(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩と、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加した水を有隔膜電解槽で電気分解し、電解槽の陰極側にｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水を生成させるとともに、陽極側にｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水を生成させることを特徴とする強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水の同時生成方法
【請求項２】
有隔膜電解槽の陰極室と陽極室の水の前記薬液の成分及び／又は濃度を異にして電解することを特徴とする請求項１記載の強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水の同時生成方法
【請求項３】
塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩と、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加した水を有隔膜電解槽の陽極側に入れるとともに、電解槽の陰極側に水道水などの通常の水を入れて電気分解し、前記電解槽の陰極側にｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水を生成させるとともに前記電解槽の陽極側にｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水を生成させることを特徴とする強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水の同時生成方法
【請求項４】
塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩、又はこれら塩化物塩と、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加した水を有隔膜電解槽で電気分解し、電解槽の一方の電極側に生成された電解水の一部を、電解槽の他方の電極側に生成された電解水に混合してｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水とｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水に調整することを特徴とする強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水の同時生成方法
【請求項５】
塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩、又はこれら塩化物塩と、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加した水を有隔膜電解槽で電気分解し、電解槽の陽極側にｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水を生成させるとともに、電解槽の陰極室に生成された電解処理水に、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加してｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水に調整することを特徴とする強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水の同時生成方法
【請求項６】
塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩、又はこれら塩化物塩と、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加した水を有隔膜電解槽で電気分解し、電解槽の陰極側に生成された電解アルカリ水の一部を、電解槽の陽極側に生成された電解酸性水に混合してｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水に調整するとともに、電解槽の陰極室に生成された前記電解アルカリ水に、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加してｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水に調整することを特徴とする強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水の同時生成方法
【請求項７】
前記添加薬液中の、水に溶けてアルカリ性を示す化合物が、メタケイ酸ナトリウムなどのポリケイ酸塩、ケイ酸ナトリウムなどのケイ酸塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水酸化物塩、又はこれらの二種以上の混合物であることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載の強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水の同時生成方法
【請求項８】
塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩に、メタケイ酸ナトリウムなどのポリケイ酸塩、ケイ酸ナトリウムなどのケイ酸塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水酸化物塩の一種または二種以上を混合してなる前記請求項１、２、３、４、５又は６の方法に使用する添加薬液
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有隔膜電解槽を使用して強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水を同時に生成する方法ならびにこの方法に使用する原水への添加薬液に関する。
【０００２】
【発明の背景】
次亜塩素酸を多く含むｐＨ３〜７．５の殺菌水は、ｐＨ２〜２．５程度の強酸性殺菌水と比較すると、殺菌力がより強いうえに金属を錆びさせにくいため金属製器具などの洗浄・殺菌に適している。しかし、金属をまったく錆びさせないわけではないので洗浄・殺菌した後は、水道水などの中性の水で良く洗うか、アルカリ性溶液で中和する必要がある。
【０００３】
また、電解により生成した強アルカリ水で食器の油落しなどの第一次洗浄をした後、電解生成した次亜塩素酸殺菌水で前記食器等の第二次洗浄・殺菌をすることが提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、電解による次亜塩素酸殺菌水と強アルカリ水を同時、または、前後して使用する必要がある場合があるが、次亜塩素酸殺菌水を生成する電解槽と強アルカリ水を生成する電解槽は目的が異なるため、従来は次亜塩素酸殺菌水を生成する電解槽と強アルカリ水を生成する電解槽の２台の専用機が必要であり、製造、メンテナンス等のコストが高くつくとともに、電解槽において同時に生成される非利用側の電解水は捨て水になるので無駄が多かった。
【０００５】
従って、本発明の第一の目的は１台の電解槽から殺菌力の優れた次亜塩素酸殺菌水と洗浄効果の高い強アルカリ水を同時に生成する方法を提供することにある
。
【０００６】
従って、本発明の第二の目的は上記の方法に使用する添加薬液を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記第一の目的を達成するために、本発明は塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩と、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加した水を有隔膜電解槽で電気分解し、電解槽の陰極側にｐＨ１０〜１２．５、好ましくはｐＨ１１〜１２．５の強アルカリ水を生成させるとともに、陽極側にｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水を生成させることを特徴とする。
【０００８】
前記方法において、原水への前記薬液の添加については、（Ａ）電解前の原水に前記薬液を添加して電解する方法、（Ｂ）電解槽の陰極室と陽極室の水に、成分・濃度を異にする前記薬液を添加して電解する方法、（Ｃ）電解槽の陽極室の水のみに前記薬液を添加して電解する方法の三通りがある。
【０００９】
上記第一の目的を達成するための本発明の他の方法は、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩、又はこれら塩化物塩と、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加した水を有隔膜電解槽で電気分解し、電解槽の一方の電極側に生成された電解水の一部を、電解槽の他方の電極側に生成された電解水に混合してｐＨ１０〜１２．５、好ましくはｐＨ１１〜１２．５の強アルカリ水とｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水に調整することを特徴とする。
【００１０】
上記第一の目的を達成するための本発明のさらに他の方法は、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩、又はこれら塩化物塩と、水に溶けてアルカリ性を示す化合物とを含む薬液を添加した水を有隔膜電解槽で電気分解し、電解槽の陽極側にｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水を生成させるとともに、電解槽の陰極側に生成された電解処理水に、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を添加してｐＨ１０〜１２．５、好ましくはｐＨ１１〜１２．５の強アルカリ水に調整することを特徴とする。
【００１１】
上記第一の目的を達成するための本発明のさらに他の方法は、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩、又はこれら塩化物塩と、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加した水を有隔膜電解槽で電気分解し、電解槽の陰極側に生成された電解アルカリ水の一部を、電解槽の陽極側に生成された電解酸性水に混合してｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水に調整するとともに、電解槽の陰極室に生成された前記電解アルカリ水に、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加してｐＨ１０〜１２．５、好ましくはｐＨ１１〜１２．５の強アルカリ水に調整することを特徴とする。
