JPH07178128A - 生体保護部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 衝撃吸収性能に優れた生体保護部材を提供す
る。 【構成】 高分子有機材料と低分子材料とを主成分と
し、高分子有機材料の含有割合が低分子材料の含有割合
よりも少ない高分子ブレンド材料であって、高分子有機
材料が三次元連続の網状骨格構造を有する高分子ブレン
ド材料用いた生体保護部材。 【効果】 衝撃吸収性能に優れるため、義足の人体への
接合部材として、人体の保護効果に優れる。削岩機のグ
リップとして、衝撃、振動の伝達量が低減される。本発
明に係る高分子ブレンド材料は高い生産性にて製造する
ことができ、経済性にも優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は生体保護部材に係り、特
に、生体に被装されるか又は生体接触面に設けられる生
体保護部材であって、その衝撃吸収性能を大幅に改善し
た生体保護部材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自転車やオートバイのハンドルグ
リップや自動車のハンドル、或いは、削岩機やチェーン
ソーのグリップには、レザー、ゴム、樹脂等の材料が使
われている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】車輌走行時の衝撃やモ
ーターの振動は、上記ハンドルやグリップを介して手に
伝達されるため、車輌のハンドルや削岩機のグリップ等
には、握り心地が良いことに加えて、衝撃吸収、振動低
減性能に優れることが、乗員や作業員の疲労低減、はく
ろう病などの職業病の低減の上で強く望まれている。

【０００４】また、義足や義手の人体への装着部におい
ては、人体への適合性、外部からの衝撃緩和による人体
の保護等の目的で、接続用緩衝材が人体と義足又は義手
との間に介在されるが、この接続用緩衝材についても、
感触の改善とより一層の衝撃吸収性能の向上が望まれて
いる。

【０００５】同様に、防弾チョッキ、その他衣料品、ヘ
ルメット、手袋（手術用、家庭用）等においても、感触
の改善と共により一層の衝撃吸収性能の向上が望まれる
ものがある。

【０００６】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、衝撃吸収性能及び振動低減性能が著しく
良好で、触感も良く、高い生産性にて安価に製造可能な
衝撃吸収材を用いた生体保護部材を提供することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の生体保護部材
は、生体に被装されるか又は生体接触面に設けられる生
体保護部材において、高分子有機材料と低分子材料とを
主成分とし、高分子有機材料の含有割合が低分子材料の
含有割合よりも少ない高分子ブレンド材料であって、高
分子有機材料が三次元連続の網状骨格構造を有する高分
子ブレンド材料を用いて構成されてなることを特徴とす
る。

【０００８】即ち、本発明者らは、優れた衝撃吸収ない
し振動低減性能を有する衝撃吸収材について鋭意研究を
重ねた結果、本発明に係る高分子ブレンド材料が衝撃吸
収特性や硬さ等の諸特性について、生体保護部材の衝撃
吸収材として極めて良好な特性を有し、この高分子ブレ
ンド材料を衝撃吸収材として用いることによって極めて
優れた生体保護部材を得ることができることを知見し、
本発明を完成させた。

【０００９】なお、本発明の生体保護部材は、生体に被
装されるか又は生体接触面に設けられるものであるが、
そのうち、スポーツ関連用品を除くものである。

【００１０】以下に本発明を詳細に説明する。

【００１１】本発明において、高分子有機材料として
は、数平均分子量が２０，０００以上、特に３０，００
０以上、とりわけ４０，０００以上での熱可塑性高分子
有機材料が好ましく、例えば、スチレン系（ブタジエン
スチレン系、イソプレンスチレン系等）、オレフィン系
（ブタジエン系、イソプレン系、エチレンプロピレン系
等）、エステル系、アミド系、ウレタン系などの各種熱
可塑性エラストマー、並びに、それらの水添、その他に
よる変性物、スチレン系、ＡＢＳ系、オレフィン系（エ
チレン系、プロピレン系、エチレンプロピレン系、エチ
レンスチレン系、プロピレンスチレン系等）、アクリル
酸エステル系（アクリル酸メチル系等）、メタクリル酸
エステル系（メタクリル酸メチル系等）、カーボネート
系、アセタール系、ナイロン系、ハロゲン化ポリエーテ
ル系（塩化ポリエーテル系等）、ハロゲン化オレフィン
系（四フッ化エチレン系、フッ化−塩化エチレン系、フ
ッ化エチレンプロピレン系等）、セルロース系（アセチ
ルセルロース系、エチルセルロース系等）、ビニリデン
系、ビニルブチラール系、アルキレンオキサイド系（プ
ロピレンオキサイド系等）等の熱可塑性樹脂、及びこれ
らの樹脂のゴム変性物などが挙げられる。

