CN107848453A - 复合座椅芯材料和使用该复合座椅芯材料的车辆座椅元件 - Google Patents

Abstract

复合座椅芯材料（1）包括：衬底（2），其由没有通孔且彼此熔融结合的热塑性树脂发泡珠粒形成；以及连接构件（3），其由具有通孔且彼此熔融结合的发泡珠粒形成，并具有与外部连通的互连的空隙空间。连接构件以连接构件的外表面（3a）的一部分在复合座椅芯材料的上表面（1a）上暴露的状态整体地结合到衬底。座椅元件（5）具有在复合座椅芯材料（1）的上表面（1a）上叠合的聚氨酯泡沫垫（4）。

Description

复合座椅芯材料和使用该复合座椅芯材料的车辆座椅元件

技术领域

本发明涉及一种复合座椅芯材料以及使用该复合座椅芯材料的车辆座椅元件。

背景技术

迄今，已经将由多种叠合的不同材料构成的车辆座椅元件用作在汽车等中使用的座椅。这种座椅元件的一个示例是由缓冲层（垫）和衬底层构成的叠合件，所述缓冲层（垫）由具有缓冲性能的材料形成，所述衬底层由轻质材料形成并且与缓冲层相比具有更高的强度和刚度。

作为形成缓冲层的材料，例如使用软质聚氨酯泡沫，其被构造成为坐在其上的乘员提供环绕臀部的良好的舒适度和舒适的贴合。

作为形成衬底层的材料，另一方面，例如已经使用硬质聚氨酯泡沫。然而，近年来，已经使用诸如苯乙烯基树脂、乙烯基树脂或丙烯基树脂等的热塑性树脂的泡沫，使得其已经变得可以补充缓冲层的强度和刚度并实现车辆座椅元件的重量减轻。因此，通过将软质聚氨酯泡沫的缓冲层与热塑性树脂泡沫的衬底层叠合在一起，已经能够获得具有复合性能的车辆座椅元件。

作为用于制造这种车辆座椅元件的方法，存在使用模具的方法。更具体而言，存在一种方法，其中，用于形成衬底层的预先制备的构件（热塑性树脂泡沫体）被设置在限定在模具中的模具型腔中，并且其中，用于形成聚氨酯泡沫的液体原材料被填充在其中已经设置有上述构件的模具型腔中，并且使其发泡而制成缓冲层，从而在衬底层的表面上直接形成（叠合）缓冲层。

但是，由于由聚氨酯泡沫形成的缓冲层对形成衬底层的热塑性树脂（诸如丙烯基树脂）的泡沫体的粘合性能差，因此正在针对抑制聚氨酯泡沫与衬底层之间的剥离进行研究。例如，专利文献1提出了一种用于制造叠合件的方法，其中，可发泡的热塑性树脂发泡珠粒泡沫体的表面的待被聚氨酯泡沫层接触的区域在泡沫体的软化温度的至少80%的温度下被加热，以软化构成接触区域的可发泡的树脂珠粒并使其发泡，并在接触区域中形成起伏部。然后形成聚氨酯泡沫，使得其进入起伏部的凹部中。

相关技术文献

专利文件：

专利文献1：日本特开专利公开号

JP-A-2012-171104。

发明内容

本发明要解决的问题：

然而，在通过专利文献1的制造方法制造的叠合件中，聚氨酯泡沫与热塑性树脂泡沫体之间的结合强度不完全令人满意。因此难以确定地抑制层之间的剥离。例如，当这样的叠合件被用作汽车的座椅时，聚氨酯泡沫和衬底层之间容易发生剥离。因此，存在以下问题的可能性：乘员的就坐舒适度和舒适贴合降低，以及由于层之间的剥离而在其间产生摩擦声。

着眼于解决上述剥离问题，本发明人试图将聚氨酯泡沫整体地叠合到由发泡珠粒成型体形成的衬底。成型体通过具有通孔的热塑性树脂颗粒的模内成型而获得，并具有与外部连通的空隙空间。

所获得的产品是叠合件，其中，聚氨酯泡沫和衬底通过使聚氨酯泡沫成形原材料液体浸入发泡珠粒成型体的衬底的空隙空间中并发泡和固化而被整体地叠合。发现由于部分聚氨酯泡沫浸入存在于其表面侧上的空隙空间内并发泡和固化，所以该叠合件在衬底和聚氨酯泡沫之间具有优异的粘合性能，并且更不倾向于引起剥离。

然而，已经揭示，当聚氨酯泡沫与衬底（其是具有与外部连通的空隙空间的发泡珠粒成型体）整体地叠合时，取决于发泡珠粒成型体的密度，发生发泡珠粒成型体的诸如翘曲的变形。其原因被认为是因为聚氨酯泡沫与发泡珠粒成型体物理上紧密结合，因为它们的收缩程度彼此不同，且另外还因为在聚氨酯泡沫发泡时存在热影响。

