JP5198050B2 - Seat cushion - Google Patents
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Description
この発明は、高い難燃性を有すると共に良好な着座感を有し、軽量性及び薄肉化を実現できるシートクッションに関する。 The present invention relates to a seat cushion that has high flame retardancy and good seating feeling, and can realize light weight and thin wall thickness.
従来、座席のシートクッションには、ポリウレタンフォームからなるものが多用されている。それらの中でも、航空機の座席に用いられるシートクッションは、軽量性に伴う薄肉化の要求が自動車の座席に用いられるシートクッションと比べて高い。このため、航空機の座席用シートクッションを構成するポリウレタンフォームは、薄肉にしても荷重に耐えられるように硬くなる傾向にあった。その結果、シートクッションの表面硬さが増大し、長時間座席に座った場合に乗員に与えるストレスが大きくなる問題があった。特に、長時間の着座により大腿部に与えるストレスは顕著である。 Conventionally, a seat cushion made of polyurethane foam is often used. Among them, seat cushions used for aircraft seats are more demanding of thinness due to light weight than seat cushions used for automobile seats. For this reason, the polyurethane foam which comprises the seat cushion for aircraft seats tended to be hard enough to withstand the load even if it was thin. As a result, the surface hardness of the seat cushion increases, and there is a problem that the stress applied to the occupant increases when sitting on the seat for a long time. In particular, the stress applied to the thigh by sitting for a long time is significant.
また、航空機にはＦＡＲ２５ ８５３ｂという垂直難燃試験があり、航空機の座席用シートクッションは、この垂直難燃試験に合格する必要がある。ところが、前記垂直難燃試験は、自動車において難燃性試験として一般的に行われているＭＶＳＳ３０２の水平試験よりもはるかに厳しい難燃試験である。そのため、航空機の座席用シートクッションのポリウレタンフォームは、難燃性を重視した配合にならざるを得なく、乗り心地を考慮したものとするのが難しかった。 In addition, the aircraft has a vertical flame retardant test called FAR25 853b, and the seat cushion for an aircraft seat needs to pass this vertical flame retardant test. However, the vertical flame test is a flame test much more severe than the horizontal test of MVSS 302, which is generally performed as a flame test in automobiles. For this reason, polyurethane foam for seat cushions for aircraft seats must be formulated with an emphasis on flame retardancy, and it has been difficult to consider ride comfort.
このように、従来における航空機の座席用シートクッションは、厳しい難燃要求による配合の制約と、薄肉化の要求による硬さの増大とにより、シート表面が硬く、体圧が集中して乗り心地が悪いものとなっている。そのため、長時間の着座によって乗員にストレスを与えるのみならず、体圧が大腿部に集中してエコノミークラス症候群を生じさせ易い問題があった。 As described above, conventional seat cushions for aircraft seats have a harder seat surface due to severe restrictions on flame retardant requirements and increased hardness due to demands for thinner walls, and the body pressure is concentrated and the ride comfort is improved. It is bad. For this reason, there is a problem that not only stress is applied to the occupant by sitting for a long time, but also body pressure concentrates on the thigh and an economy class syndrome is likely to occur.
なお、硬さのみについてみれば、ポリウレタンフォームを柔らかくすればよいが、その場合には、着座時に乗員の荷重を受けるためにポリウレタンフォームの厚みを大にしなければならず、薄肉化の要求を満たすことができなくなる。また、柔らかいポリウレタンフォームは、着座の瞬間は感触が良好であるが、時間の経過にしたがい圧縮されてつぶされてしまうと、硬いポリウレタンフォームと同様に体圧の集中を生じるようになり、乗員にストレスを与えるようになる。 In terms of hardness alone, the polyurethane foam may be softened. In that case, the thickness of the polyurethane foam must be increased in order to receive the occupant's load when seated, which satisfies the demand for thinning. I can't do that. Soft polyurethane foam feels good at the moment of sitting, but when it is compressed and crushed over time, body pressure concentrates on the occupant, as with hard polyurethane foam. Be stressed.
また、高い難燃性を得る方法として、膨張黒鉛とリン酸アルミニウムをポリウレタンフォームに含有させることが提案されている。しかし、膨張黒鉛を含むポリウレタンフォームをシートクッションとして長年使用すると、ポリウレタンフォーム表面の摩耗により、膨張黒鉛がシートクッションから脱落し、粉落ちを生じるようになり、難燃性の低下や周囲を汚す等の問題が発生する。さらに、膨張黒鉛は酸性物質であるため、ポリウレタンフォームの発泡反応時にウレタンの反応を阻害し、得られるポリウレタンフォームの物性低下を招く問題もある。また、膨張黒鉛の存在によりシートクッション表面の異物感を生じる問題も指摘されている。 Further, as a method for obtaining high flame retardancy, it has been proposed to contain expanded graphite and aluminum phosphate in a polyurethane foam. However, if polyurethane foam containing expanded graphite is used for many years as a seat cushion, the expanded graphite will fall off the seat cushion due to wear on the surface of the polyurethane foam, causing powder to fall, reducing flame retardancy and soiling the surroundings, etc. Problems occur. Furthermore, since expanded graphite is an acidic substance, there is also a problem that the urethane reaction is inhibited during the foaming reaction of the polyurethane foam, and the physical properties of the resulting polyurethane foam are lowered. Moreover, the problem which produces the foreign material feeling of the seat cushion surface by presence of expanded graphite is also pointed out.
この発明は前記の点に鑑みなされたものであって、難燃性が高く、しかも乗り心地の良好で、軽量性及び薄肉化を実現できるシートクッションの提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a seat cushion having high flame retardancy, good ride comfort, and capable of realizing light weight and thinning.
