(57)【要約】  塩化ナトリウムを含む無機塩水溶液に添加することで冷却時に確実に結晶が析出して過冷却を抑制でき、かつ添加による融点低下や潜熱量減少が小さい過冷却抑制剤を添加した潜熱蓄熱材を提供する。塩化ナトリウム水溶液を含む潜熱蓄熱材であって、共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液と、前記共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液に対して、０℃における飽和濃度となる量以上の量のリン酸水素二ナトリウムと、を含む。これにより、冷却時に確実に結晶が析出して過冷却を抑制でき、かつ添加による融点低下や潜熱量減少が小さい過冷却抑制剤を添加した潜熱蓄熱材を用いて、過冷却を抑制しつつ十分な潜熱量により保冷することができる。
2019026820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機塩と水とを主剤とする潜熱蓄熱材であって、
前記無機塩は少なくとも塩化ナトリウムを含み、
前記無機塩と水は共晶となり、
前記主剤に対して、前記共晶が融解する温度における飽和濃度となる量以上の量のリン酸水素二ナトリウムを含む潜熱蓄熱材。
【請求項２】
前記リン酸水素二ナトリウムは、前記主剤に対して、２０℃における飽和濃度となる量以下の量である請求項１記載の潜熱蓄熱材。
【請求項３】
前記無機塩が塩化ナトリウムである請求項１記載 の潜熱蓄熱材であって、
共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液と、
前記共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液に対して、０℃における飽和濃度となる量以上の量のリン酸水素二ナトリウムと、を含む潜熱蓄熱材。
【請求項４】
前記リン酸水素二ナトリウムは、前記共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液に対して、２０℃における飽和濃度となる量以下の量である請求項３に記載の潜熱蓄熱材。
【請求項５】
保冷対象物の保冷を行なう保冷具であって、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の潜熱蓄熱材と、
前記潜熱蓄熱材を収容する収容部と、を備える保冷具。
【請求項６】
保冷室と前記保冷室を冷却する電気的冷却装置を備えた保冷庫であって、
前記保冷室内に請求項５記載の保冷具を備え、
前記電気的冷却装置は、少なくとも前記保冷具を凍結可能な制御温度を有する保冷庫。
【請求項７】
物品を梱包する物流梱包容器であって、
物流梱包容器本体と、
請求項５記載の保冷具と、
前記物流梱包容器本体内部に設けられ、前記保冷具を保持する保冷具保持部と、
前記物流梱包容器本体内部に設けられ、物品を収容する物品収容部と、を備える物流梱包容器。
【請求項８】
保冷対象物の保冷を行なう保冷ユニットであって、
保冷対象物の周囲に配備され、短冊状に形成された請求項５記載の複数の保冷具と、
前記保冷具の外周に配備され、前記保冷具を支持し、保冷対象物に近接または接触させるための保冷具支持体と、を有する保冷ユニット。
【請求項９】
前記保冷具は関節機構を備え、隣接する複数の前記保冷具は、前記関節機構を介して連結している請求項８記載の保冷ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、潜熱蓄熱材、保冷具、保冷庫、物流梱包容器および保冷ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍温度での保管が必要な食品、例えば冷凍された野菜や食肉、冷凍加工食品、アイスクリームなどは、−１８℃以下の環境下で長期間ほぼ品質を損なわずに保存できる。このため上記食品は−１８℃以下を維持できる保冷庫において保管されるが、停電時や除霜運転時など保冷庫への通電が停止している期間は保冷庫内が温度上昇するため、微生物の繁殖や食品の融解による品質低下は免れない。そのため、通電停止時の保冷庫を長期間−１８℃以下に維持する手段が望まれる。【０００３】
一方で、潜熱蓄熱材料は固体から液体への相変化により、その融点温度で一定時間保持できる材料である。−１８℃以下での保冷には、例えば、融点が−２１℃付近の塩化ナトリウム水溶液を蓄熱主剤とする保冷具を使用できる。しかし、無機塩水溶液では図１に示す過冷却現象が発生するため融点では主剤が凝固せず、融点が−２１℃付近の塩化ナトリウム水溶液を確実に凝固させるにはおよそ−２８℃以下での冷却が必要となる。保冷庫は低温ほど消費電力が増大するため、保冷庫のコストを抑えるためには過冷却の抑制が必要となる。【０００４】
過冷却抑制の手段として、蓄熱主剤である水溶液中に主剤の溶質とは異なる無機塩の結晶を共存させ、冷却時にその結晶を核として水溶液を凝固させ、凝固開始点を融点に近づける方法が知られている。また、水溶液の均一性を得るために、核となる無機塩は室温で均一に溶解した状態にし、水溶液の冷却時に溶解度が減少して結晶が析出するよう添加量を調整する方法が用いられる。【０００５】
特許文献１は、過冷却防止剤として硫酸ナトリウムを用いることによって、塩化ナトリウム水溶液を蓄冷媒体とした蓄冷材の過冷却を防止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−９２７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に水溶液に対し無機塩を添加すると、凝固点降下による融点低下や、潜熱量（融解時の吸熱量）の減少が発生し、主剤単独での保冷温度と保冷時間を維持できない。また、通常使用される過冷却抑制剤は水和物を形成する無機塩であることが多く、析出時に水溶液から水を奪うため、水溶液の濃度維持が困難である。特に、塩化ナトリウム水溶液は図２の相図より、共晶濃度（凝固時に水と溶質の共晶のみ生成する濃度）で−２１℃付近での融解において最高の潜熱量を示すが、わずかに濃度が変動すると氷や塩化ナトリウム二水和物の発生により潜熱量が低下するため、濃度維持は保冷時間維持における重要な課題である。この課題は塩化ナトリウム水溶液だけではなく、塩化ナトリウムと他の無機塩を含む水溶液についてもあてはまる。【０００８】
しかし、特許文献１は、硫酸ナトリウム（過冷却抑制剤）の添加による潜熱量低下についても、硫酸ナトリウムの析出時の蓄熱主剤の濃度変化による潜熱量低下についても、考察されていない。【０００９】
本発明の一実施形態は、このような事情に鑑みてなされたものであり、塩化ナトリウム水溶液に添加することで冷却時に確実に結晶が析出して過冷却を抑制でき、かつ添加による融点低下や潜熱量減少が小さい過冷却抑制剤を添加した潜熱蓄熱材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の一実施形態は、以下のような手段を講じた。即ち、本発明の一実施形態の潜熱蓄熱材は、無機塩と水とを主剤とする潜熱蓄熱材であって、前記無機塩は少なくとも塩化ナトリウムを含み、前記無機塩と水は共晶となり、前記主剤に対して、前記共晶が融解する温度における飽和濃度となる量以上の量のリン酸水素二ナトリウムと、を含む。 
