(57)【要約】    【課題】  加圧時に、連続気泡構造を有する軟質フォーム層を大きく変形させて、加圧物に対する粘弾性ゲル層の接触面積を増やすことができるため、これまでよりも体圧分散性を向上させることができる圧力分散体を提供する。    【解決手段】  ゲル状粘弾性体からなる粘弾性ゲル層２と、連続気泡構造を有する軟質フォーム層３とを積層するとともに、この積層体４を、樹脂のフィルムなどからなり、軟質フォーム層３の気泡を外部と繋ぐ通気孔７を有する被覆層５によって包んだ圧力分散体１である。【選択図】  図１
2005304729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘弾性ゲル層と、連続気泡構造を有する軟質フォーム層とを含む積層体と、この積層体を包む被覆層とを有する圧力分散体において、上記被覆層の、軟質フォーム層と接触する領域に、被覆層の内外を繋ぐ通気孔を形成したことを特徴とする圧力分散体。
【請求項２】
通気孔に、軟質フォーム層側の内圧が外圧より高いときに開かれ、それ以外のときに閉じられる逆止弁を設けると共に、通気孔とは別に、被覆層に、その内外を繋ぐ手動開閉弁付きの空気流入口を設けた請求項１記載の圧力分散体。
【請求項３】
圧力分散体の、軟質フォーム層側の面に、上記面よりも粘弾性ゲル層側に凹入し、なおかつ当該面の外周縁部に達する凹溝を形成し、この凹溝内の被覆層に通気孔を形成した請求項１または２記載の圧力分散体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、体圧分散マット等に好適に用いることができる、圧力分散体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マットレスやクッションには、従来、上下方向に加わる荷重を同方向に良好に吸収できる、発泡ポリウレタンや発泡ゴムなどの、連続気泡構造を有する軟質発泡体が広く用いられてきたが、軟質発泡体は、荷重を上下方向以外の方向に分散させる効果が小さいため、例えば、軟質発泡体を用いたクッションに長時間にわたって座りつづけたり、軟質発泡体を用いたマットレスに長期間にわたって仰臥し続けたりした際に、自身の体圧を強く受ける部分に痛みを感じたり、さらに進むと褥瘡（いわゆる床ずれ）を生じたりするという問題がある。
【０００３】
特に、医療業界においては、患者が、マットレスに長期間にわたって仰臥するときに身体が局部的な圧迫を受けて毛細血管の血流阻害が起こり、その圧迫部位（主に骨隆起部）の細胞が局部的に壊死する褥瘡が大きな問題となっている。
そこで、従来の軟質発泡体に代えて、上下方向に加わる荷重をそれ以外の方向に分散させる、いわゆる体圧分散性に優れ、快適な寝心地や座り心地を得ることができる上、褥瘡を予防するためにも有用なゲル状粘弾性体を含む圧力分散体を用いたマットレス（体圧分散マット）などが用いられつつある。
【０００４】
しかし、ゲル状粘弾性体は、軟質発泡体に比べて比重が大きいため、特に体圧分散マットなどは、重量が大きく使い勝手が悪くなってしまうという問題があり、これを解決するために、ゲル状粘弾性体と軟質発泡体を組み合わせて軽量化することが提案されている。
例えば、特許文献１には、ポリウレタンゲルとポリウレタンフォームとを、ポリウレタンの生成時に生じる内在的接着性によって互いに結合させて製造された、積層構造を有するポリウレタン成形体が記載されており、このポリウレタン成形体を圧力分散体として用いれば、ポリウレタンゲルによる体圧分散性を維持しつつ、当該ポリウレタンゲルの使用量を少なくして、体圧分散マット等を軽量化することができる。
【０００５】
また、特許文献２には、軟質発泡材からなるベース層上に、厚層部分と薄層部分とを交互に配した粘弾性部（ゲル状粘弾性体）を積層し、被覆材で被覆したマットレス部材について記載されており、このマットレス部材によれば、粘弾性部による体圧分散性を維持しつつ、粘弾性部を形成するゲル材料の使用量を少なくして、マットレス部材を軽量化することができる。
【特許文献１】特開２００１−１６３９９１号公報（特許請求の範囲、第０００１欄〜第０００７欄）
