JP2022085597A - 組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】次亜塩素酸水や金属イオン水等の元となる水溶液を生成する。【解決手段】タブレット（１２００）は、水に溶けて塩化物イオンを生じる塩化物と、前記塩化物が溶けた水を弱酸性にするｐＨ調整用物質とを含む。【選択図】図１４
Description
本発明は、水を電気分解して電解水を生成する元となる水溶液を生成するための組成物に関する。
消毒剤、殺菌剤として、次亜塩素酸水が知られている。また、防臭剤、抗菌剤として金属イオン水が知られている。
例えば、特許文献１には、次亜塩素酸水または金属イオン水を生成、噴霧可能な携帯用電解水噴霧器が記載されている。
しかし、上述した従来技術では、次亜塩素酸水や金属イオン水を生成するための元となる水容液をどのように生成するかという点については記載されていない。
本発明の一態様は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、次亜塩素酸水や金属イオン水等の元となる水溶液を生成するための組成物を実現することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る組成物は、タブレット状に形成され、水に溶けて塩化物イオンを生じる塩化物と、前記塩化物が溶けた水を弱酸性にするｐＨ調整用物質とを、含む。
本発明の一態様によれば、組成物にｐＨ調整用物質が含まれるため、水溶液中の水素イオン濃度指数（ｐＨ）が高くなりすぎることを抑制できるという効果を奏する。また、組成物をタブレット状に形成することにより、ユーザは、タブレットを水に投入するのみで、次亜塩素酸水および金属イオン水等の元となる水溶液を生成することができる。
以下、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
〔全体概要〕
まず、図１～３を参照して機能水生成装置（電解水生成装置）１の全体概要について説明する。本実施形態に係る機能水生成装置１は、塩化物を含む水容液を電気分解し、電解水として機能水を生成するものである。ここで、機能水とは、次亜塩素酸を含む次亜塩素酸水（次亜水とも呼ぶ）、および銀イオンを含む銀イオン水の両方を含む水をいう。なお、本実施形態では銀イオンを例に挙げて説明するが、銅イオン、亜鉛イオン等の金属イオンであってもよい。また、後述する銀イオン水は金属イオン水であってもよい。
まず、図１～３を参照して機能水生成装置（電解水生成装置）１の全体概要について説明する。本実施形態に係る機能水生成装置１は、塩化物を含む水容液を電気分解し、電解水として機能水を生成するものである。ここで、機能水とは、次亜塩素酸を含む次亜塩素酸水（次亜水とも呼ぶ）、および銀イオンを含む銀イオン水の両方を含む水をいう。なお、本実施形態では銀イオンを例に挙げて説明するが、銅イオン、亜鉛イオン等の金属イオンであってもよい。また、後述する銀イオン水は金属イオン水であってもよい。
図１は、機能水生成装置１の外観図である。図１に示すように、機能水生成装置１は、一例として縦型の略円柱形状であり、使用する状態において、上から蓋部１０、本体部２０、および底部３０となっている。図２に示すように蓋部１０は取り外し可能である。蓋部１０を取り外すことにより、本体部２０の内部の電解槽（電気分解槽）２１０への水の投入、および電解槽２１０からの水の取り出しが可能となる。
図３は、本体部２０と底部３０とを分離した状態を示す図である。本体部２０と底部３０とは着脱可能となっている。図３に示すように、底部３０の上面、すなわち、本体部２０の底に対向する部分に、電極固定板５０が設けられている。これにより、電解槽２１０の下部に電極固定板５０が設けられ、電極固定板５０に後述する機能水生成用電極２が配置されることにより、電解槽２１０において水（水溶液）の電気分解を行うことができる。
また、図示はしていないが、底部３０に機能水生成用電極２を制御するための制御ユニット（電力供給制御装置）１００、および電源部１３０が格納されている。
〔機能水生成装置１の要部構成〕
次に、図４を参照して機能水生成装置１の要部構成について説明する。図４は、機能水生成装置１の要部構成を示す機能ブロック図である。
次に、図４を参照して機能水生成装置１の要部構成について説明する。図４は、機能水生成装置１の要部構成を示す機能ブロック図である。
図４に示すように、機能水生成装置１は、制御ユニット１００、電源部１３０、および電解槽２１０を含む。
