(57)【要約】      （修正有）【課題】水電解用としては従来不適と考えられていた疎水性のバインダ材を用いつつ、電解効率が高められた水電解用の多孔質導電部材を提供する。【解決手段】親水化処理された電極活物質４とバインダ材５とを含む多孔質導電体部２と、前記多孔質導電体部の表面に当接又は内包された集電体部３とを備える水電解用の多孔質導電部材であって、前記バインダ材は疎水性材料から構成されることを特徴とする水電解用の多孔質導電部材、ならびに、当該水電解用の多孔質導電部材を、無隔膜１槽式の電解槽において金属イオンの吸脱着を行う電極として備える、機能水生成器。【選択図】図１
2015025174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
親水化処理された電極活物質とバインダ材とを含む多孔質導電体部と、前記多孔質導電体部の表面に当接又は内包された集電体部とを備える水電解用の多孔質導電部材であって、前記バインダ材は疎水性材料から構成されることを特徴とする、水電解用の多孔質導電部材。
【請求項２】
前記電極活物質は前記多孔質導電体部に７０ｗｔ％以上、９２ｗｔ％以下含まれることを特徴とする、請求項１記載の水電解用の多孔質導電部材。
【請求項３】
前記バインダ材はフッ素系の材料であることを特徴とする、請求項１または２に記載の水電解用の多孔質導電部材。
【請求項４】
前記多孔質導電体部がさらに５ｗｔ％以上の導電助剤を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の水電解用の多孔質導電部材。
【請求項５】
前記多孔質導電体部は、最厚部の厚みが０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水電解用の多孔質導電部材。
【請求項６】
前記多孔質導電体部は、最厚部の厚みが略１．０ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の水電解用の多孔質導電部材。
【請求項７】
前記多孔質導電体部に対し前記集電体部を複数設けることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の水電解用の多孔質導電部材。
【請求項８】
前記集電体部は貴金属コートのない金属部材であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の水電解用の多孔質導電部材。
【請求項９】
ロール圧延後に表面処理を行い、親水化することによって製造されたものであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の水電解用の多孔質導電部材。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の水電解用の多孔質導電部材を、無隔膜１槽式の電解槽において金属イオンの吸脱着を行う電極として備える、機能水生成器。
【請求項１１】
食器洗浄用途、理美容用途、加湿用途又は飲用用途に用いることを特徴とする、請求項１０に記載の機能水生成器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、親水化処理された電極活物質とバインダ材とを含む多孔質導電体部と、前記多孔質導電体部の表面に当接又は内包された集電体部とを備える水電解用の多孔質導電部材であって、前記バインダ材は疎水性材料から構成されることを特徴とする水電解用の多孔質導電部材、ならびに、前記水電解用導電部材を用いて無隔膜１槽式の電解槽で水道水などの原水を電気分解することにより、食器洗浄用途、理美容用途、加湿用途、又は、飲用用途に用いる機能水を生成する、機能水生成器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気二重層コンデンサの電極材料としては通常、電極活物質として活性炭等を用い、フッ素系の疎水性バインダ材を用いて成形を行うのが一般的であった。しかしながら、水道水などを原水とした電気分解において、疎水性バインダ材としてポリテトラフルロエチレンなどのフッ素樹脂系バインダ材を用いた場合、バインダ材が撥水性を有するため、電極内部への電解液の含浸性が悪く、電気分解などにおいて所定の電気的特性を得られないという問題があった。
