(57)【要約】【課題】長時間にわたり冷却性能が変化せず、身体の冷却に使用しても身体に不快感を与えることがなく、より快適に使用することが可能な冷却材、この冷却材に使用する冷却袋、この冷却材を使用した身体を冷却する身体冷却装着体、及びこの身体冷却装着体の使用方法を提供する。【解決手段】本発明の冷却材１は、ドライアイス２と、ドライアイス２を充填可能で、一の面１１は、炭酸ガスが通過可能な多数の小孔１３を備え、他の面は、炭酸ガスが通過することができない断熱材１２で形成されている冷却袋３と、を含み構成される。この冷却材１を用いて身体を冷却する場合は、冷却材１を保持可能な保持部を有する衣服などの保持部に冷却材１の小孔１３を有する面１１が身体側となるように装着し、使用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライアイスを充填可能で、一の面は、炭酸ガスが通過可能な多数の小孔を備え、他の面は、炭酸ガスが通過することができない断熱材で形成されていることを特徴とする冷却袋。
【請求項２】
ガスが流通可能な多数の小孔を有する矩形形状の多孔性シートと、
断熱性を備え、かつガスが通過することのできない矩形形状の断熱シートと、を含み、
該多孔性シートと該断熱シートとを重ね合わせ、３辺の周縁部をシールし、残りの一辺の端部近傍に該多孔性シートと該断熱シートとを容易に着脱することが可能な開口部開閉手段を設け、内部にドライアイスを充填可能としたことを特徴とする冷却袋。
【請求項３】
さらに、内部にドライアイスを充填し使用するとき、該ドライアイスが特定の場所に片寄ることを防止する、前記多孔性シートと前記断熱シートとの一部を中央部で結合させた、ガスが流通可能な結合部を有することを特徴とする請求項２に記載の冷却袋。
【請求項４】
前記多孔性シートは、さらに断熱性を備えることを特徴とする請求項２又３に記載の冷却袋。
【請求項５】
前記多孔性シートは、繊維状シート又は発泡性樹脂からなることを特徴とする請求項２から４のいずれか１に記載の冷却袋。
【請求項６】
前記多孔性シートは、吸水性繊維からなり又は吸水材を含有し吸水性を有することを特徴とする請求項２から５のいずれか１に記載の冷却袋。
【請求項７】
さらに前記多孔性シートの外面に、熱伝達率の高い材料又は保冷材を有し、内部にドライアイスを充填し使用するとき、該ドライアイスが昇華し発生する炭酸ガスを該熱伝達率の高い材料又は保冷材の外面に導く孔又は流路を有することを特徴とする請求項２から６のいずれか１に記載の冷却袋。
【請求項８】
さらに少なくとも前記断熱シートの外面にアルミ蒸着シートを有することを特徴とする請求項２から７のいずれか１に記載の冷却袋。
【請求項９】
さらに小孔を有する面の外面に面ファスナのフック面を有することを特徴とする請求項２から８のいずれか１に記載の冷却袋。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１に記載の冷却袋と、
冷却媒体であるドライアイスと、
を含むことを特徴とする冷却材。
【請求項１１】
前記ドライアイスは、粉状、粒状、棒状、板状、塊状又はこれら混合物からなることを特徴とする請求項１０に記載の冷却材。
【請求項１２】
請求項１０又は請求項１１の冷却材と、
該冷却材を保持可能な保持部を有する身体に装着可能な身体装着体と、
を含むことを特徴とする身体冷却装着体。
【請求項１３】
前記身体装着体は、衣服、ベスト、作業服、防火服、ヘルメット、帽子又は脚、腰、頭などの保冷具であることを特徴とする請求項１２に記載の身体冷却装着体。
【請求項１４】
請求項１０又は請求項１１の冷却材の小孔を有する面が身体側となるように前記身体装着体の保持部に前記冷却材を装着し使用することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の身体冷却装着体の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、身体を含め被冷却体を冷却するための冷却材、この冷却材に使用する冷却袋、冷却材を用いた身体冷却装着体、及び身体冷却装着体の使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
夏場の屋外作業、あるいは広い工場での現場作業など高温環境下での作業を快適に行うことができるように、身体を冷却する装置、商品が多く開発され、一部の装置などは販売されている。例えば、屋外あるいは広い工場などでの作業は、室内での作業と異なり、エアコンディショナなどで冷却し、作業雰囲気全体の温度を低下させることが容易ではないことから、移動式の冷風発生装置が開発されている。この冷風発生装置は、冷風を発生させるので、この装置の近傍で作業を行う場合は、快適に作業を行うことができるが、風量、冷却能力にも限界があり、この装置から離れた場所では冷却効果はない。
【０００３】
作業者が移動する場合であっても作業者の身体を冷却する装置として、身体に装着し身体を冷却する衣服が提案、開発されている。身体に装着し身体を冷却する衣服としては、衣服に空気又は液体を流通させるための流路を設け、この流路に空気又は冷却水を送る衣服が提案されている。この衣服を着用することで身体を冷却することは可能であるが、冷却用の空気又は冷却水を送るためのホースが接続されるので、作業者の行動範囲も制限されてしまう。このほか身体を冷却する衣服としては、冷却材を使用する衣服が多く提案されている。冷却材を使用する衣服は、水又は水に水溶性高分子材を溶解させたゲル状物質を密閉した容器、袋に充填しこれを冷却材とし、この冷却材を、冷凍装置などを利用して冷凍させた後、これを衣服のポケットに入れ、この衣服を着用することで身体を冷却するものである。
【０００４】
