フォームマットレス等の製造方法およびこのようにして得られるマットレス等

本発明はマットレス等の製造方法の分野に関し、より正確にはフォームマットレス等の製造方法およびそれにより得られるマットレス等に関する。

既知のフォームマットレスは、その良好な耐久性のみならず、特に耐荷力の点で高性能であるために、長年使用されている。ラテックスフォームの場合、例えば、マットレスは一般的には、予め決められた密度の固体のラテックス部から成り、ラテックス部には貫通穴または非貫通穴(胞(alveoli))が後に作られる。マットレスは、継ぎ目のない一体のもの、または様々な技術を用いて結合される複数の別個のモジュールからなるもののどちらかであってもよい。

ラテックスマットレスの製造工程が広く知られ、中でも、例えば「Dunlop」および「Talalay」と呼ばれるものが知られる。ポリウレタンマットレスの製造方法も同様に知られる。

増大するユーザの快適性に応えるこのような製品を改良するいくつかの試みが成されてきた。

例えば、米国特許番号2009288259A1に記載されるように、「相変化材料」を表す「PCM」として知られるタイプの材料が、マットレスに挿入されるものとして知られている。当該材料は、さらされる外部温度に従い相を変化させる性質を持つ(固体から液体へ、およびその逆も)。相変化中、大量のエネルギーすなわち熱を吸収し、そして放出するが、吸収の段階と放出の段階とでは異なる挙動を示す。例えば温度上昇のために、エネルギー源に接して熱を吸収する、故に固相から液相へ切り替わる間、導入されたエネルギーは相変化を起こすべく吸収されるので、かなりの時間PCMの温度は上がらない傾向にある。逆に、エネルギーの放出および固相へ戻るのは早い傾向にある。

マットレス等においては、当該材料を加えると、人体から放出されるエネルギーによるマットレス温度の即座な上昇は起こらないであろうという点で、マットレスに横たわる人の快適さは増す傾向にある。むしろしばらくの間ひんやりとする傾向にあるであろう。

しかしながら、当該材料の使用に欠点がないわけではない。それは実質的には、温度変動により生じる相変化は見ても分からないので、人はマットレスの有益な温度挙動から得られる利点にほとんど気が付かないという事実による。

さらに、このような認知され難さが、特に、使用されるべきPCM製品の最も適切な量およびタイプの選択に関し、マットレス設計上のさらなる課題を生む。

PCMが存在すると、熱変化挙動はラテックスとパラフィンとの間で異なる。故に、人が自分の要求に最も合う製品を選択し得る際に基づく評価システムを得るべく、熱的挙動を強調するシステムを備える必要がある。これは温度上昇および初期状態に戻る熱放出の両方の状態に対して適用可能でなくてはならない。故に、初期状態へ戻るのが迅速であるはずなのに対し、温まる段階が可能な限り遅れて起こるはずであるという意味において、初期状態に戻る段階を考慮することもまた重要である。

故に本発明の目的は、上述した課題を解決すべく適合される、フォームマットレス等の製造方法およびそれにより得られるマットレス等を提供することにある。

本発明の主な態様によると、改善された快適性、製品のカスタム化および体温調節を得る目的で、温度に応じた色変化という点で様々なタイプの挙動をするサーモクロミック顔料またはその混合物の存在とPCMの同時使用とによって、経時的にも評価される人体とフォームマットレス等との間の接触面における熱的挙動の図を描くことが可能になることが分かった。これは、およびマットレス等の異なるエリア上において異なる姿勢で人体が及ぼす異なる圧力のみならず、フォームに接して人体が引き起こす異なる温度、およびマットレスの予想耐用年数の経過中における異なる段階の両方も同様に考慮すべきである。

本発明の具体的な目的は、フォームマットレス等の製造方法を提供することである。この方法は、マットレス等のフォームの基本成分を調製する段階と、温度に応じて相を変化させるべく適合される相変化材料(PCM)の第1の量、および温度に応じて色を変化させるべく適合されるサーモクロミック顔料または感熱顔料(TP)の第2の量の混合物を調製する段階と、当該基本成分および当該混合物を用いて当該マットレス等を製造する段階と、を備えることを特徴とする。

この方法の第1の変形例によると、マットレス等の製造中、マットレス等の全体またはその一部において、当該混合物を当該基本成分に添加する。

この方法の第2の変形例によると、当該基本成分でマットレス等を製造後、マットレス等の外面に、当該外面全体に、または一部に、当該混合物を塗布する。

本発明の更なる目的は、当該方法を用いて得られるマットレスまたは枕、アームチェア、ソファまたはソファベッド、またはそれらの一部を提供することである。

本発明の具体的な目的は、本記載の不可分な一部である特許請求の範囲において述べられるように、フォームマットレス等の製造方法、およびそれにより得られるマットレス等も同様に提供することである。

