JP2000102557A - 保冷具 - Google Patents

保冷具

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JP2000102557A
JP2000102557A JP27599598A JP27599598A JP2000102557A JP 2000102557 A JP2000102557 A JP 2000102557A JP 27599598 A JP27599598 A JP 27599598A JP 27599598 A JP27599598 A JP 27599598A JP 2000102557 A JP2000102557 A JP 2000102557A
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JP
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porous particles
bag
water
cold accumulating
cooler
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JP27599598A
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Yukiyoshi Nishimura
幸善 西村
Mikihiko Iwamoto
幹彦 岩本
Masaji Kato
政次 加藤
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Dokai Chemical Industries Co Ltd
Original Assignee
Dokai Chemical Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】使用中に表面が結露して濡れることがなく、長
期間繰り返して使用しても性能の劣化が実質上ない保冷
材を得る。 【解決手段】多孔質粒子に水を担持させた蓄冷材を、袋
に充填して密閉した保冷具であって、前記袋が、目付が
20〜200g/m2 の織布または不織布が外面、JI
S Z0208による透湿度が40℃、90%RHで1
0g/m2 ・hr以下のプラスチックフィルムが内面に
なるように積層された包装材料である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、保冷具、具体的に
は含有する水の融解潜熱を利用して、熱を吸収または放
出する蓄冷材を袋に充填した保冷具に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、蓄冷材として、寒天ゲル、ポリビ
ニルアルコールゲル、ポリアクリル酸系の高吸収性ゲル
を用いたものが知られている。これらのゲルを用いた蓄
冷材を充填した保冷具は、冷凍したときの柔軟性がな
く、また伝熱速度が速すぎるため、冷えすぎて表面に結
露して水滴がつくので、そのまま氷枕または氷嚢として
使用するには不都合があった。これらの問題を改善する
ため、上記のゲルに1価または多価のアルコールを添加
したり、スポンジ状の樹脂で放送することも行われてい
るが、必ずしも目的を十分に達成することが困難であっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、十分な蓄冷
能力を有し、かつ冷凍したときのも柔軟性を有し、しか
も、適度な伝熱性を有する保冷具を提供することを目的
とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、平均粒径が
0.1〜300μmの多孔質粒子に水を担持させた蓄冷
材を、袋に充填して密閉した保冷具であって、前記袋
が、目付が20〜200g/m2 の織布または不織布が
外面、JIS Z0208による透湿度が40℃、90
%RHで10g/m2 ・hr以下のプラスチックフィル
ムが内面になるように積層された包装材料からなる保冷
具を提供する。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明の保冷具は、多孔質粒子に
水を担持させた蓄冷材が、外面が織布または不織布、内
面がプラスチックフィルムになるように積層した包装材
料からなる袋に充填され密閉されていることが必要であ
る。
【0006】袋の外面の織布または不織布は、目付が2
0〜200g/m2 であることが必要である。目付が2
0g/m2 に満たない場合は、伝熱速度が早いので、結