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一実施形態によれば、塩化ナトリウムを含む無機塩水溶液に添加することで冷却時に確実に結晶が析出して過冷却を抑制でき、かつ添加による融点低下や潜熱量減少が小さい過冷却抑制剤を添加した潜熱蓄熱材を用いて、過冷却を抑制しつつ十分な潜熱量により保冷することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】過冷却現象の一例を表すグラフである。
【図２】塩化ナトリウム水溶液の相図である。
【図３】リン酸水素二ナトリウムの溶解度を示す表である。
【図４】リン酸水素二ナトリウムの過冷却抑制効果と潜熱量を表す概念図である。
【図５】塩化ナトリウム水溶液にリン酸水素二ナトリウムまたは硫酸ナトリウムを添加したときの水溶液濃度の変動を示す表である。
【図６】実施例１および比較例１の凝固時の溶液温度を熱電対で測定した結果を示すグラフである。
【図７】実施例１、２および比較例１の凝固開始温度を示す表である。
【図８】実施例１および比較例１の融解時の溶液温度を熱電対で測定した結果を示すグラフである。
【図９】実施例１、２および比較例１の融点を示す表である。
【図１０】実施例１および比較例１のＤＳＣ測定の結果を示すグラフである。
【図１１】実施例１および比較例１の融点と融解時の潜熱量を示す表である。
【図１２】水に無水リン酸水素二ナトリウムを添加した比較例２の潜熱値を示すグラフである。
【図１３】第１の実施形態に係る保冷具の一例を示す断面図である。
【図１４Ａ】第１の実施形態に係る保冷具１００の製造の工程を示す概念図である。
【図１４Ｂ】第１の実施形態に係る保冷具１００の製造の工程を示す概念図である。
【図１４Ｃ】第１の実施形態に係る保冷具１００の製造の工程を示す概念図である。
【図１５Ａ】第２の実施形態に係る保冷庫の一例を示す断面図である。
【図１５Ｂ】第２の実施形態に係る保冷庫の一例を示す断面図である。
【図１５Ｃ】第２の実施形態に係る保冷庫の一例を示す断面図である。
【図１５Ｄ】第２の実施形態に係る保冷庫の一例を示す断面図である。
【図１６】第３の実施形態に係る物流梱包容器の一例を示す断面図である。
【図１７】第３の実施形態に係る物流梱包容器の変形例を示す断面図である。
【図１８】第３の実施形態に係る物流梱包容器の変形例を示す断面図である。
【図１９】第３の実施形態に係る物流梱包容器の使用状態の一例を示す概念図である。
【図２０】第４の実施形態に係る保冷ユニットの一例を示す模式図である。
【図２１】第４の実施形態に係る保冷ユニットの一例を示す模式図である。
【図２２】第４の実施形態に係る保冷ユニットの一例を示す模式図である。
【図２３】第４の実施形態に係る保冷ユニットの一例を示す模式図である。
【図２４】第４の実施形態に係る保冷ユニットの使用状態の一例を示す概念図である。
【図２５】第４の実施形態に係る保冷ユニットの使用状態の一例を示す断面図である。
【図２６】比較例２と実施例３について、温度可変型恒温槽内で凝固時の溶液温度を熱電対で測定した結果を示すグラフである。
【図２７】実施例３と比較例２について、温度可変型恒温槽内で融解時の溶液温度を熱電対で測定した結果を示すグラフである。
【図２８】実施例３と比較例２について、ＤＳＣ測定の結果を示すグラフである。
【図２９】図２８の測定結果から求めた実施例３と比較例２の融点と融解時の潜熱量を示す表である。
【図３０】比較例３と実施例４について、温度可変型恒温槽内で凝固時の溶液温度を熱電対で測定した結果を示すグラフである。
【図３１】実施例４と比較例３について、温度可変型恒温槽内で融解時の溶液温度を熱電対で測定した結果を示すグラフである。
【図３２】実施例４と比較例３の融点と融解時の潜熱量を示す表である。
【図３３】比較例４と比較例５について、温度可変型恒温槽内で凝固時の溶液温度を熱電対で測定した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者らは、共晶濃度の塩化ナトリウムを含有する無機塩水溶液に対して、過冷却抑制剤としてリン酸水素二ナトリウムを添加することで、過冷却が抑制されるだけでなく、潜熱量の低下もほとんど起こらないことを見出し、本発明に至った。
【００１４】
これにより、本発明者らは、塩化ナトリウム水溶液を含む潜熱蓄熱材を用いて、過冷却を抑制しつつ十分な潜熱量により保冷することを可能とした。以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
［潜熱蓄熱材の構成］
本発明の潜熱蓄熱材は、塩化ナトリウム水溶液を含む潜熱蓄熱材であって、共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液と、前記共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液に対して、０℃における飽和濃度となる量以上の量のリン酸水素二ナトリウムと、を含む。
【００１６】
潜熱蓄熱材の蓄熱主剤である塩化ナトリウム水溶液は、共晶濃度である。図２の相図に示されるように、塩化ナトリウム水溶液は、共晶濃度（凝固時に水と溶質の共晶のみ生成する濃度）のときに−２１℃付近で単一の融点を有し、このとき潜熱量が最大となる。
【００１７】
潜熱蓄熱材に含まれるリン酸水素二ナトリウムは、共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液に対して、０℃における（水に対する）飽和濃度となる量以上の量である。過冷却抑制剤として機能するリン酸水素二ナトリウムは、塩化ナトリウム水溶液の融点である−２１℃までに確実に結晶が析出することが要求される。また、溶媒が水であり、その融点が０℃であることを考慮すると、確実に析出させるために０℃での溶解度以上の質量を添加する。
【００１８】
リン酸水素二ナトリウムは、０℃での水に対する溶解度が低いため、０℃での溶解度以上のわずかな量の添加で過冷却抑制が可能である。また、リン酸水素二ナトリウムは、結晶析出時に水和物を形成するが、わずかな量で過冷却抑制効果を示すため、析出時に水溶液から奪われる水の量が少なくなり、水溶液濃度の変動が小さい（後述）。即ち、共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液を潜熱蓄熱材の蓄熱主剤として使用する際、リン酸水素二ナトリウムを過冷却抑制剤として使用することで、凝固開始点（凝固温度）を融点に近づけることができるだけでなく、保冷温度や保冷時間に与える影響が小さく、高い保冷性能を維持できる。
【００１９】
