JPS61130763A - 蓄冷容器を製作する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、収納物を冷却状態に保存し、またはアイスク
リームや冷菓のＩ１ｇ造などに使用することのできる蓄
冷容器を製作する方法に関する。

〔技術の背景および従来技術の説明〕

蓄冷材は、物質が固体から液体に変化する時に、その周
囲からその物質の融解熱に相当する熱を奪うことによっ
て、その周囲をその物質の融点に相当する一定の温度に
冷却することができる材料であるから、蓄冷材を冷却す
る場合、蓄冷材が液状である間は、時間の経過とともに
蓄冷材自体の温度が下がフてゆくが、蓄冷材の融解温度
に到達Ｔると、冷却を続けても、蓄冷材自体の温度が、
時間の経過とともに、蓄冷材の固化が完了するまで下が
らなくなる。この塩度は、蓄冷材を冷却媒体として使用
する場合に、一定の温度に冷却することのできる温度に
なるが、本明細書では、この温度を「蓄冷温度」という
のである。すなわち本明細書における蓄冷材の蓄冷温度
は、蓄冷材の融解温度に相当する温度である。

また二種以上の物質を混合して低温度を得る冷却剤を寒
剤あるいは起寒剤というが、多くの蓄冷材は、水に塩化
ナトリウムなどの塩類を加えて水の融点を降下させ、そ
の融点降下によって蓄冷材の蓄冷温度を調整しているつ
本明細書では、蓄冷材に加えることによつて蓄冷材の蓄
冷温度をｉＪａ整することのできる物質を［起寒性匍質
］という。

すなわち、８寒性物質を水に加えると、水の融点は、そ
の添加量に応じて０℃よりもずっと低い温度に隆下し、
８寒性物質を含んだ水を冷却すると、０℃よりもずっと
低い温度において固化して水になるのである。

これまでに、金＊ａの外容＃Ｉと内容器の間に、液状の
蓄冷材を入れ、その外容器と内容器のフラ、、いよ７４
、□、ア１６、ワ２．７．ゎ　　　　　　　　１と内容
器の間に密封充填した蓄冷容器が知られている（実開昭
５８−１２９４７９号公報および実開昭５８−１６２４
８１号公報〉っしかしながら、これらの蓄冷容器に使用
される蓄冷材は、その蓄冷温度よりも低い塩度ではｍ体
状であるが、その蓄冷温度よりも高い塩度では液状であ
るから、蓄冷容器において、蓄冷材を封入する外容器と
内容器の間の空間を完全に密ＭＴることが必要となり、
また蓄冷容器を冷却する場合、２冷ｙ器を一定の状順に
静置しておかないと、蓄冷温度以下の塩度に蓄冷材が冷
却された時に、蓄冷材が偏った位置に置かれることもあ
る。

一方において、本発明者らは、アクリルアミドの水溶液
に中性塩類を溶解し、これにＮ、Ｎ−メチレンビスアク
リルアミドをＷえ、よく混合した後、さらに重合触媒を
加えて重合し、中性塩類の水醇液がアクリルアミドの強
固な三次元の綱目ＩＩＩａ中に包蔵された弾性体ゲルを
つくり、これによって蓄冷温度の前後の塩度において資
性変形をしなり）蓄冷材を開発した（特願昭５７−１７
７３９５号および特願昭５７−２１３２００号）が、こ
れらの蓄冷材は、その償金過程におり１て、重合体の弾
性体ゲルから水の遊離することのあることを見出し、ア
クリルアミド、中性塩類およびＮ、Ｎ−メチレンビスア
クリルアミドの重合反応をペンタエリトリヅトの存在下
に行なわせることによって、Ｍ１次することのない蓄冷
材のＷａ法を開発した。（特願昭５８−２２６９４２号
） 本発明者らは、アクリルアミドの三次元重合体の蓄冷温
度の前後の温度において塑性変形をしない蓄冷材につい
て、さらに研究を重ね、アクリルアミド、８寒性物質お
よびＮ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミドの水性媒体に
おける重合反応を界面活性剤の存在において行なわせる
と、雇水することのない弾性体ゲルが得られることを見
出し、さらに、この重合反応を蓄冷容器の製作過程にお
いて行なわせることによって、蓄冷容器の蓄冷材の封入
部分に密着して充填しうる−ことを見出し、これらの短
見に基づいて本発明に到達した。

