JP2016521215A - テクスチャ付き表面を有する粒子フォーム部品 - Google Patents

テクスチャ付き表面を有する粒子フォーム部品 Download PDF

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Abstract

例えば発泡ポリプロピレンフォームを含む粒子フォームから成形される要素は、粒子フォームによって定められる少なくとも１つの可視外面を含む。可視外面は、１．０ｍｍ以下の粗さ深さと、各々が０．４ｍｍ以下の最大幅を有する複数の通気境界面とを有するようにテクスチャ付けされる。この要素を成形する方法、並びに金型及び金型の作製方法もまた提供される。【選択図】図１

Description

本出願は、開示内容全体が参照により本明細書に組み入れられる、２０１３年３月１５日出願の米国仮特許出願第６１／７９１，７８１号の利益を主張するものである。
本発明は、一般に、視覚的に感じの良いテクスチャ付きクラスＡ表面を有する、例えば発泡ポリプロピレン（ＥＰＰ）フォーム部品を含む粒子フォーム部品、例えば間仕切り、並びにその製造のための種々の方法及び金型に関する。
種々の再構成可能な間仕切り及び作業空間システムが良く知られている。典型的には、このようなシステムは、所定の固定された作業空間占有面積を定め、これは可変ではなく、システム内に組み入れられた個別の壁ユニットの長さによって定められる。そのため、これらのタイプのシステムは、ユーザの種々異なる個別の空間的及び機能的要求に対応して簡単に再構成することはできない。さらに、このようなシステムは、閉ざされているか又は比較的高い障壁を備える場合が多く、隣り合う共同作業者間の協力及び意思伝達を妨げることがある。
さらに、従来のシステムでは、典型的には、収納、作業面及び／又は他の付属品が壁ユニットの片側に取り付けられた及び／又は片側からのみアクセス可能な、片側方式である。それゆえ、システムは、間仕切り越しにチームの構築及び協力を促進する能力を欠いたものとなる。さらに、このようなシステムは、典型的には組立及び分解に多大な時間を要し、比較的重いので、システムの可搬性及び再構成能力が制限される。そのうえ、このようなシステムは、多様な個別のパーツ及びコネクタを必要とする場合があり、それらを置き間違える可能性が高い。
公知の間仕切りシステムの他に、ＥＰＰ製の成形部品が知られている。典型的には、このような部品は、オフィス、家庭又は自動車などの環境において消費者に適した表面仕上げを有していない場合があり、そのため、このような表面の付加的な処理又は被覆を必要とする。さらに、種々の工具的制約に起因して、部品の２面以上において又は比較的大きい部品において、適切な外観を得ることが困難な場合がある。
簡単に述べると、１つの態様において、成形部品の１つの実施形態は、例えば限定されるものではないが発泡ポリプロピレンフォームを含む、粒子フォーム（粒子発泡体）から成形された要素を含む。この要素は、粒子フォームによって定められた少なくとも１つの可視の外面を含む。可視外面は、１．０ｍｍ以下、１つの実施形態では０．５ｍｍ以下の粗さ深さと、各々が０．４ｍｍ以下の最大幅を有する複数の通気境界面（ｖｅｎｔ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）とを有するようにテクスチャ付けされる。１つの実施形態において、複数の通気境界面は、１００ｍｍ2以下の表面積当たり１個の通気境界面の密度で分布する。
別の態様において、部品を成形する方法は、例えば限定されるものではないが発泡ポリプロピレンフォームを含む粒子フォームのビーズを金型内部へ導入することを含み、金型は、金型内部を少なくとも一部定める少なくとも１つのテクスチャ付き成形面を含む。成形面は、０．５ｍｍ以下の粗さ深さと、各々が０．４ｍｍ以下の最大幅を有する複数の通気口とを含む。この方法は、複数の通気口を通して所定時間にわたって金型内部に蒸気を導入し、粒子フォームのビーズを蒸気により融合することにより成形要素を形成し、金型から成形要素を取り出すことをさらに含む。
さらに別の態様において、例えば限定されるものではないが発泡ポリプロピレンフォームを含む粒子フォームを成形するための金型は、金型内部を少なくとも一部定める少なくとも１つの金型部品を含む。金型部品は、金型内部を少なくとも一部定める少なくとも１つのテクスチャ付き成形面を含み、テクスチャ付き成形面は、０．５ｍｍ以下の粗さ深さと、各々が０．４ｍｍ以下の最大幅を有する複数の通気口とを含む。
さらに別の態様において、例えば限定されるものではないが発泡ポリプロピレンフォームを含む粒子フォームを成形するための金型を製造する方法は、少なくとも１つの成形面を定める金型部品を準備し、この成形面を、成形面が０．５ｍｍ以下の粗さ深さを含むように処理することを含む。１つの実施形態において、成形面の処理は、成形面をエッチングすることを含む。１つの実施形態において、この方法は、金型部品を貫通して通気口を穿孔することをさらに含む。通気口は、成形面と連通する。通気口は、０．４ｍｍ以下の最大幅を有する。
種々の態様及び実施形態は、他の間仕切り及び作業空間システムに勝る著しい利点を提供する。例えば、限定されるものではないが、成形部品は、エンドユーザの目に直接触れるのに適した高級なクラスＡ仕上げを有する。さらに、部品は、比較的大きく作ることができ、１つよりも多くの側面に高級仕上げを施すことができる。
本発明の本実施形態、並びに更なる目的及び利点は、添付の図面と併せて解釈される以下の詳細な説明を参照することで最も良く理解されるであろう。
