(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡粒子製の発泡本体部と、該発泡本体部に埋設されたワイヤを用いてなる芯材とを備え、
前記発泡本体部は、高発泡倍率の高発泡層と、低発泡倍率の低発泡層とを有し、
前記芯材は、前記高発泡層に埋設されており、
前記発泡本体部における高発泡層と低発泡層との境界面と前記芯材との距離は、前記高発泡層を構成する発泡粒子の粒子径の２倍〜１０倍の範囲に設定され、
前記ワイヤが、前記発泡本体部の外周に沿って埋設され、該ワイヤの径が、２．５ｍｍ〜６．５ｍｍであることを特徴とする自動車用シート用発泡成形体。
【請求項２】
開閉可能な一対の成形型を閉じることで形成されるキャビティと、該キャビティを仕切るための出し入れ自在なシャッターとを備えた成形装置を用いて、
前記キャビティ内を前記シャッターにて複数に仕切ると共に、仕切られた一方のキャビティ内に、径が２．５ｍｍ〜６．５ｍｍのワイヤを用いてなる芯材が、成形される発泡成形体の外周に沿って埋設されるように、シャッター投入及び芯材投入を行う投入ステップと、
前記一方のキャビティ及び前記他方のキャビティに発泡粒子を充填して一方において高発泡層を成形し他方において低発泡層を成形する成形ステップと、
前記投入ステップは、前記芯材から前記シャッターの仕切面までの間の距離が、充填される発泡粒子の粒子径の２倍〜１０倍の範囲になるように該芯材と該シャッターを投入するステップであることを特徴とする自動車用シート用発泡成形体の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡樹脂製の発泡本体部に芯材が埋設されている自動車用シート用発泡成形体及び自動車用シート用発泡成形体の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発泡成形体中に芯材を埋設することによって、強度面において有利な発泡成形体を得ることが行われている。その発泡成形体は、例えば車両用のリアシートを構成するベース部分に用いられている。このベース部分を成形する場合には、金型内に、芯材としての多数の金属製のリンク部材が連結されてなる枠体を配置する。この後、発泡樹脂を金型内に入れて発泡させることによって、枠体が埋設されたベース部分を得ることができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−２５２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１では、多数の金属製のリンク部材が枠状に組み付けられた枠体であるため、重量が重く、その枠体を金型に入れる作業が非常に労力を要するものになるだけでなく、枠体が埋設された発泡成形体の重量も重くなるという不都合があった。
また、多数のリンク部材が金型内に入っていると、発泡粒子を充填する際に、リンク部材が充填の邪魔をして充填が良好に行えないという不都合もあった。
【０００５】
そこで、本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、必要となる強度を有しながらも、重量増大を抑制することができ、しかも充填を良好に行える自動車用シート用発泡成形体及び自動車用シート用発泡成形体の成形方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る自動車用シート用発泡成形体は、発泡粒子製の発泡本体部と、該発泡本体部に埋設されたワイヤを用いてなる芯材とを備え、前記発泡本体部は、高発泡倍率の高発泡層と、低発泡倍率の低発泡層とを有し、前記芯材は、前記高発泡層に埋設されており、前記発泡本体部における高発泡層と低発泡層との境界面と前記芯材との距離は、前記高発泡層を構成する発泡粒子の粒子径の２倍〜１０倍の範囲に設定され、前記ワイヤが、前記発泡本体部の外周に沿って埋設され、該ワイヤの径が、２．５ｍｍ〜６．５ｍｍであることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、高発泡層に芯材を埋設し、芯材を埋設しない発泡層を低発泡層に構成することによって、芯材が埋設されていない発泡層の強度を高めることができながらも、重量増大を抑制することができる。しかも、芯材から高発泡層と低発泡層との境界面までの間の距離を、充填される発泡粒子の粒子径の２倍〜１０倍の範囲に設定することによって、次のような効果を奏する。つまり、前記距離が、充填される発泡粒子の粒子径の２倍より小さいと、発泡粒子の充填時に、芯材と境界面との間に、発泡粒子が入り難く、充填が悪化するため、充填される発泡粒子の粒子径の２倍以上とすることで、充填を良好に行え、強度を確保できる。また、前記距離が、充填される発泡粒子の粒子径の１０倍より大きいと、芯材と境界面との間の芯材が入っていない部分が撓み易くなるため、充填される発泡粒子の粒子径の１０倍以下とすることで、撓み難く強度を確保できる。
