JPH0995666A - 冷却剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温雰囲気での使用においても冷却効
果が高く、保存中に雰囲気温度が上昇しても結晶の溶解
による保存性の低下が見られず、再結晶時の結晶の大き
さに変化がない、万一皮膚などに付着してもダメージの
少ない冷却剤。 【解決手段】 硝酸アンモニウム、尿素および硫酸ナ
トリウム１０水和物と無機含泡粒子との混合物それぞれ
を接触しないように保持し、使用時にはこれらが混合接
触しうるようにした冷却剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却剤に関し、さ
らに詳細には水を使用しない冷却剤に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電力などの外部エネルギ−を必要
としない簡易冷却材料として、蓄熱容量の大きい物質を
使用した蓄冷剤および二種以上の物質を混合する際に発
生する吸熱を利用した冷却剤などが知られており、人
体、食品などに対する簡易冷却剤として一般に普及しつ
つある。前者の蓄冷剤は使用する前に予め冷蔵庫や冷凍
庫などで冷却しなければならず不便であるとともに即座
に使用できないという欠点を有している。一方、後者の
冷却剤は事前の冷却操作を必要とせず、２種類以上の物
質を混合するだけで冷却効果が得られるという利点があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような冷却剤とし
ては、無機アンモニウム塩、アルカリ金属塩などの無機
塩類またはこれに尿素を配合したものと水を組み合わせ
たもの、または無機塩類と結晶水を有する塩水和物とを
組み合わせたものがよく知られている。このうち水を使
用したものは冷却の立上がり早いという利点があるもの
の水を用いるため、冷却剤の主剤の配合量が少なくな
り、冷却容量が低減するという欠点がある。一方、結晶
水を有する塩水和物は冷却効果が比較的低く、改善が望
まれており実用上満足できるものはなかった。

【０００４】この改善策として、結晶水を有する塩水和
物として、水酸化ストロンチウム８水和物を用いる方法
が示されている（特開平５−７８６５１）。この方法で
は、得られる最低温度は改善されるが、低温維持時間は
満足されるものではない。しかも、ｐＨが強アルカリ性
であり、万一皮膚に付着した際、眼中に入った際のダメ
−ジが大きく、安全面において改善の必要がある。

【０００５】また、安全面を考慮した方法としてメタケ
イ酸ナトリウム９水和物、硫酸ナトリウム１０水和物な
どを用いる方法が知られている。特には、低温維持時間
などから硫酸ナトリウム１０水和物が注目されている。

【０００６】しかし、硫酸ナトリウム１０水和物は、無
水和物への転移温度が３２．４℃と低く、この温度以上
になると遊離した結晶水により溶解してしまい、再びこ
の転移温度以下になった場合、再結晶が起こり溶解する
前の結晶形状とは異なり、一般には大きな結晶となり、
他成分との混合性が著しく低下する。このため、硫酸ナ
トリウム１０水和物は、保存性、作業性に大きな問題点
を有しており、実用上の障害となっている。

【０００７】また、硫酸ナトリウム１０水和物との組み
合わせで使用される無機アンモニウム塩、アルカリ金属
塩などの無機塩類またはこれに尿素を配合したものとし
て、硝酸アンモニウムと尿素の混合物がその冷却性能よ
り使用されている。単体の融点は硝酸アンモニウムが１
６５℃、尿素が１３２．５℃と高く実用上問題はない
が、混合物例えば、重量比率で１：１の場合、融点が約
３４℃まで低下し、硫酸ナトリウム１０水和物同様保存
性、作業性に大きな問題点を有している。特に、結晶水
を利用する冷却剤の場合、実用上の障害となっている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者等はこの問題に
対し、３０℃以上の如く高温雰囲気での使用においても
冷却効果が高く、保存中に雰囲気温度が４０℃以上に上
昇しても結晶の溶解による保存性の低下が見られず、再
結晶時の結晶の大きさに変化がない、万一皮膚などに付
着してもダメ−ジの少ない冷却剤を得るべく鋭意研究を
重ねた結果、硝酸アンモニウムと尿素とを別々に封入
し、硫酸ナトリウム１０水和物には無機含泡粒子を混合
させておき、使用時にはこれらを混合することにより冷
却性能の優れた冷却剤が得られることを見出し、本発明
を完成させたものである。

