JP2020075991A - 保冷剤、保冷具、貨物、輸送機器、輸送方法及び保冷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】保冷対象物を比較的低温に保つ時間を長くすることができる保冷剤を提供する。【解決手段】保冷剤は、水及び塩を含んでいるとともに−１００℃以下の氷からなる。【選択図】図６

Description

本開示は、保冷剤、保冷具、貨物及び輸送機器、輸送方法及び保冷方法に関する。

食品等を保冷した状態で輸送することに利用される保冷剤（蓄冷剤、アイスパック）が知られている（例えば特許文献１）。なお、慣用的に、保冷剤の語は、保冷剤だけでなく、保冷剤を封入している容器を含む全体を指す場合があるが、本開示においては、保冷剤は、保冷剤自体を指し、保冷剤及び当該保冷剤を封入している容器の全体については、保冷具と呼称するものとする。

一般に市販されている保冷具において、保冷剤は、水に種々の添加剤を添加して構成されている。添加剤としては、例えば、防腐剤、凝固点降下剤、増粘剤、不凍液、着色剤が挙げられる。保冷具は、例えば、冷凍庫によって保冷剤が凍らされ、保冷対象物（例えば食品）とともに梱包される。冷凍庫の温度は、一般には、−２０℃〜１０℃とされており、ひいては、保冷剤は、使用開始時において−２０℃〜−１０℃の温度とされる。

特許文献１は、−６５℃以下の極低温域での保冷のための保冷剤を開示している。この保冷剤は、水と、塩化リチウム及び塩化ナトリウムを含有する溶質とを含む。特許文献１では、この保冷剤を−９０℃以下の環境下で凍結させた実施例を開示している。

特開２０１７−１２８６２２号公報

例えば、保冷対象物の種類毎に保冷に適した温度、又は保冷のための上限温度は異なる。そのような種々の温度毎に保冷時間を長くすることが望まれる。

本開示の一態様に係る保冷剤は、水及び塩を含んでいるとともに−１００℃以下の氷からなる。

一例において、前記塩の質量が前記水及び前記塩の合計質量に対して５％以上である。

一例において、前記塩としてＮａＣｌを含み、ＮａＣｌの質量が前記水及びＮａＣｌの合計質量に対して５％以上である。

一例において、ＮａＣｌの質量が前記水及びＮａＣｌの合計質量に対して２０％以上２６％以下である。

一例において、ＮａＣｌの質量が前記水及びＮａＣｌの合計質量に対して１０％以下である。

一例において、融点が−２５℃以上−３℃以下である。

本開示の一態様に係る保冷具は、上記の保冷剤と、前記保冷剤が封入されている封入容器と、を有している。

本開示の一態様に係る貨物は、上記の保冷具と、保冷対象物と、前記保冷具と前記保冷対象物とを共に収容している収容容器と、を有している。

本開示の一態様に係る輸送機器は、上記の保冷具と、保冷対象物と、前記保冷具と前記保冷対象物とを共に収容している収容容器と、を有している。

本開示の一態様に係る輸送方法は、上記の保冷具と保冷対象物とを共に収容容器に収容するステップと、前記保冷具及び前記保冷対象物を共に収容している前記収容容器を移送するステップと、を有している。

本開示の一態様に係る保冷方法は、上記の保冷具と保冷対象物とを共に収容容器に収容するステップを有している。

上記の構成又は手順によれば、例えば、保冷対象物を比較的低温（例えば−２０℃以下）に保つ時間を長くすることができる。

比較例に係る保冷剤（ＮａＣｌの濃度０％）の温度変化を示す図。 実施形態に係る保冷剤（ＮａＣｌの濃度５％）の温度変化を示す図。 実施形態に係る保冷剤（ＮａＣｌの濃度１０％）の温度変化を示す図。 実施形態に係る保冷剤（ＮａＣｌの濃度２４％）の温度変化を示す図。 保冷剤におけるＮａＣｌの濃度毎に−２０℃以下の温度が保持された時間を示す図。 図６（ａ）〜図６（ｃ）は保冷剤の応用例を説明する模式図。

［用語］
以下では、説明の便宜上、「塩分濃度」又は「塩の濃度」の語は、特に断りがない限り、水及び塩の合計質量に対する塩の質量の割合（質量％）を指すものとする。例えば、保冷剤が、水及び塩の他に、添加物を含む場合においても、塩分濃度は、塩の質量／（水の質量＋塩の質量）である。すなわち、添加物の質量は、塩分濃度を算出するときの分母に含めない。また、保冷剤に含まれる塩が種々の塩（例えばＮａＣｌ、ＭｇＣｌ_２及びＣａＣｌ_２）の混合物である場合においては、上記の塩の質量は、当該混合物の質量（種々の塩の合計質量）である。

