(57)【要約】【課題】  網状構造体を主体とする芯材を用い、品質に優れた安価なクッション材及びその製造方法を提供する。【解決手段】  熱可塑性樹脂の線条を絡ませ部分的に熱接着した網状構造体を主体とする芯材が表皮材により覆われてなるクッション材である。表皮材は、溶融状態の樹脂シートを前記芯材に積層することにより形成されたものである。網状構造体の少なくとも一方の主面と表皮材の間に介在層を有することが好ましい。表皮材は、例えば網状構造体の一方の主面を覆う表皮材が他方の主面を覆う表皮材よりも軟質である。製造に際しては、表皮材となる樹脂シート間に熱可塑性樹脂の線条を絡ませ部分的に熱接着した網状構造体を主体とする芯材を挿入し、金型により成形する。表皮材となる樹脂シートは、溶融状態で押し出し溶融樹脂シートとして供給する。あるいは、予め所定の寸法に裁断された樹脂シートを再加熱し、溶融状態として用いる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂の線条を絡ませ部分的に熱接着した網状構造体を主体とする芯材が表皮材により覆われてなり、
前記表皮材は、溶融状態の樹脂シートを前記芯材に積層することにより形成されたものであることを特徴とするクッション材。
【請求項２】
前記網状構造体の少なくとも一方の主面と表皮材の間に介在層を有することを特徴とする請求項１記載のクッション材。
【請求項３】
前記介在層が、発泡樹脂シートまたは不織布であり、使用者と接する側において、網状構造体と表皮材の間に介在されていることを特徴とする請求項２記載のクッション材。
【請求項４】
前記表皮材は、網状構造体の一方の主面を覆う表皮材が他方の主面を覆う表皮材よりも軟質であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のクッション材。
【請求項５】
前記一方の主面を覆う表皮材がポリオレフィン樹脂を主体とし、他方の主面を覆う軟質の表皮材がオレフィン系エラストマーを主体とするものであることを特徴とする請求項４記載のクッション材。
【請求項６】
表皮材となる樹脂シート間に熱可塑性樹脂の線条を絡ませ部分的に熱接着した網状構造体を主体とする芯材を挿入し、金型により成形することを特徴とするクッション材の製造方法。
【請求項７】
前記網状構造体の少なくとも一方の主面に介在層を積層しておくことを特徴とする請求項６記載のクッション材の製造方法。
【請求項８】
樹脂シートを溶融状態で押し出し、表皮材として成形することを特徴とする請求項６または７記載のクッション材の製造方法。
【請求項９】
予め所定の寸法に裁断された樹脂シートを再加熱して溶融状態とし、表皮材として成形することを特徴とする請求項６または７記載のクッション材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、網状構造体を用いたクッション材及びその製造方法に関するものであり、表皮を一体に成形した新規なクッション材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
寝具用マット等のクッション材としては、金属製コイルスプリングを用いたコイルマットレス等が広く普及しているが、近年、いわゆる熱可塑性樹脂製網状構造体を用いたノンスプリングタイプのマットレスパッドが開発され、注目されている。熱可塑性樹脂製網状構造体を用いたマットレスパッドは、復元性が高いこと、体圧分散に優れること、通気性に優れること、水洗いが可能であること等の優れた特徴を有し、快適な睡眠環境を提供することが可能であり、衛生的な環境も維持することができる。
【０００３】
ここで、使用する熱可塑性樹脂製網状構造体は、熱可塑性樹脂の線条を曲がりくねらせてランダムループを形成し、ループの接触部を熱接着することにより構成されるものであり、クッション性等の特性の改善等を目的に、各方面において改良が進められている（特許文献１や特許文献２等を参照）。
【０００４】
