マットレス
【課題】体圧分散性に優れる寝具として使用でき、さらに寝返りしやすく、自然な寝姿勢が得られるマットレスの提供。
【解決手段】反発弾性が５０％を超える高弾性ポリウレタンフォーム層２に、表面層１として反発弾性が２５％以下、ヒステリシスロス率が３５％以下の軟質ポリウレタンフォームを積層してマットレスを形成する。より好ましくは、身体の荷重が集中する部分が他の部分より硬くなるように、表面層と高弾性ポリウレタン層のフォームの厚み比を変えて硬さを調節する。具体的には、表面層を頭部周辺領域Ａ、胸部周辺領域Ｂ、腰部周辺領域Ｃ、脚部周辺領域Ｄの４つの領域に区分し、前記表面層の厚みが、Ａ≧Ｄ＞Ｂ＞Ｃの関係が成り立つようにする。これに応じて、前記表面層が薄くなる部分では、前記高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みを厚くする。
【解決手段】反発弾性が５０％を超える高弾性ポリウレタンフォーム層２に、表面層１として反発弾性が２５％以下、ヒステリシスロス率が３５％以下の軟質ポリウレタンフォームを積層してマットレスを形成する。より好ましくは、身体の荷重が集中する部分が他の部分より硬くなるように、表面層と高弾性ポリウレタン層のフォームの厚み比を変えて硬さを調節する。具体的には、表面層を頭部周辺領域Ａ、胸部周辺領域Ｂ、腰部周辺領域Ｃ、脚部周辺領域Ｄの４つの領域に区分し、前記表面層の厚みが、Ａ≧Ｄ＞Ｂ＞Ｃの関係が成り立つようにする。これに応じて、前記表面層が薄くなる部分では、前記高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みを厚くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物性の異なる軟質ポリウレタンフォームの積層体からなるマットレスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
寝具用のマットレスなどに使用される軟質ポリウレタンフォームとして、特許文献１のような、体圧分散性に優れる低反発ポリウレタンフォームが使用されている。このような低反発ポリウレタンフォームは、長時間同じ体位を取っている場合でも、身体の荷重による局所的な圧迫によって起こる床ずれや血流障害を防ぐことができる。しかし、低反発ポリウレタンフォームは柔らかく、粘性が高いため、身体がフォームに沈み込みやすくなってしまい、体位を変換する際に、身体を支えることが困難となり、寝返りしにくくなるという問題があった。また、低反発ポリウレタンフォームは、低温下（冬季）では硬く、高温化（夏季）では柔らかい、というように、温度による硬さ変化（感温性）を伴う問題があった。
【０００３】
これを解決するために、硬めの軟質ポリウレタンフォームの上に柔かい軟質ポリウレタンフォームを積層して、身体の沈み込みを抑えることが特許文献２に開示されている。また、特許文献２には、身体の荷重が集中する部分の上層のフォーム厚みを厚くすると、寝返りした場合に、自然な沈み込みが可能であることが開示されている。
しかしながら、特許文献２のような軟質ポリウレタンフォームの積層体であっても、フォームが沈み込んでしまうのを解決するには不十分あった。
【０００４】
また、特許文献３のように、体圧分散性に優れ、沈み込みの少ない軟質ポリウレタン フォームと高弾性ポリウレタンフォームの積層体が記載されているが、軟質ポリウレタンフォームの密度や硬さを調整するだけでは、適度に沈み込みを抑えるには限界があった。
【０００５】
そこで、本出願人は、フォームの沈み込みやすさがヒステリシスロス率の大きさに起因していることに着目し、体圧分散性に優れ、寝返りしやすい上、低反発ポリウレタンフォームのような感温性もなく、耐久性に優れる軟質ポリウレタンフォームの開発に至った（特許文献４）。
このような軟質ポリウレタンフォームでも、ある程度の厚みを有するベッド用マットレス等に単層で使用する場合には、まだ部分的な沈み込みがあるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−５２４４号公報
【特許文献２】特開２００６−２９６４６１号公報
【特許文献３】特許３８８６０９５号公報
【特許文献４】特願２００９−３３０１２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、体圧分散性に優れる寝具として使用でき、さらに寝返りしやすく、自然な寝姿勢が得られるマットレスを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、物性の異なる軟質ポリウレタンフォームを積層させてなるマットレスであって、反発弾性が５０％を超える高弾性ポリウレタンフォーム層に、表面層として反発弾性が２５％以下、ヒステリシスロス率が３５％以下の軟質ポリウレタンフォームを積層したものである。
【０００９】
このように、反発弾性が５０％を超える高弾性ポリウレタンフォーム層に、表面層として低反発ポリウレタンフォームと同等の体圧分散性を有し、かつ高弾性ポリウレタンフォームと同様のヒステリシスロス率を有している、反発弾性が２５％以下、ヒステリシスロス率が３５％以下の軟質ポリウレタンフォームを積層すると、体圧分散性に優れ、適度な沈み込みが得られ、寝返りしやすい効果が得られる上、余計な沈み込みを抑えることができる。
【００１０】
また、本発明の好ましい形態としては、マットレスが頭部周辺領域Ａ、胸部周辺領域Ｂ、腰部周辺領域Ｃ、脚部周辺領域Ｄの４つの領域からなり、表面層の厚みが、Ａ≧Ｄ＞Ｂ＞Ｃの関係になっているとともに、表面層が薄くなる分、高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みが、厚くなっている。
そうすれば、フォーム物性との相乗効果により、より体圧分散性に優れ、適度な沈み込みが得られ、寝返りなど荷重移動した場合でも、部分的な沈み込みのない自然な寝姿勢が維持できる。
【００１１】
さらに、本発明の好ましい形態としては、Ａ−Ｂ間、Ｂ−Ｃ間、Ｃ−Ｄ間の境界部分で、表面層および高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みが滑らかに変化している。
そうすれば、境界部分の硬さが、急激に変化することがないので、部分的な沈み込みのない自然な寝姿勢が維持でき、さらに寝心地に優れるものとなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明で使用する表面層の軟質ポリウレタンフォームは、低反発ポリウレタンフォームと同等の体圧分散性を有しながら、感温性がなく、耐久性に優れるフォームであり、その上、高弾性ポリウレタンフォームと同等のヒステリシスロス率を有しているため、体圧分散性に優れ、適度な沈み込みが得られ、寝返りしやすいフォームである。本発明は、このような軟質ポリウレタンフォームと高弾性ポリウレタンフォームを積層したので、体圧分散性に優れ、適度な沈み込みが得られ、寝返りしやすい効果に加え、余計な沈み込みを抑えることができる。
【００１３】
また、本発明は、表面層と高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みを調整して、身体の荷重が集中する部分の硬さを硬くし、さらに境界部分では、表面層および高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みを滑らかに変化させて、硬さの急激な変化が生じないような積層構造としたため、フォーム物性との相乗効果により、より体圧分散性に優れ、適度な沈み込みが得られ、寝返りなど荷重移動した場合でも、部分的な沈み込みのない自然な寝姿勢が維持でき、寝心地にも優れる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
