JP5227020B2 - 防霜剤組成物 - Google Patents
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Description
これらの問題を解決するために、凍結を防止する薬剤組成物がこれまでに提案されてきた。例えば、水−混和性有機液体にアルミナを加えた増粘有機組成物(特許文献1)が提案されている。しかし、アルミナは、冷凍庫内等に食品を保存する場合、これらが接触する可能性のある用途には適していない。また、エチルアルコールにベントナイト、酸性白土、砥石粉、タルクを加えた組成物(特許文献2)が知られているが、エチルアルコールは気化しやすいため、防霜効果を持続することが困難であった。さらに、特許文献1、特許文献2の上記組成物は、液体凍結防止剤を特定の固体で増粘したものであるが、本発明のグリース状物とは異なり、基油の保持性に欠け、液体凍結防止剤の分離や硬さ変化により長期に渡り安定な解凍効果は得られないという問題があった。
本発明の防霜剤組成物は、(b)成分の3次元網目構造に、特定の金属塩((c)成分)を含有する(a)成分を保持する構造からなり、防霜に十分な量の吸湿性成分を確保でき、更に(d)成分によりその構造を安定化させることで上記本発明の目的を達成できる。
[(a)成分]
(a)成分は、グリコール類、グリコールエーテル類、ポリアルキレングリコール類、ポリアルキレングリコール誘導体、グリセリン、及びグリセリン誘導体から選ばれる少なくとも1種であり、これらは、本発明において基油の機能を有することができる。
上記(a)成分は、25℃において水100ml中に10g以上溶解することができるものが好ましく、この場合、組成物にしたときに十分な吸湿性が得られ、優れた防霜効果が発揮される。
ポリアルキレングリコール誘導体としては、上記ポリアルキレングリコール類のアルキルエーテル、脂肪酸エステルやポリオキシアルキレン多価アルコール等が挙げられる。
グリセリンあるいはグリセリン誘導体としては、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリンや、これらのアルキルエーテル類、脂肪酸エステル類等が挙げられる。
上記の(a)成分のうち、凝固点が低く、水溶性の高いジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンが高い防霜効果を示し、最も好ましい。また、食品冷蔵庫、食品冷凍庫用防霜剤等の食品と接触する可能性のある用途で用いるためには、これらのうち、食品と接触することが許容されているプロピレングリコール、グリセリンを用いることが好ましい。
(b)成分としては、石けん、ウレア化合物、微粒子シリカゲル、レシチン及び多糖類から選ばれる少なくとも1種を使用する。本発明においては、これら(b)成分は増ちょう剤として作用することができる。
ウレア化合物とは、ウレア基(−NH−CO−NH−)を有する有機化合物をいい、ウレア基を2個以上有することが増ちょう効果を高めるために好ましい。例えば、芳香族ジウレア、脂肪族ジウレア、脂環式ジウレア、トリウレア、テトラウレア等が好ましい。
レシチンとしては、大豆、卵黄等から抽出されたレシチンを用いることができる。レシチンに原料油脂が混合した精製度の低い大豆レシチンや、卵黄レシチンを用いてもよいし、原料油脂やその他の物質を除去精製して主に医薬用に用いられる高純度レシチンを用いてもよい。本発明においては、大豆レシチンが好適に用いられる。
本発明においては、(c)成分として、カルボン酸金属塩、リン酸金属塩、硝酸金属塩、金属塩化物、及び金属臭化物から選ばれる少なくとも1種の金属塩(以下、特定の金属塩という)が用いられる。
具体的には、上記特定の金属塩は、安全性の観点から、酢酸マグネシウム、酢酸カリウム、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、クエン酸一ナトリウム、クエン酸二ナトリウム、クエン酸三ナトリウム、クエン酸一カリウム、クエン酸二カリウム、クエン酸三カリウム、クエン酸カルシウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化リチウム、乳酸カリウム、乳酸ナトリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素一ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸二水素一ナトリウム等が好ましい。
本発明の防霜剤組成物には、グリース構造を長期に渡って安定化するために(d)成分を含有する。本発明においては、(d)成分は上記のようにグリース構造を安定化する構造安定剤として作用する。(d)成分は、壁面等に塗布した場合のダレや剥落による脱落を長期に渡って防止し、防霜効果をさらに持続させるために、脂肪酸エステル構造を有することが好ましい。
ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステルとしては、上記のソルビタン脂肪酸エステルとポリアルキレングリコール類とのエーテルが挙げられるが、ポリアルキレングリコール類としては、例えば、(a)成分として用いられたポリアルキレングリコール類と同様のものが使用できるが、特にポリエチレングリコールが好ましい。
ポリオキシアルキレンひまし油及びポリオキシアルキレン硬化ひまし油は、ポリオキシアルキレン部位としてその50質量%以上がポリオキシエチレンであるものが好ましい。
また、本発明の防霜剤組成物には、粘度調整のために、水やエタノール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール等の溶剤を加えてもよい。溶剤を配合するに当たっては、その含有量は防霜効果高める観点から70質量%以下が好ましい。
また、本発明の防霜剤組成物に用いられる(a)〜(d)成分として、食品又は食品添加物として使用可能な物質を用いることで、食品に直接接触する用途にも好適に使用し得る。
実施例1
ステアリン酸リチウム65gとジエチレングリコール830gとポリオキシエチレンソルビタンモノオレイン酸エステル(日本油脂株式会社製ノニオンOT−221)5gとを攪拌しながら200℃で加熱溶解し、冷却後酢酸マグネシウム100gを添加し、ロールミルにより防霜剤組成物を得た。
ステアリン酸カルシウム110g、プロピレングリコール770g、ソルビタンモノオレイン酸エステル(日本油脂株式会社製ノニオンOP−80R)10g、水10gを100℃で2時間攪拌し、冷却後酢酸マグネシウム100gを添加し、ロールミルにより防霜剤組成物を得た。
微粒子シリカゲル(日本アエロジル株式会社製AEROSIL#200)170gとグリセリン700gとポリオキシエチレンソルビタンモノオレイン酸エステル(日本油脂株式会社製ノニオンOT−221)10gと酢酸マグネシウム120gとを混合攪拌し、ロールミルにより防霜剤組成物を得た。
微粒子シリカゲル(日本アエロジル株式会社製AEROSIL#200)90gとグリセリン740gとソルビタンモノオレイン酸エステル(日本油脂株式会社製ノニオンOP−80R)10gと酢酸カリウム160gとを混合攪拌し、ロールミルにより防霜剤組成物を得た。
微粒子シリカゲル(日本アエロジル株式会社製AEROSIL#200)40gとグリセリン170gとポリオキシエチレンソルビタンモノオレイン酸エステル(日本油脂株式会社製ノニオンOT−221)10gと水450gと酢酸カリウム330gを混合攪拌し、ロールミルにより防霜剤組成物を得た。
微粒子シリカゲル(日本アエロジル株式会社製AEROSIL#200)30gとグリセリン170gとソルビタンモノオレイン酸エステル(日本油脂株式会社製ノニオンOP−80R)10gと水470gと酢酸ナトリウム160gと塩化カルシウム160gを混合攪拌し、ロールミルにより防霜剤組成物を得た。
精製カラギーナン(マリン・サイエンス株式会社製精製カラギーナンKS−50)5gと水155gを混合し、十分膨潤させた後60℃で加熱溶解する。冷却後、グリセリン720gとポリオキシエチレンソルビタンモノオレイン酸エステル(日本油脂株式会社製ノニオンOT−221)20gと塩化カルシウム100gを添加し45℃で加熱攪拌し防霜剤組成物を得た。
ステアリン酸リチウム80gとアジピン酸ジオクチル920gから実施例1と同様な工程で組成物を得た。
比較例2
ステアリン酸カルシウム120g、鉱油(出光興産株式会社製ダイアナフレシアU−56)770g、水10g、酢酸マグネシウム100gから実施例2と同様な工程で組成物を得た。
微粒子シリカゲル(日本アエロジル株式会社製AEROSIL#200)100gとグリセリン890gとソルビタンモノオレイン酸エステル(日本油脂株式会社製ノニオンOP−80R)10gから実施例4と同様な工程で組成物を得た。
比較例4
微粒子シリカゲル(日本アエロジル株式会社製AEROSIL#200)50gとポリα−オレフィン油(ライオン株式会社製リポルーブ100)850gと酢酸カリウム100gから実施例5と同様な工程で組成物を得た。
大豆レシチン(味の素株式会社製レシチン)100gと水400gと鉱油(出光興産株式会社製ダイアナフレシアU−56)300gと酢酸マグネシウム100gと酢酸カリウム100gから実施例6と同様な工程で組成物を得た。
比較例6
グリセリン170gと水500gと酢酸カリウム330gを均一になるまで混合撹拌し、組成物を得た。
(性状の評価)
実施例及び比較例で得られた各組成物の外観がグリース状か、液状かを目視にて判断した。
(ちょう度の評価)
JIS K 2220 5.3ちょう度測定方法に従いちょう度測定装置を用いて、実施例及び比較例で得られた組成物の混和ちょう度を測定した。
(冷凍庫内暴露後の霜付着性の評価)
実施例及び比較例で得られた組成物を、−40℃の冷凍庫内壁面に1g/100cm2の条件で塗布し、12ヶ月間放置して、その間の組成物の保持状態と霜の付着状態を目視にて判断した。
食品:精製カラギーナン
