专利名称：人体用缓冲体的制作方法
技术领域：
本发明涉及跌倒时等缓和对人体的冲击的缓冲体。
背景技术：
随着人口中高龄者所占比例的增加，这些高龄者跌倒而产生骨折的事故也有所增加。特别是大腿骨颈部骨折有增加的趋势。要治愈大腿骨颈部的骨折需要较长时间。大腿骨颈部骨折的原因中，有熟睡后出现的例子。随着大腿骨颈部骨折成为大的社会问题，迫切要求对这种问题进行预防。
为了防止大腿骨颈部骨折，提出了多种护具。例如，特表平9-508824中，描述了一种髋部护具(hip protector)，其具有半球形部件，该半球形部件具有凹状的侧面，以与人大腿骨颈部周围的体型相符。该髋部护具的表面全体由刚性的聚丙烯泡沫等的独立气泡型热可塑材料形成，并形成半球形的硬质壳。
特表平10-512016还提出了一种裤子，其装纳了与上述的髋部护具同样形成了半球形的壳，以使该壳覆盖相当于大腿骨颈的部分。该壳具有由偏平方向压缩强度和横向方向压缩强度决定的柔韧性。由于外廓的刚性高，所以在对大的冲击的防护功能方面，这些护具比仅由缓冲材料构成的髋部护具好。
刚性高的护具的穿着感差，不适合平时穿着。特别是就寝期间，翻身时产生顶硌感。所以就寝时刚性高的护具被从身体上取下。普遍认为从睡铺下床时是发生骨折较多的时候。对于就寝时被取下而预防骨折有必要穿着的护具来说，其不能防止下床时发生骨折。
作为能平时穿着的衣着用品，提出了由丙烯酸类共聚物构成的吸收冲击衬垫(特开平9-268409号公报)。其均衡了穿着时没有不适感的柔软度和对冲击的吸收性能。该衬垫就寝时也可穿着。但是，该衬垫对冲击的吸收性能不充分。
发明内容
本发明是鉴于这种情况提出的，其目的在于提供一种人体用缓冲体，其能防止跌倒时骨折，而且穿着感优异，就寝时也可穿着。
本发明涉及的人体用缓冲体具有如下单元具有变形复原性的多孔质体、气密性地包裹该多孔质体的袋体、使气体流入该袋体内的吸气单元和使气体排出到该袋体外的排气单元。该缓冲体按单位时间吸入袋体内的气体的量比单位时间排放到袋体外的气体的量更多而构成。
对于该人体用缓冲体，即使跌倒时受到急剧的负荷，空气也不会被迅速地排出。所以，袋体发挥空气弹簧的功能，使对人体的冲击得到缓和。另一方面，就寝时该缓冲体承受了体重，从袋体缓缓地排放出充分量的空气，所以缓冲体呈现出沿着人体的形状。该缓冲体在穿着感方面优异。人可以穿着该缓冲体睡觉。起床时缓冲体上承受的负荷消除，此时通过多孔质体的复原力，空气迅速地流入袋体中。即使人在刚起床时就跌倒，也可通过该缓冲体防止骨折。
优选使用防逆阀作为吸气单元。该防逆阀在吸气方向开放的同时在排气方向关闭。优选多孔质体与袋体接合。
优选多孔质体有连续气泡。多孔质体也可以具有独立气泡和连通多个独立气泡的通路。
图1是本发明的一个实施方式涉及的人体用缓冲体被切掉一部分的立体图；图2是图1的人体用缓冲体的部分放大剖面图；图3是图1的人体用缓冲体的部分放大剖面图；图4(a)是图1的人体用缓冲体使用状态的正视图；图4(b)是图4(a)的侧面图；图4(c)是图4(a)的背面图；
图5是图1的人体用缓冲体的部分放大剖面图；图6是本发明的其它实施方式涉及的人体用缓冲体的剖面图；图7是低速压缩试验结果的曲线图；图8是表示冲击试验结果的曲线图。
具体实施例方式
以下，参照适当的附图，基于优选的实施方式详细说明本发明。
图1所示的缓冲体2具有多孔质体4、袋体6、作为吸气单元的吸气阀8、作为排气单元的排气口10。该缓冲体2的平面形状是矩形。该缓冲体2的典型尺寸是长140mm、宽140mm、厚20mm。
