CN102106665A

CN102106665A - 车辆座椅垫子及其制造方法

Info

Publication number: CN102106665A
Application number: CN2010106209845A
Authority: CN
Inventors: 村田义幸; 新美智人
Original assignee: Toyota Boshoku Corp
Current assignee: Toyota Boshoku Corp
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2030-12-24
Also published as: US20110156467A1; JP2011130899A; CN102106665B; JP5463903B2

Abstract

本发明涉及车辆座椅垫子及其制造方法。垫子(4P)具有由聚氨酯泡沫制成的就坐部(10)，和由弹性纤维层叠体(12P)制成的支撑部(12)。就坐部(10)和支撑部(12)在支撑部(12)的弹性得以维持的状态中被直接地结合。

Description

车辆座椅垫子及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种车辆座椅垫子及其制造方法。

背景技术

经常在这种类型的垫子中使用在各种领域(例如缓冲、耐久性和减振)中提供优良性能的聚氨酯泡沫。然而，聚氨酯泡沫不易返回原材料阶段(即，多羟基化合物和异氰酸盐)，从而当考虑可回收性时，它实际上是相当不适用于当前座椅结构的材料。

因此，日本专利申请公报No.10-248685(JP-A-10-248685)描述了一种垫子，该垫子具有由纤维层叠体制成的就坐部，和由聚氨酯泡沫制成的支撑部。纤维层叠体具有其中天然纤维和合成纤维稠密地缠绕的结构，并且是提供优良缓冲和透气性等的材料。以此方式使用这种纤维层叠体作为垫子的部分使得减小所使用的聚氨酯泡沫(即，具有不良可回收性的材料)的数量成为可能。

附带说一句，上述垫子能够由典型的模具组件(即，具有第一模、第二模和空腔的模具组件)形成。例如，在于空腔内侧布置纤维层叠体之后，聚氨酯原材料(具有液体形式)被注入。然后第一模和第二模被闭合到一起并且聚氨酯原材料膨胀。此时，纤维层叠体变得被聚氨酯原材料浸渍，并且因此，部分纤维层叠体变得坚硬(即，失去它的弹性)，这可能使得乘客感到像异物(即，可能使得乘客感到他或者她好像坐在板上)。因此，根据已知的相关技术，膜(例如聚酯膜)被布置于纤维层叠体上以防止纤维层叠体变得被聚氨酯原材料浸渍。然而，使用如上所述的膜降低了垫子的各种性能(例如透气性和缓冲)。因此，根据已知相关技术的垫子不是能够简单地替代传统垫子(即，聚氨酯泡沫垫子)使用的结构。

发明内容

本发明尝试减少所使用的聚氨酯泡沫的数量，同时在可能的最大程度上维持垫子的各种性能。

本发明的第一方面涉及一种车辆座椅的垫子，该垫子包括由聚氨酯泡沫制成的就坐部，和由弹性纤维层叠体制成的支撑部。利用这种结构，期望能够通过使用纤维层叠体而减少所使用的聚氨酯泡沫的数量，并且同时，在可能的最大程度上维持垫子的各种性能(例如透气性和缓冲)。

因此，在上述第一方面中，就坐部和支撑部在其中上述支撑部(即，纤维层叠体)的弹性得以维持的状态中被直接地结合。以此方式直接地结合就坐部和支撑部(即，不使用膜等)使得减少所使用的聚氨酯泡沫的数量成为可能，同时，在可能的最大程度上维持垫子的各种性能。

本发明的第二方面涉及一种使用模具组件的、根据第一方面的垫子的制造方法，其中该模具组件具有第一模和第二模，该第二模能够与第一模一起地闭合从而在第一模和第二模之间形成空腔。这种制造方法包括第一步骤和第二步骤。在第一步骤中，支撑部被布置在第二模中，并且聚氨酯原材料(即，多羟基化合物和异氰酸盐)被注入空腔中。在第二步骤中，在第一模和第二模被闭合到一起之后，聚氨酯原材料在空腔内侧膨胀。在这个第二步骤中，聚氨酯原材料(具有液体形式)远离支撑部。而且在这个步骤中，正在膨胀(并且处于半硬化状态中)的聚氨酯原材料接触支撑部，从而支撑部和就坐部成为一体。能够通过以此方式尽可能地避免在液体聚氨酯原材料和支撑部之间的接触(即，通过相对简单的结构)而防止或者减轻利用聚氨酯原材料浸渍支撑部(即，纤维层叠体)。

