專(zhuān)利名稱(chēng)：緩沖墊及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚氨酯發(fā)泡體緩沖墊及其制造方法。
背景技術(shù)：
安裝在車(chē)輛如汽車(chē)中的座椅具有例如支持乘客下半身的坐墊，設(shè)置在所述坐墊的背側(cè)上并支持乘客上半身的座椅靠背，以及設(shè)置在所述座椅靠背上部并支持乘客頭部的頭枕。其中，坐墊一般通過(guò)用表皮如皮革或布覆蓋聚氨酯發(fā)泡體緩沖墊而形成。通常，作為用于車(chē)輛座椅的聚氨酯發(fā)泡體緩沖墊，認(rèn)為其優(yōu)選具有以下特性當(dāng)乘客坐在其上并由此對(duì)緩沖墊的上表面施加負(fù)荷時(shí)，與作為上表面?zhèn)炔课坏纳媳韺酉啾?，作為中央?cè)部位的芯層更積極地下沉。使用具有這種特性的緩沖墊的車(chē)輛座椅提供優(yōu)異的乘坐舒適性和支持特性。具體而言，當(dāng)上表層可抵抗下沉?xí)r，上表層可牢固地支持坐于其上的 乘客的臀部。此外，當(dāng)芯層的彈性高且所述層可充分下沉?xí)r，在車(chē)輛行駛的同時(shí)，所述芯層吸收車(chē)體的振動(dòng)和橫G，從而可以使乘客的姿勢(shì)穩(wěn)定。因此，乘客能穩(wěn)定地坐在坐墊上并且姿勢(shì)不容易失衡，從而使得即使當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間乘坐時(shí)，乘客也不易感到疲勞。因此，當(dāng)使芯層比緩沖墊的上表層更積極地下沉?xí)r，提高了車(chē)輛座椅的乘坐舒適性和支持特性。作為具有芯層比上表層更積極地下沉的特性的緩沖墊，例如已知專(zhuān)利文獻(xiàn)I和2中的緩沖墊。專(zhuān)利文獻(xiàn)I的緩沖墊通過(guò)將多種具有不同物理性質(zhì)的聚氨酯發(fā)泡體組合而產(chǎn)生芯層比上表層更積極地下沉的特性。另一方面，專(zhuān)利文獻(xiàn)2的緩沖墊由單一發(fā)泡材料一體成形，并通過(guò)將上表層的密度對(duì)芯層密度的比率設(shè)定在預(yù)定范圍內(nèi)以及通過(guò)將上表層的剛性設(shè)置成高于芯層的剛性而產(chǎn)生芯層比上表層更積極地下沉的特性。此外，因?yàn)閷?zhuān)利文獻(xiàn)2的緩沖墊由單一材料一體成型，所以存在與其中將多種聚氨酯發(fā)泡體組合的專(zhuān)利文獻(xiàn)I的緩沖墊相比，其更容易制造的優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)平9-051918號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)2002-065409號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問(wèn)題因?yàn)閷?zhuān)利文獻(xiàn)2的緩沖墊的上表層的剛性設(shè)置得較高，所以當(dāng)乘客坐于其上時(shí)，上表層容易保持平的狀態(tài)而不會(huì)追隨乘客的臀部變形。因此，可能不能提供乘客臀部與上表層之間的有利接觸面，并因此可能不能獲得對(duì)乘客臀部的充分適合感。本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)將上表層與芯層的粘彈性特性(損耗角正切tan 6 )限定為特定值而獲得具有芯層比上表層更積極地下沉的特性的緩沖墊，并且所述緩沖墊提供優(yōu)異的適合感，基于該發(fā)現(xiàn)而做出了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種緩沖墊及其制造方法，所述緩沖墊具有芯層比上表層更積極地下沉的特性且在乘坐條件下提供優(yōu)異的適合感。解決問(wèn)題的方法為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下內(nèi)容。(I) 一種適用于車(chē)輛座椅的緩沖墊，所述緩沖墊由聚氨酯發(fā)泡體一體成型而制成，其中，當(dāng)將所述緩沖墊等分成第I層至第2n+l層，其中n為I至5的整數(shù)時(shí)，作為上表層的第I層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan S J為0. 065至0. 144，以及作為芯層的第n+1層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan 6 n+1)為0. 052至0. 102，并且所述芯層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan 6 n+1)對(duì)所述上表層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan 6 :)的比率在0. 7至0. 8的范圍內(nèi)。
