JPH0623400B2

JPH0623400B2 - 強化含水ゲル及びそれを用いる蓄冷剤

Info

Publication number: JPH0623400B2
Application number: JP61074090A
Authority: JP
Inventors: 恒久植田; 伊男夏梅
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 1986-03-31
Filing date: 1986-03-31
Publication date: 1994-03-30
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPS62230879A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は保形性に優れた含水ゲル及びそれを用いる蓄冷
剤に関し、さらに詳しくは、多孔性基材で強化されたカ
ルボン酸系重合体の含水ゲル及びそれを用いる蓄冷剤に
関する。

（従来の技術）含水ゲルは蓄冷剤、保温材、保香剤、クッション材等の
各種用途に好適な素材として用いられており、特に近年
蓄冷剤として期待されつつある。

蓄冷剤は、蓄冷媒体により任意に温度を設定出来ること
や再利用が可能であることから品温管理、省エネルギー
の観点で食品分野等で広く利用されている。従来、蓄冷
剤として天然ガム等に蓄冷媒体を混合したチキソトロピ
ックな粘性体含水ゲルを袋状容器に封入したものが用い
られているが、これらは内容物の洩れ防止が完全ではな
いのに加えて、粘性体であるため冷却したときに固化変
形してしまい保形性に劣るという問題があった。

また従来の含水ゲルとしては天然物の天然ガム、寒天、
ゼラチンなどを原料としたものが主体であったが、近
年、合成高分子材料を用いたものが、耐腐敗性、耐久性
などの点から注目されるようになっている。かかる合成
高分子材料として、ポリアクリル酸なとのごときポリカ
ルボン酸系の水溶性高分子を架橋して得られる含水ゲ
ル、例えばポリアクリル酸及びその塩を塩化マグネシウ
ム、塩化カルシウムの如き多価金属塩を用いてイオン架
橋して得られる含水ゲルやポリアクリル酸やマレイン酸
系ポリマーを多価エポキシ化合物や多価アミンのごとき
架橋剤で架橋して得られる含水ゲルなどが開発されてい
る（例えば特公昭57-28505号、特開昭５７−１４６７９
号など）。

このような方法で得られた含水ゲルを蓄冷剤として用い
た場合、天然系の含水ゲルに比較して成形性の面では優
れるものの、ゲルの保形強度が未だ充分でなく外力によ
って形状が変化したり、ゲルが破壊して保形性を失うと
いった問題点があった。

（発明が解決しようとする問題点）そこで本発明者らは前記欠点を解決すべく鋭意研究の結
果、多孔性基材を補強材として使用すると保形性及び耐
久性に優れた含水ゲルが得られ、その含水ゲルは蓄冷剤
としての性能に優れていることを見い出し、この知見に
基づいて本発明を完成するに到った。

（問題点を解決するための手段）かくして本発明によれば、第一の発明として多孔性基材
にカルボン酸系重合体及び架橋剤を含有する水溶液を塗
布又は含浸せしめた後、架橋反応せしめて得られる多孔
性基材で強化された含水ゲルが、第二の発明として多孔
性基材にカルボン酸系重合体及び架橋剤を含有する水溶
液を塗布又は含浸せしめた後、架橋反応せしめて得られ
る多孔性基材で強化された含水ゲルから構成される蓄冷
剤が提供される。

本発明で用いられるカルボン酸系重合体は、α，β−不
飽和カルボン酸モノマーの重合体、これと共重合可能な
エチレン系不飽和モノマーとの共重合体、またはその塩
であり水溶性のものである。かかる重合体は通常、数平
均分子量１０００〜１００万、好ましくは２０００〜５
０万を有する。

重合体中のα，β不飽和カルボン酸モノマーの比率は適
宜選択しうるが、通常、１０モル％以上、好ましくは２
０モル％以上である。ここで、α，β−不飽和カルボン
酸モノマーとはカルボキシル基または酸無水物基を有す
る不飽和カルボン酸またはその無水物をさし、その具体
例としては、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン
酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタ
コン酸、無水シトラコン酸などが例示される。

