JPH11350216A

JPH11350216A - 運動用衣類に装着する重りと、高密度で柔軟で軟質な架橋した新規高分子複合材料

Info

Publication number: JPH11350216A
Application number: JP11121465A
Authority: JP
Inventors: Bernard Dubocage; デュボカズベルナール; Jacques Maucourt; モクールジャック
Original assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Current assignee: Societe Nationale des Poudres et Explosifs
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1999-04-28
Publication date: 1999-12-21
Also published as: PT953594E; EP0953594B1; FR2777789A1; ES2207133T3; FR2777789B1; DE69910650T2; DE69910650D1; ATE248202T1; EP0953594A1

Abstract

(57)【要約】【課題】有機高分子マトリックスと、この高分子マト
リックス中に分散した金属の粉末充填剤とから成る、高
密度で且つ柔軟な架橋した軟質の複合材料からなる、運
動用衣類にウエイトを付けるための重りと、高密度で柔
軟な架橋した軟質高分子複合材料。【解決手段】この複合材料は下記（1）〜（３）で構
成される成形可能な熱硬化性のペースト状組成物を加熱
して得られる: （１）ポリブタジエン、ポリエステル、ポリエーテル
およびポリエーテルエステルから成る群の中から選択さ
れる、分子量が５００〜１０，０００の反応性末端基を
有する液体プレポリマー、（２）このプレポリマーの
架橋剤、（3）タングステンの粉末充填剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は筋肉機能を維持およ
び再鍛練する分野に関するものであり、特に、運動用衣
類、例えばスポーツ訓練または筋肉機能の再鍛練を目的
とした運動用衣類にウエイトを付けるための新規な重り
（ウエイト）に関するものである。本発明はさらに、上
記重りを製造するのに適した高密度で柔軟な架橋した軟
質高分子複合材料に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】重りを装着した運動用衣類は当業者に周
知である。米国特許第５，３００，０００号には鉛の玉
を充填した熱可塑性エラストマー、例えばビニルエラス
トマーのマトリックスから成る負荷手袋が記載されてい
る。ドイツ国特許第３，５３２，５１２には鉛または鉄
の粉末を充填した柔軟なプラスチックから成る重り付き
のベストが記載されている。

【０００３】しかし、これらの重りは柔軟が十分ではな
く、実際にあまり快適ではないことがも分かっている。
さらに、鉛は有毒金属であり、その重りを繰り返し長期
間使用することは危険である。

【０００４】ＰＣＴ特許ＷＯ９４／０１１８３号には鉛
の芯を構成する板状の重りをプラスチックで被覆して一
定の柔軟性を付与したものが記載されている。しかし、
この重りは柔軟性が低く、しかも、被覆を厚くすると重
りが大きくなってしまう。

【０００５】すなわち、従来の重りを付けた運動用衣類
は着心地が悪い。従って、高密度であると同時に柔軟に
優れ、運動中にできるだけ身体にフィットし、競技者ま
たは患者の邪魔にならず、しかも、毒性のない素材から
なる重りが求められている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上記の
課題を解決することにある。すなわち、本発明は上記の
所望特性を備えた運動用衣類にウエイトを付けるための
新規な重りを提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の対象は、有機高
分子マトリックスと、この高分子マトリックス中に分散
した金属の粉末充填剤とから成る、高密度で且つ柔軟な
架橋した複合材料からなる、運動用衣類にウエイトを付
けるための重りにおいて、複合材料が下記（1）〜
（３）で構成される成形可能な熱硬化性のペースト状組
成物を加熱して得られる柔軟な架橋した軟質複合材料で
あることを特徴とする重りにある: （１）ポリブタジエン、ポリエステル、ポリエーテル
およびポリエーテルエステルから成る群の中から選択さ
れる、分子量が５００〜１０，０００の反応性末端基を
有する液体プレポリマー、（２）このプレポリマーの
架橋剤、および（3）タングステンの粉末充填剤。

【０００８】「ペースト状組成物」および「液体プレポ
リマー」の物理状態は、標準温度および標準圧力下での
ものである。「架橋した」複合材料とは、複合材料の有
機高分子マトリックスが熱処理されて、立体網状構造を
していることを意味する。「衣類」とは、人間や動物の
少なくとも一部をぴったりと覆う任意の衣類、例えばジ
ャケット、ワンピーススーツ、ズボン、半ズボン、ヘッ
ドバンド、手袋、フットウォーマーやレッグウォーマー
または馬の鞍等を意味する。

