特許 7194719 材料層形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-14

(45)【発行日】2022-12-22

(54)【発明の名称】材料層形成装置

(51)【国際特許分類】

   B05B 1/28 20060101AFI20221215BHJP

   B05B 1/06 20060101ALI20221215BHJP

   D04H 1/736 20120101ALI20221215BHJP

【ＦＩ】

B05B1/28

B05B1/06

D04H1/736

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020180602

(22)【出願日】2020-10-28

(65)【公開番号】P2022071565

(43)【公開日】2022-05-16

【審査請求日】2021-05-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100154852

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 太一

(74)【代理人】

【識別番号】100194087

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 伸一

(72)【発明者】

【氏名】石井 直人

(72)【発明者】

【氏名】川原 吉広

(72)【発明者】

【氏名】篠崎 敏

【審査官】武貞 亜弓

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０８９８０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２９００２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１１５５０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２７９０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－０８８６１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｄ０４Ｈ１／００－１８／０４

Ｂ０５Ｂ１／００－１７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

原材料を吹出対象面に吹き出し、前記吹出対象面上に前記原材料を堆積させて、シート状の材料層を形成する材料層形成装置であって、
前記原材料を吹き出す吹出領域を有するノズルを備え、
前記ノズルは、
前記吹出領域に近接し、前記吹出領域から吹き出した前記原材料の内、前記吹出領域の外側に広がった前記原材料を吸引する吸引領域をさらに備えており、
前記ノズルは、
内部に前記吹出領域を形成する内筒と、
前記内筒の外周に間隔を空けて設けられ、前記内筒との間に前記吸引領域を形成する外筒と、を備え、
前記外筒における前記吹出対象面に臨む軸方向先端部は、前記内筒における前記吹出対象面に臨む軸方向先端部よりも、軸方向先端側に設けられており、
前記外筒の軸方向先端側の部位には、通気性を有するとともに前記原材料を捕獲可能な通気性捕獲部を備えている、材料層形成装置。

【請求項2】

前記吸引領域は、前記ノズルの吹き出し方向から見て、前記吹出領域の外側を囲うように設けられている、請求項１に記載の材料層形成装置。

【請求項3】

前記通気性捕獲部は、軸方向に延びる複数のブラシ毛を有するブラシで構成されている、請求項１又は２に記載の材料層形成装置。

【請求項4】

前記ブラシは、前記外筒の周方向の一部に、前記ブラシ毛を除去あるいは疎とした除毛部を備えている、請求項３に記載の材料層形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、材料層形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、金型表面に短繊維を堆積、積層させて繊維集合体を製造する装置がある（例えば、特許文献１参照）。この装置では、金型表面に通気性を有し、金型表面で空気を吸引しつつ、金型表面に向けてノズルから短繊維を吹き出す。これにより、金型表面に短繊維が堆積して短繊維層を形成する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】国際公開第２００３／０２１０２５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、ノズルから吹き出した短繊維は、ノズルの周囲に飛散しやすい。飛散した短繊維は、ノズルが狙った範囲の周囲に余剰に堆積することがあり、繊維層の厚さが不均一になってしまう可能性があった。

