JP2017035378A - 車両用シート芯材、および車両用シート部材 - Google Patents

車両用シート芯材、および車両用シート部材 Download PDF

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Abstract


【課題】 本発明は、型内でポリウレタンフォームを発泡させて、発泡粒子成形体からなる芯材に積層一体化させるにあたり、ポリウレタンフォームとの接合強度に優れ、かつポリウレタンフォーム積層による反りなどの変形が抑制された、車両用シート芯材を提供することを課題としている。

【解決手段】 本発明の車両用シート芯材は熱可塑性樹脂発泡粒子成形体からなる車両用シート芯材であり、熱可塑性樹脂発泡粒子成形体が、貫通孔を有しない熱可塑性樹脂発泡粒子が相互に融着してなると共に実質的に空隙を有しない基部と、該基部の上方側に形成された、貫通孔を有する発泡粒子が相互に融着してなると共に外部と連通する空隙を有する連通部とからなり、該連通部の少なくとも一部が発泡粒子成形体の表面に露出しており、かつ基部と連通部が固着一体化している。


【選択図】 なし

Description

本発明は、車両用シート芯材、および該車両用シート芯材を用いた車両用シート部材に関する。
従来、自動車等で使用される座席として、複数の異なる素材製の材料が積層された車両用シート部材が使用されている。その一例として、クッション性を有する素材からなるクッション層と、クッション層よりも強度や剛性が高く、軽量な素材からなる基材層とが積層された積層体がある。
前記クッション層を構成する素材としては、例えば軟質ポリウレタンフォーム等が用いられており、搭乗者が着座した際の座り心地や腰部のホールド感等が良好なものとなるように構成されている。
一方、前記基材層を構成する素材としては、例えば硬質ポリウレタンフォーム等が用いられてきた。しかし、最近ではスチレン系樹脂やエチレン系樹脂、プロピレン系樹脂等の熱可塑性樹脂発泡体が用いられており、クッション層の強度や剛性を補うとともに、車両用シート部材自体の軽量化を図ることが可能となっている。このように、軟質ポリウレタンフォームからなるクッション層と、熱可塑性樹脂発泡体からなる基材層とを積層することで、複合的な特性を有する車両用シート部材を得ることが可能になった。
このような車両用シート部材を形成する方法として、成形金型を用いた方法があり、具体的には、成形金型内に形成された成形空間に、予め形成しておいた基材層を構成する部材（熱可塑性樹脂発泡体）を配置し、かかる部材が配置された成形空間にクッション層の原料（ポリウレタンフォーム用の液体原料など）を充填発泡させてクッション層を形成することで、基材層の表面にクッション層を直接形成（積層）する方法がある。
しかし、ポリウレタンフォームからなるクッション層と、基材層を構成するプロピレン系樹脂などの熱可塑性樹脂の発泡体とは接着性が乏しいことから、ポリウレタンフォームと基材層との間の剥離を抑制するための検討がなされている。例えば特許文献１では、成形体の表面における異素材層との接触領域を、成形体の軟化温度の８０％以上の温度で加熱することにより、接触領域を形成する発泡性樹脂粒子を軟化させるとともに膨張させて接触領域に凹凸を形成し、この凹凸の凹部に入り込むように異素材層が形成される積層体の製造方法が提案されている。
特開２０１２−１７１１０４号公報
しかし、特許文献１の製造方法によって製造される積層体においては、ポリウレタンフォームと熱可塑性樹脂発泡体との接着強度の向上は必ずしも十分ではなく、各層間の剥離を確実に抑制することは難しい。例えば、自動車等の座席などに積層体が使用されると、ポリウレタンフォームと基材層との間に剥離が生じやすく、搭乗者の座り心地やホールド感が低下したり、剥離に伴う層間のこすれ音が生じるなどの問題が発生している。
本発明者等は、前記剥離の問題を解消するために、貫通孔を有する熱可塑性樹脂粒子を用いて型内成形を行うことによって得られた、外部と連通する空隙を有する発泡粒子成形体を基部として用い、これにポリウレタンフォームを積層一体化させることを試みた。
このものは、発泡粒子成形体からなる基部の空隙に、ポリウレタンフォーム用原料液が入り込んで発泡、固化することにより、ポリウレタンフォームと基部が積層一体化している積層体である。このものは、基部の表面側に位置する空隙内に、ポリウレタンフォームの一部が入り込んで発泡、固化していることにより、基部とポリウレタンフォームとの接合性に優れ、剥離が生じにくいものとなった。
