WO2015093094A1

WO2015093094A1 - 機能水生成器

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Publication number: WO2015093094A1
Application number: PCT/JP2014/071463
Authority: WO
Inventors: 寺島　健太郎; 晃司楠本
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2015-06-25

Abstract

　衛生機器を構成するステンレス、真鍮などの金属部材に腐食を生じさせるおそれが少ない衛生水、ならびに、アルカリ性の水（洗浄水）といった所望の機能を有する水（機能水）を単一の電解槽で生成可能な装置を提供する。無隔膜の電解槽中で金属電極とイオン吸着電極を用いて原水を電気分解する電気分解部を備え、電気分解部が、電解槽中に供給された原水を、金属電極を陰極、イオン吸着電極を陽極にして電気分解することでアルカリ性の水を生成した後、金属電極を陽極、イオン吸着電極を陰極として前記アルカリ性の水を電気分解し、ｐＨ６．５以下の弱酸性の水を生成するように構成されている、機能水生成器。

Description

機能水生成器

　本発明は、水道水などの原水を電気分解することにより、弱酸性の水（衛生水）、アルカリ性の水（洗浄水）などの機能水を生成する機能水生成器に関する。

　従来の電解ユニットにおける電気分解を利用した機能水生成器として、たとえば特開２０００－２２０１９３号公報（特許文献１）には、便器の防汚機能のために用いる殺菌水として所定量の次亜塩素酸イオンを含む中性水を生成するために、無隔膜一槽式の電解槽の中で水道水を電気分解することが開示されている。

　またたとえば特開２０１１－１３２６７８号公報（特許文献２）には、無隔膜一槽式の電解槽を用いて水を電気分解することによって、アルカリ水または酸性水を調整する方法であって、イオンを可逆的に吸着可能な導電性物質を含むイオン吸着電極と対極とを水に浸漬した状態で電極間に電流を印加することによって水のｐＨを変化させる工程を含み、生成されたアルカリ水または酸性水を便器の洗浄、殺菌に用いることが記載されている。この場合、殺菌に供されるのはｐＨ３程度の酸性水であるため、次亜塩素酸と酸性水との相互の殺菌作用により、強い殺菌効果を奏することが可能である。

特開２０００－２２０１９３号公報特開２０１１－１３２６７８号公報

　しかしながら、特許文献１に開示された技術では、殺菌に供されるのは原水と基本的にｐＨの変わらないｐＨ７程度の水であるため、洗面台、便器などの衛生機器に用いられるステンレス、真鍮などの金属部材の腐食の可能性は少ないが、原水としてｐＨ７以下の水道水を用いた場合には、次亜塩素酸の殺菌効果は最大化されないため、殺菌性能として充分でない場合があった。

　また特許文献２に開示された技術では、ｐＨ３程度の酸性水を日常的に使用した場合、酸性水とアルカリ水を交互に利用しても、付着して残った酸性水などにより洗面台などを構成するステンレス、真鍮などの金属部分に腐食が生じる可能性があった。さらに、特許文献２の方法でｐＨ５以上６．５以下の弱酸性の水（衛生水）を生成しようとする場合、水道水を原水として用いた場合には、ｐＨ７以下からのｐＨ変動幅が少なく、短時間で所望のｐＨ（５～６．５）に到達してしまうため、陽極から発生する次亜塩素酸源である塩素ガスの水中溶解時間を充分に確保するのが難しい、という問題点もあった。

　そこで、本発明は、衛生機器を構成するステンレス、真鍮などの金属部材に腐食を生じさせるおそれが少ない衛生水、ならびに、アルカリ性の水（アルカリ水、洗浄水）といった所望の機能を有する水（機能水）を単一の電解槽で生成可能な装置を提供することを目的とする。

　また、近年、機能水を栽培植物に給水することも試みられており、本発明は、機能水を用いて効率的に植物を栽培できるようにすることもその目的の１つとする。

　本発明の機能水生成器は、無隔膜の電解槽中で金属電極とイオン吸着電極を用いて原水を電気分解する電気分解部を備え、電気分解部が、電解槽中に供給された原水を、金属電極を陰極、イオン吸着電極を陽極にして電気分解することでアルカリ性の水を生成した後、金属電極を陽極、イオン吸着電極を陰極として前記アルカリ性の水を電気分解し、ｐＨ６．５以下の弱酸性の水を生成するように構成されていることを特徴とする。

　本発明の機能水生成器は、前記金属電極とイオン吸着電極とは、鉛直方向に、互いに平行に対向するように配設されていることが好ましい。この場合、金属電極が上側、イオン吸着電極が下側に配置されていることがより好ましい。また、この場合、イオン吸着電極が電解槽の底面付近に配置され、かつ、金属電極が電解槽の底面から離れた位置に配置されていることがより好ましい。さらに、この場合、イオン吸着電極から離れた位置に、生成されたアルカリ性の水または弱酸性の水を取り出すための取水口が設けられていることがより好ましい。

　本発明の機能水生成器により生成されたアルカリ性の水は、以下の（Ａ），（Ｂ）に好適に用いられる。

　（Ａ）衛生機器の洗浄、
　（Ｂ）明期または光補償点以上の光合成量にある植物への給水。

　また本発明の機能水生成器により生成された弱酸性の水は、以下の（ａ），（ｂ），（ｃ）に好適に用いられる。

　（ａ）衛生機器の殺菌、
　（ｂ）ヒトの肌の殺菌、
　（ｃ）暗期または光補償点未満の光合成量にある植物への給水。

　本発明によれば、無隔膜の電解槽中で金属電極とイオン吸着電極を用いて原水を電気分解する電気分解部を備え、電気分解部が、電解槽中に供給された原水を、金属電極を陰極、イオン吸着電極を陽極にして電気分解することでアルカリ性の水を生成した後、金属電極を陽極、イオン吸着電極を陰極として前記アルカリ性の水を電気分解するようにすることで、次亜塩素酸濃度が高められた、ｐＨ６．５以下の弱酸性の水（衛生水）を生成することが可能となる。このような本発明の機能水生成器で生成された衛生水は、洗面台、便器などの衛生機器の殺菌、ヒトの肌の殺菌に好適に用いられ得る。また、本発明の機能水生成器は、弱酸性の水を生成する前段階でアルカリ性の水も生成することができ、このアルカリ性の水を取り出して、前記衛生機器の洗浄などに好適に用いるようにしてもよい。また、本発明の機能水生成器で生成された機能水を用いた、効率的な植物の栽培についても提供することができる。

