JP5955830B2 - 熱形成により任意の形状のコアを塗装するための方法、その実施のための自動機械及びそのような方法により得られた、仕上げられた製品 - Google Patents

Description

本発明は、製品を強化及び／又は保護及び／又は装飾するためのポリマー物質の被覆層により保護かつ仕上げられた任意の形状のコアに基づく仕上げられた製品の、自動熱形成法による製造の分野に関する。本発明は、水に関するスポーツのフロートタイプのスポーツ及びレジャー製品に特に適用されるが、装飾的な要素、販売場所の展示又は他のタイプの点の家具及び調度品（ｆｉｔｔｉｎｇ）にも適用される。

任意の形状の製品を仕上げるためにポリマー物質を使用する、たくさんの古典的な被覆方法がある。

サーフボードの特定の分野において、最も古い慣用の方法は、手作業の方法である。即ちコアにより定義されるところの、必要とされる形状を有する、手作業の研磨により仕上げられたフロート要素が、外部の強化シェルを形成し、フロートにその最終的な形状を与えるポリエステル又は「エポキシ」樹脂で含浸されたガラス繊維の包皮で被覆される。次に、純粋なパラフィンベースの樹脂の層の研磨がフロートにその最終的な外観を与える。この伝統的な工芸指向の方法は、完全に手作業で行われる。

そのような技術の欠点は、使用される製品が有害であり、労働条件に衝撃を与え、非常に長い時間を要し、特定の資格を有する熟練工を必要とし、最後に、外側のシェルは、非常に低い耐衝撃性を有することである。さらに、装飾の可能性は限られている。

従って、工業的方法は、回転成形及びこの方法で形成されるシェルの内部における泡の注入又は型に種々の層を重ね、熱及び／又は真空を使用して圧縮成型することのいずれかにより、フロートの外部シェルを構成するために開発されてきた。

これらの工業的技術の欠点は、まず、それらが型の使用を必要とし、フロートの形状の個人化を許さず、外部シェルの形状は専ら型の形状に依存することである。さらに、型で製造されたボードは全て、ボードの端の中心に据えられた接合面を常に有することである。即ち、型からの抜き出しという実際的な理由から、接合面をどこか他に置くことは不可能である。これは、例えば、米国特許出願公開第２００８／０１４６１０２号に記載されているようなボードの場合、そうである。

従って、フロートの接合面は、常にボードの輪郭上にあり、かつ正に衝撃に最も暴露される領域であるエッジの中央に据えられ、この位置における被覆における接合部がボードを壊れやすくする。さらに、ボードのエッジは、滑らかなスキミングの観点から重要である領域である。接合部をここに配置することは水上でのフロートのスキミングを乱す。最後に、ボードのエッジの中心にある接合面は美しくなく、ユーザーにより、よく思われない。製造者によっては、それを隠さなければと感じる者もいる。

装置が関係する場合には、同じプラスチックの部品（自動車のフード、販売場所の展示、家庭用品の部品、食品梱包等）を再生産するための型を使用する、最も古典的な自動熱形成法は、市販入手可能な熱形成機械を使用して実行されることができる。現在のところ、ダイヤフラムプレスが、任意のタイプの部品が形づけられ、接着剤を塗布され、施与されることを可能にするが、アンダーカットの可能性はない。

平な主な面を有するコアから形成される任意の形状、例えば米国特許第５７２８２４６号に記載されているもの、の場合、例えば特定の手段が、凹又は凸のいずれかであり得るエッジを被覆するために採用されている。つまり、主な教示は、エッジを覆うため、特に折り目を避けるため、のシートのオーバーシュートを制限することが本質的であること、ポリマー物質のシートにより主に覆われた面の反対側の面にはアンダーカットするための用意が全くないことである。

ドイツ国特許出願公開第１０２５４９５７号は、家具又は室内の設備の要素の生産のための、真空プレスにおいて形成されるパネルを製造する方法を記載している。該方法において、第一の面は完全にフェイシングシートで全体的に覆われ、その後、第二の面及びエッジが第二のシートにより覆われ、その結果仕上げは促進されるが、仕上げの接合線は、丁度、第一の面とエッジにより形成される角にあるが、本願発明は、該角を避けることを追求している。

