JP2002030297A - イオン混合水とその製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、十分に洗浄性能を発揮するイオン混合
水を得ることができなかった。 【解決手段】 水道水あるいは井戸水を、Ｎａイオン交
換樹脂１を通過させ、３０ｐｐｍ以上のＮａイオンを含
むイオン交換水にし、そのイオン交換水に、Ａｌイオン
を、Ａｌ電極４に通電することによってＮａイオン濃度
の１／１０以下の濃度となるように添加して、洗浄性能
を有するイオン混合水を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗剤を使用せずに
食器や衣類を洗浄することができる、洗浄性能を有する
イオン混合水と、その製造装置および製造方法とに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、我々は水道水や井戸水を主に飲
食あるいは洗浄等に活用している。従来、浄化作用ある
いは洗浄作用を持った水として、特許公報第２８８９９
０３号に示されるように、イオン交換樹脂を通して、Ｃ
ａ²⁺やＭｇ²⁺やＦｅ²⁺等の金属イオンを除去して軟化し
たイオン交換水を作製し、そのイオン交換水を、トルマ
リンと金属とを内蔵したイオン生成器の中を通すことに
よって製造されたイオン混合水という水があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
発明によるとイオン交換樹脂の中に水を通して、さらに
トルマリンとＡｌなどの金属に接するようにしたイオン
生成器内を通しているものであり、装置が複雑であっ
た。また、イオン交換樹脂を通過した水の中にとけ込む
Ａｌイオン濃度は、Ｎａイオン濃度すなわちＮａＯＨ濃
度やトルマリンによる電気的作用に依存するので原水の
硬度イオン成分に強く依存していた。また、水道水や井
戸水の硬度イオン成分の濃度が低いと十分に洗浄性能を
発揮しなかった。

【０００４】本発明は、上記従来の課題を考慮し、十分
に洗浄性能を発揮するイオン混合水と、その製造装置お
よび製造方法とを提供することを目的とするものであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の本発明（請求項１に対応）は、アルカリ金属
イオンと、アルカリ土類金属イオン、アンモニア属陽イ
オン、亜鉛属イオン、銀イオン、水酸化化合物、および
酸化物のうちから選ばれる少なくとも一種の物質とを含
有し、前記アルカリ金属イオン濃度が３０ｐｐｍ以上で
あり、前記物質の全濃度が前記アルカリ金属イオン濃度
の１／１０以下であることを特徴とするイオン混合水で
ある。

【０００６】第２の本発明（請求項２に対応）は、前記
水酸化化合物がコロイド状の水酸化化合物であることを
特徴とする第１の本発明に記載のイオン混合水である。

【０００７】第３の本発明（請求項３に対応）は、前記
酸化物がゾル状の酸化物であることを特徴とする第１の
本発明に記載のイオン混合水である。

【０００８】第４の本発明（請求項４に対応）は、水道
水あるいは井戸水に含まれるカチオンをアルカリ金属イ
オンに変換する陽イオン交換樹脂と、前記陽イオン交換
樹脂を通過したイオン交換水に、アルカリ土類金属イオ
ン、アンモニア属陽イオン、亜鉛属イオン、銀イオン、
水酸化化合物、および酸化物のうちから選ばれる少なく
とも一種の物質を添加する添加手段とを備えたことを特
徴とするイオン混合水の製造装置である。

【０００９】第５の本発明（請求項５に対応）は、前記
陽イオン交換樹脂を通過したイオン交換水に含まれる前
記アルカリ金属イオン濃度が３０ｐｐｍ以上であり、前
記添加手段が、前記物資の全濃度が前記アルカリ金属イ
オン濃度の１／１０以下となるように、前記物資を添加
することを特徴とする第４の本発明に記載のイオン混合
水の製造装置である。

【００１０】第６の本発明（請求項６に対応）は、前記
添加手段を通過したイオン混合水と、水道水あるいは井
戸水とを混合させる混合制御手段をさらに備え、前記混
合制御手段によって混合された混合液が、前記陽イオン
交換樹脂を通過し、さらに前記添加手段を通過すること
を特徴とする第４の本発明に記載のイオン混合水の製造
装置である。

【００１１】第７の本発明（請求項７に対応）は、前記
添加手段が、前記イオン交換水に、水道水あるいは井戸
水を加える手段であることを特徴とする第４から第６の
いずれかの本発明に記載のイオン混合水の製造装置であ
る。

