JP6650363B2 - 保冷具 - Google Patents
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Description
保冷用組成物としては、その存在が保冷具の外側から容易に視認可能となるように、着色剤を含有するものが知られており、例えば、染料により着色された保冷用組成物が封入され、その封入量が外部から容易に確認可能となっている保冷具が開示されている(特許文献1参照)。
(S1)リン酸塩と、リン酸一水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
(S2)リン酸塩と、リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
(S3)リン酸一水素塩と、リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
(S4)リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
のみを含有し、前記保冷用組成物の前記無機塩の合計含有量が、20〜35質量%であり、前記保冷用組成物の、リン酸塩、リン酸一水素塩、リン酸二水素塩及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β1)と、前記保冷用組成物の、前記その他の無機塩、増粘剤及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β2)と、が下記式(10)で表される関係を満たすものである、保冷具を提供する。
11.0≦pH(β1)+pH(β2)≦17.2 ・・・・(10)
本発明の保冷具は、水、無機塩、増粘剤及びpH指示薬を含有する保冷用組成物を備えた保冷具であって、前記保冷用組成物が、前記無機塩として、下記(S1)、(S2)、(S3)又は(S4):
(S1)リン酸塩と、リン酸一水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
(S2)リン酸塩と、リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
(S3)リン酸一水素塩と、リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
(S4)リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
のみを含有し、前記保冷用組成物の前記無機塩の合計含有量が、20〜35質量%であり、前記保冷用組成物の、リン酸塩、リン酸一水素塩、リン酸二水素塩及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β1)と、前記保冷用組成物の、前記その他の無機塩、増粘剤及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β2)と、が下記式(10)で表される関係を満たすものである。
11.0≦pH(β1)+pH(β2)≦17.2 ・・・・(10)
これに対して、本発明における保冷用組成物は、上述のような限定的な構成を採用することにより、より低い凍結温度と、凍結の前後における鮮明な色変化と、を同時に達成するものである。
本発明の第1実施形態に係る保冷具は、水、無機塩、増粘剤及びpH指示薬を含有する保冷用組成物を備えた保冷具であって、前記保冷用組成物が、前記無機塩として、
(S1)リン酸塩と、リン酸一水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
のみを含有し、前記保冷用組成物の前記無機塩の合計含有量が、20〜35質量%であり、前記保冷用組成物の、リン酸塩、リン酸一水素塩、リン酸二水素塩及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β1)と、前記保冷用組成物の、前記その他の無機塩、増粘剤及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β2)と、が下記式(10)で表される関係を満たすものである。
11.0≦pH(β1)+pH(β2)≦17.2 ・・・・(10)
(S1)リン酸塩と、リン酸一水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
のみを含有し、前記保冷用組成物の前記無機塩の合計含有量が、20〜35質量%であり、前記保冷用組成物の、リン酸塩、リン酸一水素塩及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β11)と、前記保冷用組成物の、前記その他の無機塩、増粘剤及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β21)と、が下記式(101)で表される関係を満たすものであるといえる。
11.0≦pH(β11)+pH(β21)≦17.2 ・・・・(101)
第1実施形態における前記無機塩は、保冷剤の一成分として機能するものであり、主にその種類及び量により、保冷用組成物の凍結温度が決定される。
また、前記無機塩は、前記pH指示薬に該当せず、保冷用組成物の凍結時に、結晶又はアモルファス(非晶質)として析出する成分であり、析出によって保冷用組成物の色変化に関与するものである。
