JP2017036350A

JP2017036350A - 潜熱蓄冷材

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Publication number: JP2017036350A
Application number: JP2015156353A
Authority: JP
Inventors: 博宣町田; Hironori Machida; 鈴木　基啓; Motohiro Suzuki; 基啓鈴木; 竹口　伸介; Shinsuke Takeguchi; 伸介竹口; 健太郎椎; Kentaro Shii; 雄章水藤; Takeaki Mizufuji
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-08-06
Filing date: 2015-08-06
Publication date: 2017-02-16
Anticipated expiration: 2035-08-06
Also published as: JP6575859B2

Abstract

【課題】冷却に必要な電気エネルギーの削減を目的とした過冷却の小さい冷凍用蓄冷材を提供する。
【解決手段】水、尿素および尿素誘導体を含み、前記尿素誘導体が１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素を含み、１，１−ジメチル尿素と１，３−ジメチル尿素の配合比（重量比）が２：３〜３：２であり、尿素の含有量が水の重量に対して２５〜４０ｗｔ％であり、尿素誘導体の含有量が尿素の重量に対して１０〜７５ｗｔ％である、潜熱蓄冷材。
【選択図】図１

Description

本開示は生鮮食品などの保管・輸送の際に使用される潜熱蓄冷材に関する。この潜熱蓄冷材は蓄冷容器に充填され、予め冷凍庫で冷却して使用されるものである。

生産地から消費地まで一貫して低温・冷蔵・冷凍の状態を保ったまま流通させる仕組みをコールドチェーンという。今や生鮮品、冷凍食品に限らず、切り花、医薬品、電子部品などさまざまな分野で利用されているが、これまでの仕組みにはいくつもの課題があった。特に大きな課題としては、冷却装置にかかるエネルギーコスト、ＣＯ₂排出量の増大、荷さばき場における作業の過酷さ、異なる温度帯を管理する難しさなどが挙げられる。特に、冷蔵・冷凍トラックは冷却装置を備えている分、輸送コストが高くつくとともに、大型トラックが多く、小口輸送に向かないことが指摘されていた。一方、ドライアイスを使った輸送の場合、常温品との混載が可能でコストも低く抑えられるが、昇華温度であるマイナス79℃で積み込まれるため商品が凍結により劣化してしまうこと、一定温度を保てないこと、１回限りの使い捨てであること、気化する際にＣＯ₂を発生させることなどの問題を避けられなかった。

これらの課題を解決する技術として、蓄熱材が期待され、一部実用化が始まっている。蓄熱材とは、熱または冷熱を物質内に蓄積し必要時に有効に熱の出入りを利用する材料である。特に、主に物質の相変化に伴う発熱／吸熱反応を利用したものを潜熱蓄熱材、さらに特に予め冷熱を蓄熱し必要時に放冷する場合を潜熱蓄冷材（以下、単に「蓄冷材」ともいう）と呼ぶが、蓄熱材、蓄冷材の明確な区別はない。潜熱蓄冷材のうち、無機塩、無機水和塩などの無機物系材料を蓄冷媒体としたものは、有機物系材料に比べて熱伝導率が大きい、潜熱量が大、体積変化が小さい、不燃性であるなどの利点があり、なかでも塩化ナトリウム水溶液は、さらに毒性がない、低反応性、入手容易、適度な溶解度があり、共晶温度が冷凍食品保存温度に近いという利点もある。従ってこれらの蓄冷材は、食品の冷蔵、配送時の保冷、化学・医薬品の冷蔵、食品工場などの冷却工程に特に好適に使用することができる。特許文献１には、塩化ナトリウムを利用し、融解温度を望み通りに調節できる潜熱蓄冷材が記載されている。

蓄冷材は使用される温度域に応じて主に冷蔵用と冷凍用に区分されるが、冷凍用蓄冷材を利用すれば、ドライアイスの様に気化する際にＣＯ₂を放出することなく、低温やけどの危険もないため扱いが容易で、蓄冷材の冷却時以外は電気エネルギーが不要である。

