JP2013022212A - 保冷具およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】冷却時相変化を伴い、潜熱を利用する保冷材を用い、不凍ゲルは用いず、なおかつ保冷材が凍結しても、全体として十分な可撓性を示す保冷具およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の保冷具１は、可撓性を有する材料からなり、側壁部３ａおよび底部３ｂで囲まれた多数の凹陥部３と、これらの凹陥部３の開口３ｃ縁部間に設けられており、各凹陥部３を連結する薄厚の連結部４とを一体的に有する保冷材容器２の各凹陥部３に、水を含有する一定温度まで冷却すると凍結するゲルからなる保冷材６を収容してなる。本発明の製造方法は、未だゲル化していない液状の状態でゲル原料を保冷材容器２の各凹陥部３に収容した後、ゲル原料をゲル化し、凍結するゲルからなる保冷材６とする。
【選択図】図９

Description

本発明は、冷凍庫等において凍結された上、人体やその他の生体、物質等を冷却するために用いられる保冷具（蓄冷具）およびその製造方法に関する。

従来よりこの種の保冷具としては、大別して、次の３種類のものが存在する。

（ａ）液体−固体の相変化を伴い、潜熱を利用する保冷材を用いたもの。
このタイプの保冷具は、保冷材として水を用いるものが典型的であり、水−氷の相変化を行い、潜熱を利用するので、低温持続性（一定の低温状態を維持する特性）が優れている。しかし、凍結（氷結）すると、硬くなるので、人体を冷却するために用いる場合には、感触が悪いという問題があった。また、物を冷却する場合も、保冷対象物に対する接触面積が減少して冷却効果が低くなるという問題があった。

（ｂ）相変化を伴わず、潜熱を利用しない保冷材を用いたもの。
このタイプの保冷具としては、袋状の封入体に不凍ゲルを封入したものが広く利用されており、凍結しないので、柔軟であるため、人体冷却用として用いる場合、前記（ａ）のタイプより感触がよい。また、物を冷却する場合も、保冷対象物に対する接触面積を大きくすることが可能である。しかし、潜熱を利用できないので、低温持続性が劣るという問題があった。

（ｃ）上記２種類の保冷材を組み合わせたもの。
このタイプの保冷具としては、（ａ）のタイプの保冷具の問題を解消するため、水または凍結ゲルを封入した層を不凍ゲルを封入した層でくるんだものが知られている（例えば、特許文献１）。しかし、不凍ゲル層の存在にもかかわらず、なお氷または凍結ゲルの層の硬さが気になったり、痛く感じる等、使い心地に問題があった。また、不凍ゲル部分を含むため、保冷材全体の水の含有率は５０％以下となるので、低温持続性は前記（ｂ）のタイプよりは優れるものの、十分ではなかった。

そこで、本出願人はこれらの従来の保冷具の欠点を解消するべく、特許文献２に開示された保冷具を前に提案している。この保冷具は、多数の小封入体と、これらの小封入体内にそれぞれ封入された水または水を主成分とする凍結する保冷材と、前記小封入体の表面に付着された粘性を有し、前記保冷材より凝固点が低い液状または半固体状の潤滑剤と、前記潤滑剤を付着された前記小封入体を封入した、柔軟な膜状体で構成された大封入体とを有してなるものである。

この保冷具は、前記（ａ）のタイプに属するもので、一定温度以下に冷却すると凍結する（すなわち、相変化し、硬化する）ので、潜熱を利用できるとともに、不凍ゲルは用いないので、水の含有率を６０〜１００％とすることができるため、低温持続性が優れており、冷却効果が高く、かつ低温持続性を良好にすることができる。

また、小封入体の表面に粘性を有する潤滑剤が付着されているので、小封入体内の保冷材が氷結し硬くなっていても、負荷がかかると各小封入体がゆっくりと流動するような動きを示す。したがって、人体に押されたとき、ある程度人体の各部位に対応して変形し、氷結した保冷材の硬さも旧来の（ａ）のタイプのものほどは気にならず、痛さを感じない。

