KR101599119B1 - 차아염소산칼슘 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 알루민산염 및 차아염소산칼슘을 포함하는 조성물로서, 알루민산염의 함유량이, 조성물 100질량부에 대하여, 1.0질량부 이상, 2질량부 미만인 조성물을 제공한다.

Description

차아염소산칼슘 조성물{CALCIUM HYPOCHLORITE COMPOSITION}
본 발명은, 풀(pool)의 수(水)용 살균 소독제 등에 적합한 차아염소산칼슘을 함유하는 조성물에 관한 것이다.
본원은, 2011년 6월 28일에, 일본에서 출원된 특허출원 제2011-143477호에 근거하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
풀이나 온천 등의 소독 및 조(藻)의 발생을 억제하는 조성물로서, 차아염소산칼슘, 수용성 아연염, 및 양자와 안전하게 혼합이 가능한 응집제가 알려져 있다.(특허문헌 1을 참조)
응집제로서 구체적으로는, 알루민산나트륨이 예시되어 있고, 구체적인 조성물로서, 차아염소산칼슘 80g, 황산아연 1수화물 10g, 알루민산나트륨 10g의 조성물과, 차아염소산칼슘 90g, 황산아연 1수화물 5g, 알루민산나트륨 5g의 조성물이 개시되어 있다. 또한, 응집제란, 오탁(汚濁)수 중에 분산되어 있는 입자를 집합(集合)시켜, 침강을 촉진하는 기능을 가진다.
선행기술문헌
특허문헌
특허문헌 1: 국제특허공개공보 2006년 093556호
발명의 개요
발명이 해결하고자 하는 과제
상기 조성물은, 풀 등에 뜰 수 있는 특수한 용기에 넣어 사용되지만, 순환 여과 기구(機構)를 가지는 풀에 있어서, 순환로의 도중(途中)에 장착된 용해기에 넣어 사용하는 경우에, 용해 잔사가 대량으로 남아, 용해기 내에서 눈이 막힌다고 하는 등의 문제가 있었다.
본 발명은, 순환 여과 기구를 가지는 풀에 있어서, 순환로의 도중에 장착된 용해기에 사용한 경우라 하여도 눈이 막히지 않고, 청징성(淸澄性)을 얻을 수 있는 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해 예의검토한 결과, 알루민산알칼리금속염을 어느 특정량 사용함으로써, 상기 용해기를 사용했을 경우에도 눈이 막히는 경우 없이, 충분한 청징성을 확보할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명은 하기의 것을 포함한다.
(1) 알루민산염 및 차아염소산칼슘을 포함하는, 순환식 여과 기구를 가지는 수영 풀에 제공되는 조성물.
(2) 알루민산염의 함유량이, 조성물 100질량부에 대하여, 1.0질량부 이상, 2질량부 미만인 상기 (1)에 기재된 조성물.
(3) 알루민산염의 함유량이, 조성물 100질량부에 대하여, 1.0질량부 이상, 1.5질량부 이하인 상기 (1)에 기재된 조성물.
(4) 알루민산염이 알루민산나트륨인, 상기 (1)~(3) 중 어느 하나에 기재된 조성물.
(5) 조성물의 제형이, 정제(錠劑)인 상기 (1)~(4) 중 어느 하나에 기재된 조성물.
(6) 순환식 여과 기구를 가지는 수영풀에 설치되어 있는 용해기에 제공되는 상기 (1)~(5) 중 어느 하나에 기재된 조성물.
(7) 알루민산염 및 차아염소산칼슘을 포함하는 조성물을, 건식 성형하는 것을 포함하는, 순환식 여과 기구를 가지는 수영 풀용 살균 소독제의 제조방법.
(8) 건식 성형이, 타정(打錠), 또는 브리켓트(briquette) 머신에 의한 펠렛화인, 상기 (7)에 기재된 제조방법.
발명을 실시하기 위한 형태
본 발명의 조성물은, 풀순환식 여과 기구를 가지는 수영 풀에 제공되는 것이고, 알루민산염 및 차아염소산칼슘을 포함하는 것을 특징으로 한다.
