KR100443448B1 - 전해기능수,그의제조방법및제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 전해기능수는, 이온투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 제 1 전해조에 전해질을 함유하는 원수를 공급하여 전해하는 제 1 공정과, 이 제 1 전해조의 음극측으로부터 얻어진 전해수를 더욱 이온 투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 제 2 전해조의 양극측에서 전해하여 제 2 공정에 의해 얻어지며, 과산화수소를 함유한다. 본 발명은 또한 상기 전해기능수의 제조방법 및 제조장치를 포함한다.

Description

전해기능수, 그의 제조방법 및 제조장치{ELECTROLYZED FUNCTIONAL WATER, AND PRODUCTION PROCESS AND PRODUCTION APPARATUS THEREOF}

본 발명은 일반적인 살균(殺菌), 소독(消毒), 소취(消臭) 및 토양, 농작물, 화초등의 살균, 소독등에 사용되어지는 산화성을 구비한 전해기능수, 그의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.

종래에는 이온 투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 전해조에 전해질로서 염화나트륨(NaC ℓ), 염화칼륨(KC ℓ)등의 염화물을 함유한 원수(原水)를 공급하여 전해하는 것에 의해 양극측으로부터 일반적인 살균, 소독, 소취 및 토양, 농작물, 화초등의 살균, 소독등에 사용되는 전해기능수를 제조하는 방법이 알려져 있다.

상기 기술에 의하면, 상기 전해조의 양극측에는 상기 염화물의 전해생성물로서 염소(Cℓ₂), 차아염소산(HCℓO)등을 함유하는 전해기능수가 얻어지고, 이 전해기능수는 특히 염소 및 차아염소산으로서 강한 살균성을 발휘한다.

따라서 상기 종래의 제조방법에 의해 얻어지는 전해기능수는, 그의 살균성이 상기 염소 또는 염소화합물의 살균작용에 의한 것이므로 염소내성균에 대해서는 충분한 살균효과를 얻을 수 없다고하는 문제가 있다. 또한 상기 전해기능수는, 전해에 의해 상기 염소 또는 염소화합물이 생성되므로 잔유염소농도가 높아짐과 동시에 낮은 pH를 갖고, 유해한 염소가스가 발생하기 쉬워 밀폐된 실내등에서 사용할 때에는 주위를 요한다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제를 해소하여 염소내성균에 대하여도 살균효과가 있고, 더욱이 잔유염소농도가 낮은 전해기능수, 그의 제조방법 및 제조장치를 저공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 제조방법에 사용하는 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예의 제조방법에 사용하는 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제 3 실시예의 제조방법에 사용하는 장치의 구성예를 나타낸 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예의 제조방법에 사용하는 장치의 다른 구성예를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 제 1 전해조 2 : 제 2 전해조

3, 8, 32 : 양극판 4, 9 : 양극실

5, 10, 33 : 음극판 6, 11 : 음극실

7, 12, 21, 31, 41 : 격막 13 : 원수도관

14, 15, 50, 53 : 접속도관 16, 17 : 취출도관

22, 23 : 조 24, 34, 44 : 전해조

25, 26 : 전극판 27, 45 : 외부회로

28 : 외부전원 29, 30, 47, 48 : 스위치

32a, 33a, 42a, 43a : 전해실 35 : 원수공급도관

36 : 전해수공급도관 37 : 전해기능수취출도관

42 : 제 1 전극판 43 : 제 2 전극판

46 : 외부직류전원 49, 52, 60, 61 : 절환변

51 : 제 1 원수공급도관 54 : 제 1 전해수공급도관

55 : 제 1 전해기능수취출도관 56 : 제 2 원수공급도관

57 : 제 2 전해수공급도관 58 : 제 2 전해기능수취출도관

59 : 메인원수도관 62 : 배출도관

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전해기능수는, 이온 투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 제 1 전해조에 전해질을 함유하는 원수를 공급하여 전해하고, 이 제 1 전해조의 음극측으로부터 얻어진 전해수를 이온투과성의격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 제 2 전해조의 양극측에서 더욱 전해하는 것에 의해 얻어지는 과산화수소를 함유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전해기능수는, 이온투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 제 1 전해조에 전해질을 함유하는 원수를 연속적으로 공급하여 전해하는 제 1 전해공정과, 상기 제 1 전해조의 음극측에서 얻어진 전해수를 연속적으로 취출하여 이온 투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 제 2 전해조의 양극측에 연속적으로 공급하여 전해하는 제 2 전해공정으로 이루어지고, 상기 제 2 전해조의 양극측에서 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출하는 제 1 실시예의 제조방법에 의해 유리하게 제조할 수 있다. 또한 본 발명이 전해기능수는, 이온 투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 전해조에 전해질을 함유하는 원수를 공급하여 전해하는 제 1 전해공정과, 상기 제 1 전해공정의 종료후, 상기 전해조에서 양극판과 음극판으로 공급되는 전류의 극성을 역전시켜 다시 전해하는 제 2 전해공정으로 이루어지고, 상기 전해조의 상기 제 2 전해공정에서의 양극측으로부터 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 취출하는 제 2 실시예의 제조방법에 의하여도 제조할 수 있다.

물은, 증류수등의 인공적으로 특수한 조작을 가한 것을 제외하면, 통상적으로는 염소이온등의 각종 이온을 함유하여 전해가능하다. 따라서 본 발명에서는 상기 전해조에 공급되는 원수는, 많고 적든 전해질을 함유하고 있으면, 시수(市水), 공업용수, 정호수(井戶水)등과 같은 물로도 채용할 수 있지만 상기 전해를 양호하게 행하기 위해서는 염화물등의 전해질을 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 염화물로서, 염화나트륨(NaCℓ) 또는 염화칼륨(KCℓ)을 사용할 수 있다. 염화나트륨은 공업적으로 값싼점에서 바람직하고, 염화칼륨은 토양, 농작물등에 사용할 때에 비료성분으로서 유효한 칼륨을 함유하는 점에서 바람직하다.

또한 상기 원수에 전해질을 첨가할 때에는 이 전해질은 0.001∼1 몰/ ℓ 범위의 농도로하는 것이 바람직하다. 0.001 몰/ ℓ 미만으로는 전해효율을 개량하는 효과가 없다. 또한 1 몰/ ℓ 을 초과하여도 전해효율이 현저하게 개량되지 않는한 생성된 전해수중에 다량의 전해질이 잔존하는 것에 의해 이차적으로 악영향을 미칠 유려가 있다.

본 발명의 상기 제 1 실시예 또는 제 2 실시예의 제조방법에 의하면, 먼저 상기 제 1 전해공정에서, 전해조의 양극측에서는 주로 물의 전해에 의해 산소(O₂)가 발생하고, 수소이온(H⁺)을 생성한다. 상기 물의 전해와 동시에 예를 들면 원수중에 전해질로서 염화물(염소이온)이 존재할 경우에는 염소이온(Cℓ^-)이 산화되어 염소(Cℓ₂)가 생성된다.

생선된 산소는 기체로되어 반응계 밖으로 방출된다. 또한 염소의 일부는 물에 용해되어 차아염소산등의 염소화합물(함유이온)을 생성함과 동시에 일부는 기화하여 반응계 밖으로 방출된다. 상기 전해조의 양극측에서의 반응을 아래식에 나타내었다.

또한 상기 전해조의 음극측에서는 주로 물의 전해에 의해 수소가 발생함과 동시에 수산이온(OH^-)이 생성된다. 상기 음극에서의 반응을 아래식에 나타내었다.

그 결과, 상기 전해조의 양극측에서는 염소 및 염소화합물을 함유하는 산성수가 얻어지고, 음극측에서는 알카리성수가 얻어진다.