請求項１の発明は、密度が２０〜３０ｋｇ／ｍ ３ （ＪＩＳ Ｋ ７２２２準拠）の独立気泡のポリオレフィンフォームからなる下部クッション層と、メラミンを含むポリウレタンフォームからなる中間部クッション層と、メラミンを含むポリウレタンフォームの上下面を加熱して圧縮塑性変形させた上部クッション層とがこの順に積層され接着一体化しているシートクッションに係る。
The invention of
請求項２の発明は、請求項１において、前記中間部クッション層及び前記上部クッション層におけるメラミンの量が、各クッション層のポリウレタンフォーム原料において、１０〜３０ｗｔ％含有することを特徴とする。
The invention of
請求項３の発明は、請求項１または２において、前記上部クッション層は圧縮塑性変形前の元厚に対する圧縮率が２５〜５０％であることを特徴とする。 A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect, the upper cushion layer has a compression ratio of 25 to 50% with respect to the original thickness before compression plastic deformation.
請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記上部クッション層の加熱圧縮塑性変形前の硬さは前記中間部クッション層の硬さ以下であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the hardness of the upper cushion layer before heat compression plastic deformation is less than or equal to the hardness of the intermediate cushion layer.
請求項５の発明は、請求項４において、前記上部クッション層の加熱圧縮塑性変形前の硬さは６０〜１５０Ｎ、前記中間部クッション層の硬さは１５０〜２８０Ｎであることを特徴とする。
The invention of
請求項６の発明は、請求項１から５の何れか一項において、前記上部クッション層の厚みが５〜１５ｍｍであることを特徴とする。
The invention of claim 6 is characterized in that, in any one of
請求項７の発明は、請求項１から６の何れか一項において、前記下部クッション層の厚みが、前記シートクッションの厚みの１５〜４０％であることを特徴とする。 A seventh aspect of the invention is characterized in that, in any one of the first to sixth aspects, the thickness of the lower cushion layer is 15 to 40% of the thickness of the seat cushion.
請求項８の発明は、請求項１から７の何れか一項において、シートクッションが航空機の座席として用いられることを特徴とする。
The invention of claim 8 is characterized in that, in any one of
本発明のシートクッションによれば、ポリウレタンフォームに含まれるメラミンによって高い難燃性を発揮することができる。また、メラミンを含むポリウレタンフォームの上下面を加熱して圧縮塑性変形させた上部クッション層の存在によって乗り心地を向上させることができる。さらに、独立気泡のポリオレフィンフォームからなる下部クッション層の存在によってシートクッションの軽量化と高圧縮時の硬度アップを図ることができ、航空機の座席用シートクッションに求められる軽量性と薄肉化を実現することができる。 According to the seat cushion of the present invention, high flame retardancy can be exhibited by melamine contained in the polyurethane foam. In addition, the ride comfort can be improved by the presence of the upper cushion layer in which the upper and lower surfaces of the polyurethane foam containing melamine are heated and compressed and plastically deformed. In addition, the presence of a lower cushion layer made of closed-cell polyolefin foam makes it possible to reduce the weight of the seat cushion and increase the hardness at the time of high compression, realizing the lightness and thinning required for seat cushions for aircraft seats. be able to.
以下この発明の実施形態を詳細に説明する。図１は本発明のシートクッションの一例を示す断面図、図２は加熱圧縮で上部クッション層を製造する際を示す断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a seat cushion of the present invention, and FIG.
図１に示すシートクッション１０は下部クッション層１１と、中間部クッション層１５と、上部クッション層２１がこの順に積層されて接着一体化されたものであり、航空機の座席として用いられるものである。
A
前記下部クッション層１１は、シートクッション１０の基部側（着座側とは反対側）を構成し、独立気泡のポリオレフィンフォームからなる。独立気泡のポリオレフィンフォームは、密度（ＪＩＳ Ｋ ７２２２準拠）２０〜３０ｋｇ／ｍ３のものが、高硬度と軽量性の点から好ましい。独立気泡のポリオレフィンフォームとしては、特に限定されないが、独立気泡のポリエチレンフォームが好ましい。前記下部クッション層１１の厚みは、前記シートクッション１０の厚み、すなわち下部クッション層１１と中間部クッション層１５と上部クッション層２１の厚みの総厚に対して１５〜４０％が好ましい。前記下部クッション層１１をこの厚み範囲とすることにより、前記シートクッション１０の軽量化と高圧縮時の硬度アップを図ると共に、中間部クッション層１５及び上部クッション層２１の厚みを確保して、中間部クッション層１５及び上部クッション層２１による乗り心地の向上を図り、航空機の座席用シートクッションに求められる薄肉化をより高めることができる。また、独立気泡のポリオレフィンフォームはシートクッションにおける割合が高くなりすぎると、シートクッションの圧縮残留歪みが低下する傾向にある。そのため、独立気泡のポリオレフィンフォームからなる下部クッション層１１の厚みは、前記厚み範囲、すなわち前記シートクッション１０の厚みに対して１５〜４０％が好ましい。
The lower cushion layer 11 constitutes the base side (the side opposite to the seating side) of the
前記中間部クッション層１５は、メラミンを含むポリウレタンフォームからなり、前記下部クッション層１１の表面にゴム系接着剤等により接着されている。前記メラミンを含むポリウレタンフォームは、モールド発泡品でもよいが、特にはスラブ発泡によって形成されたスラブポリウレタンフォームから裁断や打ち抜き等によって平板状にされたものが好ましい。前記中間部クッション層１５は、硬さ（ＪＩＳ Ｋ ６４００−２、Ａ法準拠）が１５０〜２８０Ｎであるのが好ましい。この硬さ範囲とすることにより、着座時の底突き感を防ぎやすくなり、着座感を良好にすることが可能となる。前記中間部クッション層１５の密度（ＪＩＳ Ｋ ７２２２準拠）は５０〜６５ｋｇ／ｍ３が好ましい。この範囲の密度とすることにより、着座感をより良好にすることができる。また、前記中間部クッション層１５の厚みは５０〜１１０ｍｍ程度が好ましい。この厚み範囲とすることにより、乗員の着座時の圧縮量を充分なものにすることができるようになる。 The intermediate cushion layer 15 is made of polyurethane foam containing melamine, and is bonded to the surface of the lower cushion layer 11 with a rubber adhesive or the like. The polyurethane foam containing melamine may be a molded foam product, but in particular, a slab polyurethane foam formed by slab foaming is preferably flattened by cutting or punching. The intermediate cushion layer 15 preferably has a hardness (based on JIS K 6400-2, method A) of 150 to 280N. By setting it as this hardness range, it becomes easy to prevent the bottom butt feeling at the time of sitting, and it becomes possible to make a seating feeling favorable. The density (based on JIS K 7222) of the intermediate cushion layer 15 is preferably 50 to 65 kg / m 3 . By setting the density within this range, the seating feeling can be improved. Further, the thickness of the intermediate cushion layer 15 is preferably about 50 to 110 mm. By setting this thickness range, the amount of compression when the occupant is seated can be made sufficient.
