JP3779992B2 - 成形できるパネル及びそれを製造する方法 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、様々な突出部及び突出領域の緩衝及び保護を行う製品に関し、特に少なくとも1つの可撓性で熱可塑性の弾性ハニカムパネルを取り付けた剛性の熱可塑性プレートを備え、所望の形状または構造に熱成形することができる成形できるパネルに関するものである。
背景技術
運動及びスポーツ関連の活動の人気が高まっており、より広い層の人々が参加するようになっている。参加者の数が増加するのに伴って、調子の悪い参加者の数も増加する。そのため、経験者も、身体的調整または熟練度が劣った参加者もかれらが選択した活動でよく起こる物理的衝撃、硬直及び危険から保護する必要がますます高まっている。
膝またはすねガード等の保護ボディパッド、自転車座席パッド及び他の可撓性及び剛性の両方または一方を備えたボディパッドは、スポーツ関連活動または運動中に参加者の身体の様々な部分の保護及び緩衝を行うために広く使用されている装置である。多くの場合、ボディパッドは発泡体またはジェル等の可撓性緩衝材を備えた剛性パネルを組み込んでいる。剛性パネルは衝撃力のショックを和らげると共に、その力を広範囲に拡散させる。緩衝材は、剛性パネルによって身体に加えられる衝撃力を吸収することによって剛性パネルから使用者の身体を緩衝する。また、緩衝材は剛性パネルの粗いまたは鋭い表面から使用者を保護することによって、使用者に快適感を与える。
多くの場合、発泡材料がボディパッド内に緩衝材として使用される。しかし、発泡体は、それによって得られる保護量の割には非常にかさばり、衝撃方向に非常に容易に降伏する。このため、有効な衝撃吸収発泡パッドは比較的厚く、さかばり、可撓性が比較的低く、通気が困難であるに違いない。
ハニカム構造は、衝撃に直交する方向にはたわむが、衝撃の方向には剛直であり、非常に軽量で、使用者に移動の自由を与えるため、ボディパッドに広く使用されている。例えば、Landi他の米国特許第4,422,183号が、軽量の可撓性セルラハニカム材料からなるコアを、ハニカムセルの軸線を使用者の身体の表面に直交するようにして設けた保護シールドを開示している。この開示装置は、セルの両方の開放端部を覆うための弾性発泡エラストマー層も備えている。しかし、コアは弾性材料で構成されておらず、シールドに衝撃が加えられると座屈しやすい。
弾性材料から構成されたハニカムコア構造がボディパッド及びシールドに使用されてきた。例えば、Woitschaetzke他の米国特許第5,134,790号及びLandi他の米国特許第4,485,568号は、靴底に配置された可撓性ハニカム材を開示している。両装置において、ハニカム材は使用者の足の外形に一致する形状にされていない。そうではなく、ハニカム材は平板シートとして形成されて、それを靴の中底に形成された空隙にはめ込まれる。ハニカム材は使用者の足形を収容するように形作られないため、使用者の踵を受けて使用者の土踏まずを支持するために成形可能な層(例えば内底)を中底の上に載置しなければならない。この追加層によって靴の重量が増す。さらに重要なことに、内底が中底に効果的に付着しない。それが中底に沿って滑って、靴の一方側に集まって使用者に不快感や不都合を与えることが多い。
Landiの米国特許第5,203,607号は、熱可塑性エラストマーハニカムのパネルを付着するか、内部に埋め込んだ発泡層を支持する剛性シェルを有する改良型自転車座席を開示している。この装置では、最初に剛性シェルが自転車座席の形状に成形される。次に、ハニカムパネルを剛性シェル上に取り付けて、カバー材を使用してシェル及びハニカムパネルを包み込む。ハニカムパネルを成形シェルの不規則な形状に取り付けるためにそれを相当に加工しなければならないので製造工程に時間が掛かるため、この製品は製造コストが高い。
このため、従来技術の装置に一般的な問題点を解決する、様々な突出部及び突出領域を緩衝及び保護するパネルが必要である。
発明の要旨
発明の目的
本発明の目的は、その剛性の熱可塑性プレートを少なくとも1つの熱可塑性の弾性ハニカムパネルに付着させて、プレート及びハニカムパネルを同時に熱成形した後に冷却することによって、それらが所望形状を保持できるようにした成形できるパネルを提供することである。
