JPH08118520A - 永久変形に対する抵抗を改良した車両シート部品の製造方法 - Google Patents

永久変形に対する抵抗を改良した車両シート部品の製造方法

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JPH08118520A
JPH08118520A JP7246344A JP24634495A JPH08118520A JP H08118520 A JPH08118520 A JP H08118520A JP 7246344 A JP7246344 A JP 7246344A JP 24634495 A JP24634495 A JP 24634495A JP H08118520 A JPH08118520 A JP H08118520A
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polymer
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polymer coating
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ジェイムズ・エー・カーゴル
Neil J Bush
ニール・ジェー・ブッシュ
Steven M Winoker
スティーヴン・エム・ワイノカー
Gregary A Haupt
グレギャリー・エー・ハープト
Ming Yuan Kao
ミン・ユアン・カオ
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Abstract

(57)【要約】 本発明は熱可塑性重合体ファイバの本体(14)を形成する
方法に係り、この本体(14)の永久変形に対する抵抗力を
改良するためのものである。本発明の車両シート部品(1
0)は、成形プロセス中に２度圧縮される。第２の圧縮圧
力は第１の圧縮圧力より大きい。これは、重合体ファイ
バ同士の接合部を破壊し再構築するためである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は概して、できるだけ
効率的に製造しなければならず（好ましくは、容易にリ
サイクルできる材料・部材を用いて）、且つ、永久変形
に対する抵抗力を有さなければならないシート部品を具
備する車両シートの分野に関する。本発明は、熱可塑性
重合体ファイバから本体（body）を作ると共に、永久変
形に対する上記本体の抵抗を向上するために新規な方法
を採用する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】現在、
ほとんどの車両シート本体はポリウレタンフォームから
形成されている。ポリウレタンフォームにより満足のい
く結果が得られているが、熱可塑性重合体ファイバを用
いると多くの利点が得られる。熱可塑性重合体ファイバ
で作られた車両シート本体は、通気性が良く、薄くて軽
量の本体で均一な支持力を発揮し、非常に簡単な且つ効
率のよい方法でファブリックカバー（fabric cover）を
取り付けることができる。さらに、シート本体の熱可塑
性ファイバと、ファブリックカバーの熱可塑性ファイバ
とに、同じ重合体材料を使用することができるので、リ
サイクルの際に分離する必要がない。
【０００３】上記効果は、少なくとも重合体ファイバの
一部（幾本か）を可融（fusible ）重合コーティングで
覆うことにより達成される。可融重合体コーティング
は、加熱されると溶けて接合部となる（接合剤とな
る）。重合体ファイバは、所望の車両シート部品の形状
を有するモールドキャビティ内に置かれる。その後、重
合体ファイバが圧縮され、加熱空気がキャビティ内に通
されると、重合体コーティングは溶けて近傍のファイバ
に流れる。そして、温度が降下するのに伴い、重合体コ
ーティングは接合部となる。
【０００４】しかし、熱可塑性重合体ファイバからなる
シート本体は、ある条件下で永久変形してしまう。例え
ば、もし高温下で重い物体（例えば、工具箱）がシート
本体上に載置され続けられたならば、シート本体には、
上記物体の形の永久的な跡が残ってしまう。このタイプ
の変形は高温下で最初に荷重をかけたときに生じ、その
後荷重をかけてもそれほど変形は生じない。
【０００５】通常の条件下では、重合体ファイバ同士の
接合により、本体は荷重が作用すると元の形状に戻ろう
とする。しかし、温度がガラス転移温度以上に上昇する
と、物体の重量により弱い接合部が破壊され、重合体フ
ァイバが塑性変形するかクリープが生ずる。この場合、
本体はもはや元の形状に完全には戻らない。