【０００９】即ち本発明は、硝酸アンモニウム、尿素お
よび硫酸ナトリウム１０水和物と無機含泡粒子との混合
物それぞれを接触しないように保持し、使用時にはこれ
らが混合接触しうるようにしたことを特徴とする冷却剤
である。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明を詳細に説明する。本発明
で用いる硝酸アンモニウム、尿素及び硫酸ナトリウム１
０水和物は工業的に用いられているものでも、一般に市
販されているものでも構わない。

【００１１】本発明では、硝酸アンモニウム／尿素／硫
酸ナトリウム１０水和物の使用比は、重量比で好ましく
は１／（０．５〜２）／（０．７５〜３）であり、１／
１／１．７がその性能上最も好ましいが、この比率を特
に限定するものではない。

【００１２】本発明において用いる無機含泡粒子として
は、シラスを加熱発泡させたシラスバルーンや、真珠
岩、黒曜石、ヒル石などを加熱発泡させた多孔質のパー
ライトやバーミキュライト、フライアッシュなどが好ま
しく、シラスバルーンが特に好ましい。

【００１３】シラスバルーンは、シラス中に含まれる火
山ガラス微細粒子を１０００℃前後で、ロータリーキル
ン、シャフトキルン、流動層型焼成炉などを用い、短時
間熱処理することによって得られる微細なガラス質から
なる中空体である。シラスバルーンは、嵩比重が極めて
小さく製品の重量への影響は殆どなく、安全性も高い無
機含泡粒子である。

【００１４】無機含泡粒子の混合量は場合は、硫酸ナト
リウム１０水和物１００重量部に対して、無機含泡粒子
０．１〜２０重量部が好ましく、更に好ましくは、１〜
５重量部である。

【００１５】混合量がこれより低いと、硫酸ナトリウム
１０水和物の使用時に粉末状態を維持することができ
ず、再結晶した際に大結晶が含まれることより、他成分
との混合性が著しく低下する。また、無機含泡粒子の混
合量がこれより高いと、流動性が低下するばかりではな
く、冷却効果が低下し好ましくない。

【００１６】無機含泡粒子の添加によるこのような効果
は、明確ではないが溶解した結晶が、無機含泡粒子の表
面、空隙間などに保持され粉体の如く挙動し、再結晶時
も同様に無機含泡粒子の表面、空隙間などで結晶が生成
するため好適な挙動を示すものと推定している。

【００１７】本発明の冷却剤は、硝酸アンモニウム、尿
素および、硫酸ナトリウム１０水和物に無機含泡粒子を
混合した物とをそれぞれ別の容器に保存し、使用時にこ
れらを取り出して混合しても良いが、小袋や隔壁など取
り除きが容易な隔離手段を有する袋や容器内でそれぞれ
を隔離収納し携帯用の冷却剤として保存されることが好
ましい。冷却剤の使用に際しては加圧、衝撃などを加え
ることによってこれらの隔離手段を取り除くことによっ
て内容物が混合され、冷却が開始されてそれぞれの冷却
目的に供される。

【００１８】このため、最も好ましい形態としては、外
袋の中に、硝酸アンモニウム、尿素および硫酸ナトリウ
ム１０水和物に無機含泡粒子を混合した物の３種のうち
の１種と２つの内袋が存在し、２つの内袋の中に、残り
の２種がそれぞれ存在することが好ましい。この時、使
用目的から冷却感をより短時間に得ることが好ましく、
この点から、外袋の中に直接入れる１種は硝酸アンモニ
ウムが特に好ましい。

【００１９】この際の袋の材質は、外袋は丈夫なもの、
内袋は水分透過性がなくシール性が良いものが好まし
く、例えば外袋は延伸ポリプロピレン／アルミ蒸着ポリ
エチレン／ポリエチレン−エチレン酢酸ビニルラミネー
トやナイロン／アルミ蒸着ポリエチレン／低密度ポリエ
チレンラミネート、内袋は横延伸高密度ポリエチレン／
アルミニウム／シール剤コートラミネートや薄用紙／ア
ルミニウム／横延伸高密度ポリエチレン等が好ましい
が、特に限定するものではない。

