WO2021044943A1

WO2021044943A1 - 二酸化塩素発生装置および二酸化塩素発生方法

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Publication number: WO2021044943A1
Application number: PCT/JP2020/032402
Authority: WO
Inventors: 奥山麻依子; 中島正裕
Original assignee: 大幸薬品株式会社
Priority date: 2019-09-02
Filing date: 2020-08-27
Publication date: 2021-03-11
Also published as: TW202120427A; CN114269465A; JPWO2021044943A1

Abstract

容器１内の溶媒中において、亜塩素酸塩と、亜塩素酸塩と反応して二酸化塩素ガスを発生する酸性物質と、酸性物質に対して緩衝作用を有するその塩または共役塩基である緩衝作用物質と、を混合して二酸化塩素ガスを発生させる二酸化塩素発生装置Ｘ。

Description

二酸化塩素発生装置および二酸化塩素発生方法

　本発明は、容器内の溶媒中において、二酸化塩素ガスを発生させる二酸化塩素発生装置および二酸化塩素発生方法に関する。

　従来、亜塩素酸塩の溶液と酸性物質を反応させて二酸化塩素ガスを発生させる器具や装置が知られている（例えば特許文献１）。

特開２００７－１４５６５４号公報

　特許文献１に記載された二酸化塩素ガスを発生させる方法では、例えば反応の初期において高濃度の二酸化塩素ガスが大量に発生し、所定時間経過後には低濃度の二酸化塩素ガスが発生するようになっていた。例えば人がいる環境下で、部屋・室内またはその他の同様の空間を二酸化塩素ガスで除菌したい場合、ある程度低濃度の二酸化塩素ガスを反応の初期から長期間、安定に発生させる必要がある。

　従って、本発明の目的は、二酸化塩素ガスを反応の初期から安定的に制御して発生させることができる二酸化塩素発生装置および二酸化塩素発生方法を提供することにある。

　上記目的を達成するための本発明に係る二酸化塩素発生装置の特徴構成は、容器内の溶媒中において、亜塩素酸塩と、当該亜塩素酸塩と反応して二酸化塩素ガスを発生する酸性物質と、当該酸性物質に対して緩衝作用を有するその塩または共役塩基である緩衝作用物質と、を混合して二酸化塩素ガスを発生させる点にある。

　本発明の二酸化塩素発生装置では、容器内の溶媒中において亜塩素酸塩と酸性物質とが反応して二酸化塩素ガスが発生する。このとき、溶媒中には酸性物質に対して緩衝作用を有するその塩または共役塩基である緩衝作用物質が存在するため、亜塩素酸塩と酸性物質との反応が起きて二酸化塩素が生成したときの溶媒のｐＨの変動が起き難くする（略一定にする）ことができる。そのため、亜塩素酸塩と酸性物質との反応の初期から二酸化塩素ガスを安定的に制御して発生させることができる。

　後述の実施例１等において、亜塩素酸塩と酸性物質との反応系に緩衝作用物質を添加した場合は、反応の初期において低濃度の二酸化塩素ガスが発生し、その後長期に亘って二酸化塩素ガスの発生量は反応初期の低濃度をほぼ維持する結果が得られている。一方、亜塩素酸塩と酸性物質との反応系に緩衝作用物質を添加しない場合は、反応の初期において高濃度の二酸化塩素ガスが急激かつ大量に発生し、その後は二酸化塩素ガスの発生量が急激に減少する結果が得られている。

　従って、本発明の二酸化塩素発生装置のように亜塩素酸塩と酸性物質との反応系に緩衝作用物質を添加した場合は、緩衝作用物質を添加しない場合に比べて二酸化塩素ガスの反応初期の濃度を抑制できるため、反応初期の二酸化塩素ガスの発生濃度を維持した状態で発生期間を飛躍的に延ばすことができる。

　本発明に係る二酸化塩素発生装置の更なる特徴構成は、前記亜塩素酸塩を亜塩素酸ナトリウムまたは亜塩素酸カリウムとし、前記酸性物質を無機酸、有機酸および両親媒性物質の何れかとした点にある。

　本構成によれば、亜塩素酸塩としての亜塩素酸ナトリウムまたは亜塩素酸カリウムは、入手が容易であるため、本発明を容易に実施できる。また、酸性物質が無機酸、有機酸および両親媒性物質の何れかであれば、亜塩素酸塩である亜塩素酸ナトリウムまたは亜塩素酸カリウムと反応して二酸化塩素を生成することができる。

　本発明に係る二酸化塩素発生装置の更なる特徴構成は、前記酸性物質をリン酸化合物とした点にある。

　本構成によれば、酸性物質がリン酸化合物であれば、入手が容易であるため、本発明を容易に実施できる。

　本発明に係る二酸化塩素発生装置の更なる特徴構成は、前記酸性物質をリン酸二水素ナトリウムまたはリン酸二水素カリウムとした点にある。

　本構成によれば、酸性物質としてのリン酸二水素ナトリウムまたはリン酸二水素カリウムは、保存安定性に優れ、腐食性ガスを発生せず、取り扱いに優れるため、本発明を容易に実施できる。

