JP2007246669A - 尿石除去および汚物消臭抗菌剤ならびに製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塩酸もしくは塩素系薬剤を使用することなく、尿石除去・汚物消臭・抗菌の手段として効率的に用いることができる洗浄剤。
【解決手段】本発明に係る洗浄剤は、還元水を含み、また、クエン酸、水酸化カリウム、ペルオキソ二炭酸ナトリウム、過酸化水素、ならびに、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウムのうちのひとつもしくは複数の成分を助剤として含む。
【選択図】なし

Description

本発明は、トイレの悪臭の原因となる不溶性尿石を可溶化分解除去する尿石除去剤、および、人間や家畜等から排泄される腐敗汚物の成分を分解抗菌消臭する腐敗汚物抗菌消臭剤に関する。

トイレの悪臭の原因は、主に便器や下水管等に強力に付着する尿石にあり、この尿石を除去することによってトイレ内の悪臭を除くことができる。
尿石除去の手段としては、塩酸もしくは塩素系薬剤等を使用して、ブラシ等で擦り落すという方法が一般的である。

尿石除去の手段として塩酸もしくは塩素系薬剤を使用する場合、取り扱いには非常に危険を伴う。しかも有毒ガスが発生するために、人体に悪影響を及ぼすだけではなく、地球環境に悪影響を与えることにもつながる。

地球環境の汚染防止の観点からは、洗剤、薬剤等の代替として、酸化水、還元水を利用した汚物除去や異臭消臭、殺菌、浄水等が注目を集めている。酸化水、還元水とは、水の分解によって得られる水溶液であり、一般に酸化還元電位（ORP）が約+200mV以上の水を酸化水、ORPが約-200mV以下の水を還元水と呼んでいる。通常の水と比較して、酸化水は酸素の含有量が高くかつ酸化力が強く、また還元水は水素の含有量が高くかつ還元力が強い。

こういった問題に対し、特許文献１では、マグネシウムを用いた、水素による尿石分解・脱臭殺菌作用を有する混合物及びその製造方法が開示されている。上記の特許に係る混合物と水とを混合して得られた還元水（以下、還元水と表記する）の特性は、電気分解した水とは異なり酸化還元電位および水素イオン指数（pH）の経時変化が少なく、還元力が長期間失活しないということである。これは混合物による水分解でイオン化して生成する水和電子（e^- _aq）の還元力に因るものであって、これにより水素よりも強い還元剤となっている。

還元水のORPは、概して -750mV〜-800mV以上の範囲であり、pHは約 9.5〜10以上の範囲である。
特許第３７１５２５４号

塩酸もしくは塩素系薬剤を使用することなく、尿石除去・汚物消臭・抗菌の手段として効率的に用いることができる洗浄剤が求められている。

上記の課題に鑑み、本発明は、クエン酸、水酸化カリウム、ペルオキソ二炭酸ナトリウム、過酸化水素、およびエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム（EDTA 2Na）のうちの少なくともいずれかひとつの助剤と、還元水とを含むことを特徴とする洗浄剤を提供する。

また、本発明は、還元水の含有重量パーセントが、40〜85wt%であることも特徴とする洗浄剤も提供する。
また、本発明は、含有する助剤成分の重量パーセントが、それぞれ、
クエン酸 5〜20wt%、
水酸化カリウム 5〜20wt%、
ペルオキソ二炭酸ナトリウム 1〜10wt%、
過酸化水素 1.5wt%、ならびに、
EDTA 2Na 1〜5wt%、
の範囲であることを特徴とする洗浄剤も提供する。

さらに本発明は、クエン酸、水酸化カリウム、ペルオキソ二炭酸ナトリウム、過酸化水素、およびエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム（EDTA 2Na）のうちの少なくともいずれかひとつの助剤と、還元水とを混合させることを特徴とする洗浄剤の製造方法も提供する。

