(57)【要約】【課題】振動等を受けてもカチオン交換体とアニオン交換体とが分離しにくく、導電率をより向上させやすいイオン交換体等を提供する。【解決手段】電圧を印可することで再生可能なイオン交換体であって、互いに比重が異なるカチオン交換体Ｃおよびアニオン交換体Ａ、並びに導電体Ｅが一体化した構造をなすことを特徴とするイオン交換体。ここでカチオン交換体Ｃおよびアニオン交換体Ａ、並びに導電体Ｅは、例えば、バインダーＢを介して一体化する。【選択図】図３
2015112542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電圧を印可することで再生可能なイオン交換体であって、
互いに比重が異なるカチオン交換体およびアニオン交換体、並びに導電体が一体化した構造をなすことを特徴とするイオン交換体。
【請求項２】
前記カチオン交換体は、弱酸性カチオン交換体であることを特徴とする請求項１に記載のイオン交換体。
【請求項３】
前記イオン交換体のそれぞれは、最長部と最短部の長さが１５０μｍ〜１０００μｍである大きさであることを特徴とする請求項１または２に記載のイオン交換体。
【請求項４】
前記カチオン交換体および前記アニオン交換体、並びに前記導電体は、バインダーを介して一体化することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のイオン交換体。
【請求項５】
電圧を印可することで再生可能なイオン交換体の製造方法であって、
互いに比重が異なるカチオン交換体およびアニオン交換体を細分化する工程と、
細分化したカチオン交換体およびアニオン交換体、並びに導電体を樹脂溶液中で混合する工程と、
混合したカチオン交換体、アニオン交換体および導電体を前記樹脂溶液中の溶媒を蒸発させることで固化させる工程と、
固化したカチオン交換体、アニオン交換体および導電体を細分化する工程と、
を含むことを特徴とするイオン交換体の製造方法。
【請求項６】
イオン交換体に硬水を通水することで軟水を製造する軟水の製造方法であって、
前記イオン交換体を内包する空間を内部に有する外郭部の当該空間に当該イオン交換体を導入する工程と、
前記イオン交換体に前記硬水を通水する工程と、
前記イオン交換体に電圧を印可し、当該イオン交換体の再生を行なう工程と、
を含み、
前記イオン交換体は、互いに比重が異なるカチオン交換体およびアニオン交換体、並びに導電体が、樹脂を介して一体化した構造をなすことを特徴とする軟水の製造方法。
【請求項７】
硬水を処理し軟水にする軟水化手段と、
前記軟水を使用して被洗浄物を洗浄するとともに、当該被洗浄物を洗浄する際に前記軟水化手段に振動を及ぼす洗浄手段と、
を備え、
前記軟水化手段は、
互いに比重が異なるカチオン交換体およびアニオン交換体、並びに導電体が、樹脂を介して一体化した構造をなすイオン交換体に、硬水を通水し軟水にすることを特徴とする洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン交換体等に関し、より詳しくは、例えば、硬水を軟水にするために使用するイオン交換体等に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、イオン交換体によるイオン交換現象を利用してイオンを含む水溶液からイオンを除去する技術が知られている。中でもカルシウムイオン（Ｃａ２＋）やマグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）を多く含んだ「硬水」と呼ばれる水から、これらのイオンを除去した「軟水」と呼ばれる水を製造する方法は、「軟水化」と呼ばれている。軟水化のためには、イオン交換体として、例えば、強酸性のカチオン交換体に硬水を通水し、カルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去する方法がある。
【０００３】
特許文献１には、水分解イオン交換膜において厚みの異なる多孔質陽イオン交換膜と陰イオン交換膜を加熱処理などにより貼り合せ水分解イオン交換膜を得て、多孔質陽イオン交換膜を陰イオン交換膜より厚くすることにより、膜の体積あたりの硬度成分イオンの吸着容量を増やす再生式軟水化装置が開示されている。
