KR20220128451A - 차아염소산수 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의해, 유효 염소 농도 100ppm당 나트륨 이온의 이온 농도가 20ppm 이하이며, 또한 규소 화합물의 함유량이 규소 환산으로 20ppb 이하이고, 보존 안정성이 높은 차아염소산수가 제공된다.

Description

차아염소산수
본 발명은, 보존 안정성이 매우 우수한 차아염소산수에 관한 것이다.
차아염소산은 염소의 옥소산 중 하나로, 조성식으로는 HClO로 나타내진다. 차아염소산은 강한 산화력을 갖고 있고, 예를 들어 세균 세포 내에 침입하여, 세균 세포 내의 DNA나 단백질을 산화함으로써, 높은 살균 효과를 발휘한다. 또한, 차아염소산은, 항균 스펙트럼은 넓고, 4급 암모늄염 등의 살균제로는 살균할 수 없는 아포균 등을 포함하는 폭넓은 미생물을 살균할 수 있다.
상기 차아염소산은 통상, 단체로는 사용되지 않고, 차아염소산을 포함하는 수용액인 차아염소산수로서 사용된다. 차아염소산수의 pH는 3 내지 5의 범위가, 살균 효과가 적합한 범위이다.
이 차아염소산수는, 인체에 대한 안전성도 비교적 높은 점에서, 의료, 농업, 식품 가공 등 다양한 분야에 있어서의 제균제 또는 살균제로서 사용되고 있다. 그리고, 근년에는 개호 시설, 교육 시설, 상업 시설 등의 공공 시설이나, 일반 가정에 있어서의 제균이나 살균의 용도에도 사용되게 되어, 그 소비량은 해마다 증가하고 있다.
한편, 차아염소산은 불안정하여 불균화 반응을 일으키기 쉽다. 예를 들어, 냉암소에 보존해도, 2HClO→2HCl+O2의 불균화 반응에 의해, 서서히 염화수소와 산소로 분해된다. 또한, 가열이나 광에 의해, 상기 차아염소산의 불균화 반응은 촉진된다. 따라서, 통상 차아염소산수는 보존 안정성이 낮다는 과제가 있었다. 그 때문에, 통상 차아염소산수는 제조 후 바로 다 쓰는 형태가 취해진다. 예를 들어, 차아염소산수를 용기에 소분하여 보존하고, 필요에 따라서 조금씩 사용하는 형태로는, 시간의 경과와 함께 차아염소산의 분해가 진행되어, 차아염소산이 갖는 효과를 발휘할 수 없어, 차아염소산수를 쓰고 남겨도, 폐기하지 않을 수 없는 문제가 발생한다.
그래서, 차아염소산수의 보존 안정성을 높이기 위해, 보존 안정성을 저하시키는 요인에 대하여 각종 검토가 행해지고 있다. 지금까지의 검토에 의해, 차아염소산수 중에 나트륨 이온이나 중금속 이온 등의 금속 이온이 많이 포함되면, 상기 불균화 반응이 촉진되어, 차아염소산수의 보존 안정성이 저하되는 것을 알고 있다. 그 때문에, 차아염소산수를 마이너스 전하가 부여된 필터에 통과시킴으로써 금속 이온을 제거하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 1). 특허문헌 1에서는, 금속 이온을 제거하여, 차아염소산수 중에 포함되는 금속 이온의 양을 감소시킴으로써, 차아염소산수의 보존 안정성이 향상되는 것이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 2에는, 초순수에 차아염소산나트륨 및 염산을 첨가·희석하는 방법에 의해 차아염소산수 용액을 제조하는 방법이 개시되어 있다. 이 제조 방법에서는, 차아염소산나트륨이 사용되기 때문에, 제조 과정에 있어서 초순수가 사용됨에도 불구하고, 제조된 차아염소산수 용액에는 금속 이온인 나트륨 이온이 많이 포함되어, 보존 안정성에 영향을 주는 경우가 있다.
이에 비해, 차아염소산나트륨 수용액을 포함하는 원료 수용액과, 이온 교환 수지를 혼합하여, 나트륨 이온과 수소 이온의 이온 교환을 행함으로써 차아염소산을 생성하는 제조 방법에 있어서, 원료 수용액과 약산성 이온 교환 수지의 양비를 소정의 범위로 함과 함께 혼합 시간을 일정 이하로 함으로써, 유효 염소 농도에 대한 나트륨 이온의 농도를 일정한 임계값 이하로 하는 제조 방법이 개시되어 있다(특허문헌 3). 이 제조 방법에 의하면, 50℃에서 보관한 경우에 있어서의 차아염소산의 유효 염소 농도는, 30일 경과 시점에서 80% 정도로 유지되어 있다.