潜熱蓄熱材に含まれるリン酸水素二ナトリウムは、共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液に対して、２０℃における（水に対する）飽和濃度となる量以下の量であることが好ましい。２０℃における飽和濃度となる量以下の量とすることで、室温でリン酸水素二ナトリウムの溶け残りや析出が生じないため、水溶液の均一性が得られるからである。また、図３に示すように、リン酸水素二ナトリウムの２０℃における溶解度は、０℃における溶解度の５倍近くあるため、２０℃における溶解度以下の量であれば、室温で速やかに溶ける。
【００２０】
図４は、リン酸水素二ナトリウムの過冷却抑制効果と単位重量当たりの潜熱量を示す概念図である。図４に示すように、過冷却抑制効果は、添加量（重量）が多くなるにつれて増加する。一方、潜熱量はリン酸水素二ナトリウムを添加する場合ではほとんど低下がみられない。このため、リン酸水素二ナトリウムの添加量は０℃における飽和濃度から２０℃における飽和濃度まで許容され、材料コストと過冷却抑制効果のバランスにより任意に決定できる。
【００２１】
［水溶液濃度の変動］
図５は、共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液に対して、添加剤なしの場合、リン酸水素二ナトリウムを添加した場合、硫酸ナトリウムを添加した場合のそれぞれについて、添加剤析出後の水溶液濃度の変動を示した表である。共晶濃度である２３．３重量％の塩化ナトリウム水溶液１００ｇ（水７６．７ｇ）に対して、添加剤を０℃での水１００ｇに対する溶解度と同等の量を添加する場合を考える。
【００２２】
リン酸水素二ナトリウムの場合、０℃での水１００ｇに対する溶解度が１．６ｇなので、２３．３重量％の塩化ナトリウム水溶液１００ｇ（水７６．７ｇ）に対してリン酸水素二ナトリウムを１．２ｇ（１．６ｇ×７６．７／１００）添加する。そして、添加したリン酸水素二ナトリウム全てが十二水和物として析出したとすると、塩化ナトリウム水溶液の濃度は２３．７重量％となる。
【００２３】
硫酸ナトリウムの場合、０℃での水１００ｇに対する溶解度が４．５ｇなので、２３．３重量％の塩化ナトリウム水溶液１００ｇ（水７６．７ｇ）に対して硫酸ナトリウムを３．５ｇ（４．５ｇ×７６．７／１００）添加する。そして、添加した硫酸ナトリウム全てが十水和物として析出したとすると、塩化ナトリウム水溶液の濃度は２４．４重量％となる。析出後の濃度が共晶濃度から大きく外れているため、冷却時に共晶以外に塩化ナトリウム二水和物が多く生成し、−２１℃付近での潜熱量が低下する。
【００２４】
つまり、リン酸水素二ナトリウムを過冷却抑制剤として用いる場合、硫酸ナトリウムを用いる場合と比べて、主剤の濃度変化が小さいことが分かる。そのため、潜熱蓄熱材の潜熱量の低下を抑制することができる。なお、硫酸ナトリウムを十水和物の形で、またはリン酸水素二ナトリウムを十二水和物の形で添加して溶解させることもできる。この場合は、それぞれ全て析出しない限り水溶液は共晶濃度より低くなり、冷却時に氷が生成して潜熱量の低下につながる。しかし、この場合も、リン酸水素二ナトリウムの方が添加量を少なくできるため、共晶濃度とのずれを小さくでき、潜熱量の低下を抑制できる。
【００２５】
したがって、共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液に添加するリン酸水素二ナトリウムは、一部または全部が水和物であってもよい。上記の考察によれば、例えば、０℃における飽和濃度となる量以上の量のリン酸水素二ナトリウムのうち、飽和濃度となる量を超える量のリン酸水素二ナトリウムは水和物として添加する、または水和物に換算した量の水を余分に加える、などのように、リン酸水素二ナトリウムが析出したときに共晶濃度とのずれを小さくするように水の量を調整することもできる。
【００２６】
［実施例および比較例］
図６は、２３重量％濃度の塩化ナトリウム水溶液５０ｇ（比較例１）と、それに無水リン酸水素二ナトリウムを０℃での飽和濃度以上の２．０重量％（２３重量％濃度の塩化ナトリウム水溶液を１００重量％とすると、無水リン酸水素二ナトリウムの０℃での飽和濃度は１．２重量％である。）添加した水溶液（実施例１）について、温度可変型恒温槽内で凝固時の溶液温度を熱電対で測定した結果を示すグラフである。温度可変型恒温槽の温度プログラムは、２５℃から−３５℃まで１時間で降温し、以降−３５℃を維持する設定とした。
【００２７】
比較例１では約−２８℃を最下点（凝固開始温度）として過冷却状態が解消し、水溶液の凝固に伴う発熱が確認された。一方で、実施例１では凝固開始温度が約−２４℃であり、リン酸水素二ナトリウムの添加により過冷却が抑制されていることを確認した。また、複数回凝固と融解を繰り返したが安定的な凝固が確認された。
【００２８】
図７は、上記条件の実験で得た比較例１、実施例１およびリン酸水素二ナトリウムを４．０重量％添加した実施例２の凝固開始温度を示した表である。実施例１と比較し、実施例２では凝固開始温度が１．２℃上昇し、添加量の増加により過冷却抑制効果の増大が可能であることを確認した。これは、添加量が増加することにより、リン酸水素二ナトリウムの冷却時の析出量が増え、主剤の核発生が促進されたことに起因する。
【００２９】
以上より、リン酸水素二ナトリウムを過冷却抑制剤として０℃での飽和濃度以上含むことで２３重量％の塩化ナトリウム水溶液の凝固が安定的に起こる。さらに、添加量が増加することで凝固開始温度が上昇し、過冷却抑制効果が促進されることを確認した。
【００３０】
図８は、実施例１と比較例１について、温度可変型恒温槽内で融解時の溶液温度を熱電対で測定した結果を示すグラフである。温度可変型恒温槽の温度プログラムは、−３５℃から昇温速度５℃／ｈで昇温する設定とした。
【００３１】
実施例１と比較例１それぞれ吸熱により溶液温度を維持している段階（３ｈ〜６．５ｈ）が融解に相当するが、維持している温度はいずれも約−２１℃付近であり、リン酸水素二ナトリウムの添加による融点への影響がほとんどないことを確認した。また、完全に融解して温度が試験器内温度に従い上昇し始めるまでの時間にほとんど差がないことから、リン酸水素二ナトリウムの添加による潜熱量の低下もほとんどみられないことを確認した。
【００３２】
図９は、上記条件の実験で得た実施例１、２および比較例１の融点を示す表である。リン酸水素二ナトリウムを４．０重量％まで添加しても融点にほとんど変化がなく、主剤の融点に影響を与えないことを確認した。
【００３３】
図１０ は、実施例１と比較例１について、ＤＳＣ測定の結果を示すグラフである。また、図１１は、図１０の測定結果から求めた実施例１と比較例１の融点と融解時の潜熱量を示す表である。ＤＳＣ測定の温度プログラムは、３０℃から−５５℃まで５℃／ｍｉｎの速度で降温して、−５５℃で５分間温度を維持した後、３０℃まで５℃／ｍｉｎの速度で昇温する設定とした。
【００３４】
