JPH0959608A - 冷却剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温雰囲気での使用においても冷却効
果が高く、保存中に雰囲気温度が上昇しても結晶の溶解
による保存性の低下が見られず、再結晶時の結晶の大き
さに変化がない、万一皮膚などに付着してもダメージの
少ない冷却剤。 【解決手段】 アンモニウム塩と尿素と撥水性シリカ
とを含むＡ剤と硫酸ナトリウム１０水和物を含むＢ剤よ
りなる冷却剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却剤に関し、さ
らに詳細には水を使用しない冷却剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電力などの外部エネルギーを必要
としない簡易冷却材料として、蓄熱容量の大きい物質を
使用した蓄冷剤および二種以上の物質を混合する際に発
生する吸熱を利用した冷却剤などが知られており、人
体、食品などに対する簡易冷却剤として一般に普及しつ
つある。前者の蓄冷剤は使用する前に予め冷蔵庫や冷凍
庫などで冷却しなければならず不便であるとともに即座
に使用できないという欠点を有している。一方、後者の
冷却剤は事前の冷却操作を必要とせず、少なくとも２種
類の物質を混合するだけで冷却効果が得られるという利
点がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような冷却剤とし
ては、無機アンモニウム塩、アルカリ金属塩などの無機
塩類またはこれに尿素を配合したものと水を組み合わせ
たもの、または無機塩類と結晶水を有する塩水和物とを
組み合わせたものがよく知られている。このうち水を使
用したものは冷却の立上がりが早いという利点があるも
のの水を用いるため、冷却剤の主剤の配合量が少なくな
り、冷却容量が低減するという欠点がある。一方、結晶
水を有する塩水和物は冷却効果が比較的低く、改善が望
まれており実用上満足できるものはなかった。

【０００４】この改善策である結晶水を有する塩水和物
として、水酸化ストロンチウム８水和物を用いる方法が
示されている（特開平５−７８６５１号）。この方法で
は、得られる最低温度は改善されるが、低温維持時間は
満足されるものではない。しかも、ｐＨが強アルカリ性
であり、万一皮膚に付着した際、眼中に入った際のダメ
ージが大きく、安全面において改善の必要がある。

【０００５】安全面を考慮した方法としてメタケイ酸ナ
トリウム９水和物、硫酸ナトリウム１０水和物などを用
いる方法が知られており、特には、低温維持時間などか
ら硫酸ナトリウム１０水和物が注目されている。

【０００６】しかし、硫酸ナトリウム１０水和物は、無
水和物への転移温度が３２．４℃と低く、この温度以上
になると遊離した結晶水により溶解してしまい、再びこ
の転移温度以下になった場合、再結晶が起こり溶解する
前の結晶形状とは異なる、一般には大きな結晶となり、
他成分との混合性が著しく低下する。このため、硫酸ナ
トリウム１０水和物は、保存性、作業性に大きな問題点
を有しており、実用上の障害となっている。

【０００７】そこで、本発明者らは硫酸ナトリウム１０
水和物の保存性、作業性を改良した冷却剤として、無機
含泡粒子、ホワイトカーボン又は撥水性シリカ等を硫酸
ナトリウム１０水和物に含有させた冷却剤を出願した
（特願平７−６５６５９号、特願平７−７８９３５号、
特願平７−２０５５５８号）。

【０００８】一方、硫酸ナトリウム１０水和物との組み
合わせで使用される無機アンモニウム塩、アルカリ金属
塩などの無機塩類またはこれに尿素を配合したものとし
て、硝酸アンモニウムと尿素との混合物がその冷却性能
より使用されている。単体の融点は硝酸アンモニウムが
１６５℃、尿素が１３２．５℃と高く単体では実用上問
題はない。しかし、本発明者らの検討によれば、硝酸ア
ンモニウムと尿素との混合物例えば、重量比率で１：１
の場合では、融点が約３４℃まで低下してしまい、保存
条件によっては、硫酸ナトリウム１０水和物同様保存
性、作業性に大きな問題点を有し、実用上の障害とな
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者等はこの問題に
対し、３０℃以上の如く高温雰囲気での使用においても
冷却効果が高く、保存中に雰囲気温度が４０℃以上に上
昇しても結晶の溶解による保存性の低下が見られず、再
結晶時の結晶の大きさに変化がない、万一皮膚などに付
着してもダメージの少ない冷却剤を得るべく鋭意研究を
重ねた結果、硝酸アンモニウムと尿素との混合物に撥水
性シリカを混合させて用いることにより、より優れた冷
却剤が得られることを見出し、本発明を完成させたもの
である。

