JP2008000197A

JP2008000197A - 冷却材及びそれを用いた冷却具

Info

Publication number: JP2008000197A
Application number: JP2006170110A
Authority: JP
Inventors: Akio Yasukawa; 昭雄安川; Ayaka Matsui; 彩加松井
Original assignee: Advance KK
Current assignee: Advance KK
Priority date: 2006-06-20
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2008-01-10

Abstract

【課題】身体を長時間冷却していても、痛みや暑さを感じさせない体温よりやや低い温度を長時間保つ冷却具を提供する。
【解決手段】融点が２５〜３５℃の潜熱蓄熱材を内包したマイクロカプセルをシリコーンゴムに混練した後、加熱加圧により架橋硬化し、身体に装着できるように板状体に成型して所定の硬度にした蓄熱性ゴム材料からなる保冷材を得る。この保冷材を保冷材保持部３に保持し、保持部３が有するバンドにて身体に固定して冷却具として用いる。冷却具は洗浄して繰り返し何度でも使用可能である。
【選択図】図３

Description

本発明は身体の冷却をする目的で使用する冷却具に関する。

従来、潜熱蓄熱材を内包するマイクロカプセルが、身体の保冷材、保温材として用いられていた。例えば、シート状支持体に塗工されたものが提案されていたが、十分なマイクロカプセルを担持することができずに能力に欠けていた。
また、潜熱蓄熱材を内包するマイクロカプセルをゴムの中に練り込んだ潜熱蓄熱性ゴム材料が提案されていたが建築内装材としての使用が目的で、身体の冷却具としての用途には不向きであった。
特開２００３−２６１７１６号公報特開２００３−２８６４７９号公報特開２００５−２５５７２６号公報

特許文献１では、潜熱蓄熱材を内包するマイクロカプセルをゴムの中に練り込んだ蓄熱性ゴム材料が提案されていた。本材料は建築用内装材として、用いる事を前提としているので身体に適応するためには次のような問題点があった。
建築用内装材としての使用では熱容量を多くするためにゴムに対するマイクロカプセルの比率を高くする必要があり、蓄熱性ゴム材料の強度が低下するおそれがあった。
特許文献２では、潜熱蓄熱材を内包したマイクロカプセルをシート状支持体の面に塗工した冷涼感のあるシートが提案されているが、塗工によっては厚みに制限があり、十分な熱容量が得られないので、長時間の使用には耐えなかった。
特許文献３では、ゲルに潜熱蓄熱材を分散してなる保冷剤が提案されているが、ゲルを樹脂フィルム製の袋の中に充填した状態で用いることを前提としており、外圧により破損してゲルが染み出したり、材料によって変質したりするおそれがあった。さらに、袋に収納されているので潜熱蓄熱材自体の柔軟性が低下するおそれがあった。

本発明の冷却材は、潜熱蓄熱材を内包するマイクロカプセルをシリコーンゴムの中に練り込み、加熱加圧硬化して、身体に装着できるよう板状体に成型したことを特徴とし、持続性を有する。
さらに、潜熱蓄熱材が、２５〜３５℃の範囲に融点を有する有機化合物であることを特徴とする。
さらに、蓄熱性ゴム材料中のマイクロカプセルの割合が、５重量％以上で２０重量％以下であることを特徴とする。
さらに、加熱加圧硬化した板状体のゴム硬度が２０度から７０度の範囲であることを特徴とする。
さらに、上記の冷却材が身体に固定できるようにバンドを備えたことを特徴とする冷却具である。

本発明の冷却具は、常温では固体で体温では液体になる潜熱蓄熱材を内包しているので体温よりも少しだけ低い冷却を行うことにより、より自然に刺激少なく冷却し、さらに蓄放熱を繰り返す素材を使用し、十分な熱容量を有するので長時間の使用が可能である。
さらに、安全なシリコーンゴムを用いているので樹脂フィルム製の袋に入れる必要がなく、自由に屈曲することができ使用時の取り扱いが簡便である。

通常低温の水や氷に触った場合に「冷たい」と感じるのはこれらに接触した皮膚部分の熱が氷や水側に急速に移動するためであり、また逆方向に皮膚側に熱が伝わる場合には「暖かい」あるいは「熱い」と感じる。よって本発明のシートの如く、触った場合に常に冷たいと感じるためには室温付近では凝固しており、尚かつ皮膚の表面温度より低い温度域に融点を有する蓄熱材をシート状支持体に固定化すればよい。