しかし、前記外部と連通する空隙を有する発泡粒子成形体を基部として用い、ポリウレタンフォームを積層一体化させると、発泡粒子成形体の密度によっては、発泡粒子成形体に反りなどの変形が生じることがあった。その原因として、ポリウレタンフォームと発泡粒子成形体とが物理的に強固に接合されることに加え、両者の収縮の違いによることや、ポリウレタンフォームの発泡時の熱の影響等が考えられる。
本発明は、型内でポリウレタンフォームを発泡させて、発泡粒子成形体からなる芯材に積層一体化させるにあたり、ポリウレタンフォームとの接合強度に優れ、かつポリウレタンフォーム積層による反りなどの変形が抑制された、車両用シート芯材を提供することを課題としている。さらに、この車両用シート芯材を用いた車両用シート部材を提供することを課題としている。
本発明によれば、以下に示す車両用シート芯材、車両用シート部材が提供される。
［１］熱可塑性樹脂発泡粒子成形体からなる車両用シート芯材において、
熱可塑性樹脂発泡粒子成形体が、貫通孔を有しない熱可塑性樹脂発泡粒子が相互に融着してなると共に実質的に空隙を有しない基部と、該基部の上方側に形成された、貫通孔を有する発泡粒子が相互に融着してなると共に外部と連通する空隙を有する連通部とからなり、該連通部の少なくとも一部が発泡粒子成形体の表面に露出しており、かつ基部と連通部が固着一体化していることを特徴とする車両用シート芯材。
［２］前記連通部の平均空隙率（Ａ）が１０体積％以上であることを特徴とする前記１に記載の車両用シート芯材。
［３］前記熱可塑性樹脂発泡粒子成形体中に占める連通部の容積割合が５〜５０体積％であることを特徴とする前記１又は２に記載の車両用シート芯材。
［４］熱可塑性樹脂発泡粒子成形体からなる芯材と、該芯材の上面を覆うポリウレタンフォームからなる車両用シート部材において、
熱可塑性樹脂発泡粒子成形体が、貫通孔を有しない発泡粒子が相互に融着してなると共に実質的に空隙を有しない基部と、該基部の上方側に形成された、貫通孔を有する発泡粒子が相互に融着してなると共に外部と連通する空隙を有する連通部とからなり、基部と連通部とが固着一体化しており、連通部の空隙にポリウレタンフォームの一部が入り込んで固化していることを特徴とする車両用シート部材。
本発明の車両用シート芯材は、前記基部と前記連通部とからなるため、ポリウレタンフォームとの接合強度に優れ、かつポリウレタンフォーム積層による反りなどの変形が抑制されている。
本発明の車両用シート部材は、クッション性に優れ、車両用シート芯材とポリウレタンフォームの剥離が抑制され、その上に車両用シート芯材の反りなどの変形が抑制されている。
筒状の熱可塑性樹脂粒子の一形態を例示した模式図である。 図２（ａ）は、発泡粒子成形体上面の全体に連通部が露出し、発泡粒子成形体の上面全体を覆うようにポリウレタンフォームが形成されている例である。図２（ｂ）は、発泡粒子成形体上面の中心部一帯に連通部が露出し、発泡粒子成形体の上面全体を覆うようにポリウレタンフォームが形成されている例である。図２（ｃ）は、連通部が発泡粒子成形体上面全体を包むように露出し、発泡粒子成形体の上面全体を覆うようにポリウレタンフォームが形成されている例である。図２（ｄ）は、連通部が複数形成され、その部分ごとの表面が発泡粒子成形体の表面に露出し、発泡粒子成形体の上面全体を覆うようにポリウレタンフォームが形成されている例である。
以下、本発明の車両用シート芯材、さらに車両用シート部材について詳細に説明する。
本発明の車両用シート芯材（以下、単に芯材ともいう。）は熱可塑性樹脂発泡粒子成形体からなり、該熱可塑性樹脂発泡粒子成形体（以下、単に発泡粒子成形体ともいう。）は基部と該基部の上方側に形成された連通部とからなる。
なお、本発明のポリウレタンフォームが形成された車両用シート芯材は、下方から基部、連通部、ポリウレタンフォームの順で配置されて車両に取り付けられるものであり、本明細書において「上方側」とは、車両用シート部材として使用される場合の上方を意味する。
本発明の車両用シート芯材を構成する基部は、貫通孔を有しない発泡粒子が相互に融着してなる発泡粒子成形体によって形成されており、実質的に空隙を有していない。基部が貫通孔を有しない発泡粒子からなり、実質的に空隙を有していなことにより、該芯材は剛性に優れるので、ポリウレタンフォーム積層による反りなどの変形が防止される。また、ポリウレタンフォームの原料液が基部中に浸入することを防ぐことにより、ポリウレタンフォームの連通部への含浸量を制御することができ、ポリウレタンフォームの密度のバラツキを抑制することができる。
