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特許7464427車両用クッションパッドと車両用シートクッション
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-01
(45)【発行日】2024-04-09
(54)【発明の名称】車両用クッションパッドと車両用シートクッション
(51)【国際特許分類】
   B60N 2/90 20180101AFI20240402BHJP
   A47C 7/18 20060101ALI20240402BHJP
   A47C 27/14 20060101ALI20240402BHJP
   C08G 18/00 20060101ALI20240402BHJP
   C08G 18/08 20060101ALI20240402BHJP
   C08G 101/00 20060101ALN20240402BHJP
【FI】
B60N2/90
A47C7/18
A47C27/14 A
C08G18/00 F
C08G18/00 L
C08G18/08 038
C08G101:00
【請求項の数】 4
(21)【出願番号】P 2020066509
(22)【出願日】2020-04-02
(65)【公開番号】P2021161332
(43)【公開日】2021-10-11
【審査請求日】2022-09-06
(73)【特許権者】
【識別番号】000119232
【氏名又は名称】株式会社イノアックコーポレーション
(73)【特許権者】
【識別番号】000241500
【氏名又は名称】トヨタ紡織株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岡藤 亮佳
(72)【発明者】
【氏名】望月 勇人
(72)【発明者】
【氏名】塚本 健一
【審査官】前田 孝泰
(56)【参考文献】
【文献】特開2021-154116(JP,A)
【文献】特開平08-231668(JP,A)
【文献】特開2007-204551(JP,A)
【文献】特開2003-105050(JP,A)
【文献】特開2014-185335(JP,A)
【文献】特開2002-306274(JP,A)
【文献】国際公開第2016/017329(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08G 18/00- 18/87
C08J 9/00- 9/42
B60N 2/00- 2/72
A47C 1/00- 31/12
B29L 31/58
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリウレタン発泡体からなる車両用クッションパッドにおいて、
前記ポリウレタン発泡体は、ポリオール、ポリイソシアネート、触媒、発泡剤、添加剤を含むポリウレタン発泡体形成用組成物から形成されてなり、
前記添加剤は、ラウリルアルコール、ステアリルアルコール、1-テトラデカノール、パルミチルアルコール、アラキジルアルコール、トリアコンタノール、又は、1-テトラトリアコンタノールであるモノアルコールが、ダイマー酸、ヘキサデカン二酸、エイコサン二酸、ドコサン二酸、又はトリアコンタン二酸の両末端カルボン酸とエステル縮合されたジカルボン酸エステルであり、
前記添加剤の量は、ポリオール100重量部に対して10~50重量部であり、
前記ポリウレタン発泡体におけるJIS K 6400-7:2012に準じた通気量が、0.01cc/cm /s以上4cc/cm/s未満であることを特徴とする車両用クッションパッド。
【請求項2】
前記ポリウレタン発泡体は、ガラス転移温度が-20℃未満であり、
JIS K 6400-2:2012に準じた圧縮硬さにおいて、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が1.5~7.0であることを特徴とする請求項1に記載の車両用クッションパッド。
【請求項3】
前記ポリウレタン発泡体は、JIS K 6400-3:2011に準じた反発弾性が10~40%であることを特徴とする請求項1または2に記載の車両用クッションパッド。
【請求項4】
クッション本体の上にクッションパッドが積層された車両用シートクッションにおいて、
前記クッションパッドが請求項1から3の何れか一項に記載のクッションパッドからなることを特徴とする車両用シートクッション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用クッションパッドと、その車両用クッションパッドがクッション本体の上に載置された車両用シートクッションに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、着座感を向上させるため、クッション本体の上にクッションパッドが載置された車両用シートクッションがある。
例えば、特許文献1には、モールドクッションの上に軟質スラブポリウレタン発泡体が積層されたものがある(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特許第4393453号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、従来の車両用クッションパッドは、座った直後の沈み込みが大きく、一気に沈み込むため、着座初期の座り心地が良好とは言い難いものであった。
