(57)【要約】【課題】殺菌・殺ウィルスに使用する次亜塩素酸水を、一液の原料から純粋に安全に製造する方法を提供する。【解決手段】陽イオン交換膜で隔てられた水の電気分解の構成で、陽極室側に次亜塩素酸ナトリウムの水溶液を入れて、陽電極で発生する水素イオンＨ＋と陰イオンの次亜塩素酸イオンＣｌＯ−を結合させて次亜塩素酸ＨＯＣｌ分子をつくる。不純物は陽電極側と陰電極側に吸引される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の電気分解を利用し、陽イオン交換膜で仕切られた陽極室側に次亜塩素酸ナトリウムの水溶液を入れ、陰イオンの次亜塩素酸イオンと陽電極で発生する水素イオンを結合させて次亜塩素酸分子を生成することを特徴とする次亜塩素酸水の製法。
【請求項２】
請求項１記載の陽電極材料として炭素を用いることを特徴とする次亜塩素酸水の製法。
【請求項３】
請求項１記載の陽イオン交換膜として、フッ素樹脂のものを用いることを特徴とする次亜塩素酸水の製法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、医療、保健、防疫、食品加工、養豚・養鶏、農業・園芸等様々な分野の消毒に使用できる次亜塩素酸水の製法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  産業革命の織物工業の漂白剤から始まった塩素消毒は、１８２５年にパリのラバラックの傷消毒に始まり、その頃ウイーンのゼンメルワイスは産褥熱の激減に効果を上げ、
１８８１年にベルリンのコッホは塩素水に殺菌作用があることを確認した。その後２０世紀になって水道水の消毒に塩素が広く使われるようになった。
塩素ガスはそのままでは危険なので、水酸化カルシウム（消石灰）に吸収させた晒し粉、または、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）に吸収させた次亜塩素酸ナトリウムの形態に固定して広く使用されてきた。しかし、その殺菌力、漂白力の実体は最近まで分かっていなかった。【０００３】  塩素の基本反応式を［化１］、［化２］、［化３］に示す。
【化１】
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【化２】
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【化３】
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［化１］では塩素ガスＣｌ２が水Ｈ２Ｏに溶けて、次亜塩素酸分子ＨＯＣｌと塩酸ＨＣｌが生成することを示している。［化２］では次亜塩素酸ナトリウムＮａＣｌＯが水に溶けて、次亜塩素酸イオンＣｌＯ−が水の僅かに電離している微量の水素イオンＨ＋と結びついて次亜塩素酸分子が、ナトリウムイオンＮａ＋と水酸化物イオンＯＨ−が結びついて苛性ソーダＮａＯＨができることを示している。［化３］では、強酸性の塩酸から電離する水素イオンＨ＋が次亜塩素酸イオンＣｌＯ−と結びついて次亜塩素酸分子ができ、ナトリウムイオンＮａ＋と塩素イオンＣｌ−が結び付いて食塩ＮａＣｌができることを示している。【０００４】  これらの反応式で生成された次亜塩素酸分子ＨＯＣｌは、菌やウイルスの有機物に触れたり、紫外線に照射されるとヒドロキシラジカル・ＯＨと塩素原子・Ｃｌに別れて反応することが実験で確認されている。［非特許文献１］では、反応過程を調べるために、超短時間の紫外線レーザパルスを照射すると、観測されている片方の塩素原子が生成されて減衰していく状況が測定されている。次亜塩素酸分子ＨＯＣｌから生成されるヒドロキシラジカル・ＯＨは活性酸素として最も強力であり、とくに蛋白質を破壊する（［非特許文献２］）ので、殺菌・殺ウィルスに、また、腐敗臭等の消臭に即効である。次亜塩素酸分子ＨＯＣｌは３原子の単純な分子であり、即座に強力に反応するので菌・ウィルスに耐性をつくらせることが無く、また，残留しないので安全であり、理想的な消毒剤である。【０００５】  次亜塩素酸分子ＨＯＣｌが重要なことは、生命が進化の過程で自らの防御機構の要の物質として体内でつくってきたものであることである。体内防御の第１関門を担うマクロファージが生成するのは弱い活性酸素のＯ２−である。血液の白血球の大部分を占める好中球はマクロファージから進化し、侵入して来た異物を貪食し、自ら次亜塩素酸ＨＯＣｌを生成しとどめを刺す。この次亜塩素酸ＨＯＣｌは、［非特許文献３］に示されているように、原料原子から酵素の働きによって合成される。【０００６】  ［化１］を利用する第１世代の次亜塩素酸の製法は、塩素原料として食塩水または希塩酸を使用して電気分解を行うために濃度を高くすることができない、陽極側の反応槽で塩素ガスを発生させるために反応層ど電極が劣化する、次亜塩素酸ＨＯＣｌのみを取り出せない等の欠点がある。［化３］を利用する第２世代の次亜塩素酸の製法は、任意の濃度の液をつくることはできるが、原料の塩酸が過多になるとｐＨが下がり過ぎ、塩素ガスが発生するので生成反応の厳密なｐＨ制御が必要である、原料のアルカリ性の次亜塩素酸ナトリウムと酸性の塩酸を誤って薬液槽に投入した場合は激しく塩素ガスが発生して危険である、副産物として次亜塩素酸ＨＯＣｌと同量の食塩ＮａＣｌができて次亜塩素酸のみを生成することができない等の欠点がある。【０００７】
