JP2003155473A - 蓄冷剤、蓄冷パック及び保冷ボックス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、上記課題を解決し、安定し
て且つ安価に供給される材料のみを使用しつつ、蓄冷持
続時間が長く、長時間の保冷輸送、保冷保管、保冷陳列
等に適する蓄冷剤、蓄冷パック及び保冷ボックスを提供
する。 【解決手段】 乳酸ナトリウム２重量％の水溶液に、ア
クリルアミドとアクリル酸塩との共重合架橋体３重量％
を蓄冷持続時間延長剤とし、ポリエチレンオキサイド１
重量％を蓄冷持続時間延長補助剤として添加してなる蓄
冷剤を、蓄冷パック１に注入し、冷凍庫で冷却して凝固
させた。この蓄冷剤入り蓄冷パック１を保冷ボックス２
に入れて温度変化を計測したところ、従来品と比較し
て、蓄冷持続時間が長いことが確認された。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷蔵又は冷凍を必
要とする各種物品（例えば、食料品、飲料品、化学品、
医薬品、血液、臓器、動植物等）の長時間の保冷輸送、
保冷保管、保冷陳列等に使用する蓄冷剤、蓄冷パック及
び保冷ボックスに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、塩化ナトリウムの水溶液より
なる蓄冷剤が多用されているが、（ア）蓄冷持続時間が
短い（使用開始時の冷却性能は１２時間も経過すると無
くなる）、（イ）過冷却現象（理論上の相転移温度（凝
固点）を過ぎても相転移（凝固）しないこと）を起こし
て余分のエネルギーを必要とする、という問題があっ
た。

【０００３】また、ドライアイスよりなる蓄冷剤も広く
使用されているが、（ウ）蓄冷持続時間が短く、同時間
を過ぎると蓄冷性が急に無くなる、（エ）炭酸ガスを放
出するので地球環境に悪い、という問題があった。

【０００４】そこで、本発明者は先に、塩化ナトリウム
等の金属塩の水溶液に、蓄冷持続時間延長剤としてノニ
オン系ポリマーであるＮ−ビニルアセトアミドの重合体
を添加したものを用いると、蓄冷持続時間が延長され、
過冷却温度が小さくなることを見出し、有望な蓄冷剤と
して提案した（特開２０００−３５１９６３号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、Ｎ−ビニル
アセトアミドの重合体は、用途が限られていて供給量が
少ないため、今後の供給及び価格の安定性に問題があっ
た。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、安定して且つ安価に供給される材料のみを使用しつ
つ、蓄冷持続時間が長く、長時間の保冷輸送、保冷保
管、保冷陳列等に適する（さらに好ましくは過冷却現象
がほとんど起こらない）蓄冷剤、蓄冷パック及び保冷ボ
ックスを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、次の手段（１）〜（３）をとった。なお、本発明に
おいて「蓄冷」とは、常温以下の温度を蓄える能力をい
う。

【０００８】（１）金属塩又はアンモニウム塩の水溶液
に、アクリルアミドとアクリル酸塩との共重合架橋体が
蓄冷持続時間延長剤として添加されていることを特徴と
する蓄冷剤。

【０００９】金属塩又はアンモニウム塩としては、塩化
ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸
ナトリウム、乳酸ナトリウム、酸化亜鉛、塩化アンモニ
ウム、硫酸アンモニウム等を例示することができ、この
群から選ばれる少なくとも一つを含むものとすることが
できる。蓄冷剤中の金属塩又はアンモニウム塩の添加量
は、特に限定されないが、２〜６０重量％が好ましい。

【００１０】蓄冷剤中のアクリルアミドとアクリル酸塩
との共重合架橋体の添加量は、特に限定されないが、１
〜７重量％が好ましい。同範囲より少ないと蓄冷持続時
間延長作用が弱くなり、同範囲より多いと蓄冷持続時間
延長作用がさほど変わらない割にコストが高くなる。ア
クリルアミドとアクリル酸塩との共重合架橋体の基本構
造を、次の化１に示す。