本発明は、反発弾性が５０％を超える高弾性ポリウレタンフォーム層に、表面層として反発弾性が２５％以下、ヒステリシスロス率が３５％以下の軟質ポリウレタンフォームを積層したものである。
【００１６】
本発明において、表面層として使用される軟質ポリウレタンフォームは、一般的な低反発ポリウレタンフォームと同程度の反発弾性を有しながら、一般的な高弾性ポリウレタンフォームと同程度のヒステリシスロス率を有するため、体圧分散性に優れ、寝返りしやすく、さらに、低反発ポリウレタンフォームのような感温性もなく、耐久性にも優れるフォームである。
【００１７】
ここで、反発弾性とは、ＪＩＳ Ｋ６４００−３に準拠して測定した値である。反発弾性が大きすぎるフォームでは、マットレスなどの寝具に用いた場合、体圧分散性に劣り、寝心地を損ない、床ずれなどの原因となってしまうため、本発明の表面層では、適度に身体が沈み込んで、体圧分散性が得られるように、反発弾性を２５％以下としたものである。
なお、ＪＩＳ Ｋ６４０１では、低反発フォームの反発弾性は１５％未満、高弾性フォームでは５０％を超えるものと定義されている。
【００１８】
また、ヒステリシスロス率とは、ＪＩＳ Ｋ６４００−２ Ｂ法に準拠して測定した値であり、変形及び回復の１サイクルにおける機械的エネルギーの損失率を示す。すなわち、ヒステリシスロス率が小さいものほど、復元力があるということを意味している。
【００１９】
例えば、高弾性ポリウレタンフォームのヒステリシスロス率は２５％程度であるのに対し、低反発ポリウレタンフォームでは５３％程度である。そのため、高弾性ポリウレタンフォームでは、ヒステリシスロス率が低く、寝返りしやすいものであるが、低反発ポリウレタンフォームでは、体圧分散性には優れるが、ヒステリシスロス率が高いため、身体がフォームに沈み込みやすく、寝返りしにくい。
【００２０】
そのため、本発明の表面層は、ヒステリシスロス率を３５％以下としたものである。そうすれば、寝返りなどで身体を動かした場合でも、荷重移動に応じて、身体がフォームに適度に沈み込み、かつ復元力が作用するので、寝返りしやすくなる。
【００２１】
以上のことから、本発明の表面層の軟質ポリウレタンフォームは、反発弾性が２５％以下であり、ヒステリシスロス率が３５％以下としたものである。
【００２２】
このような表面層の軟質ポリウレタンフォームは、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、整泡剤、触媒、発泡剤およびその他の添加剤を用いて発泡、硬化させて得られる。
【００２３】
ポリオール成分としては、特に制限はなく、通常の軟質ポリウレタンフォームの原料として使用されるポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールを用いることができるが、水酸基価が１０〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇで、分子量が５０００〜１００００のポリオール（Ａ）と、水酸基価が７０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇで、分子量４００〜７５０のポリオール（Ｂ）と、水酸基価が７０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇで、分子量が５００〜２０００のポリオール（Ｃ）とを含有すると、反発弾性が２５％以下であり、ヒステリシスロス率が３５％以下の軟質ポリウレタンフォームを得られやすく、好ましい。
【００２４】
上記水酸基価が１０〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇで、分子量が５０００〜１００００のポリオール（Ａ）は、活性水素数が２である開始剤を主成分として製造され、官能基が２．０〜２．４であることが好ましい。
【００２５】
上記水酸基価が７０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇで、分子量４００〜７５０のポリオール（Ｂ）は、活性水素数が２である開始剤を主成分として製造され、官能基が２．０〜２．４であることが好ましい。
【００２６】
上記水酸基価が７０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇで、分子量が５００〜２０００のポリオール（Ｃ）は、活性水素数が３である開始剤を主成分として製造され、官能基が２．７〜３．０であることが好ましい。
【００２７】
本発明において、ポリオール（Ａ）／ポリオール（Ｂ）＝３５〜５０／６５〜５０の割合で用いると、低温雰囲気下においてもフォームが硬くなりにくく、体圧分散性能を発現するため、好ましい。
【００２８】
また、上記ポリオール（Ａ）、ポリオール（Ｂ）、ポリオール（Ｃ）に加え、エチレンオキシドの含有量が６０〜９０重量％のポリオール（Ｄ）を添加することが好ましい。ポリオール（Ｄ）を添加すると、フォームの連通化が促され、性状の良好なフォームが得られやすい。また、フォームの戻りが遅く、体圧分散性にも優れる。
【００２９】
ポリイソシアネート成分としては、特に制限がなく、イソシアネート基を２以上有する芳香族系、脂環族系、脂肪族系等のポリイソシアネートや、これらを変性して得られる変性ポリイソシアネートを１種または２種以上の混合物で使用できる。具体的には、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）、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート（クルードＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等のポリイソシアネート、またこれらのプレポリマー型の変性体、ヌレート変性体、ウレア変性体、カルボジイミド変性体等が挙げられる。これらのうちでも、ＴＤＩ、ＭＤＩ、ＴＤＩとＭＤＩの混合物が、発泡安定性に優れるため、好ましく用いられる。
【００３０】
ポリイソシアネート化合物の使用量は、通常イソシアネートインデックスで表される。ポリイソシアネート化合物の使用量は、イソシアネートインデックスで１００以上であり、１００〜１３０の範囲が好ましく、１０５〜１２０の範囲がより好ましい。イソシアネートインデックスが１００未満であってもフォームは形成できるが、硬度の高いフォームが得られにくく、加熱又は水を含むと強度低下を起こすため、上記イソシアネートインデックスで製造されることが好ましい。
【００３１】
本発明の表面層の軟質ポリウレタンフォームに用いる整泡剤はポリシロキサン鎖およびポリオキシアルキレン鎖を有するシリコーン系化合物を含有するものが好ましく用いられる。シリコーン系化合物中のポリシロキサン鎖およびポリオキシアルキレン鎖は、ブロック型構造を有していてもよいし、主鎖のポリシロキサン鎖にポリオキシアルキレン鎖がグラフトしたグラフト型構造を有していてもよい。また、これらが混在した構造を有していてもよい。成形性がより改善されることから、グラフト型構造を有するシリコーン系化合物が好ましい。シリコーン系化合物のポリオキシアルキレン鎖としては、ポリオキシエチレン鎖、ポリオキシプロピレン鎖等の単一のオキシアルキレン基から構成されるもの、または、オキシエチレンオキシプロピレンブロック鎖、オキシエチレンオキシプロピレンランダム鎖等の複数種のオキシアルキレン基から構成されるものが挙げられ、これらの組み合わせから構成されていてもよい。 整泡剤は、シリコーン系化合物と他の化合物との混合物でもよい。他の化合物としては、グリコール類、ポリオキシアルキレン化合物が挙げられ、グリコール類が好ましい。
【００３２】
