JP2013173813A - シート用パッド - Google Patents

Abstract

【課題】乗員が感じるぐらつき感を抑える。
【解決手段】ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、水、及び触媒を含有する発泡原液が発泡成形されて形成され、車両に取り付けられるシート用パッド１０であって、着座面１１側の表層部分のアスカーＦ硬度が、該表層部分より内側に位置する中央部分のアスカーＦ硬度と比べて高く、かつ６２°〜７５°とされ、全体が同一の材質で一体に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート用パッドに関するものである。

従来から、車両に取り付けられて用いられるシート用パッドとして、例えば下記特許文献１に示されるような構成が知られている。

特開２００２−５２６１６号公報

しかしながら、前記従来のシート用パッドでは、車両が例えば、緩いカーブを走行したり、車線変更したりしたこと等に起因して、１Ｈｚ前後の低周波数帯の振動が入力され変形したときに、乗員が、例えば横滑りや車両のロール軸回りの横揺れ等のぐらつき感を感じることがあった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、乗員が感じるぐらつき感を抑えることができるシート用パッドを提供することである。

上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明のシート用パッドは、（Ａ）ポリオール成分、（Ｂ）ポリイソシアネート成分、（Ｃ）水、及び（Ｄ）触媒を含有する発泡原液が発泡成形されて形成され、車両に取り付けられるシート用パッドであって、前記（Ａ）ポリオール成分として、（ａ−１）エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの開環重合により得られ、エチレンオキシドとプロピレンオキシドに由来する繰り返し単位のモル比が５／９５〜２５／７５であり、数平均分子量が６，０００〜８，０００のポリエーテルポリオールを、ポリオール成分中に４０質量％〜５５質量％の割合で含むと共に、（ａ−２）プロピレンオキシド単独又はエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの開環重合により得られ、エチレンオキシドとプロピレンオキシドに由来する繰り返し単位のモル比が０／１００〜２０／８０であり、数平均分子量が６００〜２，０００のポリエーテルポリオールを、ポリオール成分中に５質量％〜１５質量％の割合で含み、且つ前記（Ａ）ポリオール成分１００質量部に対し、（Ｃ）水の配合量が２．０質量部以上であり、着座面側の表層部分のアスカーＦ硬度が、該表層部分より内側に位置する中央部分のアスカーＦ硬度と比べて高く、かつ６２°〜７５°とされ、全体が同一の材質で一体に形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、乗員が前後左右に揺さぶられるような低周波数帯の振動が入力されたときに、乗員の尻下にあるシート用パッドの表層部分が、乗員の揺れに追従して変形しようとしても、表層部分のアスカーＦ硬度が、中央部分のアスカーＦ硬度より高く、かつ６２°〜７５°となっているので、この変形を抑制することが可能になり、当該変形に起因した乗員が感じるぐらつき感（静的ぐらつき）を抑えることができる。
しかも、全体が同一の材質で一体に形成されているので、このような作用効果を有するシート用パッドを容易に形成することができる。
また、所定の配合のポリウレタンフォームの発泡原液を用いて、低周波数帯の振動に対する減衰性能を高めることにより、シート用パッドの表層部分が変形した状態であっても、ポリウレタンフォーム自体が有する振動減衰効果によって、乗員が感じるぐらつき感（動的ぐらつき）を抑えることができる。

ここで、シート用パッドは、金型温度が３５℃〜５５℃とされたキャビティ内で前記発泡原液が発泡成形されて形成されてもよい。

この場合、金型温度が３５℃〜５５℃とされたキャビティ内で発泡原液を発泡成形することでシート用パッドが形成されるので、シート用パッドの表層部分と中央部分とでアスカーＦ硬度（密度）を大きく異ならせることが可能になり、例えば接着により多層構造にする等しなくても、前述の作用効果を有するシート用パッドの全体を同一の材質で一体に容易かつ確実に形成することが可能になり、製造コストを抑えることができる。