露によって表面に水滴がつきやすくなるので不適当であ
る。目付が200g/m2 を超える場合は、厚くなるた
め包装材の製造や、包装作業が困難になるおそれがある
ので不適当である。織布または不織布の目付の好ましい
範囲は、30〜150g/m2 である。
【0007】織布または不織布の材質としては、ポリエ
ステル、ポリプロピレン、ナイロン、レーヨンなどの化
学繊維、綿、羊毛、麻、絹などの天然繊維を単独でまた
は複数組み合わせたものを使用できる。
【0008】袋の内面のプラスチックフィルムは、包装
する蓄冷材の担持水分の蒸発を防止する機能を有する。
このため、プラスチックフィルムは、JIS Z020
8による透湿度が40℃、90%RHで10g/m2
hr以下であることが必要である。40℃、90%RH
での透湿度が10g/m2 ・hrを超える場合は、保冷
具として内蔵した蓄冷材の担持水分が包装材を通して散
逸し、しだいに保冷能力が低下するおそれがあるので不
適当である。好ましい透湿度は、5g/m2 ・hr以下
である。
【0009】プラスチックフィルムの材質としては、ポ
リ塩化ビニリデンコートフィルム、アルミニウム蒸着フ
ィルム、シリカ蒸着フィルム、無延伸または二軸延伸ポ
リプロピレンのラミネートフィルムを使用できる。さら
に、ヒートシール性を良くするために、シール面にポリ
エチレン、ポリプロピレン、アイオノマー、エチレン−
アクリル酸共重合体などをラミネートした多層フィルム
を用いるのが好ましい。多層フィルムを用いる場合は、
上記透湿度は多層フィルム全体の透湿度を指すものとす
る。
【0010】蓄冷材に用いる多孔質粒子は、平均粒径が
0.1〜300μmであることが必要である。平均粒径
が0.1μmに満たない場合は、この粒径領域の多孔質
粒子を経済的に生産することが困難であるうえ、集塵装
置から粉漏れが発生するなど取り扱い上の問題があるの
で不適当である。平均粒径が300μmを超える場合
は、包装された保冷具の表面に凹凸ができ、人体に接触
した場合などに不快感があるので不適当である。
【0011】多孔質粒子は、JIS K5101による
吸油量が200cm3 /100g以上であることが好ま
しい。吸油量が200cm3 /100gに満たない場合
は、十分な保冷能力を有するだけの量の水を加えた場合
に、多孔質粒子間に存在する水の量が多くなり、冷凍し
たときに氷により多孔質粒子が結合されて柔軟性が損な
われるので好ましくない。吸油量のより好ましい範囲
は、230〜350cm3 /100gである。
【0012】多孔質粒子は、BET式窒素吸脱着法によ
る細孔容積が1.5cm3 /g以上あることが好まし
い。細孔容積が1.5cm3 /gに満たない場合は、十
分な保冷能力を有するだけの量の水を加えた場合に、多
孔質粒子間に存在する水の量が多くなり、冷凍したとき
に氷により多孔質粒子が結合されて柔軟性が損なわれる
ので好ましくない。細孔容積のより好ましい範囲は、
1.8〜2.2cm3 /gである。
【0013】吸油量と細孔容積は、いずれも多孔質材料
が水を吸収する程度を示すものであるが、多孔質材料に
よっては吸油量および細孔容積の両方を測定することが
困難な場合がある。本発明においては、吸油量および細
孔容積のどちらかの特性が、上記の範囲にあればよい。
【0014】多孔質粒子と混合する水の量(容積)は、
吸油量に対して40〜70%であることが好ましい。水
の量が吸油量の40%に満たない場合は、蓄冷能力が不
足するおそれがあるので好ましくない。水の量が吸油量
の70%を超える場合は、多孔質粒子間に存在する水の
量が多くなり、冷凍した場合に柔軟性が損なわれるおそ
れがあるので好ましくない。例えば、吸油量が300c
3 /100gの多孔質粒子を用いる場合、使用する水
の量は多孔質粒子100gに対して、120〜210c
3 が好ましい。ここで示される水は自由水であり、結
晶水などの多孔質粒子に構造的に含有される水は含まな
い。自由水は、180℃で乾燥したときに失われる水分
をさすものとする。
【0015】多孔質粒子と混合する水の量(容積)は、
細孔容積に対しては60〜100%であることが好まし
い。
【0016】多孔質粒子の材質としては、シリカ、アル
ミナ、ゾノトライトなどの金属酸化物の1種または2種
以上の混合物が好ましい。具体的には、シリカゲルまた
は含水ケイ酸が好ましい。
【0017】多孔質粒子と水は、均一に混合されている
ことが必要であり、例えば遠心拡散渦流式原理を利用し
たレーディゲミキサーで混合することが好ましい。多孔
質粒子は、無水物だけでなく結晶水を含有する含水物も
