JP2022034389A - Alkali aqueous solution having superior performance of sterilization, deodorization and the like - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、殺菌消臭性等に優れたアルカリ水溶液に関する。 The present invention relates to an alkaline aqueous solution having excellent sterilizing and deodorizing properties.
近年、一般社会における衛生観念の向上から、殺菌又は消臭商品の需要が大幅に高まっている。また、病院内感染をはじめとする、細菌やウイルスによる疾病等が大きな社会問題となっている。このため、各種の殺菌・消臭製品が市場に供給され、また、多種多様な殺菌・消臭剤が多く出回っている。 In recent years, the demand for sterilizing or deodorizing products has increased significantly due to the improvement of the idea of hygiene in the general society. In addition, diseases caused by bacteria and viruses, including in-hospital infections, have become major social problems. For this reason, various sterilizing and deodorizing products are supplied to the market, and a wide variety of sterilizing and deodorizing agents are widely available.
ここで、これらの殺菌・消臭剤として、ホタテ貝を高温焼成したものを用いた、天然素材由来のものが提案されている。例えば、特許文献1には、荒潰ししたホタテ貝殻を1000℃~1100℃で2~4時間焼成し、湿式ビーズミル粉砕機等の粉砕装置を用いて平均粒径0.5~3μmにした微細焼成粉砕物の抗ウイルス効果が開示されている。特許文献2には、洗浄ホタテ貝殻を1100℃で2時間焼成して得られた100~500nmの焼成ナノ粉末混合物の上清について抗ウイルス剤としての適用が開示されている。
Here, as these sterilizing and deodorizing agents, those derived from natural materials using scallops baked at high temperature have been proposed. For example, in
ところで、本発明者らは、前記特許文献を含め、様々な天然カルシウム素材を焼成し、これを水溶液化したものについて、殺菌消臭効果の検証試験を実施した。しかしながら、単純に焼成した従来品では十分な殺菌消臭効果が得られないとの知見を得た。そこで、本発明は、従来焼成カルシウム素材を用いた場合と比較し、遥かに優れた殺菌消臭性を有するアルカリ水溶液を提供することを課題とする。加えて、本発明は、強アルカリの障害性にもかかわらず、消毒・殺菌剤として人体に適用しても安全な液を提供することも課題とする。 By the way, the present inventors conducted a verification test of a bactericidal deodorizing effect on various natural calcium materials including the above-mentioned patent documents, which were calcined and made into an aqueous solution. However, it was found that a sufficient sterilizing and deodorizing effect cannot be obtained with a conventional product that is simply fired. Therefore, it is an object of the present invention to provide an alkaline aqueous solution having far superior bactericidal and deodorant properties as compared with the case where a conventional calcined calcium material is used. In addition, it is also an object of the present invention to provide a liquid that is safe even when applied to the human body as a disinfectant / bactericidal agent, despite the damage of strong alkalis.
本発明(1)は、
炭酸カルシウム及び/又は水酸化カルシウムを含有する開始材料を焼成して一次焼成物を得る一次焼成工程と、
一次焼成物を微粉砕する微粉砕工程と、
一次焼成物を再度焼成して二次焼成物を得る二次焼成工程と、
二次焼成物を真空雰囲気下又は不活性ガス雰囲気下にて外気温まで冷却させる二次冷却工程と、
により得られた酸化カルシウム含有焼成物を水に溶解してなる、pHが12以上のアルカリ水溶液であって、
25℃の空気下で前記アルカリ水溶液をビーカー内で回転数100rpm以上700rpm以下で1時間攪拌すると白濁し、25℃の空気下で24時間攪拌するとpHが10以下の安全域に低下し、且つ、前記白濁及びpH低下の原因物質は炭酸カルシウムである
ことを特徴とするアルカリ水溶液である。ここで、当該アルカリ水溶液は、25℃の空気下で金属、プラスチック、木材、紙に噴霧すると20分以内に表面pHが10以下の安全域に低下することが好適である。
本発明(2)は、
前記開始材料が貝殻である、前記発明(1)のアルカリ水溶液である。
本発明(3)は、
前記貝殻がホタテ貝殻又はカキ貝殻である、前記発明(2)のアルカリ水溶液である。
本発明(4)は、
繭状の緻密な粒子表面構造を有し、
示差熱熱重量分析(TG-DTA)で測定される酸化カルシウム含有率が95重量%以上であり、また水酸化カルシウム含有率が5重量%以下であり、
蛍光X線分析法(XRF)で測定されるカルシウム元素含有率が95atom%以上であり、
X線回折分析法(XRD)で測定される酸化カルシウム含有率が95質量%以上であり、
平均粒径が20μm以下であり、
BET比表面積が0.5m2/g以上3.0m2/g以下である、貝殻を焼成して得られた酸化カルシウム含有焼成物を水に溶解してなる、pHが12以上のアルカリ水溶液であって、
25℃の空気下で前記アルカリ水溶液をビーカー内で回転数100rpm以上700rpm以下で1時間攪拌すると白濁し、25℃の空気下で24時間攪拌するとpHが10以下の安全域に低下し、
且つ、前記白濁及びpH低下の原因物質は炭酸カルシウムである
ことを特徴とするアルカリ水溶液である。ここで、当該アルカリ水溶液は、25℃の空気接触下で金属、プラスチック、木材、紙に噴霧すると20分以内に表面pHが10以下の安全域に低下することが好適である。
本発明(5)は、
前記貝殻がホタテ貝殻又はカキ貝殻である、前記発明(4)のアルカリ水溶液である。
本発明(6)は、
消毒剤、殺菌剤又は消臭剤である、前記発明(1)~(5)のいずれか一つのアルカリ水溶液である。
本発明(7)は、適用対象が、手指、皮膚又は口腔である、前記発明(6)のアルカリ水溶液である。
The present invention (1) is
A primary firing step of calcining a starting material containing calcium carbonate and / or calcium hydroxide to obtain a primary calcined product.
A fine crushing process for finely crushing the primary fired product,
The secondary firing step of re-baking the primary fired product to obtain the secondary fired product,
A secondary cooling process that cools the secondary fired product to the outside air temperature under a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere, and
An alkaline aqueous solution having a pH of 12 or more, which is obtained by dissolving the calcined product containing calcium oxide obtained in the above method in water.
When the alkaline aqueous solution is stirred in a beaker at a rotation speed of 100 rpm or more and 700 rpm or less for 1 hour under air at 25 ° C., it becomes cloudy, and when it is stirred under air at 25 ° C. for 24 hours, the pH drops to a safe range of 10 or less, and The causative substance of the cloudiness and the decrease in pH is an alkaline aqueous solution characterized by being calcium carbonate. Here, when the alkaline aqueous solution is sprayed on metal, plastic, wood, or paper under air at 25 ° C., it is preferable that the surface pH drops to a safe range of 10 or less within 20 minutes.
The present invention (2) is
The alkaline aqueous solution of the invention (1), wherein the starting material is a shell.
The present invention (3) is
The alkaline aqueous solution of the invention (2), wherein the shell is a scallop shell or an oyster shell.
The present invention (4) is
It has a cocoon-like dense particle surface structure and has a cocoon-like dense particle surface structure.
The calcium oxide content measured by differential thermogravimetric analysis (TG-DTA) is 95% by weight or more, and the calcium hydroxide content is 5% by weight or less.
The calcium element content measured by X-ray fluorescence analysis (XRF) is 95 atom% or more.
The calcium oxide content measured by X-ray diffraction analysis (XRD) is 95% by mass or more.
The average particle size is 20 μm or less,
A calcium oxide-containing calcined product obtained by calcining shells having a BET specific surface area of 0.5 m 2 / g or more and 3.0 m 2 / g or less is dissolved in water with an alkaline aqueous solution having a pH of 12 or more. There,
When the alkaline aqueous solution is stirred in a beaker at a rotation speed of 100 rpm or more and 700 rpm or less for 1 hour under air at 25 ° C., it becomes cloudy, and when it is stirred under air at 25 ° C. for 24 hours, the pH drops to a safe range of 10 or less.
Moreover, the causative substance of the cloudiness and the decrease in pH is an alkaline aqueous solution characterized by being calcium carbonate. Here, when the alkaline aqueous solution is sprayed on a metal, plastic, wood, or paper under air contact at 25 ° C., it is preferable that the surface pH drops to a safe range of 10 or less within 20 minutes.
The present invention (5)
The alkaline aqueous solution of the invention (4), wherein the shell is a scallop shell or an oyster shell.
The present invention (6) is
It is an alkaline aqueous solution according to any one of the above inventions (1) to (5), which is a disinfectant, a disinfectant or a deodorant.
The present invention (7) is the alkaline aqueous solution of the invention (6), wherein the object of application is a finger, skin or oral cavity.
本発明によれば、特殊な焼成カルシウム素材を用いることにより、従来の焼成カルシウム素材を用いた場合との比較において遥かに殺菌消臭性に優れたアルカリを提供することができる。更に、本発明によれば、強アルカリの障害性にもかかわらず、消毒・殺菌剤として人体に適用しても安全なアルカリ水溶液を提供することもできる。 According to the present invention, by using a special calcined calcium material, it is possible to provide an alkali having far superior sterilizing and deodorizing properties as compared with the case where a conventional calcined calcium material is used. Further, according to the present invention, it is possible to provide an alkaline aqueous solution that is safe even when applied to the human body as a disinfectant / bactericidal agent, despite the damage of strong alkalis.
本発明に係るアルカリ水溶液は、特定の酸化カルシウム焼成物を水に溶解することにより得られる。以下、当該焼成物、当該焼成物の製造方法、当該アルカリ水溶液の製造方法、当該アルカリ水溶液の用途(殺菌消臭剤)、の順で説明する。 The alkaline aqueous solution according to the present invention can be obtained by dissolving a specific calcined calcium oxide product in water. Hereinafter, the fired product, the method for producing the fired product, the method for producing the alkaline aqueous solution, and the use of the alkaline aqueous solution (sterilizing deodorant) will be described in this order.
≪焼成物≫
本発明に係る焼成物を製造する開始材料は、貝殻である。貝殻とは、一般に貝と呼称される生物やこれに類する生物(多くは貝殻亜門に属する)が外殻として形成する、炭酸カルシウムを含む材料を指す。
≪Baked product≫
The starting material for producing the baked product according to the present invention is a shell. The shell refers to a material containing calcium carbonate, which is formed as an outer shell by an organism generally called a shellfish and similar organisms (many of which belong to the subphylum Conchifera).
