(57)【要約】【課題】表面が有機シリコンコーティングまたはポリウレタンコーティングされた基層を含む衝撃吸収材料を提供する。【解決手段】有機シリコンコーティングは、６５〜１３０質量部の有機シリコン、０〜７質量部の溶媒、０〜１６質量部の硬化剤、０〜１２質量部の触媒、０〜１２質量部の被膜形成剤の組成分を含有する。ポリウレタンコーティングは、６５〜１３０質量部のポリウレタン、０〜７質量部の溶媒、０〜１６質量部の硬化剤、０〜１２質量部の触媒、０〜１２質量部の被膜形成剤の組成分を含有する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が有機シリコンコーティングまたはポリウレタンコーティングされた基層を含むことを特徴とする衝撃吸収材料。
【請求項２】
前記有機シリコンコーティングは、
６５〜１３０質量部の有機シリコン、
０〜７質量部の溶媒、
０〜１６質量部の硬化剤、
０〜１２質量部の触媒、
０〜１２質量部の被膜形成剤、
の組成分を含有することを特徴とする、請求項１記載の衝撃吸収材料。
【請求項３】
前記ポリウレタンコーティングは、
６５ 〜１３０質量部のポリウレタン、
０〜７質量部の溶媒、
０〜１６質量部の硬化剤、
０〜１２質量部の触媒、
０〜１２質量部の被膜形成剤、
の組成分を含有することを特徴とする、請求項１に記載の衝撃吸収材料。
【請求項４】
前記有機シリコンは、少なくとも、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシランおよびメチルフェニルジクロロシランの１つであることを特徴とする請求項２記載の衝撃吸収材料。
【請求項５】
前記溶媒は、少なくとも、トルエンおよびキシレンの１つであり、前記硬化剤は、少なくとも、ビニルシリコーン油、エポキシ変性シリコーン油、トリエタノールアミンおよびジベンゾイルパーオキサイドの１つであり、前記触媒は、少なくとも、アルカリおよびコバルト、スズおよび鉄のような金属の可溶性有機塩の１つであることを特徴とする、請求項２又は３記載の衝撃吸収材料。
【請求項６】
前記基層の材料は、
５０〜１００質量部の熱可塑性ポリエステルエラストマー、
３〜１８質量部の熱可塑性ポリウレタンエラストマー、
１０〜３０質量部のポリ塩化ビニル、
０〜１０質量部の熱可塑性ポリオレフィンエラストマー、
の組成分を含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の衝撃吸収材料。
【請求項７】
相互に捲縮および巻き取りされた後に溶融プレス成形されていて、前記衝撃吸収材料から製造された複数の繊維状フィラメントを備え、マット体の上面を端部から中央部まで徐々に窪ませることによって前記マット体の上面に窪部領域が形成され、前記マット体の表面は複数の溝を備え、かつ、前記複数の溝は前記マット体の表面上に配置されていることを特徴とする請求項１〜４および６のいずれかに記載の衝撃吸収材料から製造される多目的マット体。
【請求項８】
前記繊維状フィラメントの直径は、０.０５ｍｍ〜３.００ｍｍであることを特徴とする請求項７に記載の多目的マット体。
【請求項９】
（１）請求項１に記載の衝撃吸収材料で相互に平行な繊維状フィラメントを形成する工程と、
（２）前記繊維状フィラメント間で衝撃点が生じるように相互に平行な前記繊維状フィラメントの運動方向を変更し、かつ、ネット構造を形成するために熱の作用により結合力を発生させて半製品１を得る工程と、
（３）前記半製品１を対応するサイズに切断して半製品２を得る工程と、
（４）前記半製品２を圧縮成形または膨張成形して半製品３を得る工程と、
（５）前記半製品３の粗端をトリミングして半製品４を得る工程と、
（６）前記半製品４をコーティング剤の溶液に通した後に炉を通じて前記半製品４の繊維状フィラメントの表面でコーティング剤の溶液を均一に硬化させて完成品を得る工程とを備える、ことを特徴とする請求項６記載の多目的マット体の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（４）では、前記半製品２が上型と下型とを含む、予熱された対応する型に入れられた後に、加熱された空気が前記上型から内に流入し、前記半製品２を貫流し、前記下型から流出した後に前記上型に流入するというサイクルで、前記半製品２を圧縮成形または膨張成形して前記半製品３を得る、ことを特徴とする請求項９記載の多目的マット体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、衝撃吸収材料、マット体およびマット体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術において、最も一般的に用いられているポリウレタン発泡体は、優れた可撓性を有するが、製品の大部分は気密性があるため、高温殺菌することはできない。