次亜塩素酸水等の生成装置
【課題】
除菌、消臭などに使用する、消臭力、殺菌力の強い弱酸性から中性域の次亜塩素酸水等を作れる安全、簡易で、低廉な次亜塩素酸水等の生成装置を提供すること。
【解決手段】
塩水を電気分解する次亜塩素酸水等の生成装置であって、隔膜を持つ１つの電解槽内に無隔膜電解電極と有隔膜電解電極を配置し、電気制御装置で各電解電流値、電解時間及びその比などを設定することにより、要望する次亜塩素酸水等濃度及びＰＨを選択できる構成とする。また、前記電解槽または有隔膜電解のみを行う電解槽の陰極側電解液の一部を入れ換えることにより陽極側電解液のＰＨを調整する構成とする。
除菌、消臭などに使用する、消臭力、殺菌力の強い弱酸性から中性域の次亜塩素酸水等を作れる安全、簡易で、低廉な次亜塩素酸水等の生成装置を提供すること。
【解決手段】
塩水を電気分解する次亜塩素酸水等の生成装置であって、隔膜を持つ１つの電解槽内に無隔膜電解電極と有隔膜電解電極を配置し、電気制御装置で各電解電流値、電解時間及びその比などを設定することにより、要望する次亜塩素酸水等濃度及びＰＨを選択できる構成とする。また、前記電解槽または有隔膜電解のみを行う電解槽の陰極側電解液の一部を入れ換えることにより陽極側電解液のＰＨを調整する構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除菌、消臭などに使用する消臭力、殺菌力の強い弱酸性から中性域の次亜塩素酸や次亜塩素酸塩の水溶液（次亜塩素酸や次亜塩素酸塩を総称して次亜塩素酸等、次亜塩素酸等の水溶液を次亜塩素酸水等と定義し、以下、呼称する。）の生成を行う次亜塩素酸水等の生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、塩素ガス発生がなく、アルカリによる皮膚腐食のない弱酸性から中性付近の次亜塩素酸水等による強い殺菌、消臭力が注目されて、口内の殺菌、口臭予防、手指の洗浄などに使用する次亜塩素酸水等がボトルに詰められ販売されるようになってきている。
【０００３】
また、従来、食塩水を電気分解によって次亜塩素酸や次亜塩素酸塩の水溶液を生成する次亜塩素酸水等の生成装置が知られており、広く利用されている（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１２８９４１号公報
【特許文献２】特開平１０−１２８３３６号公報
【特許文献３】特開２００５−１２５２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示する次亜塩素酸水等の生成装置にあっては、酸性水およびアルカリ性水が流れる通水路に流水量を調整するバルブを設け、流量比率でＰＨを決めているため、微量調整が難しく、バルブの流量経時変化もあり、ＰＨを長時間安定させて使用することは難しく、ＰＨ計を備え自動調整するか頻繁にＰＨを測定し流量調整をしなければならなかった。特許文献２に開示する次亜塩素酸水等の生成装置にあっては、電解する原水に塩酸を添加することを要し、劇物である濃塩酸を希釈して用いるか、希塩酸を頻繁に取り扱わなければならず、次亜塩素酸水等の生成装置の利用者が限定された。特許文献３に開示する次亜塩素酸水等の生成装置にあっては、塩化ナトリウムなどの水溶液を使用し、隔膜電解法及び無隔膜電解法を組合わせて生成される２種類以上の電解水を混合し、中性域の次亜塩素酸水等を得るものであるが、電解槽を２つ以上持つため装置が大きくなり、またコストアップになるという欠点があった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、利用者が安全、簡易に、殺菌力の強い弱酸性から中性域の次亜塩素酸水等をつくることができる、低廉な次亜塩素酸水等の生成装置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】
【０００７】
このため第１の発明は、塩素イオンを含む電気分解液を電気分解して次亜塩素酸水等を生成する生成装置であって、隔膜でＡ槽とＢ槽に区切られた電解槽と、Ａ槽内に設けられた電極１及び電極２と、前記隔膜を隔ててＡ槽内に設けられた電極３およびＢ槽内に設けられた電極４と、電極１及び電極２を陽極陰極として電極１及び電極２に直流の定電流値Ｉ１、電極３を陽極及び電極４を陰極として電極３および電極４に直流の定電流値Ｉ２を流す電気制御装置とからなることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、前記定電流値Ｉ１と前記定電流値Ｉ２の比が、定電流値Ｉ２／定電流値Ｉ１＝０．０６〜１０であり、前記電気制御装置に定電流値Ｉ１及び定電流値Ｉ２の通電時間制御が組み込まれていることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、前記電気制御装置が前記電極３及び前記電極４を流れる直流の極性を所定時間ごとに反転する機能を有することを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、前記Ｂ槽に塩水を加える装置を有し、所定時間毎にもしくは連続して前記Ｂ槽に塩水を加え、Ｂ槽から出水することを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、塩素イオンを含む電気分解液を電気分解して次亜塩素酸水等を生成する生成装置であって、隔膜でＡ槽とＢ槽に区切られた電解槽と、前記隔膜を隔ててＡ槽内に設けられた電極３およびＢ槽内に設けられた電極４と、電極３を陽極及び電極４を陰極として電極３および電極４に直流の定電流を流す電気制御装置と、前記Ｂ槽に塩水を加える装置及び排水装置とからなり、所定時間毎にもしくは連続して前記Ｂ槽に塩水を加え、略同量のＢ槽電解液を排水し、電解電流量Ｑ（クーロン）に対し前記排水量が０．０１６×Ｑ（クーロン）ｍｌ以下であることを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、前記隔膜が陽イオン交換膜であることを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、前記隔膜または隔膜近傍に振動を与える装置を付設していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、一つの電解槽内で、塩素イオンを含む電気分解液（以下、「電解液」と略称する。）の無隔膜電気分解（隔膜を隔てない陰陽２極による電気分解で、これを「無隔膜電解」と呼ぶ、以下呼称する。）及び有隔膜電気分解（隔膜で仕切られた２槽のそれぞれに配置した陽極と陰極による電気分解で、これを有隔膜電解と呼ぶ、以下呼称する。）または有隔膜電気分解のみを行い、無隔膜の電解電流値および電解時間と有隔膜の電解電流値および電解時間を調節することにより、またＢ槽アルカリ性の電解液を一部入れ換えることにより、ＰＨ，残留塩素濃度を設定できる、利用者が安全，簡易に殺菌力の強い弱酸性から中性域の次亜塩素酸水等をつくることができる次亜塩素酸水等の生成装置を提供することができる。