貝は、一般的に一枚貝、二枚貝、巻貝といった分類に分けられる。一枚貝としては、アワビ、トコブシ等が挙げられ、二枚貝としては、ホタテ、カキ、シジミ、ハマグリ、アサリ等が挙げられ、巻貝としては、サザエ、ツブ、カタツムリ等が挙げられる。いずれの貝の貝殻も開始材料として使用可能であるが、洗浄が容易で不純物の混入リスクを低減できることから二枚貝の貝殻が好ましい。二枚貝の貝殻の中でもホタテ貝殻とカキ貝殻がより好ましく、ホタテ貝殻が特に好ましい。 Shellfish are generally classified into single shellfish, bivalve shellfish, and snails. Examples of single shells include abalone, tokobushi and the like, examples of bivalves include scallops, oysters, freshwater clams, clams and clams, and examples of snails include turban shells, clams and clams. Any shell can be used as a starting material, but bivalve shells are preferred because they are easy to clean and reduce the risk of contamination. Among the bivalve shells, scallop shells and oyster shells are more preferable, and scallop shells are particularly preferable.
本発明に係る焼成物の平均粒径は、好適には、20.0μm以下、15.0μm以下、10.0μm以下、8.0μm以下、6.0μm以下、5.0μm以下、又は2.0μm以下である。 The average particle size of the fired product according to the present invention is preferably 20.0 μm or less, 15.0 μm or less, 10.0 μm or less, 8.0 μm or less, 6.0 μm or less, 5.0 μm or less, or 2.0 μm. It is as follows.
本発明に係る焼成物の平均粒径は、粒度分布測定装置を用いて測定すればよい。このような装置として、例えば、CILAS(株式会社アイシンナノテクノロジーズ)が挙げられる。また、本発明の焼成物の形状や表面構造は、2000倍~10000倍の任意の倍率のSEM画像から求めることができる。 The average particle size of the fired product according to the present invention may be measured using a particle size distribution measuring device. Examples of such a device include CILAS (Aisin Nano Technologies Co., Ltd.). Further, the shape and surface structure of the fired product of the present invention can be obtained from an SEM image having an arbitrary magnification of 2000 to 10000 times.
焼成物の波長分散型の蛍光X線分析法(XRF)によって測定可能な元素に占めるカルシウム元素の割合は、90atom%以上、91atom%以上、92atom%以上、93atom%以上、94atom%以上、95atom%以上、96atom%以上、97atom%以上、98atom%以上、99atom%以上としてもよい。 The ratio of calcium element to the elements that can be measured by wavelength dispersive fluorescent X-ray analysis (XRF) of the fired product is 90 atom% or more, 91 atom% or more, 92 atom% or more, 93 atom% or more, 94 atom% or more, 95 atom%. As mentioned above, 96 atom% or more, 97 atom% or more, 98 atom% or more, and 99 atom% or more may be used.
蛍光X線分析(XRF)により、カルシウム以外にもカリウム、硫黄、リン、マグネシウム、ナトリウム、アルミニウム、ケイ素、ストロンチウム等の微量な含有率も測定できる。尚、波長分散型の蛍光X線分析法(XRF)では炭素や酸素は測定されない。 In addition to calcium, fluorescent X-ray analysis (XRF) can measure the content of trace amounts of potassium, sulfur, phosphorus, magnesium, sodium, aluminum, silicon, strontium, and the like. Carbon and oxygen are not measured by the wavelength dispersive fluorescent X-ray analysis method (XRF).
波長分散型蛍光X線分析法(XRF)の装置として、RIX3100(理学電機工業株式会社製)が挙げられる。 As an apparatus for wavelength dispersive fluorescent X-ray analysis (XRF), RIX3100 (manufactured by Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd.) can be mentioned.
本発明に係る焼成物の酸化カルシウム、水酸化カルシウム、及び炭酸カルシウム含有割合は、示差熱熱量重量分析装置を用いて推定される。示差熱熱量重量分析により、300℃前後の重量変化から水分の含有を推定し、350℃前後の重量変化から水酸化カルシウムの含量を推定し、600℃前後の重量変化から炭酸カルシウムの含量を推定できる。 The calcium oxide, calcium hydroxide, and calcium carbonate content ratios of the calcined product according to the present invention are estimated using a differential calorific value gravimetric analyzer. By differential thermal calorimetric analysis, the water content is estimated from the weight change around 300 ° C, the calcium hydroxide content is estimated from the weight change around 350 ° C, and the calcium carbonate content is estimated from the weight change around 600 ° C. can.
本発明に係る焼成物の示差熱熱量重量分析(TG-DTA)によって測定される30~1000℃における重量維持割合(酸化カルシウム含有割合とも表現する)は、好適には、75.0重量%以上、80.0重量%以上、85.0重量%以上、90.0重量%以上、95.0重量%以上、99.0重量%以上、99.3重量%以上、又は99.5重量%以上である。重量維持割合とは、30℃時点における重量に対する1000℃時点における重量の百分率である。 The weight retention ratio (also referred to as calcium oxide content ratio) at 30 to 1000 ° C. measured by the differential calorific value weight analysis (TG-DTA) of the fired product according to the present invention is preferably 75.0% by weight or more. , 80.0% by weight or more, 85.0% by weight or more, 90.0% by weight or more, 95.0% by weight or more, 99.0% by weight or more, 99.3% by weight or more, or 99.5% by weight or more. Is. The weight retention ratio is a percentage of the weight at 1000 ° C. to the weight at 30 ° C.
示差熱熱重量分析(TG-DTA)の装置として、例えば、TGA851e(メトラー・トレド社製)が挙げられる。示差熱熱重量分析の測定は、窒素100mL/min気流中、10℃/分の昇温速度にて30℃から1000℃まで昇温して行う。
As an apparatus for differential thermogravimetric analysis (TG-DTA), for example, TGA851e (manufactured by METTLER TOLEDO) can be mentioned. The measurement of the differential thermogravimetric analysis is performed by raising the temperature from 30 ° C. to 1000 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min in a
本発明に係る焼成物のX線回折分析法(XRD)によって測定される純度は、好適には、90.0質量%以上、92質量%以上、94質量%以上、96質量%以上、98質量%以上、99質量%以上、又は99.5質量%以上である。 The purity measured by the X-ray diffraction analysis method (XRD) of the calcined product according to the present invention is preferably 90.0% by mass or more, 92% by mass or more, 94% by mass or more, 96% by mass or more, and 98% by mass. % Or more, 99% by mass or more, or 99.5% by mass or more.
X線回折分析法(XRD)の装置として、例えば、X’Pert-PRO(Philips)が挙げられる。 As an apparatus for X-ray diffraction analysis (XRD), for example, X'Pert-PRO (Philips) can be mentioned.
本発明に係る焼成物のBET比表面積は、好適には、0.2m2/g以上、0.3m2/g以上、0.4m2/g以上、0.5m2/g以上、0.6m2/g以上、0.7m2/g以上、0.8m2/g以上、0.9m2/g以上、又は1.0m2/g以上である。他方、好適には、3.0m2/g以下、2.8m2/g以下、2.6m2/g以下、2.4m2/g以下、2.2m2/g以下、又は2.0m2/g以下である。 The BET specific surface area of the fired product according to the present invention is preferably 0.2 m 2 / g or more, 0.3 m 2 / g or more, 0.4 m 2 / g or more, 0.5 m 2 / g or more, 0. 6 m 2 / g or more, 0.7 m 2 / g or more, 0.8 m 2 / g or more, 0.9 m 2 / g or more, or 1.0 m 2 / g or more. On the other hand, preferably, 3.0 m 2 / g or less, 2.8 m 2 / g or less, 2.6 m 2 / g or less, 2.4 m 2 / g or less, 2.2 m 2 / g or less, or 2.0 m. It is 2 / g or less.
BET比表面積を解析する装置として、例えば、Quantachrome社製ChemBET3000が挙げられる。BET比表面積の測定方法は特に制限されず通常使用される条件で測定してよい。 As an apparatus for analyzing the BET specific surface area, for example, ChemBET3000 manufactured by Quantachrome can be mentioned. The method for measuring the BET specific surface area is not particularly limited and may be measured under normally used conditions.
本発明に係る焼成物を水蒸気等と水和反応させると、表面化から水酸化カルシウムの形成による結晶の微細化、裂け目と細孔の形成による表面構造の変化が生じ、親水性が向上した特性変化が生じる。実際に、X線回折分析法(XRD)で測定される酸化カルシウム含有率が99%以上、平均粒径が5μm以下の貝殻焼成物は、X線回折分析法(XRD)で測定される酸化カルシウム含有率が75~95%、水酸化カルシウム含有率が5~20%、平均粒径が5μm以下である貝殻焼成物と比べ、水を添加した当初は親水性、水懸濁性が悪く、より多量の沈殿を生じる。 When the calcined product according to the present invention is hydrated with water vapor or the like, the surface structure changes due to the formation of calcium hydroxide and the formation of crevices and pores, and the surface structure changes due to the formation of calcium hydroxide. Occurs. In fact, the calcined shells having a calcium oxide content of 99% or more and an average particle size of 5 μm or less measured by the X-ray diffraction analysis method (XRD) are calcium oxide measured by the X-ray diffraction analysis method (XRD). Compared to shell-baked products with a content of 75 to 95%, a calcium hydroxide content of 5 to 20%, and an average particle size of 5 μm or less, the hydrophilicity and water suspension are poor at the beginning when water is added, and more. A large amount of precipitation occurs.
≪焼成物の製造方法≫
上述の焼成物を製造するための方法の1例を以下説明する。当然のことながら、以下の方法を改変した方法や全く異なる方法によって上述の焼成物を製造してもよい。
≪Manufacturing method of fired product≫
An example of the method for producing the above-mentioned fired product will be described below. As a matter of course, the above-mentioned fired product may be produced by a modified method of the following method or a completely different method.
当該製造方法は、以下の工程(1)~(6)を記載した順に実行する。
(1)貝殻を焼成する一次焼成工程、
(2)焼成された一次焼成物を外気温まで自然冷却させる工程、
(3)一次焼成物を各フィルター(エアフィルター、マイクロミストフィルター、活性炭フィルター)を通して不純物を除去し、乾式超微粉砕システム(ナノジェットマイザー)及び/又はバグ又はサイクロン集塵装置により、高圧ガスとして大気を乾燥させた空気の他、不活性ガスの窒素ガスやアルゴンガスを注入して二酸化炭素及び水蒸気を置換除去しながら均一微粉砕化及び集塵する工程、
(4)一次焼成物を二次焼成する二次焼成工程、
(5)二次焼成物を気圧103Pa以下の低気圧条件下、及び/又は、不活性ガス雰囲気条件下で外気温まで自然冷却させる工程、
(6)焼成炉開閉扉を窒素ガス又はアルゴンガス雰囲気下内(焼成炉開閉扉の外側もアルゴンガス雰囲気下にする。)で冷却焼成物を搬出し、真空及び/又は窒素ガス又はアルゴンガス充填包装する工程
The manufacturing method is executed in the order described in the following steps (1) to (6).
