(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビーズで構成される、他の自動車構成部品との摩擦によって騒音を発生する自動車用のプラスティックフォーム製品であって、該製品の表面が、摩擦による騒音を低減するように形成された柔軟性突起（１０、１１、１２、１３）を有することを特徴とするプラスティックフォーム製品。
【請求項２】
前記突起が、前記摩擦に際して寸法的に変化すると共に互いの空間的配置が変化することを特徴とする、請求項１に記載されたプラスティックフォーム製品。
【請求項３】
前記突起が、以下の寸法を有することを特徴とする請求項１または２に記載されたプラスティックフォーム製品。
ａ）  ０．００１から１ミリメータの高さ、
ｂ）  ０．００３から３ミリメータの間隔、
ｃ）  ０．００１から５ミリメータの基部の直径。
【請求項４】
前記突起が、以下の寸法を有することを特徴とする請求項３に記載されたプラスティックフォーム製品。
ａ）  ０．０１から０．１ミリメータの高さ、
ｂ）  ０．０３から０．３ミリメータの間隔、
ｃ）  ０．０１から０．５ミリメータの基部の直径。
【請求項５】
前記突起（１０、１１、１２、１３）が球形及び／または角部を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載されたプラスティックフォーム製品。
【請求項６】
前記突起の形状が、円錐形状、ピラミッド形状または先端が切られた円錐形状であることを特徴とする請求項５に記載されたプラスティックフォーム製品。
【請求項７】
表面が溶融して形成されたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載されたプラスティックフォーム製品。
【請求項８】
ビーズを導入し、前記ビーズを気体状加熱担体と接触させる成形キャビティを有する自動成形機を使用する方法であって、前記気体状加熱担体が自動成形機の表面を通して成形キャビティに進入し、自動成形機の他の表面を通して成形キャビティから送出されると共に、前記成形キャビティが対応する形態に対して突起の形状となるように構成される窪み部を有することを特徴とする、請求項１〜７の何れかに記載された製品を製造する方法。
【請求項９】
成形キャビティの内表面に配置された織られた材料及び／または孔空き金属板を、織られた材料のメッシュ及び／または開口部に対応して突起が形成されるように使用されることを特徴とする、請求項８に記載された方法。
【請求項１０】
繊維または、金属及び／またはワイヤ（１１、１２）からなる織られた材料（５）を使用し、及び／または複数の層からなる織られた材料を使用し、及び／または使用時には完全に、または部分的に自己支持し、及び／または完全にまたは部分的に成形キャビティ壁で支持され、及び／または前記網目材料の厚さは１５ミリメータまでであって、メッシュ幅は広くともビーズ径の半分であり、及び／または成形キャビティの形状に対応できるようにすることを特徴とする請求項９に記載された方法。
【請求項１１】
前記編目材料の厚さが３〜５ミリメータであることを特徴とする請求項１０に記載された方法。
【請求項１２】
前記気体状加熱担体が加熱水蒸気である、請求項８〜１１の何れかに記載された方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビーズからなるプラスティックフォーム製品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ビーズは微小な気泡粒子である。本文で説明する種々のプラスティックとは、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）等である。ビーズは球形、またはその他の形状をしている。ビーズの形状は、ビーズの製造方法によって決まる場合もある。形状に関係なく、通常、ビーズの直径によりビーズのサイズが定義される。通常、直径は０．５から６ミリメータになっている。これは、さらに微小或いは大きいビーズが含まれないという意味ではない。基本的な違いは、ビーズの製造時における、圧力釜での製造と押出しによる製造との違いによるものである。
【０００３】
製造後には、ビーズは使用前にサイロまたは他の適切な方法で保管される。ビーズは自動成形機などにより、成形中に互いに結合される。この場合、軟化の程度が多少なりとも変化するまでビーズの表面が加熱され、また加圧される。表面が充分に溶解し、十分に加圧されると、ビーズは互いに溶着される。溶解の程度が低くても、または低い圧力でも、適度に接着／焼結する場合もある。
