JP2008214550A

JP2008214550A - スケール溶解剤

Info

Publication number: JP2008214550A
Application number: JP2007056097A
Authority: JP
Inventors: Katsutoshi Nakajima; 勝利中島; Shimako Taguchi; 志真子田口
Original assignee: MIYAMA KAGAKU KOGYO KK
Current assignee: MIYAMA KAGAKU KOGYO KK
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2027-03-06
Also published as: JP4512604B2

Abstract

【課題】簡易な設備を用い、かつ簡単な工程でスケールを溶解することが可能なスケール溶解剤を得る。
【解決手段】酢酸（ＣＨ_３ＣＯＯＨ）−酢酸ナトリウム（ＣＨ_３ＣＯＯＮａ）緩衝液を含有し、５ないし６のｐＨを有する。
【選択図】なし

Description

本発明は、配管、貯水槽等の洗浄に用いられるスケール溶解剤に関する。

配管、貯水槽等の内部表面には、例えば水に含まれるカルシウムイオン（Ｃａ^２＋）と重炭酸イオン（ＨＣＯ_３ ⁻）が反応して生成した炭酸カルシウム等のスケールが堆積するため、これを定期的に除去する必要がある。このようなスケールは硬質であり、配管、貯水槽等の内部表面に強く付着しており、例えば洗浄ブラシ等を用いた物理的洗浄だけで除去することは容易ではない。このため、一般に、このようなスケールを薬剤を用いて溶解する化学的洗浄を単独または物理的洗浄と組み合わせて採用している。

このような化学的洗浄方法としては、薬剤例えば塩酸、硝酸、硫酸等の強酸、あるいは酢酸、クエン酸等の有機酸等を使用してスケールを溶解する方法があげられる。この方法では、酸の種類や濃度を変更して溶解力を制御することが可能である。例えば酸濃度を高くすれば、薬剤中のスケールの溶解度を容易に上げることができる。しかしながら、強酸は、人体に危険であるため、保護めがね、保護手袋等の保護具を常備し、換気を十分に行うなど、その取り扱いに注意が必要である。また、酸性の廃液は、環境保護の観点から、下水道法における下水排除基準であるｐＨ５〜９まで中和処理を行ってから廃棄しなくてはならない。このため、化学的洗浄後にさらに中和剤を用いた中和処理工程のような後処理、及びこれに伴う中和処理装置等の設備が必要となり、コスト高であった（例えば、特許文献１参照）。

他の化学的洗浄方法としては、薬剤として、炭酸ガスを含む水（炭酸水）を使用してスケールを溶解する方法があげられる。この方法では、スケールの炭酸ガスを炭酸水と反応させ、重炭酸カルシウム（Ｃａ（ＨＣＯ_３）_２）を生成せしめ、水に溶解させる。しかしながら、この方法では、炭酸ガスを常時送気しなければならないので、ガスボンベの設置が必要であり、また、目的の炭酸カルシウムスケールが付着している部位まで、ガスを送気しなければ効果が十分に期待できないことから、操作が複雑であり、実用的ではなかった。
特開２００４−２８５１５４

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、簡易な設備、工程で、スケールを十分に溶解することが可能なスケール溶解剤を提供することを目的とする。

本発明は、酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液を含有し、５ないし６のｐＨを有することを特徴とするスケール溶解剤を提供する。

本発明を用いると、複雑な操作、工程等が必要なく、簡易な設備を用い、簡単な工程で、十分にスケールを溶解することが可能である。

本発明のスケール溶解剤は、酢酸（ＣＨ_３ＣＯＯＨ）−酢酸ナトリウム（ＣＨ_３ＣＯＯＮａ）緩衝液を含有し、５ないし６のｐＨを有する。

本発明に係るスケール溶解剤を炭酸カルシウムに適用すると、下記反応式（１）のように、炭酸ガスを発生して、水に対する溶解度が高い酢酸カルシウムとして水に溶解する。

２ＣＨ_３ＣＯＯＨ＋ＣａＣＯ_３→（ＣＨ_３ＣＯＯ）_２Ｃａ＋ＣＯ_２↑＋Ｈ_２Ｏ…（１）
また、本発明のスケール溶解剤は、酢酸（ＣＨ_３ＣＯＯＨ）−酢酸ナトリウム（ＣＨ_３ＣＯＯＮａ）緩衝液の緩衝作用により、５ないし６のほぼ一定のｐＨを保っている。このｐＨは、下水道法における下水排除基準であるｐＨ５〜９以内であるため、中和処理工程に供することなくそのまま廃棄することができる。また、本発明のスケール溶解剤は、ほぼ中性に近いため、その取り扱いが容易であり、特別な保護具、及び大掛かりな換気設備等は必要ない。

