(57)【要約】  本実施形態に係る電極ユニットの製造方法は、電解液を電気分解することにより、電解水を生成する電解水生成装置に用いられ、電極と多孔質膜とを備える電極ユニットの製造方法であって、前記多孔質膜を、水と混和する性質を有するとともに、水よりも表面張力が低い液体に浸漬する工程を含む。本実施形態に係る電解水生成装置の製造方法は、上記電極ユニットの製造方法によって電極ユニットを製造する工程と、前記電極ユニットを、電解槽に設置する工程と、を含む。
2017158654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液を電気分解することにより、電解水を生成する電解水生成装置に用いられ、電極と多孔質膜とを備える電極ユニットの製造方法であって、
前記多孔質膜を、水と混和する性質を有するとともに、水よりも表面張力が低い液体に浸漬する工程を含む電極ユニットの製造方法。
【請求項２】
前記液体は、表面張力が３５ｍＮ／ｍ以下である請求項１に記載の電極ユニットの製造方法。
【請求項３】
前記液体は、アルコールを含む水溶液である請求項１に記載の電極ユニットの製造方法。
【請求項４】
前記液体は、３０重量％以上のエタノールを含む水溶液である請求項３に記載の電極ユニットの製造方法。
【請求項５】
前記液体は、純度９０％以上のエタノールである請求項１に記載の電極ユニットの製造方法。
【請求項６】
前記液体は、純度９０％以上のメタノールである請求項１に記載の電極ユニットの製造方法。
【請求項７】
前記液体は、界面活性剤の水溶液である請求項１に記載の電極ユニットの製造方法。
【請求項８】
前記液体に浸漬された前記多孔質膜を水洗いする工程を含む請求項１乃至７のいずれか一項に記載の電極ユニットの製造方法。
【請求項９】
前記多孔質膜は、塩化物イオンを含む水によって水洗いされる請求項８に記載の電極ユニットの製造方法。
【請求項１０】
前記多孔質膜は、塩化物イオンを含む水によって水洗いした後、乾燥される請求項７、又は９に記載の電極ユニットの製造方法。
【請求項１１】
前記多孔質膜を前記液体に浸漬する前に、前記多孔質膜に対して、プラズマ処理、電子線処理、及びＵＶオゾン処理のうちの少なくとも１つを施す工程を含む請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の電極ユニットの製造方法。
【請求項１２】
前記多孔質膜を前記液体に浸漬する前に、前記多孔質膜を、アルミニウム、ジルコニウム及びチタンのうちの少なくとも１つのアルコキシド溶液に接触させる工程を含む請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の電極ユニットの製造方法。
【請求項１３】
前記多孔質膜は、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、及びポリ四フッ化エチレンのうちの少なくとも１つを含有する請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の電極ユニットの製造方法。
【請求項１４】
前記多孔質膜は、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、ジルコンのうちの少なくとも１つの粒子を含有する請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の電極ユニットの製造方法。
【請求項１５】
前記電解液を保持する保持手段を介して、一組の前記電極を相互に対向するように配置する工程と、
前記電極の間に、前記電解液を保持する保持手段を介して、一組の隔膜を配置する工程と、
を含む請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の電極ユニットの製造方法
【請求項１６】
一組の前記隔膜の双方が前記多孔質膜である請求項１５に記載の電極ユニットの製造方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれか一項に記載の電極ユニットの製造方法によって電極ユニットを製造する工程と、
前記電極ユニットを、電解槽に設置する工程と、
を含む電解水生成装置の製造方法。
【請求項１８】
前記電解水生成装置を予備運転する工程と、
前記予備運転を行った後に、前記電極ユニットを乾燥させる工程と、
を含む請求項１７に記載の電解水生成装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極ユニットの製造方法、及び電解水生成装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水を電気分解することで、例えばアルカリイオン水、オゾン水、又は次亜塩素酸水など、種々の機能を有する電解水や、水素などを生成する装置が提案されている。【０００３】
例えば、塩化ナトリウムなどの電解質を添加した水に通電すると、陽極側に酸性水が生成され、陰極側にアルカリ性水が生成される。陽極側に生成される酸性水は、次亜塩素酸を含み殺菌作用を有している。このため、次亜塩素酸水は、消毒や殺菌に使用される。また、次亜塩素酸水は、人体に安全で食品添加物としても認可されている。【０００４】
次亜塩素酸水を生成するための電解水生成装置としては、種々の方式の装置が提案されているが、中でも２室型或いは３室型の電解水生成装置は、一対の電極の間に隔壁が設けられる。隔壁は、例えば塩化物イオンやナトリウムイオンなどを選択的に通過させる性質を有するイオン交換膜や多孔質膜から構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２２０５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
隔壁として用いられる多孔質膜は、水との親和性が低いため、水や塩水になじませるのにある程度の時間が必要である。そのため、電解水生成装置では、装置を起動してから電解が安定して行われるまでに、ある程度長い時間が必要であった。【０００７】
本発明は、上述の事情の下になされたもので、装置の立ち上がり時間を短縮することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本実施形態に係る電極ユニットの製造方法は、電解液を電気分解することにより、電解水を生成する電解水生成装置に用いられ、電極と多孔質膜とを備える電極ユニットの製造方法であって、前記多孔質膜を、水と混和する性質を有するとともに、水よりも表面張力が低い液体に浸漬する工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態に係る電解水生成装置の概略構成を示す図である。
