JP4974467B2 - 防藻組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、水槽又は貯水槽、具体的には、鑑賞魚用水槽、いけす用水槽、クーリングタワーの貯水槽等の水中において、藻類、アオコ等の発生を防止するための防藻組成物に関する。
観賞魚用水槽、いけす用水槽、クーリングタワーの貯水槽等の水中に発生する藻類、アオコ等は、水槽の外観を損ねるだけではなく、水質を悪化させたり、悪臭を発生させる。したがって、これらの藻類、アオコ等の発生を防止するために、ベンゾチアゾール系、フェニル尿素系等の有機系防藻剤（特許文献１）、あるいは、銀、銅、亜鉛等の重金属を含む無機系防藻剤（特許文献２〜５）を水中に投入することが一般的である。
しかしながら、上記の防藻剤のうち、有機系防藻剤は毒性が強いため、生物を収容するための水槽に使用することができない。さらに、効果の持続性が十分でないため、長期間の使用には適さないので用途が限定されてしまうという問題もある。
一方、無機系防藻剤は、比較的長期間その効果が持続できる反面、水に対して、不溶性もしくは難溶性のものが多く、防藻効果を有する有効成分が水中に溶出する割合が低いため、十分な効果を得ることができないという問題がある。
また、無機系防藻剤は、一般に微細粒子状粉末であるため、水中に投入すると濁りが生じる場合がある。さらに、例えば観賞魚用水槽では、魚などの生物の排泄物により水槽中の菌やたんぱく質の量が増加して白濁することがある。これを防ぐため、酸化アルミニウム、硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム等に代表される無機系凝集沈殿剤、又は、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミド等に代表される有機系凝集沈殿剤が併用されることが多い。ところが、そのために防藻剤から溶出した有効成分が凝集沈殿剤に吸着されてしまい、効果を発揮することができないという問題が生じる。
本発明の目的は、上記の課題を解決し、防藻効果を有する成分を効率よく水中に溶出させ、凝集沈殿剤等を併用した際にもその効果が低減されることのない防藻組成物を提供することである。
上記の課題を解決するために本発明者らは種々検討を重ねた結果、無機系防藻剤として、生物に対して無害で安全な亜鉛化合物を選択するとともに、この亜鉛化合物と水中で安定な化合物を形成する有機酸とを混合した後成形して得られる防藻組成物を水中に投入することにより、有効成分である亜鉛イオンを水中に徐放させて防藻効果を長期間持続させることができることを見出して、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、亜鉛化合物と有機酸との混合物を成形したことを特徴とする防藻組成物が提供される。
本発明の防藻組成物は、防藻効果を有し、かつ毒性がなく生物に対して安全な成分として亜鉛化合物を含有し、この亜鉛化合物を効率よく水中に溶出させるための成分として有機酸を含有するものである。この防藻組成物は、これらの２つの成分を混合した後成形して得られる成形体である。また、この２つの成分を無機酸化物（酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、スピネル等）と併用してもよい。
亜鉛化合物としては、とくに限定されるものではないが、酸化亜鉛、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、又は、亜鉛と亜鉛以外の金属とを含有する複酸化物などをあげることができる。これらの亜鉛化合物は、１種を使用しても、あるいは、２種以上を混合して使用してもよい。これらの亜鉛化合物の中では、酸化亜鉛は比較的安価であり、また取り扱いが容易であるため好ましい。
本発明の防藻組成物において、有機酸は、亜鉛を水中に効率よく溶出させるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、オキシカルボン酸類、アミノ酸類、単糖類などをあげることができる。オキシカルボン酸類としては、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸等、アミノ酸類としては、グリシン、リジン、アスパラギン酸等、また、単糖類としては、グルコース、フルクトース、アスコルビン酸等の水溶性化合物が例示される。これらの有機酸は１種を使用しても、あるいは、２種以上を混合して使用してもよい。
