JP6740119B2 - 袋状構造体及びその製造方法、カフ、並びに血圧計 - Google Patents

Description

本発明は、袋状構造体及びその製造方法、カフ、並びに血圧計に関する。

血圧の測定には、血管を圧迫する目的で、袋状構造体を含んだカフを使用する。この袋状構造体は、空気を供給して膨張させた際に良好な血管圧迫特性を達成するように、エラストマーからなるシートで構成されている。

特許文献１には、有機化層状粘土鉱物を、この層状粘土鉱物との間で水素結合を形成し得る水素結合用官能基を含有するオリゴマーで膨潤させ、その後、これをゴム等のマトリクスと混練してなる粘土複合ゴム材料には、ガスバリア性及び引張強度について改善の余地があることが記載されている。特許文献１は、この課題を解決するものとして、ポリウレタン複合材料の製造方法を提案している。

この方法では、層状粘土鉱物との間で水素結合を形成し得る水素結合用官能基と、イソシアネート化合物との間でウレタン結合を形成し得るウレタン結合用官能基とを備えたオリゴマーを準備する。次いで、このオリゴマーを、層状粘土鉱物の有機オニウムイオン処理により得られる有機化粘土と混合して、有機化粘土膨潤体とする。その後、これをイソシアネート化合物と混練して、上記オリゴマーと上記イソシアネート化合物とのウレタン化反応を生じさせる。

特開平１０−１６８３０５号公報

本発明者は、エラストマーからなるシートで構成された袋状構造体には、その性能に関して改善の余地があることを見出した。

そこで、本発明は、エラストマーからなるシートで構成された袋状構造体の性能向上を可能とすることを目的とする。

本発明の第１側面によると、熱可塑性エラストマーを含み且つ組成が均一な１以上のシートを含み、前記１以上のシートは、１００％モジュラスが異なる複数の領域を含み、前記複数の領域は、第１領域と、前記第１領域と比較してより薄く且つ１００％モジュラスがより大きい第２領域とを含んだ袋状構造体が提供される。ここで、「１００％モジュラス」は、ＪＩＳ Ｋ６２５１：２０１０（「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張応力の求め方」）の「所定伸び及び引張応力」において規定される値、即ち、１００％伸ばしたときの引張応力である。この測定において使用する試験片は、ＪＩＳ６２５１：２０１０において規定されている「ダンベル状３号形」とする。

本発明の第２側面によると、前記１以上のシートには１以上の開口が設けられ、前記１以上のシートは、前記１以上の開口から離間した第３領域と、前記１以上の開口と前記第３領域との間に介在した第４領域とを含み、前記第４領域は前記第３領域と比較して１００％モジュラスがより大きい第１側面に係る袋状構造体が提供される。

本発明の第３側面によると、前記１以上のシートには互いに接合された複数の接合領域が設けられ、前記１以上のシートは、前記複数の接合領域を含んだ第５領域と、第６領域とを含み、前記第５領域の少なくとも一部は、前記第６領域と比較して１００％モジュラスがより大きい第１又は第２側面に係る袋状構造体が提供される。

本発明の第４側面によると、前記１以上のシートは、第７領域と、前記第７領域を生体に着用させた場合に前記第７領域と向き合う第８領域と、前記第７領域の端と前記第８領域の端とを連接する第９領域とを含み、前記第９領域の少なくとも一部は、前記第７領域と比較して１００％モジュラスがより大きい第１乃至第３側面の何れかに係る袋状構造体が提供される。なお、第７領域を生体に着用させた場合とは、第７領域を生体に直接接触させるような場合のみならず、他の物質を介して間接的に接触させるような場合も含まれる。

本発明の第５側面によると、前記第９領域は、前記１以上のシートが互いに接合された接合領域を含み、前記第９領域における前記接合領域と前記第７領域との間に、前記第７領域と比較して１００％モジュラスがより大きい領域を備えた第４側面に係る袋状構造体が提供される。

本発明の第６側面によると、第１乃至第５側面の何れかに係る袋状構造体を含んだ血圧計用カフが提供される。

本発明の第７側面によると、第６側面に係るカフを備えた血圧計が提供される。

本発明の第８側面によると、熱可塑性エラストマーを含み且つ組成が均一な１以上のシートの一部の領域を、前記熱可塑性エラストマーの結晶化温度以上であり且つ前記熱可塑性エラストマーの融点未満の温度に加熱して、前記一部の領域の１００％モジュラスを、他の領域の１００％モジュラスと比較して高めることを含んだ袋状構造体の製造方法が提供される。

本発明の第９側面によると、前記１以上のシートは核剤を更に含んだ第８側面に係る袋状構造体の製造方法が提供される。

第１側面によれば、熱可塑性エラストマーを含み且つ組成が均一な１以上のシートに、１００％モジュラスが異なる複数の領域を設けるため、袋状構造体の性能を向上させること、例えば、１００％モジュラスがより小さい領域で優れた柔軟性を達成するとともに、１００％モジュラスがより大きい領域で高い強度を達成することが可能である。

第２側面によれば、上記複数の領域は、第１領域と、第１領域と比較してより薄く且つ１００％モジュラスがより大きい第２領域とを含んでいるため、例えば、厚さが小さいことに起因した強度不足を防止できる。

第３側面によれば、１以上のシートに１以上の開口を設け、この１以上のシートのうち、１以上の開口から離間した第３領域の１００％モジュラスと比較して、１以上の開口と第３領域との間に介在した第４領域の１００％モジュラスをより大きくするため、例えば、開口近傍の領域における強度不足を防止できる。

第４側面によれば、１以上のシートには互いに接合された複数の接合領域が設けられ、１以上のシートは、複数の接合領域を含んだ第５領域と、第６領域とを含み、第５領域の少なくとも一部は、第６領域と比較して１００％モジュラスがより大きい構成を採用するため、例えば、接合部又はその近傍における強度不足を防止できる。

