(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部に位置して保型性を有する支持部材と、上部に位置して応力緩和性を有する緩衝部材からなる少なくとも２層構造のクッション材であって、該支持部材には、着座した際に該緩衝部材の変形によっても尾骨及び坐骨部が該支持部材と接触しないように凹部が形成されていると共に、凹部周囲に仙骨及び坐骨を除く臀部筋肉部を左右背面から支えるための周壁部が形成されており、さらに左右大腿部を支えるための溝が２条形成され、該２条の溝の間の下方部に突出部が設けられており、該支持部材の上部には、クッション材の上面を平坦化するように該緩衝部材が密着積層されていることを特徴とするクッション材。
【請求項２】
支持部材に形成された凹部の底部が貫通している請求項１に記載のクッション材。
【請求項３】
支持部材が、プラスチック発泡体から形成される請求項１に記載のクッション材。
【請求項４】
緩衝部材が、繊維、海綿、軟質プラスチック、プラスチック発泡体および軟質ゴムから選
択される１種または２種以上から形成される請求項１に記載のクッション材。
【請求項５】
緩衝部材が、低反発ポリウレタン発泡体から形成される請求項４に記載のクッション材。
【請求項６】
クッション材における上面のずれ力が、１０〜６５Ｎである請求項１に記載のクッション
材。
【請求項７】
緩衝部材部分の硬さが、０．１〜３．５Ｎ／ｃｍ２の範囲の圧縮モジュラス値である請求項１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、自動車の座席や椅子に使用するクッション材、座布団、車椅子用のクッション材およびそれらに関連した褥瘡予防用クッション材に適用される緩衝部材と支持部材を複合化させたクッション材に関する。
【背景技術】
【０００２】
老齢化社会を迎え、歩行が困難となり、車椅子を必要とする人が増加しつつある。このような場合は、長時間座ることが強いられるので、場合によっては臀部に褥瘡が発症する事態となっている。従って、褥瘡による苦痛を回避して快適な生活を営むべく、椅子や座布団などのクッション材は、クッション性能のみならず、時代とともに質の高いものが要求されるようになってきている。褥瘡が発生するための外的要因としては、着座した際に加わる体圧（圧縮応力）だけでなく、横方向への剪断力なども複合化したずれ力が重要といえる。例えば、着座姿勢の悪化や、自分で体位変換できない人にとっては、長時間座っている間に上記のようなずれ力が働くようになる。
【０００３】
上記の用途に用いられるクッション材としては、綿などの天然素材の他、エアークッション材、ウレタン発泡体からなるクッション材、ゲル状物からなるクッション材などが挙げられる。エアークッション材は荷重分散性能（以下、「応力緩和性」ということもある）が高いが、体位保持性能が低いという問題を有する。また、ウレタン発泡体からなるクッション材は一定水準の応力緩和性を有するが、褥瘡発生の原因の一つとして注目されているずれ力の吸収性能が低い。特に、ずれ力発生の主要因となる横方向の力の吸収性能が低い。これに対して、体圧分散性能を有し、かつ横方向の力から生じるずれ力の分散性能を有するクッション材として、軟質ポリウレタン発泡体の一種であるゲル構造を有する低反発性ウレタン発泡体からなるクッション材が開発されている。ゲルは液体と固体の両物性を併せ持つので、変形しやすく、横方向を含めあらゆる方向の応力から生じるずれ力の吸収性能が高い。
【０００４】
このような発泡体としては、例えば、活性水素成分ポリエーテルポリオールと有機ポリイソシアネートから得られる軟質ポリウレタン発泡体であり、ウレタンゲルが発泡した構造のものが提案されている（特許文献１、特許文献２）。このゲルには可塑剤として別途配合したポリオールと、ウレタン骨格を形成するために配合した活性水素成分ポリエーテルポリオールの未反応分としての液状成分が含まれている。
【０００５】
しかし、上記低反発性ウレタン発泡体からなるクッション材は、クッション材の硬さが均一であるので、着座時に姿勢を保持しにくく不安定となりやすい。特に、下半身不随などの身体の機能の一部が麻痺している人などは着座姿勢を崩しやすく、身体に負担がかかる。従って、クッション材を長時間使用するためには、前記した荷重分散性とずれ力分散性を維持しつつ、着座姿勢が崩れにくく、快適であることが要求される。
