JP6131407B2 - インジケータ構造 - Google Patents
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Description
特許文献1に記載のような電子供与性呈色有機化合物や、pH指示薬などの化学的に色彩が変化する指示薬を添加しておき、揮散とともにそれら指示薬を変色させる方法がまず挙げられる。また、特許文献2に記載のような、難揮散性の色素を揮散性有機化合物に溶解させておき、揮散性有機化合物の揮散とともにその色素が凝縮して色が見えなくなることで変色させる方法もある。
これを放出する製剤としては、例えば特許文献4のように、二酸化塩素を放出する亜塩素酸塩を容器の内部に蓄えて、徐々に放出させるものや、特許文献5のように、水と溶存二酸化塩素を吸水性ポリマーに含ませた、骨材を含有させた組成物が挙げられる。
そして、二酸化塩素を用いた殺菌剤や消臭剤等の薬剤製剤において、その揮散の終期を目視によって確認できるようにするため、特許文献6のように、紙などのシートの表面に、染料と、二酸化塩素透過性樹脂とからなる混合層を設け、染料が直接二酸化塩素に接触しないような形態とし、退色するタイミングを染料の種類及び量と、二酸化塩素透過性樹脂の種類及び混合層の厚みの組み合わせにより調整し、揮散の終期とタイミングを合わせた二酸化塩素揮散製剤の所定の位置に取り付けるようにしたものがあげられる。
そのため、使用後のものを使用前と間違って使用し始めてそのままにしてしまったり、使用後のものを誤って使用しようとして、容器を曲げるなどして容器が破損して飛散したり、また中の液体などが飛び散ったりして怪我をする恐れがあるという問題がった。
また、誤って使用後のものを再度使用しようとすると、容器が反応中の色に変化しないので不良品ではないかと誤った判断をしてしまったり、さらに、容器に欠陥があり、保管中に、知らなううちに反応が進行したような場合、気づかないまま放置するとやがて液が反応が終わって透明になり、使用前と同じ見た目となってしまい、使用前のものであると誤認してしまうという問題があった。
図1に本実施形態にかかるインジケータ構造の一例を示す。
図1において、本実施形態に係るインジケータ構造は、中空棒状をしたスティック1と、このスティック1の中空部に配置されたガラス製のアンプル2を有している。
このスティック1は、樹脂により構成されることで可撓性を有しており、また、スティック1内で発生した二酸化塩素を透過して大気中に放出することができる樹脂が用いられている。この樹脂としては、例えばポリエチレン(PE)或いはポリプロピレン(PP)が好適である。
スティック1の中空部は、アンプル2を収容した際に、中空部内面とアンプル2との間に隙間ができる程度の大きさとなっている。この隙間の部分に第2の溶液が充填できるような構成となっている。
また、アンプル2は、薄板状のガラスなどの硬質な材料で構成されており、曲げ応力により破損して、収容されている亜塩素酸ナトリウム溶液をスティック内に放出する構造となっている。
この酸性溶液3としては、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、アコニット酸、アジピン酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、無水コハク酸、酢酸等の有機酸の水溶液、塩酸、アミド硫酸などの無機酸の水溶液、また、亜塩素酸ナトリウムとの反応により酸に変化するエタノール溶液などがある。
この酸性溶液は、耐酸性であり、かつ、二酸化塩素により退色可能な着色料により着色がされており、この着色料としては、例えば食品添加物合成着色料などを用いることができる。好適な例として、図2〜図6に示すように、キリヤ化学株式会社、赤色2号(図2)、赤色102号(図3)、赤色106号(図4)、青色1号(図5)、青色2号(図6)などがあげられる。
まず、未使用状態では、アンプル2の中に亜塩素酸ナトリウム溶液が入っているとともに、アンプル2とスティック1の中空部との間には、赤や青などに着色された酸性溶液(クエン酸溶液)が入れられている。
この状態では、スティック1はポリエチレンなど半透明な樹脂で創られているため、外から見た状態では、色素で着色された酸性溶液の色(赤色、青色など)が見えるようになっている。
なお、この状態では、アンプル2内の亜塩素酸ナトリウム溶液は、透明であり、またアンプル2の周りに着色された酸性溶液が満たされているため、外からは、この酸性溶液の色(色素により着色された色)しか見えないようになっている。
この状態では、亜塩素酸ナトリウム溶液と酸性溶液とは分離されているので二酸化塩素は発生しない状態(未使用状態)が保たれる。