本发明的目的在于提供一种复合座椅芯材料，其适于通过在模具中使聚氨酯发泡而与聚氨酯泡沫垫整体地叠合，所述复合座椅芯材料对聚氨酯泡沫垫具有优异的结合强度，并且能够抑制可能因与聚氨酯垫叠合而发生的诸如翘曲的变形，以及提供一种使用该复合座椅芯材料的车辆座椅元件。

解决问题的手段：

根据本发明，提供了下述复合座椅芯材料和车辆座椅元件：

[1]一种复合座椅芯材料，其包括：

泡沫成型的衬底，其包括彼此熔融结合且没有通孔的多个第一热塑性树脂发泡珠粒，以及

泡沫成型的连接构件，其包括各自具有通孔的多个第二热塑性树脂发泡珠粒，所述第二热塑性树脂发泡珠粒彼此熔融结合，使得在所述泡沫成型的连接构件中限定互连的空隙空间，所述互连的空隙空间与所述泡沫成型的连接构件的外表面连通，且包括所述第二热塑性树脂发泡珠粒的所述通孔的一部分，

所述泡沫成型的连接构件以所述泡沫成型的连接构件的所述外表面的一部分在所述复合座椅芯材料的上表面上暴露的状态整体地结合到所述泡沫成型的衬底。

[2]根据上述[1]所述的复合座椅芯材料，其中，所述泡沫成型的连接构件具有按体积计10％或更大的平均空隙率。

[3]根据上述[1]或[2]所述的复合座椅芯材料，其中，所述泡沫成型的连接构件的体积为所述复合座椅芯材料的体积的5%至50％。

[4]根据上述[1]至[3]中的任一项所述的复合芯材料，其中，所述泡沫成型的衬底基本上没有空隙空间。

[5]一种车辆座椅元件，其包括：

根据技术方案1所述的所述复合座椅芯材料，和

设置在所述复合座椅芯材料的所述上表面上的聚氨酯泡沫垫，

其中，所述聚氨酯泡沫垫具有通过所述泡沫成型的连接构件的所述外表面浸到所述泡沫成型的连接构件的所述空隙空间的一部分中的部分。

本发明的效果：

包括上述衬底和上述连接构件的本发明的复合座椅芯材料表现出对聚氨酯泡沫垫的优异的结合强度，并且在与聚氨酯泡沫垫叠合时表现为抑制诸如翘曲的变形。本发明的车辆座椅元件表现出优异的缓冲性能，并且抑制了芯材料与聚氨酯泡沫垫之间的剥离，以及此外抑制了诸如其复合座椅芯材料的翘曲等的变形。

附图说明

图1是示出具有通孔的热塑性树脂发泡珠粒的形状的示例的示意图。

图2是示意性地示出根据本发明的复合座椅芯材料的实施例的透视图。

图3是示意性地示出根据本发明的车辆座椅元件的实施例的垂直横截面图。

图4是示意性地示出根据本发明的车辆座椅元件的另一个实施例的垂直横截面图。

图5是示意性地示出根据本发明的车辆座椅元件的另一个实施例的垂直横截面图。

图6是示意性地示出根据本发明的车辆座椅元件的另一个实施例的垂直横截面图。

本发明的优选实施例

下面将详细描述根据本发明的复合座椅芯材料和具有设置在复合座椅芯材料上的聚氨酯垫的车辆座椅元件。本文中使用的术语“座椅元件”预期是指乘员坐在其上的座椅座垫、支撑乘员背部的座椅靠背、头枕和/或扶手。以下将描述用作座椅座垫的座椅元件。

用于本发明的车辆座椅元件的复合座椅芯材料（以下有时简称为“芯材料”）具有：泡沫成型的衬底（以下有时简称为“衬底”），其包括彼此熔融结合的多个热塑性树脂发泡珠粒；和泡沫成型的连接构件（以下有时简称为“连接构件”），其设置在衬底的外表面上，并且其包括彼此熔融结合的多个热塑性树脂发泡珠粒。

本发明的车辆座椅元件以从下方按照其衬底、连接构件和聚氨酯泡沫垫（以下有时简称为“垫”）依次布置的状态安装在车辆上。当车辆座椅元件用作座椅座垫时，如本文使用的，术语芯材料的“上表面”预期是指在座椅座垫的顶侧上的表面，即，乘客就座的那侧上的表面。当车辆座椅元件用作座椅靠背时，如本文使用的，术语芯材料的“上表面”预期是指乘客靠在其上的那侧上的表面。

