(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、姿勢の安定性を維持しながら良好なクッション性を有するクッション材を提供することである。【解決手段】  座位姿勢で使用したときに、臀部中央部から後部の坐骨結節及び尾骨の突起部位と接触する部位が最も厚いクッション材による。具体的には、臀部中央部から後部の坐骨結節及び尾骨の突起部位と、クッション材が接触する部位の厚みが、該クッション材の四隅の厚さに対して120〜160％の厚みからなるクッション材による。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸状の盛り上がり形状を含むクッション材において、凸形状の頂点が、座位姿勢で使用したときに、坐骨結節及び尾骨の突起部位と接触する部位に設けられ、該凸形状の頂点部分のクッション材の厚みが、該クッション材の四隅の厚みに対して120％以上、160％未満であることを特徴とするクッション材。
【請求項２】
座位用クッション材の後端1/5から1/2までの範囲から選択される位置の厚みが、該クッション材の四隅の厚みに対して120％以上、160％未満であるクッション材。
【請求項３】
クッション材の圧縮モジュラス値が、40〜80 N/314cm2である請求項１又は２に記載のクッション材。
【請求項４】
クッション材の素材が、低反発ポリウレタン発泡体からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一に記載のクッション材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、寝具、自動車シート、椅子、座布団等のクッション材に関し、特に、体圧分散性が要求されるクッション材、例えば、褥瘡予防に適したクッション材等に関する。
【背景技術】
【０００２】
寝具、椅子、自動車シートに取り付けられているクッション材や座布団のように、後ろからさらに据え置き、クッション効果を高めるクッション材の形状の多くは、臀部の形状に合わせて臀部後部が窪んだ緩やかな凹形状をなしている。これは、姿勢の安定性、座りやすさ、外観の印象を考慮したものと考えられる。
【０００３】
長時間座り続けると、臀部で最も突き出ている坐骨結節や尾骨部への圧迫感を開放するために、当初は直角に近かった腰関節が、大腿が徐々に前方に滑り出すことにより腰関節が「く」の字型へと変位した座りとなってくる。これを抑えるために、クッション材の臀部後部と接触する部分を窪ませ、大腿の形状に合わせクッション材の中央部をわずかに盛り上げることで、体重の重心を後部に置き、クッション材の前部及び側部を土手のように盛り上げることで、大腿部や臀部がずり動くのを防ぎ、姿勢の安定性を確保している。臀部を包み込むような形状とすることで、前記実用性を確保すると共に、安定感、安心感を与えるため、クッション材の形状の主流となっている（特許文献１、２）。
【０００４】
しかし、体重の重心は臀部中央から後部にかかるため、前記形状のクッション材では、、最も体圧がかかる坐骨結節部周囲のクッション材の厚みが最も薄くなることとなり、坐骨結節部にかかる圧迫感は避けられない。特に、長時間の車椅子生活において座位姿勢を強いられる場合は、体圧がかかる部位に褥瘡が発症しやすい。老齢化人口の増加に伴い、車椅子生活を強いられる者の数は今後増加する傾向にあり、褥瘡等が発症しにくいように工夫がなされた優れたクッション性能を有する座位用クッション材のニーズは大きい。
【０００５】
褥瘡の外的要因の１つは垂直方向に作用する体圧（圧縮力）であるが、これを除去するためには柔らかくクッション性の優れた素材が必要である。しかし、クッション材が柔らか過ぎると、姿勢を安定に保つことが困難となり、また最も体圧がかかる部位が底付きしてしまう。また、褥瘡発症の要因の一つとして、水平方向に作用するずれ力が重要視される。例えば姿勢が悪くて正常な座位姿勢等を保持しにくい人や、自分自身で体位の変換が困難な人等の場合は、長時間の座位姿勢等を保持する間にずれ力が働くようになる場合が多い。特に発泡体素材のクッション材を使用した場合では、ずれ力による褥瘡発生の傾向が強い。一方、流動性の高いゲル素材のクッション材を使用した場合は、ずれ力の吸収作用は高いが、姿勢の安定な保持に対しては望ましくない。そこで、発泡体素材とゲル素材の組み合わせや、発泡体素材とゲル素材の中間的な素材等の新たなクッション材について研究開発がおこなわれてきた。しかし、坐骨結節や尾骨部への圧迫感を開放し、ずれ力の働きの少ないクッション材の形状については、まだまだ改良すべき点がある。
