JPH0852746A

JPH0852746A - 多重構造クッション成形体及びその製造方法

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Publication number: JPH0852746A
Application number: JP6189706A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Ebe; 一成江部; Yutaka Hirata; 豊平田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1994-08-11
Filing date: 1994-08-11
Publication date: 1996-02-27
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: JP3211577B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【構成】三次元網状骨格構造を有する骨格体内に、ウ
レタンフォーム等の軟質発泡体が均一に充満された高反
発弾性体を、ウレタンフォーム製クッション成形体の少
なくとも一部に一体に存在させてなることを特徴とする
多重構造クッション成形体としたことである。又上記多
重構造のクッション体を得る為の製造方法として、予め
該成形型内の任意の位置に、三次元網状骨格構造を有す
る骨格体を配置した後に、前記軟質ポリウレタンフォー
ム原料を同型内に注入発泡して両者を一体に成形させて
なることを特徴とする多重構造クッション成形体の製造
方法。【効果】特に自動車の座席用シートクッション成形体
において、乗り心地を改良する為に、少なくとも部分的
に高反発弾性を、或は面剛性等をアップさせたい時にそ
の対応が、本発明により飛躍的に可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は車両用或は家具用等に使
用されるクッション成形体において、特に高反発弾性或
は高い剛性を有したクッション成形体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より特に自動車用シートクッション
については、その乗り心地性を向上させるという目的の
ために種々の構造或は方法が考案されている。その中の
一ファクターとして「反発弾性の操作」（振動特性にお
ける共振倍率）、或は高い剛性を持たせ、これを活用す
る傾向が非常に注目を浴びるようになってきている。従
来この反発弾性或は剛性を向上させる方法としては、ま
ず配合面からのアプローチを主体とした検討により、よ
り反発弾性や剛性の高い材料を用いた物、或はまた元々
高い反発弾性や高剛性を有する材料を一体にして発泡し
た物等がある。特に、バネ併用構造のシートクッション
の場合には、尻の直下部だけが落ち込むいわゆる「ハン
モック現象」についても大きな問題となっており、これ
を防止するためには、クッション成形体自身に、より高
い剛性を持たせることが必要となる。

【０００３】然しながら、これらの要求を満足させ得る
クッション成形体を得るために、例えば配合面からアプ
ローチした場合、反発弾性の改良、或は剛性アップのみ
に着目してしまい、生産時に肝心な液の流れ性や成形性
或は他の要求特性等とのバランスをも同時に満足させ得
る配合処方を得ることは実際上かなりの困難を要する。
特に本発明の主旨である金型を使用したポリウレタンフ
ォームクッション成形品を製造の場合には更に生産装置
面等種々の制約条件があり、結果的には期待する程の反
発弾性や剛性を有するポリウレタンフォーム成形品のク
ッションシートを得るような配合処方を求めることには
限界があり非常に困難である。

【０００４】また、予め用意した高反発弾性或は高い剛
性の材料を用いて該クッション成形体を得ようとする場
合、予め成形型内の所望の位置にセットピン等や接着
剤等を使用して用意した該弾性材料或は高剛性材料をセ
ットした後にウレタンフォーム原液を注入して一体化し
た物を得る、或は成形されたクッション成形体に高反
発弾性材料或は高剛性材料を後から接着剤等で貼着させ
て物を得る等がある。しかし、の一体発泡する等の場
合には、予め金型にセットした高弾性或は高剛性材料と
後から注入するポリウレタンフォームとの一体化が極端
な物性或は剛性の違いに加え、後から注入するウレタン
フォーム原液が先にセットした材料中に入り込めず、両
者の境界面で生じる含浸層の形成等により結果的にはシ
ートクッション材としては異物感や底付感を感じてしま
うという不具合を生ずる。又の後加工の場合にもと
本質的には変わらず、更には接着剤を付ける等の工程が
必要となり、工数、場所、人員等コストの上昇をも発生
させるといった問題点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な配合上の限界の問題や含浸層の発生による異物感、底
付感といった問題を発生させること無しに、上記のシー
トクッション成形体の反発弾性、或は剛性を飛躍的に操
作向上させたクッション構造体、及びその製造方法を得
ようとすることを目的として鋭意検討の結果、本発明に
よりこれらの問題点を解消したクッション成形体を完成
するに至ったものである。

