JPH05317865A - 脱塩素剤及びその製造方法 - Google Patents

脱塩素剤及びその製造方法

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JPH05317865A
JPH05317865A JP12188592A JP12188592A JPH05317865A JP H05317865 A JPH05317865 A JP H05317865A JP 12188592 A JP12188592 A JP 12188592A JP 12188592 A JP12188592 A JP 12188592A JP H05317865 A JPH05317865 A JP H05317865A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱塩素作用が大きく通水性の良好な脱塩素剤
を得ること。 【構成】 角柱状結晶構造を有する亜硫酸カルシウム半
水和物の一次粒子からなるいがぐり状の凝集体を脱塩素
剤の主成分として用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は脱塩素剤、特に、水中に
溶存する塩素を化学的に分解除去する脱塩素剤及びその
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、水道水、工業用水その他の水に
溶存する塩素は、その殺菌、漂白及び酸化作用が人体そ
の他の生体に悪影響を及ぼす恐れがある他、製造上の障
害となることから、水道水その他の水中に溶存する塩素
を除去する手段として種々の方法が採用されている。従
来、代表的な脱塩素方法としては、活性炭で遊離塩素を
物理的に吸着する方法が汎用されているが、活性炭に水
中の溶存塩素と溶存有機酸が同時に吸着され、活性炭内
でトリハロメタンが生成する恐れがある。
【0003】他方、化学的脱塩素方法としては、チオ硫
酸ナトリウムを使用する方法があるが、これは鑑賞魚用
水の脱塩素剤としてしか使用できず、しかも、過剰に入
れた場合、溶解した液中にチオ硫酸イオンが残存し、こ
のチオ硫酸イオンが還元剤として作用するため、魚に悪
影響を及ぼすという問題があった。
【0004】また、他の化学的脱塩素方法としては、例
えば、特開昭54−105844号明細書にて、亜硫酸
カルシウムを脱塩素剤として使用し、その取り扱いの簡
便化と長期使用を可能にするため、亜硫酸カルシウムの
粉末をバインダと混練し、成型して錠剤として使用する
ことが提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、亜硫酸
カルシウムの二水塩は結晶性粉末ではあるが、その半水
塩や無水塩と同じく微粉末で成型性が悪く、錠剤にする
ためには多量のバインダを使用しなければならず、必然
的に亜硫酸カルシウムの粉末粒子表面がバインダで覆わ
れ、亜硫酸カルシウムと水との接触面積が小さくなり、
脱塩素作用が低下するという問題があった。しかも、錠
剤ではバインダの量が多いため、通水性の良好な脱塩素
剤を得ることが困難であった。
【0006】従って、本発明は、脱塩素作用が大きく通
水性の良好な脱塩素剤を得ることを目的とするものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、脱塩素剤とし
ての亜硫酸カルシウムについて研究した結果、亜硫酸カ
ルシウムの製造する際、その初期段階で中間生成物とし
ていがぐり状の巨大粒子が生成し、この巨大粒子は角柱
状結晶構造を有する亜硫酸カルシウム半水和物の一次粒
子が多数集合した凝集体であって、平均粒径及び比表面
積が大きく、亜硫酸カルシウムの二水塩、半水塩及び無
水塩に比べて活性が高く、しかも成型性に優れているこ
とに着目し、前記課題を解決するための手段として、角
柱状結晶構造を有する亜硫酸カルシウム半水和物の一次
粒子からなるいがぐり状の凝集体を脱塩素剤の主成分と
して用いるようにしたものである。
【0008】本発明に係る脱塩素剤は、その主成分が角
柱状結晶構造を有する亜硫酸カルシウム半水和物の一次
粒子が多数集合した凝集体であるが、該凝集体の純度は
90%以上が好適であり、また、比表面積が2〜20m2