【００１２】熱可塑性高分子材料としては、このうちで
結晶構造、凝集構造などの硬質ブロックを形成しやすい
部分と、アモルファス構造などの軟質ブロックとを一緒
にもち合わせているものが特に好ましく、具体的には、
下記(i) 〜(iii) が挙げられる。

【００１３】(i) ポリブタジエンとブタジエン−スチ
レンランダム共重合体とのブロック共重合体を水添して
得られるポリエチレンとエチレン−スチレンランダム共
重合体とのブロック共重合体 (ii) ポリブタジエンとポリスチレンとのブロック共重
合体、或いは、ポリブタジエン又はエチレン−ブタジエ
ンランダム共重合体とポリスチレンとのブロック共重合
体を水添して得られるポリエチレンとポリスチレンとの
ブロック共重合体 (iii) エチレン−プロピレンゴム このうち特にポリエチレンとエチレン−スチレンランダ
ム共重合体とのブロック共重合構造のものが好ましい。

【００１４】これらの各種熱可塑性高分子有機材料は主
に単独で用いられるが、２種以上をブレンドして用いて
も良い。

【００１５】一方、低分子材料としては、１００℃にお
ける粘度が５×１０⁵ センチポイズ以下、特に１×１０
⁵ センチポイズ以下であることが好ましく、また、分子
量の観点からは、低分子材料の数平均分子量は２０，０
００以下、特に１０，０００以下、とりわけ５，０００
以下であることが好ましい。このような低分子材料とし
ては、通常、室温で液体又は液体状の材料が好適に用い
られる。また、親水性、疎水性のいずれの低分子材料も
使用できる。低分子材料としては特に制限はないが、次
のものが適している。

【００１６】軟化剤： 鉱物油系、植物油系、合成系
等の各種ゴム用或いは樹脂用軟化剤。鉱物油系として
は、アロマティック系、ナフテン系、パラフィン系等の
プロセス油等が挙げられる。植物油系としては、ひまし
油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、
やし油、落花生油、木ろう、パインオイル、オリーブ油
等が挙げられる。

【００１７】可塑剤： フタル酸エステル、フタル酸
混基エステル、脂肪族二塩基酸エステル、グリコールエ
ステル、脂肪酸エステル、リン酸エステル、ステアリン
酸エステル等の各種エステル系可塑剤、エポキシ系可塑
剤、その他プラスチック用可塑剤又は、フタレート系、
アジペート系、セバケート系、フォスフェート系、ポリ
エーテル系、ポリエステル系等のＮＢＲ用可塑剤。

【００１８】粘着付与剤： クマロン樹脂、クマロン
−インデン樹脂、フェノールテルペン樹脂、石油系炭化
水素、ロジン誘導体等の各種粘着付与剤（タッキファイ
ヤー）。

【００１９】オリゴマー： クラウンエーテル、含フ
ッ素オリゴマー、ポリイソブチレン、キシレン樹脂、塩
化ゴム、ポリエチレンワックス、石油樹脂、ロジンエス
テルゴム、ポリアルキレングリコールジアクリレート、
液状ゴム（ポリブタジエン、スチレン−ブタジエンゴ
ム、ブタジエン−アクリロニトリルゴム、ポリクロロプ
レン等）、シリコーン系オリゴマー、ポリ−α−オレフ
ィン等の各種オリゴマー。

【００２０】滑剤： パラフィン、ワックス等の炭化
水素系滑剤、高級脂肪酸、オキシ脂肪酸等の脂肪酸系滑
剤、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド等の脂
肪酸アミド系滑剤、脂肪酸低級アルコールエステル、脂
肪酸多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエ
ステル等のエステル系滑剤、脂肪アルコール、多価アル
コール、ポリグリコール、ポリグリセロール等のアルコ
ール系滑剤、金属石鹸、混合系滑剤等の各種滑剤。

【００２１】これらの低分子材料は１種を単独で用いて
も、２種以上を混合して用いても良い。

【００２２】本発明においては、多量の低分子材料と高
分子有機材料によって、多量に低分子材料を含む高分子
ブレンド材料を得るために、用いる低分子材料と高分子
有機材料の各々の溶解性パラメーター値δ（＝ΔＥ／
Ｖ）^1/2 （ΔＥ＝モル蒸発エネルギー，Ｖ＝モル体積）
の差が３．０以下、好ましくは２．５以下となるよう、
両材料を選択するのが好ましい。この差が３．０を超え
ると両材料の相溶性の点から、低分子材料が多量に保持
されにくく、得られる高分子ブレンド材料の低弾性率化
の障害となり、また、低分子材料のブリードが発生し易
くなるので好ましくない。

