JP2001137850A - 水の電解方法及び得られる生成水 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目的とする極性のイオン水のみを効率良く量
産することができる電解イオン水の電解方法及びその生
成水を提供する。 【解決手段】 電解槽１の陽極室３に電解質液の循環タ
ンク８から電解質溶液をポンプ９Ａで導入し、循環配管
１３で陽極室の循環系を構成する。陽イオン交換膜５Ｃ
で隔てられた陰極室４に原水を通水しながら陽極板６と
陰極板７に直流電圧を印加して、陰極室を通る原水にア
ルカリイオンを吸収させたアルカリイオン水を生成さ
せ、排水管１５を水圧により通過させて、アルカリイオ
ン水取り出し口１１Ｂより取り出す。更に高濃度イオン
水にするために、ペーハーセンサー１７を内設したイオ
ン水貯槽１６を設け、ペーハー指示計１９で監視しなが
ら所望のｐＨ値のイオン水が得られる迄生成したアルカ
リイオン水を電解するための循環ポンプ９Ｂを含む系を
設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】 本発明は、高純度の強電解酸性
イオン水、又は強アルカリイオン水に関するものであ
る。

【０００２】

【従来技術とその問題点】 水に食塩等の無機イオン性
物質を添加して電気分解を行う方法があり、特許２６２
６７７８号に於いて開示されている。

【０００３】別の方法で水を電気分解する方法として電
解槽内を３室に分割し、高純度の強電解アルカリイオン
水と酸性イオン水を得る技術が特開平８−１１６０及び
特開平９−２０２９８６に於いて開示されている。

【０００４】特許２６２６７７８号では水に無機イオン
物質として食塩、塩酸または硫酸を用い、これらの無機
イオン物質を水に添加して電気分解を行う方法で得られ
る酸性イオン水を殺菌水とする技術である。しかし、こ
の方法では未分解の無機イオン物質が酸性イオン水の中
に残存するのは避けられず、生成水中には前記無機イオ
ン物質が残存し、純粋な殺菌水は得られない。その為、
これら残存する無機イオン物質が金属の腐食に関与し、
発錆を引き起こすことが問題となっている。

【０００５】また、特開平８−１１６０ではイオン交換
膜で分割した３室の電解槽を用いて中間室に電解質液を
循環させ、左右の電極室に原水を通過させつつ電気分解
する方法で、酸性イオン水及びアルカリイオン水を別々
に純粋に得る方法であるが、左右の室内には電解質が不
在なので電気導電性が悪く、電解効率が悪い。

【０００６】この問題を解決する目的の特開平９−２０
２９８６では、３室の構成は前記特開平８−１１６０と
同じであるが、左右の電極室と中間室にそれぞれ一対の
電極を配置して電解を行う方法で、電気導電性を改善
し、電解効率を上げている。

【０００７】然しながら、この方法を含め、これら従来
の電気分解方法では必ず酸性イオン水とアルカリイオン
水が生成する。酸性イオン水とアルカリイオン水の生成
を隔膜で分けて生成しているからである。即ち、電解方
法が機構的に両性のイオン水を生成させているのであ
る。このうち残留性が少なく、強い殺菌力を持つ酸性イ
オン水だけを利用しようとするものである。

【０００８】殺菌力の低下を考慮に入れた、隔膜なしの
電解水生成装置も殺菌水生成装置として市販されてはい
るが、臭気残留性や殺菌力の低下を考えると良い方法と
は言えない。しかし、無駄水が出ない点が評価出来る。
この方法では弱アルカリ性の殺菌水が生成する。

