(57)【要約】【課題】次亜塩素酸のイオン化を抑制し、かつ、自然分解に伴う酸性化を緩衝することで分子状塩素の生成を抑制し、長期間の安定保存を可能にした消毒剤及びその製造方法を提供する。【解決手段】水に、少なくとも次亜塩素酸ナトリウムを加えて、１ｍｇ／Ｌ〜１０００ｍｇ／Ｌ程度の範囲で消毒目的に応じた濃度の次亜塩素酸を含む水溶液にする工程を有する消毒液の製造方法であって、前記水に、中和及び緩衝剤として、酢酸、シュウ酸、Ｄ−リンゴ酸、アジピン酸、クエン酸、ＤＬ−酒石酸のいずれか単一成分または複数種成分よりなる有機酸を加える工程を有することを特徴とする。【選択図】図２
2011153095.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に、少なくとも次亜塩素酸ナトリウムを加えて、１ｍｇ／Ｌ〜１０００ｍｇ／Ｌ程度の範囲で消毒目的に応じた濃度の次亜塩素酸を含む水溶液にする工程を有する消毒液の製造方法であって、
前記水に、中和及び緩衝剤として、酢酸、シュウ酸、Ｄ−リンゴ酸、アジピン酸、クエン酸、ＤＬ−酒石酸のいずれか単一成分または複数種成分よりなる有機酸を加える工程を有することを特徴とする消毒液の製造方法。
【請求項２】
前記有機酸を加える工程は、該有機酸を加えた後の水溶液のｐＨが４．５〜５．５になるように加えるものであることを特徴とする請求項１に記載の消毒液の製造方法。
【請求項３】
前記消毒液のｐＨが最終的に５．０〜６．０になるように、前記水にアルカリ剤を加える工程を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の消毒液の製造方法。
【請求項４】
前記水として、水道水又は塩素処理水を、中空糸膜か又は該中空糸膜の有する細孔より小さな細孔を持つ有機高分子膜でろ過した水を用いることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の消毒液の製造方法。
【請求項５】
前記次亜塩素酸ナトリウムを加えて消毒目的に応じた濃度の次亜塩素酸を含む水溶液にする工程は、次亜塩素酸濃度が消毒目的に応じた濃度よりもわずかに低濃度になるように加える工程であり、
前記有機酸を加える工程は、該有機酸を加えた後の水溶液のｐＨが４．５〜５．５になるように、有機酸を加える工程であり、
次に、前記各工程を経た水に、次亜塩素酸濃度が消毒目的に応じた濃度になるように次亜塩素酸ナトリウムを少量加えるとともに、ｐＨが５．０〜６．０になるようにアルカリ剤を加えて最終調製する工程を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の消毒液の製造方法。
【請求項６】
水に、消毒目的に応じた濃度の次亜塩素酸が含まれる消毒液であって、
さらに、アルカリ剤と、酢酸、シュウ酸、Ｄ−リンゴ酸、アジピン酸、クエン酸、及びＤＬ−酒石酸のいずれか単一成分または複数種成分よりなる有機酸とが含まれ、前記有機酸は、遊離アルカリの中和に要した有機酸と弱酸性にするために要した有機酸とが略等モル濃度であり、ｐＨが５．０〜６．０であることを特徴とする消毒液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次亜塩素酸ナトリウムを水で希釈して製造される消毒液及びその製造方法にかかり、特に、長期間の保存に耐えることを可能にした消毒液及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
