JP2000210666A

JP2000210666A - 殺菌力を有する水の製造方法及び製造装置

Info

Publication number: JP2000210666A
Application number: JP11012199A
Authority: JP
Inventors: Masato Watanabe; 眞人渡邊; Makoto Konosu; 信鴻巣
Original assignee: Fuyo Kagaku Kogyo Kk
Current assignee: Fuyo Kagaku Kogyo Kk
Priority date: 1999-01-20
Filing date: 1999-01-20
Publication date: 2000-08-02

Abstract

(57)【要約】【課題】安価で、人体や器具類など対象物の種類を問
わず適用でき、安全であり、かつ使用中の煩雑な操作が
必要なく半永久的に使用できる、殺菌力を有する水の製
造方法及び該方法に使用する製造装置を提供すること。【解決手段】表面にポリアニリンを付着させた導電性
多孔体からなる陰極と、チタン繊維の集合体からなる陽
極とを備えた電解槽において、浄水中にスーパーオキシ
ド又は過酸化水素を発生させ、上記電解槽と貯水槽との
間で、上記スーパーオキシド又は上記過酸化水素の濃度
を高め、かつ維持するように循環させつゝ通電すること
により、殺菌力を有する水を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は手や指、食材、食
器、調理用器具、医療用器具等の殺菌洗浄に用いられ
る、殺菌力を有する水の製造方法及び該方法に使用する
製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】食堂や病院等において、手や指、食材、
食器、調理用器具、医療用器具等を殺菌洗浄する際に
は、従来、熱湯による煮沸消毒や、ヨード、アルコー
ル、硼酸、オキシドール等の殺菌剤による殺菌が行われ
ている。しかし、煮沸による方法は、沸騰させるための
消費エネルギーが大きいこと、熱源の管理が煩雑である
こと、手や指等の人体に対しては適用できないこと等の
欠点があり、殺菌剤を使用する方法は、殺菌剤の種類に
よって用途が限定され、また、それを運搬したり、分割
（小分け）したりする取扱の時に危険を伴うこともあ
り、大量に使用すると人体や環境に悪影響を及ぼすとい
う問題点がある。

【０００３】また、最近では、食塩水を電気分解して強
酸化水を作り、この水を用いて殺菌洗浄する方法が提案
されている。しかし、この方法は、強酸化水のｐＨが極
端に低いため、手が荒れたり、器具が錆びたりする欠点
があり、また、使用中に食塩を添加する必要があり煩わ
しいこと、有機物が共存すると殺菌力が低下すること等
の問題もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の技
術では、殺菌洗浄するエネルギーコストが高いこと、熱
源の管理が煩雑であること、殺菌剤が場合によっては人
体に有害であること等の問題があり、また電解強酸化水
法においては、手や指の荒れ、器具の錆、食塩添加の煩
雑さ、あるいは有機物混在による殺菌力低下等、様々な
問題点がある。

【０００５】そこで本発明は、上述の従来技術の問題点
を解消し、安価で、人体や器具類など対象物の種類を問
わず適用でき、安全であり、かつ使用中の煩雑な操作が
必要なく半永久的に使用できる、殺菌力を有する水の製
造方法及び該方法に使用する製造装置を提供するもので
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明の殺菌力を有する水の製造方法は、表面に
ポリアニリンを付着させた導電性多孔体からなる陰極
と、チタン繊維の集合体からなる陽極とを備えた電解槽
において、浄水中にスーパーオキシド又は過酸化水素を
発生させ、上記電解槽と貯水槽との間で、上記スーパー
オキシド又は上記過酸化水素の濃度を高め、かつ維持す
るように循環させつゝ通電することを特徴とする。ま
た、スーパーオキシド等を発生させるために消費される
ポリアニリンは、電極に還元電流を供給することにより
再生できるため、半永久的にスーパーオキシド等を発生
させることができる。

【０００７】また本発明は、上記の製造方法において、
毎分少なくとも貯水量の５ｖｏｌ％以上を循環させつゝ
１回の循環で浄水の１ｃｍ³当たり少なくとも６×１０
^-5Ｃ以上を通電することを特徴とする。

【０００８】さらに本発明は、上記の殺菌力を有する水
の製造方法に使用する装置であって、浄水を溜める貯水
槽と、表面にポリアニリンを付着させた導電性多孔体か
らなる陰極、及びチタン繊維の集合体からなる陽極を槽
本体内に配設した電解槽と、上記陰極及び上記陽極に電
流を与える電源と、上記電解槽で発生させるスーパーオ
キシド又は過酸化水素の濃度を高め、かつ所望の濃度を
維持するように上記貯水槽に循環させるポンプとを具備
することを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。

【００１０】本発明で用いる電解槽に備える陰極として
は、表面にポリアニリンを付着させた導電性多孔体から
なる陰極が用いられる。ここでポリアニリンとは、下記
式（１）、（２）、（３）、及び（４）で表される４種
の内の少なくとも１種を含む重合体である。

【００１１】

【化１】

【００１２】上記式（１）〜（４）において、重合度ｎ
は、２〜５０００、好ましくは１０〜１０００の範囲に
ある整数であり、ｘとｙは、ｘ＋ｙ＝１及び０≦ｙ≦
０．５を同時に満たす数である。また、上記式（１）及
び（３）において、Ａ^-は負イオンであり、その例とし
て、硫酸、過塩素酸、トリフルオロ酢酸、三フッ化ホウ
素、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、クレゾ
ールスルホン酸、樟脳スルホン酸、長鎖アルキルベンゼ
ンスルホン酸等の負イオンが挙げられる。

