JP2003048937A - クッション構造体とその製造方法 - Google Patents

クッション構造体とその製造方法

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JP2003048937A
JP2003048937A JP2001237392A JP2001237392A JP2003048937A JP 2003048937 A JP2003048937 A JP 2003048937A JP 2001237392 A JP2001237392 A JP 2001237392A JP 2001237392 A JP2001237392 A JP 2001237392A JP 2003048937 A JP2003048937 A JP 2003048937A
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tourmaline
polyurethane foam
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polyol
low
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Tetsuya Tsuboi
哲也 坪井
Shigetoshi Mimura
成利 三村
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Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用に際して違和感を生じることなく、トル
マリンの有するマイナスイオン効果を効果的に利用可能
で、それでいて生産性の良いクッション構造体とその製
造方法を提供する。 【解決手段】 反発弾性が0.1〜30%である低反発
ポリウレタンフォーム2に、粉状トルマリン3を含ませ
たクッション構造体とその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はクッション構造体と
その製造方法に関し、詳しくは、マイナスイオンを放出
するトルマリン配合のクッション構造体とその製造方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】トルマリン(電気石)がマイナスイオン
を放出するとの効果が確認され、マイナスイオンの人体
に対するリラクゼーション効果などの効用が注目されて
以来、トルマリンの利用が考えられている。例えば、寝
具類を構成する素材にトルマリンの粉体を複合させて、
マイナスイオン効果を発揮させようとするものがある
(特開平10−309225号公報など)。この寝具
は、トルマリン粉体を和紙製や布製の袋体に収容して、
この袋体を寝具の中心部に配置し、表面層に綿などのク
ッション材を重ねて積層している。
【0003】しかし、この構造では、トルマリンの粉体
が硬質であるため、使用している間に袋体が破損して、
袋体内部の粉状トルマリンが外部に漏れ出易く、又、袋
体の配置箇所に身体が位置すると局部的に体圧が高くな
り、違和感を生じるのみならず、床ずれの原因にもなり
易い。しかも、睡眠中の身体の移動に伴い、トルマリン
の粉体どうしが擦れて異音を発し、安眠を妨げられるお
それもあった。
【0004】そこで、軟質ポリウレタン発泡体(以下、
ポリウレタンフォームという)などにトルマリンの粉体
を混合・分散させ、上記欠点を解消して寝具などに利用
する技術が開発されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ポ
リウレタンフォームは弾性体であり、反発力も少なくな
いため、寝具などに使用した場合に、トルマリンの粉体
が微細であることもあって、トルマリンから放出される
マイナスイオンの雰囲気に身体箇所の極く一部が浸るこ
とができるにすぎず、マイナスイオンによるリラクゼー
ション効果を十分に利用できるには至っていないのが現
状である。
【0006】しかも、粉状トルマリンを含むポリウレタ
ンフォーム原液を、ミキシングヘッドに供給して吐出し
ようとする場合、従来の方法ではポンプ系の内部を傷つ
け易く、原液の吐出流量を精度よく維持することができ
ず、生産性にバラツキが生じ、改良の要請が強かった。
【0007】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
有する問題点に鑑みて、使用に際して違和感を生じるこ
となく、トルマリンの有するマイナスイオン効果を効果
的に利用可能で、それでいて生産性の良いクッション構
造体とその製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的は各請求項記載