第1実施形態における前記リン酸塩は、リン酸(H3PO4)中の3個の水素イオンがカチオンで置換されてなるものであり、非水和物であってもよいし、水和物であってもよい。
前記リン酸塩は、通常、塩基性の無機塩である。
第1実施形態における前記リン酸一水素塩は、リン酸(H3PO4)中の2個の水素イオンがカチオンで置換されてなるものであり、非水和物であってもよいし、水和物であってもよい。
前記リン酸一水素塩は、通常、塩基性の無機塩である。
第1実施形態における前記その他の無機塩は、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しない無機塩である。
前記その他の無機塩は、酸性の無機塩、中性の無機塩及び塩基性の無機塩のいずれでもよく、非水和物であってもよいし、水和物であってもよい。
これらの中でも、前記酸性の無機塩は、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム(NH4Br)、硝酸アンモニウムが好ましい。
これらの中でも、前記中性の無機塩は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、硝酸カリウムが好ましい。
また、第1実施形態における凍結後の保冷用組成物中で、前記無機塩は、その析出している量が多いほど好ましく、前記無機塩の総量のうち析出している量が90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましく、98質量%以上であることがさらに好ましく、100質量%(全量)であってもよい。
pH(β1)(pH(β11))は、第1実施形態における保冷用組成物での含有量(質量%)と同じ含有量(質量%)でリン酸塩及びリン酸一水素塩のみを含有する水(例えば、リン酸塩及びリン酸一水素塩を含有する水溶液)のpHに相当し、前記保冷用組成物で用いるリン酸塩及びリン酸一水素塩の混合物について、その酸性度の指標となるものである。
pH(β2)(pH(β21))は、第1実施形態における保冷用組成物での含有量(質量%)と同じ含有量(質量%)で前記その他の無機塩及び増粘剤のみを含有する水(例えば、前記その他の無機塩及び増粘剤を含有する水溶液)のpHに相当し、前記保冷用組成物で用いる前記その他の無機塩及び増粘剤の混合物について、その酸性度の指標となるものである。
pH(β1)及びpH(β2)の合計値は、pH(β1)又はpH(β2)に影響を与える配合成分の種類、又はその配合成分の保冷用組成物における含有量を調節することで、調節できる。特に、保冷用組成物における、リン酸塩の含有量とリン酸一水素塩の含有量との比率を調節することで、pH(β1)及びpH(β2)の合計値を容易に調節できる。
第1実施形態における前記増粘剤は、保冷用組成物の粘度を増大させ、前記pH指示薬に該当しない成分である。第1実施形態における前記増粘剤は、保冷用組成物の凍結時に析出しないものが好ましい。なお、本明細書において「増粘剤が保冷用組成物の凍結時に析出しない」とは、保冷用組成物の凍結時に、増粘剤が水に溶解した状態のまま固化することを意味し、増粘剤の分子が多量に集合することなく、水分子に取り囲まれたまま固化している状態であると推測され、多量の増粘剤の分子が集合して固化している状態ではないと推測される。
そして、前記増粘剤は、アクリル系ポリマー、カルボキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロースの塩及びヒドロキシアルキルグアーガムからなる群から選択される1種又は2種以上であることがより好ましい。
このような増粘剤を用いることで、保冷用組成物は、凍結の前後における色変化が大きく、かつ取り扱い性により優れたものとなる。
第1実施形態における前記pH指示薬(酸塩基指示薬)は、その発色の有無を反映させて保冷用組成物の色を決定するものである。保冷用組成物は、pH指示薬を含有することにより、凍結の前後において色変化する。
例えば、前記pH指示薬のpKaは、4.9〜8.0であることが好ましい。
なお、本実施形態におけるpH指示薬のpKaは、特に断りのない限り、溶媒が水で温度が25℃である場合の値を意味する。
第1実施形態における保冷用組成物は、水、無機塩、増粘剤及びpH指示薬以外に、本発明の効果を損なわない範囲内において、これらに該当しないその他の成分を含有していてもよい。前記その他の成分としては、水以外の溶媒;防腐剤、界面活性剤等の公知の各種添加剤等が挙げられる。
第1実施形態における保冷用組成物が含有する前記その他の成分は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に選択できる。
第1実施形態における前記溶媒は、前記無機塩、増粘剤及びpH指示薬を溶解可能なものが好ましく、このようなものとしては、例えば、アルコール等が挙げられる。
第1実施形態の保冷用組成物において、水及び前記溶媒の合計含有量に対する、前記溶媒の含有量の割合は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、2質量%以下であることが特に好ましい。
第1実施形態における前記防腐剤としては、例えば、食品保存料、酸化防止剤等が挙げられ、より具体的には、ナトリウムピリチオン、パラベン(パラオキシ安息香酸エステル)、プロタミン、有機窒素硫黄系化合物等が挙げられる。