【００１２】
前記添加薬液中の、水に溶けてアルカリ性を示す化合物は、メタケイ酸ナトリウムなどのポリケイ酸塩、ケイ酸ナトリウムなどのケイ酸塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水酸化物塩、又はこれらの二種又は三種の混合物が好適であり、とくに、メタケイ酸ナトリウムが好ましい。
【００１３】
前記第二の目的を達成するために、本発明の前記方法に使用する好ましい添加薬液は、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩に、メタケイ酸ナトリウムなどのポリケイ酸塩、ケイ酸ナトリウムなどのケイ酸塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水酸化物塩の一種または二種以上を混合してなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
請求項１の発明は、水道水等の原水に、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩と、水に溶けてアルカリ性を示す化合物とを含む薬液を添加し、この水を有隔膜電解槽で電気分解し、電解槽の陰極側にｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水を生成させるとともに、陽極側にｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水を生成させるものである。
【００１５】
前記水溶液に添加する塩化物塩は、電解により電解槽の陽極側に次亜塩素酸を発生させるためのもので、例えば、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウムなどを使用することができる。
【００１６】
本発明により、電解槽の陽極室に生成されるｐＨ３〜７．５の電解水は、水中の遊離残留塩素のほとんど１００％が、殺菌力が強く且つ安全な次亜塩素酸の形で存在するため、２０〜８０ｐｐｍという比較的低い濃度でも優れた殺菌力を発揮する。前記水溶液（被電解水）中の塩化物塩の濃度は、使用する塩化物塩の種類によってことなるが、陽極側電解水の次亜塩素酸濃度が所望の値になるように適宜選択する。
【００１７】
本発明の方法に使用される前記「水に溶けてアルカリ性を示す化合物」は、前記薬液添加水の有隔膜電解によって生ずる陽極室の電解処理水のｐＨの下り過ぎを防止する目的と、陰極室に生成される電解水をｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水に調整する目的で添加するアルカリ化剤であり、このアルカリ化剤として、例えば、メタケイ酸ナトリウムなどのポリケイ酸塩；ケイ酸ナトリウムなどのケイ酸塩；水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水酸化物塩；炭酸水素ナトリウム（重曹）などの炭酸水素塩；又はこれらの二種以上の混合物があげられる 。なかでも、メタケイ酸ナトリウムなどのポリケイ酸塩は、人体に害のない化合物として水道水等への投入が認められているので、食器洗い用の強アルカリ水等を生成する際にとくに有用である。
【００１８】
前記の水に溶けてアルカリ性を示す化合物（以下、アルカリ化剤という）を添加した被電解水中のアルカリ化剤の濃度は、使用するアルカリ化剤の種類によって異なるが、陽極側に生成される電解水（次亜塩素酸殺菌水）のｐＨが３〜７．５になり、且つ、陰極室に生成される電解水（強アルカリ水）のｐＨが１０〜１２．５になるように適宜選択する。
【００１９】
同様に、前記の塩化物塩とアルカリ化剤を原水に添加して前記水溶液を調整するにあたり、これらの薬液の混合液を使用する場合、その濃度はこれら薬液の種類、組合せ、電気分解時の電流電圧や電極面積、電極間距離等によって様々であるが、電解の結果、電解槽の陽極側に生成される水の性質がｐＨ３〜７．５になり、陰極側に生成される水の性質がｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水になるようにを適宜調整する。
【００２０】
本発明の方法に使用される電解水生成装置の電解槽は、通水型の連続式電解槽、貯水電解式（バッヂ式）電解槽のいずれを使用することもできるが、原水への薬液添加の実施形態には、
（Ａ）電解前の原水に前記薬液を添加して電解する方法。
（Ｂ）電解槽の陰極室と陽極室の水に、成分・濃度を異にする前記薬液を添加して電解する方法。
（Ｃ）電解槽の陽極室の水のみに前記薬液を添加して電解する方法。
の三通りがあり、以下、各々の実施例を通水式電解槽を使用した場合を例示して説明する。
【００２１】
図の連続式電解水生成装置を使用する場合は、給水管１の先端を二股の給水支管２、３に分岐するとともに、この支管２、３を、独立給水口を有する通水型電解槽４の各給水口に接続して、電解隔膜５で仕切られた異極の電極室６、７に独立に連通させるようになっている。
電解槽４の電極室６、７の双方の原水に前記薬液を添加する形態には、図１のように、共通の給水管１に前記薬液を供給する場合と、図２のように、電解槽４の電極室６、７に独立に連通する二股の給水支管２、３に別々に供給する場合がある。
