KR20130082118A - Sterilizing water generation apparatus - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A sterilized water generating device is provided to reduce the size of a sterilized water generating device, improve the capability of the device, and extend the lifespan of an electrode for generating sterilized water. CONSTITUTION: A sterilized water generating device comprises an electrode and a control unit. The electrode is installed in an electrolytic bath through which water containing chloride ions passes. The control unit generates hypochlorous acid in the electrolytic bath by conducting the electrode. The electrode is prepared by installing a catalytic layer on an electrode substrate based on titanium or a titanium alloy. The catalytic layer is made of a complex of metal and/or metal oxide containing at least iridium oxide and tantalum oxide. The complex contains 35 or more mole% of titanium oxide based on a metal and contains 0.92-1.86 times of tantalum oxide based on the molar ratio to iridium oxide. The control unit conducts the electrode with electric current density of 7-20 A/dm^2. [Reference numerals] (AA) Duration time [hr]

Description

살균수 생성장치{Sterilizing water generation apparatus}[0001] Sterilizing water generation apparatus [

본 발명은 염화물 이온(Cl-)을 포함하는 물을 직접 전해하여 살균성능이 높은 전해수를 생성하는 살균수 생성장치에 관한 것으로, 구체적으로는, 염화물 이온을 포함하는 물을 직접 전해하여 염소(Cl2)를 발생시켜 차아염소산수를 생성하는 살균수 생성장치에 관한 것이다.The present invention relates to a sterilizing water generating device for producing electrolytic water having high sterilization performance by directly electrolyzing water containing chloride ions (Cl ). Specifically, the present invention relates to chlorine (Cl 2) by directly electrolyzing water containing chloride ions. It relates to a sterilizing water generating device for generating 2 ) to generate hypochlorous acid water.

염화물 이온을 포함하는 물을 전극에 의하여 직접 전해하여 양극에 염소를 발생시키고, 이 염소와 물의 반응에 의하여 생성되는 차아염소산의 살균성을 이용하여, 예를 들어 일반 가정의 설비 기기에 기능을 부가하여, 손, 가습용 물, 목욕물, 변기, 온수세정변기의 노즐 등을 살균하는 것이 알려져 있다. 이와 같은 전해에서는, 주로 수돗물을 사용하기 때문에, 수돗물 중의 칼슘이 음극 표면에 탄산칼슘(이하, '스케일'이라고 함)으로서 부착되어, 좁은 전극 사이나 세정용 노즐을 막아버리는 경우가 있다. 이것을 방지하기 위하여, 음극과 양극의 극성을 정기적으로 전환하는 '극전환(pole change)'을 하여 음극에 부착된 스케일을 제거하는 것이 일반적으로 알려져 있다. Water containing chloride ions is directly electrolyzed by an electrode to generate chlorine at the anode, and by using the sterilization property of hypochlorous acid generated by the reaction of this chlorine and water, It is known to sterilize hands, humidifying water, bath water, toilets, nozzles of hot water toilets, and the like. In such electrolysis, since tap water is mainly used, calcium in the tap water may adhere to the surface of the cathode as calcium carbonate (hereinafter referred to as scale) to block the narrow electrode or the cleaning nozzle. In order to prevent this, it is generally known to perform a 'pole change' which periodically switches the polarity of the cathode and anode to remove the scale attached to the cathode.

또한, 희박한 식염수 중에서 안정적이며 높은 염소발생 효과특성을 얻기 위하여, 도전성 기체 상에 백금, 산화 이리듐, 산화 로듐, 산화 탄탈의 복합체로 이루어지는 전극촉매층을 형성한 전극을 이용하는 것이 일반적이다(일본공개특허공보 2009-052069호 참조).In addition, in order to obtain stable and high chlorine generation effect characteristics in dilute saline, it is common to use an electrode having an electrode catalyst layer formed of a composite of platinum, iridium oxide, rhodium oxide, and tantalum oxide on a conductive substrate (Japanese Patent Laid-Open 2009-052069).

하지만, 일본공개특허공보 2009-052069호에 기재된 조성으로 이루어지는 전극에서는, 세정노즐 등의 작은 직경의 유로가 스케일에 의하여 막히는 것을 억제하기 위하여 극전환 빈도를 높인 경우, 전극 수명이 현저하게 저하되어, 살균수 생성장치의 고수명화라고 하는 점에서 해결해야 할 과제가 발생하였다. 구체적으로는, 이러한 전극에 대하여, 양극과 음극의 극성을 전환하는 극전환 빈도를 높이면, 차아염소산을 발생시키는 데에 필요한 산화 이리듐이 촉매층으로부터 이탈함으로써 전해성능이 저하되어, 전극수명이 짧아졌다. 그 대책으로서, 전극의 표면적을 크게 하는 것이 일반적으로 채용되었는데, 이 대책에서는 고가의 금속촉매의 양이 늘어서 고비용화를 초래하는 동시에, 전해조도 대형화되어 온수세정변기 등의 한정된 공간 내로의 수납이 매우 어렵다는 문제가 있었다.However, in the electrode having the composition described in JP-A-2009-052069, the electrode life is remarkably lowered when the frequency of pole switching is increased in order to suppress the blocking of small diameter flow paths such as cleaning nozzles by the scale. The problem which needs to be solved in the point of high lifetime of the sterilizing water production | generation apparatus has arisen. Specifically, for such an electrode, increasing the frequency of polar switching for switching the polarity of the positive electrode and the negative electrode desorbs iridium oxide necessary for generating hypochlorous acid from the catalyst layer, thereby lowering the electrolytic performance and shortening the electrode life. As a countermeasure, it has generally been adopted to increase the surface area of the electrode. In this countermeasure, the amount of expensive metal catalysts increases, resulting in high cost, and the electrolytic cell is also enlarged, so that the storage in a limited space such as a hot water toilet is very large. There was a problem of difficulty.

본 발명은 이러한 과제의 인식에 근거하여 이루어진 것으로, 살균수 생성장치의 소형화, 살균수 생성능력의 향상, 및 살균수를 생성하기 위한 전극의 고수명화를 높은 수준으로 양립시킬 수 있는 살균수 생성장치를 제공선으로 하는 것이다.The present invention has been made on the basis of the recognition of the above problems, and the sterilizing water generating apparatus capable of achieving a high level of miniaturization of the sterilizing water generating apparatus, improvement of the ability to generate sterilizing water, and high life of the electrode for generating the sterilizing water. Is to provide a line.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 염화물 이온을 포함하는 물을 직접 전해하여 양극에 염소를 발생시키고, 이 염소와 물의 반응에 의하여 차아염소산의 살균수를 생성하는 살균수 생성장치에 있어서, 염화물 이온을 포함하는 물이 통과하는 전해조 내에 설치된 티탄 또는 티탄 합금으로 이루어지는 전극기체(基體) 상에 촉매층을 설치한 전극과, 상기 전극에 통전하여 차아염소산을 상기 전해조 내에 생성시키는 제어수단을 구비하고, 상기 전극의 촉매층은 적어도 산화 이리듐 및 산화 탄탈을 포함하는 금속 및/또는 금속산화물의 복합체로 구성되며, 상기 복합체는 금속환산으로 산화 탄탈을 35몰%보다 많이 함유하고, 또한 산화 이리듐에 대하여 몰비로 0.92~1.85배의 산화 탄탈을 함유하여 이루어지며, 상기 제어수단은 상기 전극에 대하여 전류밀도 7A/d㎡~20A/d㎡로 통전하도록 구성되어 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a chlorine to the positive electrode by directly electrolyzing water containing chloride ions, and in the sterilizing water generating apparatus for generating sterilized water of hypochlorous acid by the reaction of the chlorine and water, An electrode provided with a catalyst layer on an electrode body made of titanium or a titanium alloy provided in an electrolytic cell through which water containing ions passes, and control means for energizing the electrode to generate hypochlorous acid in the electrolytic cell; The catalyst layer of the electrode consists of a complex of metals and / or metal oxides comprising at least iridium oxide and tantalum oxide, the complex containing more than 35 mole percent tantalum oxide in terms of metal, and in a molar ratio relative to iridium oxide It contains 0.92 to 1.85 times tantalum oxide, the control means is a current mill with respect to the electrode It is comprised so that electricity may be supplied to FIG. 7A / dm <2> -20A / dm <2>.

이러한 구성에 근거하면, 종래 일반적으로 이용된 전극보다 산화 탄탈량을 증가시킴으로써 산화 이리듐의 촉매층으로의 담지력이 증가하고, 극전환에 따라서 촉매층으로부터 산화 이리듐이 이탈하는 것을 방지하여 전극의 수명을 늘리는 것이 가능해진다.Based on this configuration, the supporting capacity of iridium oxide to the catalyst layer is increased by increasing the amount of tantalum oxide than the electrode generally used in the past, and the life of the electrode is increased by preventing the iridium oxide from leaving the catalyst layer due to the polar change. It becomes possible.

한편, 산화 탄탈 자체는 절연성 물질이므로, 산화 탄탈을 단순히 늘리는 것만으로는, 인가 전압이 한정되는 일반적인 제품에 있어서는, 전기저항이 증가하여 차아염소산 생성능력이 저하된다. 또한, 산화 탄탈의 증가에 따라서 촉매층에서의 도전부가 감소하게 되기도 하므로, 한정된 도전부가 되는 산화 이리듐으로의 전하집중이 발생하고, 이에 따라서 산화 이리듐의 열화가 촉진되기도 한다. 또한, 전하집중이 발생하면 산화 이리듐의 원자가(valence)의 감소나, 과잉 수소 가스 생성에 따르는 압력 상승에 기인한 압력파괴, 및 과잉 열상승 등도 염려되고, 이러한 관점에서도 산화 이리듐이 이탈하기 쉬운 상황이 만들어질 우려가 있었다. 따라서, 산화 탄탈을 증가시키는 정도에 따라서는 성능 저하뿐만 아니라 전극의 열화도 촉진되는 것을 알았다.On the other hand, since tantalum oxide itself is an insulating material, by simply increasing the tantalum oxide, in a general product in which the applied voltage is limited, the electrical resistance increases and the hypochlorous acid generating ability is lowered. In addition, as the tantalum oxide increases, the conductive portion in the catalyst layer decreases, so that charge concentration to iridium oxide which becomes a limited conductive portion occurs, thereby degrading iridium oxide. In addition, when charge concentration occurs, there is a concern that the valence of iridium oxide is reduced, the pressure breakdown due to the pressure rise due to the generation of excess hydrogen gas, and the excessive heat rise are also concerned. There was a risk of this being made. Therefore, it was found that not only the performance deterioration but also the deterioration of the electrode is promoted depending on the degree of increasing tantalum oxide.

본 발명에서는, 상기 복합체는 금속환산으로 산화 탄탈량을 35몰%보다 많이 함유하면서, 또한 산화 이리듐에 대하여 몰비로 0.92~1.85배의 산화 탄탈을 함유하여 이루어지고, 그 후에 제어수단에 의한 전극으로의 통전량을 전류밀도 7A/d㎡~20A/d㎡로 함으로써, 차아염소산의 생성량의 확보와 산화 이리듐으로의 전하집중에 의한 열화촉진이라는 새로운 과제도 억제할 수 있다. 산화 탄탈량을 35몰%보다 많으면서, 산화 이리듐에 대하여 몰비로 0.92~1.85배로 한 전극에 있어서, 전류밀도를 7A/d㎡ 미만으로 한 경우에는, 전기저항의 증가에 의하여 충분한 차아염소산 생성 농도를 확보하는 것이 어려워져서, 20A/d㎡를 넘는 양으로는 산화 이리듐의 전하집중에 의한 열화의 촉진이나 이탈이 현저해진다. 이들 특유의 구성에 의해서, 스케일의 발생을 억제하기 위한 극전환을 하여도 산화 이리듐 이탈에 따르는 촉매 열화를 억제할 수 있으며, 산화 탄탈을 증가시킨 것에 의한 성능열화나, 산화 이리듐으로의 전하집중에 의한 열화촉진도 억제할 수 있다는 실용상 뛰어난 살균수 생성장치를 제공할 수 있다.In the present invention, the composite contains more than 35 mol% of tantalum oxide in terms of metal, and contains 0.92 to 1.85 times of tantalum oxide in molar ratio with respect to iridium oxide, and then the electrode by the control means. By setting the current carrying amount of 7A / dm 2 to 20 A / dm 2, new problems such as securing the amount of hypochlorous acid produced and deterioration due to charge concentration to iridium oxide can be suppressed. In an electrode in which the amount of tantalum oxide is more than 35 mol% and is 0.92 to 1.85 times the molar ratio with respect to iridium oxide, when the current density is less than 7 A / dm 2, sufficient hypochlorous acid production concentration is achieved by increasing the electrical resistance. It is difficult to secure the surface area, and the amount exceeding 20 A / dm 2 becomes remarkable when the iridium oxide is promoted or deteriorated due to charge concentration. These peculiar constitutions can suppress catalyst deterioration due to iridium oxide detachment even when polarization is performed to suppress the generation of scale, and performance deterioration due to increased tantalum oxide and charge concentration to iridium oxide It is possible to provide a practically excellent sterilizing water generating device capable of suppressing deterioration acceleration due to.

또한, 상기 복합체는 산화 로듐을 더 함유하여 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. 산화 로듐은 수소 생성반응의 과전압을 작게 하고, 차아염소산의 생성반응을 촉진하는 작용을 가진다. 따라서, 산화 로듐을 더 함유시킴으로써, 산화 이리듐으로의 전하집중에 의한 열화의 촉진이나 이탈이 억제되어, 전극의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.Moreover, it is more preferable that the said composite further contains rhodium oxide. Rhodium oxide has the effect of reducing the overvoltage of the hydrogen formation reaction and promoting the formation reaction of hypochlorous acid. Therefore, by further containing rhodium oxide, the promotion and detachment of deterioration due to charge concentration to iridium oxide can be suppressed, and the life of the electrode can be extended.

그리고, 상기 복합체는 백금을 더 함유하고, 금속환산으로 백금 4몰% 이상, 산화 이리듐 37~57몰%, 산화 로듐 3~11몰% 및 산화 탄탈 35몰%보다 많고 53몰% 이하 함유하여 이루어지는 것이 더욱 바람직하다. 소정의 운전조건 하에서 내구성을 얻기 위한 적합한 배합이다.The composite further contains platinum, and more than 4 mol% of platinum, 37-57 mol% of iridium oxide, 3-11 mol% of rhodium oxide, and 35 mol% of tantalum oxide, and 53 mol% or less of the complex. More preferred. It is a suitable formulation for obtaining durability under predetermined operating conditions.

