WO2019111658A1 - シートパッド及びその製造方法 - Google Patents

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WO2019111658A1
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sheet
seat pad
elastic property
main body
property adjusting
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泰輔 米澤
佳之 高橋
由紀子 津川
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株式会社ブリヂストン
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47CCHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C27/00Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas
    • A47C27/14Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas with foamed material inlays
    • A47C27/16Spring, stuffed or fluid mattresses or cushions specially adapted for chairs, beds or sofas with foamed material inlays reinforced with sheet-like or rigid elements, e.g. profiled
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47CCHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C7/00Parts, details, or accessories of chairs or stools
    • A47C7/02Seat parts
    • A47C7/18Seat parts having foamed material included in cushioning part
    • A47C7/20Seat parts having foamed material included in cushioning part with reinforcement in the foam layer

Definitions

  • the present invention relates to a seat pad used for a vehicle seat or the like and a method of manufacturing the same, and more specifically, a seat pad formed by embedding an elastic property adjusting sheet in a predetermined position of a seat pad main body made of a foamed resin molded body It relates to the manufacturing method.
  • a soft or semi-rigid polyurethane foam is suitably used for a seat pad for a vehicle, and the ride comfort can be evaluated by the feeling of stroke when seated, vibration characteristics, feeling of bottoming, and the like. And it is general to evaluate the feeling of stroke at the time of sitting with substitute value of stress-deflection characteristics, substitute value of vibration characteristics with substitute value of vibration test, and substitute value of static spring constant at high load with substitute value of bottom feeling. It is. That is, if the stress-deflection characteristic value is large, it can be evaluated that a good stroke feeling can be obtained, and in the vibration test, if the resonance frequency is apart from 5 to 6 Hz which is an unpleasant frequency for the human body, the vibration characteristic is good. Then, it can be evaluated, and further, if the static spring constant at high load is small, it is difficult to feel the bottom and excellent in the bottom feeling.
  • Patent Document 1 JP-A-2017-586
  • a foam having different hardness is laminated in a plurality of layers, and a sheet-like member (fabric body) made of a polyester knit is interposed between each layer. It is disclosed to adjust the elastic properties of the seat pad.
  • the following patent documents 2 to 4 can be cited as prior art documents other than the above-mentioned patent document 1.
  • the sheet-like member is disposed in a mold and the sheet pad main body is foam-formed, whereby the sheet-like member is embedded in the sheet pad main body in a state of being integrated with the foamed resin in one foam forming operation. It is conceivable to obtain a seat pad.
  • the sheet-like member when the sheet pad main body is subjected to foam molding, the sheet-like member is placed in a predetermined position in the mold between the injection of the foam raw material into the mold and the completion of the foam curing. It is difficult to hold the sheet-like member at a predetermined position of the seat pad main body in a normal state.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an elastic property adjusting sheet is embedded at a predetermined position of a sheet pad main body made of a foamed resin molded body so as to be integrated with the foamed resin of the sheet pad main body. It is an object of the present invention to provide a seat pad and a method of manufacturing the same.
  • the present inventors arrange an elastic property adjusting sheet in the middle in the thickness direction in the mold, inject the foaming raw material into the mold and foam-mold it.
  • the foam raw material before foaming is placed at a predetermined position of the sheet member constituting the elastic property adjustment sheet.
  • the elastic property of the obtained seat pad can be favorably adjusted by the elastic property adjusting sheet, and the stroke feeling and the bottoming feeling at the time of sitting can be reconciled without lowering the vibration property. It has been found that the above-mentioned trade-offs can be overcome, and the present invention has been completed.
  • the present invention provides the following seat pad and a method of manufacturing the same.
  • a seat pad formed by embedding an elastic property adjusting sheet at a predetermined position of a sheet pad main body made of a foamed resin molded body, raw material injection for passing a foamed raw material before foaming at the predetermined position of the elastic property adjusting sheet
  • a seat pad characterized in that a hole is formed.
  • the elastic property adjusting sheet is a sheet-like member in which the foamed resin can be impregnated or permeated and the raw material injection hole is formed, and the foamed resin of the sheet pad main body permeates and integrates into the sheet. Buried [1] seat pad.
  • the elastic property adjusting sheet is disposed at a predetermined position of the seat pad main body by arranging the elastic property adjusting sheet in the middle in the thickness direction in the mold, injecting the foaming raw material into the mold and performing foam molding.
  • Manufacturing method for obtaining a seat pad formed by embedding A raw material injection hole is formed at a predetermined position of the elastic property adjustment sheet, and the foam raw material is supplied to the lower side of the elastic property adjustment sheet through the raw material injection hole.
  • the elastic property adjusting sheet is a sheet-like member in which the foamed resin can be impregnated or permeated and the raw material injection hole is formed, and the foamed resin of the sheet pad main body permeates and integrates into the sheet.
  • seat pad manufacturing method [10] The method according to [9], wherein the sheet-like member forming the elastic property adjusting sheet is a mesh sheet.
  • a seat pad is obtained in which the elastic property adjusting sheet is embedded at a predetermined position of the seat pad main body in an integrated state with the foamed resin. It is possible to obtain excellent elastic characteristics in which the feeling of stroke and the feeling of bottoming at the time of sitting are made compatible without lowering the vibration characteristics.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 1 showing the same seat pad.