【００１２】第８の本発明（請求項８に対応）は、前記
添加手段が、アンモニア属の金属物質、亜鉛属の金属物
質、または銀で形成された少なくとも一組の電極を有す
る電解槽と、前記電極に電圧を印加する電圧印加手段と
を少なくとも有し、前記電極に所定の時間、所定の電流
を通電することにより、前記イオン交換水に、前記アン
モニア属陽イオン、前記亜鉛属イオン、または銀イオン
を添加することを特徴とする第４から第６のいずれかの
本発明に記載のイオン混合水の製造装置である。

【００１３】第９の本発明（請求項９に対応）は、前記
電極を流れる電流の向きは、所定の通電時間経過毎に、
所定の向きとその向きと実質上逆の向きとに切り替えら
れることを特徴とする第８の本発明に記載のイオン混合
水の製造装置である。

【００１４】第１０の本発明（請求項１０に対応）は、
前記陽イオン交換樹脂が、Ｎａ型もしくはＫ型のイオン
交換樹脂であることを特徴とする第４から第９のいずれ
かの本発明に記載のイオン混合水の製造装置である。

【００１５】第１１の本発明（請求項１１に対応）は、
水道水あるいは井戸水を、陽イオン交換樹脂を通過させ
ることによって、前記水道水あるいは前記井戸水に含ま
れるカチオンをアルカリ金属イオンに変換し、前記陽イ
オン交換樹脂を通過したイオン交換水に、アルカリ土類
金属イオン、アンモニア属陽イオン、亜鉛属イオン、銀
イオン、水酸化化合物、および酸化物のうちから選ばれ
た少なくとも一種の物質を添加してイオン混合水を製造
することを特徴とするイオン混合水の製造方法である。

【００１６】第１２の本発明（請求項１２に対応）は、
前記陽イオン交換樹脂を通過したイオン交換水に含まれ
る前記アルカリ金属イオン濃度が３０ｐｐｍ以上であ
り、前記イオン交換水に、前記物質の全濃度が前記アル
カリ金属イオン濃度の１／１０以下となるように、前記
物質を添加することを特徴とする第１１の本発明に記載
のイオン混合水の製造方法である。

【００１７】第１３の本発明（請求項１３に対応）は、
前記物質を添加して製造したイオン混合水と、水道水あ
るいは井戸水とを混合し、その混合液を再度前記陽イオ
ン交換樹脂を通過させ、さらに前記物質を添加してイオ
ン混合水を製造することを特徴とする第１１の本発明に
記載のイオン混合水の製造方法である。

【００１８】さらに説明すると、本発明に係る洗浄性能
を有するイオン混合水は、水道水あるいは井戸水をＮａ
型イオン交換樹脂を通して、カチオンをＮａイオンとプ
ロトンとした後に、ＡｌイオンやＣａイオンなどのカチ
オンを極微量添加して製造するものである。水道水ある
いは井戸水中の硬度イオン成分濃度が低くて、イオン交
換樹脂を通した後に十分なアルカリ金属イオン濃度が得
られない場合には、Ａｌイオンを添加するための、所定
の電圧を印加したアルミニウムからなる電極対を有する
電解槽を通過させた後、再度前記陽イオン交換樹脂に戻
してアルミニウムイオンを除去することを繰り返すこと
により、アルカリ金属イオン濃度を任意に制御すること
ができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】食器洗い乾燥機による食器の洗浄
や洗濯機による衣類の洗浄には、界面活性剤を含む洗剤
が用いられるのが一般的である。界面活性剤は、容易に
生分解できないので環境破壊にもつながり、一部は浄水
場からの飲料水にも含まれている。本発明のイオン混合
水は、全く界面活性剤を用いることなく、食器洗い乾燥
機で汚れた食器の洗浄に洗浄効果を発揮する。

【００２０】本発明では、水道水や井戸水をＮａ型等の
陽イオン交換樹脂を用いて、カチオンをＮａイオンとプ
ロトン（元々の水の分離によるもの：Ｈ₂Ｏ←→Ｈ⁺＋Ｏ
Ｈ^-）に変換したイオン水に、所定の濃度のＡｌイオン
やＣａイオンなどの極低濃度の不純物イオンを混合し
て、洗浄性能を有するイオン混合水を製造する方法等を
提供する。以下に本発明の実施の形態を図を用いて詳細
に説明する。