従来、冷凍用蓄冷材としては複数の電解質を溶解した水溶液があり、具体的には特許文献２に開示される、塩化ナトリウムと塩化アンモニウムの混合水溶液などが使われている。

特開平１１−３５９３３号公報国際公開２０１４／０９１９３８号

本開示は、前記従来の課題を解決するもので、−２２℃以上−１０℃以下の温度範囲の冷凍保存に適し、冷却に必要な電気エネルギーの削減を目的とした過冷却の小さい冷凍用蓄冷材を提供することを目的とする。

本開示は、
水、尿素および尿素誘導体を含み、
前記尿素誘導体が１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素を含み、
１，１−ジメチル尿素と１，３−ジメチル尿素の配合比（重量比）が２：３〜３：２であり、
尿素の含有量が水の重量に対して２５〜４０ｗｔ％であり、
尿素誘導体の含有量が尿素の重量に対して１０〜７５ｗｔ％である、
潜熱蓄冷材を提供する。

本開示の潜熱蓄冷材によれば、−２２℃以上−１０℃以下の温度範囲の冷凍保存に適し、冷却に必要な電気エネルギーの削減を目的とした過冷却の小さい冷凍用蓄冷材を提供することができる。

本開示の実施形態に係る蓄冷材Ｄの示差走査熱量測定の結果を示す図である。本開示の実施形態に係る蓄冷材Ａの示差走査熱量測定の結果を示す図である。従来技術の蓄冷材Ｉの示差走査熱量測定の結果を示す図である。

特許文献１に記載の潜熱蓄冷材は、融解温度が−１０℃程度と高いため、吸熱ピークも−１０℃よりも高くなり、−１０℃以下の冷凍保存には適していない、または過冷却が大きくなり、蓄冷（凝固）するにはおよそ−４０℃まで冷却する必要があった。また、特許文献２に開示される、塩化ナトリウムと塩化アンモニウムの混合水溶液の構成では、過冷却が大きいため、蓄冷（凝固）するにはおよそ−４０℃まで冷却する必要があった。過冷却とは、液体の冷却過程において、本来、相変化して固体となるべき温度になっても相変化が起こらず、液体のまま温度が下がる現象を指す。

即ち、従来の冷凍用の蓄冷材である塩化ナトリウムに塩化アンモニウムなどを混ぜた系では、冷熱を欲しい温度である−２２〜−１０℃に対して２０〜３０Ｋも過分に冷やす必要があり、冷却にかかる電気エネルギーが過大となる課題があった。

本開示の第１態様は、
水、尿素および尿素誘導体を含み、
前記尿素誘導体が１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素を含み、
１，１−ジメチル尿素と１，３−ジメチル尿素の配合比（重量比）が２：３〜３：２であり、
尿素の含有量が水の重量に対して２５〜４０ｗｔ％であり、
尿素誘導体の含有量が尿素の重量に対して１０〜７５ｗｔ％である、
潜熱蓄冷材を提供する。

第１態様の潜熱蓄冷材によれば、−２２℃以上−１０℃以下の冷凍保存に適した蓄冷材を−３２℃以上で蓄冷（凝固）することができる。すなわち、蓄冷のための冷却温度（凝固開始温度）の下限を−４０℃近辺から−３２℃近辺まで上昇させ、結果として冷却に必要な電気エネルギーを大幅に削減することができる。また、第１態様の尿素水系蓄冷材は、従来の塩化ナトリウムに塩化アンモニウムなどを混ぜた系に比して腐食性が低いため、蓄冷容器の材料の選択肢が広がり、かつ信頼性が向上する。

本開示の第２態様は、例えば、第１態様に加えて、尿素誘導体が１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素のみからなる、潜熱蓄冷材を提供する。第２態様によれば、凝固開始温度と融解開始温度の差を小さくすることができる。

本開示の第３態様は、例えば、第１または第２態様に加えて、尿素誘導体の含有量が尿素の重量に対して１６〜７３ｗｔ％である、潜熱蓄冷材を提供する。第３態様によれば、融解開始温度をより下げることができる。

本開示の第４態様は、例えば、第１〜第３態様のいずれか１つに加えて、融解開始温度が−２５℃以上−１９℃以下の範囲にあり、融解時の吸熱ピークが−２２℃以上−１０℃以下の範囲にあり、かつ凝固開始温度が−３２℃以上の範囲にある、潜熱蓄冷材を提供する。第４態様によれば、凝固開始温度と融解開始温度の差をより小さくすることができ、結果として冷却に必要な電気エネルギーを大幅に削減することができる。