間仕切りシステムの分解斜視図である。 間仕切りシステムの斜視図である。 金型の断面図である。 金型要素の斜視図である。 ２つの膜エッチングフィニッシュの図である。 通気穴配置を示す。 通気穴配置を示す。 通気穴配置を示す。 通気穴配置を示す。 金型部品を作製するプロセスを概略的に示す。 金型からの金型部品の排出の一段階を示す。 金型からの金型部品の排出の一段階を示す。 金型からの金型部品の排出の一段階を示す。 金型からの金型部品の排出の一段階を示す。 金型からの金型部品の排出の一段階を示す。 金型からの金型部品の排出の一段階を示す。 金型の１つの実施形態の略側面図である。 図９に示す金型を用いた成形プロセスの一段階を示す。 図９に示す金型を用いた成形プロセスの一段階を示す。 図９に示す金型を用いた成形プロセスの一段階を示す。 成形プロセスの流れ図である。 図１１の成形ステップに対応する金型組立体の略図である。 図１１の成形ステップに対応する金型組立体の略図である。 図１１の成形ステップに対応する金型組立体の略図である。 図１１の成形ステップに対応する金型組立体の略図である。 図１１の成形ステップに対応する金型組立体の略図である。 図１１の成形ステップに対応する金型組立体の略図である。 図１１の成形ステップに対応する金型組立体の略図である。 図１１の成形ステップに対応する金型組立体の略図である。 図１１の成形ステップに対応する金型組立体の略図である。 図１１の成形ステップに対応する金型組立体の略図である。 図１１の成形ステップに対応する金型組立体の略図である。 図１１の成形ステップに対応する金型組立体の略図である。
本明細書で用いられる「長手方向」及び「軸方向」という用語は、例えば間仕切り又は金型部品の縦方向を含む、長さ又は縦方向に関するものであり、実質的にそれぞれ垂直である水平方向及び鉛直方向の両方を含むことができる。「横方向」という用語及びそのバリエーションは、横向き方向を指す。「上」、「上側」、「底」、及び「下側」という用語は、使用位置に配置された間仕切りを見たときの方向を示すことを意図する。本明細書において用いられる「複数」という用語は、２つ又はそれ以上を意味すると理解されたい。「結合される」という用語は、直接的に又は例えば介在する部材を用いて間接的に接続される又は係合されることを意味し、係合は、固定的又は恒久的である必要はないが、固定的又は恒久的であってもよい。「横断する」という用語は、軸線を横切って延びることを意味し、限定されるものではないが、軸線に対して実質的に垂直であることを含む。本明細書で用いられる「第１の」、「第２の」、「第３の」等の数値的用語の使用は、構成要素のいずれかの特定の配列又は順序を指すものではなく、例えば、「第１の」及び「第２の」部分は、そのような部分の任意の配列を指すものとすることができ、特段の断りのない限り、特定の構成の第１の部分及び第２の部分に限定されないことを理解されたい。「複数」という用語は、２又はそれより多いこと、又は１より多いこと、を意味する。
成形部品
図１及び図２を参照すると、間仕切りシステム２は、種々の構成で端と端を接して配置することができる複数の壁要素４、６、８、１０、１２で構成される。壁要素は、湾曲した又は直線状の要素４、６又はそれらの組合せとすることができ、種々の移行及びコーナー要素６、８、１０、１２を含むことができる。１つの実施形態において、壁要素４、６、８、１０、１２は、階段状要素として構成することができ、これは、異なる高さに配置された複数の壁１４、１６、１８、２０と、異なる高さに配置された複数のチャネル２２、２４、２６とを定める。各々の壁１４、１６、１８、２０は、幅（ＷＷ）を有する対向する側壁と、上側支持面とを有する。同様に、各々のチャネル２２、２４、２６は、底面と、チャネルの幅（ＣＷ）を定める対向する側壁とを有する。壁１４、１６、１８、２０の対は、それらの間にチャネル２２、２４、２６を定め、離間した壁の側壁は、それらの間に形成されたチャネルの側壁に対応する。１つの実施形態において、壁要素は、４つの壁及び３つのチャネルによって構成されるが、それより多い又は少ない壁及びチャネルを用いることができることを理解されたい。種々の実施形態において、壁２０、１８、１６、１４の高さＨＷ１、ＨＷ２、ＨＷ３及びＨＷ４は、１つの実施形態ではそれぞれ４２インチ、３５．５インチ、２９．００インチ及び２２．５インチであり、別の実施形態ではそれぞれ４１．６２５インチ、３５．３１２インチ、２９．００インチ及び２２．６９インチであり、一方、チャネルの底の高さＨＣ１、ＨＣ２及びＨＣ３は、それぞれ３１．１６インチ、２４．８５インチ及び１８．５４インチであるが、他の高さも適切であり得る。壁は、それに固定された作業面部品５０と共に構成されたとき、それぞれ、カウンタの高さ、キッチンカウンタの高さ、作業テーブルの高さ及び大陸式テーブル（ｃｏｎｔｉｎｅｎｔａｌ ｔａｂｌｅ）の高さの作業面を提供する。チャネルの深さ（前壁からチャネルの底までの高さ）を算出することができ、１つの実施形態では約４．５インチである。さらに、壁は、図示したように直線状の側面を有することもでき、又はテーパを付けることもできる。チャネル２２、２４、２６の幅（ＣＷ）は、２．００インチであり、１インチと１０インチとの間であることが好ましく、一方、壁１４、１６、１８、２０の幅（ＷＷ）もまた２．００インチであり、１インチと１０インチとの間であることが好ましい。他の高さ及び幅も適切であり得ることを理解されたい。壁の幅は、類似の部品を支持するのに適するように同じであることが好ましいが、様々に異なる幅を使用することもできる。同様に、チャネルの幅も、類似して形づくられた類似寸法の部品を支持するように同じにされるが、適切であると思われるように幅を変更することができる。
