(57)【要約】【課題】陽極電解室で生成される電解酸性水のｐＨの調整を図って、所望の殺菌力を有する電解酸性水を製造する。【解決手段】無機塩を主成分とする希薄水溶液を被電解水とし、同被電解水を有隔膜電解して、陽極電解室にて電解酸性水を生成するとともに陰極電解室にて電解アルカリ性水を生成する電解水の製造方法であって、前記電解酸性水のｐＨ調整剤として炭酸塩を採用して、炭酸塩の中和作用によって、電解酸性水のｐＨを調整し、かつ、ｐＨの調整に起因して、電解酸性水の殺菌力を調整する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機塩を主成分とする希薄水溶液を被電解水とし、同被電解水を有隔膜電解して、陽極電解室にて電解酸性水を生成するとともに陰極電解室にて電解アルカリ性水を生成する電解水の製造方法において、前記電解酸性水のｐＨ調整剤として炭酸塩を採用することを特徴とする電解水の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電解水の製造方法において、前記ｐＨ調整剤を被電解水に含有させることを特徴とする電解水の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の電解水の製造方法において、前記ｐＨ調整剤に生成直後の電解酸性水を接触させることを特徴とする電解水の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の電解水の製造方法において、前記ｐＨ調整剤に生成直後の電解酸性水を接触させる手段として、当該電解酸性水に前記ｐＨ調整剤を添加する手段を採用することを特徴とする電解生成水の製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載の電解水の製造方法において、前記ｐＨ調整剤に生成直後の電解酸性水を接触させる手段として、当該電解酸性水を前記ｐＨ調整剤の水溶液中を通過させる手段を採用することを特徴とする電解生成水の製造方法。
【請求項６】
無機塩を主成分とする希薄水溶液を被電解水とし、同被電解水を有隔膜電解して、陽極電解室にて電解酸性水を生成するとともに陰極電解室にて電解アルカリ性水を生成する電解水の製造方法であって、前記電解酸性水のｐＨ調整剤として炭酸塩を採用する方法において、前記被電解水が前記ｐＨ調整剤を含有していることを特徴とする電解水の製造方法。
【請求項７】
被電解水を有隔膜電解して陽極電解室にて電解酸性水を生成するとともに陰極電解室にて電解アルカリ性水を生成する電解水の製造方法であって、前記電解酸性水のｐＨ調整剤として炭酸塩を採用する方法において、前記被電解水として、無機塩と前記ｐＨ調整剤を混合して調製してなる希薄水溶液を採用することを特徴とする電解水の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電解水の製造方法において、前記ｐＨ調整剤は、ナトリウム、カリウム、カルシウムの炭酸塩の群から選択されるものであることを特徴とする電解水の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電解水の製造方法において、被電解水の調製に使用する無機塩は食塩であることを特徴とする電解水の製造方法。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の電解水の製造方法において、被電解水の調製に使用する無機塩は食塩であり、かつ、前記ｐＨ調整剤はナトリウム、カリウム、カルシウムの炭酸塩の群から選択されるものであることを特徴とする電解水の製造方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の電解水の製造方法において、前記ｐＨ調整剤は炭酸水素ナトリウムであることを特徴とする電解水の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無機塩を主成分とする希薄水溶液を被電解水として、当該被電解水を有隔膜電解して電解水を生成する電解水の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無機塩を主成分とする希薄水溶液である被電解水を電解して電解水を生成する電解水の製造方法には、大別して２つの異なる方式の製造方法がある。その第１の製造方法は、無隔膜電解槽を使用して電解水を生成する電解水の製造方法であり、その第２の製造方法は、有隔膜電解槽を使用して電解水を生成する電解水の製造方法である。
