JP2013527802A - 酸素捕捉剤への制御された水の放出 - Google Patents

Abstract

本発明は、水溶性イオン源と、水活性化酸素捕捉剤と、水和ポリマーの破壊可能なキャニスターを収容する容器を備えた、酸素吸収のための物品を提供する。本発明は別の態様において、時間調節された又は制御された酸素吸収の方法を提供する。この方法は、水溶性イオン源と、水活性化酸素捕捉剤と、水和ポリマーの破壊可能なキャニスターを収容する容器を備えた、酸素吸収のための物品を提供する工程と、上記キャニスターを破壊させ、それによって上記水和ポリマーと水溶性イオン源が接触して水を放出し、その放出された水が酸素捕捉剤を活性化させる工程とを備えている。

Description

本発明は、水活性化酸素捕捉剤を用いた酸素捕捉に関する。本発明は、水活性化酸素捕捉剤への、制御された水の放出を提供する。

食品、医薬品の技術分野では、食品または医薬品の利用可能期間を長くするために、製品パッケージングに酸素捕捉剤を提供することが知られている。用いられる酸素捕捉剤が遷移金属ベースであり、水等のプロトン性溶媒によって活性化される場合の難点は、パッケージング時まで酸素捕捉剤を乾燥状態（通常相対湿度５０％未満）に保つことによって不活性な状態に保たなければならない点と、その後、酸素捕捉剤を水源に接触させて急速に活性化しなければならない点である。多くの場合、パッケージされる製品から得られる水蒸気による活性化では速度が遅過ぎて、酸素に敏感な製品を守るためのパッケージの急速な脱酸素を保証することが出来ない。もう一つの難点は、酸素捕捉剤が水に接しながら、大量の酸素に接していない場合、水素が発生することであり、これにより酸素吸収剤の袋が膨張するため望ましくない。

鉄ベースの酸素捕捉剤は、長距離輸送用のパック入り肉の包装袋や、小売用の肉のパッケージングに、肉の鮮度を長持ちさせるために用いられる。鉄等の遷移金属粉は、一般的に、酸素捕捉プロセスを始動させるためにプロトン性溶媒（通常水）を必要とする。今までは、この湿気は、酸素捕捉剤が置かれた周辺環境から得ていた。しかし、酸素吸収剤が比較的乾燥した環境に置かれる場合や、最も効率的な酸素除去を提供するために挿入時に十分に活性化していることが望まれる場合がある。精肉業界がそうである。このような場合、通常、反応を加速するために、蒸気源（moisture source）を鉄と同じパッケージに入れる。酸化反応を促進するために、通常、鉄粉に無機塩類（電解質、酸性化剤等）を混合する。(捕捉剤貯蔵中に反応性能を守るため)捕捉剤を酸素不足状態におくので、上記過程での金属と水との反応による水素ガスの発生を避けることは出来ず、これは望ましいことではない。一方、混合物のpＨを上げて水素の生成を妨げる緩衝システムを加えれば、水素ガスの発生を最低限にすることが出来るが、その結果、捕捉速度の低下を避けることは出来ず、これは望ましいことではない。食品のパッケージング時に捕捉反応を起こさせて、捕捉速度を最大化し、その反応性を最大限に利用して、水素の生成を防ぐようにすることが理想的である。

現在行われている方法の一つは、鉄と塩の混和物と湿度調整剤を１つの混合物として調製し、小袋を真空包装することである。先行技術に、水または塩の溶液を、予め混合してパッケージングした鉄と塩の組成物に注入する方法が記載されている。この方法は、捕捉剤パケットや包装マスターバッグのための、水注入装置の複雑な設備を必要とする。この設備は費用がかさみ、故障し易く、業務上の変化に柔軟に対応出来ないことが多い。したがって、捕捉剤使用時の捕捉反応の速度を上げるため、不活性な捕捉性組成物を適時に活性化する方法を見出すことが望ましい。

DelDucaらに付与された、米国特許第5,928,560号、第6,315,921号、第6,508,955号、第6,666,988号、第6,926,846号および第7,147,799号は、酸素捕捉性パケットに水溶液を注入するシステムと、水溶液を入れたカプセルを酸素捕捉性パケットの中で破るシステムを開示している。パッケージング工程中に捕捉組成物を低酸素な環境におき、それから、急速に、制御されることなく水溶液を捕捉組成物の中に放出すると、水素ガスを生成する結果になる場合が多い。