第５側面によれば、１以上のシートは、第７領域と、第７領域を生体に着用させた場合に第７領域と向き合う第８領域と、第７領域の端と第８領域の端とを連接する第９領域とを含み、第９領域の少なくとも一部は、第７領域と比較して１００％モジュラスがより大きいため、例えば、生体を押圧する第７領域の柔軟性を十分なものとするとともに、袋状構造体の異常膨れを抑制できる。

第６側面によれば、第９領域は、１以上のシートが互いに接合された接合領域を含み、第９領域における接合領域と第７領域との間に、第７領域と比較して１００％モジュラスがより大きい領域を備えているため、例えば、生体を押圧する第７領域の柔軟性を確保するとともに、生体を押圧する際に最も圧力が集中する領域（接合領域と第７領域との間の領域）の強度不足を防止し、袋状構造体の異常膨れを抑制できる。

第７側面によれば、第１乃至第６側面の何れかに係る袋状構造体を血圧計用カフにおいて使用するため、優れた動脈閉塞特性を達成することができる。

第８側面によれば、第７側面に係るカフを血圧計において使用するため、高い精度で血圧値を測定することが可能である。

第９側面によれば、熱可塑性エラストマーを含み且つ組成が均一な１以上のシートの一部の領域を、この熱可塑性エラストマーの結晶化温度以上であり且つ熱可塑性エラストマーの融点未満の温度に加熱して、上記一部の領域の１００％モジュラスを、他の領域の１００％モジュラスと比較して高めるため、例えば、簡便な方法で袋状構造体の性能を向上させること、例えば、１００％モジュラスがより小さい領域で優れた柔軟性を達成するとともに、１００％モジュラスがより大きい領域で高い強度を達成することが可能である。

第１０側面によれば、１以上のシートは核剤を更に含んでいるため、シートに１００％モジュラスの相違を生じさせ易い。

本発明の一実施形態に係る血圧計を概略的に示す斜視図。 図１の血圧計のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図。 図１及び図２に示す血圧計が含んでいる袋状構造体の破断斜視図。 図１及び図２に示す血圧計が含んでいる袋状構造体の断面図。 １００％モジュラスが異なる複数の領域の一例を概略的に示す断面図。 １００％モジュラスが異なる複数の領域の他の例を概略的に示す斜視図。 図１及び図２に示す血圧計が含んでいるカフを生体に着用させた状態を概略的に示す断面図。 カフが含んでいる袋状構造体を膨張させたこと以外は、図７と同様の状態を概略的に示す断面図。 一例に係る袋状構造体を図８と同様に膨張させた状態を概略的に示す断面図。 他の例に係る袋状構造体を図８と同様に膨張させた状態を概略的に示す断面図。 袋状構造体に異常膨れを生じた様子を概略的に示す斜視図。 本発明の他の実施形態に係る血圧計を概略的に示す斜視図。

以下に、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同様又は類似した機能を有する要素については、同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。

＜血圧計＞
図１は、本発明の一実施形態に係る血圧計を概略的に示す斜視図である。図２は、図１の血圧計のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

図１に示す血圧計１は、手首用電子血圧計である。この血圧計１は、装置本体１１と、カフ１２とを含んでいる。

装置本体１１は、筐体１１１と、表示部１１２と、操作部１１３とを含んでいる。装置本体１１は、流路と、ポンプと、弁と、圧力センサと、制御部と、電源部とを更に含んでいる（何れも図示せず）。

筐体１１１は、表示部１１２及び操作部１１３のための開口を上部に有している。また、筐体１１１には、装置本体１１をカフ１２に対して着脱可能に固定するための構造、ここでは、カフ１２に設けられた爪が挿入される凹部が下部に設けられている。

表示部１１２は、筐体１１１内に、その上部に設けた開口の位置で画像を表示するように設置されている。表示部１１２は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機エレクトロルミネッセンスディスプレイである。表示部１１２は、最高血圧及び最低血圧などの血圧値や心拍数などの測定結果を含む各種情報を表示する。

操作部１１３は、ユーザが、測定の開始／停止、電源のＯＮ／ＯＦＦ、機能選択、及び各種設定などを行うための釦を有している。操作部１１３は、これら釦が上記の開口の位置で筐体１１１の外部空間に露出するように、筐体１１１内に設置されている。操作部１１３は、釦を介して入力された指令又は情報に対応した電気信号を出力する。

流路は、一例によれば、四方に分岐した構造を有しており、４つの開口を有している。これら開口の１つは、カフ１２が含んでいる袋状構造体１２２の給排気口に接続されている。

ポンプは、筐体１１１内に設置されている。ポンプの排気口は、流路が含んでいる開口の他の１つに接続されている。ポンプは、例えば、ローリングポンプである。ポンプは、その排気口から圧縮空気を排出する。

弁は、筐体１１１内に設置されている。弁は、流路が含んでいる開口の更に他の１つに接続されている。弁は、電力を利用して動作を制御可能な弁、例えば電磁弁である。弁は、これが取り付けられている開口を開閉する。

圧力センサは、筐体１１１内に設置されている。圧力センサは、流路が含んでいる開口の残りの１つに接続されている。圧力センサは、例えば、ピエゾ抵抗型の圧力センサである。圧力センサは、流路内の圧力を検知して、この圧力に対応した電気信号を出力する。

制御部は、筐体１１１内に設置されている。制御部は、表示部１１２、操作部１１３、ポンプ、弁、及び圧力センサに電気的に接続されており、それらに電力を供給する。また、制御部は、操作部１１３及び圧力センサが出力する電気信号に基づいて、表示部１１２、ポンプ、及び弁の動作を制御する。例えば、制御部は、測定開始に対応した電気信号が操作部１１３から供給されると、弁が閉じ、続いて、ポンプが駆動を開始するように、それらの動作を制御する。次いで、制御部は、圧力センサが出力する電気信号に基づいて、ポンプの動作を停止させるタイミングを判断し、このタイミングでポンプが動作を停止し、次いで、弁が徐々に開くように、それらの動作を制御する。その後、制御部は、圧力センサが出力する電気信号から、最高血圧及び最低血圧などの血圧値や心拍数などの測定結果を求め、この測定結果に対応した画像信号を表示部１１２へ出力する。

