JP2006014819A - 弾性マットレス - Google Patents

Abstract

【課題】 製造が容易で、しかも快適に使用することができる弾性マットレスを提供すること。
【解決手段】 弾性マットレス１１は、下部平板パッド１２と、その上面の上部平板パッド１３とが積層されて構成される。前記下部平板パッド１２は、発泡弾性体よりなる。上部平板パッド１３は、低反発発泡弾性体よりなる。下部平板パッド１２の床面Ｆ側の面には多数の三角波状の山部１４及び谷部１５が形成される。上部平板パッド１３の床面Ｆ側の面にも多数の三角波状の山部１６及び谷部１７が形成される。弾性マットレス１１を床面Ｆ上に設置した場合、下部平板パッド１２と床面Ｆとの間に空間３１が形成され、この空間３１及び上下の平板パッド１２，１３間の空間３０から、湿気あるいは水分が有効に放散される。
【選択図】 図４

Description

この発明は、弾性マットレスに関するものである。

通常、弾性マットレスは、就寝マットやクッションマットとして使用されるが、その素材に発泡ウレタン等の合成樹脂が用いられるため、綿等の天然素材と比較すると、吸湿性に劣り、蒸れやすい。特に、安眠を妨げる過度な反発性を少なくするために、低反発性発泡体により形成された弾性マットレスは、気泡が小さい等の理由により、特に吸湿性に劣り、夏期の使用には適さないこともあった。また、低反発弾性体は、冬期等の気温の低い状況下にあっては、硬度が増して柔軟性が損なわれることにより、柔らかな感触が低下し、就寝マットやクッションマットとしての基本的な機能が低下することもあった。

これらの問題を解決するために、特許文献１に記載のマットレスが提案されている。
特開２００３―２７５０６３

前記特許文献１に記載されたマットレスは、撥水透湿性材料よりなるカバー内にウレタンフォームよりなるマットレス本体を収納してなるものである。そして、マットレス本体の基部の上面には、頸部と頭部とよりなる多数のキノコ状突起が一体形成され、キノコ状突起間の位置において前記基部に貫通孔が形成されたものである。

しかしながら、この特許文献１のマットレスは、マット本体の基部と一体に前述したような頸部と頭部とよりなる複雑な形状の、すなわち中間部にくびれ部（前記頸部）を有する形状の多数のキノコ状突起を形成する必要があるため、製造に手間がかかり、コスト高となる。また、マットレスの上面側にキノコ状突起が並んでいるため、使用者に対して凹凸感、つまりごつごつ感を与えやすく、場合によっては不快感を与えてしまうものであった。

この発明の目的は、製造が容易で、しかも快適に使用することができる弾性マットレスを提供することにある。

以上の目的を達成するために、請求項１に記載の発明においては、床等の設置面に対して接触する面に凹凸が形成されたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明においては、請求項１において、厚さ方向の中間部のほぼ全域に、外部と連通する空間が形成されたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明においては、請求項２において、前記空間は非空間部を介して縦横に形成されたことを特徴とする。
請求項４に記載の発明においては、請求項１から請求項３のうちのいずれか一項において、複数枚の平板パッドが積層されて構成され、各平板パッドがともに床面側に凹凸を形成したことを特徴とする。

請求項５に記載の発明においては、請求項１から請求項４のうちのいずれか一項において、平板パッドが、ポリウレタン発泡体であることを特徴とする。
請求項６に記載の発明においては、請求項４または請求項５において、上側の平板パッドは、下側の平板パッドよりも低反発の発泡弾性体により構成されたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明においては、請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、気泡の除膜処理を施したことを特徴とする。ここで、除膜処理とは、独立気泡間に形成されている膜を除去する処理のほかに、その膜を破ったりして実質的に除去する処理も含む。

請求項８に記載の発明においては、請求項４〜請求項６のうちのいずれかにおいて、少なくとも上部の平板パッドは、気泡の除膜処理が施されたことを特徴とする。
請求項９に記載の発明においては、請求項１〜請求項８のうちのいずれか一項において、厚さ方向上下に貫通孔を備えることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明においては、請求項１〜請求項９のうちのいずれか一項において、凹凸面はプロファイル加工により形成されたことを特徴とする。
請求項１１に記載の発明においては、請求項４〜請求項１０のうちのいずれか一項において、上下の平板パッドは、水溶性接着剤により点接着的に接着されてなることを特徴とする。

