JP2001259643A

JP2001259643A - 脱イオン水製造装置とアルカリ性水製造装置と酸性水製造装置

Info

Publication number: JP2001259643A
Application number: JP2000074035A
Authority: JP
Inventors: Junichi Nawama; 潤一縄間; Yasuyuki Nukina; 康之貫名; Shuzo Tokumitsu; 修三徳満; Yoshifumi Moriya; 好文守屋
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-03-16
Filing date: 2000-03-16
Publication date: 2001-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の構成の脱イオン水製造装置あるいは酸
性水製造装置またはアルカリ性水製造装置は、処理性能
が十分ではないという課題を有している。【解決手段】スリット状あるいはメッシュ状の導電性
材料で構成した陰極２及び陽極６を使用して、電極内を
通水できるようにし、また、陰極２・隔膜３・スペーサ
４・隔膜５・陽極６の順序で各部を密着させて積層する
ことによって、陰極２と陽極６の間隔を非常に小さく保
ったまま通水経路が太くでき、大量の処理が効率よくで
きる脱イオン水製造装置としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電解液中のイオン
を移動させ除去することによって脱イオン水とする脱イ
オン水製造装置、あるいは、同様にしてアルカリ性水を
製造するアルカリ性水製造装置、あるいは同様にして酸
性水を製造する酸性水製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電解液に含まれる陽イオンを、電気的引
力によって陰極側へ移動させ、また同様に陰イオンを陽
極側へ移動させることによって、電解液中に含まれるイ
オンを除去する脱イオン水製造装置、あるいはイオンの
移動によって酸性度を高めた酸性水製造装置、またはア
ルカリ度を高めたアルカリ性水製造装置には、実験室な
どで使用する比較的小規模なものから、工業的に使用す
る大規模なものまで、数多くの装置が考案され、実用化
されるに至っている。

【０００３】図４は、従来の脱イオン水製造装置の典型
的な構造を示す断面図である。図４に示しているよう
に、脱イオン水製造装置は、直流電源の陰極側に接続し
た陰極板１０１と、直流電源の陽極側に接続した陽極板
１０４と、前記陰極板１０１と陽極板１０４との間に配
置している酸性イオン交換膜１０２と塩基性イオン交換
膜１０３と、これらの間に配置している処理室１０５を
備えている。前記陰極板１０１と酸性イオン交換膜１０
２との間隙は陰極室となっており、また、陽極板１０４
と塩基性イオン交換膜１０３との間隙は陽極室となって
いる。

【０００４】以上の構成で、陽極板１０４と陰極板１０
１との間に直流電圧を印加すると、処理室１０５に注入
した処理水は、電気分解されて脱イオン水として処理室
１０５から外部へ供給される。

【０００５】この時、陽極室内の陽極板１０４の表面近
傍では、酸化反応が生じると同時に、処理水中に含まれ
ている陰イオンは、塩基性イオン交換膜１０３を通過し
て陽極室に移動する。また、処理液中に含まれる陽イオ
ンは酸性イオン交換膜１０２を通過して陰極室に移動
し、陰極板１０１の表面近傍では還元反応が生じる。こ
の反応の結果、処理水に含まれる陰イオンと陽イオンと
は、陽極室、陰極室へと移動し、処理室１０５を通過す
る処理水から除去される。

【０００６】また、従って陽極室では酸性水が形成さ
れ、陰極室ではアルカリ性水が形成される。このとき、
陽極板１０４で生じる酸化反応の反応量（つまり処理液
から除去される陰イオンの数）、及び陰極板１０１で生
じる還元反応の反応量（つまり処理液から除去される陽
イオンの数）は、陽極板１０４から陰極板１０１に流れ
た電流量に等しいものである。例えば、陽極板１０４か
ら陰極板１０１へ１Ａの電流が１秒間流れた場合は、陽
極板１０４で生じる酸化反応量、つまり処理水中の陰イ
オンの持つ電子の陽極板１０１への移動量、及び陰極板
１０１で生じた還元反応量、つまり処理水中の陽イオン
の陰極板１０１への電子の移動量とは、共に、１Ａ×１
ｓｅｃ／Ｆ＝１．０４×１０^-5eqである。ここで、Fは
ファラデー常数で、eqは電荷等量を表す。

