JP2009100986A - マットレス用クッション材及びマットレス - Google Patents

Abstract

【課題】貫通孔の加工をすることなく優れた通気性を有し、弾性フィルムの積層を必要とせずに十分なクッション性を有し、しかもソフトな弾性を有するマットレス用のクッション材を提供する。
【解決手段】表皮材内に収容してマットレスを形成するクッション材であって、人体側に位置する第１層フォーム１２と下側に位置する第２層フォーム１４とが積層されており、第１層軟質フォーム１２と第２層軟質フォーム１４は、同一配列の凹凸を有するプロファイル加工がされたものであり、第１層軟質フォーム１２と第２層軟質フォーム１４とは凹凸の山（１６、１８）にて接着、積層されているマットレス用クッション材１０とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、感触に優れ、むれ難く、しかも寝心地が良好で快適なマットレス用クッション材並びに該クッション材を使用したマットレスに関するものであり、マットレス用クッション材は、具体的には袋状表皮材に収容する積層軟質ポリウレタンフォームに関するものである。本発明のクッション材を使用したマットレスは、一般家庭用、病院用及びホテルのベッド等における使用に好適である。

マットレスのクッション材としては、軟質ポリウレタンフォームが一般的に使用されており、より優れた特性を得るために２層構造としたマットレス用クッション材が公知である（例えば特許文献１、２など）。

特許文献１に開示されたマットレスクッション材は、２層の軟質ポリウレタンフォームが積層されたものである。特許文献１には、上層軟質フォームと下層軟質フォームが共にプロファイル加工されており、上層は低反発の軟質フォームであり、下層軟質フォームの凹凸が床面に接するように構成されており、通気性向上のために厚さ方向に貫通孔が多数形成されている。

特許文献２に開示されたマットレスクッション材は、特許文献１と同様に上層軟質フォームと下層軟質フォームが共にプロファイル加工され、該２層の軟質ポリウレタンフォームが積層されたものであり、上層と下層のプロファイル加工の凹凸面を、上層の凸部を下層の凹部に対向させて互いの凹部を凸部で充填すると共に間に弾性フィルムを挟んで積層したものである。

特開２００６−１４８１９号公報 特開２００５−１６８９６４号公報

しかし、特許文献１に開示されたマットレス用クッション材は、通気性確保のために厚さ方向に貫通孔を形成する必要があり、製造の工数が多く、また特許文献２に開示されたマットレスはクッション性には優れているが、上層と下層の間に弾性フィルムが存在するために厚さ方向の通気性が十分ではなく、材料費も積層に要する工数も多い。

本発明は、少なくとも２層の軟質ポリウレタンフォームが積層された上記公知技術の問題点に鑑みて、貫通孔の加工をすることなく優れた通気性を有し、弾性フィルムの積層を必要とせずに十分なクッション性を有し、しかもソフトな弾性を有するマットレス用のクッション材を提供することを目的とする。

本発明のクッション材は、表皮材内に収容してマットレスを形成するクッション材であって、
人体側に位置する第１層フォームと下側に位置する第２層フォームとが積層されており、
前記第１層軟質フォームと第２層軟質フォームは、同一配列の凹凸を有するプロファイル加工がされたものであり、
前記第１層軟質フォームと第２層軟質フォームとは前記凹凸の山にて接着、積層されていることを特徴とする。

上記構成のクッション材は貫通孔の加工をすることなく優れた通気性を有し、弾性フィルムの積層を必要とせずに十分なクッション性を有し、しかもソフトな弾性を有するマットレス用のクッション材である。

即ち、第１層軟質フォームと第２層軟質フォームとを同一配列の凹凸を有するプロファイル加工とし、該プロファイル加工の凹凸の山にて接着、積層する構成により、人体の荷重がかかってもプロファイル加工の谷同士の間に空隙が確保されやくすく、また就寝時の使用者の寝返りごとに人体の端部近傍からクッション材の端部に連通して開口する大きな空気流通路が形成される結果、人体からマットレスの厚さ方向に浸透した水分が該空気流通路を通じて迅速に外部に排出され、極めて通気性、快適性に優れたクッション材となる。また山同士の接着部は人の就寝時において指圧効果を奏するために快適なマットレスを形成することができる。