【特許文献２】特開２００２−３１５６５６号公報（特許請求の範囲、第０００７欄〜第００１１欄）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ゲル状粘弾性体と軟質発泡体を組み合わせた圧力分散体としては、ゲル状粘弾性体からなる粘弾性ゲル層と、軟質発泡体からなる軟質フォーム層とを少なくとも１層ずつ積層するとともに、加圧時のゲル状粘弾性体の流動を抑制し、粘弾性ゲル層の形状を維持するために、上記積層体を、樹脂のフィルムなどからなる被覆層によって包んだ構造を有するものが一般的である。
【０００７】
連続気泡構造を有する軟質フォーム層は、圧力を受けた際に、粘弾性ゲル層よりも大きな変形が得られやすいため、上記の構造を有する圧力分散体によれば、加圧物に対する粘弾性ゲル層の接触面積を増やして、当該粘弾性ゲル層による体圧分散性を増進できる可能性がある。そのため、かかる構造を有する圧力分散体には、軽量化の効果だけでなく、粘弾性ゲル層単独の場合よりも体圧分散性を向上させる効果も期待される。
【０００８】
しかし、実際には、積層体の全体を、前記のように通気性のない樹脂のフィルムなどからなる被覆層によって包んでいるため、体圧分散性を向上させる効果が得られないだけでなく、却って体圧分散性が低下するおそれもある。
すなわち、連続気泡構造を有する軟質フォーム層は、圧力を受けた際に、連続気泡内部の空気を外部に押し出すことで変形されるため、その周囲を、通気性のない被覆層で被覆してしまった場合には、空気の押し出しが阻害されて、大きく変形することができない。このため、粘弾性ゲル層の、加圧物に対する接触面積を増やすことができず、体圧分散性を向上させることができない。のみならず、外部からの圧力を受けて内圧が高くなると、被覆層に張力が加わってその表面が硬くなって、粘弾性ゲル層による体圧分散性が阻害されるため、却って、圧力分散体の体圧分散性が低下するおそれもある。
【０００９】
本発明の目的は、加圧時に、連続気泡構造を有する軟質フォーム層を大きく変形させて、加圧物に対する粘弾性ゲル層の接触面積を増やすことができるため、これまでよりも体圧分散性を向上させることができる圧力分散体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、粘弾性ゲル層と、連続気泡構造を有する軟質フォーム層とを含む積層体と、この積層体を包む被覆層とを有する圧力分散体において、上記被覆層の、軟質フォーム層と接触する領域に、被覆層の内外を繋ぐ通気孔を形成したことを特徴とする圧力分散体である。
請求項２記載の発明は、通気孔に、軟質フォーム層側の内圧が外圧より高いときに開かれ、それ以外のときに閉じられる逆止弁を設けると共に、通気孔とは別に、被覆層に、その内外を繋ぐ手動開閉弁付きの空気流入口を設けた請求項１記載の圧力分散体である。
【００１１】
請求項３記載の発明は、圧力分散体の、軟質フォーム層側の面に、上記面よりも粘弾性ゲル層側に凹入し、なおかつ当該面の外周縁部に達する凹溝を形成し、この凹溝内の被覆層に通気孔を形成した請求項１または２記載の圧力分散体である。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、圧力を受けた際に、軟質フォーム層の連続気泡内部の空気を、被覆層の、軟質フォーム層と接触する領域に形成した通気相を通してスムースに、外部に排出することができる。このため、内圧の上昇を生じないことから、被覆層を常に柔軟な状態に維持できることと相まって、軟質フォーム層を大きく変形させて、加圧物に対する粘弾性ゲル層の接触面積を増やして、体圧分散性をこれまでよりも向上することが可能となる。
【００１３】
また、請求項２記載の発明によれば、上記通気孔は、逆止弁によって、軟質フォーム層側の内圧が外圧より高いとき以外は常時、閉じられているため、例えば圧力を受けなくなって軟質フォーム層が復元しようとした際などに、通気孔を通して、圧力分散体中に水分が浸入するのを防止することができる。また、軟質フォーム層側の内圧が外圧よりも高く、逆止弁が開かれているときは、通気孔を通して内部の空気が外部に押出されているため、この通気孔を通して、逆に水分が圧力分散体中に浸入することはない。このため、特に医療業界において体圧分散マットとして使用した際に、患者の汗や血液等の体液、あるいは消毒液や輸液等が圧力分散体中に侵入するのを防止することができ、衛生的に優れたものとなる。
【００１４】
しかも、圧力を受けなくなった際には、取扱者が、通気孔と別に設けた空気流入口の手動開閉弁を開くことで、軟質フォーム層を任意に復元させることも可能である。
