JPH01204989A - 冷却用袋体 - 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、溶解時に吸熱する冷却剤を封入した冷却用袋
体に関するものである。

従来の技術及び発明が 解決しようとする課題 冷却剤と水とを袋体間で混合し、溶解による吸熱反応を
利用する冷却用袋体は、特開昭５７−１２４６６８公報
、特開昭５８−９６９７０公報。

特開昭５８−１８０５７５公報、特開昭５９−４９４７
６公報などから公知である。しかしながら、これらの冷
却用袋体では、使用時に硝酸アンモニウム、尿素などの
冷却剤と水が瞬時に反応するため低温を得ることは容易
であるが、低温を長く保持することができない。低温の
保持時間を長くするための手段として、冷却剤を造粒し
て表面をコーテングする方法（特開昭５８−１８７４８
２公報）２８１以上の冷却剤を使用する方法（特開昭５
７−１２４６６８公報、特開昭６０−１４２１７９公報
）または、水板外の含水剤を利用する方法（特開昭６０
−６０１７７公報）などが提案されている。しかしいず
れの場合にも低温の保持時間が飛躍的に向上するには至
っていない。

最近吸水性樹脂を利用した蓄冷剤が市販され、肉、魚、
野菜などの輸送に利用されるようになった。この吸水性
樹脂を冷却剤に適用して保冷時間を長くするための方法
が提案されている。特開昭６０−１４２１７９公報は、
冷却剤としてチオ硫酸ナトリウムの固形粒子を用い、ゲ
ル化剤として繊維質材料を用いる方法、特開昭５９−１
２０６７５公報は、あらかじめゲル化した保水剤を用い
る方法、特開昭６０−１７１０４２公報は、含水剤１０
０重量部に対し、吸水性ポリマーの３０〜１００重量部
を冷却剤とともに外袋に封入する方法である。

これらの方法は、いずれも吸水性樹脂から放出される水
と冷却剤が徐々に反応するため冷却の持続時間が長くな
り、また肌ざわりも良く、−度使用したあと冷蔵庫又は
冷凍庫に入れて冷却すれば再使用可能であるなど多くの
長所を有する。しかしながら前記ゲル化剤として繊維質
材料を使用する方法は、放出された水分を吸収した繊維
質材料と冷却剤との反応が遅すぎるため、未反応の冷却
剤が使用後も残留し効果的でなく、また粒状の吸水性樹
脂に比べて高価であるという欠点を有する。

ゲル化した保水剤を用いる前記方法は、ゲル化剤と冷却
剤との混合が悪く、冷却袋を常にもむなどして外力を加
えなければならず、取り扱いが不便であり、また製造工
程も複雑であるなどの欠点がある。

これに対して吸水性ポリマーを冷却剤とともに外袋に封
入する前記方法は、製造も簡単で効果的である。

しかし、一般に吸水性ポリマーは、冷却剤に比べて約５
〜１０倍高価であり、前述し死金水剤１００重量部に対
し吸水性ポリマー８０乃至１００重量部を使用する方法
では、原料費が約２乃至５倍必要となるためコスト的に
問題がある。

本発明は、保冷時間が長く、安価で繰シ返し再使用可能
な冷却用袋体を提供するものである。

課題を解決するための手段 本発明は、含水剤を封入した内袋と、冷却剤及び吸水性
樹脂を封入した外袋とからなる冷却用袋体であって、前
記吸水性樹脂がアクリル酸・ビニールアルコール共重合
体とアクリル酸ソーダ重合体の混合体からなることを特
徴とするものである。

本発明における含水剤は、主として、通常の水、例えば
水道水、井戸水などや精製された蒸留水などが使用され
る。含水剤を長期保存するためには、小量の防腐剤を添
加してもよい。冷却剤として硝酸アンモニウムなど水に
溶けたときｐＥＩ５〜６の弱酸性を示す材料を使用する
場合には、前記冷却剤が溶解した後の液が中性となるよ
うに、水にＣａ（ＯＨ）ｓ＋、Ｎａ２ＣＯ３などを添加
し、ｐＥＩ７〜８程度の弱アルカリ性の含水剤にするこ
とが有効である。