【００１５】
また本発明は、電気分解により発生する気泡が隔膜に付着し通電を阻害するのを、隔膜に付着した気泡に動揺を与えて脱離させ、通電の阻害を防止することにより、安定した発生量の次亜塩素酸水等の生成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る次亜塩素酸水等の生成装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る次亜塩素酸水等の生成装置の電極部分の別の実施例の図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る次亜塩素酸水等の生成装置を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る次亜塩素酸水等の生成装置の電解槽部分の図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る電気分解によるＰＨとＢ槽電解液入換量の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための第１の形態について図１を用いて説明する。まず、構造の概略について説明する。電解槽ＡＢには電解用電極１，２，３，４、電解槽ＡＢ内を２つに区切る隔膜５、アルカリ水出水管６、次亜塩素酸水等出水管７、アルカリ水出水管８、電解液水位センサー１２１，１２２が付設されている。また、電極への通電を制御する電気制御装置Ｃ、水槽に電解液を供給する電解液供給管１３１，１３２及び電解液タンク１５が付設されている。
【００１８】
次に構造の詳細について説明する。電気分解を行う電解槽ＡＢは隔膜５によりＡ槽とＢ槽に区切られている。電解により、Ａ槽には次亜塩素酸水等が生成され、Ｂ槽内の水はアルカリ性となる。Ａ槽には電極１および電極２が対峙して設けられ、また、前記隔膜を隔ててＡ槽に電極３、Ｂ槽に電極４が設けられている。ここで対峙してとは液抵抗を大きくしない配置をすることを言い、厳密に向き合うことを要しない。電極１と電極２の極性は陰陽どちらも可能であるが、電極３を陽極とすることから隔膜５寄りの電極２を陽極とするのが好ましい。図１ではＡ槽内の陰陽電極のうち前記隔膜に近い側の電極２を陽極とし、電極２の背面を電極３として用い、該隔膜５を隔てて近接してＢ槽の電極４に陰極を設け、１つの電極で電極２と電極３の２つの役割をさせているが、図２のように別々に電極２と電極３を設けてもかまわない。
【００１９】
電極２、電極３など陽極は強い酸化環境の中でも耐久性を求められることから、チタン基材に白金または酸化イリジウムなどの白金族酸化物の被覆をして用いる。電極１は陽極として用いる場合にはチタン基材に白金または酸化イリジウムなどの白金族酸化物の被覆をして用い、陰極として用いる場合には陽極と同じ材質であっても良いがチタン材でも良い。食塩などの電解質を溶解するとき、逆浸透膜通過水、イオン交換樹脂通過水のようにカルシウムイオン、マグネシウムイオンなどのスケール成分を含まない水を用いた場合には、スケール除去のための逆電解が不要なので電極１、電極４の材質はチタン材でもよい。使用する水がスケール成分を含む場合には電極４の材質は直流の極性反転をするため陽極と同じ白金または白金族酸化物の被覆材など耐久性素材を用いる。
【００２０】
隔膜５はイオン泳動ができ、液が容易に行き来できない素材、たとえば、素焼き板、不織布、イオン交換膜などを用いる。不織布、イオン交換膜は耐久性の点からフッ素樹脂製のものが良い。不織布はＰＥ，ＰＰ，ＰＥＴ製など次亜塩素酸水等に耐える他の素材あっても良い。撥水性の素材は湿潤処理をして用いる。隔膜５は電解電圧を低くするため、薄くし補強の支材５１を用いて形成すると良いが、支材５１は無くても良い。
【００２１】
Ａ槽Ｂ槽に食塩などの塩素イオンを含む電解液を入れ、電極１、電極２に直流電流を流して電気分解を行う。また、電極３，電極４に直流電流を流して電気分解を行う。隔膜５を陽イオン交換膜にするとＢ槽に発生したＯＨ−イオンの通過が防止され、Ａ槽はより酸性に傾きやすくなる。
【００２２】
電気分解により水素ガス、酸素ガスが発生し、隔膜５に気泡が付着して通電を阻害するので、隔膜５の補強支材５１には隔膜５から気泡を脱離させるため振動装置１６が付設されている。気泡を脱離させるための振動装置は、本実施例では電磁石を用い補強支材５１への打撃を利用したが、オルゴールのように弾く方法であっても良く、隔膜５付近の電解槽容器を叩いても良く、水流、気流で隔膜５および付近に動揺を与えても良い。
【００２３】
電気制御装置Ｃには、電源へのコンセント、電極、振動装置、開閉弁、水位センサーなど電装部品と繋ぐ配線、電流値制御ボタン、時間制御ボタン、各種表示が設けられている。また、電解電流値、電解時間、その他電装部品を制御する電気回路が設けられている。無隔膜電解電流値、有隔膜電解電流値、電流値比の設定は、本実施例では無隔膜電解電流値、有隔膜電解電流値で設定しているが、無隔膜電解電流値と電流値比で設定するなど別の組合せで設定する構造としても良い。
【００２４】
Ａ槽，Ｂ槽に付設され、電解槽に入る液量を制御する電解液水位センサー１２１，１２２はチタンなどの耐食性金属を用い、一方を水位に一方を深く沈めて、２極の通電の有無で電気制御装置Ｃにより電解液水位が所定水位にあることを判断している。本例では電解液水位センサーに電極式を用いているが、フロート式、超音波式その他の方法であっても良い。また、本実施例では水位センサーを設けているが、定量ポンプなどで電解液流量を制御できる場合には水位センサーを設けなくても良い。
【００２５】
Ａ槽，Ｂ槽への電解液の供給のため電解液供給管１３１，１３２及び電解液タンク１５が設けられ、電解液供給管１３１，１３２にはそれぞれ電磁弁１４１，１４２が設けられており、電解液水位センサー１２１，１２２の信号を受けて電気制御装置Ｃが電磁弁１４１，１４２の開閉を行う構造となっている。本例では電磁弁を用いたが、ポンプ、定量ポンプその他の方法であっても良い。また、電解液は少量の濃厚塩水を定量ポンプで入れ、浄水を加える方法であっても良い。
【００２６】