【０００６】

【課題を解決するするための手段】すなわち、本発明の
要旨は、先ず請求項１において、三次元の網状骨格構造
を有する骨格体内に、含浸層を形成することなく、その
骨格体内に軟質発泡体を均一に充満された高反発弾性体
を、従来ポリウレタンフォーム単体製のクッション成形
体の少なくとも高反発弾性或は剛性を必要とする任意の
部分に存在、一体化させたことを特徴とする多重構造の
クッション成形体であり、請求項２、３において上記三
次元網状構造を有する骨格体が、セル膜の無い軟質ポリ
ウレタンフォーム或は三次元網状骨格構造とした繊維材
料であること、更に請求項４においてその三次元網状骨
格体内に均一に充満した軟質発泡体が、軟質ポリウレタ
ンフォームが好適であることを特徴とする多重構造のク
ッション成形体である。

【０００７】又、上記多重構造のクッション成形体の製
造方法として、本発明は請求項５〜８において、即ち、
軟質ポリウレタンフォーム原液を型内に注入した後、加
熱硬化させて所望のクッション成形体を製造する際に、
予め成形型内に該クッション成形体製品の反発弾性或は
剛性を高めたい任意の位置、範囲に少なくとも一か所
に、セル膜の無い三次元網状骨格構造を有する発泡体或
は三次元網状構造とした繊維材料を配置した後に、前記
軟質ポリウレタンフォーム原液を同型内に注入発泡し
て、含浸硬化層を形成することなく両者を一体に成形さ
せて成ることを特徴とした多重構造クッション成形体を
製造する方法であり、該セル膜の無い三次元網状骨格構
造を有する発泡体が軟質ポリウレタンフォームであるこ
とを特徴とすることで、特にこの物と一体となった部分
における反発弾性或は剛性が飛躍的に向上する多重構造
クッション成形体を製造する方法とすることで上記多重
構造クッション体を得ることができる。

【０００８】本発明で使用するセル膜の無い三次元網状
骨格構造を有する軟質ウレタンフォームのセルサイズ
は、必ずしも限定するものではないが、含浸硬化層の形
成を避ける為には１５個／インチ以下、好ましくは１０
個／インチ以下のいわゆるセル径の大きいものが好適に
使用される。

【０００９】即ち、本発明のポイントは、特に本発明の
含浸硬化層を形成せずにかつ軟質ポリウレタンフォーム
を均一に充満させた多重構造クッション体を得る為にセ
ル膜の無い三次元網状骨格構造を有する骨格体である軟
質ウレタンフォームの中でも、特にセル径の比較的大き
いものを一体化する材料として特に選んだことであり、
その理由は、図３にその模型図を示すが、後にシートク
ッション用フォーム原液を注入した時にこのウレタンフ
ォーム原液があまり抵抗無く、しかも万遍なくかつ均一
にこのセル膜の無い三次元網状骨格のフォームセル（骨
格内）内に侵入し、しかもその注入液自身は正常に発泡
してゆくようにする為であり、従来の如く予め反発弾性
のよい或は高剛性の材料をセットし、その後に上記の如
くウレタン原液を注入しても、予めセットした材料に後
から注入したウレタン原液が侵入出来ず、境界部分にの
み該液が含浸して硬化層を生ずるといったことも無く、
三次元構造の網状骨格のフォームのセル内に後から注入
されたクッション用フォームが、正常に侵入硬化し一体
化することにより、両フォームの諸物性を相乗的に発揮
させ得るのであり、これによって目的とするいわゆる含
浸硬化層が無く違和感を感じず、しかも２層部分のみが
従来の１層のクッション体に比べ反発弾性或は剛性等を
最大限に発揮出来る状態となるのである。

