JP4225157B2 - 保冷箱及びこれを利用した保冷包装容器 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒又は保冷剤等を用いて、電気電子工業用材料、半導体用材料等を保冷、冷蔵又は冷凍するための保冷箱に関する。本発明は、また、その保冷箱を用いた保冷包装容器に関する。

従来、熱硬化型、紫外線硬化型又は熱紫外線併用硬化型の特性を有する電子工業用材料、半導体用材料等を輸送する場合、工場出荷から使用するときまでに材料が変質しないように、発泡スチロール、発泡ポリエチレン等の保冷材で構成される保冷箱にドライアイス等の保冷剤と供に収納し、冷凍又は冷蔵の状態で輸送されるのが一般的である。

しかし、単に保冷剤とともに収納するだけでは保冷箱内温度の制御が困難であるため、以下のような問題が生じることがあった。

（１）ドライアイス等の保冷剤に接触した又は近い場所にある材料が著しく冷却され、必要温度以下での冷凍状態となるため、かえって品質が劣化する要因となることがあった。
（２）保冷剤と材料が接触しないようにするために、断熱材等による仕切り板を用いて両者隔離すると、逆に保冷機能がほとんど失われてしまう。

温度調節を容易に行う方法としては、保冷箱の仕切り板に多数の通気孔を水平な列として多段に設けることにより、材料と保冷剤の接触を防ぎながら、保冷剤の冷気を材料側に送ることができる保冷バッグが提案されている（例えば特許文献１参照）。この保冷バックの仕切り板は、これと同様に通気孔を設けた調整板をそなえており、これをずらすことによって、所望の温度に応じて通気孔の開口面積を変化させることができるようになっている。
特開平１１−７９２６１号公報

しかし、日本の夏場の炎天下や、東南アジア地区のような南国の場合、地面や貨物車の荷台は相当高温になる。このため、保管時や貨物車における輸送時に、地面や荷台等からの熱が保冷箱に伝わり、保冷室下部の温度が上昇するため、保冷箱内部の上部と下部で温度差（温度ムラ）が生じてしまい、品質にばらつきが出ることがあった。
本発明はこのような問題に鑑み、保冷箱が夏場の炎天下、又は東南アジア地区のような南国における荷台、又は貨物車上に置かれた場合においても、保冷箱内温度を容易に制御、所望する温度を維持し、保冷室内の温度ムラを解消しうる保冷箱を提供する事にある。

本発明は、保冷箱内部を保冷室と冷媒室を仕切るために仕切りブロックを使用し、かつ該仕切りブロックには単数又は複数の孔からなる通気孔を設け、保冷箱内部の底面から上面に近づくに従い通気孔の相対的な量が減少するように、すなわち底面に近い側により多くの（又は大きな）通気孔を設けるようにすることにより、保冷箱が下から暖められても内部に温度ムラが発生するのを抑制することのできる保冷箱に関する。

すなわち本発明は、保冷箱本体と仕切りブロックとを有する保冷箱であって、
保冷箱本体は、底部、底部の周辺から上方に延出する壁及び壁の上端で囲まれた開口部を有する収容部と、収容部の開口部を覆う上蓋とを有し、
仕切りブロックは、収容部に上蓋をした状態の保冷箱本体内部で、（１）底部内面、壁内面及び上蓋内面に密着して保冷箱本体内部を冷媒室と保冷室に区分けし、（２）冷媒室と保冷室に貫通する１個以上の孔からなる通気孔を有し、（３）通気孔最上部に接し上蓋上面に平行な面を面Ａとし、面Ａを通気孔最上部から収容部の底部までの間隔の半分だけ垂直下方に移動させて得られる面を面Ｂとしたとき、面Ａ−面Ｂ間に存在する通気孔体積が、面Ｂ−底部内面間に存在する通気孔体積よりも小さくなるように構成されている保冷箱に関する。

