特開 2019-115469 クッション材及びマットレス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-115469(P2019-115469A)

(43)【公開日】2019年7月18日

(54)【発明の名称】クッション材及びマットレス

(51)【国際特許分類】

   A47C 27/15 20060101AFI20190627BHJP

【ＦＩ】

   A47C27/15 A

   A47C27/15 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-250960(P2017-250960)

(22)【出願日】2017年12月27日

(71)【出願人】

【識別番号】000002440

【氏名又は名称】積水化成品工業株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】592147192

【氏名又は名称】セキスイウレタン加工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106909

【弁理士】

【氏名又は名称】棚井 澄雄

(74)【代理人】

【識別番号】100094400

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 三義

(74)【代理人】

【識別番号】100106057

【弁理士】

【氏名又は名称】柳井 則子

(72)【発明者】

【氏名】古澤 悟

(72)【発明者】

【氏名】船橋 正明

【テーマコード（参考）】

3B096

【Ｆターム（参考）】

3B096AB04

3B096AB07

3B096AD07

(57)【要約】

【課題】引裂強度に優れ、長期的に性能及び形状を維持できる耐久性に優れたクッション材を提供することを目的とする。
【解決手段】ポリウレタンフォームからなる第１層１０と、ポリエチレンフォームからなる第２層１２と、ポリウレタンフォームからなる第３層１４とがこの順に積層され、第３層１４側に複数の凸部１６と複数の凹部１８とからなる凹凸構造が形成され、第２層１２における凹凸構造の凹部１８以外の部分が一体に形成され、第３層１４が凹凸構造の各凸部１６にそれぞれ形成されている、クッション材１。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリウレタンフォームからなる第１層と、ポリエチレンフォームからなる第２層と、ポリウレタンフォームからなる第３層とがこの順に積層されているクッション材。

【請求項2】

前記第３層側の表面から前記第１層にわたる窪みにより凹凸構造が形成されている、請求項１に記載のクッション材。

【請求項3】

前記第２層における前記凹凸構造の凹部以外の部分が一体に形成され、前記第３層が前記凹凸構造の各凸部にそれぞれ形成されている、請求項２に記載のクッション材。

【請求項4】

前記ポリエチレンフォームの引裂強度が前記ポリウレタンフォームの引裂強度よりも強い、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクッション材。

【請求項5】

前記ポリエチレンフォームの引裂強度が１２〜２０Ｎ／ｃｍであり、前記ポリウレタンフォームの引裂強度が３〜１１Ｎ／ｃｍである、請求項４に記載のクッション材。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか一項に記載のクッション材を使用したマットレス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はクッション材に関し、特に寝具用のクッション材に関する。

【背景技術】

【0002】

クッション材は、衝撃を和らげる材料であって、寝具や梱包材等、様々な用途に用いられている。寝具用途としては、例えばベッド用のマットレスがあり、表面がプロファイル加工されたポリウレタンフォームが広く用いられている。特許文献１には、ポリウレタンフォームからなるマットレスが開示されており、下面クッション層、中間クッション層及び上面クッション層を有することを特徴としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６−２１４７６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明者等は、鋭意検討の結果、特許文献１のような従来のウレタンフォームを使用したクッション材では、引裂きに対する強度が十分ではないため、大きな力を掛けたときに壊れるおそれがあり、耐久性に問題があることを見出した。そこで、本発明は、引裂強度に優れ、長期的に性能及び形状を維持できる耐久性に優れたクッション材及びマットレスを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、以下の態様を有する。
［１］ポリウレタンフォームからなる第１層と、ポリエチレンフォームからなる第２層と、ポリウレタンフォームからなる第３層とがこの順に積層されているクッション材。
［２］前記第３層側の表面から前記第１層にわたる窪みにより凹凸構造が形成されている、［１］に記載のクッション材。
［３］前記第２層における前記凹凸構造の凹部以外の部分が一体に形成され、前記第３層が前記凹凸構造の各凸部にそれぞれ形成されている、［２］に記載のクッション材。
［４］前記ポリエチレンフォームの引裂強度が前記ポリウレタンフォームの引裂強度よりも強い、［１］乃至［３］のいずれかに記載のクッション材。
［５］前記ポリエチレンフォームの引裂強度が１２〜２０Ｎ／ｃｍであり、前記ポリウレタンフォームの引裂強度が３〜１１Ｎ／ｃｍである、［４］に記載のクッション材。
［６］［１］乃至［５］のいずれかに記載のクッション材を使用したマットレス。