本発明の好ましい一例（第１の実施態様）の機能水生成器１を模式的に示す図である。図１に示した例の機能水生成器１を用いた機能水の生成の一連の流れを模式的に示すフローチャートである。図１に示した例の機能水生成器１において、スイッチング回路８により、各電極への電流の向きを切り換えた後を模式的に示す図である。本発明の好ましい他の例（第２の実施態様）の機能水生成器２１を模式的に示す図である。図４に示した例の機能水生成器２１において、スイッチング回路８により、各電極への電流の向きを切り換えた後を模式的に示す図である。本発明における植物栽培方法のサイクルの例を模式的に示した図である。植物栽培方法を好適に行なうための、好ましい一例（第５の実施態様）の植物栽培装置３１を模式的に示す図である。植物栽培方法を好適に行なうための、好ましい他の例（第６の実施態様）の植物栽培装置５１を模式的に示す図である。植物栽培方法を好適に行なうための、好ましいさらに他の例（第７の実施態様）の植物栽培装置５１を模式的に示す図である。

　図１は、本発明の好ましい一例（第１の実施態様）の機能水生成器１を模式的に示す図である。図１に示す例の機能水生成器１は、無隔膜の電解槽３中で金属電極４とイオン吸着電極５を用いて原水６を電気分解する電気分解部２を備える。本発明の機能水生成器１は、電気分解部２が、電解槽中に供給された原水を、金属電極を陰極、イオン吸着電極を陽極にして電気分解することでアルカリ性の水を生成した後、金属電極を陽極、イオン吸着電極を陰極として前記アルカリ性の水を電気分解し、ｐＨ６．５以下の弱酸性の水を生成するように構成されていることを特徴とする。図１には、無隔膜一槽式の電解槽３を備えた例を示しているが、電気分解後の水を移すための別の槽をさらに備える（二槽式）ように構成されていてもよい。なお、本発明において、「機能水」は、原水を電気分解することで得られる、原水に任意の機能が付与された水を指し、本発明の機能水生成器で生成される弱酸性の水（衛生水）、アルカリ性の水（アルカリ水／洗浄水）を包含する。

　図１に示す例の機能水生成器１では、上述のような電気分解を行なうために、金属電極４およびイオン吸着電極５に、電源７（たとえば定電流発生源。定電圧駆動でもよい）が、スイッチング回路８およびスイッチング回路８における各電極への電流の向きの切換え（陽極、陰極の切換え）を制御するための制御装置９を備える。電源７、スイッチング回路８および制御装置９は、従来公知の適宜のものを組み合わせて用いることができ、特に制限されない。制御装置９は、公知のマイコン、ＣＰＵなどを用いて実現することができ、電解槽３中の水を取水口１０から取り出すのに、間に開閉弁が介在されていたりする場合などには、この開閉弁の開閉動作も、制御装置９により制御するようにしてもよい。

　ここで、図２には、図１に示した例の機能水生成器１を用いた機能水の生成の一連の流れを模式的に示すフローチャートである。図２では、まず、原水６を、電解槽３の給水口１２から電解槽３内に供給し、金属電極を陰極、イオン吸着電極を陽極にして電気分解する（ステップＳ１）。原水６としては、特に制限なく、通常の水道水、純水などを用いることができるが、水道水が好ましい。また原水６は、必要に応じて、ＫＣｌ、ＮａＣｌなどの電解添加剤を０．１～１ｗｔ％程度水道水に添加するようにしてもよい。これにより、定電流駆動で電気分解を行なう場合には、電圧値を低下させ、電気分解を促進させることができる。

　この電気分解により、アルカリ水が生成される（ステップＳ２）。生成されるアルカリ水のｐＨは、アルカリ性側であれば特に制限されないが、１０～１１．５の範囲内であることが好ましく、１０．５～１１の範囲内であることが好ましい。生成されたアルカリ水を使用する場合には、電解槽３に設けられた取水口１０から、アルカリ水を電解槽３の外に取出す（ステップＳ２ａ）。このようにして、図１に示す例のように、本発明の機能水生成器１で生成されたアルカリ水を取り出すことができる（ステップＳ２ｂ）。

　図３は、図１に示した例の機能水生成器１において、スイッチング回路８により、各電極への電流の向きを切り換えた後を模式的に示す図である。次に、電解槽３内のアルカリ水に対し、金属電極を陽極、イオン吸着電極を陰極にして電気分解（逆分解）する（ステップＳ３）。このようにすることで、ｐＨ６．５以下の弱酸性水１３が得られる（ステップＳ４）。生成された弱酸性水１３は、取水口１０を経て、電解槽３の外に取出すことができる（ステップＳ４ａ、図３）。

　ここで、「弱酸性」は、ｐＨが６．５以下であり、かつ、好ましくは５以上であることを指す。本発明で生成された弱酸性水は、便器、洗面台などの衛生機器の殺菌などに好適に用いることができる、いわゆる「衛生水」として好適なものであるが、従来の衛生水と比較すると、殺菌効果に寄与する次亜塩素酸濃度が格段に高いことを特徴とするものである。

　すなわち、本発明では、まず、電解槽内に供給された原水を、金属電極を陰極に、イオン吸着電極を陽極にして電気分解することによりアルカリ水を生成する。その後、アルカリ水に対して前記電気分解部の極性を反転させた電流を流し、酸性方向に電気分解する。このとき、電気分解部の金属電極において、水素イオン（Ｈ^＋）が生成し、水のｐＨを減少させると共に、酸素ガスや塩素ガスが発生する。

　　Ｈ_２Ｏ→１／２Ｏ_２↑＋２Ｈ^＋＋２ｅ^－　…式（１）
　　２Ｃｌ^－→Ｃｌ_２＋２ｅ^－　…式（２）
　また、上記式（２）で発生した塩素ガスは、下記反応式に従い、水中において次亜塩素酸および次亜塩素酸イオンに変化する。

　　Ｃｌ_２＋Ｈ_２Ｏ⇔ＨＣｌＯ＋Ｈ^＋＋Ｃｌ^－　…式（３）
　　ＨＣｌＯ⇔ＣｌＯ^－＋Ｈ^＋　…式（４）
　上記式（３）、（４）は平衡反応となっているが、次亜塩素酸の濃度はｐＨによって変化し、ｐＨ５～６．５において９５～１００％の存在確率となる。したがって、直接使用や散布用途の衛生水はこのような範囲内のｐＨとなるように調整されているのが一般的であり、これより酸性側では塩素ガスが発生するため（式（３）の左側に反応が進む）、また、これよりアルカリ側ではイオン乖離して次亜塩素酸イオンとして存在するため（式（４）の右側に反応が進む）、いずれも次亜塩素酸は減少する。

　次亜塩素酸は次亜塩素酸イオンの約８０倍の殺菌力を有することが知られており、また、塩素ガスは気管支系の疾患原因という別の問題点を有する。したがって、水中のｐＨを６．５以下とし、かつ、好ましくは５．０以上とすることで、殺菌性能を最大化し、且つ、安全な弱酸性水（衛生水）を生成することが可能になる。