本発明における冷却剤は、水に溶解したとき吸熱を示す
材料であれば、何を使用してもよいが、水によく溶けて
吸熱量が多く、安価で人畜に無害な材料が好ましい。こ
れらの材料は、いずれも公知であり、代表的な例をあげ
れば、無機材料としては、硝酸アンモニウム、亜硝酸ア
ンモニウム。

硝酸ナトリウム、硝酸カルシウム、塩化ア／モニクム、
炭酸水素アンモニウム、チオ硫酸ナトリウムなどかあシ
、有機材料としては尿素＋ｄ−Ｍ石酸カジ酸カリウムリ
ウム、四水塩などが挙げられる。勿論、これらの材料の
１種あるいは２種以上を混合した材料を使用してもよい
。冷却剤は、−般に潮解性を示すため、何らかの方法で
表面を被覆して空気中の水分を吸収してベトつかない工
夫が行われている。

例えば、硝酸アンモニウムでは、ステアリン酸等で被覆
しているが、このような処理を行った冷却剤を使用する
ことが好ましい。冷却剤は、水と急速に反応して吸熱す
るため、粒子は粉状よりも粒状あるいは顆粒状のものを
使用する方が適当であシ、粒度は０．５〜２．６ｆｌ程
度で揃っていることが望ましい。また反応速度を遅くす
るため気孔の少ない密度の大きいものが好ましい。

冷却剤と含水剤との配合比は、保冷時間に大きな影響を
与え、冷却剤に対して含水剤の量が多過ぎると、冷却剤
が一度に溶解して冷却するため、溶液の温度は急激に低
下するが、その後の反応が起きないため保冷時間は短く
なる。この場合、含水量が非常に多いと含水剤の熱容量
が大きく吸熱による温度低下も小さくなる。

また冷却剤に対し含水剤の量が少な過ぎると、冷却剤が
溶は残り、冷却剤が有効に使われないことになる。

冷却剤と含水剤との適正な配合比は、冷却剤の水への溶
解度によって決定するのが好ましい。例えば、冷却剤と
して硝酸アンモニウムを使用した場合を考えると、硝酸
アンモニウムの水への溶解度は、１００グラムの水に対
し、０℃で１１８グラム、２５℃で２１４グラムと温度
によって溶解度が変化するから、適正な冷却剤と含水剤
との配合比は１６°Ｃ程度の溶解度になるよう決定する
のが好ましい。硝酸アンモニウムの場合には１００グラ
ムの水に対し、冷却剤１７４グラムとなる。

１５℃の溶解度に見合う冷却剤と含水剤の比を適用した
場合、冷却剤と含水剤が混合した瞬間には溶液の温度が
０°Ｃ以下に下るため、冷却剤は一部溶けずに残存し、
時間が経過し、液温か次第に上ってくるに従って溶解度
が大きくなシ、冷却剤が少しづつ溶けるようになる。人
肌で少し冷たいと感じるのは約１５°Ｃであり、それま
では徐々に冷却剤がとけて吸熱するから保冷時間が延長
できる。

本発明における吸水性樹脂は、アクリル酸・ビニールア
ルコール共重合体とアクリル酸ソーダ重合体とを混合し
て用いる。アクリル酸・ビニールアルコール共合体樹脂
は、湿潤状態でも熱や紫外線に対して安定であり、水に
膨潤してヒドロゲルを形成し非常に安定なゲルを形成す
る。アクリル酸ソーダ重合体樹脂は、吸水速度が速く吸
水倍率　　　　　゛が高いが、ゲルの安定度は小さいこ
とが知られている。これら吸水性樹脂を冷却剤と混合し
て冷却袋として使用すれば、放出された含水剤が一部は
直接冷却剤と反応して吸熱し、一部は吸水性樹脂にとり
込まれる。