일본 특허 제6230079호 공보 일본 특허 공개 제2013-39553호 공보 일본 특허 제6811967호 공보
"Hypochlorous Acid Decomposition in the pH 5-8 Region", Inorg. Chem. 1992, 31, 3534-3541.
그런데, 근년, 감염증에 대한 대책의 일환으로서 제균이나 소독에 관련된 상품의 수요가 급증하고 있음과 함께 살균력의 향상 및 지속성이 요망되고 있다. 이러한 시장 수요를 감안하여, 차아염소산에 있어서도 보다 높은 보존 안정성이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 보다 보존 안정성이 높은 차아염소산수를 제공하는 데 있다.
본 발명자들은, 금속 이온 이외에도 차아염소산수의 보존 안정성에 영향을 미치는 요인에 대하여 예의 검토를 행하였다. 그 결과, 차아염소산수에 포함되는 규소 화합물이 보존 안정성에 크게 영향을 미치는 것을 발견하였다.
따라서, 금속 이온의 함유량을 제어하는 것 외에도, 규소 화합물의 함유량을 추가로 제어함으로써, 차아염소산수가 높은 보존 안정성을 갖는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 유효 염소 농도 100ppm당 나트륨 이온의 이온 농도가 20ppm 이하이며, 또한 규소 화합물의 함유량이, 규소 환산으로 20ppb 이하인 것을 특징으로 하는 차아염소산수이다.
본 발명의 차아염소산수는, 차아염소산수의 보존 안정성에 영향을 미치는 요인 중 하나인 규소 화합물의 함유량을 제어함으로써, 보존 안정성이 높은 특징을 갖는다. 예를 들어, 본 발명의 차아염소산수를 암소 25℃에서 1년간 보존해도, 보존 후의 차아염소산수의 유효 염소 농도는 보존 전의 유효 염소 농도의 90% 이상을 유지한다. 그 결과, 장기간에 걸쳐, 높은 살균 능력을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 차아염소산수는, 제조 후에 바로 다 쓸 필요가 없어지기 때문에, 차아염소산수를 용기에 소분하여 보존한 후에, 장기간, 가정 내나 오피스 등에서의 소독에 필요한 양만큼 사용할 수 있다. 또한, 재해 발생 시에 사용하는 소독제로서 차아염소산수를 창고에 보존해 둘 수도 있다.
<규소 화합물에 대해서>
본 발명의 일 실시 형태에 관한 차아염소산수는, 유효 염소 농도 100ppm당 나트륨 이온의 이온 농도가 20ppm 이하이며, 또한 규소 화합물의 함유량이 규소 환산으로 20ppb 이하이다. 규소 화합물의 함유량의 상한을 20ppb 이하로 함으로써, 보존 안정성이 높아진다. 그 중에서도, 보다 높은 보존 안정성을 감안하면, 10ppb 이하가 바람직하고, 5ppb 이하가 보다 바람직하다. 또한, 현실적인 비용으로 제조하는 것을 가능하게 하기 위해서, 하한을 1ppt 이상으로 해도 된다. 또한, 나트륨 이온의 이온 농도는 10ppm 이하로 해도 된다. 보다 안정성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 차아염소산수 중의 규소 화합물의 함유량은, 규소 환산으로, 아르곤 고주파 유도 결합 플라스마 발광 분광 분석 장치에 의해 측정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 규소 화합물은, 이산화규소, 이온 상태의 이산화규소, 즉 규산 및 그의 염, 실리콘 등 공지된 규소 화합물을 들 수 있다. 상기 이산화규소는, 특히 형태를 막론하며, 석영, 실리카 등 어느 형태도 해당하고, 표면 처리되어 있는 이산화규소도 포함한다.
상기 규소 화합물이 차아염소산수의 보존 안정성에 영향을 주는 작용 기구가 분명하지는 않지만, 규소 화합물의 규소 원자가, 차아염소산을 분해하는 활성점으로서 기능하여, 차아염소산의 분해가 촉진됨으로써, 차아염소산수의 보존 안정성이 저하되는 것으로 추정되고 있다.
또한, 상기 이산화규소의 함유량은 이하의 방법에 의해 산출할 수 있다.
먼저, JIS K 0101 44.1.3에 기재된 몰리브덴청 추출 흡광 광도법을 사용하여, 이온상의 실리카인 규산 및 그의 염의 함유량 (A)를 산출한다. 계속해서, JIS K 0101 44.2에 기재된 몰리브덴청 흡광 광도법을 사용하여, 비이온상인 이산화규소를 이온화하고, 이온화된 실리카의 함유량 (B)를 산출한다. 이 때, 함유량 (B)에는, 이온상의 실리카인 규산 및 그의 염의 함유량 (A)도 포함된다. 따라서, 함유량 (B)와 함유량 (A)의 차로서, 비이온상인 이산화규소의 함유량을 산출할 수 있다.
