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【発明の名称】 ポリウレタンフォーム製遊具
【発明者】 【氏名】山名 勉

【氏名】小野 惠司

【氏名】内海 和重

【氏名】坪井 哲也
【要約】 【課題】上に飛び降りたり、踏みつけたりしても、転倒する可能性が従来よりはるかに小さく、リハビリに使用しても効果が大きく、圧縮して小さくしてもゆっくりと原形状に回復するので遊び道具としても面白いポリウレタンフォーム製の遊具を提供する。

【解決手段】密度が５０〜１６０ｋｇ／ｍ3 、原形状に回復可能な圧縮最小厚さが原厚さの１／１５〜１／５であり、厚さ１０ｃｍのフォームを１／１０に圧縮し、圧縮力を解放したとき元の高さに戻るまでの時間が５秒〜１００秒であるポリウレタンフォームにて形成されたポリウレタンフォーム製遊具とする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ポリウレタンフォーム製遊具であって、前記ポリウレタンフォームは、密度が５０〜１６０ｋｇ／ｍ3 、原形状に回復可能な圧縮最小厚さが原厚さの１／１５〜１／５であり、厚さ１０ｃｍのフォームを１／１０に圧縮し、圧縮力を解放したとき元の高さに戻るまでの回復時間が５秒〜１００秒であるポリウレタンフォーム製遊具。
【請求項２】 前記ポリウレタンフォームは、反発弾性が０．１〜１０％である請求項１に記載のポリウレタンフォーム製遊具。
【請求項３】 前記ポリウレタンフォームは、０℃以上と、−２０℃以下とにそれぞれ１つずつ、合わせて２つのガラス転移点を有するものである請求項１又は２に記載のポリウレタンフォーム製遊具。
【請求項４】 表面に塗装が施されている請求項１〜３のいずれかに記載のポリウレタンフォーム製遊具。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的な軟質ポリウレタンフォームと同様な変形が可能であるが、変形から元の形状への弾性回復速度が遅いポリウレタンフォーム製の遊具に関する。
【０００２】
【従来の技術】保育園、幼稚園、小学校、養護学校、リハビリ施設等においては、従来ソフトな感触を有する中空のゴム製遊具、反発弾性の高い軟質ポリウレタンフォーム製の遊具が使用されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】保育園、幼稚園、小学校、養護学校等の低年齢児や障害児が、遊具を備えた場所で遊ぶ際には、飛び跳ねたり、また高いところから床に飛び降りたりするものであり、その際に床にある遊具の上に落ちたり、踏みつけたりする場合がある。かかる場合に、遊具が中空のゴム製、反発弾性の高い軟質ポリウレタンフォーム製等の反発弾性の高い材料で形成されていると、跳ねとばされたり転倒したりすることがあり、好ましいものではない。
【０００４】また、リハビリにおいて、手指の曲げ伸ばしの運動を行う際に、軟質ポリウレタンフォーム製の柔らかいボールや棒状体を握ったり放したりする運動を行う場合がある。かかる場合においては、握ることに重点をおく場合には、従来の高反発弾性のポリウレタンフォーム製の遊具が有効であるが、指を伸ばして放すことにより、指を伸ばす神経系の刺激や筋肉の強化に重点を置く場合には、反発弾性率の高いポリウレタンフォームにて形成された遊具を使用すると、その反発力により指が伸ばされ、リハビリ効果が十分に得られない場合が生じる。
【０００５】本発明の目的は、上に飛び降りたり、踏みつけたりしても、転倒する可能性が従来よりはるかに小さく、指を伸ばす神経系の刺激や筋肉の強化に重点を置くリハビリに使用しても効果が大きく、圧縮して小さくしてもゆっくりと原形状に回復するので遊び道具としても面白いポリウレタンフォーム製の遊具を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ポリウレタンフォーム製遊具であって、前記ポリウレタンフォームは、密度が５０〜１６０ｋｇ／ｍ3 、原形状に回復可能な圧縮最小厚さが原厚さの１／１５〜１／５であり、厚さ１０ｃｍのフォームを１／１０に圧縮し、圧縮力を解放したとき元の高さに戻るまでの時間が５秒〜１００秒であることを特徴とする。