ポリオレフィンから製造される同様の構成物も、通気性があるため長期的に弾力性を有するが、高温殺菌することはできない。クッションおよびマットレスのような毎日使用されるマットを製造する構成材料は、（１）疎水性および耐油性、（２）使用条件に適したばね係数、（３）良好な防振性能およびクッショニング性能、（４）優れた反発弾性、（５）良好な耐疲労性が要求される。
【０００３】
しかし、従来技術では、クッションおよびマットレスに用いられる材料は発泡体であり、連続気泡発泡体がクッションおよびマットレスとして用いられる場合、身体の汗を容易に吸収することができるが、排出することが困難であり、これによって、製品の寿命は縮まり、独立気泡発泡体が用いられる場合には、通気性能が悪くなり、独立気泡発泡体に接触すると皮膚呼吸ができなくなる。
【発明の概要】
【０００４】
本発明によって解決しようとする技術的課題は、従来技術の問題点を解消し、かつ、良好な断熱性、耐候性、耐湿性、防水性、防錆性、耐寒性、耐オゾン性、および、耐衝撃性を有する衝撃吸材料を提供することである。
【０００５】
上記技術的課題を解決するために、本開示の技術的構成は、
表面が有機シリコンコーティングまたはポリウレタンコーティングされた基層を含む衝撃吸収材料である。
【０００６】
好ましくは、前記有機シリコンコーティングは、
６５〜１３０質量部の有機シリコン、
０〜７質量部の溶媒、
０〜１６質量部の硬化剤、
０〜１２質量部の触媒、
０〜１２質量部の被膜形成剤、
の組成分を含有する。
【０００７】
好ましくは、前記ポリウレタンコーティングは、
６５ 〜１３０質量部のポリウレタン、
０〜７質量部の溶媒、
０〜１６質量部の硬化剤、
０〜１２質量部の触媒、
０〜１２質量部の被膜形成剤、
の組成分を含有する。
【０００８】
好ましくは、前記有機シリコンは、少なくとも、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシランおよびメチルフェニルジクロロシランの１つである。
【０００９】
好ましくは、前記溶媒は、少なくとも、トルエンおよびキシレンの１つであり、前記硬化剤は、少なくとも、ビニルシリコーン油、エポキシ変性シリコーン油、トリエタノールアミンおよびジベンゾイルパーオキサイドの１つであり、前記触媒は、少なくとも、アルカリおよびコバルト、スズ、鉄または他の金属の可溶性有機塩の１つである。
【００１０】
好ましくは、前記基層の材料は、
５０〜１００質量部の熱可塑性ポリエステルエラストマー、
３〜１８質量部の熱可塑性ポリウレタンエラストマー、
１０〜３０質量部のポリ塩化ビニル、
０〜１０質量部の熱可塑性ポリオレフィンエラストマー、
の組成分を含有する。
【００１１】
本開示は、さらに、相互に捲縮および巻き取りされた後に溶融プレス成形されていて、複数の繊維状フィラメントを備える上記衝撃吸収材料から製造される多目的マット体を提供する。これらの繊維状フィラメントは、衝撃吸収材料から製造される。
【００１２】
好ましくは、窪部領域が、マット体の上面を端部から中央部まで徐々に窪ませることによって形成され、マット体の表面は複数の溝を備え、かつ、複数の溝はマット体の表面上に配置されている。
【００１３】
好ましくは、前記繊維状フィラメントの直径は、０.０５ｍｍ〜３.００ｍｍである。
【００１４】
本開示は、
（１）請求項１記載の衝撃吸収材料で相互に平行な繊維状フィラメントを形成する工程と、
（２）前記繊維状フィラメント間で衝撃点が生じるように相互に平行な前記繊維状フィラメントの運動方向を変更し、かつ、ネット構造を形成するために熱の作用により結合力を発生させて半製品１を得る工程と、
（３）前記半製品１を対応するサイズに切断して半製品２を得る工程と、
（４）前記半製品２を圧縮成形または膨張成形して半製品３を得る工程と、
（５）前記半製品３の粗端をトリミングして半製品４を得る工程と、
（６）前記半製品４をコーティング剤の溶液に通した後に炉を通じて前記半製品４の繊維状フィラメントの表面でコーティング剤の溶液を均一に硬化させて完成品を得る工程とを備える、