【０００４】
加熱すると、表面が溶解するだけでなく、膨張も発生する。ビーズに取込まれるガスの種類と量によって、膨張の度合いは変わってくる。この膨張によって圧力が増加する。膨張しなければ、通常は、圧力下で自動成形機の成形キャビティへビーズが送り込まれ、キャビティが完全に充填されると、圧力は増加する。
【０００５】
気体状の媒体、特に搬送エアーはビーズを供給するために適している。搬送エアーは大量供給に適している。搬送エアーを発生させるには、一台の送風機で充分である。送風機は周囲の空気を吸い込み、この空気を、配管を通して強制的に自動成形機の成形キャビティへ送風する。成形キャビティへの途中で、搬送エアーはサイロの底部から所定量のビーズを吸い込む。
【０００６】
成形キャビティ内で、ビーズは搬送エアーから分離される。搬送エアーは自動成形機の壁の通路から排気されるが、ビーズは壁によって保持される。
充分に充填されると、型の供給開口部が閉じられる。過熱水蒸気が各々のノズルから成形キャビティへ吹き込まれる。過熱水蒸気は、ビーズ間を反対側の成形キャビティへと流れ、その部分から外部へと流れ出す。
【０００７】
プラスティック製品の目的は、むしろ滑らかな表面を得ることである。一般的に、これは美観上の理由によるだけでなく、その他の理由、例えば衛生上の理由にもよるものである。表面が滑らかであると、表面が粗いものより洗浄しやすく使用者は使いやすくなる。特に、健康管理条件下で使用し、食品を扱う環境においては、これは重要である。
【０００８】
主に、プラスティックフォーム製品は自動車に適用されている。自動車室内においては、ドアの部分、ダッシュボードでのインストルメントパネル、ダッシュボードの上部或いは棚板の部分、後部座席の後の水平な物置パネル部分などの、自動車室内に多く使用されている。またプラスティックフォーム製品はトランクにも使用されている。また、同様にバンパー部分にも使用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
自動車に関しては、騒音を低減することが長年の問題となっている。特に、軋み音の低減が問題である。本願発明者は、プラスティックフォーム製品に起因する騒音に注目した。軋み音は、プラスティックフォーム製品と他の自動車構成部品との間の摩擦により発生している。摩擦の発生原因は、自動車の周期的な動揺、振動、くねりまたは捩れである。
本発明の目的は、プラスティックフォーム製品による騒音を低減し、また実質的にこのような騒音を除去することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記の目的は、ビーズで構成される、特に自動車用のプラスティックフォーム製品であって、表面が摩擦による騒音を最小化するように形成された突起（１０、１１、１２、１３）で構成されることを特徴とするプラスティックフォーム製品によって達成された。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、製品表面での柔軟性突起によって、上記騒音が低減される。これは、プラスティックフォームでは、他の部品と接触する部分での動きが、異なった動き方をすることに基づいている。例えば、プラスティックフォーム本体の均一な主要運動中に、摩擦表面におけるビーズは短くピクピクと動く。これは、プラスティックフォームの静摩擦力と弾力性の相互作用によるものである。同時に、プラスティックフォームは顕著な摩擦係数を有している。
【００１２】
他の材料と比較すると、プラスティックフォームは高い弾性をもっている。摩擦係数が高く、また弾性が高いので、摩擦力に打ち勝つ充分な力がビーズに発生するまで、個々のビーズは抑えられる。このことから、ビーズが摩擦表面で再度停止するまで、通常の動き方向の前進方向に加速され、続いて、各々の表面部分においてビーズの変形が繰り返される。
【００１３】
プラステッィクの軋み音を発生させる性質は、本発明によれば、すべり力の大きさとして測定される。すべり力の大きさは、プラスティックフォーム製品と第２の物体との間の一定相対速度の摺動運動を維持するために必要な最小力と最大力の差によって定義される。すべり力の大きさのピーク値は、動的摩擦運動中の粘着摩擦と滑り摩擦との差によって決まる。すべり力の大きさのピーク値が下がると、摩擦摺動中の軋み音或いは他の騒音を発生させる材料の性質は低下する。振動の周波数、つまり粘着とすべり摩擦の周期的な変化も騒音の挙動に影響する。低周波数は感知され難く、または全く感知されないのに対し、周波数が高くなると、うるさく感じられる。