「ＮａＣｌの濃度」の語は、特に断りがない限り、水及びＮａＣｌの合計質量に対するＮａＣｌの質量の割合（質量％）を指すものとする。例えば、保冷剤が、水及びＮａＣｌの他に、ＮａＣｌ以外の塩（例えばホウ酸塩）及び／又は塩以外の添加物を含む場合においても、ＮａＣｌの濃度は、ＮａＣｌの質量／（水の質量＋ＮａＣｌの質量）である。すなわち、ＮａＣｌ以外の塩及び塩以外の添加物の質量は、ＮａＣｌの濃度を算出するときの分母に含めない。塩として、ＮａＣｌを挙げたが、ＮａＣｌ以外について「〜の濃度」という場合も同様とする。

濃度について「５％」のように小数点を省略して示しているとき、特に断りがない限り、小数点以下は四捨五入されているものとする。従って、例えば、「５％以上２６％以下」の範囲は、４．５％、４．４５％及び２６．４４４４…％も含む。温度についても同様とする。

［保冷剤の成分］
本開示の実施形態に係る保冷剤は、水と塩とを含んでいる。保冷剤が塩を含むことにより、例えば、保冷剤の凝固点（特に断りがない限り、融点と同じ。以下、同様。）が降下する。一方、保冷剤は、通常、潜熱を吸収している間、凝固点付近の温度を維持する。従って、保冷剤は、塩を含まない場合に比較して、低い温度（例えば−２０℃以下）を維持する時間が長くなる。

ここでいう塩は、化学でいう塩、すなわち、酸由来の陰イオン（アニオン）と塩基由来の陽イオン（カチオン）とがイオン結合した化合物である。このような塩としては、例えば、酸性塩（例えば、ＮａＨＣＯ_３、ＮａＨＳＯ_４、Ｎａ_２ＨＰＯ_４又はＮａＨ_２ＰＯ_４）、塩基性塩（例えば、ＭｇＣｌ（ＯＨ）又はＭｇＣｌ_２・Ｍｇ（ＯＨ）_２）、正塩（例えば、ＮａＣｌ、ＣａＣｌ_２、ＮＨ_４Ｃｌ、ＣＨ_３ＣＯＯＮａ又はＣｕＳＯ_４）を挙げることができる。上述した種々の塩の混合物が塩として用いられてもよい。

また、塩は、海水に含まれる塩から選択されてもよい。海水に含まれる塩としては、例えば、ＮａＣｌ、ＭｇＣｌ_２（にがり）、ＭｇＳＯ_４、ＣａＳＯ_４、ＫＣｌ及びＣａＣｌ_２を挙げることができる。これらの塩は、過剰摂取は別として、食品衛生法において健康を損なうおそれのない添加物として挙げられている。

塩の品質（グレード）は問わない。塩としては、一般用、工業用、食品添加用等の種々の用途のものが利用されてよく、１級又は特級等であるか否かも問わない。

保冷剤は、水に塩のみを添加したものとされてもよいし、塩以外の添加物が添加されても構わない。例えば、保冷剤全体の質量に対して１０質量％未満又は５質量％未満の他の添加材が添加されても構わない。添加物としては、例えば、通常の保冷剤に含まれている既述の成分（例えば、防腐剤、増粘剤及び／又は着色剤）を挙げることができる。水は、純水（Ｈ_２Ｏ）の他、水道水などの不純物を含むものであってもよい。不純物は、上記の他の添加物と同様に評価されてもよい。

保冷剤の塩分濃度は、例えば、海水の塩分濃度（約３．５％）よりも高くされている。例えば、上述した種々の塩を用いた場合において、保冷剤の塩分濃度は、５％以上である。塩分濃度の例の詳細については後述する。

［保冷剤の温度］
保冷剤の温度は、例えば、保冷剤の冷却完了時において、又は保冷剤の使用開始時（例えば保冷対象物と共に梱包された時）若しくはその直前（例えば使用開始時の１０分以内）において−１００℃以下又は−１２０℃以下とされる。保冷剤は、−１００℃以下に冷却されることによって凍結する。換言すれば、保冷剤は、冷却完了時、使用開始時又はその直前において氷からなる。

保冷剤の温度が−１００℃以下とされることにより、例えば、保冷剤の温度が凝固点に至るまでに保冷剤が吸収する顕熱が増加する。その結果、比較的低温（例えば−２０℃以下）で保冷が行われる時間を長くすることができる。また、例えば、食品の種類及び食品の質量に対する保冷剤の質量等にもよるが、−１００℃以下の保冷剤を食品に近づけることによって、食品を瞬間凍結させることができる。すなわち、保冷剤は、保冷だけでなく、食品の瞬間凍結に兼用される。