（作用）
床等の設置面に対して接触する面に凹凸が形成されているため、床面と弾性パッドとの間に空間が形成される。このため、水分を効果的に放散させて、夏期等における蒸れを防ぐことができるとともに、就寝時に発生する汗等の水分により畳等の床面に湿気が移るのを抑制できる。しかも、そのための構成は、下面側に凹凸を形成しただけであるから、製造が容易である。

厚さ方向の中間部に、外部と連通する空間を形成すれば、水分が一層有効に放散される。
複数枚の平板パッドにより構成し、上側の平板パッドを、低反発発泡弾性体により構成すれば、不快な反発性を減少させて快適に使用できるとともに、その低反発発泡弾性体が冬期等の低温下において硬くなっても、下部の平板パッドが柔軟性を補うため、快適に使用できる。

気泡に対して除膜処理を施せば、各気泡間の障壁が除去または実質的に除去されて、水分の放散をより有効に実行できる。
厚さ方向上下に貫通孔を設ければ、前記と同様に、水分の放散をより有効に実行できる。

この発明によれば、製造が容易で、快適に使用できるようにした弾性マットレスを実現できる。

以下、この発明を具体化した実施形態を図１〜図５の図面に基づいて説明する。
図１に示すように、この実施形態の弾性マットレス１１は、設置面としての床面Ｆ側に配置される下部平板パッド１２と、その上面に位置する上部平板パッド１３とが積層されて構成されている。なお、図面は、理解を容易にするために、下部平板パッド１２及び上部平板パッド１３を比較的小さな矩形状に描いているが、実際には、就寝マット等に用いられるため、大きい。前記下部平板パッド１２は、発泡弾性体よりなる。上部平板パッド１３は、下側の平板パッド１２よりも低反発の発泡弾性体よりなる。図２に示すように、下部平板パッド１２の下面、すなわち、床面Ｆ側の面には波割り加工により多数の三角波状の山部１４及び谷部１５が形成されている。この山部１４及び谷部１５により凹凸が形成されている。また、図３に示すように、上部平板パッド１３の下面、すなわち、床面Ｆ側の面にも波割り加工により多数の三角波状の山部１６及び谷部１７が形成されている。この山部１６及び谷部１７も凹凸を形成している。上部平板パッド１３の山部１６は下部平板パッド１２の山部１４よりも高い。また、上部平板パッド１３の谷部１７は下部平板パッド１２の谷部１５よりも深い。そして、上部平板パッド１３は山部１６の頂部において下部平板パッド１２の平坦な上面に接着固定されている。このため、図５に示すように、両平板パッド１２，１３間の全域には、非空間部を構成する前記山部１６を介して外部と連通する空間３０が縦横に形成されている。

前記上部平板パッド１３は、その気泡に対して除膜処理が施されている。
下部平板パッド１２及び上部平板パッド１３にはそれぞれ上下方向に多数の貫通孔１８，１９が均等分布状態で形成されている。なお、図５においては、貫通孔１８，１９を省略して描いている。

以上の構成の弾性マットレス１１は、以下のようにして製造される。
まず、弾性マットレス素材に対してプロファイル加工の一種である公知の波割り加工が実行される。すなわち、外周面に多数の凹凸が列設された２本のローラがそれらの軸線を平行にして、かつ前記凹凸の位相をずらせて最接近位置において凹と凸とが通常上下に対応するように近接配置されるとともに、両ローラ間にバンドナイフが水平に設けられている。そして、両ローラを回転させながら、それらのローラ間に下部平板パッド１２または上部平板パッド１３の素材であるパッドを挟入させる。このため、パッド素材は、両ローラ間で扁平状に圧縮されながら一方向に移送される。そして、両ローラ間において、パッド素材は、その圧縮が復元する前に、前記バンドナイフにより、両ローラの軸間の中央部において２つに分離されるように上下に切断される。このようにすることにより、前記両ローラの凹凸が切断面に転写され、圧縮が復元された状態では、図２及び図３に示すように、山部１４，１６及び谷部１５，１７を有するパッド１２，１３が形成される。

次に、以上のようにして形成されたパッド１２，１３に対して公知のパンチング加工等による打ち抜き加工が施され、それらのパッド１２，１３に対して多数の貫通孔１８，１９が均等分布状態で形成される。

