JP2013230692A - ゲル層を備える装置を製造するためのプロセス - Google Patents

Abstract

【課題】費用対効果が良くかつ効率的である様式でゲル層を備える支持装置を製造するための方法は、これまでのところ提供されていない。
【解決手段】ゲル層を備える支持装置を製造するための方法であって、前記方法は、真空補助型鋳型を含む鋳型を準備する工程；前記鋳型に剥離層を置く工程；前記鋳型にゲル状物質を挿入することによりゲル層を形成する工程；前記ゲル層を少なくとも部分的に硬化する工程；および被覆層をゲル層に固定する工程を包含し、前記ゲル状物質が、ＩＳＯ３３８６−１の方法に従って測定した場合に２ｋＰａ〜２５ｋＰａの範囲の硬度を有するゲルを含み、前記ゲル状物質は、１５％〜８０％のヒステリシスを示すことを特徴とする、方法。
【選択図】図１

Description

発明の分野
本発明は、一般に、身体支持のために設計された装置を製造する方法に関する。具体的には、本発明は、ゲル層、および発泡体層のような追加層を備える装置を製造する方法に関するものである。

背景
使用者の身体を支持するための多様な装置が当該分野で知られている。このような装置は、一般に、使用者の身体を機能的に支持し、このような支持を提供しつつ一定水準の快適さを提供するために、１層以上の詰め物またはクッション材を備えている。同様に、このような装置はまた、コイルばねのような機械的支持体を備えてもよい。

当該技術分野における進歩といえば、一般に、このような装置において必要とされる機能的支持を提供し、さらに快適性を増大させるかまたはその支持を提供するのに必要な材料の容積の低減を提供する装置に関するものである。例えば、Ｒｏｍａｎｏらに付与された米国特許第６，７０１，５５６号は、マットレスまたはクッションの構造を開示するものであり、その構造は圧力分布を改善しつつもそのマットレスまたはクッションの全厚を低減するように設計されている。さらに、Ｒｏｓｅに付与された米国特許第６，８０４，８４８号は、アッパーマットレス空圧式姿勢管理モジュールおよび調節機能付空圧式姿勢管理就寝面を有する空圧式支持就寝システムを開示している。

身体の支持のために通常使用される装置は機能的支持を提供することは可能であるが、これらの装置は、休息または睡眠を容易にするために、またはその支持面と接触する身体部分への圧力を最大限に緩和するために有用な快適度を未だ提供していない。ゲル状物質は、十分な身体的な快適度および除圧を提供することが一般に知られている。さらに、ゲルはまた、比較的高い熱伝導率を呈することが知られている。したがって、ゲル（例えば、ポリウレタンゲル）は、一般に、身体に対して「涼」感を有するものとみなされている。なぜならば、身体の熱が、そのゲルと接触するときに知覚可能な程度で身体から逃げるからである。

ゲル状物質によりもたらされる望ましい特性に鑑みると、ゲルを備える支持装置の必要性が増加し続けることは驚くべきことではない。しかし、費用対効果が良くかつ効率的である様式でゲル層を備える支持装置を製造するための方法は、これまでのところ提供されていない。

したがって、ゲル層を備え、身体支持にとって有用な装置を製造する方法に対する要請が当該分野においていまだ存在する。このような方法が、本発明によって提供される。

発明の要旨
本発明は、マットレスのような支持装置を製造する種々の方法を提供する。本発明に従い製造される装置は、通常、ゲル層を備えている。さらなる実施形態において、その装置は、発泡体層と組み合わせてゲル層を備える。本発明の方法は、種々の支持装置の製造を提供し、マットレスの製造という具体的な用途を見いだしている。

１つの実施形態において、本発明は、ゲル層および被覆層を備える支持装置（例えば、マットレス）を製造するための方法に関する。この方法は、通常、以下の工程を包含する：鋳型を準備する工程；その鋳型にゲル状物質を挿入してゲル層を形成する工程；およびそのゲル層に被覆層を固定する工程。特定の実施形態において、上記鋳型は、真空補助型（ｖａｃｕｕｍ−ａｓｓｉｓｔ）鋳型を含む。さらなる実施形態において、上記の方法は、鋳型にゲル状物質を挿入する工程の前に、剥離層をその鋳型に置く工程をさらに包含し得る。

別の実施形態による場合、支持装置を製造するための本発明の方法は、以下の工程を包含する：１以上のキャビティが内部に形成された面を有する発泡体片を含む第１の発泡体層を提供する工程；発泡体片の面にある１以上のキャビティにゲル状物質を挿入する工程；およびそのゲル状物質を少なくとも部分的に硬化させて１以上のゲル層を形成する工程。本発明のこの方法は、支持装置の発泡体層がその装置の層としてだけでなくゲル状物質のための鋳型としても機能し得る点で特に特徴付けられる。さらに、発泡体にあるキャビティは、広範な装置のゲル／発泡体の組み合わせが所望の仕様および用途に従い製造され得るようなサイズ、形状および分布となるように製造され得る。

さらに別の実施形態による場合、支持装置を製造するための本発明の方法は、以下の工程を包含する：ゲル状物質および発泡物質のうちの一方またはその両方をかたどるのに有用な鋳型を準備する工程；鋳型に剥離層を置く工程；ゲル状物質を受け入れるために適合させた鋳型の部分にゲル状物質を挿入する工程；ゲル状物質を少なくとも部分的に硬化させてゲル層を形成する工程；発泡物質を受け入れるために適合させた鋳型の部分に発泡物質を挿入する工程；および発泡物質を硬化させて発泡体層を形成する工程。必要に応じて、ゲル状物質を硬化させる工程は、発泡物質を硬化させる工程と同時に実行されることで、ゲル層と発泡体層の両方を同時に形成し、さらに必要に応じて、同時に硬化させる工程の際にゲル層と発泡体層との間に化学結合を形成する。さらなる実施形態において、本発明の方法は、ゲル状物質を鋳型に挿入する工程の前に、鋳型に剥離層を置く工程をさらに包含し得る。

さらに別の実施形態において、本発明は、発泡体層およびゲル層を備える支持装置を製造するための別の方法を提供する。この実施形態に従う場合、本発明の方法は、以下の工程を包含する：少なくとも部分的にうねり形状の（ｃｏｎｖｏｌｕｔｅｄ）面を有する発泡体片を含む第１の発泡体層を提供する工程；および発泡体層のうねり形状の面にゲル状物質を適用してその発泡体層に付着したゲル層を形成する工程。さらなる実施形態において、本発明の方法は、装置に被覆層を固定する工程を包含し得る。特定の実施形態において、その被覆層は、第２発泡体層を含み得る。

本発明の種々の方法に従う場合、そのゲル層に使用されるゲル状物質は、硬化した形態では使用者となり得る者にとって毒性がなく、有益で快適な物性を提供する任意のゲル状物質であり得る。特に、そのゲル状物質は、使用者に対して支持圧の増大および除圧を提供して、また使用者に快適性（すなわち、よい「感覚」）の増大を提供するものと認定される特定の物性を有するゲルを含み得る。さらに、本発明の方法に従い製造される支持装置において、ゲル層は、その装置の最外層であり得、それゆえに、その使用者と直接接触するものとなり得る。さらなる実施形態において、上記装置はまた、ゲル層に重なる被覆体を備え得る。好ましくは、被覆層は、ゲル層により提供される快適性や支持を実質的に低減してしまったり、遮断してしまったりする構造または厚さのものではない。本発明により包含される被覆体の非限定的な例としては、テキスタイル層、フィルム層、コーティング層および発泡体層が挙げられる。

上述の例示的な実施形態において記載されたゲル層および発泡体層に加え、本発明の方法は、１以上の追加支持層を備える支持装置の製造をさらに包含する。それらの追加支持層は、身体支持装置の技術分野、特に、マットレスおよび腰掛け用装置の分野において一般に知られたいずれの種類の支持物質も含み得る。例えば、１以上の追加支持層は、以下のうちの１以上のものを含み得る：発泡体層；ばね層；テキスタイル層；ガス層、木質層、金属層およびプラスチック層。したがって、本発明の方法に従い製造される装置は、広範な支持体における用途を見いだす。例えば、本発明により製造される装置は、身体全体またはその身体の一部分のみを支持するために使用され得る。よって、その装置は、ベッドまたは腰掛けのような家庭環境における用途、座席、いすの背もたれ、いすの肘掛け、キーボードリストレストなどのオフィス環境における用途、車載用座席のような輸送環境における用途またはインテリアコンポーネント、ベッド、車いすのような医療環境における用途、および被服、特に履物、ならびに快適性や除圧が最大化されるべきその他の環境における用途を見いだす。１つの具体的な実施形態において、本発明の方法は、マットレスを製造する際に使用される。本発明の方法に従い製造されるさらなる支持装置の非限定的な例としては、腰掛け用装置、枕、マットレストッパー、履物用クッション（すなわち、インソール）、アームパッドおよびリストパットが挙げられる。