【０００６】ガラス転移温度は有限の温度範囲であり、
この範囲以上では重合体が不定形の（アモルファスな）
液体状態となり、ガラス転移温度以下の温度では分子運
動が凍結され材料はガラス化する。このような性質は材
料の溶融温度以下の温度で見られる。材料の正確なガラ
ス転移温度は分子量、冷却速度及びその他のファクタに
依存する。
【０００７】本発明の主な目的は、熱可塑性重合体ファ
イバで作られた車両シート部品の永久変形の発生を抑え
ることである。この目的のために、シート本体は成形中
に第２の大きな荷重で圧縮される。この第２の圧縮は可
融重合体コーティングのガラス転移温度以上且つ溶融温
度以下で行われる。この圧縮の間、ファイバ間の弱い接
合部は破壊され、ファイバは変形するかクリープが生ず
る。強い接合部は所望の形状にされる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、永久変形に対
する抵抗を改良するために２つの圧縮ステップを用いて
シート部品本体を成形することにより、長寿命の車両シ
ート部品を効率的に製造する方法である。車両シート部
品本体は、所定形状に成形された重合体ファイバからな
る。
【０００９】重合ファイバの少なくとも一部は熱可塑性
重合体コーティングにより覆われ、この熱可塑性重合体
コーティングは比較的低い温度で溶ける。この重合体コ
ーティングは、溶融された後に冷却されるとファイバ同
士を接合するという作用・機能を有する。
【００１０】重合体は、その構造・組成が１つもしくは
２つ以上の種類の原子の繰り返し、または、１つもしく
は２つ以上の相互連結原子グループにより特徴付けられ
る物質である。熱可塑性重合体とは、特定の温度範囲で
加熱することにより軟化し、冷却することにより硬化す
る重合体（ポリマ）のことである。軟化と硬化は繰り返
し生じさせることができる。
【００１１】本発明で使用される重合体ファイバの１例
としては、ポリエステル樹脂の一種であるポリエチレン
テレフタレート（PET ：polyethylene terephthalate）
が挙げられる。この材料は多くの分野で広く利用されて
おり（例えば、飲料容器）、大量にリサイクルすること
ができる。本発明を実施するための成形装置は、所望形
状のシート部品に対応した形状を有する下部モールド部
材に設けられたモールドキャビティを備えている。上部
モールド部材は、大量の重合体ファイバ（の塊）に圧力
をかけると共に、必要な接合部が形成される間重合体フ
ァイバを所定形状に保持するために用いられる。また、
上部モールド部材は、より大きな第２の圧縮力をシート
本体に加えることができる。上部及び下部モールド部材
の双方は、蒸気、高温空気あるいはその他の加熱雰囲気
をキャビティに供給するための手段・構成を備えてい
る。
【００１２】基本的に、本発明の方法は、所定量の熱可
塑性重合体ファイバ原料をモールドキャビティ内に配置
するステップと、モールドキャビティの頂部（上部モー
ルド部材の下面）をファイバの上方の所定位置に降下す
るステップと、ファイバを適当な圧力で圧縮してシート
本体を形成するステップとを有する。このシート本体
は、最終的な車両シート部品本体の所望の形状より少し
大きい。圧縮により、コーティングされている重合体フ
ァイバとされていない重合体ファイバとの間に多くの接
触点が形成される。
【００１３】次に、強制的な対流により、加熱雰囲気が
モールドキャビティに通される。高温空気または蒸気が
キャビティを通ると、重合体コーティング（ファイバの
一部には重合体コーティングが設けられている）が溶融
し、近傍の非コーティングファイバもしくはコーティン
グファイバとの接触点に流れていく。溶融した重合体コ
ーティングはまた、ファブリックカバーを重合体ファイ
バ本体に接合するという機能を有することもある。
【００１４】一旦本体が重合体コーティングの溶融温度
以下の温度であってガラス転移温度以上の温度に冷却さ
れると、第２の圧縮力が加えられる。この高温下で本体
をさらに圧縮することにより、最も弱いポリマ接合部が
破壊され、ファイバが変形するかクリープが生ずる。従
って、本体は、高温下で車両シート部品として用いられ
ている間に変形する代わりに、モールディングプロセス
（成形工程）の間に所望の形状に予め変形・硬化（pre
- set ）される。
【００１５】本体はその後完全に冷却される。形成され
た接合部が固化したならば、モールドキャビティを開く
ことが出来る。本体はその形状を維持し続け、大きな永
久変形に対して保護されることになる（抵抗力を有する
ことになる）。
【００１６】本発明のその他の目的及び効果は、添付図
面と共に以下の記述及び特許請求の範囲を考察すること