(2)根據(jù)(I)所述的緩沖墊，其中，當(dāng)將整個(gè)緩沖墊在厚度方向上壓縮40至50%時(shí)，所述芯層的下沉率(Tn+1)對(duì)所述上表層的下沉率(T1)的比率在I. I至2. 5的范圍內(nèi)。(3)根據(jù)(2)所述的緩沖墊，其中，從所述上表層到所述芯層，各層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tanS)逐漸下降并且各層的下沉率逐漸增加。(4)根據(jù)(I)至(3)中任一項(xiàng)所述的緩沖墊，其中所述緩沖墊包含多元醇和多異氰酸酯,并且相對(duì)于100質(zhì)量份所述多元醇包含I. 8至4. 0質(zhì)量份水。(5)根據(jù)(4)所述的緩沖墊，其中所述多元醇包含數(shù)均分子量為3500至8000的高分子量多元醇和數(shù)均分子量為500至3000且官能團(tuán)數(shù)為2至4的低分子量多元醇。(6) 一種用于制造適用于車(chē)輛座椅的聚氨酯發(fā)泡體緩沖墊的方法，所述方法包括如下步驟使含有多元醇和多異氰酸酯并且相對(duì)于100質(zhì)量份所述多元醇含有I. 8至4. 0質(zhì)量份水的發(fā)泡材料發(fā)生反應(yīng)，并且在成形模具中將所述材料發(fā)泡并固化，其中將數(shù)均分子量為3500至8000的高分子量多元醇和數(shù)均分子量為500至3000且官能團(tuán)數(shù)為2至4的低分子量多元醇組合用作所述多元醇。(7) 一種適用于車(chē)輛座椅的緩沖墊，所述緩沖墊由聚氨酯發(fā)泡體一體成型而制成，其中所述緩沖墊的上表層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan S ^為0. 065至 0. 144，所述緩沖墊的芯層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan S E)為0. 052至0. 102，并且所述芯層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan 6 *)對(duì)所述上表層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan 6 :)的比率在0. 7至0. 8的范圍內(nèi)。(8)根據(jù)(7)所述的緩沖墊，其中，當(dāng)將整個(gè)緩沖墊在厚度方向上壓縮40至50%時(shí)，所述芯層的下沉率(Te)對(duì)所述上表層的下沉率(T1)的比率在I. I至2. 5的范圍內(nèi)。(9)根據(jù)(8)所述的緩沖墊，其中，從所述上表層到所述芯層，各層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tanS)逐漸減少并且各層的下沉率逐漸增加。(10)根據(jù)(7)至(9)中任一項(xiàng)所述的緩沖墊，其中所述緩沖墊包含多元醇和多異氰酸酯，并且相對(duì)于100質(zhì)量份多元醇包含I. 8至4. 0質(zhì)量份水。(11)根據(jù)(10)所述的緩沖墊，其中所述多元醇包含數(shù)均分子量為3500至8000的高分子量多元醇和數(shù)均分子量為500至3000且官能團(tuán)數(shù)為2至4的低分子量多元醇。發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)上表層的粘彈性特性UanS1)和芯層的粘彈性特性(tan S n+1)進(jìn)行設(shè)置，從而使其滿(mǎn)足特定關(guān)系。由此，提供如下特性當(dāng)從上表面?zhèn)仍诤穸确较蛏舷蚓彌_墊施加負(fù)荷時(shí)，芯層比上表層更積極地下沉。因此，使得緩沖墊的乘坐舒適性和支持特性良好。另外，上表層具有0. 065至0. 144的粘彈性特性(tan 6 ，并且所述上表層處于所謂的低回彈聚氨酯發(fā)泡體狀態(tài)中。因此，上表層容易變形成追隨乘客臀部的形狀，并因此可以提供乘客臀部和上表層之間的有利接觸面。因此，本發(fā)明的緩沖墊提供優(yōu)異的乘坐時(shí)的適合感。


圖I是實(shí)施方式的緩沖墊的斷面圖。圖2A是處于壓縮前的狀態(tài)中的緩沖墊的側(cè)視圖。 圖2B是處于壓縮狀態(tài)中的緩沖墊的側(cè)視圖。圖3A是示出實(shí)施例I的緩沖墊的上表層和芯層的粘彈性特性(tan 6 )的測(cè)定結(jié)果的圖。圖3B是示出實(shí)施例7的緩沖墊的上表層和芯層粘彈性特性(tan 6 )的測(cè)定結(jié)果的圖。圖3C是示出比較例2的緩沖墊的上表層和芯層粘彈性特性(tan 6 )的測(cè)定結(jié)果的圖。圖4是示出各緩沖墊的各層的壓縮狀態(tài)中的下沉率的圖。在圖中，(a)表示實(shí)施例1，(b)表示實(shí)施例7,以及(C)表示比較例2。圖5示出了模仿各緩沖墊的壓縮狀態(tài)的照片。在圖中，(a)表示實(shí)施例1，(b)表示實(shí)施例7,以及(c)表示比較例2。
具體實(shí)施例方式在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明實(shí)施方式的緩沖墊。本發(fā)明實(shí)施方式的緩沖墊I是形成作為車(chē)輛座椅的座部的坐墊的內(nèi)部的聚氨酯發(fā)泡體構(gòu)件并形成為與坐墊大致相同的外形。此外,緩沖墊I由單一樹(shù)脂材料一體成形。在本說(shuō)明書(shū)中，將緩沖墊I等分成2n+l層(n為I至5的整數(shù))，將最上部位置的層定義為第I層，并將第I層稱(chēng)作上表層2。相似地，將中央部位置的層定義第n+1層，并將第n+1層稱(chēng)作芯層3。圖I中示出了其中將緩沖墊I分成7層(n=3)的實(shí)例。在這種情況下，在最上部位置的第I層是上表層2，并且在中央部位置的第4層(第3+1層)是芯層3。