Elastic body unit, and manufacturing method for the same

本発明は、弾性体ユニットおよびその製造方法に関する。

従来技術として、熱可塑性エラストマー部材をシート状部材に固定した弾性体ユニットとして、熱可塑性エラストマーを溶剤に溶かして接着剤とし、その接着剤をシート状部材に塗布して熱可塑性エラストマー部材とシート状部材を接着したものがある。 また、シート状部材を金型内にセットした後に熱可塑性エラストマー部材を注入してシート状部材と結合させたものがある。 （例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、特許文献１の弾性体ユニットは、熱可塑性エラストマーを溶剤に溶かした接着剤を塗布してシート状部材と接着させるため、接着剤を塗布する作業中に、接着剤に含まれる溶剤が揮発して接着剤の粘度が上昇してしまうため、シート状部材の接着面の微細な凹凸に接着剤が入り込みにくくなり、接着力が低下する問題がある。 また、インサート成形により熱可塑性エラストマー部材をシート状部材に固定する方法では、シート状部材を金型内にセットするため、シート状部材の大きさ、形状、耐熱性に制約ができ、更に、金型を製造するために高価になる問題がある。

本発明は上記問題点に鑑みて成されたものであり、熱可塑性エラストマー部材をシート状部材に固定する際に、固定力に優れ、シート状部材の大きさ、形状、耐熱性に制約がなく、安価な弾性体ユニットおよびその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の課題解決手段は、弾性を有する熱可塑性エラストマー部材と、複数の貫通孔を有するシート状部材と、を備える弾性体ユニットであって、前記熱可塑性エラストマー部材は、前記シート状部材の一側に当接され、前記貫通孔を通して前記シート状部材の他側に突出する突出部を有し、前記突出部は、少なくとも２つの隣接する前記突出部が連結しているものである。 ここで、「シート状」とは、薄板状で1枚のものを指すものである。

また、本発明の第２の課題解決手段は、複数の貫通孔を有するシート状部材に、弾性を有する熱可塑性エラストマー部材が固定される弾性体ユニットの製造方法において、前記熱可塑性エラストマー部材を前記シート状部材の一側に当接させる第１工程と、前記熱可塑性エラストマー部材を前記貫通孔に通して、前記シート状部材の他側に突出した前記突出部を形成する第２工程と、前記貫通孔から突出された少なくとも２つの隣接する前記突出部を連結する第３工程と、を備えた製造方法である。

また、本発明の第３の課題解決手段は、第３工程において、前記シート状部材の他側に突出した前記突出部に、前記熱可塑性エラストマー部材の軟化点以上の温度の熱板を当接させることにより、前記突出部を加熱溶融して連結する製造方法である。

また、本発明の第４の課題解決手段は、弾性体ユニットが設けられたマットレスである。

本発明の弾性体ユニットは、熱可塑性エラストマー部材をシート状部材に固定する際に、
前記熱可塑性エラストマー部材は、前記シート状部材の他側に突出する突出部を有し、前記突出部は、少なくとも２つの隣接する前記突出部が連結しているため、固定力に優れ、シート状部材の大きさ、形状、耐熱性に制約がなく、従来のものに比べ安価である。

また、弾性体ユニットの製造方法では、前記熱可塑性エラストマー部材を前記シート状部材の一側に当接させる第１工程と、前記熱可塑性エラストマー部材を前記貫通孔に通して、前記シート状部材の他側に突出した前記突出部を形成する第２工程と、前記貫通孔から突出された少なくとも２つの隣接する前記突出部を連結する第３工程と、を備えた製造方法であるから、熱可塑性エラストマー部材をシート状部材に固定する際に、固定力に優れ、シート状部材の大きさ、形状、耐熱性に制約がない弾性体ユニットを製造することができる。

また、揮発性の溶剤を含む接着剤を使用しないため、溶剤の揮発がなく、接着作業場に必要な排気設備が不要である。 さらに、接着剤が乾燥するための乾燥設備が不要である。 したがって、製造工程が簡略化でき、製造コストも安価である。

