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技術 貯蔵安定性の高い酸化性スライムコントロール剤組成物

出願人 アクアス株式会社
発明者 伊藤雅代木村真知子
出願日 2013年3月29日 (8年6ヶ月経過) 出願番号 2013-072585
公開日 2014年10月16日 (7年0ヶ月経過) 公開番号 2014-196266
状態 特許登録済
技術分野 スケール防止 殺菌剤による水の殺菌処理 農薬・動植物の保存
主要キーワード 半開放状態 ハロゲン系酸化剤 結合残留塩素 本発明組成 鉄バクテリア スライムコントロール効果 硫酸塩還元菌 微生物障害
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この項目の情報は公開日時点(2014年10月16日)のものです。
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課題

屋外などに放置保管し、あるいは、屋外などでの使用に際し、高温半開放の条件であっても主成分である酸化性物質が分解を受けにくく、長期間安定したスライムコントロール性能を発揮することが可能な酸化性スライムコントロール剤組成物を提供する。

解決手段

クロラミンBおよびクロラミンTから選択される少なくとも1種の酸化性物質と、アゾール系化合物の少なくとも1種とを含有し、pHが10.0以上であることを特徴とする酸化性スライムコントロール剤組成物。

概要

背景

循環冷却水系工業用工程水系などの各種の水系において、細菌類真菌類藻類などの微生物が原因で、さまざまな障害が発生する。

例えば、開放循環式冷却水系においては、ズーグレア状細菌、糸状細菌鉄バクテリアイオウ細菌、硝化細菌硫酸塩還元菌などの細菌類、ミズカビアオカビなどの真菌類、藍藻緑藻珪藻などの藻類が増殖し、これらの微生物を主体とし、土砂などの無機物塵埃などが混ざりあって形成される軟泥状のスライムスラッジが発生する。スライムやスラッジは、熱効率の低下や通水の悪化をもたらすばかりでなく、機器配管などの局部腐食の原因となる。また、製紙工程水系においても、各種の細菌、真菌などが増殖してスライムを形成し、製品ホール斑点目玉などの欠点を発生させて製品品質を落とすとともに、断紙の原因となって生産性を低下させている。

従来、上記微生物による障害を防止するために、さまざまな技術が提案されており、特に、特開昭64−15200号公報(特許文献1)、特開2000−140857号公報(特許文献2)等に開示されているハロゲン系酸化剤による処理は、各種微生物の殺菌、バイオフィルム成長抑制に極めて有効とされている。

しかし、次亜塩素酸塩などのハロゲン系酸化剤は、貯蔵安定性が悪く、これらを主成分とする殺菌殺藻剤プラスチック容器などに充填して屋外などに保管放置すると、酸化剤成分が徐々に分解し、スライムコントロール性能が低下してしまう。ハロゲン系酸化剤の貯蔵安定性を高めた組成物として、特開2003−146817号公報(特許文献3)には、塩素系酸化剤スルファミン酸又はその塩、アゾール系化合物を含有するpH13以上の殺菌殺藻剤組成物が開示されているが、この組成物はpH13以上の強アルカリ性であることが条件のため、組成物の取扱い時に作業者の安全に注意払う必要があるとともに、万一、組成物を廃棄する際には特別管理産業廃棄物としての手続が必要となる。また、この組成物であっても、pH13.0では酸化剤成分の貯蔵安定性は充分とは云えず、高温状態半開放状態では酸化剤成分が経時的に分解して濃度低下を引き起こす。特に、冷却塔近傍に設置された薬剤タンク内などでは、タンク直射日光を受けることで薬剤の温度が上昇し、また、通常、薬剤タンクは半開放状態なので、強アルカリ性の薬剤は空気中の炭酸ガスを吸収してpHが徐々に低下し、酸化剤成分の分解が時間経過とともに加速的に速まるという問題があった。

概要

屋外などに放置、保管し、あるいは、屋外などでの使用に際し、高温半開放の条件であっても主成分である酸化性物質が分解を受けにくく、長期間安定したスライムコントロール性能を発揮することが可能な酸化性スライムコントロール剤組成物を提供する。クロラミンBおよびクロラミンTから選択される少なくとも1種の酸化性物質と、アゾール系化合物の少なくとも1種とを含有し、pHが10.0以上であることを特徴とする酸化性スライムコントロール剤組成物。なし

