JP2019006492A - 保冷保温シート - Google Patents

Abstract

【課題】主に生鮮食品等を保冷したり、調理済みの料理やホット飲料等を保温したりするための保冷保温シートにおいて、被保冷保温物のサイズや形状に合わせて柔軟にゲル状蓄熱組成物の形状を変化させることで、保冷保温効率を向上させた保冷保温シートを提供する。【解決手段】蓄熱剤を含むゲル状蓄熱組成物３が封止された蓄熱部１を有する保冷保温シートであって、蓄熱部は凸状の蓄熱スポット部９を有し、かつ蓄熱スポット部に存在するゲル状蓄熱組成物３は外力により変形し、蓄熱スポット部から連結されている蓄熱流動部１１へゲル状蓄熱組成物が移動することを特徴とする保冷保温シートであるため、被保冷保温物の接触面に合わせて、蓄熱スポット部が柔軟に変化し、被保冷保温物との接触面積を大きくとることができ、保冷効率が高まることにより、長時間の保冷を可能とする。【選択図】図１

Description

本発明は、主に生鮮食品等を保冷したり、調理済みの料理やホット飲料等を保温したりするための保冷保温シートであって、特に保冷保温対象物（以下、被保冷保温物という）の形状やサイズに応じて、保冷保温シート内に封止された蓄熱剤が柔軟に、被保冷保温物の形状に追従可能な保冷保温シートに関するものである。

例えば、生鮮食品や生菓子、コールド飲料等の保冷をする場合、主に発泡スチロール製の保冷箱内に、保冷対象物（以下、被保冷物という）と、ゲル状の保冷剤を樹脂製のパウチやハードケースに封入した保冷材を同梱する手段を用いることがごく一般的である。

しかし、上記のような保冷箱と保冷材の組合せの系においては、保冷材が被保冷物と接触していない場合、保冷対象は保冷箱内の空気となり、保冷材が本来持つ保冷能力の一部が被保冷物の保冷に寄与するのみであるため、保冷効率が低いという課題がある。

さらに、保冷箱はサイズ、形状を自由に変化可能なものは少なく、被保冷物が保冷箱のサイズと比べて明らかに小さい場合は、保冷箱が無駄にスペースを取り、保管したり、一時置きしたりする場合には邪魔になってしまうという課題もある。

このような課題に対して、特許文献１のように、蓄熱剤を内包したマイクロカプセルを含有した蓄熱シートを用いて袋状または箱状に加工して得られる保冷容器が考えられている。

しかしながら、特許文献１に記載の蓄熱シートは、蓄熱剤マイクロカプセル分散液を一様に塗工して得られるため、袋状に加工した場合、被保冷物と接触する箇所は限られており、その他の箇所は蓄熱機能を有しているにも係らず、被保冷物の保冷にはほとんど寄与していないため、保冷効率が落ちる点や、同様の理由によりコストも高くなるという点が問題点として挙げられる。

特開２００１−９７４５９号公報

上記の問題点を解決するため、本発明は、被保冷物のサイズ・形状に左右されず、かつ保冷効率を高め、コスト面も抑えた保冷保温シートを提供することを課題とする。

上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、ゲル状蓄熱組成物が封止された蓄熱部を有する、被保冷保温物の保冷保温シートであって、
遮熱シートと、蓄熱部と、を備えており、
遮熱シートは、断熱性と柔軟性を備え、蓄熱部と被保冷保温物とを包含可能に備えられており、
蓄熱部は、蓄熱スポット部と、蓄熱流動部と、を備えており、
蓄熱スポット部は、遮熱シートの中に備えられた凸状部であり、
蓄熱流動部は、蓄熱スポット部の変形により、ゲル状蓄熱組成物が移動可能な部分であ
り、その体積は、蓄熱スポット部の体積より小さいことを特徴とする保冷保温シートである。

また、請求項２に記載の発明は、前記ゲル状蓄熱組成物は、前記蓄熱剤を内包したマイクロカプセルと、前記蓄熱剤の凝固温度帯以下においても固まらずに流動可能であるゲル状保冷剤が混合されてなることを特徴とする請求項１に記載の保冷保温シートである。

また、請求項３に記載の発明は、前記蓄熱剤を内包したマイクロカプセルと、前記蓄熱剤の凝固温度帯以下においても固まらず、流動可能であるゲル状保冷剤との混合比が７０重量％〜８０重量％であることを特徴とする請求項２記載の保冷保温シートである。

