JP3285978B2

JP3285978B2 - 飲料水電解用電極およびその製造方法ならびにイオン水生成装置

Info

Publication number: JP3285978B2
Application number: JP34152992A
Authority: JP
Inventors: 和美高橋; 幸雄川嶋; 勝敏山本
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1992-11-27
Filing date: 1992-11-27
Publication date: 2002-05-27
Anticipated expiration: 2017-05-27
Also published as: JPH06158378A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、飲料水電解用電極およ
びその製造方法、ならびにこの電極を電解用電極として
用いたイオン水生成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属チタンを導電性基体として、
その上に白金属族金属やその酸化物の被覆層を設けた金
属電極は種々の電解工業の分野において使用されてい
る。

【０００３】しかし、飲料水、特に水道水の殺菌用ある
いはイオン水用として、上記の電極の適用は一部電極を
除いて少ない。水道水の電気分解は以下のような点で重
要な目的がある。つまり、水道水の水源となる河川湖水
は地殻の主成分であるケイ素、ナトリウム、カリウム、
アルミニルム、マグネシウム、鉄等の金属イオンを含有
する。これら金属イオンは数ppm 〜数十ppm の含有量で
あり、生物に好適なミネラル水の源となっている。

【０００４】一方、水道水には上記ミネラル水とは異な
り、濾過のみでは殺菌が不十分であり、しかも万一配水
管が汚染された場合でも安全でなければならないので、
持続性の殺菌力のある塩素が消毒剤として注入されてい
る。この量は、水道法施行規則において、配水管末での
残留塩素量は遊離形では０．１ppm 以上、結合形では
０．４ppm 以上とするよう定められている。しかし、こ
の殺菌力のある塩素は水の味覚を損なうのみならず、発
ガン物質のおそれのあるトリハロメタン等、塩素化合物
を生成するため、できるかぎり塩素を除去することが望
ましい。

【０００５】このため、従来塩素の除去方法として、飲
料前の水道水に脱遊離塩素、脱カルキを行って飲料水の
質的向上をはかる家庭用浄水器が普及しているが、この
家庭用浄水器は活性炭濾過床等を水道水蛇口に取付ける
構成であり、常時湿潤な状態に保持される方法であるか
ら、細菌の温床となる不都合がある。

【０００６】また、別の除去方法として、飲料水を電解
室内に導入し、これを電解したのち取り出したり、その
後製氷したりすることも行われている。さらに、別の方
法として、微孔性隔膜で電解槽（電解室）を画成して、
従来は白金めっきチタンあるいはフェライトからなる陽
極とステンレス鋼からなる陰極とを電解槽中に没し、こ
れら電極に直流電圧を印加する装置が提案されている。
この装置は電極間に直流電界を形成して陰極側にナトリ
ウム、カリウム、カルシウム等の金属イオンを集める一
方、陽極側に塩素イオン、重炭酸イオン等の陰イオンを
集め、陰極側の電解槽中を水の電解で生じた水酸イオ
ン、金属イオンが多く陰イオンの少ないアルカリ性のミ
ネラル（イオン水）とするものである。

【０００７】しかしながら、従来のフェライト電極を陽
極として使用して、ミネラル水を作製する場合、製造
上、板状か棒状かに限られ、薄型にならない。またセラ
ミックのため衝撃などに弱い。

【０００８】また、チタン基材上に貴金属あるいは貴金
属酸化物をめっきあるいはコーティングした電極なども
この用途に使用されている。例えばルテニウムとチタン
の酸化物の被覆を施した電極あるいはルテニウムとスズ
の酸化物の被覆を施した電極などが塩素発生用陽極とし
て知られている（特公昭４６−２１８８４号、特公昭４
８−３９５４号公報、特公昭５０−１１３３０号公
報）。