この発明に係るシート用パッドによれば、乗員が感じるぐらつき感を抑えることができる。

本発明に係る一実施形態として示したシート用パッドの概略側面図である。 検証試験の結果を示すグラフである。

以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係るシート用パッドを説明する。
シート用パッド１０は、図示しない車両に取り付けられ着座部として用いられる。なお、シート用パッド１０の厚さは、例えば７０ｍｍ以下、好ましくは３０ｍｍ以上６０ｍｍ以下となっている。またシート用パッド１０は、乗員が着座した状態で例えば約３０％程度圧縮される。
本実施形態では、着座面１１側の表層部分のアスカーＦ硬度が、該表層部分より内側に位置する中央部分のアスカーＦ硬度と比べて高く、かつ６２°〜７５°となっている。なおアスカーＦ硬度は、例えばアスカーゴム硬度計Ｆ型（ＡＳＫＥＲ社製）により測定される。
シート用パッド１０は、全体が同一の材質で一体に形成されている。シート用パッド１０は、中央部分から着座面１１側に向かうに従い漸次、アスカーＦ硬度及び密度が高くなるように形成されている。さらに、シート用パッド１０は、中央部分から、着座面１１と反対の背面１２側に向かうに従い漸次、アスカーＦ硬度及び密度が高くなるように形成されている。なお、前記中央部分は、シート用パッド１０における着座面１１と背面１２との間の中央、つまりシート用パッド１０の厚さ方向の中央に位置している。

シート用パッド１０は、（Ａ）ポリオール成分、（Ｂ）ポリイソシアネート成分、（Ｃ）水、及び（Ｄ）触媒を含有する発泡原液が発泡成形されて形成されている。
（Ａ）ポリオール成分には、（ａ−１）高分子量ポリエーテルポリオール、及び（ａ−２）低分子量ポリエーテルポリオールの双方が含有されている。（Ａ）ポリオール成分には、（ａ−１）高分子量ポリエーテルポリオールが４０質量％〜５５質量％、（ａ−２）低分子量ポリエーテルポリオールが５質量％〜１５質量％それぞれ含有されている。

（ａ−１）高分子量ポリエーテルポリオールは、エチレンオキシド（以下、「ＥＯ」と記載する）及びプロピレンオキシド（以下、「ＰＯ」と記載する）の開環重合により得られ、ＥＯとＰＯに由来する繰り返し単位のモル比（ＥＯ／ＰＯ）が５／９５〜２５／７５であり、且つ数平均分子量が６，０００〜８，０００のポリエーテルポリオールである。この高分子量ポリエーテルポリオールは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、ＥＯとＰＯのモル比は、好ましくは８／９２〜２５／７５、さらに好ましくは１０／９０〜２０／８０としてもよい。数平均分子量は、７，０００〜８，０００の範囲が好ましい。
高分子量ポリエーテルポリオールの一分子中に含まれるヒドロキシル基の数は、２個〜４個にしてもよく、３個であることが好ましい。
高分子量ポリエーテルポリオールの不飽和度は、０．０３ミリ当量／ｇ以下としてもよい。なお、「不飽和度」とは、ＪＩＳ Ｋ １５５７−１９７０に準拠し、試料中の不飽和度結合に酢酸第二水銀を作用させて遊離する酢酸を水酸化カリウムで滴定する方法にて測定した、総不飽和度（ミリ当量／ｇ）を意味するものである。

（ａ−２）低分子量ポリエーテルポリオールは、ＰＯ単独又はＥＯとＰＯとの開環重合により得られ、ＥＯとＰＯに由来する繰り返し単位のモル比が０／１００〜２０／８０であり、数平均分子量が６００〜２，０００のポリエーテルポリオールである。この低分子量ポリエーテルポリオールは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、前記モル比は、好ましくは０／１００〜１０／９０とし、より好ましくは０／１００〜５／９５としてもよい。この低分子量ポリエーテルポリオールの数平均分子量は、好ましくは６５０〜１，５００、より好ましくは７００〜１，２００としてもよい。
なお、本発明において数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ法）によりポリスチレン換算値として算出した値である。
低分子量ポリエーテルポリオールの一分子中に含まれるヒドロキシル基の数は、２個〜４個にしてもよく、３個であることが好ましい。
低分子量ポリエーテルポリオールの不飽和度は、０．０３ミリ当量／ｇ以下としてもよい。