本発明の別の目的は、緩衝及び硬度特性を調整できるように配置された複数の異なった熱可塑性弾性ハニカムパネルを備えた成形できるパネルを提供することである。
本発明のさらなる目的は、剛性の熱可塑性プレートを少なくとも1つの熱可塑性の弾性パネルに付着させて、プレート及びハニカムパネルを同時に熱成形した後に冷却することによって、それらが所望形状を保持できるようにした成形できるパネルを製造する方法を提供することである。
簡単に説明すると、突出部及び領域を緩衝及び保護するための所定形状を備えた成形できるパネルは、可撓性の弾性熱可塑性ハニカムパネルと、剛性の熱可塑性プレートとを備えている。ハニカムパネルには、弾性熱可塑性材料からなる波形ストリップを互いに加熱圧縮付着させることによって、複数の規則的形状の連続セルを形成したセル壁を形成したハニカムコアが設けられている。コアは、セル壁の第1端部分で形成された第1面と、セル壁の第2端部分で形成された第2面とを備えている。コアは、成形できるパネルの使用者が受ける負荷を安定、拡散させるために異方性にたわむように、拡張形状に維持される。第1面は剛性の熱可塑性プレートの第1表面に付着される。プレートを所望形状に成形するには十分であるが、ハニカムパネルとプレートとの間の接着部及びハニカムパネルのストリップ間の接合部を溶解させるには不十分である第1温度にプレートを加熱する。次に、プレートを成形する時にハニカムパネルに生じた応力を除去するため、ハニカムパネルの第2面を前記第1温度より低い第2温度に加熱する。
本発明の重要な利点は、剛性の熱可塑性プレートを可撓性の熱可塑性弾性ハニカムパネルに付着させて、プレート及びハニカムパネルを同時に熱成形した後に冷却することによって、それらが所望形状を保持できるようにすることである。
本発明の別の重要な利点は、緩衝性及びたわみ特性が向上した材料から構成された成形できるパネルを提供することである。
本発明のさらに別の利点は、複数のハニカムパネルコア構造及び形状で形成することによってその緩衝性及び安定性を調整できるようにした成形できるパネルを提供することである。
本発明の上記及び他の目的及び利点は、様々な図面に示されている好適な実施形態の以下の詳細な説明を読めば、当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
添付の図面において、
第1図は、本発明の成形できるパネルの1つの実施形態を示す斜視図であり、第2A〜2C図は、本発明の成形できるパネルの変更実施形態を示す断面図で、各実施形態は1つの剛性の熱可塑性プレートと1つの熱可塑性の弾性ハニカムパネルとを備えており、第3A〜第3C図は、本発明の成形できるパネルの別の実施形態を示し、各実施形態は1つの剛性の熱可塑性プレートと複数の熱可塑性の弾性ハニカムパネルとを備えており、第3D〜第3F図は、本発明の成形できるパネルのさらに別の実施形態を示し、各実施形態は1つの剛性の熱可塑性プレートと複数の加圧式の熱可塑性の弾性ハニカムパネルとを備えており、第4A〜第4B図は、本発明の成形可能なパネル及び成形後のパネルを示しており、第5図は、パッド付き自転車座席として使用できるように成形された本発明の成形できるパネルの平面図であり、第6図は、第5図に示されている成形できるパネルの6−6線に沿った断面図であり、第7図は、保護パッドまたはすねガードとして使用できるように成形された本発明の成形できるパネルの別の用例を示す斜視図であり、第8図は、第7図に示されている成形できるパネルの8−8線に沿った断面図である。
好ましい実施形態の詳細な説明
第1図は、本発明の成形できるパネル10の斜視図であり、可撓性の熱可塑性弾性ハニカムパネル11が剛性の熱可塑性プレート12の内側表面15に接着されている。パネル11に設けられたハニカムコア14は、熱可塑性の弾性材料からなる選択された品質のストリップまたはリボン18及び20の積層体から形成され、その一部が穿孔されており、一連の小孔22が貫設されている。図面では幾つかのシートに穿孔されているが、別の実施形態ではいずれのシートにも穿孔しないか、すべてのシートに穿孔することもできることが理解されよう。シート18及び20は、交互のストリップ間で互い違いにして等間隔に、図面では接着点24で熱圧縮接着される。接着した積層体を拡張させると、この接着パターンから(拡張の程度に応じて)ほぼ六角形または矩形のセル26からなるハニカムができる。パネル11の製造及び成形は、我々の米国特許第5,039,567号に詳細に記載されており、この特許は参考として本説明に含まれる。
