JP3492037B2 - 油性ゲル状組成物および成形体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は優れた柔軟性および耐久
性を兼ね備え、冷熱安定性に優れた油性ゲル状組成物お
よびそれを用いた成形体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、褥創防止用のマットなどの体
圧分散（応力分散）マットや、防音材や衝撃吸収材（ク
ッション材）などに油性ゲル状の成形体が用いられてい
る。一般的には特公昭５４−２６６１号公報や特公昭５
４−４７３４号公報、特公平２−６１４９６号公報に記
載されているように、このような油性ゲル状の成形体は
ゴム弾性を有する高分子物質と油状成分を均一に溶解混
合し、これを有機過酸化物によって架橋することによっ
て、油状成分の遊離、離脱を防止して安定的に含有保持
してなるゲル状組成からなるものである。

【０００３】上記組成からなるものは、優れた応力分散
性や油状成分の保持性、柔軟性に優れるものの、長期間
にわたって連続して応力がかかる場合には、次第に成形
体の型崩れを起こして永久変形してしまうことがある。
特に、大きな荷重を長期間かけた場合にはこのような問
題が生じやすく、場合によってはゲル構造の破壊を伴う
恐れもある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来の油
性ゲル状組成物が有する課題を解決するためになされた
ものであって、従来の油性ゲル状組成物が有する特性と
共に、長期間にわたる耐久性を有する油性ゲル状組成物
およびそれを用いた成形体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】そこで、本発明者らは上
記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、特定の
ゴム状弾性体と共に特定の重量平均分子量を有する常温
で液状のゴム成分を配合し、これに油状成分を配合した
組成物を、有機過酸化物によって架橋処理してなるゲル
状物が優れた耐久性を発揮することを見い出し、本発明
を完成するに至った。

【０００６】即ち、本発明は重量平均分子量が１０万以
上の常温で固体状のゴム状弾性体と、重量平均分子量が
１０００〜６００００の常温で液状のゴム成分と、上記
弾性体およびゴム成分を溶解しうる沸点が常圧で３００
℃以上の油状成分とからなる組成物であって、有機過酸
化物による架橋処理が施されていることを特徴とする油
性ゲル状組成物を提供するものである。

【０００７】また、本発明は、上記油性ゲル状組成物を
厚膜状に成形してなる成形体、特には褥創予防用マット
の如き圧力分散用マットを提供するものである。

【０００８】本発明の油性ゲル状組成物は、重量平均分
子量が１０万以上の常温で固体状のゴム状弾性体をゲル
骨格の一成分とするものである。このゴム状弾性体は高
弾性や油状成分の保持・保形性、柔軟性を付与するゲル
骨格として機能するものであり、重量平均分子量が１０
万に満たないものを用いると、成形した場合に各種用途
で使用すると短期間での型崩れを生じて、応力分散性が
充分に発揮しなくなる。このようなゴム状弾性体の材質
としては、具体的には天然ゴムや合成イソプレンゴム、
ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロ
ニトリルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ク
ロロプレンゴム、スチレン−クロロプレンゴム、イソブ
チレン−イソプレンゴム、スチレン−イソプレンゴム、
スチレン−ブタジエン−スチレンゴム、スチレン−イソ
プレン−スチレンゴム、アクリルゴムなどの分子内に二
重結合を有するゴム状弾性体を用いることができる。こ
れらの弾性体のうち保形性、柔軟性、材質の安定性の点
から合成ゴム、特にブタジエンゴムやイソプレンゴム、
スチレン−ブタジエンゴムを用いることが好ましい。こ
れらのゴム状弾性体は分子内に有する二重結合が後述す
る有機過酸化物と架橋反応を起こしてゲル化し、良好な
弾性および保形性を有するようになる。

【０００９】これらの常温で固体状のゴム状弾性体の配
合量は、後述する油状成分１００重量部に対して５〜３
０重量部、好ましくは１０〜２０重量部程度の範囲とす
る。配合量が５重量％に満たない場合には、架橋処理を
施しても、チキソトロピックな液状体となって保型性に
欠けるために目的とするゲル成形体が得られない恐れが
ある。一方、配合量が３０重量％を超えると、高弾性体
となってしまって充分な応力分散性を発揮しない可能性
があり、成形加工も行いにくくなる。

【００１０】また、本発明の油性ゲル状組成物に配合す
るゴム成分として重量平均分子量が１０００〜６０００
０の常温で液状のゴム成分は、本発明の効果である耐久
性に大きく影響する成分である。特に、この液状ゴム成
分の重量平均分子量が６００００を超えると、室温下で
の流動性がなくなり作業性や生産性が悪くなって好まし
くない。

