(57)【要約】      （修正有）【課題】様々な形状を付与しながら、ゲルの保形性を向上することができ、さらには振動減衰性に優れた複合体を得ること。【解決手段】ゲル中に３次元構造体を含む複合体。好ましくは、複合体において複合体に対する３次元構造体の見かけ体積率が７０％以上であり、より好ましくは、３次元構造体の５％圧縮硬度が０．５Ｎ／φ１００ｍｍ以上１０Ｎ／φ１００ｍｍ以下であり、更に好ましくは、ゲルの乾燥後の質量変化率が２０％以上であり、最も好ましくは、振動減衰性が８０％以上である複合体である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲル中に３次元構造体を含む複合体。
【請求項２】
複合体において複合体に対する３次元構造体の見かけ体積率が７０％以上である請求項１に記載の複合体。
【請求項３】
３次元構造体の５％圧縮硬度が０．５Ｎ／φ１００ｍｍ以上１０Ｎ／φ１００ｍｍ以下である請求項１または２に記載の複合体。
【請求項４】
ゲルの乾燥後の質量変化率が２０％以上である請求項１〜３のいずれかに記載の複合体。
【請求項５】
振動減衰性が８０％以上である請求項１〜４のいずれかに記載の複合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保形性に優れ、かつ様々な形状に対応できる、ゲル中に３次元構造体を含む複合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に水を含むゲル状高分子物質は力学的強度が弱く、特にゲル中のポリマー密度が低くなると、その保形性は極端に悪くなり、様々な用途での使用に耐えない。そこで、従来は、このようなゲル状高分子物質を補強する方法としては、適当な強度を持つ固体上にゲル状高分子物質を付着させるか、フィラーや短繊維をゲル内に包埋させる方法が知られている。
【０００３】
ゲルの保形性を向上させる方法として、固体上にゲルを付着させる方法やフィラーをゲル内に包埋させる方法がある。固体上にゲルを付着させる方法では複雑な形状付与が難しく、板材として使える用途に限定された。また、フィラーをゲルに包埋させる方法では、フィラー同士が連続した構造でないため、受けた応力を分散させることができず、保形性向上させる効果としては十分なものにはならかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−５２８８８号公報
【特許文献２】特開平１１−２２１１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、様々な形状を付与しながら、ゲルの保形性を向上することができ、さらには振動減衰性に優れた複合体を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者が鋭意検討した結果、ゲル中に３次元構造体を内包することで保形性を大きく向上させ、さらには振動減衰性に優れた複合体を得ることができることを見出し本発明に到った。
【０００７】
すなわち、本発明は、以下の構成からなる。
（項１）
ゲル中に３次元構造体を含む複合体。
（項２）
複合体において複合体に対する３次元構造体の見かけ体積率が７０％以上である上記項１に記載の複合体。
（項３）
３次元構造体の５％圧縮硬度が０．５Ｎ／φ１００ｍｍ以上１０Ｎ／φ１００ｍｍ以下である項１または２に記載の複合体。
（項４）
ゲルの乾燥後の質量変化率が２０％以上である項１〜３のいずれかに記載の複合体。
（項５）
振動減衰性が８０％以上の項１〜４のいずれかに記載の複合体。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の複合体はゲル自体の硬度を上げることなく、保形性を大幅に向上させることができ、さらには振動減衰性に優れた複合体を得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明において、ゲル中に３次元構造体を含む複合体とは、ゲル中に完全に３次元構造体が完全に内包されている状態だけでなく、表面から３次元構造体の一部が突出している状態も含むものである。
【００１０】