保冷剤を−１００℃以下まで冷却するには、例えば、株式会社エイディーディー社製の「超低温チラー コールドウェーブ」を用いてよい。この超低温チラーは、多段蒸発器及び混合冷媒を用いることによって、供給された気体（例えば、空気、フロンガス、液体窒素又はアルゴンガス）を−１３０℃程度の温度まで冷却することができる。そして、例えば、保冷剤の周囲に前記のチラーによって冷却された気体を供給することによって、保冷剤を−１００℃以下まで冷却することができる。

確認的に記載すると、チラーは、フリーザの概念を含むものである。また、特に図示しないが、チラーは、例えば、基本的な構成として、冷媒を圧縮する圧縮機、圧縮された冷媒を冷却する凝縮器、冷却された冷媒の圧力を下げて送る膨張弁及び圧力が下げられた冷媒によって冷却対象（保冷剤又は保冷剤の周囲に供給される気体）を冷却する蒸発器をこの列挙順に循環流路に沿って有している。チラーは、例えば、保冷対象物が生産若しくは卸される場所に設置されたり、宅配を担う業者の各営業所に設置されたりしてよい。

［ＮａＣｌの濃度］
以下では、塩としてＮａＣｌを例に取り、保冷剤の温度変化の実験結果を示す。そして、塩の濃度が保冷に及ぼす影響を説明するとともに、塩の濃度の範囲の例を提示する。

（第１実験）
水（水道水）及びＮａＣｌのみからなる溶液により保冷剤を作製した。この保冷剤を−１２０℃の雰囲気によって十分に冷却し、容器（一般家庭用に市販されている発泡ケース）に収容した。容器内の保冷剤の質量は２０００ｇとした。そして、当該容器を室温下に置き、容器内の温度変化を調べた。このような実験をＮａＣｌの濃度が互いに異なる複数ケースについて行った。

図１〜図４は実験結果を示す図である。これらの図において、横軸は時間ｔ（ｈ：hour）を示している。縦軸は温度Ｔ（℃）を示している。プロットされた線は、時間経過（横軸）と温度変化（縦軸）との関係を示している。図１〜図４は、ＮａＣｌの濃度が互いに異なる実験結果に対応している。各図と濃度との対応関係は、以下のとおりである。図１：０％、図２：５％、図３：１０％、図４：２４％。なお、図１は、水のみからなる保冷剤であるから、比較例に係る保冷剤である。

各図においては、経過時間ｔ（ｈ）＝２、４、６及び８等の目盛線上における温度を数字で示している。また、これらの図では、−２０℃の位置に補助線を引くとともに、温度が−２０℃を超えた時点を矢印で示しつつ、そのときの経過時間（概略）を記した。

図１（比較例）に典型的に現れているように、通常、固体（氷）の保冷剤がその融点よりも高い温度の雰囲気に置かれると、保冷剤の温度は、保冷剤による顕熱の吸収によって徐々に上昇し、融点に至る（図１では０℃）。その後、保冷剤は、固体から液体へ徐々に（換言すれば一部ずつ）変化していく。この過程において、保冷剤の温度は、保冷剤による潜熱の吸収によって融点付近に維持される。保冷剤の概ね全部が液体に変化した後は、保冷剤の温度は、保冷剤による顕熱の吸収によって徐々に上昇し、雰囲気の温度に至る。

図２〜図４（実施形態）においても、保冷剤の温度変化の概略は、上記の温度変化と同様である。ただし、保冷剤がＮａＣｌを含むことにより、保冷剤の融点は低くなっている。融点は、ＮａＣｌの濃度によって異なる。具体的には、溶液中の溶質のモル濃度に比例して融点は低くなる。従って、図１〜図４は、一定の温度に維持される温度が互いに異なっている。各保冷剤の融点は、以下のとおりである。図１（ＮａＣｌ：０％）：０℃、図２（ＮａＣｌ：５％）：約−３℃、図３（ＮａＣｌ：１０％）：約−７℃、図４（ＮａＣｌ：２４％）：約−２０℃。

図２及び図３に係る保冷剤は、融点が−２０℃よりも高い。従って、上記のように保冷剤による顕熱の吸収によって保冷剤の温度が融点まで上昇するとすれば、−２０℃以下の範囲において、図２及び図３の温度変化は、図１の温度変化と同様になるはずである。すなわち、温度は、融点まで徐々に（概ね一定の変化率で）上昇していくはずである。別の観点では、図１〜図３は、−２０℃以下の温度が保持される時間は互いに概ね同等になるはずである。

