説明

尿石防止剤

【課題】各種水洗式トイレの排水管、トラップ内への尿石の付着防止に極めて有効な尿石防止剤を提供する。
【解決手段】ジブロモニトロアルコール化合物、およびスルホン酸基を有するカルボン酸系低分子量ポリマーを有効成分として含有する尿石防止剤。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、殺菌効果を有する尿石防止剤に関する。本尿石防止剤は、各種水洗式トイレの排水管、トラップ内への尿石の付着防止に極めて有効である。
【背景技術】
【0002】
水洗式のトイレにおいてはフラッシュバルブなどの水洗用弁を開弁させることにより、所定量の洗浄水が流れる仕組みになっている。この際に流れる洗浄水としては、水道水(上水)、あるいはビルなどにおいては厨房設備の排水や雨水等をろ過処理して利用される再利用水(中水)などが用いられる。近年水資源節約という観点から、中水をトイレ用洗浄水として利用する試みが多くなされている。
しかしながら、トイレからの排水管には、尿の分解により生成するカルシウム系化合物と有機物との混合物のスケール、いわゆる尿石が固着し、尿及び洗浄水の流れを阻害し、甚だしい場合には排水管を閉塞する。また、尿及び尿石中の有機物は、細菌により腐敗分解し悪臭が発生する。殊に中水を洗浄水として利用しているトイレでは、洗浄水中のりん酸イオン、アンモニウムイオン、カルシウム硬度、重炭酸イオン、界面活性剤等に由来する有機状炭素成分等が上水よりも多く含まれる場合が多く、極めて尿石を形成しやすい傾向にある。
【0003】
尿石を形成する機構は以下に述べる通りである。排泄直後の尿のpHは5.5〜6.5の酸性領域にあるが、時間の経過と共に尿素分解酵素であるウレアーゼの影響によりアンモニアと炭酸ガスに分解し、そのpHが急速に上昇する。尿と洗浄水との混合液においては、pHが7.5以上になると尿中に含まれるカルシウムイオンとりん酸イオン及び尿の分解により生成した炭酸ガスとが反応し、水に難溶性のりん酸カルシウムおよび炭酸カルシウムが生成し、これらに尿中の有機物が吸着されて、便器、便器排水管、トラップ、等の尿が接触する部分に固着して尿石となる。
【0004】
これらに鑑み、強力な洗浄能力を有する酸性水やオゾン水を洗浄水と併せて供給するシステムも開発されているが、酸性水やオゾン水を用いた場合は、配管等の便器に付設された部材等が劣化しやすいという問題がある。また、これらが人体に接触すると安全性の面からも問題がある(特許文献1参照)。
【0005】
他方、ウレアーゼの影響によるアンモニアの発生を阻止するため、尿石防止剤に殺菌成分として次亜塩素酸、塩素化イソシアヌル酸、ハロゲン化ヒダントインなどのハロゲン系化合物、あるいは塩化ベンザルコニウム塩、5-クロロ-2-メチル-イソチアゾリン-3-オン、2-ヒドロキシエチル-2-ニトロ−1,3-プロパンジオール等有機系殺菌剤、水溶性銀ガラス等の水溶性銀化合物、りん酸カルシウム銀、ケイ酸カルシウム銀、硝酸銀等の無機銀塩、銀錯体担持シリカゲル等の銀系殺菌剤等が多用されてきた(特許文献2、3参照)。
【0006】
しかしながら、ハロゲン系殺菌剤は尿中に存在するアンモニウムイオンと反応して、クロラミンを生成し効力が著しく低下したり、発ガン性が疑われる塩化メタン、臭化メタン等の副生が取り沙汰されており、非ハロゲン系の殺菌剤を使用したものが好まれる傾向にある。
一方、塩化ベンザルコニウム塩等カチオン系殺菌剤は中水を洗浄水として使用する場合において、洗剤成分の混入に由来するアニオン系界面活性剤と不溶性の化合物を形成することにより、便器を汚すのみならず殺菌力が著しく低下する。
また、5−クロロ−2−メチル−イソチアゾリン−3−オン、2−ヒドロキシエチル−2−ニトロ−1,3−プロパンジオールは水中で早期に分解するため、夜間や休日等トイレが使用されない時間帯に排水管内で細菌の繁殖が起こることにより、尿石の発生を招く。
銀系殺菌剤に関しても日常環境下で普通に存在する塩化物イオンと反応して、効力が著しく低下するという欠点がある。更に銀は高価な貴金属であるため、多量に添加することは経済的でない。
【0007】
他方、特許文献4では尿石防止成分としてポリ無水マレイン酸等カルボン酸系低分子量ポリマーをトイレ洗浄水に添加して尿石を防止する技術が開示されているが、本技術では尿石防止効果の持続性に問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開2003−64758号公報
【特許文献2】特許第2907194号公報
【特許文献3】特開平11−292725号公報
【特許文献4】特開2007−326060号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明の目的は、従来技術における上記したような課題を解決し、特にアニオン系界面活性剤の如く夾雑物を多量に含有する中水を用いるトイレ洗浄水においても安定した効果を発揮し得る尿石防止剤を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明者らは上記目的を達成するため、鋭意検討を行った結果、ジブロモニトロアルコール化合物とスルホン酸基を有するカルボン酸系低分子量ポリマーからなる尿石防止剤をトイレ洗浄水に添加することにより、従来のカルボン酸系低分子量ポリマーを用いる尿石防止剤の問題であったトイレ排水の経時のpH上昇を抑制することができること、トイレ排水中に塩化物イオン及びアンモニウムイオンといった殺菌力を低下させる共存物質が存在しても殺菌性能が低下しないこと、トイレ排水中における殺菌成分の分解による効力低下が起こらないこと、アニオン系界面活性剤の如く夾雑物を多量に含有する中水を洗浄水に用いるトイレにおいても尿石の形成を防止し得ることを見出し本発明に到達した。
【0011】
すなわち本発明は、下記一般式(1)で示されるジブロモニトロアルコール化合物、およびスルホン酸基を有するカルボン酸系低分子量ポリマーを有効成分として含有することを特徴とする尿石防止剤に関するものである。
【化1】