【特許文献１】特開２００６−５１０６７号公報
【特許文献２】特開２００６−１８８６２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の問題に鑑みて、本発明は荷重分散性能や褥瘡の原因の一つとして注目されているずれ力の吸収性能に関して一定の性能を保持しつつ、着座姿勢が崩れにくく快適なクッション材を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、クッション材について鋭意検討を重ねた結果、下部に位置して保型性を有する支持部材と、上部に位置して応力緩和性を有する緩衝部材からなる少なくとも２層構造のクッション材であって、各部材の形状を工夫することにより、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち本発明は、以下からなる。
１．下部に位置して保型性を有する支持部材と、上部に位置して応力緩和性を有する緩衝部材からなる少なくとも２層構造のクッション材であって、該支持部材には、着座した際に該緩衝部材の変形によっても尾骨及び坐骨部が該支持部材と接触しないように凹部が形成されていると共に、凹部周囲に仙骨及び坐骨を除く臀部筋肉部を左右背面から支えるための周壁部が形成されており、さらに左右大腿部を支えるための溝が２条形成され、該２条の溝の間の下方部に突出部が設けられており、該支持部材の上部には、クッション材の上面を平坦化するように該緩衝部材が密着積層されていることを特徴とするクッション材。
２．支持部材に形成された凹部の底部が貫通している前記１に記載のクッション材。
３．支持部材が、プラスチック発泡体から形成される前記１に記載のクッション材。
４．緩衝部材が、繊維、海綿、軟質プラスチック、プラスチック発泡体および軟質ゴムから選択される１種または２種以上から形成される前記１に記載のクッション材。
５．緩衝部材が、低反発ポリウレタン発泡体から形成される前記４に記載のクッション材。
６．クッション材における上面のずれ力が、１０〜６５Ｎである前記１に記載のクッション材。
７．緩衝部材部分の硬さが、０．１〜３．５Ｎ／ｃｍ２の範囲の圧縮モジュラス値である前記１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、下部に位置して保型性を有する支持部材と、上部に位置して応力緩和性を有する緩衝部材からなる少なくとも２層構造のクッション材であって、支持部材と緩衝部材とは硬さが異なるものであり、硬さの異なる少なくとも２種類の部材が積層されてなる。その結果、着座した際に臀部および大腿部がクッション材の上面に接触し、身体座部に存在する骨の突出した部分を緩衝部材に沈み込ませ、平滑に近い身体部分を支持部材により支持する構造にすることによって大腿部や臀部筋肉部は支持され、坐骨、尾骨、仙骨などの褥瘡発生のリスクが高い部分を保護する形状となり、姿勢を保持しやすく、快適となり、褥瘡を起こすことなく長時間の使用が可能となる。また、本発明のクッション材は、従来のゲル発泡体などをクッションとしたものと同等の荷重分散性能を維持したまま、薄くて軽いクッション材を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に本発明の実施形態を添付図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一符号は同一又は対応する部分を示すものとする。ただし、これらの図は本発明の内容を象徴的に示す一例であって、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００１１】
図１は、本発明のクッション材の一態様についての側面図である。図１において、ａは溝（４）（４’）の周壁高さを、ｂは突出部（３）の高さを、ｃは凹部（１）の周囲の周壁高さを示す。
