ES2312865T3

ES2312865T3 - Material para cojin formado de resina moldeada con estructura elastica, procedimiento de fabricacion para el material para cojin y el molde utilizado para el procedimiento de fabricacion.

Info

Publication number: ES2312865T3
Application number: ES03818308T
Authority: ES
Inventors: Sadao c/o Ein Engineering Co. Ltd NISHIBORI; Tatsumi Kobayashi; Maki c/o Ein Engineering Co. Ltd SHIRAI; Yuichiro c/o Ein Engineering Co. Ltd NAKAMURA
Original assignee: Ein Co Ltd
Current assignee: Ein Co Ltd
Priority date: 2003-08-26
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2009-03-01
Anticipated expiration: 2023-08-26
Also published as: CN100586344C; EP1665957B1; EP1665957A1; EP1665957A4; WO2005018386A1; BR0318457A; AU2003257560A1; CN1819788A; DE60323166D1; US20070001336A1

Abstract

Material para cojín compuesto por un artículo de resina moldeada con una estructura elástica que comprende una estructura tri-dimensional con huecos a una densidad volúmica aparente predeterminada y que comprende una estructura de una sola capa u obtenida por superposición de dos o más capas que tienen la misma o diferente propiedad elástica, caracterizado porque la estructura tri-dimensional está formada por contacto, entremezclado y reunión de los bucles o rizos aleatorios adyacentes de filamentos sólidos y/o huecos, continuos y/o cortos realizados con una resina termoplástica; y un troquel macho constituido por una base que forma parte del producto se inserta en un troquel hembra en una longitud de recorrido predeterminado, comprimiéndose a continuación la estructura tri-dimensional a un espesor correspondiente a la longitud del recorrido del troquel macho insertado en el troquel hembra, dejándose endurecer por enfriamiento.

Description

Material para cojín formado de resina moldeada con estructura elástica, procedimiento de fabricación para el material para cojín y el molde utilizado para el procedimiento de fabricación.

Antecedentes de la invención 1. Campo técnico

La presente invención se refiere a un material para cojín compuesto de un artículo de resina moldeada que tiene una estructura elástica, el procedimiento para fabricar el mismo, y los troqueles utilizados en la fabricación de material para cojín, más particularmente un procedimiento para fabricar un artículo de resina moldeada con una estructura que tenga una excelente resistencia a los choques y capacidad de carga y tenga la capacidad de cumplir necesidades específicas y no específicas en términos de forma y tamaño en diferentes campos industriales, es decir, un material utilizado adecuadamente para fabricar cualesquiera soportes sobre los cuales alguien pueda sentarse, descansar o montarse tales como asientos de automóvil, motocicletas, bicicletas, trenes eléctricos y aeronaves, sillas para montar a caballo, sillas, sofás y camas, y a un procedimiento para fabricar un material de cojín que requiera un bajo coste y trabajo para su eliminación, y bajos costes de producción mediante la simplificación de los equipos de fabricación, y mejore la precisión del moldeo, y los aparatos necesarios para producir el material de cojín.

2. Técnica anterior

Actualmente, la espuma de poliuretano es un material habitual para cojines de asientos y camas, de vehículos automóviles, motocicletas, bicicletas, trenes eléctricos y aeronaves. Un ejemplo de esto se describe en la patente US-A-5 492 662. Por lo general, los cojines se utilizan de una forma u otra en cualesquiera soportes sobre los cuales una persona pueda sentarse, descansar o montarse, independientemente de si están expuestos o no a vibraciones durante el uso. En efecto, la espuma de poliuretano se utiliza ampliamente en diferentes aplicaciones, y la amplia difusión de este material está relacionada con que está comparativamente libre de problemas en la fabricación y el
coste.

Uno de dichos materiales para cojín se describe por ejemplo, en la Patente Japonesa número 2995325, que propone una almohadilla de cojín para el asiento de los automóviles. De la almohadilla de cojín en cuestión, una parte de la superficie del asiento está formada de una espuma de alta elasticidad que tiene una estructura de capa, y la espuma de elevada elasticidad está realizada de una espuma de poliuretano que contiene 10% en peso o menos de diisocianato de oftolinelo (TDI), y el resto de isocianato formado de diisocianato de difenilmetano. La patente japonesa número 2548477 propone una estructura para cojín obtenida mediante la fusión entre sí de las fibras de poliéster con un punto de fusión muy elevado, mediante un elastómero termoplástico con un punto de fusión bajo. En la patente pendiente japonesa (Kokai) número 2000-51011, se propone un cojín que se obtiene uniendo parcialmente fibras sintéticas y fibras naturales de 1 a 20 deniers entre sí, mediante un adhesivo de goma sintética o poliuretano polimerizado.

Por lo general, cuando un hombre se sienta en un asiento realizado de espuma de poliuretano, su peso tiende a concentrarse en un punto hasta tal punto que la espuma de poliuretano debajo de dicho punto se hunde profundamente. Así pues, su equilibrio pasa a ser inestable, y se fatiga si se sienta en el citado asiento durante mucho tiempo. La razón principal de esto es la siguiente. La fabricación de un producto de una espuma de poliuretano se obtiene colocando un material espumante en un molde, y espumándose el material uniformemente, para obtener un producto uniforme en densidad y resistencia. Con esta fabricación es difícil obtener un producto cuyas partes hayan sido modificadas en densidad y resistencia según las funciones que se les asigne. Además, dado que la espuma de poliuretano es tan suave y elástica, cuando un hombre descansa su peso en un asiento realizado de espuma de poliuretano, siente un empuje hacia arriba en sus nalgas, tocando con un fondo duro, y oscilación vertical, y sus pies pueden quedar dormidos y muy cansados si descansa en el asiento durante mucho tiempo. Tomemos como ejemplo el asiento de poliuretano de un coche o una motocicleta. Las demandas en relación con la fabricación y la estructura de dicho asiento de poliuretano son múltiples, pero el material en sí tiene una densidad tan uniforme que, cuando un hombre se sienta en el asiento, la distribución de las presiones en la superficie para sentarse cambia de un momento a otro y en consecuencia la espuma de poliuretano puede no ser adecuada según las funciones determinadas asignadas al asiento. La fabricación de productos de una espuma de poliuretano se obtiene generalmente mediante espumado por soplo y en consecuencia el producto tiene una propiedad elástica uniforme o se le imparten una serie de propiedades elásticas más o menos diferentes. En consecuencia, es difícil que el producto de espuma de poliuretano cambie su propiedad elástica según el tipo de motocicleta, por ejemplo, según si la motocicleta es para la carretera, carreras o motocross, o la postura del conductor durante la conducción. De ese modo, dado que el asiento no puede cambiar sus propiedades elásticas según el tipo de motocicleta o la postura del conductor, el conductor debe colocar su peso en el asiento o levantarlo del mismo tal como sea necesario durante la carrera lo cual, cuando se repite a menudo durante mucho tiempo, provocará que se eleve y desequilibre el centro de gravedad general.

Además, es difícil reciclar las espumas de poliuretano dado que son termoendurecibles. En consecuencia, las espumas de poliuretano sólo pueden reciclarse reduciéndolas a fragmentos pequeños con un triturador, y uniendo los fragmentos pequeños en un material llamado espuma de fragmentos pequeños (espuma muerta en cinta), o pueden únicamente quemarse para la recuperación de la energía térmica. El procedimiento de eliminación de las espumas de poliuretano incluye el relleno de tierra y la incineración. No obstante, no pueden crearse terrenos estables utilizando espumas de poliuretano dado que tienen una densidad volúmica aparente baja y son blandos, y en consecuencia los lugares para el relleno de tierra son limitados. Las espumas de poliuretano pueden procesarse en partículas o polvos para su eliminación lo que requiere, no obstante, un manejo y costes adicionales. Además, la incineración de espumas de poliuretano puede generar gases de ácido hidrociánico (ácido hidrociánico) que provocan mucho daño a los incineradores, y deben eliminarse con un coste elevado. Como se describe anteriormente, es difícil eliminar las espumas de poliuretano de acuerdo con la Ley de Reciclado sin provocar efectos laterales perjudiciales sobre el medioambiente durante y después de la eliminación.

Además de lo anterior, las espumas de poliuretano tienen los problemas que se describen a continuación.

La fabricación de un molde de espuma de poliuretano se obtiene mediante el soplado de un material espumante en un troquel (por ejemplo, durante tres minutos) y separando el molde del troquel. El proceso de separación es complicado y el tiempo de moldeo es largo. Es difícil limpiar espumas de poliuretano. Esto se debe a que un amino catalizador utilizado durante la fabricación queda atrapado en las espumas, provocando un mal olor. La espuma de poliuretano tiene la propiedad del almacenamiento térmico y tiene la posibilidad de estar mal ventilada, y existe el miedo de que si se expone la espuma de poliuretano a la luz intensa durante un largo período, pueda comenzar a arder. Su seguridad para el medioambiente es baja.

Aunque el año 2020 se ha fijado como fecha límite para la abolición de uso del sustituto del CFC (Clorofluorocarbonos) que se utiliza como agente foaming, no se ha encontrado aún un agente alternativo que tenga unos resultados tan excelentes en el rendimiento del espumado que el sustituto CFCs. El TDI (disocianato de tolileno), que es un isocianato utilizado normalmente para fabricar espumas blandas de poliuretano, es un material muy dañino y la Notificación número 25 del Ministerio de Trabajo del Gobierno Japonés prescribe que el TDI debería utilizarse en una concentración de 0,005 ppm o menos. En muchos lugares reales de fabricación, no se efectúa un control exhaustivo, provocando un daño a la salud de los trabajadores.

La almohadilla de cojín para asiento arriba mencionada para un vehículo automóvil descrita en la Patente Japonesa número 2995325 tiene unas características mejoradas en relación con la espuma suave de poliuretano, pero tiene aún los inconvenientes de las espumas de poliuretano. En la estructura para cojín propuesta en la Patente Japonesa número 2548477, es difícil el reciclado debido a la fusión de fibras de poliéster con un elevado punto de fusión, mediante un elastómero termoplástico con un elevado punto de fusión, lo que tiene como resultado un complicado procedimiento de fabricación y un elevado coste de fabricación. Aunque el cojín propuesto en la Publicación de Patente Japonesa pendiente (Kokai) número 2000-51011 ofrece ventajas en que tiene una excelente permeabilidad al aire y puede limpiarse, tiene los inconvenientes de que tiene una baja durabilidad, el procedimiento de fabricación del mismo es complicado, y el coste de procesamiento es notablemente elevado. Además, dado que el adhesivo de caucho y el poliuretano polimerizable son resinas termoendurecibles, y el cojín no tiene una composición única, es difícil reciclar el cojín.

No obstante, en la actualidad, a pesar de que las espumas de poliuretano tienen muchos problemas, tales como los descritos anteriormente, no existe un agente alternativo para sustituir el poliuretano, que pueda utilizarse con no menos idoneidad y tan bajo coste que el poliuretano, como material para el cojín de los asientos de automóviles, motocicletas, bicicletas, trenes eléctricos, aeronaves y camas.

