JP2022047688A - 蓄熱材、保冷具、物流梱包容器及び蓄熱材の製造方法 - Google Patents

蓄熱材、保冷具、物流梱包容器及び蓄熱材の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2022047688A
JP2022047688A JP2020153603A JP2020153603A JP2022047688A JP 2022047688 A JP2022047688 A JP 2022047688A JP 2020153603 A JP2020153603 A JP 2020153603A JP 2020153603 A JP2020153603 A JP 2020153603A JP 2022047688 A JP2022047688 A JP 2022047688A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat storage
storage material
magnesium sulfate
potassium nitrate
water
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2020153603A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7481973B2 (ja
Inventor
有佑 池田
Yusuke Ikeda
哲 本並
Satoru Motonami
勝一 香村
Katsuichi Komura
夕香 内海
Yuka Utsumi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP2020153603A priority Critical patent/JP7481973B2/ja
Publication of JP2022047688A publication Critical patent/JP2022047688A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7481973B2 publication Critical patent/JP7481973B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Abstract

【課題】-7℃またはその近傍で融点がほぼ一定に維持される蓄熱材、保冷具、物流梱包容器及び蓄熱材の製造方法を提供することにある。【解決手段】蓄熱材は、硫酸マグネシウムと、硝酸カリウムと、水とを含み、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率が、2wt%以上15wt%以下であり、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硝酸カリウムの重量の比率が、2wt%以上9wt%以下である。【選択図】図9

