JPH1180720A - 蓄冷材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過冷却防止効果に優れた塩化ナトリウム水溶
液系の蓄冷剤を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明の蓄冷剤は、塩化ナトリウム水溶
液及び炭酸ナトリウムを含むものである。本発明におい
ては、塩化ナトリウム水溶液を蓄冷媒体とする蓄冷材に
おいて炭酸ナトリウムを過冷却防止剤として使用するこ
とによって、水溶性の炭酸ナトリウムが蓄冷材中に均一
に分散するため、蓄冷材を均一に凝固させることがで
き、過冷却防止効果に優れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、塩化ナトリウム水溶液
を蓄冷媒体とする蓄冷材に関するものである。

【０００２】

【従来技術および発明が解決しようとする課題】近年、
余剰電力の利用を目的として蓄冷材の開発が進められて
いる。蓄冷材としては、例えば、蓄冷媒体となる物質の
融解や凝固などの相転移に伴う吸収熱を利用した潜熱蓄
冷材がある。この潜熱蓄冷材のうち、蓄冷媒体として無
機塩や無機水和塩などの無機材料を用いたものは、有機
材料を用いたものに比べて、熱伝導率や潜熱量が大き
い、不燃性であるなどの利点があり、なかでも蓄冷媒体
として塩化ナトリウム水溶液を用いたものについては、
さらに無毒性、低反応性、適度な溶解度、共晶温度が冷
凍食品保存温度に近いという利点もある。

【０００３】しかし、上記無機材料を蓄冷媒体とした蓄
冷材には、過冷却現象を起こすという問題があった。こ
の過冷却とは、物質を冷却する際に液体から固体への相
転移温度を過ぎても転移の現象が現れない、即ち凝固し
ないことである。よって、この過冷却現象を起こすよう
な蓄冷材を用いた場合には、蓄冷材を実際利用しようと
する温度（蓄冷材の相転移温度）よりさらに低温まで冷
やして凝固させなければならないので、蓄冷材を凝固さ
せるための冷凍機設備の費用がかかり、また、余分のエ
ネルギーを必要とするという問題が生じる。

【０００４】上記の過冷却現象を抑制するために、凝固
時に蓄冷媒体の核となるような物質（過冷却防止剤）を
蓄冷媒体に添加することがなされている。このような過
冷却防止剤としては、例えば特開昭５９−９３７８０号
公報に塩化ナトリウム水溶液の蓄冷媒体によう化銀等の
ハロゲン化銀を添加することが開示されている。しか
し、ハロゲン化銀は水溶性でないため蓄冷材中に均一に
分散せず、そのため過冷却防止効果が部分的となって蓄
冷材が均一に凝固しないという問題がある。

【０００５】本発明は、上記課題を解消するためになさ
れたものであり、塩化ナトリウム水溶液を蓄冷媒体とし
た蓄冷材において、過冷却防止効果に優れた蓄冷材を提
供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、塩化ナトリウ
ム水溶液及び炭酸ナトリウムを含むことを特徴とする蓄
冷材によって、上記課題を解決するものである。即ち、
本発明は過冷却防止剤として炭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ものである。炭酸ナトリウムは
水溶性であるので、蓄冷材中に均一に分散して蓄冷材を
均一に凝固させることができるため、過冷却防止効果に
優れる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明においては、塩化ナトリウ
ム水溶液を蓄冷媒体として用いる。該水溶液中の塩化ナ
トリウムの濃度は特に制限はないが、蓄冷温度及び放冷
温度の安定性の点から特に５〜３０重量％が好ましく、
なかでも特に１５〜２７重量％がより好ましい。塩化ナ
トリウムの濃度が上記範囲外であると、凝固及び融解時
の温度差が大きくなる傾向にある。

【０００８】また、本発明においては、過冷却防止剤と
して炭酸ナトリウムを用いる。該炭酸ナトリウムとして
は、炭酸ナトリウム１０水和塩、無水炭酸ナトリウム、
炭酸ナトリウム１水和塩、炭酸ナトリウム７水和塩など
が挙げられ、なかでも蓄冷材中での溶解安定性の点から
特に、炭酸ナトリウム１０水和塩が好適である。本発明
の蓄冷材において、炭酸ナトリウムの含有量は、過冷却
防止効果及び溶解安定性の点から特に、塩化ナトリウム
水溶液１００重量部に対して１〜２０重量部が好まし
く、なかでも３〜１０重量部がより好ましい。炭酸ナト
リウムの含有量が少なすぎると過冷却防止効果が不十分
となる傾向にあり、含有量が多すぎると炭酸ナトリウム
が蓄冷材中で析出しやすくなり、蓄冷材の均一性が損な
われる傾向にある。

