JP2019076325A - 冷却パック - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構造の冷却パックで、高温高湿下で保管しても塊状結晶が出来にくく、肌触りが良く、十分な冷却効果のある冷却パックを提供する。【解決手段】外袋と内袋からなる二重構造を有する冷却パックであって、該外袋は坪量が5〜40g/m2の不織布と樹脂フィルムがラミネートされたラミネートフィルムであり、該内袋の内部、あるいは該外袋の内部であって内袋の外部のいずれかの位置に、水と吸熱反応を生じる化合物として平均粒径が6mm以下の尿素と、該尿素以外の、水と吸熱反応を生じる化合物とを内包し、水と吸熱反応を生じる化合物の総量に占める硝酸塩類の割合が20質量%以下であり、同化合物の総量に占めるアンモニウム塩類の割合が10質量%以上である。【選択図】図1
Description
本発明は、外袋と内袋からなる二重構造を有する冷却パックに関する。
外袋と内袋からなる二重構造を有する冷却パックは、該内袋の内部、あるいは該外袋の内部であって内袋の外部のいずれかの位置に、水と冷却剤がそれぞれ分離して封入され、提供されるものである。該冷却パックは、外袋を外側から強く叩くことによって、例えば内袋に封入されている水が、外袋内に放出され、水と冷却剤とを反応させて冷却作用を得るものである。
冷却剤としては、一般に水との間で吸熱反応が生じる化合物(以下、水と吸熱反応を生じる化合物とも記載)が使用されており、吸熱反応によって冷却パックの温度が−5℃前後まで下がり、冷却作用を得る。水と吸熱反応を生じる化合物としては、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム、臭化アンモニウム等のアンモニウム塩、硫酸ナトリウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム等のアルカリ金属塩、および尿素等が知られている。
ところで、冷却パックでは水と複数の冷却剤を組み合わせて冷却作用が生じるようにすることが多く、典型的な組み合わせ例として、水、硝酸アンモニウムおよび尿素を組み合わせて冷却パックとしたものがある。例えば、硝酸アンモニウムと尿素とを質量比で1:1の割合で混合して冷却剤とし、外袋中にこの冷却剤と、水を内包した内袋とを密封した冷却パックが、実開平5−94253号公報(特許文献1)、特開2005−6687号公報(特許文献2)や特開2013−13596号公報(特許文献3)などに記載されている。
一方、不織布などからなる外袋の中に金属粉などと触媒(塩化ナトリウムなど)が封入されており、金属粉などの酸化反応により、長時間適度な暖かい温度を保つ携帯カイロの外袋に不織布を利用して、酸素透過性と肌触り感を両立することが知られている(例えば特開2014−54485号公報(特許文献4))。
冷却パックは前述の通り、尿素やアンモニウム塩、およびアルカリ金属塩等が、水に溶解する時の吸熱反応を利用し、冷却パックの温度を−5℃前後まで下げることで、冷却作用を得る。この場合、冷却後の温度が低すぎると、冷却パックを持っている手に痛みを感じたり、あるいは冷却パックの表面が露持ちにより濡れるため、使用者に不快感を与えるという問題を有していた。このような問題を解決するため、前述の特許文献1では、外袋の素材として非透湿性のフィルムに不織布を重ねた素材が利用されている。しかしながらこのような素材を使った場合、冷却効果を体感しがたいという問題を有していた。
また冷却パックは、使用前に長期間、特に温湿度の高い場所で長期間保管していると、水と吸熱反応を生じる化合物が塊状に固まり、外袋を外側から強く叩いても、速やかに溶解が進まないといった問題も有している(例えば前述した特許文献2、3)。このような場合、冷却効果が十分でなかったり、あるいは、塊状粒子が残り、そのため冷却パックを肌に当てた場合、塊状粒子が肌に当たることで不快感が生じるという問題を有していた。この問題は、特に肌触り感を重視して外袋に不織布を利用した冷却パックでは、とりわけ強く改善が求められている。
