JP3616410B2

JP3616410B2 - クッション材

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Publication number: JP3616410B2
Application number: JP26312694A
Authority: JP
Inventors: 和男鶴飼; 寿男所; 政春及川; 久男手塚
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 1994-10-03
Filing date: 1994-10-03
Publication date: 2005-02-02
Anticipated expiration: 2020-02-02
Also published as: JPH08103581A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、主として車両内装用、寝具用、家具用等の用途に供されるクッション材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、車両内装、寝具、家具等に用いられるクッション材として、ポリウレタンフォームの原料を型内に注入し、これを型内で発泡硬化せしめる、モールド発泡法によって得られた軟質乃至半硬質のポリウレタンフォームが広く用いられている。
【０００３】
しかしながら、モールド発泡法によってポリウレタンフォームを得るには作業工程が多くおおががりな製造ラインを必要とする等の設備上の問題があり、また、軟質乃至半硬質のポリウレタンフォームは柔軟性、低温特性、耐薬品性、電気絶縁性等に優れている反面、ａ）高い圧縮応力を受けた際の歪みが大きい、ｂ）変形時の反発力が不足している、ｃ）通気性が不充分である、ｄ）吸水時の保水性が高く乾燥させ難い、ｅ）リサイクルが困難である等の欠点を有している。
【０００４】
近年、上記したような問題を有するポリウレタンフォームの代わりに車両内装、寝具、家具等に用いられるクッション材として供し得る、ポリオレフィン系樹脂発泡粒子を成型してなる成型体が提案されてきている（例えば、特開平４−７７５３２号公報等）。
【０００５】
しかしながら、上記公報において提案されているものは、略球形のポリオレフィン系樹脂発泡粒子を、該発泡粒子の基材樹脂よりも低い融点を有するポリオレフィン系樹脂を介して粒子相互の接触部を融着して成型するというものであるが、このような成型体を得るには発泡粒子の表面に融点の低い樹脂を固着するという非常に煩雑な作業が要求されるため生産性に劣るという問題がある。また、このようにして得られた成型体は、粒子相互の接触部のみを融着して球形の発泡粒子間に形成される空間が埋まらないようにしただけのものであるため発泡粒子間の融着が不均一なものとなり易く、融着性等を考慮するとその空隙率は１０〜２５％程度が限界であって充分な通気性や、柔軟性が得られないという問題があった。
【０００６】
本出願人は上記従来技術の有する問題に鑑み、従来から車両内装用、寝具用、家具用等の用途に供されてきている軟質乃至半硬質ポリウレタンフォーム製クッション材の代替品として、ポリオレフィン系樹脂を基材樹脂とする発泡粒子成型体に着目し鋭意研究した結果、本発明を完成するに至った。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明クッション材は、異形のポリオレフィン系樹脂発泡粒子を成型して得られた空隙率１０％以上の連通した空隙を有する発泡成型体であって、４０％圧縮強度が０．５ｋｇｆ／ｃｍ² 以下であり、６０％圧縮強度が０．５ｋｇｆ／ｃｍ ² 以上であり、且つ６０％圧縮強度と５０％圧縮強度の差が０．１８ｋｇｆ／ｃｍ ² 以下であることを特徴とする。
【０００８】
ここで、上記空隙率Ａ〔％〕とは、発泡成型体の外形寸法から算出される見かけ体積〔ｃｍ^３〕をＢ（見かけ体積Ｂは成型体の収縮を考慮せずに簡単に考えれば、発泡成型体が得られた時点での成型に用いた金型キャビティー内の体積にほぼ等しい）、発泡成型体の空隙部を除いた真の体積〔ｃｍ^３〕をＣ（真の体積Ｃはアルコール等の液体中に発泡成型体を沈めた際に増加した体積を測定することによって知ることができる）としたときに、次の式によって算出されるものである。：Ａ（％）＝〔（Ｂ−Ｃ）／Ｂ〕×１００
