フォーム部品を接着するためのプロセスおよびその製品

专利摘要:
第1の端部を有する第1の細長いフォーム部品を第2の端部を有する第2の細長いフォーム部品に接着するためのプロセスが記載される。前記プロセスは、前記第1の端部の第1の表面部分を溶融させて第1の溶融部分を作る最初の工程を含む。次に、前記第1の端部が前記第2の端部に突合せられる。その後、前記第1の溶融部分が固化されて前記第1の端部と前記第2の端部との間にシーム結合が作られる。したがって、本発明は2つの細長いフォーム部品をそれらの端部にて互いに接着することに関する。フォーム部品の間の結合は、2つのフォームバンの端部の一方または両方の表面の少なくとも一部を溶融させることによって作られる。これは、2つのバンの端部が突合わされるか、または互いに接触された時に接着剤として働くインサイチュでの溶融領域を作る。
公开号:JP2011509844A
申请号:JP2010541663
申请日:2009-01-08
公开日:2011-03-31
发明作者:ディックス、ジョン
申请人:プロプライアテクト・エル．ピー．；
IPC主号:B29C65-28

专利说明:

[0001] 関連出願の相互参照
本出願は、2008年1月8日に出願された、35 U.S.C. §119(e)下の仮特許出願S.N. 61/019,715の利益を主張し、その内容は参照によってここに組入れられる。]
[0002] 発明の分野
1つの側面において、本発明はフォーム部品を接着するためのプロセスに関する。他の側面において、本発明はこのようなプロセスによって作られた製品に関する。]
[0003] 先行技術の記述
ポリウレタンフォームのようなイソシアナートをベースとするフォームが先行技術において知られている。ポリウレタンフォームは、発泡と重合プロセスの少なくとも一部とが同時に起こるという点で若干珍しい。次のように、例えば通常のコールドフォーム(cold foam)技術を用いたポリウレタンフォームの製造においては、典型的な配合物は、
ポリオール(および/または活性水素含有物質)と、
水と、
触媒と、
架橋剤と、
ポリイシソシアナートと
を含む。]
[0004] スラブ(「フリーライズ」とも称される)と呼ばれる技術およびモールド技術を用いて、ポリウレタンフォームのような、イソシアナートをベースとするフォームを作ることが知られており、それらの製品は通常、それぞれ、スラブストックフォームおよびモールドフォームと呼ばれる。]
[0005] スラブストックポリウレタンフォームは、通常、車両のヘッドライナー、家具のクッション材、使い捨ておむつのウエストバンド、および他の消費財の部品を製造するために使用される。]
[0006] 典型的なスラブポリウレタンフォームの製造プラントにおいて、得られるフォームは、通常、開放上部(トンネルとしても知られる)と、フォームの隆起につれてミクスヘッド(mixhead)から組成物を運び去るためのコンベア状の底部とを有するトラフ中に、発泡性組成物を分配することによって製造される。低圧混合が典型的に使用される。当該低圧混合は、一般に500 psi(通常、200〜350 psi)未満の圧力の攪拌器(または他の適切な攪拌手段)を備えたミクスヘッド中への、フォーム製造のための成分の計量を伴う。当該成分はミクスヘッド中で混合され、発泡性組成物は膨張されてポリウレタンフォームを生成する。従来技術で既知なように、低圧混合は、スラブストックフォームを製造するために通常使用されている。1つ以上の計量される成分の性質および/または量を変えることによって、得られるフォームの特性が変わることが知られている。]
[0007] 商用のスラブストックポリウレタンフォームプラントは、通常、4フィート(高さ)×6フィート(幅)×100フィート(長さ)のような寸法(他の寸法も可能である)を有するフォームの「バン(bun)」を製造する。各バンは、その後、フォームが製造される特定の用途(例えば、自動車のヘッドライナー)の特徴に依存して、複数のより短い長さ(例えば5フィート)を有するバンに切断される。より短い長さのバンは、その後、適切な厚さ(例えば、車両のヘッドライナーについて1/8〜1/2インチ)のシートにスライスされる。自動車のヘッドライナーについては、各シートはその後カバーされ、トリミングされ、そして自動車に固定される。従来技術においては、各シートに熱成形のようなさらなる加工工程を受けさせ、自動車の屋根の形状により近い形状を呈する僅かに起伏が設けられた外観(contoured appearance)を平面シートに与えることも知られている。]
[0008] したがって、自動車のヘッドライナーの製造において通常使用されているスラブストックポリウレタンフォームは、起伏が設けられていない未成形表面(すなわち、当該フォームは「フリーライズ」フォームである)を有するフォーム(例えば、弾力性フォーム)として知られている。]