本開示の第５態様は、例えば、第１〜第４態様のいずれか１つに加えて、融解開始温度と凝固開始温度の差が１２℃以内である、潜熱蓄冷材を提供する。第５態様によれば、冷却に必要な電気エネルギーをより削減することができる。

本開示の第６態様は、例えば、第１〜第５態様のいずれか１つに加えて、１，１−ジメチル尿素と１，３−ジメチル尿素の配合比（重量比）が４：５〜５：４である、潜熱蓄冷材を提供する。第６態様によれば、凝固開始温度と融解開始温度の差をより小さくすることができる。

以下、本開示の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は本開示の一例に関するものであり、本開示はこれらによって限定されるものではない。

本開示の潜熱蓄冷材は、水、尿素および尿素誘導体を含み、前記尿素誘導体が１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素を含み、１，１−ジメチル尿素と１，３−ジメチル尿素の配合比（重量比）が２：３〜３：２であり、尿素の含有量が水の重量に対して２５〜４０ｗｔ％であり、尿素誘導体の含有量が尿素の重量に対して１０〜７５ｗｔ％である。融点調整剤兼過冷却防止剤として使用される１，１−ジメチル尿素と１，３−ジメチル尿素は、尿素と化学的に不活性で、比重が尿素と大差がない、購入が安価で取り扱いが容易、などの利点がある。融点調整剤兼過冷却防止剤の成分は尿素誘導体のみからなるものであってもよい。

本開示の潜熱蓄冷材において、尿素の含有量（総量）は、潜熱蓄冷材に含まれる水の総重量（１００ｗｔ％）に対して、２５〜４０ｗｔ％であり、望ましくは２７〜３８ｗｔ％であり、より望ましくは３０〜３５ｗｔ％である。尿素水溶液の濃度が２５〜４０ｗｔ％であると、潜熱量が大きくなり、蓄冷材として望ましいものとなる。尿素の純度は特に限定されないが、通常９０％以上が用いられる。

尿素の含有量（総量）は、潜熱蓄冷材全体に対して、２０ｗｔ％以上３５ｗｔ％以下が望ましく、２１ｗｔ％以上３４ｗｔ％以下がより望ましく、２３ｗｔ％以上３３ｗｔ％以下がさらに望ましい。

本開示の潜熱蓄冷材は、尿素と尿素誘導体を含み、融点調整剤兼過冷却防止剤である尿素誘導体は１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素を含む。尿素誘導体は１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素のみからなることが望ましい。１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素の配合比（重量比）は、２：３〜３：２であり、望ましくは４：５〜５：４であり、より望ましくは６：７〜７：６であり、さらに望ましくは略等量である。本明細書において、「略等量」の語は、１，１−ジメチル尿素と１，３−ジメチル尿素の量（ｗｔ％）が完全に一致する場合も含め、ある程度の誤差（望ましくは１．５ｗｔ％未満）を許容する意味で用いる。１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素の純度は特に限定されないが、通常９０％以上が用いられる。

本開示の潜熱蓄冷材において、尿素誘導体の含有量（総量）は、潜熱蓄冷材に含まれる尿素の総重量（１００ｗｔ％）に対して１０〜７５ｗｔ％であり、望ましくは１５〜７５ｗｔ％であり、より望ましくは２０〜７５ｗｔ％であり、さらに望ましくは４６〜７３ｗｔ％である。

尿素誘導体の含有量（総量）は、潜熱蓄冷材全体に対して、１ｗｔ％以上２０ｗｔ％以下が望ましく、２ｗｔ％以上１９ｗｔ％以下がより望ましく、３ｗｔ％以上１８ｗｔ％以下がさらに望ましい。

本開示の潜熱蓄冷材には、尿素誘導体以外の過冷却防止剤を添加してもよい。使用される過冷却防止剤は、特に限定されないが、ゼオライト、シリカゲルなどの多孔体などの、安価で入手容易な工業製品が望ましい。これらは、単独で使用してもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