手指、衣服、ドアノブ、家具、調理器具その他の消毒には、次亜塩素酸ナトリウムを水で希釈した消毒液が用いられることが多い。この消毒液は、通常、次亜塩素酸ナトリウムの原液（次亜塩素酸ナトリウム濃度が１〜１２％程度の水溶液）を水で薄めて、次亜塩素酸ナトリウムの濃度が０．０２％〜０．１％（１０００ｍｇ／Ｌ）程度になるようにして用いるものである。
【０００３】
この消毒液は、次亜塩素酸ナトリウム原液自体が必ずしも安定でないこともあって、長期間の保存には耐えられないので、調製したらなるべく早く使用することが推奨されている。これは、時間経過とともに、次亜塩素酸が分解され、塩素が消費されて殺菌力が低下するからであると考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
それゆえ、従来から、特許文献１に記載されているように、次亜塩素酸ナトリウム水溶液に臭化物を添加してその安定化を図ること等が試みられている。
【特許文献１】特開平１−１６４７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、次亜塩素酸ナトリウム原液レベルの高濃度の次亜塩素酸自体の安定化については一定の効果が認められるものの、原液を希釈した消毒液の安定化には効果が認められないことが分かっている。
【０００６】
ここで、本願発明者の研究によれば、塩素剤には、分子状塩素Ｃｌ２、非解離・分子状の次亜塩素酸ＨＯＣｌ、同イオンＯＣｌ−の三態間で、ｐＨを変動因子とする平衡関係が成立している。この平衡から、従来は酸性化に伴い気化する「分子状塩素」すなわち塩素ガスの発生を警戒してきた。それゆえ、アルカリ剤を添加することが行われている。例えば、水道水の消毒用原液では有効塩素濃度１２％、ｐＨ値は約１２．３、遊離アルカリ０．３％という処方の薬液が一般的な市販品となっている。
【０００７】
しかしながら、アルカリ液では酸素を発生して徐々に分解するため、「有効塩素」すなわち消毒液中に実存する形態である次亜塩素酸もしくは同イオンのさらなる酸化が進行し、別の毒性が懸念される塩素酸イオンＣｌＯ３−が生成するという問題点を抱えていた。有効塩素が分解し発生した酸素の一部は、発泡して気相に拡散する。残りは、液温の上昇および光照射に伴い塩素酸イオン生成に寄与してその濃度を高めるように作用するか、そのまま溶存する。したがって、それぞれの物質収支は一定になりにくい。文献には、遮光度の高いタンクに貯留しても、液温が高い７月の有効塩素濃度低下率が０．０９％／日、低温の２月では同低下率０．０３％／日と大きな差が出ると報告されている。遊離アルカリ比率が高くなるとこの差は顕著になる。
【０００８】
また、貯留開始から４週間後には、有効塩素濃度が低下した分の約１／３モルが塩素酸
イオンに変化することが判明しており、水道水質基準では毒性面から塩素酸イオン濃度の規制値を設けるに至った。現行の水道水質基準では、０．６ｍｇ／Ｌ以下とされている。一方、太陽光や室内灯等の照明光のもとでは、主に紫外線によって次亜塩素酸が分解し、その約２／３モルが塩素酸イオンに変化し、比率が増大するとも報告されている。さらに、次亜塩素酸ナトリウム原液の遊離アルカリ濃度を高めると、有効塩素濃度低下及び塩素酸イオン濃度上昇の勾配はともに高まることが報告されている。
【０００９】