また、請求項４に記載の発明は、前記ゲル状蓄熱組成物は、前記蓄熱剤にゲル化剤が混合されてなり、前記蓄熱剤の凝固温度帯以下においても固まらず、流動可能であることを特徴とする請求項１記載の保冷保温シートである。

また、請求項５に記載の発明は、前記蓄熱剤は、融点０℃〜６０℃まで任意に選択可能であることを特徴とする請求項１〜４に記載の保冷保温シートである。

また、請求項６に記載の発明は、前記請求項１〜５のいずれかに記載の保冷保温シートを用いて作製したことを特徴とする包装容器である。

本発明における保冷保温シートによれば、被保冷保温物の接触面の形状に合わせて、蓄熱スポット部が柔軟に変化し、被保冷保温物との接触面積を大きくとることができ、かつその箇所にゲル状蓄熱組成物が偏在しているため、保冷保温効率が高まることにより、長時間の保冷保温を可能とする。

本発明の保冷保温シートにおける蓄熱部の一例を示す断面図である。 本発明の保冷保温シートにおける蓄熱部に被保冷保温物を置いた際の状況を例示した断面図である。 本発明の保冷保温シートの一例を示す全体斜視図である。 本発明の一実施形態での保冷試験の温度履歴の例を示したグラフである。

＜保冷保温シート＞
本発明の保冷保温シートは、ゲル状蓄熱組成物が封止された蓄熱部を有する、被保冷保温物の保冷保温シートである。

本発明の保冷保温シートは、遮熱シートと、蓄熱部と、を備えている。
遮熱シートは、断熱性と柔軟性を備え、蓄熱部と被保冷保温物とを包含可能に備えられている。

蓄熱部は、蓄熱スポット部と、蓄熱流動部と、を備えている。

蓄熱スポット部は、遮熱シートの中に備えられた凸状部である。
蓄熱流動部は、蓄熱スポット部の変形により、ゲル状蓄熱組成物が移動可能な部分であり、その体積は、蓄熱スポット部の体積より小さい。

以下、本発明の保冷保温シートの一実施形態について図１〜図３を参照して説明する。

図１は本発明の保冷保温シートの一実施形態における蓄熱部を示す断面図である。

（蓄熱部）
図１に示すように、蓄熱部１は、蓄熱性を有するゲル状蓄熱組成物３を、合成樹脂等の単層または複数層の封止フィルム５内に充填し、封止フィルムヒートシール部７によって封止されている。またその形状の特徴としては、蓄熱部１の中心部は封止フィルムヒートシール部７と比べて天面が高く、断面で見ると凸状になっている蓄熱スポット部９を有している。また、蓄熱スポット部９の外周上には蓄熱スポット部９と比べて天面が低く、蓄熱スポット部９と連結されてなる蓄熱流動部１１を有している。この凸状の蓄熱スポット部９は、柔軟性を備えており、平面ではない形状の物品が蓄熱スポット部９に押し当てられた場合であっても、その物品の形状に追従可能であることが特徴である。

（ゲル状蓄熱組成物）
ゲル状蓄熱組成物３は、蓄熱剤を内包したマイクロカプセルと、蓄熱剤の凝固温度帯以下においても固まらず、流動可能であることを特徴とするゲル状保冷剤が混合されたものとするものでもよく、蓄熱剤にゲル化剤を混合されてなり、蓄熱剤の凝固温度帯以下においても固まらず、流動可能であるようにしたものでもよい。蓄熱剤としては、例えばパラフィンを用いたものが挙げられる。パラフィンを用いたものである場合、その炭素数を選択することで、任意の融点を選択可能であり、具体的には０℃から６０℃まで選択可能である。蓄熱剤の凝固温度帯以下においても固まらず流動可能であるゲル状蓄熱組成物としては、例えば基材として水を用いて高吸水性ポリマーとエチレングリコール等を混合することで得ることができる。

蓄熱剤を内包したマイクロカプセルと、蓄熱剤の凝固温度帯以下においても固まらず、流動可能であることを特徴とするゲル状保冷剤の混合比は、好ましくは前者が３０重量％〜８０重量％の範囲であり、最も好ましくは、７０重量％〜８０重量％の範囲である。これは、蓄熱剤を内包したマイクロカプセルの量が少ないと、蓄熱剤の効果が十分に発現せず、保冷時間が短くなり、逆に蓄熱剤を内包したマイクロカプセルの量が多いと、凝固後に十分な流動性を得ることができないためである。

