立体網状構造体及び立体網状構造体の製造方法
【課題】立体網状構造体1の厚みを薄く形成した場合においても体圧分散性が良く、かつ、底つきしない。更に、生産性が良く、製造コストの低い立体網状構造体及びその製造方法を提供する。
【解決手段】複数の樹脂製の線条3が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、該立体網状構造体を、その使用時における表面側8から裏面側9に向かって徐々に硬く形成する。
複数の伸縮性を有する樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体1の製造方法であって、ノズル11に形成した複数の穴12の間隔及び/又は穴径を、成形される立体網状構造体1の使用時における表裏方向及び/又は該表裏方向と直交する方向に対応して変え、前記ノズル11の複数の穴12から樹脂を押出して前記線条3を形成し、前記立体網状構造体1を、その表裏方向及び/又は該表裏方向と直交する方向の硬さを変化させて一体に形成する。
【解決手段】複数の樹脂製の線条3が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、該立体網状構造体を、その使用時における表面側8から裏面側9に向かって徐々に硬く形成する。
複数の伸縮性を有する樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体1の製造方法であって、ノズル11に形成した複数の穴12の間隔及び/又は穴径を、成形される立体網状構造体1の使用時における表裏方向及び/又は該表裏方向と直交する方向に対応して変え、前記ノズル11の複数の穴12から樹脂を押出して前記線条3を形成し、前記立体網状構造体1を、その表裏方向及び/又は該表裏方向と直交する方向の硬さを変化させて一体に形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、体圧分散性の優れた立体網状構造体及び立体網状構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、立体網状構造体で形成されたクッション材が知られている。該立体網状構造体は、樹脂材料により長尺に連続した連続線条が多数本立体的に不規則に絡み合って、その相互の接触部が溶着され、連続線条間に所定の空隙率の空隙を有して弾性を有するものである。
【0003】
次に、該立体網状構造体の従来の製造方法について説明する。
押出成形機のノズルに形成した多数の穴から前記の原料を、溶融状態で押し出して線条とし、これを下降させ、この線条を並設された一対の無端状のコンベア間に供給する。前記ノズルの穴は全て同径で、等間隔に配設されている。また、一対のコンベアは冷却水内に配設されている。
【0004】
これにより、押出成形機から押し出された溶融樹脂の線条は、コンベア間の水中において浮力などにより3次元方向に湾曲し、線条相互が部分的に接触して溶着し、その後、この溶着部が冷却水により冷却されて、その接触部が強固に結合されるとともに線条が固化して立体網状構造体が製造される。
【0005】
上記の方法により製造された立体網状構造体の内部の密度は均一で、その内部の硬さ(柔軟性)は一定である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、マットレスとしては、体圧分散性の良いものが望まれている。
また、マットレスは、そのマットレスをベッドの上に載せた状態で、マットレスの上に人が座り、人の足が地面につくことが望まれている。したがって、マットレスとしては、薄くて底付き感のないものが望まれている。
【0007】
更に、マットレスは、その上に人が寝た時に、底づきしないことが望ましい。
前記立体網状構造体(クッション材)は、その厚みを厚くすれば、底づきすることを防止できるが、立体網状構造体を薄く形成した場合(例えば、15cm以下)において、底づきを防止するには、立体網状構造体の弾力性を硬くする必要がある。しかし、このように硬くすると、体圧分散性能が悪くなるという問題点がある。
【0008】
そこで、本発明は前記の問題点を解決した立体網状構造体及び立体網状構造体の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記の課題を解決するために、請求項1記載の発明は、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その使用時における表面側が柔らかく、その裏面側が硬くなるように、該立体網状構造体の硬さを変化させて形成したことを特徴とする立体網状構造体である。
【0010】
請求項2記載の発明は、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その使用時における表面側が柔らかく、その裏面側が硬くなるように、該立体網状構造体の硬さを変化させて、同時に一体成形したことを特徴とする立体網状構造体である。
【0011】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の立体網状構造体において、前記立体網状構造体を、前記表面側から前記裏面側に向って徐々に硬くなるようにしたことを特徴とするものである。
【0012】
請求項4記載の発明は、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その表裏方向の一方の面側から他方の面側に向かって硬さを徐々に変化させて、同時に一体成形したことを特徴とする立体網状構造体である。
【0013】
また、請求項1乃至4のいずれかに記載の立体網状構造体において、前記立体網状構造体の前記表面側から裏面側への硬さの変化の度合いを、前記表面側ほど緩やかにしてもよい。
【0014】
請求項5記載の発明は、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その使用時における表面側に表層部を設け、該表層部の下部に主体部を設け、前記表層部と前記主体部を一体に形成し、
該主体部の前記表面側が柔らかく、前記裏面側が硬くなるように、該主体部の硬さを変化させて形成し、
前記表層部を、前記主体部の前記表面側よりも硬く形成したことを特徴とする立体網状構造体である。
【0015】
また、請求項5記載の立体網状構造体において、前記主体部を、前記表面側から前記裏面側に向って徐々に硬くなるようにしてもよい。
【0016】
また、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
前記立体網状構造体の使用時における表面側に人が寝た場合における、人の身長方向において、その人体の部位に応じて硬さを徐々に変化させて形成してもよい。
【0017】
また、前記立体網状構造体の前記表面側に人が寝た場合における、その人の背骨を中心線とし、該中心線に近いほど前記立体網状構造体が軟らかく、該中心線と直交する方向の立体網状構造体の側部に向かうほど、前記立体網状構造体が硬くなるように、前記立体網状構造体の硬さを変化させてもよい。
【0018】
また、前記線条の密度を変化させることにより、前記立体網状構造体の硬さを変化させてもよい。
【0019】
また、前記線条の太さを変えることにより、前記立体網状構造体の硬さを変化させてもよい。
【0020】
前記のような複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、前記のような立体網状構造体を製造するために、例えば、前記の樹脂製の線条をノズルの複数の穴から押し出す押出成形機を有する立体網状構造体の製造装置において、前記ノズルにおける穴間の距離を、前記ノズルの一方の側部の中心と他方の側部の中心を結んだ線に近いほど広く、該線から該線に直交する方向の側部に向うほど狭くなるように、前記ノズルにおける穴間の距離を変えたことを特徴とする立体網状構造体の製造装置を用いることにより製造できる。
【0021】
また、前記ノズルにおける穴径を、前記一方の側部の中心と他方の側部の中心を結んだ線に近いほど小さく、該線から該線に直交する方向の側部に向うほど大きくなるように、前記ノズルにおける穴径を変えた立体網状構造体の製造装置を用いても製造できる。
【0022】
また、前記線条を熱可塑性樹脂で形成してもよい。
請求項6記載の発明は、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体の製造方法であって、
ノズルに形成した複数の穴の間隔及び/又は穴径を、成形される立体網状構造体の使用時における表裏方向及び/又は該表裏方向と直交する方向に対応して変え、
前記ノズルの複数の穴から樹脂を押出して前記線条を形成し、前記立体網状構造体を、その表裏方向及び/又は該表裏方向と直交する方向の硬さを変化させて一体に形成することを特徴とする立体網状構造体の製造方法である。
【0023】
また、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体の製造方法であって、
ノズルに形成した複数の穴から樹脂を押出して前記線条を形成し、該線条を一対に配設したコンベア間に供給し、該コンベアの回転速度を徐々に変化させることにより、前記立体網状構造体の前記表面側に人が寝た場合における、人の身長方向において、その人体の部位に応じて硬さを徐々に変化させるようにしてもよい。
【0024】
また、前記線条を一対に配設したコンベア間に供給し、該コンベアの回転速度を徐々に変化させることにより、前記立体網状構造体の前記表面側に人が寝た場合における、人の身長方向において、その人体の部位に応じて硬さを徐々に変化させるようにしてもよい。