また、Ａ槽には次亜塩素酸水等出水管７, Ｂ槽にはアルカリ水出水管８が設けられ、それぞれに電磁弁９、１０が付設され、電気制御装置Ｃの指示により開閉を行う構造となっている。本実施例では弁に電磁弁を用いているが、モーターによる開閉、レバーによる開閉など他の方法による開閉であっても良く、これにより本発明は制限されない。また、電解液水位センサー１２１，１２２、電解液供給管１３１，１３２及び電解液タンク１５、次亜塩素酸水等出水管７, アルカリ水出水管８の付設は必ずしも必要でなく、手動で供給、排出を行うなど電解液の供給、排出を他の方法で行っても本発明を免れるものではない。また、Ｂ槽の電解液のアルカリ濃度の過上昇防止およびＡ槽の電解液ＰＨ制御のためＢ槽の電解液の一部入れ換えを行うが、この排出のため排水装置を設けている。排水装置は排水できる構造物であれば良く、本実施例ではアルカリ水出水管６を設けている。なお、電解電流量に比し、Ｂ槽容量が大きい場合には水酸化物イオン濃度が高くならないのでアルカリ水出水管６は無くても良い。
【００２７】
次に動作について図１に基づいて説明する。電磁弁１４１，１４２が開き電解液タンク１５より電解液が電解液供給管１３１，１３２を通って電解槽ＡＢに供給される。電解液には塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩を水道水などの浄水、精製水、逆浸透膜通過水など不純物の少ない水に溶解して用いる。電解液が所定水位に達すると電解液水位センサー１２１，１２２の信号により電磁弁１４１，１４２が閉じ電解液の供給が停止する。電気制御装置Ｃの指示により電極１，電極２に所定電流値Ｉ１、電極３，電極４に所定電流値Ｉ２、が流れ電解液の電気分解が始まる。電気分解を継続すると電極から発生した酸素ガスと水素ガスの一部が隔膜５に付着するので、振動装置１６に通電して振動を起こし気泡を脱離する。振動装置１６への必要な通電間隔は電解電流に左右されるが、１０分程度の間隔で気泡を脱離してやればほとんど問題ない。電解中のＢ槽の電解液の水酸化物イオン濃度の変化でＡ槽の電解液のＰＨが左右されるのを防ぐため、所定時間間隔で所定量の電解液を電磁弁１４１を開いて供給し、またアルカリ水出水管６から同量を排出する。所定時間電解液の電気分解を行った後、電気制御装置Ｃの指示により電気分解は停止する。電気分解終了後、Ａ槽の次亜塩素酸水等は電磁弁９が開き、次亜塩素酸水等出水管７を通って出水され容器に貯えもしくは直接利用に供される。Ｂ槽のアルカリ水は電磁弁１０が開き、出水管８を通って出水され、油脂汚れ洗浄剤などとして利用されるか、廃棄される。回分式で説明したが本発明は回分式に限らず、小刻みの供給出水、連続供給出水する方法であっても良い。ここで前記定電流値Ｉ１，定電流値Ｉ２は所要電解時間内の平均電流値であって、所要電解時間内、一定電流値であることが望ましいが、所要電解時間に比し短時間内での電流値変化があっても、本発明を免れるものではない。
【００２８】
次に本発明を実施するための第２の形態について図３を用いて説明する。この場合、第１の実施形態と異なる部分について特に説明する。本実施形態では第１の実施形態のうち、Ａ槽の電極１を除いた構造をしている。電極１、電極２を用いる電気分解がなくなるので、それに必要な電気回路も不必要となり低コスト化できる。その反面Ａ槽の電解液の次亜塩素酸水等のＰＨ調整範囲は５〜７程度に抑えられ、次亜塩素酸水等の濃度とＰＨを選択する範囲が狭められる。本実施例ではＢ槽の電解液の入換によりＢ槽の電解液の水酸化物イオン濃度を調整し、これによりＡ槽の電解液のＰＨを調整するので、Ｂ槽の電解液の入換は必須であり、Ｂ槽容量は少ないほうが有利である。Ｂ槽の電解液の入換はＢ槽の電解液の水酸化物イオン濃度が大きく変化しない程度の水量で行う。一度の供給出水は同量であることを要しないが、Ｂ槽の水酸化物イオン濃度、電解液量の変化を避けるため、略同量とし、同量とすることがさらに好ましい。
【００２９】
次に本発明を実施するための第３の形態について図４を用いて説明する。この場合、第１の実施形態と異なる部分について特に説明する。本実施形態では第１の実施形態を横向きにした構造をしている。本実施形態では回分式としても使用できるが、連続して次亜塩素酸水等を生成する場合に適する。電気分解により酸素ガス、水素ガスが発生し、同じ電流量なら塩濃度が低いほどガス発生量が多くなるが、ガスの発生量が多い場合には、電極面が立て向きになるよう配置し上方に気泡を逃がし、排気ガス口を設けると良い。
【００３０】
次に本発明の生成装置を用いて生成した次亜塩素酸水等性状等について、前記生成装置の仕様及び電解条件とともに表す。ここで使用した水道水は埼玉県熊谷市の浄水（水道水）である。残留塩素濃度測定には柴田科学（株）製の機種名ＡＱ−１０２、ＰＨ測定には堀場製作所製の機種名Ｂ−２１１を用いた。ＰＨ標準液は東亜ディケーケー（株）製の中性燐酸塩標準液（ＰＨ６．８６）を用いた。残留塩素は塩素、次亜塩素酸及び次亜塩素酸ソーダを塩素に換算し加算したものであるが、弱酸性から中性付近では塩素の比率は極めて低いので残留塩素測定値は次亜塩素酸及び次亜塩素酸ソーダの和であるとして説明する。本実施例で用いた電解電極はチタン基材に酸化イリジウムで表面被覆。電極１、電極２の電解面積２ｃｍ２、面間隔１０ｍｍ、電極３、電極４の電解面積２ｃｍ2、面間隔２０ｍｍ、電解液の温度は８±２℃である。
【００３１】
【表１】
【００３２】
無隔膜電解電流値を３５０ｍＡとし、有隔膜電解電流値を変化させたときのＡ槽電解液のＰＨの変化を表１に示す。食塩濃度１０ｇ／ｌ、食塩溶解にはＲＯ水（逆浸透膜を通過した水）を使用、液量：Ａ槽Ｂ槽とも１０００ｍｌ、電流値比は有隔膜電解電流値を無隔膜電解電流値３５０ｍＡで割った値、０Ｈ〜１０Ｈは電解時間、空欄は測定せず。無隔膜電解電流値（電極１と電極２による電解の電流値Ｉ１、以下同じ）と有隔膜電解電流値（電極３と電極４による電解の電流値Ｉ２、以下同じ）の電流値比Ｉ２／Ｉ１を変化させることによりＡ槽電解液のＰＨを約３．５〜８．３の範囲で変化させることができる。また、次亜塩素酸水等発生量は総電解電流量にほぼ比例して増減するので、無隔膜電解電流値と前記電流値比Ｉ２／Ｉ１を調整することにより、ＰＨ５．８〜８．３の範囲で次亜塩素酸水等濃度とＰＨを独立にほぼ自由に変えることができる。更にＰＨ６．２〜７．６の範囲でより精度良く設定することができる。
【００３３】
【表２】
【００３４】
無隔膜電解と有隔膜電解の電解時間を変え、また、電流値比Ｉ２／Ｉ１を大きく変化させたときのＡ槽電解液のＰＨの変化を表２に示す。食塩濃度１０ｇ／ｌ、食塩溶解にはＲＯ水（逆浸透膜を通過した水）を使用、液量：Ａ槽Ｂ槽とも１０００ｍｌ、電流値比は有隔膜電解電流値を無隔膜電解電流値で割った値、０Ｈ〜１０Ｈは電解時間、無隔膜電解時間は連続１０時間、−欄は有隔膜電解をしていない時間帯、−数値（例：−１０．７）は有隔膜電解を始める直前のＡ槽の電解液のＰＨ、＊１は無隔膜電解９時間３０分後に無隔膜電解とともに有隔膜電解を３０分行った。表２からわかるように、電流値比及びそれぞれの電解時間、電流値を制御することにより、Ａ槽電解液のＰＨを弱酸性から中性付近に制御できる。