본 발명의 차아염소산수는, 상기 이산화규소가 차아염소산수 중, 고체 상태로 존재하고 있는 경우, 비표면적이 0.1m2/g 이상, 평균 입자경이 100㎛ 이하인 이산화규소를 최대한 포함하지 않는 것이 바람직하다. 상기한 비표면적, 평균 입경의 이산화규소를 포함하는 경우, 차아염소산을 분해하는 활성점인 이산화규소의 표면 상의 규소 원자가 많아지고, 차아염소산 분자가 급격하게 분해되어, 차아염소산수의 보존 안정성이 현저하게 저하되기 때문에 바람직하지 않다.
또한, 이산화규소의 비표면적은 질소 흡착법에 의해 측정할 수 있다. 또한, 이산화규소의 평균 입자경은, 체적 기준에서의 메디안 직경(Dv50)을 사용한다. Dv50은 레이저 회절식 입도 분포 측정 장치에 의한 측정이나 전자 현미경에서의 관찰에 의해 구할 수 있다.
본 발명의 차아염소산수의 제조 방법은, 본 발명에서 규정하는 규소 화합물의 함유량이 되는 방법이면, 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법을 채용하면 된다. 예를 들어, 차아염소산염 수용액을 양이온 교환 수지에 의해 양이온 교환시키는 방법, 식염수나 희염산을 전기 분해하는 방법, 차아염소산염 수용액에 희염산을 첨가하는 방법 등에 의해 차아염소산수를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서 규정하는 규소 화합물의 함유량이 되는 차아염소산수로 하기 위해서, 사용하는 물, 식염, 차아염소산염, 희염산 등의 차아염소산수의 원료에 대해서, 이들 원료에 포함되는 규소 화합물의 함유량의 합계가, 본 발명에서 규정하는 규소 화합물의 함유량이 되게 조정하는 것이 바람직하다.
그 중에서도, 원료의 물에 대해서는, 다른 원료가 불가피하게 규소 화합물을 포함하는 경우가 있기 때문에, 규소 화합물을 포함하지 않는 초순수 또는 규소 화합물의 함유량이 매우 적은 증류수를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 물 이외의 식염, 차아염소산염, 희염산 등의 원료에 대해서는, 각 원료를 초순수 혹은 증류수에 차아염소산수 제조 시의 농도가 되도록 용해시킨 수용액을, 아르곤 고주파 유도 결합 플라스마 발광 분광 분석 장치에 의해 측정하고, 규소 화합물의 함유량이 합계로, 규소 환산으로 1ppt 이상 20ppb 이하로 조정한 원료를 사용하는 것이 바람직하다. 규소 화합물의 함유량이 상기 범위 내이면, 식염, 차아염소산염, 희염산 등의 원료는, 일본 약전, 식품용, 시약용, 공업용의 어느 그레이드를 사용해도 된다.
또한, 차아염소산수의 제조 시에 사용하는 반응 용기, 배관 등의 제조 장치는, 규소 화합물을 포함하지 않는 것인 것이 바람직하다. 예를 들어, 규소 화합물을 포함하는 금속, 규소 화합물이 표면 코팅된 금속, 혹은 실리콘은, 반응 용기, 배관 등의 제조 장치에 사용하지 않는 것이 바람직하다.
상기한 제조 방법으로 얻어진 차아염소산수는, 어떤 용기에 보존해도 되고, 상기 용기로서는, 예를 들어 플라스틱 용기, 알루미늄 파우치 용기 등을 들 수 있다.
상기 플라스틱 용기의 경우, 재질은 특별히 한정되지 않지만, 차아염소산에 의해 산화를 받기 어렵다는 관점에서, 폴리올레핀, 그 중에서 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌이 바람직하다. 또한, 이들 용기로부터의 규소 화합물의 혼입을 방지하기 위해서, 상기 용기는, 규소 화합물이 포함되어 있지 않은 것이 바람직하다. 특히, 필름상의 플라스틱 용기의 경우, 필름에 첨가 또는 도공되어 있는 안티블로킹제로서 규소 화합물을 포함하고 있지 않은 것이 바람직하다.
또한, 이들 용기는, 보존 안정성의 관점에서 차광되어 있는 것이 바람직하다. 차광하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법을 채용하면 되고, 예를 들어 플라스틱 용기의 경우라면, 벵갈라, 티타늄 화이트 등의 무기 안료를 첨가하는 방법, 차광능을 갖는 소재(예를 들어, 알루미늄박 등)로 용기를 덮는 방법 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 플라스틱 용기의 경우라면, 안료에 의해 차아염소산의 분해가 촉진되지 않도록, 차아염소산수와 접촉하는 용기 내면의 재료에는 최대한 안료를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 차아염소산수와 접촉하는 용기 내면의 재질의 안료의 함유량을 0.01질량% 이하로 하는, 용기를 복수의 층으로 하여, 용기 내면의 층은 안료를 포함하지 않고, 용기 외면의 층에는 무기 안료를 포함시키는, 용기 외면을, 알루미늄박 등을 포함하는 차광 필름 등으로 덮는 등의 방법을 채용하면 된다.