【０００３】
かかる課題に対し、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールなどの親水性バインダ材を用いる方策が提案されている（たとえば、特開昭６０−１７１７１４号公報（特許文献１）を参照。）。このような親水性バインダ材を用いた場合、バインダ材が親水性を有することで吸着電極の濡れ性がよく、電極内部への電解液の含浸性は向上するため、電極が比較的厚手であったとしても、電極内部まで含浸が可能であった。このように親水性のバインダ材を用いることで、水系の電解質に対し電気分解等において一定の性能向上をさせることが可能であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６０−１７１７１４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、電極活物質として活性炭を用い、かつ、親水性バインダ材を用いた場合、バインダ材、活性炭が共に親水性であるため、バインダ材と活性炭間の親和性が高くなってしまう。このため、活性炭が欠落しないように、電極における親水性バインダ材の含有率を高めると、親水性バインダ材が活性炭表面を覆いやすくなり、活性炭の有効イオン吸着孔が減り、吸着性能が大幅に低下し、電解効率の最大化を図ることができない、という問題があった。
【０００６】
さらに、親水性バインダ材の種類によっては、活性炭の結着力が充分に得られず、電極が脆くなり、電極形状が維持できない、という問題もあった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、水電解用としては従来不適と考えられていた疎水性のバインダ材を用いつつ、電解効率が高められた水電解用の多孔質導電部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の水電解用の多孔質導電部材は、親水化処理された電極活物質とバインダ材とを含む多孔質導電体部と、前記多孔質導電体部の表面に当接又は内包された集電体部とを備える水電解用の多孔質導電部材であって、前記バインダ材は疎水性材料から構成されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の水電解用の多孔質導電部材において、前記電極活物質は前記多孔質導電体部に７０ｗｔ％以上、９２ｗｔ％以下含まれることが好ましい。
【００１０】
本発明の水電解用の多孔質導電部材において、前記バインダ材はフッ素系の材料であることが好ましい。
【００１１】
本発明の水電解用の多孔質導電部材において、前記多孔質導電体部がさらに５ｗｔ％以上の導電助剤を含むことが好ましい。
【００１２】
本発明の水電解用の多孔質導電部材において、前記多孔質導電体部は、最厚部の厚みが０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
本発明の水電解用の多孔質導電部材において、前記多孔質導電体部は、最厚部の厚みが略１．０ｍｍであることが好ましい。
【００１４】
本発明の水電解用の多孔質導電部材において、前記多孔質導電体部に対し前記集電体部を複数設けることが好ましい。
【００１５】
本発明の水電解用の多孔質導電部材において、前記集電体部は貴金属コートのない金属部材であることが好ましい。
【００１６】
本発明の水電解用の多孔質導電部材において、ロール圧延後に表面処理を行い、親水化することによって製造されたものであることが好ましい。
【００１７】
本発明はまた、上述した本発明の水電解用の多孔質導電部材を、無隔膜１槽式の電解槽において金属イオンの吸脱着を行う電極として備える機能水生成器についても提供する。
【００１８】