　本発明に係る二酸化塩素発生装置の更なる特徴構成は、前記緩衝作用物質をリン酸塩とした点にある。

　本構成によれば、緩衝作用物質をリン酸塩とすれば、容器内の溶媒中において、酸性物質としてのリン酸化合物（リン酸二水素ナトリウムまたはリン酸二水素カリウム）に対して確実に緩衝作用を奏することができる。

　本発明に係る二酸化塩素発生装置の更なる特徴構成は、前記緩衝作用物質がリン酸三カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二カリウムおよびリン酸水素二ナトリウムの少なくとも何れかを含む点にある。

　本構成によれば、緩衝作用物質としてのリン酸三カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二カリウムおよびリン酸水素二ナトリウムは入手が容易であるため、本発明を容易に実施できる。

　本発明に係る二酸化塩素発生装置の更なる特徴構成は、前記酸性物質を酢酸とした点にある。

　本構成によれば、酸性物質が酢酸であれば、入手が容易であり、保存安定性に優れ、腐食性ガスを発生せず、取り扱いに優れるため、本発明を容易に実施できる。

　本発明に係る二酸化塩素発生装置の更なる特徴構成は、前記緩衝作用物質を酢酸塩とした点にある。

　本構成によれば、緩衝作用物質を酢酸塩とすれば、容器内の溶媒中において、酸性物質としての酢酸に対して確実に緩衝作用を奏することができる。

　本発明に係る二酸化塩素発生装置の更なる特徴構成は、前記緩衝作用物質が酢酸カリウムおよび酢酸ナトリウムの少なくとも何れかを含む点にある。

　本構成によれば、緩衝作用物質としての酢酸カリウムおよび酢酸ナトリウムは入手が容易であるため、本発明を容易に実施できる。

　本発明に係る二酸化塩素発生装置の更なる特徴構成は、前記酸性物質をクエン酸とした点にある。

　本構成によれば、酸性物質がクエン酸であれば、入手が容易であり、保存安定性に優れ、腐食性ガスを発生せず、取り扱いに優れるため、本発明を容易に実施できる。

　本発明に係る二酸化塩素発生装置の更なる特徴構成は、前記緩衝作用物質をクエン酸塩とした点にある。

　本構成によれば、緩衝作用物質をクエン酸塩とすれば、容器内の溶媒中において、酸性物質としてのクエン酸に対して確実に緩衝作用を奏することができる。

　本発明に係る二酸化塩素発生装置の更なる特徴構成は、前記緩衝作用物質がクエン酸カリウムおよびクエン酸ナトリウムの少なくとも何れかを含む点にある。

　本構成によれば、緩衝作用物質としてのクエン酸カリウムおよびクエン酸ナトリウムは入手が容易であるため、本発明を容易に実施できる。

　本発明に係る二酸化塩素発生装置の更なる特徴構成は、前記溶媒のｐＨを５～７とした点にある。

　本構成によれば、溶媒のｐＨを５～７とすることで、反応の初期から低濃度の二酸化塩素ガスをより安定的に制御して発生させることができる（後述の実施例５参照）。

　本発明に係る二酸化塩素発生装置の更なる特徴構成は、前記亜塩素酸塩が亜塩素酸塩水溶液の態様であり、前記亜塩素酸塩の濃度を３～２５重量％とした点にある。

　後述の実施例２において、亜塩素酸塩水溶液の濃度を種々変更（３～２５重量％）した場合の二酸化塩素ガスの発生量を調べたところ、二酸化塩素ガスの反応初期の濃度を抑制でき、反応初期の二酸化塩素ガスの発生濃度を維持した状態で発生期間を飛躍的に延ばすことができる結果が得られている。
　従って、安全性や安定性、二酸化塩素ガスの発生効率などを鑑みた場合、亜塩素酸塩の濃度を３～２５重量％とするのがよい。

　本発明に係る二酸化塩素発生装置の更なる特徴構成は、前記容器内の溶媒中にゲル化剤を添加した点にある。

　本構成によれば、ゲル化剤を添加することで容器内の溶媒をゲル化することができる。
そのため、容器を傾けたとしてもゲル化した前記溶媒は容器から零れ難くなり、二酸化塩素発生装置を容易に取り扱うことができる。

　本発明に係る二酸化塩素発生方法の特徴構成は、容器内の溶媒中において、亜塩素酸塩と、当該亜塩素酸塩と反応して二酸化塩素ガスを発生する酸性物質と、当該酸性物質に対して緩衝作用を有するその塩または共役塩基である緩衝作用物質と、を混合して二酸化塩素ガスを発生させる点にある。

　本発明の二酸化塩素発生方法では、容器内の溶媒中において亜塩素酸塩と酸性物質とが反応して二酸化塩素ガスが発生する。このとき、溶媒中には酸性物質に対して緩衝作用を有するその塩または共役塩基である緩衝作用物質が存在するため、亜塩素酸塩と酸性物質との反応が起きて二酸化塩素が生成したときの溶媒のｐＨの変動が起き難くする（略一定にする）ことができる。そのため、亜塩素酸塩と酸性物質との反応の初期から二酸化塩素ガスを安定的に制御して発生させることができる。

　従って、本発明の二酸化塩素発生方法のように亜塩素酸塩と酸性物質との反応系に緩衝作用物質を添加した場合は、緩衝作用物質を添加しない場合に比べて二酸化塩素ガスの反応初期の濃度を抑制できるため、反応初期の二酸化塩素ガスの発生濃度を維持した状態で発生期間を飛躍的に延ばすことができる。