[0009] 車両のヘッドライナーの追加の情報は、例えば、Ron Herrington and Kathy Hock編、Flexible Polyurethane Foams (Second Edition, 1997)の第5章および9章に記載されている。]
[0010] 先述したフォームバンを製造した後、隣合うバンの端部を接着するために接着剤(典型的には化学作用をベースとする接着剤)を使用し、その後、ルーパー(looper)と呼ばれるデバイス中で、接着されたバンの連なりを、曲がったつくりにループ(loop)させる。ルーパーは、さらなる加工のためにロール状またはスタック状で保存されるフォームの薄いシートを切断する目的を果たす。通常、化学作用をベースとする接着化合物は、各バンの端部にスプレーされ、端部を互いに接着させるために待機時間が必要である。]
[0011] このアプローチの問題点は、フォームバンが複数のシートへと切断された後、互いに接着されたバンの端部の間のシームに対応した比較的硬いシームラインが、比較的薄いシートに形成されることである。このような硬いシームラインを含むフォームの薄片が、その後、自動車のヘッドライナー、家具または他の用途のためのトリムカバー材に対してフレイムラミネート(flame laminate) (または接着)される場合、硬いシームラインは当該トリムカバー材越しに感じられるであろう。これは、硬いシームラインを有するこのような部品を廃棄する必要を生じる。事実上、これは結果として、薄いシートを、意図した用途における使用のための最終製品に変えるために使用されるフレイムラミネート装置における、一つの最大の廃棄物源となる。]
[0012] さらに、化学作用をベースとする接着剤を使用した今日のアプローチは、接着剤がバンの2つの端部を互いに固定するための待機時間を要する。これは、フォームバンを加工するために使用される機械装置の効率の、著しい損失をもたらし得る。]
[0013] さらには、商用で最も使用される、利用可能な接着剤は溶媒をベースとするものであり、かつ、その使用は環境に対する溶媒の放出をもたらす。]
[0014] したがって、これらの問題に対する解決策が望まれるであろう。より特徴的には、先述した硬いシームラインが実質的に無いスラブストックフォームバンのようなフォーム部品を接着するためのプロセスが望ましいであろう。このような接着剤系の使用に関連するスループット効率の減少および環境問題に起因して、これを実行する一方で、さらに化学作用をベースとする接着剤系(および類似の接着剤系)を使用する必要性を回避することはさらに有利であろう。]
[0015] 発明の開示
先述した先行技術の欠点の少なくとも1つを取り除くか、または軽減することが本発明の1つの目的である。]
[0016] フォーム部品を接着するための新規なプロセスを提供することが本発明の他の目的である。]
[0017] したがって、その側面の一つにおいて、本発明は、第1の端部を有する第1の細長いフォームを、第2の端部を有する第2の細長いフォームに接着するためのプロセスであって、
(a) 前記第1の端部の第1の表面部分を溶融させて第1の溶融部分を作る工程と、
(b) 前記第1の端部を前記第2の端部に突合わせる工程と、
(c) 前記第1の溶融部分を固化させて前記第1の端部と前記第2の端部との間にシーム結合を作る工程と
を含むプロセスを提供する。]
[0018] その他の側面において、本発明は、このようなプロセスによって作られるフォーム製品を提供する。]
[0019] したがって、より広い意味で、本発明の側面は、2つの細長いフォーム部品をそれらの端部で互いに接着することに関する。フォーム部品の間の結合は、2つのフォームバンの端部の一方または両方の表面の少なくとも一部を溶融させることによって作られる。これは、2つのバンの端部が突合わされるか、または互いに接触された時に接着剤として働く溶融領域をインサイチュで作る。]
[0020] このアプローチの利点は、化学作用をベースとする接着剤系の使用、および先に議論したそれらの系に関連する問題を回避するということである。より重要なことには、この技術の使用は、先述した化学作用をベースとする接着剤系を使用して作られたシーム結合と比べて、比較的軟らかいシーム結合の提供をもたらす。したがって、2つ以上の接着されたフォームバンを含むプロセスの製品が比較的薄いフォームシートにスライスされる場合、シーム結合を含んだそれらのフォームシートは、先述した廃棄の問題を取り除くかまたは軽減するために許容され得る品質にあるシーム結合を有する最終用途にも使用され得る。]
