JP2022162846A - Floor material - Google Patents
Floor material Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022162846A JP2022162846A JP2021067877A JP2021067877A JP2022162846A JP 2022162846 A JP2022162846 A JP 2022162846A JP 2021067877 A JP2021067877 A JP 2021067877A JP 2021067877 A JP2021067877 A JP 2021067877A JP 2022162846 A JP2022162846 A JP 2022162846A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- underfloor
- floor material
- flooring
- floor
- less
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 334
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000009408 flooring Methods 0.000 claims description 73
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 claims description 53
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 33
- 210000002421 cell wall Anatomy 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 5
- 206010016454 Femur fracture Diseases 0.000 abstract description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 22
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 21
- 208000008924 Femoral Fractures Diseases 0.000 description 12
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 12
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 12
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 12
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 11
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- 238000009863 impact test Methods 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000035807 sensation Effects 0.000 description 4
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010019196 Head injury Diseases 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 1
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 230000000474 nursing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 210000003371 toe Anatomy 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Floor Finish (AREA)
Abstract
Description
本開示は、床材に関し、特に大腿骨骨折のリスクを低減可能な床材に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to flooring, and more particularly to flooring capable of reducing the risk of femur fractures.
近年、高齢者の転倒骨折が社会問題化しており、高齢者が要介護となる要因の10%を転倒骨折が占めている。また、医療事故においても、転倒骨折が20%から25%を占めている。さらに、幼稚園、保育園、認定こども園等の幼児保育関連施設においても、転倒骨折による事故は、全体の2割強を占めている。このため、転倒したときの衝撃を吸収することにより、骨折のリスクを低減させる床材が提案されている(例えば、特許文献1及び2)。
In recent years, falling fractures in the elderly have become a social problem, and falling fractures account for 10% of the factors that make elderly people need nursing care. Falling fractures account for 20% to 25% of medical accidents. Furthermore, falls and fractures account for more than 20% of the total accidents at childcare-related facilities such as kindergartens, nursery schools, and certified children's centers. For this reason, floor materials have been proposed that reduce the risk of bone fractures by absorbing the impact when falling (for example,
上述したような転倒による骨折箇所は、年代によって大きく異なり、60歳代以降になると大腿骨骨折のリスクが急増している。大腿骨骨折は入院治療が必要となり、歩行できない状態が長期間続くため、骨量が減少して症状が深刻化し易く、要介護状態を招き易くなっている。しかしながら、上述した従来の床材においては、日本工業規格「JIS A6519」で規定されている床の硬さ試験に基づいて性能が評価されている。しかしながら、上述した試験は、頭部障害評価を転用したものであることから、この試験で性能が評価された床材は、大腿骨骨折に対する安全評価が十分に担保されているとは言い難い。
本開示は、このような問題に鑑みてなされたもので、特に大腿骨骨折のリスクを低減する床材を提供することを目的とする。
Fracture sites due to falls as described above vary greatly depending on age, and the risk of femoral fracture increases sharply in people in their 60s and beyond. Femoral fractures require hospitalization for treatment, and the inability to walk continues for a long period of time. However, the performance of the above-described conventional flooring materials is evaluated based on the floor hardness test specified in the Japanese Industrial Standard "JIS A6519". However, since the above-mentioned test is based on the evaluation of head injury, it is difficult to say that the safety evaluation against femoral fractures is sufficiently secured for the floor materials whose performance was evaluated in this test.
This indication is made in view of such a problem, and an object of this indication is to provide the floor material which especially reduces the risk of a femoral bone fracture.
上述の課題を解決するために、本開示の一態様に係る床材は、断面二次モーメントが400mm4以上25000mm4以下である床上材と、床上材の下方に設けられ、床上材よりも断面二次モーメントが低い床下材と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a flooring material according to an aspect of the present disclosure includes a flooring material having a geometrical moment of inertia of 400 mm 4 or more and 25000 mm 4 or less, and a flooring material provided below the flooring material, and having a cross section larger than that of the flooring material. and an underfloor member having a low secondary moment.
本開示によれば、大腿骨骨折のリスクを低減する床材を得ることができる。 According to the present disclosure, it is possible to obtain a flooring that reduces the risk of femoral fracture.
以下、図面を参照して本開示の実施の形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本開示は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(例えば各実施形態を組み合わせる等)して実施することができる。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. However, the embodiments described below are merely examples, and are not intended to exclude various modifications and application of techniques not explicitly described below. The present disclosure can be implemented in various modifications (for example, by combining each embodiment) without departing from the gist of the disclosure.
1.本開示の床材について
本開示に係る床材は、上述したように、骨折、特に大腿骨骨折のリスクを低減することができる床材である。
本開示に係る床材は、大腿骨骨折のリスクを低減するために、歩行時につま先が引っかかることを抑制し、高い歩行性を有している。これにより、歩行時の転倒自体を起こりにくくして、大腿骨骨折のリスクを低減する。骨折の抑制のために衝撃荷重が小さい床材を得るためには、床材を軟化させることが行われる。床材を軟化させると、歩行者の自重によって、歩行者の足元の床材の沈み込みが容易に発生し、歩行性が低下する。
本実施形態では、衝撃荷重が小さい床材でありながら、高い歩行性を有する床材について説明する。
1. Flooring Material of the Present Disclosure The flooring material according to the present disclosure is, as described above, a flooring material capable of reducing the risk of bone fractures, particularly fractures of the femur.
In order to reduce the risk of femoral fracture, the flooring material according to the present disclosure suppresses the toes from being caught during walking and has high walkability. This reduces the risk of femoral fracture by making it less likely that the user will fall during walking. In order to obtain a floor material with a small impact load for suppression of bone fracture, the floor material is softened. When the floor material is softened, the weight of the pedestrian easily causes the floor material to sink under the feet of the pedestrian, resulting in poor walking performance.
In the present embodiment, a flooring material having high walkability while being a flooring material having a small impact load will be described.
また、本開示に係る床材は、例え歩行者が転倒してしまった場合であっても、床材の衝撃荷重を低減して大腿骨骨折のリスクを低減することができる床材であることが好ましい。骨折の抑制のために床材を軟化させる場合、床材を発泡させた材料が用いられるが、床下材を硬化させる場合、発泡倍率を下げる必要がある。この場合、床材の沈み込みが緻密化領域に到達するまでの変位が不足することにより、衝撃印加時のエネルギー吸収量が低下する。
本実施形態では、高い歩行性を有しつつ、大腿骨骨折の抑制に高い効果を発揮する床材について説明する。
In addition, the floor material according to the present disclosure is a floor material that can reduce the risk of femoral fracture by reducing the impact load of the floor material even if a pedestrian falls. is preferred. When the floor material is softened to prevent bone fractures, a foamed floor material is used, but when the underfloor material is hardened, it is necessary to lower the foaming ratio. In this case, the displacement of the flooring material until it reaches the densified region is insufficient, resulting in a decrease in the amount of energy absorbed when an impact is applied.
In the present embodiment, a flooring material that has high walkability and is highly effective in suppressing femoral fracture will be described.
