JP2018119020A - 導電性エラストマー、導電性エラストマーの製造方法及び導電性エラストマーの成形体の製造方法 - Google Patents
導電性エラストマー、導電性エラストマーの製造方法及び導電性エラストマーの成形体の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018119020A JP2018119020A JP2017009148A JP2017009148A JP2018119020A JP 2018119020 A JP2018119020 A JP 2018119020A JP 2017009148 A JP2017009148 A JP 2017009148A JP 2017009148 A JP2017009148 A JP 2017009148A JP 2018119020 A JP2018119020 A JP 2018119020A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive elastomer
- parts
- elastomer
- conductive
- cut
- 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.)
- Pending
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 77
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 10
- 238000000465 moulding Methods 0.000 title abstract description 10
- 229920002725 thermoplastic elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 26
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 abstract description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 36
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 17
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 16
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 7
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 5
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 5
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 5
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 5
- -1 stearic acid monoglycerin ester Chemical class 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 239000005662 Paraffin oil Substances 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 4
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 4
- 150000003440 styrenes Chemical class 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 description 3
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical class [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical group OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 125000002057 carboxymethyl group Chemical group [H]OC(=O)C([H])([H])[*] 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000000679 carrageenan Substances 0.000 description 1
- 229920001525 carrageenan Polymers 0.000 description 1
- 235000010418 carrageenan Nutrition 0.000 description 1
- 229940113118 carrageenan Drugs 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 1
- 229920000172 poly(styrenesulfonic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000137 polyphosphoric acid Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 229940005642 polystyrene sulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 description 1
- UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L zinc;1-(5-cyanopyridin-2-yl)-3-[(1s,2s)-2-(6-fluoro-2-hydroxy-3-propanoylphenyl)cyclopropyl]urea;diacetate Chemical compound [Zn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CCC(=O)C1=CC=C(F)C([C@H]2[C@H](C2)NC(=O)NC=2N=CC(=CC=2)C#N)=C1O UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L 0.000 description 1
Landscapes
- Instructional Devices (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
【課題】生体に近い質感と延性を有し、電気メスで切断可能な熱可塑性エラストマーに関する技術を提供する。【解決手段】電解質溶液を１０重量％以上、含浸可能な微粒子に含浸させることにより熱可塑性エラストマー中に安定的に分散させることによって製造した導電性エラストマーを模擬腎臓１０の形状のシリコーン型２０に注入して成形した模擬腎臓１０（成形体）。【選択図】図１
Description
本発明は、成形性、柔軟性に優れ、メスなどの刃物類のみならず、電気メスでの切断が可能な熱可塑性エラストマー、その製造方法及びその成形体の製造方法に関する。
従来、若手医師やインターンの手術の際の切断、縫合などの手技訓練といった医療教育現場において模擬臓器が用いられている（例えば、引用文献１参照）。
ところが、上記従来の模擬臓器は、シリコーン、架橋ポリビニルアルコール（架橋ＰＶＡ）、ウレタンなどの材料で形成されている。しかし、実際の生体組織と比較して、シリコーンは硬く、絶縁体であるため電気メスでの切断はできない。また、架橋ＰＶＡは、電気メスで切断は可能であるが、延性に乏しい。さらに、ウレタンは、実際の生体に近い質感を有するが、電気メスで切断できず、メスなどの刃物で切断する場合、切断部分が刃に付着するため、刃物での切断も困難であるという問題があった。
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、生体に近い質感と延性を有し、電気メスで切断可能な熱可塑性エラストマーに関する技術を提供することを目的とする。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。なお、本欄における括弧内の参照符号や補足説明等は、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態との対応関係を示したものであって、本発明を何ら限定するものではない。
[適用例１]
本発明に係る導電性エラストマーは、熱可塑性エラストマー中に電解質溶液を１０重量％以上分散させたことを要旨とする。
本発明に係る導電性エラストマーは、熱可塑性エラストマー中に電解質溶液を１０重量％以上分散させたことを要旨とする。
このように熱可塑性エラストマー中に電解質溶液を１０重量％以上分散させると、分散した電解質により、熱可塑性エラストマーが導電性を有することとなる。そして、導電性を有するために、電気メスの高周波電流を流すことが可能となる。
すると、その高周波電流によりジュール加熱で発熱するため切断が可能となる。その際、エラストマーが熱可塑性であるので、熱により切断された部分がメスの通過後冷却するとともに凝固する。
したがって、例えば、導電性エラストマーを人体などの臓器の形に成形する（以下、この成形体を模擬臓器とも呼ぶ）と、電気メスで切断可能であり、しかも、切断箇所が凝固していくため、実際の臓器を電気メスで切断した場合と同様の状態となり、電気メスを用いた手術の訓練に適したものとなる。
また、上記導電性エラストマーは、実際の生体に近い質感や延性を有しているため、導電性エラストマーにより成形した模擬臓器は、実際の臓器に近い質感や延性を有する模擬臓器となる。
［適用例２］
また、電解質溶液を、含浸可能な微粒子に含浸させることにより熱可塑性エラストマー中に安定的に分散させることによって導電性エラストマーを製造すると、容易に［適用例１］に記載の導電性エラストマーを製造することができる。
また、電解質溶液を、含浸可能な微粒子に含浸させることにより熱可塑性エラストマー中に安定的に分散させることによって導電性エラストマーを製造すると、容易に［適用例１］に記載の導電性エラストマーを製造することができる。
［適用例３］
さらに、［適用例１］に記載の導電性エラストマーを所定の形状の型に入れて成形体を得るようにすると、所望の形態の導電性エラストマー（上記の模擬臓器など）を容易に製造することができる。
さらに、［適用例１］に記載の導電性エラストマーを所定の形状の型に入れて成形体を得るようにすると、所望の形態の導電性エラストマー（上記の模擬臓器など）を容易に製造することができる。
以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明の実施の形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。
［第１実施形態］
（導電性エラストマーゲルＸ１の製法）
本発明が適用された導電性エラストマーＸ１は、下記（ａ）〜（ｃ）に示す製法で製造される。
（導電性エラストマーゲルＸ１の製法）
本発明が適用された導電性エラストマーＸ１は、下記（ａ）〜（ｃ）に示す製法で製造される。
