JP2020111494A - 二酸化塩素剤、その製造方法および二酸化塩素の発生方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】多孔質担体に亜塩素酸塩を含浸し、乾燥させて得られる二酸化塩素剤で、高濃度の二酸化塩素を安定して発生する二酸化塩素剤を提供する。【解決手段】二酸化塩素剤の多孔質担体として、ｐＨ７以上且つｐＨ１０未満の中性〜弱アルカリ性の焼成セピオライトを使用する。またその焼成セピオライトはカルシウム含有量が５重量％未満である。この焼成セピオライトに亜塩素酸塩を含浸し、乾燥させることを特徴とする二酸化塩素剤である。この二酸化塩素剤は、高濃度の二酸化塩素を安定して発生する特徴を有している。【選択図】図１
Description
本発明は消臭、殺菌、ウイルス除去などの目的に使用される二酸化塩素剤およびその製法等に関する。
従来、多孔質担体に亜塩素酸塩およびアルカリ剤を含浸させ乾燥して得られる固体が二酸化塩素剤（例えば、特許文献１参照）として公知で、実用化されている。この二酸化塩素剤は、使い方が簡便、持ち運びが容易などの優れた特徴を有している。この二酸化塩素剤は空気中の二酸化炭素と水分が多孔質担体の孔の中に吸収され、反応して炭酸になり、二酸化塩素剤をアルカリ性から中性化し、亜塩素酸塩に作用して二酸化塩素を発生するとされている（例えば、特許文献１〜３参照）。
この二酸化塩素剤に使用される多孔質担体としては、パリゴルスカイト、アタパルジャイト、セピオライト、ゼオライトなどがあるが、セピオライトが一般に使われる。
ところで、セピオライトは天然の鉱物であり、主にトルコ、米国、スペイン、中国で工業的に採掘されている。セピオライトは、ドロマイト層にマグマが入り込んで生成したとされている。そのためセピオライトは、ドロマイトを多少なりとも含むのが一般的である。ちなみにドロマイトは化学式：ＣａＭｇ（ＣＯ３）２で表される。
本来セピオライトは化学名：含水ケイ酸マグネシウムが示す様にほぼ中性である。その中に含まれるドロマイトを高温で焼成すると、下記の化学式で示す様に炭酸カルシウムを生成すると考えられる。
ＣａＭｇ（ＣＯ３）２ → ＣａＣＯ３＋ＭｇＣＯ３
この炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を水に懸濁させると、ｐＨ９〜ｐＨ１０程度のアルカリ性を示す。さらに８２５℃に近い高温では、次の化学反応式によって、炭酸カルシウムから酸化カルシウム（ＣａＯ）が生成することが考えられる。
ＣａＣＯ３ → ＣａＯ＋ＣＯ２
この酸化カルシウムは水に溶解し、水酸化カルシウムの水溶液となってｐＨ１２程度の強アルカリ性を示す。つまりセピオライト中のドロマイト起源のカルシウム含有分が高温で焼成されて、焼成セピオライトのアルカリ性を示すもととなっていることが考えられる。
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この酸化カルシウムは水に溶解し、水酸化カルシウムの水溶液となってｐＨ１２程度の強アルカリ性を示す。つまりセピオライト中のドロマイト起源のカルシウム含有分が高温で焼成されて、焼成セピオライトのアルカリ性を示すもととなっていることが考えられる。
従来、二酸化塩素剤に使用される多孔質担体としては、アルカリ性を示すセピオライトが好ましいとされてきた（例えば、特許文献２および３参照）。またこれらの特許文献では、アルカリ性の測定法は、セピオライトを水に浸し、その水のアルカリ性を測るとされている。しかし、この測定法（水溶液測定法）は、セピオライトから溶出したアルカリ性物質の水溶液のアルカリ性を測定しているのであって、セピオライトそのもののアルカリ性を測定していない恐れがあった。
一方、二酸化塩素剤に使用される亜塩素酸塩としては、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸マグネシウム、亜塩素酸カリウムなどがあるが、亜塩素酸ナトリウムが一般に使われる。
