JP2012041446A - 圧力分散材及びその製造方法 - Google Patents
圧力分散材及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012041446A JP2012041446A JP2010183916A JP2010183916A JP2012041446A JP 2012041446 A JP2012041446 A JP 2012041446A JP 2010183916 A JP2010183916 A JP 2010183916A JP 2010183916 A JP2010183916 A JP 2010183916A JP 2012041446 A JP2012041446 A JP 2012041446A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dispersion material
- pressure dispersion
- water
- gel
- porous gel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F2/00—Processes of polymerisation
- C08F2/44—Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G7/00—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
- A61G7/05—Parts, details or accessories of beds
- A61G7/057—Arrangements for preventing bed-sores or for supporting patients with burns, e.g. mattresses specially adapted therefor
- A61G7/05738—Arrangements for preventing bed-sores or for supporting patients with burns, e.g. mattresses specially adapted therefor with fluid-like particles, e.g. sand, mud, seeds, gel, beads
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Polymerisation Methods In General (AREA)
- Mattresses And Other Support Structures For Chairs And Beds (AREA)
- Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
Abstract
【解決手段】水溶性有機モノマーの重合体(A)と、粘土鉱物(B)とから形成される三次元網目中に、低揮発性媒体(C)を含有する多孔質ゲルを含んでなる圧力分散材を提供する。低揮発性媒体(C)は、0.1g/cm2・hr・60℃・1atm以下の低揮発性媒体、あるいは20℃における蒸気圧が1000Pa以下で1気圧における沸点が130℃以上の低揮発性媒体とされる。
【選択図】なし
Description
また、人体に長時間接触させ、長期間使用する場合でも、不快感の少ない有機・無機複合高分子ゲルを含んでなる圧力分散材を提供することを他の目的とする。
この圧力分散材において、前記多孔質ゲルの発泡倍率は1.2〜20、嵩密度は1g/cm3未満とされることが好適となる。
また、この圧力分散材において、前記水溶性有機モノマーの重合体(A)、粘土鉱物(B)及び低揮発性媒体(C)の合計質量(A+B+C)に対する、前記多孔質ゲル中での各成分の質量比は、水溶性有機モノマーの重合体(A)については0.003〜0.35、粘土鉱物(B)については0.002〜0.15、低揮発性媒体(C)については0.5〜0.995とされることが好適となる。
多孔質ゲルの発泡倍率と嵩密度及び各成分の配合比率を上記数値範囲とすることにより、多孔質ゲルは以下のような好適な透湿・吸水特性や力学的特性を示す。
すなわち、前記多孔質ゲルの透湿度は、同一相対湿度環境下において、温度26℃の環境下よりも、温度40℃の環境下の方が高値であり、同一温度環境下において、相対湿度80%の環境下よりも、相対湿度30%の環境下の方が高値である。
また、前記多孔質ゲルの30%変位での圧縮応力は15kPa以下であり、前記多孔質ゲルを70%変位以上圧縮した後、50%変位まで戻した時の応力は10kPa以下である。
この圧力分散材において、前記水溶性有機モノマーの重合体(A)には、(メタ)アクリルアミド及び/又は(メタ)アクリルアミド誘導体の重合物あるいは共重合物が好適に用いられる。
また、前記低揮発性媒体(C)には、多価アルコール、具体的にはグリセリン、ポリグリセリン、ポリエチエレングリコール、エチレングリコール及びプロピレングリコール並びにこれらの誘導体からなる群より選択される一以上の多価アルコールが好適に用いられる。
また、本発明により、発汗等の皮膚の生理機能にとって好適な特性が付与された有機・無機複合高分子ゲルを含んでなる圧力分散材が提供される。
(1)水溶性有機モノマー重合体(A)
本発明に係る圧力分散材は、水溶性有機モノマーの重合体(A)と、粘土鉱物(B)とから形成される三次元網目中に、低揮発性媒体(C)を含有する多孔質ゲルを含んでなる。
