JP6033620B2

JP6033620B2 - クッション材

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Publication number: JP6033620B2
Application number: JP2012203875A
Authority: JP
Inventors: 晃二朗林
Original assignee: Achilles Corp
Current assignee: Achilles Corp
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2032-09-18
Also published as: JP2014057698A

Description

本発明は、例えばマットレス等に好適な通気性とクッション性を兼ね備えたクッション材に関する。

従来、マットレス等に使用されているクッション材として、軟質ポリウレタンフォームにプロファイル加工等を施して表面に凹凸形状を持たせ、体圧分散性を向上させたもの等が知られている。

しかし、一般的に軟質ポリウレタンフォームは蒸れ易く、様々な改善方法が検討されてきた。

例えば特許文献１には、高密度の軟質ポリウレタンフォーム（高密度フォーム）の両面に高い通気性を持たせるために無膜処理を施した軟質ポリウレタンフォーム（無膜フォーム）を積層させ、プロファイル加工を施してクッション材を得る技術が示されている。この特許文献１に記載のクッション材は、プロファイル加工により得た凹凸形状における凹部に無膜フォームを露出させることでクッション材の通気性を向上させ、更に凸部の大部分に高密度フォームを設けることによって使用時のクッション性を向上させている。

しかし、無膜フォームは一般的な軟質ポリウレタンフォームと比較して長期間の使用による復元性の悪化（へたり）が目立つ。前記特許文献１のようにクッション材として製造した場合、長期間使用しているとクッション材の土台部分を構成している無膜フォームがへたる虞がある。その結果、クッション材の使用時において床に触れているように感じ（底付き感）、寝心地を損ねる虞があった。

特開２０００−１６６７０７号公報

本発明は、クッション材に求められる通気性を有して蒸れを抑制していながらも、へたりの小さく底付き感の無いクッション材を提供することを目的とする。

本発明者は上記知見に基づき、高い通気性を有する軟質ポリウレタンフォーム（高通気性フォーム）の両面に反発弾性５０％以上及び／又は２５％圧縮時の硬さが１００Ｎ以上５００Ｎ以下の比較的硬めの軟質ポリウレタンフォーム（高弾性及び／又は高硬度フォーム）を積層させ、プロファイル加工を施し二分することで得られたクッション材は、使用時において蒸れを抑制していながら、底付き感を解消することを見出した。

すなわち、本発明のクッション材は、軟質ポリウレタンフォームの積層体からなり、Ａ層の両面にＢ層を積層させた少なくとも３層構造からなる積層体をプロファイル加工して二分することにより製造され、分割面に凹凸形状を交互に有するクッション材であって、前記Ａ層が高通気性フォームを少なくとも１層含む層からなり、前記Ｂ層は高弾性及び／又は高硬度フォームを少なくとも１層含む層からなることを特徴とする。

また、本発明のクッション材は、前記Ａ層が軟質ポリウレタンフォームの両面に高通気性フォームを積層させた３層構造とすることが好ましく、プロファイル加工により生じる前記凹凸形状の高さは前記Ａ層を構成する３層構造の中間層である軟質ポリウレタンフォームの厚みを超えることにより高通気性フォームを露出させる。

更に、プロファイル加工によって生じる前記凹凸形状の高さが前記Ａ層の厚みを超え、凹凸形状における凸部の頂部及び基部が前記Ｂ層で構成されることが好ましい。

本発明のクッション材は、高通気性フォームを少なくとも１層含む層であるＡ層の両面に、高弾性及び／又は高硬度フォームを少なくとも１層含む層であるＢ層を積層させた少なくとも３層構造からなる積層体にプロファイル加工を施し二分することで製造され、該クッション材の表面凹凸形状に高通気性フォームを露出され、且つ設置面に高弾性及び／又は高硬度フォームを設けているため、蒸れを良好に防止すると同時に底付き感を解消して、良好な寝心地が得られた。

また、前記Ａ層を軟質ポリウレタンフォームの両面に高通気性フォームを設けた３層構造とし、プロファイル加工した際に生じる凹凸形状の高さはＡ層を構成する３層構造の中間層である軟質ポリウレタンフォームの厚み以上にすると、凸部中間に高通気性フォームとは異なる軟質ポリウレタンフォームが設けられ、凸部のへたりが抑制された。

