(57)【要約】【課題】亜塩素酸塩から亜塩素酸を含む水性液体を容易に製造できる装置を提供する。【解決手段】開示される一例の装置１００は、亜塩素酸を含む水性液体を電気分解を利用して製造する装置である。装置１００は、陽極１１１、陰極１１２、陽極１１１および陰極１１２が配置された槽１２０、陽イオン交換膜１３１、ならびに、隔膜１３２を含む。槽１２０は、中間槽１２３と、中間槽１２３を挟むように配置された陽極槽１２１および陰極槽１２２とに仕切られている。陽極槽１２１と中間槽１２３とは陽イオン交換膜１３１によって仕切られている。中間槽１２３と陰極槽１２２とは隔膜１３２によって仕切られている。陽極槽１２１には電解質の水溶液１１が配置される。陰極槽１２２には亜塩素酸塩の水溶液１２が配置される。中間槽１２３には水性液体１３が配置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜塩素酸を含む水性液体を電気分解を利用して製造する製造装置であって、
陽極、陰極、前記陽極および前記陰極が配置された槽、陽イオン交換膜、ならびに、隔膜を含み、
前記槽は、中間槽と、中間槽を挟むように配置された陽極槽および陰極槽とに仕切られており、
前記陽極槽と前記中間槽とは前記陽イオン交換膜によって仕切られており、
前記中間槽と前記陰極槽とは前記隔膜によって仕切られており、
前記陽極槽には前記陽極が配置されており、
前記陰極槽には前記陰極が配置されており、
前記陽極槽には電解質の水溶液が配置され、
前記陰極槽には亜塩素酸塩の水溶液が配置され、
前記中間槽には水性液体が配置される、亜塩素酸を含む水性液体の製造装置。
【請求項２】
前記陽極および前記陰極はそれぞれ、表面に白金が存在する電極である、請求項１に記載の製造装置。
【請求項３】
前記陽極は表面に白金が存在する電極であり、
前記陰極は電気分解時に陽イオンを吸着する電極である、請求項１に記載の製造装置。
【請求項４】
前記中間槽の水性液体が通液式で流れている状態で電気分解が行われる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の製造装置。
【請求項５】
亜塩素酸を含む水性液体を電気分解を利用して製造する製造装置であって、
陽極、陰極、前記陽極および前記陰極が配置された槽、ならびに、陽イオン交換膜を含み、
前記槽は、前記陽イオン交換膜によって陽極槽と陰極槽とに仕切られており、
前記陽極槽には前記陽極が配置されており、
前記陰極槽には前記陰極が配置されており、
前記陽極槽には電解質の水溶液が配置され、
前記陰極槽には亜塩素酸塩の水溶液が配置され、
前記陰極は電気分解時に陽イオンを吸着する電極である、亜塩素酸を含む水性液体の製造装置。
【請求項６】
前記電解質が、酸および酸性塩から選ばれる少なくとも１つである、請求項１〜５のいずれか１項に記載の製造装置。
【請求項７】
前記亜塩素酸塩が、亜塩素酸ナトリウムおよび亜塩素酸カリウムから選ばれる少なくとも１種である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、亜塩素酸を含む水性液体の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
亜塩素酸の水溶液は、殺菌その他の用途に使用されている。しかし、亜塩素酸水溶液は不安定であり、長期の保存が難しい場合がある。そのため、亜塩素酸塩から亜塩素酸水溶液を簡単に製造することができれば、亜塩素酸水溶液を長期に保存する必要がないため、便利である。亜塩素酸水溶液を得る方法として、亜塩素酸ナトリウムのナトリウムイオンをイオン交換樹脂を用いてイオン交換する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