整泡剤の使用量は、ポリオール化合物１００質量部に対して０．１質量部〜５質量部以下が好ましく、０．５質量部〜２質量部がより好ましい。整泡剤の使用量を０．１質量部以上とすることで、軟質ポリウレタンフォームを製造する際のセル粗れや陥没を抑制できる。また、整泡剤の使用量を５質量部以下とすることで、軟質ポリウレタンフォームの収縮を抑制できる。
【００３３】
本発明の表面層の軟質ポリウレタンフォームに用いる触媒としては、ウレタン化反応を促進する通常の触媒はすべて使用でき、例として、トリエチレンジアミン、ビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ−２−エチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレンジアミンなどの３級アミン類およびそのカルボン酸塩；酢酸カリウム、オクチル酸カリウム、スタナスオクトエート、ジブチルチンジラウレート等のカルボン酸金属塩などの有機金属化合物等が挙げられる。これらの中で、好ましいものは、３級アミン類であり、さらに好ましいのはトリエチレンジアミンおよびビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ−２−エチル）エーテルである。触媒の使用量は、ポリオール成分１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜６質量部、さらに好ましくは０．２〜５質量部である。
【００３４】
本発明の表面層の軟質ポリウレタンフォームに用いる発泡剤としては、水のみを発泡剤として用いるのが環境的に好ましいが、必要に応じてメチレンクロライド等の低沸点の有機化合物や、空気、二酸化炭素等の気体も使用することができる。
【００３５】
本発明の軟質ポリウレタンフォームには、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤等を適宜添加してもよい。酸化防止剤としては、フェノール系、リン系、硫黄系、ラクトン系等が、光安定剤としてはヒンダートアミン系、ベンゾエート系等が、紫外線吸収剤としてはベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系等が挙げられる。その他添加剤としては、必要に応じて従来公知の難燃剤、顔料等を使用できる。
【００３６】
本発明の表面層の軟質ポリウレタンフォームの製造方法は、従来の軟質ポリウレタンフォームの製造方法に基づいて行なうことができ、例えば、プレポリマー法、ワンショット法等を適用できる。
【００３７】
このようにして得られた軟質ポリウレタンフォームは、反発弾性が２５％以下、ヒステリシスロス率が３５％以下である。さらに、密度５６〜６４ｋｇ／ｍ３、硬さ５７〜９３Ｎであることが好ましい。
【００３８】
次に、本発明の高弾性ポリウレタンフォーム層について説明する。
【００３９】
本発明の高弾性ポリウレタンフォーム層で使用される軟質ポリウレタンフォームは、反発弾性が５０％を超えるものである。好ましくは、５１〜６０％である。そうすれば、上記表面層を積層した場合、余計な沈み込みを抑えることができる。
【００４０】
このような高弾性ポリウレタンフォームは、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、整泡剤、触媒、発泡剤およびその他の添加剤を用いて発泡、硬化させて得られる。
【００４１】
ポリオール成分としては、特に制限はなく、通常の軟質ポリウレタンフォームの原料として使用されるポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールを使用することができるが、官能基数が２〜３、水酸基価が１５〜８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量が２０００〜８０００のポリオールの群から選ばれた少なくとも１種および／または官能基数が２〜４、水酸基価５６〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量が６００〜２０００のポリオール群から選ばれた少なくとも１種とすれば、反発弾性が５０％を超える高弾性フォームが得られやすい。
【００４２】
ポリイソシアネート成分としては、特に制限がなく、イソシアネート基を２以上有する芳香族系、脂環族系、脂肪族系等のポリイソシアネートや、これらを変性して得られる変性ポリイソシアネートを１種または２種以上の混合物で使用できる。具体的には、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート（クルードＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等が挙げられる。
【００４３】
ポリイソシアネート化合物の使用量は、イソシアネートインデックスで１００以上であり、１００〜１３０の範囲が好ましく、１０５〜１２０の範囲がより好ましい。
【００４４】
整泡剤としては、一般に軟質ポリウレタンフォームの製造原料として使用される整泡剤をそのまま使用することができる。具体的には、エチレンオキシド−プロピレンオキシドからなる界面活性剤や、ジメチルポリシロキサンとポリエーテルの共重合体であるシリコーン系の界面活性剤が挙げられ、そのうちの１種または２種以上を混合して使用することができる。特に、ポリオールとの相溶性が良好なシリコーン系界面活性剤が好ましい。
【００４５】
触媒や発泡剤、添加剤としては、上記の表面層の軟質ポリウレタンフォームで使用できると挙げたものと同じものが使用でき、それらの使用量は、特に制限するものではなく、通常の軟質ポリウレタンフォームの製造の際に適用される使用量とすればよい。
【００４６】
本発明の高弾性ポリウレタンフォームの製造方法は、表面層と同様、従来の軟質ポリウレタンフォームの製造方法に基づいて行なうことができ、例えば、プレポリマー法、ワンショット法等を適用できる。
【００４７】
このようにして得られた高弾性ポリウレタンフォームは、反発弾性が５０％を超えるものである。さらに、密度３０〜５０ｋｇ／ｍ３、硬さ１０５〜１５５Ｎであることが好ましい。
【００４８】
本発明は、上記高弾性ポリウレタンフォームに、上記軟質ポリウレタンフォームからなる表面層を積層させて得られるものである。このように、高弾性ポリウレタンフォームと積層することで、余計な沈み込みを抑えることができる。
【００４９】
さらに、本発明は、身体の荷重が集中する部分が他の部分より硬くなるように、表面層と高弾性ポリウレタンフォーム層のフォームの厚み比を変えて硬さを調節し、さらに境界部分の表面層および高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みを滑らかに変化させることで、硬さの急激な変化が生じないようにしたものである。そうすることで、フォーム物性との相乗効果により、より体圧分散性に優れ、適度な沈み込みが得られ、寝返りなど荷重移動した場合でも、部分的な沈み込みのない自然な寝姿勢が維持でき、寝心地にも優れるマットレスとなる。
【００５０】
以下、本発明の積層構造を図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明のマットレスの平面図、図２は表面層と高弾性ポリウレタンフォーム層の積層構造を説明するためのマットレスの側面図である。
【００５１】
一般的に、身体の荷重は、頭部、脚部、胸部、腰部の順に重くなる。そのため、本発明は、図１示すように、マットレス３を頭部周辺領域Ａ、胸部周辺領域Ｂ、腰部周辺領域Ｃ、及び脚部周辺領域Ｄの4つに区切り、それぞれの部分の硬さを調整したものであり、図２のように、表面層１の厚みが、Ａ≧Ｄ＞Ｂ＞Ｃの関係になるとともに、表面層１が薄くなる分、高弾性ポリウレタンフォーム層２の厚みが厚くなっている。
【００５２】
さらに本発明は、Ａ−Ｂ間、Ｂ−Ｃ間、Ｃ−Ｄ間の境界部分では、表面層１および高弾性ポリウレタンフォーム層２の厚みが滑らかに変化している。そのため、境界部分において、硬さの急激な変化がなく、寝心地や寝返り性を損なわず、優れたマットレスが得られる。
