JP2003291154A - クッション材の製造方法 - Google Patents

クッション材の製造方法

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JP2003291154A
JP2003291154A JP2002096265A JP2002096265A JP2003291154A JP 2003291154 A JP2003291154 A JP 2003291154A JP 2002096265 A JP2002096265 A JP 2002096265A JP 2002096265 A JP2002096265 A JP 2002096265A JP 2003291154 A JP2003291154 A JP 2003291154A
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Satoru Horibe
哲 堀部
Kimihisa Kimura
公久 木村
Toshihiko Ogawa
俊彦 小川
Masaaki Kotaka
正晃 小鷹
Shigetoshi Mimura
成利 三村
Tetsuya Tsuboi
哲也 坪井
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KITANI KK
Gifu Prefecture
Toyo Tire Corp
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KITANI KK
Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Gifu Prefecture
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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡便、安価な方法で人体の形状に即した形状を
有する軟質ポリウレタンフォームクッション材を製造可
能な軟質ポリウレタンフォームクッション材の製造方
法、長時間の使用においても痛み、疲労が発生しないよ
うに局部的に高い圧力が人体に作用しない、体圧分散性
能が高い軟質ポリウレタンフォームクッション材の製造
方法を提供する。 【解決手段】採型手段1を人体2に当接させて母型3を
作製する採型工程、前記母型3の採型面4に硬化性材料
6を被覆して硬化させ、成形型8を作製する型作製工
程、及び前記成形型8を使用して軟質ポリウレタンフォ
ームを発泡形成してクッション材20とする発泡成形工
程とを有する、体の外形に即した形状を備えた軟質ポリ
ウレタンフォームクッション材の製造方法とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、人体の形状にフィ
ットする形状を有する軟質ポリウレタンフォームクッシ
ョン材の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】軟質ポリウレタンフォームクッション材
としては、ベルトコンベア上に発泡原液組成物を供給し
て発泡させ、連続した発泡体とし、これを裁断するスラ
ブフォームと金型キャビティー内に発泡原液組成物を注
入して発泡させ、所定の形状の発泡体とするモールドフ
ォームが周知である。
【0003】シートクッション材においては、身体障害
者や起きて動くことのできない病人が使用するシートク
ッション材、姿勢矯正用のクッション材、レーシングカ
ーの座席シート等に使用されるクッション材は、使用す
る人の体型にぴったり適合した形状であることが求めら
れる。
【0004】また長時間の使用においても痛み、疲労、
褥瘡等が発生しないように局部的に高い圧力が人体に作
用しないことが求められ、クッション材として体圧分散
性能が高いことが要求される。
【0005】かかる使用する人の体型にぴったりフィッ
トする形状を有するクッション材の製造方法としては、
上述のスラブフォームないしモールドフォームを人体の
形状に合わせて裁断、切削する方法、人体の形状に応じ
た金型を作製してモールドフォームを作製する方法、並
びにモールドフォームにさらにスラブフォームのシート
を貼合する方法がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、スラブフォー
ムやモールドフォームを人体の形状に合わせて裁断、切
削する方法では、微妙な寸法調整が難しく、製造に多大
の時間を要し、実用的な方法とは言えない。
【0007】人体の形状に応じた金型を作製してモール
ドフォームを作製する方法によれば、各人ごとに別個に
金型を作製しなければならない。モールドフォーム用の
金型は、一般的には木型を作製し、この木型を使用して
砂型を作製し、この砂型に溶融アルミニウムを流し込ん
