JP2006008920A5 - - Google Patents

Description

ゲル状吸水材は、医薬品、医療器具、医薬材料、化粧品、生活雑貨、建築材料、塗料、化学品、写真等に広く使用されており、水性合成高分子や天然高分子等を原料としている。水溶性合成高分子の代表的なものとしては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウム架橋体等がある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究した結果、ある特定のタマリンド種子多糖類及び水溶性有機物質を含有することを特徴とするゲル状吸水材が、柔軟性・弾力性に富み、ゲルの保存による強度変化が小さく、ゾルの粘度が低く加工が容易で、きわめて離水の少なく、さらには吸水性及び水溶性の機能の全てを有することを見出した。すなわち、本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、食物繊維９０％以上、タンパク質１％以下、灰分１％以下のタマリンド種子多糖類、並びに多価アルコール及び水溶性界面活性剤の少なくとも１以上からなる水溶性有機物質を含有することを特徴とするゲル状吸水材である。

まず、本発明のゲル状吸水材の成分であるタマリンド種子多糖類について説明する。本発明で用いられるタマリンド種子多糖類は、食物繊維９０％以上、タンパク質１％以下、灰分１％以下のタマリンド種子多糖類であり、汎用のタマリンド種子多糖類に比べ水への不溶成分を除去もしくは低減した精製度の高いものである。好ましくは食物繊維９２％以上、タンパク質０．５％以下、灰分０．５％以下のタマリンド種子多糖類を用いると良い。タマリンド種子多糖類の配合量は、ゲル状吸水材中の２〜５０％であることが好ましく、さらに好ましくは４〜４０％、さらにもっと好ましくは５〜２０％である。

本発明において、柔軟性や弾力性に富み、ゲルの保存による強度変化が小さく、ゾルの粘度が低く加工が容易で、きわめて離水の少ない、さらには吸水性の機能を具備するゲル状吸水材を得るためには、例えばタマリンド種子多糖類中の水不溶成分の一部、またはすべてが分解、または／および除去処理されたものを用いるとよい。水不溶性成分の分解処理にはアルカリ、酸による加水分解、酵素による加水分解、除去処理には珪藻土、白土、活性炭、その他の粘土やセラミック類などの吸着剤処理が施されるのが一般的であり、例えば特開２００３−８２００３に開示されている。このような精製を行ったタマリンドガムは市販品で入手することができ、例えば日清オイリオ株式会社製ノムコートＥＰ-２を使用することで、得られたゲル状吸水材は、弾力性や柔軟性、保存による強度変化が少なく、離水の少ない物性、さらには吸水性及び水溶性が高い機能を付与できる。また、この処理を施していない一般の精製度の低いタマリンド種子ガムでは、柔軟性やゲルの安定性、離水性、吸水性、水溶性の機能の面で満足するものは得られない。

柔軟性のある弾力に富み、保存による強度変化が小さく、きわめて離水の少ない、さらには吸水性の機能を有するゲル状吸水材を得るためには、水溶性有機物質の配合量の総量は、ゲル状吸水材中の３〜５０重量％が好ましく、さらに好ましくは１０〜４０重量％、さらにもっと好ましくは２０〜３５重量％である。

本発明のゲル状吸水材は、タマリンド種子多糖類及び水溶性有機物質以外に、さらに揮発性有効成分を含有することが好ましい。前記揮発性有効成分とは、例えば、揮発して人や他の生物に対し何らかの作用・有効性を有する成分（物質及び／又は混合物）などがあり、忌避防虫剤、殺菌剤や消臭剤、および香料などが挙げられる。

なお、本発明のゲル状吸水材にその他の成分として、水溶性高分子、界面活性剤、固体・半固体・液状の油剤、無機塩、有機塩、防腐・抗菌剤、酸化防止剤、香料等を目的の物性に応じて配合してもよい。また、その他の成分を配合することについては本発明の特性を損なわない範囲であれば何ら問題ない。

本発明のゲル状吸水材の製造方法としては、特に限定されないが、例えば水溶性有機物質を含む水中にタマリンド種子多糖類をプロペラなどを用いて分散させ、その後６０℃以上９５℃未満に加熱し溶解させた後、所望の配合成分を成分の特性に応じた温度（通常４０〜９０℃）にして添加し、好みの型に流し込み１０〜３０℃まで冷却することでゲル状吸水材を得る。また、場合によっては、これを乾燥機などで水分を蒸散させ水分量を調整することにより得ることもできる。また、香料や熱に不安定な物質、揮発性物質などの、熱を嫌う物質は極力低い温度で加えるとよい。

（２）ゲル状吸水材の調製
表２〜４の配合組成に従い２５℃ですべての成分を混合、攪拌しながら、加温を開始し、８０℃で３０分攪拌して溶解した。それぞれ全量５００ｇの実施例１〜９と比較例１〜６のゲル状吸水材に用いるゾル溶液を得た。