對(duì)緩沖墊I進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得上表層2與芯層3的粘彈性特性(tan 6 )具有特定值。在此，粘彈性特性(tan 6 )表示損耗角正切tan S，其是對(duì)應(yīng)于彈性的儲(chǔ)存模量(G’ )與對(duì)應(yīng)于粘性的損耗模量(G”)的比率，并且是示出具有彈性和粘性?xún)烧叩木酆衔锏牧W(xué)特性的數(shù)值。例如，在聚氨酯發(fā)泡體中，隨著粘彈性特性(tan S )增加，粘性的比率增加并且所述發(fā)泡體變成低回彈聚氨酯發(fā)泡體。另外，隨著粘彈性特性(tan S )減小，彈性的比率增加并且所述發(fā)泡體變成高回彈聚氨酯發(fā)泡體。此外，當(dāng)緩沖墊I受到瞬間負(fù)荷時(shí)，隨著粘彈性特性(tan S )增加，所述發(fā)泡體不易下沉，并且隨著粘彈性特性(tan S )減小，所述發(fā)泡體容易下沉。在緩沖墊I中，將上表層2在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan 6 設(shè)定在0. 065至0. 144的范圍內(nèi)，優(yōu)選在0. 075至0. 144的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0. 110至0. 144的范圍內(nèi)。另外，將芯層3在36。。和IHz頻率下的粘彈性特性(tan 6 n+1)設(shè)定在0. 052至0. 102的范圍內(nèi)，優(yōu)選在0.060至0. 102的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0.082至0. 102的范圍內(nèi)。另外，對(duì)芯層3的粘彈性特性(tan 6 n+1)對(duì)上表層2的粘彈性特性(tan 6 :)的比率進(jìn)行設(shè)置，從而使其在0. 7至0. 8的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0. 70至0. 79的范圍內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選在0. 70至0. 76的范圍內(nèi)。此外，優(yōu)選的是，各層的粘彈性特性(tan S )從上表層2至芯層3逐漸減小。當(dāng)芯層的粘彈性特性(tan 6 n+1)對(duì)上表層的粘彈性特性(tan 6 :)的比率小于0. 7時(shí)，所得緩沖墊的回彈性太低，從而使得緩沖特性下降，并且存在如下?lián)鷳n引起使用者具有臀部與支持緩沖墊的金屬框接觸的感覺(jué)。另外，當(dāng)所述比率(tan 6 n+1)超過(guò)0. 80時(shí)，緩沖墊不能充分吸收車(chē)輛行駛時(shí)的振動(dòng)并因此存在如下?lián)鷳n當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間坐于其上時(shí)，使用者容易變得疲勞。根據(jù)本實(shí)施方式的緩沖墊1，通過(guò)將上表層2與芯層3的粘彈性特性(tan 6 )設(shè)定在上述范圍內(nèi)，特別是在上表層2與芯層3的粘彈性特性(tan 6 )之間設(shè)置大的差值而 提供芯層比上表層更積極地下沉的特性。特別地，在對(duì)緩沖墊I施加瞬間負(fù)荷的情況下，具有大粘彈性特性(小彈性)的上表層2下沉地不多并且具有小粘彈性特性(大彈性)的芯層3容易下沉。因此，當(dāng)在車(chē)輛行駛的同時(shí)車(chē)體振動(dòng)時(shí)，對(duì)緩沖墊I瞬間施加負(fù)荷，此時(shí)本實(shí)施方式的緩沖墊I可適當(dāng)?shù)刂С殖丝偷耐尾?。有利的是，?duì)緩沖墊I進(jìn)行設(shè)計(jì)，使得上表層2和芯層3的硬度具有特定值。具體而言，優(yōu)選的是，將使用由奧斯卡株式會(huì)社(ASKER)制造的F-型硬度計(jì)測(cè)定的芯層3的硬度設(shè)置在35至70的范圍內(nèi)，并且將芯層3的硬度對(duì)上表層2的硬度的比率設(shè)置在0. 50至
0.85的范圍內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選設(shè)置在0. 70至0. 80的范圍內(nèi)。在將上表層2的硬度與芯層3的硬度的比率設(shè)置在上述范圍內(nèi)的情況下，芯層比上表層更積極地下沉的特性變得更明顯。圖2A和圖2B示意性示出了圖I中所示的緩沖墊I的施加壓縮負(fù)荷前的壓縮前狀態(tài)以及施加壓縮負(fù)荷后的壓縮狀態(tài)。如圖2A中所示，在壓縮前狀態(tài)中，包括上表層2的厚度2a和芯層3的厚度3a，在所有層中各層的厚度都相等。另外，如圖2B所示，在壓縮后狀態(tài)中，芯層3的厚度3b變得比上表層2的厚度2b小。S卩，下沉率Tn+1變得比上表層2的下沉率T1大。就這點(diǎn)而言，可根據(jù)以下表達(dá)式計(jì)算上述下沉率T?！跋鲁谅蔜(%) ”=( “壓縮前各層的厚度“壓縮后各層的厚度”)/ “壓縮前各層的厚度” X 100在此，在將緩沖墊I在厚度方向上壓縮40至50%的狀態(tài)下，芯層3的下沉率(Tn+1)對(duì)上表層2的下沉率(T1)的比率優(yōu)選在I. I至2. 5的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在I. 3至2. 