(57)【要約】【課題】身体各部分との接触によりその部分の形状に合わせて容易に変形するとともに、特別な器具、装置を用いなくてもその変形状態を保持し得る形状保持パッドを提供する。【解決手段】ガスバリア性を有する袋体に多数の発泡ビーズを充填したパッドについて、袋体に荷重が加えられ袋体内部の空気が抜けると、それに伴って荷重を加えたものの形状に上記袋体外部の形状が変形し、上記荷重が取り去られた後も変形した形状を一定の時間保つために弁が設けられており、上記弁は、袋体の内外を貫通する多数のピンホールによって構成されものとする。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスバリア性を有する袋体に多数の発泡ビーズを充填したパッドであって、
袋体に荷重が加えられ袋体内部の空気が抜けると、それに伴って荷重を加えたものの形状に上記袋体外部の形状が変形し、上記荷重が取り去られた後も変形した形状を一定の時間保つために弁が設けられており、
上記弁は、袋体の内外を貫通する多数のピンホールによって構成されている
形状保持パッド。
【請求項２】
発泡ビーズは、表面に粘着剤のコーティング層を有している
請求項１記載の形状保持パッド。
【請求項３】
発泡ビーズは、表面に粘性体のコーティング層を有している
請求項１記載の形状保持パッド。
【請求項４】
発泡ビーズは微細な気泡の集合体であり、直径約１〜２ｍｍの大きさを有している
請求項１記載の形状保持パッド。
【請求項５】
ピンホールは、袋体に集中配置或いは分散配置して設けられており、かつ、袋体への加重状況と発泡ビーズの充填率に応じて、袋体の全面積の概ね１００万分の１〜１万分の１程度の総面積を有している
請求項１記載の形状保持パッド。
【請求項６】
発泡ビーズは、小さな気泡の集合体構造を有するもので、硬質系樹脂から成る塑性体多孔質中実体粒子と、大きなひずみ量を繰り返し負荷しても復元する弾性体多孔質中実体粒子とを含んでおり、上記塑性体多孔質中実体と弾性体多孔質中実体が所定の割合で混合されている
請求項１記載の形状保持パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスバリア性を有する袋体に多数の発泡ビーズを充填した形状保持パッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、腰椎症の患者が着用するものに腰椎ベルトと通称されるいわゆるコルセットがあり、広く用いられている。この種の腰椎ベルトは、ボーンなどと通称される補強部材を背面に組み込んだ構造を有している。しかし、従来のボーンは金属又は樹脂によって形成されたものや樹脂成型品から成るもので、個人の体型にピッタリ合うというものではなかった。
【０００３】
このため、人体にフィットする部材を腰椎ベルトに組み込むものが開発されつつあり、そのような部材としていわゆるクッションを使用することが着目されている。腰椎ベルトに組み込むには扁平な形状であることも必要であり、しかも体型にフィットするということが要請されているので、微小な粒状物を充填したクッションが着目されている。
【０００４】
先行技術を調査すると、特開２００３−１３５２２１号の小粒状体による集合体を用いたクッションという発明がある。この発明は、例えば、座ったときの荷重でクッションの座面の形状を変形させるもので、上記荷重によりクッション内部の空気が抜けると、袋状包装体の中の小粒状体が集合体となり、容器内での移動を遮断することができ、まとわりつくような不快感を解消できると記載されている。
【０００５】
また、空気の抜き加減の強弱で表面の質感を硬くも柔らかくも調整でき、形状・質感の固定化が容易とも記載されているが、空気の抜き加減を強めると集合体の質感は固定化が強くなり、座り心地は従来の椅子の腰掛け部と大差ないものとなると考えられる。また、質感の固定化を弱く調整すれば、姿勢の変化などによってクッションの形状が微妙に変化して位置ブレし易く、姿勢とクッションと間に違和感を生じるとも考えられる。従って、姿勢が安定するとは断言できないということになる。さらに、クッションの形状を固定するには、クッション内部を減圧するポンプ等が必要ということも問題であった。