【０００３】
これらの方式の製造方法における最大の相違点は、生成される電解水の特性にある。第１の製造方法では、残留塩素を含有する略中性の電解水（以下電解中性水という）が生成される。当該電解中性水は、残留塩素を相当量含有していて殺菌能を有することから、各種の分野で殺菌用水として利用される。
【０００４】
一方、第２の製造方法では、陽極電解室にて、残留塩素を含有する酸性の電解水（以下電解酸性水という）が生成され、かつ、陰極電解室にて、残留塩素を実質的に含有しないアルカリ性の電解水（以下電解アルカリ性水という）が生成される。これらのうち、当該電解酸性水は残留塩素を相当量含有していて殺菌能を有することから、各種の分野で殺菌用水として利用される。また、当該電解アルカリ性水は洗浄能を有することから、各種の分野で洗浄用水として利用される。
【０００５】
ところで、当該電解中性水および当該電解酸性水が有する殺菌能は、含有する残留塩素に起因するものであるが、その奏する殺菌作用（殺菌力）は、残留塩素量（残留塩素濃度）だけではなく、残留塩素の成分の形態に大きく影響されるものである。残留塩素の成分は、電解水中では、主として次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）、次亜塩素酸イオン（ＯＣｌ−）、塩素（Ｃｌ２）の形態を採り得るが、残留塩素の成分が次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）の形態を採る場合に、電解水は最大の殺菌力を発揮する。
【０００６】
残留塩素の成分が採り得る上記した各形態は、電解水におけるｐＨに大きく依存するもので、電解水のｐＨ５の近傍で最大量（最大濃度）となり、ｐＨ５から大小いずれの方向へ移行してもその量（濃度）は漸次低下する（図２のグラフを参照）。このため、電解水のｐＨを調整することにより、電解水の殺菌力を調整することが可能である。特許第２６１９７５６号公報には、「殺菌水製造方法」の名称で、電解水のｐＨを調整して殺菌力を調整することを要旨とする電解水の製造方法が開示されている。
【０００７】
当該公報に開示されている製造方法は、上記した第１の製造方法に該当する無隔膜電解槽を使用する電解水の製造方法であり、塩化ナトリウム水溶液に塩酸を添加して調製された被電解水を採用して無隔膜電解する製造方法である。当該製造方法では、塩酸を電解中性水のｐＨ調整剤として使用するものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記公報に開示されている電解水の製造方法は、無隔膜電解槽を使用する電解水の製造方法であって、ｐＨ調整剤として塩酸を使用するものであることから、当該製造方法を、上記した第２の製造方法である有隔膜電解槽を使用する電解水の製造方法に適用することはできない。
【０００９】
上記したｐＨ調整剤である塩酸は、有隔膜電解槽を使用する第２の製造方法で生成される電解酸性水のｐＨの調整に使用することはできないものであるが、第１の製造方法で生成される電解中性水のｐＨ調整剤として使用する場合においても、その使用には十分に注意が必要であって取扱いが容易ではなく、また、ランニングコストも高くなるという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、被電解水を有隔膜電解することにより、いずれも有用な電解酸性水と電解アルカリ性水を同時に生成する電解水の製造方法において、製造される電解酸性水のｐＨを調整することにより電解酸性水の殺菌力を調整可能にすること、当該電解酸性水を容易な取扱いの下で容易に製造すること、および、当該電解酸性水を、コストを大幅に増大させることなく製造することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は電解水の製造方法に関するものであり、無機塩を主成分とする希薄水溶液を被電解水とし、当該被電解水を有隔膜電解して、陽極電解室にて電解酸性水を生成するとともに陰極電解室にて電解アルカリ性水を生成する電解水の製造方法において、前記電解酸性水のｐＨ調整剤として炭酸塩を採用することを特徴とするものである。