JP2019194097A

JP2019194097A - 保冷緩衝材

Info

Publication number: JP2019194097A
Application number: JP2018088271A
Authority: JP
Inventors: 純子府中; Junko Fuchu; 和正芝田; Kazumasa Shibata; 長谷川　哲; Satoru Hasegawa; 哲長谷川
Original assignee: Fujimori Kogyo Co Ltd; Fujimori Plachemical Co Ltd
Current assignee: Fujimori Kogyo Co Ltd; Fujimori Plachemical Co Ltd
Priority date: 2018-05-01
Filing date: 2018-05-01
Publication date: 2019-11-07

Abstract

【課題】被保冷物の形状にフィットさせることができ、被保冷物を効率良く冷却することが可能な上、被保冷物を包んだ状態で落下させてしまった場合でも、その落下による衝撃を緩和・吸収して被保冷物の損傷を効果的に防止することが可能な保冷緩衝材を提供する。【解決手段】保冷緩衝材１は、ポリエチレンフィルムからなる袋体２の内部に、保冷剤（プロピレングリコールと水とを混合してなる不凍液）を含浸させた発泡樹脂（熱硬化性フェノール樹脂によって形成された発泡フォーム）４を封入することによって形成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、物品等を冷却した状態で保持するための保冷剤を含浸した保冷緩衝材に関するものであり、詳しくは、高い保冷機能と良好な緩衝特性とを兼ね備えた保冷緩衝材に関するものである。

従来の保冷剤パックとしては、特許文献１の如く、アクリルアミド、メタクリルアミド、および、それらの架橋性単量体の弾性重合体の含水ゲル等の各種の保冷剤を、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の合成樹脂製のフィルムで被覆したものが知られている。

特開平０８−１７８４９５号公報

しかしながら、上記特許文献１の如き、アクリルアミド、メタクリルアミドの含水ゲル等からなる保冷剤を合成樹脂フィルムで被覆した保冷剤は、高い保冷機能を発現させることができるものの、凍結によって硬化してしまうため、被保冷物の形状に十分にフィットさせることができず、被保冷物を効率良く冷却することが難しい上、被保冷物を包んだ状態で落下させてしまった場合には、その落下による衝撃を十分に緩和・吸収することができないので被保冷物を損傷させてしまう、という不具合がある。

本発明の目的は、被保冷物の形状にフィットさせることができ、被保冷物を効率良く冷却することが可能な上、被保冷物を包んだ状態で落下させてしまった場合でも、その落下による衝撃を緩和・吸収して被保冷物の損傷を効果的に防止することが可能な保冷緩衝材を提供することにある。

本発明の内、請求項１に記載された発明は、常温で液状あるいはゲル状の保冷剤が緩衝材に含浸された状態で合成樹脂フィルム製の袋体内に封入されていることを特徴とする保冷緩衝材である。

請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、前記緩衝材が、熱硬化性フェノール樹脂からなる発泡性の低反発弾性フォームであることを特徴とするものである。

請求項３に記載された発明は、請求項１、または請求項２に記載された発明において、前記保冷剤が、−２０℃においても凍結しない不凍液あるいは不凍ゲル状物であることを特徴とするものである。

請求項１に記載の保冷緩衝材は、保冷剤を凍結させた後でも緩衝材が良好な緩衝特性を発現させるので、被保冷物を包んだ状態で落下させてしまった場合でも、その衝撃を効率的に緩和・吸収することによって、被保冷物を損傷させてしまう事態を高い精度で防止することができる。したがって、請求項１に記載の保冷緩衝材は、高温による劣化や落下・振動等で壊れ易い医薬品、食品等の輸送に好適に用いることができる。

請求項２に記載の保冷緩衝材は、含浸させた保冷剤が凍結した後の発泡樹脂の緩衝特性が非常に高いため、被保冷物を包んだ状態で落下させてしまった場合でも、その衝撃をきわめて効果的に緩和・吸収することができる。

請求項３に記載の保冷緩衝材は、市販の冷蔵庫の冷凍室で冷却した場合でも緩衝材に含浸させた保冷剤が凍結しないので、被保冷物の形状へのフィット性がきわめて良好であり、被保冷物を非常に効率良く冷却することができる。

保冷緩衝材の衝撃吸収性の測定方法を示す説明図（概念図）である。保冷緩衝材の保冷性の測定方法を示す説明図（斜視図）である。保冷緩衝材を示す説明図（平面図）である。保冷緩衝材を示す説明図（図３におけるＡ−Ａ線断面図（端面図））である。保冷緩衝材の変更例を示す説明図（鉛直断面図）である。