【０００９】しかし、ルテニウム系の酸化物電極は酸化
ルテニウムが食品衛生上有害物となるため使用できな
い。また、酸化パラジウム系などの次亜塩素酸発生効率
の高い電極（特公昭５５−３５４７３号公報、特公昭５
５−８５９５号公報）は、アルカリ水等の処理水に次亜
塩素酸がもれこみ、塩素臭がして飲料水として適さな
い。また、従来より使用されている白金めっきチタン電
極あるいは白金コーティングチタン電極は、食品衛生上
安全であり、陽極での次亜塩素酸発生効率は低く、アル
カリ水中に次亜塩素酸のもれこみも少なく適している
が、装置において電解を続けるうちに陰極表面にカルシ
ウムイオンあるいはマグネシウムイオンが水酸化物とし
て付着して装置の性能を阻害するため、陽陰極を切り替
える必要がある。この場合、高電圧下で、陽陰極を切り
替えるため、これらの電極では電極寿命が短い。

【００１０】また、これらの電極を陽極として使用し、
酸素発生用電極として用いたとき、電極寿命も短くな
る。特に使用頻度が多くなるにつれ、この問題は顕著に
なる。

【００１１】また、酸素発生用電極として、酸化イリジ
ウム系ならびに酸化イリジウム−酸化タンタル系（特開
昭６３−２３５４９３号公報、特開平２−６１０８３号
公報、特開平３−１９３８８９号公報、特公昭６０−２
１２３２号公報、特公昭６０−２２０７５号公報、特開
昭５７−１１６７８６号公報、特開昭６０−１８４６９
０号等）が知られているが、高電圧下での極性逆転の際
に十分な耐食性が得られない。また、商業的にコスト高
となることが問題である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の目的
は、アルカリ性イオン水を得るような場合、極間の極性
逆転をくり返しても寿命が長く耐久性に優れた飲料水電
解用電極を提供することにある。

【００１３】また、第２の目的は、上記目的に加え、塩
素成分の発生が少ない飲料水電解用電極を提供すること
にある。

【００１４】さらには、上記電極を有利に製造すること
ができる製造方法と上記電極を用いたイオン水生成装置
を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは優れた耐久
性を有し、長期間にわたって飲料水電解に使用可能な電
極を開発するために種々の研究を重ねた結果、チタンの
ような導電性基体上の白金金属に酸化タンタルを特定割
合添加することにより、電気抵抗を上げずに密着強度が
強くさらに極性逆転後に陽極とした時に基体のチタン酸
化に伴う劣化を抑制しうることを見出し、またさらに酸
化イリジウムを特定割合添加すると耐久性の向上が見ら
れることを見出した。これらの知見に基づいて本発明を
なすに至った。

【００１６】すなわち、上記目的は、下記（１）〜
（８）の構成によって達成される。（１）導電性基体上に、金属換算で白金３０〜９９モ
ル％、タンタル１〜７０モル％およびイリジウム３５モ
ル％以下を含有する白金金属と酸化タンタルと酸化イリ
ジウムとからなる被覆層を設けた飲料水電解用電極。（２）飲料水電解用の陽極として用いられる上記
（１）の飲料水電解用電極。（３）陽極および陰極の極性を逆転して使用する際の
陽極および／または陰極に用いる上記（１）の飲料水電
解用電極。（４）電解室内に隔膜を介して陰極と陽極とを配設し
て両極に通電し、陰極側でアルカリ性イオン水を得、陽
極側で酸性水を得る際の陽極として用いられる上記
（１）の飲料水電解用電極。（５）電解室内に隔膜を介して陰極と陽極とを配設し
て両極に通電し、陰極側でアルカリ性イオン水を得、陽
極側で酸性水を得る際であって、陰極および陽極の極性
を逆転して使用される際の陰極および陽極として用いら
れる上記（１）の飲料水電解用電極。（６）導電性基体上に、白金化合物とタンタル化合物
とイリジウム化合物とを含有する溶液を塗布した後、酸
化性雰囲気中で熱処理して、金属換算で白金３０〜９９
モル％、タンタル１〜７０モル％およびイリジウム３５
モル％以下を含有する白金金属と酸化タンタルと酸化イ
リジウムとからなる被覆層を形成する飲料水電解用電極
の製造方法。（７）浄化水入口を有する電解室内に、隔膜を介して
２つ以上の電極を配置して隔室を画成し、それぞれの隔
室に取出口を設け、前記電極間に通電して前記取出口か
らアルカリ性イオン水または酸性水を得るイオン水生成
装置において、少なくとも陽極として使用する電極に上
記（１）の電解用電極を用いるイオン水生成装置。（８）前記電極間に極間の極性を逆転して通電し、前
記電極すべてに上記（１）の電解用電極を用いるイオン
水生成装置。