또한, 상기 촉매층의 산화 탄탈은 42~48몰% 배합되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 충분한 살균성능을 확보하면서, 소형이고 고수명의 양호한 균형으로 할 수 있는 실용상 뛰어난 살균수 생성장치를 제공할 수 있다.Moreover, as for tantalum oxide of the said catalyst layer, it is more preferable that 42-48 mol% is mix | blended. While ensuring sufficient sterilization performance, it is possible to provide a practically excellent sterilizing water generator that can be made compact and have a good balance of long life.

그리고, 상기 제어수단은, 상기 전극에 대하여 전류밀도 12A/d㎡~17A/d㎡로 통전하도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다. 충분한 살균성능을 확보하면서, 더욱 소형이고 고수명인 최적 균형이 되는 실용상 뛰어난 살균수 생성장치를 제공할 수 있다.Further, the control means is more preferably configured to energize the electrode at a current density of 12 A / dm 2 to 17 A / dm 2. While ensuring sufficient sterilization performance, it is possible to provide a practically excellent sterilizing water generating device which is more compact and has a long life optimum balance.

또한, 상기 전해조에 공급되는 염화물 이온을 포함하는 물은, 물을 순환시키지 않는 유수식으로 하여 구성하는 것이 더욱 바람직하다. 산화 탄탈량을 증가시킴으로써, 먼저 설명한 바와 같이 도전부의 감소에 따른 산화 이리듐으로의 전하집중이 발생하기 쉬운 상태가 된다. 이와 같은 전하집중이 발생한 경우, 양극측의 산화 이리듐 주변에서 강한 산성 분위기가 되는데, 강한 산성 분위기가 된 상태로 양극에서 음극으로 전환되면, 산화 이리듐의 원자가가 감소하여, 촉매층으로의 결합력이 현저하게 저하되는 것이 추측된다.In addition, the water containing chloride ions supplied to the electrolytic cell is more preferably configured as an oil-flow formula that does not circulate water. By increasing the amount of tantalum oxide, as described above, charge concentration to iridium oxide due to the reduction of the conductive portion is likely to occur. When such charge concentration occurs, there is a strong acid atmosphere around the iridium oxide on the anode side. When the anode is converted from the anode to the cathode in a state of strong acid atmosphere, the valence of iridium oxide is reduced, and the bonding force to the catalyst layer is remarkably decreased. It is guessed that it will fall.

본 발명에서는, 전해조를 유수식으로 함으로써, 전해되기 전의 중성에 가까운 물이 전극으로 공급되므로, 극전환 후에 음극이 된 전극측의 산화 이리듐 주변에서 강한 산성 분위기가 되는 것을 억제하여 산화 이리듐의 결합력 저하를 억제하고, 촉매층으로부터의 산화 이리듐의 이탈을 억제할 수 있다. 이것에 의해서도 산화 탄탈량을 증가시키는 것에 의한 영향을 저감할 수 있다. 바꿔 말하면, 전해조를 물이 저장되는 저수식으로 한 경우에는, 음극측의 전극 주변에서 강한 산성 분위기가 되기 쉬워서, 이것이 수명의 저하가 된다.In the present invention, since the electrolyzer is flown, near-neutral water before electrolysis is supplied to the electrode, thereby suppressing the strong acid atmosphere around the iridium oxide on the electrode side, which becomes the cathode after the polarization, thereby reducing the bond strength of the iridium oxide. It can suppress and release of iridium oxide from a catalyst layer can be suppressed. This also reduces the influence of increasing the amount of tantalum oxide. In other words, when the electrolytic cell is made into a low water type in which water is stored, a strong acid atmosphere tends to be around the electrode on the cathode side, which leads to a decrease in life.

또한, 상기 제어수단은, 상기 전극에 대하여 30초 이내의 간격으로 전극의 극성을 양극과 음극으로 전환하는 극전환을 실행하도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 산화 탄탈량을 증가시킴으로써 전하집중이 발생하여, 극전환 후의 음극측의 산화 이리듐 주변에서 강한 산성 분위기가 되는 것을 간단한 구성으로 억제할 수 있다. 전류밀도가 높은 상태로 극전환의 간격을 넓이면 양극측의 산화 이리듐 주변에서는 강한 산성 분위기가 된다. 그 때문에, 극전환 후의 음극측 전극에서의 반응에서 산화 이리듐의 결합력 저하가 상기 이유로 촉진된다. 본 발명에서는, 산화 탄탈량을 증가시킨 상태 하에 있어서도, 극전환을 30초 이내로 함으로써 산성 분위기가 되는 것을 억제하여, 극전환 후의 산화 이리듐의 결합력 저하를 억제할 수 있다.Further, it is more preferable that the control means is configured to perform a polarity switching for switching the polarity of the electrode to the anode and the cathode at intervals within 30 seconds with respect to the electrode. As a result, charge concentration occurs by increasing the amount of tantalum oxide, so that a strong acidic atmosphere around the iridium oxide on the cathode side after the polarization can be suppressed with a simple configuration. If the interval of pole switching is widened in the state of high current density, a strong acid atmosphere will be around the iridium oxide on the anode side. Therefore, the fall of the bonding force of iridium oxide in the reaction at the cathode side electrode after the pole switching is promoted for the above reason. In the present invention, even when the amount of tantalum oxide is increased, it is possible to suppress an acidic atmosphere by making the polar transition within 30 seconds, and to suppress the decrease in the bonding force of the iridium oxide after the polar transition.

또한, 상기 제어수단은 상기 전극에 대하여 4~15초 간격으로 전극의 양극과 음극을 전환하는 극전환을 실행하도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다. 이에 따라, 극전환 후의 산화 이리듐의 결합력 저하가 더욱 확실히 억제되어, 충분한 살균성능을 확보하면서, 더욱 소형이고 고수명인 최적 균형이 되는 실용상 뛰어난 살균수 생성장치를 제공할 수 있다.In addition, the control means is more preferably configured to perform the polarity switching to switch the positive electrode and the negative electrode of the electrode at intervals of 4 to 15 seconds with respect to the electrode. As a result, the reduction in the bonding force of the iridium oxide after the polar change can be more surely suppressed, and a practically excellent sterilizing water generating device can be provided which is more compact and has a long life optimum balance while ensuring sufficient sterilizing performance.

본 발명에 따르면, 살균수 생성장치의 소형화, 살균수 생성능력의 향상, 및 살균수를 생성하기 위한 전극의 고수명화를 높은 수준으로 양립시킬 수 있다.According to the present invention, miniaturization of the sterilizing water generator, improvement of the ability to generate sterilizing water, and high life of the electrode for generating sterilizing water can be achieved at a high level.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 살균수 생성장치를 가진 위생세정장치에 이용되는 전해조를 설명하기 위한 모식도이다.
도 2는 도 1에 나타내는 전해조에서의 극전환 후의 배수시간과 전극판에 부착되어 있던 칼슘(스케일)의 부착량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 위생세정장치가 설치된 수세식 대변기를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 나타내는 위생세정장치의 살균세정시의 유로계통도이다.
도 5는 도 3에 나타내는 위생세정장치에서의 살균세정 중의 각 요소의 동작을 설명하기 위한 도면이고, (A)는 전해조의 전극판 사이에 인가되는 전압을 나타내는 그래프, (B)는 제어부에 의하여 계측된 전해조의 누적전해시간을 나타내는 그래프, (C)는 토출유로를 흐르는 수량을 나타내는 그래프, (D)는 배출유로를 흐르는 수량을 나타내는 그래프이다.
도 6은 전자현미경으로 촬영한 전극판(2, 4)의 단면도이다.
도 7은 전극판의 촉매층의 산화 이리듐에 대한 산화 탄탈의 몰비와 염소생성량과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 전극판의 촉매층의 산화 이리듐에 대한 산화 탄탈의 몰비와 내구시간과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 9는 전극판 사이에 통전한 전류밀도와 전극수명과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은 비교예에서의 극전환을 할 때에 전극판이 열화하는 메커니즘을 모식적으로 나타낸 전극판의 단면 모식도이다.
도 11은 본 발명에서의 극전환을 할 때에 전극판이 열화하는 메커니즘을 모식적으로 나타낸 전극판의 단면 모식도이다.
도 12는 극전환의 간격을 다르게 한 경우의 전극판 근방의 pH 변화에 대하여 나타낸 원리설명도이다.
1 is a schematic view for explaining an electrolyzer used in a sanitary washing apparatus having a sterilizing water producing device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the drainage time after the pole switching in the electrolytic cell shown in FIG. 1 and the adhesion amount of calcium (scale) attached to the electrode plate.
3 is a perspective view showing a flush toilet with a sanitary washing apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a flow diagram of the flow path of the sanitary washing apparatus shown in Fig.
FIG. 5 is a view for explaining the operation of each element during sterilization cleaning in the sanitary washing apparatus shown in FIG. 3, (A) is a graph showing the voltage applied between the electrode plates of the electrolytic cell, and (B) is a control unit. The graph which shows the measured electrolysis time of the electrolyzer, (C) is the graph which shows the quantity of water which flows through a discharge flow path, (D) is the graph which shows the quantity of water which flows through a discharge flow path.
6 is a cross-sectional view of the electrode plates 2 and 4 taken with an electron microscope.
7 is a graph showing the relationship between the molar ratio of tantalum oxide to iridium oxide and the amount of chlorine produced in the catalyst layer of the electrode plate.
Fig. 8 is a graph showing the relationship between the molar ratio of tantalum oxide to iridium oxide and the endurance time of the catalyst layer of the electrode plate.
Fig. 9 is a graph showing the relationship between the current density and the electrode lifespan applied between electrode plates.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of an electrode plate schematically showing a mechanism in which the electrode plate deteriorates when the pole is switched in the comparative example. FIG.
Fig. 11 is a schematic cross-sectional view of the electrode plate, which schematically shows a mechanism in which the electrode plate deteriorates when the pole is switched in the present invention.
12 is a principle explanatory diagram showing changes in pH in the vicinity of the electrode plate when the intervals between pole switching are different.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 따른 살균수 생성장치를 가진 위생세정장치를 설명한다.Hereinafter, a sanitary washing apparatus having a sterilizing water producing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

우선, 본 실시형태의 위생세정장치에 관하여, 본 발명의 발명자들이 발견한 과제에 대하여 설명한다.First, with respect to the sanitary washing apparatus of the present embodiment, the problems found by the inventors of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 살균수 생성장치를 가진 위생세정장치에 이용되는 전해조를 설명하기 위한 모식도이다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 전해조(1)는 한 쌍의 전극판(2, 4)을 가지고, 이들 전극판(2, 4) 사이에 전압을 인가함으로써 물을 전기분해한다. 한편, 도 1의 (A)에는 전극판(2)이 음극이 되고, 전극판(4)이 양극이 되도록 전압이 인가된 상태가 나타나 있다.1 is a schematic diagram for explaining an electrolyzer used in a sanitary washing apparatus having a sterilizing water producing device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the electrolytic cell 1 has a pair of electrode plates 2 and 4, and electrolyzes water by applying a voltage between these electrode plates 2 and 4. 1A shows a state in which a voltage is applied such that the electrode plate 2 becomes a cathode and the electrode plate 4 becomes an anode.

수돗물에는 염화물 이온이 포함되어 있으므로, 수돗물을 전기분해함으로써, 양극측의 전극(4)에서는 염소가 발생한다. 이렇게 하여 발생한 염소는 물에 용해되며, 차아염소산이 발생한다. 이렇게 하여 전해조(1)는 차아염소산을 포함하는 살균수를 생성할 수 있다.Since tap water contains chloride ions, chlorine is generated in the electrode 4 on the anode side by electrolyzing tap water. The chlorine generated in this way is dissolved in water and hypochlorous acid is generated. In this way, the electrolytic bath 1 can generate sterilized water containing hypochlorous acid.

또한, 이때, 음극측의 전극판(2)에서는 수돗물 중에 포함되는 칼슘 이온이 탄산칼슘(스케일)으로서 전극판(2)에 부착된다. 이와 같이 전극판(2)에 탄산칼슘이 부착되어 버리면, 살균수의 생성능력이 저하된다.At this time, in the electrode plate 2 on the cathode side, calcium ions contained in the tap water are attached to the electrode plate 2 as calcium carbonate (scale). When calcium carbonate adheres to the electrode plate 2 in this manner, the ability to generate sterilizing water is reduced.

그래서, 본 실시형태의 위생세정장치의 전해조(1)는, 예를 들어 살균수의 누적생성시간이 소정 시간에 도달하는 등의 소정의 타이밍으로, 도 1의 (A)에 나타낸 상태에서, 도 1의 (B)에 나타낸 상태로 전극판(2, 4) 사이에 인가하는 전압을 반전시키는, 이른바 극전환을 행한다. 도 1의 (B)에 나타내는 상태로 극전환을 함으로써, 음극으로서 기능하고 있던 전극판(2)이 양극이 되고, 양극으로서 기능하고 있던 전극판(4)이 음극이 된다. 이 때문에, 탄산칼슘이 부착되어 있던 전극판(2)에 있어서 산이 생성되어, 이 산에 의하여 탄산칼슘이 용해되므로, 전극판(2)에 부착되어 있던 탄산칼슘을 박리시킬 수 있다.Therefore, the electrolytic cell 1 of the sanitary washing apparatus of the present embodiment is, for example, at a predetermined timing such as the cumulative generation time of the sterilizing water reaching a predetermined time, in the state shown in FIG. So-called pole switching is performed inverting the voltage applied between the electrode plates 2, 4 in the state shown in 1B. By pole switching in the state shown in FIG. 1B, the electrode plate 2 functioning as the cathode becomes an anode, and the electrode plate 4 functioning as an anode becomes a cathode. For this reason, acid is produced | generated in the electrode plate 2 with calcium carbonate, and calcium carbonate dissolves by this acid, and the calcium carbonate adhering to the electrode plate 2 can be peeled off.

