JP4011367B2 - スプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法に係り、詳しくは、耐衝撃性及び耐加重性等に優れると共に、個々の形状及び大きさ等、各分野における特性及び不特定多数の細かなニーズにも対応可能であり、自動車、自動二輪車、自転車、電車若しくは航空機等の座席シート、乗馬用の鞍、椅子、ソファ又はベッド等、人が座る、寝る又は乗るものであれば何にでも適用可能なスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法であり、特に、１種類の型で多様な厚みに成形することが可能なスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、自動車、自動二輪車、自転車、電車若しくは航空機等の座席シートやベッド等に使用されるクッション材としては、ウレタンフォームが主流である。振動を伴うところ又は伴わないところを問わず、人が座る、寝る又は乗るところには、何等かの形でクッション材が利用されているのが一般的であり、実際、ウレタンフォームはあらゆる分野で広く使用されており、製法及びコスト面では問題が少ないと考えられ、普及率が非常に高い。
【０００３】
このようなクッション材として、例えば、特許第２９９５３２５号においては、座面部が一層構造であるハイレジリエンスフォームからなり、前記ハイレジリエンスフォームがトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を１０重量％以下の割合で含有し、残余がジフェニルメタンジイソシアネートからなるイソシアネートを用いてなるウレタンフォームから成る自動車用シートクッションパッドが提案されている。また、特許第２５４８４７７号においては、高融点のポリエステル繊維を低融点の熱可塑性エラストマーで融着しているクッション構造体が提案されている。また、特開２０００−５１０１１号においては、１〜２０デニールの合成繊維又は天然繊維を合成ゴム系接着剤又は架橋性ウレタン等で部分的に接着したクッションが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、ウレタンフォームは、人が座ったとき等、荷重が１箇所に集中するため、沈み込みが大きく、バランスが不安定であり、長期間座りつづけると疲労が溜まる等の課題がある。これは、ウレタンフォームは、均等に発泡することにより成形されているため、密度や強度が一定であり、必要に応じて、部分毎に強度や密度を変化させることが難しいことが原因である。また、ウレタンフォームは、柔軟すぎるため、下からの突き上げ感、底付き感、揺動感が大きく、長時間座っていると、足の痺れや強い疲労感を生じることもある。例えば、自動車や自動二輪車の場合、ウレタンフォームの製法上及び構造上から要求は多様化しているが、材料の特性として密度一定であり、実際の使用時、面圧分布が変わるので、機能上、最適ではないことがある。ウレタンフォームでは、発泡成形であるため、ばね特性が一律になるか或いは種類が大まかであり、必要に応じて変更することが難しい。従って、ウレタンフォームでは、ばね特性に対する多様な要求に答えることが困難である。例えば、自動二輪車の場合、ツーリング用、ロードレース用又はモトクロス用等、乗る姿勢や状態に応じて、ばね特性を変えなければならないが、座席シートがこれに好適に対応していないため、走行中に尻を上げたり下げたりする必要がある。このように体を浮かしている時間が多くなることにより、重心が上がりバランスが不安定となる等の不都合がある。
【０００５】
また、利用分野に応じて、特に、自動車や自動二輪車等に使用した場合には個々の機種に応じてクッション材の厚みをコントロールすることが必要とされる。これは、外形は同じ形状であっても、クッション材の厚みは機種（サスペンション特性）によって各々異なるためである。通常、この場合にも浅絞り深絞り等、絞りの程度に応じて金型を多数揃える必要がある。
【０００６】
また、ウレタンフォームは、熱硬化性樹脂であるため、リサイクルが困難であり、リサイクル方法としては、粉砕機でチップ化したものを接着成形によりチップフォーム（リボンデットフォーム）と呼ばれる材料に再生するか、燃焼し熱エネルギーとして回収するにとどまる。廃棄処分方法として、埋立処理と焼却処理が挙げられるが、かさ密度が小さく柔らかいウレタンフォームの埋立処理は、地盤の安定化が困難であり、埋立場所が限定される。また、粉粒体等に加工して埋立処理することも可能であるが、経費と手間がかかる。一方、燃焼の際、特に、青酸ガス（シアン化水素）を発生するおそれがあるため、焼却炉の損傷が大きく、青酸ガスの除去にも経費がかかるおそれがある。このように、リサイクル法との関係から、埋設処理等では環境面での対応が困難となる。
【０００７】
さらに、ウレタンフォームには上記の他にも、以下の課題を有する。
洗浄が困難である。製造時に使用するアミン触媒がフォーム内に残存し悪臭がするからである。また、通気性がなく蓄熱性があるため、蒸れやすく長時間連続して集中光線を当てていると燃え出すおそれがある。環境に対する性能が低い。ウレタンフォーム製造時に発泡剤として使用されている代替フロンの使用期限が２０２０年であるが、代替フロンより発泡性能が優れる代替剤が無いのが現状である。また、軟質ウレタンフォーム製造に通常使用されるイソシアネートであるＴＤＩは、労働省告示第２５号で濃度を０．００５ｐｐｍ以下にすると決定されている毒性の高い物質であり、実際の製造現場では管理が徹底されていない場合には、作業者の健康を害するおそれがある。
【０００８】
上記課題のうち、軟質ウレタンフォームの特性については、上述した従来技術の特許第２９９５３２５号で改良されてはいるが、ウレタンフォームが有する他の課題については依然として残されたままである。また、特許第２５４８４７７号において提案されているクッション構造体は、高融点のポリエステル繊維を低融点の熱可塑性エラストマーで融着しているのでリサイクルが困難な上、製法が煩雑で加工コストが著しく高い等の課題が残っている。また、特開２０００−５１０１１号は、通気性が良い、洗浄が可能等の長所を有するが、耐久性に劣り、製法が煩雑で加工コストが著しく高い等の課題を有する。さらに、ゴム系接着剤及び架橋性ウレタンは熱硬化性樹脂である上、単一組成物でないので、リサイクルが困難である。
【０００９】
このように、上記のような種々の課題を有しながらも、自動車、自動二輪車、自転車、電車若しくは航空機等の座席シートやベッド等に使用されるクッション材として、ウレタンフォームと同等以上の性能を持った上、安価に製造できる代替材料が存在していないのが現状である。
【００１０】
そこで、本発明は、リサイクルが困難な上、廃棄処理においても上記課題を有するウレタンフォームに代えて、自動車、自動二輪車、自転車、電車若しくは航空機等の座席シート、乗馬用の鞍、椅子、ソファ又はベッド等、人が座る、寝る又は乗るものに使用されるクッション材として好適な、スプリング構造樹脂成形品から成るクッション材に好適な製造方法を提供することを目的とする。特に、成形工程が容易であり、形状及び大きさの自由度が高く、安価で、沈み込みが少なく、座った際には圧力を均一に分散させるので長時間使用しても疲労しない等、ばね特性に対する多様な要求に答え、所望の耐加重強度、耐衝撃性等の物性を有する成形品を容易に製造することができると共に、浅絞り及び深絞りに対応した１種類の型で種々の厚みの成形品を製造することができる製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、雌型内に、少なくとも熱可塑性樹脂から成る中実及び／又は中空の連続線条及び／又は短線条のランダムなループ又はカールの隣接する線条相互を接触絡合集合して成る所定の嵩密度の空隙を備える立体構造体を置き、前記立体構造体を軟化させるに必要な温度条件で、前記雌型及び／又は前記立体構造体を加熱し、
前記雌型内に製品の一部となるベースによって構成された雄型を所定のストローク長さで挿入して前記立体構造体を前記挿入した雄型の挿入ストローク長さに対応した厚みに型締めした後、
冷却によって前記立体構造体を硬化させるスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法において、
前記雌型をコンクリート製と成すと共に、深絞りの場合における前記雄型の最長ストロークを少なくとも含むストローク長さを受け入れ可能な容積に前記雌型のキャビティを設定し、前記最長ストローク以下の任意の長さで前記雌型に前記雄型を挿入して前記立体構造体の厚みを調整することを特徴とするスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法である。
【００１２】
「連続線条及び／又は短線条」は、好ましくは汎用プラスチック（ポリオレフィン、ポリスチレン系樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニール等）、エンジニアリングプラスチック（ポリアミド、ポリカーボネート、飽和ポリエステル、ポリアセタール等）等である。例えば、ポリエチレン（以下ＰＥと記す）、ポリプロピレン（以下ＰＰと記す）又はナイロン等の熱可塑性エラストマーより成ることが好ましい。
【００１３】
特に、ＰＥ，ＰＰ等のポリオレフィン系樹脂に、酢酸ビニル樹脂（以下ＶＡＣと記す）、酢ビエチレン共重合体（以下ＥＶＡと記す）又は、スチレンブタジエンスチレン（以下ＳＢＳと記す）を混合したものが好ましい。このとき、ポリオレフィン系樹脂とＶＡＣ又はＥＶＡの酢ビ含有率の混合比は、７０〜９７重量％：３〜３０重量％、好ましくは８０〜９０重量％：１０〜２０重量％が好ましい。これは、ＶＡＣ又はＥＶＡが３重量％以下であると反発弾性が低下し、３０重量％以上になると熱的特性が低下するからである。また、ポリオレフィン系樹脂とＳＢＳとの混合比は、５０〜９７重量％：３〜５０重量％、好ましくは７０〜９０重量％：１０〜３０重量％が好ましい。また、ポリオレフィン系樹脂は再生樹脂であっても良い。
【００１４】
「連続線条及び／又は短線条」の構造は中実でも良いし、中空でも良い。中空の連続線条及び／又は短線条の場合、空気が管の中に閉じ込められることになり、空気ばねの特性が発現し、独特のクッション性が生じるので好ましい。座屈も防止できる。また、空気が入ることによって、立体構造体の剛性が保たれる。中空は連続であっても良いし、不連続であっても良い。１本の線条に中空部と該中空部が塞がれた部分とを共に有している場合等が一例として挙げられる。中実の線条と中空の線条の混合比は、中実：中空＝０〜５０：５０〜１００であることが好ましい。このとき、中心部に中空の線条を用い、その中空の線条の外周を中実の線条で被覆することにより、触感が良好となり好ましい。
【００１５】
「連続線条及び／又は短線条」の線径は、中実の線条にあっては、０．３〜３．０ｍｍ、特に０．７〜１．０ｍｍであることが好ましい。中実の線状にあっては、線径０．３ｍｍ以下では、線条に腰が無くなり、融着部が多くなって空隙率が低下する。３．０ｍｍ以上では、線条に腰がありすぎ、ループ又はカールが形成されず、融着部が少なくなり、強度が低下する。また、中空の線条にあっては、１．０〜３．０ｍｍ、特に１．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。中空率が１０％以下では重量軽減に寄与せず、８０％以上ではクッション性が低下する。
【００１６】
「スプリング構造樹脂成形品」の嵩密度は、０．００５〜０．０８ｇ／ｃｍ3、好ましくは、０．０２〜０．０６ｇ／ｃｍ3であることが好ましい。嵩密度０．００５ｇ／ｃｍ3以下では、強度が低下する。嵩密度０．０８ｇ／ｃｍ3以上では重量軽減が果たせず、弾性が消失する。また、このスプリング構造樹脂成形品は全体が一定の密度であるに限らず、所定間隔毎に粗密構造であっても良い。この場合の嵩密度は、粗の部分では、０．００５〜０．０３ｇ／ｃｍ3、好ましくは０．００８〜０．０３ｇ／ｃｍ3、特に０．０１〜０．０３ｇ／ｃｍ3が好ましい。密の部分では、０．０３〜０．０８ｇ／ｃｍ3、好ましくは０．０４〜０．０７ｇ／ｃｍ3、特に０．０５〜０．０６ｇ／ｃｍ3が好ましい。
【００１７】
「スプリング構造樹脂成形品」の空隙率は、９６〜９９％、好ましくは、９７〜９９％、特に９７〜９８％であることが好ましい。クッションとしての弾性と強度を維持し、重量を軽減するため、空隙率は上記範囲が好ましい。
［空隙率（％）］＝（１−［嵩密度］／［樹脂の密度］）×１００
【００１８】
「クッション材」は多層のスプリング構造樹脂成形品から構成されることが好ましい。また、クッション材の用途は、自動車、自動二輪車、自転車、電車若しくは航空機の座席シート、乗馬用の鞍、椅子、ソファ又はベッド等であることが好ましい。また、上記例示以外にも、振動を伴うところ又は伴わないところを問わず、人が座る、寝る又は乗るところ等のクッション材として用いられているウレタンフォームの代替材として、広く利用できる。特に、自動車や自動二輪車等、振動を伴うところに使用した場合にも、厚みを容易にコントロールできるため、個々の機種（サスペンション特性）に好適に対応することができるので好ましい。
【００１９】