実公昭６０−２８４３８号公報 特開２００１−３４６８２２号公報

しかしながら、本出願人が前に特許文献２に開示した保冷具は、それでもなお、人体に押されたとき、保冷具がそれに応じて十分柔軟に変形せず、十分満足な使用感を得られないという問題があった。

本発明は、このような従来の事情に鑑みてなされたもので、本発明の目的の一つは、冷却時相変化を伴い、潜熱を利用する保冷材を用い、不凍ゲルは用いず、なおかつ保冷材が凍結しても、全体として十分な可撓性を示す保冷具およびその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、製造が容易で、低コストで製造できる保冷具およびその製造方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、以下の説明から明らかになろう。

本発明による保冷具は、
可撓性を有する材料からなり、側壁部および底部で囲まれた多数の凹陥部と、これらの凹陥部の開口縁部間に設けられており、各前記凹陥部を連結する薄厚の連結部とを一体的に有する保冷材容器と、各前記凹陥部に収容された、水を含有する一定温度まで冷却すると凍結するゲルからなる保冷材とを有してなるものである。

本発明の保冷具に用いられる保冷材は、凍結するゲルからなるものであり、相変化を行い、潜熱を利用する。そして、この保冷具は、不凍ゲルは用いない。したがって、この保冷具は低温持続性が優れている。

また、保冷材は保冷材容器の多数の凹陥部に小分けされており、各凹陥部に収容されている保冷材が凍結硬化しても、多数の凹陥部を連結する薄厚の連結部の存在より、保冷材容器は全体として十分な可撓性を示す。このため、例えば、人体冷却用に用いる場合、人体に押圧された際、人体に応じて保冷具が湾曲し、人体を広い面積で受けるので、ユーザーは保冷材の硬さを感じず、非常によい感触を感じる。

また、物を冷却する場合も、保冷対象物に対する接触面積を大きくし、冷却効果を高めることができる。また、保冷対象物に保冷材を巻き付けて冷却したり、保冷材を空いているスペースに対応させて変形させ、狭隘なスペースに保冷材が収まるようにすることができる。

また、保冷材はゲルであり、非凍結時にも液状になることはないので、保冷材容器の各凹陥部からの漏れ出し防止を容易に行うことができるとともに、非凍結時にも凹陥部内において非ゲルの保冷材のような液面変動を行うことがない。さらに、保冷材ひいては凹陥部の形が崩れることがないので、保冷具の形状安定性が非常によい。

また、保冷材容器は単純な一体構造とすることができるし、保冷材容器の凹陥部内への保冷材の収容作業も容易に行えるので、低コストで製造できる。

また、本発明による保冷具の製造方法は、
可撓性を有する材料からなり、側壁部および底部で囲まれた多数の凹陥部と、これらの凹陥部の開口縁部間に設けられており、各前記凹陥部を連結する薄厚の連結部とを一体的に有する保冷材容器を用意する段階と、
未だゲル化していない液状の状態でゲル原料を前記保冷材容器の各前記凹陥部に収容する段階と、
前記保冷材容器の各前記凹陥部に収容された前記ゲル原料をゲル化し、水を含有する一定温度まで冷却すると凍結するゲルからなる保冷材とする段階とを有してなるものである。

本発明による保冷具の製造方法によれば、前記本発明の保冷具を容易に製造できる。

本発明の保冷具は、
（イ）低温持続性が優れている、
（ロ）人体冷却用に用いる場合、ユーザーは保冷材の硬さを感じず、非常によい感触を感じる、
（ハ）物を冷却する場合でも、保冷対象物に対する接触面積を大きくし、冷却効果を高めることができる。また、例えば、保冷対象物に保冷材を巻き付けて冷却したり、保冷材を空いているスペースに対応させて変形させ、狭隘なスペースに保冷材が収まるようにすることができる、
（ニ）保冷材容器の凹陥部からの漏れ出し防止を容易に行うことができる、
（ホ）非凍結時にも凹陥部内において非ゲルの保冷材のような液面変動を行うことがない、
（ヘ）保冷材ひいては凹陥部の形が崩れることがないので、保冷具の形状安定性が非常によい、
（ト）低コストで製造できる、
等の優れた効果を得られるものである。