実施例１および比較例１の−２０℃付近の熱流がマイナス域のピークが、融解による吸熱に相当する。融点はピークの低温側の接線とベースラインとの交点から得ているが、実施例１と比較例１で融点はほぼ同じであり、リン酸水素二ナトリウムの添加による融点への影響がほとんどないことを確認した。
【００３５】
さらに、融解ピークの面積より得た融解時の潜熱量は実施例１と比較例１でほとんど変わらず、むしろリン酸水素二ナトリウムを添加した実施例１の方が潜熱量が高くなるという結果を得た。即ち、リン酸水素二ナトリウムの添加による潜熱量の減少はみられないことを確認した。
【００３６】
一方で、図１２は水１００重量％に対して無水リン酸水素二ナトリウムを添加した比較例２について、潜熱値をＤＳＣにより測定した結果を示すグラフである。比較例２では、リン酸水素二ナトリウムの添加量が増大するごとに潜熱値の低下がみられる。即ち、塩化ナトリウム水溶液に対してリン酸水素二ナトリウムを添加した場合において、潜熱量の低下がみられないことを確認した。
【００３７】
また、共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液では冷却時に水と塩化ナトリウムとの共晶のみが生成し、氷の生成や塩化ナトリウム二水和物の析出がみられないため、それらの減少に由来する吸熱ピークはみられない。そのため、図１０の比較例１は、共晶の生成に由来するシングルピークのみがみられる。実施例１も同様にシングルピークのみであることから、リン酸水素二ナトリウム水和物の生成による濃度変化は小さく、共晶濃度付近を維持していることを確認した。
【００３８】
［保冷具の構成］
本発明の保冷具は、保冷対象物の保冷を行なう保冷具であって、上記の潜熱蓄熱材と、潜熱蓄熱材を収容する収容部と、を備える。図１３は、本実施形態に係る保冷具１００の一例を示す断面図である。図１３に示すように、本実施形態に係る保冷具１００は、保冷具本体１１０の内部に中空構造の領域である収容部１２０を有し、収容部１２０に、蓄熱層１３０を備える。
【００３９】
保冷具本体１１０は、蓄熱層１３０を内包するための中空構造の収容部１２０を有する。保冷具本体１１０は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミドなどの樹脂材料や、アルミニウム、ステンレス、銅、銀などの金属、ガラス、陶磁器、セラミックなどの無機材料により形成することができる。中空構造の作り易さと、耐久性の観点から樹脂材料であることが好ましい。また、保冷具本体１１０はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミドなどを主成分とするフィルムにより内包されていても構わない。フィルムの耐久性やバリア性を高める目的で、フィルムにアルミニウムや二酸化ケイ素の薄膜が形成されていても構わない。さらに、保冷具本体１１０に、温度を示す示温材のシールを貼付すると、保冷具の温度が判断可能となるため好ましい。
【００４０】
蓄熱層１３０は、本実施形態に係る潜熱蓄熱材１５０を含む。また、蓄熱層１３０を形成する材料に防腐剤や抗菌剤が添加されていることが好ましい。また、蓄熱層１３０を形成する材料にキサンタンガム、グアガム、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウムなどの増粘剤が添加されていてもよい。なお、本発明の材料は、上記の例示した材料に限定されるものではない。
【００４１】
潜熱蓄熱材１５０は、共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液を蓄熱主剤としているため、−２１℃付近に単一の融点を有している。また、過冷却抑制剤としてリン酸水素二ナトリウムを含み、凝固温度が調節されている。そのため、家庭用冷凍庫などの一般的な冷却装置により凝固させることができる。
【００４２】
［保冷具の製造方法］
次に、本実施形態に係る保冷具１００の製造方法について説明する。図１４Ａ〜図１４Ｃは、本実施形態に係る保冷具１００の製造の工程を示す概念図である。まず、図１４Ａに示すような、中空構造の領域を有する保冷具本体１１０を準備する。保冷具本体１１０は、潜熱蓄熱材１５０を注入できる注入口１７０が付いていることが好ましい。次に、潜熱蓄熱材１５０を注入する。注入方法は問わないが、シリンダーポンプやモーノポンプを用いた注入方法が好ましい。図１４Ｂはシリンダーポンプを用いた例を示す。図１４Ｂに示すように、シリンダーポンプの充填ホースを保冷具本体１１０の注入口１７０にセットし、吸上げホースを潜熱蓄熱材１５０の入った容器にセットする。次に、シリンダーポンプのピストンを下降することにより潜熱蓄熱材１５０を吸上げ、ピストン内に蓄熱材を充填した後に、ピストンを上昇させることで保冷具本体１１０に潜熱蓄熱材１５０を注入する。
【００４３】
そして、図１４Ｃに示すように、保冷具本体１１０の注入口１７０に栓１９０をする。栓１９０をする方法としては、超音波溶着や熱溶着などの既存の手法で密栓する方法や、ネジ栓としておき、手で自由に開閉できる栓とする方法がある。超音波溶着や熱溶着などで密栓する場合は、潜熱蓄熱材１５０などが漏れる虞がなく好ましい。
【００４４】
最後に、潜熱蓄熱材１５０の凝固温度以下の温度環境で保冷具１００を静置し、潜熱蓄熱材１５０を凝固させる。このような工程により、本実施形態の保冷具１００が製造される。なお、ここで説明したように、保冷具１００を使用する前に潜熱蓄熱材１５０を凝固させてもよいが、後述する保冷庫に使用する場合や物流梱包容器に使用する場合に、保冷具１００の使用中に潜熱蓄熱材１５０の凝固温度以下の温度環境にすることができる場合は、保冷具１００中の潜熱蓄熱材１５０をその段階で凝固させることもできる。なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４５】
［第２の実施形態］
［保冷庫の構成］
本実施形態は、第１の実施形態に係る保冷具を用いた保冷庫の実施形態である。図１５Ａは、本実施形態に係る保冷庫４００の一例を示す断面図である。保冷庫４００は、保冷室４１０および第１の実施形態に係る保冷具１００を備える。また、保冷庫４００は、図示しない保冷室を冷却する電気的冷却装置を備え、少なくとも保冷具１００を凍結可能な制御温度を有する。
【００４６】
保冷室４１０は、保冷庫４００の内部に設けられ、保冷対象物が収容される。これにより、通電時は電気的冷却装置により保冷対象物が保冷され、通電停止時は保冷具１００に含まれる潜熱蓄熱材１５０の潜熱および顕熱により保冷対象物が保冷される。保冷室４１０の内壁、外壁または壁内には、断熱材が設けられることが好ましい。
【００４７】
保冷具１００は、保冷室４１０内に配置される。また、保冷具１００は、複数配置されていてもよい。図１５Ｂ〜Ｄは、本実施形態に係る保冷庫４００の変形例を示す断面図である。保冷具１００は、保冷室４１０の内壁面に配置されていてもよいし、壁内に配置されていてもよい。また、保冷具１００は、保冷対象物を載置する棚に面して配置されていてもよいし、保冷具１００自体が保冷対象物を載置する棚となっていてもよい。