冷却材を使用する衣服に関しては多くの提案がなされている。例えば、胸部（特に心臓付近や胸の中心部）を冷やし過ぎると気分が悪くなる等の事態が生じるとして、衣服本体のうち着用者の胸に対応する部位以外の部位に冷却材を装着する衣服が提案されている（例えば特許文献１参照）。また冷却材が着用者の身体に直接的に触れると局所的に過冷却が生じるとして、ゲル蓄熱体を保護フィルムで被覆した後、片面に断熱プレート材を配置し、これら全体を袋体で密閉し冷却材を形成し、この冷却材を使用する場合は、断熱プレート材を身体側に向くようにして使用する技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。さらに、冷却材を保持するポケット及び衣服をメッシュ状布帛で形成することで、軽量でかつ衣服内を均一に冷却することができるとする（例えば特許文献３参照）。また、冷却材に関し、従来の冷却材は、湿度の高い環境下で使用すると冷却材の周辺に結露が生じ、衣服などを濡らす問題があるとし、ドライシートと吸水性シートとで袋を形成し、この袋の中に冷却材を収納し使用する技術が提案されている（例えば特許文献４参照）。
【特許文献１】特開２００２−３０９４１４号公報
【特許文献２】特開２００３−３２８２１３号公報
【特許文献３】特開２００２−２２０７１０号公報
【特許文献４】特開２００６−１３６６７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
冷却材、又は冷却材を使用する衣服に関しては、上記特許文献に記載の課題、要求のほか、一般的な要求事項として冷却材が薄く、軽いこと、冷却時間が長いことなどがある。また冷却材を使用する衣服を快適に使用するには、長時間にわたり冷却性能が変化しないことが必要である。冷却材自体の温度のみならず冷却材と身体との間の伝熱状態が時間と共に大きく変化すると、被冷却体である身体の冷却部の温度も大きく変化する。このため身体が過冷却状態となったり、逆に十分な冷却感が得られなくなる。冷却材又は冷却材を使用する衣服の冷却性能を一定に維持するためには、冷却材自体のみならず、冷却材と被冷却体との間の伝熱状態の検討が必要であるが、上記の特許文献を含めこれらに関してはほとんど検討がなされていない。冷却材の冷却性能を長時間にわたり一定に維持することができれば、被冷却体の温度を一定に維持することも可能となり、身体の冷却のみならず他の被冷却体を冷却するのに有用であることは言うに及ばない。
【０００６】
本発明の目的は、長時間にわたり冷却性能が変化せず、身体の冷却に使用しても身体に不快感を与えることがなく、より快適に使用することが可能な冷却材、この冷却材に使用する冷却袋、この冷却材を使用した身体を冷却する身体冷却装着体、及びこの身体冷却装着体の使用方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の冷却袋は、ドライアイスを充填可能で、一の面は、炭酸ガスが通過可能な多数の小孔を備え、他の面は、炭酸ガスが通過することができない断熱材で形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の冷却袋は、上記の通り、一の面に炭酸ガスが通過可能な多数の小孔を備えるので冷却袋に冷却媒体としてドライアイスを充填し、冷却袋を密閉した後、小孔を備える面を下着あるいは上着などを介して被冷却面に接触させると、小孔を備える面が冷却面となり、被冷却面を冷却すると同時に被冷却面からの入熱でドライアイスが昇華する。ドライアイスが昇華して発生した低温の炭酸ガスは、冷却面の小孔から被冷却面に向かって放出されるので、冷却面と被冷却面との間の熱伝達率が高く、その結果、被冷却面と冷却面である冷却袋表面との温度差を小さくすることが可能となる。さらに冷却面近傍は、放出された炭酸ガスにより空気中の水蒸気分圧が低下し、冷却袋の他の面は断熱材で形成されているので、湿度の高い環境で使用しても冷却袋表面が結露することがない。よって冷却袋にドライアイスを充填し冷却材として使用すると、長時間にわたり冷却性能が変化せず、衣服等が結露した水で濡れないので身体に不快感を与えることがない。また冷却袋の他の面は、断熱材で形成されているので、外部からの不要な入熱がなく冷却性能を長時間維持することができる。
【０００９】
また本発明の冷却袋は、ガスが流通可能な多数の小孔を有する矩形形状の多孔性シートと、断熱性を備え、かつガスが通過することのできない矩形形状の断熱シートと、を含み、該多孔性シートと該断熱シートとを重ね合わせ、３辺の周縁部をシールし、残りの一辺の端部近傍に該多孔性シートと該断熱シートとを容易に着脱することが可能な開口部開閉手段を設け、内部にドライアイスを充填可能としたことを特徴とする。
【００１０】
これにより、簡単に冷却袋を製造することが可能となり、この冷却袋にドライアイスを充填して冷却材とし、これを用いて身体を冷却すると、冷却袋の表面が結露しないので長時間にわたり冷却性能が変化せず、また身体に不快感を与えることがない。よってより快適に使用することができる。また、本発明によれば、容易に着脱することが可能な開口部開閉手段を有するので、ドライアイスの充填を簡単に行うことができる。
【００１１】
また本発明の冷却袋は、前記構成に加え、さらに、内部にドライアイスを充填し使用するとき、該ドライアイスが特定の場所に片寄ることを防止する、前記多孔性シートと前記断熱シートとの一部を中央部で結合させた、ガスが流通可能な結合部を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、本発明の冷却袋は、ドライアイスが特定の場所に片寄ることを防止する多孔性シートと断熱シートとの一部を中央部で結合させた結合部を有するので、冷却袋にドライアイスを充填し、これを冷却材として使用してもドライアイスが特定の場所に片寄らず、被冷却体を幅広く冷却することができる。また、この結合部は、ガスが流通することが可能なので、ドライアイスが昇華し発生した炭酸ガスが、冷却袋の小孔から均等に放出され、長時間にわたり快適に使用することができる。
