JP7710703B2 - クッション材 - Google Patents

Description

本発明は、適度に弾性変形するとともに冷感作用を有するクッション材に関するものである。

従来より、睡眠時に使用者の頭部や首部を支持するために枕が使用されている。例えば特許文献１に示す枕は、中身部材として例えば低反発ウレタンフォームが使用されている。使用者が枕に頭部や首部を載置すると、低反発ウレタンフォームの弾性により枕が変形して頭部や首部の形状に沿ってフィットし、局部的な圧迫が少なくなり、体圧が全体に分散され、良好な睡眠を得ることができる。

特開２０１２－１６１３４７号公報

良好な睡眠を得るためには、頭を冷却し、いわゆる頭寒足熱の状態とすることが好ましいとされている。しかし、特許文献１に記載の発明においては、頭部や首部の後側が枕の表面に接触しているため、枕に熱が籠もり、使用者が不快に感じるという問題がある。

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、適度に弾性変形しつつ冷感作用を有するクッション材を提供することを課題としている。

本発明によるクッション材は、芯材と、芯材の表面に設けられる表層部とを備え、前記表層部は、熱可塑性エラストマーを材質とする構造体であり、柱状の多数の中空室が隔壁を介して集合する。

構造体は熱可塑性エラストマー（Thermoplastic Elastomer：ＴＰＥ）からなる。本明細書においては、熱可塑性エラストマーとは、常温（例えば、２５℃）においてゴムの性質を有し、高温において熱可塑性樹脂と同じく軟化する性質を有するエラストマーであって、空気よりも熱伝導率が高いものをいう。

使用者が構造体の上面に体の一部を載置すると、熱可塑性エラストマーは空気よりも熱伝導率が高いため、使用者が発する熱は空気よりも構造体に素早く伝わり、使用者に冷感作用を生じさせることができる。

また、隔壁は、その両側が中空室であって変形するスペースがあることや、熱可塑性エラストマーがゴムの性質を有することにより弾性変形可能である。このため、使用者が体の一部を構造体に載置して押圧力を加えると、構造体は使用者の体の一部に沿って変形して適度な弾性を保って荷重を支えることができる。構造体の弾性率は、熱可塑性エラストマーの材質、中空室の大きさ、隔壁の厚みなどによって定まる。

このように、表層部を熱可塑性エラストマーからなる構造体とすることで、クッション材は適度に弾性変形しつつ冷感作用を有することができる。

前記構造体の中空室は、上面が開放されていることが好ましい。

上記の構成によれば、中空室は柱状であり上面が開放されているため、使用者が体の一部を構造体に載置したときに、隔壁の上端面のみが使用者の体と接触する。このように、従来技術に比べてクッション材と体とが密着する面積が少なく、蒸れ感が少なくなるため、使用者に冷感作用を生じさせることができる。

前記中空室は、三角柱状、四角柱状、六角柱状、円柱状のいずれかであってもよい。

前記芯材は、円柱状、半円柱状、半楕円柱状のいずれかであってもよい。

前記芯材は、平面からみた形状が矩形状であってもよい。

本発明のクッション材によれば、適度に弾性変形しつつ冷感作用を有することができる。

本発明の一実施形態に係るクッション材の斜視図である。 クッション材の底面から見た斜視図である。 クッション材の長さ方向に沿う断面図である。 クッション材の長さ方向に直交する方向に沿う断面図である。 構造体の（Ａ）は平面図、（Ｂ）は要部拡大図である。 構造体の底面図である。 クッション材の製造方法の説明図である。 クッション材の製造方法の説明図である。 クッション材の製造方法の説明図である。 クッション材の製造方法の説明図である。 クッション材の他の例を示す長さ方向に直交する方向に沿う断面図である。 クッション材の他の例を示す斜視図である。 クッション材の他の例を示す斜視図である。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本発明のクッション材１０は、例えば枕として用いられるものであり、図１～図４に示すように、芯材２０と、芯材２０の表面に設けられる表層部３０とを備える。表層部３０は、熱可塑性エラストマーを材質とする構造体３１であり、柱状の多数の中空室３３が隔壁３２を介して集合するものである。なお、クッション材１０は、枕に限らず、座布団、敷き布団等に用いられてもよく、用途は限定されない。

