JPH10182145A

JPH10182145A - 硝安成型体の製造方法

Info

Publication number: JPH10182145A
Application number: JP34147896A
Authority: JP
Inventors: Shiyuuhei Tougehata; 修平峠畑; Takashi Koga; 崇史古賀
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1996-12-20
Publication date: 1998-07-07

Abstract

(57)【要約】【課題】「ひけ」による空洞のない角の丸い硝安成型
体を短時間で製造する。【解決手段】溶融した硝安を含む液体を、導入された
液体が平板状になるように、容器又は鋳型に導入し、こ
れを冷却して硝安を固化させた後、固化した硝安を取り
出すことを特徴とする硝安成型体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】硝安成型体及びその製造方法
に関する。詳しくは、冷却剤としての使用に好適な硝安
成型体及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、スポーツ、レジャー、流通などの
多くの分野で冷却に対するニーズが増大している。これ
らのニーズに対して、硝酸アンモニウム（以下硝安を略
記することがある）等の水への溶解吸熱を利用した冷却
パックが実用化されている。硝安を用いた冷却パックに
おいては、単位体積当たりの表面積を小さくして冷却の
持続時間を長くするため、硝安の成型体を製造する必要
がある。従来から硝安成型体の製造方法は、鋳型や容器
の中に溶融硝安を注入し冷却固化させて製造している。
特願平７−１２２５９０では直径２５ｍｍ、長さ１２５
ｍｍの鋳型に溶融硝安を流し込み冷却固化している。ま
た、特願平７−１２０３７２号公報では上端直径２４ｍ
ｍ、下端直径２５ｍｍ、長さ１２５ｍｍの円柱状の鋳型
に溶融硝安を流し込み冷却固化している。さらに、特開
昭５９−１４９９７６号公報では、加熱溶解した硝安を
ギヤポンプでコンベヤ上の金型やアルミニュウム箔容器
に注入し空冷器で空冷して凝固し金型やアルミニュウム
箔ごと取り出すことが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし前述した縦長の
鋳型に流し込む方法で製造すると、溶融硝安が冷却固化
するときに「ひけ」が発生し、固化後の成型品上部に空
洞（図１）ができることが判明した。この空洞を持った
まま冷却剤として使用すると、取り扱いの際に空洞の部
分が壊れ易くなるという問題があった。また、空洞部分
の分だけ表面積が増加するため、成型することで単位体
積当たりの表面積を小さくして冷却持続時間を長くする
という成型体の特徴に反して、逆に空洞や壊れによって
表面積が大きくなり、冷却持続時間が短くなるという問
題が発生した。

【０００４】図１は従来の製造方法で、１は溶融硝安
液、２は注入ノズル、３は鋳型、４は冷却水、５は縦型
形状の硝安成型体、６は空洞、７は成型体押し出し機構
である。従来は縦型形状の鋳型へ溶融硝安１を注入ノズ
ル２から注ぎ込み、冷却固化させたのち鋳型下部の押し
出し機構によって成型体５を押し出していた。この方法
では固化した成型体には必ず「ひけ」による空洞６がで
きていた。

【０００５】そこで、縦長の鋳型で成型する時の「ひ
け」によってできた空洞を塞ぐ方法として、空洞ができ
た時点で必ず空洞が埋まる十分な量の溶融硝安を上部に
再注入し、固化後不要な部分を削り取る作業を試みた
が、冷却剤として包装したときに削り取った角で包材を
破るという問題が発生した。したがって、空洞埋めのた
め再注入したときは削り取りの後さらに高温の熱板を角
に当てて溶かし角を丸くしなければならなかった。ま
た、空洞が丁度埋まる程度の少量の再注入を試みたが、
空洞の大きさが一定でないため注入量の調整が難しく、
注入するときに細かな液滴が飛散固化して成型品周囲に
バリとなって付着し、角を丸くする作業は解消できなか
った。

