JP2005052181A

JP2005052181A - クッション材

Info

Publication number: JP2005052181A
Application number: JP2003205467A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Yokota; 政利横田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2003-08-01
Publication date: 2005-03-03

Abstract

【課題】体圧分散性、座り心地、通気性あるいは使い勝手に優れたクッション材を提供する。
【解決手段】ベース材である粘弾性フォーム層２の表面側の一部に粘弾性ゲル層３よりなる仕切り部を積層してなるクッション材であって、前記粘弾性ゲル層の表面が凹凸形状であり、かつ前記仕切り部の境界周辺部に溝４が形成されてなるクッション材１。前記仕切り部が、使用者が着座したときの臀部の中心周辺領域に対応する部分であってそのゲル層部の上部投影面積がクッション全体の上部投影面積の１０〜５０％であり、かつ当該ゲル層表面に形成される凹部の合計面積がゲル部表面積の１０〜５０％に相当することが好ましい。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、椅子等に使用される体圧分散性のよいクッション材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、クッション材あるいはマットレス材は、発泡ポリウレタンや発泡ゴムなどを用いて作製することが多かった。これら材料は、上下方向にかかる荷重をその方向によく吸収するけれどもそれ以外の方向に分散させる作用が小さい性質を有する。このためにクッション材として、長時間にわたって着座姿勢を取るような場合、体圧を強く受ける部分に痛みを感ずるようになり、さらにすすむと褥瘡を生ずることもある。
【０００３】
その後、他方向に体圧を分散させるために粘弾性ゲル状物質を用いたクッション材や、さらにゲル状物質単独では重量が大きくなって使い勝手が悪いことからフォ−ム材料と組み合わせることも提案されてきた。また、ゲル状物質は通気性が低いという欠点があるために、特許文献１あるいは特許文献２に開示されているように、表面に凹凸形状を施し、通気性の改善を図ったものも知られている。マットレス部材に関していえば、軟質発泡材よりなるベース部と、該ベース部上に、厚層部分と薄層部分とを交互に配した粘弾性部とを積層し、これらを被覆材にて被覆するとともに、薄層部分の下方に位置するベース部に凹状空間を形成したものが提案されている（特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２０００−３７２６５号公報（請求項１〜４、図３）
【特許文献２】
特開２０００−７００７７号公報（要約、図１）
【特許文献３】
特開平２００２−３１５６５６号公報（要約、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これまでにクッション材として上述するものが知られているが、体圧分散性、座り心地、通気性あるいは使い勝手のよさなどに関してさらに改善することが望まれている。本発明は、かかる改善を図ったクッション材を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決するために種々検討した結果、以下のクッション材に関する発明を完成した。
すなわち、本発明の第１のクッション材は、ベース材である粘弾性フォーム層の表面側の一部に粘弾性ゲル層よりなる仕切り部を積層してなるクッション材であって、前記粘弾性ゲル層の表面が凹凸形状であり、かつ前記仕切り部の境界周辺部に溝が形成されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第２のクッション材は、前記第１のクッション材において、前記粘弾性フォームおよび粘弾性ゲルを構成する構成材料が通過できないフィルムで全体が被覆されていることを特徴とする。
