WO2021014940A1 - 気泡生成用電極及び気泡生成用電極の表面形成方法 - Google Patents

気泡生成用電極及び気泡生成用電極の表面形成方法 Download PDF

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WO2021014940A1
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electrode
bubble generation
bubbles
recesses
folding
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PCT/JP2020/026284
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Inventor
島崎　勝輔
慎之介 吉本
Original Assignee
マクセルホールディングス株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/46—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods
    • C02F1/461—Treatment of water, waste water, or sewage by electrochemical methods by electrolysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
    • C25B11/02—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by shape or form

Definitions

  • the present invention relates to an electrode for generating bubbles and a method for forming the surface of the electrode for generating bubbles.
  • an apparatus (hereinafter referred to as an electrolyzed water generating apparatus) in which hydrogen, oxygen, and a gas corresponding to an additive are generated by electrolysis of water and contained in the water to generate electrolyzed water. ..
  • the electrolyzed water generator has a built-in electrode for electrolyzing water.
  • electrolyzed hydrogen water generator containing hydrogen
  • hydrogen generated on the surface of the cathode is diffused and dissolved in water. This produces electrolyzed hydrogen water.
  • electrolyzed hydrogen water suppresses the reduction of oxidative stress in the body and the increase of blood LDL, and if the generated electrolyzed hydrogen water is used for drinking or bathing, it is useful for improving the health of users. It is expected.
  • the present inventors visually indicate that a large amount of hydrogen bubbles are generated, which is a guideline for increasing the concentration of dissolved or dispersed hydrogen, and thus to the satisfaction of the user. I thought it would make a big contribution.
  • a type of electrolytic hydrogen water generator in which the device itself is put into pooled water such as bath water in a bathtub and used in a bottomed state or a floating state.
  • a device or an electrolytic hydrogen water generator with an electrolytic function attached to a water cylinder or kettle, a type in which water is stored in the water storage space inside the device and used for electrolysis to generate electrolytic hydrogen water.
  • the electrolytic hydrogen water generator (hereinafter, also referred to as a water storage type apparatus) is also a type of electrolytic hydrogen water generator suitable for visually confirming hydrogen bubbles by the user because the water to be electrolyzed is still water.
  • the electrode having the structure disclosed in Patent Document 1 is extremely characterized by generated bubbles. That is, a bubble having a small bubble diameter of less than 0.1 ⁇ m and excellent dissolution efficiency, which is difficult to see, and a large one having a diameter of more than 100 ⁇ m and excellent in visibility to the extent that it can be recognized as a gas.
  • An electrode specialized for the generation of hydrogen bubbles (about 0.1 to 100 ⁇ m, hereinafter simply referred to as cloudy cells) that are cloudy and float in water like smoke, which are not any of the bubbles, is disclosed.
  • the problem that the visual effect of small bubbles cannot be obtained and the problem that the residence time of large bubbles in water is extremely short and the dissolution efficiency is poor are called cloudy.
  • a very characteristic visual effect it can float in the water for a relatively long time like smoke, and it evokes a great sense of satisfaction for the user while producing a third new bubble mode. be able to.
  • Patent Document 1 merely discloses a structure capable of generating cloudy bubbles, and does not propose any technique from the viewpoint of how to efficiently generate cloudy bubbles.
  • Patent Document 1 discloses that white turbid bubbles can be generated from the peripheral portion of the bubble flow hole penetrating the electrode plate, if the efficiency of white turbid bubble generation is to be improved based on this, the electrode Through holes must be formed throughout the plate, reducing the facing area and, as a result, reducing the efficiency of cloudy bubble generation.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and is formed on a bubble generation electrode capable of efficiently generating cloudy bubbles even if it is not on the periphery of a through hole penetrating the electrode plate, or on the surface of the bubble generation electrode. Provide a method.
  • the bubble generation electrode according to the present invention (1) has a group of recesses composed of a plurality of recesses on the surface, and the root mean square height Rq of the surface by the recesses is determined. It was decided to be 1.5 to 20.0 ⁇ m.
  • the bubble-generating electrode according to the present invention also has the following features.
  • the recess is a linear concave groove, and the recess group is configured by extending a plurality of concave grooves in substantially the same direction.
  • the recess is a linear recess, and the recess group is a second groove that intersects with a plurality of first recesses that extend in the first direction and are substantially parallel to each other. It is composed of a plurality of second recessed grooves that are substantially parallel to each other and extend in the direction of.
  • the width of the concave groove changes randomly in the extension direction.
  • the recess is point-shaped.
  • the recess is formed in a satin finish.
  • the recess is a wavy groove, and the recess group has the peaks and valleys of the plurality of recesses aligned with each other.
  • the surface shall be covered with platinum at a coverage of more than 61%.
  • the method for forming the surface of the bubble generating electrode according to the present invention is (9) a method for forming the surface of the bubble generating electrode having a group of recesses composed of a plurality of recesses on the surface, and the recesses on the surface are formed by etching.
  • the group was satin-like, and then the satin-like part was blasted to set the root mean square height Rq of the part to 1.5 to 20.0 ⁇ m.
  • the blasting process is a process for reducing the value of the root mean square height Rq of the satin-like surface after the etching process. Also has features.
  • the surface has a group of recesses composed of a plurality of recesses, and the root mean square height Rq of the surface by the recesses is 1.5 to 20.0 ⁇ m. Therefore, the through hole penetrating the electrode plate It is possible to provide an electrode for generating bubbles that can efficiently generate cloudy bubbles even if it is not on the periphery.
  • the recess is a linear concave groove, and if the recess group is configured by extending a plurality of concave grooves in substantially the same direction, it is possible to efficiently generate cloudy bubbles, and the same. It can be an electrode for bubble generation having a plurality of linear patterns aligned in the direction. Further, when the concave groove group is configured by extending a plurality of concave grooves in substantially the same direction, it is possible to grow along the extending direction when bubbles are generated, and it is possible to expand smoothly. It is also possible to promote the growth of the bubbles.
  • the recess is a linear recess
  • the recess group has a plurality of first recesses extending in the first direction and substantially parallel to each other, and a second recess intersecting the first direction. If it is composed of a plurality of second concave grooves extending in a direction substantially parallel to each other, it is possible to efficiently generate cloudy bubbles, and moreover, a plurality of linear shapes aligned in the same direction toward the first direction.
  • the bubble generation electrode can have a surface design in which the pattern of the above and a plurality of linear patterns aligned in the same direction in the second direction intersect.
  • the width of the concave groove changes randomly in the stretching direction, it is possible to efficiently generate cloudy bubbles, and moreover, a sharpened edge having a randomly changing width is formed. It can function like a charge concentration part, and can promote the generation of bubbles from the same part.
  • the concave groove has a distribution in the size of bubbles generated by randomly changing the width in the stretching direction, and small bubbles floating for a long time and bubbles floating on the water surface in a relatively short time. It is also possible to create a texture that is a mixture of and.
  • the recess is point-shaped, it is possible to efficiently generate cloudy bubbles, and it is possible to use an electrode for bubble generation having a dot-shaped pattern. Further, by forming the size of the dots substantially uniformly, the size of the bubbles separated from the electrode surface can be made substantially uniform to a predetermined size.
  • the recess is formed in a satin-like shape, it is possible to efficiently generate cloudy bubbles, and the electrode can be used as an electrode for generating bubbles having a satin-like pattern. Further, by forming the recess in a satin finish, the recess can have an indefinite shape having a predetermined width in its size. As a result, the size of the bubbles separated from the electrode surface also has a predetermined distribution, and it is possible to create a texture in which small bubbles floating for a long time and bubbles floating on the water surface in a relatively short time are mixed.
  • the concave portion is a wavy concave groove and the peaks and valleys of the plurality of concave grooves are matched in the concave groove group, it is possible to efficiently generate cloudy bubbles.
  • It can be an electrode for bubble generation having a wavy pattern.
  • the wavy groove can form a flow of bubbles having a wavy and fluttering texture by generating bubbles along the groove.
  • an electrode for bubble generation having excellent durability with few exposed parts of a substrate made of a metal plate such as titanium or an alloy containing titanium. Can be. Further, it is possible to prevent the voltage from rising due to the formation of an oxide film on the exposed portion of the substrate such as titanium, and to generate cloudy bubbles with lower power.
  • the surface forming method of the bubble generating electrode is provided with a group of recesses composed of a plurality of recesses on the surface, and the recesses on the surface are formed by etching.
  • the satin-like part was blasted to set the value of the squared average square root height Rq of the same part to 1.5 to 20.0 ⁇ m, so that at the periphery of the through hole penetrating the electrode plate.
  • a method for forming the surface of an electrode for bubble generation that can efficiently generate cloudy bubbles even if it is not necessary, in particular, based on the etched surface, the platinum-plated film has sufficient adhesion while having a roughness suitable for generating cloudy bubbles. It is possible to provide a method for forming the surface of an electrode for bubble generation that can be controlled so that the surface of the electrode to be held can be formed.
  • the blasting process is a process for reducing the value of the root mean square height Rq of the satin-like surface after the etching process, the generation rate of cloudy bubbles can be increased.
  • the present invention relates to an electrode for generating bubbles, and in particular, provides an electrode for generating bubbles that can efficiently generate cloudy bubbles even if it is not on the periphery of a through hole penetrating an electrode plate.
  • the bubble generation electrode according to the present embodiment has a group of recesses composed of a plurality of recesses on the surface, and the root mean square height Rq of the surface by the recesses is 1.5 to 20.0 ⁇ m, so that the through hole can be formed. It is possible to efficiently generate cloudy bubbles on the entire surface of the electrode plate even if it is not on the periphery.
  • the through hole may be present in the electrode plate and does not prevent the formation of the through hole in the electrode plate.
  • the concave portion formed on the electrode surface may be a concave groove or a point shape.
  • the shape of the concave groove is not particularly limited, and can be linear, curved, or wavy.
  • the concave group which is a collection of a plurality of concave grooves, may have a structure in which all straight lines extend in substantially the same direction, for example, a structure such as a metal surface subjected to hairline processing.
  • the width of the concave groove may be configured to change randomly.
  • the sharpened edge portion having a changing width can function like a charge concentration portion, and the generation of air bubbles from the same portion can be promoted.
  • the recesses may have an indefinite shape and the satin finish may appear as a group of recesses.
  • the exposed portion of the substrate can be reduced and the electric power required for electrolysis can be reduced. Therefore, the generation of cloudy bubbles due to the recesses can be further promoted. Further, it can be used as an electrode for generating bubbles having excellent durability.
  • the gas components constituting the cloudy bubbles are not particularly limited, and for example, a gas generated by electrolysis of water such as hydrogen, oxygen, or ozone, or chlorine when a saline solution is used as an electrolysis target.
  • a gas corresponding to the solute in the water to be electrolyzed may be contained as in the above, or these may be contained in a complex manner.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing the appearance of the bubble generation electrode B according to the present embodiment in which the so-called folding electrode A is adopted.
  • the bubble generation electrode B includes an electrode laminated portion 10, two conduction rods 11a and conduction rods 11b extended from the electrode lamination portion 10, and the conduction rods 11a and 11b, respectively.
  • the water in contact with the electrode laminated portion 10 is electrolyzed, and cloudy bubbles can be generated by the surface structure shown in each of the examples 1 to 20 described later.
  • the electrode stacking portion 10 is composed of a folding electrode A and an interposing electrode plate 12 interposed in the gap between the folding electrodes A, and a plurality of the electrode stacking portions 10 (three in the bubble generation electrode B according to the present embodiment). ) Has a structure in which the plate-shaped electrode plates overlap while forming a certain gap.
  • the gap between the electrodes of the electrode laminated portion 10 is 0.3 to 1.0 mm, which constitutes a narrow electrode body having excellent electrolytic efficiency.
  • the interposition electrode plate 12 is a metal plate having substantially the same shape (approximately rectangular shape in a plan view) as the electrode plate portion 14 of the folding electrode A described later, and serves as a counter electrode of the folding electrode A. It works. Although it is an arbitrary configuration, a plurality of elongated hole-shaped holes 12a are formed in the interposition electrode plate 12, so that water can be easily introduced between the electrode plates. Further, a conduction rod 11b is connected to the interposition electrode plate 12 as shown by a broken line.
  • a sharp charge concentration portion is provided on the periphery of the hole 12a, and the charge concentration portion is charged. May be configured to generate hydrogen bubbles that appear cloudy by concentrating and partially promoting electrolysis.
  • the charge concentration portion can be formed, for example, by punching a titanium substrate as a material for forming the interposition electrode plate 12 and making the perforated edge portion sharp.
  • the folding electrode A shown in FIG. 1 is formed by bending the electrode plate connecting body 13 shown in FIG. 2 (b).
  • the electrode plate connecting body 13 is obtained by punching or the like from one metal flat plate, and is a crosslink that electrically connects a plurality of electrode plate portions 14 (two locations in this embodiment) and each electrode plate portion 14.
  • the folding electrode A is formed by bending along a line crossing each of the crosslinked portions 15 indicated by the alternate long and short dash line.
  • the electrode plate portion 14 is a portion that is the opposite electrode of the intervening electrode plate 12 and functions as an electrode plate that exerts an electrolytic function of the folding electrode A.
  • the folding electrode A according to the present embodiment also has a plurality of elongated holes extending in the connecting direction (vertical direction in FIG. 2A) of the electrode plate portion 14 to the electrode plate portion 14. Hole 14a is formed so that water can be easily introduced between the electrode plates.
  • this is also an arbitrary configuration, but when the folding electrode A is used as a cathode (hydrogen generating electrode), a sharp charge concentration portion is provided on the peripheral edge of the hole 14a.
  • a sharp charge concentration portion By concentrating the charge on the same charge concentration portion and partially promoting the electrolysis, it may be configured to generate hydrogen bubbles that are visually recognized as cloudy.
  • the charge concentration portion can be formed, for example, by punching a titanium substrate as a forming material of the electrode plate portion 14 and making the perforated edge portion sharp.