【００１１】このような常温で液状のゴム成分の材質と
しては、具体的にはポリイソプレンゴム、ブタジエンゴ
ム、ブタジエンアクリロニトリルゴム、クロロプレンゴ
ム、１，３−ペンタジエンゴムなどの分子内に官能基を
有さないものや、あるいはこれらのゴムの主鎖中にヒド
ロキシル基やカルボキシル基を導入したものが挙げられ
る。これらのうち、特に好ましいゴムとしては、ポリイ
ソプレンゴムやブタジエンゴムが用いられる。

【００１２】これらの常温で液状のゴム成分の配合量
は、後述する油状成分１００重量部に対して５〜３０重
量部、好ましくは１０〜２０重量部程度の範囲とする。
配合量が５重量％に満たない場合には、架橋処理を施し
ても保型性を有するだけの充分なゲル強度を得ることが
難しい。一方、配合量が３０重量％を超えると、高弾性
体となってしまって充分な応力分散性を発揮しない可能
性があり、成形加工も行いにくくなる。

【００１３】また、本発明において上記ゴム状弾性体お
よび液状ゴム成分を溶解し、均一に含有・保持される油
状成分は、沸点が常圧下で３００℃以上のも高沸点のも
のである。沸点が３００℃に満たないものでは、本発明
の油性ゲル状組成物を調製する際の加熱温度領域で蒸散
してしまい、油状成分を目的量含有しがたくなる。この
ような油状成分としては、具体的にはオリーブ油、ヒマ
シ油などの植物油、流動パラフィン、プロセスオイルな
どの鉱物油、セバシン酸ジエチル、フタル酸ジオクチ
ル、アジピン酸ジオクチル、桂皮酸エチル、フェニル酢
酸エチル、オレイン酸エチル、安息香酸ベンジルなどの
エステル油、スクワラン、スクワレンなどの動物油、液
状乳化剤などが用いられる。このような油状物質の量
は、所望するゲル強度、柔軟性、弾性率などによって任
意であるが、上記ゴム状弾性体および液状ゴム成分との
配合比率の範囲内に設定することが好ましい。

【００１４】本発明では上記ゴム状弾性体と油状物質に
有機過酸化物を含有させ、これらを架橋、ゲル化反応さ
せて油性ゲル状組成物とする。用いる有機過酸化物とし
ては、例えばメチルエチルケトンパーオキシド、シクロ
ヘキサノンパーオキシド、クメンハイドロパーオキシ
ド、ジクミルパーオキシド、アセチルパーオキシド、ラ
ウロイルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ｔ−
ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブ
チルパーオキシベンゾエート、過酢酸、ビニル系単量体
と酸素との低分子量共重合体過酸化物などが挙げられ
る。有機過酸化物の配合量は、目的とする応力分散性や
柔軟性、耐久性、油状成分の保持性の点から、前記常温
で固体状のゴム状弾性体１００重量部に対して０．０５
〜４０重量部、好ましくは０．３〜１０重量部の範囲と
する。また、必要に応じてナフテン酸コバルトやオクテ
ン酸スズなどの架橋反応促進剤をゲル組成液１００重量
部に対して０．１〜１．０重量部添加することができ
る。

【００１５】上記各成分をゲル化させて本発明の油性ゲ
ル状組成物を得るが、ゲル化には通常、酸素遮断下（ま
たは不活性ガス雰囲気下）で加熱操作を施すことが、架
橋効率の点からは好ましい。また、本発明では上記構成
のように有機過酸化物によって架橋・ゲル化させている
ので、従来の油性ゲル状組成物のように油状成分が遊離
することもなく、従って、取扱い時に汚染して不快感を
与えることもない。

【００１６】本発明の油性ゲル状組成物は上記各成分に
加え、必要に応じてカーボンブラック、炭酸カルシウ
ム、カオリン、シリカ、酸化チタン、クレーなどの無機
充填剤やガラスビーズ、ポリスチレンやポリメタクリル
酸メチルなどのプラスチックビーズ、レーヨン、ポリエ
ステルなどの繊維類などを適宜配合することもできる。
また、本発明ではゴム状弾性体や液状ゴム成分、油状物
質を用いているので、熱劣化や酸化劣化、光劣化などを
起こしやすく、これらを防止する目的で各種老化防止剤
や紫外線吸収剤を添加することが好ましい。さらに、必
要に応じて各種顔料や染料、香料、粘度付与剤などを添
加することもできる。これらの任意成分としての添加剤
は全量に対して約４０重量％以内となるように配合する
ことが好ましい。