しかし、イオン交換樹脂を用いる方法では、イオン交換樹脂の再生のために濃い酸を使用したりする必要があるため、非常に不便で再生コストも高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２１７３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上の状況において、本発明の目的の１つは、亜塩素酸を含む水性液体を亜塩素酸塩から容易に製造できる装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態による製造装置は、亜塩素酸を含む水性液体を電気分解を利用して製造する製造装置であって、陽極、陰極、前記陽極および前記陰極が配置された槽、陽イオン交換膜、ならびに、隔膜を含み、前記槽は、中間槽と、中間槽を挟むように配置された陽極槽および陰極槽とに仕切られており、前記陽極槽と前記中間槽とは前記陽イオン交換膜によって仕切られており、前記中間槽と前記陰極槽とは前記隔膜によって仕切られており、前記陽極槽には前記陽極が配置されており、前記陰極槽には前記陰極が配置されており、前記陽極槽には電解質の水溶液が配置され、前記陰極槽には亜塩素酸塩の水溶液が配置され、前記中間槽には水性液体が配置される。
【０００７】
本発明の他の一実施形態による製造装置は、亜塩素酸を含む水性液体を電気分解を利用して製造する製造装置であって、陽極、陰極、前記陽極および前記陰極が配置された槽、ならびに、陽イオン交換膜を含み、前記槽は、前記陽イオン交換膜によって陽極槽と陰極槽とに仕切られており、前記陽極槽には前記陽極が配置されており、前記陰極槽には前記陰極が配置されており、前記陽極槽には電解質の水溶液が配置され、前記陰極槽には亜塩素酸塩の水溶液が配置され、前記陰極は電気分解時に陽イオンを吸着する電極である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、亜塩素酸を含む水性液体を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態１の装置の一例の構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した装置を用いて亜塩素酸を含む水を製造する方法の一例を説明する図である。
【図３】図３は、実施形態１の装置の他の一例を用いて亜塩素酸を含む水を製造する方法の一例を説明する図である。
【図４】図４は、実施形態１の装置のその他の一例の構成を模式的に示す図である。
【図５】図５は、実施形態２の装置の一例の構成を模式的に示す図である。
【図６】図６は、図５に示した装置を用いて亜塩素酸を含む水を製造する方法の一例を説明する図である。
【図７】図７は、実施形態２の装置の他の一例を用いて亜塩素酸を含む水を製造する方法の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施の形態について以下に説明する。なお、以下の説明では、本発明の実施形態について例を挙げて説明するが、本発明は以下で説明する例に限定されない。以下の説明において特定の数値や特定の材料を例示する場合があるが、本発明はそれらの例示に限定されない。
【００１１】
（亜塩素酸を含む水性液体を製造するための第１の製造装置）
亜塩素酸（ＨＣｌＯ2）を含む水性液体を電気分解を利用して製造するための第１の製造装置について、以下に説明する。この第１の製造装置を、以下では、「装置（Ｅ１）」と記載する場合がある。
【００１２】
この明細書において「水性液体」とは水を含む液体を意味し、典型的には溶媒が水である液体を意味する。すなわち、亜塩素酸を含む水性液体の典型的な一例は、亜塩素酸を含む水溶液である。以下では、亜塩素酸を含む水性液体を「亜塩素酸水溶液」と記載する場合がある。なお、亜塩素酸の少なくとも一部は、水溶液中において解離して平衡状態を保っていると考えられる。
【００１３】
装置（Ｅ１）は、陽極、陰極、陽極および陰極が配置された槽、陽イオン交換膜、ならびに、隔膜を含む。当該槽は、中間槽と、中間槽を挟むように配置された陽極槽および陰極槽とに仕切られている。陽極槽と中間槽とは陽イオン交換膜によって仕切られている。中間槽と陰極槽とは隔膜によって仕切られている。陽極槽には陽極が配置されている。陰極槽には陰極が配置されている。陽極槽には、電解質の水溶液が配置される。陰極槽には、亜塩素酸塩の水溶液が配置される。中間槽には、水性液体が配置される。なお、本発明の効果が得られる限り、陰極槽に配置される亜塩素酸塩の水溶液には、亜塩素酸塩以外の溶質が溶解されていてもよい。亜塩素酸塩以外の溶質の一例として、次亜塩素酸塩を用いてもよい。