2.床材の構造
以下、図1を参照して、本開示に係る床材1について説明する。
床材1は、床下材11と、床下材11の上面(床材1の表面に近い側の面)側に設けられた床上材12とを備えている。
2. Structure of Floor Material Hereinafter, a
The
床下材11は、例えば複数の互いに連結しない気泡である独立気泡を有し、床材1にかかる歩行時の圧力を吸収して床材1の緩衝性を高める機能を有する。また、これにより、床下材11は、材料の使用量を低減させつつ緩衝性を高める機能を発揮することができる。
また、床下材11上に設けられた床上材12は、歩行者が床材1の上を歩く際に局所的にかかる圧力に対して変形が小さく、床材1における歩行性を高める。また、床上材12は、床材1に対して局所的にかかる歩行時の圧力を床下材11の面内に分散させて、床下材11の歩行者が歩いた位置以外でも衝撃印加時のエネルギー吸収量を増やして床材1の緩衝性を高める機能を有する。
床材1は、床下材11と、床上材12とが積層された構成とされることにより、歩行性を向上させつつ、転倒時の大腿骨骨折リスクを低減することができる。
The
In addition, the
The
床材1の面積は、圧縮特性におけるプラトー領域の荷重(詳細は後述する)が骨折荷重以下となる様に調整されることが好ましい。具体的に、床材1の面積は、100cm2以上900cm2以下であることが好ましく、100cm2以上400cm2以下であることがより好ましい。床材1が100cm2以上である場合、歩行時の圧力を吸収して変形する床下材11の面積を大きいため床材1に局所的にかかる圧力が分散されて床材1の緩衝性を高めることができる。また、床材1が900cm2以下であることにより、圧力が効率的に分散される。
The area of the
また、床材1の衝撃荷重は、2000N以上6000N以下であることが好ましく、2000N以上3600N以下であることがより好ましい。床材1の衝撃荷重が2000N以上である場合、歩行時に床全体からの適度な反発力が得られ、床下材の沈み込みを抑制するため、転倒自体のリスクが低減される。床材1の衝撃荷重が6000N以下である場合、歩行者が転倒した際の大腿骨骨折リスクが低減される。
The impact load of the
ここで、床材1の衝撃荷重は、歩行者が転倒したときに大腿骨の転子部に加わる圧力分布に基づく重さ及び形状の衝撃付与体を、歩行者の腰の高さに相当する所定の落下高さから落下させて、人体軟組織を模した材料で形成された緩衝材を介して床材1へ衝撃を付与したときに生じる衝撃荷重Fである。衝撃荷重Fは、緩衝材へ衝撃を付与したときに生じる基準衝撃荷重Fsが6500Nとなるように設定された条件において計測される。
以下、床下材11及び床上材12について詳細に説明する。
Here, the impact load of the
Below, the
<床上材>
床上材12は、剛直で変形の少ない硬質の部材が用いられる。具体的には、床上材12は、断面二次モーメントが400mm4以上25000mm4以下の材料で形成されている。床上材12の断面二次モーメントが400mm4以上25000mm4以下である場合、床上材12が非常に高い剛性を有することから、床上材12がたわみにくく、床下材11全面を変形させることができるため、歩行者の位置直下の床材1の沈み込みを抑制して歩行性を高めることができる。この結果、大腿骨骨折につながる転倒リスクを低減することができる。
<Floor material>
A hard member that is rigid and less deformable is used for the
また、床上材12の曲げ剛性は、100Nm2/10mm以上300Nm2/10mm以下であることが好ましく、100Nm2/10mm以上200Nm2/10mm以下であることが好ましい。床上材12の曲げ剛性が100Nm2/10mm以上300Nm2/10mm以下である場合、床上材12が非常に高い剛性を有することから、歩行性が向上するとともに床上材12にかかる圧力を床下材11の広い面に分散させて床材1の緩衝性を高めることができる。この結果、大腿骨骨折につながる転倒リスクを低減することができる。
The bending rigidity of the
床上材12の厚さは、15mm以上40mm以下であることが好ましい。床上材12の厚さが15mm以上40mm以下の場合、歩行時における床下材11の変形が緻密化領域(詳細は後述する)まで進みにくくなり、歩行時の触感が低下しにくくなって歩行性が向上する。この結果、大腿骨骨折につながる転倒リスクを低減することができる。
The thickness of the floor covering 12 is preferably 15 mm or more and 40 mm or less. When the thickness of the
床上材12の曲げ弾性率は、8000MPa以上であることが好ましい。床上材12の曲げ弾性率が8000MPa以上である場合、床上材12の曲げ剛性が高まることにより、転倒時に床上材12にかかる圧力を床下材11の広い面に分散させるため、歩行時に床下材11の沈み込みを抑制し、転倒自体のリスクを抑制できる。このため、骨折につながる転倒リスクをより低減することができる。
The bending elastic modulus of the floor covering 12 is preferably 8000 MPa or more. When the flexural modulus of the
このような床上材12は、例えば木材又は木質材料が混合された樹脂材料で形成された層を含むことが好ましい。すなわち、床上材12は、木材の層又は木質材料が混合された樹脂材料で形成された層の少なくとも一方を有していればよく、例えば木材の層と木質材料が混合された樹脂材料で形成された層とが積層されていてもよい。また、床上材12は、木材又は木質材料が混合された樹脂材料で形成された層に、ステンレス(SUS)等の金属層が積層されていてもよい。
床上材12が複数の層で形成された積層体である場合、積層体全体の物性が上述した範囲であればよい。
Such a
When the
<床下材>
床下材11は、床上材12の下方(床上材12の表面と反対側)に設けられ、床上材12よりも断面二次モーメントが低い軟質の材料で形成されている。床下材11は、例えばポリエチレン又は塩化ビニルを用いて形成されている。これにより、床下材11は、床上材12にかかった圧力を吸収することができる。
<Underfloor material>
The
床下材11は、例えば独立気泡が形成された発泡体により形成されている。ここで、独立気泡が形成された床下材11の衝撃吸収のメカニズムについて、図2A及び図2B、並びに図3を参照して説明する。図2Aは、複数の独立気泡11Aを有する床下材11に圧力がかかった場合の第2の状態を示す断面図であり、図2Bは、複数の独立気泡11Aを有する床下材11に圧力がかかった場合の第3の状態を示す断面図である。また、図3は、床下材11の変位と床下材11にかかる衝撃荷重との関係を示す変位-荷重曲線を模式的に示すグラフである。床下材11のエネルギー吸収量は、床下材11の変形による変位―荷重曲線における面積から算出することができる。
The
独立気泡を有する床下材11の変位-荷重曲線は、図3に示す様に、加圧初期の荷重立ち上がり領域、荷重がほぼ一定になるプラトー領域、及び急激に荷重が上昇する緻密化領域を有している。変位-荷重曲線の荷重立ち上がり領域は、床下材11の第1の状態に相当し、プラトー領域は図2Aに示す床下材11の第2の状態に相当し、緻密化領域は図2Bに示す床下材11の第3の状態に相当する。
The displacement-load curve of the
床下材11は、プラトー領域の荷重が大きいと硬く、プラトー領域の荷重が小さいと柔らかくなる。プラトー領域では、エネルギー吸収に伴う荷重増加が少ないため、緻密化領域にさしかかるまでの衝撃エネルギーであれば、衝撃荷重をほぼ一定に抑制できる。プラトー領域でのエネルギー吸収量の大きさは、床下材11のエネルギー吸収特性に寄与している。このため、プラトー領域の荷重と、緻密化領域に到達するまでの変位が、床下材11のエネルギー吸収量を決定する。
なお、理想的なエネルギー吸収特性とは、許容範囲内でのプラトー領域の荷重にて、緻密化領域までの変位量が大きい特性、すなわち、プラトー領域となる変位と、緻密化領域となる変位との差分が大きい特性である。このような床下材11の衝撃吸収エネルギーは、準静的圧縮試験を用いて大小を比較することもできる。
The
