JPH11235590A

JPH11235590A - イオン水生成器

Info

Publication number: JPH11235590A
Application number: JP10057556A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Nakada; 弘之中田; Yukio Kawashima; 幸雄川嶋; Kazumi Takahashi; 和美高橋
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1998-02-23
Filing date: 1998-02-23
Publication date: 1999-08-31

Abstract

(57)【要約】【課題】複雑な構造をとらず、飲料用に好適な弱アル
カリイオン水と、弱酸性で、遊離塩素濃度が高く、殺菌
能力の高い殺菌水とを一台で安全で簡単に生成でき、一
般家庭で使用できるイオン水生成器を提供する。【解決手段】本発明のイオン水生成器は、給水管と、
陰極側吐出管と陽極側吐出管との二系統の電解水吐出管
とを有する有隔膜電解槽と、前記有隔膜電解槽の前記陽
極側吐出管を給水路とし、吐出管を有する無隔膜電解槽
とを有し、前記有隔膜電解槽の陰極室で弱アルカリイオ
ン水が生成されて、前記陰極側吐出管から取り出され、
前記無隔膜電解槽で弱酸性の殺菌水が生成されて、前記
吐出管から取り出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、イオン水生成器に
関し、さらに詳細には、飲料用の弱アルカリ水と、安全
で殺菌能力の高い殺菌水とを同時に生成することのでき
るイオン水生成器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、飲料用、料理用等として利用する
弱アルカリイオン水を生成する装置としては、供給され
た水道水等の原水を、中空糸フィルターや活性炭で浄化
した後、有隔膜電解槽で電解し、弱アルカリイオン水と
弱酸性イオン水とを生成するイオン整水器が知られてい
る。このようなイオン整水器は、健康志向の高まりとと
もに、かなりの台数が一般家庭に普及し、使用されてい
る。しかし、陽極室で生成される弱酸性イオン水は、遊
離塩素濃度が低いために殺菌能力が低く、アストリンゼ
ント効果があると言われているものの、その多くは利用
価値のない水として捨てられている。

【０００３】一方、最近のＯ１５７問題等に絡み、一般
家庭でも手軽に入手できる殺菌水製造装置が求められて
いる。例えば、水道水に塩化ナトリウム等の無機塩化物
を添加した後、有隔膜電解槽で電解し、強酸性イオン水
を製造する殺菌水製造装置が特開平２−１４９３９５号
公報に開示されている。この殺菌水製造装置は、食品加
工、医療等の分野において用いられているが、構成が複
雑で高価であるため、一般家庭に普及するには至ってい
ない。しかも、このものは、家庭において利用価値のな
い強アルカリイオン水を副生する上、酸性度の高い強酸
性イオン水は、家庭内の金属を腐食し、また、誤飲によ
る事故の恐れがあるので、一般家庭用としては安全性の
点でも問題がある。

【０００４】また、水道水に塩化ナトリウムと適量の塩
酸とを添加した電解液を無隔膜電解槽で電解し、塩酸に
よりｐＨを調整して殺菌水を生成する殺菌水製造装置も
提案されている。しかし、一般家庭で塩酸を入手するこ
とは困難なので、添加剤カートリッジを購入しなければ
ならず、それも一般家庭での使用は難しい。この殺菌水
製造装置は、限られた事業所のみでしか使用できない。

【０００５】また、水道水を直接電解することにより、
水道水自体の遊離塩素濃度を高め、殺菌水として利用す
る方法もある。しかし、この場合、電解とともに水がア
ルカリ性になるため、遊離塩素は主として次亜塩素酸よ
りも殺菌能力が数十倍も低い次亜塩素酸イオンとして存
在するため、殺菌水として十分な殺菌能力をもつもので
はない。

【０００６】一台の家庭用イオン整水器により、飲料用
や料理用として利用する弱アルカリイオン水と同時に、
弱酸性で遊離塩素濃度の高い殺菌水を塩酸等の酸を添加
することなく製造できれば、一般家庭でも安全で手軽に
殺菌水を得ることができる。また、従来のイオン整水器
では捨てられていた陽極室の水を有効利用することがで
きる。

