JP2016113354A - 色調が変化する二酸化塩素発生剤 - Google Patents

Abstract

【課題】 空間の殺菌、消臭、ウイルス不活化、アレルゲンタンパク質の変性に供する二酸化塩素発生剤において、未使用時には製品の色調に変化がなく、使用開始後徐々に色調が脱色されていくことで交換時期が簡便に視認できる二酸化塩素発生剤
【解決手段】 亜塩素酸塩と水の存在下で反応して二酸化塩素を発生させる酸化剤と、発生させた二酸化塩素によって脱色される着色料を含有した二酸化塩素発生剤

Description

本発明は、空間に二酸化塩素を放出して、空間の殺菌・ウィルス不活化・アレルゲンタンパク質の変性・消臭を行い、かつ交換するタイミングが二酸化塩素発生剤の色調の変化によって容易に視認し理解できる二酸化塩素発生剤に関する。

二酸化塩素は産業分野においては、パルプの漂白、水の消毒などに広く用いられており、強い酸化力、漂白性があることが知られている。

また、細菌・ウイルス・悪臭物質・花粉症アレルゲンタンパク質・鉄マンガン除去などの用途に二酸化塩素が優れた効果を発揮することは周知であり、近年、二酸化塩素が常温常圧下で気体であることから、その特性を生かして、室内において二酸化塩素を空間に徐放させ、室内の微生物、ウイルス、悪臭物質、アレルゲンタンパク質を殺菌、不活化、分解、変性させる空間衛生に用いる製品としての利用が拡大している。

しかし、近年販売されている空間の衛生管理に用いる二酸化塩素発生剤は、活性剤を添加して二酸化塩素を発生させるものか、室内や大気中の水分または二酸化炭素などを製品が吸収し二酸化塩素を発生、放出するタイプに区分される。

前者のタイプは活性剤を添加した結果、二酸化塩素特有の黄褐色に変化するため色の変化によって二酸化塩素の濃度の変化を比較的視認しやすいが、活性剤添加から１週間程度の期間、人体に有害な水準まで濃度が高くなる傾向があり、人がいる環境下で使用するには適していない。

後者のタイプは室内や大気中の水分、二酸化炭素を吸収して反応するため、使用開始がら比較的安定した二酸化塩素の徐放性が得られるため家庭で、使用する場合に有効であるが、このようなタイプでは前者と異なり緩やかな反応によって二酸化塩素を徐放するため、製品の色の変化によって濃度の変化や交換時期を視認することが難しく、微生物の衛生管理に最低限必要とされる０．１ｐｐｍの二酸化塩素濃度では人の臭気閾値下限域未満んであるため、二酸化塩素が特有の臭気を感じることができず、従って外観上変化がない場合、まだ二酸化塩素が放出しているのか、それとも二酸化塩素の放出が終了したのかを判断することができなかった。

本発明が解決する課題は、空間の湿度を吸湿し二酸化塩素を発生させる二酸化塩素発生剤において、使用開始後、二酸化塩素が徐放されるに従って製品の色調が徐々に脱色されていくことで製品の交換時期が容易に視認できるようにすることを目的とする。

本発明は、上述した課題に鑑み、二酸化塩素の酸化力によって徐々に分解される着色料を使用することにより、二酸化塩素が持続的に発生することによってあらかじめ着色料によって着色された吸湿反応性二酸化塩素徐放剤が使用後一定の期間を経て徐々に脱色されることにより、交換時期が容易に視認できる吸湿反応性二酸化塩素発生剤を提供するものである。

本発明は以下の技術的課題の克服によって成立している。まず、亜塩素酸塩、酸化剤と反応せず色調が変化しない着色料の限定。二酸化塩素の漂白力に耐え短時間で漂白せず、二酸化塩素の濃度と時間に対して正の相関を持ち徐々に脱色されていく着色料の特定。
即ち、本発明は下記［１］〜［４］に記載の構成を有する。

［１］亜塩素酸塩と、水の存在下で亜塩素酸塩と反応して二酸化塩素を発生する酸化剤と、発生させた二酸化塩素と緩やかに分解する着色料とを含むことを特徴とする吸湿反応型二酸化塩素発生剤

