(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維材料からシート・クッション体（９１；１０１）を作製するための装置であって、
１本以上のヤーン（５１、５２）を切断して前記繊維材料を作製するように構成されているカッタ・システム（２０）であって、前記カッタ・システム（２０）は、前記１本以上のヤーン（５１、５２）を切断してマトリックス繊維および結合繊維を作製するように構成されており、前記結合繊維は、モールド内で熱的に活性化されて前記マトリックス繊維同士を結合するように構成されている、前記カッタ・システム（２０）と、
前記繊維材料を前記カッタ・システム（２０）から前記モールド（４０）へ移送するように構成されている移送システム（３０）とを備え、
前記１本以上のヤーン（５１、５２）は第１のヤーンを含んでおり、該第１のヤーンは第１のフィラメント（７１；７１、７５）および第２のフィラメント（７２；７２、７６）を含み、
前記カッタ・システムは、前記１本以上のヤーン（５１、５２）を切断して前記マトリックス繊維および前記結合繊維を作製することにより、前記第１のフィラメント（７１；７１、７５）のセグメントおよび前記第２のフィラメント（７２；７２、７６）のセグメントを作製するように構成されており、前記第１のフィラメント（７１；７１、７５）のセグメントは前記シート・クッション体の前記マトリックス繊維としての機能を果たし、前記第２のフィラメント（７２；７２、７６）のセグメントは前記シート・クッション体の前記結合繊維としての機能を果たすことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１のフィラメント（７１；７１、７５）と前記第２のフィラメント（７２；７２、７６）とは、
材料、
直径、または
断面形状
のうちの１つ以上において互いに区別される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記カッタ・システム（２０）は、前記１本以上のヤーン（５１、５２）を２つ以上の異なる長さの複数のセグメントへと切断して前記繊維材料を作製するように構成されている、請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記移送システム（３０）は、前記繊維材料を前記カッタ・システム（２０）から離れるように移送するガス・ストリーム（３６〜３８）を生成するように構成されている、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記移送システム（３０）は、前記ガス・ストリーム（３６〜３８）において前記１本以上のヤーン（５１）から切断されたヤーン・セグメントのフィラメントを分離するように構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記移送システム（３０）は、前記ガス・ストリーム（３６〜３８）が前記カッタ・システム（２０）から前記モールド（４０）内へ流れるべく前記ガス・ストリーム（３６〜３８）を生成するように構成されている、請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記移送システム（３０）は、前記ガス・ストリームを制御することによって前記モールド内において前記繊維材料を配向するように構成されている、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記繊維材料を複数のバッチにより作製するべく前記カッタ・システム（２０）を制御するように構成されている制御デバイス（２６）をさらに備える、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記繊維材料の１つのバッチは、１つのシート・クッション体（９１；１０１）を形成するために前記モールド（４０）内に挿入される繊維材料の量に対応する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記制御デバイス（２６）は、前記繊維材料の１つのバッチが前記カッタ・システム（２０）によって作製された後に、前記カッタ・システム（２０）が前記１本以上のヤーン（５１、５２）を切断するのを一時的に防止するように構成されている、請求項８または９に記載の装置。
【請求項１１】
前記モールド（４０）内で前記繊維材料を加熱して前記繊維材料の繊維の少なくとも一部分を熱的に活性化するように構成されている加熱システムをさらに備える、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
繊維材料からシート・クッション体を作製する方法であって、
カッタ・システム（２０）によって１本以上のヤーン（５１、５２）を切断
して前記繊維材料を作製する工程であって、前記１本以上のヤーン（５１、５２）を切断する工程は、前記１本以上のヤーン（５１、５２）を切断してマトリックス繊維および結合繊維を作製することを含んでおり、前記結合繊維は、モールド内で熱的に活性化されて前記マトリックス繊維同士を結合するように構成されている、前記工程と、
前記繊維材料を前記カッタ・システム（２０）から前記モールド（４０）へ移送する工程とを備え、
前記１本以上のヤーン（５１、５２）は第１のヤーンを含んでおり、該第１のヤーンは第１のフィラメント（７１；７１、７５）および第２のフィラメント（７２；７２、７６）を含み、
前記１本以上のヤーン（５１、５２）を切断する工程は、前記１本以上のヤーン（５１、５２）を切断して前記マトリックス繊維および前記結合繊維を作製することにより、前記第１のフィラメント（７１；７１、７５）のセグメントおよび前記第２のフィラメント（７２；７２、７６）のセグメントを作製することを含んでおり、前記第１のフィラメント（７１；７１、７５）のセグメントは前記シート・クッション体の前記マトリックス繊維としての機能を果たし、前記第２のフィラメント（７２；７２、７６）のセグメントは前記シート・クッション体の前記結合繊維としての機能を果たすことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の装置（１）によって実施される、請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、シート・クッション体を作製するための装置、およびシート・クッション体を作製する方法に関する。本発明の実施形態は、特に、繊維材料からシート・クッション体を作製するための装置、および繊維材料からシート・クッション体を作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリウレタン（ＰＵ）・フォームなどのフォームは、運輸産業における車両内装材など、シート用の布裏打ちとして広く使用されている。フォームは、布帛面材料の裏面に付着される。これらのフォーム裏打ち複合材は、接触領域において快適感または高級感を与えることが可能なクッション効果を有する。
【０００３】
ポリウレタン・フォームをシート用のクッション材料として使用することには欠点がある。たとえば、ポリウレタン・フォーム裏打ち材料は、車両またはハウジング・インテリアの「曇り」の原因となる揮発性物質を放出する可能性があり、また、フォーム自体が、時間の経過と共に酸化して材料の変色をもたらすことがある。リサイクル性も取り組まれるべき課題である。
【０００４】
これらのおよび他の理由により、フォーム材料のクッション性と同様のクッション性を同様のコストで提供する別の材料が、引き続き必要とされている。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、たとえばポリエステル不織布である。これらの材料は、多くの表面布に対し適切な裏打ちを提供することができる。繊維材料からシート・クッション体を作製する方法は、たとえば、特許文献１、特許文献２、または特許文献３に開示されている。
【０００５】
繊維材料からシート・クッション体を作製するための従来の技法では、繊維材料のベールをしばしば使用する。繊維材料のベールは開かれて、その中に含まれる繊維は、繊維のフロックの形態または個々に分離された繊維の形態で、シート・クッション体を作製するための装置に対して提供され得る。これらのプロセスは、装置を動作させるために必要とされる人時での作業時間数をかなり増加させる可能性があり、モールドに対して供給される様々な繊維材料の割合を再現可能に制御するのを困難にする可能性があり、また、製造プロセス中に浪費される繊維材料の量を増大させる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２４１７８７６号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２００８５４９号明細書