図１は給水管１の水に、塩化物塩とアルカリ化剤（図では塩化ナトリウムとメタケイ酸ナトリウム）の混合薬液をタンク８から添加し、陰極室と陽極室に同じ性質の水を通水して電解するのに適している。
他方、図２は、両電極室６、７に成分・濃度が異なる薬液を添加して電解するのに適しており、ちなみに、図２の実施例は陰極室に塩化ナトリウムとメタケイ酸ナトリウムの混合薬液がタンク８ａから供給され、陽極室には別のタンク８ｂからメタケイ酸ナトリウムだけが供給されるようになっている。
【００２２】
図３は前記の塩化物塩とアルカリ化剤（図では塩化ナトリウムとメタケイ酸ナトリウムの混合薬液）の混合薬液を陽極室のみに添加し、陰極室には薬液を添加していない水をを通水する実施例を示している。
この実施形態は陰極室の塩素イオンの増加が抑制されるので脱塩洗浄効果が得られる点でより好ましい。
【００２３】
図４は本発明の他の実施形態を示すもので、前記のように塩化物塩、又はこれら塩化物塩とアルカリ化剤を含む薬液を添加した水を有隔膜電解槽で電気分解し、電解槽の一方の電極側に生成された電解水の一部を、電解槽の他方の電極側に生成された電解水に混合してｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水とｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水に調整するものである。薬液添加の仕方には前記と同様の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の三通りがある。
【００２４】
図４の実施例では、陰極室にｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水が生成され、陽極室にｐＨ値が３よりも低い電解水が生成される場合に、陰極室から生成されたｐＨ１０〜１２．５の電解水の一部を、陽極室から生成された電解水に混合してｐＨ３〜７．５に調整している。しかし、陰極室の電解水のアルカリ度がｐＨ１２．５よりも高く、陽極室の電解水のｐＨが３〜７．５である場合は、逆に陽極室の電解水を陰極室の電解水に混合して最終的にｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水とｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水が生成されるようにする。
【００２５】
図５は本発明のさらに別の方法に係り、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩、又はこれら塩化物塩と、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加した水を有隔膜電解槽で電気分解し、電解槽の陽極側にｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水を生成させるとともに、電解槽の陰極室に生成された電解処理水に、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加してｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水に調整することを示している。
すなわち、この方法は、前記薬液を添加して電解した陰極側のアルカリ水にさらに前記アルカリ化剤を添加して目的のｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水に調整するものである。
【００２６】
また、図６は本発明のさらに別の方法に係り、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩、又はこれら塩化物塩と、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加した水を有隔膜電解槽で電気分解し、電解槽の陰極側に生成された電解アルカリ水の一部を、電解槽の陽極側に生成された電解酸性水に混合してｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水に調整するとともに、電解槽の陰極室に生成された前記電解アルカリ水に、水に溶けてアルカリ性を示す化合物を含む薬液を添加してｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水に調整することを示している。
すなわち、この方法は、前記薬液を添加して電解した陽極側電解水のｐＨ値が所望のｐＨ３〜７．５に上がらず、且つ、陰極側電解水のｐＨ値が所望のｐＨ１０〜１２．５に上がらない場合に、陰極側の電解水（アルカリ水）の一部を陽極側電解水（酸性水）に添加して目的のｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水に調整するとともに、陰極側の前記電解アルカリ水に前記アルカリ化剤を添加して目的のｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水に調整するものである。この場合、陰極側電解水へのアルカリ化剤の添加は酸性水への一部混合の前でも後でもよい。
【００２７】
前記のように、図５及び図６の発明の方法においては、塩化物塩だけを電解前の水に添加する場合と、塩化物塩と前記アルカリ化剤を電解前の原水に添加する場合がある。いずれの場合も、電解前の水に前記薬液を添加する形態には前記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の三通りがある。