  • a conduction rod 11a is connected to the electrode plate portion 14 as shown by a broken line so that a current can be supplied to the folding electrode A at a predetermined voltage.
  • the conduction rod 11a may be attached to the electrode plate portion 14 before folding the electrode plate connecting body 13, or may be attached after folding.
  • the cross-linked portion 15 is a portion for electrically connecting each electrode plate portion 14 to form an integral structure.
  • a feature of the folding electrode A in the present embodiment is that, as shown in FIG. 1, the bent structure formed in the crosslinked portion 15 has a substantially semicircular shape.
  • the number of cross-linking portions 15 is not particularly limited and may be a single number, but a plurality of cross-linking portions 15 may be provided as shown in FIG. 2 (b).
  • FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a cross section of the bubble generation electrode B of FIG. 1 on the P1-P1 line.
  • the distance, thickness, positional relationship, detailed configuration, etc. between the folding electrode A and the interposition electrode plate 12 may be partially omitted or exaggerated for convenience of explanation, and the same applies to other drawings. ..
  • the cross-linked portion 15 is folded along the folding line shown in the electrode plate connecting body 13 in FIG. 2 (b). At this time, the cross-linked portion 15 is cross-linked as shown in FIG. A substantially semicircular bent structure is formed in the portion 15.
  • each electrode plate portion 14 and the interposition electrode plate 12 of the folding electrode A can have a plate thickness of, for example, 0.1 mm to 1.0 mm, more preferably 0.2 mm to 0.5 mm, and the material is, for example, platinum.
  • a titanium plate or the like plated with the above can be used. Plating with platinum may be performed after the titanium plate is punched or the like, or the plated titanium plate may be punched or the like.
  • the bubble generation electrodes shown in the following examples have the above-mentioned skeleton structure as a common structure, and are interstitial electrodes that serve as cathodes and anodes by energizing in contact with water. Hydrogen, oxygen, and other gases are generated as cloudy bubbles from the surface structure shown in each embodiment of the plate 12 or the electrode plate portion 14.
  • the surface structure of the bubble generation electrode B described above will be further described with reference to each embodiment.
  • the folding electrode A will be described as a cathode (hydrogen generating electrode), and the intervening electrode plate 12 will be described as an anode (oxygen generating electrode), but the present invention is not limited thereto.
  • the vertical direction when the electrode is placed in water is referred to as the vertical direction
  • the longitudinal direction of the bubble generation electrode B is the horizontal direction
  • the stacking direction is the thickness. Called direction.
  • the vertical direction of the paper surface is the vertical direction
  • the horizontal direction of the paper surface is the horizontal direction
  • the depth direction of the paper surface is the thickness direction in the front view shown in FIG. 4A.
  • the surface structure shown on the drawing does not necessarily accurately indicate the formation density and size of the recesses per unit area, the spacing between the grooves, the shape, etc., and scratch lines, satin finishes, and other surface structures. Note that it is schematically shown in the above as necessary for the understanding of the invention.
  • the surface structure referred to in each of the following examples can be formed only on the surface of one of the poles, but may be formed on the surface of both poles.
  • the bubble generation electrodes B1 to B20 described below are electrodes that are attached to a bath hydrogen generator F (see FIG. 17) described later with one of the main purposes of generating hydrogen, but the surface structure thereof is It can be formed not only on the hydrogen generating electrode (cathode; the folding electrode A in the present embodiment) but also on the oxygen generating electrode (the anode; the intervening electrode plate 12 in the present embodiment).
  • the cloudy bubbles of oxygen can be generated from the oxygen generating electrode, and more cloudy bubbles can be visually recognized by the user. Therefore, the above-mentioned visual effect can be further enhanced.
  • FIG. 4A shows a front view of the bubble generation electrode B1 according to the first embodiment.
  • the bubble generation electrode B1 is composed of a folding electrode A1 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A1.
  • the bubble generation electrode B1 is the surface of the electrode plate portion 14 of the folding electrode A1 that functions as a cathode (hydrogen generating electrode) and is the surface facing the intervening electrode plate 12 (hereinafter, simply the inner surface of the folding electrode A1).
  • a plurality of linear concave grooves extending in the vertical direction are formed substantially in parallel on the surface of the surface on the non-opposing side (hereinafter, simply referred to as the outer surface of the folding electrode A1).
  • the so-called hairline processing is performed by the concave groove group.
  • the surface subjected to the processing is referred to as an upper and lower hairline surface T1.
  • FIG. 4B shows a microscopic image ( ⁇ 160) of the upper and lower hairline surfaces T1.
  • the upper and lower hairline surfaces T1 can be formed by polishing the inner and outer surfaces of the folding electrode A1 with a wire brush wheel or a hairline polishing wheel.
  • This polishing process can be performed on the inner and outer surfaces that have already been platinum-plated (post-processing), or the inner and outer surfaces that have not been platinum-plated are polished and then white. It is also possible to apply gold plating to form the bubble generation electrode B1 (pre-processing). In particular, if the inner and outer surfaces including the upper and lower hairline surfaces T1 are plated with platinum at a coverage rate of more than 61% and coated, white turbid bubbles can be generated with low power, but the bubbles are extremely durable. It can be the generation electrode B1.
  • the inner and outer surfaces of the folding electrode A1 are the upper and lower hairline surfaces T1, but only the inner surface facing the interposition electrode plate 12 serving as the anode can be used as the upper and lower hairline surfaces T1. good.
  • the outer surface does not face the interposition electrode plate 12 and contributes little to the generation of hydrogen bubbles, the fact that the outer surface is not the upper and lower hairline surface T1 is a matter of manufacturing process of the bubble generation electrode B1. It is advantageous from the viewpoint of reducing work.
  • the inner and outer side surfaces of the folding electrode A1 are the upper and lower hairline surfaces T1 as in this embodiment, the warp of the electrode plate portion 14 due to the polishing process can be prevented. This is particularly useful in preventing a short circuit due to contact between the electrode plate portion 14 and the interposition electrode plate 12 and performing uniform electrolysis in a narrow laminated electrode such as the bubble generation electrode B.
  • This configuration is the same in the following examples.
  • FIG. 5A shows a front view of the bubble generation electrode B2 according to the second embodiment.
  • the bubble generation electrode B2 is composed of a folding electrode A2 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A2.
  • the bubble generation electrode B2 has a concave groove (hereinafter, scratch) on the inner and outer surfaces of the folding electrode A2, which functions as a cathode (hydrogen generating electrode), which is substantially linear as a concave portion and whose width randomly changes in the extending direction. (Also referred to as a line) is extended in the vertical direction at a predetermined interval to form a plurality of lines substantially in parallel, and the scratch line processing is performed by the concave groove group.
  • the surface subjected to the processing is referred to as an upper and lower scratch line surface T2.
  • FIG. 5B shows a microscopic image ( ⁇ 80) of the upper and lower scratch line surface T2.
  • the upper and lower scratch line surfaces T2 can be formed by scratching the inner and outer surfaces of the folding electrode A2 with a sharp tip of a hard metal or mineral. It is also possible to efficiently form a plurality of concave grooves by scratching the inner surface and the outer surface of the folding electrode A2 using a tool such as a so-called saw blade having a plurality of sharp tips. ..
  • the line width of the scratch line is about 100 to 300 ⁇ m, the average is about 200 ⁇ m, and the line spacing is about 1 mm.
  • the scribing process may be before (pre-processing) or after (post-processing) the platinum plating process.
  • the bubble generation electrode B2 according to this embodiment is post-processed.
  • the inner and outer surfaces of the folding electrode A2 are the upper and lower scratch line surfaces T2, but only the inner surface facing the interposition electrode plate 12 serving as the anode is the upper and lower scratch line surface T2. May be.
  • FIG. 6 shows a front view of the bubble generation electrode B3 according to the third embodiment.
  • the bubble generation electrode B3 is composed of a folding electrode A3 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A3.
  • a plurality of linear concave grooves as recesses extending in the left-right direction are formed substantially in parallel on the inner surface and the outer surface of the folding electrode A3 that functions as a cathode (hydrogen generating electrode). It is in a state where so-called hairline processing is performed by the groove group.
  • the treated surface is referred to as the left and right hairline surface T3.
  • the mirror image of the left and right hairline surfaces T3, the polishing method, the post-plating tip, the formation of only the inner surface, etc. are the same as the above-mentioned upper and lower hairline surfaces T1, so explanations are omitted.
  • FIG. 7 shows a front view of the bubble generation electrode B4 according to the fourth embodiment.
  • the bubble generation electrode B4 is composed of a folding electrode A4 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A4.
  • the bubble generation electrode B4 is substantially parallel to the inner and outer surfaces of the folding electrode A4, which functions as a cathode (hydrogen generating electrode), with substantially linear scratch lines as recesses extending in the left-right direction at predetermined intervals.
  • a plurality of the grooves are formed, and the scratch line processing is performed by the concave groove group.
  • the processed surface is referred to as a left and right scratch line surface T4.
  • the mirror image of the left and right scratch line surface T4 the method of marking, the plating tip, the formation of only the inner surface, etc. are the same as the above-mentioned upper and lower scratch line surface T2, so the explanation is omitted.
  • FIG. 8A shows a front view of the bubble generation electrode B5 according to the fifth embodiment.
  • the bubble generation electrode B5 is composed of a folding electrode A5 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A5.
  • the bubble generation electrode B5 is a straight line on the inner surface and the outer surface of the folding electrode A5 that functions as a cathode (hydrogen generating electrode) as a recess extending in the upward-sloping direction at an inclination of approximately 45 degrees in the vertical direction in the front view.
  • a plurality of shaped concave grooves are formed substantially in parallel, and the so-called hairline processing is performed by the concave groove group.
  • the treated surface is referred to as a hairline surface T5 that rises diagonally to the right.
  • the mirror image of the diagonally rising hairline surface T5, the polishing method, the formation of only the inner surface after plating, etc. are the same as the above-mentioned upper and lower hairline surface T1, so the explanation is omitted.
  • FIG. 8B shows a front view of the bubble generation electrode B6 according to the sixth embodiment.
  • the bubble generation electrode B6 is composed of a folding electrode A6 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A6.
  • the bubble generation electrode B6 is a straight line on the inner and outer surfaces of the folding electrode A6, which functions as a cathode (hydrogen generating electrode), as a recess extending downward to the right at an inclination of approximately 45 degrees in the vertical direction when viewed from the front.
  • a plurality of shaped concave grooves are formed substantially in parallel, and the so-called hairline processing is performed by the concave groove group.
  • the treated surface is referred to as an obliquely downward-sloping hairline surface T6.
  • the mirror image of the diagonally downward-sloping hairline surface T6, the polishing method, the post-plating tip, and the formation of only the inner surface are the same as the above-mentioned upper and lower hairline surface T1, so explanations are omitted.
  • FIG. 9A shows a front view of the bubble generation electrode B7 according to the seventh embodiment.
  • the bubble generation electrode B7 is composed of a folding electrode A7 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A7.
  • the bubble generation electrode B7 has substantially linear scratch lines as recesses on the inner and outer surfaces of the folding electrode A7 that functions as a cathode (hydrogen generating electrode) at predetermined intervals, and is substantially in the vertical direction in front view. It is stretched in the upward-sloping direction at an inclination of 45 degrees to form a plurality of pieces substantially in parallel, and the scratch line processing is performed by this group of concave grooves.
  • the surface subjected to the processing is referred to as a scratch line surface T7 that rises diagonally to the right.
  • FIG. 9B shows a front view of the bubble generation electrode B8 according to the eighth embodiment.
  • the bubble generation electrode B8 is composed of a folding electrode A8 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A8.
  • the bubble generation electrode B8 has substantially linear scratch lines as recesses on the inner and outer surfaces of the folding electrode A8 that functions as a cathode (hydrogen generating electrode) at predetermined intervals, and is substantially vertical in the front view.
  • a plurality of pieces are formed substantially in parallel by extending in a downward-sloping direction at an inclination of 45 degrees, and a scratch line is processed by this group of concave grooves.
  • the surface to which the processing has been applied is referred to as a scratch line surface T8 that descends diagonally to the right.
  • FIG. 10A shows a front view of the bubble generation electrode B9 according to the ninth embodiment.
  • the bubble generation electrode B9 is composed of a folding electrode A9 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A9.
  • the bubble generation electrode B9 is a linear vertical groove (first) on the inner and outer surfaces of the folding electrode A9, which functions as a cathode (hydrogen generating electrode), as a recess extending in the vertical direction as the first direction.
  • a plurality of concave grooves) are formed substantially in parallel, intersecting with the upper and lower concave grooves (approximately orthogonal to each other in the present embodiment), and linear left and right concaves as concave portions extending in the left-right direction as the second direction.
  • a plurality of grooves (second concave grooves) are formed substantially in parallel, and these concave groove groups are in a state where cross hairline processing is performed in the vertical and horizontal directions.
  • the surface subjected to the processing is referred to as a vertical and horizontal cross hairline surface T9.
  • FIG. 10B shows a microscopic image ( ⁇ 240) of the vertical and horizontal cross hairline surface T9.
  • the vertical and horizontal cross hairline surface T9 polishes the inner and outer surfaces of the folding electrode A9 with a wire brush wheel and a hairline polishing wheel in both the vertical direction as the first direction and the horizontal direction as the second direction. It can be formed by processing.
  • FIG. 10 (c) shows a front view of the bubble generation electrode B10 according to the tenth embodiment.
  • the bubble generation electrode B10 is composed of a folding electrode A10 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A10.
  • the bubble generation electrode B10 is directed to the inner surface and the outer surface of the folding electrode A10, which functions as a cathode (hydrogen generating electrode), as a first direction in a frontal view with an inclination of approximately 45 degrees to the right.
  • a plurality of linear right-up concave grooves (first concave grooves) as recesses extending to the right are formed substantially parallel to each other, and intersect with the right-up concave grooves (approximately orthogonal to each other in the present embodiment).
  • a plurality of linear right-down concave grooves are formed substantially parallel to each other as recesses extending in a downward-sloping direction at an inclination of approximately 45 degrees with respect to the vertical direction in the front view.
