JP2021000451A - 車両用シート基材と車両用シート - Google Patents

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Abstract

【課題】軽量でクッション性が良好であり、さらに吸音性及び遮音性も良好であり、かつクッション材と車両用シート基材との接着性が良好な車両用シート基材と、その車両用シート基材を用いる車両用シートを提供する。【解決手段】車両用シート基材11にクッション材21が積層された車両用シート10において、車両用シート基材11を、密度(JISK7222準拠)30〜70kg/m3の半硬質ウレタンフォームで構成した。車両用シート基材11を構成する半硬質ウレタンフォームの硬さは、2%圧縮時の硬さが100〜500N、5%圧縮時の硬さが200〜800N、10%圧縮時の硬さが300〜1000Nであるのが好ましい。【選択図】図1

Description

本発明は、車両用シート基材と車両用シートに関する。
車両用シートとして、基材にクッション材が積層されたものが使用されている。基材は、車両用シートの軽量化のため、金属フレームに代えて硬質発泡体(好ましい比重が0.1〜0.25(密度100〜250kg/m)を用いるものが提案されている(特許文献1)。
他の車両用シートとして、発泡ポリプロピレンからなる硬質フォーム部に軟質フォーム部が積層されたものが提案されている(特許文献2)。
特許第3474571号公報 特許第4503020号号公報
しかし、近年、ガソリン車やハイブリッドカーにおける燃費向上や、電気自動車における走行可能距離の増大のため、車両用シートについてもより軽量化が求められており、車両用シート基材が硬質発泡体からなるものは、重すぎて好ましくなかった。
また、発泡ポリプロピレンからなる硬質フォーム部を有する車両用シートは、硬質フォーム部を構成する発泡ポリプロピレンが平滑な表面を有するため、発泡ポリプロピレンからなる硬質フォーム部と軟質フォーム部との接着性が弱い問題がある。
さらに、車両用シート基材が硬質発泡体からなるものも、発泡ポリプロピレンからなる硬質フォーム部を有するものも、何れも基材部分が硬質からなるために車両用シートは底突き感があり、クッション性が損なわれる問題がある。
また、車両用シート基材が硬質発泡体や発泡ポリプロピレンからなるものは、吸音性や遮音性が十分ではなかった。
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、軽量でクッション性が良好であり、さらに吸音性及び遮音性も良好であり、かつクッション材と車両用シート基材との接着性が良好な車両用シート基材と車両用シートの提供を目的とする。
請求項1の発明は、クッション材が積層される車両用シート基材であって、密度が30〜70kg/mの半硬質ウレタンフォームからなることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1において、前記半硬質ウレタンフォームは、2%圧縮時の硬さが100〜500N、5%圧縮時の硬さが200〜800N、10%圧縮時の硬さが300〜1000Nであることを特徴とする。
請求項3の発明は、車両用シート基材にクッション材が積層された車両用シートであって、前記車両用シート基材は、密度が30〜70kg/mの半硬質ウレタンフォームからなることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項3において、前記半硬質ウレタンフォームは、2%圧縮時の硬さが100〜500N、5%圧縮時の硬さが200〜800N、10%圧縮時の硬さが300〜1000Nであることを特徴とする。
請求項5の発明は、請求項3または4において、前記クッション材は、密度35〜80kg/mの軟質ウレタンフォームであり、前記車両用シート基材の密度は、前記クッション材の密度よりも低いことを特徴とする。
本発明の車両用シート基材及び車両用シートは、クッション材が積層される車両用シート基材を、密度30〜70kg/mの半硬質ウレタンフォームとしたことにより、軽量性、吸音性及び遮音性が良好なものである。また、半硬質ウレタンフォームは硬質ウレタンフォームと異なり、弾性を有するため、半硬質ウレタンフォームからなる本発明の車両用シート基材及びその車両用シート基材を用いる本発明の車両用シートは底突き感を防ぐことができる。さらに、車両用シート基材が半硬質ウレタンフォームからなるため、車両用シート基材とそれに積層されるクッション材との接着性が良好になる。
