(57)【要約】【課題】次亜塩素酸水等の殺菌力を利用して、キッチンの除菌、トイレの消臭、口臭の防止などが知られているが、個人が安価で入手でき、簡単、安全、に次亜塩素酸水等を生成できる装置の安価な電極構造体はなかった。【解決手段】次亜塩素酸水生成装置の電極構造体は導電材および／または導電線を接続した小面積の電極を枠部材等に納め、容器内の水位以下まで延長する。この構造により、切傷などの危険もなく、また、手動での電極面の清掃が容易となり、また、高価な陽極材を最小面積に抑え、低価格化できる。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発明の次亜塩素酸水生成装置の電極構造体は、電極に導電材および／または導電線を接続した電極組部材と、一つまたは複数の該電極組部材を内在させるくぼみを有し、少なくても電極面を除いて該電極組部材を挟んで固定する１つまたは複数の枠部材とからなることを特徴とする次亜塩素酸水生成装置の電極構造体。
【請求項２】
前記電極組部材の接続部およびその周辺を密着性のある電気絶縁材で被覆したことを特徴とする請求項１に記載の次亜塩素酸水生成装置の電極構造体。
【請求項３】
前記絶縁材が電気絶縁性の粘性物またはその乾燥物であることを特徴とする請求項２に記載の次亜塩素酸水生成装置の電極構造体。
【請求項４】
前記絶縁材が、粘性物またはその乾燥物を熱収縮チューブで被覆したものであることを特徴とする請求項２乃至３のいずれか１項に記載の次亜塩素酸水生成装置の電極構造体。
【請求項５】
前記枠部材が、指定電解面以外の前記電極を覆う形状であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の次亜塩素酸水生成装置の電極構造体。
【請求項６】
本発明の次亜塩素酸水生成装置の電極構造体は、電極に導電材および／または導電線を接続した電極組部材と、該電極組部材を内在させる空間を有し、該電極組部材を覆うように密着して固定するチューブとからなり、電極面部分が切りかかれていることを特徴とする次亜塩素酸水生成装置の電極構造体。
【請求項７】
前記電極組部材の接続部およびその周辺を密着性のある電気絶縁材で被覆したことを特徴とする請求項６に記載の次亜塩素酸水生成装置の電極構造体。
【請求項８】
前記チューブが熱収縮チューブであり、熱収縮後電極面部分を切り欠いたものであることを特徴とする請求項６乃至７のいずれか１項に記載の次亜塩素酸水生成装置の電極構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、まな板、キッチンまわりの除菌、トイレの消臭、口臭の防止、口内の殺菌、手指の洗浄などに使用する次亜塩素酸水および／または次亜塩素酸ソーダ水（以下、次亜塩素酸水等と略称する）の生成を行う、特に、高い電解効率で次亜塩素酸を安定して発生させる小型の次亜塩素酸水生成装置に適した電極構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、容器に入った水に食塩を添加し、電気分解によって次亜塩素酸水等を生成する次亜塩素水生成装置が知られており、広く利用されている。
【０００３】
容器に食塩水を入れ、電極を挿入して電解する装置が考案されている（特許文献１〜３）。
棒状に形成した電極をボトル容器に差し込み電気分解し、アルカリ性水あるいは酸性水又は次亜塩素酸水を生成する装置である。これらは電極の倒れ防止、取扱者の電極板による切傷に対処するために支柱、電極保護部材などを備えており大型・複雑となっていた。（特開２００３-０５３３４４段落番号００２９〜００３０、特開２００４-２９０９３７段落番号００１０〜００１１、特開２００７-０４４５７３段落番号００１９の記載。）。また、小型で様々な用途に適用できる電極構造体はなかった（特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−０５３３４４号公報
【特許文献２】特開２００４−２９０９３７号公報
【特許文献３】特開２００７−０４４５７３号公報
【特許文献４】特開２００１−１９２８７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献の発明は電極間が狭くまた上下に長いため（特許文献１〜２）、また、取扱時の手指切傷防止の保護部材等があり（特許文献３）、複雑な構造となっていた。また、十分に溶液および発生ガスの移動ができにくい難点があり、また、全電解面を水中に沈める構造でないため、高価な陽極の電解面の一部を電解に寄与させることができなかった。また、電極を容器に挿入時、電解面全面を容器内の液流動に適した位置に配置することができなかった。また、高い電解効率で次亜塩素酸を安定して発生させるに適した小さな電極のものが無かった。
【０００６】
このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、安全、簡易で、低廉な次亜塩素酸水生成装置の電極構造体を提供することである。特に、小さな電極で高い電解効率で次亜塩素酸を安定して発生させる電極構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の次亜塩素酸水生成装置の電極構造体は、電極に導電材および／または導電線を接続した電極組部材と、一つまたは複数の該電極組部材を内在させるくぼみを有し、少なくても電極面を除いて該電極組部材を挟んで固定する１つまたは複数の枠部材とからなるものである。
【０００８】
また、第２の発明は、前記電極組部材の接続部およびその周辺を密着性のある電気絶縁材で被覆したものである。
また、第３の発明は前記絶縁材を電気絶縁性の粘性物またはその乾燥物としたものである
また、第４の発明は前記絶縁材が、粘性物またはその乾燥物を熱収縮チューブで被覆したものである。
また、第５の発明は前記枠部材が、指定電解面以外の前記電極を覆う形状としたものである。
第６の発明は、電極に導電材および／または導電線を接続した電極組部材と、該電極組部材を内在させる空間を有し、該電極組部材を覆うように密着して固定するチューブとからなり、電極面部分が切りかかれているものである。
また、第７の発明は、前記電極組部材の接続部およびその周辺を密着性のある電気絶縁材で被覆したものである。
また、第８の発明は前記チューブが、熱収縮チューブであり、熱収縮後電極面部分を切り欠いたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は以下に記載するような効果を奏する。
本発明では、導電線および／または導電材の付いた電極を、枠部材に挟み込むまたはチューブで被覆することで電極構造体が完成する。延長し水中に入れるので、使用する電極材料のほとんどを有効に電解に寄与できる。高価な陽極材を大幅に減らすことができ、部品点数および製造工程の簡略化と相俟って低価格化できる。また、単純形状なので手動での電極面の清掃が容易にできる。トイレ室内、生ごみ箱周囲などの消臭には３％食塩水のとき1ｍＡ前後の電解電流を流せば良く、この場合、3ｍｍ2程度の電解面積となるが、電解有効面以外への漏洩があると次亜塩素酸発生量を一定に出来ない。本発明は電解有効面外への漏洩電流（次亜塩素酸を発生させる電極の有効な電解面以外へ流れる電流を漏洩電流と定義する。以下同じ。）を極めて少なくできるので、次亜塩素酸水等を安定して効率よく生成できる。又、電極の接続部および周辺を密着性のある絶縁材で被覆しているものでは、腐食電流（導電線を腐食させる電流を腐食電流と定義する。以下同じ。イオンの介在による電子授受により金属が溶出する現象。）が極めて少なく電気腐食断線が無い。本電極構造体を用いれば、直流定電流もしくは直流定電圧機器または電池と接続し、容易に次亜塩素酸水生成装置を得ることが出来る。
【００１０】
これにより、個人が安価で次亜塩素酸水生成装置の入手ができ、いつでも、容易に安全に、次亜塩素酸水等を生成することができる。また、トイレの消臭、生ごみの消臭のように、1ｍＡ程度の微小電流の常時通電を要するものでも、安価に大量生産することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る次亜塩素酸水生成装置の電極構造体の断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る別の実施例で電極面を対峙させた次亜塩素酸水生成装置の電極構造体の断面図である。
【図３】本発明の１実施例で電極と導電線を接続させた電極組部材の断面図である。
【図４】本発明の１実施例で電極と導電材を接続させた電極組部材の断面図である。
【図５】本発明の１実施例で電極と導電材と導電線を接続させた電極組部材の断面図である。
【図６】本発明の１実施例で枠部材の正面図である。
【図７】本発明の１実施例で枠部材に電極組部材を載せた枠部材で挟み込む前の断面図である。
【図８】本発明の１実施例で枠部材に別の電極組部材を載せた枠部材で挟み込む前の断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る１実施例で、電極と導電線を接続させた後、熱収縮チューブを被せた次亜塩素酸水生成装置の電極構造体の断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る別の１実施例で、電極と導電線を接続させた後、電極全体に熱収縮チューブを被覆し、必要な電解面積だけ切り欠いた次亜塩素酸水生成装置の電極構造体の正面図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る別の１実施例で、電極と導電材と導電線を接続させた後、熱収縮チューブを被せた次亜塩素酸水生成装置の電極構造体の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。最初に、本発明の１実施例の概略について説明する。
