抗菌防腐剤の性質は多様です。分子構造に基づいて、それらは無機カテゴリーと有機カテゴリーに大別できます。
無機抗菌防腐剤
無機抗菌防腐剤は、その作用機序に基づいて酸化型と還元型にさらに分類できます。還元性抗菌剤は、その還元能力によって殺菌効果と漂白効果を発揮します。-例には、主に漂白剤として使用される亜硫酸とその塩が含まれます。逆に、酸化抗菌剤は、その酸化能力によって殺菌効果を達成します。これらの薬剤は非常に強力ですが、化学的に不安定で分解しやすく、作用持続時間が限られている傾向があります。さらに、それらはしばしば独特の不快な臭いを発します。その結果、それらは主に機器、容器、半製品、プロセス水の消毒と滅菌に使用されます。このカテゴリには主に塩素-ベースの製剤と過酸化物が含まれます。
次亜塩素酸塩
次亜塩素酸塩は、「活性塩素」成分が強力な殺菌活性を示す伝統的な漂白剤です。塩素は微生物細胞の内部に浸透し、細胞の酵素タンパク質を破壊したり、酸化に敏感な酵素を阻害したりして、微生物の死滅を引き起こします。次亜塩素酸塩は、栄養細菌細胞、細菌胞子、ウイルス、酵母、カビなどの広範囲の微生物を根絶するのに効果的です。それらの殺菌効果は、高温、高濃度、長時間の接触時間、および低 pH レベルを含む条件下で大幅に強化されます。
クロラミン
クロラミンは、穏やかな酸化特性を特徴とする効果的な抗菌剤です。製紙施設では、通常、硫酸アンモニウムと漂白液 (18 ～ 20 g/L の活性塩素を含む) を直接混合することによってクロラミンが生成されます。この反応の具体的な生成物は溶液の pH によって異なります。pH 5 では反応により NHCl2 が生成されます。 pH 7 以上では、反応により NH2Cl が生成されます。紙パルプに添加する場合、クロラミンの推奨用量はパルプ重量の 0.03% ～ 0.05% の範囲です。 「白水」（プロセス水のリサイクル）に適用する場合、推奨濃度は 3 ～ 5 mg/L です。クロラミンの調製と適用は両方ともアルカリ性または弱アルカリ性条件下で行う必要があります。逆に、pH レベルが高すぎると、殺菌効果が損なわれます。クロラミンを使用する主な利点には、低コストと高い効果が含まれます。ただし、その欠点としては、動作環境に悪影響を及ぼし、人間の健康に潜在的なリスクをもたらす強い刺激臭が含まれます。細菌耐性の発現を軽減するには、-施設の清掃スケジュールに合わせてクロラミンと硫酸銅を交互に使用する-ことが非常に効果的な戦略であることが証明されています。
有機殺生物剤および防腐剤
有機殺生物剤および防腐剤は、高効率、低毒性、優れた生分解性など、多くの利点を提供します。したがって、それらは製紙業界で広く利用されています。現在、この分野で使用されている主な薬剤には、有機硫黄化合物、有機臭素化合物、窒素-硫黄-含有複素環化合物が含まれます。
国内では多数の企業がこれらの殺生物剤の研究と販売に専念しており、中国東部（例：南京古田）と中国南部（例：広州桂）に活動が集中している。
有機硫黄化合物
このカテゴリーの代表的な製品はメチレンビスチオシアネート（略称：MBT）です。 MBT は広範囲の殺生物活性を有し、細菌、真菌、藻類に対して顕著な殺虫効果を示します。したがって、紙パルプと紙コーティングの両方の保存に使用するのに適しています。実際の応用では、MBT は通常、溶媒および相乗剤と混合して 10% (重量) 溶液に配合されます。 7.5 mg/L の添加量で添加すると、30 分以内に 99.8% を超える滅菌率を達成できます。この薬剤は、pH 値が 11 未満のシステムでの使用に適しています。もう 1 つの一般的に使用される有機硫黄殺生物剤は、ベンゾチアゾール-3-オンです。この防腐剤は人間や他の動物に対して非常に低い毒性を示します。紙パルプの劣化を効果的に防ぐには、紙 1 トンあたりわずか 45 ～ 170 グラムの添加で十分です。紙コーティングの保存に使用する場合、推奨用量はコーティング総重量の 0.015% ～ 0.03% の範囲です。
有機臭素化合物
2,2-ジブロモ-2-シアノアセトアミドは、有機臭素系殺生物剤の典型的な例です。バクテリアやカビに対して殺菌効果と抑制効果を発揮するため、紙の塗工液とパルプの両方の保存に適しています。この化合物は非常に分解しやすく、pH と温度の両方が上昇するにつれて分解速度が加速します。たとえば、25 度、pH 6.0 では 155 時間安定ですが、pH 9.7 ではわずか 6 分以内に完全に分解します。したがって、弱酸性から中性系での使用に最適です。
複素環化合物
このクラスの例は、1,3,5-トリス(ヒドロキシエチル)ヘキサヒドロ-s-トリアジンです。この化合物は、*エアロバクター*、*緑膿菌*、*バチルス*、*大腸菌*などのさまざまな微生物に対して強力な殺傷効果と阻害効果を示します。これは主に紙のコーティングの保存に利用されますが、紙パルプの保存にも適用できます。特に、広い pH 範囲で効果があり、強アルカリ系内でも安定性を維持します。. 1,2-ベンイソチアゾリン-3- ワン (BTT と略称) は、細菌、カビ、酵母、硫酸塩還元細菌などの広範囲の微生物に対して有効です-。グラム陰性桿菌に対して特に顕著な殺菌効果を示します。-塗料やスラリーの防腐剤としての使用に適しています。酸性およびアルカリ性の両方の条件下で安定しているため、幅広い pH 範囲で使用できます。最近出現したクラスのイソチアゾリノン-系殺生物剤(Kathonとしても知られる)は、主に5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン(CMI)と2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン(MI)で構成されており、さまざまな細菌、カビ、酵母、藻類に対して優れた抗菌活性を示します。このクラスの殺菌保存剤の高い効率、広範囲の活性、および環境に優しい性質は、世界的に広く認識されています。これらは、4 ～ 8 の適切な pH 範囲内で、パルプ、白水、および塗料の微生物制御および保存に適用できます。