制御ユニット１００は、機能水生成用電極２に供給する電力を制御するものであり、電力制御部１０１、および制御スイッチ１０２を含む。機能水生成用電極２とは、詳細は後述するが、本実施形態に係る機能水、すなわち次亜水および銀イオン水の生成に用いられる電極である。
電力制御部１０１は、制御スイッチ１０２を介して機能水生成用電極２に供給される電力を制御する。制御スイッチ１０２は、電力制御部１０１によって制御されるスイッチであり、電源部１３０から供給された電力を所望の機能水生成用電極２に供給できるようにするものである。
電力制御部１０１は、制御スイッチ１０２を制御することにより、機能水生成用電極２への電力を制御するものであり、第１電力供給部１１１および第２電力供給部１１２を含む。第１電力供給部１１１は、次亜水生成用電極対（第１電極部）２１への電力供給を制御するものである。また、第２電力供給部１１２は、銀イオン水生成用電極対（第２電極部）２２への電力供給を制御するものである。
また、電解槽２１０内には、次亜塩素酸を発生させるための次亜水生成用電極対２１、および銀イオンを発生する銀イオン水生成用電極対２２が配置されている。次亜水生成用電極対２１は、次亜水生成用電極（第１電極）２１１および次亜水生成用電極２１１に対する陰極２１２からなる。また、銀イオン水生成用電極対２２は、銀イオン水生成用電極（第２電極）２２１および銀イオン水生成用電極２２１に対する陰極２２２からなる。なお、ここでは、陰極２１２と陰極２２２とは異なるものとして記載したが、１つの陰極（例えば接地電極）を共用してもよい。なお、次亜水生成用電極対２１および銀イオン水生成用電極対２２を区別する必要が無い場合、両者を合わせて機能水生成用電極２と呼ぶ。
次亜水生成用電極対２１は、次亜水を生成するための電極対である。次亜水生成用電極対２１では、次亜水生成用電極２１１にて、２Ｃｌ－→Ｃｌ２＋２ｅ－の反応が起こり、陰極２１２にて２Ｈ＋＋２ｅ－→Ｈ２の反応が起こる。そして、次亜水生成用電極２１１にて発生したＣｌ２が水と反応する、すなわち、Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ→ＨＣｌ＋ＨＣｌＯの反応が起こり、次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）が生成されて次亜塩素酸水（次亜水）が生成される。
次亜水生成用電極２１１の例としては、白金または白金とイリジウムとの合金が挙げられる。白金または白金とイリジウムとの合金をそのまま電極として用いてもよいし、これらを電極触媒としてもよい。
また、次亜水生成用電極２１１と陰極２１２とは、周期的に陽極と陰極とが入れ替わる構成であってもよい。この場合、陰極２１２は白金または白金とイリジウムとの合金であってもよいし、白金または白金とイリジウムを電極触媒として用いた電極であってもよい。
銀イオン水生成用電極対２２は、銀イオン水を生成する電極対である。銀イオン水生成用電極対２２では、銀イオン水生成用電極２２１にて、Ａｇ→Ａｇ＋＋ｅ－の反応が起こり、陰極２２２にて、Ｈ＋＋ｅ－→１／２Ｈ２の反応が起こる。これにより、水中に銀イオンＡｇ－が溶けだし、銀イオン水が生成される。
銀イオン水生成用電極２２１は、銀を用いるか、銀を含む電極触媒を用いる。なお、上述したように銀イオン水とは異なる金属イオン水を生成する場合は、当該金属を電極とするか、当該金属を含む電極触媒を用いればよい。
また、銀イオン水生成用電極２２１と陰極２２２とは、周期的に陽極と陰極とが入れ替わる構成であってもよい。この場合、陰極２２２は銀であってもよいし、銀を電極触媒として用いた電極であってもよい。
次亜水は、殺菌剤、消毒剤として有用であり、銀イオン水は、防臭剤、抗菌剤として有用である。そして、本実施形態に係る機能水生成装置１により生成された機能水は、次亜水と銀イオン水の両者を含むので、次亜水の有用性と銀イオン水の有用性との両方を含み、殺菌剤、消毒剤、防臭剤、抗菌剤として有用である。
〔機能水生成用電極２の詳細〕
次に、図５～９を参照して、機能水生成用電極２の詳細について説明する。図５～図９は、機能水生成用電極２の構造を示す図である。より詳細には、図５は、機能水生成用電極２の配置の一例を示す図である。図６は、図５に示す配置例を、機能水生成装置１の縦方向で切った断面を示す図である。図７および図８は図５の配置例とは異なる配置例を示す図である。図９は、機能水生成用電極２の配置構造の例を示す図である。