また、車両用シート基材の2%圧縮時の硬さを100〜500N、5%圧縮時の硬さを200〜800N、10%圧縮時の硬さを300〜1000Nとすることにより、着座初期の硬さ及び着座後の良好なクッション性を得ることができる。
また、この構成にさらに、主にシート基材の断面形状が臀部よりもひざ下部分を厚肉にすることで、車両の衝突や急ブレーキをかけた時等による衝撃発生時にシートに着座している着座者が着座面から前方へ滑り出す、いわゆる、サブマリン現象を防止する機能を備えることができる。すなわち、着座者の大腿部下部に相当するシートクッションの下の層に位置する車両用シート基材の前端部分を上方に押し上げる形状とするとともに所定の硬さとすることで、着座者の前方への滑り出し、つまり、サブマリン現象を防止するように構成することができる。
さらに、車両用シート基材に積層されるクッション材の密度よりも、車両用シート基材の密度を低くすることにより、車両用シートの積層体全体として軽量性を良好なものにできる。
また、半硬質ウレタンフォームと軟質ウレタンフォームは、何れもウレタンフォームからなるため、接着性が良好で強固に接着することができる。
車両用シートの一例の断面図である。 車両用シート基材単体の比較例と実施例について、構成、物性、吸音性及び遮音性の結果を示す表である。 車両用シート基材とクッション材とからなる積層体の比較例と実施例について、構成と吸音性の結果を示す表である。 鉄板を積層した比較例と実施例について、構成と遮音性の結果を示す表である。 比較例と実施例で使用したウレタンフォーム原料の配合を示す表である。
以下、本発明の実施形態について説明する。図1に示す本発明の車両用シート10は、車両用シート基材11とクッション材21との積層体からなり、車両ボディのシート取り付け部の金属板(鉄板等)31に載置されて取り付けられる。
車両用シート基材11は、半硬質ウレタンフォームからなる。半硬質ウレタンフォームは、ウレタンフォームの一種であり、弾性復元性が良好な軟質ウレタンフォームと、弾性復元性の無い硬質ウレタンフォームとの間にあって、弾性復元性を有するものである。硬質ウレタンフォームは、荷重がかかってもほとんど変形せず、荷重負担能力が大きいが、弾性限界が小さく変形量がある程度以上大きくなると回復しなくなる。半硬質ウレタンフォームは、硬質ウレタンフォームとは異なって弾性を有するため、半硬質ウレタンフォームで車両用シート基材11を構成することにより、車両用シート10の底突き感を防ぐことができる。半硬質ウレタンフォームは、荷重がかかってある程度変形し、その荷重を取り除いたときに弾性回復する。本発明における半硬質ウレタンフォームとは、5%圧縮時の硬さが200〜800Nであって、5%圧縮時荷重を取り除いても弾性復元性を有し弾性回復するウレタンフォームである。なお弾性回復とは、上記圧縮荷重(5%圧縮時)の際、その荷重を取り除いた後の寸法(厚み)が、元の寸法(厚み)の98%〜100%の寸法となることを意味する。
車両用シート基材11を構成する半硬質ウレタンフォームの密度(JIS K 7222準拠)は、30〜70kg/mが好ましい。半硬質ウレタンフォームの密度を前記範囲とすることにより、車両用シート基材11及び車両用シート10を軽量にすることができる。
また、車両用シート基材11を構成する半硬質ウレタンフォームの硬さは、2%圧縮時の硬さが100〜500N、より好ましくは300〜500N、5%圧縮時の硬さが200〜800N、より好ましくは500〜800N、10%圧縮時の硬さが300〜1000N、より好ましくは600〜1000Nである。なお、2%圧縮時、5%圧縮時の硬さは10%圧縮時の硬さよりも低い値である。
(硬さ試験方法)
前記シート基材11(100mmt×400mm×400mm)を予備圧縮なしで、圧縮速度50mm/minによって荷重が1000Nに達するまで圧縮し、その後、圧縮を速度50mm/minで解除して求めた荷重―たわみ曲線において、2%圧縮時、5%圧縮時、10%圧縮時のそれぞれの荷重を求めた。なお、加圧板は直径100mmで行った。
半硬質ウレタンフォームの2%圧縮時の硬さが100〜500N、より好ましくは300〜500N、5%圧縮時の硬さを200〜800N、より好ましくは500〜800Nとすることにより、車両用シート10の圧縮量が小さい着座初期の段階において、硬い感触を和らげることができる。