電源部は、筐体１１１内に設置されている。電源部はバッテリを含んでいる。電源部は、制御部へ電力を供給する。

カフ１２は、装置本体１１に着脱可能に装着されている。カフ１２は、生体に、具体的には、生体の手首に巻きつけられ、この状態で膨張することによって動脈を圧迫する。

カフ１２は、図２に示すように、カバー体１２１と、袋状構造体１２２と、カーラ１２３と、留め具１２４とを含んでいる。

カバー体１２１は、カフ１２を生体に着用させた場合に、袋状構造体１２２を間に挟んで生体と向き合うように設置されている。カバー体１２１は、伸縮性に乏しいシートである。カバー体１２１は、一方向に伸びた袋状の構造を形成している。この方向は、カフ１２を生体に着用させた場合の巻き付け方向に相当している。

カバー体１２１は、後述するように、袋状構造体１２２及びカーラ１２３を支持するとともに、カフ１２を生体に対して巻きつけ可能とする。また、カバー体１２１は、袋状構造体１２２を膨張させたときに、生体側への膨張を妨げることなしに、生体と反対側への膨張を抑制する。

袋状構造体１２２は、カバー体１２１によって支持されている。上記の通り、袋状構造体１２２は給排気口を有しており、この給排気口は、装置本体１１が含んでいる流路の開口の１つに接続されている。なお、袋状構造体１２２は、給排気口の代わりに、給気口と排気口とを有していてもよい。

カフ１２を生体に着用させ且つ弁を閉じた状態でポンプを駆動すると、袋状構造体１２２は膨張し、その結果、カフ１２は生体の動脈を閉塞させる。次いで、ポンプの駆動を停止し、弁を開くと、袋状構造体１２２は収縮し、その結果、カフ１２が生体に加える圧力が弱まり、血流が再開する。袋状構造体１２２の詳細については後述する。

カーラ１２３は、カバー体１２１と袋状構造体１２２との間に位置している。カーラ１２３は、カバー体１２１及び袋状構造体１２２に、例えば、両面テープ等の接着手段によって固定されている。カーラ１２３は、例えば、ポリプロピレン等の樹脂からなる弾性体である。また、カーラ１２３は、その長さ方向に湾曲した形状を有している。これにより、カーラ１２３は、カフ１２をその長さ方向に湾曲させ、カフ１２の生体への装着を容易にする。カーラ１２３は省略することができる。

留め具１２４は、カフ１２を生体に着用させる場合に、カバー体１２１の一端を他端に対して固定する役割を果たす。留め具１２４は、例えば、面ファスナである。この場合、面ファスナのフック面は、カバー体１２１の表面であって、カフ１２を生体に着用させた場合に互いに向き合うように位置した一対の領域の一方に設けられ、面ファスナのループ面は、上記領域の他方に設けられる。

＜袋状構造体＞
次に、袋状構造体１２２について、図３及び図４を参照しながら詳細に説明する。
図３は、図１及び図２の血圧計が含んでいる袋状構造体の破断斜視図である。図４は、図１及び図２の血圧計が含んでいる袋状構造体の断面図である。

図３及び図４に示す袋状構造体１２２は、１以上のシート、ここでは、シート１２２ａ及び１２２ｂを含んでいる。

シート１２２ａ及び１２２ｂは、それらの周縁部で互いに接合されている。この接合は、レーザ溶着、高周波溶着、熱プレス溶着、又は、接着剤若しくは両面テープによる接着によって行なうことができる。

シート１２２ａ及び１２２ｂは、熱可塑性エラストマーを含んでいる。
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ポリウレタン系樹脂（ＴＰＵ）、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）、エチレン酢酸ビニル樹脂（ＥＶＡ）、ポリスチレン系樹脂（ＴＰＳ）、ポリオレフィン樹脂（ＴＰＯ）、ポリエステル系樹脂（ＴＰＥＥ）及びポリアミド樹脂（ＴＰＡ）を用いることができる。熱可塑性エラストマーとしては、熱可塑性ポリウレタン樹脂を用いることが好ましい。

熱可塑性エラストマーには、核剤を添加してもよい。核剤を添加した場合、後述する１００％モジュラスの分布を生じさせ易い。核剤としては、例えば、タルク、クレイ、有機酸の金属塩、及び金属酸化物などの化合物を使用することができる。核剤の量は、熱可塑性エラストマー１００質量部に対して、３．０質量部以下であることが好ましく、０．１質量部乃至１．０質量部の範囲内にあることがより好ましい。

袋状構造体１２２が肌に接触する構成を採用する場合、熱可塑性エラストマーには、シリカ、炭酸カルシウム及びタルクなどの添加剤を添加してもよい。そのような添加剤を使用すると、シートの肌感触を高めることができる。この添加剤の量は、熱可塑性エラストマー１００質量部に対して、１０質量部以下であることが好ましく、０．５質量部乃至２．０質量部の範囲内にあることがより好ましい。

シート１２２ａ及び１２２ｂの少なくとも一方は、組成が均一である。シート１２２ａ及び１２２ｂは、組成が同一であってもよく、異なっていてもよい。ここでは、一例として、シート１２２ａ及び１２２ｂの各々は組成が均一であり、それらは組成が同一であるとする。

シート１２２ａ及び１２２ｂは、組成が同一でありながらも、１００％モジュラスが異なる複数の領域を含んでいる。１００％モジュラスがより大きい領域は、１００％モジュラスがより小さい領域と比較して、より高い強度を有している。１００％モジュラスがより小さい領域は、１００％モジュラスがより大きい領域と比較して、より優れた柔軟性を有している。

ここで、「１００％モジュラス」は、ＪＩＳ Ｋ６２５１：２０１０（「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張応力の求め方」）の「所定伸び及び引張応力」において規定される値である。この測定において使用する試験片は、ＪＩＳ６２５１：２０１０において規定されている「ダンベル状３号形」とする。

