WO2020090795A1 - 水素水及び殺菌水生成装置 - Google Patents

水素水及び殺菌水生成装置 Download PDF

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在龍 李
敏久 江田
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株式会社 ゴーダ水処理技研
在龍 李
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Definitions

  • the present invention relates to a hydrogen water and sterilizing water generator that generates hydrogen water and sterilizing water by electrolysis, a method of generating mixed water of hydrogen water and sterilizing water, and a set of the generator and a baby bottle.
  • Targets include, for example, foods such as vegetables, PET bottles, baby bottles, reusable containers such as water bottles, tableware, cooking utensils such as cutting boards, and other portable hydrogen water generators and kettles.
  • the objects are diverse, such as pots.
  • Boiled disinfection is a method in which hot water is boiled in a pan that is deep enough to soak the baby bottle, and the baby bottle is immersed in the boiling water for a certain period of time.
  • chemical solution disinfection a prescribed amount of water and a chemical solution are put into a container for preparing the chemical solution.
  • microwave sterilization is a method of putting a small amount of water and a baby bottle in a dedicated container for microwave sterilization and microwave it for a certain period of time.
  • Patent Document 2 a dedicated large container is required, and further, a stove for boiling water is required for boiling sterilization, and a microwave oven is required for microwave sterilization. Therefore, these disinfection methods could not be easily implemented.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
  • the present invention solves the above problems, and an object thereof is to provide a device that can easily generate hydrogen water and sterilizing water having a sterilizing effect and is easy to operate. Another object of the present invention is to provide the portable device.
  • the inventors of the present invention have for many years developed hydrogen water such as a hydrogen water generator and a method of using the same.
  • hydrogen water such as a hydrogen water generator and a method of using the same.
  • salt-added water is electrolyzed to generate strongly alkaline electrolyzed water and strongly acidic electrolyzed water, but these methods have not produced hydrogen water.
  • the present inventors combined the hydrogen water and a sterilized water containing a large amount of hydroxide ions, if a device that can easily be generated can be combined.
  • a device for producing hydrogen water and sterilized water which has two electrodes, an electrolyzing part for electrolyzing water, a water introducing path to the electrolyzing part, and a switching mechanism for switching between positive and negative of the electrodes.
  • an ion exchange membrane disposed between the two electrodes the electrode is an electrode having a through hole, the water introduction path contacts only one of the electrodes from the outside of the electrolysis section,
  • a hydrogen water and sterilizing water generator for generating hydrogen water and sterilizing water in the same path by switching the positive and negative of the electrode during electrolysis by the switching mechanism.
  • the electrolysis unit has a storage container for storing water, has a structure in which the electrolysis unit communicates with the inside of the storage container, and water in the storage container is introduced into the electrolysis unit.
  • the water in the storage container is changed to hydrogen water, sterilized water, or a mixed water of hydrogen water and sterilized water by the above method.
  • the inside of the storage container is provided with an opening to which a mouth of the storage container for storing water is removably attached, and the electrolysis section communicates with the opening and the storage container is attached to the opening.
  • the hydrogen water and sterilizing water generator according to (1) above (4) The hydrogen according to any one of the above (1) to (3), characterized in that an ion exchange membrane arranged between two electrodes is sandwiched so as to be in contact with the two electrodes. Water and sterilizing water generator. (5) The hydrogen water and sterilizing water generator according to any one of (1) to (4) above, wherein the width of the through hole of the electrode is 0.1 to 3 mm.
  • a method for producing a mixed water of hydrogen water and sterilized water in which hydrogen water and sterilized water are alternately generated along the same path and mixed to produce hydrogen water and sterilized water mixed water.
  • the method for producing mixed water of hydrogen water and sterilized water according to the above (6) which uses the apparatus for producing hydrogen water and sterilized water according to any one of the above (1) to (5).
  • the hydrogen water and sterilizing water generator according to the above (2) which is an electric pot equipped with a water heating mechanism.
  • a device for producing hydrogen water and sterilized water which has at least two electrodes and electrolyzes water to electrolyze, introduces water into the electrolyzer, and switches between positive and negative of the electrodes.
  • a hydrogen water and sterilizing water generator comprising a switching mechanism, wherein hydrogen water and sterilizing water are generated in the same path by switching the positive and negative of the electrode during electrolysis by the switching mechanism.
  • the electrolysis unit has a storage container for storing water, has a structure in which the electrolysis unit communicates with the inside of the storage container, and water in the storage container is introduced into the electrolysis unit.
  • the water in the storage container is changed to hydrogen water, sterilized water, or a mixed water of hydrogen water and sterilized water by the above method.
  • the inside of the storage container is provided with an opening to which a mouth of the storage container for storing water is removably attached, and the electrolysis section communicates with the opening and the storage container is attached to the opening.
  • the electrolysis section has two electrodes, the water introduction path to the electrolysis section contacts only one of the electrodes from the outside of the electrolysis section, and the electrode to which the water introduction path contacts is The hydrogen water and sterilizing water generator according to any one of (1) to (3) above, which is an electrode having a through hole.
  • the positive and negative of the electrodes are switched to alternately generate hydrogen water and sterilized water in the same path, and mix them to generate hydrogen.
  • a method for producing mixed water of hydrogen water and sterilized water which produces mixed water of water and sterilized water.
  • the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention can generate hydrogen water and sterilizing water by a single device by electrolysis, and can generate hydrogen water and sterilizing water through the same route. Therefore, the structure is simple, hydrogen water and sterilizing water can be produced by a simple operation, and further hydrogen water and sterilizing water can be easily mixed. Further, for example, by providing a storage container having a pot shape or the like, the water charged into the storage container can be changed to hydrogen water, sterilized water, or mixed water of hydrogen water and sterilized water. By making the storage container detachably attached, for example, the water in the reusable storage container such as a baby bottle and a PET bottle is changed to hydrogen water, sterilized water, or a mixed water of hydrogen water and sterilized water. be able to.
  • the inside of the container can be sterilized after drinking the hydrogen water. Furthermore, it can be used on the go because it has a portable and compact structure. Further, according to the production apparatus and the production method of the present invention, hydrogen water and sterilizing water can be produced alternately, so that it is possible to sterilize a pipe or a storage tank that carries the hydrogen water produced by the production apparatus of the present invention. The occurrence of slag can be prevented. Further, according to the production apparatus and the production method of the present invention, hydrogen water and sterilized water can be produced in the same route, so that mixed water of hydrogen water and sterilized water can be easily produced, and the produced mixed water is hydrogen water. When the ratio of sterilized water is high, it has the function of hydrogen water, but it can prevent the occurrence of slag due to long-term use of the transport pipe and storage tank. Thus, fine particles can be removed or washed.
  • FIG. 1A is a schematic diagram (cross-sectional view) showing an embodiment of the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention.
  • FIG. 1 (b) is a view of an example of the electrodes in the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention as seen from above.
  • FIG. 2A is a schematic view (cross-sectional view) showing an embodiment of the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention including a container.
  • FIG. 2B is a schematic view (cross-sectional view) of an apparatus in which a heating mechanism is added to the hydrogen water and sterilizing water generator of FIG. 2A.
  • FIG. 3 is a schematic view (cross-sectional view) showing an embodiment of the hydrogen water and sterilizing water production apparatus of the present invention, which is provided with an opening through which a container can be attached and detached.
  • FIGS. 4A to 4C are schematic views (cross-sectional views) showing a state in which the hydrogen water and sterilizing water generator of FIG. 3 is attached to a container.
  • 5A and 5B are schematic views (cross-sectional views) showing how the nipple is sterilized when the container is a baby bottle.
  • FIG. 6A is a schematic diagram (cross-sectional view) showing a state in which the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention is covered with a lid.
  • FIG.6 (b) is a schematic diagram (cross section) which shows the state which put the nipple on the said lid.
  • the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention includes an electrolyzing part having at least two electrodes for electrolyzing water, a water introducing path to the electrolyzing part, and a switching mechanism for switching positive and negative of the electrodes.
  • the apparatus is characterized in that the switching mechanism switches between positive and negative of the electrode during electrolysis to generate hydrogen water and sterilized water through the same path.
  • Producing in the same path means that raw material water (water before electrolysis) flows into the electrolysis section through the introduction path to the electrolysis section, is electrolyzed to generate hydrogen water, and the generated hydrogen water is converted into electricity.
  • the water discharged from the decomposition part and the raw material water flow into the electrolysis part through the introduction path to the electrolysis part and are electrolyzed to generate sterilizing water. Indicates the same as the route discharged from the electrolysis section.
  • the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention has an electrolyzing part having two electrodes for electrolyzing water, a water introducing path to the electrolyzing part, a switching mechanism for switching positive and negative of the electrodes, And an ion exchange membrane disposed between the two electrodes, wherein the electrode is an electrode having a through hole, the water introduction path is in contact with only one of the electrodes from the outside of the electrolysis section, It is characterized in that the switching mechanism switches between positive and negative of the electrode during electrolysis to generate hydrogen water and sterilized water through the same path.
  • the water introduced into the electrolysis section means not only water at room temperature but also so-called cold water or hot water, which is water in a liquid state with a water temperature of 0 to 100 ° C., tap water, natural water, Includes water that people can normally drink as beverages, such as distilled water, ion-exchanged water, and water treated with a reverse osmosis membrane.
