用于调节环境水分的组合物、其制备方法和其在调节环境水分中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于在密闭环境（例如包装、容器、箱子、或者甚至鞋子）中调节 水分的组合物。
【背景技术】
[0002] 已知的是，由于形成真菌、霉菌、异味或凝结，过量水分的存在能够影响多种产品 的状况。
[0003] 同时，环境太干燥对其他材料有害。在这些条件下，例如，木制乐器的状态会受到 影响，以及食品和香料的味道和香味会改变。
[0004] 为了减少在密闭体系中的水分，通常使用一般应用于透气袋的除湿材料。最常用 的除湿材料包括硅胶，活性粘土和吸湿的盐。
[0005] 然而，使这些材料不适合用作水分调节剂的限制很多。首先，即使在不必要时它们 也捕获水分（直到它们完全饱和），具有使环境过于干燥的风险。
[0006] 第二个限制是一旦达到最大吸收它们差的再生能力或没有再生能力（即水分释 放）。在这些情况下，它们变得无法使用，且重新激活它们必须将它们加热到超过KKTC，导 致高能耗且在使用方面差的实用性。
[0007] 其中一些材料的第三个限制是它们潮解，这一现象在于固体吸湿盐吸收水分后形 成水溶液。此外，所述溶液可含有对要保护的材料具有潜在腐蚀性的离子。
[0008] 为了解决这个问题，已知有多种构思，其中将吸湿盐的颗粒与增稠物质混合。然 而，有机增稠剂（如改性淀粉或糖）具有对细菌生长的发展和增殖来说是优良的营养这一 不幸的缺点，特别是如果大量使用时。
[0009] -个重要的方面是，大多数上面提到的除湿产品不能与食品直接接触使用。对于 这个问题的解决方法可能是使用合适的包含除湿材料的保护膜。然而，在这种情况下，吸湿 速度不可避免地被减小，且同时产品的最终成本增加。
[0010] 除上述以外，为了提高在干燥体系中的水分含量，通常使用加湿器不断释放水分 直到水分完全耗尽。正如对于干燥剂的描述一样，在这种情况下，这个过程也是不可控的， 具有从过度干燥的环境过渡到过度潮湿的环境的风险。
【发明内容】
[0011] 因此，本发明的目的是提供一种新的水分调节材料，所述材料具有高的根据使用 要求保留或释放水分的能力，在所有的工作条件下不发生潮解现象，具有快速的再生能力， 并且可以与食品直接接触使用。
[0012] 所述目的可通过本发明实现，本发明涉及一种根据权利要求1的水分调节材料和 一种根据权利要求4用于制备水分调节材料的方法。由于所述水分调节剂由保持其形状的 稳定凝胶形式的固体材料组成，因此它不需要任何容器，如箱子或袋子，从而促进了它的使 用。
【附图说明】
[0013] 下面将参考附图详细描述本发明，其中：
[0014] 图1示出了在实施例3中进行的测试的结果；
[0015] 图2示出了在实施例4中进行的测试的结果；
[0016] 图3示出了在实施例6中进行的测试的结果；
[0017] 图4示出了在实施例7中进行的测试的结果；
[0018] 图5示出了实施例8的与现有技术体系比较分析的结果。
【具体实施方式】
[0019] 本发明第一个实施例提供了一种用于水分调节的保持其形状的稳定凝胶形式的 组合物，该组合物由氯化镁、选自羟丙基甲基纤维素和甲基羟乙基纤维素的纤维素和水组 成，其中氯化镁和所述纤维素的量（重量）之间的比在〇. 1与16之间，优选地在0. 5与4 之间，更优选地等于1。
[0020] 术语"用于水分调节的组合物"表示组合物能够在第一步骤中吸收环境水分，然后 在第二步骤中在环境温度下将其释放，而无需使用烘箱或高温。
[0021] 如此得到的组合物为保持其形状的稳定凝胶形式，并且能够在极端的相对湿度条 件下吸收水分多达高于250% (重量）。
[0022] 有利地，选择用于上述组合物的特定的盐和特定的胶凝剂允许获得不具有氯化物 典型的潮解且在吸收前后不改变其外观的水分调节剂，其在应用方面有巨大优势。此外，它 只由食品部门FDA批准的组分组成，因此所述组合物可用于直接与食品接触，或作为涂层 用于食品包装材料。
[0023] 另外，由于氯化镁被广泛地用作食品补充剂且上述纤维素通常在制药工业中用作 药片和胶囊的糖衣，因此本文描述的水分调节剂是可食用的。
