JPS60120783A - 畜冷材の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は離水しない弾性体ゲルからなるＩＭ冷材の製ａ
法に関する。

〔技術の背景および従来技術〕

他の４体から熱エネルギーを奪ってその物体を冷却する
材料を冷却媒体というが、よく知られている冷却媒体は
水である。水を冷却媒体として使用する場合、水を０℃
以下に冷却して水にしておくと、０６Ｃにおいて水が水
に変るときに、８０　ｃａｌ／１の融解熱を与えなけれ
ばならない。換言すれば、水は、θｌ′ｃにおいて水に
変るだけで８０　ｃａｌ／ｇの熱を周囲から奪うので、
優れた冷却媒体であるが、水から水になったときに周囲
を水でぬらし、また水びたしにするという鄭点がある。

このために、ポリビニルアルコールのｌ〜ｌＯ％水溶液
に、ポリ酢酸ビニルを分散させ、これにホウ酸またはホ
ウ酸を添加してゲル化して得た水性ゼリー状物をゴムま
たはプラスチックスでつくられた柔軟な袋に封入して、
形態保持性のすぐれた保冷器とすることが知られている
。（実公昭４５−２７０８２号公報）このような冷却媒
体として多くのものが知られているが（特公昭５７−２
８５０５号公報、特公昭５６−２９９１４号公報および
特公昭５７−２０３５２号公報）、これらのものはいず
れも冷却能力を有するときは固体であり、冷却が終ると
液体または軟質の状態になるために、冷却の前後におい
て変形するものである。これらの冷却媒体は冷却能力を
発揮するときに相変化を生じ、融解熱に相当する熱エネ
ルギーを周囲から奪うので、すぐれた冷却能力を有して
おり、このようにすぐれた冷却能力ををする冷却媒体を
蓄冷材と呼んでいる。

蓄冷材において、蓄冷材が相変化、たとえば液体→固体
の相変化を起すと、蓄冷材は周囲に対して融解熱に相当
する熱エネルギーを放出するが、これは固体→液体の相
変化をする時に周囲から融解熱に相当する熱エネルギー
の供給を受けることができるようになるので、周囲を冷
却する潜在的な能力を与えられたに等しいのＣある。そ
してこの相変化の起る温度は蓄冷材の融点である。した
がって蓄冷材を冷却してその融点に到達すると、蓄冷材
の温度が下がらないにもかかわらず、蓄冷材は液体→固
体の相変化を起して、大量の熱エネルギーを放出し、そ
れによって固体→液体の相変化を起した時に周囲から大
量の熱エネルギーを奪うことができる。換言すれば、周
囲を冷却することができるようになるので、蓄冷材の融
点を蓄冷材の蓄冷湿度と称することもできるのである。

蓄冷材は、その蓄冷温度よりも低い温度では、蓄冷材自
体が固化しているので、塑性鉢形を＃ｄさないが、その
蓄冷温度よりも＾い温Ｊずでは、蓄冷材に含まれる水が
液状になフているので、全体が軟らかくなっていて、容
易に塑性変形をす、るようになっている。

本発明者らは、蓄冷材がその蓄冷温度のｎｉＩ後の温度
において塑性変形をすることなく、一定の形状を保持し
ておれば、蓄冷Ｕが使いやすくなると考えて、蓄冷月の
蓄冷温度の前後の温度におし１て塑性変形することなく
一定の形状を保持してＶ）る蓄冷制を開発することを企
図して、アク１ノルアミドの水浴液に中性塩類を溶解し
、これＧこＮ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミドを加え
てよく混合した後、重合触奴によって重合することによ
って、強固な三次元の網目構造中に中性塩類の水溶液力
Ｓ包蔵されていて、蓄冷温度以下の温度でｌよ固才大に
なっているが、蓄冷温良以上の温度において液状ルこな
っても強固な三次元の網目構造によって、蓄冷温度の前
後の温度において塑性変形をしない蓄冷材を開発した。