【図２】多孔質膜、及び電極を模式的に示す図である。
【図３】電極ユニットの斜視図である
【図４】電極ユニットの展開斜視図である
【図５】多孔質膜を一部拡大して示す図である。
【図６】電極の斜視図である。
【図７】電極の斜視図である。
【図８】電極の断面図である。
【図９】電極の断面図である。
【図１０】電解水生成装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図１１】電解水生成装置の製造方法を説明するための図である。
【図１２】電解水生成装置の製造方法を説明するための図である。
【図１３】電解槽の斜視図である。
【図１４】電解水生成装置の製造方法を説明するための図である。
【図１５】電解水生成装置の製造方法を説明するための図である。
【図１６】実施例に係る電解槽を示す図である。
【図１７】実施例の結果、及び比較例の結果を説明するための表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。実施形態の説明にあたっては、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなる直交座標系を適宜用いる。
【００１１】
《装置構成》
図１は、本実施形態に係る電解水生成装置１０の概略構成を示す図である。電解水生成装置１０は、塩水を電気分解することにより、酸性の次亜塩素酸を含む酸性水と、アルカリ性の水酸化ナトリウムを含むアルカリ性水と、を生成する装置である。
【００１２】
図１に示されるように、電解水生成装置１０は、電解槽１１、塩水タンク１２、循環ポンプ３１、圧力調整バルブ３２、直流電源３３を備えている。
【００１３】
電解槽１１は、例えば樹脂やステンレス鋼などからなる容体である。電解槽１１の内部は、１組の多孔質膜２１，２２によって、中間室Ｓ１，陽極室Ｓ２，陰極室Ｓ３に区分されている。多孔質膜２１は、例えば塩化物イオンＣｌ−などの陰イオンを通過させる性質を有する多孔質膜である。また、多孔質膜２２は、例えばナトリウムイオンＮａ＋などの陽イオンを通過させる性質を有する多孔質膜である。
【００１４】
中間室Ｓ１は、２つの多孔質膜２１，２２によって挟まれる空間である。中間室Ｓ１は、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を電解質とする水が充填される。中間室Ｓ１は、電解槽１１に設けられる給水口１１１と排水口１１２を介して、外部と通じている。
【００１５】
陽極室Ｓ２は、多孔質膜２１を介して、中間室Ｓ１に隣接する空間である。陽極室Ｓ２には、酸性水を生成するための電極２３が配置される。陽極室Ｓ２は、電解槽１１に設けられる給水口１１３と排水口１１４を介して、外部と通じている。
【００１６】
陰極室Ｓ３は、多孔質膜２２を介して、中間室Ｓ１に隣接する空間である。陰極室Ｓ３は、アルカリ性水を生成するための電極２４が配置される。陰極室Ｓ３は、電解槽１１に設けられる給水口１１５と排水口１１６を介して、外部と通じている。
【００１７】
陽極となる電極２３は、例えば、チタン（Ｔｉ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、或いはこれらの合金からなる。電極２３は、長方形板状に整形され、複数の開口部が形成されている。
【００１８】
電界反応を効率よく促進させる観点から、電極２３の表面には、例えば、白金（Ｐｔ）などの貴金属触媒や、酸化イリジウムなどの酸化物触媒が添着されている。
【００１９】
陰極となる電極２４も、電極２３と同様に構成されている。陰極となる電極２４では、触媒を添着させることなく、チタンやステンレス鋼などの耐食性を有する金属を、そのまま用いることもできる。
【００２０】
陽極室Ｓ２、及び陰極室Ｓ３には、給水口１１３，１１５から、原水が供給される。原水としては、例えば、水道水、井戸水等を用いることができる。陽極室Ｓ２，及び陰極室Ｓ３に供給される原水は、炭酸カルシウムを主成分とするスケールの堆積を防止する観点から、アルカリ成分が低減された軟水を用いることが好ましい。この種の軟水は、例えば、イオン交換樹脂を利用した軟水器を用いることで、生成することができる。
【００２１】
塩水タンク１２は、塩水を貯留するタンクである。塩水タンク１２には、電解槽１１との間で塩水を循環させるための流出口１２１と流入口１２２が設けられている。
【００２２】
塩水としては、例えば、水（Ｈ２Ｏ）に、電解質として塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を加えることにより生成される塩水、或いは、水に、塩素を含む塩化カリウム（ＫＣｌ）などの塩を加えることにより生成される塩水が用いられる。塩水の濃度は特に制限されるものではないが、電解時の安定性を考慮すると、ある程度濃度が高い方が好ましい。塩水として飽和塩化ナトリウムを用いることで、塩水の濃度を一定に維持することが容易になる。
【００２３】
圧力調整バルブ３２は、中間室Ｓ１の排水口１１２と、塩水タンク１２の流入口１２２とにわたって敷設される管路に設けられている。
【００２４】
循環ポンプ３１は、塩水タンク１２の流出口１２１と、中間室Ｓ１の給水口１１１とにわたって敷設される管路に設けられている。循環ポンプ３１は、塩水タンク１２の塩水を、電解槽１１の中間室Ｓ１に供給する。これにより、塩水が、電解槽１１の中間室Ｓ１と塩水タンク１２の間を循環する。中間室Ｓ１と塩水タンク１２の間を循環する塩水の流量は圧力調整バルブ３２によって調整される。
【００２５】
直流電源３３は、電極２３と電極２４に電圧を印加する。電解水生成装置１０では、電極２３が陽極で、電極２４が陰極になるように、それぞれの電極２３，２４に電圧が印加される。
【００２６】
《装置動作》
次に、上述のように構成される電解水生成装置１０の動作について説明する。電解水生成装置１０では、循環ポンプ３１が運転されと、塩水タンク１２の塩水が、電解槽１１の中間室Ｓ１に供給される。そして、中間室Ｓ１に塩水が一定量蓄えられると、中間室Ｓ１からの塩水が、圧力調整バルブ３２を介して、塩水タンク１２に戻る。これにより、中間室Ｓ１と塩水タンク１２との間で塩水が循環し、中間室Ｓ１は、一定濃度の塩水が蓄えられている状態になる。
【００２７】
