KR0168501B1 - 물의 제조방법 및 이 방법에 의해 얻어진 물 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 세정, 공업재료의 표면처리, 생물의 성장조절(세포의 활성조절)에 사용되는 물을 제공하는 것이다.
본 발명은 산화,환원성능을 갖는 물의 제조방법에 있어서, 제1 격벽 및 제2 격벽으로 차단하는 것에 의해 양극실, 중간실 및 음극실이 구성되고, 상기 제1 격벽에 밀접되어 양극실내에 양극이 설치됨과 동시에 상기 제2 격벽에 밀접되어 음극실내에 음극이 설치되는 전해조를 사용하여, 상기 양극실 및/또는 음극실에 물을 공급함과 동시에, 상기 중간실에는 전해질 수용액이 존재하는 조건하에서 전해처리를 행하는 것을 특징으로 하는 물의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 세정, 공업재료의 표면처리, 생물의 성장조절(세포의 활성조절)에 사용되는 물의 제조방법에 관한 것이다.
물의 pH 및 산화·환원능이 세정이나 표면처리, 미생물이나 식물 등 생물의 성장(세포의 활성)에 영향을 미친다는 사실은 공지되어 있다.
이러한 분야에서, 물의 pH 및 산화·환원능이 어떠한 역할을 하며, 물의 pH 및 산화·환원능이 어떻게 조절하는가 하는 방법에 대해 그 개략을 설명한다.
세정대상이 되는 오염물질은 이온상태의 물질과, 반응생성물, 액상, 입자상물질로 크게 나누어진다.
이온상태물질의 오염형태로는 유리표면 등에 나타나는 이온교환에 의한 흡착, 반도체나 금속의 표면에 나타나는 이온의 정전기적 인력에 의한 부착 및 반도체, 금속, 세라믹의 표면층에서 이온의 확산에 의한 침입 등을 들 수 있다.
또, 반응생성물에 의한 오염형태는, 보일러의 스케일과 같은 물속의 불순물의 침적부착 및 금속표면에 발생하는 산화피막, 녹으로 분류된다.
이에 비해 입자상물질에 의한 오염형태는 복잡하다. 즉, 화학적 결합에 의한 부착, 반데르발스 힘 또는 수소결합 등의 물리화학적 결합에 의한 부착, 정전기력 혹은 자기력에 의한 물리적 부착 등에 있다.
이러한 오염물질 가운데 , 이온상태물질은 순수 또는 초순수에 의해 세정되는 것이 일반적이다. 예를 들면, 반도체의 세정시에는 전기저항율이 약 18MΩ/cm의 초순수가 사용된다.
반응생성물에 대해서는, 통상, 화학약물을 사용하여 세정한다. 예를 들면, 스케일 등에는 산과 킬레이트제를 조합시킨 약제가 사용되고, 특히 양자의 기능을 함께 갖는 구연산, 에틸렌디아민테트라아세트산, 니트로릴로트리아세트산 등이 사용된다.
표면처리에 대해 설명한다. 용해에 의해 금속표면의 산화피막이 제거되는 속도는 수용액의 pH와 산화·환원능에 크게 의존한다. 예를 들면, 철의 산화피막을 구성하는 산화철(Fe3O4)은 pH가 약 4 이하의 산성이고, 환원성을 갖는 수용액에 빠르게 용해된다. 또, 금속의 산화피막용해에 사용되는 대표적인 약제로는 산 및 환원제의 양 기능을 갖는 옥살산과, 그 외에도 구연산, 에틸렌디아민 테트라아세트산을 조합한 것이 있다.
금속 중에서도, 크롬강의 표면산화피막은 산화성의 수용액 중에서 용해된다. 이 처리에 사용되는 대표적인 약제로는 수산화나트륨과 과망간산칼륨을 조합한 것과, 불소산과 질산을 조합한 것이 있다. 또, 실리콘웨이퍼 세정분야에서, 표면층을 애칭하는 것에 의해 세정처리를 행하는 경우가 있고, 이 처리에는 암모니아수와 과산화수소수를 조합시킨것과, 수산화나트륨 또는 질산 등이 사용된다.