（封止フィルム）
封止フィルム５は、内部のゲル状蓄熱組成物３の水分が透過しないよう、水蒸気透過性に優れたものが好ましく、さらには蓄熱部１が被保冷保温物に強く接触した際や、被保冷保温物の突起部や鋭利部が強く押し当てられたりした際の衝撃に耐えうる耐衝撃性、突刺し性に優れたものが好ましい。上記性質を持ち合わせた材料としては、例えば水蒸気透過性に優れるナイロンフィルムと耐衝撃性、突刺し性に優れるウレタンフィルムを含むラミネートフィルムなどが挙げられる。また、平面ではない形状の物品が蓄熱スポット部９に押し当てられた場合であっても、その物品の形状に追従可能とする特性を備えていることが必要である。

（蓄熱スポット部）
蓄熱スポット部９は、天面が高くなっており、その蓄熱スポット部の充填高さ９ａとしては１０ｍｍ〜４０ｍｍの範囲が好ましく、さらには２０ｍｍ〜３０ｍｍがより好ましい。蓄熱スポット部の充填高さ９ａが高い場合、蓄熱スポット部９に充填するゲル状蓄熱組成物３の容量を大きくすることができ、蓄熱による保冷保温持続時間も長くなる。また、外形としては、例えば円形状や正方形状などが考えられるが、特に指定することはなく、任意に選択可能である。寸法としては、被保冷保温物に合わせて、任意のサイズを選択可能である。また、内部に封止するゲル状蓄熱組成物３の量は、目標とする保冷保温時間に合わせて選択可能である。また、このような特性に加えて、平面ではない形状の物品が蓄熱スポット部９に押し当てられた場合であっても、その物品の形状に追従可能な特性を備えていることが必要である。

（蓄熱流動部）
蓄熱流動部１１は、蓄熱スポット部の充填高さ９ａと比べて、より低い蓄熱流動部の充填高さ１１ａをもつ。また、外形としては、蓄熱スポット部９の外形寸法より大きい必要があるが、例えば円形状や正方形状など特に指定することはなく、任意に選択可能である。なお、蓄熱流動部の充填高さ１１ａと蓄熱流動部１１の寸法としては、蓄熱スポット部９が占める体積に対して、蓄熱流動部１１の体積比が１０％〜４０％となるよう選択するのが好ましい。これは、蓄熱流動部１１が占める体積が大きい場合は、蓄熱スポット部９から蓄熱流動部１１へのゲル状蓄熱組成物３の流動量が多くなり、蓄熱スポット部９が被保冷保温物とよりフィットしやすくなり、保冷保温効率が向上するが、同時にゲル状蓄熱組成物の流動量が多すぎると蓄熱スポット部９のゲル状蓄熱組成物の量が減少することによる保冷保温効率の低下も考えられるためであり、目的に合わせて蓄熱流動部の充填高さ１１ａと外形寸法を選択する必要がある。

図２は、本発明の保冷保温シートにおける蓄熱部１に被保冷保温物１３を置いた際の断面図である。

図２において、蓄熱スポット部９の天面に被保冷保温物１３を置いた際、蓄熱スポット部９に充填されたゲル状蓄熱組成物３が被保冷保温物１３の自重により押し下げられる形となり、蓄熱スポット部９から蓄熱流動部１１へゲル状蓄熱組成物３が移動する。これにより、蓄熱スポット部９の天面が被保冷保温物１３の接触面の形状に合わせて変化することになる。この結果、被保冷保温物１３との接触面積を十分大きくとることができ、保冷保温効率が向上する。

図３は、本発明の一実施形態の保冷保温シートを例示した全体斜視図である。

（遮熱シート）
図３において、遮熱シート１５は、蓄熱部１の底面にラミネートされて一体化されている。また遮熱シート１５は、蓄熱部１と合わせて、被保冷保温物１３に対する保冷保温効率を最大化するために、断熱性をもち、かつ蓄熱部１と被保冷保温物１３を包み込むことが可能となる柔軟で折り曲げやすい性質も併せもつ材料が適している。例えば、発泡ポリエチレンや、アルミ蒸着ポリエステルフィルムの単層および積層品などが挙げられる。