  • cold water or hot water which is water in a liquid state with a water temperature of 0 to 100 ° C., tap water, natural water, Includes water that people can normally drink as beverages, such as distilled water, ion-exchanged water, and water treated with a reverse osmosis membrane.
  • the generator of the present invention has a switching mechanism for switching the positive / negative of the electrode, the positive / negative of the electrode is changed by this switching mechanism.
  • the electrodes in the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention are not particularly limited, and examples of the material thereof include a titanium plate, a platinum plate, and a platinum-plated
  • FIG. 1A is a schematic diagram showing an embodiment of the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention.
  • the electrolyzer 10 of the hydrogen water / sterilized water generator 1 has an electrode (A) 11, an electrode (B) 12, and an ion exchange membrane 15.
  • the electrode (A) 11 and the electrode (B) 12 are electrode plates having porous through holes as shown in FIG. 1 (b).
  • the ion exchange membrane 15 is a cation exchange membrane, and is in contact with the electrode (B) 12 in FIG.
  • the electrolyzing unit 10 includes two electrodes (electrode (A) 11 and electrode (B) 12) and an ion exchange membrane arranged between the two electrodes.
  • the water introduction path 16 to the electrolysis part 10 is in contact with only one of the electrodes (only the electrode (A) 11) from the outside of the electrolysis part 10 and the other electrode (the electrode (B) 12) is There is no water inlet.
  • the electrode (A) 11 in contact with the water introduction path 16 is an electrode having a through hole.
  • the electrolysis section 10 has a structure in which water does not leak to the side surface from the electrode (A) 11, the electrode (B) 12, the ion exchange membrane 15 and the gap between the electrodes.
  • the water introduced into the through hole of A) 11 is arranged so as to prevent it from directly reaching the other electrode (B) 12.
  • a wall portion surrounding the electrode (A) 11 and the ion exchange membrane 15 and the electrode (B) 12 is provided.
  • the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention like the hydrogen water and sterilizing water generator 1, only needs to include at least two electrodes and an ion exchange membrane arranged between the two electrodes. Other electrodes may be provided, or two or more electrodes and a plurality of sets of ion exchange membranes arranged therebetween may be provided as long as the effects of the invention are exhibited.
  • the electrode plate having the through-hole porosity is not particularly limited, and examples thereof include a metal plate having a large number of punched holes, a mesh metal plate such as expanded metal, a lattice metal plate, and a vertical or horizontal slit shape. A metal plate, a metal plate formed of metal fibers, or the like can be used.
  • the size of the electrode plate is not particularly limited, examples of the thickness thereof include a range of 0.3 to 3 mm, a range of 0.3 to 2.5 mm, and a range of 0.4 to 2.3 mm.
  • the type and size of the ion exchange membrane are not particularly limited, but for example, an ion exchange membrane in which an ion exchange group such as a sulfonic acid group or a quaternary ammonium group is introduced into a base material such as styrene, Nafion (Nafion (registered trademark) ) And other fluorine-based ion exchange membranes, and may be cation exchange membranes or anion exchange membranes.
  • the thickness is, for example, in the range of 0.1 to 0.7 mm, or 0.1 to 0.5 mm. A range, a range of 0.1 to 0.3 mm and the like can be mentioned.
  • the hydrogen water and sterilizing water generator 1 of the present invention includes a switching mechanism (not shown) that switches between positive and negative electrodes.
  • a switching mechanism a conventionally known mechanism such as an electrode inversion circuit can be appropriately used.
  • the switching mechanism switches between positive and negative of the electrode (A) 11 and the electrode (B) 12 to make the electrode (A) 11 a positive electrode (plus electrode) and the electrode (B) 12 Negative electrode (negative electrode).
  • the water that has flowed through the water introduction path 16 to the electrolysis unit 10 flows into the electrolysis unit through the through hole 13 of the electrode (A) 11 and is electrolyzed, so that hydroxide ions generated by the electrolysis are generated.
  • the pipe and the storage tank can be sterilized and the occurrence of slag can be prevented. Therefore, when the apparatus 1 of the present invention is used in a stationary hydrogen water generator having a storage tank, cleaning of the storage tank or pipe is unnecessary or the frequency thereof can be reduced.
  • a mixture of hydrogen water and sterilized water can be generated in the storage tank by switching the generation of hydrogen water and sterilized water at regular intervals.
  • the mixed water is generated by, for example, calculating the ratio of the generation time of hydrogen water and the generation time of sterilized water, or the ratio of the amount of water treated for hydrogen water generation and the amount of water treated for sterilization water generation to 97 : 3 to 3:97.
  • the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention is provided with a water introduction path so that water is supplied to only one of the two electrodes, and only the gasified gas is discharged from the other electrode. Therefore, only the target electrolyzed water (hydrogen water or sterilized water) can be obtained. Therefore, it is not necessary to supply unnecessary water to obtain the desired electrolyzed water, and electrolyzed water different from the purpose is not discharged. Therefore, there is no need for a structure or operation for supplying and discharging excess water, and the structure and operation of the device are simplified.
  • the use environment is not limited. This property is particularly suitable for portable devices, household devices, etc. used in environments where water supply and drainage treatment are not easy (outdoors, rooms away from water, etc.).
  • the width of the through hole of the electrode is preferably small, preferably 0.1 to 3 mm, and more preferably 0.1 to 2 mm.
  • the porosity of the electrode is preferably 35 to 75%, more preferably 40 to 70%.
  • supplying water to both electrodes increases the efficiency of electrolysis and promotes ionization.
  • only one electrode is used.
  • the width of the through-hole means that when a figure in the shape of the opening of the through-hole is placed between two parallel straight lines so that the figure touches each straight line, the two straight lines Is the length of the above-mentioned interval when it becomes the minimum.
  • the shape of the opening is not particularly limited, and examples thereof include a polygon such as a circle, an ellipse, a triangle, and a rectangle, an amorphous shape, and a slit shape.
  • the length of the through hole of the electrode may be, for example, 0.1 to 7 mm, 0.1 to 6 mm, or the like.
  • the length of the through hole means that when a figure in the shape of the opening of the through hole is placed between two parallel straight lines so that the figure touches each straight line, the two straight lines Is the length of the above-mentioned interval when the interval becomes maximum.
  • the porosity is the ratio of the total surface area of the pores to the total surface area of the electrodes (total surface area of the pores / total surface area of the electrode).
  • FIG. 2A is a schematic diagram showing an example of the embodiment of the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention.
  • the electrolyzer 20 of the hydrogen water / sterilized water generator 2 has an electrode (A) 21, an electrode (B) 22, and an ion exchange membrane 25.
  • the electrode (A) 21 and the electrode (B) 22 are porous electrode plates and the structure thereof, the ion exchange membrane 25 is a cation exchange membrane, and the electrode (A) 21 and the electrode (B) 22 are ion exchanged.
  • the relationship between the membrane 25 and the water introduction path, the point that a conventionally known mechanism can be appropriately used as a switching mechanism, and the point that an anion exchange membrane can also be used are the hydrogen water and sterilizing water generator 1 of FIG. It is similar to the case.
  • the hydrogen water / sterilized water generator 2 includes a container 28, and the electrolyzer 20 communicates with the container 28. When water is put in the container 28, a part of the water is introduced into the electrolysis unit 20.
  • the introduction path 26 is a part of the storage container 28.
  • the electrode (A) 21 as a negative electrode (minus electrode) and the electrode (B) 22 as a positive electrode (plus electrode)
  • the water introduced into the electrolysis unit 20 is electrolyzed.
  • the generated hydrogen ions (H + ) are attracted toward the electrode (A) 21, become hydrogen molecules and pass through the through holes of the electrode (A) 21 and are dissolved in water in the container 28.
  • the water in the container 28 can be changed to hydrogen water.
  • Ozone gas (O 3 ) is discharged to the gas discharge path 27 from the through hole of the electrode (B) 22.
  • One of the gas discharge paths 27 communicates with the through hole of the electrode (B) 22 on the side not in contact with the water introduction path, and the other communicates with the outside of the hydrogen water and sterilizing water generator 2,
  • the gas generated at the electrode (B) 22 can be released to the outside of the hydrogen water and sterilizing water generator 2.
  • the storage container 28 may include a lid.
  • water is put in the container 28, and the switching mechanism switches between positive and negative of the electrode (A) 21 and the electrode (B) 22 to make the electrode (A) 21 a positive electrode (plus electrode) and the electrode (B) 22.
  • the negative electrode (negative electrode) is used, hydroxide ions (OH ⁇ ) generated by electrolysis are attracted toward the electrode (A) 21 and diffuse into the housing container 28 through the through hole.
  • the water in the container 28 can be changed to sterilized water containing a large amount of hydroxide ions (OH ⁇ ).
  • a mixed water of hydrogen water and sterilizing water can be generated.
  • the mixed water thus generated contains a large amount of hydrogen and hydroxide ions.
  • the hydrogen water generated in the storage container 28 can be used for drinking, and the sterilized water generated in the storage container 28 is, for example, food such as vegetables or various containers for storing beverages, foods, or the like. Can be used for sterilization.