本発明のクッション材は、図１に示すように下部に位置して保型性を有する支持部材（Ａ）と、上部に位置して応力緩和性を有する緩衝部材（Ｂ）からなる少なくとも２層構造のクッション材であって、着座時の体位を保持する効果を有するより硬い一方の部材を支持部材（Ａ）とし、褥瘡発生を防止するために圧縮応力やずれ力を緩和する効果を有する柔らかい一方の部材を緩衝部材（Ｂ）としたものである。ここで、支持部材（Ａ）は、クッション材として身体に接触する緩衝部材（Ｂ）の下方面に位置し、緩衝部材（Ｂ）を介して大腿部や臀部筋肉部などを支持するための部材といえる。一方、緩衝部材（Ｂ）は、支持部材（Ａ）に支持されつつも、クッションとしての本来の機能を十分に発揮しうる部材であることが好ましい。
【００１２】
図２は、本発明のクッション材の一態様について、その構成部材としての支持部材の基本形状を示す斜視図である。図２において、ｄは支持部材（Ａ）の横幅を、ｅは支持部材（Ａ）の奥行きを、ｆは溝（４）（４’）の幅を、ｇは溝（４）（４’）の深さを、ｈは凹部（１）の幅を、ｉは凹部（１）背面の周壁高さを示す。
【００１３】
該支持部材（Ａ）において、尾骨および坐骨部が支持部材と接触するのを回避しうるように凹部（１）が形成されており、凹部周囲に仙骨及び坐骨を除く臀部筋肉部を左右背面から支えるための周壁部（２）が形成されており、さらにクッション材に着座した際に左右の大腿部を支えるための２条の溝（４）（４’）が形成されている。本発明のクッション材は、図２に示すような支持部材（Ａ）の上部に、図１に示すように緩衝部材（Ｂ）が積層されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明のクッション材には、さらに、図１や図２に示すように、前記支持部材（Ａ）に形成されている凹状の溝（４）と溝（４’）の間の支持部材下方部に突出部（３）を設けていても良い。
【００１５】
本発明のクッション材における支持部材の基本形状は、図２に示すように着座した際の臀部から大腿部を左右および背面から支持しうるものである。着座した際の臀部から大腿部にかけての形状（体型）は、個人ごとに異なるので、支持部材の形状は、厳密には各個人に合わせなければ、十分な荷重分散性能や心地よさが得られるとはいいがたい。そこで、本発明のクッション材は、該支持部材（Ａ）の上部に、該支持部材よりも柔らかい素材からなる緩衝部材（Ｂ）を積層することにより、幅広く各種体型に対応可能とすることができる。
【００１６】
ここで、緩衝部材（Ｂ）は支持部材（Ａ）に比べて柔らかいことを特徴とする。具体的には、クッションとしての機能を有する緩衝部材（Ｂ）の硬さは、後述する圧縮モジュラス値として０．１〜３．５Ｎ／ｃｍ２、好ましくは０．１５〜２．０Ｎ／ｃｍ２である。緩衝部材（Ｂ）の硬さが０．１Ｎ／ｃｍ２に満たない場合は、柔らかすぎるために着座時に臀部が沈み込みすぎて、臀部に存在する骨が支持部材底部やクッション材を載置する椅子の座面に接触し、褥瘡発生を防止するに充分な効果を発揮しにくくなる傾向を示す。一方、硬さが３．５Ｎ／ｃｍ２を超える場合は、硬くなりすぎるために褥瘡発生を防止するための圧縮応力緩和性や、ずれ応力緩和性が得がたくなる傾向を示す。なお、支持部材（Ａ）は、これより硬ければよく、また緩衝部材（Ｂ）を上部に保持しうるものであれば、特に限定されない。
【００１７】
なお、本発明における上記緩衝部材の硬さは、ＪＩＳ  Ｋ６４０１「耐荷重用軟質ポリウレタンフォーム」に記載の測定方法に準じて行う。具体的には、測定装置として万能試験機「Autograph AGS-100」（島津製作所社製）を用い、室温下で縦約３８ｃｍ×横約３８ｃｍ×任意厚みの大きさの緩衝部材、または支持部材との複合化クッション材における緩衝部材の上面から、直径２００ｍｍφの金属円盤を圧縮速度１０ｍｍ／分で緩衝部材全体厚みの２５％の深さ、または２０ｍｍ深さまで押圧し、応力緩和させる時間として１０分間放置した値の圧縮モジュラス値を本発明における硬さとした。
【００１８】
