(57)【要約】【課題】ポリウレタンフォーム等のサンプルの表面タッチ感を容易にかつ的確に定量的に評価することができ、硬度の異なるサンプル間での比較も可能な表面タッチ感の測定方法を提供する。【解決手段】半径の異なる２種類の円盤加圧子２を用い、各円盤加圧子２でサンプル１表面を所定の撓み量となるように押圧したときの反力をそれぞれ測定し、測定された反応の比から、サンプル１の表面タッチ感を判定する。【選択図】  図１
2004325333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サンプルの表面のタッチ感を定量的に評価するための表面タッチ感の測定方法において、半径の異なる２種類の円盤加圧子を用い、各円盤加圧子でサンプル表面を所定の撓み量となるように押圧したときの反力をそれぞれ測定し、測定された反力の比から、該サンプルの表面タッチ感を判定することを特徴とする表面タッチ感の測定方法。
【請求項２】
請求項１において、該大径円盤加圧子の半径が、該小径円盤加圧子の半径の１．０倍を超え１００倍以下であることを特徴とする表面タッチ感の測定方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、該円盤加圧子により、該サンプル表面を１．０〜１００ｍｍの撓み量となるように押圧することを特徴とする表面タッチ感の測定方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項において、該サンプルがポリウレタンフォームであることを特徴とする表面タッチ感の測定方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項において、２以上のサンプルについて表面タッチ感を評価する方法であって、各サンプルについて、該２種類の円盤加圧子のうち、半径が大きい方の大径円盤加圧子で押圧したときの反力と、半径が小さい方の小径円盤加圧子で押圧したときの反力との比をとり、この反力比が大きいサンプルを反力比が小さいサンプルよりも「柔らかい」と判定することを特徴とする表面タッチ感の測定方法。
【請求項６】
請求項５において、該２以上のサンプルは硬度が異なることを特徴とする表面タッチ感の測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリウレタンフォーム等のサンプルの表面のタッチ感を定量的に評価するための測定方法に係り、特に、硬度の異なるサンプル間の表面タッチ感も容易かつ的確に評価することができる表面タッチ感の測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軟質ポリウレタンフォーム製マットやシート等の分野においては、表面の感触が重視されるようになり、製品の品質表示や性能評価のために、人間が感じる表面タッチ感を定量的に測定評価することが行われるようになってきている。
【０００３】
表面タッチ感とは、主に軟質ポリウレタンフォーム等のサンプルの表面を指先（又は手のひら等）で多少押し込んだときに感じる突っ張り感やしっとり感といった感触を表すものである。この表面タッチ感は、サンプルの硬さ（通常、２５％硬度）が同じ場合でも、配合処方や製造プロセス等の条件により変わるため、この感触を定量的に評価することが求められている。
【０００４】
例えば、図１に示す如く、サンプル１の表面を円盤状の加圧子２で押圧して部分圧縮するモデルを設定した場合、加圧時の反力（Ｒ）は次のように分類される。
Ｒ＝Ｆ＋Ｔ
Ｒ：総反力
Ｆ：圧縮挙動に対する反力
Ｔ：円盤加圧子外周の引張り挙動に対する反力
【０００５】
一方で、人間が感じる表面の柔らかさ／硬さとは、サンプル表面を指先で軽く押し込んだときに感じる横方向の引っ張り力の強弱の違いであると予想できる。即ち、表面部の引っ張り力が強い場合、突っ張った感触となり表面が「硬い」と感じる。反対に弱い場合、しっとりとした感触となり表面が「柔らかい」と感じる。このサンプル表面で横方向に引っ張られる力が、上記のＴに相当する力である。即ち、総反力Ｒを構成するＦとＴの割合の違いがサンプルの表面タッチ感の違いとして人間が感じていることになる。
【０００６】
