JP2021161332A - 車両用クッションパッドと車両用シートクッション - Google Patents
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Abstract
Description
例えば、特許文献1には、モールドクッションの上に軟質スラブポリウレタン発泡体が積層されたものがある(特許文献1)。
しかし、従来の車両用クッションパッドは、硬さの温度依存性が小さく、低温時にも着座時の圧縮変形が大きく、厚みが小になる。そのため、クッションパッドは、厚みの減少による断熱性低下を生じ、ヒーターによる熱が、ヒーター下方のクッションパッドへ逃げやすくなり、ヒーター上方の座面に伝わる熱量が減少し、効率よく座面を加温できない問題がある。
また、ヒーターがクッションパッド上に配置される車両用シートクッションの場合、座面を効率よく加温できる車両用クッションパッド及び車両用シートクッションの提供を目的とする。
図1に示す車両用シート10は、シートフレーム11、クッション本体21、クッションパッド31、表皮材35からなる。
クッションパッド31は、本発明の車両用クッションパッドからなり、クッション本体21とクッションパッド31が本発明の車両用シートクッション40を構成する。
なお、図1は、座部側のみを示し、背もたれ側を省略した。また、クッションパッド31上にヒーター33が配置された場合を示す。
クッション本体21は、ポリウレタン発泡体等の弾性発泡体からなる。クッション本体は、乗員の体重を支持できるように、クッションパッド31と比べて、高硬度で、へたりが少ない。好ましいクッション本体21として、硬度(JIS K6400−2:2012 6.7 D法)25%圧縮硬さ50〜300N、密度(JIS K 7222)40〜60kg/m3、反発弾性(JIS K 6400−3:2011)10〜50%のポリウレタン発泡体が好ましい。
また、図示のクッション本体21は、着座者の臀部のサポート性を高めるため、上面の左右両側部が盛り上がり、中央部が低くされている。低くなった中央部にクッションパッド31が載置される。
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。
炭素数14〜36のモノアルコールとしては、1−テトラデカノール、パルミチルアルコール、アラキジルアルコール、トリアコンタノール、1−テトラトリアコンタノール等を挙げることができる。
炭素数15〜54の脂肪族或いは脂環族ジカルボン酸の両末端カルボン酸としては、ヘキサデカン二酸、エイコサン二酸、ドコサン二酸、トリアコンタン二酸、等を挙げることができる。
炭素数14〜36のモノアルコールが、炭素数15〜54の脂肪族或いは脂環族ジカルボン酸の両末端カルボン酸とエステル縮合されたジカルボン酸ジエステルとしては、ダイマー酸ジステアリル、ダイマー酸ジパルチミン、ダイマー酸ジラウリルを挙げることができる。特に、ダイマー酸ジステアリルは、好適である。添加剤の量は、ポリオール100重量部に対して10〜50重量部程度が好ましい。
スラブ発泡は、ポリウレタン発泡体組成物(ポリウレタン発泡体原料)を混合してベルトコンベア上に吐出し、大気圧下、常温で発泡させる方法である。スラブ発泡されたポリウレタン発泡体は、その後に所定のサイズに裁断されてクッションパッド31とされる。
クッションパッド31における低温時の断熱性低下を防ぐことにより、クッションパッド31の上に配置されているヒーターの熱が下方のクッションパッド31側へ伝わるのを防ぎ、低温時にも座面の加温を効率よく行うことができるようになる。
高さ300mm×370mm×370mm角のボックスへ、厚み0.1mm×高さ370mm×370mm×370mmのポリエチレン製フィルムをセットし、目標密度より、高さ300mm×370mm×370mmが得られる様、投入重量の計算をし、ポリオールを100とした場合の配合比率合計より、投入量を割ることで、配合比率を計算した。
例えば、比較例2は、目標密度60kg/m3の為、規定の体積を得る為には、2464gの投入が必要となる。配合比率合計が、154.2の為、16倍の配合比率として配合を作成した。計量器を用いて、3Lのポリプロピレン容器に、イソシアネート以外を、計量投入し、1720RPMで連続回転するミキサーにて、20秒プレミックスし、その後、イソシアネートを投入して、5秒ミキシングを行い、速やかに、発泡用ボックスへ投入し、発泡形成を行った。
・ポリオール2:ポリエーテルエステルポリオール、分子量(Mw);3000,官能基数;3、水酸基価;56.1mgKOH/g、品名;アクトコールL−50、三井武田ケミカル株式会社製