〔発明の目的および発明の要約〕

本発明の目的は、蓄冷温度の前後の温度において塑性変
形をしない蓄冷材をその封入部分に密着して充填しうる
蓄冷容器の製作方法を提供することにある。本発明のも
う１つの目的は、蓄冷材の熱交換が効率よく行なわれる
蓄冷容器の製作方法を提供することにある。

本発明は、蓄冷容器を製作するに際して、アクリルアミ
ド、メタクリルアミドおよびそれらの混合物からなる群
より選択される歳看体、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリル
アミド、Ｎ、Ｎ−メチレンビスメタクリルアミドおよび
それらの混合物からなる群より選択される架橋性単量体
、起電性物質および重合体の隅木防止剤を含む重合性水
Ｉｓ順を、重合反応が完了しない条件において、蓄冷容
器の蓄冷材を封入する部分に装入した後、蓄冷材を封入
する部分を重合反応が完了する条件に置き、それによっ
て、蓄冷材の弾性体ゲルを、蓄冷容器の蓄冷材を封入す
る部分において形成することを特徴とする蓄冷容器を１
ｌｆｉ’する方法である。

本発明の蓄冷容器を製作する方法において、重合体の隅
木防止剤として、ペンタエリトリットまたは界面活性剤
を使用することができる。また重合＠媒を含まない重合
性水溶液を、蓄冷容器の蓄冷材を封入する部分に装入し
た後、重合触媒を重合性水溶液に加え、それによって重
合体の弾性体ゲルを、蓄冷材を封入する部分において形
成することができる。さらに、重合性水溶液を重合反応
が急速に進行しない温度またはそれよりも低い温度に冷
却し、それによって重合性水溶液を蓄冷材を封入する部
分に装入する時に、重合反応が急速に進行して重合体の
弾性体ゲルが生成しないようにし、そして重合性水溶液
を、蓄冷材を封入する部分において加熱し、それによっ
て蓄冷材の弾性体ゲルを、蓄冷材を封入する部分におい
て形成することができる。

さらにまた、本発明の蓄冷容器を製作する方法において
は、重合性水溶液の重合反応が急速に進行しない限りに
おいて、重合性水溶液を蓄冷材を封入する部分に装入す
る以前に、重合触媒を重合性＊ｇｇに加えておくことも
できる。

〔発明の具体的なｍ萌〕

本発明の蓄冷容器を製作する方法において、アクナルア
ミド電合体を蓄冷材とする一例を図面を参照して説明す
る。

アクリルアミド、起電性物質、重合体の隅木防止剤およ
びＮ　＋　Ｎ−メチレンビスアクリルアミドを含む水溶
液をｔＩＩＷシ、冷却した後、重合触媒を加えて、重合
性水溶液をｍｍする。この重合性水溶液の所定量を、蓄
冷容器１の外壁を形成する容器２に入れ、その中に内壁
を形盛する容器３を第２図に示すとおりにハメ込んで、
外壁を形成する容器２さ内壁を形成する容器３の間の蓄
冷材を封入する部分４に重合性水＠Ｉｗ５の入プた蓄冷
容ｎｌを形成する。

次にこの蓄冷容ｎ１を重合反応が急速に進行する温度よ
りも高い温度の熱湯に浸漬して、蓄冷材を封入する部分
４内の重合性水溶液５の重合反応を急速に進行させ、重
合体の弾性体ゲルを形盛り、それによって蓄冷容器２の
製作を完γする。

