(57)【要約】本開示は一般に、金型成形されたセルラー発泡体部品に関し、詳しくは、セルラーポリウレタン発泡体部品を製造する方法に関する。一実施形態では、ポリマー製造システムは、発泡体部品を製造するべく発泡体調合物に活性化エネルギーを与えるように構成されたエネルギー源を含む。システムはさらに、発泡体部品の製造中に金型キャビティ内に発泡体調合物を包含する高分子金型を含む。さらに、金型は、発泡体部品の製造中に当該金型を横切る活性化エネルギーと実質的な相互作用をしないように構成される。システムはまた、金型キャビティの半永久的表面被覆も含む。これは、金型キャビティからの発泡体部品の取り外しを容易にするように構成される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー製造システムであって、
発泡体部品を製造するべく発泡体調合物に活性化エネルギーを与えるべく構成されたエネルギー源と、
前記発泡体部品の製造中に金型キャビティ内に前記発泡体調合物を包含するべく構成された高分子金型であって、前記発泡体部品の製造中に前記高分子金型を横切る前記活性化エネルギーと実質的に相互作用をしない高分子金型と、
前記金型キャビティの表面上に配置された半永久的表面被覆であって、前記金型キャビティからの前記発泡体部品の取り外しを容易にするべく構成された半永久的ポリマー被覆と
を含むポリマー製造システム。
【請求項２】
前記エネルギー源は、誘導エネルギー源、マイクロ波エネルギー源及び赤外線（ＩＲ）エネルギー源又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１に記載のポリマー製造システム。
【請求項３】
前記エネルギー源は、前記活性化エネルギーを前記発泡体調合物に与えるべく、前記発泡体調合物を近似的に２１．１℃（７０°Ｆ）から近似的に３７．８℃（１００°Ｆ）に加熱するように構成される、請求項１に記載のポリマー製造システム。
【請求項４】
前記エネルギー源は、前記発泡体部品の製造中において前記発泡体調合物を不均一な態様で加熱するべく構成される、請求項３に記載のポリマー製造システム。
【請求項５】
前記発泡体調合物は、前記発泡体調合物を加熱する前記エネルギー源によって与えられた前記活性化エネルギーを受けるべく構成された一以上の金属活性化剤を含む、請求項１に記載のポリマー製造システム。
【請求項６】
前記一以上の金属活性化剤は、誘導、マイクロ波放射又はＩＲ放射の形態で前記活性化エネルギーを受け、かつ、前記発泡体調合物内で前記活性化エネルギーを熱に変換するべく構成される、請求項５に記載のポリマー製造システム。
【請求項７】
前記一以上の金属活性化剤は、ビスマス、カドミウム、亜鉛、コバルト、鉄、鋼又はこれらの任意の組み合わせを含む一以上の金属粒子を含む、請求項５に記載のポリマー製造システム。
【請求項８】
前記一以上の金属粒子は、金属フレーク、金属被覆セラミックビーズ又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項７に記載のポリマー製造システム。
【請求項９】
前記一以上の金属活性化剤は、リサイクル金属源由来の一以上の金属粒子を含む、請求項７に記載のポリマー製造システム。
【請求項１０】
前記高分子金型は、ポリエチレン、ポリプロピレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスルホン又はこれらの任意の組み合わせ若しくは複合体を含む、請求項１に記載のポリマー製造システム。
【請求項１１】
前記高分子金型は、発泡高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡アクリロニトリルブタジエンスチレン又はこれらの任意の組み合わせ若しくは複合体を含む、請求項１０に記載のポリマー製造システム。
【請求項１２】
前記半永久的表面被覆は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、二酸化ケイ素、二酸化チタン又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１に記載のポリマー製造システム。
【請求項１３】
前記半永久的表面被覆は、前記金型キャビティにわたって不均一厚さを有する、請求項１に記載のポリマー製造システム。
【請求項１４】
前記発泡体部品はポリウレタン発泡体部品を含む、請求項１に記載のポリマー製造システム。
【請求項１５】
前記発泡体部品は、ポリマー基板層を有するポリウレタン発泡体部品を含む、請求項１に記載のポリマー製造システム。
【請求項１６】
前記ポリマー基板層は、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１５のポリマー製造システム。
【請求項１７】
金型であって、
成形発泡体部品の製造中において前記金型内に包含される発泡体調合物を活性化するべく前記金型の外側から供給される誘導加熱、マイクロ波加熱又は赤外線（ＩＲ）加熱の一以上に対して実質的に透過性の一以上の高分子材料を含む基材と、
前記基材の表面上に配置された表面被覆であって、前記金型からの前記成形発泡体部品の取り外しを容易にするべく構成された表面被覆と
を含む金型。
【請求項１８】
前記基材は、発泡高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、ポリスルホン、発泡アクリロニトリルブタジエンスチレン又はこれらの任意の組み合わせ若しくは複合体を含む、請求項１７に記載の金型。
【請求項１９】
前記表面被覆は、成形発泡体部品の製造中において前記金型内に包含される発泡体調合物を活性化するべく前記金型の外側から供給される誘導加熱、マイクロ波加熱又は赤外線（ＩＲ）加熱の一以上に対して実質的に透過性であるように構成される、請求項１７に記載の金型。
【請求項２０】
前記表面被覆は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、二酸化ケイ素層、二酸化チタン層又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項１７に記載の金型。
【請求項２１】
前記表面被覆は２以上の厚さを含み、
前記２以上の厚さは、前記成形発泡体部品に対する２以上の対応する取り外し温度を与えるべく構成される、請求項１７に記載の金型。
【請求項２２】
前記成形発泡体部品は、発泡ポリエチレン又は発泡ポリスチレンの基板層を有するポリウレタン成形発泡体部品を含む、請求項１７に記載の金型。
【請求項２３】
前記発泡体調合物は、前記成形発泡体部品の製造中において誘導加熱、マイクロ波加熱又は赤外線（ＩＲ）加熱の一以上によって活性化されるべく構成された一以上の金属粒子を含む、請求項１７に記載の金型。
【請求項２４】