しかし、図２及び図３では、保冷剤の温度は、融点よりも低い−２０℃付近においても、上昇が停止して、一定に保たれている。その結果、図２及び図３は、図１に比較して、−２０℃以下の温度が保持される時間（計測開始（ｔ＝０）から保冷剤の温度が−２０℃を超えるまでの時間。以下、「−２０℃保持時間」という。）が長くなっている。すなわち、保冷剤にＮａＣｌを含ませることによって、−２０℃保持時間が長くなっている。そして、このときのＮａＣｌの濃度は、保冷剤の融点が−２０℃以下となる濃度（例えば約２３％）よりも低くても構わない。例えば、今回の実験では、５％以上の濃度で、−２０℃保持時間を長くする効果が確認されている。

ＮａＣｌの濃度が低くても−２０℃付近で温度上昇が一旦停止する理由としては、例えば、以下のものが挙げられる。液体状の保冷剤は、微視的にはＮａＣｌの濃度が高い部分とＮａＣｌの濃度が低い部分とを含んでいる。また、液体状の保冷剤においては、ＮａＣｌ（電離したＮａ^＋及びＣｌ⁻を含む概念である。）が溶媒中を移動しており、溶媒の一部に着目すると、ＮａＣｌの濃度が変化している。このような保冷剤を冷却すると、保冷剤は、まず、ＮａＣｌの濃度が低い部分が凍結する。凍結せずに残った部分は、既に凍結した部分に比較してＮａＣｌの濃度が高い。この残った部分において、ＮａＣｌの溶媒中の移動によってＮａＣｌの濃度が低い部分（例えば既に凍結した部分と同程度の濃度の部分）が生じると、当該部分が先に凍結する。このような作用が繰り返されると、最初に凍結した部分と、凍結せずに残った部分とのＮａＣｌの濃度の差は拡大していく。最終的に保冷剤の全部が凍結したとき、保冷剤は、ＮａＣｌの濃度が低い部分と高い部分とを含んでいる。ＮａＣｌの濃度が高い部分の濃度は、例えば、融点が約−２０℃となる濃度（約２４％）に対応している。

なお、上記のように、保冷剤は、厳密には、濃度（別の観点では融点）が互いに異なる部分を含むが、特に断りがない限りは、濃度及び融点は、保冷剤全体としての平均値を指すものとする。

図５は、図１〜図４から−２０℃以下の温度が保持された時間を特定して示す図である。横軸Ｃ（％）は、ＮａＣｌの濃度を示している。縦軸ｔ_−２０（ｈ）は、−２０℃保持時間を示している。プロットされた丸点は、ＮａＣｌの濃度と、−２０℃保持時間との関係の計測結果を示している。曲線は、計測結果に対する近似曲線を示している。

この図に示されているように、ＮａＣｌの濃度が高くなるほど、−２０℃保持時間は長くなっている。従って、保冷対象物が−２０℃以下の温度で保冷されることが望ましいものである場合においては、ＮａＣｌの濃度を高くすることによって、保冷対象物にとって望ましい温度での保冷を長く維持することができる。濃度に対する−２０℃保持時間の変化率は、今回の実験結果では、概ね一定となっており、また、より厳密には０％〜１０％の間の変化率よりも１０％〜２４％の変化率が大きくなっている。

濃度が高いほど−２０℃保持時間が長くなる理由としては、以下のものが挙げられる。上記のように、凍結した保冷剤は、ＮａＣｌの濃度が高い（融点が低い部分）と濃度が低い（融点が高い部分）とを含んでいる。保冷剤全体としての平均的な濃度が高いほど、融点が低い部分の体積は大きくなる。その結果、ＮａＣｌの濃度（平均値）が高いほど、−２０℃保持時間は長くなる。

図１〜図４に戻る。上記のように、ＮａＣｌの濃度が高いほど、−２０℃保持時間は長くなる。そして、図１〜図４においては、図４（ＮａＣｌ：２４％）の−２０℃保持時間が最も長い。しかし、逆に、図２〜図４の中では、図４は、０℃以下の温度が保持される時間（計測開始（ｔ＝０）から保冷剤の温度が０℃を超えるまでの時間。以下、「０℃保持時間」という。）が最も短い。図１は、０℃付近（例えば１℃以下）の温度が維持される時間は長いものの、０℃保持時間は図４よりも短い。