다음에, 상기 제 2 전해공정에 의해 상기 제 1 전해공정에서의 전해조의 음극측으로부터 얻어진 알카리성의 전해수를 전해조의 양극측에서 다시 전해하면, 물의 전해에 의해 산소가 발생함과 동시에 상기 수산이온으로부터 과산화수소(H₂O₂) 및 산소가 발생한다. 상기 제 2 전해공정에서 양극에서의 반응을 아래식에 나타내었다.

그 결과, 상기 제 2 전해공정에서의 전해조의 양극측으로부터 과산화수소를 함유하는 본 발명의 전해기능수가 얻어진다.

본 발명의 전해기능수는, 과산화수소에 의해 생성되는 발생기산소( [0] ), 슈퍼옥사이드, OH 라디칼( · OH)에 의해 강력한 산화력을 나타내므로 염소, 차아염

소산등의 염소화합물에 의존하지 않고 살균, 소독, 소취등에 우수한 효과를 얻을 수 있다. 또한 상기 과산화수소, 슈퍼옥사이드, OH 라디칼은, 매우 강력한 산화력을 구비하여 염소내성균에 대하여도 살균효과를 얻는 것을 기대할 수 있다. 따라서 상기 과산화수소는 분해하면 산소와 물을 생성할 뿐이고, 반응후에는 기본적으로 무해하므로 본 발명의 전해기능수는 식기등의 살균, 소독에도 사용할 수 있다.

또한, 예를 들면 원수중에 전해질로서 염화물이 존재할 경우에는, 상기 제 1 전해공정에서 전해조의 음극측으로부터 얻어진 알카리성수에는 상기 염소이온이 잔류하고, 식(10)에 나타낸 바와 같이 상기 염소이온으로부터 소량의 염소, 차아염소산등이 생성된다. 따라서 얻어진 전해기능수는 상기 염소화합물을 함유하고 있지만 이 염소화합물은 상기 알카리성수에 잔류하는 염소이온으로부터 통상의 전해에 있어서 불가역적으로 생성되는 것이고, 이 염소화합물에 의한 잔류염소농도는 낮은 것이다. 그래서 본 발명의 전해기능수는, 원수중에 전해질로서 염화물이 존재할 때에도 염소가스의 발생이 적다.

또한 과산화수소는 산성영역에서 비교적 안정하고, 반대로 차아염소산은 산성영역에서 살균작용등에 활성을 나타낸다. 또한 알카리성영역에서 과산화수소는 반응활성이 풍부하고, 차아염소산은 비교적 안정하다. 차아염소산과 과산화수소의 작용에 의해 OH 라디칼등이 생성된다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 전해기능수는 원수중에 전해질로서 염화물이 존재할 경우, 상기 소량의 염소화합물에 의해 상기 과산화수소와의 상승효과가 기대된다.

본 발명의 제 1 실시예의 제조방법에 의하면, 상기 제 1 전해조에 연속적으로 공급되는 원수는 제 1 전해조를 통과하는 사이에 상기 제 1 전해공정에서의 전해를 받게 되므로 상기 제 1 전해조의 음극측으로부터는 상기 알카리성을 나타내는 전해수가 연속적으로 취출된다. 그래서 상기 전해수를 상기 제 2 전해조의 양극측에 연속적으로 공급하여 상기 제 2 전해공정에서 전해를 행하는 것에 의해 제 2 전해조의 양극측으로부터 본 발명의 전해기능수를 연속적으로 취출할 수 있다.

상기 제 1 실시예의 제조방법에 있어서, 상기 제 2 전해공정에서는 상기 제 2 전해조의 음극측에는 상기 원수등의 물을 공급하여도 좋지만 상기 제 1 전해조의 양극측으로부터 얻어지는 전해수를 연속적으로 취출하여 상기 제 2 전해조의 음극측으로 연속적으로 공급하도록 하여도 좋다.

원수중에 전해질로서 염화물이 존재할 경우에는, 상기 제 1 전해조의 양극측에서는 상기와 같은 염소, 차아염소산등의 염소화합물을 함유하는 전해수가 얻어지는데 이 전해수는 상기와 같은 제 2 전해조의 음극측에서 다시 전해되는 것에 의해 약산성 또는 약알카리성을 나타내게 된다. 상기 염소화합물, 특히 차아염소산은 알카리성에 있어서 안정하고, 표백작용 및 살균작용을 나타내는 것이 알려져 있는데상기 제 2 공정에서는 전해강도를 조정하는 것에 의해 생성되는 전해수의 pH를 어느정도 콘트롤하는 것이 가능하므로 상기 염소, 차아염소산등의 염소화합물을 함유하는 전해수의 pH를 약알카리성으로 할 수 있다.

따라서 원수중에 전해질로서 염화물이 존재할 경우, 상기 제 1 실시예의 제조방법에서는, 상기 제 2 전해공정에서 상기 제 1 전해조의 양극측으로부터 얻어지는 전해수를 연속적으로 취출하여 상기 제 2 전해조의 음극측에 연속적으로 공급하는 것에 의해 본 발명의 전해기능수의 부생성물로서 제 2 전해조의 음극측으로부터 표백작용등을 나타내는 용액을 연속적으로 취출할 수 있다.

또한 본 발명의 제 2 실시예의 제조방법에 의하면, 상기 제 1 전해공정에서 전해조의 음극측이, 제 2 전해공정에서는 양극측으로 되므로 상기 제 1 전해공정으로 얻어진 전해수를 이동할 필요가 없다. 따라서 전해조가 한개로 족하고, 장치구성을 간단하게 할 수 있다.

또한 본 발명의 제 2 실시예의 제조방법에 의하면, 제 1 전해공정에 있어서 전해조의 양극측에서 얻어진 전해수가 제 2 전해공정에서는 그대로 음극측으로 다시 전해되는 것이므로 원수중에 전해질로서 염화물이 존재할 때 제 2 전해공정의 음극측으로부터 본 발명의 전해기능수의 부생성물로서 상기 표백작용을 나타내는 용액이 취출된다.

본 발명의 전해기능수는, 통상의 강산성 전해수와 다르고, 약산성 내지 약알카리성영역이어도 상기와 같은 산화력이 얻어지므로 사용할 수 있다. 그래서 상기 제 1 실시예 또는 제 2 실시예의 제조방법은, 상기 제 2 전해공정에서의 전해조건을 조절하여 pH를 3.5∼10.5의 범위내의 약산성 내지 약알카리성영역으로한 상기 과산화수소를 포함하는 전해기능수를 생성하는 것을 특징으로 한다. 상기 전해조건을 조절하는 방법으로서는 예를 들면 양극판과 음극판의 사이에 인가되는 전하량을 조정하는 방법등이 있다.

본 발명의 전해기능수는, 이온 투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 전해조의 음극측에 전해질을 함유하는 원수를 연속적으로 공급하여 전해함과 동시에 이 전해조의 음극측으로부터 취출되는 전해수를 이 전해조의 양극측에 연속적으로 공급하여 이 음극측에 공급된 원수와 함께 전해하는 것에 의해 이 전해조의 양극측으로부터 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출하는 제 3 실시예의 제조방법에 의하여도 제조할 수 있다.

본 발명의 제 3실시예의 제조방법에 의하면, 먼저 상기 전해조의 음극측 및 이 음극측을 통하여 양극측에 상기 원수를 공급한다. 그리고 이 상태에서 전해를 개시하면 음극측에서는 주로 물의 전해에 의해 수소가 발생함과 동시에 수산이온(OH^-)이 생성된다. 그 결과, 상기 식(6)의 반응에 의해 알카리성의 전해수가 얻어진다.