の発明により達成される。すなわち、本発明に係るクッ
ション構造体の特徴構成は、反発弾性が0.1〜30%
である低反発ポリウレタンフォームに、粉状トルマリン
を含ませたことにある。
【0009】この構成によれば、このクッション構造体
を寝具などに利用すると、身体がクッション構造体内部
に深く沈み込むようになるため、身体との接触面積を大
きく確保でき、トルマリンの有するマイナスイオン雰囲
気に身体を晒すことができて、マイナスイオン効果を十
分に活用でき、リラクゼーション効果を十分に発揮させ
ることができる等、利用価値の高いものとなる。しか
も、トルマリン粉体が低反発ポリウレタンフォームと一
体になっているため、脱落することはなく、かつ身体の
移動に伴い異音が発生するということもなく、しかも長
く使用しても床ずれを生じることがない。
【0010】尚、反発弾性が30%を超えると、クッシ
ョン材の触感において硬い感じが強くなり、寝具などに
使用する場合には、身体との接触面積を大きくできない
ので好ましくなく、0.1%未満の反発弾性の低いポリ
ウレタンフォームは製造が難しく、生産コストが高くな
って好ましくない。
【0011】前記低反発ポリウレタンフォームは、密度
が30〜160kg/m3 であり、厚さ10cmのフォ
ームを1/10に圧縮し、圧縮力を解放したとき元の高
さに戻るまでの回復時間が5秒〜100秒であることが
好ましい。
【0012】本発明のクッション構造体を寝具などに利
用した場合、身体の重みによりクッション構造体が圧縮
された場合に反発力が小さく、寝具と身体との接触箇所
が大きくなり、粉状トルマリンのマイナスイオン効果が
十分に発揮されるのみならず、体圧が分散され均等化さ
れて床ずれの生じるおそれを確実に解消でき、快適な安
眠効果が得られるものとなる。
【0013】クッション構造体を構成する低反発ポリウ
レタンフォームの密度が30kg/m3 未満では、ポリ
ウレタンフォームの製造が難しく、160kg/m3
超えると圧縮することが難しい。また、厚さ10cmの
フォームを1/10に圧縮し、圧縮力を解放したとき元
の高さに戻るまでの回復時間が5秒未満では、反発が大
きく、100秒を超えるとクッション材として体圧が均
等にかかり難いものとなる。
【0014】前記ポリウレタンフォームは、0℃以上
と、−20℃以下とにそれぞれ1つずつ、合わせて2つ
のガラス転移点を有すると共に、前記粉状トルマリンが
0.1〜40重量%含まれていることが好ましい。
【0015】この構成によれば、ポリウレタンフォーム
が、0℃以上のガラス転移点を有することにより、厚さ
10cmのフォームを1/10に圧縮し、圧縮力を解放
したとき元の高さに戻るまでの回復時間が5〜100秒
のフォームが、確実に形成される。この場合、ポリウレ
タンフォームのガラス転移点は、公知の粘弾性特性測定
装置にて測定可能であるが、通常は、粘弾性スペクトロ
メーターを使用して測定する。又、含まれる粉状トルマ
リンが0.1重量%未満では、放出されるマイナスイオ
ンが少なく、粉状トルマリンが40重量%を越えて存在
しても原料コストが高くなる割に効果の向上が少なく、
又クッション材として使用した場合に硬質感じが強くな
って好ましくない。含まれる粉状トルマリンは、より好
ましくは1〜20重量%である。更に、粉状トルマリン
の好ましい粒径は、1mm以下、より好ましくは100
μm以下である。
【0016】又、本発明に係るクッション構造体の製造
方法の特徴構成は、反発弾性が0.1〜30%となる低
反発ポリウレタンフォーム原液と粉状トルマリンとを混
合し、又は前記低反発ポリウレタンフォーム原液を構成
するポリオール成分の一部と前記粉状トルマリンとを混
合し、この混合物を、一軸偏心ねじポンプによりミキシ
ングヘッドに供給して後、このミキシングヘッドから注
入することにある。
【0017】この構成によれば、一軸偏心ねじポンプを
使用すると、このポンプは通常のポンプと異なり、金属
どうしの摺り合わせを有さず、金属とゴムとの組み合わ
せからなっているので、粉状トルマリンを含むポリウレ
タンフォーム原液を、ミキシングヘッドに供給して吐出
しようとする場合にも、磨耗を生じることがないので、
ポンプ系の内部を傷つけ難く、原液の吐出流量を精度よ
く維持することができて、生産性にバラツキが生じるこ
とを確実に低減できる。その結果、使用に際して違和感
を生じることなく、トルマリンの有するマイナスイオン
効果を効果的に利用可能で、それでいて生産性の良いク
ッション構造体の製造方法を提供することができた。
尚、ミキシングヘッドからの注入は、型内に注入するモ
ールド工法により行ってもよいし、コンベア上に吐出す
るスラブ発泡工法に使用してもよい。
【0018】前記粉状トルマリンを0.1〜40重量%
含むことが好ましい。含まれる粉状トルマリンは、1〜