【００２０】このように、使用時に加えられる加圧、衝
撃などにより袋、容器が破損し、内容物が漏洩すること
も容易に推察されるため、安全性が求められているので
ある。本発明の冷却剤のｐＨは、それぞれの配合割合に
よって異なるが、概して６〜８であり、その安全性は高
くこのことからも好適な冷却剤である。

【００２１】

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明の要旨をそれらに限定するものではな
い。

【００２２】実施例１ 硫酸ナトリウム１０水和物（広栄化学社製）５０ｇと無
機含泡粒子としてシラスバルーン（大建工業社製 ＤＳ
ＲＦ）０．５ｇとの混合物および尿素（三井東圧化学社
製）３０ｇをそれぞれ横延伸高密度ポリエチレン（HD-P
E)／アルミニウム／シール剤コートラミネート製の小袋
に封入し、この２種の小袋を硝酸アンモニウム（宇部興
産社製）３０ｇをいれた延伸ポリプロピレン(OPP) ／ア
ルミ蒸着ポリエチレン／ポリエチレン−エチレン酢酸ビ
ニル(PE-EVA)ラミネート製の外袋に収納し、密封するこ
とにより冷却剤サンプルを準備した。

【００２３】このサンプルを、４０℃恒温槽中に２４時
間放置した後、０℃恒温槽中に２４時間放置した。これ
を、３０℃恒温槽中に２４時間放置した後、雰囲気温度
３０℃においてこの冷却剤に外部から衝撃を加えて内部
のポリエチレン製の小袋を破壊した後、外袋の表面に熱
電対温度計を取り付けて、最低温度および１０℃以下で
の冷却持続時間を測定した。

【００２４】この結果、最低温度 −７．４℃ 冷却持続時間 ９９分 であり、保存中、実用上全く問題はなかった。また、生
成したスラリ−のｐＨは、６．６であった。

【００２５】実施例２ 硫酸ナトリウム１０水和物（広栄化学社製）５０ｇとシ
ラスバルーン（大建工業社製 ＤＳＲＦ）１．０ｇとの
混合物および硝酸アンモニウム（宇部興産社製）３０ｇ
をそれぞれ横延伸高密度ポリエチレン（HD-PE)／アルミ
ニウム／シール剤コートラミネート製の小袋に封入し、
この２種の小袋を尿素（三井東圧化学社製）３０ｇをい
れた延伸ポリプロピレン(OPP) ／アルミ蒸着ポリエチレ
ン／ポリエチレン−エチレン酢酸ビニル(PE-EVA)ラミネ
ート製の外袋に収納し、密封することにより冷却剤サン
プルを準備した。このサンプルを実施例１と同様にして
最低温度および冷却持続時間を測定した。

【００２６】この結果、最低温度 −６．０℃ 冷却持続時間 ７９分 であり、保存中、実用上全く問題はなかった。また、生
成したスラリ−のｐＨは、６．６であった。

【００２７】実施例３ 外袋の材質をナイロン(NY)／アルミ蒸着ポリエチレン／
低密度ポリエチレン(LLD-PE)ラミネートにした以外はす
べて実施例１に同様に行った。

