JP3831848B2

JP3831848B2 - 蓄冷剤

Info

Publication number: JP3831848B2
Application number: JP29731896A
Authority: JP
Inventors: 正義武井
Original assignee: 株式会社武井製作所
Priority date: 1996-01-20
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 2006-10-11
Anticipated expiration: 2016-10-18
Also published as: GB2309225A; GB2309225B; JPH09255943A; GB9700163D0; DE19701330A1; FR2743816A1; FR2743816B1; US5744054A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブタンジオールおよびポリエチレングリコールを含有する蓄冷剤に関する。本発明の蓄冷剤は保冷剤や冷却剤、或いは冷媒等として用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、蓄冷剤として種々のものが提供されている。例えば水に寒天とポリアクリル系合成ポリマーを混合した蓄冷剤（特公平５−３０８７８号公報参照）、可塑剤を混合してゲル化させた塩化ビニル樹脂および表面被覆した含水ハイドロゲルを含有する蓄冷剤（特公平５−４５６３６号公報参照）等が挙げられる。
【０００３】
前記した混合組成物により、それぞれ特性を有する蓄冷剤が得られる。しかるに従来の蓄冷剤は、前記例示のものを含め、蓄冷剤を冷却するまでに長時間を要している。また、従来の蓄冷剤は、一般にゲル状のものがほとんどであり、０°Ｃより可成り低い温度（例えば−３５°Ｃ前後ないしそれ以下）に冷却しても氷結固化しない蓄冷剤は未だ開発されていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記のような実情に鑑みてなされたもので、本願の１つの発明は、蓄冷剤を冷却するまでに要する時間を短縮できる蓄冷剤を提供することを目的とするものである。本願の他の１つの発明は、前記の目的に加え、０°Ｃより可成り低いマイナス温度に冷却しても氷結固化しないで流動性を保持し得る蓄冷剤を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
【０００６】
本発明は、保冷剤や冷却剤等に用いられる蓄冷剤として提供される。この蓄冷剤はブタンジオールおよびポリエチレングリコールを含有することを特徴とするものである。
【０００７】
前記ポリエチレングリコールの外観は分子量により異なり、通常は分子量が１０００以下のものは液体状ないし粘ちょう液状、１０００以上のものは固体状（硬いワックス状、フレーク状、フレーク粉末状等）を呈しているが、これらのポリエチレングリコールは、いずれも水に溶ける性質を有している。本発明にあっては、分子量１９０〜６０，０００程度の範囲のものが使用でき、一般的には２００〜５０，０００、好ましくは５００〜３０，０００の範囲のものが例示できる。
【０００８】
一方、本発明に使用されるブタンジオールとしては、１，４−ブタンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール等が例示することができ、これらのなかでも１，４−ブタンジオール及び１，２−ブタンジオールが特に好ましい。これらのブタンジオールはいずれも水に溶ける。
【０００９】
本発明の蓄冷剤は、前記のようなブタンジオールとポリエチレングリコールとを混合することによって調整される。具体的な調整方法としては、所定量のブタンジオールおよびポリエチレングリコールを容器に入れて撹拌混合して蓄冷剤を得る。なお、前記調整を加熱しながら行うと、ブタンジオールとポリエチレングリコールの混合溶解が効率良く行える。
【００１０】
本発明に係る蓄冷剤の有効成分であるブタンジオールとポリエチレングリコールとの配合比率は特に限定されるものではないが、一般的にはブタンジオールに対しポリエチレングリコールを２〜１５重量％（内割）程度、好ましくは２〜１０重量％（内割）の範囲が最適である。ブタンジオールとポリエチレングリコールとの配合比率が前記範囲よりはずれると、蓄冷時間（物を冷やす能力時間）が短くなったり、保冷能力が不安定になるおそれがある。
【００１１】
ブタンジオールは、前記例示した種類ごとに特性をそれぞれ異にするが、これらのブタンジオールは、いずれのものにあっても、前記のようにポリエチレングリコールを混合することにより、これらの混合組成物は冷却するまでに要する時間を従来の蓄冷剤と比べ短縮でき、かつ、優れた蓄冷効果を発揮する蓄冷剤となる。これらの蓄冷剤は経口マウス毒性試験の結果、毒性は少なく比較的安全であり、食料品その他の各種物体の冷却剤や保冷剤等として利用するのに適している。特に前記蓄冷剤のうち、１，２−ブタンジオールとポリエチレングリコールとを混合した組成物は−７０°Ｃの低温になるまで冷却しても氷結しないで液体を保持するので、この蓄冷剤は各種物体の冷却剤や保冷剤として利用できる外、例えば循環式のパイプラインに使用する冷却媒体（液）として利用するのに適している。
【００１２】
本発明に係る蓄冷剤は、前記例示したようなブタンジオールのなかから、任意の種類のものを選択し、この選択した単種類のブタンジオールとポリエチレングリコールとを混合して得られるが、これ以外の調整方法として、任意の複数種類のブタンジオールを選択し、この選択した複数種類のブタンジオール同士を配合し、この配合ブタンジオールとポリエチレングリコールとを混合して蓄冷剤とする場合も含まれる。この配合ブタンジオールとポリエチレングリコールからなる組成物は、ブタンジオールの種類ごとの特性を活用し得る蓄冷剤として提供できる。なお、複数種類のブタンジオールを配合して使用する場合の蓄冷剤の調整方法として、前記のように選択したブタンジオール（例えば、１，４−ブタンジオール）とポリエチレングリコールとを混合して１つの組成物とし、また、他の選択したブタンジオール（例えば、１，２−ブタンジオール）とポリエチレングリコールとを混合して他の組成物とし、これらの両組成物を混合して蓄冷剤とする方法もある。