It should be noted that the ideal energy absorption characteristic is a characteristic in which the amount of displacement up to the densified region is large under the load in the plateau region within the allowable range, that is, the displacement that becomes the plateau region and the displacement that becomes the densified region. It is a characteristic that the difference between is large. A quasi-static compression test can be used to compare the impact absorption energy of the
上述したプラトー領域の荷重には、独立気泡11Aの座屈を伴う気泡壁の曲げや座屈が寄与すると考えられる。すなわち、床下材11の発泡前密度(ρ)に対する発泡後密度(ρ*)の比(発泡倍率)が低く、独立気泡11Aを取り囲む気泡壁の厚さが厚いほど、プラトー領域の荷重が高くなり、発泡倍率が高く、気泡壁の厚さが薄いほど、プラトー領域の荷重が低下する。
プラトー領域から緻密化領域に差し掛かるまでの床下材11の変位は、床下材11の発泡倍率や厚さに依存する。低発泡倍率の床下材11では、高発泡倍率の床下材11よりも少ない変位で緻密化領域に到達する。
It is considered that the bending and buckling of the cell walls accompanying the buckling of the
The displacement of the
プラトー領域の荷重が許容される範囲である場合、低発泡倍率の床下材11でエネルギー吸収を高めるためには、床下材11の厚さを増やし、緻密化領域に到達するまでの変位を高めることが、エネルギー吸収にとって有効である。また、高発泡倍率の床下材11では、上述した通り、緻密化領域に到達するまでの変位は大きいが、プラトー領域の荷重が低下する。よって、床下材11が変形する面積を増やし、プラトー領域の荷重を許容範囲内で高めることにより、プラトー領域でのエネルギー吸収量を高めることができる。
When the load in the plateau region is within the permissible range, in order to increase the energy absorption of the
以上のメカニズムから、床下材11における発泡前密度(ρ)に対する発泡後密度(ρ*)の比(発泡倍率)が、0.067以上0.143以下であることが好ましい。発泡倍率をこの範囲とすることで、床下材11のプラトー領域における荷重を高めることができる。このため、転倒してもより大腿骨骨折のリスクが低減する。
ここで、床下材11の発泡後密度(ρ*)は、独立気泡の形成により床下材11の発泡前密度(ρ)より低下する。発泡前密度(ρ)及び発泡後密度(ρ*)は、例えば真密度計などの密度測定装置を用いて測定することができる。発泡前密度は、床下材に高圧圧縮を行い十分に破泡させた後に測定することで得られる。
From the above mechanism, the ratio (expansion ratio) of the post-foaming density (ρ*) to the pre-foaming density (ρ) in the
Here, the post-foaming density (ρ*) of the
また、床下材11の厚さは、3mm以上10mm以下であることが好ましい。床下材11の厚さをこの範囲とすることで、緻密化領域に差し掛かるまでの変位を大きくすることができ、床下材11のプラトー領域における荷重を高めることができる。
Further, the thickness of the
さらに、ひずみ速度200/s以上600/sにおける床下材11のプラトー高さ(プラトー応力)は、0.2MPa以上1.6MPa以下であることが好ましい。ここで、プラトー高さとは、上述した変位-荷重曲線の1階微分曲線において、加圧初期の荷重立ち上がり領域からプラトー領域への変遷に相当する上凸ピーク後の最小値となる、ひずみにおける試験力をいう。プラトー高さが上述した範囲である場合、床下材11が柔らかくなる。
Furthermore, the plateau height (plateau stress) of the
また、荷重をかけた際において、床下材11の独立気泡11Aの座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギー(EI(x))が、独立気泡11Aの気泡壁の気体圧力上昇による消費エネルギー(EΔP(x))よりも大きいことが好ましく、1.8以上大きいことがより好ましい。独立気泡11Aの座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギー(EI(x))が大きいほど、床下材11が効率よく床下材11への衝撃エネルギーを吸収することができるためである。
独立気泡11Aの座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギー(EI(x))及び独立気泡11Aの気泡壁の気体圧力上昇による消費エネルギー(EΔP(x))の測定方法については後述する。
In addition, when a load is applied, the energy consumption (EI(x)) of the bending of the cell walls accompanying the buckling of the
A method of measuring the energy consumption (EI(x)) for bending the cell wall accompanying the buckling of the
3.床材の特性の測定方法
以下、床材1の各部における特性の測定方法について説明する。
<衝撃荷重>
図4を参照して、床材1の衝撃荷重及び変位-荷重曲線を取得する衝撃試験について説明する。
床材1の衝撃荷重は、特開2020―076764号公報で規定された方法を用いて測定することができる。すなわち、衝撃荷重の測定は、まず、床材の上(床上材の表面)に、人体軟組織に模した材料で形成した緩衝材20を準備する。この緩衝材20を床材1の表面に配置した評価用積層体(以下、積層体と記載する)に対して、特開2020―076764号公報に記載された、評価装置を用いて衝撃を付与し、積層体に生じた衝撃荷重を荷重計測装置(ロードセル)で計測することにより取得する。ここで、評価装置は、一体化した錘及び大腿骨形状を模した打撃部を備える振り子式の評価装置である。
3. Method for Measuring Characteristics of Flooring Material A method for measuring the characteristics of each part of the
<Impact load>
An impact test for acquiring the impact load and the displacement-load curve of the
The impact load of the
このとき、床材にかかる衝撃荷重を、例えば成人の平均的な腰の高さ(転倒の高さ)に相当する高さ50cmから積層体に打撃部を落下させることにより測定する。また、緩衝材20としては、厚さ15mm、寸法縦27mm×横27mm角のアスカーC硬度7(エクシール社製)の超軟質ウレタン造形用樹脂である人肌ゲルを用いることができる。
また、衝撃荷重の測定時に、積層体の変位を加速度計及び変位計により測定するとともに、打撃部の打撃速度を速度計により測定する。
このとき、打撃部の形状は、特開2020―076764号公報に記載されたように、直方体形状の錘に一体化される面が平面であり、錘に一体化されていない面が曲率115mmの曲面となっている。
At this time, the impact load applied to the floor material is measured by, for example, dropping the impact part onto the laminate from a height of 50 cm, which corresponds to the average hip height of an adult (fall height). As the
Further, when measuring the impact load, the displacement of the laminate is measured with an accelerometer and a displacement meter, and the impact speed of the impact part is measured with a speedometer.