  • the seat pad of the present invention is, for example, as shown in FIGS. 1 and 2, in which the elastic property adjusting sheet 3 is embedded in a predetermined position (bottom end in the figure) 2 of the seat pad main body 1 made of a foamed resin molding. .
  • the foamed resin forming the seat pad main body 1 is not particularly limited, but polyurethane foam is preferably used. Further, the density of the foamed resin is not particularly limited, but the overall density is 35 to 80 kg / m 3 , particularly 45 to 70 kg / m 3 , 25% hardness 10 to 35 kgf / ⁇ 200, particularly 15 to 30 kgf / ⁇ 200. can do. In addition, the measuring method of 25% hardness is the same as that of the Example mentioned later.
  • the elastic property adjusting sheet 3 is not necessarily limited, it is preferable to use a sheet-like member which can be impregnated or permeated with the foamed resin, whereby the foamed resin can be used as the sheet 3 at the time of molding. Can be easily infiltrated and integrated, and the formability can be improved.
  • an elastic property adjusting sheet 3 for example, a mesh sheet 3a as shown in FIG. 3 or a non-woven fabric 31 as shown in FIG. It can illustrate the formed nonwoven fabric sheet 3b.
  • the elastic properties of the sheet pad may be adjusted by changing the material and openings of the mesh sheet 3a, the material and fiber diameter and density of the non-woven fabric 31, and the shape, size, number and arrangement of the resin transmission holes 32. Can.
  • the elastic characteristics of the seat pad can be adjusted also by the arrangement position, area, thickness and the like of the elastic characteristic adjusting sheet 3.
  • the non-woven fabric sheet 3b shown in FIG. 4 is formed so that each resin transmission hole 32 opened in the sheet becomes wider from the center side to the end side, and therefore expands from the center to the outside.
  • the resin foam is easy to permeate and good moldability is achieved.
  • a polyester mesh sheet, a nylon mesh sheet, a carbon mesh sheet, a fluorine resin mesh sheet, a polypropylene mesh sheet, a silk mesh sheet etc. are mentioned.
  • polyester mesh sheets, nylon mesh sheets and polypropylene mesh sheets are preferable, and polyester mesh sheets are more preferable.
  • the kind of the non-woven fabric 31 is not limited, and any known non-woven fabric can be used. Examples of material fibers include rayon and synthetic fibers such as olefins such as polyethylene and polypropylene, polyesters and polyamides. Regenerated fibers such as cupra and natural fibers such as cotton can be used.
  • the shape of the elastic property adjusting sheet 3 is not limited, and may be various shapes such as a rectangular shape as shown in FIG. 3, a shape obtained by chamfering four corners of the rectangular shape as shown in FIG.
  • the elastic property adjusting sheet 3 (3a, 3b) is provided with the raw material injection hole 33 for passing the foamed raw material before foaming, and the seat pad main body
  • the foam raw material is supplied to the lower side of the elastic property adjusting sheet 3 through the raw material injection hole 33 at the time of foam molding of (1). This point will be described in the manufacturing method described later.
  • the size of the raw material injection hole 33 is not particularly limited, but in consideration of the adjustment effect of the elastic property by the elastic property adjusting sheet 3 etc., the diameter or the maximum diameter is preferably 40 to 100 mm, more preferably Preferably the diameter or maximum diameter is 60-90 mm.
  • the elastic property adjusting sheet 3 is impregnated with the foamed resin forming the seat pad main body 1 and is embedded in a predetermined position in a state of being permeated and integrated with the seat pad main body 1.
  • the position at which the elastic property adjusting sheet 3 is embedded is not particularly limited, but the lower buttock 2 of the seat pad main body 1 is preferable.
  • the position in the thickness direction of the seat pad 1 can be appropriately adjusted, whereby the elastic properties of the seat pad can be adjusted.
  • the position at which the elastic property adjusting sheet 3 is embedded is not particularly limited, but the distance d (see FIG. 2) from the back surface of the seat pad body 1 is the thickness t (see FIG. The preferred range is 20 to 40% with respect to 2), and more preferably 30 to 40%.
  • the upper side (seating surface side) of the elastic property adjusting sheet 3 is bent first at the time of seating, and the elastic property adjusting sheet 3 is By bending the lower side (rear side), it is possible to secure a good stroke up to the high load area without causing a feeling of bottoming.
  • the deflection of the lower side (back surface side) of the elastic property adjusting sheet 3 is It tends to be insufficient, it may be difficult to secure a sufficient stroke to a high load area, and the bottoming performance may be insufficient.
  • the distance d from the back surface of the seat pad main body 1 may affect the vibration characteristics, and when the distance d from the back surface of the seat pad main body 1 deviates from the above range, particularly when the distance d is insufficient. In some cases, the resonance frequency may be increased to lower the vibration characteristics.
  • the method of manufacturing the seat pad of the present invention is for obtaining the above-mentioned seat pad of the present invention, and as shown in FIG. 5, the mold 4 (only the lower mold is shown in the figure)
  • the elastic property adjusting sheet 3 is disposed in the middle in the thickness direction of the inner sheet, and the foam raw material 5 is injected into the mold 4 to foam-mold the sheet pad body 1 as shown in FIGS.