【０００７】この酸化反応またｆ還元反応を速やかに生
じさせるためには、陽極板１０４と塩基性イオン交換膜
１０３との間の距離ｄと、陰極板１０１と酸性イオン交
換膜１０２との間の距離ｄをなるべく狭くする必要があ
る。すなわち、陽極板１０４から陰極板１０１に至るま
での電位勾配を急激にする必要があるものである。つま
り、電位勾配を急激にすれば、処理水中に含まれる陽イ
オン及び陰イオンに加わる電気力が強くなり、陽イオン
はより速く陰極板へと移動して還元反応を起こし、ま
た、陰イオンはより速く陽極板へと移動して酸化反応を
起こすものである。こうして酸化反応及び還元反応は速
やかに生じ、供給できる脱イオン水の量が増えることと
なる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の構成の脱イ
オン水製造装置あるいは酸性水製造装置またはアルカリ
性水製造装置は、処理性能が十分ではないという課題を
有している。すなわち、陽極板と塩基性イオン交換膜と
の間の距離、また陰極板と塩基性イオン交換膜との間の
距離を狭くすれば、同時に陰極室及び陽極室の体積が小
さくなって、結果として、単位時間当たりに移動できる
イオンの量が減少するものである。換言すれば、処理で
きる処理水の量が減少して、脱イオン水製造装置として
性能が低下するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、スリット状あ
るいはメッシュ状の導電性材料で構成した陰極及び陽極
を使用して、電極内を通水できるようにし、また、陰極
・隔膜・スペーサ・隔膜・陽極の順序で各部を密着させ
て積層することによって、陰極と陽極の間隔を交換膜の
厚さのみに保ったまま通水経路が太くでき、大量の処理
か効率よくできる脱イオン水製造装置、あるいはアルカ
リ性水製造装置、あるいは酸性水製造装置としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】請求項１に記載した発明は、スリ
ット状あるいはメッシュ状の導電性材料で構成した新曲
及び陽極を使用して、電極内を通水できるようにし、ま
た、陰極・隔膜・スペーサ・隔膜・陽極の順序で各部を
密着させて積層することによって、陰極と陽極の間隔を
非常に小さく保ったまま通水経路が太くでき、大量の処
理が効率よくできる脱イオン水製造装置としている。

【００１１】請求項２に記載した発明は、酸性イオン交
換膜を使用するようにして、電解液が塩基性の場合に容
易に脱イオン水を供給できる脱イオン水製造装置として
いる。

【００１２】請求項３に記載した発明は、塩基性イオン
交換膜を使用するようにして、電解液が酸性の場合に容
易に脱イオン水を供給できる脱イオン水製造装置として
いる。

【００１３】請求項４に記載した発明は、酸性イオン交
換膜と塩基性イオン交換膜の両方を使用するようにし
て、電解液が水の場合に容易に脱イオン水を供給できる
脱イオン水製造装置としている。

【００１４】請求項５に記載した発明は、酸性官能基を
有する不織布を使用するようにして、電解液が塩基性の
場合に、イオン反応が全面的に生じて高性能の脱イオン
水製造装置とできるものである。

【００１５】請求項６に記載した発明は、塩基性官能基
を有する不織布を使用するようにして、電解液が酸性の
場合に、イオン反応が全面的に生じて高性能の脱イオン
水製造装置とできるものである。

【００１６】請求項７に記載した発明は、酸性官能基と
塩基性官能基を有する不織布を使用するようにして、電
解液が水の場合に、イオン反応が全面的に生じて、高性
能の脱イオン水製造装置とできるものである。

【００１７】請求項８に記載した発明は、陰極内に通水
した電解液が、スペーサ内を通過する電解液の陽イオン
を得て、アルカリ度が濃縮されたアルカリ性水として利
用できるアルカリ性水製造装置としているものである。

【００１８】請求項９に記載した発明は、陽極内に通水
した電解液が、スペーサ内を通過する電解液の陰イオン
を得て、酸性度が濃縮された酸性水として利用できる酸
性水製造装置としているものである。

【００１９】

【実施例】（実施例1）以下、本発明の第1の実施例につ
いて説明する。図１は本実施例の構成を示す断面図であ
る。本実施例の脱イオン水製造装置は、直流電源の負極
口１に接続している陰極ブロック２と、直流電源の正極
口７に接続している陽極ブロック６と、前記陰極ブロッ
ク２と陽極ブロック６との間に配置している隔膜３とス
ペーサ４と隔膜５を有している。

【００２０】前記陰極ブロック２と前記陽極ブロック６
とは、図２に示した構成となっている。図２は、陰極ブ
ロック２あるいは陽極ブロック６の構成を示す平面図で
ある。陰極ブロック２あるいは陽極ブロック６は、本実
施例では厚さ１ｍｍのプラスチック樹脂で構成した枠体
９の中央部に陰極ブロックの電極部８または陽極ブロッ
クの電極部８’を配置した構成としている。陰極ブロッ
クの電極部８は、導電性材料をスリット状あるいはメッ
シュ状に加工した構成としている。すなわち、本実施例
では、厚さ０．５ｍｍのチタン板をエキスパンド加工し
て、縦１５ｃｍ横１０ｃｍとしている。また陽極ブロッ
クの電極部８’は、前記陰極ブロックの電極部８と同様
にエキスパンド加工したチタン板を使用しているが、チ
タン板の表面には厚さ約１μｍの白金メッキを施してい
る。

【００２１】前記スペーサ４は、図３に示す構成として
いる。すなわち、スペーサ４は絶縁材料で構成してお
り、前記陰極ブロックの電極部８または陽極ブロックの
電極部８’を中央部の空間１３に挟持する枠体１０とし
ているものである。本実施例では枠体１０には、注水用
切り込み１１と排水用切り込み１２を設けている。

