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特開2022-70375雰囲気調整剤及び雰囲気調整剤の製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022070375
(43)【公開日】2022-05-13
(54)【発明の名称】雰囲気調整剤及び雰囲気調整剤の製造方法
(51)【国際特許分類】
   C12N 1/04 20060101AFI20220506BHJP
   C01B 32/30 20170101ALI20220506BHJP
   C01B 32/50 20170101ALI20220506BHJP
   B01J 23/745 20060101ALI20220506BHJP
   B01J 20/22 20060101ALI20220506BHJP
   B01J 20/30 20060101ALI20220506BHJP
【FI】
C12N1/04
C01B32/30
C01B32/50
B01J23/745 M
B01J20/22 A
B01J20/30
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2020179401
(22)【出願日】2020-10-27
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-06-09
(71)【出願人】
【識別番号】000231970
【氏名又は名称】パウダーテック株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100156867
【弁理士】
【氏名又は名称】上村 欣浩
(74)【代理人】
【識別番号】100143786
【弁理士】
【氏名又は名称】根岸 宏子
(72)【発明者】
【氏名】菊地 悠矢
(72)【発明者】
【氏名】諏訪 智之
【テーマコード(参考)】
4B065
4G066
4G146
4G169
【Fターム(参考)】
4B065AA01X
4B065BC12
4B065BC41
4B065BD23
4B065BD27
4G066AA05D
4G066AA14D
4G066AA43D
4G066AA47D
4G066AA61C
4G066AB05B
4G066AB06B
4G066BA20
4G066BA23
4G066BA25
4G066BA26
4G066BA36
4G066BA38
4G066CA37
4G066DA03
4G066FA02
4G066FA37
4G146AA06
4G146AB01
4G146AC02A
4G146AC02B
4G146AC04A
4G146AC04B
4G146AC27A
4G146AC27B
4G146AD11
4G146CB19
4G146CB20
4G146CB32
4G146CB34
4G146JA02
4G146JC05
4G146JD02
4G169AA03
4G169BA08C
4G169BB10A
4G169BB10B
4G169BC66A
4G169BC66B
4G169BD02A
4G169BD02B
4G169BD08A
4G169BD08B
(57)【要約】
【課題】本件発明の課題は、反応性が高く、且つ、高価な製造設備等を用いずとも製造過程における雰囲気調整能の低下を抑制することができる雰囲気調整剤及び雰囲気調整剤の製造方法を提供することにある。
【解決手段】上記課題を解決するために、主剤と、アルカリ剤と、水と、担持体と、活性炭とを含み、主剤がアスコルビン酸類であり、アルカリ剤と、水と、担持体と、活性炭とを含む主剤以外の構成成分からなる混合物と、固体の状態の主剤とを含み、主剤の水に対する溶解度に応じて主剤量が所定値とされることを特徴とする雰囲気調整剤とする。また、当該雰囲気調整剤を製造する際には、アスコルビン酸類を水に溶解させる工程を含まないものとする。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
主剤と、アルカリ剤と、水と、担持体と、活性炭とを含む雰囲気調整剤であって、
前記主剤がアスコルビン酸類であり、
前記主剤の水に対する溶解度をa(g/100g-HO)(25℃)、当該雰囲気調整剤に含まれる主剤量をx(g)、全水分量をb(g)としたとき、以下の関係式(1)を満たし、
前記アルカリ剤、前記水、前記担持体及び前記活性炭を含む前記主剤以外の構成成分からなる混合物と、固体の状態の前記主剤とを含むことを特徴とする雰囲気調整剤。
1.3< x/((a/100)×b)≦ 25.0・・・(1)
【請求項2】
前記活性炭は、当該雰囲気調整剤に含まれる全水分量の40質量%以上95質量%以下を含浸水として含む平均体積粒径が0.1mm未満の含水活性炭である請求項1に記載の雰囲気調整剤。
【請求項3】
前記含水活性炭の含浸水量は、当該含水活性炭100質量部に対して45質量部以上である請求項2に記載の雰囲気調整剤。
【請求項4】
前記含水活性炭から前記含浸水を除いた活性炭成分を、前記主剤100質量部に対して、125質量部以下含む請求項2又は請求項3に記載の雰囲気調整剤。
【請求項5】
前記活性炭のt-plot法マイクロ孔容積が0.3cm/g以上である請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の雰囲気調整剤。
【請求項6】
前記活性炭の水銀圧入法によるモード細孔直径(測定範囲0.04~9.0μm)が0.050μm以上である請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の雰囲気調整剤。
【請求項7】
前記主剤100質量部に対して、当該雰囲気調整剤に含まれる全水分量が20質量部以上150質量部以下である請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の雰囲気調整剤。
【請求項8】
前記主剤100質量部に対して、前記アルカリ剤として炭酸カリウムを35質量部以上150質量部以下含む請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の雰囲気調整剤。
【請求項9】
前記主剤100質量部に対して、反応触媒として硫酸第一鉄七水和物を30質量部以上250質量部以下の範囲で含む請求項1~請求項8のいずれか一項に記載の雰囲気調整剤。
【請求項10】
主剤と、アルカリ剤と、水と、担持体と、活性炭とを含む雰囲気調整剤の製造方法であって、
前記主剤がアスコルビン酸類であり、且つ、前記主剤を前記水に溶解する工程を含まず、
前記アルカリ剤、前記水、前記担持体及び前記活性炭を含む前記主剤以外の構成成分からなる混合物を得る工程と、
前記混合物に前記主剤を固体の状態で加える工程と、
を含むことを特徴とする雰囲気調整剤の製造方法。
【請求項11】
前記主剤の水に対する溶解度をa(g/100g-HO)(25℃)、当該雰囲気調整剤に含まれる主剤量をx(g)、全水分量をb(g)としたとき、以下の関係式(1)を満たすように、前記主剤及び前記水の配合量を決定する請求項10に記載の雰囲気調整剤の製造方法。
1.3< x/((a/100)×b)≦ 25.0・・・(1)
【請求項12】
前記活性炭に対して、当該雰囲気調整剤に含まれる全水分量の40質量%以上95質量%以下を予め含浸させておき、この含浸水を含む活性炭を用いて前記混合物を得る請求項10又は請求項11に記載の雰囲気調整剤の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、雰囲気調整剤及びその製造方法に関し、詳しくは、反応性が高く、且つ製造工程での劣化を抑制することのできる雰囲気調整剤及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
自然界には様々な生物が存在しており、その中には酸素が存在しない雰囲気で生育する嫌気性微生物や、酸素が大気雰囲気よりも低い濃度で生育する微好気性微生物などが存在する。研究機関等において、これら微生物を培養する場合には、生育雰囲気中の酸素や炭酸ガスなどの濃度を培養に適した濃度にコントロールする必要がある。また、バイオテクノロジー分野などにおいて細胞を培養する場合も、培養雰囲気中の酸素や炭酸ガス濃度を必要に応じて調整しなければならない。そのような際の手軽な雰囲気調整方法として、アスコルビン酸類を雰囲気中の酸素と反応させて、雰囲気中の酸素を除去し、これと同時に炭酸ガスを放出する雰囲気調整剤を用いることが行われている(特許文献1、特許文献2及び特許文献3参照)。
【0003】
これらの雰囲気調整剤ではアスコルビン酸類の水溶液を調整し、これを多孔質担体である活性炭に含浸させることで、アスコルビン酸類の酸化反応に必要な水分をアスコルビン酸類の水溶液から供給しつつ、アスコルビン酸類と酸素とを接触させてアスコルビン酸類の酸化反応を進行させるものとしている。
【0004】
ところで、従来より、食品等の保管用途で用いられる脱酸素剤においても、アスコルビン酸類の酸化反応を利用して食品等の保管雰囲気を無酸素状態に維持することが行われてきた。しかしながら、このような従来の脱酸素剤と比較すると、細菌や細胞を培養する際に用いる雰囲気調整剤では遙かに短時間で培養雰囲気を所望の酸素濃度及び濃度に調整しなければならない。特に、嫌気性培養雰囲気を調整するには雰囲気中の酸素を速やかに吸収する必要がある。そこで、特許文献1~特許文献3では、飽和濃度に近い高濃度のアスコルビン酸類の水溶液を比表面積の大きな粒状の活性炭に含浸させることで、アスコルビン酸類と酸素との接触面積を広く確保し、反応初期における二酸化炭素発生量が大きく、短時間で所望の培養雰囲気を調整することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第5682831号公報
