JP2002543977A - 制御された気体徐放のためのエネルギー活性化組成物 - Google Patents

制御された気体徐放のためのエネルギー活性化組成物

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Abstract

(57)【要約】 少なくとも1種の気体をエネルギー制御発生および放出する組成物であり、それは電磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化触媒、活性化触媒により酸化または触媒活性化中に生成する種と反応して少なくとも1種の気体を発生し得るアニオンを含有する固体または液体を含む。該組成物は電磁エネルギーに暴露された時、触媒の活性化およびアニオンの酸化または反応後に、気体を発生および放出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、一般に、電磁エネルギーにより活性化されて少なくとも1種の気体
の制御された持続的発生および放出(徐放)を可能にする組成物に関する。とり
わけ、本発明は、二酸化塩素、二酸化硫黄、二酸化窒素、一酸化窒素、一酸化二
窒素、二酸化炭素、硫化水素、シアン化水素酸、一酸化二窒素、塩素またはオゾ
ンなどの気体または気体混合物を放出することにより、微生物汚染(例えば、バ
クテリア、真菌、ウイルス、カビ胞子、藻類および原生動物)を遅延、制御、殺
生または防止し、脱臭し、鮮度を高め、および/または化学走性の遅延、防止、
抑制または制御するために、エネルギー活性化触媒と、活性化触媒表面またはそ
の後の反応生成物により酸化され得るアニオンとを含む組成物に関する。
【0002】 (背景技術) 光触媒は、酸化および還元反応、例えば空気や水を汚染する有機化合物の分解
を触媒するのに一般に使用される。半導体の存在下に紫外線照射すると、水、酸
素および水酸化物アニオンはパーオキサイドアニオンおよび水酸ラジカルに変換
できる。これらの化学種は、さらに有機化合物と反応して、最終的に二酸化炭素
と水になる。二酸化炭素は、アニオンの酸化によるのではなく、有機物の分解に
より生成される。
【0003】 光触媒は、水酸ラジカルの生成を増加させて、有機化合物の分解を触媒する。
半導体光触媒により光子が吸収されると、価電子帯から伝導帯へ電子が励起され
、価電子帯正孔が発生する。正孔および電子が、光触媒粒子の表面へ拡散し、そ
こでそれぞれ化学的に反応する。価電子帯正孔は、有機化合物を酸化するか、ま
たは吸着された水分子を酸化して水酸ラジカルを発生させる。光触媒のそのよう
な使用の例は、米国特許第5,868,924号(Nachtmanら)(光触媒を含む水
清浄器室に水を通過させることによる全有機炭素含有量の減少)、米国特許第5
,244,811号(Matthewsら)および米国特許第5,501,801号(Zhang
ら)(流体を光触媒被覆表面と接触させることにより有機汚染物を光触媒により
酸化して流体中の汚染物を分解する方法)、米国特許第5,658,841号(Ta
nakaら)(液体を光触媒に暴露することにより有機物を二酸化炭素に変換する)
、米国特許第5,61,532号、同第5,849,200および同第5,854,1
69号(Hellerら)(光触媒および実質的に非酸化性の結合剤を含む組成物、こ
れは空気、水または組成物により被覆された表面から有機汚染物を除去するのに
用いられる)、米国特許第5,874,701号(Watanabeら)(光活性フィルム
により被覆された壁または床に接触するバクテリアまたは空中浮遊物質の光分解
)、並びに米国特許第5,872,072号(Mouriら)および米国特許第5,88
0,067号(Linkous)(表面に接触する空気または液体中のアンモニアまたは
硫化水素のような悪臭、藻類、真菌またはバクテリアのような微生物汚染を分解
して、表面を脱臭または清浄化するための光触媒)に記載されている。
【0004】 光触媒は、電流を用いて電解質溶液中で気体を発生させるために、電気化学光
電セルにも使用される。Inoue et al., "Competitive Photosensitized Oxidati
on at TiO2 Photoanode", Chemistry Letters, 1073-1076 (1977)は、電解質溶
液中でのハロゲンイオン、例えば塩素アニオンの光電気化学的酸化を記載してい
る。
【0005】 二酸化塩素および他の殺生物性気体は、前駆体と反応して気体を発生するヒド
ロニウムイオンを供給する活性剤を使用することによっても、発生および放出さ
れる。米国特許第5,736,165号(Ripleyら)は、二酸化塩素前駆体(例え
ば、金属亜塩素酸塩)を含む液体成分と、活性剤成分(例えば、遷移金属または
酸)とを含有する二成分系を記載する。これら成分は、二酸化塩素の早過ぎる形
成を防止するために、使用されるまで分離される。成分が組み合わせられると、
ヒドロニウムイオンが二酸化塩素前駆体と反応して、二酸化塩素を形成する。
【0006】 湿気により活性化されて二酸化塩素または他の気体を発生する組成物が、米国
特許第5,360,609号、同第5,361,300号、同第5,639,295号
、同第5,650,446号、同第5,668,185号、同第5,695,814号
、同第5,705,092号、同第5,707,739号および同第5,888,52
8号(Wellinghoffら)並びに同時継続中の米国特許出願08/651,876、
08/724,907、08/858,860、08/921,357、08/9
24,684および09/138,219に記載されている。これら組成物は、ヒ
ドロニウムイオンと反応して気体を発生するアニオンを含んでいる。そのような
組成物は、その製造、貯蔵および輸送中に湿気から保護して、早期の気体発生お
よび放出を防止する必要がある。
【0007】 使用時に容易に活性化されて二酸化塩素または他の気体の発生および放出を開
始できる不活性組成物に対する要求が存在する。気体を発生するために含まれて
いるアニオンは別にして、食品に使用できる物質、若しくは安全または不活性物
質として一般に認識されている物質のみから組成され、かつ反応してそのような
物質のみからなる残渣を供給する組成物が、とりわけ食品包装、変性雰囲気包装
および物質がヒトにより摂取されまたはヒトに接触し得る他の用途において、必
要とされている。上記のWellinghoffらの湿分活性化組成物は、殺生物剤および
脱臭剤として有効であるが、より簡単に製造でき、容易に活性化および不活性化
できて、制御された気体の持続発生および放出を一層制御できまたは自由に行な
え、空気中の湿気から遮断する必要なく使用前に容易に輸送および貯蔵できる組
成物が要望されている。また、疎水性物質により完全にカプセル化された場合に
気体を発生および放出することができる組成物も望まれている。
【0008】 (発明の開示) (発明が解決しようとする課題) 本発明の目的の中で、以下のような目的が注目されるであろう:バクテリア、
真菌、カビ、藻類、原生動物およびウイルスを除去するのに十分な濃度の二酸化
塩素または他の殺生物性気体を発生および放出する組成物を提供すること;生化
学的分解を遅延、防止、抑制または制御する、化学走性を遅延、防止、抑制また
は制御する、もしくは鮮度を向上するまたは脱臭する濃度の気体を発生および放
出する組成物を提供すること;光活性化の後数ヶ月までの期間そのような気体濃
度を発生および放出する組成物を提供すること;容易に貯蔵でき、大気中の湿気
により影響されない組成物を提供すること;電磁エネルギーにより活性化された
後、秒、分、時間、日、週または月の期間、制御または持続条件で気体の放出を
開始する組成物を提供すること;気体の発生を停止するために不活性化でき、後
に気体の発生を再開するために活性化できる組成物を提供すること;既知の組成
物に比べてより優れた気体発生効率を有する組成物を提供すること;殺生物性気
体を発生するために含まれているアニオンを除いて、ヒトに暴露されるのが許容
されている物質のみを含む組成物を提供すること;無臭の組成物を提供すること
;自由に流動でき、適用前に他の成分と容易にブレンドできる粉末を提供するこ
と;多孔性表面に浸透できる粉末を提供すること;二酸化塩素または他の殺生物
性気体の制御された持続発生および放出を行なうために、反応または物理的プロ
セスをほとんど必要としない組成物を製造する方法を提供すること;熱分解を伴
わずに組成物の高温処理および適用を可能にする方法を提供すること;適用コス
トを最少にするために比較的安価な出発物質を使用する方法を提供すること;お
よび二酸化塩素放出組成物の製造において最も一般的な従来方法に比べて危険物
質の産生および処理の必要が低減された方法を提供すること。
【0009】 (その解決方法) 本発明は、電磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化触媒、およ
び酸化または反応されて少なくとも1種の気体を発生することができるアニオン
を含む固体または固体含有懸濁液を含んでなる電磁エネルギーにより制御された
気体発生および放出のための組成物に関する。この組成物は、電磁エネルギーに
暴露された場合、触媒の活性化およびアニオンの酸化または反応の後に、気体を
発生および放出できる。
【0010】 本発明の他の態様は、電磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化
触媒、および酸化または反応されて、二酸化塩素、二酸化硫黄、硫化水素、一酸
化二塩素、シアン化水素酸、二酸化窒素および一酸化窒素からなる群から選択さ
れる少なくとも1種の気体を発生するアニオンを含んでなる電磁エネルギーによ
り制御された気体発生および放出のための組成物に関する。この組成物は、電磁
エネルギーに暴露された場合、触媒の活性化およびアニオンの酸化または反応の
後に、気体を発生および放出できる。アニオンは、好ましくは塩素化物アニオン
である。
【0011】 また、本発明は、電磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化触媒
を含むコア、および粒子またはコア表面上の層を含んでなる少なくとも1種の気
体を持続的に発生および放出するための粉末に関する。粒子または層は、酸化ま
たは反応されて少なくとも1種の気体を発生することができるアニオンを含む。
この粉末は、電磁エネルギーに暴露された場合、触媒の活性化およびアニオンの
酸化または反応の後に、気体を発生および放出できる。好ましくは、粒子または
層は、塩化物アニオンを含む。
【0012】 粉末は、エネルギー活性化触媒、および酸化または反応されて少なくとも1種
の気体を発生できるアニオンを含む粒子を溶媒と混合して、懸濁液を形成し、懸
濁液から粉末を形成する工程を含む方法により製造される。粉末は、電磁エネル
ギーに暴露された場合、触媒の活性化およびアニオンの酸化または反応の後で気
体を発生および放出することができる。
【0013】 本発明の別の態様は、エネルギー活性化触媒、および酸化または反応されて少
なくとも1種の気体を発生することができるアニオンを含む固体または固体含有
懸濁液を供給し、固体または固体含有懸濁液を電磁エネルギーに暴露して、触媒
を活性化し、かつアニオンを酸化または反応させて気体を発生させることを含ん
でなる、少なくとも1種の気体を制御して放出させる方法に関する。
【0014】 さらに本発明は、物質の表面、物質の内部または物質を取り巻く雰囲気におい
て、微生物汚染を遅延、殺生、防止または制御する方法であって、物質を、電磁
エネルギーの不存在下では殺微生物気体を放出しない組成物に近接して配置し、
組成物を電磁エネルギーに暴露して、組成物から少なくとも1種の殺微生物気体
を発生させて物質周囲の雰囲気に放出することを含んでなる方法に関する。
【0015】 本発明の別の態様は、物質の表面または内部において生化学的分解を遅延、防
止、抑制または制御する方法であって、物質を、電磁エネルギーの不存在下では
生化学的分解抑制気体を生成および放出しない組成物に近接して配置し、組成物
を電磁エネルギーに暴露して、組成物から少なくとも1種の殺生化学的分解抑制
気体を発生させて物質周囲の雰囲気に放出することを含んでなる方法に関する。
【0016】 本発明のさらに別の態様は、物質の呼吸を制御する方法であって、物質を、電
磁エネルギーの不存在下では呼吸制御気体を放出しない組成物に近接して配置し
、組成物を電磁エネルギーに暴露して、組成物から少なくとも1種の呼吸抑制気
体を発生させて物質周囲の雰囲気に放出することを含んでなる方法に関する。
【0017】 加えて、本発明は、物資の表面または物質を取り巻く雰囲気を脱臭する、もし
くは物質の鮮度を高める方法であって、物質を、電磁エネルギーの不存在下では
脱臭性気体を放出しない組成物に近接して配置し、組成物を電磁エネルギーに暴
露して、組成物から少なくとも1種の脱臭性気体を発生させて物質周囲の雰囲気
に放出することを含んでなる方法に関する。
【0018】 本発明の他の態様は、物質への生物の化学走性誘引を遅延、防止、抑制または
制御する方法であって、物質を、電磁エネルギーの不存在下では臭気遮蔽気体ま
たは臭気中和気体を放出しない組成物に近接して配置し、組成物を電磁エネルギ
ーに暴露して、組成物から少なくとも1種の臭気遮蔽気体または臭気中和気体を
発生させて物質周囲の雰囲気に放出することを含んでなる方法に関する。
【0019】 また、本発明は、雰囲気の微生物汚染を遅延、防止または制御する方法であっ
て、組成物を電磁エネルギーに暴露して、組成物から少なくとも1種の汚染除去
気体を発生させて組成物を取り巻く雰囲気に放出することを含んでなる方法に関
する。
【0020】 本発明のさらに他の態様は、物質の表面、物質の内部または物質を取り巻く雰
囲気において微生物汚染を遅延、殺生、防止または制御する、若しくは物質の表
面、物質の内部または物質を取り巻く雰囲気において、生化学的分解を遅延、防
止または制御する、物質の表面または物質を取り巻く雰囲気を脱臭する、物質の
鮮度を高める、物質への生物の化学走性誘引を遅延、防止、抑制または制御する
方法であって、物質を、電磁エネルギーの不存在下では二酸化塩素気体を発生お
よび放出しない組成物に近接して配置し、組成物を電磁エネルギーに暴露して、
組成物から二酸化塩素気体を発生させて物質周囲の雰囲気に放出することを含ん
でなる方法に関する。
【0021】 本発明の他の態様は、気体発生層およびバリア層を含んでなる、電磁エネルギ
ーにより制御された少なくとも1種の気体の発生および放出のための複合体に関
する。気体発生層は、電磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化触
媒、および酸化または反応されて少なくとも1種の気体を発生することができる
アニオンを含んでなる。バリア層は、気体発生層の表面に近接しており、電磁エ
ネルギーを気体発生層へ伝達することができ、かつ気体不透過性または半透過性
である。気体発生層は、電磁エネルギーに暴露された場合、触媒の活性化および
アニオンの酸化または反応の後に、気体を発生および放出できる。
【0022】 本発明のさらに他の態様は、電磁エネルギーおよび湿分により制御された少な
くとも1種の気体の発生および放出のための組成物に関する。この組成物は、電
磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化触媒、触媒の活性化中に発
生するプロトン種と反応し、または酸化して少なくとも1種の気体を発生するこ
とができるアニオン、酸放出剤、およびヒドロニウムイオンと反応して少なくと
も1種の気体を発生することができるアニオン を含んでなる。この組成物は、電磁エネルギーおよび湿気に暴露された場合、触