本発明の防藻組成物は、上記の亜鉛化合物と有機酸とをそれぞれ粉末の状態で混合して得られた混合物を成形して得られるものである。成形体の形状は特に限定されるものではなく、プレス成型加工により得られるもの、あるいは、顆粒状に造粒して得られるものなどをあげることができる。なお、プレス成型により成形体を製造する場合は、これらの混合粉末に有機バインダーとして、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどを添加することが好ましい。
亜鉛化合物と有機酸との混合比率は、とくに限定されるものではなく、防藻有効成分である亜鉛の溶出量を任意に増減することにより、水量、要求される水質レベル、あるいは生物に対する安全性など様々な環境条件を勘案して最適な混合比率を決定することが好ましい。具体的には、例えば、観賞魚用の水槽で藻類、アオコの発生を防止するためには、亜鉛イオンの溶出量を、２〜５０ｍｇ／Ｌの範囲に設定することが好ましい。
このようにして得られた防藻組成物を水中に投入すると、まず、水溶性の有機酸が溶解する。次いで、水中でこの有機酸と亜鉛化合物との化学反応が起こり、亜鉛が水中に効率よく溶出する。このとき、亜鉛が有機酸と錯体を形成するため、化学的に非常に安定な状態となる。したがって、酸化アルミニウムやポリ塩化アルミニウム等の凝集沈殿剤が存在した場合も、亜鉛がこの凝集沈殿剤に吸着されることが防止され、継続的に防藻効果を発揮することができる。
なお、本発明の防藻組成物は、上記のようなプレス成型加工による防藻組成物、あるいは、顆粒状に造粒した防藻組成物をそのまま水中に投入して使用する以外に、水循環ラインの途中に設置することもできる。例えば、顆粒状の防藻組成物を流出しないように不織布等よりなる袋等に装入したものを、水循環ラインの途中に設置することにより循環水と接触させる構成としてもその効果は十分に発揮される。
本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例１
<防藻組成物の製造>
酸化亜鉛粉末（正同化学製ＪＩＳ１号）１６０ｇ、酒石酸（関東化学製試薬特級）８ｇ、プレス成型用有機バインダーとしてエチルセルロース（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ製Ｎ−５０）８．４ｇを乳鉢でよく混合したのち、エチルアルコール３０ｇを添加した。再びよく混合し、乾燥させて混合粉末を得た。この混合粉末を直径１２ｍｍの金型に入れて一軸プレス装置（菅原精機製３００−１Ｐ型）を用いてプレス成型した。得られた成形体は、直径１２．５ｍｍ、厚み１０．０ｍｍであった。
<防藻組成物の製造>
酸化亜鉛粉末（正同化学製ＪＩＳ１号）１６０ｇ、酒石酸（関東化学製試薬特級）８ｇ、プレス成型用有機バインダーとしてエチルセルロース（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ製Ｎ−５０）８．４ｇを乳鉢でよく混合したのち、エチルアルコール３０ｇを添加した。再びよく混合し、乾燥させて混合粉末を得た。この混合粉末を直径１２ｍｍの金型に入れて一軸プレス装置（菅原精機製３００−１Ｐ型）を用いてプレス成型した。得られた成形体は、直径１２．５ｍｍ、厚み１０．０ｍｍであった。
<評価試験>
内容積５リットルの水槽に、河川水を５リットル収容した。次いで、上記により得られた成形体を２個投入した。さらに、凝集沈殿剤として、硫酸アルミニウム粉末１ｇを入れた。この水槽を所定の日照時間、温度条件のもとで戸外に放置し、経過時間ごとに水の濁度、藻類もしくはアオコの発生状態を目視観察し、以下の基準により評価して結果を表１に示した。
◎：全く濁りが無く、緑色生成物も認められない。
○：濁りは発生していないが、緑色がかった色が確認できる。
△：透明度が若干損なわれ、緑色生成物が明らかに確認できる。
×：緑色生成物により透明度が消失している。