一方、アンモニアＮＨ３と次亜塩素酸との反応によりクロラミンが生成する際に、次亜塩素酸の外殻電子が励起され不安定になることで、貯蔵時と同じ「酸素発生の分解反応」が起きることを、発明者らはすでに解明している。クロラミン生成反応と同時に次亜塩素酸の分解副反応が起きるが、該副反応の比率は条件によってかなり変動し、概略９〜２４％とみてよい。また、該分解率を低くする因子として、屋内照明も消した暗所すなわち完全遮光と低液温の他に、低ｐＨを挙げることができる。なお、実測値があるｐＨ＝５まではこの原則が成立することを確認できている。
【００１０】
したがって、消毒目的であっても、酸素発生の分解副反応は避けられない。共存する被酸化有機物が有効塩素を消費するからで、該反応の抑制は不可能である。本来、化学反応は、反応物それぞれの外殻電子が移動することで起きる。したがって、もともと不安定な状態でいる次亜塩素酸や同イオンの作用を単一反応だけに制御することも不可能である。消毒の場合は、有機物の塩素化や漂白等と目的が異なるから、塩素水を調製する際に有効塩素以外の溶存物・混合物を極力除去しておく必要がある。希釈する溶媒すなわち水やｐＨ調整剤についても同じことが求められる。
【００１１】
一方、酸化剤として塩素水と共通する過酸化水素の例に学ぶ点は、酸素発生分解の触媒として広く知られる二酸化マンガンの性状である。なぜなら、多くの金属酸化物は多孔質粒子になり、過酸化水素はもとより溶存オゾン、二酸化塩素、次亜塩素酸塩の分解触媒にもなるからである。これら触媒作用物質の混入を避ける調製操作が課題となる。具体例として、排気中オゾンの分解に、チタン−ケイ素−ジルコニウムの三元系複合酸化物が触媒として用いられている。酸化剤でもある次亜塩素酸塩に二酸化マンガンのような触媒を添加すると、塩素ガス、酸素の双方が生成、発泡することも公知事実であるから、触媒成分を除去することは消毒用塩素水の製造に際して必須の課題となる。
【００１２】
視点を転じ、消毒効果について市販の次亜塩素酸ナトリウム原液の問題点を課題として指摘する。ｐＨが８を超える塩基性では「消毒力が極端に低下する」という弱点がある。現実的な対処方法は、塩素剤添加後の用水をｐＨ調節し、望む殺菌効果と汚染物を酸化分解する効果の両立を図ってきた。ところが、消毒の対象が扉の把手、家具、調理器具、家庭電化製品や衣服の表面となると、塗布・噴霧後のｐＨ調節は事実上できない。そこで、用途を別にし、次亜塩素酸ナトリウム原液を希釈、塩素消費が少ない界面活性剤の若干量を添加した商品が「カビ取り剤」として流通しているにすぎない。使用後に消毒対象物のｐＨ調節を必要としない調剤方法が望まれる。
【００１３】
低濃度の塩化ナトリウム（食塩）水を電気分解したり、市販品を塩酸等の無機酸で中和し、消毒力が強い次亜塩素酸ナトリウム水溶液をつくることは、従来技術だけでも容易である。反面、これら電解水や無機酸で中和した塩素水では、次亜塩素酸の分解や酸化反応、あるいは使用時における酸との混合で酸性化が急激に進行し、塩素ガスが発生する危険性が常につきまとっている。したがって、潜在する課題の克服はできていない。次亜塩素酸が他の化学物質を酸化したり、自身が酸素を生成して分解する反応のほとんどは、水素イオンＨ＋を放出する酸性化の反応であることは常識の範疇である。現実に、トイレ用洗剤である塩酸系製剤と上述のカビ取り剤を併用したために、塩素ガス発生による死亡事故も起きている。そこで、消毒用塩素水のｐＨ低下抑制が要請される。
【００１４】
本発明は、上述の解明結果に基づいてなされたものであり、次亜塩素酸ナトリウムを水で希釈して製造される消毒液において、次亜塩素酸のイオン化を抑制し、かつ、自然分解に伴う酸性化を緩衝することで分子状塩素の生成を抑制し、長期間の安定保存を可能にした消毒剤及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の課題を解決するための手段は以下の通りである。