１００％モジュラスが最も大きい領域は、１００％モジュラスが、好ましくは５．０ＭＰａ以下であり、より好ましくは３．０ＭＰａ以下である。１００％モジュラスが最も小さい領域は、１００％モジュラスが、好ましくは０．１ＭＰａ以上であり、より好ましくは０．５ＭＰａ以上である。そして、１００％モジュラスが最も大きい領域と１００％モジュラスが最も小さい領域との１００％モジュラスの差は、好ましくは０．３ＭＰａ乃至３．０ＭＰａの範囲内にあり、より好ましくは０．５ＭＰａ乃至１．０ＭＰａの範囲内にある。１００％モジュラスが大きすぎると、柔軟性が不十分となる可能性がある。１００％モジュラスが小さすぎると、強度が不十分となる可能性がある。１００％モジュラスの差が小さすぎると、柔軟性や強度の違いが顕著には表れない。１００％モジュラスの差が過剰に大きくすると、１００％モジュラスが大きすぎるか又は小さすぎる領域が存在する可能性が高まる。

この１００％モジュラスは、例えば、熱可塑性エラストマーに使用する化合物の種類、それに含まれるハードセグメントの量とソフトセグメントの量との比、添加物の有無、添加物の種類及びその含有量、並びに、後述する熱処理の条件に応じて調整することができる。

１００％モジュラスが異なる複数の領域は、一例によれば、第１領域と、第１領域と比較してより薄く且つ１００％モジュラスがより大きい第２領域とを含んでいる。

図５は、１００％モジュラスが異なる複数の領域の一例を概略的に示す断面図である。図５に示す袋状構造体１２２では、シート１２２ａは、領域１２２ａ１及び１２２ａ２を含んでいる。領域１２２ａ２は、領域１２２ａ１と比較してより薄く且つ１００％モジュラスがより大きい。即ち、図５に示す構造では、領域１２２ａ１は第１領域に相当し、領域１２２ａ２は第２領域に相当している。

他の例によれば、１以上のシートには１以上の開口が設けられ、１以上のシートは、１以上の開口から離間した第３領域と、１以上の開口と第３領域との間に介在した第４領域とを含み、第４領域は第３領域と比較して１００％モジュラスがより大きい。

図６は、１００％モジュラスが異なる複数の領域の他の例を概略的に示す斜視図である。図６に示す構造では、シート１２２ｂには開口が設けられており、この開口には、給排気口を構成するニップル１２２Ｎが取り付けられている。シート１２２ｂは、上記の開口から離間した領域１２２ｂ１と、この開口と領域１２２ｂ１との間に介在した領域１２２ｂ２とを含んでいる。領域１２２ｂ２は、領域１２２ｂ１と比較して、１００％モジュラスがより大きい。即ち、この構造では、領域１２２ｂ１は第３領域に相当し、領域１２２ｂ２は第４領域に相当している。

更に他の例によれば、１以上のシートには互いに接合された複数の接合領域が設けられ、１以上のシートは、複数の接合領域を含んだ第５領域と、第６領域とを含み、第５領域の少なくとも一部は、第６領域と比較して１００％モジュラスがより大きい。

更に他の例によれば、１以上のシートは、第７領域と、第７領域を生体に着用させた場合に第７領域と向き合う第８領域と、第７領域の端と第８領域の端とを連接する第９領域とを含み、第９領域の少なくとも一部は、第７領域と比較して１００％モジュラスがより大きい。

換言すれば、袋状構造体１２２を構成している１以上のシートは、カフ１２を生体に着用させた場合に袋状構造体１２２の内部空間と生体との間に位置する第１部分と、カフ１２を生体に着用させた場合に先の内部空間を間に挟んで第１部分と向き合う第２部分と、第１部分の端と第２部分の端とを連接する第３部分とを含む。そして、第３部分の少なくとも一部は、第１部分と比較して１００％モジュラスがより大きい。
好ましくは、第９領域は、１以上のシートが互いに接合された接合領域を含み、第９領域における接合領域と第７領域との間に、第７領域と比較して１００％モジュラスがより大きい領域を備えている。

図５に示す構造では、第７領域は、領域１２２ａ１のうち領域１２２ａ２間に挟まれた部分に相当し、第８領域は、シート１２２ｂのうち第７領域と向き合った領域に相当している。第９領域は、シート１２２ａ及び１２２ｂの両端の領域に相当している。接合領域は、シート１２２ａ及び１２２ｂのうち、それらの両端で互いに接合されている領域である。この構造では、第９領域のうち、接合領域と第７領域との間に位置した領域１２２ａ２は、第７領域と比較して１００％モジュラスがより大きい。
なお、上述した構造の２以上は、互いに組み合わせてもよい。

１００％モジュラスがより大きい領域は、１００％モジュラスがより小さい領域と比較して、熱可塑性エラストマーの結晶性がより高い。後述するように、この結晶性の分布は、所定の熱処理を行うことによって生じさせることができる。

袋状構造体１２２を構成しているシートの厚さ、図３及び図４に示す例では、シート１２２ａ及び１２２ｂの厚さは、好ましくは０．０３ｍｍ乃至０．６０ｍｍの範囲内にあり、より好ましくは０．１０ｍｍ乃至０．４０ｍｍの範囲内にある。この厚さが小さすぎる場合、結晶性を高めることによる強度向上効果が小さい。また、この厚さが大きすぎる場合、熱可塑性エラストマーの低い熱伝導率に起因して、例えば、シートが重なり合った部分とそうでない部分とで結晶化度に大きな相違を生じる可能性がある。

＜袋状構造体の製造＞
上述した袋状構造体１２２は、例えば、以下の方法により製造する。
先ず、熱可塑性エラストマーを含んだシートを準備する。そして、このシートを切断して、シート１２２ａ及び１２２ｂを得る。熱可塑性エラストマーには、核剤や他の添加剤を添加しておいてもよい。

次に、シート１２２ａ及び１２２ｂの少なくとも一方の一部の領域、具体的には、１００％モジュラスを他の領域の１００％モジュラスと比較して高めたい領域に対して、所定の熱処理を施す。即ち、シート１２２ａ及び１２２ｂの少なくとも一方の一部の領域を、熱可塑性エラストマーの結晶化温度以上であり且つ熱可塑性エラストマーの融点未満の温度に加熱して、この一部の領域の１００％モジュラスを、他の領域の１００％モジュラスと比較して高める。