本発明に用いられるスケールとは、水に含まれる成分から生成した例えば炭酸カルシウム等の堆積物が硬質化して、配管、貯水槽等の内表面に固着したものをいう。

このようなスケールとして、配管、貯水槽等の内表面には、炭酸カルシウムと共に、他のカルシウム塩、マグネシウム塩等もまた堆積され得る。本発明のスケール溶解剤を用いると、少なくとも、堆積したスケール中の炭酸カルシウムを溶解し得るので、全体的にスケールが脆くなり、配管、貯水槽等の内表面から容易に除去できる。

本発明のスケール溶解剤は、酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液を用いて、５ないし６のほぼ一定のｐＨに調整される。このｐＨは、好ましくは５．０ないし５．６、より好ましくは５．０ないし５．３、さらにまた好ましくは５．０ないし５．２である。

以下に本発明のスケール溶解剤の好適な配合例を示す。

配合例Ａ
例えば２Ｍ酢酸１容量部に対し、２Ｍ酢酸ナトリウム水溶液２ないし８容量部を配合する。

配合例Ａであれば、５ないし６のｐＨのスケール溶解剤が得られ、また、炭酸カルシウム等のスケールを良好に溶解することができる。

配合例Ｂ
２Ｍ酢酸１容量部に対し、２Ｍ酢酸ナトリウム水溶液８ないし３２容量部を配合し、さらに塩酸を加える。

配合例Ｂでも、５ないし６のｐＨのスケール溶解剤が得られ、また、炭酸カルシウム等のスケールを良好に溶解することができる。

また、配合例Ｂのスケール溶解剤を用いると、まず、下記反応式（２）のように、塩酸が反応する。

ＣａＣＯ_３＋２ＨＣｌ→ＣａＣｌ_２＋ＣＯ_２↑＋Ｈ_２Ｏ…（２）
塩酸としては、好ましくは、７重量％塩酸を適用することができる。

上記反応式（２）が完了しても炭酸カルシウムが残存している場合、上記反応式（１）と同様にして、炭酸ガスを発生して、水に対する溶解度が高い酢酸カルシウムとして水に溶解する。

配合例Ａの組成物は、２成分系であるため、製造工程が簡便である。配合系Ｂの組成物は、３成分系であるけれども、酢酸よりも塩酸の方が安価であるため、配合例Ｂの方が低コストである。

また、上記反応式（１），（２）の反応生成物である塩化カルシウム、及び酢酸カルシウムは、溶解度が大きいので、再沈着の心配がない。

本発明のスケール溶解剤を洗浄剤として適用し得るものとして、例えば人工透析装置、便器等があげられる。

図１に、このような人工透析装置の一例の構成を表すブロック図を示す。

図示するように、この人工透析装置１０は、透析液供給システム１と，透析液供給システム１に接続された透析液管理システム２と、透析器７に透析液を供給するための透析液供給管３と、透析後の透析廃液を排出して透析液管理システム２に戻すための透析廃液管５とを用いて、透析液供給管３及び透析廃液管５により透析液管理システム２と接続された透析器７と、透析器７に接続され、患者から採取された血液を透析器７に送るための血液導入管４、及び透析器７に接続され、透析後の血液を回収する血液戻し管６を有する。

この透析器７において、血液導入管４により導入された、老廃物を含む血液を、透析液供給管３から導入された透析液を用いて透析し、老廃物が除去された血液は血液戻し管６にて回収され、老廃物を含む透析廃液は、透析廃液管５により回収されて、透析液管理システム２を介して廃棄される。

図２に、図１の装置の洗浄の様子を説明するための図を示す。

図１の装置においては、特に透析廃液管５の配管内にスケールが堆積しやすい。このため、例えば透析器７をはずして透析液供給管３と透析廃液管５を例えば接続部材９を介して接続し、透析液供給システム１と透析液管理システム２との間に洗浄液タンク８を設け、この洗浄液タンク８に本発明のスケール溶解剤を供給して、透析液管理システム２から、透析液供給管３、透析廃液管５を通して洗浄を行い、透析液管理システム２を介して廃棄させることができる。