  • These concave groove groups are in a state where cross hairline processing is performed in an oblique direction.
  • the processed surface is referred to as an oblique cross hairline surface T10.
  • the mirror image of the diagonal cross hairline surface T10, the method of polishing, the post-plating tip, the formation of only the inner surface, etc. are the same as the above-mentioned vertical and horizontal cross hairline surface T9, so the description is omitted.
  • FIG. 11A shows a front view of the bubble generation electrode B11 according to the eleventh embodiment.
  • the bubble generation electrode B11 is composed of a folding electrode A11 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A11.
  • the bubble generation electrode B11 is a linear vertical scratch line (first) on the inner and outer surfaces of the folding electrode A11 that functions as a cathode (hydrogen generating electrode) as a recess extending in the vertical direction as the first direction.
  • a plurality of concave grooves) are formed substantially parallel to each other, intersect with the upper and lower scratch lines (substantially orthogonal to each other in the present embodiment), and linear left and right as concave portions extending in the left-right direction as the second direction.
  • a plurality of scratch lines (second concave grooves) are formed substantially parallel to each other, and cross scratch line processing is performed in the vertical and horizontal directions by these concave groove groups.
  • the surface subjected to the processing is referred to as a vertical / horizontal cross scratch line surface T11.
  • FIG. 11B shows a front view of the bubble generation electrode B12 according to the twelfth embodiment.
  • the bubble generation electrode B12 is composed of a folding electrode A12 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A12.
  • the bubble generation electrode B12 is attached to the inner and outer surfaces of the folding electrode A12, which functions as a cathode (hydrogen generating electrode), in the upward-sloping direction (first direction) at an inclination of approximately 45 degrees with respect to the vertical direction in the front view.
  • a plurality of linear diagonally rising scratch lines (first concave grooves) as extending recesses are formed substantially parallel to each other, and intersect with the diagonally rising scratch lines (in the present embodiment, substantially orthogonal to each other).
  • second concave grooves a plurality of linear diagonally downward downward scratch lines as concave portions extending in the downward right direction (second direction) at an inclination of approximately 45 degrees with respect to the vertical direction are formed substantially parallel to each other.
  • This is a state in which a cross scratch line is processed in an oblique direction by these concave groove groups.
  • the processed surface is referred to as an oblique cross scratch line surface T12.
  • the mirror image of the diagonal cross scratch line surface T12, the method of marking, the plating tip, the formation of only the inner surface, etc. are the same as the above-mentioned vertical and horizontal cross scratch line surface T11, so the description is omitted.
  • FIG. 12A shows a front view of the bubble generation electrode B13 according to the thirteenth embodiment.
  • the bubble generation electrode B13 is composed of a folding electrode A13 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A13.
  • the bubble generation electrode B13 has a plurality of irregularly shaped recesses formed on the inner and outer surfaces of the folding electrode A13 that functions as a cathode (hydrogen generating electrode), and the recesses are subjected to so-called satin finish. It has become.
  • the surface subjected to the processing is referred to as a satin surface T13.
  • FIG. 12B shows a microscopic image ( ⁇ 160) of the satin surface T13.
  • the satin finish is a surface that has been subjected to a non-directional matte finish (pear-skin finish) in which a plurality of irregularly shaped fine irregularities are uniformly formed on the surface by mechanical or chemical treatment.
  • it includes a satin finish of JIS H 0201 303 and JIS H 0201 304.
  • a typical method of mechanical processing of satin finish is a method of transferring the satin-like uneven pattern to the electrode surface by pressing with a roll-shaped or flat plate mold on which a predetermined uneven pattern is formed. and so on.
  • a typical method of chemical processing is a so-called etching method in which fine recesses are formed on the surface by immersing in a liquid that dissolves a metal such as an acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, or hydrofluoric acid. ..
  • this satin finish it is possible to perform satin finish (post-processing) on the inner and outer surfaces that have already been platinum-plated, and the raw metal plate or electrode plate connector that has not been platinum-plated. It is also possible to perform a satin finish on the inner and outer surfaces of No. 13 and then perform platinum plating to obtain the bubble generation electrode B13 (pre-processing).
  • pre-processing white turbid bubbles are generated with low power by performing the satin finish processing so that platinum plating remains on the inner and outer surfaces including the satin surface T13 with a coverage rate of more than 61%.
  • FIG. 13A shows a front view of the bubble generation electrode B14 according to the fourteenth embodiment.
  • the bubble generation electrode B14 is composed of a folding electrode A14 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A14.
  • the bubble generation electrode B14 has a plurality of dot-shaped recesses formed on the inner and outer surfaces of the folding electrode A14 that functions as a cathode (hydrogen generating electrode), and dot processing is performed by the recesses. It is in a state of being.
  • the processed surface is referred to as a dot surface T14.
  • FIG. 13B shows a microscopic image ( ⁇ 160) of the dot surface T14.
  • the dot-shaped recesses may be aligned as shown in FIG. 13A, but may be randomly formed as shown in FIG. 13B.
  • a typical method for forming dot-shaped recesses is to form dents on the inner and outer surfaces of the folding electrode with a needle-shaped tool such as a hard metal or mineral with a sharp tip or a binding body thereof.
  • a needle-shaped tool such as a hard metal or mineral with a sharp tip or a binding body thereof.
  • there is a method of transferring the uneven pattern by pressing the surface with a roll-shaped or flat plate mold on which a predetermined dot-shaped uneven pattern is formed.
  • This dot processing can be performed on the inner and outer surfaces that have already been platinum-plated (post-processing), or the dot processing is performed on the inner and outer surfaces that have not been platinum-plated, and then white. It can also be gold-plated to form the bubble-generating electrode B14 (pre-processing).
  • post-processing when post-processing is performed, white turbid bubbles can be generated with low power by performing the dot processing so that platinum plating remains on the inner and outer surfaces including the dot surface T14 with a coverage rate of more than 61%.
  • FIG. 14 shows a front view of the bubble generation electrode B15 according to the fifteenth embodiment.
  • the bubble generation electrode B15 is composed of a folding electrode A15 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A15.
  • a plurality of wavy concave grooves as recesses extending in the vertical direction are formed substantially in parallel on the inner surface and the outer surface of the folding electrode A15 functioning as a cathode (hydrogen generating electrode). It is in a state where unevenness is processed by the groove group.
  • the processed surface is referred to as a vertical wavy line surface T15.
  • the uneven processing for forming the vertical wavy line surface T15 uses a tool such as a so-called saw blade having a plurality of sharp tips at predetermined intervals, and scratches the surface while reciprocating it perpendicularly to the traveling direction. As a result, it is possible to form a concave groove on the surface of the vertical wavy line.
  • FIG. 15 shows a front view of the bubble generation electrode B16 according to the 16th embodiment.
  • the bubble generation electrode B16 is composed of a folding electrode A16 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A16.
  • a plurality of wavy concave grooves as recesses extending in the left-right direction are formed substantially in parallel on the inner surface and the outer surface of the folding electrode A16 functioning as a cathode (hydrogen generating electrode). It is in a state where unevenness is processed by the groove group.
  • the processed surface is referred to as a left-right wavy line surface T16.
  • FIG. 16 shows a front view of the bubble generation electrode B17 according to the seventeenth embodiment.
  • the bubble generation electrode B17 is composed of a folding electrode A17 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A17.
  • the bubble generation electrode B17 is sandblasted on the inner and outer surfaces of the folding electrode A17 that functions as a cathode (hydrogen generating electrode), and a plurality of recesses derived from the same are formed.
  • the processed surface is referred to as a blast surface T17.
  • the blast surface T17 can be formed by continuously colliding fine particles for sandblasting with the surface of a metal plate or electrode plate connector 13 to be processed by air pressure or the like.
  • the bubble generation electrode B18 is composed of a folding electrode A18 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A18, and is a cathode like the above-mentioned bubble generating electrode B1.
  • a plurality of linear concave grooves as recesses extending in the vertical direction are formed substantially in parallel on the inner surface and the outer surface of the folding electrode A18 that functions as a (hydrogen generating electrode), and so-called hairline processing is performed by the concave groove group. It is common in that it is in the state of being processed, but it differs in that the same hairline processing is performed after platinum plating (the point that it is post-processing).
  • the processed surface is referred to as an upper and lower hairline post-processed surface T18.
  • Example 19 The bubble generation electrode B19 according to the nineteenth embodiment is composed of a folding electrode A19 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A19, and has substantially the same configuration as the bubble generating electrode B18 described above. However, the platinum coverage is different.
  • the processed surface is referred to as an upper and lower hairline post-processed surface T19.
  • the bubble generation electrode B20 according to the 20th embodiment is composed of a folding electrode A20 and an interposing electrode plate 12 interposed in the folding electrode A20, and is a cathode like the above-mentioned bubble generating electrode B1.
  • a plurality of linear concave grooves as recesses extending in the vertical direction are formed substantially in parallel on the inner surface and the outer surface of the folding electrode A20 functioning as a (hydrogen generation electrode), and so-called hairline processing is performed by the concave groove group. It is common in that it is in a state where it has been formed, but it differs in that the processing strength of the hairline processing is strong, that is, the depth of the concave groove is made deeper.
  • the surface subjected to the processing is referred to as an upper and lower hairline processed (strong) surface T20.
  • the hydrogen generator F for bath is a submersible device. As shown in FIG. 17B, it is composed of a main body portion 20, a lower cover 21, and an upper cover 22, and an bubble generation electrode B is attached to the upper surface of the main body portion 20 to energize. It is possible to generate hydrogen bubbles (white turbid bubbles G). The generated hydrogen is dissipated into water from the diffusion port 22a provided on the upper cover 22.
  • This test was carried out by submerging the bath hydrogen generator F in 20 L (conductivity of about 150 ⁇ S / cm) of water at about 40 ° C. contained in a water tank and visually observing it 5 minutes after the start of electrolysis.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram of the judgment criteria for visual observation in this test.
  • FIG. 18A shows a water tank in a state where 5 minutes have passed since the start of the test.
  • the bubble generation electrode B mounted on the bath hydrogen generator F efficiently generates cloudy bubbles G, and when viewed from above, the depth from the water surface to the upper part of the bath hydrogen generator F is about 20 cm. At some point, the bath hydrogen generator F is in a state where it can hardly be visually observed. In this test, such a state was evaluated as " ⁇ ".
  • FIG. 18B shows a water tank in a state where 5 minutes have passed since the start of the test, but the bubble generation electrode B, which is different from the above, attached to the bath hydrogen generator F is cloudy. Although it is possible to generate bubbles G, it is not very efficient, and it is possible to visually observe the bath hydrogen generator F when observing from the upper surface. In this test, such a state was evaluated as " ⁇ ".
  • the state in which the amount of cloudy bubbles G generated was smaller than the state ( ⁇ ) in FIG. 18B was evaluated as “x”.
  • the bubble generation electrode B which was evaluated as “ ⁇ ” and “ ⁇ ”, was used as a bubble generation electrode capable of efficiently generating cloudy bubbles.
  • Table 1 shows the test results of the bubble generation electrode B1 to the bubble generation electrode B20.
  • the bubble generation electrodes B according to the present embodiment are all bubbles capable of efficiently generating cloudy bubbles. It was confirmed that it was a generation electrode.
  • Example 18 it was confirmed that good cloudy bubbles G were generated even at a coverage of 61%, and in Example 19 having the same configuration as this, 66% was covered. It was confirmed that the white turbid bubbles G were generated at a better rate. At the same time, in other examples, relatively good occurrence was confirmed at a coverage rate of 61% or more and 100% or less. Therefore, in order to efficiently generate cloudy bubbles G, the coverage is 61% to 100%, and considering the relationship with Examples 18 and 19, more preferably 66%, which has a high platinum coverage. It was thought that it should be ⁇ 100%.
  • the first is an electrode in which the inner surface and the outer surface of the folding electrode A are not processed to form recesses.
  • this electrode is referred to as a normal electrode, and the surface of the electrode is referred to as a normal surface H1.
  • the second is an electrode in which the inner and outer surfaces of the folding electrode A are weakly blasted and the Rq value is less than 1.5. Since the blasting process is pre-processing, the platinum coverage is 100%.
  • This electrode is referred to as a weakly blasted electrode, and the surface of the electrode is referred to as a weakly blasted surface H2.
  • the third is an electrode in which the inner surface and the outer surface of the folding electrode A are subjected to a rough satin finish, and the Rq value exceeds 20. Since the satin finish is pre-processed, the platinum coverage is 100%.
  • This electrode is referred to as a rough satin electrode, and the surface of the electrode is referred to as a rough satin surface H3.
  • the fourth is an electrode having a platinum coverage of less than 61% by blasting the inner and outer surfaces of the folding electrode A after plating and post-processing.
  • This electrode is referred to as a post-processed blast electrode, and the surface of the electrode is referred to as a post-processed blast surface H4.
  • Table 2 shows the test results of the comparative electrodes H1 to H4.
  • the root mean square height is lower than 1.5 in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and higher than 20.0 in Comparative Example 3, so that the efficiency of generating cloudy bubbles G is reduced. .. If the root mean square height Rq is a small value less than 1.5 ⁇ m as in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the generated bubbles are too small and the bubbles are crushed in a short time and disappear. Further, if the value is larger than 20.0 ⁇ m as in Comparative Example 3, the generated bubbles are too large and immediately rise to the surface of the water, and none of them float in the water for a long time and become cloudy. It is thought that this is the case.
  • Comparative Example 4 regarding the platinum coverage, 55%, which is less than 61%, has many exposed parts of titanium used for the substrate, and the formation of the oxide film increases the power required for electrolysis, causing the generation of bubbles itself. Since it decreases, it is difficult to say that the generation of cloudy bubbles G is good.
  • the satin-finished surface obtained by etching (hereinafter, also referred to as the etched satin surface) tends to increase the amount of air bubbles generated as the etching depth is deeper (the larger the amplitude due to the recess). ..
  • the etching satin surface is a surface whose bubble generation amount can be controlled relatively easily by adjusting the etching treatment time.