［２］前記着色料がアシッドレッド、リソールルビンＢ、レーキレッドＣ、レーキレッドＣＢＡ、リソールレッド、リソールレッドＣＡ、リソールレッドＢＡ、リソールレッドＳＲ、ブリリアントレーキレッドＲ、ディープマルーン、テトラブロムフルオレセイン、スダン３、パーマトンレッド、ビオラミンＲ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、パーマネントオレンジ、ベンジジンオレンジＧ、ハンザオレンジ、オレンジＳＳ、ポーライエロー５Ｇ、イエローＯＢ、ファストライトエロー３Ｇ、ファーストグリーンＦＣＦ、アリザリンシアニングリーンＦ、ピラニンコンク、ライトグリーンＳＦ、ナフトールグリーンＢ、ギネアグリーンＢ、ブリリアントブルーＦＣＦ、アルファズリンＦＧ、スタンブルーＢ、アリズロールパープル、ナフトールブルーブラックのいずれかから選ばれる１種以上の着色料である前項１に記載の二酸化塩素発生剤

［３］さらに吸湿剤を含む前項１および２のいずれか１項を含む二酸化塩素発生剤

［４］さらに保水材を含む前項１〜３のうちのいずれか１項を含む二酸化塩素発生剤

上記［１］に記載の吸湿反応性二酸化塩素発生剤によれば、添加した着色料が徐放される二酸化塩素によって徐々に分解されるため、交換を促す必要な時期になれば脱色され容易に使用期限を視認することが可能となる。

上記［２］に記載の吸湿反応性二酸化塩素発生剤によれば、着色料によって製品の志向に従った色に着色し上記の効果が得られる。

上記［３］［４］に記載の二酸化塩素発生剤によれば、二酸化塩素を安定して徐放でき、かつ着色させた二酸化塩素発生剤を脱色させることができる。

上記［５］に記載の二酸化塩素発生剤によれば、二酸化塩素を安定して徐放でき、かつ着色させた粉末を任意の期間でもって脱色させることができる。

本発明の吸湿反応型二酸化塩素徐放剤は、必須成分として、亜塩素酸塩、水の存在下で亜塩素酸塩を酸化させて二酸化塩素を発生させる酸化剤、発生させた二酸化塩素によって徐々に脱色する着色料を含む。以下にこれらの必須成分について詳述する。

［二酸化塩素発生剤の必須成分］
（亜塩素酸塩）
亜塩素酸塩は二酸化塩素の主たる発生原料である。本発明で使用する亜塩素酸塩として、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カルシウム、亜塩素酸カリウム、亜塩素酸マグネシウム、亜塩素酸バリウムなどをあげることができる。これらの塩のうちでも、特に亜塩素酸ナトリウムを用いることが好ましい。亜塩素酸ナトリウムは工業的に漂白剤や食品添加物して広く用いられており、入手しやすくコスト面でも有利である。

（酸化剤）
酸化剤は亜塩素酸塩に対して酸化作用を有し、水の存在下で亜塩素酸塩と反応して二酸化塩素を発生させる成分である。酸化剤の種類は限定されないが、クエン酸、酸性多孔質ケイ酸塩、コハク酸、マレイン酸、硫酸水素ナトリウムを例示できる。これらの酸化剤は亜塩素酸塩との反応が穏やかであり、したがって二酸化塩素発生剤の取り扱いが容易になる。上記の酸化剤のうちでも、酸性多孔質ケイ酸塩、コハク酸、クエン酸を推奨できる。

（着色料）
着色料は二酸化塩素と徐々に反応し、亜塩素酸塩および酸化剤と反応しないものを使用する。二酸化塩素と徐々に反応する着色料は、二酸化塩素によって脱色され、そのため製品の色の変化によって吸湿反応性二酸化塩素発生剤の交換時期を誰にでも容易に確認できる。

二酸化塩素は漂白性を有しており、ごく低濃度の二酸化塩素の暴露であっても、多くの着色料を短時間で漂白するため、二酸化塩素がまだ徐放されているにもかかわらず完全に脱色されてしまうため本発明の目的を達成できない。一方で耐酸性、耐アルカリ性、耐候性に優れた着色料に対しては、ごく低濃度の二酸化塩素濃度では脱色されず、本発明の用途には適さない。従って下記表１に示す一群の着色料だけが本発明の企図する時間経過に伴い徐々に脱色され、最終的には完全に漂白されるという目的に適う。

