JP2009011515A - 吸放熱形敷物 - Google Patents

Abstract

【課題】 寝具やソファー等に、床のような夏季における冷却作用、或いは、冬季における暖房作用がないので、体を直接冷却したり、或いは、直接暖房することができない。
【解決手段】 少なくとも内面が熱圧着性を有する袋体に液状の潜熱形蓄熱材を充填し、更に、前記袋体の表裏面を格子状に熱圧着することによって、前記蓄熱材を分断し、蓄熱材入りの独立した小体積のクッション片を形成し、このクッション片を複数個連結した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、使用者との間で直接的に熱の授受を行うことのできる敷物に関するものである。

春や秋のように人体にとって快適な季節の気温は２０℃前後であり、人体との温度差は１６℃程度となっている。一方、夏季においては気温が３０℃程度となり、人体との温度差が６℃程度となっている。また、冬季においては気温が０℃程度となって人体との温度差が３６℃程度となっている。

夏季においては、春や秋よりも前記温度差が小さくなるので、体表面から放出される熱が春や秋よりも小さくなり、体内に熱がこもって暑苦しくなっている。また、冬季においては、春や秋よりも前記温度差が大きくなるので、体表面から放出される熱が春や秋よりも大きくなるので、熱が奪われて寒くて凍えることになっている。

従って、春や秋においては特に温調をすることなく快適に過ごすことができるが、夏季においては室温が上昇して暑苦しくなるので窓を開放して外気を室内に採り入れて室温の低下が図られている。しかしながら、この方法では蚊などの虫が室内に侵入したり、ときには不審者が侵入したりすることがあるので、一般には窓を閉め切ってエアコンによって室温の低下が図られている。

また、冬季においては室温が低下して凍えるようなこともあり、ストーブを焚いたり、エアコンを使用したりして室温を上げることが行われている。マンションのように気密性の高い住居においては、火気取扱の問題や換気の問題からエアコンを使用して部屋全体を暖める方法が採用されている。

エアコンは、室内の空気を吸入して冷却したり加熱したりして室内に噴出するようになっているため、人の居住空間にまで温調された空気を到達させるためには、かなりの高速度で空気を噴出させる必要がある。従って、リビングのソファでくつろいでいる人や、ダイニングで食事をとっている人にエアコンから噴出された空気が直接当たって不快感を覚えたり、エアコンのファンの音がうるさくて気になったりする。特に、昼寝や就寝をしているときには、エアコンの風が顔に直接当たるという不快感と、高速で空気を噴出させるファンの音がかなりうるさく感じて睡眠が妨げられることになる。

そこで、一般には、就寝前の１時間乃至２時間程度の間エアコンを運転し、その後はエアコンを停止させることがされている。

日中などの人が活動している時間帯はほぼ連続してエアコンが動作しており、就寝中も連続で運転すると消費電力がかなり大きくなり不経済である。

このような消費電力の問題を解決するために、ウレタン発泡材でヒーターと蓄熱材とを包み込み、ウレタン層を介して人体を過熱する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００２−６１８５７号公報

前記特許文献１に記載された構造の装置は、蓄熱材とヒーターとがウレタンに包み込まれて形成されており、厚さがかなり大きなものとなっている。従ってベッドのような大型の寝具にしか適用することができないものであり、その取り扱い性が悪いのでホテルは勿論、病院などにも使用された例はないようである。

ところで、例えば、夏季のように外気温の上昇に伴って室温が上昇し、暑苦しい状態となっていても床面の温度は意外に低く、この上にシーツを敷いて寝転がれば床のヒンヤリとした温度が火照っている体には、ヒンヤリとした心地よさを与える。

また、冬季において床暖房された床の上に毛布を敷き、その上に冷えた体を横たえた場合には、床暖房の温度がそのまま体に伝達されて心地よい暖かさを感ずる。

ところが、夏季においてヒンヤリとして気持ちのよい床面は、人体からの放熱により暖められてしまい、ヒンヤリ感が長時間持続しなかった。また、ヒンヤリ感が持続するように床面を冷水によって冷却する床冷房が知られているが、施工業者による大がかりな工事が必要であったり、毛布や布団のように自由に持ち運ぶことはできない。

