KR102470703B1 - 이산화염소 가스의 발생 방법, 액체 조성물, 겔상 조성물 및 이산화염소 가스 발생 키트 - Google Patents

이산화염소 가스의 발생 방법, 액체 조성물, 겔상 조성물 및 이산화염소 가스 발생 키트 Download PDF

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Abstract

아염소산염 수용액, 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정하는 활성화제, 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시키는 활성화 억제제, 및 금속 요오드화물을 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당 금속 요오드화물을 0.4 질량% 이하 및 활성화 억제제를 1 질량% 이하의 비율로 혼합하여 얻어진 액체 조성물로부터 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시킨다.

Description

이산화염소 가스의 발생 방법, 액체 조성물, 겔상 조성물 및 이산화염소 가스 발생 키트
본 발명은 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 기술에 관한 것이다.
이산화염소는 강한 산화력을 가지고 있으며, 그 산화 작용에 의해 제균하거나 악취 성분을 분해하는 것으로 알려져 있다. 따라서 이산화염소는 제균제, 탈취제, 곰팡이 방지제 또는 표백제 등으로 널리 사용되고 있다. 이러한 용도로서 이산화염소는 이산화염소 가스의 형태로 사용되는 경우가 많다.
이산화염소 가스의 발생 방법의 일례로서, 아염소산염 수용액에 유기산 또는 무기산 등의 활성화제를 첨가하는 방법이, 예를 들면 일본특허공개공보 제2005-29430호(특허문헌 1)에 개시되어 있다. 이 특허문헌 1의 방법에서는 세피올라이트나 제올라이트 등의 가스 발생 조절제를 이용하여 이산화염소 가스의 발생량을 조정한다. 특허문헌 1에는 구체적인 언급은 없지만, 세피올라이트나 제올라이트는 다공성이기 때문에 가스 발생량이 많을 경우 과도한 가스를 가스 발생 조절제의 내부에 보유하고, 가스 발생량이 적은 경우에 보유하고 있던 가스를 방출함으로써 가스 발생량을 조정하는 것으로 추정된다.
그러나, 물리적 흡착 작용에 의해서만으로는 가스 발생량을 충분히 조정할 수 없으며, 아염소산염 수용액에 활성화제 첨가 후의 이산화염소 가스 농도의 급격한 상승을 충분히 억제할 수 없다. 따라서, 특허문헌 1에서는 이산화염소 가스를 지속적으로 발생시키는 것을 강조하고 있지만, 그 효과는 제한적이라고 말하지 않을 수 없었다. 활성화제로서 약산을 이용하면, 이산화염소 가스의 급격한 농도 상승은 억제할 수 있지만, 최대 농도에 도달하는 데 시간이 걸려 즉효성이 떨어진다는 단점이 있었다. 또한, 발생하는 이산화염소 가스의 농도는 아염소산염의 농도에만 의존하여 최대 농도를 제어할 수 없었다.
일본특허공개공보 제2005-29430호
발생하는 이산화염소 가스의 농도를 자유자재로 제어가능함과 동시에, 이산화염소 가스를 즉효적이고 장기간에 걸쳐 안정적으로 발생시킬 수 있도록 하는 것이 요망된다.
본 발명에 따른 제1 이산화염소 가스의 발생 방법은,
아염소산염 수용액, 상기 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정하여 이산화염소 가스를 발생시키는 활성화제, 상기 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시키는 활성화 억제제, 및 금속 요오드화물을 1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당 상기 금속 요오드화물을 0.4 질량% 이하 및 상기 활성화 억제제를 1 질량% 이하의 비율로 혼합하여 얻어진 액체 조성물로부터 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 제2 이산화염소 가스의 발생 방법은,
아염소산염 수용액, 상기 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정하여 이산화염소 가스를 발생시키는 활성화제, 상기 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시키는 활성화 억제제, 금속 요오드화물, 및 흡수성 수지를 1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당 상기 금속 요오드화물을 0.4 질량% 이하 및 상기 활성화 억제제를 1 질량% 이하의 비율로 혼합하여 얻어진 겔상 조성물로부터 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 액체 조성물은,
아염소산염 수용액, 상기 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정하여 이산화염소 가스를 발생시키는 활성화제, 상기 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시키는 활성화 억제제, 및 금속 요오드화물을 1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당 상기 금속 요오드화물을 0.4 질량% 이하 및 상기 활성화 억제제를 1 질량% 이하의 비율로 포함하고, 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 겔상 조성물은,
아염소산염 수용액, 상기 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정하여 이산화염소 가스를 발생시키는 활성화제, 상기 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시키는 활성화 억제제, 금속 요오드화물, 및 흡수성 수지를 1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당 상기 금속 요오드화물을 0.4 질량% 이하 및 상기 활성화 억제제를 1 질량% 이하의 비율로 포함하고, 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 제1 이산화염소 가스 발생 키트는,
아염소산염 수용액을 포함하는 제1 약제,
상기 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정하여 이산화염소 가스를 발생시키는 활성화제를 포함하는 제2 약제를 구비하고,
상기 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시키는 활성화 억제제 및 금속 요오드화물이 각각 상기 제1 약제 및 상기 제2 약제 중 어느 하나에 포함되어 있으며,
1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당, 상기 금속 요오드화물은 0.4 질량% 이하이고, 상기 활성화 억제제는 1 질량% 이하이며,
상기 제1 약제와 상기 제2 약제를 혼합하여 얻어진 액체 조성물로부터 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 제2 이산화염소 가스 발생 키트는,
아염소산염 수용액을 포함하는 제1 약제, 및
상기 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정하여 이산화염소 가스를 발생시키는 활성화제 및 흡수성 수지를 포함하는 제2 약제를 구비하고,
상기 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시키는 활성화 억제제 및 금속 요오드화물이 각각 상기 제1 약제 및 상기 제2 약제 중 어느 하나에 포함되어 있으며,
1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당, 상기 금속 요오드화물은 0.4 질량% 이하이고, 상기 활성화 억제제는 1 질량% 이하이며,
상기 제1 약제와 상기 제2 약제를 혼합하여 얻어진 겔상 조성물로부터 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 각 성분을 혼합시켰을 때, 활성화제가 속효적으로 작용함으로써 이산화염소 가스가 즉시 발생한다. 이 때, 0.4 질량% 이하의 금속 요오드화물이 촉매 역할로 작용하여 혼합 초기에서 이산화염소 가스의 발생이 촉진된다. 따라서, 활성화제로서 예를 들면 약산을 사용하는 경우에도 이산화염소 가스가 최대 농도에 도달할 때까지의 시간을 단축할 수 있다. 그 후, 1 질량% 이하의 활성화 억제제가 지효적으로 작용함으로써 활성화제의 작용을 감소시킴으로써 이산화염소 가스의 발생이 완만해진다. 이에 의해, 혼합 후 초기 단계에서 이산화염소 가스를 즉효적으로 발생시키면서 그 급격한 농도 상승이 억제되고, 이산화염소 가스가 서서히 방출되게 된다. 따라서, 이산화염소 가스를 즉효적이고 장기간에 걸쳐 안정적으로 발생시킬 수 있다. 또한, 활성화 억제제의 첨가량을 조정함으로써 발생하는 이산화염소 가스의 농도를 자유자재로 제어할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 단, 이하에 기재하는 바람직한 양태 예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
일 양태로서, 1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당, 상기 활성화 억제제가 0.03 질량% 이상 0.3 질량% 이하인 것이 바람직하다.