本発明は、プレフォームされたコアを被覆するために自動化されていてもよい工業的方法において、熱形成すること及び接着剤のポリマーシートでコーティングすることにより外側の強化シェルを形成する該方法に関し、該方法は、任意の形状のコアに適用可能であり、熱形成は型を使用することなく部品の上で直接実行される。

使用される被覆方法もまた、部品がアンダーカットで包まれ、即ちエッジ上の接合面を避けることを可能にする。なぜなら接合面は種々の場所において必要に応じて、特にボードの上部に置かれ得、このことは、水の上でのフロートのスキミングへの乱れを避けるからである。

最後に、もし工業化されたら、該方法は、個人化されることのできる形を製造する可能性を温存すると同様に製造時間の節約を可能にする。

以下においてより詳細に説明されるように、本発明の方法は、より大きい耐ショック性及び衝撃性を有する物質の使用を可能にする。それは、装飾のための高い品質のグラフィック表現を与えるデジタルプリンティングを可能にする。物質及びそれらを使用する方法は、熟練工及び環境にとってより低位に有害でもある。

本発明に従うと、プレフォームされたコアをポリマー物質の熱形成により被覆する方法であって、該コアは２つの面と、これら２つの面の間に接続を作る、該コアの周縁部にあるエッジとを有し、該被覆は、該コアの該２つの面に逐次的に施与されるべきポリマー物質の２枚のシートを、加熱すること、接着剤を塗布すること、そして真空において施与することにより製造されて、該コアを完全に覆う該方法は、
一の段階において、該コアの一つの面全体（第一の面と呼ばれる）、該コアのエッジ及び該コアの他の面（第二の面と呼ばれる）の一部を覆うように適合されている領域を有する、ポリマー物質の２枚のシートの少なくとも１枚（第一のシートと呼ばれる）が接着剤を塗布され、その後、該コアのこの第一の面、該エッジ及び第二の面に、該エッジ及びこの第二の面をアンダーカットすることを可能にする手段により真空において施与され、
別の段階において、第一のシートにより覆うことが可能でない第二面の少なくとも当該部分を覆うために、第一のシートの領域に対して少なくとも相補的である領域を有する他のポリマー物質のシート（第二のシートと呼ばれる）が、接着剤を塗布され、その後、真空において施与され、
接着剤を塗布する段階及びポリマー物質の２枚のシートを施与する段階のこれら２つ段階の順序は重要ではなく、
該方法は、該２つの面の一つの上において、エッジの外に接合線を得る最後の仕上げ段階を含む
ことを特徴とする。

第一の実施態様において、本方法は、第二のポリマー物質のシートの領域が、該コアを完全に覆うように、第一のシートの領域に対して相補的であり、接合線は、最終段階においてこれらの２枚のシートの間の接合部において形成されることをさらに特徴とする。

本発明は、上記の種類の被覆方法でもあり、水をスキミングするスポーツのためのフロートに適合されたコアのために、該コアの第一の面が、水の上でスキミングするように適合された面であり、これらの２枚のシートの間の接合部は、本方法の最終段階において、フロートのトップの上の第二の面において作られることを特徴とする。

別の実施態様において、本方法は、第二のポリマー物質のシートが、少なくとも、第二の面及びエッジを完全に覆うように適合された領域を有し、接着剤を塗布され、その後、この第二の面及び該エッジに、該エッジをアンダーカットすることを可能にする手段により真空において施与され、即ち該エッジはポリマー物質の２枚のシートにより覆われ、接合部はポリマー物質の２枚のシートの重なりにより形成されることを特徴とする。

