JP2010139064A - Shock absorbing material - Google Patents

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隆範 北村
Masao Ishii
正雄 石井
Norio Hozo
則夫 宝蔵
Yoshifumi Egawa
義史 江川
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-performance shock absorbing material improved in shock absorbing performance, and capable of enlarging applicable usage by reducing the thickness and volume of the shock absorbing material. <P>SOLUTION: The shock absorbing material is formed by sealing a porous body having a gas adsorption and desorption function and gas in a bag body made of a flexible material so as to form a sealed space. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は衝撃吸収材に関する。さらに詳しくは、柔軟性を有する材料で構成された袋体中に、気体の吸脱着機能を有する多孔質体と気体を封入して密閉空間を形成してなる衝撃吸収材に関し、多孔質体による気体の吸脱着を利用した衝撃吸収材に関する。   The present invention relates to a shock absorber. More specifically, the present invention relates to a shock absorber formed by enclosing a porous body having a gas adsorbing / desorbing function in a bag made of a flexible material and gas and forming a sealed space. The present invention relates to a shock absorber using gas adsorption / desorption.

衝撃吸収材は、各種の用途分野で素材の特長を生かして開発が進められており、実用に供されている。衝撃吸収素材とその用途の概略は次のとおりである。   Shock absorbers are being developed and utilized in various fields of application, taking advantage of the characteristics of the materials. The outline of the shock absorbing material and its uses are as follows.

(1)運動場の壁やフェンス、ヘルメットの内張り、車両や航空機の内装材、バンパーなどには、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタンなどの熱可塑性樹脂を素材とするフォームよりなる衝撃吸収材が多用されている。   (1) Shock absorbers made of foam made of thermoplastic resin such as polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyurethane, etc. are often used for walls, fences, helmet linings, interior materials for vehicles and aircraft, and bumpers. ing.

(2)ガラスなどの割れ物を梱包する際にも、上述のポリスチレンやポリウレタンなどの合成樹脂フォームや、平面状の合成樹脂シートまたは厚紙と波形状の合成樹脂シートまたは厚紙を積層した段ボール構造(コルゲート加工)を有する板材を緩衝材として、これを包装箱と割れ物との隙間に挿入し、運搬時などに生じる衝撃による破損を防止している。   (2) When packing broken objects such as glass, a corrugated cardboard structure in which synthetic resin foams such as polystyrene and polyurethane, flat synthetic resin sheets or cardboard and corrugated synthetic resin sheets or cardboard are laminated (corrugated) A plate material having processing) is used as a cushioning material, and this is inserted into the gap between the packaging box and the cracked object to prevent breakage due to impact generated during transportation.

(3)壁材や床材などの建材、あるいは爆風や水中衝撃などの衝撃荷重が作用するよう
な施設やロックシェッドなどには、上記合成樹脂フォームやハニカム構造に成形した合成樹脂成形物を単独でまたはこれらを複合して用いた例もある。
(3) For synthetic materials such as wall materials and floor materials, or facilities and rock sheds where impact loads such as blast and underwater impacts are applied, the above synthetic resin foam or synthetic resin molding formed into a honeycomb structure is used alone. There are also examples in which these are used in combination.

しかしながら、これらはいずれも克服すべき課題をそれぞれ包含している。例えば、上記(1)については、ハニカム構造やコルゲート構造を有する衝撃緩衝材あるいはポリウレタンフォームなどの合成樹脂フォームを素材とする衝撃吸収材の場合、衝撃力が加わったとき、該衝撃吸収材自体が一定の強度を保ちつつ、徐々に変形して崩壊する過程で衝撃
の吸収が行われるようになっているため、一旦衝撃の吸収が行われた後には元に戻らず、
衝撃を受ける前の性能が保証されないという問題がある。
However, each of these includes problems to be overcome. For example, in the case of (1), in the case of an impact absorbing material made of a synthetic resin foam such as a shock absorbing material having a honeycomb structure or a corrugated structure or a polyurethane foam, when the impact force is applied, the impact absorbing material itself While absorbing a shock in the process of gradually deforming and collapsing while maintaining a certain strength, once the shock is absorbed, it will not return,
There is a problem that the performance before receiving an impact is not guaranteed.

また、上記(2)の衝撃吸収材は、それ自体が一定の強度を保ちつつ、徐々に変形して
崩壊する過程で衝撃力の吸収が行われるようになっているので、衝撃力を受けた瞬間には十分な衝撃吸収性能が発揮されず、このため、例えばこの衝撃吸収材を梱包用緩衝材として用いた場合には内容物が破損してしまうという不具合がある。
In addition, the impact absorbing material of (2) above receives impact force because it absorbs impact force in the process of gradually deforming and collapsing while maintaining a certain strength itself. Sufficient shock absorbing performance is not exhibited at the moment, and for this reason, for example, when this shock absorbing material is used as a cushioning material for packing, there is a problem that the contents are damaged.

さらに、上記(3)の衝撃吸収材のうち、ハニカム構造やコルゲート構造を有する衝撃緩衝材は、加工が極めて煩雑である。一方、合成樹脂フォームは、製造や加工が容易で、取り扱い性に優れるという利点を有しているものの、脆く破損しやすく、しかも熱や光、溶剤との接触によって容易に劣化してしまうという不具合がある。   Further, among the shock absorbers of the above (3), the shock absorbing material having a honeycomb structure or a corrugated structure is extremely complicated to process. Synthetic resin foam, on the other hand, has the advantage that it is easy to manufacture and process, and has excellent handleability, but it is brittle and easily damaged, and easily deteriorates due to contact with heat, light, and solvent. There is.

一方、車両用エアーバックや靴底などの用途では、水等の液体や空気等の気体、あるいはゲル状物を可撓性シート材よりなるケース内に封じ込めておき、当該ケースに加わった衝撃力を、ケース内に封じ込めた空気や水、あるいはゲル状物が変形することにより吸収するよう工夫されており、靴のエアーソール、各種座布団、寝具のマットレス、緩衝材、
工業用エアーダンパー等の用途にプラスチックフィルム等で作られた袋材がクッション材
として広範囲に使用されている。空気や水、ゲル状物を利用した衝撃吸収材は、衝撃対応の復元性に優れ、かつ取り扱い性や耐久性等も良好であるため、今後の展開が期待される。
On the other hand, in applications such as vehicle airbags and shoe soles, a liquid such as water, a gas such as air, or a gel-like substance is enclosed in a case made of a flexible sheet material, and the impact force applied to the case is applied. Is devised to absorb the air, water, or gel-like material contained in the case by deformation, shoes air sole, various cushions, bedding mattress, cushioning material,
Bag materials made of plastic film or the like are widely used as cushion materials for applications such as industrial air dampers. Impact absorbers using air, water, or gels are expected to be expanded in the future because they have excellent resilience for impacts and good handling and durability.

空気や水、ゲル状物を利用した衝撃吸収材としては、例えば、ポリマーを内包させた衝撃吸収材として、ポリスチレンとエチレン−ブタジェンランダム共重合体からなるブロック共重合体などの高分子有機材料とポリイソブチレンなどの低分子有機材料からなる高分子ブレンド材料において、高分子有機材料の含有量を少なくしたものを衝撃吸収材とするもの(特許文献1参照)、射出成形法によって、液状乃至ゲル状物質を靴底中に注入成形する方法(特許文献2参照)、超軟質ウレタンエラストマー中に樹脂製マイクロバルーンを混入させた衝撃吸収材(特許文献3参照)、合成樹脂中に、硬化促進剤を内包するマイクロカプセルを分散させた衝撃吸収材(特許文献4参照)が知られている。また、ポリマーを内包させない発泡成形体からなる衝撃吸収材も知られている(特許文献5参照)。   Examples of shock absorbers using air, water, and gel-like materials include high molecular organic materials such as block copolymers made of polystyrene and ethylene-butadiene random copolymers as impact absorbers containing polymers. In a polymer blend material composed of a low molecular weight organic material such as polyisobutylene, a material in which the content of the high molecular organic material is reduced is used as a shock absorbing material (see Patent Document 1), and liquid or gel is formed by an injection molding method. A method of injecting and molding a substance into a shoe sole (see Patent Document 2), an impact absorbing material in which a resin microballoon is mixed in an ultra-soft urethane elastomer (see Patent Document 3), and a curing accelerator in a synthetic resin There is known a shock absorbing material (see Patent Document 4) in which microcapsules encapsulating the material are dispersed. In addition, an impact absorbing material made of a foamed molded article that does not contain a polymer is also known (see Patent Document 5).