陽極室Ｓ２及び陰極室Ｓ３には、所定の流量で原水が供給される。陽極室Ｓ２及び陰極室Ｓ３に原水が供給されると、直流電源３３によって、電極２３，２４に電圧が印加される。これにより、陽極室Ｓ２では、次式（１），（２），（３）に示される反応が起こる。なお、式中のＭは触媒を示す。
【００２８】
式（１）〜（３）から、陽極室Ｓ２全体での反応は、次式（４）に示される。
【００２９】
Ｍ＋Ｈ２Ｏ→Ｍ−ＯＨ＋Ｈ＋＋ｅ−  …（１）
Ｍ−ＯＨ→Ｍ−Ｏ＋Ｈ＋＋ｅ−  …（２）
Ｍ−Ｏ＋Ｃｌ−＋Ｈ＋→Ｍ＋ＨＣｌＯ  …（３）
Ｈ２Ｏ＋Ｃｌ−→ＨＣｌＯ＋Ｈ＋＋２ｅ−  …（４）
【００３０】
また、陽極室Ｓ２では、次式（５）に示される副反応が起こる場合がある。副反応では、酸素が発生する。式（１），（２），（５）から、陽極室Ｓ２全体での副反応は、次式（６）に示される。
【００３１】
２Ｍ−Ｏ→２Ｍ＋Ｏ２  …（５）
２Ｈ２Ｏ→Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−  …（６）
【００３２】
一方、陰極室Ｓ３では、次式（７）に示される反応が起こる。
【００３３】
２Ｈ２Ｏ＋２ｅ−→Ｈ２＋２ＯＨ−  …（７）
【００３４】
陽極と陰極を含めた全反応は次式（８）式で表わされる。
【００３５】
２ＮａＣｌ＋３Ｈ２Ｏ→ＨＣｌＯ＋ＨＣｌ＋２ＮａＯＨ＋Ｈ２  …（８）
【００３６】
陽極室Ｓ２に生成される酸性水は、陽極室Ｓ２に通じる排水口１１４から排出される。また、陰極室Ｓ３に生成されるアルカリ性水は、陰極室Ｓ３に通じる排水口１１６から排出される。以上のように、電解水生成装置１０では、酸性水とアルカリ性水が生成される。
【００３７】
図２は、多孔質膜２１，２２、及び電極２３，２４を模式的に示す図である。図２に示されるよう、多孔質膜２１，２２及び電極２３，２４は、スペーサ３５を介して配置される。スペーサ３５は、例えば中間室Ｓ１を構成するケーシングである。本実施形態では、多孔質膜２１，２２、電極２３，２４、及びスペーサ３５は、電極ユニット１００を構成する。
【００３８】
《電極ユニット》
図３は、電極ユニット１００の斜視図である。また、図４は、電極ユニット１００の展開斜視図である。図３及び図４を参照するとわかるように、電極ユニット１００は、スペーサ３５の上面（＋Ｚ側の面）に、多孔質膜２１及び電極２３を配置して、スペーサ３５の下面（−Ｚ側の面）に、多孔質膜２２及び電極２４を配置することにより形成される。
【００３９】
《スペーサ》
スペーサ３５は、Ｘ軸方向を長手方向とし、内部が中空の長方形枠状の部材である。スペーサ３５は、例えば、樹脂やステンレスからなる。スペーサ３５には、内部空間に通じる給水口１１１と排水口１１２が形成されている。給水口１１１と排水口１１２を介して、塩水がスペーサ３５の内部を循環する。
【００４０】
上記スペーサ３５の内部空間には、例えば塩水を保持する多孔体などを配置してもよい。また、スペーサ３５の内部空間に、蛇行する流路や、複数に分岐する流路などを形成してもよい。
【００４１】
《多孔質膜》
多孔質膜２１，２２は、スペーサ３５とほぼ等しい大きさに整形されている。図５は、多孔質膜２１，２２を一部拡大して示す図である。図５に示されるように、多孔質膜２１，２２には、複数の細孔２００が形成されている。多孔質膜２１，２２の表面は、無機酸化物によって被覆されていることが好ましい。多孔質膜２１、２２は、内部に無機酸化物を含有していることが好ましい。
【００４２】
多孔質膜２１，２２には、化学的に安定なポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン等が基材として用いられる。
【００４３】
陽極室Ｓ２を区画する多孔質膜２１は、ｐＨが２乃至６である領域でのゼータ電位が正になる無機酸化物によって被覆されていることが好ましい。この条件を満たす多孔質膜は化学的に安定であり、弱酸性領域において陰イオンに対する輸送性能が高い。
【００４４】
この種の無機酸化物としては、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化スズ、ジルコン、酸化銅、酸化鉄およびこれらの混合酸化物を用いることができる。特に、化学的安定性が良好な無機酸化物として、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、ジルコンを用いることができる。この中で、曲げ耐性が良好な無機酸化物は、酸化ジルコニウムである。
【００４５】
無機酸化物は、水酸化物やアルコキシド、オキシハロゲン化物、水和物を含んでいてもよい。金属ハロゲン化物や金属アルコキシドの加水分解を経て無機酸化物を作製すると、後処理の温度によっては、これらの混合物になることがある。多孔質膜における無機酸化物の存在比率を、場所によって異ならしめることとしてもよい。例えば、細孔の周りや表面に無機酸化物の存在比率を多くすることとしてもよい。
【００４６】
無機酸化物として、ジルコンのような複合酸化物や、相互に異なる無機酸化物の混合物を使用することができる。多孔質膜は、異なる２種以上の酸化物によって被覆されていてもよく、各酸化物の存在比率を、多孔質膜の位置によって異ならしめることとしてもよい。例えば、多孔質膜の表面を、曲げ強度の大きい酸化ジルコニウムで被覆し、内部を正の電位の絶対値が大きい酸化チタンで被覆することとしてもよい。
【００４７】
多孔質膜の表面のゼータ電位は、ｐＨ４において−３０ｍＶより大きくするのが好ましい。多孔質膜の表面のゼータ電位が−３０ｍＶより小さい、と多孔質膜に電圧をかけても塩素イオンが浸透しにくくなる傾向がある。多孔質膜の表面のゼータ電位は、−１５ｍＶより大きいことが好ましい。
【００４８】
陰極室Ｓ３を区画する多孔質膜２２は、ｐＨが８乃至１０である領域でのゼータ電位が負になる無機酸化物によって被覆されていることが好ましい。この条件を満たす多孔質膜は、弱アルカリ性領域において陽イオンに対する輸送性能が高い。
【００４９】
この種の無機酸化物としては、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化タングステン、ジルコン、酸化ケイ素、及びゼオライトを用いることができる。無機酸化物として上記酸化物の混合物を使用してもよい。また、多孔質膜における無機酸化物の存在比率や種類を、場所によって異なるしめることとしてもよい。例えば、多孔質膜の表面を、曲げ強度の大きい酸化ジルコニウムで被覆し、内部を、広いｐＨ領域において電位が負になる酸化シリコンで被覆することとしてもよい。
【００５０】