本発明に係る保冷緩衝材は、保冷剤（保冷媒体）を含浸させた発泡樹脂を合成樹脂フィルム製の袋体内に封入したことを特徴とするものである。袋体の構成材料である合成樹脂フィルム（あるいは合成樹脂シート）としては、食品、薬品、化粧品、洗剤等の包装材料として用いられる各種の合成樹脂フィルム、すなわち、複数の合成樹脂フィルムを積層した積層フィルム、あるいは合成樹脂フィルムと紙やアルミ箔等とを積層した積層フィルム、共押出しフィルム等を好適に用いることができる。

合成樹脂フィルム製の袋体としては、平袋、ピロー袋、ガゼット袋、自立袋等の各種の形状のものを好適に用いることができるが、外周をヒートシールすることによって発泡樹脂を密封可能なものとすると、保冷緩衝材の製造が容易となるので好ましい。そのように、袋体を、外周をヒートシールすることによって発泡樹脂を密封可能なものとする場合には、少なくとも片面（内面）が熱接着性を有する合成樹脂フィルムを用いる必要がある。そのような合成樹脂フィルムとしては、単層構成の場合ではポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、エチレン酢酸ビニル共重合体フィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、エラストマーフィルム等の熱接着性フィルムを好適に用いることができ、積層構成の場合では、ポリエステルフィルム、ナイロンフィルム、ポリプロピレンフィルム等のベースフィルム（基材層）に、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等の熱接着性フィルムを積層した積層フィルム（ラミネートフィルム）等を好適に用いることができる。また、そのような積層フィルムの中間にポリエステルフィルムやナイロンフィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルム等を挟み込んだ３層以上の積層フィルムも好適に用いることができる。たとえば、合成樹脂フィルムとして、柔軟性、伸縮性のあるポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、エラストマー等の単層または積層フィルムを用いることによって、被保冷物の形状への追従性を高めることができ、保冷効率や輸送効率を向上させることが可能となり、また、合成樹脂フィルムとして、ナイロンからなるベースフィルムの表裏の少なくとも片面にＬＬＤＰＥフィルムを積層してなる積層フィルムを用いることによって、袋体の衝撃強度（耐ピンホール性）を飛躍的に高めることができ、凍結後に落下させり他の物体と衝突させたりした場合に袋体が破れてしまう事態を、きわめて効果的に防止することが可能となる。

なお、ベースフィルムや中間層を形成する合成樹脂フィルムは、未延伸のものを用いることも可能であるし、一軸延伸あるいは二軸延伸したものを用いることも可能である。また、ベースフィルムと熱接着性フィルムとの界面、ベースフィルムと中間層を形成する合成樹脂フィルムとの界面、中間層を形成する合成樹脂フィルムと熱接着性フィルムとの界面には、必要に応じて、金属箔層や金属蒸着層を設けることも可能である。一方、合成樹脂フィルムの厚みは、特に限定されないが、袋体の耐衝撃性（耐ピンホール性）等の面から、４０〜２５０μｍであると好ましく、１１０〜１８０μｍであるとより好ましい。

発泡樹脂とは、溶融させた合成樹脂中に気体（ガス）を充填し、その気体を細かく分散させることによって、発泡状（フォーム）または多孔質形状に成形したもののことであり、各気泡が概ね独立したものでも良いし、複数の気泡が連続した状態になっているものでも良い。加えて、発泡樹脂の種類は、特に限定されず、発泡ポリウレタン、発泡ポリスチレン、発泡ポリオレフィン（発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン）、発泡フェノール樹脂、発泡ポリ塩化ビニル、発泡ユリア樹脂、発泡シリコーン樹脂、発泡ポリイミド、発泡メラミン樹脂等を好適に用いることができるが、熱硬化性フェノール樹脂からなる低反発弾性フォームを用いると、保冷剤を含浸させて凍結させた際にきわめて良好な緩衝特性を発現させることが可能となるので好ましい。低反発の緩衝材を使用すると、被保冷物の形状に合った形状を維持しやすく、被保冷物の保持性や保冷効率が向上する。

発泡樹脂に含浸させる保冷剤としては、水の他、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコール、ポリアクリル酸ナトリウム等の高吸水性ポリマー、ゲル化剤、含水ゲル等を好適に用いることができるが、プロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコールと水とを混合してなる−２０℃でも凍結せず液状（あるいはゲル状）を保つものを用いると、市販の冷蔵庫の冷凍室内で冷却させた場合でも、発泡樹脂の弾性・柔軟性が損なわれないので好ましい。

また、保冷剤を含浸させた発泡樹脂を合成樹脂フィルム製の袋体の内部に収納して密封する際には、必要に応じて、袋体の内部を脱気、減圧することや、内部の空気を窒素等の他の気体に置換することも可能である。そのように、袋体を密封する際に内部を脱気、減圧することによって、保冷緩衝材の緩衝特性の微調整が可能となる。