さらに、本開示の潜熱蓄冷材は、公知の各種添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、粘度調整剤、整泡剤、酸化防止剤、脱泡剤、砥粒、充填剤、顔料、染料、着色剤、増粘剤、界面活性剤、難燃剤、可塑剤、滑剤、帯電防止剤、耐熱安定剤、粘着付与剤、硬化触媒、安定剤、シランカップリング剤、ワックス等の公知のものが使用できる。増粘剤としては、漏洩時の安全性向上の点から、ポリビニルアルコール系増粘剤、セルロース系増粘剤、多糖類系増粘剤などが挙げられ、これらは単独で使用してもよく、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらの各種添加剤は、本開示の目的を阻害しない限り、特にその種類及び使用量を限定するものではない。

本実施形態に係る潜熱蓄冷材における融解開始温度（以下、融解開始点ともいう）、吸熱ピーク、凝固開始温度（以下、凝固開始点ともいう）は、ＪＩＳＫ７１２１（２０１２）に準じて示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって測定できる。示差走査熱量測定には、公知の示差走査熱量計を使用できる。示差走査熱量計としては、例えば、Perkin Elmer Japan社の入力補償型ダブルファーネスＤＳＣ８５００を使用できる。測定条件は、後記する実施例に記載のとおりである。測定結果から、図１に示されるように、凝固開始点１０３、融解開始点１０４、吸熱ピーク１０５を特定することができる。吸熱ピークとは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）の測定結果において、熱量変化によりベースラインから下に凸の形状の下至点として現れるピークのことを意味し、ピークが複数ある場合はすべてのピークの平均値を意味する。図１では、示差走査熱量測定の降温曲線１０１を破線で示し、示差走査熱量測定の昇温曲線１０２を実線で示す。

本実施形態に係る潜熱蓄冷材における融解開始温度は、−２５℃以上−１９℃以下の範囲にあることが望ましい。本実施形態に係る潜熱蓄冷材における融解時の吸熱ピークは、−２２℃以上−１０℃以下の範囲にあることが望ましい。本実施形態に係る潜熱蓄冷材における凝固開始温度は、−３２℃以上融解開始温度未満の範囲にあることが望ましい。

本実施形態に係る潜熱蓄冷材において、融解開始温度と凝固開始温度の差は、１２℃以内であることが望ましく、１１℃以内であることがより望ましく、１０℃以内であることがさらに望ましい。

本実施形態に係る潜熱蓄冷材としては、冷却（蓄冷）時には−３２℃以上で結晶（固相）化し、放熱（放冷）時には−２５℃以上−１９℃以下に融解開始温度を持つものが特に望ましい。

本実施形態に係る潜熱蓄冷材において、潜熱量は、２１０Ｊ／ｇ以上が望ましく、２１３Ｊ／ｇ以上がより望ましく、２２０Ｊ／ｇ以上がさらに望ましい。上限は、特に限定されないが、３３０Ｊ／ｇ以下であってもよい。潜熱量は、ＪＩＳＫ７１２２（２０１２）に準じて示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により測定できる。示差走査熱量測定には、公知の示差走査熱量計を使用できる。示差走査熱量計としては、例えば、Perkin Elmer Japan社の入力補償型ダブルファーネスＤＳＣ８５００を用いて測定できる。測定条件は、後記する実施例に記載のとおりである。

潜熱蓄冷材の製造方法は特に限定されないが、例えば、容器に入れた純水またはイオン交換水に、尿素を徐々に攪拌しながら所定量まで投入し、十分混合した後、本実施形態に係る尿素誘導体を徐々に攪拌しながら所定量まで投入し、他の添加剤もこれと同時またはこの前後で添加し、混合および／または攪拌する方法、予め尿素や添加剤を混合しておき、純水またはイオン交換水に注入し、最後に増粘剤を添加する方法、などがある。なお、尿素、尿素誘導体、及び他の添加剤の投入順序は任意であり、かつ、溶解を促進するために４０℃程度まで水溶液を加熱することも可能である。但し、６０〜８０℃の範囲において長時間加熱すると、尿素が分解してアンモニアが発生する可能性があるため、加熱温度は６０℃未満が望ましい。

蓄冷材の形態は特に限定されないが、通常は、上述で作製した蓄冷材を耐食性に優れた金属または樹脂材料に封入する形態となる。また形状としては、塊状、板状、シート状などがある。内容積に対して表面積の割合を増やした方が、蓄冷、放冷の応答性は向上する。冷凍庫で蓄冷した後に蓄冷材が配置される場所としては、輸送・保管用のボックスやコンテナなどの容器内などが考えられる。