构成本发明的复合座椅芯材料的衬底由发泡珠粒泡沫成型体形成，所述发泡珠粒泡沫成型体包括没有通孔且彼此熔融结合的热塑性树脂发泡珠粒（以下有时简称为第一发泡珠粒）。由于衬底由没有通孔的发泡珠粒形成，因此芯材料具有优异的刚度，并且能够防止在其上叠合垫时发生翘曲。此外，在制造稍后将描述的车辆座椅元件时，防止聚氨酯泡沫的原材料液体浸到衬底中，可以控制浸到连接构件中的垫的量。因此，可以防止垫的密度的变化。

优选的是，构成复合座椅芯材料的衬底基本上没有空隙空间。然而，一般来说，即使在泡沫体由没有空隙空间的发泡珠粒形成时，由于在发泡珠粒之间可仍然存在微小的空隙空间，所以通过后述的方法确定的衬底的空隙率不为0％。因此，如本文使用的，术语“基本上没有空隙空间”预期意味着衬底具有按体积计8％或更小的平均空隙率。更优选的是，衬底具有按体积计6％或更小的平均空隙率。

作为构成衬底的第一发泡珠粒的基础树脂，可以使用任何热塑性树脂。热塑性树脂可以是例如，聚丙烯基树脂中的一种或多种，诸如乙烯-丙烯共聚物、丙烯-丁烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物和聚丙烯均聚物；聚乙烯基树脂，诸如低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物和通过乙烯-甲基丙烯酸共聚物与金属离子的分子之间的交联获得的离子键树脂；聚丁烯；和聚戊烯。首先，出于压缩后恢复性能好的原因，低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、乙烯-丙烯共聚物、丙烯-丁烯共聚物、乙烯-丙烯-丁烯三元共聚物等是优选的。顺便提及，共聚物和三元共聚物可以是无规共聚物或嵌段共聚物，更优选的是无规共聚物。

尽管热塑性树脂可以处于未交联状态，但可以通过使用过氧化物或辐射使其交联。然而，从生产步骤的数量和再循环性的观点来看，优选的是未交联的热塑性树脂。

此外，通过添加着色颜料或染料，热塑性树脂可以被染成黑色、灰色、棕色等。

构成本发明的复合芯材料的连接构件是包括多个热塑性树脂发泡珠粒的发泡珠粒泡沫成型体，该热塑性树脂发泡珠粒中的每一个均具有通孔且彼此熔融结合（以下有时简称为第二发泡珠粒）。连接构件具有与其外表面连通的互连的空隙空间。连接构件的互连的空隙空间包括第二发泡珠粒的通孔和多个第二发泡珠粒之间的间隙，所述第二发泡珠粒彼此熔融结合，其中第二发泡珠粒的通孔构成大部分互连的空隙空间。

因为连接构件的互连的空隙空间与连接构件的外表面连通，所以液体能够通过外表面浸到互连的空隙空间中。因此，当如下所述制造具有聚氨酯泡沫垫的车辆座椅元件时，聚氨酯泡沫的原材料液体能够通过外表面浸到互连的空隙空间中并在其中发泡。由此，可以将聚氨酯泡沫垫紧密地结合到连接构件。由于存在空隙空间，所以具有这种通孔的发泡珠粒的成型体通常具有低刚度。然而，本发明的芯材料能够在聚氨酯泡沫的发泡叠合时抑制其变形，这是因为芯材料由具有空隙空间的第二发泡珠粒的成型体和没有通孔的第一发泡珠粒的成型体构成。

作为构成连接构件的热塑性树脂，可以举出上述用于形成衬底的热塑性树脂。但是，连接构件的热塑性树脂可以与衬底的相同，或者也可以与衬底的不同。

作为第二发泡珠粒，例如可以举出以下这样的第二发泡珠粒：其呈筒状，并且其中，（a）外周的形状和其中空部分的形状二者均为圆形，（b）外周的形状和其中空部分的形状二者均为多边形，（c）外周的形状为圆形且中空部分的形状为多边形，（d）外周的形状为多边形且中空部分的形状为圆形，且（e）上述（a）至（d）的形状在其外周处彼此连接。这里，术语“圆形”预期包括椭圆形和卵形，且术语“多边形”预期包括圆角多边形。

筒状发泡珠粒的形状和中空部分的尺寸可以适当设计。例如，其中第二发泡珠粒的外周形状和中空部分的形状二者均为圆形的筒状珠粒的示例优选地为如图1的示意图中所示的筒状珠粒。优选的是，筒状发泡珠粒11的外径D为2至6 mm，内径d（中空部分P的直径）为1至5 mm，且长度L为2至6 mm。当筒状发泡珠粒的尺寸落在上述范围内时，如下所述，垫和连接构件之间的结合强度进一步提高。在上述情况下，更优选的是D/L为0.8至1.2，且内径d为1.5 mm或更大，因为垫和连接构件之间的结合强度进一步提高。