一方、半硬質ウレタンフォームの10%圧縮時の硬さを300〜1000N、より好ましくは600〜1000Nとすることにより、車両用シート10の圧縮量が大きい着座後の底突きを防ぎ、クッション性を良好にすることができる。
なお、本発明の半硬質ウレタンフォームからなるシート基材と、硬質材からなるシート基材との違いを明確にするため、発泡ビーズからなるものと、硬質ウレタンフォームからなるものについて測定した硬さを次に示す。
発泡ビーズにより成形したシート状基材(発泡ポリプロピレン製、密度33kg/m)の5%圧縮時の硬さは1000Nを超えたので、その時点で測定を中止した。
また、硬質ウレタンフォームにより成形したシート状基材(密度60kg/m)の5%圧縮時の硬さも1000Nを超えたので、その時点で測定を中止した。
なお、車両用シート基材11に積層されるクッション材21(密度35〜80kg/m)の5%圧縮時の硬さが15〜50N、好適には20〜45N、10%圧縮時の硬さが20〜70N、好適には30〜65Nであった。
(アスカーC硬度)
前記シート基材11をアスカーC硬度計(加圧面高さ:2.54mm、直径5.08mm)を用い、加圧面を接触させて硬度を測定した。
車両用シート基材11を構成する半硬質ウレタンフォームのアスカーC硬度は、20〜50度であった。
一方、発泡ビーズにより成形したシート状基材(発泡ポリプロピレン製、密度33kg/m)のアスカーC硬度は、55度であった。
また、硬質ウレタンフォームにより成形したシート状基材(密度60kg/m)のアスカーC硬度は、75度であった。
なお、車両用シート基材11に積層されるクッション材21(密度35〜80kg/m)のアスカーC硬度は、0〜6度、より好適には1〜3度であった。
以上のように車両用シート基材11を構成する半硬質ウレタンフォームは、硬質フォームである発泡ビーズにより成形したシート状基材や、硬質ウレタンフォームにより成形したシート状基材よりも柔らかく、車両用シート基材11に積層されるクッション材21よりも硬い。
車両用シート基材11の断面形状は、臀部11aよりもひざ下部分11bを厚肉にするのが好ましい。その形状にすることで、車両の衝突や急ブレーキをかけた時等による衝撃発生時にシートに着座している着座者が着座面から前方へ滑り出す、いわゆる、サブマリン現象を防止することができる。すなわち、着座者の大腿部下部に相当するシートクッションの下の層に位置する車両用シート基材11の前端部分(ひざ下部分11b)を上方に押し上げる形状とするとともに所定の硬さ(好適には10%圧縮時の硬さを300〜1000N)とすることで、着座者の前方への滑り出し、つまり、サブマリン現象を防止するように構成することができる。
車両用シート基材11は、モールド発泡によって成形されたものが好ましい.モールド発泡は、金型にウレタンフォーム原料(この場合は半硬質ウレタンフォーム原料)を注入して金型内で発泡させる発泡成形方法であり、公知の発泡成形方法である。モールド発泡では、金型へのウレタンフォーム原料の注入量の増減によって、得られるウレタンフォームの密度を増減させることができる。また、車両用シート基材11は、モールド成型により発泡成形されるため、ワイヤーフレーム,不織布などを容易にインサート成型できる。
車両用シート基材11に積層されるクッション材21は、軟質ウレタンフォームが好ましい。軟質ウレタンフォームは、良好な弾性を有するため、車両用シート10のクッション性を良好にすることができる。
クッション材21を構成する軟質ウレタンフォームは、車両用シート基材11を構成する半硬質ウレタンフォームと密度が同じか、より高いものが優れたクッション性を発現させることができ、具体的には密度(JIS K 7222準拠)は、35〜80kg/mが好ましい。
また、クッション材21を構成する軟質ウレタンフォームの25%圧縮時の硬さ(JIS K 6400−2、D法、準拠)は、150〜400Nが好ましい。クッション材21を前記硬さの範囲とすることにより、車両用シート10のクッション性が良好になる。
クッション材21は、車両用シート基材11と別々に発泡成形し、積層したもの、又は、両者を接着させることができる。さらには、クッション材21は、車両用シート基材11と一体に発泡成形されたものであってもよい。