【０００６】
また、汎用保持具という特開２００７−２９２４９号の発明は可撓性を有する容器内に複数の粒状物を空気又は水等の流体と共に収容したものである。そして、容器内の圧力が０．１Ｐａまで粒状物は流動状態を維持するが、０．１Ｐａ以下に減圧することで、粒状物の容器内の流動を阻止して容器の形状を固定されると記載されている。しかしながら、容器の形状を固定するには、予め変形させた状態にしてから真空ポンプを用いて減圧しなければならないため、保持具の形状を固定するのに時間がかかるだけでなく、真空ポンプを常備しておかなければならず一般的とはいえない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１３５２２１号
【特許文献２】特開２００７−２９２４９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記の点に鑑みなされたもので、その課題は、身体各部分との接触によりその部分の形状に合わせて容易に変形するとともに、特別な器具、装置を用いなくてもその変形状態を保持し得る形状保持パッドを提供することである。
【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、本発明は、ガスバリア性を有する袋体の内部に空気と共に多数の発泡ビーズが内蔵されたパッドについて、袋体に荷重が加えられ袋体内部の空気が抜けると、それに伴って荷重を加えたものの形状に上記袋体外部の形状が変形し、上記荷重が取り去られた後も変形した形状を一定の時間保つために弁が設けられており、上記弁は、袋体の内外を貫通する多数のピンホールによって構成されているものとするという手段を講じたものである。
【００１０】
発泡ビーズについて
発泡ビーズは、大別すると、内部に大きな空間のあるピンポン玉のような中空体構造を有する粒子と、小さな気泡の集合体構造を有する多孔質中実体粒子とでもいううべきものに分けられる。本発明において、多孔質中実体粒子は硬質系樹脂からなる塑性体粒子で、一般的に発泡スチロールと通称されているものを単独で用いることができる。これを、以下「塑性体多孔質中実体粒子」という。これに加えて、大きなひずみ量を繰り返し負荷しても復元するものを「弾性体多孔質中実体粒子」という。「弾性体多孔質中実体粒子」として、例えば、発泡熱可塑性エラストマー粒子などを、上記「塑性体多孔質中実体粒子」に混合することも可能である。
【００１１】
中実体の要件
上記塑性体多孔質中実体粒子は、直径約１〜２ｍｍの大きさを有しているものであることが望まれる。また、上記弾性体多孔質中実体粒子は、直径約１〜５ｍｍの大きさを有しているものであることが望まれる。これら多硬質中実体粒子の直径０．５ｍｍに満たないものは袋体に設けたピンホールから漏れ出す恐れがあり不適当である。また、塑性体多孔質中実体粒子の直径２ｍｍを超えるものは、袋状体の表面に凸凹が大きく現れ外観上不適当である。
【００１２】
発泡ビーズの移動と排気要件
本発明に係る形状保持パッドには空気の出入りのために弁が設けられており、袋体に荷重が加えられると発泡ビーズが移動しつつ、袋体内部の空気が抜ける、それに伴って上記袋体外部の形状が荷重を加えたものの形状に合わせて形を変える。
空気が抜ける速度は、ピンホールの大きさ及び数、外部より加えられた荷重により生じるパッド内部の空気圧とパッドの外気圧の差圧に比例する。
ピンホールは、袋体に加えられた荷重の形状に沿うように「内部の発泡ビーズの移動が完了した後、或いは完了と同時に、空気の排出が完了することを設計の必要要件」とする。またピンホールは、空気のみ排出し発泡ビーズが排出されないことが重要であり、弁機能及びフィルター機能を有するものである。
【００１３】
吸気要件