【００１０】即ち本発明は、硝酸アンモニウムと尿素と
撥水性シリカとを含むＡ剤および硫酸ナトリウム１０水
和物を含むＢ剤からなる冷却剤。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明を更に詳細に説明する。本
発明に用いる硝酸アンモニウム、尿素および硫酸ナトリ
ウム１０水和物は工業的に用いられているものでも、一
般に市販されているものでも構わない。

【００１２】本発明では、硝酸アンモニウムと尿素の配
合比は重量比で０．５〜１０．０が好ましい。また、硫
酸ナトリウム１０水和物の使用量は硝酸アンモニウムと
尿素の合計量に対しては重量比で０．５〜１．０が好ま
しい。

【００１３】本発明でＡ剤に用いる撥水性シリカは通常
市販されているものが用いられる。また、撥水性シリカ
の製造は、例えば次のような方法で行われるがこれらの
製造方法に特に制限されるものではない。

【００１４】撥水性シリカは例えば、ホワイトカーボン
１００重量部を混合機の中に入れ、シリコーン樹脂２０
〜４０重量部を噴霧添加し、得られた粉体を１３０〜１
５０℃、３〜５時間加熱してキュアーせしめ得られる。

【００１５】また、Ａ剤中の撥水性シリカの配合量は、
硝酸アンモニウムと尿素と合わせて１００重量部に対
し、０．０１〜２．０重量部が好ましく、特に好ましく
は０．２〜１．０重量部である。

【００１６】撥水性シリカの使用量がこれより低いと、
硝酸アンモニウムと尿素との混合物の混合する際時粉末
状態を維持することができず、再結晶した際に大結晶が
含まれることより、他成分との混合性が著しく低下する
ことがある。また、撥水性シリカの添加量がこれより高
いと、流動性が低下するばかりではなく、冷却効果が低
下することがあるので好ましくない。

【００１７】撥水性シリカの硝酸アンモニウムと尿素と
の混合物との混合によりこの様な効果を得る理由は明確
ではないが、硝酸アンモニウムと尿素それぞれの接触が
撥水性シリカにより妨げられ、融点の低下が防止される
ものと推定している。

【００１８】一方、硫酸ナトリウム１０水和物は、前記
の様に単体では保存安定性が良くないことからＢ剤は保
存安定剤を含むことが好ましく、好ましい保存安定剤と
しては撥水性シリカ、無機含泡粒子またはホワイトカー
ボンが挙げられ、最も好ましいのは撥水性シリカであ
る。また、これらの一種以上を混合して用いても何ら差
し支えない。

【００１９】本発明のＢ剤で保存安定剤として用いる撥
水性シリカは、前記Ａ剤で使用するものと同様のものが
使用できる。

【００２０】本発明において保存安定剤として用いる無
機含泡粒子としては、シラスを加熱発泡させたシラスバ
ルーンや、真珠岩、黒曜石、ヒル石などを加熱発泡させ
た多孔質のパーライトやバーミキュライト、フライアッ
シュなどが好ましく、シラスバルーンが特に好ましい。

【００２１】シラスバルーンは、シラス中に含まれる火
山ガラス微細粒子を１０００℃前後で、ロータリーキル
ン、シャフトキルン、流動層型焼成炉などを用い、短時
間熱処理することによって得られる微細なガラス質から
なる中空体である。シラスバルーンは、嵩比重が極めて
小さく製品の重量への影響は殆どなく、安全性も高い無
機含泡粒子である。