室温付近で凝固し皮膚の温度より低い融点範囲とは個人差があるが、通常日本の四季を通した環境を考慮すれば２５〜３５℃の範囲の融点を有する潜熱蓄熱材を用いる。この温度範囲以下であると通常の室温では凝固しないため冷熱を蓄えきらないので役にたたない。また、この範囲以上の融点であると通常の人間の皮膚の温度を超えてしまい冷涼感を感じなくなるため役にたたない。
本発明で用いる潜熱蓄熱材は融点が２５〜３５℃にあるものである他は特に限定されるものではなく、従来公知の物質の中から適宜選択することができる。

具体的な例として、ｎ−ノナデカン（Ｃ₁₉Ｈ₄₀、融点３２．１℃）等のパラフィン（特に、ｎ−パラフィン）、ミリスチン酸テトラデシル（Ｃ₁₃Ｈ₂₇ＣＯＯＣ₁₄Ｈ₂₅，融点３２℃）、パルミチン酸メチル（Ｃ₁₅Ｈ₃₁ＣＯＯＣＨ₃，融点３１℃）、パルミチン酸デシル（Ｃ₁₅Ｈ₃₁ＣＯＯＣ₁₀Ｈ₂₁，融点３０℃）、マルガリン酸メチル（ヘプタデカン酸メチル，Ｃ₁₆Ｈ₃₃ＣＯＯＣＨ₃，融点３０℃）、ステアリン酸プロピル（Ｃ₁₇Ｈ₃₅ＣＯＯＣ₃Ｈ₇，融点３１℃）、ステアリン酸アミル（Ｃ₁₇Ｈ₃₅ＣＯＯＣ₅Ｈ₁₁，融点３０℃）、ステアリン酸オクチル（Ｃ₁₇Ｈ₃₅ＣＯＯＣ₈Ｈ₁₇，融点３２℃）等の脂肪族飽和モノカルボン酸エステル；１，１３−トリデカンジカルボン酸ジエチル〔Ｃ₂Ｈ₅ＯＯＣ（ＣＨ₂）₁₃ＣＯＯＣ₂Ｈ₅，融点３０℃〕等の脂肪族飽和ジカルボン酸エステル；１−トリデカノール（Ｃ₁₃Ｈ₂₇ＯＨ，融点３１℃）、１−テトラデカノール（Ｃ₁₄Ｈ₂₉ＯＨ，融点３８℃）等のアルコールや融点が３０℃を下回る、例えばｎ−オクタデカン（Ｃ₁₈Ｈ₃₈、融点２８．２℃）が挙げられる。

本発明で用いるシリコーンゴムは、未架橋の原料に架橋剤や可塑剤を用いて所望の硬度に加熱硬化させる。
本発明で用いる潜熱蓄熱材を内包するマイクロカプセルは、蓄熱材をマイクロカプセル化したものであるが、蓄熱材をマイクロカプセル化する一般的な方法としては、複合エマルジョン法によるカプセル化法（特開昭６２−１４５２号公報）、蓄熱材粒子の表面に熱可塑性樹脂を噴霧する方法（同６２−４５６８０号公報）、蓄熱材粒子の表面に液中で熱可塑性樹脂を形成する方法（同６２−１４９３３４号公報）、蓄熱材粒子の表面でモノマーを重合させ被覆する方法（同６２−２２５２４１号公報）、界面重縮合反応によるポリアミド皮膜マイクロカプセルの製法（特開平２−２５８０５２号公報）等に記載されている方法を用いることができる。マイクロカプセル膜材としては、界面重合法、インサイチュー法等の手法で得られる、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリアクリルアミド、エチルセルロース、ポリウレタン、アミノプラスト樹脂、またゼラチンとカルボキシメチルセルロース若しくはアラビアゴムとのコアセルベーション法を利用した合成あるいは天然の樹脂が用いられる。

