(57)【要約】【課題】石膏などを使わず人体から直接型取りが簡単にでき、熱硬化に際して特段の加熱を必要とせず、しかも熱硬化に際しての発熱温度を人体に傷害の無い程度の温度に制御できる、クッション型の型取り材と、それを用いた型取り方法を提供する。【解決手段】ポリウレタンの原材料のうち少なくとも第１成分（ポリオール）と第２成分（イソシアネート）を別々に用意するステップと型枠を兼ねたクッションを配した椅子を用意するステップと椅子のクッションの表面を空のポリエチレン袋で覆うステップとポリエチレン袋の表面を不織布で覆うステップと原材料を調合するステップとモデル人体が不織布の上に着座するステップと調合した原材料をポリエチレン袋に注入するステップとモデル人体がポリエチレン袋の背当て部分に徐徐によりかかるステップとモデル人体がポリエチレン袋から離脱するステップとを含む。【選択図】図３
2007290219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも座面クッション及び背もたれクッションを備えた椅子からなる型枠の上に、モデル人体を使って形成するクッション型取り材であって、ポリウレタンの原材料とポリエチレン袋と不織布とを含み、前記ポリエチレン袋で前記型枠を覆い、前記ポリエチレン袋の露出した面を前記不織布で覆い、前記不織布の上からモデル人体に着座させ、前記ポリエチレン袋に前記ポリウレタンの原材料を調合して収容することを特徴とするクッション型の型取り材。
【請求項２】
前記ポリウレタンの原材料が、グリセリン系ポリオールとポリマーポリオールの混合物からなる第１成分と、カルボジ変性ポリマーを含むイソシアネートからなる第２成分と、アミン系の樹脂化触媒と、アミン系の泡化触媒と、アミン系の架橋剤と、発泡剤とを含むことを特徴とする請求項１に記載のクッション型の型取り材。
【請求項３】
ポリウレタンの原材料のうち、少なくとも第１成分（ポリオール）と第２成分（イソシアネート）を別々に用意するステップと、型枠を兼ねた、クッションを配した椅子を用意するステップと、前記椅子のクッションの表面を空のポリエチレン袋で覆うステップと、前記ポリエチレン袋の表面を不織布で覆うステップと、前記原材料を調合するステップと、モデル人体が前記不織布の上に着座するステップと、前記調合した原材料を前記ポリエチレン袋に注入するステップと、前記モデル人体が前記ポリエチレン袋の背当て部分に徐徐によりかかるステップと、前記モデル人体が前記ポリエチレン袋から離脱するステップと、を含むことを特徴とするクッション型の型取り方法。
【請求項４】
前記ポリウレタンの原材料が、グリセリン系ポリオールとポリマーポリオールの混合物からなる第１成分と、カルボジ変性ポリマーを含むイソシアネートからなる第２成分と、アミン系の樹脂化触媒と、アミン系の泡化触媒と、アミン系の架橋剤と、発泡剤とを含むことを特徴とする請求項３に記載のクッション型の型取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は椅子などのクッション型の型取り材及び型取り方法に係り、特に、人体から直接型取りを行うクッション型の、型取り材及びこれを用いた型取り方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年は、様々なものについて正確に人体の寸法に合ったものづくりが行われている。
例えば、椅子の製作においても座面、背あての形状、クッション性を人体の形状に正確に合わせて製作することが行われている。
車椅子の製作や高齢者、身障者に合った福祉椅子の製作にあたっても、人体の寸法に正確に合った形状が要求されている。
【０００３】
これらの要求を満たすためには、人体の型取りが必要となる。
従来は人体の型取りにあたり、例えばビーズ入りの袋を用意しその内部を真空状態にした上で、型枠（座面、背もたれ、肘掛などがあって、全体の寸法が対象とする人体よりも若干大きい椅子形状のもの）を被覆し、その上に対象とする人体を座らせて、まず人体の型を取り、その型を再度石膏型に落とすという方法がなされていた。
この方法は時間と手間が非常にかかるものであり、ビーズ型（凹型）−仮型（凸型）−石膏型（凹型）の３段階を要し、工程が長い上、石膏の処理が煩雑である。
【０００４】
そこで、石膏を使わない各種の型取り方法が提案されている。
例えば、特許文献１には「所定温度に加熱することにより糸同士が融着し、その後所定温度より低い温度で硬化する熱可塑性樹脂の糸、あるいは所定温度で硬化する熱硬化性樹脂の糸を編み糸としてニットを形成しておき、かかるニットを採型対象に装着すると、ニットの有する高い伸縮性により採型対象に特段押し当てることなく高フィットして、事実上の採型状態になるので、かかる状態のニット面を加熱することによりその採型状態を保持して採型する、」技術が開示されている。