本発明の機能水生成器は、食器洗浄用途、理美容用途、加湿用途又は飲用用途に用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明の水電解用の多孔質導電部材によれば、親水化処理された電極活物質とバインダ材とを含む多孔質導電体部と、前記多孔質導電体部の表面に当接又は内包された集電体部とを備える水電解用の多孔質導電部材であって、前記バインダ材は疎水性材料から構成されていることにより、電極活物質の吸着性能を最大化できる。また、本発明の水電解用の多孔質導電部材によれば、好ましくは、多孔質導電体部の最厚部の厚み（吸着電極の最大厚み）を０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下とすることで、イオン処理効率を最適化することが可能である。さらに、本発明は、本発明の水電解用導電部材を好適に適用した、食器洗浄用途、理美容用途、加湿用途、又は、飲用用途に用いる機能水を生成する、機能水生成器についても提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１（ａ）は、本発明の好ましい一例の水電解用の多孔質導電部材１を模式的に示す図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の一部を拡大して示す写真である。
【図２】親水性のバインダ材を用いた多孔質導電体部と、疎水性のバインダ材を用いた多孔質導電体部とでイオン吸着特性を比較した結果を示すグラフである。
【図３】疎水性のバインダ材と親水性の電極活物質を用いた場合の多孔質導電体部を示す写真である。
【図４】電極活物質として活性炭を用いた場合の、その含有率とイオン処理効率との関係を示すグラフである。
【図５】導電助剤としてカーボンブラックを用いた場合の、導電助剤の含有率とイオン処理効率との関係を示すグラフである。
【図６】多孔質導電体部の最厚部の厚みとイオン処理効率との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の好ましい様々な例の水電解用の多孔質導電部材１，１１，２１，３１を模式的に示す図である。
【図８】本発明の水電解用の多孔質導電部材を用いた、好ましい一例の機能水生成器を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１（ａ）は、本発明の好ましい一例の水電解用の多孔質導電部材１を模式的に示す図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の一部を拡大して示す写真（走査型電子顕微鏡による３０００倍拡大写真）である。本発明の水電解用の多孔質導電部材１は、親水化処理された電極活物質４とバインダ材５とを含む多孔質導電体部２と、前記多孔質導電体部２の表面に当接又は内包された集電体部３とを備える（この図１（ａ）に示す態様を「実施の態様１」とする）。
【００２２】
ここで、図２は、実際に、親水性のバインダ材を用いた多孔質導電体部と、疎水性のバインダ材を用いた多孔質導電体部とでイオン吸着特性を比較した結果を示すグラフであり、縦軸はイオン処理効率（％）、横軸はイオン処理時間（分）である。図２から、疎水性のバインダ材を用いた多孔質導電体部の方が、親水性のバインダ材を用いた多孔質導電体部よりもイオン処理効率が高いことが分かる。なお、ここでいうイオン処理効率とは、多孔質導電体部において所定以上のイオン吸着を行った後、脱着を行う場合のイオン脱着効率を意味している。
【００２３】
従来、疎水性のバインダ材は水道水などを原水とした電気分解には従来不適と考えられていた。ここで、図３は、疎水性のバインダ材と親水性の電極活物質を用いた場合の多孔質導電体部を示す写真（走査型電子顕微鏡による３０００倍拡大写真）である。図３から明らかなように、親水性の電極活物質と疎水性のバインダ材は親和性が低いため、バインダ材が電極活物質を包摂せず、電極活物質が露出しやすく、このため電極活物質の細孔構造、及び、電極活物質の間隙が維持しやすい。したがって、有効イオン吸着孔の減少を抑え、電解効率の最大化を図ることが可能となる。
【００２４】
