(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも表面に電極触媒を備え、電解によって被処理水中にオゾンを発生させるための電解用電極であって、
前記電極触媒はタンタル酸化物又はニオブ酸化物を含み、当該電極触媒の表面積のうち、前記タンタル酸化物が占有する表面積の割合が７８％より大きい、又は、前記電極触媒の表面積のうち、ニオブ酸化物が占有する表面積の割合が８０％より大きいことを特徴とする電解用電極。
【請求項２】
前記タンタル酸化物又はニオブ酸化物以外の前記電極触媒の表面には、貴金属又は金属酸化物が存在することを特徴とする請求項第１項記載の電解用電極。
【請求項３】
導電性基体の表面に形成された電極触媒表面層は、タンタル酸化物と、前記貴金属又は金属酸化物として少なくとも白金を含むこと、若しくは、前記電極触媒表面層は、ニオブ酸化物と、前記貴金属又は金属酸化物として少なくともルテニウム酸化物を含むことを特徴とする請求項第１項又は第２項記載の電解用電極。
【請求項４】
導電性基体の表面にタンタル酸化物又はタンタル酸化物前駆体、若しくは、ニオブ酸化物又はニオブ酸化物前駆体を含有する表面層構成材を塗布した後、前記導電性基体及び表面層構成材を酸化性雰囲気中で熱処理することを特徴とする請求項第１項、第２項又は第３項記載の電解用電極の製造方法。
【請求項５】
導電性基体を金属タンタル又は金属タンタル合金、若しくは、金属ニオブ又は金属ニオブ合金とし、当該導電性基体を酸化して電極触媒表面層を形成することを特徴とする請求項第１項、第２項又は第３項記載の電解用電極の製造方法。
【請求項６】
電解槽内の被処理水に浸漬されるアノード及びカソードを備え、請求項第１項、第２項又は第３項記載の電解用電極を前記アノードとして用いることを特徴とするオゾンを発生させる電解方法。
【請求項７】
前記アノードと前記カソード間を陽イオン交換膜にて区画したことを特徴とする請求項第６項記載のオゾンを発生させる電解方法。
【請求項８】
電解槽内の被処理水に浸漬されるアノード及びカソードを備え、請求項第１項、第２項又は第３項記載の電解用電極を前記アノード及び前記カソードとして用いると共に、前記被処理水中で前記アノードと前記カソード間にパルス電圧を印加することを特徴とするオゾンを発生させる電解方法。
【請求項９】
被電解水を貯溜する貯溜部と、該貯溜部内に設けられて被電解水に浸漬される一対若しくは、複数の請求項第１項記載の電解用電極と、前記貯溜部内の液体を外部に吐出するための吐出部とを有する携帯可能な吐出容器を備え、
前記電解用電極間に電流を流し、前記被電解水中にオゾンを生成することを特徴とする電解水生成装置。
【請求項１０】
前記タンタル酸化物又はニオブ酸化物以外の前記電極触媒の表面には、貴金属又は金属酸化物が存在することを特徴とする請求項第９項記載の電解水生成装置。
【請求項１１】
導電性基体の表面に形成された電極触媒表面層は、タンタル酸化物と、前記貴金属又は金属酸化物として少なくとも白金を含むこと、若しくは、前記電極触媒表面層は、ニオブ酸化物と、貴金属又は金属酸化物として少なくともルテニウム酸化物を含むことを特徴とする請求項第９項又は第１０項記載の電解水生成装置。
【請求項１２】
前記電解用電極は、貴金属又は金属酸化物としての白金とタンタル酸化物の混合物を被覆したチタンから構成されていることを特徴とする請求項第９項記載の電解水生成装置。
【請求項１３】
前記吐出容器の電解用電極に外部から通電するための電源部を前記吐出容器とは別体で備えたことを特徴とする請求項第９項、第１０項、第１１項又は第１２項記載の電解水生成装置。
【請求項１４】
前記吐出容器は前記電解用電極に通電するための電源を一体に有することを特徴とする請求項第９項、第１０項、第１１項又は第１２項記載の電解水生成装置。
【請求項１５】
前記電解用電極への通電を制御する制御装置を備え、該制御装置は、前記貯溜部内で生成される電解水の濃度を変更可能とされていることを特徴とする請求項第９項、第１０項、第１１項、第１２項、第１３項又は第１４項記載の電解水生成装置。
【請求項１６】
前記制御装置は前記電源部に設けられていることを特徴とする請求項第１５項記載の電解水生成装置。
【請求項１７】
前記制御装置は、前記電解用電極の極性を切り替えることを特徴とする請求項第１５項又は第１６項記載の電解水生成装置。
【請求項１８】
前記吐出容器は操作部を有し、該操作部の操作に基づいて前記貯溜部内で生成された電解水を前記吐出部に押し出し、スプレー式に吐出することを特徴とする請求項第９項、第１０項、第１１項、第１２項、第１３項、第１４項、第１５項、第１６項又は第１７項記載の電解水生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、洗浄殺菌や各種汚染物質の洗浄を目的とし、高効率にオゾン及び活性酸素を発生させる電解電極及びその電解電極の製造方法及びその電解方法及び電解水生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より家庭用飲料水や、厨房などにおいて使用される水（以下、被処理水と云う）中における細菌やカビ、原虫などの微生物を除去する方法として、次亜塩素酸ナトリウムなどの塩素系薬剤を用いて殺菌・浄化処理を行う方法が用いられている。しかしながら、前記被処理水中には、塩素耐性菌や芽胞及び原虫などが存在しており、これらは、次亜塩素酸のみでは、除去が困難であり、オゾンを用いて殺菌・浄化処理を行う方法が用いられている。
【０００３】
係るオゾンを発生させる方法として、電解用電極のアノード側に例えばチタンにより構成される基体の表面に酸化鉛や酸化スズを被覆させたものを使用することが一般的に行われている。係る酸化鉛や酸化スズを被覆させた電解用電極は、高効率でオゾン及び活性酸素を生成することができるものであるため、高濃度のオゾンや活性酸素により、被処理水の処理を行う場合には、特に、有効であると考えられる。
【０００４】
しかしながら、酸化鉛を被覆した電解用電極では、酸化鉛が鉛化合物として水質汚濁防止法などの有害物質に指定されているため、該電解用電極により処理された水を人体に摂取すると各種障害を引き起こすという問題がある。また、酸化スズを被覆した電解用電極では、電解により酸化スズが溶出し易いため、耐久性に問題がある。そのため、基体に酸化鉛や酸化スズを被覆した電解用電極を用いて被処理水の電解処理を行うことは、困難であるという問題があった。
【０００５】
そこで、上記各種問題を回避するため、基体の表面に白金などの貴金属又は金属酸化物を被覆させた電極を電解用電極に使用してオゾンを発生させる方法が行われているが、係る電極では、オゾン発生効率が酸化鉛等を被覆した場合に比して著しく低いという問題があった。
【０００６】
そのため、被処理水中に溶解されるオゾン量が少なく、オゾンによる殺菌効果があまり芳しいものではなかった。
【０００７】