【００２２】隔膜３として本実施例では、市販されてい
る親水性濾過膜（ミリポア社製、品名メンブランフィ
ルタ）を、陰極ブロックの電極部８あるいは陽極ブロッ
クの電極部８’と同じ大きさに切り取って使用してい
る。

【００２３】また、本実施例では前記陰極ブロック２と
隔膜３とスペーサ４と隔膜５と陽極ブロック６とを密着
させて、積層して使用しているものである。

【００２４】以下、本実施例の動作について説明する。
陰極ブロック２の電極部８と、陽極ブロック６の電極部
８’との間に直流電圧を印加した状態で、スペーサ４内
に電解液を注入する。この電解液としては、地下水、水
道水、あるいは酸またはアルカリを含んでいる水が使用
できる。この電解液の注入は、例えば図示していない交
流１００Ｖで作動するマグネットポンプを駆動源とし
て、流量をニードルバルブで調整することによって行う
ことができる。またこの電解液の注入は、図３に示して
いるように、スペーサ４の注水用切り込み１１を利用す
るものである。

【００２５】またこのとき、本実施例では陰極ブロック
２と陽極ブロック６内には通水しておくものである。陰
極ブロック２を構成する陰極ブロックの電極部８と、陽
極ブロック６を構成する陽極ブロックの電極部８’は、
図２に示しているように枠体９の中央部に配置している
ものである。また、図１に示しているように、陰極ブロ
ック２の端部には隔膜３が、陽極ブロック６の端部には
隔膜５が配置されている。すなわち、導電性材料をエキ
スパンド加工した構成となっている陰極ブロックの電極
部８と陽極ブロックの電極部８’は、内部が通水できる
ようになっているものである。

【００２６】こうしてスペーサ４に注水された電解液
は、陰極ブロックの電極部８と陽極ブロックの電極部
８’との間に印加されている直流電圧によって電気分解
されながらスペーサ４内を通過する。このとき、スペー
サ４の両側には隔膜３と隔膜５とが配置されている。ま
た、陰極ブロック２と陽極ブロック６とは、隔膜３とス
ペーサ４と隔膜５とを挟持する形で密着されている。こ
のため、スペーサ４の注水用切り込み１１から注入され
た電解液は、スペーサ４から漏れることなく、電気分解
されながらスペーサ４を通過するものである。この電気
分解によって、電解液中に含まれている陽イオンは隔膜
３を通過して、陰極ブロック２の電極部８に引き寄せら
れる。また、陰イオンは隔膜５を通過して、陽極ブロッ
ク６の電極部８’に引き寄せられる。この結果、スペー
サ４を通過する電解液は脱イオン水となるものである。
また、陰極ブロック２を通過する電解液は、陽イオンが
濃縮されて高濃度のアルカリ性水となるものである。ま
た陰極ブロック２を通過する電解液は、陰イオンが濃縮
されて高濃度の酸性水となるものである。

【００２７】この脱イオン水は、当然ながらイオンを含
んでいないものであり、例えば精密部品の洗浄水等とし
て使用できるものである。また酸性水は、殺菌作用を有
しているため、例えば胃酸を中和したり医療用に使用し
たり、あるいは美容水として利用できるものである。ま
たアルカリ性水は、胃酸を中和したり、整腸剤として使
用できるものである。

【００２８】このとき本実施例では、陰極ブロック２
と、隔膜３と、スペーサ４と、隔膜５と、陽極ブロック
６とが密着して積層された構成となっているものであ
る。このため、陰極ブロック２と陽極ブロック６との間
の距離ｄは、隔膜３及び５と厚さを自在に変えうるスペ
ーサ４の厚みとの和になっているものである。すなわ
ち、従来の常識を越えた構成となっているもので、陰極
ブロック２と陽極ブロック６との間の距離はミクロンオ
ーダの非常に小さいものとなっている。このため、陰極
ブロックの電極部８と陽極ブロックの電極部８’との間
の電位勾配は従来の構成のものよりも非常に大きいもの
となっている。従って、前記した陽イオンあるいは陰イ
オンの移動は急激に行われるものである。また一旦移動
したイオンは、隔膜３または隔膜５によって弾かれるた
め、スペーサ４内に戻ることはないものである。すなわ
ち、スペーサ４を通過する電解液が脱イオン水となる、
あるいは陰極ブロック２を通過する電解液がアルカリ性
水となる、また陰極ブロック６を通過する電解液が酸性
水となるスピードは非常に速いものである。

【００２９】すなわち本実施例によれば、スリット状あ
るいはメッシュ状の導電性材料で構成した陰極ブロック
２と、スリット状あるいはメッシュ状の導電性材料で構
成した陽極ブロック６と、親水性濾過膜で構成した隔膜
３及び５と、絶縁材料で構成したスペーサ４とからな
り、前記各部は、陰極ブロック２・隔膜３・スペーサ４
・隔膜５・陽極ブロック６の順序で密着させながら積層
し、前記スペーサ４内に通水した電解液を前記スペーサ
４から脱イオン水として取り出すようにして、非常に効
率の高い脱イオン水製造装置を実現するものである。

