KR20100017772A - 차아염소산(ＨＯＣｌ)을 함유하는 수용액을 기본으로 하는 소독제, 상기 소독제의 제조 방법, 그리고 상기 소독제의 용도 - Google Patents

차아염소산(ＨＯＣｌ)을 함유하는 수용액을 기본으로 하는 소독제, 상기 소독제의 제조 방법, 그리고 상기 소독제의 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 차아염소산을 함유하는 수용액을 기본으로 하는, 특히 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 물-/전해질 용액 형태의 소독제, 그리고 상기 소독제의 제조 방법에 관한 것이다. 표면의 크기가 큰 경우에도, 예를 들어 표면에 소독제를 처리하는 경우와 같이, 상기와 같은 소독제의 안정성을 높이기 위하여 본 발명은 소독제는 특정 비율의 비결정성 이산화규소(SiO2) 성분, 특히 비정질 규산 및/또는 비정질 규산 무수물의 형태로 된 성분을 추가로 함유한다. 상기 비율은 특히 수용액의 점도를 상기 수용액이 겔화 되는 때까지 높이는 방법으로 선택될 수 있다. 본 발명은 또한 상기와 같은 소독제의 용도에 관한 것이다.

Description

차아염소산(ＨＯＣｌ)을 함유하는 수용액을 기본으로 하는 소독제, 상기 소독제의 제조 방법, 그리고 상기 소독제의 용도 {DISINFECTANT BASED ON AQUEOUS, HYPOCHLOROUS ACID (HOCl)-CONTAINING SOLUTIONS, METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF, AND USE THEREOF}
본 발명은 차아염소산(HOCl)을 함유하는 수용액을 기본으로 하는 소독제, 상기 소독제의 제조 방법 그리고 상기 소독제의 용도에 관한 것이다.
차아염소산(次亞鹽素酸, hypochrorous acid, HOCl), 을 기본으로 하는 소독제는 공지되어 있으며, 이 경우 차아염소산은 최고의 소독 효과를 발휘하는 물질로서 특히 그의 염, 즉 자신의 편에서 소독 작용을 하는 차아염소산염(OCl-)에 대해서도 현저히 개선된 소독 효과를 나타낸다. 차아염소산/차아염소산염을 기본으로 하는 소독제를 제조하기 위하여, 주로 물을 소독할 목적으로 사용되는 전기 화학적인 활성화 방법이 공지되어 있다. 이 방법에서는 전해질, 특히 염화나트륨(NaCl) 또는 식염, 염화칼륨(KCl) 등과 같은 중화 염의 희석된 용액이 전기 분해 반응기 내에서 상기 반응기의 전극에 전압이 인가됨으로써 소독에 적합한 활성 상태로 변환되며, 이와 같은 활성 상태는 아주 일반적으로 준안정적인(metastable) 성질을 갖 고, 물 그리고 설정된 방법 파라미터의 종류에 따라서 상대적으로 더 긴 시간에 걸쳐서 지속될 수 있다. 이와 같은 전기 화학적인 활성화(ECA) 방법은 예를 들어 본 출원서의 우선권 일자에 아직까지 공개되지 않은 국제 특허 출원서 PCT/EP2007/001265호에 기술되어 있으며, 이로써 상기 국제 특허 출원서는 명백하게 본 공개문의 대상이 된다. 상기 방법에서 사용되는 전기 분해 반응기는 하나 또는 다수의 캐소드를 갖는 캐소드 챔버 그리고 하나 또는 다수의 애노드를 갖는 애노드 챔버를 구비하며, 이 경우 상기 애노드 챔버 및 캐소드 챔버는 이 두 가지 챔버 내에 있는 물-/전해질 용액의 혼합을 억제하기 위하여, 도전성의 - 특히 이온에 대해서 도전성을 갖는 - 다이어프램(diaphragm)에 의해서 또는 전술된 특성들을 갖는 멤브레인(membrane)에 의해서 상호 공간적으로 분리되어 있다.
염소-알칼리-전기 분해와 같은 전기 분해에서는 일반적으로 염소 가스의 수득률을 최대화하기 위하여 고도로 농축된 전해질 용액을 사용해서 - 염화나트륨 용액 사용하는 경우에는 염소 가스(Cl2) 및 수산화나트륨(NaOH) 용액이 생성되고, 염화칼륨 용액을 사용하는 경우에는 염소 가스 및 수산화칼륨(KOH) 용액이 생성된다 - 사용되는 추출물의 실제로 완전한 변환을 목표로 삼는 반면, 그에 비해 전기 화학적인 활성화에서 물-/전해질 용액은 이 용액의 물리적 및 화학적 특성들을 바람직한 방식으로 변경하기 위하여 그리고 특히 전해질과 혼합된 물의 산화·환원 퍼텐셜(potential)을 높이기 위하여 훨씬 더 희석된 형태로, 일반적으로는 최대 약 20g/l, 바람직하게는 최대 약 10g/l, 특히 0.1g/l 내지 10g/l 또는 0.1g/l 내지 5g/l 또는 단지 0.1g/l 내지 5g/l의 농도로 전기 분해 반응기에 제공되어 단지 매우 낮은 비율로만 분해되며, 그로 인해 소독 효과가 얻어진다. 그에 상응하게 압력, 온도, 전극 전류(electrode current) 등과 같은 반응 조건들은 전기 화학적인 활성화에서는 일반적으로 다른 무엇보다 50℃ 내지 90℃의 범위 안에 있는 상승된 온도에서 실시되는 염소-알칼리-전기 분해의 경우보다 일반적으로 더 완화된(moderated) 상태로 선택되는 한편, 전기 화학적인 활성화는 실온에서 실시될 수 있다. 전기 화학적인 활성화에서의 장점은 특히 전기 화학적인 활성화 때에 발생하는 물질들, 즉 독일 식수 규정(TrinkwV)에 따라서도 허용되고 소독제로서 작용을 하는 물질들이 각각의 농도 측면에서 우수한 건강 친화성 및 환경 친화성을 나타낸다는 것이다.
전기 분해의 경우와 마찬가지로 전기 화학적인 활성화의 경우에도 애노드(즉, 양(+)으로 충전된 전극)에서는 산화가 이루어지는 한편, 캐소드(즉, 음(-)으로 충전된 전극)에서는 환원이 이루어진다. 염화나트륨 용액과 같은 희석된 중화 염 용액을 사용하는 경우에는, 아래의 반응식 (1)에 따라 캐소드에서는 특히 수소가 발생한다:
2 H2O + 2 e- ---> H2 + 2 OH- (1),
수소는 상기 용액으로부터 가스를 방출시킨 후에 예를 들어 반응기의 캐소드 챔버로부터 배출된다. 더 나아가 희석된 물-/전해질 용액은 전기 분해 반응기의 캐소드 챔버 내에서 수산화물 이온의 형성에 의해 알칼리성을 갖게 된다.