熱可塑性エラストマーを、その結晶化温度以上であり且つ融点未満の温度に加熱すると、結晶性又は結晶化度が高まる。その結果、１００％モジュラスが高まる。なお、この熱処理の温度が熱可塑性エラストマーの結晶化温度未満である場合、熱可塑性エラストマー分子の再配列は生じないため、１００％モジュラスは高まらない。また、この熱処理の温度が熱可塑性エラストマーの融点以上である場合、シートの製造時と同様の温度履歴を経ることになるため、同様に１００％モジュラスは高まらない。

また、この温度が低い場合、熱処理に長時間を要する。そして、この温度が高い場合、熱処理温度の意図しない変動に起因して、熱可塑性エラストマーの温度がその融点以上に達する可能性がある。熱可塑性エラストマーとして熱可塑性ポリウレタン樹脂を用いる場合、この加熱は、７０℃乃至１２０℃の範囲内で行うことが好ましい。

熱可塑性エラストマーとして熱可塑性ポリウレタン樹脂を用いる場合、この熱処理の持続時間は、１０分乃至１時間の範囲内とすることが好ましい。この持続時間が短いと、熱可塑性エラストマーの結晶化度は高まらない。この持続時間が長い場合、高い生産性を達成することが難しい。

この熱処理は、例えば、レーザ、赤外線ヒータ、及びヒータを装備した金属冶具の１以上を使用して行う。

レーザを用いた熱処理には、例えば、半導体レーザを使用する。一例によれば、焦点径を２ｍｍとし、レーザビームをシート上でライン状に繰り返し走査することにより、レーザビームの照射位置でシートを加熱する。レーザ出力及び走査速度は、照射部の温度が上記範囲内になるように適宜設定する。熱可塑性エラストマーとして熱可塑性ポリウレタン樹脂を用いる場合、レーザ出力は、例えば、０．２Ｗ乃至５．０Ｗの範囲内とし、走査速度は、例えば、３ｍｍ／秒乃至３０ｍｍ／秒の範囲内とする。

赤外線ヒータによる加熱は輻射加熱であるため、加熱すべきでない領域を、例えば冷風を当てることなどにより冷却しながら熱処理を行うことが好ましい。こうすると、加熱される領域が広がりすぎるのを防止できる。

金属冶具による加熱は、例えば、カートリッジヒータを金属冶具に取り付け、シートの加熱すべき部分を、金属冶具で挟んで加熱することにより行う。

この熱処理は、例えば、シートの一部の領域に対して選択的に行う。この場合、熱処理を施した領域の１００％モジュラスを、他の領域の１００％モジュラスと比較して高めることができる。

この熱処理は、複数の領域に対して、異なる条件で行ってもよい。例えば、シートの一部の領域に対して、上述した範囲内の第１条件のもとで熱処理を行うとともに、シートの他の一部の領域に対して、上述した範囲内にあり且つ第１条件とは異なる第２条件のもとで熱処理を行ってもよい。この場合、それら領域は、何れも１００％モジュラスは高まるが、異なる１００％モジュラスを有することになる。なお、第１及び第２条件は、熱処理の温度及び持続時間の少なくとも一方が異なっていればよい。

以上の熱処理を終えた後、シート１２２ａ及び１２２ｂを、それらの周縁部で互いに接合する。この接合は、上記の通り、例えば、レーザ溶着、高周波溶着、熱プレス溶着、又は、接着剤若しくは両面テープによる接着によって行なうことができる。
以上のようにして、袋状構造体１２２を得る。

この方法では、１００％モジュラスを高めるための熱処理を、シート１２２ａ及び１２２ｂを貼り合わせる直前に行っているが、この熱処理は、シート１２２ａ及び１２２ｂを得るための切断前に行ってもよい。或いは、この熱処理は、シート１２２ａ及び１２２ｂを貼り合わせた後に行ってもよい。

＜血圧値の測定＞
次に、血圧計１を使用した血圧値の測定について、図１、図２、及び図７乃至図１０を参照しながら説明する。

図７は、図１及び図２の血圧計が含んでいるカフを生体に着用させた状態を概略的に示す断面図である。図８は、図７のカフが含む袋状構造体を膨張させたこと以外は図７と同様の状態を示す断面図である。図９は、一例に係る袋状構造体を図８と同様に膨張させた状態を概略的に示す断面図である。図１０は、他の例に係る袋状構造体を図８と同様に膨張させた状態を概略的に示す断面図である。なお、以下の説明では、被験者自身が全ての操作を行うこととする。

血圧値の測定に際して、被験者は、先ず、図７に示すように、手首２にカフ１２を着用する。次に、被験者は、図１に示す操作部１１３を操作して、血圧値の測定開始に対応した指令の入力を行う。

この指令を入力すると、操作部１１３は、測定開始に対応した電気信号を制御部へ出力する。この信号が供給された制御部は、弁が閉じ、ポンプが駆動を開始するように、それらの動作を制御する。これにより、袋状構造体１２２は膨張を開始する。

圧力センサは、袋状構造体１２２の内部空間の圧力を検知し、この圧力に対応した電気信号を制御部へ出力する。制御部は、この電気信号に基づいて、袋状構造体１２２の内部空間の圧力が血圧測定のための所定のレベルに達しているか否かを判断する。そして、制御部は、この圧力が先のレベルに達したときにポンプが駆動を停止するように、その動作を制御する。なお、ポンプが駆動を停止した直後では、図８に示すように、袋状構造体１２２は十分に膨張しており、カフ１２は、手首２の位置で動脈２１を閉塞させている。

ここでは、一例として、袋状構造体１２２は、図９又は図１０に示す構造を有していることとする。
図９及び図１０に示す構造では、シート１２２ａのうち、手首２と接触している領域１２２ａ１は、他の領域である領域１２２ａ２と比較して、１００％モジュラスがより小さい。また、図９及び図１０に示す構造では、シート１２２ｂのうち、カーラ１２３と接触している領域も、領域１２２ａ２と比較して、１００％モジュラスがより小さい。シート１２２ｂのうち、カーラ１２３と接触している領域は、１００％モジュラスが、領域１２２ａ２と同等であってもよい。