【００２１】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１のイオン混合水の製造装置を示す構成図である。
Ｎａ型イオン交換樹脂１を収納する容器２が、連結管７
を介して、Ａｌ電極４を有する容器（電界槽）３に接続
され、水供給管６から水道水もしくは井戸水が供給さ
れ、上記容器２および容器３を通過して吐出管８からイ
オン混合水が取り出される。イオン交換樹脂１には、た
とえばスチレン・ジビニルベンゼンの球状の供重合体を
均一にスルフォン化した強酸性カチオン交換樹脂（Ｒｚ
ＳＯ₃Ｎａ）を用いる。

【００２２】このイオン交換樹脂１は、水道水もしくは
井戸水に含まれているＣａ²⁺イオン、Ｍｇ²⁺イオン、Ｆ
ｅ²⁺イオン等の金属イオンと、以下のイオン交換反応を
生じる。

【００２３】 ２Ｒ−ＳＯ₃Ｎａ ＋ Ｃａ²⁺ → （Ｒ−ＳＯ₃）₂Ｃａ ＋ ２Ｎａ⁺ ２Ｒ−ＳＯ₃Ｎａ ＋ Ｍｇ²⁺ → （Ｒ−ＳＯ₃）₂Ｍｇ ＋ ２Ｎａ⁺ ２Ｒ−ＳＯ₃Ｎａ ＋ Ｆｅ²⁺ → （Ｒ−ＳＯ₃）₂Ｆｅ ＋ ２Ｎａ⁺ 即ち、イオン交換樹脂１を通すことによって、水道水も
しくは井戸水に含まれているＣａ²⁺イオン、Ｍｇ²⁺イオ
ン、Ｆｅ²⁺イオン等の金属イオンを除去することができ
る。また、イオン交換樹脂１として強酸性カチオン交換
樹脂(RzSO₃Na)を用いることによって、Ｎａイオンが発
生する。

【００２４】この時に発生するＮａイオン濃度は約４０
ｐｐｍである。カチオンのみがＮａイオンに交換され
て、アニオンには何ら変化がないはずである。しかし、
水道水などはやや酸性よりのｐＨ＝６．８であるが、イ
オン交換樹脂１を通すことによって、ｐＨ＝７．３程度
までアルカリ性側にシフトする。このＮａイオンとOH^-
がサラダ油や牛脂などの油脂汚れ成分と鹸化反応を生じ
て洗浄効果を発揮する。

【００２５】次に、イオン交換水を容器３に移して、Ａ
ｌ電極４間に電源５から直流電圧を印加して電流を流
す。１００ｍＡで１分通電することによって、０．５ｐ
ｐｍ濃度のＡｌイオンが溶出したＮａイオン交換水を生
成することができる。

【００２６】このように短時間で所望の濃度のＡｌイオ
ンが得られる。電流値を１０００ｍＡにすると６秒で所
望の濃度となるが、トランスやリード線が太くなったり
してコスト高になる。また、１０ｍＡにすると１０分で
所望の濃度のＡｌイオンが得られるが、時間がかかる。

【００２７】Ａｌイオンなどの不純物を含むイオン交換
水を以下イオン混合水と呼ぶこととする。このときのＮ
ａイオンとＡｌイオンの割合は８０：１である。このイ
オン混合水を食器洗い乾燥機の洗浄水として用いて汚れ
た食器の洗浄に使用すると洗剤を使用しなくても食器の
洗浄率が９０％を越え、現在市販の洗剤とほぼ同等の洗
浄効果が得られた。

【００２８】以下に、図４を用いてイオン混合水に含ま
れるＮａイオンの濃度とＡｌイオンの濃度との関係と、
それに対する洗浄率について説明する。図４に示すよう
に、イオン混合水に含まれるＮａイオンの濃度が３０ｐ
ｐｍ以上であって、そのときのＡｌイオンの濃度が０を
超え１／１０以下であれば、洗浄率が顕著に高いことが
わかる。

【００２９】つまり、Ｎａイオン濃度が３０ｐｐｍを下
回ると洗浄性能が急激に落ちて、２０ｐｐｍになるとほ
とんど洗浄性能を示さなくなる。また、アンモニア属陽
イオンとしてのＡｌイオン濃度がＮａイオンの１／１
０、すなわちＡｌイオン濃度が３ｐｐｍまでは洗浄性能
を有するが、Ａｌイオン濃度がこれを超えると、洗浄性
能が急激に低下することが分かった。