【００１０】従って、通常の膜が存在するフォームは勿
論、セル膜の無い三次元網状構造のウレタンフォームで
もあまりセル径が小さくなると、後から注入されるウレ
タンフォーム原液が先のフォーム等の中に入り込むこと
が困難になり均一な一体発泡品は得られ難い。尚、セル
膜の無い三次元網状骨格構造を有するフォームの製造方
法については、特に制限は無く、発泡時に膜の無いフォ
ームを得る配合を使用する方法、通常発泡したフォーム
をその後アルカリ等で膜を除去する方法、或は水素、酸
素の混合ガスを使用してセル膜を除去する（熱処理）方
法等特に制限は無い。又フォーム以外でも同様の構造を
有する材質例えば繊維等でもよく又ハニカム構造のもの
でも採用可能である。

【００１１】以下本発明の実施例を示して、更にその詳
細を説明するが、勿論同実施例に制限されるものではな
い。図１は、通常従来の自動車用に使用されるフロント
シートクッション（軟質ウレタンフォーム成形体）を示
す概略の平面図（ａ）及びそのＡ−Ａ断面図（ｂ）、Ｂ
−Ｂ断面図（ｃ）の一例を示した図である。［実施例１］図２は、本発明の一実施例を示す二重構造
をしたクッション成形体の平面図（ａ）及びＡ−Ａ断面
図（ｂ）、Ｂ−Ｂ断面図を示す該略図である。図中１
は、通常のフロントシートクッッション用軟質ウレタン
フォームの成形体であり、２はセル膜の無い三次元網状
骨格構造を有する骨格体で多層構造を有するフォームを
示す。

【００１２】ここで、フロントクッション用ウレタンフ
ォーム等の原料・配合等に特に制限は無くシートクッシ
ョンとして要求される特性（密度、硬度、反発弾性等）
に合った配合処方を使用すれば良い。表１に、本実施例
において使用したフロントクッション用フォームの原料
・配合及び同処方におけるモールド成形体の概略の物性
の一例を示す。又表２に、本発明で使用したセル膜の無
い三次元網状骨格構造を有するフォーム（骨格体）の諸
物性を示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】先ず、上記表２に示したセル膜の無い三次
元網状骨格構造を有するフォーム体を３００ｍｍ×２５
０ｍｍ×２０ｍｍ（厚）に裁断したものを予め反発弾性
或は剛性をアップさせたい部分、例えば図２（ａ）
（ｂ）（ｃ）に示す如くの場所のフロントシートクッシ
ョン用モールド型内にセットした後、上記表１に示した
フロントクッション用ウレタンフォーム配合原液を発泡
注入機より同モールド型内に所定量注入し、加熱炉内で
加熱・硬化させて二重構造のフロントシートクッション
のモールド成形体を得た（図２）。この成形体は上記で
説明したように、骨格構造体内にウレタンフォーム原液
が均一に侵入し、かつ発泡体が充満するので、従来のよ
うな含浸硬化層を感じることも無く、しかも下記に示す
ように反発弾性（振動特性における共振倍率）が高く、
しかも又、いわゆる「ハンモック現象」を生じない程の
面剛性を持ったものが得られた。

【００１６】［比較例１］上記実施例１で使用したセル
膜の無いフォーム（骨格体）を使用せずに、通常の表１
に示したフロントクッションフォーム用原料・配合液の
みをモールド型内に注入発泡してクッションモールド成
形体を製造した。（図１）