媒の活性化、酸放出剤の加水分解およびアニオンの酸化または反応の後に、気体
を発生および放出できる。 本発明の他の目的および利点は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう
【0023】 (発明の実施するための最良の形態) 本発明によれば、二酸化塩素のような気体の制御された持続放出(徐放)は、
エネルギー活性化触媒およびアニオンを含む組成物を可視光または紫外線のよう
な電磁エネルギーに暴露した場合、そのような組成物から発生されることが見出
された。アニオンは、活性化触媒により酸化されるか、または触媒の活性化中に
生成する種と反応して、気体を発生する。気体の発生は、電磁エネルギーへの組
成物の暴露を停止することにより中断でき、組成物を電磁エネルギーへ再度暴露
することにより再開できる。このようにして所望の使用に必要なときに、組成物
を繰返し活性化および不活性化できる。ヒドロニウムイオンを生成する湿気活性
化組成物とは異なり、エネルギー活性化組成物は、気体を発生するのに使用され
るアニオンの分解を防止できる高pHで加工できる。好ましくは、組成物は、ア
ニオンが光酸化されるように光活性触媒を含む。好ましくは、組成物は、容易に
調製でき、種々の最終用途製品(例えば、フィルム、接着剤、顆粒状ブレンド、
ワックス、樹脂、ポリマー、プラスチック、粉末化組成物、並びに錠剤およびチ
ューブのような成形品)として使用でき、または種々の最終用途製品に組み込む
ことができる粉末として処方される。
【0024】 本発明の組成物は、好ましくは、電磁エネルギーにより活性化することができ
るエネルギー活性化触媒約50〜99.99重量%、および活性化触媒により酸
化されるか、または触媒の活性化中に生成する種と反応して気体を発生すること
ができるアニオン源約0.01〜50重量%、より好ましくは、エネルギー活性
化触媒約80〜98重量%およびアニオン源約2〜20重量%、最も好ましくは
エネルギー活性化触媒約86〜96重量%およびアニオン源約4〜14重量%を
含む。組成物を電磁エネルギーに暴露すると、エネルギー活性化触媒が活性化さ
れ、アニオンが酸化または反応されて、気体を発生および放出する。
【0025】 特定の理論に拘束されるものではないが、組成物は、以下の過程の1つまたは
それ以上を介して生成するものと考えられる。電磁エネルギーに暴露されると、
エネルギー活性化触媒はバンドギャップを超えるエネルギーを有する光子(フォ
トン)を吸収する。電子が、価電子帯から伝導帯へ励起され、価電子帯正孔が発
生する。正孔および電子が、エネルギー活性化触媒の表面へ拡散し、そこでそれ
ぞれ化学的に反応する。アニオンは、電子がアニオンから価電子帯正孔へ移動さ
れたとき、活性化触媒により酸化され、気体を生成する。二酸化塩素または二酸
化窒素は、亜塩素酸塩または亜硝酸塩から正孔へのそのような電子の移動により
発生すると考えられる。このような気体および他の気体、例えばオゾン、塩素、
二酸化炭素、一酸化窒素、二酸化硫黄、一酸化二窒素、硫化硫黄、シアン化水素
酸および一酸化二塩素も、水、化学吸着水酸基または他の水和種からの電子の吸
収により触媒の活性化中に発生するプロトン種とアニオンとの反応によって生成
するものと考えられる。
【0026】 気体は、約6ヶ月までの期間にわたって、組成物から周囲雰囲気へ拡散し、組
成物の近くに位置している物質に影響を与える。少なくとも1日、1週間、1ヶ
月または6ヶ月の期間、一日あたり数ppm/cmの気体を放出する組成物が
、種々の最終用途、例えば脱臭、鮮度向上、化学走性の制御、遅延または防止、
例えば昆虫の誘引の低減または防止、生化学的分解の制御、低減、抑制または防
止、呼吸制御、および物質上での微生物(例えば、バクテリア、カビ、真菌、藻
類、原生動物およびウイルス)の成長の制御、遅延、破壊または防止のために、
処方できる。組成物は、一般に気体の制御された持続放出を可能にするが、特定
の最終用途に望まれるなら、1日未満の間気体を放出するように処方することも
できる。
【0027】 組成物は、該組成物の使用予定に応じて、固体、例えば、粉末、フィルム、錠
剤、被覆、または液体、例えば、固体含有懸濁液(例えば、分散液、エマルショ
ン)であり得る。好ましい実施態様において組成物は、図1に示されるような、
コアの外面16上に層14を有するコア12を含む複数の粒子10から構成され
る粉末である。代わりに、組成物は、図1bで表されるような、コアの外面16
上に粒子20を有するコア12を含む複数の粒子18から構成される粉末である
。別の好ましい実施態様において組成物は、図1cに示されるような、コアの外
面16上に層14および粒子20を有するコア12を含む複数の粒子22から構
成される粉末である。コア12は、エネルギー活性化触媒を含む。層14および
粒子20は、活性化触媒により酸化されるか、触媒活性化中に生成する種と反応
して気体を発生することができるアニオンを含む。層14は、好ましくは、連続
的で実質的に均一であるけれども、種々の厚みの不連続層14を有する粒子10
または22は、許容できる持続的気体放出をもたらす。粉末は、好ましくは、約
50Å〜約1mmの大きさである。
【0028】 本発明の粉末は、好ましくは、約50重量%〜約99.99重量%の間のエネ
ルギー活性化触媒、および約0.01重量%〜約50重量%の間の、活性化触媒
により酸化されるか、または触媒活性化中に生成する種と反応して気体を発生す
ることができるアニオン源、より好ましくは、約80重量%〜約98重量%の間
のエネルギー活性化触媒および約2重量%〜約20重量%の間のアニオン源、最
も好ましくは、約86重量%〜約96重量%の間のエネルギー活性化触媒および
約4重量%〜約14重量%の間のアニオン源を含む。粉末が電磁エネルギーに暴
露された時、エネルギー活性化触媒コアが活性化され、コア表面上のアニオンが
酸化または反応し、気体を発生および放出する。
【0029】 懸濁液が電磁エネルギーに暴露された時、エネルギー活性化触媒が活性化され
、アニオンが酸化されるか、または触媒の励起中に生成する種と反応して気体を
発生し、気体が懸濁液を通じて拡散し、放出される。
【0030】 活性化触媒により酸化されるか、または触媒励起中に生成する種と反応して気
体を発生させることができるアニオンを含有するあらゆる供給源を、組成物中で
使用することができる。アニオンの酸化電位が電子をエネルギー活性化触媒の価
電子帯正孔に移動させるような場合、アニオンは触媒により酸化され気体を発生
することができる。好ましくは、固体がアニオンを含有する。好適な固体は、ア
ニオンと対イオンとの塩、アニオンを浸漬した不活性物質(例えば、硫酸塩、ゼ
オライトまたは粘土)、高分子電解質(例えば、ポリエチレングリコール、エチ
レンオキシドコポリマーまたは界面活性剤)、固体電解質またはアイオノマー(
例えば、ナイロンまたは NafionTM(DuPont))、または固溶体を含む。組成物
が固体含有懸濁液であるとき、塩は溶媒中で解離し、アニオンおよび対イオンを
含む溶液を形成し、エネルギー活性化触媒は該溶液に懸濁している。粉末を、例
えば、この懸濁液を乾燥させることにより、または固体(例えば、塩粒子)とエ
ネルギー活性化触媒粒子とを物理的にブレンドすることにより形成することがで
きる。
【0031】 アニオン源として使用するために好適な塩は、次のものを含む:アルカリ金属
亜塩素酸塩、アルカリ土類金属亜塩素酸塩、遷移金属イオン、プロトン化1級、
2級または3級アミン若しくは4級アミンとの亜塩素酸塩、アルカリ金属重亜硫
酸塩、アルカリ土類金属重亜硫酸塩、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級ま
たは3級アミン若しくは4級アミンとの重亜硫酸塩、アルカリ金属亜硫酸塩、ア
ルカリ土類金属亜硫酸塩、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級ア
ミン若しくは4級アミンとの亜硫酸塩、アルカリ金属硫化物、アルカリ土類金属
硫化物、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級
アミンとの硫化物塩、アルカリ金属重炭酸塩、アルカリ土類金属重炭酸塩、遷移
金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミンとの重
炭酸塩、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、遷移金属イオン、プロ
トン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミンとの炭酸塩、アルカリ金
属水硫化物、アルカリ土類金属水硫化物、遷移金属イオン、プロトン化1級、2
級または3級アミン若しくは4級アミンとの水硫化物塩、アルカリ金属亜硝酸塩
、アルカリ土類金属亜硝酸塩、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3
級アミン若しくは4級アミンとの亜硝酸塩、アルカリ金属次亜塩素酸塩、アルカ
リ土類金属次亜塩素酸塩、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級ア
ミン若しくは4級アミンとの次亜塩素酸塩、アルカリ金属シアン化物、アルカリ
土類金属シアン化物、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン
若しくは4級アミンとのシアン化物塩、アルカリ金属過酸化物、アルカリ土類金
属過酸化物、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは
4級アミンとの過酸化物塩。好ましい塩は、ナトリウム、カリウム、カルシウム
、リチウム若しくはアンモニウム塩との、亜塩素酸塩、重亜硫酸塩、亜硫酸塩、
硫化物、水硫化物、重炭酸塩、炭酸塩、次亜塩素酸塩、亜硝酸塩、シアン化物ま
たは過酸化物を含む。市販形態の、使用するために好適な亜塩素酸塩および他の
塩は、さらなる塩および添加剤(例えば、気体への転化を触媒するスズ化合物)
を含有することができる。
【0032】 組成物により放出される気体は、酸化または反応するアニオンに依存する。ア
ニオンからの電子損失により、アニオンと電磁エネルギー活性化プロトン種との
反応により、酸化/還元反応におけるカチオンの還元により、またはアニオンと
化学吸着された分子酸素、酸化物若しくはヒドロキシル基との反応により形成す
るあらゆる気体が、組成物より発生および放出され得る。気体は、好ましくは、
二酸化塩素、二酸化硫黄、硫化水素、シアン化水素酸、二酸化窒素、一酸化窒素
、亜酸化窒素、二酸化炭素、一酸化二塩素、塩素またはオゾンである。
【0033】 組成物がクロライトアニオン源を含有する場合、二酸化塩素気体が発生および
放出される。組成物に組込まれ得る好適な亜塩素酸塩源は、アルカリ金属亜塩素
酸塩(例えば、亜塩素酸ナトリウムまたは亜塩素酸カリウム)、アルカリ土類金
属亜塩素酸塩(例えば、亜塩素酸カルシウム)、あるいは遷移金属イオン、プロ
トン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミンとの亜塩素酸塩(例えば
、亜塩素酸アンモニウム、亜塩素酸トリアルキルアンモニウムおよび亜塩素酸第
4級アンモニウム)を含む。亜塩素酸ナトリウムのような好適な亜塩素酸塩源は
、本発明の組成物に組込まれた際、約90℃を超える加工温度で安定であり、比
較的高温で加工することができる。脱臭するため、鮮度を高めるため、化学走性
を遅延、防止、阻止若しくは制御するため、生化学的分解を遅延、防止、阻止若
しくは制御するため、生化学的汚染(例えば、生化学的闘いの後の失活した生化
学的汚染)を遅延、防止、若しくは制御するため、またはバクテリア、カビ、真
菌、藻類、原生動物およびウィルスの生育を殺生、遅延、制御若しくは防止する
ために、二酸化塩素放出組成物を使用することができる。
【0034】 組成物が、ビスルファイトアニオンまたはスルファイトアニオンを含有する場
合、二酸化硫黄が発生および放出される。組成物に組込むことができる重亜硫酸
塩源は、アルカリ金属重亜硫酸塩(例えば、重亜硫酸ナトリウムまたは重亜硫酸
カリウム)、アルカリ土類金属重亜硫酸塩(例えば、重亜硫酸カルシウム)、あ
るいは遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級ア
ミンとの重亜硫酸塩を含む。そのような重亜硫酸塩は溶液中で解離し、ビスルフ
ァイトアニオンおよび場合によりスルファイトアニオンを形成する。食品保存(
例えば、生化学的分解、例えば産品の褐変の抑制)、消毒および酵素触媒反応の
抑制のために、二酸化硫黄放出組成物を使用することができる。組成物を、触媒
サイクル中の塩素気体濃度を減少させるためにも使用することができ、その場合
、アルミニウムまたは鉄粉末を、塩素と二酸化塩素との混合物から塩素を選択的
に除去するために使用する。組成物を包装材中に入れ、組成物を電磁エネルギー
に暴露して二酸化硫黄を発生させ、包装材を封止して包装材中で二酸化硫黄雰囲
気を造ることによる改質雰囲気包装においても、該組成物は有用である。
【0035】 硫化水素は、ヒドロスルファイドアニオンまたはスルファイドアニオン含有組
成物から発生および放出される。許容できるヒドロスルファイドアニオン源は、
アルカリ金属水硫化物(例えば、水硫化ナトリウムまたは水硫化カリウム)、ア
ルカリ土類金属水硫化物(例えば、水硫化カルシウム)、あるいは遷移金属イオ
ン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミンとの水硫化物塩
を含む。許容できるスルファイドアニオン源は、アルカリ金属硫化物(例えば、
硫化ナトリウムまたは硫化カリウム)、アルカリ土類金属硫化物(例えば、硫化
カルシウム)、あるいは遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミ
ン若しくは4級アミンとの硫化物塩を含む。硫化水素気体放出組成物を、化学品
製造における還元剤または硫黄源として、および重合阻害剤として使用すること
ができる。
【0036】 塩素気体および一酸化二塩素は、ハイポクロライトアニオン含有組成物から発
生および放出される。許容できるハイポクロライトアニオン源は、アルカリ金属
次亜塩素酸塩(例えば、次亜塩素酸ナトリウム)、アルカリ土類金属次亜塩素酸
塩(例えば、次亜塩素酸カルシウム)、あるいは遷移金属イオン、プロトン化1
級、2級または3級アミン若しくは4級アミンとの次亜塩素酸塩を含む。塩素気
体放出組成物を、肉、魚および産品の加工処理において、および殺虫剤として使
用することができる。一酸化二塩素放出組成物を、殺生物剤として使用すること
ができる。
【0037】 組成物がシアナイドアニオン源を含有する場合、シアン化水素酸が組成物から
発生および放出される。好適なシアナイドアニオン源は、アルカリ金属シアン化
物(例えば、シアン化ナトリウムまたはシアン化カリウム)、アルカリ土類金属
シアン化物(例えば、シアン化カルシウム)、あるいは遷移金属イオン、プロト
ン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミンとのシアン化物塩を含む。
シアン化水素酸気体放出組成物を、農薬または殺鼠薬として使用することができ
る。
【0038】 組成物がビカーボネートアニオンまたはカーボネートアニオン源を含有する場
合、二酸化炭素が発生および放出される。組成物に組込むことができる好適な重
炭酸塩源は、アルカリ金属重炭酸塩(例えば、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウ
ムまたは重炭酸リチウム)、アルカリ土類金属重炭酸塩、あるいは遷移金属イオ
