JP2010116508A - 易リサイクル性の耐震マット - Google Patents

Abstract

【課題】地震や振動等の揺れに対して、家具や家電製品を固定するにあたって、家具や家電製品を損傷することなく、転倒や滑りを防止し、振動のエネルギーを適度に減衰することが可能で、さらに、使用しなくなった際には廃棄後に容易にリサイクルが可能となる耐震マットを提供する。
【解決手段】耐震マットを構成する材料をポリスチレン系熱可塑性エラストマーおよびポリプロピレンの混合物を主成分として使用することによって、適度な粘着性を有し、リサイクルが容易で、制振性に富み、柔軟性、およびクッション性に優れた耐震マットを得られる。
【選択図】なし

Description

本発明は、適度な粘着性を有し、リサイクルが容易で、制振性に富み、柔軟性、及びずれ防止性に優れ、地震等の振動により物体が移動・転倒することを防ぐために、物体の下に敷く耐震マットに関するものである。

従来、種々の耐震部材が地震などの揺れに対する家具や家電製品の転倒や、ずれや滑りを防止する機器として提案されている、例えば特許文献１では、金具やベルト等の固定具を用いる方法が提案されている。

しかしながら、金具やベルトによる固定には、設置する対象となる家具や家電製品と固定する壁や床等に釘やねじ打ちをしたり、接着剤を用いたりするため、対象となる家具、家電製品や壁、床を損傷することになり、設置場所を移動する場合は、金具や固定用の釘等の跡が残る問題があった。

さらに、金具や固定用の釘等を用いずに、室内配置物に対して滑り防止を可能とする方法として、特許文献２では、ポリウレタン樹脂シートを、家具や家電製品の底面に粘着剤を介して貼り付け、設置することが提案されている。

しかしながら、ポリウレタン等の熱硬化性樹脂は、特性の改良が行い易いという長所があるが、不可逆的な加熱硬化反応が必要なため、成形サイクルの短縮化に限界があること、品質を安定させることが難しいこと、リサイクルがしにくいこと、という問題がある。

また、前記家具や家電製品のずれや滑りを防止する方法では、振動のエネルギーの減衰は不十分で、振動が家具や家電製品に直接影響を与えることになる。例えば、パソコン等の構造的上振動に弱い製品や、長期間の使用により接合部強度が弱くなった家具等では、その機能を損ねたり、形状を保持できず崩壊することも想定される。

特開平８−２９４４２５号公報 登録実用新案第３０６５３７２号公報

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑みて、地震や振動等の揺れに対して、家具や家電製品を固定するにあたって、家具や家電製品を損傷することなく、また、床材や壁の損傷もなく、適度な粘着力で固定し、転倒や滑りを防止し、また、振動のエネルギーを適度に減衰することが可能で、さらに、使用しなくなった際には廃棄後に容易にリサイクルが可能となる耐震マットを提供することを目的とする。

本発明者らは、耐震マットを構成する材料をポリスチレン系熱可塑性エラストマーおよびポリプロピレンの混合物を主成分として使用することによって、適度な粘着性を有し、リサイクルが容易で、制振性に富み、柔軟性、およびクッション性に優れた耐震マットを得られることを見出し本発明に到達した。上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］ポリスチレン系熱可塑性エラストマー単体またはポリスチレン系熱可塑性エラストマーおよびポリプロピレンの混合物を主成分として成形されたマットであり、該ポリスチレン系熱可塑性エラストマーおよびポリプロピレンの重量混合率が１００／０〜６０／４０、前記マットの厚みが１〜２０ｍｍであることを特徴とする耐震マット。

［２］前記マットの２５℃で、周波数を０．１〜１００Ｈｚと変化させた時の動的粘弾性測定において、貯蔵弾性率が０．５ＭＰａ以下、損失正接（ｔａｎδ）が０．２〜１．０であることを特徴とする前項１記載の耐震マット。

［３］前記マットの表面硬度が、ＪＩＳＡ硬度１５〜９５である前項１または２記載の耐震マット。

［１］の発明では、本発明の耐震マットを構成する成分としてポリスチレン系熱可塑性エラストマーが用いられているために、適度な粘着性を有し、制振性に富み、柔軟性、およびクッション性を有する耐震マットとなる。また、本発明の耐震マットを構成するもうひとつの成分として、ポリプロピレンが用いられているために適度な硬度、力学強度、成形時の粘度が得られる耐震マットとなる。さらに前記ポリスチレン系熱可塑性エラストマーおよびポリプロピレンの重量混合率が１００／０〜６０／４０であるために、地震等の振動により物体が移動・転倒することを防ぐための好適な柔軟性と硬度を有し、適度な粘着性、ずれ防止性により家具や家電製品を損傷することなく、また、床材の損傷もない耐震マットとなる。また前記耐震マットの厚みが１〜２０ｍｍであるため設置が容易で、家具や家電製品を固定しても外観を大きく損なう事のない耐震マットとなる。