【発明の効果】

【0006】

本発明のクッション材及びマットレスは壊れ難く、長期的に性能及び形状を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明のクッション材の一例を示した断面図である。

【図2】本発明のクッション材の製造工程の一例を示した断面図である。

【図3】本発明のクッション材の他の例を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

本明細書におけるフォームの各物性は、以下の測定法により測定される値を意味する。
ポリウレタンフォームの「密度」及び「引裂強度」は、ＪＩＳ Ｋ ６４０１に従って測定される値である。
ポリエチレンフォームの「密度」及び「引裂強度」は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７：１９９９に従って測定される値である。
「ポリエチレンフォームの２５％圧縮硬さ」は、ＪＩＳ Ｋ ６４００−２：２０１２ Ｄ法に従って測定される値である。

【0009】

本発明のクッション材は、衝撃を和らげることを目的として、ベッド用のマットレス、ソフト遊具、及び工業用緩衝材等、様々な用途に使用することができる。以下、本発明のクッション材の一例として、マットレスを示して説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

【0010】

本実施形態のクッション材１は、図１に示すように、第１層１０と、第２層１２と、第３層１４とがこの順に積層された積層体である。
クッション材１の平面視形状は、特に限定されず、用途に応じて適宜決定でき、典型的には矩形である。クッション材１の平面視でのサイズは、特に限定されず、用途に応じて適宜設定することができる。

【0011】

この例のクッション材１には、第３層１４側の表面から第１層１０にわたる窪みにより凹凸構造が形成されている。この凹凸構造は、複数の滑らかな山形状の複数の凸部１６と、滑らかな谷形状の複数の凹部１８とが、例えばマットレス長手方向や短手方向に交互に連なって形成されている。この例では、複数の凸部１６は平面視で千鳥状に配置されている。同様に、複数の凹部１８も千鳥状に配置されている。クッション材１を厚さ方向に切断した断面においては、第３層１４側の表面の縁形状は略サインカーブ又は滑らかな波状になっている。クッション材１のこの凹凸構造は、公知のプロファイル加工により形成できる。

【0012】

クッション材１に凹凸構造が形成されていることで、例えばクッション材１上に寝た際に凹凸構造の各凸部によって体が点で支えられ、体の形状に即した体圧分散が可能となることから、寝姿勢を維持することが容易になる。また、クッション材１に凹凸構造が形成されることで通気性も向上する。
なお、クッション材１における凹凸構造としては、前記した構造以外にも、クッション材に採用される公知の凹凸構造を特に制限なく採用できる。

【0013】

第１層１０及び第３層１４はポリウレタンフォームからなり、第２層１２はポリエチレンフォームからなる。第２層１２が引裂強度に優れるポリエチレンフォームからなることで、クッション材１は長期的に性能及び形状を維持できる優れた耐久性を有してる。

【0014】

この例のクッション材１においては、第３層１４が凸部１６の頂点から第１層１０に向かうにつれて広がり、第３層１４の第１層１０側に第２層１２が滑らかに繋がって、第２層１２が第１層１０に向かうにつれて広がることで凸部１６が形成されている。このように、第３層１４は、凹凸構造の各凸部１６の先端部分にそれぞれ形成されている。また、この例では、第２層１２における凹凸構造の凹部１８以外の部分が一体に形成されている。本発明のクッション材においては、この例のように、第２層における凹凸構造の凹部以外の部分が一体に形成され、第３層が凹凸構造の各凸部にそれぞれ形成されていることが好ましい。これにより、優れた通気性及び耐圧分散性を得つつ、優れた耐久性も得ることができる。

【0015】

平面視におけるクッション材１の面積に対する第２層１２が占める面積の割合は、３０〜６０％が好ましく、４０〜５０％がより好ましい。第２層１２が占める面積の割合が前記範囲の下限値以上であれば、表層部における耐久性が特に向上する。また、クッション材１の上に乗った際、ポリエチレンフォームに基づく充分な反発力が得られやすいため、寝返り時の負担がより軽減される効果も奏する。第２層１２が占める面積の割合が前記範囲の上限値以下であれば、優れた通気性が得られる。

【0016】

第２層１２を形成するポリエチレンフォームの発泡倍率は、１５〜４０倍が好ましく、３０〜４０倍がより好ましい。ポリエチレンフォームの発泡倍率が前記範囲の下限値以上であれば、優れたクッション性が得られ、ポリエチレンフォームの発泡倍率が前記範囲の上限値以下であれば、優れた耐久性が得られる。