【００１７】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。

【００１８】本発明の電極に用いられる導電性基体とし
ては、例えばチタン、タンタル、ジルコニウム、ニオブ
などのバルブ金属またはこれらのバルブ金属の中から選
ばれた２種以上の金属の合金が挙げられる。

【００１９】本発明の参考例となる電極においては、こ
れらの導電性基体上に白金金属および酸化タンタルから
なる被覆層が設けられている。この層の白金およびタン
タルの割合は、金属換算で白金が９９モル％〜３０モル
％およびタンタルが１モル％〜７０モル％の範囲にある
ことが必要である。この範囲内においてのみ、良好な結
果が得られる。タンタルが７０モル％をこえると、過電
圧の増加を招き、寿命も短くなる。また、極性逆転での
電極寿命が短くなる。一方、タンタルが、１モル％未満
では密着強度が得られず、基体の酸化を抑制する効果が
十分には発揮されない。また、極性逆転での電極寿命が
不十分となる。

【００２０】所期の効果を十分達成するには、上記被覆
層において白金を金属換算で０．０１mg/cm²〜５mg/cm²
の割合となるように施すのが好ましい。０．０１mg/cm²
未満となると本発明の実効が得られず、また５mg/cm²を
こえると密着強度が低下する。

【００２１】また、本発明の電極では、白金金属、酸化
タンタルおよび酸化イリジウムからなる被覆層とする。
この層の白金、タンタルおよびイリジウムの割合は、金
属換算で、白金が９９モル％〜３０モル％、タンタルが
１モル％〜７０モル％、およびイリジウムが３５モル％
以下、好ましくは３５〜１モル％の範囲にあることが必
要である。このように、上記参考例の組成に加え、さら
に酸化イリジウムを添加することにより、特に、陽極と
して使用する場合の電極寿命が延び、極性逆転での電極
寿命も十分となる。イリジウムを３５モル％以下とする
のは、イリジウムが３５モル％をこえると極性逆転での
電極寿命が短かくなるからである。また、陽極として使
用する場合塩素が発生しやすくなることから飲料用のア
ルカリ性イオン水を得るときの使用には適さない。

【００２２】また、被覆層における白金の割合は、前記
した白金金属と酸化タンタルとの参考例の被覆層と同様
にすればよい。

【００２３】次に、上記水電解用電極の製造方法につい
て説明する。白金金属と酸化タンタルとの参考例の被覆
層の場合は、導電性基体上に白金化合物およびタンタル
化合物を含有する溶液を塗布したのち、酸化性雰囲気中
で熱処理して、白金９９モル％〜３０モル％およびタン
タル１モル％〜７０モル％を含有する白金金属および酸
化タンタルからなる被覆層を設ける。

【００２４】この際、使用する塗布液は、熱分解によっ
て白金金属になる化合物、例えば塩化白金酸（Ｈ₂ Ｐｔ
Ｃｌ₆ ・６Ｈ₂ Ｏ）、塩化白金などの白金化合物と、熱
分解によって酸化タンタルになる化合物、例えば塩化タ
ンタルのようなハロゲン化タンタルやエトキシタンタル
のようなタンタルアルコキシドなどのタンタル化合物と
を所定の割合で適当な溶媒に溶解することによって調製
することができる。また、酸化性雰囲気中での熱処理は
前記塗布液を導電性基体上に塗布し、乾燥したのち、酸
素の存在下に、好ましくは４００〜６５０℃の範囲の温
度において焼成することによって行われる。この操作は
必要な担持量になるまで複数回繰り返され、本発明の参
考例となる電極が得られる。