また、ポリスチレン系熱可塑性エラストマーおよびポリプロピレンの混合物を主成分として成形されているために、引越しによる家具や家電製品の移動等でシートが不要になった場合には廃棄回収後にリサイクルが可能な耐震マットとなる。。

［２］の発明では、２５℃で、周波数を０．１〜１００Ｈｚと変化させた時の動的粘弾性測定において、貯蔵弾性率が０．５ＭＰａ以下、損失正接（ｔａｎδ）が０．２〜１．０であるために、柔軟性に優れ、しかも、衝撃吸収力と弾性回復力に優れた耐震マットとすることができる。

［３］の発明では、前記マットの表面硬度が、ＪＩＳＡ硬度１５〜９５であるために、適度なクッション性を保持し、変形のしにくい、ずれ防止性を有する耐震マットとすることができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態を説明する。本発明でいう易リサイクル性の耐震マットとは、ポリスチレン系熱可塑性エラストマーおよびポリプロピレンの混合物を主成分として成形されたマットで、制振性に優れ、使用後は廃棄回収した後、そのまま溶融することによって均質なプラスチック素材としてリサイクルすることができる耐震マットである。

本発明では、熱可塑性エラストマーを用いることを前提とし、適度な粘着性を有し、制振性に富み、柔軟性、およびクッション性に優れた耐震マットを提供するためにポリスチレン系熱可塑性エラストマーを使用し、さらに、適度な硬度、力学強度、成形時の粘度を得るためにポリプロピレンを配合し、その混合物を主成分としたところに最大の特徴を有する。

本発明の耐震マットに用いる熱可塑性エラストマーについて説明する。本発明の耐震マットに用いる熱可塑性エラストマーとしては、ポリスチレンなどのビニル芳香族系の重合体ブロックと共役ジエン重合体ブロックとのブロック共重合体を水素添加した水添ブロック共重合体を主体とした組成物が好適な材料としてあげられる。

前記ビニル芳香族系の重合体ブロックは、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン等が挙げられる。これらの中でも、弾性や強度、および他の樹脂との親和性等の観点からスチレンおよびメチルスチレンが好ましい。ビニル芳香族化合物は、単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。

また、前記共役ジエン重合体ブロックは、例えば、ブタジエン、イソプレン、ペンタジエン、ヘキサジエン等が挙げられる。これらの中でも、柔軟性の観点からイソプレン、ブタジエンまたはこれらの混合物が好ましい。前記共役ジエン重合体ブロックは、単独で使用してもよいし、二種類以上を併用してもよい。

前期水添ブロック共重合体とは、分子中にポリスチレンからなる重合体ブロックを２個以上有し、かつ、共役ジエン化合物からなる重合体ブロックを１個以上有するブロック共重合体を水素添加して得られる水添ブロック共重合体であり、水添ブロック共重合体においては、得られるポリスチレン系熱可塑性エラストマーからなるシートの柔軟性、成形性、力学強度の観点から、ポリスチレンの含有率は５〜５０重量%の範囲が好ましい。この割合が５%より小さいとシートの機械的性質が不十分となり逆に５０%を超えると成形加工時の粘度が著しく高くなる場合がある

前期水添ブロック共重合体は、ポリスチレンを主成分とする重合体ブロックを有しているものであれば特に制限はなく、例えば、直鎖状、分岐状、星状等の構造を有するブロック共重合体、ジブロック共重合体、トリブロック共重合体、マルチブロック共重合体等のいずれも選択可能であるが制振性や柔軟性の観点からトリブロック共重合体が好ましい。

したがって、本発明の耐震マットに用いる熱可塑性エラストマーの成分となる水添ブロック共重合体としては、スチレン-ブチレン-スチレン型トリブロック共重合体、スチレン-イソプレン-スチレン型トリブロック共重合体が挙げられ、一般家屋内の家具や家電製品のずれや滑りを防止する耐震マットには、適度な制振性や柔軟性を有するスチレン-ブチレン-スチレン型トリブロック共重合体が好適であり、ベランダや陽の当たる窓際で使用する場合は、耐候性に優れるスチレン-イソプレン-スチレン型トリブロック共重合体が好適である。

本発明の耐震マットを構成するポリスチレン系熱可塑性エラストマーの配合量は成分１００重量部に対して６０〜１００重量部であり、好適には８０〜１００重量部である。６０重量部未満では制振性、柔軟性、およびクッション性が著しく低下する。