　なお、本発明の機能水生成器１では、一旦アルカリ性水を生成した後に、逆分解を行なって弱酸性水を生成するようにしている。これは、原水を直接酸性方向に電気分解すると、原水の中性から弱酸性となるまでのｐＨ変動幅が少なく、短時間で所望のｐＨに到達してしまうため、陽極から発生する次亜塩素酸源である塩素ガスの水中溶解時間を充分に確保するのが難しいためである。これに対し、本発明では、一旦ｐＨ１０～１１．５のアルカリ性にした後、逆電解を比較的長時間掛けることにより弱酸性にまで戻すことにより、水中の塩化物イオン（Ｃｌ^－）を効果的に次亜塩素酸に変換する時間を稼ぎ、次亜塩素酸濃度の高い弱酸性水を生成することができる。

　実際、大阪府八尾市の水道水を原水として直接酸性側に電気分解した場合、次亜塩素酸の濃度はｐＨ５．５で０．６５ｐｐｍであったが、一旦アルカリ方向に電気分解を行い、ｐＨ１０．５にした後、ｐＨ５．５に戻した場合、次亜塩素酸濃度は同一ｐＨで０．８ｐｐｍと有意の差があることを確認している（サンプル数：Ｎ＝３平均）。

　具体的には、金属電極として白金電極、イオン吸着電極として活性炭電極を用い、原水６として大阪府八尾市の水道水（ｐＨ＝７．６、硬度４５ｍｇ／Ｌ）を用い、水５００ｍＬに対し、電流値：５００ｍＡ、電極サイズ：１５０ｍｍ×１００ｍｍ、電極間距離：１８ｍｍにて電流を印加したとき、電圧値：４０Ｖ以下という比較的低い電圧値で５分間の電気分解を行うことで、ｐＨ１０．５～１１のアルカリ水が生成される。

　上記電気分解時は、陰極である白金電極から水素ガスを放出し、残った水酸化物イオン（ＯＨ^－）が水中に遊離することで、下記式（５）に示すようにアルカリ化する。

　　２Ｈ_２Ｏ＋２ｅ^－→Ｈ_２↑＋ＯＨ^－　…式（５）
　一方、陽極である活性炭電極では、逆電解により酸性方向に電気分解する際、活性炭電極の有する多孔質吸着面を利用して電気二重層イオンとして（たとえば、前回の使用時に）吸着されていた水道水などの水中に溶存しているＭｇイオン、Ｃａイオンなどの硬度イオン成分Ｍを、下記式（６）に示すように脱着させる。

　　Ｍ→Ｍ^２＋＋２ｅ^－　…（６）
　従って、初めのアルカリ水生成時において水の電気分解はほぼ白金電極上のみで行われるため（陰極であるイオン吸着電極ではこの時、殆んど電気分解は行われない）、陰極である白金電極で生成される水素イオン（ＯＨ^－）によってアルカリ化し、また、陽極であるイオン吸着電極で硬度成分が脱着されるため、硬水化する。

　生成されたアルカリ水に対し、（必要に応じて一部のアルカリ水を分離した後）極性を反転させた電流を流して電気分解を行なう。具体的には、図３に示すように白金電極を陽極、イオン吸着電極を陰極として電気分解を行なう。これにより、陰極であるイオン吸着電極ではアルカリ水の水中に存在していた硬度イオン成分Ｍ^２＋が下記式（７）に示すようにＭとなってイオン吸着電極によって吸着される。

　　Ｍ^２＋＋２ｅ^－→Ｍ…式（７）
　一方、陽極となる白金電極の表面では、上述の式（１）、（２）で表される反応が起こり、酸素ガス（Ｏ_２）、次亜塩素酸と共に水素イオン（Ｈ^＋）が発生する。これにより、アルカリ性であった密閉容器内の水は軟水化し、酸性方向にシフトする。

　なお、ここで印加する電流値は、特に制限されるものではないが、たとえば電気分解を行なう水が５００ｍＬ、５００ｍＡで１５０秒程度、逆電解を行うことで、ｐＨ＝５．５～６．０の弱酸性領域で、次亜塩素酸濃度０．７ｐｐｍ程度の次亜塩素酸が溶存した衛生水を生成することができる。

　本発明においては、アルカリ水を生成後の逆電解によりｐＨが５～６．５といった弱酸性水を生成する段階において、陽極である金属電極から発生する酸素ガス、次亜塩素酸といった酸化性物質だけでなく、陰極であるイオン吸着電極から還元性物質である水素ガスが発生する。このため、酸化還元電位（Oxidation-Reduction　Potential：ＯＲＰ）のプラス方向に作用する次亜塩素酸とマイナス方向に作用する水素ガスが双方、水中に溶存することで、ＯＲＰが０～＋１００ｍＶ程度に抑えることができる。

　さらに本発明では、一旦アルカリ方向に電解することにより、電解槽内に残留した殺菌成分を消費するような物質（水中タンパク質、バクテリア）を排除することにより、殺菌水の濃度低下を抑制し、殺菌成分の最大化を確保できるという効果も奏される。

　なお、本発明の機能水生成器１における水（原水、アルカリ水、衛生水）のｐＨの検出は、従来公知の適宜のｐＨセンサを用いて行なうことができる。図１、図３には、ｐＨセンサ１４が電解槽３内に配置された例を示しているが、流路（たとえば、電解槽と取水口との間の流路）に設けられていてもよい。また、ｐＨセンサ１４によりｐＨの検出結果に応じ、所定のｐＨに到達したことが検出された時点で、電気分解の終了や取水弁開閉といった一連の処理ができるように制御装置により制御するよう設定されていても勿論よい。

　本発明の機能水生成器１に用いられる金属電極４は、溶解せずに水の電気分解を効率的に行いやすい金属、例えば白金、金、パラジウム、ロジウム、イリジウムの内、いずれか１つの金属（またはその合金）で形成された電極が好適に用いられる。また、金属電極４は、イリジウム酸化物（ＩｒＯ_２）などの金属酸化物、ルテニウム系金属、またはそれらの合金で形成されていてもよく、たとえばチタンの表面をイリジウム酸化物、ルテニウム系金属、またはそれらの合金でコートしたものは、高濃度で次亜塩素酸を発生させることが知られており、本発明における金属電極として好適に用いられ得る。また、他の好適な例として、チタンの表面を白金でコートしたものを金属電極として用いるようにしてもよい。本発明に用いられる金属電極は、その形状については特に制限されるものではなく、短冊状、板状、網状、柵状、棒状など特に制限されるものではないが、メッシュ状、パンチングメタル状など気体および液体が通過しやく、表面積を稼ぐことができるような加工が施された短冊状物を用いると、後述する横型電解槽を用いた場合（図３）には特に、電気分解により生成されたアルカリ水または衛生水を金属電極の上下で効果的に対流させることができるという効果が奏される。