また、本発明の保冷具の製造方法は、本発明の保冷具を容易に製造できる等の優れた効果を得られるものである。

本発明の実施例１における保冷具の片方の保冷材容器のみを示す平面図である。 図１のＩＩ-ＩＩ線における断面図である。 図２の一部を拡大して示す拡大断面図である。 図１のＩＶ-ＩＶ線における断面図である。 図４の一部を拡大して示す拡大断面図である。 実施例１の製造工程において、片方の保冷材容器にゲル原料を収容した状態を示す断面図である。 実施例１において、一対の保冷材容器を接合して完成した保冷具を示す断面図である。 図７の一部を拡大して示す拡大断面図である。 実施例１の保冷具の一使用状態を示す断面図である。 本発明の実施例２における保冷具を示す拡大断面図である。

本発明における「水を含有する一定温度まで冷却すると凍結するゲルからなる保冷材」としては、基本的には、広範囲のゲルが使用可能である。

しかし、保冷材容器の凹陥部にゲルを容易にかつ隙間なく（空間を生じさせることなく）収容するためには、未だゲル化していないゲル原料を液状の状態で保冷材容器の凹陥部に収容してからゲル化することが好ましい。この観点からすれば、水溶液をゲル化したゲルが好ましい。このようなゲルとしては、例えばポリビニルアルコール（以下ＰＶＡと略記する）、多糖類、ゼラチン、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸等の物質の水溶液をゲル化したゲルがある。

ただし、本発明においては、水溶液をゲル化したゲル以外のものも保冷材として使用可能であるし、既にゲル化した保冷材を保冷材容器の凹陥部に収容することも可能である。また、高吸水性樹脂を使用したゲルも使用可能であり、この場合、粉末状の高吸水性樹脂を吸水させた後、凹陥部内に収容することが好ましい。

本発明における保冷材容器を構成する材料としては、水分を透過しにくい材料が好ましく、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂（ＥＶＡ）、塩化ビニール等の樹脂類や、各種ゴム、熱可塑性エラストマー等を使用できる。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明する。

図１〜９は、本発明の実施例１を示している。図１〜５は、本実施例における保冷具１の保冷材容器２を片方のみ示している。この保冷材容器２は、ポリプロピレン（ＰＰ）等の可撓性を有し、かつ水を透過しにくい樹脂類を真空成型してなり、薄厚の側壁部３ａおよび薄厚の底部３ｂで囲まれた多数の凹陥部３と、これらの凹陥部３の開口３ｃ縁部間に設けられており、各凹陥部３を連結する薄厚の連結部４と、当該保冷材容器２の周縁において連結部４に連続して形成されている薄厚のフランジ部５とを一体的に有している。前記多数の凹陥部３は、図１（平面図）において、縦方向および横方向に整列されている。前記保冷材容器２は、このような構成を有しているので、外力を作用されると、図２および４の一点鎖線で示すように、図１（平面図）の縦方向および横方向を軸心として、容易に湾曲できるようになっている。

なお、凹陥部３の連結部４の厚さは、一般的には、保冷材容器２の可撓性をより大きくし、より湾曲しやすくするため、必要な強度を確保できる範囲で、なるべく薄くすることが好ましい。

本実施例においては、保冷材６としてＰＶＡ水溶液をゲル化したゲルを使用する。ＰＶＡの濃度は５〜３０重量％程度が好ましい。本実施例においては、図１〜５に示される保冷材容器２を一対用意し、それぞれの保冷材容器２の各凹陥部３に図６のように、未だゲル化していない状態のＰＶＡ溶液をゲル原料６′として収容する。