また、前記床暖房装置は床板の裏側に温水が流通する配管が張り巡らされており、この工事は専門業者によって行われるものであり、床冷房装置同様にかなり大がかりなものとなっている。従って、毛布や布団のように使用者が自由に持ち運んだりすることはできない。

しかしながら、寝具やソファー等に、前記の床のような夏季における冷却作用、或いは、冬季における暖房作用があれば、エアコンを長時間使用することもなく、体を直接冷却したり、或いは、直接暖房することができ、従来にはない快適な暖冷房を行うことができるのである。

このような体を直接冷却したり、或いは、直接暖房したりする寝具であって、持ち運び性や取り扱い性に優れたものがあれば、通常の布団のように誰でも簡単に使用することが可能であるが、このような暖冷房機能を有する寝具や敷物類は全く提案されていない。

ところで、冬季において布団の中の温度が３２℃であると極めて心地よい暖かさを感ずること、また、夏季において布団の中の温度が２８℃であると爽快な涼しさを感ずるということが知られている。また、人体表面から放出される熱は約５２ｋｃａｌ／ｈであるということも知られている。

本発明は、これらの知見に基づいてなされたのであって、夏季は使用者の熱を吸熱すると共に布団の中の温度を２８℃程度に保持し、冬季は使用者に熱を付与すると共に布団の中の温度を３２℃に保持するようにしたのである。

前記課題を解決するべく、本発明に係る敷物は、
１）少なくとも内面が熱圧着性を有する袋体に液状の潜熱形蓄熱材を充填し、更に、前記袋体の表裏面を格子状に熱圧着することによって、前記蓄熱材を分断し、蓄熱材入りの独立した小体積のクッション片を形成し、このクッション片を複数個連結したことを特徴としている。

２）４００乃至８００ｋｃａｌの熱を吸熱或いは放熱できる蓄熱材が前記敷物を構成するクッション片に充填され、その高さが５乃至１５ｍｍで、かつその体積が５６乃至１１１ｍｌに形成されていることを特徴としている。

３）前記蓄熱材は、硫酸ナトリウム十水和物を主体とする潜熱形蓄熱材であり、敷物に充填される量が１０〜２０ｋｇであることを特徴としている。

４）前記敷物は、２８乃至３２℃の温度範囲で潜熱を吸収し、或いは蓄熱していた潜熱を放出することを特徴としている。

５）前記クッション片は、その上に人体を横たえたとき、その人体をクッション片に内蔵された液状蓄熱材の内圧力によって弾性力を発生して支持するように構成されていることを特徴としている。

６）上側の袋と、下側の袋とが近接して設けられており、前記上側の袋に請求項１記載の敷物を入れ、前記下側の袋に前記敷物を加熱する電熱体を入れたことを特徴としている。

従来の寝具や敷物類は使用者との間で熱の授受がなされることはなかったが、本発明に係る敷物は蓄熱材と使用者とを近接させたので、使用者と蓄熱材との間で熱の授受が直接的に行われるようになる。従って、夏季は使用者の余分な熱（火照り）を取り除き、一方の冬季では使用者に熱を付与して人体を暖めることができ、使用者が一年を通して快適に過ごせるようになる。特に、ベッドや布団の中でベッドパッドのように使用すると、布団の中が心地よい温度に保たれるので極めて快適に就寝することができる。また、ソファーや椅子に敷いて使用し、快適にくつろぐこともできる。

蓄熱材を封入した敷物は、その蓄熱材がジェル状或いは液体中に固体が分散したような状態となっているのでふっくらと柔らかくて使用者に気持ちの良い感触を与える。また、蓄熱材はクッション片に充填されて弾性を有しているので、本発明に係る敷物上に横たわったり、腰掛けたりする使用者が弾力を持って支持される。

また、前記敷物は通常の布団や毛布のように気軽に持ち運ぶことができる。その上、折り畳みも可能であるので布団と共に畳んだり、布団とは別に畳んで収納することができる。また、座布団として使用したり、自動車の座席に敷いたりして使用することができる。