従って、例えば、保冷対象物を−２０℃以下の温度で保冷する必要が無く、０℃以下で保冷すればよい場合においては、ＮａＣｌの濃度は、ある程度の高さに抑えられてよい。これにより、必要な温度での保冷時間を長くすることができる。換言すれば、ＮａＣｌの濃度は、高ければ高いほどよいわけではなく、保冷対象物の種類等に応じて適宜に設定されることが望ましい。

ＮａＣｌの濃度が低い方が０℃保持時間が長くなる理由としては、例えば、以下のものが挙げられる。容器の内部の温度が低いほど、容器の内部と外部との温度差は大きくなる。その結果、容器を介して外部の熱が内部へ伝わりやすくなる。一方、−２０℃保持時間が長くなるということは、容器の内部の温度が低く維持される時間が長くなるということである。換言すれば、容器を介して外部の熱が内部へ伝わりやすい時間が長くなる。その結果、ＮａＣｌの濃度が高く、−２０℃保持時間が長い保冷剤ほど、早期に多くの熱を吸収してしまい、早期に０℃に至る。また、塩分濃度が高いほど、比熱が小さくなることも理由として挙げられる。

これまでの説明から類推されるように、ＮａＣｌよりも融点を降下させることができる塩を用いた場合においては、容器内の温度が−２０℃よりも低い所定温度（例えば約−３０℃又は約−５０℃）に維持される時間が生じる。その結果、容器内の温度が前記所定温度以下に維持される時間が長くなる。しかし、逆に、−２０℃保持時間及び０℃保持時間は短くなる。特に図示しないが、本願発明者は、ＮａＣｌよりも融点を降下させることができるＭｇＣｌ_２及びＣａＣｌ_２を用いた実験により、上記の傾向を確認している。従って、塩としてＮａＣｌを用いた場合においては、他の塩を用いた場合に比較して、−２０℃保持時間を長くしやすい。

（第１実験の補助実験）
特に図示しないが、ＮａＣｌの濃度を２０％とした１０００ｇの保冷剤を一般に市販されている冷凍庫（概ね−２０℃の雰囲気）によって十分に冷却した後、当該保冷剤を収容した容器内の温度変化を調べる実験も行った。その結果、容器内の温度が−２０℃付近に維持される現象は確認できなかった。これは、−２０℃の雰囲気では保冷剤は殆ど凝固していないことからである。このことから、ＮａＣｌの添加によって−２０℃保持時間を長くする効果が得られるのは、十分に低い温度（例えば−１００℃以下）まで保冷剤を冷却した場合に限られることが確認できた。

（第２実験）
水（水道水）、ＮａＣｌ及び不純物（ＮａＣｌの塩水にとっての不純物の意味である。）からなる保冷剤を作製した。不純物としては、Ｈ_３ＢＯ_３を用いた。この保冷剤を約３５０ｍｌの容積のペットボトルに２６０ｇ収容し、−１２０℃の雰囲気によって十分に冷却した。そして、当該ペットボトルを室温下に置き、保冷剤の温度の変化を調べた。このような実験をＮａＣｌの濃度が互いに異なる複数ケースについて行った。

以下に、ＮａＣｌの濃度毎に、計測開始から１時間毎の温度変化を示す。温度の変化は℃である。
％ １ｈ ２ｈ ３ｈ ４ｈ ５ｈ ６ｈ
０ −５９．３ −２７．７ −１０．４ −３．１ −０．９ −０．５
５ −５８．７ −２６．６ −２１．５ −１７．２ −１２．１ −９．７
１０ −５７．２ −２６．０ −２０．８ −２０．０ −１７．０ −１３．８
２４ −６１．２ −２９．５ −２０．９ −２０．８ −２０．５ −１９．５

上記の結果から、保冷剤が不純物を含んでいる場合においても、第１実験と同様に、ＮａＣｌの濃度を高くするほど−２０℃保持時間が長くなることを確認できた。

（第３実験）
水及び塩としてのＭｇＣｌ_２（濃度３０％）を含む保冷剤を作製した。この保冷剤として、ゲル化剤を含んでおり、凍結前にゲル状のものと、ゲル化剤を含んでいないものとの２種を用意した。ゲル化剤の量は、市販の保冷剤におけるゲル化剤の量と同等とした。そして、第２実験と同様に、２６０ｇの保冷剤を収容した約３５０ｍｌの容積のペットボトルを−１２０℃の雰囲気によって十分に冷却した後、その温度変化を調べた。このような実験を、ゲル化剤を含む保冷剤３つ（Ｇ１〜Ｇ３とする。）と、ゲル化剤を含まない保冷剤３つ（Ｇ４〜Ｇ６とする。）との合計６ケースについて行った。