また、昨今、特に浴室などで発生するレジオネラ菌などの細菌による感染症の問題が注目されている。浴室の湿度、温度環境下では、カビの発生やレジオネラ菌などの細菌の繁殖が活発化され、これらカビやレジオネラ菌が体内に侵入し、感染症の原因とされる。通常、浴室などの高温多湿な環境下において繁殖されたカビやレジオネラ菌は、風呂釜やタイルなどに付着され、風呂釜に貯溜される湯中に混入される。係る湯による湯気を吸い込むことにより、菌が体内に侵入する。
【０００８】
そして、浴室以外にも、上述した台所などの水回りでは、食品の小さなゴミや水などが腐敗することにより、細菌繁殖の原因となる。
【０００９】
更にまた、前記レジオネラ菌等の細菌は、空気調和機器や空気清浄機、換気扇などに付着し、これら機器の運転を行うことにより、吹出口からこれら細菌が室内に吐出され、空気中に細菌が浮遊する。これら浮遊する細菌により、感染症を引き起こす問題がある。
【００１０】
そこで、カビやレジオネラ菌等の細菌が付着された風呂釜やタイル、台所周り、更には、空調設備等の吹出口などには、一般に、塩素系消毒剤を散布することにより、カビ等の細菌を死滅させ、また、更なる繁殖の予防を行っている。
【００１１】
一般的に使用されている塩素系消毒剤は、次亜塩素酸ナトリウムなどの薬剤投入により調整されていると共に、多くはアルカリ性に調整されている。また、酸性の薬剤と混合することにより、有毒な塩素ガスを発生し、使用中における事故が生じる問題があった。また、塩素系消毒剤では、塩素耐性菌や芽胞及び原虫などの除去が困難であるという問題がある。
【００１２】
また、他の殺菌方法として、殺菌性金属イオンとしての銀イオンによる殺菌方法が知られている。この銀イオンによる殺菌方法は、容器中に被電解水としての水道水を貯溜し、この水道水に浸漬された銀電極により水道水の電解を行い、該水道水中に銀イオンを生成し、この銀イオンを含有する水道水を散布することにより、殺菌を行うものである。
【００１３】
しかしながら、上記殺菌方法では、電解により、銀電極が溶出してしまうため、極性の切り替えを行った場合であっても、電極の溶出により、電極として使用できなくなり、殺菌効果が低下する問題があった。また、電極には比較的高価な貴金属を使用するため、長期間にわたって使用する場合には、コストの高騰を伴う問題がある。
【００１４】
そこで、更に他の殺菌方法としては、電極を用いた電解によって高濃度の次亜塩素酸を含む電解水を生成し、この電解水によって殺菌する方法がある。しかしながら、次亜塩素酸を含む電解水を使用した場合、後に塩が残留するため、例えば手指の消毒のために係る電解水を用いた場合には、消毒後に水洗いしなければならない問題があった。
【００１５】
そこで、本発明は、従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、人体への安全性や廃棄時の環境汚染を考慮し、高効率にオゾンを生成すると共に、耐久性に優れた電解用電極及びその製造方法及びオゾンを発生させる電解方法を提唱することを目的とする。
【００１６】
また、本発明の目的としては、塩素系の薬剤などを使用することなく、殺菌効果の高い電解水にて殺菌を行うことができる電解水生成装置を提供することにある。
【発明の開示】
【００１７】
本発明の電解用電極は、少なくとも表面に電極触媒を備え、電解によって被処理水中にオゾンを発生させるためのものであって、電極触媒はタンタル酸化物又はニオブ酸化物を含み、当該電極触媒の表面積のうち、タンタル酸化物が占有する表面積の割合が７８％より大きい、又は、電極触媒の表面積のうち、ニオブ酸化物が占有する表面積の割合が８０％より大きいことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の電解用電極は、上記に加えて、タンタル酸化物又はニオブ酸化物以外の前記電極触媒の表面には、貴金属又は金属酸化物が存在することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の電解用電極は、導電性基体の表面に形成された電極触媒表面層は、導電性基体の表面に形成された電極触媒表面層は、タンタル酸化物と、貴金属又は金属酸化物として少なくとも白金を含むこと、若しくは、電極触媒表面層は、ニオブ酸化物と、前記貴金属又は金属酸化物として少なくともルテニウム酸化物を含むことを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の電解用電極の製造方法は、導電性基体の表面にタンタル酸化物又はタンタル酸化物前駆体、若しくは、ニオブ酸化物又はニオブ酸化物前駆体を含有する表面層構成材を塗布した後、導電性基体及び表面層構成材を酸化性雰囲気中で熱処理することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の電解用電極の製造方法は、導電性基体を金属タンタル又は金属タンタル合金、若しくは、金属ニオブ又は金属ニオブ合金とし、当該導電性基体を酸化して電極触媒表面層を形成することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明のオゾンを発生させる電解方法は、電解槽内の被処理水に浸漬されるアノード及びカソードを備え、前記電解用電極をアノードとして用いることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明のオゾンを発生させる電解方法は、上記発明に加えて、アノードとカソード間を陽イオン交換膜にて区画したことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明のオゾンを発生させる電解方法は、電解槽内の被処理水に浸漬されるアノード及びカソードを備え、前記電解用電極をアノード及びカソードとして用いると共に、被処理水中でアノードとカソード間にパルス電圧を印加することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明の電解水生成装置は、被電解水を貯溜する貯溜部と、該貯溜部内に設けられて被電解水に浸漬される一対若しくは、複数の電解用電極と、貯溜部内の液体を外部に吐出するための吐出部とを有する携帯可能な吐出容器を備え、電解用電極間に電流を流し、被電解水中にオゾンを生成することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明の電解水生成装置は、上記において、前記タンタル酸化物又はニオブ酸化物以外の電極触媒の表面には、貴金属又は金属酸化物が存在することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明の電解水生成装置は、導電性基体の表面に形成された電極触媒表面層は、タンタル酸化物と、前記貴金属又は金属酸化物として少なくとも白金を含むこと、若しくは、前記電極触媒表面層は、ニオブ酸化物と、貴金属又は金属酸化物として少なくともルテニウム酸化物を含むことを特徴とする。
【００２８】
また、本発明の電解水生成装置は、上記発明において、電解用電極は、貴金属又は金属酸化物としての白金とタンタル酸化物の混合物を被覆したチタンから構成されていることを特徴とする。