ところで亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ２）は下記の化学式で示される方法で製造される。
２ＣｌＯ２＋２ＮａＯＨ＋Ｈ２Ｏ２ → ２ＮａＣｌＯ２＋２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２
工業的な生産では、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を多く投入して反応するため、水酸化ナトリウムがすべて亜塩素酸ナトリウムになることはなく、製品には常に未反応の水酸化ナトリウムが残っている。また製造工場により未反応の水酸ナトリウムの含有量は異なるものの、それを「亜塩素酸ナトリウム」という。
２ＣｌＯ２＋２ＮａＯＨ＋Ｈ２Ｏ２ → ２ＮａＣｌＯ２＋２Ｈ２Ｏ＋Ｏ２
工業的な生産では、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を多く投入して反応するため、水酸化ナトリウムがすべて亜塩素酸ナトリウムになることはなく、製品には常に未反応の水酸化ナトリウムが残っている。また製造工場により未反応の水酸ナトリウムの含有量は異なるものの、それを「亜塩素酸ナトリウム」という。
ところで、焼成したセピオライトを、上記の水溶液のアルカリ性を測る試験法（水溶液測定法）で測定したところ、ほぼすべてがｐＨ９に近い値を示し、アルカリ性の差がほとんど見られなかった。これは、焼成により、ドロマイトから炭酸カルシウムへの変化が容易に行われ、上記水溶液測定法では、実質的に炭酸カルシウム水溶液のアルカリ性を測定している可能性がある。また炭酸カルシウムからアルカリ性の強い酸化カルシウムへの変化は少なく、ゆっくりと進むため、水溶液のアルカリ性測定値がほぼすべてｐＨ９に近い値を示したものと考えられる。
従って、水溶液試験法では、焼成セピオライト自体のアルカリ性を測定できていないと考えられる。なぜならこの水溶液のアルカリ性を測る方法では、焼成セピオライト中のアルカリ性物質が水に溶解し、その水溶液のアルカリ性を測定するため、（１）焼成セピオライト中のアルカリ性物質、（２）アルカリ性物質の溶解性、（３）水溶液でのアルカリ性物質の溶解状態などの影響があるためである。ちなみに、この水溶液を測る測定法でｐＨ９前後を示すカルシウム化合物としては炭酸カルシウムが考えられる。
また、二酸化塩素剤は、二酸化塩素剤のアルカリ性が空気中の二酸化炭素と水分により中性化されることで、二酸化塩素を発生するメカニズムになっている。しかるに、従来の二酸化塩素剤は、焼成セピオライト中のカルシウムによるアルカリ性、亜塩素酸ナトリウム中のアルカリ性、さらに二酸化塩素剤製造時に加えるアルカリ剤などアルカリ性をもたらす要因について総合的に考えることがなく、二酸化塩素剤のアルカリ性が安定せず、二酸化塩素の発生が不安定になる問題があった。そこで本発明は、二酸化塩素による消臭、殺菌、ウイルス除去のための、二酸化塩素の発生が安定した二酸化塩素剤を提供することにある。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、焼成セピオライト表面のアルカリ性を測定することにより、ｐＨ７以上且つｐＨ１０未満の中性〜弱アルカリ性の焼成セピオライトが二酸化塩素の発生が多く有効であることを見出した。またセピオライト中のドロマイトが高温で焼成された場合に生じると考えられる炭酸カルシウムおよび酸化カルシウムが、焼成セピオライトのアルカリ性のもととなっており、焼成セピオライト中のカルシウム含有量が二酸化塩素の発生に影響を及ぼすことを見出して本発明を完成した。