なお、一般に、貫通孔を有しない発泡粒子からなる成形体であっても、発泡粒子間に微細な間隙が残っていることから、後述する測定方法により求められる空隙率は０％にはならない。本発明において、実質的に空隙を有していないとは、具体的には、平均空隙率（Ｃ）が８％体積以下であることをいう。
基部を構成する熱可塑性樹脂発泡粒子（以下、単に発泡粒子ともいう。）の基材樹脂は、熱可塑性樹脂であればあらゆるものを使用することができる。例えば、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−プロピレンコポリマー、プロピレン−ブテンコポリマー、エチレン−プロピレン−ブテンターポリマー、ホモポリプロピレンなどのポリプロピレン系樹脂、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−メチルメタクリレートコポリマー、エチレン−メタクリル酸コポリマーの分子間を金属イオンで架橋したアイオノマー系樹脂などのポリエチレン系樹脂やポリブテン、ポリペンテンなどのうちの１種または２種以上を例示することができる。なかでも、発泡成形体の圧縮後の回復性が良好である点で、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−プロピレンコポリマー、プロピレン−ブテンコポリマー、エチレン−ブテン−プロピレンターポリマーなどが好ましい。なお、コポリマー及びターポリマーは、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよいが、ランダム共重合体がより好ましい。
また、熱可塑性樹脂は無架橋の状態のものでもよいが、パーオキサイドや放射線などにより架橋させていてもよい。しかしながら、生産工程数、リサイクル性の面で無架橋のものが好ましい。
さらに、熱可塑性樹脂は、黒、灰色、茶色等の着色顔料又は染料を添加して着色されたものであってもよい。
本発明の車両用シート芯材を構成する連通部は、貫通孔を有する発泡粒子が相互に融着してなる発泡粒子成形体によって形成されており、外部と連通する空隙を有している。連通部の空隙は、貫通孔を有する熱可塑性樹脂発泡粒子の貫通孔による空隙と、融着した複数の発泡粒子の間に形成される間隙による空隙とを含んでおり、主に、熱可塑性樹脂発泡粒子の貫通孔により形成されている。
連通部は、外部と連通する空隙を有していることにより、後述する車両用シート部材を製造する際に、ポリウレタンフォーム原料液が連通部中に入り込み、発泡することにより連通部と後述するポリウレタンフォームとを強固に接合させることができる。このような発泡粒子成形体は、空隙を有するため、実質的に空隙を有しない発泡粒子成形体よりも剛性が低いものとなる。本発明の芯材を構成する発泡粒子成形体は、空隙を有する発泡粒子成形体と実質的に空隙を有しない発泡粒子成形体から構成されるため、ポリウレタンフォームを発泡積層させることによる芯材の変形を抑制することができる。
連通部を構成する熱可塑性樹脂としては、前記基部を構成する熱可塑性樹脂と同様なものが挙げられる。ただし、連通部を構成する熱可塑性樹脂と基部を構成する熱可塑性樹脂とを同じものにすることができるし、異なる熱可塑性樹脂とすることもできる。
貫通孔を有する熱可塑性樹脂発泡粒子には、例えば、筒状であって、（ａ）外周形状、中空部の形状がともに円形であるもの、（ｂ）外周形状、中空部の形状ともに多角形であるもの、（ｃ）外周形状が円形で中空部の形状が多角形であるもの、（ｄ）外周形状が多角形で中空部の形状が円形であるもの、（ｅ）上記（ａ）〜（ｄ）をその外周において互いに接合させた形状であるものなどが含まれる。
筒状の発泡粒子の外形や中空部の寸法などは適宜設計することができる。例えば、貫通孔を有する筒状の発泡粒子が外周形状、中空部の形状がともに円形であるものの場合を例にとると、図１の模式図に例示したように、筒状の発泡粒子１１の外径Ｄは２〜６ｍｍ、内径ｄ（中空部Ｐの直径）は、１〜５ｍｍ、長さＬは２〜６ｍｍであることが好ましい。筒状の樹脂粒子の寸法が、この範囲であると、後述するように、ポリウレタンフォームと連通部との接合強度をより高めることができる。さらに、この場合、Ｄ／Ｌ＝０．８〜１．２であること、また、内径ｄは、１．５ｍｍ以上であることがさらに好ましく、これによってクッション層と基材層との接合強度をさらに高めることができる。