【特許文献１】特開2004-242839号公報
【特許文献２】特開2001-046438号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題は、姿勢の安定性を維持しながら良好なクッション性を有するクッション材を提供することある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意、実験、検討を重ねたところ、クッション材について、臀部中央部から後部の坐骨結節及び尾骨の突起部位と接触する部位が最も厚く、従来の常識とは異なり一見座り難い形状のクッション材が、該クッション材を使用したときに姿勢の安定性を維持しながら良好なクッション性を有するクッション材を提供することを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち本発明は、以下よりなる。
１．凸状の盛り上がり形状を含むクッション材において、凸形状の頂点が、座位姿勢で使用したときに、坐骨結節及び尾骨の突起部位と接触する部位に設けられ、該凸形状の頂点部分のクッション材の厚みが、該クッション材の四隅の厚みに対して120％以上、160％未満であることを特徴とするクッション材。
２．座位用クッション材の後端1/5から1/2までの範囲から選択される位置の厚みが、該クッション材の四隅の厚みに対して120％以上、160％未満であるクッション材。
３．クッション材の圧縮モジュラス値が、40〜80 N/314cm2である前項１又は２に記載のクッション材。
４．クッション材の素材が、低反発ポリウレタン発泡体からなることを特徴とする前項１〜３のいずれか一に記載のクッション材。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のクッション材は体圧分散がよく、ずれ応力に対して緩和効果があり、座位保持性に優れ、特に車椅子等の長時間使用時の褥瘡予防に効果が認められるものである。本発明は体圧による圧迫感が最も強い坐骨結節や尾骨部でのクッション材の厚みを厚くして体圧分散性を高めると共に、体圧による沈み込みの結果、体を水平に保ち臀部を包み込むことにより姿勢の安定感を得、特に低反発なゲル特性の高いポリウレタン素材のクッション材を使用すれば、ずれ力の発生を最小限に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
クッション材を使用したとき、図１又は図２に示すように、臀部中央部から後部の坐骨結節及び尾骨の突起部位が接触する部位に最も体圧がかかる。本発明のクッション材は、座位姿勢としたときに臀部中央部から後部の坐骨結節及び尾骨の突起部位が接触する部位が最も厚い形状であること特徴とする。
一般に、クッション材の形状の多くは、臀部と接する上面が平らな直方体か臀部の形状に合わせて上面が窪んだ緩やかな凹形状をなしているが、本発明のクッション材は、この上面が凸形状をなしている。
【００１１】
本発明のクッション材の凸形状の頂点の位置は、クッション材の中央部かそれより後方、即ち臀部側にあることが特徴である。上面の盛り上がり部分が十分にある場合はクッション材の中央部であってもよいが、より体圧分散効率を高めるために、座位でのクッション材の中央部より後方の坐骨結節及び尾骨の突起部位が接触する部位に凸形状の頂点の位置を設けることが好ましい。具体的には、クッション材の後端1/5から1/2までの範囲から選択される（図５参照）。体が前方に滑ることを避けるために、頂点の位置を前方、即ち大腿側に設けると、体の重心は臀部後部へと傾き、座位姿勢で最も圧力を受ける坐骨結節及び尾骨の突起部位が接触する部位にさらに圧迫を受けることとなる。
【００１２】
本発明のクッション材の凸形状の頂点の形状は、半球状、かまぼこ状、台地状、円柱状とすることができ、左右対称の形状をなすのが好適である。左右のどちらかにずれると上体が傾き、姿勢の安定性が十分に得られない。特にクッション材が、反発性の高い固めの素材からなる場合や、クッション材の四隅が厚い場合に安定性が得られないことが多い。
【００１３】
本発明のクッション材は、最も厚い部位（凸形状の頂点）の厚み(b)が、四隅の厚み(a)の120％以上、160％未満である。前記(b)の厚みが、前記(a)の厚みの120％未満では、十分な体圧分散効果が得られない。特に前記(a)の厚みが40mm未満のクッション材では底付きが生じ、ずれ力が大きくなる可能性がある。
前記(b)の厚みが、前記(a)の厚みの160％以上であると、凸部の頂点と四隅の高低差が大きいため、前方に浅く座った場合には大腿が前方下側に滑りやすく、後方に深く座った場合は臀部後方の尾骨部位が深く沈み、かえって圧迫を増す結果となってしまう。
【００１４】
本発明のクッション材は、座位姿勢のときに、大腿部と臀部の位置がほぼ水平になるように維持できれば、十分な体圧分散特性を得ることができる。上記のクッション材の厚さを有する形状で、十分な体圧分散特性を得るために、クッション材の圧縮モジュラス値が、40〜80 N/314cm2、好ましくは45〜65 N/314cm2とするのが好適である。圧縮モジュラス値が80 N/314cm2より高ければ、坐骨結節部位や尾骨部位に高反発となり、負担がかかる。また、40 N/314cm2より低ければ、臀部後方の尾骨部位が深く沈み、かえって圧迫を増す結果となってしまう。
【００１５】
上記性質を有するクッション材に使用される素材は、一般的なクッション材に利用されているポリウレタン発泡体、ポリウレタンゲル、シリコンゲル、微粒ビーズ等を適用することができる。しかし、エアーマットやウオーターベッドのように、素材単独では形状をなさない素材は適用することができない。
【００１６】
生産上、該クッション材の厚みや形状の調整のしやすさ、重量、通気性などを鑑みると、本発明のクッション材は、低反発ポリウレタン発泡体及びそれに類似の素材を用いるのが好適である。
【実施例】
【００１７】
以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の応用が可能である。
【００１８】
本明細書の実施例及び比較例で使用されるポリイソシアネートプレポリマーは、以下のようにして合成した。
(1)ポリイソシアネートプレポリマーＡの合成：
4,4'-ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)を50部、及びポリオール（EO/PO＝75/25、OH価＝56、分子量＝3,000）を50部配合し、80℃で攪拌しながら加熱してポリイソシアネートプレポリマーＡを作製した。
(2)ポリイソシアネートプレポリマーＢの合成：
トリレンジイソシアナート(TDI)を5部、及びポリオール（EO/PO＝70/30、OH価＝7.5、分子量＝15,000）を95部配合し、80℃で攪拌しながら加熱してポリイソシアネートプレポリマーＢを作製した。
【００１９】
（実施例１）
前記ポリイソシアネートプレポリマーＡを18部、前記ポリイソシアネートプレポリマーＢを28部、及びポリエーテルポリオールとしてポリオキシエチルポリオキシプロピル化グリセリン（EO/PO＝50/50）を85部混合し、80℃で約2時間加温した。その後、反応液の温度を50℃に下げ、水を3部加え攪拌、混合し、次いで型に流し入れた。
型を水平状態に静置し、反応液を室温下で発泡させ、上面がかまぼこ状の発泡体（頂点位置：中央）を得た（図３参照）。その後、室温下で一日放置して硬化させた後、表面を30μm厚のウレタンフィルムで覆い、クッション材（約40cm×40cm×9cm、頂点高さ:13cm）を作製した。
これにより、上面がかまぼこ状で、頂点の高さが四隅の144％のクッション材が得られた。
該クッション材について、密度、圧縮モジュラス、Max圧力、ずれ力を以下に示す方法で測定し、その結果を表１に示した。
【００２０】
（実施例２）
実施例１に記載の材料と同じものを用い、型を傾きが30°で静置し、反応液を室温下で発泡させ、上面が変形したかまぼこ状の発泡体（頂点位置：後端から全長の約1/3）を得た（図４参照）。その後、室温下で一日放置して硬化させた後、表面を30μm厚のウレタンフィルムで覆い、クッション材（約40cm×40cm×9cm、頂点高さ:13cm）を作製した。
これにより、上面が変形かまぼこ状で、頂点の高さが四隅の144％のクッション材が得られた。
該クッション材について、実施例１と同様に測定し、その結果を表１に示した。
【００２１】
（比較例１）
前記ポリイソシアネートプレポリマーＡを18部、前記ポリイソシアネートプレポリマーＢを28部、及びポリエーテルポリオールとしてポリオキシエチルポリオキシプロピル化グリセリン（EO/PO＝50/50）を85部混合し、80℃で約2時間加温した。その後、反応液の温度を室温に下げ、水を3部加え攪拌、混合し、次いで型に流し入れた。
型を水平状態に静置し、反応液を室温下で発泡させ、上面が平らな発泡体を得た。その後、室温下で一日放置して硬化させた後、表面を30μm厚のウレタンフィルムで覆い、クッション材（約40cm×40cm×9cm）を作製した。
該クッション材について、実施例１と同様に測定し、その結果を表１に示した。
【００２２】
（比較例２）
前記ポリイソシアネートプレポリマーＡを18部、前記ポリイソシアネートプレポリマーＢを28部、及びポリエーテルポリオールとしてポリオキシエチルポリオキシプロピル化グリセリン（EO/PO＝50/50）を85部混合し、80℃で約2.5時間加温した。その後、反応液の温度を50℃に下げ、水を3部加え攪拌、混合し、次いで型に流し入れた。
型を水平状態に静置し、反応液を室温下で発泡させ、上面がかまぼこ状の発泡体（頂点位置：中央）を得た。その後、室温下で一日放置して硬化させた後、表面を30μm厚のウレタンフィルムで覆い、クッション材（約40cm×40cm×7cm、頂点高さ:13cm）を作製した。
該クッション材について、実施例１と同様に測定し、その結果を表１に示した。
【００２３】
（比較例３）
前記ポリイソシアネートプレポリマーＡを18部、前記ポリイソシアネートプレポリマーＢを28部、及びポリエーテルポリオールとしてポリオキシエチルポリオキシプロピル化グリセリン（EO/PO＝50/50）を85部混合し、80℃で約2.5時間加温した。その後、反応液の温度を室温に下げ、水を3部加え攪拌、混合し、次いで型に流し入れた。
型を水平状態に静置し、反応液を室温下で発泡させ、上面がかまぼこ状の発泡体を得た。その後、室温下で一日放置して硬化させた後、表面を30μm厚のウレタンフィルムで覆い、クッション材（約40cm×40cm×9cm、頂点高さ:10cm）を作製した。
該クッション材について、実施例１と同様に測定し、その結果を表１に示した。
【００２４】
（試験例１）測定方法及び評価方法
上記実施例及び比較例で作製したクッション材を以下の測定方法で測定し、評価した。
(1)密度（単位：kg/m3）
各実施例及び実験例により得られたクッション材を切り出し、その重量を電子天秤を用いて測定した。切り出したクッション材の寸法はノギスを用いて測定し、重量及び体積から密度を算出した。
【００２５】
(2)圧縮モジュラス値（単位：N/314cm2）
各実施例及び実験例により得られたクッション材を約40cm×40cmの大きさに切り出したものを各試験用サンプルとした。
万能試験機「Autograph AGS-100」を用い、200mmΦの円盤を10mm/minの速度で圧縮させた。試験用サンプルを初期厚の25％まで圧縮した時の荷重値（N/314cm2）を圧縮モジュラス値とした。
【００２６】
(3)Max圧力（単位：mmHg）
実施例及び実験例で得た各クッション材上にニッタ株式会社製の「BIG-MATセンサー」を敷き、さらにその上に臀部モデル（日本工業規格JIS-D-4607の準拠品）を載置した。臀部モデルはネジ止め面が水平になるように角度を調整した。各クッション材に与える荷重が臀部モデル自体の重量も含め50kgとなるように、臀部モデルの上に重りを載せて調整した。そのときの体圧分散図を作成し、これの体圧分散図からMax圧力を読み取った。
【００２７】
(4)ずれ力（単位：N）
実施例及び実験例で得た各クッション材上に臀部モデル（日本工業規格JIS-D-4607の準拠品）を載置した。臀部モデルのネジ止め面が水平方向に移動しないようにし、かつ、臀部モデル自体の重量は上記(3)と同様に、50kgとなるように調整した。荷重をかけた状態で30分間放置した後、臀部モデル底面とサンプル下面距離を測定し、サンプルの下固定面を100mm/minの速度で水平方向（せん断力がかかる方向）に万能試験機「Autograph AGS-100」を用いて引っ張った。この時の変位と圧力を読み取り、変位−応力図を作成した。せん断力を与える前の試験用サンプル厚みの25％に相当する値がずれた時のずれ力(25％)とし、下記式より求めた。
【００２８】
ずれ力(25％)＝{(変位30mmの応力−変位5mmの応力)/(30mm−5mm)}×0.25×サンプル厚み
【００２９】
なお、上式による計算結果が、変位5mm以下ではバラツキがあり、変位30mm以上ではスリップする可能性があるため、データは変位が5mm〜30mmの間で求めた。変位30mmでスケールオーバーする場合は、変位5mm以上の部分で直線の傾きを求め、その値にサンプル厚みの25％を乗じて値を算出した。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
表１に示すように、実施例１及び実施例２で得た上面がかまぼこ状で、頂点の厚みが四隅の厚みの144％であるクッション材は、圧縮モジュラス、Max圧力、及びずれ力がいずれも小さく、座り心地性の評価において優れていた。これらのクッション材は比較例で得たクッション材と比べるとずれ力は高かったが、市販の低反発ウレタン発泡体のずれ力が70や80であるのに比べると低く抑えられていた。
一方、上面が平らな比較例１のクッション材は、ずれ力は小さいものの、圧縮モジュラス、Max圧力の値が大きかった。また、頂点の厚みが四隅の厚みの186％である比較例２のクッション材は、圧縮モジュラスは小さいものの、Max圧力及びずれ力が高かった。頂点の厚みが四隅の厚みの111％である比較例３のクッション材は、ずれ力は小さいものの、圧縮モジュラス及びMax圧力の値が大きかった。
以上の結果より、本発明の実施例１及び２のクッション材は、比較例１〜３のクッション材に比べ、座り心地が優れていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
以上説明したように、本発明のクッション材は、密度、圧縮モジュラス値、Max圧力（単位：mmHg）及びずれ力について評価した結果、総合的に判断して座り心地が良く、長時間使用しても、体圧の最も高い坐骨結節部位や尾骨部位にかかる負担が軽減化されることが確認された。これにより、本発明のクッション材は、椅子、自動車シート、座布団等のクッション材として、快適に使用することができる。また、車椅子等、医療用等にも使用することができ、特に褥瘡防止のために用いられるクッション材として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】クッション材に座ったときの、座骨結節のイメージ図である。
【図２】クッション材に座ったときの、座骨結節のイメージ図である。
【図３】本発明のクッション材を示す図である。（実施例１）
【図４】本発明のクッション材を示す図である。（実施例２）
【図５】図３のクッション材の、Ａ−Ａ’部分の断面図である。（実施例１）
【符号の説明】
【００３４】
１  クッション材
２  臀部
３  坐骨結節
ａ  クッション材の四隅の厚み
ｂ  クッション材の凸形状部頂点の厚み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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