目的

本発明は、従来から微生物障害防止効果が極めて高いとされる、酸化性スライムコントロール剤の欠点である貯蔵安定性を改善するものであり、屋外などに放置、保管し、あるいは、屋外などでの使用に際し、高温や半開放の条件であっても主成分である酸化性物質が分解を受けにくく、長期間安定したスライムコントロール性能を発揮することが可能な酸化性スライムコントロール剤組成物を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

クロラミンBおよびクロラミンTから選択される少なくとも1種の酸化性物質と、アゾール系化合物の少なくとも1種とを含有し、pHが10.0以上であることを特徴とする酸化性スライムコントロール剤組成物

請求項2

クロラミンBおよびクロラミンTから選択される少なくとも1種の酸化性物質の含有量が1重量%以上15重量%以下であり、アゾール系化合物の含有量が0.05重量%以上3重量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の酸化性スライムコントロール剤組成物。

請求項3

pHが11.5以上13.5未満であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の酸化性スライムコントロール剤組成物。

技術分野

0001

本発明は、貯蔵安定性の高い酸化性スライムコントロール剤組成物に関し、特に、屋外などに放置保管し、あるいは、屋外などでの使用に際し、高温半開放の条件であっても主成分である酸化性物質が分解を受けにくく、長期間安定したスライムコントロール性能を発揮することが可能な酸化性スライムコントロール剤組成物に関する。

背景技術

0002

循環冷却水系工業用工程水系などの各種の水系において、細菌類真菌類藻類などの微生物が原因で、さまざまな障害が発生する。

0003

例えば、開放循環式冷却水系においては、ズーグレア状細菌、糸状細菌鉄バクテリアイオウ細菌、硝化細菌硫酸塩還元菌などの細菌類、ミズカビアオカビなどの真菌類、藍藻緑藻珪藻などの藻類が増殖し、これらの微生物を主体とし、土砂などの無機物塵埃などが混ざりあって形成される軟泥状のスライムスラッジが発生する。スライムやスラッジは、熱効率の低下や通水の悪化をもたらすばかりでなく、機器配管などの局部腐食の原因となる。また、製紙工程水系においても、各種の細菌、真菌などが増殖してスライムを形成し、製品ホール斑点目玉などの欠点を発生させて製品品質を落とすとともに、断紙の原因となって生産性を低下させている。

0004

従来、上記微生物による障害を防止するために、さまざまな技術が提案されており、特に、特開昭64−15200号公報(特許文献1)、特開2000−140857号公報(特許文献2)等に開示されているハロゲン系酸化剤による処理は、各種微生物の殺菌、バイオフィルム成長抑制に極めて有効とされている。

0005

しかし、次亜塩素酸塩などのハロゲン系酸化剤は、貯蔵安定性が悪く、これらを主成分とする殺菌殺藻剤プラスチック容器などに充填して屋外などに保管、放置すると、酸化剤成分が徐々に分解し、スライムコントロール性能が低下してしまう。ハロゲン系酸化剤の貯蔵安定性を高めた組成物として、特開2003−146817号公報(特許文献3)には、塩素系酸化剤スルファミン酸又はその塩、アゾール系化合物を含有するpH13以上の殺菌殺藻剤組成物が開示されているが、この組成物はpH13以上の強アルカリ性であることが条件のため、組成物の取扱い時に作業者の安全に注意払う必要があるとともに、万一、組成物を廃棄する際には特別管理産業廃棄物としての手続が必要となる。また、この組成物であっても、pH13.0では酸化剤成分の貯蔵安定性は充分とは云えず、高温状態半開放状態では酸化剤成分が経時的に分解して濃度低下を引き起こす。特に、冷却塔近傍に設置された薬剤タンク内などでは、タンク直射日光を受けることで薬剤の温度が上昇し、また、通常、薬剤タンクは半開放状態なので、強アルカリ性の薬剤は空気中の炭酸ガスを吸収してpHが徐々に低下し、酸化剤成分の分解が時間経過とともに加速的に速まるという問題があった。