本発明に従うと、該方法は、手動により又は自動的に、のいずれかにより行われ得る。

本発明は、この方法を行うための自動機械及びそのような方法により得られた、任意の仕上げられた製品にもまた関する。

本発明の一つの実施態様において、本方法を実施するための上記の種類の自動機械は、その２つの面のうちの１つに置かれるコアを受け止めるように適合された支持体、該支持体はエッジに対してセットバックしている、フレーム及び関連する加熱系、加熱系の加熱空間内にポリマーシートを保持し、その後、接着剤を塗布されたこの加熱されたシートを取出し、それを保持するフレームからそれを解放して該コアの上にそれを掛ける（ｄｒａｐｅ）ことにより、該コアの他の面の上にそれを置くように適合されたフレームを適当な場所に動かすための移動系を備え、該機械はさらに、封止を与えるフレームにより該コアと該ポリマーシートとのアセンブリの周りに把持された弾性膜、及び該アセンブリと該膜との間の空気を吸い出して、即ち該シートが該コアに施与されかつ該コアに保持されることを可能にする真空ポンプをさらに備えることを特徴とする。

本発明の別の実施態様においては、本方法の自動実施のための上記の種類の自動機械は、その２つの面のうちの１つに置かれたコアを受け止めるように適合された支持体、該支持体は、該エッジに対してセットバックしている、接着剤を塗布されたポリマー物質のシートを固く保持するように適合されたフレーム、関連する加熱系、加熱系の加熱空間内に、第二のシートを保持し、その後、接着剤を塗布されたこの加熱されたシートを取出し、該コアの他の面の上にそれを置き、すると、該加熱されたフィルムは該コアの上に掛けられるように適合されたフレームを適当な場所に動かすための移動系を備え、該機械はさらに、 該シートと接触しかつ該コアと加熱された該シートとのアセンブリに圧力をかけるように適合された膨らまされた袋、及び該コアと該シートとの間に残っている空気を吸い出し、そうすることによりシートを延ばし、シートをコアに対して押しつけ保持するための真空ポンプを備えることを特徴とする。

本発明は、添付の図面を参照して与えられる以下の詳細な説明に照らすと、よりよく理解され、他の特徴が明らかになる。

慣用の技術により製造されたサーフボードの平面図を表わす（先行技術）。 慣用の技術により製造されたサーフボードの側面図を表わす（先行技術）。 慣用の技術により製造されたサーフボードの断面図を表わす（先行技術）。 本発明の方法の種々の段階における断面図でのサーフボードを表わす。 本発明の方法の種々の段階における断面図でのサーフボードを表わす。 本発明の方法の種々の段階における断面図でのサーフボードを表わす。 本発明の方法の種々の段階における断面図でのサーフボードを表わす。 本発明の方法の種々の段階における断面図でのサーフボードを表わす。 本発明の方法の種々の段階における断面図でのサーフボードを表わす。 図５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ及び５ｆは、接着剤を塗布する段階、第二の面への施与の段階、把持されていないポリマー物質のシートで、プレフォームされたコアのエッジを覆う段階について、自動機械により実施されたときの、本発明の方法の種々の段階を模式的に表わす。 図６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ及び６ｆは、接着剤を塗布する段階、第二の面への施与の段階、及び把持されているポリマー物質のシートを使用するエッジを覆う段階について、自動機械により実施されたときの、本発明の方法の種々の段階を模式的に表わす。 図７ａ、７ｂ及び７ｃは、得られた完成品を断面において模式的に表わす。

図１及び２は、それぞれ上から（この図は一般的に「外観」と呼ばれる）及び横から（この図は一般的に「フォイル」及び「ロッカーカーブ」と呼ばれる）見た水上スポーツフロートの慣用の形状を表わす。慣用の方法で、フロートが断面図において示されている図３において見られるように、フロートはガラス繊維で強化された樹脂の層２で覆われたプレフォームされたコアを形成するフォームのブロック１から製造されている。

フォームのブロックは、典型的には５０ｋｇ／ｃｍ^３の密度を有するポリウレタンのフォームであるが、同様に、押出された膨張されたポリスチレンフォームであってもよい。コアは同様に「サンドイッチ」構造を有していてもよい。即ち異なる種類の層のアセンブリから形成されていてもよい。