애노드에서는 아래의 반응식 (2) 및 (3)에 따라 특히 화학적인 산화제인 산소(O2) 및 염소(Cl2)가 발생하며, 상기 산소 및 염소는 공지된 바에 따라 물 소독 측면에서 효과를 나타낸다. 또한, H3O+-이온의 형성으로 인하여 상기 희석된 물-/전해질 용액이 전기 분해 반응기의 애노드 챔버 내에서 산성을 갖게 된다는 사실도 주목할 만하다:
6 H2O ---> O2 + 4 H3O+ + 4 e- (2),
2 Cl- ---> Cl2 + 2 e- (3).
염소는 재차 물속에서 아래의 균형 반응식 (4)에 상응하게 차아염소산 이온(OCl-) 및 염소 이온(Cl-)으로 분해되며, 상기 차아염소산 이온(OCl-) 및 염소 이온(Cl-)은 재차 적합한 양이온, 예를 들어 전해질로부터 선택된 Na+ 또는 양성자 혹은 H3O+-이온과 반응하여 상응하는 (나트륨)염 혹은 상응하는 산, 다시 말해 차아염소산(HClO) 혹은 - 물-/전해질 용액 속에 존재하는 양이온들과 함께 덩어리를 이룬 후에 - 차아염소산염 그리고 염화수소 혹은 희석된 염산(HCl)을 형성할 수 있다:
Cl2 + 3 H2O <===> 2 H3O+ + OCl- + Cl- (4).
예를 들어 전술된 PCT/EP2007/001265호에 상세하게 설명된 바와 같이 pH-값 및 산화·환원 퍼텐셜을 적합하게 제어하는 경우에는, 대부분 원하는 성분인 차아염소산을 얻기 위해서 상기 균형이 이동하게 되며, 이로 인해 매우 적은 농도에서도 이미 최대의 효과를 야기하는 소독제를 얻을 수 있게 된다. 또한, 애노드에서 형성된 전술된 물질들로부터는 2차 반응에 의해서 추가의 물질들이 상대적으로 적은 양으로 형성될 수 있으며, 상기 추가 물질들도 마찬가지로 공지된 바와 같이 물 소독과 관련하여 효과를 나타낸다. 이 경우에는 특히 과산화수소(H2O2, 반응식 (5)), 오존(O3, 반응식 (6)), 이산화염소(ClO2, 반응식 (7)), 염소산염(ClO3 -, 반응식 (8)) 그리고 다양한 라디칼(반응식 (9) 및 (10))들이 다루어진다.
4 H2O ---> H2O2 + 2 H3O+ + 2 e- (5),
O2 + 3 H2O ---> O3 + 2 H3O+ + 2 e- (6),
Cl- + 4 OH- ---> ClO2 + 2 H2O + 5 e- (7),
3 OCl- ---> ClO3 - + 2 Cl- (8),
5 H2O ---> HO2·+ 3 H3O+ + 3 e- (9),
H2O2 + H2O ---> HO2· + H3O+ + e- (10).
전기 화학적인 활성화에 의해서 제조되는 소독제들의 한 가지 단점은, 상기 소독제들이 아주 일반적으로는 단지 제한된 내구성 혹은 저장 가능성만을 갖는다는 것이다. 이미 개시된 바와 같이 상기 소독제의 내구성은 특히 전술된 국제 특허 출원서 PCT/EP2007/001265호에 따른 방식과 같은 적합한 제어 또는 조절에 의해서 약 반년 내지 일 년의 기간까지 연장되지만, 이 경우 상기 소독제는 특히 폐쇄된 저장기 내에서 보존되고, 적합한 방식으로 냉각된다. 그에 반해 특히 소독제의 표면이 주변 공기에 의해서 상대적으로 큰 경우에는 상대적으로 신속하게 발생하는 상기 소독제의 중화 반응이 실제로 억제되어야만 한다. 그 이유는 상기 반응식 (4)에 따라 용해된 염소(Cl2)와 차아염소산 간에 또는 그들의 염들 간에 평형이 이루어지기 때문이며, 이 경우 염소는 용액으로부터 가스 방출되고, 그로 인해 염소의 비율 그리고 특히 소독 작용을 하는 차아염소산 혹은 그들의 염들, 즉 차아염소산염의 비율도 지속적으로 줄어들게 되는데, 그 이유는 반응을 통해 염소 가스를 형성하는 - 이 염소 가스는 재차 용액으로부터 휘발됨 - OCl--이온을 얻기 위하여 평형이 이동하기 때문이다. 더 나아가 차아염소산은 특히 pH-값이 증가하는 경우에는 상응하는 차아염소산염을 형성하면서 자신의 양성자가 떨어져 나가는 경향을 보이며, 상기 차아염소산염은 전술된 바와 같이 분해되지 않은 차아염소산에 비하여 단지 감소된 소독 작용만을 하게 된다.
본 발명의 과제는, 특히 주변에 의해서 소독제의 표면이 비교적 큰 경우에도 소독제의 수명이 상승할 정도까지, 차아염소산(HOCl)을 함유하는 수용액을 기본으로 하는 소독제를 개선하는 것이다. 본 발명은 또한 상기 소독제의 제조 방법 그리고 상기 소독제의 용도를 목적으로 한다.
상기 과제는 본 발명에 따라 서문에 언급된 유형의 소독제에서 상기 소독제가 또한 비정질 이산화규소(SiO2) 성분도 함유함으로써 해결된다.
방법 기술적인 관점에서 본 발명은 차아염소산(HOCl)을 함유하는 수용액을 기본으로 하는 소독제를 제조하기 위한 방법에서 상기 문제점을 해결하기 위하여 또한 상기 용액에 비정질 이산화규소(SiO2)를 첨가하는 것을 제안한다.
놀랍게도 소독제의 내구성 - 또는 특히 소독을 위해서 바람직한 차아염소산(HOCl)의 수명 - 이 비정질 이산화규소(SiO2)의 첨가에 의해서 확연하게 상승된다는 사실이 발견되었으며, 이 경우에는 상기 비정질 이산화규소가 전술된 반응식 (4)에 따른 평형 반응을 억제하거나 또는 차아염소산염 이온들을 - 차아염소산의 형태로든지 아니면 차아염소산염의 형태로든지 - 고정시킨다는 내용이 추측됨으로써, 결과적으로 차아염소산염 이온들은 용액 속에 남고, 그곳에서 자신의 소독 기능을 실행할 수 있게 된다. 특별히 놀라운 사실은, 비정질, 즉, 비결정성 이산화규소가 차아염소산으로부터 양성자가 떨어져 나가는 것을 제지할 수 있음으로써, 결과적으로 상기 차아염소산이 소독 효과가 낮은 차아염소산염 이온들로 분해되지 않는다는 것이다. 이와 같은 사실은 비정질이 아닌, 즉 결정성의 이산화규소가 공지된 바대로 이온 교환기로서의 작용을 하고, 차아염소산으로부터 양성자가 떨어져 나가는 과정에 의하여 추후에 적합한 양이온과 함께 상응하는 염 덩어리를 형성하는 차아염소산염 이온(OCl-)의 형성이 촉진된다는 점에서 놀랍다. 더 나아가서는 다른 경우에 상황에 따라 발생하는, 대다수의 적용례에서 바람직하지 않은 약간의 염소 냄새도 피해지는데, 그 이유는 소독제 안에 용해된 염소 가스가 용액 속에 (차아염소산 또는 차아염소산염 이온과도 평형을 유지하면서) 그대로 남고, 차아염소산염 이온들 또는 다른 무엇보다도 차아염소산이 염소 가스를 형성하는 반응에 의해 영구적으로 "추가 이송"되지 않기 때문이다. 본 발명에 따른 소독제의 또 다른 추가의 장점은, 비결정 형태의 이산화규소가 (사멸된) 박테리아, 바이러스 또는 다른 미생물들의 잔류물을 축적할 수 있다는 것이며, 이와 같은 잔류물들은 소독 처리 후에 소독제를 제거할 때에, 예를 들어 린싱(rinsing) 과정에 의해서 아무런 문제 없이 함께 제거될 수 있다.
