クッション材
【課題】 体圧分散性に優れ、かつ、せん断力に対して良好な特性を有するクッション材を提供する。
【解決手段】 クッション材は、活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）と、有機ポリイソシアネート（Ｂ）と、発泡剤（Ｃ）とを必須成分として成り、かつ、密度が８０ｋｇ／ｍ３以上、７００ｋｇ／ｍ３以下であり、ずれ力が２５Ｎ以上、６５Ｎ以下である。この活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）は、平均官能基数が２〜８であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールのオキシエチレン単位の含有量が４０〜９０モル％であり、かつ、水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１１０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。
【解決手段】 クッション材は、活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）と、有機ポリイソシアネート（Ｂ）と、発泡剤（Ｃ）とを必須成分として成り、かつ、密度が８０ｋｇ／ｍ３以上、７００ｋｇ／ｍ３以下であり、ずれ力が２５Ｎ以上、６５Ｎ以下である。この活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）は、平均官能基数が２〜８であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールのオキシエチレン単位の含有量が４０〜９０モル％であり、かつ、水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ〜１１０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。
【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、自動車シート、座布団等に使用されるクッション材は、一般的に、エアークッション（例えば、特許文献１参照）、ウレタン発泡体クッション、ゲルクッションに大別される。エアークッションは、体圧分散性には優れているが形態変動の自由度が大きくて体位保持性に乏しく、ゲルクッションは、感触が冷たくて重たいという欠点がある。これに対し、ウレタン発泡体クッションはバランスがとれており、これまでのところ主流であった。
【０００３】
しかしながら、老齢化社会を迎え、歩行が困難な車椅子生活の人の数が増加しつつある。また、長時間の座位姿勢、仰臥姿勢等が強いられることがあり、この場合には褥瘡が発症しやすい状況となっている。従って、クッション材に対しては、褥瘡等が発症しにくいなどの優れたクッション性能が要求されるようになってきた。
【０００４】
褥瘡の外的要因の１つは体圧（圧縮力）であるが、これ以外にも「ずれ力」が重要な要因のひとつになっている。ここで「ずれ力」とは、体圧などのようにクッション材に垂直にかかる力に対して、水平方向に働く力である。例えば、姿勢が悪くて正常な座位姿勢を保持できない人や、自分自身で体位の変換ができない人等の中には、長時間の座位姿勢等を保持する間にせん断力が働くようになる。このせん断力は「ずれ力」の一種である。
【０００５】
従来のウレタン発泡体クッション材は、せん断力に対して望ましくないものであるという欠点があった。一方、ゲルクッション材は、上述したように、感触が冷たく、重たい、取り扱いにくい等の問題はあるが、ずれ力に対しては優れたものであることが分かっている。そこで、ウレタン発泡体にゲルクッション材の長所を加味したクッション材の実現について研究が行われてきた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２７５０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、せん断力に対して良好な特性を有するクッション材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、圧縮反発力、体圧分散に加え、臀部とマット間のズレによってせん断方向にマットに加わる力を計測し、せん断力に対して良好な特性を有するクッション材の実現を図ることができた。
【０００９】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものである。すなわち、本発明のクッション材は、活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）と、有機ポリイソシアネート（Ｂ）と、発泡剤（Ｃ）とを必須成分として成り、かつ、密度が８０ｋｇ／ｍ３以上、７００ｋｇ／ｍ３以下であり、ずれ力が２５Ｎ以上、６５Ｎ以下であることを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）は、平均官能基数が２以上、８以下であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールのオキシエチレン単位の含有量が４０モル％以上、９０モル％以下であり、かつ、水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることができる。
【００１１】
本発明において、前記有機ポリイソシアネート（Ｂ）は、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、及び、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートからなる群のうち少なくとも１つであるか、あるいは、ポリイソシアネートプレポリマーであることができる。
【００１２】
ここで、前記ポリイソシアネートプレポリマーは、ポリイソシアネートとして、トリレンジイソシアネート及び／又はメチレンジフェニルジイソシアネートを主成分とし、ポリオールとして、ポリエーテルポリオールの平均官能基数が２以上、８以下であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールのオキシエチレン単位の含有量が４０モル％以上、９０モル％以下、かつ、水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるポリオールを重合させてなることができる。
【００１３】
本発明においては、前記ポリイソシアネートプレポリマーと、前記活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）とを、予め加熱処理した後、水を加えて発泡させることが好ましい。
また、本発明においては、さらに可塑剤を配合することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、体圧分散性に優れ、かつ、せん断力に対して良好な特性を有する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形態】
【００１５】
本発明のクッション材は、活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）と、有機ポリイソシアネート（Ｂ）と、発泡剤（Ｃ）とを用いて成る。ただしクッション材の密度は８０ｋｇ／ｍ３以上、７００ｋｇ／ｍ３以下であり、ずれ力は２５Ｎ以上、６５Ｎ以下であることが必要である。クッション材のずれ力が２５Ｎ未満であると、フワフワしすぎて安全な姿勢の保持が困難となり、６５Ｎより大きいと、体移動の際に大きな力が働き、褥瘡等の炎症を発症しやすくなる。