次に、図５～９を参照して、機能水生成用電極２の詳細について説明する。図５～図９は、機能水生成用電極２の構造を示す図である。より詳細には、図５は、機能水生成用電極２の配置の一例を示す図である。図６は、図５に示す配置例を、機能水生成装置１の縦方向で切った断面を示す図である。図７および図８は図５の配置例とは異なる配置例を示す図である。図９は、機能水生成用電極２の配置構造の例を示す図である。
図５、６に示す配置例の場合、機能水生成用電極２は、電極固定板５０に次亜水生成用電極対２１が配置され、次亜水生成用電極対２１の下部に銀イオン水生成用電極対２２が配置されている。このため、電極固定板５０は、単なる平板形状ではなく、平板中央部に凹部が設けられ、当該凹部に銀イオン水生成用電極対２２が配置されている。
次亜水生成用電極対２１は、次亜水生成用電極２１１と陰極２１２とのそれぞれは、上面から見て、円形状となっており、半径方向に延びた直線部と直線部から円弧方向に延びた櫛歯状の円弧部とを含む形状となっている。そして、次亜水生成用電極２１１および陰極２１２のそれぞれの櫛歯状の円弧部の櫛歯部分がそれぞれの間に噛み合うように配置されている。具体的には、一方の電極の歯部分と他方の電極の切れ込み部分とが噛み合って配置されている。
また、銀イオン水生成用電極対２２は、次亜水生成用電極対２１の略中央下側に、配置されている。銀イオン水生成用電極対２２の銀イオン水生成用電極２２１および陰極２２２は、平板の長方形であり、両者の平面が向き合うように配置されている。
このように、次亜水生成用電極対２１のそれぞれを櫛歯状とし、櫛歯部分が噛み合うように配置することにより、次亜水生成用電極対２１の配置に必要な領域を最小限にしつつ、陽極と陰極とが対向する面の面積を大きくとることができる。よって、電気分解能力を高めつつ、機能水生成装置１を小型化することができる。
また、次亜水生成用電極対２１よりも重力方向で下側に銀イオン水生成用電極対２２を配置することにより、銀イオン水生成用電極対２２において析出したスケール等が次亜水生成用電極対２１に影響を及ぼすことを抑制できる。ここで、スケールとは、水中に含まれるカルシウム等の化合物等が電極の表面に析出したものである。銀イオン水生成用電極対２２の陰極では、水素が発生するとともに、水中に含まれるカルシウムなどが化合物のスケールとして表面に析出する。また陽極では、当該電極の成分金属の塩化物および硫化物が表面に発生する。使用が長期にわたると、スケールや塩化物、硫化物が陰極表面に厚く堆積し、金属イオンの溶出を妨げてしまうとともに、次亜水生成用電極対２１に対し悪影響を及ぼす可能性がある。
次に、図７を参照して機能水生成用電極２の配置例の他の例について説明する。なお、図７に示す配置例では、機能水生成用電極２Ａとしている。
図７に示す例では、次亜水生成用電極対（第１電極部）について、第１の次亜水生成用電極対２１Ａおよび第２の次亜水生成用電極対２１ａの２組設け、電極固定板５０に配置している。より詳細には、第１の次亜水生成用電極対２１Ａとして、電極固定板５０の半分の領域に次亜水生成用電極２１１Ａおよび次亜水生成用電極２１１Ａに対する陰極２１２Ａを設け、第２の次亜水生成用電極対２１ａとして、もう半分の領域に次亜水生成用電極２１１ａおよび次亜水生成用電極２１１ａに対する陰極２１２ａを設けている。そして、第１の次亜水生成用電極対２１Ａと第２の次亜水生成用電極対２１ａとの間に銀イオン水生成用電極対（第２電極部）２２Ａを設けている。
換言すれば、第１の次亜水生成用電極対２１Ａおよび第２の次亜水生成用電極対２１ａは、同じ面上に対向して配置されており、第１の次亜水生成用電極対２１Ａと第２の次亜水生成用電極対２１ａとの間に銀イオン水生成用電極対２２が配置されている。
次亜水生成用電極２１１Ａ、陰極２１２Ａ、次亜水生成用電極２１１ａ、陰極２１２ａはそれぞれ、櫛歯状であり、次亜水生成用電極２１１Ａの櫛歯部分と陰極２１２Ａの櫛歯の間の部分とが噛み合うように配置され、次亜水生成用電極２１１ａの櫛歯部分と陰極２１２ａの櫛歯部分とが噛み合うように配置されている。
また、銀イオン水生成用電極２２１Ａおよび陰極２２２Ａはそれぞれ長方形の平板形状である。銀イオン水生成用電極２２１Ａおよび陰極２２２Ａは、長方形の長辺側を上下に向けて、相互に向き合うように配置されている。
このように、第１の次亜水生成用電極対２１Ａおよび第２の次亜水生成用電極対２１ａの間に銀イオン水生成用電極対２２Ａを配置することにより、銀イオン水生成用電極対２２Ａで析出したスケールが第１の次亜水生成用電極対２１Ａおよび第２の次亜水生成用電極対２１ａに影響を及ぼすことを抑制できる。