【００２９】
また、本発明の電解水生成装置は、上記各発明において、吐出容器の電解用電極に外部から通電するための電源部を吐出容器とは別体で備えたことを特徴とする。
【００３０】
また、本発明の電解水生成装置は、上記各発明において、吐出容器は電解用電極に通電するための電源を一体に有することを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の電解水生成装置は、上記各発明において、電解用電極への通電を制御する制御装置を備え、該制御装置は、貯溜部内で生成される電解水の濃度を変更可能とされていることを特徴とする。
【００３２】
また、本発明の電解水生成装置は、上記発明において、制御装置は電源部に設けられていることを特徴とする。
【００３３】
また、本発明の電解水生成装置は、上記各発明において、制御装置は、電解用電極の極性を切り替えることを特徴とする。
【００３４】
また、本発明の電解水生成装置は、上記各発明において、吐出容器は操作部を有し、該操作部の操作に基づいて貯溜部内で生成された電解水を吐出部に押し出し、スプレー式に吐出することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を詳述する。図１は本発明の電解用電極を適用したオゾン又は活性酸素発生装置１の概要を示す説明図である。本実施例におけるオゾン又は活性酸素発生装置１は、内部に図示しない被処理水の流入口と流出口を有する処理室４を構成する電解槽２と、該処理室４内の被処理水中に少なくとも一部が浸漬するように対向して配置される一対の電解用電極、即ち、アノードとなる電解用電極５と、カソードとなる電解用電極６と、該電解用電極５、６に通電するための電源７とから構成されている。
【００３６】
尚、図中において電解槽２内のアノードとなる電解用電極５及びカソードとなる電解用電極６の間に位置する９は、陽イオン交換膜である。
【００３７】
前記アノードとなる電解用電極５は、導電性の材料、例えばチタンにより構成される導電性基体と、少なくとも導電性基体の表面に形成された電極触媒とから構成される。この電極触媒は、導電性基体の表面層に形成される触媒であって、被処理水に浸漬され、直接電解に寄与するものをいう。尚、本発明において電解用電極とは、被処理水に浸漬され、直接電解に寄与されるものをいい、電極の一部に構成された直接電解に寄与する部分をも含むものとする。
【００３８】
この導電性基体の被処理水に浸漬される部分に相当する位置の表面には、電極触媒として作用するために、表面層構成材が塗布される。この表面層構成材は、誘導体が７０ｍｏｌ％より多いものとして、本実施例では、誘導体としてタンタル酸化物（Ｔａ2Ｏ5）９０ｍｏｌ％と、タンタル酸化物で構成される以外の部分を貴金属又は金属酸化物として、本実施例では、１０ｍｏｌ％の白金（Ｐｔ）とから構成される。
【００３９】
そして、上記表面層構成材が塗布された基体は、表面層構成材が乾燥した後、酸化性雰囲気中で＋３００℃〜＋７００℃の温度範囲において熱処理する。これにより、基体の電解に直接寄与される表面部分、即ち電極触媒部分にタンタル酸化物と白金にて構成される電極触媒表面層が形成される。
【００４０】
これにより、表面層構成材と基体との密着性が向上され、緻密な電極触媒表面層を形成することができるようになる。
【００４１】
尚、上記表面層構成材の塗布は、タンタル酸化物及び白金を受容した容器内に基体を浸漬させる方法又は、刷毛などにより表面層構成材の塗布を行う方法によりなされてもよいものとする。この表面層構成材の塗布及び熱処理は、複数回、例えば２０回程度繰り返されることにより、電極触媒表面層を形成してもよいものとする。また、複数回に渡って表面層構成材を塗布し、熱処理を行う場合において、一番外側に位置する表面のみを上記誘電体を７０ｍｏｌ％より多く含む表面層構成材により電極触媒表面層を構成してもよいものとする。
【００４２】
他方、カソードとなる電解用電極６は、アノードとなる電解用電極５と同様に構成されていてもよいが、これ以外に不溶性材料又はカーボンにより構成されていてもよいものとする。
【００４３】
以上の構成により、電解槽２内の処理室４に被処理水を貯溜し、前記電源７をＯＮとし、アノードとなる電解用電極５及びカソードとなる電解用電極６に通電する。これにより、被処理水中に含まれる細菌やカビ、原虫などの微生物は一般的に負電位に帯電していることから正電位とされたアノードとなる電解用電極５に引き寄せられるようになる。
【００４４】
また、アノードとなる電解用電極５は、被処理水に浸漬され、直接電解に寄与される電極触媒表面層には少なくとも誘電体であるタンタル酸化物と貴金属又は金属酸化物である白金が存在しているため、係るタンタル酸化物と白金が電解における触媒として作用し、酸素発生を抑え、オゾンや活性酸素などの発生効率を向上させることができるようになる。
【００４５】
更に、本実施例では、上記電極触媒表面層に存在する誘電体であるタンタル酸化物が、７０ｍｏｌ％より多く含まれているため、電解における触媒作用を活性化し、酸素発生を抑え、より一層オゾンや活性酸素などの発生効率を向上させることができるようになる。
【００４６】
特に、上記電極触媒表面層を構成した電解用電極は、アノードとなる電解用電極５に用いられるため、活性酸素ラジカルやヒドロキシラジカルをも生成することができるようになる。
【００４７】
これにより、発生したオゾンや活性酸素ラジカル更にはヒドロキシラジカルなどにより、アノードとなる電解用電極５に引き寄せられた細菌やカビ、原虫などの微生物を効果的に死滅させることができるようになる。
【００４８】
また、上記タンタル酸化物以外の電極触媒表面層は白金などの貴金属や金属酸化物により構成されているため、係る白金等により電解用電極の導電率が向上し、電解効率を向上させることができるようになる。
【００４９】
更に、本実施例では、導電性基体の表面に塗布される表面層構成材は、タンタル酸化物と貴金属又は金属酸化物の混合物を使用しているが、これ以外にタンタル酸化物前駆体と貴金属又は金属酸化物の混合物であっても上記と同様の効果を奏するものとする。
【００５０】
尚、本実施例における電解用電極の表面層構成材は、誘電体が７０ｍｏｌ％より多いものとして、タンタル酸化物９０ｍｏｌ％と、貴金属又は金属酸化物として白金１０ｍｏｌ％とから構成したものを用いて電解用電極を構成しているが、これ以外に、表面層構成材により電極触媒表面層が形成された後の電極の電極触媒部分、即ち、被処理水中に浸漬され、直接電解に寄与される部分の表面積のうち、誘電体が占有する表面積の割合が、７０％より大きいものであってもよい。
【００５１】
また、係る電解用電極の電極触媒の部分において、誘電体であるタンタル酸化物以外の電極触媒の表面には、貴金属又は金属酸化物が存在しているものとする。
【００５２】
これによっても、電解用電極の導電率が向上し、電解効率を向上させることができるようになる。
【００５３】
