的に記載されない限り、互いに組み合わせることができる。
【００３８】
いくつかの実施形態を繊維製のシートクッション体である製品の文脈において記載するが、実施形態によるツール、システムおよび方法は、繊維材料の他の製品を形成するために使用することもできる。
【００３９】
図１は、シートクッション体とすることができる製品を製造するシステム１の概略図である。システム１はツール２を備える。システム１は、処理ステーションを備えることができる。なお、システム１は、繊維材料がツール２のキャビティ内に供給される充填ステーション１０を備えることができる。システム１は、ツール２のキャビティ内に受け入れられる繊維材料の熱処理のための１つまたはいくつかの熱処理ステーション１５を備えることができる。
【００４０】
以下でより詳細に記載するように、ツール２は、ホルダー２０、および、ホルダー２０によって支持される金型２３を備える。ツール２が、キャビティを画定する金型２３およびホルダー２０に仕切られるこのツールの構造は、改善されたエネルギー効率を提供する。特に、加熱および冷却動作、あるいは加熱または冷却動作を、繊維材料を加熱または冷却するガスが金型２３の少なくとも１つの面を通過するが、ホルダー２０をそれぞれ大幅に加熱または冷却しないように行うことができる。
【００４１】
ホルダー２０および金型２３は、１つまたはいくつかの相互接続部２７によって相互接続することができる。１つまたはいくつかの相互接続部２７は、金型２３からホルダー２０への熱伝達を制限することによって、ホルダー２０と金型２３との間の熱的な分離を提供することができる。このために、１つまたはいくつかの相互接続部２７は、金型２３の全表面積よりも小さく、また、金型２３の全表面積よりもはるかに小さいものとすることができる断面を有することができる。代替的にまたは付加的に、１つまたはいくつかの相互接続部２７は、ホルダー２０の熱伝導率よりも低い熱伝導率を有する材料から形成することができる。
【００４２】
金型２３は、ホルダー２０の熱容量よりも小さい熱容量を有することができる。このために、金型２３は、ホルダー２０の質量よりも小さい質量を有するように形成することができる。それによって、より小さい熱容量を有する金型２３のみを、繊維材料を熱処理するときに加熱または冷却することができる。製造プロセスのエネルギー効率が改善される。
【００４３】
金型２３は、内部にキャビティ２６を画定することができる。金型２３は、複数のセグメント２４、２５を備えることができる。複数のセグメント２４、２５のうちの１つまたはいくつかは、充填ステーション１０および少なくとも１つの熱処理ステーション１５、あるいは充填ステーション１０または少なくとも１つの熱処理ステーション１５におけるガスの通過を可能にする通路を含むことができる。複数のセグメント２４、２５は、互いに対して変位可能とすることができる。なお、ガス通路を含む一方のセグメント２４は、付加的なガス通路を含む別のセグメント２５に対して変位可能とすることができる。セグメント２４、２５の変位は、金型２３に一体化することができるか、または、充填ステーション１０もしくは別の処理ステーション１５のアダプタに一体化することができるアクチュエータによって行うことができる。
【００４４】
ホルダー２０は、システム１の移送機構４に係合する係合セクション２１を備えることができる。移送機構４は、ツール２を１つの処理ステーションから別の処理ステーションに自動的に変位させるように構成することができる。なお、移送機構４は、ホルダー２０の係合セクション２１に作用することによってツール２を変位させるように構成することができる。移送機構４は、ツール２を移送するときに、金型２３に直接的に取り付けられないように構成することができる。
【００４５】
移送機構４は、ツール２の変位をガイドするガイド部材６を備えることができる。ガイド部材２は、ガイドロッド、コンベヤーベルト、少なくとも１つのチェーン、または、システム１の処理ステーション間に延びる別の構成要素を含むことができる。
【００４６】
移送機構４は、１つの処理ステーションから少なくとも１つの他の処理ステーションへのツール２の変位を行うアクチュエータ５を備えることができる。なお、アクチュエータ５は、コンベヤーベルト、チェーン、または、ツール２を充填ステーション１０から少なくとも１つの熱処理ステーション１５に変位させる他の駆動可能な構成要素を駆動することができる。
【００４７】
充填ステーション１０は、金型２３に連結する充填ステーションアダプタ１１を備えることができる。充填ステーションアダプタ１１は、ガス流を金型２３と少なくとも１つのガスダクトとの間に方向付けるように構成することができる。充填ステーションアダプタ１１は、ガス流がホルダー２０に衝突することを防止するように構成することができる。充填ステーションアダプタ１１は、ツール２が充填ステーション１０に位置決めされ、充填ステーションアダプタ１１が金型２３に係合すると、ホルダー２０と金型２３との間に延びるバッフルを備えることができる。
【００４８】
充填ステーション１０は、繊維供給デバイス１２を備えることができる。繊維供給デバイス１２は、緩い繊維または繊維の群形態の繊維材料３を金型２３内に提供するように構成することができる。いくつかの実施態様では、繊維供給デバイス１２は、少なくとも１つの糸をセグメントに切断し、繊維材料３を形成するカッターデバイスを備えることができる。
【００４９】