従って、反応初期での必要以上の急激な温度低下がなく
、温度上昇とともに吸水性樹脂から放出される含水剤と
冷却剤が徐々に反応し、保冷時間を延長する効果がある
。しかし、これら吸水性樹脂を単独に配合した場合、ア
クリル酸・ビニールアルコール共合体樹脂では、溶液が
電解質であるためゲル化の効果が非常に低下し、多量の
樹脂を配合しないとゲル状とならないことが明らかにな
った。また−度水を吸収したゲルは、安定で残存する冷
却剤と反応するための含水剤を放出しにくく、保冷時間
が短かくなってしまうことが明らかになった。また、ア
クリル酸ソーダ重合体樹脂は、更に、電解質溶液の影響
を大きく受け、多量の樹脂を用いなければゲル状になら
ないことが明らかになった。そのためそれぞれ単独で使
用した場合には、冷却剤１００重量部に対して、１０〜
２０重量部以上の樹脂を配合しなければ、ゲル状になら
ず、また保冷時間も無配合に比べて殆んど延長しない。

吸水性樹脂を配合する多くの実験を行った結果、上記２
種の吸水性樹脂を混合すると非常に少量でゲル化が達成
されることを見出した。例えば、上出始め、シャーベッ
ト状になることが分った。この理由は明らかでないが、
アクリル酸ソーダ重合体の優れ九瞬間吸収性、ポリアク
リル酸とポリビニールアルコールとの複合構造による架
橋効果およびポリビニールアルコール相の延伸効果など
が相乗的に作用した結果であると推定される。

アクリル酸・ビニールアルコール共合体樹脂（以下Ａ樹
脂と呼ぶ）及びアクリル酸ソーダ重合体樹脂（以下Ｂ樹
脂と呼ぶ）との適正な混合割合について種々組合せ実験
を行った結果を第４図に示した。

同図での保冷時間は、後記の実施例１に示したものと同
一実験方法、（硝酸アンモニウム７０グラム、吸水性樹
脂全量７．８グラム、含水剤４６グラム）で行ったとき
の液体の温度が１５℃になるまでの時間である。同図か
らも明らかのように、Ａ樹脂とＢ樹脂の重量合計を１０
０としたとき、Ａ樹脂の配合比率が８０％以下でも、７
０％以上でも保冷時間は短かくなる。したがってＡ樹脂
の配合比率は８０％〜７０％が適当で、１、この範囲で
あれば配合比率による差は殆んどないことが明らかにな
った。

前記の吸水性樹脂混合物を本発明の冷却用袋に適用した
場合、８％以下の配合ではゲル化の効果はなく、８〜１
０％配合するのが適当である。配合量が多くなれば、ゲ
ル化の効果は大きくなるが、１０％以上も配合すると吸
水性樹脂中に保水剤が強固にとりこまれてしまい、冷却
剤と保水剤との反応を妨害するため保冷時間がかえって
短かくなることが明らかになった。また吸水性樹脂は冷
却剤に比べて高価であり、多量に使用することは経済的
でない。

次に、本発明では１．保冷時間の延長効果とソフトな感
覚および再使用可能な冷却袋を提供するために、吸水性
樹脂を冷却剤と混合して配合する。

吸水性樹脂は、放出された含水剤を吸収し、液温に応じ
て水を放出し、冷却剤と水が反応する。このため本発明
による適正な含水剤の量は、前記の１５℃の溶解度よシ
も少し多くの含水剤が必要となる。吸水性樹脂の配合比
を変化させたときの適正な含水剤の量を第２図に示した
。吸水性樹脂の配合割合を大きくすればそれだけ適正な
含水量も多くなる。

例えば、１００グラムの硝酸アンモニウムを冷却剤とし
て使用し、これに吸水性樹脂４％（４グラム）を混合す
る場合には、第２図から１５℃における硝酸アンモニウ
ムの溶解度（１７４グラム）に相当する水の１．１５倍
の含水剤が必要となり、次式で計算できる。

