JPH04329950A - 保冷材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、保冷材に関する。特に
本発明は、保冷性、低温での柔軟性、形状保持性、及び
人体に接触した時の感触、冷え過ぎ防止等に優れ、容易
に製造可能な保冷材に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来保冷材としては、不凍ゲル又は不凍
液体内へ、凍結ゲル又は凍結液体の包装体を内装したも
のが開示される（実開昭５８−６７４２４号公報）。し
かし上記保冷材は、人体に良好な触感を付与する部分と
、保冷性を付与する部分とが完全に区切られた構造をと
っているため、製造工程が煩雑である。一方本発明者等
は先に、保冷性、低温での柔軟性、及び形状保持性等に
優れ、容易に製造出来る保冷材を提案した（特願平２−
１１５９７４号）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記特願平
２−１１５９７４号の発明を更に発展させ、保冷性、低
温での柔軟性、形状保持性等に優れる他に更に、触感及
び冷過ぎ防止等にも優れ、容易に製造出来る保冷材を提
供する事を、目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、保冷材を、人体に接触する部分は含水ハイドロゲルを
含まないゴム状にすれば、ゴム特有のソフトな触感が得
られ、且つ凍結した含水ハイドロゲルが直接人体に接触
しないので冷過ぎを防止出来ることを見出し、本発明を
成すに至った。

【０００５】即ち本発明は、マトリックスが（Ｉ）イソ
シアネート基を有する液状ゴムと（ＩＩ）水酸基を有す
る液状ゴムとの架橋物であり、該マトリックス中に（Ｉ
ＩＩ）含水ハイドロゲルが上層部の方に偏って存在し且
つ分散している構造の保冷材を、提供する。

【０００６】上記液状ゴム（Ｉ）とは、常温で液状また
は半液状を示す流動性の、イソシアネート基を有するゴ
ムを意味する。液状ゴム（Ｉ）の分子量は、例えば１０
００〜５０００が好ましい。

【０００７】このような液状ゴム（Ｉ）は、市販品（例
えば、Ｐｏｌｙ　　ｂｄ　　ＨＴＰ−５ＭＬＤ、出光石
油化学（株）製）でもよく、又例えば末端もしくは分子
中に水酸基を有する液状変性ゴムを、ジフェニルメタン
ジイソシアネート（ＭＤＩ）、トルエンジイソシアネー
ト（ＴＤＩ）等のジイソシアネート化合物により常法に
従ってプレポリマー化して調製することもできる。

【０００８】上記末端もしくは分子中に水酸基を有する
液状変性ゴムとしては、例えばブタジエン、イソプレン
、ジメチルブタジエン、ピペリレンあるいはクロロプレ
ン等の共役ジエン化合物の液状重合体の水酸基変性物、
あるいは前記共役ジエン化合物とスチレン、メチルスチ
レン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、エチレ
ン、プロピレン、ブチレンあるいはイソブチレン等の前
記共役ジエン化合物と共重合可能なビニル化合物との液
状共重合体の水酸基変性物、さらには液状チオコールの
水酸基変性物等が挙げられる。また天然ゴム（ＮＲ）、
合成ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム
（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン（ランダム）共重合ゴ
ム（ＳＢＲ）、スチレン−イソプレン（ランダム）共重
合ゴム（ＳＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重
合ゴム（ＮＢＲ）、アクリロニトリル−イソプレン共重
合ゴム（ＮＩＲ）あるいはブチルゴム（ＩＩＲ）等の固
形ゴムを解重合した液状ゴムの水酸基変性物も含まれる
。尚、上記の変性ゴムのうち、液状ポリブタジエンの変
性ゴムがより好ましい。

【０００９】液状ゴム（ＩＩ）は、常温で液状または半
液状を示す流動性の、分子末端もしくは分子中に水酸基
を有するゴムを意味する。液状ゴム（ＩＩ）の分子量は
、例えば１０００〜５０００が好ましい。

【００１０】液状ゴム（ＩＩ）としては、例えば上記液
状ゴム（Ｉ）の調製のところで例示したもの等が挙げら
れる。これらは、市販品（Ｐｏｌｙ　　ｂｄ　　Ｒ−４
５ＨＴ、出光石油化学（株）製）として入取可能であり
、又、ゴム工業の分野で通常行われる方法によっても調
製することができる。