水活性化酸素捕捉剤を用いた酸素吸収剤における、早期の水素生成を防ぐための方法が依然として求められている。

本発明は、水溶性イオン源（water-soluble ion source）と、水活性化酸素捕捉剤(water activated oxygen scavenger)と、水和ポリマー(hydrated polymer)の破壊可能なキャニスターとを収容する容器を備えた、酸素吸収のための物品を提供する。

本発明は別の態様において、時間調節された、または制御された酸素吸収を提供する方法を提供する。この方法は、水溶性イオン源と、水活性化酸素捕捉剤と、水和ポリマーの破壊可能なキャニスターとを収容する容器を備えた、酸素吸収のための物品を提供する工程と、上記キャニスターを破壊し、それによって上記水和ポリマーと水溶性イオン源が接触して水を放出し、その水が放出される際に酸素捕捉剤を活性化させる工程とを備えている。

本発明による酸素捕捉性物品の上面図である。 同酸素捕捉性物品の側面図である。 同酸素捕捉性物品の端面図である。 図１の断面線４−４に沿った、同物品の断面図である。 本発明による他の物品の断面図である。 本発明で用いられるキャニスターを示す図である。 本発明の物品の形成に適したシートの上面図である。 図７の線８−８に沿った、同シートの断面図である。 ＳＡＰゲルと塩化ナトリウムの含有量が異なるサンプルにおける、酸素捕捉率対時間の比較を示す図である。 水注入により活性化されたサンプルとＳＡＰゲルによって活性化されたサンプルにおける、酸素捕捉作用の比較を示す図である。

本発明は、従来の酸素捕捉性物品に較べて、多数の利点を有している。酸素捕捉材料と接触する水の放出を遅延または時間調節することで、利点が生まれる。本発明において、酸素捕捉剤の制御された活性化を提供する方法が開示される。この方法は、酸素捕捉性物品の２つの区画から成る設計を提供する。乾燥された鉄その他の金属粉（酸素捕捉剤）と塩（イオン源）の混合物を蒸気源（moisture source）無しで容器に入れ、蒸気源は、容器内に別に存在するキャニスターに入れる。具体的には、蒸気源は液体水ではなく、イオン源材料との接触により、制御された仕方で液体水を生成することの出来る固体である。この固体は、固定化されたコロイド粒子の懸濁液、または、基本的に全ての水性溶媒をその構造内に結合してなる架橋ポリマーシステムを備え、一般的に、ヒドロゲルまたは単にゲルと呼ばれている。液体水を生成するために内蔵された固体を用いることによって、パッケージへの挿入時の水注入の複雑さを避けることが出来る。物品を２つに区画することにより、必要なだけ早く、酸化反応を始動させ、捕捉速度を最大化させることが出来る。それに加え、水素ガスの生成を最小限に抑え、ほぼ防ぐことも出来る。

２つの区画（容器とキャニスター）を用いる方法には、多数の利点がある。水により始動可能な捕捉性組成物を相対湿度約５０％未満の乾燥状態で調合し、使用時までその乾燥状態を保つことによって、不活性な状態に保つ。活性化に必要な液体水は、活性化前はパッケージ中に存在せず、組み込まれた手段により生成されるため、注入装置の必要はない。活性化の際には、制御され、加速された捕捉速度が達成される。活性化速度および酸化速度が制御されているため、水素ガス生成が最小限に抑えられる。

図１、図２および図３は、本発明による物品１０の上面図、側面図および端面図である。この物品は側部１４，１６を有している。この側部は、符号１２，１３で示された箇所を密封されたチューブの側部であり、水不透過性かつ酸素透過性のファブリックのチューブを封止するためのシーリングは、通常、熱融着であるが、接着剤を用いて密封してもよい。密封されたチューブ１０は、酸素吸収剤およびイオン源の粒子材料１８と、水和ポリマー２２の破壊可能なキャニスター１９とを収容している。