【００３５】
【表３】
【００３６】
前記電極３及び前記電極４を流れる直流の極性を所定時間ごとに反転し電気分解を続けたときの、前記有隔膜電解電流値と前記電極４の電解面に析出するスケールとの関係を表３に示す。食塩濃度１０ｇ／ｌ、食塩溶解には熊谷市水道水を使用、液量：Ａ槽Ｂ槽とも１０００ｍｌ、無隔膜電解電流値３５０ｍＡ、電流値比は有隔膜電解電流値を無隔膜電解電流値で割った値、０Ｈ〜１０Ｈは電解時間、電解時間は無隔膜電解、有隔膜電解とも連続１０時間。有隔膜電解は電極３を陽極（正電解）として６０分、陰極（逆電解）として６分の繰り返し。有隔膜電解電流値５０ｍＡ〜２００ｍＡの範囲で電極４の電解面に析出するスケールは認められなかった。
【００３７】
【表４】
【００３８】
前記電極３及び前記電極４を流れる直流の極性を所定時間ごとに反転し電気分解を続けたときに、前記電極４が陽極となる時間と前記電極４の電解面に析出するスケールとの関係を表４に示す。食塩濃度１０ｇ／ｌ、食塩溶解には熊谷市水道水を使用、液量：Ａ槽Ｂ槽とも１０００ｍｌ、無隔膜電解電流値３５０ｍＡ、有隔膜電解電流値１５０ｍＡ、０Ｈ〜１０Ｈは電解時間、電解時間は無隔膜電解、有隔膜電解とも連続１０時間。有隔膜電解は電極３を陽極（正電解）として６０分、陰極（逆電解）としてｘ分の繰り返し、ｘ分を１〜６０分とした。逆電解時間１〜６０分の範囲で電極４の電解面に析出するスケールは認められなかった。
【００３９】
【表５】
【００４０】
電気分解中、前記Ｂ槽の電解液に６０分毎に所定量の塩水を加え、同量を排水したときの加える塩水量とＡ槽の電解液のＰＨの関係を表５に示す。電解液：食塩濃度１０ｇ／ｌ、食塩溶解には熊谷市水道水を使用、液量：Ａ槽１０００ｍｌ、Ｂ槽３７０ｍｌ、無隔膜電解電流値３５０ｍＡ、有隔膜電解電流値２５０ｍＡ、電解時間は無隔膜電解、有隔膜電解とも連続１０時間。有隔膜電解は電極３を陽極として６０分、陰極として４．２分の繰り返し。加える塩水は電解液と同じもの。Ｂ槽への塩水の追加、同量の排水（Ｂ槽入換液量と呼ぶ、以下同じ）により、Ｂ槽入換液量の増加とともにＡ槽の電解液ＰＨが低い方へ変化している。
【００４１】
【表６】
【００４２】
無隔膜電解の無い、Ａ槽とＢ槽の液量を変えておこなった場合の、電気分解中前記Ｂ槽の電解液に６０分毎に所定量の塩水を加え、同量を排水したときの加える塩水量とＡ槽の電解液のＰＨの関係を表６に示す。電解液：食塩濃度１０ｇ／ｌ、食塩溶解には熊谷市水道水を使用、液量：Ａ槽８５０ｍｌ、Ｂ槽８５ｍｌ、有隔膜電解電流値３５０ｍＡ、連続１０時間。有隔膜電解は電極３を陽極として６０分、陰極として４．２分の繰り返し。加える塩水は電解液と同じもの、空欄は測定せず。Ｂ槽への塩水の追加、同量の排水により、Ａ槽の電解液ＰＨがＢ槽入換液量の増加とともに低い方へ変化している。食塩濃度５０ｇ／ｌ（有隔膜電解電流値３５０ｍＡ△印）、食塩濃度１０ｇ／ｌ（有隔膜電解電流値３５０ｍＡ○印）、食塩濃度５ｇ／ｌ（有隔膜電解電流値３００ｍＡ□印）、食塩濃度２ｇ／ｌ（有隔膜電解電流値１５０ｍＡ×印）のＰＨとＢ槽入換液量（すべて電解電流量１２６０クーロンに換算）の関係を図５に示す。ＰＨが弱酸性から中性付近の条件はＢ槽電解液の排水量が２０ｍｌ以下であり、０．０１６×電解電流量（クーロン）ｍｌ以下が適する。（０．３５Ａ×３６００Ｓｅｃ＝１２６０クーロン、２０ｍｌ／１２６０クーロン≒０．０１６ｍｌ/クーロンが得られる。）また、低電圧で電解するためと所定ＰＨに達する時間を短くするために食塩濃度５ｇ／ｌ以上がさらに適する。ここでは塩に食塩を用いたが塩化カリウムなど他の塩化物塩であっても良い。Ｂ槽入換液として用いた塩水はここでは電解液を用いたが、必ずしも電解液と同じものでなくても良く、通常電解圧が確保できる導電率の塩水であれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の次亜塩素酸水等の生成装置は、塩酸などの劇物を使用することなく、塩酸ガスの発生もなく、また、小型化、低コストにできるので、清掃、除菌、消臭を要する調理場、介護施設などに適する。
【符号の説明】
【００４４】
ＡＢ 電解槽
Ａ 隔膜で区切られた電解槽の１部分Ａ槽
Ｂ 隔膜で区切られた電解槽の１部分Ｂ槽
Ｃ 電気制御装置
１、２、３、４ 電極
５ 隔膜
５１ 支材
６ アルカリ水出水管
７ 次亜塩素酸水等出水管
８ アルカリ水出水管
９、１０ 電磁弁
１１１、１１２ 水位センサー配線
１２１、１２２ 電解液水位センサー
１３１、１３２ 電解液供給管
１４１、１４２ 電磁弁
１５ 電解液タンク
１６ 振動装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除菌、消臭などに使用する消臭力、殺菌力の強い弱酸性から中性域の次亜塩素酸や次亜塩素酸塩の水溶液（次亜塩素酸や次亜塩素酸塩を総称して次亜塩素酸等、次亜塩素酸等の水溶液を次亜塩素酸水等と定義し、以下、呼称する。）の生成を行う次亜塩素酸水等の生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、塩素ガス発生がなく、アルカリによる皮膚腐食のない弱酸性から中性付近の次亜塩素酸水等による強い殺菌、消臭力が注目されて、口内の殺菌、口臭予防、手指の洗浄などに使用する次亜塩素酸水等がボトルに詰められ販売されるようになってきている。
【０００３】
また、従来、食塩水を電気分解によって次亜塩素酸や次亜塩素酸塩の水溶液を生成する次亜塩素酸水等の生成装置が知られており、広く利用されている（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１２８９４１号公報
【特許文献２】特開平１０−１２８３３６号公報
【特許文献３】特開２００５−１２５２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に開示する次亜塩素酸水等の生成装置にあっては、酸性水およびアルカリ性水が流れる通水路に流水量を調整するバルブを設け、流量比率でＰＨを決めているため、微量調整が難しく、バルブの流量経時変化もあり、ＰＨを長時間安定させて使用することは難しく、ＰＨ計を備え自動調整するか頻繁にＰＨを測定し流量調整をしなければならなかった。特許文献２に開示する次亜塩素酸水等の生成装置にあっては、電解する原水に塩酸を添加することを要し、劇物である濃塩酸を希釈して用いるか、希塩酸を頻繁に取り扱わなければならず、次亜塩素酸水等の生成装置の利用者が限定された。特許文献３に開示する次亜塩素酸水等の生成装置にあっては、塩化ナトリウムなどの水溶液を使用し、隔膜電解法及び無隔膜電解法を組合わせて生成される２種類以上の電解水を混合し、中性域の次亜塩素酸水等を得るものであるが、電解槽を２つ以上持つため装置が大きくなり、またコストアップになるという欠点があった。