前記メラミンを含むポリウレタンフォームは、ポリオールとイソシアネートを、難燃剤としてのメラミン、触媒及び発泡剤の存在下で反応させて得られるものである。 The polyurethane foam containing melamine is obtained by reacting a polyol and an isocyanate in the presence of melamine as a flame retardant, a catalyst and a foaming agent.
ポリオールは、軟質ポリウレタンフォームに用いられる公知のエーテル系ポリオールまたはエステル系ポリオールの何れか一方または両方が用いられる。 As the polyol, any one or both of known ether polyols and ester polyols used for flexible polyurethane foams are used.
エーテル系ポリオールとしては、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、またはその多価アルコールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド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。また、エステル系ポリオールとしては、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。 Examples of ether polyols include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, butylene glycol, neopentyl glycol, glycerin, pentaerythritol, trimethylolpropane, sorbitol, and sucrose, or polyhydric alcohols thereof. The polyether polyol which added alkylene oxides, such as ethylene oxide and a propylene oxide, can be mentioned. As ester polyols, polycondensation of aliphatic carboxylic acids such as malonic acid, succinic acid and adipic acid and aromatic carboxylic acids such as phthalic acid and aliphatic glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol and propylene glycol. The polyester polyol obtained in this way can be mentioned.
イソシアネートとしては、芳香族系、脂環式、脂肪族系の何れでもよく、また、１分子中に２個のイソシアネート基を有する２官能のイソシアネートであっても、あるいは１分子中に３個以上のイソシアネート基を有する３官能以上のイソシアネートであってもよく、それらを単独であるいは複数組み合わせて使用してもよい。 The isocyanate may be aromatic, alicyclic, or aliphatic, and may be a bifunctional isocyanate having two isocyanate groups in one molecule, or three or more in one molecule. The trifunctional or higher functional isocyanate having an isocyanate group may be used alone or in combination.
例えば、２官能のイソシアネートとしては、２，４−トリレンジイソシアネート、２，６−トリレンジイソシアネート、ｍ−フェニレンジイソシネート、ｐ−フェニレンジイソシアネート、４，４’−フェニルメタンジイソシアネート、２，４’−ジフェニルメタンジアネート、２，２’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、３，３’−ジメチル−４，４’−ビフェニレンジイソネート、３，３’−ジメトキシ−４，４’−ビフェニレンジイソシアネートなどの芳香族系のもの、シクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４，４’−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネートなどの脂環式のもの、ブタン−１，４−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソプロピレンジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、リジンイソシアネートなどの芳香族系のものを挙げることができる。 For example, as the bifunctional isocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, 4,4′-phenylmethane diisocyanate, 2,4 ′ -Diphenylmethane diate, 2,2'-diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-biphenylene diisonate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene diisocyanate, etc. Aromatic ones such as cyclohexane-1,4-diisocyanate, isophorone diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, methylcyclohexane diisocyanate, butane-1,4-diisocyanate DOO, hexamethylene diisocyanate, isopropylene diisocyanate, methylene diisocyanate, mention may be made of aromatic, such as lysine isocyanate.
また、３官能以上のイソシアネートとしては、１−メチルベンゾール−２，４，６−トリイソシアネート、１，３，５−トリメチルベンゾール−２，４，６−トリイソシアネート、ビフェニル−２，４，４’−トリイソシアネート、ジフェニルメタン−２，４，４’−トリイソシアネート、メチルジフェニルメタン−４，６，４’−トリイソシアネート、４，４’−ジメチルジフェニルメタン−２，２’，５，５’テトライソシアネート、トリフェニルメタン−４，４’，４”−トリイソシアネート、ポリメリック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。また、併用される脂肪族系ポリイソシアネートと芳香族系ポリイソシアネートは、それぞれ一種類に限られず一種類以上であってもよい。例えば、脂肪族系ポリイソシアネートの一種類と芳香族系ポリイソシアネートの二種類を併用してもよい。 Examples of the tri- or higher functional isocyanate include 1-methylbenzole-2,4,6-triisocyanate, 1,3,5-trimethylbenzole-2,4,6-triisocyanate, biphenyl-2,4,4 ′. -Triisocyanate, diphenylmethane-2,4,4'-triisocyanate, methyldiphenylmethane-4,6,4'-triisocyanate, 4,4'-dimethyldiphenylmethane-2,2 ', 5,5' tetraisocyanate, triisocyanate Examples thereof include phenylmethane-4,4 ′, 4 ″ -triisocyanate, polymeric MDI, and the like. Other prepolymers can also be used. The isocyanate is not limited to one type, and may be one or more types. If may be used in combination of two kinds of one type and an aromatic polyisocyanate of aliphatic polyisocyanates.
