JPH1015959A

JPH1015959A - 衝撃緩和と応力分散性を備えたシート材とその製造方法

Info

Publication number: JPH1015959A
Application number: JP8188211A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Takada; 俊通高田; Yoshitaka Tamaki; 良隆田巻; Satoru Kanda; 哲神田; Masayuki Ogino; 昌幸荻野; Masato Kawahara; 正人川原; Toru Noguchi; 徹野口
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1996-06-28
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量であるとともに保温性に富み、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衝撃緩和と応力分散性を備えたシ
ート材とその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】非水液体と高分子中空体あるいは高分子
発泡体からなる少なくとも１種の充填材を含む架橋した
ゲル材６の表面をエラストマー製フィルム２で被覆し、
更に芯材用フィルム７を貼着した衝撃緩和と応力分散性
を備えたシート材１である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は衝撃緩和と応力分散
性を備えたシート材とその製造方法に係り、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
た衝撃緩和と応力分散性を備えたシート材とその製造方
法に関する。

【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、水を含有液体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
液体を含有液体とするゲルは、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非水液体を吸収させ、熱
加工して所定の形状を得ている。

【０００３】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。

【０００４】

【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、使用時に含水率が変化
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、ポリマーの材質によって
は、表面にフィルムを接着することが困難で、ゲル材と
表皮との一体感のないものとなり、使用時にゲル材と表
皮がずれてしまう問題があり、また表面にフィルムを接
着しやすいポリマーでも衝撃を緩和あるいは応力を分散
するためには十分な厚みが必要となるため、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。

【０００５】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保温性に富み、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衝撃緩和と応力分散性を備えたシ
ート材とその製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【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、非水液体と高分子中空体あるいは高分子発泡体か
らなる少なくとも１種の充填材を含む架橋したゲル材の
表面をエラストマー製フィルムで被覆し、更に芯材用フ
ィルムを貼着した衝撃緩和と応力分散性を備えたシート
材にある。

【０００７】更に、本発明は、型にエラストマー製フィ
ルムを敷設した後、少なくとも末端か側鎖にＯＨ基、Ｃ
ＯＯＨ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１当量に対して、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％添加した原液を注型し
て架橋反応させた後、芯材用フィルムを貼着した衝撃緩
和と応力分散性を備えたシート材の製造方法を含む。

【０００８】また、本発明は、基材に剥離可能に積層さ
れたエラストマー製フィルムを折り曲げて、該基材を型
の表面に沿わせた後、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１当量に対して、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％添加した原液を注型
して架橋反応させた後、基材を剥離し、芯材用フィルム
を貼着した場合も含む。

【０００９】

【発明の実施の形態】上記衝撃緩和と応力分散性を備え
たシート材１の製造方法では、図１および図２に示すよ
うに、紙等の基材３に剥離可能に積層されたエラストマ
ー製フィルム２を折り曲げて、型４の内面に沿うように
設置する。その後、上記液状ゴムに可塑剤を添加して攪
拌機で均一に混合し、その後架橋剤、触媒を加えて同様
に均一に混合した後、更に高分子中空体や高分子発泡体
を添加して均一に混合した原液を作製した。この原液を
注型し、２０〜８０°Ｃで１〜１２０分間加熱して架橋
してゲル材６を形成した後、室温にて１〜２４時間熟成
する。また、液体ゴム、可塑剤、触媒を均一に混合した
後、架橋剤を加え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等を添加し、均一に混合して注型し
てもよい。

【００１０】裏面一面に厚さ０．０５ｍｍ以上のポリウ
レタン、塩化ビニル、ナイロン、ポリエステル等からな
る芯材用フィルム７を貼着し、型４から突出したエラス
トマー製フィルム２を貼り合わせ、型４から成形体を取
り出し、基材３を剥離して応力分散材１とする。

【００１１】エラストマー製フィルム２は伸縮変形に富
んだポリウレタンフィルムであり、ゲル材６の粘着性を
阻止するとともに、応力分散材１に適度な応力分散をす
る。このフィルム２の厚みは３０〜２００μｍであり、
２００μｍを越えると、応力に対してフィルム２が変形
しにくいためシート材１の応力分散が阻害される。一
方、３０μｍ未満になると、フィルム２の強度が低下し
て壊れやすくなる。