【特許文献2】特許第5714790号公報
【特許文献3】特許第6593564号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記特許文献1~特許文献3に開示の雰囲気調整剤は初期における反応性が高いため、製造過程においてもアスコルビン酸類の水溶液が酸素と接触すると酸化反応が進行し、雰囲気調整能が低下してしまう。それを防ぐには、製造時の各工程を窒素雰囲気に保つための大がかりな製造設備が必要になる。
【0007】
そこで、本件発明の課題は、反応性が高く、且つ、高価な製造設備等を用いずとも製造過程における雰囲気調整能の低下を抑制することができる雰囲気調整剤及び雰囲気調整剤の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本件発明に係る雰囲気調整剤は、主剤と、アルカリ剤と、水と、担持体と、活性炭とを含む雰囲気調整剤であって、前記主剤がアスコルビン酸類であり、前記主剤の水に対する溶解度をa(g/100g-HO)(25℃)、当該雰囲気調整剤に含まれる主剤量をx(g)、全水分量をb(g)としたとき、以下の関係式(1)を満たし、前記アルカリ剤、前記水、前記担持体及び前記活性炭を含む前記主剤以外の構成成分からなる混合物と、固体の状態の前記主剤とを含むことを特徴とする。
1.3< x/((a/100)×b)≦ 25.0・・・(1)
【0009】
本件発明に係る雰囲気調整剤において、前記活性炭は、当該雰囲気調整剤に含まれる全水分量の40質量%以上95質量%以下を含浸水として含む平均体積粒径が0.1mm未満の含水活性炭であることが好ましい。
【0010】
本件発明に係る雰囲気調整剤において、前記含水活性炭の含水量は、当該含水活性炭100質量部に対して45質量部以上であることが好ましい。
【0011】
本件発明に係る雰囲気調整剤において、前記含水活性炭から前記含浸水を除いた活性炭成分を、前記主剤100質量部に対して、125質量部以下含むことが好ましい。
【0012】
本件発明に係る雰囲気調整剤において、前記活性炭のt-plot法マイクロ孔容積が0.3cm/g以上であることが好ましい。
【0013】
本件発明に係る雰囲気調整剤において、前記活性炭の水銀圧入法によるモード細孔直径(測定範囲0.04~9.0μm)が0.050μm以上であることが好ましい。
【0014】
本件発明に係る雰囲気調整剤において、前記主剤100質量部に対して、当該雰囲気調整剤に含まれる全水分量が20質量部以上150質量部以下であることが好ましい。
【0015】
本件発明に係る雰囲気調整剤において、前記主剤100質量部に対して、前記アルカリ剤として炭酸カリウムを35質量部以上150質量部以下含むことが好ましい。
【0016】
本件発明に係る雰囲気調整剤において、前記主剤100質量部に対して、反応触媒として硫酸第一鉄七水和物を30質量部以上250質量部以下の範囲で含むことが好ましい。
【0017】
上記課題を解決するために、本件発明に係る雰囲気調整剤の製造方法は、主剤と、アルカリ剤と、水と、担持体と、活性炭とを含む雰囲気調整剤の製造方法であって、前記主剤がアスコルビン酸類であり、且つ、前記主剤を前記水に溶解する工程を含まず、前記アルカリ剤、前記水、前記担持体及び前記活性炭を含む前記主剤以外の構成成分からなる混合物を得る工程と、前記混合物に前記主剤を固体の状態で加える工程と、を含むことを特徴とする。
【0018】
本件発明に係る雰囲気調整剤の製造方法において、前記主剤の水に対する溶解度をa(g/100g-HO)(25℃)、当該雰囲気調整剤に含まれる主剤量をx(g)、全水分量をb(g)としたとき、以下の関係式(1)を満たすように、前記主剤及び前記水の配合量を決定することが好ましい。
1.3< x/((a/100)×b)≦ 25.0・・・(1)
【0019】
本件発明に係る雰囲気調整剤の製造方法において、前記活性炭に対して、当該雰囲気調整剤に含まれる全水分量の40質量%以上95質量%以下を予め含浸させておき、この含浸水を含む活性炭を用いて前記混合物を得ることが好ましい。
【発明の効果】
【0020】
本件発明によれば、反応性が高く、且つ、高価な製造設備等を用いずとも製造過程における雰囲気調整能の低下を抑制することができる雰囲気調整剤及び雰囲気調整剤の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本件発明に係る雰囲気調整剤の好ましい実施の形態を説明する。
【0022】
1.雰囲気調整剤
本件発明に係る雰囲気調整剤は、主剤と、アルカリ剤と、水と、担持体と、活性炭とを含み、主剤がアスコルビン酸類であり、主剤の水に対する溶解度をa(g/100g-HO)(25℃)、当該雰囲気調整剤に含まれる主剤量をx(g)、全水分量をb(g)としたとき、以下の関係式(1)を満たし、主剤以外の構成成分からなる混合物と、固体の状態の主剤とを含むことを特徴とする。
1.3< x/((a/100)×b)≦ 25.0・・・(1)
【0023】
当該雰囲気調整剤は主剤であるアスコルビン酸類の酸化反応を利用して、雰囲気中の酸素を吸収し、二酸化炭素を放出することにより、培養雰囲気の酸素濃度及び二酸化炭素濃度を調整する。アスコルビン酸類の酸化反応は水(液相)を反応場として塩基性条件下で行われる。従って、水は必須の構成成分である。従来の雰囲気調整剤では、主剤を水溶液として担持体に含浸させる形態が採用されているのに対し、本件発明では主剤以外の成分からなる混合物と固体の状態の主剤とを含む形態を採用する。従来の雰囲気調整剤では製造時にアスコルビン酸類の水溶液を調整する工程を要するため、製造工程を窒素雰囲気に保つ等アスコルビン酸類の水溶液と酸素との接触を抑制しなければ、アスコルビン酸類の酸化反応が進行し、雰囲気調整能が低下するおそれがある。また、アスコルビン酸類の水溶液を調製する際に飽和濃度に近い高濃度の水溶液を調製しなければ、雰囲気調整剤中の主剤配合量が低下し、反応性の高い雰囲気調整剤を得ることが困難になる。
【0024】
これに対して、本件発明では、上記式(1)を満たすように主剤を配合し、主剤以外の成分からなる混合物と、固体の状態の主剤とを含む形態を採用している。すなわち、本件発明に係る雰囲気調整剤では、主剤を水に対して溶解させるのではなく、溶解度を超えた量の主剤を固体で含むことで、水含有量に対して主剤含有量を多くすることができる。また、当該雰囲気調整剤では、後述するように、例えば、活性炭に予め水を含浸させておき、雰囲気調整剤が使用される際にはその含浸水を利用してアスコルビン酸類の酸化反応を進行させることができる。これらのことから、反応性の高い雰囲気調整剤を得ることができる。その一方、当該雰囲気調整剤では、製造時におけるアスコルビン酸類の水溶液を調整する工程を不要とすることができる。つまり、製造時にも主剤を固体(粉体)の状態で取り扱うことができるため、大気下で当該雰囲気調整剤を製造しても、主剤の酸化反応が進行せず、製造過程における雰囲気調整能の低下を抑制することができる。従って、製造過程を窒素雰囲気に維持するための大がかりで高価な製造設備がなくとも、簡易な製造設備で当該雰囲気調整剤を製造することができる。以下、当該雰囲気調整剤の各構成成分について順に詳述する。なお、当該雰囲気調整剤は、主剤、アルカリ剤、水、担持体、活性炭に加えて、反応触媒を含んでもよい。従って、以下では反応触媒についても説明する。
【0025】
(1)主剤
主剤とするアスコルビン酸類として、L-アスコルビン酸、その立体異性体であるエリソルビン酸(D-イソアスコルビン酸)、及びこれらの塩或いは水和物を用いることができる。例えば、L-アスコルビン酸塩としては、L-アスコルビン酸ナトリウム、L-アスコルビン酸カリウム、L-アスコルビン酸カルシウムなどが挙げられる。また、エリソルビン酸塩としては、エリソルビン酸ナトリウム、エリソルビン酸カリウム、エリソルビン酸カルシウムなどが挙げられる。主剤として、これらの中から一種以上を用いることができる。
【0026】
特に、本件発明に係る雰囲気調整剤において、主剤の水に対する溶解性は高すぎず、適度な溶解性を示すことが好ましい。例えば、L-アスコルビン酸ナトリウムは、水に対する溶解度が62(g/100g-HO)(25℃)であり、水に対する溶解性が高い。従来の雰囲気調整剤のように、アスコルビン酸類の水溶液を担持体に担持/含浸させて用いる場合は、アスコルビン酸ナトリウム等の水に対する溶解性の高いものを主剤とした方が、より高濃度のアスコルビン酸類の水溶液を担持体に担持させることができ、反応性の高い雰囲気調整剤を得る上で好ましいと考える。一方、本件発明では主剤を固体の状態で含むため、水に対する溶解性がアスコルビン酸塩ほど高くなくとも、所望の量の主剤を含有させることができ、後述のとおり反応性の高い雰囲気調整剤を得ることができる。さらに、同量の主剤を用いる場合、従来に比して担持体の配合量を減らすことができるため、全体を軽量化することができると共に、材料コストを低減することができる。また、水に対する溶解性が高くなりすぎると、製造工程において主剤が吸湿し、酸化反応が進行するおそれがある。一方、水に対する溶解性をほとんど示さない場合、反応性の高い雰囲気調整剤を得ることが困難になる場合がある。従って、上述のとおり、主剤の水に対する溶解性は適度であることが好ましい。
【0027】
ここで、主剤の水に対する溶解性を主剤の水に対する溶解度で表す。但し、溶解度は一般にある溶質が一定量の溶媒に溶ける限界量をいうものとし、ここでは25℃の水100g(100ml)に対する溶解度を表すものとする。このとき、主剤の水に対する溶解度が45(g/100g-HO)(25℃)以下1(g/100g-HO)(25℃)以上であることが好ましい。このような範囲内の溶解度を有するアスコルビン酸類として、エリソルビン酸(溶解度:40g/100g-HO)、アスコルビン酸(溶解度:33(g/100g-HO)(25℃)、エリソルビン酸塩(例えば、エリソルビン酸ナトリウムの溶解度:16(g/100g-HO)(25℃)が挙げられ、これらを主剤とすることが好ましい。但し、二種類以上の主剤を用いる場合についても、それぞれの溶解度が当該範囲内であることが好ましい。