【００５３】
また、一般的なマットレスの厚みは、８０〜２００ｍｍであり、本発明のマットレスは、例えば、マットレスの厚みが１８０ｍｍである場合、表面層の厚みが、３０ｍｍ〜８５ｍｍ、高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みが、９５ｍｍ〜１５０ｍｍであるのが好ましい。表面層が３０ｍｍ未満であると、体圧分散性を悪化させる傾向にある。また、８５ｍｍを超えると、沈み込みが大きくなり、寝心地を損なうとともに、重量が増し、コストが上昇してしまう傾向にある。
【００５４】
マットレスの厚みを１８０ｍｍとした場合、上記のような厚みの範囲であれば、硬さが、胸部周辺領域Ｂで１３５〜１８５Ｎ、腰部周辺領域Ｃで１５５〜２００Ｎ、頭部周辺領域Ａ及び脚部周辺領域Ｄで１１０〜１６５Ｎ、好ましくは、Ｂで１５０〜１７５Ｎ、Ｃで１６５〜１８５Ｎ、Ａ及びＤで１３０〜１５０Ｎとなるように、フォーム厚みを調整することができる。そうすれば、体圧分散性に優れ、寝返りしやすいマットレスが得られる。
【００５５】
なお、平均的な身体を基準とすると、マットレスの長さ１９７０ｍｍに対して、Ａは３４０ｍｍ〜４００ｍｍ、Ｂは３８５ｍｍ〜４４５ｍｍ、Ｃは４８５ｍｍ〜５４５ｍｍ、Ｄは６２０ｍｍ〜６８０ｍｍである。
【００５６】
本発明のマットレスの製造方法は、例えば、上記の方法で得られた表面層の軟質ポリウレタンフォーム、高弾性ポリウレタンフォームをそれぞれ部分的に厚みが変わるように二次元カッターなどで切断する。そして、軟質ポリウレタンフォームおよび／または高弾性ポリウレタンフォームの接着面に接着剤を塗布して貼り合わせる。接着剤の塗布方法には、フォームの厚さ変化に対応するために、スプレー塗布、フローコーティング等が挙げられるが、スプレー塗布が設備上安価であり好ましい。
また、接着剤としては、特に制限されるものではなく、一般的にウレタンフォームの接着に用いられる水溶性又は溶剤型のものを使用できる。具体的には、水溶性または溶剤型のウレタン樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂等の合成樹脂系接着剤や、合成ゴム系接着剤等が挙げられるが、特に安全面、環境面より、水溶性の接着剤が好ましい。
【００５７】
また、高弾性ポリウレタンフォーム層の裏面に、通気性を持たせるための加工を施してもよい。例えば、マットレスの幅方向に平行な溝を、長さ方向に複数設けたものや、格子状の溝を設けたものであってもよく、特に限定するものではない。
さらに、高弾性ポリウレタンフォーム層の裏面には、用途に応じて、他の層を設けでもよい。
【００５８】
一般的に、本発明のマットレスは、カバー材を被覆させて使用するものである。カバー材としては、ポリエステル、ポリアミド等の合成繊維、綿等の天然繊維等の編織布が挙げられるが、本発明のマットレスの機能を損ねない、伸びを有するものであればよい。
【実施例】
【００５９】
以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。なお、本発明は実施例に限られるものではない。
【００６０】
本実施例において、表１に示す物性を有する軟質ポリウレタンフォームを使用した。
（実施例１）
表面層として、厚さ７０ｍｍの軟質ポリウレタンフォーム１と、高弾性ポリウレタンフォーム層として、厚さ１１０ｍｍの高弾性の軟質ポリウレタンフォーム２を積層したマットレスを得た。
（実施例２）
図２に示した積層構造の形状に、表面層の軟質ポリウレタンフォーム１と高弾性の軟質ポリウレタンフォーム２を二次元カッターで切断して積層したマットレスを得た。なお、厚さは、頭部周辺領域Ａ及び脚部周辺領域Ｄでは表面層７０ｍｍと高弾性ポリウレタンフォーム層１１０ｍｍ、胸部周辺領域Ｂは５５ｍｍと１２５ｍｍ、腰部周辺領域Ｃは４５ｍｍと１３５ｍｍとした。また、長さ方向のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの長さは、それぞれ３７０ｍｍ、４１５ｍｍ、５１５ｍｍ、６５０ｍｍとした。
（比較例１）
表面層が低反発の軟質ポリウレタンフォーム３であること以外は、実施例２と同じマットレスを得た。
なお、すべてのマットレスは、使用する両方の軟質ポリウレタンフォームの接着面に水溶性のクロロプレンゴム系接着剤を塗布して貼り合わせて形成した。また、得られたマットレスの大きさは、幅９７０ｍｍ、長さ１９５０ｍｍ、厚さ１８０ｍｍであった。
【００６１】
得られたそれぞれのマットレスの頭部周辺領域Ａ、胸部周辺領域Ｂ、腰部周辺領域Ｃ、脚部周辺領域Ｄで、以下の物性を測定した。結果を表２に示す。
【００６２】
測定方法
・密度 ＪＩＳ Ｋ７２２２
・硬さ ＪＩＳ Ｋ６４００−２
・反発弾性 ＪＩＳ Ｋ６４００−３
・ヒステリシスロス率 ＪＩＳ Ｋ６４００−２ Ｂ法
・圧縮残留歪み、繰返圧縮残留歪み ＪＩＳ Ｋ６４００−４
【００６３】
【表１】
・ 軟質ポリウレタンフォーム１ ＯＧＡ；アキレス株式会社製
・ 軟質ポリウレタンフォーム２ ＫＩ；アキレス株式会社製
・ 軟質ポリウレタンフォーム３ ＲＩＫ；アキレス株式会社製
【００６４】
【表２】
【００６５】
実施例１について、高弾性ポリウレタンフォームを積層したため、表１の軟質ポリウレタンフォーム１の単層よりも、ヒステリシスロス率が小さくなり、適度な沈み込みが得られ、自然な寝姿勢が得られた。さらに耐久性にも優れるものであった。
【００６６】
実施例２のマットレスは、身体の荷重が集中する部分の硬さが、Ｃ＞Ｂ＞Ａ＝Ｄの関係となり、実施例１よりも寝心地や寝返りのしやすさに優れるマットレスが得られた。
また、ヒステリシスロス率が、厚みに関わらずほぼ一定であることから、寝返りなどで荷重移動しても、自然な寝姿勢を維持できた。
さらには、圧縮率が５〜１０％と低い場合でも、硬さが低いため、入床時の寝心地を損なわないものであった。
その上、実施例２では、比較例１よりも繰返圧縮残留歪が小さいことから、耐久性にも優れるものであった。
【００６７】
それに対して、比較例１では、積層構造が実施例２と同様であるので、硬さがＣ＞Ｂ＞Ａ＝Ｄの関係となっているが、実施例２と比較して、硬さの差が大きいものであり、寝心地に劣るものであった。
また、実施例２と違い、ヒステリシスロス率が厚みによって変化しているため、自然な寝姿勢が得られにくいものであった。
さらに、圧縮率が５〜１０％と低い場合に、硬いため、入床時の寝心地があまりよくないものであった。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、体圧分散性に優れる寝具として使用できるマットレスであって、さらに適度な沈み込みが得られ、寝返りなど荷重移動した場合でも、部分的な沈み込みのない自然な寝姿勢が維持でき、寝心地にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明のマットレスの平面図
【図２】本発明の積層構造を説明するためのマットレスの側面図
【符号の説明】
【００７０】
１・・・表面層、２・・・高弾性ポリウレタンフォーム層、３・・・マットレス
Ａ・・・頭部周辺領域、Ｂ・・・胸部周辺領域、Ｃ・・・腰部周辺領域、Ｄ・・・脚部周辺領域
ａ・・・Ａ−Ｂ間境界部分、ｂ・・・Ｂ−Ｃ間境界部分、ｃ・・・Ｂ−Ｃ間境界部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物性の異なる軟質ポリウレタンフォームの積層体からなるマットレスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