本発明のクッション材を構成する支持部材（Ａ）の下面は、椅子や車椅子の座面と接触する。例えば車椅子の座面が、布や合成皮革などの撓みを生じる素材により構成される場合は、支持部材（Ａ）の形状が座面の撓みによって変形しやすくなる。つまり、本発明のクッション材に着座した場合、支持部材（Ａ）に形成された大腿部を支えるための溝（４）と溝（４’）に大腿部が位置するように着座体位が保持されるので、車椅子等の座面が撓むと、溝部にも荷重がかかってクッション材は山状に撓んでしまい、支持部材が割れる恐れもある。従って、座面が撓んでも支持部材（Ａ）の形状が維持されるようにするために、大腿部を支えるための溝（４）と溝（４’）の間の下方部に突出部（３）を設けておくことが好ましい。また、図２に示すように、支持部材に形成された凹部の底部に位置する支持部材を除去、貫通させることで、着座した際に尾骨や坐骨が凹部の底部に接触して生じる底付き感をなくすことができて好ましい。
【００１９】
図３〜図５は、本発明のクッション材の一態様に用いる支持部材の正面図（図３）、側面図（図４）、および背面図（図５）である。また、図６は本発明のクッションの他の態様について、平滑な面でクッションを使用する場合の支持部材の背面図である。
これらの図において支持部材（Ａ）は、周壁部（２）、突出部（３）、および溝（４）（４'）が所定の位置に形成されているので、上記したように支持部材の形状を維持して着座体位を保持できると共に、着座時に身体が前方へずれることを防止できるのである。特に図６のように突出部（３）を形成することによって、その効果を顕著に発揮させることができるものである。
【００２０】
本発明において支持部材（Ａ）を構成する材料は、上記緩衝部材（Ｂ）を支持すると共に、緩衝部材よりも硬い材料、好ましくは多少の撓みであれば良いが、できるだけ変形が少ない材料であればよい。具体的には、ポリエチレンやポリプロピレンなどの軟質プラスチックやポリスチレンなどの硬質プラスチック、これらプラスチックの発泡体、硬質ゴム、木などを挙げることができる。これらのうち、軽量化や成形性の点からはプラスチック発泡体を用いることが好ましく、具体的には、ポリエチレン発泡体やポリスチレン発泡体、ポリエチレン／ポリスチレン発泡体などが挙げられる。また、発泡形態としては、独立発泡や連続発泡の何れでも良いが、支持部材としての機械的強度や保型性を有するためには、独立発泡形態のものが好ましい。
【００２１】
本発明において、緩衝部材（Ｂ）を構成する材料は、一般的にクッション材に使用可能な材料であればよい。具体的には、繊維、海綿、軟質プラスチック、これらプラスチックの発泡体、軟質ゴムなどを挙げることができる。これらのうち、圧縮応力やずれ応力を緩和し褥瘡発生の防止により優れた効果を発揮できるものとしては、軟質プラスチック発泡体、特にポリウレタン発泡体が好ましく、特に一般的に低反発性と呼ばれるポリウレタン発泡体を用いることが良い。なお、発泡形態としては、独立発泡や連続発泡の何れでも良いが、緩衝部材としての応力緩和性をより発揮するためには、連続発泡形態（独立発泡セルのセル壁が破れて連続発泡状態になっているような混在系も含む）のものが好ましい。
【００２２】
上記した緩衝部材（Ｂ）を構成する好ましい材料であるポリウレタン発泡体としては、所謂、ポリイソシアネートとポリオールとを重付加反応させて得られる熱可塑性エラストマーの類の属するものであって、ポリエステルポリウレタンやポリエーテルポリウレタンなどからなる発泡体を用いることができる。具体的には、ジフェニルメタンジイソシアネートやトリレンジイソシアネートなどのポリイソシアネートと、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドなどのポリオールとを官能基数換算で当モル量反応させて得られるポリイソシアネートプレポリマーに、ポリオールを加えて反応させて三次元構造（ゲル構造）を有するポリウレタン組成物を一旦作製する。次いで、水を加えることによって、ポリイソシアネートプレポリマー中に残存する未反応のイソシアネート基と水が反応して炭酸ガスを発生、発泡すると共に、水との反応でイソシアネート基がアミノ基等に変化することで、これが他のイソシアネート残基と反応してウレア結合などを生じて架橋構造が進み、目的とするゲル構造を有するポリウレタン発泡体を得ることができるのである。この際に、ポリオールをポリイソシアネートに対して過剰量配合しておくことで未反応で残存するポリオールがポリウレタン発泡体中で可塑剤として作用する。なお、別途低反応性の可塑剤や軟化剤を配合しても良い。