【０００７】弱アルカリイオン水と強酸性イオン水（殺
菌水）とを同時に生成することのできる電解水生成器
が、特開平７−５１６７０号公報、特開平７−１４８４
８９号公報に開示されている。このものは、複数の有隔
膜電解槽が直列・多段に接続された構成からなる。しか
し、この電解水生成器は、複数の有隔膜電解槽を有する
ため、構造が複雑で、高価である。そして、生成する殺
菌水は強酸性なので、前述の通り、一般家庭用としては
安全性の点で問題がある。また、生成する電解水は、第
一の電解槽で生成される弱アルカリイオン水と、第二以
降の電解槽で生成される強酸性イオン水と強アルカリイ
オン水とである。このうち、強アルカリイオン水は、農
業用等に用いられるのみで、一般家庭用としては使用用
途がない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、複雑
な構造をとらず、飲料用、料理用等に好適な弱アルカリ
イオン水と、弱酸性で、遊離塩素濃度が高い、安全で殺
菌能力の高い殺菌水とを一台で簡単に生成でき、一般家
庭で使用できるイオン水生成器を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、下記の本発
明によって達成される。

【００１０】（１）給水管と、陰極側吐出管と陽極側
吐出管との二系統の電解水吐出管とを有する有隔膜電解
槽と、前記有隔膜電解槽の前記陽極側吐出管を給水路と
し、吐出管を有する無隔膜電解槽とを有し、前記有隔膜
電解槽の陰極室で弱アルカリイオン水が生成されて、前
記陰極側吐出管から取り出され、前記無隔膜電解槽で弱
酸性の殺菌水が生成されて、前記吐出管から取り出され
るイオン水生成器。（２）前記有隔膜電解槽の前記陽極側吐出管に添加物
注入部を有する上記（１）のイオン水生成器。（３）前記有隔膜電解槽の給水管に浄水器を有する上
記（１）または（２）のイオン水生成器。

【００１１】

【作用】本発明のイオン水生成器は、飲料用、料理用等
に好適な弱アルカリイオン水と、弱酸性で、遊離塩素濃
度が高い、安全で殺菌能力の高い殺菌水とを一台で簡単
に生成できる。また、弱アルカリイオン水と弱酸性殺菌
水のみを生成するので、水を無駄なく有効利用できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的構成につい
て詳細に説明する。

【００１３】本発明のイオン水生成器の一例の概略構成
図を図１に示す。

【００１４】本発明のイオン水生成器は、陰極側吐出管
２２と陽極側吐出管２３との二系統の電解水吐出管を有
する有隔膜電解槽２と、前記有隔膜電解槽２の前記陽極
側吐出管２３を給水路とする無隔膜電解槽８とを有す
る。前記有隔膜電解槽２は、陰極３と、陽極４と、陰極
室５と陽極室６とを区画する隔膜７とから構成され、前
記陰極室５で飲料用や料理用等の弱アルカリイオン水が
生成される。前記無隔膜電解槽８は、陽極９と、陰極１
０とから構成され、弱酸性で遊離塩素濃度が高い殺菌水
が生成される。

【００１５】前記有隔膜電解槽２の上流に浄水器１を有
する。浄水器１は通常使用されているものでよく、抗菌
活性炭や中空糸等を内部に備えているものが好ましい。
浄水器１はなくてもかまわないが、不純物等の除去のた
めに設けることが好ましい。

【００１６】前記有隔膜電解槽２および前記無隔膜電解
槽８は、電源部２５から電極３、４および９、１０の間
に直流電流が通電される。通電はコントローラ２６で制
御される。

【００１７】次に、本発明のイオン水生成器の動作につ
いて説明する。

【００１８】まず、水道水、井戸水等の原水は、原水管
２０を通って、浄水器１に供給される。供給された原水
は、浄水器１で一般細菌や不純物等が取り除かれる。そ
の水が、給水管２１を通って、有隔膜電解槽２に導入さ
れる。有隔膜電解槽２では、電源部２５からコントロー
ラ２６を介して陰極３と陽極４との間に直流電流が通電
され、水が電解される。そして、陰極室５では弱アルカ
リイオン水が生成し、陰極側吐出管２２を通って、その
まま蛇口から取り出される。この弱アルカリイオン水
は、飲料用、料理用等として利用される。また、陰極側
吐出管２２にタンク等の容器を設けておき、一度容器に
貯留した弱アルカリイオン水を必要なときに随時利用す
るようにしてもよい。