At this time, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-076764, the shape of the striking part is such that the surface integrated with the rectangular parallelepiped weight is flat, and the surface not integrated with the weight has a curvature of 115 mm. It has a curved surface.
床材1に衝撃試験を行った時のエネルギーは、主に緩衝材20及び床材1の変形によって吸収される。床材1の変形は、床上材12の変形及び床下材11の変形に分解できる。床上材12へ衝撃試験を行う際、衝撃の直下に圧縮方向の荷重が掛かる一方、打撃直下以外の部分では床下材11の圧縮に対する抵抗により圧縮と逆方向への力が発生する。また、この時、床上材12の曲げモーメントによる床下材11の圧縮力が発生することから、床上材12の断面二次モーメントが低い場合、床上材12のたわみが大きくなり、それに伴って打撃直下の床下材11の局所的な圧縮が生じる。
The energy when the
一方、床材1では、床上材12の断面二次モーメントが非常に高いため、床上材12のたわみは非常に小さくなり、床下材11は床材1全体に渡って近似的に一様に圧縮される床下材11が一様に圧縮される場合、圧縮面積の増加により、床下材11の圧縮に要する荷重が増加することになる。床下材11は、以下に述べる通り、圧縮特性(変位-荷重曲線)におけるプラトー領域の荷重が骨折荷重以下となる様に床材1自体の面積を最適にする必要がある。
On the other hand, in the
<プラトー高さ>
図5に示すように、床材1のプラトー高さは、衝撃試験で得た変位-荷重曲線の1階微分曲線を作成し、加圧初期の荷重立ち上がり領域からプラトー領域への変遷に相当する上凸ピーク後の最小値となる、ひずみにおける試験力から取得する。
<Plateau height>
As shown in FIG. 5, the plateau height of the
<床下材の独立気泡の座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギー(EI(x))及び床下材の独立気泡の圧力上昇による消費エネルギー(EΔP(x))>
床下材の独立気泡の座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギー(EI(x))及び床下材の独立気泡の圧力上昇による消費エネルギー(EΔP(x))は、衝撃試験で得た変位-荷重曲線を要素分解することにより算出できる。これらの消費エネルギーは、基準荷重(6500N)でのエネルギー吸収を比較するため、静的圧縮試験の結果を用いて比較することができる。
<Energy consumption (EI(x)) for bending of the cell walls accompanied by buckling of the closed cells of the underfloor material and energy consumption (EΔP(x)) due to the pressure increase of the closed cells of the underfloor material>
The energy consumption (EI(x)) for the bending of the cell wall accompanied by the buckling of the closed cells of the underfloor material and the energy consumption (EΔP(x)) due to the pressure increase of the closed cells under the floor material are obtained from the displacement − It can be calculated by decomposing the load curve into elements. These energy consumptions can be compared using static compression test results to compare the energy absorption at a reference load (6500N).
(積層体の変位―荷重曲線の測定)
衝撃試験で得た変位-荷重曲線には、主に、衝撃試験における変位(x)に対する緩衝材への衝撃荷重と、変位(x)に対する床上材への衝撃荷重と、変位(x)に対する床下材への衝撃荷重とが含まれる。ここで、床上材は、断面二次モーメントが非常に高く、変形が少ないため、変位-荷重曲線には床上材の変形の寄与がほとんどないと推定される。このため、緩衝材の変位-荷重曲線をG(x)、床下材の変位-荷重曲線をH(x)とした場合、積層体の変位-荷重曲線F(x)は以下の式(1)で算出される。
F(x)≒G(x)+H(x) ・・・(1)
(Measurement of displacement-load curve of laminate)
The displacement-load curve obtained in the impact test mainly shows the impact load to the cushioning material for displacement (x) in the impact test, the impact load to the floor material for displacement (x), and the underfloor for displacement (x). impact loads on the material. Here, since the floor material has a very high geometrical moment of inertia and little deformation, it is estimated that the deformation of the floor material hardly contributes to the displacement-load curve. Therefore, when the displacement-load curve of the cushioning material is G(x) and the displacement-load curve of the underfloor material is H(x), the displacement-load curve F(x) of the laminate is expressed by the following equation (1). Calculated by
F(x)≈G(x)+H(x) (1)
(緩衝材の変位-荷重曲線の測定)
緩衝材への衝撃荷重G(x)を、上述した方法と同様にして測定する。すなわち、衝撃試験に記載の方法において、積層体を緩衝材単層に替えて緩衝材の衝撃荷重を測定する。また、衝撃荷重の測定時に、緩衝材の変位を加速度計及び変位計により測定するとともに、打撃部の打撃速度を速度計により測定する。
(Measurement of cushioning material displacement-load curve)
The impact load G(x) on the cushioning material is measured in the same manner as described above. That is, in the method described in the impact test, the laminate is replaced with a single layer of cushioning material, and the impact load of the cushioning material is measured. Further, when measuring the impact load, the displacement of the cushioning material is measured by an accelerometer and a displacement meter, and the impact velocity of the impact part is measured by a speedometer.
(床下材の変位-荷重曲線の測定)
続いて、測定された緩衝材への衝撃荷重、緩衝材の変位及び打撃部の打撃速度から、緩衝材の変位-荷重曲線G(x)を作成する。積層体の変位-荷重曲線F(x)と、緩衝材の変位-荷重曲線G(x)とから、床下材の変位-荷重曲線をH(x)は以下の式(2)で算出される。
H(x)≒F(x)-G(x) ・・・(2)
(Measurement of displacement-load curve of underfloor material)
Subsequently, a displacement-load curve G(x) of the cushioning material is created from the measured impact load to the cushioning material, the displacement of the cushioning material, and the impact speed of the impact part. From the displacement-load curve F(x) of the laminate and the displacement-load curve G(x) of the cushioning material, the displacement-load curve H(x) of the underfloor material is calculated by the following formula (2). .