壁要素４、６、８、１０は、それぞれの壁要素の長さを定める対向する端面２８、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２を有し、これらを組立て中に当接させる。各々の壁要素は、その他の場合には家具の「基部」と呼ばれ、粒子フォームで作製することができ、この粒子フォームは例えば限定されるものではないがＥＰＰフォームを含む。その他の粒子フォームは、例えば種々のコーンスターチを含むその他の材料から作製することができる。壁要素は、図３に示すように、例えば壁要素の底面に沿って、その中に形成された内部空間４４を伴って構成することができる。図１を参照すると、隣接する壁要素は、１つ又はそれ以上のコネクタ要素４６、４８によって接合することができる。コネクタ要素は、１つの実施形態において成形されたプラスチックであり、下方に延びた一対の突出部５２を含み、これが隣接する壁要素内に形成された開口部５６内に受け入れられる。コネクタは、上方に延びる把持部分５８又はハンドルをさらに含み、ユーザはこれを掴んで、コネクタの据付け及び引抜きを容易にすることができる。コネクタは、突出部の間に下方に延びる隔壁５４をさらに含む。隔壁は、コネクタを壁要素に対して位置決めすることを補助する。隔壁は、コネクタを、壁要素に対してねじれないように保持する。隔壁は、種々の実施形態において省くことができる。１つの実施形態において、一対のコネクタ４８が、隣接する壁要素を一番上及び一番下のチャネルにおいて接合するが、コネクタを中間部の又は中央のチャネル内に設置することもできることを理解されたい。底面コネクタ４６は、隣接する壁要素内の開口部に係合する、上方に延びた一対のポストを含むことができる。
１つの実施形態において、各壁要素４、６、８、１０、１２の幾何学的形状は、図３に示すような固体材料で構成されるコア６８によって定められる。１つの実施形態において、コア材料は均質であり、それは、コアが、要素の一方の側から他方の側まで同じ材料で作られており、例えば側壁１４、１６、１８、２０及びチャネルの外側の可視表面並びに壁要素の端面２８、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２を、さらなる被覆又は材料層なしで定めることを意味する。１つの実施形態において、上側外面、例えば全ての壁要素の上部及びチャネルの底、並びに下側外面７０、すなわち壁要素の底面は、同じコア材料によって同様に定められる。幾つかの実施形態において、コア６８の厚さ、幅及び／又は高さ全体を固体材料で構成することができる。他の実施形態において、例えば種々の付属部品の取付け部を提供するために、又は要素の全体としての重量を削減するために、種々の空隙４４を内部に形成することができる。このように個別の壁要素を一体型となるように１つの均質な材料で形成することにより、壁要素を個々の部品から面倒で時間のかかる方式で組み立てる必要がなくなる。
他の実施形態において、コア６８の外面は、例えば被覆を施すことで覆うことができることを理解されたい。このタイプの仕上げ壁要素は、幾何学的形状を定めるコアと、シェルとから成り、このシェルにより、壁要素をその表面組成及び／又はその外観において個別要件に適合させることができる。
１つの実施形態において、コア６８は、剛性のフォーム材料で作られる。例えば、１つの実施形態において、コアは、特におよそ２０ｋｇ／ｍ3から７０ｋｇ／ｍ3まで、特におよそ４０ｋｇ／ｍ3の容積重量（ｖｏｌｕｍｅ ｗｅｉｇｈｔ）を有する、発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）で作られる。他の実施形態において、固体コア６８材料は、粒子フォーム、特におよそ２０ｋｇ／ｍ3から７０ｋｇ／ｍ3まで、特におよそ４０ｋｇ／ｍ3の容積重量を有する発泡ポリプロピレン（ＥＰＰ）フォームで形成される。例えば木製パネルから製造された壁要素と比較すると、個々の壁要素は、軽量であり、そのことが特に、ローカルには現場での輸送又はグローバルには製造設備からの輸送を簡単にする。そのうえ、このタイプの材料を使用することにより、壁要素は、断熱及び吸音特性を有することになり、従って、区切られた作業場所を気流及び音から有効に保護することが可能になる。発泡材料の場合、壁要素は、容積重量を変えることにより、例えば安定性及び耐荷力といった様々な要件に簡単に適合させることができる。
ＥＰＰフォームは、成形プロセス中に蒸気によって融合されるポリプロピレンビーズ又はパールから形成される。１つの実施形態において、ＥＰＰビーズは、約４５ｇ／ｌのかさ密度（バラ詰めで計測）を有する。成形プロセス中に、材料は約６０ｇ／ｌまで成形されることになる。ビーズは、約３．０ｍｍの直径を有する。適切なビーズは、約２．０ｍｍと約５．０ｍｍとの間の直径を有するものとすることができる。適切なビーズは、約２０ｇ／ｌと約９０ｇ／ｌとの間のビーズかさ密度を有することができる。クラスＡの外観を得るためには、図３〜図６Ｄに示すように、外面は、ＥＰＰビーズのパール構造、及び成形ツール８０内の通気穴８２によって残される通気境界面の両方をマスクし又は隠蔽（ｄｉｓｇｕｉｓｅ）しなければならない。前述のように、壁要素、特にコアの可視外面は、ユーザの目に見える最外面として定められる。
１つの実施形態において、可視外面は、つや消し仕上げのテクスチャ付き外観を有するＥＰＰフォームによって形成される。１つの実施形態において、テクスチャ付き表面は、クレープ３００−０テクスチャである。１つの例示的な実施形態において、外面は、０．５ｍｍ以下の公称粗さ深さと、各々が０．４ｍｍ以下の最大幅を有する複数の通気境界面とを有する。ＥＰＰパールのサイズ及び境界面接続（ｉｎｔｅｒｆａｃｉｎｇ）に起因して、表面全体は、山から谷までの最大深さが約１．０ｍｍの様々な間隙を有し得る。「通気境界面」という用語は、金型から通気穴８２によって可視外面上に形成された痕跡を指す。通気境界面８６は、外面上に存在してはいるが、通常、ユーザの裸眼では見えず、従って、一般的に壁要素の外面上に分布しているものとして図中で参照されている。種々の実施形態において、外面の粗さ深さは、０．４ｍｍ以下である。種々の実施形態において、通気境界面８６は、円形であり、０．４ｍｍ以下の直径を有する。しかしながら、通気境界面及び対応する通気穴は、種々の楕円、長円、及び多角形を含む他の形状で構成することができ、それらは全て開口部の幅として定められる最大寸法によって限定されることを理解されたい。
