(57)【要約】【課題】縦方向が強化されており、大きな入力負荷に耐えられ、且つ軽量化も十分になされた樹脂フレーム体を有するシートフレームを備える車両のシートフレーム構造を提供する。【解決手段】本発明の車両のシートフレーム構造は、繊維を用いて製造された平織物２１又は繊維が縦方向及び横方向に配されて積層されてなる繊維積層品を備え、繊維間がリグニンとエポキシ樹脂との混合物の硬化物により結着されている繊維シート基材を用いてなる樹脂フレーム体を有するシートフレームを備え、繊維の、シートフレームの縦方向（縦糸；２１１）における糸密度が横方向（横糸；２１２）における糸密度より高いことを特徴とする。【選択図】図３
2010131129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維を用いて製造された平織物又は該繊維が縦方向及び横方向に配されて積層されてなる繊維積層品を備え、該繊維間がリグニンとエポキシ樹脂との混合物の硬化物により結着されている繊維シート基材を用いてなる樹脂フレーム体を有するシートフレームを備える車両のシートフレーム構造であって、
前記繊維の、前記樹脂フレーム体の縦方向における糸密度が横方向における糸密度より高いことを特徴とする車両のシートフレーム構造。
【請求項２】
前記繊維の前記縦方向の前記糸密度が９０〜１００本／ｉｎｃｈであり、前記横方向の前記糸密度が７０〜８０本／ｉｎｃｈである請求項１に記載の車両のシートフレーム構造。
【請求項３】
前記繊維が天然繊維である請求項１又は２に記載の車両のシートフレーム構造。
【請求項４】
合成繊維を用いて製造された平織物又は該合成繊維が縦方向及び横方向に配されて積層されてなる繊維積層品を備え、該合成繊維間がリグニンとエポキシ樹脂との混合物の硬化物により結着されている合成繊維シート基材と、前記繊維シート基材とが、該硬化物により一体に結着されている積層繊維シート基材を用いてなる積層樹脂フレーム体を有するシートフレームを備えるシートフレーム構造であって、
前記合成繊維の、前記積層樹脂フレーム体の縦方向における糸密度が横方向における糸密度より高い請求項３に記載の車両のシートフレーム構造。
【請求項５】
前記合成繊維の前記縦方向の前記糸密度が９０〜１００本／ｉｎｃｈであり、前記横方向の前記糸密度が７０〜８０本／ｉｎｃｈである請求項４に記載の車両のシートフレーム構造。
【請求項６】
後部座席を構成する請求項１乃至５のうちのいずれか１項に記載の車両のシートフレーム構造。
【請求項７】
前記天然繊維及び前記合成繊維は、いずれも長繊維である請求項４乃至６のうちのいずれか１項に記載の車両のシートフレーム構造。
【請求項８】
前記天然繊維がラミーであり、前記合成繊維がポリアミド繊維及び／又はポリエステル繊維である請求項４乃至７のうちのいずれか１項に記載の車両のシートフレーム構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のシートフレーム構造に関する。更に詳しくは、本発明は、人が着座し、特に後方側より衝突されたときなどに、人による荷重の入力負荷が横方向と比べてより大きい、車両のシートフレームの縦方向（シートバックフレームでは上下方向、シートクッションフレームでは前後方向）が強化されており、大きな入力負荷に耐えることができ、且つ軽量化も十分になされたシートバックフレーム等を備える車両のシートフレーム構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の車両に対する軽量化の要請に応えるため、軽量でありながら十分な強度等を有する樹脂材料を代替材料として用いることが検討されている。この樹脂材料は、ブロー成形、圧縮成形、射出成形等の各種の方法により成形することができ、例えば、車両のシートバックフレームの一部を構成する部材として用いられている（例えば、特許文献１参照。）。また、天然繊維からなるシートを樹脂バインダを用いて一体にプレス成形してなり、自動車等、広範な分野で用いることができる繊維成形体も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０３００２号公報
【特許文献２】特開２００８−２１３３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載されたシートバックフレーム構造では、一部に樹脂成形品からなるシートバックフレーム部材を使用し、要求される強度及び剛性を確保するため、極めて複雑な構造のシートバックフレーム構造となっている。また、特許文献２に記載された繊維成形体では、ケナフ等の天然繊維のみが用いられており、応力の増加に追随して十分に変形することができず、耐衝撃性等が低下することが考えられる。