[0021] このアプローチのさらなる利点は、フォームバンの端部での溶融領域が結合を形成するための待機時間が、化学作用をベースとする接着剤を使用した場合に必要な時間よりも短いことである。これは、製造レベルでのスループットおよび効率の向上をもたらす。]
[0022] 本発明の側面は、このプロセスによって製造された製品にも関する。]
[0023] さらに、本発明の側面は、そのままで使用され得るかまたは最終製品を作るためにさらに加工され得る(例えば、車両のヘッドライナーの場合)フォームの、比較的薄いシートを製造するために、得られたフォーム製品をさらに加工することに関する。この最終製品が本プロセスにより作られるシーム結合を含む場合、それは目下、化学作用をベースとする接着剤系および類似の系を用いる場合において製品を削る必要なしに、消費財における使用にも堪える品質である。]
[0024] 好ましい態様の詳細な記述
一般に、本プロセスは、第1の端部を有する第1の細長いフォーム部品を、第2の端部を有する第2の細長いフォーム部品に接着するためのものである。本プロセスは、前記第1の端部の第1の表面部分を溶融させて第1の溶融部分を作ることを含む。前記第1の端部と前記第2の端部とは、その後、前記第1の溶融部分が実質的に固化して前記第1の端部と前記第2の端部との間にシーム結合を形成するために十分な時間で、突合わされるか、または互いに接触させられる(例えば、好ましくは圧縮を伴う)。]
[0025] 好ましくは、前記第1の溶融部分は、前記第1の端部と実質的に隣接する。]
[0026] 溶融工程(すなわち、上記工程(a))において、前記第1の表面部分の近くに熱源を通すことが好ましい。好ましくは、前記熱源は炎であるが、他の熱源(例えば、赤外熱源)を使用してもよい。加熱工程は、好ましくは、前記第1のフォーム部品の端部の表面(好ましくは表面全体)の溶融をもたらし、実質的に連続した溶融領域をその表面にもたらすために実施される。この溶融領域は比較的薄くてもよい(例えば5mm厚未満、好ましくはおよそ1〜3 mm厚)。]
[0027] 特に好ましい態様において、本プロセスは、工程(b)(突合せ工程)に先立って、前記第2の端部の第2の表面部分を溶融させ、第2の溶融部分を作る工程をさらに含む。この追加の加熱工程は、好ましくは、前記第2のフォーム部品の端部の表面(好ましくは表面全体)の溶融をもたらし、実質的に連続な溶融領域をその表面にもたらすために実施される。さらに、この溶融領域は比較的薄くなり得る(例えば5mm厚未満、好ましくはおよそ1〜3 mm厚)。この特に好ましい態様において、先述の工程(c)は、前記第2の溶融部分を固化させて前記第1の端部と前記第2の端部との間に結合を作ることをさらに含む。この好ましい態様において、工程(b)は、前記第1の溶融部分を前記第2の溶融部分に突合わせることを含む。また、この態様において、前記第2の溶融部分が前記第2の端部と実質的に隣接していることが好ましい。]
[0028] 高度に好ましい態様において、前記溶融工程は、実質的に連続する溶融領域(好ましくは、先述したように比較的薄い)を前記端部の各々の上に作るために両端部の表面に適用される。これは、実質的に連続するシーム結合の形成をもたらす。]
[0029] 前記プロセスが各端部の表面を溶融することを含む場合、前記第2のフォーム部品の前記第2の表面部分の近くに熱源を通すことが好ましい。第1のフォーム部品と同様に、熱源は炎であることが好ましいが他の熱源も可能である。]
[0030] 好ましくは、前記第1のフォーム部品と前記第2のフォーム部品とは同じ寸法を持つが、本プロセスを、前記第1のフォーム部品と前記第2のフォーム部品とが異なる寸法を有する場合に適合させることも可能である。]
[0031] 前記第1の端部と前記第2の端部とは実質的に同じ断面寸法を有するが、本プロセスを、前記第1の端部と前記第2の端部とが異なる断面寸法を有する場合に適合させることも可能である。]
[0032] 本プロセスは、有利には、先述したようなスラブストックフォームバンの形態にあるフォーム部品を接着するために使用される。]
[0033] 一つの態様において、前記第1のフォーム部品の一方または両方は、およそ150 ft.以下の長さ、およそ8 ft.以下の高さ、およびおよそ8 ft.以下の幅を有するが、他の寸法も可能である。好ましくは、前記第1のフォーム部品および前記第2のフォーム部品の一方または両方は、およそ5〜120 ft.の範囲の長さ、およそ3〜6 ft.の範囲の高さ、およびおよそ3〜6 ft.の範囲の幅を有する。より好ましくは、前記第1のフォーム部品および前記第2のフォーム部品の一方または両方は、およそ50〜120 ft.の範囲の長さ、およそ3〜6 ft.の範囲の高さ、およびおよそ3〜6 ft.の範囲の幅を有する。]