根据这个第二方面，能够比较容易地制造第一方面的垫子。

附图说明

将参考附图在本发明的示例性实施例的以下详细说明中描述本发明的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中同样的数字表示同样的元件，并且其中：

图1是车辆座椅的局部透视侧视图；

图2A是纤维层叠体的纵向截面视图，并且图2B是支撑部的纵向截面视图；并且

图3A是在第一步骤期间模具组件的纵向截面视图，并且图3B是在第二步骤期间模具组件的纵向截面视图。

具体实施方式

在下文中，将参考图1到3B描述本发明的示例性实施例。附带说一句，在图中，附图标记UP表示模具组件20的向上方向，并且附图标记DW表示模具组件20的向下方向。图1中的车辆座椅2具有座椅垫子4和座椅靠背6。这些部件中的每一个均具有形成座椅的轮廓的垫子4P(6P)，和覆盖垫子的覆盖材料4S(6S)。

[垫子]

垫子4P(是基本矩形的)是乘客能够坐在其上的部件，并且具有中央部4C和弯曲部4E。中央部4C是平坦部分(在纵向截面视图中)。而且，弯曲部4E是基本倒L形部分(在纵向截面视图中)，并且在就坐部10的端部部分处形成(见图1)。垫子4P(即，中央部4C)具有由聚氨酯泡沫制成的就坐部10，和由弹性纤维层叠体12P制成的支撑部12。以此方式，在该示例性实施例中，通过使用支撑部12(将在以后描述的纤维层叠体)而降低了所使用的聚氨酯泡沫的数量。利用这种类型的结构，期望能够在可能的最大程度上维持垫子4P的各种性能(例如透气性和缓冲)。

因此，在该示例性实施例中，就坐部10和支撑部12被直接地结合到一起，同时维持支撑部12(即，纤维层叠体)的弹性。以此方式直接地结合就坐部10和支撑部12(即，在不使用膜等的情况下结合它们)使得减少所使用的聚氨酯泡沫的数量成为可能，同时在可能的最大程度上维持垫子4P的各种性能。能够使用例如将在以后描述的模具组件将就坐部10和支撑部12(即，垫子4P)一体地模制。下面，将详细描述垫子4P的结构以及与其制造方法的一个实例。

[模具组件]

这个示例性实施例的模具组件20包括第一模21、第二模22和空腔24(见图3A和3B)。第一模21(是基本矩形的)具有模制空间MS和第一模闭合表面21a。模制空间MS是在第一模21的中心中的凹入部分，并且成为通过闭合第二模22而遵循垫子4P的轮廓(即，外部形状)的空间(空腔24)。第一模闭合表面21a是围绕模制空间MS布置的平坦部分。而且，第二模22是能够与第一模21一起地闭合的平坦部件，并且具有装配部分26和第二模闭合表面22a。装配部分26是在面向空腔24的位置中形成的部分，并且具有从第二模22(即，从其后表面)竖立的凸出部分26a，和被凸出部分26a围绕的凹入部分26b。第二模闭合表面22a是围绕装配部分26布置的平坦部分。

在该示例性实施例中，第一模21和第二模22被连接从而能够利用未示出的铰链部件等打开和关闭(见图3A和3B)。而且，通过朝向第一模21旋转第二模22(即，闭合模具)而在第一模21和第二模22之间形成空腔24。在该示例性实施例中，垫子4P的中央部4C能够在空腔24的中心中的模制空间MS1(即，空腔24的一个部分)中得以模制(见图1和3B)。而且，垫子4P的弯曲部4E能够在凸出部分26a和第一模21之间的模制空间MS2中(即，空腔24的另一个部分)得以模制。

[垫子的制造方法]

这个示例性实施例的制造方法包括在前步骤、第一步骤和第二步骤(见图2以及3A和3B)。提供这些步骤使得就坐部10和支撑部12能够被一体地模制(即，使得垫子4P能够被制造成一体模制物品)。在在前步骤中，从纤维层叠体12P形成支撑部12。在第一步骤中，支撑部12被布置在第二模22中，并且聚氨酯原材料X(具有液体形式)被注入空腔24中。在第二步骤中，第一模21和第二模22被闭合到一起然后聚氨酯原材料X在空腔24中膨胀。