しかしながら、空気や水、ゲル状物を利用した衝撃吸収材にあっては、復元性を有していて、衝撃が加わる毎に優れた衝撃吸収性能が発揮されるという利点を有している反面、ケース内に空気や水、あるいはゲル状物は閉じこめられているため、所定の衝撃吸収性能を確保するには、ある程度の厚さ、容積が必要であり、適用できる用途にも制限がある。   However, in the shock absorber using air, water, or gel, it has a resilience and has the advantage that excellent shock absorption performance is exhibited every time an impact is applied. Since air, water, or a gel-like material is confined in the case, a certain thickness and volume are required to ensure a predetermined shock absorbing performance, and there are restrictions on applicable applications.

前述したように、空気や水、ゲル状物を利用した衝撃吸収材は、衝撃対応の復元性に優れ、かつ取り扱い性や耐久性等も良好であるため、今後の展開が期待されるが、性能としてまだ十分なものであるとは言い難く、さらに性能がアップした衝撃吸収材が要望されている。   As mentioned above, shock absorbers using air, water, and gel-like materials are excellent in resilience for impact and have good handleability and durability. It is difficult to say that the performance is still sufficient, and there is a demand for a shock absorbing material with improved performance.

活性炭は、各種汚染物質の吸着能に優れており、従来から家庭用、工業用を問わず、種々の分野で使用されているが、活性炭はエネルギーを吸収することが知られており、この特性を利用することが考えられる。活性炭がエネルギーを吸収する例として、例えば、内管と外管との間に吸着材を充填し、供給される都市ガス等の配管中の脈動を低減する方法があり、吸着貯蔵は圧縮貯蔵よりもガス貯蔵量に優れ、通常の空気タンクを用いるよりも実質的に大量のガスを貯蔵することができる特徴があることが述べられている(特許文献6)。   Activated carbon is excellent in the ability to adsorb various pollutants, and has been used in various fields for both home and industrial use, but activated carbon is known to absorb energy. Can be considered. As an example of activated carbon absorbing energy, for example, there is a method in which an adsorbent is filled between an inner pipe and an outer pipe to reduce pulsation in a pipe such as city gas to be supplied. Has a feature that it has an excellent gas storage amount and can store a substantially large amount of gas as compared with a normal air tank (Patent Document 6).

また、新幹線車両体等の高速移動体がトンネルに突入する際に発生するトンネル微気圧波等を低減するための圧力変動緩和部材が知られており、移動体の全面若しくは背面、またはトンネル構造内に配置されて使用されることが記載されている(特許文献7)。   Also known is a pressure fluctuation mitigation member for reducing tunnel micro-pressure waves generated when a high-speed moving body such as a Shinkansen vehicle enters the tunnel. (Patent Document 7).

また、スピーカユニットと、キャビネットと、気体吸着体と、球状弾性体を備えたスピーカ装置が知られており、気体吸着体により低音再生性能の向上を図ることが記載されている(特許文献8)。   Further, a speaker device including a speaker unit, a cabinet, a gas adsorber, and a spherical elastic body is known, and it is described that the bass reproduction performance is improved by the gas adsorber (Patent Document 8). .

しかしながら、特許文献6に開示された脈動の低減方法は、ガス流通系における配管中の脈動を低減する方法であり、特許文献7に開示された圧力変動緩和部材は、開放系においてトンネル微気圧波等を低減する方法であり、また、特許文献8に開示されたスピーカ装置は、開放系において低音再生性能の向上を図るものであって、袋体中に封入した活性炭の衝撃を吸収、開放するものではなく、そのような示唆もない。   However, the method for reducing pulsation disclosed in Patent Document 6 is a method for reducing pulsation in piping in a gas flow system, and the pressure fluctuation reducing member disclosed in Patent Document 7 is a tunnel micro-pressure wave in an open system. The speaker device disclosed in Patent Document 8 is intended to improve bass reproduction performance in an open system, and absorbs and releases the impact of activated carbon enclosed in a bag. There is no such suggestion.

一方、密閉系において、ガス分圧変動の影響を受けやすい被包装物と、該被包装物を覆うガスバリヤー性の包装材と、被包装物と包装材との間に介在するバッファー材を含む包装体が知られており、炭酸リンゲル輸液バッグなどの包装体内のガス濃度を所定の範囲に維持し、被包装体の品質を一定に保持できることが記載されている(特許文献9)。   On the other hand, in a closed system, includes a package subject to gas partial pressure fluctuation, a gas barrier packaging material covering the package, and a buffer material interposed between the package and the packaging material. A package is known, and it is described that the gas concentration in a package such as a carbonized Ringer infusion bag can be maintained within a predetermined range, and the quality of the package can be kept constant (Patent Document 9).

特開平07−177901号公報Japanese Patent Laid-Open No. 07-177901 特開平07−32511号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-32511 特開平08−323071号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-323071 特開2005−68288公報JP 2005-68288 A 特開2007−98962公報JP 2007-99962 A 特開2005−331053公報JP 2005-331053 A 特開2006−22526公報JP 2006-22526 A 特開2007−288712公報JP 2007-288712 A 特開平11−79253号公報JP-A-11-79253

特許文献9に開示された包装体は、密閉系であるが、被包装物と包装材との間にバッファー材を介在させ、該バッファー材により包装体内のガス濃度を所定の範囲に維持し、被包装体の品質を一定に保持するものであり、包装体内部に封入された活性炭により衝撃の吸収放出を行うものではない。   The package disclosed in Patent Document 9 is a closed system, but a buffer material is interposed between an object to be packaged and the packaging material, and the gas concentration in the package is maintained within a predetermined range by the buffer material. It is intended to keep the quality of the packaged body constant, and does not absorb and release shocks by activated carbon sealed inside the packaged body.

従来の空気や水、ゲル状物を利用するよりは、活性炭がエネルギーを吸収することをうまく利用することができれば、さらに性能がアップした衝撃吸収材を得ることができることが期待される。したがって、本発明の目的は、密閉系において、衝撃吸収性能を向上させた高性能の衝撃吸収材を開発し、さらに衝撃吸収材の厚さ、容積を低減させることにより、適用できる用途を一段と拡大した衝撃吸収材を提供することにある。   Rather than using conventional air, water, or gel, it is expected that a shock absorber with improved performance can be obtained if the activated carbon can make good use of absorbing energy. Therefore, the purpose of the present invention is to further expand the applicable applications by developing a high performance shock absorber with improved shock absorption performance in a closed system, and further reducing the thickness and volume of the shock absorber. It is to provide a shock absorbing material.

本発明者らは、多孔質体による気体の吸脱着を利用した衝撃吸収材に着眼して鋭意検討を重ねた結果、柔軟性を有する材料で構成された袋体中に、気体の吸脱着機能を有する多孔質体と気体を封入して密閉空間を形成した衝撃吸収材により上記目的を達成することができることを見出し、本願発明に到達した。本発明は以下のものを提供する。   As a result of intensive investigations by focusing on shock absorbers using gas adsorption and desorption by a porous body, the present inventors have achieved a gas adsorption and desorption function in a bag body made of a flexible material. It has been found that the above object can be achieved by a shock absorbing material in which a porous body having gas and gas are enclosed to form a sealed space, and the present invention has been achieved. The present invention provides the following.