【０００９】「高密度」の複合材料とは、比重が約３〜
約１２の複合材料を意味する。「軟質」の複合材料と
は、当業者に公知の方法を用いて測定したＡショアー硬
度が約２０〜約５０の複合材料を意味する。「柔軟」な
複合材料とは、２０℃での弾性率（module d'elasticit
e）が約０．５ＭＰａ〜約５ＭＰａで、２０℃での破断
点伸びが約１００％〜約４００％である複合材料を意味
する。これらの機械特性は引張試験機を用いた標準的な
方法で測定する。

【００１０】

【発明の実施の形態】このように高密度(すなわち充填
率が高い)の架橋した複合材料が軟質で柔軟であること
は驚くべきことである。事実、公知の大抵の高密度の熱
可塑性材料、例えばタングステン粉末を充填したＥＰＤ
Ｍ（エチレンプロピレンジエン）エラストマーをベース
にした複合材料の２０℃での弾性率は１５０ＭＰａであ
り、２０℃での破断点伸びは３０％以下であり、本発明
の材料はこれより軟質で、柔軟性がある。この高密度で
柔軟な運動用衣類に用いる重りを製造するのに適した架
橋した高分子複合材料は我々が知るかぎり新規である。

【００１１】この重りは運動中身体にフィットし、使用
者の邪魔にはならず、身体に対して重りが全く動かない
ため、激しい運動中に怪我をする危険がなく、従来には
決して得られかった心地よさが得られる。本発明の重り
は無毒、無臭であり、−５０℃〜８０℃の温度でも、衝
撃を急激に加えた（急な激しい力の反復を受けた)時で
も、その弾性および柔軟性を保つ。

【００１２】本発明の重りを付けた衣類を用いて実施す
る運動はスポーツ訓練または筋肉の再鍛練を目的とする
ものが好ましいが、機能の不均整診断等の他の目的で使
用することもできる。スポーツ訓練用ワンピーススーツ
が特に好ましい。

【００１３】本発明の重りは身体の外観および重心を考
慮して衣類の一定の正確な収容部分に取り付けることが
できる。運動効果の最適化は、個々のケースに応じて、
複合材料の密度、硬度、弾性を選択し、重りの重量、大
きさ、厚さおよび身体各部への重りの分布状態を決定す
ることにによって達成できる。

【００１４】タングステンの粉末充填剤の粒度は０．５
μｍ〜２００μｍが好ましく、０．５μｍ〜１００μｍ
であるのがさらに好ましい。特に１μｍ〜５０μｍの範
囲が好ましい。好ましい実施例では、タングステン粉末
充填剤はタングステン、タングステンと他の金属との混
合物、タングステン合金およびタングステン化合物から
成る群の中から選択する。特に好ましくは、タングステ
ン粉末充填剤はタングステン、鉄−タングステン混合
物、フェロタングステン合金、タングステン−ニッケル
−鉄合金、炭化タングステン、酸化タングステンおよび
タングステン塩から成る群の中から選択する。

【００１５】タングステンをベースにした他の適当な粉
末充填剤の例としては、Ｗ／Ｆｅ／Ｃｒ、Ｗ／Ｆｅ／Ｓ
ｉ、Ｗ／Ｎｉ／ＣｕおよびＷ／Ｎｉ／Ｃｏ合金が挙げる
ことができるが、これらに限定されるものではない。金
属充填剤は組成物に対して１５重量％〜６０重量％、好
ましくは３０重量％〜６０重量％用い、組成物の比重は
５〜１２にするのが好ましい。

【００１６】本発明の重りは運動用衣類に装着する重り
の一般的な任意の形、例えば板状または円柱状にするこ
とができる。本発明の重りは厚さが好ましくは２ｍｍ〜
１０ｍｍで、角を丸くしたプレートの形にするのが好ま
しい。

【００１７】本発明の液体プレポリマーは末端以外に反
応性官能基を有することができる。すなわち、プレポリ
マーを構成する基の鎖に沿って反応性官能基が固定され
ていてもよい。この非末端反応性基は末端反応基と同じ
にするのが好ましい。この場合には、反応性官能基に応
じて２以上の官能価、例えば２．０〜２．５が得られ
る。この官能価は整数でなくてもよい。すなわち、ポリ
マーが同じ分子で構成されることはほとんどなく、測定
した官能価は統計上の平均官能価にすぎない。