(1) Primary firing process for firing shells,
(2) A process of naturally cooling the fired primary fired product to the outside air temperature.
(3) The primary fired product is passed through each filter (air filter, micro mist filter, activated charcoal filter) to remove impurities, and is used as a high-pressure gas by a dry ultrafine crushing system (nanojet mizer) and / or a bug or cyclone dust collector. A process of uniformly pulverizing and collecting dust while injecting inert gas nitrogen gas or argon gas to replace and remove carbon dioxide and water vapor, in addition to dried air.
(4) Secondary firing step of secondary firing of the primary fired product,
(5) A step of naturally cooling the secondary fired product to the outside air temperature under low pressure conditions of 10 3 Pa or less and / or under inert gas atmosphere conditions.
(6) The cooled fired product is carried out while the firing furnace opening / closing door is placed in a nitrogen gas or argon gas atmosphere (the outside of the firing furnace opening / closing door is also placed in an argon gas atmosphere) and filled with vacuum and / or nitrogen gas or argon gas. Packaging process
以下、各工程について、貝殻としてホタテ貝を用いた場合を例に採り説明する。 Hereinafter, each step will be described by taking the case where a scallop shell is used as a shell as an example.
尚、本発明において「外気温」とは、焼成を行う装置(焼成炉)が置かれている周囲環境の気温を意味する。焼成炉が配される地域や場所並びに時刻や季節によって周囲環境の気温は変動するものであり、一律に定義することはできないが、100℃未満、80℃未満、60℃未満又は50℃未満の温度と解釈してもよい。 In the present invention, the "outside air temperature" means the temperature of the surrounding environment in which the firing device (firing furnace) is placed. The temperature of the surrounding environment fluctuates depending on the area and place where the firing furnace is located, the time and the season, and although it cannot be defined uniformly, it is less than 100 ° C, less than 80 ° C, less than 60 ° C or less than 50 ° C. It may be interpreted as temperature.
工程(1)は、開始材料を一次焼成する工程である。この焼成において開始材料に含まれるタンパク質等に由来する炭素や水素が放出され、主成分の炭酸カルシウムは酸化カルシウムへと変質する。 The step (1) is a step of primary firing the starting material. In this firing, carbon and hydrogen derived from proteins and the like contained in the starting material are released, and calcium carbonate, which is the main component, is transformed into calcium oxide.
焼成温度は、好適には、1200℃以上、1400℃以上、又は1600℃以上である。これら温度以上にすることで充分に有機物を除去でき酸化カルシウムの純度が高くなる。他方、焼成温度の上限については酸化カルシウムの融点(約2600℃)以下であれば特に制限はないが、焼成炉への負荷やエネルギーコストの観点から、1650℃以下、1600℃以下、1550℃以下、又は1500℃以下が好ましい。当然のことながら、焼成工程に亘って、上記範囲内である限り、焼成温度は一定でも変動してもよい。 The firing temperature is preferably 1200 ° C. or higher, 1400 ° C. or higher, or 1600 ° C. or higher. By raising the temperature above these temperatures, organic substances can be sufficiently removed and the purity of calcium oxide becomes high. On the other hand, the upper limit of the firing temperature is not particularly limited as long as it is below the melting point of calcium oxide (about 2600 ° C.), but from the viewpoint of the load on the firing furnace and the energy cost, it is 1650 ° C. or lower, 1600 ° C. or lower, and 1550 ° C. or lower. , Or 1500 ° C. or lower is preferable. As a matter of course, the firing temperature may be constant or variable throughout the firing step as long as it is within the above range.
焼成時間は、好適には、3時間以上、4時間以上、又は5時間以上である。他方、焼成時間の上限は8時間以下、7.5時間以下、7時間以下、又は6.5時間以下が好ましい。 The firing time is preferably 3 hours or more, 4 hours or more, or 5 hours or more. On the other hand, the upper limit of the firing time is preferably 8 hours or less, 7.5 hours or less, 7 hours or less, or 6.5 hours or less.
工程(1)は有機物の除去を行うため酸素含有雰囲気下(通常は大気雰囲気下)で実行する。タンパク質等に含まれる炭素や水素は酸素と反応し、二酸化炭素や水となって開始材料から遊離する。 Step (1) is carried out in an oxygen-containing atmosphere (usually in an air atmosphere) in order to remove organic substances. Carbon and hydrogen contained in proteins and the like react with oxygen to become carbon dioxide and water, which are released from the starting material.
外気温から先の焼成温度に昇温する速度に特に制限はないが、通常は100~500℃/時間、150~450℃/時間、200~400℃/時間又は250~350℃/時間である。 The rate of raising the temperature from the outside air temperature to the firing temperature is not particularly limited, but is usually 100 to 500 ° C./hour, 150 to 450 ° C./hour, 200 to 400 ° C./hour or 250 to 350 ° C./hour. ..
工程(2)は、工程(1)によって焼成された一次焼成物を冷却する工程である。積極的に冷却させるのではなく、加熱を停止させ放熱によって外気温まで自然冷却させる。工程(2)に要する時間は外気温の温度や開始材料によって左右されると考えられるが、凡そ、10時間以上、15時間以上、20時間以上である。 The step (2) is a step of cooling the primary fired product fired by the step (1). Instead of actively cooling, the heating is stopped and the heat is dissipated to naturally cool the outside air temperature. The time required for the step (2) is considered to be affected by the temperature of the outside air temperature and the starting material, but is about 10 hours or more, 15 hours or more, and 20 hours or more.
工程(2)は、任意の雰囲気下で行ってよい。例えば、不活性ガス(ヘリウムや窒素ガス等)雰囲気下でもよいし、大気雰囲気下でもよい。また工程(1)の雰囲気下と同じでも異なっていてもよい。水和反応を防ぐため、低湿度環境で冷却することが好ましい。 The step (2) may be performed in any atmosphere. For example, it may be in an atmosphere of an inert gas (helium, nitrogen gas, etc.) or an atmosphere. Further, it may be the same as or different from the atmosphere of the step (1). It is preferable to cool in a low humidity environment to prevent hydration reaction.
緩やかに自然冷却させる過程において、酸化カルシウムが高い結晶性を維持したまま冷却されるものと解される。 It is understood that calcium oxide is cooled while maintaining high crystallinity in the process of gentle natural cooling.
工程(3)において、粉末状態になった焼成物をエアフィルター、マイクロミストフィルター、活性炭フィルター等のフィルターを通じて不純物を除去し、特殊コンプレッサーで非常に乾燥された高圧ガスエネルギーで粒子を加速し、粒子衝突により超微粉砕を実現できる装置(ナノジェットマイザー;NJ-300-D)を使用して微粉砕する。高圧ガスとして大気を乾燥させた空気の他、不活性ガスの窒素ガスやアルゴンガスの使用も可能である。 In step (3), impurities are removed from the powdered calcined product through filters such as an air filter, micro mist filter, and activated carbon filter, and the particles are accelerated by high-pressure gas energy that is extremely dried by a special compressor. Fine pulverization is performed using a device (nanojet mizer; NJ-300-D) capable of realizing ultrafine pulverization by collision. In addition to dried air as a high-pressure gas, nitrogen gas or argon gas, which are inert gases, can also be used.
工程(4)は、焼成物を更に焼成する二次焼成工程である。一次焼成物焼成後において、大気中の水蒸気や焼成による生成ガスである二酸化炭素と反応することにより酸化カルシウムの割合が減少すると考えられる。このため、酸化カルシウムの純度を維持、向上させるため、再焼成を行う。 The step (4) is a secondary firing step of further firing the fired product. After firing the primary calcined product, it is considered that the proportion of calcium oxide decreases by reacting with water vapor in the atmosphere and carbon dioxide, which is a gas produced by calcining. Therefore, in order to maintain and improve the purity of calcium oxide, recalcination is performed.
二次焼成工程の焼成温度は、好適には、600℃以上、700℃以上、800℃以上、850℃以上、900℃以上、950℃以上である。これら温度以上で焼成することで充分に炭酸カルシウム、水酸化カルシウムを酸化カルシウムへと変化させることができる。二次焼成工程の焼成温度は、約2600℃(酸化カルシウムの融点)以下であり、通常1500℃以下、1200℃以下、1000℃以下である。 The firing temperature in the secondary firing step is preferably 600 ° C. or higher, 700 ° C. or higher, 800 ° C. or higher, 850 ° C. or higher, 900 ° C. or higher, and 950 ° C. or higher. By firing at these temperatures or higher, calcium carbonate and calcium hydroxide can be sufficiently converted into calcium oxide. The firing temperature in the secondary firing step is about 2600 ° C. (melting point of calcium oxide) or less, and usually 1500 ° C. or lower, 1200 ° C. or lower, 1000 ° C. or lower.
二次焼成工程の焼成時間は、好適には、1時間以上、1.5時間以上又は2時間以上である。他方、焼成炉への負荷やエネルギーコストの観点から7時間以下、6時間以下、5時間以下、4時間以下、3時間以下が好ましい。 The firing time in the secondary firing step is preferably 1 hour or longer, 1.5 hours or longer, or 2 hours or longer. On the other hand, from the viewpoint of the load on the firing furnace and the energy cost, 7 hours or less, 6 hours or less, 5 hours or less, 4 hours or less, and 3 hours or less are preferable.
工程(5)は、二次焼成後の冷却工程である。気圧103Pa以下の低気圧条件下、及び/又は、不活性ガス条件下で自然冷却を行う。 The step (5) is a cooling step after the secondary firing. Natural cooling is performed under low pressure conditions of 10 3 Pa or less and / or under inert gas conditions.
工程(6)では、焼成炉内に不活性ガスを注入し、焼成炉開閉扉を行う。この場合は観音開き状態の扉ではなく、引き戸の扉が望ましい。不活性ガス雰囲気下内状態のカバーが容易である。更にこの不活性ガス雰囲気下で焼成物を真空包装する。 In the step (6), the inert gas is injected into the firing furnace to open and close the firing furnace. In this case, it is desirable to use a sliding door instead of a double door. It is easy to cover the inside state under the atmosphere of inert gas. Further, the fired product is vacuum-packed in this inert gas atmosphere.