【０００６】また、コンベヤ上の容器やアルミニュウム
箔に注入し空冷却固化し容器ごと取り出す方法も試みた
が、空冷冷却では製造に時間がかかり過ぎることや容器
から成型体を取り出すときに、容器を反転させるなどし
て取り出す必要があり、時間と手間がかかるという問題
があった。そこで、「ひけ」による空洞のない角の丸い
硝安成型体が短時間で製造できる方法が望まれていた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】市販のステンレス容器に
溶融硝安液を特定の体積と深さの関係式を有するように
（以下、「平板状に」とも称する）緩やかに注入し、冷
却固化させたのち、真空パッドで容器から引き出す方法
を見いだした。即ち、本発明の要旨は、溶融した硝安を
含む液体を容器又は鋳型に導入し、これを冷却して硝安
を固化させた後、固化した硝安を取り出す硝安成型体の
製造方法であって、上記容器又は鋳型に導入した溶融硝
安を含む液体の液面から該容器又は鋳型の最深部までの
深さｄ（ｃｍ）と、導入された溶融硝安を含む体積Ｖ
（ｃｍ³）とが、下記式（Ｉ）を満足することを特徴と
する硝安成型体の製造方法。Ｖ＞πｄ³／４・・・（Ｉ）にある。

【０００８】本発明によれば「ひけ」による空洞がない
ため壊れにくく、また、バリもなく角も丸い点で優れた
硝安成型体を提供でき、特に包装される冷却剤として有
用である。また、固化した硝安成型体の上面が滑らかで
あるため、これを真空パッドで容易に容器から取り出す
ことができ、製造効率を高めることができる。以下詳細
について説明する。

【０００９】本発明において、成型体の原料として硝安
を使用するが、溶融した硝安中に他の成分を含有してい
てもよい。含有していてもよい成分としては、例えば、
水；ホウ酸のアンモニウム塩やアルカリ金属塩等のホウ
素化合物；燐酸アンモニウム等の燐酸化合物；硫酸ナト
リウム、チオ硫酸ナトリウム、硫酸アンモニウム等の無
機硫酸塩；硝酸ナトリウム、硝酸アルミニウム、硝酸カ
リウム、硝酸マグネシウム等の無機硝酸塩；尿素；重炭
酸アンモニウム、炭酸ナトリウム等の炭酸塩が挙げられ
る。

【００１０】図２及び３は本発明の一実施例を示す概略
断面図である。１０は上方に開口部１６を有するステン
レス容器、１１は冷却水槽、１２は平板形状の硝安成型
体、１３は真空パッド、１４は真空エジェクター、１５
は上下駆動シリンダー、１７は冷却水である。ステンレ
ス容器１０を冷却水槽１１に浮かべ、溶融硝安液１を注
入ノズル２から容器へ所定量注入する。注入量は、成型
体が平板状になり、且つ冷却水の液面１８が注入した溶
融硝安の液面１９よりも上方（好ましくは硝安液面より
高から、４０ｍｍ程度）になるよう、図示していない制
御装置によりノズル２の開閉時間を制御している。冷
却水の液面１８が注入した溶融硝安の液面１９よりも上
方にすることによって、溶融硝安の冷却効率が増す。

【００１１】さらに、ノズル２から出る量は飛散や液面
が波打つことない口径と容器からの高さ（好ましくは容
器上面から０〜１００ｍｍ）となっており、緩やかな注
入が行われる。このため、液滴の飛散や液面が波打つこ
となく液面周囲が表面張力で自然に丸くなる。尚、容器
底の角部も丸くなっており、取り出した成型体の底を丸
くする必要はない。そして、冷却水槽で冷却固化させる
と、中央部が「ひけ」により若干へこむ程度の滑らかな
曲面を持つ角の丸い成型体１２ができあがる。

【００１２】そして、冷却固化した時点で図示されてい
ない固定装置にて容器を固定し、ついで、固まった上面
部へ、上下移動可能でパッド部を下方に向けた真空パッ
ド１３を開口部１６を通じてシリンダー１５で押し付
け、パッド内を真空エジェクター１４を動作させて真空
状態にすると成型体は真空パッドに吸引され、さらに、
シリンダーを上方へ動作させ真空パッドを引き上げる
と、成型体が真空パッドに吸着された状態で容器から離
れ取り出しできる。その後、図示されていない別の位置
まで移動し真空を解除することで成型体は真空パッドか
ら離れ取り出しは完了する。

【００１３】図４のように大きな水槽内にバットを数個
並べて浮かべ、一斉に溶融硝安を注入し、冷却固化した
のち、やはり数個並べた真空パッドで一斉に取り出すこ
とで製造効率を高めることができる。容器，鋳型の材
質、冷却水槽の寸法、注入ノズルの口径や容器からの高
さ、真空パッドの寸法や材質、真空発生装置、さらに
は、注入する溶融硝安の量や早さは製造する成型体の仕
様により変更しても構わない。

