(57)【要約】【課題】弾性性能に優れ、竹炭粉又は木炭粉の効能を有効に発揮せしめる炭入り発泡ポリウレタンマットを提供する。【解決手段】発泡ポリウレタンフォームのチップ１と竹炭粉又は木炭粉２との混合材にバインダー３を吹き付け、該バインダー３を吹き付けた混合材層５の両面に不織布６を重ね、該不織布６を通して高温水蒸気９を吹き付けた後、不織布６の外面から加圧ロール１０にて弱加圧して上記チップ１相互と竹炭粉又は木炭粉２とを上記バインダー３により結合すると共に、同バインダー３により不織布６を貼付する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡ポリウレタンフォームのチップが厚み方向に重畳し、該チップ間に炭粉が介在し、該チップ相互と炭粉とをバインダーによって結合した層構造を有することを特徴とする炭入り発泡ポリウレタンマット。
【請求項２】
上記層構造の表面に不織布を貼付したことを特徴とする請求項１記載の炭入り発泡ポリウレタンマット。
【請求項３】
上記発泡ポリウレタンフォームが廃材であることを特徴とする請求項１記載の炭入り発泡ポリウレタンマット。
【請求項４】
発泡ポリウレタンフォームのチップと炭粉との混合材にバインダーを吹き付け、該バインダーを吹き付けた混合材層の両面に不織布を重ね、該不織布を通して高温水蒸気を吹き付けた後、不織布の外面から加圧ロールにて弱加圧して上記チップ相互と炭粉とを上記バインダーにより結合すると共に、同バインダーにより不織布を貼付することを特徴とする炭入り発泡ポリウレタンマットの製造法。
【請求項５】
上記バインダーが液状ウレタン樹脂であることを特徴とする請求項４記載の炭入り発泡ポリウレタンマットの製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は発泡ポリウレタンフォームのチップの重畳構造を持つ、炭入り発泡ポリウレタンマットとその製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特許文献１においては、ウレタンチップと炭素粉とを混合した混合材を布等の通気性袋状外皮材内に充填した寝装具（布団）等を示している。
【０００３】
又特許文献２においては、発泡ポリウレタンシートに活性炭粉末を含浸し、両面に柔軟性を有する網目状繊維材を貼着した基材シートを用いた健康寝具を示している。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭５２−１３４４０７号公報
【０００５】
【特許文献２】
登録実用新案第３０４５７００号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
而して特許文献１においては、外皮材の内部においてウレタンチップと炭素粉との偏在を生じがちであり、又炭素粉が外皮材を通して洩れ出る問題点を有している。勿論所要寸法に切断して任意の製品に使用することは不可である。
【０００７】
又特許文献２においては、発泡ポリウレタンシートの肉痩せや反り等の変形を生じ易く、弾力効果に劣る問題点を有している。加えて含浸活性炭が外部へ脱落する問題を有している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記肉痩せや反り等の変形を有効に防止し、優れた弾力性能を示しつつ、竹炭や木炭の効果が適切に得られる炭入り発泡ポリウレタンマットとその製法を提供する。
【０００９】
又所要の大きさに切断して、各種製品に適切に使用できる炭入り発泡ポリウレタンマットとその製法を提供する。
【００１０】
この炭入り発泡ポリウレタンマットは、発泡ポリウレタンフォームのチップが厚み方向に重畳し、該チップ間に炭粉が介在し、該チップ相互と炭粉とをバインダーによって結合した層構造を有する。
【００１１】
上記層構造の発泡ポリウレタンマットはその表面、好ましくは上下表面に不織布を貼付する。
【００１２】
上記発泡ポリウレタンフォームは工場から排出される廃発泡ポリウレタンフォームを原料とする。
【００１３】
又上記炭入り発泡ポリウレタンマットは、発泡ポリウレタンフォームのチップと炭粉との混合材にバインダーを吹き付け、該バインダーを吹き付けた混合材層の両面に不織布を重ね、該不織布を通して高温水蒸気を吹き付け、不織布の外面から加圧ロールにて弱加圧して上記チップ相互と炭粉とを上記バインダーにより結合すると共に、同バインダーにより不織布を貼付する製造法によって製造する。
【００１４】
上記バインダーとして、発泡ポリウレタンフォームと同系の液状ウレタン樹脂（ウレタンエラストマー）を用いる。
【００１５】
上記炭入り発泡ポリウレタンマットは、厚み方向に重畳し接着された発泡ポリウレタンフォームのチップの個々が圧縮加重に対し有効に機能し、高性能の弾力性を発揮する。又肉痩せや反り等の変形を有効に防止する。
【００１６】
又炭粉をチップ間にバインダーを介し強固に捕捉して脱落を防止し、所要の寸法に切断して各種製品に使用する。即ち寝具、ソファー、畳芯、壁材、床材等の各種製品の原材として適性である。
【００１７】
又工場等から排出される廃発泡ポリウレタンフォームの端材を原料として活用し、省資源に寄与する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図１乃至図５に基づいて説明する。
【００１９】
発泡ポリウレタンフォームは前記寝具や家具等に広範囲に使用されており、大部分は軟質発泡ポリウレタンフォームで占められており、これら製品の弾性材として適性である。
【００２０】
