コレスゴ!の除菌・消臭メカニズム

次亜塩素酸(HClO)の化学的特性と、
コレスゴの除菌・消臭メカニズム

コレスゴの除菌・消臭成分は、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウムが加水分解されて発生する次亜塩素酸(HClO)です。 次亜塩素酸(HClO)の化学的特性は次の通りで、コレスゴの除菌・消臭メカニズムは、この化学的特性によるものです。

 

■強力な酸化作用

次亜塩素酸(HClO)は強力な酸化作用を持っています。次亜塩素酸(HClO)分子中の塩素原子の酸化数は+1であり、Clの電子を吸収する強い力が、他の物質から2個の電子(2e)を引き抜き、Clとなる過程で、殺菌・消臭などの効果を発揮します。このような、他の物質から電子を引き抜く反応が酸化であり、その強さが酸化力=殺菌・消臭力です。

<次亜塩素酸分子の酸化反応>

HClO + H + 2e ⇌ Cl + H2O

 

■水溶液PHと次亜塩素酸の存在比率(乖離特性)

水溶液中の塩素(遊離有効塩素)は、水溶液のpHにより、存在形態(解離状態)が異なります。

アルカリ性の領域では、塩素(遊離有効塩素)は、非解離型の塩素である次亜塩素酸(HClO)から、次亜塩素酸イオン(ClO)と水素イオン(H)に解離します。

HClO ↔ ClO + H

例えば、通常の使用濃度(200ppm~1,000ppm)に希釈された次亜塩素酸ナトリウム溶液のpHは9~10のアルカリ性となるため、遊離有効塩素は、主に、次亜塩素酸イオン(ClO)の状態で存在します。

一方、中性のpH=7~酸性領域のpH=4程度までは、非解離型の次亜塩素酸(HClO)が非常に高い濃度で存在します。

更に、pH=3以下の強い酸性領域では、次亜塩素酸(HClO)の一部が溶存塩素(Cl2)に変化し、塩素濃度によっては、塩素ガス発生のリスクが高まります。

HClO + H + Cl ⇌ Cl2 + H2O

次亜塩素酸(HClO)の解離平衡成分であるHClO、ClO、Clには、いずれも除菌・消臭効果が有りますが、塩素(Cl2)は飛散速度が速く安定しないため、酸化力=除菌・消臭効果の中心は、次亜塩素酸(HClO)、次亜塩素酸イオン(ClO)となります。

但し、細胞膜への透過特性の違いから、次亜塩素酸(HClO)の方が、はるかに大きな効果を発揮します。(コレスゴの除菌・消臭メカニズムをご参照ください。)

次亜塩素酸(HClO)の解離平衡成分であるHClO、ClO、Clと、pHの関係を模式的に示せば、下図の通りです。(水溶液の温度により解離特性が異なります。 18℃、解離定数PKa=7.53の場合)

 

<水溶液pHと次亜塩素酸(HClO)の存在割合>

コレスゴイラスト2_04

 

■コレスゴの除菌・消臭メカニズム

塩素系除菌・消臭剤の効力は、水溶液中の遊離有効塩素全体の濃度ではなく、非解離型の次亜塩素酸(HClO)の濃度に大きく依存しています。

即ち、次亜塩素酸(HClO)は、次亜塩素酸イオン(ClO)に比べて、その効力が20倍~80倍も強力であると言われておりますが、次亜塩素酸(HClO)の存在割合が高い中性~弱酸性の水溶液は、アルカリ性の水溶液に比べて、薄い塩素濃度でも、大きな効力があることになります。

(注) pH6.5、有効塩素濃度50ppmのコレスゴ水溶液には、次亜塩素酸(HClO)が40ppm以上存在します。このコレスゴ水溶液は、pH9.0、有効塩素濃度1,000ppm以上の次亜塩素酸ナトリウム水溶液と同程度の除菌力を有することになります。

その理由は、次亜塩素酸(HClO)と次亜塩素酸イオン(ClO)の、微生物細胞膜への透過特性と関係しています。

 

◎細菌類の場合

細菌類の一般的な細胞の構造は、次図の通りで、外側に細胞壁、内側に形質膜、その内部に細胞質・核酸などの必須組織を持っています。

次亜塩素酸(HClO)は、分子サイズが小さく、且つ、電気的に中性であるため、細胞壁、及びその内側の形質膜を容易に透過し、内部の細胞質・核酸等の必須組織に対して直接、酸化作用を及ぼすことにより、強力な除菌作用を発揮します。

一方、次亜塩素酸イオン(ClO)は、細胞の形質膜(脂質二重層)を透過することができないため、形質膜の外側から細胞壁に損傷を与えることしかできず、その除菌効果は限定的となります。

 

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◎ウイルス類の場合

ウイルス類には、外殻にエンベロープ(脂質膜)を持つもの(ウイルスル類の80%)と、持たないものがあり、エンベロープを持たないウイルスの方が強靭です。(エンベロープを持たなくても、活性を維持できる。)

インフルエンザウイルスなど、外殻にエンベロープ(脂質膜)を持つウイルスは、次亜塩素酸(HClO)の酸化力により、エンベロープが酸化・破壊されて死滅します。

一方、ノロウイルスは、このエンベロープを持たない強靭なウイルスですが、コレスゴの次亜塩素酸(HClO)は、外殻のカプシド(タンパク質膜)を透過し、内側の遺伝子を酸化・破壊して、死滅させます。(アルコール消毒では、このタンパク質膜を攻撃できない。)

 

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