【００３０】したがって、ＮａイオンとＡｌイオンとを
含有するイオン混合水であって、Ｎａイオンの濃度が３
０ｐｐｍ以上であり、かつＡｌイオンの濃度がＮａイオ
ン濃度の１／１０以下であるイオン混合水を用いると、
洗剤を用いずに食器や衣類等を洗浄することができると
いうことである。なお、Ａｌイオンの濃度は、Ａｌ電極
に通電する電流量および／または通電時間を制御するこ
とによって容易に調整することができる。また、Ａｌイ
オンの溶出は陽極側で起こるため、洗浄毎に電極の電流
の向きを変えることによって、一方の電極のみを消耗す
ることを避けることができる。

【００３１】なお、上記の実施の形態では、アルカリ金
属としてＮａイオン、アンモニア属陽イオンとしてＡｌ
イオンを用いたが、アルカリ金属としてＫイオンを使用
しても同等の洗浄結果が得られるのは言うまでもない。
その場合、イオン交換樹脂１としてはＫ型のイオン交換
樹脂を用いることになる。また、アンモニア属陽イオン
としてＡｌイオンの他に、ＴｉやＺｒなどのイオンを極
微量添加したイオン混合水でも同等の洗浄結果が得られ
るのも言うまでもない。その場合、電極として、Ｔｉや
Ｚｒなどを用いることができる。

【００３２】（実施の形態２）次に、実施の形態２につ
いて図２を用いて説明する。装置の構成についてである
が、Ｎａ型イオン交換樹脂１が収納された容器２に接続
された水供給管２０をＴ字管２５で分岐して、分岐管２
１がバルブ２２、連結管２３およびＴ字管２６を介し
て、容器２に接続された吐出管２４に接続されている。
水供給管２０から供給される水道水もしくは井戸水に含
まれるＣａイオン、Ｍｇイオン、Ｆｅイオンなどは実施
の形態１と同様にＮａ型イオン交換樹脂１により除去さ
れる。

【００３３】実施の形態１では、電気分解を使ってＡｌ
イオンをイオン交換水に溶出させたが、実施の形態２で
は水道水もしくは井戸水に含まれるミネラル成分つまり
Ｎａ型イオン交換樹脂１によって除去したイオンを０．
１〜１．０ｐｐｍ程度になるようにバルブ２２を調整し
て添加している。このようにして作製したイオン混合水
を食器洗い乾燥機に入れ、汚れた食器の洗浄に使用する
と、実施の形態１と同様に洗剤を使用しなくても食器の
洗浄率が９０％を越え、現在市販の食器洗い用洗剤とほ
ぼ同様の洗浄効果が得られた。

【００３４】以下に、図５を用いてイオン混合水に含ま
れるＮａイオンの濃度とＣａイオンの濃度との関係と、
それに対する洗浄率について説明する。図５に示すよう
に、イオン混合水に含まれるＮａイオンの濃度が３０ｐ
ｐｍ以上であって、そのときのＣａｌイオンの濃度が０
を超えＮａイオン濃度の１／１０以下であれば、洗浄率
が顕著に高いことがわかる。

【００３５】つまり、Ｎａイオン濃度が３０ｐｐｍを下
回ると洗浄性能が急激に落ちて、２０ｐｐｍになるとほ
とんど洗浄性能を示さなくなる。また、アルカリ土類金
属イオンとしてのＣａイオン濃度がＮａイオンの１／１
０、すなわちＣａイオン濃度が３ｐｐｍまでは洗浄性能
を有するが、Ｃａイオン濃度ががこれを超えると、洗浄
性能が急激に低下することが分かった。

【００３６】したがって、ＮａイオンとＣａｌイオンと
を含有するイオン混合水であって、Ｎａイオンの濃度が
３０ｐｐｍ以上であり、かつＣａイオンの濃度がＮａイ
オン濃度の１／１０以下であるイオン混合水を用いる
と、洗剤を用いずに食器や衣類等を洗浄することができ
るということである。なお、Ｃａイオンの濃度は、連結
管２３から添加する水の量を制御することによって容易
に調整することができる。

【００３７】なお、上記の実施の形態２では、アルカリ
金属としてＮａイオン、アルカリ土類金属としてＣａイ
オンやＭｇイオンの場合について説明したが、アルカリ
金属としてＫイオンを使用しても同様の洗浄性能を有す
ることは言うまでもない。