　本発明に係る二酸化塩素発生方法の更なる特徴構成は、前記緩衝作用物質を亜塩素酸塩水溶液に溶解させた状態で、前記酸性物質を混合する点にある。

　本構成によれば、緩衝作用物質を亜塩素酸塩水溶液に溶解させることで、亜塩素酸塩水溶液中において緩衝作用物質を均一な状態とすることができ、この状態で酸性物質を混合すると、亜塩素酸塩と酸性物質との反応が起きて二酸化塩素が生成したときの溶媒のｐＨの変動がより起き難くなる。そのため、反応初期の濃度を確実に抑制できるため、反応初期の二酸化塩素ガスの発生濃度を維持した状態で発生期間を更に延ばすことができる。

　本発明に係る二酸化塩素発生方法の更なる特徴構成は、前記緩衝作用物質を亜塩素酸塩水溶液に溶解させた状態で、前記酸性物質およびゲル化剤を混合する点にある。

　本構成によれば、ゲル化剤を添加することで容器内の溶媒をゲル化することができる。
そのため、容器を傾けたとしてもゲル化した前記溶媒は容器から零れ難くなり、二酸化塩素発生方法を容易に行うことができる。

実施形態の二酸化塩素発生装置を示す概略図である。発生した二酸化塩素ガスの量と時間の関係を示したグラフである（実施例１）。発生した二酸化塩素ガスの量と時間の関係を示したグラフである（実施例２）。発生した二酸化塩素ガスの量と時間の関係を示したグラフである（実施例３）。発生した二酸化塩素ガスの量と時間の関係を示したグラフである（実施例４）。緩衝作用物質の添加量を種々変更して反応系のｐＨを変化させた場合に、二酸化塩素ガスの発生量がどのように変化するか調べた結果を示したグラフである（実施例５）。緩衝作用物質を添加する態様を異ならせた場合に二酸化塩素ガスの発生量がどのように変化するか調べた結果を示したグラフである（実施例６）。別実施形態の二酸化塩素発生装置（パウチ状）の概略図である。容器をパウチ状とした場合に、二酸化塩素ガスがどのように発生するか調べた結果を示したグラフである（実施例７）。ゲル化剤を添加した場合に、二酸化塩素ガスがどのように発生するか調べた結果を示したグラフである（実施例８）。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
　本発明の二酸化塩素発生装置は、容器内の溶媒中において、亜塩素酸塩と、当該亜塩素酸塩と反応して二酸化塩素ガスを発生する酸性物質と、当該酸性物質に対して緩衝作用を有するその塩または共役塩基である緩衝作用物質と、を混合して二酸化塩素ガスを発生させるものである。また、本発明の二酸化塩素発生方法は、容器内の溶媒中において、亜塩素酸塩と、当該亜塩素酸塩と反応して二酸化塩素ガスを発生する酸性物質と、当該酸性物質に対して緩衝作用を有するその塩または共役塩基である緩衝作用物質と、を混合して二酸化塩素ガスを発生させる。

　亜塩素酸塩と酸性物質との反応は、容器内の溶媒中において行われるように構成してある。当該溶媒は水溶液とするのがよい。このとき、亜塩素酸塩および酸性物質のうち少なくとも何れか一方を水溶液の状態として両者を容器内で混合して反応させるとよい。本実施形態では、亜塩素酸塩を亜塩素酸塩水溶液とした場合について説明する。この場合、酸性物質は、粉体状、固体状および液体状の何れかを使用すればよい。本実施形態では、粉体状の酸性物質を使用する場合について説明する。

　図１には、一端に開口を有する容器１内の溶媒（亜塩素酸塩水溶液Ａ）中に酸性物質Ｂを添加し、両者を容器１内で混合して反応させて二酸化塩素ガスを発生させる二酸化塩素発生装置Ｘを示す。本実施形態の容器１は、亜塩素酸塩水溶液Ａを収容可能な容器（亜塩素酸塩収容部１２）とすればよい。酸性物質Ｂは容器１の外部の容器（酸性物質収容部１３）などに収容しておき、二酸化塩素発生装置Ｘの使用時に酸性物質Ｂを容器１内に添加するようにすればよい。容器１の開口はガスを放出可能なガス放出部１１となる。

　酸性物質Ｂに対して緩衝作用を有するその塩または共役塩基である緩衝作用物質Ｃは、固体状および液体状の何れかを使用すればよい。当該緩衝作用物質Ｃは、亜塩素酸塩水溶液Ａと酸性物質Ｂとを混合する前に、亜塩素酸塩水溶液Ａ或いは酸性物質Ｂ（粉体状、固体状および液体状）に溶解或いは混合しておくのがよい。本実施形態では、緩衝作用物質Ｃを亜塩素酸塩水溶液Ａに溶解させた状態で、酸性物質Ｂと混合する場合について説明する。