순환식 여과 기구를 가지는 수영풀로서, 도 1에 나타내는 바와 같은, 고형약제 A를 충전하는 약제 용해조(1), 처리수의 주배관(2), 약제 용해조에 대한 공급수 B의 배관(3), 약제 용해조(1) 내에서 고형 약제 A의 충전층을 약제 용해수 C의 액면보다 상부에 유지되는 배수트랩(4), 약제 용해조(1)의 내부에 공급수를 상향으로 스프레이하는 스프레이 노즐(5), 고형 약제의 투입구(6), 및 체크밸브(역지 밸브)(7), 풀수를 순환 여과하는 펌프(8), 풀수를 여과하는 여과기(9), 풀 순환수(10), 및 용해량을 콘트롤하는 유량계(플로우 미터)(11)를 가지는 고형 약제 용해 장치 시스템을 예시할 수 있다. 또한, 순환식 여과 기구를 가지는 수영 풀에 있어서의, 고형 약제 용해 장치 설치의 유무, 설치 장소, 고형 약제 용해 장치의 구조 상세, 및 배관 위치는, 도 1에 나타낸 것으로 한정되는 것은 아니다. 알루민산염은, 응집효과를 발휘하고, 물의 청징도를 향상시키는 효과를 가진다. 적용 가능한 순환 여과기로서, 카트리지식 여과기, 규조토식 여과기, 모래 여과기 등을 들 수 있다. 이들 중, 모래 여과기가 가장 바람직하다. 또한, 오존 멸균기나 자외선식 멸균기와 병용하여도 괜찮다.
본 발명에 사용되는 차아염소산칼슘은, 화학식 Ca(ClO)2로 표시되는 화합물이다. 당해 차아염소산칼슘은, 염소 소독제의 주성분으로서 사용되고 있는 것이면, 특별히 제한되지 않는다. 차아염소산칼슘은, 수 중에 있어서는, 차아염소산과 수산화칼슘과의 해리 평형의 상태로 되어 있다고 생각된다. 차아염소산은, 대장균, 아데노바이러스 3형(풀 열병원균), 이질아메바균, 호기성 간균, 티푸스균, 콕사키바이러스 A2형(Coxsackie A2 virus)(무균 뇌막염 병원체), 탄저균, 등의 수중 미생물을 살멸하고, 물의 소독을 실시할 수 있다.
차아염소산칼슘의 함유량은, 조성물 100질량부에 대하여, 바람직하게는 59~73.5질량부, 보다 바람직하게는 63~72.8질량부이다.
본 발명에 사용되는 알루민산염은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 알루민산 나트륨을 바람직한 것으로 들 수 있다. 또한, 복산화물인 이산화나트륨알루미늄 NaAlO2나, 히드로옥소 착체인 테트라히드로옥소알루민산나트륨 Na[Al(OH)4] 등을 들 수 있다.
산화알루미늄 및 수산화알루미늄은 양성이라고 불리는 바와 같이 산과 반응하면 알루미늄 이온을 포함하는 염을 생성하고, 강염기와 반응하면 알루민산염을 생성한다. 알루민산염은, 알루미늄, 산화알루미늄 혹은 수산화알루미늄 등의 알루미늄 화합물과, 수산화나트륨 혹은 탄산나트륨 등의 강염기와의 반응에 의해 제조할 수 있다.
산화알루미늄과 탄산나트륨의 혼합물을 고온으로 융해하면 이산화나트륨알루미늄이 생성된다.
이산화나트륨알루미늄은, 형식상은 옥소산인 알루민산 HAlO2의 나트륨염에 상당하는 화학식 NaAlO2이지만, 결정 중에는 독립한 알루민산이온 AlO2 -는 발견되지 않고, 나트륨과 알루미늄의 복산화물이라고 불러야 할 것이다. 5/4 수화물 NaAl02·5/4H20 결정 중에서는 알루미늄 원자는 사면체형 4배위이며, 4개의 산소 원자에 둘러싸여 있다. 순수한 것은 무색 결정 또는 백색 고체이지만, 공업품은 철 등 불순물을 포함하기 때문에 황갈색을 띤다. 조해성(潮解性)이며 물에 매우 용해되기 쉽고, 용해되면 테트라히드로옥소알루민산나트륨 수용액으로 된다. 수용액은 가수분해에 의해 강염기성을 나타내고, 탄산 등의 약산의 존재하에서도 용이하게 가수분해하여 수산화알루미늄을 침전한다. 공기 중의 수분이나 이산화탄소를 흡수하여 변질하기 쉽다.