芯材２０は、シート材２１と、シート材２１の内部に収容される充填材２６とから構成されている。シート材２１は、半円柱形状（かまぼこ型）、すなわち、図４に示す長さ方向に直交する断面の形状において円弧状の辺と直線上の底辺とを有する形状を有している。シート材２１は、周面シート材２２と、底面シート材２３（２３ａ、２３ｂ）と、左右の側面シート材２４，２５が縫い合わされて形成されている。シート材２１は、通気性があり、構造体３１と熱溶着可能なシート素材から構成され、シート素材として、例えば、不織布に多数の貫通孔を設けたパンチングシートやメッシュシートが挙げられる。不織布は、乾きやすくするために例えばポリエステル等の合成繊維から形成され、貫通孔は平面から見た形状が六角形状や正方形状、円形状など任意のパターンに形成されている。シート材２１の左右の側面シート材２４，２５は充填材２６の充填物２８の充填圧により外向きに凸状に湾曲している。

充填材２６は、シート材２１の形状と略相似形の半円柱形状（かまぼこ型）に構成され、袋体２７の内部に充填物２８が充填されたものである。袋体２７は、例えば綿や合成繊維からなる布から形成され、充填物２８は、例えば、合成繊維、そば殻、発泡ビーズ、樹脂材料のチップ等の粒状の物体、羽毛、綿等である。

本実施形態では、芯材２０は長さＬ１が約６７ｃｍ、底面の幅Ｌ２が約１０ｃｍ、高さＬ３が約１３ｃｍに設定されているが、これに限定されるものではない。

表層部３０を構成する構造体３１は、シート材２１の周面シート材２２の表面の略全面に取付けられている。図５（Ａ）に示すように、構造体３１が芯材２０に取付けられる前の状態において、構造体３１は、平面から見た全体の形状が矩形状であり、角部に円弧状の面取部３１ａが形成されている。なお、構造体３１の形状は矩形状に限定されず、三角形状、正方形、多角形、円形等、いずれの形状であってもよい。

構造体３１は、複数の中空室３３が隙間無く並べられたものであり、各中空室３３は、平面から見た形状が二等辺三角形の三角柱状を呈するように、隔壁３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ）により規定されている。中空室３３の上端は開放されている。

隔壁３２は、隔壁３２ａ、３２ｂ、３２ｃからなる。隔壁３２ａは、構造体３１の長さ方向に平行に、構造体３１の長さ方向の略全長にわたって、所定の間隔をあけて複数設けられている。隔壁３２ｂ、３２ｃは、それぞれ、隔壁３２ａと交差し、隔壁３２ａに対して斜め７５度、１６５度の方向に沿って、この斜め方向の略全長にわたって、所定の間隔をあけて複数設けられている。なお、隔壁３２ｂ、３２ｃが隔壁３２ａと交差する角度はそれぞれ７５度、１６５度に限定されず、任意の角度に設定してもよい。図３、図４に示すように、隔壁３２の長さ方向の端部の角部には、円弧状の面取部３２ｄが形成され、使用者に構造体３１の角部が当たりにくくなっている。

図６に示すように、構造体３１の底面には、側縁に沿って補強のための環状の下壁３４が設けられており、側縁付近に位置する中空室３３の下端は下壁３４により塞がれている。下壁３４は、構造体３１の長さ方向に沿う一対の側縁に沿ってのみ設けられていてもよく、構造体３１の幅方向に沿う一対の側縁に沿ってのみ設けられていてもよい。

構造体３１は、熱可塑性エラストマーを射出成形することで形成されている。熱可塑性エラストマーは常温（室温）ではゴムの性質を有し、構造体３１は隔壁３２が変形することで弾性を有する。本実施形態で用いた熱可塑性エラストマーは、熱伝導率が空気や綿や麻などの天然繊維よりも高く、約０．２（Ｗ／ｍ／Ｋ）である。