本発明に係る尿石除去剤により、尿石の各成分を水溶化して極めて有効に溶解除去することができる。その一方、本発明に係る尿石除去剤は塩酸や塩素系の有毒な薬剤を一切使用することのない中性水溶液であるために、人体や地球環境に非常に優しく無害であり、その取り扱いも容易かつ安全である。

本発明に係る汚物消臭剤により、汚物（糞尿）に含まれる各悪臭成分を極めて有効に無臭化殺菌することができる。その一方、本発明に係る汚物消臭剤は中性水溶液であるために、人体や地球環境に非常に優しく無害であり、その取り扱いも容易かつ安全である。また悪臭が無くなるので、ハエが寄りつかないという副次的な効果も得られ、その結果としてウジ虫の発生を抑制することもできる。さらに、簡易水洗トイレに現在一般に使用されているような微生物も不要となる。

以下、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明するが、これは本発明を何ら限定するものではない。
［主剤（還元水）］
本発明に係る洗浄剤に用いられる還元水について説明する。

特許文献１の請求項１においては、水と、ポリビニルアルコール、スクロース、シュウ酸、カルバゾール、アスコルビン酸とを混合させる第１の処理と、金属マグネシウムと、無水ホウ酸、金属アルミニウム、硫酸アンモニウムアルミニウム、メチオニン、シリカゲル、グルタミン酸ナトリウム、尿素よりなる群から選ばれた１以上の化合物とを混合させる第２の処理と、前記第１の処理による混合物と前記第２の処理による混合物とを混合させることにより酸化還元反応を開始させる第３の処理と、前記第３の処理により酸化還元反応が開始した混合物を冷却することにより前記酸化還元反応を停止させる第４の処理とを備えることを特徴とする混合物の製造方法が開示されている。

また、特許文献１の請求項２においては、前記第４の処理により前記酸化還元反応が停止した混合物を脱水処理することを特徴とする特許文献１の請求項１に記載の混合物の製造方法が開示されている。

また、特許文献１の請求項３には、特許文献１の請求項１又は２の製造方法により製造された混合物が開示されている。
本発明においては、上述した特許文献１に係る混合物に、水を加えて製造した還元作用を有する水（以下、「還元水」と表記する）を使用した洗浄剤が提供される。還元水のプロトン（H⁺）、水酸化物イオン（OH^-）、水和電子（e^- _aq）の反応により、尿石の水溶性化、腐敗した汚物の含窒素有機化合物等の消臭、抗菌効果（静菌、殺菌を含む）といった作用が得られる。

細菌を含む微生物の表面は負に荷電しており、抗菌にあたっては水酸化物イオンが多い還元水での洗浄が最適であり、特に粘着性汚染では水素結合が関係するために水酸化物イオンの存在が有効にはたらき、溶解力と洗浄力が汚染除去に適合する。

還元水には、その他に不活性化、腐敗防止、界面活性、浸透、表面張力低下、乳化、可溶化等の作用がある。
本発明に係る洗浄剤の主剤である還元水は、特許文献１に係る混合物（ペレット）を使用して製造した。

特許文献１に係る混合物は、以下の手順で作成した。
(1) 攪拌している水にポリビニルアルコール（3重量％）を少量づつ加え、スクロース（2.5重量％）、シュウ酸 (0.01重量％)、カルバゾール（1重量％）、アスコルビン酸（0.1重量％）を入れる。５〜６時間攪拌後、これらの原料が溶解する。ただし、攪拌を止めるとポリビニルアルコールが沈殿、硬化するので注意を要する。

(2) 次に、金属マグネシウム粉末（８０メッシュ）、無水ホウ酸、グルタミン酸ナトリウム、尿素、メチオニンを、それぞれ７０％：２０％：４％：２％：４％の重量比率で混ぜる。