【００３０】また同様に、スリット状あるいはメッシュ
状の導電性材料で構成した陰極ブロック２と、スリット
状あるいはメッシュ状の導電性材料で構成した陽極ブロ
ック６と、親水性濾過膜で構成した隔膜３及び５と、絶
縁材料で構成したスペーサ４とからなり、前記各部は、
陰極ブロック２・隔膜３・スペーサ４・隔膜５・陽極ブ
ロック６の順序で密着させながら積層し、前記陰極ブロ
ック２内に通水した電解液を陰極ブロック２からアルカ
リ性水として取り出すようにして、非常に効率の高いア
ルカリ性水製造装置を実現するものである。

【００３１】また同様に、スリット状あるいはメッシュ
状の導電性材料で構成した陰極ブロック２と、スリット
状あるいはメッシュ状の導電性材料で構成した陽極ブロ
ック６と、親水性濾過膜で構成した隔膜３及び５と、絶
縁材料で構成したスペーサ４とからなり、前記各部は、
陰極ブロック２・隔膜３・スペーサ４・隔膜５・陽極ブ
ロック６の順序で密着させながら積層し、前記陽極ブロ
ック６内に通水した電解液を陽極ブロック６から酸性水
として取り出すようにして、非常に効率の高い酸性水製
造装置を実現するものである。以下に本実施例の効果を
検証するために行った実験の結果について説明する。本
実験では、陰極ブロック２と陽極ブロック６に通水する
電解液として、約１ｍｏｌ／Ｌの硫酸ナトリウム溶液を
使用した。この硫酸ナトリウム溶液のｐＨｐＨは、初
期値で６．０であった。ままたスペーサ４に通水する電
解液として、純水を原液とした２ｍｍｏｌ（ミリモル）
／Ｌの食塩溶液を用いている。この食塩溶液の導電率
は、２４５μＳ／ｃｍであった（Sはジーメンスを表
す）。この食塩溶液を、スペーサ４の切り込み１１から
２００ｍＬ／分の流量で注水した。以上の条件で、図１
に示している直流電源の負極口１と、直流電源の正極口
７との間に直流定電圧１２Ｖを印加して、図３に示して
いるスペーサ４の排水用切り込み１２から排水された電
解液の導電率と、陰極ブロック２から排出される電解液
と、陽極ブロック６から排出される電解液のｐＨを測定
しているものである。

【００３２】この結果、スペーサ４から排出された電解
液の導電率は１０μＳ／ｃｍとなっており、また、陽極
ブロック６から排出される電解液のｐＨは３．２となっ
ている。また、陰極ブロック６から排出される電解液の
ｐＨは、９．５となっている。すなわち、スペーサ４か
ら排出された電解液は脱イオン水となっており、陽極ブ
ロック６から排出された電解液は酸性水となっており、
また陰極ブロック２から排出された電解液はアルカリ性
水となっているものである。またこのとき、本実施例の
構成としているために、電極間に印加する直流電圧の値
が１２Ｖという低い電圧であるにも関わらず、陽極ブロ
ック６と陰極ブロック２とスペーサ４から排出できる電
解液の流量は、２００ｍＬ／分を記録でき、非常に効率
の高い装置を実現できるものである。

【００３３】（実施例2）続いて本発明の第2の実施例に
ついて説明する。本実施例では、ず１で説明している隔
膜３として、酸性イオン交換膜を用いているものであ
る。酸性イオン交換膜には、旭化成工業製の品番ｋ５１
１Ｂを使用している。この酸性イオン交換膜を、図２に
示している陰極ブロックの電極部８と陽極ブロックの電
極部８’と同じ大きさとして使用しているものである。
酸性イオン交換膜は、表面に無数の陰イオンを有してい
るものであり、従って陰イオンは反発して通さないよう
に、また陽イオンは吸引して通すように作用するもので
ある。本実施例ではこの酸性イオン交換膜が陰極ブロッ
ク２の表面に張り付いているものである。

【００３４】従って、スペーサ４の上部から注入された
電解液に含まれている陽イオンは、酸性イオン交換膜を
通過して、陰極ブロック２内に非常に容易に移動できる
ものである。このため、陰極ブロック２から排出される
電解液はよりアルカリ度の高いアルカリ性水となるもの
である。

【００３５】以下、実施例１と同一の条件で行った実験
の結果について報告する。この実験の結果、陰極ブロッ
ク２から排出される電解液のｐＨは９．７となってい
る。また、スペーサ４から排出される電解液の導電率は
８μＳ／ｃｍであり、また陽極ブロック６から排出され
る電解液のｐＨは３．０となっている。すなわち、本実
施例によれば陰極ブロック２からはより高濃度となって
いるアルカリ性水を得ることができるものである。同時
に、スペーサ４からはより導電率の低い脱イオン水を得
ることができるものである。