本発明の第３のクッション材は、前記第１または２のクッション材において、前記粘弾性ル層よりなる仕切り部が、使用者が着座したときの臀部中心の周辺領域に対応する部分であってそのゲル層部の上部投影面積がクッション全体の上部投影面積の１０〜５０％であり、かつ当該ゲル層表面に形成される凹部の合計面積がゲル部表面積の１０〜５０％に相当することを特徴とする。
【０００８】
本発明の第４のクッション材は、前記第１〜３のいずれかのクッション材において、前記粘弾性フォームがポリウレタンフォームであり、前記粘弾性ゲルがポリウレタンゲルであり、かつ前記被覆層がポリウレタンフィルムであることを特徴とする。
本発明の第５のクッション材は、前記第１〜４のいずれかのクッション材において、前記クッション材の厚みが３〜７ｃｍであり、前記ゲル層仕切り部の厚みが０．５〜３ｃｍであり、前記ゲル層部に形成される凹部の深さが０．３ｃｍ以上であり、かつ前記仕切り部の境界周辺部に形成される溝はその深さが０．５ｃｍ以上で幅が０．５〜２ｃｍであることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第６のクッション材は、前記第１のクッション材において、前記粘弾性フォームがポリウレタンフォームであり、前記粘弾性ゲルがポリウレタンゲルであり、前記被覆層がポリウレタンフィルムであって、クッション材の厚みが３〜７ｃｍであり、ポリウレタンゲル仕切り部は使用者が着座したときの臀部中心の周辺領域に対応する部分であってその上部投影面積はクッション材全体の上部投影面積の１０〜５０％を占めており、粘弾性体ゲル層の厚みが０．５〜３ｃｍであってゲル部表面積に占める凹部の割合が１０〜５０％でかつ凹部の深さが０．３ｃｍ以上であり、且つ、前記仕切り部の境界周辺部に形成される溝はその深さが０．５ｃｍ以上で幅が０．５〜２ｃｍであることを特徴とする。
【００１０】
本発明のクッション材は、軽くて弾力性に富み通気性はよいが体圧分散性に欠ける粘弾性フォームをベース材として、そこに体圧分散性が高いけれども重みがある粘弾性ゲルを要所に重点的に配しかつその体圧分散性を著しく向上させると共に通気性をよくすることにより、座り心地の改善とクッション全体の軽重量化を達成したものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のクッション材の実施形態について図面を参酌しつつ説明する。図１は、本発明のクッション材１の一形態を示す斜視図であって、粘弾性フォーム層２をベース材とし、その表面側の一部を仕切って粘弾性ゲル層３を積層すると共に、その仕切り部の境界周辺部には溝４が形成されている。図２は、図１のクッション材の上面図（図２ａ）とそのＡ−Ａ方向からの断面図（図２ｂ）を示す。図２ａに示すように、ベース材である粘弾性フォーム層２の一部には、溝４を境界として粘弾性ゲル層３が配置されており、その粘弾性ゲル層の表面には凹部５と凸部６よりなる凹凸が形成されている（図２ｂの断面図参照）。本発明のクッション材は、図２の構成例で示されるが、通常はその全体をフィルム７で被覆することが好ましい（図３参照）。
【００１２】
前記の粘弾性ゲル層について説明する。このゲル層は、使用者がクッションに着座したときに集中的に体圧を受ける身体部位に対応する位置に設けられる。例えば、椅子用あるいは車椅子用のクッション材として使用するときのように、通常は臀部の中心周辺領域に対応する部分が位置する箇所に配置する。その占める面積割合は、一般にクッション材全体の上部投影面積の１０〜５０％とするが適当であり、より好ましくは２０〜４５％とする。この面積割合が１０％に達しないときは、体圧を集中的に受ける身体部位に相当する箇所の体圧を効果的に分散させるには十分ではなく、一方５０％を超えて広くするとクッション材全体が重くなり持ち運びなどの使い勝手が悪くなる。
【００１３】