別の実施形態による場合、ゲル層は、ゲルに加えて、一定量の１以上の充填剤をさらに含んでいてもよい。このような充填剤は、ゲル層において使用されるゲルの熱伝導率を改変する際に特に有用である。上述したように、ゲルは、そのゲルと接触した際に使用者の身体のような熱をもった対象から熱を奪うように移動させるという点で、部分的にはそのゲルの熱伝導率により生じる「涼」感により典型的に特徴付けられている。ゲル層において使用される充填剤は、そのゲルの熱伝導率を選択的に低減させることが可能であり、それによって、そのゲルが使用者に与え得る「涼」感が少ないと感じさせることを可能にする。

様々な種類の充填剤が、本発明の方法において使用され得る。この充填剤用の物質は、一般に、ゲル、ゲルの潜在的な誘導体、またはそれらの前駆体（例えば、ポリウレタンゲルの場合、イソシアネートおよびポリオール）に対して非反応性であるべきである。好ましくは、その充填剤は、そのゲルの１以上の物性に有益な影響を及ぼすことができる物質であり、その物性としては、そのゲルの熱伝導率が挙げられるが、これに限定されるものではない。本発明の１つの具体的な実施形態において、充填剤用物質は、コルク片、コルク粉末（ｃｏｒｋ ｆｌｏｕｒ）、木片、木質チップ、発泡体フレーク（ｆｏａｍ ｆｌａｋｅ）、テキスタイルファイバー（ｔｅｘｔｉｌｅ ｆｉｂｅｒ）、テキスタイル片（ｔｅｘｔｉｌｅ ｐｉｅｃｅ）、パラフィン、中空球体（ｈｏｌｌｏｗ ｓｐｈｅｒｅ）、合成ミクロスフィア、鉱物粒子、ガラスビーズ、ガス、活性物質（ａｃｔｉｖｅ ａｇｅｎｔ）、ナノ粒子およびそれらの混合物からなる群より選択される。

一般用語で本発明を記載してきたが、ここで添付の図面について言及する。この図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない。

図１は、真空補助型鋳型の透視図であり、ゲル層および発泡体層を有するその鋳型の中に形成されたマットレスを示し、上記層は、その下部の詳細を明らかにするために部分的に切り取ったものとなっている。 図２は、キャビティ発泡体層を備える本発明の１つの実施形態に従って製造された支持装置の透視図であり、ここで、そのキャビティは、ゲル層で満たされている。 図３は、キャビティ発泡体層を備える本発明の１つの実施形態に従って製造された別の支持装置の透視図であり、ここで、そのキャビティは、ゲル層で満たされている。 図４は、ゲル層で被覆されたうねり形状の面を有する発泡体層を備える本発明の１つの実施形態に従って製造された支持装置の断面図である。

発明の詳細な説明
本発明は、これ以降、本開示が詳細かつ完全なものとなりかつ当業者に対して本発明の範囲を十分に示すように与えられる本発明の好ましい実施形態とともにより十分なかたちで記載される。しかし、本発明は、多くの異なった形態で実施され得るものであり、本明細書に記載された特定の実施形態に限定されると解釈されるべきではないことが理解されるべきである。以下の記載では特定の用語が使用されるが、これらの用語は、例示のみを目的とするものであり、本発明の範囲を規定または限定することを意図するものではない。全体にわたって、同じ番号は同じ構成要素を示す。本明細書および特許請求の範囲において使用される場合、単数形である「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、前後関係から別段明示される場合を除いて、複数形も含意するものである。

本発明は、身体の支持、特に、機能的であることに加え使用者にとっての快適性の増大や圧点での除圧も提供する支持にとって有用な装置を製造するための方法を提供する。本発明の方法は、通常は、ゲル状物質を受け入れるために適合させた１以上の部分を有する鋳型を準備する工程、ゲル状物質を鋳型に挿入する工程およびゲル状物質を硬化してゲル層を形成する工程を包含する。必要に応じて、発泡体層がゲル層に添加されてもよい。特定の実施形態において、鋳型は、ゲル状物質を受け入れるために適合させた１以上のキャビティを伴った面を有する発泡体層を備える。

本発明の方法において使用されるゲル状物質は、安定であり、無毒性であって、ある程度の構造的安定性と支持を維持しつつも、クッション効果を提供することが一般に知られている任意のゲル状物質を含み得る。特に、そのゲルは、本明細書でさらに十分に記載されるように、好ましい範囲内の硬度および弾性を有した任意のゲル状物質を含み得る。

ポリウレタンゲルは、本発明に従う場合に特に有用である。さらに、経時的に硬化に耐えることでき、制限された膨脹性を有し、物質分解（例えば、可塑剤のような揮発性物質の移動によるもの）に対して耐性である他のゲルもまた、本発明におけるゲル状物質として有用であり得る。好ましくは、本発明に従って使用されるゲルはまた、衝撃吸収性であり、振動に対して耐性がある。

ポリウレタンは、ポリイソシアネート化合物と多官能性アルコール（すなわち、ポリオール）との間の化学反応の生成物であると一般に理解されている。ポリウレタン化合物を製造するための一般的な反応スキームの一例を以下に示す：

ここで、Ｒ_１およびＲ_２は、種々の有機基であり得、その基としては、直鎖もしくは分枝鎖または環状のアルキル基、アルケニル基あるいはアルキニル基、並びに種々のアリール基が挙げられるがこれらに限定されない。当然のことながら、上記スキームは、本発明において有用なポリウレタン化合物の製造法の一例として提供されているにすぎず、その製造法を限定することを意図するものではない。本発明の方法において有用であり得るポリウレタンゲルのさらなる例は、米国特許第６，１９１，２１６号、米国特許出願公開第２００４／００５８１６３号（出願通番第１０／６１８，５５８号）および米国特許出願公開第２００４／０１０２５７３号（出願通番第１０／６５６，７７８号）（これらは参照により本明細書中に組み込まれている）に開示されている。本発明において有用な他の種類のゲルの例は、米国特許第４，４０４，２９６号、米国特許第４，４５６，６４２号および米国特許出願公開第２００５／０１８６４３６（出願通番第１１／０５８，３３９号）（これらは参照により本明細書中に組み込まれている）に開示されている。

ゲル（例えば、ポリウレタンゲル）は、均圧分布（ｂａｌａｎｃｅｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）をもたらすものとして一般に認識されている。使用者が詰め物に腰掛けたり横たわったりするような場合に加えられた圧力に対して、その加えられた圧力の軸（すなわち、その詰め物の面に垂直な軸）のみに沿って変形することによって反応する標準的な詰め物用材料とは違い、ゲルは、三次元的に変形する特性を呈する傾向がある。換言すると、そのゲルは、加えられた圧力に対して、３つの軸に沿って、すなわち、ゲル面の平面上に含まれるＸ軸およびＹ軸、ならびに、そのゲル面の平面に垂直に位置するＺ軸に沿って変形することで反応する。これによって、作用した圧力が均一に分布させられ、圧点においてその使用者が感じる圧力が軽減される。したがって、さらなる快適性を与えるのみならず、そのゲルは、血液循環の増進、正しい姿勢への支援、および褥瘡や他の潰瘍形成のような重篤な状態を生じ得る圧力集中の緩和といった健康上の利益を提供する。

本発明の方法で使用されるゲル状物質は、それらが示す特定の物性により特に特徴付けられ得る。例えば、ゲル状物質を特徴付けることにおいて特に有用な２つの物性は、硬度および弾性である。ゲルにより示されるこれらの２つの物性の最適化によって、客観的および主観的な快適性および支持の両方を提供するゲル層（および結局のところは、装置全体）の製造が可能となる。換言すると、ある程度の硬度およびある程度の弾性を有する本発明のゲルは、これまで記載したような治療上の利益（すなわち、客観的な快適性）だけでなく、心地よい「感覚」（すなわち、主観的な快適性）をも使用者に提供する。治療上の利益を使用者に提供するために設計されたある種の支持装置がその使用者に対して必ずしも心地よさを提供し得ないことから、客観的な快適性と主観的な快適性の双方を提供する能力は、特に有用である。逆に、使用者が心地よく感じるものが、その使用者に治療上の利益を必ずしも提供するわけでもない。しかし、本明細書で特定される範囲内の硬度および弾性を有する、本発明の方法において使用されるゲル状物質は、客観的な快適性と主観的な快適性の両方を提供する。

当業者は、支持装置を製造する用途において、十分に知覚される快適性を有する物質を探し出すと期待される。例えば、このような当業者は、使用者にとって主観的な快適性を提供する硬度を有する物質を選択すると期待される。しかし、使用者に心地よさを提供するために硬度のような単一の物性を最適化するのみでは、主観的快適性と客観的快適性の両方を使用者に対してもたらす支持装置を提供するのには不十分であることが本発明により初めて見いだされた。