【００１３】上述のポリアニリンは、酸化剤を用いる化
学的重合法あるいは電解重合法等によりアニリンモノマ
ーを重合させる従来公知の方法によって製造することが
できる。酸化剤を用いる化学的重合法によって製造した
場合、上記式（１）あるいは（３）で表されるようなド
ープ型ポリアニリンが得られ、それをアルカリを用いて
中和すると、上記式（２）あるいは（４）で表されるよ
うな脱ドープ型ポリアニリンが得られる。

【００１４】本発明において、ポリアニリンは図１に示
すように機能する。すなわち、浄水中に含まれている酸
素（Ｏ₂）がポリアニリンに接触すると、スーパーオキ
シド（・Ｏ₂ ^-）に還元される。なお、ここでいうスー
パーオキシドとは、スーパーオキシドアニオンあるいは
スーパーオキシドアニオンラジカルとも呼ばれ、殺菌力
を有する。そして、この酸素（Ｏ₂）の還元に寄与した
ポリアニリン中の繰り返し単位における還元型構造のア
ニリンの２量体（ａ）は、一旦酸化型構造のアニリンの
２量体（ｂ）になるが、電極（陰極）に流される還元電
流によって、再び酸素（Ｏ₂）の還元を行い得る状態
（還元型構造のアニリン２量体を含む状態）に再生され
ることとなり、実質的に半永久的にスーパーオキシドを
発生させることができる。また、スーパーオキシドは反
応性に富むため、水と反応して過酸化水素を生成する。
この過酸化水素も殺菌洗浄に利用することができる。な
お、図１は、ポリアニリンの内、脱ドープ型ポリアニリ
ンを例としたものであり、図１に示す式中、ｎ、ｘ、及
びｙは、上記式（２）及び（４）と同様である。

【００１５】ポリアニリンを付着させる導電性多孔体と
しては、その表面にポリアニリンが付着し易く、腐食性
がなく、通電により損傷したり、分解したり、あるいは
不要な化学反応を起こすことのない化学的にも電気的に
も安定な材質であれば適用可能である。かかる導電性多
孔体の例としては、炭素繊維クロス（織布）、炭素繊維
不織布、炭素繊維フェルト、炭素繊維紙、炭素繊維マッ
ト、炭素繊維糸の巻物、あるいは多数の連続孔を有する
炭素材立体成形物等が挙げられる。炭素繊維は、導電性
に優れ、毒性がなく、イオンや水酸化物を生成せず、通
常の金属のような腐食性がなく、繊維状なので表面積が
大きく、比較的安価で、さらに電極を形成する場合にそ
の加工が容易である等、電極材料として最も好ましい材
料の一つである。多孔体とすることにより、ポリアニリ
ンが付着する表面積が大きくなり、浄水の循環が円滑に
なるため好ましい。

【００１６】導電性多孔体の表面にポリアニリンを付着
させる方法としては、アニリンモノマーを上記化学的重
合法で重合させてポリアニリンの粉末を得、次いでその
粉末を接着剤を用いて導電性多孔体の表面に塗布する方
法、あるいは直接に導電性多孔体の表面に、アニリンモ
ノマーを上記電解重合法で重合させてポリアニリンの膜
を形成させる方法等がある。付着させるポリアニリンの
量は特に限定されないが、一般に導電性多孔体の重量に
対して０．１〜３０重量％の範囲が適当である。また、
ポリアニリンの膜は、できるだけ導電性多孔体の表面全
体にその多孔性が失われないように薄く均一に付着させ
ることが望ましい。しかし、薄すぎると膜の強度が小さ
くなり、脱落してしまう危険がある。一方、厚すぎると
製造コストが高くなり、電流の流れが悪くなってポリア
ニリンの酸化型から還元型への再生がし難くなり、また
多孔体の空隙（細孔）が狭められて浄水の循環が阻害さ
れる。一般に、好ましい膜厚は０．１〜１０μｍの範囲
である。

【００１７】本発明で用いる電解槽に備える陽極として
は、チタン繊維の集合体からなる陽極が用いられる。チ
タン繊維は、導電性に優れ、耐腐食性に優れ、通電によ
り損傷したり、分解したり、あるいは不要な化学反応を
起こすことが少なく、化学的にも電気的にも比較的安定
である。さらには比較的安価であり、加工がし易い材料
である。そして、これがチタン繊維の集合体を陽極とし
て用いる大きな理由であるが、チタン繊維は、炭素繊維
と同様に、表面積が大きく、陰極と陽極の面積バランス
を調整し易く、電極反応の効率の最も良い陰極と陽極の
面積バランスを容易にとることができる。したがって、
本発明に従えば、容易に電極反応の効率を向上させるこ
とができる。陽極に炭素繊維を用いることは、電圧が高
すぎたときに分解が起こる可能性があるので、好ましく
ない（陰極に用いる場合には問題ない）。

【００１８】また、陽極にチタンの多孔板を用いること
は、チタン繊維に比べ表面積が小さくなり、電流が流れ
にくくなり、その結果反応効率が低下したり、チタン繊
維に比べて加工性が悪くなり、電極構造が制限され、そ
の結果効率的な装置が設計できず、コストが高くなる等
の問題がある。