[1] 柔軟性を有する材料で構成された袋体中に、気体の吸脱着機能を有する多孔質
体と気体を封入して密閉空間を形成してなる衝撃吸収材。
[2] 多孔質体W(g)を存在させて密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力をP2(kg/cm)、多孔質体を存在させずに密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力をP1(kg/cm)としたとき、(P1−P2)/Wが0.01(kg/cm・g)以上である[1]記載の衝撃吸収材。
[3] 該多孔質体が活性炭である[1]又は[2]記載の衝撃吸収材。
[4] 該活性炭の細孔半径20Å以下の累積細孔容積が0.15〜1.0ml/gである[3]記載の衝撃吸収材。
[1] A shock absorber formed by enclosing a porous body having a gas adsorption / desorption function and a gas in a bag made of a flexible material to form a sealed space.
[2] The pressure when the volume of the sealed space is reduced by 50% by the presence of the porous body W (g) is P2 (kg / cm 2 ), and the volume of the sealed space is 50 without the presence of the porous body. The impact-absorbing material according to [1], wherein (P1-P2) / W is 0.01 (kg / cm 2 · g) or more, where P1 (kg / cm 2 ) is the pressure when% reduction is performed.
[3] The impact absorbing material according to [1] or [2], wherein the porous body is activated carbon.
[4] The impact absorbing material according to [3], wherein the activated carbon has a cumulative pore volume of 0.15 to 1.0 ml / g with a pore radius of 20 mm or less.

本発明により、柔軟性を有する材料で構成された袋体中に、気体の吸脱着機能を有する多孔質体と気体を封入して密閉空間を形成してなる衝撃吸収材を提供することができる。本発明の衝撃吸収材によれば、衝撃吸収材の厚さ、容積を低減させることが可能となり、更なる高性能化を実現できるので、車両用エアーバックや靴底などの用途の他、前述した用途などにも好ましく適用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a shock absorber formed by enclosing a porous body having a gas adsorption / desorption function and a gas into a bag body made of a flexible material to form a sealed space. . According to the shock absorbing material of the present invention, the thickness and volume of the shock absorbing material can be reduced, and further performance enhancement can be realized. The present invention can be preferably applied to the use.

参考例1、2で使用した活性炭の累積細孔容積曲線及び細孔分布曲線である。2 is a cumulative pore volume curve and a pore distribution curve of activated carbon used in Reference Examples 1 and 2. FIG. 参考例1、2で使用した活性炭の気体に対する吸脱着効果を示すグラフである。It is a graph which shows the adsorption / desorption effect with respect to the gas of the activated carbon used by the reference examples 1 and 2. FIG. 参考例3、4で使用した活性炭の気体に対する吸脱着効果を示すグラフである。It is a graph which shows the adsorption / desorption effect with respect to the gas of the activated carbon used by the reference examples 3 and 4. FIG. 参考例6、7で使用した活性炭の気体に対する吸脱着効果を示すグラフである。It is a graph which shows the adsorption / desorption effect with respect to the gas of the activated carbon used by the reference examples 6 and 7. FIG.

本発明は、柔軟性を有する材料で構成された袋体中に、気体の吸脱着機能を有する多孔質体と気体を封入して密閉空間を形成してなる衝撃吸収材である。本発明の衝撃吸収材において、多孔質体は密閉空間容積100ml当り2〜15g封入するのが好ましい。   The present invention is an impact-absorbing material in which a sealed body is formed by enclosing a porous body having a gas adsorption / desorption function and a gas in a bag made of a flexible material. In the impact absorbing material of the present invention, the porous body is preferably sealed in an amount of 2 to 15 g per 100 ml of the sealed space volume.

本発明の衝撃吸収材は、優れた衝撃吸収効果を奏するという観点から、多孔質体W(g)を存在させて密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力をP2(kg/cm)、多孔質体を存在させずに密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力をP1(kg/cm)としたとき、(P1−P2)/Wは0.01(kg/cm・g)以上を示すことが好ましく、0.03(kg/cm・g)以上がより好ましい。 The impact absorbing material of the present invention has a pressure of P2 (kg / cm 2 ) when the volume of the sealed space is reduced by 50% in the presence of the porous body W (g) from the viewpoint of achieving an excellent impact absorbing effect. ), When the pressure when the volume of the sealed space is reduced by 50% without the presence of the porous body is P1 (kg / cm 2 ), (P1-P2) / W is 0.01 (kg / cm 2 · g) or more is preferable, and 0.03 (kg / cm 2 · g) or more is more preferable.

このような多孔質体としては、気体の吸脱着機能を有する限り、種々のものを使用する
ことができる。気体の吸脱着機能を有するとは、気体を吸着するだけでなく、脱着することもできる多孔質体をいい、例えば、活性炭、ゼオライト、シリカ、シリカゲル、シリカ−チタニア、酸化亜鉛、セラミック、軽石などを挙げることができる。なかでも、活性炭が好ましい。
As such a porous body, various materials can be used as long as they have a gas adsorption / desorption function. Having a gas adsorption / desorption function means a porous body that not only adsorbs gas but also desorbs, for example, activated carbon, zeolite, silica, silica gel, silica-titania, zinc oxide, ceramic, pumice, etc. Can be mentioned. Of these, activated carbon is preferable.

活性炭としては特に限定されず、炭素質材料を充分に炭化した後、ガス賦活、薬剤賦活などの方法で賦活して得られる通常の活性炭を使用することができる。活性炭を製造するための炭素質材料はとくに制限されず、鉱物系材料、植物系材料、合成系材料などが用いられる。   The activated carbon is not particularly limited, and normal activated carbon obtained by sufficiently carbonizing the carbonaceous material and then activating by a method such as gas activation or drug activation can be used. The carbonaceous material for producing activated carbon is not particularly limited, and mineral materials, plant materials, synthetic materials, and the like are used.

鉱物系材料としては、石炭・石油材料(石炭系ピッチ、コ−クスなど)が挙げられる。植物系材料としては、木材、木炭、果実殻(ヤシ殻など)および各種繊維が挙げられる。合成系材料としては、各種合成樹脂が挙げられ、具体的には、ナイロンなどのポリアミド系樹脂、ビニロンなどのポリビニルアルコ−ル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノ−ル系樹脂、塩化ビニル樹脂などを例示することができる。各種繊維としては、木綿、麻などの天然繊維、レ−ヨン、ビスコ−スレ−ヨンなどの再生繊維、およびアセテ−ト、トリアセテ−トなどの半合成繊維を挙げることができる。   Examples of mineral materials include coal / petroleum materials (coal pitch, coke, etc.). Examples of plant materials include wood, charcoal, fruit shells (coconut shells, etc.) and various fibers. Synthetic materials include various synthetic resins, specifically, polyamide resins such as nylon, polyvinyl alcohol resins such as vinylon, acrylic resins, polyacrylonitrile resins, polyolefins such as polyethylene and polypropylene. Examples thereof include polyurethane resins, polyurethane resins, phenol resins, and vinyl chloride resins. Examples of the various fibers include natural fibers such as cotton and hemp, regenerated fibers such as rayon and viscose rayon, and semi-synthetic fibers such as acetate and triacetate.

炭素質材料のうち、特に植物系材料および合成系材料が好ましく、なかでも、ヤシ殻、
フェノ−ル系樹脂が好ましく使用される。炭素質材料は2種以上を混合して利用してもよい。炭素質材料の形状は、特に限定されず、粒状、粉末状、繊維状、シ−ト状など種々の
形状の材料を使用することができる。粒状の材料は破砕状または造粒品でもよい。繊維状およびシ−ト状の炭素質材料としては織布,不織布、フィルム、フェルト、紙、成形板などのシ−ト加工品が挙げられる。
Of the carbonaceous materials, plant-based materials and synthetic-based materials are particularly preferable.
Phenolic resins are preferably used. Two or more kinds of carbonaceous materials may be mixed and used. The shape of the carbonaceous material is not particularly limited, and materials having various shapes such as a granular shape, a powder shape, a fiber shape, and a sheet shape can be used. The granular material may be crushed or granulated. Examples of the fibrous and sheet-like carbonaceous materials include sheet processed products such as woven fabric, non-woven fabric, film, felt, paper, and molded plate.