【０００５】
本発明は上記の状況に鑑みてなされたものであり、人が着座し、特に後方側より衝突されたときなどに、人による荷重の入力負荷が横方向と比べてより大きい、車両のシートフレームの縦方向が強化されており、大きな入力負荷に耐えることができ、且つ軽量化も十分になされたシートバックフレーム等を備える車両のシートフレーム構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
金属フレーム体を樹脂フレーム体にしたのみでは、軽量化は可能であるが、前記のように耐衝撃性等が低下することがあり、後方から衝突されたときなどは、着座している人による荷重の入力負荷がより大きくなり、耐えられないことがある。特に、フレームの縦方向には横方向と比べてより大きな入力負荷があるため、フレーム体を厚くする等の対策を講じる必要がある。しかし、フレームを厚くして、縦方向において十分な強度等を有するフレーム体とした場合、横方向は強度等が過剰となり、且つ軽量化の面で不利である。そこで、縦方向と、横方向とで異方性を持たせ、各々の強度等を適正化することで、特に、後方側から衝突されたときなどに、十分な耐衝撃性等を有するとともに、軽量化も十分になされることを見出した。
本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
【０００７】
本発明は以下のとおりである。
１．繊維を用いて製造された平織物又は該繊維が縦方向及び横方向に配されて積層されてなる繊維積層品を備え、該繊維間がリグニンとエポキシ樹脂との混合物の硬化物により結着されている繊維シート基材を用いてなる樹脂フレーム体を有するシートフレームを備える車両のシートフレーム構造であって、前記繊維の、前記樹脂フレーム体の縦方向における糸密度が横方向における糸密度より高いことを特徴とする車両のシートフレーム構造。
２．前記繊維の前記縦方向の前記糸密度が９〜１００本／ｉｎｃｈであり、前記横方向の前記糸密度が７０〜８０本／ｉｎｃｈである前記１．に記載の車両のシートフレーム構造。
３．前記繊維が天然繊維である前記１．又は２．に記載の車両のシートフレーム構造。
４．合成繊維を用いて製造された平織物又は該合成繊維が縦方向及び横方向に配されて積層されてなる繊維積層品を有し、該合成繊維間がリグニンとエポキシ樹脂との混合物の硬化物により結着されている合成繊維シート基材と、前記繊維シート基材とが該硬化物により一体に結着されている繊維シート基材を用いてなるシートフレームを備えるシートフレーム構造であって、前記合成繊維の、縦方向における糸密度が横方向における糸密度より高い前記３．に記載の車両のシートフレーム構造。
５．前記合成繊維の前記縦方向の前記糸密度が９０〜１００本／ｉｎｃｈであり、前記横方向の前記糸密度が７０〜８０本／ｉｎｃｈである前記４．に記載の車両のシートフレーム構造。
６．後部シートを構成する前記１．乃至５．のうちのいずれか１項に記載の車両のシートフレーム構造。
７．前記天然繊維及び前記合成繊維は、いずれも長繊維である前記４．乃至６．のうちのいずれか１項に記載の車両のシートフレーム構造。
８．前記天然繊維がラミーであり、前記合成繊維がポリアミド繊維及び／又はポリエステル繊維である前記４．乃至７．のうちのいずれか１項に記載の車両のシートフレーム構造。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車両のシートフレーム構造によれば、樹脂フレーム体の縦方向における糸密度が横方向における糸密度より高いため、特に、後方側から衝突されたときなど、着座した人による荷重の入力負荷が大きいときでも、十分な耐衝撃性等を有するシートフレーム構造とすることができる。また、縦横で異方性を有する構造であるため、横方向において過剰な補強となることもなく、シートフレームの軽量化の観点でも有利である。更に、リグニンは地球環境にとって好ましい原材料であり、繊維間を結着させるためのリグニンとエポキシ樹脂は、溶媒の配合を特に必要としないため、溶媒を除去する操作を必要とせず、作業環境の面で好ましいとともに、溶媒を除去するための熱エネルギーを必要としない。
また、繊維の縦方向の糸密度が９０〜１００本／ｉｎｃｈであり、横方向の糸密度が７０〜８０本／ｉｎｃｈである場合は、特に、後方側から衝突されたときなどに十分な耐衝撃性等を有し、且つ横方向の過剰な補強もなく、軽量化の面でも好ましいシートフレーム構造とすることができる。