使用環境としては、常温以下を保つことが望ましい。冷凍用であるため、一般的には冷凍庫と常温の間を周期的に繰り返すことになり、４０℃以上の高温環境下に長時間曝されることはまずないが、仮に５０℃以上に長時間放置されると、尿素の一部が分解されてアンモニアが発生する可能性がある。

以下に、実施例により本開示の蓄熱材組成物をより詳細に説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されない。

本開示の潜熱蓄冷材の評価基準を以下に示す。潜熱蓄冷材について、冷凍用途として−２２℃以上−１０℃以下の冷熱が必要なため、潜熱蓄冷材には、吸熱ピークは−２２℃以上−１０℃以下であることが求められる。また、吸熱ピークとの関係から、融解開始温度は−２５℃以上−１９℃以下であることが望ましい。さらに、蓄冷のために必要な電気エネルギー、引いては冷却コストを抑制するため、凝固開始温度は−４０℃よりもできるだけ高いことが求められ、−３２℃以上が望ましい。さらにまた、潜熱量は、実用性の観点から、２１０Ｊ／ｇ以上が求められる。融解開始温度、吸熱ピーク、凝固開始温度、および潜熱量の測定にはPerkin Elmer Japan社の入力補償型ダブルファーネスＤＳＣ８５００を用いた。
＜凝固開始温度の評価基準＞
○：−３２．０℃以上
×：−３２．０℃未満
＜吸熱ピークの評価基準＞
○：−２２．０℃以上−１０．０℃以下
×：−２２．０℃未満または−１０．０℃より高い
＜融解開始温度の評価基準＞
○：−２５．０℃以上−１９．０℃以下
×：−２５．０℃未満または−１９．０℃より高い
＜潜熱量の評価基準＞
○：２１０Ｊ／ｇ以上
×：２１０Ｊ／ｇ未満
以上の評価結果を総合的に評価し、凝固開始温度と融解開始温度と差が１２℃以内であり、冷凍用蓄冷材として適合するものについては総合評価として「○」とし、適合しないものについては「×」とした。

［実施例１〜４および比較例１〜４］
３２．５ｗｔ％尿素水溶液に対して、尿素誘導体として１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素を下記表１に示す量で添加し、攪拌均一混合し、潜熱蓄冷材を得た。

得られた蓄冷材Ａ〜Ｈ（実施例１〜４および比較例１〜４）について、融解開始温度、吸熱ピーク、凝固開始温度、および潜熱量を、示差走査熱量計（入力補償型ダブルファーネスＤＳＣ８５００、Perkin Elmer Japan社）を用いて以下の条件で測定した。ＡからＨの結果を表１に示す。また、蓄冷材ＤのＤＳＣ結果を図１に、蓄冷材ＡのＤＳＣ結果を図２に示す。
ＤＳＣのプログラム：降温速度１℃／分→−５０℃で５分保持→昇温速度１℃／分→１０℃

表１の潜熱蓄冷材ＡとＢは、１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素の両方の尿素誘導体を等量含み、尿素の含有量が水の重量に対して３２．５ｗｔ％であり、尿素誘導体の総量が尿素の重量に対して１６〜３８ｗｔ％であり、吸熱ピークが約−１０．３〜１４．４℃の範囲にあり、凝固開始温度が−２８．０〜−３１．０℃の範囲にあり、また、潜熱量が２３３〜２３５Ｊ／ｇであることから、−１２℃程度の冷凍温度向けの用途に望ましい。

潜熱蓄冷材ＣとＤは、１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素の両方の尿素誘導体を等量含み、尿素の含有量が水の重量に対して３２．５ｗｔ％であり、尿素誘導体の総量が尿素の重量に対して５４〜６５ｗｔ％であり、全ての評価基準に適合しており望ましいが、潜熱量の観点からはＣの方が冷凍用蓄冷材としてより望ましい。