【００４８】
保冷具１００は、通電時は保冷室４１０の温度低下に従って凝固する。また、通電停止時は保冷室４１０の温度上昇に伴い、保冷具１００に含まれる潜熱蓄熱材１５０が融解して吸熱により保冷室４１０内を−１８℃以下に維持する。保冷具１００に用いられる潜熱蓄熱材１５０は潜熱値が大きいため、通電停止時も保冷室４１０内を長時間−１８℃以下に維持することができる。
【００４９】
保冷庫４００は、電気的冷却装置が電気的に冷却された空気を保冷室４１０内に送り込むことにより内部を−２４℃以下の状態に冷却できることが好ましい。室内温度を−２４℃以下にすることができれば、潜熱蓄熱材１５０が液体の状態で保冷具１００を収容させた時でも、保冷室４１０内にて凝固が十分に可能となる。ただし、潜熱蓄熱材１５０の調整された凝固温度によっては、それよりも高い温度であっても、凝固は可能である。
【００５０】
［第３の実施形態］
［物流梱包容器の構成］
本実施形態は、第１の実施形態に係る保冷具を用いた物流梱包容器の実施形態である。図１６は、本実施形態に係る物流梱包容器２００の一例を示す断面図である。物流梱包容器２００は、物流梱包容器本体２１０と、物流梱包容器本体２１０の内部に設けられ保冷具１００を保持する保冷具保持部２２０と、保冷具１００と、物流梱包容器本体２１０の内部に設けられ物品（保冷対象物）を収容する物品収容部２３０と、を備える。
【００５１】
物流梱包容器本体２１０は、収容部２４０および蓋部２５０により構成される。収容部２４０は、物品および保冷具１００を出し入れする開口部を有し、蓋部２５０は、開口部を閉塞する。収容部２４０および蓋部２５０は、連結されていてもよいし、分離されていてもよい。物流梱包容器２００の内部との熱の出入りを低減するために、蓋部２５０は収容部２４０と密着する構造であることが好ましい。
【００５２】
物流梱包容器本体２１０は、発泡スチロール、発泡ウレタン、真空断熱材などの断熱性を有する材料で形成されていることが好ましい。断熱性を考慮しない材料で形成された本体の内側や外側に、断熱性を有する材料で形成された断熱層を設けてもよい。また、物流梱包容器本体２１０は、人が持ち運びできる大きさであってもよいし、例えば、コンテナなどの巨大な容器が物流梱包容器本体２１０としての機能を有していてもよい。また、物流梱包容器２００はリーファーコンテナのように冷却装置を備えた容器であっても構わない。
【００５３】
保冷具保持部２２０は、物流梱包容器本体２１０の内部に設けられる。物流梱包容器２００は、保冷具保持部２２０に保冷具１００を載置することにより用いられる。これにより、物流梱包容器本体２１０の内部が、−１８℃以下に保持される。保冷具保持部２２０は、保冷具１００の固定が可能な構造となっていてもよい。また、保冷具１００が、物流梱包容器本体２１０に内蔵されていてもよいし、保冷具１００自体が、物流梱包容器２００となっていてもよい。
【００５４】
物品収容部２３０は、物流梱包容器本体２１０の内部に設けられ、−１８℃以下に保持されるべき物品が収容される。これにより、物品が−１８℃以下に保持される。図１７および図１８は、本実施形態に係る物流梱包容器２００の変形例の一例を示す断面図である。図１７および図１８に示すように、保冷具１００が複数設けられていてもよい。また、保冷具１００は、図１８に示すように、保冷具保持部材２２１によって保持されていてもよい。図１９は、本実施形態に係る物流梱包容器２００の使用状態を示す概念図である。図１９のように、本実施形態に係る保冷具１００および物流梱包容器２００は、物品および保冷具１００が、物流梱包容器２００に梱包された状態で使用される。
【００５５】
［第４の実施形態］
［保冷ユニットの構成］
本実施形態は、第１の実施形態に係る保冷具を複数用いた、保冷ユニットの実施形態である。図２０から図２３は、本実施形態に係る保冷ユニット３００の一例を示す模式図である。本実施形態に係る保冷ユニット３００は、第１の実施形態に係る複数の保冷具１００と、保冷具支持体３１０と、を備える。
【００５６】
保冷具１００は、短冊状に形成されている。保冷具１００は、図２０から図２３では、断面が台形に形成されているが、その他の形状であってもよい。例えば、保冷対象物が円筒形の缶等である場合は、保冷対象物との接触面積を増加させるために、接触面を曲面に形成してもよい。また、ワインの瓶等にフィットするように、長辺方向の厚みを変化させてもよい。また、保冷具１００は、図２０から図２３では、６個使用されている例を示しているが、保冷ユニット３００が保冷する保冷対象物に応じて、いくつ用いてもよい。
【００５７】
保冷具１００は、隣接する保冷具１００と連結する関節機構３２０を備えていてもよい。これにより、保冷具１００が一体化すると共に、自由度を有するため、保冷対象物に保冷具１００を配備する際の操作性が向上する。連結した保冷具１００は、保冷対象物の周囲に接触するように配備し、その外周を覆う寸法の保冷具支持体３１０を巻き付けることで、保冷具１００を固定する。この場合、保冷具１００を固定する保冷具支持体３１０は、柔軟性を有する材料で形成されていることが好ましい。図２０および図２１は、保冷具１００が、隣接する保冷具１００と連結する関節機構３２０を備える構成を示している。
【００５８】
保冷具支持体３１０は、保冷具１００の外周に配備され、保冷具１００を支持し、保冷対象物に近接または接触させる。保冷具支持体３１０は、保冷具１００とは独立していてもよいし、保冷具１００を着脱可能に形成されていてもよいし、保冷具１００が固定され、一体となっていてもよい。保冷具１００が独立している場合や、着脱可能な場合は、保冷対象物の保冷ユニット３００を配備する部分の周囲の長さに応じて、使用する保冷具１００の個数を変更することができる。また、保冷具１００が独立している場合や、着脱可能な場合は、保冷具１００のみを凝固温度以下の環境にして凝固させることができる。
【００５９】
保冷具支持体３１０は、発泡ポリエチレン、発泡ウレタン、グラスウールなど断熱性を有し、外気との熱交換を防ぐもので形成されていることが好ましい。また、一方の面を断熱性を考慮しない材料で形成し、他方の面を断熱性を有する材料で形成してもよい。
【００６０】
保冷具支持体３１０は、隣接する保冷具１００を連結する関節機構３２０を備えていてもよい。これにより、保冷具１００が関節機構３２０を備えていない場合でも、保冷具１００が一体化すると共に、自由度を有するため、保冷対象物に保冷具１００を配備する際の操作性が向上する。図２２および図２３は、保冷具支持体３１０が、複数の板状の材料で形成され、板状の材料が連結する部分に関節機構３２０を備える構成を示しているが、保冷具支持体３１０が、柔軟性を有する材料で形成されているときは、材料自体の柔軟性により関節機構３２０とする構成としてもよい。また、保冷具１００および保冷具支持体３１０が、いずれも関節機構３２０を備える構成としてもよい。
【００６１】