일 양태로서, 1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당, 상기 금속 요오드화물이 0.01 질량% 이상 0.4 질량% 이하인 것이 바람직하다.
일 양태로서, 상기 활성화 억제제와 상기 금속 요오드화물의 질량비가 3:1 내지 1:3인 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 특히 양호하게, 발생하는 이산화염소 가스의 농도를 자유자재로 제어할 수 있는 동시에, 이산화염소 가스를 즉효적이고 장기간에 걸쳐 안정적으로 발생시킬 수 있다.
일 양태로서, 상기 활성화 억제제가, 규산 알칼리 금속염 또는 규산 알칼리 토금속염인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 규산 알칼리 금속염 또는 규산 알칼리 토금속염이 수용액에 용해할 때, 가수 분해에 의해 수산화 이온을 생성할 수 있다. 따라서 일반적으로 산이 사용되는 경우가 많은 활성화제의 작용을 중화 반응에 의해 지효적으로 저감시킬 수 있어, 이산화염소 가스의 농도를 자유자재로 제어할 수 있다.
일 양태로서, 상기 활성화 억제제가, 규산 나트륨인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 입수가 용이하고 비교적 저렴한 규산 나트륨을 이용하여 저비용으로 이산화염소 가스의 농도를 자유자재로 제어할 수 있다.
일 양태로서, 상기 금속 요오드화물은 요오드화 칼륨인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 입수가 용이하고 비교적 저렴한 요오드화 칼륨을 이용하여 저비용으로 혼합 초기에서의 이산화염소 가스의 발생을 촉진할 수 있다.
일 양태로서, 상기 활성화제가 무기산 또는 유기산 또는 그 염인 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 각 성분을 혼합한 후 초기 단계에서 신속하고 적절하게 이산화염소 가스를 발생시킬 수 있다.
일 양태로서, 상기 제1 약제가 밀봉성의 제1 용기에 봉입되어 있는 것과 함께, 상기 제2 약제가 상기 제1 용기와는 다른 밀봉성의 제2 용기에 봉입되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 대기 중으로부터의 산소와 수분의 혼입을 방지할 수 있으며, 제1 약제와 제2 약제의 열화를 방지할 수 있다. 따라서, 제1 약제와 제2 약제를 그 사용 전에 장기간에 걸쳐 안정적으로 저장할 수 있다.
일 양태로서, 상기 제1 약제 및 상기 제2 약제가 인위 조작으로 해제가능한 격리부에 의해 서로 격리된 상태로 공통의 밀봉성 용기에 봉입되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 대기 중으로부터의 산소와 수분의 혼입을 방지할 수 있으며, 제1 약제와 제2 약제의 열화를 방지할 수 있다. 따라서, 제1 약제와 제2 약제를 그 사용 전에 장기간에 걸쳐 안정적으로 저장할 수 있다. 또한, 이 구성은 제1 약제와 제2 약제를 공통의 밀봉성 용기에서 일괄적으로 취급할 수 있어 가반성이 뛰어나다. 사용시에는, 인위 조작으로 격리부를 해제하는 것만으로 공통의 밀봉성 용기 중에서 제1 약제와 제2 약제를 용이하게 혼합할 수 있다.
일 양태로서, 상기 격리부가 미로 구조부로 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 저장 중에 제1 약제에 포함된 아염소산염 수용액이 격리부를 침투하여 제2 약제 측에 도달하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 따라서, 저장 중에 뜻하지 않게 이산화염소 가스가 발생하기 시작하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
일 양태로서, 상기 제1 약제가 밀봉성이고 파단용이성의 제1 용기에 봉입되어 있는 것과 함께, 상기 제2 약제가 상기 제1 용기와 함께 밀봉성의 제2 용기에 봉입되어 있는 것이 바람직하다.
이 구성에 의하면, 대기 중으로부터의 산소와 수분의 혼입을 방지할 수 있으며, 제1 약제와 제2 약제의 열화를 방지할 수 있다. 따라서, 제1 약제와 제2 약제를 그 사용 전에 장기간에 걸쳐 안정적으로 저장할 수 있다. 또한, 이 구성은 제1 약제와 제2 약제를 공통의 밀봉성 용기에서 일괄적으로 취급할 수 있어 가반성이 뛰어나다. 사용시에는 외력을 가해 제1 용기를 파열시키는 것만으로, 제2 용기 중에서 제1 약제와 제2 약제를 용이하게 혼합할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징과 장점은 도면을 참조하여 설명하는 다음의 예시적이고 비한정적인 실시양태의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
도 1은 이산화염소 가스를 서방시키는 발생 방법의 원리 설명도
도 2는 이산화염소 가스 농도의 시간 추이를 나타내는 그래프
도 3은 제1 실시양태의 이산화염소 가스 발생 키트의 외관 모식도
도 4는 이산화염소 가스의 발생 방법의 한 국면을 나타내는 모식도
도 5는 겔상 조성물의 사용 양태의 일례를 나타내는 모식도
도 6은 제2 실시양태의 이산화염소 가스 발생 키트의 외관 모식도
도 7은 격리부 부근의 확대 단면도
도 8은 이산화염소 가스의 발생 방법의 한 국면을 나타내는 모식도
도 9는 겔상 조성물의 사용 양태의 일례를 나타내는 모식도
도 10은 제3 실시양태의 이산화염소 가스 발생 키트의 외관 모식도
[제1 실시양태]
이산화염소 가스의 발생 방법, 액체 조성물, 겔상 조성물 및 이산화염소 가스 발생 키트의 제1 실시양태에 대해 설명한다. 본 실시양태의 이산화염소 가스의 발생 방법은 아염소산염 수용액, 속효성의 활성화제, 금속 요오드화물, 지효성의 활성화 억제제, 및 임의적으로 흡수성 수지를 혼합하여 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 방법이다. 이 방법을, 본 실시양태에서는 아염소산염 수용액, 금속 요오드화물 및 지효성의 활성화 억제제를 포함하는 제1 약제, 및 속효성의 활성화제 및 임의적으로 흡수성 수지를 구비하는 제2 약제를 포함하는 이산화염소 가스 발생 키트(K)(도 3 참조)를 이용하여 실행한다. 이산화염소 가스 발생 키트(K)의 제1 약제와 제2 약제를 혼합하여 얻어진 액상 조성물 또는 겔상 조성물 3(도 5 참조)으로부터 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시킬 수 있다.
또한, 이하에서는 임의적 성분인 흡수성 수지도 혼합하여 겔상 조성물 3으로부터 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 경우를 예로 설명한다.