図９及び図１０に示す構造では、シート１２２ａのうち手首２と接触している領域１２２ａ１の端と、シート１２２ｂのうちカーラ１２３と接触している領域の端とを連接する領域の少なくとも一部は、シート１２２ａのうち手首２と接触している領域１２２ａ１と比較して１００％モジュラスがより大きい。好ましくは、シート１２２ａ及び１２２ｂのうち互いに接合されている接合領域と、シート１２２ａのうち手首２と接触している領域１２２ａ１との間に介在した領域は、シート１２２ａのうち手首２と接触している領域１２２ａ１と比較して１００％モジュラスがより大きい。後述するように、この構造は、応力が集中する領域の１００％モジュラスが大きく、異常膨れを生じ難い。

以上のようにして袋状構造体１２２が十分に膨張した後、制御部は、弁が徐々に開くように、その動作を制御する。弁が開くと、袋状構造体１２２の内部の空気は排気され、その内部空間の圧力は低下する。この減圧の過程において、動脈２１における血液２２の流れが再開する。制御部は、この過程で圧力センサが出力する電気信号から、最高血圧及び最低血圧などの血圧値や心拍数などの測定結果を求め、この測定結果に対応した画像信号を、図１に示す表示部１１２へ出力する。

表示部１１２は、先の画像信号が供給されると、最高血圧及び最低血圧などの血圧値や心拍数などの測定結果を画面に表示する。以上のようにして、測定を終了する。

＜効果＞
優れた血管圧迫特性を達成するうえでは、袋状構造体１２２を構成しているシートは、柔軟性が高いことが有利である。しかしながら、これらシートの全体が高い柔軟性を有している場合、即ち、１００％モジュラスを高めるための熱処理を行っていないシートを用いた場合、以下の問題を生じ得る。

図１１は、袋状構造体に異常膨れを生じた様子を概略的に示す斜視図である。図１１には、図１及び図２に示す血圧計１を手首２に着用させ、袋状構造体１２２を膨張させた状態を描いている。なお、図１１では、装置本体１１は省略している。

袋状構造体１２２を構成しているシートの全体が高い柔軟性を有しているカフ１２は、手首２に着用させ、袋状構造体１２２を膨張させた場合に、図１１に示すように、袋状構造体１２２が幅方向へ大きく膨張する可能性がある。即ち、袋状構造体１２２は、異常膨れを生じる可能性がある。なお、シート１２２ｂはカーラ１２３に接着されているため、袋状構造体１２２の幅方向への膨張は、シート１２２ａのうち、シート１２２ａ及び１２２ｂの接合領域と、シート１２２ａのうち手首２と接触している領域との間に介在した領域で生じ易い。

このような異常膨れを生じると、手首２に対して圧力が有効に加わらず、脈波の波形に異常を生じ、その結果、正確な血圧値の測定が困難になる。

袋状構造体１２２を構成しているシート全体の柔軟性を低下させると、異常膨れを生じ難くすることができる。しかしながら、この場合、袋状構造体１２２を膨張させたときのカフ１２の生体への密着性が不十分となり、優れた動脈閉塞特性が得られない可能性がある。

図１乃至図４を参照しながら説明した袋状構造体１２２は、これを構成している１以上のシートが、１００％モジュラスが異なる複数の領域を含んでいる。それ故、例えば、袋状構造体１２２を構成している１以上のシートのうち、異常膨れを生じ易い領域の１００％モジュラスを、生体に接触する領域の１００％モジュラスと比較してより大きくすることができる。従って、例えば、このような構成を採用した場合には、カフ１２の幅を狭くしたとしても、袋状構造体１２２を膨張させたときのカフ１２の生体への密着性を犠牲にすることなしに、異常膨れを生じ難くすることができる。即ち、この場合、カフ１２の幅を狭くしたとしても、正確な血圧値の測定が可能である。

また、図１乃至図４を参照しながら説明した袋状構造体１２２では、例えば、これを構成しているシートのうち、厚さが小さい領域、給排気口に隣接した領域、又は、接合領域及びその近傍の領域の１００％モジュラスを、これと隣接した領域の１００％モジュラスと比較してより大きくすることができる。

従って、図１乃至図４を参照しながら説明した袋状構造体１２２は、例えば、単一種類のシートを使用していながらも、機械的強度や剥離耐性など、カフ１２の袋状構造体に要求される各種性能を満たし得る。即ち、図１乃至図４を参照しながら説明した袋状構造体１２２は、単純な構成で高い性能を達成することができ、コストの点でも有利である。

以上の通り、上述した技術によると、エラストマーからなるシートで構成された袋状構造体の性能を向上させることが可能となる。

＜袋状構造体の他の応用例＞
以上、袋状構造体１２２の応用例として、図１及び図２に示す血圧計１を説明したが、袋状構造体１２２は、他の血圧計においても使用することができる。

図１２は、本発明の他の実施形態に係る血圧計を概略的に示す斜視図である。
図１２に示す血圧計１は、腕時計型の手首用電子血圧計である。この血圧計１は、図１及び図２を参照しながら説明した血圧計１と比較して小型である。また、この血圧計１では、装置本体１１とカフ１２とは一体に形成されている。これら以外は、図１２に示す血圧計１は、図１及び図２を参照しながら説明した血圧計１とほぼ同様の構造を有している。

上述した袋状構造体１２２は、例えば、カフ１２を狭幅化した場合、例えば、４０ｍｍ以下とした場合や、２０ｍｍ以下とした場合にも、袋状構造体１２２を膨張させたときのカフ１２の生体への密着性を犠牲にすることなしに、異常膨れを生じ難くすることができる。即ち、この場合、カフ１２の幅を狭くしたとしても、正確な血圧値の測定が可能である。

