常温でゲル状保冷剤の成分は？

　スーパーのお惣菜のお刺身のツマと一緒に入っている常温で透明でゲル状で，冷凍すると固体化する保冷剤の正体は何でしょうか。
　家庭ごみの分別先としても迷っています‥

No.1 回答者： MiJun 回答日時： 2000/12/27 07:23

以下の参考URLサイトが参考になります。

「ポリアクリル酸ナトリウム」・「エチレングリコール」
のようなポリマー（高分子物質）です。
・http://www.iph.pref.osaka.jp/indoor/goin/051.html
（(9).保冷剤）
--------------------------------
ゴミの分別では
・http://www.city.hirata.shimane.jp/06/kaiteki/01- …
（平田市）
この市では、その他に入ってますが、お住まいの市町村役場で尋ねた方が良いと思います。

ご参考まで。

参考URL：http://www.pref.kyoto.jp/shohise/hot/science/k02 …

この回答への補足

早速のお答えありがとうございました。実際の材料について情報がありましたらよろしくお願いします。

補足日時：2000/12/27 11:54

No.2 回答者： tukitosan 回答日時： 2000/12/27 11:15

MiJunさん、ごめんなさい。

気持ち悪いので補足させて下さい。
MiJunさんは、自信なしと言っていますが、ほぼ byqさんが質問された物質に間違いありません。

この保冷物質がなんであるか、知らなくて見させてもらっていました。（結局自分では見つけられなかった。）

「ポリアクリル酸ナトリウム」は高分子化合物です。ナイロンなどと同じように、長い分子の構造を持っていますが、親水基があるので、水を吸収しやすい性質を持っています。

しかし、エチレングリコールは、次のような構造式で表される物質で、高分子化合物ではありません。
　ＨＯ－ＣＨ２－ＣＨ２－ＯＨ
この物資にも親水基があり、おそらく上の高分子化合物と水との間に入りこむと思えます。分離しないように安定の為に入れてあるのだと思います。（メタノールの記述もＵＲＬにありましたが、これも同様の作用です。）

このエチレングリコールは、車のラジエターの凍結防止剤などに使われている物質です。また、一時期、ワインに入れられていて、問題になった物質でもあります。（その当時は毒入りワインとか言われていた。）

まとこに、失礼かと思ったのですが、正しい知識が広がる方がよいと思い、補足してしまいました。お許しください。

ゴミとしての分別は、「ペットボトルとは、異なるプラスチックの分類」に含まれる物質です。これで判断してください。（名古屋の方の場合は、分類の種類が多すぎて例を見せてもらわないと判断できません。）

tukitosan でした。

この回答への補足

　お答えありがとうございます。
　今わたしも検索エンジンで自分なりに調べていたところでした。正確な材料はわかりませんが親水性ポリマー材料を用いて，水の比熱の大きさを利用しながら常温液化したときの扱いやすさを高めた素材という理解でよろしいのでしょうか。

　私も検索で保冷・蓄冷に用いられるポリマーを探してみました。私は高校程度の化学知識しかない文系人ですがエチレングリコールといえば10年ほど前でしたかドイツ産高級白ワインと不凍液がすぐに頭に浮かびました。検索の結果，研究レポートとして東レの研究書がwebで見つかりました。大学図書館を時々利用していますが文系中心の大学なので,この本を私がみることは難しいでしょうし,門外漢が簡単に理解できるとも思えません。どなたか追加のお答えお願い致します。
http://133.175.254.49/report/zairyo/kigel.html

補足日時：2000/12/27 11:49

No.3 回答者： tukitosan 回答日時： 2000/12/27 12:55

tukitosan です。

補足の希望があったので書きます。

ポリマー（重合体）というのは、単量体（モノマー）と言われる比較的小さな分子が重合する（たくさん結合する）ことによって出来る物質です。

この出来方には、基本的に２通りのパターンが有ります。
　縮合重合‥水のような小さな分子が取れる事によって
　　　　　　多数のモノマーが結合してできること
　付加重合‥不飽和結合と言われる二重結合や三重結合の
　　　　　　部分がはずれて多数のモノマーが結合していくこと