本発明に係るマイクロカプセルの粒子経は、塗工又は含浸する過程で物理的圧力による破壊を防止するために１０μｍ以下、特に好ましくは５μｍ以下が好ましい。マイクロカプセルの粒子径は、乳化剤の種類と濃度、乳化時の乳化液の温度、乳化比（水相と油相の体積比率）、乳化機、分散機等と称される微粒化装置の運転条件（攪拌回転数、時間等）等を適宜調節して所望の粒子径に設定する。この粒子径以上になるとマイクロカプセルが外圧で容易に壊れやすくなったり、潜熱蓄熱材の比重が分散媒のそれと大きく差がある場合など、浮遊したり沈降したりし易くなるので好ましくない。
また本発明の潜熱蓄熱性ゴム材料は前記マイクロカプセルを前記シリコーンゴムに混練し、所定の金型で加熱硬化させて作成するが、混練時に必要に応じて硬化剤や可塑剤を用いる。
混練は通常室温で、三本ロールやニーダを用いて行う。
蓄熱性ゴム材料中のマイクロカプセルの割合は５重量％以上で２０重量％以下であり、５重量％未満では熱容量が小さくなり十分な冷却効果が得られない。また20重量％を越えると強度が低下し実用的でない。
本発明の蓄熱性ゴム材料のゴム硬度は２０度から７０度の範囲で調整したものを用いる、20度未満では柔らかすぎて機械的物性強度が不足する。また70度を越えると硬くなりすぎて柔軟性がなくなり身体への密着性に劣る。

以下に本発明の実施例を示し、本発明を具体的に説明する。

信越化学製のシリコーンゴム（商品名：SH８６1U ）1Kｇと蓄熱材を内包した三菱製紙製マイクロカプセル（商品名：HS-Capsule）０.１Kgを三本ロールで均一に混練した後、トーレダウコーニング製の架橋剤（商品名：ＲＣ−４５０ＰＦＤ）を０．０２５Kgを加え、さらに混練を続けた。
混練物を縦３０ｍｍ、横１４０ｍｍ、厚み２ｍｍの金型に充填し、１４０℃で３０分加圧加熱し、本発明の蓄熱性ゴム材料を得た。
本実施例の蓄熱性ゴム材料のJIS−Aでのゴム硬度は50度であった。
本実施例の蓄熱性ガム材料ダンベルによる物性値試験で、引っ張り強さ４５Kgｆ/cｍ^２、引き裂き強さ１５Kgf/cm、伸び３５０％の数値を得、物性的にも本発明品の用途に適した蓄熱性ゴム材料であることが確認できた。
上記の蓄熱性ゴム材料を３０ｍｍ×１４０ｍｍ×２ｍｍ（厚み）に切断し、冷却材として用いた。

３０ｃｍ×２０ｃｍ×２５ｃｍのガラス容器の内側、及び上部に断熱材として発泡スチロールを貼り付け容器内を密閉し、実施例１で得た蓄熱性ゴム材料と比較としてのマイクロカプセルを混合しない以外は実施例１と同じ方法で作成したゴム材料とをそれぞれ温度計に巻きつけ容器内の内側に床面より１ｃｍ上げて固定し、さらに容器内温度計を設置し、容器内の温度をパネルヒーターによって４０℃前後に設定し、容器内温度及び各ゴム材料の温度の経時変化を測定した。
マイクロカプセルの入っていないゴム材料の温度は、容器内温度と同温を推移したが、蓄熱性ゴム材料は３０℃から３２℃を維持し、冷却効果が確認できた。

蓄熱材を含んだシリコーン板状体を通気性布で覆った冷却材の斜視図蓄熱材を含んだシリコーン板状体を通気性布で覆った冷却材の断面図バンドを備えた冷却具

符号の説明

１シリコーン板状体
２通気性布
３冷却材の保持部

Claims

蓄熱材を内包するマイクロカプセルをシリコーンゴムの中に練り込んだ後、加熱加圧により架橋硬化し、身体に装着できるように板状体に成型したことを特徴とする持続性を有する冷却材。
蓄熱材が、２５〜３５℃の範囲に融点を有する有機化合物であることを特徴とする請求項１記載の冷却材。
蓄熱性ゴム材料中のマイクロカプセルの割合が、５重量％以上で２０重量％以下であることを特徴とする請求項１、請求項２、または請求項３記載の冷却材。
加熱加圧硬化した板状体のゴム硬度が２０度から７０度の範囲であることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載の冷却材。
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４記載の冷却材を保持し身体に固定できるようにバンドを備えたことを特徴とする冷却具。