비정질 이산화규소, 다시 말하면, 비결정성 이산화규소는 예를 들어 비정질 규산 및/또는 비정질 규산 무수물의 형태로 사용될 수 있다. 이 경우 본 발명의 의미에 따른 "비정질 규산"이라는 표현에는 일반식 [-Si(OH)2-O-]를 갖는 비결정성 폴리규산 뿐만 아니라 비결정성 오르토-(Si(OH)4) 및 메타규산([-SiO-O-]) 그리고 상기 비결정성 규산의 모든 혼합 형태들도 포함된다. "비정질 규산 무수물"이라는 표현과 관련해서, 상기 비정질 규산 무수물은 예를 들어 황산과 물유리(Na2SiO3)의 반응에 의해 황산나트륨을 형성하면서 수득 될 수 있는 비정질 실리카 겔 및 침전된 비정질 규산(SiO2)뿐만 아니라, 예를 들어 물과 4염화규소(SiCl4)의 반응에 의해 염화수소를 형성하면서 수득 될 수 있고 일반적으로 미세한 분말의 형태로 존재하는 비정질의 발열성 규산도 포함한다. 또한, 바람직하게 적어도 90 질량-%까지의 SiO2를 포함하는 비결정 형태의 규토도 직접 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 소독제의 한 바람직한 실시예에 따르면, 차아염소산을 함유하는 수용액의 점도를 높이기 위하여 상기 소독제가 충분한 비율의 비정질 이산화규소를 함유하는 것이 제안되어 있으며, 이 경우 상기 소독제는 특히 다소 겔 형태의 경도를 가질 수 있다. 결국, 상기와 같은 소독제의 제조는 차아염소산을 함유하는 수용액의 점도를 높이기 위하여 상기 수용액의 비정질 이산화규소가 충분한 비율로 첨가되는 방식으로 이루어지며, 이 경우에는 특히 상기 용액을 겔로 만들기 위해서 충분한 비율의 비정질 이산화규소가 첨가될 수 있다. 각각의 경우에 상기 비정질 이산화규소는 바람직하게 차아염소산을 함유하는 용액 안으로 가급적 균일하게 분산되며, 이와 같은 균일한 분산은 실제로 임의의 적합한 교반기, 즉 균일화 장치 등에 의해서 이루어질 수 있다.
상기와 같은 소독제는 예를 들어 기울어진 표면 또는 사람 혹은 동물의 피부를 소독하기 위해 매우 간단히 적용될 수 있다는 추가의 장점을 갖는데, 그 이유는 소독제가 중력으로 인해 자신에게 할당된 작용 장소로부터 제거되지 않고, 오히려 그 장소에서 움직일 수 없기 때문이며, 이 경우에도 상기 소독제는 마찬가지로 자신의 뛰어난 소독 특성들을 유지하고, 또한 매우 우수한 피부 친화성을 갖는다. 결국, 작용 장소에서 작용하는 소독제의 작용 기간뿐만 아니라 내구성도 상승한다.
비정질 이산화규소에 대한 차아염소산을 함유하는 수용액의 질량 비율은 바람직하게 대략 100:1 내지 대략 1:1, 특히 대략 50:1 내지 대략 2:1이 될 수 있고, 당연히 각각 원하는 생성물의 점도에 따라서도 결정된다. 비정질 이산화규소는 이미 언급된 바와 같이 차아염소산을 함유하는 수용액에 추후에 원하는 질량 비율로 첨가되고, 그곳에서 가급적 균일하게 분배된다.
차아염소산을 함유하는 수용액을 기본으로 하는 소독제는 기본적으로 임의의 방식으로 수득 될 수 있는 한편, 본 발명에 따른 소독제의 한 바람직한 실시예는 상기 소독제를 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 물-/전해질 용액에 의해서 형성하는 방식, 다시 말해 희석된 물-/전해질 용액의 전기 화학적인 활성화(ECA)에 의해서 차아염소산을 함유하는 수용액을 형성하는 방식을 제안하고 있다. 이와 같은 방식은 특히 물, 예를 들어 공급수 또는 무기질이 없는 물이 위에서 인용된 국제 특허 출원서 PCT/EP2007/001265호에 기술된 방법에 따라 전기 화학적으로 처리됨으로써 이루어질 수 있다.
상기와 같은 내용과 관련된 추가의 한 바람직한 실시예에서는 소독제가 오로지 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 애노드 형태의 물-/전해질 용액을 함유하는 것이 제안되는데, 다시 말하자면 상기 소독제는 비정질 이산화규소를 내부로 분산시키면서 소독제를 제조하기 위하여 단지 양(+)의 전극(애노드)에서 얻어지고 전기 화학적으로 활성화된 희석된 물-/전해질 용액만을 사용한다는 것이다.
상기와 같은 애노드 형태의 용액의 제조는 위에서 인용된 PCT/EP2007/001265호에 설명된 바와 같이, 희석된 물-/전해질 용액을 차아염소산이 높은 비율로 함유된 소독에 적합한 준안정적인 상태로 변환시키기 위하여 전해질 용액, 특히 염화나트륨 용액 및/또는 염화칼륨 용액을 물에 첨가하고, 캐소드를 갖는 적어도 하나의 캐소드 챔버 그리고 특히 다이어프램 또는 멤브레인에 의해서 상기 캐소드 챔버로부터 공간적으로 분리되었고 애노드를 갖는 적어도 하나의 애노드 챔버를 구비한 전기 분해 반응기 내에서 전극에 직류 전압을 인가하여 전해질 용액이 제공된 희석된 물-/전해질 용액 형태의 물에 전류를 공급함으로써, 전기 화학적으로 활성화된 희석된 물-/전해질 용액을 얻어내는 방식으로 이루어질 수 있다.
단지 전기 화학적으로 활성화된 애노드 형태의 물-/전해질 용액만이 본 발명에 따른 소독제를 제조하기 위해서 사용되어야 한다면, 오로지 "애노드액"으로서도 표기되고 반응기의 애노드 챔버 내에서 처리되는 용액, 즉 전기 분해 반응기의 애노드 챔버로부터 배출되는 용액만이 사용되는 한편, 캐소드 챔버 내에서 처리되고 "캐소드액"으로서도 표기되는 캐소드 형태의 용액은 거부될 수 있다.
본 발명에 따른 소독제는 적용례에 따라 바람직하게 대략 10mg/l과 대략 70mg/l 사이에서, 특히 대략 20mg/l과 대략 60mg/l 사이에서, 바람직하게는 대략 30mg/l과 대략 50mg/l 사이에서 자유로운 염소의 총합 파라미터를 가질 수 있다. 이와 같은 값은 바람직하게 예를 들어 전기 화학적인 활성화에 의해서 차아염소산을 함유하는 수용액 자체를 형성할 때에 이미 설정되며, 이 경우에는 당연히 원하는 최종 생성물에 따라서 그에 비해 더 낮거나 또는 더 높은 값들도 가능하다. 예를 들어 소독제가 추가의 물질들을 함유해야만 하는 경우에도 더 높은 값들을 설정하는 것이 바람직할 수 있으며, 결국 용액 속에 있는 자유로운 염소의 총합 파라미터는 희석 효과를 고려해서, 최종 생성물이 상기와 같은 값을 갖도록 설정된다.