【００１９】陽極を構成するチタン繊維としては特開平
４−９３１２３号公報に記載された切削法で製造された
ものが好ましく用いられる。すなわち、切削法とは、具
体的には薄肉のチタン板をコイル状に巻き、それを回転
しつつ、巻き付けた端面を切削刃で周方向に切削して、
連続した束状のチタン繊維を製造するものである。また
陽極とするチタン繊維の集合体の構造としては、必要に
応じ、クロス（織布）状、フェルト状、不織布状、マッ
ト状等任意の構造とすることができる。

【００２０】以上の陰極及び陽極を備えた電解槽に浄水
を導入し、通電することにより、浄水中にスーパーオキ
シド又は過酸化水素を発生させる。ここでいう浄水に
は、一般家庭、工場、病院、学校等で通常用いられる、
水道水、地下水、工業用水等の上水の他、蒸留水、イオ
ン交換水等の精製水が含まれる。

【００２１】スーパーオキシド等を発生させるために消
費する酸素は、浄水中に溶存する酸素で十分であるが、
加えて、陰極付近に酸素又は酸素を含む空気を吹き込ん
でも良い。このようにすると溶存酸素が増加し、反応効
率が向上する。

【００２２】そして本発明は、上記スーパーオキシド又
は過酸化水素を殺菌可能な濃度にまで高め、かつその状
態を維持するように、上記電解槽と貯水槽との間で循環
させつゝ通電することを特徴とする。

【００２３】循環させる際の流速は、浄水中にスーパー
オキシド又は過酸化水素を蓄積でき、また循環を繰り返
すことにより殺菌可能な濃度にまで高めることができる
程度に速いことが必要である。具体的には、毎分少なく
とも貯水量の５ｖｏｌ％以上を循環させることが好まし
い。５ｖｏｌ％未満であるとスーパーオキシドの消滅が
勝るため蓄積できないか、又は殺菌可能な濃度に達する
まで長時間を要し実用的でない。

【００２４】通電は、ポリアニリンの酸化型から還元型
への再生が安定して行われ、かつ蓄積可能な量のスーパ
ーオキシドを発生させるのに必要な電流を印加して行
う。具体的な電流値としては、０．０１〜１００μＡ・
ｃｍ^-2程度とすることが好ましい。これ以上にすると、
水自身の電解反応が起こって有害なガスを発生するため
不適である。

【００２５】また１回の循環において通電する量を電気
量で示せば、浄水の１ｃｍ³当たり少なくとも６×１０
^-5Ｃ以上であることが好ましい。これ以下であると、ス
ーパーオキシド等が蓄積できないか、又は殺菌可能な濃
度に達するまで長時間を要し実用的でない。

【００２６】循環させる時間は、流速や通電する量によ
って異なるが、３０分以上とすることが好ましい。無
論、この時間は、スーパーオキシド等を殺菌洗浄に利用
できる濃度にまで高めるための必要最低限の時間であっ
て、これ以上循環させて殺菌力を維持することもでき
る。

【００２７】本発明で用いる電解槽の槽本体としては、
長期間の使用に耐え、電気絶縁性の材質が好ましく、一
般に合成樹脂製のものが用いられる。またその外形は、
循環させる浄水の導入口及び排出口の位置や、槽本体内
の電極の配置等によって適宜選択することができ、具体
例としては、箱状、円筒状等が挙げられる。

【００２８】この槽本体内に上記の陰極及び陽極が通常
所定間隔を空けて配設されるが、必要に応じて、この両
極を絶縁するために、この両極間にセパレーターを設け
てもよい。このセパレーターとしては、例えばガラス繊
維クロス、電気絶縁性の有機高分子多孔膜、セラミック
多孔膜等が用いられる。有機高分子多孔膜の中では、超
高分子ポリエチレンの多孔膜が、膜の強度が高く、破損
し難く、化学的にも電気的にも安定であり、孔のサイズ
や空孔率を調整し易く、膜の大きさや厚さも自由に選択
して成形できるので、最も好ましく用いられる。

【００２９】以下、本発明に用いる電解槽の好適な構造
例を説明する。

【００３０】本発明における電解槽の第１の実施態様
は、電解槽本体に浄水の導入口及び排出口を互いに離れ
る位置に備え、上記導入口から上記排出口に循環する浄
水が順次通過しつゝ接触するように、上記槽本体内の上
記導入口側にポリアニリンを表面に付着させた導電性多
孔体からなる陰極と、上記槽本体内の上記排出口側にチ
タン繊維の集合体からなる陽極とをそれぞれ配設したも
のである。上記導入口及び排出口は、互いに離れる位置
に配置すれば良いが、その中でも、互いに対向する位置
に配置すれば、浄水が槽本体内を円滑に通過し易いため
好ましい。具体例としては、箱状槽本体の左右に設ける
場合、上下に設ける場合、あるいは円筒状槽本体の２つ
の底面に設ける場合等が挙げられる。