また更に、上記実施例では、導電性基体にチタンを用いて電解用電極を構成しているが、これ以外に、金属タンタル又は金属タンタル合金により導電性基体を構成し、係る導電性基体を酸化して、電極触媒表面層を形成してもよいものとする。
【００５４】
この導電性基体の酸化は、該導電性基体を例えば硫酸溶液に浸漬し、通電することにより、導電性基体の表面に酸化被膜、即ち電極触媒表面層を形成する方法によって行う。
【００５５】
これにより、比較的高価な貴金属を使用することなく電解用電極を形成することができるようになり、コストの低減を図ることができるようになる。また、導電性基体を酸化させるのみで電極触媒表面層を形成することができるため、生産プロセスを簡素化することができるようになる。
【００５６】
また、更に本実施例では、電解槽２内において、アノードとなる電解用電極５とカソードとなる電解用電極６との間に位置して陽イオン交換膜９が設けられているため、電解により生じる水素イオンが、アノードとなる電解用電極５側からカソードとなる電解用電極６側に移動され、カソードとなる電解用電極６における水素の生成を促進させることができ、これにより電位を上昇させることができるようになり、電位の上昇に伴ってオゾンの生成量も増加させることができるようになる。
【００５７】
一方、上記各電解用電極を用いた他の電解方法として、上述の如く構成された電解用電極をそれぞれアノードとなる電解用電極５とカソードとなる電解用電極６に使用し、これらアノードとなる電解用電極５及びカソードとなる電解用電極６を電解槽２内の被処理水内に浸漬する。そして、これらアノードとなる電解用電極５及びカソードとなる電解用電極６間にパルス電圧を印加する電解方法がある。
【００５８】
通常、アノードとなる電解用電極５によってヒドロキシラジカルが著しく発生するのは、アノードとなる電解用電極５及びカソードとなる電解用電極６間に電圧が印加された瞬間である。そのため、アノードとなる電解用電極５及びカソードとなる電解用電極６間にパルス電圧が印加されることにより、効率的にヒドロキシラジカルを生成することができるようになる。
【００５９】
ここで、他の電解用電極と比較して本発明に関する電解用電極について説明する。図２はリン酸緩衝液電解液中のオゾン発生量を示している。左から順に白金電極、酸化鉛電極、本発明のタンタル酸化物及び白金電極、ニオブ酸化物及びルテニウム酸化物電極それぞれのオゾン発生量を示している。白金電極とは、従来、オゾン発生装置などに使用されている電解用電極であり、伝導性材料の表面に、貴金属としての白金が被覆された電極である。酸化鉛電極とは、人体に影響を与える可能性の著しく低い被処理水の殺菌を行うことを目的とするオゾン発生装置に使用される電解用電極であり、伝導性材料の表面に、酸化鉛が被覆された電極である。
【００６０】
図２は、同一の条件の下にそれぞれの電極をアノードとなる電解用電極５に用い、被処理水の電解を行った際に得られるオゾン発生量を測定したものである。これによると、白金電極の場合におけるオゾン発生量は、０．０１５ｍｇ／Ｌであり、酸化鉛電極の場合におけるオゾンの発生量は、０．８０ｍｇ／Ｌであり、本発明に関する電解用電極の電極触媒をタンタル酸化物及び白金とした電極の場合におけるオゾンの発生量は、０．７２ｍｇ／Ｌであり、電解用電極の電極触媒をニオブ酸化物及びルテニウム酸化物とした電極の場合におけるオゾンの発生量は、０．８０ｍｇ／Ｌであった。尚、ここで、使用される本発明のタンタル酸化物及び白金を電極触媒表面層に形成した電極は、タンタル酸化物が電極触媒表面層の９０ｍｏｌ％以上を形成したものであり、ニオブ酸化物及びルテニウム酸化物を電極触媒表面層に形成した電極は、ニオブ酸化物が電極触媒表面層の９０ｍｏｌ％以上を形成したものとする。
【００６１】
上記より、本発明の電極を用いて被処理水の電解を行った場合、得られるオゾンの発生量は、白金電極を用いて電解を行った場合のオゾンの発生量の約５０倍であることがわかる。
【００６２】
また、本発明の電極を用いて電解を行った場合に得られるオゾンの発生量は、酸化鉛電極を用いて電解を行った場合のオゾンの発生量と同程度のオゾン発生量を得られることがわかる。
【００６３】
これにより、タンタル酸化物及び白金によって電極触媒表面層を形成した電解用電極、ニオブ酸化物及びルテニウム酸化物によって電極触媒表面層を形成した電解用電極は、従来使用される白金などの貴金属を被覆した電解用電極よりもオゾン発生効率が著しく高いため、被処理水のオゾンによる殺菌効果を向上させることができるようになる。そのため、白金電極を使用した場合には、オゾン発生効率を向上させるために、添加剤や格別な装置を必要としたが、係る格別な手段を採ることなく実用に適したオゾン濃度を得ることができるようになる。
【００６４】
そのため、オゾン又は活性酸素発生装置１のコストを低減させることができるようになると共に、生産性及びメンテナンス作業性を向上させることができるようになる。
【００６５】
また、本発明の電解用電極は、酸化鉛電極を使用した際に生じる水質汚濁防止法で有害物質に指定される鉛化合物が問題とされないため、人体に各種障害を引き起こすことなく安全に被処理水の殺菌を行うことができるようになる。そのため、殺菌・浄化処理された被処理水を直接、飲料用又は調理用具等の殺菌に適用することができるようになる。また、係る電解用電極を廃棄する場合であっても、鉛化合物は発生しないため、環境汚染に対しても十分に対応することができるようになる。
【００６６】
次に、図３を用いて本発明に関するタンタル酸化物の表面占有率に対するオゾン発生量及びニオブ酸化物の表面占有率に対するオゾン発生量に関して説明する。図３は、水道水を被処理水として本発明に関する各種のタンタル酸化物の表面占有率を有する電解用電極のそれぞれのオゾン発生量及び各種のニオブ酸化物の表面占有率を有する電解用電極のそれぞれのオゾン発生量を示している。
【００６７】
同一条件下で、それぞれの電解用電極を用いて水道水を電解した場合におけるオゾン発生量を測定した。実験では、タンタル酸化物の表面占有率が１５％の電極（以下、Ｔａ１５％の電極と称す。）、タンタル酸化物の表面占有率が３１％の電極（以下、Ｔａ３１％の電極と称す。）、タンタル酸化物の表面占有率が４７％の電極（以下、Ｔａ４７％の電極と称す。）、タンタル酸化物の表面占有率が６４％の電極（以下、Ｔａ６４％の電極と称す。）、タンタル酸化物の表面占有率が７８％の電極（以下、Ｔａ７８％の電極と称す。）、タンタル酸化物の表面占有率が８４％の電極（以下、Ｔａ８４％の電極と称す。）、タンタル酸化物の表面占有率が９０％の電極（以下、Ｔａ９０％の電極と称す。）についてそれぞれ電解を行った。また、ニオブ酸化物の表面占有率が１０％の電極（以下、Ｎｂ１０％の電極と称す。）、ニオブ酸化物の表面占有率が２０％の電極（以下、Ｎｂ２０％の電極と称す。）、ニオブ酸化物の表面占有率が３０％の電極（以下、Ｎｂ３０％の電極と称す。）、ニオブ酸化物の表面占有率が４０％の電極（以下、Ｎｂ４０％の電極と称す。）、ニオブ酸化物の表面占有率が５０％の電極（以下、Ｎｂ５０％の電極と称す。）、ニオブ酸化物の表面占有率が６０％の電極（以下、Ｎｂ７０％の電極と称す。）、ニオブ酸化物の表面占有率が８０％の電極（以下、Ｎｂ８０％の電極と称す。）、ニオブ酸化物の表面占有率が９０％の電極（以下、Ｎｂ９０％の電極と称す。）、ニオブ酸化物の表面占有率が９５％の電極（以下、Ｎｂ９５％の電極と称す。）についてそれぞれ電解を行った。