また本発明は、前記通気孔が、略三角形状又は略台形状の縦断面を有し、その三角形底辺又は台形底辺が収容部の底部内面上にある１個以上の孔からなる前記保冷箱に関する。
また本発明は、前記通気孔が、最上部の高さが異なる複数の孔からなる前記保冷箱に関する。
また本発明は、該複数の孔の最下部が収容部の底部内面上にある前記保冷箱に関する。
また本発明は、前記通気孔が、該仕切りブロックを貫通し同じ縦断面積を有する複数の孔からなり、この複数の孔が、該収容部内部の下部から上部に向かうに従いその数が少なくなるように配列されている前記保冷箱に関する。

また本発明は、前記仕切りブロックの厚さが５〜１５ｃｍである前記保冷箱に関する。
また本発明は、前記通気孔の縦断面積が、該仕切りブロックの縦断面積の０．１〜１０％である前記保冷箱に関する。
また本発明は、前記仕切りブロックが発泡倍率４０〜９０倍の発泡材料から形成されてなる前記保冷箱に関する前記保冷箱に関する。

また本発明は、前記保冷箱を、段ボール箱、発泡ポリエチレンシート及び発泡ポリエチレンバッグから選ばれる少なくとも一つの梱包材にて梱包してなる保冷包装容器に関する。

本発明の保冷箱を構成する部材により保冷箱を組立て、収容物を保冷室に、ドライアイス等の冷媒を冷媒室に入れ、保冷箱本体の上面に嵌合する蓋により密閉すると、冷媒からの冷気が冷媒室から保冷室に貫通する切り込みを通り、保冷室に少しずつ流入し、収容物が直接ドライアイスに触れることなく、冷気により、所望の温度に冷却される。且つ貫通孔の低部側の体積が大きいので、低部側により多くの冷気が流入し、日本の夏場や東南アジア地区のような南国で、熱せられた荷台又は、貨物車から保冷箱底部に直接伝わる熱で熱せられた底部を冷却し、冷やし過ぎや、冷やしムラが少なくなる。

本発明の保冷箱は、保冷箱本体と仕切りブロックとを有する保冷箱であって、保冷箱本体は、底部、底部の周辺から上方に延出する壁及び壁の上端で囲まれた開口部を有する収容部と、収容部の開口部を覆う上蓋とを有する。収容部及び上蓋とを有する保冷箱本体としては特に制限はなく、従来電気電子工業用材料、半導体用材料等を保冷、冷蔵又は冷凍するためのものとして使用されていたものを広く用いることができる。

例えば図１に示すような構造の保冷箱本体１が挙げられる。保冷箱本体は収容部２と上蓋３とを有する。収容部２は、底部４と底部４周辺から上方へ延出する壁５を有し、上面は開口しており、壁５の上端で囲まれた開口部６を形成している。開口部６は上蓋３で閉じられる。保冷効率を向上させるためには、収容部２の壁５の上面や上蓋３の片方又は両方に、溝や突起や段差を施して、収容部２と上蓋３との嵌合性を高めてもよい。図１の態様では、収容部２の壁５の上面に、周状の溝７を形成し、上蓋３下面にそれと嵌合する周状の突起８を形成し、嵌合性を高めている。

図１の態様の保冷箱本体１では、収容部２の底部４が四角形で、底部４の周辺から壁５が上方に延出して、四角い枠状の壁５を形成しており、上蓋３も四角形である。図２に、この態様の保冷箱に用いられる仕切りブロック９の一例を示す。なお、図２〜図５において、貫通孔及び貫通孔を形成するための切り込みや孔の中には、それらの形状や配置をわかりやすく示すために、実寸における他の部分との比率よりも大きく描かれているものがある。保冷箱本体の底部、壁、上蓋、仕切りブロックの形状は特に制限はなく、収容物の形状、輸送の事情等に応じて適宜変形させることができる。また、保冷箱本体の材質としては、特に制限はないが、通常、断熱材としての特性を有するものが好適であり、例えば、発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリスチレン、発泡ポリウレタン等の発泡材料などが挙げられ、これらとアルミニウムシート等を組み合わせてもよい。例えば、収容部に上蓋をした状態の発泡材料性の保冷箱本体の内面又は外面又は内面及び外面に、アルミニウムシート等の金属シートを貼り付けてもよい。また、発泡材料の発泡倍率は、４０〜９０倍であることが好ましく、３０〜４０倍であることがより好ましい。