【００１６】
クッション材のずれ力は、例えば、図１に示す装置を用いて、変位と応力を読み取り、変位−応力図を作成して求めることができる。図１は、ずれ力を測定するために用いられる装置の一例を示す説明図である。図１において、ずれ力を測定するための試験用サンプル１は、平行移動台８の上に載置される。この試験用サンプル１の上には、臀部モデル２が置かれて、そのネジ止め面４の上に、荷重付加用台３がセットされる。ただし、臀部モデルのネジ止め面４が水平になるように、角度が調整される。荷重付加用台３の上には、必要に応じて適当な荷重がかかるように重り５が置かれる。この状態で、平行移動台８に取付けられた引張り用ワイヤ６を万能試験機７を用いて引っ張れば、試験用サンプルの下固定面を移動させてせん断力を与えることができる。この時の変位と応力を測定し、横軸を変位、縦軸を応力として測定値をプロットすれば、変位−応力図を作成することができる。このようにして作成される変位−応力図の一例を図３に示す。
例えば、ずれ力（２５％）を求めるためには、変位５ｍｍ以下はバラツキがあり、３０ｍｍより大きいとスリップする可能性があるため、５ｍｍ〜３０ｍｍの間のデータからずれ力を求めることが好ましい。なお、変位が３０ｍｍでスケールオーバーする場合には、５ｍｍ以上、３０ｍｍ未満の間の直線部分（例えば、５ｍｍ近傍での直線部分）から傾きを求めて、この値を用いてずれ力を求める。
ずれ力（２５％）を求めるために用いられる数式におけるサンプル厚み（ｔ）は、せん断力を与える前のサンプルの厚みであり、試験用サンプルに荷重をかけた後、厚みがほぼ一定になった時の試験用サンプルの厚みである。例えば図２に示すように、臀部モデル２の底面と試験用サンプル１の下面との間の距離（ｔ）で示される。
【００１７】
本発明に用いられる活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）とは、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の多価アルコール類を開始剤とし、これにエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドのアルキレンオキサイドを付加重合反応により共重合させて得られたものである。このようにして得られた共重合体の構成は、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であっても良い。また、このポリオール中に、他のポリオキシアルキレンを共重合させたものでも良く、例えば、ポリオキシテトラメチレン骨格を有するものを共重合させたものでも良い。但し、オキシエチレン基及びオキシプロピレン基の割合は、全分子量の８０〜９０％を占めることが好ましい。
【００１８】
上記した活性水素成分ポリエーテルポリオールは、１種類のみを使用しても良いが、２種類以上を併用しても良い。活性水素成分ポリエーテルポリオールは、分子量が５００〜３，０００のものが好適に用いられる。
【００１９】
本発明においては、上記した活性水素成分ポリエーテルポリオールの他に、さらに、他のポリオール、例えば、ポリオキシテトラメチレングリコール、ブタンジオール、ヘプタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール等のポリオールを、その一部として使用することができる。
【００２０】
本発明に用いられる活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）は、平均官能基数が２以上、８以下であることが好ましい。平均官能基数が２未満では、非常に柔らかくなりすぎる傾向にあり、８より大きいと非常に脆く、硬くなる傾向にある。
また、活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）は、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールのオキシエチレン単位の含有量が４０〜９０モル％であり、かつ、水酸基価が５〜１１０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。エチレン単位の含有量が４０〜９０モル％であれば、発泡剤としての水とのなじみが良くなり、整泡された柔軟な発泡体となる傾向にあり、水酸基価が５〜１１０ｍｇＫＯＨ／ｇであれば、有機ポリイソシアネート（Ｂ）との相溶性がよく、ソフトセグメント部の比率が高まるので、柔軟な発泡体となる傾向にある。なお、活性水素成分ポリエーテルポリオールのエチレンオキサイド（ＥＯ）とプロピレンオキサイド（ＰＯ）の割合が、ＥＯ側に偏っていれば、発泡がスムーズに行われやすく、安定した発泡につながり、結果として、ずれ力に対する特性はゲルに近いものとなると考えられる。
【００２１】
活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）と反応させる有機ポリイソシアネート（Ｂ）としては、従来からポリウレタンフォームの形成において慣用的に使用されているポリイソシアネート等を用いることができる。例えば、芳香族ポリイソシアネート、及び、これらのイソシアネートの粗製品、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネートなどが挙げられる。芳香族ポリイソシアネート等の具体例としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート等が挙げられ、脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられ、脂環式ポリイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、４，４−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等を挙げることができる。これらのポリイソシアネートは、単独で使用しても良いが、２種以上を混合して使用しても良い。
【００２２】
これらのポリイソシアネートの中では、特に、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートを用いることが好ましい。
【００２３】
本発明においては、有機ポリイソシアネート（Ｂ）として、ポリイソシアネートプレポリマーを使用することもできる。
ポリイソシアネートプレポリマーは、ポリイソシアネートとしてＴＤＩ及び／又はＭＤＩを主成分として使用し、ポリオールとして、ポリエーテルポリオールの平均官能基数が２〜８であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールのオキシエチレン単位の含有量が４０〜９０モル％、かつ、水酸基価が５〜１１０ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリオールを主成分として使用し、重合させてなるプレポリマーである。
有機ポリイソシアネートとしては、環境衛生上の観点からイソシアネート蒸気圧の低いポリイソシアネートプレポリマーを使用することが好ましい。ポリイソシアネートプレポリマーを作製する場合のポリオールとポリイソシアネートとの配合割合は、イソシアネートインデックスＲ（Ｒ＝ポリオール／ポリイソシアネート）が２〜１０の範囲で行うことが好ましい。
【００２４】
ポリイソシアネートプレポリマーの合成には、さらに鎖延長剤を配合することができる。使用される鎖延長剤としては、従来公知の材料を用いることができ、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール等のジオール類、エチレンジアミン、トリレンジアミン、イソホロンジアミン等のジアミン類などを挙げることができる。
