JP5122246B2 - 保冷具 - Google Patents

Description

本発明は融点の異なる２種類以上の保冷材を備えた保冷具に関し、より詳細には、首筋や肩、背中、額などの人体局部を冷却するのに好適に用いられる保冷具に関するものである。

近年、夏場に、最高気温が３０℃以上の真夏日が何日間も続いたり、さらには都市部のヒートアイランド現象などで最高気温が３５℃以上の猛暑日となることも珍しくなくなってきている。このような高温環境下では、屋外のみならず屋内においても、長時間の作業によって熱中症になりやすく、熱中症による死亡事故も頻出している。

そこで、熱中症対策等を目的として、人体を冷やすための技術がこれまでから種々提案されている。例えば、特許文献１では、冷熱源の人体面側に、記憶温度を異にする複数枚の温度依存性の形状記憶樹脂素材を配設し、冷熱源から人体面側にかけて複数レベルの温度設定層を形成することによって、人体面と接する最外層の温度を２０℃程度の快適温度に維持する温度調整衣服が提案されている。また特許文献２では、可凍液が充填されたカプセルを不凍液中に分散させて、冷却効果と柔軟性とを兼ね備えた冷却具が提案されている。
特開平6-257003号公報 特開平8-238269号公報

しかしながら、特許文献1の提案技術では、冷熱源の容積を大きくせずに保冷時間を長くするためには、より融点の低い冷熱源を用いる必要があるが、この場合、人体面側の最外層の表面温度を２０℃程度に保持するためには、冷熱源から人体までの間に多くの温度設定層を形成しなければならず衣服の構造が複雑化する。また、特許文献２の提案技術は、融点の低い不凍液が人体と接触するため、過冷によって人体に不快感を与えるおそれがある。

本発明はこのような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な構造でしかも保冷効果を長時間持続できる保冷具を提供することにある。

また、本発明の目的は、人体に接したときに適度な冷たさを感じさせる保冷具を提供することにある。

本発明によれば、融点の異なる２種類以上の保冷材を備えた保冷具であって、中心部に、最も融点の低い保冷材が位置し、中心部から外方に向かって、融点の低い順に保冷材が位置することを特徴とする保冷具が提供される。

ここで、保冷材として融点の異なる２種類を用い、中心部に融点の低い保冷材を位置させ、その周りに融点の高い保冷材を位置させるようにしてもよい。このとき、外容器内の略中心に内容器を保持させ、前記外容器に融点の高い保冷材を充填し、前記内容器に融点の低い保冷材を充填するようにしてもよい。

最も融点の高い保冷材の融点としては６〜３０℃の範囲が好ましく、最も融点の低い保冷材の融点としては、−３０〜５℃の範囲が好ましい。

凝固させた後の柔軟性や取り扱い性などの観点から、保冷具の最外に配置される、最も融点の高い保冷材として、当該保冷材がカプセルに封入されたものを使用するのが好ましい。

また、本発明によれば、前記記載の保冷具の２以上が、折り曲げ可能に連接されてなることを特徴とする保冷部材が提供される。

そしてまた、本発明によれば、前記記載の保冷具及び保冷部材の少なくとも一方を着脱可能に備えたことを特徴とする衣服が提供される。

本発明の保冷具では、融点の異なる２種類以上の保冷材を用い、中心部に、最も融点の低い保冷材を位置させ、中心部から外方に向かって、融点の低い順に保冷材を位置させるので、保冷具の冷却効果を従来よりも格段に持続させることができるようになる。また、本発明の保冷具では、表面温度が高く中心部温度が低い温度分布となるので、例えば、人体の冷却に用いた場合に、肌に触れたときに適度な冷たさを与えることができ、従来のような過度の冷たさを感じさせることはない。また本発明の保冷具は、ワイン輸送の際などように所定温度範囲で長時間にわたって保冷したい場合等にも好適に用いることができる。

以下、本発明に係る保冷具について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１は本発明に係る保冷具の一実施形態を示す平面図であり、図２は、その断面斜視図である。図１及び図２に示す保冷具Ｃは、外縁にシール部１１が形成された外袋（外容器）１の略中央部に内袋（内容器）２が位置し、外袋１内には保冷材３が充填され、内袋２内には保冷材４が充填されている。そして保冷材３として、保冷材４よりも融点の高いものが使用されている。

図１及び図２から明らかなように、本発明に係る保冷具Ｃの大きな特徴の一つは、保冷材３を充填した外袋１の中心部に、保冷材４を充填した内袋２が位置していることにある。すなわち、保冷具Ｃの中心部に融点の低い保冷材４が位置し、その周りに融点の高い保冷材３が位置するように構成されている。これにより、人体に過度の冷たさを与えない程度の表面温度が長時間保持できるようになる。