上記した問題に対して前述した特許文献2では、各冷却剤成分ごとに分けて複数の内袋に入れることで改善しているが、製造工程が煩雑になり、また製造コストを上げてしまうという別の問題が起きる。また特許文献3では水の変わりに結晶水を含む化合物を利用しているが、冷却剤の塊状結晶を防ぐことはできていない。
本発明は、簡易な構造の冷却パックで、高温高湿下で保管しても塊状結晶が出来にくく、肌触りが良く、かつ十分な冷却効果が得られる冷却パックを提供することを課題とする。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下の構成を有する冷却パックによって解決できることを見出した。
(1)外袋と内袋からなる二重構造を有する冷却パックであって、該外袋は坪量が5〜40g/m2の不織布と樹脂フィルムがラミネートされたラミネートフィルムであり、該内袋の内部、あるいは該外袋の内部であって内袋の外部のいずれかの位置に、水と吸熱反応を生じる化合物として平均粒径が6mm以下の尿素と、該尿素以外の、水と吸熱反応を生じる化合物とを内包し、水と吸熱反応を生じる化合物の総量に占める硝酸塩類の割合が20質量%以下であり、同水と吸熱反応を生じる化合物の総量に占めるアンモニウム塩類の割合が10質量%以上であることを特徴とする冷却パック。
本発明によって、簡易な構造の冷却パックで、高温高湿下で保管しても塊状結晶が出来にくく、肌触りが良く、かつ十分な冷却効果が得られる冷却パックを提供することが可能となる。
本発明を説明するにあたり、図を用いて説明する。図1は本発明の冷却パックの一例を模式的に示した断面図である。
図1において冷却パック1は、外袋2と内袋4からなる二重構造を有する。該二重構造により内袋4内には、水、あるいは水と吸熱反応を生じる化合物の封入が可能となる封入部5と、外袋2の内部であって内袋4の外部には、水、あるいは水と吸熱反応を生じる化合物の封入が可能となる封入部3が形成される。本発明において水と、水と吸熱反応を生じる化合物は、それぞれ分離されて封入部3あるいは封入部5に封入されることが好ましく、例えば封入部5に水が封入される場合には、封入部3に水と吸熱反応を生じる化合物が封入され、封入部5に水と吸熱反応を生じる化合物が封入される場合には、封入部3には水が封入されることが好ましい。本発明ではいずれの形態も利用可能であるが、生産性の観点から前者が望ましい。
本発明の冷却パックが有する外袋2は、不織布21と樹脂フィルム22がラミネートされたラミネートフィルムからなり、冷却パックの外側の位置に不織布21が配置されることで、良好な肌触りが得られる。不織布21は特に限定されず、例えば、ナイロン製不織布に代表されるポリアミド製不織布、ポリエチレンテレフタレート製不織布に代表されるポリエステル製不織布、ポリオレフィン製不織布、レーヨン製不織布など、公知あるいは慣用の不織布を使用することができるが、風合い、肌への触感の観点から、ナイロン製不織布、ポリエチレンテレフタレート製不織布、レーヨン製不織布が好ましい。不織布21は、1種の繊維のみから構成されていてもよく、複数種の繊維が組み合わせられて構成されていてもよい。また、不織布21において、平均繊維径は0.5〜30μmが好ましいが、繊維長などは特に限定されない。さらに不織布21にはシリコン系、パラフィン系、アルキルクロミッククロリド系撥水剤などで撥水処理が施されていても良い。
不織布21は、例えばスパンボンド方式やスパンレース方式等の公知の方法により製造することができるが、中でも、風合い、肌への触感の観点から、スパンレース方式で製造された不織布(スパンレース方式により製造された不織布と、他の方式で得られた不織布との複合不織布も含む)が好ましい。なお、不織布21は単層で構成されていても、あるいは複数層で構成されていても良い。
本発明において不織布21の坪量(目付量)は、5〜40g/m2である。不織布21の坪量が5g/m2未満では、繊維の密度が粗くなり、良好な肌触りが得られない。また坪量が40g/m2を超えると十分な冷却能力が得られない。不織布21の坪量が12〜25g/m2である場合、とりわけ良好な肌触りと冷却能力が得られるため、好ましい。