  • the object may be immersed in the container 28 in which the sterilized water is contained, or the sterilized water in the container 28 may be applied to the object.
  • the power supply mechanism 29 is provided separately from the main body part including the container 28 and the electrolysis part 20, and the main body part is connected to the power supply mechanism 29.
  • the electrodes (A) 21 and (B) 22 of the electrolysis unit 20 are energized via the power supply mechanism 29, and electrolysis can be performed.
  • the power supply mechanism may be capable of accommodating a battery such as a dry battery or a storage battery in the main body, or may be directly supplied with power from a household outlet. Since the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention can generate hydrogen water or sterilizing water by electrolysis even at a low voltage of 5 to 15 V, it is necessary to store a storage battery in the main body and supply power by USB to boost the voltage.
  • the thickness of the electrode is preferably 0.3 to 1 mm, more preferably 0.3 to 0.7 mm, still more preferably 0.4 to 0.6 mm.
  • FIG. 2B is a diagram showing a hydrogen water and sterilizing water generator 2 ′ provided with a heating plate H below the electrolysis section 20 as a water heating mechanism.
  • a heat retaining mechanism may be further provided.
  • water is put in the container 28, the hot water is first boiled by the water heating mechanism, and then the electric power to the water heating mechanism is turned off, and then the above-described operation of hydrogen water generation is performed.
  • the hot water can be hydrogen water.
  • the ion exchange membrane 25 that can withstand the temperature of the hot water is used.
  • the thickness of the electrode is preferably 1.5 to 2.5 mm, more preferably 1.7 to 2.2 mm.
  • Hydrogen water or sterilized water can be generated at a voltage of 5 to 15V, but in the case of an electric pot, the voltage may be further increased to 5 to 24V for heating by a heater.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of the embodiment of the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention.
  • the electrolyzer 30 of the hydrogen water / sterilized water generator 3 has an electrode (A) 31, an electrode (B) 32, and an ion exchange membrane 35.
  • the electrode (A) 31 and the electrode (B) 32 are porous electrode plates and their structures, the ion exchange membrane 35 is a cation exchange membrane, and the electrode (A) 31 and the electrode (B) 32 are ion-exchanged.
  • the relationship between the membrane 35 and the water introduction path, the conventionally known mechanism as a switching mechanism can be appropriately used, and the anion exchange membrane can also be used, because the hydrogen water and sterilizing water generator 1 of FIG. It is similar to the case.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which the hydrogen water and sterilizing water generator of FIG. 3 is attached to a container.
  • the hydrogen water / sterilized water generator 3 has an opening 36 to which a mouth 40 of a storage container 38 is detachably attached, the opening 36 communicates with the electrolysis section 30, and the storage container 38 is attached to the opening 36. Sometimes, the water in the storage container 38 is introduced into the electrolysis unit 30. In this embodiment, the opening 36 serves as an introduction path.
  • a conventionally known structure can be used as the structure for attaching and detaching the mouth portion 40 and the opening portion 36. For example, a structure in which a screw portion and a portion for receiving the screw portion are formed and screwed together, one is fitted to the other. A structure etc. can be mentioned.
  • the container (38) is filled with water and attached to the opening (36).
  • the electrode (A) 31 is the negative electrode (minus electrode)
  • the electrode (B) 32 is the positive electrode (plus electrode)
  • the voltage is When applied, the water introduced into the electrolysis section 30 through the through hole of the electrode (A) 31 is electrolyzed.
  • the generated hydrogen ions (H + ) are attracted toward the electrode (A) 31, become hydrogen molecules, pass through the through holes of the electrode (A) 31, and are dissolved in water in the container 38.
  • Ozone gas (O 3 ) is discharged to the gas discharge path 37 from the through hole of the electrode (B) 32.
  • One of the gas discharge paths 37 is in communication with the through hole of the electrode (B) 32 on the side not in contact with the water introduction path, and the other is in communication with the outside of the hydrogen water and sterilizing water generator 3.
  • the gas generated at the electrode (B) 32 can be released to the outside of the hydrogen water and sterilizing water generator 3.
  • the container 38 filled with water is attached to the opening 36, and the switching mechanism switches between positive and negative of the electrode (A) 31 and the electrode (B) 32 to make the electrode (A) 31 a positive electrode (plus electrode),
  • (B) 32 is a negative electrode (minus electrode)
  • hydroxide ions (OH ⁇ ) generated by electrolysis are attracted toward the electrode (A) 31 and diffuse into the container 38 through the through hole.
  • the water in the container 38 can be changed to sterilized water containing a large amount of hydroxide ions (OH ⁇ ).
  • hydrogen water is generated in the storage container 38 and the above operation of generating sterilizing water is performed, mixed water of hydrogen water and sterilizing water can be generated.
  • the mixed water thus generated contains a large amount of hydrogen and hydroxide ions.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing a state in which the hydrogen water and sterilizing water generator 3 is attached to the storage container 38. Water is put in the container 38 and placed on the desk with the mouth 40 facing upward.
  • FIG. 4A shows the state.
  • the hydrogen water and sterilizing water generator 3 is attached to the container 38 by engaging the screw portions of the mouth portion and the opening portion with each other as shown in FIG. 4B.
  • the storage container 38 to which the hydrogen water and the sterilizing water generator 3 is attached is turned upside down as shown in FIG.
  • the water in the container 38 is introduced into the hydrogen water and the electrolysis unit 30 of the sterilizing water generator 3, and thus is electrolyzed as described above to make the water in the container 38 hydrogen water. ..
  • the container 38 is turned upside down again, the hydrogen water and the sterilizing water generator 3 are removed, and the hydrogen water in the container 38 is used for drinking.
  • Sterilized water or mixed water of hydrogen water and sterilized water can be generated by the same operation.
  • the hydrogen water and sterilizing water generator 3 can also be used as a portable device in which the container 38 is detachable, and if the container 38 is a PET bottle, the water in the PET bottle is hydrogen water or sterilizing water. be able to.
  • the container 38 is not particularly limited, but examples thereof include a baby bottle and a PET bottle.
  • a baby bottle hot water is put in the baby bottle which is the container 38.
  • the baby bottle is inverted and electrolyzed so that the hot water in the baby bottle becomes hydrogen water.
  • the baby bottle is turned upside down again, the hydrogen water and the sterilizing water generator 3 are removed, and the powdered milk is put into the hot water in the baby bottle to melt it, and the temperature is adjusted to prepare milk for feeding.
  • FIG. 5A is a diagram showing a state in which the nipple 42 is attached to the baby bottle by the cap 41.
  • the inside of the nipple can be immersed in the sterilized water by inverting the bottle, and the inner surface of the baby bottle can be sterilized.
  • FIG. 5 (b) if the baby bottle is filled with sterilizing water and the nipple 42 is turned upside down and inserted into the mouth of the baby bottle, the outside of the nipple can be immersed in the sterilizing water, and the outer surface of the baby bottle can be sterilized. You can
  • FIG. 6A is a diagram showing a state in which the lid 43 is attached to the hydrogen water and sterilizing water generator 3. By attaching the lid 43 in this way, the electrolyzer 30 can be protected when the hydrogen water and sterilizing water generator 3 is not used.
  • FIG. 6 (b) shows that the lid 43 is used as a table on which a nipple is placed when hydrogen water, sterilized water or a mixed water of hydrogen water and sterilized water is generated in a baby bottle using the hydrogen water and sterilized water generator 3. It is the figure which showed the example to utilize. By doing this, the nipple can be kept clean.
  • Hydrogen water, sterilizing water, and hydrogen water are prepared by using the hydrogen water / sterilizing water generator 1 shown in FIG. 1 that satisfies the electrode thickness, the through hole width, and the porosity as described in the above paragraphs [0012] and [0013]. And mixed water of sterilized water were generated respectively.
  • Tables 1 to 3 show the results obtained by passing the water treated with the reverse osmosis membrane through the water introduction passage 16. Table 1 shows the results when hydrogen water was produced, Table 2 shows the results when sterilized water was produced, and Table 3 shows the results when mixed water was produced.
  • Hydrogen water is generated by passing 500 mL of water treated with a reverse osmosis membrane through the water introduction passage 16 using the electrode (A) 11 of the hydrogen water and sterilizing water generator 1 as a negative electrode and the electrode (B) 12 as a positive electrode. Then, electrolysis treatment was performed. At this time, the voltage applied to both electrodes was 13 V and the current was 4 A. Table 1 shows the results of measuring the produced water after the electrolysis treatment. Next, by switching the positive and negative of the electrode (A) 11 and the electrode (B) 12, the electrode (A) 11 is used as a positive electrode, the electrode (B) 12 is used as a negative electrode, and water treated with a reverse osmosis membrane is introduced into the water introduction passage 16.
  • An electrolysis treatment was performed by passing 500 mL of water. At this time, the voltage applied to both electrodes was 14V and the current was 4A. Table 2 shows the results of measuring the water produced after the electrolysis treatment.
  • the mixed water is produced by using the electrode (A) 11 of the sterilizing water generator 1 as a negative electrode and the electrode (B) 12 as a positive electrode, and passing 450 mL of water treated with the reverse osmosis membrane through the water introduction passage 16, The positive and negative electrodes of the electrode (A) 11 and the electrode (B) 12 are switched to each other, and the electrode (A) 11 is used as a positive electrode and the electrode (B) 12 is used as a negative electrode.