【００１８】本発明の液体ポリエーテルの例としては下
記式のポリオキシプロピレンが挙げられる：

【化１】

【００１９】液体ポリエステルの例としては下記式が挙
げられる：

【化２】

【００２０】液体ポリエーテルエステルの例としては下
記式が挙げられる：

【化３】（ここで、ｘ、ｙ、ｚおよびａは整数を表す）

【００２１】液体プレポリマーは分子量Ｍｎが１０００
〜５０００のポリブタジエンであるのが好ましい。この
場合には、全く予想に反して、比重が３〜１２で、Ａシ
ョアー硬度が２０〜５０、例えば約３５である極めて軟
質の複合材料が得られる。この複合材料は２０℃での破
断点伸びが２００％〜４００％、例えば約３００％で、
２０℃での弾性率が０．５ＭＰａ〜３ＭＰａ、例えば約
１ＭＰａである特に柔軟な複合材料である。

【００２２】この複合材料を用いて作られた運動用衣類
に装着する重りは、従来技術で知られた重りを用いて今
まで得られた水準よりもはるかに高い水準の着心良さと
重りの身体に対する順応性を得ることができる。一般
に、ポリブタジエン鎖はビニル不飽和側基を有し、鎖中
のエチレン不飽和基はシス位でもトランス位でもよい。
ポリブタジエンのビニル不飽和側基は全不飽和基数に対
して１５％〜２５％であるのが好ましい。

【００２３】また、ポリブタジエンは全不飽和基数に対
してトランス位の不飽和基が５０％〜６０％、シス位の
不飽和基が２０％〜３０％であるのが好ましい。好まし
い実施例では、ポリブタジエンがヒドロキシル末端基を
有し、架橋剤はポリイソシアネート、例えばトルエンジ
イソシアネート（２，４および２，６異性体の混合
物）、４，４−ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘ
キサメチレンジイソシアネートおよびイソフォロンジイ
ソシアネート等のジイソシアネートである。その結果、
ポリウレタンの網状架橋構造を形成する。

【００２４】架橋剤がジイソシアネートの時には、ヒド
ロキシル官能価が２以上、例えば約２．２のポリブタジ
エンを用い、および／またはトリメチロールプロパン等
のヒドロキシル官能価が２以上の連鎖延長用ポリオール
を熱硬化性組成物に添加する。他の変形例では、ポリブ
タジエンが末端カルボキシル基を有し、架橋剤はポリエ
ポキシドまたはポリアジリジンで、それぞれエステル−
アルコールまたはエステル−アルコーアミンの網状架橋
構造を形成する。

【００２５】ポリエポキシドの例としては塩素化残基を
有するジおよびトリエポキシドの混合物であるエピクロ
ロヒドリンとグリセロールの各種縮合物を挙げることが
できる。ポリアジリジンの例としてはトリス［２−メチ
ル−１−アジリジニル］ホスフィンオキシド（ＭＡＰ
Ｏ）およびフェニルビス［２−メチル−１−アジリジニ
ル］ホスフィンオキシド（フェニルＭＡＰＯ）が挙げら
れる。二官能価の架橋剤の場合には、カルボキシ基の官
能価が２より大きいポリブタジエンを用いる。

【００２６】他の変形例では、成形可能なペースト状の
加熱硬化性組成物がジオクチルアゼレート、ジオクチル
セバケート、ジオクチルフタレート等の可塑剤をさらに
含んでいる。他の変形例で、成形可能なペースト状の加
熱硬化性組成物がゴム産業で周知の抗酸化剤、特にジー
tert−ブチル−p−クレゾール等のフェノールをさらに
含んでいる。他の変形例で、成形可能なペースト状の加
熱硬化性組成物が反応時間および／または反応温度を低
下させる架橋触媒をさらに含んでいる。一般に、この触
媒は鉄アセチルアセトネート、銅アセチルアセトネー
ト、鉛オクトエート、鉛クロメートおよびジブチル錫ジ
ラウレート等の遷移金属の有機塩である。

【００２７】他の変形例では、成形可能なペースト状の
加熱硬化性組成物が連鎖延長用のポリオール、例えばト
リメチルヘキサンジオール等のジオールまたはトリメチ
ルオルプロパン等のトリオールをさらに含んでいる。

【００２８】他の変形例では、成形可能なペースト状の
加熱硬化性組成物が、ミキサー内で液体プレポリマーと
タングステンの粉末充填剤とを予備混合して得られる。
例えば、必要に応じて用いられる連続延長ポリオール、
可塑剤および抗酸化剤の存在下で、３０℃〜８０℃の温
度(必要な場合には減圧下)で予備混合して得られる。次
に、任意の触媒とプレポリマーの架橋剤とを添加する。
均一なペーストが得られるまで例えば３０℃〜５０℃の
温度および好ましくは減圧下で混合する。