前記金属粒子は、ビスマス、カドミウム、亜鉛、コバルト、鉄又は鋼の一以上を含む金属フレーク又は金属被覆粒子を含む、請求項２３に記載の金型。
【請求項２５】
ポリウレタン発泡体部品を製造するための調合物であって、
ポリオール前駆体調合物と、
イソシアネート前駆体と、
前記ポリウレタン発泡体部品を製造している間に少なくとも前記ポリオール前駆体調合物と前記イソシアネート前駆体との一以上の化学反応を活性化する誘導、マイクロ波照射又は赤外線（ＩＲ）照射の一以上に応答するべく構成された一以上の金属粒子を含む活性化剤と
を含む調合物。
【請求項２６】
前記ポリオール前駆体調合物は、ポリエーテルポリオール合成樹脂、非石油源由来の油又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項２５に記載の調合物。
【請求項２７】
前記イソシアネート前駆体は、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、ＭＤＩプレポリマー、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ＴＤＩプレポリマー又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項２５に記載の調合物。
【請求項２８】
前記ポリオール前駆体調合物は、発泡剤、架橋剤、界面活性剤、気泡開放剤、安定化剤又はコポリマーの一以上を含む、請求項２５に記載の調合物。
【請求項２９】
前記一以上の金属粒子は、サイズが近似的に１０μｍから近似的に３００μｍの範囲にある、請求項２５に記載の調合物。
【請求項３０】
前記一以上の金属粒子は、ビスマス、カドミウム、亜鉛、コバルト、鉄、鋼又はこれらの任意の組み合わせの金属フレークを含む、請求項２５に記載の調合物。
【請求項３１】
前記一以上の金属粒子は、ビスマス、カドミウム、亜鉛、コバルト、鉄、鋼又はこれらの任意の組み合わせにより被覆されたセラミックビーズを含む、請求項２５に記載の調合物。
【請求項３２】
前記調合物は、半永久的な界面フッ素化ポリマー被覆を有する複合金型キャビティとともに使用するべく構成される、請求項２５に記載の調合物。
【請求項３３】
発泡体部品を製造する方法であって、
高分子金型の金型キャビティの内側に発泡体調合物を配置することであって、前記金型キャビティは一形状を有しかつフッ素化表面被覆を含むことと、
前記金型を直接的に加熱することなく前記発泡体部品を前記金型キャビティの形状に形成するべく、前記金型キャビティの内側に配置された前記発泡体調合物を直接的に加熱することと、
前記発泡体部品を前記金型キャビティから取り外す前の硬化時間の間、前記発泡体部品を硬化することと
を含む方法。
【請求項３４】
前記金型キャビティの中に基板を配置することを含み、
前記基板は、前記発泡体部品の中に組み入れられる、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記基板は、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン又はこれらの任意の組み合わせを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記発泡体調合物を配置することは、前記金型キャビティの内側への前記発泡体調合物の閉止注入又は射出成形を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記フッ素化表面被覆はＰＴＦＥを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３８】
前記フッ素化表面被覆は少なくとも２つの異なる厚さを有する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３９】
前記発泡体調合物は、前記発泡体部品を形成する一以上の化学反応を容易にするべく構成された一以上の金属表面を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
前記一以上の金属表面は、金属のフレーク又は金属で被覆された粒子を含み、
前記金属は、ビスマス、カドミウム、亜鉛、コバルト、鉄又は鋼の一以上を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４１】
前記発泡体調合物を直接的に加熱することは、誘導加熱、マイクロ波加熱、赤外線（ＩＲ）加熱又はこれらの任意の組み合わせを使用して前記発泡体調合物を加熱することを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４２】
前記発泡体調合物を直接的に加熱することは、前記発泡体部品を製造するべく不均一な態様で前記発泡体調合物を直接的に加熱することを含み、
前記発泡体部品は一つを超える密度を有する、請求項３４に記載の方法。
【請求項４３】
前記発泡体調合物を直接的に加熱することは、前記金型キャビティを直接的に加熱することなく前記発泡体調合物を２１．１℃（７０°Ｆ）から近似的に３７．８℃（１００°Ｆ）に直接的に加熱することを含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４４】
前記高分子金型は、発泡高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡アクリロニトリルブタジエンスチレン、ポリスルホン又はこれらの任意の組み合わせ若しくは複合体を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項４５】
請求項３４に記載の方法によって製造された発泡体部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、金型成形されたポリウレタン部品に関し、詳しくはセルラーポリウレタン発泡体部品を製造する方法に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本願は、２０１２年１月１３日に出願された「ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ  ＦＯＡＭ  ＰＡＲＴＳ」との名称の米国仮特許出願第６１／５８６，５７８号の優先権及び利益を主張する。その全体がすべての目的のためにここに参照として組み入れられる。
【背景技術】
【０００３】