그리고, 실리콘웨이퍼 등에 부착되는 액체, 또는 피막상태 오염물질의 제거에는 이 오염물질을 산화분해하거나 용해시키는 방법이 적용되고 있고, 산화분해에 사용되는 약제로는 황산과 과산화수소를 조합한 것, 수산화암모늄과 과산화수소를 조합시킨 것 등이 있다.
무기물질인 오염물질을 용해시키는 경우에는, 염산과 과산화수소, 황산과 과산화수소, 염산과 황산 ,황산과 질산을 조합시킨 것이 사용된다.
또, 유기물질인 오염물질을 용해시키는 경우에는, 트리클로로에탄, 디클로로메탄 등의 유기염소계용제가 사용된다. 상기의 설명에서 알 수 있는 바와 같이, 물의 pH와 산화·환원능은 세정 및 표면처리에 있어서 중요한 역할을 하고 있는 것이다.
물의 pH를 산성 또는 알칼리성으로 하고, 산화·환원능을 부여하는수단으로는 화학약품을 첨가하는 방법과 전기분해(이하 전해라 함)를 이용하는 방법이 있다.
산화·환원제(산화제 및/또는 환원제)를 물에 용해하면, 일부는 물 및 물에 용해되어 있는 물질과 산화·환원반응하여, 그 산화·환원능이 저하된다.
따라서, 사용할시에 전해에 의해 열화된 성분을 원 상태로 되돌리는 것에 의해, 강한 산화·환원능을 갖는 액이 얻어진다. 강한 산화·환원성의 전해액을 얻기 위해서는 양극전해액과 음극전해액의 혼합을 방지하는 격막전해법이 사용된다.
그러나, 종래의 격막전해에서는 전해질의 첨가량을 많이 할 수밖에 없고, 예를 들면 수 %정도 첨가시킬 수밖에 없었다. 이 때문에 얻어진 용액 중에 전해질 이온이 꽤 포함되게 된다. 따라서, 예를 들면 세정에 이용하면, 전해질이온이 잔류되어 피세정물의 표면에 부착, 잔류하고 만다. 그리고, 이 잔류이온에 의하여 갖가지 문제가 발생한다. 예를 들면, 재료의 열화 등이 있다. 또 폐액처리가 그만큼 어렵게 된다.
예를 들면, 세정후의 금속표면에 C1-등의 부식을 촉진하는 할로겐이온이 잔류하면 급속한 부식의 진행이 우려된다. 또, 세정 후의 반도체의 이온성 불순물이 잔류하면 반도체의 성능을 현저히 저하된다.
이러한 문제점과 관련되어, 잔류하는 이온 등을 제거하기 위해 세정 후에 헹굼작업을 실시할 필요가 있고, 실리콘웨이퍼 1장에 수천리터아 되는 다량의 초순수가 사용되고 있는 것이 현실이다.
그러나, 최근, 수자원 그 자체와, 오염문제가 심각하게 되어 감에 따라, 물의 사용량을 절감하기 위한 기술개발이 필요하게 되었다.
또, 생물의 활동은 환경에 강하게 의존하고 있음은 공지의 사실이다. 예를 들면, 동물, 식물 혹은 호기성 미생물의 세포 내에서는 산소를 이용한 산화·환원반응이 일어나, 이때 발생하는 에너지가 생물의 활동에 사용된다.
그러나, 어떠한 물이 동물, 식물 또는 호기성 미생물의 세포에 어떻게 영향을 끼치는지는 공지되어 있지 않았다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 세정, 공업재료의 표면처리, 생물의 성장조절(세포의 활성조절)에 사용되는 물의 제조방법을 제공하는 것을 그목적으로 한다.
제1도는 전해조를 개략적으로 나타낸 단면도.
제2도는 전해조와 각종 탱크의 접속상태를 나타내는 배관도.
제3도는 양극전해수의 광흡수스펙트럼을 나타내는 그래프.
제4도는 아스펠길루스니가의 성장속도를 나타내는 그래프.
제5도는 배플판의 평면도.
제6도는 전해조를 개략적으로 나타낸 단면도.