【0025】
また、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体を製造するために、前記の樹脂製の線条をノズルの複数の穴から押し出す押出成形機を有する立体網状構造体の製造装置において、
前記ノズルにおける穴間の距離が、ノズルの一方の側部ほど広く、他方の側ほど狭くなるように、前記ノズルにおける穴間の距離を変えて前記ノズルの穴を形成したことを特徴とする立体網状構造体の製造装置を用いることにより請求項1乃至4記載の立体網状構造体を製造することができる。
【0026】
また、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体を製造するために、前記の樹脂製の線条をノズルの複数の穴から押し出す押出成形機を有する立体網状構造体の製造装置において、
前記ノズルにおける穴径が、ノズルの一方の側部ほど小さく、他方の側ほど大きくなるように、前記ノズルにおける穴径を変えて前記ノズルの穴を形成したことを特徴とする立体網状構造体の製造装置を用いることにより請求項1乃至4記載の立体網状構造体を製造することができる。
【発明の効果】
【0027】
本発明の立体網状構造体は、連続した空隙を有し、かつ、この空隙率が大きいことから、従来からあるウレタンやエアーマットと比べて通気性が良く、体温の上昇を抑え、不必要な汗をかくことを防止できる。また、上記の構造を有することから軽い。上記の点で、本発明の立体網状構造体をマットレスに適用して特に有効であり、健常の人にも寝たきりの人にも適したマットレスを提供できる。
【0028】
また、立体網状構造体は、空隙率が大きくかつ樹脂の線条で形成されるため、軽量で、かつ、洗浄や消毒が容易で、持ち運びや衛生的に良い。
【0029】
また、立体網状構造体を、その使用時における表面側ほど軟らかく、裏面側ほど硬くなるように立体網状構造体の硬さを変化させて形成したことで、立体網状構造体の厚みを薄くした場合であっても立体網状構造体の表面側に人が座ったり寝たりしたときに、体圧分散性が良く、かつ、底づきを防止できる。
【0030】
また、仮に複数の立体網状構造体を積層することにより厚み方向の硬さを変化させたものと比較して、本願発明は1枚で形成できるために、生産効率が高い。また、従来の立体網状構造体よりも薄く形成できることから原材料が減少し、製造コストを低く抑えることができる。
【0031】
請求項3記載の発明によれば、更に、表面側から裏面側に向かって徐々に立体網状構造体を硬く形成したことでより体圧分散性が向上する。
【0032】
請求項5記載の発明によれば、更に、主体部の上部より硬い表層部を設けたことにより、立体網状構造体の耐久性が増加する。
【0033】
請求項6記載の発明である製造方法を用いることにより、請求項1乃至5記載の立体網状構造体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0034】
本発明を実施するための最良の形態を図に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例1】
【0035】
本発明の立体網状構造体1は、図1に示すように、直方体に形成され、その大きさ、厚みは任意に設定する。本実施例においては、マットレスとして使用できる任意の大きさ(面積)、厚みに設定するが、本実施例1においては厚みが15cm以下に設定されている。
【0036】
また、前記立体網状構造体1は、図2に示すように、樹脂、例えば熱可塑性樹脂からなる弾性又は伸縮性を有する材料により長尺に連続した連続線条3が多数本立体的に不規則に絡み合って、その相互の接触部4が溶着され、連続線条間に所定の空隙率の空隙5を有する構造体である。
【0037】
また、その線条3の直径は所望に設定するが、本実施例においては1mm程度である。
前記弾性又は伸縮性を有する連続線条3の原料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ナイロン66などのポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、こられの樹脂をベースとし共重合したコポリマやエラストマー、EVA樹脂(エチレン酢酸ビニルコポリマー)、EMMA樹脂(エチレン・メチルメタクリレートコポリマー)、上記各種の樹脂を混合したものなどである。これらの原料のうち、好ましくはEVA樹脂や低密度ポリエチレンやポリエステルである。
【0038】
EVA樹脂は、伸縮性が大きいため後述する立体網状構造体1の体圧分散性をより向上できる。また、低密度ポリエチレンは、融点が高いために、立体網状構造体1の熱湯消毒や蒸気殺菌が可能となる。
【0039】
また、前記の線条3は、図3(a)に示すように無中空に形成した線条3や図3(b)に示すように中空状にした線条3を用いても良い。図3(b)に示すような中空状の線条3の方が、立体網状構造体1は軽くなり好ましい。
【0040】
立体網状構造体1は、図4の模式図(硬さを濃淡で表したもので、淡いほど軟らかく、濃いほど硬く表されている)に示すように、その一方の面である使用時における表面(以下、表面という)8側から他方の面である裏面9側に向かって、線条3の密度を徐々に高くすることにより、立体網状構造体1の表面8側から裏面9側に向かって徐々に(次第に)硬くなるように形成されている。つまり、立体網状構造体1は、その表面8側から裏面9側に向かって柔軟性が徐々に(段階的に)小さくなる一体多層構造、すなわち、複数のクッション材を積み重ねることなく一体の多層構造で形成されている。
【0041】
立体網状構造体1は、前記のように樹脂製で弾性又は伸縮性を有する多数本の線条3が湾曲して部分的に結合されているため弾力性(クッション性)を有する。
【0042】
次に、前記立体網状構造体1の製造方法について述べる。
立体網状構造体1を製造するための、図5に示すような押出成形機10の下部には、板状のノズル11を有する。該ノズル11には、図5に示すように、上下に貫通する多数の穴12が設けられている。該穴12の位置、大きさ、隣接する穴12、12間の距離は製造する立体網状構造体1に応じて任意に設定する。
【0043】
次に本実施例1におけるノズル11について図5及び図6により説明する。図6は、ノズル11の上面図である。
【0044】
ノズル11の穴12の径L3は全て1mmである。
また、製造される立体網状構造体1の表裏方向(厚み方向)に対応するノズルの縦X方向の穴12の列数は任意に設定されるが、本実施例1においては、図6に示すように15列とし、その穴12の列は等間隔で配設され、該列間の距離L1は任意に設定されるが、本実施例1においては8〜15mmに設定されている。
【0045】
該縦X方向と直交する横方向Yの穴12は、立体網状構造体1の表面8を形成する側Aほど横方向Yの穴12、12間の距離L2を広く、立体網状構造体1の裏面9を形成する側Bほど狭く設定して形成されている。本実施例においては、横方向Yの穴12、12間の距離L2を、表面8を形成する側Aから立体網状構造体1の裏面9を形成する側Bに向かって順に22mm×2列、20mm×2列、18mm×2列、16mm×2列、14mm×2列、12mm×3列、10mm×2列とした。
【0046】
また、各列の穴12は、その列に隣接する両側の列の穴12と穴12との間に位置するように設定されている。
【0047】
前記ノズル11に設けた多数の穴12から前記の原料を、溶融状態で押し出して線条3とし、これを下降させ、この線条3を、図5に示すように、垂直方向に設置され、かつ、並設された一対の無端状のコンベア13A、13B間に供給する。
【0048】
この一対のコンベア13A、13Bの間隔は、押し出された溶融樹脂の線条3からなる集合群の幅と略同等か若干狭く設定されており、この一対のコンベア13A、13Bは、前記線条3の下降速度よりも遅く回転するようになっている。また、一対のコンベア13A、13Bは冷却水14内に配設されている。
【0049】
これにより、押出成形機10から押し出された(吐出された)溶融樹脂の線条3は、コンベア13A、13B間の冷却水14中において浮力などにより3次元方向に湾曲し、図2に示すように、線条相互が部分的に接触して溶着し、その後、この溶着部が冷却水14により冷却されて、その接触部4が強固に結合されるとともに線条3が固化する。
【0050】
そして、コンベア13A、13Bから流れ出ることにより、所定の厚みの平板状の立体網状構造体1が得られ、これを必要な寸法に切断する。
【0051】
上記製法により、立体網状構造体1は、その表面8側から裏面9側に向かって、線条3の密度が徐々に高い、すなわち、徐々に硬い一体構造に形成される。
【0052】
なお、前記穴12の位置、穴12の径L3、穴12、12間の距離L2、ノズル11からの樹脂の供給速度や一対のコンベア13Aと13Bの間の間隔、コンベア13A、13Bの速度などを所望に設定することにより、空隙率、すなわち線条3の密度を所望に設定することができ、この密度を所望に設定することにより、所望の弾性係数の立体網状構造体1が得られる。
【0053】
また、立体網状構造体1の空隙率については所望に設定するが、70〜98%の範囲がよく、より好ましくは85〜98%がよい。
【0054】
次に、本発明の立体網状構造体1の効果について説明する。
立体網状構造体1は、樹脂からなる立体網状構造体1のみから構成され、かつ、軽量であるため、水洗い等による洗浄が容易で、かつ、水洗い後に立体網状構造体1を振るのみで水切りが行える。また、水切りをしなくても洗浄後の乾燥性も極めてよいため、衛生面に優れている。
【0055】