既知の技術に基づくことで、当業者は、ある物性をある値の範囲で有する装置を製造し得る。しかし、このような範囲は、主観的な快適性と客観的な快適性の両方を使用者に提供するのに必要な他の数値との関係で、その基礎をなす物質をさらに最適化するときに変化し得ることが本発明によって示されている。したがって、本明細書に記載される物性についての数値は、種々のゲルの物性の相殺しあう特性のバランスを取るための試験および評価を通して確立され、その数値によって使用者に対して心地よさを提供するだけでなく治療上の利益をも提供する所望のゲルの処方に行き着いた。このことは、ただ１種の物性を変更するとある使用者にとっては快適であっても別の使用者にとっては快適ではない支持装置を生み出すことになり、また、いずれの使用者に対しても治療上の利益を提供することができない従来技術に対する明確な利点である。しかし、本発明において使用されるゲルは、様々な使用者に対して心地よさを提供しつつも治療上の利益も提供する硬度およびヒステリシス値を有するゲル状物質を提供するための厳格な試験の結果もたらされるものである。結果として、本明細書において提供される値の範囲は、既知技術を参酌したとしても予測されることなく、かつその開示された範囲外の硬度およびヒステリシス値を有したゲル状物質では提供されない卓越した利点を提供する特性および効果を有するゲル状物質を提供する。

好ましくは、そのゲル状物質は、低い硬度を有することにより特徴付けられ、このような硬度は、一定の圧縮状態にあるゲルの力によるたわみ（ｆｏｒｃｅ ｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）として測定可能である。ゲルの硬度は、任意の既知の方法に従って測定され得、本発明において有用なゲルは、特定の範囲にある硬度を有するとして認定され得る。ゲルの硬度を測定するための本発明において特に有用な方法の１つは、国際標準化機構（ＩＳＯ）により指定されているＩＳＯ３３８６−１（１９８６年版）の試験方法である。

ＩＳＯ３３８６−１によれば、種々の物質の圧縮応力の値の計算法が提供されている。圧縮応力／ひずみ特性は、物質の耐荷重特性の尺度であり、そして、この試験方法は、圧縮力によるたわみをキロパスカル（ｋＰａ）で計算するための２式を提供し、これによって、その物質の硬度の測定値が提供される。

具体的には、ＩＳＯ３３８６−１規格に従うと、本発明のゲルは、圧縮荷重たわみ試験によって、硬度決定のための測定がなされ得る。具体的には、５ｃｍ×５ｃｍ×２．５ｃｍのゲルサンプルが、圧縮力を受け、最大７０％の圧縮を受け、ゲルの硬度は、４０％の圧縮でゲルに応力が加えられた際に測定される（ｋＰａ）。このような試験は、通常、ゲル状物質を硬化させた後（すなわち、ゲル層の形成の後）に実施される。

本発明の方法において有用なゲル状物質は、測定可能な低い硬度を有する。好ましくは、ゲルは、９０ｋＰａ未満、より好ましくは８０ｋＰａ未満、なおさらに好ましくは７０ｋＰａ未満、最も好ましくは６０ｋＰａ未満の測定可能な硬度を有する。１つの実施形態において、本発明において使用されるゲルは、約０．５ｋＰａ〜約５０ｋＰａの範囲にある測定可能な硬度を有する。さらなる実施形態に従う場合、ゲルは、約１ｋＰａ〜約４０ｋＰａ、約１．５ｋＰａ〜約３０ｋＰａまたは約２ｋＰａ〜約２５ｋＰａの範囲にある硬度を有する。

本発明の方法において使用されるゲル状物質は、特定の範囲内の測定可能な弾性を有することによりさらに特徴付けられる。固体力学において、物質が加荷重によって形状を変え、その荷重が取り除かれてその物質がもとの形状を回復するとき、その物質は弾性挙動をなすと理解されている。この物質の弾性は、その剛性に反比例する。

本発明に使用されるゲルの弾性を評価するための１つの方法は、ゲルにより示されるヒステリシスを決定することによるものである。ヒステリシスは、系（通常は、物理系）に対して加えられた力に直従しないが、遅れて応答するか、またはその系のもとの状態に完全に戻ろうとしない、その系の特性である。したがって、ヒステリシスは、ゲルのような物質に対する力が除かれた後にそのもとの形状に戻ろうとするその物質の性能として評価され得る。

ヒステリシスを決定するための１つの方法では、ゲルに力がかけられ、それによって、ゲルが圧縮される。７０％の圧縮のときの力によるゲルのたわみが測定され、その外力が除かれて、ゲルを復元させる。次いで、圧縮されていないとき（すなわち、力を取り除いたとき）のゲルのたわみが測定される。ゲルのヒステリシス（パーセンテージとして評価される）は、規定されたたわみにおけるその２つの力の値の差である。したがって、低いヒステリシス（％）を示すゲルは、弾性が高いと考えられ、換言すると、そのもとの形状に迅速にかつ有意に完全に回復すると考えられる。高いヒステリシス（％）を示すゲルは、弾性が低いと考えられ、換言すると、そのもとの形状により遅く、また、より完全性が低い程度で回復すると考えられる。さらに、本発明に従う場合、このような試験は、通常、ゲル状物質が硬化または完成した状態になるのに十分に時間が与えられた後に、ゲル層に対して実施される。

好ましくは、本発明の方法に使用されるゲル状物質は、温度に依存しない弾性（またはパーセントヒステリシス）を示す。具体的には、ゲル状物質が、使用者となり得る者により十分に許容される温度範囲（例えば、そのゲルを組み込んだ支持装置が使用され得る極限（ｃｌｉｍａｃｔｉｃ）状態の温度）内に温度依存性でない弾性を有することは好ましいことである。より具体的には、住居において通常見いだされる温度範囲内（例えば、約５０°Ｆと約１１０°Ｆとの間）で、温度に対する依存性がない。１つの実施形態において、本発明において使用されるゲルは、約１５％〜約８０％の範囲の測定可能なヒステリシスを有している。さらなる実施形態において、そのゲルは、約２０％〜約７０％、約２５％〜約６０％または約３０％〜約５０％の範囲のヒステリシスを有している。

ゲル状物質は、通常、比較的高い熱伝導率を有していると理解されている。高い熱伝導率は、例えば、冷却効果が歓迎されるような暖かい環境においては、所望のゲル特性であり得る。しかし、他の状況では、使用者の身体付近の熱を維持するために低い熱伝導率を有することの方が望ましい場合もある。有利な点として、本発明の方法において使用されるゲル状物質は、決定することができる熱伝導率を有し得る。

熱伝導率（λ）は、一般に、ワット／メートル／°ケルビン（Ｗ・ｍ^−１・°Ｋ^−１）で報告されるが、この熱伝導率は、固定した条件下で熱を伝える物質の性能に関連する。低い値のλであるほど、その物質は、より良好な絶縁体である。逆に、高い値のλであるほど、その物質は、より良好な熱導体である。

支持装置にとって代表的なクッションの材料である発泡体は、良好な絶縁特性を示す物質であることが知られている。例えば、腰掛け用クッションとして使用されるような成形された発泡体は、通常、約０．０４Ｗ・ｍ^−１・°Ｋ^−１のλ値を有しており、建築物や建材に使用される発泡体は、通常、約０．０２２Ｗ・ｍ^−１・°Ｋ^−１のλ値を有している。発泡体のような絶縁性の高い物質を、人が使用するための支持装置において使用する場合、人の身体により生じる熱は、発泡体との最初の接触で、その発泡体の接触面へと即座に移動する。時間の経過とともに、移動した熱は、散逸のための発泡体を通る移動に対する高い抵抗を受ける。その発泡体は、エネルギーを吸収して接触している領域からそのエネルギーを十分な速さで逃がすことができないので、人間の身体により連続的に生み出されるエネルギー（熱）は、温度上昇を引き起こす。換言すると、その発泡体と接触することによって維持される初期状態の温かさが快適な水準である場合もあるが、結果として熱が集積してしまうことにより使用者を不快にしてしまう。

ポリウレタンゲルおよび本明細書において記載したような類似のゲルは、様々な熱特性を示し、発泡体と比較して良好な熱導体であると一般に考えられ得る。例えば、ポリウレタンゲルは、約０．２０Ｗ・ｍ^−１・°Ｋ^−１またはそれより大きなλ値を有し得る。ポリウレタンゲルはまた、通常、発泡体よりも高い密度を有している。例えば、ポリウレタンゲルは、通常は、約６００〜約１，１００Ｋｇ／ｍ^３の範囲の密度を有し得るが、腰掛けクッション用の発泡した状態にある発泡体は、通常は、約３０〜約８５Ｋｇ／ｍ^３の範囲であり得る。さらに、ポリウレタンゲルは、一般に、高い熱容量を有している。その物質を通して熱を伝える高い能力と、単位面積あたりの物質の質量の高さと、その物質温度の上昇のために必要とされるエネルギーが高いこととの組み合わせは、経時的に、使用者からゲルへの熱の交換の種類に対する有意な差異を生じる。