【特許文献３】欧州特許出願公開第２００２７６０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上に鑑みて、上記の必要性の一部に対処するシート・クッション体を作製するための装置およびシート・クッション体を作製する方法が、当技術分野において引き続き必要とされている。特に、作製されたシート・クッション体が既存のＰＵフォーム・クッション体に対して重量の利点を有し、良好な通気性および換気性を提供し、また繊維材料を供給するために必要とされる人間の作業量が低減され得る、シート・クッション体を作製するための装置およびシート・クッション体を作製する方法が当技術分野において必要とされ
ている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらのおよび他の必要性は、繊維材料が１つまたは複数のヤーンから作製される装置および方法によって対処される。１つまたは複数のヤーンがセグメントへと切断されて、繊維材料を作製することが可能であり、その繊維材料は熱的に活性化されて、シート・クッション体を形成することができる。
【０００９】
繊維材料は、バッチ式プロセスで作製されてよい。繊維材料の１つのバッチは、それぞれ１つのシート・クッション体を作製するためにモールドを充填するように作製され得る。切断動作は、モールドが充填されたときに中断されることが可能であり、シート・クッション体がモールドから取り除かれ、モールドがさらなる繊維材料を受け入れる準備ができたときに、新しいシート・クッション体を作製するために続行されることが可能である。
【００１０】
１つまたはいくつかのヤーンをセグメントへと切断しセグメントを開いて構成フィラメントにすることによって行われる繊維材料の作製を、シート・クッション体を形成するための装置に統合することによって、もはや繊維材料のベールを開くことが要求されなくなる。装置を操作するのに必要とされる人的作業負荷が低減されることが可能である。
【００１１】
一実施形態によれば、繊維材料からシート・クッション体を作製するための装置が提供される。この装置は、１本以上のヤーンを切断して繊維材料を作製するように構成されているカッタ・システムを備える。この装置は、繊維材料をカッタ・システムからモールドへ移送するように構成されている移送システムを備える。
【００１２】
これによって、繊維材料の作製とカッタ・システムからモールドへの繊維材料の移送とが、この装置に統合されることが可能である。この装置は、原材料としてヤーンを用いて動作し、ヤーンを加工して繊維材料を作製するように動作する。
【００１３】
この装置は、ヤーン供給デバイスを備えることができる。ヤーン供給デバイスは、ヤーンの１つ以上のスプールを備えることができる。ヤーンは、ヤーン供給デバイスによって繰り出され得る。
【００１４】
カッタ・システムは、１本以上のヤーンを切断してマトリックス繊維および結合繊維を作製するように構成され得る。結合繊維は、モールド内で熱的に活性化されるように構成され得る。それにより、繊維クッション体は、２つ以上の異なる繊維から作製されることが可能である。マトリックス繊維は、構造的安定性および弾性特性に寄与することができる。結合繊維は、結合繊維が熱的に活性化されると、一体的なシート・クッション体を形成するように熱架橋を提供することができる。
【００１５】
１本以上のヤーンは、第１のフィラメントおよび第２のフィラメントを含むことができる。カッタ・システムは、１本以上のヤーンを切断してマトリックス繊維および結合繊維を作製することにより、第１のフィラメントのセグメントおよび第２のフィラメントのセグメントを作製するように構成され得る。第１のフィラメントのセグメントがマトリックス繊維を形成し得る。第２のフィラメントのセグメントが結合繊維を形成し得る。
【００１６】
ヤーンは、第１のフィラメントと第２のフィラメントの両方を含むことができる。第１のフィラメントと第２のフィラメントは、予め定義された比でヤーンに含まれてよい。例示として、マトリックス繊維が形成される第１のフィラメントの長さ当たりの質量と、結合繊維が形成される第２のフィラメントの長さ当たりの質量の比は、１から３、特に１か
ら２、特に１から１．３の範囲であり得る。
【００１７】
１本以上のヤーンの各ヤーンはそれぞれ、第１のフィラメントと第２のフィラメントの両方を含むことができる。
第１のフィラメントと第２のフィラメントとは、材料、直径、および／または断面形状のうちの１つまたはいくつかにおいて互いに区別される。マトリックス繊維が形成される第１の材料は、三葉フィラメントであってよい。結合繊維が形成される第２の材料は、円形断面を有してよい。結合繊維が形成される第２の材料は、コアおよびコーティングを有することができ、コーティングはコアよりも低い温度で溶融する。
【００１８】
ヤーンはそれぞれ、ステープル繊維から形成されるエンドレス・ヤーンであってよい。ヤーンはそれぞれ、エンドレス・フィラメントから形成されるエンドレス・ヤーンであってよい。
【００１９】
ヤーン供給デバイスは、ヤーンを収容するためのエンクロージャを備えることができる。ヤーン供給デバイスは、エンクロージャ内の雰囲気の空気湿度および／または温度を制御するための雰囲気制御デバイスを備えることができる。
【００２０】
ヤーン供給デバイスは、ヤーン供給デバイスによって繰り出されるヤーンをカッタ・システムに向けて案内するための、雰囲気と流体連通したチャネルを備えることができる。チャネルは、管であってよく、エンクロージャ内で優勢な雰囲気を管の内部においても維持するように構成され得る。それにより、チャネルは、ヤーン供給デバイスのエンクロージャ内の雰囲気と同じようには制御できない周囲条件に対して各ヤーンがさらされる時間の量を制限することができる。
【００２１】
カッタ・システムは、１本以上のヤーンを２つ以上の異なる長さの複数のセグメントへと切断して、繊維材料を作製するように構成され得る。これらの長さは、シート・クッション体において繊維長の勾配をもたらすように時間依存的に変更されてよい。これらの長さは、開または閉ループ制御Ｉにより変更されてよい。
【００２２】
移送システムは、繊維材料をカッタ・システムから離れるように移送する空気ストリームを生成するように構成され得る。移送システムは、繊維材料をカッタ・システムから離れるように移送する空気ストリームを生成するための１つ以上のベンチレータを備えることができる。
【００２３】
移送システムは、繊維材料をカッタ・システムからモールド内へ移送する層流空気流を生成するように構成され得る。移送システムは、繊維をカッタ・システムからモールドへ移送するために該繊維が接触する機械的に移動する部品が必要とされないように構成され得る。
【００２４】
移送システムは、空気ストリームにおいて１本以上のヤーンから切断されたヤーン・セグメントのフィラメントを分離するように構成され得る。移送システムは、１本以上のヤーンから切断されたヤーン・セグメントが２つ以上のフィラメントとなるよう開かれる層流または乱流領域を、生成するように構成され得る。
【００２５】
この装置は、繊維材料を移送するガス流の流速に勾配を生成するように構成され得る。この装置は、移送システムにより生成される層流ガス流の速度よりも大きな速度を有するガス噴射を出力するように構成されている、１つ以上のノズルを備えることができる。
【００２６】
この１つ以上のノズルは、ヤーン・セグメントを加速するように構成され得る。この１
つ以上のノズルは、速度勾配を作ることによってヤーン・セグメントのフィラメントを分離するように構成され得る。速度勾配は、ガス噴射によって生成されてよい。
【００２７】
この装置は、ヤーン・セグメントを加速してヤーン・セグメントのフィラメントを互いに分離するべく、１つ以上のノズルを通してパルス状ガス噴射を出力するように構成され得る。
【００２８】
移送システムは、空気ストリームがカッタ・システムからモールド内へ流れるべく空気ストリームを生成するように構成され得る。
移送システムは、空気ストリームを制御することによってモールド内において繊維材料を配向するように構成され得る。
【００２９】
この装置は、繊維材料を複数のバッチにより作製するべくカッタ・システムを制御するように構成されている制御デバイスを備えることができる。
制御デバイスは、繊維材料の１つのバッチが、１つのシート・クッション体を形成するためにモールド内に挿入される繊維材料の量に対応するように構成され得る。
【００３０】
制御デバイスは、繊維材料の１つのバッチがカッタ・システムによって作製された後に、カッタ・システムが１本以上のヤーンを切断するのを一時的に防止するように構成され得る。
【００３１】
この装置は、モールド内で繊維材料を加熱して、繊維材料の繊維の少なくとも一部分を熱的に活性化するように構成されている加熱システムを備えることができる。
繊維材料からシート・クッション体を作製する方法は、カッタ・システムによって１本以上のヤーンを切断して繊維材料を作製する工程と、繊維材料をカッタ・システムからモールドへ移送する工程とを備える。
【００３２】