본 발명에 따른 소독제는 사용에 따라 바람직하게는 대략 2.5 내지 대략 8, 특히 대략 7까지의 pH-값을 가질 수 있고, 대략 1100mV 내지 대략 1360mV, 특히 대략 1150mV 내지 대략 1360mV, 바람직하게는 대략 1200mV 내지 대략 1360mV의 산화·환원 퍼텐셜을 가질 수 있으며, 이 경우 - 차아염소산을 함유하는 수용액, 예를 들어 전기 화학적으로 활성화되고 희석화된 애노드 형태의 물-/전해질 용액 그 자체와 관련해서 - 용액으로부터 용이하게 가스 방출되고 바람직하지 않은 자극적인 냄새를 야기할 수 있는 Cl2의 함량이 낮으며 차아염소산 용액의 함량이 가급적 높은 상태를 만들기 위해서는, 특히 2.5 내지 3.5, 바람직하게는 2.8 내지 3.2의 범위 안에 있는 그리고 특히 3의 범위 안에 있는 pH-값, 그리고 1240mV 내지 대략 1360mV, 바람직하게는 대략 1280mV 내지 대략 1360mV, 특히 대략 1320mV 내지 대략 1360mV, 예컨대 대략 1340mV의 범위 안에 있는 산화·환원 퍼텐셜이 바람직한 것으로 증명되었다.
상기와 같은 이유에서 소독제의 제조와 관련된 특히 바람직한 한 가지 실시예에서는, 예컨대 물-/전해질 용액 형태로 되었고 전기 화학적으로 활성화된 애노드 형태의 차아염소산을 함유하는 수용액의 pH-값을 전기 화학적 활성화 때에 2.5 내지 3.5, 특히 2.7 내지 3.3, 바람직하게는 2.8 내지 3.2의 값으로 설정하는 것이 제안되었으며, 이 경우에는 또한 바람직하게 전기 화학적으로 활성화된 애노드 형태의 물-/전해질 용액의 산화·환원 퍼텐셜은 1240mV 내지 1360mV, 특히 1280mV 내지 1360mV, 바람직하게는 1320mV 내지 1360mV의 값으로 설정된다.
따라서, 상기와 같은 소독제를 얻기 위한 전기 화학적 활성화 처리 과정은 도전성 다이어프램/멤브레인에 의해서 캐소드 챔버로부터 공간적으로 분리된 전기 분해 반응기의 애노드 챔버로부터 배출되는 용액 - 또는 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 애노드 형태의 물-/전해질 용액(애노드액) - 이 전술된 범위 안에 있는 pH-값 또는 산화·환원 퍼텐셜을 갖도록 제어될 수 있는데, 다시 말하자면 전술된 값들이 반응기 단부에 있는 상기 반응기의 애노드 챔버 내에서 설정되도록 pH-값 또는 산화·환원 퍼텐셜의 제어가 이루어질 수 있다. 이와 같은 맥락에서 산화·환원 퍼텐셜은 언제나 정상 수소 전극(NHE) 또는 표준 수소 전극(SHE), 즉 vs. NHE 또는 vs. SHE와 관련이 있다. 상기와 같은 소독제를 야기하는 전기 화학적인 활성화를 제어할 수 있는 다양한 가능성들은 전술된 국제 특허 출원서 PCT/EP2007/001265호에 상세하게 기술되어 있다. 본 발명에 따른 소독제용으로 바람직하게 사용되는 전기 화학적으로 활성화되고 희석된, 전술된 pH- 및/또는 산화·환원 퍼텐셜 값을 갖는 애노드 형태의 물-/전해질 용액은 - 특히 물속에서 희석된 삽입물의 경우에도 - 실제로 동일하게 유지되는 소독 작용이 보장될 뿐만 아니라 심각한 미생물적 오염의 경우에도 유지되는 충분한 저장 작용이 보증된다는 측면에서 매우 바람직한 것으로 입증되었다. 더욱이, 이미 언급된 바와 같이 상기 반응 방정식 (3)에 따른 염소 가스의 생성이 최소로 제한됨으로써, 결과적으로 본 발명에 따른 소독제용으로 바람직하게 사용되는 전기 화학적으로 활성화된 애노드 형태의 희석된 물-/전해질 용액은 어떤 경우에도 염소 냄새를 약하게 풍기거나 또는 아주 일반적으로는 염소 냄새를 전혀 풍기지 않는다. 상기 용액은 대부분 차아염소산(HOCl) 그리고 경우에 따라서는 추가로 차아염소산 나트륨염(NaClO)과 같은 소량의 차아염소산염 및 준안정적인 라디칼성 화합물 그리고 염소 가스(Cl2) 대신에 마찬가지로 소량의 염화수소를 함유하는데, 다시 말하자면 상기 반응 방정식 (4)의 평형은 전술된 pH- 및/또는 산화·환원 퍼텐셜 값 범위에서는 명백하게 우측으로 이동되었다.
본 발명에 따른 소독제, 다시 말해 상기 첨가된 비정질 이산화규소를 포함하고 적어도 차아염소산을 함유하는 수용액의 pH-값을 예를 들어 대략 4 내지 대략 8의 범위 안에 있는, 바람직하게는 대략 7까지의 범위 안에 있는, 특히 대략 6까지, 예를 들어 대략 5.5까지 또는 대략 5까지의 범위 안에 있는 피부 친화적인 pH-값으로 상승시키기 위하여 그리고 이로써 소독제를 의학적으로 작용하는 처치에 용이하도록, 예컨대 상처 소독에 용이하도록 하기 위하여, 상기 용액의 pH-값을 상대적으로 상승시켜야만 하는 경우에는, 본 발명에 따른 소독제의 pH-값을 필요에 따라 완충용액(buffer)의 첨가에 의해서, 특히 대략 8까지의 값으로, 바람직하게는 대략 7까지의 값으로 또는 전술된 값들까지 상승시킬 수 있다. 이 경우에는 차아염소산 또는 상기 산의 OCl--이온과 Cl2 간의 전술된 평형이 처음에 언급된 내용에 불리하게 이동될 수 있지만, 이 경우에는 본 발명에 따른 비정질 이산화규소의 첨가가 재차 상기와 같은 이동을 저지함으로써, 결과적으로 pH-값들이 상기와 같이 비교적 높은 경우에도 완벽한 소독 작용에 도달할 수 있고, 또한 pH-값이 심지어 대략 8.0까지인 경우에도 비정질 SiO2를 포함하는 용액으로 이루어진 소독제의 산화·환원 퍼텐셜은 항상 명백하게 1100mV 위에서 안정적으로 유지되며, 상기 용액 속에 함유된 자유 염소는 주로 차아염소산의 형태로 존재한다.
완충용액으로서는 원칙적으로 실제로 임의의 공지된 완충용액이 고려되며, 이 경우에는 예를 들어 탄산염-/탄산수소염을 기본으로 하고 건강상 전혀 위험이 없는 완충용액이 적합하다고 입증되었다. 더욱이 비정질 이산화규소 자체가 이미 소정의 완충 작용을 하기 때문에, 결과적으로는 단지 비정질 SiO2의 첨가만으로도 전기 화학적으로 활성화된 용액을 위해서 사용되는 물의 조성에 따라 상기 용액의 pH-값은 대략 5 내지 5.5의 범위까지 도달할 수 있게 된다.
