JPH1072537A

JPH1072537A - 軽量化した応力分散性材料

Info

Publication number: JPH1072537A
Application number: JP24898896A
Authority: JP
Inventors: Satoru Kanda; 哲神田; Toshimichi Takada; 俊通高田; Toru Noguchi; 徹野口
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1996-08-29
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1998-03-17

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ゾルとゲルの両特
性をもった応力分散性材料を提供することを目的とす
る。【解決手段】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、少なくとも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ゾ
ルとゲルの両特性をもった応力分散性材料であり、上記
液状ゴム１当量に対して、架橋剤を０．４〜０．８当
量、更に高分子中空体あるいは高分子発泡体を添加し、
架橋反応させて得られものである。

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
性材料に係り、詳しくは液状ゴムを多官能の架橋剤によ
り架橋反応させて架橋密度を抑えた分子網目を形成し、
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ゾルとゲルの両特
性をもった応力分散性材料に関する。

【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、スポンジは適
度に柔軟性があり、経済的にも有利であっても、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。これに代わり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。しかし、ハイドロゲルも、使用時に吸水率が
変化する欠点があった。

【０００３】一方、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おり、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
プ変形が大きく、また局部的な応力分散に欠ける問題が
指摘されていた。

【０００４】このため、従来から高分子材料からなる中
空状の外皮内に水、オイル、ゾル状物などの液状体を封
入したもの、あるい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ゲル状物を高分
子材料からなる外皮で被覆したものが多く使用されてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、高分子材料の
外皮内に水、オイル、ゾル状物などの液状体を封入した
ものでは、外皮材が破れた場合、内部の液体が外部へ流
れ出して機能を果たさなくなるという問題があり、また
ゲル状物を高分子材料からなる外皮で被覆したもので
は、僅かな応力がかかる場合では、ゲル状物の弾性のた
めに変形が伴わず、十分に応力を分散できない場合があ
った。また、従来のゲル状物では、主としてポリマーと
可塑剤からな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。

【０００６】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ゾルとゲルの両特
性をもった応力分散性材料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】本願の請求項１の発明
は、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、少なく
とも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ゾルとゲルの
両特性をもった応力分散性材料において、上記液状ゴム
１当量に対して、架橋剤０．４〜０．８当量、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添加
し、架橋反応させて得られた軽量化した応力分散性材料
にあり、特に架橋剤の添加量を制限することにより架橋
密度を調整してゾルとゲルの両特性を付与して、内部未
反応の液状物の流出を避けるとともに、硬度を小さくし
て応力分散性を向上させることができる。

【０００８】即ち、本発明では、液状ゴムを多官能の架
橋剤により程度に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、ゾル
とゲルの両特性を付与し、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。

【０００９】本願の請求項２の発明は、高分子中空体あ
るいは高分子発泡体の比重が０．５以下であり、より一
層軽量化した応力分散性材料を得ることができる。

【００１０】本願の請求項３の発明は、高分子中空体あ
るいは高分子発泡体の粒径が２ｍｍ以下であり、分散性
が良好になる。

【００１１】本願の請求項４の発明は、末端か側鎖にＯ
Ｈ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、少なくとも触
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
橋剤を０．４〜０．８当量、更に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を、エラストマー製フィルムから
なる外皮材で包囲した軽量化した応力分散性材料にあ
り、粘着性を阻止するとともに、適度な応力分散を促進
する。

【００１２】

【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。

【００１３】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。

【００１４】上記架橋剤の添加量は、液状ゴム１００重
量部に対して０．４〜０．８当量である。０．４当量未
満になると、架橋が不充分であり、架橋した材料が外皮
材の破れによって容易に流出してしまう。また、０．８
当量を越えると、架橋した材料が十分架橋して硬くな
り、低応力下での応力分散性が悪くなる。

【００１５】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、架橋反応させた分子網目の分子間に含有され、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−７００；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。