第1実施形態における前記界面活性剤としては、公知のものが挙げられ、例えば、ドデシル硫酸ナトリウム等のアルキル硫酸塩;デカン酸ナトリウム等のアルキルカルボン酸塩;N−イソプロピルアクリルアミド等のN−アルキルアクリルアミド;ポリオキシエチレンオクチルドデシルエーテル等のポリオキシエチレンジアルキルエーテル;ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリオキシエチレンモノアルキルエーテル;ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンモノアルケニルエーテル等が挙げられる。
第1実施形態における保冷用組成物は、pH指示薬が前記保冷用組成物中で溶解している温度で前記数値範囲のpHを示すことが好ましく、前記保冷用組成物の温度が25℃であるときに前記数値範囲のpHを示すことがより好ましい。
なお、本実施形態において、保冷用組成物についての単なる「pH」との記載は、特に断りのない限り、保冷用組成物自体のpHを意味するものとする。
各成分の配合方法は特に限定されず、保冷用組成物の凍結温度よりも高い温度において、各成分が均一に溶解又は分散するように、任意に調節できる。
例えば、各成分の配合時には、すべての成分を添加してからこれらを混合してもよいし、一部の成分を順次添加しながら混合してもよく、すべての成分を順次添加しながら混合してもよい。
混合方法は特に限定されず、撹拌子又は撹拌翼等を回転させて混合する方法;ミキサー、三本ロール、ニーダー又はビーズミル等を使用して混合する方法;超音波を加えて混合する方法等、公知の方法から適宜選択すればよい。
例えば、袋状の保持手段の場合には、好ましい保持手段の材質の一例としては、低密度ポリエチレンが挙げられる。また、容器状の保持手段の場合には、好ましい保持手段の材質の一例としては、高密度ポリエチレンが挙げられる。
例えば、袋状の保持手段は、これを小さいものとして用いる場合、すなわち保冷用組成物の保持量が比較的少ない場合に好ましいものである。また、容器状の保持手段は、これを大きいものとして用いる場合、すなわち保冷用組成物の保持量が比較的多い場合に好ましいものである。
ただし、ここに示す保持手段の材質や大きさの選択方法は一例に過ぎない。
前記扁平部位が複数層からなる場合には、各層の合計の厚さが、上記の好ましい扁平部位の厚さとなるようにするとよい。
また、前記保冷用組成物は、凍結及び解凍を繰り返すなど、冷却及び昇温を繰り返しても、効果が損なわれることがないので、これを備えた保冷具は、繰り返し利用にも適したものである。
本発明の第2実施形態に係る保冷具は、水、無機塩、増粘剤及びpH指示薬を含有する保冷用組成物を備えた保冷具であって、前記保冷用組成物が、前記無機塩として、
(S2)リン酸塩と、リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
のみを含有し、前記保冷用組成物の前記無機塩の合計含有量が、20〜35質量%であり、前記保冷用組成物の、リン酸塩、リン酸一水素塩、リン酸二水素塩及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β1)と、前記保冷用組成物の、前記その他の無機塩、増粘剤及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β2)と、が下記式(10)で表される関係を満たすものである。
11.0≦pH(β1)+pH(β2)≦17.2 ・・・・(10)
(S2)リン酸塩と、リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
のみを含有し、前記保冷用組成物の前記無機塩の合計含有量が、20〜35質量%であり、前記保冷用組成物の、リン酸塩、リン酸二水素塩及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β12)と、前記保冷用組成物の、前記その他の無機塩、増粘剤及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β22)と、が下記式(102)で表される関係を満たすものであるといえる。
11.0≦pH(β12)+pH(β22)≦17.2 ・・・・(102)
第2実施形態における前記無機塩は、保冷剤の一成分として機能するものであり、主にその種類及び量により、保冷用組成物の凍結温度が決定される。
また、前記無機塩は、前記pH指示薬に該当せず、保冷用組成物の凍結時に、結晶又はアモルファス(非晶質)として析出する成分であり、析出によって保冷用組成物の色変化に関与するものである。
第2実施形態における前記リン酸塩としては、例えば、第1実施形態におけるリン酸塩と同じものが挙げられる。
例えば、第2実施形態における前記リン酸塩は、リン酸三ナトリウム、リン酸三ナトリウム十二水和物、リン酸三カリウムが好ましい。
第2実施形態における前記リン酸二水素塩は、リン酸(H3PO4)中の1個の水素イオンがカチオンで置換されてなるものであり、非水和物であってもよいし、水和物であってもよい。
前記リン酸二水素塩は、通常、酸性の無機塩である。
第2実施形態における前記その他の無機塩は、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しない無機塩である。