【００２５】
本発明に用いられる発泡剤としては、水、トリクロロモノフルオロメタン、塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水素、ペンタンやヘキサンなどの低級炭化水素、液化炭酸ガスなどが挙げられる。これらのうち、環境問題や安全面から、水を用いることが好ましい。
【００２６】
本発明においては、活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）、有機ポリイソシアネート（Ｂ）、及び、発泡剤（Ｃ）がクッション材の必須成分である。
本発明において、活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）と、有機ポリイソシアネート（Ｂ）との配合割合は、イソシアネートインデックスＲが０．４〜１．２程度であることが好ましい。イソシアネートインデックスが０．４未満では、ポリオールがブルーミングを起こし、柔らかくなりすぎたり、さらには固まらない等の問題が発生することがある。また、イソシアネートインデックスが１．２より大きいと、後硬化によって水分と反応し、硬くなりすぎることがある。
【００２７】
発泡剤として水を用いることが好ましいが、この際の水の使用量は、活性水素成分ポリエーテルポリオール１００質量部に対して２〜８質量部であることが好ましく、３〜６質量部であることがさらに好ましい。水の使用量が２質量部未満では、満足のいく発泡状態を実現することが困難であり、一方、８質量部を超えると、発泡しすぎて均一な空孔が形成されなかったり、あるいは、形成された成形体に収縮が生じる等の問題が発生することがある。
【００２８】
クッション材の製造方法としては、まず、ポリエーテルポリオール（Ａ）と、ポリイソシアネート（Ｂ）と、発泡剤として水（Ｃ）とを混合し、所定の型に入れる。次いで、これを加温するか、あるいは、室温下で放置することにより目的物であるウレタン発泡クッション材を得ることができる。加温すれば硬化時間は短縮できるが、その反面、硬化収縮を起こすおそれがあるので注意が必要である。好ましい発泡状態を実現するためには、適度な粘度で発泡させることが好ましい。そのためには、予めポリエーテルポリオール（Ａ）と有機ポリイソシアネート（Ｂ）とを混合し加熱して、ある程度まで反応させて粘度調節をしておき、その後で水（Ｃ）を加えることを推奨する。
【００２９】
発泡した後のクッション材の密度は、８０ｋｇ／ｍ３〜７００ｋｇ／ｍ３であることが必要であり、８０ｋｇ／ｍ３〜６００ｋｇ／ｍ３であることが好ましい。クッション材の密度は、イソシアネートの量、水の量、温度、配合液の粘度等によって調節される。クッション材の密度が８０ｋｇ／ｍ３未満では、荷重がかかった際に底着き現象が生じ、一方、７００ｋｇ／ｍ３を超えると、感触が冷たかったり、重たいという印象を与える。
【００３０】
本発明においては、必要により、上記必須成分の他に、さらに可塑剤を配合することができる。用いられる可塑剤としては、グリコールジエーテル類、炭酸プロピレン、その他芳香族系炭化水素類などが挙げられる。
本発明に用いられるグリコールジエーテル類としては、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等を挙げることができる。可塑剤の含有量は、クッション材を形成する材料の合計質量中（ゲル組成中）、５〜３０質量％であることが好ましく、１０〜２０質量％であることが更に好ましい。可塑剤の含有量が５質量％未満では可塑化効果に乏しくなることがあり、一方、３０質量％を超える場合には発泡体が柔らかくなりすぎて形状を保持することができないことがある。
【００３１】
本発明においては、上記以外にも、さらに、触媒、整泡剤、難燃剤、老化防止剤等を、適宜、配合することができる。
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とを反応させるウレタン化触媒としては、ウレタン化反応を促進することができる触媒であれば特に限定されることなく使用することができる。例えば、トリエチレンジアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラメチルヘキサメチレンジアミン等の３級アミン類；酢酸カリウム、２−エチルヘキサン酸カリウム等のカルボン酸金属塩；スタナスオクトエート、ジブチルスズジラウレート等の有機金属化合物等が挙げられる。
【００３２】
本発明に用いられる整泡剤としては、ジメチルシロキサン系整泡剤、ポリエーテル変性ジメチルシロキサン系整泡剤等のシリコーン整泡剤が挙げられる。
難燃剤としては、リン酸エステル類、ハロゲン化リン酸エステル類等が挙げられる。
【００３３】
本発明のクッション材は、衛生面を考慮すると、表面を柔軟なフィルム等によって被覆することが好ましい。本発明に好ましく用いられる柔軟なフィルムとしては、ポリウレタンフィルム等が挙げられ、厚みが２０〜７０μｍのポリウレタンフィルムが適当なものとして挙げられる。なお、被覆方法としては、従来公知の方法を、適宜、採用することができる。
【００３４】
本発明のクッション材は、寝具、自動車シート、椅子、座布団等のクッション材として好適に用いることができる。特に、車椅子の座部に取付けて使用されるクッション材、車椅子用の座布団、医療用ベッド等のクッション材として好適に使用される。本発明のクッション材を用いれば、体圧分散が良く、ずれ応力に対して緩和効果があるので、座位保持性に優れ、車椅子等により長時間座位姿勢が強いられる状況でも、褥瘡予防に効果がある。
【実施例】
【００３５】
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。なお、以下の実施例において、「％」とあるのは「重量％」を意味するものとする。また、実施例において使用された測定方法及び評価方法を下記に示す。
【００３６】
<測定方法及び評価方法>
（１）密度（単位：ｋｇ／ｍ３）
クッション材を切り出し、その重量は電子天秤を用いて測定し、寸法はノギスを用いて測定し、これから密度を算出した。
【００３７】
（２）圧縮モジュラス（単位：Ｎ／３１４ｃｍ２）
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。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。ただし、試験用サンプルとしては、クッション材を約４０ｃｍ×約４０ｃｍの大きさに切断したものを使用した。
【００３８】
（３）Ｍａｘ圧力（単位：ｍｍＨｇ）
クッション材サンプル上にニッタ（株）製の「BIGMATセンサ」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）を置いた。臀部モデルはネジ止め面が水平になるように角度を調節し、かつ、サンプルに与える荷重が臀部モデル自体の重量も含めて５０ｋｇとなるように、臀部モデルの上に重りを載せて調節した。その時の体圧分散図を作成し、この体圧分散図からＭａｘ圧力を読み取る。
【００３９】
（４）ずれ力（単位：Ｎ）
クッション材から約４０ｃｍ×約４０ｃｍの大きさに切り出し、試験用のサンプルとした。サンプルの上に、臀部モデル（日本工業規格 ＪＩＳ−Ｄ−４６０７の準拠品）を載置した。この時、臀部モデルのネジ止め面が水平となるように角度を保ち、また、水平方向に力をかけた際には臀部モデル自体が水平方向に移動しないようにし、かつ、サンプルに与える荷重が臀部モデル自体の重量を合わせて５０ｋｇとなるように、臀部モデルの上に重りを載せて調節する。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間距離を測定し、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」を用いて引っ張る。この時の変位と応力を読み取り、変位−応力図を作成し、せん断力を与える前のサンプル厚みの２５％に相当する量がずれた時のずれ力（２５％）を下記式により求めた。
