JP2017056730A - 密度調節が可能な成形物の製造方法及びその製造方法で製造される成形物 - Google Patents

Abstract

【課題】外皮膜素材の内部に外皮膜と異なる材質の充填物を充填して成形する方式を適用することで、成形物の耐久性を高めながらも原料損失を低減でき、部位ごとに所望の特性が得られるように密度及び重量、厚さを多様に調節して製造できる成形物の製造方法を提供する。【解決手段】本発明による成形物の製造方法は、上層外皮膜素材と下層外皮膜素材を準備する過程と、充填物を製造して準備する過程と、下部金型の内部空間に下層外皮膜素材を位置させ、下部金型の上部に内部空間を密閉するように仮型板を設置した後、下層外皮膜素材と仮型板との間に充填物を注入して充填する過程と、仮型板を除去した後、下部金型に充填された充填物上に上層外皮膜素材を位置させる過程と、上部金型を下降させて上層外皮膜素材による加圧が行われるようにして充填物を圧縮し、上層外皮膜素材、充填物、下層外皮膜素材を加熱圧着により一体化する成形過程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、成形物の製造方法に関するもので、より詳細には、外皮膜素材の内部に外皮膜と異なる材質の充填物を充填して成形する方式を適用することで、成形物の耐久性を高めながらも原料損失を低減でき、部位ごとに所望の特性が得られるように密度及び重量、厚さを多様に調節して製造できる成形物の製造方法に関する。

一般的にスチロフォームやウレタンフォーム、その他の各種フォームなどが緩衝材、吸／遮音材、断熱材、クッション材などの内蔵材に広く使われているが、上述したフォームは素材などの耐久性及び堅固性が弱くて損傷し易く、さらに破損時に環境問題などを引き起こすという問題がある。

これら問題点を解消するために、特許文献１の「スチロフォームを素材にして成形が容易な板材の製造方法とそれにより製造されたスチロフォーム板材」が知られている。

上記登録特許の「スチロフォーム板材」（以下、従来のスチロフォーム板材）について説明すると次の通りである。

従来のスチロフォーム板材は、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタンからなる群より選択された２種類の素材と混合された発泡チップによって発泡されたスチロフォームの一面または両面に繊維層を形成する成形工程と、前記スチロフォームに１２０〜２５０℃の熱を加える熱工程と、前記熱工程を経たスチロフォームに圧力を加えて硬質の板材形状が得られるプレス工程からなるスチロフォーム板材の製造方法において、前記成形工程を経た繊維層にカード機（原糸梳綿機）を用いてスチロフォームの素材と同じ素材からなり、発泡チップの溶融点よりも低い溶融点を有するポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタンからなる群より何れか１つの原糸を積層させて公知の熱工程により接合層を形成するが、前記接合層を備えた繊維層をスチロフォームに積層させて繊維層とスチロフォームが仮接合状態を形成し、前記仮接合をなしている繊維層とスチロフォームを公知のプレス工程を経て冷却させ、硬質の板材形状が得られるようにする製造方法により製造される。

すなわち、従来のスチロフォーム板材は、上記のような製造方法によって製造されて断面構造上のスチロフォームの上下面に接合層を媒介として不織布や織物からなる繊維層が一体になって形成されている。

しかし、上記のように構成される従来のスチロフォーム板材は、一定の厚さを有する板材形状の内蔵材として容易に使用できるが、表面形状が屈曲形成された内蔵材には適用し難かった。

したがって、従来、表面形状の屈曲などの一定でない内蔵材を成形製造する場合は、スチロフォーム板材の厚さを内蔵材の最高厚さと同一にして板状に製造した後、前記プレス工程後にさらなる加熱圧着により屈曲形状の表面を持つように成形して所望の形状の内蔵材を製造した。

しかし、上記のような方式で表面が屈曲形成された内蔵材を製造する場合、内蔵材の屈曲形状を加熱圧着により成形するため、所望の厚さに比べてその圧縮により原料損失が大きいという問題がある。

また、外皮膜となるシート（ｓｈｅｅｔ）状の繊維層をスチロフォームに接合させた状態で加熱圧着して所望の屈曲形状を成形するため、部位ごとに剛軟性が異なるという問題がある。

具体的には、厚さの薄い部分は圧縮程度が大きいため、硬い硬質の部分となり、厚さの厚い部分は相対的に圧縮程度が小さいため、軟らかい軟質の部分となり、それによって不要な素材損失及び剛軟性の調節が不十分となる結果が得られる。