【０００５】
しかしながら、クッション型などのように採型対象が人体の場合にこの方法を採用すると、熱可塑性樹脂（の糸）の熱硬化温度が高いと人体に火傷などの傷害をおこし、低いと採型対象に装着する前に通常の気温でも硬化してしまうので、熱設計が困難になる。
【特許文献１】特開２００４−３３９６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようなクッション型の型取り材及び型取り方法における諸問題を解決するためになされた本発明の目的は、石膏などを使わず人体からでも直接型取りが簡単にできる、クッション型の型取り材及び型取り方法を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、熱硬化に際して特段の加熱を必要とせず、しかも熱硬化に際しての発熱温度を人体に傷害の無い程度の温度に制御できる、クッションの型取り材及び型取り方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するためになされた本発明によるクッション型の型取り材は、請求項１に示すように、ポリウレタンの原材料と、前記ポリウレタンの原材料を調合して収容するポリエチレン袋と、前記ポリエチレン袋を覆う不織布とを含むことを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に示すように、前記ポリウレタンの原材料が、グリセリン系ポリオールとポリマーポリオールの混合物からなる第１成分と、カルボジ変性ポリマーを含むイソシアネートからなる第２成分と、アミン系の樹脂化触媒と、アミン系の泡化触媒と、アミン系の架橋剤と、発泡剤とを含むことを特徴とする。
【００１０】
上記の課題を解決するためになされた本発明によるクッション型の型取り方法は、請求項３に示すように、ポリウレタンの原材料のうち、少なくとも第１成分（ポリオール）と第２成分（イソシアネート）を別々に用意するステップと、型枠を兼ねた、クッションを配した椅子を用意するステップと、前記椅子のクッションの表面を空のポリエチレン袋で覆うステップと、前記ポリエチレン袋の表面を不織布で覆うステップと、前記原材料を調合するステップと、モデル人体が前記不織布の上に着座するステップと、前記調合した原材料を前記ポリエチレン袋に注入するステップと、前記モデル人体が前記ポリエチレン袋の背当て部分に徐徐によりかかるステップと、前記モデル人体が前記ポリエチレン袋から離脱するステップと、を含むことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に示すように、前記ポリウレタンの原材料が、グリセリン系ポリオールとポリマーポリオールの混合物からなる第１成分と、カルボジ変性ポリマーを含むイソシアネートからなる第２成分と、アミン系の樹脂化触媒（３級アミンなど）と、アミン系の泡化触媒と、アミン系の架橋剤（トリアミンなど）と、発泡剤とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるクッション型の型取り材によれば、ポリウレタンを用いているので、石膏などを使わず人体から直接型取りが簡単にでき、熱硬化に際して特段の加熱を必要としない、クッション型の型取り材が得られる。
【００１３】
本発明によるクッション型の型取り方法によれば、ポリウレタンを用いているので、石膏などを使わず人体から直接型取りが簡単にでき、熱硬化に際して特段の加熱を必要とせず、しかも熱硬化に際しての発熱温度を人体に傷害の無い程度の温度に制御できる、クッション型の型取り方法が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明に係る実施の形態と効果を、図１ないし図４に従って具体的に説明する。
【００１５】
本発明では、型取り材として２薬剤を混合して自己発熱性の重合反応により生成するタイプの熱硬化性樹脂を適用するならば、別段の加熱を要することなく、即ち人体に損傷を与えることなく、人体の型取りが可能になることに着目する。
２薬剤混合型であれば、２剤を別々にしておく限り重合、硬化を生じないので、型取りの直前に混合することにより、室温中でも場所、時間に制約されずに型取りが可能になる。
【実施例１】
【００１６】
このようなタイプの熱硬化性樹脂としては、安全性、安定性、経済性、そして、発泡性・硬度・弾性を含む諸特性の可制御性の点から、ポリウレタン系樹脂が好適である。