(在前步骤)

在在前步骤中，从纤维层叠体12P形成支撑部12(见图2A和2B)。更加具体地，例如，通过压缩模塑垫块形或者板形的纤维层叠体12P而形成了具有预定形状的支撑部12。这个示例性实施例的支撑部12具有遵循中央部4C的后表面(即，装配部分26的凹入部分26b)的形状的形状。支撑部12是在各种领域例如缓冲和透气性中具有优良性能的部件，这是因为它具有从纤维层叠体12P获取的适当弹性。附带说一句，支撑部12的厚度尺寸和密度不受特别地限制。例如，当在典型的垫子4P(用于一个乘客并且具有大致80mm的厚度尺寸)中使用时，支撑部12的厚度尺寸可以被设定为15mm到50mm，包括15mm和50mm。

而且，在在前步骤中，纤维层叠体12P或者支撑部12的一侧能够被熔化和硬化(即，淬火)。例如，支撑部12的后表面(即，面向聚氨酯原材料的一侧)被加热装置例如燃烧器或者热烙铁等熔化和硬化。通过在此时仅仅对支撑部12的后表面淬火，支撑部12的弹性损失能够得以减小。以此方式对支撑部12的后表面淬火使得进而更好地抑制利用聚氨酯原材料X浸渍支撑部12成为可能。

而且，支撑部12的密度不受特别地限制。然而，当在典型的垫子4P(用于一个乘客)中使用时，支撑部12的密度可以被设定为10kg/m³到50kg/m³，包括10kg/m³和50kg/m³。这里，如果支撑部12的密度小于10kg/m³，则垫子4P的耐久性趋向于降低。而且，如果支撑部12的密度大于50kg/m³，则垫子4P的透气性趋向于降低。通过将支撑部12的密度设置成不小于10kg/m³并且不大于40kg/m³(这是比将在以后描述的聚氨酯泡沫的密度更低的密度)，垫子4P的适当的透气性和耐久性能够得以保证。

(纤维层叠体)

这里，纤维层叠体12P是其中短纤维和长纤维缠绕的材料，并且是具有优良弹性的材料(见图2A)。纤维层叠体12P的材料不受特别地限制。可以被用于纤维层叠体12P的纤维的一些实例包括天然纤维(例如动物天然纤维或者植物天然纤维)、合成纤维(例如聚丙烯纤维、聚酯纤维、聚酰胺纤维和丙烯酸纤维)，和这些纤维的混合物。纤维层叠体12P比较容易地返回到原材料阶段(例如纤维状态)，并且因此具有比聚氨酯泡沫更好的可回收性。热塑性树脂纤维例如聚丙烯纤维或者聚酯纤维特别地能够容易地返回树脂阶段即原材料，这是因为它当被加热时熔化。在层叠纤维之后，能够通过例如通过一种方法诸如针刺或者水刺以三维方式将它们缠绕而形成纤维层叠体12P。

(第一步骤)

在第一步骤中，支撑部12被布置在第二模22(即，装配部分26)中，并且聚氨酯原材料X被注入第一模21(即，模制空间MS)(见图3A)中。支撑部12被如此布置，使得它在被凸出部分26a围绕(即，被凸出部分26a定位)的状态中在凹入部分26b中良好地适配。此时，在该示例性实施例中，被注入的聚氨酯原材料X(即，多羟基化合物和异氰酸盐)的数量得到调节等从而当模具闭合时在聚氨酯原材料X(具有液体形式)和支撑部12之间存在间隙(即，在该示例性实施例中的模制空间MS1)。以此方式，能够在第一步骤中减小利用聚氨酯原材料X对支撑部12的浸渍。

(第二步骤)