　容器１の形状としては、ボトル状・管状（試験管状）・スティック状・袋状（パウチ状）・箱状などが例示されるが、これに限られるものではない。本実施形態では、容器１をボトル状とした場合について説明する。また、容器１の材質について、耐熱性や耐薬品性を有する材質であれば特に限定されるものではない。ガラス類、ステンレス等の金属類、耐熱性・耐薬品性に優れるポリプロピレン、ポリエチレン、トライタン（登録商標、Eastman社製）等の樹脂類が特に好ましい。

　ガス放出部１１は開放系であってもよいが、通気性を有する構造を有する蓋体や、通気性を有する非透水部材を設けることができる。これら部材は、酸性物質Ｂを容器１内に添加した後に容器１の開口に取り付けるとよい。当該非透水部材は、例えばガス・空気・湿気は透過させるが、液体は通さない透湿防水性シート（あるいは通気防水シート）を使用することができる。当該透湿防水性シートは、微多孔質フィルム（非常に小さな孔を多数有する素材のフィルム）を単独で使用してもよいし、あるいは複数枚重ねて貼り合せた素材や、無孔質であってもガスや空気、湿気（水蒸気）の移動を可能とした素材、高密度織物に強力な撥水処理を施したコーティングタイプの素材などを使用してもよい。上市されているものとしては、例えばゴアテックス（登録商標）やエクセポール（登録商標、三菱樹脂社製）、ポーラム（登録商標、トクヤマ社製）、エントラントＥ（登録商標、東レ社製）、タイベック（登録商標、デュポン社製）、メルフィット（登録商標、ユニセル社製）などが挙げられる。なお、非透水部材は、容器１に取り付けやすくするため、ヒートシール性（熱溶着性）を備えていることが望ましい。

（亜塩素酸塩）
　本発明で使用される亜塩素酸塩としては、例えば、亜塩素酸アルカリ金属塩や亜塩素酸アルカリ土類金属塩が挙げられる。亜塩素酸アルカリ金属塩としては、例えば亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウム、亜塩素酸リチウムが挙げられ、亜塩素酸アルカリ土類金属塩としては、亜塩素酸カルシウム、亜塩素酸マグネシウム、亜塩素酸バリウムが挙げられる。なかでも、入手が容易という点から、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウムが好ましく、亜塩素酸ナトリウムが最も好ましい。これら亜塩素酸塩は１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用しても構わない。

　亜塩素酸塩水溶液における亜塩素酸塩の割合は、０．１～３０重量％であることが好ましい。０．１重量％未満の場合は、二酸化塩素ガスの発生において亜塩素酸塩が不足するという問題が生じる可能性があり、３０重量％を超える場合は、亜塩素酸塩が飽和して結晶が析出しやすいという問題が生じる可能性がある。安全性や安定性、二酸化塩素ガスの発生効率などを鑑みた場合、３～２５重量％が好ましく、さらに好ましい範囲は３重量％～１５重量％である。

（酸性物質）
　本発明で使用し得る酸性物質としては、亜塩素酸塩と反応する酸であり、好ましくは無機酸や有機酸および両親媒性物質の何れかであれば、特に限定されるものではない。当該酸性物質は、例えば無機酸の場合はリン酸化合物（リン酸二水素ナトリウムまたはリン酸二水素カリウム）、酢酸、硫酸等、有機酸の場合はクエン酸、リンゴ酸、乳酸等、両親媒性物質の場合は３－モルホリノプロパンスルホン酸、２－モルホリノエタンスルホン酸、４－（２－ヒドロキシエチル）－１－ピペラジンエタンスルホン酸等が挙げられる。なかでも、保存安定性に優れ、腐食性ガスを発生せず、保存時にも濃度変化が生じないなどの理由により、リン酸化合物（リン酸二水素ナトリウムまたはリン酸二水素カリウム）、酢酸およびクエン酸を使用することが好ましい。酸性物質は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用することもできる。また、酸性物質は、無水物および水和物の何れの態様であってもよい。

　酸性物質は、多孔性物質に含有させる態様としてもよい。当該多孔性物質は、例えば多孔質材料あるいは焼成骨材を使用することができるが、これらに限られるものではない。
多孔質材料としては、例えば多孔質シリカ、セピオライト、モンモリロナイト、ケイソウ土、タルク、ゼオライト、活性白土、モレキュラーシーブ、活性アルミナ等が挙げられる。なかでも、入手容易で多孔性に優れていて（多孔空間が広く）、酸性物質あるいは亜塩素酸塩を含ませやすいという点で多孔質シリカを使用することが好ましい。これら多孔質シリカなどの比表面積としては特に限定はない。焼成骨材としては、例えば動物（哺乳類、魚類、鳥類含む）の骨、貝殻及びサンゴを焼成して破砕片状、粒子状あるいは粉状にしたものを用いることができる。

　このような多孔性物質に含有された状態においては、酸性物質の濃度は、最終濃度を３０重量％以下とするのがよい。

（緩衝作用物質）
　本発明で使用し得る緩衝作用物質としては、酸性物質に対して緩衝作用を有するその塩または共役塩基であれば、特に限定されるものではない。「酸性物質に対して緩衝作用を有するその塩または共役塩基」に該当する物質は、「酸性物質の塩」または「酸性物質の共役塩基」となる。緩衝作用物質は、１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用することもできる。

