JPS6229475B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はチオ硫酸ナトリウムを五水塩相として
のみ調整して過冷液体とする方法に関するもので
ある。

長い時間に亘つて実質的に一定温度の熱を発生
することが望ましい種々多くの場合がある。例え
ば、赤ん坊を入浴させたり、あるいは病院で手当
を受ける場合に長い時間一定の温度で熱を発生す
ることが望ましい。さらに赤ん坊の肉体的満足状
態を試験する目的で赤ん坊の静脈または動脈から
血液を取出し易くするために赤ん坊のかかとに特
定の温度の熱を与えることが望ましい。

予め定めそして実質的に一定の温度において長
い時間熱を発生させるための種々の試みが過去に
おいて行われた。最近まで、そのような熱を発生
させることは困難であつた。例えば、発熱性化学
反応を生じさせるために化学薬品を混合したが、
しかし発生した熱は望ましい温度より比較的高い
値に急速に最高に達しそして次に徐々に希望する
温度以下に下つた。化学反応の温度が希望する温
度よりも高い場合には、患者は火傷をし、または
その他の有害な影響を示すようになる。化学反応
の温度が希望するものよりも低い場合には、患者
は最適の有効な活性力を受けることができない。

過冷液体はしばしば実質的に一定の温度で熱を
発生することが知られている。過冷液体は特定の
温度において固体状態から液体状態に融解しそし
て次に特定の温度において液体状態から固体結晶
状態になり始める。過冷液体は結晶状態になつて
いく間熱を発生する。

過冷液体の好ましい性質は解明されてきたけれ
ども、限られた用途しかなかつた。これは過冷液
体にはあるいくつかの不利な点があるからであつ
た。例えば、過冷液体は実質的に一定の温度で理
論的に熱を発生するけれども、温度は必ずしも充
分正確には予定することができない。実例とし
て、ある条件下で、過冷液体は47.8℃（118〓）
の温度において熱を発生するであろうそして別の
場合には過冷液体はおよそ48.9℃（120〓）の温
度において熱を発生するであろう。医療の目的の
ような正確な温度が与えられるべき場合には、そ
のような温度の変化は大きな不安を生じそして患
者の安心感に悪影響がある。

過冷液体の使用について別の欠点がある。過冷
液体はいくらか不安定である、特に比較的低温に
暴されるとそうである。例えば、過冷液体が水の
氷点よりも下の温度にさらされる場合にはそれら
は自動的に作動して液体状態から固体結晶状態に
なつてくる。

本発明は上記の欠点を克服した過冷液体として
のチオ硫酸ナトリウムの五水塩を調製する方法を
与える。下記の方法によつて加工する場合には、
液体を水の氷点以下の温度にさらしたときでさえ
その液体は液体状態のままで存続するようにな
る。その上、液体は実質的に一定温度で作動して
液体状態から固体結晶状態となり、その温度値は
予め決めることができる。過冷液体は本発明方法
により得たチオ硫酸ナトリウム五水塩で構成する
ことが可能である。

下記方法によつて過冷液体を加工する場合には
エチレングリコールのような適した物質を過冷物
質に加えて過冷液体の安定性を高めそして過冷液
体の融点よりも低い希望する温度において過冷液
体中に熱を発生させることが可能である。エチレ
ングリコールと過冷液体との混合物を次いで過冷
液体の融点よりも著しく高い比較的高い温度に加
熱する。特定の温度における混合物に水を加えて
特定の値の比重を与えそして水酸化ナトリウムま
たは炭酸ナトリウムのような適当な物質を加えて
特定のPHを与える。

次いで混合物を特定の温度に維持する間に破断
しうる容器中に注ぎ入れる。次いで混合物を破断
しうる包装中で環境温度にまで徐々に冷却させそ
して混合物が環境温度まで冷えたときに分解促進
剤を別の容器中に入れる。次いで容器は過冷液体
の容器と分解促進剤とを相互に隔離された関係で
保持する。分解促進剤はほう酸ナトリウム五水塩
のような適した物質を指定することができる。