【００２９】混合後、重り用に選択した形、例えば厚さ
２ｍｍ〜１０ｍｍの板の形の金型に流し込む。次いで、
加熱硬化性のペースト状組成物を６０℃〜１５０℃、好
ましくは９０℃〜１２０℃に加熱して架橋させる。金型
を冷却した後に成形品を取り出すと、高密度の柔軟で架
橋した軟質の高分子組成物が得られる。この組成物は運
動用衣類に装着する重りとしてそのまま用いることがで
きる。

【００３０】本発明の他の対象は、下記（1）〜（3）か
ら成る成形可能な熱硬化性ペースト状組成物を加熱して
得られることを特徴とする、有機高分子マトリックス
と、この高分子マトリックス中に分散した金属の粉末充
填材とから成る、高密度で柔軟な架橋した軟質複合材料
にある: （１）ポリブタジエン、ポリエステル、ポリエーテル
およびポリエーテルエステルから成る群の中から選択し
た分子量が５００〜１０，０００の反応性末端基を有す
る液体プレポリマー、（２）このプレポリマーの架橋
剤、および（3）タングステン粉末充填剤。本発明と
その利点は以下の実施例の説明から明瞭になろう。しか
し、本発明が下記実施例に限定されるものではない。

【００３１】

【実施例】下記成分を１リットルのガラス反応器内で混
合して下記組成（重量）を有する熱硬化性の成形可能な
ペースト状組成物を製造した: （1）２０％のビニル不飽和側基と、２５％のシス位
の鎖内エチレン不飽和基と、５５％のトランス位の鎖内
エチレン不飽和基とを有する分子量Ｍｎが約２３００の
ヒドロキシル官能価が約２．２であるヒドロキシル末端
基を有するポリブタジエン：１
００．０ｇ（2）連鎖延長用の短鎖アルコール:トリメチルヘキサ
ンジオール（TMHD）：１３．２ｇ（3）可塑剤:ジオクチルアゼレート（DOZ）：７１．
６ｇ（4）抗酸化剤:ジ−tert−ブチル−ｐ−クレゾール
（DBPC）：１．０ｇ（５）金属粉末充填剤：Ｗ／Ｎｉ／Ｆｅ合金（重量比
＝９２／５／３、粒径＝５〜１０μｍ、比重＝１９）：
１６００ｇ（6）架橋触媒:ジブチル錫ジラウレート（DBTL）：
１．８ｇ（7）架橋剤:トルイレンジイソシアネートの２，４お
よび２，６異性体混合物（Dis-TまたはTDIまたはDesmod
ur T）：２１．２ｇ

【００３２】混合物を製造するため、短鎖アルコール、
可塑剤および抗酸化剤を先ず予備混合し、次にヒドロキ
シル末端基を有するポリブタジエンと金属粉末充填剤と
を添加する。この予備混合物を６０℃で４時間、約１０
ｍｍＨｇの減圧下で加熱撹拌して均質化する。室温まで
冷却し、大気圧に戻した後、架橋触媒を添加し、約２分
間、２５℃で撹拌する。

【００３３】次に、架橋剤を添加し、４０℃で約１０分
間、約１０ｍｍＨｇの減圧下で混合を続ける。こうして
得られた熱硬化性ペースト状組成物を１１０℃に予備加
熱した縦１５ｃｍ、横１３ｃｍ、厚さ５ｍｍの直方体の
角を丸くした一般的な形の金型に流し込む。金型に入れ
た組成物を１１０℃で６時間加熱架橋する。金型を室温
に冷却した後、プレートを金型から外す。得られた金型
と同じ寸法のプレートは、必要に応じてタルクを散布し
た後、運動用衣類に装着する重りとしてそのまま使用で
きる。

【００３４】浸漬法で測定したプレート状複合材料の比
重は５．８であり、ASTM D 2240規格で測定したＡショ
アー硬度は３５である。このプレート状複合材料の機械
特性を、通常の引張試験機を用いて、２０℃、相対湿度
４０％、引張荷重５０ｍｍ／分で、規格化した一軸試験
片で測定した（６回測定）。結果は下記の通り: 弾性率（Ｅ） : １．０９±０．０７ＭＰａ破断点伸び（ｅ_r） : ２８０±２０％最大応力（Ｓm） : １．８±０．１ＭＰａ最大応力伸び（ｅ_m） : ２７０±２０％