したがって、本発明の方法において使用されるゲル状物質の熱交換容量は、本発明にしたがって製造され得る、マットレス、枕、腰掛け用装置などのような支持装置において使用者が望みまた高く評価する良好な「感覚」にさらに貢献する。したがって、ゲル層の存在は、そのゲルの圧力分布特性に起因するだけではなく、ゲルの熱伝導率とそれに対応して熱を身体から奪うように移動させることで不快な状態をもたらし得る多くの支持装置に付随して生じる熱の集積を回避する能力にも起因して、快適性を高めることを可能にする。

有益なことに、本発明で有用なゲルは、１以上の充填剤を添加することによってそのλ値を変化させることができる。充填されたゲルを支持装置において使用することにより、上述したように、使用者の身体の熱の移動を低減する低い熱伝導率を有しつつも快適性および圧力分散の向上が提供され得るので、このようなゲルは本発明において有用である。このようにゲルのλ値を低下させることによって、ゲルの「つめたさ」が低減する。これはまた、温かな感覚を求める使用者にとっての支持装置における主観的な快適性を向上させ得る。

したがって、本発明の１つの実施形態において、本発明の方法において使用されるゲル状物質は、１以上の充填剤をさらに含む。この充填剤用の物質は、ゲルと混合でき、そのゲルのλ値を変更するのに効果的である任意の物質であり得る。特定の実施形態において、充填剤用の物質は、少なくとも、ゲルのつめたさの感覚が低減されるような熱伝導率を示す値までゲルのλ値を低下させるのに効果的である。さらに別の実施形態において、その充填剤用の物質は、ゲルからの温かさの感覚が存在するようにλ値を低下させるのに効果的なものである。したがって、固体から液体までの種々の種類の物質が、本発明のゲル層において使用されるゲルのための充填剤として使用され得る。

本発明の１つの実施形態において、充填剤は固体物質を含む。好ましくは、この固体物質は、微粒子状の物質を含む。その微粒子の平均サイズは、その充填されたゲルが使用される装置に応じて変化し得るものであり、かつ、その充填されたゲルにおいて所望されるλ値に応じて変化し得るものである。１つの実施形態において、その充填剤は、粗粒子を含み得る。別の実施形態において、充填剤は、微細な粒子（即ち、粉体）を含み得る。さらに別の実施形態において、充填剤は、ナノ粒子を含み得る。本発明の特定の実施形態において、充填剤用の物質は、約０．０５ｍｍ〜約１５ｍｍの平均直径を有する微粒子を含む。別の実施形態において、その微粒子は、約０．１０ｍｍ〜約１０ｍｍ、約０．１０ｍｍ〜約５ｍｍまたは約０．１０〜約１ｍｍの平均直径を有する。

本発明の別の実施形態において、充填剤用の物質は、ミクロスフィアのような中空物質を含む。このような中空の物質は、起源として天然であっても合成であってもよいが、通常は、合成により生じた物質であると考えられる。例えば、その物質は、合成ミクロスフィアを含み得る。このようなミクロスフィアは、好ましくは、ポリマー物質（例えば、ポリオレフィン、特に、アクリロニトリルコポリマー、またはポリ塩化ビニル）から形成される。合成ミクロスフィアに加え、種々の外形を有する他の種類の中空物質もまた、その充填されたゲルにおいて使用され得る。例えば、事実上ほぼ球状（バルーン様であるとも記載される）である中空物質に加え、中空物質はまた、管状、長方形状、または他の外形であり得る。

本発明の別の実施形態において、充填剤は、液体、特に有機液体を含む。その液体は、好ましくは、ゲル層において使用されるゲル、ならびにゲルの製造における、出発物質、中間体および副産物（例えば、ポリウレタンゲルの場合、イソシアネートおよびポリオール）に対して化学的に不活性である。したがって、液体の充填剤は、通常、好ましくは、可塑剤（油、樹脂および炭化水素誘導体を含む）、炭化水素、および燃料、アルキルベンゼンおよび液状エステルのような物質から選択される。より具体的には、その液体物質としては、非晶質もしくは半晶質のパラフィン、ナフテン油または樹脂、重質油および軽質油、アルキルベンゼン、エステル（好ましくは、多価アルコールと一塩基カルボン酸との生成物）、アルキル多環芳香族化合物および植物油、ならびに上述の液体の組み合わせが挙げられ得る。

本発明のさらなる実施形態による場合、充填剤は１以上の気体を含み得る。例えば、充填剤は、周囲空気を含み得る。他の実施形態において、充填剤用の物質として使用される気体は、窒素ガスまたは別の不活性ガス（例えば、アルゴンガス）のような実質的に純粋なガスを含み得る。その気体はまた、二酸化炭素ガスのような気体化合物を含み得る。

本発明のさらに別の実施形態において、充填剤は、１以上の活性物質を含み得る。本明細書において使用される場合、活性物質は、使用者に治療上の利益を提供することが可能な任意の添加物をいうことが意図される。例えば、活性物質としては、ビタミン、ミネラル、精油、香料などが挙げられ得る。

充填剤は、通常は、天然物質も合成物質も含み得る。例えば、充填剤は、コルク、木材、スポンジ、天然繊維（例えば、綿、羊毛など）、ミネラル（例えば、雲母もしくは他のケイ酸塩、またはアルミン酸塩のような他の金属酸化物）、軽石およびガラス（ファイバー、ビーズ等を含む）のような天然物質を含み得る。本発明における充填剤として有用な合成物質の例としては、合成繊維、合成ミクロスフィアおよび種々の他の合成物質が挙げられる。本発明の１つの具体的な実施形態において、充填剤は、コルク片、コルク粉末、木片、木質チップ、発泡体フレーク、テキスタイルファイバー、テキスタイル片、パラフィン、中空球体、合成ミクロスフィア、鉱物粒子、ガラスビーズ、ガス、活性物質、ナノ粒子、およびそれらの混合物からなる群より選択される。

ゲルに存在する充填剤の含有量は、使用する具体的な方法、充填ゲルが使用される装置およびその充填ゲルにおいて所望されるλ値に応じて変化し得る。本発明の１つの実施形態において、充填剤は、容量基準で充填ゲルの約５％〜約９５％を構成する。別の実施形態において、充填剤は、容量基準で充填ゲルの約１０％〜約９０％を構成する。さらに別の実施形態において、充填剤は、容量基準で充填ゲルの約２０％〜約８０％を構成する。なおも別の実施形態において、充填剤は、容量基準で充填ゲルの約２５％〜約７５％を構成する。

充填ゲルにおいて使用される充填剤の種類およびその充填ゲルおける充填剤の含有量に応じて、その充填ゲルのλ値は、充填剤を含まないゲルのλ値から変化し得る。好ましくは、その充填ゲルにおいて充填剤が存在することによって、その充填ゲルは低いλ値を示す。換言すると、充填ゲルは、充填剤を含まないゲルの熱伝導率よりも低い熱伝導率を有することが好ましい。

本発明の１つの実施形態において、充填ゲルは、約０．２０Ｗ・ｍ^−１・°Ｋ^−１未満の熱伝導率を有する。別の実施形態において、充填ゲルは、約０．１５Ｗ・ｍ^−１・°Ｋ^−１未満の熱伝導率を有する。さらに別の実施形態において，充填ゲルは、約０．１０Ｗ・ｍ^−１・°Ｋ^−１未満の熱伝導率を有する。本発明の１つの具体的な実施形態において、充填ゲルは、約０．０８Ｗ・ｍ^−１・°Ｋ^−１以下の熱伝導率を有する。

ゲル層（１以上の充填剤を含んでいても含んでいなくてもよい）に加え、本発明の方法に従って製造される支持装置は、１以上の発泡体層をさらに含む。ゲル層および発泡体層は、一体的に結合されていてもよく、また、別個の物体であってもよい。一体的に結合されているとは、それらの層が、少なくとも部分的に１層または複数層に損傷を与えることなくその２つの層が分離しないような手段により互いに結合していることを意味することを意図する。例えば、それらの層は、接着、ホッチキス留め、裁縫、溶接などによって一体的に結合され得る。さらに、それらの層は、化学結合によって一体的に結合され得る。例えば、ゲル層がポリウレタンゲルを含み、かつ発泡体層がポリウレタン発泡体を含む場合、両方の層が、そのゲルまたは発泡体の硬化（または熟成）の前には遊離したイソシアネート基を有している。したがって、他方の層と隣接した状態で一方の層を硬化させるときに、ゲル状物質と発泡物質との間の化学結合が生じ得る。