【００１７】このようにして得られる組成物は、加熱操
作を行うと配合している有機過酸化物によって架橋・ゲ
ル化が起こり、冷熱非可逆性の油性ゲル状の組成物とな
る。加熱条件としては配合する液状ゴム成分や油状成分
の種類や量によって任意であり、特に限定されるもので
はないが、実用的には５０〜１５０℃程度とする。

【００１８】本発明の油性ゲル状組成物は厚み１５ｍ
ｍ、直径４７ｍｍの円板状の成形体に成形した場合、レ
オメーター試験機を用いてこれに直径１０ｍｍの球状プ
ローブを１０ｍｍの深さにまで挿入した際の圧縮応力
（反発応力）が、１００〜２５０ｇ程度の値を示すもの
である。従って、優れた高弾性および応力分散性を発揮
するのである。圧縮応力（反発応力）が１００ｇに満た
ない場合には長期間にわたる連続荷重負荷試験において
ゲル破壊や変形を起こしてしまい、２５０ｇを超えると
目的とする応力分散性を充分に発揮しなくなる。

【００１９】また、８０〜１５０℃の高温領域に保存し
た場合でも、常温時の弾性率の８０％以上の弾性率を有
するものであって、極めて高弾性であると共に、柔軟
性、応力緩和性、機械的強度を有するものである。この
ように、本発明の組成物は高温条件下でも極めて安定で
あるので、加熱滅菌工程が必要となる用途が好ましく、
例えば超音波診断に用いるカプラーなどに極めて有用な
ものである。

【００２０】本発明の油性ゲル状組成物は架橋処理を施
す前に、油状成分を透過しないようなポリウレタンフィ
ルムやポリアミドフィルム、ポリエステルフィルムなど
のプラスチックフィルムからなる袋への充填、密封や、
金型への流延、押出し機による押出し、塗工機を用いた
シートやフィルム上への塗工を行い、これを加熱処理す
ることによって所望形状の成形体とすることができる。
得られた成形体はフィルムやメリヤス布、不織布、織
布、編布などのカバー材で表面をカバーして使用に供す
ることができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて具体的に説明
する。

【００２２】実施例１ 流動パラフィン（沸点３００℃／常圧）２５５ｇに、ポ
リイソプレンゴム（シス１，４結合９８％、ムーニー粘
度〔ＭＬ１＋４、１００℃〕９０、重量平均分子量９０
万）１５ｇを細かく裁断しながら配合し、窒素ガス雰囲
気下で１００℃に加熱して攪拌して完全に溶解させたの
ち、４０℃以下まで冷却した。

【００２３】これを分子内に官能基を有さない液状ポリ
イソプレンゴム（重量平均分子量３万）３０ｇと充分に
攪拌混合し、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキシ
ノエート２．０ｇを加えて、均一に分散混合させた。

【００２４】上記のようにして得られた配合物を袋状の
ポリウレタンフィルム（１４ｃｍ×１４ｃｍ）に充填
し、脱気処理を施した。脱気処理終了後、袋内に酸素が
残存しないようにして密封し、１２０℃で１２０分間加
熱して架橋処理を施し、厚さ２０ｍｍの柔軟な油性ゲル
状のマットを作製した。

【００２５】実施例２ 実施例１と同様にして得た配合物を深さ１５ｍｍ、直径
４７ｍｍの金型内に流し込み、脱気処理を施して酸素不
存在下、１２０℃で１２０分間加熱して架橋処理を施
し、厚さ１５ｍｍの柔軟な油性ゲル状マットを作製し
た。このマットは褥創予防用マットとして用いたとこ
ろ、良好な応力分散性を示し、１カ月使用中にゲル変形
や破壊を生じることはなかった。

【００２６】得られたマットを応力測定機レオメーター
（不動工業社製、ＮＲＭ−３００２Ｄ型）を用いて測定
したところ、反発応力は約１４０ｇであった。

【００２７】実施例３ セバシン酸ジエチル（沸点３４５℃／常圧）２４０ｇ
に、スチレン−ブタジエンゴム（スチレン量２４％、ム
ーニー粘度〔ＭＬ１＋４、１００℃〕３２、重量平均分
子量３７万）３０ｇを細かく裁断しながら配合し、窒素
ガス雰囲気下で１００℃に加熱して攪拌して完全に溶解
させ、粘稠な溶液とした。

【００２８】得られた粘稠溶液を４０℃以下まで冷却
し、分子内に官能基を有さない液状ポリイソプレンゴム
（重量平均分子量３万）３０ｇと充分に攪拌混合し、ベ
ンゾイルパーオキシドをジオクチルフタレート中に分散
させたペースト物０．８ｇを加えて、均一に分散混合さ
せた。

