(57)【要約】【課題】水または水溶液と多量の粉体とを混合する場合や、粉体中に水または水溶液と反応する物質が含まれている場合に、短時間に均一な混合ができ、継粉になることや、反応生成物の濃度が偏ることを防止できる、安価で取り扱いの容易な、水または水溶液を顆粒状の形態とした水含有顆粒状混合物を得る。【解決手段】、水または水溶液を高吸水性ポリマーで吸収し、該高吸水性ポリマーを疎水性シリカ微粒子で分離して高吸水性ポリマー同士の接触を防止して顆粒状とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水または水溶液を吸収した高吸水性ポリマーと疎水性シリカ微粒子との混合物からなることを特徴とする水含有顆粒状混合物。
【請求項２】
水含有量が、水または水溶液を吸収した高吸水性ポリマーと疎水性シリカ微粒子の合計重量の６０重量％以上であることを特徴とする請求項１記載の水含有顆粒状混合物。
【請求項３】
高吸水性ポリマーと疎水性シリカ微粒子の重量比率が、１０：１〜３０：１であることを特徴とする請求項１または２記載の水含有顆粒状混合物。
【請求項４】
請求項１記載の水含有顆粒状混合物をＡ剤とし、水に溶解時に水と反応して冷却作用を生じる寒剤をＢ剤として、前記Ａ剤とＢ剤とをそれぞれ隔離して封入してなり、使用時に前記Ａ剤とＢ剤とを接触させることを特徴とする冷却剤。
【請求項５】
水または水溶液に、高吸水性ポリマーと疎水性シリカ微粒子との混合物を添加し、撹拌混合することで、水または水溶液を高吸水性ポリマーに吸収させることを特徴とする水含有顆粒状混合物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水または水溶液を顆粒状の形態とした水含有顆粒状混合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
水または水溶液と多量の粉体とを混合する場合、粉体に直接液体を一度に添加すると、粉体が継粉になり、均一な状態にするのにかなり時間を要することがある。また、特に粉体中に水または水溶液と反応する物質が含まれている場合、粉体に液体を一度に添加すると反応生成物の濃度が偏ることがあるので、少しずつ時間をかけて混合する必要があり、短時間に均一な混合を行うためには工夫が必要である。
【０００３】
上記問題を解決する方法として水を微細顆粒状にしてから粉体に混合する方法があり、水を微細顆粒状にするために、ケイ酸カルシウムの超微粒子をベースとした粉末ゾノライトＢ−６００（株式会社信陽ケミカルが市販されている。しかし、ゾノライトＢ−６００は水単独では水１００重量部に対して３０重量部ぐらいで顆粒化できるが、水溶液では７０重量部くらい必要であり、また、非常に高価であるので、経済的な点からも用途が限定される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、水または水溶液と多量の粉体とを混合する場合や、粉体中に水または水溶液と反応する物質が含まれている場合に、短時間に均一な混合ができ、継粉になったり、反応生成物の濃度が偏ることを防止できる、安価で取り扱いの容易な、水または水溶液を顆粒状の形態とした水含有顆粒状混合物を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は下記の構成を有する。
（１）水または水溶液を吸収した高吸水性ポリマーと疎水性シリカ微粒子との混合物からなることを特徴とする水含有顆粒状混合物。
（２）水含有量が、水または水溶液を吸収した高吸水性ポリマーと疎水性シリカ微粒子の合計重量の６０重量％以上であることを特徴とする前記（１）記載の水含有顆粒状混合物。
（３）高吸水性ポリマーと疎水性シリカ微粒子の重量比率が、１０：１〜３０：１であることを特徴とする前記（１）または（２）記載の水含有顆粒状混合物。
（４）前記（１）記載の水含有顆粒状混合物をＡ剤とし、水に溶解時に水と反応して冷却作用を生じる寒剤をＢ剤として、前記Ａ剤とＢ剤とをそれぞれ隔離して封入してなり、使用時に前記Ａ剤とＢ剤とを接触させることを特徴とする冷却剤。