【００２２】本発明において保存安定剤として用いるホ
ワイトカーボンの製造方法は次の方法で行われるが、こ
れらの製造方法に特に制限されるものではない。

【００２３】ホワイトカーボンの製造方法には大別し
て、湿式法と乾式法があるが、本発明に用いるホワイト
カーボンはその性質上、安価なものが望まれることから
湿式法により得られたものが好適である。一般に湿式法
によるホワイトカーボンの製造方法は、硅酸ナトリウム
の酸による分解、アンモニウム塩による分解およびその
他の硅酸のオルガノゲルからオートクレーブでエアロゲ
ルをつくるオルガノ法などがある。ホワイトカーボンの
要求される性質として、ホワイトカーボンの持つ吸油量
が挙げられる。この吸油量が２００ｍｌ／１００ｇ以上
のホワイトカーボンを用いることが好ましい。吸油量が
２００ｍｌ／１００ｇ未満では、溶解した硫酸ナトリウ
ム１０水和物の保持量が制限され、本発明の目的とする
効果が発揮できない場合がある。

【００２４】Ｂ剤中の保存安定剤の配合量は、特に限定
するものではないが、例えば、硫酸ナトリウム１０水和
物１００重量部に対し、撥水性シリカの場合は、０．０
１〜２．０重量部が好ましく、０．２〜１．０重量部が
特に好適である。無機含泡粒子の場合は、無機含泡粒子
０．１〜２０重量部が好ましく、更に好ましくは、１〜
５重量部が好適である。又、ホワイトカーボンの場合
は、０．０１〜１０重量部が好ましく、更に好ましく
は、０．１〜１重量部である。

【００２５】保存安定剤の添加量が少なすぎると、硫酸
ナトリウム１０水和物の混合する際粉末状態を維持する
ことができず、再結晶した際に大結晶が含まれることよ
り、他成分との混合性が著しく低下する場合がある。ま
た、保存安定剤の添加量が多すぎると、流動性が低下す
るばかりではなく、冷却効果が低下することがあるので
好ましくない。

【００２６】硫酸ナトリウム１０水和物への撥水性シリ
カ、無機含泡粒子またはホワイトカーボンの混合により
前記のような効果を得る理由は、明確ではないが溶解し
た硫酸ナトリウムが、撥水性シリカ、無機含泡粒子また
はホワイトカーボンの表面、空隙間などに保持され粉体
の如く挙動し、再結晶時も同様に撥水性シリカ、無機含
泡粒子またはホワイトカーボンの表面、空隙間などで結
晶が生成するため好適な挙動を示すものと推定してい
る。

【００２７】本発明の冷却剤は、硝酸アンモニウムと尿
素と撥水性シリカとの混合物および、硫酸ナトリウム１
０水和物に保存安定剤を混合した物を別々の容器に保存
し、使用時にこれらを取り出して混合しても良いが、通
常は小袋や隔壁など取り除きが容易な隔離手段を有する
袋や容器内でそれぞれを隔離収納し携帯用の冷却剤とし
て保存される。冷却剤の使用に際しては加圧、衝撃など
を加えてこれらの隔離手段を取り除くことによって内容
物が混合され、冷却が開始されて冷却目的に供される。
このように、使用時に加えられる加圧、衝撃などにより
袋、容器が破損し、内容物が漏洩することも容易に推察
されるため、内容物には安全性が求められているのであ
る。