外袋１の中心部に内袋２を位置させる方法としては特に限定はなく、例えば、図３に示すような、外袋１の外縁に形成されたシール部１１に、部分的に内方向に突出させた突出部１２を形成し、この突出部１２によって、保冷材４が充填された内袋２の位置決めを行うようにしてもよい。

また、図４に示すように外袋１内に内袋２を固定してもよい。すなわち、四角形状で、向かい合う２辺から外方に突出した突出部２１ａ及び突出部２１ｂを有する内袋２を、外袋１となる１対のシート１０ａ，１０ｂの間に挟み込み（図４（ａ），（ｂ））、その３辺を熱溶着する（同図（ｃ））。これにより、外袋１となった１対のシート間の底辺に内袋２の突出部２１ｂが溶着固定される。そして、外袋１及び内袋２の上辺開口部から保冷材３及び保冷材４をそれぞれ充填した後（同図（ｃ））、外袋１となった１対のシート間の上辺開口部を、内袋２の突出部２１ａの上辺開口部と共に熱溶着して封止する（同図（ｄ））。これにより、内袋２の突出部２１ａ，２１ｂが、外袋１の上辺と底辺とにそれぞれ溶着固定され、内袋２は外袋１内の中心部に確実に位置するようになる。

本発明で使用する外袋１及び内袋２の材質としては、保冷材３，４を充填できるものであれば特に限定はないが、前述のように、外袋１及び内袋２を必要により熱溶着する場合には、各種プラスチックフィルムが望ましい。プラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴという）、ポリスチレン、ナイロン、ポリカーボネート、エチレン−ビニルアルコール共重合体およびエチレン−酢酸ビニル共重合体などのフィルム、アルミニウム蒸着フィルム、酸化アルミ蒸着積層フィルム、セラミックス蒸着積層フィルムなどが挙げられ、これらの１種又は２種以上を用いてもよい。また、単層体および積層体のいずれで実現してもよいが、ポリエチレンフィルムの単層体またはポリエチレンフィルムとナイロンフィルムとの積層体が好ましい。

本発明の保冷具のもう一つの大きな特徴は、保冷材３の融点が保冷材４の融点よりも高いことにある。これにより、例えば、本発明の保冷具を人体の冷却に用いた場合に、過度の冷たさを感じさせることなく、冷却効果を従来に比べて長時間奏することができるようになる。保冷材３の融点としては６〜３０℃の範囲が好ましく、より好ましくは１０〜２５℃の範囲である。一方、保冷材４の融点としては、保冷材３の融点よりも低ければ特に限定はなく、例えば、−３０〜５℃の範囲が好ましい。

外袋１に充填する保冷材３としては従来公知のものが使用できるが、人体を局部的に冷却する場合には、融点がプラス域であるものが望ましく、そのような保冷材３としてはパラフィンがある。パラフィンとしては、炭素数が１０〜３０の直鎖状又は分岐状のものが好ましく、より好ましくは直鎖状のパラフィンである。具体的には、ｎ−テトラデカン（融点：５．９℃）、ｎ−ペンタデカン（融点：９．９℃）、ｎ−ヘキサデカン（融点：１８．２℃）、ｎ−ヘプタデカン（融点：２２．０℃）、ｎ−オクタデカン（融点：２８．２℃）、ｎ−ノナデカン（融点：３２．１℃）、ｎ−エイコサン（融点：３６．８℃）等が挙げられる。これらのパラフィンの１種又は２種以上を所望の融点となるよう組み合わせて用いてもよい。

また図５に示すように、保冷材３として使用するパラフィンをマイクロカプセル化してもよい。マイクロカプセル化したパラフィンを使用することにより、パラフィンを凝固させた後も外袋の変形が容易となり、人体の形状に沿って保冷具を接触させることができるようになる。またパラフィンが融解する際に外袋の下部に液溜まりが生じるのが防止できる。さらには、外袋が破損してもパラフィンの飛散が抑制される。

パラフィンをマイクロカプセル化する方法としては、従来公知の方法を用いることができ、例えば、複合エマルジョン法によるカプセル化法、蓄熱材粒子の表面に熱可塑性樹脂を噴霧する方法、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、蓄熱材粒子の表面でモノマーを重合させ被覆する方法、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等が挙げられる。また、カプセル壁材としては、界面重合法やｉｎ−Ｓｉｔｕ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、ポリウレタンの他、尿素ホルマリン樹脂やメラミンホルマリン樹脂等のアミノプラスト樹脂等の有機高分子が用いられる。

マイクロカプセル６（図５に図示）の大きさは、平均粒子径が１〜５０μｍの範囲が好ましく、より好ましくは５〜２５μｍの範囲であり、特に粒径分布の９０％以上が５〜２５μｍの範囲に入るものが好適である。また、マイクロカプセルの厚みは、その材質にもよるが、通常、０．１〜３０μｍのものが好ましく、０．５〜６μｍの範囲がより好ましい。