【０００９】
本発明にあっては、連通した空隙が内部に形成されるように成型された発泡成型体でクッション材を構成した点に最も大きな特徴があり、このような構成を採用した本発明クッション材によれば、これに何らかの圧縮応力が加わるとその応力の大きさに応じて当該クッション材が変形するとともに、上記空隙が弾性的に潰れて加えられた圧縮応力を吸収することによって良好なクッション性が発揮される。
【００１０】
また、本発明クッション材のクッション性を良好に発揮せしめるにあたり、発泡成型体の内部に形成される連通した空隙は、空隙率にして１０％以上あれば良いが、クッション性をより良好なものとするためには、上記空隙が空隙率にして１５〜５０％で形成されているのが好ましい。
【００１１】
更に、本発明クッション材にクッション材として要求される柔軟性を得るために、その４０％圧縮強度を０．５ｋｇｆ／ｃｍ^２以下、より好ましくは０．４ｋｇｆ／ｃｍ^２以下とする必要があるが、このような圧縮強度を本発明クッション材に付与すれば、当該クッション材に加わる圧縮応力が比較的小さい場合には、軟質乃至半硬質ウレタンフォームの如きクッション性が得られる。
【００１２】
一方、本発明クッション材に加わる圧縮応力が比較的大きく上記空隙の殆どが潰れた状態になった後には、成型体の素材強度（基材樹脂自体の弾性や、成型後も失われない発泡粒子の有する独立気泡構造の弾性変形）によって、軟質乃至半硬質ウレタンフォームでは得られなかったクッション材の加圧時の形状維持性、変形時の適度な反発力を得ることができる。尚、このような効果がより良好に得られるようにするには、本発明クッション材の６０％圧縮強度が０．５ｋｇｆ／ｃｍ^２以上であるのが好ましい。また、この場合、（５０％圧縮強度＜６０％圧縮強度）、且つ（６０％圧縮強度−５０％圧縮強度≦０．１８ｋｇｆ／ｃｍ^２）であるのが好ましく、更に、７０％圧縮強度が０．８ｋｇｆ／ｃｍ^２以上であることが好ましい。
【００１３】
また、発泡成型体に形成されている空隙は連通した空隙であるから、本発明クッション材は通気性に優れたものとなるばかりか、何らかの理由で上記空隙内に水が浸入してきても空隙内に留まらずにそのまま外部に放出される。その上、成型体を形成する発泡粒子が独立気泡構造を有していれば該気泡中に水が浸入することもなく、連続気泡構造のウレタンフォームのように吸水時の保水性が高く乾燥させ難いというような問題がない。
【００１４】
これに関連したポリウレタンフォームをクッション材として用いた場合の具体的な問題として、自転車のサドル用のクッション材には従来からポリウレタンフォームが用いられているため、自転車を雨ざらしにしてあったためにサドルが濡れて内部のクッション材に雨水が浸透しまうと、その後数日たってもサドルに座る度に衣服を濡らしてしまうというようなことを挙げることができるが、本発明クッション材を用いればこのような問題を解決することができる。更に、チャイルドシート等の乳幼児用の座席シートのクッション材として本発明クッション材を用いれば、子どもが小便を漏らしてしまったとしてもその後の後始末が容易である。
【００１５】
また、本発明クッション材を得るために用いられる発泡粒子は、発泡成型体を得るにあたって一般に用いられる発泡粒子（通常は、その概略形状が球状乃至円柱状の発泡粒子が用いられている）とは異なる形状を有する異形の発泡粒子であって、このような異形の発泡粒子としては、外部に連通する中空穴を有する筒形の形状であるとともに（以下、中空穴が外部に連通する方向を「穴方向」という）、（ａ）穴方向に垂直な断面（以下、このような断面を「垂直断面」という）における外周形状、及び中空穴形状が共に円形であるもの、（ｂ）垂直断面における外周形状、及び中空穴形状が共に多角形であるもの、（ｃ）垂直断面における外周形状、及び中空穴形状のいずれか一方が円形で、他方が多角形であるもの、（ｄ）上記（ａ）〜（ｃ）が如き断面形状を有するものをその外周において互いに複数結合せしめたもの、（ｅ）穴方向に垂直などの断面においても上記（ａ）〜（ｄ）が如き断面形状を有し且つその外周に突起が設けられているもの、（ｆ）ある垂直断面においては上記（ａ）〜（ｄ）が如き断面形状を有しており、別の垂直断面においては上記（ａ）〜（ｄ）が如き断面形状を有し且つその外周に突起が設けられているもの等を例示することができる。