・ポリオール3:ポリエーテルポリオール、分子量(Mw);3000、官能基数3、水酸基価56mgKOH/g、品番;GP3050、三洋化成工業株式会社製。
・ポリオール4:ポリマーポリオール(グリセリンにプロピレンオキシドを付加重合したポリエーテルポリオール60質量%にスチレン:アクリロニトリルの質量比が8:2の混合物40質量%をグラフト重合したもの)、分子量(Mw)3000、固形分40質量%、水酸基価33mgKOH/g、水酸基についての官能基数3、旭硝子株式会社製。
・ポリオール5:ポリエーテルポリオール、分子量(Mw)700、官能基数3、株式会社ADEKA製。
・添加剤1:ダイマー酸ジステアリル、品名;T 2458、日立化成社製
・添加剤2:ダイマー酸ジラウリル(社内合成品)
<ダイマー酸ジラウリルの合成方法>
ダイマー酸1モルに、ラウリルアルコールを2モル添加する。触媒として、チタンテトライソプロポキシドを上記100重量部に対して、0.1重量部を加え、120℃〜180℃で縮合水を流出させながら16時間脱水エステル化反応を行った。残留するラウリルアルコールを加熱減圧により除去したのち、反応性生成物に活性白土を添加して1時間撹拌したのち濾過し、ダイマー酸ジラウリルを得た。
・発泡剤(水)
・発泡剤(MC):メチレンクロライド 株式会社トクヤマ製
・アミン触媒:トリエチレンジアミンとジプロピレングリコールの重量比1:2の混合物、品名;DABCO 33−LV、エアープロダクツジャパン株式会社製
・整泡剤:シリコーン系整泡剤、品名;Tegostab B8239、エボニックジャパン株式会社製
・難燃剤:ハロゲン化リン酸エステル、品名;CR 504L、大八化学工業株式会社製
・錫触媒:オクチル酸スズ、品名;MRH−110、城北化学工業株式会社社製
・イソシアネート1:2,4−TDIと2,6−TDIが80:20の割合からなるTDI、品名;TDI−80、日本ポリウレタン工業株式会社製
・イソシアネート2:2,4−TDIと2,6−TDIが65:35の割合からなるTDI、品名;TDI−65、日本ポリウレタン工業株式会社製
ILD25%硬さ(N)は、JIS K 6400−2:2012 6.7 D法に準拠し、250×250×50mmの測定用サンプルに対して測定した。
反発弾性(%)は、JIS K 6400−3:2011に準拠し、250×250×50mmの測定用サンプルに対して測定した。
通気量(cc/cm2/s)は、JIS K 6400−7:2012に準拠し、200×200×10mmの測定用サンプルに対して測定した。
対数減衰率は、時刻Tnにおけるn番目の振幅をan、同様に、・・・,n+m番目の振幅を・・・,an+mとすると、対数減衰率(σ)は、式(1)によって求めることができる。振幅が、初期の振幅の0.2倍以下として、その時のm番目を計算へ含める。n=1より実施する。
式(1) 対数減衰率(σ)=(1/m)・ln(a1/a1+m)
減衰時間は、時刻T1からT1+mにかかる時間(mT)とする。
温度依存性硬さ(Kpa)は、JIS K 6400−2:2012に準拠し、50×50×10mmの測定用サンプルに対して行った。測定温度雰囲気に、10分放置後、その直後に、オートグラフにより硬度を測定した。測定温度は、−20℃、−10℃、0℃、10℃、20℃である。得られた硬さの測定値から、20℃の硬さに対する−20℃の硬さの比(−20℃の硬さ/20℃の硬さ)を算出した。
・実施例1
実施例1は、ポリオール1を50重量部、ポリオール2を50重量部、添加剤1(ダイマー酸ジステアリル)を10重量部、発泡剤(水)を3重量部、アミン触媒を0.2重量部、整泡剤を1重量部、難燃剤を10重量部、錫触媒を0.2重量部、イソシアネート1を40重量部、イソシアネートインデックスを105とした例である。
実施例2は、実施例1における添加剤1(ダイマー酸ジステアリル)を20重量部にした以外、実施例1と同様の例である。
実施例2のポリウレタン発泡体は、密度が47.7kg/m3、ILD25%硬さが167N、反発弾性が33%、通気量が0.078cc/cm2/s、ピーク周波数が8.89Hz、ピーク倍率が2.37dB、5−10Hz倍率合計が366dB、対数減衰率が0.69、減衰時間が0.37(s)、最初の沈み込み度合いが13.02mm、発泡体のTgが−50℃、−20℃の硬さが15.94Kpa、−10℃の硬さが9.29Kpa、0℃の硬さが7.04Kpa、10℃の硬さが6.19Kpa、20℃の硬さが5.29Kpa、−20℃の硬さ/20℃の硬さの値が3.0であった。
実施例3は、実施例1における添加剤1(ダイマー酸ジステアリル)を25重量部にした以外、実施例1と同様の例である。