【００３１】図２は、上記第１の実施態様に係る電解槽
の一例の断面の概略図である。図２の電解槽１は、円筒
状槽本体（ポリプロピレン製）２内の下半部に、表面に
ポリアニリン膜を付着させた炭素繊維マットからなる円
柱状陰極３、その上半部にチタン繊維フェルトからなる
円柱状陽極４がそれぞれ配設されており、円筒状槽本体
２の底部に浄水の導入口５、その頂部に浄水の排出口６
が設けられており、浄水が導入口５を経て円筒状槽本体
２の底部に導入され、まず円柱状陰極３を通過し、次い
で円柱状陽極４を通過し、円筒状槽本体２の頂部から排
出口６を経て排出されるように構成されている。円柱状
陰極３及び円柱状陽極４にはそれぞれ電極端子（白金製
ワイヤー）７が設けられており、この各電極端子７に電
源（図示省略）から電流が供給される。図２の電解槽１
においては、槽本体２内に、上記陰極３及び陽極４の
他、陰極３と陽極４の間、陰極３の下面（導入口５側の
面）及び陽極４の上面（排出口６側の面）にそれぞれ円
板状セパレーター（ガラス繊維クロス製）８が設けられ
ており、さらに、陰極３の下面のセパレーター８の下、
及び陽極４の上面のセパレーター８の上にそれぞれ、円
板状多孔板（ポリプロピレン製）９を介して円板状フィ
ルター（ポリプロピレン繊維フェルト製）１０が設けら
れている。浄水１１は、貯水槽１２からホース１３を通
してポンプ１４により導入口５を経て電解槽１に供給さ
れ、電解槽１中を通って排出口６から排出され、ホース
１５を通して貯水槽１２に循環する。なお、図２のよう
に陰極及び陽極をそれぞれ１つ配置した場合に限らず、
浄水の導入口から排出口の方向へ電極対を多層に設け
て、浄水が繰り返しポリアニリンに接触するようにして
も良い。

【００３２】本発明における電解槽の第２の実施態様
は、電解槽本体に浄水の導入口を備え、上記槽本体内
に、多孔体からなる筒状芯材を、その芯中空部が上記導
入口と連通するように備え、上記筒状芯材の外周に、ポ
リアニリンを表面に付着させた導電性多孔体からなる筒
状陰極と、筒状セパレーターと、チタン繊維の集合体か
らなる筒状陽極とを配設して筒状電極対を形成し、上記
槽本体に上記筒状電極対から流出する上記浄水の排出口
を備えたものである。すなわち、導入口から芯中空部に
導入された浄水は、筒状芯材の外部へ孔を通って流出
し、次いで筒状芯材の外周を取り巻く筒状電極対を通過
しつゝ該電極対に接触し、最後に電解槽の外部へ排出さ
れるように構成されていることが好ましい。

【００３３】ここで上記筒状芯材の材質としては、絶縁
性で長期間の使用に耐えるものであれば用いることがで
き、具体的にはポリプロピレン、ポリエチレン、超高分
子量ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポ
リアミド、ポリエステル等が挙げられる。またその多孔
度は、浄水の流れを妨げない程度に適宜設定でき、具体
的には３０〜７０％（空隙の体積／芯材の見かけの体積
の比率）程度とすることが好ましい。また、上記筒状電
極対の外周面と電解槽の内周面との間や、導入口から芯
中空部までの間、あるいは筒状電極対の外周面から排出
口までの間等に空隙を設けることができる。これにより
浄水の流れが該空隙を介して行われるためより円滑に循
環する。さらに、排出口の位置は、上記筒状電極対から
流出した浄水を排出できれば特に限定されず、上記筒状
電極対の外周面に沿って槽本体に設けたり、その他の位
置であっても上記空隙を適当に設けることにより浄水を
その位置へ誘導できるため適用可能である。

【００３４】図３は、上記第２の実施態様に係る電解槽
の一例の断面の概略図である。図３の電解槽２１は、円
筒状槽本体（ポリプロピレン製）２２内の中心部に円筒
状多孔体からなる芯材（ポリプロピレン製）２９、その
外周に炭素繊維糸を円筒状に巻いてその表面にポリアニ
リン膜を付着させてなる円筒状陰極２３、その外周に円
筒状セパレーター（ガラス繊維クロス製）２８、その外
周にチタン繊維スライバーを円筒状に巻いてなる円筒状
陽極２４がそれぞれ配設されており、円筒状槽本体２２
の底部に浄水の導入口２５、その上部側面に浄水の排出
口２６が設けられており、浄水が導入口２５から円筒状
多孔体からなる芯材２９の芯中空部の下部に導入され、
該芯中空部を上昇しながら円筒状陰極２３、円筒状セパ
レーター２８、円筒状陽極２４を順次通過して、円筒状
槽本体２２の上部側面の排出口２６から排出されるよう
に構成されている。円筒状陰極２３及び円筒状陽極２４
にはそれぞれ電極端子（白金製ワイヤー）２７が設けら
れており、この各電極端子２７に電源（図示省略）から
電流が供給される。浄水１１は、図２の場合と同様に、
貯水槽１２からホース１３を通してポンプ１４により導
入口２５を経て電解槽２１に供給され、電解槽２１中を
通って排出口２６から排出され、ホース１５を通して貯
水槽１２に循環する。なお、図３のように筒状陰極、筒
状陽極、及び筒状セパレーターをそれぞれ１層づつ配設
した場合に限らず、電極対を同心軸状に多層に設けるこ
とによって浄水が繰り返しポリアニリンに接触するよう
にしても良い。

【００３５】本発明における電解槽の第３の実施態様
は、電解槽本体に浄水の導入口及び排出口を備え、上記
槽本体内に、チタン繊維の集合体からなる薄板状陽極の
両面へ、薄板状セパレーターを介し、表面にポリアニリ
ンを付着させた導電性多孔体からなる薄板状陰極を一体
化した板状電極ユニットを、上記浄水が上記板状電極ユ
ニットの間を蛇行して循環するように隔てて配設したも
のである。なお、上記薄板状の陽極、陰極、及びセパレ
ーターを一体化する方法は、浄水の循環をできるだけ妨
げないように、各々の材料の両側のみを接着剤で張り合
わせる方法、各々の材料を所定の形態にした後、両側の
みに接着剤を注入して、固定する方法などを適宜選択す
れば良い。また、槽本体内に配設する上記板状電極ユニ
ットは１枚でも良いし、複数枚でも良いが、浄水と陰極
をより効率的に接触させるため複数枚を用いることが好
ましい。さらに複数枚の板状電極ユニットは、槽本体内
に平行かつ互い違いに配設することが好ましい。以上の
ような構成にすることにより、電解槽を大型化すること
なく、導入口から排出口までの長距離にわたって浄水を
ポリアニリンと接触させることができる。