　酸性物質として無機酸であるリン酸化合物（リン酸二水素ナトリウムまたはリン酸二水素カリウム）を使用した場合、緩衝作用物質は、リン酸三カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二カリウムおよびリン酸水素二ナトリウムの少なくとも何れかのリン酸塩を含むようにすればよい。また、酸性物質として無機酸である酢酸を使用した場合は、緩衝作用物質は、酢酸カリウムおよび酢酸ナトリウムの少なくとも何れかの酢酸塩を含むようにすればよい。また、酸性物質として有機酸であるクエン酸を使用した場合は、緩衝作用物質は、クエン酸カリウムおよびクエン酸ナトリウムの少なくとも何れかのクエン酸塩を含むようにすればよい。また、緩衝作用物質は、無水物および水和物の何れの態様であってもよい。

　緩衝作用物質Ｃを亜塩素酸塩水溶液Ａに溶解させることで、亜塩素酸塩水溶液Ａ中において緩衝作用物質Ｃを均一な状態とすることができ、この状態で酸性物質Ｂを混合すると、亜塩素酸塩と酸性物質との反応が起きて二酸化塩素が生成したときの溶媒のｐＨの変動がより起き難くなる。

　本実施形態では、緩衝作用物質Ｃを亜塩素酸塩水溶液Ａに溶解させた状態で酸性物質Ｂを混合する態様となっているが、当該酸性物質Ｂと共にゲル化剤を添加して混合してもよい。

　当該ゲル化剤は、吸水性のゲル化剤、例えば吸水性樹脂を使用すればよいが、このような態様に限定されるものではない。当該吸水性樹脂は、例えばアクアリック（登録商標、日本触媒社製）、サンフレッシュ（登録商標、三洋化成工業社製）、アクアキープ（登録商標、住友精化社製）、ＫＩゲル（登録商標、クラレ社製）等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

　ゲル化剤を容器１に添加するタイミングは、上記の態様に限らず、緩衝作用物質Ｃを亜塩素酸塩水溶液Ａに溶解させた状態で酸性物質Ｂを混合した後にゲル化剤を添加してもよい。

　ゲル化剤を添加することで容器１内の溶媒をゲル化することができるため、容器１を傾けたとしてもゲル化した前記溶媒は容器１から零れ難くなり、二酸化塩素発生装置Ｘを容易に取り扱うことができる。

　本発明の二酸化塩素発生装置Ｘでは、容器内の溶媒中において亜塩素酸塩と酸性物質とが反応して二酸化塩素ガスが発生する。このとき、溶媒中には酸性物質に対して緩衝作用を有するその塩または共役塩基である緩衝作用物質が存在するため、亜塩素酸塩と酸性物質との反応が起きて二酸化塩素が生成したときの溶媒のｐＨの変動を少なくする（略一定にする）ことができる。そのため、亜塩素酸塩と酸性物質との反応の初期から二酸化塩素ガスを安定的に制御して発生させることができる。

　従って、本発明の二酸化塩素発生装置Ｘのように亜塩素酸塩と酸性物質との反応系に緩衝作用物質を添加した場合は、緩衝作用物質を添加しない場合に比べて二酸化塩素ガスの反応初期の濃度を抑制できるため、反応初期の二酸化塩素ガスの発生濃度を維持した状態で発生期間を飛躍的に延ばすことができる。

　前記溶媒のｐＨは５～７とするのがよい。この場合の溶媒のｐＨは、亜塩素酸ナトリウム水溶液Ａ、酸性物質Ｂおよび緩衝作用物質Ｃが混合した状態でのｐＨ値であり、緩衝作用物質Ｃの添加量によって調節することができる。ｐＨがこの範囲であれば、反応の初期から低濃度の二酸化塩素ガスを安定的に制御して発生させることができる。好ましくは溶媒のｐＨを５．５～７に調節すれば、二酸化塩素ガスの反応の初期の発生量をより抑制することができ、より好ましくは溶媒のｐＨを６～７に調節すれば、二酸化塩素ガスの反応の初期の発生量をより一層抑制することができる。

　本発明の二酸化塩素発生装置Ｘを用いる場所としては特に限定はなく、例えば一般家庭（リビングや玄関、お手洗いや台所など）に、また工業用（工場用）として、あるいは病院や診療所・介護施設などの医療現場、学校や駅舎・公衆トイレなどの公共施設などにと、あらゆる場面で使用することができる。また、人が居住し得る室内空間といった比較的広い空間だけでなく、冷蔵庫や下駄箱、車内（車、バス、電車）などの狭い空間においても使用することが可能である。このように、本発明の発生装置は適用可能な空間の広さは特に制限されるものではない。

〔別実施形態１〕
　上述した実施形態に限らず、固体（粉末）の亜塩素酸塩を使用し、酸性物質を液体状とする態様であってもよい。この場合、容器１において緩衝作用物質Ｃを酸性物質Ｂの水溶液に溶解させた状態で、亜塩素酸塩と混合するとよい。

　本形態において使用し得る酸性物質は、上述した酸性物質を使用することができる。酸性物質の水溶液の濃度は３０重量％以下とするのがよい。

〔実施例１〕
　本発明の二酸化塩素発生装置Ｘとして、容器１（ボトル状、容積１００ｍＬ）に２３．５重量％の亜塩素酸ナトリウム水溶液Ａ（４３ｍＬ）を収容してリン酸三カリウム（緩衝作用物質Ｃ）を７．７ｇ溶解させ、酸性物質Ｂを容器１の外部の容器（酸性物質収容部１３）に収容したものを作製した。酸性物質Ｂはリン酸二水素ナトリウム（粉体）８．５ｇとした。