更に、蓄熱材がクッション片に充填されているので、使用者が本発明に係る敷物に腰掛けたり寝ころんだりしても蓄熱材が周辺部に逃げてしまったり、蓄熱材が偏在したりすることが防止され、常に均一に蓄熱材が充填された状態が保たれ、吸熱或いは放熱のムラが生じないようになっている。同様に、縦にしたり横にしたりして収納しても蓄熱材が偏在しない。

蓄熱材を分断して細分化したことにより、潜熱形蓄熱材が熱を吸収して固体状態から液体状態となり、また熱を放出して液体状態から固体状態となる相変化を繰り返しても過冷却現象を生ずることが防止され、長期に亘って使用することができる。

（概要）
図１は、本発明に係る敷物Ａをベッド２０で使用した状態を示す概略図であり、図２は図１に示すベッド２０で使用者Ｍが敷物Ａを敷いて寝ている状態の側面図である。本実施例においては、本発明に係る敷物Ａは所謂ベッドパッドであり、前述のように図１のようにベッド２０のマットレス２２の上に敷いて使用される。

敷物Ａは、図３に示すように上側の袋１２ａに収納されており、電熱体ｈが下側の袋１２ｂに収納され、上側の袋１２ａと下側の袋１２ｂとが近接して一体的となって形成されている。

そして、図２に示すように、使用者Ｍが敷物Ａの上に仰向けに寝ている状態では、使用者Ｍの体型に沿って敷物Ａが変形して人体を支持するので、敷物が人体と密着状態となって熱の授受が効率よく行われるのである。
（敷物Ａ）
前記蓄熱材を封入した敷物Ａは、図４に示すように多数の間仕切り１ａ（熱圧着痕）が格子状に形成されており、充填された蓄熱材３は分断されて細分化されている。また、敷物Ａは、図５に示すように熱圧着性に優れた直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）フィルムにナイロンフィルムを積層した積層フィルムを用いた。この積層フィルムのＬＬＤＰＥ層を内側にして熱圧着によりシール１ｃを形成し、蓄熱材３が充填される袋が形成される。このシール１ｃは、敷物Ａが使用された際に蓄熱材３に負荷された圧力によってシールが破壊されないように５乃至７ｍｍ程度の幅で形成されている。

また、約１ｍｍの幅の突条が形成されたプレス機で複数の間仕切り１ａを格子状に形成し、複数のクッション片１（蒲鉾状弾性体）が形成される。

前記積層フィルムを構成するＬＬＤＰＥフィルム１ｅは厚さが１５０μｍ、ナイロンフィルム１ｄは厚さが１５μｍとなっており、このナイロンフィルム１ｄは前記ＬＬＤＰＥフィルム１ｅが蓄熱材の分子を透過してしまうのでこれが外部に漏れ出さないようにするバリア層として機能している。

また、この積層フィルムは柔軟性に富んでおり、この積層フィルムから構成される敷物Ａも柔軟性に優れている。よって、取扱性の良いコシを有する大きさとしてベッド２０の長手方向に２５０ｍｍ、幅方向に９００ｍｍの大きさに形成されている。

また、弾力性と耐久性とから前記クッション片１の大きさはベッド２０の長手方向に２５０ｍｍ、幅方向に５０ｍｍ、厚さ５乃至１５ｍｍに形成され、一枚の敷物Ａに１８個のクッション片が形成されている。更に、クッション片１の体積は５６乃至１１１ｍｌとなっており、ベッド２０の上に敷かれている敷物Ａ全体としての蓄熱材が１０〜２０ｋｇとなるように前記クッション片１に蓄熱材３が充填されている。この実施例においては７枚の敷物Ａが使用されて一体となっており、一枚当たりの蓄熱材は約１．５乃至３ｋｇとなる。
（蓄熱材の種類と充填量）
人体の体表面から放出される熱量は約５２ｋｃａｌ／ｈであり、就寝時間が５時間乃至１２時間の範囲とすると、その就寝中の熱量は２６０乃至６２４ｋｃａｌ程度となる。蓄熱材として使用する硫酸ナトリウム十水和物の潜熱は約４０ｋｃａｌ／ｋｇであるので、一晩中十分に熱を吸収できるように１０乃至２０ｋｇの硫酸ナトリウム十水和物が使用され、４００乃至８００ｋｃａｌの熱を吸収できるようになっている。これは、冬場においては、４００乃至８００ｋｃａｌの熱を使用者に付与することができることを意味し、夏場において布団の中の温度を２℃下げるように、同量の熱を付与することで布団の中の温度を２℃上昇させるようになっている。