【００３６】図４は、上記第３の実施態様に係る電解槽
の一例の断面の概略図である。図４の電解槽３１は、箱
状槽本体（ポリプロピレン製）３２内に、チタン繊維フ
ェルトからなる薄板状陽極３４の両面へ、薄板状セパレ
ーター（多孔性超高分子量ポリエチレン製）３８を介し
て、表面にポリアニリン膜を付着させた炭素繊維クロス
からなる薄板状陰極３３を張り合わせた板状電極ユニッ
トＸが複数枚（Ｘ１〜Ｘｎ）所定間隔を空けて平行に配
設されており、箱状槽本体３２の上部の一方の面に浄水
の導入口３５、その上部の他方の面に浄水の排出口３６
が設けられており、浄水が導入口３５から箱状槽本体３
２の一方の面の上部に導入され、まず箱状槽本体３２の
内壁と板状電極ユニットＸ１の一方の面の間を下降し、
次いで板状電極ユニットＸ１の他方の面と板状電極ユニ
ットＸ２の一方の面の間を上昇し、次いで板状電極ユニ
ットＸ２の他方の面と板状電極ユニットＸ３の一方の面
の間を下降するというように、複数の板状電極ユニット
Ｘの間を複数回上下に蛇行して循環し、最後に箱状槽本
体３２の上部の他方の面の排出口３６から排出されるよ
うに構成されている。各板状電極ユニットＸの陰極３３
及び陽極３４にはそれぞれ電極端子（白金製ワイヤー）
３７が設けられており、この各電極端子３７に電源（図
示省略）から電流が供給される。浄水１１は、図２の場
合と同様に、貯水槽１２からホース１３を通してポンプ
１４により導入口３５を経て電解槽３１に供給され、電
解槽３１中を通って排出口３６から排出され、ホース１
５を通して貯水槽１２に循環する。

【００３７】本発明における電解槽の第４の実施態様
は、電解槽本体に浄水の導入口を備え、上記槽本体内
に、多孔体からなる筒状芯材を、その芯中空部が上記導
入口と連通するように備え、上記筒状芯材の外周に、チ
タン繊維の集合体からなる環状陽極と、環状セパレータ
ーと、表面にポリアニリン膜を付着させた導電性多孔体
からなる環状陰極とを、上記筒状芯材の長手方向に沿っ
て積層させ筒状電極集合体を形成し、上記槽本体に上記
筒状電極集合体から流出する上記浄水の排出口を備えた
ものである。すなわち、導入口から芯中空部に導入され
た浄水は、筒状芯材の外部へ孔を通って流出し、次いで
筒状芯材の外周を取り巻く筒状電極集合体を通過しつゝ
該電極集合体に接触し、最後に電解槽の外部へ排出され
るように構成されていることが好ましい。なお、筒状芯
材の材質や多孔度、電解槽中に空隙を設けること、及び
排出口の位置等については、上述した第２の態様の場合
と同様である。

【００３８】図５は、上記第４の実施態様に係る電解槽
の一例の断面の概略図である。図５の電解槽４１は、円
筒状槽本体（ポリプロピレン製）４２内に、円筒状多孔
体からなる芯材（ポリプロピレン製）４９を芯として、
チタン繊維フェルトからなる環状陽極４４、環状セパレ
ーター（多孔性超高分子量ポリエチレン製）４８、表面
にポリアニリン膜を付着させた炭素繊維クロスからなる
環状陰極４３を交互に複数枚積み重ねて円筒状電極集合
体Ｙが形成されており、電極集合体Ｙの外周と円筒状槽
本体４２の内周の間に円筒状の空隙が設けられており、
円筒状槽本体４２の底部に浄水の導入口４５、その上部
側面に浄水の排出口４６が設けられており、浄水が導入
口４５から円筒状多孔体からなる芯材４９の芯中空部の
下部に導入され、該芯中空部を上昇しながら円筒状電極
集合体Ｙを通過して、電極集合体Ｙの外周と円筒状槽本
体４２の内周の間の円筒状の空隙に流入し、該空隙を上
昇して、円筒状槽本体４２の上部側面の排出口４６から
排出されるように構成されている。環状陰極４３及び環
状陽極４４にはそれぞれ電極端子（白金製ワイヤー）４
７が設けられており、この各電極端子４７に電源（図示
省略）から電流が供給される。浄水１１は、図２の場合
と同様に、貯水槽１２からホース１３を通してポンプ１
４により導入口４５を経て電解槽４１に供給され、電解
槽４１中を通って排出口４６から排出され、ホース１５
を通して貯水槽１２に循環する。