【０００９】
また、本発明に係る自動車用シート用発泡成形体の成形方法は、開閉可能な一対の成形型を閉じることで形成されるキャビティと、該キャビティを仕切るための出し入れ自在なシャッターとを備えた成形装置を用いて、前記キャビティ内を前記シャッターにて複数に仕切ると共に、仕切られた一方のキャビティ内に、径が２．５ｍｍ〜６．５ｍｍのワイヤを用いてなる芯材が、成形される発泡成形体の外周に沿って埋設されるように、シャッター投入及び芯材投入を行う投入ステップと、前記一方のキャビティ及び前記他方のキャビティに発泡粒子を充填して一方において高発泡層を成形し他方において低発泡層を成形する成形ステップと、前記投入ステップは、前記芯材から前記シャッターの仕切面までの間の距離が、充填される発泡粒子の粒子径の２倍〜１０倍の範囲になるように該芯材と該シャッターを投入するステップであることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、投入ステップでシャッター及び芯材を投入すると、キャビティ内をシャッターにて複数に仕切ると共に、仕切られた一方のキャビティ内に芯材が配置される。成形ステップで仕切られた一方に芯材が埋設された高発泡層を成形し他方に低発泡層を成形できる。これによって、芯材が埋設された高発泡層の他に、芯材が埋設されない低発泡層を成形できるため、芯材が埋設されない発泡層の強度を高めることができながらも、重量増大を抑制することができる。しかも、芯材からシャッターの仕切面までの間の距離を、充填される発泡粒子の粒子径の２倍〜１０倍の範囲にすることによって、次のような効果を奏する。つまり、前記距離が、充填される発泡粒子の粒子径の２倍より小さいと、芯材の先端とシャッターの仕切面との間に、発泡粒子が入り難く、充填が悪化するため、充填される発泡粒子の粒子径の２倍以上とすることで、充填を良好に行え、強度を確保できる。また、前記距離が、充填される発泡粒子の粒子径の１０倍より大きいと、芯材の先端とシャッターの仕切面との間の芯材が入っていない部分が撓み易くなるため、充填される発泡粒子の粒子径の１０倍以下とすることで、撓み難く強度を確保できる。
【発明の効果】
【００１５】
以上の如く、本発明によれば、芯材が埋設されない部分を低発泡層で構成し、芯材から高発泡層と低発泡層との境界面までの間の距離を、充填される発泡粒子の粒子径の２倍〜１０倍の範囲に設定することによって、必要となる強度を有しながらも、重量増大を抑制することができ、しかも充填を良好に行える自動車用シート用発泡成形体及び自動車用シート用発泡成形体の成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の発泡成形体の成形方法で成形したリアシートのベースとなるベース部分を示す斜視図である。
【図２】（ａ）は図１のリアシートのコーナー部分Ｃを成形するための金型の縦断面図、（ｂ）は図２（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は図２（ｂ）においてシャッターを解除した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１に、本発明の発泡成形体の成形方法で成形した発泡成形体の一例である車両用（自動車用）のリアシートのベースとなるベース部分１を示している。このベース部分１の上に、ポリウレタンでなるクッション材（図示せず）が載置され、クッション材の上部が表皮カバー（図示せず）で覆われてリアシートが構成される。以下において、リアシートを正面から見て左側を左側とし、右側を右側として説明する。
【００１８】