아염소산염 수용액은 아염소산염을 함유하는 수용액이다. 아염소산염 수용액에 포함된 아염소산염은 그 자체가 안정적이며, 또한 활성화제와의 혼합에 의해 활성화된 이산화염소 가스를 생성하는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 아염소산염으로는, 예를 들어 아염소산 알칼리 금속염 또는 아염소산 알칼리 토금속염을 예시할 수 있다. 아염소산 알칼리 금속염으로는, 예를 들어 아염소산 나트륨(NaClO2), 아염소산 칼륨(KClO2), 또는 아염소산 리튬(LiClO2)이 예시된다. 아염소산 알칼리 토금속염으로는, 예를 들어 아염소산 칼슘(Ca(ClO2)2), 아염소산 마그네슘(Mg(ClO2)2), 아염소산 바륨(Ba(ClO2)2)이 예시된다. 이들 중에서는 아염소산 나트륨을 바람직하게 사용할 수 있다.
혼합 전의 아염소산염 수용액의 pH는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 9 이상 13 이하인 것이 바람직하다. 아염소산염 수용액의 pH는 10 이상 12.5 이하인 것이 보다 바람직하고, 11 이상 12 이하인 것이 더욱 바람직하다. 이러한 pH로 함으로써, 아염소산염 수용액 중의 아염소산염을 안정화시켜 장기간에 걸쳐 안정적으로 저장할 수 있다. 아염소산염 수용액의 pH는 알칼리제에 의해 조정할 수 있다. 알칼리제로서는 예를 들어 수산화 나트륨(NaOH) 또는 수산화칼륨(KOH) 등이 예시된다.
아염소산염 수용액의 아염소산염 농도는 0.01 질량% 이상 25 질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.1 질량% 이상 15 질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.
활성화제는 아염소산염 수용액과 혼합될 때에 용액 중의 아염소산염을 활성화하여 이산화염소 가스를 발생시키는 것이다. 활성화제로는, 예를 들어 무기산 또는 유기산 또는 그 염을 예시할 수 있다. 무기산으로는, 예를 들어 염산(HCl), 탄산(H2CO3), 황산(H2SO4), 인산(H3PO4) 또는 붕산(H3BO3) 등이 예시된다. 무기산의 염으로는, 예를 들면 탄산수소나트륨(NaHCO3), 인산이수소나트륨(NaH2PO4) 또는 인산수소이나트륨(Na2HPO4) 등이 예시된다. 무기산과 그 염으로는 무수물(예를 들어, 무수 황산이나 피로인산 등)을 이용할 수도 있으며, 예를 들어 피로인산이수소나트륨 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
유기산으로는, 예를 들어 아세트산(CH3COOH), 구연산(H3(C3H5O(COO)3)) 또는 말산(COOH(CHOH)CH2COOH) 등이 예시된다. 유기산의 염으로는, 예를 들면 아세트산 나트륨(CH3COONa), 구연산 나트륨(Na2H(C3H5O(COO)3)), 구연산 3나트륨(Na3(C3H5O(COO)3)), 말산 나트륨(COONa(CHOH)CH2COONa) 등이 예시된다.
활성화제는 아염소산염 수용액과 혼합될 때, 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정한다. 보다 구체적으로는 활성화제는, 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 저하시켜 산성 분위기로 한다. 이러한 의미에서, 활성화제는 "속효적으로 산성을 나타내는 pH 조절제"라고 말할 수 있다. 아염소산염 수용액의 pH를 2.5 이상 6.8 이하로 하는 것이 바람직하다. 활성화제는 아염소산염 수용액의 pH를 3.5 이상 6.5 이하로 하는 것이 보다 바람직하고, 4.5 이상 6.0 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 바람직한 활성제의 예로는 1% 수용액의 pH가 1.7 이상 2.4 이하를 나타내는 메타인산나트륨을 들 수 있다.
예를 들어 아염소산염 수용액에 포함된 아염소산염이 아염소산 나트륨인 경우, 수용액의 pH를 상기와 같이 조정하여 산성 분위기로 하면 하기의 식 (1)에 따라 아염소산이 생성된다.
NaClO2 + H+ → Na+ + HClO2 ·· (1)
한편, 이산화염소 가스를 물에 용해시킨 경우의 평형 반응은 하기의 식 (2)로 나타낸다.
2ClO2 + H2O ⇔ HClO2 + HClO3 ·· (2)
이 때, 이하의 식 (3)이 성립된다.
[HClO2] [HClO3] / [ClO2] = 1.2 × 10-7 ·· (3)
아염소산염 수용액과 활성화제를 혼합함으로써 아염소산염 수용액을 산성 분위기로 하여, 식 (1)에 따라 아염소산을 생성시키는 것으로, 식 (3)의 원리에 의해 식 (2)에서 평형 반응이 왼쪽 방향으로 진행하기 때문에 압도적인 확률로 수용액 중에 이산화염소 가스를 발생시킬 수 있다.
본 실시양태의 이산화염소 가스의 발생 방법에 있어서는, 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정하는 활성화제(여기서는 이를 '제1 활성화제'라고 함)와는 별도로 아염소산염 수용액의 pH를 지효적으로 조정하는 제2 활성화제를 함께 혼합할 수 있다. 이러한 의미에서, 제2 활성화제는, "지효적으로 산성을 나타내는 pH 조절제"라고 할 수 있다. 제2 활성화제는 제1 활성화제보다 산성도가 낮은 무기산 또는 유기산 또는 그 염일 수 있다. 바람직한 제2 활성화제의 예로는 1% 수용액의 pH가 3.8 이상 4.5 이하를 나타내는 피로인산나트륨을 들 수 있다.
금속 요오드화물은 아염소산염 수용액과 혼합될 때에 용액 중에서 요오드화 이온을 생성하여 촉매로 작용한다. 금속 요오드화물은 아염소산염 수용액과 활성화제의 혼합 초기에 이산화염소 가스의 발생을 촉진한다. 금속 요오드화물로는, 예를 들어 알칼리금속 요오드화물 또는 알칼리토금속 요오드화물을 예시할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면 요오드화 나트륨(NaI), 요오드화 칼륨(KI), 요오드화 마그네슘(MgI2) 또는 요오드화 칼슘(CaI2) 등이 예시된다. 이들 중에서는 요오드화 칼륨을 바람직하게 사용할 수 있다.
아염소산염 수용액에 대한 금속 요오드화물의 첨가량은 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당) 0.4 질량% 이하로 한다. 금속 요오드화물의 첨가량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 혼합 초기에서의 이산화염소 가스의 발생 촉진 효과를 얻을 수 있을 정도의 양으로 한다(※ 제로는 제외). 금속 요오드화물의 첨가량은 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당 0.01 질량% 이상 0.4 질량% 이하인 것이 바람직하다. 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당 더 바람직한 금속 요오드화물의 첨가량은 0.1 질량% 이상 0.25 질량% 이하이다.