また特許文献２には、約１０〜１００ｐｐｍの硬度分を含む原水を、熱再生型イオン交換樹脂を充填した樹脂筒に通水することにより硬度分を吸着、除去するとともに、樹脂筒に熱水を通水することにより熱再生型イオン交換樹脂の再生を行う熱再生型イオン交換樹脂を用いた水処理方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２３６１７２号公報
【特許文献２】特開平７−８０４５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、強酸性のカチオン交換体に硬水を通水し、カルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去する方法では、強酸性のカチオン交換体を再生するときに、これらのイオンを溶離させるために、高濃度の食塩水や酸溶液を多く通水させる必要がある。そのため排水が多くなりやすい問題がある。
【０００６】
これを回避するため例えば、イオン交換体を電気再生させる方法がある。これはイオン交換体に電圧を印可し、これによりカルシウムイオンやマグネシウムイオンを溶離させてイオン交換体を再生するものである。この場合、硬水を軟水化する際には、イオン交換体としてカチオン交換体とアニオン交換体を使用し、これらを混合した状態で硬水を通水させる。この方法によれば、排水が多く生じる問題は生じにくいが、以下の問題が生じることがある。
【０００７】
即ち、軟水を、例えば、洗浄装置等の振動を発生する装置で使用する場合、カチオン交換体とアニオン交換体の比重が異なると、この振動によって、カチオン交換体とアニオン交換体とが上下に分離しやすくなる。そして分離が生ずると、電気再生の効率が低下しやすくなる問題がある。また電気再生時において導電率が低くなると、消費電力が増加しやすくなるため、導電率をより向上させることが望ましい。
【０００８】
本発明は、従来の技術が有する上記の問題点に鑑みてなされたものである。
即ち、本発明の目的は、振動等を受けてもカチオン交換体とアニオン交換体とが分離しにくく、導電率をより向上させやすいイオン交換体等を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
かくして本発明によれば、電圧を印可することで再生可能なイオン交換体であって、互いに比重が異なるカチオン交換体およびアニオン交換体、並びに導電体が一体化した構造をなすことを特徴とするイオン交換体が提供される。
【００１０】
ここで、カチオン交換体は、弱酸性カチオン交換体であることが好ましく、イオン交換体のそれぞれは、最長部と最短部の長さが１５０μｍ〜１０００μｍである大きさであることが好ましい。
またカチオン交換体およびアニオン交換体、並びに導電体は、バインダーを介して一体化することが好ましい。
【００１１】
さらに本発明によれば、電圧を印可することで再生可能なイオン交換体の製造方法であって、互いに比重が異なるカチオン交換体およびアニオン交換体を細分化する工程と、細分化したカチオン交換体およびアニオン交換体、並びに導電体を樹脂溶液中で混合する工程と、混合したカチオン交換体、アニオン交換体および導電体を樹脂溶液中の溶媒を蒸発させることで固化させる工程と、固化したカチオン交換体、アニオン交換体および導電体を細分化する工程と、を含むことを特徴とするイオン交換体の製造方法が提供される。
【００１２】
またさらに本発明によれば、イオン交換体に硬水を通水することで軟水を製造する軟水の製造方法であって、イオン交換体を内包する空間を内部に有する外郭部の空間にイオン交換体を導入する工程と、イオン交換体に硬水を通水する工程と、イオン交換体に電圧を印可し、イオン交換体の再生を行なう工程と、を含み、イオン交換体は、互いに比重が異なるカチオン交換体およびアニオン交換体、並びに導電体が、樹脂を介して一体化した構造をなすことを特徴とする軟水の製造方法が提供される。
【００１３】
またさらに本発明によれば、硬水を処理し軟水にする軟水化手段と、軟水を使用して被洗浄物を洗浄するとともに、被洗浄物を洗浄する際に軟水化手段に振動を及ぼす洗浄手段と、を備え、軟水化手段は、互いに比重が異なるカチオン交換体およびアニオン交換体、並びに導電体が、樹脂を介して一体化した構造をなすイオン交換体に、硬水を通水し軟水にすることを特徴とする洗浄装置が提供される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、振動等を受けてもカチオン交換体とアニオン交換体とが分離しにくく、導電率をより向上させやすいイオン交換体等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態が適用される洗浄装置の概要について説明したブロック図である。
