JPH0435410Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、冷却効率の高い複合蓄冷材に関し、
さらに詳しくは、蓄冷材の保冷温度においても、
弾性および柔軟性のある使いやすい複合蓄冷材に
関する。

本明細書における「蓄冷」は、蓄冷材を冷却源
によつて冷却して、冷熱（すなわち、マイナスの
エネルギー）を蓄えること、換言すれば、蓄冷に
よつて蓄冷材は、冷却しようとする物体を冷却す
る能力を得る。

本明細書における「放冷」は、冷却しようとす
る物体または対象を蓄冷材によつて冷却して、冷
熱（すなわち、マイナスのエネルギー）を放出す
ること、換言すれば、放冷によつて蓄冷材は、冷
却しようとする物体を冷却する能力を失なう。

本考案では、蓄冷材の蓄冷によつて、蓄冷材は
冷却されるが、蓄冷材の放冷によつて、冷却しよ
うとする物体が冷却されるので、本明細書におけ
る「冷却」は、冷却される対象に留意しなければ
ならない。

本明細書における蓄冷材の「保冷温度」は、蓄
冷材を冷却源によつて冷却する場合（すなわち蓄
冷材を蓄冷する場合）、蓄冷材の含水ゲル中に含
まれる水が凍結して、蓄冷材が融解熱に相当する
潜熱を冷却源に取られる温度（すなわち、含水ゲ
ル中に含まれる水の凍結温度）であるが、この温
度は、蓄冷材によつて冷却しようとする物体また
は対象を冷却する場合（すなわち蓄冷材を放冷す
る場合）、蓄冷材の含水ゲル中に含まれる凍結物
が融解して、冷却しようとする物体または対象が
凍結物の融解熱に相当する潜熱を蓄冷材に取られ
る温度（すなわち、含水ゲル中に含まれる水の融
解温度）に等しい温度である。したがつて、含水
ゲル中に含まれる水が純水である場合は、その保
冷温度は大略０℃であるが、他の物質を溶解する
場合は、その種類および含有量に応じて変動す
る。

〔考案の背景および従来技術〕

蓄冷材は、蓄冷によつて、冷却しようとする物
体または対象を冷却する能力を獲得し、放冷によ
つて、冷却しようとする物体または対象を冷却す
る能力を失う材料であつて、冷媒の一種である。

これまでに知られている蓄冷材の代表的なもの
は、原理的に考えると「水」であるが、水は、何
処にでも存在し、安価であるために、水を蓄冷し
た氷を放冷した後、再び蓄冷することは余程の事
情がない限り、行われていない。また二酸化炭素
もドライアイスの形にすると、蓄冷材の機能を有
するが、ドライアイスの放冷によつて、ガス状に
なるために、これも回収することが事実上不可能
である。さらに「液体窒素」も蓄冷材の機能をも
つているが、その生成物がガス状であるために、
その回収は実際上は不可能である。

前記の水は、蓄冷材として考えた場合、保冷温
度における融解熱が大きく、材料自体が安価であ
るために、広く使用されているが、蓄冷後の氷の
状態のものを放冷すると、液体に変わるので、こ
れを系外に取り除かねばならないという欠点があ
る。

この欠点を解消するために、蓄冷と放冷を繰り
返すことができるいくつかの蓄冷材が、これまで
に開発されてきた。たとえば、ポリビニルアルコ
ールの水溶液にホウ砂またはホウ酸を加えてゲル
化した含水ゲルをゴムまたはプラスチツクの袋に
充填した保冷温器、ポリビニルアルコールの水溶
液にポリ酢酸ビニルを分散させて得たポリ酢酸ビ
ニルエマルジヨンにホウ砂またはホウ酸を加えて
ゲル化した含水ゲルを同様な袋に充填した保冷温
器があり（実公昭45−27082号公報）、またポリア
クリル酸に金属塩を加えて得た含水ゲルからなる
蓄冷材、およびポリアクリル酸に少なくとも２個
のエポキシ基を有する化合物を加えて得た含水ゲ
ルからなる蓄冷材もあるが（特公昭57−28505号
公報）、これらの蓄冷材は、その保冷温度の前後
の温度において塑性変形をするために、一定の形
状を保持することができない。また蓄冷材をその
保冷温度よりも低い温度において蓄冷すると、蓄
冷材は、それ以前の一定しない形状のままで、硬
くなるので、非常に使いにくい。このため従来の
蓄冷材は、その保冷温度をできるだけ低く設定す
ることによつて、蓄冷時に、蓄冷材が凍結して硬
くならないようにしていた。しかしながら蓄冷材
が、その蓄冷時に硬くならないことは、蓄冷材中
の含水ゲル中の水が凍結しないことであつて、そ
の融解熱に相当する潜熱を放冷時に利用できない
から、このことは、蓄冷材の冷却効率を下させ、
冷却能力を低下させることになる。

