JP5602608B2

JP5602608B2 - 車両用シートパッド

Info

Publication number: JP5602608B2
Application number: JP2010279297A
Authority: JP
Inventors: 健司熊谷; 浩介吉冨
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2014-10-08
Anticipated expiration: 2030-12-15
Also published as: JP2012125397A

Description

本発明は、薄肉化しても座り心地に優れる車両用シートパッドに関する。

一般に、車両用シートパッドには、クッション性の高い軟質ポリウレタンフォームからなるシートパッドが使用されている。かかる車両用シートパッドは、近年、燃費向上のために車高を低くするなどの理由から、薄肉化が要請されている。例えば、特開２００５−２１１２５１号公報には、パッド厚みが３０〜７０ｍｍのクッションパッドが記載されている。

しかしながら、このように車両用シートパッドを薄肉化した場合、クッション感が低下したり、底突き感ないしへたり感が生じたりして、座り心地が悪くなるという問題がある。かかる問題を解決するために、従来、種々の取り組みがなされている。

例えば、特開２００５−１２４７４４号公報には、シートクッションパッドを高密度化することが記載されている。かかる高密度化により、６Ｈｚ前後の高周波数の振動吸収性が改善され、薄肉化による座り心地の悪化が改善される。また、実開平６−１９６０４号公報には、高弾性フォームを上層に配置し、粘弾性フォームを下層に配置した積層構造のシートクッション構造が記載されている。下層側粘弾性フォームが上層側高弾性フォームを介して柔らかいフィット感を使用者に間接的に与え、上層高弾性フォームがクッション感を使用者に直接与え、これらの相乗的作用により座り心地の改善が図られる。

特開２００５−２１１２５１号公報特開２００５−１２４７４４号公報実開平６−１９６０４号公報

上記特開２００５−１２４７４４号公報のようにシートクッションパッドを高密度化した場合、その分だけ材料を要するため、材料費の増加やシート重量の増加などの問題が生じる。また、上記実開平６−１９６０４号公報のようにシートクッションを２重構造にすると、その分だけ厚さが大きくなる、部品点数が多くなるなどの問題が生じる。さらに、かかるシートパッドの高密度化ないし高弾性化のみでは、着座後のクッション感の十分な改善を図ることが困難である。

本発明は、薄肉化しても座り心地に優れる車両用シートパッドを提供することを目的とする。

本発明の車両用シートパッドは、ポリウレタンフォームよりなる車両用シートパッドにおいて、厚さが５０〜８０ｍｍであり、円板形の負荷子で負荷速度５０ｍｍ／ｍｉｎにて加圧して撓み量を測定する撓み試験法において、撓み量が該車両用シートパッドの厚さの２５％及び５０％となったときの反力をＦ_２５及びＦ_５０とすると、Ｆ_５０／Ｆ_２５≦１．７３であることを特徴とするものである。

請求項２の車両用シートパッドは、請求項１において、前記比（Ｆ_５０／Ｆ_２５）が１．５以上１．７３以下であることを特徴とするものである。

請求項３の車両用シートパッドは、請求項１又は２において、Ｆ_２５≦４９０Ｎ≦Ｆ_５０
であることを特徴とするものである。

請求項４の車両用シートパッドは、請求項１ないし３のいずれか１項において、ＪＩＳＫ６４００の試験法によるヒステリシスロスが１４〜２２％であることを特徴とするものである。

請求項５の車両用シートパッドは、請求項１ないし４のいずれか１項において、ＪＩＳＫ６４００による２５％硬度が１５０〜２８０Ｎであることを特徴とするものである。

請求項６の車両用シートパッドは、請求項１ないし５のいずれか１項において、前記ポリウレタンフォームは、ポリオール成分配合液及びイソシアネート成分を含有するウレタン配合原液を発泡成形してなるものであり、該ポリオール成分配合液中のポリオールは、重量平均分子量が８５００〜１２０００であることを特徴とするものである。

請求項７の車両用シートパッドは、請求項６において、セル径が５００〜１２００μｍであり、リブの太さが８０〜２５０μｍであり、セル穴の個数が６〜１０穴／セルであることを特徴とするものである。なお、ポリウレタンフォームはセルの集合体であり、セル穴の個数が６〜１０穴／セルとは、１つのセルに存在する穴が６〜１０個であることを表わす。