(メタ)アクリルアミド又はその誘導体としては、N-置換アクリルアミド誘導体、N,N-ジ置換アクリルアミド誘導体、N-置換メタクリルアミド誘導体、N,N-ジ置換メタクリルアミド誘導体などが挙げられる。具体的には、アクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N-シクロプロピルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド、メタクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N-シクロプロピルメタクリルアミド、N-イソプロピルメタクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N-メチル-N-エチルアクリルアミド、N-メチル-N-イソプロピルアクリルアミド、N-メチル-N-n-プロピルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、N-アクリロイルピロリディン、N-アクリロイルピペリディン、N-アクリロイルメチルホモピペラディン、N-アクリロイルメチルピペラディンなどが例示される。これらモノマーは、他の有機モノマーとの共重合物としてもよい。
粘土鉱物(B)は、水または水溶液中で膨潤するものであることが好ましく、より好ましくは水溶性有機モノマーを含む溶液中で層状剥離し、微細かつ均一に分散可能なものである。粘土鉱物(B)は、好ましくは10層以下、より好ましくは3層以下、特に好ましくは1層または2層のナノメーターレベル(の厚み)で分散しているものである。
低揮発性媒体(C)は、水溶性有機モノマー重合体(A)と粘土鉱物(B)とからなる三次元網目中に均一に含有されるもので、水より低い揮発性を有するものが用いられる。
また、低揮発性媒体(C)は、20℃における蒸気圧が水より低いものが用いられ、20℃における蒸気圧が1000Pa以下のものが好ましく、より好ましくは100Pa以下、さらに好ましくは50Pa以下のものが用いられる。
さらに、低揮発性媒体(C)は、1気圧における沸点が水より高いものが用いられ、1気圧における沸点が130℃以上のものが好ましく、より好ましくは150℃以上、さらに好ましくは170℃以上のものが用いられる。
低揮発性媒体(C)は、揮発性が、0.1g/cm2・hr・60℃・1atm以下で、20℃における蒸気圧が1000Pa以下で、1気圧における沸点が130℃以上のものが、最適である。
多価アルコールとしては、例えば、グリセリン、ポリグリセリン(ジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン等)、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール(PEG600等)、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,5−ペンタンジオール(ペンタメチレングリコール)、1,2,6−へキサントリオール、オクチレングリコール(エトヘキサジオール)、ブチレングリコール(1,3−ブチレングリコール、1,4−ブチレングリコール 、2,3−ブタンジオール等)、へキシレングリコール、1,3−プロパンジオール(トリメチレングリコール)、1,6−ヘキサンジオール (ヘキサメチレングリコール)等が例示される。これらの多価アルコールの揮発性、蒸気圧、沸点を「表1」に示す。
多価アルコール誘導体としては、前記多価アルコールのエステル化合物、エーテル化合物等が挙げられる。例えば、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールベンジルエーテル、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノフェニルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリグリコールジクロリド、1-ブトキシエトキシプロパノール、グリセリルモノアセテート、グリセリルジアセテート、グリセリルトリアセテート、グリセリルモノブチレート、グリセリンエーテル、ポリ(オキシエチレン-オキシプロピレン)誘導体等が挙げられる。これらの多価アルコール誘導体の蒸気圧、沸点を「表2」に示す。
イオン液体は、イオン性液体、常温溶融塩或いは単に溶融塩などと称されるものであり、150℃以下、より好ましく100℃以下、特に好ましくは60℃以下の温度域で液状の溶融状態を呈する塩である。
カチオンとして、エチルメチルイミダゾリームイオン構造を有し、アニオンとして、塩素イオン、ブロムイオンや、チオシアン酸、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロリン酸、トリフロロメタンスルホン酸、硝酸、メチルスルホン酸イオン構造等を有するイオン液体。
カチオンとして、ブチルメチルイミダゾリームイオン構造を有し、アニオンとして、塩素イオン、ブロムイオンや、チオシアン酸、テトラフルオロホウ酸、トリフロロメタンスルホン酸、硝酸、メチルスルホン酸イオン構造等を有するイオン液体。
カチオンとして、ヘキシルメチルイミダゾリーム、ブチルジメチルイミダゾリウムイオン構造を有し、アニオンとして、塩素イオン、ブロムイオンや、チオシアン酸、硝酸、メチルスルホン酸イオン構造等を有するイオン液体。
カチオンとして、エチルジメチルイミダゾリームイオン構造を有し、アニオンとして、塩素イオン、ブロムイオンや、チオシアン酸、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロリン酸、トリフロロメタンスルホン酸、硝酸、メチルスルホン酸イオン構造等を有するイオン液体。
カチオンとして、エチルピリジニウムイオン構造を有し、アニオンとして、塩素イオン、ブロムイオンや、チオシアン酸、トリフロロメタンスルホン酸、硝酸、メチルスルホン酸イオン構造等を有するイオン液体。
カチオンとして、エチルメチルイミダゾリームイオン構造を有し、アニオンとして、ビス(トリフロロメチルスルホニル)イミド酸イオン構造を有するイオン液体。
カチオンとして、ブチルメチルイミダゾリームイオン構造を有し、アニオンとして、ヘキサフルオロリン酸、ビス(トリフロロメチルスルホニル)イミド酸イオン構造等を有するイオン液体。
