JP2868318B2 - 保冷材 - Google Patents

保冷材

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JP2868318B2
JP2868318B2 JP2407907A JP40790790A JP2868318B2 JP 2868318 B2 JP2868318 B2 JP 2868318B2 JP 2407907 A JP2407907 A JP 2407907A JP 40790790 A JP40790790 A JP 40790790A JP 2868318 B2 JP2868318 B2 JP 2868318B2
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小林かず代
武文 中下
章裕 中原
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  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

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、形状保持性および
耐光耐熱性等に優れた保冷材に関する。
【0002】
【従来の技術】従来保冷材としては、特開昭60−79
061号公報にテレブロック共重合エラストマーと油成
分から成る連続相に、含水高分子粒子を分散させたもの
が開示される。又、特公昭60−11738号公報に
は、高沸点油性物質、天然ゴム、及び合成ゴム質を含む
分散媒溶液に、水分散質を乳化分散させたw/o型エマル
ジョンを架橋剤の存在下架橋し、ゲル化して得られる含
水ゲルが示されている。
【0003】しかし上記いずれの保冷材も、その製造工
程が複雑で製造コストがかかる。又繰返し使用した場合
や機械的応力を受けた場合(例えば、手でもんだ場合)、
水と油が分離するという問題を有する。
【0004】そこで本発明者等は、可塑剤でゲル化した
塩化ビニル樹脂に、表面被覆した含水ゲルを分散させて
得られる保冷材を提案した(特開平1−121391号
公報)。この保冷材は容易に製造でき、又保冷性、およ
び低温での柔軟性に優れ、水と油が分離することもな
い。また、イソシアネート基含有液状ゴムと水酸基含有
液状ゴムから成るマトリックス中に含水ハイドロゲルを
分散した保冷材を提案した(特願平2−115974
号)。この保冷材も本発明者等が先に提案した保冷材と
同等の性能を有し、かつ高い形状保持性を有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記発明を
更に発展させ、耐候性、特に耐光・耐熱性等にも優れた
長期保存が可能な保冷材を提供することを、目的とす
る。即ち、保冷材の熱および光による劣化を防止し、長
期保存性を更に改善する技術を提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は前記特願平
2−115974号公報の保冷材に用いたイソシアネー
ト反応してマトリックスを形成する水酸基含有液状ゴム
を未反応2重結合の少ないポリオレフィン系ポリオール
を用いることにより、保冷材の熱や光による劣化が少な
くなり、長期間保存しても物性の低下、黄変等をかなり
防ぐことが可能であることを見出し、本発明を成すに至
った。
【0007】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、液状ゴム及び/又はポリオレフィ
ン系ポリオールと(II)ポリオレフィン系ポリオールと
の架橋物であり、且つ該マトリックス中に(III)含水
ハイドロゲルが分散した保冷材を提供する。
【0008】本発明の保冷材に於いてマトリックスは、
上記成分(I)と(II)を架橋することにより形成され
る。成分(I)としては、イソシアネート基含有液状ゴム
及びイソシアネート基含有ポリオレフィン系ポリオール
が挙げられ、これらの1種以上を使用してよい。尚、
「液状」ゴムとは、常温で液状または半液状を示す流動性
のゴムを意味する。上記液状ゴム又はポリオールの分子
量は、例えば1000〜5000が好ましい。イソシア
ネート基は、液状ゴム又はポリオール1分子中に1〜2
個存在するのが好ましく、又分子末端に存在するのが好
ましい。
【0009】このようなイソシアネート基含有液状ゴム
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(TD
I)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。上記末端もし
くは分子中に水酸基をもった液状ゴムとしては、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。
【0010】上記イソシアネート基を有する液状ゴムは
分子骨格としてゴム部分(ポリブタジエン、ポリイソプ
レン等)を有するが、イソシアネート基を有するポリオ
レフィン系ポリオールは分子骨格がポリオレフィン部分
を有するものである。ポリオレフィン部分は具体的には
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、等が挙
げられる。イソシアネート基の導入は前記イソシアネー
ト基を有す液状ゴムと同様である。そのようなものの具
体的としては末端もしくは分子中に水酸基を有するポリ
オレフィンポリオールを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プレポリマー化したも
の等が挙げられる。
【0011】上記成分(I)と架橋してマトリックスを
与える成分(II)としては、ポリオレフィン系ポリオー
ルが挙げられる。ポリオレフィン系ポリオールとして
は、分子量が1000〜5000で、主鎖がポリオレフ
ィンであり、水酸基を1分子中に2個以上(特に2個)且
つ分子鎖末端に有するものが好ましい。そのようなポリ
オレフィン系ポリオールは、市販品(例えばエポール、
出光石油化学(株)製)として入手可能である。又前記ポ
リオレフィンを通常の方法によって水酸基変性物として
調製する事が出来る。
【0012】マトリックス中に分散される含水ハイドロ
ゲル(III)としては、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90〜99重量%が好ましい。水
含量が上記範囲を逸脱すると、含水ハイドロゲルが分散
不良となり好ましくない。特に、マトリックス中への分
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、例えば特公昭62−54344号公報記載の方
法に従って表面処理を施してもよい。
【0013】本発明の保冷材は、上記成分(I)〜(II
I)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。
又必要に応じ溶剤等を加えてもよい。本発明の保冷材の
マトリックス形成に於いて、成分(I)中のイソシアネー
ト基と、成分(I)又は(II)中の水酸基又は含水ハイド
ロゲル(III)中の水との架橋反応は通常のポリウレタ
ンの硬化反応同様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、含水ハイドロ