本発明の耐震マットに用いるプロピレン系樹脂としては、ポリプロピレンまたはプロピレンを主体とする共重合体が挙げられ、ホモタイプのポリプロピレン、プロピレンと他の少量のα−オレフィンとのブロックタイプ、ランダムタイプのいずれかの共重合体から選ばれる１種または２種以上が好適に用いられる。中でもホモタイプのポリプロピレン樹脂が好適である。成分の配合量は成分１００重量部に対して０〜４０重量部であり、４０重量部を超えると柔軟性が劣る。

なお、本発明に使用する熱可塑性エラストマーは、上記の成分の他に、弾性等を調整するために、パラフィン系、ナフテン系、アロマ系オイル等のプロセスオイル、流動パラフィン等を軟化剤として混合することができる。あるいは耐候性の向上や増量を目的として炭酸カルシウム、タルク、カーボンブラック、酸化チタン、シリカ、クレー、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム等の無機充填剤を混合することができる。更には、ガラス繊維、カーボン繊維のような無機あるいは有機繊維状物の混合も可能である。この他、各種のブロッキング防止剤、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、結晶核剤、発泡剤、着色剤等を含有することも可能である。

本発明の耐震マットは前記ポリスチレン系熱可塑性エラストマーおよびポリプロピレンの混合物で構成さ
れているために、架橋ゴムや熱硬化性樹脂では難しいリサイクルが容易であるという特徴を有している。

本発明の耐震マットは、地震などの振動が生じた際に、家具や家電製品などのインテリア製品が転倒やそれによる破損、ずれ等を防ぐために、これらと建物の床、壁などの間に設置し、家具や家電製品などのインテリア製品等を床、壁等に粘着固定し、その減衰性により、家具や家電製品などのインテリア製品等に加わる振動のエネルギーを減衰する機能を有するものである。このような用途から、本発明の耐震マットは、形状としては通常、平板状に成形されるが、前記目的を達成するためであれば、形状を限定されるものではなく、対象物に合わせた形状に成形することができる。

本発明の耐震マットの厚みは前記目的を達成するために１〜２０ｍｍであることが好ましく、より好ましいのは２〜１０ｍｍである。１ｍｍ未満では制振性、クッション性に劣り、２０ｍｍを超えると固定する室内配置物が却って不安定となり転倒が生じ易くなる。

耐震マットの柔軟性と制振性の度合いの目安は、例えば、一定温度２５℃で、周波数を０．１〜１００Ｈｚと変化させた時の動的粘弾性測定において、貯蔵弾性率が０．５ＭＰａ以下、損失正接（ｔａｎδ）が０．２〜１．０とすることが好ましい。この範囲内になるように熱可塑性エラストマー材料の配合を適宜設定すると、柔軟性に優れ、適度な変形能を持ち、かつ衝撃を吸収し得るだけの弾性力を持つ耐震マットとすることができる。

本発明の耐震マットにおいては、２５℃で、周波数を０．１〜１００Ｈｚと変化させた時の動的粘弾性測定において、貯蔵弾性率が０．０１〜０．５ＭＰａ、損失正接（ｔａｎδ）が０．２〜１．０となるように、軟化剤を含めた前記構成成分を調整している。なお、前記条件での動的粘弾性測定により得られる数値は、ＪＩＳ Ｋ−６３９４（加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの動的性質試験方法）に従って行ったものである。このようにして得られる貯蔵弾性率は、粘着特性に関係があり、その値が小さいほど、柔軟性、およびクッション性を有することが知られている。また損失正接（ｔａｎδ）は振動エネルギーの吸収に関連する減衰性を表し、その値が大きいほど、減衰性は高く制振性に優れる。

本発明の耐震マットの前記条件での貯蔵弾性率は０．５ＭＰａ以下であり、好ましくは、０．４ＭＰａ以下であり、優れた柔軟性、およびクッション性を有する耐震マットとなる。０．５ＭＰａを超えると、柔軟性が劣り、組成物の凝集力が強すぎ、剥離時に固定対象物を損傷する恐れがある。また前記条件での損失正接（ｔａｎδ）が０．２〜１．０であり、優れた制振性を有する耐震マットとなる。０．２に満たないと衝撃吸収性と弾性回復力が不十分であり、１．０を超えると形状保持が困難となる。

本発明の耐震マットに適する表面硬度としては、ずれ防止性の観点からＪＩＳＡ硬度で１５〜９５度が好ましく、より好ましくは２０〜９０度である。１５度未満の場合耐震マットの耐熱性が劣るため、変形し易い。また、９５度を超えると、摩擦係数が低くなり、設置した家具や家電製品が振動により、ずれが起こり易くなる。表面硬度の調整はパラフィン系、ナフテン系、アロマ系オイル等のプロセスオイル、流動パラフィン等を軟化剤として配合することにより可能となる。