H(x)≈F(x)-G(x) (2)
(独立気泡の圧縮による圧力上昇効果の算出)
床下材11の変位-荷重曲線H(x)は、座屈を伴う気泡壁の曲げの寄与と、独立気泡の圧力上昇の寄与に分けられる。このうち、独立気泡の圧力上昇の寄与分は、ボイルの法則で概算できる。すなわち、床下材11の圧縮により、独立気泡11Aが座屈変形するが、独立気泡11Aからの気体の流出は小さく、独立気泡11A内部の体積圧縮に伴って内部気体の圧力が上昇するとして算出する。
このような圧力上昇は、ボイルの法則を用いて、以下の式(3)で説明できる。ここで、床下材11のポアソン比は近似的に0と仮定している。
(Calculation of pressure rise effect due to compression of closed cells)
The displacement-load curve H(x) of the
Such a pressure rise can be explained by the following equation (3) using Boyle's law. Here, the Poisson's ratio of the
(座屈を伴う気泡壁の曲げの寄与の算出)
式(4)に示すように、床下材11の変位-荷重曲線H(x)から、式(3)で得られた独立気泡11Aの圧力上昇の寄与ΔPの曲線を差し引くと、座屈を伴う気泡壁の曲げの寄与I(x)が得られる。
I(x)=H(x)―ΔP(x) ・・・(4)
(Calculation of contribution of bubble wall bending with buckling)
As shown in the equation (4), subtracting the curve of the contribution ΔP of the pressure rise of the
I(x)=H(x)-ΔP(x) (4)
(各消費エネルギーの算出)
独立気泡の圧力上昇による消費エネルギーEΔP(x)は、式(5)に示すように、式(3)を積分することで算出できる。
EΔP(x)=∫ΔP(x)dx ・・・(5)
また、座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギーEI(x)は、式(6)に示すように、式(4)を積分することで算出できる。
EI(x)=∫I(x)dx ・・・(6)
ここで、式(5)及び式(6)における積分は区間積分であり、F(x)=6500Nとなる変位xをx1とした時に、x=x1~0までの区間を積分する。以上により、床下材11の独立気泡11Aの座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギーEI(x)及び床下材11の独立気泡11Aの圧力上昇による消費エネルギーEΔP(x)を得ることができる。
(Calculation of each energy consumption)
The energy consumption EΔP(x) due to the pressure rise of the independent bubbles can be calculated by integrating the equation (3) as shown in the equation (5).
EΔP(x)=∫ΔP(x)dx (5)
Also, the energy consumption EI(x) for the bending of the cell wall with buckling can be calculated by integrating the equation (4) as shown in the equation (6).
EI(x)=∫I(x)dx (6)
Here, the integration in the equations (5) and (6) is the interval integration, and the interval from x=x1 to 0 is integrated when x1 is the displacement x at which F(x)=6500N. As described above, the energy consumption EI(x) for the bending of the cell wall accompanying the buckling of the
(断面二次モーメント)
床上材12の断面二次モーメントは、床上材12を構成する各層の厚さ測長し、設定した幅に対して計算することで算出することができる。具体的には、床上材12を含む床材の断面に対して画像解析を行うことで床上材12の厚さを測長し、所定の幅に対して断面二次モーメントを算出することができる。
(Secondary moment of area)
The geometrical moment of inertia of the
(曲げ剛性)
単位幅(10mm)における床上材12の曲げ剛性の値は、三点曲げ試験によって得られるヤング率E(曲げ弾性)と断面二次モーメントIとの積(EI)から求められる。床上材12が、硬さの異なる複数の材料を積層した複合材料からなる場合には、各材料の層ごとにヤング率E(曲げ弾性)と断面二次モーメントIとの積(EI)をそれぞれ求めて、これらの和を算出することにより、床上材12全体の曲げ剛性を得ることができる。
(bending rigidity)
The value of the flexural rigidity of the
(曲げヤング率)
床上材12の曲げヤング率は、JIS K7171で示される様な三点曲げ試験を行うことにより得ることができる。
(Bending Young's modulus)
The bending Young's modulus of the
4.本開示に係る床材の効果
以上説明した本開示に係る床材では、以下の効果を有する。
(1)床材は、高い断面二次モーメントを有する床上材と、床上材よりも低い断面二次モーメントを有する床下材とで構成されている。
これにより、床材は、歩行時の自重に対し、床上材がたわむことなく、床下材全面を変形させることができるため、自重直下の床材の沈み込みを抑制して歩行性を高め、骨折につながる転倒リスクを低減することができる。
4. Effect of Floor Material According to Present Disclosure The floor material according to the present disclosure described above has the following effects.
(1) The floor material is composed of an upper floor material having a high geometrical moment of inertia and an underfloor material having a lower geometrical moment of inertia than the upper floor material.
As a result, the entire surface of the underfloor material can be deformed without the upper floor material sagging against its own weight when walking. It can reduce the risk of falls that lead to
(2)床材は、独立気泡が形成された発泡体により形成された床下材を備えている。
これにより、床材は、床下材において高い衝撃吸収性と低い衝撃荷重を発揮することができる。また、上述した床上材を有することにより、床上材がたわむことなく、床下材全面を変形させることができる。このため、床上材による圧縮面積を増やし、圧縮時のプラトー領域の応力が低い高発泡倍率の床下材であっても、プラトー高さを高めることができる。また、プラトー領域での衝撃吸収エネルギーを増やすことで、転倒時の衝撃エネルギーに対しても衝撃荷重を低減できる。
(2) The floor material includes an underfloor material made of a foam having closed cells.
As a result, the floor material can exhibit high impact absorption and low impact load in the underfloor material. In addition, by having the above floor material, the entire surface of the underfloor material can be deformed without bending the floor material. Therefore, the compression area of the floor material can be increased, and the plateau height can be increased even with an underfloor material having a high expansion ratio and low stress in the plateau region during compression. Also, by increasing the impact absorption energy in the plateau region, it is possible to reduce the impact load against the impact energy at the time of falling.
(3)上述した構成により、衝撃荷重が急上昇する緻密化領域までのひずみが大きいため、エネルギー吸収に必要な厚みを容易に確保可能となり、床下材の材料を削減することが可能となる。 (3) With the above-described configuration, the strain up to the densified region where the impact load rises sharply is large, so the thickness necessary for energy absorption can be easily secured, and the material for the underfloor material can be reduced.
以下、本開示に係る床材を実施例により説明する。 Hereinafter, the flooring material according to the present disclosure will be described with reference to examples.
<実施例1>
厚さ30mmであり、曲げ剛性が122Nm2、曲げ弾性率が12000MPa、断面二次モーメントが10139mm4である木材で形成された床上材と、独立気泡を含み、発泡前密度に対する発泡後密度の比が0.125である厚さ6.5mmのポリエチレンで形成された床下材とを積層して、面積100cm2(縦100mm×横100mm)の床材を形成し、実施例1の床材とした。このとき、床下材は、独立気泡を含むポリエチレンで形成されていることから、厚さ30mmの木材で形成された床上材よりも断面二次モーメントが小さくなっている。
<Example 1>
A flooring material having a thickness of 30 mm, a flexural rigidity of 122 Nm 2 , a flexural modulus of 12000 MPa, and a geometrical moment of inertia of 10139 mm 4 ; A flooring material having a thickness of 6.5 mm and a thickness of 0.125 was laminated to form a flooring material having an area of 100 cm 2 (100 mm length × 100 mm width), which was used as the flooring material of Example 1. . At this time, since the underfloor material is made of polyethylene containing closed cells, the moment of inertia of area is smaller than that of the overfloor material made of wood having a thickness of 30 mm.
<実施例2>
発泡前密度に対する発泡後密度の比が0.1である床下材を用いた以外は、実施例1と同様にして実施例2の床材を形成した。
<Example 2>
A flooring material of Example 2 was formed in the same manner as in Example 1, except that an underfloor material having a density after foaming to a density before foaming of 0.1 was used.