【0005】
また、近年では、冬季の座面を加温するため、ヒーターが車両用クッションパッドの上に配置されて表皮材で覆われた車両用シートクッションが、好まれている。
しかし、従来の車両用クッションパッドは、硬さの温度依存性が小さく、低温時にも着座時の圧縮変形が大きく、厚みが小になる。そのため、クッションパッドは、厚みの減少による断熱性低下を生じ、ヒーターによる熱が、ヒーター下方のクッションパッドへ逃げやすくなり、ヒーター上方の座面に伝わる熱量が減少し、効率よく座面を加温できない問題がある。
【0006】
本発明は、前記の点に鑑みなされたものであり、着座初期の座り心地が良好な車両用クッションパッドと、その車両用クッションパッドがクッション本体の上に載置された車両用シートクッションの提供を目的とする。
また、ヒーターがクッションパッド上に配置される車両用シートクッションの場合、座面を効率よく加温できる車両用クッションパッド及び車両用シートクッションの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1の態様は、ポリウレタン発泡体からなる車両用クッションパッドにおいて、前記ポリウレタン発泡体は、ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤、添加剤を含むポリウレタン発泡体組成物からなり、前記添加剤は、炭素数14~36のモノアルコールが、炭素数15~54の脂肪族或いは脂環族ジカルボン酸の両末端カルボン酸とエステル縮合されたジカルボン酸エステルであり、前記ポリウレタン発泡体におけるJIS K 6400-7:2012に準じた通気量が、0.01~5.0cc/cm2/sであることを特徴とする。
【0008】
第2の態様は、第1の態様において、前記ポリウレタン発泡体は、ガラス転移温度が-20℃未満であり、JIS K 6400-2:2012に準じた圧縮硬さにおいて、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が1.5~7.0であることを特徴とする。
【0009】
第3の態様は、第1の態様または第2の態様において、前記ポリウレタン発泡体は、JIS K 6400-3:2011に準じた反発弾性が10~40%であることを特徴とする。
【0010】
第4の態様は、クッション本体の上にクッションパッドが積層された車両用シートクッションにおいて、前記クッションパッドが第1の態様から第3の態様の何れか一項に記載のクッションパッドからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
第1の態様によれば、ポリウレタン発泡体組成物に含まれる添加剤を、炭素数14~36のモノアルコールが、炭素数15~54の脂肪族或いは脂環族ジカルボン酸の両末端カルボン酸とエステル縮合されたジカルボン酸エステルとし、ポリウレタン発泡体におけるJIS K 6400-7:2012に準じた通気量が、0.01~5.0cc/cm/sであることにより、着座初期に一気に沈み込む量が少なく、その後にじんわりと沈み込むようにできるため、着座初期の座り心地を好にできる。
【0012】
第2の態様によれば、ガラス転移温度が-20℃未満であるため、クッションパッドは底付きをし難く、座り心地が良好になる。また、JIS K 6400-2:2012に準じた圧縮硬さにおいて、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が1.5~7.0であるため、クッションパッドを構成するポリウレタン発泡体における硬さの温度依存性が大きく、低温時における着座時の圧縮変形量が少なくなることにより、厚みが極端に小さく(薄く)なって断熱性が低下するのを抑えることができる。したがって、クッションパッド上にヒーターを配置してシートクッションの座面を加温する場合、ヒーターの熱が下方のクッションパッドへ逃げるのを防ぐことができ、効率よく座面を加温することができる。
【0013】
第3の態様によれば、ポリウレタン発泡体は、JIS K 6400-3:2011に準じた反発弾性が10~40%であるため、良好なクッション性が得られる。
【0014】
また、本発明のクッションパッドがクッション本体の上に積層された車両用シートクッションは、クッションパッドが奏する効果によって、着座初期の座り心地が良好になり、かつ、低温時におけるヒーターによる座面の加温を、効率よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】本発明のクッションパッドがシートクッション上に載置された車両用シートの一実施形態の断面図である。
図2】実施例及び比較例におけるポリウレタン発泡体組成物の配合を示す表である。
図3】実施例及び比較例におけるポリウレタン発泡体の物性を示す表である。
図4】減衰自由振動波形の振幅を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下に、本発明の車両用クッションパッドと、車両用シートクッションの実施形態について、図1に示す車両用シート10を用いて説明する。