테트라히드로옥소알루민산나트륨은, 금속 알루미늄 및 수산화알루미늄을 수산화나트륨 수용액에 용해하여 생성한다.
알루미늄이나 수산화알루미늄을 수산화나트륨 수용액에 용해한 용액 중에 존재하지만, 고체로서 단리하는 것은 곤란하다. 수용액은 가수분해에 의해 강염기성을 나타내고, 용이하게 가수분해하여 수산화알루미늄을 침전한다. 히드록시기를 가지는 유기 화합물의 존재에 의해 가수분해에 대해서 안정화한다. 수용액의 27Al NMR, 적외 분광법, 라만 스펙트럼 및 이온 교환에 의해 강염기성 수용액에 있어서 저농도에서는 사면체형의 [Al(OH)4]-의 존재가 나타내어지고 있고, 고농도에서는 Al-O-Al 가교 구조를 가지는 [(HO)3AlOAl(OH)3]2-의 존재가 확인되고 있다.
알루민산염의 함유량은, 특별히 한정되지 않지만, 응집성능·약제형상·약제용해속도 등의 관점에서, 조성물 100질량부에 대하여, 1.0질량부 이상, 2.0질량부 미만의 범위가 바람직하고, 1.0질량부 이상, 1.5질량부 이하가 더욱 바람직하다. 또한, 알루민산염의 함유량이, 조성물 100질량부에 대하여 1.0질량부 미만인 경우는, 함유량이 적기 때문에 물의 청징도가 불충분해진다. 반대로, 알루민산염의 함유량이 2.0질량부 이상인 경우는, 용해 잔사가 많아지고, 연속 사용을 계속하는데 지장이 발생한다.
또한, 풀에 있어서의 유효 염소 소비량은, 옥내 풀과 옥외 풀에서는 상당히 다르고, 수량 300㎥의 풀의 경우, 예를 들면, 옥내 풀에서는 600g/일 정도인데 대하여, 여름의 맑은 하늘 아래의 옥외 풀에서는 3kg/일이 되기 때문에, 알루민산염의 함유량은, 이 유효 염소 소비량도 고려하여 결정된다.
조제로서 황산 반토를 함유시킨 수용 살균 소독제 조성물, 특히 그 조성물의 정제(錠劑)에 있어서는, 물에 용해시켰을 때에, 차아염소산칼슘의 칼슘이온과 황산이온이 반응하여 황산칼슘(석고)을 생성한다. 이것에 대해, 본 발명의 조성물에 있어서는, 용해시에 칼슘이온과 알루민산이온이 직접 반응하지 않고, 알루민산이온이 가수분해하여 생성된 수산화물이온과 칼슘이온이 반응하여 수산화칼슘을 생성할 뿐이다. 수산화칼슘은, 차아염소산칼슘의 제조 과정에 있어서의 미반응물로서, 혹은 차아염소산칼슘의 안정화를 도모하는 목적이나 약제의 용해 속도를 조정하기 위한 물질로서 사용되는 경우가 있으므로, 수산화칼슘의 부생은 지장이 되지 않는다. 알루민산염과 차아염소산칼슘과는 정량적으로 반응하기 때문에, 알루민산염의 함유량이 늘어나면 그 용해시의 수산화칼슘 생성량이 증가한다.
조제인 황산 반토(황산알루미늄) 및 알루민산나트륨은, 응집제로서 일반적으로 사용된다. 그 응집 성능을 측정하는 지표로서, 각 약제 중의 산화알루미늄 환산 농도가 사용된다. 또한, 산화알루미늄 환산 농도 A는, 하기 식으로 구할 수 있다:
[수 1]
A=1.8895×a
여기서, a: 적정법 및 ICP-발광법에서 구한, 약제 중의 알루미늄 농도(%), 1.8895:Al203/Al2 환산 계수
예를 들면, 일반의 유통하고 있는 제품의 일례에서는 고형 황산 반토에 있어서의 산화알루미늄 환산 농도는 17.3질량%이다. 알루민산나트륨에 있어서의 산화알루미늄 환산 농도는 53.6질량%이다. 동일한 응집 효과를 바란다고 하면, 알루민산나트륨의 사용량은 고형 황산 반토의 약 1/3으로 완료되게 된다.