【００３８】（実施の形態３）次に実施の形態３につい
て説明する。装置構成は実施の形態１と同様であり、Ａ
ｌ電極の代わりに、亜鉛属のＣｕを用いた。Ｎａ型イオ
ン交換樹脂１を収納する容器２が、連結管７を介してＣ
ｕ電極を有する容器３に接続され、水供給管６から水道
水もしくは井戸水が供給され、上記容器２および容器３
を通過して吐出管８からイオン混合水が取り出される。
イオン交換樹脂１を通すことによって、水道水もしくは
井戸水に含まれているＣａ²⁺イオン、Ｍｇ²⁺イオン、Ｆ
ｅ²⁺イオン等の金属イオンを除去することができる。

【００３９】また、イオン交換樹脂１として強酸性カチ
オン交換樹脂（ＲｚＳＯ₃Ｎａ）を用いることによっ
て、Ｎａイオンが発生する。この時に発生するＮａイオ
ン濃度は約４０ｐｐｍである。カチオンのみがＮａイオ
ンに交換されて、アニオンには何ら変化がないはずであ
る。しかし、水道水などはやや酸性よりのｐＨ＝６．８
であるが、イオン交換樹脂１を通すことによって、ｐＨ
＝８．０程度までアルカリ性側にシフトする。

【００４０】すなわち、カチオンとしてＮａイオンが増
えることによって、プロトンがやや減少し、相対的にイ
オン交換水中のＯＨ^-イオンがやや増えていることにな
る。このＮａイオンとＯＨ^-がサラダ油や牛脂などの油
脂汚れに洗浄効果を発揮する。

【００４１】次に、イオン交換水を容器３に移して、Ｃ
ｕ電極３１間に電源５から直流電圧を印加して電流を流
す。１００ｍＡで１分通電することによって、０．５ｐ
ｐｍ濃度のＣｕイオンが溶出したＮａイオン交換水を生
成することができる。Ｃｕイオンなどの不純物を含むイ
オン交換水を以下イオン混合水と呼ぶこととする。この
ときのＮａイオンとＣｕイオンの割合は８０：１であ
る。このイオン混合水を食器洗い乾燥機の洗浄水として
用いて汚れた食器の洗浄に使用すると洗剤を使用しなく
ても食器の洗浄率が９０％を越え、現在市販の洗剤とほ
ぼ同等の洗浄効果が得られた。

【００４２】以下に、図６を用いてイオン混合水に含ま
れるＮａイオンの濃度とＣｕイオンの濃度との関係と、
それに対する洗浄率について説明する。図６に示すよう
に、イオン混合水に含まれるＮａイオンの濃度が３０ｐ
ｐｍ以上であって、そのときのＣｕイオンの濃度が０を
超えＮａイオン濃度の１／１０以下であれば、洗浄率が
顕著に高いことがわかる。

【００４３】つまり、Ｎａイオン濃度が３０ｐｐｍを下
回ると洗浄性能が急激に落ちて、２０ｐｐｍになるとほ
とんど洗浄性能を示さなくなる。また、亜鉛属イオンと
してのＣｕイオン濃度がＮａイオンの１／１０、すなわ
ちＣｕイオン濃度が３ｐｐｍまでは洗浄性能を有する
が、Ｃｕイオン濃度がこれを超えると、洗浄性能が急激
に低下することが分かった。

【００４４】したがって、ＮａイオンとＣｕイオンとを
含有するイオン混合水であって、Ｎａイオンの濃度が３
０ｐｐｍ以上であり、かつＣｕイオンの濃度がＮａイオ
ン濃度の１／１０以下であるイオン混合水を用いると、
洗剤を用いずに食器や衣類等を洗浄することができると
いうことである。なお、Ｃｕイオンの濃度は、Ｃｕ電極
に通電する電流量および／または通電時間を制御するこ
とによって容易に調整することができる。

【００４５】なお、上記の実施の形態３では、アルカリ
金属としてＮａイオン、亜鉛属イオンとしてＣｕイオン
を用いたが、アルカリ金属としてＫイオンを使用しても
同等の洗浄結果が得られるのは言うまでもない。その場
合、イオン交換樹脂１はＫ型のイオン交換樹脂を用いる
ことになる。また、亜鉛属イオンとしてＣｕイオンの他
に、ＺｎやＮｉやＭｎなどのイオンを極微量添加したイ
オン混合水でも同等の洗浄結果が得られるのも言うまで
もない。