更に、繊維が天然繊維である場合は、リグニンとともに地球環境にとって好ましい原材料であり、環境面でより好ましいシートフレーム構造とすることができる。
また、合成繊維を用いて製造された平織物又は合成繊維が縦方向及び横方向に配されて積層されてなる繊維積層品を備え、合成繊維間がリグニンとエポキシ樹脂との混合物の硬化物により結着されている合成繊維シート基材と、繊維シート基材とが硬化物により一体に結着されている積層繊維シート基材を用いてなる積層樹脂フレーム体を備えるシートフレーム構造であって、合成繊維の、縦方向における糸密度が横方向における糸密度より高い場合は、低歪み、低応力領域で十分な剛性を有し、且つ応力の増加とともに歪みが増大して変形し易く、且つ容易には破断しない積層樹脂フレーム体とすることができ、繊維間及び両シート基材間を結着させるためのリグニンとエポキシ樹脂は、溶媒の配合を特に必要としないため、溶媒を除去するための操作を必要とせず、作業環境の面で好ましいとともに、積層樹脂フレーム体を製造するときの熱エネルギーを低減させることもできる。
更に、合成繊維の縦方向の糸密度が９０〜１００本／ｉｎｃｈであり、横方向の糸密度が７０〜８０本／ｉｎｃｈである場合は、特に、後方側から衝突されたときなどに、天然繊維シート基材のみを用いてなるシートフレームと比べて、より十分な耐衝撃性等を有し、且つ横方向の過剰な補強もなく、軽量化の面でも好ましいシートフレーム構造とすることができる。
また、シートフレーム構造が後部シートを構成する場合は、前席ほどの強度等を必要としないため、樹脂を基体とするシートバックフレーム等であっても、十分な強度及びクッション性等を併せて有するシートフレーム構造とすることができる。
更に、天然繊維及び合成繊維が、いずれも長繊維である場合は、低歪み、低応力領域において十分な降伏強度を有し、且つより応力の大きい領域では変形し易く、容易に破断には至らない繊維シート基材及び積層繊維シート基材とすることができ、低歪み、低応力領域ばかりでなく、より応力の大きい領域においても破断等を十分に抑えられるシートフレーム構造とすることができる。
また、天然繊維がラミーであり、合成繊維がポリアミド繊維及び／又はポリエステル繊維である場合は、特に、低歪み、低応力領域における降伏強度が大きく、応力が大きくなったときは十分に変形して容易に破断することがなく、より優れた耐衝撃性等を有する繊維シート基材及び積層繊維シート基材とすることができ、低歪み、低応力領域ばかりでなく、より応力の大きい領域においても破断等を十分に抑えられるシートフレーム構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のシートフレーム構造は、繊維を用いて製造された平織物２１又は繊維積層品３１を備え、繊維間がリグニンとエポキシ樹脂との混合物の硬化物により結着されている繊維シート基材を用いてなる樹脂フレーム体を有するシートフレームを備え、繊維の、樹脂フレーム体の縦方向（縦糸；２１１、３１１）における糸密度が横方向（横糸；２１２、３１２）における糸密度より高い（図３、５参照）。
【００１０】
［１］シートフレーム構造
前記「シートフレーム構造」は、車両のシート（図１、２参照）、特に後部シートが備えるシートフレームを構成する樹脂フレーム体が前記の特定の繊維シート基材を用いて形成されていることを除いて従来のシートフレーム構造と同様の構造とすることができる。このシートフレーム構造としては、シートバックフレーム及びシートクッションフレームが挙げられ（本明細書において「シートフレーム」という用語は、これらのフレームを意味する。）、例えば、金属製のパイプ等を外周部に配置し、このパイプにより囲まれた領域内に、本発明のシートフレーム構造で用いられる樹脂フレーム体を配設し、シートバックフレームの前方側にシートバックパッドを、シートクッションフレームの上面にシートクッションパッドを配設し、これらを表皮材により被覆したシートフレーム構造とすることができる。
【００１１】
前記「シートフレーム」は、このシートフレームが備える樹脂フレーム体の縦方向（前記のように、シートバックフレームでは上下方向を意味し、シートクッションフレームでは前後方向を意味する。）における糸密度が横方向における糸密度より高い。これによって、特に、後方側から衝突されたときなどに、より大きな入力負荷が生じる縦方向（図１の車両のシートをＡ方向、即ち、正面から見た図２参照、腰から背中及び両肩が当たる部分に入力負荷が生じ、特に腰から背中が当たる縦方向における中央部の入力負荷が大きい。）においても十分な強度等を有し、且つ横方向においては過大な糸密度とはならず、シートフレームの軽量化の観点でも好ましい。縦方向及び横方向の各々の糸密度は特に限定されないが、縦方向の糸密度が９０〜１００本／ｉｎｃｈ、且つ横方向の糸密度が７０〜８０本／ｉｎｃｈであり、特に縦方向の糸密度が９５〜１００本／ｉｎｃｈ、且つ横方向の糸密度が７５〜８０本／ｉｎｃｈであることが好ましい。