以下に、計測開始から適宜な経過時間毎の温度変化を示す。温度の変化は℃である。
４ｈ ７ｈ ９ｈ １２ｈ １６ｈ
Ｇ１ −２９．６ −２７．１ −１９．８ −１３．１ −０．２
Ｇ２ −２９．３ −２７．０ −１９．７ −１３．２ −０．２
Ｇ３ −３０．７ −２７．９ −２０．３ −１３．５ −０．２
Ｇ４ −２９．５ −２７．３ −２０．３ −１３．２ −０．０
Ｇ５ −３０．５ −２８．１ −２１．０ −１３．７ −０．１
Ｇ６ −２９．４ −２６．４ −１９．６ −１２．４ ＋０．２

上記の結果から、保冷剤がゲル化剤を含んでいる場合においても、塩の濃度を高くするほど−２０℃保持時間が長くなることを確認できた。

（ＮａＣｌの濃度の範囲の例）
以上の実験結果から、ＮａＣｌの濃度の下限の例として、５％、２０％又は２３％を挙げることができる（小数点以下は四捨五入するものとする。以下、上限等についても同様。）。ＮａＣｌの濃度が少なくとも５％であれば、濃度が０％（純水）の場合に比較して−２０℃保持時間が長くなる。また、ＮａＣｌの濃度を高くしていくことによる保冷剤の凝固点の降下は、濃度が２３．３％のときに限界に到達する。従って、濃度が２０％以上又は２３％以上であれば、−２０℃保持時間を極力長くすることができる。

また、ＮａＣｌの濃度の上限の例として２４％又は２６％を挙げることができる。上述のように、融点の降下は、濃度が２３．３％のときに限界に到達する。従って、例えば、濃度が２４％以下又は２６％以下であれば、−２０℃保持時間を十分に長くしつつ、無駄にＮａＣｌを消費するおそれを低減することができる。

上記の濃度の下限及び上限の組み合わせから、ＮａＣｌの濃度の範囲の例として、５％以上２６％以下、２０％以上２６％以下、又は２３％以上２４％以下を挙げることができる。この範囲であれば、ＮａＣｌのコストを抑えつつ、−２０℃保持時間を長くすることができる。

また、上記とは異なる観点から、ＮａＣｌの濃度の範囲の例として、５％以上１０％以下、５％以上６％以下を挙げることもできる。この場合、例えば、濃度が０％の場合に比較して、氷点下の温度を確実に維持することができ、かつ濃度が１０％超の場合に比較して、氷点下の温度が維持される時間を長くすることができる。

（保冷剤の融点の範囲の例）
上記では、濃度によって保冷剤を規定したが、融点によって保冷剤が規定されてもよい。例えば、ＮａＣｌの濃度５％の場合、融点は約３℃である。また、ＮａＣｌの濃度を高くしていくことによる保冷剤の融点の降下は、約−２１℃が限界である。従って、例えば、保冷剤は、融点が−２５℃以上−３℃以下とされてよい。なお、−２１℃ではなく、−２５℃としたのは、ＮａＣｌ以外の他の添加物の影響も考慮したものである。

［保冷剤の応用例］
以下、本実施形態に係る保冷剤の応用例について説明する。具体的には、保冷剤を利用している保冷具、貨物、輸送機器、輸送方法及び保冷方法について説明する。

図６（ａ）は、上述した保冷剤１を利用している保冷具３の一例を示している斜視図である。なお、保冷具３の一部は破断して示されている。

保冷具３は、保冷剤１と、保冷剤１が封入されている封入容器５とを有している。保冷具３は、繰り返し使用されるタイプのものであってもよいし、使い捨てタイプのものであってもよい。なお、封入容器５には、保冷剤１と共に気体（例えば空気）が封入されていても構わない。

封入容器５の大きさ、形状及び材料は、適宜に設定されてよい。例えば、封入容器５として、公知の種々の保冷具の封入容器が利用されてよい。具体的には、例えば、封入容器５は、可撓性の材料（樹脂等）によって構成された袋状のものであってもよいし、可撓性を有さない材料（樹脂等）によって構成されたハードタイプ容器（図示の例）であってもよい。また、例えば、封入容器５は、注入口を有さない（封入容器５の破壊無しでは保冷剤１を取り出すことができない）ものであってもよいし、図示の例のようにキャップによって塞がれた注入口を有するものであってもよい。また、例えば、封入容器５の形状は、概略直方体状であってもよいし（図示の例）、用途に応じた特異な形状を有していてもよい。また、例えば、封入容器５の容積（可撓性の場合は最大容積）は、１０ｍｌ以上１リットル以下とされてよい。