それにより、繊維材料は、原材料の役割をするヤーンから現場で作製されることが可能である。シート・クッション体を作製するための装置に供給するために手作業で繊維材料のベールを処理することが必要とされない。
【００３３】
この方法は、ヤーン供給デバイスによって１本以上のヤーンを供給する工程を備えることができる。ヤーン供給デバイスは、ヤーンの１つ以上のスプールを備えることができる。ヤーンは、ヤーン供給デバイスによって繰り出され得る。
【００３４】
この方法において、マトリックス繊維および結合繊維を作製するために、１本以上のヤーンが切断され得る。結合繊維は、モールド内で熱的に活性化されるように構成され得る。それにより、繊維クッション体は、２つ以上の異なる繊維から作製されることが可能である。マトリックス繊維は、構造的安定性および弾性特性に寄与することができる。結合繊維は、結合繊維が熱的に活性化されると、一体的なシート・クッション体を形成するように熱架橋を提供することができる。
【００３５】
この方法において、１本以上のヤーンは、第１のフィラメントおよび第２のフィラメントを含むことができる。１本以上のヤーンを切断してマトリックス繊維および結合繊維を作製することにより、第１のフィラメントのセグメントおよび第２のフィラメントのセグメントが作製され得る。第１のフィラメントのセグメントがマトリックス繊維を形成し得る。第２のフィラメントのセグメントが結合繊維を形成し得る。
【００３６】
この方法において、ヤーンは、第１のフィラメントと第２のフィラメントとの両方を含むことができる。第１のフィラメントと第２のフィラメントとは、予め定義された比でヤ
ーンに含まれてよい。例示として、マトリックス繊維が形成される第１のフィラメントの長さ当たりの質量と、結合繊維が形成される第２のフィラメントの長さ当たりの質量との比は、１から１．３の範囲であり得る。その比は、１．３より大きくてもよい。
【００３７】
この方法において、１本以上のヤーンの各ヤーンはそれぞれ、第１のフィラメントと第２のフィラメントとの両方を含むことができる。
この方法において、第１のフィラメントと第２のフィラメントとは、材料、直径、および／または断面形状のうちの１つまたはいくつかにおいて互いに区別され得る。マトリックス繊維が形成される第１の材料は、三葉フィラメントであってよい。結合繊維が形成される第２の材料は、円形断面を有してよい。結合繊維が形成される第２の材料は、コアおよびコーティングを有することができ、コーティングはコアよりも低い温度で溶融する。
【００３８】
この方法において、ヤーンはそれぞれ、ステープル繊維から形成されるエンドレス・ヤーンであってよい。この方法において、ヤーンはそれぞれ、エンドレス・フィラメントから形成されるエンドレス・ヤーンであってよい。
【００３９】
この方法は、１本以上のヤーンを収容するエンクロージャ内の雰囲気の空気湿度および／または温度を制御する工程を備えることができる。
この方法は、ヤーンをカッタ・システムに向けて案内するために、エンクロージャ内に維持される雰囲気と流体連通したチャネルを通して１本以上のヤーンを案内する工程を備えることができる。チャネルは、管であってよく、エンクロージャ内で優勢な雰囲気を管の内部においても維持するように構成され得る。
【００４０】
この方法において、繊維材料を作製するために、１本以上のヤーンが２つ以上の異なる長さの複数のセグメントへと切断され得る。これらの長さは、シート・クッション体において繊維長の勾配をもたらすように時間依存的に変更されてよい。これらの長さは、開または閉ループ制御で変更されてよい。
【００４１】
繊維材料を移送する工程は、繊維材料をカッタ・システムから離れるように移送する空気ストリームを生成する工程を備えることができる。
繊維材料を移送する工程は、繊維材料をカッタ・システムからモールド内へ移送する層流空気流を生成する工程を備えることができる。この移送は、繊維をカッタ・システムからモールドへ移送するために該繊維が接触する機械的に移動する部品が必要とされないように実装され得る。
【００４２】
この方法は、空気ストリームにおいて１本以上のヤーンから切断されたヤーン・セグメントのフィラメントを分離する工程を備えることができる。１本以上のヤーンから切断されたヤーン・セグメントが２つ以上のフィラメントとなるよう開かれる層流または乱流領域が、生成されてよい。
【００４３】
この方法は、繊維材料を移送するガス流の流速に勾配を生成する工程を備えることができる。この方法は、１つ以上のノズルにより出力されるガス噴射が、移送システムにより生成される層流ガス流の速度よりも大きな速度を有するように、１つ以上のノズルを通してガス噴射を出力する工程を備えることができる。
【００４４】
この方法は、１つ以上のノズルにより出力されたガス噴射によって、ヤーン・セグメントを加速する工程を備えることができる。
この方法は、速度勾配を作ることによってヤーン・セグメントのフィラメントを互いに分離する工程を備えることができる。
【００４５】
この方法は、ガス噴射をパルス状ガス噴射として生成して、ヤーン・セグメントを加速し、ヤーン・セグメントのフィラメントを分離する工程を備えることができる。
空気ストリームは、それがカッタ・システムからモールド内へ流れるように生成されてよい。
【００４６】
この方法は、空気ストリームを制御することによってモールド内において繊維材料を配向する工程を備えることができる。
この方法において、繊維材料は、複数のバッチにより作製されてよい。
【００４７】
この方法において、繊維材料の１つのバッチは、１つのシート・クッション体を形成するためにモールド内に挿入される繊維材料の量に対応してよい。
この方法は、繊維材料の１つのバッチがカッタ・システムによって作製された後に、カッタ・システムが１本以上のヤーンを切断するのを一時的に防止する工程を備えることができる。
【００４８】
この方法は、繊維材料の繊維の少なくとも一部分を熱的に活性化するために、モールド内に繊維材料を備えることができる。
この方法は、一実施形態に係る装置によって自動的に実施され得る。
【００４９】
主荷重方向を有し、繊維材料から形成される弾性部分を備えるシート・クッション体を形成するために、この装置および方法が使用されてよい。シート・クッション体は、繊維配向が主荷重方向に沿っている部分を有するように形成されてよい。
【００５０】
シート・クッション体は、住宅、職場、公共交通、または他の用途のための、乗り物のシート、椅子、または他の座るもしくは寝るための家具に組み込まれてよい。
シートは、乗り物のシートであり得る。シートは、自動車のシートであり得る。シートは、列車のシートであり得る。シートは、航空機のシートであり得る。
【００５１】
複数の実施形態に係る方法は、シート・クッション体をシートに取り付ける工程を備えることができる。このシートは、自動車用シートであり得る。
複数の実施形態に係る方法は、シート・クッション体を家具に取り付ける工程を備えることができる。この家具は、家庭用椅子または職場用椅子であり得る。
【００５２】
様々な態様および実施形態に係るシート・クッション体を作製するための装置および方法は、ヤーンを原材料として使用し、シート・クッション体が形成される繊維材料を作製する。
【００５３】
様々な態様および実施形態に係るシート・クッション体を作製するための装置および方法は、自動車、航空機および列車用のシートならびに職場または家庭用のシートを含む様々なタイプのシート用のシート・クッション体を作製するために使用され得る。
【００５４】
本発明の実施形態は、類似の参照番号が類似の要素を示す添付の図面を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】一実施形態に係る装置の概略図。
【図２】一実施形態に係る方法のフローチャート。
【図３】一実施形態に係る装置および方法で使用される１本以上のヤーンの図。
【図４】一実施形態に係る装置および方法で使用される１本以上のヤーンの図。
【図５】一実施形態に係る装置および方法で使用される１本以上のヤーンの図。
【図６】一実施形態に係る方法のフローチャート。
【図７】一実施形態に係る装置および方法によって作製された繊維クッション体の断面図。
【図８】一実施形態に係る装置および方法によって作製された繊維クッション体の断面図。
【図９】一実施形態に係る装置の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
ここで、本発明の例示的な実施形態が図面を参照して説明される。いくつかの実施形態が特定の用途分野に関連して説明されるが、これらの実施形態はこの用途分野に限定されない。さらに、種々の実施形態の特徴は、特に指定されない限り、互いに組み合わされ得る。
【００５７】