【図２】本実施の形態の軟水化手段について説明した図である。
【図３】カチオン交換体、アニオン交換体、および導電体が一体化した構造をなすイオン交換体の例を示した概念図である。
【図４】イオン交換体の製造方法について説明したフローチャートである。
【図５】軟水化手段の動作について説明したフローチャートである。
【図６】イオン交換体とその評価結果についてまとめた図である。
【図７】本実施例で使用した振動実験装置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態（以下、発明の実施の形態）について詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することが出来る。また、使用する図面は本実施の形態を説明するためのものであり、実際の大きさを表すものではない。
【００１７】
（硬水、軟水）
硬水であるか、軟水であるかは、「硬度」により定義することができる。硬度は、水１Ｌ（リットル）あたりに溶け込んでいるカルシウムイオン（Ｃａ２＋）およびマグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）の重量（ｍｇ）を、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）の濃度に換算したものである。なおこの場合、硬度の単位は、（ｍｇ／Ｌ）または（ｐｐｍ）となる。
【００１８】
硬水、軟水の定義は、用途により異なることがある。例えば、硬度が３５７以上であると硬水であり、１７８未満であると軟水と定義する場合がある。なおこの場合、硬度が１７８以上３５７未満の場合は、中間水と呼ぶことがある。また飲料水の用途では、硬度が３００以上であると硬水であり、１００未満であると軟水、１００以上３００未満であると中硬水とする場合もある。本実施の形態では、軟水の用途に合わせて硬度を調整し、硬水を軟水にする処理を行なう。
【００１９】
硬水は、特に洗浄装置で使用した場合に、洗剤等と結びつき、その結果、洗剤等を不溶性としたり、洗浄力を低下させる。対して軟水は、このような現象は生じにくく、洗浄装置で使用する用途に適している。また硬水で食器等を洗浄したときには、乾燥したときにカルシウムイオンやマグネシウムイオンが化合物となり、食器等にウォーターマークと呼ばれる析出物が付着する。そのため少なくともすすぎの段階では軟水を使用することが好ましい。また硬水は、例えば、飲料用に使用した場合も、口当たり等が悪いため、飲料用としても軟水が適している。
【００２０】
（カチオン交換体、アニオン交換体）
本実施の形態では、カチオン交換体は、カチオン交換機能を有するユニットであり、例えば、カチオン交換樹脂（陽イオン交換樹脂）である。ただし樹脂であるとは限らず、例えば、無機材料であってもよい。
【００２１】
またカチオン交換体としては、何れのカチオン交換体を使用することもできる。ただし詳しくは後述するが、カチオン交換体を電気再生する場合は、スルホン酸基（−ＳＯ３Ｈ）等の交換基を有する強酸性カチオン交換体よりも弱酸性カチオン交換体であることが好ましい。強酸性カチオン交換体であると電気再生の際にカルシウムイオンやマグネシウムイオンが溶離しにくく、電気再生の効率が低下しやすい。弱酸性カチオン交換体としては、例えば、カルボキシル基（−ＣＯＯＨ）を交換基とするものが挙げられる。またカルボキシル基の対イオンである水素イオン（Ｈ＋）の替わりに、金属イオン、アンモニウムイオン（ＮＨ４＋）等のカチオンとなっていてもよい。より具体的には、ダウ・ケミカル・カンパニー製のＩＲＣ７６、ＦＰＣ３５００等の弱酸性カチオン交換樹脂（弱酸性陽イオン交換樹脂）を例示することができる。
【００２２】
本実施の形態では、アニオン交換体は、アニオン交換機能を有するユニットであり、例えば、アニオン交換樹脂（陰イオン交換樹脂）である。ただしカチオン交換体と同様に、樹脂であるとは限らず、例えば、無機材料であってもよい。
【００２３】