外袋2を形成する樹脂フィルム22としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、共重合ポリアミド系樹脂、共重合ポリエステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、エラストマーなど、あるいは、それらの二種類以上の混合樹脂からなる単層フィルムや積層フィルムを用いることができる。中でもナイロンなどのポリアミド樹脂を用いると、耐衝撃性が高くなるので、内袋4を割る際に、外袋2も一緒に割れる危険性を低減できるので好ましい。樹脂フィルム22の厚みは、薄すぎると割れやすくなり、厚すぎると熱効率が悪くなるので、30〜150μmが好ましく、より好ましくは50〜100μmである。
不織布21と樹脂フィルム22を重ね合わせて固着する方法としては熱融着による熱ラミネートまたは接着剤によるドライラミネートなどによって、不織布21と樹脂フィルム22の両者を全面にわたって固着してもよく、あるいは部分的に固着してもよいが、全面に固着させるほうが、しわ等の発生もないので好ましい。
本発明の好ましい態様によれば、外袋2の内部であって内袋4の外部に位置する封入部3には、冷却剤として水と吸熱反応を生じる化合物が封入される。本発明では該化合物として、尿素と、尿素以外の、水と吸熱反応を生じる化合物が封入される。尿素以外の水と吸熱反応を生じる化合物としては、硝酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硫酸アンモニウム、臭化アンモニウム、よう化アンモニウム、燐酸アンモニウム、燐酸水素アンモニウム、メタバナジン酸アンモニウムなどの無機アンモニウム塩、硝酸ナトリウム、硝酸カリウムなどの無機硝酸塩等が挙げられる。本発明において封入部3に封入される無機硝酸塩類は、水と吸熱反応を生じる化合物の総量に対して、20質量%以下であり、好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは0質量%である。無機アンモニウム塩は水と吸熱反応を生じる化合物の総量に対して10質量%以上であり、10〜30質量%であることがより好ましい。これにより良好な冷却能力と肌触り感が得られ、また高湿高温下で保存した場合であっても、これらの性能が著しく低下することは無い。
本発明の冷却パックは、水と吸熱反応を生じる化合物として尿素を含有する。水と吸熱反応を生じる化合物の総量に対して、尿素の占める割合は、50質量%以上であることが好ましく、さらに好ましくは65〜85質量%である。尿素の平均粒径は6mm以下であることが必要であり、尿素の平均粒径が6mmを超えると、高湿高温下で保存した後の肌触りが著しく低下する。より好ましい尿素の平均粒径は4mm以下であり、下限は1mm以上であることが好ましい。これによって高湿高温下で保存した後であっても、良好な肌触りが得られるため好ましい。なお本発明において封入部3は、上記した冷却剤以外にシリカゲル、酸化アルミニウム、ゼオライト、クレイなどの吸湿剤、食用青1号、食用青2号などの色素、銅フタロシアニンなどの顔料なども含有させることができる。
内袋4としてはポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、共重合ポリアミド系樹脂、共重合ポリエステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル系樹脂、エラストマーなど、あるいは、それらの二種類以上の混合樹脂からなる単層フィルムや積層フィルムを用いることができる。中でも衝撃で割れやすいよう、ポリエステル樹脂とポリオレフィン樹脂の積層フィルムが好ましい。また、防湿性を高めるため、金属蒸着フィルムなども用いることができる。内袋4の厚みは、薄すぎると製造中や輸送中に割れやすくなり、厚すぎると必要な時に割れにくくなるため、30〜100μmが好ましく、より好ましくは40〜80μmである。