本発明の方法により得たチオ硫酸ナトリウム五
水塩を使用する物品の一態様において、小袋また
は小包１０は過冷液体１２を含む。小袋は一縁に
沿つて破断しうる密封１４を備えており、この密
封は人が手で小袋を強打しまたは押しつぶすよう
な特殊な圧力にさらした場合に破断する。小袋１
０は容器１６中に配置され、容器はまた過冷液体
用の分解促進剤１８を含む。図から明らかなよう
に、分解促進剤１８は小袋１０中に過冷液体と隔
離された関係で配置される。

過冷液体１２としては本発明によるチオ硫酸ナ
トリウム五水塩（以下ハイポという）の他に多数
の異なる物質を使用することができる。これらの
物質には硫酸ナトリウム十二水塩、燐酸水素ナト
リウム、クロム酸ナトリウム十水塩、塩化カルシ
ウム六水塩、含水塩化マグネシウム、硝酸マグネ
シウム六水塩および尿素／硝酸アンモニウムを含
む。容器１６中の分解促進剤１８はほう酸ナトリ
ウムが可能である。

小袋１０が破断された際に、小袋中の過冷液体
１２は分解促進剤１８と混ざりそして液体状態か
ら固体結晶状態に移行し始める。このことは過冷
液体が結晶状態に変化する間実質的に一定温度で
熱を放出させることになる。過冷液体の結晶状態
への転化は長い時間に亘つて起りそのため容器１
６の表面に生じる温度はこの長い時間実質的に一
定である。

過冷液体が結晶状態へ移行し始めることによつ
て得られる特定の温度は別の物質を過冷液体中に
添加することによつて調節することができる。例
えば、エチレングリコールをハイポに加える場合
は生成する温度は添加するエチレングリコールの
量に従つて減少する。ハイポとエチレングリコー
ルの混合物がおよそ10重量％のエチレングリコー
ルを含有する場合には、ハイポが結晶状態に分解
促進されて生じる温度はおよそ40.0℃（104〓）
である。このことは小袋１０中に含まれる液体が
実質的にハイポだけである場合に生じるおよそ
46.7℃（116〓）の温度からみて減少している。
およそ２重量％よりも少ない比較的少量のエチレ
ングリコールはまたハイポに入れると固体状態に
移行する際にハイポから生じる結晶の粒度を制限
するのに有効である。およそ２％の量のエチレン
グリコールは過冷液体の挙動によつて生じる結晶
の寸法を調節する。上記の目的のためのエチレン
グリコールの使用は1978年１月３日グスタフ、オ
ー、アルレニウスの出願した同時係属出願第
866695号中に開示され、そして本願の譲受人に譲
渡された。

小袋１０中の混合物が広範囲の条件下で安定で
あり、予定した温度を発生するために混合物は下
記方法によつて加工される。第一段階として、混
合物中の過冷液体が汚染されないように不銹鋼の
ような適当な材料で造つた容器２０中に混合物を
入れる。容器２０は電熱しそして容器の中の混合
物が加工される間に汚染物が容器の中に決して入
らないようにするために密閉した頂部を用意する
とよい。次いで容器の中の混合物が過冷液体の融
点よりもかなり高い適温に達するように容器を電
気によつて加熱する。例えば、混合物はおよそ
82.2℃（180〓）のような適した温度に加熱する
ことが可能である。結晶形の過冷液体の融解が始
まる時から撹拌機２２を作動させてよい。過冷液
体を含む混合物を過冷液体の融点よりも著しく高
い温度に加熱しそして加熱操作中混合物を撹拌す
ることによつて、総ての結晶は微小寸法のものさ
えその融解が促進される。このようにすれば過冷
液体は冷却された後でさえ確実に液体の形のまま
でいる一方このように処理しなければ微細結晶は
結晶化を開始することになる。その上、過冷液体
をおよそ82.2℃（180〓）の温度で加熱すること
によつて過冷液体は低温殺菌されるようになりそ
れによつて細菌の成長を防止する。

本発明によれば混合物の温度がおよそ82.2℃
（180〓）のような値に達しそして過冷液体中の結
晶の融解が実質的にその温度で完了したときに、
その温度において水を添加して比重を1.595±
0.005のような特定の値にする。過冷液体が環境
温度にまで冷却された後に過冷液体が過冷状態で
存続することを確実にするために混合物の比重を
このようにして調節する。比重に対して要求され
る特定の値を与えるには不十分な水を混合物に加
えると、過冷液体は自己始動して結晶状態になる
であろう。その上、混合物中の水不足は混合物中
の過冷液体が47.8℃（118〓）ではなくておよそ
48.9℃（120〓）の温度において結晶するように
なり、この温度は通常はハイポの融解および結晶
化温度である。

