(57)【要約】【課題】無機塩を添加しても微粒子が沈降することなく、優れた粒子分散性を示すダイラタンシー性組成物を提供する。【解決手段】微粒子（Ａ）、水（Ｂ）、ノニオン性界面活性剤（Ｃ）及び無機塩（Ｄ）を含有する、ダイラタンシー性組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子（Ａ）、水（Ｂ）、ノニオン性界面活性剤（Ｃ）及び無機塩（Ｄ）を含有する、ダイラタンシー性組成物。
【請求項２】
前記微粒子（Ａ）が樹脂粒子である、請求項１に記載のダイラタンシー性組成物。
【請求項３】
前記微粒子（Ａ）の粒径が１〜２０μｍである、請求項１又は２に記載のダイラタンシー性組成物。
【請求項４】
前記ノニオン性界面活性剤（Ｃ）が多価アルコール型ノニオン性界面活性剤である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のダイラタンシー性組成物。
【請求項５】
前記無機塩（Ｄ）が金属塩である、請求項１〜４のいずれか一項に記載のダイラタンシー性組成物。
【請求項６】
前記微粒子（Ａ）のダイラタンシー性組成物における質量をＷＡ、水（Ｂ）、ノニオン性界面活性剤（Ｃ）及び無機塩（Ｄ）からなる液体（Ｅ）の質量をＷＥとした時、ＷＡ：ＷＥ＝５：３〜５：４である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のダイラタンシー性組成物。
【請求項７】
前記微粒子（Ａ）の比重をＤＡ、前記液体（Ｅ）の比重をＤＥとした時、ＤＡ：ＤＥ＝１００：９５〜１００：１０５である、請求項１〜６のいずれか一項に記載のダイラタンシー性組成物。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のダイラタンシー性組成物を芯材として有する寝具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粒子の沈降が抑制されたダイラタンシー性組成物に関する。本発明におけるダイラタンシー性とは、せん断力を印加することにより粘度が上昇し、流動性が低下することである。
【背景技術】
【０００２】
ダイラタンシー性組成物は、微粒子と微粒子間を介在する液体で構成され、小さなせん断力を印加した場合、粘性が低く、流動性を示し、大きなせん断力を印加した場合、粘度が上昇し、流動性が低下し、固体のように振る舞う特性を有する。
このような組成物は衝撃吸収材料として防弾チョッキやスポーツ用防具に使われ、産業的に有用である。
従来のダイラタンシー性組成物には、真球度が１．１以下で球径が０．０５〜５μｍの無機粒子と液体からなる組成物（特許文献１）、窒素原子含有の官能基を有するオルガノポリシロキサンと無機又は有機化合物粒子からなる組成物（特許文献２）、一次粒子径が２ｎｍ〜３０μｍの微粒子と粒子分散剤とシリコーン媒体からなる組成物（特許文献３）、有機溶剤に不溶な一次粒子径が１００ｎｍ〜１μｍのシリコーンレジン粉末と粒子分散剤とシリコーン媒体からなる組成物（特許文献４）、有機シリコーン微粒子と２０℃における比誘電率が５〜９５である液体からなる組成物（特許文献５）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２８１０９５号公報
【特許文献２】特開２００３−１７６４１５号公報
【特許文献３】特開２００４−２３１７６８号公報
【特許文献４】特開２００６−２０７２号公報
【特許文献５】特開２０１０−１４４０２１号公報
【特許文献６】特開２００２−１７５１９号公報
【特許文献７】特開平１０−１５２６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらダイラタンシー性組成物においては、微粒子が液体中で均一に分散していなければダイラタンシー性を示さないという特性があるが、微粒子と液体の比重差により微粒子が沈降し、ダイラタンシー性を示さなくなるという問題がある。この微粒子の沈降を防ぐ方法として、無機塩を添加することにより液体の比重を調整する方法（特許文献６）、水溶性高分子や脂肪族アミン等の増粘剤、ゲル化剤を用いて液体粘度を上昇させる方法（特許文献７）等がある。
【０００５】