で製造される。しかも、人体の形状に応じた複雑な形状
の金型キャビティー内に発泡原液組成物液を単に注入し
ただけでは、液が金型キャビティー内に完全に行き届か
ずに欠肉して不良品を生じる場合があり、かかる欠肉を
防止するためには、発泡原液組成物を金型内にて発泡に
よる加圧状態となるようにして液を隅々まで行きわたら
せる必要がある。そのため、金型を内圧に耐える強度を
有するものとすると同時に金型のシール部の精度を高く
する必要があり、金型制作費が高く、高価なクッション
材となってしまい、各個人に応じたクッション材の製造
方法に適したものとは言えない。
【0008】また一般的な形状のモールドフォームにス
ラブフォームのシートを貼合する方法によれば、金型制
作費は少なくて済むが、各人に合わせてスラブフォーム
のシートを裁断、研削して貼合する必要があり、やはり
製造に多大の時間を要し、実用的ではない。
【0009】本発明の目的は、簡便、安価な方法で人体
の形状に適合する形状を有する軟質ポリウレタンフォー
ムクッション材の製造方法を提供することにある。
【0010】別の本発明の目的は、簡易で強度が高くな
く、高度のシール精度が不要な金型を使用しても欠肉を
生じることのない軟質ポリウレタンフォームクッション
材の製造方法を提供することにある。
【0011】また別の本発明の目的は、長時間の使用に
おいても痛み、疲労、褥瘡等を発生させる局部的に高い
圧力が人体に作用しない、体圧分散性能が優れた軟質ポ
リウレタンフォームクッション材の製造方法を提供する
ことにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、人体の外形に
適合する形状を備えた軟質ポリウレタンフォームクッシ
ョン材の製造方法であって、採型手段を人体に当接させ
て母型を作製する採型工程、前記母型の採型面に硬化性
材料を被覆して硬化させ、成形型を作製する型作製工
程、及び前記成形型を使用して発泡原液組成物を発泡さ
せて軟質ポリウレタンフォームクッション材を形成する
発泡成形工程とを有することを特徴とする。
【0013】かかる構成を有する製造方法により、簡便
かつ安価な方法で人体の形状に適合する形状を有する軟
質ポリウレタンフォームクッション材を製造することが
できる。
【0014】前記発泡成形工程は、成形型に低反発ポリ
ウレタンフォームを形成する第1発泡原液組成物を被覆
して低反発層を形成する低反発層形成工程及び前記低反
発層の外面に高反発ポリウレタンフォームを形成する第
2発泡原液組成物を被覆して高反発層を形成する高反発
層形成工程とを有することが好ましい。
【0015】人体に接する側に低反発発泡層を設けるこ
とにより、長時間の使用においても痛み、疲労が発生し
ないように局部的に高い圧力が人体に作用しない、体圧
分散性能が高い軟質ポリウレタンフォームクッション材
を製造することができる。
【0016】低反発層の厚みは、5〜30mmであるこ
とが好ましい。薄すぎると低反発層を設けた効果が小さ
く、厚すぎると高反発弾性層の効果が得られなくなり、
安定性にかけるクッション材となる。低反発層の厚み
は、10〜20mmであることがより好ましい。
【0017】低反発層を構成する低反発ポリウレタンフ
ォームは、反発弾性率が20%以下であることが好まし
い。また高反発層を構成する高反発ポリウレタンフォー
ムの反発弾性率は50%以上であることが好ましい。
【0018】前記低反発発泡層形成工程は、前記第1発
泡原液組成物をスプレー吹付法により被覆するものであ
ることが好ましい。
【0019】成形型の表面に均一な厚みの低反発層を、
欠肉や空間部の発生なく形成することができる。
【0020】高反発層形成工程における高反発フォーム
を形成する第2発泡原液組成物もスプレー吹付法により
被覆することが好ましい。
【0021】スプレー吹付法の採用により、簡易で強度
が高くなく、高度のシール精度が不要な金型を使用して
も欠肉のない軟質ポリウレタンフォームクッション材を
製造することができる。
【0022】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。図1〜図9に本発明の軟質ポリウレタン
フォームクッション材の製造方法を示した。
【0023】図1、2は、採型工程と採型工程において
得られた母型を示したものである。一般的なクッション
形状ないし直方体形状の採型手段1に人2を着座させて
人2の外形にフィットした形に該採型手段1を変形さ
せ、そのままの形状に固定して人の外形にフィットした
凹状の採型面4を有する母型3とする。この際に、各人
毎に、より好ましい形状になるように、また姿勢矯正が
目的である場合にはより矯正に適した形状となるよう
に、専門家が調整をすることは好ましい態様である。
【0024】採型手段1としては、公知のものが限定な
く使用可能である。具体的には、ゴムシート等の弾性体