【００１３】
また本発明の冷却袋は、前記構成に加え、前記多孔性シートは、さらに断熱性を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、本発明の冷却袋を構成する多孔性シートは、断熱性を備えるので、冷却袋にドライアイスを充填し、これを使用して身体を冷却するとき、より快適に身体を冷却することができる。さらに冷却袋の表面の結露をより確実に防止することができる。
【００１５】
また本発明の冷却袋は、前記構成に加え、前記多孔性シートは、繊維状シート又は発泡性樹脂からなることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、本発明の冷却袋は、多孔性シートが繊維状シート又は発泡性樹脂からなるので、簡単にまた安価に冷却袋を製造することができる。
【００１７】
また本発明の冷却袋は、前記構成に加え、前記多孔性シートは、吸水性繊維からなり又は吸水材を含有し吸水性を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、本発明の冷却袋は、多孔性シートを吸水性繊維とすることができるので、冷却袋にドライアイスを充填し冷却材としたとき、作業環境中の湿度が非常に高く冷却袋の表面に結露が生じたとしても、結露した水は、直ちに多孔性シートに吸水される。この結果、作業環境中の湿度が非常に高い場所で冷却袋を使用しても、冷却袋の表面は常時乾いており、長時間にわたり冷却性能を維持し快適に使用することができる。これについては、吸水材を含有する多孔性シートとした場合であっても同じである。
【００１９】
また本発明の冷却袋は、前記構成に加え、さらに前記多孔性シートの外面に、熱伝達率の高い材料又は保冷材を有し、内部にドライアイスを充填し使用するとき、該ドライアイスが昇華し発生する炭酸ガスを該熱伝達率の高い材料又は保冷材の外面に導く孔又は流路を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、本発明の冷却袋は、多孔性シートの外面に、熱伝達率の高い材料又は保冷材を有するので、冷却袋にドライアイスを充填し冷却材とすれば、身体などの被冷却体をより均一に冷却することができる。また、内部にドライアイスを充填し使用するとき、ドライアイスが昇華し発生する炭酸ガスを熱伝達率の高い材料又は保冷材の外面に導く孔又は流路を有するので、熱伝達率の高い材料又は保冷材の表面が結露することはなく、長時間にわたり冷却性能を維持し快適に使用することができる。
【００２１】
また本発明の冷却袋は、前記構成に加え、さらに少なくとも前記断熱シートの外面にアルミ蒸着シートを有することを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、本発明の冷却袋は、少なくとも断熱シートの外面にアルミ蒸着シートを有するので、赤外線などの熱線を反射し、不要な入熱を防ぐことができる。これより冷却袋にドライアイスを充填し使用しても、長時間にわたり冷却性能を維持することができる。
【００２３】
また本発明の冷却袋は、前記構成に加え、さらに小孔を有する面の外面に面ファスナのフック面を有することを特徴とする。
【００２４】
本発明によれば、本発明の冷却袋は、さらに小孔を有する面の外面に面ファスナのフック面を有するので、フック面のフックを衣服に直接又は面ファスナのループ面に引っ掛けることで、容易に冷却袋を固定することができる。よって、この冷却袋にドライアイスを充填し冷却材とすれば、身体など任意の場所を簡単に冷却することができる。
【００２５】
また本発明は、請求項１から９のいずれか１に記載の冷却袋と、冷却媒体であるドライアイスと、を含むことを特徴とする冷却材である。
【００２６】
本発明によれば、本発明の冷却材は、請求項１から９のいずれか１に記載の冷却袋と、冷却媒体であるドライアイスと、を含むので、長時間にわたり冷却性能を維持することが可能であり、これを用いて身体など被冷却体を長時間にわたり快適に冷却させることがでできる。また本発明の冷却材は、冷却媒体にドライアイスを使用するので、従来の冷却材に比較し、単位重量当たりの冷却能力が高く、冷却材をコンパクトにすることができる。
【００２７】
また本発明の冷却材は、前記構成に加え、前記ドライアイスは、粉状、粒状、棒状、板状、塊状又はこれら混合物からなることを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、本発明の冷却材には、冷却媒体として粉状、粒状、棒状、板状、塊状又はこれら混合物からなるドライアイスを使用することができるので、入手が容易である。また特定の形状のドライアイスに限定されないので、安価に入手することもできる。
【００２９】
また本発明は、請求項１０又は請求項１１の冷却材と、該冷却材を保持可能な保持部を有する身体に装着可能な身体装着体と、を含むことを特徴とする身体冷却装着体である。
【００３０】
本発明によれば、本発明の身体冷却装着体は、請求項１０又は請求項１１の冷却材と、冷却材を保持可能な保持部を有する身体に装着可能な身体装着体と、を含むので、これを用いて、長時間にわたり快適に身体を冷却することができる。
【００３１】
また本発明の身体冷却装着体は、前記構成に加え、前記身体装着体は、衣服、ベスト、作業服、防火服、ヘルメット、帽子又は脚、腰、頭などの保冷具であることを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、本発明の身体冷却装着体を構成する身体装着体は、衣服、ベスト、作業服、防火服、ヘルメット、帽子又は脚、腰、頭などの保冷具であってもよいので、これを使用して幅広く身体を冷却することができる。
【００３３】