本発明における不活性ガスとしては、酸化カルシウムと反応性を有しないガスであれば特に制限はなく、例えばヘリウムガス、アルゴンガス、窒素ガス、酸素ガスが挙げられる。 The inert gas in the present invention is not particularly limited as long as it is a gas that does not react with calcium oxide, and examples thereof include helium gas, argon gas, nitrogen gas, and oxygen gas.
尚、上述したものはあくまで1例であり、例えば、工程(5)は、工程(2)に代えて実行してもよい。工程(5)は省略して、工程(3)そして工程(6)を引き続いて実行してもよい。 The above-mentioned one is only an example, and for example, the step (5) may be executed instead of the step (2). Step (5) may be omitted, and step (3) and step (6) may be continuously executed.
≪アルカリ水溶液の製法≫
本発明に係るアルカリ水溶液は、該酸化カルシウム含有焼成物を水に溶解させることにより得ることができる。この際、水が沸騰しないように、例えば、水を攪拌しながら徐々に該酸化カルシウム含有焼成物を投入することが、殺菌・消臭効果をより高める観点から好適である。尚、該アルカリ水溶液は、他の成分を含有していてもよい。例えば、エタノールを添加することで、揮発性や殺菌性活性の向上等が期待できる。
≪Manufacturing method of alkaline aqueous solution≫
The alkaline aqueous solution according to the present invention can be obtained by dissolving the calcium oxide-containing calcined product in water. At this time, it is preferable to gradually add the calcium oxide-containing calcined product while stirring the water so that the water does not boil, from the viewpoint of further enhancing the sterilizing / deodorizing effect. The alkaline aqueous solution may contain other components. For example, the addition of ethanol can be expected to improve volatility and bactericidal activity.
ここで、当該酸化カルシウム含有焼成物の添加量は、水溶液の全質量を基準として、0.5質量%以上であることが好適であり、3質量%以上であることがより好適であり、10質量%以上であることが更に好適であり、15質量%以上であることが特に好適である。上限値は特に限定されず、例えば、30質量%である。更に、上記生成した沈殿物に同質量%になるように水を加える操作からなる水溶液の強アルカリ性を維持したまま50回以上、100回以上、さらに200回以上繰り返すことができる。 Here, the amount of the calcined product containing calcium oxide added is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, based on the total mass of the aqueous solution. It is more preferable that it is by mass or more, and it is particularly preferable that it is 15% by mass or more. The upper limit is not particularly limited, and is, for example, 30% by mass. Further, it can be repeated 50 times or more, 100 times or more, and 200 times or more while maintaining the strong alkalinity of the aqueous solution consisting of the operation of adding water to the produced precipitate so as to have the same mass%.
また、アルカリ水溶液は、低温度(<10℃、下限は例えば0℃)で実質的に空気非接触状態下で製造することが好適である。尚、ここでの「実質的に空気非接触状態」とは、例えば、減圧下又は窒素や不活性ガス(例えばアルゴン)等を導入することで、系内の空気を低減(例えば、系の容積を基準として、10容量%以下、5容量%以下、1容量%以下)させた状態を指す。また、濾過工程を含む場合、当該濾過は、圧力濾過又は真空濾過が好適である。この場合、圧力濾過の場合、窒素や不活性ガス(例えばアルゴン)にて加圧することが好適である。 Further, it is preferable to produce the alkaline aqueous solution at a low temperature (<10 ° C., the lower limit is, for example, 0 ° C.) under a substantially non-air contact state. The "substantially non-contact state with air" here means that the air in the system is reduced (for example, the volume of the system) by, for example, under reduced pressure or by introducing nitrogen or an inert gas (for example, argon). Refers to a state in which 10% by volume or less, 5% by volume or less, and 1% by volume or less) are applied. When the filtration step is included, the filtration is preferably pressure filtration or vacuum filtration. In this case, in the case of pressure filtration, it is preferable to pressurize with nitrogen or an inert gas (for example, argon).
≪アルカリ水溶液の物性≫
本発明に係るアルカリ水溶液のpHは、12.0以上13.5以下であることが好適であり、12.5以上12.9以下であることがより好適である。ここで、pHは、温度25℃下にてpHメーターで測定した値である(例えば、株式会社モノタロウ社 防水ハンディーpH計 PH-6011A-OM)。
≪Physical characteristics of alkaline aqueous solution≫
The pH of the alkaline aqueous solution according to the present invention is preferably 12.0 or more and 13.5 or less, and more preferably 12.5 or more and 12.9 or less. Here, the pH is a value measured with a pH meter at a temperature of 25 ° C. (for example, Monotaro Co., Ltd. waterproof handy pH meter PH-6011A-OM).
また、本発明に係るアルカリ水溶液は、25℃の空気下で当該アルカリ水溶液を1時間攪拌すると白濁し、更に24時間後にはpHが1以上(例えば、1.25以上、1.5以上、1.75以上;例えば、5以下、4以下、3以下、2以下)低下する(例えば、pHが11以下、10.5以下、10.25以下、10以下)性質を有する(下限は特に限定されず、例えば、7.0以上、8.0以上)。ここで、該アルカリ水溶液は、25℃の空気下で金属、プラスチック、木材、紙に噴霧すると20分以内に表面pHが10以下の安全域に低下することが好適である。ここで、「金属」、「プラスチック」、「木材」及び「紙」は、25℃の当該アルカリ水を20分適用した際、表面pHが10以下となる素材である。また、本明細書及び本特許請求の範囲にいう「攪拌」は、例えば、撹拌はCorning Digital Stirrer/Hotplateで室温(約25℃)回転数500rpm、アズワン撹拌子(直径5mmX50mm)で撹拌することである。ここで、前記白濁及びpH低下の原因物質は炭酸カルシウムである。このような性質は、下記観点から生体安全性に優れているといえる。まず、本発明に係るアルカリ水溶液を様々な素材や手のひらの表面に噴霧したり、本発明に係るアルカリ水溶液を口に入れて口腔内を洗浄しても、元のアルカリ水溶液の強アルカリにもかかわらず、アルカリ水溶液中に存在すると推定されるCa2+(以下、実施例参照)と空気中のCO2との反応によって炭酸カルシウムを生成することで、短時間で安全なpH領域に下がり安全であることを示唆している。因みに、生成した炭酸カルシウムは、胃制酸薬等として使われており、飲み込んでも少量であれば安全である。また吸い込んでも、更に反応して可溶性の炭酸水素カルシウムを形成するので危険性はないと推定される。
Further, the alkaline aqueous solution according to the present invention becomes cloudy when the alkaline aqueous solution is stirred in air at 25 ° C. for 1 hour, and after 24 hours, the pH is 1 or more (for example, 1.25 or more, 1.5 or more, 1). .75 or more; for example, 5 or less, 4 or less, 3 or less, 2 or less) has the property of decreasing (for example, pH is 11 or less, 10.5 or less, 10.25 or less, 10 or less) (the lower limit is particularly limited). For example, 7.0 or more, 8.0 or more). Here, when the alkaline aqueous solution is sprayed on metal, plastic, wood, or paper under air at 25 ° C., it is preferable that the surface pH drops to a safe range of 10 or less within 20 minutes. Here, "metal", "plastic", "wood" and "paper" are materials having a surface pH of 10 or less when the alkaline water at 25 ° C. is applied for 20 minutes. Further, "stirring" as used in the present specification and claims is, for example, by stirring with a Corning Digital Stirrer / Hotplate at room temperature (about 25 ° C.), a rotation speed of 500 rpm, and an AS ONE stirrer (
≪アルカリ水溶液の使用方法・用途≫
本発明に係るアルカリ水溶液は、例えば、殺菌剤や消臭剤として、スプレー剤、泡状、高圧ミスト噴射等の形態にて使用可能である。本発明に係るアルカリ水溶液を使用して殺菌する対象は特に限定されず、任意の病原体に使用できる。より具体的には、真正細菌、古細菌、真菌、ウイルスに使用できる。真正細菌としては、例えば、大腸菌、緑膿菌、サルモネラ菌等のグラム陰性菌、ブドウ球菌等のグラム陽性菌が挙げられる。真菌としては、例えば、白癬菌、カンジダ菌等が挙げられる。ウイルスとしては、例えば、インフルエンザウイルス、ノロウイルス、コロナウイルス等が挙げられる。更には、人体に適用しても安全なことから、 適用対象が手指、皮膚又は口腔である殺菌剤等であってもよい。尚、本特許請求の範囲及び本明細書においては、ウイルスの無毒化(抗ウイルス活性)もまとめて「殺菌」と呼称する。また、本発明において殺菌とは、対象物を完全に又はほぼ完全に無毒化/除去することを意味するだけでなく、対象物の増殖を低減させる「静菌」も含まれる概念である。このように、本発明に係るアルカリ水溶液は、一般生活空間及び生活用品のウイルス除去・除菌・消臭に利用可能である。例えば、手洗・玄関・トイレ・浴室・洗面所・キッチン(洗剤洗浄後の食器洗浄やスポンジの除菌等々)・食卓テーブル・生ごみ、ごみ箱の除菌消臭・加湿器用水・ペット用品の除菌消臭・うがい・口の濯ぎ等に使用可能である。
≪How to use and use alkaline aqueous solution≫
The alkaline aqueous solution according to the present invention can be used, for example, as a bactericide or a deodorant in the form of a spray, foam, high-pressure mist injection, or the like. The object to be sterilized using the alkaline aqueous solution according to the present invention is not particularly limited, and can be used for any pathogen. More specifically, it can be used for eubacteria, archaea, fungi and viruses. Examples of eubacteria include gram-negative bacteria such as Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, and Salmonella, and gram-positive bacteria such as staphylococcus. Examples of the fungus include Trichophyton, Candida and the like. Examples of the virus include influenza virus, norovirus, coronavirus and the like. Furthermore, since it is safe to apply to the human body, it may be applied to a bactericide or the like whose target is fingers, skin or oral cavity. In addition, in the claims and the present specification, detoxification of virus (antiviral activity) is also collectively referred to as "sterilization". Further, in the present invention, sterilization is a concept that not only means completely or almost completely detoxifying / removing an object, but also includes "bacteriostatic" that reduces the growth of the object. As described above, the alkaline aqueous solution according to the present invention can be used for virus removal, sterilization, and deodorization of general living spaces and daily necessities. For example, hand wash, entrance, toilet, bathroom, washroom, kitchen (washing dishes after washing with detergent, disinfecting sponge, etc.), dining table, food waste, disinfecting deodorant of trash can, water for humidifier, removing pet supplies It can be used for deodorizing bacteria, irrigating, rinsing the mouth, etc.