(3) 上記(1)で調製した水溶液と上記(1)で調製した混合原料を５：１の重量比率で反応器に入れ、攪拌する（約２５０回転／分）。約３０秒間攪拌すると、徐々に発泡、発熱する。約５分で、反応前の体積に対して約５倍程度発泡し、反応溶液の温度が約４０℃まで上昇すると、発泡物の表面から水が出てくる。発泡物の表面から水が出てきたら、発泡物を反応器から取り出し（発泡物の表面から水が出てくるのを待って発泡物を反応器から取り出すのは、発泡物の表面から水が出ることで反応器と発泡物の間に水の層ができ、反応器から発泡物を取り出し易いためである。）、取り出した発泡物を氷水に入れ、３０分から４０分間冷却する。冷却後、冷却した発泡物を遠心分離機で３分程度脱水を行った後、１００℃で２時間乾燥する。乾燥後、固い灰色の混合物が得られる。

上述した手順で製造した特許文献１に係る混合物に、中水道水を加えて、還元水を製造した。
［助剤（マスキング剤および酸化還元剤）］
本発明に係る洗浄剤に用いられる助剤の各成分について説明する。

(a) クエン酸 C₆H₈O₇
金属イオンと反応して無色の水溶性錯塩を形成するマスキング剤。
(b) 水酸化カリウム KOH
クエン酸の中和剤
(c) 過酸化水素 H₂O₂
分解して酸素を放出し、強酸化作用および漂白殺菌作用を示す。

(d) ペルオキソ炭酸ナトリウム 2Na₂CO₃・3H₂O₂
水に溶解すると分解して炭酸ナトリウム（Na₂CO₃）、二酸化炭素、および酸素を生成し、強酸化作用、還元作用の両方の反応を示す。

(e) エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム（EDTA 2Na） C₁₀H₁₄O₈N₂Na₂
マスキング剤、金属および酸捕捉剤。化学反応等の化学的変化の妨害を行う金属マスキング剤である。金属イオンの触媒作用により空気中での酸化を防止する。

以上の(a)〜(e)のグループから選択される成分のうちのひとつもしくは複数を、主剤である還元水に溶解して尿石除去および汚物消臭抗菌剤を作成することができる。
［尿石の除去］
人間の尿中には、水溶性成分と水不溶性成分とが混在しており、糞尿排泄後には、そのうちの水不溶性成分が便器等に沈澱・析出・沈着し、トイレの悪臭の原因となる尿石となる。

尿石の成分としては、リン酸カルシウム（Ca₃(PO₄)₂）、リン酸アンモニウムマグネシウム（MgNH₄PO₄）、尿酸（C₅H₄N₄O₃）、シュウ酸カルシウム（CaC₂O₄）、シスチン（C₆H₁₂N₂O₄S₂）が挙げられ、このうちシュウ酸カルシウムが約50%以上を占める。

尿石はこれらの成分が複雑に絡みあって形成されているため、洗浄は簡単ではない。
本発明に係る尿石除去剤は、これらの複雑に絡んだ組織体を分解し、溶解・剥離を可能とするものであり、トイレの悪臭の原因を根本から除去する。

これらの尿石の成分に対し、還元水の H⁺ 、 OH^- が反応することによって、尿石は水溶性となり洗浄が容易となる。以下の化１に尿石の成分と本発明に係る洗浄剤との反応の様式の例を示す。

還元水のORPは -800mV 、pHは 9.5 であった。還元水は、電解水とは異なり酸化還元電位や水素イオン濃度の経時変化が少なく、還元力が長期間（約一年）持続する。また、還元水にはNaClやKClといった塩化物は使用していないため、有効塩素濃度（ACC）はゼロである。

以下の表１に尿石除去剤として用いる場合の本発明に係る洗浄剤の組成の例を示す。還元水は上述した方法で製造したものである。

このようにして製造された尿石除去剤は、尿石の付着箇所に対してそのまま原液をふりかけて使用してもよく、または水で10〜20倍希釈したものを使用してもよい。
この組成の尿石除去剤を男子トイレおよび女子トイレに使用したところ、尿石が3日〜7日で分解・除去され、特有の悪臭が無くなるという効果が確認された。