다음으로, 본 발명자들은, 이와 같은 전해조(1)에서의 극전환 후의 배수시간과 전극으로의 칼슘(스케일)의 부착량과의 관계를 검토하였으므로, 이하에 설명한다. 본 검토에서는, 전극 사이에 인가되는 전압이 10V와 5V인 상태에서의 극전환 후의 배수시간과 칼슘(스케일)의 부착량과의 관계를 조사하였다.Next, since the present inventors examined the relationship between the drainage time after pole switching in the electrolytic cell 1, and the adhesion amount of calcium (scale) to an electrode, it demonstrates below. In this study, the relationship between the drainage time after the pole switching and the deposition amount of calcium (scale) in the state where the voltage applied between the electrodes was 10V and 5V was investigated.

도 2는 도 1에 나타내는 전해조에서의 극전환 후의 경과시간과 경과시간 후에 전극에 부착되는 스케일량과의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 극전환 후, 소정 시간이 경과하면 전극으로부터 박리되는 칼슘량은 크게 감소하고 있다. 이러한 사실로부터 전극에 부착된 스케일은 극전환 직후에 대부분이 박리되어 버리는 것을 알 수 있다.FIG. 2 is a graph showing the relationship between the elapsed time after the pole switching in the electrolytic cell shown in FIG. 1 and the amount of scale attached to the electrode after the elapsed time. As shown in FIG. 2, after predetermined time passes, the amount of calcium peeled from an electrode decreases significantly after polar switching. From this fact, it can be seen that most of the scale attached to the electrode is peeled off immediately after the polar change.

또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 전극에 인가하는 전압이 10V인 경우에는, 전극에 인가하는 전압이 5V인 경우에 비하여, 극전환 후에 전극에 부착되는 스케일량이 약 절반 정도까지 감소하고 있다. 이러한 사실로부터 전극에 인가하는 전압이 클수록 극전환 후, 단시간 동안에 보다 대량의 스케일이 박리되는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 2, when the voltage applied to the electrode is 10 V, the amount of scale attached to the electrode after the pole switching is reduced by about half as compared with the case where the voltage applied to the electrode is 5 V. FIG. From this fact, it can be seen that the larger the voltage applied to the electrode, the larger the scale is peeled off in a short time after the pole switching.

상기 결과에 기초하여, 이하에 설명하는 본 발명의 일 실시형태에 따른 위생세정장치에서는, 전해조를 작동시켜서 살균을 할 때, 극전환 후, 소정 시간에 생성된 살균수를 노즐의 상류에서 배출하는 것으로 하고 있다. 이하, 본 실시형태의 위생세정장치에 대하여 상세하게 설명한다.Based on the above results, in the sanitary washing apparatus according to the embodiment of the present invention described below, when sterilizing by operating the electrolytic cell, the sterilizing water generated at a predetermined time after the pole switching is discharged upstream of the nozzle. I do it. Hereinafter, the sanitary washing apparatus of the present embodiment will be described in detail.

도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 위생세정장치가 설치된 수세식 대변기를 나타내는 사시도이다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 위생세정장치(100)는, 수세식 양변기(110)의 변기(120) 상에 설치되어 이용된다. 그리고, 컨트롤러에 의하여 조작함으로써, 세정노즐(14)이 변기(120) 내에 진출하고, 세성수를 세정노즐(14)의 선단에서 인체국소(엉덩이 등)를 향하여 분출함으로써 인체국소를 세정할 수 있다.3 is a perspective view showing a flush toilet with a sanitary washing apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the sanitary washing apparatus 100 is provided and used on the toilet bowl 120 of the flush toilet 110. As shown in FIG. Then, by operating by the controller, the washing nozzle 14 enters the toilet bowl 120, and the human body can be washed by blowing the sewage water from the tip of the washing nozzle 14 toward the human body (hip, etc.). .

도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 위생세정장치의 살균세정시의 유로계통도이다. 한편, 도 4에는 살균세정에 관련되지 않는 요소에 대해서는 도시를 생략하고 있는데, 본 실시형태의 위생세정장치는 주지의 인체국소를 세정하기 위하여 필요한 구성을 구비하고 있다.4 is a flow diagram of a sanitary washing apparatus according to an embodiment of the present invention. In addition, although illustration of the element which is not related to sterilization washing | cleaning is abbreviate | omitted in FIG. 4, the sanitary washing apparatus of this embodiment is equipped with the structure required in order to wash | clean a well-known human body location.

도 4에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 살균세정시에서의 위생세정장치의 유로계통(10)은, 예를 들어 수도관 등의 급수원(12)과 세정노즐(14)이 유로(16, 18)에 의하여 접속되어 있고, 이러한 유로(16)에 상기 설명한 전해조(1)가 설치되어 있다. 유로(16)의 전해조(1)의 하류에는 분기부(20)가 설치되어 있고, 분기부(20)로부터 세정노즐(14)로 연장되는 토출유로(18)와, 분기부(20)로부터 아래쪽을 향하여 연장되는 배출유로(22)로 분기하고 있다.As shown in FIG. 4, the flow path system 10 of the sanitary washing apparatus at the time of sterilization washing | cleaning which concerns on this embodiment is the water supply source 12, such as a water pipe, and the washing nozzle 14, The flow path 16, 18), the electrolytic cell 1 described above is provided in this flow path 16. The branch part 20 is provided downstream of the electrolytic cell 1 of the flow path 16, and the discharge flow path 18 which extends from the branch part 20 to the cleaning nozzle 14 and the lower part from the branch part 20 are provided. It is branched to the discharge flow path 22 extending toward.

토출유로(18)는 세정노즐(14)의 토수구에서의 단면적(즉, 토출유로(18)의 최소유로 단면적)이 배출유로(22)의 최소유로 단면적에 비하여 작아지도록 구성되어 있다. 이에 따라, 토출유로(18)에 비하여, 배출유로(22)의 압력손실이 작게 되어 있다.The discharge flow path 18 is comprised so that the cross-sectional area (that is, the minimum flow path cross-sectional area of the discharge flow path 18) in the water discharge port of the washing | cleaning nozzle 14 may become small compared with the cross-sectional area of the minimum flow path of the discharge flow path 22. As shown in FIG. As a result, the pressure loss of the discharge passage 22 is smaller than that of the discharge passage 18.

토출유로(18)의 분기부(20)의 하류에는, 제어부(24)에 통신 가능하게 접속된 펌프(26)가 설치되어 있다. 펌프(26)는 제어부(24)의 지령에 근거하여 토출유로(18)를 흐르는 물을 가압한다.A pump 26 communicably connected to the control section 24 is provided downstream of the branching section 20 of the discharge flow passage 18. The pump 26 pressurizes the water flowing through the discharge passage 18 on the basis of the command of the control section 24.

토출유로(18)의 펌프(26)의 하류측에는, 제어부(24)에 통신 가능하게 접속된 세정밸브(28)가 설치되어 있다. 세정밸브(28)는 제어부(24)의 지령에 근거하여 개폐되어, 토출유로(18)로의 물의 유입을 제어한다.On the downstream side of the pump 26 of the discharge passage 18, a washing valve 28 connected to the control unit 24 so as to be communicable is provided. The washing valve 28 is opened and closed based on the command of the control unit 24 to control the inflow of water into the discharge passage 18.

토출유로(18)의 세정밸브(28)의 하류측에는, 세정노즐(14)이 접속되어 있고, 토출유로(18)를 통하여 공급된 살균수는 이러한 세정노즐(14)의 토출구로부터 토출된다. 이에 따라, 세정노즐(14)의 몸통체를 살균세정할 수 있다.A washing nozzle 14 is connected downstream of the washing valve 28 of the discharge passage 18, and the sterilizing water supplied through the discharge passage 18 is discharged from the discharge port of the washing nozzle 14. As a result, the body of the cleaning nozzle 14 can be sterilized and cleaned.

배출유로(22)의 분기부(20)의 하류측에는, 제어부(24)와 통신 가능하게 접속된 배출밸브(30)가 설치되어 있다. 배출밸브(30)는 제어부(24)의 지령에 근거하여 개폐되어, 배출유로(22)로의 물의 유입을 제어한다. 이들 배출유로(22) 및 배출밸브(30)에 의하여 배출 기구(32)가 구성된다. 한편, 본 실시형태에서는, 유로(16)를 분기하여 배출유로(22)를 설치하고 있는데, 이것으로 한정되지 않으며, 유로(16)의 하면에 개구를 설치하는 것만으로도 좋다. 또한, 본 실시형태에서는, 배출유로(22)에 배출밸브(30)를 설치하고, 이에 따라 배출유로(22)를 흐르는 물의 흐름을 제어하고 있는데, 이것으로 한정되지 않으며, 펌프 등을 이용하여 배출유로(22)를 흐르는 물의 흐름을 제어할 수도 있다.On the downstream side of the branch part 20 of the discharge flow path 22, the discharge valve 30 connected to the control part 24 so that communication is possible is provided. The discharge valve 30 is opened and closed based on the command of the control unit 24 to control the inflow of water into the discharge flow path 22. The discharge mechanism 32 is constituted by these discharge passages 22 and the discharge valve 30. In addition, in this embodiment, although the flow path 16 is branched off and the discharge flow path 22 is provided, it is not limited to this, You may just provide an opening in the lower surface of the flow path 16. FIG. In addition, in this embodiment, although the discharge valve 30 is provided in the discharge flow path 22, the flow of the water which flows through the discharge flow path 22 is controlled, It is not limited to this, It discharges using a pump etc. The flow of water flowing through the flow passage 22 may be controlled.

제어부(24)는 전해조(1)를 구동시키면, 전해조(1)의 전해처리를 행한 시간의 누적인 누적전해시간(T)을 계측한다. 또한, 제어부(24)에는 미리 극전환을 실시하는 타이밍을 결정하기 위한 소정의 누적시간설정값(TPC)이 설정되어 있고, 누적전해시간(T)이 이 누적시간설정값(TPC)에 도달하면, 전해조(1)의 극전환을 실시한다. 따라서, 누적시간설정값(TPC)을 짧게 함으로써, 전극판으로의 스케일의 부착량을 감소시킬 수 있다. 스케일의 부착량의 관점에서는, 이러한 누적시간설정값(TPC)은, 예를 들어 전극판 사이에 인가하는 전압이 5V인 경우에 60초 정도로 하면 좋다.When the control part 24 drives the electrolytic cell 1, the control part 24 measures the cumulative accumulation time T of the time which the electrolytic treatment of the electrolytic cell 1 was performed. In addition, the control unit 24 is set in advance a predetermined cumulative time set value T PC for determining the timing for performing the polarity change, and the cumulative electrolytic time T is set to this cumulative time set value T PC . When it reaches | attains, pole switching of the electrolytic cell 1 is performed. Therefore, by shortening the accumulation time set value T PC , the amount of adhesion of the scale to the electrode plate can be reduced. From the standpoint of the deposition amount of the scale, the cumulative time set value T PC may be about 60 seconds, for example, when the voltage applied between the electrode plates is 5V.

또한, 제어부(24)에는 미리 극전환 직후에 세정밸브(28)를 폐쇄하는 동시에 배출밸브(30)를 개방하는 소정의 배출시간설정값(TOP)이 설정되어 있다. 이러한 배출밸브(30)를 개방하는 배출시간설정값(TOP)은 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 전극판(2, 4) 사이에 인가하는 전압이 큰 경우에는, 극전환 직후부터 단시간에 스케일이 박리되므로 짧게 하면 좋고, 전극판(2, 4) 사이에 인가하는 전압이 작은 경우에는 길게 하면 좋다.In addition, the control unit 24 is set in advance a predetermined discharge time setting value T OP for closing the washing valve 28 immediately after the pole switching and simultaneously opening the discharge valve 30. As described with reference to FIG. 1, when the discharge time set value T OP for opening the discharge valve 30 is large, when the voltage applied between the electrode plates 2 and 4 is large, the discharge valve 30 is shortly after the pole switching. Since the scale is peeled off, the scale may be shortened. If the voltage applied between the electrode plates 2 and 4 is small, the scale may be long.

이하, 위생세정장치의 살균세정 중의 동작에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the sanitary washing apparatus during sterilization and cleaning will be described.

도 5는 도 3에 나타내는 위생세정장치에서의 살균세정 중의 각 요소의 동작을 설명하기 위한 도면이고, (A)는 전해조(1)의 전극판(2, 4) 사이에 인가되는 전압을 나타내는 그래프, (B)는 제어부(24)에 의하여 계측된 전해조(1)의 누적전해시간을 나타내는 그래프, (C)는 토출유로를 흐르는 수량을 나타내는 그래프, (D)는 배출유로를 흐르는 수량을 나타내는 그래프이다. 한편, 도 5의 (A) 내지 (D)의 그래프는 가로축(시간축)이 일치하도록 기재되어 있다.FIG. 5 is a view for explaining the operation of each element during sterilization cleaning in the sanitary washing apparatus shown in FIG. 3, and (A) is a graph showing the voltage applied between the electrode plates 2 and 4 of the electrolytic cell 1. , (B) is a graph showing the cumulative electrolysis time of the electrolytic cell 1 measured by the control unit 24, (C) is a graph indicating the amount of water flowing through the discharge flow path, (D) is a graph showing the amount of water flowing through the discharge flow path to be. In addition, the graph of FIGS. 5A-D is described so that a horizontal axis (time axis) may correspond.

제어부(24)에 의하여 계측된 누적전해시간이 누적시간설정값(TPC)에 도달하지 않은 상태로, 사용자에 의한 위생세정장치의 조작부(미도시)에 살균세정을 실시하는 취지의 입력이 있으면(즉, 도 5에서의 t1, t3), 전해조(1)를 구동하는 동시에, 제어부(24)는 세정밸브(28)를 개방하고, 배출밸브(30)를 폐쇄한다. 이에 따라, 도 5의 (C)에 나타내는 바와 같이, 전해조(1)에서 생성된 살균수는 토출유로(18)로 흘러들어, 세정노즐(14)의 토출구로부터 배출되어, 세정노즐(14)을 살균세정할 수 있다. 그리고, 충분히 세정노즐(14)의 살균세정이 완료되면, t2, t4에 있어서 살균세정을 종료한다. 이러한 t1~t2 및 t3~t4의 사이, 도 5의 (B)에 나타내는 바와 같이, 제어부(24)에 의하여 측정되는 전해조(1)의 누적전해시간(T)은 증가한다.If the cumulative electrolytic time measured by the control unit 24 does not reach the cumulative time set value T PC , and there is an input to perform sterilization cleaning on an operation unit (not shown) of the sanitary washing apparatus by the user. (I.e., t1, t3 in FIG. 5) and the electrolytic cell 1, the control unit 24 opens the cleaning valve 28 and closes the discharge valve 30. FIG. As a result, as shown in FIG. 5C, the sterilizing water generated in the electrolytic cell 1 flows into the discharge flow path 18, and is discharged from the discharge port of the cleaning nozzle 14, thereby removing the cleaning nozzle 14. Sterilization can be cleaned. After the sterilization cleaning of the cleaning nozzle 14 is completed, the sterilization cleaning is terminated at t2 and t4. Between these t1-t2 and t3-t4, as shown to FIG. 5 (B), the cumulative electrolyte time T of the electrolytic cell 1 measured by the control part 24 increases.