可視外面のテクスチャ付き仕上げと通気境界面のサイズとの組合せにより、外面は、境界面及びＥＰＰフォームのパール構造の両方を隠蔽し、これによりクラスＡ表面を提供する。本質的に、「クレープ」仕上げは、腐食のような天然プロセスの結果に似ており、その結果、表面は、所定のもののようには見えず、むしろ粗さ又は深さの特定範囲内の繰返しの無いランダムなテクスチャになっている。粗さ（サイズ／解像度を指す）及び深さは、ＥＰＰビーズのサイズにある程度一致し、従ってそれらを所定の仕上げ内で隠蔽する。テクスチャは、ビーズを隠蔽し（テクスチャの深さ及び幾何学的形状の再現）、つや消し仕上げをもたらす（光を屈折させる全ての小ピークの再現）。以下に説明するように、一方が他方の上に重ねられた２つのエッチングされたテクスチャの組合せが、テクスチャの解像度を拡大／増大させる。つや消し仕上げは、光を屈折させるピークの解像度（面積当たりの量）の結果得られる。テクスチャ内に存在するピークが多いほど、より良好なつや消し仕上げが提供される。
１つの実施形態において、複数の通気境界面８６は、図６Ｄに示すように、１００ｍｍ2以下の表面積当たり１個の通気境界面８６の密度で分布する。また、１つの実施形態において、発泡ポリプロピレンフォームは、５．００ｍｍ以下、好ましくは約３．００ｍｍ以下の粒径（ｐｅａｒｌ ｓｉｚｅ）を有するポリプロピレンビーズから形成される。
上述のように、クラスＡ仕上げを有する可視外面は、壁要素の表面のうちの１つの表面のみとして形成することができ、又は、一対の対向する可視外面、例えば対向する側面として形成することもできる。壁要素は、上側及び下側の可視外面上、及び／又は端面上にもクラスＡ可視外面を有するように、さらに形成することができる。成形要素は、間仕切り壁として開示されているが、種々の自動車部品、ベンチ又はチェアなどの他の家具要素、電子機器筐体、家庭用及びオフィス用装置、旅行かばん及び種々の収納装置、並びにＥＰＰで作製可能な他の任意の部品を含むその他の成形部品を、このようなクラスＡ可視外面を伴って形成することができることを理解されたい。
図１に示すように、間仕切り壁要素は、インモールド成形された付属品境界面９０、例えば、金属基部又は支柱受け管を伴って構成することができる。
金型
図３、図４及び図８Ａ〜図８Ｆを参照すると、発泡ポリプロピレンフォームを含む粒子フォームを成形するための金型１００は、金型内部を少なくとも一部定める少なくとも１つの金型部品１０２、１１２、１１４、１１６、２０２、２０４を含む。金型部品は、金型内部１０６を少なくとも一部定める少なくとも１つのテクスチャ付き成形面１０４を含む。１つの実施形態において、テクスチャ付き成形面１０４は、０．５ｍｍ以下の粗さ深さと、各々が０．４ｍｍ以下の最大幅を有する、別に通気穴とも呼ばれる複数の通気口８２とを有する。上記のように、通気口８２は、直径０．４ｍｍを有する円形とすることができ、又はその他の形状とすることもできる。１つの実施形態において、粗さ深さは、０．４ｍｍ以下とすることができる。複数の通気口８２は、図６Ｂ〜図６Ｄに示すように、１００ｍｍ2以下の表面積当たり１個の通気口の密度で分布する。金型内部のテクスチャは、「クレープ」仕上げで構成することができる。通気穴の遠端は、通気口に送り込む（ｆｅｅｄ）テーパ付き端部を有する通路８６として形成される。通路８６は、図６Ｂ〜図６Ｄに示すように、４ｍｍから、４．８ｍｍ乃至６ｍｍまでの範囲の直径を有する。図６Ａに示す別の実施形態において、表面積１００ｍｍ2毎に複数の（３個として示されている）通気口８２が分布配置される。この実施形態において、例示的な８ｍｍの直径を有する単一の通路８６が、複数の通気口８２に送り込む。この実施形態の通路は、通気口の近くではテーパ付けされていない。
１つの実施形態において、金型は、金型内部を少なくとも一部その間に定める一対の対向するテクスチャ付き側面成形面１０４、１１８を含み、金型内部１０６をさらに定めるテクスチャ付き上側及び下側成形面１０８、１１０並びに対向するテクスチャ付き端面成形面２０１、２０３さらに含むことができる。このようにして、成形部品、すなわちコア６８の全体がクラスＡ外面を備えることができる。大きな部品、例えば限定されるものではないが開示された壁要素に対応するために、金型内部１０６は、任意の寸法パラメータの削減を含めて、１８００ｍｍ×１２４０ｍｍ×１０００ｍｍ以下の容積で構成することができる。１つの実施形態において、金型内部は間仕切り壁の外形を定めるが、金型内部は、ＥＰＰ又は他の粒子フォームで作製するのに適した任意のタイプの成形部品を形成することができることを理解されたい。
図３、図８Ａ〜図８Ｆ、図９及び図１０〜図１０Ｃに示すように、金型の１つの実施形態は、一対の側面金型部品１０２、１１２、上側及び下側金型部品１１４、１１６、並びに一対の端面金型部品２０２、２０４を含む、三対の金型部品を含む。金型部品１０２、１１２、１１４、１１６、２０２、２０４は、一緒に移動して金型内部１０６を定める。金型部品は各々、テクスチャ付き成形面を定める金型プレート１２０、１２２、１２４、１２６を含む。金型プレートは、成形面が比較的大きいサイズなので、リブ又はバーなどの裏当て構造１２８によって補強することができる。各金型プレートは、上述のサイズ及び密度を有する通気穴８２を有するように構成される。通気穴８２の配置は、ランダムとすることもでき、アレイ状に構成することもでき、又はテクスチャ付き金型面内の谷又は凹みと並べて配置されるように位置決めすることもできる。通気穴は、上で説明したように、後部入口通路８６を含むことができる。上述のように、入口通路の端部は、通気穴に向かってテーパ付けされる。