/g、平均粒径が3〜30μmであるのが望ましい。
【0009】前記凝集体は、3〜30μmの平均粒径を
有する巨大粒子であるため、浄水器用、入浴剤用或いは
鑑賞魚用水用その他の用水用脱塩素剤としてそのまま使
用できるが、これに少量の水不溶性バインダを加えて造
粒すると、凝集体がいがぐり状の形態であるため凝集体
の表面がバインダに覆われることがなく、従って、その
活性を維持したまま、粒状化することができる。この場
合、水不溶性バインダの添加量は1〜20重量%が好ま
しい。また、球状又は顆粒状粒子の圧壊強度は0.2〜
10kgが好ましい。
【0010】また、前記脱塩素剤は、本発明によれば、
カルシウム化合物水溶液と亜硫酸アルカリ金属塩水溶液
とを撹はんしながら混合し、15〜45℃の温度で所定
時間反応させて角柱状結晶構造を有する亜硫酸カルシウ
ム半水和物の一次粒子からなるいがぐり状の凝集体を生
成させ、該凝集体を濾別、洗浄した後、バインダと共に
造粒することにより製造できる。なお、造粒方法として
は、押出成形、マルメライザー法、パン造粒法、転動造
粒法など公知の任意の方法を採用すれば良い。
【0011】この方法により製造された凝集体を構成す
る亜硫酸カルシウム半水和物の一次粒子は、角柱状の結
晶構造を有し、幅0.05〜0.5μm、長さ10〜5
0μmである。
【0012】バインダとしては、水に安定で非水溶性の
ものであれば任意のものを使用できるが、代表的なもの
としては、エチルセルロースその他のセルロース誘導
体、メタクリル系共重合体などが挙げられる。
【0013】
【作用】本発明に係る脱塩素剤は、主成分である亜硫酸
カルシウムが水中に溶存している塩素により酸化して不
溶性の硫酸カルシウムに変化するため、水溶性の亜硫酸
ナトリウムやチオ硫酸ナトリウムのように水中に亜硫酸
イオンが混入することなく、脱塩素を行うことができ
る。本発明に係る脱塩素剤は、その主成分が活性の高い
中間生成物、即ち、角柱状結晶の亜硫酸カルシウム半水
和物の一次粒子が凝集した平均粒径3〜30μmの巨大
ないがぐり状の凝集体であって、比表面積が2〜20m2
/gと通常の亜硫酸カルシウムの二水和物、半水和物及
び無水塩に比べて著しく大きいため、水に溶存している
塩素との反応点が多くなり、その結晶構造が脱塩素能力
の向上に寄与している。
【0014】なお、亜硫酸カルシウムの純度は90%以
上であるのが好適である。これは90%未満では脱塩素
能が低下するからである。
【0015】また、本発明に係る脱塩素剤は、主成分が
いがぐり状の特殊な物理的形状を有しているが、小さな
一次粒子が集まった巨大粒子として挙動するため、取り
扱い性及び加工性の向上に寄与し、また、非水溶性バイ
ンダにより球状あるいは顆粒状に造粒されていても、ミ
クロ的には脱塩素剤粒子表面及び凝集体粒子間に微少な
空孔が形成されるため脱塩素能力を損なうことがない。
さらに、脱塩素剤の形状が比較的小径の球状あるいは顆
粒状であることが通水性の向上に寄与する。
【0016】
【実施例1】塩化カルシウム二水和物76.5gを28
1mlのイオン交換水に溶解し、1.74mol/lの塩化カ
ルシウム水溶液を調製する一方、亜硫酸ナトリウム4
9.2gを400mlのイオン交換水に溶解し、1mol/l
の亜硫酸ナトリウム水溶液を調製した。前記塩化カルシ
ウム水溶液と亜硫酸ナトリウム水溶液とを撹拌混合し、
30℃の液温を維持しながら反応させ、反応開始後30
分経過した時点で、反応生成物を濾別、洗浄した後、乾
燥させ亜硫酸カルシウム半水和物の結晶粉末を得た。
【0017】
【実施例2】水酸化カルシウム74gを258mlのイオ
ン交換水に溶解し、3.89mol/lの水酸化カルシウム
水溶液を調製する一方、亜硫酸カリウム92.4gを4
00mlのイオン交換水に溶解し、1.46mol/lの亜硫
酸カリウム水溶液を調製した。前記水酸化カルシウム水
溶液と亜硫酸カルウム水溶液とを撹拌混合し、30℃の
液温を維持しながら反応させた。反応開始後、30分経
過した時点で反応生成物を濾別し、洗浄、乾燥して亜硫
酸カルシウム半水和物の結晶粉末を得た。
【0018】
【比較例】塩化カルシウム二水和物76.5gを281m
lのイオン交換水に溶解し、1.74mol/lの塩化カル
シウム水溶液を調製する一方、亜硫酸ナトリウム49.