활성화 억제제는 활성화제와 함께 아염소산염 수용액과 혼합될 때에 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시키는 것이다. 활성화 억제제는 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 저하시키는 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시킨다. 활성화 억제제는 그 자체가 아염소산염 수용액의 pH를 지효적으로 상승시키는 것이어도 된다. 이러한 의미에서 활성화 억제제는 "지효적으로 알칼리성을 나타내는 pH 조절제"라고 말할 수 있다. 활성화 억제제로는, 예를 들어 규산 알칼리 금속염 또는 규산 알칼리 토금속염을 예시할 수 있다. 규산 알칼리 금속염으로는, 예를 들어 규산 리튬(mLi2O·nSiO2), 규산 나트륨(mNa2O·nSiO2) 또는 규산 칼륨(mK2O·nSiO2) 등이 예시된다. 규산 알칼리 토금속염으로는, 예를 들어 규산 마그네슘(mMgO·nSiO2), 규산 칼슘(mCaO·nSiO2) 또는 규산 스트론튬(mSrO·nSiO2) 등이 예시된다. 이들 중에서는 규산 나트륨(특히, 메타 규산 나트륨)을 적합하게 사용할 수 있다. 또, '규산 알칼리 금속염'이나 '규산 알칼리 토금속염'은 수화물을 포함하는 것으로 한다.
알칼리 금속 또는 규산 알칼리 토금속의 산화물과 이산화규소의 몰비(상기의 n/m)는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 0.9 이상 1.2 이하인 것이 바람직하다.
예를 들어 활성화 억제제가 메타 규산 나트륨인 경우 해당 메타 규산 나트륨 수용액 중에서 이하의 식 (4)와 같이 해리(가수분해)된다.
Na2O·SiO2 + 2H2O → 2NaOH + H2SiO3 ·· (4)
이와 같이 아염소산염 수용액과 혼합 후 약간의 시간이 지난 다음 생성되는 수산화 나트륨(NaOH)이 속효성의 활성화제(본 예에서는 산)를 부분적으로 중화하도록 작용하여 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시킨다. 그 결과, 혼합 후 초기 단계에서의 이산화염소 가스의 급격한 농도 상승이 억제되어 초기 단계에서부터 이산화염소 가스를 서방시킬 수 있다.
한편, 식 (4)에 나타낸 바와 같이, 수산화 나트륨과는 별도로 메타 규산 (H2SiO3)도 생성된다. 메타 규산은 아염소산염 수용액과 혼합 후 시간이 조금 지나고 나서 생성되어 산으로 작용하는 것이며, 이러한 의미에서, 그 근원이 되는 이산화 규소(SiO2)는 "지효적으로 산성을 나타내는 pH 조절제"의 일례이다. 늦게 생성된 수산화 나트륨과 메타 규산은 또한 이하의 식 (5)와 같이 반응한다.
2NaOH + H2SiO3 → Na2O·SiO2 + 2H2O ·· (5)
이와 같이, 활성화 억제제로서의 메타 규산 나트륨은, 수용액 중에서 수산화 나트륨과 메타 규산으로 해리된 상태와 재결합된 상태 사이에서 변한다(도 1 참조).
그리고, 수산화 나트륨 및 메타 규산으로 해리된 상태에서 아염소산염 수용액의 pH를 지효적으로 조정한다. 즉, 수산화 나트륨 및 메타 규산으로 해리된 상태에서 메타 규산 수소 이온(H+)의 공급원으로 작용함과 동시에, 수산화 나트륨이 수산화 이온(OH-)의 공급원으로 작용하여 아염소산염 수용액의 pH를 지효적으로 조정한다. 그 결과, 이산화염소 가스를 완만하게 발생시킬 수 있어, 장기간에 걸쳐 이산화염소 가스를 안정적 농도로 발생시킬 수 있다. 또한 금속 요오드화물과의 병용에 의해 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시킬 수 있다.
여기에서 "안정적 농도로 발생"이란 폐쇄계에서 발생되는 이산화염소 가스의 농도가 혼합 후 초기 단계에서 피크를 갖지 않고 천천히 상승하여 일정하게 되는 것(도 2 참조), 또는 피크를 갖는 경우에도 최종 농도에 대한 피크 농도의 비가 충분히 낮게 억제되는 것을 의미한다. 후자의 경우에는 최종 농도에 대한 피크 농도의 비는, 예를 들어 1.3 이하인 것이 바람직하고, 1.2 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.1 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한 "즉효적이고 안정적 농도로 발생"이란, 아염소산염 수용액과 활성화제의 혼합 후 발생되는 이산화염소 가스의 농도가 급격히 상승하면서 뚜렷한 피크를 갖지 않고 최종 농도에 수렴하는 것을 의미한다.
또, 도 2는 폐쇄계에서 아염소산염 수용액에 활성화제와 함께 금속 요오드화물 및 활성화 억제제를 혼합시킨 경우의 이산화염소 가스의 농도 변화를 실선으로 나타내고 있다. 또한, 비교를 위해 금속 요오드화물 및 활성화 억제제를 혼합하지 않고 활성화제만을 혼합시킨 경우의 농도 변화를 일점 쇄선으로 나타내고, 금속 요오드화물을 혼합하지 않고 활성화제 및 활성화 억제제만을 혼합시킨 경우의 농도 변화를 점선으로 나타내고 있다.
또한, 본 실시양태의 방법에 의하면, 발생하는 이산화염소 가스의 농도를 자유자재로 제어할 수 있다. 종래에는 발생되는 이산화염소 가스의 농도는 아염소산염의 농도에 따라 최대 농도를 제어할 수 없었지만, 본 방법에서는 활성화 억제제의 첨가량을 조정함으로써 이산화염소 가스의 최대 농도(바람직하게는 최종 농도)를 자유자재로 제어할 수 있다. 따라서, 사용 목적에 따른 농도의 이산화염소 가스를 쉽게 발생시킬 수 있다.
아염소산염 수용액에 대한 활성화 억제제의 첨가량은 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당), 1 질량% 이하로 한다. 활성화 억제제의 첨가량의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 이산화염소 가스의 농도 안정적 가스 발생 효과를 얻을 수 있을 정도의 양으로 한다(※ 제로는 제외). 활성화 억제제의 첨가량은 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당 0.03 질량% 이상 0.3 질량% 이하인 것이 바람직하다. 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당 보다 바람직한 활성화 억제제의 첨가량은 0.1 질량% 이상 0.25 질량% 이하이다.
금속 요오드화물 및 활성화 억제제의 첨가량의 비는 특별히 한정되지 않지만, 금속 요오드화물:활성화 억제제 = 3:1 내지 1:3으로 할 수 있다. 금속 요오드화물 및 활성화 억제제의 첨가량의 비는 2:1 내지 1:2인 것이 바람직하고, 1.5:1 내지 1:1.5인 것이 보다 바람직하고, 1.25:1 내지 1:1.25인 것이 더욱 바람직하다.
흡수성 수지는 수분을 흡수하여 겔상 조성물을 형성하는 것이다. 흡수성 수지로는, 예를 들어 전분계 흡수성 수지, 셀룰로오스계 흡수성 수지 또는 합성 폴리머계 흡수성 수지 등을 예시할 수 있다. 전분계 흡수성 수지로는, 예를 들어 전분 - 아크릴로니트릴 그라프트 공중합체 또는 전분 - 아크릴산 그라프트 공중합체 등이 예시된다. 셀룰로오스계 흡수성 수지로는, 예를 들어 셀룰로오스 - 아크릴로니트릴 그라프트 공중합체 또는 가교 카르복시메틸셀룰로오스 등이 예시된다. 합성 폴리머계 흡수성 수지로는, 예를 들어 폴리비닐알코올계 흡수성 수지 또는 아크릴계 흡수성 수지 등이 예시된다.