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
なお、上記式において、変位５ｍｍ以下はバラツキがあり、変位３０ｍｍ以上はスリップする可能性があるため、データの取扱いは変位が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、変位が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。
【００４０】
（５）座り心地性の評価
ボランティア１０名による官能試験評価を行った。すなわち、座り心地性を、体圧分散性、座位保持性を含めて、５段階（１、２、３、４、５）で評価してもらった。数字が大きいほど座り心地性に優れており、「５」が一番優れていることを示す。
【００４１】
実施例において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。
・ポリイソシアネートプレポリマーＡの合成：
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。
・ポリイソシアネートプレポリマーＢの合成：
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。
【００４２】
（実施例１）
ポリイソシアネートプレポリマーＡを２１部、ポリイソシアネートプレポリマーＢを１４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６５部混合し、８０℃で約２時間加温した後、室温に戻し、水を３部加えて攪拌、混合し、次いで型に流し入れた。その後、室温下で１日放置して硬化させてクッション材（約４０ｃｍ×約４０ｃｍ×約３ｃｍ）を作製した。得られたクッション材について、密度、圧縮モジュラス、Ｍａｘ圧力、ずれ力の測定を行った。また、得られたクッション材の表面を、３０μｍ厚のウレタンフィルムで覆い、カバー付きクッション材を作製した。得られたカバー付きクッション材について、座り心地性の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００４３】
（実施例２）
ポリイソシアネートプレポリマーＡを１３部、ポリイソシアネートプレポリマーＢを４２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４５部混合し、８０℃で約２時間加温した後、室温に戻し、水を３部加えて攪拌、混合し、次いで型に流し入れた。その後、室温下で１日放置して硬化させて、クッション材（約４０ｃｍ×約４０ｃｍ×約３ｃｍ）を作製した。また、このクッション材の表面を、３０μｍ厚のウレタンフィルムで覆い、カバー付きクッション材を作製した。得られたクッション材及びカバー付きクッション材について、実施例１と同様の測定及び評価を行った。その結果を表１に示す。
【００４４】
（比較例１、比較例２）
市販品である低反発ウレタン発泡体を２種類、すなわち、波形形状のクッション材（約４０ｃｍ×約４０ｃｍ×約３ｃｍ）と、直方体のクッション材（約４０ｃｍ×約４０ｃｍ×約５ｃｍ）とを用意した。これらについて、実施例１と同様の測定及び評価を行った。その結果を表１に示す。
【００４５】
（比較例３、比較例４）
市販品であるゲルクッション材を２種類、すなわち、ポリウレタンゲル製クッション材（約４０ｃｍ×約４０ｃｍ×約２．５ｃｍ）と、イソプレンゴムを主成分とするゲル製クッション材（約４０ｃｍ×約４０ｃｍ×約４ｃｍ）とを用意した。これらのゲルクッション材について、実施例１と同様の測定及び評価を行った。その結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１から明らかなように、スポンジ状の実施例１のクッション材、及び、餅状の実施例２のクッション材は、ずれ応力が市販のゲルクッション材のずれ応力に近いものであり、優れたものであった。また、実施例１及び実施例２のクッション材は、圧縮モジュラス及びＭａｘ圧力がともに小さく、座り心地性の評価において優れた結果を示すものであることが分かった。
一方、低反発ウレタン発泡体のクッション材である比較例１及び比較例２は、圧縮モジュラスが大きく、また、ずれ応力も大きくて劣っているものであることが分かった。また、ゲルクッション材である比較例３及び比較例４は、圧縮モジュラスが大きいものであることが分かった。比較例１〜４のクッション材は、座り心地性の評価において５段階評価の「３」以下であり、実施例１〜２と比べて、劣ったものであることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明のクッション材は、寝具、自動車シート、椅子、座布団等のクッション材として、また、その他の一般的なクッション材としても使用することができる。また、医療用等に用いられるクッション材として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】
【００４９】
【図１】ずれ力を測定するために用いられる装置の一例を示す図である。
【図２】せん断力をかける前のサンプル厚みを説明するための図である。
【図３】変位−応力図の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 試験用サンプル
２ 臀部モデル
３ 荷重付加用台
４ ネジ止め面
５ 重り
６ 引張り用ワイヤ
７ 万能試験機
８ 平行移動台
【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、自動車シート、座布団等に使用されるクッション材は、一般的に、エアークッション（例えば、特許文献１参照）、ウレタン発泡体クッション、ゲルクッションに大別される。エアークッションは、体圧分散性には優れているが形態変動の自由度が大きくて体位保持性に乏しく、ゲルクッションは、感触が冷たくて重たいという欠点がある。これに対し、ウレタン発泡体クッションはバランスがとれており、これまでのところ主流であった。
【０００３】
しかしながら、老齢化社会を迎え、歩行が困難な車椅子生活の人の数が増加しつつある。また、長時間の座位姿勢、仰臥姿勢等が強いられることがあり、この場合には褥瘡が発症しやすい状況となっている。従って、クッション材に対しては、褥瘡等が発症しにくいなどの優れたクッション性能が要求されるようになってきた。
【０００４】
褥瘡の外的要因の１つは体圧（圧縮力）であるが、これ以外にも「ずれ力」が重要な要因のひとつになっている。ここで「ずれ力」とは、体圧などのようにクッション材に垂直にかかる力に対して、水平方向に働く力である。例えば、姿勢が悪くて正常な座位姿勢を保持できない人や、自分自身で体位の変換ができない人等の中には、長時間の座位姿勢等を保持する間にせん断力が働くようになる。このせん断力は「ずれ力」の一種である。
【０００５】