図１は、シート・クッション体を作製するための装置１の概略図である。装置１は、ヤーンを原材料として使用し、ヤーンをセグメントへと切断して結合繊維およびマトリックス繊維を作製し、結合繊維およびマトリックス繊維をモールド４０内へ移送する。モールド４０において、少なくとも結合繊維が熱的に活性化され得る。それにより、シート・クッション体が、架橋されている繊維の一体的な物体として形成され得る。架橋は、結合繊維の熱的活性化によって達成され得る。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分における繊維が主にシート・クッション体の主荷重方向に沿って配向されるように形成されてよい。
【００５８】
装置１は、カッタ・システム２０を備え、カッタ・システム２０は、１つまたは複数のヤーン５１、５２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作製するように構成されている。装置１は、繊維材料をカッタ・システム２０の切刃から離してモールド４０内に移送するように構成されている移送システム３０を備える。
【００５９】
装置１は、１つまたは複数のヤーン５１、５２をカッタ・システム２０に供給するように構成されているヤーン供給デバイス１０を備えることができる。ヤーン供給デバイス１０は、ヤーンの１つまたは複数のスプール１１、１２を含むことができる。スプール１１、１２は、同じヤーンから形成されても別々のヤーンから形成されてもよい。スプール１１、１２はそれぞれが、数キログラム、たとえば所与のキログラム以上の初期重量を有してよい。各スプール１１、１２は、スプール１１、１２からヤーンを繰り出すように動力駆動部１３によって駆動され得る回転可能に支持された部分に取り付けられてよい。
【００６０】
ヤーン供給デバイス１０は、ヤーンのスプール１１、１２が収容されるエンクロージャ１７を有することができる。エンクロージャ１７内に格納されたヤーンの環境パラメータは、ヤーン供給デバイス１０の雰囲気制御デバイス１６によって制御され得る。エンクロージャ１７は、その内部に雰囲気を有する。雰囲気制御デバイス１６は、エンクロージャ１７内の雰囲気の空気湿度および／または温度を制御するように構成され得る。エンクロージャ１７内の空気湿度および／または温度を制御することによって、シート・クッション体を形成する繊維材料を作製するためにヤーンが効率的に切断され得ることを確実にするように、ヤーン５１、５２に関して明確に定義された条件が維持され得る。例示として、２０℃と２５℃との間、たとえば２３℃の温度が、エンクロージャ１７内で雰囲気制御デバイス１６によって維持され得る。５０％と６０％との間の相対空気湿度が、エンクロージャ１７内で雰囲気制御デバイス１６によって維持され得る。
【００６１】
雰囲気制御デバイス１６は、ヤーン供給デバイス１０により供給されるヤーンが２．５％以上の材料湿度を有するように、ヤーンが格納されたエンクロージャ１７内で空気湿度および温度を制御するように構成され得る。これによって、ヤーンが切断されて繊維材料
を作製したときに良好な快適性を提供するシート・クッション体をもたらすことが証明されている。
【００６２】
ヤーン供給デバイス１０は、カッタ・システム２０に向かって延びる１つ以上のチャネル１４、１５を備えることができる。１つ以上のチャネル１４、１５は、ヤーン供給デバイス１０のエンクロージャ内で維持される雰囲気と流体連通することが可能である。１つ以上のチャネル１４、１５は、エンクロージャ１７から延びる管として構成されてよい。ヤーン５１、５２は、１つ以上のチャネル１４、１５内に案内され得る。ヤーン５１、５２は、カッタ・システムの切刃までのそれらの移送のうちヤーン５１、５２が周囲の雰囲気にさらされるのが最大でも短距離となるように、ヤーン供給デバイスからチャネル１４、１５を介してカッタ・システム２０へ運搬されることが可能である。
【００６３】
ヤーン供給デバイス１０は、ヤーン５１、５２を、それぞれ１０ｍ／ｍｉｎより大きい、たとえば１００ｍ／ｍｉｎ以上の速度で供給するように構成され得る。例示として、ヤーン供給デバイス１０は、最小でも１００ｍ／ｍｉｎかつ最大でも２００ｍ／ｍｉｎの速度でヤーン５１、５２を供給するように構成され得る。他の供給速度が用いられてもよい。
【００６４】
ヤーン５１、５２はそれぞれ、複数のフィラメントから構成され得る。フィラメントは、ステープル繊維またはエンドレス・フィラメントであってよい。図３から図５を参照して、より詳細に説明されるように、異なる断面、材料、および／または直径のフィラメントがヤーン５１、５２に含まれてよい。
【００６５】
２本のヤーン５１、５２およびヤーンの２つのスプール１１、１２が図１に示されているが、他の数のヤーンが使用されてもよい。例示として、４本以上のヤーンが、ヤーン供給デバイス１０からカッタ・システム２０へ供給されてもよい。ヤーン供給デバイス１０は、４本または５本以上のヤーンをカッタ・システム２０に対して出力するように構成されてもよい。ヤーン供給デバイス１０は、４本から１６本のヤーンをカッタ・システム２０に対して出力するように構成されてもよい。
【００６６】
カッタ・システム２０は、そこに供給されたヤーンをセグメントへと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は両方とも、ヤーンをセグメントへと切断することによって作製され得る。ヤーンの少なくともいくつかは、異なる材料の混合で構成されており、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機能でき、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機能できるようにされ得る。
【００６７】
カッタ・システム２０は、ヤーンをセグメントへと切断するための１つまたは複数の切刃２３、２４を備える。例示として、回転切刃２３がヤーン５１を切断するために提供され得る。回転切刃２３を含む切断ヘッドは、固定のまたは逆回転の切断刃を含むことができ、ヤーン５１は、回転切刃２３と切断刃との間でセグメントへと切断される。センサが、切刃２３に対して作用する力および／またはトルクを測定するために使用されてよく、切断ヘッドの動作は、測定された力および／またはトルクに基づいて制御され得る。さらなるヤーン５２を切断するためのさらなる切断ヘッドが、回転切刃２４を備えてよい。このさらなる切断ヘッドは、切刃２３を含む切断ヘッドと同じ構成を有してよい。
【００６８】
各切断ヘッドは、それを通じてヤーンを案内するためのチャネルを含むことができる。チャネルは、ガス・ストリームによってヤーンがそれぞれの切刃２３、２４に向けて進むように構成され得る。ガス・ストリームは、チャネルの入口とチャネルの出口との間の圧力差を引き起こす各切刃２３、２４の回転によって生成されることが可能である。この圧
力差がガス・ストリームを確立し、ガス・ストリームは、ヤーンを切断ヘッドに向けて進める。ヤーンは、１０ｍ／ｍｉｎより大きな速度、たとえば１００ｍ／ｍｉｎ以上の速度で、それぞれの切刃に向けて進められ得る。
【００６９】
駆動部２５は、カッタ・システム２０の切刃２３、２４を回転駆動するように構成されている。駆動部２５は、制御デバイス２６によって制御され得る。制御デバイス２６は、切断ステーションの切刃２３、２４の動作およびヤーン・フィーダ２１の動作を協調的に制御することができる。制御デバイス２６は、任意選択で、ヤーン供給デバイス１０の駆動部１３を制御してもよい。
【００７０】
カッタ・システム２０は、ヤーン・フィーダ２１を備えることができる。ヤーン・フィーダ２１は、移送ベルトまたは他の移送システムを含むことができ、移送ベルトまたは他の移送システムは、ヤーン５１、５２を、ヤーン供給デバイス１０の出力から、回転切刃２３、２４を含む切断ステーション２２へ進める。ヤーン・フィーダ２１は、管１４、１５の吐出し口でヤーン５１、５２を受け取り、ヤーン５１、５２を切断ステーション２２へ運搬するように構成され得る。ヤーン・フィーダ２１は、１つまたはいくつかのコンベヤ・ベルト、ヤーン５１、５２を把持して進める把持部、または他の運搬デバイスを備えることができる。
【００７１】
カッタ・システム２０は、ヤーン５１、５２から切断された繊維材料を作製する。ヤーン５１、５２から切断されたヤーン・セグメントは、カッタ・システム２０の切断動作により、少なくとも部分的にそれらのフィラメントのセグメントになるよう開かれることがある。カッタ・システムは、ヤーン・セグメントをそれらのフィラメント・セグメントになるよう開いて個々のフィラメント・セグメントを作製するほぐし機構（ｏｐｅｎｉｎｇ
ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を備えることができる。
【００７２】
カッタ・システム２０は、２．５％以上の材料湿度を有するヤーン５１、５２を切断するように構成されてもよい。カッタ・システム２０は、最小でも１０ｍ／ｍｉｎ、たとえば最小でも１００ｍ／ｍｉｎの速度かつ最大でも２００ｍ／ｍｉｎの速度で移送されるヤーン５１、５２を切断するように構成されてもよい。カッタ・システム２０は、最小でも１００ｍ／ｍｉｎかつ最大でも３００ｍ／ｍｉｎの速度で移送されるヤーン５１、５２を切断するように構成されてもよい。