【００１９】一方、陽極室６では弱酸性イオン水が生成
し、陽極側吐出管２３を通って、無隔膜電解槽８に供給
される。無隔膜電解槽８では、電源部２５からコントロ
ーラ２６を介して陽極９と陰極１０との間に直流電流が
通電され、弱酸性イオン水が電解される。そして、弱酸
性であり、遊離塩素濃度が高められた殺菌水が生成す
る。殺菌水を生成する電解槽は無隔膜であるので、塩素
（Ｃｌ₂）を発生させて、後述の好ましいｐＨ値、遊離
塩素濃度の殺菌水を得ることができる。この殺菌水は、
吐出管２４を通って、取り出される。殺菌水はそのまま
蛇口から取り出して利用してもよいが、吐出管２４にタ
ンク等の容器を設けておき、一度容器に貯留した殺菌水
を必要なときに随時利用するようにしてもよい。

【００２０】なお、原水管２０、有隔膜電解槽２の陰極
側吐出管２２、吐出管２４のバルブは省略してある。ま
た、一定量を電解槽に給水するために、有隔膜電解槽２
に給水する給水管２１、無隔膜電解槽８に給水する有隔
膜電解槽２の陽極側吐出管２３等に流量調節部を設ける
ことが好ましい。

【００２１】また、必要に応じて、本発明のイオン水生
成器は、有隔膜電解槽２の陽極側吐出管２３に添加物注
入部１１を設けてもよい。添加物注入部１１を設けた本
発明のイオン水生成器の一例の概略構成図を図２に示
す。添加物注入部１１で無機塩化物を添加することによ
り、弱酸性イオン水中の塩化物イオン濃度が高められて
無隔膜電解槽８に給水されるので、さらに遊離塩素濃度
の高い殺菌水が得られる。また、無機塩化物は電解質な
ので、これらを添加することにより、水の電気伝導度が
高められる。添加する無機塩化物は、ＮａＣｌ、ＭｇＣ
ｌ₂、ＫＣｌ等が挙げられ、中でも家庭で手軽に使用で
きる食塩（ＮａＣｌ）が好ましい。無機塩化物の添加量
としては、Ｃｌ^-の濃度で１００〜１０，０００ppm、特
に５００〜２，０００ppmが好ましい。

【００２２】また、弱酸性を示す食酢（酢酸含有量：約
３〜５％）を加えて酸性度を調節してもよい。

【００２３】本発明のイオン水生成器で得られる弱アル
カリイオン水のｐＨは、８〜１１、好ましくは８．５〜
１０である。この範囲のｐＨの水が、飲料用、料理用等
として好ましい。

【００２４】本発明のイオン水生成器で得られる殺菌水
のｐＨは、３．５以上７未満、好ましくは４〜６．５で
ある。水中での塩素の形は、塩素（Ｃｌ₂）、次亜塩素
酸（ＨＯＣｌ）、次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ^-）、Ｃｌ^-
の４種で、ｐＨによってその存在量の比が大きく異な
る。この中で殺菌作用を示すのはＣｌ₂、ＨＯＣｌ、Ｏ
Ｃｌ^-であり、このうちＨＯＣｌはＯＣｌ^-と比べて数十
倍の殺菌効果を示す。水を電解して得られる殺菌水に
は、ｐＨが３〜７程度で遊離塩素の多くがＨＯＣｌであ
る殺菌水、つまり、ＨＯＣｌの殺菌力を利用する殺菌水
と、ｐＨが３以下で溶存Ｃｌ₂を含む殺菌水、つまり、
ｐＨ値が低いことを利用する殺菌水とがある。家庭用と
して考えた場合、ｐＨ値が低いと、家庭内の金属を腐食
してしまったり、誤飲による事故の恐れがあるので好ま
しくない。本発明のイオン水生成器で生成する殺菌水
は、殺菌力の高いＨＯＣｌの存在比が高いｐＨであり、
弱酸性なので、安全性の点からも好ましい。

【００２５】また、得られる殺菌水の遊離塩素濃度は、
Ｃｌ₂換算で３〜１００ppm、好ましくは５〜５０ppm、
さらに好ましくは５〜２０ppmである。遊離塩素濃度が
これより高いと、電解とともに水がアルカリ性になるた
めに、遊離塩素は主としてＯＣｌ^-になってしまい、十
分な殺菌力が得られない。また、殺菌水の塩素臭の問題
もある。遊離塩素濃度がこれより低いと、ＨＯＣｌの存
在量が少なすぎて、十分な殺菌力が得られない。