Description

本開示は、蓄熱材、保冷具、物流梱包容器及び蓄熱材の製造方法に関する。
一般に、-5℃~-10℃に融点を有する蓄熱材は、氷温(0℃以下で食品が凍結しない温度帯)輸送用の蓄熱材または飲料の過冷却状態が作られた微凍結飲料等の保冷具の蓄熱材として好適であることが知られている。
特開2017-52953号公報
上記の特許文献1によれば、融点を所定の温度範囲内に制御することができる複数の物質を混合した蓄熱材等を提供することが試みられている。しかしながら、特許文献1では、保冷対象物を-7℃またはその近傍の温度雰囲気で保存することができる蓄熱材は開示されていない。一方、保冷対象物を-7℃またはその近傍の温度の雰囲気内で保存したいという要望がある。
本開示の主な目的は、-7℃またはその近傍で融点がほぼ一定に維持される蓄熱材、保冷具、物流梱包容器及び蓄熱材の製造方法を提供することにある。
一態様に係る蓄熱材は、硫酸マグネシウムと、硝酸カリウムと、水とを含み、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率が、2wt%以上15wt%以下であり、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硝酸カリウムの重量の比率が、2wt%以上9wt%以下である。
一態様に係る保冷具は、一態様に係る蓄熱材と、保冷具本体と、保冷具本体の内部空間を形成するとともに蓄熱材を収容する収容部とを備える。
一態様に係る物流梱包容器は、一態様に係る保冷具と、保冷具を収容する物流梱包容器本体と備え、物流梱包容器本体の内部に保冷具を保持する保冷具保持部が設けられており、物流梱包容器本体の内部空間に物品が収容される。
一態様に係る蓄熱材の製造方法は、一態様に係る蓄熱材の製造方法であって、硫酸マグネシウムと、硝酸カリウムとを水に溶解させる工程を含み、硫酸マグネシウムは水和物である。
実施例および比較例において作製した蓄熱材の組成を示す図である。 温度可変機能付きの恒温槽で昇温したときの実施例および比較例における蓄熱材の融解挙動を示す図である。 実施例および比較例において作製した蓄熱材の組成を示す図である。 実施例1、実施例2および実施例5において作製した蓄熱材の、示差走査熱量測定(DSC)の結果を示すグラフである。 実施例3、実施例4、実施例6および実施例7において作製した蓄熱材の、示差走査熱量測定(DSC)の結果を示すグラフである。 実施例および比較例において作製した蓄熱材の組成を示す図である。 実施例および比較例において作製した蓄熱材の組成を示す図である。 温度可変機能付きの恒温槽で降温したときの比較例5、比較例6および実施例20において作製した蓄熱材の示差走査熱量測定(DSC)の結果を示すグラフである。 第2実施形態に係る保冷具の断面模式図である。 第2実施形態に係る物流梱包容器の断面模式図である。 第2実施形態おける保冷具本体の平面模式図である。 シリンダーポンプを用いた蓄熱材の注入の工程を説明するための模式図である。 シリンダーポンプを用いた蓄熱材の注入の工程を説明するための模式図である。 シリンダーポンプを用いた蓄熱材の注入の工程を説明するための模式図である。 第2実施形態に係る保冷具の製造方法を説明するための模式図である。 第3実施形態に係る保冷具の平面模式図である。 第3実施形態に係る保冷具の断面模式図である。 第3実施形態に係る保冷具の製造工程を説明するための模式図である。 第3実施形態に係る保冷具の製造工程を説明するための模式図である。 第3実施形態に係る保冷具の製造工程を説明するための模式図である。 第3実施形態に係る保冷具の製造工程を説明するための模式図である。 第4実施形態に係る保冷具の模式図である。 図22の線XXIII-XXIIIにおける断面図である。
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
(第1実施形態)
<蓄熱材>
本実施形態に係る蓄熱材は、所定温度で相変化する蓄熱材であって、硫酸マグネシウム(MgSO)と、硝酸カリウム(KNO)と、水とを含む。
具体的には、本実施形態に係る蓄熱材は、硫酸マグネシウムと、硝酸カリウムと、水とを含み、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率が、2wt%以上15wt%以下であり、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硝酸カリウムの重量の比率が、2wt%以上9wt%以下である。
尚、本開示における「総重量」とは、硫酸マグネシウムと、硝酸カリウムと、水との総重量のことを示す。
蓄熱材を上記組成としたことにより、-7℃またはその近傍で融解点がほぼ一定に維持される成分を含む蓄熱材を得ることができる。
尚、本開示において、「-7℃」またはその近傍で融解点がほぼ一定に維持される蓄熱材とは、「-7℃±1℃」の範囲内に融解点を持つ蓄熱材のことを示す。
本実施形態に係る蓄熱材は、硫酸マグネシウム(MgSO)と硝酸カリウム(KNO)と水以外に、蓄熱材の融点に影響のない他の添加物または製造工程において自然に蓄熱材に混入する不可避的不純物等を含んでいてもよい。蓄熱材は、例えば、増粘剤、着色料などを含んでいてもよい。