【００１４】
装置（Ｅ１）において、陽極および陰極はそれぞれ、電気分解時に水の電気分解によってガスが生成される電極であってもよい。そのような電極を、以下では、「ガス生成電極」と記載する場合がある。ガス生成電極は、表面に白金が存在する電極であってもよい。すなわち、陽極および陰極はそれぞれ、表面に白金が存在する電極であってもよい。
【００１５】
表面に白金が存在する電極の例には、表面を白金コートされた金属電極が含まれ、たとえば、表面を白金コートされたチタン電極が含まれる。
【００１６】
装置（Ｅ１）において、陽極がガス生成電極であり、陰極が電気分解時に陽イオンを吸着する電極であってもよい。たとえば、陽極は表面に白金が存在する電極であり、陰極は電気分解時に陽イオンを吸着する電極であってもよい。電気分解時に陽イオンを吸着する電極を、以下では、「陽イオン吸着電極」と記載する場合がある。
【００１７】
陽イオン吸着電極は、電圧印加によって陽イオンを吸着する電極である。陽イオン吸着電極の例には、活性炭を含む電極が含まれる。活性炭を含む電極に特に限定はなく、公知の活性炭電極や、活性炭不織布を用いてもよい。これらの陽イオン吸着電極は、可逆的にイオンを吸着するため、吸着したイオンを放出させることができる。
【００１８】
陽極および陰極の形状に特に限定はない。電気分解の効率の観点から、２次元状に広がる電極を用いてもよい。たとえば、平板状の電極や、メッシュ状の電極を用いてもよい。
【００１９】
陽イオン交換膜は、陰イオンの透過を抑制する一方で陽イオンを透過させる膜である。陽イオン交換膜に特に限定はなく、公知の陽イオン交換膜を用いることができる。陽イオン交換膜には、装置（Ｅ１）の電気分解の環境下（亜塩素酸などが存在する環境下）で安定に存在する膜を用いることが好ましい。陽イオン交換膜の例には、フッ素樹脂系のイオン交換膜（たとえば、スルホン酸基を有するフッ素系高分子膜）が含まれる。
【００２０】
隔膜は、陽イオンおよび陰イオンを透過させる膜である。さらに、隔膜は、液体を通過させる一方で液体の通過をある程度抑制する膜である。そのような膜の例には、親水性で、細孔を有するセパレータのような膜が含まれる。隔膜には、装置（Ｅ１）の電気分解の環境下で安定に存在する膜を用いることが好ましい。
【００２１】
槽は、槽内に配置される液体を安定に保持できるものであればよく、電解槽に一般的に用いられる槽を適用できる。
【００２２】
装置（Ｅ１）および後述する装置（Ｅ２）は、通常、陽極と陰極との間に直流電圧を印加するための直流電源を含む。直流電源に特に限定はなく、コンセントからの交流電圧を直流電圧に変換して供給するＡＣ−ＤＣコンバータなどであってもよい。電気分解時に印加される電圧は、後述する電気分解反応（または、電気分解反応および陽イオンの吸着）が生じる電圧である。
【００２３】
装置（Ｅ１）では、中間槽の水性液体が通液式で流れている状態で電気分解が行われてもよい。あるいは、中間槽の水性液体が流れていない状態（バッチ式）で電気分解が行われてもよい。
【００２４】
装置（Ｅ１）および後述する装置（Ｅ２）において、陽極槽の水溶液が通液式で流れている状態で電気分解が行われていてもよく、陰極槽の水溶液が通液式で流れている状態で電気分解が行われていてもよい。
【００２５】
陽極槽に配置される水溶液の電解質を、以下では、「電解質（Ｌ）」と記載する場合がある。電解質（Ｌ）の水溶液を陽極槽に配置することによって、電気分解が容易になる。
【００２６】
電解質（Ｌ）は、溶解によって水素イオンを放出するものであることが好ましい。そのため、電解質（Ｌ）は、酸および酸性塩から選ばれる少なくとも１種であることが好ましく、酸であってもよいし、酸性塩であってもよいし、両者の混合物であってもよい。中間槽に存在する金属陽イオン（たとえばアルカリ金属イオン）を少なくする場合、電解質（Ｌ）は金属陽イオンを含まないことが好ましい。その場合、電解質（Ｌ）は酸であることが好ましい。電解質（Ｌ）として用いられる酸を、以下では「酸（Ａ）」と記載する場合がある。酸（Ａ）の例には、リン酸、希硫酸、ホウ酸などが含まれる。酸性塩の例には、これらの酸の水素イオンの一部を金属陽イオン（たとえばアルカリ金属イオン）に置換したものが含まれる。酸性塩は、リン酸や硫酸の水素イオンの一部をアルカリ金属イオン（ナトリウムイオンまたはカリウムイオン）に置換したものであってもよい。
