CN110337252B - 车辆用坐垫芯材 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种翘曲少、尺寸精度优良的车辆用座垫芯材，包括一体化地形成有加强构件的热塑性树脂泡沫颗粒成型体。该车辆用坐垫芯材包括：具有长边和短边的俯视时为大致矩形形状的热塑性树脂泡沫颗粒成型体(2)；以及在其周缘部嵌件成型的环状加强构件(3)，所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体中形成有贯通厚度方向的壁去除部(4)，在该壁去除部的至少一个角部从该角部附近向泡沫颗粒成型体外侧形成有狭缝(7)。

Description

车辆用坐垫芯材
技术领域
本发明涉及一种车辆用坐垫芯材，包括嵌入有加强构件的热塑性树脂泡沫颗粒成型体。
背景技术
近年来，作为车辆用坐垫芯材，使用在热塑性树脂泡沫颗粒成型体(以下，有时也仅称为“泡沫颗粒成型体”)的内部嵌入由金属等构成的加强构件而成为一体的车辆用坐垫芯材。在这种情况下，嵌入于泡沫颗粒成型体的加强构件作为用于对车体安装、座椅布置的结构体框架以及碰撞时的加强件等而发挥功能。
作为这种使泡沫颗粒成型体与加强构件一体化而成的构件，此前提出了一种复合泡沫颗粒成型体，包括基体泡沫树脂层和配设于该基体泡沫树脂层内部的加强构件，将覆盖加强构件的发泡性树脂的发泡层与基体泡沫树脂层卡合或卡合/熔着而成(例如，参考专利文献1)。
关于这种复合泡沫颗粒成型体的制造，例如通过在模具内的规定位置配设加强构件，接下来填充构成基体的泡沫颗粒，进行加热使其熔着的、所谓嵌件成型(insert-molded)来制造。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平5-154929号公报
发明内容
发明所要解决的问题
可是，泡沫颗粒成型体在通过模具进行模内成型后一般会发生成型收缩。在将具有这种特性的泡沫颗粒成型体与加强材料熔着为一体的复合泡沫颗粒成型体中，由于泡沫颗粒成型体与加强构件的收缩率的差异等原因，模内成型后有时会产生翘曲。在将残留有这种翘曲的复合泡沫颗粒成型体作为车辆用坐垫芯材的情况下，有可能会发生对车身的安装精度变差、无法确保规定的性能等问题。
作为用于解决这些问题的对策，想到了如下方法：预先对泡沫颗粒成型体成型后的收缩率进行预测，预先使泡沫颗粒成型体、加强构件反向翘曲成型，在收缩后成为没有翘曲的形状。
然而，成型后的泡沫颗粒成型体的收缩率会根据所用热塑性树脂泡沫颗粒的种类、制造条件、加强构件的材质等而不同，此外，也会受泡沫颗粒成型体的形状、嵌入的加强构件的配置状态等的影响，因此难以每次都精度良好地预测泡沫颗粒成型体的翘曲大小。该问题在制造如下形状复杂的复合泡沫颗粒成型体的情况下表现得特别显著：为了避开车辆的凸起部分，或者为了确保后续工序中在芯材上层叠的软质泡沫聚氨酯等软质合成树脂发泡体的厚度，复合泡沫颗粒成型体形成有贯通厚度方向的壁去除部。
本发明是鉴于具有上述背景技术的现状而完成的，其要解决的问题在于提供一种翘曲少，尺寸精度高的、包括通过嵌件成型一体化地形成有加强构件的热塑性树脂泡沫颗粒成型体的车辆用坐垫芯材。
用于解决问题的方案
为解决上述问题，本发明采用以下(1)～(6)所述的车辆用坐垫芯材。
(1)一种车辆用坐垫芯材，包括：具有长边和短边的俯视时为大致矩形形状的热塑性树脂泡沫颗粒成型体；以及在所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体的周缘部嵌件成型的环状加强构件，所述车辆用坐垫芯材的特征在于，所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体中具有：贯通厚度方向且至少具有一个角部的至少一个壁去除部；以及从至少一个所述角部的附近向泡沫颗粒成型体外侧延伸的狭缝。
