JPH10121037A

JPH10121037A - 保冷・保温剤の製造方法

Info

Publication number: JPH10121037A
Application number: JP8299602A
Authority: JP
Inventors: Fukunobu Mayuzumi; 福信黛; Keiichi Fujise; 圭一藤瀬
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 1996-10-23
Filing date: 1996-10-23
Publication date: 1998-05-12
Anticipated expiration: 2016-10-23
Also published as: JP3404232B2

Abstract

(57)【要約】【課題】保冷・保温剤の製造において、顆粒状ＣＭＣ
のママコ発生を防止して、顆粒状ＣＭＣと水との均一ゲ
ルを形成させること。【解決手段】風袋に、（ａ）多価金属塩水溶液と
（ｂ）２５℃における１％水溶液粘度が５０〜１０００
０ｍＰａ・ｓで、０．１ｍｍ以上の粒径のものを５０重
量％以上含み、かつ２．０ｍｍ以下のものを７０重量％
以上含有する顆粒状カルボキシメチルセルロースとを充
填した後、風袋を密封すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、保冷・保温剤の製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】保冷剤としてドライアイスや氷が広く利
用されていることは公知であるが、近年、被保冷物に適
応する温度と、繰り返し使用し得る経済性と、更には液
洩れしない高粘度の安全性を求めるニーズが高まりつつ
あり、ドライアイスや氷のみではそれ等の要望を充足す
ることは難しくなっている。これらの問題点を解決する
ため最近ではポリエチレン等の袋にゲル状物を充填し、
これを凍結させたものが保冷剤として多用されるように
なった。

【０００３】保冷袋の充填用ゲル化剤は、カルボキシメ
チルセルロース、澱粉、ポリビニルアルコール、ポリア
クリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド、アルギン酸
ナトリウム等の水溶性高分子の高粘度水溶液、もしくは
それらの水溶性高分子をホウ酸塩等の無機塩又は有機系
架橋剤で架橋した含水ゲル状物が使用されている。

【０００４】とりわけ、特開平２−１８０９８８号公報
に記載のカルボキシメチルセルロース多価金属塩の水溶
性ゲルよりなる保冷剤は、流通時に破袋等が生じてもゲ
ル状物が流出したり、食品等に接触しても付着しない、
流動性及び粘着性を有しないゲル状物であって、光等に
より低粘化又は離水などを生じない安定なゲル状物であ
り、保冷剤の主原料として最も適しているものの一つで
ある。さらに、カルボキシメチルセルロース多価金属塩
の水溶性ゲルは保温剤としての使用においても、繰り返
し使用による劣化が無く利用価値が高い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カルボ
キシメチルセルロース多価金属塩を主原料とした保冷・
保温剤を製造する場合、一般的には、以下の３種類の方
法が行われている。

【０００６】１つ目は、粉体状のカルボキシメチルセル
ロース（カルボキシメチルセルロースは、カルボキシメ
チルセルロースナトリウム、カルボキシメチルセルロー
スカリウムおよびカルボキシメチルセルロースアンモニ
ウム等の一価の塩：以下、ＣＭＣと略す）を水に溶か
し、次いで多価金属塩を加える方法。

【０００７】２つ目には、多価金属塩を水に溶かし、粉
末状のＣＭＣを加える方法。３つ目としては、粉体ＣＭ
Ｃと多価金属塩を混合し、水に加える方法。しかし、ど
の場合においても粉末ＣＭＣを水および水溶液に溶かす
課程において、ママコが形成されやすく、均一なゲルを
作るためには、機械的撹拌と長時間を要した。