다음으로, 제어부(24)는 상기와 같이 살균세정을 하고 있을 때, 누적전해시간(T)이 누적시간설정값(TPC)에 도달하면(즉, 도 5의 (A)에서의 t5), 전해조(1)의 극전환을 실시한다. 또한, 제어부(24)는 이와 동시에 극전환 직후(t=t5)부터 배출시간설정값(TOP) 사이, 세정밸브(28)를 폐쇄하는 동시에 배출밸브(30)를 개방한다. 또한, 이와 동시에 제어부(24)는 토출유로(18)에 설치된 가압펌프(26)를 정지시킨다.Next, when the sterilization cleaning is performed as described above, when the cumulative electrolytic time T reaches the cumulative time set value T PC (that is, t5 in FIG. 5A), The polarization of the electrolytic cell 1 is performed. In addition, the control unit 24 simultaneously closes the washing valve 28 between immediately after the pole switching (t = t5) and the discharge time set value T OP , and simultaneously opens the discharge valve 30. At the same time, the control unit 24 stops the pressure pump 26 provided in the discharge passage 18.

전해조(1)에 있어서 극전환을 실시함으로써, 도 5의 (A)에 나타내는 바와 같이, 전극판(2, 4)에 인가되는 전압이 반전된다. 이에 따라, 그때까지 음극이었던 측의 전극판(2)에 부착되어 있던 스케일이 박리되게 된다. 이에 대하여, 세정밸브(28)가 폐쇄되는 동시에, 배출밸브(30)가 개방되어 있으므로, 살균전해수는 배출유로(22)를 통하여 변기의 볼로 배출된다. 이에 따라, 스케일을 포함한 살균수는 변기의 볼로 배출되어, 세정노즐(14)에는 흘러들어가지 않게 되므로, 세정노즐(14)의 토수구가 스케일에 의하여 폐색되는 것을 방지할 수 있다.By performing pole switching in the electrolytic cell 1, as shown in FIG. 5A, the voltage applied to the electrode plates 2, 4 is reversed. As a result, the scale attached to the electrode plate 2 on the side which was the negative electrode until then is peeled off. On the other hand, since the washing valve 28 is closed and the discharge valve 30 is open, the sterilizing electrolyzed water is discharged to the bowl ball through the discharge passage 22. As a result, the sterilizing water including the scale is discharged into the bowl of the toilet bowl and does not flow into the washing nozzle 14, so that the water jetting port of the washing nozzle 14 can be prevented from being blocked by the scale.

그리고, 극전환에서 배출시간설정값(TOP)이 경과하면(즉, t=t6), 제어부(24)는 배출밸브(30)를 폐쇄하는 동시에 세정밸브(28)를 개방하고, 더욱이 펌프(26)를 작동시킨다. 이에 따라, 다시 세정노즐(14)에 살균수가 공급되어, 세정노즐(14)을 살균세정할 수 있다.Then, when the discharge time set value T OP has elapsed in the pole switching (that is, t = t6), the control unit 24 closes the discharge valve 30 and simultaneously opens the cleaning valve 28, and further, the pump ( 26). As a result, the sterilizing water is supplied to the cleaning nozzle 14 again, and the cleaning nozzle 14 can be sterilized and cleaned.

이와 같이, 본 실시형태에 따르면, 극전환 직후부터 소정시간, 유로(16)의 세정노즐(14)의 상류에 있어서, 살균수를 변기로 배출하는 것으로 하였기 때문에, 극전환 직후에 전극으로부터 박리된 대량의 스케일을 포함하는 살균수가 세정노즐(14)로 흐르는 것을 억제하여, 세정노즐(14)의 토수구에 스케일이 막히는 것을 억제할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, since the sterilizing water is discharged to the toilet in the upstream of the cleaning nozzle 14 of the flow path 16 for a predetermined time immediately after the pole switching, it is separated from the electrode immediately after the pole switching. It is possible to suppress the flow of the sterilizing water including the large scale to the washing nozzle 14 and to prevent the scale from clogging in the water discharge port of the washing nozzle 14.

이에 따라, 전해조(1)에 있어서 보다 빈번하게 극전환을 할 수 있게 되고, 장기적으로 안정된 살균수를 공급할 수 있다. 또한, 세정작용을 가지는 살균수(1)가 변기로 배출되므로, 변기를 세정하기 위한 세정수를 절약하는 동시에, 변기 자체의 살균을 할 수 있다.As a result, in the electrolytic cell 1, the polar change can be performed more frequently, and stable sterilizing water can be supplied in the long term. In addition, since the sterilizing water 1 having a cleaning action is discharged to the toilet, the washing water for cleaning the toilet can be saved, and the toilet itself can be sterilized.

또한, 본 실시형태에 따르면, 토출유로(18)에 세정밸브(28)를 설치하고, 극전환 직후부터 배출시간설정값(TOP) 동안에, 이 세정밸브(28)를 폐쇄하는 것으로 하였기 때문에, 극전환 직후에 전해조(1)로부터 공급되는 전해수가 토출유로(18)에 흘러들어가는 것을 확실히 방지할 수 있다.Further, according to this embodiment, during the discharge flow path 18 are provided, and, immediately after the polarity switching discharge time set value (T OP), the washing valve 28 on, because by closing the washing valve 28, Immediately after the polar change, the electrolytic water supplied from the electrolytic cell 1 can be prevented from flowing into the discharge passage 18.

그리고, 본 실시형태에 따르면, 토출유로(18)가 위쪽을 향하여 연장되도록 구성되어 있으므로, 토출유로(18)에 비하여 배출유로(22) 쪽이 압력손실이 작아지는 동시에, 토출유로(18) 내에 존재하는 물이 분기부(20)를 향하여 역류하게 되어, 토출유로(18)에 유입된 스케일을 배출할 수 있다.In addition, according to the present embodiment, since the discharge passage 18 is configured to extend upward, the discharge passage 22 has a smaller pressure loss than the discharge passage 18, and at the same time, the discharge passage 18 Existing water flows back toward the branch portion 20, thereby discharging the scale introduced into the discharge passage 18.

더욱이, 본 실시형태에 따르면, 분기부(20)로부터 아래쪽으로 연장되도록 배출유로(22)를 설치함으로써, 중력에 의하여 배출유로(22)로 스케일을 포함하는 전해수가 흐르는 것을 촉진할 수 있어, 토출유로(18)로 스케일을 포함하는 살균수가 흘러들어가는 것을 억제할 수 있다.Moreover, according to this embodiment, by providing the discharge flow path 22 so that it may extend downward from the branch part 20, the electrolytic water containing a scale may be accelerated | emitted to the discharge flow path 22 by gravity, and discharge will be carried out. The flow of the sterilizing water including a scale into the flow path 18 can be suppressed.

한편, 상기 실시형태에서는, 극전환 직후부터 배출시간설정값(TOP) 동안에 세정밸브(28)에 의하여 세정노즐(14)로 통하는 토출유로(18)를 폐쇄하는 것으로 하였지만, 반드시 토출유로(18)를 폐쇄할 필요는 없다. 상기와 같이, 본 실시형태의 위생세정장치에서는, 토출유로(18)에 비하여 배출유로(22) 쪽이 최소 유로단면이 커지도록 구성되어 있고, 토출유로(18)에 비하여 배출유로(22) 쪽이 압력손실이 작게 되어 있다. 이 때문에, 토출유로(18)를 폐쇄하지 않아도, 배출밸브(30)를 개방하면, 살균수는 토출유로(18)와 배출유로(22)로 흘러들어간다.On the other hand, in the above embodiment, the discharge flow path 18 that leads to the cleaning nozzle 14 by the cleaning valve 28 is closed during the discharge time set value T OP immediately after the pole change, but the discharge flow path 18 must be closed. ) Need not be closed. As described above, in the sanitary washing apparatus of the present embodiment, the discharge passage 22 is configured such that the minimum passage section is larger than the discharge passage 18, and the discharge passage 22 is larger than the discharge passage 18. This pressure loss is small. For this reason, even if the discharge flow path 18 is not closed, when the discharge valve 30 is opened, the sterilizing water flows into the discharge flow path 18 and the discharge flow path 22.

더욱이, 본 실시형태의 위생세정장치에서는, 토출유로(18)에 가압펌프(26)가 설치되어 있기 때문에, 이러한 가압펌프(26)를 극전환 직후부터 배출시간설정값(TOP) 동안에 정지시킴으로써, 토출유로(18)에 비하여 배출유로(22) 쪽이 압력손실이 보다 작아진다. 이 때문에, 배출밸브(30)를 개방시키면, 토출유로(18)에 비하여 배출유로(22)에 대량의 살균수가 흘러들어가게 되어, 토출유로(18)로 흘러들어가는 스케일을 포함한 살균수를 줄일 수 있다.Furthermore, in the sanitary washing apparatus of the present embodiment, since the pressurizing pump 26 is provided in the discharge passage 18, the pressurized pump 26 is stopped for the discharge time set value T OP immediately after the pole change. In comparison with the discharge passage 18, the pressure passage 22 has a smaller pressure loss. For this reason, when the discharge valve 30 is opened, a large amount of sterilization water flows into the discharge flow passage 22 as compared with the discharge flow passage 18, so that the sterilization water including the scale flowing into the discharge flow passage 18 can be reduced. .

또한, 상기 실시형태에서는, 제어부(24)는 전해조(1)의 극전환과 동시에 세정밸브(28)를 폐쇄하고, 배출밸브(30)를 개방하는 것으로 하였는데, 이것으로 한정되지 않으며, 극전환부터 소정 시간 내에 전해조(1)에서 생성된 살균수를 배출기구(32)에 의하여 배출할 수 있으면 좋다. 즉, 배출기구(32)가 전해조(1)로부터 떨어져서 설치되어 있는 경우에는, 극전환 후, 소정 시간이 경과하고나서 세정밸브(28)를 폐쇄하고, 배출밸브(30)를 개방하여도 좋다.In the above embodiment, the control unit 24 closes the washing valve 28 and opens the discharge valve 30 at the same time as the pole switching of the electrolytic cell 1, but the present invention is not limited thereto. The sterilizing water generated in the electrolytic cell 1 may be discharged by the discharge mechanism 32 within a predetermined time. That is, when the discharge mechanism 32 is provided away from the electrolytic cell 1, the cleaning valve 28 may be closed and the discharge valve 30 may be opened after a predetermined time has passed after the pole switching.

도 6은 전자현미경으로 촬영한 전극판(2, 4)의 단면도이다. 전극판(2, 4)의 전극기체(41)의 재질로는, 티탄 또는 티탄계 합금을 들 수 있다. 티탄 합금으로는, 티탄을 주체(主體)로 하는 내식성이 있는 도전성 합금이 사용된다. 예를 들어, Ti-Ta-Nb, Ti-Pd, Ti-Zr, Ti-Al 등의 조합으로 이루어지는 통상의 전극재료로서 사용되고 있는 Ti계 합금을 들 수 있다. 이들 전극재료는 판형상, 구멍이 있는 판형상, 막대형상, 그물판 형상 등의 소정의 형상으로 가공하여 전극기체(41)로서 이용할 수 있다.6 is a cross-sectional view of the electrode plates 2 and 4 taken with an electron microscope. Titanium or a titanium-based alloy may be mentioned as a material of the electrode base 41 of the electrode plates 2 and 4. As the titanium alloy, a conductive alloy having corrosion resistance mainly composed of titanium is used. For example, Ti-type alloy used as a normal electrode material which consists of a combination of Ti-Ta-Nb, Ti-Pd, Ti-Zr, Ti-Al, etc. is mentioned. These electrode materials can be processed into a predetermined shape such as a plate shape, a plate shape with holes, a rod shape, a mesh plate shape, and the like, and can be used as the electrode body 41.

상기와 같이 전극기체(41)에는 통상 행해지고 있는 바와 같이, 사전에 전처리를 하는 것이 바람직하다. 그러한 전처리의 적합한 구체예로서는 이하에 서술하는 것을 들 수 있다. 우선, 상술한 티탄 또는 티탄계 합금으로 이루어지는 전극기체(이하, 티탄기체라고도 함) 표면을 통상의 방법에 따라, 예를 들어 알코올 등으로의 세정 및/또는 알칼리 용액 중에서의 전해에 의하여 탈지한 후, 불화수소 농도가 1~20중량%의 불화수소산 또는 불화수소산과 질산, 황산 등의 다른 산과의 혼합산으로 처리함으로써, 티탄기체(41)의 표면의 산화막을 제거하는 동시에 티탄 결정입자 경계 단위의 거친면화를 행한다. 그 산처리는, 티탄기체(41)의 표면 상태에 따라서 상온 내지 약 40℃의 온도에서 수분간 내지 수십분간 행할 수 있다. 한편, 거친면화를 충분히 행하기 위하여 블라스트 처리를 겸용하여도 좋다.As described above, it is preferable that the electrode body 41 be pretreated in advance, as is usually done. Suitable examples of such pretreatment include those described below. First, the surface of the electrode substrate (hereinafter also referred to as titanium substrate) made of titanium or a titanium-based alloy is degreased by washing with alcohol or the like and / or electrolysis in an alkaline solution, according to a conventional method. The hydrofluoric acid having a hydrogen fluoride concentration of 1 to 20% by weight or a mixed acid of hydrofluoric acid and other acids such as nitric acid and sulfuric acid can be used to remove the oxide film on the surface of the titanium gas 41 while Coarse cotton is performed. The acid treatment can be carried out for several minutes to several tens of minutes at a temperature from normal temperature to about 40 ° C. depending on the surface state of the titanium gas 41. On the other hand, in order to sufficiently perform coarse cotton, you may combine blasting process.