　リン酸二水素ナトリウムを容器１内に添加して亜塩素酸塩水溶液Ａおよびリン酸二水素ナトリウムを接触させた。亜塩素酸塩水溶液Ａおよびリン酸二水素ナトリウムを混合した直後から発生した二酸化塩素ガスを、ガス放出部１１を介して容器１の外部に放出し、燻蒸室内にて被処理物への二酸化塩素処理を所定時間実施した。図２は発生した二酸化塩素ガスの量と時間の関係を示すグラフである。比較例１として、緩衝作用物質Ｃを添加しない場合の二酸化塩素ガスの発生量を示した。

　この結果、比較例１では、反応の初期（１００時間程度まで）において高濃度の二酸化塩素ガスが急激かつ大量に発生（最大で１時間当たり３．５ｍｇ程度）し、約７２０時間（約１か月）経過した時点では低濃度の二酸化塩素ガスが発生（１時間当たり０．５ｍｇ以下）し、その後、約６か月が経過するまで１時間当たりの二酸化塩素ガスの発生量は漸減する結果となった。

　一方、本発明例１では、反応の初期において低濃度の二酸化塩素ガス（１時間当たり０．３ｍｇ以下）が発生し、その後長期（７２００時間，約１０か月）に亘って二酸化塩素ガスの発生量は反応初期の低濃度をほぼ維持していた。また、反応から約２５００時間（約３．５か月）経過した時点で、二酸化塩素ガスの１時間当たりの発生量は、比較例１における１時間当たりの発生量を上回っていた。そのため、本発明例１では、反応の初期から低濃度の二酸化塩素ガスを安定的に制御して発生させることができると認められた。また、本発明例１では、二酸化塩素ガスの反応初期の濃度を抑制できるため、反応初期の二酸化塩素ガスの発生濃度を維持した状態で発生期間を飛躍的に延ばすことができ、二酸化塩素発生装置Ｘを長寿命化することができると認められた。

〔実施例２〕
　実施例１で使用した二酸化塩素発生装置Ｘにおいて、亜塩素酸塩水溶液Ａの濃度を種々変更（３～２５重量％）した場合に二酸化塩素ガスがどのように発生するか調べた（本発明例２－１～２－４）。結果を図３に示した。比較例２－１～２－４として、緩衝作用物質Ｃを添加しない場合の二酸化塩素ガスの発生量を示した。

　この結果、本発明例２－１～２－４の何れの場合においても、それぞれの比較例２－１～２－４に比べて反応の初期から低濃度の二酸化塩素ガスを安定的に制御して発生させることができると認められた。従って、亜塩素酸塩水溶液Ａの濃度が３～２５重量％であれば、二酸化塩素ガスの反応初期の濃度を抑制でき、反応初期の二酸化塩素ガスの発生濃度を維持した状態で発生期間を飛躍的に延ばすことができると認められた。

〔実施例３〕
　実施例１で使用した二酸化塩素発生装置Ｘにおいて、酸性物質Ｂをリン酸二水素カリウム（９．６ｇ）、緩衝作用物質Ｃをリン酸三カリウム（７．７ｇ）とした態様（本発明例３－１）、および、酸性物質Ｂをリン酸二水素ナトリウム（１６．５ｇ）、緩衝作用物質Ｃをリン酸水素二ナトリウム（８．４ｇ）とした態様（本発明例３－２）について、二酸化塩素ガスがどのように発生するか調べた。結果を図４に示した。比較例３－１～３－２として、緩衝作用物質Ｃを添加しない場合の二酸化塩素ガスの発生量を示した。

　この結果、本発明例３－１～３－２の何れの場合においても、それぞれの比較例３－１～３－２に比べて反応の初期から低濃度の二酸化塩素ガスを安定的に制御して発生させることができると認められた。従って、酸性物質Ｂおよび緩衝作用物質Ｃを少なくとも本実施例のように組み合わせて使用すれば、二酸化塩素ガスの反応初期の濃度を抑制でき、反応初期の二酸化塩素ガスの発生濃度を維持した状態で発生期間を飛躍的に延ばすことができると認められた。

〔実施例４〕
　実施例１で使用した二酸化塩素発生装置Ｘにおいて、酸性物質Ｂを酢酸（２．０ｍＬ）、緩衝作用物質Ｃを酢酸ナトリウム（２５．４ｇ）とした態様（本発明例４－１）、および、酸性物質Ｂをクエン酸（６．８ｇ）、緩衝作用物質Ｃをクエン酸三ナトリウム二水和物（４１．６ｇ）とした態様（本発明例４－２）について、二酸化塩素ガスがどのように発生するか調べた。結果を図５に示した。比較例４－１～４－２として、緩衝作用物質Ｃを添加しない場合の二酸化塩素ガスの発生量を示した。