【００１６】
上記の如き形状を有する異形の発泡粒子のより具体的な形状を図１に示すと（尚、図中１は発泡粒子、Ｐは中空穴、ｅは突起である）、上記（ａ）に対応する形状としては（ア）が、上記（ｂ）に対応する形状としては（イ）〜（エ）が、上記（ｃ）に対応する形状としては（オ）〜（カ）が、上記（ｄ）に対応する形状としては（キ）〜（ク）が、上記（ｅ）に対応する形状としては（ケ）〜（ス）が、上記（ｆ）に対応する形状としては（セ）〜（ソ）がそれぞれに対応するものとして図示できるが、これらのものは本発明における異形の発泡粒子の一例にすぎず、この他にも垂直断面における外周形状や中空穴形状が楕円状、正多角形以外の多角形状に現れるもの、垂直断面においてその中心から中空穴がずれているもの、穴方向に沿って発泡粒子が捩じれているもの、穴方向に沿って発泡粒子の一部がくびれているもの等が例示でき、本発明では筒形の形状を基本形状とするものを用いるのが好ましい。また、垂直断面の一部が切り欠かれているもの（例えば、上記（ａ）の場合にはＣ字型の断面形状を有するもの）も本発明でいう筒形の形状というものとする。更に、上記筒形の形状を有するものの他に、垂直断面が十字形のもの等や、図１の（ケ）〜（ス）の如き形状を有し且つ中空穴がないもの等、本発明の目的を達成することが可能であれば図示した形状のものには限られず多種の異形の発泡粒子を使用することができる。
【００１７】
このような異形の発泡粒子を、該発泡粒子の各々がランダムに向くように金型内に充填し、これらを相互に融着せしめて成型して得られる発泡成型体には連通した空隙が形成され、しかも、成型時に発泡粒子が二次発泡しても当該空隙は埋まってしまったりするこがない。
【００１８】
このため、本発明クッション材を構成する発泡成型体を成型するにあたって前述したような異形の発泡粒子を用いれば、発泡粒子の二次発泡を抑えて連通した空隙が埋まらないようにする必要は特になく、発泡成型体を高温で成型して発泡粒子間の融着性を向上させることができるとともに、空隙率のコントロールも容易となる。更に、外部に連通する中空穴を有する筒形の発泡粒子を用いて該発泡粒子を金型内に充填する際の充填空気の流入口に対する流出口の位置を調整すれば、発泡粒子の充填に方向性を与えることもでき、発泡粒子の内部に形成される連通した空隙の空隙率や、該空隙が連通するその方向性を制御することもできる。
【００１９】
尚、図１に示す（ア）〜（ソ）の形状を有する発泡粒子のうち、（ア）〜（ク）のように突起が設けられていないものはフィーダー詰まりがなく、しかも、型内のどの位置においても均一な密度で充填されるので充填率のコントロールがし易く好ましい。更に、（ア）、（キ）、（ク）のように垂直断面における外周形状、及び中空穴形状がともに円形である場合は、発泡粒子の製造が比較的容易である。
【００２０】
ここで、上記充填率（％）とは、発泡粒子を金型内に充填したときの発泡粒子の占める真の体積（ｃｍ^３）を金型キャビティー内容積（ｃｍ^３）で除したものを百分率で示した値であり、このような充填率のコントロールは、発泡粒子の真密度や発泡粒子の形状等に応じて充填空気圧を適宜調整したり、発泡粒子を金型内に充填する際に金型の型開き（クラッキング）を調節する等して行うことができる。
【００２１】
更に、本発明における異形の発泡粒子は、筒形の形状を基本形状とする場合には、粒子重量が１〜５０ｍｇであるのが好ましく、より好ましくは２〜１０ｍｇであり、粒子重量が１ｍｇに満たない場合はそのもととなる樹脂粒子の製造が難しく、樹脂粒子が得られたとしても最終的に得られる発泡成型体の空隙率を充分なものとすることができず、５０ｍｇを越える場合は発泡剤の含浸が悪くなり易く、成型時の金型内への充填も悪くなり易い。また、垂直断面における発泡粒子の最大外径（但し、前記（ｅ）や（ｆ）のように発泡粒子の外周に突起が設けられている場合は、突起を除いた部分の最大外径）をＤ、発泡粒子の穴方向の長さをＬとしたときに（図１（ア）参照）、これらの比Ｌ／Ｄが０．２〜５であるのが好ましく、より好ましくは０．５〜２．０であって、このような範囲から外れる場合は、成型時の金型内への充填も悪くなり易い上に、発泡粒子どうしの融着性が良好な発泡成型体が得られ難い。また、粒子重量によっても異なるが、例えば、粒子重量が２〜１０ｍｇである場合には、任意の垂直断面における中空穴の最少径をｄ_ＭＩＮ、同じ垂直断面における外周の最少径をＤ_ＭＩＮとしたときに（図１（ア）、及び（セ）参照）、ｄ_ＭＩＮが２ｍｍ以上で且つｄ_ＭＩＮ／Ｄ_ＭＩＮの値が０．３０〜０．９０であるのが好ましく、より好ましくはｄ_ＭＩＮが３．０ｍｍ以上で且つｄ_ＭＩＮ／Ｄ_ＭＩＮの値が０．４０〜０．８５である。尚、ｄ_ＭＩＮの上限は２０ｍｍ、好ましくは１０ｍｍである。