3的范圍內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選在I. 5至2. 2的范圍內(nèi)(根據(jù)(“壓縮前緩沖墊I的厚度“壓縮后緩沖墊I的厚度”)/ “壓縮前緩沖墊I的厚度” X 100確定的數(shù)值)。在這種情況下，可確實(shí)地獲得提高緩沖墊I的乘坐舒適性的效果以及提高其支持特性的效果。此外，優(yōu)選的是，對(duì)各層的下沉率T進(jìn)行設(shè)置，使得所述比率依次逐漸增加。在這種情況下，可進(jìn)一步增強(qiáng)提高乘坐舒適性的效果和提高支持特性的效果。以下將說(shuō)明用于制造本實(shí)施方式的緩沖墊I的方法。所述緩沖墊I可例如通過(guò)使包含多元醇、多異氰酸酯、以及水的發(fā)泡材料發(fā)生反應(yīng)，并在具有期望緩沖墊形狀的腔的成形模具中使其發(fā)泡并固化而制造。作為包含在發(fā)泡材料中的多元醇，例如使用聚醚多元醇或聚酯多元醇。聚醚多元醇的實(shí)例包括聚丙二醇、聚四亞甲基二醇、它們的改性化合物、以及通過(guò)使環(huán)氧烷與甘油加成而獲得的化合物。聚酯多元醇的實(shí)例包括通過(guò)使多元羧酸如己二酸和鄰苯二甲酸與多元醇如乙二醇、二乙二醇、丙二醇和甘油反應(yīng)而獲得的縮合聚酯多元醇，內(nèi)酯類(lèi)聚酯多元醇以及聚碳酸酯類(lèi)多元醇。對(duì)于多元醇，可通過(guò)控制原料成分的種類(lèi)、分子量、縮合度等來(lái)改變羥基數(shù)和羥基值。就這點(diǎn)而言，在這些多元醇的具體實(shí)例中，可以?xún)H單獨(dú)包含一種化合物或可以組合包含兩種以上化合物。特別地，優(yōu)選組合使用高分子量多元醇和官能團(tuán)數(shù)為2至4的低分子量多元醇(在本說(shuō)明書(shū)中“分子量”是指數(shù)均分子量)。高分子量多元醇的分子量?jī)?yōu)選為3500至8000，更優(yōu)選5000至7000。低分子量多元醇的分子量?jī)?yōu)選為500至3000，更優(yōu)選1000至2000。在其中組合使用高分子量多元醇和低分子量多元醇的情況下，高分子量多元醇的含量對(duì)低分子量多元醇的含量的比率優(yōu)選在4至24的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在5至14的 范圍內(nèi)。此外，優(yōu)選的是，相對(duì)于100質(zhì)量份全部多元醇，以88至100質(zhì)量份,優(yōu)選88至96質(zhì)量份的量包含高分子量多元醇，并且優(yōu)選以0至12質(zhì)量份的量包含低分子量多元醇。作為多元醇，除了上述高分子量多元醇和低分子量多元醇之外，可進(jìn)一步包含其它多元醇。如上所述,粘彈性特性(tan 8 )表示(G”)/(G’ )=損耗角正切tan 8 ,其通過(guò)對(duì)應(yīng)于彈性的存儲(chǔ)模量(G’)和對(duì)應(yīng)于粘性的損耗模量(G”)來(lái)確定。在聚氨酯發(fā)泡體中，通過(guò)控制包含在發(fā)泡材料中的多元醇的分子量來(lái)改變對(duì)應(yīng)于粘性的損耗模量，結(jié)果，改變粘彈性特性(tan 6 )。特別地，在將上述高分子量多元醇和低分子量多元醇組合用作多元醇的情況下，存在如下傾向隨著上述低分子量多元醇的比率增加，所得緩沖墊I的芯層3的粘彈性特性(tan 6 n+1)對(duì)上表層2的粘彈性特性(tan 6 :)的比率下降。通過(guò)利用所述傾向控制上述高分子量多元醇和低分子量多元醇的比率，可以對(duì)緩沖墊I賦予期望的粘彈性特性。包含在發(fā)泡材料中的多異氰酸酯是具有多個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的化合物。多異氰酸酯的實(shí)例包括甲苯二異氰酸酯(TDI)、4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)、1，5-萘二異氰酸酯(NDI)、三苯基甲烷三異氰酸酯、苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDi)、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯和異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)。就這點(diǎn)而言，在這些多異氰酸酯的具體實(shí)例中，可僅單獨(dú)包含一種化合物或可以組合包含兩種以上化合物。將多異氰酸酯的異氰酸酯指數(shù)例如設(shè)定在85至130的范圍內(nèi)。所述異氰酸酯指數(shù)是以百分?jǐn)?shù)表示多異氰酸酯的異氰酸酯基團(tuán)相對(duì)于多元醇、作為發(fā)泡劑的水等的活性氫基團(tuán)的當(dāng)量比而得到的指數(shù)。即，異氰酸酯指數(shù)超過(guò)100的事實(shí)意味著多異氰酸酯中的異氰酸酯基團(tuán)多于多元醇等的活性氫基團(tuán)。此外，關(guān)于發(fā)泡材料中的水，存在如下傾向隨著含量增加，芯層3的粘彈性特性(tan 6 n+1)對(duì)上表層2的粘彈性特性(tan 6 :)的比率下降。利用所述傾向，可通過(guò)控制發(fā)泡材料中的水含量而對(duì)緩沖墊I賦予期望的粘彈性特性。