保冷具支持体３１０は、面状に形成され、保冷対象物に保冷ユニット３００を配備する際に、保冷対象物に巻き付ける構成とすることができる。この場合、保冷対象物の保冷ユニット３００を配備する部分の長さに応じて任意の位置に固定できるように、固定機構３３０を備えることが好ましい。固定機構３３０は、例えば、面ファスナー等を用いることができる。面ファスナーを用いるときは、保冷具支持体３１０の少なくとも一方の端部は、柔軟性を有する材料で形成されていることが好ましい。
【００６２】
保冷具支持体３１０は、円筒形に形成され、保冷対象物に保冷ユニット３００を配備する際に、保冷対象物を保冷ユニット３００の円筒の空洞に入れる構成とすることができる。この場、保冷対象物の大きさに一定の範囲を持たせるため、保冷具支持体３１０は、少なくとも一部が弾性を有する材料で形成されていることが好ましい。こうすることで、一定の範囲の大きさの保冷対象物に対して、保冷具１００を弾性力で接触させることができる。例えば、関節機構３２０をゴムで形成することで、このような構成とすることができる。
【００６３】
図２４は、本実施形態に係る保冷ユニット３００の使用状態の一例を示す概念図である。また、図２５は、本実施形態に係る保冷ユニット３００の使用状態の一例を示す断面図である。図２４および図２５に示すように、保冷ユニット３００は、保冷対象物の周囲に配備されることで、保冷具１００が保冷対象物に近接または接触する。その結果、保冷対象物と保冷ユニットの保冷具に温度差がある場合でも、保冷対象物を急冷することができる。
【００６４】
[第５の実施形態]
[潜熱蓄熱材の構成]
本実施形態に係る潜熱蓄熱材は、無機塩と水とを主剤とする潜熱蓄熱材であって、前記無機塩は少なくとも塩化ナトリウムを含み、前記無機塩と水は共晶となり、前記主剤に対して、前記共晶が融解する温度における飽和濃度となる量以上の量のリン酸水素二ナトリウムと、を含む。
【００６５】
潜熱蓄熱材の主剤は無機塩と水とからなる。無機塩は少なくとも塩化ナトリウムを含む。すなわち、潜熱蓄熱材の主剤は、塩化ナトリウムと、他の無機塩と水とからなり、少なくとも塩化ナトリウムを含む無機塩水溶液である。また、無機塩と水は共晶となる。すなわち、塩化ナトリウムと他の無機塩と水とが共晶を形成する組成である。
【００６６】
塩化ナトリウムの他の無機塩としては、塩化アンモニウム、塩化カリウム、塩化リチウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、が好ましい。特に、塩化アンモニウムや塩化カリウムのような塩化物塩は水に溶解した時に、塩化物イオンを生じ、塩化ナトリウムの塩化物イオンと同種であるため、アニオン種の交換が起きないため好ましい。また同様に、臭化ナトリウムのようなナトリウム塩は水に溶解した時に、ナトリウムイオンを生じ、塩化ナトリウムのナトリウムイオンと同種であるため、カチオン種の交換が起きないため好ましい。
【００６７】
前述のように潜熱蓄熱材の主剤が塩化ナトリウムと、他に無機塩と、水とで共晶をなすことで、塩化ナトリウムと水との共晶の融点である−２１℃以外に、融点を有する。例えば、塩化アンモニウムと水との共晶、および塩化カリウムと水との共晶の融点は、それぞれ約−１５℃と約−１１℃を示す。これら無機塩と塩化ナトリウムと水との共晶をなすことで、−２１℃よりも低い融点を実現することが可能となる。また、これら無機塩と水との共晶の融点と、塩化ナトリウムと水との共晶の融点との差は、１０℃程度と近いため、これら無機塩と水との共晶が形成され易く、融点の調整が容易である。また、塩化アンモニウムと水との共晶の潜熱値は約２９０Ｊ／ｇ、塩化カリウムと水との共晶の潜熱値は約３００Ｊ／ｇと、塩化ナトリウムと水との共晶の潜熱値（約２２０Ｊ／ｇ）と比較して高いため、塩化ナトリウムと、塩化アンモニウムまたは塩化カリウムと水との共晶は、塩化ナトリウムと水との共晶よりも高い潜熱値を有することが多い。なお、塩化ナトリウムの他の無機塩は、融点および潜熱値を調整する観点から１種類であっても複数種類であってもよい。
【００６８】
ここで、本発明に記載の共晶とは、複数の化合物が固相から液相に相転移するときに、単一の温度で融解する結晶組成物を指し、その共晶が融解する温度（融点）は、それぞれの化合物の融点とは異なる。単一の温度で融解することは、ＤＳＣ測定より、固相状態の潜熱蓄熱材を昇温したときに、熱吸収に起因したシングルピークが観測されることで確認することができる。また、本発明の潜熱蓄熱材は液相状態において、塩化ナトリウムと他の無機塩との水溶液であるため、単に無機塩水溶液と記述することがある。また、共晶を与える無機塩の水に対する濃度を共晶濃度と記述することがある。
【００６９】
潜熱蓄熱材に含まれるリン酸水素二ナトリウムは、共晶が融解する温度における飽和濃度となる量以上の量である。過冷却抑制剤として機能するリン酸水素二ナトリウムは、液相状態の潜熱蓄熱材を降温した時に、共晶が融解する温度に達するまでにリン酸水素二ナトリウムの結晶が析出することが要求される。そのため、共晶が融解する温度における飽和濃度となる量以上にリン酸水素二ナトリウムを含有してれば、過冷却が抑制される。さらに好ましくは、リン酸水素二ナトリウムが、０℃における飽和濃度となる量以上の量であれば、確実にリン酸水素二ナトリウムを析出させることができる。
【００７０】
リン酸水素二ナトリウムは、０℃での水に対する溶解度が低いため、０℃での溶解度以上のわずかな量の添加で過冷却抑制が可能である。また、リン酸水素二ナトリウムは、結晶析出時に水和物を形成するが、わずかな量で過冷却抑制効果を示すため、析出時に無機塩水溶液から奪われる水の量が少なくなり、無機塩の水溶液濃度の変動が小さい。また析出したリン酸水素二ナトリウムが主剤の核発生を促進するため、凝固開始点（凝固温度）を融点に近づけることができるだけでなく、保冷温度や保冷時間に与える影響が小さく、高い保冷性能を維持できる。
【００７１】
潜熱蓄熱材に含まれるリン酸水素二ナトリウムは、主剤に対して、２０℃における飽和濃度となる量以下の量であることが好ましい。２０℃における飽和濃度となる量以下の量とすることで、室温でリン酸水素二ナトリウムの溶け残りや析出が生じないため、水溶液の均一性が得られるからである。
【００７２】
リン酸水素二ナトリウムの添加量は主剤が融解する温度における飽和濃度から２０℃における飽和濃度まで許容され、材料コストと過冷却抑制効果のバランスにより任意に決定できる。
【００７３】
［実施例および比較例］
図２６は、２０重量％濃度の塩化ナトリウム、５重量％濃度の塩化アンモニウムを加えた水溶液５０ｇ（比較例２）と、それに無水リン酸水素二ナトリウムを塩化ナトリウムと塩化アンモニウムと水との共晶が融解する温度である−２４℃での飽和濃度以上の１．４重量％添加した水溶液（実施例３）について、温度可変型恒温槽内で凝固時の溶液温度を熱電対で測定した結果を示すグラフである。温度可変型恒温槽の温度プログラムは、２５℃から−３５℃まで１時間で降温し、以降−３５℃を維持する設定とした。
【００７４】