【００７３】
カッタ・システム２０は、ヤーン５１、５２を、１０ｍｍよりも大きい長さを有するセグメントへと切断するように構成されてもよい。カッタ・システム２０は、ヤーン５１、５２を、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下の長さを有するセグメントへと切断するように構成されてもよい。カッタ・システム２０は、ヤーン５１、５２を、１５ｍｍ以上３５ｍｍ以下の長さを有するセグメントへと切断するように構成されてもよい。カッタ・システム２０は、セグメントの長さが調節されて、それにより異なる長さの繊維を有する繊維材料を作製することが可能なように構成されてもよい。繊維の長さは、モールド４０内の繊維材料の充填レベルに応じて制御されるように調節されてもよい。
【００７４】
装置１は、カッタ・システム２０の出力からモールド４０内へ繊維材料を移送する移送システム３０を備える。移送システム３０は、種々の構成の任意の１つを有することができる。例示として、機械的に移動する運搬要素が使用され得る。移送システム３０は、繊維材料をカッタ・システム２０の出力からモールド４０へ移送するために、ガス流、特に空気流を生成するように構成され得る。移送システム３０は、カッタ・システム２０の出力からモールド４０への空気流を確立するように動作する１つまたはいくつかの空気流制御デバイス３１、３２を備えることができる。空気流制御デバイス３１、３２のそれぞれは、空気流を生成するように動作するベンチレータまたは他のアクチュエータを備えるこ
とができる。空気流制御デバイス３１は、カッタ・システムの出力から案内チャネル３３を介してモールド４０内へ空気を吸引するように構成され得る。空気流制御デバイス３１は、カッタ・システム２０の出力における圧力に対して出口チャネル３４、３５において負の圧力を生成するベンチレータを備えることができる。これは、繊維材料をカッタ・システム２０からモールド４０内へ移送する空気流を確立する吸引を提供する。モールド４０は、開口を有することができ、繊維材料を移送する空気流が、その開口を通して、モールド４０から引き出されてよく、出口チャネル３４、３５を介して排出されてよい。
【００７５】
移送システム３０は、案内チャネル３３において層流空気流３６を確立するように構成され得る。案内チャネル３３の入口開口は、切刃２３、２４より下に配設されてよい。案内チャネル３３の入口開口は、ヤーンが切刃２３、２４に対して供給される方向に平行に切刃２３、２４からずらされ得る。空気流３６は、繊維材料をカッタ・システムから離れるように移送し、空気流３７としてモールド内へ延びる。モールド４０において、空気流は、モールド４０の開口を通してモールドから出るように曲げられてよい。繊維は、この空気流パターンによってモールド４０内において配向される。
【００７６】
移送システム３０は、切断されたヤーン・セグメントをそれらの構成フィラメントへ分離するのを助けるように構成され得る。移送システム３０は、切断されたヤーン・セグメントをそれらの構成フィラメントのセグメントへ分離するのを助ける流れパターン３８を生成することができる。移送システム３０は、ヤーン・セグメントのフィラメント・セグメントが互いに分離するのを助ける乱流または層流場３８を生成するように構成され得る。移送システム３０は、切断されたヤーン・セグメントを構成フィラメントのセグメントへ分離するのを助けるために、繊維材料の移送経路に配置された１つまたはいくつかの機械要素を備えることができる。
【００７７】
装置１は、中央制御ユニット３を備えることができる。中央制御ユニット３は、カッタ・システム２０の制御デバイス２６とインタフェース接続され得る。中央制御ユニット３は、ヤーン供給デバイス１０および／または移送システム３０とインタフェース接続され得る。中央制御ユニット３は、ヤーン供給デバイス１０およびカッタ・システム２０の動作を協調的に制御することができる。中央制御ユニット３は、ヤーン供給デバイス１０、カッタ・システム２０、および移送システム３０の動作を協調的に制御することができる。中央制御ユニット３は、カッタ・システム２０の制御デバイス２６の相手側インタフェースに接続されたインタフェースを有することができる。中央制御ユニット３は、ヤーン供給デバイス１０における１つまたはいくつかのアクチュエータを直接制御することができ、かつ／または、移送システム３０の可動要素、たとえばベンチレータ駆動部を直接制御することができる。中央制御ユニット３は、ヤーン供給デバイス１０における１つまたはいくつかのアクチュエータを制御するヤーン供給デバイス１０の制御デバイスとインタフェース接続され得る。中央制御ユニット３は、移送システム３０の動作を制御する移送システム３０の制御デバイスとインタフェース接続され得る。
【００７８】
中央制御ユニット３は、省略されてもよく、または装置１の機能ユニットの１つもしくはいくつかに統合されてもよい。例示として、カッタ・システム２０の制御デバイス２６が、中央制御ユニット３の機能を実行してもよく、ヤーン供給デバイス１０および／または移送システム３０の動作をカッタ・システム２０の動作と協調するように制御してもよい。
【００７９】
モールド４０は、互いに対して変位可能な複数のモールド・セグメント４１、４２を備えることができる。モールド４０は、その間にキャビティ４３を画定する第１の半モールド４１および第２の半モールド４２を備える。モールド４０内に配置された繊維材料５９が繊維材料のうちの少なくとも結合繊維の熱的な活性化によってシート・クッション体と
して形成される前に、第１の半モールド４１および第２の半モールド４２は、互いに対して変位されるように構成され得る。
【００８０】
モールド４０における繊維材料の熱による加熱は、移送システムによってモールド４０が繊維材料で充填されている場所で行われてよい。モールド４０は、結合繊維の熱活性化のために変位されてもよい。
【００８１】
装置１は、ヤーン５１、５２を切断することにより作製された繊維材料が、カッタ・システム２０からモールド４０までの途中で堆積または蓄積されることなしにモールド４０内へ移送されるように構成され得る。モールド４０を充填するための繊維材料は、現場で、モールド４０内に繊維材料を充填する必要に応じて作製され得る。
【００８２】
装置１は、繊維材料を複数のバッチにより作製するべく構成され得る。カッタ・システム２０は、繊維材料の作製を、１つのバッチの作製がそれぞれ完了された後に中断することができる。このために、ヤーン・フィーダ２１は、カッタ・システム２０の切刃２３、２４にヤーンを供給するのを停止することができる。ヤーンをセグメントへと切断することは、モールド４０内に堆積された繊維材料が熱的に活性化されモールド４０から取り除かれるまで一時的に休止されてよい。ヤーンをセグメントへと切断することは、モールド４０が繊維材料の新しいバッチを受け入れる準備ができるまで一時的に休止されてよい。
【００８３】
装置１のカッタ・システム２０および移送システム３０は、１つの構造ユニットに組み合わされてもよい。例示として、装置１は、カッタ・システム２０と移送システム３０とが取り付けられたフレームを備えることができる。モールド４０を保持するためのブラケットが、装置１のフレーム２に取り付けられてもよい。ヤーン供給デバイス１０もフレーム２に取り付けられてよい。
【００８４】
図２は、一実施形態に係る方法６０のフローチャートである。方法６０は、一実施形態に係る装置１によって自動的に実施され得る。方法６０において、繊維材料は、ヤーンを切断することによって作製される。切断されたヤーン・セグメントのフィラメント・セグメントが、繊維材料としてモールド内へ移送される。繊維材料の１つのバッチが作製された後、モールド内の繊維材料がシート・クッション体として形成されることが可能であり、これは繊維の少なくとも一部の熱活性化を含む。
【００８５】
６１では、カッタ・システムが、１つまたはいくつかのヤーンをセグメントへと切断して繊維材料を作製するように動作させられる。
６２では、１バッチの繊維材料が作製されたかどうかが判定される。６２での判定は、開ループ制御で実行され得る。モールドに挿入された繊維材料が熱架橋されることができるように、繊維材料の作製が中断されるべき時点を決定するために、所定の時間間隔の満了が監視され得る。代わりにまたは加えて、１バッチの繊維材料が作製されたかどうかを判定するために、閉ループ制御が実行され得る。カッタ・システムのカッタに供給されたヤーンの長さ、案内チャネル３３を通る繊維材料の量、および／またはモールド４０の充填レベルが、１バッチの繊維材料が作製されたかどうかを判定するために監視され得る。
【００８６】
ヤーンからの繊維材料のバッチ式の作製では、１バッチが、１つのシート・クッション体を形成するためにモールドに挿入される繊維材料の量に対応する。
繊維材料のそのバッチがまだ作製されていないと判定された場合、ヤーンのセグメントへの切断が６１で続けられることが可能である。
【００８７】