図５は別の実施例の断面図で、破壊可能なキャニスターが、水和ポリマーを収容した脆性カプセル２１として示されている。図６は破壊可能なチューブ状キャニスター２３を示している。このチューブ２３は変形可能なポリマーによって形成され、両端部を封止部２６，２８によって熱シールされている。チューブ２３の端部封止部２８には切欠３２が形成されており、チューブ２２が圧迫された時に破壊される脆弱点となっている。切欠３２が封止部２８の端部に示されているが、切欠３２または脆弱点は、チューブのどの部位に配置されていてもよく、複数の切欠３２または他の脆弱点が含まれていてもよいことを理解されたい。

図７および図８は本発明の物品の容器の形成に用いられる、別の構造を有するシート４０を示している。このシート４０は、酸素透過性かつ基本的に水不透過性のファブリックまたはシート４２を含む。領域４４，４５，４８，５２には、接着剤４６中のイオン源および酸素吸収剤の粒子１８が付与されている。シート４０は本発明の物品の一側に用いてもよく、両側に用いてもよい。これらのシートを用いて容器を形成する場合、破壊可能なキャニスターは、このキャニスターに隣接したシート部分にある酸素吸収剤材料およびイオン源とのみ接触する。この接触は、イオン源とゲルとの接触を可能にする。ゲルと接触したイオン源は水を放出する。高吸水剤（superabsorbent）は、イオンを含有する水をそれほど吸収、保持出来ないからである。キャニスター中の水和ポリマーが隣接したイオン源を利用出来るので、キャニスターから水が放出された時に、最初に放出された水が、より離れた部分にある酸素吸収性材料に接触し、それらの材料を活性化する。これにより、水素を放出せず、しかもほぼ即時的に酸素を吸収するように、制御可能に水が放出される。本発明の１つの実施例においては、図示しないが、図７と図８に示す材料で形成された容器の中央部に、キャニスター２３が配置されている。本発明の別の実施例においては、図示しないが、図７と図８に示す材料で形成された容器の一端部に、キャニスターが接着されている。キャニスター２３の位置が変わると、酸素捕捉剤への水の放出速度が変わる。

鉄その他の遷移金属の酸化を加速するために水を用いることは、基礎化学でも良く知られている。しかし、金属の酸化を制御するための、制御されたまたは時間調整された固体材料からの水放出メカニズムの設計および応用に関しては、ほとんど知られていない。

本発明は、陳列ケース用の肉のパッケージングその他の酸素捕捉剤のパッケージングにおける、簡単で制御された酸素捕捉剤の活性化方法を開示する。この方法は、純水の飽和度があるレベルを超えた時の高吸水性ポリマーゲルの挙動を利用している。そのような高吸水性ポリマーゲルが塩化ナトリウム等の無機塩に接触すると、高吸水性ポリマーのゲルが自然に分解し、ゲル中に保持されている液体水の大部分を放出する。この過程を描写する別の方法は、高濃度の塩溶液に対するゲルの平衡飽和容量は、純水を保持する容量よりも通常はるかに小さい、という経験的事実である。塩溶液が異なればゲルの飽和容量も異なる。乾燥した塩がゲルに接触し、接触面において溶解し始めると、ゲルがその構造内に固定できる塩水（salted water）の容量が減少する。その結果、制御された仕方で固体ゲルから液体水が放出される。

高吸水性ポリマー（ＳＡＰ）ゲルは（ゲル内に固定化されて吸収されている水の濃度が高い場合でも）、非流動性と三次元構造によって特徴付けられる固体構造を成している。この点は、「Rheological Determination of the Swollen Gel Strength of Superabsorbent Polymer Hydrogels（高吸水性ポリマーヒドロゲルの膨張したゲル強度の流動学的測定）」Polymer Testing（ポリマー試験）, 25, 470(2006)に記載されている。SAPゲルの構造は、「Micromorphology of macromolecular superabsorbent polymer and its fractal characteristics（高分子高吸水性ポリマーの微構造とそのフラクタル特性）」J. Appl. Polym. Sci.(応用ポリマー科学誌), 113, 6, 3510 (2009)および「Effects of structural variables on AUL and rheological behavior of SAP gels（SAPゲルのAULおよび流動学的挙動に対する構造変数の影響）」J. Appl. Polym. Sci.(応用ポリマー科学誌), 113, 3676 (2009)等の出版物に記載されている。ＳＡＰゲルは、その弾性係数によって特徴づけられるように、固体である。この点は、「Determination of the Elastic Modulus of Superabsorbent Gel Beads（高吸水性ゲルビーズの弾性係数の測定）」Polymer Gels and Networks (ポリマーゲルとネットワーク), 5, 107 (1997)に記載されている。ゲルの構造は固体の特徴を備え、粘度が低く結晶構造を有さない液体とは明確に異なる。静圧をかけてゲルから水を放出させることは可能であるが、この水は、圧力が取り除かれると再吸収される。ゲルが乾燥した塩混合物と接触した時の水の放出は永久的であり、この水が、金属ベースの酸素捕捉性組成物の活性化のために利用される。