  • the surface of the bubble generation electrode that can be controlled so that the platinum-plated film can form an electrode surface with sufficient adhesion while having a roughness suitable for generating cloudy bubbles based on the etched surface.
  • a forming method is provided.
  • a surface processing method here, it is a surface forming method of a bubble generation electrode having a group of recesses composed of a plurality of recesses on the surface, and the recesses on the surface are formed into a satin finish by etching.
  • the satin-like part is further blasted to set the root mean square height Rq of the part to 1.5 to 20.0 ⁇ m.
  • titanium or a titanium alloy When titanium or a titanium alloy is used as the material for the bubble generation electrode, it is treated with a hydrogen peroxide-nitric acid mixed solution as a chemical etching method thereof, for example, as shown in Japanese Patent No. 4535232.
  • a method or a method of treating with a hydrofluoric acid-hydrogen peroxide mixed solution, a hydrogen peroxide-ammonia water-ethylenediamine tetraacetic acid (salt) mixed solution, or a hydrogen peroxide-phosphate mixed solution can be adopted.
  • the blasting process is a processing method in which a projecting material (also called an abrasive or media) is sprayed and collided with an object to process the surface.
  • a projecting material also called an abrasive or media
  • the material of the projection material includes metal, slag, natural stone and sand, glass, plastic, and plant.
  • the surface condition such as roughness can be controlled by selecting the material, shape, and particle size of the projection material and the projection conditions according to the surface treatment of the target object.
  • blasting can also roughen the surface depending on the conditions, or conversely reduce unevenness to smooth it.
  • a grid-based projecting material having an acute-angled portion can increase the unevenness of the surface of an object.
  • a projecting material called a round spherical shot system the surface can be smoothed by blasting.
  • a round spherical shot type material is adopted as the projection material used for the blasting process, and the value of the root mean square height Rq of the satin-like surface after the etching process is reduced.
  • the rate of generation of cloudy bubbles from the etched surface can be further increased.
  • Example 13 an experiment was conducted in which the chemical etching used for forming the satin-finished surface of Example 13 and the blast used in Example 17 were combined to form a surface having various isotropic irregularities.
  • chemical etching conditions for increasing unevenness were selected, and for blasting, conditions for smoothing were selected and combined.
  • isotropic surface treatment such as satin finish and blasting, and the relationship with the generation of bubbles and the proportion of cloudy bubbles was investigated.
  • the etching time was changed by changing the immersion time to 10 minutes, 50 minutes, 100 minutes, and 200 minutes.
  • etching for 10 minutes is "Et10min”
  • 50 minutes is “Et50min”
  • 100 minutes is “Et100min”
  • 200 minutes is “Et200min”. Shown.
  • silica beads with an average particle size of 50 ⁇ m were used as a round spherical shot-type projecting material, and the shot blasting process was performed.
  • the blast processing time was changed to 0 seconds (without blasting), 20 seconds, 60 seconds, and 120 seconds.
  • the one without blast processing is "Bla0sec”
  • the one with 20 seconds is "Bla20sec”
  • the one with 60 seconds is "Bla60sec”
  • the one with 120 seconds is "Bla120sec”. Shown.
  • 16 kinds of electrodes for bubble generation in the surface state were prepared by each combination of 4 kinds of etching treatment time and 4 kinds of blast treatment time. All of these electrode plates were etched, blasted, and then platinum-plated. All platinum coverage is 100%.
  • FIG. 19 is an explanatory view showing each surface of the bubble generation electrode formed in this way. As can be seen from FIG. 19, it was observed that the longer the etching treatment time, the larger the roughness of the unevenness, while the blasting treatment smoothed as the treatment time became longer.
  • the root mean square height (Rq) was measured as an index of surface roughness indicating the state of unevenness.
  • the root mean square height (Rq) is a factor that expresses the degree of undulation (also referred to as amplitude here) in the direction perpendicular to the unevenness of the surface.
  • the average length (RSm) of the elements was measured as a factor representing the length of the undulations of the electrode plate in the in-plane direction (hereinafter referred to as the period) of the uneven shape of the surface. From the values of Rq and RSm, it was shown that the electrode surface with various amplitude and period combinations could be prepared by the combination of etching and blasting. Specifically, the amplitudes of the electrode surfaces at the four corners of the matrix of each bubble generation electrode shown in FIG. 19, (Et10min, Bla0sec), (Et10min, Bla120sec), (E200min, Bla0sec), (Et200min, Bla120sec). And the state of the cycle are schematically shown in FIG. As described above, it was shown that the electrode surface can be produced in which the amplitude of the undulations in the direction perpendicular to the electrode surface and the period in the in-plane direction are adjusted.
  • the generation of bubbles increased in the direction of increasing the surface roughness by first etching the surface of the bubble generation electrode.
  • the next blasting treatment was a condition for smoothing the surface, and there was a tendency for the generation of bubbles to be approximately reduced.
  • the blasting process it has an important function of strengthening the adhesive force between the titanium or titanium alloy substrate of the bubble generation electrode and the platinum plating film.
  • the platinum-plated film can form an electrode surface having a roughness suitable for bubble generation and having sufficient adhesive force.
  • the bubble generation electrode according to the present embodiment has a group of recesses composed of a plurality of recesses on the surface, and the root mean square height Rq of the surface by the recesses is 1.5 to 20.0 ⁇ m. Therefore, it is possible to provide an electrode for generating bubbles that can efficiently generate cloudy bubbles even if it is not the peripheral edge of the through hole penetrating the electrode plate.
  • the generation rate of cloudy bubbles can be increased as compared with the bubbles of other forms, and milky fine bubbles floating in the water like smoke can be provided to the user. It can also be visually indicated to visually indicate that a large amount of hydrogen is being released.
  • the folding electrode is adopted as the bubble generation electrode, but the present invention is not limited to this, and an electrode having any shape can be adopted.
  • the present invention is characterized by the surface shape of the electrode rather than the skeleton structure of the electrode itself. However, this does not prevent the applicant from claiming the type and structure of the electrode as a component of the present invention in acquiring the right of the present invention.

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Abstract

電極板を貫通する貫通孔の周縁でなくとも白濁気泡を効率的に発生できる気泡生成用電極を提供する。 表面に複数の凹部よりなる凹部群を有し、同凹部による前記表面の二乗平均平方根高さRqが1.5～20.0μｍであることとした。また、前記凹部は直線状の凹溝であって、前記凹部群は複数の凹溝をそれぞれ略同一方向に伸延させて構成したことや、前記凹部は直線状の凹溝であって、前記凹部群は、第１の方向に伸延する互いに略平行な複数の第１の凹溝と、同第１の方向と交叉する第２の方向に伸延する互いに略平行な複数の第２の凹溝とにより構成したこと等にも特徴を有する。

Description

気泡生成用電極及び気泡生成用電極の表面形成方法
　本発明は、気泡生成用電極及び気泡生成用電極の表面形成方法に関する。
　従来、水の電気分解により水素や酸素、添加物に応じた気体を発生させ、これを水に含有させて電解水を生成する装置（以下、電解水生成装置と称する。）が知られている。
　電解水生成装置には、水を電気分解するための電極が内蔵されており、例えば水素を含有させる電解水素水生成装置であれば、陰極表面にて発生させた水素を水中に拡散し溶存させることで電解水素水を生成する。