仕切りブロックは、収容部に上蓋をした状態の保冷箱本体内部で、底部内面、壁内面及び上蓋内面に密着し、保冷箱本体内部を冷媒室と保冷室とに区分けするように構成されている。更に、仕切りブロックは、収容部に上蓋をした状態の保冷箱本体内部で、冷媒室と保冷室に貫通する１個以上の孔からなる通気孔を有するように構成されている。

更に、図５に示すように仕切りブロック９は、収容部に上蓋をした状態の保冷箱本体内部で、通気孔最上部に接し上蓋上面に平行な面を面Ａとし、面Ａを通気孔１０最上部から収容部の底部までの間隔の半分だけ垂直下方に移動させて得られる面を面Ｂとしたとき、面Ａ−面Ｂ間に存在する通気孔体積が、面Ｂ−底部内面間に存在する通気孔体積よりも小さくなるように構成されている。なお、通気孔が複数の孔からなる場合、通気孔最上部とは、最上部が最も高い位置にある孔の最上部を意味し、通気孔体積とは、全ての孔の体積の合計体積を意味する。このようにすることにより、保冷箱が下から暖められても内部に温度ムラが発生するのを抑制することができる。例えば、気温が高い地域における保管時又は移動時に太陽の輻射熱で保冷箱の底部が暖められた場合でも、効率よく保冷箱内部を冷却することができる。また、面Ａ−面Ｂ間に存在する通気孔体積は、面Ｂ−底部内面間に存在する通気孔体積の５０％以下であることが好ましく、１０〜５０％であることがより好ましい。

図４の態様では、図２に示す１個の直方体ブロック状の仕切りブロック９が、図１に示した保冷箱本体１（上蓋は図示せず）内部に設けられている。なお、図４においては、仕切りブロック９の形状及び配置をわかりやすく示すために、仕切りブロック９の外形を全て実線で示した。仕切りブロック９は、隣接しない２面以外の面を底部内面、壁内面及び上蓋（図示せず）内面に密着させて起立し、保冷箱本体１内部を冷媒室１１と保冷室１２に区分けしている。仕切りブロック９には、上記の隣接しない２面を貫通する縦断面が台形の切り込み１３が設けられている。台形の切り込みは収容部の底面に密着する面に設けられており、台形状の縦断面を有し台形底辺が収容部の底部内面上にある１個の台形状の孔からなる貫通孔１０を構成している。貫通孔１０の開口部を、ハッチングで示した。

仕切りブロックの材質としては、断熱材としての特性を有するものが好適に用いられ、具体的には例えば、発泡ポリスチレン、発泡ポリエチレン、発泡ポリプロピレン、発泡ポリスチレン、発泡ポリウレタン等の発泡材料などが挙げられ、これらとアルミニウムシート等を組み合わせても良い。例えば、仕切りブロックの少なくとも冷媒室及び保冷室に面する面に、アルミニウムシート等の金属シートを貼り付けてもよい。発泡材料の発泡倍率は、４０〜９０倍であることが好ましく、３０〜４０倍であることがより好ましい。

これらを仕切りブロックの材質とする場合その厚み（仕切りブロックの冷媒室に面する面と、保冷室に面する面との間の厚み）としては、温度変化抑制と保冷効率の点で、５〜１５ｃｍであることが好ましい。もっとも上記材質以外の仕切りブロックを使用する場合、これより保冷効率が高いものはより薄く（例えば１〜１０ｃｍ）、保冷効率が低いものはより厚く（例えば１０〜２０ｃｍ）設定することができる。