优选的是，连接构件的平均空隙率为按体积计10％或更大。当平均空隙率为按体积计10％或更大时，可以容易地确保聚氨酯垫与连接构件之间的如下所述的期望的接合强度。另一方面，当平均空隙率超过按体积计40％时，连接构件的机械强度有可能变得不足。从上述观点来看，连接构件的平均空隙率更优选地为按体积计12％至35％，特别优选地为按体积计15％至30％。

如本文使用的，诸如衬底和连接构件的泡沫成型体的术语“平均空隙率”预期表示使用以下等式计算的值：

空隙率（％（按体积计））= [（X-Y）/X]×100

其中，X是成型体的表观体积（cm³），Y是成型体的真实体积（cm³）。表观体积X是由泡沫成型体的外部尺寸计算的体积。真实体积Y是其中排除了空隙空间的泡沫成型体的实际体积。可以通过将泡沫成型体浸入液体（诸如酒精）中并测量因该浸没已经增加的液体的体积来确定真实体积。

如上所述构成的本发明的芯材料1的一个实施例在图2中示出。在图2中，附图标记1指代由衬底2和连接构件3构成的芯材料。芯材料1具有上表面1a。衬底2包括彼此熔融结合的多个第一发泡珠粒。连接构件3包括多个第二发泡珠粒，每个第二发泡珠粒均具有通孔。第二发泡珠粒彼此熔融结合，从而形成与连接构件3的外表面连通的互连的空隙空间（未示出）。互连的空隙空间包括第二发泡珠粒的通孔的一部分。连接构件3以连接构件3的外表面3a的一部分在芯材料1的上表面1a上暴露的状态整体地结合到衬底2。

在本发明的芯材料1中，连接构件3的外表面3a的一部分需要在芯材料1的上表面1a上暴露。当连接构件3的外表面3a的一部分在芯材料1的上表面1a上暴露时，在上表面1a上形成聚氨酯泡沫时，聚氨酯泡沫的原材料能够通过外表面3a进入到互连的空隙空间中。当随后使聚氨酯泡沫原材料发泡并固化时，垫与芯材料1形成整体。其中连接构件的外表面3a在芯材料的上表面1a上暴露的实施例没有特别限制。这样的实施例的示例在图3至图6中示出。

图3是车辆座椅元件5的示意性垂直横截面图。连接构件3的外表面在芯材料1的整个上表面上暴露。聚氨酯泡沫垫4形成为覆盖芯材料1的整个上表面（即，连接构件3的整个暴露的外表面）上。在图4的车辆座椅元件5中，连接构件3的外表面的一部分在芯材料1的上部部分的中心区域上暴露。垫4被形成为覆盖芯材料1的整个上表面。图5的车辆座椅元件5与图3的相似，但是在该实施例中，连接构件3被形成为额外地覆盖衬底2的侧表面。在图6的车辆座椅元件5中，连接构件3被形成为多个分割区段。每个区段的外表面均在芯材料1的上表面上暴露。垫4被形成为覆盖芯材料1的整个上表面。在图3至图6中，附图标记2指代衬底。因此，复合座椅芯材料1的上表面1a（图2）可以仅由连接构件3形成，如在图3和图5中所示，或替代地，也可以由连接构件3和衬底2形成，如图2、图4和图6中所示。芯材料1的上表面1a的形状和构造没有特别限制。上表面1a可以是平坦的、曲线形的或弯曲的，并且其平面形状可以是矩形、多边形、圆形等，并且根据座椅元件的结构适当地确定。

此外，在本发明的芯材料1中，衬底2和连接构件3已整体地结合到彼此。由此，所获得的芯材料1具有优异的强度，最终可以获得具有优异强度的车辆座椅元件5。用于将衬底2和连接构件3结合在一起的方法没有特别限制。例如可以举出如下方法：其中使用能够彼此熔融结合的类似种类的树脂作为构成衬底2和连接构件3的热塑性树脂，整体地成型衬底2和连接构件3的方法；其中衬底2和连接构件3首先分开制备，并在随后的步骤中熔融结合在一起或用粘合剂结合在一起的方法。在替代方式中，如图6所示，通过在衬底中形成的燕尾槽中形成连接构件，将它们机械地整体地合并在一起。

优选的是，本发明的芯材料中的连接构件的体积百分比为按体积计5％至50％。当连接构件的体积百分比在上述范围内时，可以实现垫与连接构件的更可靠的结合，同时在与垫的叠合时抑制诸如翘曲的变形。