セルラー発泡体のような高分子材料が、発泡体座席、パディング、シーラント、ガスケット等の消費財の様々な部品を作るべく広く使用されている。発泡体部品の製造中、発泡体調合物における発泡体前駆体は、得られる発泡体に所望の形状を与える金型の内側で相互に反応する。例えば、ポリウレタン発泡体部品が製造かつ成形される場合、イソシアネート前駆体及びポリオール前駆体（例えばポリオール前駆体ブレンド）が金型内で混合され、その金型は引き続き、当該前駆体が反応（例えば重合、架橋等）するための活性化エネルギー障壁に打ち勝つべく加熱される。加えて、これらの反応をさらに促進するべく触媒が設けられ、コスト効率よく当該部品が製造される。例えば、発泡体部品の製造中、当該混合物は、発泡剤（例えば水）によって発泡し（すなわちセルラー構造を形成し）かつ膨張して金型キャビティの内部を満たし（例えば二酸化炭素のような気体を使用することにより）、当該金型のキャビティの形状となる。当該混合物の発泡を促進するべく他の材料も与えられる。発泡体物体（例えばシートクッション）は、ひとたび硬化すると金型から取り外されて（例えばシート内で）使用される。所定のプロセスに対しては、任意の残留触媒を蒸発させかつ発泡体形成反応を完了に向けて駆動するべく、発泡体部品はさらに硬化される（例えば近似的に１〜９６時間）。
【０００４】
発泡体部品の伝統的な製造方法は、大量のエネルギーを消費し得る。これは、毎年何百億ｋＪ（何百億ＢＴＵ）もの熱の消費に及ぶ。一般に、金型の加熱には、製造時間の近似的に３０％〜５０％となり得る発泡体調合物が金型内に存在しない（例えば製造ラインの準備中又は発泡体部品同士の間にある）期間を含む製造プロセス全体を通じ、実質的な量のエネルギーが消費され得る。さらに、発泡体部品の伝統的な製造方法はまた、環境上有害な製造プロセス副生成物として、大容量の揮発性有機化学物質（ＶＯＣ）（例えばアルデヒド、アミン又は類似の化学物質）も生成する。例えば、伝統的な発泡体調合物の所定の触媒又は他の成分は揮発及び／又は分解し、発泡体部品の製造中及び硬化中（例えば、製造後近似的に１７０時間）、一以上のＶＯＣ（例えばホルムアルデヒド、アニリン又は類似の化合物）を放出する。これらのＶＯＣは、環境問題のみならず、政府規制の遵守を維持するべく実質的な換気を必要とする場合が多い発泡体製造者の安全上の懸念をも引き起こし得る。さらに、一般的な傾向として、（例えば車両、飛行機、列車、バス、オートバイ等のための部品を消費する）自動車及び輸送関連産業のような発泡体部品を消費する多くの産業は、燃料効率を改善するべく軽量かつ薄い発泡体部品を車両に組み入れる方向へと動いている。したがって、所望のアプリケーションに対して依然として許容可能な特性（例えば静的及び動的快適性、耐久性、熱気流等）を与え得る軽量化された発泡体部品を製造することが望ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許第１００  ０９  ６６５（Ｃ１）号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／２３０８１７（Ａ１）号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００３／１６４５６２（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【０００６】
ここに開示される所定の実施形態の概要を以下に記載する。これらの側面が、単に当該所定の実施形態を読み手に与えるためだけに提示されることと、これらの側面が本開示の範囲を限定することを意図しないこととを理解されたい。実際のところ、本開示は、以下に記載されない様々な側面をも包含する。
【０００７】
本開示は、セルラー発泡体の製造に使用される永久的又は半永久的な表面被覆を有する高分子の又は複合的な金型を対象とする実施形態を含む。一つの実施形態は、ポリマー製造システムに関する。ポリマー製造システムは、発泡体部品を製造するべく発泡体調合物に活性化エネルギーを与えるエネルギー源を含む。システムはさらに、発泡体部品の製造中に金型キャビティ内に発泡体調合物を包含する高分子金型を含む。さらに、金型は、発泡体部品の製造中に当該金型を横切る活性化エネルギーと実質的な相互作用をしないように構成される。システムはまた、金型キャビティの半永久的表面被覆も含む。これは、金型キャビティからの発泡体部品の取り外しを容易にするべく構成される。
【０００８】
もう一つの実施形態は金型に関する。金型は、成形発泡体部品の製造中に当該金型内に包含された発泡体調合物を活性化する当該金型外部からの誘導加熱、マイクロ波加熱又は赤外線（ＩＲ）加熱の一以上に対し、実質的に透過性の一以上の高分子材料を含む基材を有する。金型はまた、基材の表面上に配置された表面被覆を含む。これは、成形発泡体部品の金型からの取り外しを容易にする。
【０００９】
もう一つの実施形態は、ポリウレタン発泡体部品を製造するための調合物に関する。調合物は、ポリオール前駆体調合物、イソシアネート前駆体及び活性化剤を含む。活性化剤は、ポリウレタン発泡体部品の製造中に少なくともポリオール前駆体調合物及びイソシアネート前駆体間の一以上の化学反応を活性化するべく、誘導、マイクロ波照射又は赤外線（ＩＲ）照射の一以上に応答するように構成された一以上の金属粒子を含む。
【００１０】
もう一つの実施形態は、発泡体部品を製造する方法に関する。方法は、複合金型の金型キャビティの内側に発泡体調合物を配置することであって、当該金型キャビティは一形状を有しかつフッ素化表面被覆を含むことを含む。方法はまた、金型キャビティの内側に配置された発泡体調合物を直接的に加熱することにより、当該金型を直接的に加熱せずに発泡体部品を金型キャビティの当該形状に形成することも含む。方法はさらに、発泡体部品を金型キャビティから取り外す前に当該金型キャビティ内の発泡体部品を硬化することも含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことで、本発明のこれらの及び他の特徴、側面及び利点が良好に理解される。図面を通して同じ符号が同じ部品を表す。
【００１２】
【図１】本方法の複数の側面に係る発泡体部品製造システムの一実施形態の模式的例示である。
【図２】本方法の複数の側面に係る発泡体部品を製造するプロセスの一実施形態を例示するプロセスフロー図である。
【図３】本方法の複数の側面に係る金型の一実施形態の斜視側面図である。
【図４】本方法の複数の側面に係る図３に例示された金型の斜視平面図である。
【図５】図１の金型実施形態の表面を例示する図１の５−５線断面図である。
【図６】本方法の複数の側面に係る製造された発泡体部品の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の一以上の特定の実施形態を以下に記載する。これらの実施形態の簡潔な記載を与える目的上、実際の実装の特徴すべてを記載するわけではない。わかることだが、任意の工学又は設計のプロジェクトにおいてのように、任意のかかる実際の実装の開発においては、実装ごとに異なり得るシステム関連及びビジネス関連の制約の遵守のような開発者の特定の目標を達成するべく、多数の実装固有の決定をなす必要がある。さらに、かかる開発努力は複雑であって時間がかかるかもしれないが、それでも、本開示の利益を得る当業者にとって設計、製作及び製造のルーチンワークとなることも理解すべきである。