(2)根据所述(1)所述的车辆用坐垫芯材，其特征在于，所述狭缝向所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体的短边方向外侧延伸。
(3)根据所述(1)或(2)所述的车辆用坐垫芯材，其特征在于，在所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体中，将短边方向设为车辆的前后方向，具有在长边方向上排列的三个所述壁去除部，该壁去除部中的位于长边方向的两侧的两个壁去除部在所述长边方向的内侧且前方侧具有角部，具有从各个角部的附近向所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体的前方侧延伸的所述狭缝。
(4)根据所述(3)所述的车辆用坐垫芯材，其特征在于，所述三个壁去除部中的位于中央的壁去除部在前方侧具有两个角部，具有从各个所述角部的附近向热塑性树脂泡沫颗粒成型体的前方侧延伸的所述狭缝。
(5)根据所述(1)～(4)中的任意一项所述的车辆用坐垫芯材，其特征在于，
所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体的最大厚度小于等于150mm。
(6)根据所述(1)～(5)中的任意一项所述的车辆用坐垫芯材，其特征在于，
所述狭缝长度形成为到达所述加强构件的长度，或者形成为到达离该加强构件大于0mm小于等于150mm的内侧位置的长度。
发明效果
根据所述本发明的车辆用坐垫芯材，在形成于泡沫颗粒成型体的贯通厚度方向的壁去除部的特定位置形成有在特定方向上延伸的狭缝，因此通过该狭缝的存在有效地缓和了因泡沫颗粒成型体与加强构件的收缩率的差异等而导致的翘曲，能提供一种翘曲少、尺寸精度高的车辆用坐垫芯材。
附图说明
图1是表示本发明的车辆用坐垫芯材的一实施方式的概念性的立体图。
图2是表现向图1所示的车辆用坐垫芯材的泡沫颗粒成型体内埋设加强构件的状态的概念性的俯视图。
图3是沿图2的X-X线的局部剖面图。
图4是表示实施例的翘曲的测量位置的概念性的俯视图。
具体实施方式
以下，对本发明的车辆用坐垫芯材进行详细说明。
本发明的车辆用坐垫芯材包括：具有长边和短边的俯视时为大致矩形形状的热塑性树脂泡沫颗粒成型体；以及在其周缘部嵌件成型的环状加强构件，所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体中形成有贯通厚度方向的壁去除部，在该壁去除部的至少一个角部处，从该角部附近向热塑性树脂泡沫颗粒成型体的外侧形成有狭缝。以下，将“热塑性树脂泡沫颗粒成型体”仅称为“泡沫颗粒成型体”。
构成所述泡沫颗粒成型体的热塑性树脂能适当选择，例如在使用聚苯乙烯类树脂、聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃类树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸等聚酯类树脂以及聚苯乙烯类树脂与聚烯烃类树脂的复合树脂等的情况下，能合适地应用本发明。尤其是，在使用作为结晶性树脂因而容易收缩的包含聚烯烃类树脂的树脂的情况下，能特别显著地发挥本发明的防止翘曲的效果，因此更优选使用聚乙烯类树脂、聚丙烯类树脂、聚苯乙烯类树脂与聚烯烃类树脂的复合树脂，进一步优选使用聚丙烯类树脂。
此外，通过嵌件成型而一体化形成有加强构件的热塑性树脂泡沫颗粒成型体能通过公知的方法制造。