ハニカムコア14の各セル26は、4つのほぼS字形の壁セグメント28a〜28dで形成されており、その各々は隣接セルと共有されている。前述したように、各セル26の壁セグメント28は単一厚さ壁部分30と(接合部24を含む)二重厚さ壁部分32とを備えている。
各壁セグメント28は上端部33及び下端部31を備えている。コア14は下「面」34及び上「面」36を備えており、そのいずれか一方または両方は、コア16を安定化し、拡張ストリップ積層体が押し潰されないようにするために、上記米国特許に記載されているように、平面化作業中に変形することができる。下面34は下端部31付近に形成され、上面36は上端部33付近に形成されている。もっと重いゲージの弾性の熱可塑性材料からなる中実すなわち穿孔されていない端面シート38(または図示しない穿孔端面シート)を面34及び36の両方またはいずれか一方に熱圧縮接着することができる。下側のハニカムパネル11を示すために端面シート38が破断されている。点線40が、プレート12の通常の全範囲を示している。1つまたは2つの端面シートを追加することによってコア14をさらに強化することができ、またこれはコア14を拡張形状に維持する(平面化作業に追加される)別の手段である。端面シートはまた、パネル14を隣接の平坦状または湾曲状の表面に付着させるために十分な表面を有している。しかし、パネル14と隣接のパネルまたは他の表面との間を接着するためには端面シートを必要としない。また、端面シートは、運動に一般的な振動力や衝撃から使用者を保護する補助クッションにもなる。
プレート12は、外表面13と内表面15とを備えており、表面15でコア14の下面34に熱圧縮接着される。あるいは、プレートを端面シート38に接着することもできる。
ハニカムパネル11は引き裂き抵抗力があり弾性が非常に高いが、極めて軽量である。(端面シートを除いた)パネル11は約90%が空気で、従来の保護物に通常使用されている発泡体より軽量である。端面を取り付けた状態でも、パネル11の重量は発泡コアパッドと同程度であって好都合である。
パネル11の別の重要な性質は、その幅(X)、長さ(Y)及び厚さ(Z)方向にたわみ度を変化させた異方性三次元構造体であることである。また、パネル11の優れた衝撃吸収及びスプリングバック特性は、コア14及び端面シートに熱可塑性(または熱可塑性弾性材料)を使用することから得られる。
エラストマー材料とデュロメータ値との所望の組み合わせ、ハニカムセルの形状、コアの厚さ、及び端面材料の変数が、特定の用途で必要とされるパネル11の柔軟さまたは硬さ、弾性復元率、剛直性または可撓性を決定する。また、コア14を形成する材料のリボン18、20の選択及び組み合わせによって、またはコア14の寸法及びセル26のサイズを変化させることによって、得られたパネル11の可撓性を予め決定することができる。例えば、パネル11の外側部分に沿って剛直性を大きく(可撓性を小さく)、パネルの内側部分に向かって剛直性を小さく(可撓性を大きく)したり、その逆に形成することができる。
端面及びリボン材料は、熱可塑性ウレタン、EVA、ゴムまたはネオプレンを含む幅広い種類のフィルム、エラストマー含浸繊維、及び様々な繊維等、またはそれらの結合体から選択することができる。また、パネル11を自転車座席またはスポーツパッド等の用途に使用する時、体液、塩分、直射日光及び他の環境的有害要因に対処するために環境的添加物をパネル11に組み込むことができる。端面が透明で、パネル11が日光にさらされる場合、黄変防止剤も添加して使用することができる。