上記弁は、袋体の内外を貫通する多数のピンホール、すなわち微細な孔によって構成されている。本発明に係る形状保持パッドは、形状保持パッドの変形後外力を解除すると、パッド内の発泡ビーズの復元力が働く。すなわち発泡ビーズの上記復元力が空気を吸う力として働き、この吸気力によりパッド内部の圧力は、外部の空気圧よりも小さくなり、その結果内部と外部の差圧を無くすよう、ピンホールから空気が吸気する。
【００１４】
形状記憶時間
ピンホールを通過する単位時間あたりの空気量は、気体の圧力に関する物理学の法則により袋体内部と外部の差圧に比例する。外力を袋体に加えた排気時と比較し、吸気時の差圧はきわめて小さい。すなわちピンホールを通過する単位時間当たりの空気量は極めて少なくなるため、原形に復するまでに相応な時間を要する。この間形状が大きく変化することはなく、つまり形状を記憶し続ける。これが一定の時間の意味であり、本発明に係る形状保持パッドでは少なくとも５秒以上の時間、形状を記憶し続けることが望まれる。但し、この５秒以上という数値は外観上形状変化が全く認められない時間であり、５秒間を過ぎると形状が変化し得る状態になるけれども、直ちに変形した形状が崩れてしまう訳ではない。
【００１５】
ピンホールの要件
このような袋体に設けた弁のピンホールは袋体に集中配置或いは分散配置して設けられており、かつ、袋体への加重状況と発泡ビーズの充填率に応じて、袋体の全面積の概ね１００万分の１〜１万分の１程度の総面積を有していることが望まれる。本発明においてピンホールとは、袋体に上記のような通気機能をもたせる構造を意味しており、特定の形状や製法を示唆するものではない。
【００１６】
本発明において、ピンホールは、例えば、ミシン針を袋体に突き刺して貫通させることで形成される。針先を用いて開けたピンホールは針先が当たった箇所を中心に２方向以上の裂け目が入った状態の切裂きになる。より具体的には針の直径よりも短い裂け目になっており、この切裂きに外力が加わり、形状保持パッド内外の圧力差が大きくなると裂け目が開き、一気に空気が排出される。しかし、レーザーなどを用いれば丸孔を開けることも可能であり、総じて多孔質中実体粒子は、直径約１〜２ｍｍの大きさを有しているので、ピンホールとしては１ｍｍに満たない長さであれば良い。直径約０．５ｍｍの多孔質中実体粒子もあり得るので、より詳細には、切裂きであれば長さ約１ｍｍ未満、丸孔であれば直径約０．５ｍｍが目安となるであろう。
【００１７】
発泡ビーズの要件その一
袋体の内部には発泡ビーズとして、弾性体多孔質中実体粒子と塑性体多孔質中実体粒子を充填することができるのは前述のとおりである。塑性体多孔質中実体粒子には、例えば硬質のプラスチックス、ポリスチレンなどから成るものを使用することができる。弾性体多孔質中実体粒子は多かれ少なかれ弾性復元力を有するが、塑性体多孔質中実体粒子は塑性変形したままの状態を保つので、これらの混合比率部よって、復元し易くもなりまた変形を保ち易くもなる。弾性体多孔質中実体粒子は全体量の１０％〜５０％程度の比率で均等に分散混合されるものとし、この分散比率によって復元性と変形性のどちらを優先するかの選択が可能になる。
【００１８】
塑性体多孔質中実体粒子を全数または高い割合で充填することで、人体各部など荷重を加えたものの形状に合うように発泡ビーズが袋体内にて移動し、形状保持パッドの外形が変わり、しかも変わった後、あたかも成形品のようにしっかりと外形を保持することが可能になる。これに対して、圧縮復元力の高い弾性体（ポリエチレン、ポリウレタン等）から成る発泡ビーズでは発泡ビーズが移動し、形状保持パッドの外形が変わった後、発泡ビーズの移動がなくても、僅かな外力で形が変わる。よって、上記の特性を考慮し、製品の使用目的に合わせて発泡ビーズを構成する塑性体多孔質中実体粒子及び弾性体多孔質中実体粒子の混合割合を選択することができる。
【００１９】
発泡ビーズの要件その二
上記樹脂発泡体（塑性体多孔質中実体粒子）には、流動性に優れた硬質プラスチックス、例えば発泡ポリスチレンビーズを用いることが望ましい。発泡倍率は、外力の大きさにより３倍から３０倍程度が望ましい。４０倍を超えると圧縮応力が小さく実用的ではない。しかし、これに限定されるものではなく、他にも、例えば、発泡フェノール樹脂ビーズなどを使用することが考えられる。なお、発泡ビーズを構成する塑性体多孔質中実体粒子と弾性体多孔質中実体粒子について、以下、樹脂発泡体ということがある。