上記のように剛軟性が全体的に不均一で、部分的に異なる場合は、耐久性が部分的に弱くなることによって、小さい衝撃でもつぶれたり一部が離れてしまう損傷の虞があり、結局、製品使用に限界を有するという問題がある。

韓国登録特許第７０７９１９号（２０１２年９月２５日）

本発明は、上記のような問題点を解決するために創り出したものであって、外皮膜素材の内部に外皮膜と異なる材質の充填物を充填して成形する方式を適用することで、成形物の耐久性を高めながらも原料損失を低減でき、部位ごとに所望の特性が得られるように密度及び重量、厚さを多様に調節して製造できる成形物の製造方法を提供することにその目的がある。

本発明によれば、シート（ｓｈｅｅｔ）状素材として、成形物の上層外皮膜に用いられる上層外皮膜素材と、成形物の下層外皮膜に用いられる下層外皮膜素材を準備する過程と、成形物の上層外皮膜と下層外皮膜との間の充填層を形成する充填物を製造して準備する過程と、下部金型の内部空間に下層外皮膜素材を位置させ、下部金型の上部に前記内部空間を密閉するように仮型板を設置した後、下層外皮膜素材と仮型板との間に前記充填物を注入して充填する過程と、
前記仮型板を除去した後、下部金型の前記充填された充填物上に上層外皮膜素材を位置させる過程と、上部金型を下降させて上層外皮膜素材による加圧が行われるようにして充填物を圧縮し、上層外皮膜素材、充填物、下層外皮膜素材を加熱圧着により一体化する成形過程と、を含み、前記下部金型の内部空間に露出するようになる仮型板の下面には、少なくとも一部に所定の高さの突出部が形成され、下層外皮膜素材と仮型板との間の充填物の充填高さが前記突出部によって仮型板の下面の部位ごとに異なるようにし、前記成形過程後の前記充填物の充填高さにより充填層の部位ごとの充填物の密度が決定されるようにすることを特徴とする密度調節が可能な成形物の製造方法を提供する。

好ましい実施例で、前記上層外皮膜素材は、ＰＥＴフェルトを裁断して製造することを特徴とする。

また、前記下層外皮膜素材は、シート（ｓｈｅｅｔ）を加熱した状態で金型によりプレス成形して下面部及び前記下面部の周縁に沿って形成された側面部を有するキャップ形状の板材で製造することを特徴とする。

また、前記下層外皮膜素材は、ＰＥＴフェルトをプレス成形して製造することを特徴とする。

また、前記下部金型で充填物が注入される充填物注入口は、下部金型の内部空間に入れた下層外皮膜素材の側面部の上端よりも高いところに位置するように設置することを特徴とする。

また、前記下層外皮膜素材の側面部の上端に沿ってフランジ部分が形成され、前記下部金型の内側面には前記下層外皮膜素材のフランジ部分が乗せ掛けられる段差状のパーティング部を形成することを特徴とする。

また、前記下部金型は、上側の第１金型と下側の第２金型が製品の成形が行われる１つの内部空間を形成するように結合構成され、前記第２金型の内部空間に下層外皮膜素材を入れ、前記第１金型の上部に仮型板が結合されることを特徴とする。

また、前記下部金型で第１金型の内側面と第２金型の内側面との間に段差をおいてパーティング部を形成することを特徴とする。

また、前記仮型板の突出部は、下部金型の内部空間に露出している仮型板の下面に突出部の部位に応じて異なる高さ及び形状を持つように形成されることを特徴とする。

また、前記上部金型にスチーム注入口が形成され、前記成形過程のうちにスチーム供給装置が供給するスチームを前記スチーム注入口を通して注入して上部金型と下部金型との間の成形物に供給するスチーム工程を行うことを特徴とする。

また、前記成形過程後、上部金型と下部金型との間の成形物を乾燥した後、成形物を金型から脱去し、前記成形物を乾燥する過程は、前記下部金型の吸入口に連結された吸入管を通して、真空ポンプを用いてスチーム工程で供給された水分を成形物から吸入、除去する吸引工程を含むことを特徴とする。

また、前記充填物は、充填物材料と接着用バインダーを混合して製造し、前記充填物材料はポリウレタン（ＰＵ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、及びポリスチレン（ＰＳ）のうちの１つの発泡チップを使用するか、２つ以上の発泡チップを混合して使用することを特徴とする。

また、前記充填物は、充填物材料と接着用バインダーを混合して製造し、前記充填物材料はポリウレタン発泡材を粉砕して得たポリウレタン（ＰＵ）チップ、ＰＥＴフェルト粉砕物、繊維粉砕物、ポリウレタン短繊維、スチロフォーム粒、廃繊維、及び廃スポンジのうちの１つを使用するか、選択された２つ以上の材料を混合して使用することを特徴とする。