【００１７】上記実施例１・比較例１で得られた各クッ
ションモールド成形体を、ＪＡＳＯ−Ｂ４０８に準拠し
て、両者の反発弾性（振動特性における共振倍率）を測
定比較した。試験機は「サム電子機械社製（油圧式振動
試験機Ｐ−４３９型）」を用いて、尻型加圧板５０ｋ
ｇ、全振幅５ｍｍ正弦波、掃引周波数１〜８Ｈｚ、掃引
時間５分の各条件にて行った。この反発弾性（振動特性
における共振倍率）結果を図４に示す。

【００１８】図４に示したグラフから明白なように、従
来の単一配合処方のみによるウレタンフォームシートク
ッション成形体のもの（比較例１）に比べて、上記の如
く予めセル膜の無い三次元網状骨格構造を有するフォー
ム体を使用して一体発泡した多重構造のクッション成形
体のもの（実施例１）は、その反発弾性（振動特性にお
ける共振倍率）が高く、優れた結果が得られることがわ
かる。

【００１９】尚、図５〜図１２は、上記膜の無い三次元
網状骨格構造を有するフォーム体（以下単に膜なしフォ
ームと言う）の位置やサイズ等と、その後通常のクッシ
ョン用ウレタンフォーム原液を注入して得られる多層構
造クッション体の反発弾性或は剛性の優れた一体発泡体
にして違和感の無い多重構造を有するクッション体のい
ろいろの組み合わせたケース例の一部を示した図であ
る。尚、膜無しフォーム等の形状は角型だけで無く、円
形型、その他制限なく任意に決めれば良い。

【００２０】図５は膜無しフォームを上記実施例と反対
側、即ち着座部表面側に配置した場合のもの、図６はシ
ートの中間部に膜無しフォームをセットしたもの、図８
は更に、図７の部分に膜無しフォームを圧縮して一体化
するもの、或は図９〜図１１は膜無しフォームに種々の
形状を与えたもの（部分的に肉厚さを変えたもの、部分
的に貫通孔を設けたもの、プロファイル加工を行ったも
の）等である。図１２は膜無しフォームの代わりに三次
元網状構造を有する繊維材料を配して一体化したもので
ある。尚、本発明において使用する膜無しフォームや繊
維材料の厚さについては、特に制限するものではない
が、その目的から考えると最低でも５ｍｍ以上、最高で
パッド厚さの１．５倍程度が好ましい。

【００２１】本発明は、上記の如くセル膜の無い三次元
網状骨格構造を有するフォーム体等にウレタンフォーム
原液を注入して、いわゆるセルの二重構造化することに
より、反発弾性を向上させることにあるが、更にまた本
発明によってクッションフォームの剛性の向上をも図る
ことができる。この特性を利用して、例えば本発明を前
記シートクッションパッドのサイド部（土手部）に応用
することにより、該部分の剛性感が向上し、かつ着座し
た人のサイドサポート（保持）性が向上したシートパッ
ドが得られ、しかも前述の通り含浸硬化層を形成しない
ため、人体に直接接触する部分に用いても違和感を感じ
ることも無い快適なサイドサポートを有するシートパッ
ドのものが得られる。

【００２２】この場合の一実施例を次に示す。［実施例２］図１３に示すように、上記とは別のシート
クッションモールド型で、前記と同様のＡ−Ａ断面図
（ａ）のサイド部４に、金型寸法（図示）よりも大きい
膜無しフォーム２（５０×５０×１５０ｍｍ）を片方或
は両サイド部にセットし、型締めを行った。該フォーム
は圧縮されて金型形状に追従した形状となる。これは図
１３（ａ）のサイド部４のような狭部に圧縮してセット
された膜無しフォーム２が元の形状に戻ろうとする反力
により、結果として型内にセットピン等を用いなくとも
該フォームのセットが容易に出来る利点を有する。そし
てその後注入されるシートクッション用ウレタンフォー
ム原液が前述と同様に金型形状通り一体発泡・硬化して
一体となり、サイド部が剛性感を有し、かつ着座者の横
ゆれ等に対するホールド感を有する多重構造クッション
体が得られる。（ｂ）