前記その他の無機塩は、酸性の無機塩、中性の無機塩及び塩基性の無機塩のいずれでもよく、非水和物であってもよいし、水和物であってもよい。
例えば、第2実施形態における前記酸性の無機塩は、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、硝酸アンモニウムが好ましい。
また、第2実施形態における前記中性の無機塩は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、硝酸カリウムが好ましい。
また、第2実施形態における凍結後の保冷用組成物中で、前記無機塩は、その析出している量が多いほど好ましく、前記無機塩の総量のうち析出している量が90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましく、98質量%以上であることがさらに好ましく、100質量%(全量)であってもよい。
pH(β1)(pH(β12))は、第2実施形態における保冷用組成物での含有量(質量%)と同じ含有量(質量%)でリン酸塩及びリン酸二水素塩のみを含有する水(例えば、リン酸塩及びリン酸二水素塩を含有する水溶液)のpHに相当し、前記保冷用組成物で用いるリン酸塩及びリン酸二水素塩の混合物について、その酸性度の指標となるものである。
pH(β2)(pH(β22))は、第2実施形態における保冷用組成物での含有量(質量%)と同じ含有量(質量%)で前記その他の無機塩及び増粘剤のみを含有する水(例えば、前記その他の無機塩及び増粘剤を含有する水溶液)のpHに相当し、前記保冷用組成物で用いる前記その他の無機塩及び増粘剤の混合物について、その酸性度の指標となるものである。
pH(β1)及びpH(β2)の合計値は、pH(β1)又はpH(β2)に影響を与える配合成分の種類、又はその配合成分の保冷用組成物における含有量を調節することで、調節できる。特に、保冷用組成物における、リン酸塩の含有量とリン酸二水素塩の含有量との比率を調節することで、pH(β1)及びpH(β2)の合計値を容易に調節できる。
第2実施形態における前記増粘剤は、保冷用組成物の粘度を増大させ、前記pH指示薬に該当しない成分である。第2実施形態における前記増粘剤は、保冷用組成物の凍結時に析出しないものが好ましい。
第1実施形態の場合と同様に、第2実施形態における前記増粘剤は、アクリル系ポリマー、カルボキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロースの塩、キサンタンガム、グアーガム、ヒドロキシアルキルグアーガム、ペクチン、タマリンドガム、カラギーナン及びアルキレングリコールからなる群から選択される1種又は2種以上であることが好ましい。
そして、前記増粘剤は、アクリル系ポリマー、カルボキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロースの塩及びヒドロキシアルキルグアーガムからなる群から選択される1種又は2種以上であることがより好ましい。
このような増粘剤を用いることで、保冷用組成物は、凍結の前後における色変化が大きく、かつ取り扱い性により優れたものとなる。
第2実施形態における前記pH指示薬(酸塩基指示薬)は、その発色の有無を反映させて保冷用組成物の色を決定するものである。保冷用組成物は、pH指示薬を含有することにより、凍結の前後において色変化する。
例えば、前記pH指示薬のpKaは、4.9〜8.0であることが好ましい。
なお、本実施形態におけるpH指示薬のpKaは、特に断りのない限り、溶媒が水で温度が25℃である場合の値を意味する。
第2実施形態における前記pH指示薬としては、例えば、第1実施形態におけるpH指示薬と同じものが挙げられる。
第2実施形態における保冷用組成物は、水、無機塩、増粘剤及びpH指示薬以外に、本発明の効果を損なわない範囲内において、これらに該当しないその他の成分を含有していてもよい。前記その他の成分としては、第1実施形態の場合と同様に、水以外の溶媒;防腐剤、界面活性剤等の公知の各種添加剤等が挙げられる。
第2実施形態における保冷用組成物が含有する前記その他の成分は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に選択できる。
また、第2実施形態における保冷用組成物の防腐剤の含有量は、特に限定されないが、0.02〜0.5質量%であることが好ましく、0.04〜0.2質量%であることがより好ましい。
第2実施形態における保冷用組成物は、水及び前記溶媒以外の成分(前記無機塩、増粘剤、pH指示薬、及び前記溶媒以外のその他の成分)の合計含有量に対する、前記無機塩、増粘剤及びpH指示薬の合計含有量の割合が、90質量%以上であることが好ましく、93質量%以上であることがより好ましく、96質量%以上であることがさらに好ましく、98質量%以上であることが特に好ましく、100質量%であってもよい。前記合計含有量の割合が前記下限値以上であることで、保冷用組成物は凍結の前後においてより大きく色変化する。
第2実施形態における保冷用組成物は、pH指示薬が前記保冷用組成物中で溶解している温度で前記数値範囲のpHを示すことが好ましく、前記保冷用組成物の温度が25℃であるときに前記数値範囲のpHを示すことがより好ましい。
なお、本実施形態において、保冷用組成物についての単なる「pH」との記載は、特に断りのない限り、保冷用組成物自体のpHを意味するものとする。