しかし、添加剤として無機塩のみを加えると微粒子を取り巻く電気二重層の厚みが減少し、粒子間で引力が働く距離まで近づけるようになり、粒子が凝集するおそれがあるため逆効果である。また、増粘剤やゲル化剤を用いるとせん断力印加前の粘度が高く、せん断力による粘度変化が小さくなってしまう。すなわちダイラタンシー性を発揮する効果が弱くなってしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は無機塩を添加しても微粒子が沈降することなく、優れた粒子分散性を示すダイラタンシー性組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記の課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、微粒子（Ａ）、水（Ｂ）、ノニオン性界面活性剤（Ｃ）及び無機塩（Ｄ）を組み合わせることで長期保管しても粒子と液体が分離しない、すなわち粒子分散性に優れたダイラタンシー組成物が得られることを見出し、本発明に到達した。すなわち本発明は以下のダイラタンシー性組成物を提供するものである。
【０００８】
すなわち本発明は、
（１）
微粒子（Ａ）、水（Ｂ）、ノニオン性界面活性剤（Ｃ）及び無機塩（Ｄ）を含有する、ダイラタンシー性組成物。
（２）
前記微粒子（Ａ）が樹脂粒子である、（１）に記載のダイラタンシー性組成物。
（３）
前記微粒子（Ａ）の粒径が１〜２０μｍである、（１）又は（２）に記載のダイラタンシー性組成物。
（４）
前記ノニオン性界面活性剤（Ｃ）が多価アルコール型ノニオン性界面活性剤である、（１）〜（３）のいずれか一項に記載のダイラタンシー性組成物。
（５）
前記無機塩（Ｄ）が金属塩である、（１）〜（４）のいずれか一項に記載のダイラタンシー性組成物。
（６）
前記微粒子（Ａ）のダイラタンシー性組成物における質量をＷＡ、水（Ｂ）、ノニオン性界面活性剤（Ｃ）及び無機塩（Ｄ）からなる液体（Ｅ）の質量をＷＥとした時、ＷＡ：ＷＥ＝５：３〜５：４である、（１）〜（５）のいずれか一項に記載のダイラタンシー性組成物。
（７）
前記微粒子（Ａ）の比重をＤＡ、前記液体（Ｅ）の比重をＤＥとした時、ＤＡ：ＤＥ＝１００：９５〜１００：１０５である、（１）〜（６）のいずれか一項に記載のダイラタンシー性組成物。
（８）
（１）〜（７）のいずれか一項に記載のダイラタンシー性組成物を芯材として有する寝具。
である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のダイラタンシー性組成物は微粒子の分散性に優れており、このようなダイラタンシー性組成物は塗料、化粧料、制振材料、衝撃吸収材料、クッション材料、寝具等に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１および比較例２における、調整直後の組成物が示すせん断速度と粘度の関係を表すグラフである。
【図２】実施例１および比較例２における、１週間静置後の組成物が示すせん断速度と粘度の関係を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明について説明する。なお、以下は本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されない。
【００１２】
本実施形態のダイラタンシー組成物は微粒子（Ａ）、水（Ｂ）、ノニオン性界面活性剤（Ｃ）及び無機塩（Ｄ）を含有する組成物である。
これらの組み合わせにより微粒子の分散性が良好であり、ダイラタンシー性が強い組成物が得られる。
【００１３】
本実施形態で使用される微粒子（Ａ）は水（Ｂ）に不溶であれば特に限定されないが、ガラスやセラミックスのような無機化合物、アクリル樹脂やスチレン樹脂のような合成樹脂、澱粉のような天然高分子、アルミ粉やジルコニウム粉のような金属などが挙げられる。その中でも粒子分散性や粒子の沈降を防ぐ観点から、比重が水に近い合成樹脂が好ましく、そのようなものとしてはポリスチレン、スチレン・アクリル共重合体、スチレン・ジビニルベンゼン共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体などのスチレン樹脂が好ましい。
【００１４】