【００１１】含水ハイドロゲル（ＩＩＩ）は、澱粉系ハ
イドロゲル、アクリル酸系ハイドロゲル、アクリル酸−
ビニルアルコール系ハイドロゲルなど一般的に公知のハ
イドロゲルに適当量の水を加えて含水させたものを意味
する。含水ハイドロゲル中の水含量は、例えば９９重量
％より多いのが好ましい。水含量が９９重量％以下だと
、含水ハイドロゲルを含まないゴム層が得られず好まし
くない。又、マトリックス成分（Ｉ）中への分散性を高
めハイドロゲル同士の凝集を防ぐために、含水ハイドロ
ゲルは保護コロイド類や高分子多価アルコールにより表
面処理を施してもよい。

【００１２】本発明の保冷材は、上記液状ゴム（Ｉ）、
液状ゴム（ＩＩ）、及び含水ハイドロゲル（ＩＩＩ）を
混合し分散させて製造するが、その際混合分散を良好に
行うため粘度調整剤として可塑剤を添加するのが好まし
い。可塑剤としては、例えばプロセスオイル、流動パラ
フィン、マシン油、シリンダー油、トランス油またはロ
ジン油等の常温で液状の油状物質が挙げられる。

【００１３】本発明の保冷材のマトリックスの形成は、
通常のウレタン架橋と同様、液状ゴム（Ｉ）中のイソシ
アネート基と液状ゴム（ＩＩ）中の水酸基及び／又は含
水ハイドロゲル（ＩＩＩ）中の水との反応により速やか
に進行するので、本発明においては必ずしも架橋剤は必
要ない。しかし、架橋度及び架橋速度等を更に高めるた
めに、例えばイオウ、パーオキサイド、キノイドまたは
アミン等の従来の加硫方式で用いられているものを添加
してもよい。尚、これらは加硫促進剤等の加硫用薬品が
添加されて従来方法により架橋に供される。

【００１４】また、上記混合分散工程においては、含水
ハイドロゲル（ＩＩＩ）の分散を良好にするために乳化
剤を添加するのが好ましい。乳化剤としては通常のもの
でよく、例えばノイゲンＥＡ−７３（第一工業製薬（株
）製）等が挙げられる。

【００１５】又架橋助剤として、高級脂肪酸のナトリウ
ム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩などの石けん、（
ステアリン酸カルシウム、アルギン酸ソーダ等）、無機
酸（例えば塩酸、硫酸、硼酸等）または有機酸（例えば
オレイン酸、酢酸等）を用いるのが好ましい。

【００１６】また本発明においては用途に応じ充填材を
用いてもさしつかえない。使用される充填材としてはホ
ワイトカーボン、タルク、酸化チタン、吸油性炭酸カル
シウムなどの無機酸化物、長鎖脂肪酸塩、特にステアリ
ン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリ
ン酸アルミニウム、オレイン酸カルシウムなどが使われ
、これらは単独使用でも又二種以上の混合使用でもよい
。これら一連の充填材は粒子としては出来るだけ微細な
ものほどよい。

【００１７】上記各配合剤の配合組成において、液状ゴ
ム（ＩＩ）の配合量は、液状ゴム（Ｉ）中のイソシアネ
ート基総数と液状ゴム（ＩＩ）中の水酸基総数の比（イ
ソシアネート基総数／水酸基総数）が０．７〜１．５と
なるような量である。比が０．７より小さいと液状ゴム
（ＩＩ）中に未反応水酸基が残存し可塑剤のような働き
をして、保冷材は十分な硬度が得られず好ましくない。 又比が１．５を越えると架橋密度が高くなって、逆に硬
くなり過ぎるので好ましくない。そのような適当な組成
としては、例えば液状ゴム（Ｉ）１００重量部に対して
、液状ゴム分子中の反応基数、分子量等で決まるがほぼ
液状ゴム（ＩＩ）５０〜２００重量部である。又液状ゴ
ム（Ｉ）と液状ゴム（ＩＩ）の合量１００重量部に対し
、含水ハイドロゲル（ＩＩＩ）は５０〜１０００重量部
、可塑剤は５０〜５００重量部、乳化剤は４〜５０重量
部が好ましい。含水ハイドロゲル（ＩＩＩ）の配合量が
５０重量部未満だと保冷材の保冷性が十分でなく、又１
０００重量部を超過すると低温時に冷凍固化したり凝集
するので好ましくない。可塑剤の配合量が５０重量部未
満だと保冷材は低温で堅くなり過ぎ、また５００重量部
を超過すると垂れて形状保持性が失われ好ましくない。 乳化剤の配合量が４重量部未満だと含水ハイドロゲル（
ＩＩＩ）の分散を良好に行う事ができず、又５０重量部
を超過すると硬化反応を阻害し、硬化不十分となり好ま
しくない。