한편, 상기 전해조의 양극측에서는, 전해의 초기에는 상기 식(1)에 나타낸 바와 같이 주로 물의 전해에 의해 산소(O₂) 및 수소이온이 생성되지만, 음극측에서 생성된 알카리성의 전해수가 연속적으로 양극측에 유입되므로 상기 전해초기에 생성된 산성수는 급속히 치환된다. 이때 상기 원수가 전해질로서 염화물(염소이온)을함유하는 경우에는 동시에 상기 염소이온이 산화되어 염소(Cℓ₂)가 생성된다.

다음에 상기 전해조의 양극측이 완전히 상기 음극측에서 얻어진 알카리성의 전해수에 의해 치환되면, 이 전해조의 양극측에서는 상기 음극측으로부터 생성된 전해수가 전해되어 음극측에서는 상기 원수가 전해된다.

그 결과, 음극측에서는 상기와 동일한 상기 식(6)의 반응이 일어나고, 수소가 발생함과 동시에 수산이온(OH^-)이 생성되지만, 양극측에서는 상기 식(7)에서 (9)에 나타낸 바와 같이 물의 전해가 일어남과 동시에 상기 음극측으로부터 생성된 전해수에 함유되어진 수산이온으로부터 과산화수소(H₂O₂) 및 산소가 생성된다. 그 결과, 상기 양극측으로부터 과산화수소를 함유하는 본 발명의 전해기능수가 얻어진다.

이때 상기 원수가 전해질로서 염화물(염소이온)을 함유하는 경우에는 양극측에 공급되는 알카리수에 함유되어진 Cℓ^-(염소이온)도 동시에 산화된다. 따라서 공급되는 전해수중에는 염소성분으로서 중성영역에서 안정한 차아염소산이 공존하지만 이 pH영역에서는 염소가스로서의 발생은 측정한계이하이다.

상기 제 1 실시예 또는 제 2 실시예의 제조방법에 의하면, 상기 제 1 전해공정 및 제 2 전해공정이라는 2단계의 전해공정에 의해 상기 제 2 전해공정의 양극측으로부터 상기 과산화수소를 함유하는 본 발명의 전해기능수가 취출되므로 공급된 원수의 절반가량이 이 전해기능수로 된다.

한편, 본 발명의 제 3 실시예의 제조방법에 의하면, 일단 상기 전해조의 양극측이 상기 음극측으로부터 취출된 전해수로 치환되면, 그 후에는 상기 음극측에서 얻어진 알카리성의 전해수가 연속적으로 상기 양극측에 공급되어 상기 양극측으로부터 연속적으로 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 얻을 수 있다. 따라서 상기 양극측의 원수가 상기 음극측으로부터 취출된 전해수로 치환된 후에는 상기 음극측으로 공급되는 원수의 전량을 상기 과산화수소를 함유하는 본 발명의 전해기능수로 변환할 수 있고, 그 보유를 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명의 제 3 실시예의 제조방법에 의하면, 상기 양극측에서 상기 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 생성하는 전해가 행하여짐과 동시에 상기 음극측에서는 상기 양극측에 공급되는 알카리성의 전해수를 생성하는 전해가 행하여진다. 따라서 한번의 전해로 본 발명의 전해기능수가 얻어지고, 이 전해기능수의 소비전력당 수율을 높일 수 있다.

상기 제 3 실시예의 제조방법은, 이온 투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 전해조와, 이 전해조의 음극측에 전해질을 함유하는 원수를 연속적으로 공급하는 원수공급수단과, 이 전해조의 음극측으로부터 취출되는 전해수를 이전해조의 양극측에 연속적으로 공급하는 전해수공급수단과, 이 전해조의 양극측으로부터 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출하는 전해기능수취출수단으로 이루어지는 제조장치에 의해 실시할 수 있다.

또한, 일반적으로 전해조는 장기간 연속하여 사용하면, 전해생성물의 석출등에 의해 상기 양극판 및 음극판의 표면에 피막이 생성되기도 하고 스케일이 부착되기도하여 전해효율이 체감(遞減)된다. 상기 스케일의 부착에 의한 전해효율의 체감을 방지함에 있어 정기적으로 상기 양극판 및 음극판에 공급되는 전류의 극성을 역전시켜 전해를 행함으로써 상기 스케일을 제거하면 좋지만 이와 같이 하면 상기 전류의 극성이 역전되어 있는 사이에는 상기 전해기능수의 제조가 중단된다는 문제가 있다.

그래서 본 발명의 제조장치는, 이온 투과성이 격막을 통하여 제 1 및 제 2 전극판을 설치하고, 양측 전극판의 극성을 절환가능하게한 전해조에 제 1 전극판을 음극으로할 때에 제 1 전극측에 전해질을 함유하는 원수를 연속적으로 공급하는 제 1 원수공급수단과, 상기 제 1 전극측으로부터 취출되는 전해수를 제 2 전극측에 공급하는 제 1 전해수공급수단과, 상기 제 2 전극측으로부터 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출하는 제 1 전해기능수취출수단으로 이루어지는 제 1 유로와, 제 2 전극판을 음극으로할 때에 제 2 전극측에 전해질을 함유하는 원수를 연속적으로 공급하는 제 2 원수공급수단과, 상기 제 2 전극측으로부터 취출되는 전해수를 제 1 전극측에 공급하는 제 2 전해수공급수단과, 상기 제 1 전극측으로부터 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출하는 제 2 전해기능수취출수단으로 이루어지는 제 2 유로를 설치하고, 제 1 전극판을 음극으로 할 때에는 제 1 유로로 절환하고, 제 2 전극판을 음극으로 할 때에는 제 2 유로로 절환하는 절환수단을 설치한 것을 특징으로 한다.

상기 구성의 장치에 의하면, 상기 2통로의 유로를 설치하고, 상기 양전극판의 극성에 따라서 절환되도록한 것이므로 상기 전극판의 표면에 부착한 스케일을제거하기 위해 상기 양측 전극판의 극성을 역전시켜도 상기 과산화수소를 함유하는 본 발명의 전해기능수의 제조를 계속할 수 있다.

본 발명의 제 3 실시예의 제조방법 및 상기 각 제조장치에서는, 상기 전해조에 공급하는 원수는 상술한 바와 같이 전해질을 함유하는 것이면 좋지만, 상기 전해를 양호하게 행하기 위해 염화물등의 전해질을 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 염화물로서 염화나트륨(NaCℓ) 또는 염화칼륨(KCℓ)을 사용할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 제 1 실시예에 대하여 설명한다.

본 실시예는, 본 발명의 제 1 실시예의 제조방법을 나타낸 것으로, 이 제조방법에 사용하는 장치는, 도 1에 나타낸 바와 같이 제 1 전해조(1)와 제 2 전해조(2)로 이루어진다. 제 1 전해조(1)는 양극판(3)을 구비하는 양극실(4)과 음극판(5)을 구비하는 음극실(6)이 양이온 교환막(예를 들면, 듀퐁사 제품인 상품명: 나히온117)의 격막(7)에 의해 상호 이격된 구성으로 되어 있다. 또한 제 2 전해조(2)는 양극판(8)을 구비하는 양극실(9)와 음극판(10)을 구비하는 음극실(11)이 격막(7)과 동일한 격막(12)에 의해 상호 이격된 구성으로 되어 있다.

제 1 전해조(1)의 상부에는 염화나트륨, 염화칼륨등의 염화물을 함유하는 원수를 공급하는 원수도관(13)이 접속되어 있고, 원수도관(13)은 제 1 전해조(1)의 위쪽으로 2개로 분기하여 각각의 앞끝단이 양극실(4), 음극실(6)의 상부에 접속되어 있다. 또한 제 1 전해조(1)의 양극실(4)의 하부와, 제 2 전해조(2)의음극실(11)의 상부는 접속도관(14)으로 접속되어 있고, 제 1 전해조(1)의 음극실(6)의 하부와, 제 2 전해조(2)의 양극실(9) 상부는 접속도관(15)으로 접속되어 있다. 그리고 제 2 전해조(2)의 양극실(9) 및 음극실(11)의 하부에는 각각 취출도관(16,17)이 접속되어 있다.