本発明の一実施形態における二酸化塩素剤は、カルシウム含有量が５重量％未満で、表面が中性〜弱アルカリ性である焼成セピオライトからなる多孔質担体に、亜塩素酸ナトリウムとアルカリ剤とを担持させてなることを特徴とする。
本実施形態で用いる多孔質担体はセピオライトであり、またそのセピオライトを高温で焼成したものを使用する。高温で焼成することにより、セピオライトが水に不溶となり空気中の水分の影響を受け難く、多孔質孔が十分にできることで空気中の水分・二酸化炭素の取り込みが容易になる。焼成をしないセピオライトは、水に可溶で水分の影響を受けやすく、多孔質孔の発達が不十分で空気中からの水分、二酸化炭素の取り込みが行われ難い。
本実施形態で用いる焼成セピオライトは、ドロマイトなど焼成後アルカリ性を示す成分が無い、若しくは少量のため、焼成セピオライトは、ｐＨ７以上且つｐＨ１０未満の中性〜弱アルカリ性である。ここでいう焼成セピオライトのｐＨとは、焼成したセピオライト表面に取り込まれた空気中の水分や二酸化炭素が反応し、アルカリ剤を中性化して二酸化塩素を発生する場における局所的なｐＨを意味する。この焼成セピオライト表面のｐＨは、例えば、水で湿らせたセピオライトの表面に、同じく湿らせたｐＨ試験紙を押し当てる方法（密着法）により測定することができる。したがって、ある程度の測定誤差があってもよく、中性領域についてはｐＨが７程度であればよい。
なぜなら、焼成セピオライトのアルカリ性は、下記の化学式に示される様に、セピオライトに含まれるドロマイト中のカルシウム含有分によると考えられる。例えばドロマイトを高温で焼成すると、下記の化学式で示す様に炭酸カルシウムを生成すると考えられる。
ＣａＭｇ（ＣＯ３）２ → ＣａＣＯ３＋ＭｇＣＯ３
さらに８２５℃に近い高温では、次の化学反応式によって炭酸カルシウムから酸化カルシウム（ＣａＯ）が生成することが考えられる。
ＣａＣＯ３ → ＣａＯ＋ＣＯ２
炭酸カルシウムおよび酸化カルシウムはアルカリ性であり、焼成セピオライトのアルカリ性のもととなっていると考えられる。
ＣａＭｇ（ＣＯ３）２ → ＣａＣＯ３＋ＭｇＣＯ３
さらに８２５℃に近い高温では、次の化学反応式によって炭酸カルシウムから酸化カルシウム（ＣａＯ）が生成することが考えられる。
ＣａＣＯ３ → ＣａＯ＋ＣＯ２
炭酸カルシウムおよび酸化カルシウムはアルカリ性であり、焼成セピオライトのアルカリ性のもととなっていると考えられる。
本実施形態の二酸化塩素剤は、アルカリ性が強くなると二酸化塩素の発生が抑制される。そのため、カルシウムが多い場合、アルカリ性が強くなり、二酸化塩素剤の二酸化塩素発生が少なくなる。実際に焼成セピオライト中のカルシウム含有量が５重量％以上の場合、アルカリ性が強くなり過ぎ、空気中の水分と二酸化炭素からなる炭酸では中性化が不十分となり、二酸化塩素の発生が少なくなるので好ましくない。
本実施形態の二酸化塩素剤に使う亜塩素酸塩としては、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸マグネシウム、亜塩素酸カリウムがあるが、特に亜塩素酸ナトリウムが好ましい。
亜塩素酸塩は、酸性〜中性では不安定で、特に酸性では酸と反応して分解する恐れがある。そこで本実施形態における亜塩素酸塩は、安定性維持のためアルカリ性である必要がある。また本実施形態において亜塩素酸ナトリウムを使う場合、亜塩素酸ナトリウムは水酸化ナトリウムを原料として製造されるため、未反応の水酸化ナトリウムが残っている。その未反応水酸化ナトリウムの含有量はそれぞれの製造工場で異なることがあり、顧客の使用法などに合わせ品質基準を策定している。また未反応の水酸化ナトリウムが存在するため、亜塩素酸ナトリウムはアルカリ性であり安定である。
本発明の別の実施形態にかかる二酸化塩素剤の製造方法は、カルシウム含有量が５重量％未満で、ｐＨ７以上ｐＨ１０未満の中性〜弱アルカリ性の焼成セピオライトに、高温乾燥など二酸化塩素剤の製造工程を考慮したアルカリ性の亜塩素酸塩と二酸化塩素の発生が維持される量のアルカリ剤を含浸させ、その後、乾燥して製造することを特徴とする。