図1に示す車両用シート10は、シートフレーム11、クッション本体21、クッションパッド31、表皮材35からなる。
クッションパッド31は、本発明の車両用クッションパッドからなり、クッション本体21とクッションパッド31が本発明の車両用シートクッション40を構成する。
なお、図1は、座部側のみを示し、背もたれ側を省略した。また、クッションパッド31上にヒーター33が配置された場合を示す。
【0017】
シートフレーム11は、車両用シートを支持すると共に車室内に固定するものであり、金属等の剛性の高い材質からなり、車種等に応じた構造とされている。
【0018】
初期
クッション本体21は、ポリウレタン発泡体等の弾性発泡体からなる。クッション本体は、乗員の体重を支持できるように、クッションパッド31と比べて、高硬度で、へたりが少ない。好ましいクッション本体21として、硬度(JIS K6400-2:2012 6.7 D法)25%圧縮硬さ50~300N、密度(JIS K 7222)40~60kg/m、反発弾性(JIS K 6400-3:2011)10~50%のポリウレタン発泡体が好ましい。
また、図示のクッション本体21は、着座者の臀部のサポート性を高めるため、上面の左右両側部が盛り上がり、中央部が低くされている。低くなった中央部にクッションパッド31が載置される。
【0019】
クッションパッド(本発明の車両用クッションパッド)31は、ポリオール、イソシアネート、触媒、発泡剤、添加剤を含むポリウレタン発泡体組成物(ポリウレタン発泡体原料)から形成されている。
【0020】
ポリオールとしては、ポリウレタン発泡体用のポリオールを使用することができ、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール等の何れでもよく、それらの一種類あるいは複数種類を使用してもよい。
【0021】
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビトール、シュークロース等の多価アルコールにエチレンオキサイド(EO)、プロピレンオキサイド(PO)等のアルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオールを挙げることができる。
【0022】
ポリエステルポリオールとしては、例えば、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等の脂肪族カルボン酸やフタル酸等の芳香族カルボン酸と、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等の脂肪族グリコール等とから重縮合して得られたポリエステルポリオールを挙げることできる。
また、ポリエーテルエステルポリオールとしては、前記ポリエーテルポリオールと多塩基酸を反応させてポリエステル化したもの、あるいは1分子内にポリエーテルとポリエステルの両セグメントを有するものを挙げることができる。
【0023】
ポリオールについては、水酸基価(OHV)が30~300mgKOH/g、官能基数が2~4、分子量Mwが2000~6000であるポリオールを単独または複数用いることが好ましい。
【0024】
イソシアネートとしては、イソシアネート基を2以上有する脂肪族系または芳香族系ポリイソシアネート、それらの混合物、およびそれらを変性して得られる変性ポリイソシアネートを使用することができる。脂肪族系ポリイソシアネートとしては、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、ジシクロヘキサメタンジイソシアネート等を挙げることができ、芳香族ポリイソシアネートとしては、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(MDI)、ナフタレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ポリメリックMDI(クルードMDI)等を挙げることができる。なお、その他プレポリマーも使用することができる。
【0025】
イソシアネートインデックス(INDEX)は90~130が好ましい。イソシアネートインデックスは、[(ポリウレタン発泡体原料中のイソシアネート当量/ポリウレタン発泡体原料中の活性水素の当量)×100]で計算される。
【0026】
触媒としては、ポリウレタン発泡体用として公知のものを用いることができる。例えば、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、ジエタノールアミン、ジメチルアミノモルフォリン、N-エチルモルホリン、テトラメチルグアニジン等のアミン触媒や、スタナスオクトエートやジブチルチンジラウレート等の錫触媒やフェニル水銀プロピオン酸塩あるいはオクテン酸鉛等の金属触媒(有機金属触媒とも称される。)を挙げることができる。触媒の合計量は、ポリオール100重量部に対して0.1~2重量部程度が好ましい。
【0027】
発泡剤としては、水、代替フロンあるいはペンタンなどの炭化水素を、単独または組み合わせて使用できる。水の場合は、ポリオールとポリイソシアネートの反応時に炭酸ガスを発生し、その炭酸ガスによって発泡がなされる。発泡剤としての水の量は、ポリオール100重量部に対して1~6重量部程度が好ましい。また、水と共に他の発泡剤を併用する場合、他の発泡剤の量は適宜決定される。