袋状構造体１２２をカフに含んだ血圧計は、手首用の血圧計でなくてもよい。例えば、袋状構造体１２２をカフに含んだ血圧計は、上腕用の血圧計であってもよい。

上述した袋状構造体１２２をカフに含んだ血圧計は、手動式ポンプで袋状構造体１２２に空気を供給するものであってもよい。また、上述した袋状構造体１２２をカフに含んだ血圧計は、圧力センサで検出した脈波の変化に基づいて血圧値を決定する代わりに、マイクロフォン又は聴診器で検出したコロトコフ音の変化に基づいて血圧値を決定するものであってもよい。また、上述した袋状構造体１２２をカフに含んだ血圧計は、圧力センサを使用する代わりに、水銀圧力計を使用するものであってもよい。

袋状構造体１２２は、血圧計のカフ用として使用しなくてもよい。即ち、袋状構造体１２２は、他の用途で利用してもよい。袋状構造体１２２を構成しているシートが、柔軟性及び強度の少なくとも一方が異なる複数の領域を含んでいることが望まれる用途であれば、ここで説明した技術は、有利に利用され得る。

以下に、本発明の具体例を記載する。
＜袋状構造体の製造＞
図３及び図４を参照しながら説明した袋状構造体１２２を、以下の方法により製造した。

（例１）
先ず、熱可塑性エラストマーからなるシートを製造した。この熱可塑性エラストマーとしては、微量の層状粘土化合物を含有した熱可塑性ポリウレタン樹脂（ＴＰＵ）を使用した。このシートの厚さは０．３ｍｍとした。

次に、このシートに対して、半導体レーザを用いた局所的な熱処理を施した。具体的には、焦点径を２ｍｍとし、レーザビームをシート上でライン状に繰り返し走査することにより、レーザビームの照射位置でシートを加熱した。レーザビームは、このシートのうち、シート１２２ａ及び１２２ｂの接合領域及びそれに隣接した領域に対応した領域に対して行った。レーザ出力は０．３Ｗとし、走査速度は２０ｍｍ／秒とした。なお、この条件は、レーザビーム照射部の温度が、７０℃乃至１２０℃となる条件である。

次いで、このシートを切断して、シート１２２ａ及び１２２ｂを得た。その後、これらシート１２２ａ及び１２２ｂを重ね合わせ、それらを周縁部の位置で互いに接合した。
以上のようにして、袋状構造体１２２を複数製造した。

（例２）
熱処理に半導体レーザを用いる代わりに赤外線ヒータを用いたこと以外は、例１と同様の方法により、図３及び図４を参照しながら説明した袋状構造体１２２を複数製造した。赤外線ヒータとしては、遠赤外線チューブヒータを使用した。遠赤外線チューブヒータによる熱処理は、加熱部の温度が７０℃乃至１２０℃となるように行った。

（例３）
熱処理に半導体レーザを用いる代わりに金属冶具を用いたこと以外は、例１と同様の方法により、図３及び図４を参照しながら説明した袋状構造体１２２を複数製造した。具体的には、カートリッジヒータを金属冶具に取り付け、シートの加熱すべき部分を、金属冶具で挟んで加熱した。この金属冶具を用いた熱処理は、加熱部の温度が７０℃乃至１２０℃となるように行った。

（比較例１）
熱処理を省略したこと以外は、例１と同様の方法により袋状構造体を複数製造した。

（比較例２）
金属冶具を用いた熱処理をシートの全体に対して行ったこと以外は、例３と同様の方法により袋状構造体を複数製造した。

＜測定及び評価＞
上述した方法によって得られた袋状構造体について、１００%モジュラスの測定並びに異常膨れ及び生体に対する密着性に関する評価を行なった。

（１００％モジュラスの測定）
例１乃至例３並びに比較例１及び２の各々について、袋状構造体の１つから、１００％モジュラスを測定するための試験片を切り出した。試験片は、ＪＩＳ６２５１：２０１０において規定されている「ダンベル状３号形」とした。そして、ＪＩＳ Ｋ６２５１：２０１０（「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張応力の求め方」）において規定された方法に従い、１００％モジュラスを測定した。

（異常膨れの評価）
例１乃至例３並びに比較例１及び２の各々について、そこで得られた袋状構造体を使用してカフを作製し、これを手首に着用させた。この状態で、袋状構造体へ圧縮空気を供給して、これを膨張させた。圧縮空気の圧力は３００ｍｍＨｇ（＝３００×１０１３２５／７６０Ｐａ）とした。そして、異常膨れの有無を目視で確認した。この試験を３回繰り返し、異常膨れが１回も発生しなかった袋状構造体は「○」と評価し、異常膨れが１回以上発生した袋状構造体は「×」と評価した。

（生体に対する密着性の評価）
例１乃至例３並びに比較例１及び２について、それらにおいて得られた袋状構造体を使用してカフを作製した。次いで、これらカフの各々を使用して手首用血圧計を製造し、これを手首に着用させて、血圧値の測定を行った。そして、袋状構造体を膨張させた際の手首への密着性を調べた。この試験も３回繰り返し、手首への密着性が全ての試験で良好であった袋状構造体は「○」と評価し、少なくとも１回の試験で手首への密着性が不十分であった袋状構造体は「×」と評価した。
１００％モジュラスの測定結果並びに異常膨れ及び生体への密着性の評価結果を表１に示す。

表１に示すように、例１乃至例３に係る袋状構造体は、熱処理を行わなかった領域において１００％モジュラスが十分に小さく、熱処理を行った領域において１００％モジュラスが十分に大きかった。即ち、これら袋状構造体は、カフにおいて使用した場合に肌に接触する領域が十分に柔軟でありながらも、異常膨れを生じやすい領域で高い強度を有していることが分かった。実際、これら袋状構造体をカフにおいて使用した場合、異常膨れは発生せず、生体への密着性は良好であった。そして、これら袋状構造体をカフにおいて使用して血圧値の測定を行ったところ、高い精度で血圧値を測定することができた。

例１乃至例３では、図９に示すように、シート１２２ａ及び１２２ｂの接合領域及びそれに隣接した領域に対応した領域に対して熱処理を行っている。シート１２２ｂの全体をカバー体１２１やカーラ１２３に固定した場合、袋状構造体１２２に圧縮空気を供給すると、圧力が集中する箇所は、シート１２２ａのうち、手首２と接触する領域の端とシート１２２ａの接合領域との間の領域となる。そのため、少なくとも当該領域を熱処理すれば、異常膨れを防ぐことができる。