更に、プロファイル加工により製造されたクッション材の表面凹凸形状の高さを前記Ａ層の厚みを超えるようにすると、凹凸形状における凸部の頂部及び基部が前記Ｂ層により構成され、凸部による指圧効果が向上した。

左図は第１の実施形態を得るための積層体の断面図、右図はプロファイル加工後のクッション材の断面図左図はその他の第１の実施形態を得るための積層体の断面図、右図はプロファイル加工後のクッション材の断面図左図は第２の実施形態を得るための積層体の断面図、右図はプロファイル加工後のクッション材の断面図左図は第３の実施形態を得るための積層体の断面図、右図はプロファイル加工後のクッション材の断面図左図は第４の実施形態を得るための積層体の断面図、右図はプロファイル加工後のクッション材の断面図

本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
各実施形態には２つのパターンが存在し、1つ目は高通気性フォーム層を有するＡ層が高通気性フォーム１層から構成されるパターンであり、２つ目はＡ層が少なくとも高通気性フォームを含む３層構造以上で構成されるパターンである。
図１及び図２に示す第１の実施形態は、クッション材２及び４のようにプロファイル加工によって成形された凹凸形状の全体がＡ層で構成され、且つＢ層が高弾性及び／又は高硬度フォームのみで構成されている。
図３に示す第２の実施形態は、クッション材６及び７のようにプロファイル加工によって成形された凹凸形状における凸部の頂部及び基部にＢ層が設けられ、且つＢ層が高弾性及び／又は高硬度フォームのみで構成されている。
図４に示す第３の実施形態は、クッション材９及び１０のようにプロファイル加工によって成形された凹凸形状の全体がＡ層で構成され、且つＢ層が多層構造となっている。
図５に示す第４の実施形態は、クッション材１２及び１３のようにプロファイル加工によって成形された凹凸形状における凸部の頂部及び基部にＢ層を構成する少なくとも１層が設けられ、且つＢ層が多層構造となっている。

本発明におけるクッション材は軟質ポリウレタンフォームの積層体からなり、Ａ層の両面にＢ層を積層させた少なくとも３層構造からなる積層体をプロファイル加工して二分することにより製造される分割面に凹凸形状を有するクッション材である。
前記Ａ層は高通気性フォームを少なくとも１層含む層からなり、前記Ｂ層は高弾性及び／又は高硬度フォームを少なくとも１層含む層からなることを特徴とする。

図１に示すように、Ａ層を構成する高通気性フォームａの両面にＢ層を構成する高弾性及び／又は高硬度フォームｂを接着剤等で貼り合わせた三層構造の積層体１を成形する。

本発明における高通気性フォームａは、通気性に優れた軟質ポリウレタンフォームとし、ＪＩＳＫ６４００に基づく物性試験において通気量３．０ｄｍ^３／ｓ以上のものを使用できる。この為、クッション材の使用時において良好な通気性を有し、蒸れを防止できる。
このような高通気性フォームとしては、爆発処理や溶剤処理等によって、無膜化処理を施した軟質ポリウレタンフォーム等が適用される。
また、前記通気量の他に、密度２５ｋｇ／ｍ^３以上の性質を兼備える軟質ポリウレタンフォームを使用すると、クッション材とした際にへたりを抑制する為好ましい。ここで、本発明における密度とはＪＩＳＫ７２２２に則って測定している。

また、本発明において弾性及び硬さの測定はＪＩＳＫ６４００に則っている。本発明に用いる高弾性及び／又は高硬度フォームとは、前記反発弾性が５０％以上及び／又は２５％圧縮時の硬さが１００Ｎ以上５００Ｎ以下の性質を有する軟質ポリウレタンフォームである。この為、高弾性及び／又は高硬度フォームｂを土台部分に積層した本発明におけるクッション材は使用時において底付き感を解消できる。
また、前記物性の他に、密度２５ｋｇ／ｍ^３以上の性質を兼備えるポリウレタンフォームを使用すると、より良好に底付き感を解消できる為好ましい。