상기 제 1 전해조(1)의 양극판(3), 음극판(5)과, 제 2 전해조(2)의 양극판(8), 음극판(10)은 각각 도시하지 않은 외부전원에 접속되고, 양극판(3)과 음극판(5)의 사이에 또는 양극판(8)과 음극판(10)의 사이에 소정의 전압을 인가할 수 있도록 되어 있다. 또한 원수도관(13), 접속도관(14,15)에는 적절히 염화물수용액을 첨가하는 첨가장치(도시하지 않음)가 설치되어 있다.

상기 이온 투과성의 격막(7,12)은 직포, 부직포, 플라스틱 필름(폴리머필름)등과 같은 형상의 것으로 하여도 좋고, 물리적인 공극 또는 공간을 구비하거나, 고체전해질막과 같은 전하를 투과시켜 이동시킬 수 있는 기능을 구비하고 있는 것이 사용된다. 상기 물리적인 공극 또는 공간을 구비하는 것으로서는, 미소구멍을 갖는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌등의 폴리머필름(예를들면 우베고산 가부시키가이샤 제품인 폴리올핀 다공필름 「유포아(상표)」, 천연유지나 인공유지를 결합하여 필름형상으로한 부직포등을 들수 있다. 또한 전하를 투과시켜 이동시킬 수 있는 기능을 구비하는 것으로서는, 대표적인 예로서 이온 교환막을 들수 있다.

또한 상기 제 1 전해시에는 음극측에 있어서 상기 원수에 함유되어진 염화나트륨, 염화칼륨등의 염화물로부터 가성소다(NaOH), 가성카리(KOH)등의 수산화물이 생성되어 전해액이 강알카리성으로 되므로 상기 격막(7,12)은 불소수지등의 알카리성을 구비하는 이온 교환막인 것이 바람직하다. 상기 불소수지로서, 예를 들면 퍼플오로술폰등을 들수 있다.

도 1에 나타낸 장치에 의하면, 염화물을 함유하는 원수는, 원수도관(13)으로부터 제 1 전해조(1)의 양극실(4) 및 음극실(6)에 연속적으로 공급된다. 음극실(6)에 공급된 원수는, 음극실(6)을 통과하는 사이에 양극판(3)과 음극판(5)의 사이에 인가되는 전압에 의해 제 1 전해를 받고, 음극측의 일차전해수가 된다. 다음으로, 음극측의 일차전해수는 접속도관(15)을 통하여 연속적으로 취출되어 제 2 전해조(2)의 양극실(9)에 연속적으로 공급된다. 그리고 음극측의 일차전해수는 양극실(9)을 통과하는 사이에 양극판(8)과 음극판(10)의 사이에 인가되는 전압에 의해 제2 전해를 받아 본 발명의 전해기능수가 되며, 취출도관(16)으로부터 연속적으로 취출된다.

또한 제 1 전해조(1)의 양극실(4)에 연속적으로 공급된 원수는, 양극실(4)을 통과하는 사이에 양극판(3)과 음극판(5) 사이에 인가되는 전압에 의해 제 1 전해를 받고, 양극측의 일차전해수가 된다. 다음으로, 양극측의 일차전해수는 접속도관(14)을 통하여 연속적으로 취출되고, 제 2 전해조(2)의 음극실(11)에 연속적으로 공급된다. 그리고, 양극측의 일차전해수는 음극실(11)을 통과하는 사이에 양극판(8)과 음극판(10)의 사이에 인가되는 전압에 의해 제 2 전해를 받아 이차전해수가 된다.

상기 이차전해수는, 양극실(4)에서의 제 1 전해에 의해 생성하는 염소, 차아염소산등의 염소화합물을 함유하지만, 음극실(11)에서의 제 2 전해에 의해 알카리성쪽으로 절환하는 것이므로 상기 염소화합물이 안정화되어 본 발명의 전해기능수의 부생성물인 표백살균제용액이 된다. 상기 표백살균제용액은 취출도관(17)으로부터 연속적으로 취출된다.

또한 상기 제 1 전해조에 있어서, 양극실(4)과 음극실(6)은 이온 투과성의 격막(7)에 의해 이격되어 있는 것이므로 전하는 상호 이동할 수 있지만, 상기 양극측의 일차전해수와 음극측의 일차전해수가 서로 혼합하는 일은 없다. 또한 상기 제 2 전해조(2)에 있어서도, 양극실(9)과 음극실(11)은 이온 투과성의 격막(12)에 의해 이격되어 있는 것이므로 본 발명의 전해기능수와 상기 표백제용액이 서로 혼합하는 일은 없다.

도 1에 나타낸 장치에서는, 상기 원수로서 염화칼륨을 함유하는 시수를 원수도관(13)으로부터 연속적으로 공급하고, 제 1 전해조(1)의 양극판(3)과 음극판(5)의 사이에 제 2 전해조(2)의 양극판(8)과 음극판(10)의 사이에 소정전압을 인가하여 연속적으로 전해를 행하였다.

그 결과, 취출도관(16)으로부터 취출된 본 발명의 전해기능수는, 과산화수소를 함유하고, 산화환원전위 600∼1100mV, pH 6.4∼9.6, 잔류염소농도 5∼12ppm 이었다.

다음에, 본 발명의 전해기능수를 요오드화칼륨(KI)용액으로 적하(滴下)하였더니 액이 갈색으로 되고, 요오드소의 유리(遊離)가 확인되었으며, 이로써 본 발명의 전해기능수가 산화성을 갖는 것이 확인되었다. 또한 본 발명의 전해기능수에 과망간산칼륨(KMnO₄)용액을 적하하였더니 액이 투명하게 되고, 과망간산이온(MnO₄ ^-)으로부터 망간이온(Mn²⁺)이 생성된 것이 확인되었고, 이것에 의해 상기 전해기능수가 환원성을 갖는 것이 확인되었다. 그 결과, 상기 전해기능수는 산화성과 동시에 과망간산이온과 같은 강산화제에 대한 환원성도 겸비하게 되고, 과산화수소를 함유하는 것이 강하게 시사되었다. 또한 전기화학적으로는 사이클릭볼트메타리에 의해 과산화산소로 생각되는 피크가 관측되었다. 따라서 과산화수소가 생성되어 있는 것이 밝혀졌다.

또한 취출도관(17)으로부터 차아염소산을 함유하는 알카리성의 표백살균제용액이 얻어진다.

다음에, 도 1에 나타낸 장치로 얻어진 본 발명의 전해기능수를 사용하여 식물성병균(Fusarium. oxysporum. f. sp cucumerinum Owen)에 대하여 살균시험을 행하였다. 상기 시험은 식물성병균의 초기분 생포자밀도가 대략 1×10⁶개/㎖, 1×10⁷개/㎖, 1×10⁸개 /㎖ 의 3종류의 현탁액을 조제하고, 이 현탁액을 상기 전해기능수 및 멸균수로 각각 10배로 희석시킨 액을 배지상에 도포하고, 소정일수 배양할 때 식물성병균의 발생 유무를 비교하여 행하였다. 결과를 하기의 표 l에 나타내었다.

표 1로부터 멸균수로는 완전히 살균효과가 보이지 않는 것에 대하여 본 발명의 전해기능수에 의하면, 초기분생포자밀도가 1×10⁷개/㎖ 이하로 식물성병균에 대하여 명확한 살균효과 있고, 1×10⁸개/㎖ 이하로도 상당한 살균효과가 있는 것이 밝혀졌다.

