(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）次亜塩素酸塩水溶液を貯槽に収容する製品貯蔵工程、及び、（Ｂ）前記貯槽に収容された次亜塩素酸塩水溶液を該貯槽の外部で循環する循環ラインを有し、該循環ラインに原料を供給、混合して次亜塩素酸塩水溶液を調製する次亜塩素酸塩水溶液調製工程、（Ｃ）前記循環ラインを流れる液に、前記貯槽の気相部に存在するガスを抽気して接触せしめる気相部除害工程、（Ｄ）前記貯槽又は循環ラインに取出ラインを有し、次亜塩素酸塩水溶液の一部を系外に取り出す製品取出工程、及び、（Ｅ）前記取出ラインに至る次亜塩素酸塩水溶液のｐＨが４〜７となるように、原料の供給割合を制御するｐＨ調整工程、を含むことを特徴とする低ｐＨ次亜塩素酸塩水溶液の製造方法。
【請求項２】
前記次亜塩素酸塩水溶液調製工程において、次亜塩素酸塩水溶液の循環ラインにエジェクターを設け、該エジェクターにより、原料の混合を行うと共に前記貯槽の気相部に存在するガスの抽気を行う、請求項１に記載の次亜塩素酸塩水溶液の製造方法。
【請求項３】
前記ｐＨ調整工程において、測定される次亜塩素酸塩水溶液のｐＨが４〜７の範囲を外れた場合、取出ラインを閉とする緊急遮断工程を更に含む、請求項１又は２に記載の次亜塩素酸塩水溶液の製造方法。
【請求項４】
前記循環における液循環量が、貯槽の容積（Ｖｍ３）に対して、０．２Ｖ／時間〜３０Ｖ／時間である請求項１〜３のいずれか一項に記載の次亜塩素酸塩水溶液の製造方法。
【請求項５】
前記原料が、水、アルカリ、塩素ガスである請求項１〜４のいずれかの次亜塩素酸塩水溶液の製造方法。
【請求項６】
前記原料が、水、次亜塩素酸アルカリ水溶液、及び酸である請求項１〜４のいずれかの次亜塩素酸塩水溶液の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低ｐＨの次亜塩素酸塩水溶液の新規な製造方法に関する。詳しくは、水、アルカリ源及び塩素源を含む原料を使用して上記次亜塩素酸塩水溶液を製造する方法において、塩素ガスが系外に漏洩することが無く、また、塩素ガスの発生の無い、安全な次亜塩素酸塩水溶液を安定して、且つ、低コストで製造する方法を提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ｐＨが４〜７に調整された次亜塩素酸塩水溶液はウイルス等に対する殺菌効果に優れていることから、広く注目されるようになり、市場拡大が見込まれる。
【０００３】
従来、上記ｐＨ調整された次亜塩素酸塩水溶液の製造方法として、水道水等の原水に次亜塩素酸ナトリウムと塩酸などの酸性液を前記ｐＨとなるように添加・混合することにより、優れた殺菌能力を有する次亜塩素酸塩水溶液を製造することは公知である。例えば、次亜塩素酸ナトリウム水溶液と酸性水溶液の流量を設定し、十分な混合を行うために混合部に多数の邪魔板を設置した複雑な混合器を用いる方法（特許文献１参照）、次亜塩素酸ナトリウムを希釈調整後に、酸性水溶液を段階的に希釈する製造方法（特許文献２参照）等が提案されている。
【０００４】
しかしながら、特許文献１の方法では次亜塩素酸ナトリウム水溶液と酸性水溶液の流量が決められているため、装置の故障等により原料バランスが一時的に崩れ、生成する次亜塩素酸塩水溶液のｐＨが前記範囲の下限値未満、特に、２以下となった場合、多量の塩素ガスが発生した状態でかかる次亜塩素酸ナトリウム水溶液が散布されることとなり、使用における危険性が懸念される。また、多数の邪魔板を設置した複雑な混合器を用いることで、高コストとなることに加えて、複雑な装置の補修等の費用がかかることも課題の一つであった。
【０００５】