　この結果、本発明例４－１～４－２の何れの場合においても、それぞれの比較例４－１～４－２に比べて反応の初期から低濃度の二酸化塩素ガスを安定的に制御して発生させることができると認められた。従って、酸性物質Ｂおよび緩衝作用物質Ｃを少なくとも本実施例のように組み合わせて使用すれば、二酸化塩素ガスの反応初期の濃度を抑制でき、反応初期の二酸化塩素ガスの発生濃度を維持した状態で発生期間を飛躍的に延ばすことができると認められた。

〔実施例５〕
　酸性物質Ｂをリン酸二水素カリウム、緩衝作用物質Ｃをリン酸三カリウムとした二酸化塩素発生装置Ｘの態様（本発明例３－１）において、緩衝作用物質Ｃであるリン酸三カリウムの添加量を種々変更して反応系のｐＨを変化させた場合に、二酸化塩素ガスの発生量がどのように変化するか調べた。結果を図６に示した。比較例５として、緩衝作用物質Ｃを添加しない場合の二酸化塩素ガスの発生量を示した。

　比較例５の反応系のｐＨは４．５であった。
　また、緩衝作用物質Ｃであるリン酸三カリウムの添加量が０．５ｇの場合の反応系のｐＨは５．０であり（本発明例５－１）、リン酸三カリウムの添加量が１．７ｇの場合の反応系のｐＨは５．５であり（本発明例５－２）、リン酸三カリウムの添加量が３．５ｇの場合の反応系のｐＨは６．０であり（本発明例５－３）、リン酸三カリウムの添加量が７．９ｇの場合の反応系のｐＨは６．７～７．０であった（本発明例５－４）。

　この結果、緩衝作用物質Ｃであるリン酸三カリウムを添加すれば、二酸化塩素ガスの発生量は１時間当たり３ｍｇ以下となり、本発明例５－１～５－４の何れの場合においても、比較例５に比べて反応の初期から低濃度の二酸化塩素ガスを安定的に制御して発生させることができると認められた。また、反応系のｐＨが５．０から６．７（約７．０）に上昇するに従って、二酸化塩素ガスの発生量は抑制されることが判明した。そのため、緩衝作用物質Ｃの添加量を調節して反応系のｐＨを調節すれば、二酸化塩素ガスの発生量を制御できると認められた。特に、反応系のｐＨを５．５～７．０に調節すれば、二酸化塩素ガスの発生量が１時間当たり２ｍｇ以下となり、反応系のｐＨを６．０～７．０に調節すれば、二酸化塩素ガスの発生量が１時間当たり１ｍｇ以下となり、反応の初期から低濃度の二酸化塩素ガスをより安定的に制御して発生させることができると認められた。

　尚、本実施例では、酸性物質をリン酸化合物とし緩衝作用物質をリン酸塩とした場合について結果を示したが、酸性物質を酢酸とし緩衝作用物質を酢酸塩とした場合、および、酸性物質をクエン酸とし緩衝作用物質をクエン酸塩とした場合であっても、同様の結果が得られた（結果は示さない）。

〔実施例６〕
　実施例１で使用した二酸化塩素発生装置Ｘにおいて、緩衝作用物質Ｃであるリン酸三カリウムは亜塩素酸ナトリウム水溶液Ａに溶解させてから酸性物質Ｂを添加した。これに対して、緩衝作用物質Ｃを酸性物質Ｂの水溶液に溶解させてから亜塩素酸ナトリウム水溶液Ａと混合した場合（本発明例６－１）、固体の酸性物質Ｂと混合してから亜塩素酸ナトリウム水溶液Ａと混合した場合（本発明例６－２）について、二酸化塩素ガスがどのように発生するか調べた。結果を図７に示した。

　この結果、本発明例６－１～６－２の何れの場合であっても、二酸化塩素ガスの発生する挙動は本発明例１と同様であり、反応の初期から低濃度の二酸化塩素ガスを安定的に制御して発生させることができると認められた。

〔実施例７〕
　実施例１の二酸化塩素発生装置Ｘではボトル状の容器１を使用したが、容器１をパウチ状（袋状）とした場合（本発明例７）に、二酸化塩素ガスがどのように発生するか調べた。

　パウチ状の容器１は、上面視で矩形状となる袋（１２０ｍｍ×２００ｍｍ）に加工したものを使用した（図８）。パウチ状の容器１には、亜塩素酸ナトリウム水溶液Ａおよび緩衝作用物質Ｃ（リン酸三カリウム）を収容した易破壊性の層間剥離型のフィルム１０Ａで構成された第一収容容器１０（１００ｍｍ×１５０ｍｍ）、および、酸性物質Ｂ（リン酸二水素ナトリウム、粉体）を収容した水溶性ＰＶＡフィルムで構成された第二収容容器２０（８０ｍｍ×１００ｍｍ）を重ねた状態で収容した。容器１は、表裏面の少なくとも何れか一面を気体透過性で液体不透過性としたガス放出部１１としている。

　この容器１の外側より指で押圧することで外力を加えて変形させた。このとき、容器１に付与された外力が易破壊性の第一収容容器１０に伝わって当該第一収容容器１０を変形させ、その内圧が高まることにより層間剥離型のフィルム１０Ａにおける所望の層を剥離することで、第一収容容器１０を容易に破壊することができた。第一収容容器１０を破壊することで容器１の内部に放出された亜塩素酸ナトリウム水溶液Ａは第二収容容器２０に直ちに接触し、水溶性の第二収容容器２０はその一部が溶解した。さらに容器１を数回左右に振ることで、水溶性の第二収容容器２０はその大部分が溶解した。これにより、亜塩素酸ナトリウム水溶液、リン酸三カリウムおよびリン酸二水素ナトリウムが混合した状態となり、二酸化塩素ガスが発生した。