本発明の第2実施形態に係る保冷具は、前記保冷用組成物を用いる点以外は、上述の第1実施形態に係る保冷具と同様の方法で得られる。
また、前記保冷用組成物は、凍結及び解凍を繰り返すなど、冷却及び昇温を繰り返しても、効果が損なわれることがないので、これを備えた保冷具は、繰り返し利用にも適したものである。
本発明の第3実施形態に係る保冷具は、水、無機塩、増粘剤及びpH指示薬を含有する保冷用組成物を備えた保冷具であって、前記保冷用組成物が、前記無機塩として、
(S3)リン酸一水素塩と、リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
のみを含有し、前記保冷用組成物の前記無機塩の合計含有量が、20〜35質量%であり、前記保冷用組成物の、リン酸塩、リン酸一水素塩、リン酸二水素塩及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β1)と、前記保冷用組成物の、前記その他の無機塩、増粘剤及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β2)と、が下記式(10)で表される関係を満たすものである。
11.0≦pH(β1)+pH(β2)≦17.2 ・・・・(10)
(S3)リン酸一水素塩と、リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
のみを含有し、前記保冷用組成物の前記無機塩の合計含有量が、20〜35質量%であり、前記保冷用組成物の、リン酸一水素塩、リン酸二水素塩及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β13)と、前記保冷用組成物の、前記その他の無機塩、増粘剤及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β23)と、が下記式(103)で表される関係を満たすものであるといえる。
11.0≦pH(β13)+pH(β23)≦17.2 ・・・・(103)
第3実施形態における前記無機塩は、保冷剤の一成分として機能するものであり、主にその種類及び量により、保冷用組成物の凍結温度が決定される。
また、前記無機塩は、前記pH指示薬に該当せず、保冷用組成物の凍結時に、結晶又はアモルファス(非晶質)として析出する成分であり、析出によって保冷用組成物の色変化に関与するものである。
第3実施形態における前記リン酸一水素塩としては、例えば、第1実施形態におけるリン酸一水素塩と同じものが挙げられる。
第3実施形態における前記リン酸二水素塩としては、例えば、第2実施形態におけるリン酸二水素塩と同じものが挙げられる。
第3実施形態における前記その他の無機塩は、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しない無機塩である。
前記その他の無機塩は、酸性の無機塩、中性の無機塩及び塩基性の無機塩のいずれでもよく、非水和物であってもよいし、水和物であってもよい。
例えば、第3実施形態における前記酸性の無機塩は、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、硝酸アンモニウムが好ましい。
また、第3実施形態における前記中性の無機塩は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、硝酸カリウムが好ましい。
また、第3実施形態における凍結後の保冷用組成物中で、前記無機塩は、その析出している量が多いほど好ましく、前記無機塩の総量のうち析出している量が90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましく、98質量%以上であることがさらに好ましく、100質量%(全量)であってもよい。
pH(β1)(pH(β13))は、第3実施形態における保冷用組成物での含有量(質量%)と同じ含有量(質量%)でリン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のみを含有する水(例えば、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩を含有する水溶液)のpHに相当し、前記保冷用組成物で用いるリン酸一水素塩及びリン酸二水素塩の混合物について、その酸性度の指標となるものである。
pH(β2)(pH(β23))は、第3実施形態における保冷用組成物での含有量(質量%)と同じ含有量(質量%)で前記その他の無機塩及び増粘剤のみを含有する水(例えば、前記その他の無機塩及び増粘剤を含有する水溶液)のpHに相当し、前記保冷用組成物で用いる前記その他の無機塩及び増粘剤の混合物について、その酸性度の指標となるものである。
pH(β1)及びpH(β2)の合計値は、pH(β1)又はpH(β2)に影響を与える配合成分の種類、又はその配合成分の保冷用組成物における含有量を調節することで、調節できる。特に、保冷用組成物における、リン酸一水素塩の含有量とリン酸二水素塩の含有量との比率を調節することで、pH(β1)及びpH(β2)の合計値を容易に調節できる。
第3実施形態における前記増粘剤は、保冷用組成物の粘度を増大させ、前記pH指示薬に該当しない成分である。第3実施形態における前記増粘剤は、保冷用組成物の凍結時に析出しないものが好ましい。