比較例２では約−３１℃を最下点（凝固開始温度）として過冷却状態が解消され、水溶液の凝固に伴う発熱が確認された。一方で、実施例３では凝固開始温度が約−２６℃であり、リン酸水素二ナトリウムの添加により過冷却が抑制されていることを確認した。また、複数回凝固と融解を繰り返したが安定的な凝固が確認された。
【００７５】
図２７は、実施例３と比較例２について、温度可変型恒温槽内で融解時の溶液温度を熱電対で測定した結果を示すグラフである。温度可変型恒温槽の温度プログラムは、−３５℃から昇温速度１５℃／ｈで昇温する設定とした。
【００７６】
実施例３と比較例２それぞれ吸熱により温度が維持される挙動（０．８ｈ〜２．８ｈ）が融解に相当するが、維持している温度はいずれも約−２４℃付近であり、リン酸水素二ナトリウムの添加による融点への影響がほとんどないことを確認した。また、完全に融解して温度が試験器内温度に従い上昇し始めるまでの時間にほとんど差がないことから、リン酸水素二ナトリウムの添加による潜熱量の低下もほとんどみられないことを確認した。
【００７７】
図２８は、実施例３と比較例２について、ＤＳＣ測定の結果を示すグラフである。また、図２９は、図２８の測定結果から求めた実施例３と比較例２の融点と融解時の潜熱量を示す表である。ＤＳＣ測定の温度プログラムは、３０℃から−５５℃まで５℃／ｍｉｎの速度で降温して、−５５℃で５分間温度を維持した後、３０℃まで５℃／ｍｉｎの速度で昇温する設定とした。
【００７８】
実施例３および比較例２の−２２℃付近の熱流がマイナスとなるピークが、融解による吸熱に相当する。融点はピークの低温側の接線とベースラインとの交点から得ているが、実施例３と比較例２で融点はほぼ同じであり、リン酸水素二ナトリウムの添加による融点への影響がほとんどないことを確認した。また、実施例３の吸熱ピークはシングルピークであり、本実施例の潜熱蓄熱材が共晶をなしていることが確認できた。すなわち、塩化ナトリウムと水との共晶の融点は−２１℃であったが、塩化ナトリウムと塩化アンモニウムと水との共晶の融点は−２４℃であり、塩化ナトリウムの他の無機塩として塩化アンモニウムを加えることで、融点の調整が可能となる。
【００７９】
さらに、融解ピークの面積より得た融解時の潜熱量は実施例３と比較例２でほとんど変わらない結果を得た。即ち、リン酸水素二ナトリウムの添加による潜熱量の減少は殆どみられないことを確認した。
【００８０】
図３０は、２３重量％濃度の塩化ナトリウム水溶液、および１８重量％濃度の塩化アンモニウム水溶液、および２０重量％濃度の塩化カリウム水溶液を４：３：１の割合で混合した水溶液５０ｇ（比較例３）と、それに無水リン酸水素二ナトリウムを０℃での飽和濃度以上の１．０重量％添加した水溶液（実施例４）について、温度可変型恒温槽内で凝固時の溶液温度を熱電対で測定した結果を示すグラフである。温度可変型恒温槽の温度プログラムは、２５℃から−３５℃まで１時間で降温し、以降−３５℃を維持する設定とした。
【００８１】
比較例３では約−３１℃を最下点（凝固開始温度）として過冷却状態が解消し、水溶液の凝固に伴う発熱が確認された。一方で、実施例４では凝固開始温度が約−２７℃であり、リン酸水素二ナトリウムの添加により過冷却が抑制されていることを確認した。また、複数回凝固と融解を繰り返したが安定的な凝固が確認された。
【００８２】
図３１は、実施例４と比較例３について、温度可変型恒温槽内で融解時の溶液温度を熱電対で測定した結果を示すグラフである。温度可変型恒温槽の温度プログラムは、−３５℃から昇温速度１５℃／ｈで昇温する設定とした。
【００８３】
実施例４と比較例３それぞれ吸熱により温度が維持される挙動（０．６ｈ〜２．６ｈ）が融解に相当するが、維持している温度はいずれも約−２５℃付近であり、リン酸水素二ナトリウムの添加による融点への影響がほとんどないことを確認した。また、完全に融解して温度が試験器内温度に従い上昇し始めるまでの時間にほとんど差がないことから、リン酸水素二ナトリウムの添加による潜熱量の低下もほとんどみられないことを確認した。
【００８４】
図３２は、実施例４と比較例３の融点と融解時の潜熱量を示す表である。即ち、実施例４と比較例３で融点はほぼ同じであり、リン酸水素二ナトリウムの添加による融点への影響がほとんどないことを確認した。また、リン酸水素二ナトリウムの添加による潜熱量の減少は殆どみられないことが確認できる。
【００８５】
図３３は、塩化ナトリウムを含まない水溶液として、１８重量％濃度の塩化アンモニウム水溶液、および２０重量％濃度の塩化カリウム水溶液を３：１の割合で混合した水溶液５０ｇ（比較例４）と、それに無水リン酸水素二ナトリウムを０℃での飽和濃度以上のおよそ１．０重量％添加した水溶液（比較例５）について、温度可変型恒温槽内で凝固時の溶液温度を熱電対で測定した結果を示すグラフである。温度可変型恒温槽の温度プログラムは、２５℃から−３５℃まで１時間で降温し、以降−３５℃を維持する設定とした。
【００８６】
比較例４ではリン酸水素二ナトリウムの添加により過冷却状態が解消されず、比較例４と比較例５はともに１９．７℃〜２２．２℃で凍結した。
【００８７】
以上より、塩化ナトリウムを含まない無機塩の共晶濃度の水溶液に、リン酸水素二ナトリウムを添加しても、過冷却抑制効果がないことが分かる。すなわち、リン酸水素二ナトリウムは、潜熱蓄熱材の主剤が塩化ナトリウムを含む無機塩水溶液であるときに格別に過冷却抑制効果が発現されることが分かる。
【００８８】
本発明の一実施形態は、以下のような構成を採ることができる。即ち、（１）本発明の一実施形態に係る潜熱蓄熱材は、無機塩と水とを主剤とする潜熱蓄熱材であって、前記無機塩は少なくとも塩化ナトリウムを含み、前記無機塩と水は共晶となり、前記主剤に対して、前記共晶が融解する温度における飽和濃度となる量以上の量のリン酸水素二ナトリウムを含む。
【００８９】
これにより、塩化ナトリウムを含む無機塩水溶液に対してわずかな添加量で確実に結晶を析出させて過冷却を抑制でき、かつ結晶析出時の塩化ナトリウムを含む無機塩水溶液の濃度変化を抑えて潜熱蓄熱材の融点や保冷性能への影響を小さくできる。その結果、塩化ナトリウムを含む無機塩水溶液を主剤とする潜熱蓄熱材の保冷性能維持と融点付近での安定的な凝固を可能にする。さらに、塩化ナトリウムの他の無機塩を含むことで、塩化ナトリウムと水との共晶の融点以外に融点を調整することが可能となる。
【００９０】
（２）また、本発明の一実施形態の潜熱蓄熱材において、前記リン酸水素二ナトリウムは、前記主剤に対して、２０℃における飽和濃度となる量以下の量である。
【００９１】
これにより、リン酸水素二ナトリウムの添加量が多すぎないため、十分な過冷却抑制効果を得つつ、潜熱蓄熱材の潜熱量の低下を抑制することができる。
【００９２】
（３）本発明の一実施形態の潜熱蓄熱材は、前記無機塩が塩化ナトリウムである上記（１）記載の潜熱蓄熱材であって、共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液と、前記共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液に対して、０℃における飽和濃度となる量以上の量のリン酸水素二ナトリウムと、を含む。