活性炭は、炭素質材料を炭化し、賦活することによって製造することができる。炭化する条件は特に限定されないが、例えば、粒状の炭素質材料の場合は、回分式ロ−タリ−キルンに少量の不活性ガスを流しながら300℃以上の温度で処理するなどの条件を採用することができる。   Activated carbon can be produced by carbonizing and activating a carbonaceous material. The conditions for carbonization are not particularly limited. For example, in the case of a granular carbonaceous material, conditions such as processing at a temperature of 300 ° C. or higher while flowing a small amount of inert gas through a batch-type rotary kiln are adopted. be able to.

炭素質材料を炭化した後の賦活方法は、上述のように、ガス賦活、薬剤賦活などいずれの方法を採用してもよいが、機械強度が高く、上記所定の細孔径を有する活性炭を得るという点においては、ガス賦活が好適に採用される。ガス賦活法において使用されるガスとしては、水蒸気、炭酸ガス、酸素、LPG燃焼排ガス、またはこれらの混合ガスなどを挙げることができる。安全性および反応性を考慮すると、水蒸気含有ガス(水蒸気を10〜50容量%含有するガス)が好ましい。   As described above, the activation method after carbonizing the carbonaceous material may employ any method such as gas activation and drug activation, but it has high mechanical strength and obtains activated carbon having the predetermined pore diameter. In terms of gas activation, gas activation is preferably employed. Examples of the gas used in the gas activation method include water vapor, carbon dioxide gas, oxygen, LPG combustion exhaust gas, or a mixed gas thereof. In consideration of safety and reactivity, a water vapor-containing gas (a gas containing 10 to 50% by volume of water vapor) is preferable.

賦活温度は700℃〜1100℃、好ましくは、800℃〜1000℃である。しかし、賦活温度、時間、昇温速度は特に限定されず、選択する炭素質材料の種類、形状、サイズ、所望の細孔径分布などにより異なる。賦活により得られる活性炭は、そのまま使用され得るが、実用上は、酸洗浄、水洗浄などにより、付着成分を除去することが好ましい。   The activation temperature is 700 ° C to 1100 ° C, preferably 800 ° C to 1000 ° C. However, the activation temperature, time, and rate of temperature increase are not particularly limited, and vary depending on the type, shape, size, desired pore size distribution, etc. of the carbonaceous material selected. Activated carbon obtained by activation can be used as it is, but in practice, it is preferable to remove the adhering component by acid washing, water washing or the like.

このようにして得られた活性炭は、上記炭素質材料の形状に応じて、粒子状、シ−ト状
などの形状となり得る。あるいは更にこれを粉砕してもよい。粒子状の活性炭は、ある程度の大きさを有する粒状の粒子から微細な粉末まで、必要に応じて所望の粒径のものが用いられる。シ−ト状の活性炭は、布帛状、フェルト状、紙状、板状などの形状であっても
よい。
The activated carbon thus obtained can be in the form of particles, sheets, etc., depending on the shape of the carbonaceous material. Or you may grind | pulverize this further. As the particulate activated carbon, those having a desired particle diameter are used as necessary from granular particles having a certain size to fine powders. The sheet-like activated carbon may be in the form of a fabric, felt, paper, plate or the like.

粒状活性炭の粒径は通常、0.05〜1.0mm、好ましくは0.1〜0.3mmである。活性炭が布帛状である場合には、その厚みは通常、0.1〜2.0mm、好ましくは0.3〜1.0mmである。厚みが0.1mm未満の活性炭布帛は強度が低いため取り扱いが難しく、2.0mmを超える厚みの活性炭布帛は作成が難しい。フェルト状、紙状、あるいは板状である場合には、その厚みは通常、0.1〜10mm、好ましくは0.3〜5.0mmである。   The particle size of the granular activated carbon is usually 0.05 to 1.0 mm, preferably 0.1 to 0.3 mm. When the activated carbon is in the form of a fabric, the thickness is usually 0.1 to 2.0 mm, preferably 0.3 to 1.0 mm. An activated carbon fabric having a thickness of less than 0.1 mm is difficult to handle due to its low strength, and an activated carbon fabric having a thickness exceeding 2.0 mm is difficult to produce. In the case of a felt shape, a paper shape, or a plate shape, the thickness is usually 0.1 to 10 mm, preferably 0.3 to 5.0 mm.

密閉空間に存在する気体の吸脱着機能を有する活性炭は、その表面への窒素ガスの吸着によって測定したBET比表面積が700〜3500m/g、更に好ましくは1000〜2500m/gの範囲にあるものが好ましい。活性炭の比表面積がこの範囲より小さい場合、その空気吸脱着性能が不十分なため、衝撃吸収性の改良が不十分となることがある。一方、活性炭の比表面積がこの範囲より大きい場合、活性炭を得る方法が難しく高コストの活性炭となり好ましくない。 The activated carbon having a function of adsorbing and desorbing a gas present in the sealed space has a BET specific surface area measured by adsorption of nitrogen gas on the surface thereof in the range of 700 to 3500 m 2 / g, more preferably 1000 to 2500 m 2 / g. Those are preferred. When the specific surface area of the activated carbon is smaller than this range, the air absorption / desorption performance is insufficient, and thus the impact absorption may be insufficiently improved. On the other hand, when the specific surface area of the activated carbon is larger than this range, it is difficult to obtain the activated carbon, which is not preferable because the activated carbon is expensive.

活性炭としては、吸脱着機能の観点から、細孔半径20Å以下の累積細孔容積が0.15〜1.0ml/gである活性炭が好ましい。細孔半径20Å以下における累積細孔容積が0.15ml/g未満であると、系中の気体分子の吸着が充分でなく、そのため衝撃吸収効果を充分に発揮できないことがある。逆に1.0ml/gより大きいと嵩密度が低くなり、体積あたりの吸脱着機能が低下するので好ましくない。また、細孔半径が8Å未満の細孔は衝撃による急激な圧力変動に追従しにくいため、細孔半径は8Å〜20Åの累積細孔容積が0.1〜1.0ml/gが好ましく、0.3〜0.8ml/gがより好ましい。   As the activated carbon, activated carbon having a cumulative pore volume of 0.15 to 1.0 ml / g having a pore radius of 20 mm or less is preferable from the viewpoint of the adsorption / desorption function. If the cumulative pore volume at a pore radius of 20 mm or less is less than 0.15 ml / g, the gas molecules in the system are not sufficiently adsorbed, and the impact absorbing effect may not be fully exhibited. On the other hand, if it is larger than 1.0 ml / g, the bulk density is lowered, and the adsorption / desorption function per volume is lowered. In addition, since pores having a pore radius of less than 8 mm are difficult to follow rapid pressure fluctuations due to impact, the cumulative pore volume of 8 to 20 cm is preferably 0.1 to 1.0 ml / g. More preferably, it is 3 to 0.8 ml / g.

本発明において、活性炭の細孔半径および累積細孔容積は以下に示す水蒸気法で測定される。この方法では、一定濃度の硫酸水溶液の平衡水蒸気圧は一定値となること、即ち、硫酸水溶液の硫酸濃度と平衡水蒸気圧との間には一定の関係がある事を利用して所定の水蒸気圧の空間を作り出し、これを用いて測定がなされている。具体的には、次の方法により作成される細孔径と累積細孔容積との関係を示す曲線に基づいて所定の細孔半径に対応する累積細孔容積が得られる。   In the present invention, the pore radius and cumulative pore volume of the activated carbon are measured by the water vapor method shown below. In this method, the equilibrium water vapor pressure of a sulfuric acid aqueous solution having a constant concentration becomes a constant value, that is, a predetermined relationship is established between the sulfuric acid concentration of the sulfuric acid aqueous solution and the equilibrium water vapor pressure. This space is created and measured using this. Specifically, the cumulative pore volume corresponding to a predetermined pore radius is obtained based on a curve indicating the relationship between the pore diameter and the cumulative pore volume created by the following method.