【００２３】なお、本発明に係る高分子ブレンド材に
は、必要に応じて、更に、次のような充填剤を配合して
も良い。即ち、クレー、珪藻土、カーボンブラック、シ
リカ、タルク、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マ
グネシウム、金属酸化物、マイカ、グラファイト、水酸
化アルミニウム等の鱗片状無機充填剤、各種の金属粉、
木片、ガラス粉、セラミックス粉、粒状ないし粉末ポリ
マー等の粒状ないし粉末状固体充填剤、その他各種の天
然又は人工の短繊維、長繊維（例えば、ワラ、毛、ガラ
スファイバー、金属ファイバー、その他各種のポリマー
ファイバー等）等を配合することができる。

【００２４】また、中空フィラー、例えばガラスバルー
ン、シリカバルーン、等の無機中空フィラー、ポリフッ
化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン共重合物等からな
る有機中空フィラーを配合することにより、軽量化を図
ることができる。更に軽量化等の各種物性の改善のため
に、各種発泡剤を混入することも可能であり、また、混
合時等に機械的に気体をまぜこむことも可能である。

【００２５】ところで、本発明の生体保護部材の衝撃吸
収材を構成する高分子ブレンド材料は、その損失正接が
０．１以上、好ましくは０．１５以上であることが好ま
しい。この損失正接が０．１未満であると十分な衝撃吸
収性能を得難く、生体保護部材として好ましくない。

【００２６】なお、損失正接は、剪断型動的粘弾性試験
機（東洋精機社製）により２５℃，５Ｈｚの条件で測定
した値である。

【００２７】このような損失正接を備えるためには、高
分子ブレンド材料を構成する高分子有機材料で形成され
る三次元連続の網状骨格構造は、その骨格の平均径が５
０μｍ以下、好ましくは３０μｍ以下、セル（網目）の
平均径は５００μｍ以下、好ましくは３００μｍ以下で
あり、高分子有機材料の体積分率を［高分子有機材料の
体積／（高分子有機材料の体積＋低分子材料の体積）］
×１００（％）と定義したとき、高分子有機材料の体積
分率が３０％以下、特に２５％以下であることが望まし
い。

【００２８】本発明で用いられる高分子ブレンド材料
は、所定量の高分子有機材料及び低分子材料、必要に応
じてその他の配合剤を、高分子有機材料が三次元連続の
網状骨格構造の形成し得る混合条件にて混合することに
より得ることができるが、この場合、高分子有機材料に
よる均一な三次元連続の網状骨格構造を有すると共に、
低分子材料のブリードが少なく、しかも前述の損失正接
を満たす高分子ブレンド材料を得るためには、混合機と
しては高剪断型混合機を用いるのが好ましく、特に、固
定壁と回転するローターとの間で高い剪断力、高い剪断
速度を与え得るものであって、固定壁と回転部（ロータ
ー）との距離（クリヤランス）をｔ（ｍ），ローターの
回転周速度をｖ（ｍ／ｓｅｃ）とし、ローターの剪断速
度ＶをＶ＝ｖ／ｔ（ｓｅｃ^-1）と定義した場合、 Ｖ≧５．０×１０² （ｓｅｃ^-1） 好ましくは Ｖ≧１．０×１０³ （ｓｅｃ^-1） より好ましくは Ｖ≧２．５×１０³ （ｓｅｃ^-1） 最も好ましくは Ｖ≧５．０×１０³ （ｓｅｃ^-1） を満たす高剪断型特殊ミキサーを用いるのが有利であ
る。

【００２９】本発明に係る高分子ブレンド材料は、通常
のバルク状、ゲル状、フォーム状など特に制限されない
が、ゲル状態であるもの、特に熱可塑性高分子材料より
なる三次元連続の均一な網状骨格構造を有するゲル状態
であるものはとりわけ本発明に有効である。

【００３０】本発明の生体保護部材の構成には特に制限
はなく、上述の高分子ブレンド材料のみで構成されるも
のであっても良く、また、シコーン、ポリウレタン等の
既存の衝撃吸収材と積層構造とするなどして組み合わせ
て用いても良い。更に、鉄、アルミニウム、銅、亜鉛、
ステンレス等の金属材料や各種セラミックス材料と組み
合わせて用いても良い。また、高分子ブレンド材料の表
層にウレタン系、ポリ酢酸ビニル系、シリコーン系等の
有機材料や布、皮などを被覆して用いることもできる。

【００３１】このような高分子ブレンド材料を用いた生
体保護部材としては、次のようなものが例示される。

【００３２】 義足や義手の人体への接続用緩衝材、
又は義足や義手の関節部分構成材 自転車、三輪車、オートバイ、自動車（特にトラク
ターやブルドーザーのような振動の激しい乗物）、遊園
地の乗物等のハンドルやグリップ 削岩機、切削機、チェーンソー、ハンドミキサー等
の激しいモーター振動のある機械のグリップ 肘当て、膝当て、手袋、その他、ヘルメット、防弾
チョッキ、衣料等の身装品 ＯＡ機器の人体接触部材