本実施形態に係る蓄熱材は、硫酸マグネシウムと、硝酸カリウムと、水とを含み、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率が、2wt%以上15wt%以下であり、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硝酸カリウムの重量の比率が、2wt%以上8wt%以下であることが好ましい。蓄熱材をこの組成とすることにより、蓄熱材を-7℃またはその近傍の温度に一定時間保持し得る。
本実施形態に係る蓄熱材は、硫酸マグネシウムと、硝酸カリウムと、水とを含み、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率が、12wt%以上15wt%以下であり、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硝酸カリウムの重量の比率が、5wt%以上8wt%以下であることがより好ましい。蓄熱材をこの組成とすることにより、蓄熱材を-7℃またはその近傍の温度に厳密に一定時間保持し得る。
実施形態に係る蓄熱材は、硫酸マグネシウムと、硝酸カリウムと、水とを含み、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率が、10wt%以上15wt%以下であり、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硝酸カリウムの重量の比率が、5wt%以上8wt%以下であることがより好ましい。蓄熱材をこの組成とすることにより、蓄熱材を-7℃またはその近傍の温度に厳密に一定時間保持し得る。
本実施形態に係る蓄熱材は、硫酸マグネシウムと、硝酸カリウムと、水とを含み、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率が、12wt%以上15wt%以下であり、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硝酸カリウムの重量の比率が、5wt%以上8wt%以下であることが好ましい。蓄熱材をこの組成とすることにより、蓄熱材をより好ましく-7℃に一定時間保持し得る。
本実施形態に係る蓄熱材は、硫酸マグネシウムと、硝酸カリウムと、水とを含み、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率が、10wt%以上15wt%以下であり、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硝酸カリウムの重量の比率が、6wt%以上8wt%以下であることが好ましい。蓄熱材をこの組成とすることにより、蓄熱材をより好ましく-7℃に一定時間保持し得る。
また、本実施形態に係る蓄熱材の硫酸マグネシウムや硝酸カリウムの濃度は、カチオンおよびアニオンのイオンクロマトグラフィーの測定や、イオン試験紙により、確認することができる。また、水をエバポレーター等により蒸発させた後、得られる固形成分をX線光電子分光法やX線回折法を用いても、成分や組成を同定することができる。
尚、本実施形態における蓄熱材を製造する工程においては、硫酸マグネシウムと、硝酸カリウムとを水に溶解する工程を含む、この際、硫酸マグネシウムは、7水和物(MgSO・7HO)を用いることが好ましい。硫酸マグネシウム7水和物を用いることにより、硫酸マグネシウムを水に溶解させる際に、溶解熱が大きくなることを抑制できるためである。
〈実施例および比較例〉
蓄熱材を下記の手順で作製し、効果を検証した。
実施例1~19および比較例1~4における蓄熱材を作製した。具体的には、硫酸マグネシウム(MgSO)と硝酸カリウム(KNO)と水との総重量に対する硫酸マグネシウムおよび硝酸カリウムの重量比率が、表1に示す比率となるように蓄熱材を調製した。蓄熱材の作製には、硝酸マグネシウム(MgSO)の7水和物(MgSO・7HO)を用いた。
<蓄熱材の調製>
[実施例1]
実施例1では、硝酸カリウム(KNO)を2gと硫酸マグネシウム7水和物(MgSO・7HO)を31g秤量し、67gの水を加えたのち、メカニカルスターラーを用いて、400rpmで1時間撹拌することで、完全に溶解させた。この時の硝酸カリウムの濃度は5wt%、硫酸マグネシウムの濃度は15wt%であった。
また、上記濃度の水溶液を調製する際に硫酸マグネシウム7水和物に変えて、硫酸マグネシウム無水物を用いた場合には、水を加えた後に硫酸マグネシウムの溶解に伴う急激な発熱を生じた。発熱により室温に戻るまでに1時間ほど要した。このため、次の工程(蓄熱材容器への充填工程など)までの滞留時間を長く要した。一方で、硫酸マグネシウム7水和物を用いた場合には、顕著な吸熱や発熱は確認されず、次の工程に速やかに進めることができた。
[実施例2~9及び実施例1~4]
蓄熱材に含まれる各成分の濃度を表1に示す通りとしたこと以外は、実施例1と同様に蓄熱材を調製した。
Figure 2022047688000002