  • a sheet pad is obtained in which the elastic property adjusting sheet 3 is embedded at a predetermined position of the seat pad main body 1 (the lower end 2 in FIGS. 1 and 2). is there.
  • the foam material 5 injected from the nozzle 6 into the mold 4 is passed through the material injection hole 33 of the elasticity property adjustment sheet 3 to adjust the elasticity property adjustment sheet 3. Supply below.
  • an upper die (not shown) is joined to the lower die and clamped, and the foam material is foamed and cured to form the seat pad body 1.
  • the foamed resin that is expanded and expanded is impregnated in the elastic property adjusting sheet 3 and permeated and embedded in the sheet pad main body 1 in a state of being integrated with the foamed resin.
  • the elastic property adjustment sheet 3 is displaced from the predetermined position by the pressure of the foam material injected. Or even if twisting occurs, adjustment to the target elastic properties can not be performed, and furthermore, a molding failure occurs in the seat pad main body 1 because the foamed resin is not properly supplied to the lower side of the elastic property adjusting sheet 3 is there.
  • the shape and configuration of the seat pad, the mold in the manufacturing method, etc. are not limited to those shown in FIGS. 1 to 5 and may be appropriately modified within the scope of the present invention. It can be adjusted.
  • a foam raw material for a flexible polyurethane foam which is a mixture of a polyol, a crosslinking agent, a catalyst and a foam stabilizer, and an isocyanate, is poured into a mold and foamed and cured to form a sheet pad. At that time, the mixing ratio of the polyol and the isocyanate was adjusted to obtain three types of sheet pads 1 to 3 having different hardness.
  • ⁇ Vibration test Load the test piece on a vibrating table and place a 45 kg pressure plate on it, apply sine wave vibration with an amplitude of ⁇ 5.0 mm and a sweep frequency of 1 to 10 Hz for 5 minutes, and measure the transfer characteristics with a displacement meter did.
  • Example 1 A foam raw material having the same composition as that of the reference experiment was injected into a mold and similarly foamed and cured, to obtain a sheet pad having the same shape and dimensions as those of the reference experiment. At this time, the mixing ratio of the polyol and the isocyanate is adjusted to adjust the hardness, and in this example, the mesh sheet 3a having the raw material injection holes 33 at the central portion shown in FIG. 3 is shown in FIG.
  • the foam material 5 is placed in the mold 4 as the elastic property adjusting sheet 3, and the foam raw material 5 is supplied to the lower side of the elastic property adjusting sheet 3 through the raw material injection hole 33.
  • a sheet pad was prepared in which the elastic property adjusting sheet 3 made of the mesh sheet 3 a was embedded in the lower buttocks 2.
  • the mesh sheet 3a used was made of polyester and had a wire diameter of 1 mm and an opening of 5 mm.
  • the seat pad of this example has a stroke feeling (450 N deflection (mm)) at the time of sitting while maintaining good vibration characteristics and a feeling of bottoming (450 N static spring constant (kgf / mm)). It was confirmed that it could be increased. This also makes it possible to reduce the thickness of the seat pad.
  • Example 2 A foam raw material having the same composition as that of the reference experiment was injected into a mold and similarly foamed and cured, to obtain a sheet pad having the same shape and dimensions as those of the reference experiment. At this time, the mixing ratio of the polyol and the isocyanate is adjusted to adjust the hardness, and in this example, the raw material injection holes 33 are provided at the central portion shown in FIG.
  • the non-woven fabric sheet 3b comprising the non-woven fabric 31 is disposed as an elastic property adjusting sheet 3 in the mold 4 as shown in FIG. 5, and the elastic raw material 5 is adjusted through the raw material injection hole 33
  • the sheet 3 was supplied to the lower side of the sheet 3 to perform foam molding, and as shown in FIGS.
  • the nonwoven fabric sheet 3b consists of a fiber of polyethylene, and the thing of 100 g / m ⁇ 2 > of fabric weight was used.
  • the seat pad of this example has a stroke feeling (450 N deflection (mm)) at the time of sitting while maintaining good vibration characteristics and a feeling of bottoming (450 N static spring constant (kgf / mm)). It was confirmed that it could be increased. This also makes it possible to reduce the thickness of the seat pad.
  • Example of experiment A seat pad was produced in the same manner as in Example 1. At that time, the embedding position of the mesh sheet 3a of the elastic property adjusting sheet 3 was changed to prepare two types of sheet pads (integrally foamed product 1 and integrally foamed product 2). In the integral foam 1, the distance d in FIG. 2 is 35% of the thickness t of the seat pad body 1, and in the integral foam 2, 18%. Further, as a comparison, a sheet pad was similarly produced without embedding the mesh sheet 3a of the elastic property adjusting sheet 3, and this was used as a conventional product. In addition, the pads of the integrally foamed products 1 and 2 and the conventional product were all adjusted to have the same hardness (25% hardness: about 150 N). The amount of deflection of 25% hardness (N) and 500 N was measured in the same manner as in the above-mentioned reference experiment example for the above-mentioned integral foams 1 and 2 and the conventional product. The results are shown in Table 4 and FIG.