【００２５】一方、本発明の電極の白金金属と酸化タン
タルと酸化イリジウムとの被覆層の場合は、導電性基体
上に白金化合物、タンタル化合物およびイリジウム化合
物を含有する溶液を塗布したのち、酸化性雰囲気中で熱
処理して、白金９９モル％〜３０モル％、タンタル１モ
ル％〜７０モル％、およびイリジウム３５モル％以下を
含有する白金金属、酸化タンタルおよび酸化イリジウム
からなる被覆層を設ける。

【００２６】この際、使用する塗布液は熱分解によって
白金金属になる化合物、例えば塩化白金酸（Ｈ₂ ＰｔＣ
ｌ₆ ・６Ｈ₂ Ｏ）、塩化白金などの白金化合物と、熱分
解によって酸化タンタルになる化合物、例えば塩化タン
タル、タンタルアルコキシドなどのタンタル化合物と熱
分解によって酸化イリジウムになる化合物、例えば塩化
イリジウム酸等のイリジウム化合物とを所定の割合で適
当な溶媒に溶解することによって調製することができ
る。このように調製した塗布液を塗布したのち、酸化性
雰囲気中で熱処理することにより所望の担持量の被覆層
が施される。また、酸化性雰囲気中での熱処理は、この
塗布液を導電性基体上に塗布し乾燥したのち、酸素の存
在下、好ましくは４００〜６５０℃の範囲の温度におい
て焼成することによって行われる。この操作は必要な担
持量に達するまで複数回繰り返される。このようにして
所望の担持量を有する白金−酸化タンタル−酸化イリジ
ウムの被覆層が施され、本発明の電極が得られる。

【００２７】なお、酸化性雰囲気における酸素分圧は一
般に０．０５気圧以上とする。

【００２８】このように被覆層の形成のための熱処理を
酸化性雰囲気で行うことにより、酸化タンタルや酸化イ
リジウムにおける酸化が十分となり、電極の耐久性が向
上する。これに対し、被覆層を形成するための熱処理を
酸化性雰囲気中で行わない場合には、酸化が不十分にな
り、金属が遊離状態で存在するので電極の耐久性が低下
する。

【００２９】本発明の電解用電極は、飲料水の電解槽な
いし電解室内に陽極として配設される。このとき、酸素
過電圧が低く、寿命が長い。また、塩素の発生も少な
い。特に寿命の点では酸化イリジウムを含有する被覆層
とする方が好ましい。この際、このものを陰極としても
用いることができる。

【００３０】本発明の電解用電極は、陰極側でアルカリ
性イオン水を生成して飲料水とするような場合におい
て、適宜極間の極性逆転を行って電解を行うときの陰極
および陽極として用いることが好ましい。このようなア
ルカリ性イオン水の生成の際には、陰極にカルシウムや
マグネシウムが付着して電解効率が低下する。このた
め、陰極と陽極とを逆転して通電することにより、これ
ら付着物の除去を行って、電解効率、すなわち成水効率
の回復を図ることが行われている。本発明の電極は、極
性逆転を繰り返しても寿命が長いので、このような使用
法を採るとき有利である。また、本発明の電極を陽極と
して用いるとき、電解による塩素（すなわち次亜塩素
酸）の発生がほとんどない。従って、陰極側において電
解により得られるアルカリ性イオン水に塩素のもれこみ
がなく、飲料水に適する。なお、極性逆転の頻度が少な
い条件下で、陽極として用いるときは酸化イリジウムを
含有する被覆層とする方が寿命の点で好ましい。

【００３１】図１には、アルカリ性イオン水を得るため
の電解槽を有するイオン水生成装置（成水器）の一構成
例が示されている。

【００３２】図１に示すように、成水器１は、水源２か
ら導入した原水Ｗ₀ の水質に応じてカルシウムを添加す
るカルシウム添加手段１１、カルシウムを添加した後の
水を浄化する浄化手段１２、浄化水を電解してアルカリ
性イオン水と酸性水とを得る電解槽である電解手段１３
を有する。