제7도는 종래의 전해장치를 개략적으로 나타낸 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 음극 2 : 양극
3,4 : 격막(격벽) 5 : 중간실
6 : 용기 7 ; 직류전원
8 : 음극실 9 : 양극실
10 : 순수제조장치 11, 15 : 펌프
12, 13 : 액수용탱크 14 : 전해액탱크
16 : 다공판(배플판)
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 산화·환원성능을 갖는 물의 제조방법에 있어서, 제1격벽 및 제2격벽으로 차단하는 것에 의해 양극실, 중간실 및 음극실이 구성되고, 상기 제1격벽에 밀접되어 양극실내에 양극이 설치됨과 동시에 상기 제2격벽에 밀접되어 음극실내에 음극이 설치되어 되는 전해조를 사용하여, 상기 양극실 및/또는 음극실에 물을 공급함과 동시에, 상기 중간실에는 전해질 수용액이 존재하는 조건하에서 전해처리를 행하는 것을 특징으로 하는 물의 제조방법에 의해 달성된다.
또, 저전해질 농도에서 산화·환원종을 포함한 물의 제조방법에 있어서, 제1격벽 및 제2격벽으로 차단하는 것에 의해 양극실, 중간실 및 음극실이 구성되고, 상기 제1격벽에 밀접되어 양극실내에 양극이 설치됨과 동시에 상기 제2격벽에 밀접되어 음극실내에 음극이 설치되어 되는 전해조를 사용하여, 상기 양극실 및/또는 음극실에 물을 공급, 배출함과 동시에, 상기 중간실에는 전해질수용액이 존재하는 조건하에서 전해처리를 행하는 것을 특징으로 하는 물의 제조방법에 의해 달성된다.
또, 상기 발명에 사용되는 전해조는, 양극 및/또는 음극의 물이 통과하는 면에 배플판, 예를 들면 다공질성의 판 또는 직경 수mm 정도의 구멍이 다수형성된 판이 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 배플판을 설치하고, 양극 및/또는 음극의 격벽과 접하는면의 반대쪽의 물이 통과하는 면에 물이 많이 접하지 않도록 한 전해조를 사용하여 전해처리를 행하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 양극 및/또는 음극표면에 전해액이 일단 유지되고, 전해도가 향상하며, 전해전압을 낮출 수가 있다.
배플판의 재료로는 PVC, PP, PMMA, PFA, 기타 절연성 재료가 사용된다.
또, 상기의 발명에 사용되는 전해조는, 제1격벽에 양이온교환막 및/또는 음이온교환막이 구성되어 있는 것이 바람직하다. 일어난 전해조를 사용하여 전해처리를 행하는 것에 의해, 중간실로부터 음이온의 이동을 억제할 수 있고, 산성의 환원수가 효율적으로 제조되게 된다. 또, 상기의 발명에서 사용되는 전해조는 중간실에 양이온교환수지 및/또는 음이온 교환수지를 충진한 것이 바람직하다.
이하 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
먼저, 현재 시판되고 있는 산화성 양 극전해수와 환원성 음극 전해수는 다음과 같이 하여 얻어지고 있다. 즉, 제7도에 나타나 있는 것과 같은 양극전해수와 환원성의 음극전해수의 분리가 가능한 격막실 전해조가 사용된다. 제7도 중 21은 음극, 22는 음극실, 23은 양극, 24는 양극실, 24는 양극실 25는 음이온교환막 또는 다공질막이라 불리우는 격막이다. 이 장치에서 전해를 행하기 위해서는 1%이상의 NaCl을 용해시켜 둘 필요가있었다. 그리고, 전해처리를 행하면,
음극에서는
Na++ e-→ Na
2Na + 2H2O → 2Na++ 20H-+ H2
양극에서는
2Cl-- 2e → Cl2
의 반응이 일어난다. 이 전해 중에, Cl-와 OH_가 음극실에서 양극실로 이동한다.
또, 일부의 Cl2와 OH-는
Cl2+ 2OH-→ ClO-+Cl-+ H2O
Cl2+ OH-→ HClO + Cl-
와 같이 반응하여, ClO-가 생성된다.