활성화제, 금속 요오드화물, 활성화 억제제 및 흡수성 수지는 아염소산염 수용액과의 혼합 전에는 고체(예컨대 분말 또는 과립 형태)일 수 있다. 또한 활성화제, 금속 요오드화물 및 활성화 억제제는 아염소산염 수용액과 혼합될 때 용해되는 것일 수 있다.
본 실시양태의 이산화염소 가스의 발생 방법은 도 3에 나타내는 이산화염소 가스 발생 키트(K)를 사용하여 수행할 수 있다. 이산화염소 가스 발생 키트(K)는 아염소산염 수용액, 금속 요오드화물 및 지효성의 활성화 억제제를 포함하는 제1 약제(1), 속효성의 활성화제 및 흡수성 수지를 포함하는 제2 약제(2)를 구비한다. 이산화염소 가스 발생 키트(K)에서 제1 약제(1) 및 제2 약제(2)는 각각 밀봉성 용기에 봉입된다. 본 실시양태에서는 액체로 구성된 제1 약제(1)(금속 요오드화물 및 활성화 억제제가 용해된 아염소산염 수용액)는 플라스틱 용기 본체(11)를 주체로 하는 제1 용기(10)에 수용된다. 제1 용기(10)는 밀봉 뚜껑(12)을 가지고 있으며, 이 밀봉 뚜껑(12)이 용기 본체(11)에 대하여 액밀로 장착됨으로써, 제1 약제(1)가 밀봉성의 제1 용기(10)에 봉입된다.
또한, 고체로 구성된 제2 약제(2)(활성화제 및 흡수성 수지)는 플라스틱 필름을 부착되어 이루어진 제2 용기(20)에 수용되어 있다. 제2 용기(20)는 2 장의 플라스틱 필름을 겹쳐서 그 주연부 전체를 용착시킨 것일 수 있고, 1 장의 플라스틱 필름을 반으로 접으면서 절반부 이외의 주연부를 용착시킨 것일 수 있다. 이렇게 제2 약제(2)가 제1 용기(10)와는 다른 밀봉성의 제2 용기(20)에 봉입된다.
또한, 제1 용기(10) 및 제2 용기(20)는 밀봉성의 용기이면 그 재질이나 형상 등은 제한되지 않는다. 제1 용기(10) 및 제2 용기(20)는 플라스틱에 한정하지 않고 예를 들어 금속일 수 있다. 또한, 제1 용기(10)는 정형성을 갖는 것에 한정하지 않고, 가요성을 갖는 것일 수 있고, 제2 용기(20)는 가요성을 갖는 것에 한정하지 않고, 정형성을 갖는 것일 수 있다. 또한, 제1 약제(1)와 제2 약제(2)가 2개의 수용실을 갖는 일체화 용기에 수용되어, 사용시 2개의 수용실이 연통됨으로써 혼합할 수 있도록 구성될 수 있다.
본 실시양태의 이산화염소 가스 발생 키트(K)는 제1 약제(1)가 아염소산염 수용액 상태로 유통하기 때문에 저장 안정성이 우수하다. 예를 들어 이산화염소 가스가 용존하는 아염소산염 수용액을 pH를 산성으로 유지하면서 유통시키는 경우에 비해 저장 안정성이 높다.
본 실시양태의 이산화염소 가스 발생 키트(K)를 이용하여 이산화염소 가스를 실제로 발생시키려면 다음과 같이하면 된다. 즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 약제(1)를 수용하고 있는 제1 용기(10)에 있어서, 용기 본체(11)로부터 밀봉 뚜껑(12)을 제거한다. 또한 제2 약제(2)를 수용하는 제2 용기(20)에 플라스틱 필름을 절단하여 개봉한다. 그리고, 제2 용기(20) 내의 제2 약제(2)를 제1 용기(10)(용기 본체(11))에 혼입시킴으로써 제1 약제(1)와 제2 약제(2)를 혼합한다. 이와 같이, 제1 용기(10)(용기 본체(11)) 내에서 금속 요오드화물 및 지효성의 활성화 억제제가 용해된 아염소산염 수용액과 속효성의 활성화제와 흡수성 수지를 혼합한다. 즉, 제1 용기(10)(용기 본체(11)) 내에서 전체적으로 아염소산염 수용액과 속효성의 활성화제와 금속 요오드화물과 지효성의 활성화 억제제와 흡수성 수지를 혼합한다.
그러면, 제1 용기(10)(용기 본체(11)) 내에서 내용물이 겔화하여 얻어지는 겔상 조성물(3)(도 5 참조)로부터 이산화염소 가스가 즉효적이고 안정적 농도로 발생한다. 용기 본체(11)에는 복수의 개구부(15)를 갖는 개방 뚜껑(14)을 장착하면, 발생된 이산화염소 가스가 개구부(15)를 통과하여 실내로 방출되게 된다. 따라서, 즉효적으로 방출되는 이산화염소 가스의 강한 산화력에 의해, 사용시에 신속하게 살균 효과와 탈취 효과 등을 가져올 수 있는 동시에, 안정적 농도로 서방되는 이산화염소 가스에 의해 장기간에 걸쳐 안정적으로 살균 효과와 탈취 효과 등을 가져올 수 있다.
상기의 설명에서 제2 약제(2)에 흡수성 수지를 포함하지 않고, 아염소산염 수용액, 속효성의 활성화제, 금속 요오드화물 및 지효성의 활성화 억제제만 혼합할 수 있으며, 이 경우 얻어지는 액체 조성물로부터 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시킬 수 있다. 이 경우에도 즉효적이고 안정적 농도로 서방되는 이산화염소 가스의 강한 산화력에 의해, 사용시에 신속하게 또한 장기간에 걸쳐 안정적으로 살균 효과와 탈취 효과 등을 가져올 수 있다.
[제2 실시양태]
이산화염소 가스의 발생 방법, 액체 조성물, 겔상 조성물 및 이산화염소 가스 발생 키트의 제2 실시양태에 대해 설명한다. 본 실시양태에서는 이산화염소 가스 발생 키트(K)의 제1 약제(1)와 제2 약제(2)로의 아염소산염 수용액, 속효성의 활성화제, 금속 요오드화물, 지효성의 활성화 억제제 및 흡수성 수지의 비율이 제1 실시양태와 상이하다. 또한 이산화염소 가스 발생 키트(K)의 용기의 구체적인 구성이 제1 실시양태와 상이하다.
이하, 본 실시양태의 이산화염소 가스 발생 키트(K)에서 주로 제1 실시양태와의 차이점에 대해 설명한다. 또한, 별도로 명시되지 않는 사항에 관하여는 제1 실시양태와 동일하며, 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
본 실시양태의 이산화염소 가스 발생 키트(K)는 아염소산염 수용액을 포함하는 제1 약제(1), 속효성의 활성화제, 금속 요오드화물, 지효성의 활성화 억제제 및 흡수성 수지를 포함하는 제2 약제(2)를 구비한다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 이들은 공통의 밀봉성 용기(30)에 봉입되어 있다. 용기(30)는 가스 투과성 필름을 이용하여 구성되어 있다. 용기(30)는 2 장의 가스 투과성 필름을 겹쳐서 그 주연부 전체를 용착시킨 것일 수 있고, 1 장의 가스 투과성 필름을 반으로 접으면서 절반부 이외의 주연부를 용착시킨 것일 수 있다.