다음에, 본 발명의 제 2 실시예에 대하여 설명한다.

본 실시예는, 본 발명의 제 2 실시예의 제조방법을 나타낸 것으로, 이 제조방법에 사용하는 장치는, 도 2에 나타낸 바와 같이 양이온 교환막(예를 들면, 듀퐁사 제품, 상품명: 나히온117)의 격막(21)에 의해 이격된 2개의 조(22,23)를 구비하는 전해조(24)로 이루어진다. 각 조(22,23)에는 각각 티탄메쉬 바닥재에 소결법으로 백금을 입힌 전극판(25,26)이 설치되고, 전극판(25,26)은 외부회로(27)를 통하여 외부전원(28)에 접속되어 있다. 그리고 전극판(25,26)은, 외부회로(27)에 설치된 스위치(29,30)에 의해 극성의 절환이 가능하게 되어 있다.

도 2에 나타낸 장치로는, 먼저 스위치(29,30)에 의해 전극판(25,26)을 외부전원(28)에 접속시켜 전극판(25)을 양극, 전극판(26)을 음극으로 하고, 각 조(22,23)에 전해질로서 염화나트륨을 함유하는 원수(시수)(W)를 공급하였다. 그리고 전극판(25,26) 사이에 5V의 전압을 인가하여 소정의 전하량에서 제 1 전해를 행하였다.

다음에, 스위치(29,30)를 절환하는 것에 의해 전극판(25,26)에 공급되는 전류의 극성을 역전시키고, 전극판(25)을 음극, 전극판(26)을 양극으로한 것 외에는, 상기 제 1 전해와 동일 조건으로 제 2 전해를 행하였다. 그 결과, 제 2 전해의 양극측(조(23), 전극판(26)측)으로부터 과산화수소를 함유하는 본 발명의 전해기능수가 얻어졌다.

상기 양측 전해로 각각 양극측, 음극측에 얻어진 전해수의 물성을 하기 표 2에 나타내었다.

표 2로부터 제 2 전해의 양극측(조(23), 전극판(26)측)에서는 산화환원전위가 높고, 잔류염소농도가 낮은 전해기능수가 얻어지는 것이 분명하였다.

상기 제 2 전해의 양극측으로부터 얻어진 전해기능수는 요오드화칼륨용액의 발색 및 과망간산칼륨용액의 탈색에 의해 고산화수소의 함유가 확인되었다.

다음에, 도 2에 나타낸 장치에 의해 상기와 동일한 조건으로 제 1 전해를 행한 후, 스위치(29,30)를 절환히는 것에 의해 전극판(25,26)에 공급되는 전류의 극성을 역전시켜 전극판(25)을 음극, 전극판(26)을 양극으로 하는 한편, 전하량은 상기 제 2 실시예의 전하량을 1.0으로 하고, 그의 1.2배, 1.5배, 2.0배의 전하량에서 제 2 전해를 행하였다.

상기 제 2 전해의 양극측(조(23), 전극판(26)측)으로부터 얻어지는 전해기능수의 물성을 하기 표 3에 나타내었다.

표 3으로부터, 제 2 전해의 경우 전해조건(전하량등)을 변화시키는 것에 의해 각종 물성의 전해기능수가 얻어지는 것이 밝혀졌다. 특히 상기와 같은 전하량을 조정하는 것에 의해 pH를 산성측으로부터 약알카리성까지 넓은영역에 걸쳐 조절할 수 있는 것이 밝혀졌다.

다음에, 도 2에 나타낸 전해조(24)에 있어서 조(22,23)의 용적을 각각 2ℓ로한 것을 사용하고, 식염 0.8g/ ℓ(0.013M-NaCℓ 상당)을 함유하는 시수를 원수로하여 공급하며, 27.2℃에서 각 전극(25,26) 사이에 0.8A의 전류를 공급하여 정전류전해에 의해 제 1 전해 및 제 2 전해를 각각 25분간씩 행하였고, 본 발명의 전해기능수를 제조하였다. 상기 양측 전해로 각각 양극측, 음극측에 얻어진 전해수의 물성을 하기 표 4에 나타내었다.

다음에, 도 2에 나타낸 장치를 사용하고, 상기 표 4의 경우와 동일한 조건으로 본 발명의 전해기능수를 제조하였더니 제 2 전해의 양극측으로부터 산화환원전위 160mV, pH 6.01 잔류염소농도 6ppm의 전해기능수가 얻어졌다.

그래서 이 전해기능수를 사용하여 각종세균에 대하여 살균시험을 행하였다. 본 살균시험으로는 그람 양성균(포도상구균, Staphylococcus aureus IFO 13276), 그람 음성균(대장균, Escherichia coli ATCC 14621), 아포균(고초균, Bacillus subtilis ATCC 6633, 포자벼룩)의 세균현탁액을 상기 제 2 전해의 양극측(조(23), 전극판(26)측)으로부터 얻어지는 전해기능수에 각각 균체수가 1×10³개/㎖, 1×10⁵개/㎖, 1×10⁷개/㎖ 정도 되도록 접종하여 각세균마다 3종류의 샘플을 조제하였다. 상기 각 샘플을 실온(25±2℃)하에서 배양하고, 접종 30초후, 1분후 및 10분후에 각 샘플 1㎖을 채취하여 한천평판포석법(보통한천배지, 37℃, 49시간배양)으로 생존 세균수(코로니수)를 계수하였다. 생존 세균수의 계수는 눈으로 또는 현미경(확대경)으로 통상의 계산법에 의해 행하였다.

생존 세포수의 계수결과를 표 5에 나타내었다. 수치는 한천평판 3매의 평균치이다.

표 5로부터 본 발명의 전해기능수는, 접종후 30초후에도 충분한 살균효과를 나타내었고, 즉효성을 구비하고 있는 것이 밝혀졌다.

다음에, 본 발명의 제 3 실시형태에 따라서 설명한다.

본 실시예는 본 발명의 제 3 실시예의 제조방법과 이 제조방법에 사용하는 본 발명의 제조장치의 일시시예를 나타내는 것이고, 이 제조장치는, 도 3에 나타낸 바와 같이 이온 투과성의 격막(31)을 통하여 양극판(32)과 음극판(33)을 설치한 전해조(34)를 구비하고, 양극판(32) 및 음극판(33)은 도시하지 않은 전원에 접속되어있다. 전해조(34)는 음극판(33)이 설치되어진 음극측 전해실(33a)의 상부에 전해질로서 염화나트륨, 염화칼륨등의 염화물을 함유하는 원수를 연속적으로 공급하는 원수공급도관(35)이 설치되며, 음극측 전해실(33a)의 바닥부와 양극판(32)이 설치되어진 양극측 전해실(32a)측의 상부를 접속하여 음극측 전해실(33a)로부터 취출되는 전해수를 양극측 전해실(32a)로 연속적으로 공급하는 전해수공급도관(36)과, 양극측 전해실(32a)의 바닥부로부터 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출하는 전해기능수취출도관(37)을 구비하고 있다.

상기 이온 투과성의 격막(31)은 상술한 바와 같이 직포, 부직포, 플라스틱 필름(폴리머 필름)등과 같은 것으로 하여도 좋고, 물리적인 공극 또는 공간을 구비하거나, 고체전해질막과 같은 전하를 투과시켜 이동시킬 수 있는 기능을 구비하고 있는 것이 사용된다. 전하를 투과시켜 이동시킬 수 있는 기능을 구비하는 것으로서는, 이온 교환막을 들수 있고, 전술한 이유에 의해 불소수지등의 내알카리성을 구비하는 이온 교환기인 것이 바람직하다.