［人糞の消臭・抗菌］
腐敗した汚物においては、微生物の作用で主に含窒素有機化合物や含硫黄アミノ酸、タンパク質等が低分子量に分解され、有害かつ悪臭を放つ物質が生成される。アミノ酸は微生物の栄養源となり、含窒素有機化合物等が増殖することになる。

アミノ酸は体内細菌により脱アミノ反応、脱炭酸反応を起こしてアミノ基とカルボキシル基が脱離する。脱アミノ反応では微生物によって酸化、還元、加水分解等の作用を受けてアンモニア、アルデヒド等が生じる。また、脱炭酸反応ではアミン類、二酸化炭素等を生じる。

人糞中の含窒素有機化合物としては、スカトール（メチルインドール; C₉H₉N）、インドール（C₈H₇N）、メチルアミン（CH₃NH₂）、トリメチルアミンオキシド（(CH₃)₃NO）、キサンチン（C₅H₄N₄O₂）等が挙げられる。

微生物（大腸菌、サルモネラ等の腸内細菌）は、大腸内に約100種類存在し、ほとんどは生きたまま糞便とともに排泄され、糞便の重量の約1/3〜1/2を占める。
これらの含窒素有機化合物は、還元水のプロトンおよび水酸化物イオンの反応によって分解消臭でき、また、糞便中の細菌も短時間（数秒）で殺菌することができる。

化２に人糞中の成分と本発明に係る洗浄剤との反応の様式の例を示す。

OH^- 、 H⁺ の還元水反応により生成した各物質は、消臭されて（一部は気化する）、助剤の成分によりマスキングされて完全に消臭殺菌される。
以下の表２に人糞尿消臭抗菌剤として用いる場合の本発明に係る洗浄剤の組成の例を示す。本発明に係る洗浄剤の主剤である還元水は、特許文献１に係る混合物（ペレット）を使用して上述した方法で製造した。還元水のORPは -800mV 、pHは 9.5 であった。

人糞尿消臭抗菌剤は、これを適当に希釈した（10〜20倍）消臭剤液として用いるか、あるいは原液をそのまま汚物溜（糞尿溜）に直接かけるか、あるいは便器内に注ぐことで間接的に汚物溜に到達するようにして用いてもよい。

この人糞尿消臭抗菌剤を糞尿石にかけることにより、尿石の不溶性成分や腐敗汚物が、主剤である還元水に溶解した助剤の各成分と反応して、尿石は水溶性の生成物に転じ、また、腐敗汚物は消臭・殺菌される。

本発明に係る洗浄剤においては、各成分が還元水に溶解されているため、還元水の作用によって各成分が互いに化学反応を起こすことなく、個々の化学的性質を保ったまま混在した状態の中性水溶液となっており、糞、尿石の各成分に対して還元水および助剤の各成分が個々に有効に作用する。

比較例として通常の水のみを用いて同様の成分を溶解させた場合には、各成分が互いに化学反応を起こして反応生成物が生じるため、本発明に係る効果を効率的に得ることができない。

このような独自の性質を有する本発明に係る糞尿石殺菌除去剤は、尿石の各成分を水溶化し、また、腐敗汚物を消臭殺菌して、極めて有効に人糞尿を消臭・殺菌・除去することができる。

上述したような性質を有する本発明に係る洗浄剤は、その利点にもかかわらず、塩酸、塩素系の薬剤を一切使用しない中性水溶液であるため、人体や地球環境に対して非常に優しく無害であり、その取り扱いにおいても危険は無い。

［家畜の糞尿の消臭・抗菌］
家畜等の体内から排泄される糞尿汚物も、人糞尿と同様に各種の成分が複雑に絡み合って形成されている。したがって、本発明に係る汚物消臭剤を、この家畜汚物の悪臭の原因成分を根本分解・消臭できるように構成することができる。