また、この硫酸ナトリウム十水和物は、布団の中の快適温度である２８〜３２℃の間で潜熱を吸収したり、蓄熱した潜熱を放出するという特性を有しており、布団の中の温度がこの温度範囲に保持するようにするものである。

なお、前記硫酸ナトリウム十水和物中に金属繊維（防食被膜等により防食処理されたもの）を混入し、熱伝導性の向上が図ることもできる。
（収納袋）
収納袋１２は、綿等の布製であり、吸湿性や通気性の良いものが使用されている。また、上側の袋１２ａと下側の袋１２ｂとの間には布帛１０が設けられており、前記袋と同様の布製や合成樹脂製のフィルム等が使用されている。

上側の袋１２ａは、本実施例においては７枚の敷物Ａを使用しているので、この敷物Ａを一枚ごとに収容できるようになっている。また、敷物Ａを出し入れできるようにファスナーが設けてあり、通常は収容した敷物Ａが取り出されないようにファスナーが閉じられている。

一方、下側の袋１２ｂはベッド２０の長手方向に２０００ｍｍ、幅方向に５２０ｍｍ程度の大きさとなっており、１枚の面状ヒーター（１９５０ｍｍ×５００ｍｍ）、或いは２枚の面状ヒーター（１９５０ｍｍ×２２０ｍｍ）を収容した状態でこのヒーターが収納袋の内部で移動しないようになっている。

そして、上側の袋１２ａと、下側の袋１２ｂとが近接した状態で一体的となっている。
（電熱体）
前記電熱体は面状ヒーターであって、ＰＴＣ特性を有するものが使用されている。詳しくは、本発明者が開発したプラヒート（ミサトの登録商標）が採用されており、極めて高い安全性が確認されているものである。

本実施例においては、前記面状ヒーターの両側部に長手方向に延長して設けられたそれぞれの電極間に、電流方向に沿って複数のスリットが形成され、折り曲げや使用者による押圧に応じて変形しやすくなっている。また、消費電力は２０Ｗ程度のものが使用されている。

以下、本実施例における寝具の使用方法を説明する。
（夏場における使用方法）
１）図１に示すように、ベッド２０のマットレス２２等の上に本発明に係る敷物Ａを敷き、掛け布団や毛布などで覆われないようにこれらをまくり上げておく。
２）室温が２６℃程度となるようにエアコン４０を運転する（就寝する前の２時間程度）。
３）エアコン４０を停止させ、室温程度（２６〜２７℃程度）に冷却された敷物Ａの上に横たわり就寝する。
４）一晩中布団の中の温度がほぼ２８℃に保たれ、心地よい爽快な涼しさを感じながら起床する。
夏場は、電熱体ｈは取り外し、丸めて収納しておいてもよい。
（冬場における使用方法）
１）図１に示すように、ベッド２０のマットレス２２等の上に本発明に係る敷物Ａを敷き、掛け布団や毛布などでこの敷物を覆う。
２）就寝の約２時間前に電熱体ｈの電源を入れ、蓄熱材を約３２℃強に加温する。
３）電熱体ｈの電源を切り、敷物Ａの上に横たわり就寝する。
４）一晩中布団の中の温度がほぼ３２℃に保たれ、心地よい暖かさを感じながら起床する。

本実施例により、電気毛布のように一方的に人体へ熱が付与されるのではなく、人体が快適に感ずる温度となるように蓄熱材と人体との間で熱の授受が行われ、また、その熱の授受が穏やかに行われるので、極めて快適な心地よさを感ずることができるのである。

また、夏季においては、寝始めは体の火照りもあり蓄熱材との温度差が比較的大きくなるので、蓄熱材が素早く体の火照りを取り除くこととなり、その後は穏やかに吸熱するようになるので心地よく就寝することができる。。