용기(30)의 내부는 인위 조작으로 해제 가능한 격리부(31)에 의해 제1 수용실(32) 및 제2 수용실(33)의 2 개의 공간으로 격리되어 있다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 본 실시양태에서는 격리부(31)는 용기(30)를 구성하는 가스 투과성 필름이 다중으로 접혀 있는 미로 구조부로 구성되어 있다. 이 미로 형상을 이루는 미로 구조부의 가스 투과성 필름의 내면은, 예를 들어 이지 필 씰 등에 의해 쉽게 박리가능하게 접착되어 있을 수 있다. 격리부(31)(미로 구조부)는 예를 들어 클립 등으로 이루어지는 협지 부재(35)에 의해 협지되어 있다. 협지 부재(35)가 용기(30)의 격리부(31)를 협지한 상태에서 격리부(31)는 외부에서 압착되어 제1 수용실(32)과 제2 수용실(33)이 서로 분리된 상태를 유지한다. 따라서 제1 약제(1) 및 제2 약제(2)를 그 사용 전에 장기간에 걸쳐 안정적으로 저장할 수 있다.
본 실시양태의 이산화염소 가스 발생 키트(K)를 이용하여 이산화염소 가스를 실제로 발생시키려면 다음과 같이 하면 된다. 즉, 도 8에 나타낸 바와 같이, 먼저 용기(30)에서 격리부(31)를 협지한 협지 부재(35)를 인위 조작에 의해 제거한다. 그 후, 접힌 부분을 끌어 늘려 격리부(31)의 미로 구조를 해제한다. 그리고, 용기(30)의 외부에서 외력을 가해 제1 수용실(32)에 수용되어 있던 제1 약제(1)와 제2 수용실(33)에 수용되어 있던 제2 약제(2)를 용기(30)의 내부에서 혼합한다. 그러면, 용기(30) 내에서 내용물이 겔화하여, 얻어지는 겔상 조성물(3)(도 9 참조)로부터 이산화염소 가스가 즉효적이고 안정적 농도로 발생한다. 용기(30)는 가스 투과성 필름으로 구성되어 있기 때문에 발생된 이산화염소 가스가 용기(30)를 투과하여 실내로 방출되게 된다. 따라서, 즉효적이고 안정적 농도로 서방되는 이산화염소 가스의 강한 산화력에 의해, 사용시에 신속하게 또한 장기간에 걸쳐 안정적으로 살균 효과와 탈취 효과 등을 가져올 수 있다.
상기의 설명에서 제2 약제(2)에 흡수성 수지를 포함하지 않고, 아염소산염 수용액, 속효성의 활성화제, 금속 요오드화물 및 지효성의 활성화 억제제만 혼합할 수 있으며, 이 경우 얻어지는 액체 조성물로부터 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시킬 수 있다. 이 경우에도 즉효적이고 안정적 농도로 서방되는 이산화염소 가스의 강한 산화력에 의해, 사용시에 신속하게 또한 장기간에 걸쳐 안정적으로 살균 효과와 탈취 효과 등을 가져올 수 있다.
[제3 실시양태]
이산화염소 가스의 발생 방법, 액체 조성물, 겔상 조성물 및 이산화염소 가스 발생 키트의 제3 실시양태에 대해 설명한다. 본 실시양태에서는 이산화염소 가스 발생 키트(K)의 제1 약제(1)와 제2 약제(2)로의 아염소산염 수용액, 속효성의 활성화제, 금속 요오드화물, 지효성의 활성화 억제제 및 흡수성 수지의 비율이 제1 실시양태 및 제2 실시양태와 상이하다. 또한 이산화염소 가스 발생 키트(K)의 용기의 구체적인 구성이 제1 실시양태 및 제2 실시양태와 상이하다. 이하, 본 실시양태의 이산화염소 가스 발생 키트(K)에서 주로 제1 실시양태와의 차이점에 대해 설명한다. 또한, 별도로 명시되지 않는 사항에 관하여는 제1 실시양태와 동일하며, 동일한 부호를 붙이고 상세한 설명은 생략한다.
본 실시양태의 이산화염소 가스 발생 키트(K)는 아염소산염 수용액과 금속 요오드화물을 포함하는 제1 약제(1), 및 속효성의 활성화제, 지효성의 활성화 억제제 및 흡수성 수지를 포함하는 제2 약제(2)를 구비한다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 제1 약제(1)가 제1 용기(10)에 봉입되어 있는 것과 동시에, 제2 약제(2)가 제1 용기(10)와 함께 제2 용기(20)에 봉입되어 있다.
제1 용기(10)는 예를 들어 플라스틱 필름을 부착하여 구성되어 있다. 제1 용기(10)는 2 장의 플라스틱 필름을 겹쳐서 그 주연부 전체를 이지 필 씰로 한 것일 수 있다. 이와 같이, 제1 약제(1)가 밀봉성이고 파단용이성의 제1 용기(10)에 봉입되어 있다.
제2 용기(20)는 가스 투과성 필름을 이용하여 구성된다. 제2 용기(20)는 2 장의 가스 투과성 필름을 겹쳐서 그 주연부 전체를 용착시킨 것일 수 있고, 1 장의 가스 투과성 필름을 반으로 접은 다음 절반부 이외의 주연부를 용착시킨 것일 수 있다. 이렇게 제2 약제(2)가 제1 용기(10)와 함께 밀봉성이고 가스 투과성의 제2 용기(20)에 봉입되어 있다.
본 실시양태의 이산화염소 가스 발생 키트(K)를 이용하여 이산화염소 가스를 실제로 발생시키려면 다음과 같이 하면 된다. 즉, 제2 용기(20)의 외부에서 제1 용기(10)가 존재하는 영역으로 외력을 가해 제2 용기(20)의 내부에서 제1 용기(10)를 파단시킨다. 예를 들어 제1 용기(10)의 이지 필 부를 외압에 의해 박리시켜 액체로 구성된 제1 약제(1)(금속 요오드화물이 용해된 아염소산염 수용액)를 제1 용기(10)에서 방출시킨다. 그러면, 제1 약제(1)와 제2 약제(2)의 혼합에 의해 얻어지는 겔상 조성물에서 이산화염소 가스가 즉효적이고 안정적 농도로 발생한다. 제2 용기(20)는 가스 투과성 필름으로 구성되어 있기 때문에 발생되는 이산화염소 가스가 제2 용기(20)를 투과하여 실내로 방출되게 된다. 따라서, 즉효적이고 안정적 농도로 서방되는 이산화염소 가스의 강한 산화력에 의해, 사용시에 신속하게 또한 장기간에 걸쳐 안정적으로 살균 효과와 탈취 효과 등을 가져올 수 있다.