また、乾燥性が良いため、アルコールや安定化二酸化塩素による消毒も容易に行える。また、線条3を低密度ポリエチレン等の融点の高い樹脂で作成した場合には、熱湯消毒や蒸気殺菌を実施でき衛生面に優れている。
【0056】
また、立体網状構造体1は、樹脂のみからなるためリサイクルも容易である。
そのため、立体網状構造体1をマットレスとして使用する場合には、立体網状構造体1の表面に薄い表皮を設け、更に、カバー等により全体を包皮するだけでよい。表皮は薄くて良い為、立体網状構造体1に加えられた荷重を、弾性又は伸縮性を有するそれぞれの線条3が受け止めることができ体圧分散性に優れる。なお、表皮は設けず、カバーにより全体を包皮するだけでもよい。
【0057】
また、立体網状構造体1は、線条3が絡み合って、連続した空隙5を有し、かつ、その空隙率が大きいため、通気性が良く、更に前記のように表皮やカバーを通気性が良く薄い材料で形成できることから、通気性が良く、かつ、軽く容易に移動することができる。また、うつ伏せに寝た場合でも、通気性が良いために安全である。
【0058】
また、寝たきりの人において、寝返りができない人や寝返りができる人に合わせた硬さや優れた体圧分散性を容易に設定できるため褥瘡対策としても効果がある。
【0059】
また、立体網状構造体1の表面8側から裏面9側に向かって、線条3の密度が徐々に高くなるように形成したことで、立体網状構造体1の表面8側から裏面9側に向かうほど段階的に(徐々に)硬くなる。これにより、立体網状構造体1を、15cm以下の厚みに形成した場合においても、その表面8側に人が座ったり、寝たりした時に、体圧分散性が良く、かつ、底づきを防止することができる。
【0060】
また、一体に形成された1枚の立体網状構造体の内部の硬さを変化させることで、底づきを防止することができる。また、仮に複数の立体網状構造体を積層することにより厚み方向の硬さを変化させたものと比較して、本願発明は1枚で形成できるために、生産効率が高い。また、前記従来の立体網状構造体と比較して、薄く形成できることから原材料が減少し、製造コストを低く抑えることができる。
【実施例2】
【0061】
図7は実施例2を示す。
本実施例2は、前記実施例1のノズル11の変形例である。
【0062】
本実施例2のノズル21は、前記実施例1のノズル11と同様に、立体網状構造体1の表裏方向(厚み方向)に対応するノズル21の縦X方向には、図7に示すように、15列の穴22が等間隔に配設され、該列間L1の距離は8〜15mmに設定されている。また、ノズル21の穴22の径L3は全て1mmである。
【0063】
また、該縦X方向と直交する横方向Yの穴22、22間の距離L2を、表面8を形成する側Aから立体網状構造体1の裏面9を形成する側Bに向かって順に20mm×6列、17mm×5列、14mm×3列、10mm×1列としたものである。
【0064】
上記のようにノズル間隔を設定したことで、立体網状構造体1の硬さの変化の度合いが、表面8側ほど緩やかで、裏面9側ほど急に形成される。つまり、立体網状構造体1の表面8から裏面9までの硬さは、放物線に近似したものとなる。
【0065】
その他の部材、製造方法は前記実施例1と同様であるので、その説明を省略する。
また、前記実施例1と同様の作用、効果を奏する。
【0066】
本実施例2においては、更に、立体網状構造体1の硬さの変化の度合いを、表面8側ほど緩やかに形成したことで、立体網状構造体1の表面側に人が寝た場合に、その人体に近いほど軟らかいために、寝心地がよい。また、裏面9に向かうほど硬さの変化の度合いを高くすることで底づき感が減少する。つまり、体圧分散性を向上させ、かつ、底づきを防止できる。
【実施例3】
【0067】
図8は実施例3を示す。
本実施例3は、前記実施例1、2のノズル11、21の変形例である。
【0068】
本実施例3のノズル31は、前記実施例1、2のノズル11、21と同様に、立体網状構造体1の表裏方向(厚み方向)に対応するノズルの縦X方向には、図8に示すように、15列の穴32が等間隔に配設され、該列間の距離L1は8〜15mmに設定されている。また、ノズル31の穴32の径L3は全て1mmである。
【0069】
また、該縦X方向に直交する横方向Yの穴32、32間の距離L2を、表面8を形成する側Aから立体網状構造体1の裏面9を形成する側Bに向かって順に22mm×10列、18mm×5列としたものである。
【0070】
その他の部材、製造方法は前記実施例1、2と同様であるので、その説明を省略する。
また、前記実施例1、2と同様の作用、効果を奏する。
【実施例4】
【0071】
本実施例4は、前記実施例1、2のノズル11、21の変形例である。
本実施例4のノズルは、前記実施例1乃至3のノズル11、21、31と同様に、立体網状構造体1の表裏方向(厚み方向)に対応するノズルの縦X方向には、15列の穴が等間隔に配設され、該列間の距離L1は8〜15mmに設定されている。また、ノズルの穴の径L3は全て1mmである。
【0072】
また、該縦X方向に直交する横方向Yの穴間の距離L2を、表面8を形成する側Aから立体網状構造体1の裏面9を形成する側Bに向かって連続的に(徐々に)狭くなるように、横方向Yの穴間の距離L2を変えたものである。つまり、横方向Yの穴間の距離L2を15列全てに亘って変えたものである。
【0073】
その他の部材、製造方法は前記実施例1乃至3と同様であるので、その説明を省略する。
【0074】
また、前記実施例1乃至3と同様の作用、効果を奏する。
【実施例5】
【0075】
図9は実施例5を示す。
前記実施例1乃至4においては、ノズル11、21、31の穴12、22、32の径を全て1mmとしたが、本実施例5におけるノズル41は、図9に示すように、横方向Yの穴42は全て同じ穴径とし、該横Y方向と直交する縦方向Xの穴42の穴径を、立体網状構造体1の表面8を形成する側Aほど小さく、立体網状構造体1の裏面9を形成する側Bほど大きく設定されている。なお、図9は、本実施例5を示す模式図であり、ノズル41のX方向の穴42の列数、列間の距離L1、横Y方向の穴42の数、穴42、42間の距離L2は任意に設定する。
【0076】
なお、X方向の穴42の列間の距離L1を全て同じに設定しても良いし、前記実施例1乃至4のように縦方向Xにしたがって変えても良い。
【0077】
その他の部材、製造方法は前記実施例1乃至4と同様であるので、その説明を省略する。
【0078】
上記のようにノズル41の穴42の径を設定することにより、立体網状構造体1の表面8側から裏面9側に向かって線条3の径が太くなり、これにより、立体網状構造体1の表面8から裏面9側に向って、立体網状構造体1を徐々に(次第に)硬くすることが出来、前記実施例1乃至4と同様の作用、効果を奏する。
【実施例6】
【0079】
図10は実施例6を示す。
前記実施例1乃至5においては、立体網状構造体1の表面8側から裏面9側に向かって、線条3の密度を徐々に高く形成したが、本実施例6においては、立体網状構造体50の表面8側に表層部51を設け、該表層部51の下部に主体部52を設け、該表層部51と主体部52を一体に形成し、該主体部52の表面8側より裏面9側に向かって、線条3の密度を徐々に(次第に)高く形成したものである。また、前記表層部51の線条3の密度は、主体部52の表面8側付近における線条3の密度よりも高く形成されている。つまり、表層部51は、主体部52の表面8側付近よりも硬く形成されている。
【0080】
前記表層部51の厚み、硬さは、任意に設定する。
次に、本実施例6の立体網状構造体50の製造方法について説明する。
【0081】
本実施例5の立体網状構造体50の製造方法は、前記実施例と同様に前記ノズル11、21、31、41に設けた多数の穴12、22、32、42から前記の原料を、溶融状態で押し出して線条3とし、これを下降させ、この線条3を、垂直方向に設置し、かつ、並設された一対の無端状のコンベア13A、13B間に供給する。該無端状のコンベア13A、13Bの間隔を、押し出された溶融樹脂の線条3からなる集合群の幅より短く設定し、図10に示すように、板55等により押し出された溶融樹脂の線条3のうち側部に位置する線条3Aを、内側に移動させることにより、立体網状構造体50の表面8及び裏面9における線条3の密度が高くなり、表層部51が形成される。
【0082】
無端状のコンベア13A、13Bの間隔を調節することにより、表層部51の厚みを調節することができる。
【0083】
その他の部材、製造方法は前記実施例1乃至5と同様であるので、その説明を省略する。
【0084】
本実施例6においても前記実施例1乃至5と同様の作用、効果を奏する。
また、本実施例6においては、表層部51を設けたことにより、立体網状構造体50の耐久性が増加する。
【実施例7】
【0085】
図11は実施例7を示す。
前記実施例1乃至6においては、立体網状構造体1の厚み方向(表面8から裏面9方向)αのみ立体網状構造体1の硬さを変化させたが、本実施例7は、立体網状構造体60の厚み方向α及び縦方向β(図11の模式図に示すように、人65が上部に寝た場合における人体の身長方向)の硬さを徐々に変化させたものである。なお、図11は、模式図で硬さを濃淡で表し、淡いほど軟らかく、濃いほど硬く表されている。また、図11は、立体網状構造体60の縦方向βの変化を見やすくするために、立体網状構造体60の厚み方向αへの硬さの変化については図示していない。また、立体網状構造体60を表面8側からみた場合、縦方向βについては硬さを変化させるが、人体65から側方向への硬さについては略同じになるように形成されている。
【0086】
立体網状構造体60の厚み方向αの硬さの変化は前記実施例1乃至6と同様に形成されている。
【0087】