また、前記接着用バインダーは、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、トルエンジイソシアナート（ＴＤＩ）、ＰＰパウダー、またはセラミックパウダーが液体に混合された液状の粘着物質を使用することを特徴とする。

本発明による成形物の製造方法によれば、外皮膜素材の内部に外皮膜と異なる材質の充填物を充填して成形する方式を適用することで、成形物の耐久性を高めながらも原料損失を低減でき、部位ごとに所望の特性が得られるように密度及び重量、厚さを多様に調節して成形物を製造できるという利点がある。

また、本発明による成形物は、車両の内蔵材またはその一部に多様に用いられるが、車両で緩衝性能、吸／遮音性能、断熱性能、クッション性能などが要求される内蔵材またはその一部に広く使用される。

また、成形物の表皮材となる上層外皮膜と下層外皮膜との間の充填層を形成する充填物材料としてポリウレタンチップなどの再生資源を使用できるため、製品の軽量化はもちろん材料費及び原価の低減が可能となる。

本発明による成形物は、車両の内蔵材またはその一部に多様に用いられ、特に車両で緩衝性能、吸／遮音性能、断熱性能、クッション性能などが要求される内蔵材またはその一部に広く使用される。

本発明の実施例による成形物の製造過程を示す工程フローチャートである。 本発明の上層外皮膜素材及び下層外皮膜素材を示す図面である。 本発明の実施例による成形物の製造過程で用いられる金型装置を示す概略図である。 本発明の実施例による成形物の製造過程で用いられる金型装置として下部金型が２段金型で構成された金型装置を示す概略図である。 本発明の仮型板を示す図面である。 本発明の仮型板を適用することにより、成形された製品の密度が部位ごとに調節されることを説明するための図面である。 本発明により成形された製品の形状を示す斜視図である。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例に対して本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。

本発明は、外皮膜素材の内部に外皮膜と異なる材質の充填物を充填して成形する方式を適用することで、成形物の耐久性を高めながらも原料損失を低減でき、部位ごとに所望の特性が得られるように密度及び重量、厚さを多様に調節して製造できる成形物の製造方法を提供する。

本発明で成形物は、板材形状を持つように成形製造されるもので、部位ごとに密度や重量、厚さが異なる板材形状に製造でき、車両の内蔵材またはその一部に多様に用いられる。

特に、車両で緩衝性能、吸／遮音性能、断熱性能、クッション性能などが要求される内蔵材またはその一部に広く使用されるが、例えばフロアカーペット（ｃａｒｐｅｔ）の下段パッド（ｐａｄ）に使用されることができる。

また、成形物の表皮材となる上層外皮膜と下層外皮膜との間の充填層を形成する充填物材料として、廃自動車で回収されたリサイクル粉砕チップ（ｃｈｉｐ）、例えば後述するように廃自動車のシートなどで回収されたポリウレタン（ＰＵ、ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）発泡材（ｆｏａｍ）を粉砕して得たリサイクル発泡チップのＰＵチップや、ＰＥＴフェルト粉砕物、その他の繊維粉砕物などのような再生資源を使用できるため、製品の軽量化はもちろん材料費及び原価の低減が可能になる。

図１は、本発明の実施例による成形物の製造過程を示す工程フローチャートで、図２は、本発明で上層外皮膜素材及び下層外皮膜素材を示す図面であり、これらを参照して本発明による製造方法に対して説明すると次の通りである。

先ず、製品表皮用シート生地１を製品に必要な形状に裁断し、図２の（ａ）に示すように製品の上層外皮膜に用いられる素材２を準備する（Ｓ１１）。

この上層外皮膜素材２は、製品の上面部、すなわち製品の上部表皮を形成するように用いられるシート（ｓｈｅｅｔ）状素材であって、このような上層外皮膜素材はＰＥＴフェルトで製造されてもよい。

次に、他の製品表皮用シート生地３を所定の大きさに切断し、加熱した状態で金型を用いて製品に必要な形状にプレス成形し、図２の（ｂ）に示すように下層外皮膜素材４を準備する（Ｓ１２）。

前記下層外皮膜素材４は、製品の下面部、すなわち製品の下部表皮を形成するように用いられるシート状素材であって、プレス金型で所定の温度と圧力で加熱及び加圧して必要な形状に成形でき、所定の厚さの下面部４ａ、及び前記下面部の周縁に沿って形成された側面部４ｂを有するキャップ（ｃａｐ）形状の板材として製造されることができる。