【００２８】本発明の冷却剤のｐＨは、それぞれの配合
割合によって異なるが、概して６〜８であり、その安全
性は高くこのことからも好適な冷却剤である。

【００２９】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明の要旨をそれらに限定するものではな
い。

【００３０】実施例１ 硫酸ナトリウム１０水和物（広栄化学社製）５０ｇと撥
水性シリカ（Ｎｉｐｓｉｌ ＳＳ−１０ 日本シリカ社
製）０．１ｇとの混合物からなるＢ剤をポリエチレン製
の小袋に封入し、この小袋を硝酸アンモニウム（宇部興
産社製）３０ｇと尿素（三井東圧化学社製）３０ｇと撥
水性シリカ（Ｎｉｐｓｉｌ ＳＳ−１０日本シリカ社
製）０．１２ｇとの混合物からなるＡ剤とともにアルミ
ラミネートの外袋に収納し、密封することにより冷却剤
サンプルを準備した。

【００３１】このサンプルを、４０℃恒温槽中に２４時
間放置した後、０℃恒温槽中に２４時間放置した。これ
を、３０℃恒温槽中に２４時間放置した後、雰囲気温度
３０℃においてこの冷却剤に外部から衝撃を加えて内部
のポリエチレン製の小袋を破壊した後、外袋の表面に熱
電対温度計を取り付けて、最低温度および１０℃以下で
の冷却持続時間を測定した。

【００３２】この結果、最低温度 −７．０℃ 冷却持続時間 ９０分 であり、保存中、実用上全く問題はなかった。また、生
成したスラリーのｐＨは、６．６であった。

【００３３】実施例２ Ｂ剤中の撥水性シリカの添加量を０．５ｇ、Ａ剤中の撥
水性シリカの添加量を０．６ｇとした以外はすべて実施
例１に同様に行った。

【００３４】この結果、最低温度 −５．８℃ 冷却持続時間 ７７分 であり、保存中、実用上全く問題はなかった。また、生
成したスラリーのｐＨは、６．６であった。

【００３５】実施例３ Ｂ剤中の撥水性シリカの添加量を１．０ｇ、Ａ剤中の撥
水性シリカの添加量を１．２ｇとした以外はすべて実施
例１に同様に行った。

【００３６】この結果、最低温度 −４．２℃ 冷却持続時間 ７２分 であり、保存中、実用上全く問題はなかった。また、生
成したスラリーのｐＨは、６．６であった。

【００３７】実施例４ 硫酸ナトリウム１０水和物（広栄化学社製）５０ｇと無
機含泡粒子としてシラスバルーン（大建工業社製 ＤＳ
ＲＦ）１．０ｇとの混合物からなるＢ剤をポリエチレン
製の小袋に封入し、この小袋を硝酸アンモニウム（宇部
興産社製）３０ｇと尿素（三井東圧化学社製）３０ｇと
撥水性シリカ（Ｎｉｐｓｉｌ ＳＳ−１０ 日本シリカ
社製）０．１２ｇとの混合物からなるＡ剤とともにアル
ミラミネートの外袋に収納し、密封することにより冷却
剤サンプルを準備した。

【００３８】このサンプルを実施例１と同様にして、最
低温度及び冷却持続時間を測定した。

【００３９】この結果、最低温度 −６．５℃ 冷却持続時間 ８０分 実施例５ 硫酸ナトリウム１０水和物（広栄化学社製）５０ｇとホ
ワイトカーボン（塩野義製薬社製カープレックス＃８
０）３．０ｇとの混合物からなるＢ剤をポリエチレン製
の小袋に封入し、この小袋を硝酸アンモニウム（宇部興
産社製）３０ｇと尿素（三井東圧化学社製）３０ｇと撥
水性シリカ（Ｎｉｐｓｉｌ ＳＳ−１０日本シリカ社
製）０．１２ｇとの混合物からなるＡ剤とともにアルミ
ラミネートの外袋に収納し、密封することにより冷却剤
サンプルを準備した。

【００４０】このサンプルを実施例１と同様にして、最
低温度及び冷却持続時間を測定した。

【００４１】この結果、最低温度 −４．９℃ 冷却持続時間 ８５分 比較例１ Ａ剤中、Ｂ剤中ともに撥水性シリカの添加量を０ｇとし
た以外はすべて実施例１に同様に行った。この結果、袋
内容物が固結していた。固結した内容物による外袋の破
損を避ける為、ゆっくりと外袋の折り曲げを繰り返すこ
とにより、内袋を破り強制的に内容物を混合して、最低
温度と冷却持続時間を測定した。