認(rèn)為該傾向是由以下原因造成的。水主要充當(dāng)使聚氨酯發(fā)泡以形成聚氨酯發(fā)泡體的發(fā)泡劑。在聚氨酯的發(fā)泡步驟中，因?yàn)槟＞叩膬?nèi)壁具有比腔中心更低的溫度，所以在模具的腔中心處形成的芯層以高倍率形成(氣泡的數(shù)密度增加)，并由此產(chǎn)生發(fā)泡壓力。另一方面，在模具內(nèi)壁附近形成的上表層受芯層的發(fā)泡壓力壓制并因此未發(fā)泡而固化，從而與芯層中相比氣泡的密度數(shù)小。因?yàn)樗吭黾訒r(shí)發(fā)泡壓力增加，芯層和上表層之間的密度差增大。另外，因?yàn)榫郯滨グl(fā)泡體通過(guò)氣泡破裂而地下沉，所述聚氨酯發(fā)泡體容易隨著氣泡密度增加而地下沉。當(dāng)水含量增加時(shí)，芯層和上表層之間的密度差增大，從而與上表層相比芯層更易于地下沉，并且芯層與上表層的粘彈性特性的比率(tan S n+1/tan S J減小。因此，可通過(guò)控制水含量來(lái)控制芯層與上表層的粘彈性特性的比率。此外，因?yàn)樗c異氰酸酯基反應(yīng)而形成氨基甲酸酯鍵或脲鍵，所以水也充當(dāng)用于增強(qiáng)聚氨酯發(fā)泡體的硬度的交聯(lián)劑。因?yàn)樾纬傻慕宦?lián)結(jié)構(gòu)的數(shù)目在含有較少氣泡數(shù)的上表層中比在芯層中更多，所以由于水含量增加而導(dǎo)致的粘彈性特性的增加在上表層中比在芯層中更大。因此，當(dāng)水含量增加時(shí)，芯層對(duì)上表層的粘彈性特性的比率下降。出于以上理由，發(fā)泡材料中的水含量相對(duì)于100質(zhì)量份多元醇可以為I. 8至4. 0質(zhì)量份，優(yōu)選2. I至3. 7質(zhì)量份，更優(yōu)選2. 4至3. 4質(zhì)量份。在其中將發(fā)泡材料中的水含量設(shè)定在上述范圍內(nèi)的情況下，可將緩沖墊I的芯層3的粘彈性特性(tan 6 n+1)對(duì)上表層2 的粘彈性特性(tan 6 :)的比率設(shè)定在0. 70至0. 80的范圍內(nèi)。就這點(diǎn)而言，當(dāng)發(fā)泡材料中的水含量相對(duì)于100質(zhì)量份多元醇小于2. I質(zhì)量份時(shí),存在不能僅通過(guò)水的影響而對(duì)緩沖墊I賦予充分的粘彈性特性的情況。在這種情況下，每100質(zhì)量份多元醇包含10至12質(zhì)量份低分子量多兀醇是充分的。另外，根據(jù)需要，發(fā)泡材料可包含上述成分以外的成分，例如，催化劑、其它發(fā)泡齊IJ、泡沫穩(wěn)定劑、交聯(lián)劑、著色劑和阻燃劑。催化劑促進(jìn)多元醇與多異氰酸酯的樹(shù)脂化反應(yīng)(聚氨酯形成反應(yīng))、多異氰酸酯與作為發(fā)泡劑的水的發(fā)泡反應(yīng)等。因此，發(fā)泡材料優(yōu)選包含催化劑。催化劑的實(shí)例包括胺催化劑和金屬催化劑。胺催化劑的實(shí)例包括三乙胺、三亞乙基二胺、四甲基胍等的錫催化劑。金屬催化劑的實(shí)例包括有機(jī)金屬催化劑如丙酸苯汞鹽和辛烯酸鉛。其它發(fā)泡劑的實(shí)例包括戊烷、環(huán)戊烷、己烷、環(huán)己烷、二氯甲烷和二氧化碳?xì)怏w。泡沫穩(wěn)定劑使得由發(fā)泡劑引發(fā)的發(fā)泡可以平穩(wěn)地進(jìn)行并控制聚氨酯發(fā)泡體的氣泡的大小和均勻性。因此，發(fā)泡材料優(yōu)選包含泡沫穩(wěn)定劑。泡沫穩(wěn)定劑的實(shí)例包括聚硅氧烷類(lèi)泡沫穩(wěn)定劑、含氟化合物類(lèi)泡沫穩(wěn)定劑和表面活性劑。交聯(lián)劑形成聚氨酯發(fā)泡體中的交聯(lián)結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)交聯(lián)密度。因此，發(fā)泡材料優(yōu)選包含交聯(lián)劑。作為交聯(lián)劑，例如，使用分子量為100至500的多元醇。這種多元醇的實(shí)例包括聚乙二醇、二乙二醇、聚丙二醇、甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇等。另外，作為著色劑和阻燃劑，可使用已知用于聚氨酯發(fā)泡體的物質(zhì)。根據(jù)常用方法進(jìn)行多元醇與多異氰酸酯的反應(yīng)并采用一步法或預(yù)聚物法。一步法是使多元醇與多異氰酸酯直接反應(yīng)的方法。預(yù)聚物法是預(yù)先使部分多元醇與部分異氰酸酯反應(yīng)以形成在末端具有異氰酸酯基團(tuán)或羥基的預(yù)聚物，并且使所述預(yù)聚物與多元醇和多異氰酸酯反應(yīng)的方法。一步法是優(yōu)選的方法，因?yàn)榕c預(yù)聚物法相比制造過(guò)程僅包括一個(gè)步驟并且對(duì)制造條件的限制少，以及可減少制造成本。然后，在具有期望形狀的腔的模具中，通過(guò)使通過(guò)上述一步法或預(yù)聚物法混合并攪拌的反應(yīng)混合物(發(fā)泡材料)發(fā)泡并固化，獲得一體成型的緩沖墊，其具有芯層比上表層更積極地下沉的特性，并提供乘坐時(shí)的優(yōu)異適合感。在此，也可以通過(guò)在成形模具中發(fā)泡和固化時(shí)在芯層部分的溫度與上表層部分的溫度之間設(shè)置溫度差來(lái)改變所得緩沖墊I的芯層3的粘彈性特性(tan 6 n+1)對(duì)上表層2的粘彈性特性(tan S J的比率。