　電解水素水は、生体内酸化ストレスの低下や血中ＬＤＬの増加が抑制される等の報告がなされており、生成した電解水素水を飲用や浴用に供すれば、使用者の健康増進に役立つことが期待される。
　それゆえ、電解水素水生成装置の使用者には高い健康志向を持つ者も多く、自らが使用する電解水素水にどの程度の水素が含まれているのかが、最も重要な関心事の一つとなっている。
　従って、生成した電解水素水について溶存水素濃度を測定した際に、これが高値を示すことは、使用者の高い満足度を得るためには重要である。
　しかしながら、電解水素水生成装置を頻繁に使用する者ほど、水素濃度の測定を毎度行うのは煩雑であり現実的とは言い難い。
　これに対し、本発明者らは、水素気泡が大量に発生していることを視覚的に示すことは、溶存乃至は分散する水素の高濃度化の目安となるため、使用者の満足度に大きく貢献すると考えた。
　特に、様々な電解水素水生成装置の中でも、浴槽中の浴湯の如き溜水中に装置自体を投入し、着底状態や浮遊状態で使用するタイプの電解水素水生成装置（以下、水中投入型装置とも称する。）や、水筒やケトルに電解機能を付帯させた電解水素水生成装置の如く、装置内の貯水空間に水を収容し、これを電解に供して電解水素水を生成するタイプの電解水素水生成装置（以下、貯水型装置とも称する。）は、電解対象の水が静水であり、使用者の目視による水素気泡の確認には適した種類の電解水素水生成装置でもある。
　そこで本発明者らは過去に、パンチングメタル製電極板の貫通孔部（気泡流通孔）の周縁に尖鋭状の電荷集中部を形成することで気泡を発生させることが可能であることを見出し、水中投入型装置を採用の一例として、電極の構造を提案している（特許文献１参照。）。
　この特許文献１に開示された構造の電極は、発生する気泡が極めて特徴的である。すなわち、目視困難な程度に気泡径が0.1μｍを下回る程度と小さく溶存効率に優れた気泡や、100μｍを上回る程度の径を有し、気体であることが認識できる程度の視認性に優れた大きな気泡のいずれでもなく、白濁状で水の中を煙のように漂う水素気泡（0.1～100μｍ程度。以下、単に白濁気泡と称する。）の発生に特化した電極を開示している。
　そして、この構造を備えた電極によれば、小さい気泡が有する視覚効果が得られないという問題や、大きな気泡が有する水中での滞留時間が極めて短く溶存効率が悪いという問題に対し、白濁状という極めて特徴的な視覚効果を伴いつつ、煙のように比較的長時間に亘り水中を漂わせることができ、第３の新たな気泡態様による演出を行いつつ使用者に対し大きな満足感を惹起させることができる。
特開２０１７－２０５７４９号公報
　しかしながら、上述の特許文献１は、単に白濁気泡を発生可能な構造を開示するに止まり、白濁気泡を如何に効率的に発生させるかと言った観点の技術は何ら提案していない。
　すなわち、上述した特許文献１は、電極板を貫通する気泡流通孔の周縁部分より白濁気泡を発生できることについて開示しているものの、仮にこれに基づいて白濁気泡発生の効率化を図るならば、電極板の至る所に貫通孔を形成しなければならず、対向面積が減少し、その結果白濁気泡の発生効率は低下してしまう。
　また、水素の生成を目的の一つとする電解水素水生成装置に限らず、例えば酸素の如く水素以外の気体の生成を目的の一つとする電解水生成装置において、その気体が大量に発生していることを視覚的に示し、溶存乃至は分散する気体の高濃度化の目安を使用者に提供することは、その気体の発生を目当てに入手した使用者の満足度に貢献する。
　本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、電極板を貫通する貫通孔の周縁でなくとも白濁気泡を効率的に発生できる気泡生成用電極や、気泡生成用電極の表面形成方法を提供する。
　上述のとおり、発生する気泡は小さすぎると短時間で圧壊し、消滅してしまう。また、大きい気泡であると発生後ただちに水面に浮上してしまい、いずれも水中を長時間に亘り浮遊して白濁する気泡とはならない。本発明者は、発生する気泡の大きさが電極表面の凹凸形状によって変化することを見出し、水の中を煙のように漂う白濁気泡を豊富に発生させることのできる気泡生成用電極の条件を得た。すなわち上記従来の課題を解決するために、本発明に係る気泡生成用電極では、（１）表面に複数の凹部よりなる凹部群を有し、同凹部による前記表面の二乗平均平方根高さRqが1.5～20.0μｍであることとした。
　また、本発明に係る気泡生成用電極では、以下の点にも特徴を有する。
（２）前記凹部は直線状の凹溝であって、前記凹部群は複数の凹溝をそれぞれ略同一方向に伸延させて構成したこと。
（３）前記凹部は直線状の凹溝であって、前記凹部群は、第１の方向に伸延する互いに略平行な複数の第１の凹溝と、同第１の方向と交叉する第２の方向に伸延する互いに略平行な複数の第２の凹溝とにより構成したこと。
（４）前記凹溝は、伸延方向にその幅員がランダムに変化していること。
（５）前記凹部は点状であること。
（６）前記凹部は梨地状に形成されていること。
（７）前記凹部は波線状の凹溝であって、前記凹部群は、複数の凹溝のそれぞれの山谷を一致させていること。
（８）前記表面は白金により61％を越える被覆率で被覆していること。
　また、本発明に係る気泡生成用電極の表面形成方法では、（９）表面に複数の凹部よりなる凹部群を備えた気泡生成用電極の表面形成方法であって、エッチング加工により前記表面の凹部群を梨地状とし、次いで梨地状とした部位に対しブラスト加工を施して同部位の二乗平均平方根高さRqの値を1.5～20.0μｍとすることとした。
　また、本発明に係る起泡生成用電極の表面形成方法では、（１０）前記ブラスト加工は、前記エッチング加工後の梨地状表面の二乗平均平方根高さRqの値を小さくする加工であることにも特徴を有する。
　本発明によれば、表面に複数の凹部よりなる凹部群を有し、同凹部による前記表面の二乗平均平方根高さRqが1.5～20.0μｍであることとしたため、電極板を貫通する貫通孔の周縁でなくとも白濁気泡を効率的に発生できる気泡生成用電極を提供することができる。
　また、前記凹部は直線状の凹溝であって、前記凹部群は複数の凹溝をそれぞれ略同一方向に伸延させて構成すれば、白濁気泡の効率的な発生が可能であり、しかも、同一方向に整列した複数の直線状の模様を備える気泡生成用電極とすることができる。また、前記凹部群を、複数の凹溝を略同一方向に伸延させて構成すると、気泡が発生する際に該伸延方向に沿って成長することができ、スムースに拡大していくことができ、該気泡の成長を促進することもできる。
　また、前記凹部は直線状の凹溝であって、前記凹部群は、第１の方向に伸延する互いに略平行な複数の第１の凹溝と、同第１の方向と交叉する第２の方向に伸延する互いに略平行な複数の第２の凹溝とにより構成すれば、白濁気泡の効率的な発生が可能であり、しかも、第１の方向へ向け同一方向に整列した複数の直線状の模様と、第２の方向へ向け同一方向に整列した複数の直線状の模様とが交叉した表面デザインを備える気泡生成用電極とすることができる。また、当該交叉する直線状の凹溝を有する構成においては、気泡が成長する際に、凹溝が延伸する方向に気泡が成長しつつ、さらに交叉する凹溝にも方向を拡大して成長することができるため、該気泡の成長をさらに促進することもできる。
　また、前記凹溝は、伸延方向にその幅員がランダムに変化していることとすれば、白濁気泡の効率的な発生が可能であり、しかも、ランダムに変化する幅員の先鋭化した縁部を電荷集中部の如く機能させることができ、同部位からの気泡発生を促すことができる。また、前記凹溝は、伸延方向にその幅員をランダムに変化させることにより発生する気泡の大きさも分布をもつことになり、長く浮遊する小型の気泡と、比較的短時間で水面に浮上する気泡とが混在した風合いを醸し出すこともできる。
　また、前記凹部は点状であることとすれば、白濁気泡の効率的な発生が可能であり、しかも、ドット状の模様を備える気泡生成用電極とすることができる。また、該ドットのサイズを略均一に形成することにより、電極表面から離脱する気泡のサイズを所定の大きさに略均一にすることもできる。
　また、前記凹部は梨地状に形成されていることとすれば、白濁気泡の効率的な発生が可能であり、しかも、梨地状の模様を備える気泡生成用電極とすることができる。また、梨地状に形成することにより該凹部はその大きさに所定の幅をもった不定形状とすることができる。これによって、電極表面から離脱する気泡の大きさも所定の分布をもつことになり、長く浮遊する小型の気泡と、比較的短時間で水面に浮上する気泡とが混在した風合いを醸し出すこともできる。
　また、前記凹部は波線状の凹溝であって、前記凹部群は、複数の凹溝のそれぞれの山谷を一致させていることとすれば、白濁気泡の効率的な発生が可能であり、しかも、波線状の模様を備える気泡生成用電極とすることができる。また、該波線状の凹溝はこれに沿って気泡が発生することにより、波打ってたなびくような風合いの気泡の流れを形成することもできる。
　また、前記表面は白金により61％を越える被覆率で被覆していることとすれば、チタンやチタンを含む合金などの金属板からなる基板の露出部が少なく耐久性に優れた気泡生成用電極とすることができる。また、チタンなどの基板の露出部における酸化被膜の形成による電圧の上昇を防止し、より低い電力で白濁気泡を発生させることができる。
　また、本発明に係る気泡生成用電極の表面形成方法によれば、表面に複数の凹部よりなる凹部群を備えた気泡生成用電極の表面形成方法であって、エッチング加工により前記表面の凹部群を梨地状とし、次いで梨地状とした部位に対しブラスト加工を施して同部位の二乗平均平方根高さRqの値を1.5～20.0μｍとすることとしたため、電極板を貫通する貫通孔の周縁でなくとも白濁気泡を効率的に発生できる気泡生成用電極の表面形成方法、特に、エッチング加工表面をベースに、白濁気泡発生に好適な粗度を持ちつつ、かつ白金メッキ膜が十分な付着力を持つ電極表面を形成できるよう制御可能な気泡生成用電極の表面形成方法を提供することができる。
　また、前記ブラスト加工は、前記エッチング加工後の梨地状表面の二乗平均平方根高さRqの値を小さくする加工であることとすれば、白濁気泡の発生割合を高めることができる。
本実施形態に係る気泡生成用電極の基本構成を示す説明図である。 本実施形態に係る気泡生成用電極の基本構成を示す説明図である。 本実施形態に係る気泡生成用電極の基本構成を示す説明図である。 実施例１に係る気泡生成用電極の表面構造を示した説明図である。 実施例２に係る気泡生成用電極の表面構造を示した説明図である。 実施例３に係る気泡生成用電極の表面構造を示した説明図である。 実施例４に係る気泡生成用電極の表面構造を示した説明図である。 実施例５及び実施例６に係る気泡生成用電極の表面構造を示した説明図である。 実施例７及び実施例８に係る気泡生成用電極の表面構造を示した説明図である。 実施例９及び実施例１０に係る気泡生成用電極の表面構造を示した説明図である。 実施例１１及び実施例１２に係る気泡生成用電極の表面構造を示した説明図である。 実施例１３に係る気泡生成用電極の表面構造を示した説明図である。 実施例１４に係る気泡生成用電極の表面構造を示した説明図である。 実施例１５に係る気泡生成用電極の表面構造を示した説明図である。 実施例１６に係る気泡生成用電極の表面構造を示した説明図である。 実施例１７に係る気泡生成用電極の表面構造を示した説明図である。 白濁気泡発生試験の試験内容を示す説明図である。 白濁気泡発生試験の試験内容を示す説明図である。 エッチングとブラストの組合せにより形成した各気泡生成用電極表面の検鏡像である。 エッチングとブラストの組合せにより形成した各気泡生成用電極表面における二乗平均平方根高さ(Rq)を示す図である。 エッチングとブラストの組合せにより形成した代表的な気泡生成用電極表面の模式図である。 エッチングとブラストの各組合せにより形成した各気泡生成用電極における気泡の発生状態の評価結果である。
　本発明は、気泡生成用電極に関するものであり、特に、電極板を貫通する貫通孔の周縁でなくとも白濁気泡を効率的に発生できる気泡生成用電極を提供するものである。
　前述の通り、単に気泡を効率的に発生させるという目的の電極はこれまでに幾つか提案されている。
　しかしながら、煙のように比較的長時間に亘り水中を漂うミルキーな泡（白濁気泡）を発生させることに特化した提案は、本発明者らが行った先の出願を除き未だなされていない。
　そこで本実施形態に係る気泡生成用電極では、表面に複数の凹部よりなる凹部群を有し、同凹部による前記表面の二乗平均平方根高さRqが1.5～20.0μｍであることで、貫通孔の周縁でなくとも電極板表面全体で白濁気泡を効率的に発生可能としている。なお、貫通孔は電極板に存在していても良く、電極板への貫通孔の形成を妨げるものではない。
　ここで、電極表面に形成される凹部は、凹溝であっても良く、また、点状であっても良い。
　また、凹溝の形状は特に限定されるものではなく、直線状や曲線状、波線状とすることができる。またこの場合、複数の凹溝の集合である凹部群は、全ての直線が略同一方向に伸延する構造、例えばヘアライン加工を施した金属表面の如き構造とすることもできる。
　また凹溝の幅員はランダムに変化するよう構成しても良い。このような構成とすることで、変化する幅員の先鋭化した縁部を電荷集中部の如く機能させることができ、同部位からの気泡発生を促すことができる。
　また、凹部は不定形状であって凹部群として梨地を現出するものとすることもできる。
　また、前記表面は白金により61％以上の被覆率、より好ましくは66％以上の被覆率で被覆していることとすれば、基板の露出部分を低減して電気分解に必要な電力を低減できるので、該凹部による白濁気泡の発生をより促進することができる。また、耐久性に優れた気泡生成用電極とすることもできる。
　なお、白濁気泡を構成する気体成分は特に限定されるものではなく、例えば、水素や酸素、オゾンなど、水の電気分解により生成される気体、あるいは食塩水を電解対象とした場合には塩素などのように電解対象となる水中の溶質に応じた気体を含ませたり、これらが複合的に含まれていても良い。
　以下、本実施形態に係る気泡生成用電極について、まずは図面を参照しつつ各電極に共通する電極の躯体構造について説明を行い、その後、表面の凹部構造をそれぞれ違えた２０の実施例について説明する。
〔１．電極の躯体構造〕
　図１は、所謂折畳み電極Ａが採用された本実施形態に係る気泡生成用電極Ｂの外観を示す説明図である。図１に示すように気泡生成用電極Ｂは、電極積層部１０と、同電極積層部１０より伸延させた２本の導通棒１１ａ及び導通棒１１ｂとを備えており、各導通棒１１ａ,１１ｂに対し相対的に異なる電位の電圧を印加することで、電極積層部１０と接触する水を電解し、後述の１～２０の各実施例に示す表面構造により白濁気泡を生成可能としている。
　電極積層部１０は、折畳み電極Ａと、同折畳み電極Ａの間隙に介装された介装電極板１２とで構成しており、複数枚（本実施形態に係る気泡生成用電極Ｂでは３枚）の板状の電極板が一定の間隙を形成しつつ重畳する構造を有している。特に、本実施形態において電極積層部１０の極間の間隙は0.3～1.0mmとしており、電解効率に優れた狭隘電極体を構成している。
　介装電極板１２は図２（ａ）に示すように、後述する折畳み電極Ａの電極板部１４と略同形状（平面視略矩形状）の金属板体であり、折畳み電極Ａの対極として機能するものである。任意の構成であるが、介装電極板１２には長穴状の孔１２ａが複数形成されており、電極板間への水の導入が容易になされるよう構成している。また、介装電極板１２には破線で示すように導通棒１１ｂが接続される。
　またこれも任意の構成ではあるが、介装電極板１２が陰極（水素発生極）として使用される場合には、孔１２ａの周縁に尖鋭状の電荷集中部を設け、同電荷集中部に電荷を集中させて電解を部分的に促進することで、白濁状に視認される水素気泡を生成するよう構成しても良い。電荷集中部は、例えば介装電極板１２の形成素材としてのチタン基板をパンチング加工し、穿孔したエッジ部分を尖鋭状とすることで形成可能である。
　一方、図１に示した折畳み電極Ａは、図２（ｂ）に示す電極板連結体１３を屈曲させて形成している。電極板連結体１３は一枚の金属平板から打ち抜き等によって得られたものであり、複数（本実施形態では２箇所）の電極板部１４と、各電極板部１４を電気的に接続する架橋部１５とを備えており、一点鎖線で示した各架橋部１５を横断する線に沿って屈曲させることで折畳み電極Ａが形成される。
　電極板部１４は、介装電極板１２の対極であって折畳み電極Ａの電解機能を発揮する電極板として機能する部位である。任意の構成であるが、本実施形態に係る折畳み電極Ａにも、電極板部１４に、同電極板部１４の連結方向（図２（ａ）において上下方向）へ伸延する複数の長穴状の孔１４ａを形成しており、電極板間への水の導入が容易になされるよう構成している。
　また前述の介装電極板１２と同様これも任意の構成ではあるが、折畳み電極Ａが陰極（水素発生極）として使用される場合には、孔１４ａの周縁に尖鋭状の電荷集中部を設け、同電荷集中部に電荷を集中させて電解を部分的に促進することで、白濁状に視認される水素気泡を生成するよう構成しても良い。電荷集中部は、例えば電極板部１４の形成素材としてのチタン基板をパンチング加工し、穿孔したエッジ部分を尖鋭状とすることで形成可能である。
　また、電極板部１４には破線で示すように導通棒１１ａが接続され、折畳み電極Ａに対し所定の電圧で電流を供給可能としている。導通棒１１ａは、電極板連結体１３の折畳み前に電極板部１４に取付を行ってもよく、また、折畳み後に取り付けても良い。
　架橋部１５は、各電極板部１４を電気的に接続しつつ一体的な構成とするための部位である。特に、本実施形態における折畳み電極Ａの特徴としては、図１に示すように、この架橋部１５に形成する屈曲構造を略半円弧状としている点が挙げられる。なお、架橋部１５の数は特に限定されるものでなく、単数でも良いが、図２（ｂ）に示す如く複数設けることもできる。架橋部１５を複数設けると、当該電極板連結体１３に折り曲げ加工を行い、折畳み電極、平行電極板構造、積層電極対を形成した際に、電極板相互の平行度を精度よく確保しやすく、また構造的な強度も高めることができ好適である。