上記実施例および比較例において作製した蓄熱材の組成を図1に示す。
〈効果の確認1〉
上記方法で製造した蓄熱材のうち、実施例1~19、及び比較例1~4において調製した蓄熱材の水溶液について、効果の確認を行った。
まず、蓄熱材の水溶液を約40g秤量し、容器内に入れ、熱電対を水溶液の中心部分に配置し計測する。
容器を恒温槽に配し、-18℃で8時間凍結させた後、0.25℃/minで25℃まで昇温させた後、恒温槽の温度を25℃に保ち、融解挙動を測定した。結果を図2に示す。
図2に示すように、蓄熱材の融解挙動は、以下の3つに分類された。
(a)-7℃またはその近傍における融解成分がない蓄熱材(比較例1~4)
(b)-7℃またはその近傍における融解成分と、-7℃またはその近傍における融解成分以外を含む蓄熱材(実施例1~7)
(c)-7℃またはその近傍における融解成分のみを含む蓄熱材(実施例8~19)
以上の結果から、図3における領域Aの範囲内の蓄熱材、すなわち、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率を、2wt%以上15wt%以下とし、硫酸マグネシウム(MgSO)と硝酸カリウムと水との総重量に対する、硝酸カリウム(KNO)の重量の比率を、2wt%以上9wt%以下とするとことにより、蓄熱材が、7℃またはその近傍に融点を持つことが分かった。
さらに、図3における領域Bの範囲内の蓄熱材、すなわち、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率を、10wt%以上15wt%以下とし、硫酸マグネシウム(MgSO)と硝酸カリウムと水との総重量に対する、硝酸カリウム(KNO)の重量の比率を、5wt%以上8wt%以下とするとことにより、蓄熱材が、-7℃またはその近傍のみに融点を持つことが分かった。このため、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率が、10wt%以上15wt%以下であり、硫酸マグネシウム(MgSO)と硝酸カリウムと水との総重量に対する、硝酸カリウム(KNO)の重量の比率が、5wt%以上8wt%以下である蓄熱材は、好適に-7℃またはその近傍に温度を維持し得る。
〈効果の確認2〉
本開示において、潜熱蓄熱材の融解開始温度は、示差走査熱量測定(DSC)により得られる値を採用する。具体的には、アルミナを約4mg加えたDSC測定用のアルミパンに、液相状態の蓄熱材を封入し、5℃/分の速度で降温し、液相状態から固相状態に相変化させた後、5℃/分の速度で昇温する。このとき、固相状態から液相状態に相変化するときに、DSC曲線に置いて吸熱ピークが得られる。その吸熱ピークが始まる温度をベースラインに外挿して求めた温度を融解開始温度とする。
蓄熱材の潜熱は、DSCにより得られた値を採用する。具体的には、前述の吸熱ピーク面積をサンプルの質量で除した値を潜熱量とした。また特別な記述がない限り、本開示の潜熱量とは単位質量当りの潜熱量(J/g)を意味する。
上記実施例1~7(図3における領域B内の蓄熱材)における蓄熱材のそれぞれに対して、示差走査熱量測定(DSC)を行った。測定結果を図4及び図5に示す。
上記実施例1~7において作製した蓄熱材のうち、実施例1、実施例2および実施例5における蓄熱材は、図4に示されるように、融解挙動においてショルダー部がないピーク形状を有することが確認された。また、実施例3、実施例4、実施例6および実施例7において作製した蓄熱材は、図5に示されるように、ショルダー部分を有するピーク形状を有することが確認された。尚、ショルダー部は、単一ピークを有さず、ピークの割れが見られる部分である。
以上の結果から、ショルダー部を有さないピーク形状を有する蓄熱材である、実施例1、2および5の蓄熱材については、より好ましく-7℃またはその近傍の温度を一定時間保持し得る。
すなわち、
a)硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する重量の比率が、12wt%以上15wt%以下の硫酸マグネシウムと、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する重量の比率が、5wt%以上8wt%以下の硝酸カリウムと水とを含む蓄熱材
または、
b)硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する重量の比率が、10wt%以上15wt%以下の硫酸マグネシウムと、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する重量の比率が、6wt%以上8wt%以下の硝酸カリウムと水とを含む蓄熱材
が、DSC測定の融解挙動においてショルダー部を有さないため、より好ましく-7℃またはその近傍の温度を一定時間保持し得る。
尚、上記蓄熱材における好ましい硫酸マグネシウムおよび硝酸カリウム含有量の範囲を、図6に領域Cとして示す。
〈効果の確認3〉
上記実施例1~7において作製した蓄熱材について、示差走査熱量測定(DSC)を測定した後に、それぞれの潜熱を比較した。結果を表2に示す。
Figure 2022047688000003