以下に記載される本発明は任意のタイプのコアに適用され得る。

２つの面と、それらの２つの面を接合させる横方向のエッジとを有する、プレフォームされたコアを包むための本発明の方法は、熱形成と、シート又はスプールの形のポリマー物質の、フロートへの直接の施与とからなる。操作は複数の段階において実行され、該複数の段階のうちの一つは、フロートの複数の面のうちの一つに適用され、該複数の段階のうちの他は他の面に適用される。その後、２つの部品は、接合されて強化され、コアの横方向のエッジの外の選択された線に沿って該アセンブリを封止する。

この熱形成及び上張り（ｆａｃｉｎｇ）のために使用されるポリマーのシート又はスプールは、典型的には０．５〜２ｍｍの厚さを有する。それらは、透明であっても、着色されていても、又は不透明であってもよい。

本方法を実施するために使用し得るポリマー物質は高度に多様である：ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＥＨＤ（高密度ポリエチレン）、耐衝撃性ＰＳ（ポリスチレン）、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）、ＰＥＴＧ（ポリエチレン・テレフタレート・グリコール）、耐衝撃性ＰＭＭＡ（耐衝撃性ポリメチルメタクリレート）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）、ＰＬＡ（ポリラクチド）及びバイオポリマー。しかし、押出（２層、３層等）により製造され得るすべての組み合わせ、例えばＡＢＳ／ＰＵ，ＡＢＳ／ＰＣ，ＰＣ／ＰＭＭＡ，もまた使用され得、選択は適合される用途、そのコスト、及び着色及び／又は装飾の可能性のタイプのその他の性質に必要な機械的特徴により決定される。

上張りする層が強化する性を有していなければならないときは特に、繊維を充填されたポリマーが同様に使用され得る。

熱硬化性又は熱可塑性樹脂でプレ含浸されたシート又はプレートもまた本発明の方法と両立する。

本方法は、手動でも実施され得るが、種々の段階を実施する自動機械により自動的に実施され得る。

図４ａ〜４ｆは本発明の種々の段階を表わす。
図４ａ：ポリウレタンフォームコア１を形成する予備的段階。

図４ｂ：示された例において、このプレートのために選択された輪郭の正確な形状に前もって切断された上のプレート２０が、エッジからセットバックして、真空において、ボードの上側に接着される段階１。

図４ｃ：プレート３０が、ボードのトップの上に挙げられ、上の面上に置かれたプレートの輪郭を超えて延在することができるように、エッジの半径に相当するオフセットを有する、底の輪郭の形状に切断されたプレート３０を真空においてはめ込む段階２。

図４ｄ：下のプレート３０のこの周辺部がエッジの上及びボードのトップで形成されて、上のプレート２０を接合させる段階３。

図４ｅ：プレートが重なった領域におけるプレートの切断及びデバリングが行われて、エッジ〜エッジの接合部４０を得る段階４。

図４ｆ：ポリマーの断片が接合面の上に置かれ、接着されて、該アセンブリを封止し、強化し、このようにして該接合面４０がコアの上の面に作られる段階５。

段階２及び３は、交換され得る。この場合プレート３０の上に支えるようになるのはプレート２０である。

同様に、より小さいプレートがコアの、より低い面に置かれ得る。

手動では、段階３は、加熱デバイスによる、突出しているプレートの局所的な加熱により単純に行われ、このプレートは次にこの周縁部に特異的なツーリングを使用する裏打ち工程により圧力をかけることによりエッジ及びトップに押しつけられる。