<아연 화합물에 대해서>
본 발명의 다른 실시 형태에 관한 차아염소산수는, 유효 염소 농도 100ppm당 나트륨 이온의 이온 농도가 20ppm 이하이고, 규소 화합물의 함유량이 규소 환산으로 20ppb 이하인 것에 더하여, 바람직하게는 아연 및 아연 화합물의 함유량이 아연 환산으로 1ppb 이하이며, 또한 산화아연 및 수산화아연의 함유량이 아연 환산으로 0.1ppb 이하이다. 아연 및 아연 화합물의 함유량을 1ppb 이하로 함으로써 보존 안정성이 보다 높아진다. 그 중에서도, 보다 높은 보존 안정성을 감안하면, 0.5ppb 이하가 바람직하다. 또한, 현실적인 비용으로 제조하는 것을 가능하게 하기 위해서, 하한을 1ppt 이상으로 해도 된다. 또한, 본 발명에 있어서, 차아염소산수 중의 아연 및 아연 화합물의 함유량은, 아연 환산으로, 아르곤 고주파 유도 결합 플라스마 발광 분광 분석 장치에 의해 측정할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 아연 화합물로서는, 산화아연, 수산화아연, 염화아연, 황산아연, 질산아연 등을 들 수 있지만, 그 중에서 산화아연, 수산화아연이 크게 보존 안정성에 영향을 미치기 때문에, 산화아연 및 수산화아연의 함유량이, 아연 환산으로 0.1ppb 이하로 할 필요가 있다. 상기 산화아연 및 수산화아연의 차아염소산수 중의 형태는, 특별히 상관없다.
또한, 상기 산화아연 및 수산화아연의 함유량은 이하의 방법에 의해 산출할 수 있다.
유리 용기에, 차아염소산수와 약산성 양이온 교환 수지(앰버라이트 IRC-76(오르가노 가부시키가이샤제))를 넣고, 폴리테트라플루오로에틸렌제 불소 수지 교반 블레이드로 25℃에서 30분간 교반 혼합하고, 차아염소산수 중의 아연 이온을 제거한다. 계속해서, 약산성 양이온 교환 수지가 침강될 때까지 정치하고, 디캔테이션에 의해 상청액인 차아염소산수를, 약산성 양이온 교환 수지가 들어가지 않도록 폴리프로필렌제의 #200의 여과포에 통과시켜 회수한다. 얻어진 상청액인 차아염소산수에 염화암모늄과 암모니아수의 혼합액을 첨가하여, 차아염소산수 중의 산화아연 및 수산화아연을 용해시키고, 용해된 산화아연 및 수산화아연의 양을 폴라로그래피법에 의해 산출한다.
본 발명의 차아염소산수의 제조 방법은, 본 발명에서 규정하는 아연 및 아연 화합물, 또는 산화아연 및 수산화아연의 함유량이 되는 방법이면, 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법을 채용하면 된다. 예를 들어, 차아염소산염 수용액을 양이온 교환 수지에 의해 양이온 교환시키는 방법, 차아염소산염 수용액에 희염산을 첨가하는 방법 등에 의해 차아염소산수를 얻을 수 있다.
또한, 상기 이외의 방법인 식염수나 희염산을 전기 분해하는 방법에서는, 제조에 필요한 전극으로부터 아연 및 아연 화합물이 용출되는 경우에는, 차아염소산수 중에 포함되는 아연 및 아연 화합물의 함유량이 1ppb를 초과할 가능성이 있기 때문에, 상기 전극으로부터의 용출의 방지, 혹은 별도로 아연 및 아연 화합물을 제거하는 조작이 필요해지는 경우가 있다.
또한, 본 발명에서 규정하는 아연 및 아연 화합물의 함유량, 산화아연 및 수산화아연의 함유량인 차아염소산수로 하기 위해서는, 사용하는 물, 차아염소산염, 희염산 등의 차아염소산수의 원료에 포함되는 아연, 아연 화합물의 함유량의 합계가, 본 발명에서 규정하는 아연 및 아연 화합물의 함유량으로 하며, 또한 본 발명에서 규정하는 산화아연 및 수산화아연의 함유량이 되게 조정하는 것이 바람직하다.