また本発明は、請求項１０又は請求項１１の冷却材の小孔を有する面が身体側となるように前記身体装着体の保持部に前記冷却材を装着し使用することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の身体冷却装着体の使用方法である。
【００３４】
本発明によれば、本発明の身体冷却装着体を使用するときは、冷却材の小孔を有する面が身体側となるように身体装着体の保持部に冷却材を装着し使用するので、湿度の高い環境で使用しても冷却袋表面が結露することがなく、長時間にわたり冷却能力が変化しない。また衣服等が結露した水で濡れないので身体に不快感を与えることがない。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の冷却袋は、ドライアイスを充填可能で、一の面は、炭酸ガスが通過可能な多数の小孔を備え、他の面は、炭酸ガスが通過することができない断熱材で形成されているので、この冷却袋にドライアイスを充填し、冷却材として使用すれば、長時間にわたり冷却性能が変化せず、又この冷却材を身体の冷却に使用しても結露が生じないので身体に不快感を与えることがなく、より快適に使用することができる。さらにこの冷却材を、保持部を有する身体装着体に装着することで、身体を快適に冷却することができる身体冷却装着体とすることが可能となり、この身体冷却装着体を着用することで、身体を快適に冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１は本発明の第一実施形態としての冷却材１の断面図である。また図２及び図３は、図１中のＩＩ部及びＩＩＩ部の拡大図である。冷却材１は、冷却媒体であるドライアイス２と、ドライアイス２を収納する冷却袋３とを含み構成される。冷却袋３は、矩形形状の同じ大きさの多孔性シート１１と無孔性の断熱シート１２とを含み構成される。多孔性シート１１は、多数の小さい貫通孔１３を有する。この多孔性シート１１と断熱シート１２は、重ね合わせた状態で、３辺の周縁部がシールされ、内部４にドライアイス２を充填可能な袋が形成される。図１では、多孔性シート１１の下辺近傍部１４と断熱シート１２の下辺近傍部１５のほか、側辺部が接着され、上辺が開口部となっている。この冷却袋３にドライアイス２を充填し、開口部を閉じれば冷却材１となる。冷却材１の大きさ、形状は特に限定されないけれども、後述のように多孔性シート１１の面が冷却面となること、及び使用先を考慮すれば、板状形状が好ましい。
【００３７】
３辺のシール方法は、特に限定されないので使用する材料に応じて、適宜選択すればよい。具体的には、接着剤によるシール、熱を加えて多孔性シート１１、断熱シート１２を融着させる方法、ミシンを用いて多孔性シート１１、断熱シート１２を縫い付ける方法などが例示される。冷却袋３は、内部４にドライアイス２を充填して使用するためのものであり、後述のように多孔性シート１１に設けられた小孔１３からドライアイス２が昇華して発生した炭酸ガスを外部に放出する。このことから３辺のシールは、内部に水を貯留する場合と同様に、完全にシールすることが好ましいけれども、液体又はガスの漏洩を全く許容しないものではなく、ドライアイス２を保持可能で、小孔１３からの炭酸ガスの放出を阻害しないシール性があればよい。また冷却袋３の３辺のシール部は、強度の点から図１に示すように一定の幅をシールすることが望ましい。
【００３８】
多孔性シート１１の上辺近傍部１６と断熱シート１２の上辺近傍部１７は、接着されておらず、上辺部を開閉可能な開口部開閉手段２０が設けられている。この開口部開閉手段２０は、多孔性シート１１の上辺近傍部１６に設けられた凸部１８と断熱シート１２の上辺近傍部１７であって、凸部１８に対向する位置に設けられた凹部１９とからなり、凸部１８を凹部１９に掛止することで上辺を閉じることができる。この開口部開閉手段２０のシール性は、３辺のシールと同様、完全にシールすることが好ましいけれども、液体又はガスの漏洩を全く許容しないものではなく、ドライアイスを保持可能で、小孔１３からの炭酸ガスの放出を阻害しないシール性があればよい。このため開口部開閉手段２０としては、周知の面ファスナ、ジッパー、チャックなどを使用することができる。なお、第一実施形態に示す冷却袋３では、３辺をシールし、残りの一辺に開口部開閉手段２０を設ける例を示したけれど、２辺のみをシールし、残りの２辺に各々開口部開閉手段を設けてもよいことはもちろんである。
【００３９】
多孔性シート１１は、シート全体にほぼ均一に貫通した小孔１３を有する。後述のように、この小孔１３は、内部のドライアイス２が外部からの入熱により昇華し、発生する低温の炭酸ガスを放出し、被冷却体を冷却する。このことからこの小孔１３は多孔性シート１１全体にほぼ均等に存在することが好ましい。小孔１３の数及び小孔１３の大きさは特に限定されないけれども、口径の小さい小孔１３が多数あることが望ましい。ただし、冷却材１の内部４のドライアイス２が昇華し発生する炭酸ガスを速やかに放出しないと、冷却袋３の内部４の圧力が上昇するため、冷却袋３の内部４の圧力が大きく上昇しない程度の小孔１３の数、大きさが必要である。
【００４０】
多孔性シート１１は、上記の通り多数の小孔１３を有し、内部に充填されたドライアイス２を保持可能であれば、特定の材料に限定されるものではない。よって、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、エチレン酢酸ビニル共重合体などの合成樹脂シートに小孔１３を穿設したものであってもよい。また、繊維状のシート又は不織布を使用すれば小孔１３を別途設ける必要がなく容易に準備することができる。さらに発泡性樹脂、例えば発泡ポリエチレン樹脂、発泡ポリスチレン樹脂などを使用することもできる。このような発泡性樹脂にあって、本来備える空孔が外部まで貫通していない場合は、別途貫通孔を設ける必要があることは当然である。多孔性シー１１は、被冷却体と直接的又は他の部材を介して間接的接触し被冷却体を冷却する冷却面となるので、熱の出入りが可能な材料であることが必要である。さらに多孔性シー１１は、柔軟性、弾力性を有することが好ましい。多孔性シー１１は、冷却性能のみを考慮すれば、熱伝達率が高い方が望ましいが、一方で、この冷却材１を用いて身体を冷却するような場合にあっては、冷却材１の冷却面の温度が極端に低いと、身体が過冷却となる場合もある。このような場合は、多孔性シート１１にある程度の断熱性が必要となる。多孔性シート１１の断熱性については、冷却材１１の使用用途に応じて、適宜決定すればよい。なお多孔性シート１１は、必ずしも一種類の材料からなる必要はないので、別途、小孔を有する断熱シートを貼付して断熱性を調整してもよい。