（５）水または水溶液に、高吸水性ポリマーと疎水性シリカ微粒子との混合物を添加し、撹拌混合することで、水または水溶液を高吸水性ポリマーに吸収させることを特徴とする水含有顆粒状混合物の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の水含有顆粒状混合物は、水または水溶液を高吸水性ポリマーで吸収し、該高吸水性ポリマーを疎水性シリカ微粒子で分離して高吸水性ポリマー同士の接触を防止して顆粒状にするため、取り扱いが容易で安価である。水または水溶液が顆粒状であるため、水または水溶液と多量の粉体とを混合する場合や、粉体中に水または水溶液と反応する物質が含まれている場合に、短時間に均一な混合ができ、継粉になることや、反応生成物の濃度が偏ることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の水含有顆粒状混合物は、水または水溶液を吸収した高吸水性ポリマーと疎水性シリカ微粒子との混合物からなる。本発明の水含有顆粒状混合物は、水または水溶液を高吸水性ポリマーで吸収し、該高吸水性ポリマーを疎水性シリカ微粒子で分離して高吸水性ポリマー同士の接触を防止して顆粒状にする。
【０００８】
本発明に使用する高吸水性ポリマーは、澱粉、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸等の水溶液ポリマーをアクリル酸ナトリウムで部分架橋したものが挙げられる。上記高吸水性ポリマーは、カルボキシル基がナトリウム塩になっており、Ｎａ＋イオンが水中に拡散してゆくとポリマーの網目を押し広げ、水を入れる体積を増加すると同時に水を保有し、膨潤ゲルになるというメカニズムが知られている。本発明に於いて、水や非電解質の水溶液を顆粒化する場合は、一般に使用される高吸水性ポリマーのいずれも問題なく使用できる。一方、電解質の塩の水溶液の場合は、電解質がＮａ＋イオンの拡散を阻害するので吸水性能が低くなるため、吸水性の高いポリアクリル酸系の高吸水性ポリマーを使用することが好ましい。なお、本発明に使用する高吸水性ポリマーは、吸水性の高いポリアクリル酸系を使用する場合、吸水前の粒子径が１５０〜７１０μｍ程度のものが好適に使用される。
【０００９】
本発明に使用する疎水性シリカ微粒子は、吸水後の上記高吸水性ポリマー粒子同士の接触を防ぐ作用を利用するものであるので、該作用が発現されれば特に限定されないが、高吸水性ポリマー粒子同士の接触を防ぐには表面積の大きい微粒子であることが望ましく、粒子径としては２．７〜８．４μｍのものが好ましく、特に平均粒径が４μｍ以下の微細粒子が好ましい。また、本発明に使用する疎水性シリカ微粒子としては、具体的には、疎水化するために、合成シリカと有機ケイ素化合物を反応させたものなどが使用され、ＤＢＡ（シリカ表面の水酸基に吸着されるｎ−ブチルアミンの量）が５００〜１２００のものが使用される。
【００１０】
本発明の水含有顆粒状混合物は、水または水溶液と多量の粉体とを混合する用途や、粉体中の成分と水または水溶液を反応させる用途に使用することから、水含有量が、水または水溶液を吸収した高吸水性ポリマーと疎水性シリカ微粒子の合計重量の６０重量％以上であるのが好ましい。
【００１１】
本発明の水含有顆粒状混合物は、高吸水性ポリマーと疎水性シリカ微粒子の重量比率が、１０：１〜３０：１であるのが好ましい。重量比率が、１０：１未満であると疎水性シリカ微粒子が多くなり、水または水溶液と多量の粉体とを混合する用途や、粉体中の成分と水または水溶液を反応させる用途での混合性や反応性が低下しやすい。重量比率が、３０：１を超えると疎水性シリカ微粒子による高吸水性ポリマー同士の接触防止が不十分になりやすい。
【００１２】
本発明の水含有顆粒状混合物は、水または水溶液に、上記高吸水性ポリマーと上記疎水性シリカ微粒子との混合物を添加し、撹拌混合することで、水または水溶液を高吸水性ポリマーに吸収させて製造できる。撹拌混合の方法は、高吸水性ポリマーに水または水溶液を十分に吸水させ、かつ高吸水性ポリマー同士の接触を疎水性シリカ微粒子によって防止できれば、特に限定されない。
【００１３】
本発明の水含有顆粒状混合物は、水に溶解時に水と反応して冷却作用を生じる寒剤を使用する冷却剤や、反応時に水溶液とする必要がある成分を使用する冷却剤の用途等に好適である。いずれも、冷却作用が必要となるまでは、本発明の水含有顆粒状混合物と、冷却作用を生じるための寒剤等の成分を別個に隔離して収容し、必要時に混合できる構造とすれば、冷却作用を得る際は顆粒状での混合であるため、短時間に均一な混合ができ、継粉になることや、反応生成物の濃度が偏ることを防止できる上に、冷却効果を得る前の隔離状態では、隔離された両方の成分が液体でないため、外部への液漏れや隔離部からの液漏れによって不必要な反応が生じる等の不具合を防止できる。
【００１４】