【００１４】容器又は鋳型の形状に特に制限はなく、導
入された液体が平板状になるような容器又は鋳型であれ
ばよい、従って、液体の体積や所望する成型体の形状に
合わせて、各種の形状を採用することができる。好まし
くは、底面が平面を形成するような形状が好ましく、例
えば、底面が円形をなす円柱状の容器又は鋳型や、底面
が長方形をなす直方体の容器又は鋳型等を挙げることが
できる。但し、本発明において、「平板状」とは、必ず
しも底面が平面であることや、四角形であることを要す
るものではなく、溶融硝安が容器又は鋳型に導入された
際に、溶融硝安の高さに対して相対的に底面が大きいこ
とを意味する。

【００１５】すなわち、導入された溶融硝安の体積をＶ
（ｃｍ³）とし、導入された溶融硝安の液面から最深部
までの距離をｄ（ｃｍ）としたとき、下記式（Ｉ）を満
足する。Ｖ＞πｄ³／４・・・（Ｉ）式（Ｉ）が定性的に意味するところは、溶融硝安の高さ
に対して体積が大きい、即ち底面積が大きいことであ
る。例えば、底面が正方形である直方体の容器を使用し
た場合、底辺の長さよりも導入した溶融硝安の高さを小
さくすれば、式（Ｉ）を満足させることができる。ま
た、底面が円である円柱の容器を使用した場合、底面の
円の直径よりも導入した溶融硝安の高さを小さくすれ
ば、式（Ｉ）を満足させることができる。無論、この場
合も、必ずしも底面が平面的である必要はない。好まし
くはＶ＞πｄ³、更に好ましくはＶ＞２．５πｄ³であ
ることがよい。

【００１６】上記ｄの大きさは、通常５−１００ｍｍ、
好ましくは１０−４０ｍｍである。ｄが小さすぎるのは
実用的ではなく、大きすぎるのはひけが発生しやすくな
る。また、底面が平面をなす場合、その大きさは通常１
０ｍｍ×１０ｍｍ以上で好ましくは３０ｍｍ×３０ｍｍ
〜１５０ｍｍ×１５０ｍｍである。得られる成型体は、
ある程度以上の大きさが必要であり、高さとしては通常
５ｍｍ〜１００ｍｍ好ましくは１０ｍｍ〜４０ｍｍ、幅
としては通常１０ｍｍ×１０ｍｍ以上で好ましくは３０
ｍｍ×３０ｍｍ〜１５０ｍｍ×１５０ｍｍ、１個当たり
の重量は通常３０ｇ以上で好ましくは１００ｇ〜４００
ｇである。形状としては、直方体、円柱状他特に制限は
なく、上記の製法で得られる各種の形状を選択できる。

【００１７】本発明で使用することができる冷媒に特に
制限はなく、各種のものを使用できるが、水を使用する
のが実用的である。冷媒の温度は、好ましくは０−５０
℃である。冷媒の温度が高すぎると溶融硝安の固化に必
要以上に時間がかかり、温度が低すぎると硝安にひび割
れが生じることがある。

【００１８】

【作用】冷却水槽に浮かべた容器内へ溶融硝安を平板形
状になるよう緩やかに注ぎ込み、冷却固化させること
で、上面が若干へこむ程度の滑らかな曲面をもった、し
かも、角の丸い成型体ができる。さらに、容器を固定
し、固化した上面の滑らかな部分に真空パッドを押し当
て、真空パッドで吸着させ、真空パッドを引き上げるこ
とで成型体は簡単に取り出すことができる。

【００１９】

【実施例】

実施例１市販のステンレスバット（弁慶長バット１４型，寸法幅
６５ｍｍ×長さ１２０ｍｍ×深さ６８ｍｍ）を使用し、
冷却水温度２０℃の水槽に浮かべ、溶融硝安（温度１８
０℃）を平板状になるようバット底より２６ｍｍの高さ
まで緩やかに流し込み、冷却時間３０分の条件で製造し
た。この際、水槽中の冷却水の水面が、バット中の溶融
硝安の液面より高くなるようにした。そして、固化した
成型体の取り出しは、真空パッド（ＳＭＣ製「ＺＰ型」
ウレタンゴム５０φ）、真空エジェクター（ＳＭＣ製
「ＺＨ１０Ｄ型」）を使用し、バットを手で押さえ引き
上げた。結果は４４個製造し、全ての成型体は「ひけ」
による空洞がなく角も丸く、真空パッドで簡単に取り出
すことができた。