【００６８】
実験結果は、Ｔａ１５％の電極では、０．１ｍｇ／Ｌ、Ｔａ３１％の電極では、０．１６ｍｇ／Ｌ、Ｔａ４７％の電極では、０．２８ｍｇ／Ｌ、Ｔａ６４％の電極では、０．５ｍｇ／Ｌ、Ｔａ７８％の電極では、０．６６ｍｇ／Ｌ、Ｔａ８４％の電極では、５．２ｍｇ／Ｌ、Ｔａ９０％の電極では、７．５ｍｇ／Ｌのオゾンを発生した。また、Ｎｂ１０％乃至Ｎｂ８０％の電極では、０．１ｍｇ／Ｌ、Ｎｂ９０％の電極では、７．８ｍｇ／Ｌ、Ｎｂ９５％の電極では、７．２ｍｇ／Ｌのオゾンを発生した。
【００６９】
これによると、誘電体であるタンタル酸化物やニオブ酸化物の表面占有率が８０％以上で急激にオゾンの発生量が増加していることがわかる。そのため、本発明に係る電解用電極は、誘電体であるタンタル酸化物やニオブ酸化物の表面占有率が８０％以上となる表面層構成材を用いて電極触媒表面層を形成したものであってもよいものとする。これにより、より一層オゾンの発生量を増加させることができるようになる。
【００７０】
通常、誘電体であるタンタル酸化物やニオブ酸化物の表面占有率は、電解用電極に使用される場合、導電性基体と被覆貴金属、又は金属酸化物との間に生じる凹凸の密着結合性や耐久性を向上させるために使用されているが、密着結合性や耐久性を向上させるために使用される程度の誘電体であるタンタル酸化物やニオブ酸化物の量を著しく増加させることにより、オゾンの発生量を急激に増加させることができることがわかる。
【００７１】
これは、誘電体であるタンタル酸化物やニオブ酸化物が電解用電極の表面層においてオゾンを発生させるために作用していると考えられる。
【００７２】
また、誘電体であるタンタル酸化物やニオブ酸化物が占有する表面層以外の部分は、貴金属又は金属酸化物を使用することにより、触媒作用を活性化し更に導電性を上げることができるようになり、オゾンの発生効率の向上を図ることができるようになる。
【００７３】
以上の構成により、本発明に係る電解用電極により被処理水を電解することにより、格別に電流値を上昇させることなく、オゾンや活性酸素を発生させることができるため、非常に殺菌力の優れたオゾンにより容易に被処理水中に含まれる微生物及び塩素耐性菌や、芽胞、原虫を死滅させることができるようになる。
【００７４】
次に、係る本発明の電解用電極を使用した構成された電解水生成装置の実施例を以下に説明する。
【００７５】
図４は本発明の実施例の電解水生成装置１０の概要を示す説明図、図５は吐出容器１２の正面図、図６は吐出容器１２の底面図である。本実施例における電解水生成装置１０は、携帯可能とされる吐出容器１２と、電源部１３とから構成される。
【００７６】
吐出容器１２は、この場合の被処理水である被電解水（液体。通常は水道水が用いられる。）を貯溜する貯溜部１４と、既に詳述した電解用電極５、６と、貯溜部１４内で生成された電解水（殺菌水）を外部に吐出するための吐出部１７とから構成される。貯溜部１４は、例えば上端に被電解水（水道水）の注入口が形成された容器であり、前記注入口の外側部には、吐出部１７に取り付けられた蓋部材としてのキャップ１７Ａと螺合して着脱可能に固定する図示しないねじ溝が形成されている。
【００７７】
尚、このキャップ１７Ａには、貯溜部１４内の気体を外部に漏出させるための図示しない所謂ガス抜き孔又は圧力弁が設けられているものとする。
【００７８】
また、この貯溜部１４は被電解水を貯溜した状態であっても容易に携帯可能とするため、容量は例えば約５００ｍｌ程度であるものとする。更に、この貯溜部１４の底面は、図５及び図６に示す如く、外周縁が下側に少許突出した周縁部１４Ａが形成され、貯溜部１４の底面の内方は、接地面と所定間隔を存するように構成されている。
【００７９】
前記吐出部１７は、所謂スプレー式吐出部材であり、前記キャップ１７Ａが取り付けられる本体１８と、この本体１８の前面に吐出口１９を形成した吐出部材２０と、この吐出部材２０に設けられると共に、吐出操作を行う操作部２１と、前記貯溜部１４内に進入して、貯溜部１４内の被電解水（電解水生成後は電解水）内に浸漬される供給パイプ２２とから構成される。
【００８０】
これにより、吐出部１７の操作部２１を操作することにより、被電解水（又は電解水）に浸漬された供給パイプ２２を介して、霧ではなくスプレー式で外部に被電解水（又は電解水）を吐出口１９から噴射することができる。
【００８１】
一方、前記電解用電極５、６は、前記貯溜部１４内底面に設けられる。この場合の電解用電極５、６は何れも、導電性の材料であるチタン（若しくはチタン合金）により構成される板状の導電性基体と、少なくとも導電性基体の表面に形成された電極触媒とから構成される。この電極触媒は、前述した如く導電性基体の表面層に形成される触媒であって、被電解水に浸漬され、直接電解に寄与するものをいう。尚、この場合においても電解用電極とは、被電解水に浸漬され、直接電解に寄与するものをいい、電極の一部分が浸漬されて直接電解に寄与する場合の当該一部分をも含むものとする。
【００８２】
そして、この場合も導電性基体の表面には、前述同様電極触媒として作用するために、表面層構成材が塗布される。また、同様にこの表面層構成材は、誘電体が７０ｍｏｌ％より多いものとして、本実施例では、誘電体としてタンタル酸化物（Ｔａ2Ｏ5）９０ｍｏｌ％と、貴金属又は金属酸化物として本実施例では、白金（Ｐｔ）１０ｍｏｌ％とから構成される。
【００８３】
尚、本実施例では一対の電解用電極５、６が貯溜部１４内底面に設けられているが、更に多く（３枚以上）の電解用電極が設けられていてもよい。
【００８４】
また、この場合電解用電極５，６は端子２３、２４をそれぞれ有しており、これら端子２３、２４は、それぞれ前記貯溜部１４の底面に形成された図示しない孔を介して底面中央外部に臨んでいる。これら端子２３、２４は、貯溜部１４の周縁部１４Ａの下端よりも高い位置となるように設けられており、これにより、吐出容器１２が、テーブルなどの平坦な面に載置された場合であっても安定して載置することができる。
【００８５】
次に、前記電源部１３について図７を参照して説明する。図７は電源部１３の平面図を示している。電源部１３は吐出容器１２の電解用電極５、６に直流電流を供給する直流電流供給装置であり、内部に制御装置としてのマイクロコンピュータ２５及びＤＣ１００Ｖ以上の電圧が出力可能なＡＣ／ＤＣ変換器３０を備えた本体１３Ａにより構成される。
【００８６】
この本体１３Ａの上面には、前記吐出容器１２を載置するための凹陥部２６が形成されている。この凹陥部２６は、吐出容器１２の底壁寸法よりも少許大きい寸法に形成されており、凹陥部２６の例えば中央部には、吐出容器１２の底面に設けられた端子２３、２４と当接するために上方に突出して端子２７、２８が設けられている。