この時、生地をプレス金型で同時に加熱及び加圧して下層外皮膜素材４を成形できるが、生地をオーブン器などで予め加熱した後、プレス金型で加圧して必要な形状に成形することも可能である。

また、下層外皮膜素材４の側面部４ｂは、概略的に製品の下面部の外郭形状及び製品の側面形状を持つように成形でき、下面部４ａは、最終成形物の製品の下面部の形状、例えば図２の（ｂ）に示すように、部位ごとに高さ段差を有するか、屈曲形状を持つように成形されることができる。

このような下層外皮膜素材はＰＥＴフェルトが挙げられる。

そして、図２の（ｂ）に示す下層外皮膜素材４の側面部４ｂにおいて、上側の一部は製品で不要な部分であって、不要な部分を先ず切断して除去した下層外皮膜素材を製品の成形工程に投入してもよいが、このような下層外皮膜素材４の不要な部分は成形過程でまたは成形後にトリム工程により除去してもよい。

次に、混合タンク（ｍｉｘ ｔａｎｋ）内で充填物材料と接着用バインダーを混合して充填物を準備する（Ｓ１３）。

ここで、充填物材料は、ＰＵ（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）チップやＰＥＴフェルト粉砕物、綿などのその他の繊維粉砕物が挙げられるが、廃自動車で回収されたポリウレタン（ＰＵ）発泡材（ｆｏａｍ）を粉砕して得たＰＵ（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ）チップのような再生資源が使用されることができる。

また、前記充填物材料として前記ＰＵチップ及びＰＥＴフェルト粉砕物の以外に、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、またはポリスチレン（ＰＳ）の発泡チップ、ポリウレタン短繊維、スチロフォーム粒、ポリウレタン片、その他の廃繊維や廃スポンジなどを単独で使用するか、選択された複数の材料を混合して使用することができる。

前記発泡チップは、発泡材を粉砕して得たリサイクル発泡チップが挙げられる。

また、接着用バインダーは、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、トルエンジイソシアナート（ＴＤＩ）、ＰＰパウダー、またはセラミックパウダーなどが液体に混合された液状の粘着物質が使用される。

その他に充填された充填物材料間を一体に接着固定し、後述する成形過程で充填物材料と上層、下層外皮膜素材との間の完全な接着が行われるようにするものであれば、公知の接着用バインダーのうちの１つが採択されて使用されてもよい。

次に、上記のように準備された上層外皮膜素材２と下層外皮膜素材４、そして充填物５を用いて上層外皮膜素材２と下層外皮膜素材４で形成された上面（上部表皮）及び下面（下部表皮）の外皮膜（図６で図面符号２’、４’）、または上、下面及び側面の外皮膜を持ち、内部が前記充填物で充填された成形物（図６で図面符号９）を金型を用いて成形製造する。

図３は、本発明の実施例による成形物の製造過程で用いられる金型装置を示す概略図であって、下層外皮膜素材４を入れて充填装置４０に連結して内部空間で充填物の注入が行われる下部金型１０と、前記下部金型１０との内部空間を密閉するように下部金型の上部に着脱可能に結合され、結合状態で前記内部空間に充填される充填物の充填量（充填高さ）が部位ごとに調節されるように前記内部空間に露出している下面に、下面の各部位に応じて設定された高さに突出形成された突出部２１を有する仮型板２０と、前記仮型板２０が除去された状態の下部金型１０の上側に結合され、下部金型１０との成形空間を形成して前記成形空間内に位置された上層外皮膜素材２、下層外皮膜素材４、充填物５を加圧して一体化するように成形する上部金型３０を含む。

先ず、充填装置４０は、ホッパー（ｈｏｐｐｅｒ）４１、充填物供給管４２、フィーダー（ｆｅｅｄｅｒ）４３、バルブ４４を含む。

また、下部金型１０の一側に充填物注入口１１が形成され、前記充填物注入口１１に充填物を注入するためのフィーダー４３が結合され、前記フィーダー４３は充填物が供給される充填物供給管４２を通して充填物が投入されるホッパー４１に連結される。

前記ホッパー４１は、単数または複数個が使用されることができる。

複数のホッパー４１が用いられる場合は、各ホッパーに連結された充填物供給管４２が合管された後、下部金型１０のフィーダー４３に結合されることができ、充填物供給管４２には各ホッパー４１に投入された充填物が選択的に供給または遮断されるように所定の位置に充填物供給通路を開閉するバルブ４４が設置される。