  • the integrally foamed product 1 in which the embedded position (distance d from the back surface of the sheet main body 1) of the elastic property adjusting sheet 3 is optimized to 35% of the thickness t of the sheet main body 1 is It was confirmed that a better stroke can be obtained when sitting. Further, when the deflection behavior of the integrally foamed product 1 and the integrally foamed product 2 was observed at the time of measurement of the deflection amount, the upper side (seating surface side) of the elastic property adjusting sheet 3 was bent first in the integrally foamed product 1 It was confirmed that the lower side (back side) of the elastic property adjusting sheet 3 was bent. On the other hand, in the case of the integrally foamed product 2, it was observed that the deflection on the lower side (rear surface side) of the elastic property adjusting sheet 3 was insufficient even under high load.
  • the integrally foamed product 1 in which the embedding position (distance d from the back surface of the sheet main body 1) of the elastic property adjusting sheet 3 is optimized to 35% of the thickness t of the sheet main body 1 is It was confirmed that vibration characteristics equivalent to those of the conventional product can be maintained. On the other hand, it was confirmed that the integrally foamed product 2 had a somewhat large resonant frequency and was somewhat inferior to the vibration characteristics.

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Abstract

弾性特性調整シート3を金型4内に配置し、該シート3の所定位置に形成した原料注入穴33を通して発泡原料を該シート3の下側に供給し発泡硬化させてシートパッド本体1を成形し、該シートパッド本体1に上記シート3が発泡樹脂と一体化した状態に埋設されたシートパッドを得る。得られたシートパッドは、振動特性を低下させることなく、着座時のストローク感と底つき感を両立させた優れた弾性特性を得ることができる。

Description

シートパッド及びその製造方法
 本発明は、車両の座席等に用いられるシートパッド及びその製造方法に関し、更に詳述すれば、発泡樹脂成形体からなるシートパッド本体の所定位置に弾性特性調整シートを埋設してなるシートパッド及びその製造方法に関する。
 従来、車両用のシートパッドには、軟質又は半硬質のポリウレタンフォームが好適に用いられており、その乗り心地は、着座時のストローク感、振動特性、底つき感などで評価することができる。そして、着座時のストローク感は応力-たわみ特性の代用値、振動特性は振動試験の代用値、底つき感は高負荷時の静的ばね定数の代用値で、それぞれ評価を行うのが一般的である。即ち、応力-たわみ特性値が大きければ良好なストローク感が得られると評価でき、また振動試験において共振周波数が人体に不快な振動数である5~6Hzから離れていれば良好な振動特性を有すると評価でき、更に高負荷時の静的ばね定数が小さければ底つきを感じにくく底つき感に優れるとすることができる。
 ここで、上記着座時のストローク感をよくするためには、パッドの硬度を下げることが効果的であるが、後述する参考実験例に示されているように、パッドの硬度を下げると振動特性及び底つき感が悪化する傾向にあり、パッドの硬度の調整による方法においては、ストローク感と振動特性及び底つき感とは二律背反の関係にある。従って、パッドの硬度の調整により上記ストローク感、振動特性及び底つき感の3つの特性をバランスよく向上させることは困難である。
 一方、ポリウレタンフォームからなるシートパッド本体にシート状の部材を埋設してパッドの弾性特性を調節することが提案されている。例えば、特開2017-586号公報(特許文献1)には、硬度の異なる発泡体を複数層に積層すると共に、各層の間にポリエステル製の編物からなるシート状部材(布帛体)を介在させて、シートパッドの弾性特性を調整することが開示されている。なお、上記特許文献1以外の先行技術文献としては、下記特許文献2~4を挙げることができる。