カチオンとして、ヘキシルメチルイミダゾリーム、ヘキシルピリジニウムイオン構造等を有し、アニオンとして、テトラフルオロホウ酸、ヘキサフルオロリン酸、トリフロロメタンスルホン酸、ビス(トリフロロメチルスルホニル)イミド酸イオン構造等を有するイオン液体。
油には、鉱油、植物油、動物油及び合成油等の公知の低揮発性油を、1種又は2種以上適宜組み合わせて用いることができる。
水溶性有機モノマーの重合体(A)は、水溶性有機モノマーの重合体(A)、粘土鉱物(B)及び低揮発性媒体(C)の合計質量(以下、「合計質量(A+B+C)」と呼ぶことがある。)に対する質量比が、0.003〜0.35となるように配合されることが好ましく、0.05〜0.30となるように配合されることが更に好ましい。粘土鉱物(B)は、合計質量(A+B+C)に対する質量比が、0.002〜0.15となるように配合されることが好ましく、0.005〜0.10となるように配合されることが更に好ましい。低揮発性媒体(C)は、合計質量(A+B+C)に対する質量比が、0.5〜0.995となるように配合されることが好ましく、0.7〜0.95となるように配合されることが更に好ましい。
本発明に係る圧力分散材に用いられる多孔質ゲルには、以下の物質を含有させてもよい。これらの添加物については、好ましくはゲル発泡体の製造時に予め水溶性有機モノマーに混合し、場合によっては発泡後に発泡体に注入することもできる。
親水性高分子化合物として、天然、半合成又は合成の親水性高分子化合物を、1種又は2種以上適宜組み合わせて含有させることができる。親水性高分子化合物を配合することにより、ゲル中に水を包含させた場合に水の揮発を抑制できる。親水性高分子化合物は、圧力分散材としての長期の使用や耐久性の観点から、架橋や親水性官能基数の制御等により、水と接触しても崩壊又は溶解し難いものが好ましく、非水溶性のものがさらに好ましい。親水性高分子化合物はゲル発泡体中には、0.1〜50質量%添加することが好ましく、1〜20質量%添加することがさらに好ましい。
従来公知の無機充填材、液状充填剤、難燃剤、繊維状強化材、着色剤などを含有させることができる。また、本発明のゲル発泡体を製造する過程で使用する水等の揮発性媒体を含有させておいてもよく、水を含有させる場合は、ゲル発泡体中に0.1〜60質量%含有させることが好ましく、1〜40質量%添加することがさらに好ましい。
本発明に係る圧力分散材は、ゲル中に気孔を含有することで、伸縮性を保ったままで低密度化され、高い柔軟性を発揮する。なお、ゲル中に形成する気孔の大きさ、独立気孔/連続気孔の種類、形状等は、特に限定されない。
また、発泡により形成される気孔の平均孔径は、1〜1000μmであることが好ましく、より好ましくは5〜500μm、さらに好ましくは10〜300μm、特に好ましくは20〜200μmであることが更に好ましい。
本発明に係る圧力分散材に用いられる多孔質ゲルは、各組成の配合比率、発泡倍率(嵩密度)、及び気孔の平均孔径を所定の範囲とすること等により、好適な透湿・吸湿特性を発揮する。
多孔質ゲルの透湿度は、同一相対湿度環境下(例えば、30RH%、50RH%、又は80RH%のいずれかの環境)において、温度26℃の環境下よりも、温度40℃の環境下の方が高値となることが好ましい。この場合、温度26℃の環境下での多孔質ゲルの透湿度は、100〜2500g/m2・dayが好ましく、温度40℃の環境下での多孔質ゲルの透湿度は、1000〜5000g/m2・dayであることが好ましい。
また、多孔質ゲルの透湿度は、同一温度環境下(例えば、26℃、32℃、又は40℃のいずれかの環境)において、相対湿度80%の環境下よりも、相対湿度30%の環境下の方が高値となることが好ましい。この場合、相対湿度80%の環境下での多孔質ゲルの透湿度は、100〜2500g/m2・dayが好ましく、相対湿度30%の環境下での多孔質ゲルの透湿度は、1000〜5000g/m2・dayであることが好ましい。
このように、本発明の多孔質ゲルは、温度、湿度の環境によって透湿特性が変化するものであるが、例えば、相対湿度30%、温度40℃の環境下では透湿度は3000〜5000g/m2・dayであることが好ましく、相対湿度50%、温度32℃の環境下では透湿度は1000〜3000g/m2・dayであることが好ましく、相対湿度80%、温度26℃の環境下では透湿度は100〜1000g/m2・dayであることが好ましい。
さらに、本発明の多孔質ゲルは、相対湿度30%の環境下に24時間放置後にはゲルの保持している水分が放出されゲル質量が減少し、相対湿度80%の環境下に24時間放置後には周囲の湿分を吸収してゲル質量が増加することが好ましい。
具体的には、本発明の多孔質ゲルは、同一温度環境下(例えば、26℃、32℃、又は40℃のいずれかの環境)において、相対湿度30%の環境下に24時間放置後にはゲル質量が1〜30%減少することが好ましく、2〜25%減少することが更に好ましい。また、本発明の多孔質ゲルは、同一温度環境下(例えば、26℃、32℃、又は40℃のいずれかの環境)において、相対湿度80%の環境下に24時間放置後にはゲル質量が5〜50%増加することが好ましく、10〜40%増加することが更に好ましい。
本発明に係る圧力分散材に用いられる多孔質ゲルは、発泡倍率等を所定の範囲としたことにより、好適な荷重分散性を発揮する。本発明に係る圧力分散材は、厚み50mmのシートとして寝具用マットレス、椅子や車椅子などのクッション材として用いた場合に、最大圧力が好ましくは160mmHg以下、さらに好ましくは130mmHg以下のものである。なお、圧力分散材を用いない際の最大圧力は、通常、200mmHg以上となる。本発明に係る圧力分散材は、約110mmHgと良好な荷重分散性を示す。
(9−1)圧縮応力