　また本発明の機能水生成器１に用いられるイオン吸着電極５としては、導電性の炭素材料（例えばカーボン繊維、活性炭など）からなる炭素電極を用いることができ、中でもイオンを吸着する比表面積の大きい活性炭を炭素電極の少なくとも一部に用いるのが好ましい。特に活性炭電極では水道水などの水中に溶存しているＭｇイオン、Ｃａイオンなどの硬度成分を活性炭電極の有する多孔質吸着面を利用して効果的に吸着させることが可能であり、本発明におけるイオン吸着電極として好適に用いられ得る。イオン吸着電極５の形状についても特に制限はなく、平板状、棒状などであってよいが、電気分解の効率の観点からは、共に平板状で実現されることが好ましい。

　ここで、図４は、本発明の好ましい他の例（第２の実施態様）の機能水生成器２１を模式的に示す図である。図１、３には、金属電極４とイオン吸着電極５とが、水平方向に、互いに平行に対向するように配設された例を示した（この形態を「縦型電解槽」と呼称する）。これに対し、図４に示す例の機能水生成器２１は、金属電極とイオン吸着電極とは、鉛直方向に、互いに平行に対向するように配設された例を示している（この形態を「横型電解槽」と呼称する）。図４に示す例の機能水生成器２１は、この電極の配置が、図１に示した例の機能水生成器１と大きく相違する特徴であり、同様の構成を有する部分については同一の参照符を付して説明を省略する。

　横型電解槽を適用する場合、図４に示す例のように、金属電極４’を上側、イオン吸着電極５’を下側に配置することが好ましい。このように配置することで、金属電極４’から発生する次亜塩素酸を金属電極４’上の水中全体に溶かすことで、次亜塩素酸がイオン吸着電極に吸着してしまうことを回避し、次亜塩素酸によるイオン吸着電極５’の劣化を抑制することができるためである。また、電気分解を阻害するガス（酸性水生成時：酸素ガス、アルカリ水生成時：水素ガス）が浮上して外気中に放出されるため、電気分解を効率的に行うことができるとともに、ガス発生と同時に生成される弱酸性水やアルカリ水（弱酸性水生成時：Ｈ^＋イオン、アルカリ水生成時：ＯＨ^－イオン）が効率的に対流するため、電解槽３’内の水のｐＨを均一化することができるという効果も奏される。また、イオン吸着電極から発生する水素ガスを電解槽中の全体に溶かすことができるという利点もある（これに対し、縦型電解槽を用いた場合には、発生した水素ガスは直上に浮上するため、水中に溶存させにくい）。

　酸性方向電解時に金属電極４’で生じた次亜塩素酸はラジカル反応を示し、反応活性が高く、イオン吸着電極５’の表面に吸着して反応が起こってしまうと、その部分は吸着活性点としての機能を果たさなくなる場合がある。この次亜塩素酸によるイオン吸着電極５’への悪影響を極力回避する観点からは、金属電極４’を上側、イオン吸着電極５’を下側に配置し、さらに、イオン吸着電極５’が電解槽３’の底面付近に配置され、かつ、金属電極４’が電解槽の底面から離れた位置に配置するようにすることが、好ましい。金属電極４’とイオン吸着電極５’との間は、離れていれば離れているほどよく（ただし、金属電極とイオン吸着電極とが離れれば離れるほど電気分解時における電圧が高くなってしまうという面はある）、その直線距離は好ましくは５ｍｍ以上、より好ましくは１０ｍｍ以上である。なお、同様の理由から、このように金属電極とイオン吸着電極とを離れさせた方がよいことは、上述した縦型電解槽の場合も同様である。

　また、本発明の機能水生成器１，２１では、イオン吸着電極５，５’から離れた位置に、生成されたアルカリ水または弱酸性水を取り出すための取水口１０が設けられていることが好ましい。上述と同様に、酸性方向電解時に金属電極４，４’で生じた次亜塩素酸が取水口から排出される際にイオン吸着電極に高い濃度の次亜塩素酸が接触してしまうことで、イオン吸着電極の次亜塩素酸が接触した吸着活性点が劣化してしまうことを防ぐためである。イオン吸着電極の端部と取水口との間の直線距離は、好ましくは５ｍｍ以上であり、より好ましくは１０ｍｍ以上である。また、図５に示す例のように、金属電極４’を上側、イオン吸着電極５’を下側に配置した場合、取水口１０は、金属電極４’の上端よりも上方に配置されていることが好ましい。これにより、両方の電極が浸漬した状態でのみ取水が可能となり、片側の電極が露出して電解ができていない状態のまま取水してしまうことを防止することができる。

　以下、図４に示した例の機能水生成器２１を用いた場合の電気分解について、より詳細に説明する。具体的には、金属電極として白金電極、イオン吸着電極として活性炭電極を用い、原水６として大阪府八尾市の水道水（ｐＨ＝７．６、硬度４５ｍｇ／Ｌ）を用い、水３００ｍＬに対し、電流値：５００ｍＡ、電極サイズ：９０ｍｍ×７０ｍｍ、電極間距離：１０ｍｍにて電流を印加したとき、電圧値：４０Ｖ以下という比較的低い電圧値で５分間の電気分解を行うことで、ｐＨ１０．５～１１のアルカリ水が生成される。

　図５は、図４に示した例の機能水生成器２１において、スイッチング回路８により、各電極への電流の向きを切り換えた後を模式的に示す図である。次に、図５に示すように、極性を反転させた電流を流して電気分解を実行する。これにより、陰極であるイオン吸着電極ではアルカリ水の水中に存在していた硬度イオン成分がイオン吸着電極によって吸着され、白金電極の表面では、上述の式（１）、（２）で表される反応が起こり、酸素ガス（Ｏ_２）、次亜塩素酸と共に水素イオン（Ｈ^＋）が発生する。これにより、アルカリ性であった電解槽３’内の水は軟水化し、酸性方向にシフトする。

　ここで印加する電流値は、電気分解を行う水が３００ｍＬ、５００ｍＡで１５０秒程度、逆電解を行うことで、ｐＨ＝５．５～６．０の弱酸性領域で、次亜塩素酸濃度０．８ｐｐｍ程度の次亜塩素酸が溶存した衛生水を生成することができる。

　なお、図１、３に示した例の縦型電解槽を用いた場合の具体例と比較して、衛生水の次亜塩素酸濃度が高くなっているが、これは図４、５に示したような横型電解槽を用いることで、金属電極から発生する次亜塩素酸を水中全体に溶かすことができたためであると考えられる。したがって、次亜塩素酸濃度を最大化した、安全な衛生水を得ることができる観点からは、図４、５に示した横型電解槽を用いることが好ましい。