  • the pH decreased and the redox potential increased, as shown in Table 2.
  • the mixed water of hydrogen water: sterilized water of 9: 1 showed a decrease in hydrogen water concentration and an increase in oxidation-reduction potential as compared with those containing no sterilized water. It was enough to use.
  • the mixed water of hydrogen water: sterilized water 1: 9 the hydrogen water concentration was increased, the redox potential was lowered and the pH was increased, as compared with the case where hydrogen water was not contained.
  • the hydrogen water and sterilizing water generator of the present invention can be suitably used in the field of drinking hydrogen water and various fields of using sterilizing water.
  • it can be suitably applied to a portable hydrogen water generator, a hydrogen water production server, an electric pot, a PET bottle, a baby bottle, and the like.

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Abstract

本発明は、電気分解により水素水及び殺菌水を生成する水素水及び殺菌水生成装置に関する。少なくとも２つの電極を有して水を電気分解する電気分解部、前記電気分解部への水の導入路、及び前記電極の正負を切り替える切替機構を備え、前記切替機構により電気分解時における前記電極の正負を切り替えることにより、水素水と殺菌水を同じ経路で生成する、水素水及び殺菌水生成装置である。

Description

水素水及び殺菌水生成装置
　本発明は、電気分解により水素水及び殺菌水を生成する水素水及び殺菌水生成装置、水素水と殺菌水の混合水の生成方法及び前記生成装置と哺乳瓶のセットに関する。
　近年、水素水に含まれる水素に体内の活性酸素を除去する働きがあることが分かってきており、水素をより多く溶解させた水を生成し利用することが試みられてきた。その結果、水素水への需要は高まってきており、簡易に水素水を利用できる方法や装置が求められている（特許文献１）。一方で、近年の衛生に関する意識の向上から、飲料や食料、これらを収容する収容容器等の殺菌への要望が増加している。殺菌への要望は、これらの製造過程においてはもちろんであるが、近年、日頃食する飲料や食料、使用する容器、調理用品等を家庭や個人で殺菌することへの要望が強まっている。対象としては、例えば、野菜等の食品、ペットボトル、哺乳瓶、水筒等の再利用可能な容器、食器、まな板等の調理用品などが挙げられ、それ以外にも携帯型水素水生成装置や湯沸かしポットなど、その対象は多岐にわたっている。しかしながら、従来、家庭や個人で簡易に殺菌を行える方法や装置は提供されていなかった。
　例えば、家庭において殺菌することが必要となる哺乳瓶についてみると、残留したミルクには菌が繁殖しやすいので菌が乳児の口に入るのを防ぐため、哺乳瓶については煮沸消毒、薬液消毒、電子レンジ消毒の３種類の方法が現在使用されている。煮沸消毒は、哺乳瓶が浸かる深さの鍋に湯を沸かし、沸いた湯に哺乳瓶を一定時間浸漬させる方法、薬液消毒は、薬液を調製するための容器に所定量の水と薬液を投入して薬液を調製し、調製した薬液中に哺乳瓶を一定時間浸漬させる方法、電子レンジ消毒は、電子レンジ消毒用の専用容器に少量の水と哺乳瓶を入れて一定時間電子レンジにかける方法である（特許文献２）。しかし、いずれも専用の大きな容器が必要となり、更に煮沸消毒では湯を沸かすコンロが、電子レンジ消毒では電子レンジが必要である。そのため、これらの消毒方法を簡易に実施することはできなかった。特に、外出時に、大きな容器を携帯することは容易でなく、外出先でコンロや電子レンジを使用するのも容易でないため、外出先で哺乳瓶を消毒することは難しかった。このような状況下、乳児を抱えた親は、外出時には一度使用した哺乳瓶を再度使用することができないため、複数の哺乳瓶を携帯する必要があった。
　また、哺乳瓶に限らず、例えばペットボトルに飲料を入れて携帯し、中身の飲料を飲み終わった後のペットボトルを再度利用する場合も、特に夏季には菌が繁殖しやすく、季節や中身によっては殺菌した方が望ましい場合もあるが、このような場合に簡易にペットボトル等の容器を殺菌できる方法は提案されていなかった。また、調理前の野菜を家庭で簡易に殺菌できる方法や、食器やまな板等の調理用品を家庭で簡易に殺菌できる方法も提案されていなかった。さらに、電気ポットや保温ポットにおいても、沸かした湯を放置した場合、湯の保温中、長期間の使用等により菌が繁殖する懸念があるが、これらを簡易に殺菌できる方法は提案されていなかった。また、水素水生成装置として携帯型の水素水生成装置が利用されているが、水素水を生成する機能しかなく、殺菌水を生成する装置は提案されていなかった。
特開平１０－２９６２６２号公報 特開２００７－０６１４５３号公報
　本発明は、上記問題点を解決するものであり、水素水と殺菌効果のある殺菌水を簡易に生成でき、操作が容易な装置を提供することを課題とする。また、携帯が可能な前記装置を提供することを課題とする。
発明を解決するための手段
　本発明者らは、これまで長年、水素水の生成装置や利用方法等の水素水に関する開発を行ってきた。その開発を行っている中で、水素水の生成時に生成する水酸化物イオンの殺菌効果に着目した。従来、塩を添加した水を電気分解して、アルカリ性の強い電解水と酸性の強い電解水を生成することは行われてきたが、これらの方法は水素水を生成するものではなかった。これまで、水素水と殺菌水を組み合わせるとの発想はなかったが、本発明者らは、水素水と共に、水酸化物イオンを多く含む殺菌水を簡易に生成できる装置が開発できれば、両者を組み合わせて利用することにより、水素水の利用範囲が広がり、また水酸化物イオンを含む殺菌水の利用が広がると考え、検討を進めた。そうしたところ、電気分解に使用する電極の正負を逆転させることにより水素水と殺菌水の生成を切り替え、水素水と殺菌水を同じ経路で生成することにより、構造が簡易で、操作も容易であり、必要に応じて水素水や殺菌水を簡易に生成できる装置が実現できることを見いだした。また、この装置によれば、水素水と殺菌水を別々に生成するだけでなく、水素水と殺菌水を混合した混合水を生成できることを見いだした。本発明は、こうして完成したものである。
　すなわち、本発明は以下に示す事項により特定されるものである。
（１）水素水及び殺菌水の生成装置であって、２つの電極を有して水を電気分解する電気分解部、前記電気分解部への水の導入路、前記電極の正負を切り替える切替機構、及び前記２つの電極の間に配置されたイオン交換膜を備え、前記電極は貫通孔を有する電極であり、前記水の導入路は前記電気分解部の外側から前記電極の一方のみに接し、前記切替機構により電気分解時における前記電極の正負を切り替えることにより、水素水と殺菌水を同じ経路で生成する、水素水及び殺菌水生成装置。
（２）水を収容する収容容器を備え、電気分解部が前記収容容器内と連通し、前記収容容器内の水が電気分解部に導入される構造を有し、導入された水の電気分解により前記収容容器内の水を、水素水、殺菌水又は水素水と殺菌水の混合水に変えることを特徴とする上記（１）記載の水素水及び殺菌水生成装置。
（３）水を収容する収容容器の口部が着脱自在に取り付けられる開口部を備え、電気分解部が前記開口部と連通し、前記収容容器を前記開口部に取り付けたときに前記収容容器内の水が電気分解部に導入される構造を有し、導入された水の電気分解により前記収容容器内の水を、水素水、殺菌水又は水素水と殺菌水の混合水に変えることを特徴とする上記（１）記載の水素水及び殺菌水生成装置。