アニオン交換体の場合も、何れのアニオン交換体を使用することもできる。ただしカチオンと同様にアニオン交換体を電気再生する場合は、弱塩基性アニオン交換体であることが好ましい。弱塩基性アニオン交換体としては、例えば、三級アミノ基を官能基とするものが挙げられる。より具体的には、ダウ・ケミカル・カンパニー製のＩＲＡ９８、ＩＲＡ６７等の弱塩基性アニオン交換樹脂（弱塩基性陰イオン交換樹脂）を例示することができる。
【００２４】
（導電体）
本実施の形態で使用する導電体としては、導電性であり、化学的に安定した材料からなるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、白金担持カーボンブラック、白金・コバルト担持カーボンブラック、白金・クロム担持カーボンブラック、ポリアセチレン、ポリチオフェン、グラフェン、フラーレン、などの導電性有機物質；酸化インジウム錫やアンチモンドープ酸化錫やガリウム／アルミニウムドープ酸化亜鉛などの導電性金属材料が挙げられる。
本実施の形態では、これらの導電体を微粒子の状態にして使用することが好ましい。具体的には、田中貴金属工業株式会社製の白金担持カーボンブラック等を例示することができる。
【００２５】
次に、図面に基づき、本実施の形態が適用される洗浄装置について説明を行う。
【００２６】
＜洗浄装置の概要の説明＞
図１は、本実施の形態が適用される洗浄装置１の概要について説明したブロック図である。
図示する洗浄装置１は、硬水を処理し軟水にする軟水化装置の一例である軟水化手段２と、軟水を使用して被洗浄物を洗浄するとともに、被洗浄物を洗浄する際に軟水化手段に振動を及ぼす洗浄手段３とを備える。
【００２７】
洗浄装置１は、洗浄を行なう対象である被洗浄物を洗浄する装置であれば、特に限定されるものではない。ただし被洗浄物を洗浄する際に振動を発生する装置である場合に、本実施の形態の軟水化手段２が好適に使用できる。より具体的には、洗浄装置１は、例えば、洗濯装置（洗濯機）や食器洗浄装置（食器洗浄機、食洗機）である。この場合、被洗浄物は、それぞれ衣服等や食器等となる。なお洗浄装置１は、これに限られるものではなく、例えば、高圧洗浄機、洗車機、車両洗浄装置などであってもよい。
【００２８】
軟水化手段２は、詳しくは後述するが、カチオン交換体とアニオン交換体と導電体がバインダーにより一体化したイオン交換体が内部に充填されており、このイオン交換体に硬水を通水する。そして硬水中のカルシウムイオンやマグネシウムイオンを含むカチオンがカチオン交換体の対イオンと交換することで除去される。また硬水中のアニオンがアニオン交換体の対イオンと交換することで除去される。この場合、アニオンとしては、例えば、塩素イオン（Ｃｌ−）や次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）、炭酸イオン(ＣＯ３２−)、硫酸イオン(ＳＯ４２−)が挙げられる。よってこれにより硬水を軟水にすることができる。また軟水化手段２は、詳しくは後述するが、カチオン交換体とアニオン交換体を電気再生することができる。
【００２９】
洗浄手段３は、洗浄装置１において被洗浄物を実際に洗浄する機能部である。洗浄手段３としては、既知の構成のものを使用することができる。
【００３０】
例えば、洗浄手段３が洗濯装置であった場合は、洗濯槽の中に軟水や洗剤とともに被洗浄物である衣服等を投入し、モータ等の駆動源によりプロペラ（パルセータ）を回転させる。そしてこれにより生じる水流により洗浄が行なわれ、衣服等に付着した汚れを除去することができる。
【００３１】
また洗浄手段３が食器洗浄装置であった場合は、洗浄槽に被洗浄物である食器等を配列させ、洗剤を投入する。そして軟水をヒータ等で加熱しつつポンプにより送出し、洗浄ノズルから噴射させる。そしてこれにより生じる水流により洗浄が行なわれ、食器等に付着した汚れを除去することができる。
【００３２】
＜軟水化手段の説明＞
次に軟水化手段２についてさらに詳細に説明を行なう。
図２は、本実施の形態の軟水化手段２について説明した図である。
図示する軟水化手段２は、軟水化手段２の外殻を構成する外殻部２１と、カチオン交換体とアニオン交換体に電圧を印可するための電極部２４とを備える。また本実施の形態の軟水化手段２を構成するものではないが、カチオン交換体Ｃ、アニオン交換体Ａ、および導電体ＥがバインダーＢを介して一体化した構造をなすイオン交換体をＭとして図示している。