【0005】

そこで本発明は、ノズルから吹き出す原材料の飛散を少なくして、吹出対象面の必要な部分に原材料を効率よく堆積させることができる材料層形成装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、原材料（例えば実施形態の短繊維Ｆ１）を吹出対象面（例えば実施形態の壁面４ｂ）に吹き出し、前記吹出対象面上に前記原材料を堆積させて、シート状の材料層（例えば実施形態の短繊維層Ｆ１）を形成する材料層形成装置（例えば実施形態の繊維層形成装置１Ａ）であって、前記原材料を吹き出す吹出領域（例えば実施形態の吹出領域１１ｃ）を有するノズル（例えば実施形態のノズル１０）を備え、前記ノズルは、前記吹出領域に近接し、前記吹出領域から吹き出した前記原材料の内、前記吹出領域の外側に広がった前記原材料を吸引する吸引領域（例えば実施形態の吸引領域１２ｃ）をさらに備えており、前記ノズルは、内部に前記吹出領域を形成する内筒（例えば実施形態の内筒１１）と、前記内筒の外周に間隔を空けて設けられ、前記内筒との間に前記吸引領域を形成する外筒（例えば実施形態の外筒１２）と、を備え、前記外筒における前記吹出対象面に臨む軸方向先端部（例えば実施形態の軸方向先端部１４ａ）は、前記内筒における前記吹出対象面に臨む軸方向先端部（例えば実施形態の軸方向先端部１１ａ）よりも、軸方向先端側に設けられており、前記外筒の軸方向先端側の部位には、通気性を有するとともに前記原材料を捕獲可能な通気性捕獲部（例えば実施形態のブラシ１４）を備えている。
この構成によれば、ノズルから吹き出す原材料がノズルの周囲に飛散し難くなるため、飛散した原材料によって材料層の厚さが不均一になる可能性を抑えることができる。
また、ノズルが内外筒を備える二重管構造をなし、内筒が吹出領域を形成し、外筒が吸引領域を形成する。このノズルの外筒が内筒よりも軸方向で先端側に長く設けられているため、吹出領域の外側に広がる原材料を捕獲しやすく、原材料がノズルの外側に飛散する可能性をさらに抑えることができる。
また、外筒の先端側が通気性捕獲部で構成されているため、原材料の吹き出しや吸い込みに伴う気流を保ちつつ、余剰の原材料を捕獲することが可能となる。このため、原材料がノズルの外側に飛散する可能性をさらに低くすることができる。

【0007】

請求項２に記載した発明は、前記吸引領域は、前記ノズルの吹き出し方向から見て、前記吹出領域の外側を囲うように設けられている。
この構成によれば、原材料がノズルの外側に飛散する前に、吹出領域の外側で速やかに原材料を吸引することができるため、原材料がノズルの外側に飛散する可能性をさらに抑えることができる。

【0010】

請求項３に記載した発明は、前記通気性捕獲部は、軸方向に延びる複数のブラシ毛（例えば実施形態のブラシ毛１５）を有するブラシで構成されている。
この構成によれば、外筒の先端側が軸方向に延びるブラシで構成されているため、外筒の径方向の厚み内で効率よく通気性捕獲部を設けることが可能となる。このため、原材料がノズルの外側に飛散する可能性をさらに低くすることができる。

【0011】

請求項４に記載した発明は、前記ブラシは、前記外筒の周方向の一部に、前記ブラシ毛を除去あるいは疎とした除毛部（例えば実施形態の）を備えている。
この構成によれば、ブラシの一部領域に除毛部を備えるため、原材料がノズルの外側に飛散する可能性を低くしつつも、ブラシ毛を除去あるいは疎とした除毛部を設けることによって、外筒の吸引力を弱めることが可能となる。これにより、内筒から吹き出す原材料が必要以上に外筒側に引き寄せられることを抑えることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、ノズルから吹き出す原材料の飛散を少なくして、吹出対象面の必要な部分に原材料を効率よく堆積させることができる材料層形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態における材料層形成装置を適用した成型装置を示す説明図である。

【図2】上記成型装置の型締め状態を示す説明図である。

【図3】上記成型装置の展開状態および成型品を示す説明図である。

【図4】上記材料層形成装置の要部を示す説明図である。

【図5】上記材料層形成装置の材料吹き出しノズルの軸方向に沿う断面図である。

【図6】上記ノズルの軸方向に沿う断面図であり、図５と直交する断面図である。

【図7】図５のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。

【図8】図５のＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ断面図である。

【図9】図５のＩＸ－ＩＸ断面図である。

【図10】図５のＩＸ－ＩＸ断面図であり、ブラシの変形例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１～図３に模式的に示すように、実施形態の繊維層形成装置１Ａは、例えば自動車のシート用クッション材であるウレタンパッドの成型装置１に適用される。この成型装置１で得られる成型品Ｗは、ウレタンフォーム本体ＷＡの表面（表層）の少なくとも一部に、繊維補強層であるウレタン含浸硬化層ＷＢを一体形成したものである。ウレタン含浸硬化層ＷＢは、ウレタンのみの他部位と比べて局所的に硬く、例えばシートフレームに接触する部位等に設けられる。