ここで、（Ａ）ポリオール成分に、必要に応じて上記ポリエーテルポリオール［（ａ−１）成分及び（ａ−２）成分］に加えて、ポリマーポリオールを含有させてもよい。
ポリマーポリオールとしては、例えば、ポリアルキレンオキシドからなる好ましくは数平均分子量が３，０００〜８，０００、より好ましくは４，０００〜７，０００のポリエーテルポリオールにポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−スチレン共重合体等のポリマー成分をグラフト共重合させたポリマーポリオール等が挙げられる。ポリアルキレンオキシドの原料となるアルキレンオキシドとしては、ＰＯを含むことが好ましく、ＰＯ単独のもの、又はＰＯ及びＥＯを共に含むものであることが特に好ましい。また、上記ポリマーポリオール中に占める上記のようなポリマー成分の割合としては、通常２５質量％〜５０質量％である。
（Ａ）ポリオール成分として、ポリエーテルポリオール［（ａ−１）成分及び（ａ−２）成分］と、ポリマーポリオールと、の混合物を用いる場合、両者の配合比は、ポリエーテルポリオール／ポリマーポリオール（質量比）として、３０／７０〜１００／０、好ましくは４０／６０〜８０／２０としてもよい。

なお（Ａ）ポリオール成分の粘度は、液温が２５℃のときに３，０００ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは１，８００ｍＰａ・ｓ以下としてもよい。なお、「粘度」とは、ＪＩＳ Ｚ８８０３−１９９１に準拠し、液温２５℃において、毛細管粘度計を用いて測定した粘度を意味する。

（Ｂ）ポリイソシアネート成分としては、公知の各種多官能性の脂肪族、脂環族及び芳香族のイソシアネートを用いることができる。
例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、トリフェニルジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、オルトトルイジンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等を挙げることができ、これらは１種を単独で、又は２種以上を併用してもよい。
なお、（Ｂ）ポリイソシアネート成分中のイソシアネート基と、当該発泡原液中の活性水素基と、のモル比は、好ましくは６０：１００〜１２０：１００、より好ましくは７０：１００〜１１５：１００としてもよい。

（Ｃ）水は、（Ａ）ポリオール成分１００質量部に対して、２．０質量部以上配合される。（Ｃ）水は、（Ｂ）ポリイソシアネート成分と反応して二酸化炭素ガスを発生させることから、発泡剤として作用する。

（Ｄ）触媒としては、例えば、テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、ビス−（ジメチルアミノエチル）エーテル、テトラメチルプロピレンジアミン、トリメチルアミノエチルピペラジン、テトラメチルエチレンジアミン、ジメチルベンジルアミン、メチルモルフォリン、エチルモルフォリン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン等のアミン触媒や、スタナスオクテート、ジブチルチンジラウレート等の錫系触媒が挙げられ、用途や要求に応じて１種又は２種以上を組み合わせてもよい。
なお、市販の触媒としては、例えばトリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ−Ｌ３３：東ソー（株）製）、ビス（ジメチルアミノエチル）エーテル（ＴＯＹＯＣＡＴ−ＥＴ：東ソー（株）製）等が挙げられる。
（Ｄ）触媒は、（Ａ）ポリオール成分１００質量部に対して、０．１質量部〜５質量部、好ましくは０．２質量部〜１質量部配合される。

当該発泡原液に、任意成分として例えば（Ｅ）整泡剤、（Ｆ）架橋剤及び（Ｇ）ジエタノールアミンの少なくとも一つを配合してもよい。
（Ｅ）整泡剤としては、例えば、各種シロキサン−ポリエーテルブロック共重合体等のシリコーン系整泡剤が挙げられる。（Ｅ）整泡剤は、（Ａ）ポリオール成分１００質量部に対して、０．５質量部〜５質量部、好ましくは０．５質量部〜３質量部配合される。
（Ｆ）架橋剤としては、ポリウレタン発泡成形体用として汎用のものが用いられ、（Ａ）ポリオール成分１００質量部に対して、０．５質量部〜１０質量部配合される。
（Ｇ）ジエタノールアミンは、ポリオール成分１００質量部に対して、約０．５質量部配合される。