그래서 ,전해액 중의 NaCl 농도를 낮추고, Cl2등의 할로겐가스의 발생을 억제하기 위해서는제1도에 나타낸 바와 같은 격막실 전해조가 사용된다.
제1도 중 1은 음극, 2는 양극, 3,4는 음이온교환막 또는 다공질막이라 부르는 격막(격벽)이고, 격막(3)(4)으로 막혀지는 부분에 중간실(5)이 형성되어 있다. 또, 음극(1)은 격막(3)에 밀착하여 설치되어 있고, 양극(2)은 격막(4)에 밀착하여 설치되어 있다. 6은 전극(1)(2)과 격막(30(4)을 수납하는 용기, 7은 직류전원, 8은 음극실, 9는 양극실이다.
그리고, 중간실(5)에 전해질 첨가해 두면, 음극실(8)과 양극실(9)에 첨가하는 전해질의 양을 낮추어도 전해가 가능하게 된다. 그리고, 음극실(8)과 양극실(9)에 전해질을 첨가하지 않아도 전해에 필요한 전해질은 중간실(5)로부터 보급되어 전해가 행해진다.
또, 전해처리에 의해 음극실(8)의 음극액은 알칼리성으로, 또, 양극실(9)의 양극액은 산성으로 되는 경향이 강하다. 따라서, 음극(1)의 재질은 내알칼리성이 우수한 것이 바람직하다. 예를 들면, 백금, 팔라듐, 금, 탄소강, 스테인레스강, 은, 동, 흑연, 유리질카본 등을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 양극(2)의 재질로는 내산성이 우수하고, 산화되기 어려운 것이 바람직하다. 예를 들면 Pt, Rn, RuO, Ir, PD, β-PbO2, NiFe2O4, 유리질카본 등이 바람직하다.
격막(3)(4)으로는 셀룰로즈와 합성고분자재료(PE, PP, PET, PTFE등)로 이루어진 필터 또는 구멍이 있는 필름, 이온교환막이 사용된다. 또, 격막(3)(4)은 이러한 필터, 구멍이 있는 필름 및 이온교환막을조합시킨 것이어도 좋다. 특히, 이온교환막으로는음극(1)측에서는 OH-가 중간실(5)로 이동하는 것을 저지하기 위해 강산성 또는 약산성의 양이온교환막을 사용하고, 한편 양극(5)로 이동하는 것을 저지하기 위해 강산성 또는 약산성의 양이온교환막을 사용하고, 한편 양극(2)측에서는 H+가 중간실(5)로 이동하는 것을 저지하기 위해 강염기 또는약염기의 음이온교환막을 사용하는 것이 바람직하다. 또, 중간실(5)내의 용질이 음극실(8) 및 양극실(9)내로 이동할 필요가 있는 경우 이온교환막으로서 강산성과 강염기성의 이온교환막을 겹친것을 사용하면 좋고, 혹은 약산성과 약염기성의 이온교환막을 겹친 것을 사용해도 좋다. 또, 상술한 격막(3)(4)의 사용 이외에 용질의 이동을 억제하는 수단으로, 중간실(5)의 용질농도를 낮추는 방법이 있다. 그러나, 이 방법으로는 전기저항율이 지나치게 높아지므로, 중간실(5)내에 입상의 이온교환수지를 충전한다.
중간실(5)에 보내지는 전해질수용액에 용해시키는 전해질의 선정기준은 대상에 따라 다르다. 예를 들면, 실리콘웨이퍼 등의 반도체와 같은 정밀부품의 세정에 전해수를 사용하는 경우에는 이온잔류를 적극적으로 억제하기 위해 가능한 한 저온에서 기화하는 전해질을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 탄산암모늄, 탄산수소암모늄, 황산히드라진, 염화히드라진, 질산암모늄, 모르폴린 등의 아민계화합물, 또, 탄산나트륨이나 탄산수소나트륨 등의 탄산염, 질산염, 또는 아질산염이 있다. 통상의 세정이나 표면처리에 전해수를 사용하는 경우에는 환경에 악형향을 주지않고, 양극액과 음극액을 혼합하는 것만으로 그대로 폐기가능한 전해질이 바람직하다. 예를 들면, NAcl, Na2SO4, KCl, K2SO4등의 나트륨염, 칼륨염과 질산염이 있다.