20重量%であることがより好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図面を参
照して詳細に説明する。図1は、本実施形態に係るクッ
ション構造体の製造方法の工程例を示す。まず、粒径1
mm以下の粉状トルマリン0.1〜40重量%(#1)
を、ポリウレタンフォーム原液に加えて十分に攪拌・混
合して均一分散させる(#2)。この混合物を、一軸偏
心ねじポンプ(スネーク型あるいはモーノポンプ)(#
3)を用いてミキシングヘッドに送給する(#4)。次
いで、ミキシングヘッドから所定形状のモールドに、粉
状トルマリンを含むスラリー状のポリウレタンフォーム
原液を注入する(#5)。モールド内で発泡させると共
に(#6)、加熱硬化させて(#7)、例えば図2に示
す枕1を得る(図2は、左部分に枕カバーで被覆した状
態を示し、右部分に枕カバーを除いた一部破断斜視構造
を示す)。
【0020】ポリウレタンフォーム原液には、ポリウレ
タンフォームの技術分野にいうポリオール化合物、イソ
シアネート成分、DOP(ジオクチルフタレート)や含
ハロゲンリン酸エステル化合物のような難燃剤などの可
塑剤、発泡剤、触媒、整泡剤あるいは気泡調整剤などを
含ませることができる。
【0021】ポリオール化合物としては、平均官能基数
2〜4、水酸基価30〜60mgKOH/gのポリオー
ル(a)と、平均官能基数2〜4、水酸基価200〜2
70mgKOH/gのポリオール(b)とを含有してい
ることが好ましい。
【0022】ポリオール(a)と、ポリオール(b)と
を含有させることにより、−20℃以下の温度範囲と、
0℃以上の温度範囲との夫々にガラス転移点を有するポ
リウレタンフォーム製クッション材を容易に得ることが
でき、圧縮力を解放したとき元の高さに戻るまでの回復
時間が5秒〜100秒という特性を充たすポリウレタン
フォームが得られる。
【0023】ポリオール(a)/ポリオール(b)の比
率は、30/70〜80/20(重量比)であることが
好ましい。ポリオール(a)/ポリオール(b)の比率
が、30/70より小さい場合、すなわち、ポリオール
(b)が70重量%を超える場合には、得られたウレタ
ンフォームの室温での硬度が高くなる場合があり、ポリ
オール(a)/ポリオール(b)の比率が80/20よ
り大きい場合、すなわち、ポリオール(a)が80重量
%を超える場合は、反発弾性率が高くなる場合があり、
圧縮状態からの回復時間が5秒未満となる場合がある。
【0024】上述のポリオール(a)は、ポリオキシア
ルキレンポリオール、好ましくはポリオキシプロピレン
ポリオール(PPG)と、ポリオキシアルキレンポリエ
ステルブロック共重合体ポリオールとを含有しているこ
とが好ましい。ポリオキシアルキレンポリオールとポリ
オキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオ
ールと併用することにより、厚さ10cmのフォームを
1/10に圧縮し、圧縮力を解放したとき元の高さに戻
るまでの回復時間が5秒〜100秒という特性を充たす
ポリウレタンフォームを容易に得ることができる。
【0025】ポリオキシアルキレンポリオールと、ポリ
オキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオ
ールとを併用する場合、これらのポリオール化合物は、
ポリオール(a)中に、それぞれ30〜70重量%の範
囲で含有されていることが好ましい。
【0026】また、ポリオール(b)は、オキシアルキ
レン単位中にオキシエチレン単位が20〜70重量%含
有されているポリオキシアルキレンポリオールであるこ
とが好ましい。
【0027】ポリオール(b)としてオキシエチレン単
位を含有するポリオールを使用することにより、−20
℃以下の温度範囲と0℃以上の温度範囲との夫々に、ガ
ラス転移点を有するポリウレタンフォームがより容易に
形成される。
【0028】発泡剤としては、環境への影響が少なく、
強度の高いポリウレタンフォームが得られる水を使用す
ることが特に好ましい。ただし、HFC−245fa,
HFC−365mfc,HFC−134a,シクロペン
タン,n−ペンタン等の有機低沸点発泡剤を併用しても
よい。
【0029】ポリイソシアネート成分としては、ポリウ
レタンフォームの製造に通常使用される公知のポリイソ
シアネートを使用できる。具体的には、2,4−又は
2,6−トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェ
ニルメタンジイソシアネート(MDI)〔精製MDI
(p−MDI),粗製MDI(c−MDI),ウレトン
イミン変成MDI等が存在する。〕、フェニレンジイソ
シアネート(PDI)、ナフタレンジイソシアネート