【００１２】
また、縦方向における糸密度を横方向における糸密度より高くする場合、横方向の糸密度はそのままにして、縦方向の糸密度を高くしてもよく、十分な耐衝撃性等を有するシートフレームとすることができる限り、横方向の糸密度を低くし、縦方向の糸密度を高くしてもよい。この場合、縦方向、横方向の各々の糸密度は、それぞれ前記の範囲内であることが好ましい。
【００１３】
前記「平織物」又は前記「繊維積層品」を構成する繊維は、低歪み、低応力領域で十分な強度を有する平織等とすることができる天然繊維でもよく、応力の増加とともに歪みが増大して変形し易く、且つ容易には破断しない平織物等とすることができる合成繊維でもよい。更に、繊維が天然繊維であり、繊維シート基材が天然繊維シート基材である場合、この天然繊維シート基材と、繊維が合成繊維であることを除いて同じ構成の合成繊維シート基材とを硬化物により一体に結着させた積層繊維シート基材とし、この基材を用いたフレーム体とすることが好ましい。このようにすれば、低歪み、低応力領域で十分な強度を有し、且つ応力の増加とともに歪みが増大して変形し易く、且つ容易には破断しない積層樹脂フレーム体とすることができる。
【００１４】
繊維積層品は、縦方向の繊維と横方向の繊維とが略直交するように配されて積層されてなる積層品であるが、斜め方向の強度等を向上させるため、縦方向、横方向の他に斜め方向に繊維を配することもできる。このように斜め方向の繊維を配する場合、縦方向の繊維の側、横方向の繊維の側又は縦方向の繊維と横方向の繊維との間に配することができる。この斜め方向に配される繊維は、縦方向、横方向に配される繊維と、同じ材質及び繊度でもよく、材質及び／又は繊度が異なっていてもよい。
【００１５】
また、前記のように積層繊維シート基材を用いる場合、天然繊維シート基材のみでなく、合成繊維シート基材も、縦方向における糸密度が横方向における糸密度より高いことが好ましい。合成繊維の、積層樹脂フレーム体の縦方向及び横方向の各々の糸密度は特に限定されないが、縦方向の糸密度が９０〜１００本／ｉｎｃｈ、且つ横方向の糸密度が７０〜８０本／ｉｎｃｈであり、特に縦方向の糸密度が９５〜１００本／ｉｎｃｈ、且つ横方向の糸密度が７５〜８０本／ｉｎｃｈであることが好ましい。
【００１６】
合成繊維シート基材でも、縦方向における糸密度を横方向における糸密度より高くする場合、横方向の糸密度はそのままにして、縦方向の糸密度を高くしてもよく、十分な耐衝撃性等を有するシートフレームとすることができる限り、横方向の糸密度を低くし、縦方向の糸密度を高くしてもよい。この場合、縦方向、横方向の各々の糸密度は、それぞれ前記の範囲内であることが好ましい。
【００１７】
シートフレームは、樹脂フレーム体又は積層樹脂フレーム体を用いているため軽量であり、この樹脂フレーム体等は、強度の大きい金属フレーム体と比べて厚くする必要があること等を勘案しても、製品の軽量化の要請に十分に応えることができる。車両シートの構成部材のうちで、シートフレームは大きな重量を占める部材であり、このシートフレームを軽量化することは特に好ましいことである。
【００１８】
樹脂フレーム体及び積層樹脂フレーム体は、強度の面から、金属フレーム体に比べて厚くする必要があるが、その厚さは、シートバックフレームでは、通常、２．８〜８．４ｍｍ、特に４．５６〜４．８２ｍｍ、シートクッションフレームでは、通常、２．８〜８．４ｍｍ、特に４．５６〜４．８２ｍｍとすることができ、樹脂フレーム体等の厚さが前記の範囲内であれば、十分な強度等を有するシートフレームとすることができる。また、このように厚くしたとしても、従来の金属フレーム体と比べて１０〜３０％、特に１５〜２５％軽量化することができる。
軽量化の割合（％）＝［（金属フレーム体の重量−樹脂フレーム体の重量）／金属フレーム体の重量］×１００
【００１９】
シートバックパッド、シートクッションパッド及び表皮材としては、各々、車両のシートバック、シートクッションに一般に用いられているポリウレタン発泡体等の樹脂発泡体を用いてなるパッド及びポリエステル織布等の意匠性に優れた各種の表皮材を特に限定されることなく使用することができる。また、パッドは平板でもよく、シートバックフレームでは着座側を少し後方側に湾曲させた形状、シートクッションパッドでは、着座面が少し凹部となった形状でもよく、特に限定されない。