【００２９】上記のようにして得られた配合物を深さ１
５ｍｍ、直径４７ｍｍの金型内に流し込み、脱気処理を
施して酸素不存在下、１２０℃で１２０分間加熱して架
橋処理を施し、厚さ１５ｍｍの柔軟な油性ゲル状マット
を作製した。このマットは褥創予防用マットとして用い
たところ、良好な応力分散性を示し、１カ月使用中にゲ
ル変形や破壊を生じることはなかった。

【００３０】得られたマットを応力測定機レオメーター
（不動工業社製、ＮＲＭ−３００２Ｄ型）を用いて測定
したところ、反発応力は約２１０ｇであった。

【００３１】実施例４ セバシン酸ジエチル（沸点３４５℃／常圧）２５５ｇ
に、ポリイソプレンゴム（シス１，４結合９８％、ムー
ニー粘度〔ＭＬ１＋４、１００℃〕９０、重量平均分子
量９０万）１５ｇを細かく裁断しながら配合し、窒素ガ
ス雰囲気下で１００℃に加熱して攪拌して完全に溶解さ
せ、粘稠な溶液とした。

【００３２】得られた粘稠溶液を４０℃以下まで冷却
し、分子内に官能基を有さない液状ポリブタジエンゴム
（重量平均分子量２０００）３０ｇと充分に攪拌混合
し、ベンゾイルパーオキシドをジオクチルフタレート中
に分散させたペースト物２．０ｇを加えて、均一に分散
混合させた。

【００３３】上記のようにして得られた配合物を実施例
３と同様にして架橋処理を施し、厚さ１５ｍｍの柔軟な
油性ゲル状マットを作製した。このマットは褥創予防用
マットとして用いたところ、良好な応力分散性を示し、
１カ月使用中にゲル変形や破壊を生じることはなかっ
た。

【００３４】得られたマットを応力測定機レオメーター
（不動工業社製、ＮＲＭ−３００２Ｄ型）を用いて測定
したところ、反発応力は約２００ｇであった。

【００３５】実施例５ セバシン酸ジエチル（沸点３４５℃／常圧）２５５ｇ
に、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体
ゴム（スチレン含量１５％、溶液粘度（２５℃）１６０
０センチポイズ、重量平均分子量２５万）２０ｇを細か
く裁断しながら配合し、窒素ガス雰囲気下で１００℃に
加熱して攪拌して完全に溶解させ、粘稠な溶液とした。

【００３６】得られた粘稠溶液を４０℃以下まで冷却
し、分子内に官能基を有さない液状ポリイソプレンゴム
（重量平均分子量３万）２５ｇと充分に攪拌混合し、ｔ
−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキサノエート１．５
ｇを加えて、均一に分散混合させた。

【００３７】上記のようにして得られた配合物を実施例
１と同様にして袋状フィルム内で架橋処理を施し、厚さ
２０ｍｍの柔軟な油性ゲル状マットを作製した。

【００３８】実施例６ 実施例５と同様にして得た配合物を深さ１５ｍｍ、直径
４７ｍｍの金型内に流し込み、脱気処理を施して酸素不
存在下、１２０℃で１２０分間加熱して架橋処理を施
し、厚さ１５ｍｍの柔軟な油性ゲル状マットを作製し
た。このマットは褥創予防用マットとして用いたとこ
ろ、良好な応力分散性を示し、１カ月使用中にゲル変形
や破壊を生じることはなかった。

【００３９】得られたマットを応力測定機レオメーター
（不動工業社製、ＮＲＭ−３００２Ｄ型）を用いて測定
したところ、反発応力は約２２５ｇであった。

【００４０】実施例７ セバシン酸ジエチル（沸点３４５℃／常圧）１５５ｇと
流動パラフィン（沸点３００℃／常圧）１００ｇに、ポ
リイソプレンゴム（シス１，４結合９８％、ムーニー粘
度〔ＭＬ１＋４、１００℃〕９０、重量平均分子量９０
万）１５ｇを細かく裁断しながら配合し、窒素ガス雰囲
気下で１００℃に加熱して攪拌して完全に溶解させ、粘
稠な溶液とした。

【００４１】得られた粘稠溶液を４０℃以下まで冷却
し、分子内に官能基を有さない液状ポリイソプレンゴム
（重量平均分子量３万）３０ｇと充分に攪拌混合し、ベ
ンゾイルパーオキシドをジオクチルフタレート中に分散
させたペースト物１．８ｇを加えて、均一に分散混合さ
せた。