중간실(5)의 전해질 농도는 한정되어 있지 않으나, 1X10-3∼5몰/1의 범위가 바람직하다. 또, 중간실(5)에 입상이온교환수지를 충전하는 경우에는 1X10-6~5X10-3몰/1의 범위가 바람직하다.
양극실(8)과 음극실(9)내의 전해질 농도는 1X10-2몰/1 이하가 바람직하다.
전해질 농도 1X10-23몰/1에서의 전해율은 1000㎲/cm정도이다.
또, 전해전류밀도는 5mA/㎠이상이 바람직하다.
Na+나 Cl-와 같은 1가 이온에 대해 이온교환막의 수율(輸率)은 크고 저전압에서 전해할 수 있으나, SO4 2-나 CO3 2-와 같은 2가 이온에 대한 이온교환막의 수율은 낮아 저전압에서는 전해가 어렵게된다. 이러한 경우에는 상기한 배플판을 설치해 두는 것에 의해 저전압에서 전해할 수 있게 된다. 즉, 배플판에 의해 양극 및/또는 음극의 표면에 전해생성물이 일단 유지되고 지나치게 많은 생성물만이 양극실 및/음극실의 물로 이동하여 전극표면에서 전해생성물의 농도가 크게 되고, 전해전압이 낮아진다.
본발명에서는, 음극실(8)과 양극실(9)에 들어가는 물을 수돗물, 증류수와 같은 순수로 해도 좋으나, 음극싯(8)이나 양극실(9)로부터 얻는 물에 각종의 이온이라고 하는 불순물이 포함되지 않도록 하기 위해, 전도율이 3000㎲/cm 이하, 바람직하게는 0.06-3000㎲/cm, 보다, 바람직하게는 0.06-2000㎲/cm의 물을 사용하는 것이 좋다.
또, 전해시의 전류밀도는 용질의 산화·환원반응보다 H2O의 분해가 일어나는 것이 바람직하다.
이러한 조건하에서 전해가 행해지면,
로 표시된 물의 전해가 일어난다. Eo는 표준 산화환원전위이다.
상기 (1)-(4)의 반응식을 보면, H2O-O2의 산화·환원반응으로부터, OH 라디칼, O2, O3, H2O2, HO2, H2등의 산화·환원종이 생성된다는 것을 알 수 있다.
그리고, 이러한 산화·환원종을 갖는 물은, 세정, 공업재료의 표면처리, 생물(동물, 식물 또는 호기성 미생물)의 성장조절(세포의 활성조절) 등에 사용된다.
즉, 상기와 같이 하여 얻은 산화·환원성능을 갖는 물(특히 저전해질농도에서 산화·환원종을 포함하는 물)은 예를 들면 실리콘웨이퍼 등의 정밀부품의 세정, 기타 일반적인 세정, 혹은 공업재료의 표면처리에 사용된다.
또, 상기와 같이 하여 얻은 양극전해수는 농도가 진한 경우, 예를 들면 500-50000ppm과 같이 진한 농도의 경우에는, 항균제(항 바이러스제)로 사용할 수 있다.
또, 상기와 같이 하여 얻는 양극전해수는 온도가 연한 경우, 예를 들면 0.01-500ppm 미만과 같이 연한 경우에는 생물의 성장촉진제(세포의 활성촉진제) 또는 조절제로 사용할 수 있다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
제1도 및 제2도는 본 발명이 실시되는 장치를 나타낸 것으로, 제1도는 전해조의 개략단면도, 제2도는 전해조와 각종탱크의 접속상태를 나타내는 배관도이다.
도면 중 1은 음극, 2는 양극, 3, 4는 음이온 교환막 혹은 다공질막이라 하는 격막(격벽)이고, 격막(3)(4)으로 막혀지는부분에 중간실(5)이 형성되어 있다. 또, 음극(1)은 격막(3)에 밀접(밀착)하여 설치되어 있고, 양극(2)은 격막(4)에 밀접(밀착)하여 설치되어 있다.