本発明における電極活物質４としては、当分野において従来より用いられている電極活物質を特に制限なく用いることができるが、粒子状の活性炭が好適である。活性炭は電極のエネルギー密度向上において重要な役割を果たし、その種類としては特に限定されるものではなく、フェノール系、レーヨン系、アクリル系、ピッチ系、ヤシガラ系等が使用でき、比表面積が好ましくは３００〜３５００ｍ２／ｇ、より好ましくは１５００〜２５００ｍ２／ｇのものが使用できる。電極活物質の比表面積が３００ｍ２／ｇ未満である場合には、イオン吸着性能が悪くなるという傾向にある。電極活物質の比表面積が３５００ｍ２／ｇを超える場合にも、イオン吸着性能が低下すると考えられ、また、多孔質導電体部に占める電極活物質の比率が増えることにより、多孔質導電体部の成形性が低下し、それにより、加工性も低下する傾向にある。電極活物質の比表面積が１５００〜２５００ｍ２／ｇである場合に、特に、イオン吸着性能を好適に向上できる。
【００２５】
本発明における電極活物質４の平均粒子径は、特に制限されるものではないが、薄膜成形がしやすく、容量密度を高くすることができるという理由から、１〜４５μｍの範囲内であることが好ましく、２〜４０μｍの範囲内であることがより好ましく、３〜２０μｍの範囲内であることが特に好ましい。
【００２６】
本発明における電極活物質４は親水化処理されたものであるが、この親水化処理は、例えば、水酸化ナトリウム又は水蒸気の高温賦活といった方法によって行われる。電極活物質４は賦活による親水化処理により、水に対する濡れ性能が向上し、賦活により多孔質化された電極活物質表面で効果的にイオン吸着を行うことが可能となる。
【００２７】
また、集電体部３は多孔質導電体部２に当接していても、内包（挟みこみ／挿入）されていても良い。なお、当接する場合は、集電体で電気分解が起こるのを防ぐため、ポリイミドテープなどを貼り付けで絶縁するのが望ましい。
【００２８】
本発明の水電解用の多孔質導電部材１における、バインダ材３を構成する疎水性材料は、フッ素系の材料であることが好ましい。ここで、フッ素系材料としては例えばポチテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などが挙げられるが、フッ素系材料は疎水性とともに、加熱成形時にシェア（剪断力）をかけることにより樹脂の繊維化（フィブリル化）が起こるため、ネットワーク化により多孔質導電体部の成形性を向上させ、多孔質導電体部から電極活物質が溶出するのを抑えることができる。
【００２９】
バインダ材３を構成する疎水性材料としてＰＴＦＥを用いる場合、テトラフルオロエチレンの単独重合体だけではなく、テトラフルオロエチレンに対して他の単量体を０．５ｍｏｌ％以下加えて共重合させて得られる共重合体であってもよい。これら他の単量体としては、トリフルオロエチレン、（パーフルオロアルキル）エチレン、クロロトリフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）等が挙げられる。
【００３０】
また、本発明の水電解用の多孔質導電部材１において、電極活物質４は多孔質導電体部２に７０ｗｔ％以上、９２ｗｔ％以下含まれることが好ましく、８０ｗｔ％以上、９２ｗｔ％以下含まれることがより好ましい。ここで、図４は、電極活物質として活性炭を用いた場合の、その含有率とイオン処理効率との関係を示すグラフであり、縦軸はイオン処理効率（％）、横軸は活性炭の含有率（ｗｔ％）を示している。図４に示すように、電極活物質（図４の例では活性炭）の含有率を上述の範囲内とすることで、例えば、多孔質導電体部における電極活物質の含有率が７０ｗｔ％、バインダ材の含有率が２７ｗｔ％（導電助剤：３ｗｔ％）の場合、多孔質導電体部から電極活物質が溶出するのを抑えることが可能であり、この場合、イオン処理効率として８０％程度を保持することができる。また、電極活物質の含有率が９１．５ｗｔ％、バインダの含有率が５．５ｗｔ％（導電助剤：３ｗｔ％）の場合であっても、多孔質導電体部２から電極活物質４が溶出するのをほぼ抑えることが可能であり、この場合、イオン処理効率としてほぼ１００％を保持することができる。
【００３１】
すなわち、バインダ材５をＰＴＦＥのような疎水性材料で構成することでバインダ材５の配合比率を極力少なくし、電極活物質の含有率を７０ｗｔ％以上、９２ｗｔ％以下と極力増加させることができるので、イオン処理効率の点から好適である。
【００３２】
また、本発明では、多孔質導電体部２において、更に５ｗｔ％以上の導電助剤を含むことが望ましい。導電助剤の添加により隣接する電極活物質間の電子伝達性が向上するため、イオン処理効率の点から好適である。