従来のウレタン発泡体クッション材は、せん断力に対して望ましくないものであるという欠点があった。一方、ゲルクッション材は、上述したように、感触が冷たく、重たい、取り扱いにくい等の問題はあるが、ずれ力に対しては優れたものであることが分かっている。そこで、ウレタン発泡体にゲルクッション材の長所を加味したクッション材の実現について研究が行われてきた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２７５０６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、せん断力に対して良好な特性を有するクッション材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、圧縮反発力、体圧分散に加え、臀部とマット間のズレによってせん断方向にマットに加わる力を計測し、せん断力に対して良好な特性を有するクッション材の実現を図ることができた。
【０００９】
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものである。すなわち、本発明のクッション材は、活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）と、有機ポリイソシアネート（Ｂ）と、発泡剤（Ｃ）とを必須成分として成り、かつ、密度が８０ｋｇ／ｍ３以上、７００ｋｇ／ｍ３以下であり、ずれ力が２５Ｎ以上、６５Ｎ以下であることを特徴とする。
【００１０】
ここで、前記活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）は、平均官能基数が２以上、８以下であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールのオキシエチレン単位の含有量が４０モル％以上、９０モル％以下であり、かつ、水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることができる。
【００１１】
本発明において、前記有機ポリイソシアネート（Ｂ）は、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、及び、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートからなる群のうち少なくとも１つであるか、あるいは、ポリイソシアネートプレポリマーであることができる。
【００１２】
ここで、前記ポリイソシアネートプレポリマーは、ポリイソシアネートとして、トリレンジイソシアネート及び／又はメチレンジフェニルジイソシアネートを主成分とし、ポリオールとして、ポリエーテルポリオールの平均官能基数が２以上、８以下であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールのオキシエチレン単位の含有量が４０モル％以上、９０モル％以下、かつ、水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるポリオールを重合させてなることができる。
【００１３】
本発明においては、前記ポリイソシアネートプレポリマーと、前記活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）とを、予め加熱処理した後、水を加えて発泡させることが好ましい。
また、本発明においては、さらに可塑剤を配合することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、体圧分散性に優れ、かつ、せん断力に対して良好な特性を有する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形態】
【００１５】
本発明のクッション材は、活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）と、有機ポリイソシアネート（Ｂ）と、発泡剤（Ｃ）とを用いて成る。ただしクッション材の密度は８０ｋｇ／ｍ３以上、７００ｋｇ／ｍ３以下であり、ずれ力は２５Ｎ以上、６５Ｎ以下であることが必要である。クッション材のずれ力が２５Ｎ未満であると、フワフワしすぎて安全な姿勢の保持が困難となり、６５Ｎより大きいと、体移動の際に大きな力が働き、褥瘡等の炎症を発症しやすくなる。
【００１６】
クッション材のずれ力は、例えば、図１に示す装置を用いて、変位と応力を読み取り、変位−応力図を作成して求めることができる。図１は、ずれ力を測定するために用いられる装置の一例を示す説明図である。図１において、ずれ力を測定するための試験用サンプル１は、平行移動台８の上に載置される。この試験用サンプル１の上には、臀部モデル２が置かれて、そのネジ止め面４の上に、荷重付加用台３がセットされる。ただし、臀部モデルのネジ止め面４が水平になるように、角度が調整される。荷重付加用台３の上には、必要に応じて適当な荷重がかかるように重り５が置かれる。この状態で、平行移動台８に取付けられた引張り用ワイヤ６を万能試験機７を用いて引っ張れば、試験用サンプルの下固定面を移動させてせん断力を与えることができる。この時の変位と応力を測定し、横軸を変位、縦軸を応力として測定値をプロットすれば、変位−応力図を作成することができる。このようにして作成される変位−応力図の一例を図３に示す。
例えば、ずれ力（２５％）を求めるためには、変位５ｍｍ以下はバラツキがあり、３０ｍｍより大きいとスリップする可能性があるため、５ｍｍ〜３０ｍｍの間のデータからずれ力を求めることが好ましい。なお、変位が３０ｍｍでスケールオーバーする場合には、５ｍｍ以上、３０ｍｍ未満の間の直線部分（例えば、５ｍｍ近傍での直線部分）から傾きを求めて、この値を用いてずれ力を求める。
ずれ力（２５％）を求めるために用いられる数式におけるサンプル厚み（ｔ）は、せん断力を与える前のサンプルの厚みであり、試験用サンプルに荷重をかけた後、厚みがほぼ一定になった時の試験用サンプルの厚みである。例えば図２に示すように、臀部モデル２の底面と試験用サンプル１の下面との間の距離（ｔ）で示される。
【００１７】
本発明に用いられる活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）とは、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の多価アルコール類を開始剤とし、これにエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドのアルキレンオキサイドを付加重合反応により共重合させて得られたものである。このようにして得られた共重合体の構成は、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であっても良い。また、このポリオール中に、他のポリオキシアルキレンを共重合させたものでも良く、例えば、ポリオキシテトラメチレン骨格を有するものを共重合させたものでも良い。但し、オキシエチレン基及びオキシプロピレン基の割合は、全分子量の８０〜９０％を占めることが好ましい。
【００１８】
上記した活性水素成分ポリエーテルポリオールは、１種類のみを使用しても良いが、２種類以上を併用しても良い。活性水素成分ポリエーテルポリオールは、分子量が５００〜３，０００のものが好適に用いられる。
【００１９】
本発明においては、上記した活性水素成分ポリエーテルポリオールの他に、さらに、他のポリオール、例えば、ポリオキシテトラメチレングリコール、ブタンジオール、ヘプタンジオール、ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール等のポリオールを、その一部として使用することができる。
【００２０】
本発明に用いられる活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）は、平均官能基数が２以上、８以下であることが好ましい。平均官能基数が２未満では、非常に柔らかくなりすぎる傾向にあり、８より大きいと非常に脆く、硬くなる傾向にある。
