CN105636910A - 清洗溶液及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种高度稳定的清洗溶液，该清洗溶液在清洗时生成高浓度的次氯酸，并且具有对细菌和病毒的杀菌作用和清洗作用。作为实现该目的的手段，已经开发出一种清洗溶液，该清洗溶液是含有使用无隔膜电解法产生的次氯酸和次氯酸根离子的水溶液，其有效残留氯浓度被调节为500ppm至2000ppm，并且氢离子浓度指数被调节为pH8.5至pH9.5，因此，该清洗溶液长时间保持稳定，并且在使用过程中表现出高杀菌作用和高清洗作用。

Description

清洗溶液及其制造方法
技术领域
本发明涉及具有蛋白质去除作用(效果)和杀菌作用的清洗溶液。
背景技术
公知，通常市售的具有杀菌作用的清洗溶液包括含有以下成分作为主要成分的清洗溶液：1)过氧化氢水溶液；2)亚氯酸钠；3)次氯酸钠等。由于易于处理等原因，以次氯酸钠为主要成分的清洗溶液被广泛地用作具有一般杀菌作用的清洗溶液。
这样的清洗溶液通常通过对市售的高浓度原液进行稀释后使用。这些清洗溶液作为杀菌剂、漂白剂以及氧化剂广泛用于以下用途：诸如医院消毒液、牙科诊所消毒液等、以及家用清洗溶液。但是，调整至高浓度的原液是强碱性的，因而它具有高pH值，并且附着在皮肤等上是很危险的，此外，将原液稀释调整至适当的pH值时，还会放出氯气等，从而需要非常小心，此外，由于其毒性和气味等问题，化学试剂溶液的保管和管理常常成为问题。
而且，在医院和其他设施等中，在许多情形下都要求杀菌清洗，虽然用于以次氯酸钠为主要成分的消毒液的自动控制调节装置也有售卖，但是成本和占地面积限制了这种大型装置的引入，从而难以引入这种大型装置。
因此，当通常用于杀菌的次氯酸钠溶液被用作消毒液时，在对化学合成的上述溶液稀释之后调节pH值的方法和使用无隔膜电解或隔膜电解的方法是已知的(专利文献1)。
当通过电解法产生次氯酸钠时，上述的无隔膜法和隔膜法是已知的。这里，当使用隔膜产生次氯酸钠时，阴极室和阳极室通过隔膜彼此分开，因此高浓度的氯和高浓度的碱金属氢氧化物可以进行反应。因此，这样的方法用于大规模生产碱金属氢氧化物和氯气(专利文献2、3以及4)。
然而，由于上述方法涉及处理含有高浓度化学试剂的溶液，所以需要专用设备，这导致复杂性。
因此，对于小规模生产次氯酸钠溶液或生产家用次氯酸钠溶液，通过使用无隔膜法对食盐等和水进行电解的生产方法是已知的。虽然使用上述方法产生的次氯酸钠溶液所含有的次氯酸钠的浓度低于使用隔膜电解法产生的次氯酸钠的浓度，但是可以充分地漂白和杀菌，而且，无隔膜法的优点在于可以设置结构较简单的生产装置。
同样如上所述，先前已公知次氯酸钠(NaClO)具有杀菌性(效力)，并且也已知通过水解生成的次氯酸(HClO)为其杀菌成分。
已知有效氯根据pH值大大改变其形式。由于认为杀菌性强的次氯酸在pH值超过7时，其存在比例急剧降低，变为杀菌能力弱的次氯酸根离子(ClO-)，并且还考虑到防止在强酸性pH值范围内产生氯气，因此通常将杀菌液的pH值设定为3至7的值，其中，次氯酸的存在比例高(专利文献1)。
因此，用于牙科治疗机的通常使用的中性杀菌溶液的pH值为6.5至7.0，并且有效氯浓度为10至40ppm。此外，用于一般消毒等的次氯酸溶液也具有低至2.2至7.5的pH值，并且有效氯浓度低至10至100ppm。
然而，口腔中的患部(感染区域)通常覆盖有主要由蛋白质形成的污垢，这存在以下问题：在这种状态下应用具有发挥杀菌效果的预定pH值浓度的杀菌液，由于杀菌液被覆盖在患部表面上的所述蛋白质等阻挡，杀菌液不会直接作用于患部。此外，还存在以下问题：即使应用了杀菌液，由于与患部上的污垢(蛋白质等)和/或与牙科治疗机的管中的污垢(蛋白质等)进行反应，在发挥杀菌作用的预定pH值下也不能实现充分的杀菌能力。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本第4369530号专利