先行技術

0006

特開昭64−15200号公報
特開2000−140857号公報
特開2003−146817号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は、従来から微生物障害防止効果が極めて高いとされる、酸化性スライムコントロール剤の欠点である貯蔵安定性を改善するものであり、屋外などに放置、保管し、あるいは、屋外などでの使用に際し、高温や半開放の条件であっても主成分である酸化性物質が分解を受けにくく、長期間安定したスライムコントロール性能を発揮することが可能な酸化性スライムコントロール剤組成物を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、スライムコントロール性能を示す酸化性物質としてクロラミンBおよび/またはクロラミンTを使用し、アゾール系化合物と配合することで、pHを極端に上げなくても酸化性物質の分解が抑制されることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。

0009

すなわち、本発明の酸化性スライムコントロール剤組成物は前記課題を解決するため、請求項1に記載の通り、クロラミンBおよびクロラミンTから選択される少なくとも1種の酸化性物質と、アゾール系化合物の少なくとも1種とを含有し、pHが10.0以上であることを特徴とする酸化性スライムコントロール剤組成物である。

0010

また、本発明の酸化性スライムコントロール剤組成物は、請求項2に記載の通り、請求項1に記載の酸化性スライムコントロール剤組成物において、クロラミンBおよびクロラミンTから選択される少なくとも1種の酸化性物質の含有量が1重量%以上15重量%以下であり、アゾール系化合物の含有量が0.05重量%以上3重量%以下であることを特徴とする。

0011

また、本発明の酸化性スライムコントロール剤組成物は、請求項3に記載の通り、請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の酸化性スライムコントロール剤組成物において、pHが11.5以上13.5未満であることを特徴とする。

発明の効果

0012

本発明の酸化性スライムコントロール剤組成物は、クロラミンBおよびクロラミンTから選択される少なくとも1種の酸化性物質と、アゾール系化合物の少なくとも1種とを含有し、pHを10.0以上とすることで、高温や半開放の条件であっても主成分である酸化性物質が分解を受けにくく、屋外などに放置、保管し、あるいは、屋外などでの使用に際しても酸化性物質の濃度が長期間維持されるので、組成物のスライムコントロール性能の低下が防止され、各種水系で長期間安定したスライムコントロール性能を発揮させることができる。加えて、従来の酸化性スライムコントロール剤組成物と比較して、pHを極端に上昇させる必要が無いので、本組成物を取り扱う作業者の安全を確保することができる。

0013

また、クロラミンBおよびクロラミンTから選択される少なくとも1種の酸化性物質の含有量を1重量%以上15重量%以下、アゾール系化合物の含有量を0.05重量%以上3重量%以下とすることで、高温や低温長期間放置しても析出物等が発生しない安定なスライムコントロール剤組成物とすることができる。

0014

更に、酸化性スライムコントロール剤組成物のpHを11.5以上13.5未満とすることで、酸化性物質の分解や析出物の発生を、より効果的に抑制することができる。

0015

本発明の酸化性スライムコントロール剤組成物は、クロラミンBおよびクロラミンTから選択される少なくとも1種の酸化性物質と、アゾール系化合物の少なくとも1種とを含有し、pHが10.0以上である酸化性スライムコントロール剤組成物である。

0016

本発明で酸化性物質として用いるクロラミンBとは、IUPAC名:N−クロロベンゼンスルホンアミドのことであり、クロラミンTとは、IUPAC名:N−クロロ−4−メチルベンゼンスルホンアミドのことである。通常、ナトリウム塩の形で市販されているが、水に溶け酸化力を示し、スライムコントロール効果を示すものであれば、塩の種類を問わず本発明に含まれる。このような塩として、ナトリウム塩の他に、リチウム塩カリウム塩等が挙げられる。クロラミンBおよびクロラミンTは、水中で結合残留塩素として酸化力を示し、各種微生物を殺菌する。クロラミンB、クロラミンT共に水系への添加濃度に対して約4分の1の濃度の結合塩素残留する。すなわち、酸化力の消費、分解を無視した場合、クロラミンB、クロラミンTの4mg/L水溶液の示す結合残留塩素濃度は1mg/L程度である。

0017

本発明の酸化性スライムコントロール剤組成物は、前記クロラミンBおよびクロラミンTから選択される少なくとも1種の酸化性物質を含有する。好ましい酸化性物質は、入手しやすさの点でクロラミンTである。