더 나아가서는, 재생 가능한 제조 조건들을 보증하기 위하여 그리고 특히 경우에 따라 원수(raw water) 안에 포함된 이온들이 전기 화학적인 활성화에 미치는 영향을 최소화하기 위하여, 차아염소산을 함유하는 수용액을 전기 화학적으로 활성화된 희석된 물-/전해질 용액의 형태로 제조하기 위해 순수한 물을 사용하는 것도 장점이 될 수 있다. 이 목적을 위하여 전기 화학적으로 활성화된 희석된 물-/전해질 용액을 제조하기 위해 사용되는 원수는 특히 우선 역삼투, 마이크로-, 나노- 혹은 울트라 여과와 같은 멤브레인 처리 과정을 거칠 수 있다. 이와 같은 방식에 의해서는 특히 전기 화학적으로 활성화될 물의 고유한 전도성 - 또는 더 정확하게 말하자면: 물 혹은 물-/전해질 용액 속에 용해된 이동 가능한 이온들로 인하여 야기되는 상기 용액의 전도성을 토대로 하는 물 특유의 이온 전도성 - 그리고 물의 경도 및 경우에 따라서는 물속에 함유된 유기 내용 물질들의 농도도 떨어질 수 있으며, 이 경우 전해질 용액을 첨가 - 이와 같은 첨가는 사용되는 물의 전도성을 아주 일반적으로는 수배만큼 상승시킨다 - 하기 전에 상기 고유한 전도성의 최대값은 대략 350μS/cm, 바람직하게는 대략 0.055μS/cm 내지 대략 150μS/cm 그리고 특히 대략 0.055μS/cm 내지 대략 100μS/cm가 바람직한 것으로 입증되었다. 이와 같은 방식에 의해서는 본 발명에 따른 소독제용으로 사용되고 전기 화학적으로 활성화된 희석된 물-/전해질 용액을 형성할 때에 상기 용액의 소독 작용 및 저장 작용 측면에서 더 우수한 재생 가능성이 달성되며, 특히 실제로는 사용된 물과 무관한 상태가 된다. 더 나아가 전기 화학적으로 활성화될 물속에 경우에 따라 함유되는 이온들, 즉 전기 화학적인 활성화의 경우에 - 비록 농도는 낮지만 - 건강상 위험한 물질들로 변환되는 이온들은 적어도 최대로 광범위하게 제거될 수 있다. 그 예로서는 더 높은 농도에서 발암 작용을 갖는 브롬산염으로 산화될 수 있는 브롬화물 이온들이 언급될 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 또한 연속적으로 또는 준연속적으로 실행될 수 있을 뿐만 아니라 장입 방식 또는 불연속적으로도 실행될 수 있다.
이미 언급된 바와 같이 본 발명에 따른 소독제는 특히 사람 및 동물의 피부를 포함한 표면을 소독하기에 적합하며, 이 경우 차아염소산을 함유하는 수용액에 첨가된 비정질 이산화규소는 개별 표면상에 겔 형태로 도포 될 수 있도록 하기 위하여 본 발명에 따른 소독제에 장시간의 소독 작용 그리고 원하는 경우에는 충분히 높은 점도를 제공해준다. 특히 상처를 소독하기 위한 경우와 같이 점막을 포함한 사람 또는 동물의 피부를 소독할 목적으로 본 발명에 따른 소독제를 사용하는 경우에도, 상기 소독제에는 추가로 다음과 같은 특성들이 제공된다: 상기 소독제의 높은 물 함량으로 인해 상처는 완전히 건조되지 않도록 보호되고, 세포 분열 및 세포 이동이 촉진된다. 감염이 확실하게 억제되며, 이 경우에는 소독제의 성분들이 극도로 피부에 친화성을 갖고 건강상으로도 위험이 없기 때문에, 결과적으로 상기 소독제는 예를 들어 입 및 구강에도 사용될 수 있다. 이와 같은 내용은 특히 대부분의 결정성 이산화규소 변형체들과 반대로 전반적으로 불활성이고 유기체에 대하여 잠재적으로 유해한 이온 교환 특성들을 전혀 갖지 않는 비정질 이산화규소에도 적용된다. 본 발명에 따른 소독제는 요오드를 함유하지 않고, 색 중립적이며, 초과량 분의 상처 분비물을 흡수할 수 있다. 상기 소독제는 아무런 문제 없이 물로 세척될 수 있고, 가정용 쓰레기 또는 하수 시설을 통해서 아무 문제 없이 소각될 수 있다.
더 나아가 본 발명에 따른 소독제는 특히 실제로 제한 없이 혼합될 수 있는 물과 같은 유형의 액상 매체의 소독을 위해서도 당연히 적합하며, 이 경우 소독제는 아무 문제 없이 각각의 매체에 원하는 양만큼 계량 첨가될 수 있다. 이때 비정질 이산화규소는 자신의 흡착 특성 때문에 추가로 침전제의 작용도 하며, 상기 침전제에는 소독할 매체 안에 존재하는 부유 물질이 축적될 수 있다.
본 발명의 추가의 특징들 및 장점들은 도면을 참조하여 이루어지는, 본 발명에 따른 소독제를 제조하기 위한 방법의 실시예에 대한 하기 설명으로부터 드러난다.
도 1은 비정질 이산화규소가 그 안에 분산되어 있고 전기 화학적으로 활성화된 희석된 물-/전해질 용액 형태의, 차아염소산을 함유하는 수용액을 기본으로 하는 소독제를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법의 한 실시예의 개략적인 흐름도이고,
도 2는 도 1에 따른 전기 분해 반응기의 상세 단면도이며,
도 3은 도 1에 따른 믹서의 상세 단면도이다.
도 1에 개략적으로 도시된, 본 발명에 따른 방법을 연속적으로 또는 준연속적으로 실시하기에 적합한 소독제 제조용 장치는 메인 물 라인(1)으로부터 분리 라인(2)을 통해서 물을 분기시키며, 물은 전기 화학적인 활성화(ECA)를 위한 원수로서 사용된다. 메인 물 라인(1)은 예를 들어 공개된 물공급 시스템의 부분일 수 있다. 분기 라인(2)에는 특히 제어 밸브 형태의 밸브(3), 그리고 특히 예를 들어 대략 80 내지 100㎛의 홀 폭을 갖는 미세 필터 형태의 필터(4)가 장착되어 있고, 이하에서 도 3을 참조하여 더 상세하게 설명되는 믹서(5)를 통해 마찬가지로 이하에서 도 2를 참조하여 더 상세하게 설명되는 전기 분해 반응기(6) 내부와 통한다. 따라서, 상기 분기 라인(2)을 통해서는 제어 밸브(3)에 의해 필요에 따라 제어될 수 있는, 메인 물 라인(1) 내부에서 이송되는 물의 부분 흐름이 전기 분해 반응기(6) 내부로 이동될 수 있다.
믹서(5)는 한 편으로는 공급 측에서 분기 라인(2)에 연결되어 있고, 다른 한 편으로는 전해질 용액 - 본 경우에는 예를 들어 실제로 포화된 염화나트륨 용액 및/또는 염화칼륨 용액 - 을 수용하기 위한 저장기(7)에 연결되어 있으며, 상기 전해질 용액들은 믹서(5) 내에서 가급적 균일하게 상호 혼합되고 상기 믹서(5)의 공통의 배출 측 라인(8)을 통해 전기 분해 반응기(6) 내부에 도달하게 된다. 상기 분기 라인(2) 내에서 이송되는 물에 규정된 양의 전해질 용액을 첨가하기 위하여, 저장기(7)로부터 믹서(5) 내부로 뻗는 라인(9)에는 또한 도 1에 도시되지 않은 도우징 펌프가 장착되어 있다. 특히 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예의 믹서(5)는 전해질 용액과 물의 항상 일정한 혼합을 보장해주는 볼 믹서로 형성되었다. 상기 믹서는 실제로 대략 원통형의 용기(51)를 포함하고, 상기 원통형 용기의 반대 방향 단부들에는 공급부(2, 9) 또는 배출부(8)가 연결되어 있으며, 상기 원통형 용기 내부에는 도 3에 예로 지시된 볼(52) 적재물 또는 다른 적재물이 배치되어 있고, 물 및 전해질 용액이 상기 적재물을 통과하여 흐르며, 이 경우에는 상기 첨가된 전해질 용액과 물의 매우 균일한 혼합이 보증된다.