专利文献2：日本昭52-28104B号专利
专利文献3：日本昭61-44956B号专利
专利文献4：日本平5-179475A号专利
发明内容
发明所要解决的问题
因此，本发明的目的在于提供一种高度稳定的清洗溶液，该清洗溶液通过在清洗期间不但产生高浓度的次氯酸而且产生次氯酸根离子，从而即使当附着了附着在待清洗面上的由蛋白质等形成的污垢时，也能对细菌和病毒发挥杀菌作用和清洗作用。
问题的解决手段
本发明是鉴于上述情况而提出的，本发明涉及一种清洗溶液，该清洗溶液是在正常存储条件下不仅含有次氯酸而且含有次氯酸根离子的水溶液，该溶液稳定地呈现为有效残留氯浓度为500ppm至2000ppm并且氢离子浓度指数为pH8.5至pH9.5的次氯酸钠溶液。该清洗溶液被用作清洗液，通过与口腔中覆盖患部的蛋白质等污垢和/或与牙科治疗机中存在的空气、蛋白质等进行反应来发挥清洗效果，从而pH浓度例如降低至5.0至7.0，并且清洗溶液中次氯酸的存在比例增加，从而提高了清洗溶液的杀菌能力，并且能够对牙周病和龋齿的病原菌进行杀菌。
该清洗溶液是一种这样的清洗溶液，其中用于产生上述清洗溶液的NaCl的浓度为1质量％以下，通过对该溶液进行长时间的电解，可以更有效地产生次氯酸钠。
进一步地，该清洗溶液可以是一种这样的清洗溶液，其中产生该清洗溶液时pH值为8.5至9.5，并且当在口腔中进行清洁时，pH值降低至酸性pH值，从而可以提高次氯酸的杀菌能力。
发明效果
根据本发明，可以在小空间中以低成本且安全并容易地通过无隔膜电解法产生不仅含有高浓度的次氯酸而且还含有高浓度的次氯酸根离子的清洗溶液。因此，在例如规模较小的医院、牙科诊所等也可以安装清洗溶液生产装置，而不会干扰其他装置，从而可以有效且持续地进行口腔清洗和治疗装置的清洗。
附图说明
图1是示出了无隔膜电解水发生器的整体外观的说明图。
图2为显示了对附着在牙科治疗机的管的内表面上的细菌的清洗效果的一组照片。
图3为示出了清洗溶液的特性试验的说明图。
图4是示出了次氯酸的存在比例和pH值之间的关系以及杀菌效果的说明图。
图5是在不同浓度的氯化钠(NaCl)的情况下电解时间和有效氯浓度之间的关系图。
图6是示出了当使用根据本实施方式的清洗溶液进行口腔清洗时所述清洗溶液的变化的图。
具体实施方式
下面将描述用于实施本发明的实施方式。
图1示出了根据本实施方式的用于生产清洗溶液的生产装置，如图1所示，通过使用无隔膜电解法生产该清洗溶液。所使用的用于电解的装置是通过对由日本AoiEngineeringInc.公司生产的、使用隔膜电解法的强酸性水/强碱性水生成装置进行改进以去除电解槽中设置的隔膜结构，制成无隔膜电解槽加以使用。
其它部分的机械构造与上述隔膜电解法所使用的机械构造相同，并且使用通常在电解法中使用的部件。
具体地，电解时的电压为1V至3V，优选为2.5V，并且电极采用钛铂电极。然后，将阴极和阳极的电极浸在上述溶液中，并在两电极之间施加直流电。
根据本实施方式的清洗溶液的生产方法是将0.1％至2％的少量氯化钠(NaCl)作为电解质溶解在纯度99％以上的超纯水中以产生电解水。
本实施方式中使用的超纯水在25℃水温下的电阻率为15MΩ·cm以上，并且总有机碳(TOC)小于0.05mg/L。
结果，离子移动，导致水(H2O)被分解，并且在阳极处放出氧气(O2)，并且氢(H)离子浓度增加。
在阴极处，放出氢气(H2)，并且氢氧根(OH)离子浓度增加。