　図３は、図１の気泡生成用電極ＢについてＰ１－Ｐ１線における断面を模式的に示した説明図である。なお、折畳み電極Ａと介装電極板１２との間隔や厚み、位置関係、詳細な構成等は、説明の便宜上、一部省略や誇張して示す場合があり、その他の図面もまた同様である。折畳み電極Ａの形成にあたっては、図２（ｂ）にて電極板連結体１３に示した折畳み線に沿って架橋部１５の折畳みを行うのであるが、この際、図３に示すように、架橋部１５に略半円弧状の屈曲構造を形成する。
　このような構成とすることにより、従来の折畳み電極の如く架橋部の２箇所の根元をそれぞれ高精度で直角に折曲させる煩雑な作業を伴わず、折曲作業を極めて簡便なものとすることができる。なお、屈曲構造は折曲加工のほか、プレス加工等によっても形成することができる。また、屈曲構造は典型的には折曲加工により形成される自然屈曲構造であり、そのため当該屈曲構造は正確に半円弧形状である必要はない。また、折畳み電極Ａの各電極板部１４や介装電極板１２は、例えば板厚が0.1mm～1.0mm、より好ましくは0.2mm～0.5mmとすることができ、材質としては、例えば、白金をメッキしたチタン板などを用いることができる。白金によるメッキは、チタン板の打ち抜き加工等の後に行っても良く、また、メッキ済のチタン板に対し打ち抜き加工等を行うようにしても良い。
　これから以下に述べる各実施例に示す気泡生成用電極は、上述してきた躯体構造を共通の構造として備えるものであり、水と接触させた状態で通電することにより、陰極や陽極とした介装電極板１２又は電極板部１４の各実施例に示す表面構造から、水素や酸素、その他気体を白濁気泡として発生させる。
〔２．表面構造〕
　次に、上述した気泡生成用電極Ｂの表面構造について、各実施例を参照しながら更に説明する。なお、以下では、折畳み電極Ａを陰極（水素発生極）とし、介装電極板１２を陽極（酸素発生極）として説明するが、これに限定されるものではない。また、気泡生成用電極Ｂの構造を説明するに際し、同電極を水中に配した際に鉛直方向となる方向を上下方向と称し、気泡生成用電極Ｂの長手方向を左右方向、積層方向を厚み方向と称する。本実施例ではいずれも、図４（ａ）に示す正面視において紙面上下方向を上下方向、紙面左右方向を左右方向、紙面奥行き方向を厚み方向として説明する。また、図面上に表された表面構造は、単位面積あたりの凹部の形成密度や大きさ、凹溝の間隔、形状などについて必ずしも正確に示されたものではなく、スクラッチラインや梨地、その他表面構造において発明の理解に供すべく必要に応じて模式的に示されている点に留意されたい。
　また、以下の各実施例にて言及する表面構造は、いずれか一方の極の表面にのみ形成することも可能であるが、両方の極の表面に形成しても良い。例えば、以下に説明する気泡生成用電極Ｂ１～Ｂ２０は、後述する浴用水素発生装置Ｆ（図１７参照）に水素の発生を主な目的の一つとして取り付けられる電極であるが、当該表面構造は水素発生極（陰極。本実施形態では折畳み電極Ａ）のみならず、酸素発生極（陽極。本実施形態では介装電極板１２）にも形成することができる。このような構成とすることにより、水素発生極にて発生させた水素の白濁気泡に加え、酸素発生極からも酸素の白濁気泡を発生させることができ、より多くの白濁気泡を使用者に視認させることができるため、前述した目視効果をより高めることができる。
（２－１）実施例１
　図４（ａ）に、実施例１に係る気泡生成用電極Ｂ１の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ１は、折畳み電極Ａ１と、同折畳み電極Ａ１に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ１は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ１の電極板部１４の表面であって介装電極板１２と対向する側の面（以下、単に折畳み電極Ａ１の内側表面と称する。）と、対向しない側の面（以下、単に折畳み電極Ａ１の外側表面と称する。）との表面に、上下方向へ伸延する凹部としての直線状の凹溝が略平行に複数形成され、この凹溝群により所謂ヘアライン加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を上下ヘアライン表面Ｔ１と称する。
　図４（ｂ）は、上下ヘアライン表面Ｔ１の検鏡像（×160）を示している。上下ヘアライン表面Ｔ１は、折畳み電極Ａ１の内側表面や外側表面を、ワイヤーブラシホイールやヘアライン研磨ホイールで研磨加工することにより形成することができる。
　この研磨加工は、既に白金メッキが施された内外側表面に対して行うこと（後加工）も可能であるし、白金メッキが施されていない内外側表面に対して研磨加工を行い、その後白金メッキを施して気泡生成用電極Ｂ１とすることも可能である（先加工）。特に、上下ヘアライン表面Ｔ１を含む内側表面及び外側表面を白金により61％を越える被覆率でメッキして被覆すれば、低電力で白濁気泡の発生が可能でありながら、耐久性に極めて優れた気泡生成用電極Ｂ１とすることができる。
　なお、本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ１では、折畳み電極Ａ１の内外両側表面を上下ヘアライン表面Ｔ１としたが、陽極となる介装電極板１２と対向する内側表面のみ上下ヘアライン表面Ｔ１としても良い。
　すなわち、外側表面は介装電極板１２と対向しておらず、水素気泡の発生への寄与が少ないため、外側表面を上下ヘアライン表面Ｔ１としないことは、気泡生成用電極Ｂ１の製造工程上、作業が減る観点から言えば有利である。
　但し、本実施例の如く、折畳み電極Ａ１の内外両側表面を上下ヘアライン表面Ｔ１とすれば、研磨加工に伴う電極板部１４の反りを防止することができる。このことは特に、気泡生成用電極Ｂの如く狭隘な積層電極において、電極板部１４と介装電極板１２との接触による短絡を防止したり、均一な電解を行う上で極めて有益である。なお、この構成は以下の実施例においても同様である。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ１について、上下ヘアライン表面Ｔ１の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=3.41であった。また、研磨加工は先加工としたため、白金被覆率は100％であった。
（２－２）実施例２
　図５（ａ）に、実施例２に係る気泡生成用電極Ｂ２の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ２は、折畳み電極Ａ２と、同折畳み電極Ａ２に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ２は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ２の内側表面及び外側表面に、凹部としての略直線状で伸延方向にその幅員がランダムに変化する凹溝（以下、スクラッチラインともいう。）が所定間隔を隔て上下方向へ伸延させて略平行に複数形成され、この凹溝群によりスクラッチライン加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を上下スクラッチライン表面Ｔ２と称する。
　図５（ｂ）は、上下スクラッチライン表面Ｔ２の検鏡像（×80）を示している。上下スクラッチライン表面Ｔ２は、硬質の金属や鉱物の鋭利な先端にて折畳み電極Ａ２の内側表面や外側表面をけがくことにより形成することができる。また該鋭利な先端を複数有する、いわゆるのこぎりの刃のような工具を用いて、折畳み電極Ａ２の内側表面や外側表面を引掻くことにより、複数の凹溝を効率よく形成することも可能である。本実施例では、スクラッチラインのライン幅は概ね100～300μｍ程度、平均約200μｍであり、ライン間隔は約1mmとして形成している。
　けがき加工は、白金メッキ処理に対して前（先加工）であっても、後（後加工）であっても良い。本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ２は、後加工としている。
　なお、本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ２では、折畳み電極Ａ２の内外両側表面を上下スクラッチライン表面Ｔ２としたが、陽極となる介装電極板１２と対向する内側表面のみ上下スクラッチライン表面Ｔ２としても良い。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ２について、上下スクラッチライン表面Ｔ２の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=3.44であった。また、スクラッチ加工は後加工としたため、白金被覆率は93％であった。
（２－３）実施例３
　図６に、実施例３に係る気泡生成用電極Ｂ３の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ３は、折畳み電極Ａ３と、同折畳み電極Ａ３に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ３は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ３の内側表面と外側表面に、左右方向へ伸延する凹部としての直線状の凹溝が略平行に複数形成され、この凹溝群により所謂ヘアライン加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を左右ヘアライン表面Ｔ３と称する。
　左右ヘアライン表面Ｔ３の検鏡像や研磨加工の方法、メッキの後先、内側表面のみの形成等については、前述の上下ヘアライン表面Ｔ１と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ３について、左右ヘアライン表面Ｔ３の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=2.77であった。また、研磨加工は先加工としたため、白金被覆率は100％であった。
（２－４）実施例４
　図７に、実施例４に係る気泡生成用電極Ｂ４の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ４は、折畳み電極Ａ４と、同折畳み電極Ａ４に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ４は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ４の内側表面及び外側表面に、凹部としての略直線状のスクラッチラインが所定間隔を隔て左右方向へ伸延させて略平行に複数形成され、この凹溝群によりスクラッチライン加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を左右スクラッチライン表面Ｔ４と称する。
　左右スクラッチライン表面Ｔ４の検鏡像やけがき加工の方法、メッキの後先、内側表面のみの形成等については、前述の上下スクラッチライン表面Ｔ２と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ４について、左右スクラッチライン表面Ｔ４の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=4.51であった。また、スクラッチ加工は後加工としたため、白金被覆率は91％であった。
（２－５）実施例５
　図８（ａ）に、実施例５に係る気泡生成用電極Ｂ５の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ５は、折畳み電極Ａ５と、同折畳み電極Ａ５に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ５は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ５の内側表面と外側表面に、正面視において上下方向に対し略45度の傾きで右上がり方向へ伸延する凹部としての直線状の凹溝が略平行に複数形成され、この凹溝群により所謂ヘアライン加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を斜め右上がりヘアライン表面Ｔ５と称する。
　斜め右上がりヘアライン表面Ｔ５の検鏡像や研磨加工の方法、メッキの後先、内側表面のみの形成等については、前述の上下ヘアライン表面Ｔ１と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ５について、斜め右上がりヘアライン表面Ｔ５の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=2.52であった。また、研磨加工は先加工としたため、白金被覆率は100％であった。
（２－６）実施例６
　図８（ｂ）に、実施例６に係る気泡生成用電極Ｂ６の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ６は、折畳み電極Ａ６と、同折畳み電極Ａ６に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ６は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ６の内側表面と外側表面に、正面視において上下方向に対し略45度の傾きで右下がり方向へ伸延する凹部としての直線状の凹溝が略平行に複数形成され、この凹溝群により所謂ヘアライン加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を斜め右下がりヘアライン表面Ｔ６と称する。
　斜め右下がりヘアライン表面Ｔ６の検鏡像や研磨加工の方法、メッキの後先、内側表面のみの形成等については、前述の上下ヘアライン表面Ｔ１と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ６について、斜め右下がりヘアライン表面Ｔ６の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=3.07であった。また、研磨加工は先加工としたため、白金被覆率は100％であった。
（２－７）実施例７
　図９（ａ）に、実施例７に係る気泡生成用電極Ｂ７の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ７は、折畳み電極Ａ７と、同折畳み電極Ａ７に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ７は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ７の内側表面及び外側表面に、凹部としての略直線状のスクラッチラインが所定間隔を隔て、正面視において上下方向に対し略45度の傾きで右上がり方向へ伸延させて略平行に複数形成され、この凹溝群によりスクラッチライン加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を斜め右上がりスクラッチライン表面Ｔ７と称する。
　斜め右上がりスクラッチライン表面Ｔ７の検鏡像やけがき加工の方法、メッキの後先、内側表面のみの形成等については、前述の上下スクラッチライン表面Ｔ２と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ７について、斜め右上がりスクラッチライン表面Ｔ７の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=3.92であった。また、スクラッチ加工は後加工としたため、白金被覆率は90％であった。
（２－８）実施例８
　図９（ｂ）に、実施例８に係る気泡生成用電極Ｂ８の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ８は、折畳み電極Ａ８と、同折畳み電極Ａ８に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ８は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ８の内側表面及び外側表面に、凹部としての略直線状のスクラッチラインが所定間隔を隔て、正面視において上下方向に対し略45度の傾きで右下がり方向へ伸延させて略平行に複数形成され、この凹溝群によりスクラッチライン加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を斜め右下がりスクラッチライン表面Ｔ８と称する。
　斜め右下がりスクラッチライン表面Ｔ８の検鏡像やけがき加工の方法、メッキの後先、内側表面のみの形成等については、前述の上下スクラッチライン表面Ｔ２と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ８について、斜め右下がりスクラッチライン表面Ｔ８の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=4.17であった。また、スクラッチ加工は後加工としたため、白金被覆率は92％であった。
（２－９）実施例９
　図１０（ａ）に、実施例９に係る気泡生成用電極Ｂ９の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ９は、折畳み電極Ａ９と、同折畳み電極Ａ９に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ９は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ９の内側表面と外側表面に、第１の方向としての上下方向へ伸延する凹部としての直線状の上下凹溝（第１の凹溝）が略平行に複数形成され、この上下凹溝と交叉させて（本実施形態では略直交させて）、第２の方向としての左右方向へ伸延する凹部としての直線状の左右凹溝（第２の凹溝）が略平行に複数形成され、これら凹溝群により縦横方向へのクロスヘアライン加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を縦横クロスヘアライン表面Ｔ９と称する。