（１）水に、少なくとも次亜塩素酸ナトリウムを加えて、１ｍｇ／Ｌ〜１０００ｍｇ／Ｌ程度の範囲で消毒目的に応じた濃度の次亜塩素酸を含む水溶液にする工程を有する消毒液の製造方法であって、
前記水に、中和及び緩衝剤として、酢酸、シュウ酸、Ｄ−リンゴ酸、アジピン酸、クエン酸、ＤＬ−酒石酸のいずれか単一成分または複数種成分よりなる有機酸を加える工程を有することを特徴とする消毒液の製造方法。
（２）前記有機酸を加える工程は、該有機酸を加えた後の水溶液のｐＨが４．５〜５．５になるように加えるものであることを特徴とする（１）に記載の消毒液の製造方法。
（３）前記消毒液のｐＨが最終的に５．０〜６．０になるように、前記水にアルカリ剤を加える工程を有することを特徴とする（１）又は（２）に記載の消毒液の製造方法。
（４）前記水として、水道水又は塩素処理水を、中空糸膜か又は該中空糸膜の有する細孔より小さな細孔を持つ有機高分子膜でろ過した水を用いることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載の消毒液の製造方法。
（５）前記次亜塩素酸ナトリウムを加えて消毒目的に応じた濃度の次亜塩素酸を含む水溶液にする工程は、次亜塩素酸濃度が消毒目的に応じた濃度よりもわずかに低濃度になるように加える工程であり、
前記有機酸を加える工程は、該有機酸を加えた後の水溶液のｐＨが４．５〜５．５になるように、有機酸を加える工程であり、
次に、前記各工程を経た水に、次亜塩素酸濃度が消毒目的に応じた濃度になるように次亜塩素酸ナトリウムを少量加えるとともに、ｐＨが５．０〜６．０になるようにアルカリ剤を加えて最終調製する工程を有することを特徴とする（１）乃至（４）のいずれかに記載の消毒液の製造方法。
（６）水に、消毒目的に応じた濃度の次亜塩素酸が含まれる消毒液であって、
さらに、アルカリ剤と、酢酸、シュウ酸、Ｄ−リンゴ酸、アジピン酸、クエン酸、及びＤＬ−酒石酸のいずれか単一成分または複数種成分よりなる有機酸とが含まれ、前記有機酸は、遊離アルカリの中和に要した有機酸と弱酸性にするために要した有機酸とが略等モル濃度であり、ｐＨが５．０〜６．０であることを特徴とする消毒液。
【発明の効果】
【００１６】
上述の手段（１）によれば、遊離有効塩素である次亜塩素酸が何らかの原因で分解しｐＨ低下することが起きても、緩衝剤が確実に働いてｐＨ変動を緩衝・抑制し、分解を抑制する。しかも、本願発明者の研究によってはじめて解明された事実であるが、酢酸、シュウ酸、Ｄ一リンゴ酸とアジピン酸は、暗所において全く塩素を消費しないことが判明している。なお、プロピオン酸、ギ酸、クエン酸とＤＬ−酒石酸の塩素消費も、皆無ではないがごく少ないことも本願発明者の研究によって判明している。また、これら有機酸については、分解開始後の触媒作用を無視できる。さらには、消毒用塩素水の場合、仮に経口摂取したとしても障害をもたらさない。したがって、有効塩素の分解を触媒する金属や添加剤入りプラスチックを接液材料として用いていない遮光容器に該消毒液を充填すれば、有効塩素濃度の安定化及び長期間維持を図ることが可能となり、商品化・流通も容易になる。
上述の手段（２）〜（５）によれば、ｐＨ変動をより緩衝・抑制し、分解をより抑制することが可能になる。ここで、手段（４）によれば、中空糸膜等でろ過することにより、
水道水中に含まれる触媒となりうる金属酸化物粒子を除去できるので、より効果的に有効塩素の分解を防止可能にする。