【００３６】（実施例3）続いて本発明の第３の実施例
について説明する。本実施例では、図１に示している隔
膜５として塩基性イオン交換膜を用いているものであ
る。塩基性イオン交換膜として本実施例では、旭硝子工
業製の、品名セレミオンを使用している。この塩基性イ
オン交換膜を、図２に示している陰極ブロックの電極部
８と陽極ブロックの電極部８’と同じ大きさにして使用
しているものである。

【００３７】塩基性イオン交換膜は、表面に無数の陽イ
オンを有しているものである。本実施例では、この塩基
性イオン交換膜を陽極ブロック６の表面に貼りつけて使
用しているものである。

【００３８】従って、スペーサ４の上部から注入された
電解液に含まれている陰イオンは、塩基性イオン交換膜
を通過して、陽極ブロック６内に非常に容易に移動でき
るものである。このため、陽極ブロック６から排出され
る電解液はより酸性度の高い酸性水となるものである。

【００３９】以下、実施例１と同一の条件で行った実験
の結果について報告する。この実験の結果、陽極ブロッ
ク６から排出される電解液のｐＨは３．０となってい
る。また、スペーサ４から排出される電解液の導電率は
８μＳ／ｃｍであり、また陰極ブロック２から排出され
る電解液のｐＨは９．５となっている。すなわち、本実
施例によれば陽極ブロック６からはより高濃度となって
いる酸性水を得ることができるものである。同時に、ス
ペーサ４からは導電率の低い脱イオン水を得ることがで
きるものである。

【００４０】（実施例４）続いて本発明の第４の実施例
について説明する。本実施例では、図１で説明している
隔膜３として、酸性イオン交換膜を用い、また隔膜５と
して塩基性イオン交換膜を用いているものである。前記
酸性イオン交換膜としては旭化成工業製の品番Ｋ５１１
Ｂを、前記塩基性イオン交換膜には、旭硝子工業製の、
品名セレミオンを使用している。この塩基性イオン交換
膜と酸性イオン交換膜とを、図２に示している陰極ブロ
ックの電極部８と陽極ブロックの電極部８’と同じ大き
さとして使用しているものである。酸性イオン交換膜
は、表面に無数の陰イオンを有しているものであり、従
って陰イオンは反発して通さないように、また陽イオン
は吸引して通すように作用するものである。塩基性イオ
ン交換膜は、表面に無数の陽イオンを有しているもので
ある。従って陽イオンは反発して通さないように、陰イ
オンは吸引して通すように作用するものである。

【００４１】従って、スペーサ４の上部から注入された
電解液に含まれている陽イオンは、酸性イオン交換膜を
通過して、陰極ブロック２内に非常に容易に移動でき、
また陰イオンは塩基性イオン交換膜を通過して陽極ブロ
ック６内に非常に容易に移動できるものである。このた
め、陰極ブロック２から排出される電解液はよりアルカ
リ度の高いアルカリ性水となり、また陽極ブロック６か
ら排出される電解液はより酸性度の高い酸性水となるも
のである。同時に、スペーサ４から排出される電解液
は、より導電率の低い脱イオン水となるものである。

【００４２】以下、実施例１と同一の条件で行った実験
の結果について報告する。この実験の結果、陰極ブロッ
ク２から排出される電解液のｐＨは９．５となってい
る。また、スペーサ４から排出される電解液の導電率は
６μＳ／ｃｍであり、また陽極ブロック６から排出され
る電解液のｐＨは３．０となっている。すなわち、本実
施例によれば陰極ブロック２からはより高濃度となって
いるアルカリ性水を得ることができるものである。同時
に、スペーサ４からはより導電率の低い脱イオン水を得
ることができるものである。

【００４３】（実施例５）続いて本発明の第５の実施例
について説明する。本実施例では、図３に示しているス
ペーサ４の中央部の空間１３に塩基性官能基を有する不
織布を充填しているものである。前記不織布としては、
４級アンモニウム官能基を有する東レ製の不織布を使用
している。塩基性官能基を有する不織布は、表面に無数
の陰イオンを有しているものであり、従って陰イオンは
反発して通さないように、また陽イオンは吸引して通す
ように作用するものである。本実施例ではこの塩基性官
能基を有する不織布をスペーサ４の中央部に配置してい
る。従って、この不織布の内部を通過する電解液は、陽
イオンがこの不織布の表面から陰極ブロック２内に移動
し、また陰イオンは陽極ブロック６内に移動するもので
ある。

【００４４】従って、スペーサ４の上部から塩基性官能
基を有する不織布に注入された電解液に含まれている陽
イオンは、前記しているように不織布の表面から陰極ブ
ロック２内に非常に容易に移動できるものである。この
ため、陰極ブロック２から排出される電解液はよりアル
カリ度の高いアルカリ性水となるものである。このとき
本実施例では、塩基性官能基を有する不織布を使用して
いるため、前記イオンの移動反応は非常に広範囲に行わ
れるものであり、より効率的に行われるものである。