이와 같이 산처리된 티탄기체(41)의 표면을 열농황산과 접촉시켜서, 이 티탄 결정입자 경계 내부 표면을 돌기 형상으로 미세하게 거친면화하는 동시에, 이 티탄기체(41)의 표면에 수소화 티탄의 얇은 층을 형성하게 한다. 사용하는 짙은 황산은 일반적으로 40~80중량%, 바람직하게는 50~60중량%의 농도인 것이 적합하고, 이러한 짙은 황산에는, 필요에 따라서 처리의 안정화를 도모할 목적으로, 소량의 황산염 등을 첨가하여도 좋다. 이 열농황산과의 접촉은, 통상적으로 티탄기체(41)를 짙은 황산의 용액 중에 침지함으로써 행할 수 있으며, 그 때의 용액 온도는 일반적으로 약 100~150℃, 바람직하게는 약 110~130℃의 범위 내의 온도로 할 수 있고, 또한 침지 시간은 통상적으로 약 0.5~10분간, 바람직하게는 약 1~3분간으로 충분하다. 이러한 열농황산 처리에 의하여, 티탄 결정입자 경계 내부 표면을 돌기 형상으로 미세하게 거친면화하는 동시에, 티탄기체(41)의 표면에 매우 얇은 수소화 티탄의 피막을 형성하게 할 수 있다. 열농황산 처리된 티탄기체(41)는 황산조로부터 취출하여, 바람직하게는 질소, 아르곤 등의 불활성 가스 분위기 중에서 급냉하고, 티탄 기체(41)의 표면온도를 약 60℃ 이하로 저하시킨다. 이러한 급냉에는 세정도 겸하여 대량의 냉수를 이용하는 것이 적당하다.The surface of the acid-treated titanium gas 41 is brought into contact with hot sulfuric acid to finely roughen the inner surface of the titanium crystal grain boundary into a projection shape, and at the same time, the surface of the titanium gas 41 has a thin surface of titanium hydride. To form a layer. The concentrated sulfuric acid to be used is generally suitable at a concentration of 40 to 80% by weight, preferably 50 to 60% by weight, and a small amount of sulfate and the like are used for the purpose of stabilizing the treatment as necessary. You may add. The contact with the hot concentrated sulfuric acid can be usually performed by immersing the titanium gas 41 in a solution of concentrated sulfuric acid, and the solution temperature at that time is generally about 100 to 150 ° C, preferably about 110 to 130 ° C. It can be set as the temperature in the range, and the immersion time is usually about 0.5 to 10 minutes, preferably about 1 to 3 minutes is sufficient. By such a hot concentrated sulfuric acid treatment, the inner surface of the titanium crystal grain boundary can be finely roughened in a projection shape, and a very thin film of titanium hydride can be formed on the surface of the titanium gas 41. The hot concentrated sulfuric acid-treated titanium gas 41 is taken out from the sulfuric acid tank, preferably quenched in an inert gas atmosphere such as nitrogen and argon, and the surface temperature of the titanium gas 41 is lowered to about 60 ° C or lower. For such quenching, it is also suitable to use a large amount of cold water as well as washing.

이상과 같이 전처리된 티탄기체(41)는 대기 중에서 소성함으로써, 수소화 티탄의 피막층을 열분해하여 그 층 중의 수소화 티탄을 실질적으로 거의 티탄 금속으로 되돌리고, 더욱이 티탄기체(41)의 표면 근방의 티탄을 저산화 상태의 산화 티탄으로 바꿀 수 있다. 이러한 소성은 일반적으로 약 300~600℃, 바람직하게는 약 300~400℃의 온도로 약 10분~4시간 정도 가열함으로써 행할 수 있다. 이에 따라, 티탄기체(41)의 표면에 매우 얇은 도전성의 산화 티탄층이 형성된다. 이러한 산화 티탄층의 두께는 일반적으로 100~1,000Å, 바람직하게는 200~600Å의 범위 내에 있는 것이 적합하며, 또한 산화 티탄의 조성은 TiOx로서 x가 일반적으로 1<x<2, 특히 1.9<x<2의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 또한, 다른 방법으로서, 전처리를 한 티탄기체는, 상기와 같이 소성처리를 하지 않고 직접 다음 공정에 부가하여도 좋다. 이 경우에는, 다음 공정에서의 열분해 처리시에 티탄기체(41) 표면의 수소화 티탄의 피막층은 티탄 금속 및 저산화 상태의 산화 티탄으로 변환된다.The pre-treated titanium gas 41 is calcined in the air to thermally decompose the coating layer of titanium hydride to return the titanium hydride in the layer to substantially almost titanium metal, further reducing the titanium in the vicinity of the surface of the titanium gas 41. Can be replaced with titanium oxide in the oxidized state. Such firing can generally be performed by heating at about 300-600 degreeC, Preferably it is about 300 to 400 degreeC about 10 minutes-about 4 hours. As a result, a very thin conductive titanium oxide layer is formed on the surface of the titanium substrate 41. The thickness of the titanium oxide layer is generally in the range of 100 to 1,000 kPa, preferably 200 to 600 kPa, and the composition of the titanium oxide is TiO x where x is generally 1 <x <2, in particular 1.9 < It is preferred to be in the range of x <2. As another method, the pretreated titanium gas may be added directly to the next step without firing as described above. In this case, during the thermal decomposition treatment in the next step, the coating layer of titanium hydride on the surface of the titanium gas 41 is converted into titanium metal and titanium oxide in a low oxidation state.

그 후, 이와 같이 소성된 티탄기체(41) 상의 산화 티탄면을 중간층(42)을 통하여 백금 4몰% 이상, 산화 이리듐 37~57몰%, 산화 로듐 3~11몰% 및 산화 탄탈 35몰%보다 많고 53몰% 이하로 이루어지는 복합체인 촉매층(43)으로 피복한다.Thereafter, the titanium oxide surface on the calcined titanium gas 41 was passed through the intermediate layer 42 by 4 mol% or more of platinum, 37-57 mol% of iridium oxide, 3-11 mol% of rhodium oxide, and 35 mol% of tantalum oxide. It is covered with a catalyst layer 43, which is a composite of more than 53 mol%.

여기에서 사용하는 백금 화합물, 이리듐 화합물, 로듐 화합물 및 탄탈 화합물로서는, 이하에 서술하는 조건 하에서 분해하여 각각 백금, 산화 이리듐, 산화 로듐 및 산화 탄탈로 전환할 수 있는 화합물이 포함되며, 구체적으로는, 백금 화합물로는, 예를 들어, 염화 백금산, 염화 백금 등을 들 수 있고, 특히 염화 백금산이 적합하다. 또한, 이리듐 화합물로서는, 예를 들어 염화 이리듐산, 염화 이리듐, 질산 이리듐 등을 들 수 있고, 특히 염화 이리듐산이 적합하다. 더욱이, 로듐 화합물로서는, 예를 들어 염화 로듐, 질산 로듐 등을 들 수 있고, 특히 염화 로듐이 적합하다. 탄탈 화합물로는, 예를 들어 염화 탄탈, 탄탈 에톡시드 등을 들 수 있고, 특히 탄탈 에톡시드가 적합하다.As a platinum compound, an iridium compound, a rhodium compound, and a tantalum compound used here, the compound which decomposes on the conditions described below and converts into platinum, iridium oxide, rhodium oxide, and tantalum oxide, respectively, is specifically, As a platinum compound, platinum chloride, platinum chloride, etc. are mentioned, for example, A platinum chloride is especially suitable. Examples of the iridium compound include iridium chloride, iridium chloride, iridium nitrate, and the like, and iridium chloride is particularly preferable. Furthermore, examples of the rhodium compound include rhodium chloride and rhodium nitrate, and rhodium chloride is particularly suitable. As a tantalum compound, tantalum chloride, a tantalum ethoxide, etc. are mentioned, for example, A tantalum ethoxide is especially suitable.

한편, 이들 백금 화합물, 이리듐 화합물, 로듐 화합물 및 탄탈 화합물을 용해하여 용액을 조정하기 위한 용매로는, 저급 알코올이 적합하다. 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.On the other hand, a lower alcohol is suitable as a solvent for dissolving these platinum compounds, iridium compounds, rhodium compounds, and tantalum compounds to adjust the solution. For example, methanol, ethanol, propanol, butanol, etc., or mixtures thereof.

저급 알코올 용액 중에서의 백금 화합물, 이리듐 화합물, 로듐 화합물 및 탄탈 화합물의 합계 농도는, 합계 금속농도 환산으로, 일반적으로 20~200g/L, 바람직하게는 40~150g/L의 범위 내로 할 수 있다. 이 금속농도가 20g/L보다 낮으면, 촉매담지 효율이 나빠지고, 또한 200g/L를 넘으면 촉매활성, 담지강도, 담지량의 불균일성 등의 문제가 발생할 가능성이 있다.The total concentration of the platinum compound, the iridium compound, the rhodium compound, and the tantalum compound in the lower alcohol solution is generally in the range of 20 to 200 g / L, preferably 40 to 150 g / L in terms of total metal concentration. When this metal concentration is lower than 20 g / L, catalyst carrying efficiency becomes worse, and when it exceeds 200 g / L, there exists a possibility that problems, such as catalyst activity, carrying strength, and unevenness of a carrying amount, may arise.

또한, 백금 화합물, 이리듐 화합물, 로듐 화합물 및 탄탈 화합물의 상대적 사용 비율은, 금속 환산으로, 백금 화합물은 일반적으로 4몰% 이상, 바람직하게는 5~10몰%, 이리듐 화합물은 일반적으로 37~57몰%, 바람직하게는 42~50몰%, 로듐 화합물은 일반적으로 3~11몰%, 바람직하게는 4~9몰%, 그리고 탄탈 화합물은 일반적으로 35몰%보다 많고 53몰% 이하, 바람직하게는 42~48몰%의 범위 내로 할 수 있다. In addition, the relative use ratios of the platinum compound, the iridium compound, the rhodium compound and the tantalum compound are in terms of metals, and the platinum compound is generally 4 mol% or more, preferably 5-10 mol%, and the iridium compound is generally 37-57. Mol%, preferably 42-50 mol%, the rhodium compound is generally 3-11 mol%, preferably 4-9 mol%, and the tantalum compound is generally more than 35 mol% and 53 mol% or less, preferably Can be in the range of 42-48 mol%.

티탄기체(41) 상의 산화 티탄층에 그 용액이 도포된 기체는, 필요에 따라서 약 20~150℃의 범위 내의 온도로 건조시킨 후, 산소 함유 가스 분위기 중, 예를 들어 공기 중에서 소성된다. 소성은, 예를 들어 전기로, 가스로, 적외선로 등의 적당한 가열로 중에서, 일반적으로 약 450~600℃, 바람직하게는 약 500~550℃의 범위 내의 온도로 가열함으로써 행할 수 있다. 가열시간은 소성해야 할 기체의 크기 등에 따라서, 대체로 5~30분간 정도로 할 수 있다. 이러한 소성에 의하여, 그 산화 티탄층의 표면에 백금-산화 이리듐-산화 로듐-산화 탄탈 복합체를 담지시킬 수 있다. 1회의 담지조작으로 충분한 양의 백금-산화 이리듐-산화 로듐-산화 탄탈 복합체를 담지할 수 없는 경우에는, 이상에서 서술한 용액의 도포-건조-소성의 공정을 원하는 횟수만큼 반복하여 행할 수 있다.The gas which the solution was apply | coated to the titanium oxide layer on the titanium base 41 is dried to the temperature within the range of about 20-150 degreeC as needed, and is baked in oxygen-containing gas atmosphere, for example in air. Firing can be performed by heating to a temperature within the range of generally about 450-600 degreeC, Preferably it is about 500-550 degreeC in suitable heating furnaces, such as an electric furnace, a gas furnace, and an infrared furnace, for example. The heating time can be approximately 5 to 30 minutes, depending on the size of the gas to be fired. By this baking, a platinum-iridium oxide-rhodium oxide-tantalum oxide composite can be supported on the surface of the titanium oxide layer. When a sufficient amount of the platinum-iridium oxide-rhodium oxide-tantalum oxide composite cannot be supported by one supporting operation, the above-described process of application-drying-firing of the solution can be repeated as many times as desired.

여기에서, '백금-산화 이리듐-산화 로듐-산화 탄탈 복합체'란, 백금과 산화 이리듐과 산화 로듐과 산화 탄탈의 4성분이 상호작용을 미치도록 혼합 또는 긴밀하게 접촉한 상태에 있는 조성물을 말한다.Herein, the term "platinum-iridium oxide-rhodium oxide-tantalum oxide complex" refers to a composition in which the four components of platinum, iridium oxide, rhodium oxide and tantalum oxide are mixed or in intimate contact with each other.

도 7은 촉매층(43)의 산화 이리듐에 대한 산화 탄탈의 몰비와, 염소생성량과의 관계를 나타내는 그래프이다. 본 발명자들의 검증에서는, 도 4에서 나타낸 전해조(1)에 설치되는 전극판(2, 4)에는 그때까지 미사용(신품)의 것을 이용하여, 전해조(1)에 0.45L/min의 가나가와켄 지가사키시의 수돗물을 통과시키면서, 전극판(2, 4) 사이로 통전시켰을 때의 염소생성량을 측정하고 있다. 통전에 의하여 생성되는 염소의 양은 차아염소산의 생성량과도 상관이 있으므로, 이 측정결과는 전극판(2, 4)이 열화되기 전의 차아염소산의 생성능(生成能)을 나타내는 지표로 할 수 있다. 전극판(2, 4) 사이의 전류밀도는 3.0A/d㎡에서 20A/d㎡까지의 6가지 경우로 하였다.7 is a graph showing the relationship between the molar ratio of tantalum oxide to iridium oxide in the catalyst layer 43 and the amount of chlorine produced. In the verification of the present inventors, 0.45 L / min Kanagawa Ken Jigasaki was used for the electrode plates 2 and 4 provided in the electrolytic cell 1 shown in FIG. While passing the tap water of the city, the amount of chlorine produced when energized between the electrode plates 2 and 4 is measured. Since the amount of chlorine produced by energization is also correlated with the amount of hypochlorous acid produced, this measurement result can be used as an index indicating the ability to generate hypochlorous acid before the electrode plates 2 and 4 deteriorate. The current densities between the electrode plates 2 and 4 were six cases ranging from 3.0 A / dm 2 to 20 A / dm 2.