により理解できるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】添付図面を参照すると、本発明に
係るタイプのシート部品が図５に符号１０で示されてい
る。シート部品１０は主シート面１３を形成するように
構成されたファブリックカバー１２を有している。主シ
ート面１３は支持枕（ボルスター）部１８により縁取ら
れている。支持枕部１８は、図４にはっきりと示される
ように、主シート面１３の両側で上方に延びている。シ
ート部品１０の本体１４は重合体ファイバを成形加工し
て作られている。この好適な実施の形態では、多孔質の
ポリマ層１６も設けられている。
【００１８】ファイバ重合体材料（原料）から本体１４
を形成する方法が本発明により開示される。この方法は
連続する２段階の圧縮ステップを含み、これにより、永
久変形に対する部品の抵抗力を改良することができる。
本発明で用いられる重合体ファイバは、熱可塑性ファイ
バと呼ばれるグループから選択される。熱可塑性ファイ
バは、処理・加工制限に応じて、ポリエステル、ナイロ
ンその他から選択される。一般には、ポリエステルファ
イバを用いることが好ましい。なぜなら、ポリエステル
はリサイクルし易いからである。より詳しく説明すれ
ば、ポリエチレンテレフタレート（PET ）は、リサイク
ルし易く、難燃性変体を有するという利点を備えてい
る。
【００１９】本体１４を構成する重合体ファイバの幾本
か（一部）は可融性のポリマ材料でコーティングされ
る。上部モールド部材２０（図１）が降下されて重合体
ファイバを圧縮すると、コーティングされたファイバと
されていないファイバとの間に多くの接触点ができる。
その後、加熱された雰囲気がモールドキャビティ２２に
通されると、コーティングが溶け、近傍のファイバに流
れていく。上記接触点は温度が下がると接合部を形成
し、この接合部が本体１４を所望の形状に保持する。
【００２０】好適な実施の形態では、重合体コーティン
グを用いて、効率の良い１ステッププロセスでファブリ
ックカバー１２を本体１４に取り付けてもよい。しか
し、本発明の効果は、接着剤、縫い付けあるいはその他
の当業者に公知の手法を用いてファブリックカバー１２
を本体１４に取り付けても変わりはない。
【００２１】重合体コーティング材料としては、ファイ
バのコアより比較的低い溶融温度を有するものが選択さ
れる。コーティングポリマの例としては、コ−ポリエス
テル（copolyester ）、ポリエチレン、及び活性コーポ
リオレフィン（activated copolyolefin）が挙げられ
る。ポリエチレンテレフタレート（PET ）がコア材料と
して用いられるときは、ポリエチレンテレフタレートの
コーポリマがコーティングとして用いられる。PET コー
ポリマコーティングの溶融温度は約110-220 度Ｃ（230-
428 度Ｆ）である。PET コアは約260 度Ｃ（500 度Ｆ）
で溶ける。
【００２２】熱可塑性ファイバの形としては、不織りの
芯（non-woven batting ）、束、ばらばらのファイバあ
るいはその他の当業者に公知のものが用いられる。例え
ば、直径1/4 インチ（6.35mm）のファイバの束（例え
ば、アメリカ合衆国デラウエア州ウイルミントン（Wilm
ington）のE.I. du Pont de Nemours and Company 社製
のEcofil（商標）ポリエステルファイバクラスタ）を用
いる。これの代わりに、アメリカ合衆国ニュージャージ
ー州サマヴィル（Somerville）のHoechst Celanese Cor
poration社製のCelbond （登録商標）ポリエステルを用
いて高密度の芯（batting ）を製造してもよい。
【００２３】ファブリックカバー１２は繊維状重合体原
料で作られた本体１４に付設される。多孔質ポリマ層１
６をファブリックカバー１２と本体１４との間に設ける
こともできる。本発明の車両シート部品の全体は、もし
ファブリックカバー１２と任意の（オプションの）多孔
質重合体層１６とがポリエステルから作られるならば、
異なる材料を分離する必要なく完全に再利用できるよう
に構成することができる。アメリカ合衆国デラウエア州
ウイルミントンのE.I. du Pont de Nemours and Compan
y 社製のDacron（登録商標）ポリエステルをファブリッ
クカバー用に用いることができる。
【００２４】本発明のシート部品を製造する成形装置は
図１、図２及び図３に示されており、この成形装置はモ
ールドアッセンブリ２４からなり、モールドアッセンブ
リ２４は上部モールド部材２０と下部モールド部材２６
とからなり、これら２つのモールド部材が協働してモー