【００４６】（実施の形態４）実施の形態１〜３は、ア
ルカリ金属イオンと他の金属イオンの混合水について述
べたが実施の形態４では、アルカリ金属イオンと水酸化
化合物あるいは酸化物を組み合わせたイオン混合水につ
いて説明する。実施の形態１〜３にあるようなＮａ型イ
オン交換樹脂を通してＣａイオンやＭｇイオンなど硬度
成分を除去してカチオンをＮａイオンとプロトンにした
後、Ａｌ（ＯＨ）₃などの水酸化化合物あるいはアルミ
ナ（Ａｌ₂Ｏ₃）などの酸化物を極微量添加することによ
って、実施の形態１〜３にある極微量の金属イオンの添
加と同様な洗浄特性を有するイオン混合水が作製でき
る。

【００４７】油脂成分からなる汚れは、実施の形態１で
詳細に説明しているように、油脂成分とＮａ⁺とＯＨ^-が
鹸化反応を生じて洗浄効果を発揮する。この鹸化反応で
生じた石鹸成分と極微量の水酸化化合物あるいは酸化物
が蛋白質と吸・脱着現象を起こして、蛋白質の洗浄と密
接に関係していると思われ、蛋白質の汚れに対しても洗
浄効果を生じる。

【００４８】酸化物を例に蛋白質の吸着挙動を説明す
る。酸化物の最表面には吸着水に由来する水酸基が形成
されており、固相の一部を形成している。この表面水酸
基の性質が、酸化物の静電特性や水、各イオン種等との
反応を支配している。酸化物格子の最前列にはＯ^2-が占
めており、金属イオンはその内側に位置する結晶表面の
構造を考えてみると、ここの吸着した水分子は、Ｏ^2-と
金属イオンに対して各プロトン供与体、電子供与体とし
て作用し、性質の異なる２種類の水酸基を形成する。

【００４９】第２列の２個の金属イオンに配位している
水酸基は金属イオンから強い分極を受けるため水素の結
合力が弱く、酸性の性質を示す。一方第１列の金属イオ
ンに配位した水酸基は、結晶からの分極が弱いため水素
が強く結合し、塩基性を示すようになる。

【００５０】 Ｍ−ＯＨ ＋ Ｈ⁺ ←→ Ｍ−ＯＨ₂ ⁺ Ｍ−ＯＨ ←→ Ｍ−Ｏ^- ＋ Ｈ⁺ ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃などの酸化物微
粒子の表面電荷を観察するとｐＨによって、表面電荷の
極性が変化し電気的に両性を示すが、酸化物の種類によ
り等電位点は大きく異なる。ＳｉＯ₂等電位点はｐＨ＝
４．２であり、ＴｉＯ₂の等電位点はｐＨ＝６．１、Ｚ
ｒＯ₂の等電位点はｐＨ＝７．３、Ａｌ₂Ｏ₃の等電位点
は、ｐＨ＝９．０である。Ｎａ型イオン交換樹脂を通し
て作成したイオン交換水は、ｐＨが約８であるため、Ｓ
ｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂の表面電位はマイナスであ
り、Ａｌ₂Ｏ₃の表面電位はプラスとなる。

【００５１】一方、蛋白質も分子内にカルボキシル基や
アミノ基等を有する両性電解質であり、表面電位がマイ
ナスのＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂などはアミノ基に吸
着し、表面電位がプラスのＡｌ₂Ｏ₃はカルボキシル基に
吸着する。従って、食器洗い乾燥機の洗浄水に使用した
場合、牛脂などとＮａ⁺（４０ｐｐｍ）とＯＨ^-による鹸
化反応および極微量（０．１ｐｐｍ）の酸化物あるいは
水酸化物と蛋白質との吸着によって、洗浄効果が生じ、
現在市販の洗剤とほぼ同様の洗浄性能を有することが分
かった。

【００５２】また、上記実施の形態４では、アルカリ金
属イオンとしてＮａイオン濃度が４０ｐｐｍの場合を説
明したが、３０ｐｐｍになると洗浄性能が急激に落ち
て、２０ｐｐｍになるとほとんど洗浄性能を示さなくな
る。また、酸化物あるいは水酸化物濃度が、Ｎａイオン
の１／４００の場合について説明したが、酸化物あるい
は水酸化物濃度が３ｐｐｍ程度即ちＮａイオン：Ｃｕイ
オン＝１０：１まで洗浄性能を有するが、酸化物あるい
は水酸化物濃度がこれ以上増えると洗浄性能が急激に低
下することが分かった。