【００１８】本発明の保冷材の製造法は特に限定されず
、上記各配合物の添加順序等は適宜選択されるが、例え
ば液状ゴム（Ｉ）を可塑剤で希釈し、これに液状ゴム（
ＩＩ）、架橋助剤、及び乳化剤等を添加して均一混合し
、この混合物に含水ハイドロゲル（ＩＩＩ）を添加分散
させると硬化が始まり、製造することができる。

【００１９】上記分散は通常の撹拌機等で行ってよい。 又イソシアネート基は非常に高い反応性を有するので上
記温度は室温で行うこともできるが、生産効率を高める
ために８０℃以下、好ましくは６０℃以下の範囲で加熱
して行うのが望ましい。硬化時間は、硬化温度等により
適宜選択されるが、例えば０．５〜２時間で行なわれる
。

【００２０】上記のようにして得られる本発明の保冷材
は、液状ゴム（Ｉ）と液状ゴム（ＩＩ）が架橋硬化して
保冷材のマトリックスを形成する際に、同時に含水ハイ
ドロゲル（ＩＩＩ）を取り込む。その際、含水ハイドロ
ゲル（ＩＩＩ）は、ゴム組成物中上層部にいくほど偏っ
て存在し、下層部には存在しないようになる。その結果
得られる保冷材は、含水ハイドロゲル（ＩＩＩ）分子が
、上層部のマトリックスの分子間又は分子内空隙に多く
充填され、下層部には殆んど又は全く存在しない構造と
なる。

【００２１】そのような本発明の保冷材の断面構造の一
態様を図１に示す。図１に示すように、含水ハイドロゲ
ル（４）は、マトリックス（６）中、上層部（１）に達
するに従って次第に多く分布する。上層部（１）には、
全含水ハイドロゲル中例えば５０〜７５重量％の含水ハ
イドロゲルが存在する。上層部の層厚は、マトリックス
の全厚の、例えば３５〜４５％の厚みである。中層部（
２）には、全含水ハイドロゲル中例えば２５〜５０重量
％の含水ハイドロゲルが存在する。下層部（３）には、
含水ハイドロゲルが存在しないのが好ましい。下層部（
３）の層厚は、マトリックス全厚の、例えば５〜３０％
の厚みである。

【００２２】

【発明の効果】上記の様に本発明の保冷材は、マトリッ
クス上層部に含水ハイドロゲル（ＩＩＩ）が分散・固定
される。それ故、優れた保冷性と適度な柔軟性を有する
。 更に、マトリックスはゴム弾性体であるので、保冷材は
低温でも適度な柔軟性を有するが、一方このゴム弾性体
は３次元架橋構造を取っているので適度の硬度も備える
。従って、保冷材は形状保持性にも優れ、ゲルの横逃げ
あるいは垂れという問題もない。

【００２３】又本発明の保冷材は、人体と接触する側（
即ちマトリックスの下層部）には含水ハイドロゲルが存
在しないので人体の冷過ぎを防ぐことが出来る。更にこ
の部分は、主にゴムからできているので柔軟であり、感
触が良好である。