在第二步骤中，第一模21和第二模22被闭合到一起从而在所述的模之间形成空腔24(已被密封)(见图3B)。接着，空腔24被维持在预定温度下并且聚氨酯原材料X膨胀。在该示例性实施例中，在膨胀期间的聚氨酯原材料X(其处于半硬化状态中)在填充聚氨酯原材料X和支撑部12之间的间隙时接触支撑部12。就坐部10和支撑部12通过膨胀的聚氨酯原材料X完全硬化(即，通过形成就坐部10)而成为一体。支撑部12在模制之后被如此布置，使得在就坐部10的后表面的中央(即，中央部4C)中良好地适配。以此方式，在该示例性实施例中，在聚氨酯原材料X(具有液体形式)和支撑部12之间的直接接触得到抑制。能够通过利用在模制期间发生的、在聚氨酯原材料X中的物理变化而集成就坐部10和支撑部12。

这里，就坐部10(即，聚氨酯泡沫)的密度不受特别地限制。例如，当在典型的垫子4P(用于一个乘客)中使用时，就坐部10的密度可以被设为35kg/m³到70kg/m³，包括35kg/m³和70kg/m³。如果就坐部10的密度小于35kg/m³，则垫子4P的耐久性和乘坐舒适性趋向于急剧地降低。而且，如果就坐部10的密度大于70kg/m³，则垫子4P的透气性降低并且垫子4P的重量大于必要地增加。能够通过将就坐部10的密度设为40kg/m³到60kg/m³，包括40kg/m³和60kg/m³而保证垫子4P的适当的透气性和耐久性等。

如上所述，在该示例性实施例中，通过尽可能地避免在聚氨酯原材料X和支撑部12之间的接触能够防止或者减轻利用聚氨酯原材料X浸渍支撑部12。结果，就坐部10和支撑部12能够被直接地结合，同时在可能的最大程度上维持支撑部12(即，纤维层叠体)的弹性。还在该示例性实施例中，就坐部10是聚氨酯泡沫，并且将因此赋予乘客最小的不适度(即，将具有尽可能接近传统座椅感觉的感觉)。因为就坐部10和支撑部12被直接地结合，所以例如由膜引起的异物感是几乎不存在的。

因此，根据这个示例性实施例，能够降低所使用的聚氨酯泡沫的数量，同时在可能的最大程度上维持垫子4P的各种性能。即，能够通过对于部分垫子4P使用支撑部12(即，纤维层叠体)而减小所使用的聚氨酯泡沫(即，具有不良可回收性的材料)的数量。而且，利用支撑部12支撑就坐部10使得减小就坐部(即，聚氨酯泡沫)的密度成为可能。此外，不使用膜使得减少部件数目和垫子成本这两者成为可能。

[测试实例]

在下文中，将基于测试实例描述这个示例性实施例，但是本发明不限于这个测试实例。在这个测试实例中，使用图3A和3B所示的模具组件形成了车辆座椅垫子(用于一个乘客)。空腔的容量(即，容积)被设为0.018m³。而且，注入空腔中的聚氨酯原材料的数量被设为1.26kg。多羟基化合物(由Asahi Glass有限公司制造的“TLB-213”)和异氰酸盐(由Nippon Polyurethane Industry有限公司制造的“CoronateC1021”)被用作聚氨酯原材料。而且，在膨胀模制期间的模具温度(和时间)被设为65±3℃(五分钟)，并且在硬化期间模具温度(和时间)被设为65±3℃(五分钟)。

(实例)

作为实例1到4的垫子制造了其中支撑部(即，纤维层叠体)的厚度尺寸和密度被适当地改变的垫子(见[表格1])。对于每一个实例中的垫子，聚丙烯纤维的纤维层叠体被用于成为支撑部的纤维层叠体。而且，对于每一个实例中的垫子，就坐部(模制的氨基甲酸乙酯(即，聚氨酯泡沫))的密度被设定为57kg/m³从而将不失去良好的乘坐舒适度。

(比较实例)

作为比较实例1到3的垫子制造了其中就坐部的密度被适当地改变的垫子(仅仅由就坐部(即，聚氨酯泡沫)制成)。其它模制条件与实例1到4的那些相同。

(测试方法)

依照“JISL1096”执行了透气性测试。而且，依照“JISK6400”或者“JISK6401”执行了耐久性测试。

然后基于以下确定了在实例和比较实例的每一个中的垫子的耐久性。“A”示意等效于比较实例1，“B”示意等效于比较实例2，并且“C”示意等效于比较实例3。

基于以下确定了实例和比较实例的垫子的乘坐舒适度。“A”示意等效于比较实例1，“B”示意等效于比较实例2，并且“C ”示意等效于比较实例3。

在下面的表格1中示出了测试结果。

[表格1]