【００２３】図１４に実施例２で作成したサイド部が剛
性の大きいシートクッション成形体の平面図の一例を示
す。この場合にも、セットする膜無しフォーム等の物性
や形状、大きさ、圧縮量等を選択することにより、従来
単一ウレタンフォーム原料注入では決して得られなかっ
たサイド部等のいわゆる異硬度部分の剛性・硬度等を操
作することができる。

【００２４】上記図１４で作成したクッション成形体の
サイド部の硬度を測定した。硬度の測定方法は、図１６
に示すようなプッシュプルゲージを使用して、図１５に
示すクッションパッドのサイド部のＰＰ測定位置に、ф
２０圧縮子を押し当てて、製品に接触させその時の反力
を測定するものである。尚、上記膜無しフォームを使用
しないクッションパッドのサイド部についても硬度を測
定し比較した。結果は次の通りであった。

【００２５】５０ｍｍ厚の膜無しフォームを使用・一体化した場合：１．７３ｋｇｆ７０ｍｍ厚の膜無しフォームを使用・一体化した場合：２．４７ｋｇｆ膜無しフォームを使用しなかった場合：０．８８ｋｇｆ

【００２６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、車両用或は
家具用に使用する各種クッション成形体において、三次
元網状骨格構造を有する骨格体内に、含浸硬化層を形成
することなく軟質発泡体（軟質ウレタンフォーム等）が
骨格構造体中に均一に充満された高反発弾性体を、ポリ
ウレタンフォーム製クッション成形体の少なくとも一部
に一体に存在させてなることを特徴とする多重構造クッ
ション体としたことで、又該成形体の製造方法として、
予め該成形型内の所望する任意の位置に、セル膜の無い
三次元網状骨格構造を有する発泡体或は同繊維材料を配
置した後、軟質ポリウレタンフォーム原液を注入一体発
泡成形することにより得られた多重構造クッション体を
使用することにより、従来得られなかった高反発弾性
（振動特性における共振倍率の高い）或は剛性の高いク
ッション成形体を得ることができた。これにより従来よ
り乗り心地の向上の為のファクターである「反発弾性の
操作」或は前記「ハンモック現象」を改良をすることの
出来る剛性を持ったクッション成形体を得る画期的な効
果が得られた。しかも本発明の多重構造のクッション成
形体では、従来のような含浸硬化層を形成しない為違和
感を与えることの無いことが特徴である。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車に使用されるフロントシートクッション
（ウレタンフォームモールド成形体）を示す概略の平面
図（ａ）及びそのＡ−Ａ断面図（Ｂ）、Ｂ−Ｂ断面図
（ｃ）を示す一例図である。

【図２】本発明の実施例１を示す二重構造をした上記ク
ッション体の概略の平面図（ａ）及びＡ−Ａ断面図
（ｂ）、Ｂ−Ｂ断面図（ｃ）を示す１例図である。

【図３】本発明のポイントを説明する為の該略図であ
る。膜無しフォーム内に注入したウレタンフォーム原液
が侵入して、しかも正常に、かつ均一に発泡し所謂二重
構造の発泡体を形成しており、境界面で含浸硬化層を生
じない。