ルドキャビティ２２を形成し閉じる。モールドアッセン
ブリ２４は蒸気または高温空気導入手段２８及び排出手
段３０を有している。高温雰囲気を供給するために、モ
ールドキャビティ２２は好ましくは多孔性の材料により
囲まれている。図示を簡略化するために、高温雰囲気ベ
ント（vent）３２が示されており、これらベントによ
り、高温雰囲気をモールドキャビティ２２に選択的（al
ternatively ）に供給することができる。上部モールド
部材２０は少なくとも２種類の異なる圧力を本体１４に
与えることができる。
【００２５】モールドアッセンブリ２４を用いて本発明
を実施する方法は図１、図２及び図３に示されている。
まず、ファブリックカバー１２を、下部モールド部材２
６の内張りをするように配置する。次に、もし快適性や
スタイリングを強化・改善・変更したいときは多孔質ポ
リマ層１６を、さらに下部モールド部材２６の内張りを
するように配置する。その後、所定量の重合体ファイバ
３４をモールドキャビティ２２内に配置する。そして、
図２に示されるように、上部モールド部材２０を下部モ
ールド部材２６に向かって降下し、本体に最初の圧力を
かける。
【００２６】ファイバを接合するために用いる高温雰囲
気は、上部モールド部材２０に設けられた多数の蒸気ベ
ントもしくは高温空気ベント３２を介して供給される。
高温雰囲気は、排気部材３０を利用して、下部モールド
部材２６に設けられた別のベント３２によりモールドキ
ャビティ２２内から排出される。高温空気または蒸気の
温度は、コーティングを溶かしてその他のファイバやフ
ァブリックカバーもしくは多孔層に流れていくようにす
るのに十分高くなければならない。この温度は重合体フ
ァイバ及びコーティングの溶融温度に依存する。蒸気も
しくは高温空気ベント３２、排気部材３０、及び吸気部
材２８の配置は、本発明の作用効果を損なうことなく変
えることができる。
【００２７】次に、本体は重合体コーティングの溶融温
度未満に冷却されるが、その温度はコーティングのガラ
ス転移温度より高い。この温度において、形成された接
合部は柔軟になるが、コーティングは流れない（流動し
ない）。このとき、上部モールド部材により、第１の圧
力より大きい第２の圧力をかける。尚、第２の圧力を繰
り返しかけて（圧力の付加と除去を繰り返す）、弱い接
合部の破壊とファイバのクリープを加速するようにして
もよい。この高温下でパッド（pad ）をさらに圧縮する
ことにより、最も弱いポリマ接合部が破壊され、ファイ
バが変形するかクリープが生ずる。尚、第１の圧力を付
加した後にパッドを完全に冷却し、その後、第２の圧力
を付加する前にパッドを再加熱して重合体コーティング
のガラス転移温度以上にしてもよい。
【００２８】上部モールド部材により付加される第２の
圧力は第１の圧力より大きい。また、第２の圧力は繰り
返し付加してもよい。このような製造条件及びその他の
ファクタ（例えば、重合体ファイバの量やモールドキャ
ビティの寸法）は、最終的に出来上がるシート部品の所
望の密度及び寸法によって決定される。
【００２９】第２の圧力が付加された後、本体は完全に
冷却される。その後、モールドキャビティを開くことが
できる。本体はその形状を維持し、カバーは本体に付設
されたままである。また、本体は大きな永久変形に対し
て保護されることになる（永久変形に対して抵抗力を有
している）。ファブリックカバーの端部は、通常の方法
でパッド１４の底部に固定され（てい）る。
【００３０】当業者であれば、本発明は様々な態様で実
施できることが理解できるであろう。従って、本発明は
上記において特定の例により説明されたが、本発明の真
の範囲は上記のものに限定されない。なぜなら、当業者
であれば、添付図面、明細書及び特許請求の範囲の内容
を理解することにより、その他の変形・変更が可能にな
るからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシート部品を製造するための成形装置
の展開断面図であり、シート部品を形成する原料がモー
ルドの上部部材と下部部材の間に当初の形で浮揚してい
るように描かれている。
【図２】図１と同様な断面図であり、第１の圧縮により
閉じられたモールドを示している。シート部品原料はモ
ールドキャビティ内にある。
【図３】図２と同様な断面図であり、第２の圧縮の際
に、より大きな圧力をかけている上部モールド部材を示
している。シート部品原料はモールドキャビティ内にあ
る。
【図４】形成されたシート部品の断面図である。
【図５】好適な実施の形態のシート部品の完成品の斜視
図であり、シート部品は繊維質本体と、この本体に設け
られた薄いファブリックカバーとからなっている。