多目的マット体の製造方法である。
【００１５】
好ましくは、前記工程（４）では、前記半製品２が上型と下型とを含む、予熱された対応する型に入れられた後に、加熱された空気が前記上型から型内に流入し、前記半製品２を貫流し、前記下型から流出した後に前記上型に流入するというサイクルで、前記半製品２を圧縮成形または膨張成形して前記半製品３を得る。
【００１６】
上記の技術的構成を用いることによって、本開示は従来技術に対して以下の利点を有する。すなわち、本開示は、熱可塑性ポリエステルエラストマーを主原料として用い、熱可塑性ポリエステルエラストマーの硬質セグメントと軟質セグメントとの比率を調整することによって、弾性率をよりよく制御するため、柔軟性および硬さをゴムとプラスチックとの中間とすることができる。これにより、防振性および緩衝性を均一に満たす衝撃吸収材料が提供される。本開示では、コーティングの存在は、材料および完成品の断熱性、白色度、耐磨耗性、耐黄変性、防水性および防汚性を向上させるだけでなく、完成品の繊維状フィラメント間の結合強度および支持強度を増加させ、製品寿命を延ばす。加えて、衝撃吸収材料は、耐熱性が高いので高温殺菌に適している。
【発明の実施の形態】
【００１７】
以下では、本発明は、特定の実施形態と組み合わせて詳細に説明される。これらの実施形態は、本開示の基本原理、主な特徴および利点を例示するために用いられるものであり、本開示は以下の実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。実施形態で用いられる実施条件は、特定の要件に従って調整することができ、特定でない条件は、通常、汎用的な実験で用いられる条件となる。
【００１８】
本開示の吸収材料から製造されるマット体は、二段階の熱加工を利用する。まず、衝撃吸収材料を形成するための原料を均一に混合した後に、上記原料は相互に繊維状フィラメントが平行となるように形成され、フィラメントの直径は０.０５ｍｍ〜３.００ｍｍの範囲で制御可能とされる。その後に、フィラメント間の点衝突が生じるように、相互に平行な繊維状フィラメントの運動方向を変化させ、熱の作用により結合力を発生させて、ネット構造、すなわち半完成品１を成形する。半製品１の密度は、５ｋｇ／ｍ３〜１２５ｋｇ／ｍ３である。
【００１９】
衝撃吸収材料を製造するための上記原料は、５０質量部の熱可塑性ポリエステルエラストマー、３質量部の熱可塑性ポリウレタンエラストマー、１０質量部のポリ塩化ビニルである。または、
衝撃吸収材料を製造するための上記原料は、１００質量部の熱可塑性ポリエステルエラストマー、１０質量部の熱可塑性ポリオレフィンエラストマー、１８質量部の熱可塑性ポリウレタンエラストマー、３０質量部のポリ塩化ビニル、１質量部の可塑剤安定剤、１質量部の酸化防止剤、１質量部の滑剤、２質量部の防汚剤である。
【００２０】
コストに関しては、熱可塑性ポリエステルエラストマーは高価であり、現在、類似の製品が熱可塑性ポリエステルエラストマーを用いて製造されているが、これも高コストであるが、本開示は、満足する性能を基にしながら原料のコストが低廉となる。
【００２１】
性能に関しては、熱可塑性ポリエステルエラストマー、熱可塑性ポリウレタンエラストマーおよびポリ塩化ビニルは、いずれも極性ポリマーであるが、熱可塑性ポリオレフィンエラストマーは非極性ポリマーであるので、製造中に熱可塑性ポリオレフィンエラストマーの割合が高すぎる場合には、適合性が悪化して製品の強度が低下する。ポリ塩化ビニルは強力な極性ポリマーであるので、製造中に占める割合が過剰の場合には、反発弾性が悪化する。熱可塑性ポリエステルエラストマーは加水分解しやすいので、その量が多い場合には、製品寿命が短くなる。
【００２２】
可塑剤の主組成分は、少なくとも、ジオクチルテレフタレート、エポキシダイズ油およびトリオクチルトリメリテートの１つである。安定剤は、主として、Ｃａ−Ｚｎ化合物安定剤である。酸化防止剤は、主として、酸化防止剤１０７６および酸化防止剤１６８を含むＴｅｒｔ−ブチルフェノール型酸化防止剤である。潤滑剤は、主として、少なくとも、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸、エルカ酸アミド、油性酸アミド、ＰＥワックスの少なくとも１つである。防汚剤は、主として、フッ素含有物質である。
【００２３】