寝具用のマットレスなどに使用される軟質ポリウレタンフォームとして、特許文献１のような、体圧分散性に優れる低反発ポリウレタンフォームが使用されている。このような低反発ポリウレタンフォームは、長時間同じ体位を取っている場合でも、身体の荷重による局所的な圧迫によって起こる床ずれや血流障害を防ぐことができる。しかし、低反発ポリウレタンフォームは柔らかく、粘性が高いため、身体がフォームに沈み込みやすくなってしまい、体位を変換する際に、身体を支えることが困難となり、寝返りしにくくなるという問題があった。また、低反発ポリウレタンフォームは、低温下（冬季）では硬く、高温化（夏季）では柔らかい、というように、温度による硬さ変化（感温性）を伴う問題があった。
【０００３】
これを解決するために、硬めの軟質ポリウレタンフォームの上に柔かい軟質ポリウレタンフォームを積層して、身体の沈み込みを抑えることが特許文献２に開示されている。また、特許文献２には、身体の荷重が集中する部分の上層のフォーム厚みを厚くすると、寝返りした場合に、自然な沈み込みが可能であることが開示されている。
しかしながら、特許文献２のような軟質ポリウレタンフォームの積層体であっても、フォームが沈み込んでしまうのを解決するには不十分あった。
【０００４】
また、特許文献３のように、体圧分散性に優れ、沈み込みの少ない軟質ポリウレタン フォームと高弾性ポリウレタンフォームの積層体が記載されているが、軟質ポリウレタンフォームの密度や硬さを調整するだけでは、適度に沈み込みを抑えるには限界があった。
【０００５】
そこで、本出願人は、フォームの沈み込みやすさがヒステリシスロス率の大きさに起因していることに着目し、体圧分散性に優れ、寝返りしやすい上、低反発ポリウレタンフォームのような感温性もなく、耐久性に優れる軟質ポリウレタンフォームの開発に至った（特許文献４）。
このような軟質ポリウレタンフォームでも、ある程度の厚みを有するベッド用マットレス等に単層で使用する場合には、まだ部分的な沈み込みがあるものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−５２４４号公報
【特許文献２】特開２００６−２９６４６１号公報
【特許文献３】特許３８８６０９５号公報
【特許文献４】特願２００９−３３０１２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、体圧分散性に優れる寝具として使用でき、さらに寝返りしやすく、自然な寝姿勢が得られるマットレスを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、物性の異なる軟質ポリウレタンフォームを積層させてなるマットレスであって、反発弾性が５０％を超える高弾性ポリウレタンフォーム層に、表面層として反発弾性が２５％以下、ヒステリシスロス率が３５％以下の軟質ポリウレタンフォームを積層したものである。
【０００９】
このように、反発弾性が５０％を超える高弾性ポリウレタンフォーム層に、表面層として低反発ポリウレタンフォームと同等の体圧分散性を有し、かつ高弾性ポリウレタンフォームと同様のヒステリシスロス率を有している、反発弾性が２５％以下、ヒステリシスロス率が３５％以下の軟質ポリウレタンフォームを積層すると、体圧分散性に優れ、適度な沈み込みが得られ、寝返りしやすい効果が得られる上、余計な沈み込みを抑えることができる。
【００１０】
また、本発明の好ましい形態としては、マットレスが頭部周辺領域Ａ、胸部周辺領域Ｂ、腰部周辺領域Ｃ、脚部周辺領域Ｄの４つの領域からなり、表面層の厚みが、Ａ≧Ｄ＞Ｂ＞Ｃの関係になっているとともに、表面層が薄くなる分、高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みが、厚くなっている。
そうすれば、フォーム物性との相乗効果により、より体圧分散性に優れ、適度な沈み込みが得られ、寝返りなど荷重移動した場合でも、部分的な沈み込みのない自然な寝姿勢が維持できる。
【００１１】
さらに、本発明の好ましい形態としては、Ａ−Ｂ間、Ｂ−Ｃ間、Ｃ−Ｄ間の境界部分で、表面層および高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みが滑らかに変化している。
そうすれば、境界部分の硬さが、急激に変化することがないので、部分的な沈み込みのない自然な寝姿勢が維持でき、さらに寝心地に優れるものとなる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明で使用する表面層の軟質ポリウレタンフォームは、低反発ポリウレタンフォームと同等の体圧分散性を有しながら、感温性がなく、耐久性に優れるフォームであり、その上、高弾性ポリウレタンフォームと同等のヒステリシスロス率を有しているため、体圧分散性に優れ、適度な沈み込みが得られ、寝返りしやすいフォームである。本発明は、このような軟質ポリウレタンフォームと高弾性ポリウレタンフォームを積層したので、体圧分散性に優れ、適度な沈み込みが得られ、寝返りしやすい効果に加え、余計な沈み込みを抑えることができる。
【００１３】
また、本発明は、表面層と高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みを調整して、身体の荷重が集中する部分の硬さを硬くし、さらに境界部分では、表面層および高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みを滑らかに変化させて、硬さの急激な変化が生じないような積層構造としたため、フォーム物性との相乗効果により、より体圧分散性に優れ、適度な沈み込みが得られ、寝返りなど荷重移動した場合でも、部分的な沈み込みのない自然な寝姿勢が維持でき、寝心地にも優れる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
本発明は、反発弾性が５０％を超える高弾性ポリウレタンフォーム層に、表面層として反発弾性が２５％以下、ヒステリシスロス率が３５％以下の軟質ポリウレタンフォームを積層したものである。
【００１６】
本発明において、表面層として使用される軟質ポリウレタンフォームは、一般的な低反発ポリウレタンフォームと同程度の反発弾性を有しながら、一般的な高弾性ポリウレタンフォームと同程度のヒステリシスロス率を有するため、体圧分散性に優れ、寝返りしやすく、さらに、低反発ポリウレタンフォームのような感温性もなく、耐久性にも優れるフォームである。
【００１７】
ここで、反発弾性とは、ＪＩＳ Ｋ６４００−３に準拠して測定した値である。反発弾性が大きすぎるフォームでは、マットレスなどの寝具に用いた場合、体圧分散性に劣り、寝心地を損ない、床ずれなどの原因となってしまうため、本発明の表面層では、適度に身体が沈み込んで、体圧分散性が得られるように、反発弾性を２５％以下としたものである。
なお、ＪＩＳ Ｋ６４０１では、低反発フォームの反発弾性は１５％未満、高弾性フォームでは５０％を超えるものと定義されている。
【００１８】
また、ヒステリシスロス率とは、ＪＩＳ Ｋ６４００−２ Ｂ法に準拠して測定した値であり、変形及び回復の１サイクルにおける機械的エネルギーの損失率を示す。すなわち、ヒステリシスロス率が小さいものほど、復元力があるということを意味している。
【００１９】
例えば、高弾性ポリウレタンフォームのヒステリシスロス率は２５％程度であるのに対し、低反発ポリウレタンフォームでは５３％程度である。そのため、高弾性ポリウレタンフォームでは、ヒステリシスロス率が低く、寝返りしやすいものであるが、低反発ポリウレタンフォームでは、体圧分散性には優れるが、ヒステリシスロス率が高いため、身体がフォームに沈み込みやすく、寝返りしにくい。
【００２０】
そのため、本発明の表面層は、ヒステリシスロス率を３５％以下としたものである。そうすれば、寝返りなどで身体を動かした場合でも、荷重移動に応じて、身体がフォームに適度に沈み込み、かつ復元力が作用するので、寝返りしやすくなる。
【００２１】