従来、ポリウレタンフォーム等のサンプルの硬さを測定する場合、一般的にはφ２００（直径２００ｍｍ）の円盤加圧子を使用して、サンプル厚みに対して２５％圧縮した際の反力を硬度値としている（ＪＩＳ  Ｋ  ６４０１）。この硬度の測定において、円盤加圧子の径を変化させた場合を考えると、総反力Ｒを構成する分力のＦとＴの割合が変化する。これは、Ｆ及びＴには、円盤加圧子の径に対して次のような関係があることによる。
Ｆ：円盤加圧子の面積に比例する（即ち、円盤加圧子の半径の２乗に比例する）
Ｔ：円盤加圧子の外周長さに比例する（即ち、円盤加圧子の半径（直径）に比例する）
【０００７】
このように、Ｆは円盤加圧子の半径の２乗に比例し、Ｔは円盤加圧子の半径に比例することから明らかなように、円盤加圧子の径を小さくすると、総反力ＲにおけるＴの依存度（総反力Ｒに占めるＴの寄与率）が大きくなる。
【０００８】
従来、表面タッチ感は、モニターによる官能評価が主流であり、定量的評価は行われていないのが現状である。この表面タッチ感の評価に当っては、当然比較するサンプルの硬さ（２５％硬度）を揃える必要がある。これは、例えば、一方のサンプル硬度が高いと主に上記Ｆの値が大きくなり、総反力Ｒの値が大きく、このため、初期の同じ撓み量（圧縮量）における総反力Ｒの大小を比較したところで、ＦとＴの割合の大小を比較することにはならないからである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の表面タッチ感の評価法では、比較するサンプルの硬さ（２５％硬度）を揃えた上での評価が必要となり、サンプル硬度において制約を受ける。
【００１０】
また、サンプル硬度が同じ場合であっても、同撓み時の総反力Ｒの大小は、Ｔの大小になるとは限らず、従来法ではあくまでも同硬度サンプルではＦが同じであるという仮定に基く評価であるため、適正な評価結果が得られているとは言い難い。
【００１１】
しかも、人間による官能検査は、個人差や検査時の環境等に影響を受けるため、客観性を欠く上に、人間の触感もサンプル硬度の差が強い刺激となるため、表面タッチ感の差として判断することは難しくなる。このため、人間による官能検査を行う際にも、サンプル硬度を揃える必要性が生じてくる。
【００１２】
本発明は上記従来の問題点を解決し、ポリウレタンフォーム等のサンプルの表面タッチ感を容易にかつ的確に定量的に評価することができ、硬度の異なるサンプル間での比較も可能な表面タッチ感の測定方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面タッチ感の測定方法は、サンプルの表面のタッチ感を定量的に評価するための表面タッチ感の測定方法において、半径の異なる２種類の円盤加圧子を用い、各円盤加圧子でサンプル表面を所定の撓み量となるように押圧したときの反力をそれぞれ測定し、測定された反力の比から、該サンプルの表面タッチ感を判定することを特徴とする。
【００１４】
即ち、本発明者らは、サンプルの圧縮試験に用いる円盤加圧子の径が変わると、総反力Ｒを構成するＦとＴの割合が変化することに着目し、同撓み時における異なる円盤加圧子による反力比を取ることで、円盤加圧子に加わるＴの寄与度の大きさを相対的に表すことができること、サンプルの硬度が異なっていても、ＦとＴとの割合が変わらなければ反力比は同等となり、従って、これにより、硬度の異なるサンプルについても表面タッチ感の対比が可能ととなることを知見して本発明を完成させた。
【００１５】
本発明においては、２種類の円盤加圧子のうち、半径が大きい方の大径円盤加圧子の半径は、半径が小さい方の小径円盤加圧子の半径の５倍以上、特に１０〜２０倍であることが好ましく、このような円盤加圧子により、サンプル表面を１〜２０ｍｍの撓み量となるように押圧して反力を測定することが好ましい。
【００１６】
本発明は、特にポリウレタンフォームサンプルの表面タッチ感の測定に有効である。
【００１７】
本発明により、２以上のサンプルについて表面タッチ感を評価する場合には、各サンプルについて、２種類の円盤加圧子を用いて圧縮試験を行い、大径円盤加圧子で押圧したときの反力と、小径円盤加圧子で押圧したときの反力との比をとり、この反力比が大きいサンプルを反力比が小さいサンプルよりも「柔らかい」と判定することができる。この判定において、該２以上のサンプルは硬度が必ずしも同一である必要はなく、異なっていても良い。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の表面タッチ感の測定方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１９】