【００４１】
断熱シート１２は、外部からの入熱を遮断し、この部分からの放熱を防止する。さらにこの断熱シート１２は、貫通孔を有さず、この部分から炭酸ガスが放出されないことが必要である。このような機能を備える材料であれば、特定の材料に限定されるものではない。例えば、発泡ポリエチレン樹脂、発泡ポリスチレン樹脂など周知の発泡性材料を使用することができる。さらに断熱シート１２は、柔軟性、弾力性を有することが好ましい。なお、断熱シート１２は、必ずしも一種類の材料で形成する必要はないので、断熱材に外部に連通する貫通孔があるような場合は、内部にガスの透過を防止するシートを貼り付けた２層構造、３層構造としてもよい。
【００４２】
多孔性シート１１の外面２１及び断熱シート１２の外面２２には、アルミ蒸着シート２３、２４が貼付されている。このアルミ蒸着シート２３、２４は、外部からの入熱を防止するためのものであって、特に赤外線などの熱線を遮断する。多孔性シート１１の外面２１に貼付されたアルミ蒸着シート２３は、多数の小孔２５を有し、多孔性シート１１に設けられた小孔１３と連通する。これにより冷却袋３内でドライアイス２が昇華し発生した炭酸ガスは、多孔性シート１１の小孔１３及びアルミ蒸着シート２３に設けられた小孔２５を介して外部に放出される。一方断熱シート１２の外面２２に貼付されたアルミ蒸着シート２４は、貫通孔を有しない。断熱シート１２の側からは、炭酸ガスが放出されないので、アルミ蒸着シート２４に貫通孔は必要ない。なお、アルミ蒸着シート２３、２４に代え、多孔性シート１１の外面２１及び断熱シート１２の外面２２にアルミニウムを直接蒸着させてもよい。この際、多孔性シート１１の小孔１３を閉塞させることなくアルミニウムを蒸着させる必要があることは当然である。
【００４３】
この冷却材１を使用して身体を冷却する場合は、この冷却材１を保持可能なポケットなど保持部を備える衣服などに装着し、この衣服を下着あるいは作業服の上から着用し、身体を冷却する。この際、冷却材１の多孔性シート１１を有する面が冷却面となるので、この面が身体側となるように装着する。冷却材１を保持可能なポケットなど保持部を備え、着用し身体を冷却する衣服は、身体を冷却する身体装着体の一つであり、このほか身体を冷却する身体装着体としては、この冷却材１を保持可能なポケットなど保持部を備えるベスト、作業服、防火服、ヘルメット、帽子又は脚、腰、頭などの保冷具などが例示される。なお、身体を冷却するに当たり、冷却材１を直接作業服のポケットに入れ使用することも可能である。
【００４４】
さらに、この冷却材１のアルミ蒸着シート２３の外面に、面ファスナのフック面を取付ければ、フック面のフックを下着あるいは作業服に直接又は面ファスナのループ面に引っ掛けることで、身体装着体を使用することなく、冷却材１を固定することができる。これにより身体など任意の場所を簡単に冷却することができる。なお、冷却材１の冷却面である小孔１３、２５を有する面に面ファスナのフック面を取付けるときは、面ファスナ自身に小孔を設けるか、面ファスナのフック面の取付け面積を少なくすることが望ましい。冷却材１の小孔１３、２５を必要以上に閉塞させてしまうと、冷却面から炭酸ガスを均一に放出することができなくなり、本発明の効果が減少する。
【００４５】
次に、上記の構成からなる本発明の冷却材１の特徴を、従来の冷却材と対比しながら説明する。氷、水溶性高分子を含有するゲルなどを冷却媒体とした従来の冷却材を詳細に検討した結果、従来の冷却材が、長時間にわたり冷却性能を一定に保持することができない要因の一つが、冷却材表面が結露することにあることが分かった。以下冷却材を身体の冷却に使用する場合を例に取り説明する。
【００４６】
身体にほどよい冷却感を与えるためには、身体から一定の熱量を奪うことが必要である。周知の通り、熱の移動量は、伝熱面積、温度差及び熱伝達率に比例するため、熱伝達率が小さい場合、伝熱面積又は温度差を大きくする必要がある。冷却材を衣服に装着して使用する場合、伝熱面積は冷却材の大きさでほぼ決定されてしまう。冷却材を装着した衣服を下着、又は作業服の上に着用し、身体を冷却する場合の熱伝達の形態は、冷却材が衣服等と接触し、身体から熱を奪う伝導伝熱、衣服等の間に介在する空気を媒体として熱を移動させる対流伝熱、これに放射伝熱が加わった複合的な伝熱形態である。従来の冷却材を用いて身体を冷却する場合、伝導伝熱は、身体と服、服と冷却材との接触を介して行われることから熱移動量は大きいとは言えない。また対流伝熱は、身体と冷却材との間に介在する空気が殆ど移動することがないため自然対流となり伝熱係数は小さい。これらのことから従来の冷却材を用いて身体を冷却する場合、身体から一定の熱量を奪うには、必然的に温度差を大きくする必要がある。
【００４７】
温度差を大きくするために冷却材表面の温度を低下させると、冷却材表面に結露が生じる。冷却材表面で結露した水は、冷却材を装着した衣服、下着又は作業服に吸取られる。衣服、下着又は作業服に水分が染込むと、この部分の伝熱係数が上昇し、身体表面と冷却材との間に熱伝達率が大きくなり、身体が過冷却となる。さらに身体に水が付着するので不快感が生じる。これに対して、特開２００６−１３６６７９号公報に開示されるような吸水性シートを利用し、結露した水を吸取る方法も考えられるが、水を吸水した吸水性シートは、水を吸水していない吸水性シートと熱伝達率が異なる。よって、衣服、下着又は作業服に水分が染込むことを防止することができても、身体表面と冷却材との間の熱伝達率を一定に保持することはできない。