クッション材21を車両用シート基材11と一体に発泡成形する方法は、予め成形した車両用シート基材11を金型にセットし、その金型にウレタンフォーム原料(この場合は軟質ウレタンフォーム原料)を注入して車両用シート基材11と一体に発泡させるモールド一体発泡成形を挙げる。モールド一体発泡成形時、ウレタンフォーム原料(軟質ウレタンフォーム原料)の接着性によってクッション材21を車両用シート基材11に接着することができ、クッション材21の成形工程と接着工程とを兼ねることができ好ましい。
また、クッション材21を構成する軟質ウレタンフォームと、車両用シート基材11を構成する半硬質ウレタンフォームとは何れもウレタンフォームからなるため、互いの接着性が良好であり、接着後に剥離のおそれがない。
軟質、半硬質及び硬質ウレタンフォーム原料は、何れもポリオール、イソシアネート、発泡剤、触媒、適宜の添加剤を含むものであり、軟質、半硬質、硬質では、使用するポリオールの官能基数及び分子量の範囲とイソシアネートの種類が異なる。
ポリオールとしては、ウレタンフォーム用のポリオールを使用することができ、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリマーポリオールの何れでもよく、それらの一種類あるいは複数種類を使用してもよい。
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等、及びそれらの多価アルコールにエチレンオキサイド(EO)、プロピレンオキサイド(PO)等のアルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを挙げることができる。
ポリエステルポリオールとしては、例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸やフタル酸等の芳香族カルボン酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等の脂肪族グリコール等とから重縮合して得られたポリエステルポリオールを挙げることできる。
また、ポリエーテルエステルポリオールとしては、前記ポリエーテルポリオールと多塩基酸を反応させてポリエステル化したもの、あるいは1分子内にポリーエーテルとポリエステルの両セグメントを有するものを挙げることができる。
ポリマーポリオールは、ポリオール中にポリアクリロニトリルやポリスチレンを分散させたポリオールである。
軟質ウレタンフォーム原料用のポリオールとしては、官能基数が2〜4、分子量が1000〜8000が一般的である。
半硬質ウレタンフォーム原料用のポリオールとしては、官能基数が2〜6、分子量が500〜5000が一般的である。
また、硬質ウレタンフォーム原料用のポリオールとしては、官能基数が2〜8、分子量が400〜5000が一般的である。
イソシアネートとしては、イソシアネート基を2以上有する脂肪族系または芳香族系ポリイソシアネート、それらの混合物、およびそれらを変性して得られる変性ポリイソシアネートを使用することができる。脂肪族系ポリイソシアネートとしては、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、ジシクロヘキサメタンジイソシアネート等を挙げることができ、芳香族ポリイソシアネートとしては、トルエ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)、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメリックMDI(クルードMDI)等を挙げることができる。なお、その他プレポリマーも使用することができる。
イソシアネートインデックス(INDEX)は、一般的に80〜120である。イソシアネートインデックスは、イソシアネートにおけるイソシアネート基のモル数をポリオールの水酸基などの活性水素基の合計モル数で割った値に100を掛けた値であり、[イソシアネートのNCO当量/活性水素当量×100]で計算される。
軟質ウレタンフォーム原料用のイソシアネートとしては、トルエンジイソシアネート系が一般的である。
半硬質ウレタンフォーム原料用のイソシアネートとしては、トルエンジイソシアネート系または、ジフェニルメタンジイソシアネート系が一般的である。