【００１１】

【化１】

【００１２】また、前記水溶液にポリエーテルが蓄冷持
続時間延長補助剤として添加されていることが好まし
い。ポリエーテルとしては、特に限定されないが、ポリ
エチレンオキサイドを例示することができる。蓄冷剤中
のポリエチレンオキサイドの添加量は、特に限定されな
いが、１〜５重量％が好ましい。

【００１３】また、前記水溶液に過冷却防止剤が添加さ
れていることが好ましい。この過冷却防止剤としては、
酢酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウ
ム、黒鉛等を例示することができ、この群から選ばれる
少なくとも一つを含むものとすることができる。蓄冷剤
中の例えば酢酸ナトリウムの添加量は、特に限定されな
いが、１〜５重量％が好ましい。

【００１４】この蓄冷剤は、−５５℃〜１０℃の温度範
囲で液体から固体への相転移現象を現すものであること
が好ましい。相転移現象を起こす温度は、主として金属
塩又はアンモニウム塩の種類と添加量により決まり、次
の表１に、使用する温度範囲ごとに好ましい金属塩又は
アンモニウム塩の種類と添加量（蓄冷剤中の重量％）を
例示する。

【００１５】

【表１】

【００１６】（２）樹脂製のパックに上記（１）記載の
蓄冷剤が注入されてなる蓄冷パック。

【００１７】（３）発泡樹脂製の保冷ボックスに上記
（２）記載の蓄冷パックが装架されてなる保冷ボック
ス。

【００１８】

【発明の実施の形態】［第一実施形態］まず、第一実施
形態の実施例の蓄冷剤は、下記の表２に示す通り、乳
酸ナトリウム２重量％の水溶液に、アクリルアミドとア
クリル酸塩との共重合架橋体であるカサップ（昭和電工
（株）製の商品名）３重量％を蓄冷持続時間延長剤とし
て添加するとともに、ポリエチレンオキサイド１重量％
を蓄冷持続時間延長補助剤として添加してなるものであ
る。アクリルアミドとアクリル酸塩との共重合架橋体の
添加により、蓄冷剤はゲル状となる。また、比較例の
蓄冷剤として、同程度の蓄冷能力を有する従来用いてい
た蓄冷剤を用意した。

【００１９】

【表２】

【００２０】実施例の蓄冷剤を、図２に示すような上
部及び下部に一つ、左右側面部に二つづつの取付部６が
設けられている樹脂製の扁平な蓄冷パック１に１個当た
り約１ｋｇ注入し、−３５℃の冷凍庫で１５時間冷却し
て、凝固させた。この蓄冷剤入り蓄冷パック１の１個
を、図１に示すように保冷輸送に使用される発泡スチロ
ール樹脂製の保冷ボックス２に装架した。この保冷ボッ
クス２は、内法横幅：約３１．５ｃｍ、内法奥行：約２
６ｃｍ、内法深さ：約２１ｃｍ、各部の厚さ：約２ｃ
ｍ、内容積：約１７．２リットルの本体３と、該本体３
の上面開口に被せる蓋４とからなるものである。本体３
の右壁及び左壁の内面上部にはそれぞれ一つの取付溝５
が形成されており、各取付溝５に蓄冷剤入り蓄冷パック
１の上部又は下部の取付部６を嵌合し、１個の蓄冷剤入
り蓄冷パック１を保冷ボックス２の上部にかぶせるよう
に横にして装架する。

【００２１】また、比較例の蓄冷剤は、類似の蓄冷パ
ック（図示略）に１個当たり約１ｋｇ注入して、実施例
と同様に冷凍庫で冷却して凝固させた。この蓄冷剤入
り蓄冷パックを、同様の保冷ボックス２に同様に装架し
た。