또한 상기 양극판(32) 및 음극판(33)으로서는, 티탄을 바닥재로하여 이것에 산화백금 및 산화이리듐을 코팅한 전극을 사용한다. 양극판(32) 및 음극판(33)은 도시하지 않은 전원으로부터 전류가 공급되어 상기 전해조(34)내의 액체의 전해를 행한다.

본 실시예에서는, 먼저 상기 원수공급도관(35)으로부터 음극측 전해실(33a)에 염화나트륨, 염화칼륨등의 염화물을 함유하는 원수를 공급한다. 상기 원수는 음극측 전해실(33a)에 채워지면 다음으로 전해수공급도관(36)을 통하여 양극측 전해실(32a)에 공급된다. 그리고 양측 전해실(32a,33a)이 상기 원수로 채워지게 되면, 양극판(32) 및 음극판(33)에 도시하지 않은 전원으로부터 전류를 공급하여 전해를 개시한다.

상기 전해에 의하면, 음극측 전해실(33a)에서는 주로 물의 전해에 의해 수소가 발생함과 동시에 수산이온(OH^-)이 생성되어 알카리성의 전해수가 얻어진다. 또한 양극측 전해실(32a)에서는 상기 전해의 초기에는 통상의 강전해수와 마찬가지로 주로 물의 전해에 의해 산소(O₂)가 발생함과 동시에 수소이온이 생성되어 동시에 상기 전해질에 유래하는 염소이온(Cℓ^-)이 산화되어 염소(Cℓ₂)가 생성된다. 그 결과, 양극측 전해실(32a)에서는 상기 전해의 초기에는 염소를 함유하는 산성의 전해수가 얻어지고, 이 산성의 전해수가 전해기능수취출도관(37)으로 취출된다.

본 실시예에서는 상기 원수는 원수공급도관(35)을 통하여 음극측 전해실(33a)에 연속적으로 공급되는 것이므로 상기 전해를 계속하면 음극측 전해실(33a)에서 생성되는 상기 알카리성의 전해수가 전해수공급도관(36)을 통하여 양극측 전해실(32a)에 공급된다. 그리고 양극측 전해실(32a)에서는 전해초기에 생성된 상기 산성의 전해수가 음극측 전해실(33a)에서 생성된 상기 알카리성의 전해수에 의해 치환된다.

상기 전해를 더욱 계속하면, 양극측 전해실(32a)의 상기 산성의 전해수가 완전히 상기 알카리성의 전해수로 치환되고, 그 후는 음극측 전해실(33a)로부터 취출되는 상기 알카리성의 전해수가 양극측 전해실(32a)에 연속적으로 공급되며, 음극측 전해실(33a)에 공급된 원수와 함께 전해되도록 된다. 이 단계에서는 음극측 전해실(33a)로는 상기와 마찬가지로 반응이 일어나 수소가 발생함과 동시에 수산이온(OH^-)이 생성되어 알카리성의 전해수가 얻어지지만 양극측 전해실(32a)로는 상기 알카리성의 전해수가 전해되어 이 전해수에 함유되어진 수산이온으로부터 과산화수소(H₂O₂) 및 산소가 생성된다. 이 때 알카리성의 전해수중에 함유되어진 Cℓ^-(염소이온)의 산화도 동시에 일어나고, 염소성분으로서 차아염소산이 생성된다.

그 결과, 양극측 전해실(32a)의 상기 산성의 전해수가 완전하게 상기 알카리성의 전해수로 치환된 후에는 양극측 전해실(32a)로부터 전해기능수취출도관(37)을 통하여 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출할 수 있다.

다음에, 도 3에 나타낸 구성을 구비하여 각 전해실(32a,33a)이 각각 20㎖의 용적을 구비하는 장치를 사용하여 식염 0.8g/ ℓ(0.013M-NaCℓ 상당)을 함유하는 원수를 원수공급도관(35)으로부터 0.5ℓ /분의 유량으로 연속적으로 공급함과 동시에 양극판(32)과 음극판(33)의 사이에 2.5A의 전류를 통전하여 전해를 행하였다. 그 결과, 전해개시후 10초정도로 전해초기에 양극측 전해실(33a)로 생성한 산성의전해수가 음극측 전해실(32a)에서 생성된 알카리성의 전해수로 거의 완전하게 치환 되었다. 배관의 용적을 포함하면, 대략 30초후에는 안정한 전해기능수가 얻어지고, 그 후에는 원수공급도관(35)으로부터 공급되는 상기 원수의 전량을 과산화수소를 함유하는 전해기능수로하여 전해기능수취출도관(37)으로부터 연속적으로 취출할 수있었다. 또한 상기 전해중에 염소가스의 발생은 검출되지 않았다.

상기 2.5A의 전류에 의해 제조된 전해기능수의 전해직후의 pH, 은/염화은 표준전극에 대한 산화환원전위(ORP), 유효잔류염소농도를 표 6에 나타내었다.

다음에, 양극판(32)과 음극판(33)의 사이에 20.0A의 전류를 통전한 것 외에, 상기와 완전히 동일하게하여 전해를 행하였다. 상기 20.0A의 전류에 의해 제조된 전해기능수의 전해직후의 pH, 은/염화은 표준전극에 대한 산화환원전위, 유효잔류 염소농도를 표 6에 나타내었다.

표 6에서 밝혀진 바와 같이, 본 실시예의 제조방법에 의하면, 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 얻을 수 있다. 또한 전해전류가 2.5A의 경우와 20.0A의 경우를 비교하여 본바 전해전류를 크게할수록 유효잔류염소농도가 높게 되고, 전해전류에 의해 유효잔류염소농도를 제어할 수 있다. 이것은 물의 산화반응과 염소이온(Cℓ^-)의 산화반응이 동시에 일어나므로 전류를 크게하는 것으로 높은 잔류염소농도를 얻을 수 있는 것이다.

다음에, 본 발명의 제 4 실시예에 대하여 설명한다.

본 실시예는, 본 발명의 제 3 실시예의 제조방법에 사용하는 본 발명의 제조장치의 다른 실시예를 나타낸 것이고, 이 제조장치는 도 4에 나타낸 바와 같이 이온 투과성의 격막(41)을 통하여 제 1 전극판(42)과 제 2 전극판(43)을 설치한 전해조(44)를 구비하고, 전해조(44)는 제 1 전극판(42)이 설치된 제 1 전해실(42a)과 제 2 전극판(43)이 설치된 제 2 전해실(43a)을 구비하고 있다. 그리고 양측 전해판(42,43)은 외부회로(45)를 통하여 외부직류전원(46)에 접속되고, 스위치(47,48)에 의해 극성의 절환이 가능하게 되어 있다.

전해조(44)는 스위치(47,48)에 의해 절환되어지는 양측 전극판(42,43)의 극성에 따라 각 전해실(42a,43a)에 공급되는 원수 또는 전해수의 유로를 절환할 수 있도록 되어 있다. 먼저, 제 1 유로는 제 1 전극판(42)이 음극인 경우에 대응하는 것이고, 전해질로서 염화나트륨, 염화칼륨등의 염화물을 함유하는 원수를 절환변(49) 및 접속도관(50)을 통하여 제 1 전해실(42a)의 상부에 연속적으로 공급하는 제 1 원수공급도관(51)과, 제 1 전해실(42a)의 바닥부로부터 취출되는 전해수를 절환변(52) 및 접속도관(53)을 통하여 제 2 전해실(43a)의 상부에 연속적으로 공급하는 제 1 전해수공급도관(54)과, 제 2 전해실(43a)의 바닥부로부터 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출하는 제 1 전해기능수취출도관(55)으로 구성된다. 또한 제 2 유로는 제 2 전극판(43)이 음극인 경우에 대응하는 것이고, 상기 원수를 절환변(52) 및 접속도관(53)을 통하여 제 2 전해실(43a)의 상부에 연속적으로 공급하는 제 2 원수공급도관(56)과, 제 2 전해실(43a)의 바닥부로부터 취출되는 전해수를 절환변(49) 및 접속도관(50)을 통하여 제 1 전해실(42a)의 상부에 연속적으로 공급하는 제 2 전해수공급도관(57)과, 제 1 전해실(42a)의 바닥부로부터 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출하는 제 2 전해기능수취출도관(58)으로 구성된다.