本考案者は、蓄冷材のもつこれらの欠点を改善
するため、多くの研究を重ね、蓄冷材の保冷温度
の前後において塑性変形しない特性を有する蓄冷
材を開発し、さらにこれを実用的に利用すること
ができる本考案を完成したのである。

〔考案の目的および考案の要約〕

本考案の目的は、冷却効率が高く、しかも冷却
能力の大きい蓄冷材を提供することにある。

本考案のもう１つの目的は、冷却能力が大き
く、しかも使いやすい蓄冷材を提供することにあ
る。

本考案は、保冷温度の前後の温度において塑性
変形しない特性を有する蓄冷材において、所定の
保冷温度を有する高保冷温度蓄冷材、および高保
冷温度蓄冷材の保冷温度よりも低い温度の保冷温
度を有する低保冷温度蓄冷材からなる複合蓄冷材
である。

〔考案の具体的な説明〕

第１図および第２図は、本考案の複合蓄冷材の
一実施例であつて、１は本考案の複合蓄冷材、２
は所定の保冷温度を有する高保冷温度蓄冷材、３
は高保冷温度蓄冷材の保冷温度よりも低い温度の
保冷温度を有する低保冷温度蓄冷材、４は複合蓄
冷材を被覆する非透水性の被覆、６は低保冷温度
蓄冷材にあけられた孔であつて、この孔は低保冷
温度蓄冷材の外面から高保冷温度蓄冷材に達する
ものである。

第３図および第４図は、本考案の複合蓄冷材１
を含む非透水性の被覆の一実施例であつて、４は
フイルム、７は金属薄膜層、および８は補強材層
である。

本考案の蓄冷材は、比熱および融解熱の大きい
液体を含有するゲル体であつて、その液体がゲル
体の三次元の網目状に重合した重合体構造の中の
保持されていると考えられる材料であるが、本考
案において使用する蓄冷材は、前記の重合体構造
中に液体を含んでいても、塑性変形をしにくい性
質を有する材料である。そしてこの性質は、保冷
温度よりも高い範囲の温度、すなわち、重合体構
造中に含まれる物質が液体である場合、および保
冷温度よりも低い温度、すなわち、重合体構造中
に含まれる物質が固状である場合の双方において
変らない。したがつて、本考案の蓄冷材は、その
保冷温度の前後の温度において、ゲル体全体の形
状は変らず、また塑性変形をしないという特性を
有している。ただ本考案の蓄冷材は、保冷温度よ
りも高い温度範囲では、ゲル体全体が弾性を示す
コンニヤク状であるが、保冷温度よりも低い温度
範囲ではゲル体全体が同じ形のままで硬くなる。

このような特性を有する蓄冷材は、たとえば以
下の方法によつてつくられる。

１ アクリルアミドまたはメタクリルアミド、架
橋性単量体、たとえばＮ，Ｎ−メチレンピスア
クリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチレンピスアクリ
ルアミド、Ｎ−ジメチルアクリルアミドまたは
ホルムアルデヒド、および中性塩類、たとえ
ば、塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化アン
モニウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウ
ム、これらの硝酸塩またはこれらの硫酸塩の水
溶液にレドツクス触媒、たとえば硫酸第１鉄、
または亜二チオン酸のような還元剤と過酸化水
素、過酸化ベンゾイルまたはペルオキソ二硫酸
塩のような過酸化物を加えて重合させ、それに
よつて全体をゲル化した材料。

２ 上記の水溶液に、さらにポリアクリル酸を加
えた水溶液にレドツクス触媒を加えて重合さ
せ、それによつて全体をゲル化した材料。

（昭和57年特許願第177394号（特開昭59−
66478号公報）、昭和57年特許願第177395号（特開
昭59−66479号公報）および昭和57年特許願
213200号（特開昭59−102976号公報）参照） これらの材料は、これに加える中性塩類の種類
および添加量を加減することによつて、その保冷
温度を任意の温度に調節することができる。もち
ろん中性塩類を使用しない場合、その保冷温度は
０℃の近くにある。