次に、ロールコータにより、上部平板パッド１３の山部１６の頂部に接着剤を塗布した後、パッド１２，１３を積層して圧着ロール間で圧着し、引き続き、乾燥炉内で加熱乾燥させて、パッド１２，１３を積層状態で接着固定する。従って、上下の平板パッド１２，１３は、上部平板パッド１３の多数の山部１６の頂部において、点接着的に接着されている。

なお、前記パンチング加工は、プロファイル加工の前のパッド素材に対して行ってもよく、また、前記乾燥炉内における加熱乾燥に代えて、常温乾燥を行ってもよい。
このようにして構成された弾性マットレス１１は、２枚の平板パッド１２，１３がともに床面Ｆ側を凹凸面として積層されて構成され、就寝マット，クッションマット等として用いられる。従って、この弾性マットレス１１を床面Ｆ上に設置した場合、下部平板パッド１２の下面側の山部１４と谷部１５とよりなる凹凸により、その下部平板パッド１２と床面Ｆとの間に空間３１が形成される。従って、この空間３１及び上下の平板パッド１２，１３間の空間３０により、湿気あるいは水分が有効に放散されるとともに、余分な熱も放散される。このため、吸湿性に優れ、夏期等において蒸れを抑制することできる。就寝時に発生する汗等の水分が畳等に移るのを抑制することができる。加えて、両平板パッド１２，１３には、貫通孔１８，１９が均等分散されているため、さらに通気性が向上して、水分及び熱を有効に放散させることができる。

ここで、前記下部平板パッド１２は、上部平板パッド１３より高い硬度を有するほうが好ましい。下部平板パッド１２の硬度が低く柔らかすぎると、山部１４が潰れ易く、従って、空間３１が狭くなって通気性が得られ難く、逆に、硬度が高すぎるクッション感がなくなる。適切な硬度については、他の条件、すなわち、密度、反発弾性及び通気特性とともに表１に示されている。

低反発発泡弾性体よりなる上部平板パッド１３が通常の発泡弾性体よりなる下部平板パッド１２上に積層されているため、使用者に対して無用の反発力を与えることがなく、快適に使用できる。特に、弾性マットレス１１を就寝マットとして使用した場合は、寝返りの際に、就寝者に対して過度の反発力を与えることがなく、安眠に好都合である。また、冬期等の低温下において上部平板パッド１３が硬化したとしても、下部平板パッド１２が柔軟性を補うため、快適性の低下を最小限に抑えることができる。

また、両平板パッド１２，１３は山部１４，１６及び谷部１５，１７により凹凸を形成しているため、この凹凸を前述した通常のプロファイル加工により成形でき、製造が容易で、コストダウンが可能になる。

前記下部平板パッド１２は、公知の連続気泡発泡性のポリウレタン発泡材よりなる。前記上部平板パッド１３は、公知の連続気泡発泡性のポリウレタン低反発発泡弾性体からなる。これらの発泡体には、ポリウレタン樹脂発泡体及びポリオレフィン樹脂発泡体が使用できる。特に、ポリウレタン発泡体にあっては、常温、大気圧下で発泡、硬化される軟質スラブ発泡体を用いると、前述したプロファイル加工において切断しやすく、量産性や凹凸面の加工性において優れている。

また、前記上部平板パッド１３は、気泡全体に対して除膜処理が施されている。このため、水分がさらにスムーズに放散され、快適使用に利する。特に、上部平板パッド１３を構成する低反発弾性体は、気泡が小さくなる傾向にあって、水分がスムーズに放散しにくいが、除膜処理によりこのような問題を解決できる。このようなこの除膜処理は公知の方法を採用でき、例えば、上部平板パッド１３が、ポリオレフィン発泡体である場合には、カレンダ加工により独立気泡を物理的にクラッシングして破壊する方法を採用することができる。上部平板パッド１３がポリウレタン発泡体である場合には、下記の各種除膜処理方法を採用できる。すなわち、ポリウレタン原料の配合において破泡剤や界面活性剤の調合により発泡硬化させるだけで膜の少ない発泡体を得る方法、酸素および可燃物を充満させた密閉器内に発泡体を収納して、着火爆発させ、この爆発により生じる衝撃により膜を除去する爆発法、アルカリ濃厚溶液中に発泡体を浸漬し、エステル結合基の加水分解反応により膜を溶解除去するアルカリ法等がある。