Descripción de la invención

En vista de lo anterior, un objeto de la presente invención es proporcionar un procedimiento para fabricar un material para cojín compuesto de resina moldeada con un estructura elástica, es decir, un material utilizado convenientemente para producir cualesquiera soportes en los cuales una persona pueda sentarse, descansar o montarse, tales como asientos para vehículos automóviles, motocicletas, bicicletas, trenes eléctricos y aeronaves, sillas para montar a caballo, sillas, sofás y camas. Para ser más específicos, el objeto de la invención es proporcionar un procedimiento para producir un artículo moldeado que simplifique el proceso de moldeo, permita la fabricación de un molde comparativamente libre en tamaño y forma, que requiera un bajo coste para la producción, y produzca fácilmente un cojín que satisfaga ampliamente diferentes requisitos demandados a los artículos elásticos, tales como: ser resistente al hundimiento y, cuando un usuario se siente en el mismo, poder dispersar su peso uniformemente sobre la superficie para sentarse, de manera que no fatigue al usuario incluso si éste se sienta en el mismo durante un largo período de tiempo, y que tenga una excelente resistencia al choque y capacidad de carga. En particular, el objeto de la invención es proporcionar un procedimiento para producir un artículo moldeado que simplifique las instalaciones de producción, disminuya los costes, mejore la precisión del moldeo, reduzca el trabajo necesario para el procesamiento y pueda proporcionar productos acabados en los cuales los extremos del producto no se desintegren por sí solos, incluso sin utilizar deliberadamente el recorte o redondeo después del moldeo.

Resumen de la invención

Para alcanzar los objetos arriba indicados, el procedimiento de esta invención para producir un material para cojín compuesto de una resina moldeada con un estructura elástica, que comprende una estructura tri-dimensional con huecos en una densidad volúmica aparente predeterminada, con una estructura de una única capa, u obtenida mediante la superposición de dos o más capas que tienen la misma propiedad elástica o una propiedad diferente, comprende los pasos de formar la estructura tri-dimensional, mediante el contacto, entremezclado y reunión de bucles o rizos adyacentes aleatoriamente, de filamentos continuos sólidos y/o huecos y/o filamentos cortos realizados de una resina termoplástica;

colocar la estructura tri-dimensional en un troquel hembra;

calentar un troquel macho o el troquel hembra, o el troquel hembra y/o la estructura tri-dimensional a una temperatura suficientemente elevada para reblandecer la estructura tri-dimensional;

fijar un volumen de una cavidad del troquel hembra de manera que la longitud de un recorrido que incluya el menos el recorrido más largo del troquel macho, cuando el troquel macho entra en la cavidad a un nivel profundo, y ajustar un espesor de la estructura tri-dimensional insertando el troquel macho compuesto de una base que forma parte del producto en un troquel hembra, en una longitud optativa igual o menor que la longitud del recorrido de mayor tamaño; comprimir la estructura tri-dimensional a un espesor que corresponda con la longitud del recorrido del troquel macho que se inserta en el troquel hembra; y

endurecer la estructura tri-dimensional mediante el enfriamiento.

El procedimiento comprende preferentemente un paso de retirar los extremos superfluos de la estructura tri-dimensional que sobresalgan en los recorridos entre los troqueles macho y hembra utilizando un cortador térmico, para fusionar térmicamente los extremos, así como cortar los mismos.

Los "filamentos continuos y/o cortos" incluyen preferentemente filamentos realizados a partir de plásticos de uso general (poliolefinas, resinas de poliestileno, resinas de metacrilo, cloruro de polivinilo, etc.) o plásticos técnicos (poliamida, policarbonato, poliéster saturado, poliacetal, etc.). Por ejemplo, están realizados preferentemente de elastómeros termoplásticos tales como polietileno (PE aquí en adelante) polipropileno (PP aquí en adelante) y nylon.

En particular, los filamentos están realizados preferentemente de una mezcla obtenida por una resina de acetato de vinilo (VAC aquí en adelante), copolímero de acetato de etilenvinilo (EVA aquí en adelante), o estiren-butadien-estireno (SBS aquí en adelante) a un resina poliolefínica tal como PE o PP. El porcentaje de mezcla del contenido de acetato de vinilo de la resina poliolefínica y el VAC o EVA es 70 a 97% en peso a 3 a 30% en peso, preferentemente 80 a 90% en peso a 10 a 20% en peso. Si el contenido de VAC fuera igual o inferior a 3% en peso, la elasticidad al impacto de la estructura tri-dimensional sería baja. Por el contrario, si el contenido de VAC fuera igual o mayor a 30% en peso, se degradarían las características térmicas de la estructura. El porcentaje de mezcla de la resina poliolefínica a SBS es 50 a 97% en peso a 3 a 50% en peso, preferentemente 70 a 97% en peso a 10 a 30% en peso. La resina poliolefínica podría ser una resina regenerada.

"Los filamentos continuos y/o cortos" pueden ser sólidos o huecos. Si los filamentos continuos y/o sólidos son huecos, son preferibles porque el aire queda atrapado en las cavidades huecas de los filamentos, y actúan como un muelle que confiere una propiedad característica elástica a los filamentos. El aire atrapado en las cavidades huecas de los filamentos también impide la tendencia al aplastamiento de los filamentos, que aparecería del uso prolongado y habitual. El aire atrapado en las cavidades huecas de los filamentos también conserva la rigidez de la estructura tri-dimensional. Las cavidades huecas pueden ser continuas con otras o pueden ser independientes entre sí. Como un ejemplo ilustrativo, cada una de las fibras huecas individuales puede tener cavidades huecas, insertándose separadores entre cavidades adyacentes. Si se utiliza una mezcla de filamentos sólidos y filamentos huecos como material de los filamentos, el porcentaje de mezcla de filamentos sólidos con los filamentos huecos es preferentemente sólido: hueco = 0 a 50 : 50 a 100. Además, si se utilizan filamentos huecos en una parte central de la estructura, y se cubre con filamentos sólidos, la estructura resultante dará una impresión táctil conveniente.

Los "filamentos continuos sólidos y/o filamentos cortos" tienen preferentemente un diámetro de 0,3 a 3,0 mm., particularmente 0,7 a 1,0 mm. Si los filamentos sólidos continuos tienen un diámetro igual a o menor de 0,3 mm., los filamentos perderían elasticidad y se fusionarían entre sí tan firmemente que su porcentaje de vacío sería inconvenientemente bajo. Por el contrario, si los filamentos sólidos continuos tienen un diámetro igual o mayor que 3,0 mm., los filamentos serían tan elásticos que no formarían bucles y rizos, ni se fusionarían entre sí, lo que llevaría a una disminución de la resistencia. Si los filamentos incluyen filamentos huecos, tienen preferentemente un diámetro de 1,0 a
3,0 mm., particularmente de 1,5 a 2,0 mm. Si el porcentaje de vacío fuera igual a o menor del 10%, los filamentos huecos perderían la propiedad de reducir el peso del producto en relación con su masa. Por el contrario, si el porcentaje de vacío fuera igual o mayor que el 80%, los filamentos perderían su actividad de amortiguación.

La densidad volúmica aparente del "artículo de resina moldeada con una estructura elástica" puede ser 0,0005 a 0,08 g/cm^{3}, preferentemente 0,02 a 0,06 g/cm^{3}. Si la densidad volúmica aparente en cuestión fuera 0,005 g/cm^{3} o inferior, el artículo tendrían una resistencia reducida. Por el contrario, si la densidad volúmica aparente en cuestión fuera 0,08 g/cm^{3} o superior, los filamentos perderían la propiedad de reducir el peso del artículo en relación con el volumen. El artículo de resina moldeada con una estructura elástica puede tener una densidad uniforme en su estructura o puede tener una estructura donde las subestructuras de alta densidad y baja densidad se repiten alternativamente en ciertos intervalos. En este último caso, la subestructura de baja densidad puede tener una densidad de 0,0005 a
0,03 g/cm^{3}, preferentemente 0,0008 a 0,03 g/cm^{3}, más preferentemente 0,01 a 0,03 g/cm^{3}. La subestructura de alta densidad puede tener una densidad de 0,03 a 0,08 g/cm^{3}, preferentemente 0,04 a 0,07 g/cm^{3}, más preferentemente de 0,05 a 0,06 g/cm^{3}.

El porcentaje de vacío del "artículo de resina moldeada con un estructura elástica" puede ser del 96 al 99%, preferentemente del 97 al 99%, más preferentemente del 97 al 99%. Para mantener la elasticidad y resistencia de la estructura como un cojín así como reducir el peso de la misma, el porcentaje de vacío en cuestión debe estar en el rango mencionado anteriormente.

[porcentaje de vacío (%)] = (1 - [densidad volúmica aparente]/[densidad de la resina])x 100

El "material para cojín" se obtiene preferentemente mediante el laminado de múltiples artículos de resina moldeada con una estructura elástica en una estructura laminada. El material para cojín se utiliza preferentemente como material de los asientos de vehículos automóviles, motocicletas, bicicletas, trenes eléctricos y aeronaves, sillas para montar a caballo, sillas, sofás y camas. El material para cojín puede utilizarse, en lugar de espumas de uretano, como material de cualesquiera soportes sobre los cuales puede sentarse, descansar o montar una persona, independientemente de si están expuestos a vibraciones o no.

En particular, cuando el material para cojín se utiliza como material para el asiento de un vehículo automóvil o motocicleta, que está expuesto a vibraciones fuertes durante su uso, se prefiere debido a que se adapta fácilmente a los diferentes requisitos individuales (por ejemplo características de suspensión) del vehículo, dado que su espesor puede ser controlado de manera externa.

El "troquel hembra" está preferentemente realizado de hormigón. El troquel hembra elimina el uso de un agente separador, y reduce así el coste del moldeo. El "troquel macho" consiste preferentemente de un producto (base) al cual puede fijarse el material para cojín. Entonces, puede evitarse de manera segura la necesidad de una preparación separada de un troquel macho, lo que permitirá que se reduzca el coste del moldeo, y se mejore la precisión del moldeo. El enfriamiento puede consistir de un enfriamiento espontáneo o enfriamiento forzado. El enfriamiento forzado se basa preferentemente en el uso de agua.

El material para cojín de la invención es más receptivo a un procesamiento secundario que el poliuretano y puede responder a las necesidades de los consumidores en relación con funciones particulares de manera más precisa que el poliuretano. Así pues, es posible proporcionar un producto que se ajuste a la forma del cuerpo de un usuario determinado, o de acuerdo con la orden de un usuario, lo que aumentará aún más las ventajas del producto. Además, mediante el ajuste del diámetro de los filamentos que constituyen un artículo de resina moldeada con una estructura elástica, material de los filamentos, y su denier, densidad volúmica aparente y porcentaje de vacío, es posible permitir que el artículo de resina moldeada tenga una propiedad elástica deseada. Aunque los filamentos individuales que constituyen el material para cojín de la invención son idénticos en términos de propiedad elástica, se les puede dar diferentes propiedades elásticas después de haber sido comprimidos de manera diferente durante el moldeo por compresión. En consecuencia, es posible proporcionar un material para cojín en el cual diferentes porciones tienen diferentes capacidades de amortiguación y así pues en el cual, cuando se pone un peso en el mismo, el peso esté apoyado de diferentes maneras según los lugares con los que se pone en contacto. Además, es posible, mediante el ajuste del recorrido del troquel macho, permitir que el molde tenga un espesor deseado.

En particular, el "troquel macho" puede estar constituido de una base (que forma un elemento del material para cojín que constituye el producto) a la cual puede fijarse un artículo de resina moldeada con una estructura elástica. Entonces, puede evitarse de manera segura la preparación deliberada de un troquel macho dedicado para dicho fin, lo que tendrá como resultado la reducción del coste de producción. Además, dado que parte del producto se utiliza como un elemento (parte de moldeo) del aparato de moldeo, se mejorará la precisión del moldeo. Para elevar o descender el troquel macho, es preferible utilizar un armazón de tipo pantógrafo. Cuando se compara con un cilindro hidráulico o un cilindro neumático que se utiliza en un aparato convencional para el molde del poliuretano, el armazón en cuestión es tan sencillo que contribuirá a la reducción del coste de producción así como a la simplificación de los equipos de producción. El troquel macho se construye preferentemente de manea que soporte una carga de 1 ton de peso o más. Si el troquel hembra está hecho hormigón, será posible evitar de manera segura el uso de un agente separador que sería necesario de otro modo, así como reducir el coste de producción en comparación con el moldeo donde se utilizan los troqueles de metal para el mismo fin. Además, dado que se simplifica el proceso de moldeo, y se reduce el tiempo requerido para el moldeo, será posible la producción en masa de materiales para cojín. El enfriamiento puede consistir de un
enfriamiento espontáneo o enfriamiento forzado. El enfriamiento forzado se basa preferentemente en el uso de agua.