前記微粒子（Ａ）の粒径は１〜２０μｍであることが好ましく、その中でも３〜１０μｍであることが好ましい。粒径がこの範囲内であると、粒子の沈降速度よりもブラウン運動速度の方が速くなるため、分散状態を維持しやすくなる。また、低せん断速度下の組成物が高粘度化しないため、強いダイラタンシー性を示す組成物となる。
【００１５】
前記微粒子（Ａ）の粒子形状は特に限定されないが、真球状であることが好ましい。真球状であると組成物の流動性が高く、低せん断力下での粘度が低くなる。そのため、高せん断力下での粘度と比較した時の粘度変化率が大きくなり、優れたダイラタンシー性を示す。
【００１６】
本実施形態のダイラタンシー性組成物における微粒子（Ａ）の質量ＷＡは、水（Ｂ）、ノニオン性界面活性剤（Ｃ）及び無機塩（Ｄ）からなる液体（Ｅ）の質量をＷＥとしたとき、ＷＡ：ＷＥ＝５：３〜５：４であることが好ましい。微粒子（Ａ）と液体（Ｅ）の質量比がこの範囲内であれば、組成物に流動性があり、ダイラタンシー性が発現し易くなるからである。
【００１７】
本実施形態のダイラタンシー性組成物に使用される水（Ｂ）は、特に制約されず、水道水であっても、蒸留水であっても、脱イオン水であってもよい。その中でも不純物の少ない蒸留水や脱イオン水の使用が好ましい。水（Ｂ）を用いることにより人体への安全性が高いダイラタンシー性組成物とすることができる。
水（Ｂ）は本実施形態のダイラタンシー性組成物の全質量に対し、の３７．５〜４４．５質量％含有されることが好ましく、さらに４０．０〜４２．５質量％であることがより好ましい。
【００１８】
本実施形態の組成物にはノニオン性界面活性剤（Ｃ）を使用する。ノニオン性界面活性剤（Ｃ）とは、水に溶解しても帯電しない非イオン系の界面活性剤である。ノニオン性界面活性剤（Ｃ）を加えると、粒子分散性が高まるため、ダイラタンシー性を顕著にする役割がある。また、ノニオン性界面活性剤（Ｃ）は粒子表面を保護するため、無機塩（Ｄ）と組み合わせた時に微粒子（Ａ）を取り巻く電気二重層に影響を与えさせないという役割もある。
本実施形態で使用されるノニオン性界面活性剤（Ｃ）はノニオン性の界面活性剤であれば特に限定されないが、エーテル型、多価アルコール型、エステルエーテル型、アルカノールアミン型、アルカノールアミド型、アルキルグリコシド、高級アルコールなどが挙げられる。その中でも人体への安全性が高いことから多価アルコール型ノニオン性界面活性剤が好ましい。
その中でも、多価アルコール型ノニオン性界面活性剤を用いると化粧品や医薬品などのヘルスケア分野に本願組成物を適用でき特に好ましい。このような多価アルコール型ノニオン性界面活性剤の例としては、ソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ラウリン酸モノグリセライド、ステアリン酸モノグリセライド、パルミチン酸モノグリセライド、オレイン酸モノグリセライドなどが挙げられる。
本実施形態のダイラタンシー性組成物におけるノニオン性界面活性剤（Ｃ）の含有量は、水（Ｂ）に対して１〜５質量％であることが好ましく、さらに２〜４質量％であることがより好ましい。
【００１９】
本実施形態の組成物には無機塩（Ｄ）を使用する。無機塩（Ｄ）を加えることにより液体（Ｅ）の比重を微粒子（Ａ）に合わせることが可能であり、液体（Ｅ）との比重差による微粒子（Ａ）の沈降を抑制する役割がある。
本実施形態で使用される無機塩（Ｄ）は無機酸と無機塩基からできる塩であれば特に限定されないが、少ない量で比重調整が可能である金属塩が好ましい。
使用される無機塩（Ｄ）は水に溶解可能なものである必要があり、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウムなどが好適に使用される。
【００２０】
本実施形態のダイラタンシー性組成物の調製方法は微粒子（Ａ）、水（Ｂ）、ノニオン性界面活性剤（Ｃ）及び無機塩（Ｄ）を組み合わせて調製する方法であれば特に限定されない。例えば、微粒子（Ａ）、水（Ｂ）、ノニオン性界面活性剤（Ｃ）及び無機塩（Ｄ）を一度に容器等に仕込み、撹拌装置を用いて撹拌して得る方法や、水（Ｂ）、ノニオン性界面活性剤（Ｃ）及び無機塩（Ｄ）からなる液体（Ｅ）を予め調整した後、微粒子（Ａ）を液体（Ｅ）に加える方法などが挙げられる。