그 중에서도 원료의 물은, 다른 원료가 불가피하게 아연 및 아연 화합물을 포함하는 경우가 있기 때문에, 아연, 아연 화합물을 포함하지 않는 초순수 또는 아연 및 아연 화합물의 함유량이 매우 적은 증류수를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 물 이외의 차아염소산염, 희염산 등의 원료는, 해당 원료를 초순수 혹은 증류수에 차아염소산수 제조 시의 농도가 되도록 용해시킨 수용액으로, 아르곤 고주파 유도 결합 플라스마 발광 분광 분석 장치에 의해 아연 및 아연 화합물의 함유량을 측정하고, 아연 및 아연 화합물의 함유량이, 아연 환산으로 1ppt 이상 1ppb 이하가 되도록 조정한 원료를 사용하는 것이 바람직하다. 차아염소산염, 희염산 등의 원료는, 아연 및 아연 화합물의 함유량과, 산화아연 및 수산화아연의 함유량이 상기 범위 내로 조정될 수 있으면, 일본 약전, 식품용, 시약용, 공업용의 어느 그레이드를 사용해도 된다.
또한, 차아염소산수의 제조 시에 사용하는 반응 용기, 배관 등의 제조 장치는, 아연, 아연 화합물을 포함하지 않는 것인 것이 바람직하다. 예를 들어, 아연, 아연 화합물을 포함하는 금속, 및 아연 도금된 금속은, 반응 용기, 배관 등의 제조 장치에 사용하지 않는 것이 바람직하다.
상기한 제조 방법으로 얻어진 차아염소산수는, 어떤 용기에 보존해도 되고, 상기 용기로서는, 예를 들어 플라스틱 용기, 알루미늄 파우치 용기 등을 들 수 있다.
상기 플라스틱 용기의 경우, 재질은 특별히 한정되지 않지만, 차아염소산에 의해 산화를 받기 어렵다는 관점에서, 폴리올레핀, 그 중에서 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌이 바람직하다. 또한, 이들 용기로부터의 아연 및 아연 화합물의 혼입을 방지하기 위해서, 상기 용기는 아연 및 아연 화합물이 포함되어 있지 않은 것이 바람직하다.
또한, 이들 용기는 보존 안정성의 관점에서 차광되어 있는 것이 바람직하다. 차광하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 공지된 방법을 채용하면 되고, 예를 들어 플라스틱 용기의 경우라면, 벵갈라, 티타늄 화이트 등의 안료를 첨가하는 방법, 차광능을 갖는 소재(예를 들어, 알루미늄박 등)로 용기를 덮는 방법 등을 들 수 있다.
그 중에서도, 플라스틱 용기의 경우라면, 안료에 의해 차아염소산의 분해가 촉진되지 않도록, 차아염소산수와 접촉하는 용기 내면의 재료에는 최대한 안료를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 차아염소산수와 접촉하는 용기 내면의 재질의 안료의 함유량을 0.01질량% 이하로 하는, 용기를 복수의 층으로 하여, 용기 내면의 층은 안료를 포함하지 않고, 용기 외면의 층에는 안료를 포함시키는, 용기 외면을, 알루미늄박 등을 포함하는 차광 필름 등으로 덮는 등의 방법을 채용하면 된다.
상술한 본 발명의 일 실시 형태에 관한 차아염소산수는, 차아염소산수의 보존 안정성에 영향을 미치는 요인 중 하나인 아연 및 아연 화합물, 특히 산화아연 및 수산화아연의 함유량을 특정한 농도 이하로 억제함으로써, 보존 안정성이 높은 특장을 갖는다. 그 결과, 장기간에 걸쳐, 차아염소산이 유지되기 때문에, 높은 살균 능력을 유지할 수 있다.
그 작용 기구가 분명하지는 않지만 이하와 같이 추정하고 있다. 일반적으로, 차아염소산수의 pH가 7.0 전후인 중성 영역에서는, 차아염소산의 불균화 반응, 즉 차아염소산의 분해가 일어나기 쉬운 것이 알려져 있다(비특허문헌 1 참조). 본 발명자들이 검토한 결과, 산화아연 및 수산화아연을 포함하는 차아염소산수에서는, 상기 산화아연의 일부가 물과 반응(ZnO+H2O→Zn(OH)2)하여 수산화아연이 되고, 이 수산화아연 및 상기 수산화아연이 차아염소산의 불균화 반응(2HClO→2HCl+O2)에 의해 생성된 염화수소와 반응(Zn(OH)2+2HCl→ZnCl2+2H2O)하여 수소 이온을 빼앗고, 그 때문에 차아염소산수 중의 수소 이온 농도가 저하되어, 차아염소산수의 pH가 7.0 전후인 중성 영역이 됨으로써 보존 안정성이 매우 낮아진다고 추정하고 있다. 그 결과, 차아염소산수 중에 산화아연 및 수산화아연이 존재하고 있으면, 차아염소산수 중의 pH가 7.0 전후인 중성 영역이 되고, 차아염소산의 분해가 촉진되어, 보존 안정성이 저하되는 것으로 추정하고 있다.