【００１３】
また、本発明の蓄冷剤は、前記したように、ブタンジオールとポリエチレングリコールとを混合して得られる外に、この混合組成物（蓄冷剤）を一定割合の水道水，地下水その他の水と混合して得られる。前記組成物（蓄冷剤）と水との混合割合は、前記組成物に使用したブタンジオールおよびポリエチレングリコールの種類あるいは配合比率等によって異なるが、一般的には前記組成物に対し水を１〜９９重量％（内割）、好ましくは５〜９８重量％（内割）の範囲が最適である。この場合、水の混合割合を前記範囲より小にすると水を混合した意義がほとんど無くなり、また、逆に水の混合割合を前記範囲より大にすると前記組成物の特性が損なわれることになる。この水混合の蓄冷剤によると、生産コストが低く、かつ、水の混合割合により、それぞれの特性を有する蓄冷剤が得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を実施例により具体的に説明する。なお、下記の実施例は、その一部を例示したものであって、本発明を限定するものでないこと勿論のことである。
【００１５】
【実施例１】
湯の温度を８１．５〜８２．５°Ｃに保った湯せん中で、ビーカーに１，４−ブタンジオール（三菱化学株式会社製商品名１４ＢＧ）９７３ｇとポリエチレングリコール（和光純薬工業株式会社製商品名ポリエチレングリコール２００００）２７ｇとを入れて充分に撹拌し均一な組成物を得た。この組成物を容器に入れ放冷すると白濁状の蓄冷剤が得られる。
【００１６】
前記により得られた蓄冷剤の蓄冷効果を示すと図１のとおりである。同図のグラフは本発明の前記蓄冷剤及び従来の蓄冷剤を冷凍庫内に入れて冷却（庫内平均温度−１９．７°Ｃ）し、両者の冷却される状態を対比して示すものである。なお、ここに対比して示す従来の蓄冷剤は、前記従来の技術の項で例示した従来の蓄冷剤ではない。
【００１７】
図１から明らかなように、従来の蓄冷剤は氷結晶生成帯を通過するのに長時間を要するのに対し、本発明の蓄冷剤は、ほゞ直線的に通過し、短時間で高い蓄冷効果を示す。
【００１８】
実施例１の蓄冷剤は１８°Ｃ近辺の温度で凝固し、以下温度低下に比例して固化することが判明した。この蓄冷剤は各種物品の冷却剤や保冷剤に使用して好適である。
【００１９】
【実施例２】
実施例１で得られた組成物（蓄冷剤）３５ｇと水１６５ｇとを混合して蓄冷剤を得た。
【００２０】
【実施例３】
実施例１で得られた組成物（蓄冷剤）２０ｇと水１８０ｇとを混合して蓄冷剤を得た。
【００２１】
【実施例４】
実施例１で得られた組成物（蓄冷剤）１０ｇと水１９０ｇとを混合して蓄冷剤を得た。
【００２２】
実施例２〜４で得られた各蓄冷剤について、その冷却される状態を実施例１と同じ条件下で実験した結果、従来の蓄冷剤に比べ冷却するまでに要する時間を大巾に短縮できることが判明した。また、実施例２〜４の各蓄冷剤は−２°Ｃで凍結固化することが判明した。これらの蓄冷剤は実施例１のものと同様に各種物品の冷却剤や保冷剤として使用するのに好適である。
【００２３】
【試験例】
肉厚２ｃｍの密閉式発泡スチロール箱（内のり寸法横２２ｃｍ×縦６０ｃｍ×奥行１８ｃｍ）に１８０ｍｌ入り牛乳瓶２本を入れ、温度電子計測器のセンサー部をそれぞれ牛乳の中に挿入し測定計器を密閉式発泡スチロール箱の外に設置した。前記密閉式発泡スチロール箱内の側壁面に実施例４で得られた蓄冷剤２００ｍｌを容器に入れたものをそれぞれ別の部所に２個入れた。その時の時間の経過と牛乳の温度を示すと図２の通りである。なお、この図に示す従来の蓄冷剤として図１と同じ蓄冷剤を使用し、この従来の蓄冷剤についても本発明と同じ条件下で実験した結果を同図に対比して示してある。この図２のグラフで明らかなとおり、実施例４の蓄冷剤は蓄冷持続時間が長く、かつ、優れた冷却効果を発揮することが容易に理解できる。なお、実施例１〜３により得られた蓄冷剤についても同４の蓄冷剤と同様の結果が得られた。
【００２４】
【実施例５】
湯の温度を８１．５〜８２．５°Ｃに保った湯せん中で、ビーカーに１，２−ブタンジオール（三菱化学株式会社製商品名１２ＢＧ）９７０ｇとポリエチレングリコール（和光純薬株式会社製商品名ポリエチレングリコール２００００）３０ｇとを入れて撹拌し均一な組成物を得た。この組成物を容器に入れ放冷すると白濁状の蓄冷剤が得られる。
【００２５】
前記により得られた蓄冷剤の蓄冷効果を示すと図３および図４のとおりである。図３のグラフは実施例５による蓄冷剤を冷凍庫内に入れて冷却（庫内平均温度−２６．６°Ｃ）し、時間の経過と蓄冷剤の温度が変化（低下）する状態を示したものである。また、図４のグラフは冷却した前記蓄冷剤を冷凍庫から取り出して室内（室内平均温度２２．９°Ｃ）で自然放置し、時間の経過と蓄冷剤の温度が変化（上昇）する状態を実施例１で得られた蓄冷剤と対比して示したものである。
【００２６】
図３、図４のグラフで明らかなように、実施例５の蓄冷剤は、短時間で高い蓄冷効果を発揮し、蓄冷剤を冷却するまでに要する時間が図１のグラフ（実施例１の蓄冷剤）より、さらに短縮されることが容易に判る。なお、蓄冷持続時間については実施例１の蓄冷剤の方が優れている。
【００２７】
実施例５の蓄冷剤は−７０°Ｃの低温になるまで冷却しても凍結しないで液体のまま保持されることが判明し、この蓄冷剤は冷却剤や保冷剤として利用できる外、例えば循環式のパイプラインに使用する冷却媒体（液体）として利用するのに適している。
【００２８】
【実施例６】
実施例６は実施例５で得られた組成物に水を混合して蓄冷剤とするものである。即ち、実施例５の組成物１００ｇを１とし、この組成物に対し、水を１：１から１：１０まで単位毎に分けて混合し、下記の表１の１０種類の蓄冷剤Ａ，Ｂ……Ｊを得た。
【００２９】
【表１】