二酸化塩素は、常温では気体であるためスティック1内が二酸化塩素で満たされ、所定の濃度以上になると、スティック1の外壁であるポリエチレンを透過して大気中に放出され、二酸化塩素による殺菌・消臭効果を得ることができる。
これにより、発生した二酸化塩素自体は黄色ないしは褐色を呈するので、スティック1内は色素により着色された色が徐々に落ち二酸化塩素自体の黄色ないしは褐色へと変化し、最後にはスティック1内の二酸化塩素がなくなると透明に変化する。
これにより、スティック1の色が変化し、透明となったところで使用済みであることを判定することができる。
これにより、使用後のスティック1を使用前の物と間違って使用したり、また使用後のものを間違って折り曲げてしまい、スティック1が破損して中の溶液や、ガラスが飛散するなどの事故を防止できる。
この場合、二酸化塩素を発生させるには、図7に示したものでは、ガス透過性外部袋11内には色素により着色された酸性溶液、気体液体を透過しない内袋12内には亜塩素酸ナトリウム溶液が封入されている。
この状態で、ガス透過性外袋11に掌や指などにより圧力を加え、内部に収納した内袋12を破断して、その内袋12の亜塩素酸ナトリウム溶液とガス透過性外袋11の酸性溶液とを反応させることにより、二酸化塩素を発生させることができる。
なお、この袋の構造については、従来技術として特開2006−335448、特開2006−335447等の構造にも適用することができる。
(1)耐光性
耐酸性の色素を選択し色素濃度0.2%、クエン酸濃度3.9%となるように調整し、直径4.8-6mm×L50mmのポリプロピレン製樹脂チューブに充填して溶封し屋外約1m高の南向き暴露架台上に35日間設置して耐光性を調査した。結果、天然色素の耐光性は非常に小さく、実用的ではなかった。上述の赤色102号、赤色106号、青色1号が、耐光性が比較的高かった。
(2)顔料
100mLガラスビーカーに8%亜塩素酸ナトリウム溶液15mLを入れ、顔料0.1gを混合した4.9%無水クエン酸を15mL入れて混合後樹脂シールをして室温暗所に静置した。結果、シンロイヒのシンロイヒカラーFZ-SB(skyblue)およびFZ-6013(Red)について、室温暗所31日後で漂白の程度は僅かであり、インジケータとしては利用できない。一般に無機顔料の退色性は小さく二酸化塩素による漂白は受け難い。
(3)耐熱性
赤色102号0.028mg/L、赤色106号0.008mg/L、青色1号0.016mg/Lの色素濃度となるように3.9%クエン酸溶液を調整し、φ4.8-6mm×L50mmのポリプロピレン製樹脂チューブに充填して溶封した。これを80℃湯煎中に浸漬し104時間まで処理して退色性を確認した。
青色1号については直径11〜14mm×L150mmのポリエチレンチューブに充填したものも同様に試験した。結果、80℃、104時間までは何れも全く退色しなかった。従って、赤色102号、赤色106号、青色1号は在庫期間の高温に遭遇して著しく退色することはなかった。
非常に微小なクラックを生じたガラス製アンプル内に、5%亜塩素酸ナトリウム溶液0.25mLを充填し、酸溶液に浸漬するとガラスアンプル内に酸溶液が浸入して反応し黄色に発色する。直径4.8-6mmのポリプロピレン製樹脂チューブに、この黄色に発色したガラスアンプルと0.028(mg/L)赤色102号となるように調整した3.9%クエン酸溶液0.25mLを充填して溶封し、45℃暗所にて静置して赤色が消失するまでの期間を観察した。結果、4日後から18日後にかけて赤色が消失し、ガラスアンプルは黄色を呈していた。
従って、製造後、微小なクラックがガラスアンプルに生じた場合、ガラスアンプルは黄色を呈し、ある期間を置くと赤色102号は発生する二酸化塩素によって完全に退色する。
このため、もともとアンプルが黄色で酸液が赤色を呈していた場合、時間が経過することにより、ガラスアンプル内に酸溶液が浸入して反応し、酸液の色素が分解されることで、アンプルが黄色で酸液が透明、或いはアンプルと酸液が透明となり、何れにしても赤色のみではないので、このスティックが不良品であることを色の組み合わせから容易に判別することができる。
色素を漂白する為に二酸化塩素の多くが消費されてしまうと、二酸化塩素を発生する期間、量が減少してしまい、二酸化塩素発生体としての効果が小さくなる。
(試験A) ガラス製100mL容共栓付き三角フラスコに、4.8%亜塩素酸ナトリウム溶液20mLを入れ、0.028(mg/L)赤色102号となるように調整した3.9%クエン酸溶液20mLを入れて共栓で密栓し、常温暗所で保管した。同様に、8.5%亜塩素酸ナトリウム溶液20mL、0.016(mg/L)青色1号となるよう調整した4.9%クエン酸溶液20mLを用いて同様に操作した。
2液混合1、2、3および10日後に、三角フラスコから2.5mLを取り出して亜塩素酸ナトリウム濃度を測定した。