上述の手段（６）によれば、次亜塩素酸のイオン化を抑制し、かつ、自然分解に伴う酸性化を緩衝することで分子状塩素の生成を抑制し、長期間の安定保存を可能にした消毒液を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態にかかる消毒液の製造方法の説明図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる消毒液の製造方法の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１及び図２は本発明の消毒液の製造方法の説明図である。以下、これらの図面を参照にしながら本発明の実施の形態にかかるにかかる消毒液及びその製造方法を説明する。
【００１９】
実施の形態にかかる消毒液の製造方法は、水に、次亜塩素酸ナトリウムを加えて、次亜塩素酸の濃度が、１ｍｇ／Ｌ〜１０００ｍｇ／Ｌ程度の範囲で消毒目的に応じた濃度とし、次いで、有機酸を加えることによって、ｐＨが４．５〜５．５となり、かつ遊離アルカリの中和に要した有機酸と弱酸性にするために要した有機酸とが略等モル濃度となるようにし、そして、アルカリ剤を加えることによって、最終的なｐＨが５．０〜６．０となるようにして消毒液を得るものである。なお、上記調製工程においては、塩酸や硫酸等のｐＨ緩衝力を持たない無機酸やこれら無機酸と有機酸との混合物が混入しないようにすることが重要である。
【００２０】
水としては、残留塩素濃度規定が法制化されている日本国等の水道水又は塩素処理水を、中空糸膜か又は該中空糸膜の有する細孔より小さな細孔を持つ有機高分子膜でろ過した水を用いる。このように水道水を用いるのは、水道水の移送配管及び貯蔵容器に、水道水に残留する次亜塩素酸による酸化処理が自然に施されるので、これらに対する被酸化物の付着や残留を未然に防止できるからである。また、添加する次亜塩素酸ナトリウムとしては、例えば、水道水の消毒の際の消毒用原液として用いられる遊離アルカリが２％以下の１２％次亜塩素酸ナトリウム原液を用いる。中和及び緩衝剤としての有機酸としては、酢酸、シュウ酸、Ｄ−リンゴ酸、アジピン酸、クエン酸、ＤＬ−酒石酸のいずれか単一成分または複数種成分を用いる。アルカリ剤としては、水酸化ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等の無機アルカリ剤を用いる。
【００２１】
まず、図１に示されるように、水道水栓１からの水道水を中空糸膜ろ過装置２に導入してろ過し、ろ過後の水を釈水貯蔵容器３に希釈水として貯留する。なお、希釈水貯蔵容器３は塩素水による事前洗浄をしてある。水道水を中空糸膜ろ過装置２に導入してろ過した水を用いるのは以下の理由からである。すなわち、消毒用塩素水の流通・保管時には、水溶液中に混入する触媒作用物質を徹底して除去する必要がある。そのためには、溶媒となる水から、多孔質固形物・金属酸化物・有機酸化物・有機過酸化物を完全分解するか、ろ過除去しなければならないからである。
【００２２】
次に、図２に示されるように、希釈水貯蔵容器３の開閉弁８を開いて、消毒液調製容器７に所定量の希釈水を入れる。次に、次亜塩素酸ナトリウム原液貯蔵容器４の開閉弁９を開いて、次亜塩素酸ナトリウム液を前記消毒液調製容器７の希釈水に添加し、所定より若干低濃度に達したら開閉弁９を閉じる。
【００２３】
次に、かくはん機１２を駆動させながら、有機酸貯蔵容器５の開閉弁１０を開いて、有機酸５を消毒液調製容器７の希釈水に添加し、ｐＨ計１３を見ながら最終目標よりｐＨ値が０．２〜０．５ｐＨ低くなったら開閉弁１０を閉じる。