また、活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）は、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールのオキシエチレン単位の含有量が４０〜９０モル％であり、かつ、水酸基価が５〜１１０ｍｇＫＯＨ／ｇであることが好ましい。エチレン単位の含有量が４０〜９０モル％であれば、発泡剤としての水とのなじみが良くなり、整泡された柔軟な発泡体となる傾向にあり、水酸基価が５〜１１０ｍｇＫＯＨ／ｇであれば、有機ポリイソシアネート（Ｂ）との相溶性がよく、ソフトセグメント部の比率が高まるので、柔軟な発泡体となる傾向にある。なお、活性水素成分ポリエーテルポリオールのエチレンオキサイド（ＥＯ）とプロピレンオキサイド（ＰＯ）の割合が、ＥＯ側に偏っていれば、発泡がスムーズに行われやすく、安定した発泡につながり、結果として、ずれ力に対する特性はゲルに近いものとなると考えられる。
【００２１】
活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）と反応させる有機ポリイソシアネート（Ｂ）としては、従来からポリウレタンフォームの形成において慣用的に使用されているポリイソシアネート等を用いることができる。例えば、芳香族ポリイソシアネート、及び、これらのイソシアネートの粗製品、脂肪族ポリイソシアネート、脂環式ポリイソシアネートなどが挙げられる。芳香族ポリイソシアネート等の具体例としては、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート等が挙げられ、脂肪族ポリイソシアネートの具体例としては、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられ、脂環式ポリイソシアネートの具体例としては、イソホロンジイソシアネート、１，４−シクロヘキサンジイソシアネート、４，４−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等を挙げることができる。これらのポリイソシアネートは、単独で使用しても良いが、２種以上を混合して使用しても良い。
【００２２】
これらのポリイソシアネートの中では、特に、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートを用いることが好ましい。
【００２３】
本発明においては、有機ポリイソシアネート（Ｂ）として、ポリイソシアネートプレポリマーを使用することもできる。
ポリイソシアネートプレポリマーは、ポリイソシアネートとしてＴＤＩ及び／又はＭＤＩを主成分として使用し、ポリオールとして、ポリエーテルポリオールの平均官能基数が２〜８であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールのオキシエチレン単位の含有量が４０〜９０モル％、かつ、水酸基価が５〜１１０ｍｇＫＯＨ／ｇであるポリオールを主成分として使用し、重合させてなるプレポリマーである。
有機ポリイソシアネートとしては、環境衛生上の観点からイソシアネート蒸気圧の低いポリイソシアネートプレポリマーを使用することが好ましい。ポリイソシアネートプレポリマーを作製する場合のポリオールとポリイソシアネートとの配合割合は、イソシアネートインデックスＲ（Ｒ＝ポリオール／ポリイソシアネート）が２〜１０の範囲で行うことが好ましい。
【００２４】
ポリイソシアネートプレポリマーの合成には、さらに鎖延長剤を配合することができる。使用される鎖延長剤としては、従来公知の材料を用いることができ、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール等のジオール類、エチレンジアミン、トリレンジアミン、イソホロンジアミン等のジアミン類などを挙げることができる。
【００２５】
本発明に用いられる発泡剤としては、水、トリクロロモノフルオロメタン、塩化メチレンなどのハロゲン化炭化水素、ペンタンやヘキサンなどの低級炭化水素、液化炭酸ガスなどが挙げられる。これらのうち、環境問題や安全面から、水を用いることが好ましい。
【００２６】
本発明においては、活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）、有機ポリイソシアネート（Ｂ）、及び、発泡剤（Ｃ）がクッション材の必須成分である。
本発明において、活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）と、有機ポリイソシアネート（Ｂ）との配合割合は、イソシアネートインデックスＲが０．４〜１．２程度であることが好ましい。イソシアネートインデックスが０．４未満では、ポリオールがブルーミングを起こし、柔らかくなりすぎたり、さらには固まらない等の問題が発生することがある。また、イソシアネートインデックスが１．２より大きいと、後硬化によって水分と反応し、硬くなりすぎることがある。
【００２７】
発泡剤として水を用いることが好ましいが、この際の水の使用量は、活性水素成分ポリエーテルポリオール１００質量部に対して２〜８質量部であることが好ましく、３〜６質量部であることがさらに好ましい。水の使用量が２質量部未満では、満足のいく発泡状態を実現することが困難であり、一方、８質量部を超えると、発泡しすぎて均一な空孔が形成されなかったり、あるいは、形成された成形体に収縮が生じる等の問題が発生することがある。
【００２８】
クッション材の製造方法としては、まず、ポリエーテルポリオール（Ａ）と、ポリイソシアネート（Ｂ）と、発泡剤として水（Ｃ）とを混合し、所定の型に入れる。次いで、これを加温するか、あるいは、室温下で放置することにより目的物であるウレタン発泡クッション材を得ることができる。加温すれば硬化時間は短縮できるが、その反面、硬化収縮を起こすおそれがあるので注意が必要である。好ましい発泡状態を実現するためには、適度な粘度で発泡させることが好ましい。そのためには、予めポリエーテルポリオール（Ａ）と有機ポリイソシアネート（Ｂ）とを混合し加熱して、ある程度まで反応させて粘度調節をしておき、その後で水（Ｃ）を加えることを推奨する。
【００２９】
発泡した後のクッション材の密度は、８０ｋｇ／ｍ３〜７００ｋｇ／ｍ３であることが必要であり、８０ｋｇ／ｍ３〜６００ｋｇ／ｍ３であることが好ましい。クッション材の密度は、イソシアネートの量、水の量、温度、配合液の粘度等によって調節される。クッション材の密度が８０ｋｇ／ｍ３未満では、荷重がかかった際に底着き現象が生じ、一方、７００ｋｇ／ｍ３を超えると、感触が冷たかったり、重たいという印象を与える。
【００３０】
本発明においては、必要により、上記必須成分の他に、さらに可塑剤を配合することができる。用いられる可塑剤としては、グリコールジエーテル類、炭酸プロピレン、その他芳香族系炭化水素類などが挙げられる。
本発明に用いられるグリコールジエーテル類としては、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル等を挙げることができる。可塑剤の含有量は、クッション材を形成する材料の合計質量中（ゲル組成中）、５〜３０質量％であることが好ましく、１０〜２０質量％であることが更に好ましい。可塑剤の含有量が５質量％未満では可塑化効果に乏しくなることがあり、一方、３０質量％を超える場合には発泡体が柔らかくなりすぎて形状を保持することができないことがある。
【００３１】
本発明においては、上記以外にも、さらに、触媒、整泡剤、難燃剤、老化防止剤等を、適宜、配合することができる。