また、下部金型１０の内部空間は、予め成形された下層外皮膜素材４を入れる空間であるため、下部金型１０の内側面は内部空間に入れた下層外皮膜素材４が安定的に支持及び固定される形状にしなければならない。

これに伴い、図面に詳細に示していないが、下部金型１０の内側底面は、下層外皮膜素材４の下面部４ａが接触支持できる形状、すなわち下層外皮膜素材の下面部形状を考慮した形状に形成される。

すなわち、下層外皮膜素材４の下面部形状が屈曲形状であれば、この屈曲形状とマッチする（一致する）形状に下部金型１０の内側底面が形成されることができる。

図３では、成形された下層外皮膜素材４は、キャップ状で簡略に示されているが、実際には下層外皮膜素材の形状は多様に変わるため、これを考慮して下部金型の内側面の形状を設計しなければならない。

前記仮型板２０は、一面、すなわち下部金型１０の内部空間に露出している下面に、その部位に応じて異なる高さ及び形状を有する突出部２１が形成された金属板として製作でき、下部金型１０の内部空間に下層外皮膜素材４を入れた後、下部金型の上部に結合されると下部金型の内部空間を密閉できる形状になる。

前記仮型板２０が下部金型１０の上部に結合されて下部金型の内部空間を密閉した状態では、下部金型の内部空間に予め準備した下層外皮膜素材４と仮型板２０との間の空間が充填物５が注入されて充填される空間になる。

したがって、突出部２１の部位ごとに高さの差によって充填空間の位置ごとの高さ（下層外皮膜素材の表面と仮型板の突出部表面との間の間隔）の差が存在するようになり、結局、充填空間の高さの差によってその内部に充填される充填物の量が位置に応じて異なるようになる。

図５は、仮型板２０及びその下面に形成された突出部２１を示す図面であって、突出部２１が仮型板２０の下面で所定の特定部位に形成され、仮型板２０で突出部２１が形成されたところと、形成されていないところとの高さの差、そして突出部２１においてもその部位ごとに高さの差を設定することができる。

図５に示す仮型板２０を突出部２１が下側に向くようにひっくり返して下部金型１０の上部に結合すると、下部金型の内部空間が密閉されるが、下部金型１０の内部空間に予め下層外皮膜素材４を入れて設置し（図１でＳ１４）、次に、仮型板２０を下部金型１０の上部に結合した後（Ｓ１４）、充填物注入口１１を通して仮型板２０によって密閉された下部金型１０の内部空間に充填物５を注入する（Ｓ１５）。

この時、注入される充填物５は、仮型板２０及びその突出部２１と下層外皮膜素材４との間の空間に充填され、仮型板２０の下面には上述したように突出部２１による部位ごとの高さの差が存在するため、内部空間内の位置に応じて充填物の充填量が変わるようになる。

一方、上部金型３０は、充填物の充填後、仮型板２０が下部金型１０から除去されると、下部金型の上側に結合されて下層外皮膜素材４と充填物５、上層外皮膜素材２を加熱圧着して一体化させると共に製品を成形する金型である。

前記上部金型３０の一側には、スチーム注入口３１が形成され、このスチーム注入口３１にはスチーム供給装置５０との間にスチーム供給管５１が連結される。

また、スチーム供給管５１には、スチームが選択的に供給されるようにするために、スチーム供給通路を開閉するバルブ５２が設置され、前記スチーム供給装置５０は、調節された圧力と温度でスチームを供給できる公知のボイラー装置であり得る。

結局、下部金型１０に下層外皮膜素材４を入れた後、仮型板２０を結合して充填物５を充填する充填工程（図１のＳ１５）が完了すると、仮型板２０を除去した後（図１のＳ１６）、上層外皮膜素材２を充填物５の上に載置するように下部金型１０の内部空間の上部に位置させ（Ｓ１７）、その後、上部金型３０を下降させて下層外皮膜素材４、充填物５、上層外皮膜素材２が加熱及び加圧されるようにする（スチーム工程による成形、Ｓ１８）。

この時、上部金型３０が下降して下部金型１０の内部空間まで一定程度が挿入され、充填物５を製品の厚さとなるように圧縮成形するようになり、上層及び下層外皮膜素材２，４と充填物５との間の相互接合が行われるように所定の工程温度で加圧する。

特に、上部金型３０を結合して加圧が行われるうちに、上部金型を通して、金型内の成形物にスチーム供給装置５０が供給するスチームが注入されるようにし、このようなスチーム工程により、上部金型３０の加圧が行われるうちに、上層外皮膜素材２、充填物５、下層外皮膜素材４が加熱圧着され、相互接合及び一体化すると共に製品形状に合わせて成形される。