【００９３】
これにより、塩化ナトリウム水溶液に対してわずかな添加量で確実に結晶を析出させて過冷却を抑制でき、かつ結晶析出時の塩化ナトリウム水溶液の濃度変化を抑えて潜熱蓄熱材の融点や保冷性能への影響を小さくできる。その結果、塩化ナトリウム水溶液を主剤とする潜熱蓄熱材の保冷性能維持と融点付近での安定的な凝固を可能にする。
【００９４】
（４）また、本発明の一実施形態の潜熱蓄熱材において、前記リン酸水素二ナトリウムは、前記共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液に対して、２０℃における飽和濃度となる量以下の量である。
【００９５】
これにより、リン酸水素二ナトリウムの添加量が多すぎないため、十分な過冷却抑制効果を得つつ、潜熱蓄熱材の潜熱量の低下を抑制することができる。
【００９６】
（５）また、本発明の一実施形態の保冷具は、保冷対象物の保冷を行なう保冷具であって、上記（１）記載の潜熱蓄熱材と、前記潜熱蓄熱材を収容する収容部と、を備える。
【００９７】
これにより、主に塩化ナトリウム水溶液からなる潜熱蓄熱材を用いて、安定的な凝固を可能とした保冷具とすることができる。その結果、保冷具の潜熱蓄熱材を、特別な冷却装置を用いずに凝固させることが可能となり、凝固させるコストを低減できる。
【００９８】
（６）また、本発明の一実施形態の保冷庫は、保冷室と前記保冷室を冷却する電気的冷却装置を備えた保冷庫であって、前記保冷室内に上記（３）記載の保冷具を備え、前記電気的冷却装置は、少なくとも前記保冷具を凍結可能な制御温度を有する。
【００９９】
これにより、特別な冷却装置を有する保冷庫でなくても通電時に保冷具を凝固させることが可能となり、通電停止時の保冷庫を長期間−１８℃以下に維持することができる。
【０１００】
（７）また、本発明の一実施形態の物流梱包容器は、物品を梱包する物流梱包容器であって、物流梱包容器本体と、上記（３）記載の保冷具と、前記物流梱包容器本体内部に設けられ、前記保冷具を保持する保冷具保持部と、前記物流梱包容器本体内部に設けられ、物品を収容する物品収容部と、を備える。
【０１０１】
これにより、物流過程において、物品を長期間−１８℃以下に維持することができる。
【０１０２】
（８）また、本発明の一実施形態の保冷ユニットは、保冷対象物の保冷を行なう保冷ユニットであって、保冷対象物の周囲に配備され、短冊状に形成された上記（３）記載の複数の保冷具と、前記保冷具の外周に配備され、前記保冷具を支持し、保冷対象物に近接または接触させるための保冷具支持体と、を有する。
【０１０３】
これにより、保冷対象物に保冷具を近接もしくは接触させることができ、保冷対象物と保冷ユニットの保冷具に温度差がある場合でも、保冷対象物を急冷することができる。
【０１０４】
（９）また、本発明の一実施形態の保冷ユニットにおいて、前記保冷具は関節機構を備え、隣接する複数の前記保冷具は、関節機構を介して連結している。
【０１０５】
これにより、保冷具が一体化すると共に、自由度を有するため、保冷対象物に保冷具を配備する際の操作性が向上する。
【０１０６】
なお、本国際出願は、２０１７年７月３１日に出願した日本国特許出願第２０１７−１４８３８１号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１７−１４８３８１号の全内容を本国際出願に援用する。
【符号の説明】
【０１０７】
１００  保冷具
１１０  保冷具本体
１２０  収容部
１３０  蓄熱層
１５０  潜熱蓄熱材
１７０  注入口
１９０  栓
２００  物流梱包容器
２１０  物流梱包容器本体
２２０  保冷具保持部
２３０  物品収容部
２４０  収容部
２５０  蓋部
３００  保冷ユニット
３１０  保冷具支持体
３２０  関節機構
３３０  固定機構
４００  保冷庫
４１０  保冷室
【図１】
2019026820.tif 000003
【図２】
2019026820.tif 000004
【図３】
2019026820.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年1月31日(2020.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機塩と水とを主剤とする潜熱蓄熱材であって、
前記無機塩は少なくとも塩化ナトリウムを含み、
前記無機塩と水は共晶となり、
前記主剤に対して、前記共晶が融解する温度における飽和濃度となる量以上の量のリン酸水素二ナトリウムを含む潜熱蓄熱材。
【請求項２】
前記リン酸水素二ナトリウムは、前記主剤に対して、２０℃における飽和濃度となる量以下の量である請求項１記載の潜熱蓄熱材。
【請求項３】
前記無機塩が塩化ナトリウムである請求項１記載 の潜熱蓄熱材であって、
共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液と、
前記共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液に対して、０℃における飽和濃度となる量以上の量のリン酸水素二ナトリウムと、を含む潜熱蓄熱材。
【請求項４】
前記リン酸水素二ナトリウムは、前記共晶濃度の塩化ナトリウム水溶液に対して、２０℃における飽和濃度となる量以下の量である請求項３に記載の潜熱蓄熱材。
【請求項５】
前記無機塩は、さらに塩化アンモニウムを含む請求項１記載の潜熱蓄熱材。
【請求項６】
前記無機塩は、さらに塩化カリウムを含む請求項５記載の潜熱蓄熱材。
【請求項７】
保冷対象物の保冷を行なう保冷具であって、
請求項１から請求項６のいずれかに記載の潜熱蓄熱材と、
前記潜熱蓄熱材を収容する収容部と、を備える保冷具。
【請求項８】
保冷室と前記保冷室を冷却する電気的冷却装置を備えた保冷庫であって、
前記保冷室内に請求項７記載の保冷具を備え、
前記電気的冷却装置は、少なくとも前記保冷具を凍結可能な制御温度を有する保冷庫。
【請求項９】
物品を梱包する物流梱包容器であって、
物流梱包容器本体と、
請求項７記載の保冷具と、
前記物流梱包容器本体内部に設けられ、前記保冷具を保持する保冷具保持部と、
前記物流梱包容器本体内部に設けられ、物品を収容する物品収容部と、を備える物流梱包容器。
【請求項１０】
保冷対象物の保冷を行なう保冷ユニットであって、
保冷対象物の周囲に配備され、短冊状に形成された請求項７記載の複数の保冷具と、
前記保冷具の外周に配備され、前記保冷具を支持し、保冷対象物に近接または接触させるための保冷具支持体と、を有する保冷ユニット。
【請求項１１】
前記保冷具は関節機構を備え、隣接する複数の前記保冷具は、前記関節機構を介して連結している請求項１０記載の保冷ユニット。
【国際調査報告】
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