本発明に係る製造方法では、前記ｐＨ調整剤として、ナトリウム、カリウム、カルシウムの炭酸塩の群から選択される適宜の炭酸塩を採用することができる。
【００１２】
本発明に係る電解水の製造方法においては、前記ｐＨ調整剤の使用態様として、調製した被電解水に含有させる手段を採ることができ、被電解水の調製時にｐＨ調整剤を被電解水に含有させる手段を採ることができ、無機塩とｐＨ調整剤を混合して水に溶解して被電解水を調製する手段を採ることができ、水に無機塩とｐＨ調整剤を順次溶解して被電解水を調製する手段を採ることができる。
【００１３】
また、本発明に係る電解水の製造方法においては、前記ｐＨ調整剤の使用態様として、上記した各使用態様とは異なる使用態様、すなわち、前記ｐＨ調整剤を生成直後の電解酸性水に接触させる使用態様を採ることができる。この場合には、生成直後の電解酸性水に前記ｐＨ調整剤を添加する手段、生成直後の電解酸性水を前記ｐＨ調整剤の水溶液中を通過させる手段を採ることができる。
【００１４】
これらの各使用態様を採る本発明に係る電解水の製造方法においては、被電解水の主成分である無機塩として食塩（塩化ナトリウムナトリウム）を採用すること、ｐＨ調整剤として炭酸水素ナトリウムを採用することが好ましい。
【００１５】
【発明の作用・効果】
本発明に係る電解水の製造方法においては、通常の有隔膜電解と同様に、陽極電解室にて、残留塩素を相当量含有する電解酸性水を生成することができるとともに、陰極電解室にて、電解アルカリ性水を生成することができる。この場合、製造された電解酸性水にあっては、被電解水が含有するｐＨ調整剤または生成直後に接触されるｐＨ調整剤の作用によって適宜に中和されて、ｐＨ調整剤の中和作用を受けない電解酸性水に比較してｐＨが高くなる。当該電解酸性水の中和の度合いは、使用するｐＨ調整剤の種類および使用量によって、任意に調整することができる。
【００１６】
なお、製造される電解アルカリ性水は、ｐＨ調整剤の影響をほとんどまたは全く受けることがない。このため、当該電解アルカリ性水は、通常生成される電解アルカリ性水と同一または略同一の特性のものとなる。
【００１７】
従って、本発明に係る電解水の製造方法によれば、ｐＨが調整された所望の殺菌力を有する電解酸性水を製造することができるとともに、通常生成される電解アルカリ性水と同等の特性を有する電解アルカリ性水を製造することができる。この場合、使用するｐＨ調整剤は、塩酸に比較して安全であって取扱いが容易であるとともに、塩酸に比較して安価であってランニングコストの増大を大幅に抑制することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明は、無機塩を主成分とする希薄水溶液を被電解水とし、同被電解水を有隔膜電解して、陽極電解室にて電解酸性水を生成するとともに陰極電解室にて電解アルカリ性水を生成する電解水の製造方法である。当該電解水の製造方法においては、電解酸性水のｐＨを調整するとともに、ｐＨ調整に起因して電解酸性水の殺菌力をも調整するものである。図１には、本発明に係る電解水の製造方法を実施するための電解水製造装置の一例を概略的に示している。
【００１９】
当該電解水製造装置は、有隔膜電解槽１０ａと、濃塩水タンク１０ｂと、中和槽１０ｃを備えている。有隔膜電解槽１０ａは、槽本体１１を隔膜１２にて２つの電解室に区画されているもので、一方の電解室には陽極電極が配置されて陽極電解室１３ａに形成され、かつ、他方の電解室には陰極電極が配置されて陰極電解室１３ｂに形成されている。