【０００７】上記構成のポリウレタンフォーム製遊具とすることにより、上に飛び降りたり、踏みつけたりしても、転倒する可能性が従来よりはるかに小さく、指を伸ばす運動に重点を置くリハビリに使用しても効果が大きく、圧縮して小さくしてもゆっくりと原形状に回復するので遊び道具としても面白いポリウレタンフォーム製の遊具が得られる。
【０００８】密度が５０ｋｇ／ｍ3 未満では、ポリウレタンフォームの製造が難しく、１６０ｋｇ／ｍ3 を超えると、圧縮しても、厚さが原厚さの１／５以下となるまで圧縮することが難しい。原形状に回復可能な圧縮最小厚さが原厚さの１／１５未満のフォームは強度が小さく、遊具として適当ではなく、１／５を超えると踏みつけたときの厚さが薄くならず、反発力は小さいが、遊具の大きさによっては、段差が残り、踏みつけると転倒する場合が生じる。また、厚さ１０ｃｍのフォームを１／１０に圧縮し、圧縮力を解放したとき元の高さに戻るまでの回復時間が５秒未満では、反発が大きく、踏みつけて転倒する場合が生じ、１００秒を超えると遊具としての面白さに欠けるものとなる。
【０００９】原形状に回復可能な圧縮最小厚さとは、これ以上圧縮すると、フォームを構成する気泡するポリウレタン樹脂が切断されたりして、元の形状に回復しない最小の厚さをいう。
【００１０】本発明の遊具を構成する前記ポリウレタンフォームは、反発弾性が、０．１〜１０％であることが好ましい。
【００１１】反発弾性が１０％を超えて高すぎると、遊具の触感において硬い感じが強くなり、リハビリに使用した場合に握るのに強い握力が必要となるので好ましくなく、０．１％未満の反発弾性の低いポリウレタンフォームは製造が難しい。
【００１２】本発明の遊具を構成する前記ポリウレタンフォームは、２５％ＩＬＤ硬度は、２〜２０ｋｇ／３１４ｃｍ2 であることが好ましい。硬度が高すぎると、やはりリハビリに使用した場合に握るのに強い握力が必要となるので好ましくない。
【００１３】本発明の遊具を構成する前記ポリウレタンフォームは、０℃以上のガラス転移点を有するものであることが好ましい。
【００１４】ポリウレタンフォームが、０℃以上のガラス転移点を有することにより、厚さ１０ｃｍのフォームを１／１０に圧縮し、圧縮力を解放したとき元の高さに戻るまでの回復時間が５〜１００秒のフォームが、確実に形成される。
【００１５】また本発明の遊具を構成する前記ポリウレタンフォームは、０℃以上と、−２０℃以下とにそれぞれ１つずつ、合わせて２つのガラス転移点を有するものであることも好ましい。
【００１６】ポリウレタンフォームが、０℃以上と、−２０℃以下とにそれぞれ１つずつ、合わせて２つのガラス転移点を有することにより、厚さ１０ｃｍのフォームを１／１０に圧縮し、圧縮力を解放したとき元の高さに戻るまでの回復時間が５〜１００秒のフォームが、さらに確実に形成される。
【００１７】ポリウレタンフォームのガラス転移点は、公知の粘弾性特性測定装置にて測定可能であるが、通常は、粘弾性スペクトロメーターを使用して測定する。
【００１８】本発明のポリウレタンフォーム製遊具は、表面に塗装ないし印刷が施されていることが、遊具としてのデザイン性の自由度が高くなり、好適である。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明に使用するポリウレタンフォームは、少なくとも、ポリウレタンフォームの技術分野にいうポリオール化合物、イソシアネート成分、発泡剤、触媒、整泡剤ないし気泡調整剤を使用し、製造する。
【００２０】本発明の遊具は、ポリウレタンフォームの製造において公知の製造方法により製造する。即ち、イソシアネート成分とそれ以外の成分、具体的には、ポリオール化合物、発泡剤、触媒、整泡剤等の成分を所定比率で混合したポリオール成分とを混合して発泡組成物とし、これを所定形状に発泡させることにより製造する。