【００４５】以下、実施例１と同一の条件で行った実験
の結果について報告する。この実験の結果、陰極ブロッ
ク２から排出される電解液のｐＨは１０．０となってい
る。また、スペーサ４から排出される電解液の導電率は
６μＳ／ｃｍであり、また陽極ブロック６から排出され
る電解液のｐＨは３．０となっている。すなわち、本実
施例によれば陰極ブロック２からはより高濃度となって
いるアルカリ性水を得ることができるものである。同時
に、スペーサ４からはより導電率の低い脱イオン水を得
ることができるものである。

【００４６】（実施例６）続いて本発明の第６の実施例
について説明する。本実施例では、図３に示しているス
ペーサ４の中央部の空間１３に酸性官能基を有する不織
布を充填しているものである。前記不織布には、東レ製
のスルホン酸官能基を有する不織布を使用している。酸
性官能基を有する不織布は、表面に無数の陽イオンを有
しているものであり、従って陽イオンは反発して通さな
いように、また陰イオンは吸引して通すように作用する
ものである。本実施例ではこの酸性官能基を有する不織
布をスペーサ４の中央部に配置している。従って、この
不織布の内部を通過する電解液は、陰イオンがこの不織
布の表面から陽極ブロック６内に移動し、また陽イオン
は陰極ブロック２内に移動するものである。

【００４７】従って、スペーサ４の上部から参戦官能基
を有する不織布に注入された電解液に含まれている陰イ
オンは、前記しているように不織布の表面から陽極ブロ
ック６内に非常に容易に移動できるものである。このた
め、陽極ブロック６から排出される電解液はより酸性度
の高い酸性水となるものである。このとき本実施例で
は、酸性官能基を有する不織布を使用しているため、前
記イオンの移動反応は非常に広範囲に行われるものであ
り、より効率的に行われるものである。

【００４８】以下、実施例１と同一の条件で行った実験
の結果について報告する。この実験の結果、陽極ブロッ
ク６から排出される電解液のｐＨは２．９となってい
る。また、スペーサ４から排出される電解液の導電率は
６μＳ／ｃｍであり、また陰極ブロック２から排出され
る電解液のｐＨは９．７となっている。すなわち、本実
施例によれば陽極ブロック６からはより高濃度となって
いる酸性水を得ることができるものである。同時に、ス
ペーサ４からはより導電率の低い脱イオン水を得ること
ができるものである。

【００４９】（実施例７）続いて本発明の第７の実施例
について説明する。本実施例では、図３に示しているス
ペーサ４の中央部の空間１３に塩基性官能基と酸性官能
基を有する不織布を充填しているものである。前記酸性
官能基としてはスルホン酸官能基を使用し、塩基性官能
基としては４級アンモニウム官能基を使用しているもの
である。本実施例ではこの塩基性官能基と酸性官能基を
有する不織布をスペーサ４の中央部に配置している。従
って、この不織布の内部を通過する電解液は、陽イオン
がこの不織布の表面から陰極ブロック２内に移動し、ま
た陰イオンは不織布の表面から陽極ブロック６内に容易
に移動するものである。

【００５０】従って、スペーサ４の上部から塩基性官能
基と酸性官能基を有する不織布に注入された電解液に含
まれている陽イオンは、前記しているように不織布の表
面から陰極ブロック２内に非常に容易に移動でき、また
陰イオンは陽極ブロック６内に容易に移動するものであ
る。このため、陰極ブロック２から排出される電解液は
よりアルカリ度の高いアルカリ性水となり、また陽極ブ
ロック６から排出される電解液は酸性度の高い酸性水と
なるものである。また、スペーサ４から排出される電解
液は、より導電率の低い脱イオン水となるものである。
このとき本実施例では、塩基性官能基を有する不織布を
使用しているため、前記イオンの移動反応は非常に広範
囲に行われるものであり、より効率的に行われるもので
ある。

【００５１】以下、実施例１と同一の条件で行った実験
の結果について報告する。この実験の結果、陰極ブロッ
ク２から排出される電解液のｐＨは１０．０となってい
る。また、スペーサ４から排出される電解液の導電率は
５μＳ／ｃｍであり、また陽極ブロック６から排出され
る電解液のｐＨは２．８となっている。すなわち、本実
施例によれば陰極ブロック２からはより高濃度となって
いるアルカリ性水を得ることができるものである。また
陽極ブロック６からは、より高濃度となっている酸性水
を得ることができるものである。同時に、スペーサ４か
らはより導電率の低い脱イオン水を得ることができるも
のである。