また、電極固定板５０における、第１の次亜水生成用電極対２１Ａと銀イオン水生成用電極対２２Ａとの間、および第２の次亜水生成用電極対２１ａと銀イオン水生成用電極対２２Ａとの間に上部方向に突出した線状の隆起部を設けてもよい。これにより、第１の次亜水生成用電極対２１Ａおよび第２の次亜水生成用電極対２１ａと銀イオン水生成用電極対２２Ａとの間が隆起部で仕切られることになり、銀イオン水生成用電極対２２Ａで析出したスケールが第１の次亜水生成用電極対２１Ａおよび第２の次亜水生成用電極対２１ａに影響を及ぼすことを抑制できる。
次に、図８を参照して、機能水生成用電極２の配置例のさらに他の例について説明する。なお、図８に示す例では、機能水生成用電極２Ｂとしている。
図８に示す例では、次亜水生成用電極対（第１電極部）２１Ｂの形状は、上述した次亜水生成用電極対２１と略同様である。本例では、銀イオン水生成用電極対（第２電極部）２２Ｂが、次亜水生成用電極対２１Ｂと同じ平面上で、離れた位置に配置されている。
換言すれば、次亜水生成用電極対２１Ｂは、同じ面上に対向して配置されており、銀イオン水生成用電極対２２Ｂは、次亜水生成用電極対２１Ｂと同一面上で、次亜水生成用電極対２１Ｂから離れる側に配置されている。
このように、次亜水生成用電極対２１Ｂと銀イオン水生成用電極対２２Ｂとを離れた配置とすることにより、銀イオン水生成用電極対２２Ｂで析出したスケールが次亜水生成用電極対２１Ｂに影響を及ぼすことを抑制できる。
次に、図９を参照して、機能水生成用電極２の配置構造の例について説明する。なお、図９に示す例では、機能水生成用電極２Ｃとしている。また、図９では、本体部２０および底部３０は省略している。図９に示す例において、次亜水生成用電極対２１Ｃおよび銀イオン水生成用電極対２２Ｃの配置は、上述した図８に示す例で説明した次亜水生成用電極対２１Ｂおよび銀イオン水生成用電極対２２Ｂの配置と略同様である。本例において、図８に示した例と異なるのは、次亜水生成用電極対２１Ｃと電極固定板５０との間に空隙９０が設けられている点である。
具体的には、次亜水生成用電極対２１Ｃの重力方向下側に空隙９０が設けられ、さらに下側に電極固定板５０が配置されている。空隙９０は、次亜水生成用電極対２１Ｃが設けられている領域の、次亜水生成用電極対２１Ｃの重力方向下側に設けるとよい。なお、空隙９０が設けられていない箇所では、次亜水生成用電極対２１Ｃの下部に接するように電極固定板５０が設けられている。なお、空隙９０は、次亜水生成用電極対２１Ｃの真下および次亜水生成用電極２１１Ｃと陰極２１２Ｃとの間の真下に設けられていると好適である。なお、図示はしていないが、銀イオン水生成用電極対２２Ｃの重力方向下側に空隙を設ける構成であってもよい。空隙は、銀イオン水生成用電極対２２Ｃが設けられている領域の、銀イオン水生成用電極対２２Ｃの重力方向下側に設けるとよい。具体的には、銀イオン水生成用電極２２１Ｃと陰極２２２Ｃの真下、および両者の間の真下に空隙９０を設ける構成とするとよい。
空隙９０が設けられることにより、銀イオンまたは次亜塩素酸を生成するときに発生するスケール等の異物が、重力方向下側に落ちて空隙９０に収容されるため、異物が電極に作用するおそれを低減することができる。
なお、次亜水生成用電極対２１Ａ、２１ａおよび銀イオン水生成用電極対２２Ａは、電極固定板５０における固定面に垂直な方向から見た上面視において、次亜水生成用電極対２１と銀イオン水生成用電極対２２とが、互いに重ならないよう配置されていればよい。換言すれば、機能水生成装置１が使用する状態に置かれたときの鉛直方向下向きに見た上面視において、次亜水生成用電極対２１と銀イオン水生成用電極対２２とが、互いに重ならないよう配置されていればよい。次亜水生成用電極対２１Ｂおよび銀イオン水生成用電極対２２Ｂについても同様である。また、次亜水生成用電極対２１Ｃおよび銀イオン水生成用電極対２２Ｃについても同様である。
次に、図１０、１１を参照して、機能水生成用電極２を制御する流れについて説明する。図１０、図１１は機能水生成用電極２の制御の流れを示すフローチャートである。
まず、図１０に示す流れについて説明する。図１０に示す例では、電力制御部１０１は、まず、次亜水生成用電極２１１への電力の供給を開始する（Ｓ１０１、第１電力供給ステップ）。次に、電力制御部１０１は、Ｓ１０１において電力供給を開始した時点から、次亜水生成用電極２１１に電力を供給する時間である第１所定時間（第１供給時間）が経過したか否かを確認し（Ｓ１０２）、第１所定時間が経過したら（Ｓ１０２でＹＥＳ）、次亜水生成用電極２１１への電力の供給を終了する（Ｓ１０３）。なお、第１所定時間は予め定められているものである。例えば、残留塩素濃度１２０ｐｐｍ、銀イオン濃度２ｐｐｍにする場合、約５０分である。