また、熱可塑性エラストマーは、比熱が、綿などの天然繊維やナイロンやポリエチレンなどの合成繊維よりも高く、約３Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）である。なお、比熱とは、単位質量の物質の温度を単位温度だけ上昇させるのに必要な熱量をいう。さらに、構造体３１は、天然繊維や合成繊維からなる従来の表層部がシート材２１の周面シート材２２の表面の略全面に取付けられた場合と比較して、その質量が、従来の表層部の質量よりも大きくなるように設定されている。この結果、熱可塑性エラストマーを用いた構造体３１の熱容量は、天然繊維や合成繊維からなる従来の表層部の熱容量よりも大きくなる。なお、熱容量とは、物体の温度をセ氏１度だけ高めるのに必要な熱量をいう。

このように、本実施形態の構造体３１は、同じ大きさのシート材２１に天然繊維や合成繊維からなる従来の表層部を用いる場合に比べて熱容量が大きいため、熱可塑性エラストマーからなる構造体３１は、使用者の体から発せられる熱により構造体３１自身が暖められるのに時間がかかり、使用者にとっては冷感作用が持続することになる。本実施形態においては、熱可塑性エラストマーを約１６００ｇ用いて構造体３１を形成している。

本実施形態では、構造体３１の長さ方向の長さＬ４が約５７ｃｍ、構造体３１の幅方向の長さＬ５が約３５ｃｍに設定されているが、これに限定されず、任意の長さに設定することができる。また、本実施形態では、各中空室３３の断面二等辺三角形の底辺の長さＬ６が約１．５ｃｍ、他の２辺の長さＬ７が約２ｃｍに設定され、隔壁３２の高さＬ８は約２ｃｍ、厚みＬ９は約１ｍｍに設定されているが、これに限定されず、所望の弾性に応じて適宜設定される。

なお、中空室３３は三角柱形状に限定されず、中空室３３は、四角柱状、六角柱状、円柱状のいずれでもよい。平面からみた形状が正六角形の六角柱状の中空室３３である場合、構造体３１はいわゆるハニカム構造を構成する。また、中空室３３の平面から見た形状の面積は適宜設定することができる。

本発明のクッション材１０の製造方法について説明する。まず、熱可塑性エラストマーを射出成形して、図５、図６に示す構造体３１を製造する。そして、図７に示すように、構造体３１の下壁３４と隔壁３２の下端面とに、構造体３１よりも一回り大きい周面シート材２２を、例えば熱溶着や接着剤等の手段を用いて接着する。

次に、図８に示すように、周面シート材２２の両端側に、それぞれ、底面シート材２３ａ、２３ｂを、糸による縫い合わせ等の連結手段により連結する。

次に、図９に示すように、底面シート材２３ａ、２３ｂの側縁同士を、充填材２６を挿入するための開口部２３ｃを残して縫い合わせ、図１０に示すように、側面シート材２４，２５の周縁を、周面シート材２２、底面シート材２３ａ、２３ｂの側縁に縫い合わせる。これにより、シート材２１は、周面部、底面部，左右の側面部を備えた充填材２６の形状に沿う半円柱形状（かまぼこ型）に形成される。

そして、開口部２３ｃから、予め製造された充填材２６を充填し、開口部３２ｃを縫い合わせて塞ぐ。これにより、図１、図２に示すクッション材１０が製造される。

本実施形態のクッション材１０によれば、熱可塑性エラストマーは空気や天然繊維よりも熱伝導率が高いため、使用者が発する熱は空気よりも構造体３１に素早く伝わり、使用者に冷感作用を生じさせることができる。さらに、従来技術においては、使用者が体を構造体３１に載置したときに、クッション材の表面が使用者の体と密着するが、本実施形態においては、中空室３３は柱状であり上面が開放されているため、隔壁３２の上端面のみが使用者の体と接触する。このため、クッション材１０と体とが密着する面積が少なく、蒸れ感が少なくなり、使用者により冷感作用を生じさせることができる。