【００４８】
さらに冷却材表面で結露が発生すると、冷却材の冷却能力が大幅に低下する。結露は空気中に含まれる水蒸気が冷却凝縮することで起こる現象であり、結露が起こるためには、水蒸気が水となるに必要な凝縮熱を除去する必要がある。冷却材表面に結露が発生する状態では、この凝縮熱は、冷却材が奪っており、冷却材は加熱されている状態にあると言える。水の凝縮熱は、蒸発潜熱を同じであり、約５４０ｋｃａｌ／ｋｇと非常に大きいため、冷却材を高温多湿の雰囲気下で使用すると、予想以上に早く冷却材の能力が低下することとなる。冷却材を夏場の身体の冷却に使用するような場合は、まさに高温多湿状態にあり、冷却材の能力が大きく低下する。
【００４９】
従来の冷却材が、長時間にわたり冷却性能を一定に保持することができない第二の要因は、冷却媒体自身の温度が時間ととも変化する点にある。従来の冷却材の冷却能力は、冷凍された冷却材が０℃の氷となるまでの顕熱、０℃の氷が０℃の水になるために必要な融解熱、及び０℃の水が例えば２０℃となるまでの顕熱となる。このように、従来の冷却材は冷却媒体自身の温度が時間とともに大きく変化するため、使用開始直後には大きかった冷却能力も時間経過とともに減少してしまう。
【００５０】
以上のことから、冷却性能を長時間にわたり一定に保持するためには、第一に冷却材表面に結露を生じさせないようにすることが必要である。冷却材表面に結露が生じないようにするためには、上記の通り、熱伝達率を大きくし外気と接する冷却材の表面温度と外気との温度を小さくすればよい。また、外気と接する冷却材の表面温度と外気との温度が大きくても、結露が生じない雰囲気を形成すればよい。本発明の冷却材１を身体の冷却に使用する場合は、小孔１３、２５を有する面を冷却面とする。これにより、冷却面が衣服を介して身体と接触し、身体を冷却する。さらに冷却面を介して得る入熱によりドライスアイス２が昇華し、低温の炭酸ガスが身体に向かって放出される。この炭酸ガスは身体を冷却するとともに、衣服近傍の空気を動かす。この結果、身体表面と冷却材表面との間の熱伝達率が大幅に上昇し、冷却材１の外表面の温度を比較的高くしても、十分な冷却能力が得られる。さらに炭酸ガスを身体側の衣服に送り出すことで、衣服近傍の空気中の水蒸気分圧が低下し露点が低下するため、結露が発生しにくくなる。これにより長時間にわたり、冷却性能を一定に保持することができる。さらに結露が生じないので身体に水が付着することによる不快感がない。また本発明の冷却材１は、冷却面以外の場所は断熱されているので、不要な放熱がなく、さらに長時間にわたり冷却性能を維持することができる。
【００５１】
また、冷却性能を長時間にわたり一定に保持するためには、冷却材自身の温度が一定であることも必要である。本発明の冷却材１は、ドライアイス２を使用するので、冷却媒体の温度が一定である。ドライアイス２は周知の通り、大気圧の条件では、昇華し固体の状態から直接気体となる。固体のドライアイス２とドライアイス２が昇華して発生する炭酸ガスの温度は同一であり、発生した炭酸ガスは、冷却袋３の中に長時間留まることなく、小孔１３、２５から外部に放出されるので、冷却媒体の温度が一定となり、長時間使用しても同じ冷却能力を発揮する。
【００５２】
さらにドライアイスの昇華熱は、約１５０ｋｃａｌ／ｋｇであり、氷の融解熱の８０ｋｃａｌ／ｋｇと比較して約２倍である。氷の全冷却能力である氷の顕熱、氷の融解熱及び水の顕熱を合計しても、ドライアイスの昇華熱、炭酸ガスの顕熱の約半分である。よって同じ冷却能力を得るために必要な冷却材の重量は、従来の冷却材の半分でよく、冷却材を軽くすることができる。さらに本発明の冷却材１は、ドライアイスを昇華させ低温の炭酸ガスとして放出するので、時間とともに冷却材１の重量が軽くなり、快適に使用することができる。
【００５３】
上記の通り、本発明の冷却材１の特徴は、冷却面を被冷却体に間接的にあるいは直接的に接触させ冷却させるとともに、被冷却体からの入熱で冷却媒体であるドライアイス２を昇華させ、発生した低温の炭酸ガスを被冷却体に向かって放出し、被冷却体を冷却する点にある。この冷却材１の機能を発揮させるポイントは冷却袋３にあり、冷却袋３に要求される必要最小限の構成要件は、次ぎの通りである。（１）ドライアイス２を充填でき、内部４をほぼ密閉することができること。（２）ドライアイス２が昇華し発生した低温の炭酸ガスを放出することが可能なこと。（３）低温の炭酸ガスを放出する部分は熱の出入りが可能であること。（４）低温の炭酸ガスを放出する部分以外は、放熱を防止すべく断熱性を有すること。よって、第一実施形態に示した冷却袋３のうち、開口部開閉手段２０、アルミ蒸着シート２３、２４は、冷却材１の機能を高めるあるいは使い勝手をよくするための付加的機能を与えるものと言える。
【００５４】
図４は本発明の第二実施形態としての冷却材３０の断面図である。図１から図３に示す冷却材１と同一の部分には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。第一実施形態の冷却材１では、冷却袋３を構成する多孔性シート１１と断熱シート１２との厚さがほぼ同じであったが、第二実施形態に示す冷却材３０では、冷却袋３３を構成する断熱シート３２の厚さが、多孔性シート３１に比較し厚くなっている。第一実施形態の冷却材１の説明でも記したように、本発明の冷却材では、多孔性シート３１を有する面、つまり冷却面を除き、他の場所からは外部の入熱が可能な限り小さい方が好ましい。よって、第二実施形態では、断熱シート３２の厚さをより厚くている。