さらに、請求項３記載の発明によれば、圧力分散体を、通気孔を設けた面を上に向けて使用者と接触させた状態、および、上記面を下に向けて載置面と接触させた状態のいずれの状態で使用しても、圧力を受けた際に、内部の空気を、通気孔と凹溝とを通してスムースに、外部に排出させることができる。また圧力分散体を、通気孔を設けた面を下に向けて載置面と接触させた状態で使用した際に、当該載置面に水分があっても、それが、毛細管現象によって、通気孔を通して内部に侵入するのを防止することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明の圧力分散体の、実施の形態の一例の要部を拡大して示す厚み方向の断面図である。図２は、上記例の圧力分散体の全体を示す厚み方向の断面図である。図３は、上記例の圧力分散体の底面図である。
図１〜図３を参照して、この例の圧力分散体１は、全体を、一定の厚みを有する矩形平板状に形成したものであって、ゲル状粘弾性体からなる粘弾性ゲル層２と、軟質発泡体からなる軟質フォーム層３とを１層ずつ積層するとともに、この積層体４を、樹脂のフィルムなどからなる被覆層５によって包んだ構造を有している。
【００１６】
また、各図において圧力分散体１の、軟質フォーム層３側の面１ａには、上記面１ａより粘弾性ゲル層２側に凹入し、なおかつ当該面１ａの外周縁部に達する凹溝６が形成され、この凹溝６内の被覆層５に、その内外を繋ぐ通気孔７が形成されている。
図３を参照して、凹溝６は、この例では、圧力分散体１の矩形平面のうち、平行する短辺の中心間を結んで、矩形平面の長辺と平行に形成された１本と、この凹溝６と直交し、なおかつ矩形平面の短辺と平行に形成された２本の計３本が設けられている。
【００１７】
また通気孔７は、互いに直交する凹溝６の交点に１つずつと、矩形平面の短辺と平行に形成された２本の凹溝６の、交点の通気孔７を挟んで互いに反対方向に等距離、離間させた位置に２つずつの、計６個が設けられている。
図１を参照して、通気孔７は、溝６内の最奥部に形成されており、面１ａが載置面と接触した際などにおいても、軟質フォーム層３の気泡内の空気を、通気孔７と溝６とを通してスムースに、外部に排出することができる。
【００１８】
図４(a)は、通気孔７に設けてもよい、軟質フォーム層側の内圧が外圧より高いときに開かれ、それ以外のときに閉じられる逆止弁の一例を示す断面図、図４(b)は、逆止弁の他の例を示す斜視図である。
まず、図４(a)を参照して、この例の逆止弁８は、合成樹脂などからなり、その長さ方向の両端に開口８０ａ、８０ｂを有すると共に、その内部に、開口８０ａ、８０ｂよりも内径の大きい円筒状の空洞部８０ｃを設けた筒体８０と、この筒体８０の空洞部８０ｃ内に、長さ方向に移動可能な状態で収容されたボール８１と、同じく空洞部８０ｃ内に収容され、その付勢力によって、ボール８１を、筒体８０の、図において上側の開口８０ａに圧接させて、当該開口８０ａを閉じるコイルバネ８２とを備えている。
【００１９】
上記逆止弁８は、開口８０ａを通気孔７と繋ぐようにして、被覆層５に固定される。そして、軟質フォーム層側の内圧が外圧より高くないときは、図の状態を維持する。すなわち、コイルバネ８２の付勢力によって、ボール８１を開口８０ａに圧接させて、当該開口８０ａを閉じた状態を維持する。
この状態で、圧力分散体１上に使用者が乗るなどしてして積層体４が圧縮されて、軟質フォーム層側の内圧が外圧より高くなると、ボール８１が、コイルバネ８２の付勢力に抗して、図中に実線の矢印で示すように、他方の開口８０ｂ側に押し戻されることで開口８０ａが開かれて、軟質フォーム層３の気泡内の空気が、通気孔７と、それに繋がれた筒体８０の空洞部８０ｃを通して外部に排出される。
【００２０】
そして、使用者の重さと積層体４の反発力とが釣り合う等して、軟質フォーム層側の内圧と外圧とがほぼ等しくなった時点で、あるいは、使用者が圧力分散体１上から降りて、積層体４が、反発力によって元の状態に戻ろうとして、軟質フォーム層側の内圧が外圧より低くなった時点で、ボール８１が、コイルバネ８２の付勢力によって、再び開口８０ａに圧接されて、当該開口８０ａが閉じられる。
【００２１】