次に、発泡原液を調整する方法について説明する。

前述した各成分（Ａ）〜（Ｇ）のうち、（Ｂ）ポリイソシアネート成分を除く全てを混合させてポリオール混合物を得た後に、このポリオール混合物に（Ｂ）ポリイソシアネート成分を配合する。
ポリオール混合物は、（Ａ）ポリオール成分に対して、（Ｄ）触媒を配合し、次いで（Ｅ）整泡剤、（Ｆ）架橋剤及び（Ｇ）ジエタノールアミン等の任意成分を配合し、最後に（Ｃ）水を配合して得られる。ポリオール混合物の液温２５℃における粘度は、２，４００ｍＰａ・ｓ以下、好ましくは１，８００ｍＰａ・ｓ以下としてもよい。

次に、発泡原液を発泡させてシート用パッドを形成する方法について説明する。

成形金型のキャビティ内に発泡原液を供給した後に、このキャビティ内の減圧を開始し、ゲルタイムから２０秒〜５０秒経過したときのキャビティ内の圧力を、キャビティ内への発泡原液の供給が完了したときと比べて、０．１５ＭＰａ〜０．２５ＭＰａ低下させる。
なお、ゲルタイムとは、ポリオールとイソシアネートが混合され、増粘が起こってゲル強度が出始める時間をいう。また、発泡原液の調整は、キャビティ内に発泡原液を供給する直前に行う。この際、発泡原液の液温は例えば１０℃〜５０℃、好ましくは２０℃〜４０℃、更に好ましくは２５℃〜３５℃としてもよい。さらに、発泡原液を供給するときのキャビティ内の圧力は、大気圧にしておいてもよい。
その後、キャビティ内で発泡原液を発泡、硬化させシート用パッド１０を形成した後に、脱型してシート用パッド１０を取り出す。以上の工程における金型温度は３５℃〜５５℃、好ましくは４０℃〜５０℃とする。

以上説明したように、本実施形態によるシート用パッドによれば、乗員が前後左右に揺さぶられるような低周波数帯の振動が入力されたときに、乗員の尻下にあるシート用パッド１０の表層部分が、乗員の揺れに追従して変形しようとしても、表層部分のアスカーＦ硬度が、中央部分のアスカーＦ硬度より高く、かつ６２°〜７５°となっているので、この変形を抑制することが可能になり、当該変形に起因した乗員が感じるぐらつき感（静的ぐらつき）を抑えることができる。
しかも、全体が同一の材質で一体に形成されているので、このような作用効果を有するシート用パッド１０を容易に形成することができる。
また、所定の配合のポリウレタンフォームの発泡原液を用いて、低周波数帯の振動に対する減衰性能を高めることにより、シート用パッド１０の表層部分が変形した状態であっても、ポリウレタンフォーム自体が有する振動減衰効果によって、乗員が感じるぐらつき感（動的ぐらつき）を抑えることができる。

さらに、金型温度が３５℃〜５５℃とされたキャビティ内で発泡原液を発泡成形することでシート用パッド１０が形成されるので、シート用パッド１０の表層部分と中央部分とでアスカーＦ硬度（密度）を大きく異ならせることが可能になり、例えば接着により多層構造にする等しなくても、前述の作用効果を有するシート用パッド１０の全体を同一の材質で一体に容易かつ確実に形成することが可能になり、製造コストを抑えることができる。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