所定濃度の硫酸水溶液を含む吸着室の気相部に所定の質量の活性炭を入れ、1気圧(絶対圧)、30℃の条件で、48時間水蒸気と接触させて平衡状態とする。次いで、この活性炭の質量を測定し、質量増加分を30℃における該活性炭の水の飽和吸着量とする。   A predetermined mass of activated carbon is placed in the gas phase of an adsorption chamber containing a sulfuric acid aqueous solution having a predetermined concentration, and brought into contact with water vapor at 48 ° C. for 48 hours under the conditions of 1 atm (absolute pressure) and 30 ° C. Next, the mass of the activated carbon is measured, and the mass increase is defined as the saturated adsorption amount of water of the activated carbon at 30 ° C.

上記採用した硫酸水溶液は、その濃度に固有の平衡水蒸気圧の値(P)(1気圧(絶対圧)、30℃での値)を有し、その水蒸気圧においては、所定の細孔半径(r)以下の半径の細孔には、水蒸気が吸着されていることとなる。その所定の細孔半径は下記式(I)で表されるKelvinの式に基づいて求められる。そして、該細孔半径以下の細孔の累積細孔容積は、上記測定により得られる水の飽和吸着量に相当する、30℃の水の体積に相当する。   The sulfuric acid aqueous solution adopted above has an equilibrium water vapor pressure value (P) (1 atm (absolute pressure), a value at 30 ° C.) inherent to the concentration, and the water vapor pressure has a predetermined pore radius ( r) Water vapor is adsorbed in the pores having the following radii. The predetermined pore radius is obtained based on the Kelvin equation represented by the following equation (I). And the cumulative pore volume of pores below the pore radius corresponds to the volume of water at 30 ° C. corresponding to the saturated adsorption amount of water obtained by the above measurement.

r=−[2VmγcosΦ]/[RTIn(P/P0)](I)
ここで、r、Vm、γ、Φ、R、T、P、およびP0は次を意味する:
r:細孔半径(cm)
Vm:水の分子容(cm/mol)=18.079(30℃)
γ:水の表面張力(dyne/cm)=71.15(30℃)
Φ:毛細管壁と水との接触角(°)=55°
R:ガス定数(erg/deg・mol)=8.3143x107
T:絶対温度(K)=303.15
P:細孔内の水が示す飽和蒸気圧(mmHg)
P0:水の1気圧(絶対圧) 、30℃における飽和蒸気圧(mmHg)=31.824
r = − [2VmγcosΦ] / [RTIn (P / P0)] (I)
Where r, Vm, γ, Φ, R, T, P, and P0 mean the following:
r: pore radius (cm)
Vm: Molecular volume of water (cm 3 /mol)=18.079 ( 30 ° C.)
γ: surface tension of water (dyne / cm) = 71.15 (30 ° C.)
Φ: Contact angle between the capillary wall and water (°) = 55 °
R: Gas constant (erg / deg · mol) = 8.3143 × 107
T: Absolute temperature (K) = 303.15
P: saturated vapor pressure (mmHg) indicated by water in the pores
P0: 1 atm (absolute pressure) of water, saturated vapor pressure at 30 ° C. (mmHg) = 31.824

上記所定の硫酸水溶液として、比重1.05〜1.30までの0.025間隔の比重を有する11種類の硫酸水溶液、1.35の比重を有する硫酸水溶液、及び1.40の比重を有する硫酸水溶液(全部で13種類の硫酸水溶液)を準備し、上記測定を行う。それにより、各測定において、算出される細孔半径以下の細孔の累積細孔容積を求める。   As the predetermined sulfuric acid aqueous solution, eleven kinds of sulfuric acid aqueous solutions having a specific gravity of 0.025 intervals from a specific gravity of 1.05 to 1.30, a sulfuric acid aqueous solution having a specific gravity of 1.35, and a sulfuric acid having a specific gravity of 1.40. An aqueous solution (a total of 13 types of sulfuric acid aqueous solutions) is prepared, and the above measurement is performed. Thereby, in each measurement, the cumulative pore volume of pores not more than the calculated pore radius is obtained.

求めた累積細孔容積を細孔半径に対してプロットすることにより、活性炭の累積細孔容積曲線が得られる。これを微分することにより、細孔分布曲線が得られる。例えば、後述する参考例1、2で得られた活性炭の細孔半径分布及び細孔半径に対する累積細孔容積を図1に示す。図1において、a1は累積細孔容積曲線、b1は細孔分布曲線であり、a1の縦軸は活性炭1gあたりの累積細孔容積(ml/g)、b1の縦軸は相対値を表す。このようにして得られた活性炭の累積細孔容積曲線をもとに、その活性炭における細孔半径20Å以下の累積細孔容積を求めることができる。   By plotting the obtained cumulative pore volume against the pore radius, a cumulative pore volume curve of activated carbon can be obtained. By differentiating this, a pore distribution curve is obtained. For example, FIG. 1 shows the pore radius distribution and the cumulative pore volume with respect to the pore radius of the activated carbon obtained in Reference Examples 1 and 2 described later. In FIG. 1, a1 is a cumulative pore volume curve, b1 is a pore distribution curve, the vertical axis of a1 represents the cumulative pore volume per 1 g of activated carbon (ml / g), and the vertical axis of b1 represents a relative value. Based on the cumulative pore volume curve of the activated carbon thus obtained, the cumulative pore volume of the activated carbon having a pore radius of 20 mm or less can be determined.

密閉空間を形成するための柔軟性を有する材料としては、気体を封じ込めることができ
、衝撃力を受け止める強度を有し、易シート化加工性、耐候性等に優れた材料が使用される。例えば、天然物系材料としては、再生セルロース、アセテ−ト、トリアセテ−トなど、合成系材料としては、ナイロンなどのポリアミド系樹脂、ビニロン、エバ−ルなどのポリビニルアルコ−ル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノ−ル系樹脂、塩化ビニル樹脂など、シート化可能な各種合成樹脂が挙げられる。これらの樹脂から得られるシート材は混合して用いることもできる。シート材は袋体に作製されて使用される。
As a material having flexibility for forming the sealed space, a material that can contain gas, has a strength to receive an impact force, and is excellent in easy sheet forming processability, weather resistance, and the like is used. For example, as natural materials, regenerated cellulose, acetate, triacetate, etc., as synthetic materials, polyamide resins such as nylon, polyvinyl alcohol resins such as vinylon, eval, acrylics, etc. Examples thereof include various synthetic resins that can be made into sheets, such as resins, polyacrylonitrile resins, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyurethane resins, phenol resins, and vinyl chloride resins. Sheet materials obtained from these resins can also be used in combination. The sheet material is made into a bag and used.

薄くて柔軟性があり、しかも強度があって空気の透過性が著しく低いバリアー性の良好
な熱可塑性のエアーバリアーフィルムは好ましい材料であり、例えばポリエチレンあるいはポリプロピレンフィルムの間にエバール、ナイロン等のバリアー樹脂を中間層として介在させた積層フィルム、ポリエチレンあるいはポリプロピレンフィルムとアルミ箔を積層したもの等を使用することができる。
A thermoplastic air barrier film that is thin, flexible, strong, and has a very low air permeability and good barrier properties is a preferred material. For example, a barrier such as Eval or nylon between polyethylene or polypropylene films. A laminate film in which a resin is interposed as an intermediate layer, a laminate of polyethylene or polypropylene film and aluminum foil, and the like can be used.

前記バリアーフィルムにより袋体を作製するには、例えば連続押し出し成形によって前記バリアーフィルムによるチューブを成形し、このチューブ材を所望の長さに切断し、内部に必要な多孔質体と気体を封入し、加圧状態で切断部分をヒートシール、接着剤等により密封状に固着すればよい。加圧の圧力は袋体の強度とも関連するので一概に限定することはできないが、常圧よりも若干高い圧力で十分である。   In order to produce a bag body using the barrier film, for example, a tube made of the barrier film is formed by continuous extrusion molding, the tube material is cut into a desired length, and a necessary porous body and gas are sealed inside. The cut portion may be sealed in a sealed state by heat sealing, an adhesive or the like in a pressurized state. Since the pressure of pressurization is related to the strength of the bag body, it cannot be generally limited, but a pressure slightly higher than normal pressure is sufficient.