例如，将分散介质(通常为水)和所需的表面活性剂添加至高压釜等能够加压的密闭容器中，使所述热塑性树脂颗粒分散于其中，压入发泡剂，在加热下搅拌，使发泡剂浸渍于树脂颗粒。接着，将浸渍有发泡剂的树脂颗粒从高温高压条件下的容器内与分散介质一起排出到低压区域(标准大气压下)等，制造发泡到规定倍率的泡沫颗粒。接下来，将该泡沫颗粒填充至预先将加强构件设置于规定位置的模具中，通过导入蒸汽来进行模内成型，使泡沫颗粒熔着，使加强构件与泡沫颗粒成型体形成一体，能将嵌入有加强构件的泡沫颗粒成型体制造为一体成型体。
作为本发明所用的加强构件，只要通常能用作车辆用坐垫芯材的加强构件即可，没有特别限制，能举出例如由铁、铝、铜等构成的金属制加强构件、由工程塑料、玻璃纤维增强树脂等构成的树脂制加强构件，此外，也可以是将它们适当组合的产物。此外，加强构件的形状只要是能够作为向车辆主体的安装、在碰撞时的加强而发挥功能的形状即可，没有特别限制，但至少为能配置在热塑性树脂泡沫颗粒成型体周缘部的环状物。如果是环状加强构件，则可以采用将刚性不同的加强构件连接得到的构件，例如最需要强度的前方由刚性高的线状的加强构件构成，两侧方和后方由比前方细的线状的加强构件构成，此外，也可以是部分地存在不同种材料的构件。此外，在俯视时为大致四边形的环状加强构件的情况下，前半部的形状和后半部的形状也可以不同。这样，当将这类材质、形状前后不对称的加强构件埋设在泡沫颗粒成型体中时，预测在芯材中发生的翘曲的程度和方向就更为困难。
需要说明的是，通常，在作为车辆座椅使用的情况下，如图2所示，为了使从上方观察车辆用坐垫芯材1情况下的各边以及四角都能得到加强，希望采用与泡沫颗粒成型体2的外围一起形成为大致矩形形状的环状加强构件3。此外，不需要将环状加强构件3的整周埋设于泡沫颗粒成型体，例如为了安装于车体，或者为了将其他构件安装于车辆用坐垫芯材，也可以使强化构件3的一部分从泡沫颗粒成型体2露出。
图示的实施方式的强化构件3由粗4.5mm左右的线材构件形成大致四边形的环状，在强化构件3的前半部和后半部形成为形状不同的前后不对称形状。此外，在前方的线材构件结合有用于安装于车身的两个金属制的钩3a，在后方的线材构件结合有用于与背板连结的一个金属制的钩3b。需要说明的是，这些钩的数量没有特别限制。
热塑性树脂泡沫颗粒成型体2形成为在俯视时具有长边和短边的大致矩形形状。该泡沫颗粒成型体2的大小根据搭载的车辆而适当设计，大致形成为长边方向的长度为1000～1500mm，短边方向的长度为400～700mm程度。此外，形成为厚度为5～200mm，最大厚度为200mm以下，优选为150mm以下。需要说明的是，“厚度”是指将本发明的车辆用坐垫芯材安装于车辆的状态下的泡沫颗粒成型体的上下方向的长度。并且，在该泡沫颗粒成型体2中，为了避开形成于车身的凸部等，形成有至少一个贯通厚度方向的壁去除部4。该壁去除部的大小、形状以及数量也根据搭载的车辆而适当设计，但是大致上形成三～五个纵向(泡沫颗粒成型体的短边方向的长度)50～300mm，横向(泡沫颗粒成型体的长边方向的长度)100～500mm的大致矩形的壁去除部4。在图示的实施方式中，沿着泡沫颗粒成型体2的长边方向，在乘坐者的就座部并列形成有三个大致矩形的贯通厚度方向的壁去除部4。此外，在泡沫颗粒成型体2的后部形成有一个安全带扣用的开口部5，在后方的两侧分别形成有用于避开车轮罩的切口部6。需要说明的是，如图3所示，优选热塑性树脂泡沫颗粒成型体2为如下形状：接触乘坐者的大腿部的比壁去除部4靠前方的部分厚度较厚，接触臀部的壁去除部4和比壁去除部4靠后方的部分厚度较薄(壁去除部与加强构件3的前方侧之间厚的形状)。