　本発明の機能水生成器１で生成されたアルカリ水は、洗面台、便器などの衛生機器や、洗顔、手洗いなど、肌の洗浄に用いることが可能である。洗浄効果はｐＨによって変化するが、卵黄をスライドガラスに塗布した溶出試験で、洗浄率８０％（ｐＨ１０）、９３％（ｐＨ１０．５）、９９％（ｐＨ１１）と、ｐＨの増加に従って洗浄率が向上する結果が得られており、ｐＨ１０以上で一定の洗浄効果が見込めることが分かっている。したがって、上記アルカリ水を一部取水し、洗面台や便器といった衛生機器や、洗顔（ただし、目に入らないように注意する）、手洗いなど、肌の洗浄用として、直接液状で流すなど、霧化して吹きつけるなどすることで、洗浄、防汚効果を奏することが可能である。

　また、本発明の機能水生成器１で生成された弱酸性水（衛生水）は、洗面台、便器などの衛生機器に直接液状で流す方法の他、霧化して吹きつけるなどして、除菌を行うこともできる。衛生水は、ｐＨが５～６．５といった弱酸性水であるため、洗面台や便器を構成する金属部材を腐食させる可能性が低く、長期使用においても問題が生じにくい。

　ここで、通常の２槽式電解槽においてｐＨが５～６．５といった弱酸性水を生成した場合、弱酸性水が生成する陽極側の槽では水素イオンと同時に酸素ガス、次亜塩素酸といった酸化性物質が水中に溶解するため、水中のＯＲＰが＋５００～＋６００ｍＶ程度に上昇することで、通常の電気分解で生成した水では、殺菌効果と同時に、肌を老化させてしまうおそれがある。

　これに対し、本発明で生成された衛生水は、洗顔、手洗いなど、肌の殺菌に用いることも可能である。すなわち、上述のように、本発明の機能水生成器１で衛生水を生成する場合には、アルカリ水生成後の逆電解によりｐＨが５～６．５といった弱酸性水を生成する段階において、陽極である白金電極から発生する酸素ガス、次亜塩素酸といった酸化性物質だけでなく、陰極であるイオン吸着電極から還元性物質である水素ガスが発生するため、ＯＲＰのプラス方向に作用する次亜塩素酸とマイナス方向に作用する水素ガスが双方、水中に溶存することで、ＯＲＰが０～＋１００ｍＶ程度に抑えることができる。この利点は、横型電解槽を用いた場合に特に顕著なものとなる。このため、本発明で生成された衛生水は、洗顔に供する場合は、アストリンゼン効果による皮膚などの活性化、肌の引き締め効果の他、ＯＲＰを低下させた水としての肌の老化防止作用などを奏するため、美容用途として好適に使用することができる。

　また本発明は、上述した弱酸性水、アルカリ水を、植物栽培における給水にも適用することをも提案するものである。

　植物栽培、特に水耕栽培において、一定期間における収率を向上させるためには、以下の２点が重要となる。

　（１）植物の成長を促進させること、
　（２）育病を減らすこと。

　上記（１）、（２）に関して、たとえば特開２００２－３３５８６４号公報では、その解決策が提案されている。具体的には、原水に電解質を添付して電気分解し、陽極側に生成される強酸化水と陰極側に生成される強還元水を作物に交互に散布し、病害虫の駆除および作物の成長促進を図る電解水交互散布栽培方法である。つまり、強還元水を植物の生育促進に、強酸化水を植物の殺菌に用いる方法である。しかしながら、この方法では、電解水の物性のみを考慮した２つの電解水の交互散布方法に過ぎず、電解水の物性かつ、植物の生体内反応も考慮した上でのより効果的な電解水の散布方法の開発が期待される。

　植物の反応は、光を受け、水と二酸化炭素を捕え、各種の酵素の働きにより、有機物を同化する、いわゆる光合成反応と、酸素を捕えて有機物を異化して、エネルギーが得られる過程で二酸化炭素と水を排出する呼吸反応とに大別される。明期は光合成が主となり、水の出入りが積極的となる。つまり、蒸散のため葉の気孔が開き、根の根毛や表皮細胞から水と水に溶け込んだ無機栄養塩類が能動的に取り込まれる。よって、明期に還元系のアルカリ水または還元系の中性水を作用させることで、植物の体内および体外で発生している活性酸素種に対して、効率良く還元系のアルカリ水または還元系の中性水を作用させ、還元し得る。その結果、活性酸素種による細胞への損傷を防ぎ、植物の成長を最大限促す。一方、暗期は呼吸が主となる。呼吸は昼夜行なわれるが、光合成が抑制されるため、暗期は呼吸が主となる。呼吸反応では、気孔が閉じ蒸散が抑制されるため水の出入りは少ないが、有機物を分解（酸化）してエネルギーを得るために酸素が必要となる。植物への酸素供給は、気孔、根および葉ならびに茎の組織表面から行われるが、暗期では、気孔が閉じられているため、気孔以外からの酸素吸収が重要となる。また、呼吸は全ての細胞で行なわれるため、酸素要求量も高い。よって、酸素吸収先の重要な一つとなる根に関しては、水に接する箇所が多い（水耕栽培では水に覆われる）ため、溶存酸素濃度が高いことが望ましい。さらに、酸素は液体中では気体中に比べ、移動速度がかなり遅い点からも、暗期では液体中の溶存酸素量が高いことが極めて重要である。よって、電気分解の時に酸素が生成される酸化系の酸性水を作用させることで、溶存酸素濃度の高い水が供給される。また、酸化系の酸性水は、高い酸化還元電位（ＯＲＰ）と高い水素イオン濃度（ｐＨ）により、高い殺菌力を有し、付着菌を抑制する。しかし、これは植物自身の損傷にも繋がり成長を阻害しかねない。しかし、暗期に酸化系の酸性水を作用させることで、生体内への供給は少なく、付着菌の抑制効果は発揮しつつ、かつ、植物自身への損傷を抑えることが可能となる。

　以上のことから、本発明は、効率的な植物栽培のための給水に関し、以下の提案をも行なう。

　〔１〕電解水調製装置により生成された還元系のアルカリ水または還元系の中性水を、植物の光合成が主となる明期に作用させ、酸化系の酸性水を、植物の呼吸が主となる暗期に作用させることを特徴とする、植物栽培方法、
　〔２〕電解水調製装置により生成された還元系のアルカリ水または還元系の中性水を、植物の光補償点以上の光合成量の時に作用させ、酸化系の酸性水を、植物の光補償点以下の光合成量の時に作用させることを特徴とする、植物栽培方法、
　〔３〕光補償点の検出を二酸化炭素濃度検出により行う、上記〔２〕に記載の植物栽培方法、
　〔４〕使用後の還元系のアルカリ水または還元系の中性水と、使用後の酸化系の酸性水を回収して中和し、電解処理に用いる原水として再利用する、上記〔１〕～〔３〕のいずれかに記載の植物栽培方法、
　〔５〕上記〔１〕～〔４〕のいずれかに記載の植物栽培方法を実施するための装置であって、
　電解槽と、
　電解槽内に無隔膜で配置された陽極および陰極からなる対となる電極を備え、
　電解槽内で電気分解を行なって生成された電解水を、栽培された植物に供給し得るように構成された、植物栽培装置。