例えば、特許文献１には、熱可塑性弾性樹脂からなる線条を曲がりくねらせ互いに接触せしめて、該接触部の大部分を融着せしめ３次元構造を形成した網状構造体の片面または両面を構成する線条の融点がその面と接する高融点弾性樹脂の線条の融点より少なくとも１０℃以上低い低融点弾性樹脂からなる熱接着性網状構造体が開示されている。特許文献１記載の網状構造体は、耐熱性、耐久性、クッション性に優れ、蒸れにくく熱接着成形が容易であるという特徴を有する。
【０００５】
特許文献２には、熱可塑性弾性樹脂と燐含有エステル形成性化合物を共重合または燐含有難燃剤を含有してなる難燃性ポリエステルとを混合した組成物からなる線条であって、熱可塑性樹脂のソフトセグメント量Ａ（対混合組成物：重量％）と燐含有量Ｂ（混合組成物中の燐原子含有量ｐｐｍ）が特定の関係式を満足し、繊度が１００〜１０００００デニールの連続線条を曲がりくねらせ互いに接触させて接触部の大部分を融着された３次元網状構造を形成された網状構造体が開示されている。特許文献２記載の網状構造体は、難燃性で燃焼時に有毒ガスの発生が少なく、リサイクルが可能で、形態保持性、クッション性にも優れるという特徴を有する。
【０００６】
その他、網状構造体の製造方法や、クッション材への適用に関しても、種々の提案がなされている。例えば、特許文献３には、合成樹脂モノフイラメントを複雑に絡ませて粗い網状に展開させた弾力のあるマットの製造方法が開示されており、特許文献４には、座席裏面の深絞り形状部が射出成形された樹脂成形体からなり、クッション層が連続した線条を曲がりくねらせ互いに接触させて接触部の大部分が融着した３次元立体構造体を形成した網状体で構成され、樹脂成形体と網状体が一体接合され、表層に難燃性側地を配した座席が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１９７３６６号公報
【特許文献２】特開平８−１３３０２号公報
【特許文献３】特公平４−３３９０６号公報
【特許文献４】特開平８−３３７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、前述の網状構造体をクッション材に用いる場合、何らかの表皮材で覆って使用するのが一般的である。この時、表皮材を別途作製し、これにより網状構造体を覆う構成とすると、工数が多くなり、コストを増大する要因となる。例えば、特許文献４記載の発明では、クッション層となる網状体の上に深絞り成形した樹脂成形体を配し、熱成形により一体化しているが、工数も多く、接着剤が必要になることもあり、コスト増を招くことになる。
【０００９】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、表皮材で被覆され網状構造体と表皮材とが確実に固定されたクッション材を安価に提供することを目的とし、さらには、その製造方法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】
【００１０】
前述の目的を達成するために、本発明のクッション材は、熱可塑性樹脂の線条を絡ませ部分的に熱接着した網状構造体を主体とする芯材が表皮材により覆われてなり、前記表皮材は、溶融状態の樹脂シートを前記芯材に積層することにより形成されたものであることを特徴とする。また、本発明のクッション材の製造方法は、表皮材となる樹脂シート間に熱可塑性樹脂の線条を絡ませ部分的に熱接着した網状構造体を主体とする芯材を挿入し、金型により成形することを特徴とする。
【００１１】
本発明のクッション材では、網状構造体を主体とする芯材に対して、溶融状態の樹脂シートが積層され表皮材とされているので、網状構造体を主体とする芯材と表皮材とが確実に一体化される。また、接着剤等も不要である。製造に際しては、網状構造体を主体とする芯材の挿入から成形まで一括して行われ、工数が大幅に削減される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、網状構造体を使用したクッション材を効率的に製造することが可能であり、品質に優れたクッション材を安価に提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明を適用したクッション材の一例を示す概略断面図である。