防汚が要求されるなどの異なる使用条件に従って、半製品１は、防汚剤が充填されたプールを通過した後に、圧力制御装置を通って余分な防汚剤が押し出されて、最終的に、オープン炉に通され、半製品１の表面上に防汚剤が均一に硬化される。
【００２４】
対象製品のサイズおよび動作条件に従って、半製品１がカッターを用いて対応するサイズに切断され、半製品２が得られる。
【００２５】
上記半製品２は、予熱された対応する型に入れられる。この型は、中空の厚肉構造物であり、上型と下型とに分けられている。さらに、型の内側の中空部は、最終製品の大きさに対応しており、型の空気ダクトの壁の内側は上面と下面とに相互に連結され、小型のヒータは各空気ダクト内に取り付けられている。半製品２が予熱された型内に置かれた後に、熱空気サイクルシステムが開かれ、熱空気が一定の温度および一定の速度の下で、型の上面から上型に流入し、空気ダクトを介して半製品２を貫流し、下型から流出し、均熱回収器に入り、それから再び、上型の空気ダクトに流入するといった、このサイクルが、一定期間、この順序で進行して、半製品２を完全に圧縮成形または膨張成形して、半製品３を得る。
【００２６】
半完成品３の粗端をトリミングして、半製品４を得る。
【００２７】
半製品４は、対応するプールに入れられ、それから、コーティング溶液が入れられたプールに通され、余分なコーティング溶液が機械的力を利用することによって押し出される。コーティング溶液は、それぞれの表面上で均一に硬化させる炉を介して、半完成品４のフィラメントを切断して完成品を得る。
【００２８】
コーティングは、有機シリコンコーティングまたはポリウレタンコーティングであり、有機シリコンコーティングは、６５質量部の有機シリコン、７質量部の溶剤、１６質量部の硬化剤、１２質量部の触媒、１２質量部の被膜形成剤を含有する、または、有機シリコンコーティングは、１３０質量部の有機シリコン、７質量部の溶剤、１６質量部の硬化剤、１２質量部の触媒、１２質量部の被膜形成剤を含有し、有機シリコンは、少なくとも、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシランおよびメチルフェニルジクロロシランの１つであり、または、有機シリコンコーティングは、１００質量部の有機シリコン、２質量部のキシレン、少なくとも、３．３質量部の硬化剤、１.４質量部の触媒、１.６質量部の被膜形成剤を含有する。ここで、溶媒は、トルエンおよびキシレンの少なくとも１つであり、硬化剤は、少なくとも、ビニルシリコーン油、エポキシ変性シリコーン油、トリエタノールアミン、ジベンゾイルパーオキサイドの１つであり、触媒は、少なくとも、アルカリおよびコバルト、スズ、鉄または他の金属の可溶性有機塩の１つである。
【００２９】
ポリウレタンコーティングは、６５質量部のポリウレタン、７質量部の溶剤、１６質量部の硬化剤、１２質量部の触媒、１２質量部の被膜形成剤を含有する、または、ポリウレタンコーティングは、１３０質量部のポリウレタン、７質量部の溶剤、１６質量部の硬化剤、１２質量部の触媒、１２質量部の被膜形成剤を含有する。ポリウレタンコーティングは、１００質量部のポリウレタン、２質量部のキシレン、３．３質量部の硬化剤、１.４
質量部の触媒、１.６質量部の被膜形成剤を含有する。ここで、溶媒は、少なくとも、ト
ルエンおよびキシレンのうちの１つであり、硬化剤は、少なくとも、ビニルシリコーン油、エポキシ変性シリコーン油、エタノールアミン、ジベンゾイルパーオキサイドの１つであり、触媒は、少なくとも、アルカリおよびコバルト、スズ、鉄または他の金属の可溶性有機塩の１つである。
【００３０】
有機シリコンコーティングおよびポリウレタンコーティングの存在は、繊維状フィラメント間の結合力を、当初の０.８ｋｇｆから１.２ｋｇｆまで増加させ、最終製品の支持強度を元の０.５８ｋｇ／ ｍｍから２.３０ｋｇ／ｍｍまで増加させる。
【００３１】
製造過程において、マット体が、相互に捲縮および巻き取りされた後に、溶融プレス成形された繊維状フィラメントから成形され、かつ、繊維状フィラメントが熱可塑性ポリエステルエラストマーを主組成分として製造されているため、マット体は、必要に応じて異
なる形状で製造することができる。マット体は、使用時には、優れた弾性支持力、優れた弾性復元力および通気性等の効果を有するので、座ったり、横になったり、もたれかかったりするために用いることができる。
【００３２】