連通部の平均空隙率（Ａ）は１０体積％以上であることが好ましい。平均空隙率（Ａ）が１０体積％未満であると、後述するポリウレタンフォームと連通部との接合強度を確保することが難しい。一方、平均空隙率（Ａ）が４０体積％を超えると、連通部の機械的強度が不十分となるおそれがある。このような観点から、連通部の平均空隙率（Ａ）は、１２〜３５体積％であることが好ましく、より好ましくは１５〜３０体積％である。
本明細書において、連通部の平均空隙率は、次式を用いて算出される値である。
空隙率（体積％）＝〔（X−Ｙ）／X〕×１００
ここで、Xは成形体の見かけ体積（ｃｍ３）、Ｙは成形体の真の体積（ｃｍ３）である。見かけ体積Xは、発泡成形体の外形寸法から算出される体積、真の体積Ｙは発泡成形体の空隙部を除いた実質体積をそれぞれ表している。真の体積Ｙは発泡成形体を液体（例えばアルコール）中に沈めた時の増量した液体の体積を測定することによって求めることができる。
本発明においては、連通部の少なくとも一部が発泡粒子成形体の表面に露出していることを要する。連通部の一部が成形体の表面に露出していれば、その部分の空隙にポリウレタンフォーム原料を入り込ませることができ、発泡、固化させることにより、発泡粒子成形体とポリウレタンフォームとを一体化させることができる。連通部が発泡粒子成形体の表面に露出している態様には制限はないが、その例を、図２に示す。図２（ａ）は、発泡粒子成形体上面の全体に連通部が露出し、発泡粒子成形体の上面全体を覆うようにポリウレタンフォームが形成されている例であり、図２（ｂ）は、発泡粒子成形体上面の中心部一帯に連通部が露出し、発泡粒子成形体の上面全体を覆うようにポリウレタンフォームが形成されている例であり、図２（ｃ）は、連通部が発泡粒子成形体上面全体を包むように露出し、発泡粒子成形体の上面全体を覆うようにポリウレタンフォームが形成されている例であり、図２（ｄ）は、連通部が複数形成され、その部分ごとの表面が発泡粒子成形体の表面に露出し、発泡粒子成形体の上面全体を覆うようにポリウレタンフォームが形成されている例である。
なお、図２は発泡粒子成形体の縦断面図であり、１は発泡粒子成形体（車両用シート芯材）を、２は基部を、３は連通部を、４はポリウレタンフォームを、５は車両用シート部材をそれぞれ示す。
さらに、本発明においては、基部と連通部が固着一体化していることを有する。それにより、強度に優れる発泡粒子成形体が得られ、最終的には強度に優れる車両用シート部材を得ることができる。基部と連通部を固着する方法に制限はないが、基部と連通部の両者を構成する熱可塑性樹脂を融着可能な同系統の樹脂を選択して一体成形する方法や、両者を別々に製造して後工程で熱融着させる方法、或いは両者を接着剤で接着する方法などが挙げられる。また、図２（ｄ）に示すように、基部に形成されたアリ溝内に連通部を形成することにより、固着一体化してもよい。
本発明の発泡粒子成形体中に占める連通部の容積割合は５〜５０体積％であることが好ましい。連通部の容積割合が上記範囲内であると、ポリウレタンフォーム積層による反りなどの変形を抑制しつつ、より確実にポリウレタンフォームと接合することが可能となる。かかる観点から、連通部の容積割合の下限は１０体積％がより好ましく、さらに好ましくは１５体積％である。また、その上限は４０体積％がより好ましく、さらに好ましくは３０体積％である。
ウレタンフォームとの接合力の観点から、連通部の厚みは５ｍｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０ｍｍ以上である。一方、部材ごとに空隙へのポリウレタンフォームの含浸量にバラツキがあると、得られるポリウレタンフォームの密度にバラツキが生じることから、含浸量を制御するという観点から、連通部の厚みは３０ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは２５ｍｍ以下である。
基部の見掛け密度は、軽量性と機械的強度のバランス、及びポリウレタンフォーム積層による変形を効果的に抑制するという観点から、１０〜９０ｋｇ／ｍ３であることが好ましく、２０〜６０ｋｇ／ｍ３であることがより好ましい。一方、連通部の見掛け密度は、車両用シート芯材の機械的強度の観点から、１０〜９０ｋｇ／ｍ３であることが好ましく、２０〜６０ｋｇ／ｍ３であることがより好ましい。