【００２２】
発泡粒子の任意の垂直断面における中空穴の最少径ｄ_ＭＩＮと外周の最少径Ｄ_ＭＩＮが上記の関係を満足するような発泡粒子を用いて発泡成型体を成型すれば、収縮率が小さく且つ充分な空隙を有するとともに、粒子間の融着性がより良好な発泡成型体を得ることができるが、ｄ_ＭＩＮが２ｍｍ未満であったり、ｄ_ＭＩＮ／Ｄ_ＭＩＮの値が０．３０未満であったりすると、充分な空隙を確保することが困難となってしまいクッション性が不充分なものとない易く、ｄ_ＭＩＮ／Ｄ_ＭＩＮの値が０．９０を越える発泡粒子はその製造が難しく、また、粒子間の融着が充分であっても強度不足等による成型体の収縮が起こる等して寸法安定性に欠けた発泡成型体しか得られない。
【００２３】
尚、前記（ｄ）のように１つの発泡粒子に複数の中空穴が存在する場合には、そのすべての中空穴について上記の関係が満たされているのが好ましく、また、前記（ｅ）や（ｆ）のように発泡粒子の外周に突起が設けられている場合には、突起を除いた形状において上記の関係が満たされていれば良い。更に、上記の関係が満たされていさえすれば、ｄ_ＭＩＮとＤ_ＭＩＮはどの垂直断面においても一定の値を示していても、一部の垂直断面、又は全ての垂直断面で異なる値を示していても良い。
【００２４】
また、筒形の形状を基本形状とする発泡粒子を用いる場合、前述した垂直断面における発泡粒子の最大外径Ｄと、発泡粒子の穴方向の長さＬの比Ｌ／Ｄが０．３〜１．０であれば、発泡粒子を金型内に充填する際の充填空気圧の調整で筒形発泡粒子に方向性を与え易くなり、空隙率や、連通した空隙の方向性の制御がより容易になるため好ましい。
【００２５】
このような発泡粒子を製造する手段としては、例えば、基材樹脂を押出機で溶融混練した後に、これをペレット垂直断面形状と略相似する形状のスリットを有するダイスからストランド状に押し出し、次いで、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して、先ず、ペレット状の樹脂粒子を製造し、次に、得られた樹脂粒子を発泡剤の存在下で密閉容器内に貯えた水等の分散媒に分散せしめ、当該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、しかる後に容器の一端を開放し、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樹脂粒子と水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）に放出して樹脂粒子を発泡せしめる等の手段を採用することができる。
【００２６】
上記の如き手段によって最終的に得られる発泡粒子は、独立気泡構造を有しているとともに、先に製造した樹脂粒子が略同様の形状でもって発泡したものであるので、前述したような異形の発泡粒子を得るには、樹脂粒子が製造される段階で得ようとする発泡粒子と同様の形状で当該樹脂粒子を製造しておけば良い。その際、前述した（ａ）〜（ｆ）のような所定の断面形状を有する筒形形状の樹脂粒子を得るには、前述の如くその断面形状と略相似形のスリットをダイスの溶融樹脂の出口に設けるとともに、筒形に押し出された樹脂の中空穴が潰れてしまわないよう、上記スリットの内側に圧力調整孔を設けて中空穴内の圧力を常圧、又はそれ以上に保つことができるようにする等しておけば良く、圧力調整孔は気体圧入装置に連結して空気等を中空穴内に供給したりすることができるように構成することができる。
【００２７】