【0028】
さらに、主剤の水に対する溶解度は、40(g/100g-HO)(25℃)以下5(g/100g-HO)(25℃)以上であることがより好ましく、30(g/100g-HO)(25℃)以下8(g/100g-HO)(25℃)以上であることがさらに好ましく、20(g/100g-HO)(25℃)以下10(g/100g-HO)(25℃)以上であることが一層好ましい。より具体的には水に対する溶解度が概ね当該範囲内であるエリソルビン酸塩を主剤とすることがさらに好ましい。エリソルビン酸塩は、入手が容易であり、アスコルビン酸、アスコルビン酸塩と比較すると安価であるため、これらを主剤として用いる場合と比較すると安価に当該雰囲気調整剤を製造することができる。
【0029】
また、主剤の配合量は、上記式(1)を満たすものとする。主剤の水に対する溶解度に応じて、上記式(1)を満たすように主剤の配合量を決定することで、アスコルビン酸類の酸化反応を効率よく進行させることができ、反応性の高い雰囲気調整剤を得ることができる。
【0030】
ここで、反応性のより高い雰囲気調整剤を得る上で、上記式(1)の下限値は1.5であることがより好ましい。特に、嫌気培養用雰囲気を調整するには、微好気培養用雰囲気を調整するときと比較すると、雰囲気中の酸素をより迅速に吸収する必要がある。雰囲気調整剤中の全水分量や活性炭に含浸された含浸水量によっても酸素吸収速度は変動するが、嫌気培養用雰囲気を調整するには上記下限値は2.0であることがより好ましく、3.0であることがさらに好ましい。また、上記式(1)の上限値が大きくなりすぎると、主剤の水に対する溶解度と全水分量とに対して、主剤量が多くなり過ぎてしまう。この場合、酸素吸収速度が低下し、主剤量を増加する効果が薄れてしまう。当該観点から上記式(1)の上限値は20.0であることが好ましく、18.0であることがより好ましく、15.0であることがさらに好ましい。なお、上記式(1)において、これらの好ましい値を採用する場合、下限値に関し不等号を等号付不等号に置換してもよいし、上限値に関し等号付不等号を不等号に置換してもよい。なお、二種以上のアスコルビン酸類を主剤として用いる場合、各アスコルビン酸類を所定の混合比で混合した主剤の混合物が、100mlの水(25℃)に対して溶ける限界量をいうものとする。所定の混合比とは、主剤として二種以上のアスコルビン酸類を用いる際のそれらの混合比をいうものとする。
【0031】
また、主剤の平均体積粒径は20μm以上600μm以下であることが好ましく、後述するとおり活性炭の平均体積粒径より大きいことが好ましい。なお、主剤の「平均体積粒径」は、ふるい分け法によりメッシュ毎に粒子を選別した後、メッシュ間に存在する粒子の平均粒径をメッシュ間の中央値とし、重量頻度との積から算出した値とした。
【0032】
(2)アルカリ剤
上述のとおり、アスコルビン酸類の酸化反応は塩基性条件下で行われるため、本件発明に係る雰囲気調整剤においてアルカリ剤は必須の構成成分である。本件発明では、アルカリ剤として、例えば、アルカリ金属炭酸塩を好ましく用いることができる。アルカリ金属炭酸塩を用いることで、アスコルビン酸類の酸化反応に伴い雰囲気中に放出される二酸化炭素量を調整することができる。アルカリ金属炭酸塩として、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム等を好ましく用いることができる。
【0033】
ここで、上記のようにエリソルビン酸塩を主剤として用いる場合、アルカリ剤として炭酸カリウムを用いることが特に好ましい。炭酸カリウムの水に対する溶解度は113.5(g/100g-HO)(25℃)であり、水に対する溶解性が極めて高い。一方、エリソルビン酸塩の水に対する溶解度は上述のとおりであり、炭酸カリウムと比較すると水に対する溶解性は低い。主剤及びアルカリ剤共に水に対する溶解性の低い化合物を用いた場合、アスコルビン酸類の酸化反応を迅速に進行させるための好ましい反応場を調整することが困難になり、反応性の高い雰囲気調整剤を得ることが困難になる。一方、主剤及びアルカリ剤共に水に対する溶解性の高い化合物を用いた場合、これらを混合した際にアルカリ剤によりアスコルビン酸類が分解されたり、アスコルビン酸類の酸化反応が過剰に進行するなどして、当該雰囲気調整剤を製造するまでの間に主剤の酸素吸収能が低下したり、その流動性が低下するおそれがある。
【0034】
これらのことから、水に対する溶解性が比較的低いエリソルビン酸塩を主剤として用い、水に対する溶解性が極めて高い炭酸カリウムを用いることにより、製造工程の間に主剤が分解されたり、酸化反応が進行するのを防止することができ、且つ、当該雰囲気調整剤の流動性を良好に維持することができる。
【0035】
なお、主剤がエリソルビン酸塩以外である場合も、アルカリ剤として炭酸カリウムを用いると、他のアルカリ剤を用いた場合と比較して、粉体特性(流動性、見掛密度等)が良好で高い酸素吸収能を得ることができる。さらに、炭酸カリウムの添加量を適宜調整することにより、二酸化炭素の発生量を制御することが容易になり、当該雰囲気調整剤を嫌気培養用、微好気培養用等の用途に応じた酸素濃度及び二酸化炭素濃度に調整することが容易になる。一方、上記観点から、水に対する溶解度が高いアスコルビン酸塩を主剤とする場合は、アスコルビン酸塩と比較すると水に対する溶解度が低い炭酸ナトリウム、炭酸カルシウムをアルカリ剤とすることも好ましい。
【0036】
本件発明に係る雰囲気調整剤において、アルカリ剤は、主剤100質量部に対して、10質量部以上400質量部以下含まれることが好ましく、上述のとおり嫌気培養用、微好気培養用等の用途に応じて、主剤の種類に応じてアルカリ剤の含有量を適宜調整することが好ましい。
【0037】
例えば、主剤としてエリソルビン酸塩を用い、アルカリ剤として炭酸カリウムを用いる場合、嫌気培養用雰囲気を調整する際は、エリソルビン酸塩100質量部に対して炭酸カリウムを35質量部以上150質量部以下含むことが好ましい。より迅速に嫌気培養用雰囲気に調整する上で、エリソルビン酸塩100質量部に対して炭酸カリウムを40質量部以上含むことがより好ましく、40質量部を超えて含むことがさらに好ましい。また、同様に、エリソルビン酸塩100質量部に対して130質量部以下含むことがより好ましく、100質量部以下含むことがさらに好ましく、90質量部以下含むことが一層好ましい。
【0038】
(3)水
水は、当該雰囲気調整剤を構成する主剤以外の構成成分を馴染ませ、主剤の酸化反応の場を提供するための必須の構成成分である。本発明では、主剤を100質量部としたとき、当該雰囲気調整剤に含まれる全水分量は20質量部以上150質量部以下であることが好ましい。反応性の高い雰囲気調整剤を得る上で、当該全水分量は主剤100質量部に対して30質量部以上であることがより好ましく、40質量部以上であることがさらに好ましく、50質量部以上であることが一層好ましい。また、当該全水分量は主剤100質量部に対して140質量部以下であることが好ましく、120質量部以下であることがさらに好ましい。
【0039】
本件発明に係る雰囲気調整剤では、水を担持体と、活性炭のそれぞれに担持(含浸)された状態で存在することが好ましい。すなわち、上記全水分量は担持体に担持された水(以下、「担持水」と称する。)の量と、活性炭に担持(含浸)された水(以下、「含浸水」と称する。)の量との合計値である。そして、当該雰囲気調整剤に含まれる全水分量の40質量%以上95質量%以下が含浸水として活性炭に含浸されていることが好ましい。反応性の高い雰囲気調整剤を得る上で、全水分量の45質量%以上、より好ましくは55質量%以上が含浸水として活性炭に含浸されていることが好ましい。また、当該雰囲気調整剤に含まれる全水分量の5質量%以上60質量%以下が担持体に担持されていることが好ましい。
【0040】
さらに、当該雰囲気調整剤において担持水は主剤100質量部に対して5質量部以上100質量部未満であることが好ましい。本件発明では雰囲気調整剤を製造する際に液体として添加する水(以下、「添加水」と称する。)を主に担持体に担持させ、添加水とは別に含浸水を予め含む含水活性炭を用いることが好ましい。つまり、担持水量と添加水量が実質的に同じであることが好ましい。この場合、担持体が担持できる水量を超えない程度の添加水量であることが好ましい。担持体が担持可能な水量を超えて添加水量が増加すると、担持体にその全量を担持させることが困難になり、担持水に対して余剰分の添加水が当該雰囲気調整剤中に存在することになる。当該雰囲気調整剤では、主剤を固体の状態で含有することを特徴とする。しかしながら、担持水に対して余剰分の添加水が当該雰囲気調整剤中に存在すると、担持体が水分を保持しきれず流動性が悪くなる、あるいは主剤を固体の状態で維持することが困難になる。また、当該雰囲気調整剤の製造工程において、主剤が添加水と接触し、或いは吸湿し、主剤の酸化反応が進行してしまう場合もある。そこで、添加水を全て担持体に担持させるべく担持体の含有量を増加させると、主剤の酸化反応に寄与する構成成分に比して、担持体の含有量を増加させる必要がある。その場合、主剤の酸化反応を効率良く進行させることが困難になり、反応性の高い雰囲気調整剤を得ることが困難になる。そこで、担持水の含有量は主剤100質量部に対して80質量部未満であることがより好ましく、50質量部未満であることがより好ましく、40質量部未満であることが一層好ましい。また、担持水が少なくなりすぎると、アルカリ剤等の主剤以外の成分を担持水に溶解させて、水溶液として担持体に担持させることが困難になる。当該観点から、担持水の含有量は主剤100質量部に対して10質量部以上であることが好ましく、15質量部以上であることがより好ましい。