【００３３】カルシウム添加手段１１において、カルシ
ウムを添加するのは井戸水等を原水とするときであっ
て、ミネラルとしてのイオンを補給するとともに、アル
カリ性にしやすくするためである。通常、次亜塩素酸が
含有される水道水等ではカルシウム添加はそれほど必要
ではない。カルシウムは、乳酸カルシウム等として添加
する。

【００３４】浄化手段１２は、抗菌活性炭や中空系膜が
配設されており、カルキ臭や赤サビ、雑菌等を除去し、
水を浄化するものである。

【００３５】電解手段１３は、槽１３１内に隔膜Ｍを介
し陰極３１および陽極３２が配設されたものであり、入
口１３１ａを介して浄化水を導入して両極３１、３２に
通電する構成となっている。陰極３１および陽極３２に
は、本発明の電解用電極が適用される。

【００３６】図１において、カルシウム添加手段１１の
上流には、熱水がカルシウム添加手段１１に流入するの
を防止する熱水防止弁１４が設置されている。また、カ
ルシウム添加手段１１の水を抜くための水抜き弁１６が
設置されている。さらに、浄化手段１２の下流であって
電解手段１３の上流には流量センサ１７が設置されてお
り、電解手段１３に流入する水量が適量となるように制
御している。

【００３７】また、電解手段１３の出口１３１ｃの下流
には電磁弁１９が設置されている。さらに、もう一方の
出口１３１ｂの下流にはこの流路を経由してアルカリ性
イオン水を得るときのｐＨを設定するｐＨ調整手段１８
が配設されている。また、電解手段１３には、電解手段
１３内の陰極３１と陽極３２との極性を逆転する切換手
段１５が配設されている。

【００３８】なお、図１の構成では、ｐＨ調整手段１８
を介して得られる水Ｗ₁ がアルカリ性イオン水であり、
電磁弁１９を介して得られる水Ｗ₂ が酸性水である。

【００３９】図１の構成において、水源２の原水Ｗ₀ は
熱水防止弁１４を介してカルシウム添加手段１１に導入
される（図示矢印ｆ１）。ただし、熱水であるときは熱
水防止弁１４の作用により、カルシウム添加手段１１へ
の流入は防止され、図示矢印ｆ２の方向に流れる。カル
シウム添加手段１１においてカルシウムが添加された水
は浄化手段１２に導入される。ここで、得られた浄化水
は流量センサ１７を介して、入口１３１ａから電解手段
１３の槽１３１内に導入される。浄化水はここで電解さ
れる。この電解により、隔膜Ｍによって仕切られ、陰極
３１が配設された陰極室ではアルカリ性イオン水Ｗ₁ が
得られる。この場合、流量センサ１７により最適流量が
選択され、かつｐＨ調整手段１８によってアルカリ性イ
オン水Ｗ₁ のｐＨ値が設定される。このようにして得ら
れたアルカリ性イオン水Ｗ₁ は出口１３１ｂから取り出
され、飲料水等に供せられる。一方、陽極３２が配設さ
れた陽極室では酸性水Ｗ₂ が得られる。これは出口１３
１ｃから電磁弁１９を介して取り出され、適宜使用する
か、場合によっては、他の不要な水とともに捨ててもよ
い。このときの酸性水Ｗ₂ では次亜塩素酸の生成が抑制
されるので、アルカリ性イオン水Ｗ₁ に塩素分が流入し
て飲料水に適さなくなるのが防止される。

【００４０】なお、隔膜Ｍは、イオンの移動、液の流通
等が可能なものであって、食品衛生上問題がなく、アル
カリ性イオン水と酸性水の流路形成による分離が可能な
ものであれば特に制限はなく用いることができる。

【００４１】このようなものとしてはポリエチレン系、
ポリプロピレン系、ナイロン系等の樹脂膜、イオン交換
膜、セラミックス製の多孔性膜などが挙げられる。

【００４２】上記における電解条件は、５〜５０V 程度
の電圧を印加し、電流密度０．１〜１０A/dm² 程度とな
るようにする。

【００４３】電極３１、３２は、図１では板状のものを
用いているが、このときの電極間の距離は１〜２０mm程
度とし、電解槽容量０．１〜５リットル程度、電解槽へ
の浄化水の流量は０．５〜２０リットル／分程度とす
る。