【００３０】
前記より得られた１０種類の各蓄冷剤Ａ，Ｂ……Ｊの蓄冷効果を示すと次の表２，表３のとおりである。これら表２および表３は、東京都工業技術センターに於いて、実施例６による前記各蓄冷剤を冷凍庫（タバイエスペック株式会社製の恒温槽，商品名ＰＳＬ−２Ｆ）に入れて冷却（庫内設定温度−２５°Ｃ）し、時間の経過と蓄冷剤の温度が変化（低下）する状態、及び蓄冷剤が凍結するかしないかの検査、並びに冷却した前記各蓄冷剤を冷凍庫から取り出して室内で自然放置し、時間の経過と蓄冷剤の温度が変化（上昇）する状態を対比して示す実験データである。なお、表中、「°」は時間、「’」は分を示す。
【００３１】
【表２】

【００３２】
【表３】

【００３３】
表２，表３から明らかなとおり、蓄冷剤は、組成物に対する水の混合比率が多くなるのに比例して冷却温度の時間、及び自然放置による温度上昇の時間が遅くなるが、いずれの蓄冷剤Ａ……Ｊにあっても、短時間で冷却（開始後、２時間２５分で−２０°Ｃ以下）され、優れた蓄冷効果を有することが理解される。また、前記蓄冷剤中、蓄冷剤Ａ以外の蓄冷剤Ｂ……Ｊは−２５°Ｃ程度の低温になると凍結することが判明した。したがって、これらの蓄冷剤Ｂ……Ｊは循環式の冷却媒体ではなく、冷却剤や保冷剤としての利用に適している。
【００３４】
【実施例７】
実施例７は実施例５で得られた組成物に水を混合して蓄冷剤とする他の実施例である。即ち、実施例５の組成物１００ｇを１とし、この組成物に対し、水を１：１から１：１／１０まで単位毎に分けて混合し、下記の表４の１０種類の蓄冷剤Ｋ，Ｌ……Ｔを得た。
【００３５】
【表４】