次に、図２に示す積層体３ように前記Ａ層は３層構造であってもよく、中間層として軟質ポリウレタンフォームｃを用い、その両面に高通気性フォームｄを貼り合わせて３層構造を形成することが出来る。
前記高通気性フォームｄは高通気性フォームａと同様に無膜処理を施した軟質ポリウレタンフォームからなり、ＪＩＳＫ６４００に基づく物性試験において通気量３．０ｄｍ^３／ｓ以上のものを使用できる。この為、クッション材の使用時において良好な通気性を有し、蒸れを防止できる。
また、前記通気量の他に、密度２５ｋｇ／ｍ^３以上の性質を兼備える軟質ポリウレタンフォームを使用すると、クッション材とした際にへたりを抑制する為好ましい。

軟質ポリウレタンフォームｃとしては、クッション材に用いることができ、高通気性フォームｄと硬さの異なる軟質ポリウレタンフォームなら特に限定はしないが、例えばＪＩＳＫ６４００に基づく物性試験においてヒステリシスロス率３５％以下であり、反発弾性２５％以下な軟質ポリウレタンフォームを用いると、クッション材の使用時においてクッション性が増すため好ましい。

本発明におけるクッション材の製造方法は、まず各層を積層させた後に、該積層体にプロファイル加工を施し二分することによって製造する。
この為、本発明に用いることができる積層体全体の厚みの範囲は、プロファイル加工可能な厚みの範囲と同義であり、プロファイル加工機の性能にもよるが、積層体全体の厚みが３０ｍｍ〜３００ｍｍの範囲で加工可能であり、得られたクッション材とした際のクッション性の観点から、好ましくは１００ｍｍ〜３００ｍｍである。
ここで、積層体全体の厚みが３０ｍｍ未満又は３００ｍｍを超える場合、表面に良好な凹凸形状を有するクッション材を得ることが難しい。

また、前記積層体全体の厚みの範囲内においてＡ層及び各Ｂ層の厚みとしては特に限定されるものではないが、Ａ層は１０ｍｍ〜１４０ｍｍが好ましく、各Ｂ層は１０ｍｍ〜８０ｍｍが好ましい。
クッション材とした際、Ａ層の厚みが１０ｍｍ未満である場合は使用時において通気性を損ない蒸れを生じる虞があり、各Ｂ層の厚みが１０ｍｍ未満である場合は底付き感を生じる虞がある。

図１における高通気性フォームａ及び高弾性及び／又は高硬度フォーム各ｂの厚みとしては、Ａ層が高通気性フォームａのみで構成されている為、前記Ａ層と各Ｂ層の厚みの条件がそのまま高通気性フォームａと高弾性及び／又は高硬度フォーム各ｂの条件となる。

図２におけるＡ層を構成する各層の厚みとしては、前記Ａ層の厚みの範囲内において、高通気性フォーム各ｄは３ｍｍ〜６８ｍｍが好ましく、前記高通気性フォームｄとは異なる硬さを有する軟質ポリウレタンフォームｃは４ｍｍ〜２０ｍｍが好ましい。
軟質ポリウレタンフォームｃの厚みが前記範囲であると凸部のへたりの抑制が得られるため好ましい。また、高通気性フォーム各ｄの厚みが３ｍｍ未満であるとクッション材使用時において通気性を損なう虞がある。

次に、本発明におけるプロファイル加工について説明する。
プロファイル加工機は、表面に凹凸面部を有する一対のロールと、一対のロールによる送り方向の出口中央部に配置されている切断刃を備えており、一対のロールの表面に存在する凹凸面部は互いの凸部が相手側の凹部と重なるような対称的な凹凸形状にされている。
このような一対のロール間に積層体を送り込んでロール表面の凹凸面部で厚み方向に圧縮し出口側の切断刃で厚み中央を切断すると図中の切断面Ｓのように分割面を凹凸形状に加工することが出来る。