以上のことから、本発明の表面層の軟質ポリウレタンフォームは、反発弾性が２５％以下であり、ヒステリシスロス率が３５％以下としたものである。
【００２２】
このような表面層の軟質ポリウレタンフォームは、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、整泡剤、触媒、発泡剤およびその他の添加剤を用いて発泡、硬化させて得られる。
【００２３】
ポリオール成分としては、特に制限はなく、通常の軟質ポリウレタンフォームの原料として使用されるポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールを用いることができるが、水酸基価が１０〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇで、分子量が５０００〜１００００のポリオール（Ａ）と、水酸基価が７０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇで、分子量４００〜７５０のポリオール（Ｂ）と、水酸基価が７０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇで、分子量が５００〜２０００のポリオール（Ｃ）とを含有すると、反発弾性が２５％以下であり、ヒステリシスロス率が３５％以下の軟質ポリウレタンフォームを得られやすく、好ましい。
【００２４】
上記水酸基価が１０〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇで、分子量が５０００〜１００００のポリオール（Ａ）は、活性水素数が２である開始剤を主成分として製造され、官能基が２．０〜２．４であることが好ましい。
【００２５】
上記水酸基価が７０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇで、分子量４００〜７５０のポリオール（Ｂ）は、活性水素数が２である開始剤を主成分として製造され、官能基が２．０〜２．４であることが好ましい。
【００２６】
上記水酸基価が７０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇで、分子量が５００〜２０００のポリオール（Ｃ）は、活性水素数が３である開始剤を主成分として製造され、官能基が２．７〜３．０であることが好ましい。
【００２７】
本発明において、ポリオール（Ａ）／ポリオール（Ｂ）＝３５〜５０／６５〜５０の割合で用いると、低温雰囲気下においてもフォームが硬くなりにくく、体圧分散性能を発現するため、好ましい。
【００２８】
また、上記ポリオール（Ａ）、ポリオール（Ｂ）、ポリオール（Ｃ）に加え、エチレンオキシドの含有量が６０〜９０重量％のポリオール（Ｄ）を添加することが好ましい。ポリオール（Ｄ）を添加すると、フォームの連通化が促され、性状の良好なフォームが得られやすい。また、フォームの戻りが遅く、体圧分散性にも優れる。
【００２９】
ポリイソシアネート成分としては、特に制限がなく、イソシアネート基を２以上有する芳香族系、脂環族系、脂肪族系等のポリイソシアネートや、これらを変性して得られる変性ポリイソシアネートを１種または２種以上の混合物で使用できる。具体的には、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）、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート（クルードＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等のポリイソシアネート、またこれらのプレポリマー型の変性体、ヌレート変性体、ウレア変性体、カルボジイミド変性体等が挙げられる。これらのうちでも、ＴＤＩ、ＭＤＩ、ＴＤＩとＭＤＩの混合物が、発泡安定性に優れるため、好ましく用いられる。
【００３０】
ポリイソシアネート化合物の使用量は、通常イソシアネートインデックスで表される。ポリイソシアネート化合物の使用量は、イソシアネートインデックスで１００以上であり、１００〜１３０の範囲が好ましく、１０５〜１２０の範囲がより好ましい。イソシアネートインデックスが１００未満であってもフォームは形成できるが、硬度の高いフォームが得られにくく、加熱又は水を含むと強度低下を起こすため、上記イソシアネートインデックスで製造されることが好ましい。
【００３１】
本発明の表面層の軟質ポリウレタンフォームに用いる整泡剤はポリシロキサン鎖およびポリオキシアルキレン鎖を有するシリコーン系化合物を含有するものが好ましく用いられる。シリコーン系化合物中のポリシロキサン鎖およびポリオキシアルキレン鎖は、ブロック型構造を有していてもよいし、主鎖のポリシロキサン鎖にポリオキシアルキレン鎖がグラフトしたグラフト型構造を有していてもよい。また、これらが混在した構造を有していてもよい。成形性がより改善されることから、グラフト型構造を有するシリコーン系化合物が好ましい。シリコーン系化合物のポリオキシアルキレン鎖としては、ポリオキシエチレン鎖、ポリオキシプロピレン鎖等の単一のオキシアルキレン基から構成されるもの、または、オキシエチレンオキシプロピレンブロック鎖、オキシエチレンオキシプロピレンランダム鎖等の複数種のオキシアルキレン基から構成されるものが挙げられ、これらの組み合わせから構成されていてもよい。 整泡剤は、シリコーン系化合物と他の化合物との混合物でもよい。他の化合物としては、グリコール類、ポリオキシアルキレン化合物が挙げられ、グリコール類が好ましい。
【００３２】
整泡剤の使用量は、ポリオール化合物１００質量部に対して０．１質量部〜５質量部以下が好ましく、０．５質量部〜２質量部がより好ましい。整泡剤の使用量を０．１質量部以上とすることで、軟質ポリウレタンフォームを製造する際のセル粗れや陥没を抑制できる。また、整泡剤の使用量を５質量部以下とすることで、軟質ポリウレタンフォームの収縮を抑制できる。
【００３３】
本発明の表面層の軟質ポリウレタンフォームに用いる触媒としては、ウレタン化反応を促進する通常の触媒はすべて使用でき、例として、トリエチレンジアミン、ビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ−２−エチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルヘキサメチレンジアミンなどの３級アミン類およびそのカルボン酸塩；酢酸カリウム、オクチル酸カリウム、スタナスオクトエート、ジブチルチンジラウレート等のカルボン酸金属塩などの有機金属化合物等が挙げられる。これらの中で、好ましいものは、３級アミン類であり、さらに好ましいのはトリエチレンジアミンおよびビス（Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ−２−エチル）エーテルである。触媒の使用量は、ポリオール成分１００質量部に対して、好ましくは０．０１〜６質量部、さらに好ましくは０．２〜５質量部である。
【００３４】
本発明の表面層の軟質ポリウレタンフォームに用いる発泡剤としては、水のみを発泡剤として用いるのが環境的に好ましいが、必要に応じてメチレンクロライド等の低沸点の有機化合物や、空気、二酸化炭素等の気体も使用することができる。
【００３５】
本発明の軟質ポリウレタンフォームには、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤等を適宜添加してもよい。酸化防止剤としては、フェノール系、リン系、硫黄系、ラクトン系等が、光安定剤としてはヒンダートアミン系、ベンゾエート系等が、紫外線吸収剤としてはベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、トリアジン系等が挙げられる。その他添加剤としては、必要に応じて従来公知の難燃剤、顔料等を使用できる。
【００３６】