【００２０】
［２］樹脂フレーム体及び積層樹脂フレーム体の製造
樹脂フレーム体及び積層樹脂フレーム体は、例えば、以下のようにして製造することができる。
樹脂フレーム体は繊維シート基材に、積層樹脂フレーム体は積層繊維シート基材に、リグニンとエポキシ樹脂との混合物を含浸させ、その後、加熱し、所定形状に成形することにより製造することができる。尚、積層繊維シート基材の場合は、繊維シート基材と合成繊維シート基材とに、リグニンとエポキシ樹脂との混合物を含浸させ、その後、積層してもよく、両シート基材を積層し、その後、リグニンとエポキシ樹脂との混合物を含浸させてもよい。
【００２１】
前記「混合物」は、粉体であるリグニンと液状のエポキシ樹脂とを混合してなる混合物である。混合方法は特に限定されず、粉体と液状物との混合に用いられる一般的な混合装置を用いて混合することができる。この混合装置としては、例えば、遊星式ミキサ、ヘンシェルミキサ、ライカイ機、プラネタリーミキサ、ボールミル、媒体攪拌ミル、ジェットミル等の各種の混合装置が挙げられる。また、リグニンとエポキシ樹脂とをより十分に、且つより均一に混合するため、混合時に溶媒を配合することもできる。この溶媒は、混合物をシート基材に含浸させるときの、操作のし易さ、及び均一な含浸等のために、混合物に含有されたままにしておいてもよく、シート基材に含浸させる前に混合物から除去しておいてもよい。
【００２２】
また、混合装置によりリグニンとエポキシ樹脂とを混合するとき、粉体であるリグニンと、液状ではあるものの粘度がそれほど低くはないエポキシ樹脂との間のせん断による発熱によって昇温するため、特に加温を必要とすることなく、均一な混合が促進される。そのため、混合は常温（例えば、２５〜３５℃）で実施すればよいが、必要であれば加温して混合をより促進させることもできる。但し、加温する場合、混合物の温度が８０℃以上とならないようにする必要がある。混合物の温度が８０℃を越えると、リグニンの硬化が開始されてしまうためである。従って、混合時の混合物の温度は２５〜３５℃であることが好ましく、２５〜３０℃であることがより好ましい。
【００２３】
前記「含浸」の方法も特に限定されず、混合物が収容された容器にシート基材を浸漬させる、シート基材に混合物を吹き付ける等により塗布する、などの各種の方法が挙げられる。更に、この含浸は所定寸法のシート基材毎になされるバッチ式でもよく、長尺のシート基材を供給しながら、連続的に含浸させる方法でもよい。また、積層繊維シート基材への混合物の含浸、及び天然繊維シート基材と合成繊維シート基材との積層は、各々のシート基材に予め混合物を含浸させ、その後、積層してもよく、両シート基材を積層し、その後、この積層シートに混合物を含浸させてもよいが、全てのシート基材に混合物を均一に、且つ十分に含浸させるためには、それぞれのシート基材に混合物を含浸させ、その後、積層することが好ましい。
【００２４】
更に、混合物をシート基材に含浸させる場合に、混合物の粘度が高く、混合物をシート基材に均一に含浸させることが容易ではない場合は、前記のように、溶媒を配合して粘度を低下させた溶液又は分散液として含浸させることもできるが、この場合、溶媒を除去する工程が必要となるため、溶媒は配合しないことが好ましい。また、混合物の粘度が高いときは、混合物を加熱して粘度を低下させ、必要に応じてシート基材も加熱し、均一な含浸を促進することもできる。
【００２５】
樹脂フレーム体及び積層樹脂フレーム体は、混合物が含浸された繊維シート基材を所定枚数重ね合わせ、若しくは混合物が含浸された天然繊維シート基材と合成繊維シート基材とを各々所定枚数重ね合わせ、又は繊維シート基材を所定枚数重ね合わせ、若しくは天然繊維シート基材と合成繊維シート基材とを各々所定枚数重ね合わせ、混合物を含浸させ、その後、この積層シートを用いて、リグニンが硬化しない温度、例えば、常温（１５〜３５℃）でプリプレグとし、次いで、このプリプレグを、所定形状のキャビティを有し、且つ所定温度に調温された成形型に配置し、加熱加圧することにより製造することができる。
【００２６】
また、樹脂フレーム体及び積層樹脂フレーム体は、積層シートを、所定温度に調温された成形型に配置し、加熱加圧することにより製造することもできる。更に、樹脂フレーム体及び積層樹脂フレーム体は、積層シートを予め所定温度に加熱し、その後、常温（１５〜３５℃）又は低温に調温された成形型に配置し、加圧することにより製造することもできる。成形時の温度及び積層シートを予め加熱するときの温度は、少なくともリグニンが硬化し得る温度である必要があり、通常、１６０℃以上であり、１８０℃以上であることが好ましい。一方、この温度は、繊維を熱劣化させないため、及び熱エネルギーコストを低減させるため、２２０℃以下、特に２００℃以下とすることが好ましい。