【０００９】この様に酸性イオン水を得る為にはもう一
方のアルカリイオン水が生成するが、アルカリイオン水
は無駄水として廃棄されるケースが多い。

【００１０】

【発明の目的】 本発明では上述した未分解の無機イオ
ン物質を含まず、純粋なアルカリイオン水、又は酸性イ
オン水だけを電解で得る事を目的とする。

【００１１】従来技術ではアルカリイオン水が利用しづ
らい為に棄てられることが多いと述べたが、従来の電解
方法ではアルカリイオン水のｐＨが１１〜１２前後のも
のしか得られなかったので、洗浄力が不充分であったこ
とが原因している。アルカリイオン水もｐＨが高くなる
と殺菌効果を示す有用な除菌洗浄水となる。

【００１２】又、目的水が酸性イオン水の場合が殆ど
で、同時に生成するアルカリイオン水は目的水でない
為、棄てられているのが実状であった。

【００１３】

【問題点を解決するための手段】 本発明は、上記課題
を解決する為に、アルカリイオン水、又は酸性イオン水
のみを取り出し、無駄水を生成させない電解方法により
目的とするイオン水を生成させるようにしたものであ
る。

【００１４】具体的には、電解槽内をイオン交換膜で２
室以上に分割し、陽極室と陰極室を設けた構成とし、各
電極は陽極室・陰極室内に配置されている。

【００１５】アルカリイオン水のみを取り出したい場合
は陰極室に水道などの原水を通水し、陽極室内にはアル
カリイオン水を生成させる無機イオン性物質の溶解液、
例えばＮａＣｌ、ＮａＯＨ、ＫＣｌ、ＫＯＨなどの溶液
を循環させるようにする。

【００１６】これらの無機イオン性物質の濃度に制限は
ないが、濃度が高い程、電解電流が流れやすく、電解効
率が良くなる。

【００１７】従って、得られるアルカリイオン水のイオ
ン量を多く必要とする時は濃度を飽和又はそれに近い濃
度とするのが良い。それほどの必要がない時は、薄い濃
度のものでも電流が流れれば電流値に対応したアルカリ
イオン水をを生成することが可能である。

【００１８】アルカリイオン水のイオン量がそれほど要
求されない生成水を得るのであれば、陰極室に通水する
原水の量を加減する方が手っ取り早い方法といえる。

【００１９】アルカリイオン水を生成させる時は、電解
槽内の隔膜は陽イオン交換膜を使用するのが良い。陰イ
オン交換膜でも、若干のアルカリイオンが電解で陰極室
に生成するが効率が悪い。

【００２０】又、酸性イオン水のみを取り出したい場合
は、陽極室に水道などの原水を通水し、陰極室内には酸
性イオン水を生成させる無機イオン性物質の溶解液、例
えばＮａＣｌ、ＨＣｌ、ＫＣｌ、ＮＨ_４Ｃｌなどの溶液
を循環させるようにする。

【００２１】濃度については、ここでも濃い方が電解効
率が良くなることはアルカリイオン水生成のときと同じ
である。

【００２２】隔膜については、陰イオン交換膜を使用す
るのが良い。アルカリイオン水生成のときと同様、陽イ
オン交換膜を隔膜としても良いが、効率が悪くなるのは
前記と同様である。

【００２３】尚、アルカリイオン水のイオン濃度を更に
高くしたい場合は、アルカリイオン水をポンプで循環
し、所望のｐＨ値が得られる迄、繰り返し電解を繰り返
せば良い。酸性イオン水のイオン量を増やしたい時も同
様である。

【００２４】以下本発明の具体例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明の基本となる２室に分割した電解槽
で、イオン水を生成する装置の概要を示したもので、こ
の場合にはアルカリイオン水を生成させることを目的と
した構成になっている。

【００２５】図２〜９は、電解槽内の構成と流体の流れ
を模式的に示したものであり、端板は省略してある。

【００２６】図１に於いて、電解槽１は陽イオン交換膜
５Ｃにより室内が分割され、電解槽を形成させるための
端板２で２−２間を押圧し、陽極室３及び陰極室４が形
成されている。