また、共重合可能なエチレン系不飽和モノマーは、前記
α，β−不飽和カルボン酸モノマーとラジカル重合可能
なものであればいずれでもよく、その具体例として、例
えばエチレン、プロピレン、ブテン、２−メチル−ブテ
ン−１、２−メチル−ブテン−２、ヘキセン、オクテ
ン、ジイソブチレン、デセン、シクロペンテン、シクロ
ヘキセン、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチ
レン、クマロン、インデン、メチルビニルエーテル、ア
クリル酸エチル、メタアクリル酸メチル、酢酸ビニル、
アクリル酸、ビニルアルコール、ビニルピロリドン、ア
クリロニトリル、ビニルスルホン酸、２−アクリルアミ
ド−２−メチルプロパンスルホン酸などのごとき極性ま
たは非極性ビニル系モノマーが挙げられる。これらの化
合物は単独で用いても、２種以上組み合わせて用いても
よい。

本発明で用いられる共重合体はその製法によって制限さ
れるものではないが、通常は常法に従ってラジカル重合
により製造される。

本発明においては、前記共重合体の水溶性塩が用いられ
る。かかる塩の具体例として、例えばナトリウム、カリ
ウムなどのごときアルカリ金属、アンモニウム塩、アミ
ン塩などが例示され、なかでも経済性の面からナトリウ
ムの塩が好ましい。

これらの共重合体塩の水溶液は共重合体を合成した後に
常法に従って塩基の存在下水中にて加水分解、中和反応
を行なうことにより得られる。

前記共重合体塩を架橋し保形性のある含水ゲルを得るた
めに用いられる架橋剤は、２個以上のカルボキシル基と
反応可能な化合物をいい、その具体例として、例えば、
カルシウム、バリウム、アルミニウム等の多価金属、グ
リセリンジグリシジルエーテル、エチレングリコールグ
リシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジ
ルエーテル等の多価エポキシ化合物、ポリエチレンイミ
ン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエ
チレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ペンタ
エチレンヘキサミン等の多価アミン等が挙げられる。

本発明における共重合体塩と架橋剤との混合比は、目的
物の要求性能に応じて適宜選択しうるが、通常は重合体
塩中のカルボキシル基に対し架橋剤３〜５０モル％、好
ましくは５〜３０モル％である。架橋剤の量が少ない場
合には保形性を有した含水ゲルが得られず、逆に多い場
合には架橋剤の未反応分が残り経済性の面で劣ることが
ある。

本発明において用いられる多孔性基材は前記カルボン酸
系重合体及び架橋剤を含有する水溶液を塗布又は含浸で
きるものであればどのようなものでも構わない。その具
体例として、例えば紙、天然繊維、化学繊維、合成繊維
などからつくられる織布または不織布、あるいは連続気
泡を有する天然フォーム、ポリウレタンフォームに代表
される合成フォームなどが挙げられる。

本発明の強化含水ゲルはカルボン酸系重合体及び架橋剤
を水の存在下に均一混合後、多孔性基材に、適量塗布又
は含浸し５〜１００℃、好ましくは１０〜８０℃の温度
で架橋せしめることにより得られる。架橋体の含水量
は、目的物の要求性能に応じて適宜選択しうるが、通常
は反応混合物中に６０〜９９．５重量％、好ましくは７
０〜９８重量％である。

本発明においては含水ゲルを製造する際に含水ゲルの目
的に応じ種々の添加剤を、適量、水に添加することによ
り、得られる含水ゲルの冷却温度を設定することができ
る。かかる添加剤としては固体から液体へ相変化し融解
する際、相の温度は一定で周囲より熱エネルギーを吸収
して周囲を冷却させる性質を有するものであればいずれ
でもよく、その具体例として、例えば塩化ナトリウム、
塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、エ
チレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリ
ン、３−メチル−1,3,5-ペンタントリオール、ポリエチ
レングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレ
ングリコール、ソルビトールなどが挙げられる。また、
含水ゲルの使用目的に応じて、メントール等の湿布剤の
成分や着色剤等を適宜水に溶解あるいは分散させておく
こともできる。

（発明の効果）かくして本発明によれば、従来技術に比較して保形性及
び耐久性に優れた含水ゲルを得ることができる。この含
水ゲルは、特に蓄冷剤としての性能に優れているほか、
保温材、保香材、クッション材等としても有効に使用す
ることができる。