第2A〜第2C図は、本発明の成形可能なパネルの様々な実施形態を示す断面図であり、各実施形態では1つの剛性の熱可塑性プレートが1つの可撓性の熱可塑性弾性ハニカムパネルに接着されている。第2A図では、成形できるパネル44のハニカムパネル46が、端面シートを設けないで剛性の熱可塑性プレート48に接着されている。パネル46とプレート48との接着は公知の方法で行われる。例えば、パネル46の面47とプレート48の内表面49との間の接合部に熱及び圧力を同時に加えることによって熱圧縮接着を行うことができる。第2B図には別の成形できるパネル50が示されている。パネル50は、付着端面シート53を備えたハニカムパネル52と剛性の熱可塑性プレート54とを備えている。端面シート53はパネル52とプレート54との間に挟み込まれて両者に接着される。あるいは、パネル52をコア面55に沿ってプレート54に接着することができる。第2C図は、2つの端面シート60及び61を接着したハニカムパネル58と剛性の熱可塑性プレート62とを含む成形できるパネル56を示している。端面シート61は、プレート62に接着されているように図示されているが、いずれの端面シートもプレート62との接着表面として機能することができる。
上記成形できるパネルの実施形態のセル壁は中実すなわち穿孔されていないものとして示されている。しかし、上記成形できるパネル実施形態は、セル壁の一部または全部に穿孔したハニカムパネルを設けることができる。
第3A及び第3B図は、本発明の成形可能なパネルの別の実施形態を示す断面図であり、各実施形態は1つの剛性の熱可塑性プレートと複数の可撓性の熱可塑性弾性ハニカムパネルとを備えている。第3A図は、ハニカムパネル68に接着したハニカムパネル66と剛性の熱可塑性プレート76とを備えた成形できるパネル64を示している。パネル66は端面シート70を備え、パネル68は端面シート72及び74を備えている。端面シート74は、パネル68及びプレート76の両方に接着されてその間に挟み込まれている。端面シート72はパネル66及び68の間に配置されてその両者に接着されている。また、パネル66及び68は様々なセル寸法を備えており、パネル66はパネル68の全体には重なっていない。
隣接のプレート及びパネル間、または隣接のパネル間を接着するために端面シートが必要というわけではない。また、パネル66の反対側の覆われていない表面に別の端面シートを接着してもよい。あるいは、隣接パネルをほぼ同じセル寸法にすることができ、またそれらが完全に重なり合うような大きさにすることができる。
第3B図は、3つのハニカムパネル80、82及び84を剛性熱可塑性プレート90に接着した成形できるパネル78を示している。ハニカムパネル80、82及び84は共通の端面シート86及び88を共有している。しかし、端面シートを無くしてパネル80、82及び84をプレート90に接着することもできる。また、2枚のパネル80及び84はほぼ同じセル寸法である。3つ以上のハニカムパネルをプレート90に接着でき、また各パネルのセル形状を他のパネルとほぼ同じにしても、異なったものにもできることは理解されるであろう。第3A及び第3B図に示されているパネルの実施形態のセル壁は中実すなわち穿孔されていないものとして示されているが、変更構造では穿孔することもできる。
第3C図は、2つのハニカムパネル92、94を剛性の熱可塑性プレート96の表面に接着した成形できるパネル91を示している。パネル92及び94は共通の端面シート98及び100を共有している。また、パネル94のコア104のセル壁の一部または全部に穿孔されている。パネル91では、パネル91の支持力及び可撓性を調節するため、パネル92及び94が異なったコア取り付け向きを利用している。例えば図示のように、パネル94は、コア104の二重壁部分104aがパネル92のコア102の二重壁部分102aに直交する(同様に、それぞれのコア104及び102の単一壁部分104b及び102bが互いに直交する)取り付け向きになって、それによってパネル91のそれぞれの部分に異なった度合いの可撓性が得られるようになっている。また、コア104に複数の孔106が穿孔されていることによって、パネル94の可撓性がパネル92よりも大きくなっている。