【００３３】
外殻部２１は、イオン交換体Ｍを充填するための空間Ｋを内部に有する。外殻部２１は、このイオン交換体Ｍにより硬水中に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオンを除去するための処理塔（処理槽、反応槽）である。外殻部２１は、材質として例えば、ステンレス等からなるが、これに限られるものではなく、樹脂等であってもよい。また外殻部２１の形状としては特に限られるものではないが、本実施の形態では、例えば、略円筒形状としている。
【００３４】
また外殻部２１の下部には、硬水を導入する導入口２１ａが設けられ、外殻部２１の上部には、硬水を処理した後に生成される軟水を排出する排出口２１ｂが備えられる。本実施の形態によれば、硬水は、導入口２１ａを通して外殻部２１の下部から外殻部２１の内部に導入され、外殻部２１の内部を下部から上部に向けて流通する。そして流通の過程でイオン交換体Ｍに接触する。その際に硬水中に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオンを含むカチオンとアニオンとが除去され、軟水化される。そして生成した軟水は、排出口２１ｂを通して外殻部２１の上部から外殻部２１の外部に排出される。
【００３５】
電極部２４は、カチオン交換体Ｃおよびアニオン交換体Ａの再生を行なうために電圧を印可する。本実施の形態では、電極部２４は、平板状の陽極２４ａと陰極２４ｂとから構成され、図示しない直流電源から直流電圧を印可することができる。このとき陽極２４ａと陰極２４ｂとの間には、カチオン交換体Ｃ、アニオン交換体Ａ、導電体Ｅ、バインダーＢおよび水が存在し、これらに直流電圧が作用することになる。このときカチオン交換体Ｃとアニオン交換体Ａとが接する箇所で水が分解し、発生した水素イオン（Ｈ＋）が、カチオン交換体Ｃに吸着したカルシウムイオンやマグネシウムイオンを溶離させる。また同様に発生した水酸化イオン（ＯＨ−）がアニオン交換体Ａに吸着したアニオンを溶離させる。これによりカチオン交換体Ｃおよびアニオン交換体Ａの電気再生を行なうことができる。
【００３６】
電極部２４としては、導電性であり、化学的に安定した材料からなるものであれば、特に限定されるものではないが、例えば、カーボンまたは白金等の貴金属類を使用することができる。
【００３７】
上記の洗浄装置１の場合、洗浄手段３は、プロペラやポンプが作動することにより振動を発生させる。この振動は、軟水化手段２に伝搬する。このとき、カチオン交換体およびアニオン交換体の比重が互いに異なるとこの比重の相違によりカチオン交換体およびアニオン交換体が分離することがある。即ち、カチオン交換体とアニオン交換体の何れか比重が大きい一方が、下側に移動し、他方が上側に移動する。その結果、カチオン交換体とアニオン交換体とが上下に分離する。なお本実施の形態において「比重が異なる」とは含水状態でのカチオン交換体とアニオン交換体との単位体積当たりの重量が異なることを意味し、両者の比重が１％以上の違いを有している場合に比重が異なると判断できる。
【００３８】
カチオン交換体とアニオン交換体の分離が生ずると、電気再生を行なう際に、カチオン交換体に吸着したカルシウムイオンやマグネシウムイオンを溶離させるための水素イオン（Ｈ＋）が、生じにくくなる。そのため電気再生の効率が低下しやすくなる。
そこで本実施の形態では、カチオン交換体とアニオン交換体を以下の構成とし、この現象を抑制している。
【００３９】
＜イオン交換体の説明＞
本実施の形態では、互いに比重が異なるカチオン交換体およびアニオン交換体、並びに導電体が一体化した構造をなすイオン交換体を使用して硬水を軟水化する。
ここで「カチオン交換体とアニオン交換体、並びに導電体とが一体化した構造」とは、カチオン交換体とアニオン交換体と導電体とが接点を持ち、分離が困難な状態を指す。
【００４０】
図３は、カチオン交換体、アニオン交換体、および導電体が一体化した構造をなすイオン交換体の例を示した概念図である。
図示するイオン交換体は、カチオン交換体Ｃ、アニオン交換体Ａ、および導電体ＥがバインダーＢを介して一体化している。