封入容器５は、一般的な保冷剤の容器とは異なり、飲料の市販に利用されている紙パック又はこれに類似する構成とされてもよい。保冷剤を−１００℃以下まで冷却すると、保冷剤の膨張によって封入容器５が破損するおそれが生じる。本願発明者の実験では、封入容器５として紙パックを用いた場合においては、一般的な保冷剤の容器に比較して破損の蓋然性が低いことが見出された。確認的に記載すると、紙パックに利用される素材は、防水性（耐水性）を有している比較的厚い紙材（ミルクカートン用紙）である。このような紙材は、例えば、狭義の紙（カートン紙）と、紙の両面を覆う遮水層とを有している。紙は、箱状の容器を構成可能な強度を確保可能な材料及び厚さで構成されており、一般に、比較的厚い。遮水層は、例えば、ポリエチレンを紙にコーティング又はラミネートすることによって形成されている。紙パックの形状としては、例えば、一般に飲料の市販に利用されているものとして、ゲーブルトップタイプ、ブリックタイプ及びテトラタイプを挙げることができる。もちろん、それ以外の形状であってもよい。

図６（ｂ）は、保冷剤１を利用している貨物１１の一例を示している断面図である。

貨物１１は、例えば、１以上の保冷対象物１３と、１以上の保冷具３と、これらを共に収容している箱１５とを有している。なお、箱１５は、収容容器の一例である。

保冷対象物としては、例えば、食品を挙げることができる。食品としては、例えば、冷凍食品、冷凍菓子、生菓子、乳製品及び生鮮食品を挙げることができる。冷凍食品は、長期保存を目的に冷凍されている食品であり、冷凍前において、無加熱のもの、加熱されたもの、調理前のもの、調理後のものなどがある。冷凍菓子としては、例えば、アイスクリームを挙げることができる。生菓子としては、例えば、ケーキを挙げることができる。乳製品としては、例えば、ヨーグルトを挙げることができる。生鮮食品としては、例えば、鮮魚（魚介類）、精肉（肉類）及び青果を挙げることができる。図６（ｂ）では、保冷対象物１３として、カップ入りのアイスクリームを例示している。

既に述べたように、−１００℃以下の保冷剤は、食品の種類及び食品の質量に対する保冷剤の質量等にもよるが、保冷だけでなく、食品の瞬間凍結に兼用可能である。確認的に記載すると、食品が冷却されていく過程において、食品の温度が−１℃〜−５℃の温度帯を通過する時間が３０分以内である場合、瞬間凍結、急速凍結又は急速冷凍等と呼ばれている。

また、本願発明者の実験では、鮮魚の保冷に−１００℃以下の温度（保冷開始時）の保冷剤を利用すると、市販の冷凍庫で凍結させた保冷剤（−１０℃〜−２０℃）に比較して、鮮魚の品質の低下が抑制されることが確認された。その理由としては、例えば、−１００℃以下の保冷剤を鮮魚に近づけると、鮮魚の表面に氷の被膜が形成されることが挙げられる。この被膜は、鮮魚からの水分の流出又は鮮魚への水分の流入の抑制に寄与するとともに、鮮魚の身（鱗よりも内部）が凍結することを抑制する断熱層として機能する。

なお、保冷対象物としては、食品・飲料の他、例えば、移植用臓器及びワクチン（移植用臓器又はワクチンが封入された容器）を挙げることができる。保冷の語は、一般に食料品に用いられるが、前記の例示から理解されるように、本開示では、保冷対象物は食料品に限られない。

箱１５の大きさ、形状及び材料は、適宜に設定されてよく、例えば、公知の種々の箱が適用されてよい。代表的なものとしては、例えば、発泡スチロール又は段ボールからなる比較的小型（例えば１ｍ以下×１ｍ以下×１ｍ以下）の箱が挙げられ、また、プラスチックケースに断熱材を組み合わせたクーラーボックス（アイスボックス）が挙げられる。なお、箱１５の材料は、比較的断熱性が高いものであってもよいし、断熱性が低いものであってもよい。

箱１５内における保冷対象物１３及び保冷具３の配置位置も適宜に設定されてよい。例えば、保冷具３は、保冷対象物１３に対して、側方に位置していてもよいし（図示の例）、上に位置していてもよいし、下に位置していてもよいし、これらの２以上の組み合わせで配置されてもよい。なお、保冷対象物１３の種類、その包装及び／又は箱１５の構成等によっては、保冷具３を箱１５に収容するのではなく、保冷剤１を直接に（封入容器５に封入せずに）箱１５に収容することも可能である。