１バッチの繊維材料が作製されていると判定された場合、方法は、６３に続くことができる。６３では、ヤーンの切断が一時的に中止されることが可能である。カッタ・システ
ム２０の切刃は回転を続けることができるが、切刃に対するヤーンの供給は一時的に中止されることが可能である。
【００８８】
６４では、カッタ・システム２０が新しい繊維材料を作製するのを一時的に停止する一方で、モールド４０に挿入された繊維材料が加熱されることが可能である。これは、少なくとも結合繊維の熱活性化を引き起こす。シート・クッション体がモールド４０から取り除かれると、この方法は、工程６１に戻って、次のバッチの繊維材料を作製することができる。
【００８９】
カッタ・システム２０に対して原材料として供給される様々なヤーンは、様々な構成を有し得る。いくつかのヤーンがカッタ・システム２０に対して供給されるとき、ヤーンのそれぞれが同一であってもよい。ヤーンのそれぞれは、異なるフィラメントの混合で構成されてもよい。ヤーンを形成するフィラメントはそれぞれ、ヤーンとして形成されるエンドレス・フィラメントまたはステープル繊維フィラメントであってよい。
【００９０】
図３は、一実施形態に係る装置および方法のヤーン５１、５２を示す。図３には２本のヤーン５１、５２が示されているが、３本以上のヤーンがカッタ・システムに対して供給されてもよい。カッタ・システムは、４つまたは５つ以上のカッタを有してもよく、カッタのそれぞれに対してそれぞれ１本のヤーンが供給される。
【００９１】
ヤーン５１、５２は、同一の構成を有する。ヤーン５１、５２のそれぞれは、５０００ｄｔｅｘ未満の長さ当たりの質量を有してもよい。ヤーン５１、５２のそれぞれは、３３００ｄｔｅｘ以下の長さ当たりの質量を有してもよい。
【００９２】
ヤーン５１、５２のそれぞれは、異なるフィラメントの混合で構成され得る。異なるフィラメントは、異なる断面、直径、および／または材料を有し得る。第１のフィラメント・タイプのフィラメントは、セグメントへと切断されるとマトリックス繊維を形成するように構成され得る。第２のフィラメント・タイプのフィラメントは、セグメントへと切断されると結合繊維を形成するように構成され得る。結合繊維は、マトリックス繊維の溶融温度よりも低い溶融温度を有し得る。繊維材料がモールド内で加熱されるとき、結合繊維の熱活性化温度よりも高くかつマトリックス繊維の溶融温度よりも低い温度まで、加熱が行われ得る。これにより、結合繊維が少なくとも部分的に溶融し、熱架橋された繊維の一体的なクッション体を形成する。
【００９３】
ヤーン５１は、セグメントへと切断されるとマトリックス繊維を形成する第１のフィラメント７１を含むことができる。ヤーン５１は、セグメントへと切断されると結合繊維を形成する第２のフィラメント７２を含むことができる。３つ以上のフィラメントがヤーン５１に含まれてもよい。
【００９４】
切断されてマトリックス繊維を形成するヤーンのフィラメントは、「第１のタイプのフィラメント」と呼ばれることもある。切断されて結合繊維を形成するヤーンのフィラメントは、「第２のタイプのフィラメント」と呼ばれることもある。
【００９５】
第１のタイプのフィラメントの長さ当たりの重量は、第２のタイプのフィラメントの長さ当たりの重量よりも重くてよい。第２のタイプのフィラメントの長さ当たりの重量に対する第１のタイプのフィラメントの長さ当たりの重量の比は、たとえば、１と１．３の間であり得る。
【００９６】
ヤーンにおける第１のタイプのフィラメントの割合は、そのヤーンにおける第２のタイプのフィラメントの割合よりも大きくてよい。第２のタイプのフィラメントの数に対する
第１のタイプのフィラメントの数の比は、７０％／３０％以上であってよい。第２のタイプのフィラメントの数に対する第１のタイプのフィラメントの数の比は、７０％／３０％であってもよい。第２のタイプのフィラメントの数に対する第１のタイプのフィラメントの数の比は、７５％／２５％であってもよい。第２のタイプのフィラメントの数に対する第１のタイプのフィラメントの数の比は、８０％／２０％であってもよい。
【００９７】
さらなるヤーン５２は、第１のヤーンの構成と同一の構成を有する。３本以上のヤーンがカッタ・システムに対して供給される場合、各ヤーンは、ヤーン５１を参照して説明された構成を有してよい。
【００９８】
第１のフィラメント７１はそれぞれ、円形断面または三葉断面を有することができる。第２のフィラメント７２は、バイコンポーネント（ＢｉＣｏ）フィラメントを有することができる。第２のフィラメント７２は、コア７４と、コア７４を囲むシェル７３とを有することができる。シェル７３は、ヤーン５１がセグメントへと切断されたとき、熱を供給することによって活性化され、第２のフィラメント７２のセグメントが結合繊維を形成する。第２のフィラメント７２のセグメントは、第１のフィラメント７１のセグメントによって形成されたマトリックス繊維の間の熱架橋を提供することができる。
【００９９】
異なるフィラメント（カッタ・システムによりセグメントへと切断されるとマトリックス繊維および結合繊維をそれぞれ形成する）の混合で各々構成されているヤーンを使用することによって、ヤーンの数が調節され得る。また、第１のタイプのフィラメントのセグメントにより形成されたマトリックス繊維と第２のタイプのフィラメントのセグメントにより形成された結合繊維との混合を各切刃が既に出力しているため、ヤーンのスプールのうちの１つを、他のスプールが依然としてヤーンをカッタ・システムに提供している間に取り替えることも可能である。異なる数のカッタを有する装置に対して同じスプールのヤーンが原材料として使用され得るので、原材料の供給在庫管理（ｓｕｐｐｌｙ  ｉｎｖｅｎｔｏｒｙ）も促進される。
【０１００】
種々のヤーン５１、５２のそれぞれを切断することによって、マトリックス繊維と結合繊維との混合がモールド４０内に挿入するために入手され得る。いくつかのヤーンの提供により、１バッチを作製するために必要とされる時間を減少させる。
【０１０１】
図４は、一実施形態に係る装置および方法のヤーン５１、５２を示す。図３では２本のヤーン５１、５２が示されているが、３本以上のヤーンがカッタ・システムに対して供給されてもよい。カッタ・システムは、４つまたは５つ以上のカッタを有してもよく、カッタのそれぞれに対してそれぞれ１本のヤーンが供給される。
【０１０２】
ヤーン５１、５２の２つ以上が、異なる構成を有する。ヤーンの１つ、たとえばヤーン５１は、第１のタイプのみのフィラメント７１、７５で形成され得る。フィラメント７１、７５のセグメントは、モールド内に挿入されるマトリックス繊維を形成する。ヤーンの別の１つ、たとえばヤーン５２は、第２のタイプのみのフィラメント７２、７６で形成され得る。フィラメント７１、７５のセグメントは、モールド内に挿入される結合繊維を形成する。第１のタイプのフィラメントおよび第２のタイプのフィラメントは、図４を参照して説明されるように構成され得る。
【０１０３】
カッタ・システムに対して供給されるヤーンは、カッタ・システムに対して供給されるすべてのヤーンについて決定される第１のタイプのフィラメントの数が、カッタ・システムに対して供給されるすべてのヤーンについて決定される第２のタイプのフィラメントの数よりも大きくなるように選択される。それにより、結合繊維に対するマトリックス繊維の望ましい混合比が確立され得る。例示として、７／３以上の混合比が確立され得る。異
なるフィラメントの重量比として測定され得る混合比は、７０％／３０％以上であってもよい。混合比は、７５％／２５％以上であってもよい。混合比は、８０％／２０％以上であってもよい。
【０１０４】
異なるヤーンは、異なる数のフィラメントを有してよい。ヤーンにおける第１のタイプのフィラメントの数は、同じヤーンにおける第２のタイプのフィラメントの数と異なってよい。
【０１０５】
図５は、一実施形態に係る装置および方法のヤーン５１、５２を示す。図３には２本のヤーン５１、５２が示されているが、３本以上のヤーンがカッタ・システムに対して供給されてもよい。カッタ・システムは、４つまたは５つ以上のカッタを有してもよく、カッタのそれぞれに対してそれぞれ１本のヤーンが供給される。
【０１０６】
ヤーン５１、５２の２つ以上が、異なる構成を有する。ヤーンの１つ、たとえばヤーン５１は、第１のタイプのみのフィラメント７１、７５で形成され得る。フィラメント７１、７５のセグメントは、モールド内に挿入されるマトリックス繊維を形成する。ヤーンの別の１つ、たとえばヤーン５２は、第１のタイプのフィラメントおよび第２のタイプのフィラメントで形成され得る。例示として、ヤーン５２は、ヤーン５１のフィラメントと同一であり得る第１のタイプのフィラメント７１を含むことができる。ヤーン５２は、切断されて結合繊維を形成する第２のタイプのフィラメント７２を含むことができる。
【０１０７】