繊維材料３は、結合繊維およびマトリックス繊維を含むことができる。ツール２が熱処理ステーション１５に位置決めされると、少なくとも結合繊維を金型２３内で熱的に活性化することができる。製品、例えば繊維製のクッション体は、架橋された繊維の一体的な本体として形成することができる。架橋は、結合繊維の熱的な活性化によって得ることができる。シートクッション体は、シートクッション体の少なくとも一部における繊維が、シートクッション体の主な装填方向に沿って大部分が配向されるように形成することができる。
【００５０】
製品において繊維を配向するために、充填ステーション１０はガス流制御部１３を備えることができる。ガス流制御部１３は、金型２３を通過するとともに、金型２３において繊維を配向させるガス流を生成することができ、それによって、製品の少なくとも一部において、繊維は主な装填方向に沿って大部分が配向される。
【００５１】
シートクッション体が形成される繊維材料は、リサイクル材料から得ることができ、および効率的にリサイクルすることができる繊維、あるいはリサイクル材料から得ることができ、または、効率的にリサイクルすることができる繊維を含むことができる。結合繊維は、複合（ＢｉＣｏ：ｂｉ−ｃｏｍｐｅｎｅｎｔ）繊維とすることができる。結合繊維は、充填する繊維の融解温度よりも低い熱活性化温度を有することができる。
【００５２】
例示的な実施形態によると、結合繊維は、ポリエステルまたはポリアミドのコアを有するとともに、ポリアミドまたは改質ポリエステルのコーティングを有するＢｉＣｏ繊維とすることができる。ＢｉＣｏ繊維は、三葉形状の断面を有することができる。充填する繊維は、ポリエステルまたはポリアミドから形成することができ、結合繊維のコーティングの少なくとも融解温度よりも高い融解温度を有する。充填する繊維は、１０ｄｔｅｘ〜１００ｄｔｅｘの線形質量密度を有することができる。結合繊維は、７ｄｔｅｘ〜４０ｄｔｅｘの線形質量密度を有することができる。シートクッション体が形成される繊維材料は、２つ以上のタイプの充填する繊維および２つ以上のタイプの結合繊維、あるいは２つ以上のタイプの充填する繊維または２つ以上のタイプの結合繊維を含むことができる。
【００５３】
内部に繊維材料を受け入れた金型２３は、結合繊維の熱的な活性化のために充填ステーション１０から変位することができる。システム１は、充填ステーションアダプタ１１を金型２３から離脱させることができる。充填ステーションアダプタ１１は、金型２３から引き出され、ツール２が、金型２３内に受け入れられた繊維材料とともに、充填ステーション１０から少なくとも１つの熱処理ステーションに変位されることを可能にすることができる。
【００５４】
システムの制御デバイスが、移送機構４を制御し、ツールを充填ステーション１０から熱処理ステーション１５まで変位させることができる。熱処理ステーション１５は、内部にツール２を受け入れる受け部１９を画定する。
【００５５】
熱処理ステーション１５は、金型２３に連結する熱処理アダプタ１６を備えることができる。熱処理アダプタ１６は、ガス流を金型２３と少なくとも１つのガスダクトとの間に方向付けるように構成することができる。熱処理アダプタ１６は、ガス流がホルダー２０に衝突することを防止するように構成することができる。熱処理アダプタ１６は、ツール２が熱処理ステーション１５に位置決めされて熱処理アダプタ１６が金型２３に係合すると、ホルダー２０と金型２３との間に延びるバッフルを含むことができる。
【００５６】
熱処理ステーション１５は、ガス流を、金型内に供給される前に加熱するように構成されている加熱デバイス１８、または、ガス流を、金型内に供給される前に冷却するように構成されている冷却デバイス１８を備えることができる。冷却デバイスは、例えば金型内の繊維材料を冷却するために周囲温度を用いる場合には省いてもよい。
【００５７】
熱処理ステーション１５は、ガス流制御デバイス１８を備えることができる。ガス流制御デバイス１８は、例えば結合繊維を熱的に活性化するために熱が供給されるとき、および架橋された繊維から形成される製品が周囲空気を供給することによって冷却されるときに、あるいは例えば結合繊維を熱的に活性化するために熱が供給されるとき、または、架橋された繊維から形成される製品が周囲空気を供給することによって冷却されるとき金型２３を通過するガス流を制御する。
【００５８】
図２は、ツール２が充填ステーション１０から熱処理ステーション１５まで変位した状態のシステム１を示している。製品、例えば繊維製のクッション体がツール２から取り出されると、ツール２は、移送機構４によって充填ステーション１０に変位して戻ることができる。
【００５９】
例示的な実施形態によるツール２の特徴を、図３〜図７を参照してより詳細に記載する。
図３および図４は、一実施形態によるツール２の斜視図を示している。
【００６０】
ツール２は金型２３およびツールホルダー２０を含む。いくつかのアダプタは、金型２３に連結するように構成することができ、充填ステーション、加熱ステーションや冷却ステーション等の異なる処理ステーションに設置することができる。アダプタは、ツールホルダー２０および金型２３が１つのステーションから次のステーションに移動するときに、それぞれの処理ステーションにあるままであることができる。
【００６１】
金型２３は、製品の外側形状を画定する要素を含む成形デバイスとして働くことができる。金型２３は、製品の外側形状を画定するのに必要な全ての要素を含むことができる。