ポリウレタンは、一般にジオール（第１成分、ＨＯ−Ｒ−ＯＨ）とジイソシアネート（第２成分、ＯＣＮ−Ｒ’−ＮＣＯ）の２薬剤の重合反応により生成される。
即ち、第１成分の水酸基（−ＯＨ）と第２成分のイソシアネート基（−ＮＣＯ）のウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ−）による付加重合によるものである。
【００１７】
発熱温度は、重合反応の速度、薬剤の熱容量、薬剤の熱伝導度の関数であり、重合反応の速度自身が温度とともに急増するので、発熱温度の時間経過は一般に釣鐘状曲線を描く。
従って一般に人体の形状について型取りをする場合、２薬剤の混合により急速な発熱反応が生じ、通常の工業用薬剤をそのまま使うと、発熱温度のピーク値は例えば約８８℃に上昇し、これは人体にかなりの負担をかけ火傷の恐れがある。
【００１８】
本実施例では第１成分としてグリセリン系ポリオールとポリマーポリオールの混合物を、第２成分のジイソシアネートとしてカルボジ変性ポリマーを用いることにより、反応速度を調整して発熱温度のピーク値の上昇を抑えた。
さらに、これらの薬剤を混合収容する袋の人体に接する面を、不織布で覆い断熱性を高めた。
その結果、（不織布の人体に接する面での）発熱温度の最大値を、着座、即ち反応開始から５分後で約４６℃に抑えることができた。
【００１９】
また、第１成分がジオール（水酸基が２つ）の場合は、直鎖だけが形成されるが、本実施例ではポリオール（水酸基が３つ以上）を用いているので、主鎖間に架橋ができ、架橋の数は第２成分の対第１成分比率により制御でき、従って、最終製品であるポリウレタンの硬度と弾性度が望ましい値になるように制御できる。
【００２０】
さらに、架橋剤としてトリアミンなどのアミン系架橋剤を加えると、これらに含まれるアミノ基（−ＮＨ２）は、第１成分の水酸基（−ＯＨ）よりも速やかに第２成分のシアン酸基（−ＮＣＯ）と結合して尿素結合（−ＮＨ−ＣＯ−ＮＨ−）を生じるので、これらのアミン系架橋剤の比率を調整することによっても、反応速度と共に硬度、弾性値が望ましい値になるように制御できる。
【００２１】
さらに、樹脂化触媒として通常の錫系触媒ではなく３級アミンなどのアミン系触媒を加えても、ウレタン結合を促進できるので、これらのアミン系触媒の比率を調整することによっても、反応速度と共に硬度、弾性値が望ましい値になるように制御できる。
【実施例２】
【００２２】
不織布の採用に当たっては、断熱材としての不織布に必要な厚さを決定するために予備的な実験を行った。
実際には不織布の代わりにティッシュペーパを用い、温度上昇用の加熱機材としては市販のホットプレートを用いた。
ティッシュペーパの枚数を変えて、１００℃に設定したホットプレート上にティッシュペーパを重ねて広げ、その上面の温度の経時変化を測定した。
結果を図１に示す。
【００２３】
図１によれば、ティッシュペーパの１〜４枚重ねでは断熱効果が必ずしも十分ではないが、８枚以上重ねると十分な断熱効果が得られる。
従って、不織布の厚さは、ティッシュペーパ８枚程度で十分と考えられる。
【００２４】
図２は本実施例による型取り手順であり、各ステップの詳細は下記のようにする。
ステップＳ０では、型取り材の原材料となる、第１成分であるポリオール、第２成分であるジイソシアネート、及び各種の触媒（泡化触媒、樹脂化触媒）、架橋剤、及び／又は発泡剤を別々に用意しておく。
【００２５】
第１成分であるポリオールは、グリセリン系ポリオールとポリマーポリオールの混合物であり、このうち、グリセリン系ポリオールはグリセリン・ポリアルキレンオキサイド付加物である：
ＣＨ２（（ＯＲ）ｋＯＨ）−ＣＨ（（ＯＲ）ｍＯＨ）−ＣＨ２（（ＯＲ）ｎＯＨ）。
ここでＲは炭素数１、２、又は３のアルキレン基であり、ｋ＋ｍ＋ｎは、水酸基価が２０〜３５（ｍｇＫＯＨ／ｇ）になるような整数である。
また、ポリマーポリオールは、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、及びポリブチレングリコールのいずれかの単独重合体、又はこれらを含む共重合体、又はこれら単独重合体及び／又は共重合体の混合物である。
【００２６】
第２成分であるジイソシアネートは、ジイソシアネート単独、又は、２分子のジイソシアネートとジアミンの尿素結合化合物などのカルボジ変性ポリマー（変性ポリイソシアネート、カルボジアミド変性ともいう）である。
さらにジイソシアネートは、４，４’−ジフェニルメタン・ジイソシアネート（ＭＤＩ）、トリル・ジイソシアネート、及びヘキサメチレン・ジイソシアネートのいずれか、又はこれらの混合物である。
また、ジアミンは、フェニレンジアミン、エチレンジアミン、ブチレンジアミン、及びヘキサメチレンジアミンのいずれか、又はこれらの混合物である。