封入部5には水が好ましく封入されるが、水以外であっても、例えば水酸化ストロンチウム8水和物、メタ珪酸ナトリウム9水和物、塩化マグネシウム6水和物、4硼酸ナトリウム10水和物などの塩水和物を含有することが可能であるが、水が90質量%以上であることが、コストの観点から好ましい。また封入部5は必要に応じて、エチルアルコールなどのアルコール類、安息香酸、パラヒドロキシ安息香酸あるいはこれらの塩類などの公知の防腐剤、界面活性剤、燐酸塩などのpH緩衝剤、色素などを含有させることができる。
以下に本発明を実施例によりさらに詳細に示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
(1)外袋の製造
各々の坪量が7g/m2、17g/m2、20g/m2、35g/m2、45g/m2で、レーヨン配合率が100%の不織布(三菱製紙製)と、二軸延伸ナイロンフィルム(SNR−W、厚み15μm、三菱樹脂製)、直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(T.U.X.、厚み60μm、三井化学東セロ製)をそれぞれ熱ラミネートして、5種のラミネートフィルムを作製した。これらラミネートフィルムを用いて、外袋2の不織布を有する側の面が外側になるように、一方の辺が120mm、もう一方の辺が200mmの三方袋(長方形)を作製した。なお。後述する表1には、これら三方袋のラミネートフィルムが有する不織布の坪量に合わせて、不織布の坪量が坪量7g/m2の外袋を袋7、不織布の坪量が坪量17g/m2の外袋を袋17、不織布の坪量が坪量20g/m2の外袋を袋20、不織布の坪量が坪量35g/m2の外袋を袋35、不織布の坪量が坪量45g/m2の外袋を袋45と、記載した。
(1)外袋の製造
各々の坪量が7g/m2、17g/m2、20g/m2、35g/m2、45g/m2で、レーヨン配合率が100%の不織布(三菱製紙製)と、二軸延伸ナイロンフィルム(SNR−W、厚み15μm、三菱樹脂製)、直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(T.U.X.、厚み60μm、三井化学東セロ製)をそれぞれ熱ラミネートして、5種のラミネートフィルムを作製した。これらラミネートフィルムを用いて、外袋2の不織布を有する側の面が外側になるように、一方の辺が120mm、もう一方の辺が200mmの三方袋(長方形)を作製した。なお。後述する表1には、これら三方袋のラミネートフィルムが有する不織布の坪量に合わせて、不織布の坪量が坪量7g/m2の外袋を袋7、不織布の坪量が坪量17g/m2の外袋を袋17、不織布の坪量が坪量20g/m2の外袋を袋20、不織布の坪量が坪量35g/m2の外袋を袋35、不織布の坪量が坪量45g/m2の外袋を袋45と、記載した。
(2)内袋の製造
株式会社西村製の幅70mm、長さ140mmの三方袋(厚み12μmのポリエチレンテレフタレートと、厚み50μmの無延伸ポリプロピレンの積層フィルム)に0.01質量%安息香酸ナトリウム水溶液87gを入れ、空気が入らないように空いている一方を熱シールすることで、水を含有する内袋4を作製した。
株式会社西村製の幅70mm、長さ140mmの三方袋(厚み12μmのポリエチレンテレフタレートと、厚み50μmの無延伸ポリプロピレンの積層フィルム)に0.01質量%安息香酸ナトリウム水溶液87gを入れ、空気が入らないように空いている一方を熱シールすることで、水を含有する内袋4を作製した。
(3)冷却パックの作製
上記した、5種の外袋(袋7、袋17、袋20、袋35、および袋45)と、比較としてAl蒸着ポリエチレンテレフタレート/無延伸ポリプロピレン三方袋(株式会社メイワパックス製、BJ−1323H)内に、それぞれ尿素(平均粒径1.5mm、三井化学(株)製)80g、塩化アンモニウム(和光純薬製)20g、および上記(2)で作製した、水を含有する内袋4を入れ、その後、三方袋の開口部を熱シールすることで、冷却パック1〜6を得た。
上記した、5種の外袋(袋7、袋17、袋20、袋35、および袋45)と、比較としてAl蒸着ポリエチレンテレフタレート/無延伸ポリプロピレン三方袋(株式会社メイワパックス製、BJ−1323H)内に、それぞれ尿素(平均粒径1.5mm、三井化学(株)製)80g、塩化アンモニウム(和光純薬製)20g、および上記(2)で作製した、水を含有する内袋4を入れ、その後、三方袋の開口部を熱シールすることで、冷却パック1〜6を得た。
