JPH09143309A

JPH09143309A - 軽量化した応力分散性ゲル材

Info

Publication number: JPH09143309A
Application number: JP32824195A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Takada; 俊通高田; Masayuki Ogino; 昌幸荻野; Masato Kawahara; 正人川原; Yoshitaka Tamaki; 良隆田巻; Toru Noguchi; 徹野口
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1995-11-21
Filing date: 1995-11-21
Publication date: 1997-06-03

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量であるとともに極めて柔軟であってどの
ような応力を与えてもこれに追従でき、衝撃や振動を緩
和、分散することができる軽量化した応力分散性ゲル材
を提供する。【解決手段】少なくとも末端か側鎖にＯＨ基、ＣＯＯ
Ｈ基、エポキシ基、アミノ基から選ばれた官能基を有す
る液状ゴムを、触媒の存在下にイソシアネート基、エポ
キシ基、アミノ基から選ばれた官能基を両末端を含めて
２個以上有する架橋剤により架橋反応させて得られた応
力分散性ゲル材であり、上記液状ゴム１当量に対して、
架橋剤０．５〜１．０当量、上記液状ゴム１００重量部
に対して可塑剤５０〜１，５００重量部、更に少なくと
も１種の高分子中空体あるいは高分子発泡体を体積分率
で１０〜８０％添加し、架橋反応させて得られたもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は軽量化した応力分散
性ゲル材に係り、詳しくは液状ゴムを多官能の架橋剤に
より架橋反応させて分子網目を形成し、これらの分子間
に多量の可塑剤を含有させることで、極めて柔軟であっ
てどのような応力にも追従でき、かつ衝撃や振動を緩
和、分散することができるもので、ベッド、マット、座
布団、サドル、床ずれ防止マット、人体各部にあてて保
護するパッド、椅子の敷物、果物等の傷つきやすい物の
緩衝材等に使用できる軽量化した応力分散性ゲル材に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、局部的応力を緩和させる材料とし
ては、主にスポンジが用いられていたが、最近の超軟質
のゲルとしては、水を可塑剤とするポリアクリル酸、ポ
リビニルアルコール、ポリウレタン、ポリアクリルアミ
ド等のハイドロゲルがよく知られている。また、非水液
体を可塑剤とするゲルは、ポリノルボルネン、ポリ塩化
ビニル、スチレンブタジエン系共重合高分子などの高吸
油性高分子にオイルなどの可塑剤を吸収させ、熱加工し
て所定の形状を得ている。更に、軟質オルガノゲル材料
として、少なくとも末端か側鎖にＯＨ基、ＣＯＯＨ基、
エポキシ基、アミノ基から選ばれた官能基を有する液状
ゴムを、触媒の存在下にイソシアネート基、エポシキ
基、アミノ基から選ばれた官能基を両末端を含めて２個
以上有する化合物あるいは酸無水物からなる架橋剤によ
り架橋反応させて得られた応力分散性ゲル材が知られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のスポン
ジは適度に柔軟性があり、経済的にも有利であったが、
応力に対する追従が劣り、また永久変形が大きい欠点が
あった。また、ハイドロゲルは、使用時に吸水率が変化
する欠点があった。一方、非水液体を可塑剤とするゲル
は、柔軟性は良好であるが、加工法が限定されるため、
表面にフィルムを接着するような複雑な加工ができず、
クリープ変形が大きい点が指摘されていた。

【０００４】これらを改善したものとして、軟質オルガ
ノゲル材料がある。しかし、これも可塑剤を多量に含ん
でいるために重量が大きくなり、ベッド用マット、座布
団等の用途では持ち運びが大変であるという問題があっ
た。しかも、人体に接触させて使用するような用途で
は、冬季に冷たく感じるという問題があった。本発明
は、このような問題点を改善するものであり、軽量であ
るとともに極めて柔軟であってどのような応力を与えて
もこれに追従でき、衝撃や振動を緩和、分散することが
できる軽量化した応力分散性ゲル材を提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴とするとこ
ろは、少なくとも末端か側鎖にＯＨ基、ＣＯＯＨ基、エ
ポキシ基、アミノ基から選ばれた官能基を有する液状ゴ
ムを、触媒の存在下にイソシアネート基、エポキシ基、
アミノ基から選ばれた官能基を両末端を含めて２個以上
有する架橋剤により架橋反応させて得られた応力分散性
ゲル材において、上記液状ゴム１当量に対して、架橋剤
０．５〜１．０当量、上記液状ゴム１００重量部に対し
て可塑剤５０〜１，５００重量部、更に少なくとも１種
の高分子中空体あるいは高分子発泡体を体積分率で１０
〜８０％添加し、架橋反応させて得られた軽量化した応
力分散性ゲル材。また、本発明は高分子中空体あるいは
高分子発泡体の粒径が２ｍｍ以下である場合も含む。