（４）２つの電極の間に配置されたイオン交換膜が、前記２つの電極に接するように挟まれて配置されたことを特徴とする上記（１）～（３）のいずれか記載の水素水及び殺菌水生成装置。
（５）電極の貫通孔の幅が０．１～３ｍｍであることを特徴とする上記（１）～（４）のいずれか記載の水素水及び殺菌水生成装置。
（６）２つの電極及び前記２つの電極の間に配置されたイオン交換膜を備える水の電気分解部に、一方の電極側からのみ水を導入しながら、前記電極の正負を切り替えることにより、同じ経路で水素水と殺菌水を交互に生成し、これを混合して水素水と殺菌水の混合水を生成する、水素水と殺菌水の混合水の生成方法。
（７）上記（１）～（５）のいずれか記載の水素水及び殺菌水の生成装置を使用することを特徴とする上記（６）記載の水素水と殺菌水の混合水の生成方法。
（８）湯沸かし機構を備えた電気ポットであることを特徴とする上記（２）記載の水素水及び殺菌水生成装置。
（９）収容容器が哺乳瓶であることを特徴とする上記（３）記載の水素水及び殺菌水生成装置。
（１０）哺乳瓶及び上記（９）記載の水素水及び殺菌水生成装置を備える哺乳瓶と水素水及び殺菌水生成装置のキット。
また、本発明は以下に示す事項により特定されるものである。
（１）水素水及び殺菌水の生成装置であって、少なくとも２つの電極を有して水を電気分解する電気分解部、前記電気分解部への水の導入路、及び前記電極の正負を切り替える切替機構を備え、前記切替機構により電気分解時における前記電極の正負を切り替えることにより、水素水と殺菌水を同じ経路で生成する、水素水及び殺菌水生成装置。
（２）水を収容する収容容器を備え、電気分解部が前記収容容器内と連通し、前記収容容器内の水が電気分解部に導入される構造を有し、導入された水の電気分解により前記収容容器内の水を、水素水、殺菌水又は水素水と殺菌水の混合水に変えることを特徴とする上記（１）記載の水素水及び殺菌水生成装置。
（３）水を収容する収容容器の口部が着脱自在に取り付けられる開口部を備え、電気分解部が前記開口部と連通し、前記収容容器を前記開口部に取り付けたときに前記収容容器内の水が電気分解部に導入される構造を有し、導入された水の電気分解により前記収容容器内の水を、水素水、殺菌水又は水素水と殺菌水の混合水に変えることを特徴とする上記（１）記載の水素水及び殺菌水生成装置。
（４）電気分解部が二つの電極を有し、前記電気分解部への水の導入路は前記電気分解部の外側から前記電極の一方のみに接し、水の導入路が接した前記電極は貫通孔を有する電極であることを特徴とする上記（１）～（３）のいずれか記載の水素水及び殺菌水生成装置。
（５）少なくとも２つの電極を有する水の電気分解部に水を導入しながら、前記電極の正負を切り替えることにより、同じ経路で水素水と殺菌水を交互に生成し、これを混合して水素水と殺菌水の混合水を生成する、水素水と殺菌水の混合水の生成方法。
（６）上記（１）～（４）のいずれか記載の水素水及び殺菌水の生成装置を使用することを特徴とする上記（５）記載の水素水と殺菌水の混合水の生成方法。
（７）湯沸かし機構を備えた電気ポットであることを特徴とする上記（２）記載の水素水及び殺菌水生成装置。
（８）収容容器が哺乳瓶であることを特徴とする上記（３）記載の水素水及び殺菌水生成装置。
（９）哺乳瓶及び上記（８）記載の水素水及び殺菌水生成装置を備える哺乳瓶と水素水及び殺菌水生成装置のキット。
　本発明の水素水及び殺菌水生成装置は、電気分解により一つの装置で水素水と殺菌水を生成することができ、しかも水素水と殺菌水を同じ経路で生成できる。そのため、構造が簡易であり、簡単な操作で水素水と殺菌水を製造することができ、更に水素水と殺菌水を簡易に混合することができる。また、例えば、ポット形状等の収容容器を備えることにより、収容容器に投入した水を水素水、殺菌水又は水素水と殺菌水の混合水に変えることができる。収容容器を着脱自在に取り付けられる構造とすることにより、例えば、哺乳瓶、ペットボトル等の再利用可能な収容容器中の水を、水素水、殺菌水又は水素水と殺菌水の混合水に変えることができる。これにより、水素水を飲み終わった後に、収容容器内を殺菌することができる。さらに携帯可能な小型の構造と出来るため、外出先でも使用できる。また、本発明の生成装置及び生成方法によれば、水素水と殺菌水を交互に生成できるので、本発明の生成装置で生成された水素水を搬送するパイプや貯蔵タンクを殺菌することができノロの発生を防止できる。また、本発明の生成装置及び生成方法によれば、水素水と殺菌水を同じ経路で生成できるので水素水と殺菌水の混合水を容易に製造でき、こうして製造された混合水は、水素水の割合が多い場合は、水素水としての作用を有しながら、搬送パイプや貯蔵タンクの長期間の使用によるノロの発生を防止でき、殺菌水の割合が多い場合は、水素水が含まれることにより、微粒子の除去あるいは洗浄ができる。
図１（ａ）は、本発明の水素水及び殺菌水生成装置の一実施形態を示す模式図（断面図）である。図１（ｂ）は、本発明の水素水及び殺菌水生成装置における電極の例を上から見た図である。 図２（ａ）は、収容容器を備えた本発明の水素水及び殺菌水生成装置の一実施形態を示す模式図（断面図）である。図２（ｂ）は、図２（ａ）の水素水及び殺菌水生成装置に加熱機構を加えた装置の模式図（断面図）である。 図３は、収容容器が着脱可能な開口部を備えた本発明の水素水及び殺菌水生成装置の一実施形態を示す模式図（断面図）である。 図４（ａ）～（ｃ）は、図３の水素水及び殺菌水生成装置を収容容器に取り付ける状態を示す模式図（断面図）である。 図５（ａ）及び（ｂ）は、収容容器が哺乳瓶である場合に乳首を殺菌する様子を示す模式図（断面図）である。 図６（ａ）は、本発明の水素水及び殺菌水生成装置に蓋を被せた状態を示す模式図（断面図）である。図６（ｂ）は、前記蓋の上に乳首を置いた状態を示す模式図（断面図）である。
　本発明の水素水及び殺菌水生成装置は、少なくとも２つの電極を有して水を電気分解する電気分解部、前記電気分解部への水の導入路、及び前記電極の正負を切り替える切替機構を備え、前記切替機構により電気分解時における前記電極の正負を切り替えることにより、水素水と殺菌水を同じ経路で生成する装置であることを特徴とする。同じ経路で生成するとは、原料水（電気分解前の水）が電気分解部への導入路を通って電気分解部に流入し、電気分解されて水素水が生成し、生成した水素水が電気分解部から排出される経路と、原料水（電気分解前の水）が電気分解部への導入路を通って電気分解部に流入し、電気分解されて殺菌水が生成し、生成した殺菌水が電気分解部から排出される経路とが同じことを表す。また、本発明の水素水及び殺菌水生成装置は、２つの電極を有して水を電気分解する電気分解部、前記電気分解部への水の導入路、前記電極の正負を切り替える切替機構、及び前記２つの電極の間に配置されたイオン交換膜を備え、前記電極は貫通孔を有する電極であり、前記水の導入路は前記電気分解部の外側から前記電極の一方のみに接し、前記切替機構により電気分解時における前記電極の正負を切り替えることにより、水素水と殺菌水を同じ経路で生成する装置であることを特徴とする。電気分解部へ導入される水とは、常温の水のみでなく、いわゆる冷水や湯を含み、水温が０～１００℃の間の液体状態にある水のことをいい、水道水、天然水、蒸留水、イオン交換水、逆浸透膜で処理した水等の人が飲料として通常飲むことができる水を含む。通常、水を電気分解すると、各電極側から異なった種類の電解水が生成されるが、本発明の生成装置は、電極の正負を切り替える切替機構を備えるため、この切替機構により電極の正負を切り替えることにより同じ経路で水素水と殺菌水という異なった種類の水を生成することができる。本発明の水素水及び殺菌水生成装置における電極は、特に制限されず、材質としては、例えば、チタン板、白金板、チタン製白金鍍金板等を挙げることができる。