ン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミンとの重炭酸塩(
例えば、重炭酸アンモニウム)を含む。そのような重炭酸塩は溶液中で解離し、
ビカーボネートアニオンおよび場合によりカーボネートアニオンを形成する。二
酸化炭素気体放出組成物を、土壌表面に適用して温室中で使用して、植物の周囲
空気を富養化させることができる。組成物を包装材中に入れ、組成物を電磁エネ
ルギーに暴露して二酸化炭素を発生させ、包装材を封止して包装材中で二酸化炭
素雰囲気を造ることによる改質雰囲気包装においても、二酸化炭素放出組成物を
使用することができる。次いでその包装を、貯蔵および輸送中の産品、切花また
は他の植物の呼吸を制御するため、または食品の生化学的分解を遅延、防止、阻
止若しくは制御するために、使用することができる。
【0039】 組成物がナイトライトアニオン源を含有する場合、酸化窒素(例えば、二酸化
窒素または一酸化窒素)が組成物から発生および放出される。好適なナイトライ
トアニオン源は、アルカリ金属亜硝酸塩(例えば、亜硝酸ナトリウムまたは亜硝
酸カリウム)、アルカリ土類金属亜硝酸塩(例えば、亜硝酸カルシウム)、ある
いは遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミ
ンとの亜硝酸塩を含む。二酸化窒素または一酸化窒素気体放出粉末を、生体適合
物質の生体適合性を向上させるため、および包装雰囲気を改質させるために使用
することができる。
【0040】 組成物がパーオキサイドアニオン源を含有する場合、オゾン気体が発生および
放出される。組成物に組込むことができる好適なオゾン源は、アルカリ金属過酸
化物(例えば、過酸化ナトリウムまたは過酸化カリウム)、アルカリ土類金属亜
塩素酸塩(例えば、過酸化カルシウム)、あるいは遷移金属イオン、プロトン化
1級、2級または3級アミン若しくは4級アミンとの過酸化物塩を含む。脱臭す
るため、鮮度を高めるため、化学走性を遅延、防止、阻止若しくは制御するため
、生化学的分解を遅延、防止、阻止若しくは制御するため、またはバクテリア、
カビ、真菌、藻類、原生動物およびウィルスの生育を殺生、遅延、制御または防
止するために、オゾン放出組成物を使用することができる。
【0041】 いくつかの場合において組成物は、2つまたはそれ以上の異なる気体を異なる
速度で放出する2つまたはそれ以上の異なるアニオンを含有する。異なる目的の
ために気体が放出され、1つの気体が、他の気体の効果を強める。例えば、ビス
ルファイトアニオンおよびクロライトアニオン含有組成物は、食品保存のために
二酸化硫黄を放出し、脱臭、鮮度向上、化学走性制御または微生物の制御のため
に二酸化塩素を放出し得る。
【0042】 本発明のエネルギー活性化触媒を活性化させることが出きるあらゆる電磁エネ
ルギー源を、組成物から気体を発生させるために使用することができる。即ち、
エネルギー活性化触媒のバンドギャップを超えるエネルギーを有するプロトンを
供給する、あらゆる電磁エネルギー源が好適である。組成物の光活性化のために
好ましい電磁エネルギー源は、日光、螢光、紫外線のような光を含む。紫外線、
および白熱光以外の可視光(例えば、青色光)が、好ましい電磁エネルギー源で
ある。エネルギー活性化触媒に伝える波長範囲を制限することが望ましい場合、
UV遮断剤のような添加剤も組成物に含めることができる。組成物の吸収波長を
シフトさせるため、特に紫外吸収波長を可視光吸収波長にシフトさせ、室内光に
よる活性化を向上させるために、感光剤を添加することができる。気体発生速度
および放出速度を遅くするために、UV吸収剤を組成物に添加することができる
【0043】 電磁エネルギーにより活性化されるあらゆる半導体、またはそのような半導体
を組込んだ粒子若しくは他の物質を、組成物のエネルギー活性化触媒として使用
することができる。そのような半導体は、一般的に、該技術において既知の様々
な方法(例えば、焼結)により製造される金属、セラミック、無機またはポリマ
ー物質である。半導体をシリカまたはアルミナのような物質で表面処理またはカ
プセル封入し、半導体の耐久性、分散性または他の特性を向上させることもでき
る。本発明で使用する触媒は、ナノ粒子から顆粒までの幅広い範囲の粒度で市販
されている。
【0044】 典型的なエネルギー活性化触媒は、次のものを含む:金属酸化物〔例えば、ア
ナターゼ、ルチルまたは非晶質二酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)
、三酸化タングステン(WO3)、二酸化ルテニウム(RuO2)、二酸化イリジ
ウム(IrO2)、二酸化スズ(SnO2)、チタン酸ストロンチウム(SrTi
3)、チタン酸バリウム(BaTiO3)、酸化タンタル(Ta25)、チタン
酸カルシウム(CaTiO3)、酸化鉄(III)(Fe23)、三酸化モリブデン(
MoO3)、五酸化ニオブ(NbO5)、三酸化インジウム(In23)、酸化カ
ドミウム(CdO)、酸化ハフニウム(HfO2)、酸化ジルコニウム(ZrO2 )、二酸化マンガン(MnO2)、酸化銅(Cu2O)、五酸化バナジウム(V2
5)、三酸化クロム(CrO3)、三酸化イットリウム(YO3)、酸化銀(A
2O)またはTixZr1-x2〈式中、xは0〜1の間である〉〕、硫化金属〔
例えば、硫化カドミウム(CdS)、硫化亜鉛(ZnS)、硫化インジウム(I
23)、硫化銅(Cu2S)、二硫化タングステン(WS2)、三硫化ビスマス
(BiS3)または二硫化亜鉛カドミウム(ZnCdS2)〕、金属カルコゲニド
〔例えば、セレン化亜鉛(ZnSe)、セレン化カドミウム(CdSe)、セレ
ン化インジウム(In2Se3)、セレン化タングステン(WSe3)またはテル
ル化カドミウム(CdTe)〕、金属燐化物〔例えば、燐化インジウム(InP
)〕、金属砒化物〔例えば、砒化ガリウム(GaAs)〕、非金属半導体〔例え
ば、珪素(Si)、炭化珪素(SiC)、ダイヤモンド、ゲルマニウム(Ge)
、二酸化ゲルマニウム(GeO2)およびテルル化ゲルマニウム(GeTe)〕
、光活性ホモポリアニオン〔例えば、W1032 -4〕、光活性ヘテロポリアニオン
〔例えば、XM1240 -nまたはX21862 -7〈式中、Xは、Bi、Si、Ge
、PまたはAsであり、Mは、MoまたはWであり、nは1〜12の整数である
〉〕およびポリマー半導体〔例えば、ポリアセチレン〕。
【0045】 遷移金属酸化物(例えば、二酸化チタンおよび酸化亜鉛)が好ましい。なぜな
ら、それらは化学的に安定で、非毒性、安価であり、高い光触媒活性を示し、透
明の成形プラスチック製品または押出プラスチック製品の製造において有用なナ
ノ粒子として入手できるからである。
【0046】 本発明のあらゆる組成物からの気体放出速度、気体放出を開始する組成物の活
性化および放出速度プロフィルを、様々な方法、例えば、組成物中のエネルギー
活性化触媒またはアニオン源濃度を変更することにより、塩基、界面活性剤、希
釈剤または濾光添加剤を組成物に添加することにより、ケイ酸塩のような物質を
錯体活性表面サイトに添加することにより、触媒に電荷、格子または表面欠陥(
例えば、チタンベース触媒にTi3+不純物)を導入することにより、組成物の加
工方法を変更することにより、光の波長および強度を変調することにより、ある
いは組成物製造における成分の添加順序を変更することにより、変えることがで
きる。
【0047】 組成物の全重量を基準に約99%までのあらゆる通常の粉末、フィルム、塗料
または触媒添加剤を、本発明の組成物に含めることができる。そのような添加剤
は、着色料および染料、芳香剤、フィラー、滑剤、安定剤、促進剤、遅延剤、相
乗剤、ブレンド助長剤、制御剥離剤、酸化防止剤、UV遮断剤、離型剤、可塑剤
、殺生物剤、流動剤、耐クラッキング剤、加工助剤および濾光剤を含む。
【0048】 気体放出を制御するために好ましい添加剤は、塩基、界面活性剤および濾光剤
を含む。塩基は、加工中にアニオンを安定化し、アニオンの酸化を助ける水酸ラ
ジカルを生ずることにより電子移動に関係すると考えられる。組成物中の塩基量
を調節して、気体放出期間を変更し、組成物の熱安定性を向上させることができ
る。例えば、より遅い気体放出を望む場合、塩基濃度を上昇させることができる
。好ましくは、組成物の全重量を基準に約50重量%までの塩基を本発明の組成
物に含める。好適な塩基は、アルカリ金属水酸化物(例えば、水酸化リチウム、
水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウム)、アルカリ土類金属水酸化物(例えば
、水酸化カルシウムまたは水酸化マグネシウム)、あるいは遷移金属イオン、プ
ロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミンとの水酸化物塩(例え
ば、水酸化アンモニウム)を含むが、これらに限定されない。
【0049】 界面活性剤は、組成物表面上で可動イオン層を造り、アニオンと価電子帯正孔
との間の電荷移動を速めると考えられる。気体放出速度を変更するあらゆる界面
活性剤を、組成物に添加することができる。典型的な界面活性剤は、Triton X-3
01(登録商標)(エトキシル化アルキルフェノール硫酸塩、Union Carbide 製)お
よび Triton X-100(登録商標)(アルキルアリールエトキシレート、Union Carbi
de 製)を含む。
【0050】 濾光添加剤は、入射光の組成物への伝導を制御し、気体放出速度を減少させる
ことができる。好適な濾光添加剤は、ケイ酸塩および粘土を含む。水または水混
和性有機物質の水溶液に溶解するあらゆるケイ酸塩を、本発明の組成物の製造に
使用することができる。好適なケイ酸塩は、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナト
リウム、セスキケイ酸ナトリウム、オルトケイ酸ナトリウム、ホウケイ酸塩およ
びアルミノケイ酸塩を含む。使用するために好適な市販形態のそのようなケイ酸
塩は、一般にナトリウムカチオンおよびカリウムカチオンを含む。ケイ酸塩粒子
中、アルカリ金属カチオン(M2Oとして測定〈式中、Mはナトリウムおよびカ
リウムからなる群から選ばれる〉)に対する珪素(SiO2として測定)の比は
、約2.0〜約4.0の間、好ましくは約2.3〜約3.5の間、最も好ましくは約
2.5〜約3.2の間である。
【0051】 本発明の組成物を、粉末、フィルム、被覆、錠剤、エマルションおよび懸濁液
を含む様々な形態に製造することができる。懸濁液を、好ましくは、エネルギー
活性化触媒、溶媒および亜塩素酸塩、重亜硫酸塩、亜硫酸塩、硫化物塩、重炭酸
塩、炭酸塩、水硫化物塩、亜硝酸塩、次亜塩素酸塩またはシアン化物塩を混合す
ることにより製造する。好ましくは、塩を溶媒と混合して溶液を形成し、エネル
ギー活性化触媒を該溶液と混合して懸濁液を形成する。懸濁液を、触媒を活性化
する波長の電磁エネルギーに暴露しない条件(例えば、光活性触媒に対して暗条
件)下で貯蔵する。代わりに、エネルギー活性化触媒と溶媒とを混合してスラリ
ーを形成し、塩を該スラリーに添加して懸濁液を形成することができ、または混
合して懸濁液を形成する前に、エネルギー活性化触媒および塩の両方を溶媒と混
合することができる。
【0052】 懸濁液を調製する時、超音波混合、高剪断混合またはあらゆる通常の均一化法
を使用することができる。懸濁液を形成するために使用する溶媒は、塩が溶ける
あらゆる液体であり、例えば、水または水混和性有機物質(例えば、アルコール
、ケトン、例えばアセトン、ポリアクリレート、例えばポリ(メチルメタクリレ
ート)、またはアミド、例えばジメチルホルムアミド)の水溶液である。
【0053】 図1a〜1cに示されるような粉末を、好ましくは、懸濁液を噴霧乾燥するこ
とにより調製する。粉末を形成するために、他の溶媒除去技術も使用することが
でき、これには、濾過、遠心分離、塩がエネルギー活性化触媒粒子により化学吸
着されるような懸濁液の乾燥、またはあらゆる他の固体-液体分離プロセスが含
まれる。本発明の粉末にとって、50〜95%の気体放出効率が典型的である。
粉末を、触媒を活性化する波長の電磁エネルギーに暴露しない条件(例えば、光
活性触媒に対して暗条件)下で貯蔵する。
【0054】 懸濁液を形成した後、例えば、ノズルまたは回転ディスクのようなあらゆる既
知の微粒化手段を含む該技術において既知のあらゆる方法により、懸濁液を噴霧
乾燥して粉末を形成することができる。典型的に、入口温度および出口温度をそ
れぞれ、水性懸濁液に対して約250〜約350℃および約100〜約150℃
に維持し、該技術において知られているように、他の溶媒を含有する懸濁液では
入口温度および出口温度を変化させる。噴霧乾燥法は、一般に急速に(例えば、
約60秒以内で)行う。次いで、所望により粉末をあらゆる通常の方法によりさ
らに乾燥させ得る。
【0055】 本発明の粉末のあらゆる形態を、粒度、固体濃度、成分の相対比、粘度、表面
張力、供給溶液の温度、供給速度、滞留時間、気流速度、気温、ドライヤーのフ
ロー方向、該技術において知られているような噴霧乾燥法において使用するノズ
ルまたはアトマイザーの種類を変更することにより、変えることができる。例え
ば、アニオン濃度がコア表面上でアニオンが結晶化するために十分高い場合、図
1bの粉末が形成する。比較的アニオン濃度が低い場合、図1aの粉末が形成す
る。図1cの粉末は、アニオンがコア表面上で共結晶化する中間のアニオン濃度
で形成する。
【0056】 本発明の粉末を、上記の方法により、またはあらゆる通常の被覆法(例えば、
流動化)により製造することができる。塩溶液を流動化法では、物質を小さな直
径のノズルを通じて、該物質が流動化エネルギー活性化触媒コア粒子に衝突し得
る流動床室に通すことにより、エーロゾル化する。流動化エネルギー活性化触媒
コア粒子と接触し、塩溶液が蒸発して、粉末が形成する。次いで該粉末を、エネ
ルギー活性化触媒を活性化することができる波長の電磁エネルギーを遮断する容
器に梱包し得る。梱包前に粉末を粉砕または微粉砕して、その粒度を減少させ、
微紛にすることもできる。本発明の粉末を、実施例1および3に記載されている
ような塩粒子とエネルギー活性化触媒との機械的ブレンド、機械的流動化ブレン
ドおよび他の既知の粉末製造法を使用して製造することもできる。
【0057】 本発明の組成物の用途は、非常に多い。組成物を、電磁エネルギーの暴露が生
ずるほとんどあらゆる環境で使用することができる。粉末をまた、成形または焼
結により固体に形成することができる。粉末を、浸漬、溶融加工、焼結、他の粉
末とのブレンド、または別の方法では様々な物質に組込んで、幅広い最終用途の
ためのフィルム、ファイバ、被覆、錠剤、樹脂、ポリマー、プラスチック、チュ
ーブ、膜、強化物質、ペイントおよび接着剤を提供することができる。粉末は、
あらゆる射出成形品、圧縮成形品、熱成形品または押出成形品(例えば、キャス
トフィルムまたはインフレートフィルム)の製造において特に有用である。粉末
の熱安定性により、それらを射出成形法に使用することができる。
【0058】 本発明の粉末を、好ましくは、通常の手段で該粉末を配合およびペレット化し
、通常の成形プロセスの前に、該ペレットを物質と混合することにより、射出成
形、圧縮成形、熱成形または押出成形のプラスチック製品に組込む。これらの製
品を形成するために好適な物質は、あらゆるポリマー、多成分ポリマー(例えば
、コポリマー、ターポリマーまたはオリゴマー)およびポリマーアロイまたはこ
れらのブレンドまたはあらゆるワックスを含む。典型的なポリマーは、ポリオレ
フィン(例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレン)、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、メタロセンポリマー、ポリエステル、