二水塩相のハイポの微結晶は既に過冷されたハ
イポ中に通常存在するということが最近判明し
た。そのような微結晶はしばしば望まれないとき
に過冷液体の結晶化が始動する核として働くよう
になる。このことはハイポ二水塩の微結晶が過冷
ハイポ中に存在する場合に過冷ハイポ液体が不安
定になる原因になる。

ハイポ二水塩の微結晶はおよそ74℃（165〓）
の融解温度を有することがまた最近判明した。本
発明に従えば、総てのハイポがα―五水塩相中と
なることを確実にするために十分な量の水をハイ
ポに加える。α―五水塩相の結晶の生成は二水塩
相を含めたその他の如何なる相の結晶の生成より
も５ないし10倍の熱を放出するのでハイポをα―
五水塩相に保つことが望ましい。

正しく認識すべきであるが、ハイポのα―五水
塩相の維持を確実にするためには十分な量の水を
加えるだけである。もしも追加の水が必要量以上
に加えられると、ハイポをα―五水塩相に維持す
ることに若干の追加の保証が与えられるであろう
がしかしハイポが希釈されて明示した量の液体の
結晶化によつて発生する熱は減少する。次いでハ
イポを少なくとも74℃（165〓）の温度に十分な
時間加熱して二水塩相のハイポの微結晶の総てを
融解させる。

次いでハイポを空気中で環境温度まで冷却しそ
してそのような熱が解放されそして利用された後
にハイポを結晶相状態で、熱の発生が必要となる
まで環境温度中でハイポを安定な状態で維持す
る。ハイポは結晶を少なくとも74℃（165〓）の
温度に明記した時間熱することによつてα―五水
塩相で液体状態に転化される。もしもハイポが密
閉容器中に維持される場合は水を添加する必要は
ない。このように、ハイポはα―五水塩相を伴つ
た液体状態とα―五水塩相を伴つた結晶状態の間
を何等水の添加なしで希望するだけ何回でも再循
環させることができる。

溶液のPHもまた混合物の温度がおよそ82.2℃
（180〓）のような特定の温度に維持されている間
特定の値に調節される。例えば、混合物のPHはお
よそ８ないし8.5の値に調節される。およそ８な
いし8.5の値にPHを調節することによつて、ハイ
ポは溶液に維持される。例えば、もしもハイポの
PHが明示した値に保たれなければ、ハイポは化学
的に分解しそして硫黄のコロイド状懸濁物を形成
するであろう。このコロイド状硫黄の懸濁は希望
しない時にハイポを核化することになりそのため
にハイポの溶液は不安定になる。さらに、８ない
し8.5のPHは液体の温度が環境値に戻つた後に液
体の再結晶化を防止する。ハイポをおよそ８ない
し8.5のPHに維持することは水酸化ナトリウムま
たは炭酸トナリウムのような適した物質の調節し
た量を混合物に加えることによつて得られる。水
酸化ナトリウムはおよそ25％の濃度を有し残りの
組成分は水である。炭酸ナトリウムはこれに対応
する濃度で用いることができる。

次に混合物をおよそ82.2℃（180〓）の昇温度
によつて管３０を通してポンプで送るが管は混合
物の汚濁を防ぐために不銹鋼のような適した材料
で造る。次いで液体を貯蔵タンク３２中に導入す
るがこれも混合物中に汚染物質の導入を防ぐため
に不銹鋼のような適した材料で造る。貯蔵タンク
３２の温度は過冷液体の融点よりもかなり高い適
温に溶液を保持するように調節する。例えば、貯
蔵タンクの温度はおよそ85℃（185〓）±2.8℃
（５〓）の適温に保つとよい。

貯蔵タンク３２は包装機３４の上に配置して混
合物を包装機中に導入する。包装機は液体を小袋
１０中に導入しそして小袋を過冷液体、水、水酸
化ナトリウムおよびエチレングリコールの混合物
で満たし、ついで包装を密封する。包装機を通過
して小袋中に入る液体はおよそ82.2℃（180〓）
のような適温に保つて小袋１０の充填および密封
中に液体中で細菌が成長するのを防ぎそして希望
しない時に過冷液体の結晶生成のための核として
引続き寄与する微結晶の再生成を妨げる。