一方、内袋２に充填する保冷材４としては、外袋１に充填する保冷材３よりも融点が低いものであれば特に限定はなく、例えば、水（融点：０℃）、塩素酸リチウム三水和物（融点：８．１℃）、硫酸一水和物（融点：９．０℃）、塩化亜鉛三水和物（融点：１０．０℃）、リン酸二ナトリウム十二水和物（融点：−１．５℃）、炭酸ナトリウム（融点：−２．１℃）、硝酸カリウム（融点：−２．８℃）、リン酸三ナトリウム十二水和物（融点：−３．０℃）、フッ化ナトリウム（融点：−３．５℃）、炭酸水素アンモニウム（融点：−３．９℃）、硫酸マグネシウム（融点：−３．９℃）、リン酸二水素アンモニウム（融点：−４．０℃）、炭酸水素カリウム（融点：−５．４℃）、硫酸亜鉛（融点：−６．５℃）、グリシン（融点：−７．０℃）、フッ化水素カリウム（融点：−７．６℃）、塩化バリウム（−８．０℃）、リン酸水素二ナトリウム（融点：−９．９）などの各共晶水溶液などが挙げられる。これらの中でも、融解熱量が大きくまた容易に入手でき、安全性も高いこと等から水が好ましい。

また、保冷材４として水を使用する場合、凝固点降下剤を水に溶解させて、所望の融点となるようにしてもよい。凝固点降下剤としては、水溶性の無機物系材料や有機物系材料が挙げられる。無機物系材料としては解離により１価のイオンを生じる塩が挙げられ、例えば、塩化ナトリウム、リン酸二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、炭酸ナトリウム、フッ化ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、ギ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、臭化ナトリウム、ヨウ化ナトリウム等のナトリウム塩；硝酸カリウム、炭酸水素カリウム、フッ化水素カリウム、塩化カリウム、フッ化カリウム、亜硝酸カリウム、ヨウ化カリウム、リン酸三カリウム、炭酸カリウム、水酸化カリウム等のカリウム塩；炭酸水素アンモニウム、リン酸二水素アンモニウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、フッ化アンモニウム等のアンモニウム塩などが挙げられる。また有機物系材料としては、例えば、グリシン、尿素、メタノール、エタノールなどが挙げられる。これらの凝固点降下剤の１種又は２種以上を組み合わせて使用すればよい。

内袋２に充填する保冷材４は、取り扱い性などの点からゲル化剤を添加してゲル化してもよい。あるいは、保冷材と同様にして、マイクロカプセル化してもよい。ゲル化剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、カラギナン、キサンタンガム、グァーガム、ペクチン、ポリアクリル酸塩系・デンプン−アクリル酸グラフト系・ポリビニルアルコール系・酢酸ビニル−アクリル酸塩系・イソブチレン−マレイン酸系・ポリＮビニルアセトアミド系などの吸水性ポリマー等が挙げられる。

図６に、本発明に係る保冷具の他の実施形態を示す。図６の保冷具は、融点の異なる３種類の保冷材を備えたものである。この保冷具は、同一形状の４枚のシートを完全に一致するように重ね合わせその３辺を熱溶着して、３つの袋部９３，９４，９５を形成し、中央の袋部９４に最も融点の低い保冷材４を充填し、袋部９５に２番目に融点の低い保冷材５を充填し、袋部９３に最も融点の高い保冷材３を充填したものである。この保冷具を人体の冷却に用いる場合には、最も融点の高い保冷材３（例えば融点：１６℃）が充填された袋部９３が身体側となるように用いる。これにより、人体に過度の冷たさを感じさせることなく、冷却効果を長時間持続させることができるようになる。

図７に、本発明に係る保冷部材の一実施形態を示す平面図を示す。図７の保冷部材７は、図４に示した保冷具Ｃの３個を連続して接続したものである。このような保冷部材７を作製するには、例えば、外袋となる１対の帯状のシートの間に、四角形状で、向かい合う２辺から外方に突出した突出部２１ａ，２１ｂを有する３枚の内袋２を所定間隔で配置し、その３辺及び内袋２間を熱溶着することにより、外袋１の中心部に内袋２が取り付けられた３個の保冷具Ｃが連接した状態の保冷部材用の袋が形成される。そして、この保冷部材用の袋にそれぞれ保冷材３及び保冷材４を充填した後、上辺開口部を熱溶着して封止することによって図７の保冷部材７となる。なお、図４に示す保冷具Ｃを個別に作製した後、それらを接続してもよいが、生産効率等の観点からは前述の方法が推奨される。