<実施例3>
厚さ10mmであり、曲げ剛性が10Nm2、曲げ弾性率が12000MPa、断面二次モーメントが833mm4の木材である床上材と、厚さ5mmであり、曲げ剛性が87Nm2、曲げ弾性率が205000MPa、断面二次モーメントが427mm4であるステンレス板とを、ステンレス板が床下材側となるように積層した床上材と、発泡前密度に対する発泡後密度の比が0.067である床下材とを用いた以外は、実施例1と同様にして実施例3の床材を形成した。
<Example 3>
A flooring material having a thickness of 10 mm, a flexural rigidity of 10 Nm 2 , a flexural modulus of 12000 MPa, and a geometric moment of inertia of 833 mm 4 , and a 5 mm thick flooring material having a flexural rigidity of 87 Nm 2 and a flexural modulus of 205000 MPa. , a stainless steel plate having a geometric moment of inertia of 427 mm 4 , an upper floor material laminated so that the stainless steel plate is on the under floor material side, and an under floor material having a density after foaming density ratio of 0.067 to a density before foaming. A flooring material of Example 3 was formed in the same manner as in Example 1, except that it was used.
<実施例4>
厚さ30mmであり、曲げ剛性が225Nm2、曲げ弾性率が10000MPa、断面二次モーメントが22500mm4の木材である床上材と、発泡前密度に対する発泡後密度の比が0.050である床下材とを用い、床材面積を225cm2(縦150mm×横150mm)とした以外は、実施例1と同様にして実施例4の床材を形成した。
<Example 4>
An upper floor material having a thickness of 30 mm, a bending rigidity of 225 Nm 2 , a bending elastic modulus of 10000 MPa, and a geometrical moment of inertia of 22500 mm 4 , and an underfloor material having a ratio of density after foaming to density before foaming of 0.050. A floor material of Example 4 was formed in the same manner as in Example 1, except that the area of the floor material was 225 cm 2 (150 mm long×150 mm wide).
<実施例5>
厚さ30mmであり、曲げ剛性が225Nm2、曲げ弾性率が10000MPa、断面二次モーメントが22500mm4の木材である床上材と、発泡前密度に対する発泡後密度の比が0.033である床下材とを用い、床材面積を400cm2(縦200mm×横200mm)とした以外は、実施例1と同様にして実施例5の床材を形成した。
<Example 5>
An upper floor material having a thickness of 30 mm, a flexural rigidity of 225 Nm 2 , a flexural modulus of 10000 MPa, and a geometrical moment of inertia of 22500 mm 4 , and an underfloor material having a ratio of density after foaming to density before foaming of 0.033. A floor material of Example 5 was formed in the same manner as in Example 1, except that the area of the floor material was 400 cm 2 (200 mm long×200 mm wide).
<実施例6>
厚さ30mmであり、曲げ剛性が225Nm2、曲げ弾性率が10000MPa、断面二次モーメントが22500mm4の木材である床上材と、発泡前密度に対する発泡後密度の比が0.025であり、厚さ10mmの床下材とを用い、床材面積を900cm2(縦300mm×横300mm)とした以外は、実施例1と同様にして実施例6の床材を形成した。
<Example 6>
A flooring material having a thickness of 30 mm, a flexural rigidity of 225 Nm 2 , a flexural modulus of 10000 MPa, and a geometrical moment of inertia of 22500 mm 4 ; A floor material of Example 6 was formed in the same manner as in Example 1 except that an underfloor material with a thickness of 10 mm was used and the area of the floor material was 900 cm 2 (300 mm long x 300 mm wide).
<実施例7>
厚さ30mmであり、曲げ剛性が225Nm2、曲げ弾性率が10000MPa、断面二次モーメントが22500mm4の木材である床上材と、発泡前密度に対する発泡後密度の比が0.025である床下材とを用い、床材面積を900cm2(縦300mm×横300mm)とした以外は、実施例1と同様にして比較例2の床材を形成した。
<Example 7>
An upper floor material having a thickness of 30 mm, a bending rigidity of 225 Nm 2 , a bending elastic modulus of 10000 MPa, and a geometrical moment of inertia of 22500 mm 4 , and an underfloor material having a ratio of density after foaming to density before foaming of 0.025. A floor material of Comparative Example 2 was formed in the same manner as in Example 1, except that the area of the floor material was 900 cm 2 (300 mm long×300 mm wide).
<実施例8>
厚さ30mmであり、曲げ剛性が225Nm2、曲げ弾性率が10000MPa、断面二次モーメントが22500mm4の木材である床上材と、発泡前密度に対する発泡後密度の比が0.025である床下材とを用い、床材面積を400cm2(縦200mm×横200mm)とした以外は、実施例1と同様にして比較例3の床材を形成した。
<Example 8>
An upper floor material having a thickness of 30 mm, a bending rigidity of 225 Nm 2 , a bending elastic modulus of 10000 MPa, and a geometrical moment of inertia of 22500 mm 4 , and an underfloor material having a ratio of density after foaming to density before foaming of 0.025. A floor material of Comparative Example 3 was formed in the same manner as in Example 1, except that the area of the floor material was 400 cm 2 (200 mm long×200 mm wide).
<実施例9>
発泡前密度に対する発泡後密度の比が0.100である床下材を用い、床材面積を225cm2(縦150mm×横150mm)とした以外は、実施例1と同様にして比較例4の床材を形成した。
<Example 9>
A floor of Comparative Example 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that an underfloor material having a density after foaming density ratio of 0.100 to a density before foaming was used and the floor material area was 225 cm 2 (length 150 mm × width 150 mm). formed the material.
<実施例10>
発泡前密度に対する発泡後密度の比が0.025であり、厚さが3mmの床下材を用い、床材面積を400cm2(縦200mm×横200mm)とした以外は、実施例1と同様にして比較例5の床材を形成した。
<Example 10>
The procedure was the same as in Example 1, except that the ratio of the post-foaming density to the pre-foaming density was 0.025, an underfloor material with a thickness of 3 mm was used, and the floor material area was 400 cm 2 (length 200 mm × width 200 mm). A flooring material of Comparative Example 5 was formed.
<比較例1>
厚さ3mmであり、曲げ剛性が0.23Nm2、曲げ弾性率が10000MPa、断面二次モーメントが23mm4の木材である床上材と、発泡前密度に対する発泡後密度の比が0.025である床下材とを用いた以外は、実施例1と同様にして比較例1の床材を形成した。
<Comparative Example 1>
A flooring material having a thickness of 3 mm, a flexural rigidity of 0.23 Nm 2 , a flexural modulus of 10000 MPa, and a geometric moment of inertia of 23 mm 4 , and a ratio of the density after foaming to the density before foaming is 0.025. A floor material of Comparative Example 1 was formed in the same manner as in Example 1, except that an underfloor material was used.