上述のクッション材においては、前記第１層軟質フォームは、２５％硬さが４０Ｎ／３１４ｃｍ^２以下かつ通気度が３．０ｃｆｍ（通気度１．０ｃｆｍ＝２８．２Ｌ／ｍｉｎ）以上であり、前記第２層軟質フォームは、２５％硬さが１５０Ｎ／３１４ｃｍ^２以上かつ通気度が３．０ｃｆｍ以上であることが好ましい。

係る構成のクッション材を使用すると、初期のタッチの感触が良好であり、人の就寝時においては、下層となる第２層軟質フォームの弾性が良好なクッション性を発揮する。また人体側となる第１層軟質フォームの通気性が高いために厚さ方向への水分の通過と凹部により形成される通気路を通じた空気の移動による該水分の排出作用によりむれの少ない快適なマットレスが得られる。第２層軟質フォームの通気度も３．０ｃｆｍ（８４．６Ｌ／ｍｉｎ）以上であることが好ましい。係る構成によれば、クッション材の厚さ方向の通気性がさらに向上して快適なマットレスが得られる。

上記のマットレス用クッション材においては、前記第１層軟質フォームの凹凸の山の高さと前記第２層軟質フォームの凹凸の山の高さが異なることが好ましい。

係る構成によれば、とりわけ通気性の高いクッション材を形成することができる。特に硬さの低い軟質フォーム層の山の高さを高くすることにより、該フォームが人の就寝により圧縮された場合でも、谷同士の間に空隙が形成されやすく、マットレスの通気性がより確実に確保される。

本発明のクッション材を構成する第１層軟質フォーム及び第２層軟質フォームとしては、公知の連続気泡軟質ポリウレタンフォームを使用することができる。市販の軟質ポリウレタンフォームを使用してもよい。

上記のクッション材においては、前記第１層軟質フォームは、ポリオール化合物を含むポリオール成分とポリイソシアネート化合物とを反応させて得られる連続気泡軟質ポリウレタンフォームであり、前記ポリオール化合物は、平均官能基数２〜４、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体であり、エチレンオキサイドの含有率が５０〜９０重量％、水酸基価が３０〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール化合物（Ａ）と平均官能基数２〜４、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体又はプロピレンオキサイドの重合体であり、エチレンオキサイドの含有率が５０重量％以下、水酸基価が３０〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール化合物（Ｂ）を含み、
前記ポリエーテルポリオール化合物（Ａ）の含有量がポリオール化合物１００重量部中５０〜９０重量部であることが好ましい。

係る構成の連続気泡軟質ポリウレタンフォームはしっとりした感触とソフトな弾性を有する感触とを併せ持つ優れた感触を有するフォームであり、優れた吸放湿性を有するためにより感触、快適性に優れたマットレスを得ることができる。

上記の第１層軟質フォームにおいては、前記ポリオール化合物は、さらにポリエーテルポリオール化合物として平均官能基数２〜４、水酸基価が３００〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇ，より好ましくは３５０〜４５０ｍｇＫＯＨ／ｇの低分子量ポリエーテルポリオール化合物（Ｃ）をポリオール化合物１００重量部中に５〜１５重量部含有することが好ましい。

係る構成により、ソフトな感触を有しつつ高密度、高通気度で反発弾性率が高い連続気泡軟質ポリウレタンフォームからなる上層たる第１層軟質フォーム層をより確実に形成することができる。

ポリエーテルポリオール化合物（Ｃ）は、ポリエーテルポリオール化合物（Ａ）ないし（Ｂ）の一部を置き換えることにより配合する。平均官能基数２〜４、水酸基価が３００〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇの低分子量ポリエーテルポリオール化合物（Ｃ）は、硬質ポリウレタンフォーム用のポリオール化合物であり、通常軟質ポリウレタンフォームには使用されないものであるが、係るポリオール化合物を一部使用することにより前述の特性を有する軟質ポリウレタンフォームが得られる。低分子量ポリエーテルポリオール化合物（Ｃ）は、プロピレンオキサイドの重合体であることが好ましい。

