JPH0315535Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、蓄冷材の保冷温度においても弾性お
よび柔軟性のある使いやすい複合蓄冷材に関す
る。

本明細書における「蓄冷」は、蓄冷材を冷却源
によつて冷却して、冷熱（すなわち、マイナスの
エネルギー）を蓄えること、換言すれば、蓄冷に
よつて蓄冷材は、冷却しようとする物体を冷却す
る能力を得る。

本明細書における「放冷」は、冷却しようとす
る物体または対象を蓄冷材によつて冷却して、冷
熱（すなわち、マイナスのエネルギー）を放出す
ると、換言すれば、放冷によつて蓄冷材は、冷却
しようとする物体を冷却する能力を失なう。

本考案では、蓄冷材の蓄冷によつて、蓄冷材は
冷却されるが、蓄冷材の放冷によつて、冷却しよ
うとする物体が冷却されるので、本明細書におけ
る「冷却」は、冷却される対象に留意しなければ
ならない。

本明細書における蓄冷材の「保冷温度」は、蓄
冷材を冷却源によつて冷却する場合（すなわち蓄
冷材を蓄冷する場合）、蓄冷材の含水ゲル中に含
まれる水が凍結して、蓄冷材が融解熱に相当する
潜熱を冷却源に取られる温度（すなわち、含水ゲ
ル中に含まれる水の凍結温度）であるが、この温
度は、蓄冷材によつて冷却しようとする物体また
は対象を冷却する場合（すなわち蓄冷材を放冷す
る場合）、蓄冷材の含水ゲル中に含まれる凍結物
が融解して、冷却しようとする物体または対象が
凍結物の融解熱に相当する潜熱を蓄冷材に取られ
る温度（すなわち、含水ゲル中に含まれる水の融
解温度）に等しい温度である。したがつて、含水
ゲル中に含まれる水が純水である場合は、その保
冷温度は大略０℃であるが、他の物質を溶解する
場合は、その種類および含有量に応じて変動す
る。

〔考案の背景および従来技術〕

蓄冷材は、蓄冷によつて、冷却しようとする物
体または対象を冷却する能力を獲得し、放冷によ
つて、冷却しようとする物体または対象を冷却す
る能力を失う材料であつて、冷媒の一種である。

これまでに知られている蓄冷材の代表的なもの
は、原理的に考えると「水」であるが、水は、何
処にでも存在し、安価であるために、水を蓄冷し
た氷を放冷した後、再び蓄冷することは余程の事
情がない限り、行なわれていない。また二酸化炭
素もドライアイスの形にすると、蓄冷材の機能を
有するが、ドライアイスの放冷によつて、ガス状
になるために、これも回収すことが事実上不可能
である。さらに「液体窒素」も蓄冷材の機能をも
つているが、その生成物がガス状であるために、
その回収は実際上は不可能である。

前記の水は、蓄冷材として考えた場合、保冷温
度における融解熱が大きく、材料自体が安価であ
るために、広く使用されているが、蓄冷後の氷の
状態のものを放冷すると、液体に変るので、これ
を系外に取り除かなければならないという欠点が
ある。

この欠点を解消するために、蓄冷と放冷を繰り
返すことができるいくつかの蓄冷材が、これまで
に開発されてきた。たとえば、ポリビニルアルコ
ールの水溶液にホウ砂またはホウ酸を加えてゲル
化した含水ゲルをゴムまたはプラスチツクスの袋
に充填した保冷温器、ポリビニルアルコールの水
溶液にポリ酢酸ビニルを分散させて得たポリ酢酸
ビニルエマルジヨンにホウ砂またはホウ酸を加え
てゲル化した含水ゲルを同様な袋に充填した保冷
温器があり（実公昭45−27082号公報）、またポリ
アクリル酸に金属塩を加えて得た含水ゲルからな
る蓄冷材、およびポリアクリル酸に少なくとも２
個のエポキシ基を有する化合物を加えて得た含水
ゲルからなる蓄冷材もあるが（特公昭57−28505
号公報）、これらの蓄冷材は、その保冷温度の前
後の温度において塑性変形とするために、一定の
形状を保持することができない。また蓄冷材をそ
の保冷温度よりも低い温度において蓄冷すると、
蓄冷材は、それ以前の一定しない形状のままで、
硬くなるので、非常に使いにくい。このために従
来の蓄冷材は、その保冷温度をできるだけ低く設
定することによつて、蓄冷時に、蓄冷材が凍結し
て硬くならないようにしていた。しかしながら蓄
冷材が、その蓄冷時に硬くならないことは、蓄冷
材中の含水ゲル中の水が凍結しないことであつ
て、その融解熱に相当する潜熱を放冷時に利用で
きないから、このことは、蓄冷材の冷却効率を低
下させ、冷却能力を低下させることになる。