この形態において、バインダーＢは、カチオン交換体Ｃ、アニオン交換体Ａ、および導電体Ｅのそれぞれをまとめ、粒状形状のイオン交換体とする。バインダーＢとしては、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、親水性官能基を有するエンジニアリングプラスチック、などが使用できる。
【００４１】
またこのときイオン交換体の大きさは、最長部と最短部の長さが１５０μｍ〜１０００μｍの範囲内であることが好ましい。この場合、最長部と最短部との長さの比であるアスペクト比は、最長部：最短部＝１：１〜６．６：1の範囲内となる。なお構造体の大きさは顕微鏡観察によって決定することができる。
【００４２】
なおカチオン交換体Ｃとアニオン交換体Ａとは、混合比がイオン交換容量として１：１〜１０：１の範囲内にあることが好ましい。両交換体をこの範囲で混合することより、良好な電気再生が可能となる。
【００４３】
以上、図３で示したようにカチオン交換体Ｃとアニオン交換体Ａとが一体化した構造とすることで、軟水化手段２が洗浄装置１から振動を受けてもカチオン交換体とアニオン交換体とが一体化して移動するため、カチオン交換体Ｃとアニオン交換体Ａとが分離しにくい。その結果、電気再生の効率が低下しにくくなる。
【００４４】
また本実施の形態のイオン交換体は、カチオン交換体Ｃとアニオン交換体Ａの他に導電体Ｅを含む。そのため電気再生時ににおいて導電率が向上しやすくなり、電気再生の効率がより向上しやすくなり、消費電力を低減しやすくなる。
【００４５】
＜イオン交換体の製造方法の説明＞
次にイオン交換体の製造方法の説明を行なう。
図４は、イオン交換体の製造方法について説明したフローチャートである。
まず互いに比重が異なるカチオン交換体およびアニオン交換体を細分化する（ステップ１０１）。細分化としては、例えば、粉砕を行なう方法を採用することができるが、これに限られるものではなく、カッター等で切断を行なってもよい。
【００４６】
次に細分化したカチオン交換体およびアニオン交換体、並びに導電体を樹脂溶液中で混合する（ステップ１０２）。本実施の形態では、バインダーとして例えば、上述したものを使用することができ、このバインダーを溶解する溶媒としてジメチルアセトアミドを使用することができる。そしてこれらを混合し樹脂溶液とする。
【００４７】
そして混合したカチオン交換体、アニオン交換体および導電体を樹脂溶液中の溶媒を蒸発させることで固化させる（ステップ１０３）。本実施の形態では、固化させることでカチオン交換体およびアニオン交換体、並びに導電体を一体化したフィルム状物となる。
【００４８】
さらに固化したカチオン交換体、アニオン交換体および導電体を一体化した構造体を細分化する（ステップ１０４）。細分化としては、ステップ１０１と同様に、粉砕やカッター等による切断による方法を採用することができる。
【００４９】
以上のような工程で、本実施の形態のイオン交換体を製造することができる。
【００５０】
＜軟水化手段の動作の説明＞
次に軟水化手段２の動作の説明を行なう。
図５は、軟水化手段２の動作について説明したフローチャートである。
以下、図２および図５を使用して、軟水化手段２の動作（軟水の製造方法）について説明を行なう。
【００５１】
まず外殻部２１の内部の空間Ｋにイオン交換体を導入する（ステップ２０１）。
【００５２】
次に外殻部２１の導入口２１ａから硬水を導入し、イオン交換体に硬水を通水する（ステップ２０２）。これにより硬水は軟水化され、生成した軟水は、排出口２１ｂから排出される。
【００５３】
次に処理を終了するか否かを判断する（ステップ２０３）。そして処理を終了する場合（ステップ２０３でＹｅｓ）、硬水の通水を停止することで処理を終了する。
【００５４】
一方、処理を終了しない場合（ステップ２０３でＮｏ）、定期的にイオン交換体の再生を行なう必要があるか否かを判断する（ステップ２０４）。これは例えば、排出口２１ｂから排出される軟水中に含まれるカルシウムイオンやマグネシウムイオンの濃度を測定したり、あるいは電気伝導度を測定することで判断することができる。
【００５５】
そしてイオン交換体の再生を行なう必要がない場合（ステップ２０４でＮｏ）、ステップ２０２に再び戻る。
【００５６】
一方、イオン交換体の再生を行なう必要があった場合（ステップ２０４でＹｅｓ）、外殻部２１への硬水の導入を停止する（ステップ２０５）。
【００５７】