発泡体支持層は、ゲル層と組み合わせる場合、上述のような結合の簡便性のためだけではなく、種々の組み合わせが提供されるので、特に有用である。例えば、１つの実施形態において、うねり形状の発泡体が使用されてもよい。別の実施形態において、その発泡体は、ゲル層の全部または一部を受け入れるための１以上のキャビティを有し得る。このようなキャビティが存在すると、そのキャビティは、発泡体の「頂」面、発泡体の「底」面、または発泡体の頂面と底面の両方に存在し得る。結果として、その頂面または底面は、特に、使用者の身体と接触することが意図される面として規定され得る。

本発明の方法に従い製造される支持装置としては、マットレス、いす、ソファー、リクライニングチェア、車いす、枕、付属クッション、オフィス設備、自動車部品、マットレストッパーなどのような装置が挙げられ得る。さらに、本発明の方法は、実質的に完全な形状（すなわち、その支持機能を発揮するためのさらなる必須コンポーネントを必要としない）における装置の製造において使用され得るか、また装置のコンポーネント部分（すなわち、実質的に完全な支持装置を形成するために１以上の追加コンポーネントと組み合わせ得るコンポーネント）の製造において使用され得る。例えば、マットレスコンポーネントは、既存のマットレスと併用され得るマットレストッパーであり得る。

１つの具体的な実施形態において、本発明は、ベッドマットレスまたはそのコンポーネントを製造するための方法を提供する。別の実施形態において、本発明は、腰掛け用装置またはそのコンポーネントを製造するための方法を提供する。さらに別の実施形態において、本発明は、枕またはそのコンポーネントを製造するための方法を提供する。なおも別の実施形態において、本発明は、マットレストッパーまたはそのコンポーネントを製造するための方法を提供する。

本発明の１つの実施形態において、ゲル層および第２層を備える支持装置を製造するための方法が提供される。特定の実施形態において、その第２層は、発泡体層を含む。この方法は、通常は、ゲル層を提供する工程、第２層を提供する工程およびゲル層を第２層に固定する工程を包含する。この方法は、ゲル層を製造する工程、第２層を製造する工程またはゲル層と第２層の両方を製造する工程に関連する１以上の工程をさらに包含し得る。この方法は、第２層が発泡体層である実施形態では特に、１以上の追加層をその支持装置に与える工程をさらに包含し得る。

本発明は、本明細書において提供される方法が、多くの様々な処理様式に完全に適合可能であるという点において、特に特徴付けられる。例えば、本発明の方法は、連続的な処理方法において使用され得るか、または、個々の物品が製造される別個の方法において使用され得る。このような利点は、本発明の具体的な実施形態に関連させて以下にさらに十分に記載される；しかし、本発明は、具体的な実施形態との関係のみで記載される工程に限定されない。むしろ、本発明の方法は、当業者により企図されるような具体的な製造ストラテジーおよび製造計画に適合させ得る。

本発明は、１以上の鋳型を使用することも取り入れ得る。例えば、１つの具体的な実施形態において、本方法は、鋳型を準備する工程、ゲル状物質を鋳型に挿入してゲル層を形成する工程および被覆層をゲル層に固定する工程を包含する。必要に応じて、ゲル状物質を、被覆層を固定する前に少なくとも部分的に硬化（すなわち熟成）することにより、ゲル層が形成され得る。１つの具体的な実施形態において、被覆層は、発泡体層である。別の具体的な実施形態において、被覆層は、テキスタイル層である。

本発明に従い使用される鋳型は、ゲル層および発泡体層のうち一方または両方を形成する際に有用であると認識されるいずれの種類の従来型の鋳型であってもよい。鋳型のサイズは、製造される支持装置に応じて変化し得る。さらに、鋳型のサイズは、本方法において製造されるゲル層の寸法のみに応じて変化し得る。製造される装置がマットレスである１つの具体的な実施形態において、使用される鋳型の寸法は、製造されるマットレスの寸法に実質的に近似する。例えば、ダブルサイズ（またはフルサイズ）のマットレスは、通常、約５４インチ×７５インチの幅と長さを有している。したがって、ダブルベッド用のマットレスを製造する場合、本発明に従って使用される鋳型は、類似の寸法を有する。したがって、マットレスとなるべく本発明に従い製造される支持装置は、その装置がマットレスになるような寸法となるように（すなわち、標準的なマットレスの長さ、幅および厚さを有するように）製造され得る。さらなる実施形態において、支持装置は、標準的なマットレスのサイズのうち少なくとも１つの寸法を有するようなサイズにされ得る。例えば、支持装置は、マットレスの幅、マットレスの長さ、またはマットレスの長さと幅の両方となるようなサイズにされ得る。

さらなる実施形態において、支持装置は、特定の用途のための特定の寸法とされ得る。例えば、１つの実施形態において、支持装置は、それがマットレストッパーとなるような寸法になるように製造され得る。したがって、そのような寸法が標準的なマットレス（例えば、ツイン、ダブル、クィーンまたはキング）の長さおよび幅と有意に等しくなり、約０．１ｃｍ〜約１０ｃｍの範囲の厚さを有することを、当業者は認識する。特定の実施形態において、そのマットレストッパーは、約０．２ｃｍ〜約９ｃｍ、約０．３ｃｍ〜約８ｃｍ、約０．４ｃｍ〜約７ｃｍ、約０．５ｃｍ〜約６ｃｍ、約０．１ｃｍ〜約５ｃｍ、約０．２５ｃｍ〜約５ｃｍまたは約０．５ｃｍ〜約５ｃｍの範囲の厚さを有し得る。

別の実施形態において、支持装置は、それが枕となるような寸法となるように製造され得る。したがって、このような寸法が、標準的な枕（例えば、ベッド用の枕、いすまたはソファー用の枕、ネックピローおよび治療用枕）の長さ、幅および厚さと有意に等しくなると当業者は認識する。

さらに別の実施形態において、支持装置は、それが腰掛け用クッションとなるような寸法となるように製造され得る。したがって、このような寸法が標準的な腰掛け用クッション（例えば、ソファークッション、オフィスチェアクッションおよびラウンジチェアクッション）の長さ、幅および厚さと有意に等しくなると当業者は認識する。

このような鋳型の一例を、図１に提供する。これは、鋳型と、上述の方法に従って製造されたその鋳型の上にあるマットレスを示している。そのマットレスの個々のコンポーネントは、底部の構成要素の詳細を明らかにするために切り出されている。図１において、鋳型２０は、真空補助型鋳型であり、鋳型２０に接続しそこから適切な減圧手段（図示せず）に繋がっている真空管２３を備えている。この鋳型２０は、側壁２７により形成される内面２５を有しており、マットレスの製造に使用される物質を受け入れるために適合させられており、その側壁２７は、マットレスのゲル層の少なくとも所望の厚さを含むためのキャビティを規定するのに有用な高さを有している。真空補助型鋳型の場合、鋳型２０は、鋳型２０の内面２５に真空吸引を提供するために必要な追加コンポーネントを備える。当然のことながら、本発明のこの方法は、真空補助型鋳型の使用に限定されず、図１に示される鋳型装置は、本発明の一実施形態としてのみ提供され、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。

必要に応じて、上述の方法は、ゲル状物質を挿入する工程の前に剥離層を提供する工程をさらに包含し得る。図１に示されるように、剥離層４０は、鋳型２０の内面２５と並んでいる。本発明に従う場合、剥離層は、鋳型からのゲル層の除去を容易にするために有用な任意の物質を含み得る。特定の実施形態において、その剥離層は、支持装置の個々または別のコンポーネントとゲル層との直接的な接触を避けるために、特に、ゲル状物質の完全な硬化または熟成の後でさえゲルの特徴であることが多い「粘着した」感覚を回避するために、ゲル層に対する被覆体としてさらに機能し得る。特定の実施形態において、剥離層は必要とされない。例えば、鋳型は、ＴＥＦＬＯＮ（登録商標）層で被覆された内面を少なくとも一部有している鋳型の場合のように、固有の剥離層として実質的に機能する仕上げ面を備え得る。

１つの具体的な実施形態において、剥離層は、ポリウレタンフィルムのようなポリマーフィルムを含む。このポリマーフィルムは、例えば、約０．０１ｍｍ〜約２ｍｍの範囲で厚さが変化し得る。１つの実施形態において、そのポリマーフィルムは、約０．０２５ｍｍ〜約１ｍｍの厚さを有している。好ましくは、ポリマーフィルムは、鋳型からのゲル層の効果的な剥離を提供し、またゲル層に対する被覆体として長期間の使用による断裂を回避するための最小の厚さである。１つの実施形態において、ポリマーフィルムは、ポリウレタンフィルムである。