【００８７】
また、この本体１３Ａの上面には、凹陥部２６に設置された吐出容器１２の電解用電極５、６に電力の供給を操作する、即ち、電解用電極５、６の電源のオン／オフを操作する操作スイッチが本実施例では３つ設けられている。この操作スイッチは、強スイッチ３１、中スイッチ３２、弱スイッチ３３であり、それぞれのスイッチ３１、３２、３３を操作することにより、電解用電極５、６に電源が供給され、再度各操作スイッチ３１、３２、３３を操作することにより、電解用電極５、６への電源供給が停止される。
【００８８】
即ち、各操作スイッチ３１、３２、３３は、三段階に分かれて電圧値が設定されており、強スイッチ３１を操作することにより、一番高い電圧値、例えばＤＣ１００Ｖが電解用電極５、６に印加されるものとする。また、中スイッチ３２は、強スイッチ３１よりも低い電圧値が電解用電極５、６に印加される。更に、弱スイッチ３３を操作した場合には、中スイッチ３２よりも低い電圧値が電解用電極５、６に印加される。
【００８９】
更に、本体１３Ａの上面に形成されている３４は、電解終了を報知するためのＬＥＤである。また、本体１３Ａの側部には、交流電源供給用のコンセント３５が設けられている。
【００９０】
次に、図８のマイクロコンピュータ２５及びＡＣ／ＤＣ変換器３０のブロック図を参照して、マイクロコンピュータ２５及びＡＣ／ＤＣ変換器３０について説明する。前記本体１３Ａ内に配設されるマイクロコンピュータ２５は、時限手段を備えている。このマイクロコンピュータ２５の入力側には、前記操作スイッチ、強スイッチ３１、中スイッチ３２、弱スイッチ３３が接続されていると共に、出力側には、ＬＥＤが接続されている。また、このマイクロコンピュータ２５は、前記ＡＣ／ＤＣ変換器３０と接続されている。
【００９１】
このＡＣ／ＤＣ変換器３０は、入力側に交流電源３６が接続されており、出力側には、前記本体１３Ａの凹陥部２６に設けられた端子２７、２８が接続されている。尚、前記マイクロコンピュータ２５は、ＡＣ／ＤＣ変換器３０により電源が供給され、制御を行うものとする。
【００９２】
次に、係る電解水生成装置１０の使用形態について説明する。先ず初めに、吐出容器１２のキャップ１７Ａを開放し、貯溜部１４内に被電解水としての水道水を貯溜する。尚、本実施例におけるの水道水には、ハロゲンイオン又はハロゲンイオンを含む化合物の一例として約３０ｐｐｍの塩化物イオンが含まれているものとする。そして、再び吐出容器１２のキャップ１７Ａにて貯溜部１４の開口を閉塞し、吐出容器１２を電源部１３の凹陥部２６に載置する。
【００９３】
次に、操作スイッチ３１、３２、３３のいずれかのスイッチを操作することにより、マイクロコンピュータ２５は、各スイッチ３１、３２、３３に対応する電圧値に基づき、ＡＣ／ＤＣ変換器３０を介して各電圧値の電流を端子２７、２８に供給する。端子２７、２８は、吐出容器１２の底面に設けられた端子２３、２４を介して電解用電極５、６に電源を供給する。この実施例では、この際に（＋）が印加される電解用電極５又は６がアノード、（−）が印加される電解用電極６又は５がカソードとなる。
【００９４】
そして、被電解水としての水道水中には、塩化物イオンが存在しているため、アノードとなる電解用電極５又は６では、電極触媒表面層に少なくともタンタル酸化物が存在により、前述の如く係るタンタル酸化物が電解における触媒として作用し、酸素発生を抑え、オゾンが活発に発生する。これにより、オゾンや活性酸素の濃度の高い中性の電解水（殺菌水）が貯溜部１４内に生成される。
【００９５】
更に、この場合の実施例でも上記電極触媒表面層に存在する誘電体であるタンタル酸化物が、７０ｍｏｌ％より多く含まれているため、電解における触媒作用を活性化し、酸素発生を抑え、より一層オゾンの発生効率を向上させることができるようになる。
【００９６】
図９は係るタンタル系の電解用電極を用いた場合と白金系（白金酸化物のみ）の電解用電極を用いた場合の電極電流の密度と発生するオゾンの濃度の関係を実験により確かめた結果を示している。この図からも明らかな如く、実施例のタンタル（Ｔａ）系電解用電極の場合には、白金（Ｐｔ）系のものよりもオゾンが活発に発生し、オゾン濃度が高くなっていることが分かる。また、このことにより、より低い電流密度でも所要のオゾン濃度を得ることができる（この場合に実験した電極面積は８ｃｍ2、被電解水は３００ｃｍ3、電解時間は３分である）。
【００９７】
また、上記電極触媒表面層を構成した電解用電極５及び６では、前述した如くスーパーオキシドイオンやヒドロキシルラジカル（活性酸素）をも生成することができるようになる。これにより、発生したオゾンやスーパーオキシドイオン、更にはヒドロキシルラジカルなどにより、電解水は細菌やカビ、原虫などの微生物に対して高い殺菌効果を奏するようになる。
【００９８】
また、上記タンタル酸化物以外の電極触媒表面層は白金などの貴金属や金属酸化物により構成されているため、係る白金等により電解用電極５又は６の導電率が向上し、電解効率が向上する。
【００９９】
尚、この場合の実施例も導電性基体の表面に塗布される表面層構成材としては、タンタル酸化物と貴金属又は金属酸化物の混合物を使用しているが、これ以外に前述したようなタンタル酸化物前駆体と貴金属又は金属酸化物の混合物であっても上記と同様の効果を奏するものとする。
【０１００】
また、この場合の実施例でも電解用電極５、６の表面層構成材は、誘導体が７０ｍｏｌ％より多いものとして誘導体としてタンタル酸化物９０ｍｏｌ％と、貴金属又は金属酸化物として白金１０ｍｏｌ％とから構成したものを用いて構成しているが、これ以外に前述したような表面層構成材により電極触媒表面層が形成された後の電極の電極触媒部分、即ち、被処理水中に浸漬され、直接電解に寄与される部分の表面積のうち、タンタル酸化物が占有する表面積の割合が、７０％より大きいものであってもよい。
【０１０１】
また、係る電解用電極５、６の電極触媒の部分において、誘電体であるタンタル酸化物以外の電極触媒の表面には、貴金属又は金属酸化物が存在しているものとする。これによっても、電解用電極５、６の触媒作用の活性化と導電性を上げることができ、オゾン発生効率を向上させることができるようになる。
【０１０２】
また更に、この場合の実施例でも、導電性基体にチタンを用いて電解用電極を構成しているが、前述同様これ以外に、金属タンタル又は金属タンタル合金により導電性基体を構成し、係る導電性基体を酸化して、電極触媒表面層を形成してもよいものとする。
【０１０３】
尚、この実施例では電解用電極５、６として溶出電極を使用しないため、溶出による電極交換を必要とせず、メンテナンス作業性が向上される。また、被電解水としての水道水の電解により生じた酸素や水素は、前記吐出部１７のキャップ１７Ａに予め形成された前記ガス抜き孔又は圧力弁により、外気に放散されるものとする。
【０１０４】