袋体を作製するための袋材のその他の例としては、プラスチックフィルムとアルミ箔を積層したフィルムが挙げられる。これを用いて袋材を得る場合も、先述の方法と同様積層フィルムをチューブ状にしながらヒートシールあるいは接着剤で端部分を接着する方法により必要なチューブ状成形体が得られる。これも同様に必要な長さに切断し、多孔質体を封入してヒートシール、接着剤等により密封状に固着すれば良い。例えば、このようにして成形されたエアークッションは内部の空気あるいは封入した不活性ガスがほとんど透過しないので、袋材の内部ガスは長期間経過しても良好な弾力性能を維持することができる。   Another example of the bag material for producing the bag body is a film in which a plastic film and an aluminum foil are laminated. Also in the case of obtaining a bag material using this, the necessary tube-shaped molded body can be obtained by a method of adhering end portions with a heat seal or an adhesive while making the laminated film into a tube shape in the same manner as described above. Similarly, it may be cut to a required length, sealed with a porous body, and fixed in a sealed manner by heat sealing, adhesive or the like. For example, since the air cushion formed in this way hardly transmits the internal air or the enclosed inert gas, the internal gas of the bag material can maintain good elasticity even after a long period of time.

密閉空間の内部に封入する多孔質体の量としては、あまり少ないと、気体の吸脱着性能が十分発揮されず、衝撃吸収性改良が不十分となることがある。また、あまり多くても、
衝撃吸収性改良効果が頭打ちになりかつ多孔質体を多く封入するため高コストの衝撃吸収材となり好ましくないので、空間容積100ml当り2〜15gを封入又は貼り付けることが好ましい。空間容積100ml当り4〜10gとするのがより好ましい。
If the amount of the porous body enclosed in the sealed space is too small, the gas adsorption / desorption performance may not be sufficiently exhibited, and the impact absorption improvement may be insufficient. Also, if too much,
Since the impact-absorbing property improving effect reaches a peak and a porous body is encapsulated in many cases, it is not preferable because it becomes a high-cost impact-absorbing material. Therefore, it is preferable to enclose or paste 2 to 15 g per 100 ml of space volume. More preferably, the amount is 4 to 10 g per 100 ml of space volume.

密閉空間に封入する気体としては、安全性、取り扱い性等を考慮して空気、酸素、窒素、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウムのうちの少なくとも1種から選択することができる。
通常は、空気、窒素、二酸化炭素が用いられる。
The gas to be sealed in the sealed space can be selected from at least one of air, oxygen, nitrogen, carbon dioxide, argon, and helium in consideration of safety, handleability, and the like.
Usually, air, nitrogen and carbon dioxide are used.

本発明の衝撃吸収材は、各種用途分野の中で、とくに車両用エアーバックや靴底などの用途で有効に活用できるものであり、柔軟性を有する材料で形成された密閉空間に多孔質体と気体を封じ込め、衝撃が与えられても良好な復元性を示す。本発明において、衝撃吸収効果は次の方法によって測定を行った。   The impact-absorbing material of the present invention can be effectively used in various application fields, particularly in applications such as vehicle airbags and shoe soles, and is a porous body in a sealed space formed of a flexible material. Contains gas and shows good recoverability even when shocked. In the present invention, the impact absorption effect was measured by the following method.

一定の容積を有し、圧力の影響を受けないガラス製又は金属製の注射器に所定量の多孔質体を計量して仕込んだ後、注射器の目盛りが100mlを示す所まで気体を吸入し、注射器の先端を閉じる。このような密封系に圧力を加えて行き、所定の容積減少率を達成するために必要な圧力を計測し、後述する図2〜図5で示されるように、横軸に容積減少率(%)、縦軸に圧力(kg/cm)をとって、多孔質体を仕込まない場合(ブランク)と比較することによって衝撃吸収効果を確認することができる。以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 After a predetermined amount of porous material is weighed and charged into a glass or metal syringe that has a certain volume and is not affected by pressure, gas is inhaled until the scale of the syringe shows 100 ml. Close the tip of. Pressure is applied to such a sealing system, and the pressure required to achieve a predetermined volume reduction rate is measured. As shown in FIGS. 2 to 5 described later, the volume reduction rate (% The impact absorbing effect can be confirmed by taking the pressure (kg / cm 2 ) on the vertical axis and comparing it with the case where no porous body is charged (blank). EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited to these.

参考例1
ヤシ殻を炭化して得た炭化物を850℃にて水蒸気含有燃焼ガスで賦活し、平均粒径0
.35mmの粒状活性炭を得た。この活性炭の累積細孔容積曲線及び細孔分布曲線を図1に示す。図1において、a1は累積細孔容積曲線、b1は細孔分布曲線であり、a1の縦軸は活性炭1gあたりの累積細孔容積(ml/g)、b1の縦軸は相対値を表す。図1から、この活性炭の細孔半径20Å以下の累積細孔容積は0.52ml/g、細孔半径8〜20Åの累積細孔容積は0.50ml/gであった。また、BET比表面積は1200m/gであった。
Reference example 1
The carbide obtained by carbonizing the coconut shell was activated with a steam-containing combustion gas at 850 ° C., and the average particle size was 0
. A 35 mm granular activated carbon was obtained. The cumulative pore volume curve and pore distribution curve of this activated carbon are shown in FIG. In FIG. 1, a1 is a cumulative pore volume curve, b1 is a pore distribution curve, the vertical axis of a1 represents the cumulative pore volume per 1 g of activated carbon (ml / g), and the vertical axis of b1 represents a relative value. From FIG. 1, the cumulative pore volume of the activated carbon having a pore radius of 20 mm or less was 0.52 ml / g, and the cumulative pore volume of the pore radius of 8 to 20 cm was 0.50 ml / g. Further, the BET specific surface area was 1200 m 2 / g.

この活性炭12gをガラス製の注射器に仕込み、注射器の目盛りが100mlを示す所まで空気を吸入し、注射器の先端を閉じた。注射器に圧力を加え、所定の容積減少率とす
るために必要な圧力を計測した。結果を図2に示す。1は多孔質体を仕込まなかった場合
(ブランク)、2は参考例1の結果である。図2の1において、活性炭を存在させずに密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力P1(kg/cm)は0.96、図2の2において、密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力P2(kg/cm)は0.52、(P1−P2)/Wは0.037であった。この結果から、本発明の効果は明らかである。
12 g of this activated carbon was charged into a glass syringe, air was inhaled until the scale of the syringe showed 100 ml, and the tip of the syringe was closed. Pressure was applied to the syringe and the pressure required to achieve a predetermined volume reduction rate was measured. The results are shown in FIG. 1 is the case where no porous material was charged (blank), and 2 is the result of Reference Example 1. 2, the pressure P1 (kg / cm 2 ) when the volume of the sealed space is reduced by 50% without the presence of activated carbon is 0.96, and the volume of the sealed space is 50% in 2 of FIG. The pressure P2 (kg / cm 2 ) when decreased was 0.52, and (P1-P2) / W was 0.037. From this result, the effect of the present invention is clear.

参考例2
活性炭の使用量を6gとする以外は参考例1と同様に実施した。結果を図2に示す。3は参考例2の結果である。図2の3において、密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力P2(kg/cm)は0.68、(P1−P2)/Wは0.047であった。この結果から、本発明の効果は明らかである。
Reference example 2
The same procedure as in Reference Example 1 was carried out except that the amount of activated carbon used was 6 g. The results are shown in FIG. 3 is the result of Reference Example 2. In FIG. 2, the pressure P2 (kg / cm 2 ) when the volume of the sealed space was reduced by 50% was 0.68, and (P1−P2) / W was 0.047. From this result, the effect of the present invention is clear.

参考例3
フェノ−ル樹脂繊維を炭化して炭化物を得、これを850℃にて水蒸気含有燃焼ガスで
賦活し、平均厚み0.5mmの布状活性炭を得た。この活性炭の細孔半径20Å以下の累積細孔容積は0.71ml/g、細孔半径8〜20Åの累積細孔容積は0.70ml/gであった。また、BET比表面積は1800m/gであった。
Reference example 3
The phenol resin fiber was carbonized to obtain a carbide, which was activated with a steam-containing combustion gas at 850 ° C. to obtain cloth-like activated carbon having an average thickness of 0.5 mm. The cumulative pore volume of the activated carbon having a pore radius of 20 mm or less was 0.71 ml / g, and the cumulative pore volume of the pore radius of 8 to 20 cm was 0.70 ml / g. Further, the BET specific surface area was 1800 m 2 / g.