具體而言，當(dāng)將芯層部分的溫度設(shè)定為比上表層部分的溫度高時(shí)，存在如下傾向芯層3的粘彈性特性(tan 8 n+1)對(duì)上表層2的粘彈性特性(tan 8 :)的比率下降。因此，也可以通過(guò)在發(fā)泡和固化時(shí)在芯層部分與上表層部分之間設(shè)置溫度差來(lái)對(duì)緩沖墊I賦予期望的粘彈性特性。就這點(diǎn)而言，作為在芯層部分與上表層部分之間設(shè)置溫度差的方法，例如，可提及控制成形模具的溫度的方法。以下將根據(jù)本實(shí)施方式描述優(yōu)點(diǎn)和效果。(I)在本實(shí)施方式的緩沖墊I中，將上表層2的粘彈性特性(tan 6 設(shè)定在0. 065至0. 144內(nèi)，并將芯層3的粘彈性特性(tan 6 n+1)設(shè)定在0. 052至0. 102內(nèi)。并且，將芯層3的粘彈性特性(tan 6 n+1)對(duì)上表層2的粘彈性特性(tan 6 :)的比率設(shè)定在0. 7至0. 8內(nèi)。即，在上表層2和芯層3之間設(shè)置大的粘彈性特性差。因此，對(duì)緩沖墊I賦予芯層3比上表層2更積極地下沉的特性，并由此提高乘坐舒 適性和支持特性。就這點(diǎn)而言，本實(shí)施方式的緩沖墊I通過(guò)在上表層2和芯層3之間設(shè)置大的粘彈性特性(tan 6 )差而獲得芯層3比上表層2更積極地下沉的特性。因此，不同于上述專(zhuān)利文獻(xiàn)2的緩沖墊，不必在上表層2和芯層3之間設(shè)置大的密度差。例如，即使當(dāng)將芯層3的密度對(duì)上表層2的密度的比率設(shè)定為小于I. 13時(shí)，也可以對(duì)緩沖墊賦予芯層3比上表層2更積極地下沉的特性。另外，在緩沖墊I中，將上表層的粘彈性特性(tan 6 設(shè)定為0. 065至0. 144并將粘性的比率設(shè)定為高，從而使得上表層2處于所謂的低回彈聚氨酯發(fā)泡體狀態(tài)中。因此，上表層2容易變形成追隨乘客臀部的形狀并由此可合適地確保乘客臀部與上表層2之間的接觸面。因此，緩沖墊I提供乘坐時(shí)的優(yōu)異適合感。(2)在緩沖墊I中，在其中將整個(gè)緩沖墊在厚度方向上壓縮40至50%的情況下，將芯層3的下沉率(Tn+1)對(duì)上表層2的下沉率(T1)的比率設(shè)定在I. I至2. 5內(nèi)。由此，可更確實(shí)地獲得提高乘坐舒適性的效果和提高支持特性的效果。(3)對(duì)緩沖墊I進(jìn)行設(shè)置，從而使得從上表層2至芯層3，各層的粘彈性特性(tan 6 )逐漸減小并且各層的下沉率(T)逐漸增加。由此，可進(jìn)一步增強(qiáng)提高乘坐舒適性的效果和提高支持特性的效果。(4)緩沖墊I使用包含多元醇和多異氰酸酯并且相對(duì)于100質(zhì)量份多元醇包含
I.8至4. 0質(zhì)量份水的發(fā)泡材料作為發(fā)泡材料。隨著發(fā)泡材料中的水含量增加，存在如下傾向所得緩沖墊I的芯層3的粘彈性特性(tan 6 n+1)對(duì)上表層2的粘彈性特性(tan 6 :)的比率下降。特別地，在其中發(fā)泡材料中的水含量相對(duì)于100質(zhì)量份多元醇為I. 8至4. 0質(zhì)量份的情況下，容易預(yù)測(cè)緩沖墊I的粘彈性特性的變化并可以容易地對(duì)緩沖墊I賦予期望的粘彈性特性。(5)在根據(jù)本實(shí)施方式的緩沖墊I中，將數(shù)均分子量為3500至8000的高分子量多元醇和數(shù)均分子量為500至3000且官能團(tuán)數(shù)為2至4的低分子量多元醇組合用作發(fā)泡材料中包含的多元醇。在其中將上述高分子量多元醇和上述低分子量多元醇組合用作多元醇的情況下，存在如下傾向隨著上述低分子量多元醇的比率增加，芯層3的粘彈性特性(tan 6 n+1)對(duì)上表層2的粘彈性特性(tan 6 :)的比率下降。因此，在其中將上述高分子量多元醇和上述低分子量多元醇組合用作多元醇的情況下，容易預(yù)測(cè)緩沖墊I的粘彈性特性的變化并可以容易地對(duì)緩沖墊I賦予期望的粘彈性特性。就這點(diǎn)而言，作為位于芯層3下側(cè)的層的第n+2層至第2n+l層的構(gòu)造不受特別限制。例如，所述層可以被構(gòu)造為使得粘彈性特性(tan 6 )從第n+2層至第2n+l層逐漸增加并且下沉率逐漸下降，或者所述層可以被構(gòu)造為使得其與作為位于芯層3上側(cè)的層的第n層至第I層相對(duì)應(yīng)(相對(duì)于芯層3對(duì)稱(chēng))。實(shí)施例以下將結(jié)合實(shí)施例和比較例對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行更具體的說(shuō)明。以表I中所示的各組成制備具有多元醇、多異氰酸酯、水、催化劑、泡沫穩(wěn)定劑和交聯(lián)劑的各發(fā)泡材料。然后，在常溫下將所述發(fā)泡材料混合并且在設(shè)定在60° C下的預(yù)定成形模具中發(fā)泡并固化，由此獲得各實(shí)施例和比較例的緩沖墊，其為約300mm長(zhǎng)X約300mm寬X約70mm厚的塊狀。推測(cè)在成形模具中在發(fā)泡材料發(fā)泡和固化時(shí)芯層部分的溫度為約100°C至約150°C，其為成形模具的設(shè)定溫度以上。表I中的比較例2對(duì)應(yīng)于普通緩沖墊。在表示表I和2中的各成分的欄中的各數(shù)值示出成分的含量并且其單位為質(zhì)量份。