特開2017-586号公報 特開昭62-102708号公報 特開2017-164294号公報 特開2003-250669号公報
 上記特許文献1に開示された従来のシートパッドにおいては、複数の発泡体層をそれぞれ別途成形し、これらを、上記シート状部材を介在させて積層することにより製造されるため、複数回の発泡成形工程と積層工程を必要とし、またその作業は煩雑なものとなる場合もあり、これが製造コストを引き上げることにもなる。
 そこで、シート状部材を金型内に配置してシートパッド本体を発泡成形することにより、1回の発泡成形操作で、シートパッド本体に該シート状部材を発泡樹脂と一体化した状態に埋設したシートパッドを得ることが考えられる。
 しかしながら、この方法では、シートパッド本体を発泡成形する際、金型内に発泡原料を注入してから発泡硬化が完了するまでの間、上記シート状部材を金型内の所定位置に所定の状態で保持しておくことが難しく、シート状部材をシートパッド本体の所定位置に正常な状態で埋設することが困難である。
 本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、発泡樹脂成形体からなるシートパッド本体の所定位置に、弾性特性調整シートを上記シートパッド本体の発泡樹脂と一体化した状態に埋設してなるシートパッド、及びその製造方法を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、金型内の厚さ方向中間部に弾性特性調整シートを配置し、該金型に発泡原料を注入し発泡成形して、シートパッド本体に、上記弾性特性調整シートを発泡樹脂と一体化した状態に埋設したシートパッドを得る際に、上記弾性特性調整シートを構成するシート状部材の所定位置に発泡前の発泡原料を通過させる原料注入穴を形成し、この原料注入穴を通して上記発泡原料を上記弾性特性調整シートの下側に供給することにより、上記弾性特性調整シートを所定位置に確実に保持した状態で発泡成形を行うことができ、該弾性特性調整シートが上記シートパッド本体の所定位置に発泡樹脂と一体化した状態に埋設されたシートパッドが得られることを見出した。またその際、上記弾性特性調整シートとして発泡樹脂が含浸又は透過可能なシート状部材からなるものを用いることにより、発泡成形時に発泡樹脂を当該弾性特性調整シートに容易に浸透一体化させることができ、成形性が向上することも知見された。
 更に、上記弾性特性調整シートにより、得られたシートパッドの弾性特性を良好に調整することができ、振動特性を低下させることなく、着座時のストローク感と底つき感を両立させることができ、上述した二律背反を克服し得ることを見出し、本発明を完成したものである。
 従って、本発明は、下記シートパッド及びその製造方法を提供する。
[1] 発泡樹脂成形体からなるシートパッド本体の所定位置に、弾性特性調整シートを埋設してなるシートパッドにおいて、上記弾性特性調整シートの所定位置に、発泡前の発泡原料を通過させる原料注入穴を形成したことを特徴とするシートパッド。
[2] 上記弾性特性調整シートが、発泡樹脂が含浸又は透過可能なシート状部材に上記原料注入穴を形成したものであり、当該シートに上記シートパッド本体の発泡樹脂が浸透一体化した状態で埋設された[1]のシートパッド。
[3] 上記弾性特性調整シートを形成する上記シート状部材が、メッシュシートである[2]のシートパッド。
[4] 上記弾性特性調整シートを形成する上記シート状部材が、不織布に樹脂を含浸又は透過可能な樹脂透過孔を多数形成したものである[2]のシートパッド。
[5] 上記シートパッド本体を形成する発泡樹脂がポリウレタンフォームである[1]~[4]のいずれかのシートパッド。
[6] 上記弾性特性調整シートが、シートパッド本体の厚さに対して、シートパッド本体裏面から20~40%の位置に埋設された[1]~[5]のいずれかのシートパッド。
[7] 上記弾性特性調整シートが、シートパッド本体の尻下部に埋設されている[1]~[6]のいずれかのシートパッド。
[8] 金型内の厚さ方向中間部に弾性特性調整シートを配置し、該金型に発泡原料を注入して発泡成形することにより、シートパッド本体の所定位置に、上記弾性特性調整シートを埋設してなるシートパッドを得る製造方法において、
上記弾性特性調整シートの所定位置に原料注入穴を形成し、この原料注入穴を通して上記発泡原料を上記弾性特性調整シートの下側に供給することを特徴とするシートパッドの製造方法。
[9] 上記弾性特性調整シートが、発泡樹脂が含浸又は透過可能なシート状部材に上記原料注入穴を形成したものであり、当該シートに上記シートパッド本体の発泡樹脂が浸透一体化した状態とする[8]のシートパッドの製造方法。
[10] 上記弾性特性調整シートを形成する上記シート状部材が、メッシュシートである[9]のシートパッドの製造方法。
[11] 上記弾性特性調整シートを形成する上記シート状部材が、不織布に樹脂を含浸又は透過可能な樹脂透過孔を多数形成したものである[9]のシートパッドの製造方法。
[12] 上記シートパッド本体を形成する発泡樹脂がポリウレタンフォームである[8]~[11]のいずれかのシートパッドの製造方法。
[13] 上記弾性特性調整シートの埋設位置が、シートパッド本体の厚さに対して、シートパッド本体裏面から20~40%の範囲内である[8]~[12]のいずれかのシートパッドの製造方法。
[14] 上記弾性特性調整シートの埋設位置が、シートパッド本体の尻下部である[8]~[13]のいずれかのシートパッドの製造方法。
 本発明のシートパッド及びその製造方法によれば、弾性特性調整シートが、シートパッド本体の所定位置に発泡樹脂と一体化した状態に埋設されたシートパッドが得られ、得られたシートパッドは、振動特性を低下させることなく、着座時のストローク感と底つき感を両立させた優れた弾性特性を得ることができる。