从上述观点来看，连接构件的体积百分比的下限更优选地为按体积计10％，再更优选地为按体积计15％。其上限更优选地为按体积计40％，再更优选地为按体积计30％。

从连接构件与垫的结合力的观点来看，优选的是，连接构件的厚度为5 mm或更大，更优选地为10 mm或更大。当车辆座椅元件中的垫的浸入量存在变化时，在垫中引起密度的变化。因此，从控制浸入量的观点来看，连接构件的厚度优选地为30 mm或更小，更优选地为25 mm或更小。

从重量轻和机械强度之间的平衡以及有效抑制由垫的叠合导致的变形的角度来看，优选的是，衬底的表观密度为10至90 kg/m³，更优选地为20至60 kg/m³。另一方面，从复合座椅芯材料的机械强度的观点来看，连接构件的表观密度优选地为10至90 kg/m³，更优选地为20至60 kg/m³。如本文所使用的，发泡珠粒成型体（诸如连接构件和衬底）的术语“表观密度”预期是指通过用成型体的重量除以其体积而确定的值，其中，由其外部尺寸计算得到所述体积。

接下来将描述本发明的车辆座椅元件。

本发明的车辆座椅元件包括上述复合座椅芯材料和覆盖该芯材料的上表面的垫。垫的一部分浸到构成芯材料的连接构件的互连的空隙空间中并固化。本发明的车辆座椅元件由于覆盖其上表面的垫而具有缓冲性能，并且由于存在由轻质材料形成并设置在其下方的芯材料，所以具有优异的强度和刚度。此外，由于垫的一部分浸在连接构件的互连的空隙空间中并固化，并且与其形成整体，所以垫和芯材料彼此紧密结合。因此，防止了它们之间的剥离。而且，因为芯材料具有本发明所特有的上述结构，所以防止了诸如翘曲的变形。

接下来将描述用于制造本发明的复合座椅芯材料及使用该芯材料的车辆座椅元件的方法。

本发明的芯材料可以通过执行以下步骤获得。

（1）制造衬底的步骤，所述衬底包括彼此熔融结合的第一发泡珠粒；

（2）制造连接构件的步骤，所述连接构件包括彼此熔融结合的第二发泡珠粒，并且所述连接构件具有与其外表面连通的互连的空隙空间；

（3）通过将连接构件设置在衬底的上侧上并使它们整体地结合来制造复合座椅芯材料的步骤；

（4）将芯材料与聚氨酯泡沫垫整体叠合的步骤，其中，将用于聚氨酯泡沫的液体原材料供给到模具内的复合座椅芯材料上并使其发泡，由此形成垫，并且其中，允许原材料的一部分在连接构件的互连的空隙空间中发泡并固化。

步骤（1）和步骤（2）可以按此顺序进行，步骤（1）可以在步骤（2）之前进行，或者步骤（1）和步骤（2）可以同时进行。

以下将对上述步骤中的每个进行描述。

在步骤（1）中，形成包括不具有通孔且彼此熔融结合的发泡珠粒（即第一发泡珠粒）的衬底。这种衬底可以使用不具有通孔的热塑性树脂发泡珠粒借助任何已知的模内成型过程来获得。

更具体而言，作为基础树脂的热塑性树脂例如用捏合机熔融和捏合。之后，通过将树脂挤出成股线状、冷却且然后切断成适当的长度的方法，或者将挤出的股线切断成适当的长度且然后冷却的方法来制备热塑性树脂颗粒（以下有时简称为树脂颗粒）。

作为构成树脂颗粒的热塑性树脂，可以使用前述的构成衬底的热塑性树脂。热塑性树脂可以通过加入诸如黑色，灰色或棕色的着色颜料或染料而着色。

然后使热塑性树脂颗粒在发泡剂存在的情况下在密闭容器中分散在分散介质中，并加热到不低于热塑性树脂颗粒的软化温度的温度，以使发泡剂浸到树脂颗粒中。此后，将容器内的压力维持在不低于发泡剂的蒸气压的压力，同时，打开容器的一旦，以同时将热塑性树脂颗粒和分散介质释放到压力低于容器内的压力的气氛（通常为大气压），从而使热塑性树脂颗粒发泡并且获得第一发泡珠粒。