図１のベース部分１は、乗員が着座する着座部１Ａと、着座部１Ａの後端部から斜め後方へ延びる背もたれ部１Ｂとが一体化された発泡樹脂製の発泡本体部を備えている。また、発泡本体部を構成するベース部分１の内部には、左右一対の金属製の補強板２，３、これら補強板２，３間を連結する棒状で金属製の下側ワイヤ４、左側の補強板２から上方へ延びる棒状で金属製の左側ワイヤ５、右側の補強板３から上方へ延びる棒状で金属製の右側ワイヤ６、上端部に位置し左右方向に延びる棒状で金属製の上側ワイヤ７が埋設されている。上側ワイヤ７には、後方に突出する車体に固定するための金属製のフック８が連結されている。尚、各ワイヤの長手方向中間部には、保形強度を上げるために折り曲げた折り曲げ部を備えていてもよい。これら補強板２，３、下側ワイヤ４、左側ワイヤ５、右側ワイヤ６、上側ワイヤ７は、発泡本体部を補強するための芯材を構成する。
【００１９】
背もたれ部１Ｂの上端部における左右端の第１発泡層９，９には、ワイヤ（芯材）が埋設されていない。そして、第１発泡層９，９は、発泡倍率が５倍（好ましい倍率は、５倍〜１５倍の範囲の任意の値である）の低発泡倍率の発泡粒子を用いて形成され、ワイヤが埋設されている他の部分の第２発泡層１０は、発泡倍率が３０倍（好ましい倍率は、２０〜３０倍の範囲の任意の値である）の高発泡倍率の発泡粒子を用いて形成されている。前記発泡粒子を構成する合成樹脂としては、任意の発泡樹脂でもよいが、熱可塑性樹脂の発泡樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂には、例えば発泡ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂（例えばポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂）、ポリエステル系樹脂（例えばポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート）、ポリカーボネ―ト系樹脂、ポリ乳酸系樹脂が挙げられる。なかでも、ポリスチレンとポリエチレンとを含む複合樹脂を用いることが好ましい。高発泡倍率の発泡粒子に対する低発泡倍率の発泡粒子の発泡倍率比（高発泡倍率／低発泡倍率）が、好ましくは１．２〜１５より好ましくは１．５〜６．０に設定している。ここでは、３０倍（高発泡倍率）／５倍（低発泡倍率）＝６の発泡倍率比に設定している。また、第１発泡層９の粒子径は、１．５ｍｍ〜５．０ｍｍ、第２発泡層１０の粒子径は、２．５ｍｍ〜１７．０ｍｍが望ましい。
【００２０】
図１のＣの部分を成形する金型１１の縦断面図を図２（ａ）に示し、図２（ｂ），（ｃ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。金型１１は、凹状の固定型１２と、スライド機構（図示せず）を介して固定型１２に対して開閉自在な凸状の可動型１３とを備え、固定型１２に対して可動型１３を閉じることによって、発泡粒子が充填されるキャビティ１４が形成される。固定型１２及び可動型１３の周囲には、枠状のフレーム１５，１５とバックプレート１６，１６が取り付けられ、固定型１２及び可動型１３の背面側を閉じることで加熱蒸気を供給するための蒸気室１７，１７が形成されている。固定型１２及び可動型１３には、多数の微細な孔（図示せず）が形成されており、型内に孔を通して蒸気が入り込んで発泡粒子を加熱する。
【００２１】
また、固定型１２には、スリット１２Ｓが形成され、スリット１２Ｓには、キャビティ１４を仕切るためにキャビティ１４に対して出し入れ自在なシャッター１８が貫通している。シャッター１８の一端（基端）は、シリンダから構成される伸縮機構１９に連結されており、シリンダの伸縮作動によって、キャビティ１４に入り込んでキャビティ１４内を仕切る仕切位置（図２（ａ），（ｂ）参照）と、キャビティ１４の外部に退避した退避位置（図２（ｃ）参照）とに切り替え自在に構成されている。また、固定型１２には、シャッター１８で仕切られた複数（図２（ｂ）では２つを図示）のキャビティ１４Ａ，１４Ｂに発泡粒子を充填するための充填用ホース２０，２０の先端がそれぞれ貫通されている。充填用ホース２０，２０は発泡粒子が貯留されている該当する原料フィーダ（図示せず）に接続されている。そして、原料フィーダから充填用ホース２０，２０を介して供給される発泡粒子は、キャビティ１４Ａ，１４Ｂの底側から順次充填される。キャビティ１４Ａ，１４Ｂへの発泡粒子の充填が完了すると、充填用ホース２０，２０の先端の充填孔２０Ａ，２０Ａが閉じられる。尚、発泡粒子の充填が完了して、シャッター１８を退避位置とに切り替えたとしても、高発泡粒子と低発泡粒子とはそのままの状態を維持している。また、充填用ホース２０，２０からの発泡粒子の充填方向と、シャッター１８の投入方向とが同一方向になっている。具体的には、図２（ｂ）に示すように、いずれも上から下方へ向かう方向になっている。