（特願昭５７−１７７３９５号、特願昭５７−２１３２
００号） しかしながら本発明者らは、これらの重合体からなる蓄
冷材の製造の際に、アクリルアミドおよびＮ、Ｎ−メチ
レンビスアクリルアミドの使用量を少なくすると、蓄？
？／月の製造および使用むこおし）て重合体の弾性体ゲ
ルから水のＭ船することが多いこと、すなわち離水しや
すいことを見出し、これを数倍することを企図して本発
明に到達した。本発明者らは、上記のアクリルアミドと
Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミドの共重合による架
橋重合体の形成において、三次元の網目Ｍｑ音の架橋重
合体とそれに含まれる水をなじませれば、上記の離水を
防止することができると考え、このための効果を有する
化合物を見出すために種々の化合物を重合反応の際に共
存させることを試み、ペンタエリトリットを共存させた
場合に、上記の順水現象の起らないことを見出し、これ
に基すいて本発明を完成するに到った。

〔発明の目的および発明の要約〕 本発明の目的は、蓄冷温度の前後の温度において塑性変
形することがなく、一定の形状を保持することができ、
しかもその製造および使用において離水することがない
蓄冷材を提供することにある。

本発明はアクリルアミドまたはメタクリルアミドの水溶
液に、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミドまたはＮ、
Ｎ−メチレンビスメタクリルアミドおよび中性塩類を溶
解し、これに重合触媒を加えて重合反応を行なわせるこ
とからなる弾性体ゲルの蓄冷材を製造する方法において
、重合体を形成する水浴液にペンタエリトリットを加え
た後に重合反応を行なわせ、これによってペンタエリト
リットを中性塩類とともに重合体の弾性体ゲルの中の水
に包含させて蓄冷温度の前後の温度において塑性変形を
せずに一定の形状を保持するとともに、その製ａおよび
使用において離水することのない弾性体ゲルの蓄冷材の
製込法である。

〔発明の詳細な説明〕

本発明のＭ冷拐の製造法によると、アクリルアミドまた
はメタクリルアミド（以下において両者を意味する場合
であっても、単にアクリルアミドという）　、Ｎ、Ｎ−
メチレンビスアクリルアミド、またはＮ、Ｎ−メチレン
ビスメタクリルアミド（以下において両者を意味する場
合であっても、単にＮ、Ｎ−メチレンビスメタクリルア
ミドという）、中性塩類およびペンタエリトリットを含
む水溶液をｉｌ、’ｌ　製し、これに重合触媒を加えて
、アクリルアミドおよびＮ、Ｎ−メチレンビスアクリル
アミドの共重合反応を行なわせ、これによって三次元の
網目構造中に多量の水を包含した弾性体ゲルがつくられ
るが、この水の中に相当量の中性塩類およびペンタエリ
トリットが溶解しているのである。

本発明における前記の水溶液中の重合反応においてアク
リルアミドは一般的には、１〜３０％（重水）、好まし
くは３〜１０％（軍Ｊ？０の濃度において使用され、ま
たＮ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミドは、アクリルア
ミドに対して１〜ｌＯ％（重量）　〔好ましくは２〜５
％（重１１ｋ）　）の潰において使用される。

アクリルアミドの水溶液には、重合反応に先見って、中
性塩類およびペンタエリ１〜リツトが溶解される。中性
塩類としては一般的にはアルカリ金属、アルカリ土類金
属およびアンモニウムのハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩
罎３よびチオシアン酸塩が使用されるが、これ以外の中
性塩類であっても、アクリルアミドおよびＮ、Ｎ−メチ
レンビスアクリルアミドの共重合によって形成された三
次元の網目構造を破壊しないものであれば、これを使用
することもできる。

この中性塩類の使用によって、蓄冷材は０℃よりも低い
温度の蓄冷温度（融点）を有することになるが、中性塩
類の使用Ｍが増加すると、蓄冷材の蓄冷温度は低下する
傾向があるので、中性塩類の使用量は、蓄冷材の蓄冷温
度によフて定めることもできる。

またペンタエリトリットの使用によフて、蓄冷材の製造
および使用において、蓄冷材が離水することがない。こ
れはペンタエリトリットの存在によってアクリルアミド
およびＮ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミドの共重合に
よって形成された三次元の網目構造とその中に含まれる
水とがよくなじんで安定に共存できるようになったもの
と考えられる。ペンタエリトリットは重合反応前の水溶
液中に０．０５〜５％（重量）、好ましくは０．１〜０
・５％（重量）の濃度になる量において使用される。