(式(1)中、Rは水素原子またはアルキル基を示す。)
【発明の効果】
【0012】
各種水洗式トイレの排水管に本発明の尿石防止剤を添加することにより、排水管、トラップ内等における細菌の繁殖によるトイレ排水のpH上昇を抑制し、幅広いトイレ洗浄水水質に対して尿石防止効果を長時間に渡って安定して発揮できることから、産業上非常に有用である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明におけるジブロモニトロアルコール化合物としては下記一般式(1)で示される化合物が用いられ、特に2,2−ジブロモ−2−ニトロエタノール、2,2−ジブロモ−2−ニトロ−1−メチルエタノールが好ましく使用される。
【0014】
【化2】

(式(1)中、Rは水素原子またはアルキル基を示す。)
【0015】
本発明に使用されるスルホン酸基を有するカルボン酸系低分子量ポリマーとしては、下記一般式(2)で示されるホスフィノカルボン酸共重合物あるいは、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸などのカルボキシル基を有する単量体と、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メタアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−アクリロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、3−メタクロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、3−アクリロキシ−1−ヒドロキシプロパン−2−スルホン酸、3−メタクロキシ−1−ヒドロキシプロパン−2−スルホン酸、1,3−ブタジエンのスルホン化物、2,3−ジメチル1,3−ブタジエンのスルホン化物などのスルホン酸基を有する単量体との共重合物が挙げられる。
【0016】
【化3】