【０００６】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、利用者が安全、簡易に、殺菌力の強い弱酸性から中性域の次亜塩素酸水等をつくることができる、低廉な次亜塩素酸水等の生成装置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】
【０００７】
このため第１の発明は、塩素イオンを含む電気分解液を電気分解して次亜塩素酸水等を生成する生成装置であって、隔膜でＡ槽とＢ槽に区切られた電解槽と、Ａ槽内に設けられた電極１及び電極２と、前記隔膜を隔ててＡ槽内に設けられた電極３およびＢ槽内に設けられた電極４と、電極１及び電極２を陽極陰極として電極１及び電極２に直流の定電流値Ｉ１、電極３を陽極及び電極４を陰極として電極３および電極４に直流の定電流値Ｉ２を流す電気制御装置とからなることを特徴とする。
【０００８】
第２の発明は、前記定電流値Ｉ１と前記定電流値Ｉ２の比が、定電流値Ｉ２／定電流値Ｉ１＝０．０６〜１０であり、前記電気制御装置に定電流値Ｉ１及び定電流値Ｉ２の通電時間制御が組み込まれていることを特徴とする。
【０００９】
第３の発明は、前記電気制御装置が前記電極３及び前記電極４を流れる直流の極性を所定時間ごとに反転する機能を有することを特徴とする。
【００１０】
第４の発明は、前記Ｂ槽に塩水を加える装置を有し、所定時間毎にもしくは連続して前記Ｂ槽に塩水を加え、Ｂ槽から出水することを特徴とする。
【００１１】
第５の発明は、塩素イオンを含む電気分解液を電気分解して次亜塩素酸水等を生成する生成装置であって、隔膜でＡ槽とＢ槽に区切られた電解槽と、前記隔膜を隔ててＡ槽内に設けられた電極３およびＢ槽内に設けられた電極４と、電極３を陽極及び電極４を陰極として電極３および電極４に直流の定電流を流す電気制御装置と、前記Ｂ槽に塩水を加える装置及び排水装置とからなり、所定時間毎にもしくは連続して前記Ｂ槽に塩水を加え、略同量のＢ槽電解液を排水し、電解電流量Ｑ（クーロン）に対し前記排水量が０．０１６×Ｑ（クーロン）ｍｌ以下であることを特徴とする。
【００１２】
第６の発明は、前記隔膜が陽イオン交換膜であることを特徴とする。
【００１３】
第７の発明は、前記隔膜または隔膜近傍に振動を与える装置を付設していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、一つの電解槽内で、塩素イオンを含む電気分解液（以下、「電解液」と略称する。）の無隔膜電気分解（隔膜を隔てない陰陽２極による電気分解で、これを「無隔膜電解」と呼ぶ、以下呼称する。）及び有隔膜電気分解（隔膜で仕切られた２槽のそれぞれに配置した陽極と陰極による電気分解で、これを有隔膜電解と呼ぶ、以下呼称する。）または有隔膜電気分解のみを行い、無隔膜の電解電流値および電解時間と有隔膜の電解電流値および電解時間を調節することにより、またＢ槽アルカリ性の電解液を一部入れ換えることにより、ＰＨ，残留塩素濃度を設定できる、利用者が安全，簡易に殺菌力の強い弱酸性から中性域の次亜塩素酸水等をつくることができる次亜塩素酸水等の生成装置を提供することができる。
【００１５】
また本発明は、電気分解により発生する気泡が隔膜に付着し通電を阻害するのを、隔膜に付着した気泡に動揺を与えて脱離させ、通電の阻害を防止することにより、安定した発生量の次亜塩素酸水等の生成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る次亜塩素酸水等の生成装置を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る次亜塩素酸水等の生成装置の電極部分の別の実施例の図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る次亜塩素酸水等の生成装置を示す図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る次亜塩素酸水等の生成装置の電解槽部分の図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る電気分解によるＰＨとＢ槽電解液入換量の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を実施するための第１の形態について図１を用いて説明する。まず、構造の概略について説明する。電解槽ＡＢには電解用電極１，２，３，４、電解槽ＡＢ内を２つに区切る隔膜５、アルカリ水出水管６、次亜塩素酸水等出水管７、アルカリ水出水管８、電解液水位センサー１２１，１２２が付設されている。また、電極への通電を制御する電気制御装置Ｃ、水槽に電解液を供給する電解液供給管１３１，１３２及び電解液タンク１５が付設されている。
【００１８】
次に構造の詳細について説明する。電気分解を行う電解槽ＡＢは隔膜５によりＡ槽とＢ槽に区切られている。電解により、Ａ槽には次亜塩素酸水等が生成され、Ｂ槽内の水はアルカリ性となる。Ａ槽には電極１および電極２が対峙して設けられ、また、前記隔膜を隔ててＡ槽に電極３、Ｂ槽に電極４が設けられている。ここで対峙してとは液抵抗を大きくしない配置をすることを言い、厳密に向き合うことを要しない。電極１と電極２の極性は陰陽どちらも可能であるが、電極３を陽極とすることから隔膜５寄りの電極２を陽極とするのが好ましい。図１ではＡ槽内の陰陽電極のうち前記隔膜に近い側の電極２を陽極とし、電極２の背面を電極３として用い、該隔膜５を隔てて近接してＢ槽の電極４に陰極を設け、１つの電極で電極２と電極３の２つの役割をさせているが、図２のように別々に電極２と電極３を設けてもかまわない。
【００１９】
電極２、電極３など陽極は強い酸化環境の中でも耐久性を求められることから、チタン基材に白金または酸化イリジウムなどの白金族酸化物の被覆をして用いる。電極１は陽極として用いる場合にはチタン基材に白金または酸化イリジウムなどの白金族酸化物の被覆をして用い、陰極として用いる場合には陽極と同じ材質であっても良いがチタン材でも良い。食塩などの電解質を溶解するとき、逆浸透膜通過水、イオン交換樹脂通過水のようにカルシウムイオン、マグネシウムイオンなどのスケール成分を含まない水を用いた場合には、スケール除去のための逆電解が不要なので電極１、電極４の材質はチタン材でもよい。使用する水がスケール成分を含む場合には電極４の材質は直流の極性反転をするため陽極と同じ白金または白金族酸化物の被覆材など耐久性素材を用いる。
【００２０】