本発明の一実施例にかかるシートパッドを示す平面図である。 同シートパッドを示す図1のB-B線に沿った断面図である。 同シートパッドを構成する弾性特性調整シートの一例を示す概略図である。 同シートパッドを構成する弾性特性調整シートの他の例を示す概略図である。 本発明の一実施例にかかる製造方法において、金型に発泡原料を注入する際の金型内を示す概略断面図である。 実験例における弾性特性調整シート埋設位置とたわみ特性との関係を示すグラフである。 実験例における弾性特性調整シート埋設位置と振動特性との関係を示すグラフである。
 本発明のシートパッドは、例えば図1,2に示したように、発泡樹脂成形体からなるシートパッド本体1の所定位置(図では尻下部)2に弾性特性調整シート3を埋設したものである。
 上記シートパッド本体1を形成する発泡樹脂としては、特に制限されるものではないが、ポリウレタンフォームが好ましく用いられる。また、発泡樹脂の密度は、特に制限されるのではないが、オーバーオール密度35~80kg/m3、特に45~70kg/m3、25%硬度10~35kgf/φ200、特に15~30kgf/φ200とすることができる。なお、25%硬度の測定方法は、後述する実施例と同様である。
 また、上記弾性特性調整シート3としては、必ずしも制限されるものではないが、発泡樹脂が含浸又は透過可能なシート状部材からなるものを用いることが好ましく、これにより成形時に発泡樹脂を当該シート3に容易に浸透一体化させることができ、成形性を向上させることができる。このような弾性特性調整シート3としては、例えば、図3に示したようなメッシュシート3aや、図4に示したような不織布31に樹脂を含浸又は透過可能な樹脂透過孔32を多数放射状に形成した不織布シート3bを例示することができる。この場合、メッシュシート3aの材質や目開き、不織布31の材質や繊維径、密度、樹脂透過孔32の形状や寸法、数、配置などを変更することにより、シートパッドの弾性特性を調整することができる。もちろん、弾性特性調整シート3の配設位置や面積、厚さなどによってもシートパッドの弾性特性を調整することができる。ここで、図4に示された上記不織布シート3bは、シートに開口した各樹脂透過孔32が中心側から端部側へと幅広くなるように形成されており、このため中央から外側へと膨張していく発泡樹脂が透過しやすく良好な成形性が達成される。
 上記メッシュシート3aとしては、特に限定されるものではないが、ポリエステルメッシュシート、ナイロンメッシュシート、カーボンメッシュシート、フッ素樹脂メッシュシート、ポリプロピレンメッシュシート、シルクメッシュシート等が挙げられる。これらの中でも、ポリエステルメッシュシート、ナイロンメッシュシート、ポリプロピレンメッシュシートが好ましく、ポリエステルメッシュシートがより好ましい。また、上記不織布31の種類にも制限はなく公知の不織布を使用することができ、素材繊維としては、例えばポリエチレン又はポリプロピレン等のオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系などの合成繊維の他、レーヨンやキュプラ等の再生繊維、綿等の天然繊維を用いることができる。なお、弾性特性調整シート3の形状に制限はなく、図3のような長方形、図4のような長方形の四隅を面取りした形状、更には楕円形状等、種々の形状とすることができる。
 本発明では、図3,4に示されているように、上記弾性特性調整シート3(3a,3b)に発泡前の発泡原料を通過させる原料注入穴33を形成したものであり、シートパッド本体1の発泡成形時にこの原料注入穴33を通して発泡原料をこの弾性特性調整シート3の下側に供給するものである。この点については、後述する製造方法において説明する。この原料注入穴33の大きさは、特に制限されるものではないが、弾性特性調整シート3による弾性特性の調整効果等を考慮すると、直径又は最大径が40~100mmであることが好ましく、より好ましくは直径又は最大径が60~90mmである。
 この弾性特性調整シート3は、シートパッド本体1を形成する発泡樹脂が含浸し、浸透してシートパッド本体1と一体化した状態で所定位置に埋設されている。ここで、上記弾性特性調整シート3の埋設位置は、特に制限されるのではないが、上記シートパッド本体1の尻下部2が好ましい。
 また、シートパッド1の厚さ方向における位置は適宜調整することができ、これによりシートパッドの弾性特性を調整することができる。この場合、特に制限されるものではないが、上記弾性特性調整シート3の埋設位置は、シートパッド本体1の裏面からの距離d(図2参照)が、シートパッド本体1の厚さt(図2参照)に対して20~40%の範囲内とすることが好ましく、特に30~40%とすることがより好ましい。このようにシートパッド本体1の裏面からの距離dを適正化することにより、着座時に弾性特性調整シート3の上側(着座面側)が先にたわみ、その後の高負荷時に弾性特性調整シート3の下側(裏面側)がたわむことで、底つき感を生じることなく高負荷領域まで良好なストロークを確保することができる。一方、シートパッド本体1の裏面からの距離dが上記範囲を逸脱する場合、特に距離dが不十分な場合には、高負荷時にも弾性特性調整シート3の下側(裏面側)のたわみが不十分となりやすく、高負荷領域まで十分なストロークを確保することが難しくなり、底つき感の性能が不十分になることもある。また、このシートパッド本体1の裏面からの距離dは、振動特性に影響することもあり、シートパッド本体1の裏面からの距離dが上記範囲を逸脱する場合、特に距離dが不十分な場合には、共振周波数が大きくなって振動特性を低下させる場合がある。
 次に、本発明のシートパッドの製造方法は、上記本発明のシートパッドを得るためのものであり、図5に示したように、金型4(図では、下型のみを表示している)内の厚さ方向中間部に、上記弾性特性調整シート3を配置し、該金型4に発泡原料5を注入してシートパッド本体1を発泡成形することにより、図1,2に示されているように、シートパッド本体1の所定位置(図1,2では尻下部2)に、上記弾性特性調整シート3が、発泡樹脂が浸透一体化した状態に埋設されたシートパッドを得るものである。