第1実施形態の場合と同様に、第3実施形態における前記増粘剤は、アクリル系ポリマー、カルボキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロースの塩、キサンタンガム、グアーガム、ヒドロキシアルキルグアーガム、ペクチン、タマリンドガム、カラギーナン及びアルキレングリコールからなる群から選択される1種又は2種以上であることが好ましい。
そして、前記増粘剤は、アクリル系ポリマー、カルボキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロースの塩及びヒドロキシアルキルグアーガムからなる群から選択される1種又は2種以上であることがより好ましい。
このような増粘剤を用いることで、保冷用組成物は、凍結の前後における色変化が大きく、かつ取り扱い性により優れたものとなる。
第3実施形態における前記pH指示薬(酸塩基指示薬)は、その発色の有無を反映させて保冷用組成物の色を決定するものである。保冷用組成物は、pH指示薬を含有することにより、凍結の前後において色変化する。
例えば、前記pH指示薬のpKaは、4.9〜8.0であることが好ましい。
なお、本実施形態におけるpH指示薬のpKaは、特に断りのない限り、溶媒が水で温度が25℃である場合の値を意味する。
第3実施形態における前記pH指示薬としては、例えば、第1実施形態におけるpH指示薬と同じものが挙げられる。
第3実施形態における保冷用組成物は、水、無機塩、増粘剤及びpH指示薬以外に、本発明の効果を損なわない範囲内において、これらに該当しないその他の成分を含有していてもよい。前記その他の成分としては、第1実施形態の場合と同様に、水以外の溶媒;防腐剤、界面活性剤等の公知の各種添加剤等が挙げられる。
第3実施形態における保冷用組成物が含有する前記その他の成分は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に選択できる。
また、第3実施形態における保冷用組成物の防腐剤の含有量は、特に限定されないが、0.02〜0.5質量%であることが好ましく、0.04〜0.2質量%であることがより好ましい。
第3実施形態における保冷用組成物は、水及び前記溶媒以外の成分(前記無機塩、増粘剤、pH指示薬、及び前記溶媒以外のその他の成分)の合計含有量に対する、前記無機塩、増粘剤及びpH指示薬の合計含有量の割合が、90質量%以上であることが好ましく、93質量%以上であることがより好ましく、96質量%以上であることがさらに好ましく、98質量%以上であることが特に好ましく、100質量%であってもよい。前記合計含有量の割合が前記下限値以上であることで、保冷用組成物は凍結の前後においてより大きく色変化する。
第3実施形態における保冷用組成物は、pH指示薬が前記保冷用組成物中で溶解している温度で前記数値範囲のpHを示すことが好ましく、前記保冷用組成物の温度が25℃であるときに前記数値範囲のpHを示すことがより好ましい。
なお、本実施形態において、保冷用組成物についての単なる「pH」との記載は、特に断りのない限り、保冷用組成物自体のpHを意味するものとする。
本発明の第3実施形態に係る保冷具は、前記保冷用組成物を用いる点以外は、上述の第1実施形態に係る保冷具と同様の方法で得られる。
また、前記保冷用組成物は、凍結及び解凍を繰り返すなど、冷却及び昇温を繰り返しても、効果が損なわれることがないので、これを備えた保冷具は、繰り返し利用にも適したものである。
本発明の第4実施形態に係る保冷具は、水、無機塩、増粘剤及びpH指示薬を含有する保冷用組成物を備えた保冷具であって、前記保冷用組成物が、前記無機塩として、
(S4)リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
のみを含有し、前記保冷用組成物の前記無機塩の合計含有量が、20〜35質量%であり、前記保冷用組成物の、リン酸塩、リン酸一水素塩、リン酸二水素塩及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β1)と、前記保冷用組成物の、前記その他の無機塩、増粘剤及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β2)と、が下記式(10)で表される関係を満たすものである。
11.0≦pH(β1)+pH(β2)≦17.2 ・・・・(10)
(S4)リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
のみを含有し、前記保冷用組成物の前記無機塩の合計含有量が、20〜35質量%であり、前記保冷用組成物の、リン酸二水素塩及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β14)と、前記保冷用組成物の、前記その他の無機塩、増粘剤及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β24)と、が下記式(104)で表される関係を満たすものであるといえる。
11.0≦pH(β14)+pH(β24)≦17.2 ・・・・(104)
第4実施形態における前記無機塩は、保冷剤の一成分として機能するものであり、主にその種類及び量により、保冷用組成物の凍結温度が決定される。
また、前記無機塩は、前記pH指示薬に該当せず、保冷用組成物の凍結時に、結晶又はアモルファス(非晶質)として析出する成分であり、析出によって保冷用組成物の色変化に関与するものである。