前記上部金型３０で上層外皮膜素材２を接触、加圧する加圧面は、平面であってもよく、必要によって加圧面の特定部位が突出形状であってもよい。

上記のようにスチーム工程による製品成形が完了すると、成形された製品を乾燥し、次に金型から製品を脱去するが、製品の乾燥のために下部金型１０で内部空間と連通された吸入口１２には吸入管６１が連結され、この吸入管６１は真空ポンプ６０に連結される。

ここで、真空ポンプ６０を駆動してスチーム工程で供給された水分を成形物から吸入、除去する吸引（ｓｕｃｔｉｏｎ）工程を行うが、このような吸引工程により成形物の乾燥が行われる（Ｓ１９）。

上記のように吸引工程を含む成形物の乾燥過程が完了すると、上部金型３０を上昇させて金型を開放し、成形された製品を金型から脱去する（Ｓ１９）。

このように成形が完了された製品において、必要であれば不要な外郭部分などを切断して除去するトリム工程を行ってもよく、このようなトリム工程を完了すると製品が完成される。

トリム工程は、手作業で行ってもよいが、不要な外郭部分が金型上で切断されるようにする自動トリム工程で行ってもよい。

また、自動トリム工程を別途のトリム金型を用いて行ってもよいが、前記上部金型３０と下部金型１０を用いて成形と共に自動トリムを行ってもよい。

具体的には、上部金型３０と下部金型１０に切断部（図示せず）を備え、上部金型が下降して下部金型と結合される時、または成形のために上部金型による加圧が行われる時、前記切断部によって成形物の不要な部分が自動切断されてトリムが行われる。

また、上層外皮膜素材２と下層外皮膜素材４のサイズを製品の実際のサイズを考慮してトリムが不要なサイズにして製造する場合、例えば外皮膜素材２，４を製品の実際のサイズと同じサイズで製造する場合などでは、成形後の不要な外郭部分を切断するトリム作業が省略されることもできる。

図６は、仮型板を適用することにより、成形された製品の密度が部位ごとに調節されることを説明するための図面で、図７は、成形された製品を示す斜視図である。

前記工程で、下層外皮膜４’と上層外皮膜２’、充填物５が一体化された成形物９が製造されるが、仮型板２０を用いて部位に応じて充填量を異なるようにすると、充填物の充填量が大きい部分、すなわち充填物が高く積もる部分では上部金型３０によって圧着された状態で他の部分に比べて密度が相対的に高まるようになる。

反面、充填物の充填量が小さい部分、すなわち充填物が相対的に低く積もる部分では上部金型３０によって圧着された状態で他の部分に比べて密度が相対的に低くなる。

したがって、上述したように仮型板２０の下面、または突出部２１の高低を部位ごとに異なるようにすると、部位ごとに充填された充填物の上面の高さが異なるようになり、このように充填物の充填高さが部位ごとに差が存在する状態で、その上に上層外皮膜素材２を載置した後、平面の加圧面を有する上部金型３０を用いて上層外皮膜素材を均一に圧着成形する場合、製品の部位に応じて重量及び充填物（例えば、ＰＵ）の密度が調節された成形物を製造することができる。

また、図６に示すように密度調節と共に部位ごとに多様な厚さを有する成形物９を製造することができる。

結局、部位に応じて所望の特性が得られるように密度及び重量、厚さが調節された製品が製造できるもので、製品が車両の吸音材として使われるものであれば、部位ごとに異なる吸音性能が得られる吸音材が製造されることができる。

このようにＮＶＨ（ｎｏｉｓｅ、ｖｉｂｒａｔｉｏｎ、ｈａｒｓｈｎｅｓｓ）性能が脆弱な部分に使用される場合、製品の部位ごとに密度などを自由に調節できるため、耐久性及びＮＶＨ性能の向上を図ることができる。

また、仮型板２０の下面を突出部のない平面にすると、充填後に仮型板を除去した状態で充填物の上面の高さが一定の高さの平面になり、このように充填物の充填高さが部位ごとに差のない同じ状態で、その上に上層外皮膜素材２を載置した後、平面の加圧面を有する上部金型３０を用いて上層外皮膜素材の全体表面を均一に圧着すると、充填物の密度を各部位に応じて差がない、同じ密度にすることができる。

また、図６に示すように、部位に応じて厚さが異なる成形物を製造することにおいて、厚さが異なる部位であっても充填物の密度が同等な水準になるように製造でき、これは突出部２１が形成された仮型板２０を使用することによって可能となる。