 ここで、本発明では、図5に示されているように、ノズル6から金型4内へと注入される発泡原料5を弾性特性調整シート3の上記原料注入穴33を通して弾性特性調整シート3の下側に供給する。ついで、上型(図示せず)を下型と接合させて型締めし、発泡原料を発泡硬化させてシートパッド本体1を成形する。その際、発泡して膨張する発泡樹脂が弾性特性調整シート3に含浸し透過して発泡樹脂と一体化した状態でシートパッド本体1に埋設される。
 この場合、もし弾性特性調整シート3に上記原料注入穴33を設けずに、発泡原料を金型に注入した場合、注入される発泡原料の圧力により弾性特性調整シート3が所定位置からずれてしまい、又は撚れが生じ、目的とする弾性特性に調整することができず、更には弾性特性調整シート3の下側に発泡樹脂がうまく供給されずにシートパッド本体1に成形不良が生じる場合もある。
 なお、本発明において、シートパッドの形状や構成、製造方法における金型等は、図1~5に示されたものに制限されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で、適宜変更、調整することができる。
 以下、実施例及び参考実験例を示し、本発明の効果をより具体的に説明する。
  [参考実験例]
 ポリオールと架橋剤、触媒、整泡剤の混合物と、イソシアネートとを混合した軟質ポリウレタンフォーム用の発泡原料を金型に注入して発泡硬化させ、シートパッドを成形した。その際、ポリオールとイソシアネートとの混合比を調整して硬度の異なる3種類のシートパッド1~3を得た。
 得られたシートパッド1~3につき、下記方法により25%硬度(N)、450Nたわみ(mm)及び450N静的ばね定数(kgf/mm)を測定すると共に、振動試験を実施し、着座時のストローク感、底つき感及び振動特性を評価した。結果を表1に示す。なお、測定値はいずれも尻下部2(図1,2参照)の値である。
〔25%硬度(N)〕
 試験機の水平台に搭載した試験片にφ200の加圧板を乗せ、上記試験片に5Nの初期荷重を加えて初期厚さを測定した後、この試験片を初期厚さの25%の距離まで圧縮したときの荷重を測定し、これを25%硬度とする。
〔450Nたわみ(mm)〕
 上記25%硬度と同様に試験片を圧縮して荷重―たわみ曲線を作成し、450Nのたわみ量を求めた。
〔450N静的ばね定数(kgf/mm)〕
 上記荷重-たわみ曲線での450Nの±5Nの傾きから求めた。
〔振動試験〕
 試験片を加振台上に搭載し、その上に45kgの加圧板を乗せて、振幅±5.0mm、掃引周波数1~10Hzの正弦波振動を5分間加え、その伝達特性を変位計で測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1のとおり、シートパッドの硬度を低くすることにより、たわみ量が大きくなって着座時のストローク感を効果的に向上させることができるが、それに伴って共振周波数が大きくなって振動特性を低下させると共に、450N静的ばね定数が大きくなって底つき感も悪化する傾向にある。このように、着座時のストローク感をよくするためには、パッドの硬度を下げることが効果的であるが、パッドの硬度を下げると振動特性及び底つき感が悪化する傾向にあり、パッドの硬度の調整による方法においては、ストローク感と振動特性及び底つき感とは二律背反の関係にあることが認められた。
  [実施例1]
 参考実験例と同様の組成の発泡原料を金型に注入して同様に発泡硬化させ、参考実験例と同様の形状及び寸法を有するシートパッドを得た。その際、ポリオールとイソシアネートとの混合比を調節して硬度を調整すると共に、本例では、図3に示された中央部に原料注入穴33を有するメッシュシート3aを、図5に示されているように、金型4内に弾性特性調整シート3として配置し、上記原料注入穴33を通して上記発泡原料5を該弾性特性調整シート3の下側に供給して発泡成形を行い、図1,2に示されているように、尻下部2にメッシュシート3aからなる弾性特性調整シート3が埋設されたシートパッドとした。なお、メッシュシート3aはポリエステルからなる線径1mm、目開き5mmのものを用いた。
 得られたシートパッドにつき、参考実験例と同様に25%硬度(N)、450Nたわみ(mm)及び450N静的ばね定数(kgf/mm)を測定すると共に、振動試験を実施し、着座時のストローク感、底つき感及び振動特性を評価した。結果を表2に示す。なお、表2には、比較のため参考実験例におけるシートパッド1,3の測定結果を併記した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2のとおり、本例のシートパッドは、良好な振動特性及び底つき感(450N静的ばね定数(kgf/mm))を維持しつつ、着座時のストローク感(450Nたわみ(mm))を増加させ得ることが確認された。これにより、シートパッドの薄肉化を図ることも可能となる。
  [実施例2]
 参考実験例と同様の組成の発泡原料を金型に注入して同様に発泡硬化させ、参考実験例と同様の形状及び寸法を有するシートパッドを得た。その際、ポリオールとイソシアネートとの混合比を調節して硬度を調整すると共に、本例では、図4に示された中央部に原料注入穴33を有すると共に、樹脂透過孔32が多数放射状に形成された不織布31からなる不織布シート3bを、図5に示されているように、金型4内に弾性特性調整シート3として配置し、上記原料注入穴33を通して上記発泡原料5を該弾性特性調整シート3の下側に供給して発泡成形を行い、図1,2に示されているように、尻下部2に不織布シート3bからなる弾性特性調整シート3が埋設されたシートパッドとした。なお、不織布シート3bはポリエチレンの繊維からなり、目付100g/m2のものを用いた。