【００１４】
本発明の様々な実施形態の要素を導入するとき、冠詞「一」、「一つ」、「当該」及び「前記」は、その要素が一以上存在することを意味するものとされる。用語「含む」、「備える」及び「有する」は包括的であって、列挙された要素のほかに追加的要素が存在し得ることを意味する。
【００１５】
上述のように、開示の実施形態は、伝統的な発泡体成形技術よりも比較的効率がよくかつ環境に優しい態様での発泡体部品の製造に関する。発泡体調合物を加熱する方法（例えば、誘導加熱、又は赤外（ＩＲ）光、紫外（ＵＶ）光若しくはマイクロ波のような可視若しくは不可視の放射線波長を使用する加熱）に対して実質的に透過性の（すなわち実質的に透明の）金型を使用することにより、開示の実施形態は、発泡体部品製造中における相当量のエネルギー節約を可能とする。追加的に、本開示の金型の実施形態は、製造された発泡体部品を金型から取り外すことを容易にするべく、永久的又は半永久的な表面被覆（例えば、ワックス、フッ素重合体、二酸化ケイ素、二酸化チタン又は類似の表面被覆）を含む。本開示はまた、発泡体形成反応を促進して製造発泡体部品当たりのエネルギーコストをさらに低減する活性化剤（例えば金属フレーク及び／又は金属被覆セラミックビーズ）を有する発泡体調合物の実施形態も含む。追加的に、本開示の技術によって、他の製造方法と比較して低い最小発泡体厚さ（例えば１０ｍｍ）及び／又は低い最小部品厚さ（例えば２０ｍｍ）発泡体部品の製造が可能となる。さらに、開示の調合物及び技術は一般に、伝統的な発泡体成形技術と比較して、発泡体部品の製造中におけるＶＯＣ副生成物の低減ももたらす。したがって、本開示の技術によって、相当に低い製造及び環境コストでの発泡体部品の製造が可能となる。
【００１６】
上述に留意して、図１は、金型１４内で発泡体部品１２（例えばポリウレタンシートクッション）を調製するシステム１０の模式的な概略を例示する。金型１４は、基材１６と、当該基材１６の中に形成（例えば機械加工）された金型キャビティ１８とを含む。金型キャビティ１８は一般に、発泡体が以下に述べる化学反応によって製造されるときに、発泡体部品１２に対して形状を与える。金型１４の基材１６は、キャビティ１８内で製造される発泡体に機械的な安定性を与えることができる高分子材料（例えば、発泡ポリエチレン（ＥＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、発泡ポリプロピレン（ＥＰＰ）、発泡アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ−Ｅ）、ポリスチレン、ポリスルホン、ナイロン、ポリ塩化ビニル又は類似の高分子材料）、又はいくつかの高分子材料（例えば、プラスチック複合材料、エポキシ複合材料又は類似の複合材料）から作られる。実際のところ、基材１６は、以下に提示する本技術の他の複数の側面による任意の硬質かつ耐久性の高分子材料を含み得る。追加的に、図１に例示される金型１４は一緒になって金型キャビティ１８を形成する２つの構成品２０及び２２を含むが、所定の実施形態では、金型キャビティ１８は単数構成品から、又は各構成品が発泡体部品１２に接触する内表面２６を有する２つを超える構成品から形成され得ることに留意すべきである。さらに、金型キャビティ１８を形成する構成品（例えば構成品２０及び２２）の数は、製造される発泡体部品１２の特定の形状及び／又はサイズ並びに発泡体部品１２を製造するべく使用される特定の方法に依存する。さらに、以下に述べるように、金型キャビティ１８の内表面２６は、一以上の永久的又は半永久的表面被覆（例えばフッ素化ポリマー層）を有し得る。これらは、発泡体部品１２が、ひとたび部品１２の製造が完了して金型キャビティ１８から取り外されることを容易にする。
【００１７】
さらに、基材１６は、活性化エネルギー１９（例えばエネルギー源２１からの外部刺激又はエネルギー入力）が、発泡体部品１２を製造するべく金型キャビティ１８に送達される態様に対して実質的に透過性である。すなわち、金型１４の基材１６は、金型キャビティ１８内に包含される発泡体調合物２８を活性化（例えば加熱）するべく金型１４を横切る活性化エネルギー１９に対して実質的に応答（例えば吸収、散乱、さもなくば著しい干渉）をしない。例えば、所定の実施形態では、活性化エネルギー１９は、（例えばＩＲエネルギー源２１から供給される）ＩＲ光の形態にあって、金型１４の基材１６は、ＩＲ光に対して実質的に透過性である。その結果、金型１４の外側に供給されるＩＲ光は、近似的に同じ強度で金型キャビティ１８に到達する。さらなる例によれば、所定の実施形態において、活性化エネルギー１９は、マイクロ波照射の形態で与えられ（例えば、マイクロ波発生エネルギー源２１により供給され）、金型１４の基材１６は一般に、そのマイクロ波が相対的に減衰せずに金型キャビティ１８の内容物まで到達することを許容する。なおもさらなる例によれば、所定の実施形態において、活性化エネルギー１９は、（例えば高周波（ＲＦ）誘導加熱エネルギー源２１を介して）金型キャビティ１８の内容物内に存在する一以上の金属表面の誘導加熱の形態で与えられ、基材１６は、その電磁誘導（例えば電磁場及び／又はＲＦ放射）に対して実質的に透過性である。その結果、基材１６は、金型１４を横切るエネルギーによって直接的に加熱されることがない。
【００１８】
システム１０の動作中、様々な材料が混合されて発泡体調合物２８が究極的に製造される。発泡体調合物２８は、適切な重合条件（例えば活性化エネルギー１９により引き起こされる加熱）を受ける場合に金型１４の内側で発泡体部品１２を形成することができる反応性混合物である。本文脈において、発泡体部品１２は、発泡体調合物２８から製造されるポリウレタン発泡体部品である。したがって、発泡体調合物２８は、水及びイソシアネートからカルバメート結合と尿素結合との繰り返しを形成することができる材料（すなわちポリウレタン）から製造される。例示の実施形態では、発泡体調合物２８は、混合ヘッド３０においてポリオール調合物３２及びイソシアネート混合物３４を混合することによって製造される。しかしながら、留意すべきことだが、所定の実施形態では、発泡体調合物２８は、ポリオール調合物３２及びイソシアネート混合物３４を金型キャビティ１８において直接混合しても製造することができる。すなわち、以下に述べるように、所定の実施形態では、金型１４は、閉止注入又は射出成形用として設計される。ここで、金型１４は、発泡体部品１２が形成されている間、実質的に閉止されたままである。
【００１９】
ポリオール調合物３２は、反応物の中でもとりわけ、ポリヒドロキシル化合物（すなわちポリオール及びコポリマーポリオールを含む一を超えるヒドロキシル単位を有する小分子又はポリマー）を含む。表１が以下に、ポリオール調合物２８の複数の成分例及びそれぞれの量を与える。わかることだが、表１に提示される様々な調合物実施形態に対し、他の因子（例えば硬化時間及び熱入力）は変わり得る。
