凝胶型吸水剂制造技术

本发明专利技术提供了水性凝胶材料，其具有充足的柔韧性和弹性、在保存期间具有较少的凝胶强度变化、具有低的溶胶粘度、具有易加工性、具有极其小排水量的物理性能并具有吸水性和水溶性的功能。凝胶型吸水剂包含罗望子多糖和水溶性有机物质，该罗望子多糖包括９０％或更高的食物纤维、１％或更少的蛋白质和１％或更少的灰分，该水溶性有机物质包括至少一种或多种多元醇和水溶性表面活性剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有充足的柔韧性和弹性、优异的可加工性、较少的强度变化并具有吸水性的凝胶型吸水剂。
技术介绍
水性凝胶材料已经广泛地用于医药、诊疗器械、药材、化妆品、生活杂物、建筑材料、油漆、化学物质、照片等。它们包括如水性合成聚合物和天然聚合物之类的原材料。典型的水性合成聚合物包括聚乙烯醇和交联的聚丙烯酸钠。另一方面，典型的天然聚合物包括琼脂、角叉菜胶、明胶和胞外多糖胶，它们已经在食品中作为天然多糖尝试应用，形成具有粘性或粘弹性的水性组合物。此类多糖也共混在香料和除臭剂中，以及用作胶凝剂(参见专利文件1、专利文件2、专利文件3和专利文件4)。目前，涉及对环境造成负担的废料的问题，已开发出具有优点的材料，例如在丢弃之后可生物降解的材料和通过再循环可加工的材料。一般而言，聚合物试剂材料例如乳酸和氨基酸的聚合物已开发成可生物降解材料，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的应用在再循环方面已有进展。可获得的含水材料包括各种胶凝剂，通常是聚乙烯醇和交联的聚丙烯酸钠。在那些可获得的含水材料之中，由于处理上的可生物降解性和对人类的安全性，天然材料在环境问题方面是尤其有利的和有意义的。它们具有广泛的通用性并可以在任何工业领域安全地获得而不需要考虑对环境造成的负担，例如由化学合成产生的废水、废气和废溶剂。专利文件1JP 61-185541 A专利文件2JP 1-40542 A专利文件3JP 1-74239 A专利文件4JP 10-248505 A
技术实现思路
本专利技术解决的问题如上所述，天然多糖已主要在食品中尝试应用。就通常用作基础材料的角叉菜胶和胞外多糖胶而言，为增强断裂强度而增加混合物的量会产生一种水性组合物，其具有极大的排水量和差的柔韧性的问题。此外，因为要求它们与金属例如钙和镁的离子反应，该反应是不可逆的，所以它们不能再利用，这是一个问题。琼脂的凝胶也具有大的排水量，并且显示高断裂强度的固体物理性能，虽然它具有差的柔韧性、硬度且是易碎的。明胶产生软的凝胶，但是强度较低并且该凝胶在40℃或更高的温度下熔化，这是一个问题。源自这些天然凝胶剂的水性凝胶材料由于蒸发耗散随着时间排出水分但是没有吸水性。因此，它们不可以用于吸水性目的的用途。此外，在它们排出水分之后，它们不能通过吸水重新使用。在本专利技术中提到的吸水性是指与水接触时存在吸水的功能并且不同于当置于空气中时所谓的吸湿性。由于吸水性的优点，水性凝胶在空气中散失水分之后然后当给予它水分时吸水还原，从而可以重新使用。这很大程度上是为了降低资源消耗和减少废物。另一方面，半乳甘露聚糖和黄原胶的混合使用已知形成几乎没有排水性的浓凝胶，并且在例如JP 2002-060546 A中进行了公开。它们具有作为水性凝胶的优异的性能例如柔韧性和吸水性，然而溶胶的高粘度极大地使生产时的处理恶化，即使当将它加热时仍如此，并要求在加工和填充生产线上的机械操作例如加压和减压。因此，存在对其用途的限制。通常，加工要求加热到80-90℃。因此，不能将易挥发的物质和热不稳定的组分与它们混合，这是一个问题。此类材料具有吸水性但是速度缓慢，因此再加工是麻烦的。这些水溶性聚合物材料在常温下不显示水溶性，因此不能排出处理。因此，这些材料的处理要求作为湿垃圾和可燃垃圾来处理，这导致问题。本专利技术的目的是提供具有充足的柔韧性和弹性、在保存期间具有较少的凝胶强度变化、具有低的溶胶粘度、具有易加工性的凝胶型吸水剂，其具有极小排水量的物理性能并具有吸水性和水溶性的功能。