また仕切りブロックは、冷媒室と保冷室に貫通する通気孔を１個以上有しており、冷媒室の冷媒からの冷気は、この通気孔を通して保冷室に送られ、保冷室内部を保冷する。仕切りブロックが存在することにより、保冷箱内に収納する材料と冷媒とが直接接することがなく、また急激に温度変化することがない。上記効果を奏するために、最適の通気孔の縦断面積は、仕切りブロックの縦断面積（通気孔の縦断面積を含む総断面積）の０．１〜１０％の範囲に設定することが好ましい。なお、ここで、仕切りブロックの縦断面とは、図５に示すＸ−Ｘの矢印方向の断面を意味する。

通気孔の形状の具体例を示す仕切りブロックの縦断面を図３に示す。図２で示した通気孔は仕切りブロック９の断面で見ると図３（ａ）の台形断面の切り込み１３のようになるが、このように台形断面でなくても、三角形であってもよく、また、図３（ｂ）のように曲線となってもよい。また図３（ｃ）のように底辺をより長くしてもよい。また、台形断面等の切り込みの代わりに、仕切りブロック自体を貫通する孔として設けてもよい。

さらに、通気孔は、最上部の高さが異なる複数の孔からなるものであってもよい。例えば、図３（ｄ）〜（ｆ）に示すように、仕切りブロック９最上部の高さの異なる複数のスリット１４を設けることによって面積調整をすることも可能である。この場合、図３（ｄ）（ｅ）のように仕切りブロック９の底面から切り込みを入れる形でも良いし、図３（ｆ）のようにスリット１４の下辺が仕切りブロック９の底面に達していなくても良い。また、スリット１４は中心が最も長い必要はなく、（ｄ）のように保冷箱の内容物の位置関係等により自由に設定できる。

また、通気孔は、仕切りブロックを貫通し同じ縦断面積を有する複数の孔からなり、この複数の孔が、収容部内部の下部から上部に向かうに従いその数が少なくなるように配列されているものであってもよい。例えば、図３（ｇ）に示すように多数の縦断面円形孔１５を設けることも可能である。この場合、孔の数を底面から順に減らしていくことにより、容易に通気孔断面積が設定できる。この場合も図３（ｄ）と同様に、孔の位置は内容物の位置関係等により自由に設定できる。

図３（ａ）〜（ｇ）はいずれも、本発明の効果を奏するが、製造工程の点では中でも図３（ａ）〜（ｅ）が好ましく、図３（ａ）及び図３（ｂ）がより好ましい。なぜならこれらの構造は仕切りブロック底面から適宜切り込み、溝を設ければ良く、またその数が少ない方が生産性に優れるからである。また、仕切りブロックの耐久性・強度を重視する場合には逆に図３（ｆ）（ｇ）（ｃ）が好ましい。
仕切りブロックは、着脱可能なものであってもよいし、収容部内部に固定されていてもよい。

冷媒室にいれる冷媒としては特に制限はないが、通常ドライアイスである。また、保冷室に入れるものとしては、電気電子工業用材料、半導体用材料があり、具体的には例えば、半導体装置の封止材、ダイボンドペースト、コート材、ペースト状接着剤等の熱により硬化する特性を有する材料、熱硬化性樹脂を含むフィルム状接着剤、フィルム状粘着剤などが挙げられる。

本発明の保冷箱は、冷媒及び収納物を収容したのち、そのまま輸送に用いてもよいが、強度、保冷効果の向上のために、保冷箱を更に段ボール箱、発泡ポリエチレンシート、発泡ポリエチレンバッグ等の梱包材にて梱包して、保冷包装容器としてもよい。