【００２６】有隔膜電解槽の電極は、食品衛生上問題が
ないものがよく、例えば、Ｐｔ、Ｉｒ等の金属やそれら
の合金、それらの酸化物、またはフェライト等のセラミ
ックスが挙げられる。陰極としては、特に、Ｐｔをチタ
ン等の基材上にめっきや熱分解法等により成膜したもの
が好ましく用いられる。

【００２７】図１においては有隔膜電解槽の電極は２個
の平行平板状としているが、電極の形状や個数には特に
制限はなく、棒状、柱状、円筒状同軸配置等のいずれの
形状であってもよく、個数も２個以上であればよい。

【００２８】電極の大きさは、上記のような弱アルカリ
イオン水、弱酸性イオン水が得られれば特に制限はされ
ないが、通常、３０〜２００cm²程度が好ましい。

【００２９】有隔膜電解槽に用いる隔膜は、水分子は通
ることができず、イオンのみが移動可能なものであっ
て、食品衛生上問題がなく、弱アルカリイオン水と弱酸
性イオン水との分離が可能なものであれば、特に制限は
ない。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、イオン交換膜、セ
ラミックス製の多孔性膜等がある。

【００３０】無隔膜電解槽の電極は、Ｃｌ₂発生効率が
高いものがよく、例えば、Ｐｔ、Ｉｒ等の貴金属やそれ
らの合金、それらの酸化物、またはそれらの金属、合
金、酸化物をチタン等の基材上にめっきや熱分解法等に
より成膜したものが挙げられる。中でもＰｔ−Ｉｒ合
金、Ｐｔ−ＩｒＯ₂が好ましい。ＰｔとＩｒの原子比
（Ｐｔ：Ｉｒ）は９８：２〜６０：４０程度が好まし
い。

【００３１】図１においては、無隔膜電解槽の電極は２
個の平行平板状としているが、電極の形状や個数には特
に制限はなく、棒状、柱状、円筒状同軸配置等のいずれ
の形状であってもよく、個数も２個以上であればよい。

【００３２】電極の大きさは、上記のような殺菌水が得
られれば特に制限はされないが、通常、３０〜２００cm
²程度が好ましい。

【００３３】有隔膜電解槽の電解条件は、５〜３０V 程
度の電圧を印加し、電流密度１〜１０A/dm² 程度となる
ようにすることが好ましい。また、図１では電極は平行
平板状としているが、このときの電極間の距離は１〜１
０mm程度が好ましい。

【００３４】無隔膜電解槽の電解条件は、５〜３０V 程
度の電圧を印加し、電流密度１〜１０A/dm² 程度となる
ようにすることが好ましい。また、図１では電極は平行
平板状としているが、このときの電極間の距離は１〜１
０mm程度が好ましい。

【００３５】この際、随時、または、一定時間毎に、電
極の極性を逆転して通電することが好ましい。水道水、
井戸水等を電解する際、陰極側にカルシウムやマグネシ
ウムがスケールとして付着し、電解効率が低下してしま
う。陽極と陰極とを逆転して通電することにより、これ
らの付着物が除去されて電解効率が回復する。

【００３６】有隔膜電解槽、無隔膜電解槽とも、給排水
が連続的に行われる連続式電解槽でも、バッチ処理が行
われるバッチ式電解槽のどちらでもよい。連続式電解槽
を用いる場合、有隔膜電解槽への水の流量は２〜１０リ
ットル／分程度、無隔膜電解槽への水の流量は０．２〜
５リットル／分程度が好ましい。また、バッチ式電解槽
を用いる場合、仕込量は電解槽の容量と同じでよく、通
電時間は、有隔膜電解槽が１〜３０分程度、無隔膜電解
槽が１〜６０分程度が好ましい。

【００３７】

【実施例】以下、本発明の実施例を示し、さらに詳細に
説明する。

【００３８】＜実施例１＞図１に示されるイオン水生成
器を作製した。浄水器１には活性炭充填カートリッジを
用いた。また、有隔膜電解槽２の陰極３には、チタン基
材上に熱分解法により白金のコーティングを施したもの
を使用した。有隔膜電解槽２の陽極４と、無隔膜電解槽
８の陽極９および陰極１０とには、チタン基材上に熱分
解法により白金と酸化イリジウムからなるコーティング
を施したものを使用した。このときの白金とイリジウム
との原子比は７０：３０とした。有隔膜電解槽２の隔膜
７には、ユアサコーポレーション製ユミクロン電解隔膜
を使用した。有隔膜電解槽２の陰極３と陽極４とは、１
００cm²の平行平板とし、その間隔は３mmとした。無隔
膜電解槽８の陽極９と陰極１０とは、２００cm²の平行
平板とし、その間隔は２mmとした。