【００２３】
上記したゲル構造を有するポリウレタン発泡体は、可塑剤の目的で添加した低反応性のポリオールと一部ウレタン構造形成のために添加したポリオールの未反応物が液状成分として、ポリウレタン系内に取り込まれた状態でゲル構造となっている。これによってゲル本来の特性である圧縮応力に対する緩和性以外に、横方向の力から生じる剪断応力等が複合化したずれ力をも吸収する性能を持ち、ポリウレタン発泡体からなるクッション材として優れた荷重分散性能を発揮する。また、発泡体であるためクッション材全体の軽量化も図れるものである。
【００２４】
本発明における緩衝部材に用いることができる上記ポリウレタン発泡体としては、具体的には特許文献１に記載のものを利用することができる。本発明における緩衝部材は、例えば本発明の支持体（Ａ）と一体化させて本発明のクッション材としたのち、袋などに封入して使用に供することができる。
【００２５】
本発明のクッション材は、着座した際に支持部材によって着座姿勢を維持できると共に、緩衝部材によって圧縮応力を緩和させる作用と、横方向への剪断力も複合化されたずれ力をも緩和する作用を有する。この場合のずれ力は、クッション材上面で１０〜６５Ｎ、好ましくは２５〜５５Ｎの範囲に調整することがよい。即ち、ずれ力が１０Ｎに満たない場合は、着座時にフワフワした感じを着座者に与えて、安定した姿勢の保持をしがたくなる恐れがあり、６５Ｎを超えたずれ力の場合には、着座状態で体異動をする際に、着座臀部に大きな力が作用して褥瘡等の炎症を発症しやすくなる傾向を示す。
【００２６】
本発明における上記ずれ力は、特許文献１（特開２００６−５１０６７号公報）に記載の方法で測定することができる。
【実施例】
【００２７】
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。
【００２８】
（実施例１）
図２に示す形状に成形したポリエチレン／ポリスチレン製発泡体からなる支持部材を作製した。緩衝部材としては、以下の組成のものを調製した。
ジフェニルメタンジイソシアネート５０重量部と、ポリエーテルポリオール（ポリオキシエチルポリオキシプロピル化グルコール、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド：７５／２５重量％、ＯＨ価：５６、分子量：３０００）５０重量部とを反応させてポリイソシアネートプレポリマーＡ（ＮＣＯ基含量：１５モル％）を作製した。
【００２９】
また、トリレンジイソシアネート５重量部と、ポリオール（ポリオキシエチルポリオキシプロピル化グルコール、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド：７０／３０重量％、ＯＨ価：７．５、分子量：１５０００）９５重量部とを反応させてポリイソシアネートプレポリマーＢ（ＮＣＯ基含量：２モル％）を作製した。
上記にて作製したポリイソシアネートプレポリマーＡを２１重量部およびポリイソシアネートプレポリマーＢを１４重量部に、ポリエーテルポリオール（ポリオキシエチルポリオキシプロピル化グルコール、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド：５０／５０）６５重量部を反応させて、ポリウレタンゲル組成物を作製し、次に室温下で水３重量部を添加して攪拌、混合して発泡させてゲル構造を有するポリウレタン発泡体からなる緩衝部材を作製した。
【００３０】
なお、上記緩衝部材の作製ののち、支持部材と一体化して本発明のクッション材とするために、成形型中に組成物を流し込み、支持部材と積層した状態で熟成を行い、縦３８ｃｍ、横３８ｃｍ、総厚７ｃｍの本発明のクッション材を作製した。（ずれ力３０Ｎ、緩衝部材部分の硬さ０．４Ｎ／ｃｍ２）
【００３１】
（比較例１）
実施例１にて作製したポリウレタン発泡体からなる緩衝部材のみを用いて、支持部材のない縦３８ｃｍ、横３８ｃｍ、厚さ９ｃｍのクッション材を作製した。（ずれ力２５Ｎ、緩衝部材部分の硬さ０．３Ｎ／ｃｍ２）
【００３２】
（試験例）
下記試験のうち実用性については、上記実施例１および比較例１にて作製したクッション材を内装袋に封入したのち、これを外装袋に入れて試験を行った。