【0015】

成型装置１は、ウレタンフォーム本体ＷＡを成型するとともに、このウレタンフォーム本体ＷＡの表面にウレタン含浸硬化層ＷＢを成型するための金型２と、金型２におけるキャビティ２Ｃ内に臨む壁面の少なくとも一部に、ウレタン含浸硬化層ＷＢの補強材料である短繊維材料（以下、単に短繊維Ｆ１という）を吹き付けるノズル１０と、を備えている。短繊維Ｆ１は、例えば以下の繊維が挙げられる。すなわち、紙などを粉砕して得られるセルロースファイバーやＰＥＴ繊維、ＰＡ繊維等の有機合成繊維である。また、繊維長は２０ｍｍ以下が望ましく、１０ｍｍ以下が更に望ましい。短繊維の搬送性の観点では、繊維長は５ｍｍ以下が好適である。また、有機合成繊維は、一般的には帯電防止のために界面活性剤を用いるが、本実施形態の用途においては、金型の絶縁性フィルター層に帯電吸着させる都合上、帯電防止処理が無いもの、または、帯電防止処理剤を洗浄除去後に乾燥させたものが好適である。使用する短繊維は、熱風乾燥等の工程を経た繊維を使用することが望ましい。

【0016】

金型２は、図１、図３に示す展開状態Ｐ１と図２に示す型締め状態Ｐ２との間で可動する。図中符号３は固定プラテンに固定された固定型、符号４は固定型３に対して可動する可動型をそれぞれ示す。
固定型３は、固定プラテン側に凹んだ凹部３ａを有する。凹部３ａの壁面３ｂは、成型品Ｗの意匠面を形成する面である。

【0017】

可動型４は、可動プラテンとともに、図示しない変位機構（例えば、油圧シリンダ等）の作動によって作動し、固定型３に対して接近離反する。可動型４が固定側に対して接近することで、金型２の型閉じ（型締め）がなされる。可動型４は、型締め時に固定型３の凹部３ａと対向する対向部４ａを有する。これら凹部３ａおよび対向部４ａによって、金型２の内側にキャビティ２Ｃが形成される。対向部４ａの壁面４ｂは、成型品Ｗにおける意匠面と反対側の裏面を形成する面である。

【0018】

可動型４の壁面４ｂは、例えば多数の孔が穿設されることで、空気が流通可能な通気性を有している。可動型４は、不図示の負圧発生装置によって、壁面４ｂの孔から可動型４内へ空気を吸引可能である。可動型４の壁面４ｂで空気が吸引されることで、ノズル１０から吹き出した短繊維Ｆ１が壁面４ｂに吸着し、壁面４ｂ上に繊維層Ｆ２を形成することが可能である。

【0019】

図５～図９に示すように、ノズル１０は、例えば円筒状をなし、軸方向基端側がロボットアーム５（図１参照）に保持されている。ノズル１０には、帯電した短繊維Ｆ１が搬送空気とともに供給される。ノズル１０の軸方向先端部１０ａには、供給された短繊維Ｆ１を吹き出す吹出口１１ｄが設けられる。ノズル１０の基端部１０ｂには、不図示の材料供給装置から延びるフレキシブルパイプ６が接続される。以下、ノズル１０の軸方向先端および軸方向基端をそれぞれ単に先端および基端という。図中符号１１ｂは内筒１１におけるノズル１０の基端部１０ｂに位置する基端部、符号Ｃ１はノズル１０の軸方向に沿う中心軸線をそれぞれ示す。

【0020】

図４を併せて参照し、ノズル１０は、ロボットアーム５の作動によって、展開状態Ｐ１の金型２の可動型４の壁面４ｂの予め定めた規定部位に対して、先端部１０ａを対向させる。このとき、例えばノズル１０の軸方向が壁面４ｂの法線方向を向く。このノズル１０の先端部１０ａの吹出口１１ｄから可動型４の壁面４ｂに向けて、短繊維Ｆ１が吹き付けられる。この短繊維Ｆ１が壁面４ｂ上に堆積することで、可動型４の壁面４ｂ上に規定厚さの繊維層Ｆ２が形成される。繊維層Ｆ２は、可動型４の壁面４ｂが空気を吸引することで、壁面４ｂに吸着される。可動型４内には吸引通路４ｃが形成され、壁面４ｂ上の空気を吸引可能とする。