2gを400mlのイオン交換水に溶解し、1mol/lの亜
硫酸ナトリウム水溶液を調製した。前記塩化カルシウム
水溶液と亜硫酸ナトリウム水溶液とを撹拌混合し、30
℃の液温を維持しながら240分反応させた。次いで、
反応生成物を濾別し、洗浄、乾燥して亜硫酸カルシウム
半水和物の結晶粉末を得た。
【0019】前記実施例及び比較例で得られた各亜硫酸
カルシウム半水和物について、BET法により比表面積
を測定する一方、その粒度分布を求めた。得られた結果
を表1に示す。
【0020】
【表1】 実施例1 実施例2 比較例 比表面積 (m2/g) 7.9 5.3 10.7 粒度分布 <5μm 8.66 10.24 59.69 (体積%) 5−10μm 34.64 47.93 30.21 10−20μm 42.34 34.14 9.4 20−30μm 9.82 6.14 0.7 30μm< 4.54 1.55 0 平均粒径 (μm) 12.7 10.67 4.94
【0021】また、実施例及び比較例で得た各結晶粉末
を電子顕微鏡で観測したところ、それぞれ図1、図2及
び図3に示す結果が得られた。図1は実施例1で得た亜
硫酸カルシウム半水和物についての電子顕微鏡写真、図
2は実施例2で得た亜硫酸カルシウム半水和物について
の電子顕微鏡写真、図3は比較例3で得た亜硫酸カルシ
ウム半水和物についての電子顕微鏡写真である。
【0022】図1〜図3の結果から、生成過程の途中で
反応を停止させて得た実施例1及び実施例2の亜硫酸カ
ルシウム半水和物は一次粒子が凝集し巨大粒子を形成し
ているのに対して、亜硫酸カルシウム生成反応を完結さ
せた比較例のものは、一次粒子の形態で存在しているこ
とが判る。
【0023】更に、実施例1で得た亜硫酸カルシウム半
水和物粉末にエチルセルロース200gをエチルアルコ
ール100mlに溶解した溶液を添加し、これをパン造粒
した後、ふるいを通して0.5〜1.5mmの脱塩素剤
(圧壊強度:1.4kg)を得た。この脱塩素剤を市販の浄
水器に活性炭の代わりに充填し、水道の蛇口に取付け毎
分10〜13リットルの速度で通水したところ、オルト
リジン試薬による比色法(検出限界濃度0.01pp
m)では、浄化後の水からは遊離塩素は認められなかっ
た。
【0024】また、実施例1で得た亜硫酸カルシウム半
水和物粉末にエチルセルロース200gをエチルアルコ
ール800mlに溶解した溶液を添加し、これを混練して
押出成型して造粒した後、ふるいを通して0.5〜1.
5mmの脱塩素剤(圧壊強度:0.9kg)を得た。この脱塩
素剤を市販の浄水器に活性炭の代わりに充填し、水道の
蛇口に取付け毎分10〜13リットルの速度で通水した
ところ、前記比色法では浄化後の水からは遊離塩素は検
出されなかった。
【0025】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る脱塩素剤は、亜硫酸カルシウム半水和物の一次粒
子が凝集した巨大粒子を主成分とし、化学反応により塩
素を還元除去するため、活性炭を脱塩素剤として用いた
場合のようにトリハロメタンを生成する恐れが無く、ま
た、反応生成物は非水溶性の硫酸カルシウムであるた
め、浄水器用濾材あるいは鑑賞魚用水用脱塩素剤として
用いても、チオ硫酸ナトリウムを脱塩素剤として用いた
場合のように水に人体や魚その他の生物に有害なイオン
が溶出する恐れもなく、しかも、活性炭に比べて約10
倍の脱塩素効果が得られる。また、本発明の脱塩素剤を
入浴剤若しくはその一成分として用いると、アトピー性
皮膚炎の原因である水中に溶存している塩素を効果的に
除去できる。
【0026】本発明に係る脱塩素剤は、特殊形状の凝集
体を主成分としているので取り扱いや加工性が良く、し
かも、球状若しくは顆粒状の粒子であるため、造粒用バ
インダの使用量を少なくでき、従って、凝集体の活性を
損なうことなく造粒でき、錠剤にした場合に比べて通水
性を著しく向上させることができるなど優れた効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明方法により得られた亜硫酸カルシウム
半水和物の結晶構造を示す写真、
【図2】 本発明方法により得られた亜硫酸カルシウム
半水和物の結晶構造を示す写真、
【図3】 従来法により得られた亜硫酸カルシウム半水
和物の結晶構造を示す写真である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 角柱状結晶構造を有する亜硫酸カルシウ
    ム半水和物の一次粒子からなるいがぐり状の凝集体を主
    成分とする脱塩素剤。
  2. 【請求項2】 前記凝集体が純度90%以上の亜硫酸カ
    ルシウム半水和物からなり、比表面積2〜20m2/g、
    平均粒径3〜30μmである請求項1に記載の脱塩素
    剤。
  3. 【請求項3】 複数の凝集体が1〜20重量%のバイン
    ダで結着してなる顆粒状粒子からなり、該顆粒状粒子の
    圧壊強度が0.2〜10kgである請求項1又は2に記載
    の脱塩素剤。
  4. 【請求項4】 カルシウム化合物水溶液と亜硫酸アルカ
    リ金属塩水溶液とを混合し、15〜45℃の温度で所定
    時間反応させて角柱状結晶構造を有する亜硫酸カルシウ
    ム半水和物の一次粒子からなるいがぐり状の凝集体を生
    成させ、該凝集体を濾別、洗浄した後、造粒することを
    特徴とする脱塩素剤の製造方法。
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