在表I和2中示出的發(fā)泡材料中，使用以下物質(zhì)。PPG5000 :數(shù)均分子量為5000的聚丙二醇(Excenol 828，由旭硝子株式會(huì)社制造)POP :數(shù)均分子量為5000的聚合物多元醇(KC-401，由三洋化成株式會(huì)社制造)PPG1000 :數(shù)均分子量為1000且官能團(tuán)數(shù)為2的聚丙二醇(D-1000，由三井化學(xué)株式會(huì)社制造)TDI :2，4-甲苯二異氰酸酯、2，6_甲苯二異氰酸酯(Colonate T-80,由日本聚氨酯工業(yè)株式會(huì)社制造)催化劑I :胺類(lèi)催化劑(BL-11,由空氣化工產(chǎn)品株式會(huì)社(Air Products andChemicals, Inc.)制造)催化劑2 :胺類(lèi)催化劑(33LV，由空氣化工產(chǎn)品株式會(huì)社制造)泡沫穩(wěn)定劑I :娃氧燒類(lèi)泡沫穩(wěn)定劑(B8719LF,由贏創(chuàng)株式會(huì)社(Evonik)制造)交聯(lián)劑I :甘油(由日本油脂株式會(huì)社制造)另外，根據(jù)下面所示的方法，測(cè)定所得實(shí)施例I至14以及比較例I和2的粘彈性特性、硬度和下沉率。[粘彈性特性的測(cè)定]將實(shí)施例和比較例的各緩沖墊以各層為IOmm的厚度分成7層。對(duì)于從作為上表層的第I層至作為芯層的第4層的4個(gè)層，使用由TA儀器公司(TA Insruments)制造的流變儀(ARES)測(cè)定在I至IOOHz頻率下(36 °C )的粘彈性特性(tan 5)。圖3A、圖3B和圖3C依次示出了實(shí)施例I、實(shí)施例7和比較例2的結(jié)果。就這點(diǎn)而言，樣品尺寸為直徑25mm以及厚度8mm(切去各層的下部2mm,并將上部8mm用作樣品)。圖3A至圖3C中示出了結(jié)果的實(shí)例。圖3A至圖3C依次分別示出實(shí)施例I、實(shí)施例7和比較例2的結(jié)果。然后，基于所述結(jié)果，確定實(shí)施例I、實(shí)施例7和比較例2的上表層和芯層在36°C以及IHz頻率下的粘彈性特性。另外，對(duì)于其它實(shí)施例和比較例，以相同方式確定上表層和芯層在36°C以及IHz頻率下的粘彈性特性。將其結(jié)果示出在表I和2中。[硬度的測(cè)定]將實(shí)施例和比較例的各緩沖墊以各層為IOmm的厚度分成7層。對(duì)于作為上表層的第I層和作為芯層的第4層，使用由奧斯卡株式會(huì)社制造的F-型硬度計(jì)測(cè)定硬度。就這點(diǎn)而言，樣品尺寸為長(zhǎng)50mm，寬50mm，以及厚10mm。[下沉率的測(cè)定]對(duì)于預(yù)先在側(cè)面上描繪IOmm間隔的格子狀的線的實(shí)施例I和7以及比較例2的各緩沖墊，使用尺寸為0200的加壓板以500mm/分鐘的加壓速度施加負(fù)荷，由此壓縮各緩沖墊。圖5示出了實(shí)施例I和7以及比較例2的緩沖墊被壓縮O、10、20、30和40mm的狀態(tài)下的圖像。圖5A、圖5B和圖5C依次示出了實(shí)施例I、實(shí)施例7和比較例2的結(jié)果。然后，基于圖5中示出的圖像，測(cè)定在所述墊被壓縮30mm的狀態(tài)(約43%壓縮的狀態(tài))下的第I層(上表層)至第4層(芯層)的各層的厚度，并計(jì)算各層的下沉率。圖4是在其上標(biāo)出各層的下沉率的圖。在圖4中，線段(a)表示實(shí)施例1，線段(b)表示實(shí)施例7且線段(c)表示比較例2。
[表觀密度的測(cè)定]表I和2中的總密度是包含在模具中發(fā)泡的上表層的全部緩沖墊的表觀密度，并通過(guò)用成形品的質(zhì)量除以腔體積來(lái)計(jì)算。上表層密度是在模具中發(fā)泡的緩沖墊的上表層(所述層也包含作為最上層的表層)的表觀密度。芯層密度是在模具中發(fā)泡的緩沖墊不包含表層的表觀密度。將實(shí)施例和比較例的各緩沖墊以各層為IOmm的厚度分成7層。對(duì)于作為上表層的第I層和作為芯層的第4層，根據(jù)JIS K7222:2005計(jì)算各層的表觀密度。另外，自由發(fā)泡密度是在如下情況下獲得的自由發(fā)泡體中不包含表面部分(表層)的表觀密度發(fā)泡材料不在成形模具中在大氣壓下在常溫下發(fā)泡并固化。使用與實(shí)施例和比較例中相同的各發(fā)泡材料分別制造上述自由發(fā)泡體并根據(jù)JISK7222:2005計(jì)算自由發(fā)泡體的密度。就這點(diǎn)而言，填充率是將經(jīng)歷了自由發(fā)泡的發(fā)泡材料推入模具腔容積中的比例。其根據(jù)以下表達(dá)式計(jì)算。填充率=總密度/自由發(fā)泡密度填充率的優(yōu)選范圍是I. 22至I. 92。將所得的實(shí)施例和比較例的上表層和芯層各自的表觀密度、總密度、自由發(fā)泡密度和填充率示出在表I和2中。就這點(diǎn)而言，在表I和2中所示的各密度的單位都為“kg/cm3，，。首先，在多元醇中的PPG5000、POP和PPG1000的混合比恒定的情況下改變水含量時(shí)測(cè)定密度、粘彈性特性、硬度和下沉率的變化。將測(cè)定結(jié)果示出在表I中。[表 I]
權(quán)利要求