さらに、従来の蓄冷材は含水ゲルであるため
に、その比重が大きく、これを持ち上げた時に感
ずる重量が大きい。

本考案者は、蓄冷材のもつこれらの欠点を改善
するめに、多くの研究を重ね、蓄冷材の保冷温度
の前後において塑性変形しない特性を有する蓄冷
材を開発し、さらにこれを実用的に利用すること
ができる本考案を完成したのである。

〔考案の目的および考案の要約〕

本考案の目的は、冷却効率が大きく、しかも使
いやすい蓄冷材を提供することにある。

本考案は、保冷温度の前後の温度において塑性
変形しない特性を有する蓄冷材であつて、所定の
保冷温度を有する高冷温度蓄冷材、および高保冷
温度蓄冷材の保冷温度よりも低い温度の保冷温度
を有する低保冷温度蓄冷材からなる蓄冷材におい
て、複数の独立した高保冷温度蓄冷材が低保冷温
度蓄冷材中に分散して存在することを特徴とする
複合蓄冷材である。

〔考案の具体的な説明〕 第１図ないし第４図は、本考案の複合蓄冷材の
一実施例を示す図面であつて、１は複合蓄冷材、
２は高保冷温度蓄冷材、３は低保冷温度蓄冷材、
４は複合蓄冷材１を包む被覆、および５は多孔質
体である。第５図および第６図は、本考案の複合
蓄冷材１を包む被覆の一例であつて、６はフイル
ム、７は金属薄膜層、および８は補強材層であ
る。

本考案の蓄冷材は、比熱および融解熱の大きい
液体を含有するゲル体であつて、その液体がゲル
体の三次元の網目状に重合した重合体構造の中に
保持されていると考えられる材料であるが、本考
案において使用する蓄冷材は、前記の重合体構造
中に液体を含んでいても、塑性変形をしにくい性
質を有する材料である。そしてこの性質は、保冷
温度よりも高い範囲の温度、すなわち、重合体構
造中に含まれる物質が液状である場合、および保
冷温度よりも低い温度、すなわち、重合体構造中
に含まれる物質が固状である場合の双方において
変らない。したがつて、本考案の蓄冷材は、その
保冷温度の前後の温度において、ゲル体全体の形
状は変らず、また塑性変形をしないという特性を
有している。たとえば本考案の蓄冷材は、保冷温
度よりも高い温度範囲では、ゲル体全体が弾性を
示すコンニヤク状であるが、保冷温度よりも低い
温度範囲ではゲル体全体が同じ形のままで硬くな
る。

このような特性を有する蓄冷材は、たとえば以
下の方法によつてつくられる。

１ アクリルアミドまたはメタクリルアミド、架
橋性単量体、たとえばＮ，Ｎ−メチレンビスア
クリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチレンビスアクリ
ルアミド、Ｎ−ジメチルアクリルアミドまたは
ホルムアルデヒド、および中性塩類、たとえ
ば、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化アン
モニウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウ
ム、これらの硝酸塩またはこれらの硫酸塩の水
溶液にレドツクス触媒、たとえば硫酸塩第１
鉄、または亜二チオン酸のような還元剤と過酸
化水素、過酸化ベンゾイルまたはペルオキソ二
硫酸塩のような過酸化物を加えて重合させ、そ
れによつて全体をゲル化した材料。

２ 上記の水溶液に、さらに、ポリアクリル酸を
加えた水溶液にレドツクス触媒を加えて重合さ
せ、それによつて全体をゲル化した材料。

（特願昭57−177394号（特開昭59−66478号公
報）、特願昭57−177395号（特開昭59−66479号公
報）および特願昭57−213200号（特開昭59−
102976号公報）参照） これらの材料は、これに加える中性塩類の種類
および添加量を加減することによつて、その保冷
温度を任意の温度に調節することができる。もち
ろん中性塩類を使用しない場合、その保冷温度は
０℃の近くにある。

本考案の蓄冷材は、上記の材料に限定されるも
のではなく、保冷温度の前後の温度において塑性
変形しない特性を有する材料であれば、いかなる
材料であつてもよい。

本考案の複合蓄冷材１における前記の高保冷温
度蓄冷材２は、その製造過程において、所定の保
冷温度になるように、原料の配合を設定する。一
般的には、高保冷温度蓄冷材２の保冷温度は、複
合蓄冷材１を蓄冷する場合の冷却源の冷却温度よ
りも高い温度であるが、市販の冷凍冷蔵庫の冷凍
温度は−15℃〜−20℃であるから、高保冷温度蓄
冷材２の保冷温度は、−15℃よりも高い温度であ
ることが好ましい。このようにして、本考案の複
合蓄冷材１を蓄冷した場合、高保冷温度蓄冷材２
は、その保冷温度よりも低い温度に冷却されて硬
くなる。