이 결과, 촉매층(43)의 산화 이리듐에 대한 산화 탄탈의 몰비를 0.10에서 1.85까지로 한 전극판(2, 4)에 의한 검증에서는 어떠한 전류밀도의 경우에서도 산화 이리듐에 대한 산화 탄탈의 몰비가 증가하여도 염소생성량은 거의 변동이 없고, 0.6ppm정도거나 이를 크게 웃돈 상태를 유지하는 것을 알았다. 염소생성량이 0.6ppm 이상이면, 결과적으로 위생세정장치의 노즐이나 변기의 살균에 사용되는 일반적인 살균수 생성장치로서는, 초기성능으로 충분한 농도의 차아염소산이 얻어지는 것이 본 발명자들의 검토에 의하여 판명되었다.As a result, in the verification by the electrode plates 2 and 4 in which the molar ratio of tantalum oxide to iridium oxide in the catalyst layer 43 was 0.10 to 1.85, the molar ratio of tantalum oxide to iridium oxide was increased at any current density. Even though the amount of chlorine produced was almost unchanged, it was found to be maintained at about 0.6 ppm or much higher. When the amount of chlorine produced is 0.6 ppm or more, as a result, as a general sterilizing water generator used for sterilizing nozzles and toilets of sanitary washing apparatuses, it has been found by the present inventors to obtain a hypochlorous acid having a sufficient concentration at initial performance.

한편, 촉매층(43)의 산화 이리듐에 대한 산화 탄탈의 몰비를 2.31로 한 전극(2, 4)에 의한 검증에서는, 어떠한 전류밀도의 경우에도 염소생성량이 급감하고, 특히 전류밀도가 3.0A/d㎡과 5.0A/d㎡인 경우에서는 0.6ppm을 크게 밑돌며, 일반적인 살균수 생성장치로서는 실용영역으로부터 벗어나는 것을 알 수 있었다. 이것은, 산화 이리듐에 대한 산화 탄탈의 몰비의 증가에 의하여, 촉매층(43)의 산화 이리듐의 대부분이 산화 탄탈에 의하여 피복되어, 산화 이리듐의 촉매로서의 기능이 크게 손실된 결과로 추측된다.On the other hand, in the verification by the electrodes 2 and 4 in which the molar ratio of tantalum oxide to iridium oxide to 2.31 in the catalyst layer 43 is 2.31, the amount of chlorine decreases rapidly at any current density, particularly, the current density is 3.0 A / d. In the case of m 2 and 5.0 A / dm 2, it is well below 0.6 ppm, and it can be seen that the general sterilizing water generating device is out of the practical area. This is presumably due to the increase in the molar ratio of tantalum oxide to iridium oxide, whereby most of the iridium oxide in the catalyst layer 43 is covered with tantalum oxide, and the iridium oxide function as a catalyst is greatly lost.

또한, 촉매층(43)의 산화 이리듐에 대한 산화 탄탈의 몰비를 0.10보다 작게 하여 제작한 전극(2, 4)에서는, 사용 전부터 산화 이리듐의 이탈을 눈으로 관찰할 수 있을 정도로 담지력이 극단적으로 약하여, 충분한 성능과 수명을 얻을 수 없는 것이 명확했으며, 본 검증과 같은 통전에 의한 검증을 행할 것도 없이 실용성이 없다고 판단할 수 있는 것이었다. 이들 검증 결과로부터, 차아염소산의 생성능의 관점에서는, 촉매층(43)의 산화 이리듐에 대한 산화 탄탈의 몰비는 0.10에서 2.31까지로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.In addition, in the electrodes 2 and 4 produced by making the molar ratio of tantalum oxide to iridium oxide in the catalyst layer 43 smaller than 0.10, the supporting force was extremely weak so that the release of iridium oxide could be visually observed before use. Therefore, it was clear that sufficient performance and lifespan could not be obtained, and it could be judged that it was not practical without conducting verification by energization such as this verification. From these verification results, it can be said that the molar ratio of tantalum oxide to iridium oxide in the catalyst layer 43 is preferably 0.10 to 2.31 from the viewpoint of the generation ability of hypochlorous acid.

도 8은 촉매층(43)의 산화 이리듐에 대한 산화 탄탈의 몰비와 전극판(2, 4)의 내구시간과의 관계를 나타내는 그래프이다. 본 발명자들의 검증에서는, 도 4에서 나타낸 전해조(1)에 0.45L/min의 수돗물을 통과시키면서, 전극판(2, 4) 사이에서 극전환을 반복하면서 통전하였다. 구체적으로는, 우선 전극판(2, 4) 사이에 15A/d㎡의 전류밀도로 5초간 통전하고, 그 후 1초간 통전을 휴지한 뒤, 다음으로 지난번과는 반대 극성으로 전극판(2, 4) 사이에 15A/d㎡의 전류밀도로 5초간 통전하고, 그 후에 1초간 통전을 휴지한다는 일련의 공정을 1 사이클로 하여, 이 사이클을 반복하였다. 또한, 인가전압은 초기에 소정의 전류밀도가 흐르는 전압을 상한으로 하였다. 여기에서 말하는 '내구시간'이란, 같은 사이클을 개시하고나서 통전에 의하여 생성되는 염소생성량이 0.6ppm을 밑돌 때까지의 시간으로 하고 있다. 즉, 전극의 수명(사용을 개시하고나서 일반적인 살균수 생성장치로서는 충분한 농도의 차아염소산을 계속적으로 얻을 수 있는 시간)을 나타내는 지표가 된다.8 is a graph showing the relationship between the molar ratio of tantalum oxide to iridium oxide in the catalyst layer 43 and the endurance times of the electrode plates 2 and 4. In the verification of the present inventors, while supplying 0.45 L / min of tap water to the electrolytic cell 1 shown in FIG. 4, it energized, repeating pole switching between the electrode plates 2 and 4. Specifically, first, the current is supplied between the electrode plates 2 and 4 at a current density of 15 A / dm 2 for 5 seconds, after which the current is stopped for 1 second. 4) This cycle was repeated, making a series of processes which energize for 5 second at a current density of 15 A / dm <2>, and stopping electricity supply for 1 second after that as 1 cycle. In addition, the applied voltage made the upper limit the voltage through which a predetermined current density flows initially. The term "endurance time" used herein refers to the time from the start of the same cycle until the amount of chlorine produced by energization is less than 0.6 ppm. That is, it is an index indicating the lifetime of the electrode (the time at which hypochlorous acid of sufficient concentration can be continuously obtained as a general sterilizing water generator after starting use).

이 결과, 촉매층(43)의 산화 이리듐에 대한 산화 탄탈의 몰비가 0.10에서 1.38까지의 전극판(2, 4)에 의한 검증에서는, 산화 이리듐에 대한 산화 탄탈의 몰비가 증가할수록 내구시간은 현저하게 향상되는 경향이 있는 것을 알 수 있었다. 이것은, 산화 탄탈의 증가에 의하여 산화 이리듐의 담지력이 향상되고, 산화 이리듐의 이탈이 억제됨으로써, 전해성능이 장시간 높은 상태로 유지된 결과로 생각된다.As a result, in the verification by the electrode plates 2 and 4 of 0.10 to 1.38 in the molar ratio of tantalum oxide to iridium oxide in the catalyst layer 43, as the molar ratio of tantalum oxide to iridium oxide increases, the endurance becomes remarkable. It was found that there was a tendency to improve. This is considered to be the result of the carrying capacity of iridium oxide being improved by the increase of tantalum oxide, and suppression of iridium oxide release, and the electrolytic performance being kept high for a long time.

한편, 촉매층(43)의 산화 이리듐에 대한 산화 탄탈의 몰비가 1.38을 넘으면, 내구시간은 반대로 저하되는 경향이 있는 것을 알 수 있었다. 그리고, 몰비가 1.85이면, 위생세정장치의 노즐이나 변기의 살균 용도라면 약 10년간의 사용에 상당하는 400시간까지 저하된다. 이 내구시간 저하의 메커니즘은 다음과 같이 추측된다. 즉, 산화 탄탈은 절연성 물질이므로, 산화 탄탈의 증가에 따라서 촉매층의 도전부가 감소하게도 되어, 한정된 도전부가 되는 산화 이리듐으로의 전하집중이 발생하고, 이에 따라서 산화 이리듐의 열화가 촉진되어 버린다. 더욱이, 전하집중이 발생하면, 산화 이리듐의 원자가의 감소나, 과잉 수소 가스 생성에 따르는 압력 상승에 기인한 압력파괴, 및 과잉 열상승 등도 우려된다.On the other hand, when the molar ratio of tantalum oxide to iridium oxide of the catalyst layer 43 exceeds 1.38, it turned out that endurance tends to fall on the contrary. And, if the molar ratio is 1.85, the use of the sanitary washing apparatus nozzle or toilet bowl is reduced to 400 hours corresponding to the use for about 10 years. The mechanism of this endurance reduction is estimated as follows. That is, since tantalum oxide is an insulating material, as the tantalum oxide increases, the conductive portion of the catalyst layer may decrease, thereby causing charge concentration to iridium oxide, which becomes a limited conductive portion, thereby degrading iridium oxide. Furthermore, when charge concentration occurs, there is also a concern that a decrease in the valence of iridium oxide, a pressure breakage due to a pressure rise due to excess hydrogen gas generation, excessive heat rise, and the like.

이에 따라, 촉매층(43)의 산화 이리듐에 대한 산화 탄탈의 몰비는, 차아염소산의 생성능과 전극수명과의 균형을 생각하면, 0.92에서 1.85의 범위로 하고, 전극판(2, 4) 사이의 전류밀도는 7A/d㎡~20A/d㎡로 해야한다. 전류밀도를 7A/d㎡ 이하로 한 경우에는 저항의 증가에 따라서 충분한 차아염소산 농도를 확보하는 것이 어려워지고, 20A/d㎡를 넘는 양에서는 상술한 산화 이리듐의 전하집중에 의한 열화의 촉진이나 이탈이 현저해지기 때문이다. 이들 특유의 구성에 의하여, 스케일의 발생을 억제하기 위한 극전환을 하여도 산화 이리듐 이탈에 따르는 촉매열화를 억제할 수 있으며, 또한 산화 탄탈을 증가시키는 것에 의한 성능열화나, 산화 이리듐으로의 전하집중에 의한 열화촉진도 억제할 수 있다고 하는 실용상 뛰어난 살균수 생성장치를 제공할 수 있다.Accordingly, the molar ratio of tantalum oxide to iridium oxide in the catalyst layer 43 is in the range of 0.92 to 1.85 in consideration of the balance between the generation ability of hypochlorous acid and the life of the electrode, and the current between the electrode plates 2 and 4. The density should be 7 A / dm 2 to 20 A / dm 2. When the current density is set to 7 A / dm 2 or less, it is difficult to secure a sufficient hypochlorous acid concentration as the resistance increases, and when the amount exceeds 20 A / dm 2, the acceleration or deterioration due to the charge concentration of iridium oxide described above is eliminated. This is because it becomes remarkable. These unique structures can suppress catalyst deterioration due to iridium oxide detachment even when the polarity change is suppressed to suppress the generation of scale, and performance deterioration by increasing tantalum oxide and charge concentration to iridium oxide. It is possible to provide a practically excellent sterilizing water generating device capable of suppressing deterioration acceleration due to.

또한, 촉매층(43)의 산화 탄탈의 함유율은 42몰%에서 48몰%의 범위로 하는 것이 더욱 바람직하다. 충분한 살균성능을 확보하면서, 소형이고 고수명의 양호한 균형으로 할 수 있는 실용상 뛰어난 살균수 생성장치를 제공할 수 있기 때문이다.The content of tantalum oxide in the catalyst layer 43 is more preferably in the range of 42 mol% to 48 mol%. This is because it is possible to provide a practically excellent sterilizing water generating device capable of achieving a good balance of small size and high life while ensuring sufficient sterilizing performance.

그리고, 전극판(2, 4) 사이에는 12A/d㎡~17A/d㎡의 전류밀도로 통전하도록 구성하는 것이 더욱 바람직하다. 이에 따르면, 충분한 살균성능을 확보하면서, 더욱 소형이고 고수명인 최적 균형이 되는 실용상 뛰어난 살균수 생성장치를 제공할 수 있기 때문이다. 전극판(2, 4) 사이의 촉매층(43)의 산화 탄탈의 함유율을 42몰%에서 48몰%의 범위로 하면서, 통전시의 전류밀도를 12A/d㎡~17A/d㎡로 함으로써, 염소생성량은 도 7에서 점선으로 나타내는 2.0ppm의 선을 웃도는 높은 수준을 발휘하면서도, 도 8에 있어서 점선으로 나타내는 500시간의 선을 웃도는 내구시간을 발휘하는 매우 실용성과 범용성이 높은 전극을 얻을 수 있다. 또한, 이때까지 내구시간을 연장하기 위하여 이용되고 있던 백금의 함유량을 작게 할 수 있게 되므로, 저비용화에도 기여한다.The electrode plates 2 and 4 are more preferably configured to conduct electricity at a current density of 12 A / dm 2 to 17 A / dm 2. This is because it is possible to provide a practically excellent sterilizing water generating device which is more compact and has a long life, while ensuring sufficient sterilizing performance. The content of tantalum oxide in the catalyst layer 43 between the electrode plates 2 and 4 is in the range of 42 mol% to 48 mol%, and the current density at the time of energization is 12 A / dm 2 to 17 A / dm 2, thereby providing chlorine. A very practical and versatile electrode can be obtained in which the amount of generation exhibits a high level exceeding the 2.0 ppm line indicated by the dotted line in FIG. 7, and the endurance time exceeds the 500 hour line indicated by the dotted line in FIG. 8. Moreover, since the content of platinum used to extend the endurance time up to this time can be made small, it also contributes to cost reduction.