表2から分かるように、実施例3~7、すなわち、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量比率が、10wt%以上12wt%であり、硫酸マグネシウムと硝酸カリウムと水との総重量に対する、硝酸カリウムの重量比率が、5%以上8%以下である蓄熱材は、潜熱が250J/gと高いことが分かった。このため、上記範囲の蓄熱材は、-7℃を一定に保つ時間をより長く確保し得る。
尚、上記蓄熱材における硫酸マグネシウムおよび硝酸カリウム含有量の範囲を、図7に領域Dとして示す。
(効果の確認4)
比較例として、下記の蓄熱材を作製した。
[比較例5~6]
蓄熱材組成物の配合成分及び濃度は、表1に示すとおりとしたこと以外は、実施例1と同様の方法で蓄熱材を調製した。具体的にはいかに示すとおりである。
〈比較例5〉
硫酸マグネシウムと、臭化カリウムと、水との総重量に対して、重量比率が9.5wt%の硫酸マグネシウム(MgSO)と、重量比率が15.5wt%の臭化カリウム(KBr)と、重量比率が75wt%の水からなる水溶液を調製した。
〈比較例6〉
塩化アンモニウムと、硝酸カリウムと、水との総重量に対して、重量比率が9wt%の塩化アンモニウム(NHCl)と、重量比率が5wt%の硝酸カリウム(KNO)と、重量比率が86wt%の水からなる水溶液を調製した。
上記比較例5、比較例6および実施例5における蓄熱材において、示差走査熱量測定(DSC)を行った。結果を図8に示す。
実施例5において調製した蓄熱材は、融解開始温度が-7.2℃であり、単一のピークが確認できた。このため、実施例5において調製した蓄熱材は、好ましく-7℃に一定時間保持させることができる。これに対し、比較例5および比較例6において作製した蓄熱材は、2つのピークが確認された。このため、比較例5および比較例6において調製した蓄熱材では、極小点が単一である吸熱ピークが見られず、一意に融点を制御することができないことが分かった。
(第2実施形態)
〈蓄熱材を用いた保冷具および保冷具を用いた物流梱包容器〉
本実施形態では、第1実施形態に係る蓄熱材を用いた保冷具および保冷具を用いた物流梱包容器について説明する。
本実施形態に係る保冷具は、第1実施形態に係る蓄冷材と、保冷具本体110と、蓄冷材を収容する収容部120とを有する。収容部120は、保冷具本体110の内部空間を形成する。
[保冷具の構成]
図9は、本実施形態に係る保冷具100の断面模式図である。図9に示すように、本実施形態に係る保冷具100は、保冷具本体110の内部に中空構造の領域である収容部120を有し、収容部120に、蓄熱層130を備える。
保冷具本体110は、蓄熱層130を内包するための中空構造の収容部120を有する。保冷具本体110は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミドなどの樹脂材料や、アルミニウム、ステンレス、銅、銀などの金属、ガラス、陶磁器、セラミックなどの無機材料により形成することができる。中空構造を形成する容易さと、耐久性の観点からは、保冷具本体110は、樹脂材料によって形成されることが好ましい。また、保冷具本体110に、温度を示す示温材のシールを貼付すると、保冷具の温度が判断可能となるため好ましい。
また、保冷具本体110に、保冷具の温度を示す示温材のシール等が貼付されていてもよい。この場合、保冷具の温度目視によって判断することが可能である。
蓄熱層130は、本開示における蓄熱材150を含む。蓄熱層130は、蓄熱材150の他に、蓄熱層130を形成する材料として、防腐剤や抗菌剤が添加されていることが好ましい。また、蓄熱層130は、さらに、キサンタンガム、グアガム、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウムなどの増粘剤等を含んでいてもよい。なお、本開示の材料は、上記に例示した材料に限定されるものではない。
本開示の保冷具を対象となる物品に近接または接触させることにより、本開示の蓄熱材の融点付近に、物品の温度調整や保冷が可能となる。
[物流梱包容器の構成]
図10は、本実施形態に係る物流梱包容器200の断面模式図である。物流梱包容器200は、物流梱包容器本体210と、保冷具保持部220と、物品収容部230とを備える。保冷具保持部220は、物流梱包容器本体210の内部に設けられており、保冷具を保持する。
物品収容部230は、物流梱包容器本体210の内部空間を形成している。物品収容部230に物品(保冷対象物)が収容されることにより、物品が蓄熱材150の融点の近傍に保持される。
物流梱包容器本体210は、収容部240および蓋部250を備える。収容部240は、物品および保冷具100を出し入れする開口部を有する。蓋部250は、開口部を閉塞する。収容部240および蓋部250は、連結されていてもよいし、分離されていてもよい。物流梱包容器200の内部と外部との間で熱の出入りを低減するために、蓋部250と収容部240とは、密着する構造であることが好ましい。
物流梱包容器本体210は、発泡スチロール、発泡ウレタン、真空断熱材などの断熱性を有する材料で形成されていることが好ましい。尚、物流梱包容器本体210は、断熱性を有さない材料で形成された本体の内側や外側に、断熱性を有する材料で形成された断熱層を設けた構造を有していてもよい。
物流梱包容器本体210は、人が持ち運びできる大きさであってもよいし、例えば、コンテナなどの巨大な容器が物流梱包容器本体210としての機能を有していてもよい。また、物流梱包容器はリーファーコンテナのように冷却装置を備えた容器であってもよい。
保冷具保持部220は、物流梱包容器本体210の内部に設けられている。保冷具100は、保冷具保持部220に載置される。これにより、物流梱包容器本体210の内部が、保冷具100の蓄熱材150の融点の近傍に保持される。
本実施形態では、保冷具保持部220は、保冷具100が載置される構造である例について説明したが、本開示はこの構成に限定されない。保冷具保持部220は、保冷具100の固定が可能な構造となっていてもよい。また、保冷具100が、物流梱包容器本体210に内蔵されていてもよいし、保冷具100自体が、物流梱包容器200を形成していてもよい。
次に、本実施形態における保冷具100の製造方法について説明する。
まず、図11に示すような、中空構造を有する保冷具本体110を準備する。保冷具本体110は、例えば、蓄熱材150を注入できるような注入口170を有していてもよい。
次に、保冷具本体110内に、蓄熱材150を注入する。蓄熱材の注入方法は特に限定されないが、例えば、シリンダーポンプやモーノポンプ等を用いて注入することができる。
本実施形態では、シリンダーポンプを用いて蓄熱材150を注入する例について説明する。図12~図14は、シリンダーポンプを用いた蓄熱材150の注入の工程を説明するための図である。