「雌型」はコンクリート製のものを使用する。コンクリート製の型を利用することにより、離型剤が不要になると共に、型自体のコストが削減される。「雌型」の側面部のテーパは、垂直に対してその角度が０ないし浅いことが好ましい。また、「雄型」は、クッション材が取り付けられる製品（ベース）を利用する。これにより、雄型を別途用意する必要もなくなりコストが削減されると共に、成形精度が向上する。前記の冷却には自然冷却又は強制冷却がある。強制冷却は水を用いることが好ましい。
【００２０】
ここでは、ウレタンフォームの二次加工よりも簡単であり、ウレタンフォームよりも細かなニーズに対応できる。また、圧縮成形であるから、個人の体型に合わせてオリジナルなものを成形する等、製品の付加価値が高くなる。特に、１種類の型でクッション材の厚みをコントロールすることができるため、金型を多数揃える必要もなく、各種の製品要求特性に応じることが可能である。例えば、薄いクッション材を製造する場合には、ストロークを深くするだけで良い。逆に、厚いクッション材を製造する場合には、ストロークを浅くするだけで良い。これにより、オーダーメイドに応じられる等、製品特性や不特定多数の細かなニーズに対応可能なクッション材の製造が容易となる。さらに、スプリング構造樹脂成形品の線条の径、材質、デニール、嵩密度又は空隙率等を変えることにより、ばね特性を自在に可変とすることもできる。すなわち、素材としてのばね特性は一定であるが、圧縮成形によって絞りをかけることができるので、クッション機能を変え、荷重分布を可変とすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１の斜視図、図２（ａ）の正面図及び図２（ｂ）の背面図に示す通り、クッション材１は、熱可塑性樹脂、例えば、ＰＥ，ＰＰ等のポリオレフィン系樹脂と、ＶＡＣ，ＥＶＡ又はＳＢＳとの混合物（例えば、熱可塑性エラストマー）を原料として成形された立体構造体であるスプリング構造樹脂成形品３０を後述するように圧縮成形することによって製造されたものである。
【００２２】
（スプリング構造樹脂成形品３０の説明）
まず、スプリング構造樹脂成形品３０について説明する。
本実施形態で使用するスプリング構造樹脂成形品３０は、上記混合物を原料とする連続線条及び／又は短線条（以下、単に線条３１という）がランダムに絡合集合して成る空隙を備える立体構造体であり、この線条３１は、複数のループ又はカールを形成している（図１の部分拡大図Ａ参照）。本実施例において、スプリング構造樹脂成形品３０は、切断面３１ａに示すように中空の線条３１から成っている（図１の部分拡大図Ｂ参照）。
【００２３】
ここでは、この立体構造体の嵩密度を、０．００５〜０．０３ｇ／ｃｍ3、好ましくは、０．００８〜０．０３ｇ／ｃｍ3、特に０．０１〜０．０３ｇ／ｃｍ3とすることが好ましい。また、この立体構造体の空隙率は、９６〜９９％、好ましくは、９７〜９９％、特に９７〜９８％とすることが好ましい。
【００２４】
（クッション材１の説明）
次に、クッション材１について説明する。
クッション材１は、このスプリング構造樹脂成形品３０を圧縮成形することにより製造される。本実施形態におけるクッション材１は、図３の側面図に示す通り、主に自動二輪車（例えば、オートバイ１０）の座席シートに用いられるクッション材である。
【００２５】
クッション材１は、ばね特性が同一又は異なる２層のシート（上シート２及び下シート３）を備え、ベース４に固定されるものである。このとき、上シート２と下シート３は接着剤又は両面テープ等で接着されていることが好ましい。ばね特性は、スプリング構造樹脂成形品３０の密度、材質及び／又は線径によって各シート又は部分毎に可変とすることができる。具体的には、下の層は硬く、上の層は軟らかくする等、ばね特性を変化させることが好ましい。
【００２６】
例えば、本実施形態においては、上シート２は下シート３よりも剛性が低く柔軟な構成である。これは、ベース４に固定される下シート３に対して、上シート２には人が乗ったときに臀部等が直接触れるためである。このとき、上シート２には、人が乗る姿勢に好適にフィットするように、適宜盛り上り部を形成することが好ましい。一方、下シート３はベース４に固定されるため、上シート２よりも硬さが必要である。このとき、下シート３の硬さによりクッション材１の形状が維持される構造とすることも好ましい。
【００２７】
また、下シート３により、クッション材１は独自のサスペンション特性を呈する。例えば、ウレタンフォームを用いていた従来の座席シートは、ばね下振動である路面反力（キックバック）が大きいので、ウレタンに密着コイルスプリングを入れ、路面反力を受けることが多い。しかし、本実施形態では、このように２層構造とし、人間の荷重を柔軟な上シート２で受け止めることができると共に、硬めの下シート３でばね下振動を受け止めることができる。これにより、密着コイルスプリングは不要となる。従って、重量的、構造的に有利になり、シンプルであり、かつ、特殊な部品構造も必要なくなる。嵩が低くなるので、重心モーメントが下方になり、姿勢の安定性にも寄与する。また、圧縮成形の際の雄型のストロークを調整することにより、クッション材１の厚みを自在に調節し、形状又は大きさの異なる各種サスペンションに対応させることもできる。
【００２８】
また、クッション材１はスプリング構造樹脂成形品３０から成るため、通気性が抜群である。従って、蒸れないことは言うまでもなく、クッション材１０の中に冷暖房ダクトから冷暖房用空気を通気させれば、オートバイ１０の座席に冷暖房機能を備えることができる。また、自動車の座席シートとして用いれば、特別な材料を使用することなく、高級車仕様に対応できる。
【００２９】
なお、上シート２及び下シート３から成るクッション材１は、図示した形状に限定されないことは言うに及ばず、適宜形状に成形可能である。例えば、シートを重ねないでシートの層を１層としても良い。シートを重ね合わせる場合は、２層以上でも良い。また、２層以上のシートのうち、例えば、下の層のシートは合成ゴム等から成るものでも良いが、少なくとも１枚（好ましくは上の層）は上記熱可塑性樹脂から成ることが好ましい。また、盛り上り部の形状等も本実施形態に限定されない。特に、個々の形状及び大きさ等、各分野における製品要求、特性及び不特定多数の細かなニーズにも対応可能である。
【００３０】
また、多層構造のクッション材（例えば、クッション材１の上シート２）上に、縫成（手縫い又はミシン縫い等）したスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材を重ね合わせ、最上部のシートとすることも好ましい（図示略）。この場合、特に、従来のモールド成形では難しい複雑な凸凹や微妙な変化までも表現可能であり、個々の形状及び大きさ等、各分野における製品要求、特性及び不特定多数の細かなニーズにもより厳密に対応可能となり、車種や体型によってカスタムメイドすることもできる。例えば、オートバイ１０や自動車等の座席シートとして利用する際には、運転姿勢にこだわりを持つドライバー（例えば、それを職業とする人）等の要求に応え得る、各人の運転姿勢や運転動作に的確にフィットする座席シートを提供することができる。また、製品の付加価値を高めることができる。
【００３１】
上シート２及び下シート３は、ベース４に対応した形状に成形される。図４（ａ）及び（ｂ）の斜視図に示す通り、ベース４は、オートバイ１０の座席を構成する基礎部分であって、前方に止め部４ａ、後方中央部に盛り上り部４ｂが形成され、盛り上り部４ｂの裏側にはオートバイ１０のフレームに取り付けるための金具４ｃが固定されている。また、ベース４の裏側には、ゴム製等のクッション４ｄが数箇所（例えば６箇所）固定されている。その他、図示する通りの溝や穴が形成されている。
【００３２】
（クッション材１の製造装置及び製造方法）
次に、図５〜図１０を参照して、本実施形態のクッション材１の製造装置及び製造方法について説明する。なお、スプリング構造樹脂成形品３０の製造方法については後述する。
【００３３】
（１）投入工程
図５はクッション材１の圧縮成形工程の第１段階を説明する側面断面図であり、図６は同第１段階を説明する正面断面図である。図５又は図６の説明図に示す通り、コンクリート製雌型１１（以下単に雌型１１）のキャビティ１２内に１枚以上のスプリング構造樹脂成形品３０を置く。このとき、２枚以上のばね特性が同一又は異なるスプリング構造樹脂成形品３０を同時に置いても良い。上述したように、スプリング構造樹脂成形品３０は線条３１がランダムに絡合集合して成る空隙を備える立体構造体であり、この線条３１は、複数のループ又はカールを形成している（図５の部分拡大図Ｃ参照）。
【００３４】
本製造方法においては、スプリング構造樹脂成形品３０の線条３１を構成する原料樹脂の軟化点以上の温度が必要であるため、雌型１１のキャビティ１２に給湯装置１３から図中矢印に示すように湯（好ましくは７０℃以上）を入れ、スプリング構造樹脂成形品３０を加熱し軟化させる。ここで湯を使用したのは、雌型１１の内部からスプリング構造樹脂成形品３０を加熱するためである。また、雌型１１自体をヒータ等で加熱しても良い。このとき、熱伝導体（例えばヒーター）を雌型１１のコンクリートに埋め込んでいることが好ましい。保温効果を高めるために雌型１１の周囲を断熱材で覆うことも好ましい（例えば木、発泡樹脂等の容器）。また、スプリング構造樹脂成形品３０を構成する線条３１周囲の空気（中空線条の場合は中空部の空気も含む）を加熱する必要がある場合は、雌型１１の保温余熱で成形することも好ましい。さらに、給湯装置１３に代えてスチーム供給装置１７等で加熱しても良い。スチームを用いた場合は、例えば、雌型１１にスチーム注入孔を形成し、スチーム注入孔からスチームをキャビティ１２内に注入することとなる。型締め段階でスチームを注入し加熱することが好ましい。こうすると、熱が均一になると共に、より高温で成形できることができるので好ましい。また、加熱だけではなく圧力が必要になる形状の成形品もあるが、この場合にはスチームによる加熱及び加圧を行うことができる。機械的に加熱できない形状もあるため、気圧を利用すると複雑な形状に対応することができる。
【００３５】
この雌型１１は、例えば、石膏等の適宜の材質で製品の型枠を成形して、この型枠を逆さにして、下方に板を水平に固定し、型枠及び板に適宜に離型剤を塗り、コンクリート粉を水で練り、これを型枠に垂らし込んで固め、型枠から離型することにより製造される。コンクリートが硬化した後に、逆さにして型枠及び板を取り外すと雌型１１が完成する。このとき、型枠を載せた板の下に空間を形成し、板を上下させてこの空間を調整することにより、コンクリートの強度、剛性及び厚みを調節することができる。例えば、コンクリートの厚みを増す場合には板の固定位置を下げる。このように、コンクリートは成形性に優れ、混練して型枠に流し込むだけで製造できるため、雌型１１自体のコストが削減される上（例えば従来の金型の１／５０〜１／１００）、複雑な形状の雌型１１を製造することもできるし、同一物を容易に複製することもできる等、精度も向上する。例えば、雌型１１の製造時には同じ寸法が採寸できる。また、コンクリートであれば製品に馴染み易いため、型締めするだけで、クッション材１の表面を研磨したように滑らかに成形することもできる。さらには型枠の模様まで取れる程であり、例えばビニールをかけて型締めすることにより、ビニールの面相度から表面に模様を付ける等の表面加工もできる。また、コンクリートで雌型１１を製造するので、クッション材１の成形時における加圧力にも好適に耐えられる上、耐久性も高いので何万回でも使用可能である。なお、雌型１１の重量は５０〜１００ｋｇが好ましい。
【００３６】
雄型１４はベース４と雄型台１４ａとから構成される。雄型１４は、パンタグラフジャッキ１５の先端に固定具により複数箇所で固定され、パンタグラフジャッキ１５により、雌型１１のキャビティ１２上のスプリング構造樹脂成形品３０を上から型締めするものである。雄型１４は、１０トン以上の圧力に耐え得るものが好ましい。本実施形態では、１つの雄型１４につき、複数（例えば３本）のパンタグラフジャッキ１５を設置することにより、荷重圧力を向上させると共に、複数個所（例えば３箇所）に荷重を分散している。パンタグラフジャッキ１５は手動でもよいが、適宜モータ１５ａを取り付けて自動運転も可能である。パンタグラフジャッキ１５の上端部は上台１８に固定され、上台１８が支柱１９により雌型１１の上部に固定されている。パンタグラフジャッキ１５を利用することにより、設備が簡素化され、コスト削減も可能であるが、パンタグラフジャッキ１５に替えて油圧シリンダや空気圧シリンダ等を利用しても構わない。
【００３７】
また、雄型１４として、製品の一部となるベース４を用いる。ベース４は裏面を雄型台１４ａの下面に嵌合される等して取り付けられている。雄型台１４ａの上面は固定具によりパンタグラフジャッキ１５に固定されている。このように、製品の一部（ベース４）が製造装置の一部（雄型１４）を構成することにより、用意する型は雌型１１だけで良く、雄型１４を別途製造する必要がない。従来、ウレタンフォーム成形用の金型は雄型と雌型を製品とは別に製造する必要があるが、本製造方法においては、雄型１４自体が製品の一部であるので、台、ポンチ等を不要とし、コスト削減が可能となり、成型精度が向上する。
【００３８】
（２）型締め工程
図７はクッション材１の圧縮成形工程の第２段階を説明する側面断面図であり、図８は同第２段階を説明する正面断面図である。図７又は図８の説明図に示す通り、パンタグラフジャッキ１５で雄型１４（ここではベース４で兼用する）を図中矢印に示すように押し下げ、型締めする。ここで、雌型１１のキャビティ１２は深く絞る場合のサイズに設定され、ストロークを深くも浅くもできる。つまり型に余裕を持たせてあるので、絞りのストロークの加減によって、クッション材１の厚みを可変にできる。従って、１つの型で、いくらでも厚みを可変にできる。また、当然、密度も可変となる。このように、雄型１４のストロークを可変とすることで深絞りでも浅絞りでも１種類の型で製造することができ、密度、ばね特性、剛性を自在に変えることができる。