第3E及び第3F図は、本発明の別の実施形態の側面図である。第3E図には成形できるパネル126が示されており、剛性の熱可塑性プレート131と、それに接着された2つの加圧ハニカムパネル128及び130を備えている。ハニカムパネル128及び130は加圧穿孔コアパネルであり、1992年11月12日に出願された我々の同時係属中の米国特許出願第07/974,474号に詳細に記載されており、その開示内容は参考として本説明に含まれる。各パネル128及び130はプレート131に接着されており、それぞれポンプサブシステム132及び138を備えている。図示のように、バルブポンプ134が導管136を介してパネル128に連通しており、排気弁135が導管136内に取り付けられている。同様に、バルブポンプ139が導管141を介してパネル130に連通しており、排気弁140が導管141内に取り付けられている。それぞれのパネルを選択的に加圧及び除圧するポンプ及び排気弁の作用については、上記の同時係属中の米国特許出願に詳細に記載されている。
第3F図は、3つの可撓性のハニカムパネル144、146及び148と剛性熱可塑性プレート150とを含む成形できるパネル142の側面図である。加圧ハニカムパネル148はプレート150に接着されており、加圧ハニカムパネル144及び無加圧パネル146はパネル148に接着されている。加圧パネル144及び148及びそれらの対応のポンプサブシステム143a及び147aを利用して、加圧パネル144及び148を選択的に加圧及び除圧することによってパネル142の緩衝及び保護特性を最大限に高めることができる。
第3G図は、相互連結された2つの加圧ハニカムパネル154及び156を備え、各パネルを剛性の熱可塑性プレート159に接着した成形できるパネル152の斜視図である。パネルは導管158で相互連結されて、パネル152のどの部分に衝撃を受けるかに応じてパネル152の緩衝及び保護特性を変化させることができる。例えば、パネル154によって緩衝されたパネル152の部分に衝撃が加わると、ガスまたは流体がパネル154から導管158を通ってパネル156へ流入する。パネル154が衝撃を受けた時、パネル156が重なっているパネル152の部分の緩衝及び保護能力が増大する。
第2A〜第3G図に示されている実施形態のすべてにおいて、成形の前か後に可撓性ハニカムパネルの表面にビニルレザーまたは同様な素材を溶着または糊付けすることができる。
第4A及び第4B図は、ほぼ平坦または平板状の成形可能なパネル168と、成形されたパネル168a(すなわち、所望の形状に成形した後のパネル168)の両方を示している。成形可能なパネル168のハニカムパネル172は、上記特許に開示されているように構成されている。次に、端面シート170をハニカムパネル172のコア表面176に接着し、剛性の熱可塑性プレート174の内側表面をパネル172の反対側表面177に接着することによって、ほぼ平坦または平板状の成形可能なパネル168を形成する。
端面シート170とハニカムパネル172の表面176との間、またはプレート174とハニカムパネル172の表面177との間の接着は公知の方法で行われる。例えば、熱圧縮接着を利用して、端面シート170を表面176に、プレート174を表面177に接着することができる。
第4A図に示されているように、成形可能なパネル168を第1加熱式型160と第2加熱式型162と間に配置する。加熱式型160及び162の各々にはそれぞれ対応の加熱式成形表面164及び166が設けられている。型160の加熱式成形表面164をパネル172に取り付けられた端面シート170に物理的に接触させる。同様に、型162の加熱式成形表面166を剛性パネル174に物理的に接触させる。成形表面164及び166は、これらの成形表面164及び166を加熱してその間でパネル168を圧縮した場合にパネル168が所望形状に熱形成すなわち成形される形状になっている。
各加熱式型及びそれの対応の加熱型成形表面を所定温度に加熱する。一般的に、型160の成形表面164は第1温度に加熱され、高温型162の成形表面166は第2温度に加熱され、第1温度は第2温度より低い。第1及び第2温度は、剛性プレート174、パネル172及び端面シート170を十分に軟化させてそれらを加工可能にできる十分な高温でなければならない。しかし、選択温度はハニカムパネル172を過熱して端面シート170とコア表面176との間の接着部、またはハニカムパネル172と剛性プレート174との間の接着部、またはパネル172のコアのリボン間の接着部を分離させるほどに高温であってはならない。