도 9는 촉매층(43)의 산화 탄탈의 함유율이 45몰%인 전극판(2, 4)을 이용하고, 전극판(2, 4) 사이에 통전하는 전류밀도와 전극판(2, 4)의 전극수명과의 관계를 나타내는 그래프이다. 본 발명자들의 검증에서는, 도 4에서 나타낸 전해조(1)에 0.45L/min의 수돗물을 통과시키면서, 전극판(2, 4) 사이에서 극전환을 반복하면서 통전하였다. 구체적으로는, 우선 전극판(2, 4) 사이에 5초간 통전하고, 그 후에 1초간 통전을 휴지하며, 다음으로 지난번과는 반대 극성으로 하여 전극판(2, 4) 사이에 5초간 통전하고, 그 후에 1초간 통전을 휴지한다는 일련의 공정을 1 사이클로 하여, 이 사이클을 반복하였다. 또한, 인가전압은 초기에 소정의 전류밀도가 흐르는 전압을 상한으로 하였다. 여기에서 말하는 '전극수명'이란, 같은 사이클을 개시하고나서 통전에 의하여 생성되는 염소생성량이 0.6ppm을 밑돌 때까지의 시간으로 하고 있다. FIG. 9 shows the electrode densities of the catalyst layers 43 using the electrode plates 2 and 4 having a content rate of 45 mol%, and the current density and the electrode plates 2 and 4 passing through the electrode plates 2 and 4, respectively. It is a graph showing the relationship with electrode life. In the verification of the present inventors, while supplying 0.45 L / min of tap water to the electrolytic cell 1 shown in FIG. 4, it energized, repeating pole switching between the electrode plates 2 and 4. Specifically, first, the current is energized between the electrode plates 2 and 4 for 5 seconds, after that, the current is stopped for 1 second, and then the current is supplied to the electrode plates 2 and 4 for 5 seconds with the opposite polarity as the last time. Then, this cycle was repeated, making 1 cycle the series process of stopping electricity supply for 1 second. In addition, the applied voltage made the upper limit the voltage through which a predetermined current density flows initially. The term "electrode life" as used herein refers to the time from the start of the same cycle until the amount of chlorine produced by energization is less than 0.6 ppm.

이 결과, 전극판(2, 4) 사이에 통전하는 전류밀도를 500A/㎡~1000A/㎡(5A/d㎡~10A/d㎡)로 한 경우에는, 전류밀도가 증가할수록 전극수명은 현저하게 향상되는 경향이 있다는 것을 알 수 있었다. 한편, 500A/㎡ 미만의 저전류 밀도에서는 원래 0.6ppm 이상의 염소는 생성되지 않는다.As a result, in the case where the current density flowing between the electrode plates 2 and 4 is set to 500 A / m 2 to 1000 A / m 2 (5 A / dm 2 to 10 A / dm 2), the electrode life is remarkably increased as the current density increases. It can be seen that there is a tendency to improve. On the other hand, at low current densities of less than 500 A / m 2, no more than 0.6 ppm of chlorine is originally produced.

한편, 전극판(2, 4) 사이에 통전하는 전류밀도가 1000A/㎡(10A/d㎡)를 넘으면, 전극수명은 반대로 저하되는 경향이 있는 것을 알 수 있었다. 이것은, 고전류 밀도가 됨으로써 산화 이리듐의 열화가 촉진된 것으로 생각된다.On the other hand, when the current density which flows between the electrode plates 2 and 4 exceeds 1000 A / m <2> (10 A / dm <2>), it turned out that electrode lifetime tends to fall in reverse. This is considered to be accelerated deterioration of iridium oxide by becoming high current density.

이로부터도 전극판(2, 4) 사이의 전류밀도는 7A/d㎡~20A/d㎡인 것이 바람직하다.Also from this, it is preferable that the current density between the electrode plates 2 and 4 is 7 A / dm <2> -20A / dm <2>.

한편, 도 7 내지 도 9에서 사용한 전극판은 다음과 같이 제작하였다.In addition, the electrode plate used in FIGS. 7-9 was produced as follows.

JIS 1종 상당의 티탄기체(t0.5㎜×w100㎜×l100㎜)를 알코올로 세정한 후, 20℃의 8중량% 불화 수소산 수용액 중에서 2분간, 그리고 120℃의 60중량% 황산 수용액 중에서 3분간 침지하였다. 이어서, 티탄기체를 황산 수용액으로부터 취출하고, 냉수를 분무하여 급냉하였다. 더욱이, 20℃의 0.3중량% 불화수소산 수용액 중에 2분간 침지한 후에 물세정하였다. 물세정한 후에 400℃의 대기중에서 1시간 가열 처리하여, 티탄기체 표면에 얇은 산화 티탄층을 형성하였다.Titanium gas (t0.5 mm x w100 mm x l100 mm) equivalent to JIS type 1 was washed with alcohol, followed by 2 minutes in an aqueous 8% by weight aqueous hydrofluoric acid solution at 20 ° C, and 3 in a 60% by weight aqueous 60% sulfuric acid solution at 120 ° C. Immerse for minutes. Next, the titanium gas was taken out from the sulfuric acid aqueous solution, and cold water was sprayed and quenched. Furthermore, water was rinsed after immersing in 20 degreeC 0.3 weight% hydrofluoric acid aqueous solution for 2 minutes. After washing with water, heat treatment was performed for 1 hour in an air at 400 ° C to form a thin titanium oxide layer on the surface of the titanium gas.

이어서, 로듐 농도 100g/L로 조정한 염화 로듐의 부탄올 용액과, 이리듐 농도 200g/L로 조정한 염화 이리듐산의 부탄올 용액과, 탄탈 농도 200g/L로 조정한 탄탈 에톡시드 부탄올 용액과, 백금 농도 200g/L로 조정한 염화 백금산의 부탄올 용액을 Pt-Ir-Rh-Ta의 조성비가 하기 표 1에 나타내는 몰%가 되도록 각각 측량하고, 이어서 Ir의 금속 환산 농도가 50g/L가 되도록 부탄올로 희석하여 도포액을 조제하였다.Then, butanol solution of rhodium chloride adjusted to rhodium concentration 100g / L, butanol solution of iridium chloride adjusted to iridium concentration 200g / L, tantalum ethoxide butanol solution adjusted to tantalum concentration 200g / L, and platinum concentration The butanol solution of chloroplatinic acid adjusted to 200 g / L was respectively measured so that the composition ratio of Pt-Ir-Rh-Ta became mol% shown in Table 1 below, and then diluted with butanol so that the metal conversion concentration of Ir was 50 g / L. To prepare a coating solution.

이러한 용액을 피펫으로 0.27ml 측량하고, 이를 상기 산화 티탄층에 도포한 후에 실온에서 20분간 건조하였다. 건조 후, 더욱이 550℃의 대기중에서 10분간 소성하였다. 이러한 도포-건조-소성 공정을 6회 반복하여, 상기 산화 티탄층 상에 백금-산화 이리듐-산화 로듐-산화 탄탈 복합체가 담지된 표 1에 나타내는 전극을 제작하였다.0.27 ml of this solution was pipetted, which was applied to the titanium oxide layer and dried at room temperature for 20 minutes. After drying, the mixture was further calcined for 10 minutes in an atmosphere of 550 ° C. This application-drying-firing process was repeated six times to prepare an electrode shown in Table 1 on which a platinum-iridium oxide-rhodium oxide-tantalum oxide composite was supported on the titanium oxide layer.

전극촉매층의 조성(몰%)Composition of Electrocatalyst Layer (mol%) Ta/IrTa / Ir TaTa IrIr PtPt RhRh 0.230.23 12%12% 52%52% 29%29% 7%7% 0.460.46 21%21% 46%46% 26%26% 6%6% 0.920.92 35%35% 38%38% 21%21% 5%5% 1.381.38 45%45% 33%33% 18%18% 4%4% 1.851.85 52%52% 28%28% 16%16% 4%4% 2.312.31 58%58% 25%25% 14%14% 3%3%

다음으로, 본 발명에서의 전극판(2, 4)의 촉매층(43)에 함유되는 산화 탄탈을 늘리는 경우, 전극으로부터의 산화 이리듐의 이탈반응이 억제되는 동시에 내구성능이 향상되는 메커니즘에 대하여, 도 10과 도 11에 의하여 설명한다. 도 10은 비교예에서의 극전환을 행하였을 때에 전극판이 열화되는 메커니즘을 모식적으로 나타낸 전극판의 단면모식도이고, 도 11은 본 발명에서의 극전환을 행하였을 때에 전극판이 열화되는 메커니즘을 모식적으로 나타낸 전극판의 단면모식도이다.Next, in the case of increasing the tantalum oxide contained in the catalyst layer 43 of the electrode plates 2 and 4 in the present invention, FIG. 10 shows a mechanism in which the detachment reaction of iridium oxide from the electrode is suppressed and the durability is improved. It demonstrates with and FIG. Fig. 10 is a schematic cross-sectional view of an electrode plate schematically showing a mechanism in which the electrode plate deteriorates when the pole switching in the comparative example is performed, and Fig. 11 schematically shows a mechanism in which the electrode plate deteriorates when the pole switching in the present invention is performed. It is a cross-sectional schematic diagram of the electrode plate shown normally.

전극판에서 전기분해가 이루어질 때의 일반적인 메커니즘으로서, 극전환을 행하기 전에 염소를 생성하고 있던 양극측의 전극판이 극전환을 행함으로써 음극측으로 극성이 변한다. 그렇게 하면, 양극이었을 때와는 상이한 반응이 전극표면에서 발생함으로써, 전극의 열화가 촉진된다. 구체적으로는, 전극판의 촉매층에 존재하는 4가의 이리듐을 가지는 산화 이리듐(IrO2)이 환원됨으로써, 3가의 이리듐을 가지는 산화 이리듐(Ir2O3)이 되어 용출된다. 통상적으로는 이러한 반응이 촉매층의 극표면으로부터 서서히 발생함으로써, 촉매층의 극표면에서 촉매로서의 기능을 다하는 산화 이리듐이 단계적으로 용출되어 감소하고, 염소생성량이 적어짐으로써 전극판의 열화가 진행된다고 생각된다. 그리고, 그러한 메커니즘을 나타내는 음극측 전극판의 표면에서 발생하는 반응을 식 (1)에 나타낸다. 또한, 여기에서 말하는 '극표면'이란, 촉매층의 최표면에 위치하는 분자층을 말한다.As a general mechanism when electrolysis is performed in the electrode plate, the polarity of the electrode plate on the anode side, which has been generating chlorine before the pole switching, is polarized, thereby changing the polarity to the cathode side. By doing so, a different reaction occurs on the surface of the electrode than in the case of the anode, thereby deteriorating the electrode. Specifically, iridium oxide (IrO 2 ) having tetravalent iridium present in the catalyst layer of the electrode plate is reduced, thereby eluting to iridium oxide (Ir 2 O 3 ) having trivalent iridium. Usually, it is thought that such reaction occurs gradually from the polar surface of the catalyst layer, so that iridium oxide, which functions as a catalyst, is eluted and reduced step by step at the polar surface of the catalyst layer, and deterioration of the electrode plate proceeds by decreasing the amount of chlorine produced. And the reaction which generate | occur | produces on the surface of the cathode side electrode plate which shows such a mechanism is shown by Formula (1). In addition, the "pole surface" as used here means the molecular layer located in the outermost surface of a catalyst layer.

IrO2+2H++2e-⇒Ir2O3+H2O … (1) IrO 2 + 2H + + 2e - ⇒Ir 2 O 3 + H 2 O ... (One)

그런데, 도 10의 비교예에 나타내는 바와 같은 촉매층 중의 IrO2를 담지하는 산화 탄탈이 적은(35몰% 이하) 전극판에서는, 염소 생성량이 단기간에 감소해버려서 열화가 빠르게 진행된다. 이는 도 10의 (A)에 나타내는 바와 같이, 산화 탄탈이 IrO2를 피복할 수 없이 노출해버리고 있는 상태가 원인인 것으로 생각된다. 극표면에 존재하고 있지 않은 노출된 IrO2가 환원반응에 의하여 Ir2O3가 되어 용출된 도 10의 (B)에 나타내는 바와 같은 경우, 극표면에 존재하는 환원 반응이 일어나고 있지 않은 IrO2가 티탄기체(41)에 대하여 담지력을 잃게 된다. 그리고, 도 10의 (C)에 나타내는 바와 같이, 환원 반응이 일어나지 않은 IrO2 전체가 이탈해버리는 경우가 생각된다. 이에 따라, 산화 이리듐이 극표면에서 단계적으로 용출되는 것보다 훨씬 많은 산화 이리듐이 용출되어, 산화 이리듐의 촉매로서의 기능이 크게 손실되어, 전극판의 열화가 보다 빠르게 진행된다.By the way, in Fig less tantalum oxide carrying an IrO 2 in the same catalyst bed shown in Comparative Example 10 (no more than 35 mole%), the electrode plate, a chlorine production is disposed of in a short period of time to reduce the degradation proceeds rapidly. This is as shown in (A) 10, the tantalum oxide is thought to be a state in which to discard, without exposure to the coating IrO 2 causes. When the exposed IrO 2 not present on the surface of the electrode becomes Ir 2 O 3 due to the reduction reaction and is eluted, as shown in FIG. 10 (B), IrO 2 that does not occur on the surface of the reduction occurs. The supporting force for the titanium gas 41 is lost. And, it is considered a case, as shown in 10 (C), a reduction reaction that is IrO 2 're entirety departure occur. As a result, much more iridium oxide is eluted than iridium oxide is eluted stepwise at the polar surface, so that the function of the iridium oxide as a catalyst is largely lost, and the deterioration of the electrode plate proceeds more quickly.

한편, 본 발명에서의 실시예에 상응하는 도 11에서는, 촉매층 중의 산화 탄탈을 소정량 증량(35몰%보다 많게)하고 있다. 이러한 상태를 모식적으로 나타낸 것이 도 11의 (A)인데, 이렇게 함으로써, 산화 탄탈이 티탄기체(41)와 산화 이리듐 사이의 담지력을 높이는 것이다.On the other hand, in Fig. 11 corresponding to the embodiment of the present invention, the amount of tantalum oxide in the catalyst layer is increased by a predetermined amount (more than 35 mol%). This state is shown schematically in FIG. 11A, whereby the tantalum oxide enhances the supporting force between the titanium gas 41 and iridium oxide.