また、電気毛布や蓄熱装置を組み込んだマットレスは冬期限定で使用されるものであったが、本発明の寝具は夏季も冬季も使用することができる。また、春や秋などの睡眠に適した時期であっても通常のベッドパッドのように使用することができ、また、穏やかな熱の授受が行われるので、体が火照っているときには吸熱し、少し冷えたときには熱が付与されるので、一年を通じて使用することができる。

また、本発明の寝具は、収納袋とバッグと面状ヒーターとが簡単に分離できるので、収納袋を定期的に洗濯したり、夏季は面状ヒーターを取り外したりできる。

従来のシーツやベッドパッドのように使用することができ、折り畳んだり丸めたりすることもできるので、旅館やホテル等の宿泊施設において大量に使用することもできる。

そして、蓄熱材の過冷却現象が防止されるので、長期に亘って使用することができる。

蓄熱材を可撓性のバッグに封入したことによりぷよぷよ感が増し、これが体に密着することでとても気持ちよい感触が得られる。

なお、バッグには、熱伝導性を向上させるために蓄熱材側と人体側との面にアルミ箔を接着してもよい。或いは、好みに合わせて人体側からの吸熱を抑制することを目的としてバッグのフィルムを厚くしたり、別のフィルムを貼り付けたりすることもできる。

なお、袋に入れずに、ベッドの上にヒーターと蓄熱材とを載置し、これの上にシーツを敷いた状態で使用することもできる。

また、ソファーに敷いたり、或いは、椅子の座席に敷いたり背もたれにかけたりして使用することもできる。

本発明に係る敷物を使用した状態を示す概略図である。 本発明に係る敷物の上に使用者が就寝している状態を示す図である。 本発明に係る敷物の断面図である。 本発明に係る敷物の平面図である。 敷物Ａの一部拡大断面図である。 本発明に係る敷物の裏面図である。 （イ）敷物の平面図、（ロ）敷物の平面図である。 電熱体を使用しない敷物の断面図である。

符号の説明

Ａ 敷物
ｈ 電熱体
Ｍ 使用者
１ クッション片
１ａ 熱圧着痕
１ｃ シール
１ｄ ナイロンフィルム
１ｅ 直鎖状低分子量ポリエチレンフィルム
３ 蓄熱材
９ 電極
１０ 布帛
１２ 袋
１２ａ 上側の袋
１２ｂ 下側の袋
２０ ベッド
２２ マットレス

Claims (6)

1. 少なくとも内面が熱圧着性を有する袋体に液状の潜熱形蓄熱材を充填し、更に、前記袋体の表裏面を格子状に熱圧着することによって、前記蓄熱材を分断し、蓄熱材入りの独立した小体積のクッション片を形成し、このクッション片を複数個連結したことを特徴とする冷・暖房機能を持つ敷物。
2. ４００乃至８００ｋｃａｌの熱を吸熱或いは放熱できる蓄熱材が前記敷物を構成するクッション片に充填され、その高さが５乃至１５ｍｍで、かつ、その体積が５６乃至１１１ｍｌに形成されていることを特徴とする請求項１記載の冷・暖房機能を持つ敷物。
3. 前記蓄熱材は、硫酸ナトリウム十水和物を主体とする潜熱形蓄熱材であり、前記敷物に充填される量が１０乃至２０ｋｇであることを特徴とする請求項１記載の冷・暖房機能を持つ敷物。
4. 前記冷・暖房機能を持つ敷物は、２８乃至３２℃の温度範囲で潜熱を吸収し、或いは蓄熱していた潜熱を放出することを特徴とする請求項１記載の冷・暖房機能を持つ敷物。
5. 前記クッション片は、その上に人体を横たえたとき、その人体をクッション片に内蔵された液状蓄熱材の内圧力によって弾性力を発生して支持するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の冷・暖房機能を持つ敷物。
6. 上側の袋と、下側の袋とが近接して設けられており、前記上側の袋に請求項１記載の敷物を入れ、前記下側の袋に前記敷物を加熱する電熱体を入れたことを特徴とする複合敷物。

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