次に、ゲル原料６′を凍結解凍法によりゲル化し、ＰＶＡ水溶液をゲル化したゲルからなる保冷材６とした後、図７および８のように、一方の保冷材容器２の各凹陥部３の開口３ｃが他方の保冷材容器２の対応する凹陥部３の開口３ｃに合致するようにして、両方の保冷材容器２の凹陥部３の開口３ｃ同士を対向させて、フランジ部５を互いに熱溶着することにより、一対の保冷材容器２を接合する。これにより、保冷具１が完成する。

この保冷具１は、冷凍庫等で所定温度以下に冷却して保冷材６を凍結させて、人体やその他の生体、物質等を冷却するために用いることができる。

なお、この保冷具１は、図７および８のような裸のままの状態でも使用できるが、人体冷却用等に用いる場合、例えば図９のように、柔軟な布または樹脂シートないしはフィルムからなる袋状のカバー７等内に収容して用いてもよい。

この保冷具１に用いられる保冷材６は、凍結するゲルからなるものであり、相変化を行い、潜熱を利用する。そして、この保冷具１は、不凍ゲルは用いない。したがって、この保冷具１は低温持続性が優れている。

また、保冷材６は保冷材容器２の多数の凹陥部３に小分けされており、各凹陥部３に収容されている保冷材６が凍結硬化しても、多数の凹陥部３を連結する薄厚の連結部４の存在より、保冷材容器２は全体として十分な可撓性を示す。このため、例えば、人体冷却用に用いる場合、人体に押圧された際、図７に一点鎖線で示したように、人体に応じて保冷具１が湾曲し、人体を広い面積で受けるので、ユーザーは保冷材６の硬さを感じず、非常によい感触を感じる（なお、保冷具１は、図７と垂直な方向から見ても、同様に湾曲できる）。

また、物を冷却する場合も、保冷対象物に対する接触面積を大きくし、冷却効果を高めることができる。また、保冷対象物に保冷材６を巻き付けて冷却したり、保冷材６を空いているスペースに対応させて変形させ、狭隘なスペースに保冷材６が収まるようにすることができる。

また、保冷材６はゲルであり、非凍結時にも液状になることはないので、前記のように一対の保冷材容器２のフランジ部５を熱溶着しただけでも、保冷材６が保冷材容器２の凹陥部３から漏れ出す虞はない。また、非凍結時にも凹陥部３内において非ゲルの保冷材のような液面変動を行うことがない。さらに、保冷材６、ひいては凹陥部３の形が崩れることがないので、保冷具１の形状安定性が非常によい。

また、保冷材容器２は単純な一体構造であるし、保冷材容器２の凹陥部３内への保冷材６の収容作業も容易に行えるので、この保冷具１は低コストで製造できる。

また、本実施例では、未だゲル化していないゲル原料６′を液状の状態で保冷材容器２の凹陥部３に収容してからゲル化するので、保冷材容器２の凹陥部３にゲルの保冷材６を非常に容易にかつ隙間なく（空間を生じさせることなく）収容することができる。

また、本実施例では、一対の保冷材容器２を凹陥部３の開口３ｃ同士を対向させて互いに接合して用いているので、１つの保冷具１が保有する保冷材６の量を増やすことができる。

なお、本実施例と同様に一対の保冷材容器２を互いに逆向きに接合するとしても、一方の保冷材容器２の各凹陥部３の開口３ｃを他方の保冷材容器２の対応する凹陥部３の開口３ｃに合致させないと、各保冷材容器２の連結部４の位置にずれが生じるため、各保冷材容器２の湾曲容易性が阻害されてしまう。また、２つの保冷材容器２を同一の方向のまま積み重ねて接合すると、各保冷材容器２の連結部４が凹陥部３の厚さ分だけ離れて平行に存在することになるため、各保冷材容器２の湾曲容易性が阻害される。

なお、この保冷具１を保冷枕等として使用する場合には、この保冷具１の下に布団、スポンジ状物質等のクッション性のある物体を置けば、この保冷具１が押されたとき、この冷具１が全体に曲がり易くなるので、より使い心地がよくなる。