本発明の更なる目的および利点は、以下の実施例(および変形例)の詳細な記載および添付の図面により明らかとなるであろう。図面は非限定的例として供給されるのみである。

温度Tに応じてフォームマットレス等において起こる色変化Cのグラフである。

温度Tに応じてフォームマットレス等において起こる色変化Cのグラフである。

温度Tに応じてフォームマットレス等において起こる色変化Cのグラフである。

温度Tに応じてフォームマットレス等において起こる色変化Cのグラフである。

特にスプレーエアブラシを用いて、方法の第2の変形例を実施するために使用されるデバイスの例である。

特に乾燥炉を用いて、方法の第2の変形例を実施するために使用されるデバイスの例である。

図中、同一の参照番号および文字は同一の物品および成分を指す。

サーモクロミック顔料または感熱顔料TPは、それ自体、可逆的に温度に応じて色変化する(色を失うまたは得る)性質を有する感熱物質を含む既知のタイプの材料である。このような物質は通常、分散体の形でまたは粉末状で、水不溶性の球形カプセルに封入される。一般的にこのマイクロカプセルの直径は1ミクロン−30ミクロンである。

当該顔料が「変色温度」と呼ばれる区間に達すると、図中では区間T0−T1と表されるが、色を変化させ始める。変色温度は、顔料固有のものである。例えば、−15℃と65℃との間の変色温度を有する顔料が知られている。

マットレス等に使用すべく、サーモクロミック材料または感熱材料の変色温度は、例えば28℃、すなわち平均体温近く、であるのが好ましい。

サーモクロミック顔料または感熱顔料TPは、温度に応じて色変化するという点で幾つかのタイプの挙動を有し得る。例えば、第1のタイプ(図1)において、変色温度以下では顔料は有色状態で飽和しており、一方変色温度においては、色を失う過程が始まり、変色温度以上では、無色となる。第2のタイプ(図2)においては逆の現象が生じる。第3のタイプ(図3)において、また色変化は温度勾配に依存し、温度上昇および温度低下の2つの段階の間で異なる経路をたどる。第4のタイプ(図4)において、変色温度区間内で顔料は有色であり、一方当該区間外では色を失い、無色となる。

更に温度に加えて圧力にも応じて変色するタイプもある。常圧(約1バール)においては顔料は無色であり、圧力が増加するにつれて、色が増し、温度に関する限りは、第1のタイプのように振る舞う。

異なる色調を有するサーモクロミック顔料または感熱顔料TPの複数の異なるタイプの混合物を得ることが可能であり、これらは、マットレス等の従来の着色に既に使用されているような、通常の非サーモクロミック顔料との混合が可能である。このようにして、様々な性質をもった着色効果が得られる。例えば、サーモクロミック顔料または感熱顔料TPの色のみ、または従来の色のみのどちらかが、常温において現れるようにし、温度が上昇するにつれてその他の色が現れるようにすることも、またはその逆も可能である。

マットレス等において、温度調節はPCM材料によって成される。PCM材料は、実際には、直径が例えば3ミクロンと15ミクロンとの間を変化し得るマイクロカプセルまたはマイクロスフェアの中に粉末状でまたは分散体の形で含まれるのが好ましい高密度パラフィンの一タイプである。

異なるタイプのPCMが市販されている。それらのPCMは、「変色温度」または「融点」として知られもする、近辺で相変化が起こる温度によって、他のものとの間で特徴付けられもする。

マットレス等に使用すべく、PCMの変色温度は、例えば、室温と体温との間の適切な中間点といえる28℃、すなわち平均体温近く、であるのが好ましい。

本発明の方法の第1の変形例によると、マットレス等の製造工程の間、定められた量の相変化材料(PCM)と、定められた量のサーモクロミック顔料または感熱顔料(TP)として知られる成分材料の一タイプとの適切な混合物が基本のフォーム成分に添加される。

故に、マットレス等の製造工程の間、まずラテックスから始めて液体混合物が調製され、それから分散体または粉末のPCMおよびTPの混合物が添加される。

ラテックスを用いた製造方法の第1の変形例の一実施例が以下に詳細に記載される。ラテックスは既知のタイプのものでよく、天然または合成のどちらでもよい。混合物に機械的に発泡を施し、続いてフッ化ケイ酸ナトリウムでゲル化し、100℃で約30分間鋳型で蒸気養生する。例えば、「Dunlop」「Talalay」などの広く知られる工程に従い、ラテックスが注入される鋳型には密閉金型が使用され得る。

マットレスの空洞部(胞)を得るべく、鋳型は適宜形成された内部の突起部を含み得る。

相変化材料(PCM)およびサーモクロミック顔料(TP)をラテックスフォームに添加し、そうして所望の混合物を得る。

例えば、Dunlop工程によって得られる混合物には、次の段階が実行される。 1.PCM分散体の調製 −水 1000グラム −Lurapret TX PCM28 500グラム −カリウムレジネート 10グラム −CMC 40グラム −5分間高速撹拌 2.TP分散体の調製 −TP 500グラム −水 50グラム −5分間高速撹拌 −注記:TPは、同種のみ、または異なる特性を有する複数のTPの混合物のどちらであってもよい。これらは市販されており、ここでは、変色温度が約28℃のものが用いられる。 3.PCMおよびTP分散体を、混合し5分間の高速撹拌を施して均一化する。 4.ラテックス混合物の5%から15%の間の量の、段階3において得られる分散体を、ラテックス混合物と混合する。