にて形成された袋内に粒子を充填した採型手段が例示さ
れる。この採型手段は、人が着座すると内部の粒子が流
動して人体形状に沿った状態となる。この状態で袋内部
を減圧にすると粒子の流動が阻止され、その形状のまま
固定され、母型3となる。
【0025】図3、4には、母型3を使用して成形型を
作製する型作製工程を示した。図3には母型3の人体形
状適合形状面に硬化性材料として石膏のスラリーを含浸
した布テープ6を被覆する工程を示した。石膏が硬化し
た後に母型3を取り除くことにより成形型8が形成され
る。成形型8は母型3の端縁にて形成された枠8Fと採
型面4にて形成された成形面8Gとからなる。成形面8
Gは母型3の採型面4が反転した形状であり、人体とほ
ぼ同じ形状になる。
【0026】成形型8を作製するための硬化性材料6と
しては、公知の材料が使用可能である。具体的にはシリ
コン系樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、
ポリウレタン樹脂等が例示される。これらは樹脂単独で
使用してもよく、上記の石膏の場合のように織布、不織
布等の繊維材料に含浸させたプリプレグとして使用して
もよい。
【0027】母型3に被覆する硬化性材料6の厚みは、
上述の成形面8Gが人体とほぼ同じ形状になり、これを
利用してクッション材を成形するので、成形型としての
強度を有する限り薄い方が好ましい。一般的には1〜5
mm程度である。
【0028】成形型8の成形面8Gは、必要に応じて各
種の仕上げを行う。例えば硬化性材料として石膏を使用
した場合にはその表面には微細な凹凸、孔が形成される
場合があるので、硬化性の樹脂、例えばシリコン系樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレ
タン樹脂等をかかる凹凸、孔を埋め、表面が平滑になる
ように薄く被覆することが例示される。また 軟質ポリ
ウレタンフォームクッション材の発泡成形に際しては、
成形型8からの脱型のために、離型剤を塗布することは
好適な態様である。
【0029】図5〜図9は、成形型8を使用して軟質ポ
リウレタンフォームクッション材を製造する発泡成形工
程を示したものである。離型剤を塗布した成形型8の表
面に低反発ポリウレタンフォームを形成する第1発泡原
液組成物10を、スプレーガンS1を使用してスプレー
吹付する。第1発泡原液組成物は、発泡・硬化して図6
に示したように低反発層12を形成する。
【0030】単に型に発泡原液組成物を注入すると型の
凹部に多く、凸部には少なく付着するので発泡層に偏肉
が生じるが、第1発泡原液組成物10をスプレー吹付す
ると、図6に示したように比較的均一な低反発層が形成
されるというメリットがある。
【0031】低反発層12を形成した後に高反発ポリウ
レタンフォームを形成する第2発泡原液組成物13をス
プレーS2により塗布して高反発層14を形成すること
により、目的とする軟質ポリウレタンフォームクッショ
ン材20が得られる。
【0032】上記の第1発泡原液組成物並びに第2発泡
原液組成物を成形型8に吹き付けるためのスプレー装置
S1,S2としては、公知のポリウレタンフォーム用ス
プレー発泡装置が使用可能であり、例えばEDFシステ
ム(松下工業製)等が例示される。
【0033】高反発層14は成形型8の枠8Fを超えて
盛り上がるように形成し、底面が平坦になるように裁断
することが好ましい。高反発層の厚みは、最も薄い部分
においても10mm以上であることが好ましい。
【0034】得られた軟質ポリウレタンフォームクッシ
ョン材は、公知のクロス、合成皮革、天然皮革等の表皮
材にて被覆して使用に供される。また、別のクッション
材、スプリング付きフレーム等と組み合わせて使用して
もよい。
【0035】上記においては、臀部に適合した形状を有
するクッション材の製造の例を示したが、これに限定さ
れるものではなく、頭部、背中、腰部等を保護するクッ
ション材も同様に製造可能である。
【0036】本発明に使用する軟質ポリウレタンフォー
ムは、ポリオール組成物とポリイソシアネート化合物を
混合して発泡原液組成物とし、これを発泡・硬化させる
ことにより形成される。かかるポリオール組成物は、ポ
リオール化合物、触媒、発泡剤、架橋剤等から構成され
る。
【0037】ポリイソシアネート化合物としては、軟質
ポリウレタンフォームの分野において公知のポリイソシ
アネート化合物が限定なく使用可能である。かかるポリ
イソシアネート化合物は、「ポリウレタン樹脂ハンドブ
ック」(岩田敬治著、日刊工業新聞社)において周知で
ある。
【0038】使用するポリオール化合物は、軟質ポリウ
レタンフォームの分野において公知の化合物が限定なく
使用可能であり、特にポリオキシプロピレンポリオール
の使用が好適である。
【0039】低反発ポリウレタンフォームを形成するポ