【００２１】
本実施形態のダイラタンシー性組成物においては、微粒子（Ａ）の比重をＤＡ、液体（Ｅ）の比重をＤＥとした時、ＤＡ：ＤＥ＝１００：９５〜１００：１０５であることが好ましい。微粒子（Ａ）と液体（Ｅ）の比重比がこの範囲内であれば、粒子が沈降しにくくなり、長期間保管してもダイラタンシー性が発現する組成物になる。
【００２２】
本実施形態のダイラタンシー性組成物の調整時に、各材料を均一に分散させるための公知の処理（撹拌、混合、混練処理など）を行うことができる。上記の撹拌、混合、混練処理は、例えば、ボールミル、ビーズミルなどの混合を目的とした装置、又は公転・自転型の混合装置などの公知の装置を用いて適宜行うことができる。
【００２３】
本実施形態のダイラタンシー性組成物は、枕やマットレスなどの寝具の芯材として用いることが可能である。本願組成物を用いると、人間の体が静止している状態では高い体圧分散性を示し、起き上がりや寝返り動作時に芯材の粘度が上昇するため人間の体を支えることができる。また、本願組成物は粒子分散性に優れているため、常時静置状態で保管する寝具類に使用できる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を実施例および比較例により具体的に説明する。
【００２５】
実施例１
純水（Ｂ）１００質量部に対してショ糖脂肪酸エステル（（Ｃ）成分、東京化成工業（株）製）３質量部、硫酸マグネシウム（（Ｄ）成分、和光純薬工業（株）製）６質量部を加えて得られた液体１１ｇ（比重１．０６）を粒径３．５μｍのスチレン・ジビニルベンゼン樹脂ビーズ（（Ａ）成分、ＳＸ−３５０Ｈ、比重１．０６、綜研化学（株）製）１５ｇに加えて組成物を調製した。
【００２６】
比較例１
純水（Ｂ）１１ｇを粒径３．５μｍのスチレン・ジビニルベンゼン樹脂ビーズ（（Ａ）成分、ＳＸ−３５０Ｈ、比重１．０６、綜研化学（株）製）１５ｇに加えて組成物を調製した。
【００２７】
比較例２
純水（Ｂ）１００質量部に対してショ糖脂肪酸エステル（（Ｃ）成分、東京化成工業（株）製）３質量部を加えて得られた液体１１ｇ（比重１．００）を粒径３．５μｍのスチレン・ジビニルベンゼン樹脂ビーズ（（Ａ）成分、ＳＸ−３５０Ｈ、比重１．０６、綜研化学（株）製）１５ｇに加えて組成物を調製した。
【００２８】
比較例３
純水（Ｂ）１００質量部に対して硫酸マグネシウム（（Ｄ）成分、和光純薬工業（株）製）６質量部を加えて得られた液体１１ｇ（比重１．０６）を粒径３．５μｍのスチレン・ジビニルベンゼン樹脂ビーズ（（Ａ）成分、ＳＸ−３５０Ｈ、比重１．０６、綜研化学（株）製）１５ｇに加えて組成物を調製した。
【００２９】
比較例４
純水（Ｂ）１００質量部に対してショ糖脂肪酸エステル（（Ｃ）成分、東京化成工業（株）製）３質量部を加えて得られた液体１３ｇ（比重１．００）を粒径３．５μｍのスチレン・ジビニルベンゼン樹脂ビーズ（（Ａ）成分、ＳＸ−３５０Ｈ、比重１．０６、綜研化学（株）製）１５ｇに加えて組成物を調製した。
【００３０】
（粘度測定）
以下の測定方法で各組成物を評価した。
【００３１】
（装置）
Ｔｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製  Ｔｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ＨＡＡＫＥ  ＲｈｅｏＳｔｒｅｓｓ６０００
（測定方法）
温度２０℃の条件でせん断速度を０〜５００ｓ−１に変化させて調整直後の組成物の粘度を測定した。さらに上記の方法と同様に、１週間静置した組成物の粘度を測定し、粘度測定において顕著な粘度上昇が現れるせん断速度を、ダイラタンシー性を示すせん断速度として表１に示した。
なお、粘度測定においてダイラタンシー性を示さなかった場合、表１中のダイラタンシー性を示すせん断速度の欄には「なし」と表記した。また、調製直後にダイラタンシー性を示さなかった組成物については、１週間静置後の粘度測定は行わなかった。
【００３２】
【表１】
2017052823.tif 000002
【００３３】
表１から本発明の組成物は長時間静置してもダイラタンシー性を示すことがわかる。
【図１】
2017052823.tif 000003
【図２】
2017052823.tif 000004