【００４４】このようにして得られるアルカリ性イオン
水のｐＨは、７〜１０程度で、塩素量はＣｌ₂ 換算で
０．０１〜１ppm 程度である。また、アルカリ性イオン
水には、Ｃａ等のミネラル成分が原水の１．２倍以上程
度含有される。

【００４５】一方、酸性水のｐＨは３〜６程度で、塩素
量はＣｌ₂ 換算で０．１〜１０ppm程度である。

【００４６】一般にアルカリ性イオン水は、飲料水とさ
れ、酸性水は化粧水、料理用水、洗浄用水などとされ
る。

【００４７】上記における原水Ｗ₀ は、水道水、井戸水
等であってよい。

【００４８】なお、図１の構成では、主としてアルカリ
性イオン水を取り出すことを目的としたが、酸性水を取
り出すことを主目的とする場合は、切換手段１５によっ
て電極３１、３２の極性を逆転し、槽１３１の出口１３
１ｂから取り出される水が酸性水となるようにする。す
なわち、電極３１を陽極、電極３２を陰極として電解す
る。

【００４９】また、図１の構成の電極配置において、陰
極３１にカルシウム等が付着して電解効率が低下すると
きには電極の極性を逆転して通電すればよい。すなわ
ち、電極３１を陽極、電極３２を陰極とする。これによ
り電解効率が回復する。

【００５０】本発明の電極は、このような極性逆転での
使用においても寿命が長い。また、高電圧下の使用にお
いても寿命が長い。

【００５１】図１においては、板状の電極としており、
本発明の電極の形状には特に制限はなく、棒状、柱状、
円筒状等のいずれであってもよい。例えば、図２
（ａ）、（ｂ）に示すように、ともに円筒状の陰極３３
および陽極３４を、陽極３４を内側に、陰極３３を外側
に、同軸的に配置し、この間に円筒状の隔膜Ｍ１を配置
する構成とすることも好ましい。

【００５２】なお、浄化水は入口１３１ａから槽１３１
内に導入され、出口１３１ｂからアルカリ性イオン水
が、出口１３１ｃから酸性水が取り出される。

【００５３】また、電解手段１３における電極配置は図
３（ａ）、（ｂ）に示すものであってもよい。図３
（ａ）、（ｂ）のものは、図２（ａ）、（ｂ）のものに
おいて、陽極３４の内側にさらに円柱状の陰極３５を増
設し、陰極３５と陽極３４とを仕切る円筒状の隔膜Ｍ２
を配置したものである。

【００５４】図３において、浄化水は入口１３１ａから
導入され、出口１３１ｄ、１３１ｅからアルカリ性イオ
ン水が、出口１３１ｆから酸性水が取り出される。

【００５５】以上、成水器の電極配置を図示例に従って
説明してきたが、これに限定されるわけではなく、種々
のものであってよい。

【００５６】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。

【００５７】参考例１所定の塩化白金酸（Ｈ₂ ＰｔＣｌ₆ ・６Ｈ₂ Ｏ）および
タンタルエトキシド（Ｔａ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₅ ）をブタノ
ールに溶解して、白金／タンタルの組成比を変化させた
金属換算濃度８０g/l の塗布液を調製した。

【００５８】別に、熱シュウ酸でエッチングしたチタン
基体上に、前記塗布液を刷毛で塗布し、乾燥した後、電
気炉に入れて空気を吹き込みながら５５０℃で焼き付け
た。この塗布、乾燥、焼き付けの操作を適当な回数所定
の担持量になるまで繰り返して、白金金属と酸化タンタ
ルとの被覆層の電極試料を作成した。これらをサンプル
No. １〜No. ６とする。

【００５９】次に、この作成した電極（サンプルNo. １
〜No. ６）について、酸素過電圧を測定した。測定方法
は電位走査法により、３０℃、１モル／ｌ硫酸水溶液中
で電流密度２A/dm² における値を求めた。その結果を表
１に示す。