【００２７】
樹脂化触媒、泡化触媒、架橋剤は、各々、トリエチルアミンなどの３級アミン、ブロックアミン＋アミノエチルアルコール、ジエチルトリアミンなどのトリアミンである。
【００２８】
これらの原材料の、実験で用いた具体例を表１に示す。
第１成分と第２成分の所要合計重量は、椅子クッションのうち、人体が座面と背もたれに接する部分に対応するクッション型の型取りの場合、標準的には約２ｋｇである。
【表１】
2007290219.tif 000003
【００２９】
図３は下記ステップＳ９、即ち、型取り材３０の完成状態を示す模式図であり、椅子１０と椅子に着座したモデル人体９０の正中線に沿った断面図である。
ステップＳ１では、型枠を兼ねた椅子１０を用意する。本実施例では、椅子の座面部分と背もたれ部分に各々クッション１２、１４を配しておく。
ステップＳ２では、椅子のクッションの表面を空のポリエチレン袋４０で覆う。
ステップＳ３では、ポリエチレン袋４０の椅子に接していない側の表面を不織布５０で覆う。
ステップＳ４では、上記の原材料を調合し、ポリエチレン袋の内部に注入し、１．５分間待つ。
ステップＳ５では、モデル人体９０が移動し、ポリエチレン袋を覆う不織布の上で自然な座位姿勢をとる。
ステップＳ６では、原材料をポリエチレン袋に追加注入し、２分間待つ。
ステップＳ７では、モデル人体がポリエチレン袋の背もたれ部分に徐徐によりかかり、１．５分間待つ。
ステップＳ８では、モデル人体９０がポリエチレン袋から離脱し、約１時間放置する。
ステップＳ９では、型取り材３０が完成し、モデル人体９０の少なくとも背部９３、臀部９４、及び大腿部９５を含む凹型が取れる。
【００３０】
図４に、上記の各ステップと、ポリウレタン原材料の変化及び発熱による温度（不織布の表面温度）の変化との関係を示す。
ステップＳ４で原材料を調合すると、初期反応（泡化反応）が始まり、温度が室温（Ｔ０＝２５℃）から徐徐に上昇し、約１．５分後には約Ｔ１＝２８℃に達する。
ステップＳ５、Ｓ６でポリエチレン袋及び不織布を介して原材料にモデル人体が接触すると、温度上昇につれて樹脂化が進行する原材料に人体モデルの形状に応じた圧力がかかる。
ステップＳ７で温度が約Ｔ２＝３７℃になると、原材料に対してモデル人体の特に背部がその形状を与える。
ステップＳ８の直前では、原材料のゲル化が始まり、原材料の形状が略固定され、原材料の温度が約Ｔ３＝４２℃になり、モデル人体の離脱温度に到達する。
ステップＳ８でモデル人体がポリエチレン袋から離脱し、その後の放置時間中に原材料はピーク温度Ｔ４＝４５℃を過ぎて自然冷却して室温に戻り、硬化（樹脂化）反応が完了する。
ステップＳ５、Ｓ７、Ｓ８の各々への切り替えは、上記のように経過時間により決定したが、原材料の温度をモニタし、上記の設定温度Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３をもって切り替えてもよい。
【００３１】
この方法により、短時間で、しかも人体に負荷のない方法で、椅子のクッション型の型取り材の製作までが可能となる。
さらに、椅子の型枠の作製時に、座面、背面（背もたれ面）、両サイド（肘掛面）の相対位置を調節できるようにしておき、最初に、標準的な相対位置にセットしてベース型となる型取り材を作成し、座面、背面、両サイドに分断し、さらに相対位置の異なる型取り材を製作して同様に分断しておく。
それらを組み合わせることにより、サイズの異なる椅子に対応する型取り材が、見栄えよく、かつ低コストで提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】実施例２に係る、ホットプレート上に広げたティッシュペーパ上面の温度測定結果を示す図である。
【図２】実施例２に係る、型取り手順を示す図である。
【図３】実施例２に係る、型取り材の完成状態を示す模式図であり、椅子と椅子に着座したモデル人体の正中線に沿った断面図である。
【図４】図２に示す各ステップと、ポリウレタン原材料の変化及び発熱による温度の変化との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０    椅子
１２    座面クッション
１４    背もたれクッション
３０    型取り材
４０    ポリエチレン袋
５０    不織布
９０    モデル人体
９３    背部
９４    臀部
９５    大腿部
【図１】
2007290219.tif 000004
【図２】
2007290219.tif 000005
【図３】
2007290219.tif 000006
【図４】
2007290219.tif 000007