尚、発泡粒子は発泡によってその全体の寸法が発泡前の樹脂粒子より大きくなってはいるが、通常、発泡粒子のｄ_ＭＩＮ、及びｄ_ＭＩＮ／Ｄ_ＭＩＮの値と、これに対応する未発泡の樹脂粒子のｄ_ＭＩＮ′、及びｄ_ＭＩＮ′／Ｄ_ＭＩＮ′の値は殆ど変わらず、該ｄ_ＭＩＮ′、及びｄ_ＭＩＮ′／Ｄ_ＭＩＮ′の値が、ｄ_ＭＩＮ、及びｄ_ＭＩＮ／Ｄ_ＭＩＮについての前記条件を満足していれば、これを発泡して得られた発泡粒子もその発泡粒子の倍率の如何にかかわらず前記条件を概ね満足している。
【００２８】
また、本発明にいて用いられる発泡粒子の基材樹脂としては、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンランダム共重合体、プロピレン−ブテンランダム共重合体、エチレン−プロピレン−ブテンランダム共重合体、エチレン−プロピレンブロック共重合体、プロピレン−ブテンブロック共重合体、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、高密度ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂を挙げることができるが、これらの中でも炭素数４〜８のα−オレフィンをコモノマー成分とする直鎖状低密度ポリエチレン等のポリエチレン系の樹脂を用いるのが、柔軟性の面で特に好ましい。
【００２９】
上記樹脂は架橋されたものであっても無架橋のものであっても良く、生産工程数やリサイクルの点では無架橋のもの、特に無架橋直鎖状低密度ポリエチレンが好ましいが、繰り返し圧縮等の復元性に特に優れた発泡成型体を得ることができるという点では、架橋低密度ポリエチレン、又は架橋エチレン−酢酸ビニル共重合体が好ましい。また、これらの樹脂は単独で用いても、或いは２種以上を混合する等併用して用いても良く、更には、柔軟性を向上させるためにブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム等の熱可塑性エストラマーを１〜５０重量％添加したり、難燃性や耐候性等を付与するために各種の添加剤を添加することもできる。
【００３０】
発泡粒子を得るに際して用いられる発泡剤としては、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、シクロブタン、シクロヘキサン、トリクロロフロロメタン、ジクロロジフロロメタン、クロロフロロメタン、トリフロロメタン、１，２，２，２ −テトラフロロエタン、１−クロロ−１，１ −ジフロロエタン、１，１ −ジフロロエタン、１−クロロ−１，２，２，２ −テトラフロロエタン等の揮発性発泡剤や、窒素、二酸化炭素、アルゴン、空気等の無機ガス系発泡剤が用いられる。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。また、発泡剤の使用量は、通常樹脂粒子１００重量部当り、２〜５０重量部であり、得ようとする発泡粒子の発泡倍率と発泡温度との関係で適宜選定される。
【００３１】
また、樹脂粒子を分散させるための分散媒としては、前述の基材樹脂からなる樹脂粒子を溶解しないものであれば良く、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。
【００３２】
樹脂粒子を分散媒に分散せしめ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融着防止剤を用いることができ、融着防止剤としては水等に溶解せず、加熱によって溶融しないものであれば無機系、有機系を問わず使用可能であるが、一般には無機系のものが好ましい。無機系の融着防止剤としては、カオリン、タルク、マイカ、酸化アルミニウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム等の粉体が好適である。また、分散助剤としてドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤が好適に使用される。上記融着防止剤としては平均粒径０．００１〜１００μｍ、特に０．００１〜３０μｍのものが好ましい。融着防止剤の添加量は樹脂粒子１００重量部に対し、通常は０．０１〜１０重量部が好ましい。また界面活性剤は樹脂粒子１００重量部当たり、通常０．００１〜５重量部添加することが好ましい。
【００３３】