（ａ）水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー（株式会社クラレ製、セプトン（登録商標）４０３３：８部、セプトン４０４４：２部）をパラフィンオイル（ＭＯＲＥＳＣＯ社製、スモイル（登録商標）Ｐ−１００）：９０部に膨潤後、１８０°Ｃで加熱混練し、溶解させて、エラストマーゾルを調製し１３０°Ｃで保温する。このようにして製造したものをＡ１成分と呼ぶ。
（ｂ）水：９０部に対し食塩：９０部を加えて溶解させた後、コーンスターチ：１５部を加えて、１００°Ｃで粘性が高くなるまで加熱、混練した後、ステアリン酸モノグリセリンエステル（太陽化学株式会社製、サンソフトV8000（登録商標））：５部を加えた後、９５°Ｃで保温する。このようにして製造したものをＢ１成分と呼ぶ。
（ｃ）Ａ１成分：５０部とＢ１成分：５０部の割合で１００°Ｃで混合することによって電解質を分散させた導電性エラストマーゲルを得る。このようにして製造したものを導電性エラストマーゲルＸ１と呼ぶ。
（導電性エラストマーの成形）
上述の導電性エラストマーゲルＸ１を９５°Ｃ以上に加熱し、２分割したシリコーン型のそれぞれの空洞部分に注入し、型を接合して一体化することにより成形体を得た。
上述の導電性エラストマーゲルＸ１を９５°Ｃ以上に加熱し、２分割したシリコーン型のそれぞれの空洞部分に注入し、型を接合して一体化することにより成形体を得た。
図１に、導電性エラストマーＸ１を用いて実際に成形を行った際の成形体（本実施形態では、模擬腎臓１０）を示す。また、図２に、導電性エラストマーＸ１の成形の際に使用したシリコーン型２０の外観を示す。
シリコーン型２０は、人体の腎臓の形状をX線ＣＴなどの三次元データに基づいて三次元プリンタなどでモデルを作成し、作成したモデルをシリコーンに入れて固め、それを２分割して形成している。
模擬臓器１０は、図２に示す２分割されたシリコーン型２０の内部に導電性エラストマーＸ１を充填して成形したものである。図１に示すように、模擬腎臓１０が成形できていることが分かる。
（導電性エラストマーゲルＸ１の性能）
ここで、電解質を加えない比較例として、水：１００部に対しコーンスターチ１２部を加えて１００°Ｃで粘性が高くなるまで加熱、混練した後、ステアリン酸モノグリセリンエステル（サンソフト）：５部を加えた後９５°Ｃで保温したＣ成分を調製する。
ここで、電解質を加えない比較例として、水：１００部に対しコーンスターチ１２部を加えて１００°Ｃで粘性が高くなるまで加熱、混練した後、ステアリン酸モノグリセリンエステル（サンソフト）：５部を加えた後９５°Ｃで保温したＣ成分を調製する。
次に、Ａ１成分：５０部とＣ成分：５０部とを混合し、電解質を分散させないエラストマーゲルＹ１を得た。
そして、上記導電性エラストマーゲルＸ１（以下、単にＸ１とも呼ぶ）及びエラストマーゲルＹ１（以下、単にＹ１とも呼ぶ）についてインピーダンスを計測した。また、参考として、成分Ａ１（以下、単にＡ１とも呼ぶ）についてもインピーダンスを計測した。
そして、上記導電性エラストマーゲルＸ１（以下、単にＸ１とも呼ぶ）及びエラストマーゲルＹ１（以下、単にＹ１とも呼ぶ）についてインピーダンスを計測した。また、参考として、成分Ａ１（以下、単にＡ１とも呼ぶ）についてもインピーダンスを計測した。
インピーダンス計測の際、Ｘ１、Ｙ１、Ａ１を、それぞれ、直径２５ｍｍのアルミ円板に挟み、融解させたのち冷却して、厚さ１ｍｍのサンプルを調製し、調製したサンプルをＬＣＲメータ（ＧＷ−ＩＮＳＴＥＣ社製、ＬＣＲ−９１６）により、電極間（アルミ円板間）で測定を行った。
また、電気メス３０で生体に交流電流を印加し、ジュール熱を発生させて切断するようになっているため、複数の周波数の電流を印加して、インピーダンスの測定を行った。測定結果を図３に示す。導電性エラストマーのインピーダンス測定の結果を示す図である
図３に示すように、電解質を分散させた導電性エラストマーゲルＸ１のインピーダンスが、電解質を分散させないエラストマーゲルＹ１及び成分Ａ１に対して低く、導電性を有していることが分かる。
さらに、導電性エラストマーゲルＸ１、エラストマーゲルＹ１及び成分Ａ１について、電気メス（ＣＯＮＭＥＤ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ社製 ＨＹＦＲＥＣＡＴＯＲＲ ２０００）により切断試験を行った。その結果、導電性エラストマーゲルＸ１のみが電気メスでの切断が可能であることが確認できた。
模擬臓器の形状に成形していない導電性エラストマーＸ１を電気メスで切断している様子を図４に示す。図４（ａ）は、導電性エラストマーＸ１を電気メスで切断している写真であり、図４（ｂ）は、電解質を含有していない熱可塑性エラストマーの切断を試みている写真である。
図４（ａ）に示すように、導電性エラストマーＸ１を電気メスで切断する際には、電気メスによる切断部分が放電により光っており（図４（ａ）中で明るくなっている箇所）、切断されていることが分かる。
これに対し、図４（ｂ）に示すように、電解質を含有していない熱可塑性エラストマーは、電気メスによる加熱が見られず、切断されていないことが分かる。
さらに、導電性エラストマーＸ１を模擬腎臓１０の形状に成形したものを、岐阜大学医学部の教授執刀により電気メスで切断している様子を図５に示す。図５に示すように、模擬腎臓１０が切断されていることが分かる。
さらに、導電性エラストマーＸ１を模擬腎臓１０の形状に成形したものを、岐阜大学医学部の教授執刀により電気メスで切断している様子を図５に示す。図５に示すように、模擬腎臓１０が切断されていることが分かる。
以上のように、導電性エラストマーＸ１は、素材としても成形後も電気メスで切断可能であることが分かる。
［第２実施形態］