【００２２】
発泡粒子を充填する前に、高発泡粒子を充填するキャビティ１４Ａ内に左側ワイヤ５を配置しておく（図示していないが、他のワイヤも同様である）。図２（ｂ）に示すように、シャッター１８の仕切面１８Ａと左側ワイヤ５の先端５Ａとの間の距離Ｌを、充填される発泡粒子の粒子径（発泡粒子の径の大きさにはバラツキがあるため平均粒子径）の２倍〜１０倍の範囲になるように設定している。例えば粒子径が３ｍｍであれば、前記距離を６ｍｍ〜３０ｍｍの範囲の任意の値を選択することになる。また、左側ワイヤ５は、投入されるシャッター１８における投入方向中央１８Ｃよりも投入方向において遠い位置（図２（ａ），（ｂ）では投入方向中央１８Ｃよりも下側位置）に配置されている。左側ワイヤ５とキャビティ１４Ａの底面１４Ｔとの間に発泡粒子が２粒以上入り込むことができるように、キャビティ１４Ａの底面１４Ｔからの距離Ｌ１を、発泡粒子の粒子径の２倍以上に設定しているが、キャビティ１４Ａの底面１４Ｔとの間に隙間が発生しない状態であってもよく、投入されるシャッター１８における投入方向中央１８Ｃよりも投入方向において遠い位置であれば、どのような位置であってもよい。また、左側ワイヤ５の直上方に充填孔２０Ａが位置しない、つまり充填孔２０Ａから供給される発泡粒子が直接当たらない位置にずらして配置している（図２（ａ）参照）。このように左側ワイヤ５を配置することによって、キャビティ１４Ａ内への発泡粒子の充填を良好に行うことができる。尚、左側ワイヤ５の先端５Ａを斜めにカットして、左側ワイヤ５の先端５Ａとシャッター１８の仕切面１８Ａとの間に発泡粒子が入り易いようにしてもよい。
【００２３】
前記金型１１を用いて発泡成形体を成形する成形方法の構成について説明する。キャビティ１４内をシャッター１８にて複数に仕切ると共に、仕切られた一方のキャビティ１４Ａ内に芯材５が配置されるように、シャッター投入及び芯材投入を行う投入ステップと、仕切られた一方のキャビティ１４Ａに芯材（ここでは左側ワイヤ５）を投入する芯材投入ステップと、一方のキャビティ及び他方のキャビティに発泡粒子を充填して一方において高発泡層を成形し他方において低発泡層を成形する成形ステップと、を備えている。そして、前記投入ステップは、芯材（ここでは左側ワイヤ）５の先端５Ａからシャッター１８の仕切面１８Ａまでの間の距離が、充填される発泡粒子の粒子径（発泡粒子の径の大きさにはバラツキがあるため平均粒子径）の２倍〜１０倍の範囲になるように芯材５（ここでは左側ワイヤ）とシャッター１８を投入するステップから構成されている。前記成形ステップは、芯材が投入された一方のキャビティ１４Ａに高発泡倍率の発泡粒子を充填するとともに他方のキャビティ１４Ｂに低発泡倍率の発泡粒子を充填する充填ステップと、キャビティ１４内のシャッター１８をキャビティ１４外へ出すシャッター解除ステップと、蒸気により加熱して発泡成形体を成形する加熱ステップとを備えている。
【００２４】
金型１１を用いて発泡成形体を成形するには、図２（ａ）に示すように、まず、固定型１２内に、左右の補強板２，３と4本のワイヤ４〜７を所定位置に配置する（図では一本のワイヤ５のみ図示している）。それらを配置した後、固定型１２に対して可動型１３を閉じる。閉じた後、シャッター１８で仕切られたキャビティ１４Ａ，１４Ｂに発泡粒子を充填する。図１に示す２箇所（上端部における左右両端部）には、発泡倍率が５倍となる発泡粒子を充填し（図２（ｂ）のキャビティ１４Ｂ参照）、他の部分には、発泡倍率が３０倍となる発泡粒子（５倍の発泡粒子よりも粒子径が大きな発泡粒子）を充填する（図２（ｂ）のキャビティ１４Ａ参照）。充填が完了すると充填孔を閉じてから、蒸気発生装置（図示せず）からの蒸気が配管（図示せず）を介して蒸気室１７，１７に蒸気を供給され、発泡粒子が加熱される。この加熱が終了すると、図示していない冷却水供給装置（図示せず）の冷却水を蒸気室１７，１７に配管（図示せず）を介して供給して金型１１を冷却する。冷却水の供給が終了した後は、減圧冷却工程に移り、蒸気室１７，１７内を減圧することにより蒸気室１７，１７内の残存水分や成形された発泡成形体に付着もしくは内部に含有されている水分を蒸発させるとともに蒸発熱を利用して冷却を促進させて、減圧冷却を終了する（この減圧冷却工程は省略してもよい）。こののち、可動型１３を開いて成形された発泡成形体を取り出す。
【００２５】