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200〜270mgKOH
/gのポリオール(b)とを含有していることが好まし
い。
【0040】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、0℃以上の温度範囲にガラス
転移点を有するポリウレタンフォームとなり、反発弾性
率が20%以下の低反発ポリウレタンフォームとなる。
低反発ポリウレタンフォームは、0℃以上の温度範囲と
−20℃以下の温度範囲とのそれぞれにガラス転移点を
有するものであることが安定して低反発層を形成可能で
あり、より好ましい。かかる低反発ポリウレタンフォー
ムは、特開平11−286566号公報等において公知
である。
【0041】高反発ポリウレタンフォームを構成するポ
リオール化合物としては、一般的なポリオキシプロピレ
ンポリオールと共にポリオール化合物中にポリマー粒子
を微粒子状にて分散させたポリマーポリオールを使用す
る。
【0042】高反発ポリウレタンフォームとしては、例
えば特開平7−90045号公報、特開平8−2316
77号公報に記載のフォームが公知である。
【図面の簡単な説明】
【図1】採型手段を人体に接触させて母型を作製する採
型工程を示した図
【図2】母型を示した図
【図3】母型に硬化性材料を被覆する型作製工程を示し
た図
【図4】成形型を示した図
【図5】成形型に第1発泡原液組成物をスプレー吹付す
る低反発層形成工程を示した図
【図6】成形型に低反発層が形成された状態を示した断
面図
【図7】第2発泡原液組成物をスプレーコートする高反
発層形成工程を示した図
【図8】低反発層と高反発層とが形成された上対を示し
た断面図
【図9】作製された軟質ポリウレタンフォームクッショ
ン材を示した図
【符号の説明】
1 採型手段 2 人体 3 母型 4 採型面 6 硬化性材料 8 成形型 20 軟質ポリウレタンフォームクッション材
───────────────────────────────────────────────────── 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) B29K 75:00 B29K 75:00 105:04 105:04 (72)発明者 堀部 哲 岐阜県高山市山田町1554番地 岐阜県生活 技術研究所内 (72)発明者 木村 公久 岐阜県高山市山田町1554番地 岐阜県生活 技術研究所内 (72)発明者 小川 俊彦 岐阜県岐阜市薮田南2丁目1番1号 岐阜 県庁内 (72)発明者 小鷹 正晃 岐阜県高山市松本町140番地 株式会社キ タニ内 (72)発明者 三村 成利 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 (72)発明者 坪井 哲也 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 Fターム(参考) 4F202 AA42 AG20 AH26 AH51 AJ06 AJ09 CA01 CB01 CD03 CD04 CD07 CD22 4F204 AA42 AG20 AH26 AH51 EA01 EB01 EB22 EF01 EF25 EF27 EL18

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 人体の外形に適合する形状を備えた軟質
    ポリウレタンフォームクッション材の製造方法であっ
    て、 採型手段を人体に当接させて母型を作製する採型工程、
    前記母型の採型面に硬化性材料を被覆して硬化させ、成
    形型を作製する型作製工程、及び前記成形型を使用して
    発泡原液組成物を発泡させて軟質ポリウレタンフォーム
    クッション材を形成する発泡成形工程とを有する軟質ポ
    リウレタンフォームクッション材の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記発泡成形工程は成形型に低反発ポリ
    ウレタンフォームを形成する第1発泡原液組成物を被覆
    して低反発層を形成する低反発層形成工程及び前記低反
    発層の外面に高反発ポリウレタンフォームを形成する第
    2発泡原液組成物を被覆して高反発層を形成する高反発
    層形成工程とを有する請求項1に記載の軟質ポリウレタ
    ンフォームクッション材の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記低反発層形成工程は、前記第1発泡
    原液組成物をスプレー吹付法により被覆するものである
    請求項2に記載の軟質ポリウレタンフォームクッション
    材の製造方法。
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