次に、電力制御部１０１は、銀イオン水生成用電極２２１への電力の供給を開始する（Ｓ１０４、第２電力供給ステップ）。そして、電力制御部１０１は、Ｓ１０４における電力の供給を開始した時点から、銀イオン水生成用電極対２２に電力を供給する時間である第２所定時間（第２供給時間）が経過したか否かを確認し（Ｓ１０５）、第２所定時間が経過したら（Ｓ１０５でＹＥＳ）、銀イオン水生成用電極２２１への電力の供給を終了する（Ｓ１０６）。なお、第２所定時間は予め定められているものである。例えば、残留塩素濃度１２０ｐｐｍ、銀イオン濃度２ｐｐｍにする場合、約２分である。
以上が、機能水生成用電極２を制御する流れである。このように、まず、次亜水生成用電極２１１へ電力を供給し、供給終了後に、銀イオン水生成用電極２２１へ電力を供給することにより、次亜水生成用電極２１１と銀イオン水生成用電極２２１との両方への電力の供給を同時に行うことにより生じる弊害を防止することができる。例えば、銀イオン水生成用電極対２２における反応の逆反応により銀イオンが還元され、次亜水生成用電極２１１に対する陰極２１２に銀が析出してしまった場合、次亜水生成用電極対２１における電気分解の能力が落ちてしまう可能性がある。また、銀イオンは、溶液中に塩化物イオンが存在している場合、結合して塩化銀となり沈殿物を生成してしまう可能性がある。上記のように、次亜水生成用電極２１１へ電力を供給し、供給終了後に、銀イオン水生成用電極２２１へ電力を供給することにより、このような弊害を抑制することができる。
以上のように、本実施形態に係る制御ユニット１００は、水を電気分解するための電極への電力供給を制御するものであり、次亜塩素酸を発生させるための次亜水生成用電極２１１への電力供給を制御する第１電力供給部１１１と、銀イオンを発生する銀イオン水生成用電極２２１への電力供給を制御する第２電力供給部１１２と、を備え、第２電力供給部１１２は、第１電力供給部１１１が次亜水生成用電極２１１への電力供給を開始した時点から所定時間経過した後、銀イオン水生成用電極２２１への電力供給を開始するものである。
次に、図１１を参照して、図１０とは異なる処理の流れについて説明する。図１１に示す例では、電力制御部１０１は、まず、次亜水生成用電極２１１への電力の供給を開始する（Ｓ２０１）。次に、電力制御部１０１は、Ｓ２０１における電力の供給を開始した時点から、第３所定時間が経過したか否かを確認し（Ｓ２０２）、第３所定時間が経過したら（Ｓ２０２でＹＥＳ）、銀イオン水生成用電極２２１への電力の供給を開始する（Ｓ２０３）。第３所定時間とは、第１所定時間から第２所定時間以下の時間を減じた時間である。例えば、上述した例のように、第１所定時間が５０分、第２所定時間が２分で、減じる時間を２分とした場合、第３所定時間は、５０－２＝４８分である。
次に、電力制御部１０１は、Ｓ２０３における電力の供給を開始した時点から、第４所定時間が経過したか否かを確認し（Ｓ２０４）、第４所定時間が経過したら（Ｓ２０４でＹＥＳ）、次亜水生成用電極２１１および銀イオン水生成用電極２２１への電力の供給を終了する（Ｓ２０５）。第４所定時間は、第２所定時間と同じであり、例えば２分である。
以上が、機能水生成用電極２を制御する別の流れである。このように、まず、次亜水生成用電極２１１へ電力を供給し、その後、銀イオン水生成用電極２２１へ電力を供給し、両電極への電力の供給の終了を合わせることで、次亜水生成用電極２１１と銀イオン水生成用電極２２１との両方への電力の供給を同時に行うことにより生じる弊害を抑制しつつ、電解時間を短縮することができる。
また、次亜水生成時は気体が発生するため、電解槽２１０内の水溶液が撹拌される。よって、次亜水の生成と、銀イオン水の生成とが重なっていれば、生成した銀イオンが水溶液中に分散され、濃度が均一化された銀イオン水とすることができる。
なお、ここでは、機能水に次亜水が含まれるため、次亜水と銀イオン水との生成順序を例に挙げて説明しているが、上記の制御フローは次亜水に限られるものではない。例えば、次亜水の代わりにオゾン水を用いる場合、上述した次亜水を生成するための処理を、オゾン水を生成するための処理とした制御フローを用いることも可能である。銀イオン水の生成において銀が析出してしまうことによる弊害を抑制できる点は同じであるためである。
図１２～１４に、次亜水と銀イオン水とが生成される順序を示す。図１２に示す例では、次亜水の生成に５０分、銀イオン水の生成に２分を要するものとする。