加熱した後、型を接近させて、その間に配置されているパネル168を圧縮する。パネル168を圧縮する時、成形表面166の第2温度は隣接プレート174を軟化するには十分な高温であり、圧縮力はプレートを成形表面166によって用意された形状にすることができる十分な大きさである。剛性プレート174が加熱成形される時、取り付けられている可撓性のハニカムパネル172及び端面シート170は、加熱成形されたプレート174の変化形状に一致するように引き伸ばされる。剛性プレート174を成形する時、引き延ばしによって接着パネル172及びシート170内に応力が発生する。第1型160の成形表面164の第1温度は、パネル172及び端面シート170内に発生した応力を和らげて減少させることができる十分な高温であるため、可撓性パネル172または取り付けられた端面シート170内にクラックや引き裂けを生じないで成形可能なパネル168を成形することができる。
第4B図に示されているように、型160及び162をパネル168aから分離させて、成形された熱可塑性プレート174a、成形された熱可塑性端面シート170a及び成形されたハニカムパネル172aを冷却することによって、これらの部材を所望形状に硬化させる。このように、成形可能なパネル168を加熱成形した後に冷却することによって、所望形状の成形できるパネル168aを形成することができ、それの成形表面180及び成形表面178はそれぞれ成形表面164及び166にほぼ一致している。
本発明の新規性は、剛性プレート174及びハニカムパネル172を所望形状に同時に成形し、それによって成形または湾曲パネルを低い製造コストで迅速に形成できることにある。従来装置では、まず剛性のプラスチックシェルを所望形状に型込め、成形または鋳造してから、シェルの外郭表面に取り付けることができるように可撓性の熱可塑性弾性ハニカムパネルを加工して引き伸ばす。湾曲または成形装置を製造できるが、製造コスト及び時間が相当に掛かる。
開示方法は、第4A及び第4B図に示されている成形できるパネル形状に限定されることはない。この方法によって様々な成形できるパネル形状(その一部を先に示している)を成形することができる。また、剛性プレートの材料の加工温度が可撓性ハニカムパネルの材料の同温度より高い限り、剛性プレート及び可撓性ハニカムパネルに様々な組み合わせの材料を使用することができる。組み合わせの一例として、厚さ0.020インチのポリカーボネート材からなる剛性プレート174と、厚さ0.020インチの85Aジュロメータ値のTPU材からなる端面プレート170とを含むことができる。プレート174とシート170との間に挟み込まれたハニカムコア172は、セル直径が0.250インチ、0.010インチ厚さのリボン壁ゲージ、コア全体厚さが0.500インチである85Aジュロメータ値のエーテルベース(TPU)ポリウレタン熱可塑性エラストマーから形成される。パネルを成形するため、表面166(すなわちプレート174と接触するプラテン)を290°Fに加熱して、30秒間80psiでプレート174に接触させている。表面164は210°Fに加熱して、20秒間20psiで端面シート170に接触させている。
次に、本発明の成形できるパネルの用例を示す上面図である第5図を参照しながら説明する。すなわち、成形できるパネル182が自転車座席として使用できるように成形されている。第6図は、第5図に示されている成形できるパネル182の6−6線に沿った断面図である。パネル182では、可撓性のある弾性の熱可塑性ハニカムパネル184が剛性の熱可塑性プレート190に取り付けられている。プレート190は外表面192及び内表面194を備えており、ABS、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン及び当業者に知られている他の同様な材料を含む剛性の「高衝撃」プラスチック材料から構成されている。