본 발명의 조성물은, 그 제형에 의해서 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 분상, 과립상, 정제, 펠렛 등의 어느 제형이어도 된다. 이들 중에서, 건식성형법을 사용하여 성형된 제형이 바람직하다. 건식 성형법으로서 구체적으로는, 타정, 또는 브리켓트 머신에 의한 펠렛화 등을 예시할 수 있다.
타정에 의한 가압 성형에는, 예를 들어 공지의 타정 장치를 사용할 수 있다. 타정 압력은 특별히 제한되지 않지만, 게이지압으로, 통상, 5~70MPa, 바람직하게는 10~30MPa이다. 타정 압력이 이 범위에 있으면, 타블렛 또는 펠렛이 충분한 강도를 가져 보관 중에 부서지거나 하는 일이 없고, 또한, 용해 시에 적당량이 용해하게 된다.
타블렛 또는 펠렛의 형상은, 특별히 제한되지 않지만, 구체적으로는, 원반상, 직방체상, 원주상 등을 예시할 수 있다. 크기도 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 원주상 타블렛에서는, 직경 50~70mm, 높이 25~35mm로 할 수 있다.
본 발명의 조성물에는, 필요에 따라, 스케일 방지제, 용해 속도 조정제, pH 조정제, 부형제 등의 각종 첨가제를 함유시킬 수 있다. 이것들은 1종 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 첨가제로서는, 트리클로로이소시아눌산, 디클로로이소시아눌산나트륨, 디클로로이소시아눌산칼륨 등 염소화 이소시아눌산; 수산화나트륨, 탄산수소나트륨, 수산화칼슘 등의 알칼리제; 붕산, 붕사, 4붕산나트륨 등의 붕소 화합물; 규산나트륨 등의 규산염; 황산마그네슘, 명반 등을 예시할 수 있다.
본 발명의 조성물은, 대상이 되는 풀에 직접 투입하는 것도, 도 1과 같이 용해기를 사용하여 주입할 수도 있어, 용해기를 사용하여 주입하는 것이, 바람직하다.
약제를 용해하는 방법은, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 적어도 2개의 개구(開口)를 가지는 용기에 있어서, 한편의 개구에서 풀 역류수(backwater)를 유입시키고, 또 한편의 개구에서 용해수를 배출하도록 해도 되고; 하나의 개구를 가지는 용기에 있어서, 그 개구에서 풀 역류수를 유입시키고, 물을 채워 용해시킨 후, 배출하도록 해도 된다. 본 발명에서는 전자의 방법이 효율적이며 바람직하다.
용기의 구조는 특별히 제한되지 않고, 구체적으로는, 화학공업 등에서 사용되는 충전탑이나 충전조; 일본국 특허공표공보 평4-500171, 일본국 특허공표공보 평6-501418호, 일본국 특허공고공보 소59-13890호, 일본국 특허공개공보 평8-155465호 등에 기재되는 약제 용해기 등을 예시할 수 있다.
본 발명의 조성물은, 특별히 정제로 한 경우에, 풀 순환수의 잡균 소독 처리를 효과적으로 실시할 수 있는 수용 살균 소독제로 적합하다. 또한, 알루민산염은 염기성염이기 때문에, 차아염소산칼슘 조성물과 혼합하여 제재로 한 경우에도, 보존 안정성이 뛰어나다. 더욱이, 알루민산염은 알루미늄 환산 농도가 높기 때문에, 소량으로도 물의 청정 효과가 발휘되고, 그 결과로서 차아염소산칼슘의 함유량을 상대적으로 높게 할 수 있다.
[도 1] 순환식 여과 기구를 가지는 수영풀의 구체적인 예를 나타낸다.
[도 2] 시험전에, 풀의 벽면에 매단 흑색 십자를 12.5m 떨어진 위치에서 촬영한 상태를 나타낸다.
[도 3] 시험 후에, 풀의 벽면에 매단 흑색 십자를 12.5m 떨어진 위치에서 촬영한 상태를 나타낸다.
다음에 실시예를 나타내어, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범위는, 실시예에 의해 그 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 부가, 생략, 치환, 및 그 외의 변경이 가능하다.