多孔质体4是含有连续气泡的聚合物成型体。多孔质体4具有柔韧性。多孔质体4受负荷容易变形，而负荷消除后立即复原。作为多孔质体4的基材聚合物，可以使用合成树脂或者橡胶。作为合成树脂材料的具体例子，可以举出聚氨酯、聚酯、聚酰胺、聚烯烃、聚苯乙烯、聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、硅酮以及各种热塑性弹性体。作为橡胶的具体例子，可以举出天然橡胶、聚异戊二烯、聚丁二烯类、丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物以及乙烯-丙烯-二烯共聚物。从加工性的观点出发，优选聚氨酯。酯类聚氨酯和醚类聚氨酯均能使用，并且较优选形状复原性优异的醚类聚氨酯。
如下文所述，在该缓冲体2中，袋体6发挥空气弹簧的功能，通过该袋体6缓和冲击。对于多孔质体4，因为其没必要提供对冲击的缓和，因此其弹簧常数不必太大。从就寝时容易变形的观点出发，优选弹簧常数比缓冲体中通常使用的多孔质体的弹簧常数小。
多孔质体4的气泡是通过化学处理或物理处理得到的。作为具体的制造方法，可以举出如下方法利用化学反应中的挥发性气体的方法、混合发泡剂的方法、搅拌时鼓泡的方法等。
作为适合形成连续气泡的制造方法，可以举出爆炸法和溶出法。在爆炸法中，发泡成型为块料后，通过爆炸力破坏单泡体的气泡壁，从而形成连续气泡。在溶出法中，由混入碳酸钙细粉末的材料注射成型为块料后，将该块料浸渍在盐酸水中，使粉末碳酸钙溶出。多孔质体4也可以具有独立气泡和连通多个独立气泡的通路。
袋体6具有柔韧性，并且具有空气不能透过的性质。袋体6由合成树脂制的膜构成。作为袋体6的基材聚合物，可举出聚氨酯、聚烯烃、聚氯乙烯、尼龙、聚酯等。作为聚烯烃的具体实例，可举出聚乙烯和聚丙烯。还可以通过层积材质不同的多个膜来形成袋体6。
成型后的袋体6具有开口。从该开口将多孔质体4收进袋体6。对于开口，例如利用热融接进行封口。由此，除吸气阀8和排气口10，袋体6是气密性的。
袋体6的内面与多孔质体4接合。作为接合的方法，可举出利用接合剂或者进行热融接。还可以通过在多孔质体4的表面上涂覆液态聚合物组合物，以此获得由该聚合物组合物构成的袋体6。通过涂布使获得的袋体6与多孔质体4牢固地接合。
图2是图1的人体用缓冲体2的部分放大剖面图。在该图2中示出了袋体6和吸气阀8。由图2可知，袋体6具有多个通气孔12。吸气阀8包括主体14和伞部16。主体14贯穿袋体6，并固定在袋体6上。伞部16薄，并且可以容易地变形。设定伞部16的尺寸时，使通气孔12位于该伞部16的外缘内侧。袋体6的内压比外部气压大时，如图2中实线所示，伞部16贴紧袋体6的内面。该状态下，由伞部16挡住了通气孔12的流通。袋体6的内压比外部气压小时，如图2虚线所示，伞部16与袋体6分离。该状态下，空气可通过通气孔12流通。该吸气阀8是防逆阀。作为吸气单元，也可使用其它结构的防逆阀。
吸气阀8由橡胶组合物构成。作为橡胶组合物合适的基材橡胶，可举出丙烯腈-丁二烯橡胶、氢化丙烯腈-丁二烯橡胶、硅酮橡胶、氟硅酮橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、丁基橡胶、氟橡胶、异戊二烯橡胶、表氯醇橡胶、氯丁二烯橡胶、聚氨酯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶以及丙烯酸橡胶。还可以由软质合成树脂形成吸气阀8。