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とを反応させるウレタン化触媒としては、ウレタン化反応を促進することができる触媒であれば特に限定されることなく使用することができる。例えば、トリエチレンジアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ'，Ｎ'−テトラメチルヘキサメチレンジアミン等の３級アミン類；酢酸カリウム、２−エチルヘキサン酸カリウム等のカルボン酸金属塩；スタナスオクトエート、ジブチルスズジラウレート等の有機金属化合物等が挙げられる。
【００３２】
本発明に用いられる整泡剤としては、ジメチルシロキサン系整泡剤、ポリエーテル変性ジメチルシロキサン系整泡剤等のシリコーン整泡剤が挙げられる。
難燃剤としては、リン酸エステル類、ハロゲン化リン酸エステル類等が挙げられる。
【００３３】
本発明のクッション材は、衛生面を考慮すると、表面を柔軟なフィルム等によって被覆することが好ましい。本発明に好ましく用いられる柔軟なフィルムとしては、ポリウレタンフィルム等が挙げられ、厚みが２０〜７０μｍのポリウレタンフィルムが適当なものとして挙げられる。なお、被覆方法としては、従来公知の方法を、適宜、採用することができる。
【００３４】
本発明のクッション材は、寝具、自動車シート、椅子、座布団等のクッション材として好適に用いることができる。特に、車椅子の座部に取付けて使用されるクッション材、車椅子用の座布団、医療用ベッド等のクッション材として好適に使用される。本発明のクッション材を用いれば、体圧分散が良く、ずれ応力に対して緩和効果があるので、座位保持性に優れ、車椅子等により長時間座位姿勢が強いられる状況でも、褥瘡予防に効果がある。
【実施例】
【００３５】
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。なお、以下の実施例において、「％」とあるのは「重量％」を意味するものとする。また、実施例において使用された測定方法及び評価方法を下記に示す。
【００３６】
<測定方法及び評価方法>
（１）密度（単位：ｋｇ／ｍ３）
クッション材を切り出し、その重量は電子天秤を用いて測定し、寸法はノギスを用いて測定し、これから密度を算出した。
【００３７】
（２）圧縮モジュラス（単位：Ｎ／３１４ｃｍ２）
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。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。ただし、試験用サンプルとしては、クッション材を約４０ｃｍ×約４０ｃｍの大きさに切断したものを使用した。
【００３８】
（３）Ｍａｘ圧力（単位：ｍｍＨｇ）
クッション材サンプル上にニッタ（株）製の「BIGMATセンサ」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）を置いた。臀部モデルはネジ止め面が水平になるように角度を調節し、かつ、サンプルに与える荷重が臀部モデル自体の重量も含めて５０ｋｇとなるように、臀部モデルの上に重りを載せて調節した。その時の体圧分散図を作成し、この体圧分散図からＭａｘ圧力を読み取る。
【００３９】
（４）ずれ力（単位：Ｎ）
クッション材から約４０ｃｍ×約４０ｃｍの大きさに切り出し、試験用のサンプルとした。サンプルの上に、臀部モデル（日本工業規格 ＪＩＳ−Ｄ−４６０７の準拠品）を載置した。この時、臀部モデルのネジ止め面が水平となるように角度を保ち、また、水平方向に力をかけた際には臀部モデル自体が水平方向に移動しないようにし、かつ、サンプルに与える荷重が臀部モデル自体の重量を合わせて５０ｋｇとなるように、臀部モデルの上に重りを載せて調節する。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間距離を測定し、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」を用いて引っ張る。この時の変位と応力を読み取り、変位−応力図を作成し、せん断力を与える前のサンプル厚みの２５％に相当する量がずれた時のずれ力（２５％）を下記式により求めた。
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
なお、上記式において、変位５ｍｍ以下はバラツキがあり、変位３０ｍｍ以上はスリップする可能性があるため、データの取扱いは変位が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、変位が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。
【００４０】
（５）座り心地性の評価
ボランティア１０名による官能試験評価を行った。すなわち、座り心地性を、体圧分散性、座位保持性を含めて、５段階（１、２、３、４、５）で評価してもらった。数字が大きいほど座り心地性に優れており、「５」が一番優れていることを示す。
【００４１】
実施例において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。
・ポリイソシアネートプレポリマーＡの合成：
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。
・ポリイソシアネートプレポリマーＢの合成：
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。
【００４２】
（実施例１）
ポリイソシアネートプレポリマーＡを２１部、ポリイソシアネートプレポリマーＢを１４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６５部混合し、８０℃で約２時間加温した後、室温に戻し、水を３部加えて攪拌、混合し、次いで型に流し入れた。その後、室温下で１日放置して硬化させてクッション材（約４０ｃｍ×約４０ｃｍ×約３ｃｍ）を作製した。得られたクッション材について、密度、圧縮モジュラス、Ｍａｘ圧力、ずれ力の測定を行った。また、得られたクッション材の表面を、３０μｍ厚のウレタンフィルムで覆い、カバー付きクッション材を作製した。得られたカバー付きクッション材について、座り心地性の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００４３】
（実施例２）
ポリイソシアネートプレポリマーＡを１３部、ポリイソシアネートプレポリマーＢを４２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４５部混合し、８０℃で約２時間加温した後、室温に戻し、水を３部加えて攪拌、混合し、次いで型に流し入れた。その後、室温下で１日放置して硬化させて、クッション材（約４０ｃｍ×約４０ｃｍ×約３ｃｍ）を作製した。また、このクッション材の表面を、３０μｍ厚のウレタンフィルムで覆い、カバー付きクッション材を作製した。得られたクッション材及びカバー付きクッション材について、実施例１と同様の測定及び評価を行った。その結果を表１に示す。
【００４４】
（比較例１、比較例２）
市販品である低反発ウレタン発泡体を２種類、すなわち、波形形状のクッション材（約４０ｃｍ×約４０ｃｍ×約３ｃｍ）と、直方体のクッション材（約４０ｃｍ×約４０ｃｍ×約５ｃｍ）とを用意した。これらについて、実施例１と同様の測定及び評価を行った。その結果を表１に示す。
【００４５】
（比較例３、比較例４）
市販品であるゲルクッション材を２種類、すなわち、ポリウレタンゲル製クッション材（約４０ｃｍ×約４０ｃｍ×約２．５ｃｍ）と、イソプレンゴムを主成分とするゲル製クッション材（約４０ｃｍ×約４０ｃｍ×約４ｃｍ）とを用意した。これらのゲルクッション材について、実施例１と同様の測定及び評価を行った。その結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