この方法を用いて、使用前の捕捉剤物品の反応性能を維持し、酸素捕捉速度を適切に制御し、自然酸化を引き起こすことが出来る。ＳＡＰが塩と接触すると、ただちに水の放出を開始するからである。

本発明は、無機塩類との接触によって直ちに分解可能な高吸水性ポリマーゲル等の、水放出性の固体材料を利用する。高吸水性ポリマーゲルは、所望の形態に製造可能な固体材料である。

本発明の好ましい酸素捕捉物品は、ＳＡＰゲルを収容して容器内に配置されたキャニスターを有する。上記容器には、少なくとも鉄ベースの酸素捕捉剤と、この鉄ベースの酸素捕捉剤の分散を助ける塩の混合物が収容されている。本発明は容器内で水を生成させる方法を提供する。この方法は、水を放出させるために、塩の存在下で高吸水性ポリマーゲルを分解させる。そのようにする方法は、物品内においてキャアニスターを破り開け、ゲルをその周りに存在する塩および酸素捕捉剤と接触させることである。

本発明の容器は、酸素の容器内への流入を許容し、酸素捕捉剤材料や水の脱出を許容しない材料であれば、いかなる材料でもよい。このような材料の典型は、基本的に液体水不透過性でガス透過性の不織布およびポリオレフィンフィルムであり、たとえばTyvek およびValeronの商標で販売されている。容器はその一部が上記ガス透過性材料で作られていればよい。例えば、容器は１つの壁のみがガス透過性のパウチであってもよい。

本発明の水和ポリマーは、自重に比べて大量の水を吸収し、吸収されたすべての水が結晶構造内で結合された固体のゲルを形成し、イオン源との接触によりその水を放出するような、いかなるポリマー材料であってもよい。このような材料の典型例としては、アガロース、メチルセルロース、様々な天然ガム、アルギン酸類その他の天然の有機ゲル形成吸収剤がある。高吸水性ポリマー（ＳＡＰ）として知られる種類のポリマーが適した材料であることが知られている。ＳＡＰゲルを形成するものは、高極性の吸湿性ポリマーまたは軽度に架橋したポリマーから用意される。ナトリウム等のポリアクリレートのポリマーおよびコポリマー、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ナトリウム、分岐ホモポリマー、ポリ酸化エチレン、生物由来のポリマー、およびこれらのコポリマーまたは誘導体である。ある程度架橋した、典型的な水溶性のポリマーであれば、この目的にかなう。ポリアクリル酸の場合、０．５〜５ｇｍ、好ましくは１〜３ｇｍの材料を５０ｍｌの水に溶かすことによって、ゲル構造を形成することが出来る。本発明において、鉄に対するＳＡＰゲルの含有量は、好ましくは、重量比５／９５、より好ましくは１０／９０、もっとも好ましくは、重量比でゲル２０〜３０％対鉄７０〜８０％である。好ましいＳＡＰはアクリレート／アクリルアミドのコポリマーである。塩存在下で急速に水を放出するからである。

イオン源は、水和ポリマーの水保持能力を低下させるイオンを生成する水溶性物質であれば、いかなるものであってもよい。これらの物質は、典型的には、無機塩または有機塩である。好ましい塩は、ナトリウム、カリウムまたはカルシウムベースのイオン化合物等の水溶性の無機塩であれば、いかなるものであってもよい。典型例としては、ＮａＣｌ，ＫＣｌ，Ｎａ_２ＨＰＯ_４等がある。ＮａＣｌは、有効、安全かつ廉価であるため好ましい。この生成においては、従来技術に記載されているように、分離した電解質成分と酸性化塩成分の混合物を有利に用いることが出来る。酸性化塩（acidifying salt）は硫酸水素ナトリウム（重硫酸ナトリウム、sodium bisulfate）である。