のを使用することもできるが、含水物を使用する場合
は、適宜含水量を調整して用いるのが好ましい。
【0018】本発明の保冷具は、使用に際しては、冷凍
庫などで蓄冷材中の自由水を凍結させて用いる。
【0019】
【実施例】吸油量234cm3 /100g(JIS K
5101による。以下同じ。)、平均粒径が4.6μm
で実質的に粒径2.0〜10.0μmの範囲の粒子のみ
からなる多孔質粉末状シリカゲル10.65kgを、ド
ラム容積130リットルのレーディゲミキサー(松坂技
研社製、商品名FM130D)に仕込み、ショベル回転
数160rpm、チョッパー回転数3600rpmで撹
拌しながら、水14.35kgを噴霧して添加し、約1
0分間混合して蓄例材を得た。
【0020】蓄冷材の外観は粉末状で、顕微鏡で観察し
たところ均一に混合されていることが確認された。この
蓄冷材5gを秤量瓶に採取し、180℃に保持した電気
炉中で2時間乾燥し、乾燥減量から多孔質シリカゲル1
gあたりの水分量(以下単に水分量という、)を求めた
ところ1.53gであった。この値は、噴霧添加した水
と原料の多孔質シリカゲルに含まれていた自由水の和で
ある。シリカゲルの吸油量に対する水分量(容積)の割
合は54.0%であった。
【0021】この蓄冷材450gを、次のような包装材
料A〜Dからなる200mm×300mmの矩形の袋に
充填し、密閉して保冷具を作製した。これらの保冷具を
包装材料に応じて、以下保冷具A〜Dという。保冷具A
は本発明の保冷具であり、保冷具B、C、Dは比較例で
ある。
【0022】包装材料Aは、目付45g/m2 のナイロ
ン不織布、表面に酸化ケイ素を蒸着した厚さ12μmの
ポリエステルフィルム、厚さ15μmの延伸ナイロンフ
ィルム、厚さ60μmの直鎖低密度ポリエチレンフィル
ムをこの順で積層した4層ラミネートであり、目付45
g/m2 のナイロン不織布が外面になるような袋とし
た。目付45g/m2 のナイロン不織布を除いた3層ラ
ミネートについて、JIS Z0208による40℃、
90%RHでの透湿度(以下単に透湿度という。)を測
定したところ、1.0g/m2 ・hrであった。
【0023】包装材料Bは、表面に酸化ケイ素を蒸着し
た厚さ12μmのポリエステルフィルム、厚さ15μm
の延伸ナイロンフィルム、厚さ100μmの直鎖低密度
ポリエチレンフィルムをこの順で積層した3層ラミネー
トであり、表面に酸化ケイ素を蒸着した厚さ12μmの
ポリエステルフィルムが外面になるような袋とした。こ
の3層ラミネートの透湿度は、0.8g/m2 ・hrで
あった。
【0024】包装材料Cは、目付15g/m2 のポリエ
ステル不織布、厚さ70μmの直鎖低密度ポリエチレン
フィルムをこの順で積層した2層ラミネートであり、目
付15g/m2 のポリエステル不織布が外面になるよう
な袋とした。厚さ70μmの直鎖低密度ポリエチレンフ
ィルムの透湿度は、7.5g/m2 ・hrであった。
【0025】包装材料Dは、目付40g/m2 のポリエ
ステル不織布、厚さ25μmの直鎖低密度ポリエチレン
フィルムをこの順で積層した2層ラミネートであり、目
付40g/m2 のポリエステル不織布が外面になるよう
な袋とした。厚さ25μmの直鎖低密度ポリエチレンフ
ィルムの透湿度は、21g/m2 ・hrであった。
【0026】[保冷時間]保冷具A〜Dについて、JI
S S3105に基づいて保冷時間を測定した。すなわ
ち、保冷具を−18℃の冷凍庫中で12時間保持した
後、取り出して表面の温度変化を測定し、表面温度が1
0℃になるまでの時間を保冷時間とした。このときの雰
囲気は、温度30±2℃、相対湿度65±10%に保っ
た。それぞれの保冷具について、冷凍庫から取り出した
後の経過時間と表面温度を表1にしめす。
【0027】
【表1】
【0028】保冷具A〜Dの保冷時間は、それぞれ保冷
具Aが4.0時間、保冷具Bが3.0時間、保冷具Cが
3.0時間、保冷具Dが4.0時間であった。保冷具B
およびCにつては、経過時間0.5時間以降は結露が認
められた。保冷具Bは包装材料に織布または不織布が用
いられておらず、保冷具Cは織布が用いられているもの
その目付が20g/m2 未満であるので、それぞれ保冷
時間が短く、結露しやすいことがわかる。
【0029】[保存試験]上記の測定に用いた保冷具A
〜Dを、1年間室内に放置した後、同様にJISS31
05に基づく冷却時間を測定した。さらに、蓄冷材を取
り出して水分量を測定した。測定値を表2に示す。保冷
具Dは、包装材料のプラスチックフィルムの透湿度が1