無機酸化物に被覆された多孔質膜は、多孔体基材にナノ粒子を塗布することにより形成することができる。また、ゾルーゲル法を用いることで、二次元的、或いは三次元的に不規則に配置される孔を有する多孔質膜を形成することができる。このような多孔質膜は、曲げ等にも強くなる。無機酸化物は、粒子が分散していてもよいし、粒子が集合体を形成してネットワーク状になっていてもよい。
【００５１】
多孔質膜２１，２２に形成された細孔の孔径は、多孔質膜２１，２２の一側と他側で異なっていてもよい。例えば、多孔質膜２１では、電極２３側の細孔の孔径の方が、電極２４側の細孔の孔径よりも小さくてもよい。塩化物イオンＣｌ−などの陰イオンは、電極２３側の細孔の孔径が小さくても、電極２３に向かって容易に移動することができる。逆に、多孔質膜２１において、電極２３側の細孔の孔径の方が、電極２４側の細孔の孔径よりも大きい場合には、塩素が多孔質膜近傍で拡散しやすくなる。多孔質膜の細孔の孔径は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）などを用いて測定することができる。
【００５２】
《電極》
図６及び図７は、電極２３の斜視図である。電極２３は、厚さが１ｍｍ程度で、Ｘ軸方向を長手方向とする長方形板状に整形されている。電極２３は、枠状のフレーム部２０１と、Ｘ軸方向を長手方向とする複数の格子部２０２と、Ｙ軸方向を長手方向とするビーム部２０３の３部分からなる。
【００５３】
格子部２０２とビーム部２０３は、フレーム部２０１に規定される空間に、相互に交差するように設けられている。格子部２０２は、フレーム部２０１に規定される空間に、Ｘ軸に平行になるように張り渡されている。また、ビーム部２０３は、フレーム部２０１に規定される空間に、Ｙ軸に平行になるように張り渡されている。
【００５４】
図８は、図６におけるＡＡ断面を示す図である。図８に示されるように、格子部２０２は、ピッチＰ１が０．５ｍｍとなるように、Ｙ軸に沿って等間隔に配列されている。また、格子部２０２は、厚さＤ１が０．１〜０．２ｍｍで、断面が台形になるように整形されている。そのため、格子部２０２に挟まれる開口部は、＋Ｚ側のＹ軸方向の寸法Ｗ１が０．４ｍｍであり、−Ｚ側のＹ軸方向の寸法Ｗ２が０．２ｍｍとなっている。
【００５５】
図９は、図７におけるＢＢ断面を示す図である。図９に示されるように、ビーム部２０３は、ピッチＰ２が２．４ｍｍとなるように、Ｘ軸に沿って等間隔に配列されている。また、ビーム部２０３は、厚さＤ２が０．３〜０．４ｍｍで、断面が台形になるように整形されている。そのため、ビーム部２０３に挟まれる開口部は、−Ｚ側のＸ軸方向の寸法Ｗ３が１．６ｍｍであり、＋Ｚ側のＸ軸方向の寸法Ｗ４が１．２ｍｍとなっている。
【００５６】
上述のように構成される電極２３は、例えば、厚さが０．５〜１ｍｍ程度で、ステンレス鋼或いはチタンからなる金属板の両面に、エッチング処理を施すことにより製造することができる。そのため、フレーム部２０１の＋Ｚ側の面と、格子部２０２の＋Ｚ側の面は同一面内に位置し、フレーム部２０１の−Ｚ側の面と、ビーム部２０３の−Ｚ側の面は同一面内に位置する。また、長方形の開口部の四隅は丸みを帯びた形状になっている。
【００５７】
なお、図６及び図７では、１０本の格子部２０２が描かれているが、実際の電極には、数十〜数百の格子部２０２が形成される。これにより、電極２３の＋Ｚ側の面の面積Ａ０に対して、格子部２０２の−Ｚ側に挟まれる領域の面積Ａ１の割合は約４０％となる。電極２３は、長手方向が鉛直方向となり、＋Ｚ側の面が多孔質膜に対向するように配置される。
【００５８】
図６及び図７では、３本のビーム部２０３が描かれているが、実際の電極には、数十のビーム部２０３が形成される。このため、電極２３を貫通する開口部の面積Ａ２は、電極２３の＋Ｚ側の面の面積Ａ０の２０％程度となっている。電極２３では、面積Ａ０に対する面積Ａ２の割合が５０％以下であることが好ましい。
【００５９】
また、電極２４についても、電極２３と同様に構成される。
【００６０】
なお、電極２３，２４の開口部の形状は、円形、楕円形、或いは多角形など任意に決めることができる。開口部の形状を四角形や菱形などの多角形とする場合は、コーナーが丸みを帯びていることが好ましい。コーナー部分を丸めることで、応力集中を起こりにくくすることができる。
【００６１】
陽極としての電極２３での塩化物イオンの濃度が低いと、式（５）に示される反応が起こりやすくなる。したがって、次亜塩素酸を効率よく生成するには塩化物イオンの濃度を高くすることが必要である。塩化物イオンは多孔質膜側から電極へ供給される。多孔質膜を通過する塩化物イオンは、多孔質膜と電極とが接しているところからは流出せず、電極２３の貫通した開口部から流出する。このため、電極２３での塩化物イオンの濃度を上げるには、電極２３の開口部からの塩化物イオンの流出を防止することが重要となる。
【００６２】
そのため、電極２３，２４の開口部の開口面積は０．０１ｍｍ２から４ｍｍ２となっている。開口面積が０．０１ｍｍ２より小さいと、ガスや次亜塩素酸などの反応生成物を外部へ排出するのが困難になる。このため電極２３，２４の劣化等が起こりやすくなる。また、開口面積が４ｍｍ２より大きいと、塩化物イオンが流出しやすく、また電極２３，２４の電気抵抗が大きくなり、電解効率が低下する。開口面積は、０．１ｍｍ２乃至１．５ｍｍ２であることが好ましい。また、開口面積は、０．２ｍｍ２乃至１ｍｍ２であることが、より好ましい。
【００６３】
《製造方法》
次に上述のように構成される電極ユニット１００を備える電解水生成装置１０の製造方法について、図１０のフローチャートに基づいて説明する。
【００６４】
電極ユニット１００を製造する際には、まず、多孔質材料を整形して、図４に示される多孔質膜２１，２２を準備する（ステップＳ１０１）。次に、多孔質膜２１，２２に対する前処理を行う（ステップＳ１０２）。
【００６５】
前処理は、多孔質膜２１，２２の表面を改質することにより、多孔質膜２１，２２の液体に対する親和性を向上させるための処理である。前処理としては、例えば、プラズマ処理、電子線処理、及びＵＶオゾン処理等が実行される。
【００６６】
プラズマ処理は、多孔質膜２１，２２の表面に、例えば酸素プラズマを照射する処理である。電子線処理は、多孔質膜２１，２２の表面に、電子線を照射する処理である。ＵＶオゾン処理は、多孔質膜２１，２２の表面に、紫外線を照射する処理である。これらの処理により、多孔質膜２１，２２の表面が改質し、液体に対する親和性が向上する。
【００６７】