まず、本発明の表面タッチ感の測定方法の評価原理について説明する。
【００２０】
前述の如く、評価サンプルは硬さが同じでも、配合処方や製造プロセス等の条件により、前述のＦとＴの割合は変化しており、条件毎に異なる表面タッチ感を定量的に表すには総反力Ｒを構成するＦとＴの割合を求めることが必要である。
【００２１】
下記▲１▼式で表される前述の総反力Ｒを構成するＦとＴの割合をＦ／Ｔで表すことにする。
Ｒ＝Ｆ＋Ｔ      …▲１▼
【００２２】
▲１▼式だけではＦとＴの割合（Ｆ／Ｔ）を求めるのは不可能である。ここで同サンプルに対して半径ｒ１の円盤加圧子と半径ｒ２の円盤加圧子とを用いて（ｒ１＞ｒ２）圧縮試験を行うと、同撓み時の総反力の関係として、円盤加圧子に応じて次の▲２▼，▲３▼式が得られる。
半径ｒ１の大径の円盤加圧子を用いたとき
Ｒ１＝Ｆ１＋Ｔ１      …▲２▼
半径ｒ２の大径の円盤加圧子を用いたとき
Ｒ２＝Ｆ２＋Ｔ２      …▲３▼
【００２３】
円盤加圧子の半径をそれぞれｒ１，ｒ２とし、ｒ１はｒ２のａ倍であるとする（ｒ１＝ａｒ２…▲４▼）と、上記▲２▼，▲３▼式は各々下記▲５▼，▲６▼式でも表される。
Ｒ１＝（ｒ１）２πσ＋２πｒ１τ      …▲５▼
Ｒ２＝（ｒ２）２πσ＋２πｒ２τ      …▲６▼
Ｆ：円盤加圧子面積×σ
Ｔ：円盤加圧子外周×τ
σ：任意撓み量での応力（Ｎ／ｍｍ２）
τ：任意撓み量での単位長さあたりの力（Ｎ／ｍｍ）
【００２４】
前記▲４▼式の関係より、▲５▼式を変形すると、以下の通りである。
2004325333.tif 000003
【００２５】
ここで、Ｒ１とＲ２の比をとると、
2004325333.tif 000004
【００２６】
上式より、Ｒ１とＲ２の比はＦ２／Ｔ２の関数として表すことができる。（ａ２−ａ）＞０であるから比較サンプル間でＦ２／Ｔ２の値が相対的に小さければ（即ち、Ｔ２の割合が大きければ）、Ｒ１／Ｒ２の値が小さくなる。即ち、大径の円盤加圧子を用いたときの総反力Ｒ１と小径の円盤加圧子を用いたときの総反力Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２が小さいサンプルは、総反力Ｒに占めるＴの割合が大きく、このようなサンプルは、表面タッチ感が「硬い」と判定することができる。逆に、この反力比Ｒ１／Ｒ２が大きいサンプルは総反力Ｒに占めるＴの割合が小さく、このようなサンプルは表面タッチ感が「柔らかい」と判定することができる。
【００２７】
本発明では、このような評価原理に基いて、径の異なる２種類の円盤加圧子を用いて次のような手順で表面タッチ感の測定を行う。
【００２８】
▲１▼  径の異なる２種類の円盤加圧子を用いて各サンプルの表面を押圧し、反力−撓みを計測する。
▲２▼  所定の初期の任意撓み時における各円盤加圧子の反力の比を取る。
▲３▼  反力比の大小によって相対的にＦとＴの割合の大小を判断し、表面タッチ感を評価する。
【００２９】
圧縮試験に用いる円盤加圧子の半径差が過度に小さいと、反力比に差が生じ難く、誤差が生じ易い。従って、径の異なる２種類の円盤加圧子のうち、大径の円盤加圧子の径は、小径の円盤加圧子の径の５倍以上であることが好ましい。ただし、この径比を過度に大きくすることは、大径の円盤加圧子が大きくなり過ぎ、一方で小径の円盤加圧子が小さくなり過ぎるため、好ましくない。通常の場合、大径の円盤加圧子の径は小径の円盤加圧子の径の１０〜２０倍程度となるように設定される。
【００３０】
一方、サンプルの大きさは、このような径の円盤加圧子による圧縮試験が可能であれば良く、通常、大径の円盤加圧子の加圧面の２〜１０倍程度の面積を有し、サンプルに付与する撓み量の５〜２０倍程度の厚さを有するサンプルが好適に用いられる。
【００３１】
圧縮試験は、図１に示す如く、サンプル１に円盤加圧子２を押圧する、通常の圧縮試験に従って行うことができる。このような圧縮試験で反力比を求める撓み量には特に制限はないが、この撓み量が過度に小さいと、測定誤差が大きくなる可能性があり、逆に撓み量が過度に大きいとサンプル内部に発生する剪断力の影響が大きくなることから、本発明に係る反力比をとる撓み量は３〜１５ｍｍ程度とすることが好ましい。