本発明において、前記のアクリルアミドとＮ、Ｎ−メチ
レンビスアクリルアミドの共重合反応を行なわせる場合
、共重合反応に先立って、水溶液中に中性塩類およびペ
ンタエリトリットの外に、ポリアクリル酸ナトリウム、
ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルエマルジョンま
たは他の重合体を共存させることもできる。一般的には
、これらの重合体は、水溶液中に０６５〜２０％（重量
）〔好ましくは璽〜ｌＯ％（重り　）の景において加え
られるが、これらの重合体を加えることによって、重合
体の弾性体ゲルは丈夫なものになり、蓄冷温度よりも高
い温度における蓄冷材の寸法安定性を向上することがで
きる。

本発明の蓄冷材の製造におけるアクリルアミドとＮ、Ｎ
−メチレンビスアクリルアミドの共重合反応は、この両
者を溶解し、さらに前記の羽料を溶解した水溶液に重合
触媒を加え、必要に応じて加熱した時に進行する。この
共重合反応に使用する重合角！ｌ１ｆｆとしては、ビニ
ルＭ　（Ｃｌ−ＣＨ２）の重合用の触媒、たとえば、過
酸化物触媒またはレドックス触媒を使用することができ
るが、これらの触媒は水溶性であることが好ましい。し
たがって、通常ベルオクソニ硫酸塩、これと亜ニチオン
酸塩、第１鉄塩またはアミンの混合翅などを使用するの
が好ましい。これらの触媒は、一般的には、アクリルア
ミドおよびＮ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミドに対し
て０．１〜２％（重Ｎ）において使用される。

実Ｎ例　ｌ 水１００ｍｆ１部に、４０％アクリルアミド水溶液１Ｏ
Ｎｉｆｆｉ部、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミド０
．２重量部、ペンタエリトリット０゜２重量部およびＮ
ａＣｌ３重ｆｉ部を加え、この混合液にベルオクソニ硫
酸アンモニウム０．０４ＭＭｋ部および亜ニチオン酸ナ
トリウム０．００４重量部を加えてよく混合し、混合物
を５０℃に加熱した。これによって混合物全体が反応容
器に充満した透明な弾性体ゲル１１５゜４重量部が得ら
れた。このものを冷却したところ−ｌＯ℃において全体
が固化し、−８℃の蓄冷温度を有する蓄冷材であること
が判明した。

実施例　２ 水１００重量部に、４０％アクリルアミド水Ｗｇ液ｔｓ
ｉｌｔｌｔ部、ＮｔＮ−メチレンビスアクリルアミド０
・ＩＭ飛部、ペンタエリトリット００１２５重量部およ
びＭＣＩ　２５重量部を加え、得られた混合液にベルオ
クソニ硫酸アンモニウム０．０６重ｆｆｉ部および″亜
二チオン酸ナトリウム０．００６重量部を加えてよく混
合し、混合物を４０℃に加熱した。これによって混合物
全体が反応容器に充満した透明な弾性体ゲル１４１　ｊ
ｌｌｉ部が得られた。このものを冷却したところ一１５
℃において全体が固化し、−１２，５℃の蓄冷温度を有
する蓄冷材であることが判明した。

実施例　３ 水１００重ｆＲ部に、４０％アクリルアミド水溶液１６
ｆｉ量部、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミド０．１
ｉｉｆｉ部、ペンタエリトリット０．５重量部およびＮ
ａＣ１２５重量部を加え、得られた混合液に、ベルオク
ソニ硫酸アンモニウム０．０６ＭＲ部および亜ニチオン
酸ナトリウム０゜００６７１ｆｉ部を加えてよく混合し
、混合物を４０℃に加熱した。これによって混合物全体
が反応容器に充満した透明な弾性体ゲル１４１重ＩＩｋ
部が得られた。このものを冷却したところ一２４℃にお
いて全体が固化し、−２１℃の蓄′Ｉｌ？！温度を有す
る蓄冷材であることが判明した。