酸素捕捉剤は、水によって活性化される、いかなる材料であってもよい。酸素捕捉剤の典型例は、鉄、亜鉛、マンガン、銅、その他従来技術で公知の遷移金属の粉である。好ましい酸素捕捉剤は還元鉄粉である。鉄ベースの酸素捕捉性材料は、従来技術で用いられているいかなるタイプのものであってもよく、米国特許第６，８９９，８２２号、米国特許出願公開第２００５／０２０５８４１号および米国特許出願公開第２００７／０２０４５６号に記載されているものを含む。これらは、いずれもマルチソーブテクノロジーズ社が権利者および出願人であり、引用により、その全内容が本願に組み込まれる。本発明は、特に、平均粒径１〜１００ミクロン（um）の好ましい鉄ベースの粉末に焦点を当てる。この粉末において、鉄粒子は活性化および酸化反応促進粒子と混合され、および／または活性化および酸化反応促進粒子で予め被覆され、異質な粒子から成る均質な粉末を形成する。このように、各粒子は、効率的な酸素捕捉に必要な、水以外の全成分を含んでいる。

利用可能な鉄の種類は、水素還元鉄、特にスポンジグレードの水素還元鉄、焼きなました電解還元鉄およびカルボニル鉄である。他の鉄よりもはるかに優れた機能を示すことがわかっているため、スポンジグレードの水素還元鉄が好ましい。この優れた機能は、スポンジグレードの水素還元鉄の単位重量当りの表面積がはるかに大きいことに起因すると考えられている。球形を成す焼きなました電解還元鉄の表面より、表面が大きいためである。しかし、上述されたさまざまな鉄に加えて、焼きなましていない電解還元鉄を含む他の種類の鉄も用いることが出来る。

鉄、硫酸水素ナトリウムおよび塩化ナトリウムを備えた好ましい組成物において、鉄の含有量は、重量比で約５０％〜９８％、より好ましくは、約７５％〜９５％、最も好ましくは、約８０％〜９０％である。

鉄の大部分は約１５０ミクロン〜１ミクロンのサイズを有し、より好ましくは、約１００ミクロン〜５ミクロンのサイズを有し、最も好ましくは、約５０ミクロン〜５ミクロンのサイズを有している。

硫酸水素ナトリウムの含有量は、重量比で鉄の約１％〜３０％、より好ましくは約４％〜２０％、最も好ましくは約５％〜１８％であってよい。

硫酸水素ナトリウムの大部分は約１５０ミクロン〜１ミクロンのサイズを有し、より好ましくは約１００ミクロン〜５ミクロンのサイズを有し、最も好ましくは約５０ミクロン〜５ミクロンの寸法を有している。しかし、所望であれば、硫酸水素ナトリウムその他のいかなる酸性化剤（acidifier）を、溶液として鉄に施し、後に溶媒を除去して、酸性化剤の沈着物を鉄に残留させてもよい。

硫酸水素ナトリウムがこの組成物における好ましい酸性化剤であるが、硫酸水素カリウム（potassium bisulfate）も満足に機能を果たすことが知られている。また、その他の酸および酸性塩も酸性化剤として満足に機能を果たすであろう。フマル酸、二酢酸ナトリウム、クエン酸、酢酸ナトリウム塩がこれに含まれるが、これらに限定されるものではない。これらの他の酸性化剤は、硫酸水素ナトリウムと同じ寸法範囲であってよく、相対分子量と酸性度に依存して、硫酸水素ナトリウムに対する相対的割合で使用することができる。

好ましい電解質である塩化ナトリウムは、所望の電解作用を提供するように他の成分と十分によく混合されていれば、重量比で少なくとも約０．１％、より好ましくは約０．５％〜４％、もっとも好ましくは約１％〜３％である。実際的問題として、所望の電解作用を提供するためには最低限の塩を必要とするだけであり、過剰な塩は、単に、実際に酸素と反応する鉄と置き換わるに過ぎない。