本発明の圧力分散材は整形外科、外科、リハビリ、看護、介護、スポーツ等の医療や日用生活分野における褥瘡予防用具や各種装具の圧力吸収パッドなどに用いられる圧力分散材等として好適な荷重分散性に加えて、良好な衝撃吸収、荷重支持性を示す。具体的には圧力分散材の30%変位での圧縮応力が、15kPa以下であることが好ましく、0.5〜10kPaであることが更に好ましい。また前記圧分散材を70%変位以上圧縮した後、50%変位まで戻した時の応力が10kPa以下であることが好ましく、0.1〜8kPaであることが更に好ましい。
本発明の圧力分散材は上記の所定の特性を示すことにより圧縮方向のストレスを緩和し、かつ荷重支持性をも兼ね備えることができる。
本発明の圧力分散材は、ゲル材料特有の剪断応力分散性、より詳しくはゲル自身の柔らかさと粘弾性特性によって発現する剪断応力分散性を兼ね備えていることが望ましい。具体的には本発明の圧力分散材に用いられる多孔質ゲルは37℃、ひずみ速度1.0Hzにおける複素弾性率|G*|が1.0〜10.0kPaであり、損失正接tanδが0.01〜1.00であることが好ましく、複素弾性率|G*|が0.8〜8.0kPaであり、損失正接tanδが0.05〜0.50であることがより好ましい。また、本発明の圧力分散材の37℃、ひずみ速度0.1〜10.0Hzにおける複素弾性率|G*|が1.0〜10.0kPaであり、損失正接tanδが0.01〜1.00であることが好ましい。
本発明の圧力分散材は上記の所定の粘弾性特性を示すことにより皮膚表面及び内部に負荷される剪断方向のストレスを緩和し、かつ荷重支持性をも兼ね備えることができる。
本発明の圧力分散材に用いられる多孔質ゲルは、圧力分散材装着時に変形力を加えた際や、体荷重を加えた際に、皮膚にストレスをかけないように、100%伸長時の伸長力が、50kPa以下であることが好ましい。
また、本発明の圧分散材に用いられる多孔質ゲルは、体表面への密着性を高めるために、30kPa荷重時の伸長率が、100%以上であることが好ましい。
本発明の圧力分散材は体表面環境を快適環境下に調節することが可能である。一般の被服内環境において快適とされる温湿度域は温度30.5〜33.5℃において湿度65RH%未満、より好ましくは31〜33℃において湿度40〜60RH%の環境であり、この好適環境条件は人体表面−装着物間においても同様と考えられる。本発明に用いられる多孔質ゲルは、前記の吸湿徐放性を有することにより人体表面と多孔質ゲルとの間の環境をこの快適環境に保つことが可能である。本発明の圧分散材を車椅子クッションとして用いた際の着座部臀裂辺りの温湿度は、温度31〜32℃、湿度50〜55%RHを維持し、快適な温湿度状態を保つことが可能である。
本発明に係る圧力分散材の製造方法は、粘土鉱物及び0.1g/cm2・hr・60℃・1atm以下の低揮発性媒体とともに分散液中に分散させた水溶性有機モノマーを重合し、発泡させる工程を含む多孔質ゲルを含んでなる。
また、本発明に係る圧力分散材の製造方法は、粘土鉱物とともに水を含む分散液中に水溶性有機モノマーと発泡剤を導入し、水溶性有機モノマーを重合してゲルを形成した後、水の少なくとも一部を0.1g/cm2・hr・60℃・1atm以下の低揮発性媒体で置換した後、発泡させる工程を含む多孔質ゲルを含んでなる。
具体的には、溶媒(水)中で層状剥離して均一に微分散した粘土鉱物の共存下に水溶性有機モノマーを重合させる過程において、水溶性有機モノマーと粘土鉱物と水との混合物に発泡剤を導入し、水溶性有機モノマーを重合した後、水の少なくとも一部を低揮発性媒体に置換し、その後、加熱等により発泡させる。溶媒には、重合開始剤や触媒、他の水溶性化合物(添加物)を予め混合、溶解させておいてもよい。
また、発泡剤として、熱により膨張する性質を有するマイクロカプセルが有効に用いられる。具体的な熱膨張性マイクロカプセルの例としては、熱可塑性高分子(例:ポリメタクリル酸メチル、ポリグリコール酸など)やその架橋高分子を殻(シェル)にして、その内部に低沸点炭化水を包み込んだマイクロカプセルがあげられる。かかる熱膨張性マイクロカプセルはゲル調製用の反応液中に導入され、その後、重合過程及び/又は重合化後に、好ましくは低揮発性媒体を含む有機無機複合ゲル中において熱膨張させ、膨張したマイクロカプセルとなり、ゲルを発泡状態とする働きを有する。用いる熱膨張性マイクロカプセルの大きさは必ずしも限定されないが、ゲル中の三次元網目に微細に分散して含まれるためには、1〜500μm、より好ましくは3〜100μm、特に好ましくは5〜50μmの範囲の大きさが用いられる。熱膨張性マイクロカプセルの使用量は、所望の発泡倍率、用いる熱膨張性マイクロカプセルの種類、膨張(発泡)時の条件(例:温度や圧力)によって異なり、適宜選択されるが、例えば、水溶性有機モノマーに対する質量比として、0.01〜10の範囲が好ましく用いられる。一方、膨張を起こさせる温度としては、有機無機複合ゲルの合成を阻害しない範囲が用いられる。例えば、膨張温度としてはゲルの重合温度以上とするのが好ましく、具体的には20℃〜250℃の範囲が用いられ、より好ましくは30℃〜200℃、更に好ましくは50℃〜150℃、特に好ましくは60℃〜120℃の範囲が用いられる。本発明で使用できる熱膨張性マイクロカプセルの具体的としては、例えば、マツモトマイクロスフェアーFシリーズ(松本製薬工業株式会社:F−20、F−30、F−36LV、F−36、F−48、F−50、F−78K、F−79、F−80S、F−82、F−100、F−102、F−105、F−170、F−190D、F−230D、F−260D、等)、FN−シリーズ(松本製薬工業株式会社:FN−100、FN−105、FN−180S、FN−180、等)があげられる。