また、立体網状構造体60は、図11に示すように、人65が寝た場合における、人体65の頭部、肩胛骨、臀部、踵部が位置する部位を横方向全体に亘って軟らかく形成し、該部位から身長方向に向かうほど徐々に硬く形成されている。
【0088】
その他の部材等は前記実施例1乃至6と同様であるので、その説明を省略する。
次に、本実施例7の立体網状構造体60の製造方法について説明する。
【0089】
立体網状構造体60を製造するための、押出成形機10及び、そのノズル11、21、31、41については、前記実施例1乃至6と同様のものを使用する。
【0090】
前記ノズル11、21、31、41に設けた多数の穴12、22、32、42から前記実施例と同様の原料を、溶融状態で押し出して線条3とし、これを下降させ、この線条3を、前記実施例と同様の一対の無端状のコンベア13A、13B間に供給する。
【0091】
このコンベア13A、13Bの回転速度を徐々に速めると、線条3の密度は徐々に疎となりその部位における立体網状構造体60は徐々に軟らかく形成される。一方、コンベア13A、13Bの回転速度を徐々に遅くすると、線条3の密度は徐々に密となりその部位における立体網状構造体60は徐々に硬く形成される。このように、コンベア13A、13Bの回転速度を緩やかに変化させることにより、上記のように人体65の部位に応じて立体網状構造体60の縦方向βの硬さを徐々に変化させることが出来る。
【0092】
その他の製造方法は前記1乃至6と同様であるので、その説明を省略する。
また、本実施例7においても前記実施例1乃至6と同様の作用、効果を奏する。
【0093】
また、本実施例7においては、立体網状構造体60の厚み方向α及び人体65の部位に応じて立体網状構造体60の縦方向βの硬さを徐々に変化させた、つまり、立体網状構造体60の二方向について硬さを変化させたことにより、より立体網状構造体60の体圧分散性が向上する。
【0094】
なお、本実施例7においては、立体網状構造体60の厚み方向α及び人体65の部位に応じて立体網状構造体60の縦方向βの硬さを徐々に変化させたが、立体網状構造体60の厚み方向αの硬さを変化させず、人体65の部位に応じて立体網状構造体60の縦方向βの硬さのみを徐々に変化させてもよい。
【実施例8】
【0095】
図12、図13は実施例8を示す。
前記実施例6においては、立体網状構造体60の厚み方向α及び縦方向β(図11に示すように、人65が立体網状構造体60の上部に寝た場合における人体65の身長方向)の硬さを変化させたものであるが、本実施例8においては、厚み方向α及び縦方向β及び図12の模式図に示すように、横方向γ(人体75の身長方向に直交する方向)の三方向において立体網状構造体70の硬さを変化させたものである。なお、図12は、模式図で硬さを濃淡で表し、淡いほど軟らかく、濃いほど硬く表されている。また、図12は、立体網状構造体70の横方向γの変化を見やすくするために、立体網状構造体70の縦方向βの硬さの変化については図示していない。
【0096】
立体網状構造体70の厚み方向αの硬さの変化は前記実施例1乃至6と同様に形成されている。また、立体網状構造体70の縦方向βの硬さの変化は前記実施例7と同様に形成されている。
【0097】
また、立体網状構造体70は、図12に示すように、人75が寝た場合における、その人75の背骨を中心線70aとし、該中心線と直交する方向γの立体網状構造体70の側部70bに向かうほど、前記立体網状構造体70を徐々に(次第に)硬く形成している。
【0098】
その他の部材等は前記実施例1乃至7と同様であるので、その説明を省略する。
次に、本実施例8の立体網状構造体70の製造方法について説明する。
【0099】
立体網状構造体70を製造するための、押出成形機10に設けられるノズル71は図13に示すものを用いる。該ノズル71には複数の穴72が設けられている。該穴72は、図13に示すように、立体網状構造体70の表裏方向(厚み方向)αに対応するノズルの縦X方向には穴72の列間が等間隔に配設され、かつ、立体網状構造体70の表面8を形成する側Aほど横方向Yの穴72の穴径を小さくし、立体網状構造体70の裏面9を形成する側Bほど穴72の穴径が大きく設定され、かつ、横方向Yにおける中心線C−Cから横方向Yの側部D、Eに向かって、穴径が徐々に大きく設定されている。
【0100】
なお、図13は、本実施例7を示す模式図であり、ノズル71のX方向の穴72の列数、列間の距離L1、横方向Yの穴72の数、穴72、72間の距離L2は任意に設定する。
【0101】
前記ノズル71を使用することにより、径が大きい穴72から押出された線条3は太く、径が小さい穴72から押出された線条3は細くなり、立体網状構造体70の三方向の硬さを変化させることができる。
【0102】
なお、前記のようにノズル71の穴72の穴径L3を変化させるのではなく、穴72の穴径L3を一定に設定し、立体網状構造体70の部位を硬くするところは穴72、72間の距離L2を狭くし、立体網状構造体70の部位を軟らかくするところは穴72、72間の距離L2を広く設定しても良い。
【0103】
また、ノズル71の穴72の径L3及び穴72、72間の距離L2を変えることで、上記のように立体網状構造体70の三方向の硬さを変化させることが出来る。
【0104】
その他の部材や製造方法は前記1乃至7と同様であるので、その説明を省略する。
また、前記実施例1乃至7と同様の作用、効果を奏する。
【0105】
また、本実施例8においては、前記立体網状構造体70を中心線70aほど軟らかく側部70bほど硬く形成したことで人75の中心ほど沈み易く、人75の側部ほど沈み込みにくくなり、立体網状構造体70は、その中心線70aに近いほど、人75の体重を支え難く、その側部70bに向うほど人75の体重を支え易くなり、立体網状構造体70の体圧分散性は向上する。
【0106】
このように、立体網状構造体70の横方向γについても硬さを変化させることにより、つまり、立体網状構造体70の三方向において硬さを変化させることにより、より一層立体網状構造体70の体圧分散性が向上する。
【その他の実施例】
【0107】
前記実施例1乃至8のいずれの立体網状構造体1、50、60、70も、従来のウレタンやばねなどを有するクッション体よりも構造が簡単で、かつ、軽量であるため、本発明の立体網状構造体1、50、60、70を自動車やバイクなどのシートのクッション体として用いることにより、そのシートを軽量に製作でき、車体の軽量化につながり、自動車やバイク等の燃費の向上を図ることができ、環境面にも良い。
【産業上の利用可能性】
【0108】
本発明は、前記実施例のようなマットレスに適用できる外、椅子、ソファー、自動車・バイク等のシートなどのあらゆるクッション体としても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0109】
【図1】本発明に用いる立体網状構造体の斜視図
【図2】図1の立体網状構造体の線条の絡み状態を示す拡大図。
【図3】図1の線条の2例を示す斜視図。
【図4】本発明の実施例1における立体網状構造体の模式図。
【図5】本発明の実施例1における立体網状構造体の製造方法を示す模式図。
【図6】本発明の実施例1に用いるノズルの上面図。
【図7】本発明の実施例2に用いるノズルの上面図。
【図8】本発明の実施例3に用いるノズルの上面図。
【図9】本発明の実施例5に用いるノズルの上面図の模式図。
【図10】本発明の実施例6における立体網状構造体の製造方法を示す模式図。
【図11】本発明の実施例7における立体網状構造体の模式図。
【図12】本発明の実施例8における立体網状構造体の模式図。
【図13】本発明の実施例8に用いるノズルの上面図の模式図。
【符号の説明】
【0110】
1、50、60、70 立体網状構造体
3 線条
4 溶着部(接触部)
5 空隙
8 表面
9 裏面
10 押出成形機
11、21、31、41、71 ノズル
12、22、32、42、72 穴
51 表層部
52 主体部
【技術分野】
【0001】
本発明は、体圧分散性の優れた立体網状構造体及び立体網状構造体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、立体網状構造体で形成されたクッション材が知られている。該立体網状構造体は、樹脂材料により長尺に連続した連続線条が多数本立体的に不規則に絡み合って、その相互の接触部が溶着され、連続線条間に所定の空隙率の空隙を有して弾性を有するものである。
【0003】
次に、該立体網状構造体の従来の製造方法について説明する。
押出成形機のノズルに形成した多数の穴から前記の原料を、溶融状態で押し出して線条とし、これを下降させ、この線条を並設された一対の無端状のコンベア間に供給する。前記ノズルの穴は全て同径で、等間隔に配設されている。また、一対のコンベアは冷却水内に配設されている。
【0004】
これにより、押出成形機から押し出された溶融樹脂の線条は、コンベア間の水中において浮力などにより3次元方向に湾曲し、線条相互が部分的に接触して溶着し、その後、この溶着部が冷却水により冷却されて、その接触部が強固に結合されるとともに線条が固化して立体網状構造体が製造される。
【0005】
上記の方法により製造された立体網状構造体の内部の密度は均一で、その内部の硬さ(柔軟性)は一定である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、マットレスとしては、体圧分散性の良いものが望まれている。
また、マットレスは、そのマットレスをベッドの上に載せた状態で、マットレスの上に人が座り、人の足が地面につくことが望まれている。したがって、マットレスとしては、薄くて底付き感のないものが望まれている。
【0007】