【００２７】
各々のシート基材は、エポキシ樹脂を硬化剤としてリグニンが硬化されてなる硬化物により結着されて一体化され、樹脂フレーム体等が形成されるが、この樹脂フレーム体等を構成するシート基材として天然繊維シート基材と、合成繊維シート基材とを用いる場合、各々のシート基材の積層数及び複数層が積層されるときの積層順は特に限定されない。また、シート基材は、通常、所要枚数が積層されるが、天然繊維シート基材と合成繊維シート基材とを用いるときは、積層数が同じでもよく、異なっていてもよい。更に、積層順は、交互でもよく、順不同でもよく、それぞれ複数層の天然繊維シート基材と合成繊維シート基材とが交互に積層されていてもよい。
【００２８】
上記のように、シート基材の積層数及び積層順等は特に限定されないが、積層繊維シート基材を用いる場合、積層樹脂フレーム体は、天然繊維シート基材の両面に合成繊維シート基材が積層されて形成される、又は合成繊維シート基材の両面に天然繊維シート基材が積層されて形成されることが好ましい。天然繊維と合成繊維とは熱膨張率に差があるため、一面側が天然繊維シート基材であり、他面側が合成繊維シート基材である場合、熱プレス時に熱膨張率の差によって、所定形状及び所定寸法の積層樹脂フレーム体が得られないことがあるが、前記のように一方のシート基材を他方のシート基材により挟み込む形態とすることにより、所定形状及び所定寸法の積層樹脂フレーム体とすることができる。
【００２９】
［３］天然繊維シート基材及び合成繊維シート基材
以下、樹脂フレーム体及び積層樹脂フレーム体の製造に用いる天然繊維シート基材及び合成繊維シート基材について詳述する。
前記「天然繊維シート基材」は、天然繊維を用いてシート状に形成された基材であり、天然繊維を用いてなり、シート状であって、平織物又は繊維が縦方向及び横方向に配されて積層されてなる繊維積層品であることを除いて特に限定はされない。天然繊維シート基材の形成には、天然繊維のみを用いてもよく、ポリアミド繊維等の合成繊維などの他の繊維を併用してもよいが、他の繊維を用いる場合、繊維の全量を１００質量％とした場合に、他の繊維は１０質量％以下、特に５質量％であることが好ましい。
【００３０】
前記「天然繊維」も特に限定されず、各種の天然繊維を用いることができる。この天然繊維としては、植物性天然繊維及び動物性天然繊維のいずれも使用することができるが、栽培に要するコストが安価であるため植物性天然繊維が好ましい。植物性天然繊維としては、ラミー（苧麻）、リネン（亜麻）、ケナフ（洋麻）、アバカ（マニラ麻）、ヘネケン（サイザル麻）、ジュート（黄麻）、ヘンプ（大麻）、ヤシ、パーム、コウゾ、ミツマタ、バガス等が挙げられる。また、動物性天然繊維としては、絹、羊毛、アンゴラ、カシミア、モヘヤ等が挙げられる。縦方向及び横方向の繊維としては、これらの天然繊維のうちの１種が用いられ、その繊度は、縦方向の繊維及び横方向の繊維ともに３．５〜４．５デシテックス、特に３．８〜４．２デシテックスであることが好ましい。
【００３１】
天然繊維は長繊維でもよく、短繊維でもよいが、天然繊維シート基材の、特に低応力、低歪み領域における降伏強度を向上させることができる長繊維が好ましい。そのため、天然繊維としては、長繊維であるラミーが好ましく、天然繊維シート基材としては、ラミーを用いた平織物又は繊維積層品が好ましい。また、短繊維である場合は、紡績糸とし、これを用いて平織物又は繊維積層品とすることができる。紡績糸である場合も、繊度は前記の範囲内であることが好ましい。
【００３２】
前記「合成繊維シート基材」は、合成繊維を用いてシート状に形成された基材であり、合成繊維を用いてなり、シート状であって、平織物又は繊維が体方向及び横方向に配されて積層されてなる繊維積層品であることを除いて特に限定はされない。合成繊維シート基材の形成には、合成繊維のみを用いてもよく、ラミー等の天然繊維などの他の繊維を混繊してもよいが、他の繊維を用いる場合、繊維の全量を１００質量％とした場合に、他の繊維は１０質量％以下、特に５質量％であることが好ましい。
【００３３】
前記「合成繊維」も特に限定されず、各種の合成繊維を用いることができる。この合成繊維としては、ナイロン６繊維、ナイロン６６繊維等のポリアミド系繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維等のポリエステル系繊維、ポリアクリル系繊維、ポリプロピレン繊維等のポリオレフィン系繊維などが挙げられる。縦方向及び横方向の繊維としては、これらの合成繊維のうちの１種が用いられ、その繊度は、縦方向の繊維及び横方向の繊維ともに３００〜４００デシテックス、特に３４０〜３６０デシテックスであることが好ましい。