水和ポリマーを保持するキャニスターは、漏れや、イオン源がキャニスターの内容物に接することを許容せずに、水和された材料を収容する材料であれば、いかなる材料によって形成されていてもよい。キャニスターは、イオン源が水和ポリマーに接することが出来るように、押し潰されたり曲げられたりすると壊れる、壊れやすいカプセルにすることができる。キャニスターはさらに、少なくとも１つの脆弱点を有する密封されたポリマーチューブであってもよい。チューブに圧力が加えられた時に開口部が出来、その開口部においてイオン源が水和ポリマーに接して、水を生成することができる。圧迫されたり変形されることにより開口部が出来、その開口部においてイオン源が水和ポリマーに接することが出来るのであれば、破壊可能なキャニスターは、いかなる形状、いかなる材質であってもよい。パウチ、チューブ、カプセル、箱など、いかなる形状を用いてもよい。キャニスターは剛性であってもよく、曲げやすいものであってもよく、あるいは、ポリマーシートによって形成されたパウチのように、柔らかくてもよい。好ましい破壊可能なキャニスターは、両端が密封された柔軟なプラスチックチューブを備えている。このプラスチックチューブは、加圧されると、ゲルと酸素吸収組成物とが交わることを許容するように、壊れるか、孔が開けられる。同様に好ましい破壊可能なキャニスターは、４つの側部を有する密封されたパウチを備えている。このパウチでは、底面ウエブ上において母材中にゲルが押し出され、または付着され（沈着され：deposited）、上面ウエブがゲルを覆うようにして底面ウエブにシールされる。それから、別々のポケットが切り込まれウエブから切り離され、これにより軟性プラスチックの区別されたパック、ないしは２枚の軟性のプラスチックシートの間に密封されプリントされたゲルスクエアを形成し、その結果としてパウチを形成する。押出ゲルを分配させることによりキャニスターを固体ゲルで満たし、このキャニスターをチューブに充填することが容易であるためである。別の実施例においては、ゲルスクエアを打抜いて、軟性シート上にプリントし、その後それらを破壊可能なキャニスターに封入する。軟性の封入キャニスターに適切な長さの切欠または切り込み線を入れることによって、破壊の制御を行うのが好ましい。

キャニスター中の水の量は、酸素捕捉材料を活性化するのに十分な量であれば、いかなる量であってもよい。典型的な鉄と水の重量比の範囲は、水１０〜３０％対鉄９０〜７０％である。この液体水をほんの少しでも放出すると、環境中の水蒸気による活性化と比べて、捕捉剤活性化のはるかに有効な手段となる。

詳述はしないが、いくつかの公知の添加剤の一つを、容器またはキャニスター中に配してもよい。これらの添加剤は、酸素捕捉剤と共に用いることが知られている、静菌剤、殺菌剤、着色剤、香料等である。

本発明を食肉や野菜等の食品のパッケージングでの使用について述べてきたが、本物品は他の分野においても使用可能である。ある種の医薬品をパッケージングする際に酸素捕捉が必要となる。爆発物、金属微粒子等のある種の急速に酸化する物質をパッケージングする際にも酸素吸収が必要となる。

次に述べる例は、本発明の実施例の範囲を限定するものではない。割合および百分率は、とくに記載のない限り、重量比である。

例１−ＳＡＰゲルの調製

Ｍ２ポリマー社から、ポリアクリル酸ベースのＳＡＰ（Wasterlock 770）を入手した。粒状のポリマー２グラムを水１００グラムに溶かして、ゲルを作成した。ゲル粒子の寸法は、約１〜４ｍｍであった。ゲル粒子をゆるく詰めて、スプーンで取り出した。選択された重量のゲルを１／４インチ（０．６４ｍｍ：直径）×１．５インチ（３．８ｍｍ）のプラスチックチューブに入れた。チューブは両端をホットシールし、ゲルをチューブ内に封入した。

酸素捕捉性パケットおよび試験方法

５〜５０ミクロン（ｕｍ）の鉄粒子と塩化ナトリウム粉末とを、約鉄９７対塩化ナトリウム３の重量比で混合し、均質な粉末混合物を作製し、これにより酸素捕捉組成物を作製した。この混合物に、添加剤として、重量比約１％のシリカゲルを添加した。この組成物を、水活性約０．４を維持するように、予め湿らせた。この酸素捕捉組成物約５グラムを多孔性のポリエチレン製小袋からなる容器に入れた。０．５グラムまたは１．５グラムのＳＡＰゲルを収容した１／４インチのポリエチレンのプラスチックチューブも、この小袋に入れた。このチューブには、長さ方向に離間した位置３箇所で、チューブの周囲に切り込みを形成することにより、脆弱領域を設けた。オプションとして、ゲルの分解と水の放出の速度を上げるために、この小袋容器に追加的なＮａＣｌを加えた（表１を参照）。