まず、図１０に示すフローチャートで説明した例の場合、すなわち、まず次亜水を生成し、次亜水生成後に銀イオン水を生成する場合、図１２に示すように、電解開始後、まず次亜水の生成を５０分間、行い、その後銀イオン水の生成を２分間、行うことになる。この場合、全体では、機能水の生成に５２分間かかることになる。
次に、図１１に示すフローチャートで説明した例で、第３所定時間が４８分の場合、図１３に示すように、電解開始後、まず次亜水の生成を開始し、４８分後に、銀イオン水の生成を開始する。次亜水の生成時間は５０分、銀イオン水の生成時間は２分なので、電解開始後５０分が経過したときに、次亜水および銀イオン水の両方の生成が完了する。よって、この場合、機能水の生成に５０分間かかることになる。
また、図１１に示すフローチャートで説明した例で、第３所定時間が４９分の場合、図１４に示すように、電解開始後、まず次亜水の生成を開始し、４９分後に、銀イオン水の生成を開始する。次亜水の生成時間は５０分、銀イオン水の生成時間は２分なので、電解開始後５０分が経過したときに、次亜水の生成が完了し、その１分後に銀イオン水の生成が完了する。よって、この場合、機能水の生成に５１分間かかることになる。
これにより、次亜水を生成後に銀イオン水を生成する場合よりも全体の処理にかかる時間を短縮しつつ、次亜水の生成時に発生する気体により、銀イオン水の濃度を均一化とすることができる。
次に、図１５～１７を参照して、次亜水を生成する元となる水溶液の生成について説明する。本実施形態では、水溶液の生成に用いる組成物としてタブレット状に形成されたタブレット１２００を例に挙げて説明する。本実施形態では、電解槽２１０（図３参照）に水を入れ、そこに塩化物を含むタブレット１２００を投入して、塩化物イオンを含む水溶液とし、当該水溶液を電気分解することにより、次亜水を含む機能水を生成する。
さらに、本実施形態では、タブレット１２００に塩化物のみではなく酸（ｐＨ調整用物質）も含む。酸を含むことにより、電解槽２１０内の水溶液の水素イオン濃度指数（ｐＨ）が高くなり過ぎることを抑制できる。ｐＨが高くなると有効塩素濃度が同じでも消毒効果が低くなるため、望ましくない。具体的には、弱酸性（ｐＨ５以上７未満、好ましくはｐＨ５以上６．５未満）が望ましい。なお、酸を含めずに強アルカリになった場合、皮膚に影響があり、逆に強酸性になると塩素ガスが発生し、望ましくない。
図１５に、タブレット１２００の一例を示す。図１５に示す例では、タブレット１２００は、１層構造であり、内部に塩化物および酸を含む。
図１６に、タブレット１２００の他の例を示す。図１６に示す例では、タブレット１２００は、内部層１２１２と、内部層１２１２全体を覆う外部層１２１１との２層構造となっており、内部層１２１２に酸が含まれ、外部層１２１１に塩化物が含まれる構成である。換言すれば、酸を含む部分である内部層１２１２はタブレット１２００の内側に位置し、塩化物を含む部分である外部層１２１１はタブレット１２００の外周側に位置し、酸を含む部分である内部層１２１２を覆っている。
この２層構造によれば、タブレット１２００を水に投入後、最初に塩化物が含まれる外部層１２１１が水に溶けるので、効率的に次亜塩素酸を生成することができる。また、投入当初は、内部層１２１２に含まれる酸が水に溶けることが無いので、水が酸性によることにより次亜塩素酸が減少してしまうことを抑制できる。また、図１５に示す構造と同量の塩化物を含む場合、図１５に示す構造よりも水に接している塩化物の量が多くなるので、次亜塩素酸の生成速度の向上が期待できる。
図１７に、タブレット１２００のさらに他の例を示す。図１７に示す例では、タブレット１２００は、略同体積の２部分で構成されており、第１部分１２１３に塩化物が含まれ、第２部分１２１４に酸が含まれている。換言すれば、タブレット１２００は、塩化物を含む第１部分１２１３と酸を含む第２部分１２１４とが略中央で二分割されている。すなわち、本例に係るタブレット１２００は、水に投入された状態で塩化物を含む第１部分１２１３が下側に位置するよう、塩化物を含む第１部分１２１３と酸を含む第２部分１２１４とが２層に構成されている。図１７に示す例では、タブレット１２００は、短手方向において塩化物を含む第１部分１２１３（第１層）と酸を含む第２部分１２１４（第２層）とに分かれている。
塩化物の方が酸よりも比重が高いため、水中において、塩化物を含む第１部分１２１３は、酸を含む第２部分１２１４よりも、下側となる。よって、機能水生成用電極２が下側に配置されていれば、機能水生成用電極２近傍に塩化物が存在することになり、ひいては、機能水生成用電極２近傍に塩化物イオンが多く存在することになるので、次亜塩素酸の生成速度の向上が期待できる。