【００１４】
本発明によれば、プラスティックフォーム製品の弾性は表面で増加する。これは、突起を設けることにより達成される。本発明においては、特に、この突起は摩擦を受けるフォーム製品の表面で弾性を発生させる部分である。この突起は、他の滑らかなビーズよりも表面において明瞭な、即ち長い変形経路を有する。特別な状況によっては、騒音を発生する動きは完全に防止される。または、極めて長い運動が発生し、その結果、空気振動の周波数が下がり、今までより深い異なった周波数になる。人間の耳にはこれらの振動はうるさく感じられない。
【００１５】
プラスティックフォーム製品表面の突起は、もっと長い摩擦歪にわたる軋み音を発生させる傾向を低下させ、またこれを防止し、また軋み音を発生させる傾向を最小限にする場合にも有効である。これとは逆に、もっと長い摩擦歪がある場合に、この突起がないと、プラスティックフォーム製品での軋み音を発生させる傾向が高くなる。その理由は、突起がない表面では、軟化、変形または磨耗により、すべり力の大きさが増加するからである。
【００１６】
自動車の摩擦部分と同様の部分に突起を採用すると有効である。
突起は、球形、先端が尖った円錐及び／または先端を切った円錐とすることができる。突起は、半球形またはボールタイプの帽子状の形状とすることもできる。突起の基部は丸く、及び／または角張った形状とすることができる。他の形状として、三角形または四角形の基部とすることも可能であり、また円形または楕円形の基部とすることも可能である。
【００１７】
突起の寸法は重要である。突起間の距離は０．００３から３ミリメータとすることが好ましく、さらに好ましくは、０．０３から０．３ミリメータである。また、突起の高さは０．００１から１ミリメータであり、さらに好ましくは、０．０１から０．１ミリメータである。更に、基部の直径は０．００１から５ミリメータであり、好ましくは、０．０１から０．５ミリメータである。ここで使用する直径の用語は、突起の基部で測定される各々の大きい方の直径を示している。
【００１８】
突起がより糸のような形状に近づくように、円錐突起についての円錐のマントル表面での、垂直からの傾斜を小さく、またはゼロに近づけることができる。しかし、傾斜角度を、例えば、４５度以上に大きくすることもできる。
従って、本発明に係る突起は、自動成形機のキャビティが対応するように、つまりビーズが押し込まれる窪み部を有する内側表面に形成され、これに対応するように形成される。
【００１９】
これに代わるものとして本発明では、突起の所定形状を考慮して、メッシュ開口部、全厚さ、又は各々の捩れ厚さを有する織られた材料を成形キャビティに設けることを提案している。ビーズは織られた材料のメッシュに押し込まれる。この場合に、メッシュ幅により突起の基部が決まり、織られた材料の全体厚さによって、突起の高さが決まり、糸の太さによって互いの突起間の距離が決まる。方法の観点からみると、繊維には以下でさらに説明するような利点がある。繊維に代えて、同様な開口部、距離や厚さを有する鋼板を使用することができる。
【００２０】
支持材料として、織られた材料または孔空き鋼板の下にさらに織られた材料を設けると効果がある。この織られた材料層により、空気と過熱蒸気出口用、また過熱蒸気入口用各々の複数のチャンネルまたは開口部が得られる。織られた材料により過熱蒸気を細かく分割することが好ましい。これにより、成形キャビティを通過する過熱蒸気は極めて良好に流れる。
【００２１】
織られた材料を本発明のように使用すると、出口側での過熱蒸気による凝縮水量は、従来の自動成形機における凝縮水量よりも驚くほど遥かに少なくなる。凝縮水量によっては製品の品質が損なわれる。過熱蒸気を有利に誘導することによってもサイクル時間を改善できる。サイクル時間は短縮可能である。
【００２２】
織られた材料のメッシュサイズまたは幅は、少なくとも５０％、好ましくは７５％以上、さらにそれ以上小さいと、必ず対応するビーズ径より大幅に小さくする。織られた材料は、繊維または金属網目材料であってもよい。鋼のワイヤー網目材料、特には、多層ワイヤー網目材料であって、クロム、ニッケルやモリブデンなどの、高級鋼を形成する合金構成部品からなることが好ましい。
【００２３】
使用する織られた材料層の全体厚さは、必要な空気／蒸気の流量及び／又は安定性の影響を受けることもある。糸／ワイヤが厚くなり、メッシュ幅が広くなると、過熱流れは一層容易に通過できるようになる。厚さは１５ミリメータまで可能であり、特に３から５ミリメータであることが好ましい。