특히 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이 전기 분해 반응기(6)는 애노드(61)를 포함하며, 상기 애노드는 본 실시예에서 예를 들어 촉매 작용하는 이산화루테늄(RuO2)이 코팅된, 티타늄으로 이루어진 중공 튜브에 의해서 형성되고, 상기 애노드의 단부 측에는 외부 나사선(61a)을 통해 도면에 상세하게 도시되지 않은 전압 소스의 플러스 극이 접속될 수 있다. 이산화루테늄에 대안적으로 또는 추가로 예를 들어 이산화이리듐(IrO2) 또는 두 가지 물질(RuO2/IrO2)의 혼합물 또는 이산화티 타늄(TiO2), 이산화납(PbO2) 및/또는 이산화망간(MnO2)과 같은 다른 산화물을 기본으로 하는 코팅도 제공될 수 있다. 전기 분해 반응기(6)는 또한 캐소드(62)를 포함하며, 상기 캐소드는 바람직하게 특수강 또는 니켈(Ni), 백금(Pt) 등과 같이 특수강과 유사한 재료들로부터 제조되고, 본 실시예에서도 마찬가지로 내부에 애노드(61)가 동축으로 배치된 중공 튜브에 의해서 형성되었다. 캐소드(62)는 예를 들어 상기 캐소드를 외측에서 둘러싸는 클램프(도면에 도시되지 않음)에 의해서 도면에 상세하게 제시되지 않은 전압 소스의 음극에 접속될 수 있다. 애노드(61)에 대하여 그리고 캐소드(62)에 대하여 동축으로 그리고 애노드와 캐소드 사이에는 밀봉 링(63)에 의해서 밀봉된 튜브 모양의 다이어프램(64)이 배치되어 있으며, 상기 다이어프램은 애노드(61)와 캐소드(62) 사이에 있는 링 모양의 반응 챔버를 애노드 챔버 및 캐소드 챔버로 분리한다. 다이어프램(64)은 애노드 챔버 및 캐소드 챔버 내에 있는 유체의 혼합을 방지해주지만, 특히 이온 이동을 위해서 큰 저항이 되지 않는 유체 흐름은 허용한다. 다이어프램(64)은 본 실시예에서 예를 들어 전기적으로 - 또는 이온적으로 - 전도성을 갖지만 실제로 유체 밀봉된 기공성 이산화지르코늄(ZrO2)으로부터 형성되었다. 예를 들어 산화알루미늄(Al2O3)과 같이 저항이 비교적 낮은 다른 재료들, 이온 교환 멤브레인, 특히 플라스틱을 기재로 하는 이온 교환 멤브레인 등도 동일하게 사용될 수 있다.
전기 분해 반응기(6)는 또한 두 개의 유입구(65a, 65b)를 가지며, 상기 유입구를 통해서는 믹서(5)로부터 라인(8)을 통해서 배출되는 희석된 물-/전해질 용액 이 반응기(6)의 반응 챔버 안으로, 즉 상기 반응기의 애노드 챔버 안으로 그리고 다이어프램(64)에 의해서 상기 애노드 챔버로부터 공간적으로 분리된 캐소드 챔버 안으로 분산된다. 이 목적을 위해서 제공된, 예를 들어 대략 T자 모양의 분기는 도 1에 도시되어 있지 않다. 재차 특히 도 3 및 더욱이 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 전기 분해 반응기(6)는 또한 두 개의 배출구(66a, 66b)를 가지며, 상기 배출구를 통해서는 물-/전해질 용액이 반응기(6) 내에서 이루어지는 화학적 활성화 후에 상기 반응기로부터 외부로 배출될 수 있다. 상기 배출구(66a)는 전기 화학적으로 활성화된 물-/전해질 용액을 반응기(6)의 애노드 챔버로부터 배출하기 위해서 - 다시 말해 소위 "애노드액"을 배출하기 위해서 - 이용되는 한편, 상기 배출구(66b)는 캐소드 챔버로부터 배출하기 위해서 - 다시 말해 소위 "캐소드액"을 배출하기 위해서 이용된다. 또한, 전기 분해 반응기(6)가 아직까지 자신의 원하는 작동 상태에 도달하지 못한 경우에 초기 품질 손상을 방지하기 위하여, 전기 분해 반응기(6)를 통과할 때에 소정의 기간에 걸쳐서 "애노드액", 다시 말해 전기 화학적으로 활성화된 애노드 물-/전해질 용액이 방출될 수도 있다.
본 발명에서 사용되는 전기 분배 반응기(6)의 구조적인 치수들은 나열의 형태로 이하에 제시되어 있다:
캐소드 챔버의 길이: 18.5cm;
캐소드 챔버의 용적: 10ml;
캐소드의 면적: 92.4cm2;
애노드 챔버의 길이: 21.0cm;
애노드 챔버의 용적: 7ml;
애노드의 면적: 52.7cm2;
캐소드와 애노드의 간격: 약 3mm(다이어프램 포함).
전기 분해 반응기(6)는 예를 들어 60 내지 140 l/h의 물 유동율로 작동되며, 이 경우에는 크기가 더 큰 반응기 및/또는 병렬 접속된 다수의 반응기가 사용됨으로써 더 큰 유동율도 당연히 가능해진다. 바람직하게 전기 분해 반응기(6)는 항상 전(全) 부하 상태에서 동작하며, 이 경우 상기 전기 분해 반응기는 필요에 따라 스위치-오프 될 수 있고, 피크 부하들은 이하에서 더 상세하게 설명될, 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 애노드 물-/전해질 용액을 위한 저장기 탱크를 통해서 수용될 수 있다.
재차 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 배출구(66b)는 전기 분해 반응기(6)의 캐소드 챔버로부터 가스 분리기(10) 내부와 통하는 한편 - 상기 가스 분리기로부터는 배출 가스가 선택적으로 제공된 배출 가스 라인(11)을 통해서 배출된다 -, 캐소드액 자체, 다시 말해 전기 분해 반응기(6)의 캐소드 챔버로부터 배출되는 물-/전해질 용액은 라인(12)을 통해 예를 들어 공동의 배수 시스템의 하수 시설 내부로 배출된다. 전기 분해 반응기(6)의 애노드 챔버로부터 배출 작용을 하는 배출구(66a)는 저장기 탱크(13) 내부와 통하며, 상기 저장기 탱크 내부에서는 소독제용으로 사용되는, 전기 화학적으로 활성화된 희석된 물-/전해질 용액이 저장 상태로 유지될 수 있고, 애노드액은 상기 저장기 탱크 내부로부터 라인(14)을 통해 배출될 수 있으며, 이와 같은 상황은 라인(14) 내부에 배치된 도우징 펌프(15)에 의해서 이루어질 수 있다.