図６（ｃ）は、保冷剤１を利用している輸送機器２１の一例を示している側面図である。

輸送機器２１は、例えば、１以上の貨物１１と、当該貨物１１を収容している１以上のコンテナ２３とを有している。なお、コンテナ２３も、箱１５と同様に、収容容器の一例である。

輸送機器２１としては、例えば、自動車（図示の例）、航空機、列車、船舶及び二輪車を挙げることができる。図６（ｃ）では、備え付けのコンテナ２３を有する保冷車又は冷凍車が図示されている。

コンテナ２３内における貨物１１の配置は適宜に設定されてよい。また、貨物１１をコンテナ２３に収容するのではなく、保冷対象物１３及び保冷具３が直接に（箱１５に収容されずに）コンテナ２３に収容されていてもよい。なお、保冷対象物１３の種類、その包装及び／又はコンテナ２３の構成等によっては、保冷剤１を直接に（封入容器５に封入せずに）コンテナ２３に収容することも可能である。

ここでは、箱１５及びその内容物を貨物１１として説明している。換言すれば、１人又は少人数で（人力で）運搬できるような比較的小型のものを貨物として例示した。ただし、貨物は、そのような大きさのものよりも大きくてもよい。例えば、図６（ｃ）では、コンテナ２３は、自動車に備え付けのものとしたが、コンテナ船、トラック及び／又は列車に積みおろしされるものであってもよく、このコンテナ及びその内容物が貨物と捉えられてもよい。

図６（ａ）〜図６（ｃ）は、実施形態に係る輸送方法及び保冷方法も示している。輸送方法は、保冷具３を冷却するステップ（図６（ａ））と、保冷具３と保冷対象物１３とを共に箱１５に収容するステップ（図６（ｂ））と、保冷具３及び保冷対象物１３を共に収容している箱１５を移送するステップ（図６（ｃ））とを有している。また、保冷方法は、保冷具３を冷却するステップ（図６（ａ））と、保冷具３と保冷対象物１３とを共に箱１５に収容するステップ（図６（ｂ））とを有している。保冷方法では、輸送せずに単に保冷を行うだけであってもよい。既に述べたように、保冷具３は、例えば、保冷具３の使用開始時（例えば保冷対象物１３と共に梱包された時）若しくはその直前（例えば使用開始時の１０分以内）において−１００℃以下又は−１２０℃以下とされる。

以上のとおり、本実施形態では、保冷剤は、水及び塩を含んでいるとともに−１００℃以下（使用開始時等）の氷からなる。従って、例えば、−２０℃保持時間を長くすることができる。塩は、一般に、輸送に関わる国内外の規格及び／又は法令に照らして規制対象となっていない、又は規制対象となり難い。従って、本実施形態の保冷剤の応用範囲は広い。なお、輸送に関わる国内の法令としては、例えば、食品衛生法、毒物及び劇物取締法、労働安全衛生法及び化学物質管理促進法が挙げられる。

１…保冷剤、３…保冷具、５…封入容器、１１…貨物、１３…保冷対象物、２１…輸送機器。

Claims (11)

1. 水及び塩を含んでいるとともに−１００℃以下の氷からなる保冷剤。
2. 前記塩の質量が前記水及び前記塩の合計質量に対して５％以上である
   請求項１に記載の保冷剤。
3. 前記塩としてＮａＣｌを含み、ＮａＣｌの質量が前記水及びＮａＣｌの合計質量に対して５％以上である
   請求項２に記載の保冷剤。
4. ＮａＣｌの質量が前記水及びＮａＣｌの合計質量に対して２０％以上２６％以下である
   請求項３に記載の保冷剤。
5. ＮａＣｌの質量が前記水及びＮａＣｌの合計質量に対して１０％以下である
   請求項３に記載の保冷剤。
6. 融点が−２５℃以上−３℃以下である
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の保冷剤。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の保冷剤と、
   前記保冷剤が封入されている封入容器と、
   を有している保冷具。
8. 請求項７に記載の保冷具と、
   保冷対象物と、
   前記保冷具と前記保冷対象物とを共に収容している収容容器と、
   を有している貨物。
9. 請求項７に記載の保冷具と、
   保冷対象物と、
   前記保冷具と前記保冷対象物とを共に収容している収容容器と、
   を有している輸送機器。
10. 請求項７に記載の保冷具と保冷対象物とを共に収容容器に収容するステップと、
    前記保冷具及び前記保冷対象物を共に収容している前記収容容器を移送するステップと、
    を有している輸送方法。
11. 請求項７に記載の保冷具と保冷対象物とを共に収容容器に収容するステップ
    を有している保冷方法。

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