以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明する。

実施例１
スケール溶解剤の調製
スケール溶解剤として、２Ｍ酢酸１容量部に対し２Ｍ酢酸ナトリウム水溶液２容量部を添加して、ｐＨ５．０の酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液ａを得た。

炭酸カルシウム溶解試験
膜厚の大きいスケールの付着を想定し、約１ｃｍの粒径を有する市販の炭酸カルシウム固形物１０ｇを、酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液ａ５０ｍｌに浸漬し、常温常圧の実験室内で、３０分間放置した。

浸漬後、酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液ａを部分量採取し、酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液ａのｐＨ、及びカルシウム硬度を測定した。

得られた結果を下記表１に示す。

実施例２
スケール溶解剤の調製
スケール溶解剤として、２Ｍ酢酸ナトリウム水溶液の添加量を３容量部にする以外は実施例１と同様にして、ｐＨ５．２の酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液ｂを得た。

炭酸カルシウム溶解試験
実施例１と同様にして酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液ｂのｐＨ、及びカルシウム硬度を測定した。

得られた結果を下記表１に示す。

実施例３
スケール溶解剤の調製
スケール溶解剤として、２Ｍ酢酸ナトリウム水溶液の添加量を４容量部にする以外は実施例１と同様にして、ｐＨ５．３の酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液ｃを得た。

炭酸カルシウム溶解試験
実施例１と同様にして酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液ｃのｐＨ、及びカルシウム硬度を測定した。

得られた結果を下記表１に示す。

実施例４
スケール溶解剤の調製
スケール溶解剤として、２Ｍ酢酸ナトリウム水溶液の添加量を８容量部にする以外は実施例１と同様にして、ｐＨ５．６の酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液ｄを得た。

炭酸カルシウム溶解試験
実施例１と同様にして酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液ｄのｐＨ、及びカルシウム硬度を測定した。

得られた結果を下記表１に示す。

実施例５
スケール溶解剤として、実施例１の緩衝液ａ１０容量部を、蒸留水９０容量部で希釈し、１０容量％緩衝液ａを作成した。

炭酸カルシウム溶解試験
実施例１と同様にして１０容量％緩衝液ａのｐＨ、及びカルシウム硬度を測定した。

得られた結果を下記表１に示す。

比較例１
比較として、酢酸２容量部を、蒸留水９９８容量部で希釈し、０．２容量％酢酸を調製した。

炭酸カルシウム溶解試験
実施例１と同様にして０．２容量％酢酸のｐＨ、及びカルシウム硬度を測定した。

得られた結果を下記表１に示す。

上記実施例１ないし５は、スケール溶解液のｐＨが約５であり、比較例１よりも十分中性に近い。それにもかかわらず、炭酸カルシウム浸漬後のスケール溶解液中には、比較例１に劣らない十分な量のカルシウムが溶解していた。これにより、このスケール溶解剤を使用すれば、特別な設備を必要とせず、単に浸漬するだけで、十分にスケールの溶解が可能であることがわかった。

実施例６
スケール溶解剤の調製
上記緩衝液ｄ６．７容量部に対し、７重量％塩酸１容量部を添加し、ｐＨ５．０のスケール溶解剤を得た。

炭酸カルシウム溶解試験
実施例１と同様にして、スケール溶解剤のｐＨ、及びカルシウム硬度を測定した。

得られた結果を下記表２に示す。

実施例７
スケール溶解剤の調製
２Ｍ酢酸１容量部に対し２Ｍ酢酸ナトリウム水溶液１６容量部を添加して、酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液ｅを得た。酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液ｅ５．３容量部に対し、７重量％塩酸１容量部を添加し、ｐＨ５．０のスケール溶解剤を得た。

得られた結果を下記表２に示す。

実施例８
スケール溶解剤の調製
２Ｍ酢酸１容量部に対し２Ｍ酢酸ナトリウム水溶液３２容量部を添加して、酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液ｆを得た。酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液ｆ５容量部に対し、７重量％塩酸１容量部を添加し、ｐＨ５．０のスケール溶解剤を得た。