本発明の車両用シートパッドによると、Ｆ_５０／Ｆ_２５≦１．７３となっており、反力の少しの増加により、厚さが２５％から５０％まで大きく撓むため、底つき感が解消されてクッション感が向上し、座り心地に優れたものとなる。

本発明において、Ｆ_２５≦４９０Ｎ≦Ｆ_５０であると、一般的な着座荷重（４９０Ｎ）付近における単位荷重変化当たりの撓み量が大きくなるため、底つき感が解消されてクッション感が向上し、座り心地に優れたものとなる。

本発明において、ヒステリシスロスが１４〜２２％であると、ふらつき感がなく、かつクッション感により優れたものとなる。

本発明において、２５％硬度が１５０〜２８０Ｎであると、よりクッション感が向上し、座り心地に優れたものとなる。

本発明の車両用シートパッドに用いられるポリウレタンフォームとしては、セル径が５００〜１２００μｍであり、リブの太さが８０〜２５０μｍであり、セル穴の個数が６〜１０穴／セルであることがより好適である。

実施例１の荷重−撓み曲線を示すグラフである。比較例１の荷重−撓み曲線を示すグラフである。

本発明の車両用シートパッドは、厚さが５０〜８０ｍｍ好ましくは５５〜７５ｍｍとりわけ６０〜７０ｍｍである。厚さが５０ｍｍ以上特に５５ｍｍ以上とりわけ６０ｍｍ以上であると、底つき感が抑制される。８０ｍｍ以下特に７５ｍｍ以下とりわけ７０ｍｍ以下であると、ふらつき感が抑制される。また、厚さが小さいため、車高を低くすることができる。

本発明において、反力Ｆ_２５，Ｆ_５５とは、円板形の負荷子（鉄研型負荷子）を該車両用シートパッドに当て、負荷速度５０ｍｍ／ｍｉｎにて加圧する。そして、撓み量が車両用シートパッドの非荷重時における厚さの２５％又は５０％になったときの反力をそれぞれ反力Ｆ_２５，Ｆ_５０とする。

本発明では、反力Ｆ_２５及び反力Ｆ_５０が、Ｆ_５０／Ｆ_２５≦１．７３との関係を有する。このため、単位荷重変化当たりの撓み量が大きくなり、静ばね定数（硬さ変化率）が小さくなる。これにより、反力の少しの増加により、厚さが２５％から５０％まで大きく撓むことになり、底つき感が解消されてクッション感が向上し、座り心地に優れたものとなる。これら反力Ｆ_２５及び反力Ｆ_５０は、さらにＦ_２５≦４９０Ｎ≦Ｆ_５０との関係を有することが好ましい。これにより、一般的な着座荷重（４９０Ｎ）付近における単位荷重変化当たりの撓み量が大きくなり、静ばね定数（硬さ変化率）が小さくなる。例えば、一般的な体重を有する乗員が着座後、路面の凹凸による車両の揺れ等により着座荷重が変化すると、シートパッドが大きく撓むことになる。このため、底つき感が解消されてクッション感が向上し、座り心地に優れたものとなる。上記比Ｆ_５０／Ｆ_２５は、１．７０以下であるのが好ましい。上記比Ｆ_５０／Ｆ_２５は、１．５０以上特に１．５３以上であるのが好ましい。これにより、後述する材料を用いて、車両用シートパッドを容易に製造することができる。

なお、上記撓み試験における厚さ３０％及び４０％時の反力Ｆ_３０，Ｆ_４０については、Ｆ_３０≦４９０Ｎ≦Ｆ_４０であるのがより好ましい。

車両用シートパッドのＪＩＳＫ６４００の試験法によるヒステリシスロスは、１４〜２２％である。このヒステリシスロスは、特に１６％以上とりわけ１８％であるのが好ましく、２０％以下とりわけ１９％以下であるのが好ましい。ヒステリシスロスが１４％以上であると、ふらつき感がより抑制される。ヒステリシスロスが２２％以下であると、着座後の微小変位挙動に対する反力がより小さくなり、クッション感に優れ、座り心地がより良好なものとなる。

車両用シートパッドが柔かすぎると、撓みが大きく、底つきが生じ易い。逆に硬すぎると、撓みが小さすぎ、表面が硬すぎる。このようなことから、本発明の車両用シートパッドのＪＩＳＫ６４００による２５％硬度は、１５０〜２８０Ｎが好ましく、５０％硬度は、２５０〜５００Ｎが好ましい。