上述のポリオール化合物は、周知の方法により製造することができる。即ち、エチレングリコール、グリセリン、トリエタノールアミン、ペンタエリスリトール等の多官能アルコールを開始剤として、プロピレンオキサイドのみ、もしくはエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを、加圧下に必要に応じて触媒を使用して反応させる方法が例示される。

上記のクッション材においては、第１層軟質フォームを構成する連続気泡軟質ポリウレタンフォームは、ポリウレタンを構成するポリオール化合物中のエチレンオキサイド重合単位が２５〜８０重量％であることが好ましく、３５〜６５重量％であることが、吸放湿性と他の特性のバランスがよく、より好ましい。

係る構成のクッション材は、第１層軟質フォームを構成する連続気泡軟質ポリウレタンフォームが、連続気泡による通気性に加えて、ポリウレタンを構成するポリオール化合物中のエチレンオキサイド重合単位の割合が多いためにマットレスの使用時に人体から放散される水分を効果的に吸収すると共に不使用時や乾燥時には吸収した水分を急速に放出する優れた吸放湿性を有するために、極めて快適なクッション材である。

第１層軟質フォームの密度（コア密度）は２０〜５０ｋｇ／ｍ^３であることが好ましい。２０ｋｇ／ｍ^３未満の場合、所定の硬さを得ることが難しくなり、５０ｋｇ／ｍ^３を超えるとマットレスの軽量性が低下する。第１層軟質フォームは、密度が４０ｋｇ／ｍ^３以下であることがより好ましい。

第１層軟質フォームの２５％硬さの下限値は特に限定されないが、硬さが低すぎる場合には下層の感触が伝わって感触が低下する場合があるため、１０Ｎ／３１４ｃｍ^２以上であることが好ましく、２０Ｎ／３１４ｃｍ^２以上であることがより好ましい。また第１層軟質フォームの反発弾性率は３０％以上であることが好ましい。第１層軟質フォームの反発弾性率が３０％未満の場合には体圧分散には適しているがソフト感が低下する。第１層軟質フォームの反発弾性率は高い方が好ましいが、５０％を超えるものを製造することは難しい。

第２層軟質フォームの特性は特に限定されるものではないが、軽量性、クッション性を考慮すると、反発弾性率は２０％以上であることが好ましく、２５〜８０％であることがより好ましい。第２層軟質フォームの密度は１５〜４０ｋｇ／ｍ^３であることが好ましく、１５〜３５ｋｇ／ｍ^３であることがより好ましい。第１層軟質フォーム並びに第２層軟質フォームの通気度の上限は一般の高通気性軟質ポリウレタンフォームと同程度である。第１層軟質フォーム並びに第２層軟質フォームの密度は共に４０ｋｇ／ｍ^３以下であることがより好ましく、係る構成によれば特に軽量性に優れたマットレスが得られる。

軟質ポリウレタンフォームの硬さは、例えばフォームを構成するポリウレタン重合体におけるイソシアネート化合物単位の重量比率により調整することができ、密度は発泡剤の添加量により調整することができる。

図１は、本発明のクッション材の好適な実施形態を例示した部分斜視図であり、図２は断面図である。クッション材１０は、上層の人体側となる連続気泡軟質ポリウレタンフォーム層である第１層軟質フォーム１２と下層側（使用時における床側層）となる第２層軟質フォーム１４とからなる２層構造の複層構造を有する。第１層軟質フォームと第２層軟質フォームは、いずれも同一配列の凹凸を有し、凹凸の山同士を接着して積層されている。即ち第１層軟質フォームの凹凸の山１６と第２層軟質フォームの山１８とが接着され、第１層軟質フォームの凹凸の谷部２０と第２層軟質フォームの凹凸の谷部２２によりクッション材に連続した空隙が形成されている。凹凸が同一配列であるということは、このように第１層軟質フォームと第２層軟質フォームのプロファイル加工の山同士の間隔が同じであって、接着可能であることを意味する。

