JP2017159042A

JP2017159042A - クッション体

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Publication number: JP2017159042A
Application number: JP2017044410A
Authority: JP
Inventors: 智宏海藤; Tomohiro Kaito; 田中　順; Jun Tanaka; 順田中; 思陽李; Siyang Li
Original assignee: CCM Inc
Current assignee: CCM Inc
Priority date: 2016-03-08
Filing date: 2017-03-08
Publication date: 2017-09-14
Anticipated expiration: 2037-03-08
Also published as: JP6727614B2

Abstract

【課題】身体に接触させて使用するような場合でも、従来よりも身体温度の影響を抑え、使用時に発生する音の小さいクッション体を提供すること。
【解決手段】外装材と該外装材内に充填された詰め物材とからなるクッション体において、該詰め物材は汎用ウレタンチップ（密度１４〜４５ｋｇ／ｍ^３（好ましくは１４〜２６ｋｇ／ｍ^３））と発泡体ビーズを混合したものを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、枕、座布団、布団、ベッド、ソファー、マットレス、その他のクッション体に関するものである。

従来、外装材と該外装材内に充填された詰め物材とからなるクッション体において、低反発ウレタンチップと発泡体ビーズとを混合したものを詰め物材として使用することにより、流動性を向上させて袋体への詰め物材の充填効率の向上や変形したクッション体の復元力の向上を図る技術が提案されている。（例えば特許文献１を参照のこと。）

特開２００４−１８０９０３号公報

ところで、一般に発泡体ビーズを加えるとクッション体の使用時に音が発生し、耳障りになる。特にクッション体を枕として使用するような場合は睡眠の妨げにもなる。また、身体に接触させて使用するような場合は、できるだけ身体温度の影響の小さいクッション体が望まれている。

本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、身体に接触させて使用するような場合でも、従来よりも身体温度の影響を抑え、使用時に発生する音の小さいクッション体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のクッション体においては、外装材と該外装材内に充填された詰め物材とからなるクッション体において、該詰め物材は密度１４〜４５ｋｇ／ｍ^３の汎用ウレタンチップと発泡体ビーズを混合したものであることを特徴とする。従来の発泡体ビーズの詰め物材あるいは発泡体ビーズと低反発ウレタンを混合した詰め物材に比べて使用時の温度上昇を抑えることができる。

この汎用ウレタンチップは、密度１４〜４５ｋｇ／ｍ^３（好ましくは１４〜２６ｋｇ／ｍ^３）、圧縮残留歪（７５％圧縮）６〜１２％（好ましくは８〜１０）の範囲であるのが好ましい。さらに、適度な流動性を維持し、使用時の音を抑制し、肌触り良好なクッション体を実現するには、汎用ウレタンチップの外径寸法は、０．３〜５．０ｍｍ（好ましくは０．３〜３．０ｍｍ）の範囲、発泡体ビーズの外形寸法は、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍ（好ましくは０．２〜０．８ｍｍ）の範囲であり、前記汎用ウレタンチップの外形寸法は、前記発泡体ビーズの外形寸法に対して、１．０〜３．０倍（好ましくは１．５〜２．５倍）であり、外装材内に充填された前記発泡体ビーズと前記汎用ウレタンチップとの質量比は、１６：９〜２５：２１の範囲であるのが良い。

本発明に係るクッション体は、さらに綿を混入して形成されていることを特徴とする。特に綿の繊維は、長さ１０〜５０ｍｍ、太さ５〜２０μｍ、綿密度（デニール）０．５〜１．５ｄであることが好ましい。また、外装材内に充填された詰め物材に対する綿の質量比は、０．２％〜１０％（好ましくは０．２％〜５％）（質量％）が良い。これにより使用時の音をさらに抑制することができる。

また、本発明に係るクッション体の詰め物材は、汎用ウレタン素材を含み、発泡体ビーズを含まない第１の詰め物材と、前記第１の詰め物材を包むようにその外側に設けられ、汎用ウレタンチップと発泡体ビーズとを混合した第２の詰め物材からなることを特徴とする。この汎用ウレタン素材は、汎用ウレタンチップよりも大きなサイズで形成する。なお、第２の詰め物材に綿を混入してもよい。これによりへたりをさらに改善することができる。