【0028】
添加剤としては、炭素数14~36のモノアルコールが、炭素数15~54の脂肪族或いは脂環族ジカルボン酸の両末端カルボン酸とエステル縮合されたジカルボン酸エステルが用いられる。
炭素数14~36のモノアルコールとしては、1-テトラデカノール、パルミチルアルコール、アラキジルアルコール、トリアコンタノール、1-テトラトリアコンタノール等を挙げることができる。
炭素数15~54の脂肪族或いは脂環族ジカルボン酸の両末端カルボン酸としては、ヘキサデカン二酸、エイコサン二酸、ドコサン二酸、トリアコンタン二酸、等を挙げることができる。
炭素数14~36のモノアルコールが、炭素数15~54の脂肪族或いは脂環族ジカルボン酸の両末端カルボン酸とエステル縮合されたジカルボン酸ジエステルとしては、ダイマー酸ジステアリル、ダイマー酸ジパルチミン、ダイマー酸ジラウリルを挙げることができる。特に、ダイマー酸ジステアリルは、好適である。添加剤の量は、ポリオール100重量部に対して10~50重量部程度が好ましい。
【0029】
炭素数14~36のモノアルコールが、炭素数15~54の脂肪族或いは脂環族ジカルボン酸の両末端カルボン酸とエステル縮合されたジカルボン酸エステルを、ポリウレタン発泡体組成物に配合することにより、クッションパッド31の着座初期に一気に沈み込む量が少なくなり、その後にじんわりと沈み込むようになって座り心地が良好になる。また、クッションパッド31の硬さの温度依存性が大きくなり、低温時における着座時の圧縮変形量が少なくなることにより、厚みが極端に小さく(薄く)なって断熱性が低下することを抑えることができる。
【0030】
ポリウレタン発泡体組成物には、適宜配合される主なものとして、整泡剤、難燃剤、充填剤、安定剤、着色剤、可塑剤、抗菌剤等を挙げることができる。
【0031】
難燃剤としては、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、ジエチルフェニルホスフォネート、ジメチルフェニルホスフォネート、レゾルシノールジフェニルホスフェート等のリン酸エステル系難燃剤や、水酸化マグネシウムや水酸化アルミニウム等の無機系難燃剤が挙げられる。難燃剤の量は、ポリオール100重量部に対して3~30重量部程度を挙げる。
【0032】
整泡剤としては、シリコーン化合物、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル酸ナトリウム等のアニオン系界面活性剤、ポリエーテルシロキサン、フェノール系化合物等が挙げられる。整泡剤の含有量は、ポリオール100重量部に対して0.5~5.0重量部を例示する。
【0033】
ポリウレタン発泡体の製造は、スラブ発泡或いはモールド発泡の何れでもよい。
スラブ発泡は、ポリウレタン発泡体組成物(ポリウレタン発泡体原料)を混合してベルトコンベア上に吐出し、大気圧下、常温で発泡させる方法である。スラブ発泡されたポリウレタン発泡体は、その後に所定のサイズに裁断されてクッションパッド31とされる。
【0034】
一方、モールド発泡は、モールド(金型)のキャビティにポリウレタン発泡体組成物(ポリウレタン発泡体原料)を混合して注入し、キャビティ形状に発泡させる方法である。キャビティは、クッションパッド31の形状とされている。
【0035】
前記ポリウレタン発泡体組成物から形成されたポリウレタン発泡体は、JIS K 6400-7:2012に準じた通気量が、0.01~5.0cc/cm/sであり、より好ましくは0.1~5.0cc/cm/sである。前記範囲の通気量とすることにより、車両用クッションパッド31は、着座初期に一気に沈み込む量が少なくなり、その後にじんわりと沈み込むようになって座り心地が良好になる。
【0036】
また、前記ポリウレタン発泡体組成物から形成されたポリウレタン発泡体は、ガラス転移温度(Tg)が-20℃未満であり、JIS K 6400-2:2012に準じた圧縮硬さにおいて、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が1.5~7.0である。
【0037】
ポリウレタン発泡体のガラス転移温度は、ポリウレタン発泡体がガラス状態からゴム状態へ変化する温度である。ポリウレタン発泡体のガラス転移温度が-20℃未満であることにより、ポリレウレタン発泡体からなる車両用クッションパッド31の底付きを防ぎ、座り心地を良好にできる。
【0038】
ポリウレタン発泡体における-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が1.5~7.0であることにより、ポリウレタン発泡体からなるクッションパッド31は、低温時の硬さが高くなって撓み難くなり、着座時の加圧によっても厚みが小さく(薄く)なり難く、厚みの影響を受ける断熱性の低下を防ぐことができる。
クッションパッド31における低温時の断熱性低下を防ぐことにより、クッションパッド31の上に配置されているヒーターの熱が下方のクッションパッド31側へ伝わるのを防ぎ、低温時にも座面の加温を効率よく行うことができるようになる。