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
≪酸化カルシウム焼成体の製造≫
(例1)
ホタテ貝殻を1450℃で6時間焼成し、外気温まで自然冷却させた。これをエアフィルター、マイクロミストフィルター、活性炭フィルターを通して不純物を除去し、乾式超微粉砕システム(ナノジェットマイザー)により微粉砕した。その後、950℃で2時間焼成した。この二次焼成物を低気圧条件下(10-4Pa以下)にて外気温まで自然冷却させた。
≪Manufacturing of calcined calcium oxide body≫
(Example 1)
The scallop shells were calcined at 1450 ° C. for 6 hours and naturally cooled to the outside air temperature. Impurities were removed from this through an air filter, a micro mist filter, and an activated carbon filter, and the mixture was finely pulverized by a dry ultrafine pulverization system (nanojet mizer). Then, it was calcined at 950 ° C. for 2 hours. This secondary fired product was naturally cooled to the outside air temperature under low pressure conditions (10 -4 Pa or less).
(例2)
ホタテ貝殻を1450℃で6時間焼成し、外気温まで自然冷却させた。これをエアフィルター、マイクロミストフィルター、活性炭フィルターを通して不純物を除去し、乾式超微粉砕システム(ナノジェットマイザー)により不活性ガスの窒素ガスやアルゴンガスを注入して二酸化炭素及び水蒸気を置換除去しながら微粉砕した。
(Example 2)
The scallop shells were calcined at 1450 ° C. for 6 hours and naturally cooled to the outside air temperature. Impurities are removed through an air filter, a micro mist filter, and an activated carbon filter, and an inert gas such as nitrogen gas or argon gas is injected by a dry ultrafine pulverization system (nanojet mizer) to replace and remove carbon dioxide and water vapor. Finely ground.
(例3)
ホタテ貝殻を1100℃で4時間焼成し、外気温まで自然冷却させた。
(Example 3)
The scallop shells were calcined at 1100 ° C. for 4 hours and naturally cooled to the outside air temperature.
(平均粒径)
各粉体の平均粒径は、粒度分布測定装置(CILAS;株式会社アイシンナノテクノロジーズ)を用いて測定した。
(Average particle size)
The average particle size of each powder was measured using a particle size distribution measuring device (CILAS; Aisin Nano Technologies Co., Ltd.).
(カルシウム元素含有割合)
各粉体のカルシウム元素含有割合は、蛍光X線分析装置(RIX3100;理学電機株式会社製)を用いて測定した。
(Calcium element content ratio)
The calcium element content ratio of each powder was measured using a fluorescent X-ray analyzer (RIX3100; manufactured by Rigaku Denki Co., Ltd.).
(酸化カルシウム含有割合)
各粉体の酸化カルシウム含有割合及び水酸化カルシウム含有割合は、示差熱熱量重量分析装置(TGA851e;メトラー・トレド社)及びX線回折装置(X’Pert-PRO(Philips))を用いて測定した。
(Calcium oxide content ratio)
The calcium oxide content and the calcium hydroxide content of each powder were measured using a differential calorific value gravimetric analyzer (TGA851e; METTLER TOLEDO) and an X-ray diffractometer (X'Pert-PRO (Philips)). ..
(BET比表面積)
例1~例3のBET比表面積は、Quantachrome社製ChemBET3000を用いて測定した。
(BET specific surface area)
The BET specific surface area of Examples 1 to 3 was measured using ChemBET3000 manufactured by Quantachrome.
(電子顕微鏡観察)
上記焼成物について、ネオオスミウムコータ(Neoc-STB;メイワフォーシス株式会社、東京)でオスミウム金属被覆後、電界解放射型走査電子顕微鏡(JSM-6340F;日本電子株式会社、東京)を用いた3000倍、10000倍のSEM画像に基づいて乾燥粉末状態の表面形状を解析した。
(Electron microscope observation)
The fired product was coated with osmium metal with a neo-osmium coater (Neoc-STB; Meiwaforsis Co., Ltd., Tokyo) and then 3000 times using an electric field deradiation scanning electron microscope (JSM-6340F; JEOL Ltd., Tokyo). The surface shape in the dry powder state was analyzed based on the 10000 times SEM image.
例1及び2は、皆繭状の緻密な表面構造が観察されており、そのBET比面積は、粉末の平均粒径と反比例の関係が観察された。また、例1及び例2に係る焼成物は、隣接する粒子同士が固く融着し、繭状の緻密な結晶及び粒子が成長し、細孔の閉塞により反応界面積が減少している様子が観察された(図1)。 In Examples 1 and 2, a cocoon-like dense surface structure was observed, and the BET ratio area was observed to be inversely proportional to the average particle size of the powder. Further, in the fired products according to Examples 1 and 2, adjacent particles are firmly fused to each other, cocoon-shaped dense crystals and particles are grown, and the reaction boundary area is reduced due to the blockage of pores. Observed (Fig. 1).
≪実施例に係るアルカリ水溶液の調製≫
例1で製造された酸化カルシウム含有焼成物200gを水1リットルに投入した。この投入時には、水が沸騰しないよう、水を攪拌しながら該酸化カルシウム含有焼成物を徐々に投入し、アルカリ水溶液(BiSCaO Water)を調製した。
<< Preparation of alkaline aqueous solution according to Examples >>
200 g of the calcined product containing calcium oxide produced in Example 1 was added to 1 liter of water. At the time of this addition, the calcined product containing calcium oxide was gradually added while stirring the water so that the water did not boil, and an alkaline aqueous solution (BiSCaO Water) was prepared.
≪BiSCaO Waterの消臭効果≫
風呂残り湯に1wt%のブレインハートインヒュージョンブイヨン(日水製薬)を入れ、37℃で24時間培養した。この時点での一般生菌及び大腸菌群は、それぞれ7×107/mL及び大腸菌群は9×106/mLであり、強い腐乱臭を発生する消臭対象として準備した。BiSCaO Waterの消臭効果についての実験のため、キャップ付チューブ(50 mL)内に25mLの上記汚染水に25mLのBiSCaO Water(原液、2倍、4倍希釈液)を添加し、キャップを閉めて室温(23-27℃)で1時間培養した。添加後の消臭対象に対する消臭効果は、臭度計(Handheld Odor Meter、OMX-SR、神栄テクノロジー株式会社製)を用い、臭度を測定・評価した。この消臭対象に対する消臭効果は、すべての消臭剤が消臭活性を有していた。特にCaO Water(原液)の消臭効果は優れていた(図2)。
≪Deodorant effect of BiSCaO Water≫
1 wt% Brain Heart Infusion Bouillon (Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.) was placed in the remaining hot water of the bath and cultured at 37 ° C. for 24 hours. At this point, the general viable bacteria and coliform bacteria were 7 × 10 7 / mL and the coliform bacteria were 9 × 10 6 / mL, respectively, and they were prepared as deodorant targets that generate a strong rotting odor. For an experiment on the deodorizing effect of BiSCaO Water, 25 mL of BiSCaO Water (stock solution, 2-fold, 4-fold diluted solution) was added to 25 mL of the above-mentioned contaminated water in a tube with a cap (50 mL), and the cap was closed. The cells were cultured at room temperature (23-27 ° C.) for 1 hour. The deodorizing effect on the deodorized object after the addition was measured and evaluated by using an odor meter (Handheld Odor Meter, OMX-SR, manufactured by Shinei Technology Co., Ltd.). As for the deodorizing effect on this deodorizing object, all deodorants had deodorizing activity. In particular, the deodorizing effect of CaO Water (stock solution) was excellent (Fig. 2).
≪BiSCaO Waterの殺菌効果≫
風呂残り湯に1w%のブレインハートインヒュージョンブイヨン(日水製薬)を入れ、37℃で24時間培養した。この時点での一般生菌及び大腸菌群は、それぞれ約8×107/mL及び約7×106/mLであり、腐乱臭を発生する高度有機環境汚染水として準備した。BiSCaO等の殺菌効果についての実験のため、キャップ付チューブ(50 mL)内に25mLの上記高度汚染水に25mLのBiSCaO Water(原液、2倍、4倍希釈液)、イソジン(0.05wt%、0.2wt%、0.8wt%溶液)を添加し、キャップを閉めて室温(23-27℃)で1時間培養した。それぞれのサンプルについて、一般生菌群及び大腸群数測定用培地キット(それぞれコンパクトドライ「ニッスイ」TC及びCF、日水製薬株式会社製)を用いて、一般生菌数及び大腸菌群数(図3)を測定した。この殺菌対象に対する殺菌効果は、試験したすべての殺菌剤が殺菌活性を有していた。特にBiSCaO Water(原液、2倍希釈)は、一般生菌及び大腸菌群ともに検出限界以下に除菌した。
≪Bactericidal effect of BiSCaO Water≫
1 w% of Brain Heart Infusion Bouillon (Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.) was placed in the remaining hot water of the bath and cultured at 37 ° C. for 24 hours. At this point, the general viable bacteria and coliform bacteria were about 8 × 10 7 / mL and about 7 × 10 6 / mL, respectively, and were prepared as highly organic environment-contaminated water that generated a putrid odor. For experiments on the bactericidal effect of BiSCaO, etc., 25 mL of BiSCaO Water (stock solution, 2-fold, 4-fold diluted solution), isodine (0.05 wt%, (0.2 wt%, 0.8 wt% solution) was added, the cap was closed, and the mixture was cultured at room temperature (23-27 ° C.) for 1 hour. For each sample, the general viable cell count and coliform group count (Fig. 3) were used using a medium kit for measuring the general viable cell group and large intestine group number (compact dry "Nissui" TC and CF, manufactured by Nissui Pharmaceutical Co., Ltd., respectively). ) Was measured. As for the bactericidal effect on the sterilized object, all the bactericidal agents tested had bactericidal activity. In particular, BiSCaO Water (stock solution, 2-fold diluted) was sterilized below the detection limit for both general viable bacteria and coliform bacteria.