このようにして製作された蓄冷容［１は、蓄冷材を封入
する部分４の上部に若干の空間を残すだけで、その下部
に蓄冷材５を隙間なく充填しているから、蓄冷容２！！
１を、蓄冷材の蓄冷温度よりも低い温度の冷８１１１に
入れて冷却する場合、蓄冷容Ｈｔの外壁を形成する容器
２および内壁を形Ｉ薦する容ｎ３を通して蓄冷材が冷却
されるので、蓄冷ぜの冷却を短時間に行なうことができ
、さらに蓄冷容器ｌを使用する場合、その内壁を形成す
る容ｆｆａ内に収容した物を＊ａよく冷πすることがで
きる。この蓄冷容器１において−１その外壁を形成する
容器２およびその内壁を形成する容ｌ１３に、蓄冷材を
封入する部分４１１１にフィンを取り付けておくと、蓄
冷容器１を製作する場合の重合性水溶績のｍ熱、蓄冷容
器を冷却する場合の蓄冷材の冷却、および蓄冷容器を使
用する場合の蓄冷容器ｌに収容した物の冷却のいずれも
効率よく行なうことができるが、蓄冷材は、蓄冷材を封
入する部分４の所要の位置に隙間なく充填することもで
きる利点がある。

蓄冷容Ｍｌの製作の他の一例においては、ｊｌ！４図に
示すとおりの外壁を形・成Ｔる容器２および内壁を形成
する容器３を、適当な金属支持体６によ）て、その上部
が開口した状鎮で固定して、外壁を形成する容ＩＦｌ１
２と内壁を形成する容器３の間に、、Ｗ除材を３人する
部分４を形成する。

これとは別に、アクリルアミド、８寒性物質、重合体の
離水防止剤およびＮ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミド
を含む重合性水溶液を調製し、これを前記の蓄冷材を封
入する部分４に入れた後、さらに重合触媒水溶液を加え
て、蓄冷材を封入する部分４の上部を封止する。この時
重合性水溶液が重合反応の進行に適する温度であれば、
重合触媒水溶液の添加と同時に重合性水溶液の重合反応
が進行して、蓄冷材を封入する部分４の所定の位置に隙
間なく充填した蓄冷材の弾性体ゲルを形成する。また重
合性水ｆｇ蔽が重合反応の進行に適する温度よりも低い
温度である場合は、蓄冷材を封入する部分４の上部を封
止した後、蓄冷容器ｌを、重合反応の進行に適する温度
よりも高い温度の熱湯に浸漬するか、あるいは蓄冷容ｎ
１に前記の熱湯を入れて、蓄冷材を封入する部分４の所
定の位置に、−除材の弾性体ゲルを隙間なく充填した蓄
冷容器の製作を完了する。

このようにして製作された蓄冷容器は、外壁を形成する
容器２および内壁を形成する容器１を固定する金属支持
体６がフィンと同様に、蓄冷材と外壁を形成する容器２
および内壁を形成する容器３との接触面積を増大するの
で、蓄冷容器の冷却、蓄冷容器による収納物の冷却およ
び重合性水浴液の重合による蓄冷材の弾性体ゲルの形成
をいずれも効率よく短時間に行なうことができる。

本発明の蓄冷容器の製作における外壁を形成する容器２
、内壁を形成する容ｆ１３、フィンおよび金属支持体６
の材料の金属は、熱伝導性が良好であれば、いかなる金
属であっても、これを使用することができるが、成形性
、表面処理および経済性を考慮すると、アルミニウムを
使用するのが好ましい。そしてアルミニウムを使用する
場合、その表面を陽極酸化することもできる。さらに金
属ツうヶ６．よ。ヮイ、。よ１．□、！、ア、□２　　
　　　　　（および内壁を形成する容器３のいずれかま
たは双方の成形において、一体成形するのが好ましい。

本発明の蓄冷容器の製作においてつくられる蓄冷材は、
８寒性物質および重合体の離水防止剤をＷＩ存する水溶
液がアクリルアミド、メタクリルアミドまたはその混合
物の単量体、およびＮＴＮ−メチレンビスアクリルアミ
ド、Ｎ、Ｎ−メチレンビスメタクリルアミドまたはその
混合物の架橋性単量体の重合によって形成された網目状
の三次元重合体に包蔵された弾性体ゲルであって、蓄冷
温度の前後の温度において塑性変形をしないものである
。