【００３４】
合成繊維としては、強度が大きく、優れた耐久性等を有するポリアミド系繊維及びポリエステル系繊維等が好ましく、ポリアミド系繊維とポリエステル系繊維とを併用することもできる。この合成繊維は、溶融紡糸法、湿式防止法、乾式紡糸法等の紡糸法により、フィラメント（長繊維）又はステープル（短繊維）として製造されるが、合成繊維シート基材の製造には、通常、フィラメントを用いる。
【００３５】
前記「リグニン」は、高等植物の木化に関与する物質であり、複雑な三次元編目構造を有する高分子フェノール化合物である。本発明では、どのような方法により収穫され、また、どのような方法により処理されたリグニンも特に限定されることなく使用することができ、例えば、パルプ生産時に副生される蒸解溶出液を原料とするリグニン等を用いることができる。また、フェノール誘導体の存在下に、リグノセルロース物質からリグニンを単離するときに、フェノール誘導体がリグニンが有する分子鎖と化学結合して安定化（グラフト化）されたフェノール化リグニンを用いることもできる。リグニンは、所謂、生分解性を有し、これを廃棄した場合、白色腐朽菌等により低分子化され、その後、Sphingomonas paucimobilis SYK-6などのバクテリアにより分解されて無機化するため、リグニンは地球環境の観点で好ましい物質である。
【００３６】
前記「エポキシ樹脂」は、リグニンを硬化させる硬化剤として作用するものであり、各種のエポキシ樹脂を特に限定されることなく用いることができる。このエポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂等のビスフェノール型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂等のノボラック型エポキシ樹脂、環状脂肪族型エポキシ樹脂、長鎖脂肪族型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、アミノフェノール型エポキシ樹脂等のグリシジルアミン型エポキシ樹脂、イソシアネート系エポキシ樹脂、ダイマー酸変性エポキシ樹脂、ニトリルゴム変性エポキシ樹脂、ウレタン変性エポキシ樹脂などが挙げられる。これらのエポキシ樹脂は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３７】
繊維シート基材又は積層繊維シート基材と、リグニン及びエポキシ樹脂との質量割合は特に限定されないが、繊維シート基材又は積層繊維シート基材、リグニン及びエポキシ樹脂の合計を１００質量％とした場合に、リグニンとエポキシ樹脂との合計が２５〜５０質量％であることが好ましい。この質量割合は、リグニンとエポキシ樹脂との合計が２５〜３５質量％、特に２６〜３３質量％であることがより好ましい。リグニンとエポキシ樹脂との合計が２６〜３３質量％であれば、繊維間及びシート基材間を結着する硬化物が過少となって、樹脂フレーム体等に空隙が発生することがなく、且つ積層繊維シート基材の場合、合成繊維シート基材による樹脂フレーム体の伸びが損なわれることもない。
【００３８】
更に、リグニンとエポキシ樹脂との質量割合は、リグニンが十分に硬化し、強度の大きい硬化物が形成される限り特に限定されないが、リグニンとエポキシ樹脂との合計を１００質量％とした場合に、リグニンが４０〜８０質量％であることが好ましい。この質量割合は、リグニンが４５〜７５質量％、特に５０〜７０質量％であることがより好ましい。リグニンが４０〜８０質量％であれば、熱プレス等により樹脂フレーム体等を製造するときに、硬化したリグニンにより、樹脂フレーム体及び積層樹脂フレーム体の強度を十分に向上させることができ、且つ反応せずに残存するリグニン及び／又はエポキシ樹脂を十分に低減させることができ、残存するエポキシ樹脂等により樹脂フレーム体等に空隙が発生することもない。
【００３９】
混合物には、必要に応じて各種の添加剤を配合することができる。そのような添加剤としては、例えば、リグニンの硬化を促進するための硬化促進剤の他、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、難燃剤、難燃助剤、軟化剤、繊維シート成形体の耐衝撃性及び耐熱性等を向上させるための無機又は有機の各種充填剤、帯電防止剤、着色剤、可塑剤、粘度調整剤等が挙げられる。これらの添加剤のうちで、硬化促進剤としては、酸無水物、アミン化合物、イミダゾール化合物、及びオクチル酸亜鉛、オクチル酸錫等の金属塩などが挙げられる。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