【図２】網状構造体と表皮材の間に介在層を介在させたクッション材の一例を示す要部概略断面図である。
【図３（ａ）】本発明を適用したクッション材の製造工程の一例を示す図であり、溶融樹脂シート供給工程を示す。
【図３（ｂ）】本発明を適用したクッション材の製造工程の一例を示す図であり、溶融樹脂シートの金型当接工程を示す。
【図３（ｃ）】本発明を適用したクッション材の製造工程の一例を示す図であり、溶融樹脂シートの賦形工程を示す。
【図３（ｄ）】本発明を適用したクッション材の製造工程の一例を示す図であり、網状構造体の挿入工程を示す。
【図３（ｅ）】本発明を適用したクッション材の製造工程の一例を示す図であり、（ｅ）は網状構造体の装着状態を示す。
【図３（ｆ）】本発明を適用したクッション材の製造工程の一例を示す図であり、金型による成形工程を示す。
【図４（ａ）】本発明を適用したクッション材の製造方法の他の例を示す図であり、樹脂シートの金型載置工程を示す。
【図４（ｂ）】本発明を適用したクッション材の製造方法の他の例を示す図であり、樹脂シートの軟化賦形工程を示す。
【図４（ｃ）】本発明を適用したクッション材の製造方法の他の例を示す図であり、網状構造体挿入工程を示す。
【図４（ｄ）】本発明を適用したクッション材の製造方法の他の例を示す図であり、網状構造体の装着状態を示す。
【図４（ｅ）】本発明を適用したクッション材の製造方法の他の例を示す図であり、金型による成形工程を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用したクッション材及びその製造方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態のクッション材１は、例えば寝具（マットレスパッド）や座席パッド等に使用されるものであり、網状構造体を芯材２とし、これを表皮材３により被覆することにより形成されている。芯材２となる網状構造体は、熱可塑性樹脂の線条を絡ませ部分的に熱接着したものであり、樹脂製スプリングとしての機能を果たす。
【００１６】
以下、この網状構造体について詳述すると、網状構造体２は、例えば連続線条を曲がりくねらせて多数のループを形成し、それぞれのループを互いに接触せしめ、接触部の大部分を融着することで、一定の幅と厚みを保形した三次元ランダムループ構造としたものである。このような構成とすることで、非常に大きい応力で変形を与えても、融着一体化した３次元網状構造全体が変形して応力を吸収し、応力が解除されると熱可塑性樹脂のゴム弾性が発現して元の形態に回復する。
【００１７】
前記熱可塑性樹脂としては、任意の熱可塑性樹脂を使用することが可能であるが、例えばソフトセグメントとして分子量３００〜５０００のポリエ−テル系グリコ−ル、ポリエステル系グリコ−ル、ポリカ−ボネ−ト系グリコ−ル等をブロック共重合したポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、メタロセン触媒を使用した直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレン酢酸ビニル共重合体等が好適である。ポリエステル系エラストマーとしては、、熱可塑性ポリエステルをハ−ドセグメントとし、ポリアルキレンジオ−ルをソフトセグメントとするポリエステルエ−テルブロック共重合体や、脂肪族ポリエステルをソフトセグメントとするポリエステルエステルブロック共重合体等を挙げることができる。
【００１８】
網状構造体２を構成する線条の太さも任意であり、例えば１００〜１０００００デニール程度の線条を使用することができる。
【００１９】