（導電性エラストマーゲルＸ２の製法）
（導電性エラストマーゲルＸ２の製法）
（ａ）水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー（セプトン４０３３：７部、セプトン４０４４：３部）をパラフィンオイル（スモイルＰ−１００）：９０部に膨潤後、１８０°Ｃで加熱混練し、溶解させて、エラストマーゾルを調製し１３０°Ｃで保温する。このようにして製造したものをＡ２成分と呼ぶ。
（ｂ）水：１００部に対し食塩：５部を加えて溶解させ後、コーンスターチ：３０部を加えて、１００°Ｃで粘性が高くなるまで加熱、混練した後、ステアリン酸モノグリセリンエステル（サンソフトV8000）：１５部を加えた後、９５°Ｃで保温する。このようにして製造したものをＢ２成分と呼ぶ。
（ｃ）Ａ２成分とＢ２成分とをそれぞれ、８５部：１５部、７７．５部：２２．５部、７０部：３０部、５５部：４５部（水分量がそれぞれ１０％、１５％、２０％、３０％）の割合で１００°Ｃで混合することによって電解質を分散させた導電性エラストマーゲルを得る。このようにして製造したものを導電性エラストマーゲルＸ２と呼ぶ。
（導電性エラストマーゲルＸ２の性能）
各導電性エラストマーゲルＸ２に対し、第１実施形態と同様に電気メスによる切断試験を行い、Ｂ２成分が２２．５部以上で切断可能であることを確認した。また、第１実施形態と同様に、シリコーン型２０を用いて成形可能であることを確認した。
各導電性エラストマーゲルＸ２に対し、第１実施形態と同様に電気メスによる切断試験を行い、Ｂ２成分が２２．５部以上で切断可能であることを確認した。また、第１実施形態と同様に、シリコーン型２０を用いて成形可能であることを確認した。
［第３実施形態］
（導電性エラストマーゲルＸ３の製法）
（導電性エラストマーゲルＸ３の製法）
（ａ）ジエチレングリコール：５０部に対し疎水化デンプン：５０部を加えて、１１０°Ｃで加熱して膨潤させ、電解質としてヨウ化カリウム：４．２部及びヨウ素０．６部を加え１００°Ｃで保温する。このようにして製造したものをＢ３成分と呼ぶ。
（ｂ）第２実施形態におけるＡ２成分とＢ３成分とをそれぞれ、１００部：１００部を、１００°Ｃに保温した開放容器で混練し、導電性エラストマーゲルを得る。このようにして製造したものを導電性エラストマーゲルＸ３と呼ぶ。
（導電性エラストマーゲルＸ３の性能）
導電性エラストマーゲルＸ３に対し、第１実施形態と同様に電気メスによる切断試験を行い、電気メスによる切断が可能であることを確認した。また、第１実施形態と同様に、シリコーン型２０を用いて成形可能であることを確認した。
導電性エラストマーゲルＸ３に対し、第１実施形態と同様に電気メスによる切断試験を行い、電気メスによる切断が可能であることを確認した。また、第１実施形態と同様に、シリコーン型２０を用いて成形可能であることを確認した。
［第４実施形態］
（導電性エラストマーゲルＸ４の製法）
（ａ）水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー（セプトン４０３３：８部、セプトン４０４４：８部）をパラフィンオイル（スモイルＰ−１００）：８４部に膨潤後、１８０°Ｃで加熱混練し溶解させる。このようにして製造したものをＡ４成分と呼ぶ。
（導電性エラストマーゲルＸ４の製法）
（ａ）水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー（セプトン４０３３：８部、セプトン４０４４：８部）をパラフィンオイル（スモイルＰ−１００）：８４部に膨潤後、１８０°Ｃで加熱混練し溶解させる。このようにして製造したものをＡ４成分と呼ぶ。
（ｂ）水：１００部に対し食塩：１０部を加えて溶解させ後、コーンスターチ：２０部を加えて、１００°Ｃで粘性が高くなるまで加熱、混練した後、相溶化剤としてステアリン酸モノグリセリンエステル（サンソフト）：５部を加える。このようにして製造したものをＢ４成分と呼ぶ。
（ｃ）Ａ４成分：１００部とＢ４成分：１００部とを加圧可能なインターナルミキサー（東洋精器社製ラボプラストミル（登録商標）４Ｃ１５０)で
１１０°Ｃで、水分の沸騰を防ぐため密閉加圧下（110度の水の飽和水蒸気圧約140kPa）で加熱混練し、導電性エラストマーゲルを得る。このようにして製造したものを導電性エラストマーゲルＸ４と呼ぶ。
１１０°Ｃで、水分の沸騰を防ぐため密閉加圧下（110度の水の飽和水蒸気圧約140kPa）で加熱混練し、導電性エラストマーゲルを得る。このようにして製造したものを導電性エラストマーゲルＸ４と呼ぶ。
（導電性エラストマーゲルＸ４の性能）
各導電性エラストマーゲルＸ４に対し、第１実施形態と同様に電気メスによる切断試験を行い、切断可能であることを確認した。また、第１実施形態と同様に、シリコーン型２０を用いて成形可能であることを確認した。
各導電性エラストマーゲルＸ４に対し、第１実施形態と同様に電気メスによる切断試験を行い、切断可能であることを確認した。また、第１実施形態と同様に、シリコーン型２０を用いて成形可能であることを確認した。
［第５実施形態］
（導電性エラストマーゲルＸ５の製法）
（導電性エラストマーゲルＸ５の製法）
（ａ）水素添加スチレン系熱可塑性エラストマー（セプトン４０３３：７部、セプトン４０４４：３部）をパラフィンオイル（スモイルＰ−１００）：９０部に膨潤後、１８０°Ｃで加熱混練して溶解させ、１３０°Ｃで保温する。このようにして製造したものをＡ５成分と呼ぶ。
（ｂ）水：１００部に対し架橋ポリアクリル酸ナトリウム：３部を加えて膨潤させ、９５°Ｃで保温する。このようにして製造したものをＢ５成分と呼ぶ。
（ｃ）Ａ５成分：１００部とＢ５成分：１００部とを１００°Ｃに保温した開放容器で混練し、導電性エラストマーゲルを得る。このようにして製造したものを導電性エラストマーゲルＸ５と呼ぶ。