而して上記軟質発泡ポリウレタンフォームの製造工場においては、大量の端材、不良品が排出されており、本発明に係る炭入り発泡ポリウレタンマットはこの廃発泡ポリウレタンフォーム、殊に廃軟質発泡ポリウレタンフォームを原料として使用する。
【００２１】
詳述すると、上記軟質発泡ポリウレタンフォームを破砕機にかけ、細かく破砕し、１０〜３０ミリメートル程度の大きさのチップ１を得る。
【００２２】
次に上記軟質発泡ポリウレタンフォームのチップ１に炭粉２、代表例として竹炭粉又は木炭粉を２０〜６０重量％程度混合し、両者１、２の混合材を撹拌しつつ液状のバインダー３を吹き付け、又は図３Ａに示すように、軟質発泡ポリウレタンフォームのチップ１と炭粉２の混合材をコンベアー４上に薄く広げて支持搬送しつつ、上方から上記バインダー３を吹き付ける。このバインダー３は５〜１０％（重量比）程度が有効である。
【００２３】
よってチップ１の表面をバインダー３にて湿潤すると共に、バインダー３の一部をチップ１の表層部に含浸する。同時に炭粉２をバインダー３にて湿潤し、チップ１の表面に該バインダー３を介して略満遍なくまぶし付けする。
【００２４】
上記バインダー３としては、発泡ポリウレタンフォームと同系の液状ポリウレタン樹脂（ウレタンエラストマー）を用いる。その他水分と重合反応し材質を固める作用があるイソシアネート・プレポリマーが有効であり、その他合成樹脂系接着剤を用いることができる。
【００２５】
次に図３Ｂに示すように、上記混合材層５の表面に不織布６を重ねる。この不織布６としては、ポリエステル不織布が適性であり、ナイロン不織布等の使用が可能である。
【００２６】
次に図３Ｃに示すように、上記不織布６を通して１１０℃〜１５０℃程度の高温水蒸気９を混合材層５に加圧し吹き付ける。水蒸気９の熱と水分は不織布６の空隙を通して混合材層５中に浸透し、即ち厚み方向に重ねられたチップ１間に浸透し、水分は上記バインダー３として用いた発泡ポリウレタン樹脂の硬化を促し、熱はこの効果を促進する。
【００２７】
具体例として図４に示すように、上記混合材層５の上面又は／及び下面に不織布６を重ね、これを不織布６の外表面からネット状コンベアー１１で挟みつつ搬送し、該ネット状コンベアー１１の上方と下方から高温水蒸気９を吹き付け、ネット状コンベアー１１を通し、更に不織布６を通し混合材層５内へ水蒸気９を浸透せしめる。
【００２８】
次に上記水蒸気９の吹き付け直後に加圧ロール１０にて弱加圧し、即ち不織布６を混合材層５の表面に押し付け且つチップ１相互を押し付ける程度の加圧力を以って加圧し、不織布６を上記バインダー３を介して混合材層５の表面に貼付し定着する。
【００２９】
この間バインダー３は完全硬化する。この硬化後のウレタンエラストマーは常温で弾性を有し、図５に示すように、上記軟質発泡ポリウレタンフォームのチップ１の表面に適度なゴム状弾性層７を形成する。換言すると該ゴム状弾性層７によって薄い炭粉層８を上記チップ１の表面、即ち各チップ１間に成層する。
【００３０】
上記によって得られた炭入り発泡ポリウレタンマットは、図１、図２に示すように、発泡ポリウレタンフォームのチップ１が厚み方向に重畳し、該チップ１間に炭粉２（炭粉層８即ち炭粉入りゴム状弾性層７）が介在し、該チップ１相互と炭粉２とをバインダー３によって結合した層構造を有する。
【００３１】
この炭粉層８、即ち炭粉入りゴム状弾性層７は混合材層５内のチップ１間においてクリーク状に繋がっている。又この層７、８はチップ１の表層部内に浸透した形で成層されている。
【００３２】
図３Ｂにおいては、混合材層５の表面、即ち上面又は／及び下面に不織布６を貼付する場合を例示したが、この不織布６を貼付せずに、図３Ｃに示す水蒸気９を上記混合材層５の表面に直接吹き付け、図１に示す不織布を貼付しない炭入り発泡ポリウレタンマットを得ることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、厚み方向に重畳し接着された発泡ポリウレタンフォームのチップの個々が圧縮加重に対し有効に機能し、上記ゴム状弾性層と協働して高性能の弾力性を発揮する。又肉痩せや反り等の変形を有効に防止する。
【００３４】
又炭粉をチップ間にバインダーを介し強固に捕捉して脱落を防止し、所要の寸法に切断して各種製品に使用できる。即ち寝具、ソファー、畳芯、壁材、床材等の各種製品の原材として適性である。
【００３５】
又工場等から排出される廃発泡ポリウレタンフォームの端材を原料として活用し、省資源に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】不織布を貼付しない炭入り発泡ポリウレタンマットの拡大断面図。
【図２】不織布を貼付した炭入り発泡ポリウレタンマットの拡大断面図。
【図３】Ａ乃至Ｄは上記炭入り発泡ポリウレタンマットの製造工程を示し、Ａは軟質発泡ポリウレタンフォームのチップと炭粉の混合材にバインダーを吹き付ける工程、Ｂは上記混合材に不織布を重ねる工程、Ｃは上記不織布を通して上記混合材層中に水蒸気を吹き付ける工程、Ｄは加圧ロールによりバインダーを介してのチップ相互と炭粉の接着を定着せしめる工程を夫々示す。
【図４】図３Ｃにおける水蒸気吹き付け工程の具体例を示す拡大断面図。
【図５】上記チップの表面に形成された炭粉層の拡大断面図。
【符号の説明】
１…チップ、２…炭粉、３…バインダー、４…コンベアー、５…混合材層、６…不織布、７…ゴム状弾性層、８…炭粉層、９…水蒸気、１０…加圧ロール、１１…ネット状コンベアー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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