また、前記網状構造体の構成としては、従来公知の構成をいずれも採用することが可能である。例えば高融点と低融点の熱可塑性弾性樹脂よりなり、高融点熱可塑性弾性樹脂の融点より１０℃以上融点が低い低融点熱可塑性弾性樹脂からなる網状構造体が熱接着層を形成し、高融点熱可塑性弾性樹脂からなる網状構造体が基本層を形成し、両層が三次元ランダムループ形成時に融着一体化されてなる熱接着性網状構造体であってもよい。
【００２０】
あるいは、２種類の熱可塑性弾性樹脂が複合化されるようにノズルオリフィス前で分配し、熱可塑性弾性樹脂のうち最も低融点の樹脂の融点〜融点＋１２０℃の温度から、最も高融点の樹脂の融点〜融点＋１０℃の温度で両方の樹脂を溶融複合化し、ノズルから下方に向けて吐出させ、溶融状態で多数のル−プを形成し、夫々のル−プを互いに接触し融着させて三次元のランダムル−プを形成し、引取り装置で挟み込み冷却槽で冷却せしめて網状構造体を一体化したものであってもよい。
【００２１】
さらには、熱可塑性弾性樹脂層と熱可塑性非弾性樹脂層とを積層したもの、熱可塑性弾性樹脂からなる熱接着性短繊維と熱可塑性非弾性樹脂からなる短繊維が混合開繊されて３次元構造化され、接触部の大部分が熱接着成分により融着一体化した面が実質的にフラット化された不織布が接合一体化されたもの、溶融した樹脂の線条集合体の一部を水槽の水面着水前に受け止め、線条の厚さを絞り込んで網状構造体の表面層を形成したもの、難燃剤を含有する線条を用いたもの等であってもよい。
【００２２】
芯材２は、前述の網状構造体のみからなってもよいが、網状構造体の少なくとも一方の主面と表皮材３との間に介在される形で介在層を有していることが好ましい。この場合、クッション材１の断面構造は、図２に示すようなものとなる。
【００２３】
すなわち、図２に示すクッション材１では、網状構造体２ａの一方の主面に介在層２ｂが形成され、これらによって芯材２が構成されている。介在層２ｂは、網状構造体２ａのいずれか一方の面、あるいは両方の面に積層される形で形成されている。介在層２ｂは、網状構造体２ａのいずれか一方の面に形成する場合、網状構造体２ａの使用者と接する側の面に形成することが好ましく、それにより網状構造体２ａ表面の凹凸が表皮３に転写されることがなくなり、外観及び肌触りを良好なものとすることができる。
【００２４】
介在層２ｂの材質は任意であるが、例えば発泡樹脂シートや不織布等が好適である。また、介在層２ｂの厚さも任意であるが、数ｍｍ〜１．５ｃｍ程度とすることが好ましい。なお、ここでは介在層２ｂが網状構造体２ａと積層され、芯材２を構成する形態について説明したが、介在層を予め表皮材３と積層しておき、これにより網状構造体からなる芯材２と表皮材３の間に介在層が形成されるようにしてもよい。
【００２５】
前述の網状構造体を主体とする芯材２は、溶融状態の樹脂シートを芯材である網状に積層することにより形成された表皮材３により被覆されるが、芯材２と表皮材３とが溶着されていることが好ましい。芯材２と表皮材３とが溶着されることで、網状構造体２と表皮材３とが一体化し、品質の高いクッション材となる。
【００２６】
したがって、表皮材３は、前記芯材２と熱溶着し得る材料により形成すればよく、通常は熱可塑性樹脂が用いられる。具体的には、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂や、オレフィン系エラストマー、メタロセン触媒を使用した直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、エチレン酢酸ビニル共重合体等を例示することができる。表皮材３には、前記熱可塑性樹脂のシートの他、樹脂発泡体シート、不織布等を用いることもできる。
【００２７】
また、前記表皮材３において、芯材２の一方の主面を覆う表皮材３ａが他方の主面を覆う表皮材３ｂよりも軟質とすることも可能である。すなわち、芯材２の一方の主面を覆う表皮材３ａに比較的軟質の熱可塑性樹脂を用い、他方の主面を覆う表皮材３ｂにこれよりも硬質の熱可塑性樹脂を用いる。具体的には、例えば芯材２の一方の主面を覆う表皮材３ａに軟質のポリオレフィン系エラストマーを用い、他方の主面を覆う表皮材３ｂにポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂を用いる。