【００２７】分割された陽極室３及び陰極室４は電極室
と呼ばれ、陽極室内には陽極板６、陰極室内には陰極板
７が配設されている。

【００２８】電極板の例を図１１Ａ〜１１Ｂに示すが、
チタン及び白金などの多孔板又は、ラス材（格子）等が
用いられる。

【００２９】陽極室３及び陰極室４は、図１０に示した
様に内部が空洞上の塩ビ板やポリエチレン板等であり、
図には示していないが空洞状のゴムパッキンなどをはさ
んで固定する。

【００３０】８は電解質液の循環タンクでポンプ９Ａよ
り導管１２を通った電解質液が電解槽１の陽極室３を通
り、循環配管１３により循環タンク８に戻るようになっ
ている。

【００３１】１０は、水道水などの原水入り口で水圧に
より導管１４を通り電解槽１の陰極室４を通過して排出
管１５を通った後、電解アルカリイオン水出口１１Ｂか
ら排出する様になっている。

【００３２】電解槽内では当然であるが、陽極と陰極間
には電圧が印加されるようになっていて、陰極室を通る
原水はここで陽イオン交換膜を透過してくるアルカリイ
オンを溶解して、アルカリイオン水となる。従って、ア
ルカリイオンだけが純粋に含まれたイオン水しか生成し
ない。

【００３３】アルカリイオン量を特に高くしたイオン水
は一過性の通水では採取しにくいので、貯槽１６に戻
し、ポンプ９Ｂを使って繰り返し循環しながら電解す
る。

【００３４】１７はペーハーセンサーで、ｐＨ指示計１
９で所望のｐＨに達したら、取り出しコック２０を開け
て取り出し配管２１からアルカリイオン水を排出する。

【００３５】１８はバルブで、循環系にするか一過性流
水にするかで流路は開閉される。

【００３６】図２、図４、図５、図８では電解質液とし
てアルカリイオンを生成する無機物質の水溶液を電解槽
内の陽極室３に循環させつつ、水道水などの原水を陰極
室４へ送り、電解してアルカリイオン水を得る例を示し
ている。

【００３７】図３、図６、図７、図９では酸性イオンを
生成する無機物質の水溶液を電解質液として電解槽内の
陰極室４に循環させつつ、水道水などの原水を陽極室３
へ送り電解して酸性イオン水を得る例を示している。

【００３８】ここでは２室構成を基本として電極板面積
を増やして電解効率を上げる３室構成と４室構成を示し
たが、５室構成以上としても本発明の効果が得られるこ
とは当然で、本発明の技術範囲に含まれるものである。

【００３９】尚、図中−、＋は直流安定化電源から送ら
れる直流の極を示しており、本発明では１２ボルト〜４
８ボルトの直流を通電する。

【００４０】

【作用】上記構成の本発明によれば、アルカリイオン水
を生成させる時は陰極室内に原水を通水させ、陽極室に
はアルカリイオン水を生成する無機物質の溶解液を循環
させ、隔膜に陽イオン交換膜を用いることにより導電性
の良好な条件となり、効率良く、しかも目的とするアル
カリイオン水のみが生成する。

【００４１】反対に酸性イオン水のみを生成させる時は
陽極室内に原水を通水させ、陰極室内には酸性イオン水
を生成する無機物質の溶解液を循環させて、隔膜に陰イ
オン交換膜を用いることにより効率良く酸性イオン水が
生成する。

【００４２】

【実施例】次に実施例にて本発明を説明する。図２〜図
９の構成を有する電解イオン水生成装置を用いて、以下
の条件で電解を行い、目的とする電解イオン水を得た。
又、実施例で使用した電解槽、電極室サイズ、電極材
質、電極間距離は下記の通りである。

【００４３】電極室サイズ（５７．６ｃｃ）：８０ｍｍ
×６０ｍｍ×１２ｍｍ 電極：チタンラス基材に３ミクロンの白金をメッキ ８
５ｍｍ×６０ｍｍサイズ 電極間距離：本発明に於いては基本的に電極間距離は殆
ど電流値に関与しない。通水側電極室内の電極板を出来
るだけ対極側の電極室寄りに設置する方が良い。本実施
例では隔膜から１〜２ｍｍとした。 電解質液の循環量：５ｌ／分