【００２４】
次に、次亜塩素酸ナトリウム原液貯蔵容器４の開閉弁９を開き、次亜塩素酸ナトリウムを消毒液調製容器７の希釈水に少量を添加して有効塩素濃度を所定濃度に最終調製する。併せて、無機アルカリ剤貯蔵容器６の開閉弁１１を開き、ｐＨを５．５±０．５になるまで水酸化ナトリウム等の無機アルカリ剤液を少量添加して最終調製して製造目的たる消毒液を得る。上記最終調整操作は、過剰中和を経て有効塩素濃度及びｐＨを最終調製するものである。すなわち、不均一な混合が起きた場合でも非解離・分子状の有機酸と同イオンの濃度および比率を確実にする、十分なｐＨ緩衝効果を得るために案出した方法である。
【００２５】
すなわち、消毒用塩素水が具備すべき条件の一つにｐＨ緩衝効果が挙げられる。次亜塩素酸の自己分解や酸化反応に伴う酸性化、すなわちｐＨ低下を抑える効果である。該塩素水の液性を分子状塩素を生成しないｐＨ領域内に維持するためには、有機酸と同塩の混合液が最適となる。また、本発明者は、塩素要求量測定の実験結果から、ｐＨ＝４．５〜５．５においては残留塩素の形態が非解離・分子状の次亜塩素酸のみになり、分解等の副反応が最少であることを確認してある。分子状塩素及び次亜塩素酸イオンはほとんど存在しない。
【００２６】
なお、水道用１２％次亜塩素酸ナトリウム液のｐＨ経時変化はほとんどないが、有効塩素濃度は一ヵ月で０．９〜２．３％程度低下する。遊離アルカリをなくせば塩素酸イオン生成を抑えることができる。また、本発明者は、アンモニア、アミノ酸など窒素含有化合物自体が次亜塩素酸の分解触媒になることを解明していた。一方、オゾン水および過酸化水素水が分解し、水中に酸素の気泡を発生させる現象は、古くは「オキシドール」の発泡として周知の事実であった。該発泡を触媒するのは、傷に付着した土砂、鉄の錯体を含有する赤血球や酸化したタンパク質である。給水途中に受水槽や貯水槽があれば、有機固形物の混入を想定する必要がある。
【００２７】
上述の塩素水による事前洗浄は、この観点からの対処法である。例えば、過マンガン酸カリウム消費量の測定操作等においても知られていることであるが、滴定初期の酸化反応速度が遅いものの、一旦脱色を開始すると急激に反応速度が増すことも周知事実である。これは、酸化反応により生成した多孔質の酸化物が持つ触媒効果である。水道水に混入してくる固形物で触媒作用を想定できるものは、まず配管等の給水設備内から剥離してくる錆である。錆は金属酸化物であり、生き残っていた鉄バクテリアやマンガンバクテリアによって、あるいは残留する塩素の働きによって酸化鉄や二酸化マンガンの粒子となって流出してくる。該固形物は、もちろん、多孔質とみてよい。
【００２８】
砂ろ過やケイソウ土ろ過による該固形物の完全除去は期待できないが、中空糸膜や限外ろ過膜が持つ細孔であれば、該微粒子の通過を完全阻止できる。また、中空糸膜を装備した浄水器がすでに市販されている。したがって、図１の中空糸膜ろ過装置２を経由して通水することで、無機物あるいは有機物を問わず、分解触媒になりうる固形物を水道水中から完全除去して希釈水貯蔵容器３内に貯留することも容易になった。
【００２９】
中和及び緩衝剤となる有機酸５として、酢酸、シュウ酸、Ｄ−リンゴ酸、アジピン酸、クエン酸、ＤＬ−酒石酸のいずれか単一成分希釈液または複数種混合希釈液を用いる。これは、緩衝剤としては、塩素を消費しないか、微量消費の有機酸と同塩の等モル混合液が最適な処方箋となる。有機酸の塩素消費について、発明者は過去に「水道協会雑誌」（水道協会雑誌  483，No.12,15〜25(1974)）等で報告済みである。したがって、サリチル酸