第4実施形態における前記リン酸二水素塩としては、例えば、第2実施形態におけるリン酸二水素塩と同じものが挙げられる。
第4実施形態における前記その他の無機塩は、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しない無機塩である。
前記その他の無機塩は、酸性の無機塩、中性の無機塩及び塩基性の無機塩のいずれでもよく、非水和物であってもよいし、水和物であってもよい。
例えば、第4実施形態における前記酸性の無機塩は、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、硝酸アンモニウムが好ましい。
また、第4実施形態における前記中性の無機塩は、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化ナトリウム、臭化カリウム、硝酸カリウムが好ましい。
また、第4実施形態における凍結後の保冷用組成物中で、前記無機塩は、その析出している量が多いほど好ましく、前記無機塩の総量のうち析出している量が90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましく、98質量%以上であることがさらに好ましく、100質量%(全量)であってもよい。
pH(β1)(pH(β14))は、第4実施形態における保冷用組成物での含有量(質量%)と同じ含有量(質量%)でリン酸二水素塩のみを含有する水(例えば、リン酸二水素塩を含有する水溶液)のpHに相当し、前記保冷用組成物で用いるリン酸二水素塩について、その酸性度の指標となるものである。
pH(β2)(pH(β24))は、第4実施形態における保冷用組成物での含有量(質量%)と同じ含有量(質量%)で前記その他の無機塩及び増粘剤のみを含有する水(例えば、前記その他の無機塩及び増粘剤を含有する水溶液)のpHに相当し、前記保冷用組成物で用いる前記その他の無機塩及び増粘剤の混合物について、その酸性度の指標となるものである。
pH(β1)及びpH(β2)の合計値は、pH(β1)又はpH(β2)に影響を与える配合成分の種類、又はその配合成分の保冷用組成物における含有量を調節することで、調節できる。特に、保冷用組成物におけるリン酸二水素塩の含有量を調節することで、pH(β1)及びpH(β2)の合計値を容易に調節できる。
第4実施形態における前記増粘剤は、保冷用組成物の粘度を増大させ、前記pH指示薬に該当しない成分である。第2実施形態における前記増粘剤は、保冷用組成物の凍結時に析出しないものが好ましい。
第1実施形態の場合と同様に、第4実施形態における前記増粘剤は、アクリル系ポリマー、カルボキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロースの塩、キサンタンガム、グアーガム、ヒドロキシアルキルグアーガム、ペクチン、タマリンドガム、カラギーナン及びアルキレングリコールからなる群から選択される1種又は2種以上であることが好ましい。
そして、前記増粘剤は、アクリル系ポリマー、カルボキシアルキルセルロース、カルボキシアルキルセルロースの塩及びヒドロキシアルキルグアーガムからなる群から選択される1種又は2種以上であることがより好ましい。
このような増粘剤を用いることで、保冷用組成物は、凍結の前後における色変化が大きく、かつ取り扱い性により優れたものとなる。
第4実施形態における前記pH指示薬(酸塩基指示薬)は、その発色の有無を反映させて保冷用組成物の色を決定するものである。保冷用組成物は、pH指示薬を含有することにより、凍結の前後において色変化する。
例えば、前記pH指示薬のpKaは、4.9〜8.0であることが好ましい。
なお、本実施形態におけるpH指示薬のpKaは、特に断りのない限り、溶媒が水で温度が25℃である場合の値を意味する。
第4実施形態における前記pH指示薬としては、例えば、第1実施形態におけるpH指示薬と同じものが挙げられる。
第4実施形態における保冷用組成物は、水、無機塩、増粘剤及びpH指示薬以外に、本発明の効果を損なわない範囲内において、これらに該当しないその他の成分を含有していてもよい。前記その他の成分としては、第1実施形態の場合と同様に、水以外の溶媒;防腐剤、界面活性剤等の公知の各種添加剤等が挙げられる。
第4実施形態における保冷用組成物が含有する前記その他の成分は、1種のみでもよいし、2種以上でもよく、2種以上である場合、それらの組み合わせ及び比率は、任意に選択できる。
また、第4実施形態における保冷用組成物の防腐剤の含有量は、特に限定されないが、0.02〜0.5質量%であることが好ましく、0.04〜0.2質量%であることがより好ましい。
第4実施形態における保冷用組成物は、水及び前記溶媒以外の成分(前記無機塩、増粘剤、pH指示薬、及び前記溶媒以外のその他の成分)の合計含有量に対する、前記無機塩、増粘剤及びpH指示薬の合計含有量の割合が、90質量%以上であることが好ましく、93質量%以上であることがより好ましく、96質量%以上であることがさらに好ましく、98質量%以上であることが特に好ましく、100質量%であってもよい。前記合計含有量の割合が前記下限値以上であることで、保冷用組成物は凍結の前後においてより大きく色変化する。