以下、本発明に係る保冷緩衝材について実施例に基づいてより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例の態様に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更することが可能である。また、実施例、比較例における物性、特性の評価方法は以下の通りである。

＜衝撃吸収性＞
２３℃×５０％ＲＨの雰囲気下で、厚さ１ｍｍのステンレス板を３枚積層し、その上に、感圧紙（富士フィルム社製、ＬＬＬＷ）を積層し、さらに、実施例・比較例で得られた保冷緩衝材（厚みが概ね２０ｍｍになるように調整したもの）を積層した。そして、積層された保冷緩衝材の上（３００ｍｍ上方の位置）から、ダートインパクト試験機を用いて、図１の如く、１ｋｇの鉄球Ｂを落下させ、その際に感圧紙Ｐに記録された圧力（衝撃圧力）を測定した。なお、感圧紙に記録された衝撃圧力は、圧力画像解析システム（富士フィルム社製、ＰＦＤ−９２７０）を用いて、感圧紙に残った加圧痕を画像解析することによって算出した。なお、−２０℃の雰囲気下で４８時間保持させた保冷緩衝材の測定値を凍結時の衝撃圧力とし、２３℃の保冷緩衝の測定値を常温での衝撃圧力とした。そして、衝撃吸収性を下記の３段階で評価した。
○：衝撃吸収性が０．２５ＭＰａ未満
△：衝撃吸収性が０．２５ＭＰａ以上０．３５ＭＰａ未満
×：衝撃吸収性が０．３５ＭＰａ以上

＜保冷性＞
ＪＩＳ−Ｓ−３１０５（携帯用保冷具）に準拠した方法によって、実施例・比較例で得られた保冷緩衝材の保冷性を評価した。すなわち、図２の如く、高さ２０ｃｍの四脚フレームの上面に、太さ約１ｍｍのナイロン糸によって形成された網目約１５ｍｍ角の網Ｎを張り、その網Ｎの上に、実施例・比較例で得られた保冷緩衝材（−２０℃の雰囲気下で４８時間保持させたもの）を載せ、２３℃×５０％ＲＨの雰囲気下に保持して、保冷緩衝材の表面が冷凍状態から１０℃に到達するまでの時間を温度センサＳで測定した。そして、保冷性を下記の３段階で評価した。
○：１０℃までの到達時間が４時間以上
△：１０℃までの到達時間が２時間以上４時間未満
×：１０℃までの到達時間が２時間未満

［実施例１］
保冷剤として（エチレングリコール３０ｗｔ％と水７０ｗｔ％との混合液）を含浸させた熱硬化性フェノール樹脂製の直方体状の発泡樹脂を、合成樹脂フィルムからなる袋体の内部に収納し、周囲をヒートシールして密封することによって保冷緩衝材を作製した。図３、図４は、作製された保冷緩衝材を示したものであり、保冷緩衝材１は、合成樹脂フィルム製の袋体２と、保冷剤を含浸させた発泡樹脂４とによって構成されている。袋体２は、所定の大きさ（縦×横＝１７０ｍｍ×２９０ｍｍ）に裁断された２枚の合成樹脂フィルムＦ，Ｆの外周を一定の幅（約８．０ｍｍ）でヒートシールすることによって形成されている（ヒートシール部分３）。当該合成樹脂フィルムＦ，Ｆは、基材層としての厚さ４０μｍのポリエチレン単層フィルムである。

一方、発泡樹脂４は、熱硬化性フェノール樹脂によって形成され、所定の大きさの扁平な直方体状（縦×横×厚み＝２３０ｍｍ×１１０ｍｍ×４０ｍｍ）に形成されている。また、発泡樹脂４は、各気泡が概ね連通した連続気泡タイプのものであり、所定の嵩密度（約０．６ｇ／ｃｍ３）になるように発泡率が調整されている。そして、当該発泡樹脂４は、保冷剤であるエチレングリコールと水とを混合してなる不凍液を十分に含浸させた状態になっている（袋体２の内部で約１０００ｇの不凍液を含浸させた状態になっている）。

保冷緩衝材１は、袋体２の形成時に、２枚の合成樹脂フィルムＦ，Ｆを、熱接着性フィルム面が内側になるように重ね合わせて、底部および左右の端縁際を一定の幅でヒートシールすることによって上部を開口させた３方袋とした後に、その袋体２の上部の開口部から、保冷剤を含浸させた発泡樹脂４を収納し、内部を減圧しながら、袋体２の上部を一定の幅でヒートシールすることによって形成されている。

そして、上記した保冷緩衝材１を用いて、衝撃吸収性、保冷性を評価した。評価結果を、保冷緩衝材の性状とともに表１に示す。

［実施例２］
保冷剤としてエチレングリコール２０ｗｔ％と水８０ｗｔ％との混合液を使用した以外は、実施例１と同様にして、実施例２の保冷緩衝材を作製した。そして、作製した保冷緩衝材を用いて、衝撃吸収性、保冷性を評価した。評価結果を、保冷緩衝材の性状とともに表１に示す。