また、硬質ウレタンフォーム原料用のイソシアネートとしては、ジフェニルメタンジイソシアネート系が一般的である。
発泡剤としては、水、代替フロンあるいはペンタンなどの炭化水素を、単独または組み合わせて使用できる。水の場合は、ポリオールとイソシアネートの反応時に炭酸ガスを発生し、その炭酸ガスによって発泡がなされる。
なお、発泡剤の配合量の増減によってもウレタンフォームの密度を変化させることができる。
触媒としては、公知のウレタン化触媒を併用することができる。例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノモルフォリン、N−エチルモルホリン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒や、スタナスオクトエートやジブチルチンジラウレート等のスズ触媒やフェニル水銀プロピオン酸塩あるいはオクテン酸鉛等の金属触媒(有機金属触媒とも称される。)を挙げることができ、アミン触媒と金属触媒の何れか一方のみ、あるいは両者の併用でもよい。触媒の量は、ポリオール100重量部に対して0.5〜3.0重量部が好ましい。
その他、適宜添加される添加剤としては、整泡剤、難燃剤、着色剤等が挙げられる。
なお、車両用シート10は、ファブリック等からなる表皮材(図示せず)で表面が覆われて、車両ボディのシート取り付け部の金属板(鉄板等)に載置されて取り付けられる。
図2には、発泡ポリプロピレンと、硬質ウレタンフォームの単体からなる車両用シート基材の比較例1〜2と、クッション材21を構成する軟質ウレタンフォームの単体の比較例3と、半硬質ウレタンフォームの単体からなる車両用シート基材の実施例1〜3について、各実施例と比較例の密度、圧縮硬さ、アスカーC硬度、吸音性、遮音性を測定した。比較例1は品名:EPP、JSP製の発泡ポリプロピレンを、20mmt×500mm×500mmに裁断して使用した例である。他の比較例及び実施例は、図5の配合からなるウレタンフォーム原料を用いてモールド発泡法により製造した。なお、図5に示す原料については後記する。
密度は、JIS K 7222に準拠して測定した。
圧縮硬さの2%、5%、10%は、20mmt×500mm×500mmのサンプルについて、予備圧縮なしで、圧縮速度50mm/minによって荷重が1000Nに達するまで圧縮し、その後、圧縮を速度50mm/minで解除して求めた荷重―たわみ曲線において、2%圧縮時、5%圧縮時、10%圧縮時のそれぞれの荷重を求めた。加圧板は直径100mmを用いた。
吸音性は、JIS A1409に基づいて、500Hz、1000Hz、2000Hz、4000Hzについて測定し、その平均値を求めた。この平均値が0%以上〜40%未満は吸音性が劣り、40%以上〜70%未満は吸音性が良く、70%以上〜100%は吸音性に優れる。
遮音性は、JIS A1441−1に基づいて、1kHz、2kHz、4kHz、6.3kHzについて測定し、その平均値を求めた。
・比較例1
比較例1は、発泡ポリプロピレンからなる例である。比較例1は、密度が33kg/m、2%圧縮硬さが955N、5%圧縮硬さ及び10%圧縮硬さが1000Nより大、アスカーC硬度が55度であった。また、吸音性は、500Hzで3%、1000Hzで4%、2000Hzで8%、4000Hzで20%、平均値9%で劣る。遮音性は、1kHzで14.4dB、2kHzで17.6dB、4kHzで18.6dB、6.3kHzで22.1dB、平均値18.2Hzであった。比較例1は、硬すぎてクッション性が悪く、また吸音性及び遮音性が劣っていた。
・比較例2
比較例2は、図5に示す比較例2の配合からなる硬質ウレタンフォーム原料をキャビティ寸法20mmt×500mm×500mmの金型に300g注入し、発泡成形した硬質ウレタンフォームを使用した例である。比較例2は、密度が60kg/m、2%圧縮硬さと5%圧縮硬さと10%圧縮硬さの何れも1000Nより大であり、アスカーC硬度が75度であった。また、吸音性は、500Hzで4%、1000Hzで12%、2000Hzで29%、4000Hzで9%、平均値14%で劣る。遮音性は、1kHzで17.1dB、2kHzで22.9dB、4kHzで26.4dB、6.3kHzで23.0dB、平均値22.4Hzであった。比較例2は、硬すぎてクッション性が悪いものである。また比較例2の吸音性及び遮音性は、比較例1と比べて若干向上したが、それでも良好なものではなかった。