【００５５】
さらに第二実施形態の多孔性シート３１は、吸水性樹脂を含有する点に特徴がある。本発明の冷却材は、冷却面から低温の炭酸ガスを放出することで、被冷却体を冷却するとともに、被冷却体と冷却材との間の伝熱性能を高め、さらに炭酸ガスを被冷却体に向かって放出することで冷却材表面の結露を防止し、もって長時間にわたり冷却性能を一定に保持する点に特徴がある。また身体へ不快感を与えないことも特徴の一つである。第一実施形態に示す冷却材１でこれを実現することができるけれども、非常に高温多湿の環境下で冷却材を使用すれば、冷却材の冷却面に結露を生じるおそれがある。これを防止すべく、第二実施形態に示す冷却材３０では、多孔性シート３１に吸水性樹脂を含有させる。これよりより確実に冷却材表面の結露を防止することができる。ここで使用可能な吸水性樹脂は、特定の種類のものに限定されるものでなく、紙おむつなどに使用される吸水性樹脂などを使することができる。また吸水性繊維で多孔性シート３１を形成してもよい。
【００５６】
また第二実施形態の冷却材３０は、第一実施形態に示す冷却材１と比較し、ドライアイス２の形状が異なる。第一実施形態に示すドライアイス２が粒状であったのに対し、ここで示すドライアイス２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）は、４つの塊状のドライアイスである。このようにドライアイス２の形状は特定の形状のものに限定されることなく、粉状、粒状、棒状、板状、塊状又はこれら混合物を使用することができる。種々の形態のドライアイス２を使用することができることから、入手が容易となり、また安価に入手することもできる。
【００５７】
図５は本発明の第三実施形態としての冷却材４０の断面図である。また図６は図５中のＶＩ部の拡大図、図７は図５中のＶＩＩ部の拡大図である。図１から図４に示す第一実施形態及び第二実施形態の冷却材１、３０と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。第三実施形態に示す冷却材４０は、第一実施形態の冷却材１、第二実施形態に示す冷却材３０と異なり、多孔質シート１１の外面２１にアルミ蒸着シート２３に代え、銅製の網４５が取り付けられている。この網４５は、熱伝達性のよい材料を冷却面に置くことで、身体などの被冷却体をより均一に冷却することを目的に取り付けるものである。さらに熱容量が大きければ、冷却面をより均一とすることができるので、金属製の熱伝達率の高い材料であることが好ましい。よって銅以外にアルミニウムなどの素材が適している。
【００５８】
この銅製の網４５は、多数の小孔４６を有するので、内側の多孔質シート１１の小孔１３を閉塞することがない。よって、ドライアイス２が昇華し発生した炭酸ガスの放出を阻害しない。この銅製の網４５の小孔４６の大きさ、数は特に限定されず、多孔性シート１１の小孔１３と連通し、ドライアイス２が昇華し発生した炭酸ガスを抵抗なく外部に放出することができればよい。よって、銅製の網４５が形成する小孔４６の位置と多孔性シート１１の小孔１３の位置が異なり、一部の多孔性シート１１の小孔１３が塞がっても、全体的にほぼ均一に抵抗なく炭酸ガスを外部の放出可能な孔が形成されていればよい。銅製の網４５は、熱伝達率及び温度の均一性の点からは銅板とすることも可能であるが、本発明の冷却材は、ドライアイス２が昇華し発生した炭酸ガスを被冷却体に向けて放出する点に特徴があるので、銅板を使用する場合は、取付け方法に工夫が必要である。
【００５９】
銅製の網４５に代え、銅板を使用する場合は、多孔性シート１１の外面２１と銅板の内面を完全に接着させることなく、多孔性シート１１の外面２１と銅板の内面との間に炭酸ガスが流通可能な流路を設け、さらにこの流路及び銅板の周囲を覆うように、多孔性シート１１にカバーを設ける。このカバー内部に多孔性シート１１の外面２１と銅板の内面との間に設けられた流路と接続する流路を設けることで、ドライアイス２が昇華し発生した炭酸ガスを銅板の外面（被冷却体側）に導くことができる。これにより、銅板の全面を炭酸ガスで覆うことが可能となり、銅製の網４５と同じ効果を得ることができる。
【００６０】
また第三実施形態に示す冷却材４０は、冷却袋４１の断熱シート部の構成が異なる。ここでは、断熱シートに貫通孔４８を有する断熱シート４２を使用した例を示す。第一実施形態及び第二実施形態に示したように、断熱シート４２の部分からは、ドライアイス２が昇華し発生した炭酸ガスを放出させてはいけないので、断熱シート４２の内面４３にガスが透過することができないシート４４が取り付けられている。ガスが透過することができないシート４４は、特定の材料に限定されないので、例えばポリエチレン製シートなど合成樹脂製のシートを使用することができる。
【００６１】
第三実施形態に示す冷却材４０では、多孔質シート１１の外面２１に銅製の網４５が取り付けられている例を示したけれども、銅製の網４５に代え、内部に水又は水に水溶性高分子材を溶解させたゲル状物質を有する保冷材を取り付けてもよい。保冷材は熱容量が大きいので、冷却材１表面温度をより均一にすることが可能であるとともに、冷却材１表面の温度調整がより簡単なる。このような冷却材を使用すれば、身体などの被冷却体をより均一に冷却することが可能となるとともに、冷却材を快適に使用することができる。ここで使用可能な保冷材は、熱容量が大きいものであれば特に種類は問わないけれども、保冷材には炭酸ガスが通過できるような貫通孔、流路を設けるか、上記銅板の場合のように、炭酸ガスを保冷材の外面に導く取り付け方法とする必要がある。
【００６２】