ポリアクリルエステル、アクリル樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ
アミド、ポリエステルアミド、エチレン-ビニルアセテートコポリマー、エチレ
ン-メタクリレートコポリマーおよびポリアセタールを含む。好適なワックスは
、微晶質ワックス、パラフィンワックスおよび合成ワックス、例えば、塩素化ワ
ックス、ポリエチレンワックス、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレン
グリコールを含む。
【0059】 成形品は、好ましくは約0.1〜約70重量%の間の本発明の粉末および約3
0〜約99.9重量%の間の物質、より好ましくは約1〜約50重量%の間の本
発明の粉末および約50〜約99重量%の間の物質、最も好ましくは約2〜約5
0重量%の間の本発明の粉末および約50〜約98重量%の間の物質を含む。
【0060】 成形品を、あらゆる通常のポリマー加工法により製造することができる。例え
ば、本発明の粉末または粉末ペレットと物質とを、ミキサー(例えば、ヘンシェ
ルミキサー)内で一緒に混合し、約200℃を超えない温度で操作される押出機
または成形装置に供給し、溶融物を形成することができる。該溶融物を、フィル
ムとして流延押出し、振動コンベヤー上で乾燥空冷を使用してペレット化し、ま
たは通常の射出成形、熱成形または圧縮成形法により所望の形に形成することが
できる。
【0061】 溶融物を、周知のホットメルト、漬け塗、噴霧塗布、流し塗、ドライワックス
、ウェットワックスおよび積層法を使用することによりフィルムとして表面上に
適用することができる。キャストフィルムおよびインフレートフィルムの製造は
、以下の実施例10および11に記載されている。本発明の組成物がナノ粒子の
形態(例えば、直径50Å)である場合、透明フィルムが形成され得る。
【0062】 通常のフィルム形成添加剤を、必要により、物質に添加することができる。そ
のような添加剤は、架橋剤、UV安定剤、難燃剤、乳化剤、相溶化剤、滑剤、酸
化防止剤、着色料および染料を含む。
【0063】 多層複合体を形成して、複合体から形成された封入物中に気体を発生させるこ
とができる。そのような複合体は、気体発生層とバリア層とを有する。気体発生
層は、電磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化触媒および酸化ま
たは反応して気体を発生し得るアニオンを含む。バリア層は、気体発生層表面に
近接する。バリア層は電磁エネルギーに対して透明であり、該エネルギーを気体
発生層に伝える。しかしながら、バリア層は、気体発生層より発生および放出さ
れる気体に対し、不透性またはわずかに半透性である。気体発生層は、電磁エネ
ルギーに暴露された際、触媒の活性化およびアニオンの酸化または反応の後に、
気体を発生および放出することができる。
【0064】 物質を本発明の組成物に近接して配置し、該組成物を電磁エネルギーに暴露し
て組成物から物質を取り巻く雰囲気中に殺生物気体を放出させることにより、物
質の表面、物質の内部または物質を取り巻く雰囲気中の微生物汚染を遅延、殺生
、防止または制御するために、本発明の気体放出粉末、懸濁液または他の組成物
を使用することができる。
【0065】 物質を本発明の組成物に近接して配置し、該組成物を電磁エネルギーに暴露し
て組成物から物質を取り巻く雰囲気中に生化学的分解を抑制する気体を発生およ
び放出させることにより、物質の表面または物質の内部の生化学的分解を遅延、
防止、抑制または制御するために、気体放出組成物を使用することができる。該
物質は、好ましくは、果物、野菜または他の食品のような産品である。食品を、
好ましくは、改質雰囲気包装中で貯蔵または輸送し、生化学的分解または微生物
汚染を遅延、防止、抑制または制御することにより食品の貯蔵寿命を延長させる
【0066】 物質を本発明の組成物に近接して配置し、該組成物を電磁エネルギーに暴露し
て組成物から物質を取り巻く雰囲気中に呼吸制御気体を発生および放出させるこ
とにより物質の呼吸を制御するためにも、気体放出組成物を使用することができ
る。該物質は、好ましくは、果物、野菜、肉、肉製品、海産食物、海産食物製品
若しくは他の食品または花若しくは他の植物である。食品および花の呼吸制御は
、改質雰囲気包装中または包装を透過できる選択気体中で食品または花を貯蔵お
よび輸送することにより一般に達成される。
【0067】 物質を組成物に近接して配置し、該組成物を電磁エネルギーに暴露して組成物
から物質を取り巻く雰囲気中に脱臭気体を発生および放出させることにより物質
の表面または物質を取り巻く雰囲気を脱臭し、物質の鮮度を高めるためにも、気
体放出組成物を使用することができる。
【0068】 物質を組成物に近接して配置し、該組成物を電磁エネルギーに暴露して組成物
から物質を取り巻く雰囲気中に臭気遮断気体または臭気中和気体を発生および放
出させることにより物質に対する生物の化学走性誘引を遅延、防止、抑制または
制御するためにも、気体放出組成物を使用することができる。
【0069】 組成物を電磁エネルギーに暴露して組成物から組成物を取り巻く雰囲気中に汚
染除去気体を発生および放出させることにより雰囲気中の生化学的汚染を遅延、
防止、または制御するためにも、気体放出組成物を使用することができる。物質
を組成物に近接して配置し、組成物を電磁エネルギーに暴露して組成物から物質
を取り巻く雰囲気中に汚染除去気体を発生および放出させることにより物質の生
化学的汚染を遅延、防止、または制御するためにも、該組成物を使用することが
できる。汚染除去気体は、例えば、不活性生化学的汚染(例えば、膿疱)への生
化学的闘いの後で、または他の戦闘汚染物除去のために使用される。
【0070】 上記方法で使用する本発明の組成物は、好ましくは、固体または液体(例えば
、固体含有懸濁液)である。 上記方法において、物質表面または物質全体を本発明の粉末で浸漬または組成
物で被覆することができ、組成物を物質と混合することができ、組成物を気体透
過性容器で封入することができ、または物質および組成物を容器で封入すること
ができる。組成物を容器内に封入する際、容器を密封することができ、またはい
くらかの気体が容器から漏れるように部分封止することができる。
【0071】 二酸化塩素放出粉末を、例えば、次のもの(食品、石鹸、洗濯用洗剤、文書、
衣服、ペイント、種、医療用の器具、装置および供給品〈例えば、カテーテルお
よび縫糸〉、パーソナルケア製品、医療または生化学的廃棄物、運動靴、フィス
テル形成バッグ(ostomy bags)、履物並びにゴミ)を貯蔵するために使用する
容器に注入することができる。そのような粉末を、医療、病院、家庭または商業
用の器具のためのカバーまたは貯蔵に使用するカバーにも注入することができる
。粉末の小包、香料袋、「ティーバッグ」または他の気体透過性容器を貯蔵容器
に入れて、活性化により二酸化塩素微小雰囲気を生じさせ得る。二酸化塩素放出
粉末をまた、紙またはポリマー物質(例えば、シャワーマット、靴の中敷若しく
は中底、帯布物質、まな板、食品用ラップ、食品用包装トレー、種子用小袋また
は空気浄化フィルター)に注入することができ、厚紙製容器または他の表面に適
用されるワックスまたはポリマー塗料に組み込むことができ、フィルム、例えば
、貯蔵または医療、病院、家庭若しくは商業用の器具のための包装フィルムまた
はカバーに組み込むことができ、水を滅菌するための多孔質品に形成することが
でき、物質(例えば、土壌)のまわりに二酸化塩素微小雰囲気を造るために物質
と混合することができ、あるいは微生物を殺生し、鮮度を高め、または脱臭する
ために他の粉末(例えば、足用粉末、浴室用粉末、じゅうたん用粉末のような柔
軟な表面を処理する粉末、水分を除去するための乾燥剤)と混合することができ
る。
【0072】 粉末をまた、結合剤または他の錠剤物質と混合して錠剤を形成することができ
、花の保存、表面消毒、医療装置の滅菌のため、または口内洗浄剤としての使用
のために該錠剤を使用直前に水に溶かして、二酸化塩素を発生および放出させ得
る。本発明の懸濁液を、そのような最終用途のための即用製品として包装するこ
ともできる。
【0073】 本発明の懸濁液を、粉末について上記した目的のために使用することができる
。例えば、実施例12に記載されているような懸濁液を、手指の爪または足指の
爪に塗布し、真菌の生育を防止、減少、抑制若しくは制御することができ、また
は爪を漂白することができ、あるいはこれらの目的のためにマニキュア配合物に
含めることができる。そのような懸濁液は、好ましくは約0.1〜約50重量%
の本発明の粉末、約20〜約50重量%のポリマー(例えば、ポリ(メチルメタ
クリレート)またはポリビニルアルコール)および約79.9重量%までの溶媒(
例えば、水溶性配合物に対して水、または非水溶性配合物に対してメタノール若
しくはメチルエチルケトン)を含む。例えば、紫外線硬化接着剤を紫外線に暴露
し、接着剤を硬化させ、歯の充填物を形成する前に、組成物を歯の表面に適用す
ることにより、口腔内の局所消毒のための歯科用途でも本発明の懸濁液を使用す
ることができる。紫外線は、組成物を活性化させ、消毒気体を発生および放出さ
せる。本発明の組成物を、一時的、永久的または半永久的口部治療用途のための
ペーストにも組み込むことができる。
【0074】 悪臭を中和する脱臭に加えて、組成物を、化学走性(即ち、生物の化学物質へ
の誘引)を遅延、防止、抑制または制御するために使用することができる。例え
ば、食品からの臭気は、虫を食品に引き寄せる。食品が臭気遮断気体を放出する
本発明の組成物に近接して配置されている場合、食品から放出される臭気がぼや
けるか、または虫に気づかれない。本発明の組成物をまた、臭気中和気体を放出
させるために使用することができ、それにより、食品から放出される臭気を減少
または除去し、昆虫が食品に引き寄せられない。
【0075】 粉末はまた、動物用飼料に使用するために特に好適である。製造および処理中
に、単胃動物(例えば、ニワトリ、豚、猫、犬、ウサギ、ラット、マウスなど)
用飼料はしばしば、動物を感染させるバクテリアに汚染される。本発明の粉末を
食用タンパク質被覆を含む食用成分から形成する場合、該粉末を製造のあらゆる
段階中、飼料の輸送または貯蔵前、または飼料の使用前に動物用飼料に組み込む
ことができ、それにより、二酸化塩素が飼料中のバクテリアを減少または除去す
る。制御持続的放出粉末は、そのような単胃動物の腸内のバクテリア堆積も減少
させる。
【0076】 本発明の組成物は、上記使用で一般に直面する温度(冷蔵温度を含む)で効率
的に気体を放出する。二酸化塩素放出組成物を、例えば、物質を滅菌および脱臭
するために冷却する必要がある医療用供給物、食品または他の物質の包装に使用
することができる。バリア層を有する多層フィルムも、医療用供給物または食品
に使用するような包装を形成するために使用することができる。バリア層は、包
装内に発生気体を保持し、例えば、貯蔵寿命を向上させ、食品中のカビの生育を
防止し、または医療用供給物の滅菌を高める。
【0077】 本発明の組成物をまた、湿気活性化気体放出組成物(例えば、Wellinghoff ら
による、米国特許第5,360,609号、同5,631,300号、同5,639,
295号、同5,650,446号、同5,668,185号、同5,695,814
号、同5,705,092号、同5,707,739号および同5,888,528号
、並びに同時係属米国特許出願第08/651,876号、同08/724,90
7号、同08/858,860号、同08/921,357号、同08/924,
684号および同09/138,219号に記載されている組成物)とブレンド
して、上記用途および湿気活性化組成物のために知られている用途のために有効
な、湿気および/またはエネルギー活性化組成物を供給することができる。電磁
エネルギー制御または湿分制御された、少なくとも1種の気体を発生および放出
する組成物は、電磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化触媒、お
よび少なくとも1種のアニオン源を含む。アニオンは、触媒活性化中に生成する
プロトン種と反応または酸化して、少なくとも1種の気体を発生させることがで
きる。アニオンはまた、ヒドロニウムイオンと反応して気体を発生させることが
できる。代わりに、ヒドロニウムイオンと反応して第1のアニオン源から放出さ
れる気体とは異なる少なくとも1種の気体を発生させることができる異なるアニ
オン(即ち、第2のアニオン源)が存在し得る。
【0078】 組成物は、上記の米国特許および出願に記載されているような酸放出剤も含む
。酸放出剤は、酸、酸に加水分解し得る物質(即ち、組成物に拡散する水と反応
して酸を形成する物質)またはこれらの混合物のいずれかである。酸加水分解か
ら生ずるヒドロニウムイオンは組成物中を拡散し、アニオンと反応して気体を発
生させる。電磁エネルギーおよび湿分にさらされたとき、触媒の活性化およびア
ニオンの酸化または反応後に、組成物は気体を発生および放出させることができ
る。エネルギー活性化組成物、または湿気およびエネルギー活性化組成物をまた
、エチレンおよび酸素のような気体に対する掃去剤と組み合せて使用して、食品
の生化学的分解の制御、削減または防止を高めることができる。そのような組成
物は、実施例13に記載されている。
【0079】 (実施例) 以下の実施例を、本発明の好ましい実施態様および効用を記載するために提示
するが、別にこの文書に添付する請求の範囲で述べられていない限りは、実施例
は本発明を制限することを意味しない。 実施例1 二酸化チタン(2g、ルチル99.9%(Aldrich Chemical))を水に懸濁さ
せ、懸濁液のpHを、0.1N水酸化ナトリウム水溶液を使用して8.0に調整し
た。懸濁液をガラス製ぺトリ皿に置き、暗フード中で一晩蒸発させ、白色粉末を
形成した。該粉末(1.9015g)を亜塩素酸ナトリウム(2.0798g、工
業グレード(Aldrich Chemical))と混合し、直ぐに500ml広口瓶に入れ、
0〜10ppm二酸化塩素検出器で監視した。図2に示されるように、粉末を光
に暴露させなかった試験開始22.2時間の間には白色粉末から二酸化塩素は放
出されなかった。しかしながら、粉末を螢光可視光に暴露させた際、二酸化塩素
の急速な発生が観察された。
【0080】 実施例2 二酸化チタン(0.5101g、ルチル99.9%(Aldrich Chemical))を亜
塩素酸ナトリウム(0.5084g、工業グレード(Aldrich Chemical))と混
合して物理的粉末ブレンドを形成し、直ぐに500ml広口瓶に入れ、0〜10
ppm二酸化塩素検出器で監視した。図3に示されるように、螢光可視光に3時
間暴露した後でさえ二酸化塩素は、白色粉末から放出されなかった。実施例1の
物理的ブレンドと比較して、この実施例は、表面ヒドロキシル基が存在しない限
り、物理的ブレンドは二酸化塩素を発生しないことを示唆する。
【0081】 実施例3 二酸化チタン(2g、ルチル99.9%(Aldrich Chemical))を水(15g
)に懸濁させた。懸濁液をガラス製ぺトリ皿に置き、暗フード中で一晩蒸発させ
、白色粉末を形成した。該粉末(1.9607g)を亜塩素酸ナトリウム(2.0
157g、工業グレード(Aldrich Chemical))と混合して物理的粉末ブレンド
ト゛を形成し、直ぐに500ml広口瓶に入れ、0〜100ppm二酸化塩素検出 器で監視した。図4に示されるように、螢光可視光を暴露した開始6.95時間
の間に二酸化塩素が白色粉末から放出された。6.95〜23.85時間に粉末を
暗闇中で維持することにより、二酸化塩素放出を停止させた。23.85〜31.