・比較例3
比較例3は、図5に示す比較例3の配合からなる軟質ウレタンフォーム原料をキャビティ寸法20mmt×500mm×500mmの金型に275g注入し、発泡成形した軟質ウレタンフォームを使用した例である。比較例3は、密度が55kg/mであり、厚み100mm×400mm×400mmの硬さが、2%圧縮硬さ18N、5%圧縮硬さ32N、10%圧縮硬さ43N、アスカーC硬度が3度であった。また、吸音性は、500Hzで42%、1000Hzで106%、2000Hzで101%、4000Hzで77%、平均値82%で優れる。遮音性は、1kHzで8.2dB、2kHzで10.7dB、4kHzで14.0dB、6.3kHzで18.9dB、平均値13.0Hzであった。比較例3は、そもそもシートを構成するクッション材であり、10%圧縮硬さが小さく、クッション性は良い。しかし、2%硬さ、5%硬さが小さく柔らか過ぎて車両用シート基材として用いるには好ましくない。また比較例3は、吸音性については比較例1及び比較例2に比べ良いが、遮音性が比較例1及び比較例2よりも悪化した。
・実施例1
実施例1は、図5に示す実施例1の配合からなる半硬質ウレタンフォーム原料をキャビティ寸法20mmt×500mm×500mmの金型に200g注入し、発泡成形した半硬質ウレタンフォームを使用した例である。実施例1は、密度が40kg/mであり、厚み100mm×400mm×400mmの硬さが、2%圧縮硬さ354N、5%圧縮硬さ576N、10%圧縮硬さ648N、アスカーC硬度が33度であった。また、吸音性は、500Hzで37%、1000Hzで72%、2000Hzで55%、4000Hzで68%、平均値58%で、良い。遮音性は、1kHzで13.5dB、2kHzで22.5dB、4kHzで28.6dB、6.3kHzで29.9dB、平均値23.6Hzであった。実施例1は、好ましい圧縮硬さでクッション性が良好なものである。また実施例1は、吸音性が、比較例1の発泡ポリプロピレン及び比較例2の硬質ウレタンフォームよりも良好であり、さらに遮音性の平均値が、比較例1〜3よりも良好であり、吸音性と遮音性の何れも良好なものである。
・実施例2
実施例2は、図5に示す実施例2の配合からなる半硬質ウレタンフォーム原料をキャビティ寸法20mmt×500mm×500mmの金型に250g注入し、発泡成形した硬質ウレタンフォームを使用した例である。実施例2は、密度が50kg/mであり、厚み100mm×400mm×400mmの硬さが、2%圧縮硬さ358N、5%圧縮硬さ619N、10%圧縮硬さ711N、アスカーC硬度が35度であり、好ましい圧縮硬さでクッション性が良好なものである。なお、実施例2については、吸音性及び遮音性の何れも未測定である。
・実施例3
実施例3は、図5に示す実施例3の配合からなる半硬質ウレタンフォーム原料をキャビティ寸法20mmt×500mm×500mmの金型に300g注入し、発泡成形した硬質ウレタンフォームを使用した例である。実施例3は、密度が60kg/mであり、厚み100mm×400mm×400mmの硬さが、2%圧縮硬さ375N、5%圧縮硬さ680N、10%圧縮硬さ825N、アスカーC硬度が38度であり、好ましい圧縮硬さでクッション性が良好なものである。なお、実施例3については、吸音性及び遮音性の何れも未測定である。
図3に示す発泡ポリプロピレンまたは硬質ウレタンフォームにクッション材を積層した車両用シートの比較例4、比較例5と、半硬質ウレタンフォームにクッション材を積層した車両用シートの実施例4とについて、吸音性を測定した。音源は発泡ポリプロピレン、硬質ウレタンフォームまたは半硬質ウレタンフォーム側とした。
比較例4,比較例5及び実施例4におけるクッション材は、図2に示した比較例3の軟質ウレタンフォームであり、密度55kg/m、アスカーC硬度3度、5%圧縮時の硬さが32N、10%圧縮時の硬さが43Nのものである。クッション材と、発泡ポリプロピレン、硬質ウレタンフォーム、半硬質ウレタンフォームとは、非接着の積層とした。
・比較例4
比較例4は、図2に示した比較例1と同一の発泡ポリプロピレンにクッション材を積層した例である。比較例4の吸音性は、500Hzで64%、1000Hzで17%、2000Hzで6%、4000Hzで13%、平均値25%で悪かった。比較例4は、比較例1の発泡ポリプロピレンにクッション材を積層したことにより、吸音性の平均値が比較例1よりも向上したが、それでも吸音性に劣っていた。