　図１０（ｂ）は、縦横クロスヘアライン表面Ｔ９の検鏡像（×240）を示している。縦横クロスヘアライン表面Ｔ９は、折畳み電極Ａ９の内側表面や外側表面を、ワイヤーブラシホイールやヘアライン研磨ホイールにより、第１の方向としての上下方向と、第２の方向としての左右方向との両方向へ研磨加工することにより形成することができる。
　縦横クロスヘアライン表面Ｔ９のメッキの後先や内側表面のみの形成等については、前述の上下ヘアライン表面Ｔ１と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ９について、縦横クロスヘアライン表面Ｔ９の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=1.90であった。また、研磨加工は先加工としたため、白金被覆率は100％であった。
（２－１０）実施例１０
　図１０（ｃ）に、実施例１０に係る気泡生成用電極Ｂ１０の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ１０は、折畳み電極Ａ１０と、同折畳み電極Ａ１０に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ１０は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ１０の内側表面と外側表面に、第１の方向として正面視において上下方向に対し略45度の傾きで右上がりとなる方向へ伸延する凹部としての直線状の右上がり凹溝（第１の凹溝）が互いに略平行に複数形成され、この右上がり凹溝と交叉させて（本実施形態では略直交させて）、第２の方向として正面視において上下方向に対し略45度の傾きで右下がりとなる方向へ伸延する凹部としての直線状の右下がり凹溝（第２の凹溝）が互いに略平行に複数形成され、これら凹溝群により斜め方向へのクロスヘアライン加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を斜めクロスヘアライン表面Ｔ１０と称する。
　斜めクロスヘアライン表面Ｔ１０の検鏡像や研磨加工の方法、メッキの後先、内側表面のみの形成等については、前述の縦横クロスヘアライン表面Ｔ９と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ１０について、斜めクロスヘアライン表面Ｔ１０の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=2.17であった。また、研磨加工は先加工としたため、白金被覆率は100％であった。
（２－１１）実施例１１
　図１１（ａ）に、実施例１１に係る気泡生成用電極Ｂ１１の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ１１は、折畳み電極Ａ１１と、同折畳み電極Ａ１１に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ１１は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ１１の内側表面と外側表面に、第１の方向としての上下方向へ伸延する凹部としての直線状の上下スクラッチライン（第１の凹溝）が互いに略平行に複数形成され、この上下スクラッチラインと交叉させて（本実施形態では略直交させて）、第２の方向としての左右方向へ伸延する凹部としての直線状の左右スクラッチライン（第２の凹溝）が互いに略平行に複数形成され、これら凹溝群により縦横方向へのクロススクラッチライン加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を縦横クロススクラッチライン表面Ｔ１１と称する。
　縦横クロススクラッチライン表面Ｔ１１の検鏡像は、図５（ｂ）にて示した上下スクラッチライン表面Ｔ２のスクラッチラインに加え、更に左右方向へのスクラッチラインが付加された像が観察される。なお、けがき加工の方法、メッキの後先、内側表面のみの形成等については、前述の上下スクラッチライン表面Ｔ２と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ１１について、縦横クロススクラッチライン表面Ｔ１１の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=3.23であった。また、スクラッチ加工は後加工としたため、白金被覆率は83％であった。
（２－１２）実施例１２
　図１１（ｂ）に、実施例１２に係る気泡生成用電極Ｂ１２の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ１２は、折畳み電極Ａ１２と、同折畳み電極Ａ１２に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ１２は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ１２の内側表面と外側表面に、正面視において上下方向に対し略45度の傾きで右上がり方向（第１の方向）へ伸延する凹部としての直線状の斜め右上がりスクラッチライン（第１の凹溝）が互いに略平行に複数形成され、この斜め右上がりスクラッチラインと交叉させて（本実施形態では略直交させて）、正面視において上下方向に対し略45度の傾きで右下がり方向（第２の方向）へ伸延する凹部としての直線状の斜め右下がりスクラッチライン（第２の凹溝）が互いに略平行に複数形成され、これら凹溝群により斜め方向へのクロススクラッチライン加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を斜めクロススクラッチライン表面Ｔ１２と称する。
　斜めクロススクラッチライン表面Ｔ１２の検鏡像やけがき加工の方法、メッキの後先、内側表面のみの形成等については、前述の縦横クロススクラッチライン表面Ｔ１１と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ１２について、斜めクロススクラッチライン表面Ｔ１２の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=2.82であった。また、スクラッチ加工は後加工としたため、白金被覆率は81％であった。
（２－１３）実施例１３
　図１２（ａ）に、実施例１３に係る気泡生成用電極Ｂ１３の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ１３は、折畳み電極Ａ１３と、同折畳み電極Ａ１３に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ１３は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ１３の内側表面と外側表面に、複数の不定形状の凹部が形成され、この凹部群により所謂梨地加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を梨地表面Ｔ１３と称する。
　図１２（ｂ）は、梨地表面Ｔ１３の検鏡像（×160）を示している。ここで梨地とは、機械的又は化学的な処理により表面に複数の不定形状の微細な凹凸を均一に形成させた無方向性のつや消し仕上げ（梨地仕上）の加工が施された面であり、例えば、 JIS H 0201 303や JIS H 0201 304の梨地仕上を含む。梨地仕上の機械的な加工の典型的な方法は、所定の凹凸パターンが形成されたロール状あるいは平板上の金型でプレス加工することにより、該梨地状の凹凸パターンを電極表面に転写する方法などがある。化学的な加工の典型的な方法は、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸などの酸など、金属を溶解する液体に浸漬することにより、表面に微細な凹部を形成する、いわゆるエッチング法などがある。
　この梨地仕上加工は、既に白金メッキが施された内外側表面に対して梨地仕上加工を行うこと（後加工）も可能であるし、白金メッキが施されていない原料金属板又は電極板連結体１３の内外側表面に対して梨地仕上加工を行い、その後白金メッキを施して気泡生成用電極Ｂ１３とすることも可能である（先加工）。特に後加工を行う場合には、梨地表面Ｔ１３を含む内側表面及び外側表面に61％を越える被覆率で白金メッキが残留するように当該梨地仕上加工を施すことにより、低電力で白濁気泡の発生が可能でありながら、耐久性に極めて優れた気泡生成用電極Ｂ１３とすることができる。
　その他、梨地表面Ｔ１３の内側表面のみの形成等については、前述の各実施例と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ１３について、梨地表面Ｔ１３の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=7.71であった。また、梨地仕上加工は先加工としたため、白金被覆率は100％であった。
（２－１４）実施例１４
　図１３（ａ）に、実施例１４に係る気泡生成用電極Ｂ１４の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ１４は、折畳み電極Ａ１４と、同折畳み電極Ａ１４に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ１４は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ１４の内側表面と外側表面に、複数の点状（ドット状）の凹部が形成され、この凹部群によりドット加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面をドット表面Ｔ１４と称する。
　図１３（ｂ）は、ドット表面Ｔ１４の検鏡像（×160）を示している。ここでドット状凹部は、図１３（ａ）にて示すように整列していても良いが、図１３（ｂ）の如くランダムに形成されていても良い。ドット状の凹部の典型的な形成方法としては、先端の鋭利な硬質の金属や鉱物などの針状の工具あるいはその結束体にて、折畳み電極の内側表面や外側表面に打痕を形成する方法や、所定のドット状の凹凸パターンが形成されたロール状あるいは平板上の金型で表面にプレス加工することにより、該凹凸パターンを転写する方法などがある。
　このドット加工は、既に白金メッキが施された内外側表面に対して行うこと（後加工）も可能であるし、白金メッキが施されていない内外側表面に対してドット加工を行い、その後白金メッキを施して気泡生成用電極Ｂ１４とすることもできる（先加工）。特に後加工を行う場合は、ドット表面Ｔ１４を含む内側表面及び外側表面に61％を越える被覆率で白金メッキが残留するように当該ドット加工を施すことにより、低電力で白濁気泡の発生が可能でありながら、耐久性に極めて優れた気泡生成用電極Ｂ１４とすることができる。
　その他、ドット表面Ｔ１４の内側表面のみの形成等については、前述の各実施例と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ１４について、ドット表面Ｔ１４の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=1.50であった。また、ドット加工は後加工としたため、白金被覆率は95％であった。
（２－１５）実施例１５
　図１４に、実施例１５に係る気泡生成用電極Ｂ１５の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ１５は、折畳み電極Ａ１５と、同折畳み電極Ａ１５に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ１５は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ１５の内側表面と外側表面に、上下方向へ伸延する凹部としての波線状の凹溝が略平行に複数形成され、この凹溝群により凹凸加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を上下波線表面Ｔ１５と称する。
　この上下波線表面Ｔ１５を形成する凹凸加工は、鋭利な先端を所定の間隔で複数有する、いわゆるのこぎりの刃のような工具を用い、これを進行方向に対して垂直に往復させながら表面を引掻くことにより、当該上下波線表面の凹溝を形成することが可能である。
　上下波線表面Ｔ１５のメッキの後先、内側表面のみの形成等については、前述の上下ヘアライン表面Ｔ１と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ１５について、上下波線表面Ｔ１５の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=13.2であった。また、凹凸加工は後加工としたため、白金被覆率は75％であった。
（２－１６）実施例１６
　図１５に、実施例１６に係る気泡生成用電極Ｂ１６の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ１６は、折畳み電極Ａ１６と、同折畳み電極Ａ１６に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ１６は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ１６の内側表面と外側表面に、左右方向へ伸延する凹部としての波線状の凹溝が略平行に複数形成され、この凹溝群により凹凸加工が施された状態となっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を左右波線表面Ｔ１６と称する。
　左右波線表面Ｔ１６の凹凸加工の方法、メッキの後先、内側表面のみの形成等については、前述の上下波線表面Ｔ１５と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ１６について、上下波線表面Ｔ１６の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=11.7であった。また、凹凸加工は後加工としたため、白金被覆率は72％であった。
（２－１７）実施例１７
　図１６に、実施例１７に係る気泡生成用電極Ｂ１７の正面図を示す。気泡生成用電極Ｂ１７は、折畳み電極Ａ１７と、同折畳み電極Ａ１７に介装された介装電極板１２とで構成している。
　気泡生成用電極Ｂ１７は、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ１７の内側表面と外側表面に、サンドブラスト加工が施されており、同加工に由来する複数の凹部が形成されている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面をブラスト表面Ｔ１７と称する。
　ブラスト表面Ｔ１７は、サンドブラスト加工用の微粒子を空気圧などにより加工対象となる金属板や電極板連結体１３の表面に対して連続的に衝突させることで形成することが可能である。
　なお、その他ブラスト表面Ｔ１７のメッキの後先、内側表面のみの形成等については、前述の上下ヘアライン表面Ｔ１と同様であるため、説明を割愛する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ１７について、ブラスト表面Ｔ１７の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=4.33であった。また、サンドブラスト加工は先加工としたため、白金被覆率は100％であった。
（２－１８）実施例１８
　実施例１８に係る気泡生成用電極Ｂ１８は、折畳み電極Ａ１８と、同折畳み電極Ａ１８に介装された介装電極板１２とで構成しており、前述した気泡生成用電極Ｂ１と同様に、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ１８の内側表面と外側表面に、上下方向へ伸延する凹部としての直線状の凹溝が略平行に複数形成され、この凹溝群により所謂ヘアライン加工が施された状態となっている点で共通するが、同ヘアライン加工を白金メッキの後に行っている点（後加工としている点）で異なっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を上下ヘアライン後加工表面Ｔ１８と称する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ１８について、上下ヘアライン後加工表面Ｔ１８の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=2.68であった。また、研磨加工は後加工としたため、白金被覆率は61％であった。
（２－１９）実施例１９
　実施例１９に係る気泡生成用電極Ｂ１９は、折畳み電極Ａ１９と、同折畳み電極Ａ１９に介装された介装電極板１２とで構成しており、前述した気泡生成用電極Ｂ１８と大凡同様の構成としているが、白金被覆率が異なっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を上下ヘアライン後加工表面Ｔ１９と称する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ１９について、上下ヘアライン後加工表面Ｔ１９の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=2.34であった。また、研磨加工は後加工であり、白金被覆率は66％であった。
（２－２０）実施例２０
　実施例２０に係る気泡生成用電極Ｂ２０は、折畳み電極Ａ２０と、同折畳み電極Ａ２０に介装された介装電極板１２とで構成しており、前述した気泡生成用電極Ｂ１と同様に、陰極（水素発生極）として機能する折畳み電極Ａ２０の内側表面と外側表面に、上下方向へ伸延する凹部としての直線状の凹溝が略平行に複数形成され、この凹溝群により所謂ヘアライン加工が施された状態となっている点で共通するが、同ヘアライン加工の加工強度を強く、すなわち、凹溝の深さをより深くしている点で異なっている。なお、説明の便宜上、当該加工が施された表面を上下ヘアライン加工（強）表面Ｔ２０と称する。