【００４２】最低温度 −５．０℃ 冷却持続時間 ４２分 であった。

【００４３】保存中、実用上に問題があることが判っ
た。また、生成したスラリーのｐＨは、６．６であっ
た。

【００４４】比較例２ 水３０ｇおよび水酸化ストロンチウム８水和物（和光純
薬社製 試薬）６０ｇの混合物をポリエチレン製の小袋
に封入し、この小袋を硝酸アンモニウム（宇部興産社
製）６０ｇとともにアルミラミネートの外袋に収納し、
密封することにより冷却剤サンプルを準備した。

【００４５】このサンプルを、５０℃恒温槽中に２４時
間放置した後、０℃恒温槽中に２４時間放置した。これ
を、３６℃恒温槽中に２４時間放置した後、雰囲気温度
３６℃においてこの冷却剤に外部から衝撃を加えて内部
のポリエチレン製の小袋を破壊した後、外袋の表面に熱
電対温度計を取り付けて、最低温度および１０℃以下で
の冷却持続時間を測定した。

【００４６】この結果、最低温度 −４．２℃ 冷却持続時間 １６分 であり、保存中、実用上全く問題はなかった。また、生
成したスラリーのｐＨは、１２．６であり、安全性に問
題があった。

【００４７】

【発明の効果】本発明の冷却剤は硝酸アンモニウムと尿
素との混合物および硫酸ナトリウム１０水和物からなる
冷却剤に、温度安定性を付与し安全性の高い、より冷却
効果の高い実用上有効な冷却剤を提供するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 博行 東京都千代田区霞が関三丁目２番５号 三 井東圧化学株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硝酸アンモニウムと尿素と撥水性シリ
   カとを含むＡ剤および硫酸ナトリウム１０水和物を含む
   Ｂ剤からなる冷却剤。
2. 【請求項２】 硝酸アンモニウムと尿素とを合わせて
   １００重量部に対し、撥水性シリカを０．０１〜２．０
   重量部含有した請求項１記載の冷却剤。
3. 【請求項３】 硝酸アンモニウムと尿素と撥水性シリ
   カとを含むＡ剤および硫酸ナトリウム１０水和物と撥水
   性シリカとを含むＢ剤からなる冷却剤。
4. 【請求項４】 Ａ剤において硝酸アンモニウムと尿素
   とを合わせて１００重量部に対し撥水性シリカを０．０
   １〜２．０重量部、またＢ剤において硫酸ナトリウム１
   ０水和物１００重量部に対し撥水性シリカを０．０１〜
   ２．０重量部含有した請求項３記載の冷却剤。
5. 【請求項５】 硝酸アンモニウムと尿素と撥水性シリ
   カとを含むＡ剤および硫酸ナトリウム１０水和物と無機
   含泡粒子とを含むＢ剤からなる冷却剤。
6. 【請求項６】 Ａ剤において硝酸アンモニウムと尿素
   とを合わせて１００重量部に対し、撥水性シリカを０．
   ０１〜２．０重量部、またＢ剤において硫酸ナトリウム
   １０水和物１００重量部に対し、無機含泡粒子を０．１
   〜２０重量部含有した請求項５記載の冷却剤。
7. 【請求項７】 硝酸アンモニウムと尿素と撥水性シリ
   カとを含むＡ剤および硫酸ナトリウム１０水和物とホワ
   イトカーボンとを含むＢ剤からなる冷却剤。
8. 【請求項８】 Ａ剤において硝酸アンモニウムと尿素
   とを合わせて１００重量部に対し、撥水性シリカを０．
   ０１〜２．０重量部、またＢ剤において硫酸ナトリウム
   １０水和物１００重量部に対し、ホワイトカーボンを
   ０．０１〜１０重量部含有した請求項５記載の冷却剤。