上側及び下側金型部品１１４、１１６の一方又は両方が、例えば限定されるものではないが水圧又は空気圧シリンダとして示されるアクチュエータ１３０、１３２により、互いに近づく方向及び遠ざかる方向に動かされる。同様に、対向する側面金型部品１１２、１０２の一方又は両方を、アクチュエータ１３４、１３６により、互いに近づく方向及び遠ざかる方向に動かすことができる。端面金型部品２０２、２０４の一方又は両方もまた、互いに近づく方向及び遠ざかる方向に可動である。
ＥＰＰビーズ供給ライン１３８が、金型内部と連通し、金型内部にＥＰＰビーズを充填する。各金型プレートは、蒸気供給部と連通し、蒸気が通気穴８２を通して金型内部に供給される。１つの実施形態において、キャビティは、成形部品の底部に対応する上部から充填することができる。さらに後述されるように、３つの蒸気回路がこの金型に設けられる。
ＥＰＰ部品成形用金型の作製方法
図３〜図７を参照すると、発泡ポリプロピレンフォームを含む粒子フォームを成形するための金型の作製方法は、少なくとも１つの成形面を定める少なくとも１つの金型部品１０２を準備することを含む。１つの実施形態において、一対の金型部品が、対向して面する成形面を定める。さらに別の実施形態において、金型部品は、側面、上側及び下側、並びに対向する端面の金型面を定める。端面、側面、上側、上、底、及び下側という用語は、必ずしも平坦な又は直線状の表面を指すものではなく、むしろ一般的な方向又は向きを指すものであり、そのため、立方体及び球形の構造が両方とも、対向する側面、並びに上面及び下面を有することができるようになっていることを理解されたい。
金型面１０４は、成形面が、０．５ｍｍ以下の、そして０．４ｍｍ以下であってもよい、粗さ深さを有するように処理される。１つの実施形態において、成形面は、エッチングされる。処理は、成形面を１回目に膜（図５参照）でエッチング１２０すること、及び成形面を２回目にエッチング液又は別の膜でエッチング１２２することを含む。エッチングは、表面をレーザエッチング又は食刻することを含むことができる。処理は、成形面を２回目にエッチングした後で成形面をサンドブラストすること１２４をさらに含むことができる。エッチング及びサンドブラストは、単独で又は組合せで、所望の表面粗さ及びテクスチャ、例えばクレープ仕上げを達成する。
この方法は、金型部品１０２、すなわち金型プレートを貫通して通気穴を穿孔すること１２６をさらに含み、通気口は成形面と連通する。１つの実施形態において、通気穴は、０．４ｍｍ以下の最大幅を有する。通気穴８２は、従来の機械加工又はレーザ穿孔によって穿孔することができる。穴は、通気穴が金型部品内に１００ｍｍ2以下の表面積当たり１個の通気穴の密度で分布するように穿孔することができる。
種々の実施形態において、１つ又は複数の成形面１０２が、金型内部１０６を少なくとも一部定める。上記のように、金型内部は、１８００ｍｍ×１２４０ｍｍ×１０００ｍｍの容積を有することができる。もちろん、金型内部は、それより小さい各方向の寸法を有することができる。１つの実施形態において、１つ又は複数の成形面は、間仕切り壁の外形を定める金型内部を少なくとも一部定める。
成形粒子フォーム部品の作製方法
図３及び図８Ａ〜図１２Ｌを参照すると、ＥＰＰ部品を含む成形粒子フォーム部品の作製方法は、ポリプロピレンフォーム１５０などの粒子フォームのビーズを金型内部１６８へ導入することを含む。ビーズは、約４５ｇ／ｌのかさ密度（緩く充填して計測）を有するものとすることができる。成形プロセス中、材料は、約６０ｇ／ｌまで成形されることになる。ビーズは、約３．０ｍｍの直径を有する。適切なビーズは、約２．０ｍｍと約５．０ｍｍとの間の直径を有することができる。適切なビーズは、約２０ｇ／ｌと約９０ｇ／ｌとの間のビーズかさ密度を有することができる。金型は、金型内部を少なくとも一部定める少なくとも１つのテクスチャ付き成形面１０４、１１８、１０８、１１０を有する。成形面は、０．５ｍｍ以下の粗さ深さを有し、１つの実施形態において、０．４ｍｍ以下の粗さ深さを有する。
各々が０．４ｍｍ以下の最大幅を有する複数の通気口が、内部成形面１０４、１０８、１１０、１１８、２０１、２０３と連通する。１つの実施形態において、複数の通気口及び対応する境界面８６は、１００ｍｍ2以下の表面積当たり１個の通気口又は通気境界面の密度で分布する。
プロセスの第１のステップ（図１２Ａ）において、金型部品１０２、１１２、１１４、１１６、２０２、２０４は、一緒に移動して金型内部１０６を定める。次に（図１２Ｂ）、ビーズの供給物６０４が容器６０２内で、例えば約３．９バール、又は３９０ｋＰａの圧力で予め加圧される。他の実施形態において、圧力は、約２バールから約４．５バールまでの範囲とすることができる。１つの実施形態において、初期密度は約４２ｇ／ｌ（１ｐａ、２バール）であり、密度は３．５バールにおいて約５７ｇ／ｌになる。他の実施形態において、適切なビーズかさ密度は、約２０ｇ／ｌから約９０ｇ／ｌまでの間である。チェスト６０４は、約３．５バール（３５０ｋＰａ）まで背圧をかけられる。他の実施形態において、圧力は、約１．５バールから約４．５バールまでの範囲とすることができる。次に（図１２Ｃ）、ビーズは、容器と金型内部１０６との間の約０．４バールの圧力差により、内部１０６へ流入することが可能となる。他の実施形態において、圧力差は、約０．１バールから約１．５バールまでの範囲とすることができる。このプロセスは、約３５〜４０秒間で達成することができる。次のステップ（図１２Ｄ）において、蒸気が、チャンバ６０４の対向する両側に送り込むライン６０８、６１０を通して導入され、蒸気は、上部から底部の放出弁６１２、６１４へと押されて、４秒間かけて、蒸気チェスト６０４の両側から空気を移動させる。図１２Ｅ及び図１０Ａを参照すると、第１の金型内部を通過する第１の交差蒸気流が、ビーズの内部融合を確実にするために約４〜５秒の経過時間で実行される。