図８は、本発明の第四実施形態としての冷却袋５０の外観図である。図１から図７に示す第一から第三実施形態の冷却材１、３０、４０と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。冷却袋５０の基本的な構成は第一実施形態に示す冷却材１の冷却袋３と同じであるが、冷却袋の中央部に上下のシート、つまり上部のアルミ蒸着シート２３及び多孔性シート１１と下部の断熱シート１２及びアルミ蒸着シート２４とを部分的に結合する結合部５１、５２を有する点に特徴がある。この結合部５１、５２は、長手方向に直交するように、上下に２箇所設けられている。またこの結合部５１、５２は、冷却袋５０の側辺５５から側辺５６まで一杯に設けられてはいないので、ドライアイス２を底部まで充填することができる。またこの結合部５１、５２は、冷却袋５０の側辺５５から側辺５６まで一杯に設けられてはいないので、ドライアイス２が昇華して発生した炭酸ガスは、冷却袋５０全体に行きわたる。この結合部５１、５２の結合方法は、特に限定されるものではなく、接着剤、熱による融着、糸で縫いつけてもよい。
【００６３】
本発明の冷却材１、３０、４０は、身体装着体のポケットなどに装着され、これを着用して身体を冷却する例に見られるように、冷却材１、３０、４０は立てた状態で使用される場合が多い。このような場合、ドライアイス２自身の重さで、ドライアイス２が底部に偏りがちとなるが、本実施形態に示す冷却袋５０を使用すれば、ドライアイス２の偏りを簡単に防止することができる。このような冷却袋５０の結合部は、第一実施形態から第三実施形態に示す冷却材１、３０、４０の冷却袋３、３３、４１に適用可能なことは言うまでもない。
【００６４】
図９は、本発明の第五実施形態としての冷却袋６０の外観図である。図１から図８示す
第一から第三実施形態の冷却材１、３０、４０及び第四実施形態の冷却袋５０と同一の部材には、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。冷却袋６０の基本的な構成は第一実施形態に示す冷却材１の冷却袋３と同じであり、基本的な機能は第四実施形態に示す冷却袋５０と同じである。この冷却袋６０は、上部のアルミ蒸着シート２３及び多孔性シート１１と下部の断熱シート１２及びアルミ蒸着シート２４とを部分的に結合する結合部６１、６２を十字形状とし、上下に２箇所、開口部開閉手段であるジッパー２０、６３を設けた点に特徴がある。結合部６１、６２を十字形状としたことで、４つの室６５（６５ａ、６５ｂ、６５ｃ、６５ｄ）を設けることができ、ドライアイス２の偏りをより確実に防止することができる。また上下に２箇所にジッパー２０、６３を設けることでドライアイス２の充填が簡単となる。なお、結合部６１は、第四実施形態とは異なり、冷却袋６０の側辺６７から側辺６８まで一杯に設けられているけれども、断続的に結合されているのでドライアイス２が昇華して発生した炭酸ガスは、冷却袋６０全体に行きわたることができる。
【００６５】
上記の通り第一実施形態から第五実施形態に示す冷却袋３、３３、４１、５０、６０の形態は、通常よく使用される袋と同じ形態を有する。本発明に使用可能な袋の形態は、このような形態に限定されるものではないので、一面が開口した襠付きの袋であってもよい。また形状も矩形形状に限定されるものではない。さら本実施形態に示す冷却袋と同じ機能を有するものであれば、袋ではなく容器であってもよい。
【００６６】
本発明の冷却材１、３０、４０は、従来からあるドライアイスを使用した保冷材と一見類似するけれども、構成、その機能及び作用、効果は全く異なる。従来のドライアイスを使用した保冷材において、ドライアイスを、孔を有する袋に充填したものが見られる。この保冷材の袋は、ドライアイスの取り扱いを容易とするためのものであり、さらに袋に設けられた孔は、袋が破損しないようにドライアイスが昇華し発生する炭酸ガスを排出するためのものである。このためこの袋の孔は、袋の特定の面ではなく、袋全体に設けられている。このように従来のドライアイスを使用した保冷材は、ドライアイスが昇華し発生する炭酸ガスを積極的、意図的に冷却に使用するものではないため、本発明のように特定の面以外の面を断熱材で形成することもない。これらからも分かるように本発明のドライアイスを使用した冷却材１、３０、４０は、全く新規な冷却材と言える。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第一実施形態としての冷却材１の断面図である。
【図２】図１中のＩＩ部の拡大図である。
【図３】図１中のＩＩＩ部の拡大図である。
【図４】本発明の第二実施形態としての冷却材３０の断面図である。
【図５】本発明の第三実施形態としての冷却材４０の断面図である。
【図６】図５中のＶＩ部の拡大図である。
【図７】図５中のＶＩＩ部の拡大図である。
【図８】本発明の第四実施形態としての冷却袋５０の外観図である。
【図９】本発明の第五実施形態としての冷却袋６０の外観図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  冷却材
２  ドライアイス
３  冷却袋
４  袋内部
１１  多孔性シート
１２  断熱シート
１３  小孔
１６  多孔性シート上辺近傍
１７  断熱シート上辺近傍
２０  開口部開閉手段
２１  多孔性シートの外面
２２  断熱シートの外面
２３  アルミ蒸着シート
２４  アルミ蒸着シート
３０  冷却材
３１  多孔性シート
３２  断熱シート
３３  冷却袋
４０  冷却材
４１  冷却袋
４２  断熱シート
４５  銅製網
５０  冷却袋
５１  結合部
５２  結合部
６０  冷却袋
６１  結合部
６２  結合部
６３  開口部開閉手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2008023274.tif 000009
【図８】
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【図９】
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