【００２８】この結果、最低温度 −７．２℃ 冷却持続時間 １０６分 であり、保存中、実用上全く問題はなかった。また、生
成したスラリ−のｐＨは、６．６であった。

【００２９】実施例４ 内袋の材質を薄用紙／アルミニウム／横延伸高密度ポリ
エチレン(HD-PE) ラミネートにした以外はすべて実施例
１に同様に行った。

【００３０】この結果、最低温度 −７．２℃ 冷却持続時間 １００分 であり、保存中、実用上全く問題はなかった。また、生
成したスラリ−のｐＨは、６．６であった。

【００３１】実施例５ シラスバルーンの添加量を２．５ｇとした以外はすべて
実施例１に同様に行った。

【００３２】この結果、最低温度 −６．７℃ 冷却持続時間 ８６分 であり、保存中、実用上全く問題はなかった。

【００３３】また、生成したスラリ−のｐＨは、６．６
であった。

【００３４】実施例６ シラスバルーンの添加量を５．０ｇとした以外はすべて
実施例１に同様に行った。

【００３５】この結果、最低温度 −５．５℃ 冷却持続時間 ８０分 であり、保存中、実用上全く問題はなかった。

【００３６】また、生成したスラリ−のｐＨは、６．６
であった。

【００３７】比較例１ 硫酸ナトリウム１０水和物（広栄化学社製）５０ｇとシ
ラスバルーン（大建工業社製 ＤＳＲＦ）１．０ｇとの
混合物を横延伸高密度ポリエチレン（HD-PE)／アルミニ
ウム／シール剤コートラミネートの袋に封入し、この袋
を硝酸アンモニウム３０ｇ（宇部興産社製）と尿素（三
井東圧化学社製）３０ｇとの混合物とともに延伸ポリプ
ロピレン(OPP) ／アルミ蒸着ポリエチレン／ポリエチレ
ン−エチレン酢酸ビニル(PE-EVA)ラミネート製の外袋に
収納し、密封することにより冷却剤サンプルを準備し
た。このサンプルを実施例１と同様にして最低温度およ
び１０℃以下での冷却持続時間を測定した。

【００３８】この結果、外袋内容物が固結していた。固
結した内容物による外袋の破損を避ける為、ゆっくりと
外袋の折り曲げを繰り返すことにより、内袋を破り強制
的に内容物を混合して、最低温度と冷却持続時間を測定
した。

【００３９】最低温度 −４．３℃ 冷却持続時間 ３３分 であった。

【００４０】保存中、実用上に問題があることが判っ
た。

【００４１】また、生成したスラリ−のｐＨは、６．６
であった。

【００４２】比較例２ シラスバルーンの添加量を０ｇとした以外はすべて実施
例１に同様に行った。

【００４３】この結果、硫酸ナトリウム１０水和物が入
った小の内容物が固結していた。固結した内容物による
外袋の破損を避ける為、ゆっくりと外袋の折り曲げを繰
り返すことにより、内袋を破り強制的に内容物を混合し
て、最低温度と冷却持続時間を測定した。

【００４４】最低温度 −５．０℃ 冷却持続時間 ４２分 であった。

【００４５】保存中、実用上に問題があることが判っ
た。また、生成したスラリ−のｐＨは、６．６であっ
た。

【００４６】比較例３ 水３０ｇおよび水酸化ストロンチウム８水和物（和光純
薬社製 試薬）６０ｇの混合物をポリエチレン製の小袋
に封入し、この小袋を硝酸アンモニウム（宇部興産社
製）６０ｇとともにアルミラミネ−トの外袋に収納し、
密封することにより冷却剤サンプルを準備した。

【００４７】このサンプルを、５０℃恒温槽中に２４時
間放置した後、０℃恒温槽中に２４時間放置した。これ
を、３６℃恒温槽中に２４時間放置した後、雰囲気温度
３６℃においてこの冷却剤に外部から衝撃を加えて内部
のポリエチレン製の小袋を破壊した後、外袋の表面に熱
電対温度計を取り付けて、最低温度および１０℃以下で
の冷却持続時間を測定した。

【００４８】この結果、最低温度 −４．２℃ 冷却持続時間 １６分 であり、保存中、実用上全く問題はなかった。また、生
成したスラリ−のｐＨは、１２．６であった。

【００４９】

【発明の効果】本発明の冷却剤は硝酸アンモニウム、尿
素、および硫酸ナトリウム１０水和物と撥水性シリカと
の混合物よりなり、それぞれが隔離されることにより、
温度安定性を付与し安全性の高い、より冷却性能の優れ
た冷却剤を提供するものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硝酸アンモニウム、尿素および硫酸
   ナトリウム１０水和物と無機含泡粒子との混合物それぞ
   れを接触しないように保持し、使用時にはこれらが混合
   接触しうるようにしたことを特徴とする冷却剤。
2. 【請求項２】 硝酸アンモニウムを充填してなる外
   袋内に、尿素、および硫酸ナトリウム１０水和物と無機
   含泡粒子との混合物をそれぞれ充填した内袋を封入して
   なる請求項１記載の冷却剤。
3. 【請求項３】 硫酸ナトリウム１０水和物１００重
   量部に対し、無機含泡粒子を０．１〜２０重量部含有し
   てなる請求項１記載の冷却剤。