本発明の表面層の軟質ポリウレタンフォームの製造方法は、従来の軟質ポリウレタンフォームの製造方法に基づいて行なうことができ、例えば、プレポリマー法、ワンショット法等を適用できる。
【００３７】
このようにして得られた軟質ポリウレタンフォームは、反発弾性が２５％以下、ヒステリシスロス率が３５％以下である。さらに、密度５６〜６４ｋｇ／ｍ３、硬さ５７〜９３Ｎであることが好ましい。
【００３８】
次に、本発明の高弾性ポリウレタンフォーム層について説明する。
【００３９】
本発明の高弾性ポリウレタンフォーム層で使用される軟質ポリウレタンフォームは、反発弾性が５０％を超えるものである。好ましくは、５１〜６０％である。そうすれば、上記表面層を積層した場合、余計な沈み込みを抑えることができる。
【００４０】
このような高弾性ポリウレタンフォームは、ポリオール成分、ポリイソシアネート成分、整泡剤、触媒、発泡剤およびその他の添加剤を用いて発泡、硬化させて得られる。
【００４１】
ポリオール成分としては、特に制限はなく、通常の軟質ポリウレタンフォームの原料として使用されるポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールを使用することができるが、官能基数が２〜３、水酸基価が１５〜８０ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量が２０００〜８０００のポリオールの群から選ばれた少なくとも１種および／または官能基数が２〜４、水酸基価５６〜３００ｍｇＫＯＨ／ｇ、分子量が６００〜２０００のポリオール群から選ばれた少なくとも１種とすれば、反発弾性が５０％を超える高弾性フォームが得られやすい。
【００４２】
ポリイソシアネート成分としては、特に制限がなく、イソシアネート基を２以上有する芳香族系、脂環族系、脂肪族系等のポリイソシアネートや、これらを変性して得られる変性ポリイソシアネートを１種または２種以上の混合物で使用できる。具体的には、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ポリメチレンポリフェニルジイソシアネート（クルードＭＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等が挙げられる。
【００４３】
ポリイソシアネート化合物の使用量は、イソシアネートインデックスで１００以上であり、１００〜１３０の範囲が好ましく、１０５〜１２０の範囲がより好ましい。
【００４４】
整泡剤としては、一般に軟質ポリウレタンフォームの製造原料として使用される整泡剤をそのまま使用することができる。具体的には、エチレンオキシド−プロピレンオキシドからなる界面活性剤や、ジメチルポリシロキサンとポリエーテルの共重合体であるシリコーン系の界面活性剤が挙げられ、そのうちの１種または２種以上を混合して使用することができる。特に、ポリオールとの相溶性が良好なシリコーン系界面活性剤が好ましい。
【００４５】
触媒や発泡剤、添加剤としては、上記の表面層の軟質ポリウレタンフォームで使用できると挙げたものと同じものが使用でき、それらの使用量は、特に制限するものではなく、通常の軟質ポリウレタンフォームの製造の際に適用される使用量とすればよい。
【００４６】
本発明の高弾性ポリウレタンフォームの製造方法は、表面層と同様、従来の軟質ポリウレタンフォームの製造方法に基づいて行なうことができ、例えば、プレポリマー法、ワンショット法等を適用できる。
【００４７】
このようにして得られた高弾性ポリウレタンフォームは、反発弾性が５０％を超えるものである。さらに、密度３０〜５０ｋｇ／ｍ３、硬さ１０５〜１５５Ｎであることが好ましい。
【００４８】
本発明は、上記高弾性ポリウレタンフォームに、上記軟質ポリウレタンフォームからなる表面層を積層させて得られるものである。このように、高弾性ポリウレタンフォームと積層することで、余計な沈み込みを抑えることができる。
【００４９】
さらに、本発明は、身体の荷重が集中する部分が他の部分より硬くなるように、表面層と高弾性ポリウレタンフォーム層のフォームの厚み比を変えて硬さを調節し、さらに境界部分の表面層および高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みを滑らかに変化させることで、硬さの急激な変化が生じないようにしたものである。そうすることで、フォーム物性との相乗効果により、より体圧分散性に優れ、適度な沈み込みが得られ、寝返りなど荷重移動した場合でも、部分的な沈み込みのない自然な寝姿勢が維持でき、寝心地にも優れるマットレスとなる。
【００５０】
以下、本発明の積層構造を図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明のマットレスの平面図、図２は表面層と高弾性ポリウレタンフォーム層の積層構造を説明するためのマットレスの側面図である。
【００５１】
一般的に、身体の荷重は、頭部、脚部、胸部、腰部の順に重くなる。そのため、本発明は、図１示すように、マットレス３を頭部周辺領域Ａ、胸部周辺領域Ｂ、腰部周辺領域Ｃ、及び脚部周辺領域Ｄの4つに区切り、それぞれの部分の硬さを調整したものであり、図２のように、表面層１の厚みが、Ａ≧Ｄ＞Ｂ＞Ｃの関係になるとともに、表面層１が薄くなる分、高弾性ポリウレタンフォーム層２の厚みが厚くなっている。
【００５２】
さらに本発明は、Ａ−Ｂ間、Ｂ−Ｃ間、Ｃ−Ｄ間の境界部分では、表面層１および高弾性ポリウレタンフォーム層２の厚みが滑らかに変化している。そのため、境界部分において、硬さの急激な変化がなく、寝心地や寝返り性を損なわず、優れたマットレスが得られる。
【００５３】
また、一般的なマットレスの厚みは、８０〜２００ｍｍであり、本発明のマットレスは、例えば、マットレスの厚みが１８０ｍｍである場合、表面層の厚みが、３０ｍｍ〜８５ｍｍ、高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みが、９５ｍｍ〜１５０ｍｍであるのが好ましい。表面層が３０ｍｍ未満であると、体圧分散性を悪化させる傾向にある。また、８５ｍｍを超えると、沈み込みが大きくなり、寝心地を損なうとともに、重量が増し、コストが上昇してしまう傾向にある。
【００５４】
マットレスの厚みを１８０ｍｍとした場合、上記のような厚みの範囲であれば、硬さが、胸部周辺領域Ｂで１３５〜１８５Ｎ、腰部周辺領域Ｃで１５５〜２００Ｎ、頭部周辺領域Ａ及び脚部周辺領域Ｄで１１０〜１６５Ｎ、好ましくは、Ｂで１５０〜１７５Ｎ、Ｃで１６５〜１８５Ｎ、Ａ及びＤで１３０〜１５０Ｎとなるように、フォーム厚みを調整することができる。そうすれば、体圧分散性に優れ、寝返りしやすいマットレスが得られる。
【００５５】
なお、平均的な身体を基準とすると、マットレスの長さ１９７０ｍｍに対して、Ａは３４０ｍｍ〜４００ｍｍ、Ｂは３８５ｍｍ〜４４５ｍｍ、Ｃは４８５ｍｍ〜５４５ｍｍ、Ｄは６２０ｍｍ〜６８０ｍｍである。
【００５６】
本発明のマットレスの製造方法は、例えば、上記の方法で得られた表面層の軟質ポリウレタンフォーム、高弾性ポリウレタンフォームをそれぞれ部分的に厚みが変わるように二次元カッターなどで切断する。そして、軟質ポリウレタンフォームおよび／または高弾性ポリウレタンフォームの接着面に接着剤を塗布して貼り合わせる。接着剤の塗布方法には、フォームの厚さ変化に対応するために、スプレー塗布、フローコーティング等が挙げられるが、スプレー塗布が設備上安価であり好ましい。
また、接着剤としては、特に制限されるものではなく、一般的にウレタンフォームの接着に用いられる水溶性又は溶剤型のものを使用できる。具体的には、水溶性または溶剤型のウレタン樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂等の合成樹脂系接着剤や、合成ゴム系接着剤等が挙げられるが、特に安全面、環境面より、水溶性の接着剤が好ましい。