色調の種類は製品の計画や用途、好みにより上記表１より任意に選択することが可能であるが、特にブリリアントブルーＦＣＦとアシッドレッドを推奨できる。ブリリアントブルーＦＣＦは清潔感や衛生をイメージさせる青を基調とした色であり、また、脱色による色調の変化がわかりやすい。また、アシッドレッドは鮮やかな色調が得られ、やはり経過時間に伴う脱色により色調の変化が視認しやすい。これらの着色料は単独で使用することも、複数を併用することもできる。

一方、下記表２の着色料は耐酸性、耐アルカリ性、耐候性が高く、本発明が企図するごく低濃度の二酸化塩素とはほとんど反応せず、従って色調の変化によって交換時期を確認することができないが、本発明はこれらの着色料を含まないことが条件ではなく、表１に記載の着色料を含むことが条件であり、表１に記載の着色料を含む限り、表２に該当する着色料を含む場合も本発明の技術範囲に含まれる。

また、下記表３の着色料は保存時に亜塩素酸塩や酸化剤によって影響を受け、また二酸化塩素の発生によって短期間で漂白してしまうため、本発明の用途には適さない。

［二酸化塩素発生剤の任意成分］
（吸湿材）
必須の３成分に水を共存させ供給する方法として、二酸化塩素発生剤に吸湿材を加え、大気中から水分を吸着し取り込んだ湿気、すなわち水で反応を開始させる方法がある。従って、任意追加成分として吸湿材をあげることができる。

吸湿材としては、塩化ナトリウム、無水塩化カルシウム、ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、ゼオライト、多孔質シリカ、酸化アルミニウムを例示でき、これらを１種または２種以上を併用することができる。これらのいずれも吸湿性が高く大気中から吸収した水蒸気あるいあ液化した水で二酸化塩素を発生させることができ、かつ大気と遮断して吸湿しなければ亜塩素酸塩の潮解を抑制し酸化剤と反応させるないようにすることができるため、混合した状態で保存することができる。

塩化ナトリウムおよび無水塩化カルシウムは潮解性を有し、自己が吸水した水分に融解し亜塩素酸塩および酸化剤と接触する。また、ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、ゼオライト、多孔質シリカ、酸化アルミニウムは多孔質表面を有し水分子が吸着しやすい。

吸湿によって得られる水分は少量であるが長期間に亘って継続的に得られるので亜塩素酸園と酸化剤の反応を穏やかに長期間持続させることができる。このため、吸湿による水分供給によって二酸化塩素を徐放することができる。

（保水材）
上記の吸湿材のうち、ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、ゼオライト、多孔質シリカ、酸化アルミニウムは分子構造ないに水を保持する保水性にも優れている。他の保水材としてポリアクリル酸ナトリウム共重合体をあげることができる。保水材が保持した水が少しずつ長期間に亘って亜塩素酸塩と酸化剤の反応に供され、穏やかにかつ長期間に亘って反応を持続させることができる。従って、保水材を配合することにより、二酸化塩素を長期間に亘って徐放することができる。

また、吸湿材として潮解性を有する塩化ナトリウムおよび／または無水塩化カルシウムと保水材を併用した場合、塩化ナトリウムおよび／または無水演歌カルシウムが吸湿して潮解し、その水を保水材が保持することにより、亜塩素酸塩と酸化剤の反応に少しずつ供給し、穏やかにかつ長期間に亘って反応を持続させることができる。

従って、反応に必要な水を大気中の湿気として取り込む場合においても、また液体の水として加える場合においても、保水材は徐放効果を発揮する。

（増量材）
二酸化塩素発生剤は、殺菌対象の空間容積や求められる殺菌力の強弱などに応じて使用量が設定される。亜塩素酸塩と酸化剤との反応によれば高効率で二酸化園を発生させることができるので、設定された使用量が少量となる場合が想定される。二酸化塩素発生剤の使用量が少量であることで取り扱いにくくなる場合は、増量材を加えて嵩高くすることで取り扱いを容易にすることができる。反応を阻害しないものであれば増量材の種類は限定されない。吸湿材として例示した塩化ナトリウムも増量材として使用することができ、反応のために吸湿性を要求されない場合でも増量材として塩化ナトリウムを配合することがある。増量材は取り扱いの便宜のために配合される成分であるから、使用量に制限はなく任意の量を配合することができる。 また、本発明の目的を阻害しない範囲でその他香料などを添加してもよい。