【００２０】
発泡ビーズの製造方法
ガスバリア性を有する袋体の内部に、多数の発泡ビーズが空気とともに内蔵されたパッドに用いるビーズの製造方法としては、
樹脂発泡体を１０〜４０倍に膨らませて発泡ビーズを形成し、
得られた発泡ビーズと必要に応じて粘度を調整した粘着剤とを混合するとともに攪拌し、発泡ビーズの表面に粘着剤をコーティングし、
粘着剤のコーティングされた発泡ビーズを乾燥するとともに、ブロッキング塊を形成しているビーズを分離する工程を経る方法がある。
【００２１】
粘着剤或いは粘性体コーティングの目的
粘着剤は固体又はゲル状の流動しないもので、くっ付く（或いは付着する）性質を持つ物質、粘性体は粘度の高い液体でくっ付く（付着する）性質を持つ物質の意味で分けて記載している。しかし、どちらもくっつく（付着する）性質を持つ点において共通するものである。粘着剤或いは粘性体は発泡ビーズに形状保持の性質を向上させるために使用し、粘着剤の粘度或いは粘性体の粘度は必要に応じて調整する。粘着剤のコーティングされた発泡ビーズは乾燥後しばしば、塊状を成すことがあるのでこれを篩に掛けるなどして分離することが望ましい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は以上のように構成され、かつ、作用するものであるから、身体各部分との接触によりその部分の形状に合わせて容易に変形するとともに、特別な器具、装置を用いなくてもその変形状態を保持し得る形状保持パッドを提供することができるという効果を奏する。また、本発明によれば、上記パッドに好適に用いることができるビーズの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、実施形態を参照して本発明をより詳細に説明する。本発明に係る形状保持パッドは、ガスバリア性を有する袋体に多数の発泡ビーズを充填したパッドであって、
袋体に荷重が加えられ袋体内部の空気が抜けると、それに伴って荷重を加えたものの形状に上記袋体外部の形状が変形し、上記荷重が取り去られた後も変形した形状を一定の時間保つために弁が設けられており、
上記弁は、袋体の内外を貫通する多数のピンホールによって構成されている。
【００２４】
このような形状保持パッドは袋体と、袋体内に充填された発泡ビーズとによって構成されており、形状保持パッド用ビーズは以下のように製造されている。
＜実施例１＞
ポリスチレンより成る樹脂発泡体を３０倍に膨らませて発泡ビーズを得た。
低粘度アクリル粘着剤（粘度５００ｍＰａ・Ｓ、３０℃）を用いて、必要に応じて粘度を調整した上で、得られた上記発泡ビーズと粘着剤とを混合するとともに、撹拌棒を用いて攪拌し、発泡ビーズの表面に粘着剤をコーティングした。
次いで、粘着剤のコーティングされた上記発泡ビーズを乾燥するとともに、篩機を用いて５ｍｍ以上のブロッキング塊を形成しているビーズを分離した。
実施例１によれば、目標とする性質を全て満たした形状保持パッド用ビーズが得られた。
【００２５】
実施例１に対して下限値に近い条件の形状保持パッド用ビーズを形成した。
＜実施例２＞
ポリスチレンより成る樹脂発泡体を１０倍に膨らませて発泡ビーズを得た。
低粘度アクリル粘着剤（粘度５００ｍＰａ・Ｓ、３０℃）を用いて、必要に応じて粘度を調整した上で、得られた上記発泡ビーズと粘着剤とを混合するとともに、撹拌棒を用いて攪拌し、発泡ビーズの表面に粘着剤をコーティングした。
次いで、粘着剤のコーティングされた上記発泡ビーズを乾燥するとともに、篩機を用いて５ｍｍ以上のブロッキング塊を形成しているビーズを分離した。
実施例２は外力に対する圧縮応力を極めて大きくした場合であり、腰椎ベルト用のパッドとしてやや重量が増し、製品の必要条件を下回る傾向も見られるが、全体として必要な条件を満たした形状保持パッド用ビーズが得られた。
【００２６】
実施例１に対して上限値に近い条件の形状保持パッド用ビーズを形成した。
＜実施例３＞
ポリスチレンより成る樹脂発泡体を４０倍に膨らませて発泡ビーズを得た。
低粘度アクリル粘着剤（粘度５００ｍＰａ・Ｓ、３０℃）を用いて、必要に応じて粘度を調整した上で、得られた上記発泡ビーズと粘着剤とを混合するとともに、撹拌棒を用いて攪拌し、発泡ビーズの表面に粘着剤をコーティングした。
次いで、粘着剤のコーティングされた上記発泡ビーズを乾燥するとともに、篩機を用いて５ｍｍ以上のブロッキング塊を形成しているビーズを分離した。
実施例３は製品の軽量化を最大とした場合であり、圧縮応力において目標とする性質を下回ったが、全体として必要な条件を満たした形状保持パッド用ビーズが得られた。
【００２７】
実施例１の形状保持パッド用ビーズを用いて、以下のような構成を有する形状保持パッドを得た。
＜実施例４＞
袋体Ｐ：ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂製シート、シート厚０．２５ｍｍ。
形態：縦×横＝１７５×１４０（それぞれｍｍ）。
内容量：約４２０ｃｃ。
袋体に形成した弁：ピンホールとして長さ約１ｍｍの切裂きを、２５ｃｍ２当たり１個の密度で分散配置した。
発泡ビーズＱ：発泡ポリスチレンビーズ（実施例１のもの。）。
充填量：３５０ｃｃ
上記袋体Ｐに実施例１の発泡ビーズＱを充填し、高周波ウエルダー機を用いて熔着により袋体Ｐの充填口を閉じ、本発明に係る形状保持パッドＲ１を得た。
【００２８】
実施例２の形状保持パッド用ビーズを用いて、以下のような構成を有する形状保持パッドを得た。
＜実施例５＞
袋体Ｐ：ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂製シート、シート厚０．２５ｍｍ。
形態：縦×横＝１７５×１４０（それぞれｍｍ）。
内容量：４２０ｃｃ。
袋体に形成した弁：ピンホールとして長さ約１ｍｍの切裂きを、ミシン針を用いて５０ｃｍ２当たり１個の密度で分散配置した。
発泡ビーズＱ：発泡ポリスチレンビーズ（実施例２のもの。）。
充填量：３５０ｃｃ
上記袋体Ｐに実施例２の発泡ビーズＱを充填し、高周波ウエルダー機を用いて熔着により袋体Ｐの充填口を閉じ、本発明に係る形状保持パッドＲ２を得た。
【００２９】
実施例３の形状保持パッド用ビーズを用いて、以下のような構成を有する形状保持パッドを得た。
＜実施例６＞
袋体Ｐ：ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂製シート、シート厚０．２５ｍｍ。
形態：縦×横＝１７５×１４０（それぞれｍｍ）。
内容量：４２０ｃｃ。
袋体に形成した弁：ピンホールとして長さ約１ｍｍの切裂きを、ミシン針を用いて５０ｃｍ２当たり１個の密度で分散配置した。
発泡ビーズＱ：発泡ポリスチレンビーズ（実施例３のもの。）。
充填量：３５０ｃｃ
上記袋体Ｐに実施例３の発泡ビーズＱを充填し、高周波ウエルダー機を用いて熔着により袋体Ｐの充填口を閉じ、本発明に係る形状保持パッドＲ３を得た。
【００３０】
得られた形状保持パッドＲ１、Ｒ２、Ｒ３は何れも、袋体に荷重が加えられ袋体内部の空気が抜けると、それに伴って荷重を加えたものの形状に上記袋体外部の形状が変形し、上記荷重が取り去られた後も変形した形状を一定の時間保ち、所期の目的に合致したものであった。本発明に係る形状保持パッドでは少なくとも５秒以上の時間、形状を記憶し続けることで、身体各部分との接触によりその部分の形状に合わせて容易に変形したのち、特別な器具、装置を用いなくてもその変形状態を保持する。このため、個人の体型にピッタリ合い、かつ、その状態が保持されることになる。
【００３１】
このように構成されている本発明によれば、パッドの内部を減圧するポンプ等が必要ということもなく、形状保持パッド用ビーズは袋体に荷重が加えられることによって、常に適切な固定力に制御される。従って、人体に適用した場合には、体型にフィットし易いとともにまとわりつくような不快感も起さず、ピンホールによる通気効果も期待できるなど顕著な特徴を発揮する。