更に、マットレスは、その上に人が寝た時に、底づきしないことが望ましい。
前記立体網状構造体(クッション材)は、その厚みを厚くすれば、底づきすることを防止できるが、立体網状構造体を薄く形成した場合(例えば、15cm以下)において、底づきを防止するには、立体網状構造体の弾力性を硬くする必要がある。しかし、このように硬くすると、体圧分散性能が悪くなるという問題点がある。
【0008】
そこで、本発明は前記の問題点を解決した立体網状構造体及び立体網状構造体の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
前記の課題を解決するために、請求項1記載の発明は、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その使用時における表面側が柔らかく、その裏面側が硬くなるように、該立体網状構造体の硬さを変化させて形成したことを特徴とする立体網状構造体である。
【0010】
請求項2記載の発明は、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その使用時における表面側が柔らかく、その裏面側が硬くなるように、該立体網状構造体の硬さを変化させて、同時に一体成形したことを特徴とする立体網状構造体である。
【0011】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の立体網状構造体において、前記立体網状構造体を、前記表面側から前記裏面側に向って徐々に硬くなるようにしたことを特徴とするものである。
【0012】
請求項4記載の発明は、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その表裏方向の一方の面側から他方の面側に向かって硬さを徐々に変化させて、同時に一体成形したことを特徴とする立体網状構造体である。
【0013】
また、請求項1乃至4のいずれかに記載の立体網状構造体において、前記立体網状構造体の前記表面側から裏面側への硬さの変化の度合いを、前記表面側ほど緩やかにしてもよい。
【0014】
請求項5記載の発明は、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その使用時における表面側に表層部を設け、該表層部の下部に主体部を設け、前記表層部と前記主体部を一体に形成し、
該主体部の前記表面側が柔らかく、前記裏面側が硬くなるように、該主体部の硬さを変化させて形成し、
前記表層部を、前記主体部の前記表面側よりも硬く形成したことを特徴とする立体網状構造体である。
【0015】
また、請求項5記載の立体網状構造体において、前記主体部を、前記表面側から前記裏面側に向って徐々に硬くなるようにしてもよい。
【0016】
また、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
前記立体網状構造体の使用時における表面側に人が寝た場合における、人の身長方向において、その人体の部位に応じて硬さを徐々に変化させて形成してもよい。
【0017】
また、前記立体網状構造体の前記表面側に人が寝た場合における、その人の背骨を中心線とし、該中心線に近いほど前記立体網状構造体が軟らかく、該中心線と直交する方向の立体網状構造体の側部に向かうほど、前記立体網状構造体が硬くなるように、前記立体網状構造体の硬さを変化させてもよい。
【0018】
また、前記線条の密度を変化させることにより、前記立体網状構造体の硬さを変化させてもよい。
【0019】
また、前記線条の太さを変えることにより、前記立体網状構造体の硬さを変化させてもよい。
【0020】
前記のような複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、前記のような立体網状構造体を製造するために、例えば、前記の樹脂製の線条をノズルの複数の穴から押し出す押出成形機を有する立体網状構造体の製造装置において、前記ノズルにおける穴間の距離を、前記ノズルの一方の側部の中心と他方の側部の中心を結んだ線に近いほど広く、該線から該線に直交する方向の側部に向うほど狭くなるように、前記ノズルにおける穴間の距離を変えたことを特徴とする立体網状構造体の製造装置を用いることにより製造できる。
【0021】
また、前記ノズルにおける穴径を、前記一方の側部の中心と他方の側部の中心を結んだ線に近いほど小さく、該線から該線に直交する方向の側部に向うほど大きくなるように、前記ノズルにおける穴径を変えた立体網状構造体の製造装置を用いても製造できる。
【0022】
また、前記線条を熱可塑性樹脂で形成してもよい。
請求項6記載の発明は、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体の製造方法であって、
ノズルに形成した複数の穴の間隔及び/又は穴径を、成形される立体網状構造体の使用時における表裏方向及び/又は該表裏方向と直交する方向に対応して変え、
前記ノズルの複数の穴から樹脂を押出して前記線条を形成し、前記立体網状構造体を、その表裏方向及び/又は該表裏方向と直交する方向の硬さを変化させて一体に形成することを特徴とする立体網状構造体の製造方法である。
【0023】
また、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体の製造方法であって、
ノズルに形成した複数の穴から樹脂を押出して前記線条を形成し、該線条を一対に配設したコンベア間に供給し、該コンベアの回転速度を徐々に変化させることにより、前記立体網状構造体の前記表面側に人が寝た場合における、人の身長方向において、その人体の部位に応じて硬さを徐々に変化させるようにしてもよい。
【0024】
また、前記線条を一対に配設したコンベア間に供給し、該コンベアの回転速度を徐々に変化させることにより、前記立体網状構造体の前記表面側に人が寝た場合における、人の身長方向において、その人体の部位に応じて硬さを徐々に変化させるようにしてもよい。
【0025】
また、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体を製造するために、前記の樹脂製の線条をノズルの複数の穴から押し出す押出成形機を有する立体網状構造体の製造装置において、
前記ノズルにおける穴間の距離が、ノズルの一方の側部ほど広く、他方の側ほど狭くなるように、前記ノズルにおける穴間の距離を変えて前記ノズルの穴を形成したことを特徴とする立体網状構造体の製造装置を用いることにより請求項1乃至4記載の立体網状構造体を製造することができる。
【0026】
また、複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体を製造するために、前記の樹脂製の線条をノズルの複数の穴から押し出す押出成形機を有する立体網状構造体の製造装置において、
前記ノズルにおける穴径が、ノズルの一方の側部ほど小さく、他方の側ほど大きくなるように、前記ノズルにおける穴径を変えて前記ノズルの穴を形成したことを特徴とする立体網状構造体の製造装置を用いることにより請求項1乃至4記載の立体網状構造体を製造することができる。
【発明の効果】
【0027】
本発明の立体網状構造体は、連続した空隙を有し、かつ、この空隙率が大きいことから、従来からあるウレタンやエアーマットと比べて通気性が良く、体温の上昇を抑え、不必要な汗をかくことを防止できる。また、上記の構造を有することから軽い。上記の点で、本発明の立体網状構造体をマットレスに適用して特に有効であり、健常の人にも寝たきりの人にも適したマットレスを提供できる。
【0028】
また、立体網状構造体は、空隙率が大きくかつ樹脂の線条で形成されるため、軽量で、かつ、洗浄や消毒が容易で、持ち運びや衛生的に良い。
【0029】
また、立体網状構造体を、その使用時における表面側ほど軟らかく、裏面側ほど硬くなるように立体網状構造体の硬さを変化させて形成したことで、立体網状構造体の厚みを薄くした場合であっても立体網状構造体の表面側に人が座ったり寝たりしたときに、体圧分散性が良く、かつ、底づきを防止できる。
【0030】
また、仮に複数の立体網状構造体を積層することにより厚み方向の硬さを変化させたものと比較して、本願発明は1枚で形成できるために、生産効率が高い。また、従来の立体網状構造体よりも薄く形成できることから原材料が減少し、製造コストを低く抑えることができる。
【0031】
請求項3記載の発明によれば、更に、表面側から裏面側に向かって徐々に立体網状構造体を硬く形成したことでより体圧分散性が向上する。
【0032】
請求項5記載の発明によれば、更に、主体部の上部より硬い表層部を設けたことにより、立体網状構造体の耐久性が増加する。
【0033】
請求項6記載の発明である製造方法を用いることにより、請求項1乃至5記載の立体網状構造体を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0034】
本発明を実施するための最良の形態を図に示す実施例に基づいて説明する。
【実施例1】
【0035】
本発明の立体網状構造体1は、図1に示すように、直方体に形成され、その大きさ、厚みは任意に設定する。本実施例においては、マットレスとして使用できる任意の大きさ(面積)、厚みに設定するが、本実施例1においては厚みが15cm以下に設定されている。
【0036】
また、前記立体網状構造体1は、図2に示すように、樹脂、例えば熱可塑性樹脂からなる弾性又は伸縮性を有する材料により長尺に連続した連続線条3が多数本立体的に不規則に絡み合って、その相互の接触部4が溶着され、連続線条間に所定の空隙率の空隙5を有する構造体である。
【0037】