（外装素材）
外装素材は必須成分を密封し、外気中から外装素材を通じて水分を内部に供給することが必要であり、低通気な素材では十分な水分の供給が行われず、二酸化塩素を発生させることができない。反面、不織布のように十分な通気性を有する素材であれば、外気を十分に内部の必須成分に吸着させることができるため、二酸化塩素の発生を阻害しない。従って、素材において求められる特徴は通気性が保たれていれば、必ずしも材質は問わず、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレートなど一般的に不織布およびフィルム素材として用いられているものであれば、任意のものを選択することができる。

また、製品の特性の点で水と直接に触れると急激に二酸化塩素が発生するため、防水透湿性の素材であればより望ましい。このような素材としては日東ライフテック株式会社のブレスロンを例示することができる。

さらに、本発明の目的である色の変化によって有効期間を視認し、確認するため、当然に外装素材は透明であることが望ましく、不織布など不透明な場合には一部に内部が確認できる透明な窓部分をつける形状であることが望ましい。

［二酸化塩素発生剤の組成］
本発明の二酸化塩素発生剤において、亜塩素酸塩は発生する二酸化塩素の総量を規定する成分である。従って、亜塩素酸塩を基準として他の成分の配合量を規定することが好ましい。亜塩素酸塩の質量を１としたときの酸化剤、着色料、吸湿材および保水材の好ましい配合量は以下のとおりである。

亜塩素酸塩：１
酸化剤：０．０１〜１０、好ましくは０．１〜０．３
着色料：０．０１〜５、好ましくは０．１〜０．５
吸湿材：５〜３０、好ましくは１０〜２０
保水材：０．１〜１０、好ましくは１〜５

吸湿材および保水材は同一物質が兼ねる場合がある。例えば、ケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、ゼオライト、多孔質シリカ、酸化アルミニウムは吸湿材としても保水材としても作用する。これらの材料を用いる場合は吸湿材としての好適配合量、保水材としての好適配合量となる。

また、合計量を１００％としたときの好適な配合量は以下のとおりである。

亜塩素酸塩：０．１〜２５質量％、好ましくは３〜１０質量％
酸化剤：０．０１〜１０質量％、好ましくは０．５〜５質量％
着色料：０．０１〜３質量％、好ましくは０．５〜１．０質量％
吸湿材：０．１〜５質量％、好ましくは１〜３質量％
保水材：５〜９９質量％、好ましくは５０〜９０質量％

［二酸化塩素発生剤の使用方法］
亜塩素酸塩と酸化剤の反応は水の存在下で起こるので、使用開始時に亜塩素酸塩、酸化剤、水の三成分を共存させて二酸化塩素を発生させる。着色料は亜塩素酸塩および酸化剤と事前に混合させておけばよく、必ずしも造粒、打錠を行う必要はないが、完成製品において各成分の不均衡を招かないように乾式造粒や打錠を行うことを排除するものではない。

反応に用いる水は気液の別を問わず、供給方法も問わない。

水を気体で供給して反応させる方法として、吸湿材を配合した二酸化塩素発生剤を空気に接触させて空気中の水蒸気を吸収し、二酸化塩素を発生させることができる。混和した各材料は通気性の素材に開口部を熱融着により密閉すればよく、また、空気を遮断しておけば反応は起きないので、通気性材料で密閉された二酸化塩素発生剤をバリア性の袋に密封状態で保存する。

本発明の二酸化塩素発生剤は包装形態を限定するものではなく、上記以外の包装形態も本発明に含まれる。

下記の材料を配合混合して実施例１の二酸化塩素発生剤を調整した、得られた二酸化塩素発生剤は淡い青色の色調を有する粉末を得た。また、対照材として、着色料を配合しない二酸化塩素発生剤を調整した粉末は白い粉末となった。対照材は着色料を含まないこと以外は実施例１と同じ比率で各材料が配合されている。

（二酸化塩素発生剤）
亜塩素酸ナトリウム粉末：５質量％
塩化ナトリウム：６１質量％
無水塩化カルシウム：２．５質量％
酸性多孔質シリカ：２０質量％
ポリアクリル酸ナトリウム共重合体：１０質量％
コハク酸：０．５質量％
ブリリアントブルーＦＣＦ（着色料）：１質量％

調整直後の実施例１の二酸化塩素発生剤：５ｇを半面が透明で、半面を防水透湿性を有する日東ライフテック社製ブレスロンの袋、二酸化塩素徐放袋１に入れて開口部を熱融着により密封した。対照材も調整直後に同様にして同じ袋に入れて包装した。