【００２２】実施例の蓄冷剤が入った保冷ボックス２
と、比較例の蓄冷剤が入った別の保冷ボックス２を、
気温２５℃〜３０℃の部屋に設置し、図１（ａ）に示す
ボックス内下部Ｌ（本体３の内底面の位置）における温
度変化を１３時間にわたって計測した。なお、この１３
時間中、１回も蓋４を開けなかった。また、保冷ボック
ス２内には何も物品を入れなかった。

【００２３】図３に実施例の蓄冷剤が入った保冷ボッ
クス２における温度変化（実線）と、比較例の蓄冷剤
が入った保冷ボックス２における温度変化（破線）を示
す。この結果から明らかな通り、従来品である比較例
は、ボックス内下部Ｌが一旦−１２℃付近まで下降する
ものの、徐々に温度上昇があり、１０時間経過すると１
０℃以上に上昇した。これに対し、実施例は、ボック
ス内下部Ｌが−８℃付近まで下降し、温度上昇はあるも
のの約５℃を長時間維持し、１３時間経過後に１０℃と
なった。この結果は、本実施例の蓄冷剤は１０〜０℃
付近で液体から固体への相転移現象がおきており、従来
品と比較して、最適な蓄冷温度で安定して蓄冷持続時間
を延長することができ、長時間の保冷輸送、保冷保管、
保冷陳列等に最適な特性を有していることを示してい
る。

【００２４】［第二実施形態］第二実施形態の蓄冷剤
は、前記の表２に示す通り、四つの実施例〜を含
み、塩化アンモニウムの水溶液に、カサップ４又は５重
量％を蓄冷持続時間延長剤として添加するとともに、ポ
リエチレンオキサイド１重量％を蓄冷持続時間延長補助
剤とし、酢酸ナトリウム３重量％を過冷却防止剤として
添加してなるものである。実施例〜の蓄冷剤は、主
として塩化アンモニウムの濃度が異なっている。また、
比較例は、実施例の蓄冷剤からカサップのみを除い
た蓄冷剤を用いた。

【００２５】実施例〜、比較例の蓄冷剤を、第一
実施形態と同様に、約１ｋｇを蓄冷パック１に封入し、
保冷ボックス２（厚さ約２ｃｍ）と発泡スチロール樹脂
の各部の厚さのみ異なる保冷ボックス１０（厚さ約５ｃ
ｍ、図示略）の上部に装架した。

【００２６】実施例の蓄冷剤が入った保冷ボックス１
０と、比較例の蓄冷剤が入った別の保冷ボックス１０
を、気温４０℃の部屋に設置し、ボックス内下部Ｌ（本
体の内底面の位置、図示略）における温度変化を２４時
間にわたって計測した。なお、この２４時間中、１回も
蓋を開けなかった。また、保冷ボックス１０内には何も
物品を入れなかった。

【００２７】図４に実施例の蓄冷剤が入った保冷ボッ
クス１０における温度変化と、比較例の蓄冷剤が入っ
た別の保冷ボックス１０における温度変化とを示す。こ
の結果から明らかな通り、比較例の蓄冷剤は、ボック
ス内下部Ｌが一旦−２０℃付近まで下降するものの徐々
に温度上昇し、１０時間経過すると０℃以上に上昇し
た。これに対し、実施例の蓄冷剤は、ボックス内下部
Ｌが一旦−１５℃付近まで下降した後、すぐに−１０℃
〜−５℃付近まで上昇し、−５℃をわずかな変化で長時
間維持し、１０時間経過してもなお−４℃程度の保冷性
があった。その後は温度上昇し、１１時間経過後は０℃
以上に上昇した。この結果は、気温４０℃という過酷に
状態においても、実施例の蓄冷剤は−５℃付近で液体
から固体への相転移現象がおきており、従来品と比較し
て、最適な蓄冷温度で安定して蓄冷持続時間を延長する
ことができ、長時間の保冷輸送、保冷保管、保冷陳列等
に最適な特性を有していることを示している。

【００２８】同様に、実施例、、の蓄冷剤が入っ
た保冷ボックス１０は、それぞれボックス内下部Ｌの温
度が約−１０℃、約−１５℃、約−２０℃で安定して蓄
冷持続時間を延長することができた。