【００２８】
このように芯材２の一方の主面を覆う表皮材３ａに比較的軟質の熱可塑性樹脂を用い、他方の主面を覆う表皮材３ｂにこれよりも硬質の熱可塑性樹脂を用いることで、使用者が好みに応じて表裏を選択することができ、快適な使用感を得ることができる。
【００２９】
次に、前述の構成を有するクッション材１の製造方法について説明する。
【００３０】
図３は、クッション材１の製造方法の一例を示すものである。本実施形態の製造方法では、溶融状態で押し出される溶融樹脂シートを表皮材３として使用する。
【００３１】
本実施形態の製造方法によりクッション材１を製造するには、先ず、図３（ａ）に示すように、二条の溶融状態の熱可塑性樹脂溶融樹脂シートＰを、各押し出しスリット１１から鉛直下方に押し出す。その際、一対のローラ１２により溶融樹脂シートＰを挟み込みながら溶融押し出しすることも可能である。一対のローラ１２の回転により一対のローラ１２により挟み込まれた溶融樹脂シートＰを下方に送り出す速度が押し出し速度以上となる範囲において、一対のローラ１２の回転速度を調整することにより、溶融樹脂シートＰを延伸薄肉化し、ドローダウンやネックインを防止し、各溶融樹脂シートＰを押し出し方向において一様な膜厚とすることが可能である。なお、この場合、一対のローラ１２の回転の調整とともに、押し出しスリット１１の間隔の調整を連動して行ってもよい。
【００３２】
これら二条の溶融樹脂シートＰは、２つの分割金型１３の間に供給し、図３（ｂ）示すように、分割金型１３のピンチオフ部に溶融樹脂シートＰを当接させる。これにより、溶融樹脂シートＰと分割金型１３の間に密閉空間が形成される。
【００３３】
次いで、前記分割金型１３を通じて前記密閉空間内を吸引する。これにより、図３（ｃ）に示すように、連続シート状の溶融樹脂シートＰが分割金型１３のキャビティ１３ａに押し付けられ、キャビティ１３ａに沿った形状に賦形される。
【００３４】
この状態において、図３（ｄ）に示すように、マニピュレータの吸着盤１４により保持された芯材（網状構造体、若しくは網状構造体に予め介在層を積層したもの）Ａを、２つの分割金型１３の間に側方より挿入する。その後、マニピュレータの吸着盤１４を移動し、芯材Ａを一方の分割金型１３のキャビティ１３ａに賦形された溶融樹脂シートＰに対して押し付け、図３（ｅ）に示すように、芯材Ａを溶融樹脂シートＰと接するように装着する。装着後、吸着盤１４は芯材Ａから離脱させ、マニピュレータを分割金型１３の間から引き抜き、型締の準備を行う。
【００３５】
続いて、図３（ｆ）に示すように、分割金型１３の型締を行う。分割金型１３の型締では、金型駆動装置（図示せず）により各分割金型１３を開位置から閉位置まで互いに近づく方向に移動させて互いに突き当てる。これにより、芯材Ａが溶融樹脂シートＰにより被覆され、クッション材が形成される。この時、表皮材となる溶融樹脂シートＰは、芯材Ａと溶着され、一体化される。
【００３６】
以上がクッション材１の製造方法の実施形態であるが、前記製造方法において、二条の溶融樹脂シートＰの材質等を変えることで、芯材Ａの一方の主面を覆う表皮材と他方の主面を覆う表皮材の硬さを変えることが可能である。例えば、一方の溶融樹脂シートＰをポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂の溶融樹脂とし、他方の溶融樹脂シートＰをポリオレフィンエラストマーの溶融樹脂とすれば、芯材Ａの一方の主面が比較的硬いポリオレフィン樹脂を表皮材とし、他方の面が比較的軟らかいポリオレフィンエラストマーを表皮材とするクッション材を製造することができる。
【００３７】