　ここで、植物栽培方法における還元系のアルカリ水は、上述した本発明の機能水生成器１で生成されたアルカリ水であってもよく、また、酸化系の酸性水は、上述した本発明の機能水生成器で生成された弱酸性水であってもよい。すなわち、上述した本発明の機能水生成器で生成されたアルカリ水は、明期または光補償点以上の光合成量にある植物への給水に用いられてもよく、また、上述した本発明の機能水生成器で生成された弱酸性水は、暗期または光補償点未満の光合成量にある植物への給水に用いられてもよい。

　ただし、上述の植物栽培方法における還元系のアルカリ水、酸化系の酸性水は、上述した本発明の機能水生成器を用いて生成されたものに限定されたものではなく、従来公知の適宜の電解水調製装置や、後述する本発明の植物栽培装置において生成されたものであってよい。

　上述の植物栽培方法は、電解水の植物への有効効果が最大限に享受できるように植物の生体反応に基づけた方法であり、これにより、植物の光合成反応が主となるとき、つまり生体内への水の供給が盛んに行われるときに、還元系のアルカリ水または還元系の中性水を供給するため、生体内外の活性酸素種を低減する手段となる。その結果、細胞が受ける損傷を低減し、正常化し生育を促進する。さらに、植物の呼吸反応が主となるとき、つまり生体内への水の流入が少なく、酸素の供給が必要となるときに、酸化系の酸性水を供給するため、植物の組織損傷を極力抑えたまま付着菌に対する抗菌性は発揮でき、しかも溶存酸素濃度が高い電解水を供給するため生育も促進するという効果が奏される。

　上述した植物栽培方法の好ましい一例では、電解水調製装置により生成された還元系のアルカリ水または還元系の中性水を、植物の光合成が主となる明期に作用させ、酸化系の酸性水を、植物の呼吸が主となる暗期に作用させる（第３の実施態様）。植物の光合成は、光の強さ、二酸化炭素濃度、水温、水質など様々な条件により制御されるが、特に光のエネルギーは光合成の過程の光化学系ＩおよびＩＩを動かすために必須であり、光合成のｏｎ、ｏｆｆを最も制御する因子と言える。なお、光の強さと光合成速度はある程度まで正比例し、一定量以上の強さになると光合成速度は頭打ちする。

　光合成は光のエネルギーを利用して、水と二酸化炭素からグルコースを合成する反応である。詳細には、葉の葉緑体の内部のチラコイド膜にあるクロロフィルが光エネルギーを受けて励起され、高エネルギーの電子が放出される（光化学系ＩＩ）。高エネルギーの電子を放出した光化学系ＩＩへ電子を補うために、水を分解して電子を受け取る。水の分解によって出来た不要な酸素は、気孔から放出される。つまり、この段階で水が必要で、一方、酸素は生成される。光化学系Ｉでも、光エネルギーを受けて、高エネルギーの電子が放出される。高エネルギーの電子を放出した光化学系Ｉへの電子補給は、光化学系ＩＩで放出された高エネルギーの電子が担い、エネルギーを使いながら電子伝達により光化学系Ｉへ移動して補われる。結果、光化学系Ｉで放出された高エネルギーの電子を使って、還元体のＮＡＤＰＨ_２（還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸）が産生される。また、光化学系ＩＩから放出された高エネルギー電子が光化学系Ｉへ電子伝達される間に、そのエネルギーの一部を利用して、水素イオンがチラコイド内膜に取り込まれる。チラコイド内膜の水素イオン濃度が上がると、チラコイド外との濃度差（濃度勾配）を利用して、チラコイド膜にあるＡＴＰ（アデノシン三リン酸）合成酵素を通じて、チラコイド外へ水素イオンが放出される。この通過する駆動力（ＡＴＰ合成酵素の回転力）を利用して、ＡＴＰが産生される。さらに、気孔から取り込まれた二酸化炭素を、上記で産生されたＮＡＤＰＨ_２を利用して還元し、ＡＴＰを利用してリン酸化してグルコースを合成するに至る。

　以上述べてきたように、光合成反応が主となるときには、水の消費および吸収は活発になる。水の吸収は、葉の気孔が開くことで始まり、つまり蒸散により水を吸い上げる駆動力を生じ、主に根から吸収されて道管を通って、葉の葉緑体をはじめ植物体内全体へと運ばれる。水の吸収が活発な植物の光合成反応時を利用して、還元系のアルカリ水または中性水を作用させることは、植物体内全体へ還元系の水を効率的に行きわたらせることができ、体内の活性酸素種を効果的に除去して、生育を促進させることにある。

　他方、植物の呼吸は、グルコースなどの有機物を酸素の利用下で分解（酸化）して、生体内（細胞内）で利用するエネルギー（ＡＴＰ）を大量に作り出しつつ分解産物の酸素と水を排出する反応である（細胞呼吸）。詳細には、細胞質ゾル（細胞膜に包まれた細胞の内容物のうち、核やミトコンドリアなどの膜で包まれた細胞小器官を除いた区画）で行なわれる解糖系、ミトコンドリアで行われるクエン酸回路および電子伝達系の３つの段階的反応に大別される。解糖系は、１分子のグルコースを２分子のピルビン酸にまで分解し２分子のＡＴＰが産生される初期の反応である（この段階では酸素を必要としない）。解糖によって生じたピルビン酸は、ミトコンドリア内に運び込まれ、クエン酸回路のサイクルへ供給される。クエン酸回路では、ピルビン酸は水素原子を抜き取る脱水素酵素と、二酸化炭素を抜き取る脱炭酸酵素などによる共同作業によって、水素と二酸化炭素に分解され２分子のＡＴＰが産生される（２分子のピルビン酸あたり）。二酸化炭素は細胞外へ出て、排出される。一方、水素原子は、ミトコンドリアの内膜にある電子伝達系タンパク群（電子伝達系）に運ばれる。なお、水素原子は、ＮＡＤ^＋（ニコチンアミド・アデニン・ジヌクレオチド）やＦＡＤ（フラビン・アデニン・ジヌクレオチド）という分子が運搬を担い、ＮＡＤＨやＦＡＤＨ_２となって手渡される。クエン酸回路の過程は、酸素分子を消費する反応ではないが、酸素がない状況では、クエン酸回路で生じた多くの水素原子を、後の電子伝達系で処理できなくなるので、クエン酸回路の反応も停止してしまう。電子伝達系では、運び込まれた水素原子から電子が抜き取られて水素イオンになる。水素原子から分離した電子は、ミトコンドリアの内膜に埋め込まれている電子伝達系タンパク群によって、受け渡されながら運ばれていき、最終的に、供給された酸素分子に渡されてＯ^２－となり、そして水素イオンと反応して水になり排出される。電子が膜上を次々と運ばれているときに電子が放出するエネルギーによって、ミトコンドリア内の水素イオンが、ミトコンドリア二重膜間（内膜と外膜の間）に次々と汲み出されていく。ミトコンドリア二重膜間に水素イオンが過剰になると、水素イオン同士のプラス電荷による反発力が大きくなり、ミトコンドリアの内膜に埋め込まれているＡＴＰ合成酵素を通じて、水素イオンがミトコンドリア内へ放出される。この通過する駆動力（ＡＴＰ合成酵素の回転力）を利用して、３４分子のＡＴＰが電子伝達系で産生される（解糖系に入ったグルコース１分子あたり）。