【0017】

第２層１２を形成するポリエチレンフォームの密度は、２５〜６５ｋｇ／ｍ^３が好ましく、２５〜３０ｋｇ／ｍ^３がより好ましい。ポリエチレンフォームの密度が前記範囲の下限値以上であれば、優れた耐久性が得られ、ポリエチレンフォームの密度が前記範囲の上限値以下であれば、優れたクッション性が得られる。

【0018】

第２層１２を形成するポリエチレンフォームの引裂強度は、第１層１０及び第３層１４を形成するポリウレタンフォームの引裂強度より強い。第２層１２を形成するポリエチレンフォームの引裂強度は、１２〜２０Ｎ／ｃｍが好ましく、１２〜１５Ｎ／ｃｍがより好ましい。ポリエチレンフォームの引裂強度が前記範囲の下限値以上であれば、壊れ難く、優れた耐久性が得られる。

【0019】

第２層１２を形成するポリエチレンフォームの２５％圧縮硬さは、４０〜１４０ｋＰａが好ましく、４０〜５０ｋＰａがより好ましい。ポリエチレンフォームの２５％圧縮硬さが前記範囲の下限値以上であれば、クッション材１の上に乗った際に体が過度に沈み込み難く、寝姿勢を維持しやすい。ポリエチレンフォームの２５％圧縮硬さが前記範囲の上限値以下であれば、優れたクッション性が得られる。

【0020】

第２層１２を形成するポリエチレンフォームの独立気泡率は、９０％以上が好ましい。ポリエチレンフォームの独立気泡率が前記値以上であれば、優れた耐久性が得られやすい。ポリエチレンフォームの独立気泡率の上限値は、理論上は１００％である。

【0021】

第２層１２の厚みｔ２は、５〜２０ｍｍが好ましく、１０〜１５ｍｍがより好ましい。厚みｔ２が前記範囲の下限値以上であれば、優れた耐久性が得られると共に、充分な反発力が得られ、寝返り時の負担がより軽減される。厚みｔ２が前記範囲の上限値以下であれば、優れた通気性が得られる。

【0022】

第１層１０及び第３層１４を形成するポリウレタンフォームは、同一のポリウレタンフォームであることが好ましい。
第１層１０及び第３層１４を形成するポリウレタンフォームの発泡倍率は、２０〜６５倍が好ましく、３０〜５０倍がより好ましい。ポリウレタンフォームの発泡倍率が前記範囲の下限値以上であれば、優れた通気性及びクッション性が得られ、上限値以下であれば、優れた耐久性が得られる。

【0023】

第１層１０及び第３層１４を形成するポリウレタンフォームの密度は、１５〜５０ｋｇ／ｍ^３が好ましく、２０〜３０ｋｇ／ｍ^３がより好ましい。ポリウレタンフォームの密度前記範囲の下限値以上であれば、優れた耐久性が得られ、上限値以下であれば、優れた通気性及びクッション性が得られる。

【0024】

第１層１０及び第３層１４を形成するポリウレタンフォームの引裂強度は、３〜１１Ｎ／ｃｍが好ましく、６〜１０Ｎ／ｃｍがより好ましい。ポリウレタンフォームの引裂強度が前記範囲の下限値以上であれば、優れた耐久性が得られる。

【0025】

ポリウレタンフォームはポリエチレンフォームに比べて通気量が高いため、第１層１０及び第３層１４に使用することで、クッション材全体として充分な通気量を確保することが容易になる。

【0026】

第１層１０の厚みｔ１は、２０〜６０ｍｍが好ましく、３０〜４０ｍｍがより好ましい。厚みｔ１が前記範囲の下限値以上であれば、優れたクッション性と耐久性が得られ、上限値以下であれば、優れた通気性が得られる。

【0027】

第３層１４の厚みｔ３は、５〜３０ｍｍが好ましく、５〜１０ｍｍがより好ましい。厚みｔ３が前記範囲の下限値以上であれば、優れた体圧分散が得られ、上限値以下であれば、優れた通気性が得られる。

【0028】

クッション材１における厚みｔ１と厚みｔ３の合計に対する厚みｔ２の比（ｔ２／（ｔ１＋ｔ３））は、１０％〜３０％が好ましく、１５％〜２０％がより好ましい。ｔ２／（ｔ１＋ｔ３）が前記範囲の下限値以上であれば、優れた耐久性が得られ、上限値以下であれば、優れた通気性及びクッション性が得られる。