图3是图1的人体用缓冲体2的部分放大剖面图。在该图3中示出了袋体6和排气口10。排气口10被牢固地接合在袋体6上。排气口10包括筒体18和贯通孔20。通过贯通孔20，袋体6内部与外部空气连通。贯通孔20的内径极小。贯通孔20的内径远比图2中的通气孔12的内径小。
图4(a)是图1的人体用缓冲体2使用状态的正视图，图4(b)是其侧面图，图4(c)是其背面图。在该图4中示出了人体22和穿戴器具24。穿戴器具24具有用于缠绕人体22的带26和由该带26吊着的臀垫28。臀垫28具有左右一对口袋30。该口袋30装有缓冲体2。该缓冲体2位于大腿骨颈部的直上方。
穿有穿戴器具24的人在跌倒时，缓冲体2承受了急剧的压缩力。压缩力使袋体6的内压上升，袋体6的内部空气通过贯通孔20排出到外部。如上所述，贯通孔20的内径小，所以每单位时间的排气量小。因此，在冲击进行期间，袋体6也能维持充分大的内压。袋体6发挥空气弹簧的功能，缓和对人的冲击。
穿有该穿戴器具24的人就寝时，缓冲体2承受了体重，袋体6的内压上升。随着内压的上升，袋体6内部的空气通过贯通孔20向外部排出。如上所述，虽然通过贯通孔20的每单位时间的排气量小，但经过一定时间后，排出了充分量的空气。因为多孔质体4具有连续气泡，所以多孔质体4对压缩的反作用力极小。通过排气，缓冲体2呈现沿着人体22的形状。就寝时该缓冲体2不会给人不舒适感。该缓冲体2的穿着感优异。
穿有该穿戴器具24的人起床时，缓冲体2上承受的负荷消除。随着负荷的消除，压缩变形的多孔质体4复原。通过该复原力，袋体6的内压下降。于是，如图2中虚线所示那样，伞部16变形，空气通过通气孔12流入袋体6。因为通气孔12的内径充分大，所以每单位时间的吸气量大。因此，负荷消除后短时间内缓冲体2就复原了。即使人在刚起床就跌倒，由于缓冲体2的作用也可以防止骨折。
下面，说明排气速度和吸气速度的测定方法。首先，在缓冲体2的上面放置钢板，钢板的尺寸是长140mm、宽140mm、厚1.0mm。接着，在该钢板上放置11kg的重物。于是，缓冲体2缓缓变形，不久变形停止。测定从放置重物到变形停止的时间T1。接着，除去重物。于是缓冲体2缓缓复原，不久复原停止。测定从除去重物到复原停止的时间T2。
从防止骨折的观点考虑，优选时间T1大于等于1.0秒，特别优选大于等于2.0秒。从就寝时的穿着感的观点考虑，优选时间T1小于等于10.0秒，特别优选小于等于4.0秒。从即使刚起床就跌倒也能防止骨折的观点考虑，优选时间T2小于等于1.0秒，特别优选小于等于0.8秒。时间T2通常大于等于0.01秒。
图5是图1的人体用缓冲体2的部分放大剖面图。该图5中表示的是人体用缓冲体2受到箭头A表示的方向的冲击的状态。由于受到冲击，多孔质体4和袋体6压缩变形。由于产生了变形，袋体6的体积减小。假如袋体6没有与多孔质体4接合，则如图5中虚线所示那样，袋体6从多孔质体4浮起。这种浮起使多孔质体4和袋体6之间产生空间。该空间防碍了袋体6容积的减小，并阻碍了袋体6的内压上升。该空间使缓冲效果减弱。如上所述，因为袋体6与多孔质体4接合，所以二者一体性地变形。这样就没有形成空间。该缓冲体2在缓冲效果方面优异。
图6是本发明其它实施方式涉及的人体用缓冲体32的剖面图。该缓冲体32具有多个袋体34。相邻的袋体34之间接合。袋体34的材质与图1所示的缓冲体2的袋体6的材质相同。袋体34具有气密性。袋体34中装有多孔质体36。多孔质体36的材质与图1所示的缓冲体2的多孔质体4的材质相同。虽然图中没有表示，但各个袋体34均具有吸气阀和排气口。该缓冲体32中多孔质体36与袋体34没有接合。