メラミンは、パウダー状のものが用いられる。前記メラミンは、平均粒径が小さいほどポリウレタンフォーム中におけるメラミンの分布が均一になって難燃効果が高まるため、平均粒径５０μｍ以下のものが好ましく、より好ましくは扱い易さや入手容易性等の観点から平均粒径１５〜３０μｍのものである。前記メラミンの量は、各クッション層のポリウレタンフォーム原料において１０〜３０ｗｔ％が好ましい。すなわち、メラミンの含有量（ｗｔ％）は、各クッション層におけるメラミンの重量／各クッション層のポリウレタンフォーム原料の重量×１００（ｗｔ％）で計算される。メラミンの量が少なすぎるとメラミンによる難燃効果が得難くなり、一方、メラミンの量が多すぎるとポリウレタンフォームの発泡バランスが崩れて良好なフォームが得難くなる。なお、メラミンは２，４，６−トリアミノ−１，３，５−トリアジンに加え、その誘導体である、アルキル化メラミン樹脂、具体的にはｎ−ブチル化メラミン、ｉｓｏ−ブチル化メラミン、ブチル化尿素メラミンが用いられる。また、同メラミンを、ポリオールにグラフト重合させたポリオールを使用することも可能である。
Melamine is used in powder form. The melamine has a mean particle size of 50 μm or less because the distribution of melamine in the polyurethane foam becomes uniform and the flame retardant effect increases as the average particle size becomes smaller. From the viewpoint, the average particle size is 15 to 30 μm. The amount of the melamine is preferably 10 to 30 wt% in the polyurethane foam raw material of each cushion layer. That is, the content (wt%) of melamine is calculated by the weight of melamine in each cushion layer / the weight of the polyurethane foam raw material of each cushion layer × 100 (wt%). If the amount of melamine is too small, it becomes difficult to obtain a flame retardant effect due to melamine. On the other hand, if the amount of melamine is too large, the foaming balance of polyurethane foam is lost and it becomes difficult to obtain a good foam. In addition, melamine is a derivative of 2,4,6-triamino-1,3,5-triazine, and its derivative, specifically, an alkylated melamine resin, specifically, n-butylated melamine, iso-butylated melamine, butylated Urea melamine is used. It is also possible to use a polyol obtained by graft polymerization of the melamine to a polyol.
難燃剤として前記メラミン以外のものを含むことができる。例えば、ノンハロゲン難燃剤としては、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。メラミンと他の難燃剤を併用する場合にはメラミンとリン酸エステル系難燃剤の併用が好ましい。その場合、他の難燃剤の量は、１０〜３０ｗｔ％が好ましい。 A flame retardant other than the melamine can be included. For example, non-halogen flame retardants include triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, trixylenyl phosphate, cresyl diphenyl phosphate, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, trioctyl phosphate, diethylphenyl phosphate, dimethylphenyl phosphate Examples thereof include phosphate ester flame retardants such as nates and resorcinol diphenyl phosphate, and inorganic flame retardants such as magnesium hydroxide and aluminum hydroxide. When melamine and another flame retardant are used in combination, the combined use of melamine and a phosphate ester flame retardant is preferred. In that case, the amount of the other flame retardant is preferably 10 to 30 wt%.
触媒としては、軟質ポリウレタンフォーム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。触媒の一般的な量は、ポリオール１００重量％に対して０．０１〜２．０ｗｔ％程度である。 As the catalyst, those known for flexible polyurethane foams can be used. For example, amine catalysts such as triethylamine, triethylenediamine, diethanolamine, dimethylaminomorpholine, N-ethylmorpholine, tetramethylguanidine, tin catalysts such as stannous octoate and dibutyltin dilaurate, phenylmercurypropionate or lead octenoate And metal catalysts (also referred to as organometallic catalysts). The general amount of the catalyst is about 0.01 to 2.0 wt% with respect to 100 wt% of the polyol.
発泡剤としては水が用いられ、ポリオール１００重量％に対して３．５〜５ｗｔ％程度が好適である。水の添加量により、フォーム密度を調整することができる。 Water is used as the foaming agent, and is preferably about 3.5 to 5 wt% with respect to 100 wt% of the polyol. The foam density can be adjusted by the amount of water added.
その他、整泡剤、顔料、架橋剤などの添加剤を適宜配合することができる。整泡剤は、軟質ポリウレタンフォームに用いられるものであればよく、シリコーン系整泡剤、含フッ素化合物系整泡剤および公知の界面活性剤を挙げることができる。顔料は、求められる色に応じたものが用いられる。架橋剤は、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、グリセリン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンジアミン等を挙げることができる。 In addition, additives such as a foam stabilizer, a pigment, and a crosslinking agent can be appropriately blended. Any foam stabilizer may be used as long as it is used for flexible polyurethane foams, and examples thereof include silicone foam stabilizers, fluorine-containing compound foam stabilizers, and known surfactants. As the pigment, those according to the required color are used. Examples of the crosslinking agent include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, glycerin, diethanolamine, triethanolamine, and ethylenediamine.