【0021】

可動型４の壁面４ｂ上に繊維層Ｆ２の形成が完了すると、金型２内に各種インサート部品をセットするとともに、固定型３の凹部３ａ内にウレタン液を注入する。その後、展開状態Ｐ１にある金型２の可動型４を固定型３に重ね合わせて型締めし、金型２とともにウレタン液を熱処理する。これにより、固定型３の凹部３ａおよび可動型４の壁面４ｂによって形成されるキャビティ２Ｃ内でウレタンが発泡、硬化し、規定形状の成型品Ｗが形成される。

【0022】

図５～図９に示すように、ノズル１０は、内外筒１１，１２による二重管構造を有している。例えば、内外筒１１，１２は、それぞれ円筒状をなし、互いに同軸に配置されている。内筒１１の内部空間は、短繊維Ｆ１を吹き出す吹出領域１１ｃとされる。内外筒１１，１２間の空間は、吹出領域１１ｃの周囲を囲うように設けられる。内外筒１１，１２間の空間は、径方向幅が一定な環状をなしている。内外筒１１，１２間の空間は、吹出領域１１ｃよりも外側に広がった短繊維Ｆ１を、吹出領域１１ｃの近傍で吸引、回収する吸引領域１２ｃとされる。吹出領域１１ｃの先端部（内筒１１の先端部１１ａ）には、ノズル１０の先端側（図中下側）に向けて開口する円形の吹出口１１ｄが形成される。吸引領域１２ｃの先端部には、吹出口１１ｄの周囲でノズル１０の先端側に向けて開口する環状の吸引口１２ｄが形成される。

【0023】

これにより、ノズル１０の先端部１０ａよりも径方向外側へ飛散しようとする短繊維Ｆ１が、吸引領域１２ｃに吸引、回収される。したがって、吹出対象面（可動型４の壁面４ｂ）の規定部位の周囲に短繊維Ｆ１が飛散する可能性が低くなる。
外筒１２の外側には、径方向外側に向けて吸出し管１２ｅが延出する。吸出し管１２ｅには、不図示の繊維回収装置から延びるフレキシブルパイプ１２ｆが接続される。繊維回収装置に回収された短繊維Ｆ１は、前記材料供給装置に戻され、再度ノズル１０からの吹き出しに供される。

【0024】

外筒１２は、円筒状の外筒本体１３と、外筒本体１３の先端部１３ａからノズル１０の先端側へブラシ毛１５を延出してなるブラシ１４と、を備えている。すなわち、外筒１２の先端側の部位はブラシ１４で構成されている。図中符号１３ｂは外筒本体１３の基端部を示す。外筒本体１３の基端部１３ｂは、内筒１１の基端部１１ｂよりも先端側に位置し、軸方向で閉塞されている。図示都合上、ブラシ毛１５は太く粗く示している。

【0025】

吹出領域１１ｃを形成する内筒１１の先端部１１ａは、吸引領域１２ｃを形成する外筒１２の先端部（ブラシ１４の先端部１４ａ）よりも基端側に位置している。換言すれば、内筒１１の先端部１１ａは、外筒１２の先端部（ブラシ１４の先端部１４ａ）よりも軸方向長さが短い。内筒１１の先端部１１ａ（吹出領域１１ｃの先端部）は、円形の吹出口１１ｄとされる。実施形態では、吹出口１１ｄと同一の軸方向位置に環状の吸引口１２ｄがあるものとする。なお、外筒本体１３の先端部１３ａと同一の軸方向位置に環状の吸引口１２ｄがあるものとしてもよい。吹出領域１１ｃおよび吸引領域１２ｃは、ブラシ１４の内側にも軸方向で延長すると捉えてもよい。

【0026】

図４を参照し、ノズル１０の先端部１０ａ（ブラシ１４の先端部１４ａ）を可動型４の壁面４ｂに接近させて繊維層Ｆ２を形成する場合について説明する。この場合、内筒１１の先端部１１ａの吹出口１１ｄから壁面４ｂに向けて吹き出された短繊維Ｆ１は、壁面４ｂに吸着されて堆積される。このとき、吹き出された短繊維Ｆ１の一部は、吹出領域１１ｃよりも径方向外側に広がり、ノズル１０の径方向外側に飛散しようとする。実施形態では、吹出領域１１ｃの外側に広がる短繊維Ｆ１は、吹出領域１１ｃの外周に近接配置された吸引領域１２ｃで速やかに捕獲、回収される。