内容積５リットルの水槽に、河川水を５リットル収容した。次いで、上記により得られた成形体を２個投入した。さらに、凝集沈殿剤として、硫酸アルミニウム粉末１ｇを入れた。この水槽を所定の日照時間、温度条件のもとで戸外に放置し、経過時間ごとに水の濁度、藻類もしくはアオコの発生状態を目視観察し、以下の基準により評価して結果を表１に示した。
◎：全く濁りが無く、緑色生成物も認められない。
○：濁りは発生していないが、緑色がかった色が確認できる。
△：透明度が若干損なわれ、緑色生成物が明らかに確認できる。
×：緑色生成物により透明度が消失している。
実施例２
酒石酸混合量を４ｇにしたこと以外は、実施例１と同様にして成形体を製造し、同様の条件で評価試験を行って、結果を表１に示した。
酒石酸混合量を４ｇにしたこと以外は、実施例１と同様にして成形体を製造し、同様の条件で評価試験を行って、結果を表１に示した。
実施例３
酸化亜鉛粉末（正同化学製ＪＩＳ１号）１６０ｇ、クエン酸一水和物（関東化学製試薬特級）１２ｇ、プレス成型用有機バインダーとしてエチルセルロース（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ製Ｎ−５０）８．４ｇを乳鉢でよく混合したのち、エチルアルコール３０ｇを添加した。再びよく混合し、乾燥させて混合粉末を得た。この混合粉末を直径１２ｍｍの金型に入れて一軸プレス装置（菅原精機製３００−１Ｐ型）を用いてプレス成型した。得られた成形体は、直径１３．０ｍｍ、厚み１０．５ｍｍであった。この成形体に対し、実施例１と同様の条件で評価試験を行って、結果を表１に示した。
酸化亜鉛粉末（正同化学製ＪＩＳ１号）１６０ｇ、クエン酸一水和物（関東化学製試薬特級）１２ｇ、プレス成型用有機バインダーとしてエチルセルロース（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ製Ｎ−５０）８．４ｇを乳鉢でよく混合したのち、エチルアルコール３０ｇを添加した。再びよく混合し、乾燥させて混合粉末を得た。この混合粉末を直径１２ｍｍの金型に入れて一軸プレス装置（菅原精機製３００−１Ｐ型）を用いてプレス成型した。得られた成形体は、直径１３．０ｍｍ、厚み１０．５ｍｍであった。この成形体に対し、実施例１と同様の条件で評価試験を行って、結果を表１に示した。
実施例４
クエン酸一水和物の添加量を４．８ｇとしたこと以外は、実施例３と同様にして成形体を製造し、同様の評価試験を行って、結果を表１に示した。
クエン酸一水和物の添加量を４．８ｇとしたこと以外は、実施例３と同様にして成形体を製造し、同様の評価試験を行って、結果を表１に示した。
実施例５
硫酸亜鉛粉末（東邦亜鉛製）５ｇ、酸化アルミニウム（アルコア製）１５０ｇ、酒石酸（関東化学製試薬特級）３．５ｇ、プレス成型用有機バインダーとしてエチルセルロース（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ製Ｎ−５０）１０．０ｇを乳鉢でよく混合したのち、エチルアルコール３０ｇを添加した。再びよく混合し、乾燥させて混合粉末を得た。この混合粉末を直径１２ｍｍの金型に入れて一軸プレス装置（菅原精機製３００−１Ｐ型）を用いてプレス成型した。得られた成形体は、直径１２．０ｍｍ、厚み１２．０ｍｍであった。この成形体に対し、実施例１と同様の条件で評価試験を行って、結果を表１に示した。
硫酸亜鉛粉末（東邦亜鉛製）５ｇ、酸化アルミニウム（アルコア製）１５０ｇ、酒石酸（関東化学製試薬特級）３．５ｇ、プレス成型用有機バインダーとしてエチルセルロース（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ製Ｎ−５０）１０．０ｇを乳鉢でよく混合したのち、エチルアルコール３０ｇを添加した。再びよく混合し、乾燥させて混合粉末を得た。この混合粉末を直径１２ｍｍの金型に入れて一軸プレス装置（菅原精機製３００−１Ｐ型）を用いてプレス成型した。得られた成形体は、直径１２．０ｍｍ、厚み１２．０ｍｍであった。この成形体に対し、実施例１と同様の条件で評価試験を行って、結果を表１に示した。
実施例６
実施例１と同様の原料（酸化亜鉛１６０ｇ、酒石酸８ｇ、エチルセルロース８．４ｇ）を転動造粒機に投入し、撹拌している状態でエタノールを噴霧して顆粒状に造粒した。造粒機の内容物を回収して乾燥し、直径１．０〜１．５ｍｍの球状成形体を得た。この球状成形体に対し、実施例１と同様の条件で評価試験を行って、結果を表１に示した。なお、この評価試験において、球状成形体の投入量は、実施例１の成形体２個分に相当する重量分とした。
