用于調(diào)節(jié)環(huán)境水分的組合物、其制備方法和其在調(diào)節(jié)環(huán)境水分中的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于在密閉環(huán)境（例如包裝、容器、箱子、或者甚至鞋子）中調(diào)節(jié) 水分的組合物。
【背景技術(shù)】
[0002] 已知的是，由于形成真菌、霉菌、異味或凝結(jié)，過量水分的存在能夠影響多種產(chǎn)品 的狀況。
[0003] 同時，環(huán)境太干燥對其他材料有害。在這些條件下，例如，木制樂器的狀態(tài)會受到 影響，以及食品和香料的味道和香味會改變。
[0004] 為了減少在密閉體系中的水分，通常使用一般應(yīng)用于透氣袋的除濕材料。最常用 的除濕材料包括硅膠，活性粘土和吸濕的鹽。
[0005] 然而，使這些材料不適合用作水分調(diào)節(jié)劑的限制很多。首先，即使在不必要時它們 也捕獲水分（直到它們完全飽和），具有使環(huán)境過于干燥的風(fēng)險(xiǎn)。
[0006] 第二個限制是一旦達(dá)到最大吸收它們差的再生能力或沒有再生能力（即水分釋 放）。在這些情況下，它們變得無法使用，且重新激活它們必須將它們加熱到超過KKTC，導(dǎo) 致高能耗且在使用方面差的實(shí)用性。
[0007] 其中一些材料的第三個限制是它們潮解，這一現(xiàn)象在于固體吸濕鹽吸收水分后形 成水溶液。此外，所述溶液可含有對要保護(hù)的材料具有潛在腐蝕性的離子。
[0008] 為了解決這個問題，已知有多種構(gòu)思，其中將吸濕鹽的顆粒與增稠物質(zhì)混合。然 而，有機(jī)增稠劑（如改性淀粉或糖）具有對細(xì)菌生長的發(fā)展和增殖來說是優(yōu)良的營養(yǎng)這一 不幸的缺點(diǎn)，特別是如果大量使用時。
[0009] -個重要的方面是，大多數(shù)上面提到的除濕產(chǎn)品不能與食品直接接觸使用。對于 這個問題的解決方法可能是使用合適的包含除濕材料的保護(hù)膜。然而，在這種情況下，吸濕 速度不可避免地被減小，且同時產(chǎn)品的最終成本增加。
[0010] 除上述以外，為了提高在干燥體系中的水分含量，通常使用加濕器不斷釋放水分 直到水分完全耗盡。正如對于干燥劑的描述一樣，在這種情況下，這個過程也是不可控的， 具有從過度干燥的環(huán)境過渡到過度潮濕的環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 因此，本發(fā)明的目的是提供一種新的水分調(diào)節(jié)材料，所述材料具有高的根據(jù)使用 要求保留或釋放水分的能力，在所有的工作條件下不發(fā)生潮解現(xiàn)象，具有快速的再生能力， 并且可以與食品直接接觸使用。
[0012] 所述目的可通過本發(fā)明實(shí)現(xiàn)，本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的水分調(diào)節(jié)材料和 一種根據(jù)權(quán)利要求4用于制備水分調(diào)節(jié)材料的方法。由于所述水分調(diào)節(jié)劑由保持其形狀的 穩(wěn)定凝膠形式的固體材料組成，因此它不需要任何容器，如箱子或袋子，從而促進(jìn)了它的使 用。
【附圖說明】
[0013] 下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中：
[0014] 圖1示出了在實(shí)施例3中進(jìn)行的測試的結(jié)果；
[0015] 圖2示出了在實(shí)施例4中進(jìn)行的測試的結(jié)果；
[0016] 圖3示出了在實(shí)施例6中進(jìn)行的測試的結(jié)果；
[0017] 圖4示出了在實(shí)施例7中進(jìn)行的測試的結(jié)果；
[0018] 圖5示出了實(shí)施例8的與現(xiàn)有技術(shù)體系比較分析的結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 本發(fā)明第一個實(shí)施例提供了一種用于水分調(diào)節(jié)的保持其形狀的穩(wěn)定凝膠形式的 組合物，該組合物由氯化鎂、選自羥丙基甲基纖維素和甲基羥乙基纖維素的纖維素和水組 成，其中氯化鎂和所述纖維素的量（重量）之間的比在〇. 1與16之間，優(yōu)選地在0. 5與4 之間，更優(yōu)選地等于1。
[0020] 術(shù)語"用于水分調(diào)節(jié)的組合物"表示組合物能夠在第一步驟中吸收環(huán)境水分，然后 在第二步驟中在環(huán)境溫度下將其釋放，而無需使用烘箱或高溫。
[0021] 如此得到的組合物為保持其形狀的穩(wěn)定凝膠形式，并且能夠在極端的相對濕度條 件下吸收水分多達(dá)高于250% (重量）。
[0022] 有利地，選擇用于上述組合物的特定的鹽和特定的膠凝劑允許獲得不具有氯化物 典型的潮解且在吸收前后不改變其外觀的水分調(diào)節(jié)劑，其在應(yīng)用方面有巨大優(yōu)勢。此外，它 只由食品部門FDA批準(zhǔn)的組分組成，因此所述組合物可用于直接與食品接觸，或作為涂層 用于食品包裝材料。
[0023] 另外，由于氯化鎂被廣泛地用作食品補(bǔ)充劑且上述纖維素通常在制藥工業(yè)中用作 藥片和膠囊的糖衣，因此本文描述的水分調(diào)節(jié)劑是可食用的。