パネル184は、パネル184の下表面188に沿ってプレート190の内表面194に接着されている。端面シート186がパネル184にその上表面187に沿って接着されている。パネル184は一般的に第1図に示されているパネル11とほぼ同じであり、上記米国特許に記載されているようにして、ウレタン、PVC、または弾性ポリプロピレン等の弾性材料から形成されるのが一般的である。パネル184は、穿孔または無穿孔端面シートを備えることができ、コアの一方または両方の表面を覆わなくても覆ってもよく、セル壁に穿孔しても、穿孔しなくてもよい。
プレート190及びハニカムパネル184に対してコンパチブルな(compatible)材料を選択することが重要である。例えば、ABSまたはポリカーボネートシェルはTPUハニカムパネルに適合し、ポリプロピレンシェルは弾性ポリプロピレンハニカムパネルと共に使用することができる。
第7図は、本発明の成形できるパネルの別の用例を示す斜視図である。この用例では、成形できるパネル196がボディパッドとして使用されている。第8図は、第7図に示されているパネル196の8−8線に沿った断面図である。第7及び第8図において、パネル196は剛性の熱可塑性プレート200と、可撓性のある弾性ハニカムパネル198(第1図のパネル11とほぼ同じ)と、布層202と、取り付けストラップ204a及び204bとを備えている。
プレート200は外表面206と内表面208とを備えている。外表面206は無特徴的に示されているが、それに様々な表面特徴を、例えば互いに平行な隆起リッジや、互いに直交するリッジ等を形成することができる。また、プレート200は、様々な部分または突起部、例えば肩、臀部、肘、膝等を保護またはカバーできるようにいずれの形状に形成することもできる。
パネル198の第1表面207または第1端面シート(図示せず)を公知のようにしてプレート200の内表面208に取り付ける。取り付けストラップ204a及び204bを、パネル198の反対側の第2表面209または反対側の第2端面シート(図示せず)に取り付ける。最後に、さらに布層202をストラップ204a及び204bの上に重ねて、パネル198をプレート200と布層202との間に挟み込む。
パネル196の組み付けについて説明すると、プレート200は最初はほぼ平板状すなわち平坦な形状である。パネル198は、プレート200の内表面208に熱及び圧力を、パネル198の第1表面207にいずれか一方を同時に加えることによって、内表面208に熱圧縮接着される。次に、ストラップ204a及び204bと布層202とをパネル198の第2表面209上に載せる。次に、露出すなわち開放セル、例えばパネル198の側壁210を密封する作業中にストラップ204a及び204bと布層202とをパネル198に接着する。密封作業中に、(図示しない)装置が布層202を複数の加圧エッジ212に沿って押し付けることによって、布層202及び下側のナイロンストラップ204a及び204bをハニカムパネル198の第2表面209に接着させる。このように、一度の密封作業で、ナイロンストラップ204a及び204bと布層202とがハニカムパネル198と剛性プレート200とに取り付けられる。最後に、接着したプレート200及びパネル198を、前述したようにして、パッド196の所望形状に成形する。あるいは、接着したパネル198及び剛性プレート200をまず所望形状に成形した後、ストラップ204a及び204bと布層202とを成形できるパネル198に接着することもできる。
剛性プレート材料の加工温度がハニカムパネル材料の加工温度より高い限り、剛性プレート及び可撓性ハニカムパネルに様々な組み合わせの材料を使用することができる。上記自転車座席の用例に使用されている剛性プレート及び可撓性ハニカムパネルの材料の組み合わせをこの用例にも使用することができる。また、布層202は、ゴルテックス(GORTEX)(登録商標)等の通気性のある布か、連続気泡セル発泡布、レザー及び人工皮革またはそのいずれかで形成することができる。穿孔セル壁のハニカムパネルを使用した場合、パッドの通気性及びパッド使用者の通風性を高めることができる。
以上に説明した装置は、肘、腕、膝、肩等の身体の様々な部分を覆うための保護ボディパッドとして使用することができる。あるいは、成形装置は、剛性プレートが液体を保持する不透過性バリヤとなり、ハニカムパネルが収容液体用の断熱層として作用するようにしたカップまたは他の液体を入れる容器に成形することができる。