また、上記弾性体ユニットは、従来のものに比べ安価なマットレスとして使用できる。

本発明の実施の形態を説明するマットレスの断面図である。

弾性体ユニットの説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

熱可塑性エラストマー部材とシート状部材が当接する前の説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は下面図である。

シート状部材の他側に熱可塑性エラストマー部材を突出させた説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）はＡ部の拡大図である。

加熱溶融させた熱可塑性エラストマー部材と前記シート状部材を固定する説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）はＢ部の拡大図である。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態を説明するマットレス１００の断面図である。 マットレス１００は、３つの弾性体ユニット１、ベース部２、キルト部３、表布地部４、底布地部（図示せず）などから構成されている。 ベース部２の上部中央に付近に凹部が設けられ、この凹部中に３つの弾性体ユニット１が挿入されている。 弾性体ユニット１が挿入されたベース部２の上部および側面部はキルト部３で覆われている。 キルト部３の上部および側面部は表布地部４で覆われ、ベース部２の下部側に底布地部（図示せず）が設けられ、表布地部４と底布地部は図示しないファスナーで連結されている。 キルト部３、表布地部４および底布地部（図示せず）でマットレス１００の外装を形成している。 ベース部２、キルト部３は発泡ウレタンで形成され、表布地部４、底布地部（図示せず）は化繊織物で形成されている 図２は、弾性体ユニット１の説明図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 弾性体ユニット１は、平板形状の台座部５と台座部５の平板上に立設された多数の柱状部材６と全体を覆うカバー７から構成されている。 台座部５は、発泡ウレタンで形成され、柱状部材６は低硬度熱可塑性エラストマー樹脂成形品で形成されている。 実施形態で使用した低硬度エラストマー樹脂成形品は、スチレン系エラストマー樹脂成形品であり、スチレン系ベースポリマーにオイルを含有させた成形品である。 熱可塑性エラストマー部材の材質は、スチレン系のエラストマー樹脂を使用したが、ウレタン系、エチレン系などのエラストマー樹脂でもよい。 実施の形態の柱状部材６は、円柱で千鳥状に配置されているが、特に形状や配置は限定されるものではない。

図３は、低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８（熱可塑性エラストマー部材）とステンレス金網９（シート状部材）が当接する前の説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は下面図である。 （ａ）は、低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８を５メッシュ（目開き約４ｍｍ）のステンレス金網９とが当接する前の状態である。 （ｂ）は、ステンレス金網９の中央部に、ステンレス金網９に固定するための低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８が位置している。 実施形態では、シート状部材としてステンレス金網を使用したが、金属または樹脂プレート等でも良く、材質は任意である。 ただし、シート状部材の軟化点は、組み付ける熱可塑性エラストマー部材の軟化点より高くなければならない。

図４は、ステンレス金網９の反対面１２（シート部材の他側）に低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８を突出させた説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）はＡ部の拡大図である。 （ａ）は、低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８は、５メッシュのステンレス金網９に当接面１１（シート部材の一側）で当接し、ステンレス金網９のメッシュ間（貫通孔９ａ）を通り、当接面１１と反対に位置する反対面１２側に突出して複数の突出部１３を形成している。 （ｂ）は、ステンレス金網９の中央部に低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８が複数個充填されている。 熱可塑性エラストマー部材として使用する材料の硬度は、アスカーＦＰ１〜ＪＩＳ Ａ４０であることが望ましい。 アスカーＦＰ１より小さいと弾性体として立体形状を維持できない問題を生じる恐れがある。 ＪＩＳ Ａ４０より大きいとマットレスとして使用する場合に使用者の体型に沿った変位ができない問題が生じる恐れがある。 （ｃ）は、ステンレス金網９のメッシュ間に低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８が充填され、かつ、反対面１２側に突出して複数の突出部１３を形成している。

図５は、加熱溶融させた熱可塑性エラストマー部材と前記シート状部材を固定する説明図であり、（ａ）は断面図、（ｂ）は下面図、（ｃ）はＢ部の拡大図である。 （ａ）は、ステンレス金網９から突出した低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８の突出部１３が、熱板１０により加熱溶融されて一様になっている。 （ｂ）は、ステンレス金網９の中央部に固定された低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８が位置する。 （ｃ）は、反対面１２側に突出した低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８の突出部１３が加熱溶融されて一様になり、ステンレス金網９に連結部１４で固定されている。 なお、反対面１２側に突出した低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８は、少なくとも１つ以上が加熱溶融して繋がり、ステンレス金網９に固定されればよい。