別の実施形態による場合、その剥離層は、液体コーティング層を含み得る。液体コーティング層において使用される物質は、ポリウレタンゲルのようなゲル状物質が鋳型において使用され得る面（例えば、木材、金属、プラスチックまたはセラミック）に付着してしまうことを許容しないために有用であることが一般に認識されている任意の液体物質であり得る。本発明に従い液体コーティングにおいて有用である物質の非限定的例としては、シリコーンおよびフルオロカーボンが挙げられる。液体コーティングは、当該分野で一般的に有用であると認識される任意の手段により、鋳型に適用され得、この手段としては、噴霧法、ブラッシング法、ローリング法、浸漬法などが挙げられるが、これらに限定されない。

別の実施形態において、剥離層はワックス層を含み得る。一般に、本発明のワックス層は、ロウ状物質であるとして認識される任意の物質（例えば、室温で固体であり一般に脂肪と類似の組成であるがグリセリドを含まない高分子量で低融点の有機混合物または化合物）を含み得る。本発明に従う場合の有用なワックスの非限定的な例としては、動物性ロウ（例えば、蜜ロウ）、植物性ロウ（例えば、カルナバ）、鉱物性ロウ（例えば、シリコンベースのロウのような化石ロウまたは地ロウまたパラフィンのような石油ワックス）、エチレン系ポリマーおよびポリオールエーテル−エステル（例えば、ＣＡＲＢＯＷＡＸ（登録商標））、塩素化ナフタレン（例えば、ハロワックス）および炭化水素系ワックスが挙げられる。

さらに別の実施形態による場合、剥離層は、粉体を含み得る。例えば、１つの実施形態において、剥離層は、含水ケイ酸マグネシウム（ｍａｇｎｅｓｉｕｍ ｓｉｌｉｃａｔｅ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）（すなわち、タルク）のような非反応性粉体または類似の粉体を含み得る。

液体コーティングまたは粉体が剥離層として使用される場合、剥離層の範囲は、通常、鋳型の寸法により限定される。しかし、ポリマーフィルムが使用される場合は、鋳型の寸法よりも大きい寸法を有するフィルムを使用し、それによって、剥離層がゲル層の縁の外側に延びた自由縁（ｆｒｅｅ ｅｄｇｅ）を有するようにすることが有用であり得る。剥離層の自由縁は、その後、切り取られ得るか、または、以下により完全に記載するような任意の加工処理工程においてさらに使用され得る。

上述の方法を参照しつつ、図１に戻ると、任意の剥離層４０が鋳型２０に置かれると、ゲル状物質は、その剥離層４０を下にして鋳型２０に挿入される。ゲル状物質は、本明細書に記載されるような任意のゲル状物質であり得る。特定の実施形態において、ゲル状物質は、ポリウレタンゲルである。ゲル状物質は、当該分野で有用と認識された手段のいずれかによって鋳型へと挿入され得、その製造環境に従って変化し得る。例えば、連続的な自動過程において、そのゲルは、コンピュータ制御の流量調節ノズルにより挿入され、規定容量のゲルが鋳型へ流されるかまたは噴霧され、それによって、その鋳型が規定の厚さまでゲルで満たされる。別個の製造過程においては、ゲルは、人手により制御されて鋳型へと注がれ得る。

鋳型が所望の厚さまでゲル状物質で満たされると、そのゲルは、ゲル層５０と称され得る。特定の実施形態においては、必ずしも必要とされないが、ゲル層５０は、残りの工程に進行する前に少なくとも部分的に硬化することが許容される。硬化とは、そのゲルが、未加工の物質からその完成したゲル状態へとゲル状物質の変換を生じ得る化学反応を受けることを意味することが意図される。例えば、ポリウレタンゲルの場合、このような化学反応は、イソシアネート部分とアルコール部分とが反応してポリウレタンを形成することを含み得る。硬化は、「熟成」とも称され、液体状態からゲル状態へとゲル状物質が変換する物理的成分（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）を含み得る。特定の実施形態において、ゲル状物質がある程度の内部の構造性を獲得し始め、ゲル層の有意な変形（すなわち、隆起部またはくぼみを有さず実質的に平滑または一様な面を有しているゲル層の形成を妨げること）を伴わずに残りのプロセスが継続できるように、少なくとも部分的な硬化または熟成を生じさせることが好ましい。上述したように、硬化は、ゲル層と別の層との間の化学結合が所望される場合のような特定の実施形態においては、実際のところ好ましくは省かれる任意の工程である。

ゲル層の形成の後に、本発明の方法は、被覆層をゲル層に固定する工程をさらに包含する。その被覆層は、追加的な構造もしくは支持をゲル層に提供するために有用な任意の物質、または単にゲル層と別の層または使用者との間の障壁層として作用するために有用な任意の物質を含み得る。例えば、被覆体は、テキスタイル層、発泡体層、皮革のような天然物質、合成物質などを含み得る。さらなる実施形態において、被覆層はまた、ポリマーフィルム、テキスタイル層、液体コーティング層、ワックス層または粉体層のような、別の形態で剥離層として有用な物質であり得る。

図１に例示されるように、被覆層は、発泡体層６０を含み、これはゲル層５０の長さおよび幅に実質的に対応する長さおよび幅を有している；しかし、発泡体層６０は、可変の厚さを有し得る。例えば、マットレストッパーの製造のような特定の実施形態において、発泡体層が、マットレストッパーに不必要な嵩を与えてしまうことなくゲル層の利点を強める最小の厚さ（例えば、ゲル層の厚さ以下の厚さ）となることが望まれ得る。マットレスの製造のような他の実施形態においては、従来のマットレスの厚さにほぼ等しい全厚を与えるために、さらに厚い発泡体層が望まれ得る。

本明細書において使用される場合、固定は、有用と認識され得る、ゲル層を発泡体層に固定、接合、または付着させる任意の方法のことをいうと意図される。層を固定することは、その層の物理的な結合ならびにその層の化学的な結合も含み得る。その層を固定する物理的結合の非限定的な例としては、接着、縫合および溶接が挙げられる。さらに、その層の固定は、ゲル層固有の「粘着性」だけによっても促進され得る。層の化学的結合は、ゲル層と発泡体層が互いと反応することが可能である遊離した反応性基を含む任意の過程において生じ得る。例えば、ゲル層は、ポリウレタンゲル物質を含み得、発泡体層は、ポリウレタン発泡物質を含み得る。一方の層におけるイソシアネート基と他方の層におけるアルコール基との反応は、それらの層の間の化学結合に至ると期待される。このような化学結合は、米国特許出願公開第２００１／００１８４６６号（これは、参照により本明細書中にその全体が組み込まれている）において詳細に記載されている。

上述の工程に加えて、１つの実施形態に従う場合、本方法は、適用可能であれば剥離層の自由縁をゲル層および／または被覆層に固定する工程をさらに包含し得る。このような固定する工程は、有用なものとして認識され得る手段のいずれによっても達成され得、その手段としては、接着、縫合および溶接が挙げられるが、それらに限定されない。

本発明の別の実施形態による場合、本方法は、被覆層およびゲル層を１以上の追加層と組み合わせる工程をさらに包含する。追加支持層は、使用者の身体の少なくとも一部に対して支持を提供するために有用であると当該分野で一般に認識されている任意の種類の物質を含み得る。例えば、追加支持層は、発泡体層を含み得、その層は、クッション効果または支持効果を提供するために一般に有用である種々の実施形態のうちいずれをも採り得る。追加支持層はまた、ばねを含み得、これは、身体の支持を提供するのに有用であると認識される。ばねの層は、使用者に対して快適性を提供しつつも効果的な支持を提供するための当該分野で知られている任意の実施形態を採り得る。例えば、ばね層は、少なくとも部分的に相互接続している一連のばねを備え得る。さらに、ばね層は、別個のコイルとして存在している一連のばねもまた含み得る。ばね層のさらなる実施形態もまた、本発明に包含され、それは、上に提供した例により限定されることが意図されるものではない。さらに、追加層は、ゲル層および被覆層の一方または両方に結合され得る。さらに、追加層を固定する工程は必要ではなく、どちらかといえば、単に、簡単に分離できる様式でゲル層および被覆層と結合され得る。例えば、追加層は、キャビティ性発泡体（ｃａｖｉｔｙ ｆｏａｍ）を含み得、ゲル層および被覆層から形成された支持装置は、その発泡体におけるキャビティへの挿入物として製造され得る。ゲル層および被覆層と併用されるための追加層の非限定的な例としては、発泡体層、ばね層、テキスタイル層、ガス層、木質層、金属層、プラスチック層およびそれらの組み合わせが挙げられる。