【００６０】また、この電極について６０℃、１モル／
ｌ硫酸水溶液中で寿命試験を行った。陰極には白金を用
い、電流密度１００A/dm² で、前記サンプルNo. １〜N
o. ６の電極を陽極として電解を行った。その結果も表
１に示す。

【００６１】さらにまた、この電極について３０℃、標
準水中（炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ₃ ）２１ppm
、塩化カルシウム（ＣａＣｌ₂ ）２８ppm 、硫酸マグ
ネシウム（ＭｇＳＯ₄ ）３０ppm 、炭酸水素カリウム
（ＫＨＣＯ₃ ）２．５ppm ）で極性逆転を伴う寿命試験
を行った。陽極、陰極共に同種の電極を用い、電流密度
５A/dm² で、１５分間毎に極性を逆転させて電解を行っ
た。その結果を表１に示す。

【００６２】なお、電極寿命は電解可能な時間を示して
おり、表中の基準は以下のとおりである。

【００６３】１モル／ｌ硫酸水溶液中極性逆転 ○；2000時間以上 ○；1500時間以上 △；1000時間超〜2000時間未満 △；500 時間超〜1500時間未満 ×；1000時間以下 ×；500 時間以下

【００６４】また、表中のモル数は金属換算量である。

【００６５】

【表１】

【００６６】この結果から明らかなように、本発明の参
考例となる電極は、比較の電極に比べ、低い酸素過電圧
を示し、極性逆転時にも長い寿命を有する。

【００６７】実施例１参考例１と同様に白金金属と酸化タンタルと酸化イリジ
ウムの被覆用の塗布液を、金属換算濃度８０g/l の濃度
になるように、塩化白金酸および塩化イリジウム酸とタ
ンタルエトキシド（Ｔａ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₅ ）あるいはタ
ンタルブトキシド（Ｔａ（ＯＣ₄ Ｈ₉ ）₅ ）をブタノー
ルに溶解することによって調製した。この塗布液を刷毛
で、熱シュウ酸でエッチングしたチタン基体上に塗布
し、乾燥した後、電気炉に入れて空気を吹き込みなが
ら、５５０℃で焼き付けた。この塗布、乾燥、焼き付け
の操作を繰り返して白金金属と酸化タンタルと酸化イリ
ジウムとの被覆層の電極試料を作成した。これらをサン
プルNo. １１〜No. ２０とする。

【００６８】次にこの作成した電極について参考例１と
同様に酸素過電圧測定、寿命試験を行い、その結果を表
２に示した。

【００６９】なお、表中の電極寿命の基準は以下のとお
りである。

【００７０】１モル／ｌ硫酸水溶液中極性逆転 ◎；3000時間以上 ○；1500時間以上 ○；2000時間超〜3000時間未満 △；500 時間超〜1500時間未満 △；1000時間超〜2000時間以下 ×；1000時間以下

【００７１】また、表中のモル数は金属換算量である。

【００７２】

【表２】

【００７３】表２より、本発明の電極は酸素過電圧の点
で実用レベルにあり、特に、極性逆転での寿命が比較の
ものに比べ長いことがわかる。

【００７４】参考例２参考例１のサンプルNo. ２（参考例）を陰極、陽極とし
て図１に示す成水器に適用した。なお、電解槽（電解手
段）の構成は図２に示すものとした。陰極の大きさは内
径６０mm、高さ９０mm、厚さ０．５mmとし、陽極の高さ
は内径４０mm、高さ７０mm、厚さ０．５mmとした。陰極
と陽極との間隔は３mmとし、陽極に密着してポリプロピ
レン製の隔膜を設け、陰極と陽極とを仕切った。槽容量
は０．５リットルである。また、陽極室の容量は０．１
３リットルである。

【００７５】上記の成水器を、流量３．５リットル／分
で、電圧３０V 、電流密度２A/dm²の電解条件とし、ア
ルカリ性イオン水を得るための１日の運転時間を合計１
時間として６ケ月間使用した。この場合、１５分間ずつ
使用するものとし、１５分間使用した後、３〜４分電極
の極性を逆転して使用し、陰極の性能の回復を図った。
すなわち、１日あたり図２に示す電極の使用法で合計１
時間、電極の極性を逆転した使用法で合計０．２５時間
使用した。