【００１２】得られたシート材１は、図３に示すように
可塑剤と高分子中空体あるいは高分子発泡体からなる少
なくとも１種の充填材を含む架橋し軽量化したゲル材６
の表面に粘着性を軽減する表皮として伸縮変形に富んだ
ポリウレタン製フィルム等のエラストマー製フィルム２
を部分的に被覆し、また大きな変形を阻止し、全体の強
度を向上させるため、裏面一面に芯材用フィルム６を全
面的に貼着した構成からなっている。

【００１３】本発明で使用する原液の液状ゴムは、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−４５ＨＴ、Ｒ−
１５ＨＴ等）、液状ポリイソプレンゴム（クラレ社製Ｌ
ＩＲ−４０３、４１０）等が挙げられる。

【００１４】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。

【００１５】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。

【００１６】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。

【００１７】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）、ジイソデシルフタレート
（ＳＰ値約９．０）、ジトリデシルフタレート（ＳＰ値
約９．０）等がある。

【００１８】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に戻らない。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】上記液状ゴムに、可塑剤、触媒を添加し、
その後架橋剤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。

【００２６】

【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。実施例紙に剥離可能に積層されたウレタンフィルムを寸法設定
して裁断し、これを３９５ｍｍ×３９５ｍｍ×２５ｍｍ
の寸法をもつ型にセットする。次いで、表１に示す配合
物をそれぞれ攪拌機に投入し、均一に混合した原液を型
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。続いて、厚さ
０．５ｍｍの塩化ビニルの芯材用フィルムに両面テープ
を貼り、これをゲル材に裏面に裏貼った後、紙を剥離し
てシート材を作製した。

【００２７】得られたシート材の比重、硬度（Ｆ型硬度
計）、保温性、応力分散性を測定した。保温性は、シー
ト材の上に手を当ててその時の冷たさを感じなくなる迄
に時間を求めた。また、応力分散性の測定方法は、シー
ト材を厚み分押さえ込み、歪みが発生している直線距離
である局部応力伝播距離を求めた。これらの結果を表１
に併記する。

【００２８】

【表１】

【００２９】この結果、本実施例で得られたシート材
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、保温性
も良好であることが判る。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明の衝撃緩和と応力分
散性を備えたシート材とその製造方法では、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ととも
に高分子中空体あるいは高分子発泡体を含有し、しかも
エラストマー製フィルムで包囲し、かつ芯材用フィルム
を貼着したことによって、軽量で保温性に富み、またど
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効果を有している。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシート材の製造方法の工程であ
り、型に原液を注型した後の状態を示す断面図である。

【図２】本発明に係るシート材の製造方法の工程であ
り、裏面一面に芯材用フィルムを貼着した状態を示す断
面図である。

【図３】本発明に係るシート材の断面図である。

【符号の説明】

１シート材２エラストマー製フィルム３基材４型６ゲル材７芯材用フィルム

フロントページの続き (72)発明者荻野昌幸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)発明者川原正人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】非水液体と高分子中空体あるいは高分子
発泡体からなる少なくとも１種の充填材を含む架橋した
ゲル材の表面をエラストマー製フィルムで被覆し、更に
芯材用フィルムを貼着したことを特徴とする衝撃緩和と
応力分散性を備えたシート材。
【請求項２】エラストマー製フィルムがポリウレタン
である請求項１記載の衝撃緩和と応力分散性を備えたシ
ート材。
【請求項３】型にエラストマー製フィルムを敷設した
後、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
１当量に対して、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％添加した原液を注型して架橋反応させ
た後、芯材用フィルムを貼着したことを特徴とする衝撃
緩和と応力分散性を備えたシート材の製造方法。
【請求項４】基材に剥離可能に積層されたエラストマ
ー製フィルムを折り曲げて、該基材を型の表面に沿わせ
た後、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１当量に対して、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％添加した原液を注型して架橋反応さ
せた後、芯材用フィルムを貼着し、基材を剥離したこと
を特徴とする衝撃緩和と応力分散性を備えたシート材の
製造方法。