プロファイル加工の凹凸の配列は特に限定されるものではないが、山の間隔は１０〜１００ｍｍであることが好ましく、２０〜８０ｍｍであることがより好ましい。第１層軟質フォーム１２の山の高さｈ１（谷底から山の頂上までの間隔）並びに第２層軟質フォーム１４の山の高さｈ２は、いずれも５〜１００ｍｍであることが好ましく、１０〜５０ｍｍであることがより好ましい。第１層軟質フォームの凹凸の山の高さと前記第２層軟質フォーの凹凸の山の高さを異なったものとする場合、ｈ１とｈ２の差は５ｍｍ以上であることが好ましく、１０〜５０ｍｍであることがより好ましい。第１層軟質フォームの厚さ（ｔ１）と第２層軟質フォームの厚さ（ｔ２）は特に限定されないが、いずれも１０〜１００ｍｍ，より好ましくは２０〜６０ｍｍである。

軟質ポリウレタンフォームのプロファイル加工は、規則的に配設された突起を有する２本のロールの間に軟質ポリウレタンフォームを送り込み、圧縮された状態で排出された直後の突起による圧縮歪がある位置でカッターにてスライスすることにより行われることは周知である。従って、凹凸は通常片面のみに形成される。プロファイル加工の凹凸の山の高さは、ロール間隔の調整やロールの突起の高さの変更により変更することができる。

第１層軟質フォームと第２層軟質フォームのプロファイル加工の凹凸の山同士の接着は、接着剤を使用した公知の方法により行うことができる。接着剤としては、乾燥後の皮膜が弾性を有するものを使用することが好ましく、ポリウレタン系接着剤、ポリクロロプレンゴム等のゴム系接着剤、アクリル樹脂系接着剤等を例示することができる。これらの接着剤は、ホットメルト型、エマルジョン型、溶剤型などとして使用することができる。

（第１層軟質フォームの製造例）
第１層軟質フォームを構成する軟質ポリウレタンフォームを形成するポリオール組成物は、３官能で、水酸基価が５２ｍｇＫＯＨ／ｇのエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合ポリエーテルポリオールＥＰ５０５ＳＮＢ（ＥＯ＝７２重量％；三井タケダケミカル）６０重量部、３官能で、水酸基価が５６ｍｇＫＯＨ／ｇのプロピレンオキサイド重合体ポリエーテルポリオールＰＰＧ−３０００（ダウケミカル）３０重量部、及び水酸基価が４００ｍｇＫＯＨ／ｇのプロピレンオキサイド重合体の３官能低分子量ポリオール化合物ＧＲ−０９（三井タケダケミカル）１０重量部からなるポリオール化合物（ポリオール化合物の全量１００重量部：エチレンオキサイド含有率＝５２重量％）に触媒としてＴＥＤＡ Ｌ３３（東ソー）１．５重量部、整泡剤ＳＦ２９０４（東レダウコーニングシリコン）３重量部、発泡剤である水を１．２重量部混合して調製した。

イソシアネート成分としてＴＤＩ−８０（２，４−ＴＤＩ／２，６−ＴＤＩ＝８０／２０）を使用し、ＮＣＯ／ＯＨ当量比が１／１となるようにポリオール組成物と混合して発泡原液組成物として使用し、スラブ状の軟質ポリウレタンフォームを製造した。得られた軟質ポリウレタンフォームは密度が３０ｋｇ／ｍ^３、通気度が３．０ｃｆｍ、反発弾性率が３０％、２５％硬度が３０Ｎ／３１４ｃｍ^２であり、ソフトで柔らかな弾性を有し、優れた感触を有するものであった。この軟質ポリウレタンフォームスラブを裁断して長さ２１００ｍｍ，幅１２０ｍｍ，厚さ６０ｍｍのシートとし、このシートをプロファイル加工して山の高さが３０ｍｍの第１層軟質フォーム材料（山の頂上までの厚さ４５ｍｍ）を得た。