　本発明の水素水及び殺菌水生成装置を図を用いて説明する。図１（ａ）は、本発明の水素水及び殺菌水生成装置の一実施形態を示す模式図である。水素水及び殺菌水生成装置１の電気分解部１０は、電極（Ａ）１１及び電極（Ｂ）１２並びにイオン交換膜１５を有する。電極（Ａ）１１及び電極（Ｂ）１２は、図１（ｂ）に示されるように貫通孔の多孔を有する電極板である。また、イオン交換膜１５は、陽イオン交換膜であり、図１（ａ）では電極（Ｂ）１２に接し、イオン交換膜１５と電極（Ａ）１１との間に隙間があるが、イオン交換膜１５は、電極（Ａ）１１と電極（Ｂ）１２に両者と接するように挟まれていてもよい。電気分解部１０への水の導入路１６を流れてきた水は、電極（Ａ）１１の貫通孔１３を通って電気分解部に流入し電気分解される。このように、水素水及び殺菌水生成装置１は、電気分解部１０が二つの電極（電極（Ａ）１１と電極（Ｂ）１２）及び前記２つの電極の間に配置されたイオン交換膜からなり、電気分解部１０への水の導入路１６は電気分解部１０の外側から電極の一方のみ（電極（Ａ）１１のみ）に接し、他方の電極（電極（Ｂ）１２）に対しては水の導入路は設けられていない。水の導入路１６が接した電極（Ａ）１１は貫通孔を有する電極である。電気分解部１０は、電極（Ａ）１１、電極（Ｂ）１２、イオン交換膜１５及び電極間の隙間から側面に水が漏れない構造となっており、イオン交換膜１５は、一方の電極（Ａ）１１の貫通孔に導入された水が、直接他方の電極（Ｂ）１２に到達するのを妨げるように配置されている。例えば、電極（Ａ）１１及びイオン交換膜１５並びに電極（Ｂ）１２の周囲を囲む壁部を設ける、イオン交換膜１５を２つの電極に接するように挟む場合は、一方の電極（Ａ）１１の貫通孔を塞ぐ形状又は大きさのイオン交換膜を配置する等である。本発明の水素水及び殺菌水生成装置は、水素水及び殺菌水生成装置１のように、２つの電極と前記２つの電極の間に配置されたイオン交換膜を少なくとも備えていればよく、本発明の作用効果を奏する限りにおいて、他の電極を備えていてもよく、２つの電極とその間に配置されたイオン交換膜のセットを複数備えていてもよい。電極（Ａ）１１を負極（マイナス極）とし、電極（Ｂ）１２を正極（プラス極）とすると、水の電気分解により生じた水素イオン（Ｈ＋）は、電極（Ａ）１１の方に引きつけられ、水素分子となって貫通孔１３を通って導入路１６中の水に溶解する。こうして、水素水及び殺菌水生成装置１により水素水が生成される。また、電極（Ａ）１１と電極（Ｂ）１２の間にイオン交換膜１５があるため、電気分解部１０に流入した水は、電極（Ｂ）１２の下には漏れず、電極（Ｂ）１２の貫通孔１４からは、オゾンガス（Ｏ３）がガス排出路１７に排出される。ガス排出路１７の一方は、水の導入路が接しない側の電極（Ｂ）１２の貫通孔と連通しているので、電極（Ｂ）１２で発生したガスをガスの放出先に放出できる。貫通孔の多孔を有する電極板としては、特に制限されず、例えば、パンチング状の多数の孔のあいた金属板、エキスパンドメタル等のメッシュ状の金属板、格子状金属板、縦又は横のスリット状金属板、金属繊維により形成された金属板などを使用することができる。電極板の大きさは、特に制限されないが、厚みとしては例えば、０．３～３ｍｍの範囲、０．３～２．５ｍｍの範囲、０．４～２．３ｍｍの範囲等を挙げることができる。イオン交換膜の種類や大きさは、特に制限されないが、例えば、スチレン等の母材にスルホン酸基、四級アンモニウム基等のイオン交換基を導入したイオン交換膜、ナフィオン（Nafion（登録商標））等のフッ素系イオン交換膜などを挙げることができ、陽イオン交換膜でも陰イオン交換膜でもよく、厚みとしては例えば、０．１～０．７ｍｍの範囲、０．１～０．５ｍｍの範囲、０．１～０．３ｍｍの範囲等を挙げることができる。
　本発明の水素水及び殺菌水生成装置１は、電極の正負を切り替える切替機構を備える（図示せず）。切替機構は、電極反転回路等の従来公知の機構を適宜使用することができる。水素水及び殺菌水生成装置１において、前記切替機構により電極（Ａ）１１と電極（Ｂ）１２の正負を切り換えて、電極（Ａ）１１を正極（プラス極）とし、電極（Ｂ）１２を負極（マイナス極）とする。この場合、電気分解部１０への水の導入路１６を流れてきた水は、電極（Ａ）１１の貫通孔１３を通じて電気分解部に流入し電気分解され、電気分解により生じた水酸化物イオン（ＯＨ－）は、電極（Ａ）１１の方に引きつけられ、貫通孔１３を通って導入路１６中の水に移動する。こうして、水酸化物イオン（ＯＨ－）を多く含んだ殺菌水が生成される。水素水及び殺菌水生成装置１によると、水素水と殺菌水の両方が、導入路１６→電気分解部１０→導入路１６という同じ経路で生成される。また、水素水及び殺菌水生成装置１で生成された水素水が、水素水搬送用のパイプを通って貯蔵タンクに貯蔵される場合、一定時間の間隔をあけて水素水の生成から殺菌水の生成に切り替えて、殺菌水を搬送用パイプや貯蔵タンクに流すことにより、パイプや貯蔵タンクを殺菌することができ、ノロの発生を防止できる。そのため、貯蔵タンクを有する据置型の水素水生成装置に本発明の装置１を使用すると、貯蔵タンクやパイプの清掃を不要又はその頻度を減少させることができる。また、水素水と殺菌水の生成を一定時間ごとに切り替えることにより貯蔵タンク中に水素水と殺菌水の混合水を生成することができる。混合水の生成は、例えば、水素水の生成時間と殺菌水の生成時間の比、あるいは水素水生成のために処理する水と殺菌水生成のために処理する水との量の比を、９７：３～３：９７とすることができる。混合水において水素水としての作用を重視する場合は、好ましくは９７：３～７０：３０とすることができ、殺菌水としての作用を重視する場合は、３０：７０～３：９７とすることができる。本発明の水素水及び殺菌水生成装置は、２つの電極のうちの一方の電極にのみ水を供給するように水の導入路が設けられ、他方の電極からはガス化されたガスしか排出されないので、目的とする電気分解水（水素水又は殺菌水）のみを得ることができる。したがって、目的の電気分解水を得るために不要な水を供給する必要はなく、目的と異なる電気分解水も排出されない。そのため、余分な水の供給及び排出のための構造や操作の必要がなく装置の構造、操作が簡易となる。また、余分な水の供給及び排出のための環境は不要なので、使用環境は制限されない。この特性は、水の供給及び排水の処理が簡単でない環境（外出先、水回りから離れた部屋等）で使用される携帯用の装置、家庭用の装置等に特に好適である。本発明においては、電極の貫通孔の幅は小さいことが好ましく、０．１～３ｍｍであることが好ましく、０．１～２ｍｍであることがより好ましい。また、電極における孔空率は、３５～７５％が好ましく、４０～７０％がより好ましい。通常、２つの電極の間をイオン交換膜で仕切って電気分解する場合、両電極に水を供給した方が電気分解の効率が上がりイオン化が促進されるが、本発明においては、片方の電極だけへの水の供給であっても効率よく水素水又は殺菌水を生成することができる。ここで、貫通孔の幅とは、貫通孔の開口部の形状の図形を、平行な２本の直線の間に、前記図形がそれぞれの直線と接するように置いたとき、前記２本の直線の間隔が最小になるときの前記間隔の長さをいう。開口部の形状は特に制限されず、例えば、円、楕円、三角形、長方形等の多角形、不定形、スリット形状などを挙げることができる。また、電極の貫通孔の長さは、例えば、０．１～７ｍｍ、０．１～６ｍｍ等を挙げることができる。ここで、貫通孔の長さとは、貫通孔の開口部の形状の図形を、平行な２本の直線の間に、前記図形がそれぞれの直線と接するように置いたとき、前記２本の直線の間隔が最大になるときの前記間隔の長さをいう。また、孔空率とは、電極の全表面積に対する孔の全表面積の割合（孔の全表面積／電極の全表面積）のことである。電極をこのような構造にすることにより、気泡の発生や成長を防ぎながら効率よく水素を水中に溶解させることができ、また殺菌水の場合は効率よく水酸化物イオンを生成することができる。
　本発明の水素水及び殺菌水生成装置の他の実施形態は、水を収容する収容容器を備え、電気分解部が前記収容容器内と連通し、前記収容容器内の水が電気分解部に導入される構造を有し、導入された水の電気分解により前記収容容器内の水を、水素水、殺菌水又は水素水と殺菌水の混合水に変えることを特徴とする。図２（ａ）は、本発明の水素水及び殺菌水生成装置の前記実施形態の一例を示す模式図である。水素水及び殺菌水生成装置２の電気分解部２０は、電極（Ａ）２１及び電極（Ｂ）２２並びにイオン交換膜２５を有する。電極（Ａ）２１及び電極（Ｂ）２２が多孔の電極板である点及びその構造、イオン交換膜２５が陽イオン交換膜である点、電極（Ａ）２１及び電極（Ｂ）２２とイオン交換膜２５と水の導入路との関係、切替機構として従来公知の機構を適宜使用できる点、並びに陰イオン交換膜も使用できる点は、図１（ａ）の水素水及び殺菌水生成装置１の場合と同様である。水素水及び殺菌水生成装置２は収容容器２８を備え、電気分解部２０は収容容器２８と連通している。収容容器２８に水を入れると水の一部が電気分解部２０に導入される。本実施形態では導入路２６は、収容容器２８の一部となっている。収容容器２８に水を入れて、電極（Ａ）２１を負極（マイナス極）とし、電極（Ｂ）２２を正極（プラス極）として電圧を印加すると、電極（Ａ）２１の貫通孔を通って電気分解部２０に導入された水は電気分解される。生じた水素イオン（Ｈ＋）は、電極（Ａ）２１の方に引きつけられ、水素分子となって電極（Ａ）２１の貫通孔を通って収容容器２８中の水に溶解する。こうして、電気分解を一定時間続けることにより、収容容器２８中の水を水素水に変えることができる。電極（Ｂ）２２の貫通孔からは、オゾンガス（Ｏ３）がガス排出路２７に排出される。ガス排出路２７の一方は、水の導入路が接しない側の電極（Ｂ）２２の貫通孔と連通しており、他方は水素水及び殺菌水生成装置２の外部と連通しているので、電極（Ｂ）２２で発生したガスを水素水及び殺菌水生成装置２外に放出できる。また、収容容器２８は、蓋を備えていてもよい。