【００２０】
有隔膜電解槽１０ａの各電解室１３ａ，１３ｂには、被電解水を供給する供給管路１４の各分岐管路部が接続されている。供給管路１４は、その主管路部の上流側にて水源に接続され、かつ、その主管路部の途中に濃塩水タンク１０ｂが接続されている。また、有隔膜電解槽１０ａの各電解室１３ａ，１３ｂには、各電解室１３ａ，１３ｂにて生成される電解酸性水、電解アルカリ性水を流出させる流出管路１５ａ，１５ｂが接続されている。陽極電解室１３ａに接続されている流出管路１５ａは、下流側が分岐管路部１５ａ１，１５ａ２に形成されていて、一方の分岐管路部１５ａ１の途中には中和槽１０ｃが介装されている。両分岐管路部１５ａ１，１５ａ２の主管路部に対する接続は、切替弁１５ｃを介して選択的に切替えられる。
【００２１】
当該電解水製造装置においては、濃塩水タンク１０ｂに一定濃度の濃い食塩水（濃食塩水）が貯留されている。濃塩水タンク１０ｂ内の濃食塩水は、定量供給ポンプ１６を介して、供給管路１４に流通する元水に常時一定量導入され、主管路部内にて希釈されて被電解水に調製される。調製される被電解水は、供給管路１４の各分岐管路を経て、各電解室１３ａ，１３ｂに供給される。
【００２２】
当該電解水製造装置においては、陽極電解室１３ａにあっては電解酸性水が生成され、生成された電解酸性水は切替弁１５ｃの切替操作により、流出管路１５ａの分岐管路部１５ａ１，１５ａ２のいずれかを経て供給場所に流出する。また、陰極電解室１３ｂでは、電解アルカリ性水が生成され、生成された電解アルカリ性水は流出管路１５ｂを経て供給場所に流出する。
【００２３】
通常の有隔膜電解では、被電解水として０．１〜１．０重量％の食塩水が採用され、通常の電解条件の下では、ｐＨ３以下の電解酸性水およびｐＨ１１以上の電解アルカリ性水が生成される。電解酸性水は、相当量の有効塩素を含有して高い殺菌力を有することから、殺菌用水として広い分野で利用される。また、電解アルカリ性水は、洗浄力を有することから、洗浄用水として広い分野で利用される。
【００２４】
本発明に係る製造方法では、電解酸性水のｐＨを調整するとともに、ｐＨ調整に起因して殺菌力を調整するものである。本発明の第１の実施形態では、ｐＨ調整剤として炭酸水素ナトリウムを採用して、炭酸水素ナトリウムを濃塩水タンク１０ｂ内の食塩水に添加して、炭酸水素ナトリウムを含有する被電解水を調製するものである。第１の実施形態では、中和槽１０ｃは使用しない。
【００２５】
当該被電解水を使用する有隔膜電解では、電解酸性水の生成過程では、炭酸水素ナトリウムに起因して、ＨＣＯ３−＋Ｈ＋⇔ＣＯ２＋Ｈ２Ｏの平衡式が成立する。当該平衡式では、炭酸水素ナトリウムの添加量を変化させることでプロトンの消費が変化して、電解酸性水のｐＨが調整される。この場合、電解酸性水が含有する有効塩素の量、すなわち有効塩素濃度には影響はない。ただし、有効塩素の成分の形態はｐＨの影響を受ける。図２は、電解酸性水のｐＨと有効塩素成分の各形態の存在比との関係を示すグラフである。
【００２６】
従って、本発明に係る製造方法では、例えば、炭酸水素ナトリウムの添加手段として電磁定量ポンプを採用して、濃塩水タンク１０ｂ内の食塩水に対する添加量を制御するとともに、生成された電解酸性水のｐＨをｐＨメータ等で検出してフィードバック制御することにより、電解酸性水のｐＨを調整しかつ制御することができるとともに、ｐＨの調整に起因して、電解酸性水の殺菌力を調整しかつ制御することができる。
【００２７】
本発明に係る製造方法は、電解酸性水のｐＨを調整するとともに、ｐＨ調整に起因して殺菌力を調整するものであり、本発明の第２の実施形態では、電解酸性水のｐＨ調整に中和槽１０ｃを使用するものである。中和槽１０ｃは、所定量の炭酸カルシウムを溶解する水溶液（ｐＨ調整液）を収容するもので、中和槽１０ｃ内には、生成直後の電解酸性水を通過させる。これにより、第１の実施形態におけると同様に、電解酸性水のｐＨが調整され、ｐＨ調整に起因して電解酸性水の殺菌力が調整される。
【００２８】