これに対し、比較例１に係る袋状構造体は、シート全体に亘って１００％モジュラスが小さく、この袋状構造体をカフにおいて使用した場合、異常膨れが発生した。そして、この袋状構造体をカフにおいて使用して血圧値の測定を行ったところ、生体に対して圧力が有効に加わらず、高い精度で血圧値を測定することはできなかった。

また、比較例２に係る袋状構造体は、シート全体に亘って１００％モジュラスが大きく、この袋状構造体をカフにおいて使用した場合、異常膨れが発生することはなかった。しかしながら、この袋状構造体は、カフにおいて使用した場合に肌に接触する領域が、血圧値を正確に測定するうえで必要な柔軟性を欠いていた。そして、この袋状構造体をカフにおいて使用して血圧値の測定を行ったところ、生体に対する密着性が不十分となり、高い精度で血圧値を測定することはできなかった。
以下に、当初の特許請求の範囲に記載していた発明を付記する。
［１］
熱可塑性エラストマーを含み且つ組成が均一な１以上のシートを含み、前記１以上のシートは、１００％モジュラスが異なる複数の領域を含んだ袋状構造体。
［２］
前記複数の領域は、第１領域と、前記第１領域と比較してより薄く且つ１００％モジュラスがより大きい第２領域とを含んだ項１に記載の袋状構造体。
［３］
前記１以上のシートには１以上の開口が設けられ、前記１以上のシートは、前記１以上の開口から離間した第３領域と、前記１以上の開口と前記第３領域との間に介在した第４領域とを含み、前記第４領域は前記第３領域と比較して１００％モジュラスがより大きい項１又は２に記載の袋状構造体。
［４］
前記１以上のシートには互いに接合された複数の接合領域が設けられ、前記１以上のシートは、前記複数の接合領域を含んだ第５領域と、第６領域とを含み、前記第５領域の少なくとも一部は、前記第６領域と比較して１００％モジュラスがより大きい項１乃至３の何れか１項に記載の袋状構造体。
［５］
前記１以上のシートは、第７領域と、前記第７領域を生体に着用させた場合に前記第７領域と向き合う第８領域と、前記第７領域の端と前記第８領域の端とを連接する第９領域とを含み、前記第９領域の少なくとも一部は、前記第７領域と比較して１００％モジュラスがより大きい項１乃至４の何れか１項に記載の袋状構造体。
［６］
前記第９領域は、前記１以上のシートが互いに接合された接合領域を含み、前記第９領域における前記接合領域と前記第７領域との間に、前記第７領域と比較して１００％モジュラスがより大きい領域を備えた項５に記載の袋状構造体。
［７］
項１乃至６の何れか１項に記載の袋状構造体を含んだ血圧計用カフ。
［８］
項７に記載のカフを備えた血圧計。
［９］
熱可塑性エラストマーを含み且つ組成が均一な１以上のシートの一部の領域を、前記熱可塑性エラストマーの結晶化温度以上であり且つ前記熱可塑性エラストマーの融点未満の温度に加熱して、前記一部の領域の１００％モジュラスを、他の領域の１００％モジュラスと比較して高めることを含んだ袋状構造体の製造方法。
［１０］
前記１以上のシートは核剤を更に含んだ項９に記載の袋状構造体の製造方法。

１…血圧計、２…手首、１１…装置本体、１２…カフ、２１…動脈、２２…血液、１１１…筐体、１１２…表示部、１１３…操作部、１２１…カバー体、１２２…袋状構造体、１２２ａ…シート、１２２ｂ…シート、１２２ａ１…領域、１２２ａ２…領域、１２２ｂ１…領域、１２２ｂ２…領域、１２２Ｎ…ニップル、１２３…カーラ、１２４…留め具。

Claims (9)

1. 熱可塑性エラストマーを含み且つ組成が均一な１以上のシートを含み、前記１以上のシートは、１００％モジュラスが異なる複数の領域を含み、前記複数の領域は、第１領域と、前記第１領域と比較してより薄く且つ１００％モジュラスがより大きい第２領域とを含んだ袋状構造体。
2. 前記１以上のシートには１以上の開口が設けられ、前記１以上のシートは、前記１以上の開口から離間した第３領域と、前記１以上の開口と前記第３領域との間に介在した第４領域とを含み、前記第４領域は前記第３領域と比較して１００％モジュラスがより大きい請求項１に記載の袋状構造体。
3. 前記１以上のシートには互いに接合された複数の接合領域が設けられ、前記１以上のシートは、前記複数の接合領域を含んだ第５領域と、第６領域とを含み、前記第５領域の少なくとも一部は、前記第６領域と比較して１００％モジュラスがより大きい請求項１又は２に記載の袋状構造体。
4. 前記１以上のシートは、第７領域と、前記第７領域を生体に着用させた場合に前記第７領域と向き合う第８領域と、前記第７領域の端と前記第８領域の端とを連接する第９領域とを含み、前記第９領域の少なくとも一部は、前記第７領域と比較して１００％モジュラスがより大きい請求項１乃至３の何れか１項に記載の袋状構造体。
5. 前記第９領域は、前記１以上のシートが互いに接合された接合領域を含み、前記第９領域における前記接合領域と前記第７領域との間に、前記第７領域と比較して１００％モジュラスがより大きい領域を備えた請求項４に記載の袋状構造体。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載の袋状構造体を含んだ血圧計用カフ。
7. 請求項６に記載のカフを備えた血圧計。
8. 熱可塑性エラストマーを含み且つ組成が均一な１以上のシートの一部の領域を、前記熱可塑性エラストマーの結晶化温度以上であり且つ前記熱可塑性エラストマーの融点未満の温度に加熱して、前記一部の領域の１００％モジュラスを、他の領域の１００％モジュラスと比較して高めることを含んだ袋状構造体の製造方法。
9. 前記１以上のシートは核剤を更に含んだ請求項８に記載の袋状構造体の製造方法。