JPH1192756A - 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、−４０℃〜−２℃の
温度範囲で相転移現象の生じる蓄冷材であって、塩化ナ
トリウム水溶液及び硫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硫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、水溶性の硫酸ナトリウムが蓄
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−４０℃〜−２
℃の温度範囲で相転移現象の生じる蓄冷材であって、塩
化ナトリウム水溶液及び硫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ものである。硫酸ナ
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】硫酸ナトリウムは、従来蓄冷媒体として用
いられており、例えば、特開昭５８−５２９９６号公報
には、硫酸ナトリウム１０水塩と塩化ナトリウムとの共
融物を蓄冷媒体としたものが記載されており、このよう
な蓄冷媒体を用いた蓄冷材においては、ホウ砂を過冷却
防止剤として別途添加することにより過冷却を防止する
ことが記載されている。しかし、本発明者らは、塩化ナ
トリウムを蓄冷媒体として用いた−４０℃〜−２℃の温
度範囲で相転移現象の生じる蓄冷材においては、硫酸ナ
トリウムが過冷却防止剤として作用することを見出し、
本発明を完成させたものである。

【０００８】

【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。

【０００９】また、本発明においては、過冷却防止剤と
して硫酸ナトリウムを用いる。該硫酸ナトリウムとして
は、硫酸ナトリウム１０水和塩、無水硫酸ナトリウム、
硫酸ナトリウム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、硫酸ナトリウム１０
水和塩が好適である。本発明の蓄冷材において、硫酸ナ
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１ｍｏｌに対して０．００
５〜０．１６ｍｏｌが好ましく、なかでも０．０１５〜
０．０７８ｍｏｌがより好ましい。硫酸ナトリウムの含
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水溶液の均一性が損なわれ
る傾向にある。

【００１０】本発明の蓄冷材は上記塩化ナトリウム水溶
液及び硫酸ナトリウムを含み、かつ、その相転移温度が
−４０〜−２℃程度である。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、特に冷凍食品などの食品や医
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】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、本発明の蓄冷材は本発明の目的を損なわな
い範囲で不純物を含んでもよい。

【００１２】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硫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、塩化ナトリウムと硫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硫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、硫酸ナトリウム
と同時又は硫酸ナトリウム配合後など適宜に添加すれば
よい。

【００１３】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。

【００１４】

【実施例】

（実施例１〜６、比較例１〜３）表１及び表２に示す組
成（表中の組成の欄の数値は重量部で示す）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。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】

【発明の効果】本発明の蓄冷材は、−４０℃〜−２℃の
温度範囲で相転移現象の生じる蓄冷材であって、塩化ナ
トリウム水溶液及び硫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、上記硫酸ナトリウ
ムは、塩化ナトリウム１ｍｏｌに対して０．００５〜
０．１６ｍｏｌ配合されてなることによって、さらに、
過冷却防止効果に優れる。また、上記塩化ナトリウム水
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 (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 −４０℃〜−２℃の温度範囲で相転移現
   象の生じる蓄冷材であって、塩化ナトリウム水溶液及び
   硫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】 硫酸ナトリウムの含有量は、塩化ナトリ
   ウム１ｍｏｌに対して０．００５〜０．１６ｍｏｌであ
   る請求項１記載の蓄冷材。
3. 【請求項３】 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または請
   求項２に記載の蓄冷材。