83時間に再び粉末を螢光可視光に暴露させることにより、二酸化塩素発生が再
開した。31.83〜47.93時間に粉末を再び暗闇中で維持すると、二酸化塩
素は発生しなかった。47.93時間〜実験の最終まで粉末を螢光可視光に暴露
することにより、再び二酸化塩素が発生した。
【0082】 実施例4 二酸化チタン(2.0156g、ルチル99.9%(Aldrich Chemical))を水
(11g)に懸濁させ、ガラス製ぺトリ皿に置いた。亜塩素酸ナトリウム(2.
0606g、工業グレード(Aldrich Chemical))と水(7.0411g)との
溶液を添加し、攪拌した。得られた懸濁液はpH10〜11を有した。該懸濁液
を暗フード中で一晩蒸発させ、いくらかの残留水を含有する白色粉末を形成した
。該粉末を500ml広口瓶に入れ、0〜100ppm二酸化塩素検出器で監視
した。図5に示されるように、粉末を光に暴露させなかった試験開始14.7時
間の間には白色粉末から二酸化塩素は放出されなかった。しかしながら、粉末を
螢光可視光に暴露させた14.7〜89.1時間に、二酸化塩素の急速な発生が塩
基性条件下で観察された。粉末を暗闇中に維持した89.1〜94.8時間の期間
中、二酸化塩素放出は急速に停止し、螢光可視光への暴露を再開した94.8〜
95時間に、二酸化塩素放出が再開した。実施例3の物理的粉末ブレンドと比べ
ると、粉末成分のより密な接触により、10時間中で4回より多く、より高い二
酸化塩素気体放出レベルが観察された。
【0083】 実施例5 二酸化チタン(35g、ルチル99.9%(Aldrich Chemical))を亜塩素酸
ナトリウム(35g、工業グレード(Aldrich Chemical))および水(300g
)の溶液と混合して懸濁液を形成し、直ぐに、入口温度200℃および出口温度
100℃、減少させた光条件下で噴霧乾燥して白色粉末(36g)を形成した。
該粉末(2g)を500ml広口瓶に入れ、0〜100ppm二酸化塩素用電気
化学センサーで監視した。図6に示されるように、粉末を螢光可視光に暴露させ
た試験開始17.2時間の間に二酸化塩素が白色粉末から発生および放出された
。粉末を暗闇中に維持した17.2〜17.7時間に、気体放出が停止し、粉末を
螢光可視光に暴露させた17.7〜22.1時間に、気体放出が再開し、粉末を暗
闇中に維持した22.1〜24時間に、再び気体放出が停止した。
【0084】 実施例6 二酸化チタン(88g、ルチル99.9%(DuPont R-700))を、水(300
g)および水酸化ナトリウム(2g)の溶液に懸濁させ、亜塩素酸ナトリウム(
10g、工業グレード(Aldrich Chemical))と混合して懸濁液を形成し、直ぐ
に、入口温度230℃および出口温度120℃、減少させた光条件下で噴霧乾燥
して白色粉末を形成した。該粉末(1g)を500ml広口瓶に入れ、0〜10
0ppm二酸化塩素用電気化学センサーで監視した。図7に示されるように、粉
末を螢光可視光に暴露させた試験開始2.75日間に二酸化塩素が白色粉末から
発生および放出された。粉末を暗闇中に維持した2.75〜2.95日間に、気体
放出が停止し、粉末を螢光可視光に暴露させた2.95〜3.65日間に、気体放
出が再開した。
【0085】 さらなる粉末を、以下の割合を用いて上記と同じように製造した。該粉末のす
べてから二酸化塩素が放出された。
【表1】
【0086】 実施例7 二酸化チタン(86g、ルチル99.9%(Aldrich Chemical))を、水(3
00g)、水酸化ナトリウム(2g)および Triton X-301(登録商標)(2g(2
0%溶液5gから))の溶液に懸濁させ、亜塩素酸ナトリウム(10g、工業グ
レード(Aldrich Chemical))と混合して懸濁液を形成し、直ぐに、入口温度2
30℃および出口温度120℃、減少させた光条件下で噴霧乾燥して白色粉末を
形成した。該粉末(1g)を500ml広口瓶に入れ、0〜100ppm二酸化
塩素用電気化学センサーで監視した。二酸化塩素が該粉末から放出された。
【0087】 粉末をまた、以下の割合を用いて上記と同じように製造した。懸濁液に、Trit
on X-301(登録商標)ではなく、Triton X-100(登録商標)を含ませた。該粉末のす
べてから二酸化塩素が放出された。
【表2】
【0088】 実施例8 二酸化チタン(89.9g、ルチル99.9%(Aldrich Chemical))を、水(
300g)、水酸化ナトリウム(2g)およびケイ酸ナトリウム(0.1g(38
%溶液0.26gから)、SiO2/Na2O比=3.22)の溶液に懸濁させ、亜
塩素酸ナトリウム(10g、工業グレード(Aldrich Chemical))と混合して懸
濁液を形成し、直ぐに、入口温度230℃および出口温度120℃、減少させた
光条件下で噴霧乾燥して白色粉末を形成した。該粉末(1g)を500ml広口
瓶に入れ、0〜100ppm二酸化塩素用電気化学センサーで監視した。二酸化
塩素が該粉末から放出された。
【0089】 二酸化チタン(ルチル99.9%(Aldrich Chemical))を、水(300g)
と Triton X-100(登録商標)との溶液に懸濁させ、亜塩素酸ナトリウム(10g
、工業グレード(Aldrich Chemical))と混合して懸濁液を形成し、直ぐに、上
記と同じように噴霧乾燥して以下の粉末を形成した。該粉末のすべてから二酸化
塩素が放出された。二酸化チタン89g/ケイ酸塩0.5g(比2.5)の放出プ
ロフィルを図9に示す。
【0090】
【表3】
【0091】 3つのさらなる粉末を、二酸化チタンおよびケイ酸ナトリウムの量を、それぞ
れ89.5g、88gおよび85g、並びに0.5g、2gおよび5gにして上記
方法に従い製造した。図8で、これら3つの粉末の放出プロフィルを、ケイ酸塩
を含有しない図7の粉末と比較した。二酸化塩素放出速度は、粉末中のケイ酸ナ
トリウム含有量の増加に伴い減少した。
【0092】 さらなる粉末を、以下の割合を用いて上記と同じように製造した。該粉末のす
べてから二酸化塩素が放出された。
【表4】
【0093】 実施例9 二酸化チタン(Aldrich Chemical)を、水溶液(水300g)に懸濁させ、亜
塩素酸ナトリウム(工業グレード(Aldrich Chemical))と以下に掲げる割合で
混合して懸濁液を形成し、直ぐに、入口温度230℃および出口温度120℃、
減少させた光条件下で噴霧乾燥して白色粉末(36g)を形成した。該粉末(2
g)を500ml広口瓶に入れ、0〜100ppm電気化学センサーで監視した
。二酸化塩素が粉末から放出された。
【表5】
【0094】 粉末をまた、懸濁液に酸化亜鉛(90g、工業グレード)を含ませて上記と同
じように形成した。図10に示されるように、露光により該粉末から二酸化塩素
が発生および放出された。 粉末をまた、二酸化炭素、二酸化硫黄および酸化窒素を放出させるために、懸
濁液に二酸化チタン(90g、ルチル99.9%(Aldrich Chemical))および
10gの炭酸ナトリウム(Aldrich Chemical)、亜硫酸ナトリウム(Aldrich Ch
emical)または亜硝酸ナトリウム(NaNO2、工業グレード(Aldrich Chemica
l))それぞれを含ませて上記と同じように形成した。図11に示されるように
、露光により粉末から二酸化窒素が発生および放出された。
【0095】 実施例10 ペレット形成: 実施例5の噴霧乾燥粉末を、2メルトインデックスの線状低
密度ポリエチレン(LLDPE)樹脂(Rexene 製)を使用して、粉末20%お
よび樹脂80%の濃度でペレットに配合した。ペレットの製造中、低レベルの白
熱光を用いた。ペレットをアルミホイル/プラスチックラミネート製容器内に貯
蔵し、ペレットを露光から保護した。
【0096】 フィルム形成: ペレットを、2メルトインデックスの Rexene LLDPE樹
脂を用いて、フィルムに吹込成形した(50%減少)。即ち、得られたフィルム
は、実施例5の粉末約10重量%を含有する。フィルムの製造中、低レベルの白
熱光を用いた。フィルムをアルミホイル/プラスチックラミネート製容器内に貯
蔵し、フィルムを露光から保護した。
【0097】 湿潤条件下でのフィルムの光活性化: フィルム試料4.3gを、フタに0〜
10ppm二酸化塩素用電気化学検出器を取りつけた500ml広口瓶(相対湿
度80%を生じさせる飽和硫酸アンモニウム溶液0.5mlを含む)に入れ、ア
ルミホイルで約2.85日間覆って光を遮断した。この間、二酸化塩素は発生し
なかった。図12に示されるように、周辺螢光室内光を用いる試料への照射によ
り二酸化塩素が高レベルで即座に発生した。暗期間中のシグナルにおけるゆっく
りとした上昇は、二酸化塩素発生ではなく、検出器水和からの偽性シグナルであ
る。なぜなら、それまで該検出器を低湿潤条件下で長期間使用していたからであ
る。
【0098】 図13に照射時の二酸化塩素放出速度を図示する。フィルムへの露光から15
分間以内で二酸化塩素濃度は検出器限度を超えた。1時間以内でフィルムは数百
ppmの二酸化塩素を放出した。
【0099】 二酸化塩素放出が、この実験を通じて最小の光条件下で分析されたことは注目
される。二酸化チタンは紫外線吸収体である。この実験を通じて使用した試料広
口瓶は軟質ガラスであり、入射紫外線の約95%を吸収する。螢光室内光はいく
らかの紫外線を有するが、白熱光は優勢的に可視光を供給する。それゆえ、この
実験は、決して最適ではない光条件下で好適に二酸化塩素が放出されることを示
す。
【0100】 光サイクルを用いるフィルムの光活性化: フィルム試料1gを、フタに0〜
10ppm二酸化塩素用電気化学検出器を取りつけた500ml広口瓶に入れ、
アルミホイルで約10分間覆って光を遮断した。この間、二酸化塩素は発生しな
かった。約10〜30分に周辺螢光室内光を用いる試料への照射により、二酸化
塩素が即座に発生した。フィルムを、約30分〜2.6時間、約2.8〜3.7時
間、約4.1〜4.9時間および約6.6〜23.2時間にホイルで覆った。その間
は図14に示されるように、二酸化塩素は発生しなかった。約2.8〜3時間、
3.7〜4.1時間、4.9〜6.6時間および23.2〜26時間にフィルムを室
内光に暴露させると、二酸化塩素が発生した。長期間(6.6〜23.2時間)暗
闇に置いた後で、フィルムは初期よりも高い放出速度で二酸化塩素を放出したこ
とは注目される。
【0101】 光サイクルおよび大きな漏れ口を用いるフィルムの光活性化: フィルム試料
1gを、漏れ口として穴(約1cm)を有するフタに0〜10ppm二酸化塩素
用電気化学検出器を取りつけた500ml広口瓶に入れ、アルミホイルで約10
分間覆って光を遮断した。この間、二酸化塩素は発生しなかった。約10〜31
分に周辺螢光室内光を用いる試料への照射により、二酸化塩素が即座に発生した
。フィルムを、約31分〜1.1時間および約1.7〜2.6時間にホイルで覆っ
た。その間は、図15に示されるように、二酸化塩素は発生しなかった。約1.