【０００８】さらに、生成したゲルを高圧ポンプなどに
より移送し、袋に充填する工程を必要とした。そのた
め、保冷・保温剤として適した主原料であっても製造工
程が煩雑で工費が高く経済的でないため、生産性が良
く、低コストで保冷・保温剤が調整できる製造法が求め
られていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来の課題に着目して成されたものである。すなわち、本
発明の第１の要旨は、風袋に、（ａ）多価金属塩水溶液
と（ｂ）２５℃における１％水溶液粘度（以下、単に粘
度と略す）が５０〜１００００ｍＰａ・ｓで、０．１ｍ
ｍ以上の粒径のものを５０重量％以上含み、かつ２．０
ｍｍ以下のものを７０重量％以上含有する顆粒状カルボ
キシメチルセルロース（以下、顆粒状ＣＭＣと略す）と
を充填した後、風袋を密封することを特徴とする保冷・
保温剤の製造方法であり、

【００１０】第２の要旨は、シート状の風袋素材を、該
風袋素材を筒状に成形可能な充填機に自動供給して筒状
体とし、該筒状体の下部をシールして風袋を成形した
後、前記風袋内に、（ａ）多価金属塩水溶液と（ｂ）粘
度が５０〜１００００ｍＰａ・ｓで、０．１ｍｍ以上の
粒径のものを５０重量％以上含み、かつ２．０ｍｍ以下
のものを７０重量％以上含有する顆粒状ＣＭＣを充填
し、その後、風袋の上部を密封することを特徴とする保
冷・保温剤の製造方法である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態に基づき
重要事項を項分けして説明する。（１）多価金属塩水溶液本発明で使用する多価金属塩水溶液は、ママコ防止剤と
して働くものであり、その成分たる多価金属塩は好まし
くは、例えばアルミニウム、鉄、カルシウム及びバリウ
ムよりなる群から選ばれた少なくとも１種類以上の金属
塩である。

【００１２】アルミニウム塩としては、例えばカリミョ
ウバン、焼ミョウバン、酢酸アルミニウム、硫酸アルミ
ニウム等が使用できる。鉄塩としては、例えば塩化第二
鉄、硫酸第一鉄等が使用できる。カルシウム塩として
は、例えば水酸化カルシウム等が使用できる。バリウム
塩としては、例えば塩化バリウム等が使用できる。しか
し、金属塩特有の着色が認められること及び経済性から
判断して、好ましくはアルミニウム化合物である。

【００１３】この多価金属塩は、あらかじめ水に溶解さ
せ水溶液として使用する。なお、多価金属塩の水溶液濃
度は、特に限定されるものではなく、その都度適宜選択
されるものである。多価金属塩をあらかじめ水に溶解さ
せておくと、その水溶液に顆粒状ＣＭＣを投入した時、
顆粒状ＣＭＣと水溶液の界面でカルボキシメチルセルロ
ース多価金属塩が形成され、水に対する溶解性が小さく
なり、局所的なゲル化が抑制され、ママコができずに顆
粒状ＣＭＣは均一に膨潤する。これにより、顆粒状ＣＭ
Ｃと水との混合による均一ゲルが撹拌やニーダーによる
混練り等物理的な力を必要とせずに得られる。

【００１４】（２）顆粒状ＣＭＣ次に顆粒状ＣＭＣは、前記のとおり、粘度が５０〜１０
０００ｍＰａ・ｓ、好ましくは２００〜１００００ｍＰ
ａ・ｓで、０．１ｍｍ以上の粒径のものを５０重量％以
上含み、かつ２．０ｍｍ以下のものを７０重量％以上含
有する顆粒状物である。

【００１５】これら物性について詳述すれば、粘度が５
０ｍＰａ・ｓ未満の場合、それ自体が水に溶け易いため
ママコが発生する。１００００ｍＰａ・ｓを越える場
合、それ自体で高粘度を有しており、多価金属塩を溶解
した水溶液に添加しても、分散状態が悪く均一なゲルが
得られない。なお、１％水溶液粘度とは、顆粒状ＣＭＣ
の１％水溶液を２５℃でＢＭ型粘度計を使用し、６０ｒ
ｐｍで測定した時の粘度を言う。

【００１６】また粒径が、０．１ｍｍ未満のものを５０
重量％以上含む場合、顆粒状ＣＭＣの表面積が大きくな
り、水中に投入されたとき、水との接触面で瞬時にゲル
が形成されママコが発生する。一方、粒径が２．０ｍｍ
を越えるものを３０重量％以上含有する場合、表面積が
小さくなりすぎるため、水への溶解速度が著しく遅くな
り、経済的に適していない。