試験開始前に、ＳＡＰゲルのキャニスターを加重装置によって圧迫し、このチューブキャニスターを平らに潰した。潰されたことによってキャニスターに形成された開口部から、ゲルが容器内に放出された。そして、この小袋容器を、Ｏ_２／ＣＯ_２／Ｎ_２＝１／３０／６９の比の混合ガス３〜３．５リットルを収容したバリア性のあるプラスチックの袋の中に密封した。MOCON PacCheck Model 450ヘッドスペースアナライザーを用いて、４℃での酸素濃度を経時的に測定した。

酸素捕捉性能

２つのレベルのＳＡＰゲル含有量とＮａＣｌ含有量について、酸素捕捉性能を表１に示す。２つのレベルのＳＡＰゲル含有量とＮａＣｌ含有量について、開始時の酸素含有量に対する酸素含有量の比の経時的変化を図９にプロットした。どのサンプルでも、時間経過に伴って酸素濃度が急速に低下した。ＳＡＰゲルの含有量が多いサンプルで、低下率がより大きかった。ＮａＣｌ含有量が多い試料でも、低下率がより大きかった。この結果は、酸素捕捉を促進する上でのＳＡＰゲルの有効性を実証している。

例２−ＳＡＰゲルと水注入との比較

５グラムの鉄を２グラムのＮａＣｌと混合した。同じ組成の混合物に１．３グラムの粘土（Southern Clay Cloisite 20A）と混ぜて、別の試料を作成した。これらの混合物を２つの別個の小袋容器に入れ、酸素吸収試験開始前に水１．２ｃｃを注入した。他方、５グラムの鉄と２グラムのＮａＣｌを、キャニスターを有する小袋容器の中で混合し、別のサンプルを作成した。このキャニスターは１／４インチのプラスチック製のチューブで、１．４グラムのＳＡＰゲルを収容している。さらに、同じ配合に１．３グラムの粘土（Southern Clay Cloisite 20A）を加えて、別のサンプルを作成した。吸収試験の前に、例１と同じ方法を用いて、チューブ状のキャニスターを破った。混合ガス３５００ｃｃからの酸素吸収の結果を図１０に示す。結果は、ＳＡＰゲルを用いた場合、初期の酸素吸収速度は水注入に匹敵するかそれ以上であることを示した。粘土の使用がＳＡＰゲルのサンプルにおける酸素捕捉速度のわずかな相違をもたらした。

Claims (14)

1. 水溶性イオン源と、水活性化酸素捕捉剤と、水和ポリマーの破壊可能なキャニスターを収容する容器と、を備えた酸素吸収のための物品。
2. 上記水溶性イオン源が高吸水性ポリマーを含み、イオン源が塩を含むことを特徴とする、請求項１に記載の物品。
3. 上記水和ポリマーが高吸水性ポリマーを含むことを特徴とする、請求項２に記載の物品。
4. 上記水溶性イオン源が電解質を含むことを特徴とする、請求項１に記載の物品。
5. 上記容器が小袋を含むことを特徴とする、請求項１に記載の物品。
6. 時間調節された酸素吸収を提供する方法であって、
   水溶性イオン源と、水活性化酸素捕捉剤と、水和ポリマーの破壊可能なキャニスターを収容する容器を備えた、酸素吸収のための物品を提供する工程と、
   上記キャニスターを破壊し、それによって上記水和ポリマーと上記水溶性イオン源が接触して水を放出し、その放出された水が酸素捕捉剤を活性化させる工程と、
   を備えた方法。
7. 上記酸素捕捉剤が鉄を含み、上記水和ポリマーが高吸水材を含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 上記水和ポリマーが高吸水性ポリマーを含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
9. 上記水溶性イオン源が電解質を含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
10. 上記容器が小袋を含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
11. 上記破壊可能なキャニスターが圧力によって破壊させられることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
12. 上記破壊可能なキャニスターが壊れ易いことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
13. 上記酸素捕捉剤の一部は、放出された水に直ちには利用可能ではないことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
14. 上記キャニスターの破壊後、本質的に水素が生成されない特徴とする、請求項６に記載の方法。

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