[结果和评论]

参考[表格1]，显然实例1到4中的垫子与比较实例1到3中的垫子相比具有良好的透气性。而且，在实例1到4中的垫子与比较实例1中的垫子相比是轻质的，并且具有等于比较实例1到3的那些的耐久性和乘坐舒适度。这里，仅仅比较实例3中的垫子的低的密度(即，轻的重量)不利地影响耐久性和乘坐舒适度。在另一方面，在对于耐久性和乘坐舒适度具有最小的不利影响的情况下，实例3中的垫子能够被制成为是轻质的。根据这些结果，显然，利用实例1到4中的垫子，能够降低所使用的聚氨酯泡沫的数量，同时在可能的最大程度上维持垫子的各种性能。由此，显然，替代由聚氨酯泡沫制成的传统垫子，能够有利地使用实例1到4中的垫子。

这个示例性实施例的车辆座椅垫子不限于上述示例性实施例。即，各种其它示例性实施例也是可能的。现在将描述几个其它的示例性实施例。(1)在上述示例性实施例中，作为实例给出了座椅垫子4的垫子4P。上述示例性实施例的结构还可以被应用于具有各种座椅结构中的任何一种的垫子，例如座椅靠背6的垫子6P等。(2)而且，上述示例性实施例描述了其中支撑部12被布置于装配部分26上(即，在第二模22的中央中)的实例。相反，例如，第二模22的后表面可以是齐平的，并且支撑部12可以被装配到整个后表面。在此情形中，支撑部能够与之接合的装配部分(例如钩子部件)可以被设于支撑部的后表面上。

(3)而且，在上述示例性实施例中的模具组件20的结构是一个实例。例如，上述示例性实施例描述了其中使用平坦的第二模22的实例。然而，应该理解第二模22的结构不受限制。例如，第二模还可以具有中间模和围绕中间模布置的上模。上模和中间模可以每一个均通过升高/降低机构或者铰链部件而各自地更加靠近/远离第一模(即，将打开/关闭)。而且，第一模和空腔的结构可以根据垫子的形状等被适当地改变。

(4)而且，上述示例性实施例描述了其中垫子4P被一体地模制的实例。相反，就坐部和支撑部可以被分开地模制。然后就坐部和支撑部可以被结合部件例如紧固器部件或者钩子部件一体地结合。就坐部和支撑部件还可以使用粘结剂而被一体地结合，只要对于乘客而言它根本不感觉像异物。

虽然已经参考其示例性实施例描述了本发明，但是应该理解本发明不限于示例性实施例或者构造。相反，本发明旨在涵盖各种修改和等价布置。另外，虽然以示例性的各种组合和构造示出了示例性实施例的各种元件，但是包括更多、更少或者仅仅单一元件的其它组合和构造也是在本发明的范围内的。

Claims

1.一种车辆座椅的垫子(4P)，包括：

由聚氨酯泡沫制成的就坐部(10)；和

由弹性纤维层叠体(12P)制成的支撑部(12)，

其中，在所述支撑部的弹性得以维持的状态中，所述就坐部和所述支撑部被直接地结合。

2.一种根据权利要求1的垫子的制造方法，该制造方法使用模具组件(20)，其中，所述模具组件具有第一模(21)和第二模(22)，该第二模(22)能够与所述第一模一起地闭合，以使得在所述第一模和所述第二模之间形成空腔(24)，所述制造方法包括：

将所述支撑部布置在所述第二模中并且将液体聚氨酯原材料注入所述空腔中的第一步骤；和

在一起地闭合所述第一模和所述第二模之后使所述空腔内的液体聚氨酯原材料膨胀的第二步骤，

其中，在所述第二步骤中，所述液体聚氨酯原材料离开所述支撑部，并且正在膨胀的所述液体聚氨酯原材料接触所述支撑部，以使得所述支撑部和所述就坐部变成为一体。

3.根据权利要求2所述的制造方法，进一步包括：

在所述第二步骤之前，熔化和硬化膨胀的液体聚氨酯原材料接触的所述支撑部的接触表面。