【図４】本発明において実施例１、比較例１で作成した
シートクッション体の反発弾性（振動特性における共振
倍率）を測定比較したグラフである。

【図５】本発明において、使用する骨格体（膜無しフォ
ーム）の位置、形状等を変えたウレタンフォーム多重構
造クッション成形体の一例を示す概略の断面図である。

【図６】本発明において、使用する骨格体（膜無しフォ
ーム）の位置、形状等を変えたウレタンフォーム多重構
造クッション成形体の一例を示す概略の断面図である。

【図７】本発明において、使用する骨格体（膜無しフォ
ーム）の位置、形状等を変えたウレタンフォーム多重構
造クッション成形体の一例を示す概略の断面図である。

【図８】本発明において、使用する骨格体（膜無しフォ
ーム）の位置、形状等を変えたウレタンフォーム多重構
造クッション成形体の一例を示す概略の断面図である。

【図９】本発明において、使用する骨格体（膜無しフォ
ーム）の位置、形状等を変えたウレタンフォーム多重構
造クッション成形体の一例を示す概略の断面図である。

【図１０】本発明において、使用する骨格体（膜無しフ
ォーム）の位置、形状等を変えたウレタンフォーム多重
構造クッション成形体の一例を示す概略の断面図であ
る。

【図１１】本発明において、使用する骨格体（膜無しフ
ォーム）の位置、形状等を変えたウレタンフォーム多重
構造クッション成形体の一例を示す概略の断面図であ
る。

【図１２】本発明において、使用する骨格体（網状構造
化した繊維材料）の位置、形状等を変えたウレタンフォ
ーム多重構造クッション成形体の一例を示す概略の断面
図である。

【図１３】シートクッション材のサイド部について、本
発明を適用した概略断面図の一例である。（ａ）は膜無
しフォームをセット前を表し、（ｂ）はセットした後の
図である。

【図１４】本発明の実施例２で作成したサイド部が多重
構造をしたクッション成形体の概略平面図である。

【図１５】シートクッション材のサイド部の

【図１６】に示す硬度測定器による測定位置を示す図で
ある。

【図１６】本発明の実施例２で作成したサイド部の硬度
測定に使用した硬度測定器（プッスプルゲージ）の図で
ある。

【符号の説明】

１：軟質ウレタンフォーム（シートクッション用）２：セル膜の無い三次元網状骨格構造を有するフォー
ム３：三次元網状骨格構造をした繊維材料４：シートクッション成形体のサイド部５：三次元網状骨格体６：軟質ウレタンフォーム

───────────────────────────────────────────────────── 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 105:08 Ｂ２９Ｌ 31:58

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】三次元網状骨格構造を有する骨格体内
に、軟質発泡体が均一に充満された高反発弾性体を、ウ
レタンフォーム製クッション成形体の少なくとも一部に
一体に存在させてなることを特徴とする多重構造クッシ
ョン成形体。
【請求項２】前記三次元網状骨格構造を有する骨格体
が、セル膜の無い軟質ポリウレタンフォームであること
を特徴とする請求項１記載の多重構造クッション体。
【請求項３】前記三次元網状骨格構造を有する骨格体
が、繊維材料からなることを特徴とする請求項１記載の
多重構造クッション体。
【請求項４】前記網状骨格体内に充満された軟質発泡
体が、軟質ポリウレタンフォームであることを特徴とす
る請求項１、２又は３項のいずれかに記載の多重構造ク
ッション体。
【請求項５】三次元網状骨格構造を有する骨格体内
に、軟質発泡体が均一に充満された高反発弾性体を、ポ
リウレタンフォーム製クッション体の少なくとも一部に
一体に存在させてなることを特徴とする多重構造クッシ
ョン成形体において、軟質ポリウレタンフォーム原液を型内に注入した後、加
熱硬化させて所望のクッション体を製造する際に、予め
該成形型内の任意の位置に、三次元網状骨格構造を有す
る骨格体を配置した後に、前記軟質ポリウレタンフォー
ム原料を同型内に注入発泡して両者を一体に成形させて
なることを特徴とする多重構造クッション成形体の製造
方法。
【請求項６】上記三次元網状骨格構造を有する骨格体
が、セル膜の無い軟質ポリウレタンフォームであること
を特徴とする請求項５記載の多重構造クッション成形体
の製造方法。
【請求項７】上記三次元網状骨格構造を有する骨格体
が、繊維材料からなることを特徴とする請求項５記載の
多重構造クッション成形体の製造方法。
【請求項８】前記網状骨格体内に充満された軟質発泡
体が、軟質ポリウレタンフォームであることを特徴とす
る請求項５、６又は７項のいずれかに記載の多重構造ク
ッション体の製造方法。