【００２０】実施例２図４のように市販のステンレスバット（弁慶長バット１
４型，寸法幅６５ｍｍ×長さ１２０ｍｍ×深さ６８ｍ
ｍ）１０個を一列に並べ取り付けたものをこれらのバッ
トが全て入る冷却水槽（温度２５℃）に浮かべ、一列１
０個のバットそれぞれ同時に、溶融硝安（温度１８０
℃）を平板状になるようバット底より２７ｍｍの高さま
で緩やかに流し込み、冷却時間２８分の条件で製造し
た。この際、水槽中の冷却水の水面が、バット中の溶融
硝安の液面より高くなるようにした。そして、固化した
成型体の取り出しは、真空パッド（ＳＭＣ製「ＺＰ型」
ウレタンゴム５０φ）、真空エジェクター（ＳＭＣ製
「ＺＨ１０Ｄ型」）１０個を１列に並べ取り付けたもの
をバットの上部に配置し、１０個同時に取り出しが行え
る自動装置に引き上げた。表１は製造した成型体の個数
と重量の結果である。空洞のない角の丸い硝安成型体が
２時間４０分で３７００個製造でき、真空パッドで問題
なく取り出しすることができた。

【００２１】

【表１】

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、溶融硝安を容器や鋳型
へ緩やかに平板状に流し込むことで「ひけ」による空洞
がなく角の丸い成型体が製造できる。これは、特に包装
される冷却剤として有用である。しかも、固化した成型
体は真空パッドを用いて容器や鋳型から簡単に取り出す
ことができるため、高能率で製造することが可能であ
る。本発明の方法及び装置は、硝安成型体を製造する際
に有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の製造方法を示す図。

【図２】本発明の一実施例を示す概略断面図。

【図３】本発明の一実施例を示す概略断面図。

【図４】本発明の一実施例を示す概略断面図。

【符号の説明】

１溶融硝安液２注入ノズル３鋳型４冷却水５硝安成型体６空洞７成型体押し出し機構１２硝安成型体１３真空パッド１７冷却水

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融した硝安を含む液体を容器又は鋳型
に導入し、これを冷却して硝安を固化させた後、固化し
た硝安を取り出す硝安成型体の製造方法であって、上記
容器又は鋳型に導入した溶融硝安を含む液体の液面から
該容器又は鋳型の最深部までの深さｄ（ｃｍ）と、導入
された溶融硝安を含む体積Ｖ（ｃｍ³）とが、下記式
（Ｉ）を満足することを特徴とする硝安成型体の製造方
法。Ｖ＞πｄ³／４・・・（Ｉ）
【請求項２】容器又は鋳型に導入された溶融した硝安
を含む液体の、液面から最深部までの深さが、５−１０
０ｍｍである請求項１に記載の硝安成型体の製造方法。
【請求項３】固化した硝安を真空パッドを用いて取り
出すことを特徴とする請求項１又は２に記載の硝安成型
体の製造方法。
【請求項４】容器又は鋳型の周りを冷媒で冷却する請
求項１乃至３のいずれか１つに記載の硝安成型体の製造
方法。
【請求項５】冷媒の温度が、０−５０℃である請求項
４に記載の硝安成型体の製造方法。
【請求項６】容器又は鋳型に導入した溶融硝安を含む
液体の液面よりも上方に、冷媒の上面を設定する請求項
４又は５に記載の硝安成型体の製造方法。
【請求項７】請求項１乃至６に記載の方法で得られた
硝安成型体を、冷却剤として使用する冷却剤の製造方
法。
【請求項８】請求項１乃至６の方法で得られた硝安成
型体。
【請求項９】請求項８の硝安成型体からなる冷却剤。
【請求項１０】（１）冷媒を入れるための冷媒槽と、
（２）上部が開口し、且つ冷媒槽中に置かれ又は冷媒中
に浮遊する容器又は鋳型と、（３）冷媒槽上に上下移動
可能に設けられ、パッド面を下方に向けた真空パッド
と、を有することを特徴とする溶融硝安成型体の製造装
置。