さらに他の実施形態にかかる二酸化塩素の発生方法は、上述した二酸化塩素剤を、保管時および使用前には空気中の水蒸気を遮断する袋に封入し、使用時には空気中の水蒸気・二酸化炭素と接触させる様にする。
本発明の二酸化塩素剤によれば、使用前は長期の保管ができ、使用後充分な量の二酸化塩素を発生することができ、また本発明の二酸化塩素の発生方法は、二酸化塩素剤の使用前は二酸化塩素をほとんど発生させず、使用後速やかに充分な二酸化塩素を発生することができる。
以下、本発明の実施の形態を説明する。本発明における二酸化塩素剤とは、安定的に二酸化塩素を放出する物質を指し、カルシウム含有量が５重量％未満で、ｐＨ７以上且つｐＨ１０未満の中性〜弱アルカリ性の焼成セピオライトに亜塩素酸塩とアルカリ剤を含浸させ、乾燥させることを特徴とする二酸化塩素剤である。
本発明の二酸化塩素剤に用いるセピオライトは、天然鉱物のセピオライトを高温で焼成したものを使用する。焼成することにより、セピオライトが水に不溶となり空気中の水分の影響を受け難く、多孔質孔が十分にできることで空気中の水分および二酸化炭素の取り込みが容易になる。セピオライトの焼成温度は、典型的には５００℃〜９００℃であり、６００℃〜８５０℃が好ましく、６００℃〜８００℃がさらに好ましい。焼成時間は少なくとも３０分程度が好ましく、焼成温度に合わせて適宜調整することができる。
本発明の二酸化塩素剤に用いるセピオライトは、天然鉱物としてのセピオライト中に含まれるドロマイトなど焼成後アルカリ性を示す成分が無いかまたは少ないものを使う。
例えばドロマイトを高温で焼成すると、下記の化学式で示す様に炭酸カルシウムを生成すると考えられる。
ＣａＭｇ（ＣＯ３）２ → ＣａＣＯ３＋ＭｇＣＯ３
さらに８２５℃に近い高温では、次の化学反応式によって炭酸カルシウムから酸化カルシウム（ＣａＯ）が生成することが考えられる。
ＣａＣＯ３ → ＣａＯ＋ＣＯ２
この炭酸カルシウムおよび酸化カルシウムはアルカリ性を示す。焼成セピオライトのカルシウムの含有量および表面のアルカリ性が二酸化塩素剤の二酸化塩素発生反応に影響することが判明した。そのため焼成後のセピオライト中のカルシウム含有量は、５重量％未満であることが好ましく、さらに好ましくは４重量％以下、さらになお好ましくは３重量％以下である。セピオライトのカルシウム含有量の測定方法は特に限定されないが、例えば、ＩＣＰ発光分析、あるいはＩＣＰ−ＭＳ分析、蛍光Ｘ線分析などを用いて測定することができる。また本発明の二酸化塩素剤に用いるセピオライトはドロマイトなどの焼成後アルカリ性を示す成分が無いか若しくは少量のため、焼成後のセピオライトはアルカリ性が弱く、中性〜弱アルカリ性を示す。
例えばドロマイトを高温で焼成すると、下記の化学式で示す様に炭酸カルシウムを生成すると考えられる。
ＣａＭｇ（ＣＯ３）２ → ＣａＣＯ３＋ＭｇＣＯ３
さらに８２５℃に近い高温では、次の化学反応式によって炭酸カルシウムから酸化カルシウム（ＣａＯ）が生成することが考えられる。
ＣａＣＯ３ → ＣａＯ＋ＣＯ２
この炭酸カルシウムおよび酸化カルシウムはアルカリ性を示す。焼成セピオライトのカルシウムの含有量および表面のアルカリ性が二酸化塩素剤の二酸化塩素発生反応に影響することが判明した。そのため焼成後のセピオライト中のカルシウム含有量は、５重量％未満であることが好ましく、さらに好ましくは４重量％以下、さらになお好ましくは３重量％以下である。セピオライトのカルシウム含有量の測定方法は特に限定されないが、例えば、ＩＣＰ発光分析、あるいはＩＣＰ−ＭＳ分析、蛍光Ｘ線分析などを用いて測定することができる。また本発明の二酸化塩素剤に用いるセピオライトはドロマイトなどの焼成後アルカリ性を示す成分が無いか若しくは少量のため、焼成後のセピオライトはアルカリ性が弱く、中性〜弱アルカリ性を示す。