また、特許文献２の方法では、段階的に希釈する必要があり、そのための制御システムが煩雑化するとともに、それぞれの段階で貯槽を必要とするため、設備が大型化するのみでなく、ｐＨ制御のハンチングや制御システムの故障等により貯槽内のｐＨが一時的に低下した場合に発生する塩素ガスが、貯槽の気相部より漏洩したり、気相部から次亜塩素酸塩水溶液中に溶け込み、散布される次亜塩素酸塩水溶液から揮散したりすることが懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１８８０８３号公報
【特許文献２】特開２００２−２７３４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、このような課題を解決するために改良された製造方法であって、塩素ガスが系外に漏洩することが無く、また、塩素ガスの発生の無い、安全な次亜塩素酸塩水溶液を安定して、且つ、低コストで製造する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】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、次亜塩素酸塩水溶液を貯蔵する貯槽に、その外部で次亜塩素酸塩水溶液を循環する循環ラインを設け、該循環ラインにおいて、原料の供給、混合を行い、次亜塩素酸塩水溶液生成とｐＨ調整を行うと共に、前記貯槽の気相部を抽気し、前記循環ラインを流れる次亜塩素酸塩水溶液に抽気したガスを接触させて、上記気相部に存在する塩素ガスを常時無害化処理できるようにすることにより、貯槽に存在する次亜塩素酸塩水溶液中における塩素ガスの溶存を防止し、且つ、装置からの塩素ガスの漏洩をも防止できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は、（Ａ）次亜塩素酸塩水溶液を貯槽に収容する製品貯蔵工程、及び、（Ｂ）前記貯槽に収容された次亜塩素酸塩水溶液を該貯槽の外部で循環する循環ラインを有し、該循環ラインに原料を供給、混合して次亜塩素酸塩水溶液を調製する次亜塩素酸塩水溶液調製工程、（Ｃ）前記循環ラインを流れる次亜塩素酸塩水溶液に、前記貯槽の気相部に存在するガスを抽気して接触せしめる気相部除害工程、（Ｄ）前記貯槽又は循環ラインに取出ラインを有し、次亜塩素酸塩水溶液の一部を系外に取り出す製品取出工程、及び、（Ｅ）前記取出ラインに至る次亜塩素酸塩水溶液のｐＨが４〜７となるように、原料の供給割合を制御するｐＨ調整工程、を含むことを特徴とする次亜塩素酸塩水溶液の製造方法である。
【００１０】
前記次亜塩素酸塩水溶液調製工程において、次亜塩素酸塩水溶液の循環ラインにエジェクターを設けて原料の混合を行うと共に、前記貯槽の気相部に存在するガスの抽気を行うことは好ましい態様である。
【００１１】
また、ｐＨ調整工程において、ｐＨが４〜７の範囲を外れた場合、取出ラインを閉とする緊急遮断工程を設けること、前記循環における液循環量が、貯槽の容積（Ｖｍ３）に対して、０．２Ｖ／時間〜３０Ｖ／時間になるように行うことも、好ましい対応である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、原料のバランスが一時的に崩れるなどにより、生成する次亜塩素酸塩水溶液のｐＨが低下し、次亜塩素酸塩水溶液から塩素ガスが発生した場合においても、貯槽の気相部のガスを常時抽気し、循環ラインを流れる次亜塩素酸塩水溶液と接触させて無害化しているため、周囲への塩素ガスの漏洩のおそれがない。また、塩素ガスの発生の無い、安全な次亜塩素酸塩水溶液を安定して、且つ、低コストで製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の方法を実施するために使用する装置の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の次亜塩素酸塩水溶液の製造方法の代表的な態様を示す図１に従って、本発明を詳細に説明する。
【００１５】
（Ａ）製品貯蔵工程