注意，由于本实施方式使用无隔膜电解法，因此，在阳极处放出的氯气与在阴极处生成的高浓度氢氧化钠进行反应，从而产生次氯酸钠。
这个过程可以如下式表示：
在阴极处：2Na2+2H2O+2e→2NaOH+H2
在阳极处：2Cl→Cl2+2e
因此，可以认为氯和氢氧化钠彼此如下反应：
2NaOH+Cl2→NaClO+NaCl+H2O
下面给出实验例、实施例以及比较例以更加详细地描述本发明，然而，可以理解本发明并不限定于下述的实施例。注意到，各实施例中的成分含量百分比均表示质量百分比。
实施例1
牙科治疗机的管的内表面上所附着的细菌的清洗效果的实验
(1)清洗溶液
使用通过无隔膜电解产生的清洗溶液，该清洗溶液的pH值为9.0至9.5，并且残留氯浓度为500至600ppm。普通的自来水被用作对照样本。
(2)试验方法
对在试验前牙科治疗机上所附属的管的内表面上的生物膜状况和循环流通清洗溶液两周之后管内部的生物膜状况进行对比。
具体地，对三种情况进行对比，在情况1中，样本是对照样本；在情况2中，用清洗溶液对管进行清洗；在情况3中，用清洗溶液对涂覆有氟的管进行清洗。
(3)结果
示出了照片，每张照片示出了在使用根据本实施方式的杀菌液对牙科医疗装置的管的内部进行清洗之后，管的内表面上附着的细菌的状况。
结果，对照样本在试验开始两周后显示出细菌的进一步增殖，形成了生物膜。
与此相反，在使用根据本实施例的清洗溶液对管的内部进行清洗的情况2中，两周过后，未观察到形成如试验开始时所确认的由细菌导致的生物膜。
此外，如情况3所示，替换成上述清洗溶液和涂覆有氟的管后，两周之后，管中未发现细菌。
结果，已经证实，上述清洗溶液剥离了由细菌导致的、在管的内表面上形成的生物膜，并抑制了细菌的进一步增殖。
实施例2
本实施方式的清洗溶液的特性评估实验
(1)清洗溶液
在该实施例中，使用由上述清洗溶液生成装置产生的清洗溶液A，该清洗溶液A的pH值为9.3至9.6，有效氯浓度为500至2000ppm。
(2)试验方法
使用上述清洗溶液A进行口腔清洗，并且对口腔清洗前和进行20秒的口腔清洗之后的pH值和残留氯浓度进行比较。在制作比较图表时，基于pH值和有效氯浓度分别定义了三个区域，即，次氯酸水1的区域(pH值>7.5；有效氯浓度：100至2000ppm)，电解的次氯酸水2的区域(pH值为7.5至9.0)，以及稀次氯酸钠溶液3的区域(pH值：2.2至7.5；有效氯浓度：10至100ppm)，同时还示出了自来水(pH值：6.0至9.0；有效氯浓度<1)，作为参考。
(3)结果
接着，图3(a)绘制并总结了本实施方式中使用的清洗溶液A在次氯酸水1的区域、电解的次氯酸钠水2的区域以及稀次氯酸钠溶液3的区域上的特性的图表。此外，作为参考，在上述图表中，还基于各自对应的有效氯浓度和pH值对用于牙科治疗机的中性杀菌剂X和自来水进行了绘制。
然后，图3(b)是在使用清洗溶液A对口腔进行20秒的清洗之后、根据清洗溶液A的有效氯浓度和pH值进行绘制的图表。
这表明，在口腔清洗之前，上述清洗溶液A的pH值为9.3至9.6的较高pH值，有效氯浓度为500至2000ppm，而在口腔清洗之后，该清洗溶液A已经变为pH值为6.5至7.5、有效氯浓度为30至300ppm的清洗溶液A。
现在参照图4，图4示出了次氯酸的存在比例和pH值之间的关系，关于上述清洗溶液A中的次氯酸的存在比例，其存在形式根据其pH值而改变，随着pH值从大于9降为偏酸性pH值，杀菌能力强的次氯酸的存在比例增加。这被认为归于下述原因：如图4的黑色箭头所示，随着pH值降低，其存在形式从杀菌能力弱的次氯酸根离子(ClO-)变为杀菌能力强的次氯酸。