前記中間部クッション層１５の製造は、ポリオール類とイソシアネート類を直接反応させるワンショット法、あるいはポリオール類とイソシアネート類を事前に反応させて末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを得、それにポリオール類を反応させるプレポリマー法の何れも採用することができる。なお、スラブポリウレタンフォームから中間部クッション層１５を製造する場合、混合攪拌された原料（反応混合原料）をベルトコンベア上に吐出し、該ベルトコンベアが移動する間に、原料が常温、大気圧下で自然発泡し、硬化することでスラブポリウレタンフォームを製造し、その後、乾燥炉内で硬化（キュア）させた後、裁断等で所定形状の平板状にされる。 The intermediate cushion layer 15 is produced by a one-shot method in which a polyol and an isocyanate are directly reacted, or a polyol and an isocyanate are reacted in advance to obtain a prepolymer having an isocyanate group at a terminal. Any of the prepolymer methods to be reacted can be employed. In addition, when manufacturing the intermediate | middle part cushion layer 15 from a slab polyurethane foam, the raw material (reaction mixing raw material) mixed and stirred is discharged on a belt conveyor, and while this belt conveyor moves, a raw material is normal temperature and atmospheric pressure. A slab polyurethane foam is produced by spontaneous foaming and curing, and then cured (cured) in a drying furnace, and then cut into a flat plate having a predetermined shape.
前記上部クッション層２１は、シートクッション１０の着座側を構成する。前記上部クッション層２１は、メラミンを含むポリウレタンフォームの上下面を加熱して圧縮塑性変形させたものであり、ウレタン系等の接着剤により前記中間部クッション層１５の表面に接着されている。前記上部クッション層２１に用いられるメラミンを含むポリウレタンフォーム、すなわち加熱圧縮塑性変形前のメラミンを含むポリウレタンフォームは、ポリオールとイソシアネートを、難燃剤としてのメラミン、触媒及び発泡剤の存在下で反応させて得られるものである。前記ポリオール、イソシアネート、難燃剤としてのメラミン、触媒、発泡剤等は、前記中間部クッション層１５に用いられるメラミンを含むポリウレタンフォームと同様である。また、加熱圧縮塑性変形前のメラミンを含むポリウレタンフォームは、前記中間部クッション層１５で述べたのと同様にスラブポリウレタンフォームを裁断等で所定形状の平板状にしたものが好ましい。
The
前記上部クッション層２１の加熱圧縮塑性変形前の硬さ（ＪＩＳ Ｋ ６４００−２、Ａ法準拠）が６０〜１５０Ｎ、密度（ＪＩＳ Ｋ ７２２２準拠）が３０〜６０ｋｇ／ｍ３のものが好ましい。前記加熱圧縮塑性変形は、図２に示すように、加熱圧縮塑性変形前のメラミンを含むポリウレタンフォーム２１Ａを、加熱プレス装置３１の受け側熱盤３２と押し側熱盤３３間に配置し、前記メラミンを含むポリウレタンフォーム２１Ａの上下面を前記受け側熱盤３２と押し側熱盤３３で押圧し、圧縮することにより行うことができる。前記受け側熱盤３２と押し側熱盤３３には蒸気等の熱媒用配管（図示せず）が埋設され、前記熱媒用配管に蒸気等を通すことにより前記受け側熱盤３２と押し側熱盤３３を加熱することができるようになっている。前記受け側熱盤３２と押し側熱盤３３の加熱温度は１６０〜２４０℃が好ましい。この温度範囲とすることで、メラミンを含むポリウレタンフォーム２１Ａの塑性変形を効率よく行うことができるようになる。また、前記受け側熱盤３２と押し側熱盤３３によるメラミンを含むポリウレタンフォーム２１Ａの圧縮は、圧縮塑性変形前の元厚に対する圧縮率が２５〜５０％であるのが好ましい。この圧縮率とすることで、乗り心地を向上させることができる。圧縮率は、図２に示すように圧縮前のポリウレタンフォームの元厚をｄ、圧縮後のポリウレタンフォームの厚みをｄ’（圧縮状態における受け側熱盤３２と押し側熱盤３３間の間隔）とすると、圧縮率は（ｄ−ｄ’）／ｄ×１００（％）で計算される。
The
さらに前記加熱圧縮塑性変形前のメラミンを含むポリウレタンフォーム、すなわち前記上部クッション層２１の加熱圧縮塑性変形前の硬さ（ＪＩＳ Ｋ ６４００−２、Ａ法準拠）は、前記中間部クッション層１５の硬さ以下が好ましい。前記上部クッション層２１の加熱圧縮塑性変形前の硬さをこのようにすることにより、着座時の大腿部のストレスを一層生じにくくすることができる。また、前記上部クッション層２１の加熱圧縮塑性変形前の密度は３０〜６０ｋｇ／ｍ３のものが好ましい。この密度とすることにより、シートクッション１０の軽量性を損なわないようにすることができる。
Further, the polyurethane foam containing melamine before heat compression plastic deformation, that is, the hardness of the
以下この発明の実施例について、比較例とともに具体的に説明する。表１に示す配合割合のポリウレタンフォーム原料からスラブポリウレタンフォームの製造方法により、各実施例及び各比較例の上部クッション層用のポリウレタンフォームと中間部クッション層用のポリウレタンフォームを製造した。なお、比較例２については上部クッション層が存在しないため、上部クッション層用のポリウレタンフォームを製造していない。使用した各原料の詳細は以下の通りである。 Examples of the present invention will be specifically described below together with comparative examples. The polyurethane foam for the upper cushion layer and the polyurethane foam for the intermediate cushion layer of each Example and each Comparative Example were manufactured from the polyurethane foam raw material having the blending ratio shown in Table 1 by the method for manufacturing the slab polyurethane foam. In Comparative Example 2, since there is no upper cushion layer, a polyurethane foam for the upper cushion layer is not manufactured. Details of each raw material used are as follows.