クッション材の製造方法としては、これに限らず、種々の方法を採用することができる。先の実施形態では、溶融押し出しされる熱可塑性樹脂の溶融樹脂シートを用いて成形を行ったが、例えば、予め所定の寸法に切断された樹脂シートを再加熱して軟化させ、成形する方法を採用することもできる。樹脂シートを再加熱して成形する方法としては、クランプした樹脂シートを金型に押し付け金型の背面側から真空吸引して樹脂シートと金型の間を真空にして成形する真空成形や、真空吸引に加えて圧縮空気を送って樹脂シートを金型に押し付ける圧空成形、シートブロー成形（ツインコンポジット成形）等を採用することも可能である。
【００３８】
図４は、予め所定の寸法に切断した樹脂シートを用い、真空成形によりクッション材を製造する方法を示すものである。
【００３９】
本実施形態の製造方法では、所定の寸法に切断された２枚の樹脂シート２１を用意し、ヒーター等を用いて加熱し軟化させた後、図４（ａ）に示すように、それぞれ一対の分割金型２２のいずれかの上に載置する。なお、この時、各樹脂シート２１は、各分割金型２２に設けられたキャビティ２２ａの開口部を塞ぐように載置し、樹脂シート２１と分割金型２２の間に密閉空間が形成されるようにする。
【００４０】
次いで、前記分割金型２２を通じて密閉空間内を吸引する。これにより、図４（ｂ）に示すように、加熱により軟化した樹脂シート２１が分割金型２２のキャビティ２２ａに押し付けられ、キャビティ２２ａに沿った形状に賦形される。
【００４１】
これ以降の工程は先の実施形態と同様である。すなわち、図４（ｃ）に示すように、マニピュレータの吸着盤２３により保持された芯材Ａを、２つの分割金型２２の間に側方より挿入する。その後、マニピュレータの吸着盤２３を移動し、芯材Ａを一方の分割金型２２のキャビティ２２ａに賦形された樹脂シート２１に対して押し付け、図４（ｄ）に示すように、芯材Ａを軟化した樹脂シート２１と接するように装着する。装着後、吸着盤２３は芯材Ａから離脱させ、マニピュレータを分割金型２２の間から引き抜き、型締の準備を行う。
【００４２】
続いて、図４（ｅ）に示すように、分割金型２２の型締を行う。分割金型２２の型締では、各分割金型２２を開位置から閉位置まで互いに近づく方向に移動させて互いに突き当てる。これにより、芯材Ａが樹脂シート２１により被覆され、クッション材が形成される。この時、表皮材となる樹脂シート２１は、加熱により軟化しているので、芯材Ａと溶着され、一体化される。
【００４３】
本実施形態においても、２枚の樹脂シート２１の材質等を変えることにより、表裏の表皮材の硬さ等を変更することが可能である。
【００４４】
各実施形態の製造方法により製造されるクッション材は、網状構造体を芯材とし、その表面が溶融樹脂シートを積層することにより形成された表皮材（樹脂シート）で覆われてなるものであり、芯材と表皮材とが一体化された品質の高いものである。
【００４５】
以上、本発明を適用した実施形態についてを説明してきたが、本発明が前述の実施形態に限られるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１  クッション材
２  芯材
３  表皮材
１３，２２  分割金型
１３ａ，２２ａ  キャビティ
Ｐ  溶融樹脂シート
Ａ  網状構造体
【図１】
2015119825.tif 000003
【図２】
2015119825.tif 000004
【図３（ａ）】
2015119825.tif 000005
【図３（ｂ）】
2015119825.tif 000006
【図３（ｃ）】
2015119825.tif 000007
【図３（ｄ）】
2015119825.tif 000008
【図３（ｅ）】
2015119825.tif 000009
【図３（ｆ）】
2015119825.tif 000010
【図４（ａ）】
2015119825.tif 000011
【図４（ｂ）】
2015119825.tif 000012
【図４（ｃ）】
2015119825.tif 000013
【図４（ｄ）】
2015119825.tif 000014
【図４（ｅ）】
2015119825.tif 000015