(4)冷却パックの評価
上記のようにして得た冷却パック1〜6を、25℃60%RHの環境下で1週間保存したもの(室温保管)と、50℃90%RHの環境下で1週間保存したもの(高温高湿保管)を準備し、これらを下記の方法に従い評価した。この結果を表1に示す。
上記のようにして得た冷却パック1〜6を、25℃60%RHの環境下で1週間保存したもの(室温保管)と、50℃90%RHの環境下で1週間保存したもの(高温高湿保管)を準備し、これらを下記の方法に従い評価した。この結果を表1に示す。
<冷却能力>
冷却パック1〜6(室温保管および高温高湿保管)を木製机の上に置き、個々の冷却パックと机の間にデジタル温湿度計HT305(マザーツール製)のセンサー部を挟んだ。冷却パックを上方から素手で叩き、内袋4を破った後、5分後の温度を測定した。
冷却パック1〜6(室温保管および高温高湿保管)を木製机の上に置き、個々の冷却パックと机の間にデジタル温湿度計HT305(マザーツール製)のセンサー部を挟んだ。冷却パックを上方から素手で叩き、内袋4を破った後、5分後の温度を測定した。
<肌触り>
冷却パック1〜6(室温保管および高温高湿保管)を、30℃60%RHの環境下において素手で叩き、内袋4を破った後、1分後に首筋に当てて、肌触りを5段階で評価した。5が塊状物の存在を感じることなく、適度に冷えていて良好な肌触りが得られたことを示し、1は塊状物の存在が明確に感じられ、また冷えすぎていたり、あるいは冷えていなかったりなどの理由で、良好な肌触りが得られなかったことを示し、4〜2は上記1と5の間を段階的に評価したものである。
冷却パック1〜6(室温保管および高温高湿保管)を、30℃60%RHの環境下において素手で叩き、内袋4を破った後、1分後に首筋に当てて、肌触りを5段階で評価した。5が塊状物の存在を感じることなく、適度に冷えていて良好な肌触りが得られたことを示し、1は塊状物の存在が明確に感じられ、また冷えすぎていたり、あるいは冷えていなかったりなどの理由で、良好な肌触りが得られなかったことを示し、4〜2は上記1と5の間を段階的に評価したものである。
(実施例2)
前記した冷却パック3および冷却パック5の作製において、平均粒径が1.5mmの尿素に代えて、平均粒径が3.0mm、5.0mm、および7.0mmの尿素(いずれも東洋エンジニアリング(株)製)のものを用いる以外は、冷却パック3および冷却パック5と同様にして、冷却パック7〜9および冷却パック10〜12を得た。この様にして得られた冷却パックに関し、先の実施例1と同様に評価した。この結果を表2に示す。なお表2には、先の冷却パック3および冷却パック5の試験結果も併せて記載した。
前記した冷却パック3および冷却パック5の作製において、平均粒径が1.5mmの尿素に代えて、平均粒径が3.0mm、5.0mm、および7.0mmの尿素(いずれも東洋エンジニアリング(株)製)のものを用いる以外は、冷却パック3および冷却パック5と同様にして、冷却パック7〜9および冷却パック10〜12を得た。この様にして得られた冷却パックに関し、先の実施例1と同様に評価した。この結果を表2に示す。なお表2には、先の冷却パック3および冷却パック5の試験結果も併せて記載した。
(実施例3)
前記した冷却パック3の作製において、外袋に尿素(平均粒径1.5mm、三井化学製)65g、塩化アンモニウム(和光純薬製)10g、硝酸アンモニウム(和光純薬製)25g、および0.01質量%安息香酸ナトリウム水溶液を含有する内袋を入れ、その後、三方袋の開口部を熱シールした以外は、冷却パック3と同様にして、冷却パック13を得た。
前記した冷却パック3の作製において、外袋に尿素(平均粒径1.5mm、三井化学製)65g、塩化アンモニウム(和光純薬製)10g、硝酸アンモニウム(和光純薬製)25g、および0.01質量%安息香酸ナトリウム水溶液を含有する内袋を入れ、その後、三方袋の開口部を熱シールした以外は、冷却パック3と同様にして、冷却パック13を得た。