隔膜５はイオン泳動ができ、液が容易に行き来できない素材、たとえば、素焼き板、不織布、イオン交換膜などを用いる。不織布、イオン交換膜は耐久性の点からフッ素樹脂製のものが良い。不織布はＰＥ，ＰＰ，ＰＥＴ製など次亜塩素酸水等に耐える他の素材あっても良い。撥水性の素材は湿潤処理をして用いる。隔膜５は電解電圧を低くするため、薄くし補強の支材５１を用いて形成すると良いが、支材５１は無くても良い。
【００２１】
Ａ槽Ｂ槽に食塩などの塩素イオンを含む電解液を入れ、電極１、電極２に直流電流を流して電気分解を行う。また、電極３，電極４に直流電流を流して電気分解を行う。隔膜５を陽イオン交換膜にするとＢ槽に発生したＯＨ−イオンの通過が防止され、Ａ槽はより酸性に傾きやすくなる。
【００２２】
電気分解により水素ガス、酸素ガスが発生し、隔膜５に気泡が付着して通電を阻害するので、隔膜５の補強支材５１には隔膜５から気泡を脱離させるため振動装置１６が付設されている。気泡を脱離させるための振動装置は、本実施例では電磁石を用い補強支材５１への打撃を利用したが、オルゴールのように弾く方法であっても良く、隔膜５付近の電解槽容器を叩いても良く、水流、気流で隔膜５および付近に動揺を与えても良い。
【００２３】
電気制御装置Ｃには、電源へのコンセント、電極、振動装置、開閉弁、水位センサーなど電装部品と繋ぐ配線、電流値制御ボタン、時間制御ボタン、各種表示が設けられている。また、電解電流値、電解時間、その他電装部品を制御する電気回路が設けられている。無隔膜電解電流値、有隔膜電解電流値、電流値比の設定は、本実施例では無隔膜電解電流値、有隔膜電解電流値で設定しているが、無隔膜電解電流値と電流値比で設定するなど別の組合せで設定する構造としても良い。
【００２４】
Ａ槽，Ｂ槽に付設され、電解槽に入る液量を制御する電解液水位センサー１２１，１２２はチタンなどの耐食性金属を用い、一方を水位に一方を深く沈めて、２極の通電の有無で電気制御装置Ｃにより電解液水位が所定水位にあることを判断している。本例では電解液水位センサーに電極式を用いているが、フロート式、超音波式その他の方法であっても良い。また、本実施例では水位センサーを設けているが、定量ポンプなどで電解液流量を制御できる場合には水位センサーを設けなくても良い。
【００２５】
Ａ槽，Ｂ槽への電解液の供給のため電解液供給管１３１，１３２及び電解液タンク１５が設けられ、電解液供給管１３１，１３２にはそれぞれ電磁弁１４１，１４２が設けられており、電解液水位センサー１２１，１２２の信号を受けて電気制御装置Ｃが電磁弁１４１，１４２の開閉を行う構造となっている。本例では電磁弁を用いたが、ポンプ、定量ポンプその他の方法であっても良い。また、電解液は少量の濃厚塩水を定量ポンプで入れ、浄水を加える方法であっても良い。
【００２６】
また、Ａ槽には次亜塩素酸水等出水管７, Ｂ槽にはアルカリ水出水管８が設けられ、それぞれに電磁弁９、１０が付設され、電気制御装置Ｃの指示により開閉を行う構造となっている。本実施例では弁に電磁弁を用いているが、モーターによる開閉、レバーによる開閉など他の方法による開閉であっても良く、これにより本発明は制限されない。また、電解液水位センサー１２１，１２２、電解液供給管１３１，１３２及び電解液タンク１５、次亜塩素酸水等出水管７, アルカリ水出水管８の付設は必ずしも必要でなく、手動で供給、排出を行うなど電解液の供給、排出を他の方法で行っても本発明を免れるものではない。また、Ｂ槽の電解液のアルカリ濃度の過上昇防止およびＡ槽の電解液ＰＨ制御のためＢ槽の電解液の一部入れ換えを行うが、この排出のため排水装置を設けている。排水装置は排水できる構造物であれば良く、本実施例ではアルカリ水出水管６を設けている。なお、電解電流量に比し、Ｂ槽容量が大きい場合には水酸化物イオン濃度が高くならないのでアルカリ水出水管６は無くても良い。
【００２７】
次に動作について図１に基づいて説明する。電磁弁１４１，１４２が開き電解液タンク１５より電解液が電解液供給管１３１，１３２を通って電解槽ＡＢに供給される。電解液には塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩を水道水などの浄水、精製水、逆浸透膜通過水など不純物の少ない水に溶解して用いる。電解液が所定水位に達すると電解液水位センサー１２１，１２２の信号により電磁弁１４１，１４２が閉じ電解液の供給が停止する。電気制御装置Ｃの指示により電極１，電極２に所定電流値Ｉ１、電極３，電極４に所定電流値Ｉ２、が流れ電解液の電気分解が始まる。電気分解を継続すると電極から発生した酸素ガスと水素ガスの一部が隔膜５に付着するので、振動装置１６に通電して振動を起こし気泡を脱離する。振動装置１６への必要な通電間隔は電解電流に左右されるが、１０分程度の間隔で気泡を脱離してやればほとんど問題ない。電解中のＢ槽の電解液の水酸化物イオン濃度の変化でＡ槽の電解液のＰＨが左右されるのを防ぐため、所定時間間隔で所定量の電解液を電磁弁１４１を開いて供給し、またアルカリ水出水管６から同量を排出する。所定時間電解液の電気分解を行った後、電気制御装置Ｃの指示により電気分解は停止する。電気分解終了後、Ａ槽の次亜塩素酸水等は電磁弁９が開き、次亜塩素酸水等出水管７を通って出水され容器に貯えもしくは直接利用に供される。Ｂ槽のアルカリ水は電磁弁１０が開き、出水管８を通って出水され、油脂汚れ洗浄剤などとして利用されるか、廃棄される。回分式で説明したが本発明は回分式に限らず、小刻みの供給出水、連続供給出水する方法であっても良い。ここで前記定電流値Ｉ１，定電流値Ｉ２は所要電解時間内の平均電流値であって、所要電解時間内、一定電流値であることが望ましいが、所要電解時間に比し短時間内での電流値変化があっても、本発明を免れるものではない。
【００２８】
次に本発明を実施するための第２の形態について図３を用いて説明する。この場合、第１の実施形態と異なる部分について特に説明する。本実施形態では第１の実施形態のうち、Ａ槽の電極１を除いた構造をしている。電極１、電極２を用いる電気分解がなくなるので、それに必要な電気回路も不必要となり低コスト化できる。その反面Ａ槽の電解液の次亜塩素酸水等のＰＨ調整範囲は５〜７程度に抑えられ、次亜塩素酸水等の濃度とＰＨを選択する範囲が狭められる。本実施例ではＢ槽の電解液の入換によりＢ槽の電解液の水酸化物イオン濃度を調整し、これによりＡ槽の電解液のＰＨを調整するので、Ｂ槽の電解液の入換は必須であり、Ｂ槽容量は少ないほうが有利である。Ｂ槽の電解液の入換はＢ槽の電解液の水酸化物イオン濃度が大きく変化しない程度の水量で行う。一度の供給出水は同量であることを要しないが、Ｂ槽の水酸化物イオン濃度、電解液量の変化を避けるため、略同量とし、同量とすることがさらに好ましい。
【００２９】