形成于泡沫颗粒成型体2的贯通所述厚度方向的壁去除部4中，在该壁去除部4的至少一个角部，从该角部附近向泡沫颗粒成型体2的外侧形成有狭缝7。在本发明中，通过形成该狭缝7，能有效地防止由泡沫颗粒成型体2与加强构件3的收缩量的差等导致的翘曲。认为其原因是，在泡沫颗粒成型体2与加强构件3的收缩量的差等导致的拉伸力最集中的壁去除部4的角部附近向泡沫颗粒成型体2的外侧形成有狭缝7，因此该狭缝7能将泡沫颗粒成型体分割，良好地缓和收缩带来的拉伸力。从产生这种作用的观点出发，狭缝7设为从壁去除部4的角部附近向泡沫颗粒成型体2的外侧形成，即从壁去除部4的角部附近向泡沫颗粒成型体2的周缘形成。所述拉伸力显著出现在泡沫颗粒成型体的长边方向，因此为了形成进一步有效地发挥缓和拉伸力作用的狭缝7，优选向泡沫颗粒成型体的长边方向和/或短边方向的外侧形成有狭缝7，更优选向热塑性树脂泡沫颗粒成型体的前方侧形成有狭缝7，进一步优选向与泡沫颗粒成型体的长边方向正交的泡沫颗粒成型体短边方向外侧形成有狭缝7。此外，狭缝7可以在泡沫颗粒成型体2的下表面侧不开口而仅在上表面开口，也可以在上表面侧不开口而仅在下表面开口，但是优选贯通泡沫颗粒成型体2的厚度方向。需要说明的是，在如上述那样狭缝仅在单面侧开口的情况下，优选保留3～25mm厚的底部而形成狭缝。需要说明的是，“角部附近”是从角部位置到离角部较近位置的范围，指的是角部的位置或者从该角部的位置起大于0mm小于等于15mm。所述狭缝形成于角部附近，优选形成于角部的位置。
此外，关于从壁去除部4的角部附近向泡沫颗粒成型体2的外侧形成的所述狭缝7，可以形成为到达配设在泡沫颗粒成型体2的周缘部的加强构件3的内侧，也可以形成为与该加强构件3交叉而使泡沫颗粒成型体2的端部保留为连续部，还可以形成为到达泡沫颗粒成型体2的端部而不保留该连续部，但当考虑到作为坐垫芯材的刚性时，优选形成为到达加强构件3的内侧。在这种情况下，为了有效地发挥缓和拉伸力的作用，所述狭缝7的长度为到达埋设于泡沫颗粒成型体2的周缘部的加强构件3的长度，或者优选为到达距离该加强构件大于0mm小于等于150mm的内侧位置的长度，进一步优选为到达距离20～120mm的内侧位置的长度。其原因是，通过将狭缝7形成为到达更接近加强构件3的位置，分割泡沫颗粒成型体2的效果表现显著。此外，狭缝7的宽度优选为50mm以下，更优选为20mm以下。其下限为0.1mm程度。此外，在模内成型时形成狭缝7的情况下，优选该狭缝7的宽度为5mm以上。
在图示的实施方式中，在泡沫颗粒成型体2的长边方向上排列形成的三个所述壁去除部4中的位于两侧的壁去除部4a、4a中，分别从其前方侧且位于发泡颗粒成型体2的长边方向内侧的角部附近向泡沫颗粒成型体2前方侧形成有狭缝7a。此外，在位于中央的壁去除部4b中，分别从其前方侧的两个角部附近向泡沫颗粒成型体2前方侧形成有狭缝7b。所述狭缝7a、7b均形成为到达离配设于泡沫颗粒成型体2的周缘部的加强构件3100mm的内侧位置的长度。此外，狭缝7a、7b的宽度均形成为10mm。
需要说明的是，本发明中所述“前方”是指，在将本发明的车辆用坐垫芯材安装于车辆的状态下，位于车辆前方的车辆用坐垫芯材的方向，“侧方”是指，位于车辆宽度方向的车辆用坐垫芯材的方向。
关于本发明的车辆用坐垫芯材1的从所述壁去除部4的角部附近向泡沫颗粒成型体外侧形成的所述狭缝7，从生产率的角度出发，优选预先在成型模具中设置用于使狭缝7成型的突起部，与泡沫颗粒成型体2的成型同时形成狭缝7，但也可以通过使用刀具、热线等在由成型装置成型的车辆用坐垫芯材1切入切口而形成。不过，在成型后形成狭缝7的情况下，需要在从模具中取出到发生翘曲为止尽可能快速地形成。