Generalmente hablando, en relación con el artículo de resina moldeada con una estructura elástica tal como se describe anteriormente, los extremos del artículo tienden a desintegrarse después del moldeo, y requiere así el recorte o redondeo posterior al moldeo, lo que puede ser una carga adicional de trabajo. Sin embargo, con el presente artículo con una estructura elástica, es posible recortar los extremos del artículo después del moldeo por compresión mediante el corte y fusión utilizando un cortador térmico, y evitar así el proceso de recorte que se ha citado anteriormente, lo que reduce el trabajo superfluo.

Breve descripción de los dibujos

Los objetos y ventajas de la invención serán evidentes de la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas de la misma, proporcionada en relación con los dibujos adjuntos, en los que:

La Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de un material para cojín fijado a una base 4.

La Fig. 2a y 2b muestran vistas frontales y traseras del material 1 para cojín fijado a la base 4, respectivamente.

La Fig. 3 muestra una vista lateral de una motocicleta 10 equipada con un sillín compuesto de material 1 para cojín.

Las Figs. 4a y 4b muestran vistas en perspectiva de la base 4 vista de diferentes ángulos.

La Fig. 5 ilustra un primer paso del moldeo por compresión aplicado al material 1 para cojín.

La Fig. 6 ilustra el primer paso del moldeo por compresión aplicado al material 1 para cojín visto desde un ángulo diferente.

La fig. 7 ilustra un segundo paso del moldeo por compresión aplicado al material 1 para cojín.

La Fig. 8 ilustra el segundo paso del moldeo por compresión aplicado al material 1 para cojín visto desde un ángulo diferente.

La Fig. 9 ilustra un tercer paso del moldeo por compresión aplicado al material 1 para cojín.

La Fig. 10 ilustra un paso para fijar el material 1 para cojín a la base.

La Fig. 11 es un diagrama que muestra esquemáticamente los pasos necesarios para producir un artículo de resina moldeada 30 que tiene una estructura elástica.

La fig. 12 muestra una vista en perspectiva de un aparato para producir un artículo de resina moldeada 30 que tiene una estructura elástica según el procedimiento de la invención.

La Fig. 13 muestra una vista en perspectiva de otro aparato para producir un artículo de resina moldeada 30 que tiene una estructura elástica según el procedimiento de la invención.

La Fig. 14 muestra una vista en perspectiva de otro aparato más para producir un artículo de resina moldeada 30 que tiene una estructura elástica según el procedimiento de la invención.

Las Figs. 15a, 15b y 15c muestran las secciones transversales de otros artículos 30 de resina moldeada que tienen una estructura elástica que incorporan la invención.

Las Figs. 16a, 16b y 16c muestran las secciones transversales de otros artículos 30 de resina moldeada con una estructura elástica que incorporan la invención.

Las Figs. 17a y 17b muestran vistas traseras y en perspectiva de un troquel de moldeo 622, respectivamente.

Las Figs. 18a, 18b y 18c muestran las secciones transversales de un artículo 30 de resina moldeada que tiene una estructura elástica e hilos 31.

Las Fig. 19a y 19b muestran las secciones transversales de otro material 1 para cojín que incorpora la invención.

Las Fig. 20a y 20b muestran las secciones transversales de otro material 1 para cojín que incorpora la invención.

La Fig. 21 ilustra otra realización del moldeo por compresión necesario para moldear un material 1 para cojín.

Las Fig. 22a y 22b ilustran otra realización más del moldeo por compresión necesario para moldear un material 1 para cojín.

Las Figs. 23a y 23b ilustran un ejemplo de un proceso de moldeo por compresión aplicado a un material 1 para cojín.

Las Figs. 25a y 25b ilustran otro ejemplo de un proceso de moldeo por compresión aplicado a un material 1 para cojín.

Las Figs. 26a y 26b ilustran otro ejemplo de un proceso de moldeo por compresión aplicado a un material 1 para cojín, utilizando un aparato habitual.

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Descripción detallada de la realización preferida

Como es evidente de la referencia a una vista en perspectiva ilustrada en la Fig. 1, y las vistas frontales y traseras ilustradas en las Figs. 2a y 2b, el material 1 para cojín se obtiene mediante la preparación de una resina termoplástica (por ejemplo elastómero termoplástico) tal como una mezcla obtenida mezclando, por ejemplo, de una resina poliolefínica como por ejemplo PE, PP, etc. con VAC, EVA, o SBS, y mediante el procesamiento de la mezcla en un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica o una estructura tri-dimensional, y sometiendo el artículo o la estructura al moldeo por compresión.

Explicación de un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica

En primer lugar, se describirá el artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica.

El artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica utilizado en esta realización de la invención es una estructura tri-dimensional que tiene huecos, que se obtiene mediante el contacto, entremezclado y reunión de bucles o rizos adyacentes de filamentos continuos y/o cortos (simplemente filamentos 31 aquí en adelante) realizados de la mezcla descrita anteriormente. Los filamentos existen como bucles o rizos plurales (véase el detalle A de la Fig. 1 que aumenta una parte de interés). En esta realización, el artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica comprende filamentos huecos 31 cuya sección transversal 31a se ilustra en la figura (véase el detalle B de la Fig. 1 que aumenta otra parte de interés).

En esta realización, la densidad volúmica aparente de la estructura tri-dimensional puede ser 0,005 a 0,03 g/cm^{3}, preferentemente 0,008 a 0,03 g/cm^{3}, más preferentemente 0,01 a 0,03 g/cm^{3}. El porcentaje de vacío de la estructura tri-dimensional puede ser de 96 a 99%, preferentemente del 97 al 99%, más preferentemente del 97 al 98%.

Explicación del material 1 para cojín

A continuación, se describirá el material 1 para cojín.

El material 1 para cojín se obtiene sometiendo el artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica al moldeo por compresión. El material para cojín de esta realización se utiliza principalmente como material del sillín de una motocicleta (por ejemplo motocicletas 10).

El material 1 para cojín tiene una estructura bicapa compuesta de dos capas en lámina (capa 2 de lámina superpuesta y capa 3 de lámina subyacente). Las dos láminas pueden tener la misma propiedad elástica, o diferentes propiedades elásticas. Las dos capas de lámina están fijadas preferentemente entre sí con un agente adhesivo o cinta de doble cara. Es posible hacer que las dos capas de lámina o diferentes porciones de cada capa de lámina tengan diferentes propiedades elásticas, ajustando adecuadamente la densidad del artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica, su material, y/o el diámetro de los filamentos del artículo que constituyen las capas de lámina. En detalle, las dos capas tiene preferentemente diferentes propiedades elásticas, de manera que, por ejemplo, la capa de lámina superpuesta da una sensación de rigidez mientras que la capa de lámina subyacente da una sensación blanda.

Según esta realización particular, la capa 2 de lámina superpuesta es menos rígida o es más blanda que la capa 3 de lámina subyacente. Esto se debe a que la lámina subyacente 3 debe fijarse a una base 4 mientras que la lámina superpuesta 2 debe recibir directamente las nalgas de un conductor durante la conducción. La lámina superpuesta 2 tiene preferentemente la protuberancia de su superficie superior modificada para ajustarse a la forma de las nalgas del conductor cuando el conductor adopta la postura de conducción en el asiento. Por otro lado, dado que la capa 3 de lámina subyacente está fijada a la base 4, debe ser más dura que la capa 2 de lámina superpuesta. El material para cojín está construido preferentemente de manera que su forma se mantenga mediante la dureza de la capa 3 de la lámina subyacente.

El material 1 para cojín tiene una propiedad característica de suspensión debido a la capa 3 de la lámina subyacente. Un sillín clásico de un ciclomotor que utiliza espuma de uretano recibe normalmente una fuerte fuerza contraria (rebote) de la superficie de la carretera después de ejercer un movimiento elástico hacia abajo en dirección a la carretera. Para absorber dicha fuerza contraria, el sillín clásico convencional de una motocicleta realizado de una espuma de poliuretano contiene a menudo muelle helicoidales fijados estrechamente a la espuma de poliuretano. No obstante, según esta realización, el asiento tiene una estructura bicapa: la capa 2 de lámina superpuesta, más blanda, es para recibir el peso humano, mientras que la capa 3 de lámina subyacente, más dura, es para absorber las propiedades elásticas hacia abajo. Esta característica estructural puede eliminar el uso de muelles helicoidales. En consecuencia, el sillín de esta realización es ventajoso en cuanto a peso y estructura, por su simplicidad y en que no requiere la introducción de ningún dispositivo especial para amortiguar las propiedades elásticas hacia abajo. Además, la masa del asiento es comparativamente baja, y así pues el centro de gravedad desciende, lo que ayuda a estabilizar la postura del conductor durante la conducción. Además, es posible ajustar el recorrido del troquel macho a fin de permitir que el material 1 para cojín tenga el espesor deseado para sus diferentes porciones. Así, es posible ajustar el recorrido del troquel macho para producir materiales para cojín de tamaños, formas y perfiles diferentes, a fin de satisfacer diferentes requisitos de suspensión.

Dado que el material 1 para cojín está compuesto de un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica, su permeabilidad al aire es tan elevada que rechaza naturalmente la permanencia de la humedad. Además, si se permite que el aire enfriado o calentado transmitido a través de un conducto de aire acondicionado, pase a través del material para cojín del asiento de la motocicleta 10, el conductor puede enfriar o calentar su cuerpo durante la conducción. Si el mismo equipo se incorpora en el asiento de un vehículo automóvil, el vehículo puede disfrutar de esta función tecnológica más avanzada, sin necesidad de otros dispositivos especiales para dicho fin.

La forma del material 1 para cojín que tiene una estructura bicapa compuesta de la capa 2 de lámina superpuesta y la capa 3 de lámina subyacente, no se limita a la descrita anteriormente con referencia a las figuras, sino que puede adoptar cualquier forma que se desee según las aplicaciones determinadas. Por ejemplo, el material 1 para cojín puede tener una estructura de una única lámina. De igual modo, el material para cojín puede tener una estructura de múltiples láminas, al menos una capa subyacente puede estar realizada de goma sintética, pero al menos una de las capas (preferentemente las capas superpuestas) está realizada preferentemente de resina termoplástica. La forma de una protuberancia no se limita a la descrita anteriormente. La forma, perfil y tamaño de un material para cojín puede modificarse apropiadamente de manera que se cumplan con toda exactitud requisitos determinados tales como normas sobre productos, funciones y necesidades de clientes individuales.

Es preferible situar un material plisado para cojín compuesto de un artículo de resina moldeada con una estructura elástica (cosido manualmente o con una máquina de coser) sobre otro material para cojín que tiene una estructura multicapa (por ejemplo la capa 2 de lámina superpuesta del material 1 para cojín), y utilizar el conjunto como una lámina superior del asiento (no ilustrada aquí). En este caso, es posible impartir una protuberancia tan ligeramente ondulante que nunca pueda observarse en el asiento preparado basándose en el moldeo original, es decir, para modificar apropiadamente la forma, perfil y tamaño de los materiales para cojín de manera que se proporcionen asientos que puedan cumplir adecuadamente los requisitos determinados tales como normas de producto, funciones, y necesidades individuales de clientes. Así pues, es posible modificar el tamaño, forma y perfil del asiento de la motocicleta de acuerdo con el tipo de motocicleta o forma del cuerpo del conductor. Para ser más específicos, si el asiento es para una motocicleta 10 o un vehículo automóvil cuyo usuario (por ejemplo conductor profesional) es estricto sobre la postura de conducción, es posible modificar el tamaño, forma y perfil del sillín de acuerdo con los requisitos del usuario, de manera que el sillín pueda ajustarse exactamente a su postura y tipo de conducción, lo que conferirá al asiento una ventaja adicional.