【００３３】
上記実施例１および比較例１にて得られたクッション材について、最大接触圧の測定および実用試験を行った。最大接触圧は、表面接触圧分布における最大圧を示す。表面接触圧分布が不均一になるほど最大接触圧は大きくなるので、良好な荷重分散性であるほど、最大接触圧は小さくなるという傾向を示す。ここで、「荷重分散性」とは、クッション材に座ったときにクッション座面と身体の境界線に加わる荷重の分布であり、通常ｍｍＨｇの単位で表される。
【００３４】
本発明において、荷重分散性は、クッション材の上に圧力センサーが組み込まれたシートを敷き、その上に着座して測定した。この表面接触圧の分布が均一に近いほど、良好な荷重分布性を有すると判断される。
【００３５】
実用性については、「ずれ」「心地よさ」「安定感」について、各々被験者の感想を聞くことにより確認した。被験者は、２３〜７４歳の車椅子使用者であり、男性５名、女性３名とした。評価は、「痛みの数値的評価スケール」を応用した点数評価とした。点数は、表１に示すように、０から６点までの７段階とし、０〜２点、３点、および４〜６点の３グループに区分し、それぞれの点数区分を、「悪い」「どちらともいえない」および「良い」と評価した。
【００３６】
【表１】
0005101184.tif 000002
【００３７】
上記試験結果を表２に示す。実施例１における本発明のクッション材の厚みは７ｃｍであり、比較例１の厚み９ｃｍに比べて２ｃｍ薄いにもかかわらず、荷重分散性は両者とも同等であった。実用試験では、体のずれ落ちが実施例１では生じなかったのに対して、比較例１では２名のずれ落ちがあった。心地よさおよび安定感については、明らかに実施例１のクッション材のほうが優れていた。
【００３８】
【表２】
0005101184.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上詳述したように、本発明の支持部材と緩衝部材の組み合わせによるクッション材は、緩衝部材単体で作製したクッション材と比べて、着座姿勢の保持に優れることが確認された。また、心地よさが向上することによって長時間の使用が可能となる。
本発明のクッション材は、緩衝部材単体で使用する場合に比べて、クッションの厚みを減少させることができ、かつ支持部材に使用する材料によっては軽量化を実現することができる。また、このような軽薄化を行っても、荷重分散性などの緩衝部材の特性を損なうことがない。
従って、本発明のクッション材を車椅子や椅子に用いれば、快適なクッション材として使用することができる。また、荷重分散性が向上するので、介護の分野で有効活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のクッションの一態様の側面図である。
【図２】本発明のクッションの一態様に用いる支持部材の基本形状を示す斜視図である。
【図３】本発明のクッションの一態様に用いる支持部材の正面図である。
【図４】本発明のクッションの一態様に用いる支持部材の側面図である。
【図５】本発明のクッションの一態様に用いる支持部材の背面図である。
【図６】本発明のクッションの他の態様について、平滑な面でクッションを使用する場合の支持部材の背面図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ        支持部材
Ｂ        緩衝部材
１        凹部
２，２’  周壁部
３        突出部
４，４’  溝
ａ        溝周壁の高さ
ｂ        突出部の高さ
ｃ        凹部周囲の周壁の高さ
ｄ        支持部材の横幅
ｅ        支持部材の奥行き
ｆ        溝の幅
ｇ        溝の深さ
ｈ        凹部の幅
ｉ        凹部背面の周壁の深さ
【図１】
0005101184.tif 000004
【図２】
0005101184.tif 000005
【図３】
0005101184.tif 000006
【図４】
0005101184.tif 000007
【図５】
0005101184.tif 000008
【図６】
0005101184.tif 000009