【００２７】
電解質（Ｌ）（たとえば上述した酸（Ａ）および酸性塩）を構成する陰イオンは、水が電気分解される電位にある陽極において電気分解されにくい陰イオンであることが好ましい。そのような陰イオンの例には、リン酸イオン（ＰＯ43-）や硫酸イオン（ＳＯ42-）が含まれる。すなわち、酸（Ａ）の好ましい一例である酸（Ａ１）は、リン酸および硫酸から選ばれる少なくとも１種の酸である。陰イオンが塩化物イオン（Ｃｌ-）である場合、電気分解によって塩素ガスが生成する場合があるため、環境の点からは塩化物イオンを含まない電解質（Ｌ）を用いることが好ましい。
【００２８】
陽極槽に配置される水溶液に金属陽イオンを存在させることによって、その一部を中間槽に移動させることが可能である。それによって、中間槽のｐＨを調整することも可能である。たとえば、陽極槽内の金属陽イオン濃度を調整することによって、電気分解によって得られる亜塩素酸を含む水性液体のｐＨが、２．１〜９の範囲になるようにしてもよい。ｐＨを当該範囲に調整することによって、液体の安定性を高めることができる場合がある。
【００２９】
陽イオン交換膜に対して透過性が低い金属陽イオンを含む電解質（Ｌ）を用いてもよい。たとえば、水素イオンに比べて陽イオン交換膜の透過性が低い金属陽イオンを含む電解質（Ｌ）を用いてもよい。その場合、当該金属陽イオンの透過性が低い陽イオン交換膜を選択して用いてもよい。
【００３０】
電解質（Ｌ）の水溶液の濃度に特に限定はなく、所望の亜塩素酸の水性液体が得られる濃度であればよい。電解質（Ｌ）としてリン酸を用いる場合、たとえば、ｐＨ１程度のリン酸水溶液を用いてもよい。
【００３１】
陰極槽に配置される水溶液の溶質である亜塩素酸塩は、亜塩素酸イオン（ＣｌＯ2-）と、水素イオン以外の陽イオン（たとえば金属陽イオン）とによって構成される塩である。亜塩素酸塩は、亜塩素酸ナトリウムおよび亜塩素酸カリウムから選ばれる少なくとも１種であってもよい。すなわち、亜塩素酸塩は、亜塩素酸ナトリウムであってもよいし、亜塩素酸カリウムであってもよいし、両者の混合物であってもよい。その場合、陽極槽に配置される水溶液の電解質（Ｌ）として、上述した好ましい酸（Ａ１）を用いてもよい。亜塩素酸塩の溶解によって生成する陽イオンは、電気分解時に陰極側に引き寄せられるため、電気分解時において中間槽には実質的に移動しない。
【００３２】
亜塩素酸塩の水溶液の濃度に特に限定はなく、所望の亜塩素酸の水性液体が得られる濃度であればよい。亜塩素酸塩として亜塩素酸ナトリウムや亜塩素酸カリウムを用いる場合、たとえば、それらの濃度が１０００ｐｐｍ〜４０００ｐｐｍ（質量ｐｐｍ）の範囲にある水溶液を用いてもよい。
【００３３】
中間槽に配置される水性液体は、水を含む液体であり、何らかの水溶液であってもよいし、一般的な水（たとえば水道水など）であってもよい。
【００３４】
（亜塩素酸を含む水性液体を製造するための第１の方法）
亜塩素酸を含む水性液体を電気分解を利用して製造する第１の方法について、以下に説明する。この第１の製造方法を、以下では、「製造方法（Ｍ１）」と記載する場合がある。製造方法（Ｍ１）は、装置（Ｅ１）を用いて実施してもよい。装置（Ｅ１）で説明した事項について、製造方法（Ｍ１）に適用してもよい。同様に、製造方法（Ｍ１）で説明した事項について、装置（Ｅ１）に適用してもよい。
【００３５】
製造方法（Ｍ１）は、以下の工程（ｉ）および（ii）を含む。工程（ｉ）では、装置（Ｅ１）で説明した陽極槽、中間槽、および陰極槽のそれぞれに、上述した液体を配置する。上述したように、陽極槽には陽極が配置されており、陰極槽には陰極が配置されている。
【００３６】