マット体の表面に複数の溝が形成されている場合、マット体は曲げ易く、しかも、ユーザの要求に応じて異なる形状に曲げ易く、加えて、この設計によって、ユーザがマット体をさらに容易に収納することができる。発泡綿、ラテックス、シリカゲルなどから製造されるマット体は、風通し、通気、汗の排出といった効果が得られるだけでなく、クッション効果を達成するための優れた弾性力を発揮し、使用時に、不快感および疲労感を減少させ、同時に、マット体は、カバーをかけることもできる。
【００３３】
人間工学的な変形面が、マット体の上面を端部から中央部まで徐々に窪ませることによって、マット体の上面に形成される。マット体は、既存の椅子に置いて、ユーザが座ることもできる。
【００３４】
本開示の調製方法は、簡便で環境にやさしく、工業化された大規模生産を実現することができる。一方、廃棄製品は、リサイクルすることができる。熱可塑性ポリエステルエラストマーは、ポリ塩化ビニルとの適合性がよく、熱可塑性ポリエステルエラストマーが加熱されると、ポリ塩化ビニルの温度柔軟性が著しく改善し、その耐屈曲性を著しく向上させ、脆化点を下げ、耐摩耗性、引張強度、伸び率、硬度および引裂強さが改善される。また、高温下での脆性温度やおよび熱変形が低減され、熱可塑性ポリエステルエラストマーの含有量の増加を伴って、引張応力、破断点伸び、硬度、耐摩耗性、引裂き強さ、引張り強さ、動的弾性率、衝撃強さなどの機械的性質が増大する。また、熱可塑性ポリエステルエラストマーの含有量が７５％の場合、熱可塑性ポリエステルエラストマーはポリ塩化ビニルの連続相中に分散され、熱可塑性ポリエステルエラストマーの含有率が８５％である場合、混合物の形態は２相連続であり、２つの結晶相およびガラス転移温度が存在する。
【００３５】
さらに、コーティングの存在は、良好な絶縁性、耐湿性、防水性、防錆性、耐寒性、耐オゾン性および耐候性などのより優れた特性を最終製品に与える。最終製品は、環境にやさしく、無害である。
【００３６】
以上、本開示を詳細に説明したが、本実施形態の説明は、本開示の方法および中心概念の理解を助けるためにのみ用いられ、当業者が本発明について理解し、本発明を実施できるようにすることを意図しており、本開示の保護範囲が限定されるものではない。
【００３７】
本開示の精神による同等の変形または修正は、本開示の保護範囲によってカバーされるべきである。本開示では、コーティングの存在は、材料および完成品の絶縁性、輝度、耐磨耗性、耐黄変性、防水性および防汚性を向上させるだけでなく、最終製品の繊維状フィラメント間の結合強度および支持強度を増加させ、最終製品の寿命が延びる。加えて、衝撃吸収材料は、耐熱性が高く、高温殺菌に適している。
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月6日(2017.7.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
相互に捲縮および巻き取りされた後に溶融プレス成形されていて、前記衝撃吸収材料から製造された複数の繊維状フィラメントを備え、マット体の上面を端部から中央部まで徐々に窪ませることによって前記マット体の上面に窪部領域が形成され、前記マット体の表面は複数の溝を備え、かつ、前記複数の溝は前記マット体の表面上に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の衝撃吸収材料から製造される多目的マット体。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項９】
（１）請求項１に記載の衝撃吸収材料で相互に平行な繊維状フィラメントを形成する工程と、
（２）前記繊維状フィラメント間で衝撃点が生じるように相互に平行な前記繊維状フィラメントの運動方向を変更し、かつ、ネット構造を形成するために熱の作用により結合力を発生させて半製品１を得る工程と、
（３）前記半製品１を対応するサイズに切断して半製品２を得る工程と、
（４）前記半製品２を圧縮成形または膨張成形して半製品３を得る工程と、
（５）前記半製品３の粗端をトリミングして半製品４を得る工程と、
（６）前記半製品４をコーティング剤の溶液に通した後に炉を通じて前記半製品４の繊維状フィラメントの表面でコーティング剤の溶液を均一に硬化させて完成品を得る工程とを備える、ことを特徴とする請求項７記載の多目的マット体の製造方法。
【国際調査報告】
2018510224.tif 000002
2018510224.tif 000003
2018510224.tif 000004
2018510224.tif 000005