【００３９】
このストローク可変の効果として、クッション材１の厚みを薄くしたり厚くしたり調節できる。薄いクッション材１を作る場合、同じ型でストロークを深くするだけで良いし、厚いクッション材１を作る場合、同じ型でストロークを浅くするだけで良い。つまり、クッション材１の厚みをコントロールできる。また、密度、ばね特性、剛性もコントロールできる。図示の通り、雌型１１の側面の傾斜角度（テーパ）を少なくすれば（図ではほぼ垂直である）、１つの型でのクッション材１の厚さ調整が容易である。例えば傾斜角度が１／５０〜１／４００、好ましくは１／１００〜１／３００、特に好ましくは１／１５０〜１／２５０（例えば１／２００）が挙げられる。傾斜は垂直下方に対して内側又は外側のいずれに傾斜していても良い。内側に傾きすぎるとストロークのコントロールが難しくなることもあり得る。これにより、１つの型で各種のクッション材１の製品要求特性に応じられる。特に、同一製品であっても、クッション材１の厚さを任意に選択することもできる。例えば、オーダーメイドに応じられる等、不特定多数の細かなニーズにも簡単に対応できる。なお、太腿の内側が当たる部分については、圧縮率を高めて、ばね特性を硬くすることがある。これによりクッション性や耐久性を向上できる等の利点がある。
【００４０】
一般に、外形は人が乗る幅であるから、ほとんど同じであるが、クッション材１の厚みは機種（サスペンション特性）によって各々異なるため、個々の機種に応じてクッション材１の厚みをコントロールすることが必要とされる。しかしながら、ウレタンフォームの場合は発泡させて成形するため、一律の倍率しか実現できない。また、浅絞り、深絞り等絞りの程度に応じて、金型を多数揃える必要がある。本製造方法によれば、ウレタンフォームの以上のような問題を好適に解決できる。
【００４１】
（３）トリミング工程
図９はクッション材１の圧縮成形工程の第３段階を説明する平面図である。図９の説明図に示す通り、型締め状態を所定時間維持した後、熱カッター１６で、雄型１４の周縁を倣って、雄型１４の端からはみ出したバリ３２（図９の部分拡大図Ｄ参照）をトリミングすると同時に端末を熱溶着する。従来は、成形後に改めて寸法取りすると共にトリミング等を行って形状を整えていたため、端末のトリミング処理が大変であった。この方法であれば容易にトリミングが可能である。特に、この段階でトリミングすることにより、端末のほどけがなくなると共に、後から寸法取りする必要もなく、処理が簡単である。
【００４２】
（４）離型工程
雌型１１のキャビティ１２に冷却水を投入し、スプリング構造樹脂成形品３０を固化する。徐々に冷却するのではなく、水を入れて急冷することより成形時間が短縮できる。そして、硬化時間経過後、離型する。固化しているか否かの判断要素としては、パンタグラフジャッキ１５を緩めてスプリングバックがなければ、固まっている状態である。以下、雌型１１及び／又はスプリング構造樹脂成形品３０の加熱・冷却を繰り返す。中空線条の場合、中空部の空気を考慮した適切な熱的均衡条件を満たすことにより、スプリングバックを防止できる。
【００４３】
このとき、雌型１１がコンクリート製であれば、原料樹脂が溶けて雌型１１に接着することもなく、離型剤が不要である。従来の金属型では、温度上昇が著しく、原料樹脂が型に接着し易いという難点がある。そのため、ウレタンフォームの製造には離型剤は必須であり、製造に時間と手間が掛かっている。また、コンクリート製であれば、製品に馴染み易いので、同一物を複製する能力が優れていると共に、複雑な形状も成形可能である。
【００４４】
（５）最終工程
図１０の取付説明図に示す通り、上記工程を経て得られた上シート２と下シート３とを、ベース４に２枚重ねで乗せて固定する。その上にヒート成形したビニールレザー５を被せてベース４にホッチキス等で止める。両面テープ等で接着しても良い。また、成形過程で下シート２に凸部（又は凹部）を形成することにより、ベース４に適宜設けられた凹部（又は凸部）に嵌合して固定すれば、ホッチキスや両面テープが不要となる。また、上シート２と下シート３とは、接着剤又は両面テープ等で適宜接着し、ずれるのを防止できる。上記と同様、上シート２及び下シート３に凹凸を設けて、上シート２と下シート３とを嵌合して固定することもできる。ただし、本工程において、ビニールレザー５等を被せる場合には、上シート２、下シート３及びベース４を特に固定しなくても良い場合もある。
【００４５】
（スプリング構造樹脂成形品３０の製造方法）
次に、上記スプリング構造樹脂成形品３０の製造方法の一例について説明する。
図１１の模式図に示す通り、本実施形態におけるスプリング構造樹脂成形品３０の製造方法において、好適には、ＰＥ，ＰＰ等のポリオレフィン系樹脂と、ＶＡＣ、ＥＶＡ又はＳＢＳ等の原料樹脂は、後述するタンブラー、切り出しフィーダ、或いは定量供給機等を経てドライブレンドされ、又は、混合若しくは溶融混合してペレット化されて、押出成形機２０のホッパー２１へ送られる。
【００４６】
具体的には、原料樹脂、例えば、ＰＰとＳＢＳをタンブラー（加藤理機製作所製ＫＲ混合機）で、４０ｒｐｍ、１５分間混合する。
【００４７】
次に、図１２の斜視図に示す通り、この原料樹脂から成る混合物をφ６５ｍ単軸押出成形機２０のホッパー２１より投入し、所定温度（例えば２００℃〜２６０℃）で溶融混錬し、成形ダイ２２に設けた所定径の多数のノズルから所定の押出速度において溶融押し出し、後述の引取機２３により引き取ることにより、所定の線径（例えば、６００〜９０，０００デニール、好ましくは３，０００〜３０，０００デニール、より好ましくは、６，０００〜１０，０００デニール）の中実及び／又は中空の線条３１を形成し、この溶融状態の線条３１に、例えば、直径１〜１０ｍｍ、好ましくは直径１〜５ｍｍのループを形成させ、隣同士の線条３１とバス２５内（水中）で接触絡合させることによりランダムなループを形成する。このとき、接触絡合部位の少なくとも一部は、相互に溶融接着されることが好ましい。このとき、線条３１は、中空のものと中実のものとが所定割合で混合されていても良い。
【００４８】
上記ランダムなループの集合である立体構造体の厚さ及び嵩密度は、バス２５内の引取機２３の引き取りロール２４，２４間で設定される。この立体構造体（例えば、厚さ１０〜２００ｍｍ、幅２，０００ｍｍ）は、線条３１が、カール又はループ状にランダムに成形され、水中で固化し、巻き取りロール２６，２６によりスプリング構造樹脂成形品３０として取り出される。
【００４９】
また、水中においてこのループが形成された線条３１を引取機２３により引き取る際には、引取機２３の速度を変更することで、クッション特性を変更しても良い。その場合、この立体構造体の嵩密度を比較的増大させる場合、０．０３〜０．０８ｇ／ｃｍ3、好ましくは、０．０４〜０．０７ｇ／ｃｍ3、特に０．０５〜０．０６ｇ／ｃｍ3とすることが好ましい。また、この立体構造体の空隙率を減少させる場合、９１〜９７％、好ましくは、９２〜９６％、特に９３〜９４％とすることが好ましい。
【００５０】
また、例えば、引き取りロール２４，２４の引き取り速度をタイマー等により設定時間毎に、設定時間内、低速にする等、引取機２３の引き取り速度を所定の間隔（例えば３〜５ｍ）で低速に調整することにより、スプリング構造樹脂成形品３０の長手方向において、所定間隔ごと（例えば、３０〜５０ｃｍ）に低速引き取り時に形成された嵩密度の大きい部分とそれ以外の部分、すなわち、粗密を連続して形成しても良い。
【００５１】
また、図１３の正面図に示す通り、引き取りに際し、立体構造体であるスプリング構造樹脂成形品３０を引き取りロール２４，２４で折り曲げることが困難な場合には、嵩密度の粗い部分を作ることによってその部位で折り曲げ、水中から引き上げることもできる。以上の工程を経て取り出されたスプリング構造樹脂成形品３０は、切断装置２７により適宜長さに切断される。なお、バス２５には給水バルブ及び排水バルブを備える（図示略）。
【００５２】
また、別例として、図１４の正面図に示す通り、バス１２５内に切断装置１２７を設けたものでは、切断装置１２７は引取機１２３下方近傍に配置し、バス１２５の対向側壁には、切断部位で切断された単体の空隙に挿入される係止突起を多数突設したコンベアからなる搬送装置１２８を備える。他の部位の構成については、１００番台として上記説明を援用する。
【００５３】
上記製造方法によって、一例として、嵩密度０．０３ｇ／ｃｍ3、厚さ５０ｍｍのスプリング構造樹脂成形品３０を得た。なお、立体構造体は、それぞれ１種又は複数種の異なる特性の組合せから成るものを用いて製造することもできる。なお、上記製造方法により成形されたスプリング構造樹脂成形品３０の製造例及び実験結果等、その他詳細については、本発明者が先に開発した特願２０００−２４６９０７号等を参照されたい。
【００５４】
（スプリング構造樹脂成形品３０の他の実施形態）
次に、上記実施形態のスプリング構造樹脂成形品３０以外の他の例について説明する。原料樹脂の粘弾性挙動を活かした各種成形方法等を利用したものである。
【００５５】
上記スプリング構造樹脂成形品３０は、その製造工程において、引き取り速度や熱加減によって、部位毎にクッション特性の異なる立体構造体を任意に成形することができる。例えば、図１５（ａ）に示すスプリング構造樹脂成形品１３０のように、外周から中心に向かって所定範囲毎又は徐々にクッション特性を軟らかくすることができる。ここでは、外周に硬い部分１３０ａ及び中心部に軟らかい部分１３０ｂを構成している。また、図１５（ｂ）に示すスプリング構造樹脂成形品２３０のように、中心部のクッション特性を硬くすることもできる。ここでは、中心部に硬い部分２３０ａ及び外周に軟らかい部分２３０ｂを構成している。また、図１５（ｃ）に示すスプリング構造樹脂成形品３３０のように、部分的にクッション特性を変化させることもできる。ここでは、軟らかい部分３３０ｂの中に部分的に硬い部分３３０ａを構成している（例えば２箇所）。
【００５６】
例えば、スプリング構造樹脂成形品１３０であれば、オートバイ１０の座席シートのクッション材として好ましい。クッション材１の側面を硬くすることにより、座席シートを挟み込んで運転する際に、ドライバーの内腿に好適にフィットし、走行安定性が向上する。また、スプリング構造樹脂成形品２３０であれば、ヘルメットのクッション材等にも好適である。このように、１枚の立体構造体で表面（頭に接する部分）は軟らかく、内部は硬く成形することにより、髪型の崩れ難い帽子（日除け帽子、ヘルメット等）を製造することもできる。これにより、日除けができると共に通気性が良いので好ましい。
【００５７】
また、荷重や撓み量にもよるが、クッション材によっては表面だけ硬く構成されていれば充分なものもある。このような場合、上記のように一枚の立体構造体で密度を部分的に変える以外にも、密度の異なる薄い立体構造体を複数枚製造し、それらを種々重ね合わせることにより、一枚のスプリング構造樹脂成形品を構成することもできる。この方法であると、原料樹脂の使用量を節減でき、生産性の面からも好ましい。例えば、図１６（ａ）に示すスプリング構造樹脂成形品４３０のように、立体構造体４３０ａの下に嵩密度の低い立体構造体４３０ｂ、その下にはさらに嵩密度の低い立体構造体４３０ｃを重ねて貼り合わせて１枚のスプリング構造樹脂成形品４３０を構成することができる。
【００５８】
また、図１６（ｂ）に示すスプリング構造樹脂成形品５３０のように、部分的に熱で溶かして穴５３０ａを形成することにより（パーティションブロック成形）、部分強化することもできる。穴５３０は圧縮成形前の段階で形成しても良いし、圧縮成形後の段階で形成しても良い。また、図１６（ｃ）に示すように、穴５３０ａに金具等の止め具５３０ｂを挿入することもできる。止め具５３０ｂは圧縮成形前の段階で挿入しても良いし、圧縮成形後の段階で挿入しても良い。
【００５９】
スプリング構造樹脂成形品３０を構成する線条３１の線径は、必ずしも均等である必要はない。１つのクッション材であっても、箇所によっては、荷重のかかり方が異なる。その範囲だけ部分的に硬くするために、嵩密度を変える以外に、スプリング構造樹脂成形品３０を構成している線条３１自体の太さや硬さを変えることもできる。例えば、臀部が当たる荷重が集中するような箇所には、太い線条や樹脂の硬度の高い線条を使用することが好ましい。
【００６０】
このとき、部分的に太い線条を製造するためには、図１７（ａ）に示すように、成形ダイ６２２は、部分的に（例えば中央部）ノズル口６２２ａの口径を通常のノズル口６２２ｂよりも大きくすることが好ましい。図１７（ｂ）に示すように、この成形ダイ６２２であれば、押出される通常の線条３１と同時に部分的に（例えば中央部から）太い線条６３１が押出される。これにより剛性を複合的に変化できる。
【００６１】
また、線条３１の材質を変えることにより、厚みや嵩密度は同じでも軟らかい又は硬いクッション材を成形することができる。例えば、オートバイ１０の座席シートのクッション材１であれば、乗る人の体重に合わせて種々の材質を選択でき、製品に付加価値を与えることもできる。
【００６２】