食品添加物:プロピレングリコール、グリセリン、ステアリン酸カルシウム、微粒子シリカゲル、大豆レシチン、ソルビタンモノオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレイン酸エステル(厚生労働省にて検討中)、酢酸ナトリウム、塩化カルシウム
非食品:ジエチレングリコール、アジピン酸ジオクチル、ステアリン酸リチウム、酢酸マグネシウム、酢酸カリウム、鉱油、ポリα−オレフィン油
微粒子シリカゲル(日本アエロジル株式会社製AEROSIL#200)40g、グリセリン170g、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレイン酸エステル(日本油脂株式会社製ノニオンOT−221)10g、水450gおよびクエン酸三カリウム一水和物330gを混合攪拌し、ロールミルにより防霜剤組成物を得た。
25℃、相対湿度50%に設定した恒温恒湿室に、冷凍冷蔵庫(株式会社東芝製 GR-W10A)を設置し、その冷凍室の扉部分を除いた5面に、上記で調整した防霜剤組成物を、膜厚が均一となるよう塗布した(塗布量約40g)。イオン交換水250gが入った300mlビーカー2個および温度計を冷凍室に入れ、小型電力量計(株式会社システムアートウェア製ワットアワーメーターSHW3A)を介しコンセントプラグを差し込み、温度調整スイッチを強のままでコンセントプラグを差し込んでから840時間後までの消費電力を測定したところ総電力消費量は61.2kWであった。840時間経過後の冷凍室内温度は−31℃であり、壁面への霜の付着はみられなかった。
微粒子シリカゲル(日本アエロジル株式会社製AEROSIL#200)40g、グリセリン170g、ソルビタンモノオレイン酸エステル(日本油脂株式会社製ノニオンOP−80R)10g、水450gおよび硝酸ナトリウム330gを混合攪拌し、ロールミルにより防霜剤組成物を得た。
防霜剤組成物を、実施例8と同様の条件で、コンセントプラグを差し込んでから840時間後までの消費電力を測定したところ総電力消費量は62.4kWであった。840時間経過後の冷凍室内温度は−29℃であり、壁面への霜の付着はみられなかった。
微粒子シリカゲル(日本アエロジル株式会社製AEROSIL#200)40g、グリセリン170g、ポリオキシエチレン硬化ひまし油(日本油脂株式会社製ユニオックスHC−40)10g、水450gおよびりん酸水素二カリウム330gを混合攪拌し、ロールミルにより防霜剤組成物を得た。
防霜剤組成物を、実施例8と同様の条件で、コンセントプラグを差し込んでから840時間後までの消費電力を測定したところ総電力消費量は61.9kWであった。840時間経過後の冷凍室内温度は−29℃であり、壁面への霜の付着はみられなかった。
防霜剤の塗布を行わない以外は、実施例8と同様の条件で、冷凍冷蔵庫の冷凍室にイオン交換水250gが入った300mlビーカー2個および温度計を冷凍室に入れ、実施例と同じ小型電力量計を介しコンセントプラグを差し込み、温度調整スイッチを強のままで、コンセントプラグを差し込んでから840時間後までの消費電力を測定したところ総電力消費量は67.2kWであった。840時間経過後の冷凍室内温度は−24℃であり、壁面へは霜が付着しており強固で容易には除去できなかった。
防霜剤を塗布しなかった比較例7では冷凍庫内に霜の付着がみられたが、実施例8〜10の本発明の防霜剤組成物を塗布した冷凍室に霜の付着はみられなかった。さらに、本発明の防霜剤の塗布により総消費電力は何れも比較例より低下し、省エネルギーの観点からも有用であることがわかる。
また、冷却機等の熱交換面に使用することで、消費電力の低減が可能となり、省エネルギーによる環境負荷の低減効果をもたらす。
更に、本発明の防霜剤組成物は、リフトやゴンドラを初めとする氷結防止効果を兼ね備えた低温用潤滑グリースとして用いることができる。また、その組成成分として食品又は食品添加物として使用しうる物質を用いることで、食品が直接接触する可能性のある食品冷凍庫等でも安心して使用することができる。
Claims (1)
- (a)ジエチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれる少なくとも1種を10.0〜96.7質量%、(b)石けん、一次粒子の平均粒径が5〜20nmの微粒子シリカゲルから選ばれる少なくとも1種を0.3〜25.0質量%、及び(c)酢酸マグネシウム、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、塩化カルシウム、クエン酸三カリウム一水和物、及び硝酸ナトリウムから選ばれる少なくとも1種の金属塩を3.0〜89.7質量%含有し、かつ(d)ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステルから選ばれる少なくとも1種を、(a)成分と(b)成分と(c)成分との合計100質量部に対し0.1〜5.2質量部含有する、グリース状の防霜剤組成物。
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