また、凹凸形状の高さｈはプロファイル加工時において、積層体へのロールによる圧縮力を変化させることによって調整することができ、とりえる範囲としては５ｍｍ〜１５０ｍｍである。
凹凸形状の高さｈとＡ層の厚みの関係によって積層体１及び５に表示の切断面Ｓのように前記Ａ層の厚みが凹凸形状の高さｈより大きい場合と小さい場合がある。

次に本発明における実施形態について説明する。
第１の実施形態はＡ層の厚みが凹凸形状の高さｈより大きく、クッション材２及び４となる。
第２の実施形態はＡ層の厚みが凹凸形状の高さｈより小さく、クッション材６及び７となる。

クッション材２及び４は、Ａ層の厚みが凹凸形状の高さｈより大きい為、凸部の全体がＡ層で構成され、高通気性フォームが露出している。
この為、使用時において良好に蒸れを解消でき、更にクッション材の土台として高弾性及び／又は高硬度フォームｂが積層されているため底付き感が無く、良好なクッション性を有する。

また、クッション材４のようにＡ層が３層構造からなる場合は、凹凸形状の高さｈは少なくとも軟質ポリウレタンフォームｃの厚みを越える。その結果、クッション材とした際に凹凸形状に高通気性フォームｄが露出し、更に凸部の中間に軟質ポリウレタンフォームｃが設けられる。この為、クッション材４は蒸れ防止の他に、凸部のへたり抑制が得られる。

クッション材６及び７は、Ａ層の厚みが凹凸形状の高さｈより小さい為、凹凸形状における凸部の頂部ｂ_Ｉ及び基部ｂ_ＩＩが高弾性及び／又は高硬度フォームｂで構成される。
この為、クッション材使用時における蒸れ防止や底付き感の解消の他に、良好な指圧効果やクッション材２及び３とは異なる感触を与えることができる。

本発明は第１及び第２の実施形態以外にも、図４及び図５に示すクッション材ようにＢ層を多層化した第３及び第４の実施形態が挙げられる。

Ｂ層を多層化した場合、Ｂ層を構成する複数の軟質ポリウレタンフォームは積層した際にＢ層に必要な物性を有していれば、用いる軟質ポリウレタンフォームの種類は特に限定しない。つまり、図４及び図５のようにＢ層を軟質ポリウレタンフォームｅ及び軟質ポリウレタンフォームｆの２層で構成した場合、両軟質ポリウレタンフォームを積層した積層体がＢ層に必要な物性を有していれば軟質ポリウレタンフォームｅ及び軟質ポリウレタンフォームｆにはどのような種類の軟質ポリウレタンフォームでも用いることが出来る。

また、Ｂ層を構成する軟質ポリウレタンフォームの各層の厚みは、Ｂ層を構成する各層の厚みの合計がＢ層の厚み範囲内であり、且つ各層を積層させた積層体がＢ層の物性を有していれば特に限定はしない。

Ｂ層を多層化したクッション材において、Ａ層の厚みよりも凹凸形状の高さｈが小さい場合は、第３の実施形態を示すクッション材９及び１０に、Ａ層の厚みよりも凹凸形状の高さｈが大きい場合は第４の実施形態を示すクッション材１２及び１３となる。

図４におけるクッション材９及び１０は、Ａ層と軟質ポリウレタンフォームｆの間に軟質ポリウレタンフォームｅを有しており、軟質ポリウレタンフォームｅの性質によって様々な効果が期待できる。例えば、軟質ポリウレタンフォームｅとして低反発な軟質ポリウレタンフォームを使用した場合、体圧分散性が向上する。

図５におけるクッション材１２及び１３は、凹凸形状における凸部の頂部ｅ_Ｉ及び基部ｅ_ＩＩが軟質ポリウレタンフォームｅで構成されており、軟質ポリウレタンフォームｅの性質によって様々な効果が期待できる。例えば、ｅ層として高硬度の軟質ポリウレタンフォームを使用した場合、指圧効果が向上する。

第３及び第４の実施形態ではＢ層を２層としているが、本発明におけるＢ層の多層化とは２層構造に限定されず、本発明の効果を損なわない範囲であれば２層以上に多層化しても良い。