水溶性有機モノマーとしてN、N−ジメチルアクリルアミド(興人株式会社製)を19.8g、膨潤性粘土鉱物として水膨潤性ヘクトライト(商標ラポナイトXLG、英国ロックウッド株式会社製)を4.58g、熱膨張性マイクロカプセル(F20:松本油脂製薬株式会社製、平均粒子径10〜20μm)14.85g(乾燥重量)、純水190g含む均一透明な溶液を500mlのガラス容器中で撹拌しながら調製した。該溶液を氷浴に入れ、次いで、ペルオキソ二硫酸カリウム0.2gを含む開始剤水溶液10gを撹拌して加え、均一反応溶液を得た。次いで、フィルム作成用ガラス容器(内容積60cm3:縦10cm、横10cm、厚み6mm)に反応溶液を注入し、ガラス容器を50℃の恒温水槽に入れ5時間保持して、水溶性有機モノマーを重合させ、有機無機複合ゲルを調製した。熱膨張性マイクロカプセル/水溶性有機モノマー重合物の質量比は0.75。以上の工程は全て酸素を除いた状態にて行った。重合後、容器から取りだした有機無機複合ゲルを大過剰(ゲルの約5倍量)のグリセリンと水の混合溶液(グリセリン:水=71:29(質量比))中に入れ、40℃で60時間保持した。その間、12時間おきに新鮮な混合溶液に交換した。得られた有機無機複合ゲルの一部を切り出し、含まれているグリセリン量を乾燥重量と熱重量分析により測定した所、グリセリンの(高分子+粘土(ヘクトライト)+グリセリン)に対する質量比が0.89であり、高分子および粘土の(高分子+粘土(ヘクトライト)+グリセリン)に対する質量比は各々0.088および0.02であった。この有機無機複合ゲルを温度105℃のオートクレーブ内で20分処理することにより、熱膨張性マイクロカプセルを膨張させ、発泡状態のゲルを得た。更に、湿度60%、温度25℃の雰囲気で1日保持して調湿処理を行うことにより、有機無機複合多孔質ゲルを得た。得られた有機無機複合多孔質ゲルの媒体中の水/グリセリンの質量比は0.2であった。また、発泡(膨張)前の有機無機複合ゲルに対する有機無機複合多孔質ゲルの体積比(発泡倍率)は3.6であり、有機無機複合多孔質ゲルの密度は0.30g/cm3、平均気孔径は51μmであった。得られた有機無機多孔質ゲルは柔軟で、表面粘着性があり、取り扱い性に優れた軽量のゲル多孔質体であった。有機無機多孔質ゲルを一片が2cmで厚みが1cmの直方体に切り出して圧縮試験を、また1cm×1cmの断面で長さが7cmの直方体に切り出して延伸試験を行った。圧縮及び延伸試験には、島津製作所製卓上型万能試験機AGS−Hを用い、変形速度30mm/分及び50mm/分にて行った。その結果、圧縮試験において90%圧縮(元の長さの10%迄圧縮)しても破壊することなく、また延伸試験において200%まで延伸しても破壊することなくいずれも可逆的な繰り返し変形が可能であった。60%圧縮時の応力は初回が21kPa、2回以降が18kPaであった。一方、得られた有機無機多孔質ゲルは、大気中でも長期間(1年以上)において安定した形状と物性を示した。
水190gの代わりに、純水130gとグリセリン60gを用いる以外は実施例1と同様にして、有機無機複合ゲルを調製した。得られたゲル中の媒体中のグリセリン含有率は30%であった。この有機無機複合ゲルを温度80℃、湿度95%の恒温恒湿器内で120分処理することにより、熱膨張性マイクロカプセルを膨張させ、有機無機複合多孔質ゲルを得た。得られた有機無機複合多孔質ゲル中のグリセリン、高分子および粘土鉱物の(グリセリン+高分子+粘土鉱物)に対する質量比は、各々、0.711、0.235、0.05であった。また、有機無機複合多孔質ゲルの発泡倍率は4.0倍、密度は0.27g/cm3であった。圧縮試験においては90%圧縮しても、または延伸試験において200%まで延伸しても破壊することなく、いずれも可逆的な繰り返し変形が可能であった。60%圧縮時の応力は29kPaであった。
各成分の質量比および熱膨張性マイクロカプセルのモノマーに対する質量比を変化させること以外は実施例1と同様な方法で、「表3」に示す有機無機複合多孔質ゲルを調製した。
(1)サンプル調整
多孔質ゲルを厚さ5mmのシート状に切り出し、温度23±2℃、相対湿度65±5%の環境下において24時間以上調整した。
(2)試験方法
JIS K6404、及びJIS L1099 A−2「ウォーター法」に準じて測定した。
予め測定環境温度に調整した透湿カップに測定環境温度の水を約42ml入れ、透湿カップにシート状の多孔質ゲルの試験片、パッキン、リングを順次載せ、ちょうナットで固定し、装着側面をビニル粘着テープでシールする。
透湿カップを含む試験体全質量(透湿カップ、多孔質ゲル試験片、パッキン、リング、及びちょうナットの合計質量)を測定し、初期試験体全質量C0とする。
温度26℃、32℃、40℃においてそれぞれ相対湿度30%、50%、80%の各試験環境下に透湿カップを2時間晒した後の試験体全質量C2を測定し、さらに試験開始後24時間後の試験体全質量C24を測定して以下の式に従い、透湿度を算出した。
T = ((C2−C24) /S)×24/22
T:透湿度 [g/m2・day]
C2:測定開始2時間後の試験体質量 [g]
C24:測定開始24時間後の試験体質量 [g]
S:カップの透湿面積 [m2]
(1)サンプル調整
上記「透湿度」の試験に用いたシート状の多孔質ゲルの試験片を用いて測定を行う。
(2)試験方法
上記「透湿度」の試験と同様に、温度23±2℃、相対湿度65±5%の環境下で24時間以上調整した多孔質ゲルサンプルを透湿カップにセットし、透湿カップを含む試験体全質量(透湿カップ、多孔質ゲル試験片、パッキン、リング、及びちょうナットの合計質量)を測定し、初期試験体全質量C0を求める。
その後、温度26℃、32℃、40℃において、それぞれ相対湿度30%、50%、80%の各試験環境下に透湿カップを24時間晒した後の試験体全質量C24を測定し、以下の式に従い、多孔質ゲルの質量変化率を算出した。
R = ((C24 −C0 ) /C0)
R:多孔質ゲルの質量変化率(%)
C0:測定開始前の初期試験体全質量 [g]
C24:測定開始24時間後の試験体質量 [g]
(1)サンプル調整
温度23±2℃、相対湿度65±5%の環境下において24時間以上調整した。
(2)試験方法
JISK6400−2に準拠し、厚み50mm以上の試験片について、10mm毎分の試験速度にて実施した。試験機は引張試験機(島津製作所社製 商品名「オートグラフAG−I」)を用い、変位を元の試験片の厚みで序した百分率にて70%に相当する変位以上まで試験片を圧縮し、元の厚みになるまで戻す操作の各変位における試験力を測定した。