工程（ii）では、陽極と陰極との間に直流電圧を印加する。このとき、電圧印加（電気分解）によって、陽極において酸素ガス（酸素分子）および水素イオンが生成されるように電圧を印加する。陰極がガス生成電極である場合、電圧印加によって、陰極では、水素ガス（水素分子）および水酸化物イオンが生成される。一方、陰極が陽イオン吸着電極である場合、電圧印加によって、陰極には、亜塩素酸塩を構成する陽イオンが吸着される。工程（ii）の電圧印加によって、中間槽の水性液体における亜塩素酸の濃度が上昇する。
このようにして、亜塩素酸を含む水性液体が製造される。
【００３７】
（亜塩素酸を含む水性液体を製造するための第２の製造装置）
亜塩素酸を含む水性液体を電気分解を利用して製造するための第２の製造装置について、以下に説明する。この第２の製造装置を、以下では「装置（Ｅ２）」と記載する場合がある。
【００３８】
装置（Ｅ２）は、陽極、陰極、陽極および陰極が配置された槽、ならびに、陽イオン交換膜を含む。槽は、陽イオン交換膜によって陽極槽と陰極槽とに仕切られている。陽極槽には陽極が配置されている。陰極槽には陰極が配置されている。陽極槽には電解質（Ｌ）の水溶液が配置される。陰極槽には亜塩素酸塩の水溶液が配置される。陰極は、電気分解時に陽イオンを吸着する電極である。
【００３９】
陽極には、上述したガス生成電極を用いることができる。陰極には、上述した陽イオン吸着電極を用いることができる。陽イオン交換膜には、上述した陽イオン交換膜を用いることができる。槽は、槽内に配置される液体を安定に保持できるものであればよく、電解槽に一般的に用いられる槽を適用できる。
【００４０】
装置（Ｅ２）は、陽イオン交換膜と陰極との間に配置された第３の電極をさらに含んでもよい。電気分解中の少なくとも一時において、当該第３の電極の電位を、水素イオンが還元されて水素分子となる電位とすることによって、陰極に吸着される水素イオンの量を減らすことができる場合がある。第３の電極には、上述したガス生成電極を用いることができる。第３の電極には、陰極よりも水素過電圧が小さい電極を用いることが好ましい。
【００４１】
陽極槽に配置される電解質の水溶液には、装置（Ｅ１）で説明した電解質の水溶液を用いることができる。陰極槽に配置される亜塩素酸塩の水溶液には、装置（Ｅ１）で説明した亜塩素酸塩の水溶液を用いることができる。それらの好ましい例および好ましい組み合わせには、装置（Ｅ１）で説明した好ましい例および好ましい組み合わせが含まれる。
【００４２】
（亜塩素酸を含む水性液体を製造するための第２の方法）
亜塩素酸を含む水性液体を電気分解を利用して製造する第２の方法について、以下に説明する。この第２の製造方法を、以下では、「製造方法（Ｍ２）」と記載する場合がある。製造方法（Ｍ２）は、装置（Ｅ２）を用いて実施してもよい。装置（Ｅ２）で説明した事項について、製造方法（Ｍ２）に適用してもよい。同様に、製造方法（Ｍ２）で説明した事項について、装置（Ｅ２）に適用してもよい。
【００４３】
製造方法（Ｍ２）は、以下の工程（Ｉ）および（II）を含む。工程（Ｉ）では、装置（Ｅ２）で説明した陽極槽および陰極槽のそれぞれに、上述した液体を配置する。上述したように、陽極槽には陽極が配置されており、陰極槽には陰極が配置されている。
【００４４】
工程（II）では、陽極と陰極との間に直流電圧を印加する。このとき、電圧印加（電気分解）によって、陽極において酸素ガスおよび水素イオンが生成され、陰極（陽イオン吸着電極）には亜塩素酸塩を構成する陽イオンが吸着されるように電圧を印加する。工程（II）の電圧印加によって、陰極槽の水溶液における亜塩素酸の濃度が上昇する。このようにして、亜塩素酸を含む水性液体（典型的には亜塩素酸の水溶液）が製造される。
【００４５】
製造方法（Ｍ２）では、工程（II）における電気分解の際に、上述した第３の電極を用いてもよい。工程（II）における電気分解中の少なくとも一時において、第３の電極の電位は、水素イオンが還元されて水素分子となる電位とされる。
【００４６】
１つの観点では、上記の製造装置および製造方法は、亜塩素酸塩から亜塩素酸を製造するための製造装置および製造方法として利用することが可能である。別の観点では、上記の製造装置および製造方法は、亜塩素酸塩中の塩成分（金属陽イオン）を除去する方法として利用することが可能である。たとえば、陰極槽に配置した亜塩素酸塩の金属陽イオンを除去して５０モル％以上（たとえば８０モル％以上）を亜塩素酸に変えることが可能である。すなわち、解離前の状態に換算して、モル比で、亜塩素酸塩：亜塩素酸＝０〜１：１（たとえば０〜０．２５：１）の割合にある水性液体を得ることが可能である。