（ｃ）Ａ５成分：１００部とＢ５成分：１００部とを１００°Ｃに保温した開放容器で混練し、導電性エラストマーゲルを得る。このようにして製造したものを導電性エラストマーゲルＸ５と呼ぶ。
（導電性エラストマーゲルＸ５の性能）
各導電性エラストマーゲルＸ５に対し、第１実施形態と同様に電気メスによる切断試験を行い、切断可能であることを確認した。また、第１実施形態と同様に、シリコーン型２０を用いて成形可能であることを確認した。
各導電性エラストマーゲルＸ５に対し、第１実施形態と同様に電気メスによる切断試験を行い、切断可能であることを確認した。また、第１実施形態と同様に、シリコーン型２０を用いて成形可能であることを確認した。
［その他の実施形態］
（１）使用する熱可塑性エラストマーは成形加工時の蒸発防止と製品に空洞ができるのを防止するため、誘電・導電性液体の沸点以下で十分な加工性を有するものが望ましい。加工温度の高いエラストマーを使用する場合は、第３実施形態のように、密閉加圧下で加工を行うことにより、液体の沸騰を抑制し製品を製造することが可能である。
（１）使用する熱可塑性エラストマーは成形加工時の蒸発防止と製品に空洞ができるのを防止するため、誘電・導電性液体の沸点以下で十分な加工性を有するものが望ましい。加工温度の高いエラストマーを使用する場合は、第３実施形態のように、密閉加圧下で加工を行うことにより、液体の沸騰を抑制し製品を製造することが可能である。
（２）電解質は、電気メスにより印加される高周波電流による発熱を担う。第１実施形態に示すように、水、塩化ナトリウムなど各種塩類の水溶液やイオン性液体、或いは、第４実施形態に示すように、分子内にカルボキシル基、アミノ基、水酸基、エーテル基、スルホン酸基、リン酸基などのイオン性官能基を持つ高分子でもよい。
また、水系だけでなく第２実施形態に示すように、ジエチレングリコールなどの有機剤に対し、ヨウ素などをドープさせたものでもよい。
また、水系だけでなく第２実施形態に示すように、ジエチレングリコールなどの有機剤に対し、ヨウ素などをドープさせたものでもよい。
（３）電気メスでの切断性を有するためには、組成物全体に対する電解質の割合は、第２実施形態に示すように１０重量％以上必要であり、成形物の強度と切断性の関係から３０重量％程度が好ましい。
（４）微粒子或いは増粘剤は電解質により膨潤するものが望ましく、高分子或いは架橋高分子にカルボキシル基、アミノ基、水酸基、エーテル基、スルホン酸基、リン酸基あるいはそれらの塩を分子中に有するものが適している。
例えば、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリリン酸、デンプン、化学装飾デンプン、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキシメチルポリビニルアルコール、ポリアクリルアミドなどのホモポリマー、或いは、ホモポリマーそれらのリチウム、カリウム、ナトリウム等の金属塩及びアミン、塩酸、硫酸、硝酸、カルボン酸等の塩類、カラギナンなどの増粘多糖類、さらに、上記物質を共有結合又はイオン結合等により架橋し不溶化したものであってもよい。
液体に完全に溶解し、強固なゲルを形成するものよりも、脆弱なゲルの形成、膨潤に留まるものの方が、エラストマー中への分散及び海島構造による液体の安定保持に適している。具体的には、ポリビニルアルコールよりもデンプンの方が適しており、さらに、デンプンの中でも糊化しやすいジャガイモデンプンよりもトウモロコシデンプンの方が適している。
（５）電解質と微粒子・増粘剤は別々の物質である必要はなく、第４実施形態に示すように、１つの物質に両者の機能を持たせることも可能である。
（６）相溶化剤は加えなくとも性能を発現するが、含水粒子の相互作用の低下、含水ドメインの微細化により、導電・誘電性液体の分散保持を安定化するとともに、成形加工時の粘度を低下させる効果がある。
（７）熱可塑性エラストマーの加熱方法としては、電気ヒータ、ガス炎等の他、熱可塑性エラストマーの高周波導電性、誘電性を利用して電磁加熱によることも可能である。
（導電性エラストマーの特徴）
熱可塑性エラストマーであるスチレン系エラストマーに対し、塩化ナトリウム水溶液などの電解質を粘性化或いは微粒子に含浸させて分散することにより熱可塑性エラストマーの柔軟性と成形性とを維持しながら、熱可塑性エラストマーの導電性を電気メスで切断可能なレベルにまで下げることが可能となった。
熱可塑性エラストマーであるスチレン系エラストマーに対し、塩化ナトリウム水溶液などの電解質を粘性化或いは微粒子に含浸させて分散することにより熱可塑性エラストマーの柔軟性と成形性とを維持しながら、熱可塑性エラストマーの導電性を電気メスで切断可能なレベルにまで下げることが可能となった。
本願発明に係る導電性エラストマーは、安価な熱可塑性エラストマーに対し電解質を含んだ粒子を分散させることで電気メスでの切断を可能としている。さらに、疎水性の熱可塑性エラストマーで電解質を包み込むことにより、液体の蒸発を抑えることができるため、その保存、運搬を極めて容易にすることができる。
また、熱可塑性エラストマーを使用することにより、射出成形、トランスファー成形等生産性の極めて高い成形方法で成形することを可能とした。
さらに、熱可塑性エラストマーを使用することにより、材料のリサイクルや製品の修復が可能となった。
さらに、熱可塑性エラストマーを使用することにより、材料のリサイクルや製品の修復が可能となった。
上記実施形態では、成形時の型としてシリコーン型を用いたが、金属型など他の材料の型を用いてもよい。例えば、加熱した導電性エラストマーゲルを、シリンジを用いて円筒形の金型の内部に注入して成形体を得るようにしてもよい。
１０…模擬臓器（成形体）、２０…シリコーン型、３０… 電気メス。