本発明のクッション体によれば、身体に接触させて使用するような場合でも、従来よりも身体温度の影響を抑えることができ、また使用時に発生する音を抑制することができる。また、クッション体の中心部付近の詰め物材を発泡体ビーズを混合しない汎用ウレタン素材用いて形成し、その外側を汎用ウレタンチップと発泡体ビーズとを混合した詰め物材で蔽うことにより、へたりを抑制しつつ、温度や音の問題を改善した良好なクッション体を提供することができる。

本発明の実施の形態によるクッション体に用いる詰め物材の部分拡大図である。温度測定試験方法の説明図である。温度測定試験結果の説明図である。騒音測定試験および圧縮試験に用いる被試験体サンプル（試料）を示す図である。騒音測定試験方法の説明図である。図５の騒音測定試験の結果を示す図である。図５の騒音測定試験の結果を示すグラフである。他の実施例による騒音測定試験の結果を示す図である。本発明の第２の実施の形態によるクッション体の断面図である。圧縮試験（へたり試験）方法を説明するための圧縮試験装置の概略断面図である。嵩密度の測定方法の説明図である。３５倍ビーズと４５倍ビーズのそれぞれ単体での圧縮試験の結果を示す図である。汎用ウレタンチップと３５倍ビーズを混合した詰め物材の圧縮試験の結果を示す図である。図４のサンプルに対する圧縮試験（へたり試験）の結果を示す図である。図１３の圧縮試験によるへたり状況の説明図である。

以下に本発明に係るクッション体の第１の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
本実施の形態において、クッション体１は、伸縮性を有する外装材２と該外装材２内に充填される詰め物材３からなる。

図１は、外装材２に充填される詰め物材３の説明図である。この図において、詰め物材３は、汎用ウレタンチップ４と発泡体ビーズ５を混合することで形成されている。この図に示すように、汎用ウレタンチップ４の間に発泡体ビーズ５が略均一に介装された状態になっている。

（温度試験）
図２は、本実施の形態による温度試験方法の説明図である。温度試験の構成は、断熱材の上に試料（クッション体１）を設置し、ヒーターに温度センサを取り付け、人体温度を模し、約３５℃に温度調整する。そしてヒーターを試料（クッション体１）の上に乗せて、さらに、約２．５ｋｇの重りを乗せてから２０分間ヒーターの温度を測定する。このときの周囲環境は、温度２０℃±２℃、湿度６５±４％ＲＨに調整されている。

試験は詰め物材３として発泡体ビーズのみ（試料１）と、１８倍ビーズ（発泡体ビーズ）と汎用ウレタンチップの混合（試料２）の２種類について行った。
図３に各試料（試料１，試料２）について温度の時間変化を示す。この結果より試料１に対して、試料２すなわち発泡体ビーズに汎用ウレタンチップを混合した方が温度上昇が抑えられることがわかった。

（音の測定）
詰め物材３の混合材の相違によって、該クッション体１の枕としての使用時における騒音にどれくらいの差があるのか確認するため実験を行った。図４に実験に用いたサンプル（試料）の種類、図５に実験方法を示す。

図４において、本実験は、汎用ウレタン、低反発ウレタンについて、それぞれウレタンの粒径の違い及び綿の有無別に全１２種類のサンプルを用いて行った。図中、ウレタン粒の大きさを（大）、（大小）、（小）で示している。ここで、（大）は５ｍｍの網を通り抜けなかったもの、（小）は５ｍｍの網を通り抜けたもの、（大小）は５ｍｍの網を通り抜けなかったものと通り抜けたものを半分ずつ混ぜたものを示している。

図５において、騒音計としてリオン株式会社製の多機能計測システムＳＡ−Ａ１、使用プログラムとして１／３オクターブ分析プログラムＳＸ−Ａ１ＲＴを使用し、室温２２．４℃、湿度５３％の環境下で実験を行った。

そして、次に示す測定方法（１）（２）の２通りについて、１０秒間での時間重み付きレベルの最大値と時間平均レベルの２種類について測定結果を求めた。
測定方法（１）：枕サンプルにボウリング球（約５ｋｇ）をのせたとき（頭をのせたとき）に発生する騒音の測定。約７ｃｍの高さの台からボウリングを転がし、枕（クッション体１）サンプルの上に落下させる。
測定方法（２）：枕サンプルにのせたボウリング球を転がしたとき（寝返りをしたとき）に発生する騒音の測定。ボウリング球を枕サンプルの中心に置き、水平移動距離約８ｃｍを１秒間かけて等速で転がす。