上記のように、３０倍の高発泡層に芯材であるワイヤ４〜７を埋設し、ワイヤを埋設しない発泡層を５倍の低発泡層に構成することによって、重量増大を抑制することができながらも、芯材であるワイヤが埋設されていない発泡層の強度を高めることができる。しかも、芯材であるワイヤ５の先端から高発泡層と低発泡層との境界面までの間の距離Ｌ（図２（ｃ）参照）を、充填される発泡粒子の粒子径の２倍〜１０倍の範囲に設定している。前記距離Ｌが、充填される発泡粒子の粒子径の２倍より小さいと、発泡粒子の充填時に、芯材の先端５Ａとキャビティ内を仕切るシャッター１８の仕切面１８Ａとの間に、発泡粒子が入り難く、充填が悪化するため、充填される発泡粒子の粒子径の２倍以上とすることで、充填を良好に行え、発泡成形体の強度を確保できる。また、前記距離Ｌが、充填される発泡粒子の粒子径の１０倍より大きいと、芯材の先端と高発泡層と低発泡層との境界面との間の芯材が入っていない部分が撓み易くなるため、充填される発泡粒子の粒子径の１０倍以下とすることで、撓み難く強度を確保できる。発泡成形体の横幅の寸法及び奥行き寸法が、いずれも８ｍｍ〜５０ｍｍである場合に、芯材を埋設することが望ましい。また、芯材としては、４．５ｍｍの径を有するワイヤを用いているが、２．５ｍｍ〜６．５ｍｍの径を有するワイヤであってもよい。
【００２６】
そして、前記距離を、充填される発泡粒子の粒子径の１倍、２倍、５倍、１０倍、１２倍に設定した発泡成形体を実際に成形した。その成形した発泡成形体の成形性、撓み強度、低発泡層と高発泡層との境界面の接着強度を確認した。成形性は、◎、○、×の３段階で評価し、残る撓み強度と接着強度は、○、×の２段階で評価し、その結果を表１に記載している。成形性は、複数人で発泡成形体の外観を見て、◎は外観上十分であり、○は、外観上問題なし、×は外観上問題ありという評価としている。また、撓み強度は、車両に締結した時に撓むかどうかを確認し、○は、強度が十分であるため、発泡成形体（ベース部分１）を車両に締結した際に撓まない場合であり、×は、強度が不十分であるため、発泡成形体（ベース部分１）を車両に締結した際に撓んでしまう場合である。また、接着強度は、車両を時速４０ｋｍで衝突させた時に破断するかどうかを確認し、○は、接着強度が十分であるため、衝突時に境界面で破断しない場合であり、×は、接着強度が不十分であるため、衝突時に境界面で破断した場合である。
【００２７】
【表１】
0006523876.tif 000002
【００２８】
表１を考察すると、距離が１倍では成形性及び接着強度の評価が×であり、距離が１２倍では、撓み強度の評価が×である。これに対して、２倍、５倍、１０倍の評価では、×がなく、○や◎であるため、距離が２倍〜１０倍が最適であることが理解できる。
【００２９】
尚、本発明に係る発泡成形体及び発泡成形体の成形方法は、実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３０】
前記実施形態では、発泡成形体として自動車用のリアシートのベース部分を説明したが、フロントシートの他、車両の内装材であるツールボックスや荷物運搬用の容器等、各種の自動車用発泡成形体であってもよい。
【００３１】
また、前記実施形態では、芯材として金属製のものを用いたが、硬質の樹脂材料であってもよい。
【００３２】
また、前記実施形態では、金型内に芯材を入れてからシャッターを投入したが、芯材とシャッターとを同時に投入してもよい。
【００３３】
また、前記実施形態では、高発泡層と低発泡層との境界面と芯材の先端との距離を、発泡粒子の粒子径の２倍〜１０倍の範囲に設定したが、芯材の長手方向が高発泡層と低発泡層との境界面と略平行になるように芯材を配置し、高発泡層と低発泡層との境界面と芯材の外周面との距離を、発泡粒子の粒子径の２倍〜１０倍の範囲に設定してもよい。
【符号の説明】
【００３４】
１…ベース部分、１Ａ…着座部、１Ｂ…背もたれ部、２，３…補強板、５…左側ワイヤ、５Ａ…先端、６…右側ワイヤ、７…上側ワイヤ、８…フック、９…第１発泡層、１０…第２発泡層、１１…金型、１２…固定型、１２Ｓ…スリット、１３…可動型、１４…キャビティ、１４Ａ，１４Ｂ…キャビティ、１４Ｔ…底面、１５…フレーム、１６…バックプレート、１７…蒸気室、１８…シャッター、１８Ａ…仕切面、１８Ｃ…投入方向中央、１９…伸縮機構、２０…充填用ホース、２０Ａ…充填孔
【図１】
0006523876.tif 000003
【図２】
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