(A)30%変位での圧縮応力
元の試験片の厚みで序した百分率にて30%に相当する変位まで試験片を圧縮したときの試験力を試験開始前の試験片面積で除した値を「30%圧縮応力」として算出した。
(B)70%変位以上圧縮した後、50%変位まで戻した時の応力
元の試験片の厚みで序した百分率にて70%に相当する変位以上の圧縮を加えた後に、元の厚みの50%変位になるまで戻した際の試験力を測定し、試験開始前の試験片面積で除した値を「戻りの50%圧縮応力」として算出した。
(1)サンプル調整
多孔質ゲルを厚さ5mmのシート状に切り出し、温度23±2℃、相対湿度65±5%の環境下において24時間以上調整した。
(2)試験方法
粘弾性測定装置(HAAKE社製、商品名「Rheo Stress RS150」)を用いて動的粘弾性の測定を行った。測定温度は37℃、応力を100(Pa)とした条件下にてひずみ速度(周波数)を0.01〜100.0(1/s)と変化させたときの、複素弾性率および損失正接の測定を行った。
(1)サンプル調整
多孔質ゲルを、厚さ5mmで、図1に示すダンベル型試験片の形状にうち抜き、温度32℃、相対湿度50%の環境下において24時間調整した。
(2)試験方法
JIS K 6251「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に準じ、上記のダンベル型試験片について、0.75N(30kPa)荷重時の伸長率(%)及び100%伸長時の伸長力を、引張試験機(インストロン社製、商品名「INSTRON5564」)を用いて、引張速度100mm/min、チャック間距離20mmの条件で測定した。荷重又は伸長時の標点間断面積は25mm2となる。
標準型車椅子にクッション材として厚み50mmの本発明の圧力分散材を用い、健常人が着座した際の最大圧力を圧力分布測定装置(VERG社(カナダ)製 FSA)によって計測した。同様に、市販の通気性の高いクッション材である厚み75mmのウレタンフォーム製車椅子クッション、厚み50mmの低反発ウレタンフォームクッション、厚み25mmのウレタンゲルパッドについて同様に試験を行い、比較を行った。
温度28℃、相対湿度65%の室内環境下において試験を実施した。
標準型車椅子にクッション材として厚み50mmの本発明の圧力分散材を用い、健常人が1時間着座し続けた際の着座部臀裂辺りの温湿度を温湿度計(佐藤計量器製作所製 商品名「デジタル温湿度計SK−110TRH TYPE4」)によって計測した。同様に、市販の通気性の高いクッション材である厚み75mmのウレタンフォーム製車椅子クッション、厚み50mmの低反発ウレタンフォームクッション、厚み25mmのウレタンゲルパッドについて同様に試験を行い、比較を行った。
Claims (14)
- 水溶性有機モノマーの重合体(A)と、粘土鉱物(B)とから形成される三次元網目中に、0.1g/cm2・hr・60℃・1atm以下の低揮発性媒体(C)を含有する多孔質ゲルを含んでなる圧力分散材。
- 水溶性有機モノマーの重合体(A)と、粘土鉱物(B)とから形成される三次元網目中に、20℃における蒸気圧が1000Pa以下で1気圧における沸点が130℃以上の低揮発性媒体(C)を含有する多孔質ゲルを含んでなる圧力分散材。
- 前記多孔質ゲルの発泡倍率が、1.2〜20である請求項1又は2記載の圧力分散材。
- 前記多孔質ゲルの嵩密度が、1g/cm3未満である請求項1〜3のいずれか一項に記載の圧力分散材。
- 前記水溶性有機モノマーの重合体(A)、粘土鉱物(B)及び低揮発性媒体(C)の合計質量(A+B+C)に対する、前記多孔質ゲル中での各成分の質量比が、
水溶性有機モノマーの重合体(A)については0.003〜0.35であり、
粘土鉱物(B)については0.002〜0.15であり、
低揮発性媒体(C)については0.5〜0.995である
請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧力分散材。 - 前記多孔質ゲルの透湿度が、同一相対湿度環境下において、温度26℃の環境下よりも、温度40℃の環境下の方が高値である請求項1〜5のいずれか一項に記載の圧力分散材。
- 前記多孔質ゲルの透湿度が、同一温度環境下において、相対湿度80%の環境下よりも、相対湿度30%の環境下の方が高値である請求項1〜6のいずれか一項に記載の圧力分散材。
- 前記多孔質ゲルの30%変位での圧縮応力が、15kPa以下である請求項1〜7のいずれか一項に記載の圧力分散材。
- 前記多孔質ゲルを70%変位以上圧縮した後、50%変位まで戻した時の応力が10kPa以下である請求項1〜8のいずれか一項に記載の圧力分散材。
- 前記水溶性有機モノマーの重合体(A)が、(メタ)アクリルアミド及び/又は(メタ)アクリルアミド誘導体の重合物あるいは共重合物である請求項1〜9のいずれか一項に記載の圧力分散材。
- 前記低揮発性媒体(C)が、多価アルコールである請求項1〜10のいずれか一項に記載の圧力分散材。
- 前記多価アルコールが、グリセリン、ポリグリセリン、ポリエチエレングリコール、エチレングリコール及びプロピレングリコール並びにこれらの誘導体からなる群より選択される一以上である請求項11記載の圧力分散材。
- 粘土鉱物(B)及び0.1g/cm2・hr・60℃・1atm以下の低揮発性媒体(C)とともに分散液中に分散させた水溶性有機モノマーを重合し、発泡させる工程を含む多孔質ゲルを含んでなる圧力分散材の製造方法。
- 粘土鉱物(B)とともに水を含む分散液中に分散させた水溶性有機モノマーを重合し、ゲルを形成した後、水の少なくとも一部を0.1g/cm2・hr・60℃・1atm以下の低揮発性媒体(C)で置換し、次いで発泡させる工程を含む多孔質ゲルを含んでなる圧力分散材の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010183916A JP4956653B2 (ja) | 2010-08-19 | 2010-08-19 | 圧力分散材及びその製造方法 |