作为用于获得热塑性树脂珠粒的发泡剂，通常可以举出挥发性有机发泡剂，诸如丙烷、异丁烷、丁烷、异戊烷、戊烷、环戊烷、己烷、环丁烷、环己烷、氯氟甲烷、三氟甲烷、1,2,2,2-四氟乙烷、1-氯-1,1-二氟乙烷、1,1-二氟乙烷和1-氯-1,2,2,2-四氟乙烷；和无机气体发泡剂，诸如氮气、二氧化碳、氩气和空气。首先，无机气体发泡剂是优选的，因为它们不破坏臭氧层且它们成本较低。特别优选的是氮气、空气和二氧化碳。上述发泡剂可以以其两种或更多种的混合物的形式使用。考虑到提高发泡率的效果，可以使用由二氧化碳和丁烷组成的混合发泡剂。

作为用于获得热塑性树脂发泡珠粒的分散介质，可以使用不溶解树脂颗粒的分散介质。这种分散介质的示例包括水、乙二醇、甘油、甲醇和乙醇。通常使用水。

额外地，当热塑性树脂颗粒分散在分散介质中并被加热到发泡温度时，可以使用分散剂来防止树脂颗粒之间的粘附。

其中第一发泡珠粒彼此熔融结合的衬底可通过对以上述方式制造的第一发泡珠粒进行模内成型过程来获得，在模内成型过程中将发泡珠粒填充到模具中并加热至预定的温度。成型条件可以考虑复合座椅芯材料的使用目的而适当地确定。

在步骤（2）中，制造包括具有通孔且彼此熔融结合的热塑性树脂发泡珠粒（即第二发泡珠粒）的连接构件，使得形成与连接构件的外表面连通的互连的空隙空间。

构成连接构件的第二发泡珠粒成型体可以通过例如日本特开平公开号JP-A-H08-108441、JP-A-H07-137063和JP-A-2012-126816及美国专利号5,622,756中公开的常规已知方法来制造。

更具体而言，通过与制造用于形成衬底的树脂颗粒的方法相似的方法来制造各自具有通孔的管状热塑性树脂颗粒。在这种情况下，可以使用具有狭缝的模子，其设置在挤出机的熔融树脂出口中并具有类似于期望的管状热塑性树脂颗粒的横截面形状的横截面形状。还可以使用在其狭缝内部设置有压力控制孔的模子，以将管状股线孔中的压力保持为环境压力或更高，以便维持管状形状。

作为构成管状树脂颗粒的热塑性树脂，可以使用与制造第一发泡珠粒所使用的热塑性树脂相同的热塑性树脂。

接着，可以使用与用于制造第一发泡珠粒的方法类似的方法，通过使具有通孔的热塑性树脂颗粒发泡来获得第二发泡珠粒。

作为第二发泡珠粒，如前所述，可以使用管状的和具有各种形状的第二发泡珠粒。

具有彼此熔融结合的第二发泡珠粒的连接构件可通过对以上述方式制造的第二发泡珠粒进行模内成型过程而获得，在模内成型过程中将发泡珠粒填充到模具中并加热到预定的温度。成型条件可以考虑复合座椅芯材料的使用目的而适当地确定。

在步骤（3）中，将连接构件设置在衬底的上侧上并使其整体地结合到所述衬底，由此获得复合座椅芯材料。在这种情况下，连接构件的外表面的至少一部分需要在芯材料的上表面上暴露。

步骤（1），（2）和（3）可以使用单个模内成型装置连续进行。更具体地说，可以采用例如在日本专利公开号JP-A-S55-11841、JP-A-S55-46938、JP-A-S55-53538、JP-A-S57-47629、JP-A-S61-130026和JP-A-H05-116226中所公开的方法。

例如，将第一发泡珠粒填充到由一对阳模和阴模组成的模具的第一型腔中，且然后加热并熔融结合以形成衬底（步骤1）。接下来，将由此使用的阳模替换为另一阳模，以便形成体积大于第一型腔的体积的第二型腔。将第二发泡珠粒填充到第二型腔内存在的在衬底之上的空间中，且然后加热并熔融结合以形成连接构件（步骤2），同时其熔融结合至衬底（步骤3），从而获得复合座椅芯材料。

然而，如上所述，连接构件与衬底的结合可以通过例如使用粘合剂或通过熔融结合而在分开的步骤中进行。

在步骤（4）中，将用于聚氨酯泡沫的液体原材料供给到模具内的芯材料上以用于叠合聚氨酯泡沫垫。

作为用于聚氨酯泡沫的液体原材料，如果适当的话，可以使用已知的材料。用于聚氨酯泡沫的液体原材料的量也可以根据期望的聚氨酯泡沫的密度适当地确定。

在步骤（4）中，使用于聚氨酯泡沫的液体原材料发泡，以将垫与芯材料整体叠合。在这种情况下，垫以其一部分进入到互连的空隙空间中的状态形成在芯材料上，垫的一部分进入到互连的空隙空间中通过以下方式进行：在聚氨酯泡沫原材料已经被供给到衬底上时，使已经浸在连接构件的互连的空隙空间内的聚氨酯泡沫原材料发泡；或者由于在聚氨酯泡沫原材料发泡时产生的压力导致垫的一部分进入到连接构件的互连的空隙空间中。