또한, 도 11의 (B)에 있어서, 촉매층의 극표면이 아닌 부분에서 산화 이리듐의 환원 반응이 발생한 경우여도, 촉매로서 기능하지 않는 산화 탄탈은 이탈하지 않고 남기 때문에, 극표면에 존재하고 있던 산화 이리듐이 염소를 생성하기 전에 이탈해버리는 일이 없다. 이 때문에, 도 11의 (C)에 나타내는 바와 같이, 극표면의 산화 이리듐은 용출하지 않고 촉매의 기능을 발휘할 수 있다. 이에 따라, 염소 생성 가능한 시간이 길어져서, 내구성이 높은 전극판을 제공하는 것이 가능해진다.In Fig. 11B, even in the case where a reduction reaction of iridium oxide occurs in a portion other than the pole surface of the catalyst layer, since the tantalum oxide which does not function as a catalyst remains without leaving, the oxidation that was present on the pole surface Iridium does not escape before it produces chlorine. For this reason, as shown in FIG.11 (C), the iridium oxide of an extreme surface can exert the function of a catalyst, without eluting. Thereby, the time which can generate | occur | produce chlorine becomes long, and it becomes possible to provide an electrode plate with high durability.

한편, 상술한 바와 같이, 산화 탄탈을 과대하게 증량시킨 경우(58몰% 이상)에는, 촉매층의 산화 이리듐의 대부분이 산화 탄탈에 의하여 피복되어, 산화 이리듐의 촉매로서의 기능이 크게 손상되는 것으로 추측된다. 이 때문에, 산화 탄탈을 증량시키는 데에는, 소정 범위 내에서의 증량이 적합하다.On the other hand, as mentioned above, when tantalum oxide is excessively increased (58 mol% or more), most of the iridium oxide of a catalyst layer is coat | covered with tantalum oxide, and it is estimated that the function as a catalyst of iridium oxide is largely impaired. . For this reason, the increase in a predetermined range is suitable for increasing the tantalum oxide.

도 12는 극전환의 간격을 다르게 한 경우의 전극판 근방의 pH 변화에 대하여 나타낸 원리설명도이다. 산화 탄탈을 증량한 전극판(2, 4)에 대하여 스케일의 부착을 방지하기 위하여, 일정한 통전시간으로 전극판의 양극과 음극을 전환하는 제어인 극전환을 행하기까지의 전극판으로의 통전시간은 각각 10초, 30초, 60초로 설정되어 있다.12 is a principle explanatory diagram showing changes in pH in the vicinity of the electrode plate when the intervals between pole switching are different. In order to prevent adhesion of the scale to the electrode plates 2 and 4 with increased tantalum oxide, the energization time to the electrode plate until the pole switching, which is a control for switching the positive electrode and the negative electrode of the electrode plate with a constant energizing time, is performed. Are set to 10 seconds, 30 seconds, and 60 seconds, respectively.

이러한 도 12에 있어서, 산화 탄탈을 많이 함유한 전극판을 높은 전류밀도의 상태로 통전하고, 극전환할 때까지의 통전시간이 60초로 설정된 비교예에 대하여 설명한다. In this FIG. 12, the comparative example in which the electrode plate containing a lot of tantalum oxide was energized in the state of high current density, and the energization time until switching to pole is set to 60 second is demonstrated.

통전시간이 60초로 비교적 긴 경우에는, 전극판 근방의 pH가 치우치는 것이다. 이 때문에, 극전환을 행하기 전의 양극측 근방의 pH가 낮아진다. 이는 금속을 부식시키기 쉬운 환경이 되어, 산화 이리듐의 이탈이 현저해지는 것으로 생각된다. 산화 이리듐의 이탈에 의하여, 잔존하는 산화 이리듐으로의 전하집중과 열화가 더욱 촉진된다고 생각된다.When the energization time is relatively long (60 seconds), the pH near the electrode plate is biased. For this reason, the pH of the vicinity of the anode side before the pole switching is lowered. This is considered to be an environment where metals are easily corroded, and it is thought that separation of iridium oxide becomes remarkable. The release of iridium oxide is thought to further promote charge concentration and deterioration to the remaining iridium oxide.

그래서, 본 발명에 있어서는, 산화 탄탈을 많이 함유시킨 전극판(2, 4)에 높은 전류밀도 상태로 통전하고, 극전환을 할 때까지의 일정한 통전시간을 30초로 짧게 하였다. 이에 따라, 산화 탄탈의 함유량을 증가시킨 전극판에서 극전환을 하여도, 산화 이리듐의 이탈과, 산화 이리듐의 이탈에 따르는 촉매 열화를 억제할 수 있다.Therefore, in the present invention, the electrode plates 2, 4 containing a lot of tantalum oxide are energized in a high current density state, and the constant energization time until the pole switching is shortened to 30 seconds. As a result, even if the polarity is changed in the electrode plate in which the tantalum oxide content is increased, catalyst deterioration due to detachment of iridium oxide and detachment of iridium oxide can be suppressed.

또한, 극전환을 30초 이내로 함으로써, 스케일의 발생을 대폭 저감할 수 있으므로, 산화 이리듐으로의 스케일 부착을 억제할 수 있다. 스케일은 절연성 물질이기 때문에 산화 이리듐에 과잉 부착하면 도전부가 더욱 감소하여 스케일 부착이 없는 특정한 산화 이리듐으로 더욱 전하집중하게 하지만, 스케일 부착을 억제하면 산화 탄탈을 증가시켜도 전극판의 열화를 대폭 경감할 수 있게 된다.Moreover, since generation | occurrence | production of scale can be greatly reduced by making polar switching into less than 30 second, scale adhesion to iridium oxide can be suppressed. Since the scale is an insulating material, excessive adhesion to iridium oxide reduces the conduction portion to further concentrate the charge on specific iridium oxide without scale adhesion, but inhibiting scale adhesion can significantly reduce deterioration of the electrode plate even by increasing tantalum oxide. Will be.

그리고, 극전환을 하기 전의 양극측 근방의 pH가 치우치는 것을 방지할 수 있어, 금속이 부식되기 어려운 환경 하에서 극전환을 할 수 있으며, 산화 탄탈을 증가시킴에 따른 성능열화나, 산화 이리듐으로의 전하가 계속하여 집중함에 따른 열화 촉진을 억제할 수 있다.In addition, it is possible to prevent the pH in the vicinity of the anode side before the polar shift can be prevented, so that the polar shift can be performed in an environment where metal is hard to corrode, and performance deterioration due to the increase of tantalum oxide or charge to iridium oxide. It can suppress deterioration promotion by continuing to concentrate.

한편, 극전환을 할 때까지의 통전시간이, 도시하지는 않았지만, 예를 들어 3초와 같이 극단적으로 짧은 경우에서는 산화 이리듐으로의 전하는 집중하지 않더라도 통전판 사이에서 염소가 안정적으로 생성되지 않을 동안에 전극의 극성이 변하게 되어, 염소의 발생량을 안정시킬 수 없게 될 가능성이 고려된다.On the other hand, although the energization time until the polarization is not shown, for example, in an extremely short case such as 3 seconds, while the charge to the iridium oxide is not concentrated, the chlorine is not stably generated between the energizing plates. The polarity of is changed and the possibility of not being able to stabilize the amount of chlorine generated is considered.

그래서, 본 발명에 있어서 보다 바람직하게는 극전환을 할 때까지의 일정한 통전시간을 4~15초로 함으로써, 촉매층에 산화 탄탈을 많이 함유하는 전극판이어도, 높은 염소 생성성능을 확보하면서, 산화 이리듐으로의 전하집중을 억제하여, 산화 이리듐의 이탈을 제어할 수 있게 된다.Therefore, in the present invention, more preferably, the constant energization time until the polar change is 4 to 15 seconds, so that even if the electrode plate contains a lot of tantalum oxide in the catalyst layer, By suppressing the charge concentration of, it is possible to control the release of iridium oxide.

더욱이는, 극전환을 하기 전의 양극측 근방의 pH가 너무 낮아지는 것을 방지할 수 있어, 어느 일정한 염소 생성 능력을 확보하면서도, 금속이 부식되기 어려운 환경 하에서 극전환을 할 수 있어, 산화 탄탈을 증가시킴에 의한 성능 열화나, 산화 이리듐으로의 전하집중에 의한 열화촉진을 억제할 수 있고, 충분한 살균 성능을 확보하면서 고수명의 최적 균형을 가진 살균수 생성장치를 제공할 수 있게 된다.Furthermore, it is possible to prevent the pH near the anode side from being too low before the polar change, and to achieve a certain chlorine generating ability, while the polar change can be performed in an environment where metal is hard to corrode, thereby increasing tantalum oxide. It is possible to suppress deterioration of performance due to application and deterioration due to charge concentration to iridium oxide, and to provide a sterilizing water generator having an optimal balance of long life while ensuring sufficient sterilization performance.

한편, 본 발명의 실시예로는, 살균수 생성장치로서, 위생세정장치로 적용한 경우를 들었는데, 예를 들어 청결한 환경이 요구되는 욕실, 주방, 의료기구 및 자동판매기 등의 염화물 이온을 포함하는 물을 전기분해하여 살균수의 생성이 가능한 환경이라면 어떠한 상품이어도 적용 가능하다.On the other hand, in the embodiment of the present invention, as a sterilizing water generating device, the sanitary washing device is applied to, for example, water containing chloride ions, such as bathrooms, kitchens, medical equipment and vending machines that require a clean environment. Any product can be applied as long as it is capable of generating sterile water by electrolysis.

1: 전해조 2, 4: 전극판
10: 유로계통 12: 급수원
14: 세정노즐 16: 유로
18: 토출유로 20: 분기부
22: 배출유로 24: 제어부
26: 펌프 28: 세정밸브
30: 배출밸브 32: 배출기구
41: 티탄기체(전극기체) 42: 중간층
43: 촉매층 100: 위생세정장치
110: 양변기 120: 변기
1: electrolyzer 2, 4: electrode plate
10: euro system 12: water source
14: cleaning nozzle 16: flow path
18: discharge passage 20: branch portion
22: discharge passage 24: control unit
26: pump 28: cleaning valve
30: discharge valve 32: discharge mechanism
41: titanium gas (electrode gas) 42: intermediate layer
43: catalyst layer 100: sanitary washing apparatus
110: toilet 120: toilet

Claims (8)

염화물 이온을 포함하는 물을 직접 전해하여 양극에 염소를 발생시키고, 상기 염소와 물의 반응에 의하여 차아염소산의 살균수를 생성하는 살균수 생성장치에 있어서,
염화물 이온을 포함하는 물이 통과하는 전해조 내에 설치된 티탄 또는 티탄 합금으로 이루어지는 전극기체(基體) 상에 촉매층을 설치한 전극과,
상기 전극에 통전하여 차아염소산을 상기 전해조 내에 생성시키는 제어수단을 구비하고,
상기 전극의 촉매층은 적어도 산화 이리듐 및 산화 탄탈을 포함하는 금속 및/또는 금속 산화물의 복합체로 구성되며,
상기 복합체는, 금속 환산으로 산화 탄탈을 35몰%보다 많이 함유하고, 또한 산화 이리듐에 대하여 몰비로 0.92~1.85배의 산화 탄탈을 함유하여 이루어지며,
상기 제어수단은 상기 전극에 대하여 전류밀도 7A/d㎡~20A/d㎡로 통전하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 살균수 생성장치.
In the sterilized water generating device for directly generating electrolytic water containing chloride ions to generate chlorine at the positive electrode, and to generate sterilized water of hypochlorous acid by the reaction of the chlorine and water,
An electrode provided with a catalyst layer on an electrode body made of titanium or a titanium alloy provided in an electrolytic cell through which water containing chloride ions pass;
Control means for energizing the electrode to generate hypochlorous acid in the electrolytic cell,
The catalyst layer of the electrode consists of a complex of metals and / or metal oxides comprising at least iridium oxide and tantalum oxide,
The composite contains more than 35 mol% of tantalum oxide in terms of metal, and contains tantalum oxide of 0.92 to 1.85 times in molar ratio with respect to iridium oxide,
And said control means is configured to energize said electrode at a current density of 7 A / dm 2 to 20 A / dm 2.
제 1 항에 있어서,
상기 복합체는 산화 로듐을 더 함유하여 이루어지는 살균수 생성장치.
The method of claim 1,
The complex is a sterilizing water generating device further comprises rhodium oxide.
제 2 항에 있어서,
상기 복합체는 백금을 더 함유하고, 금속환산으로 백금 4몰% 이상, 산화 이리듐 37~57몰%, 산화 로듐 3~11몰% 및 산화 탄탈 35몰%보다 많고 53몰% 이하로 함유하여 이루어지는 살균수 생성장치.
3. The method of claim 2,
The composite further contains platinum, sterilized by containing 4 mol% or more of platinum, 37-57 mol% of iridium oxide, 3-11 mol% of rhodium oxide, and 35 mol% of tantalum oxide, and 53 mol% or less. Number generating device.
제 3 항에 있어서,
상기 촉매층의 산화 탄탈은 42~48몰% 배합되어 있는 것을 특징으로 하는 살균수 생성장치.
The method of claim 3, wherein
Tantalum oxide of the catalyst layer is a sterilizing water generating device, characterized in that the mixture is 42 to 48 mol%.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어수단은, 상기 전극에 대하여 전류밀도 12A/d㎡~17A/d㎡로 통전하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 살균수 생성장치,
The method according to any one of claims 1 to 4,
The control means is a sterilizing water generating device, characterized in that configured to energize the electrode at a current density of 12A / dm 2 ~ 17A / dm 2,
제 5 항에 있어서,
상기 전해조에 공급되는 염화물 이온을 포함하는 물은, 물을 순환시키지 않는 유수식으로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 살균수 생성장치.
The method of claim 5, wherein
Wherein the water containing chloride ions supplied to the electrolytic cell is of a water-soluble type which does not circulate water.
제 6 항에 있어서,
상기 제어수단은 상기 전극에 대하여 30초 이내의 간격으로 전극의 양극과 음극을 전환하는 극전환을 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 살균수 생성장치.
The method according to claim 6,
And the control means is configured to perform a polarity switching for switching the positive electrode and the negative electrode of the electrode at intervals within 30 seconds with respect to the electrode.
제 7 항에 있어서,
상기 제어수단은 상기 전극에 대하여 4~15초 간격으로 전극의 극성을 양극과 음극으로 전환하는 극전환을 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 살균수 생성장치.
The method of claim 7, wherein
The control means is a sterilizing water generator, characterized in that for performing the polarity switching to switch the polarity of the electrode to the positive electrode and the negative electrode at intervals of 4 to 15 seconds with respect to the electrode.
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