【００３６】
前記により得られた１０種類の各蓄冷剤Ｋ，Ｌ……Ｔの蓄冷効果を示すと次の表５，表６のとおりである。これら表５および表６は、東京都工業技術センターに於いて、実施例７による前記各蓄冷剤を冷凍庫（タバイエペック株式会社製の恒温槽，商品名ＰＳＬ−２Ｆ）に入れて冷却（庫内設定温度−７０°Ｃ）し、時間の経過と蓄冷剤の温度が変化（低下）する状態、及び蓄冷剤が凍結するかしないかの検査、並びに冷却した前記各蓄冷剤を冷凍庫から取り出して室内で自然放置し、時間の経過と蓄冷剤の温度が変化（上昇）する状態を対比して示す実験データである。なお、表中、「°」は時間、「’」は分を示す。
【００３７】
【表５】

【００３８】
【表６】

【００３９】
表５，表６から明らかなとおり、蓄冷剤は、組成物に対する水の混合比率が小になるのに比例して冷却温度の時間、及び自然放置による温度上昇の時間が早くなるが、いずれの蓄冷剤Ｋ……Ｔにあっても、短時間で冷却（開始後、１時間で−６０°Ｃ以下）され、優れた蓄冷効果を有することが容易に理解できる。前記蓄冷剤中、蓄冷剤Ｋは−６０°Ｃ程度の低温になると凍結するが、その他の蓄冷剤Ｌ……Ｔは−７０°Ｃの低温になっても凍結しないで液体のまま保持されることが判明した。これら各蓄冷剤は冷却剤や保冷剤として利用できる外、例えば循環式のパイプラインに使用する冷却媒体（液体）として利用するのに適している。なお、実施例５で得られた組成物は白濁状の液体であるが、この組成物に対して水を１０重量％（内割）程度又はそれ以上混合すると無色透明の液体になる。
【００４０】
【実施例８】
湯の温度を８１．５〜８２．５°Ｃに保った湯せん中で、ビーカーに１，４−ブタンジオール（実施例１と同じ商品）４８５ｇと１，２−ブタンジオール（実施例５と同じ商品）４８５ｇおよびポリエチレングリコール（実施例１と同じ商品）３０ｇとを入れて撹拌し均一な組成物を得た。この組成物を容器に入れて放冷すると白濁状の蓄冷剤が得られる。
【００４１】
前記により得られた蓄冷剤は、１，４−ブタンジオールの有する特性と１，２−ブタンジオールの有する特性を合わせ持つ蓄冷剤となり、冷却剤や保冷剤として好適である。
【００４２】
【実施例９】
実施例８で得られた組成物に対し、実施例６および実施例７と同様の割合で水を混合して蓄冷剤を得た。これらの各蓄冷剤は実施例８と同様に１，４−ブタンジオールと１，２−ブタンジオールのそれぞれが有する特性と、これと水との混合による相乗効果により、優れた蓄冷効果を発揮し、各種の物品の冷却剤や保冷剤として使用するのに適している。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の蓄冷剤は短時間で優れた蓄冷効果を示すと共に保冷効果にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における蓄冷剤と従来の蓄冷剤の蓄冷効果を対比して示すグラフ。
【図２】本発明の他の実施例における蓄冷剤と従来の蓄冷剤の保冷効果を対比して示すグラフ。
【図３】本発明の他の実施例における蓄冷剤の蓄冷効果を示すグラフ。
【図４】本発明の図３の実施例の蓄冷剤と同図１の実施例の蓄冷剤の保冷効果を対比して示すグラフ。

Claims

１，２−ブタンジオールおよびポリエチレングリコールとからなる蓄冷剤であって、
前記ブタンジオールに対し、前記ポリエチレングリコールを２〜１５重量％（内割）含有することを特徴とする、蓄冷剤。
１，２−ブタンジオールと、ポリエチレングリコールおよび水とからなる蓄冷剤であって、
前記ブタンジオールに対し、前記ポリエチレングリコールを２〜１５重量％（内割）含有し、かつ、前記ブタンジオールおよびポリエチレングリコールの混合物に対し、前記水を１〜９９重量％（内割）含有することを特徴とする、蓄冷剤。
ポリエチレングリコールの分子量が１９０〜６０，０００であることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄冷剤。