また、本発明では発泡粒子に、黒、灰色、茶色等の着色顔料又は染料を添加して着色しても良く、着色した基材樹脂より得られた着色発泡粒子を用いれば、着色された発泡成型体を得ることができる。尚、着色顔料又は染料の色は、上記例示に限られず、他に黄色、赤色、桃色、緑色、青色等、成型体の用途に応じて適宜選択し得る。
【００３４】
基材樹脂に着色顔料、染料又は無機物等の添加剤を添加する場合は、添加剤をそのまま基材樹脂に練り込むこともできるが、通常は分散性などを考慮して添加剤のマスターバッチを作り、それと基材樹脂とを混練することが好ましい。着色顔料や染料の添加量は着色する色によっても異なるが、通常基材樹脂１００重量部に対して０．０１〜１５重量部であるのが好ましく、また、タルク、炭酸カルシウム、ホウ砂、水酸化アルミニウム等の無機物を添加する場合は基材樹脂１００重量部に対して０．００１〜５重量部とするのが好ましく、このような量で無機物を添加すると、発泡倍率の向上効果や、更に、気泡径を５０〜３５０μｍに調整することができるといった効果が期待できる。
【００３５】
樹脂粒子と分散媒とを容器内より低圧の雰囲気下に放出して発泡せしめる発泡温度は、一般に使用する樹脂の種類（架橋されているか否かも含む）や、発泡剤の種類と使用量とで異なるが、その一例を示すと、樹脂として無架橋の直鎖状低密度ポリエチレン系樹脂粒子を用い、発泡剤として無機ガス系のものを使用する場合は、当該樹脂の融点−５℃以上で融点＋１５℃以下、特に融点−３℃以上で融点＋１０℃以下が好ましく、無機ガス系発泡剤及び有機揮発性発泡剤の混合系のものを使用する場合は、当該樹脂の融点−１０℃以上で融点＋１０℃以下、特に融点−１０℃以上で融点＋５℃以下が好ましい。また、架橋低密度ポリエチレン系樹脂粒子を無機ガス系発泡剤及び／又は有機揮発性発泡剤を使用して発泡させる場合は、架橋前の融点以上で、その融点＋８０℃以下が好ましい。更に、発泡温度にまで加熱する際の昇温温度は１〜１０℃／分、特に２〜５℃／分が好ましい。発泡性の樹脂粒子と分散媒とを容器内より放出する雰囲気は、容器より低圧であればよいが、通常は大気圧下である。
【００３６】
ここで、上記樹脂の融点とは示差走査熱量計によってサンプル約６ｍｇを１０℃／分の昇温速度で２２０℃まで加熱し、その後１０℃／分の降温速度で約５０℃まで冷却し、再度１０℃／分の速度で２２０℃まで昇温した時に得られるＤＳＣ曲線における吸熱ピーク（固有ピーク）の頂点の温度である。また融解終了温度とは上記の如く測定によって得られる２回目のＤＳＣ曲線の吸熱ピーク（固有ピーク）における融解終了温度を意味する。また樹脂粒子の軟化温度とは、ＡＳＴＭ−Ｄ−６４８法において、荷重４．６ｋｇ／ｃｍ^２の条件で求めた軟化温度を意味するものである。
【００３７】
本発明クッション材を構成する発泡成型体は、上記のようにして得られた発泡粒子を用い、これに必要に応じて無機ガス、又は無機ガスと揮発性発泡剤との混合ガスにより加圧熟成して粒子内に所定の内圧を付与した後、該発泡粒子を開閉し得るが密閉し得ない成型用の金型内にそのまま、若しくは加圧圧縮した状態で充填し、概ね基材樹脂の融点付近の温度の水蒸気により当該発泡粒子を加熱して粒子相互を融着せしめ、しかる後にこれを冷却して得ることができる。
【００３８】
このようにして得られる発泡成型体の嵩密度（発泡成型体の重量を該発泡成型体の外形寸法から算出される体積で除した値）は、クッション材としての緩衝性能が得られるよう嵩密度が０．０４５〜０．００５ｇ／ｃｍ^３であるのが好ましく、基材樹脂としてポリエチレン系樹脂を用いた場合は、嵩密度が０．０３０〜０．００５ｇ／ｃｍ^３であるのが好ましく、基材樹脂としてポリプロピレン系樹脂を用いた場合には嵩密度が０．０１８〜０．００５ｇ／ｃｍ^３であるのが好ましい。
【００３９】
そして、上記の如き発泡成型体からなる本発明クッション材は、車両シート、アームレスト、ヘッドレスト、コンソールボックス、グローブボックス、インストルメントパネル、アシストグリップ、ステアリングカウル、ステアリングホイールパッド、チャイルドシート等の車両用内装材、ベッド等の寝具用クッション材、ソファー等の家具用クッション材、玩具、スポーツ用セーフティーパッド等、広い範囲にわたって軟質乃至半硬質ウレタンフォームの代替品として使用することができる。
【００４０】