次に、図１１に示されるように、多孔質膜２１，２２を、液体５１に浸漬する（ステップＳ１０３）。液体５１は、水と親和する性質を有し、表面張力が３５ｍＮ／ｍ以下の液体である。液体５１としては、例えば、図１１に示すようにエタノールの濃度が３０重量％以上のエタノール水溶液が考えられる。エタノールの濃度は、５０重量％以上であることが好ましく、特に９０重量％以上であることが好ましい。また、液体５１は、９９．５％のいわゆる無水エタノールであってもよい。また、界面活性剤の水溶液であってもよい。
【００６８】
多孔質膜２１，２２を液体５１に浸漬することで、水に比べて表面張力の低い液体５１が、多孔質膜２１，２２の細孔に進入する。
【００６９】
次に、図１２に示されるように、多孔質膜２１，２２を、水道水などの水５２を用いて水洗いする（ステップＳ１０４）。多孔質膜２１，２２の表面や細孔の内部は、水に対して親和性を有する液体５１となじんだ状態になっている。このため、多孔質膜２１，２２を水洗いすることで、多孔質膜２１，２２の表面や内部が水５２となじんだ状態になる。
【００７０】
次に、多孔質膜２１，２２をとり出して、図４に示されるように、スペーサ３５の上面側に、多孔質膜２１及び電極２３を配置し、スペーサ３５の下面側に。多孔質膜２２及び電極２４を配置する。そして、図３に示されるように、スペーサ３５、多孔質膜２１，２２、電極２３，２４を組み付けて一体化する（ステップＳ１０５）。スペーサ３５、多孔質膜２１，２２、電極２３，２４は、例えば、スペーサ３５に、電極２３，２４が固定されることで、一体化される。これにより、電極ユニット１００が組み立てられる。
【００７１】
次に、図１３に示されるように、内部に陽極室Ｓ２が形成された樹脂製のケーシング１５１と、内部に陰極室Ｓ３が形成された樹脂製のケーシング１５２で、電極ユニット１００を挟み、ケーシング１５１，１５２同士をネジ等で固定する。これにより、電解槽１１が組み立てられる（ステップＳ１０６）。
【００７２】
なお、図１３に示されるように、内部に陽極室Ｓ２が形成されたケーシング１５１と、内部に陰極室Ｓ３が形成されたケーシング１５２で、スペーサ３５、多孔質膜２１，２２、電極２３，２４を挟み、ケーシング１５１，１５２同士をネジ等で固定することで、スペーサ３５、多孔質膜２１，２２、電極２３，２４を一体化してもよい。
【００７３】
次に、上述のように構成される電解槽１１に、塩水タンク１２、循環ポンプ３１、圧力調整バルブ３２、直流電源３３などの補機類を接続する（ステップＳ１０７）。これにより、図１に示される電解水生成装置１０が組み立てられる。
【００７４】
以上説明したように、本実施形態では、電極ユニット１００の製造過程で、多孔質膜２１，２２が、液体５１に浸漬される（ステップＳ１０３）。次に、水道水などの水５２によって、多孔質膜２１，２２が水洗いされる（ステップＳ１０４）。以上の工程を経ることにより、多孔質膜２１，２２の表面や細孔の内部が、水に対して親和性を有する液体５１となじんだ状態になる。そして、多孔質膜２１，２２が水洗いされることで、多孔質膜２１，２２の表面や内部が水５２となじんだ状態になる。
【００７５】
したがって、多孔質膜２１，２２は、中間室Ｓ１、陽極室Ｓ２、陰極室Ｓ３の塩水や水道水と短時間に親和する状態になる。その結果、電解水生成装置１０を起動してから、電解が安定して行われるまでの立ち上がり時間を短縮することができる。
【００７６】
なお、電解水生成装置１０が一度立ち上がった後は、電解水生成装置１０を乾燥させたとしても、多孔質膜２１，２２の表面や細孔に、イオン種が残った状態になっている。そのため、次に電解水生成装置１０を起動したときにも、短時間のうちに電解を安定して行うことができる。このため、電解水生成装置１０を、稼働前に予備運転することとしてもよい。予備運転後に電解水生成装置が乾燥したとしても、当該電解水生成装置を短時間に立ち上げることができる。
【００７７】
また、液体５１は、エタノールと水からなることが好ましい。エタノールは、環境への負荷が少なく安全性も高い。このため、液体５１に浸漬した多孔質膜２１，２２を、安全に水洗いすることができる。
【００７８】
本実施形態では、多孔質膜２１，２２を液体５１に浸漬する前に、多孔質膜２１，２２に前処理が行われる。このため、多孔質膜２１，２２の表面の親水性が向上する。したがって、その後の処理（ステップＳ１０３，１０４）で、良好に多孔質膜２１，２２と、液体５１或いは水５２とを親和させることができる。
【００７９】
なお、上記実施形態では、液体５１がエタノールを含む場合について説明した。これに限らず、液体５１は、例えばメタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール類を含んでいてもよい。
【００８０】
上記実施形態では、液体５１の表面張力は３５ｍＮ／ｍ以下であることとしたが、液体５１の表面張力は、３０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。特に、液体５１の表面張力は、２５ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。液体５１の表面張力は、種々の方法で測定することができる。例えば、Ｗｉｌｈｅｌｍｙ法、リング法、懸滴法、最大泡圧法などを用いて測定することができる。アルコールやアルコール水溶液の表面張力の計測には、リング法が適している。また、界面活性剤を含有する水溶液の表面張力の計測には、懸滴法が適している。
【００８１】
上記実施形態では、多孔質膜２１，２２を水で洗う場合について説明した。これに限らず、塩化物イオンが含まれる水で、多孔質膜２１，２２を洗浄することとしてもよい。これにより、電解水生成装置１０を起動してから、電解が安定して行われるまでの立ち上がり時間を更に短縮することができる。
【００８２】
塩化物イオン源としては、塩化ナトリウムもしくは塩化カリウム等の塩化物が好ましい。多孔質膜２１，２２を洗浄するときの水に含まれる塩化物の濃度は、１重量％飽和濃度であることが好ましい。塩化物の濃度は、３重量％飽和濃度であることがより好ましく、特に５重量％飽和濃度であることが好ましい。
【００８３】
上記実施形態では、前処理（ステップＳ１０２）の後に、多孔質膜２１，２２を液体５１に浸漬することとした（ステップＳ１０３）。これに限らず、前処理を行った後に、多孔質膜２１，２２を、アルミニウム、ジルコニウム、チタン等のアルコキシド溶液に接触させる工程を行ってもよい。この工程を行うことで、多孔質膜２１，２２の表面や細孔の表面に、これらアルミニウム等の酸化物や水酸化物、或いはこれらの中間物が生成する。これにより、多孔質膜２１，２２の親水性が増大し、液体５１が、より浸みこみやすくなる。また、塩化物イオンとの親和性も増加するため好ましい。