また、その線条3の直径は所望に設定するが、本実施例においては1mm程度である。
前記弾性又は伸縮性を有する連続線条3の原料としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ナイロン66などのポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、こられの樹脂をベースとし共重合したコポリマやエラストマー、EVA樹脂(エチレン酢酸ビニルコポリマー)、EMMA樹脂(エチレン・メチルメタクリレートコポリマー)、上記各種の樹脂を混合したものなどである。これらの原料のうち、好ましくはEVA樹脂や低密度ポリエチレンやポリエステルである。
【0038】
EVA樹脂は、伸縮性が大きいため後述する立体網状構造体1の体圧分散性をより向上できる。また、低密度ポリエチレンは、融点が高いために、立体網状構造体1の熱湯消毒や蒸気殺菌が可能となる。
【0039】
また、前記の線条3は、図3(a)に示すように無中空に形成した線条3や図3(b)に示すように中空状にした線条3を用いても良い。図3(b)に示すような中空状の線条3の方が、立体網状構造体1は軽くなり好ましい。
【0040】
立体網状構造体1は、図4の模式図(硬さを濃淡で表したもので、淡いほど軟らかく、濃いほど硬く表されている)に示すように、その一方の面である使用時における表面(以下、表面という)8側から他方の面である裏面9側に向かって、線条3の密度を徐々に高くすることにより、立体網状構造体1の表面8側から裏面9側に向かって徐々に(次第に)硬くなるように形成されている。つまり、立体網状構造体1は、その表面8側から裏面9側に向かって柔軟性が徐々に(段階的に)小さくなる一体多層構造、すなわち、複数のクッション材を積み重ねることなく一体の多層構造で形成されている。
【0041】
立体網状構造体1は、前記のように樹脂製で弾性又は伸縮性を有する多数本の線条3が湾曲して部分的に結合されているため弾力性(クッション性)を有する。
【0042】
次に、前記立体網状構造体1の製造方法について述べる。
立体網状構造体1を製造するための、図5に示すような押出成形機10の下部には、板状のノズル11を有する。該ノズル11には、図5に示すように、上下に貫通する多数の穴12が設けられている。該穴12の位置、大きさ、隣接する穴12、12間の距離は製造する立体網状構造体1に応じて任意に設定する。
【0043】
次に本実施例1におけるノズル11について図5及び図6により説明する。図6は、ノズル11の上面図である。
【0044】
ノズル11の穴12の径L3は全て1mmである。
また、製造される立体網状構造体1の表裏方向(厚み方向)に対応するノズルの縦X方向の穴12の列数は任意に設定されるが、本実施例1においては、図6に示すように15列とし、その穴12の列は等間隔で配設され、該列間の距離L1は任意に設定されるが、本実施例1においては8〜15mmに設定されている。
【0045】
該縦X方向と直交する横方向Yの穴12は、立体網状構造体1の表面8を形成する側Aほど横方向Yの穴12、12間の距離L2を広く、立体網状構造体1の裏面9を形成する側Bほど狭く設定して形成されている。本実施例においては、横方向Yの穴12、12間の距離L2を、表面8を形成する側Aから立体網状構造体1の裏面9を形成する側Bに向かって順に22mm×2列、20mm×2列、18mm×2列、16mm×2列、14mm×2列、12mm×3列、10mm×2列とした。
【0046】
また、各列の穴12は、その列に隣接する両側の列の穴12と穴12との間に位置するように設定されている。
【0047】
前記ノズル11に設けた多数の穴12から前記の原料を、溶融状態で押し出して線条3とし、これを下降させ、この線条3を、図5に示すように、垂直方向に設置され、かつ、並設された一対の無端状のコンベア13A、13B間に供給する。
【0048】
この一対のコンベア13A、13Bの間隔は、押し出された溶融樹脂の線条3からなる集合群の幅と略同等か若干狭く設定されており、この一対のコンベア13A、13Bは、前記線条3の下降速度よりも遅く回転するようになっている。また、一対のコンベア13A、13Bは冷却水14内に配設されている。
【0049】
これにより、押出成形機10から押し出された(吐出された)溶融樹脂の線条3は、コンベア13A、13B間の冷却水14中において浮力などにより3次元方向に湾曲し、図2に示すように、線条相互が部分的に接触して溶着し、その後、この溶着部が冷却水14により冷却されて、その接触部4が強固に結合されるとともに線条3が固化する。
【0050】
そして、コンベア13A、13Bから流れ出ることにより、所定の厚みの平板状の立体網状構造体1が得られ、これを必要な寸法に切断する。
【0051】
上記製法により、立体網状構造体1は、その表面8側から裏面9側に向かって、線条3の密度が徐々に高い、すなわち、徐々に硬い一体構造に形成される。
【0052】
なお、前記穴12の位置、穴12の径L3、穴12、12間の距離L2、ノズル11からの樹脂の供給速度や一対のコンベア13Aと13Bの間の間隔、コンベア13A、13Bの速度などを所望に設定することにより、空隙率、すなわち線条3の密度を所望に設定することができ、この密度を所望に設定することにより、所望の弾性係数の立体網状構造体1が得られる。
【0053】
また、立体網状構造体1の空隙率については所望に設定するが、70〜98%の範囲がよく、より好ましくは85〜98%がよい。
【0054】
次に、本発明の立体網状構造体1の効果について説明する。
立体網状構造体1は、樹脂からなる立体網状構造体1のみから構成され、かつ、軽量であるため、水洗い等による洗浄が容易で、かつ、水洗い後に立体網状構造体1を振るのみで水切りが行える。また、水切りをしなくても洗浄後の乾燥性も極めてよいため、衛生面に優れている。
【0055】
また、乾燥性が良いため、アルコールや安定化二酸化塩素による消毒も容易に行える。また、線条3を低密度ポリエチレン等の融点の高い樹脂で作成した場合には、熱湯消毒や蒸気殺菌を実施でき衛生面に優れている。
【0056】
また、立体網状構造体1は、樹脂のみからなるためリサイクルも容易である。
そのため、立体網状構造体1をマットレスとして使用する場合には、立体網状構造体1の表面に薄い表皮を設け、更に、カバー等により全体を包皮するだけでよい。表皮は薄くて良い為、立体網状構造体1に加えられた荷重を、弾性又は伸縮性を有するそれぞれの線条3が受け止めることができ体圧分散性に優れる。なお、表皮は設けず、カバーにより全体を包皮するだけでもよい。
【0057】
また、立体網状構造体1は、線条3が絡み合って、連続した空隙5を有し、かつ、その空隙率が大きいため、通気性が良く、更に前記のように表皮やカバーを通気性が良く薄い材料で形成できることから、通気性が良く、かつ、軽く容易に移動することができる。また、うつ伏せに寝た場合でも、通気性が良いために安全である。
【0058】
また、寝たきりの人において、寝返りができない人や寝返りができる人に合わせた硬さや優れた体圧分散性を容易に設定できるため褥瘡対策としても効果がある。
【0059】
また、立体網状構造体1の表面8側から裏面9側に向かって、線条3の密度が徐々に高くなるように形成したことで、立体網状構造体1の表面8側から裏面9側に向かうほど段階的に(徐々に)硬くなる。これにより、立体網状構造体1を、15cm以下の厚みに形成した場合においても、その表面8側に人が座ったり、寝たりした時に、体圧分散性が良く、かつ、底づきを防止することができる。
【0060】
また、一体に形成された1枚の立体網状構造体の内部の硬さを変化させることで、底づきを防止することができる。また、仮に複数の立体網状構造体を積層することにより厚み方向の硬さを変化させたものと比較して、本願発明は1枚で形成できるために、生産効率が高い。また、前記従来の立体網状構造体と比較して、薄く形成できることから原材料が減少し、製造コストを低く抑えることができる。
【実施例2】
【0061】
図7は実施例2を示す。
本実施例2は、前記実施例1のノズル11の変形例である。
【0062】
本実施例2のノズル21は、前記実施例1のノズル11と同様に、立体網状構造体1の表裏方向(厚み方向)に対応するノズル21の縦X方向には、図7に示すように、15列の穴22が等間隔に配設され、該列間L1の距離は8〜15mmに設定されている。また、ノズル21の穴22の径L3は全て1mmである。
【0063】
また、該縦X方向と直交する横方向Yの穴22、22間の距離L2を、表面8を形成する側Aから立体網状構造体1の裏面9を形成する側Bに向かって順に20mm×6列、17mm×5列、14mm×3列、10mm×1列としたものである。
【0064】
上記のようにノズル間隔を設定したことで、立体網状構造体1の硬さの変化の度合いが、表面8側ほど緩やかで、裏面9側ほど急に形成される。つまり、立体網状構造体1の表面8から裏面9までの硬さは、放物線に近似したものとなる。
【0065】
その他の部材、製造方法は前記実施例1と同様であるので、その説明を省略する。
また、前記実施例1と同様の作用、効果を奏する。
【0066】
本実施例2においては、更に、立体網状構造体1の硬さの変化の度合いを、表面8側ほど緩やかに形成したことで、立体網状構造体1の表面側に人が寝た場合に、その人体に近いほど軟らかいために、寝心地がよい。また、裏面9に向かうほど硬さの変化の度合いを高くすることで底づき感が減少する。つまり、体圧分散性を向上させ、かつ、底づきを防止できる。
【実施例3】
【0067】
図8は実施例3を示す。
本実施例3は、前記実施例1、2のノズル11、21の変形例である。
【0068】