金型２３は、金型２３内の繊維材料を機械的に圧縮する要素を任意選択的に含むことができる。なお、金型２３は、互いに対して変位可能である穿孔されたセグメント２４、２５を備えることができる。
【００６２】
金型２３は、変位可能なセグメント２４、２５を所望の位置において互いに対してロックするロック機構を任意選択的に含むことができる。ロック機構は、変位可能なセグメント２４、２５のうちの少なくとも一方が金型２３内の繊維材料を圧縮するように変位した後で、変位可能なセグメント２４、２５をそれらの位置においてロックするように構成することができる。そのようなロックされた位置は、製品の幾何学的形状を提供し、加熱および冷却プロセスを通して維持されることができる。
【００６３】
ツールホルダー２０は、金型２３から実質的に熱的に分離され、製造プロセスにおいて加熱および冷却される必要がある熱質量を小さく保つように、提供することができる。それによって、金型２３のみを加熱ステーション内で加熱し、冷却ステーションにおいて再び冷却しなければならない。ツールホルダー２０は、熱処理が提供される容積部の外側に留まり、したがって熱損失を増大させない。
【００６４】
ホルダー２０と金型２３との間の熱伝導率は、金型２３をホルダー２０に機械的に連結する相互接続部２７を使用することによって、相互接続部２７を通した熱エネルギー流を低減しながら低下させることができる。相互接続部２７は、ホルダー２０と金型２３との間に延びる材料の断面を小さく保つように互いから離間する複数のロッドを備えることができる。相互接続部２７は、金型２３の全表面積よりも小さい断面を有することができる。相互接続部２７は、金型２３の全表面積よりもはるかに小さい断面を有することができる。
【００６５】
金型２３は２つの反対側の主要な面を有することができる。主要な面には、ガス流が通過することを可能にする通路を設けることができる。金型２３は、繊維材料を金型内に受け入れる付加的な開口を有することができる。繊維材料を受け入れる開口は、金型２３の上側端面に設けることができる。
【００６６】
ホルダー２０の係合セクション２１が、移送機構４に連結するように構成することができる。なお、係合セクション２１は、移送機構４に係合する少なくとも１つの突出部または少なくとも１つの凹部を備えることができる。係合セクション２１は、例えば、移送機構４のガイドレールに受け入れられることができる。
【００６７】
図５は、一実施形態による処理ステーションおよびツールを備えるシステムの斜視図である。図６および図７は、処理ステーションのアダプタ４１が金型２３に係合しているときのシステムの斜視図である。
【００６８】
処理ステーションは、繊維材料を金型内に充填する充填ステーションとすることができる。処理ステーションは、金型内の繊維材料に熱を供給する加熱ステーションとすることができる。処理ステーションは、金型内の架橋された繊維材料を含む製品を冷却する冷却ステーションとすることができる。
【００６９】
処理ステーションは少なくとも１つのガスダクト４２を備える。処理ステーションは２つのガスダクト４２を備えることができる。ガスは、金型２３から双方のガスダクトを通して引き出すことができる。代替的に、ガスは、ガスダクト４２のうちの一方を通して金型２３内に供給することができ、ガスダクト４２のうちの他方を通して金型２３から引き出すことができる。
【００７０】
処理ステーションは、ガスダクト４２と金型２３とをインターフェース接続させるアダプタ４１を備えることができる。アダプタ４１は、金型に係合するように構成することができる。処理ステーションは、金型２３といくつかのガスダクトとをインターフェース接続させるいくつかのアダプタ４１も備えることができる。
【００７１】
アダプタ４１は、ガスが、通路を含む金型のセクション２４、２５およびアダプタ４１を通して金型２３とガスダクト４２との間を通ることを可能にするように構成することができる。
【００７２】
アダプタ４１は変位可能とすることができる。アダプタ４１は、ツール２に選択的に係合するとともにツール２から離脱するようにツール２に対して変位するよう構成することができる。アダプタ４１は、金型２３の主要な面に向かうおよび離れる方向への変位４５のためにガイドされることができる。
【００７３】
アダプタ４１は少なくとも１つのバッフル４３、４４を備えることができる。少なくとも１つのバッフル４３、４４は、金型２３の側面に係合するように構成することができる。少なくとも１つのバッフル４３、４４は、アダプタ４１が金型２３に係合すると、金型２３とホルダー２０との間のスペースに延びるように構成することができる。そのような構成は、アダプタ４１が、ガス流が同様にホルダー２０に衝突することを防止することを可能にする。
【００７４】
アダプタ４１は、繊維材料を加熱および冷却、あるいは加熱または冷却するための容積部を画定することができ、アダプタ４１が金型２３に係合すると、金型２３は、繊維材料を加熱および冷却、あるいは加熱または冷却するための容積部内に位置決めされ、ホルダー２０は、繊維材料を加熱および冷却、あるいは加熱または冷却するための容積部の外に位置決めされる。
【００７５】
アダプタ４１は、図６および図７に示されているように、変位して金型２３に係合することができる。アダプタ４１は次に、金型からまたは金型内に通過するガス流がホルダー２０に衝突することを防止することができる。アダプタ４１は、アダプタと金型２３との間のシールを形成することができる。