애노드(61)와 캐소드(62) 사이에서 (도 2 참조) 예를 들어 암페어 측정기(도시되지 않음)에 의해 측정된 원하는 전류 흐름을 제어하기 위하여, 전기 분해 반응기(6)에는 또한 도 1에 상세하게 도시되지 않은 제어 가능한 전압 소스가 장착되어 있다. 상기 전기 분해 반응기는 또한 예를 들어 애노드액을 위한 배출구(66a) 내부에 배치된 pH-측정기(마찬가지로 도시되지 않음)를 포함하며, 상기 pH-측정기는 대안적으로 예를 들어 저장기 탱크(13) 안에도 제공될 수 있다. 예를 들어 반응기(6) 내부에 통합된 제어 가능한 펌프(마찬가지로 도시되지 않음)는 전기 분해 반응기를 통과하는 희석된 물-/전해질 용액을 제어 가능한 방식으로 이송하기 위해서 이용되며, 이 경우 상기 펌프는 용적 흐름을 그리고 그에 따라 물-/전해질 용액이 반응기(6) 내부에 머무르는 체류 시간을 제어한다. 반응기(6)의 애노드 챔버로부터 배출구(66a)를 통해 배출되는 애노드액의 pH-값을 2.5 내지 3.5, 바람직하게는 대략 3.0 범위 안에서 유지하기 위하여, 마찬가지로 도면에 상세하게 도시되지 않은 제어 장치, 예를 들어 전자 데이터 처리 유닛 형태의 제어 장치가 전술된 파라미터를 제어할 목적으로 설치되어 있으며, 이와 같은 상황은 예를 들어 PID-조절기에 의해서 이루어질 수 있다. 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 애노드 물-/전해질 용액(애노드액)의 pH-값을 제어 또는 조절하기 위한 제어 기술적인 세부 사항과 관련해서는, 위에서 이미 언급된 추가의 국제 특허 출원서 PCT/2007/001265호가 참조될 수 있다. 그에 상응하는 내용은 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 애노드 물-/전해질 용액의 산화·환원 퍼텐션을 1340mV의 범위 안에서 바람직하게 제어하거나 또는 조절하기 위해서 적용된다.
전기 분해 반응기(6)를 세척하기 위하여 또한 세척액, 예컨대 아세트산 등과 같은 세척액을 수용하기 위한 저장기(21) 그리고 - 선택적으로는 - 사용된 세척액을 수용하기 위한 저장기(22)도 제공될 수 있으며, 이 경우에는 반응기(6), 다시 말해 상기 반응기의 캐소드 챔버뿐만 아니라 특히 상기 반응기의 애노드 챔버도 세척하기 위하여 상기 저장기(21)로부터 반응기(6) 내부로 가이드 되는 공급 라인(23)은 반응기(6)의 유입구(65a, 65b)에 결합될 수 있고(도 2 참조) 그리고 반응기(6)로부터 저장기(22) 안으로 가이드 되는 배출 라인(24)은 반응기(6)의 배출구(66a, 66b)에 결합될 수 있다. 대안적으로, 세척 용액은 특히 아세트산과 같이 환경 친화적이고 생물학적으로 분해될 수 있는 세척액인 경우에는 예를 들어 공동의 배수 시스템 안으로 직접 공급될 수도 있다.
전기 분해 반응기(6)의 수명을 높이거나 또는 상기 전기 분해 반응기의 보수 간격을 연장하기 위하여, 상기 전기 분해 반응기 앞에는 또한 도 1에 도시되지 않은 연화 장치(softener)가 접속될 수 있으며, 상기 연화 장치는 물의 경도를 (0.716mMol/l의 알칼리 토금속 이온들의 농도에 상응하게) 예를 들어 최고 4°dH의 값으로, 바람직하게는 (0.358mMol/l의 알칼리 토금속 이온들의 농도에 상응하게) 최고 2°dH의 값으로 유지시킨다. 물속에 경우에 따라 포함되어 있는 2가의 경화제인 칼슘 이온 및 마그네슘 이온을 예를 들어 나트륨과 같은 1가의 이온으로 치환하 기 위하여, 상기 연화 장치는 종래의 구성 방식으로 구성될 수 있고, 상기 연화 장치에는 예를 들어 적합한 이온 교환 수지가 장착될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로는 특히 예를 들어 연화 장치의 진행 방향 뒤에 접속된, 물의 고유한 전기 - 또는 이온 - 전도성을 줄이기 위한 장치(마찬가지로 도시되지 않음)가 제공될 수 있으며, 상기 장치는 특히 역삼투 설비와 같은 멤브레인 설비에 의해서 형성될 수 있거나 또는 마이크로-, 나노- 혹은 울트라 여과 설비에 의해서 형성될 수 있고, 물의 고유한 전기 전도성을 예를 들어 최고 약 350μS/cm, 바람직하게는 150μS/cm, 더욱 바람직하게는 최고 약 100μS/cm의 값으로 유지시킨다. 전도성 측정 셀, 전도성 측정 전극 등과 같이 마찬가지로 도면에 도시되지 않은 전도성 측정 장치는 원수의 고유한 전기 전도성의 각각의 원하는 값이 유지되는지의 여부를 감독하기 위해서 이용될 수 있다.
또한, 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 애노드 물-/전해질 용액을 위한 저장기 탱크(13)로부터 시작되는 라인(14)은 믹서(5)(도 3 참조)에 상응하게 형성되거나 또는 임의의 다른 형태로 형성될 수 있는 추가 믹서(25) 내부와 통한다. 상기 추가의 믹서(25)는 라인(14) 내에서 이송되는 전기 화학적으로 활성화된 용액 안으로 비정질 이산화규소를 가급적 균일하게 분산시키기 위해서 이용되고, 이 목적을 위하여 제어 가능한 도우징 펌프(27)가 장착된 라인(26)을 통해 상기 비정질 이산화규소를 위한 저장 용기(28)에 연결되어 있다. 사용되는 이산화규소로서는 예를 들어 "HDK
Figure 112009076518864-PCT00001
T30"(바커 헤미 악치엔게젤샤프트, 뮌헨, 독일)과 같이 입자가 미세한 발열성 규산이 취급될 수 있는데, 다시 말하자 면 SiO2-함량이 99.8% 이상이고, SiO2의 밀도가 2200g/l이며, 실라놀기의 밀도가 2 SiOH/nm2이고, 불꽃 가수 분해 방식으로 제조된 합성, 친수성, 비정질 규산이 취급될 수 있다. 전기 화학적으로 활성화된 용액은 고체 형태로 또는 - 예를 들어 물속에 - 사전 분산된 형태로 첨가될 수 있다. 최종 생성물의 원하는 점도에 따라서는 전기 화학적으로 활성화된 용액이 예를 들어 대략 1:10의 질량 비율로 첨가될 수 있으며, 이와 같은 상황은 도우징 펌프(27)에 의해서 이루어진다.
믹서(25)는 더 나아가 마찬가지로 제어 가능한 도우징 펌프(29)가 장착된 라인(30)을 통해서 추가의 저장 용기(31)에 연결되어 있으며, 상기 추가의 저장 용기는 완충용액, 예를 들어 나트륨탄산염/나트륨하이드로겐탄산염 또는 상기 탄산염의 수용액과 같은 완충용액을 저장하기 위해서 이용된다. 이와 같은 방식에 의해서는 - 예를 들어 완성된 소독제의 피부 친화성이 우수하다는 이유에서 바람직하다면 - 라인(14) 내에서 이송되는, 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 애노드 물-/전해질 용액의 pH-값이 대략 3을 기준으로 더 높은 pH-값(예컨대 대략 4 내지 7)으로 상승될 수 있다. 도우징 펌프(29)는 상기 목적을 위하여 예를 들어 완전히 균일화된 생성물을 믹서(25)로부터 저장 용기(33) - 상기 저장 용기로부터 소독제가 인출되고, 적당한 비율로 조절되어 포장될 수 있음 - 내부로 이동시키는 라인(32) 내에 배치된 pH-측정기(도면에 도시되지 않음)에 연결되어 있으며, 이와 같은 연결 상태는 실선으로 표시되어 있다. 이와 같은 방식에 의해서는, 완성된 소독제의 원하는 pH-값을 참조해서 상응하는 완충 용액의 상응하는 양을 자동으로 계량할 수 있다.