実施例3のポリウレタン発泡体は、密度が47kg/m3、ILD25%硬さが175N、反発弾性が21%、通気量が0.54cc/cm2/s、ピーク周波数が8.94Hz、ピーク倍率が2.32dB、5−10Hz倍率合計が359dB、対数減衰率が0.79、減衰時間0.31(s)が最初の沈み込み度合いが16.44mm、発泡体のTgが−50℃、−20℃の硬さが20.79Kpa、−10℃の硬さが10.39Kpa、0℃の硬さが8.2Kpa、10℃の硬さが6.57Kpa、20℃の硬さが5.26Kpa、−20℃の硬さ/20℃の硬さの値が4.0であった。
実施例4は、実施例1における添加剤1(ダイマー酸ジステアリル)を35重量部にした以外、実施例1と同様の例である。
実施例4のポリウレタン発泡体は、密度が47.5kg/m3、ILD25%硬さが163N、反発弾性が22%、通気量が2.5cc/cm2/s、ピーク周波数が9.46Hz、ピーク倍率が2.06dB、5−10Hz倍率合計が332dB、対数減衰率が0.85、減衰時間が0.29(s)、最初の沈み込み度合いが12.62mm、発泡体のTgが−50℃、−20℃の硬さが20.2Kpa、−10℃の硬さが15.9Kpa、0℃の硬さが12.1Kpa、10℃の硬さが10.0Kpa、20℃の硬さが7.6Kpa、−20℃の硬さ/20℃の硬さの値が2.7であった。
実施例5は、実施例4における添加剤1(ダイマー酸ジステアリル)を添加剤2(ダイマー酸ジラウリル)35重量部にした以外、実施例4と同様の例である。
実施例5のポリウレタン発泡体は、密度が46.5kg/m3、ILD25%硬さが158N、反発弾性が19%、通気量が1.1cc/cm2/s、ピーク周波数が9.33Hz、ピーク倍率が2.11dB、5−10Hz倍率合計が344dB、対数減衰率が0.78、減衰時間が0.32(s)、最初の沈み込み度合いが12.98mm、発泡体のTgが−50℃、−20℃の硬さが20.3Kpa、−10℃の硬さが14.7Kpa、0℃の硬さが10.9Kpa、10℃の硬さが9.8Kpa、20℃の硬さが6.8Kpa、−20℃の硬さ/20℃の硬さの値が3.0であった。
比較例1は、ポリオール3を80重量部、ポリオール4を20重量部、発泡剤(水)を3重量部、アミン触媒を0.2重量部、整泡剤を1重量部、難燃剤を10重量部、錫触媒を0.2重量部、イソシアネート1を41.5重量部、イソシアネートインデックスを112とした例である。
比較例2は、ポリオール3を30重量部、ポリオール5を70重量部、発泡剤(水)を1.7重量部、アミン触媒を0.2重量部、整泡剤を1重量部、難燃剤を10重量部、錫触媒を0.2重量部、イソシアネート2を41.0重量部、イソシアネートインデックスを95とした例である。
比較例3は、ポリオール2を40重量部、ポリオール3を60重量部、発泡剤(水)を2.4重量部、発泡剤(MC)を10重量部、アミン触媒を0.2重量部、整泡剤を1重量部、難燃剤を15重量部、錫触媒を0.2重量部、イソシアネート1を33.6重量部、イソシアネートインデックスを105とした例である。
11 シートフレーム
21 クッション本体
31 クッションパッド
33 ヒーター
35 表皮材
40 車両用シートクッション
Claims (4)
- ポリウレタン発泡体からなる車両用クッションパッドにおいて、
前記ポリウレタン発泡体は、ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤、添加剤を含むポリウレタン発泡体組成物からなり、
前記添加剤は、炭素数14〜36のモノアルコールが、炭素数15〜54の脂肪族或いは脂環族ジカルボン酸の両末端カルボン酸とエステル縮合されたジカルボン酸エステルであり、
前記ポリウレタン発泡体におけるJIS K 6400−7:2012に準じた通気量が、0.01〜5.0cc/cm2/sであることを特徴とする車両用クッションパッド。 - 前記ポリウレタン発泡体は、ガラス転移温度が−20℃未満であり、
JIS K 6400−2:2012に準じた圧縮硬さにおいて、−20℃の硬さ/20℃の硬さの値が1.5〜7.0であることを特徴とする請求項1に記載の車両用クッションパッド。 - 前記ポリウレタン発泡体は、JIS K 6400−3:2011に準じた反発弾性が10〜40%であることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用クッションパッド。
- クッション本体の上にクッションパッドが積層された車両用シートクッションにおいて、
前記クッションパッドが請求項1から3の何れか一項に記載のクッションパッドからなることを特徴とする車両用シートクッション。
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