ここで、下部平板パッド１２及び上部平板パッド１３の凹凸の高さ、すなわち、山部１４，１６の頂部と谷部１５，１７の底との間の寸法は、２０〜１５０ｍｍが適当である。なお、図面に示す実施形態では、上部平板パッド１３の山部１６を下部平板パッド１２の山部１４よりも高くしている。前記山部１４，１６の頂部と谷部１５，１７の底との間の寸法が２０ｍｍ未満であると、水分の放散性が充分ではなく、１５０ｍｍを越えると、山部１４，１６の圧潰量が多くなるため、山部１４，１６を高くした意味がなくなり、山部１４，１６が大きく圧潰されることにより空間３０の容積が狭くなる場合すらある。なお、山部１４，１６の頂点間の間隔は、２０〜５０ｍｍが適当で、その山部１４，１６が規則正しく縦横に当ピッチで配列されているのが好ましい。

前記貫通孔１８，１９の直径は、１〜３ｍｍ程度が、触感、体圧分散性を損なわず好ましく、３ｍｍを越えると、触感、体圧分散性が低下し、１ｍｍ未満は加工が難しい。また、両平板パッド１２，１３の単位面積あたりに占める貫通孔１８，１９の面積率は、０．５〜２．５％程度が適切である。０．５％未満の場合は、通気性が足りないため、水分の放散性等が劣り、２．５％を超えると、穿孔の数が多くなり外観が損なわれるとともに、パッド本来の弾力性を含む存在感が乏しくなり、快適性が低下する。

ここで、貫通孔１８，１９の直径が２ｍｍの場合、その開口面積Ｓは、Ｓ＝３．１４ｍｍ^２である。２０ｃｍ角の範囲における貫通孔１８，１９の個数Ｎを、Ｎ＝１９６個とした場合、貫通孔１８，１９の２０ｃｍ角の範囲における面積率は以下の通りである。

２０ｃｍ角における貫通孔１８，１９の総面積は、
Ｓ×Ｎ＝３．１４×１９６＝６１５．４４（ｍｍ^２）
一方、単位面積２０ｃｍ角では、
Ｓunit＝２０×２０（ｃｍ^２）＝４×１０^４（ｃｍ^２）
従って、貫通孔１８，１９の占める面積率（％）は
［６１５．４４／（４×１０^４）］×１００＝１．５３８％
となり、０．５〜２．５％の範囲の面積率内に収まっている。

両平板パッド１２，１３を接着するための接着剤は、水溶性接着剤が用いられ、例えば、アイカ工業株式会社製のアイボンＲＡＸ−５３−Ｒ（製品名）が使用される。このように、水溶性接着剤を用いることにより、取り扱いが容易で、コストアップを抑制できる。また、この接着剤を点接着的に接着しているため、接着剤の使用量がすくなくて済み、さらなるコストダウンが可能となる。

実施例の弾性マットレス１１は、以下の記載及び表２の通りである。
上部平板パッド１３；低反発発泡弾性体：株式会社イノアックコーポレーション製 製品ナンバー：ＣＦ−ＥＳＮ−４ 商品名ナチューバ（登録商標）
下部平板パッド１２；高反発発泡体：株式会社イノアックコーポレーション製 製品ナンバー：ＣＦ−ＥＲＧ−Ｈ

体圧分散試験
表２の実施例の上部，下部平板パッド１３，１２を用い、比較例１として株式会社イノアックリビング製 製品名「ボンネルマット Ｌ−１タイプ」を、比較例２として前記表２の上部，下部平板パッド１３，１２を表裏反転させたものを用いて試験を行った。試験結果を表３に示す。

体圧分散試験機：ニッタ株式会社製 商品名「ビッグ−マットヴィジュアル」
試験条件：単位：ｒａｗ
（測定機器メーカが独自に規定する応力単位、１ｒａｗ＝約０．１１ｋｐａ）
モニター：男性４２歳 身長１７５ｃｍ 体重６５ｋｇ
体圧分散試験機では、両平板パッド１２，１３の測定面全体を所定数（１００）の格子に分割し、各格子の領域にかかる応力値を測定した。応力値の分布をカウントすることで体圧分散性を評価した。低い応力値を示した格子の数が多いほど体圧分散性に優れるとされる。

マットに被験者が仰臥した場合、体圧分散における荷重分布は、比較例１及び比較例２においては、２６〜４９ｒａｗの中程度の荷重域での応力分布の比率が大きく、高い応力が被験者の背中各所にかかっているのが分かる。これに対して実施例では、低い荷重域での応力分布の比率が多く、体重を低い応力値でマット全体が支えている。