【００７６】このような６ケ月間の使用中において、pH
９．９、塩素濃度（Ｃｌ₂ 換算）０．１ppm 、カルシウ
ム濃度（Ｃａ換算）２０ppm のアルカリ性イオン水が安
定して得られた。この期間におけるpHの変動、塩素濃度
の変動およびカルシウム濃度の変動は、ほとんどなかっ
た。

【００７７】６ケ月の使用中において、陰極の性能回復
を目的とするほかに、適宜、電極の極性を逆転して使用
した。この場合は、pH５．７の酸性水が安定して得られ
た。

【００７８】上記の成水器において、陰極、陽極を参考
例１のサンプルNo. ５（比較例）とする他は、上記と同
様の操作を行ったところ、６ケ月使用の段階で電解が不
能となった。また、この使用期間中において、徐々に電
極の性能が劣化することも確認された。

【００７９】実施例２参考例２の成水器において、陰極、陽極を実施例１のサ
ンプルNo. １３とする他は、参考例２と同様の操作を行
ったところ、６ケ月間、参考例２の本発明の参考例とな
るものと同等に、安定して使用することができた。

【００８０】

【発明の効果】本発明の電極は飲料水電解、つまり極性
逆転による電解ならびに高電圧下において、特に極性逆
転後の陽極反応においても十分な耐久性を示し、長期間
の使用が可能である。このように、本発明の電極は飲料
水電解用電極として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のイオン水生成装置（成水器）の概略構
成図である。

【図２】本発明を適用した電解槽を示し、（ａ）は縦断
面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本発明を適用した電解槽を示し、（ａ）は縦断
面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

【符号の説明】

１成水器３１〜３５電極Ｍ、Ｍ１〜Ｍ２隔膜

フロントページの続き (56)参考文献特開平１−301876（ＪＰ，Ａ) 特開平２−294494（ＪＰ，Ａ) 特開平６−33280（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C25B 1/00 - 15/08 C02F 1/46

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基体上に、金属換算で白金３０〜
９９モル％、タンタル１〜７０モル％およびイリジウム
３５モル％以下を含有する白金金属と酸化タンタルと酸
化イリジウムとからなる被覆層を設けた飲料水電解用電
極。
【請求項２】飲料水電解用の陽極として用いられる請
求項１の飲料水電解用電極。
【請求項３】陽極および陰極の極性を逆転して使用す
る際の陽極および／または陰極に用いる請求項１の飲料
水電解用電極。
【請求項４】電解室内に隔膜を介して陰極と陽極とを
配設して両極に通電し、陰極側でアルカリ性イオン水を
得、陽極側で酸性水を得る際の陽極として用いられる請
求項１の飲料水電解用電極。
【請求項５】電解室内に隔膜を介して陰極と陽極とを
配設して両極に通電し、陰極側でアルカリ性イオン水を
得、陽極側で酸性水を得る際であって、陰極および陽極
の極性を逆転して使用される際の陰極および陽極として
用いられる請求項１の飲料水電解用電極。
【請求項６】導電性基体上に、白金化合物とタンタル
化合物とイリジウム化合物とを含有する溶液を塗布した
後、酸化性雰囲気中で熱処理して、金属換算で白金３０
〜９９モル％、タンタル１〜７０モル％およびイリジウ
ム３５モル％以下を含有する白金金属と酸化タンタルと
酸化イリジウムとからなる被覆層を形成する飲料水電解
用電極の製造方法。
【請求項７】浄化水入口を有する電解室内に、隔膜を
介して２つ以上の電極を配置して隔室を画成し、それぞ
れの隔室に取出口を設け、前記電極間に通電して前記取
出口からアルカリ性イオン水または酸性水を得るイオン
水生成装置において、少なくとも陽極として使用する電
極に請求項１の電解用電極を用いるイオン水生成装置。
【請求項８】前記電極間に極間の極性を逆転して通電
し、前記電極すべてに請求項１の電解用電極を用いるイ
オン水生成装置。