6은 전극(1)(2)과 격막(3)(4)을 수납하는 용기, 7은 직류전원, 8은 음극실, 9는 양극실이다. 10은 순수제조장치이고, 펌프(11)의 작용으로 순수제조장치(10)에서 제조된 순수(전도율 0.06㎲/cm)가 음극실(8) 및 양극실(9)에 공급되도록 구성되어 있다.
12는 전해처리된 음극실(8)내의 액이 보내지는 액수용탱크, 13은 전해처리된 양극실(9) 내의 액이 보내지는 액수용탱크이다.
14는 전해질 수용액이 충진된 전해액 탱크이고, 이 전해액탱크(14)내의 전해질 수용액은 펌프(15)의 작용으로 중간실(5)내로 보내지도록 구성되어 있다.
상기와 같이 구성한 전해조를 제2도에 나타낸 바와 같이 배치하고 하기의 조건에서 전해처리를 향해 본 발명의 물을 얻었다.
즉, 제1도에 나타낸 전해조에서, 음극(1)에는 니들펜치가공을 행한 SUS304 강판을, 또, 양극(2)에는 80메쉬의 백금을 각각 사용했다. 또, 전극의 종횡치수는 80X60mm로 했다.
음극(1)쪽의 격막(3)에는 80g/㎡의 PP제 부직포와 양이온교환막(덕산소다(주제 CMH)를, 양극(2)쪽의 격막(4)에는 PP제 부직포와 음이온교환막(덕산소다(주)제 AMH)를 사용했다. 또, 격막(3)과 격막(4)의 간격(t)은 약 6mm로 했다.
순수제조장치(10)로부터 보내지는 순수(전포율 0.06㎲/cm)의 유량은 200cc/분으로 하고 중간실(5)에는 전해탱크(14)로부터 농도 1몰/1의 NaCl 수용액을 보냈다.
전해전류밀도는 80mA/㎠으로 했다. 또, 이때의 전해전압은 10V였다.
전해처리가 행해진 액에 대해 pH와 산화환원 전위에 대해 조사했을때 함께 유리 전극에서 측정한 음극액의 pH는 약 12.2, 은-염화은전극에서 측정한 산화환원전위는 약 900mV(대 Ag/AgCl)였다.
한편, 양극액의 pH는 2.2, 산화환원전위는 1180mV(대 Ag/AgCl)였다.
음극액을 원소분석했을 때, Na+의 농도는 약 2.5X10-3몰/1, 마찬가지로 양극액의 Cl-1 농도는 약 2.1X10-3몰/1였다.
또, NaOH를 용해하여 조절한 pH = 12의 알칼리수용액에서 산화환원전위는 약 200mV, HCl을 사용해 조절한 pH = 2.2의 수용액에서 산화환원전위는 약 150mV였다.
이것으로부터, 본발명의 전해처리에 의해 음극전해수에는 환원성물질이, 양극전해수에는 산화성물질이 생성되었음을 알 수 있다.
또, 이렇게 얻어진 양극전해수의 광흡수스펙트럼을 살펴보면, 제3도에 나타낸 바와 같았다. 그리고, 이것에는 230~240mm부근에서 C10-특유의 피크가 확인되지 않았다. 즉, NaCl 수용액을 양극전해했을 때에는 염소가스가 생성되고, 이것으로 인해 C10-가 생성되어, 이 양극전해수의 광흡수스펙트럼에는 230~240mm 부근에서 C10-특유의 피크가 확인되나, 본 발명에 의해 얻어진 양극전해수에는 C10-특유의 피크가 확인되지 않았다. 또, 염소가스 특유의 냄세도 감지되지 않았다.
그리고, 상기 액수용탱크(12)(13)에 담긴 수용액을 사용해 각종 시험을 행하였다. 먼저, 항균시험에 대해 기술한다. 감자의 텍스트로즈를 사용해 한천배지를 준비한다. 또, 고초균, 대장균, 칸디다균의 각액과, 함께 상기의 본 발명에 의한 물(양극전해수)을 준비한다. 각 균의액 1ml와 양극전해수 5ml를 혼합하고 이것을 한천배지에서 배양했다. 고초균과 대장균에 대해서는 하루, 칸디다균에 대해서는 3일에 걸쳐 배양했으나 각 균의 발육은 없었다.