　また、収容容器２８に水を入れて、切替機構により電極（Ａ）２１及び電極（Ｂ）２２の正負を切り替えて、電極（Ａ）２１を正極（プラス極）とし、電極（Ｂ）２２を負極（マイナス極）とすると、電気分解により生じた水酸化物イオン（ＯＨ－）は、電極（Ａ）２１の方に引きつけられ、貫通孔を通って収容容器２８中に拡散する。こうして、電気分解を一定時間続けることにより、収容容器２８中の水を水酸化物イオン（ＯＨ－）を多く含んだ殺菌水に変えることができる。さらに、収容容器２８中に水素水を生成し、これに殺菌水を生成する上記操作を行うと、水素水と殺菌水の混合水を生成することができる。こうして生成された混合水には、水素と水酸化物イオンが多く含まれる。
　収容容器２８中に生成された水素水は、飲用に供することができ、収容容器２８中に生成された殺菌水は、例えば、野菜等の食品や、飲料や食品等を収容する各種容器などの殺菌に使用することができる。殺菌の方法としては、殺菌水が収容された収容容器２８中に対象物を浸漬させてもよく、収容容器２８中の殺菌水を対象物にかけてもよい。図２（ａ）の水素水及び殺菌水生成装置２では、電力供給機構２９は、収容容器２８と電気分解部２０を備えた本体部と別に設けられており、前記本体部を電力供給機構２９上に置くことにより、電力供給機構２９を介して電気分解部２０の電極（Ａ）２１及び（Ｂ）２２に通電され、電気分解を行うことができる。電力供給機構は、前記本体部に乾電池、蓄電池等の電池を収納できるようにしてもよく、家庭のコンセントから直接電力の供給を受けるようにしてもよい。本発明の水素水及び殺菌水生成装置は、５～１５Ｖという低い電圧でも電気分解により水素水又は殺菌水を生成できるので、本体部に蓄電池を収納し、ＵＳＢで給電し昇圧して使用することができる。また、片方の電極のみに水を導入して電気分解を行うため、両方の電極に水を導入する場合に比べて流れる電流の強さを抑制できるので、電池が切れるまでの時間を長くすることができる。そのため、携帯用の水素水及び殺菌水生成装置として好適である。携帯用の水素水及び殺菌水生成装置の場合、電極の厚みは０．３～１ｍｍが好ましく、０．３～０．７ｍｍがより好ましく、０．４～０．６ｍｍが更に好ましい。また、低い電圧の場合、高い電圧に比べてオゾンの発生が抑制されるので、水素水を生成する場合は排出されるオゾンガスの量を抑制でき、殺菌水を生成する場合は水酸化物イオンによる殺菌効果をより発揮することができる。さらに、水素水及び殺菌水生成装置２は、前記本体部に電熱ヒーター等の湯沸かし機構を設け、蓋を取り付けられるようにすることにより電気ポットとして使用することができる。湯沸かし機構としては、従来公知の機構を適宜使用することができる。図２（ｂ）は、湯沸かし機構として電気分解部２０の下方に加熱板Ｈを設けた水素水及び殺菌水生成装置２’を示す図である。電気ポットとする場合は、さらに保温機構を備えてもよい。電気ポットとして使用する場合は、収容容器２８に水を入れ、まず湯沸かし機構により湯を沸かし、その後湯沸かし機構への通電を切ってから、水素水生成の上記操作を行う。これにより、湯を水素水とすることができる。湯を使用する場合は、イオン交換膜２５を湯の温度に耐えられるものを使用する。電気ポットの場合、電極の厚みは１．５～２．５ｍｍが好ましく、１．７～２．２ｍｍがより好ましい。水素水又は殺菌水は５～１５Ｖという電圧で生成できるが、ヒータによる加熱のために、電気ポットの場合は更に５～２４Ｖまで電圧を高くしてもよい。
　本発明の水素水及び殺菌水生成装置の他の実施形態は、水を収容する収容容器の口部が着脱自在に取り付けられる開口部を備え、電気分解部が前記開口部と連通し、前記収容容器を前記開口部に取り付けたときに前記収容容器内の水が電気分解部に導入される構造を有し、導入された水の電気分解により前記収容容器内の水を、水素水、殺菌水又は水素水と殺菌水の混合水に変えることを特徴とする。図３は、本発明の水素水及び殺菌水生成装置の前記実施形態の一例を示す模式図である。水素水及び殺菌水生成装置３の電気分解部３０は、電極（Ａ）３１及び電極（Ｂ）３２並びにイオン交換膜３５を有する。電極（Ａ）３１及び電極（Ｂ）３２が多孔の電極板である点及びその構造、イオン交換膜３５が陽イオン交換膜である点、電極（Ａ）３１及び電極（Ｂ）３２とイオン交換膜３５と水の導入路との関係、切替機構として従来公知の機構を適宜使用できる点、及び陰イオン交換膜も使用できる点は、図１（ａ）の水素水及び殺菌水生成装置１の場合と同様である。図４は、図３の水素水及び殺菌水生成装置を収容容器に取り付けた状態を示す模式図である。水素水及び殺菌水生成装置３は収容容器３８の口部４０が着脱自在に取り付けられる開口部３６を備え、開口部３６は電気分解部３０と連通し、収容容器３８を開口部３６に取り付けたときに収容容器３８内の水が電気分解部３０に導入される。本実施形態では開口部３６が導入路となっている。口部４０と開口部３６の着脱構造は、従来公知の構造を使用することができ、例えば、互いにねじ部とそれを受ける部分を形成して螺合する構造、一方が他方に嵌合される構造等を挙げることができる。収容容器３８に水を入れて、開口部３６に取り付け、収容容器３８を取り付けた状態で電極（Ａ）３１を負極（マイナス極）とし、電極（Ｂ）３２を正極（プラス極）として電圧を印加すると、電極（Ａ）３１の貫通孔を通って電気分解部３０に導入された水は電気分解される。生じた水素イオン（Ｈ＋）は、電極（Ａ）３１の方に引きつけられ、水素分子となって電極（Ａ）３１の貫通孔を通って収容容器３８中の水に溶解する。こうして、電気分解を一定時間続けることにより、収容容器３８中の水を水素水に変えることができる。電極（Ｂ）３２の貫通孔からは、オゾンガス（Ｏ３）がガス排出路３７に排出される。ガス排出路３７の一方は、水の導入路が接しない側の電極（Ｂ）３２の貫通孔と連通しており、他方は水素水及び殺菌水生成装置３の外部と連通しているので、電極（Ｂ）３２で発生したガスを水素水及び殺菌水生成装置３外に放出できる。
　また、水をいれた収容容器３８を開口部３６に取り付け、切替機構により電極（Ａ）３１及び電極（Ｂ）３２の正負を切り替えて、電極（Ａ）３１を正極（プラス極）とし、電極（Ｂ）３２を負極（マイナス極）とすると、電気分解により生じた水酸化物イオン（ＯＨ－）は、電極（Ａ）３１の方に引きつけられ、貫通孔を通って収容容器３８中に拡散する。こうして、電気分解を一定時間続けることにより、収容容器３８中の水を水酸化物イオン（ＯＨ－）を多く含んだ殺菌水に変えることができる。さらに、収容容器３８中に水素水を生成し、これに殺菌水を生成する上記操作を行うと、水素水と殺菌水の混合水を生成することができる。こうして生成された混合水には、水素と水酸化物イオンが多く含まれる。
　図４は、収容容器３８に水素水及び殺菌水生成装置３を取り付ける状態を示した模式図である。収容容器３８に水を入れ、口部４０を上にして机上に置く。図４（ａ）は、その状態を示している。次に、その状態で水素水及び殺菌水生成装置３を収容容器３８に、お互いの口部と開口部のねじ部をかみ合わせて、図４（ｂ）のように取り付ける。その後、水素水及び殺菌水生成装置３を取り付けた収容容器３８を図４（ｃ）のように逆さにする。この状態で、収容容器３８中の水が水素水及び殺菌水生成装置３の電気分解部３０に導入されるので、上記で述べた通り電気分解して収容容器３８中の水を水素水とする。その後、収容容器３８を再度逆さにして、水素水及び殺菌水生成装置３を取り外し、収容容器３８中の水素水を飲用に供する。殺菌水や水素水と殺菌水の混合水も同様の操作で生成できる。水素水及び殺菌水生成装置３は、収容容器３８が着脱自在な携帯用の装置としても使用でき、収容容器３８をペットボトルとすれば、ペットボトルの中の水を水素水又は殺菌水とすることができる。