0018

本発明組成物中のクロラミンBおよび/またはクロラミンTの含有量は、1重量%以上15重量%以下とするのが、組成物が安定で、長期間放置しても析出物等が発生しない点で好ましい。より好ましい酸化性物質の含有量は、3重量%以上10重量%以下である。

0019

本発明の酸化性スライムコントロール剤組成物は、アゾール系化合物を含有する。アゾール系化合物は、一般に、銅系金属防食剤として使用されているが、本発明では、クロラミンBおよび/またはクロラミンTの安定化剤として機能する。

0020

本発明に用いるアゾール系化合物は、ヘテロ原子を2個以上含む五員環を有する芳香族化合物である。このようなアゾール系化合物としては、例えば、イミダゾールピラゾールオキサゾールチアゾールトリアゾールテトラゾールなどの単環式アゾール化合物ベンゾイミダゾールベンゾオキサゾールベンゾイソオキサゾールベンゾチアゾールメルカプトベンゾイミダゾールメルカプトメチルベンゾイミダゾール、メルカプトベンゾチアゾールベンゾトリアゾールトリルトリアゾールインダゾールプリンイミダゾチアゾール、ピラゾロオキサゾールなどの縮合多環式アゾール系化合物などや、さらにアゾール系化合物の中で塩を形成する化合物にあってはそれらの塩などを挙げることができる。これらのアゾール系化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いても構わない。好ましいアゾール系化合物は、クロラミンBおよび/またはクロラミンTの分解抑制効果が高い点で、ベンゾトリアゾールおよび/またはトリルトリアゾールである。

0021

本発明組成物中のアゾール系化合物の含有量は、0.05重量%以上3重量%以下とするのが、組成物が安定で、長期間放置しても析出物等が発生しない点で好ましい。より好ましいアゾール系化合物の含有量は、0.1重量%以上2重量%以下である。

0022

本発明の酸化性スライムコントロール剤組成物は、クロラミンBおよび/またはクロラミンTの安定性を確保するために組成物のpHを10.0以上にする必要がある。組成物のpHを10.0以上にするためのpH調整剤としては、一般的なアルカリ剤が使用でき、水酸化ナトリウム水酸化カリウム水酸化リチウム等が好適に使用される。

0023

本発明において組成物のpHを11.5以上13.5未満とすると、酸化性物質の分解や析出物の発生を、より効果的に抑制することができるので好ましい。また、組成物のpHを12.5未満にしておくと、万一、本組成物を廃棄する必要が生じた場合に特別管理産業廃棄物に該当しないので廃棄が容易になる。また、本組成物を取り扱う作業者の安全を確保する上でもより好ましい。

0024

本発明の酸化性スライムコントロール剤組成物には、本発明の効果が妨げられない範囲で、さらにその特性を改良するなどの目的で、従来から水処理用途で使用されている公知の防食剤、スケール防止剤、クロラミンBおよびクロラミンT以外のスライムコントロール剤を適宜配合することができ、その場合も本発明に含まれる。特に、スケール防止剤を配合すると、スライムコントロール、銅の防食スケール防止の効果を有する一液型水処理剤となるので好ましい。

0025

本発明の酸化性スライムコントロール剤組成物に配合可能なスケール防止剤としては、例えば2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸アミノトリメチレンホスホン酸やこれらの水溶性塩などのホスホン酸類アクリル酸系、マレイン酸系、メタクリル酸系、スルホン酸系、イタコン酸系、または、イソブチレン系の各重合体やこれらの共重合体等のポリマー類アクリル酸系重合体次亜リン酸付加物等のホスフィノカルボン酸類を挙げることができる。この中で、2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸又はその水溶性塩、マレイン酸、アクリル酸アルキルビニルアセテート三元共重合体ポリアクリル酸の次亜リン酸付加物、アクリル酸と2−アクリルアミド2−メチルプロパンスルホン酸との共重合体の次亜リン酸付加物から選択される少なくとも1種のスケール防止剤を配合すると、配合したスケール防止剤による酸化性物質の分解がほとんどないので好ましい。

0026

以下に、本発明の酸化性スライムコントロール剤組成物の実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。