このうち、今回、名前が上がってきたポリアクリル酸ナトリウムは次のようにして作ると考えられます。

(1)　アクリル酸（モノマー）を付加重合させて、ポリアクリル酸（ポリマー）を作る。

　ＣＨ２＝ＣＨ　　　　　　　　（－ＣＨ２－ＣＨ－）ｎ
　　　　　｜　　　　　　→　　　　　　　　　｜
　　　　　ＣＯＯＨ　　　　　　　　　　　　　　ＣＯＯＨ

(2)　このポリアクリル酸に水酸化ナトリウムを作用させてポリアクリル酸ナトリウムにする。
　
　（－ＣＨ２－ＣＨ－）ｎ　　　　（－ＣＨ２－ＣＨ－）ｎ　　　
　　　　　　　　｜　　　　　→　　　　　　　　｜　　
　　　　　　　　ＣＯＯＨ　　　　　　　　　　　　ＣＯＯＮａ　

という変化をしています。

このとき通常、通常のカルボキシル基の－ＣＯＯＨより、中和して称したカルボン酸イオンの部分－ＣＯＯ－（最後の－は「マイナス」）のほうが、極性が大きくなり、水を引きつける力が強くなります。そのため(2)のような処理をしているのです。

このポリマーですが糸の様に長い状態の分子ですので、互いにに、からまりあいます。しかし、からまった状態でもほどけていくことがあるので、この分子と分子の間をつなぐ意味でエチレングリコールやエタノールという物質を加えているのです。

これにより、水をたくさん含む物質ができあがることにないます。また水分子は、このポリマーと結合しているので、あまり流れ出たりという流体としの性質は表れないことになります。（少しぐらい袋がやぶれても流れ出たりしない。）

また、熱のことですが、通常の水の比熱は１cal/g（ｋＪと言う表現があるが cal のほうが理解しやすいと思ってこうしました。）です。
簡単に説明する為に、この状態である水も通常の水と同じで比熱であると考えて行きます。
　１００ｇの水の温度を１℃上げるのに必要な熱量は、１００ calです。
　しかし、１００ｇの水を溶かすのに必要な熱量は、水の融解熱（固体を溶かして液体にするのに必要な熱量）は、７９．７cal/gなので、０℃の氷から水にするのに必要な熱量は、７９７０calと莫大な量が必要になることになります。
ですから、固体にしたものを利用する方が大量の熱を必要として、結果として長く冷えていると言うことになります。

こんな説明でいかがでしょうか。

また、以前「ポリマーの化学構造式」について、説明したものがあるので、そちらの方も参考にしてみて下さい。

助言にでもなれば、幸いです。
tukitosan でした。

参考URL：http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=18272

この回答への補足

補足ありがとうございます。ポリマーや重合,比熱(ジュール式)のことは高校レベルの化学で習っていました。知りたかったのは保冷剤におけるポリアクリル酸ナトリウムの純度や,吸水性が高いポリマーは色々あると思いますが他の材料に比べての利点についてでした。高吸水性ポリマーとして有名なのは紙おむつ・生理用品にも使われているものですよね。あそこで使われているポリマーとの異同など教えていただけると素人的にはわかりやすいです。構造式というより有機的特性についてです。
　生食の食材に密着して使用されますので万が一破出の際の有害性の問題にも関係すると思います。
　また追加していただけるとありがたいです。

補足日時：2000/12/27 14:05

この回答へのお礼

　tukitosanさん‥たくさん教えていただいてありがとうございました。janfrancoさんのQ-NO.#22739では，処分方法まで考案されてましたね。そこで書かれていたように，毒性・安全性の面でカスタマイズ用の副素材に使われているものが何か‥ということを想定しないといけないですよね。
　おかげさまでポリアクリル酸ナトリウムが保冷材としてだけでなく，多様な用途に私たちの生活に身近に役立っているスグレモノ素材であることを認識させていただきました。
　たくさんのことを教えていただき，知的に満足度の高い一日を過ごさせていただき本当にありがとうございました。また御存知のことで私が質問したときもよろしくお願いいたします。