上述した工程は、例えば、後者を厚さ方向に複数の層に分割し、PCMおよびTPを1または2枚の横方向の層に塗布することで、マットレスの一部のみに適用されてもよい。

所望のグラデーションを得るべく、通常の固定色の顔料を任意でTPに加えてもよい。

それ故、高温においてはTPが透明になるため、事実上は通常の顔料のみが目に見え、一方で低温においてはTPのみが目に見えることが実現する。

本発明の方法の第2の変形例によると、基本のフォーム成分(ラテックスまたはポリウレタン)を用いたマットレス等の既知の製造工程がまず実施され、従来のタイプのフォームマットレスを得る。PCM成分およびTP成分の混合物を含む表層をマットレス上に塗布して成す段階がこれに続く。

表層はスプレーまたは適切な溶液に浸漬させることにより塗布されてもよい。

塗布はマットレスの全面、または、例えば人体との接触が生じる主要な側などの一部のみに関係してよい。

製造方法の第2の変形例の一実施例を、以下に詳細に記載する。

第1の変形例で上述されたようにラテックスを用いて、ラテックスマットレスなどのマットレスがまず製造される。ラテックスは既知のタイプのものでよく、天然または合成のどちらでもよい。この方法によれば、それから混合物に機械的に発泡を施し、続いてフッ化ケイ酸ナトリウムでゲル化し、100℃で約30分間鋳型で蒸気養生する。

例えば、「Dunlop」または「Talalay」などの広く知られる工程に従い、ラテックスが注入される鋳型には密閉金型が使用されてもよい。マットレスの空洞部(胞)を得るべく、鋳型は適宜形成された内部の突起部を含み得る。

マットレス等を得た後、PCM成分およびTP成分の混合物を含む表層を塗布する第2の段階が実行される。

スプレー塗布には、接着性を有するラテックスベースのコロイド分散液を用いて、PCM成分およびTP成分を塗布する。

これに乾燥段階が続くのが好ましい。

例えば、以下の段階は通常の大きさのマットレスへのスプレー塗布のために実行される。 1.以下からなるTP材料の分散体の調製 −TP粉末 320グラム −水 520グラム 2.以下から成るPCM材料の分散体の調製 —PCM粉末 100グラム —水 200グラム 3.全分散体の調製 —ポリクロロプレンラテックス 300グラム —TP分散体 60グラム —PCM分散体 60グラム

最終的な混合物が、マットレス52の表面を通過するエアブラシ51(図5)を用いてスプレー塗布される。エアブラシは、好ましくは室温で、圧縮空気を用いて全分散体をスプレーする一連のスプレーノズル53を有する。エアブラシの移動は通常は一定の速さに制御され、分散体をマットレスの表面上に均一に塗布できるようにする。しかしながら塗布は不均一になることもある。塗布される分散体はエアブラシと接続される適切なタンクに入れてもよい。

エアブラシを用いる代わりに、スプレーは手動で行われてもよい。

それから乾燥段階は、例えば、空気、UV照射または赤外線放射によって実行されるのが好ましい。マットレスは適切な乾燥炉61(図6)へ搬送される。乾燥炉61は、より短時間で乾燥させるべく室温よりも高い温度であり得る温度において、または室温において、分散体の分離現象を回避する非換気式のものが好ましい。

任意で、考えられるカスタム化として、マットレス等の表面上に重ねられたテキストまたはイラストを加える段階がさらに実行されてもよい。

主なスプレー段階の後に、同一エリアに、主なスプレー段階に比べ異なる特定の量、特にはより多い量の、できれば異なる色合いのサーモクロミック材料をスプレーする段階、または、主なスプレー段階の前に、マットレス上に直接非サーモクロミック材料をスプレーする段階の2つの可能な変形例に従い、塗布は、予め形成されたマスクを輪郭として使用しスプレーすることで成される。

故に、接触温度が上昇すると、サーモクロミック材料は透明になり、はっきりとした色を持つ、重ねられた、または下になっているテキストまたはイラストが強調されるであろう。一方で室温においては、サーモクロミック層は重ねられたまたは下になっているテキストまたはイラストを隠すであろう。

上述したように、主なスプレー段階は、上述した物質を含む適切な溶液にマットレスを浸漬させることで置き換えられる。

上述した変形例におけるラテックスマットレスの製造方法は、枕、および例えば、アームチェア、ソファまたはソファベッドの詰め物などの他のタイプの物品にも適用可能である。

本発明の利点は明らかである。

ユーザが熱効果により簡単に気づくことが可能で、マットレス等のデザインも改良されるという点で、マットレス等の性能を高める簡単かつ効果的なシステムがかくして得られる。

これまでの記載から、当業者は更に詳細を導入することなく発明の対象を製造可能であろう。

特に、既知の機械およびデバイスが、半製品および完成品の両方の製造に用いられ得る。

様々な好適な実施例において示した要素および特徴は、本発明の保護範囲を逸脱することなく組み合わされ得る。