なお、本明細書において、発泡粒子成形体（連通部及び基部）の見掛け密度とは、成形体の重量を成形体の外形寸法から算出される容積で割算することにより求められる値である。
次に、本発明の車両用シート部材について説明する。
本発明の車両用シート部材は、前記した車両用シート芯材と、該芯材の上面を覆うポリウレタンフォームからなり、芯材を構成する連通部の空隙にポリウレタンフォームの一部が入り込んで固化している。該車両用シート部材は、ポリウレタンフォームにより上面が覆われていることによりクッション性を有し、軽量な素材からなる下方の芯材を有することにより、強度や剛性に優れるものである。さらに、ポリウレタンフォームの一部が芯材の連通部の空隙に入り込んで固化一体化しており、ポリウレタンフォームと芯材が強固に接合しているので両者の剥離が抑制される。さらに、芯材は前記した本発明特有の構造を有することにより、反りなどの変形が防止される。
次に、本発明の車両用シート芯材、該芯材を用いた車両用シート部材の製造方法について説明する。
本発明の車両用シート芯材は、次の工程を経ることにより得ることができる。
（１）貫通孔を有しない発泡粒子が相互に融着してなると共に実質的に空隙を有しない基部を製造する工程
（２）貫通孔を有する発泡粒子が相互に融着してなると共に外部と連通する空隙を有する連通部を製造する工程
（３）基部の上方側に、連通部を配し固着一体化して車両用シート芯材を製造する工程
（４）型内にて、車両用シート芯材の上に、液状のポリウレタンフォーム用原料を供給し、該原料を発泡させることにより、ポリウレタンフォームを形成する際に、その一部を連通部の空隙内で発泡、固化させて、車両用シート芯材とポリウレタンフォームとを積層一体化する工程
なお、工程（１）と工程（２）とあることに、工程（１）を先に行わなければならないという意味はなく、工程（２）を先に行うことも可能である。
以下、各工程について説明する。
工程（１）では、貫通孔を有しない発泡粒子が相互に融着してなると共に実質的に空隙を有しない基部が形成される。かかる基部は、貫通孔を有しない熱可塑性樹脂発泡粒子を用いる通常の型内成形方法により得ることができ、従来公知の全ての型内成形方法を用いることができる。
具体的には、例えば、まず、基材樹脂となる熱可塑性樹脂を押出機で溶融混練した後、ストランド状に押し出して、冷却後適宜長さに切断するか、或いは適宜長さに切断後冷却する等の方法によって熱可塑性樹脂樹脂粒子（以下、単に樹脂粒子ともいう。）を製造する。
樹脂粒子を構成する熱可塑性樹脂としては、前記した基部を構成する熱可塑性樹脂を用いることができる。
熱可塑性樹脂粒子は、黒、灰色、茶色等の着色顔料又は染料を添加して着色されたものであってもよい。
次に、熱可塑性樹脂粒子を密閉容器内に発泡剤の存在下で分散媒に分散させて、熱可塑性樹脂粒子の軟化温度以上の温度に加熱して樹脂粒子内に発泡剤を含浸させる。その後、容器の一旦を開放し、容器内圧力を発泡剤の蒸気圧以上の圧力に保持しながら熱可塑性樹脂粒子と分散媒とを同時に容器内よりも低圧の雰囲気下（通常は大気圧下）に放出して熱可塑性樹脂粒子を発泡させることで、貫通孔を有しない熱可塑性樹脂発泡粒子を得ることができる。
熱可塑性樹脂粒子を得る際に用いられる発泡剤としては、通常、プロパン、イソブタン、ブタン、イソペンタン、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロブタン、シクロヘキサン、クロロフルオロメタン、トリフルオロメタン、１，２，２，２−テトラフルオロエタン、１−クロロ−１，１−ジフルオロエタン、１，１−ジフルオロエタン、１−クロロ−１，２，２，２−テトラフルオロエタン等の揮発性有機発泡剤や、窒素、二酸化炭素、アルゴン、空気等の無機ガス系発泡剤が挙げられるが、なかでもオゾン層の破壊がなく且つ安価な無機ガス系発泡剤が好ましく、特に窒素、空気、二酸化炭素が好ましい。又、上記発泡剤の二種以上の混合系にて使用することもでき、発泡倍率向上効果を考慮すると、二酸化炭素とブタンとの混合発泡剤を使用することができる。
熱可塑性樹脂発泡粒子を得る際に用いられる分散媒としては、樹脂粒子を溶解しないものであればよく、このような分散媒としては例えば、水、エチレングリコール、グリセリン、メタノール、エタノール等が挙げられるが、通常は水が使用される。