【００２９】［第三実施形態］第三実施形態の実施例
の蓄冷剤は、表２に示すように、硫酸アンモニウム３０
重量％、塩化アンモニウム２０重量％、塩化マグネシウ
ム５重量％の水溶液に、カサップ５重量％を蓄冷持続時
間延長剤として添加し、酢酸ナトリウム５重量％を過冷
却防止剤として添加してなるものである。

【００３０】実施例の蓄冷剤を、実施例と同様に、
約１ｋｇを蓄冷パック１に封入し、第二実施形態と同様
の保冷ボックス１０の上部に装架した。この保冷ボック
ス１０を、気温２５℃〜３０℃の部屋に設置し、ボック
ス内下部Ｌにおける温度変化を２０時間にわたって計測
した。なお、この２０時間中、１回も蓋を開けなかっ
た。また、保冷ボックス１０内には何も物品を入れなか
った。

【００３１】図５に実施例の蓄冷剤が入った保冷ボッ
クス１０における温度変化を示す。この結果から明らか
な通り、ボックス内下部Ｌが一旦−２４℃付近まで下降
し、その後−２４℃付近をわずかな変化で長時間維持
し、１０時間経過してもなお−２２℃程度の保冷性があ
り、さらに、２０時間経過してもなお−２０℃程度の保
冷性があった。この結果は、実施例の蓄冷剤は−２２
℃付近で液体から固体への相転移現象がおきており、安
定した蓄冷温度で蓄冷持続時間を延長することができ、
長時間の保冷輸送、保冷保管、保冷陳列等に最適な特性
を有していることを示している。

【００３２】［第四実施形態］第四実施形態の蓄冷剤
は、表２の通り二つの実施例を含み、実施例の蓄冷剤
は、塩化マグネシウム５８重量％、塩化カルシウム５重
量％の水溶液及び実施例の蓄冷剤は、塩化カルシウム
５８重量％の水溶液として、さらに、実施例、共
に、カサップ５重量％を蓄冷持続時間延長剤とし、ポリ
エチレンオキサイド１重量％を蓄冷持続時間延長補助剤
とし、酢酸ナトリウム５重量％を過冷却防止剤として添
加し、さらに、香剤としてハッカオイル０．１重量％を
添加してなるものである。

【００３３】実施例、の蓄冷剤を、実施例と同様
に、約１ｋｇを蓄冷パック１に封入し、第二実施形態と
同様の保冷ボックス１０の上部に装架した。この保冷ボ
ックス１０を、外気温２５℃〜３０℃の部屋に設置し、
ボックス内下部Ｌにおける温度変化を２１時間にわたっ
て計測した。なお、この２１時間中、１回も蓋を開けな
かった。また、保冷ボックス１０内には何も物品を入れ
なかった。

【００３４】図６に実施例、の蓄冷剤が入った保冷
ボックス１０における温度変化（実施例は実線、実施
例は破線）を示す。この結果から明らかな通り、実施
例の場合は、ボックス内下部Ｌが一旦−５０℃付近ま
で下降し、多少の温度上昇は見られるもの−４０℃〜−
３０℃付近で長時間維持し、１６時間経過してもなお−
３０℃程度の保冷性があり、さらに、２０時間経過し−
１０℃程度に温度上昇が見られた。実施例の場合は、
ボックス内下部Ｌが一旦−６２℃付近まで下降し、多少
の温度上昇は見られるものの−５５℃〜−４５℃付近で
長時間維持し、１７時間経過してもなお−４６℃程度の
保冷性があり、さらに、２０時間経過し−４０℃程度に
温度上昇が見られた。この結果は、実施例、の蓄冷
剤はそれぞれ−３０℃付近、−５０℃付近で液体から固
体への相転移現象がおきており、安定した蓄冷温度で蓄
冷持続時間を延長することができ、長時間の保冷輸送、
保冷保管、保冷陳列等に最適な特性を有していることを
示している。