蓄冷材の蓄冷温度は８寒性物質の種類および使用量によ
って変動するから、一般的に、蓄冷材の蓄冷温度は実験
的に定められることが多い。起寒性物何としては、一般
的にアルカリ金属、アルカリ土類金属またはアンモニウ
ムのハロゲン化物、硝酸塩、鴎酸塩またはチオシアン酸
塩などの中性塩類あるいはエチレングリコールまたはプ
ロピレングリコールなどを使用するが、これ以外の物質
であっても、実験的に支障のない限り、いかなるもので
あっても、これを使用することができる。また重合体の
離水防止剤は、８寒性物質、前記の単量体および前記の
架曙性単置体を含む水溶液を重合して、重合体の弾性体
ゲルを形成した時に、水ｄ液が弾性体ゲル中に包蔵され
、そして順水する現象を生じないようにすることができ
る添加物であれば、いかなるものであっても、これを使
用Ｔることができるが、ペンタエリトリヅトまたは界面
活性剤を使用するのが好ましいうさらに前記の単量体お
よび前記の架橋性ＩＩＬｆｆｉ体の重合反応は、重合触
媒の添加によって加速され、この重合反応を加速するも
のであれば、レドックス触媒などのいかなるものであっ
ても、これを使用することができるが、ベルオクソニ硫
酸アンモニウムおよび亜ニチオン酸ナトリウムの組み合
せを使用するのが好ましい。

本発明によって製作された蓄冷容器は、蓄冷材の蓄冷温
度を適宜選択することによって、医薬品、食品またはそ
の他の冷蔵を必要とする材料の保管あるいは輸送に使用
することができるが、冷菓、シャーベットまたはアイス
クリームの調製に使用することもできる。この場合家庭
において、好みに合ったアイスクリームや冷菓のｍ製に
使用するのに好適である。

以トにおいて、本発明の実施の一例を説明するが、本発
明はこれらの実施例の記戴に隈定されるものではない。

実施例　１ 水１００重量部に、４０％アクリルアミド水溶液１０重
ａｍ、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミド０・２１℃
量部、ペンタエリトリヅト０・２Ｍ量部およびＮａＣｌ
３重量部を加えて溶解し、１５°Ｃに冷却した後、この
混合液に、１５℃の１ｏ９６ベルオクソニ＠酸アンモニ
ウム水溶液０．４重量部および１５℃の１０％０％亜二
チオントリウム水溶液０・０４重量部を加えてよく混合
した。この３合液を二重壁の容器の外壁を形成する容器
に入れた後、その中に二重壁の容器の内壁を形成する容
器を押し込んで、ｍ記の混合液を二ｉｔ壁の容器の外壁
を形成する容器と二重壁の容器の内壁を形成する容器に
よって形成される空間の大部分に充満するようにした後
、二ｌｉ壁の容器の外壁を形成する容器と二重壁の容器
の内壁を形成する容器を固定して、外壁と内型の間に形
成される空間の大部分が前記の混合液によって充満され
ている二！１璧の８器を形成した。

この二、ＩＩ壁の容器の大部分を６０’ｃの温湯に浸漬
するとともに、その内壁面の内側に６０℃の温湯を入れ
て、外壁と内壁の間の空間にある混合液を加熱し、重合
させて、外壁と内壁の間の空間の大部分に弾性体ゲルが
充満した二ｘ１壁の蓄冷容器を得た。