【０００６】即ち、本発明では、液状ゴムを多官能の架
橋剤により架橋反応させて分子網目を形成し、これらの
分子間に多量の可塑剤を含有させることで、極めて柔軟
であってどのような応力を与えてもこれに追従でき、応
力を与えた時には、充分に応力分散ができる応力分散性
ゲル材にある。しかも、高分子中空体あるいは高分子発
泡体を充填させることにより、軽量なゲル材に仕上げる
ことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明で使用する液状ゴムは、少
なくとも末端か側鎖にＯＨ基、ＣＯＯＨ基、エポキシ
基、アミノ基から選ばれた官能基を有し、主鎖にポリブ
タジエン、ポリイソプレン、ポリエーテルポリオール、
ポリエステルポリオールを有している。具体的には、
１，４ポリブタジエン（出光石油化学社製Ｒ−４５Ｈ
Ｔ、Ｒ−１５ＨＴ等）、液状ポリイソプレンゴム（クラ
レ社製ＬＩＲ−４０３、４１０）等が挙げられる。

【０００８】また、架橋剤としては、イソシアネート
基、エポキシ基、アミノ基から選ばれた官能基を両末端
を含めて２個以上有するものである。イソシアネート基
を有するものは、４，４’−ジフェニルメタンジイソシ
アネート、トルエン２，４’−ジイソシアネート、ヘキ
サメチレンジジイソシアネート、トリフェニルメタント
リイソシアネート、ポリアリールポリイソシアネートな
どがある。また、エポキシ基を有するものは、１，４ブ
タンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリ
コールジグリシジルエーテル、トリメチロールエタント
リグリシジルエーテルなどがある。また、アミノ基を有
するものは、メタキシレンジアミン、ジエチレントリア
ミン、トリエチレンテトラミン、ジアミノフェニルメタ
ンなどがある。更に、３，３’−４，４’ベンゾフェノ
ンテトラカルボン酸二無水物、Ｍ−フェビレン−ビスマ
レイミドのような酸無水物がある。

【０００９】上記架橋剤の添加量は、液状ゴム１当量に
対して０．５〜１．０当量である。０．５当量未満にな
ると、架橋が不充分でゲルが形成されず、そのため荷重
を加えると塑性流動し、荷重を除去しても元の形に戻ら
ない。一方、１．０当量を超えると、架橋が充分である
が、硬度が高くなって応力に充分追従できないため、充
分に応力分散ができる応力分散性ゲル材にならない。

【００１０】また、可塑剤としては、ＳＰ値が８．４〜
１０．２で上記液状ゴムと相溶性がよい極性の可塑剤で
あり、架橋反応させて分子網目の分子間に多量に含有
し、ゲル材の表面ヘ移行しにくくなっている。具体的な
例としては、ブチルベンジルフタレート（ＳＰ値１０．
２）、ジブチルフタレート（ＳＰ値９．６）、エーテル
エステル（ＲＳ−１０７；ＳＰ値９．２，ＲＳ−７０
０；ＳＰ値８．９）、ジオクチルフタレート（ＳＰ値
９．０）、ジオクチルアジペート（ＳＰ値８．５）、ジ
オクチルセバケート（ＳＰ値８．４）、塩素化パラフィ
ン（ＳＰ値９．２〜９．７）等がある。

【００１１】上記可塑剤の添加量は、液状ゴム１００重
量部に対して５０〜１，５００重量部である。もし、添
加量が５０重量部未満になると、硬度が高くなり過ぎ
て、ゲル材に荷重を与えても、応力の分散が悪くなり、
衝撃吸収性に欠ける問題がある。一方、添加量が１，５
００重量部を超えると、架橋が不充分でゲルが形成され
ず、荷重を除去しても元の戻らない。

【００１２】上記高分子中空体としては、ポリアクリロ
ニトリル、塩化ビニリデン、これらの共重合体などを素
材とした中空体であり、具体的にはこれらの素材を隔壁
として低沸点、炭化水素を内包する中空体、あるいは作
業性を向上させるために中空体の表面に炭酸カルシウ
ム、タルク等のゴム用充填材を付着させたものでもよ
い。また、高分子発泡体としては、独立気泡をもったポ
リエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン等の粉体で
ある。これらの高分子中空体や高分子発泡体は、少なく
とも１種類使用することができ、具体的には粒径の相違
するものを２種類以上使用することができる。

【００１３】上記高分子中空体や高分子発泡体の粒径は
２ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下である。粒径が
２ｍｍを超えると、高分子中空体や高分子発泡体が液状
ゴム、可塑剤等と分離してしまい、均質なゲル材になら
ない。また、応力分散性ゲル材の柔軟性が失われ、十分
な応力分散能力や振動、衝撃緩和性が発揮できない。ま
た、高分子中空体あるいは高分子発泡体の添加量の体積
分率は１０〜８０％である。もし体積分率が１０％未満
になると、十分な軽量化効果が得られず、一方１０％を
超えると、ゲル材の伸びが小さくなり、変形に対する回
復性も低下するため、十分な振動、衝撃緩和性が発揮で
きない。