(試験B) PET製100mL透明容器に、4.8%亜塩素酸ナトリウム溶液2.5mLを入れ、0.028(mg/L)赤色102号となるように調整した3.9%クエン酸溶液2.5mLを入れて密栓し、常温暗所で保管した。同様に、8.5%亜塩素酸ナトリウム溶液2.5mL、0.016(mg/L)青色1号となるよう調整した4.9%クエン酸溶液2.5mLを用いて同様に操作した。2液混合1、2、3および10日後に、容器内の液を100mLに定容して亜塩素酸ナトリウム濃度を測定した。
(結果) 色素の実用的な濃度に設定した試験A、試験Bの場合、何れも色素の退色のために二酸化塩素は差が有るほど消費されることはなかった。したがって、実用的な色素濃度で作成した二酸化塩素発生体の効力は色素を添加しないときと変わらない。
赤色102号、赤色106号、青色1号の実用的な濃度液の3.9%クエン酸を作成しA液(赤色102号:0.028mg/L、赤色106号:0.008mg/L、青色1号:0.016mg/L)とした。4.6%亜塩素酸ナトリウム0.25mLを充填した直径4.8-6mmのポリプロピレン製樹脂チューブにA液0.25mLを充填して樹脂を溶封して各色素の色が消失して黄色に発色するまでの時間を常温で観察した。さらに、色素濃度をA液の2倍、4倍および2mg/Lとしたもので同様に試験した。対照として色素を添加しない3.9%クエン酸で同様に試験した。
その結果、色素を添加しない対照では8分で黄色に発色した。
その他の例では、表1のように、赤色102号は0.028から0.112mg/Lの範囲で12分後2mg/Lでは30分後、青色1号は0.016mg/Lで66分後、0.032と0.064mg/Lで86分後、2mg/Lでは156分後にほぼ黄色になった。赤色106号では0.008から0.032mg/Lの範囲で68分後から88分後にほぼ黄色になったが2mg/Lでは赤味が残ってしまい黄色になることはなかった。
従って、色素により色味の消失に差があり、また濃度を高めることには限界がある。赤色102号では、使用開始から早い段階で色素が漂白され黄色を呈するので、二酸化塩素が確実に発生していることを早期に確認できる。一方、青色1号では、色素濃度を比較的高くして、かつ長時間、色を保つことができる。
赤色102号、赤色106号、青色1号の実用的な濃度液の3.9%クエン酸を作成しA液(赤色102号:0.028mg/L、赤色106号:0.008mg/L、青色1号:0.016mg/L)とした。4.6%亜塩素酸ナトリウム0.25mLを充填したφ4.8-6mmのポリプロピレン製樹脂チューブにA液0.25mLを充填して樹脂を溶封し、各色素で3本作成した。各色素のチューブ3本を180mLポリプロピレン製容器(ポリエチレン製の密閉できるフタ付き)に密閉し室温暗所で保管した。対照として色素を添加しない3.9%クエン酸で同様に試験した。
その結果、静置3日後の180mL容器のフタを注意して少し開け、隙間から塩化ビニル製の細いチューブを取り付けたシリンジにてガスを5mL採取して適当に希釈しガステック社製のガス検知管(23Lおよび23M)を使用して二酸化塩素ガスの濃度を測定した。180mL容器中のガス濃度は何れも15ppm前後となっており、色素の存在が二酸化塩素ガスの放散能力には大きな影響を与えないと推測できる。
2 アンプル
3 酸性溶液
4 亜塩素酸ナトリウム溶液
Claims (5)
- 透光性及び可撓性を有する中空状の容器と、この容器の中空部に収納されたアンプルと、を有してなり、
上記アンプル内には、色素を分解可能な第1の液体として亜塩素酸ナトリウム水溶液が充填されており、
上記アンプルと上記容器の中空内面との間には空間が形成されており、この空間に上記色素により着色された第2の液体として酸性水溶液が充填されており、
上記容器を折り曲げることで上記アンプルが破損され、上記第1の液体が上記容器内に放出されることで、上記第1の液体が上記第2の液体の着色色素を分解するように混合される構成であって、
保管中に上記アンプルにクラックが生じた場合、上記第1の液体との反応によって、上記第2の液体の着色色素が分解されて退色した状態となる、
ことを特徴とするインジケータ構造。 - 上記アンプルは、ガラス又は硬質な樹脂により構成されている、
請求項1記載のインジケータ構造。 - 上記容器は、二酸化塩素透過可能な樹脂により構成されている、
請求項1又は2記載のインジケータ構造。 - 上記容器はポリエチレン又はポリプロピレンのいずれかで構成されている、
請求項1〜3のいずれかに記載のインジケータ構造。 - 上記色素は耐酸性色素である、
請求項4記載のインジケータ構造。
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