【００３９】本発明における電解槽の第５の実施態様
は、電解槽本体に浄水の導入口を備え、上記槽本体内
に、多孔体からなる筒状芯材を、その芯中空部が上記導
入口と連通するように備え、上記筒状芯材の外周に、チ
タン繊維の集合体からなる陽極と、セパレーターと、表
面にポリアニリン膜を付着させた導電性多孔体からなる
陰極とを積層したものを巻き付けて渦巻状電極ユニット
を形成し、上記槽本体に上記渦巻状電極ユニットから流
出する上記浄水の排出口を備えたものである。すなわ
ち、導入口から芯中空部に導入された浄水は、筒状芯材
の外部へ孔を通って流出し、次いで筒状芯材の外周を取
り巻く渦巻状電極ユニットを通過しつゝ該電極ユニット
に接触し、最後に電解槽の外部へ排出されるように構成
されていることが好ましい。なお、筒状芯材の材質や多
孔度、電解槽中に空隙を設けること、及び排出口の位置
等については、上述した第２の態様の場合と同様であ
る。

【００４０】図６は、上記第５の実施態様に係る電解槽
の一例の断面の概略図である。図６の電解槽５１は、箱
状槽本体（ポリプロピレン製）５２内に、渦巻状電極ユ
ニットＺを備えている。ここで渦巻状電極ユニットＺ
は、図７の平面断面図と、その一部を拡大した図８に示
すように、円筒状多孔体からなる芯材（ポリプロピレン
製）５９を芯として、チタン繊維不織布からなる陽極５
４、合成繊維不織布からなるセパレーター５８、表面に
ポリアニリン膜を付着させた炭素繊維クロスからなる陰
極５３を交互に複数枚積み重ねたものを渦巻状に巻き付
けたものである。そして、箱状槽本体５２内の下部に芯
材５９の芯中空部と連通して空隙が形成され、また電極
ユニットＺの外周と箱状槽本体５２の内面との間から箱
状槽本体５２の上部にかけても空隙が形成されている。
箱状槽本体５２の下部の一方の面に浄水１１の導入口５
５を、その上部の他方の面に浄水１１の排出口５６をそ
れぞれ備えており、浄水１１が導入口５５から箱状槽本
体５２内の下部の空隙を経て円筒状多孔体からなる芯材
５９の芯中空部に導入され、該芯中空部を上昇しながら
渦巻状電極ユニットＺを通過して電極ユニットＺの外周
と箱状槽本体５２の内面との間の空隙に流入し、該空隙
を上昇して、箱状槽本体５２内の上部の空隙を経て、最
後に箱状槽本体５２の上部の他方の面の排出口５６から
排出されるように構成されている。陰極５３及び陽極５
４にはそれぞれ電極端子（白金製ワイヤー）５７が設け
られており、この各電極端子５７に電源（図示省略）か
ら電流が供給される。浄水１１は、図２の場合と同様
に、貯水槽１２からホース１３を通してポンプ１４によ
り導入口５５を経て電解槽５１に供給され、電解槽５１
中を通って排出口５６から排出され、ホース１５を通し
て貯水槽１２に循環する。

【００４１】上記の渦巻状電極ユニットＺを製造するに
際しては、図９の概念図に示すように、例として、表面
にポリアニリン膜を付着させた導電性多孔体からなる陰
極５３、セパレーター５８、チタン繊維の集合体からな
る陽極５４、及びセパレーター５８の順に積み重ねたも
のを一体として、円筒状多孔体からなる芯材５９の周囲
に複数回巻き付けることによって容易に得ることができ
る。しかも渦巻状にすることにより電極ユニットの半径
方向に沿って陽極と陰極の組み合わせが幾層にも形成さ
れるため、高い反応効率を得ることができる。

【００４２】さらに、本発明の製造装置におけるポンプ
は、電解槽で発生させるスーパーオキシド又は過酸化水
素の濃度を高め、かつ所望の濃度を維持するような流速
で貯水槽に循環させることができれば、回転式、往復
式、遠心式、あるいは軸流式を問わず適用できる。

【００４３】また、貯水槽には、図２〜６に示したよう
に、殺菌力を有する水を汲み出すための取り出し口１６
や架台１７等を利用形態に応じて適宜設置することがで
きる。さらに貯水槽内には、スーパーオキシド等を分散
させるための攪拌設備を適宜設けることができる。貯水
槽の容量は、利用形態やポンプの性能等を考慮して決め
られる。

【００４４】以上述べた方法、あるいは装置で得た殺菌
力を有する水を用いて、手や指、食材、食器、調理用器
具、医療用器具等を殺菌洗浄できる。殺菌できる微生物
としては、細菌（バクテリア）、菌、糸状菌（黴）、大
腸菌、酵母、変形菌、単細胞の藻類、原始動物、ウイル
ス等が挙げられる。殺菌洗浄の方法としては、貯水槽か
ら浄水を汲み出して洗浄する方法や、貯水槽に対象物を
直接浸漬して殺菌洗浄する方法等を適宜選択できる。

【００４５】本発明で製造した水は、人体や器具等、対
象物の種類を問わず適用でき、安全である。また、使用
中の煩雑な操作が必要なく、半永久的に使用できる。

【００４６】

【実施例】（実施例１）図２に示すような製造装置を用
いて試験を行った。装置は、電解槽２１、ポンプ１４、
ホース１３、ホース１５、貯水槽１２、貯水槽の架台１
７、及び取り出し口１６から構成されている。電解槽２
１は円筒状槽本体２２内に、直径２．５ｃｍ、長さ５０
ｃｍのポリプロピレン製の円筒状多孔体からなる芯材２
９と、その外周に５００ｇのＰＡＮ系炭素繊維糸を巻い
て表面にポリアニリン膜を電解重合法により炭素繊維重
量の約１．５％付着させてなる円筒状陰極２３と、その
外周に目付３００ｇ／ｍ²のガラスクロスを２重に巻い
た円筒状セパレーター２８と、さらにその外周に切削法
で得た直径０．０５ｍｍのチタン繊維３００本を束とし
たスライバーを３００ｇ巻いてなる円筒状陽極２４とが
それぞれ配設されている。また、直径０．５ｍｍの白金
線からなる電極端子２７が円筒状陰極２３及び円筒状陽
極２４の内部に差し込まれている。浄水１１は、貯水槽
１２からホース１３を通りポンプ１４により電解槽２１
の下部の導入口２５に導入され、円筒状陰極２３、円筒
状セパレーター２８、円筒状陽極２４を順次通過して上
部の排出口２６より排出され、ホース１５を通って貯水
槽１２へ戻され、また再び循環を繰り返すように構成さ
れている。