胃腸内異常醗酵に因る悪臭糞尿の原因成分は、主に含窒素有機化合物、および含硫黄有機化合物の腐敗性代謝物質であり、これらはいずれも有毒であって強い不快臭を放つ。家畜等の排泄汚物中の成分としては、馬尿酸（C₉H₉O₃N）、インドール（C₈H₇N）、メチルイノシン（C₁₁H₁₄O₅N₄）、スカトール（C₉H₉N）等が挙げられる。さらにこの他に腸内細菌として、大腸菌、サルモネラ、赤痢菌が含まれ、これらの細菌は糞便の重量の約1/3〜1/2を占め、排泄後も生き続ける。

独自の性質を有する本発明に係る糞便殺菌除去剤は、家畜の糞便の各成分を水溶化し、消臭殺菌して、極めて有効に人糞尿を消臭・殺菌・除去することができる。また、本発明に係る糞便殺菌除去剤は、塩酸、塩素系の薬剤を一切使用しない中性水溶液であるため、人体や地球環境に対して非常に優しく無害であり、その取り扱いにおいても危険は無い。

なお、人体や家畜から排泄された悪臭は、その食物によって左右されるため、厳密には家畜の排泄物からの悪臭と人間の排泄物からの悪臭とは異なっているが、基本的には、いずれの悪臭成分に対しても還元水を主剤とする本発明に係る洗浄剤によって対応することが可能である。

化３に家畜等の糞尿汚物中の成分と本発明に係る洗浄剤との反応の様式の例を示す。

同時に排泄される腸内細菌も、主剤である還元水の OH^- 、 H⁺ によって殺菌される。また、助剤の成分であるマスキング剤によって、完全に消臭される。
表３には家畜用汚物消臭殺菌剤として用いる場合の本発明に係る洗浄剤の組成の例を示す。本発明に係る洗浄剤の主剤である還元水は、特許文献１に係る混合物（ペレット）を使用して上述した方法で製造した。還元水のORPは -800mV 、pHは 9.5 であった。

このようにして得られた家畜用汚物消臭殺菌剤は、汚物の付着箇所に対してそのまま原液をふりかけて使用してもよいし、または適当に希釈（10〜20倍）して用いてもよい。
本発明に係る家畜用汚物消臭殺菌剤を牛舎・豚舎における汚物排除用溝に使用したところ、家畜特有の悪臭が消えることが確認された。

［抗菌試験］
本発明に係る洗浄剤で使用したものと同様に製造した還元水の抗菌試験を行った。
試験試料には、還元水原液、ならびに還元水原液を蒸留水で10倍、20倍、および50倍に希釈したものを用いた。

これらの試料に大腸菌（Escherichia coli NBRC 3301）、ブドウ球菌（Staphylococcus aureus NBRC 12732）を添加し、40℃の恒温器で18時間保存した。保存後、細菌用寒天培地が入った滅菌シャーレに1白金耳の試料を培地に塗り付けて蓋をし、37℃の恒温器中で培養した。24時間後、培地上に細菌（大腸菌、ブドウ球菌）が発育したかどうかを観察した。結果を表４に示す。

この結果から、本発明で用いた還元水に抗菌作用が有ることが確認された。

Claims (4)

1. クエン酸、水酸化カリウム、ペルオキソ二炭酸ナトリウム、過酸化水素、およびエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム（EDTA 2Na）のうちの少なくともいずれかひとつの助剤と、還元水とを含むことを特徴とする洗浄剤。
2. 前記還元水の含有重量パーセントが、40〜85wt%であることを特徴とする、請求項１記載の洗浄剤。
3. 前記助剤の含有重量パーセントが、それぞれ、
   クエン酸 5〜20wt%、
   水酸化カリウム 5〜20wt%、
   ペルオキソ二炭酸ナトリウム 1〜10wt%、
   過酸化水素 1.5wt%、ならびに、
   EDTA 2Na 1〜5wt%、
   の範囲であることを特徴とする、請求項２記載の洗浄剤。
4. クエン酸、水酸化カリウム、ペルオキソ二炭酸ナトリウム、過酸化水素、およびエチレンジアミン四酢酸二ナトリウム（EDTA 2Na）のうちの少なくともいずれかひとつの助剤と、還元水とを混合させることを特徴とする洗浄剤の製造方法。