【表１】
2015503474.tif 000003
【００２０】
例えば、ポリオール調合物３２は、Ｂａｙｅｒ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ有限責任会社から市販されているポリエーテルポリオール合成樹脂を含む。ポリオール調合物３２はまた、発泡剤（例えば水）、架橋剤、界面活性剤及び他の添加剤（例えば気泡開放剤、安定化剤）も含む。ポリオール調合物３２はさらに、所定の物理的特性を発泡体部品１２に与えるべく構成されたコポリマー材料のような他の高分子材料も含む。かかるコポリマーの一つの例は、スチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）コポリマーである。表１において、水が発泡剤の一例として与えられている。しかしながら、わかることだが、所定の実施形態では、発泡剤の添加なしでも、例えばエラストマーを形成するべくイソシアネート前駆体及びポリオール前駆体から所定程度の発泡が生じ得る。わかることだが、水の添加を欠く調合物の実施形態は、（例えばガスケットに適切な）高密度エラストマー材料を与え、かつ、当該エラストマーの急速又は瞬間硬化を許容する。さらに、わかることだが、ここで述べられる表１の特定のコポリマー、架橋剤及び／又は界面活性剤は、限定を意図したものではない。むしろ、これらの成分は、所定の実施形態では、当業者にとって周知かつ本発明のアプローチに整合する一以上のコポリマー、架橋剤及び／又は界面活性剤の代用とされる。
【００２１】
さらに、所定の実施形態では、ポリウレタン製造（すなわちポリオール調合物３２のヒドロキシル基とイソシアネート混合物３４のイソシアネート基との反応）を促進するべく構成された一以上の金属活性化剤が使用される。これらは、ポリオール調合物３２の一部である。例えば、所定の実施形態では、ポリオール調合物３２は、発泡体調合物２８の活性化エネルギー障壁を下げ及び／又は活性化エネルギー１９に応答して発泡体調合物２８を加熱かつ活性化する一以上の金属表面を含む。所定の実施形態では、ポリオール調合物３２は、発泡体調合物内の活性化剤として小さな金属フレーク及び／又は金属被覆セラミックビーズを含む。例えば、ポリオール調合物３２は、サイズがナノメートルからミリメートルの範囲にある金属（例えば、ビスマス、カドミウム、亜鉛、コバルト、鉄、鋼及び／又は他の類似の金属）のフレークを含む。例えば、所定の実施形態では、ポリオール調合物は、２００μｍ以下の亜鉛フレークを含む。さらなる例によれば、ポリオール調合物３２は、直径がナノメートルからミリメートルの範囲にありかつ金属（例えば、ビスマス、カドミウム、亜鉛、コバルト、鉄、鋼又は他の類似の金属）により被覆されたセラミックビーズ（例えばアルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア又は類似のセラミックビーズ）を含む。追加的に、所定の実施形態では、金属活性化剤は、リサイクル源由来の鉄、鋼又は類似の金属を含む。また、所定の実施形態では、これらの金属活性化剤は、ナノメートルサイズ領域で測定される金属被覆セノスフェア又はガラスビーズである。さらに、所定の実施形態では、所定の有機金属（例えば有機ビスマス及び／又は有機亜鉛化合物）又は他の類似の材料を追加的又は代替的に用いることができる。
【００２２】
わかることだが、一以上の金属活性化剤は、発泡体部品１２の形成を促進する伝統的なアミン系触媒（例えばアニリン）の代用となる。さらにわかることだが、一以上の金属活性化剤の使用により、発泡体調合物２８の本実施形態は、伝統的な発泡体製造プロセスにとっては一般にアクセス不能又は問題のある独特の化学的性質及び／又は材料を利用することができる。例えば、発泡体調合物２８の本開示の実施形態はアミン系触媒を組み入れないので、当該発泡体調合物２８によれば、アミン系触媒と整合性を有しない非石油系又は部分的に非石油系の混合ポリオール調合物３２を使用することができる。すなわち、非石油系ポリオール調合物３２は残留酸を包含し得るので、伝統的なプロセスで発泡体形成反応を促進するには、法外な量のアミン系触媒が必要となるかもしれない。これとは対照的に、当該残留酸は、本開示の発泡体製造プロセスに対し、一以上の金属活性化剤が発泡体部品１２の形成を促進する能力にほとんど又はまったく影響しない。したがって、本開示の技術により、さらなるコスト利点を得るべく一以上の非伝統的な材料（例えば、リサイクル金属又はポリマー、リサイクル又は天然発生油等）を有する発泡体調合物２８を使用することができる。
【００２３】
所定の実施形態では、一以上の金属活性化剤（例えば金属フレーク及び／又は金属被覆セラミックビーズ）は、発泡体部品１２の製造中に発泡体調合物２８に適用される活性化エネルギー１９に対して特定的に応答する。すなわち、活性化剤の寸法及び物質は、例えば金型キャビティ１８内に配置された発泡体調合物２８に活性化エネルギー１９を供給するべく誘導加熱が使用される場合、発泡体調合物２８内に存在する一以上の活性化剤が電磁誘導（例えばＲＦ信号）によって特定的に加熱され、それに引き続き周囲の発泡体調合物２８が加熱されるように選択される。さらなる例によれば、金型キャビティ１８内の発泡体調合物２８に活性化エネルギー１９を送達するべくマイクロ波放射が使用される場合、マイクロ波放射を実質的に吸収し、それに引き続き発泡体調合物２８の残りの部分を加熱するのは活性化剤（例えば金属フレーク又は金属被覆セラミックビーズの表面）である。したがって、これらの活性化剤の濃度及び配置を制御することにより及び／又は金型キャビティ１８内にある発泡体調合物２８への活性化エネルギー１９の送達を制御することにより、発泡体調合物２８は、不均一な態様で加熱することができる。その結果、発泡体部品１２は多重の密度及び硬さを有する。以下で詳細に述べるように、所定の実施形態に対しては、発泡体部品１２の異なる部分が異なる温度で金型キャビティ１８から取り外されるようにするべく、不均一な厚さを有する永久的又は半永久的表面被覆（例えばフッ素化ポリマー層）が利用される。さらに、わかることだが、他の発泡体調合物とは異なり、所定の実施形態では、発泡体製造プロセスを大きく制御する場合、発泡体調合物２８は一般に、活性化エネルギー１９が適用されるまで不活性のままである（すなわち実質的に反応を開始しない）。
【００２４】
金型１４の中でポリオール調合物３２と反応するイソシアネート混合物３４は、一以上の異なるポリイソシアネート化合物を含む。かかる化合物の例は、２以上のイソシアネート基を有するメチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）又は他のかかる化合物を含む。ポリイソシアネート化合物はまた、一分子当たり平均２以上のイソシアネート基を有するプレポリマー又はポリマーを含む。使用される特定のポリイソシアネート化合物は、発泡体部品１２の所望の最終用途（すなわち所望の物理的特性）に依存する。留意すべきことだが、イソシアネート種の濃度は一般に、表１に挙げられたポリオール及び水の濃度に対応する必要がある。したがって、所定の実施形態では、イソシアネート種の濃度は、使用されるポリオール及び水の量に応じて１００部当たり２．４部から１００部の範囲にある。