熱放散性試験
４０℃に温調した前記表２に示した実施例の弾性マットレスと、比較例３とを２２℃の環境下に移して、そこで放置する熱放散性試験を行った。比較例３としては、密度７２ｋｇ／ｍ^３、反発弾性１１％、引張強度１１３ｋｐａ、伸び１９５％、引裂強度４．６Ｎ／ｃｍ、ＡＳＴＭ Ｄ３５７４通気度５リットル／ｍｉｎ以下、アスカーＦ硬度２４の低反発性ポリウレタンフォーム単体一層にシートカバーを被ったマットレスを用いている。実施例及び比較例３のマット中央における上面の温度変化を、熱電対を用いて経時的に追跡した。その試験結果を表４に示す。

１０分の放置で、実施例と比較例３とでは１．９℃の温度差が出ている。一般に、体感温度として２℃異なることで冷たさを感じるとされていることから、熱放散性の効果が確認できる。また、３０分では２．９℃の温度差が出た。

耐久性試験
ＪＩＳ Ｓ １１０２に準ずる（住宅用普通ベッドの耐久性試験）を前記表２に示した実施例の弾性マットレス１１に対して行った。試験片の形状は、ＪＩＳ規格に準じた。試験結果を表５に示す。

圧縮回数は１２万回とした。実際の使用を想定し、１５分に１回寝返りしたとして８時間睡眠すると、実施例の弾性マットレス１１に対して一晩で３２回の繰り返し圧縮がかかることとした。これを１年３６５日継続し、さらに１０年間継続使用すると仮定すると、圧縮回数は約１２万回となる。

その結果、寸法減少量（いわゆるヘタリ）はわずかであり、実用に耐え得ることを確認した。また、低反発性特性も変化することがなかった。

（変形例）
この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化することも可能である。

・ 弾性マットレス１１全体を１枚の平板パッドで構成し、その下面（床面Ｆ側）側に凹凸を形成すること。
・ 一方の平板パッド１２または１３にのみ貫通孔を形成すること。

・ 下部平板パッド１２の気泡にも除膜処理を施すこと。
・ 弾性マットレス１１の一部分に空間３０，３１を設けないようにすること。例えば弾性マットレス１１を就寝マット用とした場合、頭部に対応する部分には山部と谷部とを設けず、空間３０，３１を形成しないように構成すること。このようにすれば、その部分の剛性が増して枕が沈み込まず、就寝者の頭部を安定支持することが可能になる。

・ 平板パッドを３枚以上積層して弾性マットレス１１を構成すること。この場合、凹凸が形成されていない平板パッドを用いてもよく、この平板パッドは凹凸を有する平板パッド間の中間部に挟まれる等して、最下部には用いられないようにする。

実施形態の弾性マットレスを示す斜視図。 上部平板パッドを示す斜視図。 下部平板パッドを示す斜視図。 弾性マットレスの断面図。 図４の５−５線断面図。

符号の説明

Ｆ…床面、１２，１３…平板パッド、１８，１９…貫通孔、３０，３１…空間。

Claims (11)

1. 床等の設置面に対して接触する面に凹凸が形成された弾性マットレス。
2. 請求項１において、厚さ方向の中間部のほぼ全域に、外部と連通する空間が形成された弾性マットレス。
3. 請求項２において、前記空間は非空間部を介して縦横に形成された弾性マットレス。
4. 請求項１から請求項３のうちのいずれか一項において、複数枚の平板パッドが積層されて構成され、各平板パッドがともに床面側に凹凸を形成した弾性マットレス。
5. 請求項１から請求項４のうちのいずれか一項において、平板パッドが、ポリウレタン発泡体である弾性マットレス。
6. 請求項４または請求項５において、上側の平板パッドは、下側の平板パッドによりも低反発の発泡弾性体により構成された弾性マットレス。
7. 請求項１〜請求項３のうちのいずれか一項において、気泡の除膜処理を施した弾性マットレス。
8. 請求項４〜請求項６のうちのいずれかにおいて、少なくとも上部の平板パッドは、気泡の除膜処理が施された弾性マットレス。
9. 請求項１〜請求項８のうちのいずれか一項において、厚さ方向上下に貫通孔を備える弾性マットレス。
10. 請求項１〜請求項９のうちのいずれか一項において、凹凸面はプロファイル加工により形成された弾性マットレス。
11. 請求項４〜請求項１０のうちのいずれか一項において、上下の平板パッドは、水溶性接着剤により点接着的に接着されてなる弾性マットレス。

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