本発明の二酸化塩素剤の製造に使う亜塩素酸塩としては、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸マグネシウム、亜塩素酸カリウムであるが、特に亜塩素酸ナトリウムが好ましい。
本発明の二酸化塩素剤に使う亜塩素酸塩は、保存安定性・高温乾燥時の安定性などを維持するためアルカリ性である必要がある。亜塩素酸塩は中性〜酸性では不安定で、特に酸性では酸と反応して分解する。そのため工業的に流通している亜塩素酸塩はアルカリ性に調整されたものであり、アルカリ性でない亜塩素酸塩は一般に流通していない。本発明における亜塩素酸塩は、高温乾燥など二酸化塩素剤の製造工程を考慮したアルカリ性である必要がある。
さらに、本発明の二酸化塩素剤に亜塩素酸ナトリウムを使う場合は、工業的に水酸化ナトリウムを原料として亜塩素酸ナトリウムが製造されるため、亜塩素酸ナトリウムの中には未反応の水酸化ナトリウムが必ず残ってアルカリ性となっている。その未反応水酸化ナトリウムの含有量は製造工場によって異なっている。
本発明の二酸化塩素剤の総合的なアルカリ性を調整するため使うアルカリ剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムであるが、水酸化ナトリウムが好ましい。
本発明の二酸化塩素剤は、カルシウム含有量が５重量％未満で、ｐＨ７以上且つｐＨ１０未満の中性〜弱アルカリ性の焼成セピオライトに、亜塩素酸塩とアルカリ剤を含浸させ、乾燥して製造する。乾燥は熱風乾燥、真空乾燥などいずれでも良い。ただ熱風乾燥に使う熱風は、あまりに高温では亜塩素酸塩が不安定になるので好ましくない。さらに熱風乾燥に使う熱風は二酸化炭素の少ないものが望ましい。
本発明の二酸化塩素の発生方法は、上記二酸化塩素剤の保管時および使用前には空気中の水蒸気と二酸化炭素を遮断する袋に封入し、使用時には二酸化塩素剤が空気中の水蒸気と二酸化炭素に接触する様にする。
本発明に使用される焼成前セピオライト、焼成後セピオライおよび亜塩素酸塩などの化合物の測定は蛍光Ｘ線、化学滴定などで行う。
本発明の二酸化塩素剤は、使用前までは空気中の水蒸気と二酸化炭素を透過しにくい材料で包装し、使用時にその包装を破断し、二酸化塩素剤を空気と接触させて使用する。水蒸気と二酸化炭素を透過しにくい材料としては、金属、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニリデンなどがあり、それを加工したフイルム、またそれらのフイルムを積層ラミネートしたもの、アルミを蒸着したものなどが使用できる。
以下、実施例、比較例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
図１の測定装置は、ガラス製シャーレ１（ＭＳ６０Ｓ）の上に三角ロート２（容積４００ｍＬ）を被せ、上部からＧＡＳＴＥＣ３（ガス吸引管）に二酸化塩素検知管４（Ｎｏ．２３Ｍ）を取り付けたもので、試料５から発生する二酸化塩素濃度を測定するものである。
図１の測定装置は、試料から発生する二酸化塩素の空気中での濃度を、直接的に、簡便に測定出来るものである。
次に試料の作成を説明する。セピオライトの焼成は５００℃以上の高温で行うが、ここでは焼成時間を３０分として、焼成の温度条件を７００℃以上で行うこととした。
取り寄せたセピオライトを電気焼成炉に入れ、８００℃で３０分焼成して、焼成セピオライトを得た。ただ焼成温度は高温のためコントロール範囲が大きく、上下１００℃の範囲で振れることがある。この焼成セピオライト中のカルシウム含有量を、走査型蛍光Ｘ線分析器（ＲＩＧＡＫＵ製、形式：ＺＳＸｐｒｉｍｕｓＩＩＩ＋）にて測定した。
作成した焼成セピオライトＡ〜Ｆ６点のカルシウム含有量を測定したところ、Ａ：０．４重量％、Ｂ：２．９重量％、Ｃ：４．４重量％、Ｄ：７．１重量％、Ｅ：１０．７重量％、Ｆ：１２．１重量％であった。