【００２５】
上述のように、本実施形態は一般に、発泡体部品１２を金型キャビティ１８から取り外すための適切な潤滑性を与える一方で、相対的に化学的不活性の（例えば、局所的環境に存在する発泡体調合物２８又は他の化学物質と実質的に相互作用をしない）表面も与えるべく、一以上の永久的又は半永久的表面被覆を用いる。所定の実施形態では、金属金型及びポリマー金型の双方で良好に動作する必要がある伝統的な表面被覆も使用される。これは、例えば溶剤系ワックス（例えば水又はミネラルスピリット由来）、ＶＭ＆Ｐ（ｖａｒｎｉｓｈ  ｍａｋｅｒｓ  ａｎｄ  ｐｒｉｎｔｅｒｓ）ナフサ又は水及び有機溶剤の組み合わせを含む。
【００２６】
さらに、所定の実施形態では、表面被覆は一般に、伝統的かつ通常用いられるワックス系取り外し剤と比較して延長されたサイクル数を与えることができる。例えば、所定の実施形態では、単数の表面被覆が利用される。ただし、留意すべきことだが、任意の適切な数の被覆を用いることができる。所定の実施形態では、一以上の永久的又は半永久的表面被覆はフッ素化ポリマー層である。例えば、表面被覆は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）若しくは他のフッ素重合体又はニッケル−ＰＴＦＥのような複数材料の組み合わせ（例えば金属及びプラスチックの組み合わせ）を含む。他の実施形態では、一以上の永久的又は半永久的表面被覆は、二酸化ケイ素、二酸化チタン又は他の類似の酸化物系表面被覆を含む。一般に留意すべきことだが、金型１４の基材１６と同様、一以上の表面被覆も、金型キャビティ１８内の発泡体調合物２８に活性化エネルギー１９を供給する方法に対して実質的に透過性である。すなわち、一以上の表面被覆は、金型１４及び一以上の表面被覆を横切った後に中に包含された発泡体調合物２８に到達する活性化エネルギー１９との著しい相互作用（例えば、吸収、散乱さもなくば減少又は干渉）がない。
【００２７】
さらに、所定の実施形態では、一以上の表面被覆（例えばフッ素化ポリマー層）は一般に、不均一な厚さを有する。例えば、不均一フッ素化ポリマー層の厚さは、金型１４の特定部分における所望の取り外し温度に対応する。すなわち、所定の実施形態では厚いフッ素化ポリマー層が一般に低い温度での取り外しとなるが、厚いフッ素化ポリマー層は一般に、金型キャビティ１８からの多重密度発泡体部品１２の高い温度での取り外しとなる。したがって、かかる実施形態では、不均一フッ素化ポリマー層は、不均一な局所温度における多重密度発泡体部品１２の製造及び取り外しを容易にする。
【００２８】
所定の実施形態では、一以上の表面被覆は、化学蒸着（ＣＶＤ）を使用して金型キャビティ１８の内表面２６上に堆積される。さらに、一以上の表面被覆は、被覆の厚さが制御されるように適用される。例えば、フッ素化ポリマー（例えばＰＴＦＥ）が、ＣＶＤと、金型キャビティ１８の特定部分へのポリマー堆積量を制限する一以上のマスクとを使用して金型キャビティ１８の内表面２６上に堆積される。したがって、可変厚さ表面被覆（例えばフッ素重合体層）が、金型キャビティ１８の内表面２６上に、制御された態様で堆積される。一般に、現在のところ、一以上の被覆の任意の適切な厚さが考えられている。例えば、一つの実施形態では、一以上の表面被覆の厚さは、１から２０μｍの範囲にある。他の実施形態では、一以上の表面被覆の厚さは、所望の取り外し温度に応じて近似的に１から１００μｍ、例えば近似的に１から９０μｍ、１から７５μｍ、５から３０μｍ、又は７から１５μｍの範囲にある。他の実施形態におけるさらなる例によれば、一以上の表面被覆は、金型キャビティ１８全体にわたって均一厚さ（例えば２５μｍ）を有する。さらに留意すべきことだが、表面被覆は、所定の望ましい特性及び他の配慮に基づいて選択される。それらは、金属活性化剤選択、発泡体製造プロセスの温度、発泡体調合物２８の中の他の材料、製造されるポリウレタン発泡体のタイプ、及び発泡体物体１２を金型１４から取り外すための所望の表面プロセスを含むがこれらに限られない。
【００２９】
図２は、本方法の複数の側面に係る発泡体部品１２を製造するプロセス４０の一実施形態を例示する。プロセス４０は、金型１４の閉止に先立って、開いた金型１４の中に基板を挿入することから開始する（ブロック４２）。図３を簡単に参照すると、開いた形態の金型１４の一例が例示される。詳しくは、図３は、以下に詳細に述べるように、開いた金型１４の中に挿入６２されるときの基板６０を例示する。例示のとおり、金型１４は、金型１４の２以上の構成品（例えば構成品２０又は２２）を一緒に結合する一以上のヒンジ部分６４を含む。その結果、金型１４をヒンジ部分６４まわりに開閉することができる。所定の実施形態では、金型１４のヒンジ部分６４は、金型１４の残りの部分と同じ基材１６又は異なる基材１６（例えば、異なるプラスチック、複合材料又は他の材料）から構築される。さらに、所定の実施形態では、金型１４はまた、一以上のシリンダー６６（例えば油圧流体又は気体圧縮シリンダー）も含む。これらは、金型１４の開閉を容易にする（例えば、ナイロンのような硬質かつ高耐久性の高分子材料から構築された）一以上のロッド６８を作動させるべく使用される。ヒンジ部分６４と同様に、これら一以上のシリンダー６６及びそれに対応するロッド６８もまた、金型１４の残りの部分と同じ基材１６又は異なる基材１６から構築される。所定の実施形態では、ヒンジ部分６４、一以上のシリンダー６６及び／又は一以上のロッド６８は、金型キャビティ１８内の発泡体調合物２８に到達するべく金型１４を横切る活性化エネルギー１９に対して実質的に透過性の基材１６から作られる。
【００３０】
一般に、基板６０は、所望の特性を発泡体部品１２に与えるべく発泡体部品１２に組み込まれる高分子又は複合基板である。基板６０は一般に、発泡体部品１２の製造に先立ち矢印６２として例示されるように、開いた金型１４の中に挿入されるポリマー基板（例えば、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン又はこれらの任意の適切な複合体）である。したがって、ひとたび発泡体部品１２の製造が完了すると、基板６０は、得られた発泡体部品１２の中に一以上の層を与える。当該層は、所定の物理的特性（例えば、密度、硬さ、可撓性、圧縮性又は類似の物理的特性）を与える。これらは、発泡体部品１２の結果的な物理的特性に影響を与える。加えて、所定の実施形態では、基板６０は、（例えば自動化されたプロセス制御システムを介して）開いた金型１４の中に自動的に挿入され、かつ、金型１４が、発泡体部品１２の製造に先立って自動的に閉じられる。留意すべきことだが、所定の実施形態では、基板６０は使用されない。かかる実施形態では、ブロック４２によって表されるステップがスキップされて、得られる発泡体部品１２は、ポリマー層を有することなく完全に発泡体から作られる。