ポリオールＡ：品番；ＥＰ−３３０Ｎ、三井ポリウレタン（株）、ポリエーテルポリオール、ＯＨＶ＝３３
ポリオールＢ：品番；ＥＰ−３０３３、三井ポリウレタン（株）、ポリエーテルポリオール、ＯＨＶ＝３４
メラミン：品番；メラミン２０２０Ａ、三井化学（株）、メラミンパウダー
品番；ＧＳ−６６、三井ポリウレタン（株）ポリエーテルポリオール、ＯＨＶ＝６６５
触媒Ａ：品番３３ＬＶ、エアプロダクツ（株）、アミン触媒
触媒Ｂ：品番；ＤＥＡ、三井化学（株）、アミン触媒
触媒Ｃ：品番；ＭＲＨ−１１０、城北化学（株）、スズ触媒
整泡剤：品番；Ｌ−５３０９、東レダウコーニング（株）、整泡剤
難燃剤：品番；ＣＲＰ、大八化学（株）
イソシアネート：品番；Ｃ−１３０３、日本ポリウレタン工業（株）、ＮＣＯ＝４３％
Polyol A: product number; EP-330N, Mitsui Polyurethanes, polyether polyol, OHV = 33
Polyol B: product number; EP-3033, Mitsui Polyurethanes, polyether polyol, OHV = 34
Melamine: product number; melamine 2020A, Mitsui Chemicals, Inc., melamine powder product number: GS-66, Mitsui polyurethane polyether polyol, OHV = 665
Catalyst A: Part No. 33LV, Air Products Co., Ltd., Amine Catalyst Catalyst B: Part No .; DEA, Mitsui Chemicals, Amine Catalyst Catalyst C: Part No .; MRH-110, Johoku Chemical Co., Ltd., Tin Catalyst Foam stabilizer: Product number; L-5309, Toray Dow Corning Co., Ltd., foam stabilizer Flame retardant: Product number; CRP, Daihachi Chemical Co., Ltd.
Isocyanate: product number; C-1303, Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., NCO = 43%
中間部クッション層用のポリウレタンフォームについては、縦５００ｍｍ、横５００ｍｍ、厚みを表２及び表３の値とした平板状に裁断して中間部クッション層とした。一方、上部クッション層用のポリウレタンフォームについては、厚みを圧縮率に応じた値にすると共に、縦５００ｍｍ、横５００ｍｍに裁断して得られた加熱圧縮塑性変形前の上部クッション層用ポリウレタンフォームを、図２に示す加熱プレス装置３１の受け側熱盤３２と押し側熱盤３３間に配置し、プレスすることにより、上部クッション層用ポリウレタンフォームの上下面を加熱して圧縮塑性変形させ、各実施例及び比較例の上部クッション層（厚み１０ｍｍ）とした。その際における受け側熱盤３２と押し側熱盤３３の温度は２００℃、プレス時間は２４０秒である。 The polyurethane foam for the intermediate cushion layer was cut into a flat plate having a length of 500 mm, a width of 500 mm, and a thickness as shown in Tables 2 and 3 to obtain an intermediate cushion layer. On the other hand, for the polyurethane foam for the upper cushion layer, the polyurethane foam for the upper cushion layer before heat compression plastic deformation obtained by cutting the thickness to a value corresponding to the compression ratio and cutting to 500 mm length and 500 mm width, By placing and pressing between the receiving-side heating plate 32 and the pressing-side heating plate 33 of the heating press device 31 shown in FIG. 2, the upper and lower surfaces of the polyurethane foam for the upper cushion layer are heated and compressed and plastically deformed. It was set as the upper cushion layer (thickness 10mm) of an example and a comparative example. At that time, the temperature of the receiving side hot platen 32 and the pushing side hot platen 33 is 200 ° C., and the pressing time is 240 seconds.
このようにして得られた中間部クッション層に対して密度（ｋｇ／ｍ３、ＪＩＳ Ｋ ７２２２準拠）、反発弾性（％、ＪＩＳ Ｋ ６４００準拠）、圧縮歪（％、ＪＩＳ Ｋ ６４００−４準拠）、硬さ（Ｎ、ＪＩＳ Ｋ ６４００−２、Ａ法準拠）、垂直難燃試験ＦＡＲ２５ ８５３ｂの測定を行った。また、上部クッション層に対しては、加熱圧縮塑性変形前のものについて、密度（ｋｇ／ｍ３、ＪＩＳ Ｋ ７２２２準拠）と硬さ（Ｎ、ＪＩＳ Ｋ ６４００−２、Ａ法準拠）を測定し、加熱圧縮塑性変形後のものについては、ＣＩ値と垂直難燃試験ＦＡＲ２５ ８５３ｂの測定を行った。ＣＩ値は、Ｃｏｍｆｏｒｔ ｉｎｄｅｘと呼ばれ、クッション材の乗り心地良さを示す指標として用いられている。ＣＩ値は、（６５％圧縮時の硬さ）／（２５％圧縮時の硬さ）の値で表されることからわかるように、着座時における初期の感触が柔らかく、さらに座り込んだときにしっかりと支えるものほど高い値となる。航空機の座席用シートクッションは、薄肉で硬いため、単純にＣＩ値の低い柔らかいものをクッション本体の表面に貼った場合、表面とクッション本体とにおける硬さの違いが大きく（荷重段差があり）、表面がすぐにつぶれてしまうため、硬さの違いを乗員が顕著に感じ、不快な乗り心地となってしまう。垂直難燃試験ＦＡＲ２５ ８５３ｂは、シートクッションが複層からなる場合、全ての層のそれぞれがこの難燃性に合格する必要があるとされている。なお、垂直難燃試験ＦＡＲ２５ ８５３ｂの測定方法については、米国連邦航空局規格の記載に準じる。測定結果は表２及び表３に示す通りである。 Density (kg / m 3 , conforming to JIS K 7222), rebound resilience (%, conforming to JIS K 6400), compressive strain (%, conforming to JIS K 6400-4) with respect to the intermediate cushion layer thus obtained. , Hardness (N, JIS K 6400-2, A method compliant), vertical flame retardant test FAR25 853b was measured. For the upper cushion layer, the density (kg / m 3 , JIS K 7222 compliant) and hardness (N, JIS K 6400-2, compliant with the A method) are measured for those before heat compression plastic deformation. The CI value and the vertical flame retardant test FAR25 853b were measured for the product after heat compression plastic deformation. The CI value is called “Comfort index” and is used as an index indicating the comfort level of the cushion material. The CI value is expressed by the value of (hardness at 65% compression) / (hardness at 25% compression). As can be seen, the initial feel when sitting is soft and firm when sitting down. The higher it is, the higher it will support. Aircraft seat cushions are thin and hard, so when a soft object with a low CI value is simply applied to the cushion body surface, there is a large difference in hardness between the surface and the cushion body (there is a load step). Since the surface is quickly crushed, the occupant feels the difference in hardness remarkably, resulting in an uncomfortable ride comfort. According to the vertical flame retardant test FAR25 853b, when the seat cushion is formed of a plurality of layers, each of all the layers needs to pass this flame retardancy. In addition, about the measuring method of the vertical flame retardant test FAR25 853b, it follows the description of the US Federal Aviation Administration standard. The measurement results are as shown in Tables 2 and 3.