【００３２】
なお、前述の本発明の表面タッチ感の測定方法の評価の説明においては、大径円盤加圧子による反力Ｒ１と小径円盤加圧子による反力Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２を示したが、当然のことながら、この逆比Ｒ２／Ｒ１をとっても良く、この場合は、Ｒ２／Ｒ１が大きい程、表面タッチ感が「硬い」と判定することができる。
【００３３】
このような本発明の表面タッチ感の測定方法は、軟質ポリウレタンフォームの表面タッチ感の評価に好適であるが、これに限らず、半硬質ポリウレタンフォーム、その他の発泡体（ゴム、プラスチック）等の表面タッチ感の評価にも適用可能である。
【００３４】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３５】
なお、以下において円盤加圧子としては、直径２００ｍｍの円盤加圧子（φ２００円盤加圧子）と、直径１０ｍｍの円盤加圧子（φ１０円盤加圧子）とを用いた。また、サンプルとしては、４００ｍｍ×４００ｍｍ×１００ｍｍ厚さのものを用いた。
【００３６】
実施例１：同硬度（２５％硬度：２０ｋｇｆ相当）の表面タッチ感の比較
異なる配合のポリウレタンフォームサンプル（配合Ａと配合Ｂ）について、径の異なる２種類の円盤加圧子を用いて、各々、図１に示すような圧縮試験を下記測定条件で行い、４ｍｍ撓み時の反力を測定し、反力比を求め、これらの結果を表１に示した。
【００３７】
＜測定条件＞
圧縮速度：２００ｍｍ／ｍｉｎ
予備圧縮の有無：無
最大圧縮荷重：
φ２００円盤加圧子使用時＝３００Ｎ
φ１０円盤加圧子使用時  ＝  ２０Ｎ
【００３８】
別に、各サンプルの表面タッチ感について、モニターによる下記官能検査を行い、結果を表１に併記した。官能検査は数値が高い程、表面が柔らかいことを示す。
＜官能検査＞
手法        ：一対比較法（順序効果無）
Ｎ数（人数）：１０人
差の検定    ：ヤードスティックによる信頼区間検定
（＊＊９９％信頼区間において差ありの判定）
【００３９】
【表１】
2004325333.tif 000005
【００４０】
実施例２：同硬度（２５％硬度：２５ｋｇｆ相当）の表面タッチ感の比較
異なる配合のポリウレタンフォームサンプル（配合Ａと配合Ｂ）について、実施例１と同様にして径の異なる２種類の円盤加圧子を用いて、圧縮試験を行うと共に、同様に官能検査を行い、結果を表２に示した。
【００４１】
【表２】
2004325333.tif 000006
【００４２】
実施例１及び実施例２の結果から次のことが明らかである。
【００４３】
即ち、配合Ａと配合Ｂとでは配合Ａの方がＲ１／Ｒ２が大きく、表面タッチ感は柔らかいと判定される。
【００４４】
この判定結果に対して、官能検査でも配合Ａの方が「柔らかい」との評価結果が出ており、これらの結果はよく一致しており、本発明による評価結果が適正であることが分かる。
【００４５】
また、実施例１，２の結果から、硬度が異なる場合であっても、反力比Ｒ１／Ｒ２には大きな差はなく、即ち異硬度のサンプルであっても本発明を適用することにより、表面タッチ感を定量的に対比することができることが分かる。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の表面タッチ感の測定方法によれば、半径の異なる２種類の円盤加圧子を用いてサンプル表面の圧縮試験を行い、反力比を求めるという簡易な操作により、ポリウレタンフォーム等のサンプルの表面タッチ感を容易にかつ的確に定量的に評価することができる。しかも、異種サンプル間の硬度を構える必要がなく、異なるサンプル間での表面タッチ感の比較も可能であることから、多種多様のサンプルの表面タッチ感を容易に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】円盤加圧子によるサンプルの圧縮モデルを示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１  サンプル
２  円盤加圧子
【図１】
2004325333.tif 000007