本考案の複合蓄冷材１における前記の低保冷温
度蓄冷材３は、その製造過程において、高保冷温
度蓄冷材２の保冷温度よりも低い温度の保冷温度
になるように、原料の配合を設定する。一般的に
は、低保冷温度蓄冷材３の保冷温度は、複合蓄冷
材１を蓄冷する場合の冷却源の冷却温度よりも低
い温度であるが、通常、−20℃よりも低い温度で
あることが好ましい。このようにして、本考案の
複合蓄冷材１を蓄冷しても、低保冷温度蓄冷材３
は、その保冷温度まで冷却されないので硬くなら
ず、弾性を残した状態のままである。

本考案の複合蓄冷材１は、通常、適当な非透水
性の被覆によつて包まれる。この被覆の材料は、
水を通さない性質のものであれば、いかなる材料
であつてもよいが、通常プラスチツクフイルムを
使用するのが好ましい。

プラスチツクフイルムとしては、ポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンテレフタレートイ
ソフタレート、ポリ−１、４−シクロヘキシレン
−ジメチレンテレフタレート、ポリエチレンオキ
シベンゾエートのようなポリエステル、ポリカプ
ロラクタム、ポリラウリンラクタム、ポリヘキサ
メチレンアジパミド、ポリヘキサメチレンセバカ
ミド、ポリ−１、４−シクロヘキシレンアジパミ
ドのようにポリアミド、ポリジオキシフエニルメ
タンカーボネート、ポリジオキシジフエニルエタ
ンカーボネート、ポリジオキシジフエニル−２、
２−プロパンカーボネート、ポリ−ｐ−キシレン
グリコールビスカーボネートのようなカーボネー
ト、酢酸セルロースのようなセルロースエステ
ル、ポリフツ化ビニル、ポリテトラフルオロエチ
レン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロ
プロピレンコポリマーのようなフツ素樹脂、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブテンのような
ポリオレフイン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン
およびポリ塩化ビニリデンなどのフイルムを使用
することができるが、経済性の面および使用時の
取扱いの点を考慮すると、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリカプロラクタムまたはポリヘキサメ
チレンアジパミドを使用するのが特に好ましい。

これらのプラスチツクフイルム６には、第５図
に示すとおり、金属薄膜層７を積層することがで
きる。金属薄膜層７を積層することによつて、そ
の外観が美しくなるだけでなく、複合蓄冷材１に
対する外界からの光の影響を阻止することができ
る。金属薄膜層７としては、金属箔、真空蒸着法
による金属蒸着層、またはイオンプレート法ある
いは金属スパツタリング法による金属薄膜層があ
るが、これらを形成する金属は、これらに使用す
るのに公知のいかなる金属であつてもよい。たて
えば、アルミニウム、亜鉛、金、銀、クロム、ニ
ツケル、銅、セレン、フツ化マグネシウム、硫化
亜鉛および一酸化ケイ素は真空蒸着法に使用でき
る材料としてよく知られているが、経済上の観点
からアルミニウムを金属薄膜層７の材料とするの
が好ましい。

金属薄膜層７を積層した場合、披覆４にエンボ
ス加工することが好ましい。これによつて披覆４
の外観が美しくなるだけでなく、披覆４全体の柔
軟性が増大し、保冷袋が使い易くなるという利点
がある。

第６図に示すとおり、フイルム６に補強材層８
を積層することもできる、補強材層８を形成する
材料は、フイルム６を補強できるものであれば、
いかなる材料でも使用することができるが、一般
的には天然繊維、または合成繊維からつくられた
織布または不織布、紙あるいは割布（ワリフ）を
使用することができる。ここにいう割布とは、ポ
リエチレンフイルムまたはポリプロピレンフイル
ムを一方向に延伸し、その延伸方向に引裂いて得
たストリツプを、タテおよびヨコに格子状に並べ
て、その交点を接着したものであるが、経済的な
観点より、割布を用いるのが好ましい。

本考案の多孔質体は、多数の孔隙または気泡を
有する粒状体であつて、見掛け比重の小さいもの
であれば、いかなる材質のものであつてもよく、
たとえば、軽石、コルク、木毛体、各種のスポン
ジまたは発泡プラスチツク、たとえば、ポリスチ
レン、ポリウレタン、ABS樹脂、ポリ塩化ビニ
ル、ポリエチレン、ポリプロピレン、フエノール
樹脂、尿素樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂など
の発泡成形品または予備発泡成形品を使用するこ
とができるが、弾性を示す多孔質体、たとえば、
発泡ポリスチレン、発泡ポリウレタン、発泡ポリ
エチレン、発泡ポリプロピレンまたはスポンジを
使用するのが好ましい。多孔質体の形状およびサ
イズには特に制限はなく、球状、ペレツト状、棒
状、フレーク状または組砕片状などのあらゆる形
状であつてよいが、製造の便宜上、球状、棒状、
粗砕片状またはペレツト状であることが好まし
い。