【0039】
また、ポリウレタン発泡体は、JIS K 6400-3:2011に準じた反発弾性が10~40%であるのが好ましく、より好ましくは10~30%であり、さらにより好ましくは15~25%である。ポリウレタン発泡体の反発弾性率を前記範囲とすることにより、車両用シートのクッション性を良好なものにできる。
【0040】
ポリウレタン発泡体の密度(JIS K7220)は、30~70kg/mが好ましく、より好ましくは40~60kg/mである。密度が低すぎると、硬度が低くなり、クッション性が低下する。その逆に密度が高すぎると、クッション性が低下すると共に重くなり、車両の軽量性に貢献できなくなる。
【0041】
表皮材35は、ファブリック、レザー、合成樹脂シート等の適宜の材質からなり、縫製等によって所定形状にされて車両用シートクッション40の外面に被せられる。
【実施例
【0042】
以下の原料を図2に示す配合としたポリウレタン発泡体組成物(ポリウレタン発泡体原料)から、実施例と比較例の車両用クッションパッド用ポリウレタン発泡体を、以下のボックス発泡にて作成した。
高さ300mm×370mm×370mm角のボックスへ、厚み0.1mm×高さ370mm×370mm×370mmのポリエチレン製フィルムをセットし、目標密度より、高さ300mm×370mm×370mmが得られる様、投入重量の計算をし、ポリオールを100とした場合の配合比率合計より、投入量を割ることで、配合比率を計算した。
例えば、比較例2は、目標密度60kg/mの為、規定の体積を得る為には、2464gの投入が必要となる。配合比率合計が、154.2の為、16倍の配合比率として配合を作成した。計量器を用いて、3Lのポリプロピレン容器に、イソシアネート以外を、計量投入し、1720RPMで連続回転するミキサーにて、20秒プレミックスし、その後、イソシアネートを投入して、5秒ミキシングを行い、速やかに、発泡用ボックスへ投入し、発泡形成を行った。
【0043】
・ポリオール1:ポリエステルポリオール、分子量(Mw);3000、官能基数;3、水酸基価;56.1mgKOH/g、品名;F-3010、株式会社クラレ製
・ポリオール2:ポリエーテルエステルポリオール、分子量(Mw);3000,官能基数;3、水酸基価;56.1mgKOH/g、品名;アクトコールL-50、三井武田ケミカル株式会社製
・ポリオール3:ポリエーテルポリオール、分子量(Mw);3000、官能基数3、水酸基価56mgKOH/g、品番;GP3050、三洋化成工業株式会社製。
・ポリオール4:ポリマーポリオール(グリセリンにプロピレンオキシドを付加重合したポリエーテルポリオール60質量%にスチレン:アクリロニトリルの質量比が8:2の混合物40質量%をグラフト重合したもの)、分子量(Mw)3000、固形分40質量%、水酸基価33mgKOH/g、水酸基についての官能基数3、旭硝子株式会社製。
・ポリオール5:ポリエーテルポリオール、分子量(Mw)700、官能基数3、株式会社ADEKA製。
・添加剤1:ダイマー酸ジステアリル、品名;T 2458、日立化成社製
・添加剤2:ダイマー酸ジラウリル(社内合成品)
<ダイマー酸ジラウリルの合成方法>
ダイマー酸1モルに、ラウリルアルコールを2モル添加する。触媒として、チタンテトライソプロポキシドを上記100重量部に対して、0.1重量部を加え、120℃~180℃で縮合水を流出させながら16時間脱水エステル化反応を行った。残留するラウリルアルコールを加熱減圧により除去したのち、反応性生成物に活性白土を添加して1時間撹拌したのち濾過し、ダイマー酸ジラウリルを得た。
・発泡剤(水)
・発泡剤(MC):メチレンクロライド 株式会社トクヤマ製
・アミン触媒:トリエチレンジアミンとジプロピレングリコールの重量比1:2の混合物、品名;DABCO 33-LV、エアープロダクツジャパン株式会社製
・整泡剤:シリコーン系整泡剤、品名;Tegostab B8239、エボニックジャパン株式会社製
・難燃剤:ハロゲン化リン酸エステル、品名;CR 504L、大八化学工業株式会社製
・錫触媒:オクチル酸スズ、品名;MRH-110、城北化学工業株式会社社製
・イソシアネート1:2,4-TDIと2,6-TDIが80:20の割合からなるTDI、品名;TDI-80、日本ポリウレタン工業株式会社製
・イソシアネート2:2,4-TDIと2,6-TDIが65:35の割合からなるTDI、品名;TDI-65、日本ポリウレタン工業株式会社製
【0044】
実施例と比較例のポリウレタン発泡体について、密度、ILD25%硬さ、反発弾性、通気量、振動試験、自由落下試験、Tg(ガラス転移温度)、温度依存性硬さを測定した。測定方法を以下に示す。また、測定結果を図3に示す。
【0045】
密度(kg/m)は、JIS K 7222に準拠して測定した。
ILD25%硬さ(N)は、JIS K 6400-2:2012 6.7 D法に準拠し、250×250×50mmの測定用サンプルに対して測定した。
反発弾性(%)は、JIS K 6400-3:2011に準拠し、250×250×50mmの測定用サンプルに対して測定した。
通気量(cc/cm/s)は、JIS K 6400-7:2012に準拠し、200×200×10mmの測定用サンプルに対して測定した。
【0046】