1〜1.7時間および2.6〜3.4時間にフィルムを室内光に暴露させると、二
酸化塩素が発生した。
【0102】 塩素気体検出: フィルム試料(1g)を、電気化学検出器の代わりに隔膜口
を取りつけた500ml広口瓶に入れた。融解シリカマススペクトロメータサン
プリングラインを広口瓶に挿入し、広口瓶から約1フィート離して配置した穏や
かな白熱光電球により試料を照射して、二酸化塩素および塩素気体濃度を監視し
た。図16に示されるように、非常に低レベルの塩素気体(マススペクトロメー
タの検出限界)が検出された。塩素気体およびオゾンは、二酸化塩素の光分解を
引き起こす強烈な光源を用いると発生した。塩素気体およびオゾンは、穏やかな
白熱光のような強烈ではない光源を使用した時は、検出されなかった。
【0103】 この実験を、試料の温度感受性を調べるため室温での試験の代わりに試料広口
瓶を5℃に冷却することにより、繰り返した。再び、低レベルの塩素気体が検出
された(図17参照)。図の陰影線により示している約2.3時間〜3.3時間に
、光源を消した。フィルムはすでに二酸化塩素発生を止めていたが、暗闇中二酸
化塩素消失速度の減少が観察された。試料は、室温および冷却時に効率的に二酸
化塩素を放出し、組成物が温度に不感受性であることを示した。
【0104】 実施例11 実施例10のペレットをまた、現濃度、低白熱光条件下で早期気体発生および
放出を最小限にしてフィルムに流延した。こうして得られたフィルムは、実施例
5の粉末約20重量%を含有する。フィルムをアルミホイル/プラスチックラミ
ネート製容器に貯蔵し、該フィルムを露光から保護した。フィルムを露光した時
、フィルム中に二酸化塩素気体が発生した。
【0105】 該ペレットを、低白熱光条件下で2メルトインデックスの Rexene LLDPE
樹脂を用いて、フィルムに流延し(50%減少)、実施例5の粉末約10重量%
を含有するフィルムを形成した。フィルムをアルミホイル/プラスチックラミネ
ート製容器に貯蔵し、該フィルムを露光から保護した。フィルムを露光した時、
フィルム中に二酸化塩素気体が発生した。
【0106】 該ペレットをまた、現濃度、UV安定剤 TinuninTM 783 FDL(溶融物全重量を
基準に0.2重量%、Ciba Giegy 製)を用い、低白熱光条件下で流延し、実施例
5の粉末約19.96重量%を含有するフィルムを形成した。フィルムをアルミ
ホイル/プラスチックラミネート製容器に貯蔵し、該フィルムを露光から保護し
た。フィルムを露光した時、フィルム中に二酸化塩素気体が発生した。
【0107】 該ペレットをまた、現濃度、UV安定剤 TinuninTM 783 FDL(溶融物全重量を
基準に1重量%、Ciba Giegy 製)を用い、低白熱光条件下で流延し、実施例5
の粉末約19.96重量%を含有するフィルムを形成した。フィルムをアルミホ
イル/プラスチックラミネート製容器に貯蔵し、該フィルムを露光から保護した
。フィルムを露光した時、フィルム中に二酸化塩素気体が発生した。図18で、
UV安定剤を含有しないフィルムと、UV安定剤0.2重量%または1.0重量%
含有フィルムとの二酸化塩素放出を比較する。
【0108】 実施例12 懸濁液を、ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA、25g)をメチルエチル
ケトン(MEK、75g)に溶解させ、次いで攪拌しながら実施例5の粉末(2
5g)を添加することにより調製した。得られた懸濁液は、粉末20重量%、P
MMA20重量%およびMEK60重量%を含有する。少量の懸濁液を試験管に
入れ、螢光に露光させた。ヨウ化カリウム含有指示片は、螢光暴露5分以内で紫
色に変わり、二酸化塩素気体の存在を示した。該懸濁液は、手指の爪または足指
の爪に被覆して菌の生育を遅延、防止、阻止または制御するために好適である。
【0109】 実施例13 ペレット形成: MicrosphereTM 2500 湿気活性化粉末(Bernard Technologie
s, Inc, イリノイ州シカゴから入手可能)を樹脂とブレンドし(MicrosphereTM
2500 粉末20重量%、低密度ポリエチレン UC 9820 72重量%、線状低密度ポ
リエチレン UC 1537 8%)、ペレット化した。これらのペレットを、実施例1
0のペレットと比50:50でブレンドした。ペレットの製造中、低白熱光を用
いた。ペレットをアルミホイル/プラスチックラミネート製容器に貯蔵し、該ペ
レットを露光から保護した。
【0110】 フィルム形成: ペレットを厚み10ミルのフィルムに流延押出した。得られ
たフィルムは、光活性化粉末10重量%および湿気活性化粉末10重量%を含む
。フィルムの製造中、低白熱光を用いた。フィルムをアルミホイル/プラスチッ
クラミネート製容器に貯蔵し、該フィルムを露光から保護した。
【0111】 湿潤条件下でのフィルムの光活性化: フィルム試料3.2gを、フタに0〜
10ppm二酸化塩素用電気化学検出器を取りつけた500ml広口瓶(相対湿
度80%を生じさせる飽和硫酸アンモニウム溶液0.5mlを含む)に入れた。
数分以内にフィルムから二酸化塩素が放出された。図19に示されるように、試
料を5回数分間周辺螢光室内光からさえぎった。二酸化塩素の発生および放出は
、短い無光により減少し、フィルムが光および湿分の両方の活性化により二酸化
塩素を発生および放出することが示された。
【0112】 本発明は、様々な変形および代替形態が可能であり、その具体例を図による実
施例により示し、本明細書中に詳細に記載した。しかしながら、本発明を具体的
開示形態に限定する意図は無く、それどころか、本発明は、添付した請求の範囲
により明確にした本発明の意図および範囲内にあるあらゆる変形、均等物および
代替物に及ぶものと理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1a】 気体の制御された持続発生および放出を可能にする粒子の模式
図。
【図1b】 気体の制御された持続発生および放出を可能にする粒子の模式
図。
【図1c】 気体の制御された持続発生および放出を可能にする粒子の模式
図。
【図2】 粉末組成物について気体濃度を時間の関数としてプロットした図
【図3】 粉末組成物について気体濃度を時間の関数としてプロットした図
【図4】 粉末組成物について気体濃度を時間の関数としてプロットした図
【図5】 粉末組成物について気体濃度を時間の関数としてプロットした図
【図6】 粉末組成物について気体濃度を時間の関数としてプロットした図
【図7】 粉末組成物について気体濃度を時間の関数としてプロットした図
【図8】 粉末組成物について気体濃度を時間の関数としてプロットした図
【図9】 粉末組成物について気体濃度を時間の関数としてプロットした図
【図10】 粉末組成物について気体濃度を時間の関数としてプロットした
図。
【図11】 粉末組成物について気体濃度を時間の関数としてプロットした
図。
【図12】 本発明の気体放出組成物を組み込んだポリマーフィルムについ
て気体濃度を時間の関数としてプロットした図。
【図13】 本発明の気体放出組成物を組み込んだポリマーフィルムについ
て気体濃度を時間の関数としてプロットした図。
【図14】 本発明の気体放出組成物を組み込んだポリマーフィルムについ
て気体濃度を時間の関数としてプロットした図。
【図15】 本発明の気体放出組成物を組み込んだポリマーフィルムについ
て気体濃度を時間の関数としてプロットした図。
【図16】 本発明の気体放出組成物を組み込んだポリマーフィルムについ
て気体濃度を時間の関数としてプロットした図。
【図17】 本発明の気体放出組成物を組み込んだポリマーフィルムについ
て気体濃度を時間の関数としてプロットした図。
【図18】 本発明の気体放出組成物を組み込んだポリマーフィルムについ
て気体濃度を時間の関数としてプロットした図。
【図19】 本発明の気体放出組成物を組み込んだポリマーフィルムについ
て気体濃度を時間の関数としてプロットした図。
【符号の説明】
10:粒子、12:コア、14:層、16:コアの外面、18:粒子、20:
粒子、22:粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61L 9/01 A61L 9/01 F B01J 7/00 B01J 7/00 A C01B 11/02 C01B 11/02 E 21/36 21/36 D (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 スティーブン・ティ・ウェリンホフ アメリカ合衆国78228−0510テキサス州サ ン・アントニオ、ポスト・オフィス・ドロ ーワー28510、クレブラ・ロード6220番、 サウスウエスト・リサーチ・インスティチ ュート (72)発明者 ジョエル・ジェイ・カンパ アメリカ合衆国78006テキサス州ボーン、 ディーツ・エルクホーン8979番 (72)発明者 マイケル・ディ・レラー アメリカ合衆国60611イリノイ州シカゴ、 ノース・ミシガン・アベニュー919番、ス ウィート1710、バーナード・テクノロジー ズ・インコーポレイテッド (72)発明者 サムナー・エイ・バレンバーグ アメリカ合衆国60611イリノイ州シカゴ、 ノース・ミシガン・アベニュー919番、ス ウィート1710、バーナード・テクノロジー ズ・インコーポレイテッド (72)発明者 ピーター・エヌ・グレイ アメリカ合衆国60611イリノイ州シカゴ、 ノース・ミシガン・アベニュー919番、ス ウィート1710、バーナード・テクノロジー ズ・インコーポレイテッド (72)発明者 ホン・ディクソン アメリカ合衆国78023テキサス州ヘロテッ クス、ラゴ・ビスタ11417番 Fターム(参考) 4C058 AA02 AA05 AA08 AA12 AA20 AA21 AA28 AA29 AA30 BB07 CC01 CC02 CC08 CC09 DD04 DD05 DD11 EE13 JJ03 JJ07 JJ16 JJ24 4C080 AA05 AA07 BB02 BB05 HH02 JJ01 KK02 KK08 LL02 MM02 MM09 4G068 DA01 DA02 DB17 DB23 DB26 DD15 4G075 AA03 AA62 BA05 BB02 BD14 CA24 CA54 CA57 4H011 AA02 BA01 BB18 BC05 BC18 BC19 DA15 DD07 DH02

Claims (78)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化触媒
    、および 酸化または反応されて少なくとも1種の気体を発生することができるアニオン
    を含む固体または固体含有懸濁液 を含んでなる電磁エネルギーにより制御された気体発生および放出のための組成
    物であって、 電磁エネルギーに暴露された場合、触媒の活性化およびアニオンの酸化または反
    応の後に、気体を発生および放出できる組成物。
  2. 【請求項2】 固体は塩、不活性物質、高分子電解質、固体電解質または固
    溶体である請求項1に記載の組成物。
  3. 【請求項3】 固体含有懸濁液は、エマルションまたは分散液である請求項
    1に記載の組成物。
  4. 【請求項4】 触媒は、金属酸化物、金属硫化物、金属カルコゲナイト、金
    属燐化物、金属砒化物、非金属半導体、高分子半導体、光活性ホモポリアニオン
    および光活性ヘテロポリイオンからなる群から選択される請求項1に記載の組成
    物。
  5. 【請求項5】 金属酸化物は、二酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化タングステ
    ン、二酸化ルテニウム、二酸化イリジウム、二酸化スズ、チタン酸ストロンチウ
    ム、チタン酸バリウム、酸化タンタル、チタン酸カルシウム、酸化鉄(III)、三
    酸化モリブデン、五酸化ニオブ、三酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化ハフ
    ニウム、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、酸化銅、五酸化バナジウム、三酸
    化クロム、三酸化イットリウム、酸化銀およびTixZr1-xO2(式中、xは0または
    1である。)からなる群から選択され;金属硫化物は硫化カドミウム、硫化亜鉛
    、硫化インジウム、硫化銅、二硫化タングステン、三硫化ビスマスまたは二硫化
    亜鉛カドミウムであり;金属カルコゲナイトは、セレン化亜鉛、セレン化カドミ
    ウム、セレン化インジウム、セレン化タングステンまたはテルル化カドミウムで
    あり;金属燐化物は、隣化インジウムであり;金属砒化物は、砒化ガリウムであ
    り;非金属半導体はシリコン、炭化珪素、ダイヤモンド、ゲルマニウム、二酸化
    ゲルマニウムまたはテルル化ゲルマニウムであり;ポリマー半導体は、ポリアセ
    チレンであり;光活性ホモポリアニオンはW10O12 −4であり;光活性ヘテロポリ
    イオンは、XM12O40 −nまたはX2M18O62 −7(式中、XはBi、Si、Ge、PまたはAsで
    あり、MはMoまたはWであり、nは1〜12の整数である。)である請求項4に記
    載の組成物。
  6. 【請求項6】 アニオンは、クロライト、ビスルファイト、スルファイト、
    ヒドロスルファイド、スルファイド、ハイポクロライト、シアナイド、ビカーボ
    ネート、カーボネートおよびナイトライトからなる群から選択される請求項1に
    記載の組成物。
  7. 【請求項7】 気体は、二酸化塩素、二酸化硫黄、硫化水素、塩素、一酸化
    二塩素、シアン化水素酸、二酸化炭素、二酸化窒素、一酸化窒素、一酸化二窒素
    およびオゾンから選択される請求項1に記載の組成物。
  8. 【請求項8】 電磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化触媒
    、および 酸化または反応されて、二酸化塩素、二酸化炭素、二酸化硫黄、硫化水素、一
    酸化二塩素、シアン化水素酸、二酸化窒素、一酸化窒素、一酸化二窒素およびオ
    ゾンからなる群から選択される少なくとも1種の気体を発生するアニオン を含んでなる電磁エネルギーにより制御された気体発生および放出のための組成
    物であって、 電磁エネルギーに暴露された場合、触媒の活性化およびアニオンの酸化または反
    応の後に、気体を発生および放出できる組成物。
  9. 【請求項9】 触媒は、金属酸化物、金属硫化物、金属カルコゲナイト、金
    属燐化物、金属砒化物、非金属半導体、高分子半導体、光活性ホモポリアニオン
    および光活性ヘテロポリイオンからなる群から選択される請求項4に記載の組成
    物。
  10. 【請求項10】 金属酸化物は、二酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化タングス
    テン、二酸化ルテニウム、二酸化イリジウム、二酸化スズ、チタン酸ストロンチ
    ウム、チタン酸バリウム、酸化タンタル、チタン酸カルシウム、酸化鉄(III)、
    三酸化モリブデン、五酸化ニオブ、三酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化ハ
    フニウム、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、酸化銅、五酸化バナジウム、三
    酸化クロム、三酸化イットリウム、酸化銀およびTixZr1-xO2(式中、xは0また
    は1である。)からなる群から選択され;金属硫化物は硫化カドミウム、硫化亜
    鉛、硫化インジウム、硫化銅、二硫化タングステン、三硫化ビスマスまたは二硫
    化亜鉛カドミウムであり;金属カルコゲナイトは、セレン化亜鉛、セレン化カド
    ミウム、セレン化インジウム、セレン化タングステンまたはテルル化カドミウム
    であり;金属燐化物は、隣化インジウムであり;金属砒化物は、砒化ガリウムで
    あり;非金属半導体はシリコン、炭化珪素、ダイヤモンド、ゲルマニウム、二酸
    化ゲルマニウムまたはテルル化ゲルマニウムであり;ポリマー半導体は、ポリア
    セチレンであり;光活性ホモポリアニオンはW10O12 −4であり;光活性ヘテロポ
    リイオンは、XM12O40 −nまたはX2M18O62 −7(式中、XはBi、Si、Ge、PまたはAs
    であり、MはMoまたはWであり、nは1〜12の整数である。)である請求項9に
    記載の組成物。
  11. 【請求項11】 電磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化触