【００３１】
図２に戻る。開いた金型１４への基板６０の挿入が完了して金型１４の閉止が完了すると、閉じられた金型１４に発泡体調合物２８が加えられる（ブロック４４）。一般に、発泡体調合物２８は、任意の適切な態様で金型１４に加えられる。所定の実施形態では、発泡体調合物２８は、閉止注入又は射出成形技術を使用して金型キャビティ１８の中に導入される。図４を参照すると、閉じられた金型１４の頂部の斜視図が例示される。図４に例示される金型１４について、金型１４の２つの構成品２０及び２２の互いの接触が完了する結果、金型１４の頂部には小さなギャップ８０のみが（例えば金型キャビティ１８の中への発泡体調合物２８の導入を目的として）存在する。さらに、所定の実施形態では、金型１４の一以上の構成品２０又は２２は、発泡体部品１２の製造に先立って金型キャビティ１８を密封するべく閉鎖可能な扉８２を含む。射出成形技術を利用する実施形態では、ギャップ８０に加え又はギャップ８０の代わりに、金型１４の様々な部分に一以上のポートが存在する。これらは、発泡体調合物２８を金型キャビティ１８の中に射出するべく使用される。追加的に、発泡体部品１２の流れ及び設計に基づいて、所定の実施形態では金型１４は、発泡体調合物２８が金型キャビティ１８に加えられるときに直立して（例えば床面に対して９０°又は垂直に）位置決めされる一方、他の実施形態では金型１４は、（床面に対して）近似的に５°から１７５°の間、又は近似的に７５°から１３５°の間の任意角度で位置決めされる。
【００３２】
図２に戻ると、発泡体調合物２８が金型キャビティ１８に加えられた後、発泡体調合物２８が加熱される（ブロック４６）。これにより、発泡体調合物２８内での発泡体形成反応が活性化される。さらに、発泡体調合物２８を加熱する方法（すなわち活性化エネルギー１９を与える方法）は、金型１４を実質的に加熱することがない。すなわち、金型キャビティ１８に適用される基材１６及び表面被覆は一般に、発泡体調合物２８に供給される活性化エネルギー１９に対して透過性である。わかることだが、金型１４は、活性化エネルギー１９が金型１４を横切るときに活性化エネルギー１９と実質的に相互作用をしないが、活性化エネルギー１９の少量は、気づかないうちに失われる。さらに、わかることだが、金型１４は、活性化エネルギー１９が発泡体調合物２８に到達するべく金型１４を横切るときに活性化エネルギー１９と直接的に相互作用をしないが、金型キャビティ１８は、発泡体調合物２８によって、当該調合物が活性化エネルギー１９によって直接的に加熱されるときに間接的に加熱される。換言すれば、金型１４が受ける任意の加熱は一般に、加熱された発泡体調合物２８から金型１４への熱伝達の結果といえる。わかることだが、他の発泡体成形技術とは対照的に、開示の実施形態は、発泡体調合物２８に熱を送達する外部源によって金型１４自体が直接的には加熱されない加熱方法を利用する。
【００３３】
金型キャビティ１８の内表面２６をさらに例示する図５は、金型１４の一実施形態の一部を例示する（図１の５−５線）断面図である。例示の断面において、表面被覆５２（例えばＰＴＦＥ）は金型キャビティ１８の基材１６上に堆積され、かつ、発泡体調合物２８は金型キャビティ１８内に配置される。留意すべきことだが、図５については、実証目的のため比率が強調されている。したがって、表面被覆５２及び基材１６は必ずしも同じ相対的縮尺で描かれているわけではない。現在のところ任意の適切な厚さが考えられているが、所定の実施形態では、金型１４の基材１６は、厚さ５４が近似的に２．５４センチメートル（１インチ）である。所定の実施形態では、厚さ５４は、２．５４ミリメートルから２０．３センチメートル（０．１０インチから８インチ）の範囲にある。さらに、例示の実施形態では、表面被覆５２の厚さ５６は近似的に２０μｍである。他の実施形態では、表面被覆５２の厚さ５６は、近似的に１μｍから近似的に４０μｍの範囲にある。さらに、上述のように、基材１６も表面被覆５２も、基材１６及び表面被覆５２を横切った後に、金型キャビティ１８内に配置された発泡体調合物１８に到達する活性化エネルギー１９との著しい相互作用がない。追加的に、表面被覆厚さ５６が図５に例示されているが、他の実施形態では、漸進的な遷移厚さ又は劇的な段を備える多重厚さ（例えば１５μｍ、２０μｍ及び２５μｍ）を有する表面被覆５２が利用できることにも留意すべきである。
【００３４】
発泡体形成反応を活性化する発泡体調合物２８の加熱がひとたび完了すると、発泡体部品１２は、金型キャビティ１８の中で形成を開始する。一般に、開示の実施形態の所定のものは、活性化エネルギー障壁を下げる一以上の活性化剤を有する発泡体調合物２８を用いる。すなわち、一以上の活性化剤を使用することにより、調合物２８は、発熱性の発泡体形成反応が当該反応をエネルギー的に自給自足とするまでの活性化エネルギー消費を低下させる。追加的に、この活性化エネルギー障壁を克服するべく活性化剤は、活性化エネルギー１９（例えば、ＩＲ光、マイクロ波放射、ＲＦ誘導等）を発泡体調合物２８内の熱に変換する。したがって、本発泡体製造プロセス４０は、適切な量の活性化エネルギー１９のみを消費して発熱性発泡体形成反応を開始する。この点、発泡体部品１２の製造中を通して金型１４及び発泡体調合物２８が（例えば７６．７℃（１７０°Ｆ）まで）加熱される伝統的な発泡体形成技術とは異なる。
【００３５】
例えば、一実施形態では、発泡体調合物２８を３７．８℃（１００°Ｆ）未満の温度（例えば室温よりもわずかに高い温度）まで加熱するべくマイクロ波活性化エネルギー１９が使用されて発泡体形成反応が活性化される。所定の実施形態では、発泡体調合物２８に供給される活性化エネルギー１９の量は、工場内の環境（例えば、温度、湿度、気圧等）、発泡体調合物２８、又は発泡体部品の所定の望ましい特性（例えば、硬さ、耐久性、密度等）に基づく。引き続いて、初期発泡体形成反応により発生した熱が、その後の発泡体形成反応を駆動するので、プロセスは、発泡体前駆体の消費が完了するまでエネルギー的に自給自足となる。わかることだが、初期活性化エネルギー１９を（例えばエネルギー源２１を介して）発泡体調合物に直接供給することにより、発泡体部品１２の製造中を通して金型１４全体及び発泡体調合物２８を加熱ことと比較して実質的なエネルギー節約が得られる。実際のところ、多くの伝統的な製造ラインが、金型が空の期間（例えば、製造を開始するべく金型を準備している期間及び／又は発泡体部品同士の間）を含む発泡体製造プロセス全体を通じて、金型（例えば金属金型）の温度を所望の反応温度（例えば７６．７℃（１７０°Ｆ））に維持する。これは、熱を工場環境内に放出することになる一方、エネルギーコストを押し上げる。さらに、わかることだが、活性化エネルギー１９が、金型キャビティ１８内に包含される発泡体調合物２８に直接的に与えられるので、高分子金型１４は実際のところ、発泡体形成中に活性化エネルギー１９が発生する熱及び発熱性プロセスから生じる熱が周囲の工場環境中に容易に逃げ出すことを防止する絶縁体として挙動する。したがって、本開示に係る活性化エネルギー１９に対する金型１４の透過性、発熱性発泡体形成プロセス、及び金型１４の熱絶縁特性は協働して、発泡体製造プロセス中を通じて著しいエネルギー節約を与えるべく作用する。