振動試験は、JASO B407に準拠し、250×250×50mmの測定用サンプルに対して行い、ピーク周波数(Hz)、ピーク倍率(dB)、5-10Hz倍率合計(dB)を測定した。ピーク周波数(Hz)は倍率がピーク時の周波数、ピーク倍率はピーク時の倍率である。なお、5-10Hz倍率合計は、5Hzから10Hz間の倍率の合計である。
【0047】
自由落下試験は、250×250×厚み50mmの測定用サンプルに対して行い、最初の沈み込み度合い(mm)を測定した。最初の沈み込み度合いは、厚み50mmのサンプルの上方20mmの位置から、重さ50kgの鉄研形加圧版を自由落下させ、サンプル上面に衝突した鉄球が、サンプル上面からサンプル内に食い込んだ最低位置までのサンプル上面(試験前の上面)からの距離である。また得られる減衰波形より、対数減衰率、減衰時間を求めた。図4に減衰自由振動波形の振幅を示す。
対数減衰率は、時刻Tにおけるn番目の振幅をa、同様に、・・・,n+m番目の振幅を・・・,an+mとすると、対数減衰率(σ)は、式(1)によって求めることができる。振幅が、初期の振幅の0.2倍以下として、その時のm番目を計算へ含める。n=1より実施する。
式(1) 対数減衰率(σ)=(1/m)・ln(a/a1+m
減衰時間は、時刻TからT1+mにかかる時間(mT)とする。
【0048】
Tg(℃)は、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製ARES―RDAを用いた、粘弾性測定によって8Φ×10mmの測定用サンプルを用いて調べた。
温度依存性硬さ(Kpa)は、JIS K 6400-2:2012に準拠し、50×50×10mmの測定用サンプルに対して行った。測定温度雰囲気に、10分放置後、その直後に、オートグラフにより硬度を測定した。測定温度は、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃である。得られた硬さの測定値から、20℃の硬さに対する-20℃の硬さの比(-20℃の硬さ/20℃の硬さ)を算出した。
【0049】
各実施例及び各比較例の構成及び測定結果について説明する。
・実施例1
実施例1は、ポリオール1を50重量部、ポリオール2を50重量部、添加剤1(ダイマー酸ジステアリル)を10重量部、発泡剤(水)を3重量部、アミン触媒を0.2重量部、整泡剤を1重量部、難燃剤を10重量部、錫触媒を0.2重量部、イソシアネート1を40重量部、イソシアネートインデックスを105とした例である。
【0050】
実施例1のポリウレタン発泡体は、密度が47.2kg/m、ILD25%硬さが151N、反発弾性が4%、通気量が0.02cc/cm/s、ピーク周波数が8.44Hz、ピーク倍率が2.60dB、5-10Hz倍率合計が400dB、対数減衰率が0.59、減衰時間が0.34(s)、最初の沈み込み度合いが14.8mm、発泡体のTgが-50℃、-20℃の硬さが10.48Kpa、-10℃の硬さが7.15Kpa、0℃の硬さが6.01Kpa、10℃の硬さが5.13Kpa、20℃の硬さが4.59Kpa、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が2.3であった。
【0051】
実施例1のポリウレタン発泡体は、最初の沈み込み度合い(一気に沈み込む量)が小さいために着座初期の座り心地が良好である。また、実施例1のポリウレタン発泡体は、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が大きく、硬さの温度依存性が大きいため、低温時の着座時の圧縮量が少なくなり、厚みの減少による断熱性低下を生じ難いため、ポリウレタン発泡体(クッションパッド)上のヒーターの熱が下方のポリウレタン発泡体へ逃げるのを防ぎ、ポリウレタン発泡体(クッションパッド)上方のシートクッションの座面を効率よく加温できる。
【0052】
また、実施例1のポリウレタン発泡体は、通気量が小さく、通気性が低いため、着座初期に一気に大きく沈み込むのを抑え、座った後にじんわりと沈み込ませるようにでき、座り心地を良好なものにできる。
【0053】
・実施例2
実施例2は、実施例1における添加剤1(ダイマー酸ジステアリル)を20重量部にした以外、実施例1と同様の例である。
実施例2のポリウレタン発泡体は、密度が47.7kg/m、ILD25%硬さが167N、反発弾性が33%、通気量が0.078cc/cm/s、ピーク周波数が8.89Hz、ピーク倍率が2.37dB、5-10Hz倍率合計が366dB、対数減衰率が0.69、減衰時間が0.37(s)、最初の沈み込み度合いが13.02mm、発泡体のTgが-50℃、-20℃の硬さが15.94Kpa、-10℃の硬さが9.29Kpa、0℃の硬さが7.04Kpa、10℃の硬さが6.19Kpa、20℃の硬さが5.29Kpa、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が3.0であった。
【0054】