図５に示されるヤーン５１、５２に関して、カッタ・システムに対して供給されるヤーンは、カッタ・システムに対して供給されるすべてのヤーンについて決定される第１のタイプのフィラメントの数が、カッタ・システムに対して供給されるすべてのヤーンについて決定される第２のタイプのフィラメントの数よりも大きくなるように選択される。それにより、結合繊維に対するマトリックス繊維の望ましい混合比が確立され得る。例示として、７／３以上の混合比が確立され得る。混合比は、７０％／３０％以上であってもよい。混合比は、７５％／２５％以上であってもよい。混合比は、８０％／２０％以上であってもよい。
【０１０８】
様々な実施形態に係る装置および方法が、繊維のセグメントの長さが調節されることが可能であるように構成され得る。例示として、カッタ・システムは、１本以上のヤーンから切断されるセグメントの長さを異なるシート・クッション体についての異なる値に設定するように構成され得る。また、この装置は、１本以上のヤーンから切断されるセグメントの長さが１バッチ内で変更されることが可能であるように構成され得る。１本以上のヤーンから切断されるセグメントの長さは、モールド内の繊維材料の充填レベルに応じて変更されてよい。したがって、繊維長の勾配がシート・クッション体において確立され得る。
【０１０９】
図６は、一実施形態に係る方法８０のフローチャートである。方法８０は、一実施形態に係る装置によって実施され得る。
８１では、カッタ・システムが、１つまたはいくつかのヤーンからセグメントを切断するように動作させられる。ヤーンのセグメントは、フィラメントの個々のセグメントになるよう開かれ得る。
【０１１０】
８２では、ヤーンのセグメントが切断される切断長を調節するための基準が調節されるべきかどうかが判定される。基準は、モールド内の繊維材料の充填レベルに応じて異なってよい。切断長は、充填レベルが閾値に達したときに調節されてもよい。切断長の調節は、いくつかの閾値のいずれか１つに充填レベルが達したときに行われてもよい。例示として、より長い繊維が、シート・クッション体の中央部分に使用されてよく、より短い繊維
が、表面により近く配置されたシート・クッション体の部分に使用されてよい。切断長が調節されるべきでないと判定された場合、カッタ・システムは、８１で、先に使用された切断長を有するセグメントを切断することを続けることができる。
【０１１１】
切断長が調節されるべきであると判定された場合、８３ではカッタ・システムの制御が切断長を変更するように調節される。ヤーンがカッタに送られる速度は、切断長を縮小するために増大されてよく、かつ／または切断長を増大するために減少されてよい。切刃の回転速度は、切断長を縮小するために減少されてよく、かつ／または切断長を増大するために増大されてよい。
【０１１２】
８４では、１バッチが作製されたかどうかが判定される。繊維材料の量が依然として１バッチに必要とされる量より少ない場合、この方法は、８１に戻ることができる。切断長は、必要に応じて、８３で再び調節され得る。
【０１１３】
８５および８６では、図２を参照して説明されたように、１バッチが作製されたとき、ヤーンの供給が一時的に停止されることが可能である。
８７では、繊維材料の新しいバッチを作製するためのトリガーが監視される。トリガーが検出されない場合、待機時間８８の後にトリガーの監視が続行されることが可能である。トリガーが検出された場合、この方法は、工程８１に戻って新しいバッチを作製することができる。
【０１１４】
図７は、ヤーンを切断することにより作製された繊維材料から形成されるシート・クッション体９１の断面図である。シート・クッション体９１は、中央部分９２および境界部分９３、９４を有することができる。境界部分９３、９４は、露出面を有することができる。結合繊維およびマトリックス繊維の長さは、中央部分９２および境界部分９３、９４について異なる値を設定され得る。例示として、中央部分９２は、第１の長さを有する繊維で形成されてよく、境界部分９３、９４は、第１の長さよりも短い第２の長さを有する繊維で形成されてよい。ヤーンから切断されるヤーン・セグメントの切断長は、繊維長の変化を作るために、繊維材料がモールド内に挿入されるときに調節され得る。
【０１１５】
繊維長は、シート・クッション体９１における繊維の機能に応じて設定され得る。例示として、中央部分９２は弾性特性を提供することができる。中央部分９２における繊維は、主にシート・クッション体の主荷重方向に沿って配向され得る。境界部分９３、９４における繊維は、シート・クッション体の表面におけるより均質な感覚および接触を提供するように、ヤーンから切断されたより短い長さを有するフィラメント・セグメントから形成され得る。
【０１１６】
複数の実施形態に係る装置および方法では、繊維材料は、ヤーンをセグメントへと切断することにより作製された緩い繊維材料としてモールド内に充填され得る。繊維材料は、結合繊維を熱的に活性化するために蒸気、暖かいガス、または他の手法で加熱され、シート・クッション体を一体的な物体として形成することができる。シート・クッション体は、繊維材料の事前作製された層が互いに接触する鮮明な領域境界を有しないように形成され得る。シート・クッション体は、繊維配向および／または繊維密度に漸進的変化を有するように形成され得る。
【０１１７】
図８は、一実施形態に係る装置または方法によって作製されたシート・クッション体１０１の詳細な断面図である。図８の断面図は、シート・クッション体１０１の主面に対して垂直でシート・クッション体１０１の主荷重方向に対して平行な平面に沿って見られる。シート・クッション体１０１は、主荷重方向１０２に沿って方向付けられた力がシート・クッション体１０１に加えられるときに弾性特性を提供するように構成されている。
【０１１８】
シート・クッション体１０１は、シート・クッション体１０１において互いに対向するように配置された２つの主面１０３、１０４を有する。主面１０３、１０４は、主荷重方向１０２に対して本質的に垂直に延びるほぼ平面状の形状を有することができる。シート・クッション体１０１は、主荷重方向１０２が主面１０３および１０４の平面の法線を画定するように構成され得る。突起部または凹部（図８に示されていない）が、構造的または機能的シート構成要素のための取付け領域を画定するように主面上に提供され得る。
【０１１９】
シート・クッション体１０１は、熱架橋された繊維から一体的に形成された単一体である。シート・クッション体を形成する繊維材料は、異なる２つ以上のタイプの繊維、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。結合繊維およびマトリックス繊維は、ヤーンをセグメントへと切断することによって作製され得る。結合繊維は、それに熱を供給することによって熱的に活性化され得る繊維である。熱活性化されると、各結合繊維の少なくとも一部分が溶融し、それにより繊維のマトリックスが形成される。様々な既知の繊維タイプが、結合繊維およびマトリックス繊維として使用され得る。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入手され得る、かつ／または効率的にリサイクルされ得る繊維を含むことができる。結合繊維は、バイコンポーネント（ＢｉＣｏ）繊維であってよい。結合繊維は、マトリックス繊維の溶融温度よりも低い熱活性化温度を有し得る。例示的な実施形態によれば、結合繊維は、ポリエステルまたはポリアミドのコア、およびポリアミドまたは変性ポリエステルのコーティングを有するＢｉＣｏ繊維であり得る。ＢｉＣｏ繊維は、断面において三葉形状を有することができる。マトリックス繊維は、ポリエステルまたはポリアミドから形成され、少なくとも結合繊維のコーティングの溶融温度よりも高い溶融温度を有することができる。マトリックス繊維は、好ましくは１０ｄｔｅｘと１００ｄｔｅｘとの間の線質量密度を有することができる。結合繊維は、７ｄｔｅｘと４０ｄｔｅｘとの間において好ましい線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以上のタイプのマトリックス繊維および／または２以上のタイプの結合繊維を含むことができる。
【０１２０】
シート・クッション体１０１は、複数の異なる部分１０５〜１０７を含む。これらの部分は、シート・クッション体１０１の特徴的繊維配向および／または密度および／または平均繊維長に関して互いに区別される。これらの異なる部分の間に鮮明な境界は存在しない。むしろ、シート・クッション体１０１は、これらの異なる部分の間で繊維配向および／またはシート・クッション体密度に関して漸進的移行を示している。シート・クッション体１０１は、特にそれが鮮明な領域境界を含まないという点で、予め形成された垂直配置繊維シートを融合することにより形成された物体から区別され、これによって、耐久性および快適性が向上する。
【０１２１】
シート・クッション体１０１は、弾性部分１０５を有する。弾性部分１０５は、シート・クッション体の主荷重方向１０２に対応する繊維配向を有する。すなわち、弾性部分における繊維の優先的な方向は、主荷重方向１０２に対応し、シート・クッション体１０１の１つ以上の主面１０３に垂直である。繊維マトリックスの形成のため、すべての繊維ではなく、繊維配向における繊維形状および統計的分布が、弾性部分における主荷重方向１０２に沿って向けられる。繊維の５０％より多くが、主荷重方向１０２に対して４５°未満の角度でそれぞれ配向されている場合、弾性部分１０５は、主荷重方向１０２に沿って繊維配向を有するとみなされ得る。言い換えれば、弾性部分１０５において、繊維の大半は、主面１０３の平面に対して４５°より大きな角度で配置される。