お礼日時：2000/12/29 01:46

No.4 回答者： MiJun 回答日時： 2000/12/27 14:00

tukitosanさん、follow(?)ありがとうございます。

流石先生（？）ですね！！
byqさんが補足であげているアドレスで紹介の本は小生の出身の先輩２人と同輩が著者に連名であがっており、最初の回答の段階で検索してHitしたのですが、少し専門的と思い、紹介するのを断念しました。そのような訳で、大学図書館等で閲覧できるのであれば、覗いて見てください。
それで、不明の点はまた、質問して下さい。
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エチレングリコール(ethylene glycol)略称EG
ポリエステル繊維、PET樹脂、不凍液、不飽和ポリエステル樹脂等の原料。エチレンオキサイドを水和して製造される。液体。
---------------------------------------
アクリルアマイド（acrylamide)
紙力増強剤、土壌硬化剤、沈降促進剤等に使用される。アクリロニトリルを原料として製造される。固体。
---------------------------------------
ご参考まで。

この回答への補足

　重ねてのお答えありがとうございます。保冷・蓄冷材料としてのポリアクリル酸ナトリウムのアドバンテージについて教えていただけると有り難いです。♯3の補足でも書きましたが，吸水性が高いポリマーの中でも他の材料に比べてポリアクリル酸ナトリウムの利点についてよろしければ教えてください。紙おむつ・生理用品にも使われているポリマーとの異同など有機的特性について教えていただけるとうれいです。生食の食材に密着して使用されますので万が一破出の際の有害性の問題にも関係すると思います。
　前出の本を見る機会に恵まれましたら見た上でまた質問してみたいと思っています。今後ともよろしくお願いします。

補足日時：2000/12/27 15:09

No.5 ベストアンサー 回答者： MiJun 回答日時： 2000/12/27 16:42

補足です。

１．http://www.tamai-kasei.co.jp/02_03.html
（蓄冷剤）
----------------------------
※高分子吸水性ポリマー
赤ちゃんの紙おむつにも使用されている安全性の高い樹脂です。
---------------------------
安全性に関しては、国内でも医薬部外品（？）として紙オムツ等に認可されているので安全性に関するデータがあり、「安全」と認められていると思います。このデータまで探したいのであれば、補足お願いします。
========================================
基礎的な説明では「花王」のHPから、以下の参考URLサイトが判りやすいかもしれません・・・？

参考URL：http://chemical.kao.co.jp/TechnicalInformation/C …

この回答への補足

　いろいろお調べいただきありがとうございます。今回のリンク先を見せていただいて，紙おむつの高吸水性ポリマーと今回の保冷材の主剤がポリアクリル酸ナトリウムで同じものだということを知ることができました。きっと副材料で用途に応じたカスタマイズはされているとは思いますが‥‥
　紙おむつや生理用品の吸水性はポリマーであることは前から知っていましたが保冷材まで‥とは知りませんでした。先日，日テレの所さんのメガテンで粉末のポリマーが質量の数万倍の水を吸収する実験をやってました。紙おむつなどが吸水性そのものを利用していたのに対して保冷材は吸水後のポリマーを利用して水の物質的特性を生かした製品だったというわけですね。
　そして玉井化成のサイトでは保冷材は蓄温材としても使えるというウラワザを紹介していました。これにもカンシンしてしまいました。実際のところ水を含んだポリマーは何度Ｃくらいまで使えるのでしょうね。電子レンジで温めるのが手軽ですが，水の沸点まではポリマーとしての性質を保っているのでしょうかね。そうだとすると湯せんにかければ安全に保温材としても使えることになりますね。スキー場でのお弁当に是非使いたいと思いました。
　生活に結びついたモノたちの化学って楽しいですよね。学校での授業でもうまく導入できれば子どもたちももっと楽しく勉強できるのにーと思います。

補足日時：2000/12/27 19:32

No.6 回答者： MiJun 回答日時： 2000/12/27 17:16

安全性に関して以下の参考URLサイトは如何でしょうか？

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Overall, therefore, it is not so much the toxicity of sodium polyacrylate which is the main issue, but the fact that the long term effects of its use are not known, and that it encourages parents to use a single nappy for too long a period, thus exposing their child to serious bacterial health risks such as TSS.
--------------------------------------
更に、毒性試験も当然されているでしょうから、その論文は探せば見つかると思いますが・・・？