【００３３】

【作用】高分子有機材料と低分子材料とを主成分とし、
高分子有機材料の含有割合が低分子材料の含有割合より
も少ない高分子ブレンド材料であって、高分子有機材料
が三次元連続の網状骨格構造を有する高分子ブレンド材
料は、柔らかでかつ適度な弾性、圧縮特性、硬さ等にお
いても生体保護部材の衝撃吸収材として極めて優れた特
性を示し、しかも、高い生産性にて、経済的に製造可能
である。特に、熱可塑性高分子有機材料を用いた場合に
は、成形性、リサイクル性にも優れた生体保護部材が提
供される。

【００３４】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。

【００３５】実施例１ 図１（断面図）に示す如く、義足１と生体の脚部２との
間に配材する接続用緩衝材３に、本発明に係る高分子ブ
レンド材料を適用した。

【００３６】なお、表１に示す材料を表１に示す配合に
て高剪断型特殊ミキサー（「Ｔ．Ｋ．オートホモミクサ
ー」特殊機化工業（株）製）を用いて表１に示す混合条
件で混合して、均一な外観の高分子ブレンド材料を得
た。

【００３７】混合終了後、得られた高分子ブレンド材料
を所定の金型に注型、冷却することにより、義足用緩衝
材３を得、図１に示す如く、義足１と脚部２との間に配
材した。

【００３８】その結果、脚部に対する義足のフィット感
が極めて良く、また、歩行時の衝撃力低減効果が著しく
高いことから脚部が十分に保護され、長期間歩行後にお
いても疲労の少ない、良好な義足装着状態となった。

【００３９】なお、この高分子ブレンド材料の損失正接
は０．３５であり、また、この高分子ブレンド材料の切
片を切り出し、光学顕微鏡で観察したところ、熱可塑性
高分子有機材料からなる三次元連続の網状構造（骨格の
平均径１０μｍ，セルの平均径３０μｍ）が形成されて
いることが確認された。

【００４０】実施例２ 図２（ａ）（正面図），（ｂ）（図２（ａ）のＢ−Ｂ線
に沿う断面の拡大図）に示す如く、削岩機４のグリップ
５の内部に本発明に係る高分子ブレンド材料よりなる緩
衝材６を配材した。

【００４１】まず、実施例１で用いたと同様のミキサー
を用いて、表１に示す材料を表１に示す配合にて混合し
た。

【００４２】混合終了後、得られた高分子ブレンド材料
を押し出し成型法により厚さ２８ｍｍ，幅１０ｃｍの長
尺シートを得た。このシートを長さ４０ｃｍにカット
し、図２に示す如く、削岩機４のグリップ本体８に巻き
付けた。なお、図２（ｂ）において、７はポリウレタン
製の表皮材である。

【００４３】その結果、グリップ部を握ったときの感触
が極めて良好で握り易く、また、指や手など、人体に伝
わる振動が著しく低減されて、疲労感が少なく、はくろ
う病等の防止に有効であることが確認された。

【００４４】なお、この高分子ブレンド材料の損失正接
は０．３０であり、また、この高分子ブレンド材料の切
片を切り出し、光学顕微鏡で観察したところ、熱可塑性
高分子有機材料からなる三次元連続の網状構造（骨格の
平均径５０μｍ，セルの平均径１００μｍ）が形成され
ていることが確認された。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の生体保護部
材によれば、衝撃吸収性能、振動低減性能が著しく良好
であるため、人体への衝撃や振動の伝達が著しく小さい
生体保護部材がが提供される。しかも、本発明に係る生
体保護部材は、高い生産性にて製造することができ、経
済性にも優れたものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１で製造した義足の断面図である。

【図２】図２（ａ）は実施例２で製造した削岩機の正面
図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面の拡
大図である。

【符号の説明】

１ 義足 ２ 脚部 ３ 接続用緩衝材 ４ 削岩機 ５ グリップ

フロントページの続き (72)発明者 若菜 裕一郎 東京都小平市小川東町３−５−５ (72)発明者 深堀 美英 東京都八王子市散田町２−９−７

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生体に被装されるか又は生体接触面に設
   けられる生体保護部材において、高分子有機材料と低分
   子材料とを主成分とし、高分子有機材料の含有割合が低
   分子材料の含有割合よりも少ない高分子ブレンド材料で
   あって、高分子有機材料が三次元連続の網状骨格構造を
   有する高分子ブレンド材料を用いて構成されてなる生体
   保護部材。