【００７６】
異なる特徴部をアダプタ４１に一体化することができる。充填ステーションおよび熱処理ステーションにおいて提供されるアダプタ４１は、異なる構造を有することができる。
充填ステーションに関して、充填ステーションアダプタ４１は、金型の一方の側において金型２３内にガスが流れ込むことを可能にし、また、ガスが金型２３の少なくとも他方の側から引き出されることを可能にするように構成することができる。充填ステーションアダプタ４１は、金型２３の小さい面、例えば上面においてガスが金型２３に引き込まれることを可能にするように構成することができる。充填ステーションアダプタ４１は、金型２３の反対側の主要な面においてガスが金型２３から排出されることを可能にするように構成することができる。ガス流は、繊維材料が金型２３内に堆積されたままにしながら、穿孔された金型セグメント２４、２５を通過することができる。
【００７７】
充填ステーションアダプタ４１は、ガスがアダプタ４１を通って金型２３を出ることができる位置を制御する少なくとも１つのデバイスも含むことができる。なお、ガスが穿孔された金型セグメント２４、２５を通って排出される位置は、金型２３内の繊維充填レベルに応じて変えることができる。
【００７８】
充填ステーションアダプタ４１は、金型２３の少なくとも１つのセグメントを、少なくとも１つの他のセグメントに対して変位させるように構成することができる。なお、充填ステーションアダプタ４１は、金型セグメント２４を他の金型セグメント２５に対して変位させて繊維材料を圧縮するアクチュエータを備えることができる。それによって、増大した密度および繊維の配向の空間的な変化、あるいは、増大した密度または繊維の配向の空間的な変化を得ることができる。代替的にまたは付加的に、充填ステーションアダプタ４１は、金型２３の小さい面において金型セグメントを変位させて繊維材料を圧縮するアクチュエータを備えることができる。
【００７９】
充填ステーションアダプタ４１は、金型２３の異なるセグメントをそれらの相対的な位置においてロックする、金型２３に一体化されるロック機構を作動するように構成することができる。なお、所望の圧縮が得られると、充填ステーションアダプタ４１は、金型２３のロック機構を作動し、金型セグメント２４、２５をそれらの相対的な位置においてロックすることができる。
【００８０】
加熱ステーションに関して、加熱ステーションアダプタ５１は、ガスが金型の一方の側において金型２３に流れ込むことを可能にし、また、ガスが金型２３の別の側から引き出されることを可能にするように構成することができる。加熱ステーションアダプタ５１は、金型２３の全ての他の側面を遮断することができる。加熱ステーションアダプタ５１は、ガスが、金型２３の主要な面において、例えば穿孔されたシート２４を通して金型２３内に引き込まれることを可能にし、ガスが、金型２３の反対側の主要な面において、例えば穿孔されたシート２５を通して金型２３から排出されることを可能にするように構成することができる。
【００８１】
加熱ステーションアダプタ５１は、ガスがアダプタ５１を通って金型２３に入るとともに出ることができる位置を制御する少なくとも１つのデバイスも含むことができる。
加熱ステーションアダプタ５１は、金型２３の少なくとも１つのセグメントを、少なくとも１つの他のセグメントに対して変位させるように構成することができる。なお、加熱ステーションアダプタ５１は、そのような圧縮が熱処理中に所望される場合に、金型セグメント２４を別の金型セグメント２５に対して変位させて繊維材料を圧縮するアクチュエータを備えることができる。それによって、増大した密度および繊維の配向の空間的な変化、あるいは増大した密度または繊維の配向の空間的な変化を得ることができる。代替的にまたは付加的に、加熱ステーションアダプタ５１は、金型２３の小さい面において金型セグメントを変位させて繊維材料を圧縮するアクチュエータを備えることができる。
【００８２】
冷却ステーションに関して、冷却ステーションアダプタ６１は、ガスが金型の一方の側において金型２３に流れ込むことを可能にし、また、ガスが金型２３の別の側から引き出されることを可能にするように構成することができる。冷却ステーションアダプタ６１は、金型２３の全ての他の側面を遮断することができる。冷却ステーションアダプタ６１は、ガスが、金型２３の主要な面において、例えば穿孔されたシート２４を通して金型２３内に引き込まれることを可能にし、ガスが、金型２３の反対側の主要な面において、例えば穿孔されたシート２５を通して金型２３から排出されることを可能にするように構成することができる。
【００８３】
冷却ステーションアダプタ６１は、ガスがアダプタ６１を通って金型２３に入るとともに出ることができる位置を制御する少なくとも１つのデバイスも含むことができる。
冷却ステーションアダプタ６１は、金型２３の少なくとも１つのセグメントを、少なくとも１つの他のセグメントに対して変位させるように構成することができる。なお、冷却ステーションアダプタ６１は、そのような圧縮が熱処理中に所望される場合に、金型セグメント２４を別の金型セグメント２５に対して変位させて繊維材料を圧縮するアクチュエータを備えることができる。それによって、増大した密度および繊維の配向の空間的な変化、あるいは増大した密度または繊維の配向の空間的な変化を得ることができる。代替的にまたは付加的に、冷却ステーションアダプタ６１は、金型２３の小さい面において金型セグメントを変位させて繊維材料を圧縮するアクチュエータを備えることができる。