　収容容器３８としては、特に制限されないが、例えば、哺乳瓶、ペットボトル等を挙げることができる。例えば、哺乳瓶の場合、収容容器３８である哺乳瓶に湯をいれる。上記のとおり、湯を入れた哺乳瓶に水素水及び殺菌水生成装置３を取り付けた後、哺乳瓶を逆さにして電気分解し、哺乳瓶中の湯を水素水とする。その後、哺乳瓶を再度逆さにして、水素水及び殺菌水生成装置３を取り外し、哺乳瓶中の湯に粉ミルクを投入して溶かし、温度を調整して授乳用のミルクを調製する。ミルクの授乳後、哺乳瓶を水又は湯で洗浄した後、哺乳瓶に水又は湯を入れて、上記と同様の操作で殺菌水を生成する。生成した殺菌水で哺乳瓶を満たすことにより、あるいは哺乳瓶を振って、哺乳瓶中の殺菌水で哺乳瓶の内面を洗うことにより、哺乳瓶を殺菌することができる。また、哺乳瓶だけでなく、乳首も殺菌することができる。図５（ａ）は、哺乳瓶に乳首４２をキャップ４１により取り着けた状態を示す図である。哺乳瓶に殺菌水が入った状態で、逆さにすれば乳首の内側が殺菌水に浸され、哺乳瓶の内面を殺菌することができる。図５（ｂ）のように、哺乳瓶に殺菌水を満たし、乳首４２を逆さにして哺乳瓶の口に差し込めば乳首の外側を殺菌水に浸すことができ、哺乳瓶の外面を殺菌することができる。
　図６（ａ）は、水素水及び殺菌水生成装置３に蓋４３を取り付けた様子を示す図である。こうして蓋４３を取り付けることにより、水素水及び殺菌水生成装置３を使用しないときに電気分解部３０を保護することができる。図６（ｂ）は、水素水及び殺菌水生成装置３を用いて哺乳瓶中に水素水、殺菌水又は水素水と殺菌水の混合水を生成させるときに、蓋４３を乳首を置く台として利用する例を示した図である。こうすることにより、乳首を清潔な状態に保つことができる。水素水及び殺菌水生成装置３を使用すれば、外出先でミルクを調製し授乳した後、一度使用した哺乳瓶を殺菌して再度使用することができるので、従来のように２～３本といった複数の哺乳瓶を持ち歩く必要がなくなる。また、水素水及び殺菌水生成装置３及び哺乳瓶、並びに乳首及び哺乳瓶に乳首を取り付けるためのキャップをセットにしてキットとすることにより、外出先等で好適にミルクを調製し、使用後の哺乳瓶を殺菌することができる。殺菌水生成後の収容容器３８の殺菌方法は、収容容器３８が哺乳瓶でなく、ペットボトル等の他の容器の場合も同様である。電力供給機構及び電極の厚みに関しては、水素水及び殺菌水生成装置２における場合と同様である。
　上記段落［００１２］及び［００１３］に記載の電極の厚み、貫通孔の幅及び孔空率を満たす図１に示す水素水及び殺菌水生成装置１を用いて水素水、殺菌水、及び水素水と殺菌水の混合水を、それぞれ生成した。水の導入路１６に逆浸透膜で処理した水を通水して処理した結果を表１～３に示す。表１は水素水を生成した場合の結果であり、表２は殺菌水を生成した場合の結果であり、表３は混合水を生成した場合の結果である。水素水の生成は、水素水及び殺菌水生成装置１の電極（Ａ）１１を負極とし、電極（Ｂ）１２を正極として、水の導入路１６に逆浸透膜で処理した水を５００ｍＬ通水することにより電気分解処理して行った。この時、両電極にかかる電圧は１３Ｖ、電流は４Ａであった。電気分解処理後の生成水を測定した結果を表１に示す。次に、電極（Ａ）１１と電極（Ｂ）１２の正負を切り替えて電極（Ａ）１１を正極、電極（Ｂ）１２を負極として、水の導入路１６に逆浸透膜で処理した水を５００ｍＬ通水して、電気分解処理を行った。この時、両電極にかかる電圧は１４Ｖ、電流は４Ａであった。電気分解処理後の生成水を測定した結果を表２に示す。混合水の生成は、殺菌水生成装置１の電極（Ａ）１１を負極とし、電極（Ｂ）１２を正極として、水の導入路１６に逆浸透膜で処理した水を４５０ｍＬ通水し、次に電極（Ａ）１１と電極（Ｂ）１２の正負を切り替えて電極（Ａ）１１を正極、電極（Ｂ）１２を負極として、水の導入路１６に逆浸透膜で処理した水を５０ｍＬ通水した。通水路１６の先の生成水収容容器内で、水素水と殺菌水が混合され、水素水と殺菌水が９：１で混合された混合水が得られた。また、殺菌水生成装置１の電極（Ａ）１１を正極とし、電極（Ｂ）１２を負極として、水の導入路１６に逆浸透膜で処理した水を４５０ｍＬ通水し、次に電極（Ａ）１１と電極（Ｂ）１２の正負を切り替えて電極（Ａ）１１を負極、電極（Ｂ）１２を正極として、水の導入路１６に逆浸透膜で処理した水を５０ｍＬ通水して、水素水と殺菌水が１：９で混合された混合水を得た。得られた混合水を測定した結果を表３に示す。溶存水素濃度は、溶存水素計（共栄電子研究所製ＫＭ２１００ＤＨ）で測定し、酸化還元電位（ＯＲＰ）及びｐＨは、ｐＨ及び酸化還元電位計（東亜ディーケーケー製ＨＭ－３１Ｐ）で測定した。電極の正負を水素水生成処理用にした場合は、表１に示されるように溶存水素濃度が１０００ｐｐｂを超え、酸化還元電位が－６００近い高濃度の水素水が得らえた。また、電極の正負を切り替えて電極の正負を殺菌水生成処理用にした場合は、表２に示されるようにｐＨが低下し、酸化還元電位が上昇した。また、水素水：殺菌水が９：１の混合水は、殺菌水を含まないものに比べて水素水濃度が減少し、酸化還元電位の上昇がみられたが、水素水濃度は水素水として十分に使用できるものであった。水素水：殺菌水が１：９の混合水は、水素水を含まないものに比べて水素水濃度が上昇し、酸化還元電位の低下とｐＨの上昇がみられた。得られた殺菌水及び混合水（水素水：殺菌水＝１：９）は強い酸性を示すものではないが、殺菌効果が得られるのは水酸化物イオンの影響と思われる。図２に示す水素水及び殺菌水生成装置２でも同様の結果が得られる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　本発明の水素水及び殺菌水生成装置は、水素水を飲用する分野、殺菌水を使用する各種分野に好適に利用できる。例えば、携帯用水素水生成器、水素水製造サーバ、電気ポット、ペットボトル、哺乳瓶等に好適に適用できる。
１、２、２’、３ 　　水素水及び殺菌水生成装置
　１０、２０、３０　　電気分解部
　１１、２１、３１　　電極（Ａ）
　１２、２２、３２　　電極（Ｂ）
　１３、１４　　　　　貫通孔
１５、２５、３５　　イオン交換膜
　１６、２６　　　　　水の導入路
３６　　　　　　　　開口部（水の導入路）
　１７、２７、３７　　排出路
　２８、３８　　　　　収容容器
　２９、３９　　　　　電力供給部
　４０　　　　　　　　収容容器の口部
　４１　　　　　　　　哺乳瓶のキャップ
　４２　　　　　　　　乳首
　４３　　　　　　　　水素水及び殺菌水生成装置の蓋
Ｈ　　　　　　　　　加熱板
Ｗ　　　　　　　　　水面

Claims (10)

  1. 　水素水及び殺菌水の生成装置であって、２つの電極を有して水を電気分解する電気分解部、前記電気分解部への水の導入路、前記電極の正負を切り替える切替機構、及び前記２つの電極の間に配置されたイオン交換膜を備え、前記電極は貫通孔を有する電極であり、前記水の導入路は前記電気分解部の外側から前記電極の一方のみに接し、前記切替機構により電気分解時における前記電極の正負を切り替えることにより、水素水と殺菌水を同じ経路で生成する、水素水及び殺菌水生成装置。
  2. 　水を収容する収容容器を備え、電気分解部が前記収容容器内と連通し、前記収容容器内の水が電気分解部に導入される構造を有し、導入された水の電気分解により前記収容容器内の水を、水素水、殺菌水又は水素水と殺菌水の混合水に変えることを特徴とする請求項１記載の水素水及び殺菌水生成装置。
  3. 　水を収容する収容容器の口部が着脱自在に取り付けられる開口部を備え、電気分解部が前記開口部と連通し、前記収容容器を前記開口部に取り付けたときに前記収容容器内の水が電気分解部に導入される構造を有し、導入された水の電気分解により前記収容容器内の水を、水素水、殺菌水又は水素水と殺菌水の混合水に変えることを特徴とする請求項１記載の水素水及び殺菌水生成装置。
  4. 　２つの電極の間に配置されたイオン交換膜が、前記２つの電極に接するように挟まれて配置されたことを特徴とする請求項１～３のいずれか記載の水素水及び殺菌水生成装置。
  5. 　電極の貫通孔の幅が０．１～３ｍｍであることを特徴とする請求項１～４のいずれか記載の水素水及び殺菌水生成装置。
  6. 　２つの電極及び前記２つの電極の間に配置されたイオン交換膜を備える水の電気分解部に、一方の電極側からのみ水を導入しながら、前記電極の正負を切り替えることにより、同じ経路で水素水と殺菌水を交互に生成し、これを混合して水素水と殺菌水の混合水を生成する、水素水と殺菌水の混合水の生成方法。
  7. 　請求項１～５のいずれか記載の水素水及び殺菌水の生成装置を使用することを特徴とする請求項６記載の水素水と殺菌水の混合水の生成方法。
  8. 　湯沸かし機構を備えた電気ポットであることを特徴とする請求項２記載の水素水及び殺菌水生成装置。
  9. 　収容容器が哺乳瓶であることを特徴とする請求項３記載の水素水及び殺菌水生成装置。
  10. 　哺乳瓶及び請求項９記載の水素水及び殺菌水生成装置を備える哺乳瓶と水素水及び殺菌水生成装置のキット。
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