【0027】

ノズル１０の先端側を構成するブラシ１４は、繊維飛散防止用のブラシ状枠を構成している。ブラシ１４は、通気性を有するとともに短繊維Ｆ１を捕獲可能な通気性捕獲部の一例である。ノズル１０の外筒１２の先端側は、ブラシ１４で構成される。外筒１２の先端部（ブラシ１４の先端部１４ａ）は、内筒１１の先端部１１ａよりも軸方向先端側に位置している。このため、壁面４ｂに繊維層Ｆ２を形成する際、ブラシ１４が壁面４ｂに接近する。これにより、短繊維Ｆ１を搬送した空気を吹出領域１１ｃの外側に逃がしやすく（排気しやすく）、かつ吹出領域１１ｃの外側に広がる短繊維Ｆ１は捕獲可能となる。また、吸引領域１２ｃがブラシ１４の外側から吸気可能となり、吹出領域１１ｃに対する吸引領域１２ｃの吸引力を調節可能となる。

【0028】

ブラシ１４は、外筒本体１３の周方向に沿って多数のブラシ毛１５を配列する。ブラシ１４は、外筒１２の周方向で均等な密集度をもってブラシ毛１５を配列してもよい。
図１０に示すように、ブラシ１４は、外筒１２の周方向の少なくとも一部に、他部位に対してブラシ毛１５を除去した除毛部１６を有してもよい。除毛部１６は、ブラシ１４の周方向の一部に孔（切り欠き）を設けた態様である。除毛部１６は、周方向で等間隔に複数設けられてもよい。除毛部１６は、吸引領域１２ｃがノズル１０の外側の空気を吸引しやすくすることで、吹出領域１１ｃの短繊維Ｆ１に対する吸引力を弱める作用を奏する。

【0029】

除毛部１６により吸引領域１２ｃの吸引力を調節することで、吹出領域１１ｃの短繊維Ｆ１が吸引領域１２ｃに過剰に引き寄せられて吸引されることを抑制可能である。除毛部１６の数は３乃至５箇所が好適だが、それ以外の数であってもよい。除毛部１６は、ブラシ毛１５を完全に除去した態様に限らず、ブラシ毛１５の密集度を低くした（疎にした）態様でもよい。また、除毛部１６は、ブラシ毛１５の長さを短縮した態様でもよい。

【0030】

なお、外筒１２の先端部（ブラシ１４の先端部１４ａ）が内筒１１の先端部１１ａよりも先端側に延びていれば、外筒本体１３の先端部１３ａの軸方向位置は以下の態様でもよい。すなわち、外筒本体１３の先端部１３ａの軸方向位置は、内筒１１の先端部１１ａの軸方向位置と同一でもよく、内筒１１の先端部１１ａよりも基端側でもよく、内筒１１の先端部１１ａよりも先端側でもよい。
例えば、ノズル１０が複数設けられて、短繊維Ｆ１の吹出工程時間を短縮してもよい。ノズル１０から吹き出す短繊維Ｆ１の量の調節は、搬送空気に混入する短繊維Ｆ１の量の調節の他、ノズル１０の滞留時間、搬送空気の圧力及び流量等の調節を適宜組み合わせて行ってもよい。

【0031】

次に、実施形態の繊維層形成装置１Ａによって、ウレタンフォーム本体ＷＡの表面にウレタン含浸硬化層ＷＢを一体形成した成型品Ｗを製造する際の作用について説明する。
まず、金型２を展開状態Ｐ１とし、展開した可動型４の壁面４ｂの規定部位に対し、ノズル１０の先端部１０ａ（ブラシ１４の先端部１４ａ）を接近させる。次いで、壁面４ｂにおいて空気の吸引を開始した状態で、ノズル１０から壁面４ｂへ短繊維Ｆ１を吹き出す。ノズル１０から吹き出した短繊維Ｆ１は、壁面４ｂに吸着、堆積する。これにより、可動型４の壁面４ｂの規定部位に繊維層Ｆ２が形成される。繊維層Ｆ２は、壁面４ｂの少なくとも一部において、一定の規定厚さを有する層状に形成される。