【非特許文献１】次亜塩素酸のレーザ光分解による塩素原子およびヒトロキシラジカルの生成：徳村、谷口、島（光化学協会光化学討論会、平成１３年９月１１日発表）
【非特許文献２】過酸化水素の低温プラズマ放電処理した際に生成する活性種による蛋白質の構造変化に関する研究−モデルとして用いたアルブミンの構造変化：高島、加見谷（医科器械学会誌、２００８年２月号、Ｐ４９〜）
【非特許文献３】細菌の感染とこれに対する防御のしくみ−細菌と生体の共存と戦い；金ケ崎史郎（生物の科学−遺伝、１９９８年４月号、Ｐ５３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  本発明は、生命が生体内でつくり出している次亜塩素酸ＨＯＣｌを工業的に純粋に安全に安定に生産することを課題とするものである。第１世代のように濃度の限界がなく、第１世代および第２世代のように塩素ガス発生の危険がなく、第１世代および第２世代の製法の根本的限界である純粋な次亜塩素酸の生成を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明は上記の課題を解決するために、［化２］の反応を発展実現している。そのために、図１の如く、陽イオン交換膜で隔てられた水の電気分解の構成で、陽極室側に次亜塩素酸ナトリウムの水溶液を入れると、［化４］の如く陽電極で発生する水素イオンＨ＋と陰イオンの次亜塩素酸イオンＣｌＯ−が結合して次亜塩素酸ＨＯＣｌ分子ができる。次亜塩素酸が中性の分子として析出するのは、次亜塩素酸が陽電極で発生する強酸相当の水素イオンＨ＋に比べて弱酸性であるからである。陽極室のＮａ＋陽イオンは陽イオン交換膜を通過して陰電極に吸引される。陰極室では、Ｎａ＋陽イオンと［化５］の如く陰電極で発生する水酸化物イオンＯＨ−とで苛性ソーダＮａＯＨが生成される。陽電極と陰電極でそれぞれ発生する水素イオンＨ＋と水酸化物イオンＯＨ−の量は、陽電極と陰電極の間に流れる電流と通電時間に比例し、陽極室側に入れられる次亜塩素酸ナトリウムＮａＣｌＯの濃度に依存する。陽極室は次亜塩素酸ナトリウム水溶液のアルカリ性から次第に酸性の次亜塩素酸水に変化し、逆に陰極室は中性の水からアルカリ性の苛性ソーダに変化する。さらに、次亜塩素酸ナトリウム水溶液に含まれる不純物は、陽イオンは陽イオン交換膜を通過して陰極室に分離され、陰イオンは多孔性電極に吸引析出される。この様にして純粋な次亜塩素酸水が得られるので上記課題を解決することができる。［化４］では陽極に酸素が、［化５］では陰極に水素が発生するが、各室の生成液の液面表面から散逸放出される。【００１０】
【化４】
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【化５】
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【００１１】  図２は、次亜塩素酸水の紫外線領域での吸収スペクトルである。横軸の２９０ナノメータ付近に次亜塩素酸ナトリウムがそのままの次亜塩素酸イオンの吸収ピークがあり、ｐＨがアルカリ性から酸性に変化するに従い、２９０ナノメータ付近のピークが下がり、２３５ナノメータ付近の次亜塩素酸分子の吸収ピークが上がって行く様子を示して居る。図３は、本発明の方法で次亜塩素酸水を酸性化し、ｐＨを６付近にした場合の紫外線領域での吸収スペクトルを示している。２９０ナノメータ付近のピークが無くなり、２３５ナノメータ付近のピークができているので、次亜塩素酸イオンが次亜塩素酸分子に変化し、純粋な次亜塩素酸水が生成されたことが分かる。
【発明の効果】
【００１２】  本発明の次亜塩素酸水の製法は次に挙げる効果を有する。
（１）従来得られなかった純粋な次亜塩素酸水が得られる。
（２）任意の濃度の次亜塩素酸水が得られる。
（３）任意のｐＨの次亜塩素酸水が得られる。
（４）原料が一液だけなので、原料の管理が容易で、製法が容易である。
（５）２液混合法での誤って両液を混ぜて塩素ガスを発生させる危険は無い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の概念構成図
【図２】次亜塩素酸ナトリウムのｐＨをアルカリから次第に酸性に変化させた場合の紫外線の吸収スペクトル
【図３】本発明で得られた次亜塩素酸水の紫外線吸収スペクトル
【符号の説明】
【００１４】      １      陽イオン交換膜
２      ガスケット（パッキン）
３      陽電極
４      陰電極
５      陽極室壁
６      陰極室壁
７      給液口
８      出液口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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