실시예 1
차아염소산칼슘 조성물(차아염소산칼슘 75질량%, 식염 8.5질량%, 수분 12.7질량%, 잔부: 염화칼슘, 염소산칼슘, 수산화칼슘 등) 98.0질량부와, 알루민산나트륨 1.0질량부, 및 메타인산나트륨을, 용기 고정형의 혼합기에 넣어, 교반날개로 교반하여, 충분히 혼합시켰다. 그 혼합물을, 펠렛타이저(pelletizer)로, 타정 압력 25MPa로 타정하여, 직경 70mm, 길이 20mm의 원주 형상의 정제(약 200g)를 얻었다.
실시예 2 및 3
하기 표 1에 나타내는 조성 비율로 변경하는 이외는, 실시예 1과 동일하게 실시하여 동일한 정제를 얻었다.
비교예 1 및 2
하기 표 1에 나타내는 조성 비율로 변경하는 이외는, 실시예 1과 동일하게 실시하여 동일한 정제를 얻었다.
시험예
순환 여과 기구를 가지는 25미터 6코스의 풀에 있어서, 순환로의 도중에 닛뽄소다주식회사 N-30형 멸균기를 설치하여, 실시예 1~3 및 비교예 1~2에서 작성한 정제 8kg을, 상기 멸균기에 투입하고, 1일 10시간에서 연속으로 1주간 풀수를 순환시켜, 용해기 내의 정제의 용해 상태를 육안으로 관찰했다.
용해기 내의 잔사가 없는 또는 용해기를 계속 연속 사용하는데 지장이 없을 정도, 잔사가 적은 경우를 ○, 용해기 내의 잔사가 많아, 계속 연속 사용하는데 지장이 있다고 판단되었을 경우는 ×로 평가했다.
또한, 풀 벽면에, 흑색 십자의 판을 매달고, 12.5m의 거리로부터, 수중 카메라로 촬영하고, 흑색 십자가 보이는 쪽에 개선이 있는지의 여부로, 투시도 효과의 유무를 판단했다.
도 2에, 시험 전 상태의 사진, 도 3에 시험 후 상태의 사진을 나타냈다. 이와 같이, 시험전후에서 흑색 십자가 보이는 쪽에 개선이 보여진 경우에는 ○, 개선이 보여지지 않거나, 또는 시험 전의 상태보다도 악화되었을 경우에는 ×로 평가했다.
이상의 결과를 표 1에 나타냈다.
알루민산나트륨의 함유량(질량%) 용해상태*1 투시도*2
실시예 1 1.0 ○ ○
실시예 2 1.2 ○ ○
실시예 3 1.5 ○ ○
비교예 1 0.5 ○ ×
비교예 2 2.0 × ○
산업상의 이용가능성
본 발명은, 순환 여과 기구를 가지는 풀에 있어서, 순환로의 도중에 설치된 용해기에 사용한 경우라도 눈이 막히지 않고, 청징성을 얻을 수 있는 조성물을 제공할 수 있다.
1 약제 용해조
2 처리수의 주배관
3 공급수 B의 배관
4 배수 트랩
5 스프레이 노즐
6 고형 약제의 투입구
7 체크밸브(역지 밸브)
8 여과 펌프
9 여과기
10 순환수
11 유량계(플로우 미터)

Claims (8)

  1. 알루민산염 및 차아염소산칼슘을 포함하는, 순환식 여과 기구를 가지는 수영풀에 제공되는 조성물로서,
    상기 알루민산염의 함유량이, 조성물 100질량부에 대하여, 1.0질량부 이상, 2질량부 미만인 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 알루민산염의 함유량이, 조성물 100질량부에 대하여, 1.0질량부 이상, 1.5 질량부 이하인 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 알루민산염이 알루민산나트륨인, 조성물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 조성물의 제형이, 정제인 조성물.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 순환식 여과 기구를 가지는 수영 풀에 설치되어 있는 용해기에 제공되는 조성물.
  6. 알루민산염 및 차아염소산칼슘을 포함하는 조성물을, 건식 성형하는 것을 포함하는, 순환식 여과 기구를 가지는 수영풀용 살균 소독제의 제조방법으로서,
    상기 알루민산염의 함유량이, 조성물 100질량부에 대하여, 1.0질량부 이상, 2질량부 미만인 방법.
  7. 제6항에 있어서, 건식 성형이, 타정, 또는 브리켓트 머신에 의한 펠렛화인, 제조방법.
  8. 삭제
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