タブレット１２００に含める塩化物の例としては、塩化ナトリウムが挙げられる。また、タブレット１２００に含めるｐＨ調整用物質の例としては、クエン酸、アジピン酸、コハク酸、アミド硫酸、リン酸二水素ナトリウムやリン酸二水素カリウム等のリン酸系、炭酸等の無機酸、酢酸やリンゴ酸等の有機酸が挙げられる。アジピン酸、コハク酸、アミド硫酸、リン酸系であれば、濃度を維持しやすい。また、アジピン酸やコハク酸は添加量が少なく済み、安全性も高い。
タブレット１２００における、塩化物と酸との割合は、例えば以下の通りであってよい。ｐＨ６程度で、遊離塩素濃度１００ｐｐｍの水溶液とする場合、塩化ナトリウムを１５０～２００ｐｐｍ、酸は、アジピン酸であれば２００ｐｐｍ、コハク酸であれば１５０ｐｐｍ程度を含むようにすればよい。ここで、ｐｐｍはタブレット１２００を水中に投入し、すべて溶けたときのそれぞれの濃度である。なお、塩化物および酸の量を重量で表記する場合は、上記のｐｐｍをｍｇ（ミリグラム）に読み替え、タブレット１２００を投入する水の量を１リットルとすれば、同様の量となる。
このように、塩化物と酸との重量比は、食塩／アジピン酸＝０．７５～１．０、食塩／コハク酸≒１．０であってよい。また、酸として、アミド硫酸、グリコール酸、リンゴ酸、フマル酸、アスコルビン酸を用いる場合、食塩／酸＝１．０でよい。
図１８～２０に、酸の種類ごとの残留塩素濃度と経過時間との関係を示す。図１８に示すように、酸として、アジピン酸、コハク酸を用いた場合、２０時間以上経過しても、残留塩素濃度はあまり下がらない。一方、クエン酸を用いた場合、２時間経過すると７０％近くまで低下し、１０時間経過すると４０％近くまで低下する。
ここで、残留塩素濃度とは、時間０、すなわち酸を投入した時点における塩素濃度を１００とし、これに対する割合を示すものである。例えば、残留塩素濃度が５０％であれば、当該時点における塩素濃度が時間０における塩素濃度の半分であったことを示す。
また、図１９に示すように、酸としてアミド硫酸、グリコール酸を用いた場合、アジピン酸、コハク酸と同様に、残留塩素濃度はあまり低下しない。一方、ＤＬ－リンゴ酸、フマル酸、Ｌ－アスコルビン酸を用いた場合、時間の経過とともに残留塩素濃度は大きく低下していく。
図２０は、経過時間が２時間までの状態を示す。図２０に示すように、アミノ酸、コハク酸、アジピン酸、グリコール酸は、２時間経過しても残留塩素濃度はほぼ低下しない。一方、ＤＬ－リンゴ酸、フマル酸、Ｌ－アスコルビン酸は時間の経過とともに残留塩素濃度も低下していく。また、この順で低下の度合いが大きくなっていく。
〔ソフトウェアによる実現例〕
機能水生成装置１の制御ユニット１００（特に電力制御部１０１、第１電力供給部１１１、第２電力供給部１１２）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
機能水生成装置１の制御ユニット１００（特に電力制御部１０１、第１電力供給部１１１、第２電力供給部１１２）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
後者の場合、制御ユニット１００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る組成物は、タブレット状に形成され、水に溶けて塩化物イオンを生じる塩化物と、前記塩化物が溶けた水を弱酸性にするｐＨ調整用物質とを、含む。
本発明の態様１に係る組成物は、タブレット状に形成され、水に溶けて塩化物イオンを生じる塩化物と、前記塩化物が溶けた水を弱酸性にするｐＨ調整用物質とを、含む。
前記の構成によれば、組成物にｐＨ調整用物質が含まれるため、水溶液中のｐＨが高くなりすぎることを抑制できる。また、組成物をタブレット状に形成することにより、ユーザは、タブレットを水に投入するのみで、次亜塩素酸水および金属イオン水等の元となる水溶液を生成することができる。
本発明の態様２に係る組成物は、前記態様１において、前記ｐＨ調整用物質を含む内部層と、前記内部層の外周を覆う、前記塩化物を含む外部層と、を含むものであってもよい。
前記の構成によれば、塩化物が先に溶けるので、効率的に次亜塩素酸を生成することができる。
また、タブレットが溶けだした当初は、酸が溶けることにより水溶液が酸性に寄ってしまうことが無いので、次亜塩素酸の減少を抑制できる。
本発明の態様３に係る組成物は、前記態様１において、前記塩化物を含み、水に投入された状態で下側に位置する第１部分と、前記ｐＨ調整用物質を含む第２部分と、を含むものであってもよい。