本発明の複合体において、複合体の体積に対し、複合体に含まれる３次元構造体の見かけ体積率は７０％以上が好ましく、７５％以上がより好ましく、８０％以上がさらに好ましい。見かけ体積率が７０％未満では、ゲルのみの部分が多くなり、振動がゲルの部分だけを伝わり、３次元構造体により分散させることができなくなり、保形性および振動減衰性を得ることができない。
【００１１】
本発明に用いられる３次元構造体を形成する材料としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリイミドなどの熱硬化性樹脂や、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、また、それらをベースとし共重合したコポリマーやエラストマーなどの熱可塑性樹脂、金、銀、銅、鉄、鉛などの金属などを用いることができる。
【００１２】
本発明に用いられる３次元構造体の物性は特に限定されるものではないが、５％圧縮硬度が０．５Ｎ／φ１００ｍｍ以上１０Ｎ／φ１００ｍｍ以下であることが好ましく、１Ｎ／φ１００ｍｍ以上８Ｎ／φ１００ｍｍ以下であることがより好ましい。５％圧縮硬度が０．５Ｎ／φ１００ｍｍ未満では硬度が低すぎるため、力を分散することができず、保形性を向上させることが困難である。また、５％圧縮硬度が１０Ｎ／φ１００ｍｍを超えると硬度が高すぎるため、ゲルとの硬度差が大きくなり、ゲルが壊れやすくなり、複合体としての耐久性を損なうことがある。
【００１３】
本発明においてゲルとは、油性、水性を問わず、ゲル状態にあるもの、またゲル状態になくてもゲル化剤でゲル化されるものであればよく、ゲル化剤としては、寒天（凝固点が３７℃以上４１℃以下、好ましくは３８℃以上４０℃以下であるものが、離水が少なく好ましい）、カラギーナン、ローカストビーンガム、グアーガム、アラビアガム、ゼラチン、ペクチン、デンプン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアルキルアミド、ポリアクリル酸などの１種または２種以上からなる。これらのゲル化剤のうち、寒天、カラギーナン、ローカストビーンガムの混合物または寒天単剤が好ましい。寒天としては弾力寒天大和、ＵＭ−１１ＫＳ、Ｓ８（以上伊那食品工業株式会社製）等が使用される。また、寒天の原料である紅藻類は天草、オゴノリ、オバクサ、伊谷草のいずれか１種でも２種以上でもよい。さらに天草の産地は日本、モロッコ、チリ、韓国、スペイン、オゴノリの産地は日本、チリ、南アフリカ、アルゼンチン、オゴノリの養殖地としてはチリ、台湾、ベトナム、中国等があるがそのいずれのものでもよい。さらに、乳酸塩（ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩）を添加することで、ゲルの保形性などをより向上させることもできる。これら乳酸塩のうち、乳酸カルシウムが好ましい。ただし、寒天単剤の場合は乳酸塩を添加しなくてもよい。
【００１４】
ゲルには、各種の機能性化合物、添加剤、溶媒を配合できる。このようなものとしては、例えば防虫剤、殺虫剤、忌避剤、殺卵剤、共力剤、安定化剤、保湿剤、防腐剤、色素、香料、殺菌剤、殺ダニ剤、消臭剤、芳香剤、空気清浄剤、脱臭剤などを挙げることができる。具体的には、常温揮発性の防虫精油類として、ローズオイル、ジャスミンオイル、パーチェリーオイル、カーネーションオイル、ミントオイル、オレンジオイル、ベルガモモットオイル、ベチェバオイル、スペアミントオイル、ユーカリオイル、キュベバオイル、ハッカオイル、レモングラスオイル、ローズマリーオイル、ラベンダーオイル、レモンオイル、セダーオイル、パインオイル、ティートリーオイル、カッシャオイル、イランイランオイル、ゼラニウムオイル、シトロネラーオイル、ういきょう油、松葉油、テレピン油、アニス油、橙皮油、丁子油、白壇油、樟脳油、ひのき油、カラムス油、ヘノポジ油、オコチア油、スパイク油、カヤプテ油、シダーウッド油などの１種または２種以上が挙げられる。また、これらの精油類に含まれるメントール、フィトンチッド、リモネン、ピネン、アネトール、カルボン、シネオール、ターピネオール、オイゲノール、ヒノキチオール、リナロール、サフロール、セドレン、アザロンなどの１種または２種以上を配合してもよい。