【０００９】本発明の蓄冷材は上記塩化ナトリウム水溶
液及び炭酸ナトリウムを含むが、また、本発明において
は、上記必須成分の他に本発明の目的を損なわない範囲
で各種添加剤を添加してもよい。該添加剤としては、吸
水性樹脂、アタパルジャイ粘土、ゼラチン、寒天、シリ
カゲルなどの増粘剤、またはアルコール類などの融点調
整剤などが挙げられ、また、本発明の蓄冷材において
は、本発明の目的を損なわない範囲であれば不純物を含
んでもよい。

【００１０】また、上記本発明の蓄冷材においては、そ
の相転移温度が実用面の点から特に−４０〜−２℃程度
であることが好ましく、なかでも−３０〜−１５℃であ
ることがより好ましい。本発明の蓄冷材は無毒性の塩化
ナトリウム水溶液を蓄冷媒体とし、上記の相転移温度を
有することによって、特に冷凍食品など食品や医薬品な
どの冷凍保存又は冷蔵保存などに好適に用いられる。

【００１１】本発明において、蓄冷材の製造方法につい
ては特に制限はなく、例えば、純水またはイオン交換水
に塩化ナトリウムを所定量配合して十分混合させた後、
これに過冷却防止剤である炭酸ナトリウムを所定量配合
して十分に混合し、蓄冷材を製造する方法などがある。
なお、塩化ナトリウムと炭酸ナトリウムの配合順序に特
に制限はなく任意であり、上記と逆の順序であってもよ
い。また、塩化ナトリウム及び炭酸ナトリウムの溶解を
促進させるため、５０℃程度まで加熱して混合してもよ
い。また、添加剤を添加する場合には、炭酸ナトリウム
と同時又は炭酸ナトリウム配合後など適宜に添加すれば
よい。

【００１２】また、本発明において、蓄冷材の形態にも
特に制限はないが、通常は上記の蓄冷材を耐蝕性のある
金属や無機材料、またはプラスチックなどの有機材料に
よって包装する形態となる。その形状としては、塊状、
板状、シート状など、蓄冷材の用途やその配置位置など
によって適宜の形状とすればよい。本発明の蓄冷材の用
途に特に制限はなく、例えば、食品の冷蔵や配送時の保
冷、化学薬品及び医薬品などの冷蔵などに特に好適に用
いることができる。

【００１３】

【実施例】

（実施例１〜７、比較例１〜３）表１及び表２に示す組
成の蓄冷材について凝固開始温度及び融解開始温度を測
定し、過冷却度を評価した。その結果を表１及び表２に
示す。なお、評価方法は以下の通りである。 （凝固開始温度及び融解開始温度）ＤＳＣ（示差走査熱
量計）で、降温速度１℃／分にて−４５℃まで冷却して
２０分保持した後、昇温速度２℃／分で−１０℃まで昇
温させるというプログラムのもと、蓄冷材の凝固開始温
度及び融解開始温度を測定した。 （過冷却度）上記凝固開始温度と融解開始温度との差か
ら過冷却度を算出した。 （均一性）上記蓄冷材を凝固させたときの過冷却防止効
果の均一性を目視にて観察した。均一であるものは○、
不均一であるものは×とした。

【００１４】

【表１】

【００１５】

【表２】

【００１６】

【発明の効果】本発明の蓄冷材は、塩化ナトリウム水溶
液及び炭酸ナトリウムを含むことによって、過冷却防止
効果に優れる。また、−４０℃〜−２℃の温度範囲で相
転移現象の生じることによって、特に冷凍食品など食品
や医薬品などの冷凍保存又は冷蔵保存などに好適に用い
られる。また、炭酸ナトリウムの含有量は、塩化ナトリ
ウム水溶液１００重量部に対して１〜２０重量部である
ことによって、さらに過冷却防止効果に優れる。また、
塩化ナトリウム水溶液において塩化ナトリウムの濃度が
５〜３０重量％であることによって、さらに過冷却防止
効果に優れる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 塩化ナトリウム水溶液及び炭酸ナトリウ
   ムを含むことを特徴とする蓄冷材。
2. 【請求項２】 −４０℃〜−２℃の温度範囲で相転移現
   象の生じる請求項１記載の蓄冷材。
3. 【請求項３】 炭酸ナトリウムの含有量は、塩化ナトリ
   ウム水溶液１００重量部に対して１〜２０重量部である
   請求項１または請求項２記載の蓄冷材。
4. 【請求項４】 塩化ナトリウム水溶液において塩化ナト
   リウムの濃度が５〜３０重量％である請求項１〜３いず
   れかに記載の蓄冷材。