【００１６】上記可塑剤の添加量は、液状ゴム１００重
量部に対して０〜５００重量部である。もし、添加量が
５００重量部を超えると、架橋した材料は可塑剤を保持
できなくなり、可塑剤が分離したり、外皮材よりブリー
ドしてしまう。しかし、必ずしも可塑剤を添加する必要
はない。

【００１７】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。

【００１８】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８０％を
超えると、硬度が高くなりすぎるため、またゲル材の伸
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、応力分散性が発揮できない。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】応力分散性材料の製造方法では、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て均一に混合し、十
分に脱水する。これをエラストマー製フィルムからなる
外皮材を敷設した型に流し込み、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。

【００２２】エラストマー製フィルムからなる外皮材
は、伸縮性に富んだ厚さ３０〜２００μｍのポリウレタ
ンフィルムであり、応力分散性材料の粘着性を阻止する
とともに、適度な応力分散を促進する。

【００２３】

【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１〜３、比較例１〜２表１に示す材料の内、高分子中空体を除く配合物を攪拌
機に投入し、均一に混合した後、減圧乾燥機にて１ｔｏ
ｒｒ以下で６０分間脱水した後、攪拌機にて高分子中空
体を混合した。これを５０ｍｍ×５０ｍｍ×２５ｍｍ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時間熟成して応力分散性材料
を得た。

【００２４】得られた材料の硬度をＦ型硬度計により、
また応力分散性は硬度５０°以下で、切断時伸びが１０
０％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。また、材料の外部流出性は、架橋が不十
分で外皮材に破れを設けた場合、容易に内部の材料が流
出しないものを○、流出するものを×として評価した。
これらの結果を表１に併記する。

【００２５】

【表１】

【００２６】この結果、液状ゴム１当量に対して、架橋
剤０．４〜０．８当量添加した実施例は、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、また材料の外部流出性もなくゾルとゲルの両特
性をもった応力分散性材料になっていることが判る。し
かし、比較例１では応力分散性が悪く、比較例２では液
状のために硬度や応力分散性が評価できなかった。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本願の請求項１の発明で
は、液状ゴム１当量に対して、架橋剤０．４〜０．８当
量、更に少なくとも１種の高分子中空体あるいは高分子
発泡体を添加し、架橋反応させて得られた軽量化した応
力分散性材料にあり、特に架橋剤の添加量を制限するこ
とにより架橋密度を調整してゾルとゲルの両特性を付与
して、内部未反応の液状物の流出を避けるとともに、硬
度を小さくして応力分散性を向上させ、しかも軽量化で
きる効果がある。

【００２８】本願の請求項２の発明では、高分子中空体
あるいは高分子発泡体の比重が０．５以下であり、より
一層軽量化した応力分散性材料を得ることができる効果
がある。

【００２９】本願の請求項３の発明は、高分子中空体あ
るいは高分子発泡体の粒径が２ｍｍ以下であり、高分子
中空体あるいは高分子発泡体の分散性を良好にできる効
果がある。

【００３０】本願の請求項４の発明では、液状ゴム１当
量に対して、架橋剤０．４〜０．８当量、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
を、エラストマー製フィルムからなる外皮材で包囲した
軽量化した応力分散性材料にあり、粘着性を阻止すると
ともに、適度な応力分散を促進できる効果がある。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、少なくとも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ゾ
ルとゲルの両特性をもった応力分散性材料において、上
記液状ゴム１当量に対して、架橋剤０．４〜０．８当
量、更に高分子中空体あるいは高分子発泡体を添加し、
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
力分散性材料。
【請求項２】高分子中空体あるいは高分子発泡体の比
重が０．５以下である請求項１記載の軽量化した応力分
散性材料。
【請求項３】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
散性材料。
【請求項４】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、少なくとも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を０．４〜０．８当
量、更に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
を、エラストマー製フィルムからなる外皮材で包囲した
ことを特徴とする軽量化した応力分散性材料。