および酸として働くフェノール（石炭酸）は、暗所でも塩素を多量消費することが判明しており、本発明の有機酸の選択肢には入れない。また、上述の調製工程において、塩酸や硫酸等のｐＨ緩衝力を持たない無機酸やこれら無機酸と有機酸との混合物が混入しないようにすることが重要で、これらは中和及び緩衝剤の選択肢から除外される。
【００３０】
上記調製工程で、塩酸や硫酸等のｐＨ緩衝力を持たない無機酸やこれら無機酸と有機酸との混合物が混入することを意図的に排除する理由は以下の通りである。すなわち、塩化物イオンと塩酸（塩化水素）の緩衝液は、ｐＨ＝１．０〜２．２であり、リン酸二水素イオンと水酸化ナトリウムの緩衝液は、ｐＨ＝５．８〜８．０の領域で調製され、緩衝効果を発揮するが、本発明の目的であるｐＨ＝５．５±０．５の調製には適さない。硫酸で中和した場合も、可逆の解離平衡は、強酸性に偏る。むしろ、これら無機酸の混入によってｐＨが急激に低下するから、有機酸と混合したとき、非解離の有機酸と同イオンの「緩衝比」を掌握できない弊害が生ずる。
【００３１】
さらに、以下の理由からである。すなわち、塩化水素ＨＣｌの溶解度（対水）はきわめて高く、ほぼ完全にイオン解離する。
塩酸    ＨＣｌ→Ｈ＋＋Ｃｌ−
ここで、緩衝効果（ｂｕｆｆｅｒ  ｅｆｆｅｃｔ）は、以下のような平衡（⇔）によって発揮される。
リン酸  Ｈ３ＰＯ４⇔Ｈ＋＋Ｈ２ＰＯ４−⇔２Ｈ＋＋ＨＰＯ４２−
⇔３Ｈ＋＋ＰＯ４３−
炭酸    Ｈ２ＣＯ３⇔Ｈ＋＋ＨＣＯ３−⇔２Ｈ＋＋ＣＯ３２−
酢酸    ＣＨ３ＣＯＯＨ⇔Ｈ＋＋ＣＨ３ＣＯＯ−
【００３２】
したがって、水に溶解して強酸性を示す塩酸、硝酸、硫酸によって市販されている次亜塩素酸ナトリウム液（遊離アルカリが残留している製品）を中和すると、酸の大部分がイオン解離する。当然、次亜塩素酸ＨＯＣｌ自体の分解や硝酸生成反応、混入したアンモニア等と反応して生成したダイクロラミンＮＨＣｌ２の自然分解など、想定される反応のほとんどが酸化反応であるため、緩衝効果を発揮しないで酸性化が進行する。
【００３３】
この酸性化の進行に伴い、Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ⇔ＨＯＣｌ＋Ｈ＋＋Ｃｌ−⇔ＯＣｌ−＋２Ｈ＋＋Ｃｌ−の平衡は左に向かって進行し、次亜塩素酸水溶液から気相への塩素ガス拡散が増大する。この平衡でＣｌ２の構造に変化するｐＨの境界はほぼ４．０であり、薬液流通時の安全を見込めば、ｐＨ＝４．５以下になることは絶対に避けなければならない。よって、ｐＨを維持するための緩衝効果が保証されない無機酸を中和剤として使用することは「安全性の面から不可」と結論される。
【００３４】
本発明の主眼は、消毒用塩素水が少々の酸と混合した場合でも分子状塩素の生成がなく、気相への塩素ガス拡散を抑えることができるｐＨ＝４．５〜６．０に維持することにある。したがって、非解離・分子状の次亜塩素酸が持つ強力な微生物不活性化力（殺菌力）は、ｐＨ＝４．５〜６．０において存分に発揮されることは当然で、周知事実でもある。消毒用塩素水の殺菌力を強めるために、適当にｐＨを低下させればよい、ということにはならない。弱酸性領域においては、ｐＨ緩衝力（いわゆるバッファーアクション）の強弱こそが最重要因子となる。
【００３５】
したがって、消毒用塩素水のｐＨ目標値を本発明より広げ、ｐＨ＝３．０〜６．０のように、ｐＨ＝４．５以下の領域も含めることは、分子状塩素の急増および気相への塩素ガス拡散を招くから絶対に避けなければならない。本発明が、調製時のｐＨのバラツキを考慮しても実質的な下限値をｐＨ＝４．５としているのは、この理由からである。