マイクと枕サンプルの距離は、測定方法（１）（２）とも約４ｃｍであり、汎用ウレタンチップは密度１６ｋｇ／ｍ^３、低反発ウレタンチップは６５ｋｇ／ｍ^３のもの使用した。汎用ウレタンチップや低反発ウレタンチップは、各ウレタンフォームを小片に裁断し、１辺５ｍｍ以上あるいは以下の立方体としてサンプル分けした。

一方、発泡体ビーズ５は直径３ｍｍ以下のポリスチレン系の球体である。綿の繊維は、概略０．８ｄ（デニール）×２５ｍｍ×１０．１μｍである。測定サンプルごとの測定結果を図６，図７に示す。

この結果より汎用ウレタンチップの方が低反発ウレタンよりも騒音が小さく、また少量の綿の存在は騒音を弱める効果があることがわかった。特に汎用ウレタンチップと低反発ウレタンチップを比較した場合、汎用ウレタンチップの方が密度の小さい分ウレタン素材（繊維）の隙間が大きく、それ故通気性に優れ、また騒音抑制効果があるものと考えられる。

適度な流動性および上記騒音抑制効果を得る上では、汎用ウレタンチップ４は密度１４〜４５ｋｇ／ｍ^３（好ましくは１４〜２６ｋｇ／ｍ^３）、４０％硬さ７０Ｎ〜２１５Ｎ、２５％硬さ６０Ｎ〜１９０Ｎ、圧縮残留歪（７５％圧縮）６〜１５％（好ましくは８〜１２）の範囲、反発弾性３５％〜６０％、そのチップサイズは０．３ｍｍ〜５．０ｍｍ（好ましくは０．３ｍｍ〜３．０ｍｍ）の範囲にあるのが好ましい。さらに発泡体ビーズの外形寸法は０．２ｍｍ〜３．０ｍｍ（好ましくは０．２ｍｍ〜０．８ｍｍ）の範囲にあり、また汎用ウレタンチップ４の外形寸法は発泡体ビーズの外形寸法以上であり、その比は１．０〜３．０倍（好ましくは１．５〜２．５倍）の範囲にあるのが好ましい。
ちなみに、比較に用いた低反発ウレタンは、密度６５±３ｋｇ／ｍ^３、４０％硬さ４５±１０Ｎ、２５％硬さ４０±１０Ｎ、圧縮残留歪（７５％圧縮）５％以下、反発弾性１５％以下である（JIS K6400シリーズによる）。

肌触りの点からは、発泡体ビーズとして３５倍ビーズ（密度３３．５〜３６．５ｋｇ／ｍ^３）、汎用ウレタンチップとして１６Ｍ（１４．５〜１７．５ｋｇ／ｍ^３）を用い、サイズを上記条件にしたとき、その質量比は、１６：９〜２５：２１の範囲にあるのがよく、流動性、騒音抑制効果に優れたクッション体を実現することができる。

また、外装材内に充填された発泡体ビーズと汎用ウレタンチップと綿との質量比は、発泡体ビーズと汎用ウレタンチップとの合計質量と綿の質量の比率が少なくとも５００：１（すなわち詰め物材の全質量に対する綿の質量は約０．２％）よりも綿の質量比が大きければ騒音に対する顕著な効果があることがわかった。

さらに、外装材２として、例えば引張り強さ１１６Ｎ，伸び４７８％（JIS L 1096 A法，カットストリップ法による。）の柔らかくてよく伸びる生地を用いて上記範囲にある混合率の詰め物材を充填するとき、生地が伸びないように詰めたときの詰め物材の質量の２．１倍程度の質量の詰め物材を充填することにより、温度、騒音に対する特性に優れ、かつ触感の良い枕などのクッション体を実現することができる。

（他の実施例）
綿の効果をさらに詳細に確認するため、本実施例では、綿の量を１％、５％、１０％と変化させ、また発泡体ビーズとして３５倍ビーズの他に１８倍ビーズ（密度５４〜５８ｋｇ／ｍ^３）を使用して図５の方法で騒音測定試験を実施した。

図８にその試験結果を示す。図８の各列の項目は、図６と対応している。
図８のＮｏ．４４〜Ｎｏ．４６の比較から、汎用ウレタンは綿を増やしたほうが頭を載せた時（Ａ）、寝返り時（Ｂ）とも音が小さくなるという結果が出た。同様に、図８のＮｏ．５２〜Ｎｏ．５４の比較から、低反発ウレタンについても、綿を増やしたほうが頭を載せた時（Ａ）、寝返り時（Ｂ）とも音が小さくなるという結果が出た。すなわち、汎用ウレタン、低反発ウレタンとも５ｍｍ未満の粒の大きさで、綿を全体質量（発泡体ビーズ＋ウレタン＋綿）を１％、５％、１０％に増やすにつれて騒音抑制効果（音が発生しづらいという効果）が高くなるという結果になった。

ただし、汎用ウレタン、低反発ウレタンともに、１％〜５％の騒音抑制効果に比べて５％〜１０％の騒音抑制効果（ｄＢ値の差）は小さい。また綿の含有率は最大５％あれば十分に実用的な騒音抑制効果が得られると考えられる。したがって、図６に示した実施例と併せると、詰め物材内の綿の含有率０．２％〜１０％（好ましくは、０．２％〜５％）が発泡体ビーズの流動性をさほど阻害することなく綿による騒音抑制効果を良好に得られる範囲であると言える。またこの含有率範囲の綿の効果は、汎用ウレタン、低反発ウレタンの両方に対して有効である。

なお、図８のＮｏ．１３、Ｎｏ．１４、Ｎｏ．２１、Ｎｏ．２２から、３５倍ビーズよりも１８倍ビーズのほうが、音が小さいということがわかる。すなわち、発泡体ビーズの粒径が小さいほうが騒音抑制効果が高くなる。なお、粒径が小さくなるとその分密度が大きくなるのでクッション体全体の質量等との観点で決定されるべきものである。

次に本発明に係るクッション体の第２の実施の形態について説明する。
図９に本実施の形態によるクッション体の構成図を示す。本実施の形態によるクッション体１の特徴は、外装材２に充填する詰め物材を２重構造にしたことである。すなわち本実施の形態によるクッション体１は、中心部の詰め物材３ａ、その周囲を覆う詰め物材３ｂ、および詰め物材３ｂの外側を覆う外装材２によって構成される。

ここで、外装材２と詰め物材３ｂは、第１の実施の形態のものを用いることができる。詰め物材３ａは、汎用ウレタンフォームを細かくチップ化せず、１０ｍｍあるいはそれ以上に大きなサイズで裁断した汎用ウレタン素材７を用いる。詰め物材３ａには、発泡体ビーズ５を混入させない。詰め物材３ａは、前述したように荒く裁断した汎用ウレタン素材７のみ、あるいは当該汎用ウレタン素材７と綿のみで形成するのがよい。これにより、へたりの問題点を改善することができる。

以下、汎用ウレタンチップ４を使用することによる問題点を詳述する。
図１０に詰め物材のへたり特性を試験する圧縮試験装置の概略を示す。この圧縮試験装置は被試験体を入れる円筒形容器１０を備え、上から円筒形容器内に圧力を加えられるようになっている。圧縮試験は、この試験装置に被試験体である詰め物材を入れ、１００Ｎ−１Ｎ、あるいは６５０Ｎ−１Ｎで所定回数繰り返し圧力を加え、試験前後で、被試験体の体積の減少量を測定するものである。

以下、圧縮試験方法について説明する。
（ステップ１）まず円筒形容器内に被試験体を投入する。
（ステップ２）容器上部から被試験体に対し、１００Ｎ（１０．２ｋｇｆ）と６５０Ｎ（６６．３ｋｇｆ）の圧縮荷重をかける。なお圧縮速度は１０ｍｍ／分とする。
（ステップ３）上記（ステップ２）の操作を１００回繰り返す。
（ステップ４）（ステップ３）終了後の被試験体をメスシリンダーに移し、体積を測定する。この体積減少量が「へたり」となる。体積減少量が大きいほど、へたりが大きいということになる。更に２４時間放置し回復性を測定する。なお、試験用嵩体積３３０ｍｌ、および嵩密度（ｇ／Ｌ）の測定方法については図１１に示す。