図１０は本発明の実施例２を示している。本実施例の保冷具１は、保冷材容器２を１つのみ使用するもので、図１〜５に示した１つの保冷材容器２の各凹陥部３を開口３ｃを柔軟なポリプロピレン（ＰＰ）等の樹脂類からなるフィルム材またはシート材８で塞いでなる。他の構成は実施例１と同様である。

本実施例においても、保冷具１つ当たりの保冷材６の保有量が減少することを除いて、前記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

なお、前記各実施例においては、ゲル原料６′を保冷材容器２の凹陥部３に収容した後、凍結解凍法によりゲル化しているが、放射線、電子線照射等を行ってゲル化してもよい。また、ゲル化剤添加後のゲル化時間を比較的長くできる場合は、ゲル原料６′にゲル化剤を添加後、未だゲル化していない状態のゲル原料６′を凹陥部３に収容し、時間の経過とともに凹陥部３内でゲル化するようにしてもよい。

また、前記各実施例においては、保冷材容器２の凹陥部３を平面図上で四角形状としているが、本発明においては凹陥部を他の形状としてもよい。ただし、凹陥部３を前記各実施例のような形状とすれば、保冷材容器の単位平面面積当たりの保冷剤の量を増やすことができる。

以上のように本発明による保冷具は、人体やその他の物質等を冷却するために用いられる保冷具として有用である。

１ 保冷具
２ 保冷材容器
３ 凹陥部
３ａ 側壁部
３ｂ 底部
３ｃ 開口
４ 連結部
５ フランジ部
６ 保冷材
６′ ゲル原料
８ フィルム材またはシート材

Claims (6)

1. 可撓性を有する材料からなり、側壁部および底部で囲まれた多数の凹陥部と、これらの凹陥部の開口縁部間に設けられており、各前記凹陥部を連結する薄厚の連結部とを一体的に有する保冷材容器と、各前記凹陥部に収容された、水を含有する一定温度まで冷却すると凍結するゲルからなる保冷材とを有してなる保冷具。
2. 一方の前記保冷材容器の各前記凹陥部の開口が他方の前記保冷材容器の対応する前記凹陥部の開口に合致するようにして、前記凹陥部の開口同士を対向させて互いに接合された１対の保冷材容器を有する請求項１記載の保冷具。
3. 前記保冷材容器の各前記凹陥部の開口を柔軟なフィルム材またはシート材で塞いでなる請求項１記載の保冷具。
4. 前記保冷材は、水溶液をゲル化したものである請求項１，２または３記載の保冷具
5. 可撓性を有する材料からなり、側壁部および底部で囲まれた多数の凹陥部と、これらの凹陥部の開口縁部間に設けられており、各前記凹陥部を連結する薄厚の連結部とを一体的に有する保冷材容器を用意する段階と、
   未だゲル化していない液状の状態でゲル原料を前記保冷材容器の各前記凹陥部に収容する段階と、
   前記保冷材容器の各前記凹陥部に収容された前記ゲル原料をゲル化し、水を含有する一定温度まで冷却すると凍結するゲルからなる保冷材とする段階とを有してなる保冷具の製造方法。
6. 可撓性を有する材料からなり、側壁部および底部で囲まれた多数の凹陥部と、これらの凹陥部の開口縁部間に設けられており、各前記凹陥部を連結する薄厚の連結部とを一体的に有する保冷材容器を一対用意する段階と、
   未だゲル化していない液状の状態でゲル原料を前記一対の保冷材容器の各前記凹陥部に収容する段階と、
   前記一対の保冷材容器の各前記凹陥部に収容された前記ゲル原料をゲル化し、水を含有する一定温度まで冷却すると凍結するゲルからなる保冷材とする段階と、
   一方の前記保冷材容器の各前記凹陥部の開口が他方の前記保冷材容器の対応する前記凹陥部の開口に合致するようにして、前記一対の保冷材容器を前記凹陥部の開口同士を対向させて互いに接合する段階とを有してなる保冷具の製造方法。
   

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