図12に示すように、まず、シリンダーポンプの充填ホースを保冷具本体110の注入口170にセットし、吸上げホースを蓄熱材150の入った容器にセットする。次に、図13に示すように、シリンダーポンプのピストンを下降することにより蓄熱材150を吸上げピストン内に蓄熱材を充填した後に、図14に示すように、ピストンを上昇させることで保冷具本体110に蓄熱材150を注入する。
保冷具本体110への蓄熱材150の充填が完了した後に、図15に示すように、保冷具本体110の注入口170に栓190をする。栓190をする方法としては、超音波溶着や熱溶着などの既存の手法で密栓する方法や、ネジ栓としておき、手で自由に開閉できる栓とする方法等がある。超音波溶着や熱溶着などで密栓する場合は、蓄熱材150などが漏れることを抑制し得る。
最後に、蓄熱材150の凝固温度以下の温度環境で保冷具100を静置し、蓄熱材150を凝固させる。このような工程により、本実施形態の保冷具100が製造される。なお、ここで説明したように、保冷具100を物流梱包容器200に載置する前に蓄熱材150を凝固させてもよいが、物流過程の最初の段階で物流梱包容器200を蓄熱材150の凝固温度以下の温度環境にすることができる場合は、保冷具100中の蓄熱材150をその段階で凝固させることもできる。なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
(第3実施形態)
本実施形態では、本開示に係る蓄熱材を用いた保冷具を複数用いた、保冷具について説明する。なお、以下の説明においては、第2実施形態と同様である点に関する説明は、特に必要がなければ、繰り返さない。
図16は、本実施形態における保冷具300の平面模式図である。図17は、本実施形態に係る保冷具300の断面模式図である。
保冷具300は、複数の保冷具100と、保冷具支持体310と、を備える。
保冷具100は、短冊状に形成されている。本実施形態では、保冷具100は、横断面形状が台形であるが、その他の形状であってもよい。例えば、保冷対象物が円筒形の缶等である場合は、保冷対象物との接触面積を増加させるために、接触面を曲面に形成してもよい。また、保冷対象物がワインの瓶等である場合は、保冷具100が保冷対象物に密着するように、長辺方向の厚みを変化させてもよい。また、本実施形態では、図16や図17に示すように、保冷具300が保冷具100を6個有している例を示しているが、保冷対象物に応じて、保冷具300が備える保冷具100の数を適宜変更してもよい。
保冷具支持体310は、保冷具100の外周に配備され、保冷具100を支持し、保冷対象物に近接または接触させる。保冷具支持体310は、保冷具100を着脱可能に形成されていてもよいし、保冷具100が固定され、一体となっていてもよい。保冷具100が着脱可能な場合は、保冷対象物の保冷具300を配備する部分の長さに応じて、使用する保冷具100の個数を変更することができる。また、保冷具100のみを凝固温度以下の環境にして凝固させることができる。
保冷具支持体310は、発泡ポリエチレン、発泡ウレタン、グラスウールなど断熱性を有し、外気との熱交換を防ぐもので形成されていることが好ましい。また、保冷具支持体310の一方の面を、断熱性を考慮しない材料で形成し、他方の面を、断熱性を有する材料で形成してもよい。
保冷具支持体310は、板状の材料で形成されている。この保冷具支持体310が複数連結されることにより、複数の保冷具100が一体化される。保冷具支持体310は、隣接する保冷具100を連結する関節機構320を備えることが好ましい。これにより、保冷具支持体310が自由度を有するため、保冷対象物に保冷具100を配備する際の操作性が向上する。
尚、本実施形態では、複数の保冷具支持体310が関節機構320によって連結されている例について説明したが、例えば、保冷具支持体310が、柔軟性を有する材料で形成されており、材料自体の柔軟性により保冷具支持体310に操作性を持たせてもよい。
保冷具支持体310は、面状に形成され、保冷対象物に保冷具300を配備する際に、保冷対象物に巻きつける構成とすることができる。この場合、保冷対象物の保冷具300を配備する部分の長さに応じて任意の位置に固定できるように、固定機構330を備えることが好ましい。固定機構330は、例えば、面ファスナー等を用いることができる。面ファスナーを用いるときは、保冷具支持体310の少なくとも一方の端部は、柔軟性を有する材料で形成されていることが好ましい。
(保冷具300の製造方法)
次に、本実施形態に係る保冷具300の製造方法の一例について説明する。図18~図21は、保冷具300の製造工程を説明するための断面模式図である。
まず、図18に示すように、横断面の輪郭形状が台形である溝部を有する金型MPに、収容部材322の原料である硬質フィルム32を配置し、真空成形またはプレス加工により、図19に示すような収容部材322を成型する。
次に、図20に示すように、収容部材322の凹部321に液相状態の蓄熱材150を、ポンプなどを用いて一定量注入する。次に、図21に示すように、封止部材390を、収容部材322に配置し、収容部材322と封止部材390との接触面同士を熱圧着することで、収容部330および関節部340を形成する。
(第4実施形態)
図22は、第4実施形態に係る保冷具400の模式的斜視図である。図23は、図22の線XXIII-XXIIIにおける断面図である。本実施形態における保冷具400は、蓄熱材150と、保冷具本体410とを備える。本実施形態に係る保冷具400は、いわゆるフィルムパック型の保冷具である。
保冷具本体410は、複数の収容部430と、複数の関節部420とを有する。
収容部430は、その内部空間430cに蓄熱材150を液密に収容する。
図22に示すように、収容部430は、平面視における形状が短冊状に形成されている。また、図23に示すように、収容部430の断面の輪郭形状は楕円形であるが、その他の形状であってもよい。
関節部440は、隣接する2つの収容部430同士を接続するとともに、関節機能を有する。保冷具400は、複数の関節部441を有することで、蓄熱材150が固相状態であっても、冷却対象物(保冷対象物)の形状に沿った姿勢で保冷対象物に接触することができる。
図23に示すように、保冷具本体410は、フィルム部材420で構成されている。フィルム部材420同士は、複数の接合部441で接合されており、この接合部441が関節部441を形成している。
フィルム部材420は、蓄熱材150の漏洩や揮発を抑制し得る材料で形成されていることが好ましい。また、フィルム部材420は、関節部441に関節機能を与えることができる、柔軟性を有する材料で形成されていることが好ましい。
上記観点から、フィルム部材420は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドまたはポリエステルなどで形成されていることが好ましい。
本実施形態に係る保冷具400は、例えば、縦ピロー型包装機などによって製造することができる。
100 保冷具
150 蓄熱材