第4実施形態における保冷用組成物は、pH指示薬が前記保冷用組成物中で溶解している温度で前記数値範囲のpHを示すことが好ましく、前記保冷用組成物の温度が25℃であるときに前記数値範囲のpHを示すことがより好ましい。
なお、本実施形態において、保冷用組成物についての単なる「pH」との記載は、特に断りのない限り、保冷用組成物自体のpHを意味するものとする。
本発明の第4実施形態に係る保冷具は、前記保冷用組成物を用いる点以外は、上述の第1実施形態に係る保冷具と同様の方法で得られる。
また、前記保冷用組成物は、凍結及び解凍を繰り返すなど、冷却及び昇温を繰り返しても、効果が損なわれることがないので、これを備えた保冷具は、繰り返し利用にも適したものである。
(増粘剤)
・HPG(ヒドロキシプロピルグアーガム):ダニスコ社製「メイプロHPG−8111」
・CMC(カルボキシメチルセルロースナトリウム):第一工業製薬社製「セロゲン」
・CVP(カルボキシビニルポリマー):東亜合成社製「レオジック270」
(pH指示薬)
・BCP(ブロモクレゾールパープル):米山薬品工業社製(pKa=6.3)
(防腐剤)
三愛石油社製「ソジウムオマジン」
<保冷用組成物及び保冷具(第1実施形態)の製造>
室温(20〜25℃)下において、水(73.90質量部)、BCP、塩化ナトリウム(11.48質量部)、塩化カリウム(5.74質量部)、塩化アンモニウム(5.74質量部)、臭化ナトリウム(2.00質量部)、リン酸三ナトリウム十二水和物(0.10質量部)、リン酸水素二アンモニウム(0.05質量部)、HPG(0.95質量部)及び防腐剤(0.05質量部)を混合し、1時間撹拌して、これら各成分を溶解させ、保冷用組成物を得た。このとき、BCPの配合量は、得られた保冷用組成物での含有量が10ppmとなるように調節した。各配合成分及びその保冷用組成物での含有量を表2に示す。なお、表2中、リン酸三ナトリウム十二水和物は、結晶水(12H2O)を省略して記載している。また、配合成分の欄の「−」との記載は、その成分が未配合であることを意味する。これらは、さらに以降の表においても同様である。
(色変化)
得られた保冷用組成物(保冷具)を−35℃まで冷却した。この間、保冷用組成物は、−35℃よりも高い温度で凍結した。そして、この凍結前後での保冷用組成物の色変化を、下記基準にしたがって目視で評価した。結果を表6に示す。
◎:凍結前後での色変化が大きく、冷却状態の視認が極めて容易である。
○:凍結前後での色変化が判別可能であり、冷却状態の視認が可能である。
×:凍結前後での色変化が不明瞭であり、冷却状態の視認が困難又は不可能である。
[実施例2〜14]
保冷用組成物の配合成分及びその保冷用組成物での含有量を表2又は表3に示すとおりとした点以外は、実施例1と同じ方法で、第1実施形態の保冷用組成物及び保冷具を製造し、保冷用組成物を評価した。保冷用組成物の各物性及び評価結果を表6に示す。
[実施例15〜22]
保冷用組成物の配合成分及びその保冷用組成物での含有量を表3又は表4に示すとおりとした点以外は、実施例1と同じ方法で、第2実施形態の保冷用組成物及び保冷具を製造し、保冷用組成物を評価した。保冷用組成物の各物性及び評価結果を表6に示す。
[実施例23〜25]
保冷用組成物の配合成分及びその保冷用組成物での含有量を表4に示すとおりとした点以外は、実施例1と同じ方法で、第3実施形態の保冷用組成物及び保冷具を製造し、保冷用組成物を評価した。保冷用組成物の各物性及び評価結果を表6に示す。
[実施例26〜29]
保冷用組成物の配合成分及びその保冷用組成物での含有量を表4に示すとおりとした点以外は、実施例1と同じ方法で、第4実施形態の保冷用組成物及び保冷具を製造し、保冷用組成物を評価した。保冷用組成物の各物性及び評価結果を表6に示す。
[比較例1〜8]
保冷用組成物の配合成分及びその保冷用組成物での含有量を、表5に示すとおりとした点以外は、実施例1と同じ方法で保冷用組成物及び保冷具を製造し、保冷用組成物を評価した。保冷用組成物の各物性及び評価結果を表6に示す。
Claims (1)
- 水、無機塩、増粘剤及びpH指示薬を含有する保冷用組成物を備えた保冷具であって、
前記保冷用組成物が、前記無機塩として、下記(S1)、(S2)、(S3)又は(S4):
(S1)リン酸塩と、リン酸一水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
(S2)リン酸塩と、リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
(S3)リン酸一水素塩と、リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
(S4)リン酸二水素塩と、リン酸塩、リン酸一水素塩及びリン酸二水素塩のいずれにも該当しないその他の無機塩と、の組み合わせ
のみを含有し、
前記保冷用組成物の前記無機塩の合計含有量が、20〜35質量%であり、
前記保冷用組成物の、リン酸塩、リン酸一水素塩、リン酸二水素塩及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β1)と、前記保冷用組成物の、前記その他の無機塩、増粘剤及び水以外の含有成分をすべて水で置換した場合のpH(β2)と、が下記式(10)で表される関係を満たすものである、保冷具。
11.0≦pH(β1)+pH(β2)≦17.2 ・・・・(10)
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