潜熱蓄冷材において、−１２℃程度に蓄冷したい場合には潜熱蓄冷材Ａ・Ｂ（好適には尿素誘導体の総量が尿素の重量に対して１６ｗｔ％以上４６ｗｔ％以下）、−１５℃程度に蓄冷したい場合にはＣ・Ｄ（好適には尿素誘導体の総量が尿素の重量に対して４７ｗｔ％以上〜７５ｗｔ％）が望ましい。

潜熱蓄冷材ＥとＦは、尿素誘導体の総量が尿素の重量に対して８７〜１０８ｗｔ％であり、凝固開始温度が−４０〜−３９℃と低く、さらに、潜熱量も１９３Ｊ／ｇ以下であり、望ましくない。

潜熱蓄冷材ＧとＨは、尿素誘導体の総量が尿素の重量に対して１３０〜１５２ｗｔ％の潜熱蓄冷材であり、凝固開始温度が−５０〜−４０℃と低く、さらに、潜熱量も１７４Ｊ／ｇ以下であり、望ましくない。

［比較例５］
従来の蓄冷材組成である塩化ナトリウム１５ｗｔ％および塩化アンモニウム１０ｗｔ％を含む水溶液Ｉの融解開始温度と吸熱ピーク、凝固開始温度、潜熱量をＤＳＣで測定した。Ｉの結果を下記表２および図３に示す。

潜熱蓄冷材Ｉは、塩化ナトリウム１５ｗｔ％および塩化アンモニウム１０ｗｔ％の混合水溶液である従来の蓄冷材組成であり、凝固開始温度が−４０℃のため、望ましくない。

以上の評価から、蓄冷材組成としてはＡ〜Ｄが望ましく、吸熱ピークの位置から、−１２℃程度に蓄冷したい場合には蓄冷材ＡとＢ、−１５℃程度に蓄冷したい場合には、蓄冷材ＣとＤが望ましい結果を示した。

［比較例６、７］
水に対して、尿素誘導体として１，３−ジメチル尿素または１，１，３，３−テトラメチル尿素を下記表３に示す量で添加し、攪拌均一混合し、尿素を含まない潜熱蓄冷材ＪおよびＫを得た。

潜熱蓄冷材Ｊは、融解開始温度が−３０℃であり、凝固開始温度が−３６℃であり、十分な潜熱が得られないため、望ましくない。潜熱蓄冷材Ｋは、融解開始温度が−３２℃であり、吸熱ピークが−２６℃であり、凝固開始温度と融解開始温度の差が１２℃を超える上、十分な潜熱が得られないため、望ましくない。

［比較例８、９］
水、尿素、および下記表４に記載の尿素誘導体を、下記表４に示す量で添加し、攪拌均一混合し、潜熱蓄冷材ＬおよびＭを得た。

尿素誘導体として１，１−ジメチル尿素のみを含む潜熱蓄冷材Ｌは、凝固開始温度が−３８℃であり、凝固開始温度と融解開始温度の差が１２℃を超える上、十分な潜熱が得られないため、望ましくない。尿素誘導体として１，３−ジメチル尿素のみを含む潜熱蓄冷材Ｍは、凝固開始温度が−３６℃であり、凝固開始温度と融解開始温度の差が１２℃を超えるため、望ましくない。

［比較例１０〜１５］
水、尿素、および下記表５に記載の尿素誘導体を、下記表５に示す量で添加し、攪拌均一混合し、潜熱蓄冷材Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑ、ＲおよびＳを得た。

尿素誘導体として１，１，３，３−テトラメチル尿素のみを含む潜熱蓄冷材Ｎは、凝固開始温度が−３５℃であり、凝固開始温度と融解開始温度の差が１２℃を超え、十分な潜熱が得られないため、望ましくない。尿素誘導体としてヒドロキシ尿素のみを含む潜熱蓄冷材Ｏは、融解開始温度が−１３℃と高く、凝固開始温度と融解開始温度の差が１２℃を超え、吸熱ピークが−１０℃より高いため、望ましくない。尿素誘導体として２−ヒドロキシエチル尿素のみを含む潜熱蓄冷材Ｐは、十分な潜熱が得られないため、望ましくない。尿素誘導体としてＮ−エチル尿素のみを含む潜熱蓄冷材Ｑは、凝固開始温度が−３６℃であり、凝固開始温度と融解開始温度の差が１２℃を超え、十分な潜熱も得られないため、望ましくない。尿素誘導体として１，３−ジエチル尿素のみを含む潜熱蓄冷材Ｒは、融解開始温度が−１３．５℃と高く、凝固開始温度と融解開始温度の差が１２℃を超え、吸熱ピークが−１０℃より高いため、望ましくない。尿素誘導体としてチオ尿素のみを含む潜熱蓄冷材Ｓは、融解開始温度が−１２℃と高く、吸熱ピークが−１０℃より高いため、望ましくない。