（４）ゲルの破断試験と評価
（１）で調整したゲル状吸水材（実施例１〜９と比較例１〜６）の溶液を深型シャーレ（６０ｍｍφ×６０ｍｍ）にやや溢れる程度に分注した後、２５℃で２４時間静置し、ゲル状吸水材を得た。その後、シャーレからはみ出した部分をナイフで平らにカットしてサンプルとした。破断試験はレオメーター（レオテック社製：ＦＵＤＯＨレオメーターＤ・Ｄシリーズ）を用いて評価した。試作品を直接圧縮するアダプターとして直径１０ｍｍ円盤型を取り付け、圧縮速度３０ｃｍ／分にて２０ｍｍ圧縮して、破断するか否かを観察し、破断しない場合○、破断した場合×とした。これらの測定結果及び評価を表５及び表６に示した。

（５）ゲルの保存試験と評価
（３）と同様の方法でゲル状吸水材を２サンプル調製し、その１つを同様の条件でゲルを圧縮し破断強度を測定した。また、もう１つは水分が蒸散しないように５０℃で、１週間放置した後、２５℃で２４時間放置し、同様の条件でゲルの破断強度を測定した。破断強度の変化率に関しては、保存前初期値と比べて、○（０〜１５０％）、△（１５１〜３００％）、×（３００％超、または０％未満）として評価した。これらの測定結果及び評価を表５及び表６に示した。

（６）ゲル状吸水材の離水現象の評価
（３）と同様に調製したゲル状吸水材をシャーレから取り出し、水分蒸散を防ぐため極力空間の残らないよう密封できるビニール袋に入れ２５℃、１週間放置した時目視により評価を行った。離水して溜まった水分をピペットで吸い取り、吸い取った水分の重量のゲルに対する比により、○（離水がないもしくは１重量％未満）、△（離水量が１〜１０重量％未満）、×（離水量がゲル状吸水材に対し１０重量％以上）とした。本発明品、比較品の測定結果及び評価を表５及び表６に示した。

（７）吸水性の測定及び評価（ゲル状吸水材の吸水性）
（３）と同様に調製したゲル状吸水材をシャーレから取り出し、その小片１０ｇと水５ｇを１００ｍｌビーカーに入れ、吸水性の有無と１時間後の水分量により吸水性の速度を測定し、吸収性を○（水分を８０〜１００％吸収する）、△（水分を１０〜８０％未満吸収する）、×（水分を１０％未満吸収する、もしくは全く吸収しない）として評価した。本発明品、比較品の測定結果及び評価を表５及び表６に示した。

（９）吸水性の測定及び評価（ゲル状吸水材の溶解性）
（３）と同様に調製したゲル状吸水材をシャーレから取り出し、その小片１０ｇと水１０００ｇを２ｌビーカーに入れ、吸水性の有無と１時間後の水分量により溶解性の速度を測定し、溶解性を○（全て溶解する）、△（一部溶け残りがある）、×（溶けない）として評価し、溶解性の有無を確認した。本発明品、比較品の評価を表５及び表６に示した。

（１０）総合評価
各項目のうち、一つでも×があった場合は×とし、△があった場合は△とした。すべて○の場合の時のみ○とした。

次に、実施例１７に係る貼布剤について評価を行った。この貼布剤に関して、乾燥吸水性については人体に２５℃、湿度５０％下の室内において２４時間貼布し、重量が８０％まで減量したものに元の重量になるよう水分を補正して吸水させると、元の形に復元した。その後、同様に２４時間貼布して使用したが、メントールの清涼感については復元する前より劣ったが、冷却効果は使用するに充分であった。また、使用し終わった時点でシンクの排水口に廃棄し毎分３リットルの水を流したところ、１０分後には溶解消失していた。この貼布剤が材料特性は優良で、また環境商品としても利用できることがわかった。また、この貼布剤と同様の配合物を、乾燥吸水性以外の、表５と同様の試験を行ったところ、すべての試験において合格であった。

実施例１２（子供用遊具）
２５℃、羽根型攪拌機で攪拌しながら、表９に示す配合で多価アルコール中にタマリンド種子ガムを徐添し、分散した後精製水を添加し加温を開始し、８０℃で３０分攪拌して溶解した。色素以外のその他の成分を添加し溶解し、６０℃まで調温してから色素を添加し、適当な人形型に流し込み冷却することによって、実施例１２に係る子供用遊具を得た。

次に、実施例１２に係る子供用遊具について評価を行った。この子供用遊具に関し、乾燥吸水性については２５℃、湿度５０％下の室内において１週間放置し、重量が６０％まで減量したものに元の重量になるよう水分を補正して吸水させると、元の形に復元した。その後、１週間放置し、２回同様の操作を繰り返したが、同様に復元した。その後浴室の風呂水の残りに１２時間浮遊させたところ、溶解消失していた。この遊具が材料特性は優良で、また環境商品としても利用できることがわかった。また、この遊具と同様の配合物を、乾燥吸水性以外の、表５と同様の試験を行ったところ、すべての試験において合格であった。