【００８４】
冷却ステーションアダプタ６１は、金型２３の異なるセグメントをそれらの相対的な位置においてロックする、金型２３に一体化されるロック機構をロック解除するように構成することができる。なお、製品が金型２３から取り出されることができると、冷却ステーションアダプタ６１はロック機構をロック解除し、金型２３からの製品の取り出しを容易にすることができる。
【００８５】
実施形態によるシステム１は、３つ以上の処理ステーションを備えることができる。なお、システム１は、充填ステーション１０、結合繊維を熱的に活性化する加熱ステーション、および、金型２３内の製品を冷却する冷却ステーションを備えることができる。より複雑な熱サイクルを実施するために、付加的な処理ステーションを設けることができる。
【００８６】
図８は、一実施形態によるシステム１を示している。システム１はツール２を備える。システム１は処理ステーションを備えることができる。なお、システム１は、繊維材料がツール２のキャビティ内に供給される充填ステーション１０を備える。システム１は、ツール２のキャビティ内に受け入れられる繊維材料の熱処理のためのいくつかの熱処理ステーションを備える。いくつかの処理ステーションは、加熱ステーション５０および冷却ステーション６０を備える。充填ステーション１０は、上記の図１〜図７を参照して説明したように構成することができる。充填ステーション１０は、特に、結合繊維および充填する繊維の混合物を含む繊維材料を金型２３内に充填するように構成することができる。
【００８７】
加熱ステーション５０は、熱的な架橋のために結合繊維を熱的に活性化するように構成することができる。加熱ステーション５０は、加熱ステーションアダプタ５１、ガスを加熱する加熱デバイス５２、および、ツール２が加熱ステーション５０に位置決めされると、金型２３を通るガス流を制御するガス流制御デバイス５３を備えることができる。これらの構成要素は、上記の図１〜図７を参照して説明したように構成することができる。
【００８８】
加熱ステーション５０は、結合繊維の熱的な活性化中に空気湿度を制御する空気湿度制御デバイス５４を備えることができる。
冷却ステーション６０は、熱的な架橋のために結合繊維を熱的に活性化するように構成することができる。冷却ステーション６０は、冷却ステーションアダプタ６１、および、ツール２が冷却ステーション６０に位置決めされると金型２３を通るガス流を制御するガス流制御デバイス６２を備えることができる。これらの構成要素は、上記の図１〜図７を参照して説明したように構成することができる。冷却ステーション６０は、製品が冷却されている間に空気湿度を制御する空気湿度制御デバイス６３を備えることができる。
【００８９】
冷却ステーション６０は、ツール２を受け入れる受け部６４を有する。冷却ステーションアダプタ６１は、ツール２に係合するとともに離脱することができる。これは、製品を冷却する冷却容積部が冷却ステーションアダプタ６１によって画定されるように行うことができる。金型２３は、ホルダー２０が冷却容積部の外に位置決めされたままである間に、冷却容積部内に位置決めすることができる。
【００９０】
移送機構４は、ツール２を、充填ステーション１０、加熱ステーション５０および冷却ステーション６０において連続的に位置決めすることができる。各動作サイクルにおいて、ツール２は、充填ステーション１０、加熱ステーション５０および冷却ステーション６０のそれぞれに少なくとも一度は位置決めされることができる。ツール２のより複雑な動きのパターンは、例えば、２つ以上の熱処理ステーション間の往復移動を実施することによって実施することができる。
【００９１】
システム１は付加的なステーションを備えることができる。なお、１つまたはいくつかの後処理ステーションを、製品が冷却された後に製品を改質するために設けることができる。代替的にまたは付加的に、３つ以上の熱処理ステーションを設けることができる。
【００９２】
充填ステーション１０は、種々の形態のうちのいずれか１つを有することができる。いくつかの実施態様では、充填ステーション１０は、原材料として繊維材料の群を使用することができ、繊維を金型内に充填するために群をフィラメントに分離することができる。他の実施態様では、充填ステーション１０は、原材料として１つまたはいくつかの糸を使用することができ、図９に示されているように、繊維材料を金型内に供給するために、糸をセグメントに切断することができる。
【００９３】
図９は、一実施形態による切断デバイスおよびツール２を含む充填ステーション１０を備えるシステムを示している。
充填ステーション１０は、原材料として糸を使用し、糸をセグメントに切断して結合繊維およびマトリックス繊維を作り出し、結合繊維およびマトリックス繊維をツール２の金型２３内に移送する。金型２３内で、少なくとも結合繊維を熱的に活性化することができる。それによって、シートクッション体または他の製品を、架橋された繊維の一体的な塊として形成することができる。架橋は、結合繊維の熱的な活性化によって得ることができる。製品は、シートクッション体の少なくとも一部における繊維が、シートクッション体の主な装填方向に沿って大部分が配向されるように形成することができる。
【００９４】