【００５７】
また、高弾性ポリウレタンフォーム層の裏面に、通気性を持たせるための加工を施してもよい。例えば、マットレスの幅方向に平行な溝を、長さ方向に複数設けたものや、格子状の溝を設けたものであってもよく、特に限定するものではない。
さらに、高弾性ポリウレタンフォーム層の裏面には、用途に応じて、他の層を設けでもよい。
【００５８】
一般的に、本発明のマットレスは、カバー材を被覆させて使用するものである。カバー材としては、ポリエステル、ポリアミド等の合成繊維、綿等の天然繊維等の編織布が挙げられるが、本発明のマットレスの機能を損ねない、伸びを有するものであればよい。
【実施例】
【００５９】
以下、実施例により、本発明を具体的に説明する。なお、本発明は実施例に限られるものではない。
【００６０】
本実施例において、表１に示す物性を有する軟質ポリウレタンフォームを使用した。
（実施例１）
表面層として、厚さ７０ｍｍの軟質ポリウレタンフォーム１と、高弾性ポリウレタンフォーム層として、厚さ１１０ｍｍの高弾性の軟質ポリウレタンフォーム２を積層したマットレスを得た。
（実施例２）
図２に示した積層構造の形状に、表面層の軟質ポリウレタンフォーム１と高弾性の軟質ポリウレタンフォーム２を二次元カッターで切断して積層したマットレスを得た。なお、厚さは、頭部周辺領域Ａ及び脚部周辺領域Ｄでは表面層７０ｍｍと高弾性ポリウレタンフォーム層１１０ｍｍ、胸部周辺領域Ｂは５５ｍｍと１２５ｍｍ、腰部周辺領域Ｃは４５ｍｍと１３５ｍｍとした。また、長さ方向のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの長さは、それぞれ３７０ｍｍ、４１５ｍｍ、５１５ｍｍ、６５０ｍｍとした。
（比較例１）
表面層が低反発の軟質ポリウレタンフォーム３であること以外は、実施例２と同じマットレスを得た。
なお、すべてのマットレスは、使用する両方の軟質ポリウレタンフォームの接着面に水溶性のクロロプレンゴム系接着剤を塗布して貼り合わせて形成した。また、得られたマットレスの大きさは、幅９７０ｍｍ、長さ１９５０ｍｍ、厚さ１８０ｍｍであった。
【００６１】
得られたそれぞれのマットレスの頭部周辺領域Ａ、胸部周辺領域Ｂ、腰部周辺領域Ｃ、脚部周辺領域Ｄで、以下の物性を測定した。結果を表２に示す。
【００６２】
測定方法
・密度 ＪＩＳ Ｋ７２２２
・硬さ ＪＩＳ Ｋ６４００−２
・反発弾性 ＪＩＳ Ｋ６４００−３
・ヒステリシスロス率 ＪＩＳ Ｋ６４００−２ Ｂ法
・圧縮残留歪み、繰返圧縮残留歪み ＪＩＳ Ｋ６４００−４
【００６３】
【表１】
・ 軟質ポリウレタンフォーム１ ＯＧＡ；アキレス株式会社製
・ 軟質ポリウレタンフォーム２ ＫＩ；アキレス株式会社製
・ 軟質ポリウレタンフォーム３ ＲＩＫ；アキレス株式会社製
【００６４】
【表２】
【００６５】
実施例１について、高弾性ポリウレタンフォームを積層したため、表１の軟質ポリウレタンフォーム１の単層よりも、ヒステリシスロス率が小さくなり、適度な沈み込みが得られ、自然な寝姿勢が得られた。さらに耐久性にも優れるものであった。
【００６６】
実施例２のマットレスは、身体の荷重が集中する部分の硬さが、Ｃ＞Ｂ＞Ａ＝Ｄの関係となり、実施例１よりも寝心地や寝返りのしやすさに優れるマットレスが得られた。
また、ヒステリシスロス率が、厚みに関わらずほぼ一定であることから、寝返りなどで荷重移動しても、自然な寝姿勢を維持できた。
さらには、圧縮率が５〜１０％と低い場合でも、硬さが低いため、入床時の寝心地を損なわないものであった。
その上、実施例２では、比較例１よりも繰返圧縮残留歪が小さいことから、耐久性にも優れるものであった。
【００６７】
それに対して、比較例１では、積層構造が実施例２と同様であるので、硬さがＣ＞Ｂ＞Ａ＝Ｄの関係となっているが、実施例２と比較して、硬さの差が大きいものであり、寝心地に劣るものであった。
また、実施例２と違い、ヒステリシスロス率が厚みによって変化しているため、自然な寝姿勢が得られにくいものであった。
さらに、圧縮率が５〜１０％と低い場合に、硬いため、入床時の寝心地があまりよくないものであった。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、体圧分散性に優れる寝具として使用できるマットレスであって、さらに適度な沈み込みが得られ、寝返りなど荷重移動した場合でも、部分的な沈み込みのない自然な寝姿勢が維持でき、寝心地にも優れる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明のマットレスの平面図
【図２】本発明の積層構造を説明するためのマットレスの側面図
【符号の説明】
【００７０】
１・・・表面層、２・・・高弾性ポリウレタンフォーム層、３・・・マットレス
Ａ・・・頭部周辺領域、Ｂ・・・胸部周辺領域、Ｃ・・・腰部周辺領域、Ｄ・・・脚部周辺領域
ａ・・・Ａ−Ｂ間境界部分、ｂ・・・Ｂ−Ｃ間境界部分、ｃ・・・Ｂ−Ｃ間境界部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物性の異なる軟質ポリウレタンフォームを積層させてなるマットレスであって、反発弾性が５０％を超える高弾性ポリウレタンフォーム層に、表面層として反発弾性が２５％以下、ヒステリシスロス率が３５％以下の軟質ポリウレタンフォームを積層してなることを特徴とするマットレス。
【請求項２】
前記マットレスが頭部周辺領域Ａ、胸部周辺領域Ｂ、腰部周辺領域Ｃ、脚部周辺領域Ｄの４つの領域からなり、前記表面層の厚みが、Ａ≧Ｄ＞Ｂ＞Ｃの関係になっているとともに、前記表面層が薄くなる分、前記高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みが、厚くなっていることを特徴とする請求項１に記載のマットレス。
【請求項３】
前記Ａ−Ｂ間、Ｂ−Ｃ間、Ｃ−Ｄ間の境界部分では、表面層および高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みが滑らかに変化していることを特徴とする請求項２に記載のマットレス。
【請求項１】
物性の異なる軟質ポリウレタンフォームを積層させてなるマットレスであって、反発弾性が５０％を超える高弾性ポリウレタンフォーム層に、表面層として反発弾性が２５％以下、ヒステリシスロス率が３５％以下の軟質ポリウレタンフォームを積層してなることを特徴とするマットレス。
【請求項２】
前記マットレスが頭部周辺領域Ａ、胸部周辺領域Ｂ、腰部周辺領域Ｃ、脚部周辺領域Ｄの４つの領域からなり、前記表面層の厚みが、Ａ≧Ｄ＞Ｂ＞Ｃの関係になっているとともに、前記表面層が薄くなる分、前記高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みが、厚くなっていることを特徴とする請求項１に記載のマットレス。
【請求項３】
前記Ａ−Ｂ間、Ｂ−Ｃ間、Ｃ−Ｄ間の境界部分では、表面層および高弾性ポリウレタンフォーム層の厚みが滑らかに変化していることを特徴とする請求項２に記載のマットレス。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−３５３（Ｐ２０１１−３５３Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４７２４３（Ｐ２００９−１４７２４３）
【出願日】平成２１年６月２２日（２００９．６．２２）
【出願人】（０００００００７７）アキレス株式会社 (402)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２２日（２００９．６．２２）
【出願人】（０００００００７７）アキレス株式会社 (402)
【Ｆターム（参考）】
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