・比較例5
比較例5は、図2に示した比較例2と同一の硬質ウレタンフォームにクッション材を積層した例である。比較例5の吸音性は、500Hzで32%、1000Hzで7%、2000Hzで3%、4000Hzで4%、平均値12%で悪かった。比較例5は、比較例2の硬質ウレタンフォームにクッション材を積層しても吸音性の向上が見られず、吸音性に劣っていた。
・実施例4
実施例4は、図2に示した実施例1と同一の半硬質ウレタンフォームにクッション材を積層した例である。実施例1の吸音性は、500Hzで59%、1000Hzで38%、2000Hzで52%、4000Hzで65%、平均値54%で、良い。実施例4は、実施例1の半硬質ウレタンフォームの単体と同等の良好な吸音性が得られた。
また、図4に、鉄板単体からなる比較例6と、鉄板に比較例1、比較例2、実施例1の構成からなる車両用シート基材を積層した比較例7、比較例8、実施例5と、比較例7、比較例8、実施例5の構成にクッション材を積層した比較例9、比較例10、実施例6について、それぞれ遮音性を測定した結果を示す。使用した鉄板は、厚み0.8×500×500mm、重さ1575gである。積層は非接着とし、また音源は鉄板側とした。クッション材は、比較例4、比較例5、実施例4で使用したクッション材と同一である。
・比較例6
比較例6は、鉄板単体である。比較例6の遮音性は、1kHzで30.5dB、2kHzで36.9dB、4kHzで42.2dB、6.3kHzで47.8dB、平均値39.4dBであった。鉄板のみの比較例6では良好な遮音性が得られなかった。
・比較例7
比較例7は、比較例1の発泡ポリプロピレンを鉄板に積層した例である。比較例7の遮音性は、1kHzで30.1dB、2kHzで31.6dB、4kHzで39.3dB、6.3kHzで47.3dB、平均値37.1dBであった。比較例7の遮音性は、発泡ポリプロピレンのみの比較例1よりも向上したが、鉄板のみの比較例6よりも悪かった。
・比較例8
比較例8は、比較例2の硬質ウレタンフォームを鉄板に積層した例である。比較例8の遮音性は、1kHzで28.1dB、2kHzで34.0dB、4kHzで47.0dB、6.3kHzで49.8dB、平均値38.7dBであった。比較例8の遮音性は、硬質ウレタンフォームのみの比較例2よりも向上したが、鉄板のみの比較例6とほぼ同等であり、良好なものではなかった。
・実施例5
実施例5は、実施例1の半硬質ウレタンフォームを鉄板に積層した例である。実施例5の遮音性は、1kHzで31.6dB、2kHzで45.9dB、4kHzで59dB、6.3kHzで54.9dB、平均値50.3dBであった。実施例5の遮音性は、半硬質ウレタンフォームのみの実施例1よりも大きく向上し、鉄板のみの比較例6と比べても向上しており、遮音性が良好なものであった。
・比較例9
比較例9は、比較例7の発泡ポリプロピレンと鉄板の構成にクッション材を積層した例である。比較例9の遮音性は、1kHzで34.6dB、2kHzで37.7dB、4kHzで49.1dB、6.3kHzで59.0dB、平均値45.1dBであった。比較例9の遮音性は、発泡ポリプロピレンと鉄板の比較例7よりも向上したが、半硬質ウレタンフォームと鉄板の実施例5よりも劣っていた。
・比較例10
比較例10は、比較例8の硬質ウレタンフォームと鉄板の構成にクッション材を積層した例である。比較例10の遮音性は、1kHzで31.0dB、2kHzで38.0dB、4kHzで56.1dB、6.3kHzで65.7dB、平均値47.7dBであった。比較例10の遮音性は、硬質ウレタンフォームと鉄板の比較例8よりも向上したが、半硬質ウレタンフォームと鉄板の実施例5よりも劣っていた。
・実施例6
実施例6は、実施例5の半硬質ウレタンフォームと鉄板の構成にクッション材を積層した例である。実施例6の遮音性は、1kHzで36.2dB、2kHzで52.9dB、4kHzで69.8dB、6.3kHzで79.0dB、平均値59.5dBであった。実施例6の遮音性は、半硬質ウレタンフォームと鉄板の実施例5よりもさらに向上し、良好なものであった。
・ポリオールA;分子量400、官能基数3、水酸基価420mgKOH/g
・ポリオールB;分子量1000、官能基数3、水酸基価168mgKOH/g
・ポリオールC;分子量5000、官能基数3、水酸基価33.6mgKOH/g