【００３３】
導電助剤としては例えばカーボンブラック等の電気伝導度の高い素材を用いることができる。カーボンブラックは電極に導電性を付与し、内部抵抗の低減に寄与するものであるため、アセチレンブラックやケッチェンブラック等の導電性に優れたものであれば良く、その粒子径としては、０．０１〜１μｍが好ましい。
【００３４】
図５は、電極活物質４として活性炭を７０ｗｔ％の含有率で固定し、導電助剤としてカーボンブラックを用いた場合の、導電助剤の含有率とイオン処理効率との関係を示すグラフであり、縦軸はイオン処理効率（％）、横軸は導電助剤の含有率（ｗｔ％）を示している。図５より、イオン処理効率は導電助剤の含有率が５ｗｔ％まではほぼ一定値であるが、導電助剤の含有率５ｗｔ％から増加し、導電助剤の含有率１０ｗｔ％ではイオン処理効率が１０％以上増加する。従って、導電助剤の含有率としては５ｗｔ％以上が好ましく、１０ｗｔ％以上がより好ましい。
【００３５】
また、本発明の水電解用の多孔質導電部材１は、疎水性バインダ材を用いた場合に問題となる吸着電極内部にまで水が染み込まなくなる問題を解消する観点からは、多孔質導電体部２の最厚部の厚みは０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。ここで、多孔質導電体部２の「最厚部の厚み」とは、多孔質導電体部２の集電体部３に平行な平面に対し垂直な方向（厚み方向）における多孔質導電体部２の端部と集電体部３との間の直線距離を指す。図６は、電解時間が４分間、６分間、８分間の場合それぞれについての多孔質導電体部の最厚部の厚みとイオン処理効率との関係を示すグラフであり、縦軸はイオン処理効率（％）、横軸は多孔質導電体部の最厚部の厚み（ｍｍ）を示している。図６から分かるように、多孔質導電体部の最厚部の厚みが０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下の範囲内ではいずれの電解時間の場合でもイオン処理効率は高いが、この範囲外ではイオン処理効率が悪くなる。これは、ある程度の厚みまでは、多孔質導電体部の厚みが大きくなるほどイオン処理性能は増加し、イオン処理効率は向上するが、限度を超えて厚みが大きくなると、電気二重層を形成する領域と集電体との距離が離れることにより、イオン処理効率が悪くなると考えられる。この影響を回避するため、本発明の水電解用の多孔質導電部材１は、好ましくは、多孔質導電体部の最厚部を０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下とすることにより、イオン処理効率を向上させることが可能である。
【００３６】
なお、上述の図２及び図４〜６の測定条件および使用部材は以下の通りである。
水道水の容量：８０ｍＬ、９０ｍＡで定電流駆動、
白金電極：ダイソーエンジニアリング社製、サイズ：６０×６０ｍｍ（ｔ＝１）、
多孔質導電部材：活性炭（関西熱化学社製ＭＳＰ−２０）、カーボンブラック（ライオン社製ＥＣＰ−６００ＪＤ）、バインダ材（ダイキン工業社製Ｆ−２０１（Ｆ））、サイズ：５０×５０ｍｍ。
【００３７】
電気分解は、先ず、金属電極を陽極、イオン吸着電極を陰極として所定時間（吸着時間＝脱着時間）のイオン吸着を行った後、極性を反転させた電流を流して電気分解を実行することで吸着した金属イオンの脱着量を測定する。即ち、下記式（１）及び式（２）に基づき、ｐＨ変動より金属イオンの脱着量を計算し、また、ファラデーの第二法則（下記式（３））に基づく理論的吸着量との比＝イオン処理効率として計算した。
【００３８】
Ｍ → Ｍ2+ ＋ ２ｅ-                 ・・・式（１）
２Ｈ2Ｏ＋２ｅ- →  Ｈ2 ＋ ２ＯＨ-   ・・・式（２）
Ｑ＝Ｉ×ｔ＝ｚ×ｎ×Ｆ              ・・・式（３）
ここで、Ｑは電気量（Ｃ）、Ｉは電流量（Ａ）、ｔは時間（ｓｅｃ）、ｚはイオン価数（＝２）、ｎは金属イオンのモル量、Ｆはファラデー定数（＝９．６５×１０4Ｃ／ｍｏｌ）である。
【００３９】
さらに、本発明の水電解用の多孔質導電部材は、最厚部の厚みを略１．０ｍｍ、すなわち、０．８ｍｍ以上、１．２ｍｍ以下の範囲内とすることで、イオン処理効率を最大化することが可能である。
【００４０】