由于连接构件由彼此熔融结合的第二发泡珠粒构成，并且由于聚氨酯泡沫进入第二发泡珠粒的通孔的空间中，所以第二发泡珠粒彼此之间的熔融结合的结构在发泡的发泡压力下具有更小的破裂倾向。另外，由于连接构件的互连的空隙空间通过第二发泡珠粒的通孔与第二发泡珠粒之间的间隙的复杂互连而形成，所以连接构件和垫以大的接触面积并以复杂形式结合到彼此。因此，连接构件和垫以高的结合强度整体地叠合。顺便提及，聚氨酯泡沫原材料发泡的条件可根据已知方法适当地确定。

因此，在根据本发明的车辆座椅元件中，垫的一部分浸到复合座椅芯材料的连接构件的互连的空隙空间中，且因此，连接构件与垫整体地叠合。因此，垫与连接构件之间的结合强度优异，即，垫与连接构件之间的剥离切实地被抑制。额外地，因为连接构件仅设置在车辆座椅元件的上侧上，并且因为车辆座椅元件的下部部分由没有通孔的第一发泡珠粒形成，所以由于垫的叠合引起的变形被防止。而且，由于能够通过调整连接构件的体积来控制浸到连接构件中的垫的量，所以能够抑制垫的密度的变化。

本发明的座椅芯材料可以用于期望具有缓冲性能的各种各样的座椅元件，诸如用于车辆（例如汽车、自行车、飞机和电动火车）的座椅、沙发和椅子。本发明的复合座椅芯材料，与聚氨酯泡沫垫组合使用，特别适合用作诸如汽车、自行车、飞机、电动火车等车辆的座椅元件。

示例

以下示例和对照示例将进一步说明本发明。

示例1

（1）体密度为24 kg/m³、真实密度为53 kg/m³、每珠粒平均重量为1.5 mg且平均D/L为1.0并形成有通孔的近似筒状的聚丙烯基树脂发泡珠粒用作用于形成连接构件的第二发泡珠粒。

（2）体密度为26 kg/m³，每珠粒平均重量为1.0 mg且平均D/L为1.0并且没有通孔的聚丙烯基树脂发泡珠粒用作用于形成衬底的第一发泡珠粒。

如下确定上述发泡珠粒的体密度。提供体积为1000 cm³并在其顶部设有开口的容器。在环境温度和压力下将发泡珠粒填充在容器中。存在于开口上方的那些发泡珠粒被去除，使得发泡珠粒的体高度几乎与开口一致。用容器中发泡珠粒的重量（g）除以1000（cm³），且将结果的单位变为kg/m³。如下确定发泡珠粒的真实密度。将其重量已事先测量的发泡珠粒浸入乙醇中以测量水平面的升高，基于此测量发泡珠粒的体积。用发泡珠粒的重量除以测量的体积，且将结果的单位变为kg/m³。

（3）连接构件和衬底的形成：

将用于形成衬底的没有通孔的第一发泡珠粒填充到在成型工具的阳模和阴模之间限定的第一型腔（350 mm×300 mm×50 mm的长方体）中，然后向其中供应蒸汽以加热并使珠粒熔融结合。接下来，在阴模和替代先前使用的阳模的另一个阳模之间形成体积大于第一型腔的体积的第二型腔（350 mm×300 mm×60 mm的长方体）。将用于形成连接构件的具有通孔的第二发泡珠粒填充到第二型腔中的上部空间中，然后向其中供应蒸汽以加热并使珠粒熔融结合。因此，获得复合座椅芯材料，其中，衬底和连接构件熔融结合并形成整体。发现由此获得的芯材料的连接构件和衬底牢固地整体熔融结合在一起。

示例2

以与示例1中相同的方式获得复合座椅芯材料，不同之处在于通过在成型连接构件时控制供应的蒸汽的压力来为第二发泡珠粒赋予提高的二次发泡效率，使得连接构件的空隙率降低到15％。

示例3

以与示例1中相同的方式获得复合座椅芯材料，不同之处在于将第一型腔的尺寸改变为350 mm×300 mm×36 mm的长方体。

对照示例1

将示例1中使用的用于形成衬底的发泡珠粒填充在350 mm×300 mm×60 mm的长方体型腔中并被加热且熔融结合，以获得具有单层结构的芯材料。

对照示例2

将示例1中使用的用于形成连接构件的第二发泡珠粒填充在350 mm×300 mm×60 mm的长方体型腔中并被加热且熔融结合，以获得具有单层结构和与外部连通的互连的空隙空间的芯材料。