【００３６】
再び図２を参照すると、ひとたび発泡体部品１２が形成されると、これは、取り外しに先立って金型１４内で硬化される（ブロック４８）。すなわち、発泡体部品１２には、発泡体形成反応を完了して金型キャビティ１８の形状に一般的に固化するための十分な時間が許容される。本開示の実施形態は、上述した発泡体調合物２８、及び活性化エネルギー１９を供給する様々な方法を使用して、発泡体部品１２の硬化時間を、伝統的な発泡体製造プロセスよりも速くすることができる。例えば、伝統的な発泡体製造プロセスによれば、発泡体部品１２が、金型から取り外される前に硬化するのに近似的に４分が許容される。これとは対照的に、本開示のプロセス４０により製造された類似の発泡体部品１２は、３分以下で硬化する（例えば近似的に３０％速い）。一般に、開示の技術の迅速な硬化は、伝統的な表面に基づく（すなわち加熱された金型を使用して発泡体調合物を加熱する）加熱方法と比較される発泡体調合物への活性化エネルギーの送達に少なくとも部分的に起因する。すなわち、伝統的な表面に基づく加熱方法にとって、発泡体が金型キャビティの表面において形成を開始すると、当該発泡体の一般的な絶縁特性により、当該部品の発泡体コアを硬化するための発泡体調合物のコアへの追加的な熱伝達がある程度妨げられる。これとは対照的に、本開示の技術によれば、発泡体調合物２８（例えば発泡体調合物２８の厚さ全体）への直接的な活性化エネルギー１９の送達が可能となる。その結果、発泡体調合物２８は、発泡体部品１２の硬化中を通して均一に加熱される。しかしながら、所定の実施形態では、以下の述べる多重密度発泡体部品を製造するときに局所的に不均一な加熱をもたらすべく、活性化エネルギー１９（例えば活性化エネルギー１９の強度、周波数、大きさ）及び／又は発泡体調合物２８（例えば一以上の活性化剤の濃度）を意図的に変えることができる。
【００３７】
ひとたび発泡体部品１２が硬化すると、金型１４は開けられて（ブロック５０）、発泡体部品１２が金型キャビティ１８から取り外される。一般に、ひとたび発泡体部品１２が金型キャビティ１８から取り外されると、新たな基板が金型の中に挿入されて（ブロック４２）、プロセス４０が繰り返される。図６を参照すると、本方法の複数の側面に係る発泡体部品１２の一例が例示される。上述のように、発泡体部品１２は一般に、発泡体層９２が取り付けられた基板層９０を含む。例えば、基板層９０は、発泡体部品１２の製造に先立って金型１４内に挿入された（例えばブロック４２）ポリマー基板６０から形成されたポリマー（例えば、発泡ポリエチレン、発泡ポリスチレン又はこれらの任意の適切な複合体）である。例示の発泡体部品１２は、厚さ９３が近似的に１０ｍｍの基板層を含む。所定の実施形態では、基板６０は、基板層９０を形成するために発泡体部品１２の形成中における一以上化学的又は物理的変換（例えば、発泡体層９２との化学反応、一以上の化学反応による溶融、架橋又は硬化）を受ける。
【００３８】
追加的に、図６に例示の発泡体部品１２は、（例えば、金型キャビティ１８の形状に基づいて）いくつかの厚い発泡体部分９４及びいくつかの薄い発泡体部分９６を含む。例示の発泡体部品１２は、例えば、基板層９０及び発泡体層９２を含んで近似的に６０ｍｍの最大厚さ９８を有する。さらに、所定の実施形態では、発泡体部品１２は追加的に、多重密度かつ多重硬さの発泡体部品１２であり、所定部分（例えば部分９６）における発泡体部品１２の密度は、多重密度発泡体部品１２の他の部分（例えば部分９４）の密度とは実質的に異なる。追加的に、所定の実施形態では、発泡体部品１２は、発泡体部品１２の近似的に３５％から７５％がポリウレタン発泡体であり、残りの部分が基板層９０である。したがって、本開示の技術により、低い最小発泡体厚さが著しく大きくなる（例えば近似的に４０ｍｍ以上）他の製造方法と比較して、薄い発泡体部品１２（例えば、近似的に１０ｍｍ以下の低い最小発泡体厚さ及び／又は近似的に２０ｍｍ以下の全体的な部品厚さ）の製造が可能となる。さらに、所定の実施形態では、発泡体部品１２は、厚さが１０から２０ｍｍにあり、かつ、天然繊維構造が折り合わされた５％から９５％のポリウレタンを含む。輸送関連産業にとって、薄くかつ軽量な発泡体部品１２は一般に、すべての車両内コンポーネントが車両重量に寄与するので、燃料効率の点で利点を与える。実際のところ、車両が石油系動力から離れるようになっても、薄い断面の軽量発泡体部品は、魅力を獲得し続けている。
【００３９】
本発明の所定の特徴及び実施形態のみが例示かつ説明されたが、当業者は、特許請求の範囲に記載された主題の新規な教示及び利点から実質的に逸脱することなく、多くの修正例及び変更例（例えば、様々な要素のサイズ、寸法、構造、形状及び比率、パラメータ（例えば、温度、圧力等）の値、取り付け配置、材料、色、配向等）を想起することができる。任意のプロセス又は方法ステップの順序又は配列は、代替の複数の実施形態に応じて変更又は再配列することができる。したがって、添付の特許請求の範囲が、本発明の真の要旨に該当するかかる修正例及び変更例をもすべてカバーすることを意図していることを理解されたい。さらに、例示的な実施形態を簡潔に説明するべく、実際の実装の特徴すべて（すなわち、本発明を実施する上で現在考えられる最良の形態に関連しないもの、又は特許請求の範囲に係る発明の実施に関連しないもの）は記載されていない。わかることだが、任意の工学又は設計のプロジェクトにおいてのように、任意のかかる実際の実装の開発においては、実装ごとに異なり得るシステム関連及びビジネス関連の制約の遵守のような開発者の特定の目標を達成するべく、多数の実装固有の決定をなす必要がある。かかる開発努力は複雑であって時間がかかるかもしれないが、それでも、本開示の利益を得る当業者にとって、過度の実験をすることなく設計、製作及び製造のルーチンワークとなることも理解すべきである。
【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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【国際調査報告】
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