以上说明的本发明的车辆用坐垫芯材是安装于车身的构件，而在该车辆用坐垫芯材的上表面和侧面层叠有聚氨酯泡沫等软质合成树脂发泡体。而且，用编织物、人造皮革、皮革等表皮材料包覆该层叠体的前面、侧面以及上部等外周面，从而形成车辆用坐席。
需要说明的是，所述软质合成树脂泡沫的含义是通过主要作为坐垫的材质使用的软质聚氨酯泡沫，或者是不同于软质聚氨酯泡沫的树脂材料，使发泡率提高，使其发泡而变软的树脂材料的树脂泡沫。通过使用本发明的车辆用坐垫芯材，能减少所述软质合成树脂发泡体的使用量，能形成轻质性优异的车辆用坐席。
实施例
以下通过实施例进一步详细说明本发明的车辆用坐垫芯材，但本发明不限于该实施例。
使用成型装置制造十个泡沫颗粒成型体与加强构件形成为一体化而成的车辆用后部坐席用坐垫芯材。
作为泡沫颗粒选用聚丙烯树脂类泡沫颗粒(发泡率：30倍，泡沫粒径：约4mm)。
作为加强构件采用图2和图3所示的环状的加强构件。使用粗4.5mm的金属线材构件形成长边方向的最大长度为1200mm、短边方向的最大长度为550mm的前后不对称的大致四边形的环状的加强构件。
将所述泡沫颗粒填充在提前配设有所述加强构件的成型模具中，通过蒸汽加热进行模内成型。加热方法为，在两方的模具的泄放阀打开的状态下，向两方的模具供应0.30MPa(G)的蒸汽5秒以进行预热(排气工序)后，从一方的模具供应0.22MPa(G)的蒸汽5秒以从一方的模具进行加热，接下来从另一方的模具供应0.26MPa(G)的蒸汽5秒来从另一方的模具进行加热后，从两方的模具供应0.30MPa(G)的蒸汽3秒来进行主加热。加热结束后，释放压力，将成型模具风冷30秒，水冷240秒，得到泡沫颗粒成型体与加强构件成为一体的车辆用坐垫芯材。
得到的车辆用坐垫芯材在俯视时为大致矩形形状，沿着其长边方向排列形成有三个贯通厚度方向的壁去除部。此外，在该壁去除部的后方形成有一个安全带扣用的开口部，在后方的两侧分别形成有用于避开车轮罩的缺口部。位于中央的所述壁去除部形成为纵向150mm、横向250mm的大致矩形，位于两侧的所述壁去除部分别形成为纵向150mm、横向300mm的大致矩形。
接着，对于五个车辆用坐垫芯材，在将该芯材从模具中取出后立即(10分钟以内)使用切刀在壁去除部的角部从该角部附近向泡沫颗粒成型体的外侧形成贯通厚度方向的狭缝7。关于该狭缝，如图1～图3所示，在位于长边方向的两侧的所述壁去除部4a、4a中，从其前方侧的角部中的位于泡沫颗粒成型体的内侧的角部附近分别向泡沫颗粒成型体的短边方向外侧形成狭缝7a，此外，在位于中央的所述壁去除部4b中，从其前方侧的两个角部附近分别向泡沫颗粒成型体的短边方向外侧形成狭缝7b。所述狭缝7a、7b均形成为到达离配设于泡沫颗粒成型体的周缘部的加强构件100mm的内侧位置的长度，此外，狭缝的宽度均形成为10mm。
将形成有狭缝的五个车辆用坐垫芯材(实施例)和没有形成狭缝的其余五个车辆用坐垫芯材(比较例)一同在60℃的氛围下放置保养24小时后，通过以下方法对实施例和比较例的车辆用坐垫芯材进行测量、评价。
需要说明的是，在实施例和比较例的芯材中，其长边方向的最大长度为1250mm，短边方向的最大长度为580mm，最大厚度为80mm。
(翘曲的测量方法)
将车辆用坐垫芯材的座椅面侧朝上放置在检查夹具上，在如图4所示的A～C的位置处测量距基准位置的位移量(mm)。
需要说明的是，将从基准位置向上方位移的情况设为“+”，将向下方位移的情况设为“－”。
表1示出五个实施例、五个比较例各自的测量结果的算术平均值。
[表1]
Figure GDA0002180559920000091
从表1可知，形成有狭缝的实施例与不存在狭缝的比较例相比，产品的位移量小，泡沫颗粒成型体的翘曲减小，产品价值优异。