この蓄冷容器を冷却すると、−１０”ｃにおいて温度降
下が一時的に停止し、−１０”（の蓄冷温度を育する蓄
冷容器であることがわかった。

実施例　２ 水１ｏｏｉ１ｔｇに、４０９６アクリルアミド次１３＋
液１６重量部、　Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミド
０・１重量部、トウィーン−８００・２５重肴部および
ＫＣＩ　２５　Ｍｍ１Ｍヲ加えｒｓ解し、２０″ｃに冷
１］Ｌ／た後、この混合液に、２０”Ｃの１０９６ベル
オクソニ硫酸アンモニウム水溶液０．６重量部および２
０″Ｃの１０９６亜ニチオン酸ナトリウム水溶液０−０
６重量部を加えてよく混合した。この混合液を二重壁の
容器の外壁を形成する容器に入れた後、その中に二重壁
の容器の内壁を形成する容器を押し込んで、前記の混合
液を二重壁の容器の外壁を形成する容器セニ！！Ｉ壁の
容器の内壁を形成する容器によって形成される空間の大
部分に充満するようにした後、二重壁の容器の外壁を形
成する容器と二重壁の容器の内壁を形成する容器を固定
して、外壁と内壁の間に形成される空間の大部分がＩＩ
ｆ記の混合液によって充満さｉでいる二ｍＥ１ｍ！の容
器を形成した。

この二ｉ１壁の容器の大部分を５０’Ｃの温湯に浸漬す
るとともに、その内壁面のＰＪ側に５０″ｃの温湯を入
れて、外壁と内壁の間の空間にある混合液を加熱し、重
合させて、外壁と内壁の間の空間の大部分に弾性体ゲル
が充満した二１ｉ壁の蓄冷容器を得た。

この蓄冷容器を冷却すると、−１５℃において温度降下
が一時的に停止し、−１５℃の蓄冷温度を有する蓄冷容
器であることがわかった。

実施例　３ 水１００ｆｆｉｊｔ部に、４０％アクリルアミド水溶液
１６直＠部、Ｎ、Ｍ−メチレンビスアクリルアミド０．
１重量部、ソルビタンモノラウレートｏ、５１１１徽部
およびＮａ１ｌ　２５重を部を加え、６０℃に加熱して
容解し、得られた６０℃の溶液を第４図の蓄冷容器１の
蓄冷材を封入する部分４に入れ、これにＬＯ％ベルオク
ソニ硫酸アンモニウム水溶液および１０％０％亜二チオ
ントリウム水溶液０．０６１１１ｇ１部を加えた。直ち
に重合反応が始まり、蓄冷容器Ｉの蓄冷材を封入する部
分４に、蓄冷材の弾性体ゲルが充満した。その後蓄冷材
を封入する部分４を封止し、本発明の蓄冷容器が得られ
た。

この蓄冷容器を冷却すると、−２１”（：において温度
降下が一時的に停止し、−２１℃の蓄冷温度を有する蓄
冷容器であることがわかった。

実施例　４ 水１００重量部に、４０９６メタクリルアミド水溶液１
０重看部、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミド０．３
璽１１部、ペンダニリトリット０．２９量部および％ａ
（１２０電量部を加えて溶解し、２０’Ｃに冷却した後
、この混合液に、２０℃の１器％ベルオクソニ硫酸アン
モニウム水溶ｇ　Ｏ，Ａ　ｉｉｍ部およびｌ０９６亜ニ
チオン酸ナトリウム水溶液０．０４ｆｌｉｌＲ部を加え
てよく混合した。この混合液を二ＫＮの容器の外壁を形
成する容器に入れた後、その中に二重壁の容器の内壁を
形成する容器を押し込んで、前記の混合液を二重壁の容
器の外壁を形成する容器と二重壁の容器の内壁を形成Ｔ
る容器の間に形成される空間の大部分に充満するように
した後、二重壁の容器の外壁を形成する容器と二！Ｉ！
壁の容器の内壁を形成する容器を固定して、外壁と内壁
の間の空間の大部分に前記の混合液が充満する二重壁の
容器を形成した。

この二重壁の容器の大部分を５０°Ｃの温湯に浸漬する
とともに、その中に５０℃の温湯を入れて、外壁と内壁
の間の空間にある混合液を加熱し、重合させて、外壁と
内壁との間の空間の大部分に弾性体ゲルが充満する二重
壁の蓄冷容器を得た。