本発明の製品貯蔵工程において、次亜塩素酸塩水溶液を収容する貯槽１４は、後述する気相部のガスを抽気するために、密閉系の容器が一般に使用される。また、かかる貯槽は、内壁が次亜塩素酸塩水溶液の分解が生じないような材質で構成されているものであれば特に制限されず、一般には、ステンレス、銅などの金属製の容器の内壁に樹脂ライニング等を施したものが好適である。更に、貯槽の容量は必要とする次亜塩素酸の量に合わせて適宜決定すればよいが、０．０１〜１０ｍ３が一般的である。
【００１６】
（Ｂ）次亜塩素酸塩水溶液調製工程
本発明の特徴の一つは、前記貯槽１４に収容された次亜塩素酸塩水溶液を該貯槽の外部で循環する循環ライン１５を設け、これに原料を供給、混合し、次亜塩素酸塩水溶液を調製する次亜塩素酸塩水溶液調製工程を設け、生成した次亜塩素酸塩水溶液を含む次亜塩素酸塩水溶液を貯槽に戻す点にある。即ち、かかる循環ライン１４を循環する次亜塩素酸塩水溶液に、次亜塩素酸塩水溶液調製工程により調製された次亜塩素酸塩水溶液を追加するようにしたことにより、ワンパスで次亜塩素酸塩水溶液を調製するより、安定して次亜塩素酸塩水溶液を得ることが可能となる。
【００１７】
上記液循環ライン１５の液の循環は、ポンプを使用して行うことができるが、その循環量は、貯槽の容積（Ｖｍ３）に対して、０．２Ｖ／時間〜３０Ｖ／時間、特に、０．５Ｖ／時間〜２０Ｖ／時間となるように設定することが好ましい。即ち、液循環量を少な過ぎると、抽気するガスの処理が不十分となり、また、貯槽中の次亜塩素酸塩水溶液を均一に維持することが困難となる。反対に、液循環量が多過ぎると、循環に必要な動力が大きくなるため経済的に不利となる。
【００１８】
また、上記循環ラインは、貯槽内の次亜塩素酸塩水溶液ができるだけ均一になるようにその取出口と戻し口とを設置することが好ましい。具体的には、該貯槽の底部に循環ラインの液取出口を、該貯槽の上部に戻し口を設けて液が貯槽外部で循環するようにする態様があげられる。特に、上記貯槽の上部に設ける戻し口は、貯槽の気相部に対して開口した位置に設けることが好ましい。ここで、２３は貯槽液面計であり、液面制御装置２４によって原料の供給量を制御する。
【００１９】
本発明において、前記次亜塩素酸塩水溶液調製工程における原料は、次亜塩素酸塩水溶液を生成し、後述するｐＨ調製工程でのｐＨ調整が可能な組合せにおいて、公知の原料が特に制限されず使用される。例えば、アルカリ源、及び、塩素ガスの組合せ、次亜塩素酸ナトリウムなどの次亜塩素酸塩と塩酸などの酸との組合せ、などが挙げられる。尚、原料として必要な水は、単独で、及び／又は、上記原料を溶解した状態で供給すればよい。
【００２０】
上記原料として次亜塩素酸塩を使用する場合、該次亜塩素酸塩はアルカリと塩素ガスを混合することで生成する次亜塩素酸塩でもよいが、純度の高い次亜塩素酸塩水溶液を得たい場合には、アルカリ塩、具体的には塩化ナトリウム、塩化カルシウム等を低減したものは有用である。また、次亜塩素酸五水和物に代表される次亜塩素酸水和物を用いることも可能である。一般的に次亜塩素酸水和物は塩素酸、臭素酸等の不純物を低減する事が可能であり、より純度の高い次亜塩素酸塩水溶液を得たい場合には有効である。
【００２１】
図１は、原料としてアルカリ源、及び、塩素ガスを使用した次亜塩素酸塩水溶液調製工程を示すものであり、水を所定流量になるように供給し、水流量に対して製造する次亜塩素酸塩水溶液が所定濃度になるように塩素ガス流量を調整する。使用する塩素ガスは特に制約はないが、一般的に液化塩素ガスボンベに圧力調整器を設置して、０．１〜０．３ＭＰａＧ程度の圧力に調整したものを使用するのが一般的である。
【００２２】
製造する次亜塩素酸塩水溶液濃度は殺菌用途等で使用する場合、一般的な次亜塩素酸塩水溶液濃度は１〜１０００ｐｐｍｗ程度であり、目的とする次亜塩素酸塩水溶液濃度を設定して、水流量に対して塩素ガス流量を調整すればよい。
【００２３】