そして電極部２４に直流電圧を印可することで、イオン交換体に電圧を印可し、イオン交換体の再生を行なう（ステップ２０６）。なおこのとき外殻部２１内部にあった水は、図示しないドレン等から排出し、廃棄する。またイオン交換体の洗浄を行なうことが好ましい。
【００５８】
イオン交換体の再生後は、ステップ２０２に戻り、軟水化手段２の動作を再開する。
【００５９】
なお以上詳述した軟水化手段２は、洗浄装置１に内蔵されていたが、洗浄装置１の外部に設置してもよい。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明を実施例を用いてより詳細に説明するが、本発明は、その要旨を越えない限りこれらの実施例により限定されるものではない。
なお図６に、以下に説明するイオン交換体とその評価結果についてまとめたものを図示する。以下、図６を参照しながら本実施例について説明を行なう。
【００６１】
〔イオン交換体の作製〕
（実施例１）
カチオン交換体として弱酸性カチオン交換樹脂であるダウ・ケミカル・カンパニー製のＦＰＣ３５００を用意し、アニオン交換体として弱塩基性アニオン交換樹脂であるダウ・ケミカル・カンパニー製のＩＲＡ６７を用意した。そしてこれらを概ね１５０μｍ以下の大きさになるように粉砕した。
そして粉砕した弱酸性カチオン交換樹脂および弱塩基性アニオン交換樹脂と、導電体である田中貴金属工業株式会社製の白金担持カーボンブラックと、バインダーであるエチレンビニルアルコール共重合体ポリマーとを混合した。このとき弱酸性カチオン交換樹脂、弱塩基性アニオン交換樹脂、導電体、エチレンビニルアルコール共重合体ポリマーのそれぞれの重量混合比は、３０：９：２４：３７とした。
次にこの混合物を固形分濃度１５ｗｔ％となるように溶媒であるジメチルアセトアミドに溶解させ、５分間分散させることで樹脂溶液を作製した。
そしてこの樹脂溶液をガラス板上に展開した後、９０分間８０℃で加熱することで、ジメチルアセトアミドを蒸発させ、厚さ７０６μｍのフィルムとした。さらに得られたフィルムを粉砕し、イオン交換体を作製した。
【００６２】
（実施例２）
実施例１に対し、弱酸性カチオン交換樹脂、弱塩基性アニオン交換樹脂、導電体、エチレンビニルアルコール共重合体ポリマーのそれぞれの重量混合比を、３５：１１：１２：４２とした以外は、実施例１と同様にしてイオン交換体を作製したところ、厚さ６９６μｍのフィルムが得られた。さらに得られたフィルムを粉砕し、イオン交換体を作製した。
【００６３】
（実施例３）
実施例１に対し、弱酸性カチオン交換樹脂をダウ・ケミカル・カンパニー製のＩＲＣ７６に、また弱塩基性アニオン交換樹脂をダウ・ケミカル・カンパニー製のＩＲＡ９８に変更した。そしてこれらを概ね１５０μｍ以下の大きさになるように粉砕した。
さらに実施例１に対し、弱酸性カチオン交換樹脂、弱塩基性アニオン交換樹脂、導電体、エチレンビニルアルコール共重合体ポリマーのそれぞれの重量混合比を、２９：９：２５：３７に変更した。
そして他は、樹脂溶液をガラス板上に展開した後に６０分間８０℃で加熱したこと以外は、実施例１と同様にしてフィルムを作製したところ、厚さ４１２μｍのフィルムが得られた。さらに得られたフィルムを粉砕し、イオン交換体を作製した。
【００６４】
（実施例４）
実施例１に対し、樹脂溶液を作製する際の分散の時間を３０分とした以外は、実施例１と同様にしてフィルムを作製したところ、厚さ７６０μｍのフィルムが得られた。さらに得られたフィルムを粉砕し、イオン交換体を作製した。
【００６５】
（比較例１）
実施例１に対し、導電体を加えなかったこと以外は、実施例１と同様とした。このとき弱酸性カチオン交換樹脂、弱塩基性アニオン交換樹脂、導電体、エチレンビニルアルコール共重合体ポリマーのそれぞれの重量混合比は、４０：１２：０：４８であった。
その結果、厚さ７８７μｍのフィルムが得られ、さらに得られたフィルムを粉砕し、イオン交換体を作製した。この場合、弱酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂とは、一体化するが、導電体が含まれないイオン交換体となる。
【００６６】
（比較例２）