Tanto la capa 2 de lámina superpuesta como la capa 3 de lámina subyacente, tienen formas que corresponden con la de la base 4. Como es evidente de la inspección de las vistas en perspectiva de las Figs. 4a y 4b, la base 4 forma un basamento del sillín de la motocicleta 1. La base 4 tiene una porción de tope 4a en su lado frontal y una protuberancia 4b en su lado trasero. La protuberancia 4b tiene, en su superficie inferior, soportes 4c con los cuales el asiento se fija al bastidor de la motocicleta 10. La base 4 tiene varios (por ejemplo seis) cojines 4d realizados de caucho fijados a su superficie inferior. De igual modo, se forman muchas ranuras y orificios tal como se ilustra en las figuras.

Aparato y procedimiento para producir un material 1 para cojín

A continuación, se describirá un aparato para producir un material 1 para cojín que incorpora la invención y el procedimiento correspondiente, en referencia con las Figs. 5 a 10. Posteriormente se describirá un procedimiento para producir un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica.

1) Paso de alimentación

La fig. 5 muestra una vista lateral de un sistema para producir un material 1 para cojín que se presenta para ilustrar una primera etapa del moldeo por compresión requerida para el moldeo del material para cojín. La fig. 6 muestra una vista frontal del mismo sistema para ilustrar la primera etapa del moldeo por compresión. Como se ve de la inspección de la ilustración de la Fig. 5 o 6, uno o más artículos 30 de resina moldeada con una estructura elástica se colocan en un troquel hembra 11 realizado de hormigón (simplemente troquel hembra 11 aquí en adelante). Al menos dos artículos 30 de resina moldeada pueden tener la misma propiedad elástica o diferentes propiedades elásticas entre sí. Como se describió anteriormente, cada artículo 30 de resina moldeada es una estructura tri-dimensional que tiene huecos obtenidos por contacto, entremezclado y reunión de bucles o rizos de filamentos 31 adyacentes (véase el detalle C de la Fig. 5 que aumenta una parte de interés).

Según este procedimiento de producción, es necesario calentar los artículos 30 de resina moldeada con una estructura elástica a una temperatura que supere el punto de reblandecimiento de la resina que constituye los filamentos 31. Para hacer esto, se permite que entre agua caliente (preferentemente con un temperatura de 70ºC o superior) desde un alimentador 13 de agua caliente a la cavidad 12, formada dentro del troquel macho 11, para calentar los artículos 30 de resina moldeada con una estructura elástica, a fin de reblandecerlos. La alimentación de agua caliente en la cavidad del troquel hembra 11 es para permitir que el agua caliente penetre los artículos 30 de resina moldeada y los caliente desde el interior del troquel hembra 11. Como alternativa, puede calentarse el troquel hembra 11 con un calentador. En este caso, un conductor térmico (por ejemplo calentador) se empotra preferentemente en las paredes de hormigón del troquel hembra 11. Preferentemente, el troquel hembra 11 está cubierto con un material térmicamente aislante (por ejemplo, con una caja hecha de madera o de una resina espumante). Cuando es necesario calentar el aire (incluido el aire en las cavidades huecas, si los filamentos son huecos) contenido alrededor de los filamentos 31 que constituyen los artículos 30 de resina moldeada con una estructura elástica, se utiliza preferentemente calor adicional del calentador empotrado en las paredes de hormigón del troquel hembra 11. El alimentador 13 de agua caliente puede ser sustituido por un alimentador 14 de vapor o similar. Cuando se utiliza un alimentador 17 de vapor, en la pared del troquel hembra 11 se forman entradas de vapor de manera que el vapor pueda entrar en la cavidad 12 dentro de la troquel, a través de las entradas. El vapor se inyecta preferentemente en el troquel cuando tiene lugar el cierre de los troqueles, a fin de calentar el molde. Este modo de calentamiento se prefiere porque permite la transmisión uniforme de una elevada temperatura al molde. Cuando el moldeo requiere la presurización así como el calentamiento, se prefiere el calentamiento por vapor dado que el vapor no sólo calienta el molde sino también puede aplicar una presión sobre el mismo. El calentamiento por vapor es también efectivo para presurizar un molde mientras lo calienta, cuando el molde tiene una estructura tan complicada que rechaza la presurización uniforme cuando de presuriza mecánicamente.

La preparación del troquel hembra 11 puede realizarse, por ejemplo, del modo siguiente. Se prepara un armazón de un material apropiado tal como un yeso o similar. El armazón se invierte y se fija sobre una placa horizontal, se aplica un agente de separación sobre el armazón o la placa, un polvo de hormigón se amasa con agua para dar una pasta, la pasta se vierte en el espacio delimitado por el armazón, y se retira el armazón para dar un troquel de hormigón. Concretamente, después de que la pasta de hormigón haya endurecido, el armazón se invierte de nuevo a la posición original, y se retiran el armazón y la placa horizontal para aislar un troquel 11 hembra de hormigón. Durante el proceso de preparación, es posible formar un espacio por debajo de la placa horizontal fijada al armazón, y ajustar la altura del espacio para modificar la resistencia, rigidez y espesor del hormigón como se desee. Por ejemplo, para aumentar el espesor del hormigón, es sólo necesario bajar la posición de fijación de la placa. Dado que el hormigón es altamente moldeable, y produce fácilmente un molde deseado cuando se vierte en un armazón que debe endurecerse, el coste de producción del troquel hembra 11 de hormigón es comparativamente bajo (1/50 a 1/100 veces más bajo que el coste de producción requerido para un troquel similar preparado a través de un troquel convencional). El hormigón permite además la producción de moldes hembra 11 que tienen complicadas formas, y la producción en masa del mismo molde con una precisión mejorada. Por ejemplo, para moldear moldes del mismo tamaño, puede utilizarse repetidamente el mismo armazón maestro. De igual modo, dado que el troquel de hormigón se coloca en estrecho contacto con un material fundido, sólo un cierre estanco de los troqueles coincidentes permite la formación de un molde cuyas caras externas estén pulidas tan lisas como se si tratara de una superficie abradida. Si el armazón tiene un dibujo de relieve en negativo en su pared interior, el patrón se transferirá a la pared exterior correspondiente de un molde. Ahora bien, si los troqueles coincidentes se cierran con una lámina de vinilo situada entre ellos, las superficies externas del molde tendrán una impresión que recordará la textura de la impresión de la superficie de la lámina de vinilo. Además, dado que el troquel hembra 11 está realizado de hormigón, puede soportar con seguridad la elevada presión que se aplica mientras se moldea un material 1 para cojín, y su durabilidad es tan elevada que puede soportar el uso repetido de incluso varias decenas de millares de moldeos. El peso del troquel hembra 11 es preferentemente 50 a 100 kg.

El troquel hembra 14 está constituido de una base 4 y una plataforma macho 14a (véanse Figs. 4a y 4b). El troquel macho 14 se fija en varios puntos a través del extremo distal de un gato pantógrafo 15. El troquel macho 14, siendo activado por el gato pantógrafo 15, coincide con el troquel hembra 11 para aplicar así una presión desde arriba al artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica, colocado en la cavidad 12 del troquel hembra 11. El troquel macho 14 es preferentemente tan duro como para soportar una presión de 10 ton o más. En esta realización, una serie de (por ejemplo tres) gatos pantógrafos 15 se fijan a un troquel macho 14. Esto es para aumentar la presión aplicada al molde, y para dispersar la presión aplicada sobre varios (por ejemplo tres) lugares. El gato pantógrafo 15 puede ser operado manualmente o puede ser operado automáticamente conectándose a un motor 15a cuando sea necesario. El extremo proximal del gato pantógrafo 15 se fija a un techo 18, y el techo 18 está soportado por pilares 19 en los bordes superiores del troquel hembra 11. La introducción del gato pantógrafo 15 permite que se simplifique la estructura del sistema, lo que tiene como resultado una reducción del coste. Sin embargo, el gato pantógrafo 15 puede sustituirse por cilindros hidráulicos o neumáticos o similares.

El troquel macho 14 incluye preferentemente, como su elemento, una base 4 que sirve también como elemento del producto. La base 4 está fijada a la plataforma 14a del troquel macho, estando la superficie inferior de la primera frente a la superficie inferior de la segunda. La superficie superior de la plataforma 14a del troquel macho se fija mediante miembros de unión al gato pantógrafo 15. Dado que parte del producto (base 4) también se comprende como un elemento (troquel macho 14) del aparato de moldeo, es sólo necesario preparar un troquel hembra 11 y puede eliminarse con seguridad una preparación separada del troquel macho 14. Con el sistema convencional para moldeo de las espumas de poliuretano, es necesario preparar troqueles macho y hembra separadamente. No obstante, con el sistema operando según el procedimiento de la invención, dado que parte del producto sirve como un elemento del troquel macho, no es necesaria la preparación de un plato y un punzón, lo que tiene como resultado una reducción de los costes y una mejor precisión del moldeo.

2) Proceso de cierre del troquel

La Fig. 7 muestra una vista lateral del sistema para producir un material 1 para cojín que se presenta para ilustrar una segunda etapa del moldeo por compresión necesaria para moldear el material para cojín, mientras que la Fig. 8 muestra una vista en sección frontal del mismo sistema para ilustrar una segunda etapa del moldeo por compresión. Como se ve de la inspección de las ilustraciones que aparecen en las Figs. 7 y 8, se activa el gato pantógrafo 15 para empujar el troquel macho 14 (lo que realiza la base 4) hacia abajo, tal como se indica por las flechas en las Figs. 7 y 8, para comprimir el molde. En esta realización particular, se ajusta el troquel hembra 11 para permitir que el troquel macho entre en la cavidad 12 a un nivel profundo. Concretamente, el troquel hembra 11 puede ajustarse así para permitir que el troquel macho 14 entre en la cavidad a un nivel deseado. Dado que la coincidencia de los dos troqueles tiene lugar con una redundancia mayor o menor, es posible alterar el espesor del material para cojín de acuerdo con un requisito determinado, ajustando el recorrido entre los dos troqueles coincidentes. En consecuencia, con el mismo par de troqueles coincidentes, es posible producir materiales para cojín que tienen diferentes espesores. No es necesario decir que es también posible modificar la densidad de los materiales para cojín. Como se describe anteriormente, con el mismo par de troqueles coincidentes, es posible producir diferentes materiales para cojín que varían en densidad, propiedad elástica y rigidez, simplemente ajustando el recorrido entre los dos troqueles coincidentes del modo apropiado.

Con este sistema, es posible ajustar libremente el espesor de un material 1 para cojín ajustando el recorrido entre los dos troqueles coincidentes. Si es necesario producir un material 1 fino para cojín, sólo es necesario reducir el recorrido entre los dos troqueles coincidentes a una pequeña distancia deseada. De modo contrario, si es necesario un material 2 espeso para cojín, sólo es necesario aumentar el recorrido entre los dos troqueles coincidentes a una distancia larga deseada. Concretamente, con este sistema es posible ajustar libremente el espesor de un material 1 para cojín. Es también posible ajustar libremente la densidad, propiedad elástica y rigidez de un material para cojín. Si el ángulo inclinado de las paredes laterales interiores del troquel hembra 11 (las paredes laterales interiores del troquel hembra ilustradas son prácticamente perpendiculares a la base), se hace más pequeño de lo necesario que como se ilustra, es posible producir un material para cojín cuyo perfil tenga un ángulo inclinado deseado. El ángulo inclinado deseado puede incluir por ejemplo, 1/50 a 1/400 (por ejemplo 1/200). El ángulo inclinado puede dirigirse hacia dentro o hacia fuera. Si el troquel hembra 11 tiene un ángulo inclinado hacia dentro demasiado grande, será difícil ajustar el recorrido entre los dos troqueles coincidentes a una distancia deseada. Así pues, es posible utilizar el mismo par de troqueles coincidentes para producir diferentes materiales para cojín 1 de acuerdo con los requisitos determinados. En particular, es posible producir los mismos materiales para cojín 1 que tienen diferentes espesores deseados. Por ejemplo, es posible producir un material para cojín de acuerdo con una determinada orden personal, es decir, producir materiales para cojín que cumplan con exactitud necesidades personales de clientes individuales. En relación con las partes del sillín frente a los muslos interiores del conductor, se prefiere preparar las partes de manera que tengan una densidad aumentada y rigidez a costa de la propiedad elástica. Esto mejora la propiedad de amortiguación y la durabilidad del asiento.