上記塩素ガス供給後、次亜塩素酸塩水溶液を製造するために、アルカリ源が供給される。アルカリ供給後は生成する次亜塩素酸塩水溶液が均一になるように、混合器で混合を行う。上記混合に使用する混合器に特に制約はなく、一般的に使用されているエジェクター、板状またはカップ状の衝突板型の静止型混合器、Ｋｅｎｉｃｓ型、Ｓｕｌｚｅｒ型等が使用できる。
【００２４】
また、前記アルカリ源は特に制限されないが、一般的には、アルカリ金属水酸化物、アルカリ土類金属水酸化物が使用できる。アルカリ金属水酸化物としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アルカリ土類金属水酸化物としては水酸化カルシウム等が使用できる。また、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩はｐＨ調整機能があるので、アルカリの一部として使用することができる。
【００２５】
図１に示す次亜塩素酸塩水溶液調製工程において、循環ライン１５の液の循環は、循環ポンプ１６を用いて行われ、所定の循環流量になるように循環流量計１７、循環制御装置１８で制御される。また、原料の供給、混合は、上記循環ライン１５に、水ライン１から供給される原水の流量を、水流量計３を用いて測定し、水制御装置４で水調整バルブ２を調節して所定流量になるように供給する。使用する塩素ガスは塩素ガス供給ライン５から塩素ガス調整バルブ６、塩素ガス流量計７を用いて塩素ガス流量装置８で、水流量に対して製造する次亜塩素酸塩水溶液が所定濃度になるように塩素ガス流量を調整する。塩素ガス供給後、次亜塩素酸塩を生成せしめるために、アルカリをアルカリ供給ライン９よりアルカリ調整バルブ１０を用いて供給し、混合器１１で混合して、次亜塩素酸塩水溶液を調製する。
【００２６】
（Ｃ）気相部除害工程
本発明の製造方法の最大の特徴は、前記貯槽１４の気相部に存在するガスを抽気して接触せしめる気相部除害工程を設けた点にある。かかる工程を設けることにより、原料バランスが一時的に崩れ、生成する次亜塩素酸塩水溶液のｐＨが低くなり、次亜塩素酸塩水溶液から発生した塩素ガスは、貯槽の気相部より抽気され、前記循環ラインを流れる次亜塩素酸塩水溶液と接触させて除去されるため、装置からの塩素ガスの漏洩を効果的に防止できる。また、貯槽に存在する次亜塩素酸塩水溶液への塩素の溶解をも効果的に防止することができる。
【００２７】
気相部除害工程において、貯槽１４の気相部のガスは、抽気ライン２５より抽気され、循環ライン１５に供給される。上記ガスの抽気には、前記貯槽の気相部から前記循環ラインにガスを抽気して送れる公知の装置、例えば、コンプレッサー等のガスの吸引、排気装置が使用されるが、本発明において、特に好適な装置は、次亜塩素酸塩水溶液調製工程において、原料の混合器として使用されるエジェクターである。即ち、一般的な混合器を用いる場合は次亜塩素酸塩水溶液貯槽の気相部に存在するガスの抽気を行うために、コンプレッサー等のガスを供給する機器が別途必要であるが、エジェクターを用いれば、循環ラインにおける原料の混合を行うと同時に、同時に、ガスの抽気を行うことができ、より簡単な装置構成で次亜塩素酸塩水溶液の製造が可能となる。
【００２８】
図１において、気相部除害工程は、貯槽１４のガス相を抽気ライン２５より抽気して混合器であるエジェクター１１に供給される。
【００２９】
（Ｄ）製品取出工程
本発明において、製品取出工程は、前記貯槽又は循環ラインに取出ライン２１を設け、ｐＨ調整された次亜塩素酸塩水溶液の一部を系外に取り出す工程である。次亜塩素酸水溶液を殺菌剤として使用する場合、取出ラインより直接散布しても良いし、別の容器に取り出して散布してもよい。
【００３０】
図1において、前記循環ラインには次亜塩素酸塩水溶液貯槽に底部に設置した貯槽内ｐＨ計１９、貯槽内ｐＨ制御装置２０により、製造した次亜塩素酸塩水溶液が所定のｐＨになっていることを確認して、次亜塩素酸塩水溶液排出ライン２１を通して次亜塩素酸塩水溶液排出バルブ２２を開いて製造した次亜塩素酸塩水溶液を取り出す。
【００３１】
（Ｅ）ｐＨ調整工程