水に溶解時に水と反応して冷却作用を生じる寒剤としては、例えば、硝酸アンモニウムや塩化アンモニウム等のアンモニウム塩、尿素などが挙げられる。これらを２種以上使用しても良い。上記アンモニウム塩や尿素等の寒剤は、水と接触すると溶解吸熱反応により急激な冷却反応を生じ、短時間で氷以下に冷却し、外気との熱交換によって短時間で常温に戻る。本発明の水含有顆粒状混合物を液体の水の代わりに用いると、水と寒材の反応中には、高吸水性ポリマーが存在しているため、高吸水性ポリマーの保温性により、温度変化を緩やかにし、低温維持時間を長くすることができる。
【００１５】
本発明の水含有顆粒状混合物を用いる冷却剤の具体的な構成としては、本発明の水含有顆粒状混合物をＡ剤とし、水に溶解時に水と反応して冷却作用を生じる寒剤をＢ剤として、前記Ａ剤とＢ剤とをそれぞれ隔離して封入してなり、使用時に前記Ａ剤とＢ剤とを接触させる構造が挙げられる。封入のための包材としては、Ａ剤及びＢ剤をそれぞれ隔離して封入でき、外部からの衝撃等により隔離を解除できる構造であれば特に限定されず、通常一般に必要時に成分を混合させる構成の冷却剤に使用される包材を使用することができる。
【００１６】
本発明の水含有顆粒状混合物には、本発明の作用を阻害しない範囲で添加材等の他の成分を含有してもよい。
【実施例】
【００１７】
実施例１
水道水２０．０ｇに、高吸水性ポリマー（三洋化成工業（株）製、サンフレッシュＳＴ−５７３）４．８ｇ及び疎水性シリカ微粒子（富士シリシア化学（株）製、サイリシア５０７）０．２ｇを混合したものを添加し、水道水が完全に吸収されるまで撹拌混合して、水含有顆粒状混合物を作製した。
高吸水性ポリマー（サンフレッシュＳＴ−５７３）
中心粒径：１５０〜７１０μｍ、吸水量５００ｇ／ｇ（脱イオン水）
疎水性シリカ微粒子（富士シリシア化学（株）製、サイリシア５０７）
平均粒径：２．７μｍ、ＤＢＡ１７５
【００１８】
実施例２
Ａ剤（水）とＢ剤（寒剤）を混合する冷却剤のＡ剤として実施例１の水含有顆粒状混合物２５．０ｇ、Ｂ剤として硝酸アンモニウム２０．０ｇ、粒状尿素２０．０ｇの混合物を用い、Ａ剤及びＢ剤（計６５．０ｇ）をビーカーに入れて混合し、混合後の温度変化を測定した。６分後に最低温度（４．９℃）に到達し、初期温度（２５．６℃）から２０．７℃温度が低下した。その後温度が上昇し、混合後５７分で初期温度より７℃低い１８．６℃に到達した。この時の混合物の状態はペースト状であった。
【００１９】
比較例１
Ａ剤（水）とＢ剤（寒剤）を混合する冷却剤のＢ剤として硝酸アンモニウム４７．０ｇ、粒状尿素４７．０ｇの混合物をビーカーに入れ、Ａ剤として水道水４０．０ｇを添加して（計１３４．０ｇ）混合し、混合後の温度変化を測定した。２分後に最低温度（−９．９℃）に到達し、初期温度（２４．７℃）から３４．６℃温度が低下した。その後、温度が上昇し、混合後５６分で初期温度より７℃低い１７．７℃に到達した。
【００２０】
実施例２と比較例１を比較すると、比較例１では実施例２の２倍以上の寒剤（Ｂ剤）を使用しているが、初期温度より７℃低い温度に到達する時間はほぼ同等であった。即ち、実施例２の冷却剤では、寒剤（Ｂ剤）の使用量が比較例１の１／２の量で同等の低温維持時間が得られることが分かる。
【００２１】
実施例３
Ａ剤として実施例１の水含有顆粒状混合物２０．０ｇ、Ｂ剤として硝酸アンモニウム２０．０ｇ、粒状尿素２０．０ｇ、α化コーンスターチ（商品名：サンワコーンアルファースターチ、三和澱粉工業株式会社製）４．０ｇを用い、Ａ剤及びＢ剤（計６４．０ｇ）をビーカーに入れて混合し、混合後の温度変化を測定した。問題なく冷却が開始し、冷却終了後の状態は粘性液となった。
【００２２】
比較例２
Ｂ剤として硝酸アンモニウム４７．０ｇ、粒状尿素４７．０ｇ、、α化コーンスターチ（商品名：サンワコーンアルファースターチ）４．０ｇの混合物をビーカーに入れ、Ａ剤として水道水４０．０ｇを添加して（計１３８．０ｇ）混合したところ、硝酸アンモニウムと粒状尿素は溶解し、冷却が開始したが、α化コーンスターチが継粉になり、撹拌しても完全には溶解しなかった。
【００２３】
実施例３と比較例２を比較すると、比較例２ではα化コーンスターチが継粉になって均一な混合ができなかったのに対し、実施例３では均一な混合により、所望の冷却効果を得ることができたことが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明の水含有顆粒状混合物は、水または水溶液を顆粒状の形態としており、しかも取り扱いが容易で安価であるため、水または水溶液と多量の粉体とを均一に混合する用途や、粉体中に水または水溶液と反応する物質が含まれ、該物質とに水または水溶液を反応させる用途に広く使用できる。例えば、水に溶解時に水と反応して冷却作用を生じる寒剤を使用する冷却剤や、反応時に水溶液とする必要がある成分を使用する冷却剤の用途等に好適である。