도 4에 상기 제 1 유로를 실선의 화살표로 표시함과 동시에 상기 제 2 유로를 파선의 화살표로 표시하였다. 또한 원수 및 배수에 대하여 공통의 유로를 2중선의 화살표로 표시하였다.

제 1 원수공급도관(51)과 제 2 원수공급도관(56)은, 그의 상류측에 메인원수 공급도관(59)으로부터 분기되어 있다. 또한 제 1 전해기능수취출도관(55)과 제 2 전해기능수취출도관(58)은, 각각의 도중에 설치된 절환변(60,61)을 절환하는 것에 의해 배출도관(62)에 접속할 수 있도록 되어 있다.

도 4에 나타낸 장치로서는, 스위치(47,48)의 절환에 의해 제 1 전극판(42)이 음극으로 되어 있는 경우에는 절환변(49)에 의해 제 1 원수공급도관(51)과 접속도관(50)을 접속하여 절환변(52)에 의해 제 1 전해수공급도관(54)과 접속도관(53)을 접속함과 동시에 절환변(60)에 의해 제 1 전해기능수취출도관(55)으로부터 전해기능수를 취출시키도록 하고, 절환변(61)을 폐쇄하는 것에 의해 상기 제 1 유로(도 4에 실선의 화살표로 나타냄)로 절환되어진다. 그리고 제 1 원수공급도관(51)으로부터 연속적으로 상기 원수를 공급하여 전해를 행하는 것에 의해 제 1 전해실(42a)로는 주로 물의 전해에 의해 수소가 발생함과 동시에 수산이온(OH^-)이 생성되고, 알카리성의 전해수가 얻어진다. 또한 제 2 전해실(43a)로는, 상기 전해의 초기에는 주로 물의 전해에 의해 산소(O₂)가 발생함과 동시에 산소이온이 생성되며, 동시에 상기 전해질에 유래하는 염소이온(Cℓ^-)이 산화되어 염소(Cℓ₂)가 생성되므로 염소를 함유하는 산성의 전해수가 제 1 전해실(42a)에서 생성한 상기 알카리성의 전해수에 의해 치환되면, 제 2 전해실(43a)에서는 상기 알카리성의 전해수가 전해되어 이 전해수예 함유되어진 수산이온으로부터 과산화수소(H₂O₂) 및 산소가 생성된다. 이 때, 알카리성의 전해수중에 함유되어진 Cℓ^-(염소이온)의 산화도 동시에 일어나고, 염소성분으로서 차아염소산이 생성된다. 그 결과, 제 2 전해실(43a)의 상기 산성의 전해수가 완전히 상기 알카리성의 전해수로 치환된 후에는 제 2 전해실(43a)로부터 제 1 전해기능수취출도관(55)을 통하여 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출할 수 있다.

도 4에 나타낸 장치로서는, 상기 전해를 소정시간 계속했다면 양측 전극판(42,43)에 부착된 스케일을 제거하기 위해 양측 전극판(42,43)의 극성을 역전시킨다. 상기 극성을 역전하기 위해 스위치(47,48)의 절환으로 제 2 전극판(43)이 음극으로 되는 경우에는 절환변(52)에 의해 제 2 원수공급도관(56)과 접속도관(53)을 접속하여 절환변(49)에 의해 제 2 전해수공급도관(57)과 접속도관(50)을 접속함과 동시에 절환변(61)에 의해 제 2 전해기능수취출도관(58)으로부터 전해기능수를 취출시키도록 하고, 절환변(60)을 폐쇄하는 것에 의해 상기 제 2 유로(도 4에 파선의 화살표로 나타냄)로 절환되어진다. 그리고 제 2 원수공급도관(56)으로부터 연속적으로 상기 원수를 공급하여 전해를 행하는 것에 의해 상기 제 1 유로의 경우와는 반대로 제 2 전해실(43a)에서 알카리성의 전해수가 얻어진다. 또한 제 1 전해실(42a)에서는, 상기 전해의 초기에는 상기 염소를 함유하는 산성의 전해수가 얻어지는데 상기 전해를 계속하여 상기 산성의 전해수가 제 2 전해실(43a)에서 생성된 상기 알카리성의 전해수에 의해 완전히 치환된후에는 제 1 전해실(42a)로부터 제 2 전해기능수취출도관(58)을 통하여 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출할 수 있다.

따라서 도 4에 나타낸 장치에 의하면, 정기적으로 양측 전극판(42,43)의 극성을 역전시키는 것에 의해 양측 전극판(42,43)에 부착된 스케일을 제거하여 전해효율의 체감을 방지할 수 있음과 동시에 상기 전해의 초기 및 상기 극성을 역전한 직후를 제외하고 상기 과산화수소를 포함하는 전해기능수를 연속적으로 취출할 수 있다.

또한, 도 4에 나타낸 장치로서는, 소정량의 전해기능수의 제조종료후, 절환변(60,61)을 절환하여 전해기능수취출도관(55,58)을 배출도관(62)에 접속하는 것에 의해 전해실(42a,43a)에 잔존하는 원수 또는 전해수가 배출도관(62)으로부터 배출된다.

상기 각 실시예에서는, 실시예마다 생성된 전해수의 산화환원전위에 상당한 변동이 있지만, 상기 산화환원전위 그 것은 반드시 직접적으로 살균효과를 표현하는 지표로 된다는 의미는 아니다. 왜냐하면 임의 용액중에 산화성이 풍부한 화학류가 다수존재하고 있어도 그의 용액중에 산화환원전위의 낮은 화학류가 상당수 존재하면, 전체로서 산화환원전위는 낮게 나타나기 때문이다.

또한 상기 각 실시예에서는, 상기 전해조에 공급되는 원수에 전해질로서 염화물을 첨가하고 있지만, 상기 전해질은 염화물에 한정되는 것은 아니고, Na₂SO₄등을 첨가하여도 좋고, 상기 염화물의 경우와 마찬가지로 제 2 전해공정의 양극측으로부터 과산화수소를 함유하는 전해수를 얻을 수 있다. 또한 이 경우, 얻어지는 전해수중에는 염소 또는 차아염소산은 존재하지 않는다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 전해기능수는, 과산화수소에 의해 생성되는 발생기산소( [O] ), 슈퍼옥사이드, OH 라디칼( · OH)에 의해 강력한 산화력을 나타내므로 염소, 차아염소산등의 염소화합물에 의존하지 않고 살균, 소독, 소취등에 우수한 효과를 얻을 수 있다. 또한 상기 과산화수소, 슈퍼옥사이드, OH 라디칼은, 매우 강력한 산화력을 구비하여 염소내성균에 대하여도 살균효과를 얻는 것을 기대할 수 있다. 따라서 상기 과산화수소는 분해하면 산소와 물을 생성할 뿐이고, 반응후에는 기본적으로 무해하므로 본 발명의 전해기능수는 식기등의 살균, 소독에도 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 전해기능수는, 원수중에 전해질로서 염화물이 존재할 때에도 염소가스의 발생이 적고, 원수중에 전해질로서 염화물이 존재할 경우, 상기 소량의 염소화합물에 의해 상기 과산화수소와의 상승효과가 기대된다.