(NDI)等の芳香族ポリイソシアネート、1,3−又
は1,4−キシリレンジイソシアネート(XDI)等の
芳香脂肪族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソ
シアネート(HDI)等の脂肪族ポリイソシアネート、
イソフォロンジイソシアネート(IPDI)、4,4’
−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)(水
素添加MDI)、水素添加XDI等の脂環族ポリイソシ
アネート、及びこれらポリイソシアネートのカルボジイ
ミド変性体、ビュレット変性体、アロファネート変性
体、2量体、3量体などが挙げられ、これらを単独ある
いは2種以上併用して用いてもよい。
【0030】整泡剤としては、公知のシリコン整泡剤か
ら適宜選択して使用する。また触媒も、公知のアミン系
触媒、金属系触媒から、ポリウレタン形成反応を強く促
進する触媒、水との反応を強く促進する触媒を、適宜バ
ランスよく選択して使用する。
【0031】上記例示のイソシアネート化合物のなかで
も、芳香族ポリイソシアネート類の使用が好ましく、T
DI、MDIの使用がより好ましい。
【0032】図2に示す枕1は、反発弾性が0.1〜3
0%である低反発ポリウレタンフォーム2に、粉状トル
マリン3を全体に含ませて構成されているので、頭部を
枕1の中央凹み部に載置した場合には、頭部が低反発ポ
リウレタンフォームに深く沈み込み、頭部の広い面積に
わたって低反発ポリウレタンフォームが接触するように
なり、低反発ポリウレタンフォーム中のトルマリンから
放出されるマイナスイオンが効果的に頭部に作用する。
その結果、快い睡眠をもたらすことになる。
【0033】〔別実施の形態〕 (1)本発明の利用形態として、図2に示す枕を例示し
たが、もとより枕の形状はこれに限定されるものではな
く、種々の形状の枕に適用できるのみならず、枕以外に
も寝具、マットレス、自動車用シートの背もたれ、座布
団など各種クッション材として使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るクッション構造体の製造方法を示
すフローチャート
【図2】本発明に係るクッション構造体の一利用形態例
を示す枕の一部破断斜視図
【符号の説明】
2 低反発ポリウレタンフォーム 3 粉状トルマリン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) //(C08G 18/00 C08G 101:00 101:00) Fターム(参考) 3B096 AD01 3B102 AA01 AB05 AB07 AC01 4J002 CK021 DK006 FD206 GC00 4J034 AA01 BA03 BA07 BA08 CA01 CA03 CB02 CC01 DA01 DB03 DC50 DG02 DG03 DQ04 HA06 HA07 HC11 HC12 HC61 HC64 HC67 HC71 HC73 MA04 NA01 NA03 QB01 QB15 QC01 QD03 RA03

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反発弾性が0.1〜30%である低反発
    ポリウレタンフォームに、粉状トルマリンを含ませたク
    ッション構造体。
  2. 【請求項2】 前記低反発ポリウレタンフォームは、密
    度が30〜160kg/m3 であり、厚さ10cmのフ
    ォームを1/10に圧縮し、圧縮力を解放したとき元の
    高さに戻るまでの回復時間が5秒〜100秒である請求
    項1のクッション構造体。
  3. 【請求項3】 前記ポリウレタンフォームは、0℃以上
    と、−20℃以下とにそれぞれ1つずつ、合わせて2つ
    のガラス転移点を有すると共に、前記粉状トルマリンが
    0.1〜40重量%含まれている請求項1又は2のクッ
    ション構造体。
  4. 【請求項4】 反発弾性が0.1〜30%となる低反発
    ポリウレタンフォーム原液と粉状トルマリンとを混合
    し、又は前記低反発ポリウレタンフォーム原液を構成す
    るポリオール成分の一部と前記粉状トルマリンとを混合
    し、この混合物を、一軸偏心ねじポンプによりミキシン
    グヘッドに供給して後、このミキシングヘッドから注入
    するクッション構造体の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記粉状トルマリンを0.1〜40重量
    %含む請求項4のクッション構造体の製造方法。
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