また、スプリング構造樹脂成形品３０には、繊維や針金等、種々のものを絡ませ、混成成形することができる。これにより、例えば熱に弱い、座屈に弱い、引っ張りに弱い等の樹脂の弱点を中に絡ませたものによって補強することができる。例えば、図１８（ａ）に示すスプリング構造樹脂成形品７３０のように、複数本の針金７３３を、線条７３１に絡ませることが好ましい。また、図１８（ｂ），（ｃ）の断面図に示すように、針金７３３等は線条７３１に絡ませるのみならず、線条７３１の中空部を通すことも好ましい。
【００６３】
（クッション材１の他の実施形態）
雌型１１と雄型１４でスプリング構造樹脂成形品３０を型締めする際に、段階的に加熱温度を変化させることにより、部分的に剛性を変える成形とするヒートレンジ成形とすることもできる。例えば、図１９（ａ）に示すクッション材１０１のように、下方に硬い部分１０１ａ（プレート状部分）、上方に軟らかい部分１０１ｂを成形することができる。このとき、縁部分１０１ｃは加熱して硬い板状に成形することが好ましい。例えば、加熱してカールした縁部分１０１ｃをトリミングの際に板状に成形することが好ましい。この縁部分１０１ｃは、ベース４に好適に嵌め込むことができる。縁部分１０１ｃは、一旦、拡開させてからベース４に引掛けてから弾発力で復元することにより嵌合させ、取り付けることが好ましい。このような構造であれば、クッション材１０１とベース４とを、ホッチキス等の係止なしで、脱着を可能とすることもできる。
【００６４】
また、雌型１１と雄型１４でスプリング構造樹脂成形品３０を型締めする際には、雌型１１をホットバーニングし、型の温度を高くし、表面部分を溶着させて硬くするエピダーミス（表皮）成形とすることもある。図１９（ｂ）に示すクッション材２０１のように、スプリング構造樹脂成形品３０の表面だけ溶かし表皮２０１ａを形成することができるので、後加工でコーティングする（例えばビニールレザー５等を被せる）必要がない。例えば、インストルメントパネルの樹脂の成形等にも使用可能である。つまり、型の中でスプリング構造樹脂成形品３０の表面を溶かしてシボを作ると同時に一体成形することもある。また、クッション材１の解け防止、防水性を必要とする場合、又は素材を好適に保護する場合には、ホットバーニングして表皮２０１ａを形成することが特に好ましい。
【００６５】
本実施形態におけるスプリング構造樹脂成形品３０から成るクッション材１は、通気性を備えていることからも、後工程において、ビニールレザー５等を被せない方が良い場合もある。この場合は、図２０（ａ），（ｂ）に示すクッション材３０１のように、スプリング構造樹脂成形品３０の周囲を網３０６で覆って圧縮成形することが好ましい。また、網３０６は圧縮成形後にクッション材３０１に被せるものであっても良い。網３０６は撥水性の素材（例えば、プラスチック製）からなるものが好ましい。これにより、通気性が好適に確保されるため、特に湿度が高い地域や季節には効果的である。バギー等の砂の上を走る車の座席シートとしても好適である。また、網３０６がクッション材３０１の解けを防止し、好適に保護するため耐久性においても優れている。網３０６の目の密度は図示に限らず、適宜で良い。なお、網３０６を被せてからビニールレザー５を被せることもある。これは、不特定多数が乗る乗物等の座席において、いたずら等により異物が入るのを防止するためである。
【００６６】
（型の他の実施例）
雌型１１と雄型１４の上下の配置を逆にすることもできる。この構成であれば、コンクリートから成る雌型１１の自重が重石代わりとなり、自重を利用して圧縮成形することができる。また、図２１の通り、雌型１１及び雄型１４共にコンクリート、金属、ＦＲＰ等で成形することも好ましい。このとき、重量の重い方を上型（加圧側）にすれば、上型の自重を利用して圧縮成形することができる。例えば、上型を重量コンクリート、下型を軽量コンクリートとする例、上型を大型のもの、下型を小型のものとする例が挙げられる。
【００６７】
本実施例においては、早く均等に型締めするためにパンタグラフジャッキ１５を利用しているが、重力を利用して型の自重によって型締めする場合、パンタグラフジャッキ１５が不要となる場合もある。例えば、図２１の説明図に示すように、雄型１１４をばね素材等から成るバランサー１１５等で吊るし、図中矢印に示すように、雄型１１４の自重を利用して雌型１１１とで型締めすることができる。この構成であっても、好適にストロークを可変とすることができる。
【００６９】
また、成形要件には空気の温度条件、温度管理も重要である。成形時に原料樹脂は軟化するが、分子レベルの結合ではなく、完全に溶融するわけではないので、スプリング構造樹脂成形品３０内部の空気はそのまま保たれている。このとき、空気の温度と原料樹脂の軟化温度が均衡状態になっている必要がある。従って、温度を上げた状態から急激に冷却しても、内部の空気の温度も均等になるまで、型締め状態を維持しないと、熱で空気が膨張してスプリングバックが起こり、成形できないことがあり得る。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１に記載されたスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法によれば、所望の耐加重強度及び耐衝撃性等の物性を有するスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材を短時間で容易に製造することができ、大量生産も可能である。圧縮成形であるから、個々の形状及び大きさ等、自由に加工することができる。上下振動、左右振動等、複合振動の場合には、表面と裏面の両方に盛り上り部を設けることも可能である。
【００７１】
特に、１種類の型でクッション材の厚みをコントロールすることができるため、金型を多数揃える必要もなく、各種の製品要求特性に応じることが可能である。具体的には、自動車や自動二輪車等に使用した場合、個々の機種（サスペンション特性）に好適に対応することができる。例えば、薄いクッション材を製造する場合には、ストロークを深くするだけで良い。逆に、厚いクッション材を製造する場合には、ストロークを浅くするだけで良い。これにより、オーダーメイドに応じられる等、製品特性や不特定多数の細かなニーズに対応可能な付加価値の高いクッション材の製造が容易となる。
【００７２】
また、型締めの際のストローク調整やスプリング構造樹脂成形品の設定（例えば、線条の太さ、材質、嵩密度、空隙率等）によって、クッション材の厚み以外にもクッション性能を簡単に変更できる。具体的には、クッション材の素材は全体として一定でありながらも、圧縮成形により絞りをかけることにより、ばね特性や剛性等の設定が自由自在である。例えば、自動車や自動二輪車等のタイプ（例えば、ツーリング用、ロードレース用又はモトクロス用等）に応じて、複雑な工程を経ずに、ばね特性を可変にできる。また、例えば、モトクロス用であれば、臀部への衝撃が緩和されるため、シートに座ったまま運転することも可能となり、走行安定性が高まる。
【００７３】
また、ウレタンフォームの二次加工よりも簡単であり、ウレタンフォーム製造時に使用していたＴＤＩ等の毒性の高い原料を使用しないため、製造時に有毒ガスを発生することが無く作業環境が良い。
【００７４】
また、本製造方法によれば、熱可塑性樹脂製食用油包装容器及び廃棄農業用プラスチックフィルム等の再利用用途としての再生樹脂であるＰＥ等の樹脂を高付加価値な製品として再生することができると共に、スプリング構造樹脂成形品から成るクッション材自体が、再溶融することにより、何回でも再生可能である。このように、リサイクル性に優れており、使用済み後の環境にも負荷を与えないよう配慮されている。また、リサイクル樹脂の使用が可能であるので、安価に製造することが可能である。
【００７５】
本製造方法により製造されたスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材は、耐久性及び耐へたり性に優れており、局部的な沈み込みが少なく、底付き感及び揺動感もない。また、座った際に、体に接触する部位全体で均一に荷重を受け止め、圧力を分散させることが可能であるので、長時間使用しても疲労し難く、座り心地が向上する。このように、ウレタンフォームにはない独特の座り心地が得られる。
【００７６】
本製造方法により製造されたスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材は、ばね特性が高いので、従来、自動車や自動二輪車等の座席シート下にキックバック対策のために設置していたコイルスプリングが不要になる。従って、シンプルな構造になると共に、重心が下がることにより、自動車や自動二輪車等の安定性が向上する。
【００７７】
本製造方法により製造されたスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材は、完全な連続空隙を有する構造体であるので、通気性が抜群である。従って、蒸れることがない。また、クッション材を通して冷暖房ダクトから冷暖房用空気を通気させることもできるので、自動二輪車等の座席シート等に冷暖房機能を備えることもできる。さらに、水に強く、雨等に濡れても問題ないため、自動二輪車の座席シートとして好適である。また、水洗いも可能であり、乾燥も早い。
【００７８】
以上のことから、本発明におけるスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法は、自動車、自動二輪車、自転車、電車若しくは航空機等の座席シート、乗馬用の鞍、椅子、ソファ又はベッド等、振動を伴うところ又は伴わないところを問わず、人が座る、寝る又は乗るところにおいて、従来のウレタンフォームの代替材として好適に利用することができるスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法として好適である。
【００７９】
なお、本発明におけるスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法の実施の形態は、上記に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得るものである。また、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることができるものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】クッション材１とベース４の斜視図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、クッション材１とベース４の正面図及び背面図である。
【図３】クッション材１から成る座席シートを備えたオートバイ１０の側面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）はベース４の異なる角度から見た斜視図である。
【図５】クッション材１の圧縮成形工程の第１段階を示す説明図である。
【図６】クッション材１の圧縮成形工程の第１段階を示す他の角度からの説明図である。
【図７】クッション材１の圧縮成形工程の第２段階を示す説明図である。
【図８】クッション材１の圧縮成形工程の第２段階を示す他の角度からの説明図である。
【図９】クッション材１の圧縮成形工程の第３段階を示す説明図である。
【図１０】クッション材１のベースへの取付工程を示す説明図である。
【図１１】スプリング構造樹脂成形品３０の製造方法の工程を示す模式図である。
【図１２】スプリング構造樹脂成形品３０の製造方法を示す斜視図である。
【図１３】スプリング構造樹脂成形品３０の他の製造方法を示す実施例である。
【図１４】スプリング構造樹脂成形品３０のさらに他の製造方法を示す実施例である。
【図１５】（ａ），（ｂ），（ｃ）はスプリング構造樹脂成形品３０の他の実施例を示す断面図である。
【図１６】（ａ），（ｂ），（ｃ）はスプリング構造樹脂成形品３０のさらに他の実施例を示す断面図である。
【図１７】（ａ），（ｂ）は成形ダイ６２２の裏面図及び斜視図である。
【図１８】（ａ），（ｂ），（ｃ）はスプリング構造樹脂成形品３０又は線条３１の他の実施例を示す断面図である。
【図１９】（ａ），（ｂ）はクッション材１の他の実施例を示す断面図である。
【図２０】（ａ），（ｂ）はクッション材１のさらに他の実施例を示す断面図である。
【図２１】クッション材１の圧縮成形工程の他の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ クッション材 ２ 上シート
３ 下シート ４ ベース
５ ビニールレザー １０ オートバイ
１１ 雌型 １２ キャビティ
１３ 給湯装置 １４ 雄型
１５ パンタグラフジャッキ １６ 熱カッター
２０ 押出成形機 ２１ ホッパー
２２ 成形ダイ ２３ 引取機
２４ 引き取りロール ２５ バス
２６ 巻き取りロール ２７ 切断装置
３０ スプリング構造樹脂成形品 ３１ 線条