[0024] 優(yōu)選地，所述組合物可以原樣使用或者可選地可以在水分可透過的包裝（例如容 器或袋子）內(nèi)使用。
[0025] 本發(fā)明的第二個實(shí)施例提供了一種用于制備上述組合物的方法。
[0026] 在現(xiàn)有技術(shù)中，包括吸濕鹽和纖維素的組合物的制備方法是已知的，例如在US 7326363和US 7927655中所說明的。
[0027] 第一個專利包括將少量的纖維素加入到預(yù)先制備氯化鈣溶液中（溶液中的方 法）。如在該專利中所強(qiáng)調(diào)的，所述方法具有產(chǎn)生高度不均勻樣品的缺點(diǎn)，且有塊狀物的存 在，這就需要在制備過程中采取各種防范措施（纖維素的最小漸進(jìn)劑量，溶液的霧化等）。 因此，與本發(fā)明的合成方法相比，所述方法效果欠佳，成本更高，且在能量方面不利。
[0028] 為了克服在合成過程中存在的樣品不均勻的缺點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)提出了如在US 7927655中所示的第二種干燥方法。所述方法包括將兩種固體組分混合，然后在人工氣候室 中調(diào)節(jié)。所述調(diào)節(jié)需要兩個不同的步驟：第一步具有高濕度水平，例如RH = 90%，第二步 具有低濕度和高溫度，因此合成時間大致加倍。
[0029] 本發(fā)明的方法克服了上述缺點(diǎn)。
[0030] 第一步在于制備通過將氯化鎂溶解在水中得到的溶液。將由此得到的溶液加熱到 高于50°C，優(yōu)選70°C的溫度。加熱后，攪拌加入粉末狀的纖維素。由此得到的溶液然后驟 冷至低于l〇°C，優(yōu)選低于5°C的溫度。然后根據(jù)最終的應(yīng)用，將得到的凝膠在人工氣候室中 在所需條件下進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0031] 有利地，不像迄今所用的方法，在添加膠凝劑之前，通過將溶液加熱至高溫可以得 到非常均勻且可以使用的不受潮解的溶液。而且所述制備方法比現(xiàn)有技術(shù)中已知的干燥制 備方法更便宜且更快。
[0032] 由此獲得的產(chǎn)物可以用于多種應(yīng)用中以調(diào)節(jié)環(huán)境（如內(nèi)包裝，容器，箱子或甚至 鞋子）中的水分。
[0033] 有利地，本發(fā)明的組合物中可以加入與期望用途有關(guān)的其他添加劑，例如香料和 抗菌物質(zhì)。
[0034] 本發(fā)明的其他特點(diǎn)將在下面的一些說明性和非限制性實(shí)施例的描述中變得明顯。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 組合物的制備
[0037] 如下所述制備了組合物的各種樣品。
[0038] 已知量的鹽溶解在IOml的軟化水中。然后將得到的溶液在水浴中加熱至約70°C 的溫度。在攪拌棒攪拌下加入Ig粉末狀的羥丙基甲基纖維素（HPMC)，由此得到的混合物在 冰浴中驟冷至5°C的溫度以確保快速膠凝化。
[0039] 下表1示出了調(diào)節(jié)前用于制備樣品的量。
[0040] 表 1
[0042] 由此得到的樣品在受控大氣中被調(diào)節(jié)以得到特定用途所需的特性。
[0043] 如果所述調(diào)節(jié)劑必須保護(hù)材料以免受高濕度條件的影響并避免例如真菌、霉菌、 異味或凝結(jié)的形成，那么調(diào)節(jié)參數(shù)可具有23°C的溫度和40%的相對濕度。所述調(diào)節(jié)后樣品 具有表2中所列的組成。
[0044]表 2 LlN 丄Λ 、" ^ O JA
[0046] 反之亦然，如果所述調(diào)節(jié)劑必須保持高濕度的條件，例如在煙草的裝運(yùn)和保存中， 那么調(diào)節(jié)參數(shù)可具有30°C的溫度和90%的相對濕度。所述調(diào)節(jié)后樣品具有表3中所列的 組成。
[0050] 在表2和表3中的后綴"低"和"高"確定樣品中所含的水量，根據(jù)由特定應(yīng)用所 決定的兩個不同的調(diào)節(jié)。
[0051] 實(shí)施例2
[0052] 最大吸收測試
[0053] 當(dāng)經(jīng)受高濕度條件時，對表2中的樣品關(guān)于它們的最大吸收能力進(jìn)行了分析。該 測試通過將樣品放置在40°C且相對濕度值為75%的人工氣候室中來進(jìn)行。所得結(jié)果示于 表4。
[0054]表 4
[0056] 從所得的結(jié)果中可以看出吸收的水蒸汽的量隨著氯化鎂的量的增加而增加。
[0057] 吸收數(shù)據(jù)的增加與氯化鎂的量的增加不是線性關(guān)系，因?yàn)楹笳邲Q定了起始體系中 膠凝水的量的增加。
[0058] 實(shí)施例3
[0059] 在溫和的條件下進(jìn)行循環(huán)測試以模擬其中使用時間比再生時間短的應(yīng)用
[0060] 對表2中的樣品CO. 5-低關(guān)于其在溫和的條件下吸收水分的能力和在大氣條件的 再生能力進(jìn)行分析。該測試通過將樣品放置在40°C且相對濕度為75%的人工氣候室中8 小時，然后在空氣中再生16小時來進(jìn)行。選擇這些條件以模擬作為干燥劑相對較短的使用 條件（8小時），和較長的再生階段（16小時）。
[0061]