（最外基材）
最外基材（図示せず）は、遮熱シート１５の底面にラミネートされて一体化させることもできるし、遮熱シート１５の一部と最外基材の一部にボタンなどの留め具を付与して、自由に着脱可能な形とすることもできる。また、最外基材は内部の蓄熱部１と遮熱シート１５を包みこんだ状態を維持するために、最外基材の端部にボタンなどの留め具を付与する。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明における実施例と比較例を以降で説明する。なお、いずれも共通条件は下記列挙の通りである。
蓄熱スポット部：直径９０ｍｍの円柱形で、蓄熱スポット部の充填高さは１８ｍｍ。
蓄熱流動部：向かい合う辺の距離が２００ｍｍの正八角形で、蓄熱流動部の充填高さは
１ｍｍ。
蓄熱剤：水にノルマルパラフィン（Ｃ＝１４）をメラミン樹脂で内包したマイクロカプセル化物を３５w％〜４５w％混合させた液体物。
保冷剤：水に増粘剤としてのＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）と不凍液としてエチレングリコールを混合させたゲル体組成物。
ゲル状蓄熱組成物の事前冷却条件：−１０℃
被保冷保温物：ゲル体組成物１７０ｇ（１３５ｍｍ×１５０ｍｍのフィルムパウチ充填物）
被保冷保温物の事前冷却条件：＋４℃
封止フィルム：ナイロンフィルムとポリエチレンフィルムのラミネート品。厚み６０μｍ。
遮熱シート：発泡ポリエチレンとアルミ蒸着ポリエステルフィルムのラミネート品。厚み２ｍｍ。

＜実施例１＞
ゲル状蓄熱組成物として、蓄熱剤５０ｇと保冷剤５０ｇを十分に混合したものを用いて、蓄熱部を作製した。３８０ｍｍ×４００ｍｍの遮熱シート上の中心部に、事前冷却後の蓄熱部を蓄熱スポット部が上に向く形で置き、その上に事前冷却後の被保冷保温物を置いて、蓄熱部と遮熱シートで被保冷保温物を包んだ後、２５℃の恒温庫内に保管した。その際の被保冷保温物の蓄熱スポット部への接触表面中心を、熱電対を用いて温度測定し、温度履歴を確認した。その際の温度測定結果を図４の（ア）で示す。温度測定結果より、８℃以下の保持時間は２１６分であった。なお、以後、被保冷保温物を被保冷物と記す。

＜実施例２＞
ゲル状蓄熱組成物として、実施例１と同じく、蓄熱剤５０ｇと保冷剤５０ｇを十分に混合したものを用いて、蓄熱部を作製した。３８０ｍｍ×４００ｍｍの遮熱シート上の中心部に事前冷却後の被保冷物を置き、その上に事前冷却後の上記蓄熱部を蓄熱スポット部が下に向く形で置いて、蓄熱部と遮熱シートで被保冷物を包んだ後、２５℃の恒温庫内に保管した。その際の被保冷物の蓄熱スポット部への接触表面中心を、熱電対を用いて温度測定し、温度履歴を確認した。その際の温度測定結果を図４の（イ）で示す。温度測定結果より、８℃以下の保持時間は１５７分であった。

＜実施例３＞
ゲル状蓄熱組成物として、蓄熱剤７５ｇと保冷剤２５ｇを十分に混合したものを用いて、蓄熱部を作製した。３８０ｍｍ×４００ｍｍの遮熱シート上の中心部に事前冷却後の上記蓄熱部を蓄熱スポット部が上に向く形で置き、その上に事前冷却後の被保冷物を置いて、蓄熱部と遮熱シートで被保冷物を包んだ後、２５℃の恒温庫内に保管した。その際の被保冷物の蓄熱スポット部への接触表面中心を、熱電対を用いて温度測定し、温度履歴を確認した。その際の温度測定結果を図４の（ウ）で示す。温度測定結果より、８℃以下の保持時間は２９８分であった。

＜比較例１＞
厚さ５ｍｍ、内寸１６５ｍｍ×９０ｍｍ×１６０ｍｍのダンボール箱の外表面全体を遮熱シートで覆った保冷箱を作製した。また、保冷剤１００ｇを１０５ｍｍ×１０５ｍｍのパウチ内に封止した保冷材を作製した。上記保冷箱内部に事前冷却後の上記保冷剤ブロックを投入し、さらに事前冷却後の被保冷物を投入し、封止したものを２５℃の恒温庫内に保管した。その際の被保冷物の表面を、熱電対を用いて温度測定し、温度履歴を確認した。その際の温度測定結果を図４の（エ）で示す。温度測定結果より、８℃以下の保持時間は８８分であった。