また、熱可塑性樹脂粒子を分散媒に分散させて発泡温度に加熱するに際し、樹脂粒子相互の融着を防止するために分散剤を用いることもできる。
前記のような方法で製造された熱可塑性樹脂発泡粒子を金型内に充填し、所定の温度に加熱して型内成形することで、貫通孔を有しない熱可塑性樹脂発泡粒子が相互に融着した基部を得ることができる。成形条件は、車両用シート芯材の用途などを考慮して適宜設定することができる。
工程（２）では、貫通孔を有する発泡粒子が相互に融着してなると共に外部と連通する空隙を有する連通部が形成される。
連通部を構成する貫通孔を有する発泡粒子を用いた発泡粒子成形体は、例えば、特開平０８−１０８４４１号公報、特開平０７−１３７０６３号公報、特開２０１２−１２６８１６号公報などの従来公知の方法によって製造することができる。
具体的には、前記した基部を形成するための樹脂粒子と同様な方法によって貫通孔を有する筒状の熱可塑性樹脂樹脂粒子を製造することができる。なお、この際、ダイとして押出機ダイの溶融樹脂出口に所望の筒状の熱可塑性樹脂粒子の断面形状と同様のスリットを有するものを選択することや、筒形を維持するために、スリットの内側に筒形ストランド穴部の圧力を常圧もしくはそれ以上に保つための圧力調整孔を設けたものなどを使用することができる。
筒状の筒状の樹脂粒子を構成する熱可塑性樹脂としては、前記した基部を構成する熱可塑性樹脂を用いることができる。
次に、前記した基部を形成するために樹脂粒子を発泡させる方法と同様の方法で、貫通孔を有する熱可塑性樹脂粒子を発泡させることで、貫通孔を有する熱可塑性樹脂発泡粒子を得ることができる。
貫通孔を有する熱可塑性樹脂発泡粒子としては、前記したように、筒状であって種々の形状のものを用いることができる。
前記のような方法で製造された貫通孔を有する熱可塑性樹脂発泡粒子を金型内に充填し、所定の温度に加熱して型内成形することで、貫通孔を有する熱可塑性樹脂発泡粒子が相互に融着した連通部を得ることができる。成形条件は、車両用シート芯材の用途などを考慮して適宜設定することができる。
工程（３）では、基部の上方側に、連通部を配し固着一体化することにより車両用シート芯材（発泡粒子成形体）が製造される。このとき、連通部の少なくとも一部が発泡粒子成形体の表面に露出させることを要する。
なお、工程（１）（２）（３）は、１台の型内成形機を用いて連続して行うことができる。具体的には、例えば特開昭５５−１１８４１号公報、特開昭５５−４６９３８号公報、特開昭５５−５３５３８号公報、特開昭５７−４７６２９号公報、特開昭６１−１３００２６号公報、特開平５−１１６２２６号公報などに開示された方法を採用することができる。
例えば、一対の金型を第一の金型としてそのキャビティ内に基部形成用の貫通孔を有しない発泡粒子を充填した後、該発泡粒子を加熱融着させ（工程（１））、つぎに第一の金型の凸型を他の凸型と入れ替えて第二の金型とし、該第二の金型で前段のキャビテイより容積の大きなキャビティを形成して、キャビティ内の空隙に連通部形成用の貫通孔を有する発泡粒子を充填し、該発泡粒子を加熱融着させる（工程（２））と共に、前記基部とも融着させることにより（工程（３））、発泡粒子成形体（車両用シート芯材）を得ることができる。
ただし、基部と連通部の固着は、前記のとおり、別工程により、接着剤で接着させたり、熱融着させたり等によることもできる。
工程（４）では、ポリウレタンフォーム積層用の成形型内にて、発泡粒子成形体の上に、液状のポリウレタンフォーム用原料を供給する。
液状のポリウレタンフォーム用原料は、公知の材料を適宜使用することができ、ポリウレタンと各種の発泡剤などを含むことができる。また、液状のポリウレタンフォーム用原料の量なども所望のポリウレタンフォームの密度にあわせて適宜設定することができる。
工程（４）で、液状のポリウレタンフォーム用原料を発泡させて、発泡粒子成形体とポリウレタンフォームとを積層一体化する。
このとき、ポリウレタンフォーム用原料を発泡粒子成形体上に供給した際に連通部の空隙内に入り込んでいるポリウレタンフォーム用原料が発泡することにより、あるいは、ポリウレタンフォーム用原料の発泡時の圧力でポリウレタンフォームの一部が連通部の空隙内に押し込まれることにより、連通部の空隙部内にポリウレタンフォームの一部が入り込んで固化した状態となる。