　結果を図９に示した。比較例７として、緩衝作用物質Ｃを添加しない場合の二酸化塩素ガスの発生量を示した。

　この結果、実施例１の二酸化塩素発生装置Ｘの場合と同様に、本発明例７においても、比較例７に比べて、反応の初期から低濃度の二酸化塩素ガスを安定的に制御して発生（１時間当たり３ｍｇ以下）させることができ、反応初期の二酸化塩素ガスの発生濃度を維持した状態で発生期間を飛躍的に延ばすことができると認められた。

　尚、本実施例では、酸性物質をリン酸化合物とし緩衝作用物質をリン酸塩とした場合について結果を示したが、酸性物質をクエン酸とし緩衝作用物質をクエン酸塩とした場合であっても、同様の結果が得られた（結果は示さない）。

〔実施例８〕
　実施例１の二酸化塩素発生装置Ｘにおいて、ゲル化剤（吸水性樹脂：アクアリック（日本触媒社製））を酸性物質Ｂと共に添加した場合に、二酸化塩素ガスがどのように発生するか調べた（本発明例８）。結果を図１０に示した。比較例８として、緩衝作用物質Ｃを添加しない場合の二酸化塩素ガスの発生量を示した。

　この結果、本発明例１の二酸化塩素発生装置Ｘの場合と同様に、本発明例８においても、比較例８に比べて、反応の初期から低濃度の二酸化塩素ガスを安定的に制御して発生（１時間当たり０．５ｍｇ以下）させることができると認められた。

　本発明は、容器内の溶媒中において、二酸化塩素ガスを発生させる二酸化塩素発生装置および二酸化塩素発生方法に利用できる。

Ｘ　　　　二酸化塩素発生装置
Ａ　　　　亜塩素酸塩水溶液
Ｂ　　　　酸性物質
Ｃ　　　　緩衝作用物質
１　　　　容器

Claims

　容器内の溶媒中において、亜塩素酸塩と、当該亜塩素酸塩と反応して二酸化塩素ガスを発生する酸性物質と、当該酸性物質に対して緩衝作用を有するその塩または共役塩基である緩衝作用物質と、を混合して二酸化塩素ガスを発生させる二酸化塩素発生装置。
　前記亜塩素酸塩が亜塩素酸ナトリウムまたは亜塩素酸カリウムであり、前記酸性物質が無機酸、有機酸および両親媒性物質の何れかである請求項１に記載の二酸化塩素発生装置。
　前記酸性物質がリン酸化合物である請求項１または２に記載の二酸化塩素発生装置。
　前記酸性物質がリン酸二水素ナトリウムまたはリン酸二水素カリウムである請求項１～３の何れか一項に記載の二酸化塩素発生装置。
　前記緩衝作用物質がリン酸塩である請求項３または４に記載の二酸化塩素発生装置。
　前記緩衝作用物質がリン酸三カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二カリウムおよびリン酸水素二ナトリウムの少なくとも何れかを含む請求項５に記載の二酸化塩素発生装置。
　前記酸性物質が酢酸である請求項１または２に記載の二酸化塩素発生装置。
　前記緩衝作用物質が酢酸塩である請求項７に記載の二酸化塩素発生装置。
　前記緩衝作用物質が酢酸カリウムおよび酢酸ナトリウムの少なくとも何れかを含む請求項７または８に記載の二酸化塩素発生装置。
　前記酸性物質がクエン酸である請求項１または２に記載の二酸化塩素発生装置。
　前記緩衝作用物質がクエン酸塩である請求項１０に記載の二酸化塩素発生装置。
　前記緩衝作用物質がクエン酸カリウムおよびクエン酸ナトリウムの少なくとも何れかを含む請求項１０または１１に記載の二酸化塩素発生装置。
　前記溶媒のｐＨが５～７である請求項１～１２の何れか一項に記載の二酸化塩素発生装置。
　前記亜塩素酸塩が亜塩素酸塩水溶液の態様であり、前記亜塩素酸塩の濃度が３～２５重量％である請求項１～１３の何れか一項に記載の二酸化塩素発生装置。
　前記容器内の溶媒中にゲル化剤を添加してある請求項１～１４の何れか一項に記載の二酸化塩素発生装置。
　容器内の溶媒中において、亜塩素酸塩と、当該亜塩素酸塩と反応して二酸化塩素ガスを発生する酸性物質と、当該酸性物質に対して緩衝作用を有するその塩または共役塩基である緩衝作用物質と、を混合して二酸化塩素ガスを発生させる二酸化塩素発生方法。
　前記緩衝作用物質を亜塩素酸塩水溶液に溶解させた状態で、前記酸性物質を混合する請求項１６に記載の二酸化塩素発生方法。
　前記緩衝作用物質を亜塩素酸塩水溶液に溶解させた状態で、前記酸性物質およびゲル化剤を混合する請求項１６に記載の二酸化塩素発生方法。