この一連の段階は、エッジを覆わなければならないところの、プレート又はシート３０による被覆の段階３以外には、特別な困難なしに自動的に行われ得る。

この段階は以下の方法で、把持されていない熱可塑性シートを使用する第一の実施態様においてこの目的のために特に構築された機械により自動的に実施され得る。

図５ａ：プレフォームされたフォームのスラブ又はコア１が、エッジ及び下方のへりを解放するためにこのコアの形状に適合された専用のフレーム５０に固定される。

図５ｂ：前に接着剤を塗布され、適切な所定の厚さを有する熱可塑性シート３０がフレーム６０の上に置かれる。該熱可塑性シートは該フレームから容易に取り除かれる。

図５ｃ：赤外、セラミック、又はハロゲンタイプの複数の電気加熱パネル７０が、形成温度までフィルムを両面において加熱する。この形成温度は物質のタイプ及び使用されるシートの厚さに従って変化する。

図５ｄ：最適な、熱形成温度が到達された後、シートは柔らかくなる。加熱パネル７０は、自動的に引っ込められ、ポリマーシート３０及びコア１が接触に至る。
次に、加熱されたシートはフォームのスラブの上に掛けられ、それを保持するフレーム６０から取り除かれる。

図５ｅ：把持された弾性膜８０を含むフレームがコア１のアセンブリ及びポリマーシート３０の周りにぴったり合わされる。このフレームは系を封止する。

次に、一方で、真空ポンプが使用されて、コア１とポリマーシート３０とのアセンブリ間の空気を吸い出し、他方で膜８０が即ちシートがコアの上に押しつけられてコアに保持されることを可能にする。膜の弾性は、シートがアンダーカットを施与されて、ボードのエッジの全体の周りを包むことを可能にする。

図５ｆ：全体が外気への暴露及び／又はファンの助けにより自然に冷却される。全体が十分に冷却したとき、変形なしにプレート５０から除去され得る。次に熱形成された部品は、他の面のためのシートが接着剤を塗布され、施与された後に仕上げの工房に送られる。

段階３は、同様に、図６ａ〜６ｆにおいて模式的に示された態様において、把持された熱可塑性シートを使用する第二の態様において自動的に実施され得る。

図６ａ：該コアは、前のように、機械的吸引器により専用のフレーム５０に固定される。

図６ｂ：物質及び必要とされる被覆層の関数として選択される厚さで、前もって接着剤により塗布された熱可塑性シート３０が置かれ、その後、把持され、即ち、フォームのスラブを受け止めるフレームで封止を作るフレーム６０の上にしっかりと保持される。

図６ｃ：前のように、赤外、セラミック、又はハロゲンタイプの複数の電気加熱パネル７０が、形成温度までシートの両面を加熱する。すでに示されたように、この形成温度は物質及び使用されるシートの厚さに従って変化する。

図６ｄ：最適な、熱形成温度が到達された後、シートは柔らかくなる。前のように、加熱パネル７０は自動的に引っ込められ、ポリマーシート及びコアが接触に至らせられる。次に、加熱されたシート３０はコアの上に掛けられる。同時に、膨張された袋９０がシート３０と接触するようになり、コア１及び加熱されたシート３０を含むアセンブリに圧力をかける。

図６ｅ：真空ポンプが使用されて、コア１とシート３０の間に残っている空気を除去し、即ち該シートがコアの上に延ばされ、コアに施与され、コアに保持されることを可能にする。

シートを延ばすことは、シートがアンダーカットされ、ボードのエッジの全体の周りを包むことを可能にする。袋はコア／ポリマーシートのアセンブリに上に押し付けられ続ける。

図６ｆ：次に全体が外気への暴露及び／又はファンの助けにより自然に冷却される。全体が十分に冷却したとき、変形なしにプレートから除去され得る。次に熱形成された部品は、他の面のためのシートが接着剤を塗布され、施与された後に仕上げの工房に送られる。

使用される方法は、アンダーカットを許し、即ち、２つの表面が上の表面の上で重なっている図７ａ及び２つの表面が下の表面の上において重なっている図７ｂにおいて示されるように、単純に重ねることにより、接合部が必要とされる場所に置かれることを許す。