次に本発明を実施するための第３の形態について図４を用いて説明する。この場合、第１の実施形態と異なる部分について特に説明する。本実施形態では第１の実施形態を横向きにした構造をしている。本実施形態では回分式としても使用できるが、連続して次亜塩素酸水等を生成する場合に適する。電気分解により酸素ガス、水素ガスが発生し、同じ電流量なら塩濃度が低いほどガス発生量が多くなるが、ガスの発生量が多い場合には、電極面が立て向きになるよう配置し上方に気泡を逃がし、排気ガス口を設けると良い。
【００３０】
次に本発明の生成装置を用いて生成した次亜塩素酸水等性状等について、前記生成装置の仕様及び電解条件とともに表す。ここで使用した水道水は埼玉県熊谷市の浄水（水道水）である。残留塩素濃度測定には柴田科学（株）製の機種名ＡＱ−１０２、ＰＨ測定には堀場製作所製の機種名Ｂ−２１１を用いた。ＰＨ標準液は東亜ディケーケー（株）製の中性燐酸塩標準液（ＰＨ６．８６）を用いた。残留塩素は塩素、次亜塩素酸及び次亜塩素酸ソーダを塩素に換算し加算したものであるが、弱酸性から中性付近では塩素の比率は極めて低いので残留塩素測定値は次亜塩素酸及び次亜塩素酸ソーダの和であるとして説明する。本実施例で用いた電解電極はチタン基材に酸化イリジウムで表面被覆。電極１、電極２の電解面積２ｃｍ２、面間隔１０ｍｍ、電極３、電極４の電解面積２ｃｍ2、面間隔２０ｍｍ、電解液の温度は８±２℃である。
【００３１】
【表１】
【００３２】
無隔膜電解電流値を３５０ｍＡとし、有隔膜電解電流値を変化させたときのＡ槽電解液のＰＨの変化を表１に示す。食塩濃度１０ｇ／ｌ、食塩溶解にはＲＯ水（逆浸透膜を通過した水）を使用、液量：Ａ槽Ｂ槽とも１０００ｍｌ、電流値比は有隔膜電解電流値を無隔膜電解電流値３５０ｍＡで割った値、０Ｈ〜１０Ｈは電解時間、空欄は測定せず。無隔膜電解電流値（電極１と電極２による電解の電流値Ｉ１、以下同じ）と有隔膜電解電流値（電極３と電極４による電解の電流値Ｉ２、以下同じ）の電流値比Ｉ２／Ｉ１を変化させることによりＡ槽電解液のＰＨを約３．５〜８．３の範囲で変化させることができる。また、次亜塩素酸水等発生量は総電解電流量にほぼ比例して増減するので、無隔膜電解電流値と前記電流値比Ｉ２／Ｉ１を調整することにより、ＰＨ５．８〜８．３の範囲で次亜塩素酸水等濃度とＰＨを独立にほぼ自由に変えることができる。更にＰＨ６．２〜７．６の範囲でより精度良く設定することができる。
【００３３】
【表２】
【００３４】
無隔膜電解と有隔膜電解の電解時間を変え、また、電流値比Ｉ２／Ｉ１を大きく変化させたときのＡ槽電解液のＰＨの変化を表２に示す。食塩濃度１０ｇ／ｌ、食塩溶解にはＲＯ水（逆浸透膜を通過した水）を使用、液量：Ａ槽Ｂ槽とも１０００ｍｌ、電流値比は有隔膜電解電流値を無隔膜電解電流値で割った値、０Ｈ〜１０Ｈは電解時間、無隔膜電解時間は連続１０時間、−欄は有隔膜電解をしていない時間帯、−数値（例：−１０．７）は有隔膜電解を始める直前のＡ槽の電解液のＰＨ、＊１は無隔膜電解９時間３０分後に無隔膜電解とともに有隔膜電解を３０分行った。表２からわかるように、電流値比及びそれぞれの電解時間、電流値を制御することにより、Ａ槽電解液のＰＨを弱酸性から中性付近に制御できる。
【００３５】
【表３】
【００３６】
前記電極３及び前記電極４を流れる直流の極性を所定時間ごとに反転し電気分解を続けたときの、前記有隔膜電解電流値と前記電極４の電解面に析出するスケールとの関係を表３に示す。食塩濃度１０ｇ／ｌ、食塩溶解には熊谷市水道水を使用、液量：Ａ槽Ｂ槽とも１０００ｍｌ、無隔膜電解電流値３５０ｍＡ、電流値比は有隔膜電解電流値を無隔膜電解電流値で割った値、０Ｈ〜１０Ｈは電解時間、電解時間は無隔膜電解、有隔膜電解とも連続１０時間。有隔膜電解は電極３を陽極（正電解）として６０分、陰極（逆電解）として６分の繰り返し。有隔膜電解電流値５０ｍＡ〜２００ｍＡの範囲で電極４の電解面に析出するスケールは認められなかった。
【００３７】
【表４】
【００３８】
前記電極３及び前記電極４を流れる直流の極性を所定時間ごとに反転し電気分解を続けたときに、前記電極４が陽極となる時間と前記電極４の電解面に析出するスケールとの関係を表４に示す。食塩濃度１０ｇ／ｌ、食塩溶解には熊谷市水道水を使用、液量：Ａ槽Ｂ槽とも１０００ｍｌ、無隔膜電解電流値３５０ｍＡ、有隔膜電解電流値１５０ｍＡ、０Ｈ〜１０Ｈは電解時間、電解時間は無隔膜電解、有隔膜電解とも連続１０時間。有隔膜電解は電極３を陽極（正電解）として６０分、陰極（逆電解）としてｘ分の繰り返し、ｘ分を１〜６０分とした。逆電解時間１〜６０分の範囲で電極４の電解面に析出するスケールは認められなかった。
【００３９】
【表５】
【００４０】
電気分解中、前記Ｂ槽の電解液に６０分毎に所定量の塩水を加え、同量を排水したときの加える塩水量とＡ槽の電解液のＰＨの関係を表５に示す。電解液：食塩濃度１０ｇ／ｌ、食塩溶解には熊谷市水道水を使用、液量：Ａ槽１０００ｍｌ、Ｂ槽３７０ｍｌ、無隔膜電解電流値３５０ｍＡ、有隔膜電解電流値２５０ｍＡ、電解時間は無隔膜電解、有隔膜電解とも連続１０時間。有隔膜電解は電極３を陽極として６０分、陰極として４．２分の繰り返し。加える塩水は電解液と同じもの。Ｂ槽への塩水の追加、同量の排水（Ｂ槽入換液量と呼ぶ、以下同じ）により、Ｂ槽入換液量の増加とともにＡ槽の電解液ＰＨが低い方へ変化している。
【００４１】
【表６】
【００４２】
無隔膜電解の無い、Ａ槽とＢ槽の液量を変えておこなった場合の、電気分解中前記Ｂ槽の電解液に６０分毎に所定量の塩水を加え、同量を排水したときの加える塩水量とＡ槽の電解液のＰＨの関係を表６に示す。電解液：食塩濃度１０ｇ／ｌ、食塩溶解には熊谷市水道水を使用、液量：Ａ槽８５０ｍｌ、Ｂ槽８５ｍｌ、有隔膜電解電流値３５０ｍＡ、連続１０時間。有隔膜電解は電極３を陽極として６０分、陰極として４．２分の繰り返し。加える塩水は電解液と同じもの、空欄は測定せず。Ｂ槽への塩水の追加、同量の排水により、Ａ槽の電解液ＰＨがＢ槽入換液量の増加とともに低い方へ変化している。食塩濃度５０ｇ／ｌ（有隔膜電解電流値３５０ｍＡ△印）、食塩濃度１０ｇ／ｌ（有隔膜電解電流値３５０ｍＡ○印）、食塩濃度５ｇ／ｌ（有隔膜電解電流値３００ｍＡ□印）、食塩濃度２ｇ／ｌ（有隔膜電解電流値１５０ｍＡ×印）のＰＨとＢ槽入換液量（すべて電解電流量１２６０クーロンに換算）の関係を図５に示す。ＰＨが弱酸性から中性付近の条件はＢ槽電解液の排水量が２０ｍｌ以下であり、０．０１６×電解電流量（クーロン）ｍｌ以下が適する。（０．３５Ａ×３６００Ｓｅｃ＝１２６０クーロン、２０ｍｌ／１２６０クーロン≒０．０１６ｍｌ/クーロンが得られる。）また、低電圧で電解するためと所定ＰＨに達する時間を短くするために食塩濃度５ｇ／ｌ以上がさらに適する。ここでは塩に食塩を用いたが塩化カリウムなど他の塩化物塩であっても良い。Ｂ槽入換液として用いた塩水はここでは電解液を用いたが、必ずしも電解液と同じものでなくても良く、通常電解圧が確保できる導電率の塩水であれば良い。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の次亜塩素酸水等の生成装置は、塩酸などの劇物を使用することなく、塩酸ガスの発生もなく、また、小型化、低コストにできるので、清掃、除菌、消臭を要する調理場、介護施設などに適する。