もう一つの質問「メリット」に関しては、吸水性能が高い（単位重量当たりの吸水量が多い）点でしょうか？

質問の真意が「もし、このポリマーの安全性が低ければ他のより安全な吸収剤を考えた方が良い」との考えがあるのでしょうか？

参考URL：http://www.thenappylady.co.uk/html/sodium_polyac …

この回答への補足

　重ね重ねの補足ありがとうございます。実際の毒性の内容はわかりませんが，家庭の応急対処法は先ほどのサイトにもありましたのでそれほど追求するつもりはありませんでした。今回質問してみてポリアクリル酸ナトリウムは，吸水材，保冷・保温材として使えてそれほどの毒性がないということを知ることができました。質問当初の疑問はほぽ解決できたと思います。花王のサイトではソフトコンタクトレンズや，化学分析のゲルパーミエーションクロマトグラフィーにも使われていると思わぬことまで知ることができました。素人的には紙クロやガスクロていどしか知りませんでしたので‥。他の同様の物質で費用的に若干高くても安全な物質があれば知りたいととは思いますがー。
　当然のことですが検索エンジンを使えば，その分野に素人でもそれなりの情報を得ることはできますが，詳しい人が調べるのとは精度と効率が大違いですよね。だからこそOK Webの存在意義もあるのでしょうね。
　もしよろしければ，♯5の補足で書いた水の沸点近くでのポリマーの安定性についての情報がありましたらよろしくお願いします。

補足日時：2000/12/27 19:58

No.7 回答者： MiJun 回答日時： 2000/12/27 21:41

熱安定性に関して補足です。

今手元に資料がないので、以下の参考URLサイトが参考になりますでしょうか？
１．「カネボウ・ベルオアシス」
100％「ポリアクリル酸ナトリウム」の繊維ではなさそうですが・・・？
特許まで調べれば、およそ判りますが・・・？
２．http://www.s-iri.pref.shizuoka.jp/tech/texti/te1 …
（浜松工業技術センター）
１．と同様の繊維と推測されますが・・・？
３．http://www.science-forum.co.jp/books/0250s.htm
（新食感事典）
食品添加物にも使用されているようです。
---------------------------------
いずれにしても、ご要望の水の沸点までは耐熱性はありそうです。
その場合の保水されている水の状態は更に調べないとわかりません。

ご参考まで。

参考URL：http://www.skyfamily.com/asovi/belloasis1.html

この回答への補足

　お示し頂いたリンクとそこでの知見や疑問から検索エンジンを使っていろいろ見てみました。ベルオアシスは夏には水を含ませて帽子や熱射病防止の洋服，吸湿性を利用した布団やタオル，冬には吸湿時の発熱を利用した登山用の肌着への利用‥そして難燃性と燃焼時の低カロリー，非ハロゲン性など夢の素材のように描かれてましたね。
　食品添加物としてモチモチ感やしっとり感を出す増粘剤として用いられたりしてますね。添加物として食べているくらいの素材だからお刺身に直に触れるような使い方も許されているのでしょうね。
　耐熱性は150度Cくらいまではポリマーとしては問題ないようですね。でも沸騰気化した水が抜けたあとは脱け殻のようになってどうなってしまうのでしょう。陶器の皿に移して電子レンジで加熱してみたくなってしまいました。やりませんけど‥
　本当にMiJunさんとtukitosanさんのおかげで，この半年くらい疑問に思っていたことが解けただけでなく，身近に広範に利用されているスゴイ素材だと知ることができました。目につくようになったのは，この10年くらいだと思いますが，大量生産・商品化した人たちのアイデアはすばらしいと思いました。
　短期間のうちに多くのことを教えていただきありがとうございました。このQ-Aはわたし的には「今日のOK」に推薦して,多くのひとに知らないうちに私たちがこの素材のお世話になっていることを知らせたい気持になっています。
　少し難しい話が多かったから「今日のOK」にはムリかなー‥‥

補足日時：2000/12/27 23:05

この回答へのお礼

　年末でお忙しいなか，たくさん教えていただきありがとうございました。Q-NO.#22739で思いがけずjanfrancoさんから思いがけずポイントをいただきました。教えていただいて自分なりの理解を書いたつもりでしたが‥‥。結果的に横取りみたいになってごめんなさい‥でした。自分としても多くのことを教えられました。MiJunさんがよく御存知の分野で質問を出すことがありましても是非今度もまた教えてください。
　知的に満足感のある一日を過ごさせていただき本当にありがとうございました。

お礼日時：2000/12/29 01:31