マイクロコンピュータ２５は、予め時限手段により、前記操作スイッチ３１、３２、３３のいずれかのスイッチを操作してからの時間の経過を監視しており、所定時間、本実施例では、約１分間乃至数分間経過後に吐出容器１２内の被電解水中にオゾンや活性酸素が含有された電解水が生成されたものとみなし、電解用電極５、６への電源の供給を停止し、電解を終了する。この際、電解が終了されたことを使用者に報知するため、マイクロコンピュータ２５は、前記ＬＥＤ３４を点灯する。
【０１０５】
尚、いずれかの操作スイッチ３１、３２、３３が操作され、電解が行われる度に、マイクロコンピュータ２５は、ＡＣ／ＤＣ変換器３０に対し、端子２７、２８の極性切り替えを行う。
【０１０６】
これにより、電解によりカソードとなる電解用電極５又は６に生じるカルキ等の物質の固着を防止し、電解用電極５、６の通電効率が低下することにより、電解効率の低下を未然に回避することができるようになる。
【０１０７】
そして、上述の如く生成された電解水を吐出容器１２の操作部２１を操作することにより、殺菌を施したい場所、例えば手指、浴室、トイレ、台所、観葉植物などに噴射して殺菌を行う。
【０１０８】
このとき内部で電解水を生成した吐出容器１２そのものを携帯可能であるので、電解水を生成した直後に使用することができ、分解しやすいオゾンや活性酸素濃度が濃く殺菌効果の高い電解水にて殺菌を行うことができるようになる。これにより、薬剤による殺菌方法では、殺菌困難であった芽胞などをも死滅させることができるようになる。更に、薬剤により殺菌を行わないため、環境に対して有害をもたらす問題を招くこともない。
【０１０９】
特に、次亜塩素酸ではなくオゾンや活性酸素を被電解水中に生成して殺菌に使用するので、使用後に手指などに塩が残留することも無く、再度水洗いなどが必要となる不都合も解消することができるようになる。
【０１１０】
また、電解水は、酸性の薬剤と混合することにより、有毒な塩素ガスを発生することを回避することができると共に、電解水は、水道水の電解により得られるものであるため、薬剤を用いるものに対し、環境に対し有害をもたらす問題を招くこともない。
【０１１１】
使用に際しては、電源部１３の操作スイッチ３１、３２、３３のいずれかを操作し、所定時間、約１分経過後に生成された電解水を殺菌に使用することにより、常時電解する場合に比してエネルギーロスを生じることなく、殺菌効果の著しく高い生成直後の電解水を殺菌に用いることができる。
【０１１２】
上述の如く本発明では、各操作スイッチ３１、３２、３３を操作することにより、貯溜部１４内で生成される電解水の濃度を変更可能とされているので、電解水の使用目的に応じて、オゾンや活性酸素の濃度を調整することができるようになる。尚、各操作スイッチ３１、３２、３３による電圧の違いによるオゾンや活性酸素の濃度調整以外に、電解時間の違いによるオゾンや活性酸素の濃度調整を行っても良いものとする。
【０１１３】
尚、被電解水として水道水では無く例えば純水を用いるとオゾン発生が生じないことが分かっている。係る場合には、塩素（ハロゲン又はハロゲン化物イオンを含む化合物）を添加すればよいが、塩化物イオン（ハロゲン化物イオン）濃度が高くなり過ぎると、今度は次亜塩素酸（次亜ハロゲン酸）の発生が活発化しオゾンの発生が抑制されてしまうので、少量添加し、前記水道水と同様の塩化物イオン濃度とすればよい。
【０１１４】
また、本発明の電解水生成装置１０では、携帯可能な吐出容器１２に被電解水から上記電解水を生成するため、生成直後に吐出容器１２を手に持って、貯溜部１４内で生成された電解水を、殺菌が必要な箇所に容易に吐出することができ、当該箇所の殺菌を容易に行うことができるようになる。
【０１１５】
これにより、至る所に電解水を持ち込んで散布することができ、使用性が向上される。そのため、手軽に手指や浴室、トイレ又は台所などの殺菌を行うことができ、これら手や浴室、トイレ又は台所などを衛生的に保つことができるようになる。また、被電解水により電解水を生成した直後に使用することができ、殺菌力が向上される。
【０１１６】
上述した如く、電解によって生成されるオゾンや活性酸素は、残存性が低く、容器の入れ替えをすることにより、消滅されてしまうが、本発明によれば、オゾンや活性酸素が生成された吐出容器１２のまま、電解水の散布を行うことができるため、オゾンや活性酸素による殺菌効果を消失することなく殺菌を行うことができる。
【０１１７】
また、この吐出容器１２は、吐出容器１２の電解用電極５、６に外部から通電するための電源部１３を吐出容器１２とは別体で備えたので、オゾン発生のために高電圧を出力する電源部１３を吐出容器１２に設けずにその重量を軽量化することができ、構造も簡素化することができるようになる。また、吐出容器１２自体が軽量であるためより一層使用性が向上される。
【０１１８】
更に、制御装置としてのマイクロコンピュータ２５は、電源部１３に設けられているため、吐出容器１２をより一層軽量化することができると共に、構造を簡素化することができるようになる。
【０１１９】
尚、本実施例の電解水生成装置１０は、吐出容器１２とは別体で電源部１３が設けられているが、これ以外に、吐出容器１２と吐出容器１２に設けられた電解用電極５、６に通電するための電源が一体に有している電解水生成装置であってもよいものとする。この場合における電源は、２次電池、バッテリー、ＤＣ電源若しくはＡＣ電源のいずれであってもよいものとする。
【０１２０】
係る場合には、吐出容器１２と電源が一体化されているため、電源部の端子と電極５、６の端子を接触させる構造とする必要がなくなり、構造が簡素化され、故障の発生を抑制することができるようになる。
【０１２１】
また、吐出容器１２は、所謂スプレー式であるため、操作部２１の操作に基づいて貯溜部１４内で生成された電解水を吐出部１７に押し出し、吐出口１９より吐出することができるため、吐出容器１２の操作性を向上させることができる。また、吐出容器１２から吐出される電解水を霧状とすることなく吐出することができ、作業者が直接電解水を吸い込むことを未然に回避することができるようになる。
【０１２２】
尚、実施例ではタンタル系の電解用電極を用いたが、電極材料としては白金−イリジウム合金を被覆したチタン（若しくはチタン合金）でもよい。但し、その場合には前述した如くオゾンなどの発生効率は実施例のものよりも低下するが、使用形態によっては有効となることは云うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
以上詳述した本発明によれば、少なくとも表面に電極触媒を備え、電解によって被処理水中にオゾンを発生させるための電解用電極であって、電極触媒はタンタル酸化物又はニオブ酸化物を含み、当該電極触媒の表面積のうち、タンタル酸化物が占有する表面積の割合が７８％より大きい、又は、電極触媒の表面積のうち、ニオブ酸化物が占有する表面積の割合が８０％より大きいので、電解における触媒作用を活性化し、酸素発生を抑え、より一層オゾンの発生に著しく貢献し、オゾンの発生効率を向上させることができるようになる。
【０１２４】