【００２４】本発明の保冷材のマトリックス形成は、液
状ゴム（Ｉ）の高反応性イソシアネートと液状ゴム（Ｉ
Ｉ）の水酸基との速やかな架橋反応によってなされる。 尚このマトリックス形成時に、含水ハイドロゲルは自然
とマトリックス上層部に浮上し分離していくので、特別
の工程を要することなく上記のような含水ハイドロゲル
とゴム成分とが分離した構造の保冷材が得られる。従っ
て本発明の保冷材は常温で短時間で得られ、製造を廉価
に容易に行うことができる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明を実施例で更に詳しく説明する
。尚、断わりなき限り「部」は重量部を表わす。

【００２６】（実施例１）液状ポリブタジエン液状変性
ＭＤＩプレポリマー（Ｐｏｌｙ　　ｂｄ　　ＨＴＰ−５
ＭＬＤ，出光石油化学（株）製）１００部にＤＯＰ（ジ
２−エチルヘキシルフタレート）６００部を加え、希釈
した。ここにステアリン酸カルシウム４０部、乳化剤（
ノイゲンＥＡ−７３，第一工業製薬（株）製）２９１部
、水酸基末端液状ポリブタジエン（Ｐｏｌｙ　　ｂｄ　
　Ｒ−４５ＨＴ，出光石油化学（株）製）９３部を順次
加え、充分に撹拌した（これを混合物Ｉとする。）。他
方、予め高級水性樹脂（スミカゲルＳ−５０，住友化学
工業（株）製）３部と水３８５部をよく混合して含水さ
せ、これにアルギン酸ソーダ０．５部を水１９０部に溶
かした溶液を加えて撹拌した。更にオレイン酸０．５部
、ステアリン酸カルシウム１．０部を加え混合した。こ
の表面被覆処理を行った含水ハイドロゲル５８０部を前
記混合物Ｉに分散させ、型に流して６０℃で１時間加熱
したところ、下層はゴム成分のみから成り上層は含水ハ
イドロゲルが多量に存在する構造の保冷材が得られた。

【００２７】（保冷材の弾性及び保冷性試験）上記実施
例１の保冷材を−２０℃で冷却すると、含水ハイドロゲ
ルが豊富に含まれる側面（即ち上層部側）は凍結して固
いが、ゴム成分のみから成る側面（即ち下層部側）は弾
性があり患部と接触しても充分に柔らかな感触が得られ
た。実施例１で作成した保冷材２８０ｇを２００×８０
ｍｍのポリエチレン製の袋に入れ、−２０℃で１２時間
以上冷凍した。その後取り出して２５℃の室温中に放置
し、保冷材の温度が＋１０℃になるまでの時間を測定し
た。比較のために、保冷材として水のみを用い同様のテ
ストを行った。これらの結果を表１に示す。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１より分かるように、本発明のゴム保冷
材は保冷性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】保冷材の断面構造を示す図である。

【符号の説明】

１　　マトリックス上層部 ２　　マトリックス中層部 ３　　マトリックス下層部 ４　　含水ハイドロゲル ５　　表面被覆 ６　　マトリックス ７　　人体との接触面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　マトリックスが（Ｉ）イソシアネート
   基を有する液状ゴムと（ＩＩ）水酸基を有する液状ゴム
   との架橋物であり、該マトリックス中に（ＩＩＩ）含水
   ハイドロゲルが上層部の方に偏って存在し且つ分散して
   いる構造の保冷材。
2. 【請求項２】　　全含水ハイドロゲル中５０〜７５重量
   ％の含水ハイドロゲルが、マトリックスの全厚に対し３
   ５〜４５％の厚みのマトリックス上層部に存在し、マト
   リックスの全厚に対し５〜３０％の厚みの下層部には存
   在しない構造の請求項１記載の保冷材。
3. 【請求項３】　　液状ゴム（ＩＩ）を、液状ゴム（Ｉ）
   中のイソシアネート基総数と液状ゴム（ＩＩ）中の水酸
   基総数の比（ＮＣＯ基総数／ＯＨ基総数）が０．７〜１
   ．５となる比で含有し、水含量が９９重量％より大きい
   含水ハイドロゲル（ＩＩＩ）を、液状ゴム（Ｉ）と液状
   ゴム（ＩＩ）の合量１００重量部に対して５０〜１，０
   ００重量部含有する組成物を架橋することにより得られ
   る請求項１又は２記載の保冷材。