実施例１
ラミー繊維を平織りした、縦方向の糸密度が１００本／ｉｎｃｈ、横方向の糸密度が８０本／ｉｎｃｈの平織物（天然繊維シート基材である。）、及びポリアミド長繊維を平織りした、縦方向の糸密度が１００本／ｉｎｃｈ、横方向の糸密度が８０本／ｉｎｃｈの平織物（合成繊維シート基材である。）（図３参照）を、６０質量％のリグニンと４０質量％のエポキシ樹脂との混合物に、常温で所定の樹脂量になるまで浸漬し、各々のシート基材に混合物を含浸させた。尚、ポリアミド製織物、ラミー製織物、リグニン及びエポキシ樹脂の合計を１００質量％とした場合に、リグニンとエポキシ樹脂の合計は３０質量％である。
【００４１】
その後、リグニンとエポキシ樹脂との混合物が含浸されたポリアミド製織物の両面に、同じく混合物が含浸されたラミー製織物を積層して積層シートとし、この積層シートを、２００℃に調温された成形型の上型と下型との間に配置し、２ＭＰａの圧力で１０分間熱プレスし、リグニンを硬化させて厚さ４．５６ｍｍの積層樹脂フレーム体を製造した。この積層樹脂フレーム体には、変形、厚さの大きなばらつき等は見られなかった。また、ＪＩＳ  Ｋ  ７１１３により引張試験をしたところ、縦方向では、応力７５ＭＰａ、伸び２．５％の初期段階を経て、伸び１８％までは応力に大きな変化はなく、その後、伸びとともに応力が緩やかに上昇し、破断時の応力は１７０ＭＰａ、伸びは２８％であった。更に、横方向では、応力６０ＭＰａ、伸び２．５％の初期段階を経て、伸び１８％までは応力に大きな変化はなく、その後、伸びとともに応力が緩やかに上昇し、破断時の応力は１３５ＭＰａ、伸びは３０％であった。このように、糸密度の低い横方向においても十分な強度等を有していた。
【００４２】
比較例１
天然繊維シート基材の縦方向の糸密度を、横方向と同じく８０本／ｉｎｃｈとし、合成繊維シート基材の縦方向の糸密度を、横方向と同じく８０本／ｉｎｃｈとした（図４参照）他は、実施例１と同様にして積層樹脂フレーム体を製造し、同様にして引張試験をしたところ、縦方向の破断時の応力は１４０ＭＰａ、伸びは２８％であり、横方向の破断時の応力は１３５ＭＰａ、伸びは２８％であった。このように、横方向では破断時の応力及び伸びともに実施例１と大差はなかったが、縦方向では破断時の伸びは実施例１と同等であったものの、応力は実施例１を下回っていた。この結果から、後方側から衝突されたときに、衝撃に十分に耐えられないことが推察される。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は、各種車両のシートフレーム、特に後部シートのシートバックフレームに利用することができ、本発明では、縦横の強度等のバランスに優れ、十分な耐衝撃性等を有し、且つ軽量なシートフレームを備えるシートフレーム構造とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】車両のシートの側面図である。
【図２】車両のシートを正面をみた図であり、座圧を測定したときの座圧の分布を説明するための模式図である。
【図３】縦方向の糸密度が横方向の糸密度より高い平織物の平面図である。
【図４】縦方向の糸密度と横方向の糸密度とが等しい平織物の平面図である。
【図５】縦方向の糸密度が横方向の糸密度より高い繊維積層品の平面図である。
【図６】縦方向の糸密度と横方向の糸密度とが等しい樹脂積層品の平面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１；車両のシート、１１；シートバック、１２；シートクッション、２１；縦方向の糸密度が横方向の糸密度より高い平織物、２１１；縦糸、２１２；横糸、２２；縦方向と横方向の各々の糸密度が同じ平織物、２２１；縦糸、２２２；横糸、３１；縦方向の糸密度が横方向の糸密度より高い繊維積層品、３１１；縦糸、３１２；横糸、３２；縦方向と横方向の各々の糸密度が同じ繊維積層品、３２１；縦糸、３２２；横糸、Ｚ；座圧分布。
【図１】
2010131129.tif 000003
【図２】
2010131129.tif 000004
【図３】
2010131129.tif 000005
【図４】
2010131129.tif 000006
【図５】
2010131129.tif 000007
【図６】
2010131129.tif 000008