【0041】
一方、含浸水は主剤100質量部に対して10質量部以上200質量部以下であることが好ましい。活性炭に当該雰囲気調整剤に含まれる全水分量の40質量%以上95質量%以下を含浸水とし、主剤に対して含浸水が上記範囲内となるように水を含ませることで、主剤の酸化反応に必要な水分量を十分に確保することができる。さらに、主剤を水に溶解させた水溶液を担持体や活性炭に担持(含浸)させる場合では、水の量が多くなると、主剤やアルカリ剤の濃度が薄くなり、反応性の高い雰囲気調整剤を得ることが困難になる。一方、本件発明によれば微粉の粉末状の活性炭に水を含浸させておくことで、主剤やアルカリ剤を水溶液の状態に調整せずとも、主剤の酸化反応に必要な水分を供与することができる。
【0042】
(4)反応触媒
本件発明に係る雰囲気調整剤は、アスコルビン酸類の酸化反応を促進するための反応触媒を含むことが好ましい。反応触媒として、例えば、クエン酸鉄、フタロシアニン鉄等の有機金属系触媒を用いることもできるが、鉄、ニッケル、銅、マンガン等の遷移金属の塩酸塩、硝酸塩、硫酸塩、又は複塩、或いはこれらの水和物等の無機系触媒を用いることが好ましい。反応触媒を含む構成とすることにより、酸素吸収能の高い雰囲気調整剤を得ることができる。特に、当該雰囲気調整剤では、反応触媒として硫酸第一鉄七水和物を用いることが好ましい。
【0043】
本件発明に係る雰囲気調整剤において、反応触媒の含有量は、反応触媒の種類等に応じて適宜調整することができるが、主剤100質量部に対して、反応触媒を30質量部以上250質量部以下含むことが好ましい。反応触媒の含有量が30質量部未満の場合、培養雰囲気を迅速に所望の酸素濃度及び二酸化炭素濃度に調整することが困難になる。当該雰囲気調整剤は、後述するように、反応触媒についても、基本的には水に溶解させることなく、他の成分に対して固体(粉体)の状態で混合する。反応触媒の一部は例えば担持水に溶け込むことがあったとしても、余剰の反応触媒は粉体の状態で他の成分と混合されることになる。このような状態であっても、予め粉末状の活性炭に例えば飽和量の水分を含浸水として含浸させて含水活性炭として当該雰囲気調整剤に含有させておくことで、含浸水を利用して反応場を得ることができ、反応触媒を機能させることができる。
【0044】
(5)担持体
本件発明に係る雰囲気調整剤は、水を担持することのできる担持体を含む。担持体を含む構成とすることにより、当該雰囲気調整剤の構成成分を造粒して、粉体として取り扱うことが可能になる。担持体としては、ゼオライト、湿式シリカ、バーミキュライト、モンモリロナイト等の多孔質物質を用いることができる。これらの多孔質物質の中から1種類以上を単独で又は混合して用いることができる。
【0045】
担持体の平均体積粒径は、0.01mm以上3mm以下であることが好ましく、0.1m以上2mm以下であることがより好ましく、0.2m以上1.2mm以下であることがさらに好ましい。
【0046】
本件発明に係る雰囲気調整剤において、担持体の含有量は、主剤100質量部に対して、50質量部以上500質量部以下含まれることが好ましい。担持体の含有量が50質量部未満では、脱酸素反応に要する水等を十分に担持することができず、反応性の高い雰囲気調整剤を得ること及び造粒物の粉体としての特性を維持することが困難になる。これらの観点から、担持体の含有量は60質量部以上であることがより好ましく、70質量部以上であることがさらに好ましい。一方、担持体の含有量が500質量部を超えて多くなると、主剤に対する担持体の含有量が多く、主剤と雰囲気中の酸素とを効率よく接触させることができなくなる。そのため、当該雰囲気調整剤の単位質量当たりの酸素吸収量が低下するため好ましくない。これらの観点から、担持体の含有量は350質量部以下であることがより好ましく、200質量部以下であることがさらに好ましい。特に、嫌気培養用雰囲気を調整する際には、担持体の含有量は200質量部以下であることが反応性の高い雰囲気調整剤を得る上で好ましい。
【0047】
(6)含水活性炭
本件発明に係る雰囲気調整剤では、上記担持体とは別に活性炭を含有する。ここで、当該活性炭は概ね平均体積粒径が0.2mm未満、より好ましくは0.1mm未満の粉末状の活性炭であることが好ましい。さらに、当該活性炭は主剤よりも平均体積粒径が小さいことが好ましい。また、上記担持体よりも平均体積粒径が小さいことが好ましい。特に、平均体積粒径が5μm以上15μm以下であることが好ましい。
【0048】
活性炭も多孔質物質であり水を含浸することができる。上述のとおり、活性炭は予め所定の量の水を含浸水として予め含む含水活性炭であることが好ましい。ここで所定量の水を含浸水として予め含むとは、活性炭が他の構成成分と混合等される前に、活性炭の細孔内に所定量の水が既に含浸されていることをいうものとする。
【0049】
含水活性炭の含水量、すなわち含水活性炭における含浸水の割合は、含水活性炭100質量部に対して45質量部以上であることが好ましく、50質量部以上であることがより好ましく、55質量部以上であることがさらに好ましく、57質量部以上であることが一層好ましい。
【0050】
一方、当該含水活性炭から含浸水を除いた活性炭成分を主剤100質量部に対して125質量部以下であることが好ましく、100質量部以下であることがより好ましく、70質量部以下であることがさらに好ましく、55質量部以下であることが一層好ましく、45質量部以下であることがより一層好ましい。また、下限値は、5質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましく、15質量部以上であることがさらに好ましい。
【0051】
主剤に対して粒径の小さい活性炭に予め水を含浸させておくことで、主剤粒子の表面に複数の活性炭が付着したような状態となり、主剤を水に溶解させた水溶液を担持体に含浸させずとも、当該雰囲気調整剤の使用時に水分を主剤に効率良く供給して迅速に雰囲気中の酸素濃度及び二酸化炭素濃度を調整することが可能になる。
【0052】
また、活性炭のt-Plot法マイクロ孔容積は0.30cm/g以上であることが好ましく、0.40cm/g以上であることがより好ましく、0.50cm/g以上であることがさらに好ましい。t-Plot法マイクロ孔容積は、130℃で8時間の真空脱気による前処理を実施した後に、例えば、マイクロトラック・ベル社製BELSORP-miniIIを用いて測定することができる。具体的には、定容法を用いた窒素による吸着脱離等温線を測定し、解析をマイクロトラック・ベル社推奨のHarkins-Jura-BEL.t基準曲線を用いて算出することにより、上記値を得ることができる。
【0053】
活性炭を含む多孔質物質は多数の細孔を有し、細孔は孔径によってマクロ孔、メソ孔、マイクロ孔等に分けられる。全細孔容積は、孔径によらず全ての細孔の容積を表す。マクロ孔、メソ孔、マイクロ孔の順に孔径が小さくなる。本件発明に係る雰囲気調整剤では、全細孔容積の値と、反応性の高さ(酸素吸収速度、二酸化炭素放出速度の速さ等)との相関は特に認められなかった。その一方、マイクロ孔容積と反応性の高さには相関が認められ、マイクロ孔容積が大きくなるほど、反応性の向上が認められた。その理由は解明できていないが、主剤を固体の状態で含む当該雰囲気調整剤では、主剤の酸化反応を進行させる際にマイクロ孔に含浸された水分が強く寄与するのでは無いかと推察される。また、マイクロ孔には、孔径の大きなマクロ孔やメソ孔と比較すると毛細管現象により吸水しやすく、全細孔容積が同じである場合マイクロ孔容積が大きい方が含水率の高い活性炭が得られやすいと考えられる。後述の実施例においても説明するとおり、活性炭における含水率の高さと反応性の高さにも相関性が認められる。これらのことから、マイクロ孔容積が大きい方が主剤の酸化反応を効率的に進行させることができ、反応性の高い雰囲気調整剤が得られるものと考える。
【0054】
更に、活性炭の水銀圧入法によるモード細孔直径(測定範囲0.04~9.0μm)が0.050μm以上であることが好ましい。モード細孔直径(測定範囲0.04~9.0μm)は、例えば、AntonPaar社製水銀圧入ポロシメータPoreMaster33GTを用いて、高圧範囲20~5000psiの測定条件で、細孔直径0.04μmから9.0μmの範囲を測定し、付属のソフトウェアで解析することにより得ることができる。
【0055】
上述のとおり、本件発明に係る雰囲気調整剤ではマイクロ孔容積が大きい活性炭を含む構成とした方が反応性の高い雰囲気調整剤を得ることができる。さらに、本件発明に係る雰囲気調整剤では、モード細孔直径の大きさと、反応性の高さとの間に相関が認められ、モード細孔直径の大きい活性炭を用いた方が、より反応性の高い雰囲気調整剤を得ることができる。その理由についても解明できていないが、次のように推察する。測定範囲0.006μm~9.0μmとしてモード細孔直径を測定した場合、モード細孔直径と反応性の高さとの間に相関は認められなかった。一方、上記測定範囲では相関が認められた。このことから、モード細孔直径が上記範囲内であるマイクロ孔は、マイクロ孔の中でも孔径が比較的大きく、毛細管現象により良好に吸水する。一方、マイクロ孔の孔径が小さくなりすぎると、毛細管現象による水の細孔内への侵入が難しくなり、毛細管現象による吸水作用よりも表面吸着による作用が大きくなる。その場合、活性炭を水に浸漬しても細孔内への吸水が困難になり、また、細孔内に吸着された水分子は孔壁との間に生じる水素結合により外部に放出しにくくなる。よって、モード細孔直径の比較的大きなマイクロ孔とすることで、活性炭に含浸させる水分量を多くすることができると共に、主剤の酸化反応の際に水分の放出も良好になり、反応性の高い雰囲気調整剤が得られやすくなるのではないかと推察される。