これらの中でも、α−ピネン、スペアミントオイル、ユーカリオイル、キュベバオイル、ハッカオイル、レモングラスオイル、パインオイル、ローズマリーオイルおよびラベンダーオイルは、衣類害虫成虫に対する追い出し効果、侵入阻害効果、産卵阻害効果などを有することから、１種または２種以上を配合することが好ましい。殺虫剤として、エムペンスリン、トランスフルトリン、メトフルトリン、パラジクロロベンゼン、２，６，６−トリメチル−２，３−エポキシビシクロ〔３，１，１〕ヘプタン、ε−カプロラクタム、イミダゾール、バニリン、イタコン酸、アンゲリカラクトン、１，７，７−トリメチルトリシクロ〔２、２、１、０〕ヘプタン、６，６−ジメチル−２−メチルビシクロ〔３，１、１〕ヘプタン、デヒドロ酢酸、マンデル酸、２−エチリデン−５（または６）ホルミル−ビシクロ〔２，２，１〕ヘプタンなどが挙げられる。忌避剤として、ディート、炭素数１０以上１１以下、沸点が２００℃以上２３０℃以下の範囲である脂肪酸鎖状エステル、カンファー、ナフタリン、シクロヘキサン、オキシム、フルオレイン、アセトナフテンなどが挙げられる。さらに、殺卵剤として、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、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ジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、炭素数７以上１３以下の分岐鎖飽和炭化水素、リモネン、ピネン、アネトール、レモンオイル、ベルガモットオイル、ういきょう油、松葉油、ハッカオイル、テレピン油、アニス油、シダーウッド油、ラベンダーオイル、ユーカリオイル、ティーツリーオイル、レモングラ��オイル、スペアミントオイル、ゼラニウムオイル、ローズマリーオイル、ヒバ油などの１種または２種以上を配合してもよい。また、共力剤としてＩＢＴＡ、ＩＢＴＥなどを配合することができ、安定化剤としてＢＨＴ、ＢＨＡなどを配合してもよく、保湿剤としてグリセリンなどを配合してもよく、防腐剤としてサリチル酸、パラオキシ安息香酸エステルなどを配合してもよく、色素として青色１号、緑色３号、黄色２０３号などを配合してもよく、香料としてバニリン、フェニルエチルアルコール、ピペロナールなどを配合してもよい。
【００１５】
ゲルの物性は特に限定されるものではないが、ゲルの乾燥後の質量変化率が２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましい。質量変化率が２０％未満では溶媒含有量が少ないため、ゲルとして硬度が高すぎるため、３次元構造体による保形性向上効果が得られない場合がある。
【００１６】
本発明の複合体は、振動減衰性が８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることがより好ましい。振動減衰率が８０％未満の場合、振動吸収性能が小さくなり好ましくない。
【実施例】
【００１７】
以下に実施例で本発明を詳述する。
なお、実施例中の評価は以下の方法で行った。
【００１８】
＜３次元構造体の特性＞
（１）複合体に対する３次元構造体の見かけ体積率（％）
容器に水をあふれる直前まで入れ、そこに複合体を完全に沈め、あふれた水の量を水の比重で割り、複合体の体積を求める。
次に、３次元構造体を複合体中から取り出し、質量を測定する（３次元構造体質量）。取り出した３次元構造体から１ｃｍ角の直方体サンプルを切り出し、質量を測定する（１ｃｍ３あたり３次元構造体質量）。これらから、３次元構造体の見かけ体積を式１を用いて求める。
３次元構造体の見かけ体積（ｃｍ３）
＝（３次元構造体質量）／（１ｃｍ３あたり３次元構造体質量）・・・（式１）
続いて、複合体体積および３次元構造体の見かけ体積より、式２を用いて複合体に対する３次元構造体の見かけ体積率を求める。
複合体に対する３次元構造体の見かけ体積率（％）
＝３次元構造体の見かけ体積／複合体の体積×１００・・・（式２）
【００１９】
（２）５％圧縮硬度（Ｎ／φ１００ｍｍ）