【０１２２】
弾性部分１０５における繊維構成が、挿入図の１１５で概略的に示されている。挿入図の１１５に見られるように、弾性部分１０５における繊維の大半は、主荷重方向に対して４５°未満の角度で配向され、繊維間隔は、荷重が主荷重方向１０２に沿って方向付けら
れているときに繊維が曲がることができるように十分に大きくてよい。主荷重方向１０２に対して主に平行に配置された繊維を相互連結する架橋繊維が、弾性部分１０５において繊維マトリックスが形成されることを可能にする。
【０１２３】
シート・クッション体１０１は、主面１０３および１０４にそれぞれ配置されたさらなる部分１０６、１０７を含むことができる。さらなる部分１０６および１０７は、繊維配向またはシート・クッション体密度のうちの１つ以上に関して、弾性部分１０５からそれぞれ区別される。図８のシート・クッション体１０１において、さらなる部分１０６および１０７における繊維はそれぞれ、それらが配置される主面の平面に平行な優先的方向を有する。主面１０３または１０４におけるシート・クッション体の密度は、弾性部分１０５における密度よりも高くてよい。さらなる部分１０６および１０７における繊維の平均長は、弾性部分１０５における繊維の平均長と異なってよい。
【０１２４】
主面１０３に配置されたさらなる部分１０６における繊維構成は、挿入図の１１６で概略的に示される。挿入図の１１６に見られるように、さらなる部分１０６における繊維の大半は、主面１０３の平面に対して４５°未満の角度で配向されてよく、この繊維は、弾性部分１０５におけるよりも高い充填密度を有してよい。さらなる部分１０６における繊維は、弾性部分１０５における繊維の平均長よりも短い平均長を有することができる。他方の主面１０４に配置されたさらなる部分１０７は、繊維配向およびシート・クッション体密度に関して、部分１０６のそれと同様の構成を有することができる。
【０１２５】
上記に示されているように、シート・クッション体１０１は、複数の実施形態に係る装置および方法によって一体的に形成され得る。シート・クッション体１０１は、弾性部分１０５と、さらなる部分１０６および１０７との間の繊維配向および密度についてそれぞれ漸進的移行があるように形成され得る。シート・クッション体１０１は、弾性部分１０５と主面１０３上のさらなる部分１０６との間に配置された移行部分１０８を含むことができる。移行部分１０８において、繊維配向は、弾性部分１０５の繊維配向から主面１０３上のさらなる部分１０６の繊維配向へ漸進的に変化し、クッション体の密度は、弾性部分の密度から主面１０３上のさらなる部分１０６の密度へ漸進的に変化する。弾性部分１０８における繊維構成が、挿入図の１１７で概略的に示されている。
【０１２６】
シート・クッション体１０１は、弾性部分１０５と主面１０４上のさらなる部分１０７との間に配置された移行部分１０９を含む。移行部分１０９において、繊維配向は、弾性部分１０５の繊維配向から主面１０４上のさらなる部分１０７の繊維配向へ漸進的に変化し、クッション体の密度は、弾性部分１０５の密度から主面１０４上のさらなる部分１０７の密度へ漸進的に変化する。
【０１２７】
シート・クッション体１０１は、結合繊維およびマトリックス繊維を含む繊維材料から一体的に形成され得る。シート・クッション体１０１は、繊維配向および／またはシート・クッション体密度に関して互いに区別される部分を有するが、シート・クッション体１０１は、異なる繊維配向および／またはシート・クッション体密度の部分の間に鮮明な領域境界が存在しないという意味で均質的である。そのように単一体として形成されたシート・クッション体１０１は、４ｃｍよりも大きくてよい高さ１１２を有する。高さ１１１を有する弾性部分１０５は、主面１０３および１０４の両方から離間されるように配置され得る。
【０１２８】
繊維は、シート・クッション体の異なる部分の間に延びることができる。例示として、少なくともマトリックス繊維は、好ましくは１５ｍｍよりも大きい長さを有してよい。さらなる例示として、少なくともマトリックス繊維は、好ましくは３５ｍｍ以下の長さを有してよい。繊維の少なくともいくつかは、弾性部分１０５から、主面１０３上のさらなる
部分１０６内へ、または主面１０４上のさらなる部分１０７内へ延びてよい。
【０１２９】
シート・クッション体１０１において、主荷重方向１０２に沿って繊維配向を有する弾性部分１０５が、良好な換気性および弾性を提供する。熱架橋された繊維からシート・クッション体１０１が一体的に形成されて、良好な耐久性および快適性が達成される。
【０１３０】
複数の実施形態に係る装置、方法およびシステムにおいて、ガス噴射を出力する１つまたはいくつかのノズルが使用され得る。１つ以上のノズルは、ヤーン・セグメントがカッタ・システムから離れるように移送されるガス流の速度勾配を生成するために提供され得る。そのようなノズルは、切断されたヤーン・セグメントのフィラメントの分離を改善するために効果的である。そのようなノズルは、切断されたヤーンのフィラメントを、セグメントをモールドに対して移送するガス流に乗せるために効果的である。
【０１３１】
図９は、一実施形態に係る装置１を示す図である。この装置は、１つのノズルまたはいくつかのノズル１２１、１２２を備える。各ノズル１２１、１２２は、ガス噴射を出力するように構成されている。１つ以上のノズル１２１、１２２は、カッタ・システムの切刃に近接して提供され得る。
【０１３２】
１つ以上のノズル１２１、１２２は、ガス噴射を出力するように構成され得る。ノズル開口におけるガス噴射の速度は、移送システムにより生成された層流ガス流の流速よりも速くてよい。それにより、速度勾配が、カッタ・システムからモールドへ通じる流れ場で生成され得る。速度勾配は、カッタ・システムの切刃に近接する１つ以上のノズル１２１、１２２によって生成され得る。速度勾配は、カッタ・システムの下流でカッタ・システムに隣接する領域に局所化され得る。
【０１３３】
１つ以上のノズル１２１、１２２により出力されるガス噴射は、パルス状ガス噴射であってよい。ガス噴射のパルス動作は、制御ユニット３または制御デバイス２６によって制御され得る。
【０１３４】
１つ以上のノズル１２１、１２２により出力されるガス噴射は、切断された繊維セグメントを加速させる。ガス流方向に対して垂直の方向の速度の大きさの変化に対応することができる速度勾配は、切断されたヤーン・セグメントのフィラメントの分離を助ける。また、１つ以上のノズル１２１、１２２の提供は、装置１の環境で知覚され得る切断システムにより作られるノイズを低減する助けとなり得る。
【０１３５】
複数の実施形態に係る装置および方法が詳細に説明されているが、さらなる実施形態において改変および修正が実装されてもよい。例示として、ガス流を生成することにより繊維材料を移送する移送システムが、繊維材料をカッタ・システムから離れるようにモールド内へ移送するために使用され得るが、この移送システムは他のやり方で実装されてもよい。例示として、繊維材料をカッタ・システムから取り除いてそれをモールドに向けて運搬する１つまたはいくつかのコンベヤ・ベルトが提供され得る。
【０１３６】
モールド内に挿入された後に繊維が配向されるシート・クッション体を作製する方法が説明されているが、優先的な方向に沿って配向された繊維が、繊維をモールド内に挿入する前に形成されてもよい。繊維は、それらの優先的な方向が、モールド内に形成されたシート・クッション体の主荷重方向に対応するように、モールド内に挿入される。すなわち、繊維は、それらの優先的な方向が、モールドの内表面により画定された主面に対して垂直であるように、送られ得る。
【０１３７】
複数の実施形態に係る装置および方法は、非常に様々なシートに組み込まれ得るシート
・クッションを作製するために使用され得る。シート・クッション体が使用され得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、家庭用のシート、および職場用のシートを含む。種々の実施形態に係るシート・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され得る。例示として、シート・クッション体は、人間の大腿部を受けるシート部分、人間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、またはクッションが所望される他の構成要素において使用され得る。
【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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