尚、本発明クッション材を製造するにあたって、表皮材を金型にセットしておけば表皮材との一体成型が可能であり、ヘッドレストのようにシート本体と連結する棒状のスチール材を要する場合等にはインサート成型で一体に成型することもでき、芯材、硝子繊維、タルク等の無機フィラー等の副資材の埋設、混合も発泡成型体の成型時に容易に行うことができる。更に、本発明クッション材は表皮材で覆われている必要は必ずしもないが、表皮材で覆われた態様で本発明を実施する場合には、樹脂シート、不織布、織布、革、人工皮革、ゴムシート、フエルト等の可撓性材料を表皮材として使用することができる。また、表皮材と発泡成型体との積層は、金型内に表皮材をセットして発泡粒子を金型内に充填し、成型体の成型と同時に行うのが好ましいが、表皮材の積層を発泡成型体の二次加工により接着剤、熱等を利用して積層することもできる。
【００４１】
【実施例】
次に、本発明クッション材の実施例〔実施例Ａ、実施例Ｂ〕を挙げて本発明を更に詳細に説明する。尚、図２は縦軸を圧縮応力（ｋｇｆ／ｃｍ^２）、横軸をクッション材の歪み（％）として以下の実施例Ａ、Ｂのクッション材、及び従来公知の密度０．１ｇ／ｃｍ^３のポリウレタンフォーム〔比較例１〕の圧縮強度をＪＩＳ−Ｚ０２３４に準拠して測定した結果を示すグラフである。また、図２と同様に図３には従来公知の球状の真の倍率３０倍の無架橋直鎖状低密度ポリエチレン樹脂発泡粒子（基材樹脂の密度：０．９２５ｇ／ｃｍ^３、コモノマー成分：炭素数６のα−オレフィン、コモノマーコンテント：８．６重量％、ＭＩ＝１．３ｇ／_{１０ｍｉｎ．}、融点：１２４℃）を成型してなる密度０．０１３ｇ／ｃｍ^３の発泡成型体〔比較例２〕と、従来公知のＬ／Ｄ＝１．５の円柱形状を有する真の倍率３５倍の無架橋エチレン−プロピレンランダム共重合体発泡粒子（基材樹脂の密度：０．９００ｇ／ｃｍ^３、エチレンーコンテント：３．８重量％、融点：１３８℃）を成型してなる密度０．０１１ｇ／ｃｍ^３の発泡成型体〔比較例３〕の圧縮強度をＪＩＳ−Ｚ０２３４に準拠して測定した結果を示した。
【００４２】
〔実施例Ａ〕
エチレン−酢酸ビニル共重合体（密度：０．９３０ｇ／ｃｍ^３、ＭＩ＝１５ｇ／_{１０ｍｉｎ．}、酢酸ビニルコンテント：６重量％）を基材樹脂として、タルク濃度が０．０５％となるようにタルクのマスターバッチとともに押出機内で溶融混練した後、これをダイスから円筒形のストランド状に押し出し、水中で冷却してから切断して、内径０．９ｍｍ、外径１．６ｍｍ、長さ３．５ｍｍの円筒形ペレット状の樹脂粒子を製造した。
【００４３】
次いで、得られた樹脂粒子１０００ｇを３０００ｃｃの水とともに、分散剤としてカオリン３ｇとドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．０６ｇ、及び架橋剤としてジクミルパーオキサイド３ｇとベンジルパーオキサイド１０ｇを容積５リットルのオートクレーブに入れて、攪拌しながら昇温し、９５℃で１時間保持した後に更に１５５℃まで昇温してから再び１時間保持し、その後室温まで冷却して上記基材樹脂を架橋せしめた。尚、樹脂粒子は基材樹脂を架橋させた後であっても円筒形の形状を維持しており、樹脂のゲル分率は６０％であった。
【００４４】
次に、基材樹脂を架橋せしめた樹脂粒子１０００ｇを３０００ｃｃの水とともに、分散剤としてカオリン２ｇとドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．０４ｇ、及び発泡剤として二酸化炭素（ドライアイス）１２０ｇを容積５リットルのオートクレーブに入れて、攪拌しながら１２０℃まで昇温し、約１０分間保持した後にオートクレーブの一端を開放して、樹脂粒子を水とともに大気圧下の放出して該樹脂粒子を発泡させた。その後、得られた発泡粒子を室温で２４時間乾燥させた後、５．０ｋｇ／ｃｍ^２（Ｇ）の加圧空気により発泡粒子に内圧を付与し、５．０ｋｇ／ｃｍ^２（Ｇ）の水蒸気にて加熱発泡させ、最終的に真の倍率で２２倍の内径３．５ｍｍ、外径６．５ｍｍ、長さ６．０ｍｍの円筒形の発泡粒子を得た。
【００４５】
上記発泡粒子に加圧空気で３．０ｋｇ／ｃｍ^２（Ｇ）内圧を付与し、３００×３００×６０ｍｍの金型に充填して水蒸気により加熱して成型した。次いで、金型から成型品を取り出し、６０℃のオーブン中で２４時間、乾燥熟成した後にこれを取り出して、嵩密度０．０２５ｇ／ｃｍ^３、空隙率２９％のクッション材を得た。