【0029】

クッション材１の製造方法は、特に限定されず、例えば、以下の方法が挙げられる。
図２（Ａ）に示すように、ポリウレタンフォームからなる下層２２、ポリエチレンフォームからなる中間層２４、及びポリウレタンフォームからなる上層２６をこの順に積層して積層体２０を形成する。

【0030】

各層を積層する方法としては、例えば、接着剤により各層同士を接着する方法が挙げられる。接着剤としては、例えば、ホットメルト形接着剤やウレタン樹脂系接着剤等が挙げられ、各層同士の接着強度が高く、洗濯への耐性に優れたクッション材が得られやすい点から、ウレタン樹脂系接着剤が好ましい。

【0031】

次いで、積層体２０に対してプロファイル加工を行うことにより、クッション材１が得られる。例えば、外周面に複数の突起部が形成された一対のローラーにより積層体２０を挟み込んで厚み方向に圧縮しつつ、圧縮された状態の積層体２０の厚み方向の中央部を厚み方向に垂直な方向に刃物で切断する。これにより、図２（Ｂ）に示すように、積層体２０が厚み方向に２つに分断された部分がそれぞれクッション材１となる。

【0032】

以上説明したように、本発明のクッション材においては、ポリウレタンフォームからなる第１層と、ポリエチレンフォームからなる第２層と、ポリウレタンフォームからなる第３層とがこの順に積層されている。第２層がポリエチレンフォームからなることで、本発明のクッション材は引裂強度に優れ、長期的に性能及び形状を維持できる効果を奏する。

【0033】

なお、本発明のクッション材は、前記したクッション材１には限定されない。例えば、図３に例示したクッション材１Ａであってもよい。図３における図１と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。
クッション材１Ａは、第３層１４側に凹凸構造が形成されていない以外はクッション材１と同じである。

【実施例】

【0034】

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［フォーム］
クッション材の各層を形成するポリウレタンフォーム及びポリエチレンフォームとして、以下のフォームを用いた。
ポリウレタンフォームＡ：製品名「エアタッチ：品番４００ＣＲ−２０」（倉敷紡績（株）製、密度：２９ｋｇ／ｍ^３）。
ポリエチレンフォームＢ：製品名「サンペルカ：品番Ｌ−２５００」（三和化工（株）製、密度：３０ｋｇ／ｍ^３、２５％圧縮硬さ：５０ｋＰａ）。

【0035】

［実施例１］
第１層及び第３層を形成するポリウレタンフォームとしてポリウレタンフォームＡを用い、第２層を形成するポリエチレンフォームとしてポリエチレンフォームＢを用いて、図３に例示したクッション材１Ａと同様の構成のクッション材を作製した。クッション材は縦５５０ｍｍ×横１２００ｍｍの矩形状とし、第１層の厚みを３０ｍｍ、第２層の厚みを５ｍｍ、第３層の厚みを３０ｍｍとした。

【0036】

［比較例１］
第２層を形成するポリエチレンフォームＢをポリウレタンフォームＡに変更した以外は、実施例１と同様のクッション材を作製した。

【0037】

［耐久性（引裂強度、引裂き性）］
各例のクッション材の耐久性は、以下の試験方法により評価した。
引裂強度は、Ａ＆Ｄ製テンシロン万能試験機（機種ＲＴＧ−１３１０）を用いて測定した。詳細を以下に示す。
試験片 ＪＩＳ Ｋ−６７６７
厚み ５ｍｍ
測定結果 Ｎ数５回の平均値
ロードセル １０ｋｇ
試験速度 ５００．０ｍｍ／ｍｉｎ
初期試料長 チャック間距離 ６０ｍｍ
伸び原点 初荷重点 ０．３％ＲＯ
破断点計測 ０．５Ｎ
弾性率解析 加重 ピッチ ５Ｎ

【0038】

引裂き性は、クッション材（複層）を手で引裂き、以下の評価基準で評価を行った。
（引裂き性の評価基準）
◎：引裂きは困難である。
○：引裂くことは可能であるが、困難である。
△：引裂くことができる。
各例の試験結果を表１に示す。

【0039】

【表1】

【0040】

表１に示すように、第２層がポリエチレンフォームＢからなる実施例１のクッション材は、引裂きに強く、耐久性に優れていた。
一方、第１層〜第３層が全てポリウレタンフォームである比較例１のクッション材は、実施例１に比べて引裂きに弱く、耐久性が劣っていた。

【符号の説明】

【0041】

１、１Ａ…クッション材、１０…第１層、１２…第２層、１４…第３層、１６…凸部、１８…凹部。

【図1】

【図2】

【図3】