表１から明らかなように、スポンジ状の実施例１のクッション材、及び、餅状の実施例２のクッション材は、ずれ応力が市販のゲルクッション材のずれ応力に近いものであり、優れたものであった。また、実施例１及び実施例２のクッション材は、圧縮モジュラス及びＭａｘ圧力がともに小さく、座り心地性の評価において優れた結果を示すものであることが分かった。
一方、低反発ウレタン発泡体のクッション材である比較例１及び比較例２は、圧縮モジュラスが大きく、また、ずれ応力も大きくて劣っているものであることが分かった。また、ゲルクッション材である比較例３及び比較例４は、圧縮モジュラスが大きいものであることが分かった。比較例１〜４のクッション材は、座り心地性の評価において５段階評価の「３」以下であり、実施例１〜２と比べて、劣ったものであることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、本発明のクッション材は、寝具、自動車シート、椅子、座布団等のクッション材として、また、その他の一般的なクッション材としても使用することができる。また、医療用等に用いられるクッション材として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】
【００４９】
【図１】ずれ力を測定するために用いられる装置の一例を示す図である。
【図２】せん断力をかける前のサンプル厚みを説明するための図である。
【図３】変位−応力図の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１ 試験用サンプル
２ 臀部モデル
３ 荷重付加用台
４ ネジ止め面
５ 重り
６ 引張り用ワイヤ
７ 万能試験機
８ 平行移動台
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）と、有機ポリイソシアネート（Ｂ）と、発泡剤（Ｃ）とを必須成分として成り、かつ、密度が８０ｋｇ／ｍ３以上、７００ｋｇ／ｍ３以下であり、ずれ力が２５Ｎ以上、６５Ｎ以下であることを特徴とするクッション材。
【請求項２】
前記活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）は、平均官能基数が２以上、８以下であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールのオキシエチレン単位の含有量が４０モル％以上、９０モル％以下であり、かつ、水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることを特徴とする請求項１記載のクッション材。
【請求項３】
前記有機ポリイソシアネート（Ｂ）が、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、及び、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートからなる群のうち少なくとも１つであるか、あるいは、ポリイソシアネートプレポリマーであることを特徴とする請求項１又は２記載のクッション材。
【請求項４】
前記ポリイソシアネートプレポリマーが、ポリイソシアネートとして、トリレンジイソシアネート及び／又はメチレンジフェニルジイソシアネートを主成分とし、ポリオールとして、ポリエーテルポリオールの平均官能基数が２以上、８以下であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールのオキシエチレン単位の含有量が４０モル％以上、９０モル％以下、かつ、水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるポリオールを重合させてなることを特徴とする請求項３記載のクッション材。
【請求項５】
前記ポリイソシアネートプレポリマーと、前記活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）とを、予め加熱処理した後、水を加えて発泡させたことを特徴とする請求項３又は４記載のクッション材。
【請求項６】
さらに可塑剤を配合することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のクッション材。
【請求項１】
活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）と、有機ポリイソシアネート（Ｂ）と、発泡剤（Ｃ）とを必須成分として成り、かつ、密度が８０ｋｇ／ｍ３以上、７００ｋｇ／ｍ３以下であり、ずれ力が２５Ｎ以上、６５Ｎ以下であることを特徴とするクッション材。
【請求項２】
前記活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）は、平均官能基数が２以上、８以下であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールのオキシエチレン単位の含有量が４０モル％以上、９０モル％以下であり、かつ、水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であることを特徴とする請求項１記載のクッション材。
【請求項３】
前記有機ポリイソシアネート（Ｂ）が、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、及び、ポリメチレンポリフェニルイソシアネートからなる群のうち少なくとも１つであるか、あるいは、ポリイソシアネートプレポリマーであることを特徴とする請求項１又は２記載のクッション材。
【請求項４】
前記ポリイソシアネートプレポリマーが、ポリイソシアネートとして、トリレンジイソシアネート及び／又はメチレンジフェニルジイソシアネートを主成分とし、ポリオールとして、ポリエーテルポリオールの平均官能基数が２以上、８以下であり、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンポリオールのオキシエチレン単位の含有量が４０モル％以上、９０モル％以下、かつ、水酸基価が５ｍｇＫＯＨ／ｇ以上、１１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であるポリオールを重合させてなることを特徴とする請求項３記載のクッション材。
【請求項５】
前記ポリイソシアネートプレポリマーと、前記活性水素成分ポリエーテルポリオール（Ａ）とを、予め加熱処理した後、水を加えて発泡させたことを特徴とする請求項３又は４記載のクッション材。
【請求項６】
さらに可塑剤を配合することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載のクッション材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−５１０６７（Ｐ２００６−５１０６７Ａ）
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２３２９９７（Ｐ２００４−２３２９９７）
【出願日】平成１６年８月１０日（２００４．８．１０）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２３日（２００６．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年８月１０日（２００４．８．１０）
【出願人】（０００００３９６４）日東電工株式会社 (5,557)
【Ｆターム（参考）】
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