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技術 クッション体

出願人 株式会社CCM
発明者 海藤智宏田中順李思陽
出願日 2017年3月8日 (4年2ヶ月経過) 出願番号 2017-044410
公開日 2017年9月14日 (3年7ヶ月経過) 公開番号 2017-159042
状態 特許登録済
技術分野 寝具 マットレス,及びいす,ベッドに関するその他
主要キーワード 綿密度 時間平均レベル 円筒形容器内 水平移動距離 時間重み 体積減少量 低反発ウレタン 騒音抑制効果
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年9月14日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (16)

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/m3(好ましくは14〜26kg/m3))と発泡体ビーズを混合したものを含む。

概要

背景

従来、外装材と該外装材内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。)

概要

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。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/m3(好ましくは14〜26kg/m3))と発泡体ビーズを混合したものを含む。

目的

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

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

外装材と該外装材内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/m3の汎用ウレタンチップ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。

請求項2

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。

請求項3

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。

請求項4

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。

請求項5

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/m3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。

請求項6

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。

技術分野

0001

本発明は、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。

背景技術

0002

従来、外装材と該外装材内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。)

先行技術

0003

特開2004−180903号公報

発明が解決しようとする課題

0004

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、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。

0005

本発明はかかる従来の事情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。

課題を解決するための手段

0006

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/m3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。

0007

この汎用ウレタンチップは、密度14〜45kg/m3(好ましくは14〜26kg/m3)、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。

0008

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。

0009

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。

発明の効果

0010

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。

図面の簡単な説明

0011

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。

実施例

0012

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。

0013

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。

0014

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。

0015

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。

0016

(音の測定)
詰め物材3の混合材相違によって、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実験方法を示す。

0017

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。

0018

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。

0019

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最大値時間平均レベルの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。

0020

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/m3、低反発ウレタンチップは65kg/m3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小片裁断し、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。

0021

一方、発泡体ビーズ5は直径3mm以下のポリスチレン系球体である。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。

0022

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。

0023

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/m3(好ましくは14〜26kg/m3)、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/m3、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)。

0024

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/m3)、汎用ウレタンチップとして16M(14.5〜17.5kg/m3)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。

0025

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。

0026

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。

0027

(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/m3)を使用して図5の方法で騒音測定試験を実施した。

0028

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。

0029

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。

0030

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。

0031

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。

0032

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。

0033

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、被試験体の体積減少量を測定するものである。

0034

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。

0035

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。

0036

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。

0037

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。

0038

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。

0039

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嗜好等により任意に決められる。

0040

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。

0041

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。

0042

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

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