【0056】
(7)各構成成分の含有割合
次に、当該雰囲気調整剤の構成成分全量に対する各構成成分の含有割合を説明する。但し、構成成分全量には主剤、アルカリ剤、水、担持体、活性炭が含まれ、当該雰囲気調整剤が反応触媒等のその他の成分を含む場合は当該その他の成分全てを含むものとする。
【0057】
本件発明に係る雰囲気調整剤を嫌気培養用雰囲気調整剤として用いる場合、その構成成分全量に対して、主剤を10質量%以上35質量%以下、アルカリ剤を10質量%以上
15質量%以下、水を10質量%以上25質量%以下(うち、担持水を3質量%以上25質量%以下、含浸水を0質量%以上20質量%以下)、反応触媒を15質量%以下、担持体を15質量%以上25質量%以下、活性炭(但し、活性炭成分のみ)を4質量%以上15質量%以下含むことが好ましい。このような含有割合で、これらの成分を含有することにより、反応性の高い嫌気培養用雰囲気調整剤を得ることができる。
【0058】
一方、本件発明に係る雰囲気調整剤を微好気培養用雰囲気調整剤として用いる場合、その構成成分全量に対して、主剤を5質量%以上10質量%以下、アルカリ剤を15質量%以上25質量%以下、水を20質量%以上25質量%以下(うち、担持水を3質量%以上25質量%以下、含浸水を0質量%以上20質量%以下)、反応触媒を20質量%以下、担持体を15質量%以上25質量%以下、活性炭(但し、活性炭成分のみ)を5質量%以上15質量%以下含むことが好ましい。このような含有割合で、これらの成分を含有することにより、反応性の高い微好気培養用雰囲気調整剤を得ることができる。
【0059】
2.雰囲気調整剤の製造方法
次に、本件発明に係る雰囲気調整剤の製造方法の一例について説明する。本件発明に係る雰囲気調整剤の製造方法は、主剤を水に溶解する工程を含まず、アルカリ剤、水、担持体及び活性炭を含む主剤以外の構成成分からなる混合物を得る工程と、混合物に主剤を加える工程とを含む。その際、例えば、以下に説明するように、原料を準備する工程と、主剤以外の構成成分(担持体、アルカリ剤、水、活性炭(含水活性炭)、反応触媒)を所定の順序で混合する工程とを含むことが好ましい。以下、各工程について順に説明するが、本件発明に係る雰囲気調整剤の製造方法は以下に説明する方法に限定されるものではなく、主剤を水に溶解する工程を含まず、アルカリ剤、水、担持体及び活性炭を含む主剤以外の構成成分からなる混合物を得る工程と、この混合物に主剤を加える工程とを含む限り、適宜変更可能である。
【0060】
(1)原料を準備する工程
主剤、アルカリ剤、担持体、水、活性炭を所定量ずつ準備する。また、必要に応じて反応触媒を準備する。これらの各構成成分については上述のとおりであるため、ここでは説明を省略する。但し、水は担持体に担持させる担持水量分を添加水として準備することが好ましい。活性炭については、予め所定量の含浸水を含む上記含水活性炭を準備することが好ましい。所定量の含水活性炭を準備する際は、含水量が上記割合の市販の含水活性炭を活性炭成分が所定量となるように準備してもよいし、乾燥状態にある活性炭を所定量準備し、当該活性炭に対して含水量が上記割合になるように予め水を含浸させておいてもよい。また、活性炭に含浸させる含浸水分と担持体に担持させる担持水分とを添加水(水)として用意しておき、担持体と添加水とを混合する前に、活性炭と添加水全量を混合しておき、活性炭に予め含浸水分の水を含浸させておいてもよい。以下では、含水活性炭を用い、担持水量分のみを添加水として準備する場合を例に挙げて説明する。
【0061】
(2)主剤以外の構成成分を所定の順序で混合する工程
各原料をそれぞれ所定量ずつ準備した後、主剤以外の構成成分を混合する。その際、担持体に対して添加水を担持させた後に、上記含水活性炭を混合することが好ましい。さらには、以下のa)~d)の順に各成分を混合しながら、主剤以外の成分からなる混合物を調製することが好ましい。
【0062】
a)所定量の担持体と、所定量のアルカリ剤とを混合する。
b)上記a)の混合物に対して添加水を混合する。
c)上記b)の混合物に対して含水活性炭を混合する。
d)上記c)の混合物に対して反応触媒を混合する。
【0063】
但し、上記各混合工程ではそれぞれの成分が互いに十分に馴染むまで混合するものとする。例えば、アルカリ剤として炭酸カリウムを用いると、a)の混合工程で担持体とアルカリ剤とが十分に混合された後に、b)の混合工程で添加水を加えて混合することで、添加水に炭酸カリウムが溶け込み、それが担持体に担持される。その状態で、c)の混合工程によりアルカリ剤の溶け込んだ水を担持した担持体と、含水活性炭とが混合され、d)により反応触媒が混合される。a)~d)では主剤を添加していないため、a)~d)の各混合工程を大気下で行うことができ、それぞれの構成成分を十分に混合することができる。
【0064】
(3)主剤以外の構成成分からなる混合物に、主剤を固体の状態で加える工程
例えば上記a)~d)の混合工程を経て得られた主剤以外の全構成成分からなる混合物に、主剤を固体の状態で加えることにより、本件発明に係る雰囲気調整剤を得ることができる。このように、主剤以外の構成成分からなる混合物に、主剤を加える工程よりも前に、水を担持体に担持させ、或いは含水活性炭に含浸水として含浸させておくことにより、当該工程においても、主剤と水とが直接接触することを抑制することができる。そのため、当該工程についても主剤の酸化反応の進行を抑制することができるため、当該工程を大気下で行うことが可能になる。また、活性炭に対して予め水を含浸させた含水活性炭を用いることで、造粒効果が得られ、活性炭が微粉であっても、粉立ち等を抑制しつつ、主剤以外の構成成分が良好に混合された混合物を造粒物として得ることができる。そして、この混合物に主剤を固体の状態で加えた際も、混合物と主剤とをよく混ざり合わせることができる。また、上述のとおり、主剤の配合量を式(1)を満たすようにすることで、反応性の高い雰囲気調整剤を得ることができる。
【0065】
(4)充填工程
上記主剤以外の構成成分からなる混合物に、主剤を固体の状態で加える工程は、当該雰囲気調整剤を通気性包装材に充填包装する工程において行うことができる。例えば、所定量の上記混合物と、所定量の主剤とを、通気性包装材に充填することで、所定量の雰囲気調整剤を通気性包装材に充填しつつ、上記の工程を行うことができる。このように、通気性包装材に充填包装した場合には、上記混合物と主剤とが通気性包装材に投入される際に生じる衝撃等により、両者は混じり合う。また、予め、主剤以外の構成成分からなる混合物と、主剤とを混合したものを通気性包装材に充填してもよい。
【0066】
ここで、通気性包装材は、酸素透過性を有するシート状、或いはフィルム状の包装材であればどのようなものであってもよく、有孔樹脂フィルム、紙、不織布などの適度な通気性を有するものであればいずれも使用することができる。特に、通気性に加えて、ヒートシール性を兼ね備えた包装材が好適であり、例えば、有孔(ポリエステル/ポリエチレン)フィルム、紙、有孔ポリエチレンフィルムの順にラミネートした積層体や、紙又は不織布と、有孔ポリエチレンフィルムとをラミネートした積層体等であることが好ましい。その他、ポリエチレン不織布等も使用することができる。当該通気性包装材に、上記雰囲気調整剤を所定量ずつ充填し、開口部を閉じることにより、製品としての雰囲気調整剤包装体が得られる。
【0067】
以下、実施例及び比較例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に制限されるものではない。
【実施例0068】
平均体積粒径が266.6μmのエリソルビン酸ナトリウム(主剤)100質量部(13.5g)に対して、水(添加水)を22.2質量部(3.0g)、硫酸第一鉄七水和物(反応触媒)を37.0質量部(5.0g)、含水活性炭(含水率60質量%)96.3質量部(13.0g)、炭酸カリウム(アルカリ剤)を44.4質量部(6.0g)、ゼオライト(担持体)を74.1質量部(10.0g)を用いて、次のようにして本件発明に係る雰囲気調整剤を製造した。なお、括弧内に示した数値は実際に各成分秤量した値を示す。また、含水活性炭として活性炭成分に対して含水率が60質量%となるように予め水を含浸させたフタムラ化学株式会社製の含水活性炭(SA1000W60)を用いた。また、主剤全量を100質量部としたとき、当該含水活性炭は38.5質量部(5.2g)の活性炭成分と、57.8質量部(7.8g)の含浸水を含む(表1参照)。このとき主剤の配合量に関し、上記式(1)の値は7.80である(表2参照)。また、実施例1で用いた含水活性炭を活性炭「A」とする(表3参照)。当該活性炭の平均体積粒径は約10μmであり、その他のt-plot法マイクロ孔容積、水銀圧入法によるモード細孔直径他の各種物性は表3に示すとおりである。
【0069】
大気下において、ゼオライト全量と炭酸カリウム全量とを混合し、これらが十分に混合された後、水(添加水)全量を添加した。その後、含水活性炭全量を添加して混合した後、硫酸第一鉄七水和物を添加し、さらに混合した。このようにして主剤以外の成分が全て十分に混合された混合物を得た。そして、主剤以外の全ての成分からなる混合物全量に、主剤全量を加えて、主剤以外の成分からなる混合物と、固体の状態の主剤とを含む雰囲気調整剤とし、これを外寸80mm×260mmの通気性包装材袋に24gずつ充填し本実施例の雰囲気調整剤包装体とした。なお、通気性包装材として、紙/有孔ポリエチレン/ワリフの3層ラミネート構造で、王研式透気度(透気抵抗度)が45~60秒を示すものを用いた。また、より詳細には、上記通気性包装材袋は、3辺と長手方向中央位置にそれぞれ5mmシール幅によりヒートシール部が設けられることにより、外寸80mm×130mmの2箇所の充填部が形成されており、この2箇所の充填部に対してそれぞれ12gの雰囲気調整剤が充填され、1包の雰囲気調整剤包装体が構成される。