【００２１】原形状に回復可能な圧縮最小厚さが原厚さの１／１５〜１／５であり、厚さ１０ｃｍのフォームを１／１０に圧縮し、圧縮力を解放したとき元の高さに戻るまでの回復時間が５秒〜１００秒という特性を充たすポリウレタンフォームを得るためのポリウレタンフォーム原料は、以下の材料を使用する。
【００２２】ポリオール化合物としては、平均官能基数２〜４、水酸基価３０〜６０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール（ａ）と、平均官能基数２〜４、水酸基価２００〜２７０ｍｇＫＯＨ／ｇのポリオール（ｂ）とを含有していることが好ましい。
【００２３】ポリオール（ａ）と、ポリオール（ｂ）とを含有させることにより、−２０℃以下の温度範囲と、０℃以上の温度範囲とのそれぞれにガラス転移点を有するポリウレタンフォーム製遊具を容易に得ることができ、圧縮力を解放したとき元の高さに戻るまでの回復時間が５秒〜１００秒という特性を充たすポリウレタンフォームが得られる。
【００２４】ポリオール（ａ）／ポリオール（ｂ）の比率は、３０／７０〜８０／２０（重量比）であることが好ましい。
【００２５】ポリオール（ａ）／ポリオール（ｂ）の比率が、３０／７０より小さい場合、即ちポリオール（ｂ）が７０重量％を超える場合には、得られたウレタンフォームの室温での硬度が高くなる場合があり、ポリオール（ａ）／ポリオール（ｂ）の比率が８０／２０より大きい場合、即ちポリオール（ａ）が８０重量％を超える場合は、反発弾性率が高くなる場合があり、圧縮状態からの回復時間が５秒未満となる場合がある。
【００２６】上述のポリオール（ａ）は、ポリオキシアルキレンポリオール、好ましくはポリオキシプロピレンポリオール（ＰＰＧ）と、ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオールとを含有していることが好ましい。ポリオキシアルキレンポリオールとポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオールと併用することにより、厚さ１０ｃｍのフォームを１／１０に圧縮し、圧縮力を解放したとき元の高さに戻るまでの回復時間が５秒〜１００秒という特性を充たすポリウレタンフォームを容易に得ることができる。
【００２７】ポリオキシアルキレンポリオールと、ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオールとを併用する場合、これらのポリオール化合物は、ポリオール（ａ）中に、それぞれ３０〜７０重量％の範囲で含有されていることが好ましい。
【００２８】また、ポリオール（ｂ）は、オキシアルキレン単位中にオキシエチレン単位が２０〜７０重量％含有されているポリオキシアルキレンポリオールであることが好ましい。
【００２９】ポリオール（ｂ）としてオキシエチレン単位を含有するポリオールを使用することにより、−２０℃以下の温度範囲と０℃以上の温度範囲とのそれぞれに、ガラス転移点を有するポリウレタンフォームがより容易に形成される。
【００３０】発泡剤としては、水を使用することが、環境への影響が少なく、強度の高いポリウレタンフォームが得られるため、特に好ましい。ただし、ＨＦＣ−２４５ｆａ，ＨＦＣ−３６５ｍｆｃ，ＨＦＣ−１３４ａ，シクロペンタン，ｎ−ペンタン等の有機低沸点発泡剤を併用してもよい。
【００３１】本発明に用いられるポリイソシアネート成分としては、ウレタンフォームの製造に通常使用される公知のポリイソシアネートを用いることができる。
【００３２】具体的には、２，４−又は２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）〔精製ＭＤＩ（ｐ−ＭＤＩ），粗製ＭＤＩ（ｃ−ＭＤＩ），ウレトンイミン変成ＭＤＩ等が存在する。