具体的には、厚さの厚い部分で相対的に充填物が高く積もり、厚さの薄い部分で相対的に充填物が低く積もる形状にして突出部２１を含む仮型板２０の形状を設計して製作及び使用すると、上部金型３０の加圧面が平面で、上層外皮膜素材２が屈曲のないシート素材である時、上層外皮膜素材２の上面が全面積にわたって均一に加圧された状態で、厚さの厚い部分と厚さの薄い部分での充填物の密度が同等な水準になることができる。

一方、図３は、下部金型１０を単一金型に製作して使用した例を示すが、図４は、下部金型１０の内部空間の内側面に段差状のパーティング部１５を形成した例を示しており、パーティング部１５が形成できるように上側の第１金型１３と下側の第２金型１４が結合された２段金型として下部金型１０を製作した例を示している。

前記第１金型１３と第２金型１４は、下部金型１０で製品の成形が行われる１つの内部空間を形成するように、それぞれ上、下側に結合される金型であって、第２金型１４の内部空間に下層外皮膜素材４を入れ、第１金型１３の上部に仮型板２０が結合される。

図３の下部金型１０を用いる場合、側面部（図２で図面符号４ｂ）の上端に沿って形成されたフランジ部分（図２で図面符号４ｃ）が下部金型の上端にかけられるように下層外皮膜素材４の側面部４ｂを高く形成しなければならず、したがって、下層外皮膜素材４の側面部４ｂの上端の高さが下部金型１０で充填物５が注入される充填物注入口１１の高さよりも高い。

ここで、充填物５が充填物注入口１１を通して注入され、下部金型１０内に充填されるように下層外皮膜素材４を成形した後、側面部４ｂに充填孔（図２で図面符号４ｄ）を予め手作業で開けなければならない。

また、下層外皮膜素材４の側面部４ｂの大部分が図７に示すように切断除去される不要な部分であるため、側面部の高さが高い場合、材料損失が大きくなることはもちろん、高すぎた側面部の高さによって成形時にシワが発生するなどの問題がある。

また、充填孔４ｄを通して充填物５が充填される場合、下層外皮膜素材４の外側面と下部金型１０の内側面との間で充填物が浸入するため、成形物９で充填物による汚染問題が生じることがある。

反面、図４の下部金型１０では、第１金型１３の内側面と第２金型１４の内側面との間に段差をおいてパーティング部１５を形成する。

これに伴い、段差状のパーティング部１５の上に下層外皮膜素材４の側面部４ｂの上端のフランジ部分（図２で図面符号４ｃ）が乗せ掛けられるため、下層外皮膜素材４の側面部４ｂの高さを縮小することができ、結局、材料損失を低減すると共にシワなどの問題が解消されることができる。

また、第１金型１３に充填物注入口１１を位置させて充填物５が注入される位置を下層外皮膜素材４の側面部４ｂよりも高い位置にすることができるため、下層外皮膜素材の側面部に別途の充填孔を開ける必要がなく、前記充填物の浸入による汚染問題を解消することができる。

また、下層外皮膜素材４の側面部４ｂの高さを実際の製品の側面部の高さと同一にすることができ、上部金型３０が加圧する時、下層外皮膜素材４のフランジ部分４ｃを切断する切断部（図示せず、フランジ部分の対応部位にカッティングブレードなどを備えて構成することができる）が設けられると製品の成形後に別途のトリム工程も省略されることができる。

以上、本発明の実施例に対して詳細に説明したが、本発明の権利範囲がこれに限定されることはなく、次の特許請求の範囲で定義する本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属する。

２ 上層外皮膜素材
４ 下層外皮膜素材
５ 充填物
９ 成形物
１０ 下部金型
２０ 仮型板
２１ 突出部
３０ 上部金型
４０ 充填装置
５０ スチーム供給装置
６０ 真空ポンプ

Claims (15)