本発明で使用する冷却剤の１６°Ｃにおける１００グラ
ムの水への溶解度は５０グラム乃至２５０グラムであり
、これに吸水性樹脂を冷却剤１００重量部あたシ８乃至
１０重量部混合した場合には、適正な含水剤量は前記と
同様の計算から冷却剤１００重量部に対し、４０乃至２
６０重量部となる。

実施例 例１゜ 第１図は本発明の冷却用袋体の１例を示し、耐水性外袋
１の中に内袋２と冷却剤４および吸水性樹脂５及び５′
が封入されている。内袋２には保水剤８として水道水４
６グラムを封入した。

この内袋２は、外部からのたたきなどの外力によって容
易に破れて、外袋１の冷却剤４及び吸水性樹脂５及び６
′と混合できるようになっている。

冷却剤４は、１〜２Ｈの顆粒状硝酸アンモニウムが７０
グラム、吸水性樹脂５は、平均粒径０．１〜０．８ミリ
メートルの粒状人樹脂が１．４グラム、吸水性樹脂５′
は、平均粒径０．０２１メートル以下の粉状Ｂ樹脂が１
．４グラム封入されている。

本実施例の冷却性能を測定するため、外袋１の一部に穴
をあけ、そこから温度計を挿入して内部の液状物が外に
洩れないようシールを行い、内袋２を破って温度変化を
測定した。冷却用袋体の冷却能は、外部の温度に強く影
響されるから、この点を考慮し、８０℃に保持された恒
温槽に入れて経過時間に対する温度変化を測定し、その
結果を第８図に示した。比較のため市販されている冷却
袋（従来品Ｃ，Ｄ）についても同様の試験を行った。同
図から明もかのように、本発明の冷却用袋体は、従来品
に比べて最初の温度降下が小さく、保冷時間がかなシ延
長できることが分った。また本発明の冷却用袋体は、内
袋２を破って水が反応するときシャーベット状となり、
肌ざわりもソフトであった。−度使用したあとの本発明
品及び従来品０．Ｄを冷凍庫に入れ６時間保持し、蓄冷
剤として使用できるかどうかの実験を行つ九。

その結果は第１表に示す通りであり、従来品に比べ１．
５〜２．５倍の蓄冷効果があることが明らかになった。

第５１　表 例２゜ 第１図において、保水剤８としては、水道水６６グラム
に炭酸ソーダを小量添加してｐＨを７．８に調整し九。

冷却剤４は、硝酸アンモニウム５６グラム、尿１ｇ１４
グラムとし、吸水性樹脂６はム樹脂１．８グラム、吸水
性樹脂６′はＢ樹脂１．８グラムとした。

冷却性能は実施例１と同様の方法で測定し、その結果を
第８図及び第１表に示した。本例の場合も従来品に比ベ
ソフトで保冷時間も長く、蓄冷剤として再使用できるこ
とが明らかになった。

発明の効果 以上のように、保冷時間を従来品より大巾に延長するこ
とができると共に、肌ざわりがよく、また、何回も再使
用でき、しかも安価に製造できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示した説明図、第２図は、
本発明の吸水性樹脂を配合したときの必要含水剤の量を
示すグラフ、第８図は、本発明品及び従来品の保冷性能
を示すグラフ、第４図は、本発明の吸水性樹脂における
Ａ樹脂とＢ樹脂の配合比率と保冷時間の関係を示すグラ
フである。 １・・・・・・外袋、　　　　　２・・・・・・内袋。 ８・・・・・・含水剤、　　　　４・・・・・・冷却剤
。 ５．５′・・・・・・吸水性樹脂。 代理人　弁理士　　渡　辺　弥　− 第１図 ９　　　　第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、含水剤を封入した内袋と、冷却剤及び吸水性樹脂を
   封入した外袋とからなる冷却用袋体であつて、前記吸水
   性樹脂がアクリル酸・ビニールアルコール共重合体とア
   クリル酸ソーダ重合体の混合体からなることを特徴とし
   た冷却用袋体。