実施例３に対し、導電体とエチレンビニルアルコール共重合体ポリマーとを加えなかったこと以外は、実施例３と同様とした。このとき弱酸性カチオン交換樹脂、弱塩基性アニオン交換樹脂、導電体、エチレンビニルアルコール共重合体ポリマーのそれぞれの重量混合比は、６７：３３：０：０であった。なおこの場合、エチレンビニルアルコール共重合体ポリマーを加えていないため、弱酸性カチオン交換樹脂と弱塩基性アニオン交換樹脂とは、一体化せずばらばらの状態となる。
【００６７】
これら実施例１〜４、比較例１〜２で作製したイオン交換体に対し、以下の試験を行なった。
【００６８】
〔イオン交換体による軟水化試験〕
実施例１および比較例１で作製したイオン交換体を、図２で示した軟水化手段２に入れ、２５０ｐｐｍの標準硬水を室温で通水した。排出口２１ｂから排出された水の硬度を測定したところ、実施例１では、５８ｐｐｍであり、硬度除去率は、７６％であった。また比較例１では、５４ｐｐｍであり、硬度除去率は、７８％であった。よってこれにより軟水化については、実施例１と比較例１とで双方とも良好に軟水化が行なわれたと判断した。
【００６９】
〔イオン交換体の再生試験〕
実施例１および比較例１で作製したイオン交換体を、それぞれ図２で示した軟水化手段２に入れ、２５０ｐｐｍの標準硬水を通水しながら、陽極２４ａと陰極２４ｂとの間に電圧を印可して、０．１Ａの電流を流した。このときの電圧は、実施例１では、９．６Ｖであったが、比較例１では、２２．６Ｖを要した。即ち消費電力としては、実施例１では０．９６Ｗに対し、比較例１では、２．２６Ｗを要した。
また排出口２１ｂから排出された水の硬度を測定したところ、初期は３００ｐｐｍ〜４００ｐｐｍの硬度であったが、約３０分後に硬度は２５０ｐｐｍでほぼ一定となった。よってこの時点で吸着した硬度成分であるカルシウムイオンやマグネシウムイオンの溶離が完了したと判定した。
このことから導電体を加えた実施例１の方が、加えなかった比較例１に対し、消費電力が、より小さいことがわかった。
【００７０】
〔イオン交換体の抵抗値の測定〕
実施例１〜４、比較例１について、粉砕する前のフィルムに対し、含水状態にて白金電極を挟持させて、１ｋＨｚの交流電流を流して、インピーダンスを測定した。さらにフィルムの厚さ１μｍあたりのインピーダンスを算出した。
その結果、測定したインピーダンスは、実施例１〜４では、それぞれ８６Ω、３２３Ω、４５Ω、８７Ωとなったのに対し、比較例１では、３８１Ωとなった。そしてフィルムの厚さ１μｍあたりのインピーダンスは、実施例１〜４では、それぞれ０．１２Ω／μｍ、０．４６／μｍ、０．１１／μｍ、０．１２／μｍとなったのに対し、比較例１では、０．４８Ω／μｍとなった。これから実施例１〜４の方が、比較例１よりフィルムの厚さ１μｍあたりのインピーダンスは、より小さくなることがわかった。
【００７１】
〔イオン交換体の分離試験〕
図７は、本実施例で使用した振動実験装置５０を示した図である。
図示した振動実験装置５０は、図２で示した軟水化手段２の構造を模したものである。即ち、外殻部２１に対応するものとして１００ｍＬのバイアル瓶５１を使用し、このバイアル瓶５１の中に、実施例１〜４、比較例１〜２のイオン交換体Ｑをそれぞれ充填した。
そしてイオン交換水Ｗをイオン交換体Ｑの上部に２０ｍＬの上澄液の領域ができるまで加え、バイアル瓶５１をバイアル蓋５６により密閉した。
【００７２】
次に振動実験装置５０を、アズワン株式会社製の振とう機であるオートマチックラボミキサＨＭ−１０Ｈにより３分間振動を加えた。
その後、振動実験装置５０を３０分間静置し、カチオン交換体とアニオン交換体との分離状態を目視で観察した。
【００７３】
その結果、実施例１〜４の全てについて、カチオン交換体とアニオン交換体とは分離せず、図７で示す振動を加える前の状態と変化がなかった。
また比較例１の場合は、カチオン交換体とアニオン交換体とは分離しなかったが、比較例２の場合は、カチオン交換体とアニオン交換体とは上下に分離した。この場合、バイアル瓶５１の下部に比重がより大きいカチオン交換体が移動し、上部に比重がより小さいアニオン交換体が移動して、上下二層の構造となった。
【符号の説明】
【００７４】
１…洗浄装置、２…軟水化手段、３…洗浄手段、２１…外殻部、２４…電極部、Ｃ…カチオン交換体、Ａ…アニオン交換体、Ｅ…導電体
【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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