【００８４】
アルコキシドとしては、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシドなどを用いることができる。溶解度および加水分解の観点からは、イソプロポキシドを用いることが好ましい。これらの濃度は飽和濃度の５％乃至９５％程度が好ましい。また、飽和濃度の２０％乃至９０％であることがより好ましく、特に、飽和濃度の５０％乃至８０％であることが好ましい。濃度が、飽和濃度の５％より小さいと効果が少ない。飽和濃度では液体の安定性が悪くなる。
【００８５】
多孔質膜２１，２２をアルコキシド溶液に接触させる工程は、前処理（ステップＳ１０２）の後で行うのが好ましい。前処理の後で上記工程を行うことで、多孔質膜２１，２２と、アルミニウム、ジルコニウム、チタン等のアルコキシド溶液とが接触したときに、反応生成物としての酸化物が安定して多孔質膜２１，２２に固定される。前処理として、プラズマ処理、或いは電子線処理を行うと、酸化物が特に安定して多孔質膜２１，２２に固定される。
【００８６】
上記実施形態では、化学的に安定なポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン等が、多孔質膜２１，２２の基材として用いられることとした。
【００８７】
多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜や、多孔質ポリエチレン膜等は延伸等によって多孔構造が作製されるが、一般に孔の大きさの制御が難しい。また、これらの膜は機械的な強度が弱いために、水圧等で伸びて孔径が変化することがある。一方、ガラス繊維は化学的に安定であり、強度も高く水圧による変形が少ない。そのため、多孔質膜としては、ガラス繊維とポリテトラフルオロエチレンもしくはポリフッ化ビニリデンを混合して複合膜とすることとしてもよい。これにより、孔径の調整が容易になり、化学的強度、及び機械的強度を向上させることができる。上記材質の中では、多孔質ポリテトラフルオロエチレン膜とガラス繊維を積層させることが好ましい。ポリエチレン多孔質膜では耐熱性に若干であるが問題があり、ポリフッ化ビニリデンでは耐アルカリ性に若干であるが問題がある。
【００８８】
《変形例》
次に、上記実施形態に係る製造方法の変形例について説明する。上記実施形態では、多孔質膜２１，２２を液体５１に浸漬し（ステップＳ１０３）、その後、多孔質膜２１，２２を水洗いすることとした（ステップＳ１０４）。本変形例に係る製造方法では、まず、図３に示されるように、多孔質膜２１，２２，電極２３，２４，及びスペーサ３５を一体して電極ユニット１００を組み立てた後に、図１４に示されるように、電極ユニット１００を、液体５１に浸漬する。電極ユニット１００を液体５１に浸漬することで、水に比べて表面張力の低い液体５１が、多孔質膜２１，２２の細孔に進入する。
【００８９】
次に、図１５に示されるように、電極ユニット１００を、水道水などの水５２を用いて水洗いすることにより電極ユニットを製造する。多孔質膜２１，２２の表面や細孔の内部は、水に対して親和性を有する液体５１となじんだ状態になっている。このため、電極ユニット１００を水洗いすることで、多孔質膜２１，２２の表面や内部が水５２となじんだ状態になる。
【００９０】
次に、図１３に示されるように、内部に陽極室Ｓ２が形成されたケーシング１５１と、内部に陰極室Ｓ３が形成されたケーシング１５２で、電極ユニット１００を挟み、ケーシング１５１，１５２同士をネジ等で固定する。これにより、電解槽１１が完成する。
【００９１】
次に、上述のように構成される電解槽１１に、塩水タンク１２、循環ポンプ３１、圧力調整バルブ３２、直流電源３３などの補機類を接続する。これにより、図１に示される電解水生成装置１０が完成する。
【００９２】
以上説明したように、本変形例では、電極ユニット１００のみを交換部品などとして大量に作り置きしておくことが可能となる。
【００９３】
次に、本実施形態の効果を示す実施例について説明する。
【００９４】
《実施例１》
図１に示される電解水生成装置１０において、厚さ３０μｍのポリテトラフルオロエチレン多孔質膜（住友電工社製：ポアフロンＨＰＷ−０１０−３０）と、厚さ７５μｍのガラスクロス（日東紡：３３１３）を一体化したものを多孔質膜２１，２２の原料として用いる。ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜とガラスクロスは、双方を重ねた状態で１００℃まで加熱してプレスすることで一体化する。
【００９５】
次に、ポリテトラフルオロエチレン多孔質膜とガラスクロスの積層体のガラスクロス面に対して、ポリテトラフルオロエチレン微粒子分散液（三井・デュポン社：フロロケミカル３１−ＪＲ）を２倍に希釈した分散液に、チタニアナノ粒子をポリテトラフルオロエチレンに対して３０ｗｔ％含有させた混合液を用いたディップコーティングを行う。そして、積層体を２００℃まで加熱して多孔質膜２１，２２を作製する。ポリテトラフルオロエチレン微粒子の添加量は１６ｍｇ／ｃｍ２であり、積層体の加熱時間は約２０分である。
【００９６】
次に、多孔質膜２１，２２に対して、テトライソプロポキシジルコニウム（ＩＶ）の５％イソプロパノール溶液を用いたディップコーティングを行った後、多孔質膜２１，２２を、２００℃の大気中に１時間置いて乾燥させる。このようにして完成した多孔質膜２１，２２の表面のゼータ電位は、ｐｈ４において−１０ｍＶである。また、ｐＨ８〜１０において−４０ｍＶである。
【００９７】
陽極としての電極２３については、基材として板厚が０．５ｍｍの平坦なチタン板を用いる。基材は、長さが１５ｃｍｍで、幅が１０ｃｍである。基材には、パンチングにより、直径１．５ｍｍの貫通孔をピッチ２．２ｍｍで六方格子状に形成する。
【００９８】
電極２３を、８０℃の１０ｗｔ％シュウ酸水溶液に１時間浸漬する。次に、電極２３を、１Ｍ硫酸アンモニウムと０．５Ｍフッ化アンモニウムの混合水溶液に浸漬した状態で、１０Ｖの電圧を２時間印加する。このように、電極２３を陽極酸化させる。
【００９９】
次に、塩化イリジウム（ＩｒＣｌ３・ｎＨ２Ｏ）に、１−ブタノールを０．２５Ｍ（Ｉｒ）になるように加えて調整した溶液を、電極２３の両面に塗布する。その後、電極２３を、乾燥及び焼成して、電極２３の表面に触媒層を形成する。乾燥は、電極２３を８０℃の大気中に１０分間置くことで行い、焼成は、電極２３を４５０℃になるまで加熱し、１０分間維持することで行う。本実施例では、上記塗布、乾燥、焼成を５回繰り返すことで、電極２３の表面に触媒層を形成する。