本発明の耐震マットは、前記のポリスチレン系熱可塑性エラストマーおよびポリプロピレンの混合物を、従来公知の方法、例えば熱プレス、射出成形、押出成形、カレンダー成形することにより得られる。さらに、押出成形やカレンダー成形したシートやフィルムを圧縮成形によって細部を加工する２工程による成形方法を用いてもよい。また、シリコーンオイル等の粘性流体を耐震マット内部に封入することによって耐震マットの防振性や減衰性を向上することも可能である。２色成形やインサート成形等の２種材料による複合射出成形、あるいは多層押出成形によって、ポリスチレン系熱可塑性エラストマーとポリプロピレンを一体的に成形することもできる。

以下本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例および比較例のそれぞれの構成を表1に示す。また実施例および比較例で得られた耐震マットの性能評価を行ないその結果を表２に示す。性能評価の項目を以下に説明する。

＜表１＞

＜表２＞

〔貯蔵弾性率および損失正接（ｔａｎδ）〕アイティ計測制御社製の動的粘弾性測定装置「ＤＶＡ−２００」を用いて、温度２５℃における動的粘弾性の周波数分散をＪＩＳＫ７１９８に基づいて測定した。表１には、周波数１００Ｈｚ、１０Ｈｚ、１Ｈｚ、０．１Ｈｚの値を示した。チャックスパンは１０ｍｍとした。なおＭＰａ（メガパスカル）は、０．１０１９７２kgｆ／ｍｍ2 に等しい値である。

〔表面硬度〕ＪＩＳＫ６２５３準拠の方法によるタイプＡデュロメータ硬度を測定した。

〔耐震マットとしての適正評価〕貯蔵弾性率から推察される柔軟性、損失正接（ｔａｎδ）から推察される制振性、および表面硬度から推察されるずれ防止性を総合的に以下の基準で評価した。◎：柔軟性、制振性、ずれ防止性のすべてに優れている。△：柔軟性、制振性、ずれ防止性のいずれかひとつが劣っている。×：柔軟性、制振性、ずれ防止性の二つ以上が劣っている。またはいずれかひとつが大きく劣っている。

＜実施例１〜２＞スチレン系熱可塑性エラストマー（クラレ製水添ブロック共重合体、商品名セプトン４０５５：数平均分子量２０万、スチレン含量３０％、水素添加率９５％以上）とポリプロピレン（グランドポリマー製ポリプロピレン樹脂、商品名グランドポリプロＢ２２１）、軟化剤（出光興産製パラフィン系プロセスオイル、商品名ダイアナプロセスオイルＰＷ−３８０）、充填剤（白石カルシウム製ホワイトンＳＢ）を用いて、各構成成分を二軸押出機を使用して、２００℃で溶融混練し、ペレット化した。得られたペレットを熱プレス成形により４ｍｍ厚のシートを形成し、これを縦幅５０ｍｍ、横幅１００ｍｍの平板状状に打抜き加工して耐震マットを得た。得られた耐震マットは制振性に富み、柔軟性に優れるマットとなった。また、この耐震マットを粉砕して溶融すると、相容性がよく容易にペレット化することができた。

＜比較例１〜２＞スチレン系熱可塑性エラストマー、ポリプロピレン、軟化剤、充填剤の配合をそれぞれ表1に示す配合に従って実施したこと以外は、実施例１と同様にして耐震マットを得た。得られた耐震マットは制振性、柔軟性に劣るマットとなった。

＜比較例３＞耐震マットの厚みを０．５ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして耐震マットを得た。得られた耐震マットは制振性、柔軟性に劣るマットとなった。

＜比較例４＞耐震マットの厚みを２５ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして耐震マットを得た。得られた耐震マットは制振性は有するが、柔軟性にありすぎて、対象物をしっかりと固定できないマットとなった。

Claims (3)

1. ポリスチレン系熱可塑性エラストマー単体またはポリスチレン系熱可塑性エラストマーおよびポリプロピレンの混合物を主成分として成形されたマットであり、該ポリスチレン系熱可塑性エラストマーおよびポリプロピレンの重量混合率が１００／０〜６０／４０、前記マットの厚みが１〜２０ｍｍであることを特徴とする耐震マット。
2. 前記マットの２５℃で、周波数を０．１〜１００Ｈｚと変化させた時の動的粘弾性測定において、貯蔵弾性率が０．５ＭＰａ以下、損失正接（ｔａｎδ）が０．２〜１．０であることを特徴とする請求項１記載の耐震マット。
3. 前記マットの表面硬度が、ＪＩＳＡ硬度１５〜９５である請求項１または２記載の耐震マット。