前記粘弾性ゲル層の表面には、体圧分散性を向上させつつ通気性をよくするために、凹凸形状を持たせる。このような形状にすることにより、体圧を上下方向だけでなく多方向に分散させることが可能となり体圧分散性が向上し座り心地がよくなる。この場合、凹部の合計面積がゲル部表面積の１０〜５０％に相当するように凹凸を形成することが好ましい。通常は、縦横に一定間隔で凹部と凸部を繰り返すように配列し、体圧分散性と通気性をよくするためには凹部の深さは０．３ｃｍ以上あることが好ましく、その上限値はゲル層の全体厚みやゲル層仕切り部の周辺部に設ける溝部の深さとの関係な決定するが一般的には２ｃｍまでとする。凹部の深さが０．３ｃｍに達しないときは着座時に簡単に変形してしまい体圧分散性の改良効果が小さくなり、一方２ｃｍを超えると着座時に不安定になり、座り難くなったり座り心地が悪くなったりするのでいずれも好ましくない。
ゲル層の厚みは上記の範囲の中でも０．５〜２ｃｍとするのがより好ましい。凹部の形状は、その頭部が平坦であってもよいし、やや丸みを持たせておいてもよい。
【００１４】
本発明のクッションの構成に用いる粘弾性ゲルは、網目状高分子が水や油などで膨潤したものやそれに類するゼリー状であって粘性と弾性をあわせ持つ機械的特性を有するものをいう。その材質としては、ポリウレタン、シリコーン、ポリスチレン、ポリエステル、酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニルあるいはネオプレンなどが挙げられる。これらの中でも、ポリウレタン特に熱硬化性ポリウレタンのゲルが好ましく用いられる。
【００１５】
ポリウレタンゲルは、ポリオールとイソシアネートの混合物を加熱硬化することにより得られる。ポリオールとしては２官能性および／または３官能性ポリオールの単体もしくは２種以上の混合物、および／または末端に水酸基（ＯＨ）を含有したプレポリマー等が挙げられる。例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールあるいはポリブタジエンポリオールなどが挙げられるが、とりわけポリエーテル系ポリオールを用いると柔軟性や復元性が良好であり好ましい。イソシアネートとしては、ポリイシシアネート化合物やその誘導体および／または末端にイソシアネート基（ＮＣＯ）を有するプレポリマー等が挙げられる。例えば、ＭＤＩ、ＴＤＩ、ＩＰＤＩ、ＨＤＩ、ＨＭＤＩ、ＰＰＤＩあるいはＸＤＩなどが挙げられるがこれらに限定されるものではない。上記に特定する２５％圧縮応力の範囲を有するポリウレタンゲルは、例えばＮＣＯ／ＯＨ配合当量を適宜調整することによって得られる。通常は、ＮＣＯ／ＯＨ＝０．５〜１．２程度とするが、軟化剤や可塑剤、オイルなどを添加せずに柔軟性を持たせるためにはＮＣＯ／ＯＨ＝０．７〜０．９とするのが好ましい。一般に柔軟性を付与するために軟化剤や可塑剤、オイルなどを用いること多いが、これらの添加物はブリードアウトすることがあり、本発明で目的とするマットの素材にはなるべく添加しないことが好ましい。
【００１６】
本発明のクッション材において、ベース材となる粘弾性フォームとしては、ゴムやウレタン樹脂などの発泡体が挙げられるが、従来、クッション材として用いられているものであれば特に限定されない。とりわけ、本発明では所望の硬さや弾性などの物性を有するものが容易に得られ、しかも成形性や加工性が良好であることからウレタンフォームが好ましく用いられる。ここでベース材とは、クッションの底部側全体を構成しかつ表面側（身体と接触する側）において前記の粘弾性ゲル層を支持するためのベースを構成する材料を言う。クッション全体に弾力性を与え、また保温性を良くする機能を有する。粘弾性フォーム層の表側（身体に接触する側）は、平坦であってもよいし、例えば図４に示すように波型形状にすることによって使用感覚をさらによくすることもできる。
【００１７】
前記粘弾性ゲル層よりなる仕切り部は、図２に示されるように、溝部４を境界部としてベース材である粘弾性フォーム層に配置されている。このように溝部４を設けることによりクッション材の通気性を著しく向上させる効果あり、このためには溝部７はその深さが０．５ｃｍ以上で幅が０．５〜２ｃｍ程度となるように設けるのが好ましい。深さの上限は、弾性ゲル層の厚みまでとする。