在该缓冲体32上施加冲击时，多孔质体36以及袋体34发生压缩变形。如上所述，因为多孔质体36与袋体34没有接合，所以变形时袋体34从多孔质体36浮起。这种浮起使多孔质体36和袋体34之间产生空间。在该缓冲体32中，由多个袋体34将空气室分割，所以浮起产生的空间的容积小。尽管多孔质体36和袋体34没有接合，但浮起对缓冲效果的阻碍程度小。通过该缓冲体32能够防止骨折。当然，也可以使多孔质体36和袋体34接合。
实施例准备图1至图3所示的缓冲体，以此作为实施例。该缓冲体中，多孔质体由醚系聚氨酯构成，袋体由聚丙烯构成。该缓冲体的尺寸是长140mm、宽140mm、厚20mm。对于该缓冲体，时间T1是4.0秒、时间T2是0.4秒。该缓冲体的质量是20g。
作为比较例的缓冲体，准备由醚系聚氨酯构成的多孔质体。该缓冲体的尺寸是长140mm、宽140mm、厚20mm。该缓冲体的质量是150g。
用压缩试验机(インテスコ)以0.1mm/秒的速度对缓冲体的表面全体进行按压，使缓冲体压缩变形，求出位移-负荷曲线。该结果见图7。另外，负重50N时的弹簧常数见下表。
准备金属制重物，该重物的形状是在直径40mm的圆柱底面接合有直径40mm的半球的形状，其质量为950g。将该重物从200mm的高度落下，并使半球向下，撞击缓冲体。用设在缓冲体下的床反力计测定此时的反作用力。其结果见图8以及下表。
实施例比较例低速压缩试验 弹簧常数(N/mm) 3 50冲击试验 反作用力(N)) 200 450如上表所示，实施例的缓冲体在低速压缩时的弹簧常数小。所以，穿着该缓冲体就寝时的顶硌感小。而且，实施例的缓冲体受到冲击时的反作用力小。该缓冲体对防止骨折是有效的。从该评价结果可以清楚了解本发明的优势。
本发明涉及的缓冲体还能用于对人体膝、肘等的防护。以上的说明仅仅是一个例子，在不超出本发明本质的范围内可以进行多种改变。
权利要求
1.人体用缓冲体，其具有具有变形复原性的多孔质体、气密性地包裹该多孔质体的袋体、使气体流入该袋体的吸气单元、使气体排出该袋体外的排气单元；并且，单位时间吸入所述袋体内的气体的量比单位时间排出到所述袋体外的气体的量多。
2.如权利要求1所述的人体用缓冲体，其中，作为所述吸气单元，使用的是在吸气方向打开且在排气方向关闭的防逆阀。
3.如权利要求1或2所述的人体用缓冲体，其中，所述多孔质体与袋体接合。
4.如权利要求1～3任一项所述的人体用缓冲体，其中，所述多孔质体具有连续气泡。
5.如权利要求1～3任一项所述的人体用缓冲体，其中，所述多孔质体具有独立气泡和连通多个独立气泡的通路。
全文摘要
人体用缓冲体(2)具有多孔质体(4)、袋体(6)、吸气阀(8)、排气口(10)。多孔质体(4)是具有连续气泡的聚合物成型体。多孔质体(4)承受负荷时容易变形，负荷消除时立即复原。袋体(6)由合成树脂制的膜构成，吸气阀(8)是防逆阀。在缓冲体(2)上施加压缩负重时，袋体(6)的内部空气从排气口(10)排出。压缩负重消除时，从吸气阀(8)向袋体(6)内部流入空气，缓冲体复原。单位时间吸入袋体(6)的空气的量比单位时间从袋体(6)排出的气体的量大。
文档编号A61F13/00GK1765341SQ200510103150
公开日2006年5月3日 申请日期2005年9月16日 优先权日2004年10月27日
发明者大贯正秀, 小林和彦, 早川恭弘 申请人:住友橡胶工业株式会社