≪マスク表面へのBiSCaO Waterスプレイによる除菌効果≫
風呂残り湯に1w%のブレインハートインヒュージョンブイヨン(日水製薬)を入れ、37℃で24時間培養した。この時点での一般生菌及び大腸菌群は、それぞれ約8×107/mL及び約7×106/mLであり、腐乱臭を発生する高度有機環境汚染水として準備した。スパチュラを用いて医療用マスク(シンガーサージカルマスクST、宇都宮製作株式会社)に表側表面に100 μL高度汚染水を塗布し、1時間室温下放置した(スプレーなし)。汚染水塗布前に1mLBiSCaO Water原液を塗布部に噴霧し、30分間室温放置し乾燥させた後、100μL高度汚染水を塗布し、30分間室温下放置した(事前スプレー)。100μL高度汚染水を塗布し、30分間室温下放置後、1mLBiSCaO Water原液を塗布部に噴霧し、30分間室温放置し乾燥させた(事後スプレー)。汚染水塗布前に1mLBiSCaO Water原液を塗布部に噴霧し、30分間室温放置し乾燥させた後、100μL高度汚染水を塗布し、30分間室温下放置した。その後、さらに汚染水塗布前に1mLBiSCaO Water原液を塗布部に噴霧し、30分間室温放置し乾燥させた後、100 μL高度汚染水を塗布し、30分間室温下放置した(事前・事後スプレー)。それぞれの部位をハサミで切り取り、10mLの純水を加えて、1分間強く撹拌した。それぞれのサンプルについて、一般生菌群及び大腸群数測定用培地キット(それぞれコンパクトドライ「ニッスイ」TC及びCF、日水製薬株式会社製)を用いて、一般生菌数及び大腸菌群数(図4)を測定した。この結果は、事後スプレーはほぼ完全な除菌効果が観察された。汚染されたマスクもBiSCaO Waterのスプレーでほぼ完全な除菌が可能であり、使い捨てマスクの再利用の可能性が示唆される。
≪Bactericidal effect by BiSCaO Water spray on mask surface≫
1 w% of Brain Heart Infusion Bouillon (Nissui Pharmaceutical Co., Ltd.) was placed in the remaining hot water of the bath and cultured at 37 ° C. for 24 hours. At this point, the general viable bacteria and coliform bacteria were about 8 × 10 7 / mL and about 7 × 10 6 / mL, respectively, and were prepared as highly organic environment-contaminated water that generated a putrid odor. Using a spatula, 100 μL of highly contaminated water was applied to the front surface of a medical mask (Singer Surgical Mask ST, Utsunomiya Seisakusho Co., Ltd.) and left at room temperature for 1 hour (without spray). Before applying the contaminated water, 1 mL BiSCaO Water stock solution was sprayed on the coated portion and left at room temperature for 30 minutes to dry, then 100 μL of highly contaminated water was applied and left at room temperature for 30 minutes (pre-spray). After applying 100 μL of highly contaminated water and leaving it at room temperature for 30 minutes, 1 mL BiSCaO Water stock solution was sprayed on the coated part and left at room temperature for 30 minutes to dry (post-spray). Before applying the contaminated water, 1 mL BiSCaO Water stock solution was sprayed on the coated portion and left at room temperature for 30 minutes to dry, then 100 μL of highly contaminated water was applied and left at room temperature for 30 minutes. Then, 1 mL BiSCaO Water stock solution was further sprayed on the coated portion before application of contaminated water and left at room temperature for 30 minutes to dry, then 100 μL highly contaminated water was applied and left at room temperature for 30 minutes (pre- and post-spray). Each part was cut with scissors, 10 mL of pure water was added, and the mixture was vigorously stirred for 1 minute. For each sample, the general viable cell count and coliform group count (Fig. 4) were used using a medium kit for measuring the general viable cell group and large intestine group count (compact dry "Nissui" TC and CF, manufactured by Nissui Pharmaceutical Co., Ltd., respectively). ) Was measured. As a result, the post-spray was observed to have an almost complete sterilizing effect. Contaminated masks can also be almost completely sterilized by spraying BiSCaO Water, suggesting the possibility of reusing disposable masks.
≪安全性検証≫
<BiSCaO Waterの調製>
例1に係る酸化カルシウム焼成体100gを1100mLの冷水(< 10℃)に加え、穏やかに混合し、30分間放置することで調製した。上清(1000 mL)を収集し、100Lの水タンクに移した。別の冷やした1000 mLのきれいな水を静かに注いで、残りの酸化カルシウム焼成体沈殿物に混ぜ、上澄みをタンクに収集した。このプロセスは50回以上繰り返した。生成された酸化カルシウム焼成体(合計100L)は無色透明で、pHは約12.8であった。
≪Safety verification≫
<Preparation of BiSCaO Water>
100 g of the calcined calcium oxide according to Example 1 was added to 1100 mL of cold water (<10 ° C.), mixed gently, and left to stand for 30 minutes to prepare. The supernatant (1000 mL) was collected and transferred to a 100 L water tank. Another chilled 1000 mL of clean water was gently poured and mixed with the remaining calcium oxide calcined precipitate and the supernatant was collected in a tank. This process was repeated 50 times or more. The calcined calcium oxide (100 L in total) produced was colorless and transparent, and had a pH of about 12.8.
<試験方法>
(SEM、元素マッピング試験及びCaCO3含有量試験)
上記のBiSCaO Water及びの乾燥粉末についての冷凍SEM及び元素マッピング試験を実施した。簡単に説明すると、上記のBiSCaO Waterを液体窒素で凍結し、せん断、JEOL JSM 7100F SEMを用いて、-90℃の真空下で観察した。加速電圧は10 KVであり、検出シグナルは反射電子イメージが使われた。元素マッピングもJEOL JSM 7100F SEM-EM装置を用いて行われた。また、上記BiSCaO Waterの乾燥粉末におけるCaCO3含有量試験は、X線解析装置(Phillips X‘Pert-PRO; Phillips Japan, Ltd. Japan)を用いて実施した。
<Test method>
(SEM, element mapping test and CaCO 3 content test)
Freezing SEM and element mapping tests were performed on the above BiSCaO Water and dry powders. Briefly, the above BiSCaO Water was frozen in liquid nitrogen, sheared, and observed under vacuum at −90 ° C. using a JEOL JSM 7100F SEM. The acceleration voltage was 10 KV, and a backscattered electron image was used as the detection signal. Element mapping was also performed using a JEOL JSM 7100F SEM-EM device. The CaCO 3 content test in the dry powder of BiSCaO Water was carried out using an X-ray analyzer (Philips X'Pert-PRO; Philips Japan, Ltd. Japan).
(空気下での攪拌におけるBiSCaO WaterのpH変化試験)
200 mLの上記BiSCaO Waterを500mLビーカーに入れて、回転数350rpmで24時間、室温で攪拌した。0,1,2,4,8,12 and 24hの攪拌後、それぞれのpHを卓上メーター(F-52, HORIBA,Ltd., Kyoto, Japan)を用いて測定した。
(PH change test of BiSCaO Water in agitation under air)
200 mL of the above BiSCaO Water was placed in a 500 mL beaker and stirred at room temperature for 24 hours at a rotation speed of 350 rpm. After stirring at 0, 1, 2, 4, 8, 12 and 24 hours, each pH was measured using a tabletop meter (F-52, HORIBA, Ltd., Kyoto, Japan).
(適用対象にスプレーしたBiSCaO WaterのpHの変化試験)
上記BiSCaO Water(約2mL)をカルチャープレート、鉄プレート、木片及び紙{キムワイプ(商標)}(約5X5cm)の表面にスプレーした。それぞれの濡れた表面のpHを、1分ごとに20分間、強耐性マイクロ電極(9618S-10D;HORIBA, Ltd.)を装着した卓上メーター(LAQUA pH meter, F-74, HORIBA, Ltd., Kyoto,Japan)を用いて測定した。同様に、手のひらに上記BiSCaO Water(約1mLづつ)をスプレーし皮膚表面のpH を1分ごとに5分間測定した。更に、2倍希釈した上記BiSCaO Water(約7mL)を3名の口に含んで5分間口を濯いだ。一分毎に少量(約0.5mL)を吐き出し、そのpHを上記のように強耐性マイクロ電極を装着した卓上メーターを用いて測定した。
(Test of pH change of BiSCaO Water sprayed on the application target)
The BiSCaO Water (about 2 mL) was sprayed on the surface of a culture plate, an iron plate, a piece of wood and paper {Kimwipe ™} (about 5 x 5 cm). The pH of each wet surface was measured every minute for 20 minutes by a tabletop meter (LAQUA pH meter, F-74, HORIBA, Ltd., Kyoto) equipped with a strongly resistant microelectrode (9618S-10D; HORIBA, Ltd.). , Japan). Similarly, the above BiSCaO Water (about 1 mL each) was sprayed on the palm, and the pH of the skin surface was measured every 1 minute for 5 minutes. Further, the BiSCaO Water (about 7 mL) diluted 2-fold was contained in the mouths of 3 persons, and the mouths were rinsed for 5 minutes. A small amount (about 0.5 mL) was spit out every minute, and the pH was measured using a tabletop meter equipped with a highly resistant microelectrode as described above.
(殺微生物活性試験)
希釈した上記BiSCaO Water、12時間攪拌して空気と接触させた希釈BiSCaO Waterの高度汚染液及び汚染木片における大腸菌群(CF)及び一般生菌(TC)に対する殺微生物活性を比較検討した。等量の試験サンプルと高度汚染水を混合し、室温で15分間インキュベートした後、コロニー形成単位(CFU/mL)を測定した。汚染された木材片の消毒アッセイでは、10mLの各消毒剤に木材片を加え、15分間穏やかにボルテックスし、その後2分間激しくボルテックスすることにより、汚染された木材片から10mLのきれいな水でTCとCFを放出した。最小コロニー形成単位(CFU)の数をカウントするために、各混合物の1mLを、TCまたはCF簡易ドライ培地プレート(ニッスイファーマシューティカルCo.Ltd. 、東京、日本)に添加し、プレートを37℃のインキュベーター(A1201;生田産業株式会社、長野県上田)で24時間インキュベートした。播種とカウントは、4つの技術的複製のセットとして実施した(N=4)。
(Microbial killing activity test)
The microbial killing activity against coliform bacteria (CF) and general viable bacteria (TC) in the highly contaminated liquid and contaminated wood pieces of the diluted BiSCaO Water, which was stirred for 12 hours and brought into contact with air, was compared and examined. Equal volumes of test sample and highly contaminated water were mixed and incubated for 15 minutes at room temperature before colony forming units (CFU / mL) were measured. In the disinfection assay for contaminated wood pieces, add wood pieces to each 10 mL of disinfectant, gently vortex for 15 minutes, then vigorously vortex for 2 minutes to TC with 10 mL of clean water from the contaminated wood pieces. Released CF. To count the number of minimum colony forming units (CFU), 1 mL of each mixture was added to a TC or CF simple dry medium plate (Nissui Pharmaceutical Co. Ltd., Tokyo, Japan) and the plate was added at 37 ° C. Incubator (A1201; Ikuta Sangyo Co., Ltd., Ueda, Nagano Prefecture) was incubated for 24 hours. Seeding and counting were performed as a set of four technical replicas (N = 4).