実施例　４ 水１００ｉｉ量部に、４０％アクリルアミド水溶液１０
重景部、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミド０．３重
量部、ペンタエリトリットＱ、２重ｆｆｉ部およびＮａ
Ｃ１１５重ｊｆｔ部を加え、得られた混合液にベルオク
ソニ硫酸アンモニウム０．０４重ｊｆｔ部および亜ニチ
オン酸ナトリウム０゜００４ｆｉｆｌｔ部を加えてよく
混合し、混合物を５０℃に加熱した。これによって混合
物全体が反応容器に充満した透明な弾性体ゲル１２１９
重量部が得られた。このものを冷却したところ、−１５
℃において全体が固化し、−１層°Ｃの蓄冷温度を有す
る蓄冷材でめることか判明した。

比較例　ｌ 水１ｏｌｆｔＪｔｔ部に、４０％アクリルアミド水溶液
１０重Ｉｔ部、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミド０
゜２Ｍ量部およびＮａＣｌ３ｍ１ｔ部を加え、この混合
液にベルオクソニ硫酸アンモニウムｏ、ｏ４ｘｍ部およ
び亜二チオン酸ナトリウム０．００４ｍｆｉｔ部を加え
てよく混合し、混合物を５０℃に加熱した。

これによブζ混合物全体がほとんど粘性のない水溶液状
となり、蓄冷材として適したものにはならなかった。

比較例　２ 水１００重景以上、４０％アクリルアミド水溶液１６重
１ｌｌｓ、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミド０．２
重量部およびＮａＣｌ３７３量部を加え、この混合液に
ベルオクソニ硫酸アンモニウム０．０６以上部および亜
ゴチオン酸ナトリウム０゜００６重量部を加えてよく混
合し、混合物を４０℃に加熱した。

これによって反応容器の下部に仕込量の約’１０％の透
明な弾性体ゲルと３０％の水溶液の２層に分離したもの
を生成したが、このものは蓄冷材として適したものでは
ないことがオフかった。実施例２の製品と比較すると、
ペンタエリトリットを含まない場合は、蓄冷材を冷却す
ると、蓄冷材の弾性体ゲルから離水することが明らかに
なった。

比較例　３ 水１００重量部に、４０％アクリルアミド水溶液１０ｆ
ｉｆｉ部、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミド０．２
重量部、エチレングリコール０．２重量部およびＮ５Ｃ
１５重層部を加え、得られた混合液にベルオクソニ硫酸
アンモニウム０．０４以上部および亜ニチオン酸ナトリ
ウム０．００４重量部を加えてよく混合し、混合物を４
０℃に加熱した。生成物は比較例１と同様であった。

比較例　４ 水１００ｍｆｌｌｌ都に、４０％アクリルアミド水溶液
１０Ｍ１１部、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミド０
．２重量部、ポリエチレングリコール（分子量約３１０
）　０．２Ｍｆｆｔ部およびＮａＣｌ３１ｉ景部を加え
、得られた混合液にベルオクソニ硫酸アンモニウム０．
０６′！Ｒｆｉ部および亜ニチオン酸ナトリウム０．０
０４重量部を加えてよく混合し、混合物を５０℃に加熱
した。生成物は比較例１と同様であった。

出願人　積水化成品工業株式会社 水呑　五月（多１−１糸ジ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクリルアミドまたはメタクリルアミドの水溶液
   に、ＮｌＮ−メチレンビスアクリルアミドまたはＮ、Ｎ
   −メチレンビスメタクリルアミドおよび中性塩類を溶解
   し、これに重合触媒を加えて重合反応を行なわせること
   からなる弾性体ゲルの蓄冷材をｎ市する方法において、
   重合体を形成する水溶液にペンタエリトリットを加えた
   後に重合反応を行なわせることを特徴とする呼水しない
   蓄冷材の製造法。
2. （２）重合体の弾性体ゲル中に、全体に対して０．０５
   〜１％（重ｆｆｔ　）のペンタエリトリットを４任させ
   ることを特徴とする特許請求の範囲ｆｆ１１項に記載の
   蓄冷月の１ｌＩｌ！造法。
3. （３）中性塩類が塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化
   アンモニウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、硝
   酸がルシウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸ア
   ンモニウム、硝酸マグネシウム、チオシアン酸ナトリウ
   ム、チオシアン酸カリウムおよびチオシアン酸アンモニ
   ウムからなる群より選択された化合物であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の蓄冷
   月の製造法。