【００１７】さらに顆粒状ＣＭＣは、カルボキシメチル
基の平均置換度（以下、ＤＳと略す）が、好ましくは
０．３０〜２．００である。ＤＳが０．３０未満では水
に溶解し難く、２．００を越えると多価金属イオンでゲ
ル化させた場合、分子内にカルボキシメチル基が多く存
在するため分子内架橋が優先的に進行し、生成したゲル
は高架橋密度のものとなり、離水しやすく、保冷・保温
剤として適さない。

【００１８】（３）その他の成分本発明は製造に際して前記以外に、苦味付与剤、防腐
剤、着色剤及び凍結温度の調節のためのエチレングリコ
ール、プロピレングリコール、グリセリン、ソルビトー
ル等の多価アルコール等を適宜添加しても良い。

【００１９】（４）風袋均一ゲルを包含する風袋は、シールで密封するため、好
ましくは熱可塑性樹脂を素材するものである。更に好ま
しくは、例えばポリ塩化ビニル若しくはその共重合体、
ポリ塩化ビニリデン共重合体、ポリエチレン、ポリプロ
ピレン若しくはポリウレタン、又は天然若しくは合成ゴ
ム等を素材とするもので、通常の冷凍庫温度（−１５〜
−２５℃）で硬化せず、しかも水蒸気透過性の低い例え
ばフイルム、シート等の高分子材料である。

【００２０】（５）製造方法次に本発明の保冷・保温剤の製造方法について説明す
る。本発明は、最初に、風袋に、多価金属塩水溶液と顆
粒状ＣＭＣを充填することである。両成分の添加順序
は、特に限定さるものではなく、いずれか一方、または
両方同時に添加しても良い。

【００２１】多価金属塩水溶液の添加量は、保冷・保温
剤中に含まれる多価金属塩が０．０５〜１０重量％、好
ましくは０．１０〜１．００重量％となる量である。多
価金属塩の含有量が０．０５重量％未満では、多価金属
塩水溶液に顆粒状ＣＭＣを投入した時、顆粒状ＣＭＣと
水溶液界面でカルボキシメチル基にイオン結合する多価
金属イオンの割合が少ないため水に対する溶解性が低下
せず、局所的なゲル化が起こり、ママコが形成される。
一方、多価金属塩含有量が１０重量％を越えると水溶液
中で顆粒状ＣＭＣが不溶化し、離水を起こす。

【００２２】もう一方の成分である顆粒状ＣＭＣの添加
量は、保冷・保温剤中に含有するＣＭＣが１〜１０重量
％となる量である。１重量％未満では所望の堅さの水性
ゲルを得ることが困難であり、１０重量％を越えると非
常に高粘度となり均一なゲルが得られず、保冷・保熱剤
としては不適当であり、またコスト上昇を招き経済的に
好ましくない。

【００２３】次に両成分を充填した後、風袋をシール等
により密封して、均一ゲルを生成させるために、静置す
る。この時の静置温度は特に限定されるではない。静置
後、目的とする優れた保冷・保温剤を得る。従来は、こ
の工程で均一ゲルを生成させるため、撹拌を必要とした
が、本発明ではそのような工程は不要である。

【００２４】さらに本発明では、充填機、例えば「アク
ア５００」、「アクア２０００」（自動充填包装機：中
央包装機株式会社製．商品名）等による連続製造も可能
である。具体的には、最初に充填機内で下部をシールし
た上部開放の風袋を形成する。シート状の風袋素材はガ
イド筒に巻かれ、筒シール部で筒状に成形され、横シー
ル部で風袋の底部が形成されて上部開放の風袋となる。
この風袋に、供給管から（ａ）多価金属塩水溶液が供給
され、同時に（ｂ）顆粒状ＣＭＣが固体供給管を通じて
供給される。風袋内が定量満たされ、供給が一時とま
る。次いで、脱気板が風袋の両面を押し、空気を上へ逃
がしながら風袋が下方へ移動し、横シール部により上部
横シールがなされ、密封される。次ぎに充填機から取り
出し、静置する。静置後、目的とする優れた保冷・保温
剤を得る。