つぎに、本発明の実施形態による弾性体ユニットの製造方法を説明する。

図４において、低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８をステンレス金網９に当接面１１で当接させ、さらに、Ｃ方向に押圧して、ステンレス金網９の反対面１２側に低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８を突出させ、複数の突出部１３を形成する。 低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８を加温すると軟化するため、ステンレス金網９の反対面１２側に突出させやすい場合がある。 ここで、熱可塑性エラストマー樹脂部材を成形する際に、シート状部材と当接させる面に凹凸形状を形成し、この部位にシート状部材の貫通孔に貫通させる場合には、熱可塑性エラストマー樹脂部材の硬度は低硬度である必要はない。

図５において、ステンレス金網９の反対面１２側に低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８の軟化点以上である１５０℃以上の熱板１０を接触させて、突出した低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８の突出部１３を一様に加熱溶融させる。 この処理により、突出部１３は、隣接する少なくとも２つが溶融により接合され、連結部１４を形成する。 その後、熱板１０を突出部１３に接触させた状態で軟化点以下になるまで放冷し、低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８とステンレス金網９が固着した後に熱板１０を取り外すことにより低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８とステンレス金網９が固定される。 上記のように低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８とステンレス金網９が固定させたものを複数個製造して、弾性体ユニットを製造する。

つぎに、本発明の実施形態による弾性体ユニットおよびマットレスとその製造方法の効果を説明する。

本発明の弾性体ユニット１は、低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８をステンレス金網９に固定する際に、ステンレス金網９の反対面１２側に突出した低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８の突出部１３は、少なくとも１つ以上が加熱溶融して繋がるため、固定力に優れ、ステンレス金網９の大きさ、形状、耐熱性に制約がなく、従来のものに比べ安価である。

また、弾性体ユニット１の製造方法では、低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８をステンレス金網９の当接面１１に当接させる第１工程と、低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８をステンレス金網９の複数の前記貫通孔９ａに通して、ステンレス金網９の反対面１２に突出した前記突出部１３を形成する第２工程と、前記貫通孔９ａから突出された少なくとも２つの隣接する前記突出部１３を連結する第３工程と、を備えた弾性体ユニットの製造方法であるから、低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８をステンレス金網９に固定する際に、固定力に優れ、ステンレス金網９の大きさ、形状、耐熱性に制約がない弾性体ユニット１を製造することができる。

また、揮発性の溶剤を含む接着剤を使用しないため、溶剤の揮発がなく、接着作業場に必要な排気設備が不要である。 さらに、接着剤が乾燥するための乾燥設備が不要である。 したがって、製造工程が簡略化でき、組み付け時間が短縮され、製造コストも安価である。

接着剤を使用したものが、接着剤塗布部の硬化により部分的に硬くなるのに比較して、本発明の弾性体ユニットは、低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材８とステンレス金網９のみで構成されるため、柔軟性があり、全体のクッション性に優れる。

この固定方法は、熱可塑性エラストマー樹脂部材を個々に固定できるため、熱可塑性エラストマー樹脂部材の形状が異なっていても固定可能であり、材料の異なる熱可塑性エラストマー樹脂部材が混在していても溶融可能である。

また、弾性体ユニット１が設けられた、従来のものに比べ安価なマットレスとして使用できる。

実施の形態ではマットレスで説明したが、本発明の弾性体ユニットは、車椅子、自動車の座席部分に敷くシートなどとしても使用できる。 マットレスは、ベッドに装着して使用できるほか、それ単独で介護用シートなどとしても使用できる。

１ 弾性体ユニット ８ 低硬度熱可塑性エラストマー樹脂部材（熱可塑性エラストマー部材）
９ ステンレス金網（シート状部材）
９ａ 貫通孔 １０ 熱板 １１ 当接面（シート状部材の一側）
１２ 反対面（シート状部材の他側）
１３ 突出部 １４ 連結部