図３は本発明の電極組部材１の１実施例の断面図で、１１は電極、１２は導電線で、１６は電極と導電線の接続部である。
電極組部材１は水深、電流量、腐食電流、漏洩電流、要求される耐久性などを考慮し、図４に示す電極と導電材を接続したもの、図５に示す電極と導電材と導電線を接続したものなどの中から適宜選定する。図６は１実施例の枠部材で、ここでは電極組部材を挟むため枠部材２１、枠部材22の２部品としている。枠部材には電極組部材が入るくぼみ３があり、電解面を露出させる切り欠き４が開けられている。
【００１３】
次に第１の実施の形態について、図７に基づいて詳細に説明する。
図７は本発明の電極構造体の１実施例で枠部材に電極組部材を載せた枠部材で挟み込む前の断面図である。１は電極組部材、２１、２２は枠部材である。
導電線１２と電極１１が接続されて成る電極組部材１を枠部材２１にはめ込むように取り付ける。はめ込む前後に電極組部材１の接続部１６位置に相当する枠部材位置およびその周辺にシリコンシーリング材などの高粘度の密着性のある電気絶縁材を塗布する。塗布する絶縁材はシリコンに限らずエポキシ樹脂、絶縁ワニス、ＡＢＳ・塩ビ樹脂等のドープセメントなどでも良いがシリコンシーリング材は肉痩せも無く扱いやすいので適する。枠部材２１と枠部材２２を合わせ押し込むと、塗布したシーリング材がつぶれ広がり接続部１６位置周囲を隙間無く充填する。さらに、絶縁を高める必要がある場合には、図９、図１１のように電極組部材を絶縁材に加えチューブで被覆しておくと良い。この場合、塗布した絶縁材とチューブが絶縁材として働く。電極１１の電解面位置に相当する枠部材２２には切り欠き４が開けられている。切り欠き４は電極端面や裏面などへの電流の回りこみを防ぐため、電極端部よりもやや内側になるように切り欠くのが良い。電源に電池を用い、定電流装置を用いない場合には切り欠き面積で電流量を制御し、次亜塩素酸生成量を制御することができる。
【００１４】
枠部材は絶縁性のある樹脂成形品で電極組部材１を内在させるくぼみを有し、電極組部材１を左右または前後から挟んで固定する。枠部材は単体部品に限らず複数であっても良い。枠部材には電極１１の電解面に相当する部分が切り欠きとなっており、組み上がり時、電極１１の電解面積は固定される。電解面積を極小さくして使用したい場合には、切断端面の通電が生成誤差を生じさせるばかりでなく、正常電解皮膜でも電解電流密度によって次亜塩素酸生成誤差を生じさせるので、生成濃度を安定させるため本発明は好適である。枠部材のくぼみ３は電極組部材１との隙間が出来るだけ少なくなる大きさにする。
電極１１はチタン基材に酸化イリジウムなどの白金系酸化物等低塩素過電圧皮膜を形成させたものである。電極を陰極のみとして用いる場合にはチタン、ステンレスなどさびにくい材料であってもよい。枠部材２１、２２は電気絶縁性のある材料であれば良い。加工性、コストからＡＢＳ、塩ビ、ＰＥ、ＰＰ、ＰＥＴ樹脂などが適するが、他の材料であっても良い。導電線１２には塩ビ被覆電線が用いられるが、用途によりシリコン被覆、フッ素樹脂被覆電線その他の導電線材料であっても良い。複数の枠部材の接合は嵌め合い、接着剤、溶剤接着、高周波溶着、その他の固定方法の中から選択した材料や電極組部材に合せて適宜採用すればよい。シリコンシーリング材をくぼみ等に広く塗り、接合時押し広げて絶縁と接着を兼ねさせても良い。枠部材の接合はなるべく漏洩電流が無いようにするのが良いがチタン導電材のように腐食しにくい場合には多少の漏洩電流があっても良い。枠部材は電極組部材１を近接して覆うように固定するが、被覆電線部分、電極素材背面や端面、漏洩電流に大きく影響しない部分などが切り欠かれていても本発明を免れるものではない。
図８は導電線に替えて腐食しにくい導電材１３を用いた例である。電流量、要求される耐久時間にもよるが、導電材１３にチタンなどを用いた場合には腐食電流の点からは絶縁材１４が無くても良いが、次亜塩素酸生成効率の点から漏洩電流を少なくするため絶縁材を用いることが望ましい。
図１は電極組部材１を複数とした１実施例の断面図である。通常、一方を陽極、他方を陰極として用いる。陰陽電極は必ずしも向き合わせでなくても良く、塩濃度が10000ｍｇ/ｌを超えるような高濃度の場合には横並びでも良い。図２は陰陽電極を向き合わせて一体構成とした１実施例の断面図である。電解面を露出させるため、切り欠き４がある。塩濃度が10000ｍｇ/ｌ未満のように低濃度の場合には向き合わせが良い。陰陽電極を向き合わせにするか否かは加工性、塩濃度、電流密度などから判断すれば良い。
枠部材２１、２２を肉やせ部を設けたヒンジ構造で一つの成形品としておくのも良い。なお、ここで枠部材オス・メスは出来映え、作業し易さなどから適宜決めれば良い。
【００１５】