このように、本発明に係る電解水の製造方法の各実施形態では、通常の有隔膜電解と同様に、陽極電解室１３ａにて残留塩素を相当量含有する電解酸性水を生成することができるとともに、陰極電解室１３ｂにて電解アルカリ性水を生成することができる。
【００２９】
生成された電解酸性水にあっては、被電解水に含有するｐＨ調整剤または生成直後に接触を受けるｐＨ調整剤の作用によって中和されて、ｐＨ調整剤の作用を受けない電解酸性水に比較してｐＨが高くなる。当該電解酸性水の中和の度合いは、使用するｐＨ調整剤の種類および使用量によって任意に調整することができる。この場合、ｐＨ調整剤は、電解酸性水が含有する有効塩素の成分量には影響を及ぼすことはなく、また、生成される電解アルカリ性水にも影響を及ぼすことはほとんどない。
【００３０】
従って、本発明に係る電解水の製造方法によれば、ｐＨが調整された任意の殺菌力を有する電解酸性水を製造することができるとともに、通常生成される電解アルカリ性水と同等の特性を有する電解アルカリ性水を製造することができる。この場合、使用するｐＨ調整剤は塩酸に比較して安全で取扱いが容易であるとともに、塩酸に比較して安価であってランニングコストの増大を大幅に抑制することができる。
【００３１】
なお、本発明の第１の実施形態では、ｐＨ調整剤の使用態様として、ｐＨ調整剤を濃食塩水に混合してこれを水に溶解して希釈して、ｐＨ調整剤を含有する被電解水を調製する手段を採っているが、食塩で予め調製された被電解水にｐＨ調整剤を添加して、ｐＨ調整剤を含有する被電解水を調製する手段を採ることができ、また、食塩とｐＨ調整剤を混合した状態で水に溶解して、ｐＨ調整剤を含有する被電解水を調製する手段を採ることができる。
【００３２】
【実施例】
本実施例では、本発明の第１の実施形態に係る製造方法を採用して、ｐＨ調整剤を含有する希薄食塩水を被電解水とする有隔膜電解にて電解水を製造する製造実験を試みた。
【００３３】
本製造実験では、ｐＨ調整剤として炭酸水素ナトリウムを採用し、一定濃度の炭酸水素ナトリウム水溶液を、電磁定量ポンプを使用して濃塩水タンク１０ｂ内の濃食塩水に添加する。このように調製された所定量の炭酸水素ナトリウムを含有する濃食塩水を、定量供給ポンプ１６を介して供給管路１４の主管路部に供給し、主管路部を流動する元水中に常時導入して、主管路部内で、一定濃度の被電解水を調製する。
【００３４】
調製された被電解水は、供給管路１４の分岐管路を介して有隔膜電解槽１０ａの各電解室１３ａ，１３ｂに供給し、各電解室１３ａ，１３ｂ内にて所定の電解条件で電解する。電解運転では、陽極電解室１３ａには電解酸性水が生成され、生成された電解酸性水は、流出管路１５ａの分岐管路部１５ａ２を経て所定の場所に供給される。また、陰極電解室１３ｂでは電解アルカリ性水が生成され、生成された電解アルカリ性水は、流出管路１５ｂを経て所定の場所に供給される。
【００３５】
本製造実験では、ｐＨ調整剤である炭酸水素ナトリウムの添加量を０〜４．０ｍｍｏｌ／Ｌの範囲で変更した８例についての実験を行い、製造された電解酸性水のｐＨおよび有効塩素濃度（ｍｇ／Ｌ）、製造された電解アルカリ性水のｐＨを測定した。測定結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電解水の製造方法を実施するための製造装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】電解酸性水におけるｐＨと有効塩素成分の各形態の存在比との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ａ…有隔膜電解槽、１０ｂ…濃塩水タンク、１０ｃ…中和槽、１１…槽本体、１２…隔膜、１３ａ…陽極電解室、１３ｂ…陰極電解室、１４…供給管路、１５ａ，１５ｂ…流出管路、１５ａ１，１５ａ２…分岐管路部、１５ｃ…切替弁、１６…定量ポンプ。
【図１】
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【図２】
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