（実施例）以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明す
る。なお、実施例及び比較例中の部及び％はとくに断り
のないかぎり重量基準である。

実施例１イソブチレン−無水マレイン酸共重合体（クラレイソプ
レンケミカル（株）製、イソバン１０）ナトリウム塩
（中和度０．７８）の８％水溶液144 部にポリエチレン
グリコールジグリシジルエーテル（共栄社油脂化学工業
（株）製、エポライト４００Ｅ）８％水溶液７３部を加
え、均一に混合した後、その溶液６０ｇを予め発泡ウレ
タンシート（９．５cm×６．５cm×１．０cm）を挿入し
たポリエチレン袋（１０cm×７cm）中に流し込み、発泡
ウレタンシートに充分含浸させた。次に、気泡を除去
し、水分が蒸発しないよう密封して６０℃の湯浴中で２
時間加熱し架橋反応を行い強化含水ゲル（Ｉ）を得た。

実施例２実施例１で用いた共重合体塩の８％水溶液216 部及びテ
トラエチレンペンタミン８％水溶液９．９部を使用する
こと以外は実施例１と同様に操作して強化含水ゲル（I
I）を得た。

実施例３エチレン−無水マレイン酸共重合体（分子量１０万）ナ
トリウム塩（中和度０．７）の８％水溶液１４４部及び
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル８％水溶
液８１部を使用すること以外は実施例１と同様に操作し
て強化含水ゲル（III）を得た。

実施例４アクリル酸重合体（東亜合成化学（株）製、Ａ７１０
０）ナトリウム塩の８％水溶液１４４部及びポリエチレ
ングリコールジグリシジルエーテル８％水溶液８１部を
使用すること以外は実施例１と同様に操作して強化含水
ゲル（IV）を得た。

実施例５実施例１で用いた共重合体塩と架橋剤の均一溶液６０ｇ
をセルロース系不織布（９．５cm×６．５cm×０．２c
m）３枚に塗布しポリエチレン袋（１０cm×７cm）に挿
入した。次に、水分が蒸発しないよう密封して実施例１
と同様の方法で架橋反応を行い強化含水ゲル（Ｖ）を得
た。

比較例１実施例１で用いた共重合体塩と架橋剤の均一溶液６０ｇ
をポリエチレン袋（１０cm×７cm）中に流し込み水分が
蒸発しないよう密封して実施例１と同様の方法を架橋反
応を行い含水ゲル（VI）を得た。

比較例２実施例２で用いた共重合体塩と架橋剤の均一溶液６０ｇ
を用いること以外は比較例１と同様に操作して含水ゲル
（VII）を得た。

比較例３実施例３で用いた共重合体塩と架橋剤の均一溶液６０ｇ
を用いること以外は比較例１と同様に操作して含水ゲル
（VIII）を得た。

比較例４実施例４で用いた共重合体塩と架橋剤の均一溶液６０ｇ
を用いること以外は比較例１と同様に操作して含水ゲル
（IX）を得た。

実施例７実施例１〜５及び比較例１〜４で得られた各含水ゲルを
縦方向の中心で３０回折り曲げた後、亀裂の有無及び形
状の保持状態を調べ、含水ゲルの耐久性及び保形性の評
価を得た。結果を第１表に示す。

第１表より、本発明の含水ゲルは耐久性及び保形性に優
れていることがわかる。

実施例８発泡スチロール製断熱ケース（外寸３３０mm×２６０mm
×１７０mm、内寸２９０mm×２２０mm×１２５mm）に被
保冷食品として５℃の生ハム（７５０ｇ）４本と予め−
５℃で冷凍させた強化含水ゲル（Ｉ）を１０個入れ、温
度の経時変化を測定し、蓄冷剤としての性能を評価し
た。

結果を第２表に示す。

第２表より本発明例は蓄冷剤として優れていることがわ
かる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多孔性基材にカルボン酸系重合体及び架橋
剤を含有する水溶液を塗布又は含浸せしめた後、架橋反
応せしめて得られる多孔性基材で強化された含水ゲル。
【請求項２】多孔性基材にカルボン酸系重合体及び架橋
剤を含有する水溶液を塗布又は含浸せしめた後、架橋反
応せしめて得られる多孔性基材で強化された含水ゲルか
ら構成される蓄冷剤。