[0034] 本プロセスの一つの態様において、前記第1の端部は前記第1のフォーム部品の長軸に対して実質的に垂直である第1の表面を含み、前記第2の端部は前記第1のフォーム部品の長軸に対して実質的に垂直である第2の表面を含む。すなわちこれは、前記細長いフォーム部品の端部が、前記細長いフォーム部品の長さに対して垂直な断面を事実上有する状況をカバーする。]
[0035] 本プロセスの他の態様において、前記第1の端部は、前記第1のフォーム部品の長軸に対して傾斜した角を成して第1の傾斜角(例えば30〜75°)を定義する第1の表面を含み、前記第2の端部は、前記第2のフォーム部品の長軸に対して傾斜した角を成して第2の傾斜角(例えば30〜75°)を定義する第2の表面を含む。より好ましくは、前記第1の傾斜角と前記第2の傾斜角とは、実質的に補角である(2つの角は合計180°となる)。すなわちこれは、細長いフォーム部品の端部が、細長いフォーム部品の長さに対して傾斜した断面を事実上有する状況をカバーする。]
[0036] 好ましくは、前記第1のフォーム部品および前記第2のフォーム部品の一方または両方は、イソシアナートをベースとするフォームを含む。より好ましくは、前記第1のフォーム部品および前記第2のフォーム部品の一方または両方は、ポリウレタンフォームを含む。最も好ましくは、前記第1のフォーム部品および前記第2のフォーム部品の一方または両方は、ポリウレタンのスラブストックフォームを含む。]
[0037] 無論、本プロセスは、2つを超えるフォーム部品を接着するために適用され得る。]
[0038] 先に議論したように、本発明の側面は、
先述のプロセスで製造された、接着されたフォーム製品、
前記接着されたフォーム製品を(好ましくは、接着されたフォーム製品の長軸の方向に)切断し、シーム結合シームを含む比較的薄いフォーム部材を作る工程を含む、フォーム部材を製造するためのプロセス、
(i) 前記比較的薄いフォーム部材を成形して所定の形状を持たせる工程と、(ii)トリムカバーを前記フォーム部材の少なくとも1つの主面に固定し、カバーされたフォーム部材を作る工程とを含むさらなる任意の工程を含む、このプロセスで製造される比較的薄いフォーム部材、
このプロセスにより製造された、カバーされたフォーム部材
にも関する。]
[0039] この発明は、例示の態様および例を参照して記載されるが、当該記載は、限定的な意味合いに解釈されることを意図していない。したがって、例示の態様の種々の変形、および本発明の他の態様は、この記載を参照することに際して、当業者に明らかであろう。それ故に、添付の請求項は、このような任意の変更または態様をカバーするであろうことを予期している。]
[0040] ここで参照された全ての出版物、特許および特許出願は、あたかも、別個の出版物、特許または特許出願の各々が、その全てにおける参照によって具体的かつ別個に組入れられることを示唆するのと同じ程度に、それら全部についての参照によって組入れられる。]

权利要求:

請求項1
第1の端部を有する第1の細長いフォーム部品を、第2の端部を有する第2の細長いフォーム部品に接着するためのプロセスであって、(a) 前記第1の端部の第1の表面部分を溶融させて第1の溶融部分を作る工程と、(b) 前記第1の端部を前記第2の端部に突合わせる工程と、(c) 前記第1の溶融部分を固化させて前記第1の端部と前記第2の端部との間にシーム結合を作る工程とを含むプロセス。
請求項2
前記第1の溶融部分が、前記第1の端部と実質的に隣接している請求項１に定義したプロセス。
請求項3
工程(a)が、前記第1の表面部分の近くに熱源を通すことを含む請求項１〜２のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項4
前記熱源が炎を含む請求項３に定義したプロセス。
請求項5
工程(b)に先立って、前記第2の端部の第2の表面を溶融させて第2の溶融部分を作る工程をさらに含み、かつ、工程(c)が前記第2の溶融部分を固化させて前記第1の端部と前記第2の端部との間に結合を作ることをさらに含む請求項１〜４のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項6
工程(b)が、前記第1の溶融部分を前記第2の溶融部分に突合わせることを含む請求項５に定義したプロセス。
請求項7
前記第2の溶融部分が、前記第2の端部と実質的に隣接している請求項５〜６のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項8
前記さらなる工程が、前記第2の表面部分の近くに熱源を通すことを含む請求項５〜７のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項9
前記熱源が炎である請求項８に定義したプロセス。
請求項10