　以上述べたように、呼吸反応が主となる時には、酸素要求が上がる。酸素要求が上がる植物の呼吸反応時を利用して、酸化系の酸性水を作用させることは、溶存酸素濃度の高い電解水を供給して呼吸反応のサイクルを効率良く働かせて異化を促進する。結果、植物の生育を促進する。加えて、呼吸反応時は植物体内へ供給される水の量は少ないため、酸化系の酸性水の殺菌効果は、植物に付着する菌に対して効果を発揮しつつ、植物体内への損傷は低減させる。

　なお、明期と暗期の検出は、照度センサーなどで光の強度を検出する方法がある。また、屋外で栽培する場合は、昼夜だけでなく天候によって１日に明暗が頻繁に変化する場合もある。照度センサーなどで明暗をその都度ごとに検出して、電解水を入れ替えるのが最も効果的な方法ではある。しかし、明暗が頻繁に変化するのは、雲による遮光や、にわか雨など短い時間である。そのため、この短い時間での電解水の入れ替えは無視しても十分に効果的である。よって、照度センサーなどで光の強度を検出する方法に加え、明暗が切り替わってから次に明暗が切り替わるまでの時間を計測する手段を備えていてもよい。時間が一定未満であれば、電解水の入れ替えを無視し、一定以上であれば一時的でない天候の変化、昼夜の変化と考え電解水の入れ替えを実行できる。なお、栽培場所の緯度、経度および標高などの入力から各日のおおよその日の入りおよび日の出時間を算出する手段をさらに備えていても良い。この手段を備えていれば、明暗が切り替わったことを照度センサーなどで検出した場合、その時刻が上記算出手段によって算出された日の入りまたは日の出時間とほぼ一致していれば、昼夜によるものと判断してすぐに電解水を入れ替え、全く一致していなければ、天候の変化によるものと判断できるので、上記のように時間が一定未満であれば、電解水の入れ替えを無視し、一定以上であれば一時的でない天候の変化と考え電解水の入れ替えを実行する。つまり、屋外栽培における、より効率が良く、無駄の少ない電解水の切り替え方法が提供できる。

　呼吸について、呼吸反応は明期および暗期を問わず行われており、暗期では光合成反応が行われないため、呼吸反応が主体である。一方、明期においては、厳密には光合成量と呼吸量が見かけ上釣り合う点である光補償点に達するまでは呼吸反応が勝り、さらに光合成量が増大すると光合成反応が主体となる。よって、電解水調製装置により生成された還元系のアルカリ水または還元系の中性水を、植物の光補償点以上の光合成量のときに作用させ、酸化系の酸性水を、植物の光補償点未満の光合成量のときに作用させる方法を用いる方がより好ましい（第４の実施態様）。

　なお、光補償点の検出には、たとえば、二酸化炭素濃度を検出する装置を用いればよい。光補償点においては、呼吸による二酸化炭素の排出量と光合成による二酸化炭素の吸収量が一致するため、雰囲気の二酸化炭素濃度を検出し続ければ捉えることが可能となる。

　ここで、図６は、本発明における植物栽培方法のサイクルの例を模式的に示した図である。たとえば、図６（ａ）のように、明期、暗期ごとにその都度、還元系のアルカリ水または還元系の中性水と酸化系の酸性水を入れ替える。この場合、当然、明期と暗期は必ずしも規則的に切り替わるのではなく、以下の場合も包括される。つまり、露地栽培だと、昼と夜の時間は季節に応じて刻々と変わるので、昼と夜の割合は変わる。また、詳細に実施する場合には、雨や曇りなど気候による不規則性もある。他方、時間に応じて自動で規則的に切り替わる植物工場などの施設も考えられ、明期の割合が暗期に対して長い場合、明期のみの場合、単純な明暗一定時間の周期でない場合なども包括される。明期と暗期の検出は、上述したように、照度センサーなどの光の強度を検出する方法などを用いて実施すればよい。

　同様に、図６（ｂ）に示す例では、光補償点以上の光合成量かそれ未満かによって、その都度、還元系のアルカリ水または還元系の中性水と酸化系の酸性水を入れ替える。

　また図６（ｃ）には、夜間隔日ごとに還元系のアルカリ水または還元系の中性水を、酸化系の酸性水に入れ替えるよう、たとえばプログラムした例を示す。図６（ｃ）の例では、訪れる暗期の数回に一度、酸化系の酸性水を作用させることで植物の付着菌の殺菌が十分と認められた場合でかつ、水の吸収の少ない暗期中での還元系のアルカリ水または還元系の中性水による植物表面の活性種の除去による生育の効果が、酸化系の酸性水を与えた時の酸素供給による生育の効果を上回ったときに関しては、上記方法でも電解水入れ替えのサイクルが少なくなるので有効となる。

　図７は、上述した植物栽培方法を好適に行なうための、好ましい一例（第５の実施態様）の植物栽培装置３１を模式的に示す図である。図７に示す例の植物栽培装置３１は、水耕栽培のための装置であって、隔膜３４によって隔てられた各室に対となる電極３３が設けられた電解槽３２を備え、電解槽３２での電気分解により生成された電解水（還元系のアルカリ水、還元系の中性水または酸化系の酸性水）３５を、電解槽３２に連結された排水路３６から弁３７を介して分岐された第１の管路３８を介して、栽培槽４１で栽培された植物４０の根部４０ａに供給し得、また、排水路３６から弁３７を介して分岐された第２の管路３９を介して、植物４０の葉部および茎部４０ｂに、シャワーなどの散布手段４２により供給（散布）し得るように構成されている。