（第２層軟質フォーム）
市販の低密度（２２ｋｇ／ｍ^３）で反発弾性率３０％、２５％硬度が１８０Ｎ／３１４ｃｍ^２の連続気泡軟質ポリウレタンフォーム＃２２ＨＰ（東洋ゴム工業製）を第１層軟質フォームと同じ平面パターンのプロファイル加工をして長さ２１００ｍｍ，幅１２０ｍｍ，山の高さ２０ｍｍ，山の頂上までの厚さ３５ｍｍの第２層軟質フォーム材料とした。

（マットレスの製造例）
上記の第１層軟質フォーム材料と第２層軟質フォーム材料とをプロファイル加工による凹凸の山同士を接着、積層してクッション材を製造した。接着は市販のポリクロロプレンゴムのトルエン溶液である接着剤を、第２層軟質フォームの山の頂上近傍に塗布し、所定のオープンタイムの後に第１層軟質フォームを接着することにより行った。綿製の生地とポリエステル繊維からなるメッシュ状の生地を縫製して長さ２１００ｍｍ，幅１２０ｍｍ，厚さ７５ｍｍのクッション層を収容可能な袋状の表皮材を製造し、この内部に上記クッション材を収容してマットレスを作製した。メッシュ状の生地は、下面側となるように使用した。このマットレスは、良好なクッション性を有し、しかもソフトな感触を有するとともに長時間使用してもむれのない快適なものであった。

本発明のクッション材の好適な実施形態を例示した断面図を含む斜視図 本発明のクッション材の別の実施形態を例示した断面図を含む斜視図

符号の説明

１０ クッション材
１２ 第１層軟質フォーム
１４ 第２層軟質フォーム
１６ 第１層軟質フォームの山
１８ 第２層軟質フォームの山

Claims (6)

1. 表皮材内に収容してマットレスを形成するクッション材であって、
   人体側に位置する第１層フォームと下側に位置する第２層フォームとが積層されており、
   前記第１層軟質フォームと第２層軟質フォームは、同一配列の凹凸を有するプロファイル加工がされたものであり、
   前記第１層軟質フォームと第２層軟質フォームとは前記凹凸の山にて接着、積層されていることを特徴とするマットレス用クッション材。
2. 前記第１層軟質フォームは、２５％硬さが４０Ｎ／３１４ｃｍ^２以下かつ通気度が３．０ｃｆｍ以上であり、前記第２層軟質フォームは、２５％硬さが１５０Ｎ／３１４ｃｍ^２以上かつ通気度が３．０ｃｆｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のマットレス用クッション材。
3. 前記第１層軟質フォームの凹凸の山の高さと前記第２層軟質フォーの凹凸の山の高さが異なることを特徴とする請求項１又は２に記載のマットレス用クッション材。
4. 前記第１層軟質フォームは、ポリオール化合物を含むポリオール成分とポリイソシアネート化合物とを反応させて得られる連続気泡軟質ポリウレタンフォームであり、前記ポリオール化合物は、平均官能基数２〜４、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体であり、エチレンオキサイドの含有率が５０〜９０重量％、水酸基価が３０〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール化合物(Ａ)と平均官能基数２〜４、プロピレンオキサイドとエチレンオキサイドの共重合体又はプロピレンオキサイドの重合体であり、エチレンオキサイドの含有率が５０重量％以下、水酸基価が３０〜７０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオール化合物(Ｂ)を含み、
   前記ポリエーテルポリオール化合物(Ａ)の含有量がポリオール化合物１００重量部中５０〜９０重量部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマットレス用クッション材。
5. 前記ポリオール化合物は、さらにポリエーテルポリオール化合物として平均官能基数２〜４、水酸基価が３００〜５００ｍｇＫＯＨ／ｇの低分子量ポリエーテルポリオール化合物（Ｃ）をポリオール化合物１００重量部中に５〜１５重量部含有することを特徴とする請求項４に記載のマットレス用クッション材。
6. 表皮材内にクッション材を収容して形成したマットレスであり、前記クッション材は請求項１〜５のいずれかに記載のマットレス用クッション材であることを特徴とするマットレス。

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