従来の鋳型の使用に加え、本発明の「鋳型」はまた、さらに広い意味で記載され得る。例えば、１つの実施形態において、本発明は、マットレスのような支持装置を製造する方法に関するものであるが、その鋳型は、面を有した発泡体片を含み、その面内に１以上のキャビティが形成されている。したがって、この方法は、発泡体片のキャビティにゲル状物質を挿入することによってゲル層と発泡体層を備える支持装置を形成する工程を包含し得、ここで、その発泡体層もまた、そのゲルに対する鋳型としての役割を担う。この方法は、製造される装置の種類に応じてさらなる工程を包含し得る。例えば、１つの実施形態において、この方法は、ゲル層を少なくとも部分的に硬化させる工程をさらに包含し得る。別の実施形態において、この方法は、ゲル層に第２発泡体層を固定する工程をさらに包含し得る。この第２発泡体層は、そのゲル層を覆うのに有用な寸法であってもよいし、その第２発泡体層は、形成されたゲル層を内部に含む発泡体層の面全体を実質的に覆うのに有用な大きな寸法であってもよい。本発明は、ポリマーフィルムのような被覆層（特にゲル層に対して）、テキスタイル層または液体コーティング層もしくは粉体コーティング層をあてがう工程をなおさらに包含し得る。さらに、本方法は、本明細書にこれまで記載したような、１以上の追加支持層を併用することを包含し得る。

さらなる実施形態において、鋳型は、さらなる物質を含み得る。特定の実施形態において、その鋳型は、ゲル状物質を受け入れるための１以上のキャビティが内部に形成された１層以上の支持物質の層を含む。例えば、その鋳型は、単に、上述したような発泡体片であり得、ここで、その発泡体は、規定された平均厚を有し、かつ１以上のキャビティがその内部に形成された面を有する。別の実施形態において、鋳型は、１以上のキャビティがその内部に形成されたテキスタイル層を含む。さらに別の実施形態において、鋳型は、第１のテキスタイル層と第２のテキスタイル層との間に発泡体層を備えるサンドイッチテキスタイルを含み、ここで、その発泡体層は、その内部に１以上のキャビティが形成されている。

本発明のこの方法に従い製造される支持装置の１つの実施形態が、図２に例示されている。この中で見られるように、本発明に従い製造された装置は、内部に２つのキャビティ（左および右）が形成された面を有する発泡体層６０を備える。この左のキャビティ６５は、キャビティ６５を明らかにするために部分的に切り取られているゲル層５０により満たされている。この右のキャビティもまた、ゲル層で満たされているが、そのゲル層は、被覆層６２で覆われている。その被覆層６２は、その下部のゲル層５０を明らかにするために部分的に切り取られて示されている。

本発明のこの実施形態に従う方法を実施する場合、発泡体層がその装置に構造性を与える実質的な厚さとなることが特に有用である。例えば、１つの実施形態において、発泡体層は、少なくとも約５ｃｍの厚さを有する。さらなる実施形態において、その発泡体層は、少なくとも約６ｃｍ、少なくとも約７ｃｍ、少なくとも約８ｃｍ、少なくとも約９ｃｍ、および少なくとも約１０ｃｍの厚さを有する。

上述の実施形態におけるように、被覆層は、種々の物質を含み得る。例えば、被覆層は、テキスタイル層、フィルム層、発泡体層、粉体層、皮革のような天然物質、合成物質などを含み得る。特定の実施形態において、被覆層は、第２発泡体層を含む。

第２発泡体層が、被覆層として使用される場合、第２発泡体層は、その発泡体によってそのゲル層の有益な特性を打ち消してしまわないような厚さとなることが一般に好ましい。例えば、１つの実施形態において、第２発泡体層は、約５ｃｍ未満の厚さを有する。さらなる実施形態において、第２発泡体層は、約４ｃｍ未満の厚さ、約３ｃｍ未満の厚さ、または約２ｃｍ未満の厚さを有する。なおさらなる実施形態において、第２発泡体層は、約０．２５ｃｍ〜約５ｃｍ、約０．５ｃｍ〜約４ｃｍまたは約０．７５ｃｍ〜約３ｃｍの厚さを有する。

発泡体層は、その内部に形成されるキャビティの形状、位置および寸法によりさらに特徴付けられ得る。例えば、キャビティは、１つの連続したキャビティまたは複数のキャビティとしてその発泡体の頂面を実質的に覆い得る。あるいは、キャビティは、例えば、使用者の特定の身体部位に実質的に対応するために、または特定の有益な効果を与えるために発泡体層において有利な位置に形成され得る。さらに、そのキャビティは、例えば、一般的には使用者の特定の身体部分の形状に対応するために、またはさらに有益な特性を与えるために特定の形を取り得る。

１つの実施形態において、発泡体層において形成されるキャビティは、発泡体層の平均厚の約１０％〜約９０％の深さを有する。より具体的には、そのキャビティは、発泡体層の平均厚さの約２０％〜約８０％または約３０％〜約７０％の深さを有する。具体的な実施形態において、発泡体層において形成されるキャビティは、約０．２５ｃｍ〜約２０ｃｍ、約０．５ｃｍ〜約１８ｃｍ、約１〜約１８ｃｍ、約２ｃｍ〜約１７ｃｍ、約３ｃｍ〜約１６ｃｍおよび約５ｃｍ〜約１５ｃｍの深さを有する。さらに、キャビティの深さは、同じ発泡体層においても変化し得る。例えば、発泡体層は、２以上のキャビティを含み得、その各々が異なる深さを有し得る。同様に、その発泡体層は、単一のキャビティを有し得るが、そのキャビティの深さはキャビティ内で変化する。

発泡体層は、キャビティに囲まれる、発泡体層の表面積のパーセンテージによってもさらに特徴付けられ得る。１つの実施形態において、発泡体の面に形成されるキャビティは、発泡体層の表面積の約１％〜約９５％を構成する。さらなる実施形態において、キャビティは、発泡体層の表面積の約５％〜約９５％を構成し、発泡体層の表面積の、約１０％〜約９５％、約１５％〜約９５％、約２０％〜約９５％、約２５％〜約９５％、約３０％〜約９５％または約５０％〜約９５％を構成する。さらなる実施形態において、キャビティは、発泡体層の表面積の、少なくとも約５％、少なくとも約１０％、少なくとも約２５％、少なくとも約５０％または少なくとも約７５％を構成する。

本発明の方法に従い製造される支持装置の別の実施形態が図３に示されている。この中で示されるように、発泡体層６０は、鋳型として使用されており、ゲル層５０を受け入れるために、その内部に形成されたキャビティ６５（ゲル層が切り取られている部分において露出している）を有している。この実施形態において見られるように、ゲル層５０は、発泡体層６０の面のかなりのパーセンテージを構成し得る。発泡体層６０は、発泡物質が部分的にのみ取り除かれている（すなわち、薄層のゲルのみで被覆されている）か、または、（図３の実施形態において示されるように）全く取り除かれていない発泡体層６０の末端付近で形成された一連の隆起した部分６７をさらに備えている。これは、発泡体層のキャビティ形成を変更することのみによって、ゲル層および発泡体層の種々の装置構造を製造することができるという本発明の高いカスタマイズ性をさらに示している。

本発明の別の実施形態において、発泡体層はうねり形状であり得る。うねり形状である発泡体を使用して本発明の１つの方法に従い製造された支持装置が、図４に例示されており、この図は、その装置の断面図である。この中に見られるように、発泡体層６０の面は、うねり形状であり、それによって、ゲル状物質を受け入れるための複数の陥凹部が提供される。うねり形状とは、その発泡体の面が、一定のパターン、一般には反復パターンを有するように形作られ、その面が、図４に例示されるような隆起部７５と陥凹部７７を有することによって特徴付けられることを意味すると意図される。いくつかの実施形態においては、うねり形状は、その発泡体の少なくとも一部が折り重なるようなパターンとなることもさらに意味し得る。

本発明において使用されるためのうねり形状の発泡体は、当業者に理解されるように種々のプロセスにおいて製造され得る。したがって、発泡体層におけるうねり形状の面は、種々の構造を獲得し得る。例えば、図４において、その発泡体の部分Ａは、峰部分、すなわち、ひれ状隆起部７５と、その隆起部７５の間の相対的に狭い陥凹部７７を有することが示されている。また、発泡体の部分Ｂは、さらに続く正弦波状の波形パターンを示しており、隆起部７５は、陥凹部７７によってさらに広い間隔で隔てられている。当然であるが、上述したように、これらの実施形態は発泡体層において形成されることが可能な種々のうねり形状の面のほんの一例である。

図４におけるゲル層５０は、うねり形状の発泡体層６０の隆起部間の領域を満たしていることが示されている。さらなる実施形態において、そのゲル状物質は、ゲル層５０が発泡体層６０の隆起部７５の間の領域を部分的にのみ満たすような量でその発泡体層６０に適用され得る。さらに、そのゲル状物質は、ゲル層が発泡体層６０の隆起部７５の間の領域を完全に満たしてさらにその隆起部７５よりも高くなるような量で適用され得る。