〕、フェニレンジイソシアネート（ＰＤＩ）、ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）等の芳香族ポリイソシアネート、１，３−又は１，４−キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）等の芳香脂肪族ポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）等の脂肪族ポリイソシアネート、イソフォロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）（水素添加ＭＤＩ）、水素添加ＸＤＩ等の脂環族ポリイソシアネート、及びこれらポリイソシアネートのカルボジイミド変性体、ビュレット変性体、アロファネート変性体、２量体、３量体等が挙げられ、これらは単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００３３】整泡剤としては、公知のシリコン整泡剤から適宜選択して使用する。また触媒も、公知のアミン系触媒、金属系触媒から、ポリウレタン形成反応を強く促進する触媒、水との反応を強く促進する触媒を、適宜バランスよく選択して使用する。
【００３４】上記例示のイソシアネート化合物のなかでも、芳香族ポリイソシアネート類の使用が好ましく、ＴＤＩ、ＭＤＩの使用がさらに好ましい。
【００３５】本発明の遊具は、その形状は、球状、ラグビーボール状、直方体、立方体、多面体形状、動物や植物の形状等、限定されるものではない。
【００３６】本発明の遊具の表面を塗装する塗料は、弾力性のある塗料は限定なく使用可能であり、ポリウレタン系塗料、弾性アクリル系塗料等が好適なものとして例示される。
【００３７】
【実施例】以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。
【００３８】（実施例）ポリオール化合物として、ポリオキシアルキレンポリエステルブロック共重合体ポリオール（平均官能基数約３、水酸基価５６ｍｇＫＯＨ／ｇ）３０重量部、ポリオキシアルキレンポリオール（平均官能基数約３、水酸基価２５０ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシアルキレン部分中のオキシプロピレン含量１００重量％）６０重量部、ポリオキシアルキレンポリオール（平均官能基数約２、水酸基価１０５ｍｇＫＯＨ／ｇ、オキシアルキレン部分中のオキシエチレン含量１００重量％）１０重量部［ポリオール化合物合計１００重量部］、触媒としてビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル／ジプロピレングリコール（７０％溶液）（東ソー株式会社製、トーヨーキャットＥＴ）０．２重量部とオクチル酸スズ（吉富製薬株式会社製、スタノクト）０．０２重量部、難燃性可塑剤としてトリスクロロイソプロピルフォスフェート（アクゾ・カシマ株式会社製、ファイロールＰＣＦ）３重量部、発泡剤として水（イオン交換水）１．８重量部、整泡剤Ｆ−２４２Ｔ（信越化学工業製）１重量部を混合してポリオール成分とした。
【００３９】イソシアネート成分としては、タケネートＴ−８０（２，４−ＴＤＩ／２，６−ＴＤＩ＝８０／２０（ｗｔ比）、武田薬品工業製）を使用し、ＮＣＯ／ＯＨ当量比＝１．０となるように調整し、混合発泡させて直径１２ｃｍの球状のポリウレタンフォームを得た。
【００４０】得られたポリウレタンフォームは、密度が４５ｋｇ／ｍ3 ，反発弾性が、４．０、反発弾性が２％、ガラス転移温度が３２℃であった。
【００４１】この球状のポリウレタンフォームを圧縮すると、もとの直径の１／１０まで圧縮可能であり、圧縮力を開放すると、回復時間２０秒にて元の形状に回復し、何度も繰り返して変形が可能であった。
【出願人】 【識別番号】５９３１１１１８５
【氏名又は名称】山名 勉
【識別番号】５０１１７７０１２
【氏名又は名称】小野 惠司
【識別番号】０００００３１４８
【氏名又は名称】東洋ゴム工業株式会社
【出願日】 平成１３年５月１日（２００１．５．１）
【代理人】 【識別番号】１０００９２２６６
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 崇生 （外４名）
【公開番号】 特開２００２−３２５８５９（Ｐ２００２−３２５８５９Ａ）
【公開日】 平成１４年１１月１２日（２００２．１１．１２）
【出願番号】 特願２００１−１３４１８１（Ｐ２００１−１３４１８１）