充填ステーション１０は、１つまたは複数の糸８を切断して、シートクッション体が形成される繊維材料を生成するように構成されているカッターシステム８０を備える。充填ステーション１０は、繊維を、カッターシステム８０の切断ブレードから離れるように移送して金型２３に入れるように構成されている移送機構３０を備える。
【００９５】
充填ステーション１０は、１つまたは複数の糸８をカッターシステム８０に供給するように構成されている糸供給デバイス７０を備えることができる。糸供給デバイス７０は、糸の１つまたは複数の糸巻き７１、７２を含むことができる。糸巻き７１、７２は、同じ糸または異なる糸から形成することができる。各糸巻き７１、７２は、糸を糸巻き７１、７２から繰り出すように動力駆動装置７３によって駆動されることができる回転可能に支持されるものに取り付けられることができる。
【００９６】
糸供給デバイス７０は、糸の糸巻き７１、７２が収容されるエンクロージャー７７を有することができる。エンクロージャー７７内に収容されるときの糸の環境パラメーターは、糸供給デバイス７０の雰囲気制御デバイス７６によって制御することができる。エンクロージャー７７は、その内部に雰囲気を有する。雰囲気制御デバイス７６は、エンクロージャー７７内の雰囲気の空気湿度および温度、あるいは空気湿度または温度を制御するように構成することができる。
【００９７】
雰囲気制御デバイス７６は、糸が収容されるエンクロージャー７７内の空気湿度および温度を制御するように構成することができ、それによって、糸供給デバイス７０によって供給される糸は、少なくとも２．５％の材料湿度を有する。これは、糸が繊維材料を生成するように切断されると、良好な快適さを提供するシートクッション体を生じることが分かっている。
【００９８】
糸供給デバイス７０は、カッターシステム８０に向かって延びる少なくとも１つのチャネル７４、７５を含むことができる。少なくとも１つのチャネル７４、７５は、糸供給デバイス７０のエンクロージャー内で維持される雰囲気と流体連通することができる。少なくとも１つのチャネル７４、７５は、エンクロージャー７７から延びる管として構成することができる。糸８は、少なくとも１つのチャネル７４、７５内でガイドされることができる。糸８は、糸８が、カッターシステムの切断ブレードへのそれらの移送のせいぜい短い距離にわたって周囲の雰囲気に晒されるように、糸供給デバイスからチャネル７４、７５を通してカッターシステム８０まで搬送されることができる。
【００９９】
糸８は、複数のフィラメントからそれぞれ構成されることができる。フィラメントは、ステープルファイバーまたはエンドレスフィラメントとすることができる。異なる断面、材料および／または直径のフィラメントを、糸８に含めることができる。
【０１００】
２本の糸８および糸の２つの糸巻き７１、７２が図９に示されているが、他の数の糸を使用することができる。なお、少なくとも４本の糸を糸供給デバイス７０からカッターシステム８０に供給することができる。糸供給デバイス７０は、４本または４本以上の糸をカッターシステム８０に出力するように構成することができる。糸供給デバイス７０は、４本から１６本の糸をカッターシステム８０に出力するように構成することができる。
【０１０１】
カッターシステム８０は、カッターシステム８０に供給される糸をセグメントに切断するように構成されている。シートクッション体を形成する結合繊維およびマトリックス繊維の双方を、糸をセグメントに切断することによって生成することができる。糸のうちの少なくともいくつかは、異なる材料の混合物からなることができ、それによって、第１のフィラメントのセグメントがマトリックス繊維として働くことができ、第２のフィラメントのセグメントがマトリックス繊維として働くことができる。
【０１０２】
カッターシステム８０は、糸をセグメントに切断する１つまたは複数の回転切断ブレード８３、８４を備える。なお、回転切断ブレード８３、８４を、糸８を切断するために設けることができる。回転切断ブレード８３、８４を含む切断ヘッドが、固定されたまたは相手方の回転切断縁を含むことができ、糸８は、回転切断ブレード８３、８４と切断縁との間でセグメントに切断される。センサーを使用して、回転切断ブレード８３、８４に作用する力およびトルク、あるいは力またはトルクを測定することができる。切断ヘッドの動作を、測定された力およびトルク、あるいは力またはトルクに基づいて制御することができる。
【０１０３】
各切断ヘッドは、内部を通して糸をガイドするチャネルを含むことができる。チャネルは、糸がガス流によってそれぞれの回転切断ブレード８３、８４に向かって前進されるように構成することができる。ガス流は、それぞれの回転切断ブレード８３、８４の回転によって生成することができ、これは、チャネルの出口とチャネルの入口との間で圧力差を生じる。圧力差はガス流を確立し、これが糸を切断ヘッドに向かって前進させる。
【０１０４】
駆動装置８５が、カッターシステム８０の回転切断ブレード８３、８４を回転駆動するように構成されている。駆動装置８５は、制御デバイス８６によって制御することができる。制御デバイス８６は、回転切断ブレード８３、８４の動作、および、切断ステーションの糸供給器８１の動作を協調して制御することができる。制御デバイス８６は任意選択的に、糸供給デバイス７０の駆動装置７３も制御することができる。
【０１０５】