ここで、図７は、本発明の好ましい様々な例の水電解用の多孔質導電部材１，１１，２１，３１を模式的に示す図である。ここで、図７（ａ）には、図１（ａ）に示したのと同様の実施の態様１（水電解用の多孔質導電部材１）、図７（ｂ）には、実施の態様２（水電解用の多孔質導電部材１１）、図７（ｃ）には、実施の態様３（水電解用の多孔質導電部材２１）、図７（ｄ）には、実施の態様４（水電解用の多孔質導電部材３１）をそれぞれ示している。なお、図７は、いずれも、紙面に関して上下方向が、多孔質導電部材の厚み方向（集電体部３に平行な平面に対し垂直な方向）を示している。
【００４１】
図７（ａ）には、多孔質導電体部２の表面に集電体部３を当接させた場合を示しており、図７（ｂ）には、多孔質導電体部１２の内部に集電体部１３を内包（挟みこみ／挿入）した例を示している。また、本発明の水電解用の多孔質導電部材は、図７（ｃ）、（ｄ）に示す例のように、集電体部を複数設けた構成であってもよい。図７（ｃ）には、多孔質導電体部２２の内部に２本の集電体部２３，２４を距離（図７（ｃ）中、２ｄ）をあけるようにして内包（挟みこみ／挿入）した例を示しており、また、図７（ｄ）には、多孔質導電体部３２の内部に、互いに距離（図７（ｄ）中、２ｄ）をあけるようにして３本の集電体部３３が内包（挟みこみ／挿入）され、当該集電体部３３は、成形性を考慮し、多孔質導電体部３２から突出した領域で１本に結束（連結）されている例を示している。図７中、距離ｄは、上述した「最厚部の厚み」と同義であり、好ましくは０．５ｍｍ以上、１．５ｍｍ以下の範囲内であり、この範囲内とすることで、イオン処理効率を最適化することが可能である。なお、図７（ｃ）、図７（ｄ）に示す例のように、集電体部を複数設けた場合には、集電体間の距離は、２ｄ（すなわち、最厚部の厚みの２倍）とすることが好ましい。
【００４２】
なお、図１、図７（ａ）に示す例のように、多孔質導電体部２の表面に集電体部３を当接させた場合、集電体部で電気分解が起こるのを防ぐため、集電体部３の多孔質導電体部２に当接する側とは反対側にポリイミドテープなどを貼り付けて絶縁するのが望ましい。
【００４３】
本発明の水電解用の多孔質導電部材では、疎水性のバインダ材を用いているため、電解液が活性炭電極内部まで染み込みにくい。したがって、集電体は必ずしも白金コートのような貴金属コートが必要ない。このため、本発明の水電解用の多孔質導電部材においては、集電体部は貴金属コートのない金属部材であってよく、電解液により溶出しやすいステンレスや金属チタン等の金属をそのまま用いることができ、電極コストの削減を図ることができる。
【００４４】
また本発明の水電解用の多孔質導電部材は、ロール圧延後に表面処理を行い、親水化することによって製造されたものであることが、好ましい。本発明の水電解用の多孔質導電部材は、電極活物質と疎水性のバインダ材とを含む多孔質導電体部の前駆体をロール圧延し、得られたシート状物（多孔質導電シート）に、表面処理として親水化処理を施すことで、好適に製造することができる。多孔質導電シートの親水化処理方法としては、金属ナトリウム溶液処理、ＥＢ照射処理、プラズマ処理、エキシマレーザー処理、紫外レーザー処理、コロナ処理、スルフォン化処理、などを挙げることができる。このように多孔質導電シートを親水化処理して、本発明の水電解用の多孔質導電部材を得ることで、電極内部まで吸着が可能である。
【００４５】
ここで、図８は、本発明の水電解用の多孔質導電部材を用いた、好ましい一例の機能水生成器５１を模式的に示す図である。本発明は、上述した本発明の水電解用の多孔質導電部材を、無隔膜１槽式の電解槽において金属イオンの吸脱着を行う電極として備える、機能水生成器についても提供する。図８に示す例の機能水生成器５１は、上述した本発明の多孔質導電部材１，１１，２１，３１と、白金電極５４とを備える無隔膜１槽式の電解槽５２を備える。図８に示す例の機能水生成器５１は、この電解槽５２における多孔質導電部材１，１１，２１，３１および白金電極５４に電気的に接続された、電流を供給するための定電流発生源５５、多孔質導電部材および白金電極に供給する電流を適宜切り換えるためのスイッチング回路５６、ならびに、定電流発生源５５とスイッチング回路５６との間に介され、電解槽における水電解を制御するための制御装置５７を備える。これら定電流発生源５５、スイッチング回路５６および制御装置５７は、それぞれ従来公知の適宜のものを組み合わせて用いればよく、特に制限されるものではない。