 得られたシートパッドにつき、参考実験例と同様に25%硬度(N)、450Nたわみ(mm)及び450N静的ばね定数(kgf/mm)を測定すると共に、振動試験を実施し、着座時のストローク感、底つき感及び振動特性を評価した。結果を表3に示す。なお、表3には、比較のため参考実験例におけるシートパッド2の測定結果を併記した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3のとおり、本例のシートパッドは、良好な振動特性及び底つき感(450N静的ばね定数(kgf/mm))を維持しつつ、着座時のストローク感(450Nたわみ(mm))を増加させ得ることが確認された。これにより、シートパッドの薄肉化を図ることも可能となる。
  [実験例]
 実施例1と同様にしてシートパッドを作製した。その際、弾性特性調整シート3のメッシュシート3aの埋設位置を変えて2種類のシートパッド(一体発泡品1、一体発泡品2)を作製した。一体発泡品1では、図2における距離dをシートパッド本体1の厚さtに対して35%とし、一体発泡品2では18%とした。また、比較として弾性特性調整シート3のメッシュシート3aを埋設せずに同様にシートパッドを作製し、これを従来品とした。なお、一体発泡品1,2及び従来品のパッドは全て同等の硬度(25%硬度:150N程度)となるように調整した。上記一体発泡品1,2及び従来品について、上記参考実験例と同様にして、25%硬度(N)及び500Nのたわみ量を測定した。結果を表4及び図6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表4及び図6のとおり、弾性特性調整シート3の埋設位置(シート本体1の裏面から距離d)がシート本体1の厚さtに対して35%に適正化された一体発泡品1は、着座時に、より良好なストロークが得られることが確認された。また、たわみ量測定時に一体発泡品1及び一体発泡品2のたわみ挙動を観察したところ、一体発泡品1は弾性特性調整シート3の上側(着座面側)が先にたわみ、その後の高負荷時に弾性特性調整シート3の下側(裏面側)がたわむことが確認された。一方、一体発泡品2では、高負荷時にも弾性特性調整シート3の下側(裏面側)のたわみが不十分であることが観察された。
 また、上記一体発泡品1,2及び従来品について、参考実験例と同様にして、振動試験を行って振動特性を評価した。結果を表5及び図7に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表5及び図7のとおり、弾性特性調整シート3の埋設位置(シート本体1の裏面から距離d)がシート本体1の厚さtに対して35%に適正化された一体発泡品1は、従来品と同等の振動特性を維持し得ることが確認された。一方、一体発泡品2は共振周波数がやや大きくなり、振動特性にやや劣ることが確認された。

Claims (14)

  1.  発泡樹脂成形体からなるシートパッド本体の所定位置に、弾性特性調整シートを埋設してなるシートパッドにおいて、上記弾性特性調整シートの所定位置に、発泡前の発泡原料を通過させる原料注入穴を形成したことを特徴とするシートパッド。
  2.  上記弾性特性調整シートが、発泡樹脂が含浸又は透過可能なシート状部材に上記原料注入穴を形成したものであり、当該シートに上記シートパッド本体の発泡樹脂が浸透一体化した状態で埋設された請求項1記載のシートパッド。
  3.  上記弾性特性調整シートを形成する上記シート状部材が、メッシュシートである請求項2記載のシートパッド。
  4.  上記弾性特性調整シートを形成する上記シート状部材が、不織布に樹脂を含浸又は透過可能な樹脂透過孔を多数形成したものである請求項2記載のシートパッド。
  5.  上記シートパッド本体を形成する発泡樹脂がポリウレタンフォームである請求項1~4のいずれか1項に記載のシートパッド。
  6.  上記弾性特性調整シートが、シートパッド本体の厚さに対して、シートパッド本体裏面から20~40%の位置に埋設された請求項1~5のいずれか1項に記載のシートパッド。
  7.  上記弾性特性調整シートが、シートパッド本体の尻下部に埋設されている請求項1~6のいずれか1項に記載のシートパッド。
  8.  金型内の厚さ方向中間部に弾性特性調整シートを配置し、該金型に発泡原料を注入して発泡成形することにより、シートパッド本体の所定位置に、上記弾性特性調整シートを埋設してなるシートパッドを得る製造方法において、
    上記弾性特性調整シートの所定位置に原料注入穴を形成し、この原料注入穴を通して上記発泡原料を上記弾性特性調整シートの下側に供給することを特徴とするシートパッドの製造方法。
  9.  上記弾性特性調整シートが、発泡樹脂が含浸又は透過可能なシート状部材に上記原料注入穴を形成したものであり、当該シートに上記シートパッド本体の発泡樹脂が浸透一体化した状態とする請求項8記載のシートパッドの製造方法。
  10.  上記弾性特性調整シートを形成する上記シート状部材が、メッシュシートである請求項9記載のシートパッドの製造方法。
  11.  上記弾性特性調整シートを形成する上記シート状部材が、不織布に樹脂を含浸又は透過可能な樹脂透過孔を多数形成したものである請求項9記載のシートパッドの製造方法。
  12.  上記シートパッド本体を形成する発泡樹脂がポリウレタンフォームである請求項8~11のいずれか1項に記載のシートパッドの製造方法。
  13.  上記弾性特性調整シートの埋設位置が、シートパッド本体の厚さに対して、シートパッド本体裏面から20~40%の範囲内である請求項8~12のいずれか1項に記載のシートパッドの製造方法。
  14.  上記弾性特性調整シートの埋設位置が、シートパッド本体の尻下部である請求項8~13のいずれか1項に記載のシートパッドの製造方法。
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