ゲルを独立して分散した状態で速やかに固定するため
に、或るいは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。又硬化反応の
触媒として、ジブチル錫ジラウレート等の添加が有効で
ある。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。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。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。
【0014】上記各成分の配合組成に於いて、成分(I)
と(II)は、イソシアネート基総数と水酸基総数の比が
0.9〜1.4、特に1.1〜1.3となるように配合する
のが好ましい。比が0.9より小さいと、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1.4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。成分(I)と成分(II)の合量100重量部に対し、
含水ハイドロゲル(III)は100〜1000重量部
(特に200〜600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100重量部未満だと保冷材
の保冷性が十分でなく、又1000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。
【0015】本発明の保冷材の製造法は特に限定され
ず、上記各配合成分の添加順序等は適宜選択されるが、
例えば成分(I)を可塑剤で希釈し、これに成分(II)、
及び必要に応じ架橋助剤、硬化触媒、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。
【0016】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)の水が蒸発し
ないような温度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
0.5〜3時間で行なわれる。
【0017】上記のようにして得られる本発明の保冷材
は、成分(I)と(II)と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(II
I)を取り込む。従って得られる保冷材の構造は、含水
ハイドロゲル(III)粒子が、マトリックス中に充填さ
れ、その結果マトリックス全体に均一に分散固定してい
るものと考えられる。
【0018】
【発明の効果】上記の様に本発明の保冷材は、マトリッ
クス全体に含水ハイドロゲル(III)が均一に分散・固
定される。それ故、優れた保冷性と適度な柔軟性を有
し、水と油が分離することもない。
【0019】又本発明の保冷材は、低温でも適度な柔軟
性を有する一方、マトリックスは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。
【0020】更に本発明の保冷材は、マトリックス中の
未反応2重結合の存在量が少ないので、熱や光に対して
安定である。そのため熱や光により劣化が少なく、長期
保存下でも物性の低下、黄変等を防ぐことが可能であ
る。
【0021】本発明の保冷材のマトリックスの形成は、
高反応性イソシアネート基と水酸基との架橋反応によっ
てなされる。この反応は常温でも非常に速やかに進行す
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。
【0022】
【実施例】以下、本発明を実施例で具体的に説明する。
尚断わりなき限り、「部」は重量部を表わす。
【0023】(実施例1)液状ポリブタジエン液状変性M
DIプレポリマー(Poly bd HTP−5MLD、出光石
油化学(株)製)100部に、ナフテン系プロセスオイル
(サンセン410、サン石油(株)製)380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)27部、水
酸基末端ポリオレフィン系ポリオール(エポール)76部
を順次加え、更にラウリン酸ジーn・ブチル錫1部を添
加し、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)53部と水530部をよく混合して含水さ
せた含水ハイドロゲル583部を前記混合物Iに分散さ
せ、型に流して60℃で1時間加熱して保冷材を得た。
得られた保冷材は、−20℃で冷却しても充分患部にフ
ィットする柔軟さをもち、縦方向の使用の際も垂れを生
じることがなかった。
【0024】(実施例2)液状ポリブタジエン液状変性M
DIプレポリマー(Poly bd HTP−5MLD、出光石
油化学(株)製)100部に、ナフテン系プロセスオイル
(サンセン410、サン石油(株)製)380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)27部、水
酸基末端ポリオレフィン系ポリオール(エポール)76部
を順次加え、更にラウリン酸ジーn・ブチル錫1部を添
加し、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)60部と水400部をよく混合して含水さ
せ、これにアルギン酸ソーダ10部を水200部に溶か
した水溶液を加えて撹拌した。更にオレイン酸10部、
ステアリン酸カルシウム20部を加え混合した。この表
面被覆処理を施した含水ハイドロゲル630部を前記混
合物Iに分散させ、型に流して60℃で1時間加熱して
保冷材を得た。得られた保冷材は、−20℃で冷却して
も充分患部にフィットする柔軟さをもち、縦方向の使用
の際も垂れを生じることがなかった。
【0025】(比較例1)水酸基末端ポリオレフィン系ポ
リオール76部の替わりに水酸基末端液状ポリブタジエ
ン76部を用いた以外は実施例1と同様にして、保冷材
を製造した。
【0026】耐老化性試験 実施例1、実施例2及び比較例1の各保冷材を60℃
のオーブン中に7日間放置し老化促進試験を行なったと
ころ、実施例1、実施例2の保冷材は殆んど黄変化しな
かったのに対し、比較例1の保冷材は黄変化が著しかっ
た。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 75/04 C09K 5/00 101

Claims (2)

    (57)【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、液状ゴム及び/又はポリオレフィン系ポリオー
    ルと(II)ポリオレフィン系ポリオールとの架橋物であ
    り、且つ該マトリックス中に(III)含水ハイドロゲル
    が分散した保冷材。
  2. 【請求項2】 成分(I)〜(III)の配合組成に於い
    て、イソシアネート基総数と水酸基総数の比が0.9〜
    1.4であり、成分(I)と(II)の合量100重量部に
    対し成分(III)が100〜1000重量部である請求
    項1記載の保冷材。
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