次に第２の実施の形態について、図９に基づいて詳細に説明する。第1の実施の形態で説明した内容と異なる部分について主に説明する。
図９で１１は電極、１２は導電線で、１６は電極と導電線の接続部である。接続部１６周辺には絶縁材１４が塗布され、さらに、チュウブ１５で被覆されている。
高濃度食塩水や次亜塩素酸溶液に対し耐食性の劣った銅などの導電線を用いた場合、腐食し断線してしまう。ある程度耐食性のある材料であっても電気腐食により断線してしまうことがある。導電線の位置が溶液の付着・浸透しない離れた位置にあれば良いが、溶液の付着・浸透の可能性がある場合、これを防ぐため、腐食断線の恐れのある導電線接続部１６および周辺にポリエステルワニス、ポリウレタンワニス、シリコンシーリング材、エポキシ接着剤、塩ビやＡＢＳのドープセメントなどの高粘性物を塗布・乾燥させ電気絶縁性、密着性の良い皮膜を形成させ、腐食電流を防止している。さらに、上記皮膜に重ねて、上から熱収縮チューブなどで密着固定し、絶縁距離を大きく確保して絶縁を強化している。図９では電極部分を大きく切り欠いているが、図１０のように電極全体もチューブで被覆し、必要な電極面部分を切り欠いて使用すると切断端面などへの漏洩電流が防げ電解効率が安定する。熱収縮チューブを使用する場合には熱い内に電極先端からはみ出させたチューブも押さえて密着させる。絶縁材を使用する場合には、図９のように仕上げた後、先端側を重ねて熱収縮チューブを収縮させると絶縁材が必要電解面にはみ出てこない。図11は別の実施例で電極にチタンなどの導電材を接続した例で、導電材からの漏洩電流を防ぐため、電極組部材を熱収縮チューブで密着固定している。図４のように耐食性導電材が水位上方に伸びていて、電気腐食の無い場合には、絶縁材を塗布せず熱収縮チューブで被覆するだけでも良い。
絶縁処理は用途により選定した材料に合わせ適宜選択すればよい。塗布物に粘性がないと皮膜を厚くできず、充填が不十分となり絶縁が落ちる。また密着性がないと液が浸透し絶縁が落ちる。熱収縮チューブを用いる場合は熱収縮後、電極１１の電解面を傷つけないように熱収縮チューブを切り欠く。熱収縮チューブの材質は特に限定されない。次亜塩素酸生成濃度などに合せて、フッ素、ポリエステル、ポリオレフィン樹脂などから選定する。
【実施例】
【００１６】
次に、本発明の次亜塩素酸水生成装置の電極構造体の電気腐食を推定するため、検討を行なった結果を記す。電線（ＭＩＹＡＭＡ１００７）を１％食塩水に浸漬し通電して（電極材料部分は絶縁した。）、断線までの電流量を測定した電気腐食試験では４０６６０μＡ・Ｈｒで接続部直近の銅線が断線した。このことから、銅電線にあっては耐久を３年と仮定して、絶縁体等を通過する電流が１．５μＡを超えるものは腐食電流の点からは絶縁不足と判断できる。本発明の電極構造体および電極組部材に絶縁体のみ、チューブのみを４％食塩水に７日間浸漬した状態（電極材料部分は絶縁した。）で、絶縁体等の前後（引き出し導電線と液との間）に３Ｖを負荷したときの結果を表１に記す。（実際の電解では電極面でのガス発生があり剥離力が働くが、枠部材またはチューブで抑えた構造となっており、押さえが無い場合のように絶縁材が浮いてしまうことは無い。）
【表１】
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【００１７】
表１の結果から、密着性のある電気絶縁材と枠部材またはチューブの組み合わせは腐食電流を抑えることが分る。素地に密着性の無いチューブでは液が隙間に入り込み、絶縁材塗布のみでは肉薄部やピンホールなどができ、絶縁が落ちるものと思われる。また、枠部材やチューブで絶縁材を押しつぶした場合には、絶縁材通電断面積が小さくなり、かつ、絶縁材通過距離が長くなるため、絶縁効果が極端に大きくなるものと思われる。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明の次亜塩素酸水生成装置の電極構造体は、小型で単純構造であり、大量生産が容易にできるので安価で供給できる。電池と組み合わせるなどして次亜塩素酸水等の長期連続少量生成ができるのでトイレ、生ごみ置き場、介護室など狭い空間の消臭への利用に好適である。
【符号の説明】
【００１９】
１・・・電極組部材、１１・・・電極、１２・・・導電線、１３・・・導電材、１４・・・絶縁材、１５・・・収縮チューブ、１６・・・接続部、２１・・・枠部材、２２・・・枠部材、３・・・くぼみ、４・・・電解面用切り欠き、
【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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【図１０】
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【図１１】
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