그밖에, 본 발명에 따른 연속적인 처리 방식 대신에 불연속적인 처리도 가능하다는 것은 자명한데, 상기 불연속적인 처리 방식에 따르면 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 애노드 물-/전해질 용액이 라인(14)으로부터 예를 들어 하나 또는 다수의 교반 보일러(도시되지 않음) 안으로 이동되고, 그곳에서 상응하는 양의 비정질 SiO2 및 경우에 따라서는 완충용액이 상기 용액에 제공된다. 또한, 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 애노드 물-/전해질 용액은 희석되지 않은 형태로 또는 경우에 따라서는 특히 물 또는 원수 속에서 희석된 형태로 사용될 수 있다. 완벽한 소독에 적합한, 소독 작용하는 전기 화학적 활성화 생성물의 함량은 예를 들어 자유로운 염소의 총합 파라미터의 대략 40mg/l에 상응하며, 이 경우에는 당연히 필요에 따라 더 높거나 또는 더 낮은 농도도 설정될 수 있으며, 이와 같은 설정은 예를 들어 전극 흐름, 식염 용액의 계량 첨가된 양, 전기 분해 반응기(6) 안에 머무는 상기 희석된 물-/전해질 용액의 체류 시간을 적절하게 늘리고/줄임으로써 이루어질 수 있다. 마지막으로, 본 발명에 따른 소독제의 연속적인 상(phase)은 차아염소산을 함유하는 수용액을 기본으로 하여 반드시 전기 화학적인 활성화에 의해서 발생될 필요는 없으며, 오히려 이와 같은 목적을 위해서는 임의의 다른 공지된 제조 방법도 고려된다.

Claims (28)

  1. 차아염소산(HOCl)을 함유하는 수용액을 기본으로 하는 소독제에 있어서,
    상기 소독제는 또한 비정질 이산화규소(SiO2) 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는, 소독제.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비정질 이산화규소는 비정질 규산 및/또는 비정질 규산 무수물의 형태로 존재하는 것을 특징으로 하는, 소독제.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 차아염소산을 함유하는 수용액의 점도를 높이기 위하여, 상기 소독제가 충분한 비율의 비정질 이산화규소를 함유하는 것을 특징으로 하는, 소독제.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소독제는 젤 형태의 굳기를 갖는 것을 특징으로 하는, 소독제.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차아염소산을 함유하는 수용액 대 비정질 이산화규소의 질량 비율은 100:1 내지 1:1, 특히 50:1 내지 2:1인 것을 특징으로 하는, 소독제.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차아염소산을 함유하는 수용액은 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 물-/전해질 용액에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는, 소독제.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 차아염소산을 함유하는 수용액은 오로지 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 애노드 물-/전해질 용액에 의해서만 형성되는 것을 특징으로 하는, 소독제.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소독제는 용도에 따라 2.5 내지 8, 특히 2.5 내지 7의 pH-값을 갖는 것을 특징으로 하는, 소독제.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소독제는 1100mV 내지 1360mV, 특히 1150mV 내지 1360mV, 바람직하게는 1200mV 내지 1360mV의 산화·환원 퍼텐셜을 갖는 것을 특징으로 하는, 소독제.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소독제는 10mg/l 내지 70mg/l, 특히 20mg/l 내지 60mg/l, 바람직하게는 30mg/l 내지 50mg/l의 자유 염소의 총합 파라미터를 갖는 것을 특징으로 하는, 소독제.
  11. 차아염소산(HOCl)을 함유하는 수용액을 기본으로 하는 소독제를 제조하기 위한 방법에 있어서,
    상기 용액에 비정질의 이산화규소(SiO2)를 첨가하는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 차아염소산을 함유하는 수용액에 비정질 규산 및/또는 비정질 규산 무수물 형태의 비정질 이산화규소를 첨가하는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 차아염소산을 함유하는 수용액의 점도를 높이기 위하여, 상기 수용액에 비정질 이산화규소를 충분한 비율로 첨가하는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차아염소산을 함유하는 수용액을 겔로 만들기 위하여, 상기 수용액에 비정질 이산화규소를 충분한 비율로 첨가하는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  15. 제 11 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 차아염소산을 함유하는 수용액 대 비정질 이산화규소의 질량 비율이 100:1 내지 1:1, 특히 50:1 내지 2:1이 되도록, 상기 수용액에 비정질 이산화규소를 첨가하는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  16. 제 11 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    희석된 물-/전해질 용액을 활성화함으로써 상기 차아염소산을 함유하는 수용액을 형성하는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    희석된 물-/전해질 용액을 소독에 적합한 준안정적인 상태로 변환시키기 위하여 전해질 용액, 특히 염화나트륨 용액 및/또는 염화칼륨 용액을 물에 첨가하고, 캐소드(62)를 갖는 적어도 하나의 캐소드 챔버 그리고 특히 다이어프램 또는 멤브레인(64)에 의해서 상기 캐소드 챔버로부터 공간적으로 분리되었고 애노드(61)를 갖는 적어도 하나의 애노드 챔버를 구비한 전기 분해 반응기(6) 내에서 전극(61, 62)에 직류 전압을 인가하여 전해질 용액이 제공된 희석된 물-/전해질 용액 형태의 물에 전류를 공급함으로써, 전기 화학적으로 활성화된 희석된 물-/전해질 용액을 얻는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서,
    상기 소독제를 제조하기 위하여 오로지 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 애노드 물-/전해질 용액만을 사용하는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 화학적 활성화 때에는 상기 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 애노드 물-/전해질 용액의 pH-값을 2.5 내지 3.5, 특히 2.7 내지 3.3, 바람직하게는 2.8 내지 3.2의 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  20. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 애노드 물-/전해질 용액의 산화·환원 퍼텐션을 1240mV 내지 1360mV, 특히 1280mV 내지 1360mV, 바람직하게는 1320mV 내지 1360mV의 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  21. 제 11 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자유 염소의 총합 파라미터를 10mg/l 내지 70mg/l, 특히 20mg/l 내지 60mg/l, 바람직하게는 30mg/l 내지 50mg/l의 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  22. 제 11 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    필요에 따라 완충용액을 첨가함으로써 상기 소독제의 pH-값을 상승시키는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 소독제의 pH-값을 8까지의 값으로, 특히 7까지의 값으로 상승시키는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    탄산염-/탄산수소염을 기본으로 하는 완충용액을 완충용액으로서 사용하는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  25. 제 16 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 물-/전해질 용액을 제조하기 위하여 순수한 물을 사용하는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 전기 화학적으로 활성화되고 희석된 물-/전해질 용액을 제조하기 위하 여 사용되는 원수(raw water)가 제일 먼저 역삼투, 마이크로-, 나노- 혹은 울트라 여과와 같은 멤브레인 처리 과정을 거치는 것을 특징으로 하는, 소독제 제조 방법.
  27. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 소독제를 사람 및 동물의 피부를 포함한 표면을 소독할 목적으로 사용하는, 소독제의 용도.
  28. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 소독제를 액상 매체, 특히 물을 소독할 목적으로 사용하는, 소독제의 용도.
KR1020097025873A 2007-05-15 2008-05-14 차아염소산(ＨＯＣｌ)을 함유하는 수용액을 기본으로 하는 소독제, 상기 소독제의 제조 방법, 그리고 상기 소독제의 용도 KR20100017772A (ko)

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