0027

表1から表3に記載した、実施例1〜15、比較例1〜12、参考例1の計28種類の配合組成の薬剤を調整した。尚、各表中の配合組成欄の数値は、該当化合物の含有量(重量%)であり、残部は各組成物をpH欄に記載されたpHに調整するために使用した水酸化カリウムとイオン交換水である。また、配合組成欄に記載された略号等は以下の化合物を示す。
クロラミンB:N−クロロベンゼンスルホンアミドナトリウム
クロラミンT:N−クロロ−4−メチルベンゼンスルホンアミドナトリウム
12%NaClO:12%次亜塩素酸ナトリウム水溶液
NH2SO3H:スルファミン酸
BT:ベンゾトリアゾール
TTA:トリルトリアゾール
BTC:2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸
HEDP:1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸
PMAB:マレイン酸、アクリル酸アルキル、ビニルアセテートの三元共重合体
AMP:アクリル酸と2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸との共重合体の次亜リン酸付加物

0028

上記28種類の組成物を100mL容のポリエチレン製白色細口ビンに100mLずつ分注し、0℃、20℃、45℃、55℃の各温度に静置した。尚、0℃と55℃については密栓のうえ放置したが、20℃と45℃については薬剤タンク内の状況を再現するために、栓を緩くし通気可能な状態(半開放)で放置した。

0029

経日的に組成物中の酸化力の測定を行うとともに、析出物の有無を観察した。尚、組成物中の酸化力の測定は、JIS K0101 28.3記載のヨウ素滴定法を用いて行い、塩素(Cl2)換算の値(重量%)として算出した。結果を各表に合わせて記す。

0030

0031

0032

0033

本発明の組成物である実施例1〜15は、20℃以下では90日間もの長期にわたり酸化力の分解が殆ど認められず、45℃、55℃の条件でも、21日後の酸化力が80%以上残存していた。特に、pHを11.5から13.5の範囲に調整した本発明の組成物(実施例1〜7、10、11)は、45℃、55℃の条件でも、21日後の酸化力が90%以上残存していた。但し、クロラミンTの含有量を16%とした実施例10は高温で、ベンゾトリアゾールの含有量を4%とした実施例11は低温で、それぞれ析出物を生じたので、この範囲の組成物は使用温度に注意が必要である。

0034

一方、酸化性物質としてクロラミンB、クロラミンTを使用しても、アゾール系化合物を配合しない場合(比較例1、2、7〜12)は、高温安定性が悪く、45℃、55℃の条件における21日後の残存酸化力が全て80%未満であった。また、アゾール系化合物を配合した場合でも、組成物のpHを9.0とした場合(比較例6)には酸化力の低下が顕著になることがわかった。

0035

ここで、従来技術である次亜塩素酸ナトリウム(比較例3)は、どの温度域でも酸化力の分解が著しく、この傾向は、アゾール系化合物を配合(比較例4)しても改善されないことが、また、次亜塩素酸ナトリウム、スルファミン酸、アゾール系化合物を配合したpH13.0の組成物(比較例5)も、高温安定性が悪く実用的ではないことが確認された。

0036

上記の結果から、本発明の酸化性スライムコントロール剤組成物は、従来の酸化性スライムコントロール剤組成物と比較して低pH領域での安定性に優れており、高温や半開放の条件であっても主成分である酸化性物質が分解を受けにくいことが理解される。従って、屋外などに放置、保管し、あるいは、屋外などでの使用に際しても酸化性物質の濃度が長期間維持されるので、組成物のスライムコントロール性能の低下が防止され、各種水系で長期間安定したスライムコントロール性能を発揮させることができる。

実施例

0037

ここで、本発明の組成物にスケール防止剤として2−ホスホノブタン−1,2,4−トリカルボン酸、マレイン酸、アクリル酸アルキル、ビニルアセテートの三元共重合体、アクリル酸と2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸との共重合体の次亜リン酸付加物から選択される少なくとも1種を配合した場合(実施例12〜15)には、スケール防止剤の配合が酸化性物質に対して悪影響を及ぼさず、本発明に配合するには好適なスケール防止剤である。これは、同じスケール防止剤であっても、1−ヒドロキシエチリデン−1,1−ジホスホン酸(参考例1)とは異なる優れた性質である。

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