【００４４】その他の条件及び得られた結果を表１に記
す。生成水の流量及びアルカリイオン水はｐＨ及びアル
カリ度、酸性イオン水はｐＨ及び有効塩素量で示した。

【００４５】生成水の測定値は下記方法で行った結果を
示す。 ｐＨ・・・ガラス電極法 アルカリ度・・・２０ｍｌをサンプリングし、０．１規
定硫酸によりフェノールフタレイン指示薬により滴定し
た量。 有効塩素・・・ヨウ素でんぷん法によるチオ硫酸ナトリ
ウム溶液滴定。

【００４６】

【発明の効果】実施例で得た結果に見られる様に、本発
明の請求項１の電解方法によるときは、１２〜４８ボル
トという低電圧条件においても高電流が得られ、電極室
内に循環する電解質液と電極板の正負を選択して配設す
ることで目的とする任意の電解イオン水のみがもう一方
の電極室で生成される。

【００４７】その為、従来法の様に反対イオンの生成水
が出来ないので資源の無駄遣いがなくなる。しかもイオ
ン交換膜を透過してくる選択されたイオンだけが原水に
溶解する方式なので、原水には反対側の電荷を持つイオ
ンは殆ど混入しない良質なイオン水が得られる。

【００４８】又、本発明の請求項２の電解方法による時
は、高濃度のイオン量を含む水が簡単に、しかもペーハ
ーがコントロールされた均質なイオン水として得ること
が出来るという優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のイオン水生成装置の構成を示す概要
図である。

【図２】〜

【図３】 本発明のイオン水生成装置の電解槽を２室と
した説明図である。

【図４】〜

【図７】 本発明のイオン水生成装置の電解槽を３室と
した説明図である。

【図８】〜

【図９】 本発明のイオン水生成装置の電解槽を４室と
した説明図である。

【図１０】 電解槽を構成する電極室の構成を示す概要
図である。

【図１１Ａ】〜

【図１１Ｂ】 電極板の例を示す図であり、図１１Ａは
多孔板、図１１Ｂはラス板張り。

【符号の説明】

１・・・電解槽 ２・・・電解槽を形成させる為の端板（平板） ３・・・陽極室 ４・・・陰極室 ５Ａ・・・陰イオン交換膜 ５Ｃ・・・陽イオン交換膜 ６・・・陽極板 ７・・・陰極板 ８・・・電解質液の循環タンク ９Ａ、９Ｂ・・・ポンプ １０・・・原水入り口 １１Ａ・・・酸性イオン水取り出し口 １１Ｂ・・・アルカリイオン水取り出し口 １２・・・導管 １３・・・循環配管 １４・・・導管 １５・・・排水管 １６・・・イオン水貯槽 １７・・・ペーハーセンサー １８・・・バルブ １９・・・ｐＨ指示計 ２０・・・取り出しコック ２１・・・取り出し配管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解槽内をイオン交換膜で２室以上に分
   割し、陽極の設置された陽極室と、陰極の設置された陰
   極室を設けた電解槽を形成させ、陽極室又は陰極室のど
   ちらか一方の電極室内に電解質液を供給しつつ、他方の
   電極室内に原水を供給しながら電気分解する水の電解方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１で得られた生成水を繰り返し電
   解槽に循環させる水の電解方法。
3. 【請求項３】 請求項１及び２の水の電解方法で得られ
   る生成水であって陰極室から生成するｐＨ１３．０以下
   のアルカリイオン水。
4. 【請求項４】 請求項１及び２の水の電解方法で得られ
   る生成水であって陽極室から生成するｐＨ１．９以上の
   酸性イオン水。