【００２４】
使用する織られた材料は、連続壁または貫通開口部を設けた壁の上に配置する、及び／または使用する織られた材料は、完全にまたは部分的に自己支持タイプとしても、及び／または自動成形機の支持表面に部分的に配置しても良い。織られた繊維は板状であったり、または平面に形成されても良い。形成された形態は、少なくとも織られた材料セグメントにより構成される。
【００２５】
金属で織られた材料は、適切なプレスを使用して変形させることができる。この金属で織られた網目材料を加熱すると、大幅且つ容易に変形できる。上記網目材料層は個別に、または全体を併せて変形することも可能である。順番に変形された網目材料は互いにつなぐことが好ましい。金属で織られた網目材料を焼結すると効果がある。場合によっては溶着または耐熱性にかわによる接続も選択可能である。
【００２６】
形成された突起は、自動成形機内の１つの工程ステップにおいて、順次、選択的に過熱蒸気と接触し、突起の表面は僅かに溶解し、摩擦係数は低くなる。
【００２７】
【実施例】
図面は、本発明の一実施形態を示す。
図１は、底部１と、角部において中間部にシール１０が設けられている上部７とで構成される自動成形機の形状を示す。底部１には、ワイヤで織られた材料層５が設けられている。
【００２８】
型が閉じられた後、キャビティは、バルブ３を開くことにより配管２を通して排気される。空気を吸出すことによって、真空になる。バルブ９を開くと、配管８を通して圧縮空気が流れ込み、真空部分が圧縮空気に置き換わる。ビーズが空気とともに供給される。ビーズの直径は３ミリメータであり、ポリプロピレン（ＰＰ）で構成されている。気圧は６バールである。
【００２９】
圧縮空気は織られた材料層５を通して流れる。織られた材料層５は最適状態で圧縮空気を取込み、それを底部１の開口部４へ誘導する。織られた材料層５は二層構造となっていて、編込ワイヤ材料で構成されている。各層のメッシュ幅は各々異なっている。ビーズ側の織られた材料層のメッシュ幅は、底部での同じ側の織られた材料層よりもかなり小さくなっている。例示している実施形態においては、これは０．２ｍｍである。
【００３０】
図２は、ビーズ側での拡大された層の重なりを示す平面図である。互いに重なり合った位置にスチールワイヤが配置されている。図３は、ビーズ側の、ワイヤで織られた材料を通る断面を示す。ワイヤ１１と１２の下部の層は曲線または弓形１３を形成し、ビーズ側では（図１に示す織られた材料の輪郭とは別にして、また該材料のメッシュとは関係なく）平面が形成されるようになる。
【００３１】
図１に示す輪郭は、適切なプレスによる変形から生じている。
成形キャビティに完全に充填した後で、空気の代わりに過熱蒸気が配管８を通って成形キャビティへ送られる。過熱蒸気はビーズを通過して流れなければならない。この工程でビーズ間の空気が置換され、蒸気による加熱によってビーズ表面が軟化する。
【００３２】
温度が上昇すると、ビーズは膨張する。ビーズの外表面は軟化し、また圧力があるので、ビーズ間の接点全てにおいて溶着が起こる。同時に、ビーズ間の隙間は閉じる。
型を開き、充分に冷却した後で、最終製品６が成形キャビティから取り外される。
【００３３】
製品６の表面には、網目材料のメッシュに部分的に押し込まれるように突起が形成される。
図２は突起の平面図であり、ワイヤメッシュに対して左右が逆になっている。突起の直径は０．２ミリメータ、距離は０．３ミリメータ、高さは０．５ミリメータである。
図３は、三角形状の基部を有する突起１１を示す。図４と５は球形の突起１２、図６と７は、楕円形の突起を示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を実施する為の自動成形機の例を示す断面図である
【図２】  ビーズ側での拡大された層の重なりを示す平面図である
【図３】  三角形状の基部を有する突起
【図４】  円い突起１２を示す
【図５】  円い突起１２を示す
【図６】  楕円形突起を示す
【図７】  楕円形突起を示す
【符号の説明】
１．底部
２．配管
３．バルブ
４．開口部
５．織られた材料層
６．製品
７．自動成形機の上部
８．配管
９．バルブ
１０．突起
１１．突起
１２．突起
１３．突起
【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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