図４のように、切り込み付仕切りブロックと保冷箱本体（いずれも発泡ポリスチレン製）を組み合わせ、冷媒室にドライアイス２０ｋｇを入れ上蓋で密封し、それを段ボール箱で梱包した。保冷箱本体内部のサイズは長さ６０．０ｃｍ、幅２９．０ｃｍ、深さ３１．５ｃｍ、厚み２．４ｃｍ、仕切りブロックのサイズは厚さ１０ｃｍ、幅２９．０ｃｍ、高さ３１．５ｃｍ、切り込みの縦断面形状は、底辺１．５ｃｍ、上辺０．５ｃｍ、高さ２４ｃｍの台形、段ボール箱のサイズは６７．５ｃｍ×３５．０ｃｍ×３８．０ｃｍとした。
これを、気温２５℃の晴天日にコンクリート上に２時間放置したのち、保冷室の温度を保冷室の上方、中心、下方の３カ所で測定したところ、−５℃±５℃であった。このことより、冷媒室に入れたドライアイスの冷気が貫通孔を通り、保冷室に流れ込み、材料を所望の温度にムラなく冷却することができることがわかる。

本発明の一態様における収容部及び上蓋からなる保冷箱本体を示す斜視図である。 本発明の一態様における仕切りブロックを示す斜視図である。 本発明において仕切りブロックの通気孔形状の例を示す縦断面図である。 本発明の一態様において、保冷箱本体と仕切りブロックとの組み立て状態を示す斜視図である。 本発明の保冷箱における通気孔体積を比較する際の基準面となるＡ面及びＢ面の取り方を示す斜視模式図である。

符号の説明

１ 保冷箱本体
２ 収容部
３ 上蓋
４ 底部
５ 壁
６ 開口部
７ 溝
８ 突起
９ 仕切りブロック
１０ 通気孔
１１ 冷媒室
１２ 保冷室
１３ 台形断面の切り込み
１４ スリット
１５ 縦断面円形孔

Claims (9)

1. 保冷箱本体と仕切りブロックとを有する保冷箱であって、
   保冷箱本体は、底部、底部の周辺から上方に延出する壁及び壁の上端で囲まれた開口部を有する収容部と、収容部の開口部を覆う上蓋とを有し、
   仕切りブロックは、保冷箱本体に上蓋をした状態の保冷箱本体内部で、（１）底部内面、壁内面及び上蓋内面に密着して保冷箱本体内部を冷媒室と保冷室に区分けし、（２）冷媒室と保冷室に貫通する１個以上の孔からなる通気孔を有し、（３）通気孔最上部に接し上蓋上面に平行な面を面Ａとし、面Ａを通気孔最上部から収容部の底部までの間隔の半分だけ垂直下方に移動させて得られる面を面Ｂとしたとき、面Ａ−面Ｂ間に存在する通気孔体積が、面Ｂ−底部内面間に存在する通気孔体積よりも小さくなるように構成されている保冷箱。
2. 前記通気孔が、略三角形状又は略台形状の縦断面を有し、その三角形底辺又は台形底辺が収容部の底部内面上にある１個以上の孔からなる請求項１記載の保冷箱。
3. 前記通気孔が、最上部の高さが異なる複数の孔からなる請求項１記載の保冷箱。
4. 該複数の孔の最下部が収容部の底部内面上にある請求項３記載の保冷箱。
5. 前記通気孔が、仕切りブロックを貫通し同じ縦断面積を有する複数の孔からなり、この複数の孔が、収容部内部の下部から上部に向かうに従いその数が少なくなるように配列されている請求項１記載の保冷箱。
6. 前記仕切りブロックの厚さが５〜１５ｃｍである請求項１記載の保冷箱。
7. 前記通気孔の縦断面積が、仕切りブロックの縦断面積の０．１〜１０％である請求項１記載の保冷箱。
8. 前記仕切りブロックが発泡倍率４０〜９０倍の発泡材料から形成されてなる請求項１記載の保冷箱。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の保冷箱を、段ボール箱、発泡ポリエチレンシート及び発泡ポリエチレンバッグから選ばれる少なくとも一つの梱包材にて梱包してなる保冷包装容器。

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