【０１００】
陰極としての電極２４については、基材として板厚が０．５ｍｍの平坦なＳＵＳ３０４Ｓ板を用いる。基材は、長さが１５ｃｍｍで、幅が１０ｃｍである。基材には、パンチングにより、直径１．５ｍｍの貫通孔をピッチ２．２ｍｍで六方格子状に形成する。電極２４の基材については、表面に触媒層等を形成することなく、そのまま電極２４として用いる。
【０１０１】
中間室Ｓ１を有するスペーサ３５には、電解液を保持する保持体として、厚さ５ｍｍの多孔質ポリスチレンを配置する。
【０１０２】
上記多孔質膜２１，２２を、２０℃での表面張力が２４ｍＮ／ｍの９０％エタノール（１０％はほとんど水）に１分間浸漬する。その後、多孔質膜２１，２２を、水で洗浄する。次に、多孔質膜２１，２２を乾燥させることなく、図３及び図４を参照するとわかるように、樹脂製のスペーサ３５、多孔質膜２１，２２、及び電極２３，２４を、ネジやパッキンを用いて組み付けて一体化し、電極ユニット１００を構成する。そして、電極ユニット１００を用いて樹脂製の電解槽１１を構成する。
【０１０３】
次に、電解槽１１に補機類を接続し、図１に示される３室型の電解水生成装置１０を構成する。電解槽１１には、商用の水道設備からの水を陽極室Ｓ２、及び陰極室Ｓ３に供給するための管路を接続する。多孔質膜２１，２２を、水で洗浄してからこの間乾燥させることはない。また、塩水タンク１２には、飽和食塩水を供給する。図１に示される電解槽１１の排水口１１４には、導電率センサーを設置し、排水口１１６には、ｐＨセンサーを設置する。
【０１０４】
上述のように構成される電解水生成装置１０を、塩水の流量を２Ｌ／分、電極間電圧を６Ｖとした条件で運転する。これにより、陽極室Ｓ２では、次亜塩素酸水が生成され、陰極室Ｓ３では、水素および水酸化ナトリウム水が生成される。この電解水生成装置１０は、運転開始から２分以内に電解が安定する定常運転状態になる。その後、電解水生成装置１０から、水及び塩水を抜いて乾燥させた後に、再度運転を開始する。この場合にも、電解水生成装置１０は、運転開始から３分以内に電解が安定する定常運転状態になる。
【０１０５】
《比較例１》
上記多孔質膜２１，２２を、２０℃での表面張力が２４ｍＮ／ｍの９０％エタノールに１分間浸漬する。その後、多孔質膜２１，２２を水で洗浄することなく、乾燥させる。この多孔質膜２１，２２で電極ユニット１００を構成する。この電極ユニット１００を備える電解水生成装置１０を、同様に、塩水の流量を２Ｌ／分、電極間電圧を６Ｖとした条件で運転する。比較例１に係る電解水生成装置１０は、電極間電流の立ち上がりに時間を要し、運転開始から３０分以上経過してから、電解が安定する定常運転状態になる。
【０１０６】
《比較例２》
上記多孔質膜２１，２２を、２０℃での表面張力が３８ｍＮ／ｍの２０％エタノール水溶液に１分間浸漬する。その後、多孔質膜２１，２２を水で洗浄する。次に、多孔質膜２１，２２を乾燥させることなく、多孔質膜２１，２２で電極ユニット１００を構成する。この電極ユニット１００を備える電解水生成装置１０を、同様に、塩水の流量を２Ｌ／分、電極間電圧を６Ｖとした条件で運転する。比較例２に係る電解水生成装置１０は、電極間電流の立ち上がりに時間を要し、運転開始から１５分以上経過してから、電解が安定する定常運転状態になる。
【０１０７】
上記、実施例１、及び比較例１，２の結果は、多孔質膜２１，２２を、表面張力が３５ｍＮ／ｍ以下の含水エタノールに浸漬し、その後、水洗いすることで、電解水生成装置１０の立ち上がり時間が短縮されることを示している。
【０１０８】
《実施例２》
実施例１と同様に構成される電解水生成装置１０において、実施例１と同様にして得られる多孔質膜２１，２２を、２０℃での表面張力が２４ｍＮ／ｍの９０％エタノールに１分間浸漬する。その後、多孔質膜２１，２２を、水ではなく、濃度１０％の塩化ナトリウム水溶液で洗浄する。そして、多孔質膜２１，２２を、室温で一晩乾燥させた後、多孔質膜２１，２２で電極ユニット１００を構成する。この電極ユニット１００を備える電解水生成装置１０を、同様に、塩水の流量を２Ｌ／分、電極間電圧を６Ｖとした条件で運転する。実施例２に係る電解水生成装置１０は、運転開始から４分以内に電解が安定する定常運転状態になる。
【０１０９】
上記、実施例２、及び比較例１，２の結果は、多孔質膜２１，２２を、表面張力が３５ｍＮ／ｍ以下の含水エタノールに浸漬し、その後、濃度１０％の塩化ナトリウム水溶液で洗浄することで、電解水生成装置１０を乾燥させても、立ち上がり時間が短縮されることを示している。
【０１１０】
《実施例３》
実施例１と同様にして得られる多孔質膜２１，２２を、エタノール水溶液への浸漬及び水洗いの双方がされておらず、乾燥した状態で用いて、電極ユニット１００を構成する。そして、電極ユニット１００を、２０℃での表面張力が２４ｍＮ／ｍの９０％エタノールに１分間浸漬する。その後、電極ユニット１００を、水で洗浄する。この電極ユニット１００を備える電解水生成装置１０を、同様に、塩水の流量を２Ｌ／分、電極間電圧を６Ｖとした条件で運転する。実施例３に係る電解水生成装置１０は、運転開始から２分以内に電解が安定する定常運転状態になる。
【０１１１】
《実施例４》
実施例４に係る電解水生成装置は、図１６に示されるように、中間室Ｓ１及び陰極室Ｓ３を包囲するように陽極室Ｓ２が配置されている。また、本電解水生成装置は、ポンプや配管などがなく、塩水や水の自然対流により水流が形成されるバッチ型の電解槽１１Ａを備える。陽極室Ｓ２の容量は２Ｌで、陰極室Ｓ３の容量は０．１Ｌである。電極ユニットは、実施例１と同様の構成の電極ユニットが用いられる。なお、電極ユニットのサイズは小さく、電極の大きさは、長さが４ｃｍで幅が３ｃｍである。
【０１１２】
また、電極ユニットの製造時には、実施例１の場合と同様に、多孔質膜を、２０℃での表面張力が２４ｍＮ／ｍの９０％エタノールに１分間浸漬し、水で洗浄する。次に、多孔質膜を乾燥させることなく、電極等と一体化し、電極ユニットを構成する。
【０１１３】
本実施例に係る電解水生成装置を、電極間電圧を７Ｖとした条件で運転する。これにより、陽極室Ｓ２では、次亜塩素酸水が生成され、陰極室Ｓ３では、水素および水酸化ナトリウム水が生成される。この電解水生成装置は、運転開始から２分以内に電解が安定する定常運転状態になる。
【０１１４】
《実施例５》
図１に示される電解水生成装置１０において、厚さ３０μｍのポリエチレン多孔質膜を、多孔質膜２１，２２として用いる。多孔質膜２１，２２以外の構成は、実施例１に係る電解水生成装置の構成と同様である。