【００３６】
有機酸として、例えば、酢酸を選択した場合について説明する。酢酸と酢酸ナトリウムの等モル混合液は、ともにイオン解離して、一定比率でともに酢酸イオンＣＨ３ＣＯＯ−を生成する。この陰イオンに相対する等モルの陽イオンは、酢酸では水素イオン、酢酸ナトリウムではナトリウムイオンＮａ＋である。ｐＨ＝ｐＫａ−ｌｏｇ[ＣＨ３ＣＯＯＨ]／
[ＣＨ３ＣＯＯ−]と定義され、等モル混合では、「−ｌｏｇ[ＣＨ３ＣＯＯＨ]／[ＣＨ３
ＣＯＯ−]＝−ｌｏｇ１＝０」、この式の解離定数ｐＫａは１８℃で４．７３と算定され
ている。したがって、等モル混合を希釈してもｐＨ変化はない。また、分子状で非解離の酢酸と同イオンの比が１０／１、あるいは逆に１／１０になっても、ｐＨ＝３．７３〜５．７３すなわち±１しかｐＨは変化しない。
【００３７】
なお、酢酸と酢酸ナトリウムの混合緩衝液を調製するために、意図的に酢酸ナトリウムを添加しないほうがよい場合がある。次亜塩素酸原液には原則的に遊離アルカリ（実質的にナトリウムイオンＮａ＋）が存在し、等モルの酢酸がイオン解離して酢酸イオンとなるから、中和に用いた酢酸量によって非解離の酢酸と同イオンの「緩衝比」が決まる。無機酸の場合は、そのほとんどがイオン解離し、酢酸など有機酸と同イオンの「緩衝比」が定まらなくなってしまう。
【００３８】
表１は、消毒液の有効塩素濃度の時間経過による変化を示す表である。表１の上段は、１２％次亜塩素酸原液を容量１ｍ３の大きな容器に保存した場合の塩素濃度の時間経過を示しており（大阪市水道局水質試験所（１９９３））、中段は、１２％次亜塩素酸原液を容量２０Ｌの小さな容器に保存した場合の塩素濃度の時間経過を示しており、下段は、本実施の形態にかかる消毒液（次亜塩素酸濃度が８０ｍｇ／Ｌ）を容量２０Ｌの容器に保存した場合の塩素濃度の時間経過を示している。表１から明らかなように、従来のものは、１２％原液でさえも塩素濃度が時間経過と共に減少し、表１の中段に示されるように２０Ｌ容器に保存したものは１２０日で有効塩素濃度が当初の５０％となっている。これに対して、上記実施の態様による方法で調製した消毒液は、次亜塩素酸濃度が８０ｍｇ／Ｌと、非常に小さいにもかかわらず、２４０日（約８ヶ月）経過後も有効塩素濃度に変化がほとんど無く、長期の効能保証ができることが確認されている。
【表１】
2011153095.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、分解等の副反応を触媒する物質を含まない弱酸性の緩衝液中に有効塩素を溶存させることで、該消毒用塩素水の長期保存を可能にする。また、該塩素水の保存・流通過程において、平衡反応で分子状塩素すなわち塩素ガスが生成するｐＨ≒４以下にならない品質保証も可能となる。したがって、本発明による塩素水は、病原微生物・ウイルスによる感染症予防のために、野菜・果物等の食材、食器・調理器具、手を触れる扉・窓・床
・台所等の建築備品、家具、家庭電化製品や衣服の表面等の消毒に利用できる。
【符号の説明】
【００４０】
１…水道給水栓
２…中空糸膜ろ過装置
３…希釈水貯蔵容器
４…次亜塩素酸ナトリウム原液貯蔵容器
５…有機酸貯蔵容器
６…無機アルカリ剤貯蔵容器
７…消毒液調製容器
８〜１１…各容器に接続した開閉弁
１２…かくはん機
１３…ｐＨ計
【図１】
2011153095.tif 000004
【図２】
2011153095.tif 000005