1.一種適用于車(chē)輛座椅的緩沖墊，所述緩沖墊由聚氨酯發(fā)泡體一體成型而制成， 其中，當(dāng)將所述緩沖墊等分成第I層至第2n+l層時(shí)，其中n為I至5的整數(shù)，作為上表層的第I層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan S J為0. 065至0. 144，并且作為芯層的第n+1層在36。。和IHz頻率下的粘彈性特性(tan 6 n+1)為0. 052至0. 102，并且 所述芯層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan 6 n+1)相對(duì)于所述上表層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan 6 :)的比率在0. 7至0. 8的范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的緩沖墊，其中， 當(dāng)將整個(gè)緩沖墊在厚度方向上壓縮40%至50%時(shí)，所述芯層的下沉率(Tn+1)相對(duì)于所述上表層的下沉率(T1)的比率在I. I至2. 5的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緩沖墊，其中， 從所述上表層至所述芯層，各層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan 6 )逐漸減少并且各層的下沉率逐漸增加。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的緩沖墊，其中， 所述緩沖墊包含多元醇和多異氰酸酯，并且相對(duì)于100質(zhì)量份所述多元醇包含I. 8至.4. 0質(zhì)量份的水。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的緩沖墊，其中， 所述多元醇包含數(shù)均分子量為3500至8000的高分子量多元醇和數(shù)均分子量為500至.3000且官能團(tuán)數(shù)為2至4的低分子量多元醇。
6.一種用于制造適用于車(chē)輛座椅的聚氨酯發(fā)泡體緩沖墊的方法，所述方法包括如下步驟 使含有多元醇和多異氰酸酯并且相對(duì)于100質(zhì)量份所述多元醇含有I. 8至4. 0質(zhì)量份的水的發(fā)泡材料發(fā)生反應(yīng)，并在成形模具中將所述材料發(fā)泡并固化， 其中，將數(shù)均分子量為3500至8000的高分子量多元醇和數(shù)均分子量為500至3000且官能團(tuán)數(shù)為2至4的低分子量多元醇組合用作所述多元醇。
7.一種適用于車(chē)輛座椅的緩沖墊，所述緩沖墊由聚氨酯發(fā)泡體一體成型而制成，其中， 所述緩沖墊的上表層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan S ^為0. 065至0. 144， 所述緩沖墊的芯層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan S 為0. 052至0. 102，并且 所述芯層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan 6 E)相對(duì)于所述上表層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan 6 :)的比率在0. 7至0. 8的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的緩沖墊，其中， 當(dāng)將整個(gè)緩沖墊在厚度方向上壓縮40至50%時(shí)，所述芯層的下沉率(Te)相對(duì)于所述上表層的下沉率(T1)的比率在I. I至2. 5的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的緩沖墊，其中， 從所述上表層到所述芯層，各層在36°C和IHz頻率下的粘彈性特性(tan 6 )逐漸減少并且各層的下沉率逐漸增加。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的緩沖墊，其中， 所述緩沖墊包含多元醇和多異氰酸酯，并且相對(duì)于100質(zhì)量份所述多元醇包含I. 8至.4.0質(zhì)量份的水。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的緩沖墊，其中， 所述多元醇包含數(shù)均分子量為3500至8000的高分子量多元醇和數(shù)均分子量為500至3000且官能團(tuán)數(shù)為2至4的低分子量多元醇。
全文摘要
本發(fā)明提供一種緩沖墊，其具有芯層比上表層更積極地下沉的特性，并提供優(yōu)異的乘坐時(shí)的適合感。一種適用于車(chē)輛座椅的緩沖墊，所述緩沖墊由聚氨酯發(fā)泡體一體成型而制成，其中上表層2在36℃和1Hz頻率下的粘彈性特性(tanδ1)為0.065至0.144，且芯層在36℃和1Hz頻率下的粘彈性特性(tanδn+1)為0.052至0.102。所述芯層3在36℃和1Hz頻率下的粘彈性特性(tanδn+1)對(duì)所述上表層2在36℃和1Hz頻率下的粘彈性特性(tanδ1)的比率在0.7至0.8的范圍內(nèi)。
文檔編號(hào)B29K105/04GK102762133SQ20118000976
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月19日
發(fā)明者近藤哲史 申請(qǐng)人:井上株式會(huì)社