(式中、Mは水素原子又はアルカリ金属原子、X、Yは夫々次式)
【0017】
【化4】

【0018】
【化5】

(式中、M’はMと同義語でn+m+n’+m’=16である。但し、n+m=0であってもよい。) で表わされる基を示す。
【0019】
本発明のスルホン酸基を有するカルボン酸系低分子量ポリマーは、一般に分子量(数平均分子量)500〜50,000の範囲のものが使用される。なお、好ましいカルボン酸系ポリマーは、アクリル酸・2−アクリロイルアミノ−2−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム・次亜りん酸ナトリウム付加重合物、またはアクリル酸・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合物であり、特に好ましいカルボン酸系ポリマーは、アクリル酸・2−アクリロイルアミノ−2−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム・次亜りん酸ナトリウム付加重合物であり、商品名ベルクレン400(FMC社)として50%水溶液で入手することができる。
【0020】
本発明の尿石防止剤は通常液状で得られ、配合される化合物は、原則的にはそれぞれの目的で使用される範囲内で使用されるが、好ましい配合割合は、ジブロモニトロアルコール化合物5〜70重量%、更に好ましくは5〜40重量%、スルホン酸基を有するカルボン酸系低分子量ポリマー10〜70重量%、更に好ましくは10〜50重量%である。本発明の尿石防止剤は、それぞれの化合物を所望の割合で配合し、適宜水により調製することで得ることができる。また、必要に応じてpH調整剤を配合してもよい。
【0021】
本発明の尿石防止剤では、それぞれの化合物を所望の割合で混合し、さらに多価アルコール系溶剤を配合することにより混合剤の相溶性が向上し調製が容易になるとともに、本発明の効果を充分に発揮することができる。本発明の多価アルコールとしては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3−ブタンジオール等が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも安全性の点からはプロピレングリコールが望ましい。多価アルコールの配合量は、尿石防止剤100重量%に対して10〜40重量%であり、好ましくは15〜30重量%である。
一般に多価アルコールは微生物類の栄養源となりこれらの増殖を助長させることがあるが、本発明の尿石防止剤においては、多価アルコールを配合しても高い殺菌力を保持し、尿石防止効果を長時間に渡って持続させることができる。
【0022】
本発明の尿石防止剤はトイレ洗浄水に対する添加量について制限はされないが、10〜100mg/lとなるように添加することが好ましい。
【0023】
本発明ではジブロモニトロアルコール化合物単独で充分な殺菌効果を得ることができるが、本発明の作用効果を損なわない範囲であれば、5−クロロ−2−メチル−イソチアゾリン−3−オン、2−ヒドロキシエチル−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール等の一般的に知られている殺菌剤を併用しても良い。
【実施例】
【0024】
以下に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【0025】
実施例1
尿石によるトイレ排水管の閉塞が極めて起こりやすい東京都銀座地区A社中水に各尿成分を所定量添加した後、トイレ生息菌数を10個/mlとなるように調整した人工尿10倍希釈相当液(表1参照)を試験水とした。下記に示した本発明剤を試験水に30mg/lとなるように添加した後、32℃で48時間振とうした際の培養法による生菌数測定結果を表2に、試験水pHの推移を表3に示した。この時、比較対象としてブランク(薬剤無添加系)、硝酸銀を銀イオン濃度として1.0mg/lとなるように添加した系、6%次亜塩素酸ナトリウム溶液を残留塩素濃度として2.0mg/lとなるよう添加した系、 アルキルジメチルアンモニウムクロライド50%水溶液(第一工業製薬株式会社製カチオーゲンBC−50)を50mg/l添加した系、2−ヒドロキシエチル−2−ニトロ−1,3−プロパンジオール(株式会社ケミクレア製ブロノポール)を20mg/l添加した系、アクリル酸・2−アクリロイルアミノ−2−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム・次亜りん酸ナトリウム付加重合物50%水溶液(FMC社製ベルクレン400)を30mg/l添加した系を同時に試験した。
【0026】
本発明剤
2,2−ジブロモ−2−ニトロエタノール75%ジエチレングリコール溶液(株式会社ケミクレア製DBNE−75)15gに水を30g、プロピレングリコール15g、アクリル酸・2−アクリロイルアミノ−2−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム・次亜りん酸ナトリウム付加重合物50%水溶液(FMC社製ベルクレン400 )40gを各々加え、均一に混合した。
【0027】
【表1】

【0028】
【表2】

【0029】
【表3】

【0030】
実施例2
東京都銀座地区A社中水を希釈水とした人工尿10%希釈相当液(表4参照)に本発明剤を30mg/l添加後、32℃で48時間振とうした際の試験水中カルシウム硬度及びりん酸イオン濃度の経時変化をICP発光分析法により追跡した。この時の結果を表5、表6に各々示す。この時比較例として、実施例1記載の比較対象物を同時に試験した。
【0031】
【表4】

【0032】
【表5】

【0033】
【表6】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記一般式(1)で示されるジブロモニトロアルコール化合物、およびスルホン酸基を有するカルボン酸系低分子量ポリマーを有効成分として含有することを特徴とする尿石防止剤。
【化1】

(式(1)中、Rは水素原子またはアルキル基を示す。)
【請求項2】
さらに、多価アルコールを含有することを特徴とする請求項1記載の尿石防止剤。
【請求項3】
スルホン酸基を有するカルボン酸系低分子量ポリマーがアクリル酸・2−アクリロイルアミノ−2−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム・次亜りん酸ナトリウム付加重合物、またはアクリル酸・2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸共重合物である請求項1または2記載の尿石防止剤。
【請求項4】
ジブロモニトロアルコール化合物が2,2−ジブロモ−2−ニトロエタノールまたは2,2−ジブロモ−2−ニトロ−1−メチルエタノールである請求項1〜3のいずれかに記載の尿石防止剤。
【請求項5】
多価アルコールがエチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコールおよび1,3−ブタンジオールから選択される1種以上であることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の尿石防止剤。

【公開番号】特開2011−218305(P2011−218305A)
【公開日】平成23年11月4日(2011.11.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−91221(P2010−91221)
【出願日】平成22年4月12日(2010.4.12)
【出願人】(504313228)ダイヤアクアソリューションズ株式会社 (9)
【出願人】(000004466)三菱瓦斯化学株式会社 (1,281)