본 발명의 차아염소산수의 pH는, 6.5 이하인 것이 바람직하다.
<유효 염소 농도에 대해서>
차아염소산의 유효 염소 농도는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 판매, 보관, 사용되는 농도를 상정하고, 예를 들어 50ppm 이상 1000ppm 이하로 하여도 된다. 그 중에서도 특히 사용되는 농도를 상정하는 경우, 차아염소산의 유효 염소 농도는, 50ppm 이상 250ppm 이하인 것이 바람직하고, 70ppm 이상 150ppm 이하인 것이 보다 바람직하다.
실시예
이하, 본 발명의 차아염소산수에 대하여 실시예 및 비교예를 사용하여 설명하지만, 본 발명이 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
또한, 사용한 원료 및 측정 방법은 이하와 같다.
[규소 화합물 측정 방법]
모두 아르곤 고주파 유도 결합 플라스마 발광 분광 분석 장치(iCAP 6000 Series(Thermo Scientific사제))로 측정하였다.
[아연 및 아연 화합물 측정 방법]
모두 아르곤 고주파 유도 결합 플라스마 발광 분광 분석 장치(iCAP 6000 Series(Thermo Scientific사제))로 측정하였다.
[산화아연 및 수산화아연 측정 방법]
상기에 따라서, 폴라로그래피법에 의해 측정하였다. 측정 장치는 폴라로그래피 시스템(P-1100(가부시키가이샤 야나코 기키 가이하츠 겡큐쇼제))을 사용하였다. 또한, 산화아연 및 수산화아연을 용해시킴으로써 생성된 아연 이온의 검출 하한값은, 0.1ppb인, 즉, 본 방법에 의한 차아염소산수 중의 산화아연 및 수산화아연의 함유량의 검출 하한값은, 0.1ppb가 된다.
[유효 염소 농도 측정 방법]
유효 염소 농도 측정 키트 AQ-202P(시바타 가가쿠 가부시키가이샤제)로 실온(25℃±1℃)에서 측정하였다.
[pH 측정 방법]
pH 미터 F-55형(가부시키가이샤 호리바 세이사꾸쇼제)으로, 실온(25℃±1℃)에서 측정하였다.
[물]
초순수: 초순수 제조 장치(Direct-Q UV3(머크사제))에 의해 제조한 초순수를 사용하였다. 규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량을 측정한 결과, 규소 화합물은 포함되지 않았다. 또한, 아연 환산에서의 아연, 아연 화합물, 산화아연 및 수산화아연의 함유량을 측정한 결과, 검출 하한값 미만, 즉 함유량은 0.1ppb 미만이었다.
수돗물: 통상 사용되고 있는 수돗물을 사용하였다. 규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량을 측정한 결과, 5400ppb였다. 또한, 아연 환산에서의 아연 및 아연 화합물의 함유량을 측정한 결과, 120ppb였다. 아연 환산에서의 산화아연 및 수산화아연의 함유량을 측정한 결과, 30ppb였다.
이온 교환수: 카트리지 순수기(G-10D(오르가노사제))에 의해 제조한 이온 교환수를 사용하였다. 규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량을 측정한 결과, 630ppb였다. 또한, 아연 환산에서의 아연 및 아연 화합물의 함유량을 측정한 결과, 2ppb였다. 아연 환산에서의 산화아연 및 수산화아연의 함유량을 측정한 결과, 검출 하한값 미만, 즉 함유량은 0.1ppb 미만이었다.
[차아염소산나트륨 수용액]
유효 염소 농도 12.0wt%의 차아염소산나트륨 수용액(네오락스수퍼(가부시키가이샤 시마다 쇼텐제))을 사용하였다. 초순수로 유효 염소 농도 10000ppm으로 희석한 경우, 규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량을 측정한 결과, 3ppb였다. 마찬가지로, 초순수로 유효 염소 농도 10000ppm으로 희석한 경우, 아연 환산에서의 아연 및 아연 화합물의 함유량을 측정한 결과, 0.4ppb였다. 아연 환산에서의 산화아연 및 수산화아연의 함유량을 측정한 결과, 검출 하한값 미만, 즉 함유량은 0.1ppb 미만이었다.
(실시예 1)
실시예 1에서는, 이하의 원료를 사용하여, 양이온 교환법에 의해 차아염소산수를 제조하였다.