［比較例１］
発泡樹脂に含浸させる液体を水に変更した以外は、実施例１と同様にして、比較例１の保冷緩衝材を作製した。そして、作製した保冷緩衝材を用いて、衝撃吸収性、保冷性を評価した。評価結果を、保冷緩衝材の性状とともに表１に示す。

［比較例２］
実施例１と同様の保冷剤（エチレングリコール３０ｗｔ％と水７０ｗｔ％とを混合してなる不凍液）１０００ｇを、発泡樹脂に含浸させることなく、そのまま、実施例１と同じ袋体２の内部に収納し、周囲をヒートシールして密封することによって比較例２の保冷緩衝材を作製した。そして、作製した保冷緩衝材を用いて、衝撃吸収性、保冷性を評価した。評価結果を、保冷緩衝材の性状とともに表１に示す。

［比較例３］
水１０００ｇを、発泡樹脂に含浸させることなく、そのまま、実施例１と同じ袋体２の内部に収納し、周囲をヒートシールして密封することによって比較例３の保冷緩衝材を作製した。そして、作製した保冷緩衝材を用いて、衝撃吸収性、保冷性を評価した。評価結果を、保冷緩衝材の性状とともに表１に示す。

［比較例４］
保冷剤としてエチレングリコール２０ｗｔ％と水８０ｗｔ％との混合液を使用した以外は、比較例２と同様にして、比較例４の保冷緩衝材を作製した。そして、作製した保冷緩衝材を用いて、衝撃吸収性、保冷性を評価した。評価結果を、保冷緩衝材の性状とともに表１に示す。

表１から、実施例１，２の保冷緩衝材は、凍結時及び常温時の衝撃吸収性、保冷性ともに良好であることが分かる。それに対して、比較例１の保冷緩衝材は、凍結時の衝撃吸収性が不良であり、比較例２の保冷緩衝材は、常温での衝撃吸収性が不良で、保冷性もやや劣る結果であり、比較例３の保冷緩衝材は、凍結時及び常温での衝撃吸収性が不良であり、比較例４の保冷緩衝材は、常温での衝撃吸収性が不良であることが分かる。

＜保冷緩衝材の変更例＞
本発明に係る保冷緩衝材の構成は、上記した各実施形態の態様に何ら限定されるものではなく、袋体、発泡樹脂、保冷剤の材質、大きさ、形状等の構成を、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更できる。

たとえば、袋体を形成するための合成樹脂フィルムは、上記実施形態の如く、ポリエチレン単層フィルムに限定されず、他の材質の合成樹脂フィルムを積層させたものでも良いし、金属箔や金属蒸着フィルム等を積層させたものでも良い。なお、合成樹脂フィルムとして、ナイロンフィルムとエチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムと直鎖状低密度ポリエチレンフィルム等のポリエチレンフィルムとを積層させたものを用いた場合には、袋体の耐衝撃性（耐ピンホール性）が一層優れたものとなるとともに、袋体の製造が容易なものとなる。

また、発泡樹脂も、熱硬化性フェノール樹脂からなる低反発弾性フォームからなるものに限定されず、発泡ウレタンフォーム等の別の合成樹脂によって形成されたものに変更することも可能である。加えて、保冷緩衝材の形状（発泡樹脂の形状）も、上記実施形態の如き扁平な直方体状に限定されず、被保冷物の形状に合わせて適宜変更することができる。たとえば、袋体に収納する発泡樹脂の形状を、図５の如く、被冷却物Ｏを収納するための凹部５，５・・を設けた形状とすることによって、保冷緩衝材１は、被冷却物への衝撃をより効果的に吸収することができるものとなる。また、含浸させる保冷剤の選定によって、−２０℃よりも低い温度での使用が可能なものとなり、保冷剤に替えて保温剤を使用することで、保温性を持たせることが可能となる。

本発明の保冷緩衝材は、上記の如く優れた効果を奏するものであるから、物品等を冷却した状態で保持するための部材として好適に用いることができる。

１・・保冷緩衝材
２・・袋体
３・・ヒートシール部分
４・・発泡樹脂
Ｆ・・合成樹脂フィルム

Claims

常温で液状あるいはゲル状の保冷剤が緩衝材に含浸された状態で合成樹脂フィルム製の袋体内に封入されていることを特徴とする保冷緩衝材。
前記緩衝材が、熱硬化性フェノール樹脂からなる発泡性の低反発弾性フォームであることを特徴とする請求項１に記載の保冷緩衝材。
前記保冷剤が、−２０℃においても凍結しない不凍液あるいは不凍ゲル状物であることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載の保冷緩衝材。