アンダーカットを許す本発明の方法により、ポリマー物質の２枚のシートが重なり、それらのそれぞれが１つの面を完全に覆い、エッジに施与され、そして他の面の一部に施与されてもよいとき、二重の上張り（ｄｏｕｂｌｅ ｆａｃｉｎｇ）は、特にエッジの領域においてコアを硬くし、強くし、封止することを助ける。

図７ｃに示されるように、使用される本方法は、仕上げ段階が、接着されて押しつけられた２枚のシートの間でのエッジ〜エッジ接着により封止を完成させるところの、プレフォームされたポリマー物質のシール４０を使用して行われることをもまた可能にする。

本方法は、水をスキミングするスポーツ（カイトサーフィン、ウェイクボード、ウィンドサーフィン、ボードスポーツ等）、より特にサーフボードに適する。

しかし、本方法は、家具及び装飾の分野、特に、接合面又は線をコーナー又はエッジ以外のどこか他のコアを覆うプレート又はシートの間及び／又は操作における欠点を誘発しない及び／又は接合部を見えなくすることが決定された場所に置く分野にもまた適用され得る。

Claims (6)

1. 第１の面及び第２の面と、これら２つの面の間に接続を作る、コアの周縁部にあるエッジとを有するプレフォームされたコア（１）を被覆する方法であって、
   一の段階において、前記プレフォームされたコアのエッジ及び前記プレフォームされたコアの第二の面をアンダーカットするために、接着剤を塗布され且つ、前記プレフォームされたコアの第一の面、前記プレフォームされたコアの前記エッジ及び前記プレフォームされたコアの前記第二の面の一部を完全に覆うように適合されている領域を有する第一のポリマー物質シート（３０）を真空において施与すること、
   別の段階において、前記第一のポリマー物質シートにより覆うことが可能でない前記第二の面の前記一部を少なくとも覆うために、接着剤を塗布され且つ、前記第一のシート（３０）の領域に対して少なくとも相補的である領域を有する前記第二のポリマー物質シート（２０）を真空において施与すること、
   前記第一及び前記第二のポリマー物質シートを施与する段階の順序は重要ではなく、
   前記第１及び前記第２の面の一つの上において、前記エッジの外にエッジ〜エッジ接合線を形成すること、ここで、
   前記第一のポリマー物質シート及び前記第二のポリマー物質シートのエッジは、前記エッジ〜エッジ接合線を形成する前に重なった領域で互いに重なり、
   前記エッジ〜エッジ接合線は、前記重なった領域で前記第一のポリマー物質シート及び前記第二のポリマー物質シートを切断及びデバリングによって形成される
   を含むことを特徴とする、前記方法。
2. 前記第二のポリマー物質シートの領域が、前記コアを完全に覆うように前記第一のポリマー物質シートの領域に対して相補的であり、前記エッジ〜エッジ接合線は、これら第一及び第二のシートの間の接合部において形成されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 水をスキミングするスポーツのためのフロート用に適合されたプレフォームされたコアのために、該コアの第一の面が水の上をスキミングするのに適合された面であり、従って、前記第一及び前記第二のポリマー物質シートの間の前記エッジ〜エッジ接合線が、前記第二の面において、前記フロートのトップ上に形成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の被覆方法。
4. 前記第二のポリマー物質シート（２０）が、該第二の面及び該エッジを少なくとも完全に覆うように適合された領域を有し、接着剤を塗布され、その後、この第二の面及び該エッジに、該エッジをアンダーカットすることを可能にする手段により真空において施与され、このようにして該エッジは前記第一及び前記第二のポリマー物質シートにより覆われ、該エッジ〜エッジ接合線は前記第一及び前記第二のポリマー物質シートの重なりにより形成されることを特徴とする、請求項１に記載の被覆方法。
5. 該方法が手動により行われ、前記第一及び第二のポリマー物質シートが、接着剤を塗布される前に、接着されるべき領域に従って切断されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の被覆方法。
6. 該方法が自動機械により行われ、前記第一及び第二のポリマー物質シートが接着剤を塗布され、施与され、その後、前記エッジ〜エッジ接合線に沿って切断されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の被覆方法。

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