この蓄冷容器を冷却すると、−１５℃において温Ｍ降下
が一時停止し、−１５°Ｃの蓄冷塩度を有することがわ
かった。

〔発明の効果〕

本発明の１Ｆ冷容器の製作において、蓄冷材の弾性体ゲ
ルの重合による形校が蓄冷材を封入する部分において行
なわれるので、蓄冷材は蓄冷材を封入する部分の所定の
位置に隙間をつくることなくキラチリと充填されており
、それによって本発明によって製作された蓄冷容器は、
蓄冷材の冷却および収納物の冷却の双方を効率よく行な
うことができる。また本発明によって製作された蓄冷容
器に封入された蓄冷材は、蓄冷塩度の前後にかかわらず
、常に塑性変形をすることがないので、蓄冷容器を冷却
する場合に、蓄冷容器を正置しなくても、蓄冷材は、蓄
冷材を封入する部分の所定の位置に置かれているから、
収納費を冷却する場合に、収納物の冷却を効率よく行な
うことができる。こλ れに対して、蓄冷温度よりも高い温度において塑性変形
をする鍛体であるが、蓄冷塩度よりも低い温度において
塑性変形をしない固体である通常の蓄冷材を使用した蓄
冷容器を横転した状態で冷却すると、蓄冷材は、蓄冷容
器の一方に潟した状態で固まるので、この状態で蓄冷材
が固化している蓄冷容器を正置して、収納物を冷却する
と、収納物は一方向より冷却されるだけであるから、収
納物の冷却が効率よく行なわれない。

４　　（ＩＩＩＮのＷＲｊＩＬな説明 Ｈｕ１１は、本発明の蓄冷容器の製作の一例を示す側面
からの断面図、第２図は、本発明により製作された蓄冷
容器の断面を示す側面図、第３図は、本発明により製作
された蓄冷容器の他の例の第４図Ａ−Ａ線の断面を示す
平面図、そして第４図は、本発明により製作された蓄冷
容器の他の例の断面を示す側面図である。

〔図面符号〕

ｌ：蓄冷容器 ２：外壁を形成する容器 ３：内壁を形成する容器 ４：蓄冷材を封入する部分 ５：１１１合性水溶液 ６：金属支持体 図面の浄書（内容【ζ変更なし１ 手続補正書（自発） 昭和６０年１月８日

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）蓄冷容器を製作するに際して、アクリルアミド、
   メタクリルアミドおよびそれらの混合物からなる群より
   選択される単量体、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミ
   ド、Ｎ，Ｎ−メチレンビスメタクリルアミドおよびそれ
   らの混合物からなる群より選択される架橋性単量体、起
   寒性物質および重合体の離水防止剤を含む重合性水溶液
   を、重合反応が完了しない条件において、蓄冷容器の蓄
   冷材を封入する部分に装入した後、蓄冷材を封入する部
   分を重合反応が完了する条件に置き、それによって、蓄
   冷材の弾性体ゲルを、蓄冷容器の蓄冷材を封入する部分
   において形成することを特徴とする蓄冷容器を製作する
   方法。
2. （２）重合体の離水防止剤が、ペンタエリトリットであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の蓄冷
   容器を製作する方法。
3. （３）重合体の離水防止剤が、界面活性剤であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の蓄冷容器を製
   作する方法。
4. （４）重合反応が完了しない条件が、重合性水溶液が重
   合触媒を含まないことであり、そして重合反応が完了す
   る条件が、重合性水溶液に重合触媒を加えることである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項の
   いずれかに記載の蓄冷容器を製作する方法。
5. （５）重合反応が完了しない条件が、重合性水溶液を重
   合反応が急速に進行しない温度またはそれよりも低い温
   度に置くことであり、および重合反応が完了する条件が
   、重合性水溶液を、重合反応が急速に進行する温度また
   はそれよりも高い温度に置くことであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載
   の蓄冷容器を製作する方法。
6. （６）重合性水溶液が重合触媒を含むことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項ないし第３項および第５項のいず
   れかに記載の蓄冷容器を製作する方法。