【実施例0070】
実施例2では実施例1と同じ活性炭成分を有するが、含浸水を含まない乾燥状態の活性炭(フタムラ化学株式会社製の活性炭(SA1000))(活性炭「B」)(表1、表3参照)を用いた。そして、当該活性炭を主剤100質量部(24.1g)に対して38.6質量部(9.3g)用意すると共に、主剤100質量部に対して水(添加水)を79.7質量部(19.2g)用意した。他の成分については、主剤100質量部に対して実施例1と略同じ配合量になるようにゼオライトを73.9質量部(17.8g)、炭酸カリウムを44.4質量部(10.7g)、硫酸第一鉄七水和物を36.9質量部(8.9g)秤量した。そして、活性炭全量に対して水全量を添加することで、活性炭及び水の混合物を用意し、ゼオライト全量と炭酸カリウム全量とを混合した後に、この活性炭及び水の混合物を添加したことを除いて、実施例1と同様にして実施例2の雰囲気調整剤を製造し、これを用いて本実施例の雰囲気調整剤包装体を得た。なお、活性炭及び水の混合物において、水の一部は活性炭に含浸されたが、全量を活性炭に含浸させることはできなかった。また、実施例2において主剤の配合量に関し上記式(1)の値は7.81である(表2参照)。
【実施例0071】
実施例3では実施例1と同じ活性炭成分を有するが含水率が50質量%の含水活性炭(活性炭「C」)(フタムラ化学株式会社製の含水活性炭(SA1000W50))を用いた(表1、表3参照)。そして、主剤100質量部(24.1g)に対して当該含水活性炭を76.8質量部(18.5g)用い、主剤100質量部に対して水(添加水)を41.5質量部(10.0g)用いた点を除いて、実施例2と同様にして実施例3の雰囲気調整剤を製造し、これを用いて本実施例の雰囲気調整剤包装体を得た。なお、主剤全量を100質量部としたとき、当該含水活性炭は38.4質量部の活性炭成分と、38.4質量部の含浸水を含む。また、その他の成分については、主剤100質量部に対して実施例2と同じ配合量になるようにゼオライトを73.9質量部(17.8g)、炭酸カリウムを44.4質量部(10.7g)、硫酸第一鉄七水和物を36.9質量部(8.9g)秤量した。実施例3において主剤の配合量に関し、上記式(1)の値は7.80である(表2参照)。
【実施例0072】
実施例4では含水活性炭(含水率60質量%)を主剤100質量部(13.5g)に対して81.5質量部(11.0g)用いた点を除いて、実施例1と同様にして実施例4の雰囲気調整剤を製造し、これを用いて本実施例の雰囲気調整剤包装体を得た。なお、主剤全量を100質量部としたとき、実施例4では32.6質量部の活性炭成分と、48.9質量部の含浸水を含む。また、その他の成分については、主剤100質量部に対して実施例1と同じ配合量になるようにそれぞれ秤量した。実施例4において主剤の配合量に関し、上記式(1)の値は8.82である(表2参照)。
【実施例0073】
実施例5では含水活性炭(含水率60質量%)を主剤100質量部(13.5g)に対して59.3質量部(8.0g)用いた点を除いて、実施例1と同様にして実施例5の雰囲気調整剤を製造し、これを用いて本実施例の雰囲気調整剤包装体を得た。なお、主剤全量を100質量部としたとき、実施例5では23.7質量部の活性炭成分と、35.6質量部の含浸水を含む。また、その他の成分については、主剤100質量部に対して実施例1と同じ配合量になるようにそれぞれ秤量した。実施例5において主剤の配合量に関し、上記式(1)の値は10.80である(表2参照)。
【実施例0074】
実施例6では含水活性炭(含水率60質量%)を主剤100質量部(13.5g)に対して37.0質量部(5.0g)用いた点を除いて、実施例1と同様にして実施例6の雰囲気調整剤を製造し、これを用いて本実施例の雰囲気調整剤包装体を得た。なお、主剤全量を100質量部としたとき、実施例6では14.8質量部の活性炭成分と、22.2質量部の含浸水を含む。また、その他の成分については、主剤100質量部に対して実施例1と同じ配合量になるようにそれぞれ秤量した。実施例6において主剤の配合量に関し、上記式(1)の値は14.01である(表2参照)。
【実施例0075】
実施例1では主剤を13.5g、添加水を3.0g、硫酸第一鉄七水和物を5.0g用いたのに対し、実施例7では主剤を11.0g(実施例1の約81%)、添加水を2.0g、硫酸第一鉄七水和物を6.0g用いた点を除いて、実施例1と同様にして実施例7の雰囲気調整剤を製造し、これを用いて本実施例の雰囲気調整剤包装体を得た。なお、実施例7では主剤量が実施例1とは異なるが、添加水と硫酸第一鉄七水和物以外の他の成分の使用量は同じであるため、主剤100質量部に対する添加水以外の各成分の配合量が実施例1と比較して多くなっている(表1参照)。なお、実施例8、実施例9についても同様である。また、実施例7において主剤の配合量に関し、上記式(1)の値は7.02である(表2参照)。
【実施例0076】
実施例8では主剤を7.0g(実施例1の約52%)用いた点を除いて、実施例7と同様にして実施例8の雰囲気調整剤を製造し、これを用いて本実施例の雰囲気調整剤包装体を得た。実施例8において主剤の配合量に関し、上記式(1)の値は4.44である(表2参照)。
【実施例0077】
実施例9では主剤を5.0g(実施例1の約37%)用いた点を除いて、実施例7と同様にして実施例9の雰囲気調整剤を製造し、これを用いて本実施例の雰囲気調整剤包装体を得た。実施例9において主剤の配合量に関し、上記式(1)の値は3.24である(表2参照)。
【実施例0078】
実施例1では、平均体積粒径が266.6μmのエリソルビン酸ナトリウムを主剤としたのに対し、実施例10では平均体積粒径が532.5μmのエリソルビン酸ナトリウムを用いた。また、主剤量を10.0g(実施例1の約74%)とし、主剤100質量部に対してゼオライトを100.0質量部(10.0g)、炭酸カリウムを60.0質量部(6.0g)、含水活性炭(含水率60質量%)を130.0質量部(13.0g)、硫酸第一鉄七水和物を60.0質量部(6.0g)秤量した。これらの点を除いて、実施例1と同様にして実施例10の雰囲気調整剤を製造し、これを用いて本実施例の雰囲気調整剤包装体を得た。実施例10において主剤の配合量に関し、上記式(1)の値は5.79である(表2参照)。
【実施例0079】
実施例11では平均体積粒径が45.0μmのエリソルビン酸ナトリウムを主剤として用いた点を除いて、実施例10と同様にして実施例11の雰囲気調整剤を製造し、これを用いて本実施例の雰囲気調整剤包装体を得た。実施例11において主剤の配合量に関し、上記式(1)の値は5.79である(表2参照)。
【比較例】
【0080】
[比較例1]
比較例1では実施例1と同じ活性炭成分を有するが、含浸水を含まない乾燥状態の活性炭(フタムラ化学株式会社製の活性炭(SA1000))(上記活性炭「B」)を用いた。なお、当該活性炭は実施例2で用いた活性炭と同じものである。そして、当該活性炭を主剤100質量部(24.1g)に対して38.6質量部(9.3g)用意すると共に、主剤100質量部に対して水(添加水)を79.7質量部(19.2g)用意した。他の成分についても、主剤100質量部に対して実施例2と同じ配合量になるように、炭酸カリウムを44.4質量部(10.7g)、硫酸第一鉄七水和物を36.9質量部(8.9g)、ゼオライト(担持体)を73.9質量部(17.8g)秤量した。
【0081】
大気下において、主剤全量と水全量とを混合し、主剤を水に溶解限度まで溶解させた混合液を得た。この混合液に炭酸カリウム全量と硫酸第一鉄七水和物全量とを添加及び混合した後、ゼオライト全量と活性炭全量を添加及び混合して、全ての原料の混合物を得た。得られた混合物は石ころ状となり、通気性包装材袋に充填することが困難であり、雰囲気調整剤として使用不可能な状態になった。よって、比較例1において主剤の配合量に関し、上記式(1)の値も求めていない(表2参照)。
【0082】
[比較例2]
比較例2では実施例1とは異なる種類の活性炭「D」を用いた。具体的には、活性炭として、平均細孔径が1.70nm、BET比表面積が1021m/g、粒径が30メッシュ~150メッシュ、全細孔容積が0.43cm/gの含浸水を含まない乾燥状態の活性炭(味の素ファインテクノ株式会社製の活性炭(Y-30/150)を用いた。そして、主剤100質量部に対して当該活性炭を96.3質量部用いた点を除いて、実施例1と同様にして比較例2の雰囲気調整剤を製造し、これを用いて本実施例の雰囲気調整剤包装体を得た。比較例2において主剤の配合量に関し、上記式(1)の値は27.97である(表2参照)。
【0083】
[比較例3]
比較例3では実施例1及び比較例2とは異なる種類の活性炭「E」を用いた。具体的には、活性炭として、平均細孔径が3.67nm、BET比表面積が710m/g、平均体積粒径が約100μm、全細孔容積が0.65cm/gの含浸水を含まない乾燥状態の活性炭(ノリット株式会社製の活性炭(AZO))を用いた。そして、主剤100質量部に対して当該活性炭を96.3質量部用いた点を除いて、実施例1と同様にして比較例3の雰囲気調整剤を製造し、これを用いて本実施例の雰囲気調整剤包装体を得た。比較例3において主剤の配合量に関し、上記式(1)の値は27.97である(表2参照)。
【0084】
以上製造した実施例及び比較例における各成分の配合量等の製造条件を表1に示す。なお、表1では、各雰囲気調整剤を製造する際に用いた主剤の配合量を100質量部としたときの各成分の配合量(割合)を「質量部」で示している。また、表2には、雰囲気調整剤包装体1包に対する雰囲気調整剤の充填量(g)を全量、主剤量、主剤以外の成分量、全水分量、上記式(1)の値を示す。