【００４７】
上記の製造装置および製造方法によって得られる亜塩素酸の水性液体のｐＨに特に限定はない。当該水性液体は、酸性であってもよいし、中性であってもよい。
【００４８】
電気分解時の雰囲気温度、および、槽に配置される液体の温度に特に限定はなく、一般的な保管温度（たとえば１０℃程度であってもよく、５℃〜２０℃の範囲にあってもよい）において、当該温度にある液体を用いてもよい。
【００４９】
本発明の実施形態の例について、図面を参照しながら以下に説明する。なお、以下の説明では、同様の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略する場合がある。本発明の効果が得られる限り、以下の実施形態の構成は、上述した他の構成に置き換えることが可能である。以下の実施形態の装置の構成のうち、本発明の効果を奏するために必要でない構成は省略してもよい。１つの実施形態について説明した事項は、他の実施形態の構成に反しない限り他の実施形態にも適用できる。そのため、１つの実施形態で説明した事項は、他の実施形態の説明において説明を省略する場合がある。なお、以下の図では、電気等量や化学等量を無視して化学式を記載する場合がある。
【００５０】
（実施形態１）
実施形態１では、装置（Ｅ１）の一例について説明する。実施形態１の製造装置１００の構成を、図１に模式的に示す。
【００５１】
装置１００は、陽極（第１の電極）１１１、陰極（第２の電極）１１２、槽１２０、陽イオン交換膜１３１、隔膜１３２、および直流電源１４０を含む。槽１２０は、陽極槽１２１、陰極槽１２２、および、それらの間に配置された中間槽１２３を含む。陽極槽１２１と中間槽１２３とは、陽イオン交換膜１３１によって仕切られている。中間槽１２３と陰極槽１２２とは、隔膜１３２によって仕切られている。
【００５２】
陽極槽１２１には陽極１１１が配置されており、陰極槽１２２には陰極１１２が配置されている。陽極１１１および陰極１１２はそれぞれガス生成電極であり、たとえば、白金でコートされたチタン電極である。陽極１１１と陰極１１２とは、直流電源１４０に接続されている。
【００５３】
陽極槽１２１には電解質（Ｌ）の水溶液１１が配置され、陰極槽１２２には亜塩素酸塩の水溶液１２が配置される。中間槽１２３には、水性液体１３が配置される。
【００５４】
亜塩素酸水溶液（亜塩素酸を含む水性液体）を、装置１００を用いて製造する方法の一例について、図２を参照して説明する。なお、以下では、一例として、水溶液１１としてリン酸（Ｈ3ＰＯ4）の水溶液を用い、水溶液１２として亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ2）の水溶液を用い、水性液体１３として水を用いる場合について説明する。
【００５５】
まず、陽極槽１２１および陰極槽１２２に上記水溶液を配置し、中間槽１２３に水を配置する。次に、陽極１１１と陰極１１２との間に、直流電源１４０によって直流電圧を印加する。このとき、陽極１１１が陽極となり陰極１１２が陰極となるように電圧を印加する。印加する電圧は、水が電気分解される電圧である。すなわち、陽極１１１で酸素ガスが生成され陰極１１２で水素ガスが生成される電圧が印加される。なお、印加する電圧が大きすぎると、電解質（Ｌ）の陰イオンなどが電気分解される場合があり、効率が低下する恐れがある。そのため、水は電気分解されるが電解質（Ｌ）の陰イオンは電気分解されにくい電圧を印加することが好ましい。
【００５６】
電圧印加によって水が電気分解されると、陽極１１１では、酸素ガスおよび水素イオン（Ｈ+）が生成される。一方、陰極１１２では、水素ガスおよび水酸化物イオン（ＯＨ-）が生成される。生成された酸素ガスおよび水素ガスは、槽１２０の外部に放出される。陽極槽１２１の水素イオンの一部は、電界および濃度勾配によって、陽イオン交換膜１３１を通過して中間槽１２３に移動する。また、陰極槽１２２の亜塩素酸イオン（ＣｌＯ2-）の一部は、電界および濃度勾配によって、隔膜１３２を通過して中間槽１２３に移動する。その結果、中間槽１２３の水性液体は、亜塩素酸水溶液となる。中間槽１２３の亜塩素酸水溶液は、殺菌その他の用途に利用できる。