0g/m2 ・hrより大きいため、長期間の保存により
蓄冷材の水分が失われて、冷却時間が短くなることがわ
かる。
【0030】
【表2】
【0031】[柔軟性]保冷具Aを、約−18℃の冷凍
庫で12時間冷凍して、水分を凍結させた。この状態
で、保冷具表面の硬度をゴム硬度計(株式会社テロック
製)を用い、JIS K6301にしたがって測定した
ところ、硬度は30であった。また、このとき保冷具は
柔軟であり、板状に固結していなかった。
【0032】次に、保冷具Aの内部の蓄冷材を、以下に
示すような材料に変更して、同様に凍結時の硬度を測定
した。
【0033】細孔容積1.88cm3 /g(日本ベル社
製、商品名ベルソープ28を使用して窒素吸脱着法によ
り測定した。以下同じ)、吸油量289cm3 /100
g、平均粒径が11.8μmで実質的に粒径4.0〜2
0.0μmの範囲の粒子のみからなる多孔質球状シリカ
ゲル10.65kgを、を例1と同様にして混合して蓄
冷材を得た。シリカゲルの細孔容積に対する水分量(容
積)の割合は83.0%であった。シリカゲルの吸油量
に対する水分量(容積)の割合は54.0%であった。
保冷具Aの内部の蓄冷材を、この蓄冷材に変えた保冷具
の凍結時の硬度は30であった。
【0034】細孔容積1.60cm3 /g、平均粒径が
150μmで実質的に粒径40〜300μmの範囲の粒
子のみからなる多孔質球状シリカゲル10.65kgに
対し、水12.17kgを例1と同様にして混合して蓄
冷材を得た。例1と同様ににして水分量を求めたところ
1.28gであった。このときシリカゲルの細孔容積に
対する水分量(容積)の割合はは80.0%であった。
保冷具Aの内部の蓄冷材を、この蓄冷材に変えた保冷具
の凍結時の硬度は35であった。
【0035】
【発明の効果】本発明の保冷具は、冷凍庫などで多孔質
粒子中の水分を凍結させて使用する。本発明の保冷具
は、冷凍時にも柔軟性を損なうことなく、また、水が溶
解した後でも液状化することなく粉末状を保つ。また、
多孔質物質で氷が覆われているので、従来の保冷具に比
べて、熱を吸収する速度が遅く長時間の保冷効果を有
し、しかも直接肌に当てても冷やしすぎることがない。
本発明の保冷具は、表面が織布または不織布、内面がプ
ラスチックフィルムになるよう積層した包装材を用いて
いるので、使用中に表面が結露して濡れることがない。
また、繰り返して使用しても性能の劣化が実質上なく経
済的である。
【0036】本発明の保冷具は、取扱いが容易であり、
産業用、医療用、一般家庭用に広く使用できる。特に、
柔軟性、ゆっくりした冷却速度、表面が結露しないなど
の特徴から、頭痛、歯痛、火傷治療用、発熱時における
氷嚢や氷枕として、打ち身や捻挫の低温湿布など、夏場
の保冷枕、高温作業用や消防用被服の保冷などの種々の
目的に使用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 政次 福岡県北九州市若松区北湊町13番1号 洞 海化学工業株式会社内 Fターム(参考) 4C099 AA02 CA03 CA07 CA09 CA11 EA08 GA01 GA02 HA04 JA05 LA05

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均粒径が0.1〜300μmの多孔質粒
    子に水を担持させた蓄冷材を、袋に充填して密閉した保
    冷具であって、前記袋が、目付が20〜200g/m2
    の織布または不織布が外面、JIS Z0208による
    透湿度が40℃、90%RHで10g/m2 ・hr以下
    のプラスチックフィルムが内面になるように積層された
    包装材料からなる保冷具。
  2. 【請求項2】多孔質粒子のJIS K5101による吸
    油量が200cm3 /100g以上である請求項1記載
    の保冷具。
  3. 【請求項3】多孔質粒子のBET式窒素吸脱着法による
    細孔容積が1.5cm3 /g以上である請求項1または
    2記載の保冷具。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008000242A (ja) * 2006-06-21 2008-01-10 Asahi Kasei Fibers Corp 使い捨てカイロ
WO2015029381A1 (ja) * 2013-09-02 2015-03-05 ニチアス株式会社 無機多孔質体を用いた吸熱材

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