・ポリオールD;分子量7000、官能基数3、水酸基価24mgKOH/g
・ポリオールE;ポリマーポリオール、固形分(ポリマー含有量)33%、分子量5000、水酸基価24mgKOH/g
・ポリオールF;グリセリン、分子量92、官能基数3、水酸基価1826mgKOH/g
・発泡剤;水
・触媒A;東ソー製、TOYOCAT−ETS
・触媒B;東ソー製、L33PG
・触媒C;三井化学製、DEA−80
・整泡剤;MOMENTIVE製、L−3184J
・イソシアネート;ジフェニルメタンジイソシアネート、住化コベストロウレタン製、スミジュール44V20L
また、図3に示した比較例4の車両用シート(クッション材+発泡ポリプロピレン)と、実施例4の車両用シート(クッション材+半硬質ウレタンフォーム)について、クッション性を評価した。
クッション性の評価は、比較例4と実施例4の車両用シートに対する10mm圧縮時(着座初期と対応)、20mm圧縮時(着座時と対応)、25mm圧縮時(底付き時と対応)の各荷重値を測定し、得られた測定値によって次の基準で評価した。
着座初期については、10mm圧縮時の測定値が220N未満の場合に評価「〇」、220N以上の場合に評価「×」とした。
着座時については、20mm圧縮時の測定値が320〜380N未満の場合に評価「〇」、320N未満または380N以上の場合に評価「×」とした。
底付き時については、25mm圧縮時の測定値が520N未満の場合に評価「〇」、520N以上の場合に評価「×」とした。
10mm圧縮時、20mm圧縮時、25mmの圧縮時の荷重の測定方法は、試験サンプル(60mmt×400mm×400mm)に対し、予備圧縮なしで、圧縮速度50mm/minによって荷重が1000Nに達するまで圧縮し、その後、圧縮を速度50mm/minで解除して求めた荷重―たわみ曲線において、10mm圧縮時、20mm圧縮時、25mm圧縮時のそれぞれの荷重を求めた。なお、加圧板は、ISO6549の鉄研盤(300mm×250mm)で行った。
比較例4の車両用シート(クッション材+発泡ポリプロピレン)は、10mm圧縮時の荷重(着座初期)が203N、評価「〇」、20mm圧縮時の荷重(着座時)が350N、評価「〇」、25mm圧縮時の荷重(底付き時)が537N、評価「×」であり、着座初期の感触は良好であるが、底付きが有り、クッション性の悪いものである。
実施例4の車両用シート(クッション材+半硬質ウレタンフォーム)は、10mm圧縮時の荷重(着座初期)が182N、評価「〇」、20mm圧縮時の荷重(着座時)が326N、評価「〇」、25mm圧縮時の荷重(底付き時)が491N、評価「〇」であり、着座初期の感触は良好であり、底付きも無く、クッション性が良好なものである。
このように、本発明の車両用シート基材と車両用シートは、軽量で着座初期の感触が良好であり、かつ底付きが無く、クッション性が良好であり、さらに吸音性及び遮音性が良好であり、クッション材と車両用シート基材との接着性が良好なものである。
10 車両用シート
11 車両用シート基材
21 クッション材
31 金属板

Claims (5)

  1. クッション材が積層される車両用シート基材であって、
    密度が30〜70kg/mの半硬質ウレタンフォームからなることを特徴とする車両用シート基材。
  2. 前記半硬質ウレタンフォームは、2%圧縮時の硬さが100〜500N、5%圧縮時の硬さが200〜800N、10%圧縮時の硬さが300〜1000N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基材。
  3. 車両用シート基材にクッション材が積層された車両用シートであって、
    前記車両用シート基材は、密度が30〜70kg/mの半硬質ウレタンフォームからなることを特徴とする車両用シート。
  4. 前記半硬質ウレタンフォームは、2%圧縮時の硬さが100〜500N、5%圧縮時の硬さが200〜800N、10%圧縮時の硬さが300〜1000Nであることを特徴とする請求項3に記載の車両用シート。
  5. 前記クッション材は、密度が35〜80kg/mの軟質ウレタンフォームであり、
    前記車両用シート基材の密度は、前記クッション材の密度よりも低いことを特徴とする請求項3または4に記載の車両用シート。
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