［比較例１６、１７］
水、尿素、および下記表６に記載の化合物を、下記表６に示す量で添加し、攪拌均一混合し、潜熱蓄冷材ＴおよびＵを得た。

尿素とカルバミン酸エチルを含む潜熱蓄冷材Ｔは、融解開始温度が−１３．５℃と高く、凝固開始温度が−３５℃であり、凝固開始温度と融解開始温度の差が１２℃を超え、吸熱ピークが−１０℃より高いため、望ましくない。尿素とアセトアミドを含む潜熱蓄冷材Ｕは、凝固開始温度が−３８℃であり、凝固開始温度と融解開始温度の差が１２℃を超え、十分な潜熱が得られないため、望ましくない。

［比較例１８〜２２］
水、尿素、および下記表７に記載の尿素誘導体を、下記表７に示す量で添加し、攪拌均一混合し、潜熱蓄冷材Ｖ、Ｗ、ＸおよびＹを得た。また、水、１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素を、下記表７に示す量で添加し、攪拌均一混合し、潜熱蓄冷材Ｚを得た。

潜熱蓄冷材Ｖは、凝固開始温度が−３７．５℃であり、凝固開始温度と融解開始温度の差が１２℃を超え、十分な潜熱が得られないため、望ましくない。潜熱蓄冷材Ｗは、融解開始温度が−１８℃と高く、十分な潜熱が得られないため、望ましくない。潜熱蓄冷材Ｘは、融解開始温度が−９℃と高く、吸熱ピークが−１０℃より高く、十分な潜熱が得られないため、望ましくない。潜熱蓄冷材Ｙは、融解開始温度が−２９℃であり、凝固開始温度が−３４℃である上、十分な潜熱が得られないため、望ましくない。尿素を含まない潜熱蓄冷材Ｚは、凝固開始温度が−３６℃であり、凝固開始温度と融解開始温度の差が１２℃を超え、吸熱ピークが−１０℃より高く、十分な潜熱が得られないため、望ましくない。

本開示に係る潜熱蓄冷材は、生鮮品の輸送・保管の際の冷凍に必要な冷熱を、潜熱として蓄冷し、かつ−１０℃以下の一定温度で取り出せる潜熱蓄冷材として広く利用可能である。この蓄冷材は、蓄冷容器に充填され、予め冷凍機で冷凍して使用されるものである。

１０１示差走査熱量測定の降温曲線
１０２示差走査熱量測定の昇温曲線
１０３凝固開始点
１０４融解開始点
１０５吸熱ピーク

Claims

水、尿素および尿素誘導体を含み、
前記尿素誘導体が１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素を含み、
１，１−ジメチル尿素と１，３−ジメチル尿素の配合比（重量比）が２：３〜３：２であり、
尿素の含有量が水の重量に対して２５〜４０ｗｔ％であり、
尿素誘導体の含有量が尿素の重量に対して１０〜７５ｗｔ％である、
潜熱蓄冷材。
尿素誘導体が１，１−ジメチル尿素および１，３−ジメチル尿素のみからなる、請求項１に記載の潜熱蓄冷材。
尿素誘導体の含有量が尿素の重量に対して１６〜７３ｗｔ％である、請求項１または２に記載の潜熱蓄冷材。
融解開始温度が−２５℃以上−１９℃以下の範囲にあり、融解時の吸熱ピークが−２２℃以上−１０℃以下の範囲にあり、かつ凝固開始温度が−３２℃以上の範囲にある、請求項１〜３のいずれか１項に記載の潜熱蓄冷材。
融解開始温度と凝固開始温度の差が１２℃以内である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の潜熱蓄冷材。
１，１−ジメチル尿素と１，３−ジメチル尿素の配合比（重量比）が４：５〜５：４である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の潜熱蓄冷材。