　また図８は、上述した植物栽培方法を好適に行なうための、好ましい他の例（第６の実施態様）の植物栽培装置５１を模式的に示す図である。図８に示す例の植物栽培装置５１は、植物４０に供給後の水を回収し、電解槽３２に戻すための回収部５２と、電解槽３２中の隔膜３４’の一部に設けられた、隔膜３４’により隔てられた室内の水を、用事、混合するための混合部５３をさらに備えること以外は図７に示した例の植物栽培装置３１と同様であり、同様の構成を備える部分については、同一の参照符を付して説明を省略する。植物栽培装置は、図８に示す例のように、使用後の還元系のアルカリ水または還元系の中性水と、使用後の酸化系の酸性水を回収して、電解槽３２内に戻し、混合部５３を開くことで、電解槽内に戻された水を混合して中和し、得られた中和水を再度電解処理して利用し得るように構成されていることが好ましい。このような構成は、使用する原水の削減になり有効である。図８は、水耕栽培を例としたもので、電解水を植物に供給した後に、電解水の入れ替え時に先に供給した電解水の残りを回収して電解槽３２へ戻す流路を備えている。

　さらに図９は、上述した植物栽培方法を好適に行なうための、好ましいさらに他の例（第７の実施態様）の植物栽培装置５１’を模式的に示す図である。図９に示す例の植物栽培装置５１’は、電解槽３２’が無隔膜であり、混合部５３を備えないこと以外は図８に示した例の植物栽培装置５１と同様であり、同様の構成を備える部分については同一の参照符を付して説明を省略する。図７、図８に示した例では、たとえばイオン交換膜、高分子膜、ガラス繊維膜などで構成された隔膜を備えていたのに対し、図９に示す例では、隔膜を備えない電解槽を採用している。

　このように無隔膜とすることで、目的の電解水のみをその都度に製造することが可能で、製造後すぐに利用できるので製造後の物性値を保持した状態で植物へ作用させ得る利点がある。また、隔膜を備える電解槽を用いる場合には、隔膜を境として、陽極側と陰極側で物性値の異なる２種類の電解水が同時に生成される。そのため、目的とする電解水以外は必要なときまで貯蔵するか、廃棄することになる。貯蔵する場合は、電解水の製造直後の物性値を保持することは困難である。よって、無隔膜の電解槽を備える植物栽培装置を用いることが好ましい。

　なお、無隔膜の電解槽で電解水を製造するためには、対となる電極のうち、一方の電極のみで水の電気分解が起こるようにすればよい。一方の電極のみで水の電気分解が起こるようにするためには、電極、電圧などを制御して行えばよい。たとえばイオン化傾向の小さい安定な電極を用いて、一方を、表面積を大きく加工しやすい炭素電極で構成し、対極を表面積が小さい白金（または白金メッキしたチタン）電極で構成した場合、電圧を制御すれば、炭素電極側での水の電気分解が生じないまま、液中のイオンの移動は起こり電流を流すことができる。この方法によれば、無隔膜の電解槽において、上記構成では炭素電極側をカソードとした場合、炭素電極では水の電気分解が生じず、アノード側の白金電極では水の電気分解が生じ水素イオン濃度が増え酸素が発生する。結果として、無隔膜の電解槽で酸化系の酸性水が製造される。逆に、炭素電極をアノードとした場合、炭素電極では水の電気分解が生じず、カソード側の白金電極では水の電気分解が生じ水酸化物イオン濃度が増え水素が発生する。結果として、無隔膜の電解槽で還元系の還元水が製造される。

　また、上述してきた還元系の中性水を生成する上でも、図９に示すような無隔膜の電解槽を用いることが好ましい。還元系の中性水の生成方法としては、一方の電極のみで水の電気分解が起こるよう構成した上述の無隔膜の電解槽で、酸化系の酸性水を製造直後、アノードとカソードを逆にする方法がある。酸化系の酸性水のままアノードとカソードを逆転すると、次第に水酸化物イオン濃度が高く水素が生成し溶存水素濃度が高くなってくる。中性付近で一定量水素が溶存されるので、電圧印加を一定時間後に終了すれば還元系の中性水が生成できることになる。なお、酸化系の酸性水を生成直後、アノードとカソードを逆にする前に、攪拌を加えて溶存酸素を低減すれば、酸化還元電位をより効率良く下げることが可能となる。別の方法として、両電極で水の電気分解が起こる構成の無隔膜の電解槽で、一定以上電解し続ける方法がある。隔膜がないため両極の反応生成物が混合し中性付近を維持するが、次亜塩素酸が揮発して微弱還元性を示す。このように生成できる還元系の中性水を用いることで、アルカリ性側で溶解度が小さい一部の養分の析出課題や、一部の植物で見られるアルカリ性側での成長阻害を防ぐことが可能になるという利点がある。

　１，２１　機能水生成器、２，２’　電気分解部、３，３’　電解槽、４，４’　金属電極、５，５’　イオン吸着電極、６　原水、７　電源、８　スイッチング回路、９　制御装置、１０　取水口、１１　アルカリ水（洗浄水）、１２　給水口、１３　弱酸性水（衛生水）、１４　ｐＨセンサ、３１，５１，５１’　植物栽培装置、３２，３２’　電解槽、３３　電極、３４，３４’　隔膜、３５，３５’　電解水、３６　排水路、３７　弁、３８　第１の管路、３９　第２の管路、４０　植物、４０ａ　植物の根部、４０ｂ　植物の葉部および茎部、４１　栽培槽、４２　散布手段。

Claims

　無隔膜の電解槽中で金属電極とイオン吸着電極を用いて原水を電気分解する電気分解部を備え、
　電気分解部が、電解槽中に供給された原水を、金属電極を陰極、イオン吸着電極を陽極にして電気分解することでアルカリ性の水を生成した後、金属電極を陽極、イオン吸着電極を陰極として前記アルカリ性の水を電気分解し、ｐＨ６．５以下の弱酸性の水を生成するように構成されている、機能水生成器。
　前記金属電極とイオン吸着電極とは、鉛直方向に、互いに平行に対向するように配設されている、請求項１に記載の機能水生成器。
　金属電極が上側、イオン吸着電極が下側に配置されている、請求項２に記載の機能水生成器。
　イオン吸着電極が電解槽の底面付近に配置され、かつ、金属電極が電解槽の底面から離れた位置に配置されている、請求項３に記載の機能水生成器。
　イオン吸着電極から離れた位置に、生成されたアルカリ性の水または弱酸性の水を取り出すための取水口が設けられている、請求項１～４のいずれか１項に記載の機能水生成器。
　生成されたアルカリ性の水は、衛生機器の洗浄に用いられる、請求項１～５のいずれか１項に記載の機能水生成器。
　生成されたアルカリ性の水は、明期または光補償点以上の光合成量にある植物への給水に用いられる、請求項１～５のいずれか１項に記載の機能水生成器。
　生成された弱酸性の水は、衛生機器の殺菌に用いられる、請求項１～５のいずれか１項に記載の機能水生成器。
　生成された弱酸性の水は、ヒトの肌の殺菌に用いられる、請求項１～５のいずれか１項に記載の機能水生成器。
　生成された弱酸性の水は、暗期または光補償点未満の光合成量にある植物への給水に用いられる、請求項１～５のいずれか１項に記載の機能水生成器。