前記した冷却パック3の作製において、外袋に尿素(平均粒径1.5mm、三井化学製)75g、塩化アンモニウム(和光純薬製)10g、硝酸アンモニウム(和光純薬製)15gとする以外は、冷却パック3と同様にして冷却パック14を得た。
前記した冷却パック3の作製において、外袋に尿素(平均粒径1.5mm、三井化学製)85g、塩化アンモニウム(和光純薬製)10g、硝酸アンモニウム(和光純薬製)5gとする以外は、冷却パック3と同様にして冷却パック15を得た。
前記した冷却パック3の作製において、外袋に尿素(平均粒径1.5mm、三井化学製)100gとする以外は冷却パック3と同様にして、冷却パック16を得た。
前記した冷却パック3の作製において、外袋に尿素(平均粒径1.5mm、三井化学製)93g、塩化アンモニウム(和光純薬製)7gとする以外は冷却パック3と同様にして、冷却パック17を得た。
前記した冷却パック3の作製において、外袋に尿素(平均粒径1.5mm、三井化学製)88g、塩化アンモニウム(和光純薬製)12gとする以外は冷却パック3と同様にして冷却パック18を得た。
前記した冷却パック3の作製において、外袋に尿素(平均粒径1.5mm、三井化学製)65g、塩化アンモニウム(和光純薬製)35gとする以外は冷却パック3と同様にして冷却パック19を得た。
この様にして得られた冷却パック13〜19に関し、先の実施例1と同様に評価した。この結果を表3に示す。なお表3には、先の冷却パック3の試験結果も併せて記載した。
以上の結果から明らかなように、本発明によって、簡易な構造の冷却パックで、高温高湿下で保管しても塊状結晶が出来にくく、肌触りが良く、かつ十分な冷却効果が得られる冷却パックが得られることが判る。
1 冷却パック
2 外袋
3 封入部
4 内袋
5 封入部
21 不織布
22 樹脂フィルム
2 外袋
3 封入部
4 内袋
5 封入部
21 不織布
22 樹脂フィルム
Claims (1)
- 外袋と内袋からなる二重構造を有する冷却パックであって、該外袋は坪量が5〜40g/m2の不織布と樹脂フィルムがラミネートされたラミネートフィルムであり、該内袋の内部、あるいは該外袋の内部であって内袋の外部のいずれかの位置に、水と吸熱反応を生じる化合物として平均粒径が6mm以下の尿素と、該尿素以外の、水と吸熱反応を生じる化合物とを内包し、水と吸熱反応を生じる化合物の総量に占める硝酸塩類の割合が20質量%以下であり、同水と吸熱反応を生じる化合物の総量に占めるアンモニウム塩類の割合が10質量%以上であることを特徴とする冷却パック。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017204609A JP2019076325A (ja) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | 冷却パック |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017204609A JP2019076325A (ja) | 2017-10-23 | 2017-10-23 | 冷却パック |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=66626739
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110686439A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-14 | 丁文凯 | 一种自动制冷恒温冰袋及其制备工艺 |
-
2017
- 2017-10-23 JP JP2017204609A patent/JP2019076325A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110686439A (zh) * | 2019-09-25 | 2020-01-14 | 丁文凯 | 一种自动制冷恒温冰袋及其制备工艺 |
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