表1中示出了所获得的芯材料的体密度、空隙率、衬底和连接构件的体积百分比及抗弯刚度相对值。

（4）聚氨酯泡沫垫的形成：

将获得的芯材料放置在400 mm×400 mm×100 mm的长方体成型型腔中，向该型腔供应用于型腔内聚氨酯泡沫的原材料液体。然后使原材料液体发泡以叠合聚氨酯泡沫，由此获得具有叠合的聚氨酯泡沫垫的座椅元件。

所获得的座椅元件的物理性能示于表1中。

如下述方式测量或评估表1中所示的每个物理值。表1中示出的是平均值。

衬底的表观密度和空隙率：

将所获得的芯材料切割成衬底和连接构件。测量经切割的衬底的重量和外部尺寸。通过用重量除以根据外部尺寸计算的表观体积来计算衬底的表观密度。将衬底浸在乙醇中。根据乙醇的水平面的上升，确定衬底的真实体积。衬底的空隙率根据前述等式（n=3）确定。

连接构件的表观密度和空隙率：

以与上述相同的方式切断连接构件。测量连接构件的重量和外部尺寸。通过用重量除以根据外部尺寸计算的表观体积来计算连接构件的表观密度。将连接构件浸在乙醇中。根据乙醇的水平面的上升，确定连接构件的真实体积。连接构件的空隙率根据前述等式（n=3）确定。

体积百分比：

衬底和连接构件的体积百分比由衬底的表观体积和连接构件的表观体积确定。

抗弯刚度相对值：

根据JIS K7221-1（2006）通过三点弯曲试验进行弯曲试验。具体而言，从获得的芯材料切出350 mm×100 mm（厚度与芯材料的厚度相同）的试样。在包含支点间跨度为300 mm且试验速度为20 mm/min的条件下进行三点弯曲试验以测量最大抗弯强度（kPa）。测量的最大抗弯强度表示为与对照示例1的结果的相对值（假设对照示例1的结果为100）（n=5）。

聚氨酯泡沫垫与芯材料之间的结合强度：

从所获得的座椅元件切出尺寸为50 mm×50 mm（厚度与座椅元件的厚度相同）的试样。将SUS板结合到上表面和底表面的各自上。使用万能试验机（TENSIRON）以10 mm/min的拉伸速度在垂直方向上进行拉伸试验。结合强度（N）是聚氨酯泡沫垫从芯材料剥离时的最大载荷（n=5）。

变形（翘曲）：

将座椅元件放置在水平面上，使其芯材料侧朝下定向。用手将座椅元件在纵向方向上的一端压在水平面上。测量提升的另一端处的芯材料的底表面与水平面之间的距离（n=5）。

附图标记说明

1：芯材料

1a：芯材料的上表面

2：衬底

3：连接构件

3a：连接构件的外表面的一部分

4：垫

5：车辆座椅元件

11：管状发泡珠粒

d：管状发泡珠粒的内径

D：管状发泡珠粒的外径

L：管状发泡珠粒的长度

P：管状发泡珠粒的中空部分

Claims (5)

1. 一种复合座椅芯材料，其包括：

泡沫成型的衬底，其包括彼此熔融结合且没有通孔的多个第一热塑性树脂发泡珠粒，以及

泡沫成型的连接构件，其包括各自具有通孔的多个第二热塑性树脂发泡珠粒，所述第二热塑性树脂发泡珠粒彼此熔融结合，使得在所述泡沫成型的连接构件中限定互连的空隙空间，所述互连的空隙空间与所述泡沫成型的连接构件的外表面连通，且包括所述第二热塑性树脂发泡珠粒的所述通孔的一部分，

所述泡沫成型的连接构件以所述泡沫成型的连接构件的所述外表面的一部分在所述复合座椅芯材料的上表面上暴露的状态整体地结合到所述泡沫成型的衬底。

2.根据权利要求1所述的复合座椅芯材料，其中，所述泡沫成型的连接构件具有按体积计10％或更大的平均空隙率。

3.根据权利要求1或2所述的复合座椅芯材料，其中，所述泡沫成型的连接构件的体积为所述复合座椅芯材料的体积的5%至50％。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的复合芯材料，其中，所述泡沫成型的衬底基本上没有空隙空间。

5. 一种车辆座椅元件，其包括：

根据权利要求1所述的所述复合座椅芯材料，和

设置在所述复合座椅芯材料的所述上表面上的聚氨酯泡沫垫，

其中，所述聚氨酯泡沫垫具有通过所述泡沫成型的连接构件的所述外表面浸到所述泡沫成型的连接构件的所述空隙空间的一部分中的部分。