【００３５】上記と同じプレートを複数枚製造し、運動
用衣類、例えば上記のＰＣＴ特許ＷＯ９４／１２２８３
に記載のワンピーススーツに装着する重りとして用い
た。この着用者は通常の重りでは今まで得られなかった
使用時の着心地と重りの身体へのフィット性を体験でき
た。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機高分子マトリックスと、この高分子
マトリックス中に分散した金属の粉末充填剤とから成
る、高密度で且つ柔軟な架橋した軟質の複合材料からな
る、運動用衣類にウエイトを付けるための重りにおい
て、複合材料が下記（1）〜（３）で構成される成形可
能な熱硬化性のペースト状組成物を加熱して得られる柔
軟な架橋複合材料であることを特徴とする重り: （１）ポリブタジエン、ポリエステル、ポリエーテル
およびポリエーテルエステルから成る群の中から選択さ
れる、分子量が５００〜１０，０００の反応性末端基を
有する液体プレポリマー、（２）このプレポリマーの
架橋剤、および（3）タングステンの粉末充填剤。
【請求項２】架橋複合材料のＡショアー硬度が２０〜
５０で、２０℃における弾性率が０．５ＭＰａ〜５ＭＰ
ａで、２０℃における破断点伸びが１００％〜４００％
である請求項１に記載の重り。
【請求項３】運動用衣類がスポーツ訓練または筋肉再
鍛練用衣類である請求項１または２に記載の重り。
【請求項４】板状をしている請求項１〜３のいずれか
一項に記載の重り。
【請求項５】板の厚さが２ｍｍ〜１０ｍｍである請求
項４に記載の重り。
【請求項６】複合材料の比重が３〜１２で、タングス
テン粉末充填剤が複合材料の１５〜６０重量％を占める
請求項１〜５のいずれか一項に記載の重り。
【請求項７】タングステン粉末充填剤がタングステ
ン、タングステンと他の金属との混合物、タングステン
合金およびタングステン化合物から成る群の中から選択
する請求項１〜６のいずれか一項に記載の重り。
【請求項８】タングステン粉末充填剤がタングステ
ン、鉄−タングステン混合物、フェロタングステン合
金、タングステン−ニッケル−鉄合金、炭化タングステ
ン、酸化タングステンおよびタングステン塩から成る群
の中から選択する請求項７に記載の重り。
【請求項９】液体プレポリマーが末端以外にも反応性
基を有する請求項１〜８のいずれか一項に記載の重り。
【請求項１０】液体プレポリマーが、分子量が１００
０〜５０００であるポリブタジエンである請求項１〜９
のいずれか一項に記載の重り。
【請求項１１】複合材料のＡショアー硬度が２０〜５
０で、２０℃における弾性率が０．５ＭＰａ〜３ＭＰａ
で、２０℃における破断点伸びが２００％〜４００％で
ある請求項１０に記載の重り。
【請求項１２】ポリブタジエンの反応性末端基がヒド
ロキシル基で、架橋剤がポリイソシアネートである請求
項１０または１１に記載の重り。
【請求項１３】成形可能な熱硬化性組成物が鎖延長ポ
リオールをさらに含む請求項１０〜12のいずれか一項に
記載の重り。
【請求項１４】ポリブタジエンの反応性末端基がカル
ボキシル基であり、架橋剤がポリエポキシドまたはポリ
アジリジンである請求項１０または１１に記載の重り。
【請求項１５】成形可能な熱硬化性組成物が可塑剤を
さらに含む請求項１〜14のいずれか一項に記載の重り。
【請求項１６】成形可能な熱硬化性組成物が抗酸化剤
をさらに含む請求項１〜1５のいずれか一項に記載の重
り。
【請求項１７】成形可能な熱硬化性組成物が架橋触媒
をさらに含む請求項１〜1６のいずれか一項に記載の重
り。
【請求項１８】加熱温度が６０℃〜１５０℃である請
求項をさらに含む請求項１〜1７のいずれか一項に記載
の重り。
【請求項１９】少なくとも１つので請求項１〜1８の
いずれか一項に記載の重りでウエイトが付けられた運動
用衣類。
【請求項２０】衣類がスポーツ訓練用ワンピーススー
ツである請求項１９に記載の衣類。
【請求項２１】下記（1）〜（3）から成る成形可能な
熱硬化性ペースト状組成物を加熱して得られることを特
徴とする、有機高分子マトリックスと、この高分子マト
リックス中に分散した金属の粉末充填材とから成る、高
密度で柔軟な架橋した軟質複合材料: （１）ポリブタジエン、ポリエステル、ポリエーテル
およびポリエーテルエステルから成る群の中から選択し
た分子量が５００〜１０，０００の反応性末端基を有す
る液体プレポリマー、（２）このプレポリマーの架橋
剤、および（3）タングステン粉末充填剤。
【請求項２２】液体プレポリマーが分子量が１０００
〜５０００のポリブタジエンである請求項２１に記載の
複合材料。