【００１９】
かくして、図の各実施例では、通水型電解槽４の陽極室６に通ずる吐水管９からはｐＨ３〜７．５の次亜塩素酸殺菌水が吐出されるとともに、陰極室７に通ずる吐水管１０からはｐＨ１０〜１２．５の強アルカリ水が吐出される。
【００２８】
図のように電解槽４は、電極１１、１２の極性を所定時間毎に正逆切換えることによりカルシウム等の析出・付着を防止をすることができる。この場合は、給水支管２、３に流路／流量切換装置１３を介装し、吐水管９、１０に流路切換装置１４を介装するのが望ましい。
【００２９】
なお、強アルカリ水の吐水管１０に銀イオン発生装置を介装して強アルカリ水に銀イオンを溶出させると強アルカリ水の洗浄・殺菌効果がさらに向上する。
【００３０】
図７は本発明の方法を実施する貯水式電解水生成装置の一例を示す概略図である。この形式の電解水生成装置は、電極１１、１２間を電解隔膜５で仕切ったバッヂ式電解槽４と、電気機器、制御機器、安全装置などの機器類１８をケーシング１５内に収納し、電解槽４の陽極室６に生成された次亜塩素酸殺菌水と陰極側に生成された強アルカリ水はそれぞれの蛇口１６、１７から取水するようになっている。
このような貯水式電解水生成装置を使用する場合は、装置が倒れたときに電解等の電源が自動的にＯＦＦになる安全装置を取り付けるのが望ましく、また、電解槽に水位センサを設けて水が溢れないようにする。さらに、電極にカルシウム等の付着物が付くと電解効率が低下するので電極の交換ができるようにする。  カルシウム等の付着物の除去は、電極の極性を一定時間ごとに切り換える逆電洗浄機構によって行うようにしてもよい。
【００３１】
本発明の方法における前記水溶液の電解は、従来のこれら電解水生成装置を通常の方法で作動させることによって実施することができる。
【００３２】
前記各方法における薬液の添加は個々の薬液を別々に添加してもよいが、好ましくは、塩化ナトリウム、塩化カリウムなどの塩化物塩に、メタケイ酸ナトリウムなどのポリケイ酸塩、ケイ酸ナトリウムなどのケイ酸塩、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水酸化物塩の一種または二種以上を所望の割合で混合し、本発明の方法に使用する添加薬液の調合剤として予め調整しておくと使用に便である。
【００３３】
【実施例】
水４リツトルに、塩化ナトリウム４００ｇと水酸化ナトリウム５９ｇを溶解して得た添加薬液を、原水給水量６リットル／分の流量に対して５８ミリリットル／分の流量の割合で添加・混合して通水式電解水生成装置の有隔膜電解槽に給水した。このときの電解槽に給水される水溶液（被電解水）中の塩化ナトリウムの濃度は０．９７ｇ／リットル、水酸化ナトリウムの濃度は０．１４ｇ／リットルてあった。
次いで、有隔膜電解槽に給水した前記水溶液を３６アンペアの電流で電解したところ、電解槽の陽極室から、ｐＨ５．５８、酸化還元電位（ＯＲＰ）８８０ｍＶ、残留塩素濃度約４０ｐｐｍの次亜塩素酸殺菌水が生成され、陰極室からは、ｐＨ１２．４０、酸化還元電位（ＯＲＰ）−８７５ｍＶ、残留塩素濃度０．５６ｐｐｍの強アルカリ水が生成された。
【００３４】
実験によれば、本発明の方法において、塩化ナトリウムと水酸化ナトリウムを使用して初期の目的を達成するには、有隔膜電解槽に入れる被電解水溶液は、塩化ナトリウム濃度を０．５〜３．０ｇ、水酸化ナトリウム濃度を０．０５〜０．５ｇくらいに調整するのが適切である。
【００３５】
【効果】
本発明は、１台（一機種）の電解槽で次亜塩素酸殺菌水と強アルカリ水を同時に生成することができる。したがって、例えば、食品加工の際の食品の洗浄・殺菌や食器洗いの際の洗浄・殺菌のように、特に、強アルカリ水洗浄と殺菌洗浄を連続して行う場合や、酸化水による洗浄の後にアルカリ水による中和を行う場合などに、従来のように、２台の専用電解機を使用する必要がないので、コストを大巾に削減できるとともに、捨て水もなくなるので極めて経済的である。
【００３６】
また、本発明は、電解生成水の一部混合、アルカリ化剤の補充等によって目的の強アルカリ水と次亜塩素酸殺菌水を生成できるので、電解処理に無駄が生ずることがなく、この点でも経済的である。
【００３７】
予め調合した添加薬液を使用することにより、薬液添加の専門技術を要せずに目的の水を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法に使用される通水式電解水生成装置の概略構成図
【図２】本発明の方法に使用される通水式電解水生成装置の概略構成図
【図３】本発明の方法に使用される通水式電解水生成装置の概略構成図
【図４】本発明の方法に使用される通水式電解水生成装置の概略構成図
【図５】本発明の方法に使用される通水式電解水生成装置の概略構成図
【図６】本発明の方法に使用される通水式電解水生成装置の概略構成図
【図７】本発明の方法に使用される貯水式電解水生成装置の概略構成図
【符号の説明】
１…  給水管
２、３…支管
４…電解槽
５…電解隔膜
６、７…電解室
８…薬液タンク
９，１０…吐水管
１１，１２…電極
１３…流路／流量切換装置
１４…流量切換装置
１５…ケーシング
１６，１７…蛇口
１８…機器類
【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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