カッターシステム８０は糸供給器８１を備えることができる。糸供給器８１は、糸８を、糸供給デバイス７０の出力部から、回転切断ブレード８３、８４を含む切断ステーション８２に前進させる移送ベルトまたは他の移送機構を含むことができる。糸供給器８１は、糸８を管７４、７５の排出開口において受け取るとともに、糸８を切断ステーション８２に搬送するように構成することができる。糸供給器８１は、１つまたはいくつかのコンベヤーベルト、糸８を把持して前進させるグリッパーまたは他の搬送デバイスを含むことができる。
【０１０６】
カッターシステム８０は、糸８から切断される繊維材料を生成する。糸８から切断される糸セグメントは、カッターシステム８０の切断作用によってそれらのフィラメントのセグメントに少なくとも部分的に開くことができる。カッターシステムは、個々のフィラメントセグメントを生成するように、糸セグメントをそれらのフィラメントセグメントに開く開放機構を備えることができる。
【０１０７】
カッターシステム８０は、セグメントの長さを調整することができ、それによって、異なる長さの繊維を有する繊維材料を生成するように構成することができる。繊維の長さは、金型２３内の繊維材料の充填レベルに応じて制御された方法で調整することができる。
【０１０８】
充填ステーション１０は、繊維材料をカッターシステム８０の出力部から金型２３内に移送する供給機構９０を備える。供給機構９０は、種々の形態のうちのいずれか１つを有することができる。なお、機械的に移動する搬送要素を使用することができる。供給機構９０は、ガス流、特に空気流を生成し、繊維材料を、カッターシステム８０の出力部から、充填ステーションのアダプタを通してツール２の金型２３まで移送するように構成することができる。供給機構９０は、カッターシステム８０の出力部から金型２３への空気流を確立するように動作可能な１つまたはいくつかのガス流制御デバイス１３を備えることができる。ガス流制御デバイス１３のそれぞれは、換気装置またはガス流を生成するように動作可能な別のアクチュエータを含むことができる。
【０１０９】
供給機構９０は、ガイドチャネル９１内で層流の空気流９３を確立するように構成することができる。空気流９３は、繊維材料を、カッターシステムから離すように移送し、ツール２の金型２３内に延びる。空気流は、ホルダー２０に衝突しないようにガイドされることができる。金型２３内では、空気流は、金型２３の開口を通って金型を出るように偏向されることができる。繊維は、この空気流パターンによって金型２３内で配向されることができる。
【０１１０】
供給機構９０は、切断された糸セグメントを、それらを構成するフィラメントに分離することを助けるように構成することができる。供給機構９０は、切断された糸セグメントを、それらを構成するフィラメントのセグメントに分離することを助ける流れパターン９２を生成することができる。供給機構９０は、糸セグメントのフィラメントセグメントを互いから分離することを助ける乱流のまたは層流の流れ場９２を生成するように構成することができる。供給機構９０は、繊維材料の移送経路に配置される１つまたはいくつかの機械的な要素を備え、切断された糸セグメントを、構成するフィラメントのセグメントに分離することを助けることができる。
【０１１１】
充填ステーション１０は、中央制御ユニット９を備えることができる。中央制御ユニット９には、カッターシステム８０の制御デバイス８６をインターフェース接続することができる。中央制御ユニット９には、糸供給デバイス７０および供給機構９０、あるいは糸供給デバイス７０または供給機構９０をインターフェース接続することができる。中央制御ユニット９は、糸供給デバイス７０およびカッターシステム８０の動作を協調して制御することができる。中央制御ユニット９は、移送機構４および少なくとも１つの熱処理ステーション、あるいは移送機構４または少なくとも１つの熱処理ステーションの動作も制御することができる。中央制御ユニット９は、糸供給デバイス７０、カッターシステム８０および供給機構９０の動作を協調して制御することができる。
【０１１２】
中央制御ユニット９は、省くことができるか、または、システム１の機能ユニットの１つまたはいくつかに統合することができる。
ツール２の金型２３は、互いに対して変位可能な複数の金型セグメント２４、２５を備えることができる。金型２３は、間にキャビティ２６を画定する第１の半分の金型２４および第２の半分の金型２５を備えることができる。第１の半分の金型２４および第２の半分の金型２５は、金型２３内に配置される繊維材料３が、繊維材料の少なくとも結合繊維を熱的に活性化することによってシートクッション体に形成される前に、互いに対して変位するように構成することができる。
【０１１３】
充填ステーション１０の充填ステーションアダプタ１１は、少なくとも１つの半分の金型２４、２５を変位させるアクチュエータ９６を備えることができる。それによって、繊維材料の密度を変えることができる。代替的にまたは付加的に、繊維の配向の局所的な変化を確立することができる。
【０１１４】
第１の半分の金型２４および第２の半分の金型２５は、半分の金型２４、２５のうちの少なくとも一方が他方の半分の金型に対して変位した後で、それらの位置にロックされるように構成することができる。ロック機構は、金型２３に一体化されることができる。充填ステーションのアダプタ１１のアクチュエータ９６は、金型２３のロック機構を動作させ、第１の半分の金型２４および第２の半分の金型２５をそれらの相対的な位置に固定するように構成することができる。