この焼成セピオライトのｐＨを万能試験紙による密着法で行った。密着法とは、焼成セピオライトの表面に霧吹きで水を吹きかけて若干湿らせ、同じく霧吹きで若干湿らせた万能試験紙をその焼成セピオライトの表面に押し当てて密着させ、万能試験紙の変色でもってセピオライトそのものの表面のアルカリ性を測定する方法である。万能試験紙は、Ｍａｃｈｅｒｅｙ−Ｎａｇｅｌ社の「Ｔｒｉｔｅｓｔ Ｌ ｐＨ１−１１」を使用した。
次に亜塩素酸ナトリウム２５重量％の水溶液を亜塩素酸ナトリウムのメーカーより購入して、そのアルカリ性を測定したところ、ｐＨ１４に近いアルカリ性に調整されていた。この亜塩素酸ナトリウム２５重量％の水溶液を水で希釈し、亜塩素酸ナトリウム２０重量％の水溶液とし、水酸化ナトリウム２０重量％の水溶液と重量比５：１で混ぜ合わせて含浸液Ｇを作成した。
焼成セピオライトＡ〜Ｆを含浸液Ｇに、室温で３０分浸漬し、目皿の上で余分の含浸液を除いて、亜塩素酸ナトリウムなどが含浸した焼成セピオライトを得、これを１００℃で１２時間乾燥して二酸化塩素剤を得た。
次に、この二酸化塩素剤を各１０ｇ取り、ガラス製シャーレ（ＭＳ６０Ｓ）に入れ、温度２０℃の雰囲気に接触させながら放置し、１日、１０日、６０日経過毎に二酸化塩素濃度の測定を図１の装置で行い、表１の結果を得た。
表１の実施例１〜３および比較例１〜３に示す様に、焼成セピオライト中のカルシウム含有量が多くなるほど二酸化塩素の発生が少なくなり、比較例１のカルシウム含有量が７．１重量％では二酸化塩素の発生量が基準値１．０ｐｐｍを下回り、二酸化塩素剤としての性能を満たさなくなった。この基準値としての１．０ｐｐｍは、一般的な居住空間に二酸化塩素剤を１００ｇ設置したときに、室内空間の除菌・除ウイルスなどに有効な濃度の二酸化塩素が確保されることとして設定している。また二酸化塩素の発生量が多いほど、少ない量の二酸化塩素剤で有効な濃度の二酸化塩素が確保されることとなるので、実施例１，２，３のカルシウム含有量が０．４重量％、２．９重量％、４．４重量％の焼成セピオライトは性能を満たしており、さらにはカルシウム含有量が少ないほど二酸化塩素の発生量が多く、性能が良いことを示している。
また、表１の実施例１〜３および比較例１〜３に示す様に、万能試験紙を焼成セピオライトの表面に直接押し当て、密着させてｐＨを測定する方法では、焼成セピオライトの表面のアルカリ性の違いが測定できた。その結果では、焼成セピオライトのアルカリ性がｐＨ１０未満では、二酸化塩素の発生量が基準値１．０ｐｐｍを上回り、焼成セピオライトのアルカリ性がｐＨ１０を超えると二酸化塩素の発生量が基準値を下回った。さらに焼成セピオライトのアルカリ性が中性に近いほど二酸化塩素の発生量が多くなり、逆に焼成セピオライトのアルカリ性が強くなればなるほど二酸化塩素の発生量が少なくなることが見られた。
次に、カルシウム含有量が２．９重量％であったセピオライトＢを電気焼成炉に入れ、７００℃、８００℃、８５０℃、９００℃で各３０分焼成して、焼成セピオライトを得た。ただ焼成温度は高温のためコントロール範囲が大きく、上下１００℃の範囲で振れることがある。そして出来上がった焼成セピオライトのアルカリ性を密着法で測定した。
さらに、この焼成セピオライトを上記と同じ方法で二酸化塩素剤とし、上記と同じ方法でｐＨを測り、また二酸化塩素濃度の測定を行って、表２の結果を得た。
表２の結果から、実施例４〜６では、実施例４の７００℃で焼成した焼成セピオライトがｐＨ７〜８の中性〜弱アルカリ性であり、最も二酸化塩素の発生が多かった。実施例５および６では、焼成温度が高くなればなるほど焼成セピオライトのアルカリ性が強くなり、比較例４の焼成温度が９００℃では焼成セピオライトのアルカリ性がｐＨ１０を超えて強くなりすぎて二酸化塩素の発生が基準を下回り、二酸化塩素剤としての性能を満たさなかった。この原因として、８００℃を超えての高温になるほど炭酸カルシウムから酸化カルシウムへの化学変化が進むためと考えられる。