【００３５】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変
更して具体化することもできる。

【００３６】（１）蓄冷持続時間延長剤として、アクリ
ルアミドとアクリル酸塩との共重合架橋体とポリ・Ｎ−
ビニルアセトアミドとを混合して用いること。 （２）蓄冷剤が３ｋｇ封入できる蓄冷パックを使用した
り、保冷ボックスの容量が４０リットルのものを使用し
たりすること。

【００３７】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明に係る蓄冷
剤、蓄冷パック及び保冷ボックスは、安定して且つ安価
に供給される材料のみを使用しつつ、蓄冷持続時間が長
く、長時間の保冷輸送、保冷保管、保冷陳列等に適する
という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態に係る蓄冷剤を保冷ボッ
クスに使用した例を示し、（ａ）は保冷ボックスの縦断
面図、（ｂ）は本体の平面図（（ａ）のＩＩ−ＩＩ断
面）である。

【図２】同蓄冷剤を注入した蓄冷パックの斜視図であ
る。

【図３】同第一実施形態に係る実施例又は比較例の
蓄冷剤が入った保冷ボックスにおける温度変化を示すグ
ラフである。

【図４】本発明の第二実施形態に係る実施例又は比較
例の蓄冷剤が入った保冷ボックスにおける温度変化を
示すグラフである。

【図５】本発明の第三実施形態に係る実施例の蓄冷剤
が入った保冷ボックスにおける温度変化を示すグラフで
ある。

【図６】本発明の第四実施形態に係る実施例、の蓄
冷剤が入った保冷ボックスにおける温度変化を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１ 蓄冷パック ２ 保冷ボックス ３ 本体 ４ 蓋 ５ 取付溝 ６ 取付部

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属塩又はアンモニウム塩の水溶液に、
   アクリルアミドとアクリル酸塩との共重合架橋体が蓄冷
   持続時間延長剤として添加されていることを特徴とする
   蓄冷剤。
2. 【請求項２】 前記金属塩又は前記アンモニウム塩が、
   塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、
   硫酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、酸化亜鉛、塩化アン
   モニウム又は硫酸アンモニウムの群から選ばれる少なく
   とも一つを含むものである請求項１記載の蓄冷剤。
3. 【請求項３】 前記蓄冷剤中の金属塩又はアンモニウム
   塩の添加量が、２〜６０重量％である請求項２記載の蓄
   冷剤。
4. 【請求項４】 前記蓄冷剤中のアクリルアミドとアクリ
   ル酸塩との共重合架橋体の添加量が、１〜７重量％であ
   る請求項１〜３のいずれか一項に記載の蓄冷剤。
5. 【請求項５】 前記水溶液に、ポリエーテルが蓄冷持続
   時間延長補助剤として添加されている請求項１〜４のい
   ずれか一項に記載の蓄冷剤。
6. 【請求項６】 前記ポリエーテルが、ポリエチレンオキ
   サイドを含むものである請求項５記載の蓄冷剤。
7. 【請求項７】 前記蓄冷剤中のポリエチレンオキサイド
   の添加量が、１〜５重量％である請求項６記載の蓄冷
   剤。
8. 【請求項８】 前記水溶液に、過冷却防止剤が添加され
   ている請求項１〜７のいずれか一項に記載の蓄冷剤。
9. 【請求項９】 前記過冷却防止剤が、酢酸ナトリウム、
   ホウ酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム又は黒鉛の群か
   ら選ばれる少なくとも一つを含むものである請求項８記
   載の蓄冷剤。
10. 【請求項１０】 前記蓄冷剤中の酢酸ナトリウムの添加
    量が、１〜５重量％である請求項９記載の蓄冷剤。
11. 【請求項１１】 樹脂製のパックに請求項１〜１０のい
    ずれか一項に記載の蓄冷剤が注入されてなる蓄冷パッ
    ク。
12. 【請求項１２】 発泡樹脂製の保冷ボックスに請求項１
    １記載の蓄冷パックが装架されてなる保冷ボックス。