本考案の蓄冷材は、上記の材料に限定されるも
のではなく、保冷温度の前後の温度において塑性
変形しない特性を有する材料であれば、いかなる
材料であつてもよい。

本考案の複合蓄冷材１における前記の高保冷温
度蓄冷材２は、その製造過程において、所定の保
冷温度になるように、原料の配合を設定する。一
般的には、高保冷温度蓄冷材２の保冷温度は、複
合蓄冷材１を蓄冷する場合の冷却源の冷却温度よ
りも高い温度であるが、市販の冷凍冷蔵庫の冷凍
温度は−15℃〜−20℃であるから、高保冷温度蓄
冷材２の保冷温度は、−15℃よりも高い温度であ
ることが好ましい。このようにして、本考案の複
合蓄冷材１を蓄冷した場合、高保冷温度蓄冷材２
は、その保冷温度よりも低い温度に冷却されて硬
くなる。

本考案の複合蓄冷材１における前記の低保冷温
度蓄冷材３は、その製造過程において、高保冷温
度蓄冷材２の保冷温度よりも低い温度の保冷温度
になるように、原料の配合を設定する。一般的に
は、低保冷温度蓄冷材３の保冷温度は、複合蓄冷
材１を蓄冷する場合の冷却源の冷却温度よりも低
い温度であるが、通常、−20℃よりも低い温度で
あることが好ましい。このようにして、本考案の
複合蓄冷材１を蓄冷しても、低保冷温度蓄冷材３
は、その保冷温度まで冷却されないので硬くなら
ず、弾性を残した状態のままである。

本考案の複合蓄冷材１において、前記の高保冷
温度蓄冷材２と低保冷温度蓄冷材３とは、様々の
形態で組み合わせることができる。たとえば、第
１図および第２図に示すとおり高保冷温度蓄冷材
２を低保冷温度蓄冷材３に包んだ状態の被覆複合
蓄冷材がある。

本考案の複合蓄冷材１において、第２図に示す
とおり、低保冷温度蓄冷材２にその上面から高保
冷温度蓄冷材３に達する孔６をいくつかあけてお
くことができる。この孔６をあけることによつ
て、複合蓄冷材１を蓄冷する場合の冷却効率が向
上する。

本考案の複合蓄冷材１は、通常、適当な非透水
性の被覆によつて包まれる。この被覆の材料は、
水を通さない性質のものであれば、いかなる材料
であつてもよいが、通常プラスチツクフイルムを
使用するのが好ましい。

プラスチツクフイルムとしては、ポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレンテレフタレートイ
ソフタレート、ポリ−１，４−シクロヘキシレン
−ジメチレンテレフタレート、ポリエチレンオキ
シベンゾエートのようなポリエステル、ポリカプ
ロラクタム、ポリラウリンラクタム、ポリヘキサ
メチレンアジバミド、ポリヘキサメチレンセパカ
ミド、ポリ−１，４−シクロヘキシレンアジバミ
ドのようなポリアミド、ポリジオキシフエニルメ
タンカーボネード、ポリジオキシジフエニルエタ
ンカーボネート、ポリジオキシジフエニル−２，
２−プロパンカーボネート、ポリ−ｐ−キシレン
グリコールピスカーボネートのようなカーボネー
ト、酢酸セルロースのようなセルロースエステ
ル、ポリフツ化ビニル、ポリテトラフルオロエチ
レン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロ
プロピレンコポリマーのようなフツ素樹脂、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリブテンのような
ポリオレフイン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン
およびポリ塩化ビニリデンなどのフイルムを使用
することができるが、経済性の面および使用時の
取扱いの点を考慮すると、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリカプロラクタムまたはポリヘキサメ
チレンアジバミドを使用するのが特に好ましい。

これらのプラスチツクフイルムには、第３図に
示すとおり、金属薄膜層７を積層することができ
る。金属薄膜層７を積層することによつて、その
外観が美しくなるだけでなく、複合蓄冷材１に対
する外界からの光の影響を阻止することができ
る。金属薄膜層７としては、金属箔、真空蒸着法
による金属蒸着層、またはイオンプレート法ある
いは金属スパツタリング法による金属薄膜層があ
るが、これらを形成する金属は、これらに使用す
るのに公知のいかなる金属であつてもよい。たと
えば、アルミニウム、亜鉛、金、銀、クロム、ニ
ツケル、銅、セレン、フツ化マグネシウム、硫化
亜鉛および一酸化ケイ素は真空蒸着法に使用でき
る材料としてよく知られているが、経済上の観点
からアルミニウムを金属薄膜層７の材料とするの
が好ましい。