３２ バリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、スプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法に係り、詳しくは、耐衝撃性及び耐加重性等に優れると共に、個々の形状及び大きさ等、各分野における特性及び不特定多数の細かなニーズにも対応可能であり、自動車、自動二輪車、自転車、電車若しくは航空機等の座席シート、乗馬用の鞍、椅子、ソファ又はベッド等、人が座る、寝る又は乗るものであれば何にでも適用可能なスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法であり、特に、１種類の型で多様な厚みに成形することが可能なスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、自動車、自動二輪車、自転車、電車若しくは航空機等の座席シートやベッド等に使用されるクッション材としては、ウレタンフォームが主流である。振動を伴うところ又は伴わないところを問わず、人が座る、寝る又は乗るところには、何等かの形でクッション材が利用されているのが一般的であり、実際、ウレタンフォームはあらゆる分野で広く使用されており、製法及びコスト面では問題が少ないと考えられ、普及率が非常に高い。
【０００３】
このようなクッション材として、例えば、特許第２９９５３２５号においては、座面部が一層構造であるハイレジリエンスフォームからなり、前記ハイレジリエンスフォームがトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を１０重量％以下の割合で含有し、残余がジフェニルメタンジイソシアネートからなるイソシアネートを用いてなるウレタンフォームから成る自動車用シートクッションパッドが提案されている。また、特許第２５４８４７７号においては、高融点のポリエステル繊維を低融点の熱可塑性エラストマーで融着しているクッション構造体が提案されている。また、特開２０００−５１０１１号においては、１〜２０デニールの合成繊維又は天然繊維を合成ゴム系接着剤又は架橋性ウレタン等で部分的に接着したクッションが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般的に、ウレタンフォームは、人が座ったとき等、荷重が１箇所に集中するため、沈み込みが大きく、バランスが不安定であり、長期間座りつづけると疲労が溜まる等の課題がある。これは、ウレタンフォームは、均等に発泡することにより成形されているため、密度や強度が一定であり、必要に応じて、部分毎に強度や密度を変化させることが難しいことが原因である。また、ウレタンフォームは、柔軟すぎるため、下からの突き上げ感、底付き感、揺動感が大きく、長時間座っていると、足の痺れや強い疲労感を生じることもある。例えば、自動車や自動二輪車の場合、ウレタンフォームの製法上及び構造上から要求は多様化しているが、材料の特性として密度一定であり、実際の使用時、面圧分布が変わるので、機能上、最適ではないことがある。ウレタンフォームでは、発泡成形であるため、ばね特性が一律になるか或いは種類が大まかであり、必要に応じて変更することが難しい。従って、ウレタンフォームでは、ばね特性に対する多様な要求に答えることが困難である。例えば、自動二輪車の場合、ツーリング用、ロードレース用又はモトクロス用等、乗る姿勢や状態に応じて、ばね特性を変えなければならないが、座席シートがこれに好適に対応していないため、走行中に尻を上げたり下げたりする必要がある。このように体を浮かしている時間が多くなることにより、重心が上がりバランスが不安定となる等の不都合がある。
【０００５】
また、利用分野に応じて、特に、自動車や自動二輪車等に使用した場合には個々の機種に応じてクッション材の厚みをコントロールすることが必要とされる。これは、外形は同じ形状であっても、クッション材の厚みは機種（サスペンション特性）によって各々異なるためである。通常、この場合にも浅絞り深絞り等、絞りの程度に応じて金型を多数揃える必要がある。
【０００６】
また、ウレタンフォームは、熱硬化性樹脂であるため、リサイクルが困難であり、リサイクル方法としては、粉砕機でチップ化したものを接着成形によりチップフォーム（リボンデットフォーム）と呼ばれる材料に再生するか、燃焼し熱エネルギーとして回収するにとどまる。廃棄処分方法として、埋立処理と焼却処理が挙げられるが、かさ密度が小さく柔らかいウレタンフォームの埋立処理は、地盤の安定化が困難であり、埋立場所が限定される。また、粉粒体等に加工して埋立処理することも可能であるが、経費と手間がかかる。一方、燃焼の際、特に、青酸ガス（シアン化水素）を発生するおそれがあるため、焼却炉の損傷が大きく、青酸ガスの除去にも経費がかかるおそれがある。このように、リサイクル法との関係から、埋設処理等では環境面での対応が困難となる。
【０００７】
さらに、ウレタンフォームには上記の他にも、以下の課題を有する。
洗浄が困難である。製造時に使用するアミン触媒がフォーム内に残存し悪臭がするからである。また、通気性がなく蓄熱性があるため、蒸れやすく長時間連続して集中光線を当てていると燃え出すおそれがある。環境に対する性能が低い。ウレタンフォーム製造時に発泡剤として使用されている代替フロンの使用期限が２０２０年であるが、代替フロンより発泡性能が優れる代替剤が無いのが現状である。また、軟質ウレタンフォーム製造に通常使用されるイソシアネートであるＴＤＩは、労働省告示第２５号で濃度を０．００５ｐｐｍ以下にすると決定されている毒性の高い物質であり、実際の製造現場では管理が徹底されていない場合には、作業者の健康を害するおそれがある。
【０００８】
上記課題のうち、軟質ウレタンフォームの特性については、上述した従来技術の特許第２９９５３２５号で改良されてはいるが、ウレタンフォームが有する他の課題については依然として残されたままである。また、特許第２５４８４７７号において提案されているクッション構造体は、高融点のポリエステル繊維を低融点の熱可塑性エラストマーで融着しているのでリサイクルが困難な上、製法が煩雑で加工コストが著しく高い等の課題が残っている。また、特開２０００−５１０１１号は、通気性が良い、洗浄が可能等の長所を有するが、耐久性に劣り、製法が煩雑で加工コストが著しく高い等の課題を有する。さらに、ゴム系接着剤及び架橋性ウレタンは熱硬化性樹脂である上、単一組成物でないので、リサイクルが困難である。
【０００９】
このように、上記のような種々の課題を有しながらも、自動車、自動二輪車、自転車、電車若しくは航空機等の座席シートやベッド等に使用されるクッション材として、ウレタンフォームと同等以上の性能を持った上、安価に製造できる代替材料が存在していないのが現状である。
【００１０】
そこで、本発明は、リサイクルが困難な上、廃棄処理においても上記課題を有するウレタンフォームに代えて、自動車、自動二輪車、自転車、電車若しくは航空機等の座席シート、乗馬用の鞍、椅子、ソファ又はベッド等、人が座る、寝る又は乗るものに使用されるクッション材として好適な、スプリング構造樹脂成形品から成るクッション材に好適な製造方法を提供することを目的とする。特に、成形工程が容易であり、形状及び大きさの自由度が高く、安価で、沈み込みが少なく、座った際には圧力を均一に分散させるので長時間使用しても疲労しない等、ばね特性に対する多様な要求に答え、所望の耐加重強度、耐衝撃性等の物性を有する成形品を容易に製造することができると共に、浅絞り及び深絞りに対応した１種類の型で種々の厚みの成形品を製造することができる製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、雌型内に、少なくとも熱可塑性樹脂から成る中実及び／又は中空の連続線条及び／又は短線条のランダムなループ又はカールの隣接する線条相互を接触絡合集合して成る所定の嵩密度の空隙を備える立体構造体を置き、前記立体構造体を軟化させるに必要な温度条件で、前記雌型及び／又は前記立体構造体を加熱し、
前記雌型内に製品の一部となるベースによって構成された雄型を所定のストローク長さで挿入して前記立体構造体を前記挿入した雄型の挿入ストローク長さに対応した厚みに型締めした後、
冷却によって前記立体構造体を硬化させるスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法において、
前記雌型をコンクリート製と成すと共に、深絞りの場合における前記雄型の最長ストロークを少なくとも含むストローク長さを受け入れ可能な容積に前記雌型のキャビティを設定し、前記最長ストローク以下の任意の長さで前記雌型に前記雄型を挿入して前記立体構造体の厚みを調整することを特徴とするスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法である。
【００１２】
「連続線条及び／又は短線条」は、好ましくは汎用プラスチック（ポリオレフィン、ポリスチレン系樹脂、メタクリル樹脂、ポリ塩化ビニール等）、エンジニアリングプラスチック（ポリアミド、ポリカーボネート、飽和ポリエステル、ポリアセタール等）等である。例えば、ポリエチレン（以下ＰＥと記す）、ポリプロピレン（以下ＰＰと記す）又はナイロン等の熱可塑性エラストマーより成ることが好ましい。
【００１３】
特に、ＰＥ，ＰＰ等のポリオレフィン系樹脂に、酢酸ビニル樹脂（以下ＶＡＣと記す）、酢ビエチレン共重合体（以下ＥＶＡと記す）又は、スチレンブタジエンスチレン（以下ＳＢＳと記す）を混合したものが好ましい。このとき、ポリオレフィン系樹脂とＶＡＣ又はＥＶＡの酢ビ含有率の混合比は、７０〜９７重量％：３〜３０重量％、好ましくは８０〜９０重量％：１０〜２０重量％が好ましい。これは、ＶＡＣ又はＥＶＡが３重量％以下であると反発弾性が低下し、３０重量％以上になると熱的特性が低下するからである。また、ポリオレフィン系樹脂とＳＢＳとの混合比は、５０〜９７重量％：３〜５０重量％、好ましくは７０〜９０重量％：１０〜３０重量％が好ましい。また、ポリオレフィン系樹脂は再生樹脂であっても良い。
【００１４】
「連続線条及び／又は短線条」の構造は中実でも良いし、中空でも良い。中空の連続線条及び／又は短線条の場合、空気が管の中に閉じ込められることになり、空気ばねの特性が発現し、独特のクッション性が生じるので好ましい。座屈も防止できる。また、空気が入ることによって、立体構造体の剛性が保たれる。中空は連続であっても良いし、不連続であっても良い。１本の線条に中空部と該中空部が塞がれた部分とを共に有している場合等が一例として挙げられる。中実の線条と中空の線条の混合比は、中実：中空＝０〜５０：５０〜１００であることが好ましい。このとき、中心部に中空の線条を用い、その中空の線条の外周を中実の線条で被覆することにより、触感が良好となり好ましい。
【００１５】
「連続線条及び／又は短線条」の線径は、中実の線条にあっては、０．３〜３．０ｍｍ、特に０．７〜１．０ｍｍであることが好ましい。中実の線状にあっては、線径０．３ｍｍ以下では、線条に腰が無くなり、融着部が多くなって空隙率が低下する。３．０ｍｍ以上では、線条に腰がありすぎ、ループ又はカールが形成されず、融着部が少なくなり、強度が低下する。また、中空の線条にあっては、１．０〜３．０ｍｍ、特に１．５〜２．０ｍｍであることが好ましい。中空率が１０％以下では重量軽減に寄与せず、８０％以上ではクッション性が低下する。
【００１６】
「スプリング構造樹脂成形品」の嵩密度は、０．００５〜０．０８ｇ／ｃｍ3、好ましくは、０．０２〜０．０６ｇ／ｃｍ3であることが好ましい。嵩密度０．００５ｇ／ｃｍ3以下では、強度が低下する。嵩密度０．０８ｇ／ｃｍ3以上では重量軽減が果たせず、弾性が消失する。また、このスプリング構造樹脂成形品は全体が一定の密度であるに限らず、所定間隔毎に粗密構造であっても良い。この場合の嵩密度は、粗の部分では、０．００５〜０．０３ｇ／ｃｍ3、好ましくは０．００８〜０．０３ｇ／ｃｍ3、特に０．０１〜０．０３ｇ／ｃｍ3が好ましい。密の部分では、０．０３〜０．０８ｇ／ｃｍ3、好ましくは０．０４〜０．０７ｇ／ｃｍ3、特に０．０５〜０．０６ｇ／ｃｍ3が好ましい。
【００１７】
「スプリング構造樹脂成形品」の空隙率は、９６〜９９％、好ましくは、９７〜９９％、特に９７〜９８％であることが好ましい。クッションとしての弾性と強度を維持し、重量を軽減するため、空隙率は上記範囲が好ましい。
［空隙率（％）］＝（１−［嵩密度］／［樹脂の密度］）×１００
【００１８】
「クッション材」は多層のスプリング構造樹脂成形品から構成されることが好ましい。また、クッション材の用途は、自動車、自動二輪車、自転車、電車若しくは航空機の座席シート、乗馬用の鞍、椅子、ソファ又はベッド等であることが好ましい。また、上記例示以外にも、振動を伴うところ又は伴わないところを問わず、人が座る、寝る又は乗るところ等のクッション材として用いられているウレタンフォームの代替材として、広く利用できる。特に、自動車や自動二輪車等、振動を伴うところに使用した場合にも、厚みを容易にコントロールできるため、個々の機種（サスペンション特性）に好適に対応することができるので好ましい。
【００１９】
「雌型」はコンクリート製のものを使用する。コンクリート製の型を利用することにより、離型剤が不要になると共に、型自体のコストが削減される。「雌型」の側面部のテーパは、垂直に対してその角度が０ないし浅いことが好ましい。また、「雄型」は、クッション材が取り付けられる製品（ベース）を利用する。これにより、雄型を別途用意する必要もなくなりコストが削減されると共に、成形精度が向上する。前記の冷却には自然冷却又は強制冷却がある。強制冷却は水を用いることが好ましい。
【００２０】