次に、以上説明した作用効果に係る検証試験について説明する。
まず、表１に示す第１材、第２材及び第３材の３種類の発泡原液を用意した。

［注］
（１）ポリエーテルポリオールＡ：ＥＯ／ＰＯモル比１３／８７、数平均分子量７，５００、官能基数３
（２）ポリエーテルポリオールＢ：ＥＯ／ＰＯモル比０／１００、数平均分子量７００、官能基数３
（３）ポリマーポリオール：ＥＯ／ＰＯモル比１５／８５、数平均分子量５，０００、官能基数３
（４）架橋剤：ＥＯ／ＰＯモル比１００／０、数平均分子量４００、官能基数４
（５）触媒：３級アミン類
（６）整泡剤：テゴスターブＢ８７４２（エボニックゴールドシュミット社製）

そして、３種類の発泡原液それぞれについて、発泡成形時の金型温度を４２℃、５０℃及び６０℃と異ならせて３種類の試験片を形成した。
具体的には、液温３０℃の発泡原液を、成型金型の、大気圧下にあるキャビティ内に供給して発泡、硬化させた。この過程において、発泡原液のキャビティ内への供給が完了した直後からキャビティ内の減圧を開始し、ゲルタイムから３０秒経過したときのキャビティ内の圧力を、大気圧より０．２ＭＰａ低くした。その後脱型して成形品である前述の試験片を取り出した。

そしてまず、合計９種類全ての試験片についてアスカーＦ硬度を測定した。
結果を表２に示す。

この結果、金型温度が４２℃、５０℃の場合には、第１材、第２材及び第３材全てについて、アスカーＦ硬度が６２°〜７５°であることが確認された。
そして、これら９種類全ての試験片について、ぐらつき感の官能試験を行った。

官能試験は、順序による影響が生じないように、一方が他方と比べて、±３ポイントの範囲で何ポイント良いか（＋）、又は悪いか（−）を評価する一対比較法に基づいて複数人が実施した。
結果を図２（ａ）、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示す。
縦軸の「評価」は、数値が高いほどぐらつき感を感じず、数値が低いほどぐらつき感を感じることを示している。また、図２（ａ）は、第１材で形成した試験片を試験した結果であり、図２（ｂ）は、第２材で形成した試験片を試験した結果であり、図２（ｃ）は、第３材で形成した試験片を試験した結果である。
その結果、第１材、第２材及び第３材のいずれにおいても、発泡成形時の金型温度を４２℃、５０℃として形成した試験片は、６０℃として形成した試験片と比べて、ぐらつき感が抑えられることが確認された。

乗員が感じるぐらつき感を抑えることができる。

１０ シート用パッド
１１ 着座面
１２ 背面

Claims (2)

1. （Ａ）ポリオール成分、（Ｂ）ポリイソシアネート成分、（Ｃ）水、及び（Ｄ）触媒を含有する発泡原液が発泡成形されて形成され、車両に取り付けられるシート用パッドであって、
   前記（Ａ）ポリオール成分として、
   （ａ−１）エチレンオキシド及びプロピレンオキシドの開環重合により得られ、エチレンオキシドとプロピレンオキシドに由来する繰り返し単位のモル比が５／９５〜２５／７５であり、数平均分子量が６，０００〜８，０００のポリエーテルポリオールを、ポリオール成分中に４０質量％〜５５質量％の割合で含むと共に、
   （ａ−２）プロピレンオキシド単独又はエチレンオキシドとプロピレンオキシドとの開環重合により得られ、エチレンオキシドとプロピレンオキシドに由来する繰り返し単位のモル比が０／１００〜２０／８０であり、数平均分子量が６００〜２，０００のポリエーテルポリオールを、ポリオール成分中に５質量％〜１５質量％の割合で含み、
   且つ前記（Ａ）ポリオール成分１００質量部に対し、（Ｃ）水の配合量が２．０質量部以上であり、
   着座面側の表層部分のアスカーＦ硬度が、該表層部分より内側に位置する中央部分のアスカーＦ硬度と比べて高く、かつ６２°〜７５°とされ、
   全体が同一の材質で一体に形成されていることを特徴とするシート用パッド。
2. 請求項１記載のシート用パッドであって、
   金型温度が３５℃〜５５℃とされたキャビティ内で前記発泡原液が発泡成形されて形成されることを特徴とするシート用パッド。

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