前記第1のフォーム部品と前記第2のフォーム部品とが同じ寸法を有する請求項１〜９のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項11
前記第1のフォーム部品と第2のフォーム部品とが異なる寸法を有する請求項１〜９のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項12
前記第1の端部と前記第2の端部とが実質的に同じ断面寸法を有する請求項１〜１１のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項13
前記第1の端部と前記第2の端部とが異なる断面寸法を有する請求項１〜１１のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項14
前記第1のフォーム部品がおよそ150 ft.以下の長さ、およそ8 ft.以下の高さ、およびおよそ8 ft.以下の幅を有する請求項１〜１１のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項15
前記第2のフォーム部品がおよそ150 ft.以下の長さ、およそ8 ft.以下の高さ、およびおよそ8 ft.の幅を有する請求項１〜１１のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項16
前記第1のフォーム部品がおよそ5〜120 ft.の範囲の長さ、およそ3〜6 ft.の範囲の高さ、およびおよそ3〜6 ft.の範囲の幅を有する請求項１〜１１のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項17
前記第2のフォーム部品がおよそ50〜120 ft.の範囲の長さ、およそ3〜6 ft.の範囲の高さ、およびおよそ3〜6 ft.の範囲の幅を有する請求項１〜１１のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項18
前記第1のフォーム部品がおよそ50〜120 ft.の範囲の長さ、およそ3〜6 ft.の範囲の高さ、およびおよそ3〜6 ft.の範囲の幅を有する請求項１〜１１のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項19
前記第2のフォーム部品がおよそ5〜120 ft.の範囲の長さ、およそ3〜6 ft.の範囲の高さ、およびおよそ3〜6 ft.の範囲の幅を有する請求項１〜１１のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項20
前記第1の端部が前記第1のフォーム部品の長軸に対して実質的に垂直な第1の表面を含み、前記第2の端部が前記第1のフォーム部品の長軸に対して実質的に垂直な第2の表面を含む請求項１〜１９のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項21
前記第1の端部が前記第1のフォーム部品の長軸に対して傾斜した角を成して第1の傾斜角を定義する第1の表面を含み、前記第2の端部が前記第1のフォーム部品の長軸に対して傾斜した角を成して第2の傾斜角を定義する第2の表面を含む請求項１〜１９のうちのいずれか１項に定義したプロセス。
請求項22
前記第1の傾斜角と前記第2の傾斜角とが実質的に補角(合計で180°)である請求項２１に定義したプロセス。
請求項23
前記第１のフォーム部品および前記第2のフォーム部品の一方または両方がイソシアナートをベースとするフォームを含む請求項１〜２２に定義したプロセス。
請求項24
前記第1のフォーム部品および前記第2のフォーム部品の一方または両方がポリウレタンフォームを含む請求項１〜２２に定義したプロセス。
請求項25
前記第1のフォーム部品および前記第2のフォーム部品の一方または両方がポリウレタンのスラブストックフォームを含む請求項１〜２２に定義したプロセス。
請求項26
2つを超えるフォーム部品の接着を含む請求項１〜２２に定義したプロセス。
請求項27
請求項１〜２６のうちのいずれか１項に定義したプロセスによって作られるフォーム製品。
請求項28
請求項２７に定義した前記フォーム製品を切断し、前記シーム結合シームを含む比較的薄いフォーム部材を作る工程を含む、フォーム部材を製造するためのプロセス。
請求項29
請求項２８に定義したプロセスによって製造されるフォーム部材。
請求項30
請求項２８に定義したプロセスであって、(a) 前記フォーム部材を成形して所定の形状を持たせる工程と、(b)トリムカバーを前記フォーム部材の少なくとも1つの主面に固定し、カバーされたフォーム部材を作る工程とをさらに含むプロセス。
請求項31
請求項３０に定義したプロセスによって作られる、カバーされたフォーム部材。