【符号の説明】
１０ シート部品 １２ ファブリックカバー １３ 主シート面 １４ 本体 １６ 多孔性ポリマ層 １８ 支持枕（ボルスター）部 ２０ 上部モールド部材 ２２ モールドキャビティ ２４ モールドアッセンブリ２４ ２６ 下部モールド部材 ２８ 蒸気または高温空気導入部材 ３０ 排出部材 ３２ 高温雰囲気ベント ３４ ポリマファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 101:12 105:08 Ｂ２９Ｌ 31:58 (72)発明者 ニール・ジェー・ブッシュ アメリカ合衆国 ミシガン州 ピンクニー ウエスト・シェーファー 4585 (72)発明者 スティーヴン・エム・ワイノカー アメリカ合衆国 ミシガン州 ウエストラ ンド スコッツデール・サークル 37595 ＃203 (72)発明者 グレギャリー・エー・ハープト アメリカ合衆国 ミシガン州 ニュー・ハ ドソン サンリッジ 59669 (72)発明者 ミン・ユアン・カオ アメリカ合衆国 ウィスコンシン州 フォ ックス・ポイント ノース・モーホーク・ ロード 7444

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 重合体ファイバ（polymeric fiber ）か
    らなる繊維状重合体原料（fibrous polymeric materia
    l）から作られる本体と、重合体コーティング（polymer
    ic coating ）とを所定形状に形成することにより車両
    シートの少なくとも一部を製造する方法であって、以下
    のステップａ）−ｈ）からなる方法。 ａ）上記所定形状に対応する形状を有するモールドキャ
    ビティを設けるステップ。 ｂ）所定量の上記繊維状重合体原料を上記モールドキャ
    ビティに配置するステップ。 ｃ）重合体コーティングを上記繊維状重合体原料の少な
    くとも一部に設けるステップ。上記コーティングは低い
    溶融温度と既知のガラス転移温度とを有する。 ｄ）上記繊維状重合体原料を上記モールドキャビティ内
    で第１の圧力により圧縮するステップ。上記第１の圧力
    は上記繊維状重合体原料を所望の形状に成形するのに十
    分な圧力である。 ｅ）加熱された雰囲気を上記モールドキャビティに所定
    温度で通すステップ。所定温度とは、上記重合体コーテ
    ィングを溶かすのに十分高い温度であり且つ上記コーテ
    ィングを所定量流動させるのに十分高い温度である。所
    定量とは、上記ファイバの一部を上記ファイバのその他
    の部分に接合させるのに十分な量である。この接合によ
    り、上記繊維状本体を上記モールドキャビティの形状に
    維持することができる。 ｆ）冷却された雰囲気を上記モールドキャビティに所定
    温度で通すステップ。所定温度とは、上記繊維状本体を
    上記重合体コーティングの溶融温度未満に冷却するのに
    十分な温度であるが、上記重合体コーティングのガラス
    転移温度より高くする温度である。 ｇ）上記本体が車両シートに用いられた場合、上記本体
    を永久変形から保護すべく、上記成形された繊維状本体
    をさらに圧縮するステップ。 ｈ）その後、冷却用雰囲気を上記モールドキャビティに
    所定温度で通すステップ。所定温度とは、上記重合体コ
    ーティングをガラス転移温度未満に冷却するのに十分低
    い温度であり、これにより、上記ファイバ同士間の上記
    接合部を固化する。
  2. 【請求項２】 熱可塑性重合体ファイバの本体からなる
    車両シート部品であって、ファイバの一部が熱可塑性重
    合体コーティングで覆われている車両シート部品におい
    て、 上記本体は着座荷重を支持できる面を有しており、 上記本体は第１の圧縮により圧縮され、上記重合体コー
    ティングの溶融温度より高い温度で成形されたものであ
    り、 上記本体は、その後、上記第１の圧縮の間に上記重合体
    コーティングにより形成された最も弱い接合部を破壊し
    て再構成すべく、より大きな圧力で且つ上記重合体コー
    ティングのガラス転移温度より高いが溶融温度より低い
    温度で圧縮されたものであることを特徴とする車両シー
    ト部品。
JP7246344A 1994-10-17 1995-09-25 永久変形に対する抵抗を改良した車両シート部品の製造方法 Pending JPH08118520A (ja)

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