[床材の評価]
上述した各実施例及び比較例の床材を用いて、以下の評価を行った。
(歩行性)
歩行性は、床下材の独立気泡の座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギー(EI(x))及び独立気泡の圧力上昇による消費エネルギー(EΔP(x))と、床上材の断面二次モーメントに基づき評価した。具体的には、床上材の断面二次モーメントが400mm4以上かつ床下材の独立気泡の座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギー(EI(x))が独立気泡の圧力上昇による消費エネルギー(EΔP(x))よりも1.8以上大きい場合に歩行性を「◎」、床上材の断面二次モーメントが400mm4以上かつ床下材の独立気泡の座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギー(EI(x))が独立気泡の圧力上昇による消費エネルギー(EΔP(x))よりも1.8未満大きい場合に歩行性を「〇」と評価した。また、床上材の断面二次モーメントが400mm4以上かつ床下材の独立気泡の座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギー(EI(x))が独立気泡の圧力上昇による消費エネルギー(EΔP(x))と同等又は小さい場合に歩行性を「△」、床上材の断面二次モーメントが400mm4未満の場合に歩行性を「×」と評価した。
[Evaluation of flooring]
The following evaluations were performed using the floor materials of the above-described examples and comparative examples.
(Walkability)
Walkability is determined by the energy consumption (EI(x)) for the bending of the cell wall accompanying the buckling of the closed cells of the underfloor material, the energy consumption (EΔP(x)) due to the pressure increase of the closed cells, and the cross-sectional quadratic Evaluated based on moment. Specifically, the geometrical moment of inertia of the upper floor material is 400 mm 4 or more, and the energy consumption (EI(x)) of the bending of the cell wall accompanying the buckling of the independent cells of the underfloor material is the energy consumption due to the pressure rise of the closed cells ( EΔP(x)) is 1.8 or more, the walkability is marked as “◎”, the geometrical moment of inertia of the upper floor material is 400 mm 4 or more, and the energy consumption for bending the cell wall accompanied by the buckling of the closed cells of the underfloor material When (EI(x)) was less than 1.8 greater than the energy consumption (EΔP(x)) due to the pressure increase of closed cells, the walkability was evaluated as "good". In addition, the energy consumption (EI(x)) for the bending of the cell wall accompanied by the buckling of the independent cells of the underfloor material and the geometric moment of inertia of the upper floor material being 400 mm 4 or more is the energy consumption (EΔP(x ))), the walkability was evaluated as “△”, and when the geometrical moment of inertia of the floor material was less than 400 mm 4 , the walkability was evaluated as “×”.
ここで、床上材の断面二次モーメントが小さい場合、歩行時に床材にかかる局所的な圧力を床下材前面に拡散することが困難となり、歩行時の触感が悪くなる。
また、床下材の独立気泡の座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギー(EI(x))が独立気泡の圧力上昇による消費エネルギー(EΔP(x))よりも大きいほど、歩行時における床材の沈み込みが少なくなる。また、床下材の独立気泡の座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギー(EI(x))が独立気泡の圧力上昇による消費エネルギー(EΔP(x))と同様又は小さい場合、歩行時における床下材の変形が緻密化領域まで進むため、歩行時の触感が悪くなる。
Here, when the geometrical moment of inertia of the upper floor material is small, it becomes difficult to spread the local pressure applied to the floor material to the front surface of the underfloor material when walking, and the tactile sensation during walking deteriorates.
In addition, the larger the energy consumption (EI(x)) of the bending of the cell wall accompanying the buckling of the closed cells of the underfloor material than the energy consumption (EΔP(x)) due to the pressure increase of the closed cells, the more the floor material during walking. less subsidence. In addition, when the energy consumption (EI(x)) for bending of the cell wall accompanying the buckling of the closed cells in the underfloor material is similar to or smaller than the energy consumption (EΔP(x)) due to the pressure increase of the closed cells, the underfloor during walking Since the deformation of the material progresses to the densified area, the tactile sensation during walking becomes poor.
(衝撃吸収性)
衝撃吸収性は、床材の衝撃荷重に基づき評価した。衝撃吸収性は、床材の衝撃荷重が3600N以下の場合に「◎」、床材の衝撃荷重が3600N超6000N以下の場合に「〇」、床材の衝撃荷重が6000N超の場合に「×」と評価した。
(shock absorption)
Impact absorption was evaluated based on the impact load of the floor material. Impact absorption is evaluated as “◎” when the impact load of the floor material is 3600N or less, “◯” when the impact load of the floor material is over 3600N and 6000N or less, and “×” when the impact load of the floor material is over 6000N. ” was evaluated.
表1に示すように、断面二次モーメントが400mm4以上と非常に高い床上材を有する各実施例の床材は、歩行性の低下を抑制することができる。これは、各実施例の床材において床上材の変形が小さく、歩行時に床上材にかかる局所的な圧力が床下材の面方向に分散するため、床上材及び床下材のいずれにおいても歩行時の沈み込みが小さいためであると考えられる。 As shown in Table 1, the floor material of each example having a very high geometrical moment of inertia of 400 mm 4 or more can suppress deterioration in walking ability. This is because the deformation of the floor material in each embodiment is small, and the local pressure applied to the floor material during walking is dispersed in the planar direction of the floor material. It is thought that this is because the subduction is small.
また、表1に示すように、床上材は、曲げ剛性が100Nm2/10mm以上、好ましくは100Nm2/10mm以上200Nm2/10mm以下である場合、歩行性がより向上するため好ましい。また、床上材は、厚さが15mm以上40mmの場合、断面二次モーメントが高くなる傾向にあるため好ましい。実施例3に示すように、曲げ弾性率が顕著に高い床上材を用いる場合は、床上材の厚さを比較的薄くしても高い歩行性が得られる。 Further, as shown in Table 1, when the bending rigidity of the floor material is 100 Nm 2 /10 mm or more, preferably 100 Nm 2 /10 mm or more and 200 Nm 2 /10 mm or less, the walkability is further improved. Further, when the floor material has a thickness of 15 mm or more and 40 mm, the moment of inertia of area tends to increase, which is preferable. As shown in Example 3, when a floor material having a remarkably high flexural modulus is used, high walkability can be obtained even if the thickness of the floor material is relatively thin.
床下材は、床下材の独立気泡の座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギー(EI(x))が独立気泡の圧力上昇による消費エネルギー(EΔP(x))よりも大きい場合、歩行性が向上した。これは、歩行時に床材が沈み込みにくくなるためであると考えられる。特に、独立気泡の座屈を伴う気泡壁の曲げの消費エネルギー(EI(x))が独立気泡の圧力上昇による消費エネルギー(EΔP(x))よりも1.8以上大きい場合、歩行性が顕著に向上した。 When the energy consumption (EI(x)) of the bending of the cell wall accompanying the buckling of the closed cells of the underfloor material is greater than the energy consumption (EΔP(x)) due to the pressure increase of the closed cells, the walkability of the underfloor material is improved. Improved. It is considered that this is because the floor material is less likely to sink when walking. In particular, when the energy consumption (EI(x)) for the bending of the cell wall accompanied by the buckling of the closed cells is 1.8 or more greater than the energy consumption (EΔP(x)) due to the pressure increase of the closed cells, the walkability is remarkable. improved to
また、床下材は、発泡後密度に対する発泡前密度の比は、0.067以上0.143以下である場合、歩行性がより向上し、この比が、0.100以上0.143以下である場合、衝撃吸収性が向上した。
これは、独立気泡により歩行時の圧力を吸収するが、発泡後密度に対する発泡前密度の比が大きくなりすぎない(独立気泡が多くなりすぎない)方が、床下材自体の強度の低下を抑制して、歩行時の圧力を支えやすくなるためである。
さらに、床下材は、厚さが3mm以上10mm以下の場合、歩行性が向上した。これは、床下材の変形が緻密化領域まで進みにくくなり、歩行時の触感が低下しにくくなるためであると考えられる。
In addition, when the ratio of the density before foaming to the density after foaming of the underfloor material is 0.067 or more and 0.143 or less, the walkability is further improved, and this ratio is 0.100 or more and 0.143 or less. , improved shock absorption.