１つの実施形態において、本方法は、少なくとも部分的にうねり形状の面を有した発泡体片を備える発泡体層を提供する工程およびゲル状物質をその発泡体層のうねり形状の面に適用してその上にゲル層を形成する工程を包含する。その方法は、ゲル層に被覆層（例えば、第２発泡体層）を固定する工程をさらに包含し得る。必要に応じて、ゲル層は、被覆層をゲル層に固定する前に少なくとも部分的に硬化され得る。

本明細書にこれまで記載したように、本明細書の方法に従い製造される支持装置は、通常、ゲル層および第２層（例えば、被覆層）を備える。特定の実施形態において、被覆層は、発泡体層を含む。さらなる実施形態において、その装置は、発泡体層、ゲル層および必要に応じた追加層、特に、被覆層を備える。その装置が発泡体層およびゲル層を備える場合、その被覆層は、ゲル層またはその装置全体に適用され得る。同様に、その装置がゲル層および被覆層を備える場合、その被覆層は、ゲル層の頂面のみを被覆すること、またはそのゲル層の周囲を完全に被覆することができる。さらに、その装置は、ゲル層、被覆層（例えば、発泡体層）および追加の被覆層を備え得る。

被覆層は、通常、本発明により包含される種々の種類の支持装置用の被覆体において通常使用される任意の種類の物質を含み得る。このような被覆体は、天然物質および合成物質を含む。さらに、このような被覆体はまた、詰め物を含み得る。例えば、支持装置がマットレスである場合、被覆体は、詰め物を含むマットレストッパーであり得る。さらに、任意の種類の覆うための（ｕｐｈｏｌｓｔｅｒｉｎｇ）物質が、本発明における被覆体として使用され得る。したがって、ゲル層の存在は、本発明の方法に従って製造される支持装置を被覆する用途で利用可能な被覆体の種類を全く限定しない。さらに、他の種類の被覆体もまた、本発明によって包含される。例えば、被覆体は、ポリウレタンフィルムのようなフィルム、乾燥状態または硬化状態で非反応性もしくは非粘着性であるポリマーのようなコーティングまたは発泡体を含み得る。加えて、被覆層は、織り込んだものを含み得、それによって、被覆層に対する三次元的効果が提供される。

上述のように、本発明に従って製造される装置は、発泡体層における形状形成またはキャビティ形成を管理することでカスタマイズされ得る。例えば、様々なレベルの支持および快適性が、ゲルの表面積、キャビティの形状、キャビティの配置およびキャビティの深さの組み合わせを変えることを通して達成され得る。最も一般的には、発泡体層は、発泡体層の面の低い割合のみを被覆するかまたはその殆ど全てを被覆する単一のキャビティを備え得る。発泡体層はまた、発泡体層の面に亘って形成された複雑なパターンのキャビティを備え得る。さらに、キャビティは、戦略上または治療上の利益にとって有益になるように配置され得る。例えば、本発明の方法がマットレスの製造を含む１つの実施形態において、発泡体層に形成されたキャビティは、そのマットレスの使用者となり得る者の特定の身体部分に対応する発泡体層の１つ以上の領域に配置され得る。特に、キャビティは、使用者の体幹領域に対応することにより、その使用者の身体（特に、背中部分）に対してゲル層の有益な形を作ることが可能である。

本発明の方法は、連続的な製造プロセスに特に適合できる。例えば、単一の発泡体片が、加工ラインにそって搬送され得る。ある場所で、適切なキャビティが形成され得、そのラインの下流の場所では、ゲルがキャビティに挿入され得、さらに別の場所で、必要に応じた追加層がゲル層に適用され得、そして、さらに別の場所で、個々の装置が、連続した発泡体から切り離され得る。類似の製造方法が、うねり形状の発泡体層を取り込む方法に特に適合させられ得る。

本発明は、本発明に包含される特定の方法に従った「ストップ・アンド・ゴー（ｓｔｏｐ−ａｎｄ−ｇｏ）」製造方法にさらに適合させられ得る。例えば、本方法は、従来型の鋳型の使用を含み得、ここで、製造される装置のコンポーネントが鋳型に置かれ、硬化または発泡することが許容され、次いで、適切な時間後に鋳型から取り出される。

したがって、１つの実施形態において、本発明は、以下の２つの別個の領域が内部に形成された鋳型を準備する工程を包含する：ゲル層を受け、形成するための一領域、および発泡体層を受け、形成するための一領域。これまで本明細書において記載したような剥離層が、鋳型内に置かれることにより、その鋳型からの支持装置の解離が容易になり、必要に応じて、ゲル層と発泡体層のうちの一方または両方の上に被覆体が形成される。必要に応じて、その鋳型は、真空補助型鋳型であり得る。上述したように、その剥離層は、鋳型が固有の剥離性能を有する方法においては、必要に応じて省略され得る。

剥離層が配置されると、ゲル状物質が、鋳型に挿入される。この段階で、ゲル状物質に、硬化のための特定の時間が与えられ得る。しかし、特定の実施形態において、本方法は、次の工程に即座に進むことを包含し、この方法は、ゲル層の上で発泡物質を鋳型に挿入する工程を包含する。好ましくは、鋳型は、密閉型の鋳型であり、その鋳型の残りの部分は、発泡体層およびゲル層が硬化される間に適用される。ゲル層が発泡物質の挿入前に少なくとも部分的に硬化され得る場合、特定の実施形態においては、ゲル状物質が、発泡物質の挿入時には少なくとも部分的に硬化されていない状態であることにより、発泡体層とゲル層との間の化学結合が可能となることが有益である。

上述したように、本発明の方法、特に発泡体がその場で形成される方法において使用される発泡物質は、当該分野で有用であると一般に認識されているいずれの種類の発泡物質をも含み得る。例えば、特定の実施形態において、ポリウレタン発泡体が、特に好ましい。しかし、他の発泡体もまた、使用され得る。例えば、ラテックス発泡体もまた、発泡体層がその場で形成される間、または事前に製造される発泡体層が支持装置の製造において使用される方法の両方で、本発明に従って使用され得る。

別の実施形態において、本発明は、一般に、以下の工程を包含する方法に従って支持装置を製造することを包含する：第１面と対向する面とを備え、それらの面のうち少なくとも１つに固定された剥離層を有するゲル層を製造する工程；ゲル層の少なくとも一部分を受け入れるために適合させた面を有する発泡体層を製造する工程；およびゲル層を発泡体層に固定する工程。上述したように、固定する工程は、接着、縫合、溶接およびそれらの組み合わせのような種々の方法を含み得る。したがって、本発明に従う場合、支持装置の種々のコンポーネントを別々に製造して、次いで、その個々のコンポーネントを完成した装置に組み合わせることが可能である。

本明細書に記載された本発明の多くの改変および他の実施形態が、先の記載において示された教示を利用する本発明が属する技術分野の当業者により想起される。したがって、本発明は開示された特定の実施形態に限定されないものとして理解されるべきであり、また、改変及び他の実施形態が、添付の特許請求の範囲内に包含されるものとして企図されるものと理解されるべきである。本明細書において特定の用語が用いられているが、これらは、包括的および説明的な意味でのみ使用されるのであり、限定する目的で使用されるのではない。

Claims (8)

1. ゲル層を備える支持装置を製造するための方法であって、前記方法は、
   真空補助型鋳型を含む鋳型を準備する工程；
   前記鋳型に剥離層を置く工程；
   前記鋳型にゲル状物質を挿入することによりゲル層を形成する工程；
   前記ゲル層を少なくとも部分的に硬化する工程；および
   被覆層をゲル層に固定する工程
   を包含し、
   前記ゲル状物質が、ＩＳＯ３３８６−１の方法に従って測定した場合に２ｋＰａ〜２５ｋＰａの範囲の硬度を有するゲルを含み、前記ゲル状物質は、１５％〜８０％のヒステリシスを示すことを特徴とする、方法。
2. 前記鋳型が、ゲル状物質を受け入れるための１以上のキャビティが１層以上の支持物質を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記鋳型が、規定された厚みを有しかつ１以上のキャビティが面を有する発泡体片を含む発泡体層を備える、請求項２に記載の方法。
4. １以上の前記キャビティが、発泡体片の面のうち１％〜９５％を含む領域を構成する、請求項３に記載の方法。
5. １以上の前記キャビティが、発泡体層の厚みの１０％〜９０％の深さを有している、請求項３または４に記載の方法。
6. 前記鋳型が、１以上のキャビティがテキスタイル層を備えている、請求項２〜５のいずれか１項に記載の方法。
7. 前記鋳型が、第１のテキスタイル層と第２のテキスタイル層との間に発泡体を備えるサンドイッチテキスタイルを含み、前記発泡体層は、１以上のキャビティを含む、請求項２〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記鋳型が、少なくとも部分的にうねり形状の面を有している発泡体片を含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。