Claims (8)

  1. 硫酸マグネシウムと、硝酸カリウムと、水とを含み、
    前記硫酸マグネシウムと前記硝酸カリウムと前記水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率が、2wt%以上15wt%以下であり、
    前記硫酸マグネシウムと前記硝酸カリウムと前記水との総重量に対する、前記硝酸カリウムの重量の比率が、2wt%以上9wt%以下である、蓄熱材。
  2. 前記硫酸マグネシウムと前記硝酸カリウムと前記水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率が、10wt%以上15wt%以下であり、
    前記硫酸マグネシウムと前記硝酸カリウムと前記水との総重量に対する、前記硝酸カリウムの重量の比率が、5wt%以上8wt%以下である、請求項1に記載の蓄熱材。
  3. 前記硫酸マグネシウムと前記硝酸カリウムと前記水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率が、12wt%以上15wt%以下であり、
    前記硫酸マグネシウムと前記硝酸カリウムと前記水との総重量に対する、前記硝酸カリウムの重量の比率が、5wt%以上8wt%以下である、請求項1に記載の蓄熱材。
  4. 前記硫酸マグネシウムと前記硝酸カリウムと前記水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率が、10wt%以上15wt%以下であり、
    前記硫酸マグネシウムと前記硝酸カリウムと前記水との総重量に対する、前記硝酸カリウムの重量の比率が、6wt%以上8wt%以下である、請求項1に記載の蓄熱材。
  5. 前記硫酸マグネシウムと前記硝酸カリウムと前記水との総重量に対する、硫酸マグネシウムの重量の比率が、10wt%以上12wt%以下であり、
    前記硫酸マグネシウムと前記硝酸カリウムと前記水との総重量に対する、前記硝酸カリウムの重量の比率が、5wt%以上8wt%以下である、請求項1に記載の蓄熱材。
  6. 請求項1~5のいずれか一項に記載の蓄熱材と、保冷具本体と、前記保冷具本体の内部空間を形成するとともに前記蓄熱材を収容する収容部とを備える、保冷具。
  7. 請求項6に記載の保冷具と、前記保冷具を収容する物流梱包容器本体と備え、
    前記物流梱包容器本体の内部に前記保冷具を保持する保冷具保持部が設けられており、
    前記物流梱包容器本体の内部空間に、物品が収容される、物流梱包容器。
  8. 請求項1~5のいずれか一項に記載の蓄熱材の製造方法であって、
    前記硫酸マグネシウムと、前記硝酸カリウムとを水に溶解させる工程を含み、
    前記硫酸マグネシウムは水和物である、蓄熱材の製造方法。
JP2020153603A 2020-09-14 2020-09-14 蓄熱材、保冷具、物流梱包容器及び蓄熱材の製造方法 Active JP7481973B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020153603A JP7481973B2 (ja) 2020-09-14 2020-09-14 蓄熱材、保冷具、物流梱包容器及び蓄熱材の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020153603A JP7481973B2 (ja) 2020-09-14 2020-09-14 蓄熱材、保冷具、物流梱包容器及び蓄熱材の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022047688A true JP2022047688A (ja) 2022-03-25
JP7481973B2 JP7481973B2 (ja) 2024-05-13