This is because the closed cells absorb the pressure during walking, but if the ratio of the density before foaming to the density after foaming is not too large (the number of closed cells is not too large), the strength of the underfloor material itself will not decrease. This is because it becomes easier to support the pressure during walking.
Furthermore, when the underfloor material had a thickness of 3 mm or more and 10 mm or less, the walkability was improved. It is believed that this is because the deformation of the underfloor material does not easily progress to the densified region, and the tactile sensation during walking is less likely to deteriorate.
床材は、面積が小さい(例えば400cm2以下)方が歩行性及び衝撃吸収性が向上する傾向にあるため好ましい。例えば、発泡後密度に対する発泡前密度の比が好ましい範囲にあっても、床材の面積が大きい場合には衝撃を分散する効果が薄れる傾向にあることから、床材の面積を適切に設定することが特に好ましい。 A floor material having a smaller area (for example, 400 cm 2 or less) is preferable because it tends to improve walkability and shock absorption. For example, even if the ratio of the density before foaming to the density after foaming is within a preferable range, if the area of the flooring material is large, the effect of dispersing the impact tends to weaken, so the area of the flooring material should be set appropriately. is particularly preferred.
以上、本開示の実施形態を説明したが、上記実施形態は、本開示の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本開示の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を特定するものでない。本開示の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above, the above embodiments illustrate devices and methods for embodying the technical ideas of the present disclosure. It does not specify the material, shape, structure, arrangement, etc. Various modifications can be made to the technical idea of the present disclosure within the technical scope defined by the claims.
1 床材
11 床下材
11A 独立気泡
12 床上材
20 緩衝材
1
Claims (12)
床上材の下方に設けられ、床上材よりも断面二次モーメントが低い床下材と、
を備える
床材。 a flooring material having a geometrical moment of inertia of 400 mm 4 or more and 25000 mm 4 or less;
an underfloor material provided below the floor material and having a lower geometrical moment of inertia than the floor material;
flooring with
請求項1に記載の床材。 The flooring material according to claim 1, wherein the flooring material has a bending rigidity of 100 Nm2/10 mm or more and 200 Nm2/10 mm or less.
請求項1又は2に記載の床材。 The flooring material according to claim 1 or 2, wherein the flooring material has a thickness of 15 mm or more and 40 mm or less.
請求項1から3のいずれか1項に記載の床材。 The floor material according to any one of claims 1 to 3, wherein the floor material has a bending elastic modulus of 8000 MPa or more.
請求項1から4のいずれか1項に記載の床材。 5. The flooring material according to any one of claims 1 to 4, wherein the flooring material includes a layer formed of wood or a resin material mixed with a woody material.
請求項1から5のいずれか1項に記載の床材。 The flooring material according to any one of claims 1 to 5, wherein the underfloor material is formed of a foam having closed cells.
請求項6に記載の床材。 7. The flooring material according to claim 6, wherein the ratio of the post-foaming density to the pre-foaming density of the underfloor material is 0.067 or more and 0.143 or less.
請求項6又は7に記載の床材。 8. The method according to claim 6 or 7, wherein when a load is applied, the energy consumption of bending of the cell walls associated with the buckling of the closed cells of the underfloor material is greater than the energy consumption due to an increase in gas pressure of the cell walls of the closed cells. Flooring as described.
請求項6から8のいずれか1項に記載の床材。 The flooring material according to any one of claims 6 to 8, wherein the plateau stress of the underfloor material at a strain rate of 200/s to 600/s is 0.2 MPa to 1.6 MPa.
請求項1から9のいずれか1項に記載の床材。 The floor material according to any one of claims 1 to 9, wherein the underfloor material has a thickness of 3 mm or more and 10 mm or less.
請求項1から10のいずれか1項に記載の床材。 The flooring material according to any one of claims 1 to 10, having an area of 100 cm 2 or more and 900 cm 2 or less.
請求項1から11のいずれか1項に記載の床材。
The flooring material according to any one of claims 1 to 11, wherein the impact load is 2000N or more and 6000N or less.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021067877A JP2022162846A (en) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Floor material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021067877A JP2022162846A (en) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Floor material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022162846A true JP2022162846A (en) | 2022-10-25 |
Family
ID=83724681
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021067877A Pending JP2022162846A (en) | 2021-04-13 | 2021-04-13 | Floor material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022162846A (en) |
-
2021
- 2021-04-13 JP JP2021067877A patent/JP2022162846A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7336705B2 (en) | shock absorbing flooring | |
Mills et al. | Polymer foams for personal protection: cushions, shoes and helmets | |
Laing et al. | The force attenuation provided by hip protectors depends on impact velocity, pelvic size, and soft tissue stiffness | |
WO2014141467A1 (en) | Midsole having a laminated structure | |
Tang et al. | Finite element analysis of contact pressures between seat cushion and human buttock-thigh tissue | |
JP7416319B2 (en) | shock absorbing flooring | |
JP2010047979A (en) | Wooden floor cover | |
JP2022162846A (en) | Floor material | |
Smardzewski et al. | Structure and properties of composite seat with auxetic springs | |
JP2023004691A (en) | Impact-absorbing floor material | |
Jeong et al. | Impact attenuation of the soft pads and the wearable airbag for the hip protection in the elderly | |
Majumder et al. | Effects of body configuration on pelvic injury in backward fall simulation using 3D finite element models of pelvis–femur–soft tissue complex | |
Van Toen et al. | Transmission of force in the lumbosacral spine during backward falls | |
JP2021143504A (en) | Impact absorption floor material | |
Tatemoto et al. | Shock-absorbing effect of flooring-adopted mechanical metamaterial technology and its influence on the gait and balance of older adults | |
Costa et al. | Evaluation of dynamic behavior of waffle slab to gym center | |
Li et al. | A new custom-contoured cushion system based on finite element modeling prediction | |
JP7364132B1 (en) | flooring | |
JP7357877B2 (en) | Flooring safety evaluation device | |
JP5244928B2 (en) | Wooden flooring for shock absorption | |
JP2022071784A (en) | Shock-absorbing flooring material | |
JP7415691B2 (en) | shock absorbing flooring | |
Khakpour et al. | Effect of impact velocity, flooring material, and trochanteric soft-tissue quality on acetabular fracture during a sideways fall: a parametric finite element approach | |
JP2016027929A (en) | Midsole having laminate structure | |
Haney et al. | Anthropo-fidelic behavior of elastic-plastic lattice structures |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240321 |