【0085】
【表1】
【0086】
【表2】
【0087】
さらに、表3に、各実施例及び比較例で用いた活性炭について、活性炭種類、形態、含水率、全細孔容積、平均細孔径、BET比表面積、t-plot法マイクロ孔容積、水銀圧入法細孔容積(0.04~9.0μm)、水銀圧入法モード細孔直径(0.04~9.0μm)、水銀圧入法細孔容積(0.006~9.0μm)、水銀圧入法モード細孔直径(0.006~9.0μm)を示す。表3に示す活性炭の全細孔容積等は次のように測定した。
【0088】
(1)全細孔容積、平均細孔径、BET比表面積、t-plot法
これらについては、下記(i)に示す測定条件により測定した結果を下記(ii)に示す解析方法により解析することにより測定値を得た。
【0089】
(i)測定条件
測定装置:マイクロトラック・ベル社製BELSORP-miniII
前処理:130℃で8時間の真空脱気
測定方法:定容法を用いて、窒素による吸着脱離等温線の測定
吸着温度:77K
吸着質:窒素
飽和蒸気圧:実測
平衡待ち時間:500Sec
吸着質断面積:0.162nm
【0090】
(ii)解析方法
・全細孔容積
吸着等温線の相対圧(P/P0)0.99の吸着量から下記式により算出した値を全細孔容積とした。
=V/22414×M/ρ
:相対圧(0.99)までの全細孔容量、V:相対圧(0.99)の吸着量
:吸着質(N)の分子量(28.013)、ρ:吸着質(N)の密度(0.808)
22414:1モルあたりの気体の体積
【0091】
・平均細孔径
全細孔容積値とBET法により算出された表面積値から下記式に基づいて算出した値を平均細孔径とした。
D=4V/A×1000
D:細孔直径(nm)、V:全細孔容積、A:比表面積
【0092】
・BET比表面積
BET法に基づき上記測定装置を用いて測定した値とした。
【0093】
・t-Plot法解析方法
t-Plot法に基づき、マイクロトラック・ベル社推奨のHarkins-Jura-BEL.t基準曲線を用いてマイクロ孔容積を算出した。
【0094】
(2)水銀圧入法細孔容積及びモード細孔直径
これらについては、以下に示す測定装置を用い、以下に示す測定条件により得られた測定結果を、下記測定装置に付属のソフトウェアを用いて解析した値とした。
測定装置:AntonPaar社製水銀圧入ポロシメータPoreMaster33GT
測定条件:高圧範囲20~5000psi(細孔直径0.04μmから9.0μm)
高圧範囲20~33000psi(細孔直径0.006μmから9.0μm)
【0095】
【表3】
【0096】
〈評価〉
各実施例及び各比較例で製造した各雰囲気調整剤包装体を用いて、本件発明に係る雰囲気調整剤の酸素吸収能及び炭酸ガス発生量を評価した。評価方法及び評価結果はそれぞれ以下のとおりである。
【0097】
1.評価方法
各雰囲気調整剤の酸素吸収能及び炭酸ガス発生量等は次のようにして評価した。
この雰囲気調整剤包装体を、ポリ塩化ビニリデンコート/ポリエチレンラミネートフィルムのガスバリア性の袋(260×350mm)に入れ、空気2500mlを充填して密封した密封袋を複数個作製した。
【0098】
得られた雰囲気調整剤包装体の室温における酸素吸収速度及び炭酸ガス発生速度を評価するため、各密封袋を25℃に保持し、10分経過する毎に各袋内の酸素濃度(体積%)及び炭酸ガス濃度(体積%)をPBI Dansensor製Check Mate3を用いて測定した。結果を表5及び表6に示す。
【0099】
2.評価結果
(1)製造性
実施例1~実施例11では大気下において主剤以外の成分からなる混合物を得た後、大気下で当該混合物と、固体の状態の主剤とを容器包装材袋に充填することで雰囲気調整剤を製造した。一方、比較例1では、大気下において主剤と水とを混合し、その後、各成分を順次混合することにより雰囲気調整剤を製造した。なお、実施例2と比較例1は各成分の混合順序が異なる点以外は全て同じ条件で雰囲気調整剤を製造している。
【0100】
比較例1では、上述のとおり、主剤を含む全構成成分からなる混合物は石ころ状となり、通気性包装材袋に充填することが困難であり、雰囲気調整剤として使用不可能な状態になった。比較例1では、まず水と主剤とを混合し、主剤が溶解した飽和水溶液(但し、溶解限度を超えた分の主剤を含む)に対してアルカリ剤を添加しているため、主剤であるエリソルビン酸ナトリウムの酸化反応に必要な条件が整い、主剤の酸化反応が進行し、主剤を含む全成分からなる混合物が石ころ状になってしまったものと考えられる。これに対して、上記各実施例のように主剤を水に溶解させる工程を含まず、主剤以外の混合物を得た後に、当該混合物に固体の状態の主剤を加えることにより、大気下で製造したときも主剤の酸化反応の進行を抑制することが可能であり、雰囲気調整剤を良好に製造可能であることが確認された。
【0101】
(2)活性炭種類
次に、実施例1、比較例2及び比較例3を対比して、活性炭種類に関して考察する。実施例1では、主剤100質量部に対して、含水率が60質量%の粉末状の含水活性炭(「A」(表3参照))を96.3質量部用いている。これに対して、比較例2及び比較例3では含水率が0質量%の乾燥状態にある粒状の活性炭(「D」)又は粉末状の活性炭(「E」)を96.3質量部用いている。主剤100質量部に対する活性炭の配合量は同じであるが、表1に示すとおり、活性炭成分の配合量と、含浸水を含む当該雰囲気調整剤中の全水分量が異なる。実施例1では、主剤100質量部に対する活性炭成分量は38.5質量部であるのに対して、比較例2及び比較例3では、主剤100質量部に対する活性炭成分量は96.3質量部である。また、実施例1では当該雰囲気調整剤中の全水分量(添加水と含浸水を含む)が80.0質量部であるのに対して、比較例2及び比較例3は22.2質量部である。その結果、上記式(1)の値も実施例1では7.80であるのに対し、比較例2及び比較例3では27.97と大きな値を示す。比較例2及び比較例3の雰囲気調整剤では全水分量に対する主剤の配合量が多く、表4~表6に示すように雰囲気調整能については実施例1の雰囲気調整剤とは顕著な差が生じた。具体的には、実施例1の雰囲気調整剤では密封袋内の酸素濃度が0.1%以下になるまでに要した時間が70分であったのに対して、比較例2の雰囲気調整剤は48時間、比較例3の雰囲気調整剤では216時間を要した。また、表5及び表6に示すように、40分経過前に雰囲気中の酸素濃度を1%以下に低減することができ、雰囲気中の二酸化炭素濃度も20%近くに増加させることができており、迅速に嫌気培養に適した雰囲気に調整可能であることが確認された。一方、比較例2及び比較例3の雰囲気調整剤ではそのような高い反応性はみられなかった。従って、主剤に対して同量の活性炭を用いる場合、予め水を含浸した含水活性炭を用いることにより、添加水量を増加させることなく、主剤の酸化反応を迅速に進める上で適した量の水分を雰囲気調整剤に含有させることが容易になり、反応性の高い雰囲気調製剤を得られることが確認された。
【0102】
(3)活性炭の含水率及び全水分量における含浸水の割合
次に、実施例1、実施例2及び実施例3を対比して、活性炭の含水率及び全水分量における含浸水の割合について考察する。実施例2及び実施例3は、それぞれ実施例1と同じ活性炭成分を有し、含水率の異なる活性炭を使用している。実施例1、実施例2及び実施例3の雰囲気調整剤において、主剤100質量部に対する活性炭成分の配合量、全水分量は同じであり、他の成分の配合量も同じである。実施例1では含水率が60質量%の含水活性炭を用いているため、全水分量における含浸水の割合は72.2質量%である。一方、実施例2では含水率が0質量%の活性炭を用いているため、表1には全水分量における含浸水の割合は0質量%と示した。しかしながら、実施例2で用いた活性炭は実施例1と同じ活性炭成分を有し、t-plot法マイクロ孔容積や、モード 細孔直径(測定範囲0.04~9.0μm)が同じ値を有する。そのため、予め添加水全量を活性炭と混合しておくことにより、当該活性炭の細孔内に良好に吸水され、全水分量における含浸水の割合や活性炭における含水率が実施例1よりは劣るものの、実施例3よりは高く、含水率55%程度、含浸水の割合が60質量%程度となったのではないかと推測する。実施例3では、含水率が50質量%の含水活性炭を用い、主剤100質量部に対して添加水を41.5質量部用いているため、全水分量における含浸水の割合は48.1質量%である。このような全水分量における含浸水の割合の相違から、表4~表6に示すように雰囲気調整能に差が生じ、実施例1の雰囲気調整剤は高い雰囲気調整能を示したのに対して、全水分量における含浸水の割合の低い実施例2及び実施例3では雰囲気調整能がやや低下することが確認された。しかしながら、実施例2の雰囲気調整剤では雰囲気中の酸素濃度を0.1%以下にするために要した時間が5時間であり、予め活性炭に対して所定量の水を含浸させておくことで、比較的高い雰囲気調整能が得られることが確認された。また、実施例3の雰囲気調整剤についても、雰囲気中の酸素濃度を0.1%以下にするために要した時間は13時間であり、比較例2及び比較例3の雰囲気調整剤と比較すると高い雰囲気調整能を実現することができることも確認される。
【0103】
(4)含水活性炭の配合量及び全水分量における含浸水割合