【００５３】酸化物を例に説明したが、Ａｌ（Ｏ
Ｈ）₃、Ｆｅ（ＯＨ）₂、Ｆｅ（ＯＨ）₃、Ｍｎ（Ｏ
Ｈ）₂、Ｎｉ（ＯＨ）₂、Ｚｎ（ＯＨ）₂、Ｃｕ（ＯＨ）₂
などの水酸化化合物についても同様な洗浄性能を有する
ことは言うまでもない。また、酸化物が微粒子あるい
は、ゾル状、水酸化化合物がコロイド状であれ、表面電
荷を有する場合、蛋白質と吸着して洗浄性能を有するこ
とも言うまでもない。

【００５４】（実施の形態５）実施の形態１〜４まで
は、水道水あるいは井戸水の硬度イオン成分の濃度があ
る程度高くて、イオン交換した時に、Ｎａイオン濃度が
４０ｐｐｍ以上得られる場合について説明した。東北地
方や北海道では、雪解け水を使用しているので、水道水
はほとんど硬度イオン成分を含まないので、イオン交換
してもＮａイオン濃度が４０ｐｐｍ以上あるとは限らな
い。このような場合に、図３に示すようにＡｌイオンを
含む容器３を出たイオン混合水をもう一度イオン交換樹
脂１に戻してＡｌイオンを取り除くことによって、Ｎａ
イオン濃度を上げることができる。このような作業を何
回か繰り返すことによって、任意のＮａイオン濃度のイ
オン混合水が得られる。

【００５５】なお、Ａｌイオンを含む容器３を出たイオ
ン混合水をもう一度イオン交換樹脂１に戻すさい、水道
水あるいは井戸水と混合してからイオン交換樹脂１に戻
すこととする。

【００５６】また、Ａｌイオンを含む容器３を出たイオ
ン混合水に限らず、イオン交換水に、アルカリ土類金属
イオン、アンモニア属陽イオン、亜鉛属イオン、銀イオ
ン、水酸化化合物、および酸化物のうちから選ばれる少
なくとも一種の物質を添加したイオン混合水のアルカリ
金属イオン濃度が３０ｐｐｍを下回る場合であっても、
上記と同様に、そのアルカリ金属イオン濃度が低いイオ
ン混合水をもう一度イオン交換樹脂１に戻すことによっ
て、アルカリ金属イオン濃度を３０ｐｐｍ以上とするこ
とができる。

【００５７】従って、水道水あるいは井戸水の硬度イオ
ン成分濃度が低い場合でも、本実施の形態により、Ｎａ
イオン濃度を３０ｐｐｍ以上にでき、食器洗い乾燥機の
洗浄水に使用した場合の洗浄効果については、実施の形
態１と同様な結果が得られるので、ここでは説明をしな
い。

【００５８】上述したように、水道水あるいは井戸水を
Ｎａ型イオン交換樹脂を通して、カチオンをＮａイオン
とプロトンとした後に、ＡｌイオンやＣａイオンなどの
カチオンを極微量添加してできたイオン混合水は洗浄性
能を有することがわかった。また、水道水あるいは井戸
水中の硬度イオン成分濃度が低くて、十分なアルカリ金
属イオン濃度が得られない場合には、所定の電圧を印加
したアルミニウムからなる電極対を有する電解槽を通過
させるなどした後、再度前記陽イオン交換樹脂に戻して
アルミニウムイオンを除去することを繰り返すことによ
り、アルカリ金属イオン濃度を任意に制御することがで
きる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したところから明らかなよう
に、本発明は、十分に洗浄性能を発揮するイオン混合水
と、その製造装置および製造方法とを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１におけるイオン混合水の
製造装置の構成図

【図２】本発明の実施の形態２におけるイオン混合水の
製造装置の構成図

【図３】本発明の実施の形態５におけるイオン混合水の
製造装置の構成図

【図４】本発明の実施の形態１を説明するための図

【図５】本発明の実施の形態２を説明するための図

【図６】本発明の実施の形態３を説明するための図

【符号の説明】

１ Ｎａ型イオン交換樹脂 ４ Ａｌ電極 ６ 水供給管 ８ 吐出管 ２１ 分岐管 ２２ バルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 夜久 英信 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 柴田 恒雄 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 川▲さき▼ 良隆 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） 4D025 AA01 AB19 AB22 BA09 BB02 BB07 BB18 CA05 CA10 DA06 4D061 DA03 DB07 EA03 EA04 EB05 EB14 EB19 EB27 EB30 EB31 EB37 EB39 FA08 GA20 GC12 GC15 GC18 4H003 BA12 BA28 CA15 DA01 DA15 DA19 EA01 EA21 ED02 FA28