流れは、約０バールと約３バールとの間の供給ライン６０８から圧力で流入する。図示するように、流れは、第１の放出弁６１４を通って流出する。図１２Ｆ及び図１０Ｂを参照すると、金型内部を反対方向に通過する第２の交差流が、再び約４〜５秒の経過時間で実行される。流れは、再び約０バールと約３バールとの間の圧力で、供給ライン６１０から流入し、反対側の第２の放出弁６１２を通って流出する。図１０Ｃを参照すると、代替的な第３の交差蒸気流もまた実行することができる。図１２Ｇを参照すると、放出弁６１２、６１４が閉じられ、蒸気がライン６０８、６１０により約３．５バールの圧力で供給された状態で、オートクレーブステップが行われる。他の実施形態において、圧力は、約２バールから約４バールまでの範囲とすることができる。キャビティ内の温度は、例えば約１４７℃に昇温したままとされる。他の実施形態において、温度は、約１００℃から２００℃までの範囲とすることができる。弁は約８０秒間にわたって閉じたままとされるが、他の実施形態は、約１０秒と約１２０秒との間の期間を含む。この期間中、フォームの内側から圧が解放される。次のステップ（図１２Ｈ）において、放出弁６１２、６１４を閉じたままで、蒸気圧は、凝縮により徐々に低下し、フォームが平衡状態に戻る。１つの実施形態では５秒間続く凝縮段階において、排出弁６１２、６１４を閉じたままの状態で、圧力約４〜６バール及び３０℃の冷却水がライン６１６、６１８を通して導入され、凝縮により蒸気圧を低下させる。図１２Ｊを参照すると、次いでインターバル冷却が、３秒の水、５秒のアフタークーリング、及び５秒の休止のインターバルで１２０秒（約１０秒から２００秒までの範囲）にわたって行われ、これらのインターバルの各々は、種々の実施形態において１〜１０秒とすることができる。この段階中、排出弁６１２、６１４を開いた状態で、ライン６１６、６１８を通して水が供給される。図１２Ｋを参照すると、付加的な空冷アフタークーリングが約１５秒の期間にわたって行われる。フォーム圧力低下の最終受動段階が図１２Ｌに示すように始まり、約１００秒間続く。
図８Ａ〜図８Ｆを参照すると、その後、成形部品は排出される。１つの実施形態において、手動式、機械式、又は圧搾空気による空気式で、最初に端面金型部品２０２、２０４（図８Ｂ）が例えば約１２ｍｍの移動距離で外方に移動され、次に下側金型部品１１６が例えば約１６０ｍｍの移動距離で下方に移動され（図８Ｃ）、側面金型部品１０２及び成形部品が、例えば約４００ｍｍの移動距離で金型部品１１２から外方に移動し（図８Ｄ）、金型部品１０２が成形部品から離れる方向に例えば約６０ｍｍの移動距離で移動し（図８Ｅ）、成形部品が、上側金型部品１１４から下方に移動して（図８F)、排出される。
交差蒸気処理（ｃｒｏｓｓ−ｓｔｅａｍｉｎｇ）及びオートクレーブステップ中に、この方法は、蒸気を所定時間にわたって複数の通気口８２を通して金型内部１０６に導入する。蒸気の導入に応答して、この方法は、ポリプロピレンフォームのビーズ１５０を蒸気と共に融合することにより成形要素６８を形成することをさらに含む。
１つの実施形態において、金型は、金型内部１０６をそれらの間に少なくとも一部定める少なくとも一対の対向するテクスチャ付き成形面１０４、１１８を含む。別の実施形態において、金型は、金型内部１０６をさらに定める少なくとも上側及び下側のテクスチャ付き成形面１１４、１１６と、そしてまたテクスチャ付き端面成形面とをさらに含む。
成形要素６８は、間仕切り壁として、又は他の任意の成形ＥＰＰ部品として構成することができる。成形部品は、付属品境界面９０、ハンドル又は他の部材などの、インモールド成形部品を含むことができる。インモールド成形部品は、金型内部の中に配置され、ＥＰＰフォームビーズは、インモールド成形された部品の周囲に流れ、これに当接して膨張する。
本発明を好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細に対して変更を行うことができることを認識するであろう。従って、上記の詳細な説明は例示のためのものであって限定するためのものではないと考えられるべきであり、本発明の範囲を定めるものとして意図されるのは、その全ての均等物を含む添付の特許請求の範囲であることが意図されている。
２：間仕切りシステム
４、６、８、１０、１２：壁要素
１４、１６、１８、２０：壁
２２、２４、２６：チャネル
２８、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２：端面
４４：内部空間
４６、４８：コネクタ要素
５０：作業面部品
５２：突出部
５４：隔壁
５６：開口部
５８：把持部分、ハンドル
６８：コア
８２：通気口、通気穴
９０：付属品境界面
１０２、１１２：側面金型部品
１０４、１１８、１０８、１１０：（テクスチャ付き）成形面
１０６：金型内部
１１４、１１６：上側及び下側金型部品
１２０、１２２、１２４、１２６：金型プレート
１３８：ビーズ供給ライン
１５０：ポリプロピレンフォーム・ビーズ
２０２、２０４：端面金型部品
６０８、６１０：蒸気ライン
６１２、６１４：放出弁
６１６、６１８：水ライン

Claims (52)

  1. 成形部品であって、
    粒子フォームから成形された要素を備え、前記要素は、前記粒子フォームによって定められた少なくとも１つの可視外面を含み、前記可視外面は、１．０ｍｍ以下の粗さ深さと、各々が０．４ｍｍ以下の最大幅を有する複数の通気境界面とを有するようにテクスチャ付けされることを特徴とする、成形部品。
  2. 前記粒子フォームが、発泡ポリプロピレンフォームを含むことを特徴とする、請求項１に記載の成形部品。
  3. 前記粗さ深さが、約０．５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項２に記載の成形部品。