【００３９】このイオン水生成器に、千葉県市川市の水
道水（ｐＨ７．２、遊離塩素濃度０．１ppm）を流量５
リットル／分で供給し、有隔膜電解槽２は電流密度１A/
dm²の電解条件で、無隔膜電解槽８は電流密度５A/dm²
の電解条件で使用した。

【００４０】有隔膜電解槽２の陰極室５からは、ｐＨ
８．５、遊離塩素濃度０．１ppm 未満のアルカリイオン
水が４リットル／分の流量で得られた。陽極室６から
は、ｐＨ５．４、遊離塩素濃度１．５ppm の弱酸性イオ
ン水が１リットル／分の流量で生成した。この弱酸性イ
オン水を供給した無隔膜電解槽８からは、ｐＨ６．０、
遊離塩素濃度１３．５ppm の弱酸性殺菌水が１リットル
／分の流量で得られた。

【００４１】この弱酸性殺菌水をガラスビーカーに取
り、シーロンフィルムで密封して、室温暗所に１０００
時間放置した。放置後の弱酸性殺菌水は、ｐＨ６．９、
遊離塩素濃度１０．０ppm であり、この弱酸性殺菌水は
１０００時間以上の保存でも高い遊離塩素濃度を有し、
高い殺菌力を維持できた。

【００４２】＜実施例２＞図２に示されるイオン水生成
器を作製した。添加物注入装置１１では、塩化ナトリウ
ムを２g／リットルの濃度になるように添加した。それ
以外は実施例１と同じ構成にし、このイオン水生成器を
実施例１と同じ条件で使用した。

【００４３】有隔膜電解槽２の陰極室５からは、ｐＨ
９．１、遊離塩素濃度０．１ppm 未満のアルカリイオン
水が２リットル／分の流量で得られた。陽極室６から
は、ｐＨ４．５、遊離塩素濃度１．５ppm の弱酸性イオ
ン水が０．５リットル／分の流量で生成した。この弱酸
性イオン水に塩化ナトリウムを２g／リットルの濃度に
なるように添加したものを供給した無隔膜電解槽８から
は、ｐＨ６．５、遊離塩素濃度６６ppm の弱酸性殺菌水
が０．５リットル／分の流量で得られた。

【００４４】

【発明の効果】本発明により、複雑な構造をとらず、飲
料用、料理用等に好適な弱アルカリイオン水と、弱酸性
で、遊離塩素濃度が高い、安全で殺菌能力の高い殺菌水
とを一台で簡単に生成でき、一般家庭で使用できるイオ
ン水生成器を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のイオン水生成器の一例の概略構成図で
ある。

【図２】本発明のイオン水生成器の一例の概略構成図で
ある。

【符号の説明】

１浄水器２有隔膜電解槽３有隔膜電解槽２の陰極４有隔膜電解槽２の陽極５有隔膜電解槽２の陰極室６有隔膜電解槽２の陽極室７有隔膜電解槽２の隔膜８無隔膜電解槽９無隔膜電解槽８の陽極１０無隔膜電解槽８の陰極１１添加物注入装置２０原水管２１給水管２２有隔膜電解槽２の陰極側吐出管２３有隔膜電解槽２の陽極側吐出管２４吐出管２５電源部２６コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】給水管と、陰極側吐出管と陽極側吐出管
との二系統の電解水吐出管とを有する有隔膜電解槽と、前記有隔膜電解槽の前記陽極側吐出管を給水路とし、吐
出管を有する無隔膜電解槽とを有し、前記有隔膜電解槽の陰極室で弱アルカリイオン水が生成
されて、前記陰極側吐出管から取り出され、前記無隔膜電解槽で弱酸性の殺菌水が生成されて、前記
吐出管から取り出されるイオン水生成器。
【請求項２】前記有隔膜電解槽の前記陽極側吐出管に
添加物注入部を有する請求項１のイオン水生成器。
【請求項３】前記有隔膜電解槽の給水管に浄水器を有
する請求項１または２のイオン水生成器。