폴리에틸렌제 용기에, 차아염소산나트륨 수용액 100mL를 넣고, 초순수를 첨가하여 유효 염소 농도 10000ppm이 되게 희석하였다. 계속해서, 약산성 양이온 교환 수지(앰버라이트 IRC-76(오르가노 가부시키가이샤제)) 100mL를 투입하고, 테트라플루오로에틸렌제 불소 수지 교반 블레이드로 25℃에서 약산성 양이온 교환 수지가 균일하게 분산되게 교반하여 혼합을 행하였다. 30분 교반 후, 약산성 양이온 교환 수지가 침강될 때까지 정치하고, 디캔테이션에 의해 상청액인 차아염소산수를, 약산성 양이온 교환 수지가 들어가지 않도록 폴리프로필렌제의 #200의 여과포에 통과시켜, 차아염소산수를 제조하였다. 제조한 차아염소산수에 대해서, 규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량을 측정한 결과, 3ppb였다. 또한, 아연 환산에서의 아연 및 아연 화합물의 함유량을 측정한 결과, 0.2ppb였다. 아연 환산에서의 산화아연 및 수산화아연의 함유량을 측정한 결과, 검출 하한값 미만, 즉 함유량은 0.1ppb 미만이었다. pH는 4.5였다.
(비교예 1, 2)
초순수 대신에 수돗물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 원료, 동일한 제법으로 차아염소산수를 제조하였다. 제조한 차아염소산수에 대해서, 규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량을 측정한 결과, 4800ppb였다. 또한, 아연 환산에서의 아연 및 아연 화합물의 함유량을 측정한 결과, 105ppb였다. 아연 환산에서의 산화아연 및 수산화아연의 함유량을 측정한 결과, 30ppb였다. pH는 7.3이었다.
(비교예 4)
비교예 4에서는, 이하의 원료를 사용하고, 염산법에 의해 차아염소산수를 제조하였다.
폴리에틸렌제 용기에, 차아염소산나트륨 수용액 100mL를 넣고, 초순수를 첨가하여 유효 염소 농도 10000ppm이 되게 희석하였다. 계속해서, 1mol/L 염산 60mL를 투입하고, 테트라플루오로에틸렌제 불소 수지 교반 블레이드로 25℃에서 교반하여 차아염소산수를 제조하였다. 제조한 차아염소산수에 대해서, 규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량을 측정한 결과, 3ppb였다. 또한, 아연 환산에서의 아연 및 아연 화합물의 함유량을 측정한 결과, 0.2ppb였다. 아연 환산에서의 산화아연 및 수산화아연의 함유량을 측정한 결과, 검출 하한값 미만, 즉 함유량은 0.1ppb 미만이었다. pH는 6.0이었다.
(비교예 5)
초순수 대신에 이온 전도율이 3(mS/m) 이하인 이온 교환수를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 원료, 동일한 제법으로 차아염소산수를 제조하였다. 제조한 차아염소산수에 대해서, 규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량을 측정한 결과, 630ppb였다. 또한, 아연 환산에서의 아연 및 아연 화합물의 함유량을 측정한 결과, 2ppb였다. 아연 환산에서의 산화아연 및 수산화아연의 함유량을 측정한 결과, 검출 하한값 미만, 즉 함유량은 0.1ppb 미만이었다. pH는 5.5였다.
제조한 차아염소산수에 대해서, 제균제 또는 살균제로서 판매, 보관, 사용되는 유효 염소 농도를 상정하고, 물로 각각 유효 염소 농도 100ppm으로 희석하고, 이하의 방법으로, 보존 안정성을 확인하였다. 실시예 1, 비교예 1, 비교예 3, 비교예 4에서는, 희석에 초순수를 사용하고, 비교예 2에서는 가정이나 오피스에서의 사용을 상정하여 희석에 수돗물(규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량 5400ppb)을 사용하고, 비교예 5에서는 이온 전도율이 3(mS/m) 이하인 이온 교환수를 사용하였다.
실시예 1의 차아염소산수의 희석액은, 나트륨 이온의 이온 농도는 5ppm, 규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량은 0.03ppb, 아연 환산에서의 아연 및 아연 화합물의 함유량은 0.1ppb 미만(계산값으로 약 0.002ppb), 아연 환산에서의 산화아연 및 수산화아연의 함유량은 0.1ppb 미만(계산값으로 0.001ppb 미만)이었다.
비교예 1의 차아염소산수의 희석액은, 나트륨 이온의 이온 농도는 5ppm, 규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량은 48ppb, 아연 환산에서의 아연 및 아연 화합물의 함유량은 120ppb, 아연 환산에서의 산화아연 및 수산화아연의 함유량은 30ppb였다.
비교예 2의 차아염소산수의 희석액은, 나트륨 이온의 이온 농도는 5ppm, 규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량은 5400ppb, 아연 환산에서의 아연 및 아연 화합물의 함유량은 120ppb, 아연 환산에서의 산화아연 및 수산화아연의 함유량은 30ppb였다.