小袋１０は環境条件下で室温まで徐々に冷却さ
せる。この冷却工程は４日もの長い時間かかるで
あろう。この長時間冷却の一つの目的は小袋１０
の上に与えた密封の完全さを決定するための十分
な機会を与えるためである。もう一つの目的は過
冷液体が小さい核を形成し引続いて希望しない時
に過冷液体の結晶が生じるのを防ぐためである。
もしも混合物が環境温度以上である間に小袋が分
解促進剤１８を伴つて容器１６中に入れられた場
合には、過冷液体１２は結晶化状態に移行開始す
る傾向がある。小袋１０および分解促進剤１８が
容器１６中に挿入される前に過冷液体１２が環境
温度にまで冷却されたことを保証することによ
り、過冷液体が分解促進剤の存在下で結晶化の状
態に移行するようになる如何なる傾向も防止され
ることになる。

実施例 チオ硫酸ナトリウム五水塩結晶を含む水性液を
74℃（165〓）に加熱し、結晶全てを融解して水
溶液を得た。得られた74℃の水溶液に、溶液の比
重が1.595になるまで水を加えた。これにより確
実にチオ硫酸ナトリウムをα―五水塩相とした。
次いでチオ硫酸ナトリウム（α―五水塩相）の溶
液、水、水酸化ナトリウムおよびエチレングリコ
ールの混合物を74℃で小袋に詰めた。水酸化ナト
リウムは混合物のPHが8.25を保つような量で混入
された。エチレングリコールは混合物あたり10重
量％であつた。それから小袋をゆつくりと室温ま
で冷却した。小袋を容器に入れ、開始剤を小袋内
の混合物とは隔てて容器に入れた。容器内におい
て混合物と開始剤を混合したとき、チオ硫酸ナト
リウムは結晶となり、熱を発生した。

本発明により得たチオ硫酸ナトリウム五水塩は
重要な利点を有する。これは実質的に一定であり
そして如何なる希望する温度においても予め定め
た温度を生じる過冷液体を与える。さらに、この
物質は環境温度において全く安定であり、たとえ
環境温度が水の氷点である０℃（32〓）以下であ
つても安定である。このようにして、過冷液体は
長距離を通して出荷することができそしてそのよ
うな長い輸送中も過冷状態を保つことができその
ためそのような輸送後において熱を発生させるた
めにすぐ使用することができる。そのような物質
の利点は一部はそのような物質を造るために使用
した方法の結果である。

本発明を開示しそして特定の応用を参照して例
解したが、包含される原理は多数のその他の応用
が可能でありこれはこの技術に熟練した人々にと
つては明らかなことであろう。従つて本発明は特
許請求の範囲によつて述べられるように限定され
るだけである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法により得たチオ硫酸ナト
リウム五水塩を使用する物品の一態様の透視部分
断面図であり、第２図は第１図の２―２線に沿つ
た断面図であり、そして第３図は第１図の物品を
提供するのに使われる装置の概略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 五水塩相だけのチオ硫酸ナトリウムを用い
   て、過冷液体として用いるチオ硫酸ナトリウムの
   水溶液を製造する方法において、 チオ硫酸ナトリウム五水塩の結晶を含む水性液
   を少なくとも74℃（165〓）の温度に充分な時間
   加熱してチオ硫酸ナトリウム五水塩の全ての結晶
   を融解し、 得られた水溶液をアルカリ性に保ち、 水溶液に水を加えて、この水溶液の比重を、チ
   オ硫酸ナトリウムが自発的結晶化を始めない特定
   の値に保ち、かつ 水溶液を長時間かけて周囲温度に冷却すること
   を特徴とする、上記方法。 ２ 溶液に水酸化ナトリウム及び炭酸ナトリウム
   からなる群から選ばれたアルカリを加えて約８以
   上の値にPHを維持する、特許請求の範囲第１項に
   記載の方法。 ３ 特定の比重が約1.595である、特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 ４ 加熱温度が約82.2℃（180〓）である、特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。