３次元構造体を複合体中から取り出し、そこから５ｃｍ角の直方体サンプルを切り出す。それを、オリエンテック社製テンシロンにてφ１００ｍｍ圧縮板にて１００ｍｍ／ｍｉｎの圧縮速度で厚さ１０ｍｍまで圧縮して得た応力−歪み曲線の２．５ｍｍ圧縮時の応力で示す（ｎ＝３の平均値）。
【００２０】
＜ゲル特性＞
（１）質量変化率（％）
３０℃のオーブン中に複合体を７２時間入れた後の質量を測定し、乾燥前の質量からどれだけ質量変化したかを測定した。
質量変化率（％）＝（１−（３０℃×７２時間乾燥後の質量／乾燥前質量））×１００
【００２１】
＜複合体特性＞
（１）振動減衰性（％）
５０×７０×１００ｍｍの複合体を台に固定せずに置き、水平方向に打撃を加え、オムロン社製センサヘッド（Ｚ４Ｍ−Ｓ１００）とアンプ（Ｚ４Ｍ−Ｗ１００Ｃ）にて変位を測定し、以下の式より振動減衰性を求めた。打撃の強さは、振幅が０．３ｍｍを超えない範囲で叩いた。
振動減衰性（％）＝（１−（６つ目の振幅／１つ目の振幅））×１００
【００２２】
（２）保形性（％）
複合体を２０℃×７２時間静置し、高さを測定し、元の高さに対しての変化率を求めた。変化率が高いほど、保形性が低いことを示している。
保形性（％）＝（１−（２０℃×７２時間後の高さ／元の高さ））×１００
【００２３】
＜実施例１＞
純水１５０ｇに対して、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（日本酢ビ・ポバール社製「ＤＦ−２０」）を７．５ｇとアジピン酸ジヒロラジド（ＡＤＨ）（三菱ケミカル社製）を０．３７ｇ添加し、８０℃で１時間攪拌して水溶液を作製した。
また、幅方向の長さ９６ｍｍ、厚さ方向の長さ３１．１ｍｍのノズル有効面にオリフィスの形状は、外径１．０ｍｍの中実形成オリフィスを幅方向孔間ピッチ６ｍｍ、厚さ方向の孔間ピッチ５．２ｍｍの千鳥配列としたノズルを用い、ペルプレンＧＰ３００（東洋紡社製、ショアＡ硬度＝９６）を、紡糸温度２００℃、単孔吐出量１．５ｇ／ｍｉｎの速度でノズル下方に吐出させ、ノズル面２１ｃｍ下に冷却水を配し、幅３００ｍｍのステンレス製エンドレスネットを平行に開口幅２５ｍｍ間隔で一対の引取りコンベアを水面上に一部出るように配して、該溶融状態の吐出線状を曲がりくねらせル−プを形成して接触部分を融着させつつ３次元網状構造を形成し、該溶融状態の網状構造体の両面を引取りコンベアで挟み込みつつ毎分１．５ｍの速度で冷却水中へ引込み固化させ両面をフラット化した後、所定の大きさに切断して、網状構造体を得た。
ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）製の直径８０ｍｍ、深さ３０ｍｍの容器に直径８０ｍｍ、厚さ２５ｍｍの網状構造体と水溶液を入れ、２０℃で２４時間静置し、ゲル化させて複合体を作製した。
測定した各特性を表１にまとめた。
得られた試料は形状を維持することができており、十分な保形性を有していた。また、振動減衰性も高く、制振材としての機能も有していた。
【００２４】
＜比較例１＞
網状構造体を入れずに試料を作製した以外は実施例１と同じようにして試料を作製した。
測定した各特性を表１にまとめた。
得られた試料は形状を維持できず、保形性の低いものとなった。
【００２５】
＜比較例２＞
純水１５０ｇに対して、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（日本酢ビ・ポバール社製「ＤＦ−２０」）を１５ｇとアジピン酸ジヒロラジド（ＡＤＨ）（三菱ケミカル社製）を０．７５ｇ添加し、８０℃で１時間攪拌して水溶液を作製し、網状構造体を入れずに試料を作製した以外は実施例１と同じようにして試料を作製した。
測定した各特性を表１にまとめた。
得られた試料は形状を維持することができていたが、十分な振動減衰性を得ることができなかった。
【００２６】
【表１】
2020158597.tif 000002
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、ゲルの保形性に関するものであり、得られた複合体はその特性を活かして振動吸収材や、アクチュエーターなどに使用可能であり、産業界への寄与大である。