＜比較例２＞
ゲル状蓄熱組成物として、蓄熱剤５０ｇと保冷剤５０ｇを十分に混合したものを、３８０ｍｍ×４００ｍｍの封止フィルムで作製したパウチに充填した保冷シートを作製した。３８０ｍｍ×４００ｍｍの遮熱シート上に、事前冷却後の上記保冷シートを置き、その中心部に事前冷却後の被保冷物を置いて、保冷シートと遮熱シートで被保冷物を包んだ後、２５℃の恒温庫内に保管した。その際の被保冷物の表面を、熱電対を用いて温度測定し、温度履歴を確認した。その際の温度測定結果を図４の（オ）で示す。温度測定結果より、８℃以下の保持時間は１０３分であった。

以上、実施例１〜３と比較例１、２の結果より、比較例１で実施した一般的な保冷箱と保冷材の保冷手段と比べて、本発明の実施例２は、８℃以下の保持時間が約３．４倍となった。

また、同様に比較例２で実施したシート状にゲル状蓄熱組成物を配した保冷手段と比べて、本発明の実施例２は、８℃以下の保持時間が約２．９倍となり、いずれも飛躍的な保冷効果が確認された。

これは、本発明の重要なポイントである、蓄熱スポット部から蓄熱流動部へとゲル状蓄熱組成物が移動可能であることで、蓄熱スポット部が被保冷物の形状に追従可能となるため、蓄熱スポット部の被保冷物との接触面積が十分大きく保たれ、かつその箇所に集中的にゲル状蓄熱組成物が存在することで、保冷効率が高まったことが要因であると考えられる。

また、このようにゲル状蓄熱組成物を偏在させることで、比較例２のように同量のゲル状蓄熱組成物をシート状に配した保冷手段より保冷効果が高まることため、同程度の保冷能力を求める上では、本発明の保冷保温シートではゲル状蓄熱組成物がより少量ですませることが可能となり、コスト面においても有利となる。

本発明に係る保冷保温シートを用いることで、保冷保温が必要な食品等を長時間保冷保温することが可能であり、食品等の鮮度保持及び可食時間の延長や、調理済み食品の出来立て感の時間延長が期待できる。

１ 蓄熱部
３ ゲル状蓄熱組成物
５ 封止フィルム
７ 封止フィルムヒートシール部
９ 蓄熱スポット部
９ａ 蓄熱スポット部の充填高さ
１１ 蓄熱流動部
１１ａ 蓄熱流動部の充填高さ
１３ 被保冷保温物
１５ 遮熱シート

Claims (6)

1. ゲル状蓄熱組成物が封止された蓄熱部を有する、被保冷保温物の保冷保温シートであって、
   遮熱シートと、蓄熱部と、を備えており、
   遮熱シートは、断熱性と柔軟性を備え、蓄熱部と被保冷保温物とを包含可能に備えられており、
   蓄熱部は、蓄熱スポット部と、蓄熱流動部と、を備えており、
   蓄熱スポット部は、遮熱シートの中に備えられた凸状部であり、
   蓄熱流動部は、蓄熱スポット部の変形により、ゲル状蓄熱組成物が移動可能な部分であり、その体積は、蓄熱スポット部の体積より小さいことを特徴とする保冷保温シート。
2. 前記ゲル状蓄熱組成物は、前記蓄熱剤を内包したマイクロカプセルと、前記蓄熱剤の凝固温度帯以下においても固まらずに流動可能であるゲル状保冷剤が混合されてなることを特徴とする請求項１に記載の保冷保温シート。
3. 前記蓄熱剤を内包したマイクロカプセルと、前記蓄熱剤の凝固温度帯以下においても固まらず、流動可能であるゲル状保冷剤との混合比が７０重量％〜８０重量％であることを特徴とする請求項２記載の保冷保温シート。
4. 前記ゲル状蓄熱組成物は、前記蓄熱剤にゲル化剤が混合されてなり、前記蓄熱剤の凝固温度帯以下においても固まらず、流動可能であることを特徴とする請求項１記載の保冷保温シート。
5. 前記蓄熱剤は、融点０℃〜６０℃まで任意に選択可能であることを特徴とする請求項１〜４に記載の保冷保温シート。
6. 前記請求項１〜５のいずれかに記載の保冷保温シートを用いて作製したことを特徴とする包装容器。