【００４６】
図８に示すような機能水生成器を用いることで、電解容器内に供給された原水（たとえば水道水）に対し、白金電極を陽極／陰極に、水電解用の多孔質導電部材を陰極／陽極にして電気分解することにより酸性水／アルカリ水を生成することができる。本発明でいう「機能水」は、この酸性水、アルカリ水の総称であるものとする。
【００４７】
このように本発明の水電解用の多孔質導電部材を無隔膜１槽式の電解槽において用いることで、電極槽を簡素化することができ、更に、原理的に捨て水を発生せずに酸性水／アルカリ水などの水を生成することが可能である。
【００４８】
また、本発明の機能水生成器は、食器洗浄用途、理美容用途、加湿用途、又は、飲用用途に用いることを特徴とする。本発明の水電解用の多孔質導電部材を用いることで、バインダ材の成形性が強く、多孔質導電体部から電極活物質が溶出するのをほぼ抑えることが可能である。したがって、上述のような食器洗浄用途、理美容用途、加湿用途、又は、飲用用途といった不純物混入が問題となる用途に対しても溶出の問題発生が少なく、好適である。
【符号の説明】
【００４９】
１，１１，２１，３１，５３  水電解用の多孔質導電部材、２，１２，２２，３２  多孔質導電体部、３，１３，２３，３３  集電体部、４  電極活物質、５  バインダ材、５１  機能水生成器、５２  電解槽、５４  白金電極、５５  定電流発生源、５６  スイッチング回路、５７  制御回路。
【図２】
2015025174.tif 000003
【図４】
2015025174.tif 000004
【図５】
2015025174.tif 000005
【図６】
2015025174.tif 000006
【図７】
2015025174.tif 000007
【図８】
2015025174.tif 000008
【図１】
2015025174.tif 000009
【図３】
2015025174.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月4日(2013.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
従来、電気二重層コンデンサの電極材料としては通常、電極活物質として活性炭等を用い、フッ素系の疎水性バインダ材を用いて成形を行うのが一般的であった。しかしながら、水道水などを原水とした電気分解において、疎水性バインダ材としてポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂系バインダ材を用いた場合、バインダ材が撥水性を有するため、電極内部への電解液の含浸性が悪く、電気分解などにおいて所定の電気的特性を得られないという問題があった。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
本発明の水電解用の多孔質導電部材１における、バインダ材３を構成する疎水性材料は、フッ素系の材料であることが好ましい。ここで、フッ素系材料としては例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などが挙げられるが、フッ素系材料は疎水性とともに、加熱成形時にシェア（剪断力）をかけることにより樹脂の繊維化（フィブリル化）が起こるため、ネットワーク化により多孔質導電体部の成形性を向上させ、多孔質導電体部から電極活物質が溶出するのを抑えることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
なお、上述の図２及び図４〜６の測定条件および使用部材は以下の通りである。
水道水の容量：８０ｍＬ、９０ｍＡで定電流駆動、
白金電極：ダイソーエンジニアリング社製、サイズ：６０×６０ｍｍ（ｔ＝１）、
多孔質導電部材：活性炭（関西熱化学社製ＭＳＰ−２０）、カーボンブラック（ライオン社製ＥＣＰ−６００ＪＤ）、バインダ材（ダイキン工業社製ポリフロン（登録商標）ＰＴＦＥ  Ｆ−２０１）、サイズ：５０×５０ｍｍ。