本発明のクッション材は、前述のとおり、ベース材である粘弾性フォーム層の表面側の一部に粘弾性ゲル層よりなる仕切り部を積層してなるクッション材であるが、通常、その全体を粘弾性フォームおよび粘弾性ゲルの構成材料が通過できないフィルムで被覆することが好ましい。これによって、拭き取りによるクリーニングがし易くなり、外観もよくなる。特に、ゲル層やフォーム層に２液硬化型ポリウレタンやシリコーンゴムを用いる場合は、硬化後のみならず硬化前の材料であっても通過できない材質のフィルムを選択することが好ましい。
【００１８】
前記フィルムとしてはポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ＰＥＴ、ＰＢＴあるいはナイロンなどの合成樹脂フィルムが挙げられる。これらの中でも、前記の機械的特性のものが得やすく、柔軟性や伸縮性があり耐久性もよいことからポリウレタンフィルムが好ましく用いられる。特に、ゲル層とフォーム層に熱硬化性ポリウレタンを用いるときは、フィルムとしてもポリウレタンフィルムを用いることにより両者の接着性がよく剥離性の問題が生じなくなる。
【００１９】
当該フィルムは、破れにくく耐久性を有するためには引張強度が１０Ｎ以上で引裂強度が５Ｎ以上であることが好ましい。また、身体に接触するとき体形に沿うようにフィット感を持たせるためには引張伸び率が２００％以上であることが好ましい。当該フィルムの厚みは、０．０２〜０．２ｍｍの範囲であることが好ましく、これより薄いと破れやすく耐久性に劣り、逆に上記の範囲を超えるとクッション材の柔軟性が低下し、体圧分散性が悪くなってくる。
【００２０】
本発明のクッション材は、例えば金型を用いて図５に示す工程をへて製造することができる。すなわち、前記粘弾性ゲル層の表面の凹凸形状と、前記仕切り部の境界周辺部に設ける溝と、それ以外が粘弾性フォーム層を形成するための金型（Ｋ）を用意する（図５ａ）。この金型を所望の温度（６０〜１２０程度）に温めておきそこにクッション材を被覆するためのフィルム（Ｆ）を真空引き（Ｓ）により密着させる（図５ｂ）。次いで、粘弾性ゲル層（３）を構成する材料、例えばポリオールとイソシアネートの混合物を注入して加熱硬化させて金型に沿った形状のゲル層を形成させるが（図５ｃ）、この時点では部分硬化でよく完全に硬化させる必要はない。この後、粘弾性フォーム（２）の材料（例えばウレタンフォームの原料混合物）を流し込み、金型の上部両端にクッション底部側となるフィルム材料（７ａ）（あるいは底部板）を置くが、このとき前記の充填したフォーム材料（２）との間に発泡させるための空間を持たせる（図５ｄ）。金型を閉じてから、所定の時間静置してフォーム材料を前記の底部側まで発泡させると共にゲルとフォームを硬化させて両層を接着させる（図５ｅ）。最後に、真空状態を解除して金型から成形品を取り出し、余ったフィルムを適宜カットして目的とするクッション材（１）が得られる（図５ｆ）。
【００２１】
【実施例】
以下に実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１〜７および比較例１〜３
ポリオール成分として３官能性ＰＰＧ［ポリ（オキシプロピレン）グリコール］と、リイソシアネート成分としてＭＤＩを１００：１３．１の重量比で混合して得られるポリウレタンゲル、ポリウレタンフォーム、およびポリウレタンフィルムを構成材料とするクッション材を図５に示す工程により、４０ｃｍ×４０ｃｍ×４ｃｍ（厚み）のクッション材を作製した。すなわち、この工程において１００℃に加熱した金型を真空引きしてフィルムを沿わせポリウレタンゲルの原料混合物を注入、半硬化後にポリウレタンフォームの原料を注入し、硬化する方法を用いた。各クッション材の仕様を表１に示す。ゲル層における凹部は、縦と横方向に直交するように複数を配列させ、凹部の幅は１ｃｍとした。
【００２２】
得られた各クッション材の圧力値および皮膚温度の変化を測定し、座り心地を評価した。評価方法は次のとおりである。
・圧力値はニッタ社製の測定器商品名「ＢＩＧ−ＭＡＴ」を使用して、臀部にかかる圧力を測定し、その最も高い圧力値で表した。この圧力値が７６ｍｍＨｇ以下のとき体圧分散性が良いとする。
・皮膚温度の変化は、着座前と着座してから１２０分後の皮膚温度の差で示した（着座前の温度が低い）。
【００２３】
・座り心地は、１０人の車いす使用者が１週間使用したときに調査を行なった。