Family

ID=80781209

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020153603A Active JP7481973B2 (ja) 2020-09-14 2020-09-14 蓄熱材、保冷具、物流梱包容器及び蓄熱材の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7481973B2 (ja)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19946065A1 (de) 1999-09-25 2001-04-26 Merck Patent Gmbh Salzgemische zur Speicherung von Wärmeenergie in Form von Phasenumwandlungswärme und ihre Anwendung
CN104087266A (zh) 2014-07-28 2014-10-08 张慧玲 一种多功能汽车冷却液
CN112262197A (zh) 2018-06-07 2021-01-22 夏普株式会社 潜热蓄热材料及其制造方法、以及使用其的保冷用具、物流包装容器、人体冷却用具、冰箱及食品保冷用具
WO2020138148A1 (ja) 2018-12-26 2020-07-02 シャープ株式会社 アイススラリー作製用具及びアイススラリー作製方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP7481973B2 (ja) 2024-05-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6999030B2 (ja) 潜熱蓄熱材料およびその製造方法、ならびにこれを用いた保冷具、物流梱包容器、人体冷却用具、冷蔵庫および食品保冷用具
CN110461987A (zh) 蓄冷材料组合物、蓄冷材料组合物的使用方法、蓄冷材料和输送容器
WO2016002597A1 (ja) 保冷部材
CN107709509A (zh) 蓄冷材料组合物、蓄冷材料和输送容器
CN110945101A (zh) 潜热蓄热材料、保冷器具、冷藏库、物流包装容器以及保冷单元
CN111670239B (zh) 潜热蓄热材料及使用其的保冷工具以及保冷方法
JP6663508B2 (ja) 蓄熱材、保冷具、物流梱包容器および保冷ユニット
JP4736776B2 (ja) 保冷剤および保冷材
US20210247122A1 (en) Cold storage pack and packaging container, and method of transporting object at low temperature
JP2022047688A (ja) 蓄熱材、保冷具、物流梱包容器及び蓄熱材の製造方法
JPWO2018235951A1 (ja) 蓄冷材および蓄冷パック
JP4840075B2 (ja) 保冷剤および保冷材
JP6936877B2 (ja) 潜熱蓄熱材料、およびそれを用いる保冷具、物流梱包容器、食品保冷用具および保冷方法
JP6997851B1 (ja) 潜熱蓄熱材、保冷具、物流梱包容器及び食品保冷用具
JP2003171657A (ja) 蓄冷材及びその製造方法
WO2022118764A1 (ja) 潜熱蓄熱材、保冷具、物流梱包容器及び食品保冷用具
JP2023013394A (ja) 潜熱蓄熱材、およびそれを用いた保冷具、用具並びに保冷方法
JP2001201222A (ja) 低温保冷体、および極低温冷凍装置
JPS5835234Y2 (ja) 保冷剤入容器
JP2000154379A (ja) 冷凍剤、恒温冷却装置及び急速冷却装置
WO2019009358A1 (ja) 保冷用具
CN101993683A (zh) 电冰箱电冰柜功能外延伸使用的蓄冷剂

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230322

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240123

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240126

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240322

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240402

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240426

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7481973

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150