このフェノ−ル樹脂繊維4gをガラス製の注射器に仕込み、注射器の目盛りが100m
lを示す所まで空気を吸入し、注射器の先端を閉じた。注射器に圧力を加え、所定の容積
減少率とするために必要な圧力を計測した。結果を図3に示す。4は参考例3の結果である。図3の4において、密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力P2(kg/cm)は0.65、(P1−P2)/Wは0.078であった。この結果から、本発明の効果は明らかである。
4 g of this phenolic resin fiber is charged into a glass syringe, and the scale of the syringe is 100 m.
Air was inhaled to the point indicated by l and the tip of the syringe was closed. Pressure was applied to the syringe and the pressure required to achieve a predetermined volume reduction rate was measured. The results are shown in FIG. 4 is the result of Reference Example 3. In 4 of FIG. 3, when the volume of the sealed space was reduced by 50%, the pressure P2 (kg / cm 2 ) was 0.65, and (P1-P2) / W was 0.078. From this result, the effect of the present invention is clear.

参考例4
フェノ−ル樹脂繊維の使用量を2gとする以外は参考例1と同様に実施した。結果を図3に示す。5は参考例4の結果である。図3の5において、密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力P2(kg/cm)は0.78、(P1−P2)/Wは0.09であった。この結果から、本発明の効果は明らかである。
Reference example 4
The same operation as in Reference Example 1 was conducted except that the amount of phenol resin fiber used was 2 g. The results are shown in FIG. 5 is the result of Reference Example 4. In 5 of FIG. 3, the pressure P2 (kg / cm 2 ) when the volume of the sealed space was reduced by 50% was 0.78, and (P1-P2) / W was 0.09. From this result, the effect of the present invention is clear.

参考例5
参考例1と同様にヤシ殻を炭化して炭化物を得、これを860℃にて水蒸気含有燃焼ガスで賦活し、平均粒径0.30mmの粒状活性炭を得た。この活性炭の細孔半径20Å以下の累積細孔容積は0.54ml/g、細孔半径8〜20Åの累積細孔容積は0.52ml/gであった。また、BET比表面積は1300m/gであった。
Reference Example 5
In the same manner as in Reference Example 1, the coconut shell was carbonized to obtain a carbide, which was activated with a steam-containing combustion gas at 860 ° C. to obtain granular activated carbon having an average particle size of 0.30 mm. The cumulative pore volume of the activated carbon having a pore radius of 20 mm or less was 0.54 ml / g, and the cumulative pore volume of the pore radius of 8 to 20 cm was 0.52 ml / g. Further, the BET specific surface area was 1300 m 2 / g.

この活性炭12gをガラス製注射器に仕込み、注射器の目盛りが100mlを示す所まで空気を吸入させ注射器の先端を閉じた。注射器に圧力を加え、所定の容積減少率とするために必要な圧力を計測した(図示省略)。容積減少率50%を達成するための圧力P2は0.50kg/cmであり、(P1−P2)/Wは0.038であった。この結果から、本発明の効果は明らかである。 12 g of this activated carbon was charged into a glass syringe, air was inhaled until the scale of the syringe showed 100 ml, and the tip of the syringe was closed. Pressure was applied to the syringe, and the pressure required to obtain a predetermined volume reduction rate was measured (not shown). The pressure P2 for achieving a volume reduction rate of 50% was 0.50 kg / cm 2 and (P1-P2) / W was 0.038. From this result, the effect of the present invention is clear.

参考例6
モレキュラシ−ブス13X(和光純薬工業株式会社製:円柱状、孔径10Å、直径3.2mm、長さ2〜6mm)12gを用いる以外は参考例1と同様に行った。モレキュラシーブス13Xの細孔半径20Å以下の累積細孔容積は0.15ml/g、細孔半径8〜20Åの累積細孔容積は0.022ml/gであった。結果を図4に示す。6は参考例6の結果である。図5の6において、密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力P2(kg/cm)は0.83、(P1−P2)/Wは0.011であった。この結果から、本発明の効果は明らかである。
Reference Example 6
This was carried out in the same manner as in Reference Example 1 except that 12 g of molecular sieves 13X (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .: cylindrical, hole diameter 10 mm, diameter 3.2 mm, length 2 to 6 mm) was used. The cumulative pore volume of Molecular Sieves 13X with a pore radius of 20 mm or less was 0.15 ml / g, and the cumulative pore volume with a pore radius of 8 to 20 cm was 0.022 ml / g. The results are shown in FIG. 6 is the result of Reference Example 6. In FIG. 5, the pressure P2 (kg / cm 2 ) when the volume of the sealed space was reduced by 50% was 0.83, and (P1−P2) / W was 0.011. From this result, the effect of the present invention is clear.

参考例7
モレキュラシ−ブス13Xの使用量を6gとする以外は参考例6と同様に実施した。結果を図4に示す。7は参考例7の結果である。図4の7において、密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力P2(kg/cm)は0.86、(P1−P2)/Wは0.017であった。この結果から、本発明の効果は明らかである。
Reference Example 7
The same operation as in Reference Example 6 was performed except that the amount of molecular weight 13X used was 6 g. The results are shown in FIG. 7 is the result of Reference Example 7. In FIG. 4, the pressure P2 (kg / cm 2 ) when the volume of the sealed space was reduced by 50% was 0.86, and (P1−P2) / W was 0.017. From this result, the effect of the present invention is clear.

参考例8
気体の吸脱着機能を有さないポリウレタンスポンジ1gを用いて参考例1と同様に実施したところ、(P1−P2)/Wは0であった。
Reference Example 8
When implemented in the same manner as in Reference Example 1 using 1 g of polyurethane sponge having no gas adsorption / desorption function, (P1-P2) / W was 0.

参考例9
モレキュラシ−ブス13Xに代えてモレキュラシ−ブス4Aを用いる以外は参考例7と同様に実施したところ、(P1−P2)/Wはほぼ0であり、効果を確認することは出来なかった。モレキュラシーブス4Aの細孔半径20Å以下の累積細孔容積は0.12ml/g、細孔半径8〜20Åの累積細孔容積は0.012ml/gであった。
Reference Example 9
When implemented in the same manner as in Reference Example 7 except that molecular sieve 4A was used instead of molecular sieve 13X, (P1-P2) / W was almost 0, and the effect could not be confirmed. The cumulative pore volume of Molecular Sieves 4A with a pore radius of 20 mm or less was 0.12 ml / g, and the cumulative pore volume with a pore radius of 8 to 20 cm was 0.012 ml / g.

参考例10
ノボラック系フェノ−ル樹脂を2mm程度の球状に造粒した後、600℃で炭化して炭化物を得、これを900℃にて水蒸気含有燃焼ガスで賦活し、BET比表面積2300m/g、平均厚み0.5mmのフェノール樹脂系活性炭を得た。この活性炭の細孔半径20Å以下の累積細孔容積は0.89ml/g、細孔半径8〜20Åの累積細孔容積は0.88ml/gであった。活性炭の使用量を6gとする以外は参考例1と同様に実施した。密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力P2(kg/cm)は0.70、(P1−P2)/Wは0.041であった。
Reference Example 10
After granulating the novolak phenol resin into a spherical shape of about 2 mm, it is carbonized at 600 ° C. to obtain a carbide, which is activated with a steam-containing combustion gas at 900 ° C., and has a BET specific surface area of 2300 m 2 / g, average A phenol resin activated carbon having a thickness of 0.5 mm was obtained. The cumulative pore volume of the activated carbon having a pore radius of 20 mm or less was 0.89 ml / g, and the cumulative pore volume of the pore radius of 8 to 20 cm was 0.88 ml / g. The same procedure as in Reference Example 1 was carried out except that the amount of activated carbon used was 6 g. The pressure P2 (kg / cm 2 ) when the volume of the sealed space was reduced by 50% was 0.70, and (P1−P2) / W was 0.041.