また、独立気泡のポリオレフィンフォームとしてポリエチレンフォーム（品名：ＬＤ２４ＦＲ、メーカー：ＺＯＴＥＦＯＡＭ社、密度２４ｋｇ／ｍ３）を表２の厚みにした各実施例の下部クッション層を用意した。なお、下部クッション層は、縦寸法が５００ｍｍ、横寸法が５００ｍｍである。この下部クッション層についても、垂直難燃試験ＦＡＲ２５ ８５３ｂの測定を行った。 Moreover, the lower cushion layer of each Example which made polyethylene foam (Product name: LD24FR, manufacturer: ZOTEFOAM company, density 24kg / m < 3 >) as the closed cell polyolefin foam to the thickness of Table 2 was prepared. The lower cushion layer has a vertical dimension of 500 mm and a horizontal dimension of 500 mm. For this lower cushion layer, the vertical flame retardant test FAR25 853b was also measured.
前記下部クッション層の表面（上面）にゴム系接着剤（品名：５１００Ｆ、メーカー：セメダイン株式会社）をスプレーにより２０ｇ塗布し、その上に中間部クッション層を積層して接着し、さらに中間部クッション層の表面（上面）にゴム系接着剤（品名：５１００Ｆ、メーカー：セメダイン株式会社）をスプレーにより２０ｇ塗布し、その上に上部クッション層を積層して上部クッション層を接着し、各実施例のシートクッションを製造した。なお、比較例については、下部クッション層に相当するものがなく、上部クッション層と中間部クッション層を積層接着した二層品（比較例１）、または中間部クッション層のみの一層品（比較例２、比較例３）となっている。 20 g of rubber adhesive (product name: 5100F, manufacturer: Cemedine Co., Ltd.) is applied to the surface (upper surface) of the lower cushion layer by spraying, and an intermediate cushion layer is laminated and adhered thereon, and further the intermediate cushion 20 g of a rubber adhesive (product name: 5100F, manufacturer: Cemedine Co., Ltd.) is applied to the surface (upper surface) of the layer by spraying, and an upper cushion layer is laminated thereon to adhere the upper cushion layer. A seat cushion was manufactured. In addition, as for the comparative example, there is nothing corresponding to the lower cushion layer, and a two-layer product (Comparative Example 1) in which the upper cushion layer and the intermediate cushion layer are laminated and bonded, or a single-layer product having only the intermediate cushion layer (Comparative Example) 2 and Comparative Example 3).
このようにして得られた各実施例及び比較例のシートクッションに対して上部クッション層と中間部クッション層との間の荷重段差、シートクッションにおける単位面積当たりのばね定数（１０５Ｎ／ｍ）、シートクッション全体の湿熱圧縮歪（％）、大腿部ストレスを測定した。各測定及び判断結果を表２及び表３に示す。 The load step between the upper cushion layer and the intermediate cushion layer and the spring constant per unit area in the seat cushion (10 5 N / m) for the seat cushions of the examples and comparative examples thus obtained. The wet heat compression strain (%) and thigh stress of the entire seat cushion were measured. Tables 2 and 3 show the results of each measurement and judgment.
荷重段差は、クッションが二層の境界部分に発生する問題であり、Ｓ−Ｓ曲線（応力−歪み曲線）を描いたときに上層部の圧縮が終わり、圧縮が中間部に至ったときに現れる現象であり、２つの層における硬さの差が大きいと、境界部分で底突き感として感じるようになる。上層部にＣＩ値の高いものを使用すると、高圧縮時の反力が高いため、上層部から硬い中間部へ圧縮が移る際に違和感が少なくなって荷重段差を生じ難くなる。荷重段差の測定は、硬度−たわみ試験により行った。 The load step is a problem that the cushion is generated at the boundary between the two layers. When the SS curve (stress-strain curve) is drawn, the compression of the upper layer ends and the compression reaches the middle. It is a phenomenon, and when the difference in hardness between the two layers is large, it feels as a bottom sensation at the boundary. When the upper layer portion having a high CI value is used, the reaction force at the time of high compression is high, and therefore, when the compression moves from the upper layer portion to the hard intermediate portion, a sense of incongruity is reduced and a load step is hardly generated. The load step was measured by a hardness-deflection test.
シートクッションにおける単位面積当たりのばね定数（１０５Ｎ／ｍ）の値は、Ｓ−Ｓカーブの１０００Ｎ／２００φのところで読み取った。ばね定数が高いほど、少ない変位で高い荷重を支えることができ、シートクッションの薄肉化を図ることができ、航空機の座席用シートクッションにとって有利になる。なお、硬い素材を使用すれば、ばね定数を上げることは可能であるが、硬くなりすぎてシートクッションの乗り心地が悪くなる。 The value of the spring constant (10 5 N / m) per unit area in the seat cushion was read at 1000 N / 200φ of the SS curve. As the spring constant is higher, a higher load can be supported with less displacement, and the seat cushion can be made thinner, which is advantageous for a seat cushion for an aircraft seat. If a hard material is used, it is possible to increase the spring constant, but it becomes too hard and the ride comfort of the seat cushion becomes worse.