このような構成の保冷部材７によれば、接続部分において折り曲げ可能となるので、例えば、人体の冷却に用いる場合、人体の体型に合わせて保冷部材を折り曲げて人体との密着度を上げることができ、冷却効果を向上させることができるようになる。また、次に説明する、保冷部材７を衣服に装着する場合には、保冷部材７の衣服への装着が容易となる。

図８及び図９に、本発明に係る衣服の一実施形態を示す正面図及び背面図を示す。これらの図に示す衣服８は、ベスト型の衣服本体８１と、衣服本体８１に対して着脱可能な立襟８２とを備える。衣服本体８１は、左右の前身頃８３ａ，８３ｂと後身頃８４とを有し、着用者の肩に対応する位置で左右の前身頃８３ａ，８３ｂと後身頃８４とが縫着されている。また、左右の前身頃８３ａ，８３ｂの下側端と後身頃８４の下側端とは、ゴムバンドなどの伸縮性部材８５ａ，８５ｂで接続され、衣服本体８１を着用可能な体格の範囲を広くしている。もちろん、伸縮性部材８５ａ，８５ｂに換えて、長さ調整可能なベルト部材を用いても構わない。左右の前身頃８３ａ，８３ｂはファスナー８６によって開閉し、これによって利用者は衣服８の着脱が可能となる。立襟８２は、不図示のファスナーによって衣服本体８１に着脱可能に取り付けられている。

前身頃８３ａ，８３ｂ及び後身頃８４の素材としては従来公知のものが使用でき、例えば、通気性に優れたナイロンメッシュ素材などが好適に使用できる。立襟８２の素材としては、例えば、肌触りや耐久性の観点などから平織りや綾織り等の織物が好適である。

そして、この衣服８では、左右の前身頃８３ａ，８３ｂの胸に対応する部分、後身頃８４の背中に対応する部分、立襟８２の首に対応する部分のそれぞれ内側に、不図示の収納ポケットが形成されており、そこに保冷具Ｃ又は２以上の保冷具が連接された保冷部材７が着脱可能に収納される。保冷具Ｃ及び保冷部材７を収納した衣服８を着用することにより、高温環境下で作業しても体温の上昇が効果的に抑えられ、熱中症を防ぐことができる。

なお、保冷具Ｃ及び保冷部材７を収納する収納ポケットの取付け位置に特に限定はなく、作業環境等を考慮し適宜決定すればよい。例えば、前記取付け位置に加えて又は換えて肩に対応する部分や脇の下に対応する部分などに収納ポケットを取り付けてもよい。

また、クッション性や結露の抑制、強度の向上などの観点から、外側層をアルミニウム蒸着フィルムや酸化アルミ蒸着積層フィルムとし、内側層を不織布、織布とした２層以上の積層構造の保護カバーで保冷具Ｃ及び保冷部材７を覆い、これを衣服８の収納ポケットに装着するようにしてもよい。

本発明に係る保冷具の一実施形態を示す平面図である。 図１の保冷具の断面斜視図である。 内袋を外袋の中心部に位置させる方法の説明図である。 内袋を外袋の中心部に位置させる他の方法の説明図である。 本発明に係る保冷具の他の実施形態を示す断面図である。 本発明に係る保冷具のさらに他の実施形態を示す断面図である。 本発明に係る保冷部材の一実施形態を示す平面図である。 本発明に係る衣服の一実施形態を示す正面図である。 図８の衣服の背面図である。

符号の説明

１ 外袋（外容器）
２ 内袋（内容器）
３ 保冷材
４ 保冷材
５ 保冷材
７ 保冷部材
８ 衣服
Ｃ 保冷具

Claims (8)

1. 融点の異なる２種類以上の保冷材を備えた保冷具であって、
   中心部に、最も融点の低い保冷材が位置し、中心部から外方に向かって、融点の低い順に保冷材が位置することを特徴とする保冷具。
2. 融点の異なる２種類の保冷材を備え、
   中心部に融点の低い保冷材が位置し、その周りに融点の高い保冷材が位置する請求項１記載の保冷具。
3. 外容器内の略中心に内容器が保持され、前記外容器に融点の高い保冷材が充填され、前記内容器に融点の低い保冷材が充填されてなる請求項２記載の保冷具。
4. 最も融点の高い保冷材として、当該保冷材がカプセルに封入されたものを使用する請求項１〜３のいずれかに記載の保冷具。
5. 最も融点の高い保冷材の融点が６〜３０℃の範囲である請求項１〜４のいずれかに記載の保冷具。
6. 最も融点の低い保冷材の融点が−３０〜５℃の範囲である請求項１〜５のいずれかに記載の保冷具。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の保冷具の２以上が、折り曲げ可能に連接されてなることを特徴とする保冷部材。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載の保冷具及び請求項７記載の保冷部材の少なくとも一方を着脱可能に備えたことを特徴とする衣服。