１０人中の５人以上が座り心地が良いと答えたときを○とし、１０人中の５人以上が座り心地が悪いと答えたときを×として評価した。
評価の結果を表１に示した。
【００２４】
【表１】

【００２５】
実施例１〜７のクッション材はいずれも皮膚温度の変化が小さくて、座り心地が良いと評価された。これに対して、比較例１の、全体がポリウレタンゲルよりなるクッション材は重量が大きく、皮膚温度の変化が大きくて蒸れを感じ、座り心地が悪いものであった。比較例２のクッション材は、粘弾性ゲル層とフォーム層との間に溝を設けていないものであるが、座っているときに蒸れを感じ、座り心地が悪いものと評価された。比較例３のクッション材は、粘弾性ゲル層の表面に凹凸形状を設けていないものであるが、比較例２と同様に座っているときに蒸れを感じ、座り心地が悪いものと評価された。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のクッション材は、粘弾性フォームおよび粘弾性ゲルを組み合わせて互いの材質の長所を活かすように作製されたものであり、体圧分散性がよいうえに軽くて使い勝手がよく、長時間にわたって使用しても蒸れが生じず、座り心地が良好である。このクッション材はいろいろな場面で使用できるが、とりわけ椅子用あるいは車椅子用のクッションとして最適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクッション材の一形態を示す斜視図である。
【図２】本発明のクッション材の上面図（図２の上図）とそのＡ−Ａ方向からの断面図（図２の下図）を示す。
【図３】本発明のクッション材において、全体をフィルムで被覆した形態例を示す。
【図４】本発明のクッション材において、粘弾性フォーム層を波型にした例を示す。
【図５】本発明のクッション材の作製工程例を示す。
【符号の説明】
１クッション材
２粘弾性フォーム層
３粘弾性ゲル層
４溝部
５凹部
６凸部
７被覆フィルム

Claims

ベース材である粘弾性フォーム層の表面側の一部に粘弾性ゲル層よりなる仕切り部を積層してなるクッション材であって、前記粘弾性ゲル層の表面が凹凸形状であり、かつ前記仕切り部の境界周辺部に溝が形成されていることを特徴とするクッション材。
前記粘弾性フォームおよび粘弾性ゲルを構成する構成材料が通過できないフィルムで全体が被覆されていることを特徴とする請求項１記載のクッション材。
前記粘弾性ゲル層よりなる仕切り部が、使用者が着座したときの臀部の中心周辺領域に対応する部分であってそのゲル層部の上部投影面積がクッション材全体の上部投影面積の１０〜５０％であり、かつ当該ゲル層表面に形成される凹部の合計面積がゲル部表面積の１０〜５０％に相当することを特徴とする請求項１または２記載のクッション材。
前記粘弾性フォームがポリウレタンフォームであり、前記粘弾性ゲルがポリウレタンゲルであり、かつ前記被覆層がポリウレタンフィルムであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のクッション材。
前記クッション材の厚みが３〜７ｃｍであり、前記ゲル層仕切り部の厚みが０．５〜３ｃｍであり、前記ゲル層部に形成される凹部の深さが０．３ｃｍ以上であり、かつ前記仕切り部の境界周辺部に形成される溝はその深さが０．５ｃｍ以上で幅が０．５〜２ｃｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のクッション材。
前記粘弾性フォームがポリウレタンフォームであり、前記粘弾性ゲルがポリウレタンゲルであり、前記被覆層がポリウレタンフィルムであって、クッション材の厚みが３〜７ｃｍであり、ポリウレタンゲル仕切り部は使用者が着座したときの臀部の中心周辺領域に対応する部分であってその上部投影面積はクッション材全体の上部投影面積の１０〜５０％を占めており、粘弾性体ゲル層の厚みが０．５〜３ｃｍであってゲル部表面積に占める凹部の割合が１０〜５０％でかつ凹部の深さが０．３ｃｍ以上であり、且つ、前記仕切り部の境界周辺部に形成される溝はその深さが０．５ｃｍ以上で幅が０．５〜２ｃｍであることを特徴とする請求項１記載のクッション材。