ここでは、ウレタンフォームの二次加工よりも簡単であり、ウレタンフォームよりも細かなニーズに対応できる。また、圧縮成形であるから、個人の体型に合わせてオリジナルなものを成形する等、製品の付加価値が高くなる。特に、１種類の型でクッション材の厚みをコントロールすることができるため、金型を多数揃える必要もなく、各種の製品要求特性に応じることが可能である。例えば、薄いクッション材を製造する場合には、ストロークを深くするだけで良い。逆に、厚いクッション材を製造する場合には、ストロークを浅くするだけで良い。これにより、オーダーメイドに応じられる等、製品特性や不特定多数の細かなニーズに対応可能なクッション材の製造が容易となる。さらに、スプリング構造樹脂成形品の線条の径、材質、デニール、嵩密度又は空隙率等を変えることにより、ばね特性を自在に可変とすることもできる。すなわち、素材としてのばね特性は一定であるが、圧縮成形によって絞りをかけることができるので、クッション機能を変え、荷重分布を可変とすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１の斜視図、図２（ａ）の正面図及び図２（ｂ）の背面図に示す通り、クッション材１は、熱可塑性樹脂、例えば、ＰＥ，ＰＰ等のポリオレフィン系樹脂と、ＶＡＣ，ＥＶＡ又はＳＢＳとの混合物（例えば、熱可塑性エラストマー）を原料として成形された立体構造体であるスプリング構造樹脂成形品３０を後述するように圧縮成形することによって製造されたものである。
【００２２】
（スプリング構造樹脂成形品３０の説明）
まず、スプリング構造樹脂成形品３０について説明する。
本実施形態で使用するスプリング構造樹脂成形品３０は、上記混合物を原料とする連続線条及び／又は短線条（以下、単に線条３１という）がランダムに絡合集合して成る空隙を備える立体構造体であり、この線条３１は、複数のループ又はカールを形成している（図１の部分拡大図Ａ参照）。本実施例において、スプリング構造樹脂成形品３０は、切断面３１ａに示すように中空の線条３１から成っている（図１の部分拡大図Ｂ参照）。
【００２３】
ここでは、この立体構造体の嵩密度を、０．００５〜０．０３ｇ／ｃｍ3、好ましくは、０．００８〜０．０３ｇ／ｃｍ3、特に０．０１〜０．０３ｇ／ｃｍ3とすることが好ましい。また、この立体構造体の空隙率は、９６〜９９％、好ましくは、９７〜９９％、特に９７〜９８％とすることが好ましい。
【００２４】
（クッション材１の説明）
次に、クッション材１について説明する。
クッション材１は、このスプリング構造樹脂成形品３０を圧縮成形することにより製造される。本実施形態におけるクッション材１は、図３の側面図に示す通り、主に自動二輪車（例えば、オートバイ１０）の座席シートに用いられるクッション材である。
【００２５】
クッション材１は、ばね特性が同一又は異なる２層のシート（上シート２及び下シート３）を備え、ベース４に固定されるものである。このとき、上シート２と下シート３は接着剤又は両面テープ等で接着されていることが好ましい。ばね特性は、スプリング構造樹脂成形品３０の密度、材質及び／又は線径によって各シート又は部分毎に可変とすることができる。具体的には、下の層は硬く、上の層は軟らかくする等、ばね特性を変化させることが好ましい。
【００２６】
例えば、本実施形態においては、上シート２は下シート３よりも剛性が低く柔軟な構成である。これは、ベース４に固定される下シート３に対して、上シート２には人が乗ったときに臀部等が直接触れるためである。このとき、上シート２には、人が乗る姿勢に好適にフィットするように、適宜盛り上り部を形成することが好ましい。一方、下シート３はベース４に固定されるため、上シート２よりも硬さが必要である。このとき、下シート３の硬さによりクッション材１の形状が維持される構造とすることも好ましい。
【００２７】
また、下シート３により、クッション材１は独自のサスペンション特性を呈する。例えば、ウレタンフォームを用いていた従来の座席シートは、ばね下振動である路面反力（キックバック）が大きいので、ウレタンに密着コイルスプリングを入れ、路面反力を受けることが多い。しかし、本実施形態では、このように２層構造とし、人間の荷重を柔軟な上シート２で受け止めることができると共に、硬めの下シート３でばね下振動を受け止めることができる。これにより、密着コイルスプリングは不要となる。従って、重量的、構造的に有利になり、シンプルであり、かつ、特殊な部品構造も必要なくなる。嵩が低くなるので、重心モーメントが下方になり、姿勢の安定性にも寄与する。また、圧縮成形の際の雄型のストロークを調整することにより、クッション材１の厚みを自在に調節し、形状又は大きさの異なる各種サスペンションに対応させることもできる。
【００２８】
また、クッション材１はスプリング構造樹脂成形品３０から成るため、通気性が抜群である。従って、蒸れないことは言うまでもなく、クッション材１０の中に冷暖房ダクトから冷暖房用空気を通気させれば、オートバイ１０の座席に冷暖房機能を備えることができる。また、自動車の座席シートとして用いれば、特別な材料を使用することなく、高級車仕様に対応できる。
【００２９】
なお、上シート２及び下シート３から成るクッション材１は、図示した形状に限定されないことは言うに及ばず、適宜形状に成形可能である。例えば、シートを重ねないでシートの層を１層としても良い。シートを重ね合わせる場合は、２層以上でも良い。また、２層以上のシートのうち、例えば、下の層のシートは合成ゴム等から成るものでも良いが、少なくとも１枚（好ましくは上の層）は上記熱可塑性樹脂から成ることが好ましい。また、盛り上り部の形状等も本実施形態に限定されない。特に、個々の形状及び大きさ等、各分野における製品要求、特性及び不特定多数の細かなニーズにも対応可能である。
【００３０】
また、多層構造のクッション材（例えば、クッション材１の上シート２）上に、縫成（手縫い又はミシン縫い等）したスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材を重ね合わせ、最上部のシートとすることも好ましい（図示略）。この場合、特に、従来のモールド成形では難しい複雑な凸凹や微妙な変化までも表現可能であり、個々の形状及び大きさ等、各分野における製品要求、特性及び不特定多数の細かなニーズにもより厳密に対応可能となり、車種や体型によってカスタムメイドすることもできる。例えば、オートバイ１０や自動車等の座席シートとして利用する際には、運転姿勢にこだわりを持つドライバー（例えば、それを職業とする人）等の要求に応え得る、各人の運転姿勢や運転動作に的確にフィットする座席シートを提供することができる。また、製品の付加価値を高めることができる。
【００３１】
上シート２及び下シート３は、ベース４に対応した形状に成形される。図４（ａ）及び（ｂ）の斜視図に示す通り、ベース４は、オートバイ１０の座席を構成する基礎部分であって、前方に止め部４ａ、後方中央部に盛り上り部４ｂが形成され、盛り上り部４ｂの裏側にはオートバイ１０のフレームに取り付けるための金具４ｃが固定されている。また、ベース４の裏側には、ゴム製等のクッション４ｄが数箇所（例えば６箇所）固定されている。その他、図示する通りの溝や穴が形成されている。
【００３２】
（クッション材１の製造装置及び製造方法）
次に、図５〜図１０を参照して、本実施形態のクッション材１の製造装置及び製造方法について説明する。なお、スプリング構造樹脂成形品３０の製造方法については後述する。
【００３３】
（１）投入工程
図５はクッション材１の圧縮成形工程の第１段階を説明する側面断面図であり、図６は同第１段階を説明する正面断面図である。図５又は図６の説明図に示す通り、コンクリート製雌型１１（以下単に雌型１１）のキャビティ１２内に１枚以上のスプリング構造樹脂成形品３０を置く。このとき、２枚以上のばね特性が同一又は異なるスプリング構造樹脂成形品３０を同時に置いても良い。上述したように、スプリング構造樹脂成形品３０は線条３１がランダムに絡合集合して成る空隙を備える立体構造体であり、この線条３１は、複数のループ又はカールを形成している（図５の部分拡大図Ｃ参照）。
【００３４】
本製造方法においては、スプリング構造樹脂成形品３０の線条３１を構成する原料樹脂の軟化点以上の温度が必要であるため、雌型１１のキャビティ１２に給湯装置１３から図中矢印に示すように湯（好ましくは７０℃以上）を入れ、スプリング構造樹脂成形品３０を加熱し軟化させる。ここで湯を使用したのは、雌型１１の内部からスプリング構造樹脂成形品３０を加熱するためである。また、雌型１１自体をヒータ等で加熱しても良い。このとき、熱伝導体（例えばヒーター）を雌型１１のコンクリートに埋め込んでいることが好ましい。保温効果を高めるために雌型１１の周囲を断熱材で覆うことも好ましい（例えば木、発泡樹脂等の容器）。また、スプリング構造樹脂成形品３０を構成する線条３１周囲の空気（中空線条の場合は中空部の空気も含む）を加熱する必要がある場合は、雌型１１の保温余熱で成形することも好ましい。さらに、給湯装置１３に代えてスチーム供給装置１７等で加熱しても良い。スチームを用いた場合は、例えば、雌型１１にスチーム注入孔を形成し、スチーム注入孔からスチームをキャビティ１２内に注入することとなる。型締め段階でスチームを注入し加熱することが好ましい。こうすると、熱が均一になると共に、より高温で成形できることができるので好ましい。また、加熱だけではなく圧力が必要になる形状の成形品もあるが、この場合にはスチームによる加熱及び加圧を行うことができる。機械的に加熱できない形状もあるため、気圧を利用すると複雑な形状に対応することができる。
【００３５】
この雌型１１は、例えば、石膏等の適宜の材質で製品の型枠を成形して、この型枠を逆さにして、下方に板を水平に固定し、型枠及び板に適宜に離型剤を塗り、コンクリート粉を水で練り、これを型枠に垂らし込んで固め、型枠から離型することにより製造される。コンクリートが硬化した後に、逆さにして型枠及び板を取り外すと雌型１１が完成する。このとき、型枠を載せた板の下に空間を形成し、板を上下させてこの空間を調整することにより、コンクリートの強度、剛性及び厚みを調節することができる。例えば、コンクリートの厚みを増す場合には板の固定位置を下げる。このように、コンクリートは成形性に優れ、混練して型枠に流し込むだけで製造できるため、雌型１１自体のコストが削減される上（例えば従来の金型の１／５０〜１／１００）、複雑な形状の雌型１１を製造することもできるし、同一物を容易に複製することもできる等、精度も向上する。例えば、雌型１１の製造時には同じ寸法が採寸できる。また、コンクリートであれば製品に馴染み易いため、型締めするだけで、クッション材１の表面を研磨したように滑らかに成形することもできる。さらには型枠の模様まで取れる程であり、例えばビニールをかけて型締めすることにより、ビニールの面相度から表面に模様を付ける等の表面加工もできる。また、コンクリートで雌型１１を製造するので、クッション材１の成形時における加圧力にも好適に耐えられる上、耐久性も高いので何万回でも使用可能である。なお、雌型１１の重量は５０〜１００ｋｇが好ましい。
【００３６】
雄型１４はベース４と雄型台１４ａとから構成される。雄型１４は、パンタグラフジャッキ１５の先端に固定具により複数箇所で固定され、パンタグラフジャッキ１５により、雌型１１のキャビティ１２上のスプリング構造樹脂成形品３０を上から型締めするものである。雄型１４は、１０トン以上の圧力に耐え得るものが好ましい。本実施形態では、１つの雄型１４につき、複数（例えば３本）のパンタグラフジャッキ１５を設置することにより、荷重圧力を向上させると共に、複数個所（例えば３箇所）に荷重を分散している。パンタグラフジャッキ１５は手動でもよいが、適宜モータ１５ａを取り付けて自動運転も可能である。パンタグラフジャッキ１５の上端部は上台１８に固定され、上台１８が支柱１９により雌型１１の上部に固定されている。パンタグラフジャッキ１５を利用することにより、設備が簡素化され、コスト削減も可能であるが、パンタグラフジャッキ１５に替えて油圧シリンダや空気圧シリンダ等を利用しても構わない。
【００３７】
また、雄型１４として、製品の一部となるベース４を用いる。ベース４は裏面を雄型台１４ａの下面に嵌合される等して取り付けられている。雄型台１４ａの上面は固定具によりパンタグラフジャッキ１５に固定されている。このように、製品の一部（ベース４）が製造装置の一部（雄型１４）を構成することにより、用意する型は雌型１１だけで良く、雄型１４を別途製造する必要がない。従来、ウレタンフォーム成形用の金型は雄型と雌型を製品とは別に製造する必要があるが、本製造方法においては、雄型１４自体が製品の一部であるので、台、ポンチ等を不要とし、コスト削減が可能となり、成型精度が向上する。
【００３８】
（２）型締め工程
図７はクッション材１の圧縮成形工程の第２段階を説明する側面断面図であり、図８は同第２段階を説明する正面断面図である。図７又は図８の説明図に示す通り、パンタグラフジャッキ１５で雄型１４（ここではベース４で兼用する）を図中矢印に示すように押し下げ、型締めする。ここで、雌型１１のキャビティ１２は深く絞る場合のサイズに設定され、ストロークを深くも浅くもできる。つまり型に余裕を持たせてあるので、絞りのストロークの加減によって、クッション材１の厚みを可変にできる。従って、１つの型で、いくらでも厚みを可変にできる。また、当然、密度も可変となる。このように、雄型１４のストロークを可変とすることで深絞りでも浅絞りでも１種類の型で製造することができ、密度、ばね特性、剛性を自在に変えることができる。
【００３９】