次に、実施例1、実施例4~実施例6を対比して、主剤100質量部に対する含水活性炭の配合量及び全水分量における含浸水割合について考察する。これらの実施例は主剤100質量部に対する含水活性炭の配合量がそれぞれ相違し、その結果、雰囲気調整剤中の全水分量及び含浸水量、全水分量中の含浸水の割合は相違するが、他の成分の配合量は同じである。実施例1における含水活性炭の配合量が96.3質量部であるのに対して、実施例4では81.5質量部、実施例5では59.3質量部、実施例6では37.0質量部となっている(表1参照)。表4~表6に示すように、実施例4の雰囲気調整剤では雰囲気中の酸素濃度を0.1%以下にするために要した時間は90分であり、実施例1よりも時間を要するものの高い反応性を有することが確認された。実施例1、実施例4~実施例6では、主剤100質量部に対する含浸活性炭の配合量が少なくなる程、雰囲気中の酸素濃度を0.1%以下にするために要する時間が増加した。しかしながら、実施例4~実施例6では、雰囲気中の酸素濃度を7時間以内に0.1%以下にすることができ、実用上良好な雰囲気調整能を有するものと認められる。また、表5及び表6を参照すると、全水分量における含浸水の割合が60質量%以上になるように含水活性炭の配合量を調整することで、より反応性が高く、雰囲気中の酸素濃度及び二酸化炭素濃度を嫌気培養用雰囲気に迅速に調整可能な雰囲気調整剤が得られるものと認められる。
【0104】
(5)主剤配合量
次に、実施例1、実施例7~実施例9を対比して、主剤配合量、或いは主剤に対する他の成分の配合量について考察する。実施例1、実施例7~実施例9は主剤の配合量はそれぞれ13.5g、11.0g、7.0g、5.0gと異なる量を用いているが、他の成分の使用量は略同じである。従って、主剤100質量部に対する他の成分の配合量は、実施例7の添加水量を除き、実施例1に対して、実施例7~実施例9が相対的に多くなる。表4を参照すると、実施例1、実施例7~実施例9では他の成分の使用量が同じであるとき、主剤配合量が少なくなる程、雰囲気中の酸素濃度を0.1%以下にするために要する時間が増加した。しかしながら、実施例7及び実施例8では、雰囲気中の酸素濃度を3時間以内に0.1%以下にすることができ、実用上良好な雰囲気調整能を有するものと認められる。一方、実施例1に対して主剤配合量が約37%の実施例9では雰囲気中の酸素濃度を0.1%以下にするために20時間を要した。しかしながら、主剤量がこのように少なくとも、比較例2や比較例3と比較すると反応性の高い雰囲気調整剤が得られており、含水活性炭を用いることで雰囲気調整能の高い雰囲気調整剤を得ることができることも確認される。
【0105】
(6)主剤粒径
次に、実施例1、実施例10、実施例11を対比して、主剤粒径について考察する。実施例1では平均体積粒径が266.6μmのエリソルビン酸ナトリウムを主剤としたのに対して、実施例10では平均体積粒径が532.5μm、実施例11では平均体積粒径が45.0μmのエリソルビン酸ナトリウムを主剤とした。また、他の成分の配合量が実施例1とは異なっているが、他の条件が実施例1と同じであるとき、主剤粒径が大きくなる程反応性はやや低下し、主剤粒径が小さくなる程反応性は向上することが確認された。上記実施例では平均体積粒径約10μmの含水活性炭を用いている。主剤に対して粒径が1/4~1/55程度の微粉の含水活性炭を用いることで、雰囲気調整剤内で主剤粒子の周囲に多数の含水活性炭が存在し、主剤の酸化反応に要する水を含水活性炭から良好に供給することができる。主剤の粒径が小さくなれば、含水活性炭との接触面積が増加し、より反応性の高い雰囲気調整剤が得られるものと考えられる。
【0106】
(7)式(1)
次に、式(1)の値について考察する。実施例1の雰囲気調整剤と比較例2及び比較例3の雰囲気調整剤については上記のとおりである。各実施例1~実施例11を比較すると、活性炭種類や、活性炭の含水率及び全水分量における含浸水の割合、含水活性炭の配合量及び全水分量における含浸水割合、主剤配合量、主剤粒径によって雰囲気調整剤の反応性は変化するがいずれも差はあるものの反応性の高い雰囲気調整剤を得ることができていると考える。また、各実施例を比較すると、より迅速に嫌気培養雰囲気を調整する上では、当該式(1)の値が5以上10以下であることが好ましく、その際、全水分量における含浸水の割合が65質量%以上95質量%以下であることが好ましいことが確認された。但し、本発明者らが別途確認したところ、微好気培養用雰囲気を調整する場合には、当該式(1)の値が1.5程度であっても1時間程度で微好気培養用雰囲気に適した酸素濃度及び二酸化炭素濃度に調整することができ、当該式(1)の値については要求される反応速度と、調整すべき酸素濃度及び二酸化炭素濃度に応じて適宜決定することが好ましいといえる。
【0107】
(8)活性炭物性
表3に各実施例及び比較例で用いた活性炭の物性を示す。活性炭A~活性炭Eは全細孔容積が0.43cm/g~1.56cm/gであり、平均細孔径が1.7nm~4.2nmの範囲にある。上述のとおり活性炭A~活性炭Cを用いた実施例は、活性炭D及び活性炭Eを用いた比較例2、3よりも反応性の高い雰囲気調整剤が得られた。実施の形態の欄で述べたとおり、本件発明に係る雰囲気調整剤では、全細孔容積の値と、反応性の高さ(酸素吸収速度、二酸化炭素放出速度の速さ等)との相関は特に認められなかった。しかしながら、t-plot法によるマイクロ孔容積と反応性の高さには相関が認められ、活性炭D、活性炭Eに対してマイクロ孔容積が大きい活性炭A、活性炭B及び活性炭Cを用いた方が主剤の酸化反応を効率的に進行させることができ、反応性の高い雰囲気調整剤が得られた。また、水銀圧入法によるモード細孔直径(測定範囲0.04~9.0μm)について、活性炭A、活性炭B及び活性炭Cでは0.050μm以上の値を示したのに対し、活性炭Eでは0.03644μmと小さな値を示した。一方、水銀圧入法によるモード細孔直径(測定範囲0.006~9.0μm)では活性炭A、活性炭B及び活性炭Cでは0.00549μmであるいのに対し、活性炭Dは0.01201μmと2倍以上大きい値であるにもかかわらず、活性炭A~Cよりも反応性が劣り、活性炭Eは0.00549μmと同値であるにもかかわらず、最も反応性に劣る結果となった。よって、上述したように、モード細孔直径(測定範囲0.04~9.0μm)の大きさと、反応性の高さとの間に相関が認められ、モード細孔直径(測定範囲0.04~9.0μm)の大きい活性炭を用いた方が反応性の高い雰囲気調整剤が得られるものと考える。
【0108】
【表4】
【0109】
【表5】
【0110】
【表6】
【産業上の利用可能性】
【0111】
本件発明によれば、反応性が高く、且つ、高価な製造設備等を用いずとも製造過程における雰囲気調整能の低下を抑制することができる雰囲気調整剤及び雰囲気調整剤の製造方法を提供することができる。
【手続補正書】
【提出日】2021-03-30
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
主剤と、アルカリ剤と、水と、担持体と、活性炭とを含む雰囲気調整剤であって、
前記主剤は、L-アスコルビン酸、エリソルビン酸、及びこれらの塩或いは水和物から選択される一種以上であり、
前記主剤の水に対する溶解度をa(g/100g-HO)(25℃)、当該雰囲気調整剤に含まれる主剤量をx(g)、全水分量をb(g)としたとき、以下の関係式(1)を満たし、
前記アルカリ剤、前記水、前記担持体及び前記活性炭を含む前記主剤以外の構成成分からなる混合物と、固体の状態の前記主剤とを含むことを特徴とする雰囲気調整剤。
1.3< x/((a/100)×b)≦ 25.0・・・(1)
【請求項2】
前記活性炭は、当該雰囲気調整剤に含まれる全水分量の40質量%以上95質量%以下を含浸水として含む平均体積粒径が0.1mm未満の含水活性炭である請求項1に記載の雰囲気調整剤。
【請求項3】
前記含水活性炭の含浸水量は、当該含水活性炭100質量部に対して45質量部以上である請求項2に記載の雰囲気調整剤。
【請求項4】
前記含水活性炭から前記含浸水を除いた活性炭成分を、前記主剤100質量部に対して、125質量部以下含む請求項2又は請求項3に記載の雰囲気調整剤。
【請求項5】
前記活性炭のt-plot法マイクロ孔容積が0.3cm/g以上である請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の雰囲気調整剤。
【請求項6】
前記活性炭の水銀圧入法によるモード細孔直径(測定範囲0.04~9.0μm)が0.050μm以上である請求項1~請求項5のいずれか一項に記載の雰囲気調整剤。
【請求項7】
前記主剤100質量部に対して、当該雰囲気調整剤に含まれる全水分量が20質量部以上150質量部以下である請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の雰囲気調整剤。
【請求項8】
前記主剤100質量部に対して、前記アルカリ剤として炭酸カリウムを35質量部以上150質量部以下含む請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の雰囲気調整剤。
【請求項9】
前記主剤100質量部に対して、反応触媒として硫酸第一鉄七水和物を30質量部以上250質量部以下の範囲で含む請求項1~請求項8のいずれか一項に記載の雰囲気調整剤。
【請求項10】
請求項1~請求項9のいずれか一項に記載の雰囲気調整剤を製造するための雰囲気調整剤の製造方法であって、
前記主剤の水に対する溶解度をa(g/100g-HO)(25℃)、当該雰囲気調整剤に含まれる主剤量をx(g)、全水分量をb(g)としたとき、以下の関係式(1)を満たすように、前記主剤及び前記水の配合量を決定することを特徴とする雰囲気調整剤の製造方法。
1.3< x/((a/100)×b)≦ 25.0・・・(1)
【請求項11】
前記アルカリ剤、前記水、前記担持体及び前記活性炭を含む前記主剤以外の構成成分からなる混合物を得る工程と、
前記混合物に前記主剤を固体の状態で加える工程と、
を含む請求項10に記載の雰囲気調整剤の製造方法
【請求項12】
前記活性炭に対して、当該雰囲気調整剤に含まれる全水分量の40質量%以上95質量%以下を予め含浸させておき、この含浸水を含む活性炭を用いて前記混合物を得る請求項10又は請求項11に記載の雰囲気調整剤の製造方法。