実施例2のポリウレタン発泡体は、最初の沈み込み度合いが小さいために着座初期の座り心地が良好である。また、実施例2のポリウレタン発泡体は、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が大きく、硬さの温度依存性が大きいため、低温時の着座時の圧縮量が少なくなり、厚みの減少による断熱性低下が小さくなるため、ポリウレタン発泡体(クッションパッド)上のヒーターの熱が下方のポリウレタン発泡体へ逃げるのを防ぎ、ポリウレタン発泡体(クッションパッド)上方のシートクッションの座面を効率よく加温できる。
【0055】
また、実施例2のポリウレタン発泡体は、通気量が小さく、通気性が低いため、着座初期に一気に大きく沈み込むのを抑え、座った後にじんわりと沈み込ませるようにでき、座り心地を良好なものにできる。
【0056】
・実施例3
実施例3は、実施例1における添加剤1(ダイマー酸ジステアリル)を25重量部にした以外、実施例1と同様の例である。
実施例3のポリウレタン発泡体は、密度が47kg/m、ILD25%硬さが175N、反発弾性が21%、通気量が0.54cc/cm/s、ピーク周波数が8.94Hz、ピーク倍率が2.32dB、5-10Hz倍率合計が359dB、対数減衰率が0.79、減衰時間0.31(s)が最初の沈み込み度合いが16.44mm、発泡体のTgが-50℃、-20℃の硬さが20.79Kpa、-10℃の硬さが10.39Kpa、0℃の硬さが8.2Kpa、10℃の硬さが6.57Kpa、20℃の硬さが5.26Kpa、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が4.0であった。
【0057】
実施例3のポリウレタン発泡体は、最初の沈み込み度合いが小さいために着座初期の座り心地が良好である。また、実施例3のポリウレタン発泡体は、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が大きく、硬さの温度依存性が大きいため、低温時の着座時の圧縮量が少なくなり、厚みの減少による断熱性低下が少なくなるため、ポリウレタン発泡体(クッションパッド)上のヒーターの熱が下方のポリウレタン発泡体へ逃げるのを防ぎ、ポリウレタン発泡体(クッションパッド)上方のシートクッションの座面を効率よく加温できる。
【0058】
また、実施例3のポリウレタン発泡体は、通気量が小さく、通気性が低いため、着座初期に一気に大きく沈み込むのを抑え、座った後にじんわりと沈み込ませるようにでき、座り心地を良好なものにできる。
【0059】
・実施例4
実施例4は、実施例1における添加剤1(ダイマー酸ジステアリル)を35重量部にした以外、実施例1と同様の例である。
実施例4のポリウレタン発泡体は、密度が47.5kg/m、ILD25%硬さが163N、反発弾性が22%、通気量が0.53cc/cm/s、ピーク周波数が9.46Hz、ピーク倍率が2.06dB、5-10Hz倍率合計が332dB、対数減衰率が0.85、減衰時間が0.29(s)、最初の沈み込み度合いが12.62mm、発泡体のTgが-50℃、-20℃の硬さが20.2Kpa、-10℃の硬さが15.9Kpa、0℃の硬さが12.1Kpa、10℃の硬さが10.0Kpa、20℃の硬さが7.6Kpa、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が2.7であった。
【0060】
実施例4のポリウレタン発泡体は、最初の沈み込み度合いが小さいために着座初期の座り心地が良好である。また、実施例4のポリウレタン発泡体は、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が大きく、硬さの温度依存性が大きいため、低温時の着座時の圧縮量が少なくなり、厚みの減少による断熱性低下が少なくなるため、ポリウレタン発泡体(クッションパッド)上のヒーターの熱が下方のポリウレタン発泡体へ逃げるのを防ぎ、ポリウレタン発泡体(クッションパッド)上方のシートクッションの座面を効率よく加温できる。
【0061】
また、実施例4のポリウレタン発泡体は、通気量が小さく、通気性が低いため、着座初期に一気に大きく沈み込むのを抑え、座った後にじんわりと沈み込ませるようにでき、座り心地を良好なものにできる。
【0062】
・実施例5
実施例5は、実施例4における添加剤1(ダイマー酸ジステアリル)を添加剤2(ダイマー酸ジラウリル)35重量部にした以外、実施例4と同様の例である。
実施例5のポリウレタン発泡体は、密度が46.5kg/m、ILD25%硬さが158N、反発弾性が19%、通気量が1.1cc/cm/s、ピーク周波数が9.33Hz、ピーク倍率が2.11dB、5-10Hz倍率合計が344dB、対数減衰率が0.78、減衰時間が0.32(s)、最初の沈み込み度合いが12.98mm、発泡体のTgが-50℃、-20℃の硬さが20.3Kpa、-10℃の硬さが14.7Kpa、0℃の硬さが10.9Kpa、10℃の硬さが9.8Kpa、20℃の硬さが6.8Kpa、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が3.0であった。
【0063】
実施例5のポリウレタン発泡体は、最初の沈み込み度合いが小さいために着座初期の座り心地が良好である。また、実施例5のポリウレタン発泡体は、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が大きく、硬さの温度依存性が大きいため、低温時の着座時の圧縮量が少なくなり、厚みの減少による断熱性低下が少なくなるため、ポリウレタン発泡体(クッションパッド)上のヒーターの熱が下方のポリウレタン発泡体へ逃げるのを防ぎ、ポリウレタン発泡体(クッションパッド)上方のシートクッションの座面を効率よく加温できる。