상기의 설명에서 제2 약제(2)에 흡수성 수지를 포함하지 않고, 아염소산염 수용액, 속효성의 활성화제, 금속 요오드화물 및 지효성의 활성화 억제제만 혼합할 수 있으며, 이 경우 얻어지는 액체 조성물로부터 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시킬 수 있다. 이 경우에도 즉효적이고 안정적 농도로 서방되는 이산화염소 가스의 강한 산화력에 의해, 사용시에 신속하게 또한 장기간에 걸쳐 안정적으로 살균 효과와 탈취 효과 등을 가져올 수 있다.
이하에 실시예를 나타내고, 본 발명에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 4000 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 7.3%의 염산 1.71g, 요오드화 칼륨 0.15g, 및 활성화 억제제로서 규산 나트륨 5 수화물 0.11g을 혼합했다. 혼합액의 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 각각 0.37%, 0.27%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 밀봉 상태로 보관하고 폐쇄계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다.
[실시예 2]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 4000 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 7.3%의 염산 1.71g, 요오드화 칼륨 0.08g, 및 활성화 억제제로서 규산 나트륨 5 수화물 0.2g을 혼합했다. 혼합액의 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 각각 0.2%, 0.5%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 밀봉 상태로 보관하고 폐쇄계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다.
[실시예 3]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 4000 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 인산 2g, 요오드화 칼륨 0.1g, 및 활성화 억제제로서 규산 나트륨 5 수화물 0.11g을 혼합했다. 혼합액의 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 각각 0.25%, 0.27%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 밀봉 상태로 보관하고 폐쇄계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다.
[실시예 4]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 11250 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 인산 1.16g, 요오드화 칼륨 0.1g, 및 활성화 억제제로서 규산 나트륨 5 수화물 0.05g을 혼합했다. 혼합액의 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 각각 0.09%, 0.04%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 밀봉 상태로 보관하고 폐쇄계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다.
[실시예 5]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 120000 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 인산 6.3g, 요오드화 칼륨 0.1g, 및 활성화 억제제로서 규산 나트륨 5 수화물 1.19g을 혼합했다. 혼합액의 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 각각 0.01%, 0.1%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 비밀봉 상태로 보관하고 개방계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다.
[실시예 6]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 120000 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 인산 6.3g, 요오드화 칼륨 0.25g, 및 활성화 억제제로서 규산 나트륨 5 수화물 1.19g을 혼합했다. 혼합액의 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 각각 0.02%, 0.1%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 비밀봉 상태로 보관하고 개방계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다.
[실시예 7]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 120000 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 인산 6.3g, 요오드화 칼륨 0.5g, 및 활성화 억제제로서 규산 나트륨 5 수화물 1.19g을 혼합했다. 혼합액의 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 각각 0.04%, 0.1%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 비밀봉 상태로 보관하고 개방계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다.
[실시예 8]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 120000 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 인산 6.3g, 요오드화 칼륨 1g, 및 활성화 억제제로서 규산 나트륨 5 수화물 1.19g을 혼합했다. 혼합액의 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 각각 0.08%, 0.1%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 비밀봉 상태로 보관하고 개방계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다.
[비교예 1]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 4000 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 7.3%의 염산 1.71g 및 활성화 억제제로서 규산 나트륨 5 수화물 0.11g을 혼합했다. 혼합액의 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 0.27%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 밀봉 상태로 보관하고 폐쇄계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다.
[비교예 2]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 4000 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 7.3%의 염산 1.71g 및 요오드화 칼륨 0.15g을 혼합했다. 혼합액의 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 0.37%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 밀봉 상태로 보관하고 폐쇄계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다.
[비교예 3]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 4000 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 인산 2g 및 활성화 억제제로서 규산 나트륨 5 수화물 0.11g을 혼합했다. 혼합액의 규산 나트륨 5 수화물의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 0.27%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 밀봉 상태로 보관하고 폐쇄계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다.
[비교예 4]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 4000 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 인산 2g 및 요오드화 칼륨 0.1g을 혼합했다. 혼합액의 요오드화 칼륨의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 0.25%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 밀봉 상태로 보관하고 폐쇄계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다.
[비교예 5]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 11250 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 인산 1.16g 및 활성화 억제제로서 규산 나트륨 5 수화물 0.05g을 혼합했다. 혼합액의 규산 나트륨 5 수화물의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 0.04%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 밀봉 상태로 보관하고 폐쇄계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다.
[비교예 6]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 11250 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 인산 1.16g 및 요오드화 칼륨 0.1g을 혼합했다. 혼합액의 요오드화 칼륨의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 0.09%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 밀봉 상태로 보관하고 폐쇄계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다.
[비교예 7]
아염소산 나트륨을 순수에 용해하고, 11250 ppm의 아염소산 나트륨 수용액 100g을 제조하였다. 이 아염소산 나트륨 수용액에 활성화제로서 7.3%의 염산 3.01g, 요오드화 칼륨 0.5g, 및 활성화 억제제로서 규산 나트륨 5 수화물 2g을 혼합했다. 혼합액의 규산 나트륨 5 수화물의 질량%는 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당)으로 환산하면 각각 0.04%, 1.78%였다. 그 후, 혼합액을 상온에서 밀봉 상태로 보관하고 폐쇄계에서 혼합액의 pH 및 발생되는 이산화염소 가스의 농도를 측정했다
Figure 112020037544199-pct00001
측정 결과는 다음과 같았다.
Figure 112020037544199-pct00002
요오드화 칼륨이 혼합되지 않은 비교예 1에서는, 혼합 후 초기 단계(특히 30 분 이내)에서 이산화염소 가스의 발생이 완만하며, 또한, 규산 나트륨 5 수화물이 혼합되지 않은 비교예 2에서는 장시간 경과 후(특히 7 일 후)의 이산화염소 가스의 농도가 불안정했다. 이에 대해, 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물 모두를 혼합시킨 실시예 1 및 2에서는, 혼합 후 초기 단계에서 장기간에 걸쳐 안정적 농도로 이산화염소 가스가 방출되는 것이 확인되었다.
Figure 112020037544199-pct00003
요오드화 칼륨이 혼합되지 않은 비교예 3에서는 이산화염소 가스의 발생이 완만하며, 또한, 규산 나트륨 5 수화물이 혼합되지 않은 비교예 4에서는 장시간 경과 후(특히 7 일 후)의 이산화염소 가스의 농도가 불안정했다. 이에 대해, 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물 모두를 혼합시킨 실시예 3에서는 활성화제로서 약산을 사용하면서도 혼합 후 초기 단계(대략 10 분 이내)에서 신속하게 이산화염소 가스가 방출되는 것이 확인되었다. 또한, 그 후에도 장기간에 걸쳐 안정적 농도로 이산화염소 가스가 방출되는 것이 확인되었다.
Figure 112020037544199-pct00004
요오드화 칼륨이 혼합되지 않은 비교예 5에서는 이산화염소 가스의 발생이 완만하며, 또한, 규산 나트륨 5 수화물이 혼합되지 않은 비교예 6에서는 소정 시간 경과 후(24 시간 경과 후)의 이산화염소 가스의 농도가 불안정했다. 이에 대해, 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물 모두를 혼합시킨 실시예 4에서는 활성화제로서 약산을 사용하면서도 혼합 후 아주 초기 단계(대략 1 분 이내)에서 신속하게 이산화염소 가스가 방출되는 것이 확인되었다. 또한, 그 후에도 장기간에 걸쳐 안정적 농도로 이산화염소 가스가 방출되는 것이 확인되었다.