【００５７】
なお、中間槽１２３において、亜塩素酸の一部は水素イオンおよび亜塩素酸イオンに解離し、水素イオンおよび亜塩素酸イオンと、亜塩素酸とが平衡状態にあると考えられる。
【００５８】
陰極１１２で生成される水酸化物イオンの一部は、隔膜１３２を通過して中間槽１２３に移動する。その結果、電気分解を続けると、水酸化物イオンの濃度が上昇し、水性液体１３中の亜塩素酸の濃度の上昇が抑制される場合がある。また、電気分解を続けると、陰極槽１２２内の亜塩素酸イオンの濃度が低下する。そのため、濃度が高い亜塩素酸水溶液を得るために、電気分解をある程度実施したら、槽１２０内の液体を交換してもよい。
【００５９】
装置１００において、陰極として陽イオン吸着電極を用いてもよい。陽イオン吸着電極である陰極１１２ａを用いた製造装置１００ａによって亜塩素酸水溶液を製造する方法の一例について、図３を参照して説明する。以下では、図２で説明した一例と同様の液体を用いて亜塩素酸水溶液を製造する一例について説明する。
【００６０】
まず、図２で説明した一例と同様に、陽極槽１２１、陰極槽１２２、および中間槽１２３に、上記液体を配置する。次に、陽極１１１が陽極となり陰極１１２ａが陰極となるように、陽極１１１と陰極１１２ａとの間に直流電圧を印加する。このとき、陽極１１１では水が電気分解されて酸素ガスが生成され陰極１１２ａでは陽イオン（この一例ではナトリウムイオン）が吸着される電圧を印加する。印加する電圧が高すぎると、電解質（Ｌ）の陰イオンが陽極１１１で分解したり、陰極１１２ａにおいて水の電気分解が生じたりして効率が低下する場合がある。そのため、それらの分解が生じにくい電圧を印加することが好ましい。
【００６１】
陽極１１１では、電気分解によって酸素ガスおよび水素イオンが生じる。一方、陰極１１２ａにはナトリウムイオンが吸着される。上述したように、陽極槽１２１の水素イオンの一部は、陽イオン交換膜１３１を通過して中間槽１２３に移動する。また、陰極槽１２２の亜塩素酸イオン（ＣｌＯ2-）の一部は、隔膜１３２を通過して中間槽１２３に移動する。その結果、中間槽１２３の水は、亜塩素酸水溶液となる。陽イオン吸着電極である陰極１１２ａを用いる場合、図２に示した一例とは異なり、水酸化物イオン濃度が過度に上昇することによる悪影響を避けることができる。
【００６２】
図３の装置で電気分解を続けると、陰極１１２ａの陽イオン吸着能力が低下するとともに、陰極槽１２２内の亜塩素酸イオンの濃度が低下する。陰極１１２ａの吸着能力の低下に対しては、陰極１１２ａを交換してもよいし、逆方向に電圧を印加するなどして、吸着された陽イオンを放出してもよい。亜塩素酸イオンの濃度の低下に対しては、陰極槽１２２内の液体を交換してもよいし、濃度が高い亜塩素酸ナトリウム水溶液、または、亜塩素酸ナトリウムを、陰極槽１２２内に投入してもよい。
【００６３】
装置１００および装置１００ａのいずれにおいても、中間槽１２３を通液式にしてもよい。その場合の装置１００の一例を上方から見たときの構成を、図４に模式的に示す。図４に示すように、中間槽１２３には、２つの流路（流入路１５０ａおよび流出路１５０ｂ）が接続されている。水性液体１３は、流入路１５０ａから中間槽１２３に導入される。そして、電気分解によって生成された亜塩素酸水溶液が流出路１５０ｂから取り出される。この構成によれば、亜塩素酸水溶液を連続的に製造して利用できる。
【００６４】
（実施形態２）
実施形態２では、装置（Ｅ２）の一例について説明する。実施形態２の製造装置２００の構成を、図５に模式的に示す。
【００６５】
装置２００は、陽極（第１の電極）１１１、陰極（第２の電極）１１２ａ、槽１２０、陽イオン交換膜１３１、および直流電源１４０を含む。槽１２０は、陽イオン交換膜１３１によって、陽極槽１２１と陰極槽１２２とに仕切られている。
【００６６】