　本実施例に係る気泡生成用電極Ｂ１９について、上下ヘアライン加工（強）表面Ｔ２０の二乗平均平方根高さを求めた結果、Rq=20.0であった。また、研磨加工は先加工としたため、白金被覆率は100％であった。
〔３．白濁気泡発生試験〕
　次に、上述してきた気泡生成用電極Ｂ１～Ｂ２０を用い、白濁気泡の発生試験を行った。具体的には、図１７（ａ）に示すように、各実施例にて示した気泡生成用電極Ｂを装着した浴用水素発生装置Ｆを水槽内に配置し、電力を供給して白濁気泡Ｇを発生させ、その濁り具合を目視観察することで発生の状況を確認した。
　浴用水素発生装置Ｆは、水中投入型装置である。図１７（ｂ）に示すように、本体部２０と、下カバー２１と、上カバー２２とで構成しており、本体部２０の上面には気泡生成用電極Ｂを装着して通電することにより水素気泡（白濁気泡Ｇ）の発生を可能としている。発生した水素は、上カバー２２に設けた拡散口２２ａより水中へ放散される。
　本試験は、水槽に収容した約40℃で20Ｌ（導電率約150μS/cm）の水中に浴用水素発生装置Ｆを沈降させ、電解を開始してから５分後に目視観察することで行った。
　図１８は、本試験における目視観察の判定基準の説明図である。図１８（ａ）は、試験開始後５分経過した状態の水槽を示している。浴用水素発生装置Ｆに装着されたこの気泡生成用電極Ｂは白濁気泡Ｇを効率良く発生させており、上面から見た状態では、水面から浴用水素発生装置Ｆの上部まで約20cmの深さがあるところ、浴用水素発生装置Ｆは殆ど目視観察できない状態である。本試験においては、このような状態を「◎」として評価した。
　一方、図１８（ｂ）は、同じく試験開始後５分経過した状態の水槽を示しているが、浴用水素発生装置Ｆに装着された、上記とは別のこの気泡生成用電極Ｂは、白濁気泡Ｇを発生させることは可能であるもののあまり効率は良くなく、上面からの観察において浴用水素発生装置Ｆの目視観察が可能である。本試験においては、このような状態を「△」として評価した。
　また、図１８（ｂ）の状態「△」よりは白濁気泡Ｇが多く見られるものの、図１８（ａ）の状態「◎」ほどは浴用水素発生装置Ｆの目視観察が困難ではない状態、すなわち、「◎」と「△」との大凡中間の状態を「○」として評価した。
　また、図１８（ｂ）の状態（△）よりも白濁気泡Ｇの発生量が少ない状態は、「×」として評価した。これらの評価のうち、「◎」と「○」の評価を得た気泡生成用電極Ｂは、白濁気泡を効率的に発生できる気泡生成用電極とした。表１に気泡生成用電極Ｂ１～気泡生成用電極Ｂ２０の試験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１からも分かるように、本実施形態に係る気泡生成用電極Ｂ、すなわち、実施例１～実施例２０に係る気泡生成用電極Ｂ１～Ｂ２０は、いずれも白濁気泡を効率的に発生できる気泡生成用電極であることが確認された。
　また、二乗平均平方根高さ(Rq)については、実施例１４を参照すると、Rq=1.5においても良好な白濁気泡Ｇの発生が確認されており、実施例２０を参照するとRq=20.0においても良好な白濁気泡Ｇの発生が確認されていることから、効率的に白濁気泡Ｇを発生させるためには、1.5≦Rq≦20.0であるのが望ましいと考えられた。
　また、白金被覆率については、実施例１８を参照すると、61％の被覆率においても良好な白濁気泡Ｇの発生が確認されており、これと同様の構成とした実施例１９では66％の被覆率で更に良好な白濁気泡Ｇの発生が確認された。併せて、他の実施例においても被覆率61％以上～100％以下において、比較的良好な発生が確認されている。従って、効率的に白濁気泡Ｇを発生させるためには、被覆率を61％～100％、また実施例１８及び実施例１９との関係を勘案すれば、より好ましくは白金被覆率の高い66％～100％とすべきであると考えられた。
　また本試験では、比較検討を行うべく、４つの比較用電極についても同様の試験に供した。１つ目は折畳み電極Ａの内側表面と外側表面に、凹部形成の加工を施していない電極である。以下、この電極をノーマル電極と称し、同電極の表面をノーマル表面Ｈ１と称する。
　２つ目は、折畳み電極Ａの内側表面と外側表面に弱いブラスト加工を施した、Rqの値が1.5を下回る電極である。ブラスト加工は先加工としたため、白金被覆率は100％である。この電極をブラスト弱加工電極と称し、同電極の表面をブラスト弱加工表面Ｈ２と称する。
　３つ目は、折畳み電極Ａの内側表面と外側表面に粗い梨地加工を施した、Rqの値が20を上回る電極である。梨地加工は先加工としたため、白金被覆率は100％である。この電極を粗梨地電極と称し、同電極の表面を粗梨地表面Ｈ３と称する。
　４つ目は、メッキ処理後に後加工で折畳み電極Ａの内側表面と外側表面に対しブラスト加工を施すことで、61％を下回る白金被覆率とした電極である。この電極を後加工ブラスト電極と称し、同電極の表面を後加工ブラスト表面Ｈ４と称する。表２に比較用電極Ｈ１～Ｈ４の試験結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２からも分かるように、比較例１～４のいずれにおいても、効率的な白濁気泡の発生は確認することができなかった。
　特に、二乗平均平方根高さについては、比較例１や比較例２においてそれぞれ1.5を下回る値であり、比較例３では20.0を上回る値となっており、白濁気泡Ｇの発生効率が低下している。比較例１や比較例２のように二乗平均平方根高さRqが1.5μｍを下回る小さい値であると、発生する気泡が小さすぎることにより、気泡が短時間で圧壊することにより消滅してしまう。また、比較例３のように20.0μｍを上回る大きい値であると、発生する気泡が大きすぎてただちに水面に浮上してしまい、いずれも水中を長時間に亘り浮遊して白濁する気泡とはならないことによると考えられる。
　また、白金被覆率に関し比較例４を参照すると、61％を下回る55％では基板に用いたチタンの露出部が多く、その酸化被膜の形成により電気分解にかかる電力が上昇し気泡の発生自体が減少してしまうため、白濁気泡Ｇの発生は良好とは言い難い状況であった。
〔４．梨地表面をベースとした表面形成〕
　次に、前述の梨地表面をベースとした気泡生成用電極の表面形成について説明する。前述の実施例１～８などに示すヘアラインやスクラッチといった表面処理は、形成された凹部や凹部群が電極板の表面にて所定の方向性（指向性）をもって異方的に形成されるのに対し、実施例１３に示した梨地処理や実施例１７に示したブラスト処理により形成された表面は、所定の方向性を持っておらず等方的である。気泡生成用電極において、このような等方的な表面は均一な気泡の生成を行わせる上で有利な構成であり、梨地加工表面やブラスト加工表面は、良好な気泡発生表面の一つである。
　また梨地加工表面のうち、エッチングによって得られる梨地加工表面（以下、エッチング梨地表面ともいう。）は、エッチング深さが深いほど（凹部による振幅が大きいほど）気泡発生量は増大する傾向が見られる。
　したがって、エッチング梨地表面は、エッチング処理時間を調整することで、気泡発生量を比較的容易にコントロールできる表面であると言える。
　しかし、エッチング深さの増大は、径が100μｍを上回るような通常の気泡の発生量の増加も招く。
　そこで本項では、エッチング加工表面をベースに、白濁気泡発生に好適な粗度を持ちつつ、かつ白金メッキ膜が十分な付着力を持つ電極表面を形成できるよう制御可能な気泡生成用電極の表面形成方法を提供する。
　このような表面加工方法として、ここでは、表面に複数の凹部よりなる凹部群を備えた気泡生成用電極の表面形成方法であって、エッチング加工により前記表面の凹部群を梨地状とし、次いでこの梨地状とした部位に対しブラスト加工を更に施して同部位の二乗平均平方根高さRqの値を1.5～20.0μｍとすることとしている。
　気泡生成用電極の素材としてチタンやチタン合金を採用した場合には、その化学的なエッチング方法として、例えば日本国の特許第4535232号にも示されるように、フッ酸－硝酸混合液で処理する方法やフッ酸－過酸化水素混合液、過酸化水素－アンモニア水－エチレンジアミン四酢酸（塩）混合液、過酸化水素－リン酸塩混合液で処理する方法を採用することができる。
　ブラスト加工処理は、投射材（研磨剤やメディアなどとも称される。）を噴射し対象物に衝突させて表面を処理する加工法である。投射材の材質には、金属系・スラグ系・天然石砂系・ガラス系・プラスチック系・植物系などがある。目的とする対象物の表面処理に合わせ、投射材の材質、形状、粒度の選択、そして投射条件により、粗度など表面の状態をコントロールすることができる。
　また一般に、ブラストはその条件次第で表面を粗化したり、逆に凹凸を減少させて平滑化することも可能である。たとえば、鋭角な部分を有するグリッド系投射材は、対象物表面の凸凹を増加させることができる。一方、丸い球状のショット系と呼ばれる投射材によれば、ブラスト処理によって表面を平滑化することができる。
　特に本実施形態では、ブラスト加工に使用する投射材として丸い球状のショット系のものを採用し、エッチング加工後の梨地状表面の二乗平均平方根高さRqの値を小さくするようにしている。
　このような構成とすることにより、エッチング加工された表面からの白濁気泡の発生割合を更に高めることができる。
　次に、本項の気泡生成用電極の表面形成方法に関し、試験結果を参照しながら更に説明する。
　具体的には、実施例１３の梨地の表面形成に用いた化学エッチングと、実施例１７で用いたブラストを組み合わせ、さまざまな等方的凹凸を有する表面を形成する実験を行った。化学エッチングについては凹凸を増加する条件を選択し、ブラストにおいては平滑化する条件を選択し組み合わせた。このように梨地加工やブラスト加工といった等方的な表面処理加工によっていくつかの表面を形成し、気泡発生や白濁気泡の割合との関連を調べた。
　エッチング処理は、50％フッ酸：水=1:50（体積比）で混合した液を用いた。エッチングの時間は浸漬時間を10分、50分、100分、200分と変化させた。なお以下の説明において、エッチングを10分間行ったものを"Et10min"、50分間行ったものを"Et50min"、100分間行ったものを"Et100min"、200分間行ったものを"Et200min"のように示す。
　ブラスト処理には丸い球状のショット系投射材として平均粒径50μmのシリカビーズを用い、ショットブラスト加工を施した。ブラスト処理時間は0秒（ブラストなし）、20秒、60秒、120秒と変化させた。なお以下の説明において、ブラスト処理を行っていないものを"Bla0sec"、20秒間行ったものを"Bla20sec"、60秒間行ったものを"Bla60sec"、120秒間行ったものを"Bla120sec"のように示す。
　エッチング処理時間４種とブラスト処理時間４種のそれぞれの組合せで16種の表面状態の気泡生成用電極を作製した。これらの電極板はすべてエッチング処理加工の後、ブラスト処理加工、その後白金メッキを行った。白金被覆率はすべて100％である。
　図１９は、このようにして形成した気泡生成用電極の各表面を示す説明図である。図１９からも分かるように、エッチングの処理時間が長いほど凹凸の粗さは大きくなる一方、ブラスト加工は処理時間が長くなるに伴って平滑化するのが観察された。
　また凹凸の状態を表す表面粗度の指標として、二乗平均平方根高さ（Rq）を測定した。二乗平均平方根高さ（Rq）は、表面の凹凸に対して垂直な方向の起伏の程度（ここでは、振幅とも称する。）を表すファクターである。
　図２０に示すように、エッチングの処理時間が長くなるとRqは増大し、凹凸の振幅が大きくなっていることが分かる。また相対的に凹凸は鋭くとがる方向に変化している。それに対し、ブラスト加工では、処理時間に伴いRqは低下し、表面は平滑化した。
　また詳細は割愛するが、表面の凹凸形状の、電極板の面内方向における起伏のうねりの長さ（以下では周期と表現）を表すファクターとして要素の平均長さ(RSm)を測定したところ、Rq、RSmの値から、エッチングとブラストの組合せにより、各種の振幅と周期の組合せの電極表面を作製することができたことが示された。具体的には、図１９に示した各気泡生成用電極のマトリックスのうち四隅の電極表面、（Et10min、Bla0sec)、（Et10min、Bla120sec）、（E200min、Bla0sec）、（Et200min、Bla120sec）に関し、振幅と周期の状態を、図２１に模式的に示した。このように、電極表面に対して垂直方向の起伏の振幅と、面内方向の周期が調整された電極表面を作製できることが示された。
　また併せて、各気泡生成用電極の気泡の発生状態を観察し、前述の〔３．白濁気泡発生試験〕と同様の手法にて評価を行った。その結果を図２２に示す。なお、各評価記号の下の値は、各表面のRqの値である。
　図２２に示すように、全般的におおよそ表面粗度の大きいほうが気泡発生が良好な状態にあった。そしてRqの値としては1.5μｍ以上であると気泡発生が良好であることが確認できた。また、Et100min、Et200minのように深くエッチングを行っておくと、重ねてBla20sec、Bla60secといったブラスト加工を行ってもBla0secと同様に、十分な気泡の発生が確認された。後述のようにブラスト処理によってはチタン基板と白金メッキ皮膜との付着力を強化できるので、このようにエッチングとブラストを組合せることにより。気泡発生と白金メッキ皮膜の付着力が両立する気泡生成用電極を構成することができる。
　ここまで本項にて言及した事項を踏まえると、気泡生成用電極の表面に対しまずエッチング処理を施すことにより、表面の粗度を高める方向で気泡の発生が増加した。次いで実施したブラスト処理は表面を平滑化する条件であり、気泡の発生に関してはおおよそ低減する傾向が見られた。
　すなわち今回の実験においては、気泡生成用電極の表面状態として粗度が高いほうが気泡の発生として良好な方向であった。
　しかし表面の粗度に関しては高すぎても発生する気泡が大きくなりすぎて、ただちに水面に浮上してしまい水中を長時間にわたり浮遊する白濁した気泡とはならない。
　そこでこの平滑化するブラスト処理を組合わせることによって、表面粗度が高くなり過ぎないようにバランスを計り制御することが有効となる。
　さらにブラスト処理においては、気泡生成用電極のチタン又はチタン合金基板と白金メッキ皮膜との付着力を強化する重要な働きをもっている。
　よってこれら、ブラスト処理とエッチング処理を組み合わせることにより、気泡発生に好適な粗度を持ち、かつ白金メッキ皮膜が十分な付着力を持つ電極表面を形成できるよう制御することが可能となる。
　上述してきたように、本実施形態に係る気泡生成用電極によれば、表面に複数の凹部よりなる凹部群を有し、同凹部による前記表面の二乗平均平方根高さRqが1.5～20.0μｍであることを特徴とすることとしたため、電極板を貫通する貫通孔の周縁でなくとも白濁気泡を効率的に発生できる気泡生成用電極を提供することができる。
　また、本実施形態に係る気泡生成用電極によれば、白濁気泡の発生割合を他の形態の気泡に比して増大させることができ、水中を煙状に漂うミルキーな微細気泡を使用者に視認させ、大量の水素が放出されていることを視覚的に示すこともできる。
　最後に、上述した各実施の形態の説明は本発明の一例であり、本発明は上述の実施の形態に限定されることはない。このため、上述した各実施の形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
　本実施形態では折畳み電極が採用された気泡生成用電極としたが、これに限定されるものではなく、あらゆる形状の電極を採用することができる。
　すなわち、本発明は電極そのものの躯体構造よりも、電極の表面形状を特徴とするものである。但し、出願人が本発明を権利化するにあたり、電極の種類や構造を本発明の構成要素として主張することを妨げるものではない。
　１０　電極積層部
　１１ａ　導通棒
　１１ｂ　導通棒
　１２　介装電極板
　１２ａ　孔
　１３　電極板連結体
　１４　電極板部
　１４ａ　孔
　１５　架橋部
　２０　本体部
　２１　下カバー
　２２　上カバー
　２２ａ　拡散口
　Ａ　折畳み電極
　Ａ１～Ａ２０　折畳み電極
　Ｂ　気泡生成用電極
　Ｂ１～Ｂ２０　気泡生成用電極
　Ｆ　浴用水素発生装置
　Ｇ　白濁気泡
　Ｔ１～Ｔ２０　表面

Claims (10)

  1. 　表面に複数の凹部よりなる凹部群を有し、同凹部による前記表面の二乗平均平方根高さRqが1.5～20.0μｍであることを特徴とする気泡生成用電極。
  2. 　前記凹部は直線状の凹溝であって、前記凹部群は複数の凹溝をそれぞれ略同一方向に伸延させて構成したことを特徴とする請求項１に記載の気泡生成用電極。
  3. 　前記凹部は直線状の凹溝であって、前記凹部群は、第１の方向に伸延する互いに略平行な複数の第１の凹溝と、同第１の方向と交叉する第２の方向に伸延する互いに略平行な複数の第２の凹溝とにより構成したことを特徴とする請求項１に記載の気泡生成用電極。
  4. 　前記凹溝は、伸延方向にその幅員がランダムに変化していることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の気泡生成用電極。
  5. 　前記凹部は点状であることを特徴とする請求項１に記載の気泡生成用電極。
  6. 　前記凹部は梨地状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の気泡生成用電極。
  7. 　前記凹部は波線状の凹溝であって、前記凹部群は、複数の凹溝のそれぞれの山谷を一致させていることを特徴とする請求項１に記載の気泡生成用電極。
  8. 　前記表面は白金により61％を越える被覆率で被覆していることを特徴とする請求項１～７いずれか１項に記載の気泡生成用電極。
  9. 　表面に複数の凹部よりなる凹部群を備えた気泡生成用電極の表面形成方法であって、
    　エッチング加工により前記表面の凹部群を梨地状とし、次いで梨地状とした部位に対しブラスト加工を施して同部位の二乗平均平方根高さRqの値を1.5～20.0μｍとすることを特徴とする気泡生成用電極の表面形成方法。
  10. 　前記ブラスト加工は、前記エッチング加工後の梨地状表面の二乗平均平方根高さRqの値を小さくする加工であることを特徴とする請求項９に記載の気泡生成用電極の表面形成方法。
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