    媒、および クロライト、ナイトライトまたはパーオキサイドアニオン を含んでなる電磁エネルギーにより制御された少なくとも1種の気体発生および
    放出のための組成物であって、 電磁エネルギーに暴露された場合、触媒の活性化およびアニオンの酸化または反
    応の後に、二酸化塩素、窒素酸化物またはオゾンを発生または放出できる組成物
  12. 【請求項12】 電磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化触
    媒を含むコア、および 酸化または反応されて少なくとも1種の気体を発生することができるアニオン
    を含む粒子またはコア表面上の層 を含んでなる少なくとも1種の気体を発生するための粉末であって、電磁エネル
    ギーに暴露された場合、触媒の活性化およびアニオンの酸化または反応の後に、
    気体を発生および放出できる粉末。
  13. 【請求項13】 層は連続である請求項12に記載の粉末。
  14. 【請求項14】 層および粒子は、コアの表面上にある請求項12に記載の
    粉末。
  15. 【請求項15】 触媒は、金属酸化物、金属硫化物、金属カルコゲナイト、
    金属燐化物、金属砒化物、非金属半導体、高分子半導体、光活性ホモポリアニオ
    ンおよび光活性ヘテロポリイオンからなる群から選択される請求項12に記載の
    組成物。
  16. 【請求項16】 金属酸化物は、二酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化タングス
    テン、二酸化ルテニウム、二酸化イリジウム、二酸化スズ、チタン酸ストロンチ
    ウム、チタン酸バリウム、酸化タンタル、チタン酸カルシウム、酸化鉄(III)、
    酸化カドミウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、酸化銅
    、五酸化バナジウム、三酸化クロム、三酸化イットリウム、酸化銀およびTixZr1 -x O2(式中、xは0または1である。)からなる群から選択され;金属硫化物は
    硫化カドミウム、硫化亜鉛、硫化インジウム、硫化銅、二硫化タングステン、三
    硫化ビスマスまたは二硫化亜鉛カドミウムであり;金属カルコゲナイトは、セレ
    ン化亜鉛、セレン化カドミウム、セレン化インジウム、セレン化タングステンま
    たはテルル化カドミウムであり;金属燐化物は、隣化インジウムであり;金属砒
    化物は、砒化ガリウムであり;非金属半導体はシリコン、炭化珪素、ダイヤモン
    ド、ゲルマニウム、二酸化ゲルマニウムまたはテルル化ゲルマニウムであり;ポ
    リマー半導体は、ポリアセチレンであり;光活性ホモポリアニオンはW10O12 −4 であり;光活性ヘテロポリイオンは、XM12O40 −nまたはX2M18O62 −7(式中、X
    はBi、Si、Ge、PまたはAsであり、MはMoまたはWであり、nは1〜12の整数で
    ある。)である請求項4に記載の組成物。
  17. 【請求項17】 アニオンは、クロライト、ビスルファイト、スルファイト
    、ヒドロスルファイド、スルファイド、ハイポクロライト、シアナイド、ビカー
    ボネート、カーボネートおよびナイトライトからなる群から選択される請求項1
    2に記載の組成物。
  18. 【請求項18】 気体は、二酸化塩素、二酸化硫黄、硫化水素、塩素、一酸
    化二塩素、シアン化水素酸、二酸化炭素、二酸化窒素、一酸化窒素、一酸化二窒
    素およびオゾンから選択される請求項12に記載の組成物。
  19. 【請求項19】 電磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化触
    媒を含むコア、および クロライト、ナイトライトまたはパーオキサイドアニオンを含む粒子またはコ
    ア表面上の層 を含んでなる少なくとも1種の気体を発生するための粉末であって、電磁エネル
    ギーに暴露された場合、触媒の活性化およびアニオンの酸化または反応の後に、
    二酸化塩素、窒素酸化物またはオゾンを発生および放出できる粉末。
  20. 【請求項20】 層は連続である請求項19に記載の粉末。
  21. 【請求項21】 層および粒子は、コアの表面上にある請求項19に記載の
    粉末。
  22. 【請求項22】 触媒は、金属酸化物、金属硫化物、金属カルコゲナイト、
    金属燐化物、金属砒化物、非金属半導体、高分子半導体、光活性ホモポリアニオ
    ンおよび光活性ヘテロポリイオンからなる群から選択される請求項19に記載の
    組成物。
  23. 【請求項23】 金属酸化物は、二酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化タングス
    テン、二酸化ルテニウム、二酸化イリジウム、二酸化スズ、チタン酸ストロンチ
    ウム、チタン酸バリウム、酸化タンタル、チタン酸カルシウム、酸化鉄(III)、
    三酸化モリブデン、五酸化ニオブ、三酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化ハ
    フニウム、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、酸化銅、五酸化バナジウム、三
    酸化クロム、三酸化イットリウム、酸化銀およびTixZr1-xO2(式中、xは0また
    は1である。)からなる群から選択され;金属硫化物は硫化カドミウム、硫化亜
    鉛、硫化インジウム、硫化銅、二硫化タングステン、三硫化ビスマスまたは二硫
    化亜鉛カドミウムであり;金属カルコゲナイトは、セレン化亜鉛、セレン化カド
    ミウム、セレン化インジウム、セレン化タングステンまたはテルル化カドミウム
    であり;金属燐化物は、隣化インジウムであり;金属砒化物は、砒化ガリウムで
    あり;非金属半導体はシリコン、炭化珪素、ダイヤモンド、ゲルマニウム、二酸
    化ゲルマニウムまたはテルル化ゲルマニウムであり;ポリマー半導体は、ポリア
    セチレンであり;光活性ホモポリアニオンはW10O12 −4であり;光活性ヘテロポ
    リイオンは、XM12O40 −nまたはX2M18O62 −7(式中、XはBi、Si、Ge、PまたはAs
    であり、MはMoまたはWであり、nは1〜12の整数である。)である請求項22
    に記載の粉末。
  24. 【請求項24】 (a)エネルギー活性化触媒、および酸化または反応され
    て少なくとも1種の気体を発生することができるアニオンを含む固体または固体
    含有懸濁液を供給し、 (b)固体または固体含有懸濁液を電磁エネルギーに暴露して、触媒を活性化
    し、かつアニオンを酸化または反応させて気体を発生させる ことを含んでなる、少なくとも1種の気体を制御して放出させる方法。
  25. 【請求項25】 さらに、工程(b)の後に、(c)固体または固体含有懸
    濁液からの気体の発生および放出を停止または最少化するために電磁エネルギー
    が固体または固体含有懸濁液と接触するのを妨げる工程を含む請求項24に記載
    の方法。
  26. 【請求項26】 さらに、工程(c)の後に、(d)固体または固体含有懸
    濁液からの気体の発生および放出を再開または増加させるために固体または固体
    含有乳濁液を電磁エネルギーに暴露する工程を含む請求項25に記載の方法。
  27. 【請求項27】 固体は、粉末、フィルム、被覆またはファイバである請求
    項24に記載の方法。
  28. 【請求項28】 物質の表面、物質の内部または物質を取り巻く雰囲気にお
    いて、微生物汚染を遅延、殺生、防止または制御する方法であって、物質を、電
    磁エネルギーの不存在下では殺微生物気体を放出しない組成物に近接して配置し
    、組成物を電磁エネルギーに暴露して、組成物から少なくとも1種の殺微生物気
    体を発生させて物質周囲の雰囲気に放出することを含んでなる方法。
  29. 【請求項29】 物質の表面または内部において生化学的分解を遅延、防止
    、抑制または制御する方法であって、物質を、電磁エネルギーの不存在下では生
    化学的分解抑制気体を放出しない組成物に近接して配置し、組成物を電磁エネル
    ギーに暴露して、組成物から少なくとも1種の殺生化学的分解抑制気体を発生さ
    せて物質周囲の雰囲気に放出することを含んでなる方法。
  30. 【請求項30】 物質の呼吸を制御する方法であって、物質を、電磁エネル
    ギーの不存在下では呼吸制御気体を放出しない組成物に近接して配置し、組成物
    を電磁エネルギーに暴露して、組成物から少なくとも1種の呼吸抑制気体を発生
    させて物質周囲の雰囲気に放出することを含んでなる方法。
  31. 【請求項31】 物資の表面または物質を取り巻く雰囲気を脱臭する、もし
    くは物質の鮮度を高める方法であって、物質を、電磁エネルギーの不存在下では
    脱臭性気体を放出しない組成物に近接して配置し、組成物を電磁エネルギーに暴
    露して、組成物から少なくとも1種の脱臭性気体を発生させて物質周囲の雰囲気
    に放出することを含んでなる方法。
  32. 【請求項32】 物質への生物の化学走性誘引を遅延、防止、抑制または制
    御する方法であって、物質を、電磁エネルギーの不存在下では臭気遮蔽気体また
    は臭気中和気体を放出しない組成物に近接して配置し、組成物を電磁エネルギー
    に暴露して、組成物から少なくとも1種の臭気遮蔽気体または臭気中和気体を発
    生させて物質周囲の雰囲気に放出することを含んでなる方法。
  33. 【請求項33】 雰囲気の微生物汚染を遅延、防止または制御する方法であ
    って、組成物を電磁エネルギーに暴露して、組成物から少なくとも1種の汚染除
    去気体を発生させて組成物を取り巻く雰囲気に放出することを含んでなる方法。
  34. 【請求項34】 物質の微生物汚染を遅延、防止または制御する方法であっ
    て、物質を組成物に近接して配置し、組成物を電磁エネルギーに暴露して、組成
    物から少なくとも1種の汚染除去気体を発生させて物質周囲の雰囲気に放出する
    ことを含んでなる方法。
  35. 【請求項35】 物質の表面、物質の内部または物質を取り巻く雰囲気にお
    いて微生物汚染を遅延、殺生、防止または制御する、若しくは物質の表面、物質
    の内部または物質を取り巻く雰囲気において、生化学的分解を遅延、防止または
    制御する、物質の表面または物質を取り巻く雰囲気を脱臭する、物質の鮮度を高
    める、物質への生物の化学走性誘引を遅延、防止、抑制または制御する方法であ
    って、物質を、電磁エネルギーの不存在下では二酸化塩素気体を放出しない組成
    物に近接して配置し、組成物を電磁エネルギーに暴露して、組成物から二酸化塩
    素気体を発生させて物質周囲の雰囲気に放出することを含んでなる方法。
  36. 【請求項36】 少なくとも1種の気体を制御して持続放出する粉末の製造
    方法であって、 エネルギー活性化触媒、および酸化または反応されて少なくとも1種の気体を
    発生できるアニオンを含む粒子を溶媒と混合して、懸濁液を形成し、 懸濁液から粉末を形成する方法であって、 粉末は、電磁エネルギーに暴露された場合、触媒の活性化およびアニオンの酸化
    または反応の後で気体を発生および放出することができる方法。
  37. 【請求項37】 粒子は、アルカリ金属亜塩素酸塩、アルカリ土類金属亜塩
    素酸塩、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級
    アミンの塩素酸塩、アルカリ金属重亜硫酸塩、アルカリ土類金属重亜硫酸塩、遷
    移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミンの重
    亜硫酸塩、アルカリ金属亜硫酸塩、アルカリ土類金属亜硫酸塩、遷移金属イオン
    、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミンの亜硫酸塩、アル
    カリ金属硫化物、アルカリ土類金属硫化物、遷移金属イオン、プロトン化1級、
    2級または3級アミン若しくは4級アミンの硫化物、アルカリ金属水硫化物、ア
    ルカリ土類金属水硫化物、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級ア
    ミン若しくは4級アミンの水硫化物、アルカリ金属亜硝酸塩、アルカリ土類金属
    亜硝酸塩、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4
    級アミンの亜硝酸塩、アルカリ金属次亜塩素酸塩、アルカリ土類金属次亜塩素酸
    塩、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミ
    ンの次亜塩素酸塩、アルカリ金属シアン化物、アルカリ土類金属シアン化物、遷
    移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミンのシ
    アン化物からなる群から選択された塩である請求項36に記載の方法。
  38. 【請求項38】 光により活性化され得る光触媒、および 酸化または反応されて少なくとも1種の気体を発生することができるアニオン
    を含む固体または固体含有懸濁液 を含んでなる少なくとも1種の気体の光制御発生および放出用組成物であって、
    光に暴露された場合、触媒の活性化およびアニオンの光酸化または反応の後に、
    気体を発生および放出できる組成物。
  39. 【請求項39】 固体は塩、不活性物質、高分子電解質、固体電解質または
    固溶体である請求項38に記載の組成物。
  40. 【請求項40】 固体含有懸濁液は、エマルションまたは分散液である請求
    項38に記載の組成物。
  41. 【請求項41】 光触媒は、金属酸化物、金属硫化物、金属カルコゲナイト
    、金属燐化物、金属砒化物、非金属半導体、高分子半導体、光活性ホモポリアニ
    オンおよび光活性ヘテロポリイオンからなる群から選択される請求項38に記載
    の組成物。
  42. 【請求項42】 金属酸化物は、二酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化タングス
    テン、二酸化ルテニウム、二酸化イリジウム、二酸化スズ、チタン酸ストロンチ
    ウム、チタン酸バリウム、酸化タンタル、チタン酸カルシウム、酸化鉄(III)、
    酸化カドミウム、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、酸化銅
    、五酸化バナジウム、三酸化クロム、三酸化イットリウム、酸化銀およびTixZr1 -x O2(式中、xは0または1である。)からなる群から選択され;金属硫化物は
    硫化カドミウム、硫化亜鉛、硫化インジウム、硫化銅、二硫化タングステン、三
    硫化ビスマスまたは二硫化亜鉛カドミウムであり;金属カルコゲナイトは、セレ
    ン化亜鉛、セレン化カドミウム、セレン化インジウム、セレン化タングステンま
    たはテルル化カドミウムであり;金属燐化物は、隣化インジウムであり;金属砒
    化物は、砒化ガリウムであり;非金属半導体はシリコン、炭化珪素、ダイヤモン
    ド、ゲルマニウム、二酸化ゲルマニウムまたはテルル化ゲルマニウムであり;ポ
    リマー半導体は、ポリアセチレンであり;光活性ホモポリアニオンはW10O12 −4 であり;光活性ヘテロポリイオンは、XM12O40 −nまたはX2M18O62 −7(式中、X
    はBi、Si、Ge、PまたはAsであり、MはMoまたはWであり、nは1〜12の整数で
    ある。)である請求項41に記載の組成物。
  43. 【請求項43】 アニオンは、クロライト、ビスルファイト、スルファイト
    、ヒドロスルファイド、スルファイド、ハイポクロライト、シアナイド、ビカー
    ボネート、カーボネートおよびナイトライトからなる群から選択される請求項3
    8に記載の組成物。
  44. 【請求項44】 気体は、二酸化塩素、二酸化硫黄、硫化水素、塩素、一酸
    化二塩素、シアン化水素酸、二酸化炭素、二酸化窒素、一酸化窒素、一酸化二窒
    素およびオゾンから選択される請求項38に記載の組成物。
  45. 【請求項45】 光は、紫外線または可視光である請求項38に記載の組成
    物。
  46. 【請求項46】 光により活性化され得る光触媒、および 酸化または反応されて、二酸化塩素、二酸化炭素、二酸化硫黄、硫化水素、一