En general, el perfil del sillín se determina por la postura de conducción del conductor, y es más o menos constante. No obstante, el espesor del sillín puede variar dependiendo del tipo (propiedad de suspensión requerida) de la motocicleta. De ese modo, es necesario ajustar el espesor del material 1 para cojín según el tipo de la motocicleta. Cuando se utiliza una espuma de poliuretano como material para cojín, se procesa en un molde mientras se espuma. Así, el molde sufre una expansión uniforme durante el moldeo en tanto en cuanto se utilicen los mismos troqueles. De ese modo, es necesario preparar múltiples pares de troqueles coincidentes si es necesario producir materiales para cojín que tengan diferentes densidades y espesores. Según el procedimiento de producción de esta invención, pueden evitarse con seguridad los problemas encontrados con el procedimiento habitual que utiliza las espumas de poliuretano.

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3) Proceso de recorte

La fig. 9 muestra una vista plana del sistema para producir un material 1 para cojín, que se presenta para ilustrar una tercera etapa del moldeo por compresión requerida para el moldeo del material para cojín. Como se ve de la inspección de la ilustración que aparece en la Fig. 9, después de que los troqueles coincidentes se mantengan cerrados durante un determinado período predeterminado, se mueve un cortador térmico 16 a lo largo de los bordes del troquel macho 14 para retirar las rebabas 32 que sobresalen de los bordes del troquel macho 14 (véase el detalle de la fig. 9 que aumenta una parte de interés) cortando dichas rebabas así como fusionando los extremos de los filamentos de las rebabas. Según el procedimiento clásico, se recortan los bordes del molde después del moldeo para ajustarse a un tamaño deseado, lo que complica los trabajos relacionados con el recorte Sin embargo, con el procedimiento de la invención, se recorta fácilmente el molde. En particular, dado que el recorte se introduce en una etapa posterior al moldeo, es posible fusionar los extremos abiertos de los filamentos de las rebabas para prevenir su desintegración durante el uso, evitar el paso de escalado cuando el molde se ensaya para que su tamaño como ha sido diseñado, y simplificar los procedimientos de ensayo posteriores al moldeo.

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4) Proceso de separación del molde

Se vierte agua enfriada en la cavidad 12 del troquel hembra 11 para endurecer el artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica. El agua se vierte repentinamente y en un solo momento de una vez en lugar de verterse lentamente poco a poco, lo que tiene como resultado una reducción del tiempo necesario para el endurecimiento. Después de que haya transcurrido el tiempo suficiente para que se endurezca el molde, el molde se separa de los troqueles. Para determinar si un determinado molde se ha endurecido o no, se suelta ligeramente el gato pantógrafo 15 a fin de ver si existe alguna deformación residual del molde. Si se encuentra que no existe ninguna deformación residual del molde, el molde se ha endurecido suficientemente. Entonces, se repiten los ciclos de calentamiento y enfriamiento alternado del troquel hembra 11 y/o artículo de resina moldeada. Si un molde está compuesto de filamentos huecos, es posible prevenir que tenga lugar la deformación residual en 30 manteniendo un estado térmicamente equilibrado y teniendo en cuenta las masas de aire conservadas en las cavidades huecas de los filamentos.

Cuando el troquel hembra 11 está realizado de hormigón, la resina, incluso si está fundida, no se adherirá a las paredes interiores del troquel, lo que evita el uso de un agente separador. Con un aparato de moldeo que incorpora los troqueles clásicos, la temperatura se eleva tanto durante el moldeo que la resina fundida se adhiere a las paredes interiores de los troqueles. Para tratar este inconveniente, cuando se moldea una espuma de poliuretano, es totalmente necesario utilizar un agente separador, lo que puede requerir trabajo y tiempo adicionales. Cuando los troqueles coincidentes están realizados de hormigón, el molde entra en contacto tan estrechamente con las paredes de los troqueles que es posible producir en masa copias que tengan un tamaño y forma similares, incluso si la forma es complicada.

5) Proceso de acabado

Como se ilustra en la Fig. 10, que muestra cómo se fija un material 1 para cojín a una base, una lámina superpuesta 2 y una lámina subyacente 3, ambas preparadas como se describe anteriormente, se colocan una sobre otra, y el conjunto se coloca sobre una base 4. Una lámina 5 de cuero de vinilo termo-configurado se coloca sobre el conjunto, y se fija a la base 4 con una grapadora. Como alternativa, la fijación de la lámina 5 de cuero de vinilo a la base 4 puede realizarse mediante una cinta adhesiva. Si se permite que la lámina subyacente 3 tenga muescas (o rebajes) durante el moldeo, que entran en contacto con los rebajes (o muescas) correspondientes formados en la base 4, es posible que el conjunto se fije con seguridad a la base sin requerir el uso de una grapadora o una cinta de doble cara. La colocación de la lámina superpuesta 2 sobre la lámina subyacente 3 puede estabilizarse mediante la inserción de un agente de cohesión o cinta adhesiva entre las dos superficies opuestas. Como alternativa, las dos láminas pueden tener muescas o rebajes en sus superficies opuestas que entrarán en contacto mutuamente cuando se monten las dos láminas. Así, el montaje de las dos láminas no requiere el uso de un agente adhesivo o cinta adhesiva. Deberá observarse, no obstante, que el montaje de la lámina superpuesta 2, la lámina subyacente 3 y la base 4 pueden no requerir ningún procedimiento deliberado de fijación, en tanto en cuanto estén cubiertos con una lámina 5 de cuero de vinilo en el proceso de acabado.

Procedimiento para producir un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica

A continuación se describirá un ejemplo de procedimiento para producir un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica como se ha descrito anteriormente. Tal como se ilustra en los diagramas de la Fig. 11, según el procedimiento de esta realización para producir artículos 30 de resina moldeada con una estructura elástica, se alimentan preferentemente una resina poliolefínica tal como PE, PP o similares y otra resina tal como VAC, EVA o SBS, en cantidades apropiadas, a través de un suministrador tal como un tambor, alimentador o alimentador dosificador, y la resina de inicio se mezcla en seco, se mezcla o disuelve en un disolvente, se amasa y se fragmenta en gránulos. La mezcla en polvo o gránulos se transfieren a una tolva 21 o un extrusor 20.

Para ser más específico, las resinas de inicio, PP y SBS se mezclan con un tambor (mezclador KR, Kato Scientific Instruments Co.) a 40 r.p.m. durante 15 minutos.

A continuación, como se observa en la vista en perspectiva de la Fig. 12, una mezcla que comprenda las resinas de inicio se vierte a través de la tolva 21 a un extrusor 20 uni-axial (diámetro del eje de 65 mm.). La mezcla se funde a una temperatura predeterminada (por ejemplo 200 a 260ºC), y la masa fundida se amasa y somete a extrusión- fusión a una velocidad predeterminada a través de una serie de toberas, siendo recibida por una bobinadora que se describirá más tarde, y formada en filamentos continuos 31 sólidos y/o huecos, que tienen un diámetro predeterminado (por ejemplo 600 a 90.000 deniers, preferentemente 3.000 a 30.000 deniers, más preferentemente de 6.000 a 10.000 deniers). Los filamentos 31 en un estado fundido se hace que formen bucles que tienen un diámetro de 1 a 10 mm., preferentemente de 1 a 5 mm., y se recibe por la bobinadora dentro de un baño 25 (agua) mientras se hace que los filamentos adyacentes entren en contacto entre sí dentro del agua para ser entremezclados formando bucles aleatoriamente. Las porciones entremezcladas y en contacto de los filamentos son al menos parcialmente fundidas y unidas entre sí. Los filamentos 31 pueden comprender filamentos sólidos y filamentos huecos en un porcentaje predeterminado.

Puede determinarse el espesor y la densidad volúmica aparente de la estructura tri-dimensional o una masa de bucles aleatoriamente ajustando el recorrido entre los rollos de admisión 24, 24 de la bobinadora 23 en el baño 25. La estructura tri-dimensional (por ejemplo 10 a 200 mm. de espesor y 2.000 mm. de anchura) obtenida por los filamentos de procesamiento 31 de manera que se forme una masa de rizos o bucles aleatoriamente, y endureciéndolos en agua, se aplica a otro par de rollos de admisión 26, 26 para producir un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica.

Cuando los filamentos 31 que se han dispuesto en bucles en el agua, son recibidos por la bobinadora 23, la propiedad de amortiguación de la estructura tri-dimensional resultante puede modificarse como sea apropiado mediante el ajuste de la velocidad de recepción de la bobinadora 23. La estructura tri-dimensional, cuando se requiere que tenga una densidad de volúmica aparente comparativamente elevada, debería tener una densidad volúmica aparente de 0,03 a 0,08 g/cm^{3}, preferentemente de 0,04 a 0,07 g/cm^{3}, más preferentemente 0,05 a 0,06 g/cm^{3}. La estructura tri-dimensional, cuando es necesario que tenga un porcentaje de vacío comparativamente bajo, debe tener un porcentaje de vacío de 91 a 97%, preferentemente 92 a 96%, más preferentemente de 93 a 94%.

En la recepción de los filamentos, la velocidad de recepción de la bobinadora 23 se ajusta a una velocidad baja de recepción a intervalos de por ejemplo 3 a 5m, mediante la reducción de la velocidad de recepción de los rodillos de admisión 24, 24 a un nivel bajo predeterminado a ciertos intervalos regulares predeterminados. Así, es posible obtener un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica que comprende una serie de porciones alternativas de alta densidad y porciones de baja densidad que se repiten a intervalos regulares (por ejemplo 30 a 50 cm.) en una dirección longitudinal, formándose las porciones de alta densidad cuando los filamentos son recibidos a una velocidad baja de recepción mientras que se forman las porciones de baja densidad cuando los filamentos son recibidos a una velocidad elevada de recepción.

Como se ve de la vista frontal de la fig. 13, si se prevé que una estructura tri-dimensional, tal como un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica, difícilmente podrá ser doblada por los rodillos de admisión 24, 24, es posible ajustar la velocidad de recepción del bobinadora como se ha indicado anteriormente, para producir una estructura tri-dimensional que comprenda series de porciones de alta densidad y porciones de baja densidad, y ajustar el sistema de la bobinadora de manera que la estructura tri-dimensional pueda doblarse en sus porciones de baja densidad. El artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica obtenido a través de los procesos descritos anteriormente se corta con un dispositivo de corte 27 en piezas que tengan una longitud deseada. El baño 25 está equipado con válvulas de entrada y salida (no ilustradas aquí).

Como se ve de la vista frontal de otro aparato ilustrado en la Fig. 14, donde un dispositivo de corte se coloca en un baño de agua 125, el dispositivo de corte 127 se coloca debajo de una bobinadora 123, y un dispositivo de transporte 128 que comprende un transportador que lleva múltiples picos de unión en su superficie se coloca en el baño de agua 125, frente a la bobinadora. El transportador lleva piezas de estructura elástica obtenidas mediante el corte de una estructura tri-dimensional en lugares predeterminados mediante la unión de los picos de unión en las piezas y así capturarlas en su superficie. Los elementos correspondientes a los de la realización anterior se representan por numerales similares habiéndose fijado, no obstante, un 1 al tercer lugar de los numerales.