次に、図４(b)を参照して、この例の逆止弁９は、その上端開口９０ａ側で、通気孔７と繋がれる筒体９０と、この筒体９０の下端開口９０ｂを覆うように設けられた、薄い合成樹脂のフィルムなどからなる２枚の弁体９１ａを重ね合わせて、その両側縁９１ｂと上端縁９１ｃとを閉じると共に、下端縁のみ閉じずに開口９１ｃとした形状を有する弁部材９１とを備えている。
【００２２】
上記逆止弁９は、開口９０ａを通気孔７と繋ぐようにして、被覆層５に固定される。そして、軟質フォーム層側の内圧が外圧より高くないときは、図に実線で示すように、２枚の弁体９１ａが互いに密着されて、弁部材９１が閉じられた状態を維持する。
この状態で、圧力分散体１上に使用者が乗るなどしてして積層体４が圧縮されて、軟質フォーム層側の内圧が外圧より高くなると、内部の空気が、図中に実線の矢印で示すように、筒体９０を通して、２枚の弁体９１ａ間に供給され、図中に一点鎖線で示すように弁体９１ａ間を押し広げて、つまり弁部材９１を開きながら外部に排出される。
【００２３】
そして、使用者の重さと積層体４の反発力とが釣り合う等して、軟質フォーム層側の内圧と外圧とがほぼ等しくなった時点で、あるいは、使用者が圧力分散体１上から降りて、積層体４が、反発力によって元の状態に戻ろうとして、軟質フォーム層側の内圧が外圧より低くなった時点で、２枚の弁体９１ａが再び密着されて、弁部材９１が閉じられる。
また、通気孔７に逆止弁を設ける際には、通気孔７とは別に、被覆層５の、軟質フォーム層３と接触する領域に、その内外を繋ぐ手動開閉弁付きの空気流入口を設けるのが好ましい。手動開閉弁としては、例えば軟質の合成樹脂からなる筒体内に、通常は閉じられ、筒体を外部から押圧するなどした際に開かれる弁を設けたものなどが考えられる。
【００２４】
上記のうち、粘弾性ゲル層２は、体圧分散性を有する種々のゲル状粘弾性体によって形成することができる。かかるゲル状粘弾性体としては、例えば、ポリウレタンゲル、シリコーンゲル、ポリスチレンゲル、ポリエステルゲル、酢酸ビニル共重合体ゲル、ポリ塩化ビニルゲル、ネオプレンゲルなどが挙げられる。中でも、ポリウレタンの生成時に生じる内在的接着性によって他の層と結合される熱硬化性のポリウレタンゲルが特に好ましい。
【００２５】
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のが、ポリウレタンゲルの柔軟性や復元性が良好であり好ましい。
【００２６】
また、イソシアネートとしては、ポリイソ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。
ポリウレタンゲルは、特に限定されないが、その２５％圧縮応力が１０〜９０ｋＰａであるのが、良好な体圧分散性を得る上で好ましい。２５％圧縮応力が上記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添加しないことが好ましい。
【００２７】
軟質フォーム層３は、マットレスやクッションなどに使用される種々の軟質発泡体によって形成することができる。特に、硬さや弾性率などを所望の範囲に調整することが容易である上、ポリウレタンの生成時に生じる内在的接着性によって他の層と結合される軟質のポリウレタンフォームが好ましい。
ポリウレタンフォームは、ポリオールとイソシアネートの混合物を、水の存在下で加熱して硬化反応させると共に、イソシアネートと水との反応によって生成するＣＯ2を利用して発泡させることにより得られる。ポリオールおよびイソシアネートとしては、前記と同様のものを用いることができる。
【００２８】
被覆層５は、粘弾性ゲル層２を包むという目的上、当該粘弾性ゲル層２を形成するゲル状粘弾性体が通過することができない性質であることを要する。特に、ゲル状粘弾性体が２液硬化型のポリウレタンゲルやシリコーンゲル等からなるときは、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ことが好ましい。
かかる被覆層５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、ナイロン等の合成樹脂のフィルムが挙げられ、中でもポリウレタンフィルムが好ましい。ポリウレタンフィルムは、機械的特性に優れる上、柔軟性や伸縮性があり耐久性もよい。また、粘弾性ゲル層２をポリウレタンゲルにて形成し、かつ軟質フォーム層３をポリウレタンフォームにて形成するときは、被覆層５としてポリウレタンフィルムを用いることで、この両層との接着性を向上することができる。