本考案の複合蓄冷材全体の形状にも特に制限は
なく、たとえば、球状、ダ円球状、フレーク状、
板状または塊状などのいかなる形状であつてもよ
いが、製造の便宜上、板状であることが好まし
い。

本考案の複合蓄冷材においては、第３図および
第４図に示すとおり、多孔質体および高保冷温度
蓄冷材の一部が複合蓄冷材の表面に露出している
ことを妨げない。

本考案の複合蓄冷材は、最初に高保冷温度蓄冷
材をゲル化させ、得られたゲル体を、低保冷温度
蓄冷材のゲル化以前の材料中に分散した状態で、
低保冷温度蓄冷材のゲル化を行なう方法によつて
つくられる。多孔質体を使用する場合は、多孔質
体を高保冷温度蓄冷材のゲル体とともに、低保冷
温度蓄冷材のゲル化以前の材料中に分散した状態
で、低保冷温度蓄冷材のゲル化を行なえばよい。

〔考案の効果〕

本考案の複合蓄冷材を蓄冷した場合、先ず最初
に、高保冷温度蓄冷材の含水ゲル中の水が凍結し
て硬くなるが、低保冷温度蓄冷材３は、柔軟で弾
性のあるコンニヤク状の状態を保持している。高
保冷温度蓄冷材２は、低保冷温度蓄冷材２中に独
立して分散しているので、複合蓄冷材全体も柔軟
で弾性のあるコンニヤク状を保持しており、この
ために本考案の複合蓄冷材は冷却しようとする物
体または対象と柔らかく接するので、使いやす
く、またその接触面積を大きくすることができ、
凍結効率も向上する。

本考案の複合蓄冷材において、蓄冷材自体が、
その保冷温度の前後の温度において塑性変形しな
い特性を有することによつて、始めて高保冷温度
蓄冷材２を低保冷温度蓄冷材３中に分散すること
ができる。もし蓄冷材自体が、その保冷温度より
も高い温度において塑性変形する性質のものであ
れば、放冷時に何らかの力が加わると両者は混じ
り合つてしまうので、前記のような効果がなくな
る。

多孔質体を高保冷温度蓄冷材２とともに低保冷
温度蓄冷材３中に分散させた構造の複合蓄冷材
は、その見掛け比重が小さくなるので、使いやす
く、また多孔質体の弾性が大きいので、複合蓄冷
材全体もより柔軟となり、さらに使いやすくなる
利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の複合蓄冷材の一実施例の一
部切欠斜視図、第２図は、本考案の複合蓄冷材の
一実施例の一部の縦断面を示した正面図、第３図
は、本考案の複合蓄冷材の他の実施例の一部切欠
斜視図、第４図は、本考案の複合蓄冷材の他の実
施例の一部の縦断面を示した正面図、第５図は、
本考案の複合蓄冷材の被覆の一例の縦断面図、お
よび第６図は、本考案の複合蓄冷材の被覆の他の
例の縦断面図である。 符号の説明、１：複合蓄冷材、２：高保冷温度
蓄冷材、３：低保冷温度蓄冷材、４：被覆、５：
多孔質体、７：金属薄膜層、８：補強材層。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 保冷温度の前後の温度において塑性変形しな
   い特性を有する蓄冷材であつて、所定の保冷温
   度を有する高保冷温度蓄冷材、および高保冷温
   度蓄冷材の保冷温度よりも低い温度の保冷温度
   を有する低保冷温度蓄冷材からなる複合蓄冷材
   において、複数の独立した高保冷温度蓄冷材が
   低保冷温度蓄冷材の中に分散して存在すること
   を特徴とする複合蓄冷材。 (2) 高保冷温度蓄冷材の保冷温度が複合蓄冷材を
   蓄冷する冷却源の保冷温度よりも高い温度であ
   り、低保冷温度蓄冷材の保冷温度が複合蓄冷材
   を蓄冷する冷却源の保冷温度よりも低い温度で
   あることを特徴とする実用新案登録請求の範囲
   第１項に記載の複合蓄冷材。 (3) 高保冷温度蓄冷材の保冷温度が−15℃よりも
   高い温度であり、低保冷温度蓄冷材の保冷温度
   が−20℃よりも低い温度であることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項または第２項
   に記載の複合蓄冷材。 (4) 多孔質体が、複数の独立した高保冷温度蓄冷
   材とともに、低保冷温度蓄冷材に中に分散して
   存在することを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲題１項ないし第３項のいずれかに記載の複
   合蓄冷材。 (5) 多孔質体が弾性を有することを特徴とする実
   用新案登録請求の範囲第４項に記載の複合蓄冷
   材。