参考例11
ヤシ殻を炭化して得た炭化物を850℃にて水蒸気含有燃焼ガスで賦活し、BET比表面積880m/g、平均粒径0.35mmの粒状活性炭を得た。この活性炭の細孔半径20Å以下の累積細孔容積は0.19ml/g、細孔半径8〜20Åの累積細孔容積は0.18ml/gであった。活性炭の使用量を10gとする以外は参考例1と同様に実施した。密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力P2(kg/cm)は0.79、(P1−P2)/Wは0.025であった。以上の参考例1〜11の結果を一括して表1に示す。
Reference Example 11
The carbide obtained by carbonizing the coconut shell was activated with a steam-containing combustion gas at 850 ° C. to obtain granular activated carbon having a BET specific surface area of 880 m 2 / g and an average particle size of 0.35 mm. The cumulative pore volume of the activated carbon having a pore radius of 20 mm or less was 0.19 ml / g, and the cumulative pore volume of the pore radius of 8 to 20 cm was 0.18 ml / g. The same procedure as in Reference Example 1 was carried out except that the amount of activated carbon was changed to 10 g. The pressure P2 (kg / cm 2 ) when the volume of the sealed space was reduced by 50% was 0.79, and (P1−P2) / W was 0.025. The results of the above Reference Examples 1 to 11 are collectively shown in Table 1.

実施例1〜9、比較例1〜2
厚さ70μmのポリエチレンフィルムと厚さ20μmのアルミフィルムをラミネートして得られた内容積1Lの袋に、参考例1、2、5及び11で用いたヤシ殻活性炭各80g、参考例3、4及び参考例10で用いたフェノール樹脂系活性炭各30g、及び参考例6、7及び参考例9で用いたモレキュラシーブス各100gを封入し、内圧0.2kg/cmで膨らませてエアークッションを作製した(サンプル1〜10)。また、参考例8で用いたポリウレタンスポンジ10g及び多孔質体を仕込まない袋体でエアークッションを作製した(サンプル11〜12)。
Examples 1-9, Comparative Examples 1-2
80 g of each of the coconut shell activated carbons used in Reference Examples 1, 2, 5 and 11 were placed on a 1 L inner bag obtained by laminating a polyethylene film having a thickness of 70 μm and an aluminum film having a thickness of 20 μm. And 30 g of each of the phenol resin-based activated carbon used in Reference Example 10 and 100 g of each of the molecular sieves used in Reference Examples 6, 7 and 9 were filled and inflated at an internal pressure of 0.2 kg / cm 2 to prepare an air cushion. (Samples 1-10). Moreover, the air cushion was produced with the polyurethane sponge 10g used by the reference example 8, and the bag body which does not prepare a porous body (samples 11-12).

これらのエアークッション上で人体による急激な衝撃を繰り返し与えた。サンプル1〜7のクッション性能は極めて良好で、その効果は1年以上保持することができた。サンプル8〜10はこれらよりも劣り、サンプル11〜12は衝撃吸収性に劣るものであった。   Rapid impacts by the human body were repeatedly given on these air cushions. The cushion performance of Samples 1 to 7 was extremely good, and the effect could be maintained for more than one year. Samples 8 to 10 were inferior to these, and Samples 11 to 12 were inferior in impact absorption.

実施例10〜18、比較例3〜4
厚さ70μmのポリエチレンフィルムと厚さ20μmのアルミフィルムをラミネートして得られた内容積20mLの袋に、参考例1、2、5及び11で用いたヤシ殻活性炭各1.6g、参考例3、4及び参考例10で用いたフェノール樹脂系活性炭各0.6g、及び参考例6、7及び参考例9で用いたモレキュラシーブス各2gを封入し、内圧0.2kg/cmで膨らませてエアークッションを作製した(サンプル13〜22)。また、参考例8で用いたポリウレタンスポンジ0.3g及び多孔質体を仕込まない袋体でエアークッションを作製した(サンプル23〜24)。
Examples 10-18, Comparative Examples 3-4
1.6 g of each coconut shell activated carbon used in Reference Examples 1, 2, 5 and 11 was added to a 20-mL bag obtained by laminating a polyethylene film having a thickness of 70 μm and an aluminum film having a thickness of 20 μm, and Reference Example 3 4 and 0.6 g of each of the phenol resin-based activated carbon used in Reference Example 10 and 2 g of each of the molecular sieves used in Reference Examples 6, 7 and 9 were encapsulated and inflated with an internal pressure of 0.2 kg / cm 2. Cushions were produced (Samples 13-22). In addition, an air cushion was produced using 0.3 g of the polyurethane sponge used in Reference Example 8 and a bag body not charged with a porous body (samples 23 to 24).

これらのエアークッションを靴の中に装填し、人体による急激な衝撃を繰り返し与えた。サンプル13〜19のクッション性能は極めて良好で、その効果は1年以上保持することができた。サンプル20〜22はこれらよりも劣り、サンプル23〜24は衝撃吸収性に劣るものであった。   These air cushions were loaded into shoes and repeatedly subjected to sudden impacts by the human body. The cushion performance of Samples 13 to 19 was extremely good, and the effect could be maintained for more than one year. Samples 20-22 were inferior to these, and samples 23-24 were inferior in shock absorption.

本発明の衝撃吸収材によれば、衝撃吸収材の厚さ、容積を低減させることが可能となり、更なる高性能化を実現できるので、車両用エアーバックや靴底などの用途の他、前述した用途などにも好ましく適用することができる。   According to the shock absorbing material of the present invention, the thickness and volume of the shock absorbing material can be reduced, and further performance enhancement can be realized. The present invention can be preferably applied to the use.

1 多孔質体の仕込み無し(ブランク)
2 ヤシ殻活性炭12g使用
3 ヤシ殻活性炭6g使用
4 フェノール樹脂活性炭4g使用
5 フェノール樹脂活性炭2g使用
6 モレキュラシ−ブス13X12g使用
7 モレキュラシ−ブス13X6g使用
1 No preparation of porous material (blank)
2 Use of 12 g of coconut shell activated carbon 3 Use of 6 g of coconut shell activated carbon 4 Use of 4 g of phenol resin activated carbon 5 Use of 2 g of phenol resin activated carbon 6 Use of molecular bus 13X12 g 7 Use of molecular bush 13 X 6 g

Claims (4)

柔軟性を有する材料で構成された袋体中に、気体の吸脱着機能を有する多孔質体と気体を封入して密閉空間を形成してなる衝撃吸収材。 An impact-absorbing material formed by enclosing a porous body having a gas adsorption / desorption function and a gas in a bag made of a flexible material to form a sealed space. 多孔質体W(g)を存在させて密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力をP2(kg/cm)、多孔質体を存在させずに密閉空間の容積を50%減少させたときの圧力をP1(kg/cm)としたとき、(P1−P2)/Wが0.01(kg/cm・g)以上である請求項1記載の衝撃吸収材。 The pressure when reducing the volume of the sealed space by 50% with the porous body W (g) present is P2 (kg / cm 2 ), and the volume of the sealed space is reduced by 50% without the porous body. The shock absorbing material according to claim 1, wherein (P1-P2) / W is 0.01 (kg / cm 2 · g) or more, where P1 (kg / cm 2 ) is the pressure at the time. 該多孔質体が活性炭である請求項1又は2記載の衝撃吸収材。 The impact absorbing material according to claim 1 or 2, wherein the porous body is activated carbon. 該活性炭の細孔半径20Å以下の累積細孔容積が0.15〜1.0ml/gである請求項3記載の衝撃吸収材。 4. The impact absorbing material according to claim 3, wherein a cumulative pore volume of the activated carbon having a pore radius of 20 mm or less is 0.15 to 1.0 ml / g.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010144447A (en) * 2008-12-19 2010-07-01 Yoshida Kozo Design:Kk Impact absorbing fence

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