【０１１５】
上記多孔質膜２１，２２を、２０℃での表面張力が３２ｍＮ／ｍのＳＰＡＮ２０界面活性剤の水溶液に浸漬する。その後、多孔質膜２１，２２を、濃度１０％の塩化ナトリウム水溶液で洗浄する。次に、多孔質膜２１，２２を乾燥させることなく、多孔質膜２１，２２を用いて電極ユニット１００を構成する。この電極ユニット１００を備える電解水生成装置１０を、同様に、塩水の流量を２Ｌ／分、電極間電圧を６Ｖとした条件で運転する。実施例５に係る電解水生成装置１０は、運転開始から３分以内に電解が安定する定常運転状態になる。
【０１１６】
《比較例３》
実施例５と同様に構成される電解水生成装置１０において、上記多孔質膜２１，２２を、２０℃での表面張力が３６ｍＮ／ｍのＳＰＡＮ２０界面活性剤の水溶液に浸漬する。その後、多孔質膜２１，２２を、濃度１０％の塩化ナトリウム水溶液で洗浄する。次に、多孔質膜２１，２２を乾燥させることなく、多孔質膜２１，２２を用いて電極ユニット１００を構成する。
【０１１７】
この電極ユニット１００を備える電解水生成装置１０を、同様に、塩水の流量を２Ｌ／分、電極間電圧を６Ｖとした条件で運転する。比較例３に係る電解水生成装置１０は、運転開始から１０分以上経過してから、電解が安定する定常運転状態になる。
【０１１８】
上記、実施例５、及び比較例３の結果は、多孔質膜２１，２２を、表面張力が３５ｍＮ／ｍ以下の水溶液に浸漬し、その後、塩化ナトリウム水溶液で洗浄することで、電解水生成装置１０の立ち上がり時間が短縮されることを示している。
【０１１９】
《実施例６》
図１に示される電解水生成装置１０において、厚さ３０μｍのポリエチレン多孔質膜を、多孔質膜２１，２２として用いる。そして、多孔質膜２１，２２にプラズマ処理を施した後に、濃度が５重量％のアルミニウムイソプロポキドのイソプロピルアルコールに１分間浸漬する。その後、多孔質膜２１，２２を、９０℃の大気中に１０分間置くことで乾燥させる。次に、多孔質膜２１，２２を、２０℃での表面張力が３２ｍＮ／ｍのＳＰＡＮ２０界面活性剤の水溶液に浸漬する。その後、多孔質膜２１，２２を、飽和濃度の塩化ナトリウム水溶液で洗浄する。
【０１２０】
上記多孔質膜２１，２２を乾燥させることなく、多孔質膜２１，２２を用いて電極ユニット１００を構成する。この電極ユニット１００を備える電解水生成装置１０を、塩水の流量を２Ｌ／分、電極間電圧を６Ｖとした条件で運転する。実施例６に係る電解水生成装置１０は、運転開始から２分以内に電解が安定する定常運転状態になる。
【０１２１】
《実施例７》
表面張力３２ｍＮ／ｍのＳＰＡＮ２０界面活性剤の水溶液を用いる代わりに、表面張力３３ｍＮ／ｍの３０％エタノール水溶液を用いることを除いては実施例６と同様にして電極ユニット１００を構成する。この電極ユニット１００を備える電解水生成装置１０を、塩水の流量を２Ｌ／分、電極間電圧を６Ｖとした条件で運転する。実施例７に係る電解水生成装置は、運転開始から３分以内に電解が安定する定常運転状態になる。
【０１２２】
《実施例８》
飽和濃度の塩化ナトリウム水溶液で洗浄する代わりに水で洗浄することを除いては実施例７と同様にして電極ユニット１００を構成する。この電極ユニット１００を備える電解水生成装置１０を、塩水の流量を２Ｌ／分、電極間電圧を６Ｖとした条件で運転する。実施例８に係る電解水生成装置は、運転開始から５分以内に電解が安定する定常運転状態になる。
【０１２３】
《比較例４》
表面張力３３ｍＮ／ｍのＳＰＡＮ２０界面活性剤の水溶液を用いる代わりに、表面張力３８ｍＮ／ｍの２０％エタノール水溶液を用いることを除いては実施例７と同様にして電極ユニットを構成する。この電極ユニット１００を備える電解水生成装置１０を、塩水の流量を２Ｌ／分、電極間電圧を６Ｖとした条件で運転する。実施例７に係る電解水生成装置は、運転開始から８分以上経過してから、電解が安定する定常運転状態になる。
【０１２４】
《実施例９》
図１に示される電解水生成装置１０において、厚さ３０μｍのポリエチレン多孔質膜を、多孔質膜２１，２２として用いる。多孔質膜２１，２２以外の構成は、実施例１に係る電解水生成装置の構成と同様である。
【０１２５】
上記多孔質膜２１，２２を、２０℃での表面張力が２３ｍＮ／ｍの９９．５％メタノールに浸漬する。その後、多孔質膜２１，２２を水で洗浄する。次に、多孔質膜２１，２２を乾燥させることなく、多孔質膜２１，２２を用いて電極ユニット１００を構成する。この電極ユニット１００を備える電解水生成装置１０を、同様に、塩水の流量を２Ｌ／分、電極間電圧を６Ｖとした条件で運転する。実施例９に係る電解水生成装置１０は、運転開始から２分以内に電解が安定する定常運転状態になる。
【０１２６】
図１７に示される表は、各実施例、及び比較例に係る電解水生成装置の立ち上がり時間を示す表である。表に示されるように、本実施例に係る電解水生成装置は、５分以内に立ち上がるが、比較例に係る電解水生成装置は、立ち上がりに少なくとも８分以上を要する。
【０１２７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【０１２８】
つまり、本実施形態は、電極ユニットの製造方法（ステップＳ１０１〜Ｓ１０５）、及び電解水生成装置の製造方法（ステップＳ１０１〜Ｓ１０７）を例として提示したものであって、これによって発明の範囲を限定することは意図していない。本発明の構成要件を備えるものは、名称の如何にかかわらず、本発明の範囲に含まれるものである。例えば、本発明の名称は、電極ユニットの製造方法及び電解水生成装置の製造方法であるが、本発明に係る製造方法は、本発明の構成要件を備えるメンテナンスなどの種々の変形を含む。
【符号の説明】
【０１２９】
１０  電解水生成装置
１１，１１Ａ  電解槽
１２  塩水タンク
２１，２２  多孔質膜
２３，２４  電極
３１  循環ポンプ
３２  圧力調整バルブ
３３  直流電源
３５  スペーサ
５１  液体
５２  水
１００  電極ユニット
１１１，１１３，１１５  給水口
１１２，１１４，１１６  排水口
１２１  流出口
１２２  流入口
１５１，１５２  ケーシング
２００  細孔
２０１  フレーム部
２０２  格子部
２０３  ビーム部
Ｓ１  中間室
Ｓ２  陽極室
Ｓ３  陰極室
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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