또한, 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물 모두를 혼합시킨 경우에도 그 첨가량이 과도한 비교예 7에서는 이산화염소 가스의 발생 자체가 확인되지 않았다. 이에 대해 실시예 1 내지 4를 참조하면, 1 질량%의 아염소산염 수용액 1L 당(즉, 아염소산염 10000 ppm 당) 요오드화 칼륨과 규산 나트륨 5 수화물의 질량%가 각각 0.4% 이하, 1% 이하인 경우에 신속하고 안정적 농도로 이산화염소 가스가 방출되는 것으로 나타났다.
Figure 112020037544199-pct00005
실시예 5 내지 8로부터, 개방계에서도 대체로 신속하고 안정적 농도로 이산화염소 가스가 방출되는 것이 확인되었다.
이상, 이산화염소 가스의 발생 방법, 액체 조성물, 겔상 조성물 및 이산화 염소 가스 발생 키트(K)의 실시양태(실시예 포함)에 대해 구체예를 보여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 범위는 상술한 구체적인 실시예 및 실시양태에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에서 개시된 실시예 및 실시양태는 모든 점에서 예시이며, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 적절하게 변경하는 것이 가능하다.
예를 들어, 제1 약제(1)가 아염소산염 수용액과 지효성의 활성화 억제제를 포함하고, 제2 약제(2)가 속효성의 활성화제, 금속 요오드화물 및 흡수성 수지를 포함하여 구성될 수 있다.
1 제1 약제
2 제2 약제
3 겔상 조성물
10 제1 용기
11 용기 본체
12 밀봉 뚜껑
14 개방 뚜껑
15 개구부
20 제2 용기
30 용기
31 격리부
32 제1 수용실
33 제2 수용실
35 협지 부재
K 이산화염소 가스 발생 키트

Claims (17)

  1. 아염소산염 수용액, 상기 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정하여 이산화염소 가스를 발생시키는 활성화제, 상기 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시키는 활성화 억제제, 및 금속 요오드화물을 1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당 상기 금속 요오드화물을 0.4 질량% 이하 및 상기 활성화 억제제를 1 질량% 이하의 비율로 혼합하여 얻어진 액체 조성물로부터 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 이산화염소 가스의 발생 방법.
  2. 아염소산염 수용액, 상기 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정하여 이산화염소 가스를 발생시키는 활성화제, 상기 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시키는 활성화 억제제, 금속 요오드화물, 및 흡수성 수지를 1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당 상기 금속 요오드화물을 0.4 질량% 이하 및 상기 활성화 억제제를 1 질량% 이하의 비율로 혼합하여 얻어진 겔상 조성물로부터 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 이산화염소 가스의 발생 방법.
  3. 아염소산염 수용액, 상기 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정하여 이산화염소 가스를 발생시키는 활성화제, 상기 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시키는 활성화 억제제, 및 금속 요오드화물을 1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당 상기 금속 요오드화물을 0.4 질량% 이하 및 상기 활성화 억제제를 1 질량% 이하의 비율로 포함하고, 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 액체 조성물.
  4. 아염소산염 수용액, 상기 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정하여 이산화염소 가스를 발생시키는 활성화제, 상기 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시키는 활성화 억제제, 금속 요오드화물, 및 흡수성 수지를 1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당 상기 금속 요오드화물을 0.4 질량% 이하 및 상기 활성화 억제제를 1 질량% 이하의 비율로 포함하고, 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 겔상 조성물.
  5. 아염소산염 수용액을 포함하는 제1 약제,
    상기 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정하여 이산화염소 가스를 발생시키는 활성화제를 포함하는 제2 약제를 구비하고,
    상기 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시키는 활성화 억제제 및 금속 요오드화물이 각각 상기 제1 약제 및 상기 제2 약제 중 어느 하나에 포함되어 있으며,
    1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당, 상기 금속 요오드화물은 0.4 질량% 이하이고, 상기 활성화 억제제는 1 질량% 이하이며,
    상기 제1 약제와 상기 제2 약제를 혼합하여 얻어진 액체 조성물로부터 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 이산화염소 가스 발생 키트.
  6. 아염소산염 수용액을 포함하는 제1 약제, 및
    상기 아염소산염 수용액의 pH를 속효적으로 조정하여 이산화염소 가스를 발생시키는 활성화제 및 흡수성 수지를 포함하는 제2 약제를 구비하고,
    상기 활성화제의 작용을 지효적으로 저감시키는 활성화 억제제 및 금속 요오드화물이 각각 상기 제1 약제 및 상기 제2 약제 중 어느 하나에 포함되어 있으며,
    1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당, 상기 금속 요오드화물은 0.4 질량% 이하이고, 상기 활성화 억제제는 1 질량% 이하이며,
    상기 제1 약제와 상기 제2 약제를 혼합하여 얻어진 겔상 조성물로부터 이산화염소 가스를 즉효적이고 안정적 농도로 발생시키는 이산화염소 가스 발생 키트.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당, 상기 활성화 억제제가 0.03 질량% 이상 0.3 질량% 이하인 이산화염소 가스 발생 키트.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서, 1 질량%의 상기 아염소산염 수용액 1L 당, 상기 금속 요오드화물이 0.01 질량% 이상 0.4 질량% 이하인 이산화염소 가스 발생 키트.
  9. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 활성화 억제제와 상기 금속 요오드화물의 질량비가 3:1 ~ 1:3인 이산화염소 가스 발생 키트.
  10. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 활성화 억제제가 규산 알칼리 금속염 또는 규산 알칼리 토금속염인 이산화염소 가스 발생 키트.
  11. 제10항에 있어서, 상기 활성화 억제제가 규산 나트륨인 이산화염소 가스 발생 키트.
  12. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 금속 요오드화물은 요오드화 칼륨인 이산화염소 가스 발생 키트.
  13. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 활성화제가 무기산 또는 유기산 또는 그들의 염인 이산화염소 가스 발생 키트.
  14. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1 약제가 밀봉성의 제1 용기에 봉입되어 있는 것과 함께, 상기 제2 약제가 상기 제1 용기와는 다른 밀봉성의 제2 용기에 봉입되어 있는 이산화염소 가스 발생 키트.
  15. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1 약제 및 상기 제2 약제가 인위 조작으로 해제가능한 격리부에 의해 서로 격리된 상태로 공통의 밀봉성 용기에 봉입되어 있는 이산화염소 가스 발생 키트.
  16. 제15항에 있어서, 상기 격리부가 미로 구조부로 구성되어 있는 이산화염소 가스 발생 키트.
  17. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1 약제가 밀봉성이고 파단용이성의 제1 용기에 봉입되어 있는 것과 함께, 상기 제2 약제가 상기 제1 용기와 함께 밀봉성의 제2 용기에 봉입되어 있는 이산화염소 가스 발생 키트.
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