  4. 前記複数の通気境界面が、１００ｍｍ2以下の表面積当たり１個の通気境界面の密度で分布することを特徴とする、請求項２に記載の成形部品。
  5. 前記発泡ポリプロピレンフォームが、５．０ｍｍ以下の粒径を有するポリプロピレンビーズから形成されることを特徴とする、請求項２に記載の成形部品。
  6. 前記少なくとも１つの可視外面が、一対の反対側の可視外面を含むことを特徴とする、請求項２に記載の成形部品。
  7. 前記少なくとも１つの可視外面が、上側及び下側の可視外面をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の成形部品。
  8. 前記要素が、間仕切り壁を含むことを特徴とする、請求項２に記載の成形部品。
  9. 前記間仕切り壁が、インモールド成形された付属品境界面を含むことを特徴とする、請求項８に記載の成形部品。
  10. 前記粗さ深さが、０．４ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項２に記載の成形部品。
  11. 前記発泡ポリプロピレンフォームが、９０ｇ／ｌ以下のかさ密度を有するポリプロピレンビーズから形成されることを特徴とする、請求項２に記載の成形部品。
  12. 前記通気境界面が円形であり、０．４ｍｍ以下の直径を有することを特徴とする、請求項２に記載の成形部品。
  13. 部品の成形方法であって、
    金型内部へ粒子フォームのビーズを導入するステップであって、前記金型は、前記金型内部を少なくとも一部定める少なくとも１つのテクスチャ付き成形面を含み、前記成形面は、０．５ｍｍ以下の粗さ深さと、各々が０．４ｍｍ以下の最大幅を有する複数の通気口とを含む、ステップと、
    前記複数の通気口を通して所定時間にわたって前記金型内部に蒸気を導入するステップと、
    前記粒子フォームのビーズを前記蒸気により融合することにより成形要素を形成するステップと、
    前記金型から前記成形要素を取り出すステップと、
    を含むことを特徴とする、方法。
  14. 前記粒子フォームが、ポリプロピレンフォームを含むことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
  15. 前記金型に前記蒸気を導入する前記ステップが、前記所定時間の少なくとも一部にわたって、３バール以下の圧力で前記蒸気を導入することを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
  16. 前記所定時間は、少なくとも５秒間を含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
  17. 前記複数の通気境界面が、１００ｍｍ2以下の表面積当たり１個の通気境界面の密度で分布することを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
  18. 前記ポリプロピレンビーズが、５．０ｍｍ以下の粒径を有することを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
  19. 前記少なくとも１つのテクスチャ付き成形面が、前記金型内部を少なくとも一部その間に定める一対の対向するテクスチャ付き成形面を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
  20. 前記少なくとも１つのテクスチャ付き成形面が、前記金型内部をさらに定める少なくとも上側及び下側のテクスチャ付き成形面をさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載の方法。
  21. 前記金型内部が、１８００ｍｍ×１２４０ｍｍ×１０００ｍｍ以下の容積を有することを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
  22. 前記成形要素が、間仕切り壁を含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
  23. 前記間仕切り壁が、インモールド成形された付属品境界面を含むことを特徴とする、請求項２２に記載の方法。
  24. 前記粗さ深さが、０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
  25. 前記蒸気を前記金型に導入する前記ステップは、前記蒸気を第１の所定時間にわたって第１の流れ方向でキャビティを通して流すステップと、前記蒸気を第２の所定時間にわたって第２の流れ方向で前記キャビティを通して流すステップとを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
  26. 前記通気口が、０．４ｍｍ以下の直径の円形断面を有することを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
  27. 前記金型が、第１及び第２の金型部品を含み、前記成形要素を前記金型から取り出す前記ステップが、前記第１及び第２の金型部品を分離するステップを含むことを特徴とする、請求項１４に記載の方法。
  28. 金型内部を少なくとも一部定める少なくとも１つの金型部品を含み、前記金型部品は、前記金型内部を少なくとも一部定める少なくとも１つのテクスチャ付き成形面を含み、前記テクスチャ付き成形面は、０．５ｍｍ以下の粗さ深さと、各々が０．４ｍｍ以下の最大幅を有する複数の通気口とを含むことを特徴とする、粒子フォーム成形用金型。
  29. 前記複数の通気口が、１００ｍｍ2以下の表面積当たり１個の通気口の密度で分布することを特徴とする、請求項２８に記載の金型。