得られた結果を下記表２に示す。

実施例９
スケール溶解剤の調製
上記緩衝液ｆ６容量部に対し、７重量％塩酸１容量部を添加し、ｐＨ５．０のスケール溶解剤を得た。

得られた結果を下記表２に示す。

実施例１０
スケール溶解剤の調製
上記緩衝液ｆ７容量部に対し、７重量％塩酸１容量部を添加し、ｐＨ５．０のスケール溶解剤を得た。

得られた結果を下記表２に示す。

実施例１１
スケール溶解剤の調製
上記緩衝液ｄ８容量部に対し、７重量％塩酸１容量部を添加し、ｐＨ５．０のスケール溶解剤を得た。

得られた結果を下記表２に示す。

実施例１２
スケール溶解剤の調製
上記緩衝液ｄ９容量部に対し、７重量％塩酸１容量部を添加し、ｐＨ５．０のスケール溶解剤を得た。

得られた結果を下記表２に示す。

実施例１３
スケール溶解剤の調製
スケール溶解剤として、実施例１の緩衝液ｄ１０容量部を、蒸留水９０容量部で希釈し、１０容量％緩衝液ｄを作成した。

得られた結果を下記表２に示す。

上記実施例６ないし１３は、スケール溶解液のｐＨが約５であり、比較例１よりも十分中性に近い。それにもかかわらず、炭酸カルシウム浸漬後のスケール溶解液中には、比較例１に劣らない十分な量のカルシウムが溶解していた。これにより、このスケール溶解剤を使用すれば、特別な設備を必要とせず、単に浸漬するだけで、十分にスケールの溶解が可能であることがわかった。

また、実施例６は、実施例４で用いられた緩衝液ｄにさらに塩酸を添加したものである。塩酸を添加することにより、スケールの溶解がより良好になった。

実施例８，９、１０、では、同じ緩衝液を用いて、塩酸に対する濃度を変更している。また、実施例１１，１２でも、同じ緩衝液を用いて、塩酸に対する濃度を変更している。いずれも塩酸１に対する緩衝液の比が少ない方がすなわち塩酸の含有量が多い方が、スケールの溶解が良好であった。

本発明のスケール溶解剤は、配管例えば人工透析装置の配管ラインの配管洗浄剤等、及び貯水槽例えば便器の尿石除去剤等として利用可能である。

人工透析装置の一例の構成を表すブロック図図１の装置の洗浄の様子を説明するための図

符号の説明

１…透析液供給システム、２…透析液管理システム、３…透析液供給管、４…血液導入管、５…透析廃液管、６…血液戻し管、７…透析器、８…洗浄液タンク、９…接続部材、１０…人工透析装置

Claims

酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液を含有し、５ないし６のｐＨを有することを特徴とするスケール溶解剤。
前記酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液は、２モル濃度の酢酸１容量部と、２モル濃度の酢酸ナトリウム水溶液２ないし８容量部との混合物であることを特徴とする請求項１に記載のスケール溶解剤。
前記酢酸−酢酸ナトリウム緩衝液は、２モル濃度の酢酸１容量部と、２モル濃度の酢酸ナトリウム水溶液８ないし３２容量部との混合物であり、塩酸がさらに混合されていることを特徴とする請求項１に記載のスケール溶解剤。
前記塩酸として、７重量％塩酸を適用することを特徴とする請求項３に記載のスケール溶解剤。
７重量％塩酸１容量部に対し、前記酢酸−酢酸ナトリウムの緩衝液が５ないし９容量部混合されていることを特徴とする請求項３に記載のスケール溶解剤。
７重量％塩酸１容量部に対し、２モル濃度の酢酸１容量部と２モル濃度の酢酸ナトリウム水溶液８容量部の緩衝液を６．７ないし９容量部が混合されていることを特徴とする請求項５に記載のスケール溶解剤。
７重量％塩酸１容量部に対し、２モル濃度の酢酸１容量部と２モル濃度の酢酸ナトリウム水溶液１６容量部の緩衝液を５．３容量部が混合されていることを特徴とする請求項５に記載のスケール溶解剤。
７重量％塩酸１容量部に対し、２モル濃度の酢酸１容量部と２モル濃度の酢酸ナトリウム３２容量部の緩衝液を５ないし７容量部が混合されていることを特徴とする請求項５に記載のスケール溶解剤。