また、タンタル酸化物又はニオブ酸化物以外の前記電極触媒の表面には、貴金属又は金属酸化物が存在するので、電解用電極の触媒作用の活性化と導電性を上げることができ、オゾンなどの発生効率を向上させることができるようになる。
【０１２５】
また、導電性基体の表面に形成された電極触媒表面層は、タンタル酸化物と、貴金属又は金属酸化物として少なくとも白金を含むこと、若しくは、電極触媒表面層は、ニオブ酸化物と、貴金属又は金属酸化物として少なくともルテニウム酸化物を含むので、電解における触媒作用を活性化し、酸素発生を抑え、より一層オゾンなどの発生効率を向上させることができるようになる。
【０１２６】
また、導電性基体の表面にタンタル酸化物又はタンタル酸化物前駆体、若しくは、ニオブ酸化物又はニオブ酸化物前駆体を含有する表面層構成材を塗布した後、導電性基体及び表面層構成材を酸化性雰囲気中で熱処理することにより、電解用電極を製造するため、表面層構成材と導電性基体との密着性が向上され、緻密な電極触媒表面層を形成することができるようになる。
【０１２７】
また、導電性基体を金属タンタル又は金属タンタル合金若しくは、金属ニオブ又は金属ニオブ合金とし、当該導電性基体を酸化して電極触媒表面層を形成することにより電解用電極を製造すれば、比較的高価な貴金属を使用することなく電解用電極を形成することができるようになり、コストの低減を図ることができるようになる。
【０１２８】
また、電解槽内の被処理水に浸漬されるアノード及びカソードを備え、電解用電極を前記アノードとして用いるので、活性酸素ラジカルやヒドロキシラジカルをも生成することができるようになる。
【０１２９】
また、アノードとカソード間を陽イオン交換膜にて区画したので、アノード側に存在する陽イオン、即ち、主にオゾン生成時に発生される水素イオンを陽イオン交換膜にてカソード側に移動させることにより、オゾンの発生量が増加される。
【０１３０】
また、電解槽内の被処理水に浸漬されるアノード及びカソードを備え、電解用電極をアノード及びカソードとして用いると共に、被処理水中でアノードとカソード間にパルス電圧を印加するので、効果的にヒドロキシラジカルを生成することができるようになる。
【０１３１】
また、本発明の電解水生成装置によれば、被電解水を貯溜する貯溜部と、この貯溜部内に設けられて被電解水に浸漬される一対若しくは、複数の電解用電極と、貯溜部内の液体を外部に吐出するための吐出部とを有する携帯可能な吐出容器を備え、電解用電極間に電流を流し、被電解水中にオゾンを生成するので、吐出容器を手に持って、貯溜部内で生成された電解水を、殺菌が必要な箇所に容易に吐出することができ、当該箇所の殺菌を容易に行うことができるようになる。
【０１３２】
従って、電解水の使用性が向上される。また、電解水を生成した直後に使用することができ、オゾン濃度が濃く殺菌効果の高い電解水にて殺菌を行うことができるようになる。これにより、薬剤による殺菌方法では、殺菌困難であった芽胞などをも死滅させることができるようになる。更に、薬剤により殺菌を行わないため、環境に対して有害をもたらす問題を招くこともない。
【０１３３】
特に、次亜塩素酸ではなくオゾンを被電解水中に生成して殺菌に使用するので、使用後に塩が残留することも無く、再度水洗いなどが必要となる不都合も解消することができるようになるものである。
【０１３４】
また、本発明の電解水生成装置によれば、上記に加えて前記タンタル酸化物又はニオブ酸化物以外の電極触媒の表面には、貴金属又は金属酸化物が存在するので、電解用電極の触媒作用の活性化と導電性を上げることができ、オゾンなどの発生効率を向上させることができるようになる。
【０１３５】
また、本発明の電解水生成装置によれば、導電性基体の表面に形成された電極触媒表面層は、タンタル酸化物と、前記貴金属又は金属酸化物として少なくとも白金を含むこと、若しくは、前記電極触媒表面層は、ニオブ酸化物と、貴金属又は金属酸化物として少なくともルテニウム酸化物を含むので、電解における触媒作用を活性化し、酸素発生を抑え、より一層オゾンなどの発生効率を向上させることができるようになる。
【０１３６】
また、本発明の電解水生成装置によれば、前記電解用電極が、貴金属又は金属酸化物としての白金とタンタル酸化物の混合物を被覆したチタンから構成されているので、タンタル酸化物が触媒として作用し、酸素の発生を抑え、オゾンの発生に著しく貢献し、これらオゾンの発生効率を向上させることができるようになる。
【０１３７】
また、本発明の電解水生成装置によれば、上記各発明に加えて、吐出容器の電解用電極に外部から通電するための電源部を吐出容器とは別体で備えたので、吐出容器自体の重量を軽量化することができ、構造も簡素化することができるようになる。また、吐出容器自体が軽量であるためより一層使用性が向上される。
【０１３８】
また、本発明の電解水生成装置によれば、前記各発明に加えて、吐出容器は電解用電極に通電するための電源を一体に有するので、構造が簡素化され、故障発生を抑制することができるようになる。
【０１３９】
また、本発明の電解水生成装置によれば、上記各発明に加えて、電解用電極への通電を制御する制御装置を備え、該制御装置は、貯溜部内で生成される電解水の濃度を変更可能とされているので、電解水の使用目的に応じて、オゾンの濃度を調整することができるようになる。
【０１４０】
また、本発明の電解水生成装置によれば、上記に加えて、制御装置は電源部に設けられているので、吐出容器をより一層軽量化することができると共に、構造を簡素化することができるようになる。
【０１４１】
また、本発明の電解水生成装置によれば、前記制御装置が、電解用電極の極性を切り替えるので、電解によりカソードとなる電解用電極に生じるカルキ等の物質の固着を防止し、電極の通電効率が低下することによって電解効率が低下してしまう不都合を未然に回避することができるようになる。
【０１４２】
また、本発明の電解水生成装置によれば、上記各発明に加えて、吐出容器は操作部を有し、この操作部の操作に基づいて貯溜部内で生成された電解水を吐出部に押し出し、スプレー式に吐出するので、吐出容器の操作性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明を説明するためのオゾン又は活性酸素発生装置の概略構成図である。
【図２】各電極に対するオゾン発生量を示す図である。
【図３】誘導体をタンタル酸化物若しくはニオブ酸化物としたときの異なる誘導体の表面占有率の電極に対するオゾン発生量を示す図である。
【図４】本発明の電解水生成装置の概要を示す説明図である。
【図５】電解水生成装置の吐出容器の正面図である。
【図６】電解水生成装置の吐出容器の底面図である。
【図７】電解水生成装置の電源部の平面図である。
【図８】電解水生成装置のマイクロコンピュータ及びＡＣ／ＤＣ変換器のブロック図である。
【図９】電解水生成装置の電解用電極により発生するオゾン濃度と電流密度の関係を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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