このストローク可変の効果として、クッション材１の厚みを薄くしたり厚くしたり調節できる。薄いクッション材１を作る場合、同じ型でストロークを深くするだけで良いし、厚いクッション材１を作る場合、同じ型でストロークを浅くするだけで良い。つまり、クッション材１の厚みをコントロールできる。また、密度、ばね特性、剛性もコントロールできる。図示の通り、雌型１１の側面の傾斜角度（テーパ）を少なくすれば（図ではほぼ垂直である）、１つの型でのクッション材１の厚さ調整が容易である。例えば傾斜角度が１／５０〜１／４００、好ましくは１／１００〜１／３００、特に好ましくは１／１５０〜１／２５０（例えば１／２００）が挙げられる。傾斜は垂直下方に対して内側又は外側のいずれに傾斜していても良い。内側に傾きすぎるとストロークのコントロールが難しくなることもあり得る。これにより、１つの型で各種のクッション材１の製品要求特性に応じられる。特に、同一製品であっても、クッション材１の厚さを任意に選択することもできる。例えば、オーダーメイドに応じられる等、不特定多数の細かなニーズにも簡単に対応できる。なお、太腿の内側が当たる部分については、圧縮率を高めて、ばね特性を硬くすることがある。これによりクッション性や耐久性を向上できる等の利点がある。
【００４０】
一般に、外形は人が乗る幅であるから、ほとんど同じであるが、クッション材１の厚みは機種（サスペンション特性）によって各々異なるため、個々の機種に応じてクッション材１の厚みをコントロールすることが必要とされる。しかしながら、ウレタンフォームの場合は発泡させて成形するため、一律の倍率しか実現できない。また、浅絞り、深絞り等絞りの程度に応じて、金型を多数揃える必要がある。本製造方法によれば、ウレタンフォームの以上のような問題を好適に解決できる。
【００４１】
（３）トリミング工程
図９はクッション材１の圧縮成形工程の第３段階を説明する平面図である。図９の説明図に示す通り、型締め状態を所定時間維持した後、熱カッター１６で、雄型１４の周縁を倣って、雄型１４の端からはみ出したバリ３２（図９の部分拡大図Ｄ参照）をトリミングすると同時に端末を熱溶着する。従来は、成形後に改めて寸法取りすると共にトリミング等を行って形状を整えていたため、端末のトリミング処理が大変であった。この方法であれば容易にトリミングが可能である。特に、この段階でトリミングすることにより、端末のほどけがなくなると共に、後から寸法取りする必要もなく、処理が簡単である。
【００４２】
（４）離型工程
雌型１１のキャビティ１２に冷却水を投入し、スプリング構造樹脂成形品３０を固化する。徐々に冷却するのではなく、水を入れて急冷することより成形時間が短縮できる。そして、硬化時間経過後、離型する。固化しているか否かの判断要素としては、パンタグラフジャッキ１５を緩めてスプリングバックがなければ、固まっている状態である。以下、雌型１１及び／又はスプリング構造樹脂成形品３０の加熱・冷却を繰り返す。中空線条の場合、中空部の空気を考慮した適切な熱的均衡条件を満たすことにより、スプリングバックを防止できる。
【００４３】
このとき、雌型１１がコンクリート製であれば、原料樹脂が溶けて雌型１１に接着することもなく、離型剤が不要である。従来の金属型では、温度上昇が著しく、原料樹脂が型に接着し易いという難点がある。そのため、ウレタンフォームの製造には離型剤は必須であり、製造に時間と手間が掛かっている。また、コンクリート製であれば、製品に馴染み易いので、同一物を複製する能力が優れていると共に、複雑な形状も成形可能である。
【００４４】
（５）最終工程
図１０の取付説明図に示す通り、上記工程を経て得られた上シート２と下シート３とを、ベース４に２枚重ねで乗せて固定する。その上にヒート成形したビニールレザー５を被せてベース４にホッチキス等で止める。両面テープ等で接着しても良い。また、成形過程で下シート２に凸部（又は凹部）を形成することにより、ベース４に適宜設けられた凹部（又は凸部）に嵌合して固定すれば、ホッチキスや両面テープが不要となる。また、上シート２と下シート３とは、接着剤又は両面テープ等で適宜接着し、ずれるのを防止できる。上記と同様、上シート２及び下シート３に凹凸を設けて、上シート２と下シート３とを嵌合して固定することもできる。ただし、本工程において、ビニールレザー５等を被せる場合には、上シート２、下シート３及びベース４を特に固定しなくても良い場合もある。
【００４５】
（スプリング構造樹脂成形品３０の製造方法）
次に、上記スプリング構造樹脂成形品３０の製造方法の一例について説明する。
図１１の模式図に示す通り、本実施形態におけるスプリング構造樹脂成形品３０の製造方法において、好適には、ＰＥ，ＰＰ等のポリオレフィン系樹脂と、ＶＡＣ、ＥＶＡ又はＳＢＳ等の原料樹脂は、後述するタンブラー、切り出しフィーダ、或いは定量供給機等を経てドライブレンドされ、又は、混合若しくは溶融混合してペレット化されて、押出成形機２０のホッパー２１へ送られる。
【００４６】
具体的には、原料樹脂、例えば、ＰＰとＳＢＳをタンブラー（加藤理機製作所製ＫＲ混合機）で、４０ｒｐｍ、１５分間混合する。
【００４７】
次に、図１２の斜視図に示す通り、この原料樹脂から成る混合物をφ６５ｍ単軸押出成形機２０のホッパー２１より投入し、所定温度（例えば２００℃〜２６０℃）で溶融混錬し、成形ダイ２２に設けた所定径の多数のノズルから所定の押出速度において溶融押し出し、後述の引取機２３により引き取ることにより、所定の線径（例えば、６００〜９０，０００デニール、好ましくは３，０００〜３０，０００デニール、より好ましくは、６，０００〜１０，０００デニール）の中実及び／又は中空の線条３１を形成し、この溶融状態の線条３１に、例えば、直径１〜１０ｍｍ、好ましくは直径１〜５ｍｍのループを形成させ、隣同士の線条３１とバス２５内（水中）で接触絡合させることによりランダムなループを形成する。このとき、接触絡合部位の少なくとも一部は、相互に溶融接着されることが好ましい。このとき、線条３１は、中空のものと中実のものとが所定割合で混合されていても良い。
【００４８】
上記ランダムなループの集合である立体構造体の厚さ及び嵩密度は、バス２５内の引取機２３の引き取りロール２４，２４間で設定される。この立体構造体（例えば、厚さ１０〜２００ｍｍ、幅２，０００ｍｍ）は、線条３１が、カール又はループ状にランダムに成形され、水中で固化し、巻き取りロール２６，２６によりスプリング構造樹脂成形品３０として取り出される。
【００４９】
また、水中においてこのループが形成された線条３１を引取機２３により引き取る際には、引取機２３の速度を変更することで、クッション特性を変更しても良い。その場合、この立体構造体の嵩密度を比較的増大させる場合、０．０３〜０．０８ｇ／ｃｍ3、好ましくは、０．０４〜０．０７ｇ／ｃｍ3、特に０．０５〜０．０６ｇ／ｃｍ3とすることが好ましい。また、この立体構造体の空隙率を減少させる場合、９１〜９７％、好ましくは、９２〜９６％、特に９３〜９４％とすることが好ましい。
【００５０】
また、例えば、引き取りロール２４，２４の引き取り速度をタイマー等により設定時間毎に、設定時間内、低速にする等、引取機２３の引き取り速度を所定の間隔（例えば３〜５ｍ）で低速に調整することにより、スプリング構造樹脂成形品３０の長手方向において、所定間隔ごと（例えば、３０〜５０ｃｍ）に低速引き取り時に形成された嵩密度の大きい部分とそれ以外の部分、すなわち、粗密を連続して形成しても良い。
【００５１】
また、図１３の正面図に示す通り、引き取りに際し、立体構造体であるスプリング構造樹脂成形品３０を引き取りロール２４，２４で折り曲げることが困難な場合には、嵩密度の粗い部分を作ることによってその部位で折り曲げ、水中から引き上げることもできる。以上の工程を経て取り出されたスプリング構造樹脂成形品３０は、切断装置２７により適宜長さに切断される。なお、バス２５には給水バルブ及び排水バルブを備える（図示略）。
【００５２】
また、別例として、図１４の正面図に示す通り、バス１２５内に切断装置１２７を設けたものでは、切断装置１２７は引取機１２３下方近傍に配置し、バス１２５の対向側壁には、切断部位で切断された単体の空隙に挿入される係止突起を多数突設したコンベアからなる搬送装置１２８を備える。他の部位の構成については、１００番台として上記説明を援用する。
【００５３】
上記製造方法によって、一例として、嵩密度０．０３ｇ／ｃｍ3、厚さ５０ｍｍのスプリング構造樹脂成形品３０を得た。なお、立体構造体は、それぞれ１種又は複数種の異なる特性の組合せから成るものを用いて製造することもできる。なお、上記製造方法により成形されたスプリング構造樹脂成形品３０の製造例及び実験結果等、その他詳細については、本発明者が先に開発した特願２０００−２４６９０７号等を参照されたい。
【００５４】
（スプリング構造樹脂成形品３０の他の実施形態）
次に、上記実施形態のスプリング構造樹脂成形品３０以外の他の例について説明する。原料樹脂の粘弾性挙動を活かした各種成形方法等を利用したものである。
【００５５】
上記スプリング構造樹脂成形品３０は、その製造工程において、引き取り速度や熱加減によって、部位毎にクッション特性の異なる立体構造体を任意に成形することができる。例えば、図１５（ａ）に示すスプリング構造樹脂成形品１３０のように、外周から中心に向かって所定範囲毎又は徐々にクッション特性を軟らかくすることができる。ここでは、外周に硬い部分１３０ａ及び中心部に軟らかい部分１３０ｂを構成している。また、図１５（ｂ）に示すスプリング構造樹脂成形品２３０のように、中心部のクッション特性を硬くすることもできる。ここでは、中心部に硬い部分２３０ａ及び外周に軟らかい部分２３０ｂを構成している。また、図１５（ｃ）に示すスプリング構造樹脂成形品３３０のように、部分的にクッション特性を変化させることもできる。ここでは、軟らかい部分３３０ｂの中に部分的に硬い部分３３０ａを構成している（例えば２箇所）。
【００５６】
例えば、スプリング構造樹脂成形品１３０であれば、オートバイ１０の座席シートのクッション材として好ましい。クッション材１の側面を硬くすることにより、座席シートを挟み込んで運転する際に、ドライバーの内腿に好適にフィットし、走行安定性が向上する。また、スプリング構造樹脂成形品２３０であれば、ヘルメットのクッション材等にも好適である。このように、１枚の立体構造体で表面（頭に接する部分）は軟らかく、内部は硬く成形することにより、髪型の崩れ難い帽子（日除け帽子、ヘルメット等）を製造することもできる。これにより、日除けができると共に通気性が良いので好ましい。
【００５７】
また、荷重や撓み量にもよるが、クッション材によっては表面だけ硬く構成されていれば充分なものもある。このような場合、上記のように一枚の立体構造体で密度を部分的に変える以外にも、密度の異なる薄い立体構造体を複数枚製造し、それらを種々重ね合わせることにより、一枚のスプリング構造樹脂成形品を構成することもできる。この方法であると、原料樹脂の使用量を節減でき、生産性の面からも好ましい。例えば、図１６（ａ）に示すスプリング構造樹脂成形品４３０のように、立体構造体４３０ａの下に嵩密度の低い立体構造体４３０ｂ、その下にはさらに嵩密度の低い立体構造体４３０ｃを重ねて貼り合わせて１枚のスプリング構造樹脂成形品４３０を構成することができる。
【００５８】
また、図１６（ｂ）に示すスプリング構造樹脂成形品５３０のように、部分的に熱で溶かして穴５３０ａを形成することにより（パーティションブロック成形）、部分強化することもできる。穴５３０は圧縮成形前の段階で形成しても良いし、圧縮成形後の段階で形成しても良い。また、図１６（ｃ）に示すように、穴５３０ａに金具等の止め具５３０ｂを挿入することもできる。止め具５３０ｂは圧縮成形前の段階で挿入しても良いし、圧縮成形後の段階で挿入しても良い。
【００５９】
スプリング構造樹脂成形品３０を構成する線条３１の線径は、必ずしも均等である必要はない。１つのクッション材であっても、箇所によっては、荷重のかかり方が異なる。その範囲だけ部分的に硬くするために、嵩密度を変える以外に、スプリング構造樹脂成形品３０を構成している線条３１自体の太さや硬さを変えることもできる。例えば、臀部が当たる荷重が集中するような箇所には、太い線条や樹脂の硬度の高い線条を使用することが好ましい。
【００６０】
このとき、部分的に太い線条を製造するためには、図１７（ａ）に示すように、成形ダイ６２２は、部分的に（例えば中央部）ノズル口６２２ａの口径を通常のノズル口６２２ｂよりも大きくすることが好ましい。図１７（ｂ）に示すように、この成形ダイ６２２であれば、押出される通常の線条３１と同時に部分的に（例えば中央部から）太い線条６３１が押出される。これにより剛性を複合的に変化できる。
【００６１】
また、線条３１の材質を変えることにより、厚みや嵩密度は同じでも軟らかい又は硬いクッション材を成形することができる。例えば、オートバイ１０の座席シートのクッション材１であれば、乗る人の体重に合わせて種々の材質を選択でき、製品に付加価値を与えることもできる。
【００６２】
また、スプリング構造樹脂成形品３０には、繊維や針金等、種々のものを絡ませ、混成成形することができる。これにより、例えば熱に弱い、座屈に弱い、引っ張りに弱い等の樹脂の弱点を中に絡ませたものによって補強することができる。例えば、図１８（ａ）に示すスプリング構造樹脂成形品７３０のように、複数本の針金７３３を、線条７３１に絡ませることが好ましい。また、図１８（ｂ），（ｃ）の断面図に示すように、針金７３３等は線条７３１に絡ませるのみならず、線条７３１の中空部を通すことも好ましい。
【００６３】
（クッション材１の他の実施形態）