Mediante un procedimiento tal como se describe anteriormente, se obtiene un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica que tiene, por ejemplo, una densidad volúmica aparente de 0,03 g/cm^{3} y un espesor de 50 mm. La estructura tri-dimensional puede fabricarse utilizando sub-estructuras que incluyen un tipo de propiedad o combinación de una serie de tipos de propiedades diferentes entre sí. Para los detalles de cómo se producen realmente los artículos 30 de resina moldeada con una estructura elástica mediante el procedimiento arriba mencionado, y los resultados de los ensayos efectuados sobre ellos, los lectores deberán consultar la patente EP 00-1-182-826AI y otras que se publicaron por los inventores de la presente.

Otras realizaciones de artículos 30 de resina moldeada con una estructura elástica

A continuación se describirán artículos 30 de resina moldeada con una estructura elástica que representan realizaciones distintas de las anteriores. Su moldeo se basa en la viscosidad de las resinas de inicio.

Durante el moldeo de un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica mencionado anteriormente, es posible obtener una estructura tri-dimensional que comprende porciones con diferentes propiedades de amortiguación, ajustando la velocidad de recepción y la temperatura de calentamiento. Por ejemplo, es posible obtener un artículo 130 de resina moldeada con una estructura elástica tal como se ilustra en la Fig. 15a, en el que la propiedad de amortiguación se debilita gradualmente o en intervalos regulares predeterminados cuando una sonda de ensayo avanza desde la periferia del núcleo. En este ejemplo particular, la periferia está constituida de una parte dura 130a mientras que el núcleo tiene una parte blanda 130b. Esta distribución de la propiedad de amortiguación puede invertirse como se ve de un artículo 230 de resina moldeada con una estructura elástica ilustrado en la Fig. 15b, donde el núcleo está constituido por una parte dura 230a, mientras que la periferia está constituida por una parte suave 230b. Es también posible obtener un artículo de resina moldeada con una estructura elástica donde los sitios que tienen una diferente propiedad de amortiguación (por ejemplo, dos sitios) se dispersan en el artículo como se ve del artículo 330 ilustrado en la Fig. 15c.

Un artículo de resina moldeada con una estructura elástica como el del 130 es adecuado como material para cojín del sillín de una motocicleta 10. Dado que el material 1 para cojín tiene superficies laterales duras, se adaptan adecuadamente a las protuberancias mediales de los muslos del conductor cuando el conductor se monta en el sillín y adopta una postura de conducción, lo que lleva a una conducción estable. Un artículo de resina moldeada con una estructura elástica como el del 2309 es adecuado como material para un casco. Una estructura tri-dimensional individual de la cual la superficie (en contacto con el cuero cabelludo) es blanda, mientas que el núcleo es rígido, permite la producción de gorros (gorras para el sol y cascos) que no afectarán al peinado. Dicho gorro es preferible dado que impide la penetración de los rayos del sol pero permite una excelente permeabilidad de aire.

El material para cojín de un asiento puede obtener su función asignada en tanto en cuanto tenga una superficie suficientemente rígida, dependiendo del peso aplicado sobre el asiento y la torsión que sufre cuando se carga con el peso. En dicho caso, es posible obtener un artículo de resina moldeada con una estructura elástica mediante la preparación de varias estructuras finas tri-dimensionales que tienen cada una diferente densidad, y laminarlas en una combinación apropiada en una estructura de única capa, en lugar de preparar una estructura individual tri-dimensional que comprenda porciones con diferentes densidades. Este procedimiento permite que se ahorre la cantidad de resinas utilizadas para preparar una estructura elástica, y mejora la productividad. Por ejemplo, es posible obtener un artículo de resina moldeada con una estructura elástica 430 ilustrada en la Fig. 16a, mediante la preparación de una estructura tri-dimensional 430a, colocando debajo de ella otra estructura 430b que tiene una densidad volúmica aparente inferior, y colocando una segunda estructura 430c que tiene una densidad volúmica aparente aún menor debajo de la anterior, y uniendo las tres estructuras en una estructura de una única capa.

Es también posible obtener un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica 530 ilustrado en la Fig. 16b que se refuerza parcialmente con cavidades 530a (bloques de partición) que se forman en la estructura mediante el calentamiento de los sitios para fundir los filamentos allí. La formación de las cavidades 530 puede realizarse antes o después del moldeo por compresión. Es también posible obtener un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica como se ilustra en la fig. 16c donde cada cavidad incluye una abrazadera 530b, por ejemplo una abrazadera metálica. La abrazadera 530b puede insertarse en la cavidad antes o después del moldeo por compresión.

El diámetro de los filamentos 31 que constituyen un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica no es necesariamente uniforme. Incluso si se utiliza un único material para cojín como asiento, el peso impuesto sobre una porción determinada difiere dependiendo de qué parte del asiento ocupa la porción. Modificando la densidad volúmica aparente de dicha porción, así como modificando el diámetro y/o dureza de los filamentos que constituyen la porción, puede mejorarse la rigidez de una determinada porción. Por ejemplo, es preferible distribuir los filamentos gruesos y/o rígidos en una porción que entre en contacto con las nalgas del conductor y sostenga una parte importe de su peso durante la conducción.

Para producir una estructura elástica donde una porción (por ejemplo porción central) comprende más filamentos gruesos que las porciones restantes, el troquel de moldeo 622 tiene toberas preparadas como se ilustra en la fig. 17, de manera que las toberas 622a que corresponden a la porción central tienen un diámetro mayor que las toberas restantes 622b. Si se utiliza este troquel de moldeo 622, los filamentos gruesos 631 son extruidos desde su porción central junto con los filamentos finos normales 31 extruidos de las porciones restantes, tal como se ilustra en la Fig. 17b. Es posible obtener una estructura elástica donde la rigidez se ve alterada de manera complicada, utilizando un troquel de moldeo tal como describe anteriormente.

Es también posible obtener un material para cojín que comprende filamentos que tienen el mismo grosor y densidad volúmica aparente que los de una estructura comparable, pero más suave o más dura que la estructura comparable, mediante el empleo de un material de filamento diferente de lo que se utiliza en la estructura comparable. Por ejemplo, si el material 1 para cojín se utiliza como sillín de una motocicleta 10, es posible emplear un diferente material de filamento de acuerdo con el peso de un usuario, lo que aumentará el valor de marketing del asiento.

Es también posible entremezclar filamentos a una estructura elástica con fibras naturales o cables metálicos para producir así una estructura compleja elástica. Modificando así los filamentos de una estructura de muelles, es posible mejorar, por ejemplo, la resistencia térmica, tendencia al aplastamiento bajo el uso prolongado, y resistencia a la tracción de los filamentos, es decir, los puntos débiles inherentes a los filamentos de resina sintética. Por ejemplo, es preferible entremezclar los filamentos 731 con múltiples cables metálicos 733 como se representa en un artículo 730 de resina moldeada con una estructura elástica ilustrado en la Fig. 18a. Es también preferible combinar los filamentos huecos 731 con cables metálicos mediante no sólo entremezclando los últimos con los primeros, sino insertando los primeros a través de la cavidad de los últimos tal como se ilustra en una vista en sección de un filamento combinado de las Figs. 18b y 18c.

Material 1 para cojín que representan otras realizaciones

Cuando el troquel hembra 11 y el troquel macho 14 se cierran para comprimir un molde a fin de producir un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica, es posible modificar la temperatura de calentamiento gradualmente a fin de producir de ese modo una estructura elástica en la cual la rigidez cambia de una porción a otra. Por ejemplo, es posible producir un material de cojín 101 como se ilustra en la Fig. 19a, donde la porción inferior 101a (porción en forma de placa) es rígida, mientras que una porción superior 101b es blanda. Los bordes 101c se calientan preferentemente para ser formados en porciones rígidas en forma de placa. Por ejemplo, las porciones de borde 101c donde los extremos de los filamentos se rizan mediante el calentamiento, se procesan preferentemente para que adopten una forma de tipo placa durante el recorte. Las porciones de borde 101 pueden engranarse fuertemente con los bordes correspondientes de una base 4. Preferentemente, antes del montaje, las porciones de borde 101c se expanden, y se permite que vuelvan mediante la propiedad elástica, para engranarse de ese modo con los bordes correspondientes de la base. Esta disposición permite que el material para cojín se fije a la base sin requerir el uso de una grapadora, o bien que se separa de esta última.

Cuando un troquel hembra 11 y un troquel macho 14 se cierran para comprimir un molde a fin de producir un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica, el troquel hembra 11 puede calentarse mucho de manera que eleve la temperatura del troquel a un nivel tan elevado que funda la superficie de un molde que, cuando se endurece, forma un revestimiento duro que cubre el molde (moldeo epidérmico). Con este procedimiento, es posible fundir y endurecer sólo la piel superficial 201 de un molde o artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica como se ve de un material para cojín 201 de la Fig. 19b, lo que eliminará posteriormente la necesidad de un revestimiento (por ejemplo revestimiento con un cuero de vinilo 5). Este procedimiento es también aplicable para el moldeo de un panel de instrumentos utilizando una resina como material. Concretamente, según este procedimiento, es posible no sólo preparar un molde sino también formar una piel dura superficial alrededor del molde. En particular, si un material 1 para cojín debe ser impermeable o insoluble a los disolventes, o debe tener un revestimiento protector, para formar la piel superficial 201a se emplea preferentemente el moldeo por epidermis basado en el calentamiento a alta temperatura.

Dado que el material 1 para cojín constituido por un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica de esta realización es altamente permeable por el aire, es más preferible dependiendo de las aplicaciones determinadas, eliminar el uso de un cuero de vinilo 5 que cubrir el material 1 para cojín con el cuero. Si se omite el uso de un cuero de vinilo, un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica está cubierto preferentemente de una red 306 como se ve de los materiales para cojín 301 ilustrados en las Figs. 20a y 20b. La red 306 puede aplicarse sobre el material para cojín 301 después del moldeo por compresión. La red 306 está realizada preferentemente de material repelente al agua (por ejemplo plásticos). Así, la red 306 puede mantener su excelente permeabilidad al aire, y en consecuencia el asiento se utiliza adecuadamente incluso cuando el área es húmeda o las condiciones meteorológicas son de la temporada húmeda. En particular, dicho asiento se utiliza adecuadamente cuando se incorpora a un buggy que normalmente se desplaza sobre un terreno arenoso. La densidad de engrane de la red 306 no se limita a la ilustrada en la figura, sino que puede configurarse a cualquier nivel deseado. Una lámina de cuero de vinilo 5 puede aplicarse sobre el material para cojín cubierto por la red. Esto es porque cuando el asiento se incorpora a un tren eléctrico y es dañado intencionadamente, puede evitarse que entren en el asiento objetos extraños.

Troqueles coincidentes que representan otras realizaciones

En las realizaciones anteriores, el troquel hembra 11 se coloca hacia abajo mientras que el troquel macho se coloca hacia arriba, pero puede invertirse la colocación de los dos troqueles. Si se adopta la colocación inversa, el troquel hembra 11 aplica su peso sobre un molde durante el moldeo, y así se obtiene el moldeo por compresión a través de las presiones impuestas por un compresor así como a través del peso del troquel hembra. Tanto el troquel hembra 11 como el troquel macho 14 están realizados preferentemente de hormigón, metal o FRP (plásticos reforzados de fibra de vidrio). Si el troquel más pesado se coloca hacia arriba (lado de presión) y se le permite coincidir con el troquel opuesto colocado hacia abajo, es posible explotar el peso del troquel superior para el moldeo por compresión. Por ejemplo, el moldeo por compresión puede obtenerse colocando un troquel realizado de hormigón más pesado hacia arriba, y el otro troquel realizado de un hormigón más ligero hacia abajo, o colocando un troquel de mayor tamaño hacia arriba y el otro troquel más ligero hacia abajo.