実施例１と同様の原料（酸化亜鉛１６０ｇ、酒石酸８ｇ、エチルセルロース８．４ｇ）を転動造粒機に投入し、撹拌している状態でエタノールを噴霧して顆粒状に造粒した。造粒機の内容物を回収して乾燥し、直径１．０〜１．５ｍｍの球状成形体を得た。この球状成形体に対し、実施例１と同様の条件で評価試験を行って、結果を表１に示した。なお、この評価試験において、球状成形体の投入量は、実施例１の成形体２個分に相当する重量分とした。
比較例１
酸化亜鉛粉末（正同化学製ＪＩＳ１号）１６０ｇ、プレス成型用有機バインダーとしてエチルセルロース（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ製Ｎ−５０）８．４ｇを乳鉢でよく混合したのち、エチルアルコール３０ｇを添加した。再びよく混合し、乾燥させて混合粉末を得た。この混合粉末を直径１２ｍｍの金型に入れて一軸プレス装置（菅原精機製３００−１Ｐ型）を用いてプレス成型した。得られた成形体は、直径１２．０ｍｍ、厚み１０．５ｍｍであった。この成形体に対し、実施例１と同様の条件で評価試験を行って、結果を表１に示した。
酸化亜鉛粉末（正同化学製ＪＩＳ１号）１６０ｇ、プレス成型用有機バインダーとしてエチルセルロース（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ製Ｎ−５０）８．４ｇを乳鉢でよく混合したのち、エチルアルコール３０ｇを添加した。再びよく混合し、乾燥させて混合粉末を得た。この混合粉末を直径１２ｍｍの金型に入れて一軸プレス装置（菅原精機製３００−１Ｐ型）を用いてプレス成型した。得られた成形体は、直径１２．０ｍｍ、厚み１０．５ｍｍであった。この成形体に対し、実施例１と同様の条件で評価試験を行って、結果を表１に示した。
比較例２
酸化亜鉛粉末に代えて、硫酸亜鉛粉末（東邦亜鉛製）５ｇ、酸化アルミニウム（アルコア製）１５０ｇを使用したこと以外は、比較例１と同様にして成形体を製造し、直径１２．０ｍｍ、厚み１０．５ｍｍの成形体を得た。この成形体に対し、実施例１と同様の評価試験を行って、結果を表１に示した。
酸化亜鉛粉末に代えて、硫酸亜鉛粉末（東邦亜鉛製）５ｇ、酸化アルミニウム（アルコア製）１５０ｇを使用したこと以外は、比較例１と同様にして成形体を製造し、直径１２．０ｍｍ、厚み１０．５ｍｍの成形体を得た。この成形体に対し、実施例１と同様の評価試験を行って、結果を表１に示した。
表１の結果から明らかなように、本発明の防藻組成物を添加した場合（実施例１〜６）は、藻類、アオコの発生が３０日間の長期にわたって抑制されたことが確認された。それに対して、有機酸を使用していない比較例１、比較例２では、防藻効果を長期にわたって持続することができないことが確認された。
比較例１では、酸化亜鉛が水に対して難溶性であるため、実施例１と同量の酸化亜鉛を使用しているにもかかわらず、水中に溶出する亜鉛量が非常に少ないため、防藻効果が発揮されなかったものと推察される。一方、比較例２では、水溶性の硫酸亜鉛を使用しているが、溶出した亜鉛の反応性が高いため、凝集沈殿剤である硫酸アルミニウムに吸着されたため、本来の防藻効果が発揮されなかったものと推察される。
以上のことから、本発明の防藻組成物は、防藻効果を有する亜鉛化合物とこの亜鉛化合物と水中で反応して安定な錯体を形成する有機酸とを混合して成形体とすることにより、長期にわたり防藻効果を持続させることが可能となる。したがって、本発明の防藻組成物は、観賞魚用水槽、いけす用水槽、クーリングタワーの貯水槽などにおける藻類、アオコ等の発生を防止する上で極めて有用であり、その工業的価値は大である。
Claims (2)
- 酸化亜鉛及び硫酸亜鉛からなる群より選択される亜鉛化合物とオキシカルボン酸との混合物並びに有機バインダーを含む成形体よりなり、水中で使用されることを特徴とする、防藻組成物。
- 前記オキシカルボン酸が、クエン酸一水和物及び酒石酸からなる群より選択される１種以上である、請求項１記載の防藻組成物。
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