さらに、連通部は貫通孔を有するポリオレフィン系樹脂発泡粒子が相互に融着してなることから、発泡粒子の貫通孔による空隙にポリウレタンフォームが入り込むため、その発泡圧により発泡粒子同士の融着構造が破壊されにくくなる。さらに、発泡粒子成形体の空隙は、発泡粒子の貫通孔、さらには発泡粒子間の間隙が複雑につながって形成されているため、連通部とポリウレタンフォームとが高い接触面積でかつ複雑な形で接合することとなる。そのため、連通部とポリウレタンフォームとが高い接合強度で積層一体化される。なお、ポリウレタンフォーム用原料を発泡させるための条件は、適宜設定することができる。
このように、本発明の車両用シート部材は基部とその上方側の連通部とを有し、連通部は、貫通孔を有する熱可塑性樹脂発泡粒子が融着して形成されているとともに、外部と連通する空隙を有することにより、ポリウレタンフォーム用原料が連通部の空隙に入り込み、発泡、固化することにより、連通部とポリウレタンフォームとが積層一体化する。このため、ポリウレタンフォームと連通部との接合強度に優れ、ポリウレタンフォームと連通部との剥離を確実に抑制することができる。しかも、連通部は、車両用シート部材の上方部にのみ形成され、車両用シート部材の下部は、通孔を有しない発泡粒子により形成されているため、ポリウレタンフォーム積層による変形が抑制される。さらに、連通部の容積を調整することにより、連通部へのウレタンフォームの入り込み量を制御できるため、ポリウレタンフォームの密度のバラツキを抑制することができる。
本発明の車両用シート部材は、各種車両用のクッション材として有効に利用することができる。具体的には、例えば、自動車、二輪車、航空機、電車などの乗物の座席シート、ソファー、イスなど、クッション性が望まれる各種の用途に利用することができる。
以下、本発明の車両用シート芯材を構成する発泡粒子成形体の製造方法、ポリウレタンフォームとの積層体について、実施例を用いてさらに詳しく説明する。
実施例１
（１）連通部形成用発泡粒子
嵩密度２４ｋｇ／ｍ３、真密度５３ｋｇ／ｍ３、平均粒子重量１．５ｍｇ、平均Ｌ／Ｄ＝１．０の貫通孔を有する略円筒状のポリプロピレン系樹脂発泡粒子を用いた。
（２）基部形成用発泡粒子
嵩密度２６ｋｇ／ｍ３、平均粒子重量１．０ｍｇ、平均Ｌ／Ｄ＝１．０の貫通孔を有しないポリプロピレン系樹脂発泡粒子を用いた。
（３）連通部と基部の成形
一対の金型を第一の金型としてそのキャビティ内（３５０ｍｍ×３００ｍｍ×５０ｍｍの直方体状）に基部形成用の貫通孔を有しない発泡粒子を充填した後、スチームを導入して加熱融着させた。つぎに第一の金型の凸型を他の凸型と入れ替えて第二の金型とし、該第二の金型で前段のキャビテイより容積の大きなキャビティ（３５０ｍｍ×３００ｍｍ×６０ｍｍの直方体状）を形成して、キャビティ内の空隙に空隙部形成用の貫通孔を有する発泡粒子を充填し、スチームを導入して加熱融着させることにより、基部と連通部とが融着一体化された発泡粒子成形体を得た。得られた発泡粒子成形体は、連通部と基部とがしっかりと融着一体化したものであった。
実施例２
連通部を成形する際に導入するスチームの圧力を調整することにより、発泡粒子の二次発泡性を高め、連通部の空隙率を１５％に変更した以外は、実施例１と同様にして発泡粒子成形体を得た。
実施例３
第一の金型のキャビティサイズを３５０ｍｍ×３００ｍｍ×３６ｍｍの直方体状に変更した以外は、実施例１と同様にして発泡粒子成形体を得た。
比較例１
実施例１で用いた基部形成用発泡粒子を３５０ｍｍ×３００ｍｍ×６０ｍｍの直方体状のキャビティに充填し、加熱融着させることにより、発泡粒子成形体を得た。
比較例２
実施例１で用いた連通部形成用発泡粒子を３５０ｍｍ×３００ｍｍ×６０ｍｍの直方体状のキャビティに充填し、加熱融着させることにより、外部と連通する空隙を有する発泡粒子成形体を得た。
得られた発泡粒子成形体の基部及び連通部の嵩密度、空隙率、容積割合、並びに発泡粒子成形体の曲げ剛性を表２に示す。
（４）ポリウレタンフォームの形成
得られた発泡粒子成形体を４００ｍｍ×４００ｍｍ×１００ｍｍの直方体状のキャビティを有する金型内に配置し、キャビティ内ポリウレタンフォーム用原料液を供給した。次に、該原料液を発泡させてポリウレタンフォームを積層し、ポリウレタンフォームが積層された発泡粒子成形体を得た（以下、ＰＵＦ積層体ともいう）。
得られた車両用シート部材の諸物性を表１に示す。
Figure 2017035378
表１中、各物性の測定、評価は次にように行った。
（発泡粒子の嵩密度、真密度の測定方法）