シートクッション全体の湿熱圧縮歪（％）は、試験片を５０℃、９５％ＲＨ、５０％圧縮状態で２２時間維持し、その後圧縮を解放して厚みを測定し、（試験開始前の元厚−圧縮解放後の厚み）／試験開始前の元厚×１００（％）により得た。 The wet heat compression strain (%) of the entire seat cushion was determined by maintaining the test piece at 50 ° C., 95% RH, 50% compression state for 22 hours, then releasing the compression and measuring the thickness. -Thickness after compression release) / original thickness before test start x 100 (%).
大腿部ストレスは、各実施例及び比較例のシートクッションをシートフレームに載置して椅子の着座部とし、そのシートクッションに、体重６０ｋｇの人間が着座し、座った瞬間（着座初期）と５分後の時点における着座者の大腿部における高圧部を、体圧分散測定器（品名：ビジュアルマット、メーカー：ニッタ株式会社）で測定し、測定結果での高圧部位が１０ポイント以上認められるときは有り。そうでないときは無しとした。 For thigh stress, the seat cushion of each example and comparative example is placed on a seat frame to be a seat of a chair, and a person with a weight of 60 kg sits on the seat cushion and sits at the moment (initial seating). The high pressure part of the thigh of the seated person at the time after 5 minutes is measured with a body pressure dispersion measuring device (product name: Visual Mat, manufacturer: Nitta Co., Ltd.), and the high pressure part in the measurement result is 10 points or more. There is time. When it was not so, it was set as none.
表２の結果からわかるように、実施例１〜５は、何れも各クッション層が垂直難燃試験ＦＡＲ２５ ８５３ｂに合格し、また荷重段差、大腿部ストレスが無く、しかも軽量で湿熱圧縮歪みが低いものであり、薄肉化が可能であり、航空機の座席として用いられるシートクッションとして好適なものである。 As can be seen from the results in Table 2, in each of Examples 1 to 5, each cushion layer passed the vertical flame retardant test FAR25 853b, there was no load level difference, no thigh stress, and it was lightweight and had wet heat compression strain. It is low, can be thinned, and is suitable as a seat cushion used as an aircraft seat.
それに対して、比較例１は、表３の結果からわかるように、上部クッション層が加熱圧縮塑性変形していないもの（圧縮率０％）であり、上部クッション層の硬さは実施例３において加熱圧縮塑性変形前の上部クッション層と同じであるが、比較例１は上部クッション層のＣＩ値が低いために荷重段差が検出され、大腿部ストレス（５分後）も有り、座った瞬間はソフトであるが、乗員の身体が沈み込みすぎて結局大腿部にストレスが発生し、トータル的に乗り心地の悪いものとなっている。比較例２は、メラミンを含まない硬いポリウレタンフォームの一層からなり、独立気泡のポリオレフィンフォームからなる下部フォーム層が存在しないことから、重くなっている。さらに、ばね定数が低いため、乗員の荷重を支えるには、さらにシートの厚みを大にしなければならず、薄肉性において実施例よりも劣ることになる。また、垂直難燃試験ＦＡＲ２５ ８５３ｂが不合格であると共に大腿部ストレスがあり、乗り心地の悪く、重いものである。比較例３は、難燃性に優れ、荷重段差及び大腿部ストレスのない良好なものであるが、独立気泡のポリオレフィンフォームからなる下部フォーム層が存在しないことから、重くなっている。さらに、バネ定数が低いため、乗員の荷重を支えるには、さらにシートの厚みを大にしなければならず、薄肉性において実施例よりも劣ることになる。 On the other hand, as can be seen from the results in Table 3, Comparative Example 1 is one in which the upper cushion layer is not subjected to heat compression plastic deformation (compression rate 0%), and the hardness of the upper cushion layer is that in Example 3. It is the same as the upper cushion layer before heat compression plastic deformation, but in Comparative Example 1, since the CI value of the upper cushion layer is low, a load step is detected, there is also a thigh stress (after 5 minutes), and the moment of sitting Is soft, but the occupant's body sinks too much, resulting in stress on the thighs, making it totally uncomfortable to ride. Comparative Example 2 consists of one layer of hard polyurethane foam that does not contain melamine and is heavy because there is no lower foam layer of closed-cell polyolefin foam. Furthermore, since the spring constant is low, in order to support the occupant's load, the thickness of the seat must be further increased, which is inferior to the embodiment in terms of thinness. Further, the vertical flame retardant test FAR25 853b was rejected, and there was thigh stress, which was uncomfortable and heavy. Comparative Example 3 is excellent in flame retardancy and has no load step and thigh stress, but is heavy because there is no lower foam layer made of closed-cell polyolefin foam. Furthermore, since the spring constant is low, in order to support the occupant's load, the thickness of the seat must be further increased, which is inferior to the embodiment in terms of thinness.
このように、本発明のシートクッションは、難燃性が高く、乗り心地が良好であると共に、軽量化及び薄肉化を実現できるものであり、特に高い難燃性、乗り心地、軽量性、薄肉化が求められる航空機の座席用として好適なものである。 As described above, the seat cushion of the present invention has high flame retardancy, good ride comfort, and can realize weight reduction and thinning, and particularly high flame retardance, ride comfort, light weight, thin wall This is suitable for aircraft seats that need to be made easier.
１０ シートクッション
１１ 下部クッション層
１５ 中間部クッション層
２１ 上部クッション層
10 Seat cushion 11 Lower cushion layer 15
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