【符号の説明】
【００４４】
ＡＢ 電解槽
Ａ 隔膜で区切られた電解槽の１部分Ａ槽
Ｂ 隔膜で区切られた電解槽の１部分Ｂ槽
Ｃ 電気制御装置
１、２、３、４ 電極
５ 隔膜
５１ 支材
６ アルカリ水出水管
７ 次亜塩素酸水等出水管
８ アルカリ水出水管
９、１０ 電磁弁
１１１、１１２ 水位センサー配線
１２１、１２２ 電解液水位センサー
１３１、１３２ 電解液供給管
１４１、１４２ 電磁弁
１５ 電解液タンク
１６ 振動装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩素イオンを含む電気分解液を電気分解して次亜塩素酸水等を生成する生成装置であって、隔膜でＡ槽とＢ槽に区切られた電解槽と、Ａ槽内に設けられた電極１及び電極２と、前記隔膜を隔ててＡ槽内に設けられた電極３およびＢ槽内に設けられた電極４と、電極１及び電極２を陽極陰極として電極１及び電極２に直流の定電流値Ｉ１、電極３を陽極及び電極４を陰極として電極３および電極４に直流の定電流値Ｉ２を流す電気制御装置とからなることを特徴とする次亜塩素酸水等の生成装置。
【請求項２】
前記定電流値Ｉ１と前記定電流値Ｉ２の比が、定電流値Ｉ２／定電流値Ｉ１＝０．０６〜１０であり、前記電気制御装置に定電流値Ｉ１及び定電流値Ｉ２の通電時間制御が組み込まれていることを特徴とする請求項１記載の次亜塩素酸水等の生成装置。
【請求項３】
前記電気制御装置が、前記電極３及び前記電極４を流れる直流の極性を所定時間ごとに反転する機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の次亜塩素酸水等の生成装置。
【請求項４】
前記Ｂ槽に塩水を加える装置を有し、所定時間毎にもしくは連続して前記Ｂ槽に塩水を加え、Ｂ槽から出水することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の次亜塩素酸水等の生成装置。
【請求項５】
塩素イオンを含む電気分解液を電気分解して次亜塩素酸水等を生成する生成装置であって、隔膜でＡ槽とＢ槽に区切られた電解槽と、前記隔膜を隔ててＡ槽内に設けられた電極３およびＢ槽内に設けられた電極４と、電極３を陽極及び電極４を陰極として電極３および電極４に直流の定電流を流す電気制御装置と、前記Ｂ槽に塩水を加える装置及び排水装置とからなり、所定時間毎にもしくは連続して前記Ｂ槽に塩水を加え、略同量のＢ槽電解液を排水し、電解電流量Ｑ（クーロン）に対し前記排水量が０．０１６×Ｑ（クーロン）ｍｌ以下であることを特徴とする次亜塩素酸水等の生成装置。
【請求項６】
前記隔膜が陽イオン交換膜であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の次亜塩素酸水等の生成装置。
【請求項７】
前記隔膜または隔膜近傍に振動を与える装置を付設していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の次亜塩素酸水等の生成装置。
【請求項１】
塩素イオンを含む電気分解液を電気分解して次亜塩素酸水等を生成する生成装置であって、隔膜でＡ槽とＢ槽に区切られた電解槽と、Ａ槽内に設けられた電極１及び電極２と、前記隔膜を隔ててＡ槽内に設けられた電極３およびＢ槽内に設けられた電極４と、電極１及び電極２を陽極陰極として電極１及び電極２に直流の定電流値Ｉ１、電極３を陽極及び電極４を陰極として電極３および電極４に直流の定電流値Ｉ２を流す電気制御装置とからなることを特徴とする次亜塩素酸水等の生成装置。
【請求項２】
前記定電流値Ｉ１と前記定電流値Ｉ２の比が、定電流値Ｉ２／定電流値Ｉ１＝０．０６〜１０であり、前記電気制御装置に定電流値Ｉ１及び定電流値Ｉ２の通電時間制御が組み込まれていることを特徴とする請求項１記載の次亜塩素酸水等の生成装置。
【請求項３】
前記電気制御装置が、前記電極３及び前記電極４を流れる直流の極性を所定時間ごとに反転する機能を有することを特徴とする請求項１乃至請求項２に記載の次亜塩素酸水等の生成装置。
【請求項４】
前記Ｂ槽に塩水を加える装置を有し、所定時間毎にもしくは連続して前記Ｂ槽に塩水を加え、Ｂ槽から出水することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の次亜塩素酸水等の生成装置。
【請求項５】
塩素イオンを含む電気分解液を電気分解して次亜塩素酸水等を生成する生成装置であって、隔膜でＡ槽とＢ槽に区切られた電解槽と、前記隔膜を隔ててＡ槽内に設けられた電極３およびＢ槽内に設けられた電極４と、電極３を陽極及び電極４を陰極として電極３および電極４に直流の定電流を流す電気制御装置と、前記Ｂ槽に塩水を加える装置及び排水装置とからなり、所定時間毎にもしくは連続して前記Ｂ槽に塩水を加え、略同量のＢ槽電解液を排水し、電解電流量Ｑ（クーロン）に対し前記排水量が０．０１６×Ｑ（クーロン）ｍｌ以下であることを特徴とする次亜塩素酸水等の生成装置。
【請求項６】
前記隔膜が陽イオン交換膜であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の次亜塩素酸水等の生成装置。
【請求項７】
前記隔膜または隔膜近傍に振動を与える装置を付設していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の次亜塩素酸水等の生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１９６６４３（Ｐ２０１２−１９６６４３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６３５８７（Ｐ２０１１−６３５８７）
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００１９７５６２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１８日（２０１２．１０．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２３日（２０１１．３．２３）
【出願人】（０００１９７５６２）
【Ｆターム（参考）】
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