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルカリ金属イオンと、 アルカリ土類金属イオン、アンモニア属陽イオン、亜鉛
   属イオン、銀イオン、水酸化化合物、および酸化物のう
   ちから選ばれる少なくとも一種の物質とを含有し、 前記アルカリ金属イオン濃度が３０ｐｐｍ以上であり、
   前記物質の全濃度が前記アルカリ金属イオン濃度の１／
   １０以下であることを特徴とするイオン混合水。
2. 【請求項２】 前記水酸化化合物はコロイド状の水酸化
   化合物であることを特徴とする請求項１に記載のイオン
   混合水。
3. 【請求項３】 前記酸化物はゾル状の酸化物であること
   を特徴とする請求項１に記載のイオン混合水。
4. 【請求項４】 水道水あるいは井戸水に含まれるカチオ
   ンをアルカリ金属イオンに変換する陽イオン交換樹脂
   と、 前記陽イオン交換樹脂を通過したイオン交換水に、アル
   カリ土類金属イオン、アンモニア属陽イオン、亜鉛属イ
   オン、銀イオン、水酸化化合物、および酸化物のうちか
   ら選ばれる少なくとも一種の物質を添加する添加手段と
   を備えたことを特徴とするイオン混合水の製造装置。
5. 【請求項５】 前記陽イオン交換樹脂を通過したイオン
   交換水に含まれる前記アルカリ金属イオン濃度が３０ｐ
   ｐｍ以上であり、 前記添加手段は、前記物資の全濃度が前記アルカリ金属
   イオン濃度の１／１０以下となるように、前記物資を添
   加することを特徴とする請求項４に記載のイオン混合水
   の製造装置。
6. 【請求項６】 前記添加手段を通過したイオン混合水
   と、水道水あるいは井戸水とを混合させる混合制御手段
   をさらに備え、 前記混合制御手段によって混合された混合液は、前記陽
   イオン交換樹脂を通過し、さらに前記添加手段を通過す
   ることを特徴とする請求項４に記載のイオン混合水の製
   造装置。
7. 【請求項７】 前記添加手段は、前記イオン交換水に、
   水道水あるいは井戸水を加える手段であることを特徴と
   する請求項４から６のいずれかに記載のイオン混合水の
   製造装置。
8. 【請求項８】 前記添加手段は、アンモニア属の金属物
   質、亜鉛属の金属物質、または銀で形成された少なくと
   も一組の電極を有する電解槽と、前記電極に電圧を印加
   する電圧印加手段とを少なくとも有し、 前記電極に所定の時間、所定の電流を通電することによ
   り、前記イオン交換水に、前記アンモニア属陽イオン、
   前記亜鉛属イオン、または銀イオンを添加することを特
   徴とする請求項４から６のいずれかに記載のイオン混合
   水の製造装置。
9. 【請求項９】 前記電極を流れる電流の向きは、所定の
   通電時間経過毎に、所定の向きとその向きと実質上逆の
   向きとに切り替えられることを特徴とする請求項８に記
   載のイオン混合水の製造装置。
10. 【請求項１０】 前記陽イオン交換樹脂は、Ｎａ型もし
    くはＫ型のイオン交換樹脂であることを特徴とする請求
    項４から６のいずれかに記載のイオン混合水の製造装
    置。
11. 【請求項１１】 水道水あるいは井戸水を、陽イオン交
    換樹脂を通過させることによって、前記水道水あるいは
    前記井戸水に含まれるカチオンをアルカリ金属イオンに
    変換し、 前記陽イオン交換樹脂を通過したイオン交換水に、アル
    カリ土類金属イオン、アンモニア属陽イオン、亜鉛属イ
    オン、銀イオン、水酸化化合物、および酸化物のうちか
    ら選ばれた少なくとも一種の物質を添加してイオン混合
    水を製造することを特徴とするイオン混合水の製造方
    法。
12. 【請求項１２】 前記陽イオン交換樹脂を通過したイオ
    ン交換水に含まれる前記アルカリ金属イオン濃度が３０
    ｐｐｍ以上であり、 前記イオン交換水に、前記物質の全濃度が前記アルカリ
    金属イオン濃度の１／１０以下となるように、前記物質
    を添加することを特徴とする請求項１１に記載のイオン
    混合水の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記物質を添加して製造したイオン混
    合水と、水道水あるいは井戸水とを混合し、その混合液
    を再度前記陽イオン交換樹脂を通過させ、さらに前記物
    質を添加してイオン混合水を製造することを特徴とする
    請求項１１に記載のイオン混合水の製造方法。