利用该作用，并考虑到清洗溶液A抑制在强酸性pH值下放出氯气，并具有高杀菌功效，该清洗溶液A的pH值应优选设定为3至7的pH值，其中次氯酸的存在比例高(图4)。
如图3(a)、图3(b)以及图6所示，图3(a)中在口腔清洗前清洗溶液A具有9左右的高pH值，但在图3(b)中，在口腔中进行口腔清洗之后，清洗溶液A与口腔中的以蛋白质为主的污垢等反应，从而清洗溶液A的pH值降至7以下，同时，清洗溶液A中次氯酸的存在比例迅速从12.5ppm增加至71ppm，因此，清洗溶液A在口腔环境中由于次氯酸而表现出高杀菌效果。
此外，有利的是，即便在进行20秒的口腔清洗后，氧化程度约为6至7的pH值，因此也无需担心氯气放出。
实施例3
在不同浓度的氯化钠(NaCl)情况下电解时间与有效氯浓度之间的关系
(1)试验方法
图1中示出的无隔膜电解水发生器被用作试验装置。在该装置中加入其氯化钠(NaCl)浓度已被适当调节的电解液，然后开始电解，每经过一定时间都对样本的pH值和有效氯浓度进行测量。
在本实施例中，针对氯化钠(NaCl)浓度为0.3％和0.8％的情况进行试验。
(2)测量方法
·pH值测量：根据日本药典中的通用试验法中的pH值测量法，使用pH值计(日本东亚电波工业株式会社的HM-14P)进行测量。
·有效氯：使用有效氯测量装置(柴田科学株式会社的AQUABAQ-102)进行测量。
由于上述测量装置的有效氯浓度的测量范围为0至300mg/kg，因此使用适当稀释的溶液进行测量。
(3)结果
如图5所示，有效氯浓度与电解时间成比例地增加，当氯化钠(NaCl)浓度为0.3％时，在75分钟的测量时间点，有效氯浓度超过500mg/kg的目标值，此时pH值为9.18。而当氯化钠(NaCl)浓度为0.8％时，虽然在试验开始后的0分钟至未满两小时的时间段未测量数据，但是在经过两小时的时间点，有效氯浓度为1440mg/kg，pH值为9.30，有效氯浓度为用于根据本发明的清洗溶液的目标值。
因此，在使用上述图1所示的装置生产根据本实施例的清洗溶液时，可以通过在氯化钠(NaCl)浓度至少为0.3％的条件下执行70分钟或更长时间的电解来产生目标清洗溶液。
当基于上述实施例1至实施例3的试验结果通过使用上述图1的装置产生的清洗溶液对牙科治疗装置的管进行清洗，并用于治疗牙周病和龋齿时，上述清洗溶液的蛋白质分解作用使附着至管内的生物膜溶解并被剥离，并预防细菌再次附着，从而保持了该管内部的卫生状况。另外，已经报道了一个例子，在该例子中，利用蛋白质分解作用和杀菌作用使用上述清洗溶液以改善牙周病患者的口腔环境，结果使口腔环境得到显著改善(未示出)。这被认为是因为根据本发明的杀菌液减少了口腔中牙周病病菌和龋齿病菌的数量，并分解和去除了附着在牙齿表面上的蛋白质。

Claims (4)

1.一种清洗溶液，所述清洗溶液为含有次氯酸和次氯酸根离子的水溶液，其中
所述水溶液的有效残留氯浓度被调节为500ppm至2000ppm，以及
所述水溶液的氢离子浓度指数被调节为pH8.5至pH9.5。
2.根据权利要求1所述的清洗溶液，其中，用于产生所述清洗溶液的NaCl的浓度为0.1质量％至1质量％。
3.根据权利要求1或2所述的清洗溶液，其中，使用所述清洗溶液时，所述清洗溶液的pH值降低，并且所述清洗溶液中的次氯酸浓度增加，从而提高杀菌效果。
4.一种根据权利要求1所述的清洗溶液的制造方法，包括：
通过使用无隔膜电解法对电解液进行70分钟或更长时间的电解来制造所述清洗溶液，
其中，所述电解液是通过在水中添加0.1质量％至1质量％的氯化钠(NaCl)而制备的。
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