次に、カルシウム含有量１０．７重量％であったセピオライトＥを電気焼成炉に入れ、７００℃、８００℃、８５０℃、９００℃で各３０分焼成して、焼成セピオライトを得た。ただ焼成温度は高温のためコントロール範囲が大きく、上下１００℃の範囲で振れることがある。そして、この焼成セピオライトのアルカリ性を密着法で測定した。
次に、この焼成セピオライトを上記と同じ方法で二酸化塩素剤とし、上記と同じ方法で二酸化塩素濃度の測定を行って、表３の結果を得た。
表３の結果では、カルシウム含有量が１０．７重量％の焼成セピオライトＥは比較例５〜８に示す様に、全てｐＨ１０以上のアルカリ性を示し、二酸化塩素の発生も基準を満たさなかった。その中で比較例５は、１０日目まで二酸化塩素の発生量が基準値を若干上回ったものの、経過時間とともに二酸化塩素の発生量が低下し、６０日後には基準値を下回った。二酸化塩素剤としての有効期間を２カ月として設定しているため、有効期間を満たさず実用性能まで達しないものとなった。また焼成温度が高くなるほどアルカリ性が強くなり、焼成温度が高くなるほど二酸化塩素の発生が少なくなる傾向を示した。つまりカルシウム含有量が１０．７重量％の焼成セピオライトＥを焼成した場合、アルカリ性がｐＨ１０以上となり、二酸化塩素の発生基準を満たさなかった。
これらの結果から、二酸化塩素剤の多孔質担体として使用する焼成セピオライトは、カルシウム含有量が５重量％未満であることが好ましく、カルシウム含有量が３重量％未満などさらに低いほど好ましい。また二酸化塩素剤の多孔質担体として使用する焼成セピオライトはｐＨ７以上且つｐＨ１０未満の中性〜弱アルカリ性であることが好ましい。また焼成セピオライトのアルカリ性は低いほど好ましい傾向があり、ｐＨ９以下がさらに好ましい。ｐＨ１０を超える焼成セピオライトは二酸化塩素の発生量が少なく、二酸化塩素剤としての有効期間を維持できないなどがある。
本発明の二酸化塩素剤は、有効な濃度の二酸化塩素を発生させることができるので、殺菌、ウイルス除去などの目的で有効に使用することができる。
１：ガラス製シャーレ（ＭＳ６０Ｓ）
２：三角ロート（容積４００ｍＬ）
３：ＧＡＳＴＥＣ（ガス吸引管）
４：二酸化塩素検知管（Ｎｏ．２３Ｍ）
５：試料
２：三角ロート（容積４００ｍＬ）
３：ＧＡＳＴＥＣ（ガス吸引管）
４：二酸化塩素検知管（Ｎｏ．２３Ｍ）
５：試料
Claims (7)
- 密着法による測定で、ｐＨ７以上且つｐＨ１０未満の中性〜弱アルカリ性の表面を有する焼成セピオライトからなる多孔質担体に、亜塩素酸塩とアルカリ剤とを担持させてなる二酸化塩素剤。
- 前記焼成セピオライトのカルシウム含有量が５重量％未満である、請求項１に記載の二酸化塩素剤。
- 前記亜塩素酸塩が、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸マグネシウムまたは亜塩素酸カリウムである請求項１または請求項２に記載の二酸化塩素剤。
- カルシウム含有量が５重量％未満のセピオライトを６００〜８００℃で焼成した多孔質担体に、亜塩素酸塩とアルカリ剤とを、それぞれ個別にまたは混合して含む水溶液を含浸させ、その後、乾燥することを特徴とする二酸化塩素剤の製造方法。
- ｐＨ７以上且つｐＨ１０未満の中性〜弱アルカリ性である焼成セピオライトからなる多孔質担体に、亜塩素酸塩とアルカリ剤とを、それぞれ個別にまたは混合して含む水溶液を含浸させ、その後、乾燥することを特徴とする二酸化塩素剤の製造方法。
- 前記亜塩素酸塩を含む水溶液がアルカリ性である請求項４または請求項５に記載の二酸化塩素剤の製造方法。
- 請求項１〜３のいずれかに記載の二酸化塩素剤を、保管時および使用前には空気中の水蒸気を遮断する袋に封入し、使用時には空気中の水蒸気と接触させることを特徴とする、二酸化塩素の発生方法。
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