発泡粒子の嵩密度は、容積１０００ｃｍ３の上部に開口部を持つ容器を用意し、常温常圧下にて、該容器内に発泡粒子を充填し、容器の開口部を越えた発泡粒子を取り除き、発泡粒子の嵩高さを容器の開口部と略一致させ、その時の容器内の発泡粒子の重量（ｇ）を１０００ｃｍ３で除し、単位をｋｇ／ｍ３に換算することにより求めた。
発泡粒子の真密度は、予め重量を計測した発泡粒子をエタノール中に沈め、その水位上昇分から発泡粒子の体積を計測し、この体積を発泡粒子の重量で割算し、単位をｋｇ／ｍ３に換算することにより求めた。
（基部の見掛け密度、空隙率）
まず、得られた発泡粒子成形体を基部と連通部とに切り分けた。次に、基部の重量と外形寸法を測定し、重量を外形寸法から算出される見掛けの体積で割算することにより、基部の見掛け密度を求めた。そして、基部をエタノール中に沈め、エタノールの水位上昇分から基部の真の体積を求め、前記式により、基部の空隙率を求めた（ｎ＝３）。
（連通部の見掛け密度、空隙率）
連通部の重量と外形寸法を測定し、重量を外形寸法から算出される見掛けの体積で割算することにより、連通部の見掛け密度を求めた。そして、連通部をエタノール中に沈め、エタノールの水位上昇分から基部の真の体積を求め、前記式により、連通部の空隙率を求めた（ｎ＝３）。
（容積割合）
前記基部の見掛けの体積と、前記連通部の見掛けの体積から、基部と連通部との容積割合を求めた。
（曲げ剛性評価）
曲げ試験は、ＪＩＳ Ｋ７２２１−２（２００６年）に準拠する３点曲げ試験により行った。具体的には、得られた発泡粒子成形体から３５０ｍｍ×１００ｍｍ×厚みはそのままの試験片を切り出し、支点間距離３００ｍｍ、試験速度２０ｍｍ／ｍｉｎの条件にて３点曲げ試験を行なった。得られた最大曲げ強さ（ｋＰａ）を、比較例１で得られた測定値を基準「１００」として換算することにより発泡粒子成形体の曲げ剛性を評価した（ｎ＝５）。
（ポリウレタンフォーム／発泡粒子成形体間接着強度）
得られたＰＵＦ積層体から５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚みはそのままのサイズに試験片を切り出し、上下面ともＳＵＳ板に接着させた。万能試験機（テンシロン）にて、引張速度１０ｍｍ／ｍｉｎにて上下方向に引張試験を行い、ポリウレタンフォームと発泡粒子成形体とが剥離した際の最大荷重を接着強度（Ｎ）とした（ｎ＝５）。
（変形量（反り））
ＰＵＦ積層体をその発泡粒子成形体側を下にして水平面に載置し、ＰＵＦ積層体の長手方向の一端側を手で押さえて水平面に押し付け、浮き上がった他端側の発泡粒子成形体の下面と水平面との間の距離を測定した（ｎ＝５）。
１ 発泡粒子成形体（車両用シート芯材）
２ 基部
３ 連通部
４ ポリウレタンフォーム
５ 車両用シート部材
１１ 熱可塑性樹脂発泡粒子

Claims (4)

  1. 熱可塑性樹脂発泡粒子成形体からなる車両用シート芯材において、
    熱可塑性樹脂発泡粒子成形体が、貫通孔を有しない熱可塑性樹脂発泡粒子が相互に融着してなると共に実質的に空隙を有しない基部と、該基部の上方側に形成された、貫通孔を有する発泡粒子が相互に融着してなると共に外部と連通する空隙を有する連通部とからなり、該連通部の少なくとも一部が発泡粒子成形体の表面に露出しており、かつ基部と連通部が固着一体化していることを特徴とする車両用シート芯材。
  2. 前記連通部の平均空隙率（Ａ）が１０体積％以上であることを特徴とする請求項１に記載の車両用シート芯材。
  3. 前記熱可塑性樹脂発泡粒子成形体中に占める連通部の容積割合が５〜５０体積％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用シート芯材。
  4. 熱可塑性樹脂発泡粒子成形体からなる芯材と、該芯材の上面を覆うポリウレタンフォームからなる車両用シート部材において、
    熱可塑性樹脂発泡粒子成形体が、貫通孔を有しない発泡粒子が相互に融着してなると共に実質的に空隙を有しない基部と、該基部の上方側に形成された、貫通孔を有する発泡粒子が相互に融着してなると共に外部と連通する空隙を有する連通部とからなり、基部と連通部とが固着一体化しており、連通部の空隙にポリウレタンフォームの一部が入り込んで固化していることを特徴とする車両用シート部材。

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