【００２５】

【実施例】以下、実施例を挙げ本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、これら
の実施例に限定されるものではない。なお、実施例中の
％は重量基準によるものである。

【００２６】実施例１〜１５及び比較例１〜４．所定量
のカリミョウバン水溶液を、風袋（素材：ポリエチレン
フイルム）に加える。次に所定量の顆粒状ＣＭＣを添加
し、充填した後、風袋をヒートシールし、密封する。得
られた保冷・保温剤を、そのまま１日間、２日間、静置
した後、ゲル状態を観察し、目視および手による触感で
判断した。

【００２７】実施例１６及び比較例５．図１に示す充填
機「アクア２０００」（自動充填包装機：中央包装機株
式会社製．商品名）を使用して保冷・保温剤の製造を行
った。最初に、風袋素材（ポリエチレンフイルム）Ｓが
ガイド筒１に巻かれ、筒シール部４で筒状体Ｓ’に成形
され、横シール部７で風袋の底部が形成された状態にす
る。この上部開放の風袋Ｓ”に、供給管３から所定の多
価金属塩水溶液を供給し、同時に供給機構５から所定の
顆粒状ＣＭＣを固体供給管２を通じて供給する。次い
で、脱気板６、６により風袋Ｓ”の両面を押し、空気を
上へ逃がしながら風袋Ｓ”を下方へ移動させ、横シール
部７により上部横シールを行った後、充填機から取り出
す。この時の製造は、５００ｇ／袋が毎分２０個の割合
であった。

【００２８】上記全ての結果を、表１、２及び３に示
す。なお、表中の用語は、以下の意味を表す。ゲル状態（目視および手による触感で判断した。）； ×：２日間静置後もママコのまま。 ○：２日間静置後均一なゲルとなる。 ◎：１日間静置後均一なゲルとなる。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【表３】

【００３２】

【発明の効果】本発明の製造方法に従えば、多価金属塩
を予め水に溶解させた水溶液に顆粒状ＣＭＣを加えるこ
とにより、ママコの発生が防止され、顆粒状ＣＭＣは均
一に膨潤する。これにより、顆粒状ＣＭＣと水との混合
による均一ゲルが、撹拌やニーダーによる混練り等物理
的な力を必要とせずに得られ、容易にかつ経済的に保冷
・保温剤を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の保冷・保温剤の製造方法を実施するの
に適した充填機の内部構造の一例を示す図である。

【符号の説明】

１ガイド筒２固体供給管３供給管４筒シール部５供給機構６脱気板７横シール部Ｓ風袋素材Ｓ’ 筒状体Ｓ” 風袋

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】風袋に、（ａ）多価金属塩水溶液と
（ｂ）２５℃における１％水溶液粘度が５０〜１０００
０ｍＰａ・ｓで、０．１ｍｍ以上の粒径のものを５０重
量％以上含み、かつ２．０ｍｍ以下のものを７０重量％
以上含有する顆粒状カルボキシメチルセルロースとを充
填した後、風袋を密封することを特徴とする保冷・保温
剤の製造方法。
【請求項２】シート状の風袋素材を、該風袋素材を筒
状に成形可能な充填機に自動供給して筒状体とし、該筒
状体の下部をシールして風袋を成形した後、前記風袋内
に、（ａ）多価金属塩水溶液と（ｂ）２５℃における１
％水溶液粘度が５０〜１００００ｍＰａ・ｓで、０．１
ｍｍ以上の粒径のものを５０重量％以上含み、かつ２．
０ｍｍ以下のものを７０重量％以上含有する顆粒状カル
ボキシメチルセルロースを充填し、その後、風袋の上部
を密封することを特徴とする保冷・保温剤の製造方法。
【請求項３】前記多価金属塩が、アルミニウム塩であ
る請求項１又は２記載の保冷・保温剤の製造方法。