【００４２】上記のようにして得られた配合物を実施例
３と同様にして架橋処理を施し、厚さ１５ｍｍの柔軟な
油性ゲル状マットを作製した。このマットは褥創予防用
マットとして用いたところ、良好な応力分散性を示し、
１カ月使用中にゲル変形や破壊を生じることはなかっ
た。

【００４３】得られたマットを応力測定機レオメーター
（不動工業社製、ＮＲＭ−３００２Ｄ型）を用いて測定
したところ、反発応力は約１３０ｇであった。

【００４４】比較例１ セバシン酸ジエチル（沸点３４５℃／常圧）２００ｇ
に、スチレン−ブタジエンゴム（スチレン量２４％、ム
ーニー粘度〔ＭＬ１＋４、１００℃〕３２、重量平均分
子量３７万）２０ｇを細かく裁断しながら配合し、窒素
ガス雰囲気下で１００℃に加熱して攪拌して完全に溶解
させ、粘稠な溶液とした。

【００４５】得られた粘稠溶液を４０℃以下まで冷却
し、ベンゾイルパーオキシドをジオクチルフタレート中
に分散させたペースト物０．４ｇを加えて、均一に分散
混合させた。

【００４６】上記のようにして得られた配合物を深さ１
５ｍｍ、直径４７ｍｍの金型内に流し込み、脱気処理を
施して酸素不存在下、１２０℃で１２０分間加熱して架
橋処理を施し、液状ゴム成分を含有しない厚さ１５ｍｍ
の柔軟な油性ゲル状マットを作製した。このマットは褥
創予防用マットとして用いたところ、良好な応力分散性
を示したが、１カ月使用後にゲル破損が生じた。

【００４７】得られたマットを応力測定機レオメーター
（不動工業社製、ＮＲＭ−３００２Ｄ型）を用いて測定
したところ、反発応力は約１９０ｇであった。

【００４８】比較例２ セバシン酸ジエチル（沸点３４５℃／常圧℃）１８０ｇ
に、分子内に官能基を有さない液状ポリイソプレンゴム
（重量平均分子量３万）２０ｇを室温下で充分に攪拌混
合し、さらに、ｔ−ブチルパーオキシ−２−エチルヘキ
サノエート０．５ｇを加えて、均一に分散混合させた。

【００４９】上記のようにして得られた配合物を深さ１
５ｍｍ、直径４７ｍｍの金型内に流し込み、脱気処理を
施して酸素不存在下、１２０℃で１２０分間加熱して架
橋処理を施し、ゴム弾性体を含有しない厚さ１５ｍｍの
柔軟な油性ゲル状マットを作製した。このマットは褥創
予防用マットとして用いたところ、良好な応力分散性を
示したが、１カ月使用後にゲル破損が生じた。

【００５０】得られたマットを応力測定機レオメーター
（不動工業社製、ＮＲＭ−３００２Ｄ型）を用いて測定
したところ、反発応力は約１１０ｇであった。

【００５１】

【発明の効果】本発明の油性ゲル状組成物およびその成
形体は上記のような構成からなるので、保形性や柔軟
性、適度な弾性に優れ、含有する油状成分が経日的にブ
ルーミングすることもないのである。特に、本発明品は
特定の液状ゴム成分を配合しているので、従来の油性ゲ
ル状組成物に比べて長期間にわたる応力負荷においても
永久変形やゲル破損が生じないすぐれた特性を発揮する
ものである。

【００５２】また、この組成物は人体の軟組織に近い機
械的物性を有するので各種分野の用途に利用できるが、
特に、褥創予防用マットや保温用マット、保冷用マッ
ト、衝撃吸収材、クッション材などに利用することが有
用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 7/00 - 21/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量平均分子量が１０万以上の常温で固
   体状のゴム状弾性体と、重量平均分子量が１０００〜６
   ００００の常温で液状のゴム成分と、上記弾性体および
   ゴム成分を溶解しうる沸点が常圧で３００℃以上の油状
   成分とからなる組成物であって、有機過酸化物による架
   橋処理が施されていることを特徴とする油性ゲル状組成
   物。
2. 【請求項２】 油状成分１００重量部に対して、ゴム状
   弾性体および液状のゴム成分がそれぞれ５〜３０重量部
   配合されている請求項１記載の油性ゲル状組成物。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の油性ゲル状組成
   物が厚膜状に成形されていることを特徴とする成形体。
4. 【請求項４】 厚膜状に成形された成形体が、圧力分散
   用マットである請求項１記載の成形体。
5. 【請求項５】 圧力分散用マットが褥創予防マットであ
   る請求項４記載の成形体。