【０１１５】
金型２３における繊維材料の熱的な加熱は、熱処理ステーションにおいて行うことができる。金型２３は、システム１の移送機構４によって、結合繊維の熱的な活性化のために変位されることができる。
【０１１６】
充填ステーション１０は、糸８を切断することによって生成された繊維材料が、カッターシステム７０から金型２３への途中で堆積されるかまたは貯蔵されることなく、金型２３内に移送されるように構成することができる。金型２３を充填する繊維材料は、現場で、繊維材料を金型２３内に充填する必要に応じて生成することができる。
【０１１７】
充填ステーション１０は、繊維材料をバッチで生成するように構成することができる。カッターシステム７０は、バッチの生成がそれぞれ完了した後で、繊維材料の生成を中断することができる。
【０１１８】
実施形態による方法、ツールおよびシステムを使用して、多種多様な異なる製品を製造することができる。特に、弾性セクションを有する製品を製造することができる。実施形態による方法、ツールおよびシステムを使用して、繊維材料から形成されるシートクッション体である製品を製造することができる。
【０１１９】
実施形態による方法、ツールおよびシステムを使用して形成されるシートクッション体は、熱的に架橋された繊維から一体的に形成される単一の塊である。シートクッション体を形成する繊維材料は、少なくとも２つの異なるタイプの繊維、すなわち結合繊維およびマトリックス繊維を含むことができる。
【０１２０】
シートクッション体は複数の異なる部分を含むことができる。これらの部分は、特徴的な繊維の配向および／またはシートクッション体の密度および／または平均的な繊維長に関して互いに区別することができる。シートクッション体は、異なる部分の間にはっきりした境界がないように形成することができる。むしろ、実施形態による方法、ツールおよびシステムを使用して生成されるシートクッション体は、異なる部分間で、繊維の配向およびシートクッション体の密度、あるいは繊維の配向またはシートクッション体の密度において漸進的な遷移を呈することができる。
【０１２１】
シートクッション体は弾性部分を有することができる。弾性部分は、シートクッション体の主な装填方向に対応する繊維の配向を有する。すなわち、弾性部分における繊維の好ましい方向は、主な装填方向に対応し、シートクッション体の少なくとも１つの主要な面に対して垂直である。繊維のマトリクスの形成、繊維の形状、および、繊維の配向における統計的な分布に起因して、全ての繊維ではないが、繊維は、弾性部分において主な装填方向１０２に沿って方向付けられる。弾性部分は、繊維の５０％超が、主な装填方向に対して４５°未満の角度でそれぞれ配向される場合、主な装填方向に沿う繊維の配向を有すると考えることができる。換言すると、弾性部分において、繊維の大部分は、主要な面の平面に対して４５°超の角度で配置される。
【０１２２】
弾性部分は、結合繊維を活性化するために熱処理を加える前に、ツール２の金型２３内の繊維を配向することによって形成することができる。
実施形態による方法、ツールおよびシステムを詳細に記載したが、さらなる実施形態では変形および変更を実施することができる。なお、充填ステーションおよび少なくとも１つの熱処理ステーションを備えるシステムを記載したが、実施形態によるシステムは、異なる数およびタイプの処理ステーションを含むことができる。
【０１２３】
さらなるなお、ガスを、繊維を金型内に充填するために、または、金型内の繊維材料を熱処理するために金型２３に供給することができるが、蒸気を金型に供給してもよい。なお、水蒸気をガスに加えて空気湿度を制御することができる。
【０１２４】
さらなるなお、少なくとも１つの処理ステーションのアダプタを、ホルダー２０が加熱または冷却用のガスが供給される容積部の外側に位置決めされている間に、金型２３のみがこの容積部内に位置決めされるように、ツール２に連結するよう構成することができるが、少なくとも１つの他のステーションのアダプタは、そのような構造を有する必要はない。周囲空気を用いて動作する冷却ステーションの場合、周囲空気がホルダー２０に衝突することを防止する必要はないものとすることができる。
【０１２５】
実施形態による方法、ツールおよびシステムは、多種多様なシートに一体化することができるシートクッションを製造するために使用することができる。シートクッション体を使用することができる例示的なシートは、自動車のシート、列車のシート、航空機のシート、家で使用するシートおよびオフィスで使用するシートを含む。方法、ツールおよびシステムによって製造されるシートクッション体は、シートの種々の構成要素においてさらに使用することができる。なお、シートクッション体は、人の大腿部を受け入れるシート部分、人の背中を支持する背もたれ部分、もしくは、ヘッドレスト部分、または、緩衝が所望される別の構成要素において使用することができる。
【０１２６】
実施形態による方法、ツールおよびシステムは、シートクッション体を含む多種多様な３次元製品を製造するために使用することができる。
【図１】
0006412650.tif 000002
【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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