ところで、本発明におけるクッション材は、マットレス等の寝具に好適に用いることができる。
例えば、ＪＩＳＫ６４００に基づく物性試験において反発弾性が１５％であり、且つヒステリシスロス率が３１％、厚みが１０ｍｍの軟質ポリウレタンフォームの両面に通気量が４．７ｄｍ^３／ｓ、厚みが２０ｍｍの高通気性フォームを積層し、更に外側に反発弾性５１％であり、且つ２５％圧縮時の硬さが１３５Ｎ、厚みが５０ｍｍの高弾性フォームを積層させ、５層構造体を成形する。

次に、この５層構造体にプロファイル加工を施す。この際、凹凸形状の高さｈをＡ層の厚みよりも小さくした場合はクッション材４のような一対のクッション材を製造することができ、凹凸形状の高さｈをＡ層の厚みよりも大きくした場合、クッション材７のようなクッション材を製造することが出来る。

このように製造したクッション材は、使用時において蒸れを防止していると同時に、良好なクッション性を有している。
この為、本発明のクッション材をマットレスとして使用した場合、極めて寝心地の良い寝具となる。

尚、プロファイル加工により生じる凹凸形状は、加工時に使用するロール表面の突起形状を異ならせることで各図のクッション材のような山形以外にも様々な形状を与えられ、凸部形状を変化させることで硬さを異ならせることが可能である。
本発明のクッション材の凹凸形状における凸部形状は、各図のクッション材のような山形に限定されるものではなく、様々な形状を採用することができる。

例えば、クッション材における領域を頭部領域、腰部領域、脚部領域に区分し、それぞれの領域における凹凸形状を変化させて、硬さを異ならせるようにしても良く、体圧の高い腰部領域の硬度を比較的硬くし、体圧の低い脚部領域の硬度を比較的柔らかくする等によって、より快適な寝具にすることが出来る。

Ａ層
・ａ、ｄ：高通気性フォーム
・ｃ：軟質ポリウレタンフォーム
Ｂ層
・ｂ：高弾性及び／又は高硬度フォーム
・ｅ、ｆ：軟質ポリウレタンフォーム
Ｓ：プロファイル加工における切断面
ｈ：凹凸形状の高さ
１：３層構造の積層体
２：第１の実施形態を示すクッション材（Ａ層が１層から構成）
３：Ａ層が３層構造からなる５層構造の積層体
４：第１の実施形態を示すクッション材（Ａ層が３層から構成）
５：３層構造の積層体
６：第２の実施形態を示すクッション材（Ａ層が１層から構成）
７：第２の実施形態を示すクッション材（Ａ層が３層から構成）
ｂ_Ｉ：凹凸形状における凸部の頂部
ｂ_ＩＩ：凹凸形状における凸部の基部
８：Ｂ層が２層構造からなる５層構造の積層体
９：第３の実施形態を示すクッション材（Ａ層が１層から構成）
１０：第３の実施形態を示すクッション材（Ａ層が３層から構成）
１１：Ｂ層が２層構造からなる５層構造の積層体
ｅ_Ｉ：凹凸形状における凸部の頂部
ｅ_ＩＩ：凹凸形状における凸部の基部
１２：第４の実施形態を示すクッション材（Ａ層が１層から構成）
１３：第４の実施形態を示すクッション材（Ａ層が３層から構成）

Claims

軟質ポリウレタンフォームの積層体からなるクッション材において、少なくとも軟質ポリウレタンフォームの両面に高通気性を有する軟質ポリウレタンフォームを積層させた３層構造を含むＡ層の両面にＢ層を積層させた少なくとも５層構造からなる積層体をプロファイル加工して二分することにより製造され、且つ分割面に凹凸形状を交互に有するクッション材であって、前記凹凸形状の高さは前記A層を構成する3層構造の中間体である軟質ポリウレタンフォームの厚みを超えることを特徴とし、前記Ｂ層は高弾性及び／又は２５％圧縮時の硬さが１００Ｎ以上５００Ｎ以下の軟質ポリウレタンフォームを少なくとも１層含む層からなることを特徴とするクッション材。
プロファイル加工によって生じる前記凹凸形状の高さが前記Ａ層の厚みを超えることを特徴とする請求項１に記載のクッション材