【００４６】
〔実施例Ｂ〕
基材樹脂として直鎖状低密度ポリエチレン（密度：０．９２５ｇ／ｃｍ^３、コモノマー成分：炭素数６のα−オレフィン、コモノマーコンテント：８．６重量％、ＭＩ＝１．３ｇ／_{１０ｍｉｎ．}、融点：１２４℃）を用い、これを押出機内で溶融混練した後にダイスから円筒形のストランド状に押し出し、水中で冷却してから切断して、内径１．２ｍｍ、外径２．０ｍｍ、長さ３．３ｍｍの円筒形ペレット状の樹脂粒子を製造した。
【００４７】
次に、得られた樹脂粒子１０００ｇを３０００ｃｃの水とともに、分散剤としてマイカ４ｇとドデシルベンゼンスルホン酸ソーダ０．０８ｇ、及び発泡剤としてイソブタン９０ｇと二酸化炭素（ドライアイス）９０ｇを容積５リットルのオートクレーブに入れて、攪拌しながら基材樹脂の融点−５℃の温度まで昇温し、約２０分間保持した後にオートクレーブの一端を開放して、樹脂粒子を水とともに大気圧下の放出して該樹脂粒子を発泡せしめ、室温で２４時間乾燥させて、真の倍率で３２倍、内径４．５ｍｍ、外径９．０ｍｍ、長さ６．０ｍｍの円筒形の発泡粒子を得た。
【００４８】
上記発泡粒子を３００×３００×６０ｍｍの金型に充填して０．９ｋｇ／ｃｍ^２Ｇの水蒸気により加熱して成型した。次いで、金型から成型品を取り出し、８０℃のオーブン中で乾燥熟成した後にこれを取り出して、嵩密度０．０１５ｇ／ｃｍ^３、空隙率３５％のクッション材を得た。
【００４９】
得られたクッション材は、いずれも収縮、変形がなく良好なものであった。尚、上記発泡粒子の真の倍率とは、発泡粒子をアルコール等の液体中に沈めた際に増加した体積を測定することによって求められる真の体積で沈めた発泡粒子の重量を除することによって真の密度を求め、発泡粒子の基材樹脂の密度を真の密度で除することによって求められる値である。また、成型体の密度、及び嵩密度は成型体の重量を成型体の外形寸法から求められる体積で除することによって求められる値である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明クッション材は、これに何らかの圧縮応力が加わるとその応力の大きさに応じて当該クッション材が変形するとともに、内部に形成された空隙が弾性的に潰れて加えられた圧縮応力を吸収することによって良好なクッション性を発揮し、クッション材に加わる圧縮応力が比較的小さい場合には、軟質乃至半硬質ウレタンフォームの如きクッション性が得られるため、従来よりクッション材として広く用いられてきた軟質乃至半硬質ポリウレタンフォームの代替品として使用することができる。
【００５１】
その上、本発明クッション材に加わる圧縮応力が比較的大きく上記空隙の殆どが潰れた状態になった後には、成型体の素材強度によって、軟質乃至半硬質ウレタンフォームでは得られなかったクッション材の加圧時の形状維持性、変形時の適度な反発力を得ることができる。更に、本発明クッション材は通気性に優れているに加え、ポリウレタンフォームのように吸水時の保水性が高く乾燥させ難いというような問題が生じることがなく、また、リサイクル性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】異形の発泡粒子の形状の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の実施例Ａ、Ｂ、及び比較例１の圧縮強度を示すグラフである。
【図３】比較例２、３の圧縮強度を示すグラフである。
【符号の説明】
１発泡粒子

Claims

異形のポリオレフィン系樹脂発泡粒子を成型して得られた空隙率１０％以上の連通した空隙を有する発泡成型体であって、４０％圧縮強度が０．５ｋｇｆ／ｃｍ² 以下であり、６０％圧縮強度が０．５ｋｇｆ／ｃｍ ² 以上であり、且つ６０％圧縮強度と５０％圧縮強度の差が０．１８ｋｇｆ／ｃｍ ² 以下であることを特徴とするクッション材。
発泡成型体の嵩密度が０．０４５〜０．００５ｇ／ｃｍ ³である請求項１記載のクッション材。
ポリオレフィン系樹脂発泡粒子の基材樹脂がポリエチレン系樹脂である請求項１、又は２記載のクッション材。
請求項１、又は２、又は３記載のクッション材に表皮材を積層してなるクッション材。