【００４７】浄水は、蒸留水３０リッターに炭酸ソーダ
１１．７ｇ（０．０３５ｗｔ％）を溶解して調整した。
これを上記循環経路で１０リッター／分の流速で循環さ
せた。電源は、陰極の電圧値が−０．５Ｖ（ｖｓ．ＳＣ
Ｅ）になるよう設定した。通電量は１回の循環（３０リ
ッター／３分の循環）において浄水の１ｃｍ³当たり３
×１０^-4Ｃになるように設定した。４８時間循環させつ
ゝ通電した後、貯水槽１２の浄水１１を取り出し口１６
より採取した。このとき、浄水中の過酸化水素濃度をＢ
ＩＯＴＥＣＨＮＩＫ社製ペレオキサイドテスト法を用い
て測定したところ４３ｐｐｍであった。上記のように採
取した浄水１００ｃｃと、一般細菌の含まれる工場排水
を蒸留水で１００倍に希釈した細菌水１００ｃｃとを混
合し約１分間攪拌した後、静置して、１分後、１０分
後、３０分後、６０分後にそれぞれ１ｃｃづつ採取し、
培養試験を行った。培養試験は、共立理化学研究所社製
一般細菌試験紙を用い、３５℃、２０時間培養後のコロ
ニー数を測定する方法で行った。

【００４８】培養試験の結果を表１に示す。なお、表１
で「ブランク」とは、細菌水１００ｃｃと蒸留水１００
ｃｃを混合したものから１ｃｃ採取し培養試験を行った
ものである。ブランクでは１３５個／ｃｃであったコロ
ニーが、処理した浄水を混合することにより１分後に３
個に減少し、さらに殺菌時間が長い１０分、３０分、６
０分の場合にはコロニーは０個となり完全に殺菌され
た。この結果から、本発明の製造装置で処理した浄水
は、一般細菌を殺菌する効果が認められ、その殺菌時間
は１分で十分であることが分かった。

【００４９】

【表１】

【００５０】（実施例２）図６に示すような製造装置を
用いて試験を行った。装置は、電解槽５１、ポンプ１
４、ホース１３、ホース１５、貯水槽１２、貯水槽の架
台１７、及び取り出し口１６から構成されている。電解
槽５１は、箱状槽本体５２内に、直径３．５ｃｍ、長さ
３０ｃｍのポリプロピレン製の円筒状多孔体からなる芯
材５９を芯として、幅２７ｃｍ、長さ５００ｃｍ、目付
２００ｇ／ｍ²のＰＡＮ系炭素繊維クロスの表面にポリ
アニリン膜を電解重合法により炭素繊維重量の２．０％
付着させてなる陰極５３と、幅２７ｃｍ、長さ５００ｃ
ｍ、目付２５０ｇ／ｍ²、繊維直径０．０４ｍｍのチタ
ン繊維不織布からなる陽極５４と、幅３０ｃｍ、長さ５
５０ｃｍ、目付１５０ｇ／ｍ²のポリプロピレン製不織
布からなるセパレーター５８の２枚とを、交互に計４枚
を積層させたものを巻き付けて渦巻状電極ユニットを構
成している。この渦巻状電極ユニットを横断面で見る
と、図８のように芯から外層に向かってセパレーター５
８／陽極５４／セパレーター５８／陰極５３の順番に多
数積層された構造になっている。また、電解槽本体の平
面断面は図７のようになっている。浄水１１は、貯水槽
１２からホース１３を通りポンプ１４により電解槽５１
の下部の導入口５５から芯部へ導かれ、セパレーター５
８、陽極５４、セパレーター５８、陰極５３の各層を横
切って外層の空隙を流れ、上部排出口５６から貯水槽１
２へ戻され、また再び循環を繰り返すように構成されて
いる。

【００５１】浄水１１は、３０リッターの井戸水を使用
した。これを２０リッター／分の流速で循環させた。電
源は、陰極の電圧が−０．７Ｖ（ｖｓ．ＳＣＥ）になる
ように設定した。通電量は１回の循環（３０リッター／
１．５分の循環）において浄水の１ｃｍ³当たり７．５
×１０^-5Ｃになるように設定した。４８時間処理した
後、貯水槽１２の浄水１１を取り出し口１６より採取し
た。このとき、浄水の過酸化水素濃度をＢＩＯＴＥＣＨ
ＮＩＫ社製ペレオキサイドテスト法を用いて測定したと
ころ５６ｐｐｍであった。上記のように採取した浄水を
１００ｃｃづつ４個に分け、それぞれ５分、３０分、６
０分、２４時間溜め置いて、４種の溜め置き時間のサン
プルを作った。その後、一般細菌の含まれる工場排水を
蒸留水で１００倍に希釈した細菌水１００ｃｃと混合し
約１分間攪拌した後、１ｃｃづつ採取して実施例１と同
様の培養試験を行った。