Esta realización incorpora un gato pantógrafo 15 para aplicar rápidamente una presión uniforme sobre un molde. No obstante, si el moldeo de compresión se obtiene explotando una presión debido al peso mayor de un troquel colocado hacia arriba, es posible eliminar el uso de un gato pantógrafo 15. Por ejemplo, según un sistema de moldeo como el ilustrado en la Fig. 21, un troquel macho 114 se suspende con balancines 115 o similares, comprimiendo cada uno un material elástico, y el moldeo por compresión se obtiene permitiendo que el troquel macho 114 caiga dentro del troquel hembra 111 debido a su propio peso, tal como se indica por las flechas de la figura. De manera alternativa, el troquel macho 214 puede estar conectado a través de una bisagra 215 al troquel hembra 211, tal como se ilustra en la Fig 22. El troquel macho 214 se abre en un ángulo predeterminado, una resina fundida se vierte en la cavidad dentro del troquel hembra 211, el troquel macho se mueve tal como se indica por la flecha de la figura hasta que cierre la cavidad dentro del troquel hembra 211, y así pues se obtiene el moldeo por compresión explotando el peso del troquel macho 214.

Las Figs. 24 a 26 se refieren a otras realizaciones. Con los sistemas ilustrados en dichas figuras, puede invertirse la colocación vertical del troquel hembra y el troquel macho. Con los sistemas, el troquel hembra de hormigón 11 colocado hacia arriba sirve como peso durante el moldeo por compresión. Si el aparato comprende un troquel hembra 11 suspendido con balancines 115 realizados de un material elástico, el moldeo por compresión puede obtenerse permitiendo que el troquel hembra 111 entre en contacto con el de macho 114 debido a su propio peso, tal como se indica por las flechas de la figura. De modo alternativo, el troquel macho 214 puede conectarse a través de una bisagra 215 al troquel hembra 211 tal como se ilustra en la Fig. 22. El troquel macho 214 se abre en ángulo predeterminado, el troquel macho se mueve tal como se indica por las flechas de la figura hasta que cierre la cavidad dentro del troquel hembra, y así se obtiene el molde por compresión, explotando el peso del troquel hembra 211 en coincidencia con el troquel macho 214.

Aunque se mencionó anteriormente que el troquel hembra 11 está realizado preferentemente de hormigón, es posible utilizar un aparato convencional adaptado para moldear espumas de poliuretano tan rentablemente como el aparato de la invención si los troqueles se modifican de manera que puedan aumentarse sus márgenes de recorte, y ajustarse a la expansión de un molde como resultado del moldeo, como se ilustra en las Figs. 26a y 26b. Por ejemplo, de acuerdo con un sistema convencional, las resinas de inicio (líquidas) se vierten en la cavidad, y un troquel superior 314 y un troquel superior 314 se unen a fin de que se cierren y se permite que las resinas se espumen en la cavidad (espumado como resultado de la mezcla de dos resinas). Sin embargo, el aparato puede modificarse del modo siguiente: un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica se coloca en la cavidad, el artículo es comprimido para coincidir con los dos troqueles, y las rebabas que sobresalen de los troqueles coincidentes se retiran mediante presiones generadas como resultado del cierre estrecho de los dos troqueles coincidentes. Después, será posible obtener un material 1 para cojín como el que representa una realización de la invención, sin necesidad de un aparato que incorpore los troqueles coincidentes realizados de hormigón. Ahora bien, es preferible recortar un molde con un cortador térmico después de que se haya retirado el troquel superior. Los troqueles coincidentes 311, 314 de un aparato convencional pueden estar realizados de un metal como por ejemplo hierro. El troquel está realizado preferentemente de hormigón o metal, pero puede estar realizado de un material complejo de resina sintética como por ejemplo FRP.

Como se ilustra en las Figs. 26a y 26b, es posible emplear parte (por ejemplo el troquel inferior 311) de un aparato convencional. Por ejemplo, según un aparato convencional, las resinas de inicio (líquidas) se vierten en la cavidad, y un troquel superior (no ilustrado) y un troquel inferior 311 se unen para cerrarse y se permite que las resinas se espumen en la cavidad (espumado como resultado de la mezcla de las dos resinas). En su lugar, se coloca un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica en un aparato, y puede comprimirse mediante la unión de un troquel macho 314 con un troquel inferior 311 equipado con una base 4.

La temperatura de la atmósfera o el control de la temperatura son importantes para el moldeo por compresión. Durante el moldeo, las resinas de inicio se ablandan y entremezclan. No obstante, la mezcla no tiene lugar a niveles moleculares dado que las resinas no se funden completamente. Así pies, las masas de aire atrapadas en un molde son las mismas que las existentes en las resinas de inicio. Para formar adecuadamente un molde, es necesario que se equilibre la temperatura de las masas de aire con la temperatura de ablandamiento de las resinas de inicio. En caso contrario, si la temperatura elevada se disminuye repentinamente a un nivel mucho más bajo, las masas de aire se expandirán, lo que provocará deformaciones residuales que impedirán el moldeo adecuado, salvo que se mantenga la coincidencia de los dos troqueles de manera que se conserve el estado de equilibrio.

Aplicabilidad industrial

Como se ha descrito anteriormente, según la invención es posible producir rápidamente un material para cojín constituido por un artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica que tenga las resistencias deseadas al peso impuesto y al impacto. También es posible la producción en masa de dicho material para cojín. Dado que la producción de dichos materiales para cojín se basa en el moldeo por compresión, es posible modificar libremente el tamaño y la forma de los productos individuales. Si se prevé que el material para cojín esté expuesto a vibraciones verticales, vibraciones horizontales y vibraciones complejas, es posible realizar protuberancias y rebajes en ambos lados de un material para cojín de manera que el material para cojín pueda absorber efectivamente la mayor cantidad posible de vibraciones.

Según el procedimiento de la invención, dado que las rebabas se cortan, así como se funden, con el cortador térmico que se mueve a lo largo de los bordes de un molde macho durante el cierre de los dos troqueles coincidentes, el recorte es bastante sencillo. En particular, dado que el recorte se introduce en esta etapa del moldeo, se impide con seguridad la desintegración de los filamentos abiertos en los bordes, y se puede prescindir con seguridad del nuevo recorte y escalado posteriores al moldeo, lo que sería necesario de otro modo, lo cual reduce el trabajo necesario para el tratamiento post-moldeo.

Además, dado que la base a la cual se fija el artículo 30 de resina moldeada con una estructura elástica, también actúa como un troquel macho, es necesario preparar únicamente un troquel hembra para el moldeo adecuado, lo que tendrá como resultado la reducción de los costes de producción. Más aún, dado que el producto como tal se utiliza como un elemento del aparato de moldeo, se mejorará la precisión del moldeo.

Es posible utilizar un aparato de moldeo que incorpore un único par de troqueles coincidentes según la invención para producir un material para cojín en el cual algunas porciones tienen un diferente espesor del de las otras porciones. Así pues, con un único aparato, es posible producir diferentes materiales para cojín con distintos tamaños, formas y densidades de acuerdo con los requisitos individuales, sin necesidad de utilizar múltiples pares de troqueles. Más específicamente, es posible, cuando sea necesario proporcionar sillines apropiados para el tipo de motocicletas, proporcionar sillines cuyo espesor varíe dependiendo del tipo (propiedad de suspensión necesaria) de la motocicleta. Por ejemplo, según el procedimiento de la invención, es posible cuando sea necesario proporcionar materiales finos para cojín, ajustar el aparato de moldeo de manera que el recorrido entre los dos troqueles coincidentes pase a ser fino. A la inversa, cuando es necesario proporcionar materiales gruesos para cojín, sólo es necesario ajustar el aparato de moldeo de manera que el recorrido entre los dos troqueles coincidentes pase a ser ancho. Así pues, es posible producir materiales para cojín de acuerdo con órdenes personales determinadas, es decir, producir materiales para cojín que cumplan con precisión las necesidades personales de los clientes individuales.

Además, según el procedimiento de la invención, es posible producir fácilmente materiales para cojín con propiedades diferentes, incluido su espesor, simplemente ajustando el intervalo del recorrido entre los dos troqueles coincidentes y eligiendo un material apropiado (por ejemplo, en el diámetro del filamento, textura, densidad volúmica aparente y porcentaje de vacío). Más específicamente, según el procedimiento de la invención, es posible con un único aparato producir diferentes materiales para cojín de un tamaño, forma y densidad diferentes de acuerdo con los requisitos individuales, sin tener que utilizar múltiples pares de troqueles. Por ejemplo, es posible, cuando sea necesario proporcionar asientos adecuados para el tipo de motocicletas o vehículos automóviles, proporcionar asientos cuyo espesor varíe dependiendo del tipo (propiedad de suspensión requerida) de la motocicleta o vehículo automóvil. También, según el procedimiento de la invención, es posible proporcionar materiales para cojín en los cuales la distribución de las propiedades elásticas y rigideces se ajusten como se desee simplemente modificando el recorrido entre los troqueles coincidentes, sin modificar las propiedades del material para cojín propiamente dicho. Por ejemplo, cuando un material para cojín se utiliza como material del asiento de una motocicleta o vehículo automóvil, es posible modificar la propiedad para cojín del material para cojín de acuerdo con el tipo de motocicleta (para carretera, carrera de motocicletas o motocross) sin necesidad de ningún proceso complicado, que sería necesario en caso contrario. Si el material para cojín se utiliza como material del sillín de una motocicleta para motocross, puede prepararse de modo que absorba el peso de un conductor. Entonces, el conductor puede dirigir la motocicleta mientras descansa sobre el asiento, lo que asegurará la estabilidad durante la conducción.

Si el material para cojín comprende dos o más capas de láminas, es posible modificar fácilmente las propiedades del material para cojín eligiendo artículos constituidos de resina moldeada con una estructura elástica (en términos de, por ejemplo, diámetro de filamentos, material, densidad volúmica aparente, porcentaje de vacío, etc.) o ajustando la anchura de recorrido entre los dos troqueles coincidentes. Por ejemplo, la combinación de propiedades elásticas entre la capa superpuesta y la capa subyacente puede modificarse como se desee sin necesidad de ningún proceso complicado. Es muy fácil combinar las capas superpuestas y subyacentes que tienen la misma propiedad elástica, así como combinar una capa superpuesta que tiene una cierta rigidez con una capa subyacente que tiene una rigidez menor. Es también posible combinar capas superpuestas con capas subyacentes de manera que se forme un recorrido gradualmente entre capas adyacentes para producir así un reborde central.

En consecuencia, es posible proporcionar asientos que puedan cumplir con precisión requisitos determinados tales como normas de producto, funciones, y necesidades individuales de clientes, lo que lleva a un aumento del valor del producto. Así, cuando se utiliza el material para cojín como material para el asiento de una motocicleta o vehículo automóvil, es posible modificar el asiento de acuerdo con el tipo de motocicleta o vehículo automóvil, o la forma del cuerpo del conductor. Para ser más específicos, si el asiento es para una motocicleta o vehículo automóvil cuyo usuario (por ejemplo un conductor profesional) es estricto sobre la postura de conducción, es posible modificar el asiento de acuerdo con los requisitos del usuario de manera que el asiento puede adaptarse exactamente a su postura y modo de conducción. Si el material para cojín se utiliza como material del sillín de una motocicleta para motocross, puede prepararse de manera que absorba el peso de un conductor. Entonces, el conductor puede dirigir la motocicleta mientras descansa sobre el asiento, lo que asegurará la estabilidad durante la conducción.