Claims (3)
- 熱可塑性エラストマー中に電解質溶液を１０重量％以上分散させたことを特徴とする導電性エラストマー。
- 電解質溶液を、含浸可能な微粒子に含浸させることにより熱可塑性エラストマー中に安定的に分散させることによって導電性エラストマーを製造する導電性エラストマーの製造方法。
- 請求項１に記載の導電性エラストマーを所定の形状の型に入れて成形体を得る導電性エラストマー成形体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017009148A JP2018119020A (ja) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | 導電性エラストマー、導電性エラストマーの製造方法及び導電性エラストマーの成形体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017009148A JP2018119020A (ja) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | 導電性エラストマー、導電性エラストマーの製造方法及び導電性エラストマーの成形体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018119020A true JP2018119020A (ja) | 2018-08-02 |
Family
ID=63044845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017009148A Pending JP2018119020A (ja) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | 導電性エラストマー、導電性エラストマーの製造方法及び導電性エラストマーの成形体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2018119020A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019065080A (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-25 | デンカ株式会社 | 導電性樹脂組成物およびそれを用いた手技練習用モデル |
| WO2020045552A1 (ja) | 2018-08-30 | 2020-03-05 | デンカ株式会社 | 導電性樹脂組成物及びその成形品 |
| WO2023189133A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | デンカ株式会社 | 導電性樹脂組成物 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62197431A (ja) * | 1986-02-25 | 1987-09-01 | Bando Chem Ind Ltd | 導電性ゴム材 |
| JPH11228745A (ja) * | 1998-02-12 | 1999-08-24 | Jsr Corp | 給紙系ゴム部材形成用ゴム組成物 |
| JP2008138038A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Yamauchi Corp | イオン導電性エラストマーブレンドおよびその製造方法、ならびに該イオン導電性エラストマーブレンドを用いた導電性ローラ |
-
2017
- 2017-01-23 JP JP2017009148A patent/JP2018119020A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62197431A (ja) * | 1986-02-25 | 1987-09-01 | Bando Chem Ind Ltd | 導電性ゴム材 |
| JPH11228745A (ja) * | 1998-02-12 | 1999-08-24 | Jsr Corp | 給紙系ゴム部材形成用ゴム組成物 |
| JP2008138038A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Yamauchi Corp | イオン導電性エラストマーブレンドおよびその製造方法、ならびに該イオン導電性エラストマーブレンドを用いた導電性ローラ |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019065080A (ja) * | 2017-09-28 | 2019-04-25 | デンカ株式会社 | 導電性樹脂組成物およびそれを用いた手技練習用モデル |
| WO2020045552A1 (ja) | 2018-08-30 | 2020-03-05 | デンカ株式会社 | 導電性樹脂組成物及びその成形品 |
| KR20210053886A (ko) | 2018-08-30 | 2021-05-12 | 덴카 주식회사 | 도전성 수지 조성물 및 그 성형품 |
| WO2023189133A1 (ja) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | デンカ株式会社 | 導電性樹脂組成物 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yi et al. | Graphene oxide-incorporated hydrogels for biomedical applications | |