【００５２】培養試験の結果を表２に示す。なお、表２
で「ブランク」とは、細菌水１００ｃｃと蒸留水１００
ｃｃを混合したものから１ｃｃ採取し培養試験を行った
ものである。ブランクでは２３５個／ｃｃであったコロ
ニーが、溜め置き時間５分のサンプルでは７個、同３０
分では９個、同６０分では１０個、及び同２４時間では
３１個といずれの場合も殺菌効果が認められた。この結
果から、本発明の装置で製造した浄水は、装置の系外に
取り出しても殺菌力が保持できることが分かった。ただ
し溜め置き時間が長いと殺菌力がやや低下する傾向があ
った。

【００５３】

【表２】

【００５４】

【発明の効果】以上本発明により、浄水に殺菌力を付与
することができる。こうして得られた水は、人体や器具
類を問わず殺菌洗浄に利用でき、安全である。また、製
造に要するエネルギーは比較的小さいため、省エネルギ
ー化、低コスト化を実現するものである。

【００５５】また、循環させる流速や、通電量を特定の
値に設定することにより、より効率的に、スーパーオキ
シド等を蓄積させることができる。

【００５６】また本発明においては、陽極にチタン繊維
の集合体を使用することで、電極の構造を種々選択で
き、電極反応を効率化でき、省エネルギー化と低コスト
化を実現するものである。

【００５７】さらにまた、反応に寄与するポリアニリン
は、電流を供給することにより容易に再生することがで
きるので、薬剤の補給等の煩雑な操作が必要なく、半永
久的に使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の殺菌力を有する水の製造方法におけ
るポリアニリンの機能を示す図である。

【図２】本発明の殺菌力を有する水の製造装置の第１
の実施態様に係る電解槽の一例の断面の概略図である。

【図３】本発明の殺菌力を有する水の製造装置の第２
の実施態様に係る電解槽の一例の断面の概略図である。

【図４】本発明の殺菌力を有する水の製造装置の第３
の実施態様に係る電解槽の一例の断面の概略図である。

【図５】本発明の殺菌力を有する水の製造装置の第４
の実施態様に係る電解槽の一例の断面の概略図である。

【図６】本発明の殺菌力を有する水の製造装置の第５
の実施態様に係る電解層の一例の断面の概略図である。

【図７】本発明の殺菌力を有する水の製造装置の第５
の実施態様に係る電解層の一例の平面断面の概略図であ
る。

【図８】図７における部分Ａの拡大図である。

【図９】本発明の殺菌処理装置の第５の実施態様に係
る電解層の一例における渦巻状電極ユニットの製造工程
を示す概念図である。

【符号の説明】

１電解槽２円筒状槽本体３円柱状陰極４円柱状陽極５導入口６排出口７電極端子８円板状セパレーター９円板状多孔板１０円板状フィルター１１浄水１２貯水槽１３ホース１４ポンプ１５ホース１６取り出し口１７貯水槽の架台２１電解槽２２円筒状槽本体２３円筒状陰極２４円筒状陽極２５導入口２６排出口２７電極端子２８円筒状セパレーター２９円筒状多孔体からなる芯材３１電解槽３２箱状槽本体３３薄板状陰極３４薄板状陽極３５導入口３６排出口３７電極端子３８薄板状セパレーター４１電解槽４２円筒状槽本体４３環状陰極４４環状陽極４５導入口４６排出口４７電極端子４８環状セパレーター４９円筒状多孔体からなる芯材５１電解槽５２箱状槽本体５３陰極５４陽極５５導入口５６排出口５７電極端子５８セパレーター５９円筒状多孔体からなる芯材Ａ拡大部分Ｘ板状電極ユニットＹ円筒状電極集合体Ｚ渦巻状電極ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０２Ｆ 1/50 ５６０Ｃ０２Ｆ 1/50 ５６０Ｆ 1/72 1/72 Ｚ // Ａ６１Ｌ 2/18 Ａ６１Ｌ 2/18 Ｆターム(参考） 4C058 AA06 AA12 AA21 BB07 CC01 DD01 DD03 DD07 EE26 JJ06 JJ07 4D050 AA02 AA04 AB06 BB09 BB20 BD04 4D061 DA03 DB01 DB20 EA02 EB04 EB12 EB19 EB31 EB35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面にポリアニリンを付着させた導電性
多孔体からなる陰極と、チタン繊維の集合体からなる陽
極とを備えた電解槽において、浄水中にスーパーオキシ
ド又は過酸化水素を発生させ、上記電解槽と貯水槽との
間で、上記スーパーオキシド又は上記過酸化水素の濃度
を高め、かつ維持するように循環させつゝ通電すること
を特徴とする殺菌力を有する水の製造方法。
【請求項２】毎分少なくとも貯水量の５ｖｏｌ％以上
を循環させつゝ１回の循環で浄水の１ｃｍ³当たり少な
くとも６×１０^-5Ｃ以上を通電する請求項１記載の殺菌
力を有する水の製造方法。
【請求項３】請求項１記載の製造方法に使用する装置
であって、浄水を溜める貯水槽と、表面にポリアニリン
を付着させた導電性多孔体からなる陰極、及びチタン繊
維の集合体からなる陽極を槽本体内に配設した電解槽
と、上記陰極及び上記陽極に電流を与える電源と、上記
電解槽で発生させるスーパーオキシド又は過酸化水素の
濃度を高め、かつ所望の濃度を維持するように上記貯水
槽に循環させるポンプとを具備する殺菌力を有する水の
製造装置。