雌型１１と雄型１４でスプリング構造樹脂成形品３０を型締めする際に、段階的に加熱温度を変化させることにより、部分的に剛性を変える成形とするヒートレンジ成形とすることもできる。例えば、図１９（ａ）に示すクッション材１０１のように、下方に硬い部分１０１ａ（プレート状部分）、上方に軟らかい部分１０１ｂを成形することができる。このとき、縁部分１０１ｃは加熱して硬い板状に成形することが好ましい。例えば、加熱してカールした縁部分１０１ｃをトリミングの際に板状に成形することが好ましい。この縁部分１０１ｃは、ベース４に好適に嵌め込むことができる。縁部分１０１ｃは、一旦、拡開させてからベース４に引掛けてから弾発力で復元することにより嵌合させ、取り付けることが好ましい。このような構造であれば、クッション材１０１とベース４とを、ホッチキス等の係止なしで、脱着を可能とすることもできる。
【００６４】
また、雌型１１と雄型１４でスプリング構造樹脂成形品３０を型締めする際には、雌型１１をホットバーニングし、型の温度を高くし、表面部分を溶着させて硬くするエピダーミス（表皮）成形とすることもある。図１９（ｂ）に示すクッション材２０１のように、スプリング構造樹脂成形品３０の表面だけ溶かし表皮２０１ａを形成することができるので、後加工でコーティングする（例えばビニールレザー５等を被せる）必要がない。例えば、インストルメントパネルの樹脂の成形等にも使用可能である。つまり、型の中でスプリング構造樹脂成形品３０の表面を溶かしてシボを作ると同時に一体成形することもある。また、クッション材１の解け防止、防水性を必要とする場合、又は素材を好適に保護する場合には、ホットバーニングして表皮２０１ａを形成することが特に好ましい。
【００６５】
本実施形態におけるスプリング構造樹脂成形品３０から成るクッション材１は、通気性を備えていることからも、後工程において、ビニールレザー５等を被せない方が良い場合もある。この場合は、図２０（ａ），（ｂ）に示すクッション材３０１のように、スプリング構造樹脂成形品３０の周囲を網３０６で覆って圧縮成形することが好ましい。また、網３０６は圧縮成形後にクッション材３０１に被せるものであっても良い。網３０６は撥水性の素材（例えば、プラスチック製）からなるものが好ましい。これにより、通気性が好適に確保されるため、特に湿度が高い地域や季節には効果的である。バギー等の砂の上を走る車の座席シートとしても好適である。また、網３０６がクッション材３０１の解けを防止し、好適に保護するため耐久性においても優れている。網３０６の目の密度は図示に限らず、適宜で良い。なお、網３０６を被せてからビニールレザー５を被せることもある。これは、不特定多数が乗る乗物等の座席において、いたずら等により異物が入るのを防止するためである。
【００６６】
（型の他の実施例）
雌型１１と雄型１４の上下の配置を逆にすることもできる。この構成であれば、コンクリートから成る雌型１１の自重が重石代わりとなり、自重を利用して圧縮成形することができる。また、図２１の通り、雌型１１及び雄型１４共にコンクリート、金属、ＦＲＰ等で成形することも好ましい。このとき、重量の重い方を上型（加圧側）にすれば、上型の自重を利用して圧縮成形することができる。例えば、上型を重量コンクリート、下型を軽量コンクリートとする例、上型を大型のもの、下型を小型のものとする例が挙げられる。
【００６７】
本実施例においては、早く均等に型締めするためにパンタグラフジャッキ１５を利用しているが、重力を利用して型の自重によって型締めする場合、パンタグラフジャッキ１５が不要となる場合もある。例えば、図２１の説明図に示すように、雄型１１４をばね素材等から成るバランサー１１５等で吊るし、図中矢印に示すように、雄型１１４の自重を利用して雌型１１１とで型締めすることができる。この構成であっても、好適にストロークを可変とすることができる。
【００６９】
また、成形要件には空気の温度条件、温度管理も重要である。成形時に原料樹脂は軟化するが、分子レベルの結合ではなく、完全に溶融するわけではないので、スプリング構造樹脂成形品３０内部の空気はそのまま保たれている。このとき、空気の温度と原料樹脂の軟化温度が均衡状態になっている必要がある。従って、温度を上げた状態から急激に冷却しても、内部の空気の温度も均等になるまで、型締め状態を維持しないと、熱で空気が膨張してスプリングバックが起こり、成形できないことがあり得る。
【００７０】
【発明の効果】
請求項１に記載されたスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法によれば、所望の耐加重強度及び耐衝撃性等の物性を有するスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材を短時間で容易に製造することができ、大量生産も可能である。圧縮成形であるから、個々の形状及び大きさ等、自由に加工することができる。上下振動、左右振動等、複合振動の場合には、表面と裏面の両方に盛り上り部を設けることも可能である。
【００７１】
特に、１種類の型でクッション材の厚みをコントロールすることができるため、金型を多数揃える必要もなく、各種の製品要求特性に応じることが可能である。具体的には、自動車や自動二輪車等に使用した場合、個々の機種（サスペンション特性）に好適に対応することができる。例えば、薄いクッション材を製造する場合には、ストロークを深くするだけで良い。逆に、厚いクッション材を製造する場合には、ストロークを浅くするだけで良い。これにより、オーダーメイドに応じられる等、製品特性や不特定多数の細かなニーズに対応可能な付加価値の高いクッション材の製造が容易となる。
【００７２】
また、型締めの際のストローク調整やスプリング構造樹脂成形品の設定（例えば、線条の太さ、材質、嵩密度、空隙率等）によって、クッション材の厚み以外にもクッション性能を簡単に変更できる。具体的には、クッション材の素材は全体として一定でありながらも、圧縮成形により絞りをかけることにより、ばね特性や剛性等の設定が自由自在である。例えば、自動車や自動二輪車等のタイプ（例えば、ツーリング用、ロードレース用又はモトクロス用等）に応じて、複雑な工程を経ずに、ばね特性を可変にできる。また、例えば、モトクロス用であれば、臀部への衝撃が緩和されるため、シートに座ったまま運転することも可能となり、走行安定性が高まる。
【００７３】
また、ウレタンフォームの二次加工よりも簡単であり、ウレタンフォーム製造時に使用していたＴＤＩ等の毒性の高い原料を使用しないため、製造時に有毒ガスを発生することが無く作業環境が良い。
【００７４】
また、本製造方法によれば、熱可塑性樹脂製食用油包装容器及び廃棄農業用プラスチックフィルム等の再利用用途としての再生樹脂であるＰＥ等の樹脂を高付加価値な製品として再生することができると共に、スプリング構造樹脂成形品から成るクッション材自体が、再溶融することにより、何回でも再生可能である。このように、リサイクル性に優れており、使用済み後の環境にも負荷を与えないよう配慮されている。また、リサイクル樹脂の使用が可能であるので、安価に製造することが可能である。
【００７５】
本製造方法により製造されたスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材は、耐久性及び耐へたり性に優れており、局部的な沈み込みが少なく、底付き感及び揺動感もない。また、座った際に、体に接触する部位全体で均一に荷重を受け止め、圧力を分散させることが可能であるので、長時間使用しても疲労し難く、座り心地が向上する。このように、ウレタンフォームにはない独特の座り心地が得られる。
【００７６】
本製造方法により製造されたスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材は、ばね特性が高いので、従来、自動車や自動二輪車等の座席シート下にキックバック対策のために設置していたコイルスプリングが不要になる。従って、シンプルな構造になると共に、重心が下がることにより、自動車や自動二輪車等の安定性が向上する。
【００７７】
本製造方法により製造されたスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材は、完全な連続空隙を有する構造体であるので、通気性が抜群である。従って、蒸れることがない。また、クッション材を通して冷暖房ダクトから冷暖房用空気を通気させることもできるので、自動二輪車等の座席シート等に冷暖房機能を備えることもできる。さらに、水に強く、雨等に濡れても問題ないため、自動二輪車の座席シートとして好適である。また、水洗いも可能であり、乾燥も早い。
【００７８】
以上のことから、本発明におけるスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法は、自動車、自動二輪車、自転車、電車若しくは航空機等の座席シート、乗馬用の鞍、椅子、ソファ又はベッド等、振動を伴うところ又は伴わないところを問わず、人が座る、寝る又は乗るところにおいて、従来のウレタンフォームの代替材として好適に利用することができるスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法として好適である。
【００７９】
なお、本発明におけるスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法の実施の形態は、上記に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得るものである。また、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることができるものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】クッション材１とベース４の斜視図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、クッション材１とベース４の正面図及び背面図である。
【図３】クッション材１から成る座席シートを備えたオートバイ１０の側面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）はベース４の異なる角度から見た斜視図である。
【図５】クッション材１の圧縮成形工程の第１段階を示す説明図である。
【図６】クッション材１の圧縮成形工程の第１段階を示す他の角度からの説明図である。
【図７】クッション材１の圧縮成形工程の第２段階を示す説明図である。
【図８】クッション材１の圧縮成形工程の第２段階を示す他の角度からの説明図である。
【図９】クッション材１の圧縮成形工程の第３段階を示す説明図である。
【図１０】クッション材１のベースへの取付工程を示す説明図である。
【図１１】スプリング構造樹脂成形品３０の製造方法の工程を示す模式図である。
【図１２】スプリング構造樹脂成形品３０の製造方法を示す斜視図である。
【図１３】スプリング構造樹脂成形品３０の他の製造方法を示す実施例である。
【図１４】スプリング構造樹脂成形品３０のさらに他の製造方法を示す実施例である。
【図１５】（ａ），（ｂ），（ｃ）はスプリング構造樹脂成形品３０の他の実施例を示す断面図である。
【図１６】（ａ），（ｂ），（ｃ）はスプリング構造樹脂成形品３０のさらに他の実施例を示す断面図である。
【図１７】（ａ），（ｂ）は成形ダイ６２２の裏面図及び斜視図である。
【図１８】（ａ），（ｂ），（ｃ）はスプリング構造樹脂成形品３０又は線条３１の他の実施例を示す断面図である。
【図１９】（ａ），（ｂ）はクッション材１の他の実施例を示す断面図である。
【図２０】（ａ），（ｂ）はクッション材１のさらに他の実施例を示す断面図である。
【図２１】クッション材１の圧縮成形工程の他の実施例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ クッション材 ２ 上シート
３ 下シート ４ ベース
５ ビニールレザー １０ オートバイ
１１ 雌型 １２ キャビティ
１３ 給湯装置 １４ 雄型
１５ パンタグラフジャッキ １６ 熱カッター
２０ 押出成形機 ２１ ホッパー
２２ 成形ダイ ２３ 引取機
２４ 引き取りロール ２５ バス
２６ 巻き取りロール ２７ 切断装置
３０ スプリング構造樹脂成形品 ３１ 線条
３２ バリ
Claims (1)
- 雌型内に、少なくとも熱可塑性樹脂から成る中実及び／又は中空の連続線条及び／又は短線条のランダムなループ又はカールの隣接する線条相互を接触絡合集合して成る所定の嵩密度の空隙を備える立体構造体を置き、
前記立体構造体を軟化させるに必要な温度条件で、前記雌型及び／又は前記立体構造体を加熱し、
前記雌型内に製品の一部となるベースによって構成された雄型を所定のストローク長さで挿入して前記立体構造体を前記挿入した雄型の挿入ストローク長さに対応した厚みに型締めした後、
冷却によって前記立体構造体を硬化させるスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法において、
前記雌型をコンクリート製と成すと共に、深絞りの場合における前記雄型の最長ストロークを少なくとも含むストローク長さを受け入れ可能な容積に前記雌型のキャビティを設定し、前記最長ストローク以下の任意の長さで前記雌型に前記雄型を挿入して前記立体構造体の厚みを調整することを特徴とするスプリング構造樹脂成形品から成るクッション材の製造方法。
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