以上に本発明の好適な実施形態及び変更実施形態を説明してきたが、上記説明を読めば、当業者にはそれの様々な実施形態及び変更例が明らかになることが理解されるであろう。従って、以下の請求項は発明の真の精神及び範囲内にあるそのような実施形態及び変更例をすべて含むものとする。
Claims (4)
- 突起部及び領域を緩衝及び保護するための成形可能品であり、この成形可能品は、
(a)弾性の熱可塑性材料からなる波形ストリップを複数の第1接着結合部に沿って熱圧縮で互いに接着することで複数の規則的形状の連続セルを形成したセル壁を形成し、そのセル壁の第1端部で形成された第1面とセル壁の第2端部で形成された第2面とを備えているハニカムコアと、
(b)第1表面及び第2表面を備え、前記第1表面が複数の第2接着結合部に沿って前記ハニカムコアの第1面に熱圧縮接着される、保護面となる剛性の熱可塑性プレートと
を有しており、
(c)前記剛性プレートは、前記剛性プレートをたわみ可能にするには十分であるが前記第1接着結合部及び前記第2接着結合部を溶解させるには不十分な第1温度に加熱した時に成形可能となり、
(d)前記ハニカムコアは、前記プレートを成形する時に当該ハニカムコア内に発生した応力を逃がすには十分であるが、前記第1温度より低く、また前記第1接着結合部及び前記第2接着結合部を溶解させるには不十分な第2温度に加熱した時に変形可能となるものであって、
前記剛性プレートはポリカーボネート材から、前記ハニカムコアは85Aジュロメータ値のエーテルベースポリウレタン熱可塑性エラストマー(TPU)からなり、前記第1温度が290°F(143℃)、前記第2温度が210°F(99℃)であることを特徴とする成形可能品。 - 前記ハニカムコアの前記セルの少なくとも一部の前記セル壁に孔が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の成形可能品。
- 前記ハニカムコアの前記第1面と前記第2面にそれぞれ接着される第1端面シート及び第2端面シートを設け、前記第1端面シート及び前記第2端面シートは、前記コアの周囲に沿って互いに密封結合されて密封室を形成していることを特徴とする請求項1に記載の成形可能品。
- 第1表面及び第2表面を備えるとともにポリカーボネート材からなる、保護面となる剛性の熱可塑性プレートと、
85Aジュロメータ値のエーテルベースポリウレタン熱可塑性エラストマー(TPU)からなる弾性の波形ストリップを熱圧縮で互いに接着して、複数の規則的形状の連続セルを形成したセル壁を形成し、そのセル壁の第1端部で形成された第1面と前記セル壁の第2端部で形成された第2面とを備えているハニカムコアと、
を備えており、
前記プレートの前記第1表面を前記ハニカムコアの第1面に接着したプレート及びハニカムコア接着体からなる成形可能品を突起部及び領域の緩衝及び保護を行うための所望形状に成形する方法であって、
(a)前記プレート及びハニカムコア接着体の前記プレートの第2表面を第1温度に加熱し、前記プレート及びハニカムコア接着体の前記ハニカムコアの第2面を第2温度に加熱することによってプレート及びハニカムコア加熱体を形成する段階を有しており、
この段階の前記第1温度は、前記成形可能なプレートをたわみ可能にするには十分であるが前記ハニカムコアと前記プレートの前記第1表面との間に形成された前記接着部及び前記ハニカムコアの前記ストリップ間に形成された前記接着部を溶解させるには不十分な290°F(143℃)であり、
前記第2温度は前記第1温度より低く、前記プレートを所望形状に成形する時に前記ハニカムコア内に発生した応力を逃がすには十分な210°F(99℃)であり、
(b)さらに、前記プレート及びハニカムコア加熱体を成形して前記所望形状を有するプレート及びハニカムコア成形体を形成する段階と、
(c)前記プレート及びハニカムコア成形体を冷却して前記プレートをそれの剛直状態に戻すことによって、前記プレート及びハニカムコア成形体を前記所望形状に保持する段階とを有していることを特徴とする方法。
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