    酸化二塩素、シアン化水素酸、二酸化窒素、一酸化窒素、一酸化二窒素およびオ
    ゾンからなる群から選択される少なくとも1種の気体を発生するアニオン を含んでなる光により制御された気体発生および放出のための組成物であって、
    光に暴露された場合、触媒の活性化およびアニオンの酸化または反応の後に、気
    体を発生および放出できる組成物。
  47. 【請求項47】 光触媒は、金属酸化物、金属硫化物、金属カルコゲナイト
    、金属燐化物、金属砒化物、非金属半導体、高分子半導体、光活性ホモポリアニ
    オンおよび光活性ヘテロポリイオンからなる群から選択される請求項46に記載
    の組成物。
  48. 【請求項48】 金属酸化物は、二酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化タングス
    テン、二酸化ルテニウム、二酸化イリジウム、二酸化スズ、チタン酸ストロンチ
    ウム、チタン酸バリウム、酸化タンタル、チタン酸カルシウム、酸化鉄(III)、
    三酸化モリブデン、五酸化ニオブ、三酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化ハ
    フニウム、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、酸化銅、五酸化バナジウム、三
    酸化クロム、三酸化イットリウム、酸化銀およびTixZr1-xO2(式中、xは0また
    は1である。)からなる群から選択され;金属硫化物は硫化カドミウム、硫化亜
    鉛、硫化インジウム、硫化銅、二硫化タングステン、三硫化ビスマスまたは二硫
    化亜鉛カドミウムであり;金属カルコゲナイトは、セレン化亜鉛、セレン化カド
    ミウム、セレン化インジウム、セレン化タングステンまたはテルル化カドミウム
    であり;金属燐化物は、隣化インジウムであり;金属砒化物は、砒化ガリウムで
    あり;非金属半導体はシリコン、炭化珪素、ダイヤモンド、ゲルマニウム、二酸
    化ゲルマニウムまたはテルル化ゲルマニウムであり;ポリマー半導体は、ポリア
    セチレンであり;光活性ホモポリアニオンはW10O12 −4であり;光活性ヘテロポ
    リイオンは、XM12O40 −nまたはX2M18O62 −7(式中、XはBi、Si、Ge、PまたはAs
    であり、MはMoまたはWであり、nは1〜12の整数である。)である請求項47
    に記載の組成物。
  49. 【請求項49】 光は、紫外線または可視光である請求項46に記載の組成
    物。
  50. 【請求項50】 光により活性化され得る光触媒、および クロライト、ナイトライトまたはパーオキサイドアニオン を含んでなる光により制御された少なくとも1種の気体発生および放出のための
    組成物であって、 光に暴露された場合、触媒の活性化およびアニオンの酸化または反応の後に、二
    酸化塩素、窒素酸化物またはオゾンを発生および放出できる組成物。
  51. 【請求項51】 光により活性化され得るエネルギー活性化触媒を含むコア
    、および 光酸化または反応されて少なくとも1種の気体を発生することができるアニオ
    ンを含む粒子またはコア表面上の層を含んでなる少なくとも1種の気体を発生す
    るための粉末であって、光に暴露された場合、触媒の活性化およびアニオンの光
    酸化または反応の後に、気体を発生および放出できる粉末。
  52. 【請求項52】 層は連続である請求項51に記載の粉末。
  53. 【請求項53】 層および粒子は、コアの表面上にある請求項51に記載の
    粉末。
  54. 【請求項54】 光触媒は、金属酸化物、金属硫化物、金属カルコゲナイト
    、金属燐化物、金属砒化物、非金属半導体、高分子半導体、光活性ホモポリアニ
    オンおよび光活性ヘテロポリイオンからなる群から選択される請求項51に記載
    の粉末。
  55. 【請求項55】 金属酸化物は、二酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化タングス
    テン、二酸化ルテニウム、二酸化イリジウム、二酸化スズ、チタン酸ストロンチ
    ウム、チタン酸バリウム、酸化タンタル、チタン酸カルシウム、酸化鉄(III)、
    三酸化モリブデン、五酸化ニオブ、三酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化ハ
    フニウム、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、酸化銅、五酸化バナジウム、三
    酸化クロム、三酸化イットリウム、酸化銀およびTixZr1-xO2(式中、xは0また
    は1である。)からなる群から選択され;金属硫化物は硫化カドミウム、硫化亜
    鉛、硫化インジウム、硫化銅、二硫化タングステン、三硫化ビスマスまたは二硫
    化亜鉛カドミウムであり;金属カルコゲナイトは、セレン化亜鉛、セレン化カド
    ミウム、セレン化インジウム、セレン化タングステンまたはテルル化カドミウム
    であり;金属燐化物は、隣化インジウムであり;金属砒化物は、砒化ガリウムで
    あり;非金属半導体はシリコン、炭化珪素、ダイヤモンド、ゲルマニウム、二酸
    化ゲルマニウムまたはテルル化ゲルマニウムであり;ポリマー半導体は、ポリア
    セチレンであり;光活性ホモポリアニオンはW10O12 −4であり;光活性ヘテロポ
    リイオンは、XM12O40 −nまたはX2M18O62 −7(式中、XはBi、Si、Ge、PまたはAs
    であり、MはMoまたはWであり、nは1〜12の整数である。)である請求項54
    に記載の粉末。
  56. 【請求項56】 アニオンは、クロライト、ビスルファイト、スルファイト
    、ヒドロスルファイド、スルファイド、ハイポクロライト、シアナイド、ビカー
    ボネート、カーボネートおよびナイトライトからなる群から選択される請求項5
    1に記載の粉末。
  57. 【請求項57】 気体は、二酸化塩素、二酸化硫黄、硫化水素、塩素、一酸
    化二塩素、シアン化水素酸、二酸化炭素、二酸化窒素、一酸化窒素、一酸化二窒
    素およびオゾンから選択される請求項51に記載の粉末。
  58. 【請求項58】 光は紫外線または可視光である請求項51に記載の粉末。
  59. 【請求項59】 光により活性化され得る光触媒を含むコア、および クロライトアニオンを含む粒子またはコア表面上の層 を含んでなる二酸化塩素を発生するための粉末であって、光に暴露された場合、
    触媒の活性化およびアニオンの光酸化または反応の後に、二酸化塩素を発生およ
    び放出できる粉末。
  60. 【請求項60】 層は連続である請求項59に記載の粉末。
  61. 【請求項61】 層および粒子は、コアの表面上にある請求項59に記載の
    粉末。
  62. 【請求項62】 光触媒は、金属酸化物、金属硫化物、金属カルコゲナイト
    、金属燐化物、金属砒化物、非金属半導体、高分子半導体、光活性ホモポリアニ
    オンおよび光活性ヘテロポリイオンからなる群から選択される請求項59に記載
    の粉末。
  63. 【請求項63】 金属酸化物は、二酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化タングス
    テン、二酸化ルテニウム、二酸化イリジウム、二酸化スズ、チタン酸ストロンチ
    ウム、チタン酸バリウム、酸化タンタル、チタン酸カルシウム、酸化鉄(III)、
    三酸化モリブデン、五酸化ニオブ、三酸化インジウム、酸化カドミウム、酸化ハ
    フニウム、酸化ジルコニウム、二酸化マンガン、酸化銅、五酸化バナジウム、三
    酸化クロム、三酸化イットリウム、酸化銀およびTixZr1-xO2(式中、xは0また
    は1である。)からなる群から選択され;金属硫化物は硫化カドミウム、硫化亜
    鉛、硫化インジウム、硫化銅、二硫化タングステン、三硫化ビスマスまたは二硫
    化亜鉛カドミウムであり;金属カルコゲナイトは、セレン化亜鉛、セレン化カド
    ミウム、セレン化インジウム、セレン化タングステンまたはテルル化カドミウム
    であり;金属燐化物は、隣化インジウムであり;金属砒化物は、砒化ガリウムで
    あり;非金属半導体はシリコン、炭化珪素、ダイヤモンド、ゲルマニウム、二酸
    化ゲルマニウムまたはテルル化ゲルマニウムであり;ポリマー半導体は、ポリア
    セチレンであり;光活性ホモポリアニオンはW10O12 −4であり;光活性ヘテロポ
    リイオンは、XM12O40 −nまたはX2M18O62 −7(式中、XはBi、Si、Ge、PまたはAs
    であり、MはMoまたはWであり、nは1〜12の整数である。)である請求項59
    に記載の粉末。
  64. 【請求項64】 (a)光触媒、および光酸化または反応されて少なくとも
    1種の気体を発生することができるアニオンを含む固体または固体含有懸濁液を
    供給し、 (b)固体または固体含有懸濁液を光に暴露して、光触媒を活性化し、かつア
    ニオンを光酸化または反応させて気体を発生させる ことを含んでなる、少なくとも1種の気体を制御して発生および放出させる方法
  65. 【請求項65】 さらに、工程(b)の後に、(c)固体または固体含有懸
    濁液からの気体の発生および放出を停止または最少化するために光が固体または
    固体含有懸濁液と接触するのを妨げる工程を含む請求項64に記載の方法。
  66. 【請求項66】 さらに、工程(c)の後に、(d)固体または固体含有懸
    濁液からの気体の発生および放出を再開または増加させるために固体または固体
    含有乳濁液を光に暴露する工程を含む請求項65に記載の方法。
  67. 【請求項67】 固体は、粉末、フィルム、被覆、錠剤またはファイバであ
    る請求項64に記載の方法。
  68. 【請求項68】 物質の表面、物質の内部または物質を取り巻く雰囲気にお
    いて、微生物汚染を遅延、殺生、防止または制御する方法であって、物質を、光
    の不存在下では殺微生物気体を放出しない組成物に近接して配置し、組成物を光
    に暴露して、組成物から少なくとも1種の殺微生物気体を発生させて物質周囲の
    雰囲気に放出することを含んでなる方法。
  69. 【請求項69】 物質の表面または内部において生化学的分解を遅延、防止
    、抑制または制御する方法であって、物質を、光の不存在下では生化学的分解抑
    制気体を放出しない組成物に近接して配置し、組成物を光に暴露して、組成物か
    ら少なくとも1種の殺生化学的分解抑制気体を発生させて物質周囲の雰囲気に放
    出することを含んでなる方法。
  70. 【請求項70】 物質の呼吸を制御する方法であって、物質を、光の不存在
    下では呼吸制御気体を放出しない組成物に近接して配置し、組成物を光に暴露し
    て、組成物から少なくとも1種の呼吸抑制気体を発生させて物質周囲の雰囲気に
    放出することを含んでなる方法。
  71. 【請求項71】 物資の表面または物質を取り巻く雰囲気を脱臭する、もし
    くは物質の鮮度を高める方法であって、物質を、光の不存在下では脱臭性気体を
    放出しない組成物に近接して配置し、組成物を光に暴露して、組成物から少なく
    とも1種の脱臭性気体を発生させて物質周囲の雰囲気に放出することを含んでな
    る方法。
  72. 【請求項72】 物質への生物の化学走性誘引を遅延、防止、抑制または制
    御する方法であって、物質を、光の不存在下では臭気遮蔽気体または臭気中和気
    体を放出しない組成物に近接して配置し、組成物を光に暴露して、組成物から少
    なくとも1種の臭気遮蔽気体または臭気中和気体を発生させて物質周囲の雰囲気
    に放出することを含んでなる方法。
  73. 【請求項73】 雰囲気の微生物汚染を遅延、防止または制御する方法であ
    って、組成物を光に暴露して、組成物から少なくとも1種の汚染除去気体を発生
    させて組成物を取り巻く雰囲気に放出することを含んでなる方法。
  74. 【請求項74】 物質の表面、物質の内部または物質を取り巻く雰囲気にお
    いて微生物汚染を遅延、殺生、防止または制御する、若しくは物質の表面、物質
    の内部または物質を取り巻く雰囲気において、生化学的分解を遅延、防止または
    制御する、物質の表面または物質を取り巻く雰囲気を脱臭する、物質の鮮度を高
    める、物質への生物の化学走性誘引を遅延、防止、抑制または制御する方法であ
    って、物質を、光の不存在下では二酸化塩素気体を放出しない組成物に近接して
    配置し、組成物を光に暴露して、組成物から二酸化塩素気体を発生させて物質周
    囲の雰囲気に放出することを含んでなる方法。
  75. 【請求項75】 少なくとも1種の気体を制御して持続放出する粉末の製造
    方法であって、 光触媒、および光酸化または反応されて少なくとも1種の気体を発生できるア
    ニオンを含む粒子を溶媒と混合して、懸濁液を形成し、 懸濁液から粉末を形成する方法であって、 粉末は、光に暴露された場合、光触媒の活性化およびアニオンの光酸化または反
    応の後で気体を発生および放出することができる方法。
  76. 【請求項76】 粒子は、アルカリ金属亜塩素酸塩、アルカリ土類金属亜塩
    素酸塩、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級
    アミンの亜塩素酸塩、アルカリ金属重亜硫酸塩、アルカリ土類金属重亜硫酸塩、
    遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミンの
    重亜硫酸塩、アルカリ金属亜硫酸塩、アルカリ土類金属亜硫酸塩、遷移金属イオ
    ン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミンの亜硫酸塩、ア
    ルカリ金属硫化物、アルカリ土類金属硫化物、遷移金属イオン、プロトン化1級
    、2級または3級アミン若しくは4級アミンの硫化物、アルカリ金属水硫化物、
    アルカリ土類金属水硫化物、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級
    アミン若しくは4級アミンの水硫化物、アルカリ金属亜硝酸塩、アルカリ土類金
    属亜硝酸塩、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは
    4級アミンの亜硝酸塩、アルカリ金属次亜塩素酸塩、アルカリ土類金属次亜塩素
    酸塩、遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級ア
    ミンの次亜塩素酸塩、アルカリ金属シアン化物、アルカリ土類金属シアン化物、
    遷移金属イオン、プロトン化1級、2級または3級アミン若しくは4級アミンの
    シアン化物からなる群から選択された塩である請求項75に記載の方法。
  77. 【請求項77】 電磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化触
    媒、および酸化または反応されて少なくとも1種の気体を発生することができる
    アニオンを含んでなる気体発生層、および 気体発生層の表面に近接するバリア層 を含んでなる、電磁エネルギーにより制御された少なくとも1種の気体の発生お
    よび放出のための複合体であって、 バリア層は、電磁エネルギーを気体発生層へ伝達することができ、かつ気体不
    透過性または半透過性であり、 気体発生層は、電磁エネルギーに暴露された場合、触媒の活性化およびアニオ
    ンの酸化または反応の後に、気体を発生および放出できる複合体。
  78. 【請求項78】 電磁エネルギーにより活性化され得るエネルギー活性化触
    媒、 触媒の活性化中に発生するプロトン種と反応し、または酸化して少なくとも1
    種の気体を発生することができるアニオン、 酸放出剤、および ヒドロニウムイオンと反応して少なくとも1種の気体を発生することができる
    アニオン を含んでなる、電磁エネルギーおよび湿分により制御された少なくとも1種の気
    体の発生および放出のための組成物であって、 電磁エネルギーおよび湿気に暴露された場合、触媒の活性化、酸放出剤の加水分
    解およびアニオンの酸化または反応の後に、気体を発生および放出できる組成物
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