PCT/JP2011/068254 WO2012023471A1 (ja) | 2010-08-19 | 2011-08-10 | 圧力分散材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010183916A JP4956653B2 (ja) | 2010-08-19 | 2010-08-19 | 圧力分散材及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012041446A true JP2012041446A (ja) | 2012-03-01 |
JP4956653B2 JP4956653B2 (ja) | 2012-06-20 |
Family
ID=45605125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010183916A Expired - Fee Related JP4956653B2 (ja) | 2010-08-19 | 2010-08-19 | 圧力分散材及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4956653B2 (ja) |
WO (1) | WO2012023471A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019503212A (ja) * | 2015-12-04 | 2019-02-07 | アヴェント インコーポレイテッド | 圧力分散創傷予防及び治療デバイス |
JP2020158597A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 東洋紡株式会社 | ゲル中に3次元構造を含む複合体 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014046127A1 (ja) * | 2012-09-18 | 2014-03-27 | 日産化学工業株式会社 | ヒドロゲル形成性組成物及びそれより作られるヒドロゲル |
US9243115B2 (en) | 2012-09-18 | 2016-01-26 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Hydrogel forming composition and hydrogel produced therefrom |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001302834A (ja) * | 2000-04-18 | 2001-10-31 | Nishikawa Rubber Co Ltd | 発泡体の製造方法 |
JP2004339431A (ja) * | 2003-05-19 | 2004-12-02 | Kawamura Inst Of Chem Res | ゲル発泡体及びその製造方法 |
JP2005290073A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Dainippon Ink & Chem Inc | 高分子ヒドロゲルの製造方法 |
JP2006028446A (ja) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Dainippon Ink & Chem Inc | 有機・無機複合高分子ゲル及びその製造方法 |
JP2009269971A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Kawamura Inst Of Chem Res | 有機無機複合ゲル |
-
2010
- 2010-08-19 JP JP2010183916A patent/JP4956653B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2011
- 2011-08-10 WO PCT/JP2011/068254 patent/WO2012023471A1/ja active Application Filing
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001302834A (ja) * | 2000-04-18 | 2001-10-31 | Nishikawa Rubber Co Ltd | 発泡体の製造方法 |
JP2004339431A (ja) * | 2003-05-19 | 2004-12-02 | Kawamura Inst Of Chem Res | ゲル発泡体及びその製造方法 |
JP2005290073A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Dainippon Ink & Chem Inc | 高分子ヒドロゲルの製造方法 |
JP2006028446A (ja) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Dainippon Ink & Chem Inc | 有機・無機複合高分子ゲル及びその製造方法 |
JP2009269971A (ja) * | 2008-05-02 | 2009-11-19 | Kawamura Inst Of Chem Res | 有機無機複合ゲル |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019503212A (ja) * | 2015-12-04 | 2019-02-07 | アヴェント インコーポレイテッド | 圧力分散創傷予防及び治療デバイス |