本実施例3のノズル31は、前記実施例1、2のノズル11、21と同様に、立体網状構造体1の表裏方向(厚み方向)に対応するノズルの縦X方向には、図8に示すように、15列の穴32が等間隔に配設され、該列間の距離L1は8〜15mmに設定されている。また、ノズル31の穴32の径L3は全て1mmである。
【0069】
また、該縦X方向に直交する横方向Yの穴32、32間の距離L2を、表面8を形成する側Aから立体網状構造体1の裏面9を形成する側Bに向かって順に22mm×10列、18mm×5列としたものである。
【0070】
その他の部材、製造方法は前記実施例1、2と同様であるので、その説明を省略する。
また、前記実施例1、2と同様の作用、効果を奏する。
【実施例4】
【0071】
本実施例4は、前記実施例1、2のノズル11、21の変形例である。
本実施例4のノズルは、前記実施例1乃至3のノズル11、21、31と同様に、立体網状構造体1の表裏方向(厚み方向)に対応するノズルの縦X方向には、15列の穴が等間隔に配設され、該列間の距離L1は8〜15mmに設定されている。また、ノズルの穴の径L3は全て1mmである。
【0072】
また、該縦X方向に直交する横方向Yの穴間の距離L2を、表面8を形成する側Aから立体網状構造体1の裏面9を形成する側Bに向かって連続的に(徐々に)狭くなるように、横方向Yの穴間の距離L2を変えたものである。つまり、横方向Yの穴間の距離L2を15列全てに亘って変えたものである。
【0073】
その他の部材、製造方法は前記実施例1乃至3と同様であるので、その説明を省略する。
【0074】
また、前記実施例1乃至3と同様の作用、効果を奏する。
【実施例5】
【0075】
図9は実施例5を示す。
前記実施例1乃至4においては、ノズル11、21、31の穴12、22、32の径を全て1mmとしたが、本実施例5におけるノズル41は、図9に示すように、横方向Yの穴42は全て同じ穴径とし、該横Y方向と直交する縦方向Xの穴42の穴径を、立体網状構造体1の表面8を形成する側Aほど小さく、立体網状構造体1の裏面9を形成する側Bほど大きく設定されている。なお、図9は、本実施例5を示す模式図であり、ノズル41のX方向の穴42の列数、列間の距離L1、横Y方向の穴42の数、穴42、42間の距離L2は任意に設定する。
【0076】
なお、X方向の穴42の列間の距離L1を全て同じに設定しても良いし、前記実施例1乃至4のように縦方向Xにしたがって変えても良い。
【0077】
その他の部材、製造方法は前記実施例1乃至4と同様であるので、その説明を省略する。
【0078】
上記のようにノズル41の穴42の径を設定することにより、立体網状構造体1の表面8側から裏面9側に向かって線条3の径が太くなり、これにより、立体網状構造体1の表面8から裏面9側に向って、立体網状構造体1を徐々に(次第に)硬くすることが出来、前記実施例1乃至4と同様の作用、効果を奏する。
【実施例6】
【0079】
図10は実施例6を示す。
前記実施例1乃至5においては、立体網状構造体1の表面8側から裏面9側に向かって、線条3の密度を徐々に高く形成したが、本実施例6においては、立体網状構造体50の表面8側に表層部51を設け、該表層部51の下部に主体部52を設け、該表層部51と主体部52を一体に形成し、該主体部52の表面8側より裏面9側に向かって、線条3の密度を徐々に(次第に)高く形成したものである。また、前記表層部51の線条3の密度は、主体部52の表面8側付近における線条3の密度よりも高く形成されている。つまり、表層部51は、主体部52の表面8側付近よりも硬く形成されている。
【0080】
前記表層部51の厚み、硬さは、任意に設定する。
次に、本実施例6の立体網状構造体50の製造方法について説明する。
【0081】
本実施例5の立体網状構造体50の製造方法は、前記実施例と同様に前記ノズル11、21、31、41に設けた多数の穴12、22、32、42から前記の原料を、溶融状態で押し出して線条3とし、これを下降させ、この線条3を、垂直方向に設置し、かつ、並設された一対の無端状のコンベア13A、13B間に供給する。該無端状のコンベア13A、13Bの間隔を、押し出された溶融樹脂の線条3からなる集合群の幅より短く設定し、図10に示すように、板55等により押し出された溶融樹脂の線条3のうち側部に位置する線条3Aを、内側に移動させることにより、立体網状構造体50の表面8及び裏面9における線条3の密度が高くなり、表層部51が形成される。
【0082】
無端状のコンベア13A、13Bの間隔を調節することにより、表層部51の厚みを調節することができる。
【0083】
その他の部材、製造方法は前記実施例1乃至5と同様であるので、その説明を省略する。
【0084】
本実施例6においても前記実施例1乃至5と同様の作用、効果を奏する。
また、本実施例6においては、表層部51を設けたことにより、立体網状構造体50の耐久性が増加する。
【実施例7】
【0085】
図11は実施例7を示す。
前記実施例1乃至6においては、立体網状構造体1の厚み方向(表面8から裏面9方向)αのみ立体網状構造体1の硬さを変化させたが、本実施例7は、立体網状構造体60の厚み方向α及び縦方向β(図11の模式図に示すように、人65が上部に寝た場合における人体の身長方向)の硬さを徐々に変化させたものである。なお、図11は、模式図で硬さを濃淡で表し、淡いほど軟らかく、濃いほど硬く表されている。また、図11は、立体網状構造体60の縦方向βの変化を見やすくするために、立体網状構造体60の厚み方向αへの硬さの変化については図示していない。また、立体網状構造体60を表面8側からみた場合、縦方向βについては硬さを変化させるが、人体65から側方向への硬さについては略同じになるように形成されている。
【0086】
立体網状構造体60の厚み方向αの硬さの変化は前記実施例1乃至6と同様に形成されている。
【0087】
また、立体網状構造体60は、図11に示すように、人65が寝た場合における、人体65の頭部、肩胛骨、臀部、踵部が位置する部位を横方向全体に亘って軟らかく形成し、該部位から身長方向に向かうほど徐々に硬く形成されている。
【0088】
その他の部材等は前記実施例1乃至6と同様であるので、その説明を省略する。
次に、本実施例7の立体網状構造体60の製造方法について説明する。
【0089】
立体網状構造体60を製造するための、押出成形機10及び、そのノズル11、21、31、41については、前記実施例1乃至6と同様のものを使用する。
【0090】
前記ノズル11、21、31、41に設けた多数の穴12、22、32、42から前記実施例と同様の原料を、溶融状態で押し出して線条3とし、これを下降させ、この線条3を、前記実施例と同様の一対の無端状のコンベア13A、13B間に供給する。
【0091】
このコンベア13A、13Bの回転速度を徐々に速めると、線条3の密度は徐々に疎となりその部位における立体網状構造体60は徐々に軟らかく形成される。一方、コンベア13A、13Bの回転速度を徐々に遅くすると、線条3の密度は徐々に密となりその部位における立体網状構造体60は徐々に硬く形成される。このように、コンベア13A、13Bの回転速度を緩やかに変化させることにより、上記のように人体65の部位に応じて立体網状構造体60の縦方向βの硬さを徐々に変化させることが出来る。
【0092】
その他の製造方法は前記1乃至6と同様であるので、その説明を省略する。
また、本実施例7においても前記実施例1乃至6と同様の作用、効果を奏する。
【0093】
また、本実施例7においては、立体網状構造体60の厚み方向α及び人体65の部位に応じて立体網状構造体60の縦方向βの硬さを徐々に変化させた、つまり、立体網状構造体60の二方向について硬さを変化させたことにより、より立体網状構造体60の体圧分散性が向上する。
【0094】
なお、本実施例7においては、立体網状構造体60の厚み方向α及び人体65の部位に応じて立体網状構造体60の縦方向βの硬さを徐々に変化させたが、立体網状構造体60の厚み方向αの硬さを変化させず、人体65の部位に応じて立体網状構造体60の縦方向βの硬さのみを徐々に変化させてもよい。
【実施例8】
【0095】
図12、図13は実施例8を示す。
前記実施例6においては、立体網状構造体60の厚み方向α及び縦方向β(図11に示すように、人65が立体網状構造体60の上部に寝た場合における人体65の身長方向)の硬さを変化させたものであるが、本実施例8においては、厚み方向α及び縦方向β及び図12の模式図に示すように、横方向γ(人体75の身長方向に直交する方向)の三方向において立体網状構造体70の硬さを変化させたものである。なお、図12は、模式図で硬さを濃淡で表し、淡いほど軟らかく、濃いほど硬く表されている。また、図12は、立体網状構造体70の横方向γの変化を見やすくするために、立体網状構造体70の縦方向βの硬さの変化については図示していない。
【0096】
立体網状構造体70の厚み方向αの硬さの変化は前記実施例1乃至6と同様に形成されている。また、立体網状構造体70の縦方向βの硬さの変化は前記実施例7と同様に形成されている。
【0097】
また、立体網状構造体70は、図12に示すように、人75が寝た場合における、その人75の背骨を中心線70aとし、該中心線と直交する方向γの立体網状構造体70の側部70bに向かうほど、前記立体網状構造体70を徐々に(次第に)硬く形成している。
【0098】
その他の部材等は前記実施例1乃至7と同様であるので、その説明を省略する。
次に、本実施例8の立体網状構造体70の製造方法について説明する。
【0099】