また、保存用試料として、二酸化塩素徐放袋１に実施例１の二酸化塩素発生剤および対照材をそれぞれ保存用にアルミ蒸着されガスバリア性を有する保存用外袋２に入れ、袋内の空気を抜いて開口部を熱融着により密封した。これにより、保存用外袋２内部の二酸化塩素徐放袋は大気から遮断されている。っこの二重包装品３は保存時の包装形態である。前期包装形態の二酸化塩素発生剤および対照材は５０℃で３ヶ月間保管した。

二酸化塩素発生剤を入れた二酸化塩素徐放袋１を大気中に放置すると、二酸化塩素徐放袋１を通じて湿気が袋内部に入り込み、塩化ナトリウム、無水塩化カルシウムが吸湿し、一部潮解した水はポリアクリル酸ナトリウム共重合体によって保水される。このようにして袋内に供給された水分は亜塩素酸ナトリウムとコハク酸、酸性多孔質シリカとの反応を促し二酸化塩素ガスを発生させる。発生した二酸化塩素ガスは二酸化塩素徐放袋１を通じて外に放出される。この時袋内部で発生した二酸化塩素は着色料を徐々に分解し漂白する。一方、前期二酸化塩素徐放袋１を保存用外袋２内にいれて密封しておくと、二酸化塩素発生剤は大気と遮断されて湿気が供給されない。従って、二酸化塩素徐放袋１を保存用外袋２に密封した二重包装品３は、保存時に二酸化塩素が発生せず、従って着色料が漂白されることもない。

調整直後および３ヶ月後の二酸化塩素発生剤について、下記の方法で二酸化塩素ガスと色調の評価を行った。３ヶ月後の資料は保存用外袋２を開封し、二酸化塩素徐放袋１を取り出して試験に供した。評価結果を表３に示す。

実施例１と同一の組成、同一の外装袋で着色料のみアシッドレッドに変更した二酸化塩素発生剤を実施例２とし、その対照材２を実施例１と同様に評価した結果を表３に示す。

（二酸化塩素ガスの測定）
２０Ｌの容器内に二酸化塩素徐放袋を静置して密封し、１時間後にガステック社製ガス検知管を用いて二酸化塩素濃度を測定した。

（色調の評価）
上記の測定に供した二酸化塩素徐放袋１内部の二酸化塩素発生剤を被験者には粉末の組成を知らせずに確認させ、粉末の色を回答させた。

上記の二酸化塩素発生剤を入れた二酸化塩素徐放袋１とその対照材を常温の室内で１ヶ月間静置した後、上記二酸化塩素ガスの測定と色調の評価を再度行った。測定後さらに同様に室内で１ヶ月（試料調整後から２ヶ月後）静置した後、上記二酸化塩素ガスの測定と色調の評価を行った。

Claims (6)

1. 亜塩素酸園と、水の存在下で亜塩素酸塩と反応して二酸化塩素を発生させる酸化剤と、発生させた二酸化塩素と反応する着色料とを含むことを特徴とする二酸化塩素発生剤
2. 前期着色料が、アシッドレッド、リソールルビンＢ、レーキレッドＣ、レーキレッドＣＢＡ、リソールレッド、リソールレッドＣＡ、リソールレッドＢＡ、リソールレッドＳＲブリリアントレーキレッドＲ、ディープマルーン、テトラブロムフルオレセイン、スダン３、パーマトンレッド、ビオラミンＲ、パーマネントレッドＦ５Ｒ、パーマネントオレンジ、ベンジジンオレンジＧ、ハンザオレンジ、オレンジＳＳ、ポーライエロー５Ｇ、イエローＯＢ、ファストライトエロー３Ｇ、ファーストグリーンＦＣＦ、アリザリンシアニングリーンＦ、ピラニンコンク、ライトグリーンＳＦ、ナフトールグリーンＢ、ギネアグリーンＢ、ブリリアントブルーＦＣＦ、アルファズリンＦＧ、スタンブルーＢ、アリズロールパープル、ナフトールブルーブラック、の群から選ばれる１種以上の着色料である請求項１に記載の二酸化塩素発生剤
3. 前記着色料が、ブリリアントブルーＦＣＦである請求項２に記載の二酸化塩素発生剤
4. 前期着色料が、アシッドレッドである請求項２に記載の二酸化塩素発生剤
5. さらに吸湿材を含む請求項１〜４のうちのいずれか１項を含む二酸化塩素発生剤
6. さらに保水材を含む請求項１〜４のうちのいずれか１項を含む二酸化塩素発生剤