また、本実施形態においては、構造体３１の熱可塑性エラストマーは、比熱が綿などの天然繊維やナイロンやポリエチレンなどの合成繊維よりも高いものを用いており、構造体３１は、天然繊維や合成繊維からなる従来の表層部が同じ大きさのシート材２１の周面シート材２２の表面の略全面に取付けられた場合と比較して、その質量が、従来の表層部の質量よりも大きくなるように設定されている。この結果、構造体３１の熱容量は、天然繊維や合成繊維からなる従来の表層部の熱容量よりも大きくなる。このため、熱可塑性エラストマーからなる構造体３１は、使用者の体から発せられる熱により構造体３１自身が暖められるのに時間がかかり、使用者に対して冷感作用を持続させることができる。

また、本実施形態のクッション材１０は、隔壁３２は、その両側に中空室３３が存在し変形するスペースがあり、熱可塑性エラストマーがゴムの性質を有するため、弾性変形可能である。このため、使用者が体の一部を構造体３１に載置して押圧力を加えると、構造体３１は使用者の体の一部に沿って変形して適度な弾性を保って荷重を支えることができる。構造体３１の弾性率は、熱可塑性エラストマーの材質、中空室３３の大きさ、隔壁の厚みなどによって定まる。

このように、表層部３０を熱可塑性エラストマーからなる構造体３１とすることで、クッション材１０は適度に弾性変形しつつ冷感作用を有することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

芯材２０の形状は、図１に示す実施形態には限定されず、例えば、図１１に示すように、芯材２０を円柱状に形成してもよい。この場合、シート材２１の底面シート材２３ａ、２３ｂは設けられず、構造体３１の下面に溶着された周面シート材２２の側縁同士が縫い合わせられる。また、芯材２０は半楕円柱状であってもよい。

また、図１２に示すように、芯材２０は、平面からみた形状が矩形状であってもよい。この場合、シート材２１は、２枚の矩形状シート材２７、２８の側縁を縫い合わせることで形成され、一方の矩形状シート材２７の表面の略全面に構造体３１が設けられている。

さらに、図１に示す本実施形態では、構造体３１は、クッション材１０の長さ方向に沿って芯材２０の周面シート材２２の略全長に亘って設けられているが、図１３に示すように、構造体３１の長さＬ４を周面シート材２２の全長よりも短く構成し、構造体３１のクッション材１０の長さ方向の両端側は芯材２０のシート材２１の周面シート材２２が露出した状態としてもよい。さらに、図１１に示す実施形態においても、構造体３１の長さＬ４を周面シート材２２の全長よりも短く構成し、構造体３１のクッション材１０の長さ方向の両端側はシート材２１の周面シート材２２が露出した状態としてもよい。また、図１２に示す実施形態においても、構造体３１の長さ方向の長さＬ４及び又は幅方向の長さＬ５を一方の矩形状シート材２７よりも小さくして一方の矩形状シート材２７の表面が露出した状態としてもよい。

１０ クッション材
２０ 芯材
２１ シート材
３０ 表層部
３１ 構造体
３２（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ） 隔壁
３３ 中空室

Claims (4)

1. 芯材と表層部とを備え、
   前記芯材は、シート材と前記シート材の内部に収容される充填材とを含み、
   前記シート材は前記表層部と接着可能な不織布に多数の貫通孔を設けたパンチングシートまたはメッシュシートからなるシート素材であり、
   前記表層部は、熱可塑性エラストマーを材質とする構造体であり、柱状の多数の中空室が隔壁を介して集合し、前記シート材の外側の表面に接着され、
   前記シート材は、端部同士が縫い合わせにより互いに連結された複数の部材からなる、クッション材。
2. 前記構造体の中空室は、上面が開放されている請求項１に記載のクッション材。
3. 前記芯材は、円柱状、半円柱状、半楕円柱状のいずれかである請求項１または２に記載のクッション材。
4. 前記芯材は、平面からみた形状が矩形状である請求項１または２に記載のクッション材。