立体網状構造体70を製造するための、押出成形機10に設けられるノズル71は図13に示すものを用いる。該ノズル71には複数の穴72が設けられている。該穴72は、図13に示すように、立体網状構造体70の表裏方向(厚み方向)αに対応するノズルの縦X方向には穴72の列間が等間隔に配設され、かつ、立体網状構造体70の表面8を形成する側Aほど横方向Yの穴72の穴径を小さくし、立体網状構造体70の裏面9を形成する側Bほど穴72の穴径が大きく設定され、かつ、横方向Yにおける中心線C−Cから横方向Yの側部D、Eに向かって、穴径が徐々に大きく設定されている。
【0100】
なお、図13は、本実施例7を示す模式図であり、ノズル71のX方向の穴72の列数、列間の距離L1、横方向Yの穴72の数、穴72、72間の距離L2は任意に設定する。
【0101】
前記ノズル71を使用することにより、径が大きい穴72から押出された線条3は太く、径が小さい穴72から押出された線条3は細くなり、立体網状構造体70の三方向の硬さを変化させることができる。
【0102】
なお、前記のようにノズル71の穴72の穴径L3を変化させるのではなく、穴72の穴径L3を一定に設定し、立体網状構造体70の部位を硬くするところは穴72、72間の距離L2を狭くし、立体網状構造体70の部位を軟らかくするところは穴72、72間の距離L2を広く設定しても良い。
【0103】
また、ノズル71の穴72の径L3及び穴72、72間の距離L2を変えることで、上記のように立体網状構造体70の三方向の硬さを変化させることが出来る。
【0104】
その他の部材や製造方法は前記1乃至7と同様であるので、その説明を省略する。
また、前記実施例1乃至7と同様の作用、効果を奏する。
【0105】
また、本実施例8においては、前記立体網状構造体70を中心線70aほど軟らかく側部70bほど硬く形成したことで人75の中心ほど沈み易く、人75の側部ほど沈み込みにくくなり、立体網状構造体70は、その中心線70aに近いほど、人75の体重を支え難く、その側部70bに向うほど人75の体重を支え易くなり、立体網状構造体70の体圧分散性は向上する。
【0106】
このように、立体網状構造体70の横方向γについても硬さを変化させることにより、つまり、立体網状構造体70の三方向において硬さを変化させることにより、より一層立体網状構造体70の体圧分散性が向上する。
【その他の実施例】
【0107】
前記実施例1乃至8のいずれの立体網状構造体1、50、60、70も、従来のウレタンやばねなどを有するクッション体よりも構造が簡単で、かつ、軽量であるため、本発明の立体網状構造体1、50、60、70を自動車やバイクなどのシートのクッション体として用いることにより、そのシートを軽量に製作でき、車体の軽量化につながり、自動車やバイク等の燃費の向上を図ることができ、環境面にも良い。
【産業上の利用可能性】
【0108】
本発明は、前記実施例のようなマットレスに適用できる外、椅子、ソファー、自動車・バイク等のシートなどのあらゆるクッション体としても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0109】
【図1】本発明に用いる立体網状構造体の斜視図
【図2】図1の立体網状構造体の線条の絡み状態を示す拡大図。
【図3】図1の線条の2例を示す斜視図。
【図4】本発明の実施例1における立体網状構造体の模式図。
【図5】本発明の実施例1における立体網状構造体の製造方法を示す模式図。
【図6】本発明の実施例1に用いるノズルの上面図。
【図7】本発明の実施例2に用いるノズルの上面図。
【図8】本発明の実施例3に用いるノズルの上面図。
【図9】本発明の実施例5に用いるノズルの上面図の模式図。
【図10】本発明の実施例6における立体網状構造体の製造方法を示す模式図。
【図11】本発明の実施例7における立体網状構造体の模式図。
【図12】本発明の実施例8における立体網状構造体の模式図。
【図13】本発明の実施例8に用いるノズルの上面図の模式図。
【符号の説明】
【0110】
1、50、60、70 立体網状構造体
3 線条
4 溶着部(接触部)
5 空隙
8 表面
9 裏面
10 押出成形機
11、21、31、41、71 ノズル
12、22、32、42、72 穴
51 表層部
52 主体部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その使用時における表面側が柔らかく、その裏面側が硬くなるように、該立体網状構造体の硬さを変化させて形成したことを特徴とする立体網状構造体。
【請求項2】
複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その使用時における表面側が柔らかく、その裏面側が硬くなるように、該立体網状構造体の硬さを変化させて、同時に一体成形したことを特徴とする立体網状構造体。
【請求項3】
前記立体網状構造体を、前記表面側から前記裏面側に向って徐々に硬くなるようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載の立体網状構造体。
【請求項4】
複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その表裏方向の一方の面側から他方の面側に向かって硬さを徐々に変化させて、同時に一体成形したことを特徴とする立体網状構造体。
【請求項5】
複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その使用時における表面側に表層部を設け、該表層部の下部に主体部を設け、前記表層部と前記主体部を一体に形成し、
該主体部の前記表面側が柔らかく、前記裏面側が硬くなるように、該主体部の硬さを変化させて形成し、
前記表層部を、前記主体部の前記表面側よりも硬く形成したことを特徴とする立体網状構造体。
【請求項6】
複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体の製造方法であって、
ノズルに形成した複数の穴の間隔及び/又は穴径を、成形される立体網状構造体の使用時における表裏方向及び/又は該表裏方向と直交する方向に対応して変え、
前記ノズルの複数の穴から樹脂を押出して前記線条を形成し、前記立体網状構造体を、その表裏方向及び/又は該表裏方向と直交する方向の硬さを変化させて一体に形成することを特徴とする立体網状構造体の製造方法。
【請求項1】
複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その使用時における表面側が柔らかく、その裏面側が硬くなるように、該立体網状構造体の硬さを変化させて形成したことを特徴とする立体網状構造体。
【請求項2】
複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その使用時における表面側が柔らかく、その裏面側が硬くなるように、該立体網状構造体の硬さを変化させて、同時に一体成形したことを特徴とする立体網状構造体。
【請求項3】
前記立体網状構造体を、前記表面側から前記裏面側に向って徐々に硬くなるようにしたことを特徴とする請求項1又は2記載の立体網状構造体。
【請求項4】
複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その表裏方向の一方の面側から他方の面側に向かって硬さを徐々に変化させて、同時に一体成形したことを特徴とする立体網状構造体。
【請求項5】
複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体であって、
該立体網状構造体を、その使用時における表面側に表層部を設け、該表層部の下部に主体部を設け、前記表層部と前記主体部を一体に形成し、
該主体部の前記表面側が柔らかく、前記裏面側が硬くなるように、該主体部の硬さを変化させて形成し、
前記表層部を、前記主体部の前記表面側よりも硬く形成したことを特徴とする立体網状構造体。
【請求項6】
複数の樹脂製の線条が立体的に不規則に絡まって部分的に融着された立体網状構造体の製造方法であって、
ノズルに形成した複数の穴の間隔及び/又は穴径を、成形される立体網状構造体の使用時における表裏方向及び/又は該表裏方向と直交する方向に対応して変え、
前記ノズルの複数の穴から樹脂を押出して前記線条を形成し、前記立体網状構造体を、その表裏方向及び/又は該表裏方向と直交する方向の硬さを変化させて一体に形成することを特徴とする立体網状構造体の製造方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図13】
【図4】
【図11】
【図12】
【図2】
【図3】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図13】
【図4】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2006−97223(P2006−97223A)
【公開日】平成18年4月13日(2006.4.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−255378(P2005−255378)
【出願日】平成17年9月2日(2005.9.2)
【出願人】(500037735)株式会社ジャテックス (7)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成18年4月13日(2006.4.13)
【国際特許分類】
【出願日】平成17年9月2日(2005.9.2)
【出願人】(500037735)株式会社ジャテックス (7)
【Fターム(参考)】
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