【0032】

ノズル１０の先端部１０ａには、短繊維Ｆ１を吹き出す吹出領域１１ｃに加え、余剰繊維を吸い込むための吸引領域１２ｃを備えている。吸引領域１２ｃは、吹出領域１１ｃの周囲を囲むように設けられる。吹出領域１１ｃから吹き出して壁面４ｂに衝突した短繊維Ｆ１は、壁面４ｂに沿って吹出領域１１ｃの周囲に広がろうとする。このとき、吹出領域１１ｃの外側に位置する吸引領域１２ｃが、吹出領域１１ｃの外側に広がった短繊維Ｆ１を良好に捕獲される。

【0033】

特に、壁面４ｂに短繊維Ｆ１が堆積して繊維層Ｆ２の高さが増すと、壁面４ｂにおいて吸引する空気の通気抵抗が大きくなる。その結果、繊維層Ｆ２の表面側で短繊維Ｆ１が飛散しやすくなるが、この飛散を吸引領域１２ｃの吸引によって抑えることができる。実施形態では、ノズル１０の外側への短繊維Ｆ１の飛散を少なくすることで、壁面４ｂの規定部位に短繊維Ｆ１を効率よく堆積可能となり、厚さが均一な繊維層Ｆ２を効率よく形成することができる。

【0034】

さらに、吸引領域１２ｃを形成する外筒１２の先端側には、外筒本体１３の先端部１３ａからブラシ毛１５を延出してブラシ１４が構成されている。ブラシ１４は、ブラシ毛１５からなる先端部１４ａを壁面４ｂに接近又は接触させる。ブラシ１４が壁面４ｂに接近又は接触することで、短繊維Ｆ１の吹き出しを阻害することなく、短繊維Ｆ１が外筒１２の外側に飛散することを抑えることができる。すなわち、吹出領域１１ｃから吹き出した搬送気流はブラシ１４の外側に逃がしつつ、短繊維Ｆ１をブラシ１４で捕獲することができる。

【0035】

壁面４ｂへの繊維層Ｆ２の形成が完了すると、金型２内にインサート部品をセットするとともにウレタン液を注入する。その後、金型２を型締めするが、その際も、壁面４ｂでの空気の吸引を継続しておく。これにより、壁面４ｂに繊維層Ｆ２を吸着させたままとし、繊維層Ｆ２の位置ずれを防止する。型締め後には、キャビティ２Ｃ内でウレタンを発泡、硬化させて、規定形状のウレタンフォーム成型品Ｗとする。壁面４ｂに保持した繊維層Ｆ２は、キャビティ２Ｃ内でウレタン液が含浸され、その後にウレタン成型時の熱処理を行うことで、成型品Ｗの表層として一体形成される。繊維層Ｆ２は、ウレタンフォーム成型時に硬化し、ウレタンのみの他部位と比べて局所的に硬いウレタン含浸硬化層ＷＢを形成する。すなわち、壁面４ｂの規定部位に予め繊維層Ｆ２を形成しておくことで、他の部位よりも硬度を高めたウレタン含浸硬化層ＷＢを形成することができる。

【0036】

以上説明したように、上記実施形態における繊維層形成装置１Ａは、短繊維Ｆ１を吹出対象面（壁面４ｂ）に吹き出し、前記吹出対象面上に前記短繊維Ｆ１を堆積させて、シート状の繊維層Ｆ２を形成する装置であって、前記短繊維Ｆ１を吹き出す吹出領域１１ｃを有するノズル１０を備え、前記ノズル１０は、前記吹出領域１１ｃに近接し、前記吹出領域１１ｃから吹き出した前記短繊維Ｆ１の内、前記吹出領域１１ｃの外側に広がった前記短繊維Ｆ１を吸引する吸引領域１２ｃをさらに備えている。
この構成によれば、ノズル１０から吹き出す短繊維Ｆ１がノズル１０の周囲に飛散し難くなるため、飛散した短繊維Ｆ１によって繊維層Ｆ２の厚さが不均一になる可能性を抑えることができる。

【0037】

上記繊維層形成装置１Ａにおいて、前記吸引領域１２ｃは、前記ノズル１０の吹き出し方向から見て、前記吹出領域１１ｃの外側を囲うように設けられている。
この構成によれば、短繊維Ｆ１がノズル１０の外側に飛散する前に、吹出領域１１ｃの外側で速やかに短繊維Ｆ１を吸引することができるため、短繊維Ｆ１がノズル１０の外側に飛散する可能性をさらに抑えることができる。