<結果>
(SEM、元素マッピング試験及びCaCO3含有量試験)
無色透明なpH約 12.8の上記BiSCaO Waterを滑らかな金属、プラスチック、木材の表面にスプレーして乾燥させると、白い微粉末が得られた。製造当初の上記BiSCaO Waterはチンダール現象が観察されず、冷凍-SEMでも、上記BiSCaO Water中にナノ粒子は存在しない。上記BiSCaO Waterはその後1週間以上にわたり空気と触れることで上記BiSCaO Water中にナノ粒子(100-200nm)が現れてそれらは凝集し、より大きな微粒子(400-800nm)生成していた(図5.上段写真)。さらに乾燥すると微粒子は多数凝集して存在する(図5.下段写真)。元素マッピングの結果、両方の微粒子は主としてカルシウム、酸素、炭素からなることがわかった。乾燥粉末を純水に懸濁すると、粉末は不溶性であり、上澄みのpHは10.0未満であり、微粒子がCa2+とCO2の相互作用によって生成された炭酸カルシウムであることを示唆した。さらに乾燥BiSCaO Waterに生じた白い微粉末のほとんどは、X線解析システムにより炭酸カルシウム (CaCO3)であることが認められた(図6)。
<Result>
(SEM, element mapping test and CaCO 3 content test)
The above BiSCaO Water, which is colorless and transparent and has a pH of about 12.8, was sprayed onto a smooth metal, plastic or wood surface and dried to obtain a white fine powder. No tinder phenomenon was observed in the BiSCaO Water at the time of production, and nanoparticles were not present in the BiSCaO Water even in the frozen-SEM. When the BiSCaO Water was exposed to air for one week or longer, nanoparticles (100-200 nm) appeared in the BiSCaO Water and they aggregated to form larger fine particles (400-800 nm) (Fig. 5.). Upper photo). When further dried, a large number of fine particles are aggregated and exist (Fig. 5. Lower photo). Elemental mapping revealed that both particles consisted primarily of calcium, oxygen and carbon. When the dry powder was suspended in pure water, the powder was insoluble and the pH of the supernatant was less than 10.0, suggesting that the fine particles were calcium carbonate produced by the interaction of Ca 2+ and CO 2 . Furthermore, most of the white fine powder generated in the dried BiSCaO Water was found to be calcium carbonate (CaCO 3 ) by the X-ray analysis system (Fig. 6).
(空気下での攪拌におけるBiSCaO WaterのpH変化試験)
ビーカーに入れた上記BiSCaO Waterを攪拌して空気と触れさせると、一時間後には濁りが発生して、経時的に濁りが発生し、図7のようにpHが12.8から経時的に下がり始めた。24時間後にはpHは10.1となった。乾燥粉末は不溶性であり、上澄みのpHは9.6であり、微粒子がCa2+とCO2の相互作用によって生成された炭酸カルシウム(CaCO3)であることが示唆された。
(PH change test of BiSCaO Water in agitation under air)
When the BiSCaO Water placed in a beaker is stirred and brought into contact with air, turbidity is generated after one hour, turbidity is generated over time, and the pH drops from 12.8 over time as shown in FIG. I started. After 24 hours, the pH was 10.1. The dry powder was insoluble and the pH of the supernatant was 9.6, suggesting that the fine particles were calcium carbonate (CaCO 3 ) produced by the interaction of Ca 2+ and CO 2 .
(適用対象にスプレーしたBiSCaO WaterのpHの変化試験)
上記BiSCaO Waterをプラスチック板、鉄板、材木、紙{キムワイプ(商標)}の表面に噴霧し、そのpHの変化を測定した(図8)。pHはマイクロTough pH電極装着卓上型pHメーターを用いて測定した。全ての表面で噴霧直後のpHは12.62± 0.2で明らかに原液(=12.8)よりもpHは減少し、さらに3分後にはpHは12を大きく下回っている。10分後には全ての表面でpHは11を大きく下回った。さらに17分後には、すべて表面においてpHは10を下回った。同様に手のひらにBiSCaO Waterの原液を2mLをスプレーし、その直後から1分毎に5分間、pHはマイクロTouph電極装着卓上型pHメーターを用いて測定した。噴霧直後のpHは12.45で明らかに原液よりもpHは減少し、さらに1分後にはpHは12になっている。3分後にはpHは約11、5分後には、pHは10になった(図9、左)。このように、BiSCaO Waterの原液を手のひらに噴霧した場合、pHが12を超える強アルカリ性を示すのは当初の1分間のみであり、その後は乾燥前の湿った状態であっても危険性が大きく軽減したアルカリ水となることが明らかになった。尚、モニターに手の消毒のためBiSCaO Waterの原液を使用した結果、肌が荒れるなどの副作用は全く報告されていない。更に、水道水で2倍に薄めたBiSCaO Water(pH12.5)を7mLを口に含み、その直後から1分毎に一部(約1mL)を取り出し、そのpHはマイクロTouph電極装着卓上型pHメーターを用いて測定した。口に含んだ直後のpHは12.3で明らかに原液よりもpHは減少し、さらに1分後にはpHは11.5になっている。3分後にはpHは10.6、5分後には、pHは10以下になった(図9、右)。
(Test of pH change of BiSCaO Water sprayed on the application target)
The BiSCaO Water was sprayed on the surface of a plastic plate, an iron plate, lumber, and paper {Kimwipe ™}, and the change in pH was measured (FIG. 8). The pH was measured using a tabletop pH meter equipped with a microToug pH electrode. On all surfaces, the pH immediately after spraying was 12.62 ± 0.2, which was clearly lower than that of the undiluted solution (= 12.8), and after 3 minutes, the pH was well below 12. After 10 minutes, the pH was well below 11 on all surfaces. After an additional 17 minutes, the pH was all below 10 on the surface. Similarly, 2 mL of the undiluted solution of BiSCaO Water was sprayed on the palm, and immediately after that, the pH was measured every minute for 5 minutes using a tabletop pH meter equipped with a microToup electrode. The pH immediately after spraying was 12.45, which was clearly lower than that of the undiluted solution, and after 1 minute, the pH was 12. After 3 minutes, the pH was about 11 and after 5 minutes, the pH was 10 (FIG. 9, left). In this way, when the undiluted solution of BiSCaO Water is sprayed on the palm, it shows strong alkalinity with a pH exceeding 12 only for the first minute, and after that, there is a great risk even in a damp state before drying. It became clear that the amount of alkaline water was reduced. As a result of using the undiluted solution of BiSCaO Water for disinfecting the hands on the monitor, no side effects such as rough skin have been reported. Furthermore, 7 mL of BiSCaO Water (pH 12.5) diluted twice with tap water was contained in the mouth, and a part (about 1 mL) was taken out every minute immediately after that, and the pH was a tabletop pH equipped with a microToup electrode. It was measured using a meter. The pH immediately after being put in the mouth was 12.3, which was clearly lower than that of the undiluted solution, and after 1 minute, the pH was 11.5. After 3 minutes, the pH was 10.6, and after 5 minutes, the pH was 10 or less (Fig. 9, right).
(殺微生物活性試験)
お風呂残り湯を10%DMEM+BSA(0.1wt%)で24時間37℃で培養するとTCとCFはそれぞれ80±11CFU/mLと32±7CFU/mLから9.8±3.1(×107)CFU/mLと2.1±0.5(×107)CFU/mLに増加した汚染水が得られた。非希釈及び2倍希釈(最終的にそれぞれ2倍希釈及び4倍希釈)BiSCaO Waterによる汚染水の除菌により検出限界以下に激減した。しかるに、4倍希釈(最終的に8倍希釈)のBiSCaO Waterによる汚染水の除菌により、それぞれ弱い除菌能力を示すもののかなり多くのの生育TC及びCFを残した(図10)。対照的に、12時間攪拌して空気と接触させたBiSCaO Waterは、非希釈(最終的には2倍希釈)であっても除菌能力を示すもののかなり多くのの生育TC及びCFを残した(図10)。尚、カウントは、4つの技術的複製のセットとして実施した(n=4)。更に、汚染木片から放出したTCとCFはそれぞれ2.5±0.6(×107)CFU/mLと2.9±1.4(×106)CFU/mLであった。非希釈及び2倍希釈(最終的にそれぞれ2倍希釈及び4倍希釈)BiSCaO Waterによる汚染木片の除菌により、それぞれ除菌能力を示すものの僅かな生育TC及びCFを残した(図11)。対照的に、12時間攪拌して空気と接触させたBiSCaO Waterは、非希釈(最終的には2倍希釈)であっても除菌能力を示すもののかなり多くのの生育TC及びCFを残した(図11)。尚、カウントは、4つの技術的複製のセットとして実施した(n=4)。
(Microbial killing activity test)
When the remaining bath water is cultured in 10% DMEM + BSA (0.1 wt%) for 24 hours at 37 ° C, TC and CF are 80 ± 11 CFU / mL and 32 ± 7 CFU / mL to 9.8 ± 3.1 (× 10 7 ), respectively. ) CFU / mL and 2.1 ± 0.5 (× 107 ) CFU / mL increased contaminated water was obtained. Undiluted and 2-fold diluted (finally 2-fold and 4-fold, respectively) The sterilization of contaminated water with BiSCaO Water drastically reduced the amount below the detection limit. However, sterilization of contaminated water by 4-fold dilution (finally 8-fold dilution) of BiSCaO Water left a considerable amount of growth TC and CF, although each showed weak sterilization ability (FIG. 10). In contrast, BiSCaO Water, which was agitated for 12 hours and brought into contact with air, showed sterilizing ability even when undiluted (eventually 2-fold diluted), but left a considerable amount of growing TC and CF. (Fig. 10). The count was performed as a set of four technical replicas (n = 4). Furthermore, the TC and CF released from the contaminated wood pieces were 2.5 ± 0.6 ( x107 ) CFU / mL and 2.9 ± 1.4 ( x106 ) CFU / mL, respectively. Undiluted and 2-fold diluted (finally 2-fold and 4-fold, respectively) sterilization of contaminated wood pieces with BiSCaO Water left a small amount of growth TC and CF, respectively, showing sterilization ability (FIG. 11). In contrast, BiSCaO Water, which was agitated for 12 hours and brought into contact with air, showed sterilizing ability even when undiluted (eventually 2-fold diluted), but left a considerable amount of growing TC and CF. (Fig. 11). The count was performed as a set of four technical replicas (n = 4).