【００５２】

【発明の効果】請求項１に記載した発明は、スリット状
あるいはメッシュ状の導電性材料で構成した陰極と、ス
リット状あるいはメッシュ状の導電性材料で構成した陽
極と、親水性濾過膜で構成した隔膜と、絶縁材料で構成
したスペーサとからなり、前記各部は、陰極・隔膜・ス
ペーサ・隔膜・陽極の順序で密着させながら積層し、前
記スペーサ内に通水した電解液を前記スペーサから脱イ
オン水として取り出す構成として、陰極と陽極の間隔を
非常に小さく保ったまま通水経路が太くでき、大量の処
理が効率よくできる脱イオン水製造装置を実現するもの
である。

【００５３】請求項２に記載した発明は、スリット状あ
るいはメッシュ状の導電性材料で構成した陰極と、スリ
ット状あるいはメッシュ状の導電性材料で構成した陽極
と、親水性濾過膜で構成した隔膜と、酸性イオン交換膜
と、絶縁材料で構成したスペーサとからなり、前記各部
は、陰極・酸性イオン交換膜・スペーサ・隔膜・陽極の
順序で密着させながら積層し、前記スペーサ内に通水し
た電解液を前記スペーサから脱イオン水として取り出す
構成として、電解液が塩基性の場合に容易に脱イオン水
を供給できる脱イオン水製造装置を実現するものであ
る。

【００５４】請求項３に記載した発明は、スリット状あ
るいはメッシュ状の導電性材料で構成した陰極と、スリ
ット状あるいはメッシュ状の導電性材料で構成した陽極
と、親水性濾過膜で構成した隔膜と、塩基性イオン交換
膜と、絶縁材料で構成したスペーサとからなり、前記各
部は、陰極・隔膜・スペーサ・塩基性イオン交換膜・陽
極の順序で密着させながら積層し、前記スペーサ内に通
水した電解液を前記スペーサから脱イオン水として取り
出す構成として、電解液が酸性の場合に容易に脱イオン
水を供給できる脱イオン水製造装置を実現するものであ
る。

【００５５】請求項４に記載した発明は、スリット状あ
るいはメッシュ状の導電性材料で構成した陰極と、スリ
ット状あるいはメッシュ状の導電性材料で構成した陽極
と、酸性イオン交換膜と塩基性イオン交換膜と、絶縁材
料で構成したスペーサとからなり、前記各部は、陰極・
酸性イオン交換膜・スペーサ・塩基性イオン交換膜・陽
極の順序で密着させながら積層し、前記スペーサ内に通
水した電解液を前記スペーサから脱イオン水として取り
出す構成として、電解液が水の場合に容易に脱イオン水
を供給できる脱イオン水製造装置を実現するものであ
る。

【００５６】請求項５に記載した発明は、スリット状あ
るいはメッシュ状の導電性材料で構成した陰極と、スリ
ット状あるいはメッシュ状の導電性材料で構成した陽極
と、親水性濾過膜で構成した隔膜と、酸性官能基を有す
る不織布とからなり、前記各部は、陰極・隔膜・不織布
・隔膜・陽極の順序で密着させながら積層し、前記不織
布内に通水した電解液を前記不織布から脱イオン水とし
て取り出す構成として、電解液が塩基性の場合に、イオ
ン反応が全面的に生じて高性能の脱イオン水製造装置を
実現するものである。

【００５７】請求項６に記載した発明は、スリット状あ
るいはメッシュ状の導電性材料で構成した陰極と、スリ
ット状あるいはメッシュ状の導電性材料で構成した陽極
と、親水性濾過膜で構成した隔膜と、塩基性官能基を有
する不織布とからなり、前記各部は、陰極・隔膜・不織
布・隔膜・陽極の順序で密着させながら積層し、前記不
織布内に通水した電解液を前記不織布から脱イオン水と
して取り出す構成として、電解液が酸性の場合に、イオ
ン反応が全面的に生じて高性能の脱イオン水製造装置を
実現するものである。

【００５８】請求項７に記載した発明は、スリット状あ
るいはメッシュ状の導電性材料で構成した陰極と、スリ
ット状あるいはメッシュ状の導電性材料で構成した陽極
と、親水性濾過膜で構成した隔膜と、酸性官能基と塩基
性官能基とを有する不織布とからなり、前記各部は、陰
極・隔膜・不織布・隔膜・陽極の順序で密着させながら
積層し、前記不織布内に通水した電解液を前記不織布か
ら脱イオン水として取り出す構成として、電解液が水の
場合に、イオン反応が全面的に生じて、高性能の脱イオ
ン水製造装置を実現するものである。

【００５９】請求項８に記載した発明は、請求項１から
請求項７のいずれか１項に記載した陰極内に通水した電
解液をアルカリ性水として取り出す構成として、陰極内
に通水した電解液が、スペーサ内を通過する電解液の陽
イオンを得て、アルカリ度が濃縮されたアルカリ性水と
して利用できる高効率のアルカリ性水製造装置を実現す
るものである。

【００６０】請求項９に記載した発明は、請求項１から
請求込み宇７のいずれか１項に記載した陽極内に通水し
た電解液を酸性水として取り出す構成として、陽極内に
通水した電解液が、スペーサ内を通過する電解液の陰イ
オンを得て、酸性度が濃縮された酸性水として利用でき
る高性能の酸性水製造装置を実現するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である脱イオン水製造装
置またはアルカリ性水製造装置または酸性水製造装置の
構成を示す断面図