本発明の車両用シートパッドを構成するポリウレタンフォームは、セル径が５００〜１２００μｍであるのが好ましい。また、リブの太さが８０μｍ〜２５０μｍであるのが好ましい。さらに、セル穴の個数が６〜１８穴／個であるのが好ましい。また、このポリウレタンフォームは、膜の破れ度合が６０〜１００％であるのが好ましい。

本発明に従って車両用シートパッドを製造する場合のウレタン配合原液の組成は、特に制限はなく、一般的に採用されている配合のものであればいずれも用いることができる。

ウレタン配合原液の調製に用いるポリオールとしては、重量平均分子量が８５００〜１２０００特に９０００〜１００００のものが好適に用いられる。また、ポリオールとして、１分子当たりの平均官能基数が２〜６特に３〜４のものが好適に用いられる。ここで、１分子当たりの平均官能基数とは、原料の平均官能基数から計算される理論値を、官能基数であると見なしたものである。このポリオールを用いることにより、上記の通り、厚さが５０〜８０ｍｍであり、Ｆ_５０／Ｆ_２５≦１．７３かつＦ_２５≦４９０Ｎ≦Ｆ_５０である車両用シートパッドを容易に製造し得る。

このポリウレタンフォームは、ＳＥＭ分析により観察されたセル径が５００μｍ以上特に７００μｍ以上であるのが好ましく、１２００μｍ以下特に１０００μｍ以下であるのが好ましい。また、このポリオールは、ＳＥＭ分析により観察されたリブの太さが８０μｍ以上特に１００μｍ以上であるのが好ましく、２５０μｍ以下特に２００μｍ以下であるのが好ましい。さらに、このポリオールは、ＳＥＭ分析により観察されたセル穴の個数が６〜１０穴／セルであるのが好ましい。また、このポリオールは、膜の破れ度合が６０％以上特に７０％以上、１００％以下であるのが好ましい。セル膜厚みは３００ｎｍ以上、６００ｎｍ以下であるのが好ましい。

このポリオールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、１，２，６−ヘキサントリオール、ペンタエリスリトールなどの低分子ポリオール；エチレンジアミン、４，４’−メチレン−ビス−２−クロロアニリン、４，４’−メチレン−ビス−２−エチルアニリンなどのアミン化合物又は低分子ポリオール若しくはアミン化合物にエチレンオキシド、プロピレンオキシドなどのアルキレンオキシドを付加重合して得られる、ビスフェノールのプロピレンオキシド付加物などのポリエーテルポリオール；更には、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオールなどの多価アルコールとフタル酸、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、テレフタル酸などの多塩基酸との縮合重合物であって末端に水酸基を有するポリエステルポリオール、アクリルポリオール、ヒマシ油、トール油などを用いることができる。

ポリオール成分配合液はポリオール、触媒、整泡剤、必要に応じて添加されるその他の添加成分を配合して混合することにより調製される。

ウレタン配合原液の調製に用いるイソシアネート成分としては特に制限はなく、一分子中に２個以上のイソシアネート基を有する有機ポリイソシアネートであって、脂肪族系及び芳香族ポリイソシアネート化合物、更にこれらの変性物が包含される。脂肪族系ポリイソシアネートとしては、例えば、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、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート等が挙げられ、芳香族ポリイソシアネートとしては、例えば、トルエンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート等が挙げられる。また、これらの変性物としては、カルボジイミド変性物、プレポリマー変性物が挙げられる。本発明において好ましいポリイソシアネートは、芳香族系ポリイソシアネート又は芳香族系ポリイソシアネートの変性物であり、特に好ましくはジフェニルメタンイソシアネート（ＭＤＩ）、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等が挙げられる。

また、発泡剤としては、ポリウレタンフォームの製造に使用される全ての発泡剤が使用できる。例えば、低沸点不活性溶剤としてトリクロロフルオロメタン、ジクロロジフルオロメタン等のフロン系化合物等、メチレンクロライド、液化炭酸ガス反応によってガスを発生するものとして水、酸アミド、ニトロアルカン等、熱分解してガスを発生するものとして重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等がある。これらのうち、好ましい発泡剤としては、メチレンクロライド、水等が挙げられる。

整泡剤としては、シリコーンオイル等を用いることができる。

触媒としては、通常のポリウレタンフォームの製造に使用される全ての触媒が使用できる。例えば、ジブチルチンジウラレート、スタナスオクトエート等の錫系触媒、トリエチルアミン、テトラメチルヘキサメチレンジアミン等の３級アミン類等が挙げられる。