【００１４】また、触媒としては、トリエチルアミン、
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチルジアミン、テ
トラメチルグアニジン、トリエチレンジアミン、ジメチ
ルアミノエタノール、ビス（２−ジメチルアミノエチ
ル）エーテル、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノ
ール、ジメチルアミノメチルフェノール等のアミン、あ
るいはスタナスオクトエート、ジブチルチンジアセテー
ト、ジブリルチンジラウレート、ジブリルチンマーカブ
チド、オクチン酸鉛等の有機錫化合物がある。上記触媒
の添加量は、特に液状ゴムをイソシアネート基を有する
架橋剤により架橋反応させる場合には、液状ゴム１００
重量部に対して、触媒０．００５〜３重量部であり、ま
た液状ゴムをエポキシ基を有する架橋剤により架橋反応
させる場合には、液状ゴム１００重量部に対して、触媒
１０〜３０重量部である。この範囲外においては、架橋
が不充分でゲルが形成されず、また架橋反応が早くなり
過ぎて、ゲル硬度のバラツキが大きくなる。

【００１５】また、本発明では、上記添加剤以外に、例
えばアルキル酸エステルナトリウム等に界面活性剤、Ｂ
ＨＴ、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０、同１０７６、ＢＢ
Ｍ、ＢＨＡ等の酸防止剤、例えばＶｉｏｓｏｒｂ１０
０、同１３０、同１２０、ＣｙａｓｏｒｂＵＶ−２４
等の紫外線吸収剤、あるいは例えばペンタクロロフェノ
ール、銅−８−ヒドロキシキノリン等の防黴剤を添加す
ることができる。

【００１６】上記液状ゴムに、可塑剤および界面活性剤
を添加し、その後架橋剤、触媒を加えて攪拌機にて均一
に混合した後、更に高分子中空体や高分子発泡体を添加
し、均一に混合し、十分に脱水する。これを所定形状の
型に流し込み、２０〜８０°Ｃで１〜１２０分間加熱し
て架橋した後、室温にて１〜２４時間熟成する。

【００１７】

【実施例】次に、本発明を具体的な実施例により更に詳
細に説明する。実施例１〜２、比較例１表１および表２に示す配合物をそれぞれ攪拌機に投入
し、均一に混合した後、これを５０ｍｍ×５０ｍｍ×２
５ｍｍの寸法をもつ型に流し込み、７０°Ｃで６０分間
加熱して架橋した後、室温にて２４時間熟成してゲル材
を得た。得られたゲル材の比重を比重計により、硬度を
Ｆ型硬度計により、また切断時伸びを引張り試験機によ
り測定した。応力分散性は硬度７０°以下で、切断時伸
びが１００以上をともに満足するものを○、これらの片
方を満足するものを△、これらの両方を満たさないもの
を×として評価した。これらの結果を表１に併記する。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】この結果、高分子中空体を体積分率で１０
〜８０％添加したものは、硬度が小さく極めて柔軟であ
ってどのような応力を与えてもこれに追従でき、更には
比重も小さくなっていることが判る。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明の軽量化した応力分
散性ゲル材は、液状ゴムを多官能の架橋剤により架橋反
応させて分子網目を形成し、これらの分子間に多量の可
塑剤を含有させとともに高分子中空体あるいは高分子発
泡体を含有させたことで、極めて柔軟であってどのよう
な応力を与えてもこれに追従でき、応力を与えた時に
は、充分に応力分散ができ、しかも軽量であるという効
果を有している。

フロントページの続き (72)発明者田巻良隆神戸市長田区浜添通４丁目１番21号三ツ星ベルト株式会社内 (72)発明者野口徹神戸市長田区浜添通４丁目１番21号三ツ星ベルト株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも末端か側鎖にＯＨ基、ＣＯＯ
Ｈ基、エポキシ基、アミノ基から選ばれた官能基を有す
る液状ゴムを、触媒の存在下にイソシアネート基、エポ
キシ基、アミノ基から選ばれた官能基を両末端を含めて
２個以上有する架橋剤により架橋反応させて得られた応
力分散性ゲル材において、上記液状ゴム１当量に対し
て、架橋剤０．５〜１．０当量、上記液状ゴム１００重
量部に対して可塑剤５０〜１，５００重量部、更に少な
くとも１種の高分子中空体あるいは高分子発泡体を体積
分率で１０〜８０％添加し、架橋反応させて得られたこ
とを特徴とする軽量化した応力分散性ゲル材。
【請求項２】高分子中空体あるいは高分子発泡体の粒
径が２ｍｍ以下である請求項１記載の軽量化した応力分
散性ゲル材。