| JP2018119020A (ja) | 導電性エラストマー、導電性エラストマーの製造方法及び導電性エラストマーの成形体の製造方法 | |
| Feig et al. | Mechanically tunable conductive interpenetrating network hydrogels that mimic the elastic moduli of biological tissue | |
| Liu et al. | Biomass‐Derived Multilayer‐Structured Microparticles for Accelerated Hemostasis and Bone Repair | |
| Xu et al. | Salt-assisted and salt-suppressed sol− gel transitions of methylcellulose in water | |
| JP2959423B2 (ja) | カプセル用皮膜組成物 | |
| Kumar et al. | 3D printable carboxylated cellulose nanocrystal-reinforced hydrogel inks for tissue engineering | |
| CN104558699A (zh) | 一种弹性导电胶体、制备方法及其应用 | |
| Mac Kenna et al. | Electro-stimulated release from a reduced graphene oxide composite hydrogel | |
| Jalani et al. | Tough, in‐situ thermogelling, injectable hydrogels for biomedical applications | |
| CN109265729A (zh) | 一种自修复可降解多孔导电凝胶材料及其制备方法和应用 | |
| Kausar | Nanocarbon in polymeric nanocomposite hydrogel—Design and multi-functional tendencies | |
| Zhang et al. | Lignin reinforced hydrogels with multi-functional sensing and moist-electric generating applications | |
| Novikov et al. | Stretchable bioelectronics: Mitigating the challenges of the percolation threshold in conductive elastomers | |
| Shahsavani Mojarrad et al. | Rheological characteristics of binary composite gels of wheat flour and high amylose corn starch | |
| Polat et al. | Carbon nanotube, poly (3, 4-ethylenedioxythiophene): poly (styrenesulfonate) and Ag nanoparticle doped gelatin based electro-active hydrogel systems | |
| CN110292398B (zh) | 超声体模、包裹体模、层状体模，以及其制备方法 | |
| Cui et al. | Freeze–thaw cycles for biocompatible, mechanically robust scaffolds of human hair keratins | |
| WO2024067710A1 (zh) | 一种发泡工艺成型的生物仿真材料及其制备方法和用途 | |
| Yoon et al. | Evaluation of radiofrequency ablation using a 1‐Fr wire electrode in porcine pancreas, liver, gallbladder, spleen, kidney, stomach, and lymph nodes: a pilot study | |
| CN110330697B (zh) | 以离子液体为介质的3d打印壳聚糖材料及其制备方法 | |
| JPWO2016047329A1 (ja) | 生体臓器模型用水性ゲル組成物および生体臓器模型 | |
| JP5054306B2 (ja) | フィルム状組成物 | |
| CN110128678A (zh) | 一种大豆蛋白复合体系水凝胶及其制备方法 | |
| CN112587678B (zh) | 一种医用液体导电凝胶片及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A80 | Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80 Effective date: 20170217 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200117 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200804 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200818 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20201110 |