【００２９】
本発明の圧力分散体の製造は、被覆フィルムを所望の温度（６０〜１２０℃程度）に温めた金型上にセットし、下方から真空引きして金型の内部表面に密着させる。この中にゲル状粘弾性体を注入し、硬化させて粘弾性ゲル層２を形成する。例えば、ポリウレタンゲルの場合は、その構成成分であるポリオールとイソシアネートの混合物を注入して硬化させるが、この時点では部分硬化であってもよい。次いで、このゲル体の上に軟質発泡材、例えばポリウレタンフォームの場合はその前駆体を注入し、その上に、被覆層となるフィルムを重ね、金型に蓋をし、所望の時間、静置して、ポリウレタンフォームを発泡させると共に硬化させて軟質フォーム層を形成する。硬化後、真空状態を解除し、金型から成形物を取り出し適宜、周囲にはみだている余分のフィルムをカットすることにより、目的とする圧力分散体が得られる。
【００３０】
被覆層に通気孔を形成するには、あらかじめ通気孔を形成したフィルムを使用するか、あるいは圧力分散体の形成後、所定の位置に通気孔を形成すればよい。また、凹溝を形成するには、金型の蓋として、凹溝に対応した凸条を有するものを使用するなどの方法が考えられる。
なお本発明の圧力分散体の構造は、図に示した例のものには限定されない。例えば通気孔は、圧力分散体の側面に形成してもよい。
【００３１】
その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の設計変更を施すことができる。
【実施例】
【００３２】
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および比較例１：
粘弾性ゲル層２を形成するゲル状粘弾性体としては、３官能性ポリ（オキシプロピレン）グリコール（ポリオール成分）と、ＭＤＩ（ポリイソシアネート成分）とを混合して得られるポリウレタンゲルを用いた。また、軟質発泡層３を形成する軟質発泡体としては、３官能性ポリ（オキシプロピレン）グリコール（ポリオール成分）と、ＭＤＩ（ポリイソシアネート成分）と、発泡材としての水とを混合して得られるポリウレタンフォームを用いた。さらに、被覆層５を形成するフィルムとしてポリウレタンフィルムを用いた。
【００３３】
粘弾性ゲル層２の厚みは１０ｍｍ、軟質フォーム層３の厚みは３０ｍｍとし、前記の工程で圧力分散体を製造した。その際、金型の温度は１００℃に設定し、ポリウレタンフォームは約２０分間、静置して発泡、硬化させた。
実施例１は通気孔あり、比較例１は通気孔なしとし、各得られた圧力分散体の性能を、次の方法にて評価し、結果を表１に示した。
【００３４】
最大圧力：
圧力分散体の上に圧力センサ（ニッタ社製の商品名「ＢＩＧ−ＭＡＴ」）を敷き、その上に２０ｋｇの半球状の錘を載せた時の最大圧力を測定した。最大圧力はできるだけ小さい方が、体圧分散性がよいと判断される。
【００３５】
【表１】
2005304729.tif 000003
【００３６】
表より、通気孔を形成しなかった比較例１は、軟質フォーム層の変形が阻害されたため最大圧力が高くなっていることが判った。これに対し、通気孔を形成した実施例１は、通気孔を通して、気泡内野空気を外部に排出することができたため、軟質フォーム層をより大きく変形させて、最大圧力を低くできることが判った。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の圧力分散体の、実施の形態の一例の要部を拡大して示す厚み方向の断面図である。
【図２】上記例の圧力分散体の全体を示す厚み方向の断面図である。
【図３】上記例の圧力分散体の底面図である。
【図４】図(a)は、通気孔に設けてもよい、軟質フォーム層側の内圧が外圧より高いときに開かれ、それ以外のときに閉じられる逆止弁の一例を示す断面図、図(b)は、逆止弁の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  圧力分散体
２  粘弾性ゲル層
３  軟質フォーム層
４  積層体
５  被覆層
６  凹溝
７  通気孔
８  逆止弁
９  逆止弁
【図１】
2005304729.tif 000004
【図２】
2005304729.tif 000005
【図３】
2005304729.tif 000006
【図４】
2005304729.tif 000007