[0024] 优选地，所述组合物可以原样使用或者可选地可以在水分可透过的包装（例如容 器或袋子）内使用。
[0025] 本发明的第二个实施例提供了一种用于制备上述组合物的方法。
[0026] 在现有技术中，包括吸湿盐和纤维素的组合物的制备方法是已知的，例如在US 7326363和US 7927655中所说明的。
[0027] 第一个专利包括将少量的纤维素加入到预先制备氯化钙溶液中（溶液中的方 法）。如在该专利中所强调的，所述方法具有产生高度不均匀样品的缺点，且有块状物的存 在，这就需要在制备过程中采取各种防范措施（纤维素的最小渐进剂量，溶液的雾化等）。 因此，与本发明的合成方法相比，所述方法效果欠佳，成本更高，且在能量方面不利。
[0028] 为了克服在合成过程中存在的样品不均匀的缺点，现有技术提出了如在US 7927655中所示的第二种干燥方法。所述方法包括将两种固体组分混合，然后在人工气候室 中调节。所述调节需要两个不同的步骤：第一步具有高湿度水平，例如RH = 90%，第二步 具有低湿度和高温度，因此合成时间大致加倍。
[0029] 本发明的方法克服了上述缺点。
[0030] 第一步在于制备通过将氯化镁溶解在水中得到的溶液。将由此得到的溶液加热到 高于50°C，优选70°C的温度。加热后，搅拌加入粉末状的纤维素。由此得到的溶液然后骤 冷至低于l〇°C，优选低于5°C的温度。然后根据最终的应用，将得到的凝胶在人工气候室中 在所需条件下进行调节。
[0031] 有利地，不像迄今所用的方法，在添加胶凝剂之前，通过将溶液加热至高温可以得 到非常均匀且可以使用的不受潮解的溶液。而且所述制备方法比现有技术中已知的干燥制 备方法更便宜且更快。
[0032] 由此获得的产物可以用于多种应用中以调节环境（如内包装，容器，箱子或甚至 鞋子）中的水分。
[0033] 有利地，本发明的组合物中可以加入与期望用途有关的其他添加剂，例如香料和 抗菌物质。
[0034] 本发明的其他特点将在下面的一些说明性和非限制性实施例的描述中变得明显。
[0035] 实施例1
[0036] 组合物的制备
[0037] 如下所述制备了组合物的各种样品。
[0038] 已知量的盐溶解在IOml的软化水中。然后将得到的溶液在水浴中加热至约70°C 的温度。在搅拌棒搅拌下加入Ig粉末状的羟丙基甲基纤维素（HPMC)，由此得到的混合物在 冰浴中骤冷至5°C的温度以确保快速胶凝化。
[0039] 下表1示出了调节前用于制备样品的量。
[0040] 表 1
[0042] 由此得到的样品在受控大气中被调节以得到特定用途所需的特性。
[0043] 如果所述调节剂必须保护材料以免受高湿度条件的影响并避免例如真菌、霉菌、 异味或凝结的形成，那么调节参数可具有23°C的温度和40%的相对湿度。所述调节后样品 具有表2中所列的组成。
[0044]表 2 LlN 丄Λ 、" ^ O JA
[0046] 反之亦然，如果所述调节剂必须保持高湿度的条件，例如在烟草的装运和保存中， 那么调节参数可具有30°C的温度和90%的相对湿度。所述调节后样品具有表3中所列的 组成。
[0050] 在表2和表3中的后缀"低"和"高"确定样品中所含的水量，根据由特定应用所 决定的两个不同的调节。
[0051] 实施例2
[0052] 最大吸收测试
[0053] 当经受高湿度条件时，对表2中的样品关于它们的最大吸收能力进行了分析。该 测试通过将样品放置在40°C且相对湿度值为75%的人工气候室中来进行。所得结果示于 表4。
[0054]表 4
[0056] 从所得的结果中可以看出吸收的水蒸汽的量随着氯化镁的量的增加而增加。
[0057] 吸收数据的增加与氯化镁的量的增加不是线性关系，因为后者决定了起始体系中 胶凝水的量的增加。
[0058] 实施例3
[0059] 在温和的条件下进行循环测试以模拟其中使用时间比再生时间短的应用
[0060] 对表2中的样品CO. 5-低关于其在温和的条件下吸收水分的能力和在大气条件的 再生能力进行分析。该测试通过将样品放置在40°C且相对湿度为75%的人工气候室中8 小时，然后在空气中再生16小时来进行。选择这些条件以模拟作为干燥剂相对较短的使用 条件（8小时），和较长的再生阶段（16小时）。
[0061]