본 발명의 제 1 실시예의 제조방법에 의하면, 상기 제 1 전해조에 연속적으로 공급되는 원수는 제 1 전해조를 통과하는 사이에 상기 제 1 전해공정에서의 전해를 받게 되므로 상기 제 1 전해조의 음극측으로부터는 상기 알카리성을 나타내는 전해수가 연속적으로 취출된다. 그래서 상기 전해수를 상기 제 2 전해조의 양극측에 연속적으로 공급하여 상기 제 2 전해공정에서 전해를 행하는 것에 의해 제 2 전해조의 양극측으로부터 본 발명의 전해기능수를 연속적으로 취출할 수 있다.

또한 제 1 실시예의 제조방법에서는, 원수중에 전해질로서 염화물이 존재할 경우, 상기 제 2 전해공정에서 상기 제 1 전해조의 양극측으로부터 얻어지는 전해수를 연속적으로 취출하여 상기 제 2 전해조의 음극측에 연속적으로 공급하는 것에 의해 본 발명의 전해기능수의 부생성물로서 제 2 전해조의 음극측으로부터 표백작용등을 나타내는 용액을 연속적으로 취출할 수 있다.

본 발명의 제 2 실시예의 제조방법에 의하면, 상기 제 1 전해공정에서 전해조의 음극측이, 제 2 전해공정에서는 양극측으로 되므로 상기 제 1 전해공정으로 얻어진 전해수를 이동할 필요가 없다. 따라서 전해조가 한개로 족하고, 장치구성을 간단하게 할 수 있다.

또한 본 발명의 제 2 실시예의 제조방법에 의하면, 제 1 전해공정에 있어서 전해조의 양극측에서 얻어진 전해수가 제 2 전해공정에서는 그대로 음극측으로 다시 전해되는 것이므로 원수중에 전해질로서 염화물이 존재할 때 제 2 전해공정의 음극측으로부터 본 발명의 전해기능수의 부생성물로서 상기 표백작용을 나타내는 용액이 취출된다.

본 발명의 제 3 실시예의 제조방법에 의하면, 일단 상기 전해조의 양극측이상기 음극측으로부터 취출된 전해수로 치환되면, 그 후에는 상기 음극측에서 얻어진 알카리성의 전해수가 연속적으로 상기 양극측에 공급되어 상기 양극측으로부터 연속적으로 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 얻을 수 있다. 따라서 상기 양극측의 원수가 상기 음극측으로부터 취출된 전해수로 치환된 후에는 상기 음극측으로 공급되는 원수의 전량을 상기 과산화수소를 함유하는 본 발명의 전해기능수로 변환할 수 있고, 그 보유를 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명의 제 3 실시예의 제조방법에 의하면, 상기 양극측에서 상기 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 생성하는 전해가 행하여짐과 동시에 상기 음극측에서는 상기 양극측에 공급되는 알카리성의 전해수를 생성하는 전해가 행하여진다. 따라서 한번의 전해로 본 발명의 전해기능수가 얻어지고, 이 전해기능수의 소비전력당 수율을 높일 수 있다.

본 발명에 따른 제조장치에 의하면, 2통로의 유로를 설치하고, 상기 양전극판의 극성에 따라서 절환되도록한 것이므로 상기 전극판의 표면에 부착한 스케일을 제거하기 위해 상기 양측 전극판의 극성을 역전시켜도 상기 과산화수소를 함유하는 본 발명의 전해기능수의 제조를 계속할 수 있다.

Claims (9)

1. 이온 투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 제 1 전해조에 전해질을 함유하는 원수를 공급하여 전해하고, 상기 제 1 전해조의 음극측으로부터 얻어진 전해수를 이온 투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 제 2 전해조의 양극측으로 더욱 전해하는 것에 의해 얻어지는 과산화수소, 라디칼OH, 및 미량의 염소를 함유하는 것을 특징으로 하는 전해기능수.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 원수에 함유되어진 전해질은, 염화나트륨 또는 염화칼륨이고, 0.001∼0.013몰/ℓ 범위의 농도인 것을 특징으로 하는 전해기능수.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전해기능수는, pH가 3.5∼10.5 범위내인 것을 특징으로 하는 전해기능수.
4. 이온 투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 제 1 전해조에 전해질로서 염화물을 함유하는 원수를 연속적으로 공급하여 전해하는 제 1 전해공정과,

   상기 제 1 전해조의 음극측에서 얻어진 전해수만을 연속적으로 취출하고 이온 투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 제 2 전해조의 양극측에 연속적으로 공급하여 전해하는 제 2 전해공정으로 이루어지며,

   상기 제 2 전해조의 양극측으로부터 과산화수소, 라디칼OH, 및 미량의 염소를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출하는 것을 특징으로 하는 전해기능수의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 전해조의 양극측에서 얻어진 전해수를 연속적으로 취출하여 상기 제 2 전해조의 음극측에 연속적으로 공급하여 전해를 행하는 것을 특징으로 하는 전해기능수의 제조방법.
6. 이온 투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 전해조에 전해질로서 염화물을 함유하는 원수를 공급하여 전해하는 제 1 전해공정과,

   상기 제 1 전해공정의 종료후, 상기 전해조에 있어서 상기 양극판과 음극판에 공급되는 전류의 극성을 역전시켜 다시 전해하는 제 2 전해공정으로 이루어지며,

   상기 전해조의 상기 제 2 전해공정에서 양극측으로부터 과산화수소, 라디칼OH, 및 미량의 염소를를 함유하는 전해기능수를 취출하는 것을 특징으로 하는 전해기능수의 제조방법.
7. 이온 투과성의 격막을 통하여 양극판과 음극판을 설치한 전해조와, 상기 전해조의 음극측에 전해질로서 염화물을 함유하는 원수를 연속적으로 공급하는 원수공급수단과, 상기 전해조의 음극측으로부터 취출되는 전해수를 상기 전해조의 양극측에 연속적으로 공급하는 전해수공급수단과, 상기 전해조의 양극측으로부터 과산화수소, 라디칼OH, 및 미량의 염소를를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출하는 전해기능수취출수단으로 이루어짐을 특징으로 하는 전해기능수의 제조장치.
8. 이온 투과성의 격막을 통하여 제 1 및 제 2 전극판을 설치하고, 양측 전극판의 극성을 절환 가능하게 한 전해조에,

   제 1 전극판을 음극으로 할 때에 이 제 1 전극측에 전해질을 함유하는 원수를 연속적으로 공급하는 제 1 원수공급수단과, 상기 제 1 전극측으로부터 취출되는 전해수를 상기 제 2 전극측에 공급하는 제 1 전해수공급수단과, 상기 제 2 전극측으로부터 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출하는 제 1 전해기능수취출수단으로 이루어지는 제 1 유로와,

   제 2 전극판을 음극으로 할 때에 이 제 2 전극측에 전해질을 함유하는 원수를 연속적으로 공급하는 제 2 원수공급수단과, 상기 제 2 전극측으로부터 취출되는 전해수를 상기 제 1 전극측에 공급하는 제 2 전해수공급수단과, 상기 제 1 전극측으로부터 과산화수소를 함유하는 전해기능수를 연속적으로 취출하는 제 2 전해기능수취출수단으로 이루어지는 제 2 유로를 설치하며,

   제 1 전극판을 음극으로 할 때에는 제 1 유로로 절환하고, 제 2 전극판을 음극으로 할 때에는 제 2 유로로 절환하는 절환수단을 설치한 것을 특징으로 하는 전해기능수의 제조장치.
9. 제 1 항에 있어서, 전해기능수가 포함하는 염소농도는 15ppm 이하인 것을 특징으로 하는 전해기능수.

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