Según el procedimiento de la invención, se producen materiales para cojín más fácilmente que las espumas de poliuretano, que necesitan un procesamiento secundario según el procedimiento convencional. Aunque en la fabricación de una espuma de poliuretano se utilizan materiales tóxicos tales como el TDI y similares, puede producirse un artículo de resina moldeada de la presente invención sin generar gases tóxicos y así pues se aseguran buenas condiciones de trabajo.

Según el procedimiento de la invención, las resinas tales como el PE o similares pueden reciclarse en contenedores de aceite comestible de resinas termoplásticos o películas de plástico biodegradable para uso en agricultura, añadiéndose una ventaja adicional. Los materiales para cojín realizados de un artículo de resina moldeada con una estructura elástica pueden ser reciclados repetidamente mediante la fusión de los materiales para cojín utilizados y sometiendo de nuevo la masa fundida a un proceso de moldeo. El artículo de resina moldeada según la invención es tan notablemente reciclable que no actuará como una carga indebida sobre el medioambiente incluso si debe desecharse después del uso. Además, el artículo de resina moldeada según la invención puede fabricarse a un coste reducido dado que pueden utilizarse resinas recicladas para producir dicho artículo.

El material para cojín de la invención realizado de un artículo de resina moldeada con una estructura elástica es muy duradero y resistente al aplastamiento incluso después un uso prolongado, tiene una cantidad muy pequeña de hundimiento local y no da la sensación de tocar un fondo duro, y oscilación vertical. Además, el material para cojín, cuando un usuario se sienta en él, recibe uniformemente el peso del usuario en una región completa en contacto con la estructura para cojín. Así pues, el material para cojín provoca menos fatiga del usuario que un cojín realizado de espuma de poliuretano, y hace que el usuario se sienta más relajado. En consecuencia, el material para cojín de la invención puede dar una sensación característica de relajación al usuario, que difícilmente podría obtenerse de un cojín realizado de espuma de poliuretano.

El material para cojín de la invención realizado de un artículo de resina moldeada con una estructura elástica tiene una propiedad elástica tan excelente que, cuando se utiliza como material del asiento de un vehículo automóvil o motocicleta, evitará el uso de muelles helicoidales que se hayan instalado debajo del asiento convencional de un vehículo automóvil o motocicleta para absorber rebotes de la superficie de la carretera, que serían de otro modo una molestia para el conductor. Esto simplifica la estructura del asiento, y disminuye el centro de gravedad, lo que ayuda a estabilizar el vehículo o la motocicleta durante el recorrido.

Dado que el artículo de resina moldeada de la invención tiene una estructura que posee huecos completamente continuos, tiene una permeabilidad al aire tan notable que no conserva humedad adicional. Si se permite que pase aire enfriado o calentado, transmitido a través de un conducto desde un aire acondicionado, a través del material para cojín del asiento de la motocicleta, el conductor podrá enfriar o calentar su cuerpo durante la conducción. Dado que el material para cojín es impermeable y no se estropeará cuando se empape con agua, puede ser convenientemente utilizado como material del sillín de una motocicleta. El material para cojín puede lavarse con agua, y se secará rápidamente incluso cuando se lave con agua.

Como se ha descrito anteriormente, el procedimiento de la invención para producir un material para cojín compuesto de un artículo de resina moldeada con una estructura elástica se utiliza adecuadamente para proporcionar un material para cojín compuesto de un artículo de resina moldeada con una estructura elástica, es decir, un material utilizado adecuadamente como elemento de soporte de cualesquiera soportes en los cuales alguien pueda sentarse, descansar o montarse tales como asientos de vehículos automóviles, motocicletas, bicicletas, trenes eléctricos, y aeronaves, sillas para montar a caballo, sillas, sofás y camas, independientemente de si el asiento está expuesto a las vibraciones o no, como sustituto para un material para cojín convencional realizado de espuma de poliuretano.

Si el material para cojín se utiliza como elemento de soporte de un asiento que se prevé que no reciba vibraciones durante el uso, sólo es necesario someter una superficie del material para cojín al moldeo por compresión. Por el contrario, si el material para cojín se utiliza como elemento de soporte de un asiento que se prevé que reciba vibraciones fuertes durante el uso, por ejemplo, el asiento de un vehículo automóvil o motocicleta, es preferible superponer dos o más materiales para cojín, comprendiendo cada uno un artículo plisado de resina moldeada con un artículo elástico.

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Si el aparato de moldeo utiliza, para el moldeo por compresión, un gato pantógrafo en lugar de una unidad hidráulica, el aparato puede tener una estructura más sencilla lo que reducirá costes de producción. Además, con este aparato, es más fácil ajustar la anchura del recorrido entre los troqueles coincidentes.

Las realizaciones de la presente invención no se limitan a las descritas anteriormente, sino que pueden permitir variaciones y modificaciones dentro del ámbito técnico de la invención. De igual modo, dado que pueden realizarse ciertos cambios en la construcción arriba indicada, sin desviarse del ámbito de la invención, y se prevé que cualesquiera variaciones y equivalentes de las realizaciones anteriores se interpretarán como incluidas en el ámbito técnico de la invención.

Así pues, las reivindicaciones más amplias que aparecen a continuación no se dirigen a una máquina que está configurada de un modo específico. En su lugar, dichas reivindicaciones más amplias tienen como objetivo proteger el núcleo o esencia de esta novedosa invención. Esta invención es claramente nueva y útil. Además, no era evidente para las personas entendidas en la técnica en el momento en que se realizó, en vista de la técnica anterior cuando se considera como una totalidad.

Además, en vista de la naturaleza revolucionaria de esta patente, se trata claramente de una invención pionera. En consecuencia, las reivindicaciones que siguen pueden ser objeto de una interpretación muy amplia de manera que, legalmente, se proteja el núcleo fundamental de la presente invención.

Se verá pues que los objetos indicados anteriormente, y los que sean evidentes de la descripción anterior, se alcanzan de manera eficiente. También, dado que pueden realizarse ciertos cambios en la construcción anterior sin desviarse del ámbito de la invención, se prevé que todas las cuestiones que se contienen en la descripción anterior o que se ilustran en los dibujos adjuntos, se interpretarán como ilustrativos y no en un sentido limitativo.

Debe entenderse igualmente que las reivindicaciones siguientes tienen como objetivo cubrir todas las características genéricas y específicas de la invención que aquí se describe, y todas las afirmaciones relativas al ámbito de la invención que, en cuestión de redacción, podría afirmarse que entran dentro de ellas. Ahora que se ha descrito la invención.

Números de referencia

1:: material para cojín

2:: lámina superpuesta

3:: lámina subyacente

4:: base

5:: cuero de vinilo

10:: motocicleta

11:: troquel hembra

12:: cavidad

13:: dispositivo de alimentación de agua caliente

14:: troquel macho

15:: gato pantógrafo

16:: cortador térmico

20:: extrusor

21:: tolva

22:: troquel de moldeo

23:: bobinadora

24:: rodillos de recepción

25:: baño

26:: rodillos de admisión

27:: dispositivo de corte

30:: artículo de resina moldeada con una estructura elástica

31:: filamento

32:: protuberancia

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Referencias citadas en la memoria

La lista de referencias citada por el solicitante es sólo para la comodidad del lector. No forma parte del documento de patente europea. Incluso aunque se ha prestado mucha atención en la compilación de las referencias, no pueden excluirse errores u omisiones y la EPO rechaza cualquier responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la memoria

\bullet US 5492662 A1 [0002]: \bullet JP 2000051011 A [0003] [0009]

\bullet JP 2995325 B [0002] [0009]: \bullet EP 001182826 A1 [0051]

\bullet JP 2548477 B [0002] [0009]

Claims

1. Material para cojín compuesto por un artículo de resina moldeada con una estructura elástica que comprende una estructura tri-dimensional con huecos a una densidad volúmica aparente predeterminada y que comprende una estructura de una sola capa u obtenida por superposición de dos o más capas que tienen la misma o diferente propiedad elástica, caracterizado porque

: la estructura tri-dimensional está formada por contacto, entremezclado y reunión de los bucles o rizos aleatorios adyacentes de filamentos sólidos y/o huecos, continuos y/o cortos realizados con una resina termoplástica; y un troquel macho constituido por una base que forma parte del producto se inserta en un troquel hembra en una longitud de recorrido predeterminado, comprimiéndose a continuación la estructura tri-dimensional a un espesor correspondiente a la longitud del recorrido del troquel macho insertado en el troquel hembra, dejándose endurecer por enfriamiento.

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2. Material para cojín según la Reivindicación 1, caracterizado porque la propiedad elástica viene determinada por la densidad, el material y/o el diámetro de los filamentos de la estructura tri-dimensional.

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3. Material para cojín según la Reivindicación 1 o 2, caracterizado porque:

: La estructura tri-dimensional tiene, tanto en su superficie superior como en la inferior, dos o más protuberancias formadas en áreas lineales predeterminadas por cosido de los límites de cada área con el uso de un hilo de resina termo-plástica y acortamiento del hilo por presión.

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4. Procedimiento para fabricar un material para cojín compuesto por un artículo de resina moldeada con una estructura elástica que comprende una estructura tri-dimensional con huecos a una densidad volúmica aparente predeterminada y que comprende una estructura de una sola capa u obtenida por superposición de dos o más capas que tienen la misma o diferente propiedad elástica, que comprende los pasos de:

: Formar la estructura tri-dimensional por contacto, entremezclado y reunión de los bucles o rizos aleatorios adyacentes de filamentos sólidos y/o huecos, realizados de resina termoplástico; colocar la estructura tri-dimensional en un troquel hembra:

: Calentando un troquel macho o el troque hembra, o el troquel macho y/o la estructura tri-dimensional a una temperatura suficientemente elevada para reblandecer la estructura tri-dimensional;

: fijar un volumen de una cavidad del troquel hembra de manera que una longitud de recorrido incluya al menos el recorrido más largo del troquel macho cuando se introduce el troquel macho en la cavidad a un nivel profundo, y ajustar un espesor de las estructuras tri-dimensionales por introducción del troquel macho consistente en una base que forma parte del producto que se encuentra en el troquel hembra en una longitud optativa igual o menor que la longitud del recorrido más largo; y

: comprimir la estructura tri-dimensional hasta un espesor correspondiente a la longitud del recorrido del troquel macho que se inserta en el troquel hembra; y

: endurecer la estructura tri-dimensional por enfriamiento.

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5. Procedimiento según la Reivindicación 1, caracterizado porque:

los bordes superfluos de la estructura tri-dimensional que sobresalen al exterior entre los dos troqueles coincidentes se cortan con una cortador térmico de manera que los bordes queden cortados y que los extremos abiertos de los filamentos del borde queden fundidos entre sí.

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6. Procedimiento según la Reivindicación 4 o 5, caracterizado porque el troquel hembra se obtiene preparándose un armazón de acuerdo con un troquel hembra maestro que sirve para moldear un artículo de resina moldeada con una estructura elástica, verter pasta de hormigón en el espacio situado dentro del armazón y dejar que se endurezca la pasta de hormigón.

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7. Procedimiento según cualquiera de las Reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el movimiento vertical de al menos uno de los troqueles coincidentes se obtiene por medio de un gato pantógrafo.

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8. Procedimiento según cualquiera de las Reivindicaciones 4 a 7, que comprende los pasos de

: cortar la periferia de la estructura tri-dimensional o de un artículo de resina moldeada con una estructura elástica a fin de impartirle un perfil en forma de U o de V, y coser los bordes así formados con un hilo de resina termoplástica; y coser con un hilo de resina termoplástica los bordes de áreas lineales predeterminadas en las superficies superior e inferior de la estructura tri-dimensional.

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9. Procedimiento según cualquiera de las Reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque comprende los pasos de:

enfriar la estructura tri-dimensional a fin de impartir a la misma una propiedad elástica constante.