金属薄膜層７を積層した場合、フイルム４にエ
ンボス加工をすることが好ましい。これによつて
フイルム４の外観が美しくなるだけでなく、フイ
ルム４全体の柔軟性が増大し、保冷袋が使い易く
なるという利点がある。

第４図に示すとおり、フイルム４に補強材層８
を積層することもできる。補強材層８を形成する
材料は、フイルム４を補強できるものであれば、
いかなる材料でも使用することができるが、一般
的には天然繊維、または合成繊維からつくられた
織布または不織布、紙あるいは割布（ワリフ）を
使用することができる。ここにいう割布とは、ポ
リエチレンフイルムまたはポリプロピレンフイル
ムを一方向に延伸し、その延伸方向に引裂いて得
たストリツプを、タテおよびヨコに格子状に並べ
て、その交点を接着したものであるが、経済的な
観点より、割布を用いるのが好ましい。

本考案の複合蓄冷材１は、(1)先ず最初に、所定
の保冷温度となるように設定した高保冷温度蓄冷
材２をゲル化させ、得られたゲル体の上面におい
て低保冷温度蓄冷材３のゲル化を行なう方法、お
よび(2)最初に高保冷温度蓄冷材２をゲル化させ、
得られたゲル体を、低保冷温度蓄冷材３のゲル化
以前の材料中に浮かせた状態で、低保冷温度蓄冷
材３のゲル化を行なう方法によつてつくられる。

〔考案の効果〕

本考案の複合蓄冷材は、高保冷温度蓄冷材２と
低保冷温度蓄冷材３の両者を組み合わせているの
で、これを蓄冷した場合、先ず最初に、高保冷温
度蓄冷材２の含水ゲル中の水が凍結して、高保冷
温度蓄冷材２が硬くなるが、その時、低保冷温度
蓄冷材３の保冷温度に達していないので、低保冷
温度蓄冷材３は、柔軟で弾性体のままで残つてい
る。特に低保冷温度蓄冷材３が複合蓄冷材１を使
用する面にあると、複合蓄冷材１は冷却しようと
する物体または対象と柔らかく接するので、使い
やすく、またその接触面積を大きくすることがで
きるので、冷却効率も向上する。

本考案の複合蓄冷材１において、蓄冷材自体
が、その保冷温度の前後の温度において塑性変形
しない特性を有することによつて、始めて高保冷
温度蓄冷材２と低保冷温度蓄冷材を直接組み合わ
せることができる。しかも蓄冷材自体が、その保
冷温度よりも高い温度において容易に塑性変形す
る性質のものであれば、たとえ高保冷温度蓄冷材
と低保冷温度蓄冷材を組み合わせても、その保冷
温度よりも高い温度条件に置かれている間に、何
らかの力が加わると、両者が混在して、結局両者
が混じり合つてしまうので、前記のような効果が
なくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の複合蓄冷材の実施例の一部
の縦断面を示す正面図、第２図は、本考案の複合
蓄冷材の他の実施例の一部切欠斜視図、第３図
は、本考案の複合蓄冷材の被覆の一例の縦断面
図、および第４図は、本考案の複合蓄冷材の被覆
の他の例の縦断面図である。 図面符号、１……複合蓄冷材、２……高保冷温
度蓄冷材、３……低保冷温度蓄冷材、４……被
覆。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 保冷温度の前後の温度において塑性変形しな
   い特性を有する蓄冷材において、所定の保冷温
   度を有する高保冷温度蓄冷材、および高保冷温
   度蓄冷材の保冷温度よりも低い温度の保冷温度
   を有する低保冷温度蓄冷材からなり、これら複
   合蓄冷材が内層と外層の二重層の構造を有し、
   内層が高保冷温度蓄冷材であり、外層が低保冷
   温度蓄冷材であることを特徴とする複合蓄冷
   材。 (2) 高保冷温度蓄冷材の保冷温度が、複合蓄冷材
   を蓄冷する冷却源の冷却温度よりも高い温度で
   あり、低保冷温度蓄冷材の保冷温度が複合蓄冷
   材を蓄冷する冷却源の冷却温度よりも低い温度
   であることを特徴とする実用新案登録請求の範
   囲第１項に記載の複合蓄冷材。 (3) 高保冷温度蓄冷材の保冷温度が−15℃よりも
   高い温度であり、低保冷温度蓄冷材の保冷温度
   が−20℃よりも低い温度であることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第１項または第２項
   に記載の複合蓄冷材。 (4) 低保冷温度蓄冷材の層が、その外面から高保
   冷温度蓄冷材の層に達する孔を有することを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項、第２
   項または第３項に記載の複合蓄冷材。