또, 각 균의 액 1ml와 생리적 식염수 5ml를 혼합하고 이것을 한천배지에서 마찬가지로 배양했더니 각 균이 배지전체에서 성장하였다.
즉, 본 발명에 의한 양극전해수에는 향균작용이 있음이 판명되었다.
상기에서는 양극전해수가 진한 농도에서 사용된 경우에 대해 설명하였다. 즉, 예를 들면 500~50000ppm 정도의 진한 농도를 사용한 경우 항균작용이 있음이 입증된 것이다.
그러나, 이것을 엷은 농도를 사용한 경우에는 성장촉진작용이 있음을 알 수 있다. 이것을 아스펠길루스니가균에 대해 설명한다. 먼저, 아클릴제 용기에 프레파라트를 끼워넣고, 이 위에 감자의 텍스트로즈를 사용한 한천배지를 올린다. 이 위에 아스펠길루스니가의 포자를 현탁한 생리식염수를 뿌린다. 30℃에서 24시간 배양하고 발아시켰다. 이 발아한 균사의 성장속도를 조사하면, 제4도에 나타낸 바와 같이, 약 5㎲/분이었다. 그리고, 이 관찰 후(20분 후)에 생리식염수로 500배 희석한 양극전해수를 1ml 균사위에 적하했을 때, 제4도에 나타낸 바와 같이 균사의 성장속도가 증가하였다.
즉, 예를 들면. 0.01~500ppm과 같이 엷은 농도에서 사용한 경우에는 성장촉진 작용이 있음을 알 수 있다.
또, 세정성에 대하여 살펴보았다. 피세정체로서 절삭유를 도포한 프레파라트 몇 지문을 부착한 프레파라트를 준비하고, 이러한 프레파라트를 50cc/분의 유량으로 2분에 걸쳐 세정했다. 또 비교를 위해 NaOH 수용액과 HCl 수용액을 사용해 마찬가지로 세정시험을 행했다.
[실시예 2]
실시예 1에서 사용한 것과 같은 3실형 전해조를 사용한다. 전극으로 80 메쉬, 80X60mm의 망형태의 백금을 사용했다. 음극(1)쪽 격막(3)에는 80g/㎡의 PP제 부직포와 양이온교환막(덕산소다(주)제 CMH)를, 양극(2)쪽 격막(4)에는 PP제 부직포와 음이온교환막(덕산소다(주) 제AMH)를 사용했다. 격막(3)과 격막(4)의 간격(t)은 약 6mm로 했다.
순수제조장치(10)로부터 보내지는 순수(전도율 0.06㎲/cm)의 유량은 200cc/분으로 하고, 중간실(5)에는 전해액 탱크(14)로부터 농도가 2몰/1의 Na2SO4수용액을 보냈다.
그리고 전해전류밀도는 33mA/㎠로 했다. 또, 이때의 전해전압은 60V였다. 양극전해액의 pH는 3.2, 산화환원전위는 450mV였다.
제5도에 나타낸 바와 같이, 직경 5mm의 구멍이 다수 형성된 PVC제의 다공판(16)이 음극(1)과 양극(2)쪽의 측면에 접한 구성의 3실형의 전해조(제6도 참조)를 준비했다.
이 전해조 를사용해 상기와 같은 조건으로 전해했을 때 전해전압은 7V로 저하했다. 이때의 양극 전해액의 pH는 2.4, 산화환원전위는 800mV였다.
이렇게 양 극및/또는 음극의 물이 통과하는 면에 배플판(다공판(16))을 설치하고, 양극 및/또는 음극의 격막과 접하는 면의 반대쪽의 물이 통과하는 면에 물이 별로 접하지 않도록 한 전해조를 사용해 전해처리를 행하면, 전해전압을 낮출 수 있다.
또, 다공판(16)의 구멍형상은 원형에 한정되지 않고, 예를 들면 슬릿형태이어도 좋다. 또, 전극과 다공판을 겹치기 위해, 망형태로 하지않고, 다공판을 전극으로 해도 좋다. 예를 들면 양극의 경우, Ti제 다공판에 Pt 도금을 한 것을, 음극의 경우, 스테인레스망이나 철 등의 금속의 다공판을 사용할 수 있다.