JP2020158597A (ja) * | 2019-03-26 | 2020-10-01 | 東洋紡株式会社 | ゲル中に3次元構造を含む複合体 |
JP7259469B2 (ja) | 2019-03-26 | 2023-04-18 | 東洋紡株式会社 | ゲル中に3次元構造を含む複合体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2012023471A1 (ja) | 2012-02-23 |
JP4956653B2 (ja) | 2012-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4956653B2 (ja) | 圧力分散材及びその製造方法 | |
US4728551A (en) | Flowable pressure compensating fitting materials | |
CN106456825B (zh) | 包含泡沫的异质块体 | |
US5571529A (en) | Method of making polyurethane foam | |
AU2003208303B2 (en) | A wound care device | |
Morales-Hurtado et al. | A new water absorbable mechanical Epidermal skin equivalent: The combination of hydrophobic PDMS and hydrophilic PVA hydrogel | |
JPH10512168A (ja) | 月経パッド吸収性部材として有用な高内部相エマルジョンから製造される発泡体 | |
JP6204475B2 (ja) | シリコーン組成物及び関連方法 | |
JPH11500763A (ja) | 非常に高い水対油比を有する高内部相エマルジョンから作られた水性流体用吸収性フォーム | |
KR101047196B1 (ko) | 낮은 겔층 마찰각을 가진 초흡수성 재료 및 그로부터제조된 복합재료 | |
KR101645440B1 (ko) | 다량의 유분을 포함하면서 피부개선효과가 우수한 하이드로겔 마스크의 제조방법 및 이를 통하여 제조된 하이드로겔 조성물 | |
JP2005526879A (ja) | 吸収性ハイドロゲル | |
WO1993017859A1 (en) | Flowable, pressure-compensating material and process for producing same | |
US5407481A (en) | Flowable, pressure-compensating materials | |
WO2018181930A1 (ja) | ゲルシート | |
JP5756123B2 (ja) | 液体の吸収能が向上したハイドロゲルマトリックス | |
Patwa et al. | Magnetic hydrogel based shoe insoles for prevention of diabetic foot | |
EP3941541A1 (en) | Superporous hydrogels, methods of making the same, and articles incorporating the same | |
KR20110115063A (ko) | 접착성 함수 겔시트 | |
Yee et al. | Development of carrageenan hydrogel as a sustained release matrix containing tocotrienol-rich palm-based vitamin E | |
Gefen | The selection of cushioning and padding materials for effective prophylaxis of medical device-related pressure ulcers: clinical intuition does not always work | |
KR20050025969A (ko) | 높은, 조절된 겔층 마찰각을 가진 초흡수성 재료 및그로부터 제조된 복합재료 | |
JP2005052183A (ja) | 体圧分散マットおよび体位保持具 | |
JP2009062493A (ja) | 油類除放用ゴム質部材 | |
KR20200140304A (ko) | 에어로겔 및 미용 적용에서의 그들의 용도 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20111112 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20111110 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20120106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120117 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120223 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120313 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120316 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4956653 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150323 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |