JP5028715B2

JP5028715B2 - クッション材

Info

Publication number: JP5028715B2
Application number: JP2001114276A
Authority: JP
Inventors: 敦森; 憲幸山口
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2021-04-12
Also published as: JP2002306283A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、枕、敷き寝具、褥瘡防止用マットレス、ソファー用クッション材、事務用クッション材、事務用小物クッション材等として好適な、低反発性で、且つ高い通気性を有するクッション材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
低反発性ポリウレタンフォームを用いたクッション材は、荷重がかかるとクッション材がこれに追従し、圧力を分散させて局部的に圧力が集中することがないことから、非常に快適な使用状態を得ることができるという優れた特長を有する反面、素材の通気性が低いために、体温からの熱がこもり易く、このために蒸れたり、暑苦しさを感じるなどの欠点があった。
【０００３】
このため、従来においては、低反発性ポリウレタンフォームに通気孔を設けたり、通気性の高いポリウレタンフォームで低反発性ポリウレタンフォームをくるむなどの加工を施すことが行われているが、十分な効果は得られておらず、加工方法によっては低反発性ポリウレタンフォーム本来の低反発性能が損なわれる場合もあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記従来の問題点を解決し、低反発性で、且つ高い通気性を有するクッション材を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のクッション材は、低反発性ポリウレタンフォームの粒状物をバインダーで結合させてなる粒状物成形体を有するクッション材であって、該バインダーがウレタン系接着剤であり、該低反発性ポリウレタンフォームの粒状物の粒径が１〜５０ｍｍであり、該低反発性ポリウレタンフォームの反発弾性が０〜１５％であることを特徴とする。
【０００６】
低反発性ポリウレタンフォームの粒状物をバインダーで結合させてなる粒状物成形体は、低反発性ポリウレタンフォームの粒状物同士の間に空隙が形成され、この空隙の存在により、良好な通気性を得ることができる。しかも粒状物は低反発性ポリウレタンフォームよりなるため、低反発性ポリウレタンフォーム本来の反発弾性は殆ど損なわれることはない。
【０００７】
本発明の低反発性ポリウレタンフォームの粒状物の粒径は１〜５０ｍｍである。
【０００８】
また、このような粒状物を結合してなる該粒状物成形体の通気性は３０〜３００ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃであることが好ましい。
【０００９】
粒状物を結合する該バインダーの使用量は低反発性ポリウレタンフォームの粒状物１００重量部に対して３〜３０重量部であることが好ましい。
【００１０】
この粒状物を構成する該低反発性ポリウレタンフォームの反発弾性は１５％以下である。
【００１１】
本発明のクッション材は、粒状物成形体のみからなるものであっても良く、粒状物成形体と、ポリウレタン発泡体とを併用（例えば一体化）したものであっても良い。
【００１２】
なお、本発明において、密度（ｇ／ｃｍ^３）、硬さ（ｋｇｆ）、通気性（ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ）、反発弾性（％）、圧縮残留歪（％）の物性値は、ＪＩＳＫ６４００に準拠して測定した値を示す。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明のクッション材の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明のクッション材の実施の形態を示す断面図である。
【００１５】
本発明のクッション材は、低反発性ポリウレタンフォームの粒状物をバインダーで結合させてなる粒状物成形体を有するものであるが、図１（ａ）に示す如く、この粒状物成形層２のみよりなるクッション材１Ａであっても良く、図１（ｂ）に示す如く、粒状物成形層２と通常の軟質又は硬質ポリウレタン発泡層３とが積層されたクッション材１Ｂであっても良い。また、図１（ｃ）に示す如く、粒状物成形層２を通常の軟質又は硬質ポリウレタン発泡層３，３間に介在させたクッション材１Ｃ，或いは図１（ｄ）に示す如く粒状物成形層２，２の間に通常の軟質又は硬質ポリウレタン発泡層３を介在させたものであっても良い。
【００１６】
粒状物成形層２を構成する低反発性ポリウレタンフォームの粒状物は、通常の低反発性ポリウレタンフォームの塊状物やマットないしシートを回転刃式粉砕機等により粉砕することにより得ることができる。
【００１７】
この粒状物の形状には特に制限はなく、球状、立方体、直方体、円柱（楕円柱を含む）、三角柱、四角柱（台形柱等を含む）、多角柱、その他不定形の異形状物、或いはこれらの混合物であっても良い。
【００１８】
低反発性ポリウレタンフォームの粒状物の大きさは、過度に小さくしても大き過ぎても通気性の向上に有効な空隙部を粒状物同士の間に形成し得ないため、粒状物の平均粒子径は１〜５０ｍｍ、特に５〜３０ｍｍであることが好ましい。なお、ここで粒状物の粒子径とは粒状物が通過し得る正方形の網目の一辺の長さの最小値をさす。
【００１９】
粒状物を構成する低反発性ポリウレタンフォームとしては、密度２０〜１５０ｇ／ｃｍ^３、硬さ１．０〜３０．０ｋｇｆ、通気性０．５〜３００ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、反発弾性１５％以下、特に０〜１０％、圧縮残留歪０〜５．０％程度の物性値を示すものが好ましく、このような低反発性ポリウレタンフォームは、例えば、次のような原料配合により、常法に従って製造することができる。
［低反発性ポリウレタンフォーム配合（重量部）］
ポリオール（ポリオールＡとポリオールＢ）：１００
ポリイソシアネート：２５〜７０
発泡剤：０．５〜５．０
触媒：０．０１〜１．０
整泡剤：０．３〜２．０
【００２０】
ポリオールとしては、ポリウレタンに通常用いられるものが使用でき、例えばポリエーテルポリオール、及びこのポリオールの中でビニルモノマーを重合させて得られる重合体ポリオールが挙げられる。ポリエーテルポリオールとしては、水、アルコール類、アミン類、アンモニア等の開始剤にアルキレンオキサイドを付加させたものが挙げられる。アルコール類としては、例えば、１価アルコール類（メタノール、エタノール等）、２価アルコール類（エチレングリコール、プロピレングリコール等）、３価アルコール類（グリセリン、トリメチロールプロパン等）、４価アルコール類（Ｄ−ソルビトール等）、６価アルコール、８価アルコール類等の多価アルコール類が挙げられる。アミン類としては、１価アミン類（ジメチルアミン、ジエチルアミン等）、２価アミン類（メチルアミン，エチルアミン等）、３価アミン類（モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等）、４価アミン類等の多価アミン類が挙げられる。アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド（ＥＯ）、プロピレンオキサイド（ＰＯ）、１，２−、１，４−及び２，３−ブチレンオキサイド及びこれらの２種以上の併用が挙げられる。これらのうち好ましいものは、プロピレンオキサイド及び／又はエチレンオキサイドであり、併用の場合の付加形式はブロックもしくはランダムのいずれでもよい。
【００２１】
ポリオールＡとして好ましいものは、ポリエーテルポリオール及び／又は重合体ポリオールである。このポリオールＡの平均官能基数は、通常２〜５、好ましくは２．５〜３．５であり、水酸基価は通常２０〜６０ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ、好ましくは３０〜６０ｍｇ−ＫＯＨ／ｇである。水酸基価が２０ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ未満ではポリウレタンフォームの製造が困難なうえに、商業的製品としてのポリエーテルポリオールの入手も困難である。水酸基価が６０ｍｇ−ＫＯＨ／ｇを超えるものではポリウレタンフォームの形成する樹脂が硬くなり、しっとりとした感触が得られない。このポリオールＡのエチレンオキサイド含量率は通常５〜３０重量％、好ましくは１０〜２５重量％で、末端１級水酸基の％は、通常５〜８０％、好ましくは６０〜７５％である。
【００２２】
ポリオールＢの平均官能基数は、通常１.５〜４.５、好ましくは２〜３であり、水酸基価は通常２００〜３００ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ、好ましくは２４０〜２８０ｍｇ−ＫＯＨ／ｇである。水酸基価が２００ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ未満ではフォームの反発弾性率が大きくなり、３００ｍｇ−ＫＯＨ／ｇを超えるとフォームの温度依存性が大きくなる。
【００２３】
ポリオールＡとしては、ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオール（平均官能基数約３、水酸基価５６ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ）、ポリオキシアルキレンポリオール（平均官能基数約３、水酸基価５６ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ）等、具体的にはＧＰ−３０００（三洋化成工業（株）製）等を用いることができ、ポリオールＢとしては、ポリオキシアルキレンポリオール（平均官能基数約３、水酸基価２５０ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ）、ポリオキシアルキレンポリオール（平均官能基数約３、水酸基価２８０ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ）、具体的には、ボラノール２０７０（ダウ製）やＧ−７００（旭電化工業（株）製）を用いることができる。
【００２４】
ポリオールＡとポリオールＢとの混合割合は、ポリオールＡ７０〜２０重量％に対してポリオールＢ３０〜８０重量％とするのが好ましい。
【００２５】
ポリイソシアネートとしては、従来低反発性ポリウレタンフォームの製造に用いられている公知のもの、例えば、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、フェニレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）などの芳香族ポリイソシアネートや変性ＴＤＩ、クルードＭＤＩ及び変性ＭＤＩ、さらには過剰のポリイソシアネートと低分子ポリオールとを反応させて得られる遊離イソシアネート含有プレポリマーなどが挙げられ、これらの単独又は２種以上を併用して用いることができる。ポリイソシアネートとしては、具体的にはタケネートＴ−８０（武田薬品工業（株）製）、コロネートＴ−６５（日本ポリウレタン（株）製）等を用いることができる。
【００２６】
発泡剤としては、水及び／又はハロゲン置換脂肪族炭化水素系発泡剤、例えば、トリクロロフルオロメタン，ジクロロジフルオロメタン，トリクロロエタン，トリクロロエチレン，テトラクロロエチレン，塩化メチレン，トリクロロトリフルオロエタン，ジブロモテトラフルオロエタン，四塩化炭素などが挙げられる。
これらの発泡剤の中では水が好ましい。
【００２７】
触媒としては、ポリウレタンの製造に通常使用される公知のもの、例えば３級アミン類（トリエチルアミン、トリエチレンジアミン、Ｎ−メチルモルホリン等）、４級アンモニウム（テトラエチルヒドロキシルアンモニウム等）、イミダゾール類（イミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール等）などのアミン系触媒、有機スズ化合物（酢酸スズ、オクチル酸スズ、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズクロライド等）、有機鉛化合物（オクチル酸鉛、ナフテン酸鉛）、有機ニッケル化合物（ナフテン酸ニッケル）などの有機金属系触媒等が挙げられる。これらのうち好ましいものは、３級アミン類及びイミダゾール類である。
【００２８】
整泡剤としては、例えばシロキサン−オキシアルキレンブロック共重合体などの従来ポリウレタンに通常使用できるシリコン系界面活性剤等が用いられる。整泡剤としては、具体的には、Ｆ−２４２Ｔ（信越化学工業（株）製）、ＳＨ−１９２（東レ・ダウコーニング・シリコン（株）製）等を用いることができる。
【００２９】
その他、本発明においては、例えば、通常のポリウレタンフォームの製造に用いられる公知の架橋剤、難燃剤、着色剤、可塑剤、内部離型剤等の添加剤を必要に応じて配合しても良い。
【００３０】
本発明に係る低反発性ポリウレタンフォームは、ポリオール、整泡剤、触媒、整泡剤、その他の添加剤を混合したものと、ポリイソシアネートとを所定の割合で混合、攪拌し、常法に従って、発泡させることにより製造することができる。
【００３１】
このような低反発性ポリウレタンフォームから粒状物成形体を製造するには、低反発性ポリウレタンフォームを所定の粒子径に粉砕して粒状物を得、これをバインダーと混合し、混合物を型内に充填してバインダーの硬化条件で成形、硬化させれば良い。
【００３２】
ここで用いるバインダーは、ポリウレタン系接着剤であり、その使用量は低反発性ポリウレタンフォームのバインダー１００重量部に対して３〜３０重量部、特に５〜１５重量部とすることが好ましい。バインダーの使用量が少な過ぎると粒状物同士を十分に結合させることができず、多過ぎると、粒状物同士の間に通気性の向上に有効な十分な量の空隙を形成し得ない。
【００３３】
このようにして得られる粒状物成形体は、密度２５〜３００ｇ／ｃｍ^３、硬さ１．０〜４０．０ｋｇｆ、通気性３０〜３００ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃ、反発弾性０〜１５％、圧縮残留歪０．５〜１０％程度の物性値を示すことが好ましく、このような物性が得られるように、用いる粒状物の粒径や物性に対して粒状物とバインダーとの混合割合や型内への充填量等を適宜調整すれば良い。
【００３４】
図１（ａ）に示すクッション材１Ａは、上述の如く、低反発性ポリウレタンフォームの粒状物とバインダーとの混合物を型内に充填して成形、硬化させることにより製造することができるが、図１（ｂ）〜（ｄ）に示す如く、粒状物成形層２とポリウレタン発泡層３とが積層された構造のクッション材１Ｂ〜１Ｄは、粒状物の成形に当たり、型内の所定の位置に予め成形したポリウレタン発泡層３を配置しておくことにより、容易に製造することができる。ただし、各々成形したポリウレタン発泡層３と粒状物成形層２とを接着剤等により接着しても良い。また、カバー等に挿入する場合、ポリウレタン発泡層３と粒状物成形層２とは必ずしも結合されている必要はない。
【００３５】
なお、ポリウレタン発泡層３を構成するポリウレタンフォームとしては特に制限はなく、クッション材の使用目的に応じて様々な物性のものを用いることがで、低反発性ポリウレタンフォームであってもよい。また、ポリウレタン発泡層と粒状物成形層の配置も何ら図示のものに限定されない。ただし、粒状物成形層２による通気性と低反発性とを確保するために、本発明のクッション材が図１（ｂ）〜（ｄ）に示す如く、ポリウレタン発泡層との複合体である場合、クッション材の全体積の５０％以上が粒状物成形層であることが好ましい。
【００３６】
このような本発明のクッション材は、通常、布、皮、合成樹脂等のカバーを被せて使用されるが、このカバーについても通気性の高いものを用いることにより、より一層良好な通気性を得ることができ好ましい。
【００３７】
このような本発明のクッション材は、低反発性ポリウレタンフォーム本来の低反発性と、粒状物同士の間の空隙による良好な通気性を有し、枕、敷き寝具、褥瘡防止用マットレス、ソファー用クッション材、事務用クッション材、事務用小物クッション材等としてきわめて快適な使用感、良好な使用状態を得ることができる。
【００３８】
【実施例】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３９】
なお、以下において、低反発性ポリウレタンフォームとしては、下記配合のフォーム原料を型内で発泡、成形して得られた低反発性ポリウレタンフォーム(1)又は低反発性ポリウレタンフォーム(2)を用いた。
【００４０】
【表１】

【００４１】
表１中、用いた材料は以下の通りである。
ポリオールＡ：武田薬品工業（株）製「アクトコール３Ｐ５６Ｂ」ポリオキシアルキレンポリエステルブック共重合体ポリオール
平均官能基数約３、水酸基価５６ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ
ポリオールＢ：旭電化工業（株）製「Ｇ−７００」ポリオキシアルキレンポリオール
平均官能基数約３、水酸基価２８０ｍｇ−ＫＯＨ／ｇ
ポリイソシアネート：武田薬品工業（株）製「タケネートＴ−８０」
触媒Ｃ：三共エアプロダクツ（株）製「ＤＡＢＣ０３３ＬＶ」
触媒Ｄ：吉富製薬（株）製「スタノクト」
整泡剤：信越化学工業（株）製「Ｆ−２４２Ｔ」
【００４２】
実施例１〜４
表２に示す低反発性ポリウレタンフォームを回転刃式粉砕機により表２に示す平均粒子径となるように粉砕して粒状物を得た。この粒状物にバインダーとしてウレタン系接着剤（トーケン樹脂化学（株）製「Ｒ−１０００Ｍ」）を表２に示す割合で混合し、得られた混合物を型内に充填して硬化、成形することにより粒状物成形体を得た。この粒状物成形体の物性は表２に示す通りであり、表１に示す原料低反発性ポリウレタンフォームの物性と比較して低反発性は大きく損なわれることなく、通気性が改善されること、特に実施例３，４であれば、低反発性には殆ど影響を受けることなく、通気性が大幅に改善されたことが確認された。
【００４３】
【表２】

【００４４】
なお、実施例１〜４のクッション材をそれぞれ６０ｃｍ×６０ｃｍ×８ｃｍ厚さに加工して木製の椅子の座面に置き、体重約７０ｋｇの男性が腰掛け、約３０秒後の圧力分布を、ニッタ（株）製の座圧分散システム（ＢＩＧ−ＭＡＴ）にて測定したところ、いずれも圧力が十分に分散しており、局部的に圧力がかかる部分は存在しなかった。
【００４５】
また、いずれのクッション材も、温度２２℃、湿度５０％の環境の室内で６時間使用しても蒸れや暑さを感じることはなく、快適に使用することができた。
【００４６】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明によれば、低反発性で高い通気性を有し、快適な使用感を得ることができるクッション材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクッション材の実施の形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄクッション材
２粒状物成形層
３ポリウレタン発泡層

Claims

低反発性ポリウレタンフォームの粒状物をバインダーで結合させてなる粒状物成形体を有するクッション材であって、該バインダーがウレタン系接着剤であり、該低反発性ポリウレタンフォームの粒状物の粒径が１〜５０ｍｍであり、該低反発性ポリウレタンフォームの反発弾性が０〜１５％であることを特徴とするクッション材。
請求項１において、該粒状物成形体の通気性が３０〜３００ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃであることを特徴とするクッション材。
請求項１又は２において、該バインダーの使用量が低反発性ポリウレタンフォームの粒状物１００重量部に対して３〜３０重量部であることを特徴とするクッション材。
請求項１ないし３のいずれか１項において、前記粒状物成形体と、ポリウレタン発泡体とを有することを特徴とするクッション材。