図１２に被試験体として、３５倍ビーズと４３倍ビーズを用いた時の圧縮試験の結果を示す。この結果から３５倍ビーズの方がへたりが小さいことがわかる。

また図１３に被試験体として、汎用ウレタンチップと３５倍ビーズを混合した詰め物材を用いた時の圧縮試験の結果を示す。図１２の発泡体ビーズ単体に比べて、汎用ウレタンチップと３５倍ビーズの混合品の方がへたりが大きいことがわかる。

図１４は、図４の被試験体（試料）に対する圧縮試験の結果である。両図中Ｎｏ．蘭に示す番号が各サンプルに対応している。図１４の試験結果より、汎用ウレタンチップと発泡体ビーズの混合物（もしくはこれらと綿との混合物）は、低反発ウレタンチップと発泡体ビーズの混合物（もしくはこれらと綿との混合物）に比べてへたりが小さいとは言えず、むしろ大きくなっている。これは、図１５に示すように、圧力が加わることによりビーズがウレタンチップを押し潰すことになり、汎用ウレタンチップは低反発ウレタンチップに比べてその度合いが大きいものと考えられる。６５０Ｎの圧縮試験では、図１５Ｎｏ．１〜３（上段）に示すように、汎用ウレタンチップと３５倍ビーズからなる詰め物材の汎用ウレタンチップはほとんど粉砕状態である。なお、図１５のＮｏ．は図４，図１４のＮｏ．と対応している。

クッション体１の詰め物材３を図９に示すような二重構造にすることにより、通常の使用においては、外装材２を通して詰め物材３ｂに伝わる外圧を詰め物材３ａの方向へ圧力を逃がし、クッション体全体として、へたりを軽減することができる。また、詰め物材３ａとして低反発ウレタンではなく汎用ウレタンを用いることにより、第１の実施の形態と同様の温度特性を有することができる。なお、詰め物材３ａに用いる汎用ウレタン素材７は、詰め物材３ｂで用いる汎用ウレタンチップ４よりも大きなサイズ（好ましくは１０ｍｍ以上）にするのが好ましい。これにより、さらなるへたりの改善が期待できる。

詰め物材３ａと詰め物材３ｂとの間は、詰め物材３ａを包む伸縮性を有する袋体６を設けても良いし、外装体への詰め物材の充填時に中央に詰め物材３ａが配設されるように充填し、袋体６を省いてもよい。また詰め物材３ａと詰め物材３ｂの量的比率は使用者の嗜好等により任意に決められる。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加え、さらに、へたりを改善したクッション体を実現することができる。

本発明は上述した実施の形態に限定されることなくその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実現することができる。また、上記説明において特に言及しない事項は既存の技術が用いられる。たとえば、発泡体ビーズはポリスチレンに限らず、ポリエチレンその他クッション体使用可能な既知の材料を使用することが出来ることは言うまでもない。

１クッション体
２外装材
３詰め物材
３ａ第１の詰め物材
３ｂ第２の詰め物材
４汎用ウレタンチップ
５発泡体ビーズ
６袋体
７汎用ウレタン素材
１０円筒形容器

Claims

外装材と該外装材内に充填される詰め物材とからなるクッション体において、該詰め物材は密度１４〜４５ｋｇ／ｍ^３の汎用ウレタンチップと発泡体ビーズを混合したものを含むことを特徴とするクッション体。
前記汎用ウレタンチップは、外径寸法は、０．３〜５．０ｍｍの範囲にあり、前記発泡体ビーズの外形寸法は、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲にあり、前記汎用ウレタンチップの外形寸法は、前記発泡体ビーズの外形寸法に対して、１．０〜３．０倍であることを特徴とする請求項１に記載のクッション体。
前記外装材内に充填される前記発泡体ビーズと前記汎用ウレタンチップとの質量比は、１６：９〜３：５の範囲であること特徴とする請求項１または２に記載のクッション体。
前記詰め物材は、さらに０．２％〜１０％（質量％）の綿を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクッション体。
外装材と該外装材内に充填される詰め物材とからなるクッション体において、当該詰め物材は、前記クッション体の略中央に配置され、密度１４〜４５ｋｇ／ｍ^３の汎用ウレタン素材を含み、発泡体ビーズを含まない第１の詰め物材と、該第１の詰め物材と前記外装材との間に充填され、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の詰め物材からなる第２の詰め物材とを備えて形成されていることを特徴とするクッション体。
前記汎用ウレタン素材は、前記汎用ウレタンチップよりも大きなサイズを有することを特徴とする請求項５に記載のクッション体。