装置２００では、陽極１１１はガス生成電極であり、陰極１１２ａは陽イオン吸着電極である。陽極槽１２１には電解質（Ｌ）の水溶液１１が配置され、陰極槽１２２には亜塩素酸塩の水溶液１２が配置される。
【００６７】
亜塩素酸水溶液（亜塩素酸を含む水性液体）を、装置２００を用いて製造する方法の一例について、図６を参照して説明する。なお、以下では、一例として、水溶液１１としてリン酸水溶液を用い、水溶液１２として亜塩素酸ナトリウム水溶液を用いる場合について説明する。
【００６８】
まず、陽極槽１２１および陰極槽１２２に上記水溶液を配置する。次に、陽極１１１と陰極１１２ａとの間に、直流電源１４０によって直流電圧を印加する。このとき、図３で説明した方法と同様に電圧を印加する。
【００６９】
陽極１１１では、電気分解によって酸素ガスおよび水素イオンが生じる。一方、陰極１１２ａにはナトリウムイオンが吸着される。上述したように、陽極槽１２１の水素イオンの一部は、陽イオン交換膜１３１を通過して陰極槽１２２に移動する。その結果、陰極槽１２２の液体は、亜塩素酸水溶液となる。
【００７０】
図６の装置で電気分解を続けると、陰極１１２ａの陽イオン吸着能力が低下する。陰極１１２ａの吸着能力の低下に対しては、上述した方法で対処してもよい。
【００７１】
なお、陰極槽１２２内の水素イオン濃度が上昇すると、陰極１１２ａには、ナトリウムイオンだけでなく水素イオンも吸着されやすくなる。水素イオンが吸着されると、その分だけ製造効率が低下する。図６の装置２００に比べて図３に示した装置１００ａは、水素イオンが陰極１１２ａに吸着されにくいという利点を有する。
【００７２】
装置（Ｅ２）は、上述した第３の電極を含んでもよい。第３の電極１１３を含む製造装置２００ａを用いて亜塩素酸水溶液を製造する方法の一例について、図７を参照して説明する。図７の装置２００ａは、第３の電極１１３を含むことを除いて装置２００と同様の構成を有する。
【００７３】
第３の電極１１３は、たとえば表面に白金が存在する電極である。図７に示す一例では、陰極１１２ａと第３の電極１１３とを電気的に接続し、実質的に同じ電位としている。この場合、電気分解に伴って陰極１１２ａに陽イオンが吸着され、陰極１１２ａの電位および第３の電極１１３の電位が共に低下する。陰極１１２ａに活性炭電極を用い第３の電極１１３に白金電極を用いる場合のように、水素過電圧が小さい電極を第３の電極１１３として用いる場合について考える。この場合、まず、第３の電極１１３で水素ガス生成が開始される。第３の電極１１３における水素ガス生成によって、陰極１１２ａに吸着される水素イオンの量を低減できる可能性があり、その結果、陰極１１２ａの利用効率を上げることができる可能性がある。
【００７４】
なお、第３の電極１１３を陰極１１２ａに接続せず、第３の電極１１３の電位を陰極１１２ａの電位とは異なる電位としてもよい。その場合、電気分解中の少なくとも一時において、第３の電極１１３の電位を、水素イオンが還元されて水素分子となる電位とする。これによって、陰極１１２ａに吸着される水素イオンの量を低減できる。
【００７５】
装置２００ａでも、装置２００と同様の方法で亜塩素酸水溶液を製造できる。ただし、装置２００ａでは、第３の電極１１３によって、一部の水素イオンが還元されて水素ガスとなる。そのため、陰極１１２ａ（陽イオン吸着電極）に水素イオンが吸着されることによってナトリウムイオンが陰極１１２ａに吸着されにくくなることを抑制できると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
本発明は、亜塩素酸を含む水性液体の製造に利用できる。
【符号の説明】
【００７７】
１１  電解質の水溶液
１２  亜塩素酸塩の水溶液
１３  水性液体
１００、１００ａ、２００、２００ａ  製造装置
１１１  陽極
１１２、１１２ａ  陰極
１１３  第３の電極
１２０  槽
１２１  陽極槽
１２２  陰極槽
１２３  中間槽
１３１  陽イオン交換膜
１３２  隔膜
１４０  直流電源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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