  30. 前記少なくとも１つのテクスチャ付き成形面が、前記金型内部を少なくとも一部その間に定める一対の対向するテクスチャ付き成形面を含むことを特徴とする、請求項２８に記載の金型。
  31. 前記少なくとも１つのテクスチャ付き成形面が、前記金型内部をさらに定める少なくとも上側及び下側のテクスチャ付き成形面をさらに含むことを特徴とする、請求項３０に記載の金型。
  32. 前記金型内部が、１８００ｍｍ×１２４０ｍｍ×１０００ｍｍ以下の容積を有することを特徴とする、請求項２８に記載の金型。
  33. 前記金型内部が、間仕切り壁の外形を定めることを特徴とする、請求項２８に記載の金型。
  34. 前記粗さ深さが、０．４ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項２８に記載の金型。
  35. 前記少なくとも１つのテクスチャ付き成形面が、エッチングされることを特徴とする、請求項２８に記載の金型。
  36. 前記通気口が、０．４ｍｍ以下の直径の円形断面を有することを特徴とする、請求項２８に記載の金型。
  37. 少なくとも１つの成形面を定める少なくとも１つの金型部品を準備するステップと、
    前記成形面を該成形面が０．５ｍｍ以下の粗さ深さを含むように処理するステップであって、前記成形面を処理することが、前記成形面をエッチングすることを含む、処理ステップと、
    前記金型部品を貫通して通気口を穿孔するステップであって、前記通気口は、前記成形面と連通し、前記通気口は、０．４ｍｍ以下の最大幅を有する、穿孔ステップと、
    を含むことを特徴とする、粒子フォーム成形用金型の製造方法。
  38. 前記成形面をエッチングすることが、前記成形面を１回目に膜でエッチングすることと、前記成形面を２回目にエッチング液でエッチングすることとを含み、前記成形面を処理する前記ステップが、前記成形面を前記２回目にエッチングした後で前記成形面をサンドブラストすることをさらに含むことを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
  39. 前記成形面をエッチングすることが、前記成形面をレーザエッチングすることを含むことを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
  40. 前記通気口を穿孔する前記ステップが、前記通気口をレーザ穿孔することを含むことを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
  41. 前記通気口を穿孔する前記ステップが、前記通気口を、１００ｍｍ2以下の表面積当たり１個の通気口の密度で分布させることを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
  42. 前記少なくとも１つの成形面が、１８００ｍｍ×１２４０ｍｍ×１０００ｍｍ以下の容積を有する金型内部を少なくとも一部定めることを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
  43. 前記少なくとも１つの成形面が、間仕切り壁の外形を定める金型内部を少なくとも一部定めることを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
  44. 前記粗さ深さが、０．４ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
  45. 前記通気口が、０．４ｍｍ以下の直径の円形断面を有することを特徴とする、請求項３７に記載の方法。
  46. 部品の成形方法であって、
    金型によって定められる金型内部へ粒子フォームのビーズを圧力充填するステップであって、前記金型は、該金型内部を少なくとも一部定める少なくとも１つのテクスチャ付き成形面を含み、前記成形面は、前記金型内部の対向する側面上に複数の通気口を含み、前記複数の通気口は、各々が０．４ｍｍ以下の最大幅を有する、ステップと、
    蒸気を、第１の所定時間にわたって前記複数の通気口を通して第１の流れ方向に前記金型内部を通して移動させるステップと、
    蒸気を、第２の所定時間にわたって前記複数の通気口を通して前記第１の方向と反対の第２の流れ方向に前記金型内部を通して移動させるステップと、
    蒸気を、前記第１及び第２の所定時間より長い第３の所定時間にわたって、前記第１及び第２の方向から前記金型内部に導入するステップと、
    前記金型を水冷するステップと、
    前記金型を空冷するステップと、
    前記成形要素を前記金型から取り出すステップと、
    を含むことを特徴とする、方法。
  47. 前記粒子フォームのビーズが、ポリプロピレンフォームのビーズを含むことを特徴とする、請求項４６に記載の方法。
  48. 前記第１の流れ方向に前記蒸気を移動させるステップに先立って、前記金型を取り囲む蒸気チェストを通して、前記蒸気チェストから空気を除去するために蒸気を移動させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
  49. 前記水冷するステップが、水冷、空冷及び休止の数回のサイクルをさらに含むことを特徴とする請求項４８に記載の方法。
  50. 前記空冷するステップの後、前記成形要素を前記金型から取り出すステップの前に、所定時間待機するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４７に記載の方法。
  51. 前記ポリプロピレンビーズが、５ｍｍ以下の粒径を有することを特徴とする請求項４７に記載の方法。
  52. 前記テクスチャ付き表面が、０．５ｍｍ以下の表面粗さ深さを有することを特徴とする請求項４７に記載の方法。
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