(비교예 3)
초순수로 유효 염소 농도 100ppm으로 희석한 실시예 1의 차아염소산수 100g에, 규소 화합물(이산화규소, 레올로실 QS-102(비표면적 100m2/g, 평균 입자경(Dv50) 1㎛, 가부시끼가이샤 도꾸야마제))을 0.1g 첨가한 것 이외에는, 실시예 1과 동일한 조작을 행하여, 보존 안정성을 확인하였다. 나트륨 이온의 이온 농도는 5ppm, 규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량은 470000ppb, 아연 환산에서의 아연 및 아연 화합물의 함유량은 0.1ppb 미만(계산값으로 약 0.002ppb), 아연 환산에서의 산화아연 및 수산화아연의 함유량은 0.1ppb 미만(계산값으로 0.001ppb 미만)이었다.
비교예 4의 차아염소산수의 희석액은, 나트륨 이온의 이온 농도는 100ppm, 규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량은 0.03ppb, 아연 환산에서의 아연 및 아연 화합물의 함유량은 0.1ppb 미만(계산값으로 약 0.002ppb), 아연 환산에서의 산화아연 및 수산화아연의 함유량은 0.1ppb 미만(계산값으로 0.001ppb 미만)이었다.
비교예 5의 차아염소산수의 희석액은, 나트륨 이온의 이온 농도는 5ppm, 규소 환산에서의 규소 화합물의 함유량은 630ppb, 아연 환산에서의 아연 및 아연 화합물의 함유량은 2ppb, 아연 환산에서의 산화아연 및 수산화아연의 함유량은 0.1ppb 미만이었다.
물로 유효 염소 농도 100ppm으로 희석한 차아염소산수 100g을 폴리에틸렌 용기에 넣어, 폴리에틸렌 용기 내에서 보존하였다. 또한, 이 폴리에틸렌 용기는 2층으로 되어 있고, 용기 외면에는 티타늄 화이트를 포함하여 차광성을 갖지만, 용기 내면에는 안료 등 차아염소산의 분해를 촉진시키는 성분을 포함하지 않는 것을 사용하였다.
또한, 보존 안정성의 차를 밝히기 위해서, 차아염소산이 분해되기 쉬운 50℃의 상태에서 30일 보존하고, 30일 보존 후의 차아염소산수의 유효 염소 농도를 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00001
표 1로부터의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1의 차아염소산수는, 50℃, 30일 보관 후에 있어서도, 96ppm 이상으로 높은 유효 염소 농도를 유지하고 있어, 보존 안정성이 높은 것을 알았다.
비교예 1의 차아염소산수는, 유효 염소 농도가 80ppm까지 저하되어, 보존 안정성이 낮은 것을 알았다. 이 결과는, 차아염소산수 중에 규소 화합물이 많이 포함되어 있으면, 차아염소산의 분해가 촉진되는 것으로 추정된다.
비교예 2의 차아염소산수는 67ppm까지 보다 유효 염소 농도가 저하되었다. 차아염소산수 중에 규소 화합물이 더 많이 포함되어 있기 때문에, 차아염소산의 분해가 보다 촉진되는 것으로 추정된다.
비교예 3에서는, 이산화규소가 포함되어 있음으로써, 유효 염소 농도가 22ppm으로 보존 안정성이 대폭 저하되었다. 이 결과는, 포함되어 있는 이산화규소 표면의 규소 원자가, 차아염소산 분해의 활성점으로서 기능하였기 때문으로 추정하고 있다. 특히, 포함되어 있는 이산화규소의 비표면적이 100m2/g, 평균 입자경이 1㎛이기 때문에, 이산화규소 표면의 규소 원자, 즉 차아염소산 분해의 활성점이 많아, 급격하게 차아염소산의 분해가 일어났다고 추정하고 있다. 이상으로부터, 규소 화합물 중에서도 특히 이산화규소가 보존 안정성에 크게 영향을 미치는 것을 알았다.
비교예 4의 차아염소산수는, 유효 염소 농도가 72ppm까지 저하되어, 보존 안정성이 낮은 것을 알았다. 이 결과는, 차아염소산수 중에 규소 화합물이나 아연 화합물 등이 포함되어 있지 않아도, 나트륨 이온이 많이 포함되어 있으면 차아염소산의 분해가 촉진되는 것으로 추정된다.
비교예 5의 차아염소산수는, 유효 염소 농도가 87ppm까지 저하되어, 보존 안정성이 낮은 것을 알았다. 이 결과는, 차아염소산수 중에 규소 화합물이 많이 포함되어 있으면, 차아염소산의 분해가 촉진되는 것으로 추정된다.

Claims (2)

  1. 유효 염소 농도 100ppm당 나트륨 이온의 이온 농도가 20ppm 이하이며, 또한 규소 화합물의 함유량이 규소 환산으로 20ppb 이하인 것을 특징으로 하는 차아염소산수.
  2. 제1항에 있어서, 아연 및 아연 화합물의 함유량이 아연 환산으로 1ppb 이하이며, 또한 산화아연 및 수산화아연의 함유량이 아연 환산으로 0.1ppb 이하인 차아염소산수.
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