[실시예 3]
제6도에 나타낸 3실형 전해조를 준비했다. 그리고, 순수제조장치(10)에서 보내지는 순수(전도율 0.06㎲/cm)의 유량은 500cc/분으로 하고 중간실(5)에는 전해액탱크(14)로부터 농도 2몰/1의 Na2SO4수용액을 보냈다. 전해전류 밀도는 41mA/㎠로 했다. 또, 이때의 산화환원전위는 780mV이고, pH는 2.5였다.
이 양극전해수에 NACl을 0.5% 첨가했더니, pH의 변화는 없고, 산화환원전위는 1080mV로 상승하였다. 이 얻어진 액을 사용해 실시예 1과 같은 항균성시험을 행한 결과 항균성이 확인되었다.
[실시예 4]
제6도에 나타낸 3실형의 전해조를 준비하고, 음극실(8) 및 양극실(9)에 전도율이 10㎲/CNN의 물을 유량 200cc/분으로 보내고, 또, 중간실(5)에는 전도율이 10㎲/cm의 물을 유량 100cc/분으로 보냈다. 전해전류밀도는 41mA/㎠로 했다. 또, 이때의 산화환원전위는 1100mV, pH 2.7이었다.
얻어진 양극전해수를 사용해 실시예 1과 같은 항균성시험을 행한 결과 항균성이 확인되었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의해 얻어진 물은 세정제로 사용 가능하고, 항균작용이 있으므로 항균제(항 바이러스제)로 사용가능하며, 농도가 엷은 경우 성장촉진제로 사용가능하다. 또, 세포활성이나 세정효과가 있으므로 미용수를 사용해도 유효하다.
Claims (11)
- 산화·환원성능을 갖는 물의 제조방법에 있어서, 제1격벽 및 제2격벽으로 차단하는 것에 의해 양극실, 중간실 및 음극실이 구성되고, 상기 제1격벽에 밀접되어 양극실내에 양극이 설치됨과 동시에, 상기 제2격벽에 밀접되어 음극실내에 음극이 설치되어 되는 전해조를 사용하여, 상기 양극실 및/또는 음극실에 물을 공급함과 동시에, 상기 중간실에는 전해질 수용액이 존재하는 조건하에서 전해처리를 행하는 것을 특징으로 하는 물의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 양극실 및/또는 음극실에 물을공급, 배출함으로서 저전해질 농도에서 산화·환원종을 포함하는 물을 얻는 것을 특징으로 하는 물의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 양극 및/또는 음극의 물이 통과하는 면에 베플판이 설치된 전해조를 사용하여 전해처리를 행하는 것을 특징으로 하는 물의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1격벽에 양이온교환막 및/또는 음이온 교환막을 구성한반드시 전해조를 사용하여 전해처리를 행하는 것을 특징으로 하는 물의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2격벽에 음이온교환막 및/또는 양이온교환막을 구성한 전해조를 사용하여 전해처리를 행하는 것을 특징으로 하는 물의 제조방법.
- 제1항 또는제2항에 있어서, 양극실 및/또는 음극실에 공급되는 물은 전도율이 3000㎲/cm 이하의 물인 것을 특징으로 하는 물의 제조방법.
- 제1항 또는제2항에 있어서, 중간실에 양이온교환수지 및/또는 음이온교환수지를 충전한 전해조를 사용하여 전해처리를 행하는 것을 특징으로 하는 물의 제조방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 중간실의 전해질로서 할로겐염이 사용되는 것을 특징으로 하는 물의 제조방법.
- 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항의 물의 제조방법으로 얻어진 물에 있어서, 세정제로서 사용되는 것을 특징으로 하는 물.
- 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항의 물의 제조방법으로 얻어진 물에 있어서, 항균제로서 사용되는 것을 특징으로 하는 물.
- 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항의 물의 제조방법으로 얻어진 물에 있어서, 성장조절제로서 사용되는 것을 특징으로 하는 물.
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