解决问题的手段本专利技术的专利技术人等为了解决上述问题已进行了深入的研究，结果发现了含某种特定罗望子多糖和水溶性有机物质的水性凝胶材料具有充足的柔韧性和弹性、在保存期间具有较少的凝胶强度变化、具有低的溶胶粘度、具有易加工性、具有极小排水量并具有吸水性和水溶性的所有功能。本专利技术是基于上述认知作出的，并且其涉及凝胶型吸水剂，该吸水剂包含罗望子多糖和水溶性有机物质，该罗望子多糖包括90％或更多的食物纤维、1％或更少的蛋白质和1％或更少的灰分，该水溶性有机物质包括至少一种或多种多元醇和水溶性表面活性剂。在根据本专利技术的凝胶型吸水剂中，优选地，罗望子多糖包括92％或更多的食物纤维、0.5％或更少的蛋白质和0.5％或更少的灰分。更优选地，凝胶型吸水剂包含2-50％罗望子多糖和3-50％水溶性有机物质。优选地，凝胶型吸水剂进一步包含挥发性活性成分。优选地，在根据本专利技术的凝胶型吸水剂中，水溶性有机物质包括至少一种或多种2-5价的多元醇和HLB值为10-20的水溶性表面活性剂。本专利技术还提供香料、除臭剂、减湿剂、贴片(patch)和鱼饵，它们包含本专利技术的凝胶型吸水剂作为基础材料。罗望子多糖是从罗望子(在包括印度和缅甸的整个东南亚生长的多年生豆类植物)的种子中提取的多糖。一般而言，当加热到80℃或更高时，它们可以完全地溶于水。通常，它们的水溶液几乎具有给定的牛顿粘度，在防酸性、耐热性和抗盐性方面优异，并广泛地用于食品领域。它们已知在糖类例如糖和粟胶状物、或乙醇的存在下形成水性凝胶。然而，一般的罗望子多糖具有低柔韧性的弹性、从水性凝胶排出很多水分、具有弱的吸水性、在保存期间具有显著的凝胶的断裂强度变化。因此，它们还没有大量用作各种工业领域中的材料。此外，它们还没有用作凝胶剂，而是在与具有较佳排水结构的胶状食品和化妆品相关的工业领域中仅用作增湿剂。本专利技术的效果如上，本专利技术可以提供凝胶型吸水剂，其具有充足的柔韧性和弹性、在保存期间具有较少的凝胶强度变化、具有低的溶胶粘度、具有易加工性、具有极其小的排水量、并具有吸水性和水溶性的功能。根据本专利技术的凝胶型吸水剂因此具有充足的吸水性。因此，甚至当它用作凝胶剂并排出水分时，在吸水处理之后它可以重新使用。此外，根据本专利技术的凝胶型吸水剂具有水溶性。因此，当将它抛弃时，它可以溶于水并作为废水处理。通过这些特性，根据本专利技术的凝胶型吸水剂可以广泛地在医药、诊疗器械、药材、家用品和家用杂物的工业领域以及建筑材料、农用化学品、饲料、肥料、油漆、油墨、陶瓷、树脂和粘合剂的工业领域中使用。因为它可以自由地成型，所以它可以以各种形状例如球形、正方形、杆状和薄膜状使用。具体实施例方式下面将详细地描述根据本专利技术的凝胶型吸水剂。根据本专利技术的凝胶型吸水剂主要包含罗望子多糖和水溶性有机物质。首先描述罗望子多糖一本专利技术凝胶型吸水剂的组分。本专利技术中所使用的罗望子多糖是包括90％或更多的食物纤维、1％或更少的蛋白质和1％或更少的灰分的罗望子多糖，与通用的罗望子多糖相比其通过除去或降低水不溶性组分而高度纯化。优选地，可以使用包括92％或更多的食物纤维、0.5％或更少的蛋白质和0.5％或更少的灰分的罗望子多糖。所混合的罗望子多糖的量占水性凝胶材料的量优选为2-50％，更优选4-40％，仍然更优选5-20％。包含在罗望子多糖中的食物纤维的分析方法的实例包括酶重量法(Prosky-AOAC方法)。蛋白质的分析方法的实例包括在食品添加剂的官方编辑物中描述的半微量Kjeldahl法或氮测定法。可以测量在0.5g样品中的氮(N)的重量，然后乘以5.7来测定(0.01N硫酸1ml＝0.1401mg N)。灰分的分析方法的实例包括以下在食品添加剂的官方编辑物中描述的一个实例。在这一实例中，收集1g样品本文档来自技高网...

【技术保护点】
凝胶型吸水剂，该吸水剂包含罗望子多糖和水溶性有机物质，该罗望子多糖包括９０％或更高的食物纤维、１％或更少的蛋白质和１％或更少的灰分，该水溶性有机物质包括至少一种或多种多元醇和水溶性表面活性剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：大井友纪子，大山庆一，埋桥祐二，小岛正明，
申请(专利权)人：日清奥利友集团株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]