ポリオール成分配合液には、更に必要に応じて、難燃剤、その他の添加成分を配合しても良い。難燃剤としては、トリス（２−クロロエチル）フォスフェート、トリス（２，３−ジブロモプロピル）フォスフェート等のような従来公知の難燃剤の他、尿素、チオ尿素のような有機質粉末或いは金属水酸化物、三酸化アンチモン等の無機質粉末を用いることができる。また、その他の助剤としては、顔料、染料などの着色粉末、タルク、グラファイトなどの粉末、ガラス短繊維、その他の無機増量剤や有機溶媒などが挙げられる。

本発明で用いるポリオール成分配合液の配合組成には特に制限はないが、例えば次のような配合組成とすることが好ましい。
ポリオール成分：１００
触媒：０．１〜２．０
整泡剤：０．１〜２．０
その他の添加成分：５．０以下

また、イソシアネート成分は、このようなポリオール成分配合液とイソシアネート成分とを混合して得られるウレタン配合原液のイソシアネートインデックスが、９０〜１１０程度となるように混合することが好ましい。

以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。なお、ウレタン配合原液の調製に用いるポリオールとしては、表１に示すものを用いた。

実施例１〜１２及び比較例１〜２４
表２に示す配合のポリオール成分配合液と、イソシアネート成分（ＴＭ２０）とを混合して調製したウレタン配合原液（イソシアネートインデックスについては表３〜６の通り）を金型に注入して発泡成形することにより、表３〜６に示す厚みの車両用シートパッドを製造した。

＜荷重−撓み特性の測定＞
各車両用シートパッドについてＦ_２５，Ｆ_５０を測定した。結果をＦ_５０／Ｆ_２５の値と共に表３〜６に示す。また、実施例１及び比較例７の荷重−撓み曲線を、それぞれ、図１及び図２に示す。

＜２５％硬度の測定＞
各テストピースについて、ＪＩＳＫ６４００に準拠して２５％硬度を測定した。その結果を表３〜６に示す。

＜座り心地性の評価＞
各テストピースに実際に着座し、座り心地を、「××」、「×」、「△」、「○」及び「◎」の５段階で評価した。その結果を表３〜６に示す。

＜ヒステリシスロスの測定＞
各テストピースについて、ＪＩＳＫ６４００の試験法に準拠してヒステリシスロスを測定した。その結果を表３〜６に示す。

＜結果＞
実施例１〜１２は、座り心地に優れている。このことから、Ｆ_５０／Ｆ_２５≦１．７３とすることにより、厚さを５０〜８０ｍｍと小さくしても、車両用シートパッドの座り心地が良好になることがわかる。

Claims

ポリウレタンフォームよりなる車両用シートパッドにおいて、厚さが５０〜８０ｍｍであり、円板形の負荷子で負荷速度５０ｍｍ／ｍｉｎにて加圧して撓み量を測定する撓み試験法において、撓み量が該車両用シートパッドの厚さの２５％及び５０％となったときの反力をＦ_２５及びＦ_５０とすると、Ｆ_５０／Ｆ_２５≦１．７３であることを特徴とする車両用シートパッド。
請求項１において、前記比（Ｆ_５０／Ｆ_２５）が１．５以上１．７３以下であることを特徴とする車両用シートパッド。
請求項１又は２において、
Ｆ_２５≦４９０Ｎ≦Ｆ_５０
であることを特徴とする車両用シートパッド。
請求項１ないし３のいずれか１項において、ＪＩＳＫ６４００の試験法によるヒステリシスロスが１４〜２２％であることを特徴とする車両用シートパッド。
請求項１ないし４のいずれか１項において、ＪＩＳＫ６４００による２５％硬度が１５０〜２８０Ｎであることを特徴とする車両用シートパッド。
請求項１ないし５のいずれか１項において、前記ポリウレタンフォームは、ポリオール成分配合液及びイソシアネート成分を含有するウレタン配合原液を発泡成形してなるものであり、
該ポリオール成分配合液中のポリオールは、重量平均分子量が８５００〜１２０００であることを特徴とする車両用シートパッド。
請求項６において、セル径が５００〜１２００μｍであり、リブの太さが８０〜２５０μｍであり、セル穴の個数が６〜１０穴／セルであることを特徴とする車両用シートパッド。