根据所述结果，确认了本发明的车辆用坐垫芯材能通过在特定条件下形成狭缝来提供一种重量轻、翘曲少且商品价值极为优异的车辆用坐垫芯材。
需要说明的是，本申请基于2017年2月28日提出申请的日本专利申请(日本专利申请2017-035715号)，通过引用而援引了其全部内容。此外，在此引用的所有参考文献均为整体引入。
产业上的可利用性
根据本发明，能提供翘曲少、尺寸精度优异的包括一体地形成有加强构件的热塑性树脂泡沫颗粒成型体的车辆用坐垫芯材，因此能将聚氨酯泡沫等软质合成树脂发泡体层叠于该车辆用坐垫芯材，进而在该堆叠体的外周面包覆编织物、人造皮革、皮革等表皮材料来作为车辆用坐席广泛使用。

Claims (7)

1.一种车辆用坐垫芯材，包括：具有长边和短边的俯视时为大致矩形形状的热塑性树脂泡沫颗粒成型体；以及在所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体的周缘部嵌件成型而一体化的环状加强构件，所述车辆用坐垫芯材的特征在于，
所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体中具有：贯通厚度方向且至少具有一个角部的至少一个壁去除部；以及从至少一个所述角部的附近向泡沫颗粒成型体外侧延伸的狭缝，
所述狭缝长度形成为到达所述加强构件的长度，或者形成为到达离该加强构件大于0mm小于等于150mm的内侧位置的长度。
2.根据权利要求1所述的车辆用坐垫芯材，其特征在于，
所述狭缝向所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体的短边方向外侧延伸。
3.根据权利要求1所述的车辆用坐垫芯材，其特征在于，
在所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体中，将短边方向设为车辆的前后方向，具有在长边方向上排列的三个所述壁去除部，该壁去除部中的位于长边方向的两侧的两个壁去除部在所述长边方向的内侧且前方侧具有角部，具有从各个角部的附近向所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体的前方侧延伸的所述狭缝。
4.根据权利要求2所述的车辆用坐垫芯材，其特征在于，
在所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体中，将短边方向设为车辆的前后方向，具有在长边方向上排列的三个所述壁去除部，该壁去除部中的位于长边方向的两侧的两个壁去除部在所述长边方向的内侧且前方侧具有角部，具有从各个角部的附近向所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体的前方侧延伸的所述狭缝。
5.根据权利要求3所述的车辆用坐垫芯材，其特征在于，
三个所述壁去除部中的位于中央的壁去除部在前方侧具有两个角部，具有从各个所述角部的附近向热塑性树脂泡沫颗粒成型体的前方侧延伸的所述狭缝。
6.根据权利要求4所述的车辆用坐垫芯材，其特征在于，
三个所述壁去除部中的位于中央的壁去除部在前方侧具有两个角部，具有从各个所述角部的附近向热塑性树脂泡沫颗粒成型体的前方侧延伸的所述狭缝。
7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的车辆用坐垫芯材，其特征在于，
所述热塑性树脂泡沫颗粒成型体的最大厚度小于等于150mm。
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