本発明において、製造する次亜塩素酸塩水溶液のｐＨは殺菌効果を発揮するために、ｐＨとして４〜７に制御することが重要であり、ｐＨ調整工程は、前記取出ライン２１に至る次亜塩素酸塩水溶液のｐＨがかかる範囲となるように、原料の供給割合を制御する工程である。
【００３２】
図１においては、循環する次亜塩素酸塩水溶液が所定のｐＨになるように貯槽供給ｐＨ計１２で測定し、貯槽供給ｐＨ計制御装置１３で前記アルカリの供給量を制御して、次亜塩素酸塩水溶液貯槽１４に供給する。
【００３３】
（緊急遮断工程）
本発明において、前記ｐＨ調整工程において、測定される次亜塩素酸塩水溶液のｐＨが４〜７の範囲を外れた場合、取出ラインを閉とする緊急遮断工程を設けることが、使用する次亜塩素酸塩水溶液から塩素ガスが発生する事故をより効果的に防止するために好ましい。図1において、貯槽１４の底部に設置された貯槽内ｐＨ計１９により異常を検出した場合、次亜塩素酸塩水溶液の抜出ライン２１の弁２２を閉とする緊急遮断システムが作動する。これにより、次亜塩素酸塩水溶液の貯槽を含むラインが完全に密封系となり、周囲への塩素ガスの漏洩を防ぐこともできる。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明を具体的に説明するため、実施例を示すが、本発明はこれらの実施例のみに制限されるものではない。
【００３５】
実施例１
図１の装置を用いて次亜塩素酸塩水溶液を製造した。
【００３６】
水供給ライン（１）から水流量調整バルブ（２）を用いて水流量計（３）で測定しながら、水制御装置（４）で制御して２０Ｌ／ｈ供給した。この水に相当する塩素ガスは塩素ガス供給ライン（５）から塩素ガス流量調整バルブ（６）で塩素ガス流量計（７）を用いて、塩素ガス制御装置（８）で水流量に相当する１．２ＮＬ／ｈで供給した。この後、２０ｗｔ％の水酸化ナトリウム溶液をアルカリ供給ライン（９）からアルカリ調整バルブ（１０）を用いて１０．７ｇ／ｈ供給した。水酸化ナトリウムは混合器（１１）としてエジェクターで次亜塩素酸塩水溶液貯槽（１４）、容積２０Ｌの上部のガス相を吸引しながら混合され貯槽供給ｐＨ計（１２）でｐＨ測定して、貯槽供給ｐＨ制御装置（１３）で目的のｐＨ５になるようにアルカリ調整バルブ（１０）で調整した。ｐＨ調整された次亜塩素酸塩水溶液は次亜塩素酸塩水溶液貯槽（１４）に貯槽されるとともに、循環ライン（１５）により、循環ポンプ（１６）を用いて循環流量計（１７）で１５０Ｌ／ｈになるように循環制御装置（１８）で流量調整しながら循環した。循環液には、水、塩素ガスの順で供給した。生成した次亜塩素酸塩水溶液は貯槽内ｐＨ計（１９）でｐＨ５に調整されていることを貯槽内ｐＨ制御装置（２０）で確認し、次亜塩素酸塩水溶液排出ライン（２１）より次亜塩素酸塩水溶液排出バルブ（２２）で排出し、次亜塩素酸ナトリウムとして２００ｐｐｍｗ、ｐＨ５の次亜塩素酸塩水溶液を２０Ｌ／ｈ得ることができた。生成した次亜塩素酸塩水溶液の気相部を最大１ｐｐｍが測定可能な塩素検知管で測定した結果、塩素は検出されなかった。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・水供給ライン
２・・・水調整バルブ
３・・・水流量計
４・・・水制御装置
５・・・塩素ガス供給ライン
６・・・塩素ガス調整バルブ
７・・・塩素ガス流量計
８・・・塩素ガス制御装置
９・・・アルカリ供給ライン
１０・・・アルカリ調整バルブ
１１・・・混合器
１２・・・貯槽供給ｐＨ計
１３・・・貯槽供給ｐＨ制御装置
１４・・・貯槽
１５・・・循環ライン
１６・・・循環ポンプ
１７・・・循環流量計
１８・・・循環制御装置
１９・・・貯槽内ｐＨ計
２０・・・貯槽内ｐＨ制御装置
２１・・・取出ライン
２２・・・次亜塩素酸塩水溶液排出バルブ
２３・・・貯槽液面計
２４・・・貯槽液面制御装置
２５・・・ガス抽気ライン
【図１】
0006530225.tif 000002