1. シート状素材として、成形物の上層外皮膜に用いられる上層外皮膜素材と、成形物の下層外皮膜に用いられる下層外皮膜素材を準備する過程と、
   成形物の上層外皮膜と下層外皮膜との間の充填層を形成する充填物を製造して準備する過程と、
   下部金型の内部空間に下層外皮膜素材を位置させ、下部金型の上部に前記内部空間を密閉するように仮型板を設置した後、下層外皮膜素材と仮型板との間に前記充填物を注入して充填する過程と、
   前記仮型板を除去した後、下部金型の前記充填された充填物上に上層外皮膜素材を位置させる過程と、
   上部金型を下降させて上層外皮膜素材による加圧が行われるようにして充填物を圧縮し、上層外皮膜素材、充填物、下層外皮膜素材を加熱圧着により一体化する成形過程と、を含み、
   前記下部金型の内部空間に露出するようになる仮型板の下面には、少なくとも一部に所定の高さの突出部が形成され、下層外皮膜素材と仮型板との間の充填物の充填高さが前記突出部によって仮型板の下面の部位ごとに異なるようにし、前記成形過程後の前記充填物の充填高さにより充填層の部位ごとの充填物の密度が決定されるようにすることを特徴とする密度調節が可能な成形物の製造方法。
2. 前記上層外皮膜素材は、ＰＥＴフェルトを裁断して製造することを特徴とする請求項１に記載の密度調節が可能な成形物の製造方法。
3. 前記下層外皮膜素材は、シートを加熱した状態で金型によりプレス成形して下面部及び前記下面部の周縁に沿って形成された側面部を有するキャップ形状の板材で製造することを特徴とする請求項１に記載の密度調節が可能な成形物の製造方法。
4. 前記下層外皮膜素材は、ＰＥＴフェルトをプレス成形して製造することを特徴とする請求項３に記載の密度調節が可能な成形物の製造方法。
5. 前記下部金型で充填物が注入される充填物注入口は、下部金型の内部空間に入れた下層外皮膜素材の側面部の上端よりも高いところに位置するように設置することを特徴とする請求項３に記載の密度調節が可能な成形物の製造方法。
6. 前記下層外皮膜素材の側面部の上端に沿ってフランジ部分が形成され、前記下部金型の内側面には前記下層外皮膜素材のフランジ部分が乗せ掛けられる段差状のパーティング部を形成することを特徴とする請求項５に記載の密度調節が可能な成形物の製造方法。
7. 前記下部金型は、上側の第１金型と下側の第２金型が製品の成形が行われる１つの内部空間を形成するように結合構成され、前記第２金型の内部空間に下層外皮膜素材を入れ、前記第１金型の上部に仮型板が結合されることを特徴とする請求項６に記載の密度調節が可能な成形物の製造方法。
8. 前記下部金型で第１金型の内側面と第２金型の内側面との間に段差をおいてパーティング部を形成することを特徴とする請求項７に記載の密度調節が可能な成形物の製造方法。
9. 前記仮型板の突出部は、下部金型の内部空間に露出している仮型板の下面に突出部の部位に応じて異なる高さ及び形状を持つように形成されることを特徴とする請求項１に記載の密度調節が可能な成形物の製造方法。
10. 前記上部金型にスチーム注入口が形成され、前記成形過程のうちにスチーム供給装置が供給するスチームを前記スチーム注入口を通して注入して上部金型と下部金型との間の成形物に供給するスチーム工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の密度調節が可能な成形物の製造方法。
11. 前記成形過程後、上部金型と下部金型との間の成形物を乾燥した後、成形物を金型から脱去し、
    前記成形物を乾燥する過程は、
    前記下部金型の吸入口に連結された吸入管を通して、真空ポンプを用いてスチーム工程で供給された水分を成形物から吸入、除去する吸引工程を含むことを特徴とする請求項１０に記載の密度調節が可能な成形物の製造方法。
12. 前記充填物は、充填物材料と接着用バインダーを混合して製造し、前記充填物材料はポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、及びポリスチレンのうちの１つの発泡チップを使用するか、２つ以上の発泡チップを混合して使用することを特徴とする請求項１に記載の密度調節が可能な成形物の製造方法。
13. 前記充填物は、充填物材料と接着用バインダーを混合して製造し、前記充填物材料はポリウレタン発泡材を粉砕して得たポリウレタンチップ、ＰＥＴフェルト粉砕物、繊維粉砕物、ポリウレタン短繊維、スチロフォーム粒、廃繊維、及び廃スポンジのうちの１つを使用するか、選択された２つ以上の材料を混合して使用することを特徴とする請求項１に記載の密度調節が可能な成形物の製造方法。
14. 前記接着用バインダーは、ポリプロピレングリコール、トルエンジイソシアナート、ＰＰパウダー、またはセラミックパウダーが液体に混合された液状の粘着物質を使用することを特徴とする請求項１２または１３に記載の密度調節が可能な成形物の製造方法。
15. 請求項１から１３のうち何れか１項に記載の製造方法によって製造されるもので、
    上層外皮膜、下層外皮膜、及び前記上層外皮膜と下層外皮膜との間で充填物によって形成される充填層を含んで構成され、前記充填層が部位に応じて調節された充填物密度を有することを特徴とする成形物。

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