≪総括(安全性)≫
以上を整理すると、BiSCaO Waterは無色透明で、pH=12.8である。金属またはプラスチックの滑らかな表面にスプレーして乾燥させ、白色の粉体塗装を施すことができる。 BiSCaO Waterの乾燥の走査型電子顕微鏡(SEM)画像は、互いに微粒子(1-2μm)が互いに凝集している像を示した。冷凍-SEM観察は、CaOナノ粒子(100-200nm)が凝集して、BiSCaO Water中でより大きな粒子(400-800nm)を生成することを示した。また、元素マッピング法により、空気に触れたBiSCaO Water中の生成したマイクロ/ナノ粒子や自然乾燥させた時に生じる白色微粉末の組成は酸素、炭素およびカルシウムから構成されており、炭酸カルシウムであることが示唆された(図5)。さらにこの白色微粉末は不溶性であるが、純水懸濁液はpH<10であり、X線解析分析の結果からも炭酸カルシウムであることが示された(図6)。BiSCaO Waterは、撹拌して十分に空気に触れさせると、一時間で白濁する。さらに24時間後にはpHは約10に下がってしまう(図7)。この結果は、生成した不溶性微粒子は、BiSCaO Water中のCa2+と空気中のCO2の反応によって生成する炭酸カルシウム(CaCO3)であることを示すものである。また、BiSCaO Waterの生体適用における重要な懸念は、pHは12.7を超える強アルカリ性である。BiSCaO Waterをプラスチック板、鉄板、材木や紙などの素材表面に噴霧し、湿った表面のpHについてマイクロタフ電極を用いた卓上pHメーターで測定した。噴霧直後の表面のpHは全表面で12.6±0.02であり、元のBiSCaO WaterのpH(12.8)よりも大きく下回っている。また、3分後および10分後にはpHはそれぞれ12および11を下回り、20分後には全表面で10を下回っている(図8)。同様に、BiSCaO Waterを手のひらに噴霧した時も1分後には約12となり、元のBiSCaO WaterのpH(12.8)よりも大きく下回った(図9、左)。そして、5分後にはpHは10に下がった。また、水道水で2倍にBiSCaO Water(pH=12.3)を口に含み、口を濯ぐとき1分、3分そして5分後にはpHはそれぞれ11.5、10.6そして10以下の減少した(図9、右)。この実験で、手や口に副作用となる障害は観察されていない。この結果は、BiSCaO Waterを様々な素材や手のひらの表面に噴霧したり、口に入れて口腔内を洗浄しても、元のBiSCaO Waterの強アルカリにもかかわらず、効率的にBiSCaO Water中のCa2+と空気中のCO2の反応によって炭酸カルシウムを生成することで、短時間で安全なpH領域に下がり安全であることを示唆している。さらに生成した炭酸カルシウムは、炭酸カルシウム粉末は、胃制酸薬等として使われており、飲み込んでも少量であれば安全である。また吸い込んでも、さらに反応して可溶性の炭酸水素カルシウムを形成するので危険性はないと理解される。
≪Summary (safety) ≫
To summarize the above, BiSCaO Water is colorless and transparent, and has a pH of 12.8. A smooth surface of metal or plastic can be sprayed to dry and a white powder coating can be applied. Dry scanning electron microscope (SEM) images of BiSCaO Water showed images of fine particles (1-2 μm) agglomerated with each other. Freezing-SEM observations showed that CaO nanoparticles (100-200 nm) aggregated to produce larger particles (400-800 nm) in BiSCaO Water. In addition, the composition of the micro / nanoparticles generated in BiSCaO Water exposed to air and the white fine powder generated when air-dried by the element mapping method is composed of oxygen, carbon and calcium, and is calcium carbonate. Was suggested (Fig. 5). Furthermore, although this white fine powder is insoluble, the pure water suspension has a pH <10, and the results of X-ray analysis also showed that it was calcium carbonate (FIG. 6). BiSCaO Water becomes cloudy in one hour when stirred and sufficiently exposed to air. After another 24 hours, the pH drops to about 10 (Fig. 7). This result indicates that the produced insoluble fine particles are calcium carbonate (CaCO 3 ) produced by the reaction of Ca 2+ in BiSCaO Water and CO 2 in the air. Also, an important concern in the bioapplication of BiSCaO Water is the strong alkalinity with a pH above 12.7. BiSCaO Water was sprayed on the surface of a material such as a plastic plate, an iron plate, lumber or paper, and the pH of the moist surface was measured with a tabletop pH meter using a micro tough electrode. The pH of the surface immediately after spraying is 12.6 ± 0.02 on the entire surface, which is much lower than the pH of the original BiSCaO Water (12.8). Further, after 3 minutes and 10 minutes, the pH was below 12 and 11, respectively, and after 20 minutes, the pH was below 10 on the entire surface (FIG. 8). Similarly, when BiSCaO Water was sprayed on the palm, it became about 12 after 1 minute, which was much lower than the pH (12.8) of the original BiSCaO Water (FIG. 9, left). Then, after 5 minutes, the pH dropped to 10. Also, double the amount of BiSCaO Water (pH = 12.3) in the mouth with tap water, and after 1 minute, 3 minutes and 5 minutes when rinsing the mouth, the pH is 11.5, 10.6 and 10 or less, respectively. Decreased (Fig. 9, right). No side-effect disorders were observed in the hands or mouth in this experiment. This result shows that even if BiSCaO Water is sprayed on various materials or the surface of the palm or put in the mouth to wash the oral cavity, it is efficiently contained in BiSCaO Water despite the strong alkalinity of the original BiSCaO Water. By producing calcium carbonate by the reaction of Ca 2+ and CO 2 in the air, it drops to a safe pH range in a short time, suggesting that it is safe. Further, as for the generated calcium carbonate, the calcium carbonate powder is used as a gastric antacid or the like, and it is safe if swallowed in a small amount. It is also understood that even if inhaled, there is no danger because it further reacts to form soluble calcium hydrogen carbonate.
Claims (7)
一次焼成物を微粉砕する微粉砕工程と、
一次焼成物を再度焼成して二次焼成物を得る二次焼成工程と、
二次焼成物を真空雰囲気下又は不活性ガス雰囲気下にて外気温まで冷却させる二次冷却工程と、
により得られた酸化カルシウム含有焼成物を水に溶解してなる、pHが12以上のアルカリ水溶液であって、
25℃の空気下で前記アルカリ水溶液をビーカー内で回転数100rpm以上700rpm以下で1時間攪拌すると白濁し、25℃の空気下で24時間攪拌するとpHが10以下の安全域に低下し、25℃の雰囲気下で金属、プラスチック、木材、紙に噴霧すると20分以内に表面pHが10以下の安全域に低下し、且つ、前記白濁及びpH低下の原因物質は炭酸カルシウムである
ことを特徴とするアルカリ水溶液。 A primary firing step of calcining a starting material containing calcium carbonate and / or calcium hydroxide to obtain a primary calcined product.
A fine crushing process for finely crushing the primary fired product,
The secondary firing step of re-baking the primary fired product to obtain the secondary fired product,
A secondary cooling process that cools the secondary fired product to the outside air temperature under a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere, and
An alkaline aqueous solution having a pH of 12 or more, which is obtained by dissolving the calcined product containing calcium oxide obtained in the above method in water.
When the alkaline aqueous solution is stirred in a beaker at a rotation speed of 100 rpm or more and 700 rpm or less for 1 hour under air at 25 ° C., it becomes cloudy, and when it is stirred under air at 25 ° C. for 24 hours, the pH drops to a safe range of 10 or less and 25 ° C. When sprayed on metal, plastic, wood, or paper under the above atmosphere, the surface pH drops to a safe range of 10 or less within 20 minutes, and the causative substance of the cloudiness and pH drop is calcium carbonate. Alkaline aqueous solution.
示差熱熱重量分析(TG-DTA)で測定される酸化カルシウム含有率が95重量%以上であり、また水酸化カルシウム含有率が5重量%以下であり、
蛍光X線分析法(XRF)で測定されるカルシウム元素含有率が95atom%以上であり、
X線回折分析法(XRD)で測定される酸化カルシウム含有率が95質量%以上であり、
平均粒径が20μm以下であり、
BET比表面積が0.5m2/g以上3.0m2/g以下である、貝殻を焼成して得られた酸化カルシウム含有焼成物を水に溶解してなる、pHが12以上のアルカリ水溶液であって、
25℃の空気下で前記アルカリ水溶液をビーカー内で回転数100rpm以上700rpm以下で1時間攪拌すると白濁し、25℃の空気下で24時間攪拌するとpHが10以下の安全域に低下し、25℃の空気下で金属、プラスチック、木材、紙に噴霧すると20分以内に表面pHが10以下の安全域に低下し、且つ、前記白濁及びpH低下原因物質は炭酸カルシウムである
ことを特徴とするアルカリ水溶液。 It has a cocoon-like dense particle surface structure and has a cocoon-like dense particle surface structure.
The calcium oxide content measured by differential thermogravimetric analysis (TG-DTA) is 95% by weight or more, and the calcium hydroxide content is 5% by weight or less.
The calcium element content measured by X-ray fluorescence analysis (XRF) is 95 atom% or more.
The calcium oxide content measured by X-ray diffraction analysis (XRD) is 95% by mass or more.
The average particle size is 20 μm or less,
A calcium oxide-containing calcined product obtained by calcining shells having a BET specific surface area of 0.5 m 2 / g or more and 3.0 m 2 / g or less is dissolved in water with an alkaline aqueous solution having a pH of 12 or more. There,
When the alkaline aqueous solution is stirred in a beaker at a rotation speed of 100 rpm or more and 700 rpm or less for 1 hour under air at 25 ° C., it becomes cloudy, and when it is stirred under air at 25 ° C. for 24 hours, the pH drops to a safe range of 10 or less and 25 ° C. When sprayed on metal, plastic, wood, or paper under the air, the surface pH drops to a safe range of 10 or less within 20 minutes, and the causative agent of cloudiness and pH drop is calcium carbonate. Aqueous solution.
The alkaline aqueous solution according to claim 6, wherein the application target is fingers, skin or oral cavity.
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