【0038】

上記繊維層形成装置１Ａにおいて、前記ノズル１０は、内部に前記吹出領域１１ｃを形成する内筒１１と、前記内筒１１の外周に間隔を空けて設けられ、前記内筒１１との間に前記吸引領域１２ｃを形成する外筒１２と、を備え、前記外筒１２（ブラシ１４）における前記吹出対象面に臨む軸方向先端部１４ａは、前記内筒１１における前記吹出対象面に臨む軸方向先端部１１ａよりも、軸方向先端側に設けられている。
この構成によれば、ノズル１０が内外筒１１，１２を備える二重管構造をなし、内筒１１が吹出領域１１ｃを形成し、外筒１２が吸引領域１２ｃを形成する。このノズル１０の外筒１２が内筒１１よりも軸方向で先端側に長く設けられているため、吹出領域１１ｃの外側に広がる短繊維Ｆ１を捕獲しやすく、短繊維Ｆ１がノズル１０の外側に飛散する可能性をさらに抑えることができる。

【0039】

上記繊維層形成装置１Ａにおいて、前記外筒１２の軸方向先端側の部位には、通気性を有するとともに前記短繊維Ｆ１を捕獲可能な通気性捕獲部（ブラシ１４）を備えている。
この構成によれば、外筒１２の先端側が通気性捕獲部としてのブラシ１４で構成されているため、短繊維Ｆ１の吹き出しや吸い込みに伴う気流を保ちつつ、余剰の短繊維Ｆ１を捕獲することが可能となる。このため、短繊維Ｆ１がノズル１０の外側に飛散する可能性をさらに低くすることができる。

【0040】

上記繊維層形成装置１Ａにおいて、前記通気性捕獲部は、軸方向に延びる複数のブラシ毛１５を有するブラシ１４で構成されている。
この構成によれば、外筒１２の先端側が軸方向に延びるブラシ１４で構成されているため、外筒１２の径方向の厚み内で効率よく通気性捕獲部を設けることが可能となる。このため、短繊維Ｆ１がノズル１０の外側に飛散する可能性をさらに低くすることができる。

【0041】

上記繊維層形成装置１Ａにおいて、前記ブラシ１４は、前記外筒１２の周方向の一部に、前記ブラシ毛１５を除去あるいは疎にした除毛部１６を備えている。
この構成によれば、ブラシ１４の一部領域に除毛部１６を備えるため、短繊維Ｆ１がノズル１０の外側に飛散する可能性を低くしつつも、ブラシ毛１５を除去あるいは疎とした除毛部１６を設けることによって、外筒１２の吸引力を弱めることが可能となる。これにより、内筒１１から吹き出す短繊維Ｆ１が必要以上に外筒１２側に引き寄せられることを抑えることができる。

【0042】

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、外筒１２の先端側に設ける飛散防止枠（通気性捕獲部）として、ブラシ１４に代わり、通気性を有する多孔質のウレタンフォームやメッシュ材料等を設けてもよい。すなわち、通気性を有して短繊維Ｆ１を捕獲することができる構造の飛散防止枠であればよい。
実施形態は、ウレタンフォーム成型装置１への適用例を示したが、ウレタンフォームに代わり、例えば合成繊維を積層してなる繊維集合体を成型する装置に適用してもよい。
短繊維Ｆ１は空気搬送されるものであれば、材質やサイズ（長さおよび太さ）は様々である。また、繊維材料に限らず粒子状や粉状の原材料を用いた材料層形成装置に適用してもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0043】

１Ａ 繊維層形成装置（材料層形成装置）
４ｂ 壁面（吹出対象面）
１０ ノズル
１０ａ 軸方向先端部
１１ 内筒
１１ａ 軸方向先端部
１１ｃ 吹出領域
１２ 外筒
１２ｃ 吸引領域
１４ ブラシ（通気性捕獲部）
１４ａ 軸方向先端部
１５ ブラシ毛
１６ 除毛部
Ｆ１ 短繊維（原材料）
Ｆ２ 繊維層（材料層）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】