一般的に、塩化物の方が酸よりも比重が高いため、水中では下側にいきやすい。よって、機能水生成電極が下側に配置されていれば、機能水生成電極近傍に塩化物が存在することになり、ひいては、機能水生成電極近傍に塩化物イオンが多く存在することになる。したがって、前記の構成によれば、次亜塩素酸の生成速度の向上が期待できる。
本発明の態様４に係る組成物は、前記態様１～３のいずれかにおいて、前記ｐＨ調整用物質は、クエン酸、アジピン酸、コハク酸、アミド硫酸、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、炭酸、リン酸、酢酸、リンゴ酸のうちの少なくとも何れかを含むものであってもよい。
前記ｐＨ調整用物質を用いることにより、電解水のｐＨを適切にすることができる。
本発明の態様５に係る組成物は、前記態様１～４のいずれかにおいて、前記ｐＨ調整用物質は、前記塩化物が溶けた水のｐＨを７未満にするものであってもよい。また、好ましくは６．５未満であってよい。
前記の構成によれば、塩化物が溶けた水のｐＨが５．０～６．５となるので、アルカリ性にも酸性にも偏らず、望ましいものとすることができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
１ 機能水生成装置（電解水生成装置）
２ 機能水生成用電極
１０ 蓋部
２０ 本体部
３０ 底部
５０ 電極固定板
２１、２１Ｂ 次亜水生成用電極対（第１電極部）
２１Ａ 第１の次亜水生成用電極対
２１ａ 第２の次亜水生成用電極対
２１１、２１１Ａ、２１１ａ 次亜水生成用電極に対する陰極
２１２、２１２Ａ、２１２ａ 次亜水生成用電極（第１電極）
２２、２２Ａ、２２Ｂ 銀イオン水生成用電極対（第２電極部）
２２１、２２１Ａ、２２１Ｂ 銀イオン水生成用電極に対する陰極
２２２、２２２Ａ、２２２Ｂ 銀イオン水生成用電極（第２電極）
１００ 制御ユニット（電力供給制御装置）
１０１ 電力制御部
１１１ 第１電力供給部
１１２ 第２電力供給部
１３０ 電源部
２１０ 電解槽（電気分解槽）
１２００ タブレット（組成物）
２ 機能水生成用電極
１０ 蓋部
２０ 本体部
３０ 底部
５０ 電極固定板
２１、２１Ｂ 次亜水生成用電極対（第１電極部）
２１Ａ 第１の次亜水生成用電極対
２１ａ 第２の次亜水生成用電極対
２１１、２１１Ａ、２１１ａ 次亜水生成用電極に対する陰極
２１２、２１２Ａ、２１２ａ 次亜水生成用電極（第１電極）
２２、２２Ａ、２２Ｂ 銀イオン水生成用電極対（第２電極部）
２２１、２２１Ａ、２２１Ｂ 銀イオン水生成用電極に対する陰極
２２２、２２２Ａ、２２２Ｂ 銀イオン水生成用電極（第２電極）
１００ 制御ユニット（電力供給制御装置）
１０１ 電力制御部
１１１ 第１電力供給部
１１２ 第２電力供給部
１３０ 電源部
２１０ 電解槽（電気分解槽）
１２００ タブレット（組成物）
Claims (5)
- タブレット状に形成され、
水に溶けて塩化物イオンを生じる塩化物と、
前記塩化物が溶けた水を弱酸性にするｐＨ調整用物質とを、含むことを特徴とする組成物。 - 前記ｐＨ調整用物質を含む内部層と、
前記内部層の外周を覆う、前記塩化物を含む外部層と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。 - 前記塩化物を含み、水に投入された状態で下側に位置する第１部分と、
前記ｐＨ調整用物質を含む第２部分と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の組成物。 - 前記ｐＨ調整用物質は、クエン酸、アジピン酸、コハク酸、アミド硫酸、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、炭酸、リン酸、酢酸、リンゴ酸のうちの少なくとも何れかを含むことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の組成物。
- 前記ｐＨ調整用物質は、前記塩化物が溶けた水のｐＨを７未満にするものであることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の組成物。
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| JP2020197359A JP2022085597A (ja) | 2020-11-27 | 2020-11-27 | 組成物 |
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