【0064】
また、実施例5のポリウレタン発泡体は、通気量が小さく、通気性が低いため、着座初期に一気に大きく沈み込むのを抑え、座った後にじんわりと沈み込ませるようにでき、座り心地を良好なものにできる。
【0065】
・比較例1
比較例1は、ポリオール3を80重量部、ポリオール4を20重量部、発泡剤(水)を3重量部、アミン触媒を0.2重量部、整泡剤を1重量部、難燃剤を10重量部、錫触媒を0.2重量部、イソシアネート1を41.5重量部、イソシアネートインデックスを112とした例である。
【0066】
比較例1のポリウレタン発泡体は、密度が35kg/m、ILD25%硬さが150N、反発弾性が45%、通気量が64cc/cm/s、ピーク周波数が6.52Hz、ピーク倍率が3.19dB、5-10Hz倍率合計が230dB、対数減衰率が0.76、減衰時間が0.44(s)、最初の沈み込み度合いが38.92mm、発泡体のTgが-50℃、-20℃の硬さが8.10Kpa、-10℃の硬さが7.21Kpa、0℃の硬さが6.88Kpa、10℃の硬さが6.58Kpa、20℃の硬さが6.39Kpa、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が1.3であった。
【0067】
比較例1のポリウレタン発泡体は、最初の沈み込み度合いが実施例1-5と比べて2倍以上の大きさであるため、着座初期の座り心地が劣っている。また、比較例1のポリウレタン発泡体は、通気量が実施例1-4の100倍以上であって通気性が大のため、着座初期に一気に大きく沈み込むことが発生し、じんわりと沈み込ませることができず、座り心地を良好なものにできない。
【0068】
・比較例2
比較例2は、ポリオール3を30重量部、ポリオール5を70重量部、発泡剤(水)を1.7重量部、アミン触媒を0.2重量部、整泡剤を1重量部、難燃剤を10重量部、錫触媒を0.2重量部、イソシアネート2を41.0重量部、イソシアネートインデックスを95とした例である。
【0069】
比較例2のポリウレタン発泡体は、密度が60kg/m、ILD25%硬さが43N、反発弾性が3%、通気量が4cc/cm/s、ピーク周波数が13.21Hz、ピーク倍率が1.64dB、5-10Hz倍率合計が320dB、対数減衰率と減衰時間は反発性が低いために測定不能、最初の沈み込み度合いが34.04mm、発泡体のTgが18.3℃、-20℃の硬さが15.47Kpa、-10℃の硬さが7.74Kpa、0℃の硬さが3.01Kpa、10℃の硬さが1.88Kpa、20℃の硬さが1.62Kpa、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が9.6であった。
【0070】
比較例2のポリウレタン発泡体は、最初の沈み込み度合いが実施例1-5と比べて2倍以上の大きさであるため、着座初期の座り心地が劣っている。また、比較例2のポリウレタン発泡体は、通気量が実施例1-4の7倍~50倍程度であって通気性が大のため、着座初期に一気に大きく沈み込むことが発生し、じんわりと沈み込ませることができず、座り心地を良好なものにできない。
【0071】
・比較例3
比較例3は、ポリオール2を40重量部、ポリオール3を60重量部、発泡剤(水)を2.4重量部、発泡剤(MC)を10重量部、アミン触媒を0.2重量部、整泡剤を1重量部、難燃剤を15重量部、錫触媒を0.2重量部、イソシアネート1を33.6重量部、イソシアネートインデックスを105とした例である。
【0072】
比較例3のポリウレタン発泡体は、密度が28.5kg/m、ILD25%硬さが41N、反発弾性が50%、通気量が224cc/cm/s、ピーク周波数が7.19Hz、ピーク倍率が2.19dB、5-10Hz倍率合計が472dB、対数減衰率が0.87、減衰時間が0.33(s)、最初の沈み込み度合いが42.46mm、発泡体のTgが-50℃、-20℃の硬さが3.90Kpa、-10℃の硬さが3.47Kpa、0℃の硬さが2.77Kpa、10℃の硬さが2.79Kpa、20℃の硬さが3.82Kpa、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が1.0であった。
【0073】
比較例3のポリウレタン発泡体は、最初の沈み込み度合いが実施例1-5と比べて2.5倍以上の大きさであるため、着座初期の座り心地が劣っている。また、比較例3のポリウレタン発泡体は、-20℃の硬さ/20℃の硬さの値が小さく、硬さの温度依存性が小さいため、低温時の着座時の圧縮量が大きくなり、厚みの減少による断熱性低下が大きいため、ポリウレタン発泡体(クッションパッド)上のヒーターの熱が下方のポリウレタン発泡体へ逃げ易く、ポリウレタン発泡体(クッションパッド)上方のシートクッションの座面の加温を効率よく行うことができない。
【符号の説明】
【0074】
10 車両用シート
11 シートフレーム
21 クッション本体
31 クッションパッド
33 ヒーター
35 表皮材
40 車両用シートクッション
図1
図2
図3
図4