【図２】同、陰極ブロックまたは陽極ブロックの構成を
示す平面図

【図３】同、スペーサの構成を示す平面図

【図４】従来の脱イオン水製造装置の構成を示す断面図

【符号の説明】

１直流電圧負極口２陰極ブロック３隔膜４スペーサ５隔膜６陽極ブロック７直流電圧正極口８陰極ブロックの電極部８’ 陽極ブロックの電極部９枠体１１注水用切り込み口１２排水用切り込み口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者徳満修三大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者守屋好文大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 4D061 DA02 DA03 DA10 DB07 DB08 DB13 EA02 EA09 EB12 EB13 EB35 ED13 4K011 AA10 AA21 AA31 BA07 CA04 DA01 4K021 AA09 BA02 DB01 DB05 DB11 DB31 DB36 DB53 DC07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スリット状あるいはメッシュ状の導電性
材料で構成した陰極と、スリット状あるいはメッシュ状
の導電性材料で構成した陽極と、親水性濾過膜で構成し
た隔膜と、絶縁材料で構成したスペーサとからなり、前
記各部は、陰極・隔膜・スペーサ・隔膜・陽極の順序で
密着させながら積層し、前記スペーサ内に通水した電解
液を前記スペーサから脱イオン水として取り出す脱イオ
ン水製造装置。
【請求項２】スリット状あるいはメッシュ状の導電性
材料で構成した陰極と、スリット状あるいはメッシュ状
の導電性材料で構成した陽極と、親水性濾過膜で構成し
た隔膜と、酸性イオン交換膜と、絶縁材料で構成したス
ペーサとからなり、前記各部は、陰極・酸性イオン交換
膜・スペーサ・隔膜・陽極の順序で密着させながら積層
し、前記スペーサ内に通水した電解液を前記スペーサか
ら脱イオン水として取り出す脱イオン水製造装置。こと
を特徴とし、処理する。
【請求項３】スリット状あるいはメッシュ状の導電性
材料で構成した陰極と、スリット状あるいはメッシュ状
の導電性材料で構成した陽極と、親水性濾過膜で構成し
た隔膜と、塩基性イオン交換膜と、絶縁材料で構成した
スペーサとからなり、前記各部は、陰極・隔膜・スペー
サ・塩基性イオン交換膜・陽極の順序で密着させながら
積層し、前記スペーサ内に通水した電解液を前記スペー
サから脱イオン水として取り出す脱イオン水製造装置。
【請求項４】スリット状あるいはメッシュ状の導電性
材料で構成した陰極と、スリット状あるいはメッシュ状
の導電性材料で構成した陽極と、酸性イオン交換膜と塩
基性イオン交換膜と、絶縁材料で構成したスペーサとか
らなり、前記各部は、陰極・酸性イオン交換膜・スペー
サ・塩基性イオン交換膜・陽極の順序で密着させながら
積層し、前記スペーサ内に通水した電解液を前記スペー
サから脱イオン水として取り出す脱イオン水製造装置。
【請求項５】スリット状あるいはメッシュ状の導電性
材料で構成した陰極と、スリット状あるいはメッシュ状
の導電性材料で構成した陽極と、親水性濾過膜で構成し
た隔膜と、酸性官能基を有する不織布とからなり、前記
各部は、陰極・隔膜・不織布・隔膜・陽極の順序で密着
させながら積層し、前記不織布内に通水した電解液を前
記不織布から脱イオン水として取り出す脱イオン水製造
装置。
【請求項６】スリット状あるいはメッシュ状の導電性
材料で構成した陰極と、スリット状あるいはメッシュ状
の導電性材料で構成した陽極と、親水性濾過膜で構成し
た隔膜と、塩基性官能基を有する不織布とからなり、前
記各部は、陰極・隔膜・不織布・隔膜・陽極の順序で密
着させながら積層し、前記不織布内に通水した電解液を
前記不織布から脱イオン水として取り出す脱イオン水製
造装置。
【請求項７】スリット状あるいはメッシュ状の導電性
材料で構成した陰極と、スリット状あるいはメッシュ状
の導電性材料で構成した陽極と、親水性濾過膜で構成し
た隔膜と、酸性官能基と塩基性官能基とを有する不織布
とからなり、前記各部は、陰極・隔膜・不織布・隔膜・
陽極の順序で密着させながら積層し、前記不織布内に通
水した電解液を前記不織布から脱イオン水として取り出
す脱イオン水製造装置
【請求項８】請求項１から請求項７のいずれか１項に
記載した陰極内に通水した電解液をアルカリ性水として
取り出すアルカリ性水製造装置。
【請求項９】請求項１から請求込み宇７のいずれか１
項に記載した陽極内に通水した電解液を酸性水として取
り出す酸性水製造装置。