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JPH06158378A - Electrode for electrolyzing drinking water and manufacture of the same and ionized water forming device - Google Patents

Electrode for electrolyzing drinking water and manufacture of the same and ionized water forming device

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Publication number
JPH06158378A
JPH06158378A JP4341529A JP34152992A JPH06158378A JP H06158378 A JPH06158378 A JP H06158378A JP 4341529 A JP4341529 A JP 4341529A JP 34152992 A JP34152992 A JP 34152992A JP H06158378 A JPH06158378 A JP H06158378A
Authority
JP
Japan
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electrode
water
anode
electrolysis
cathode
Prior art date
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Application number
JP4341529A
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Japanese (ja)
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JP3285978B2 (en
Inventor
Kazumi Takahashi
和美 高橋
Yukio Kawashima
幸雄 川嶋
Katsutoshi Yamamoto
勝敏 山本
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain an electrode for electrolyzing drinking water which has a long life and excels in durability and does not generate much chlorine compounds by providing a covering layer of platinum metal and tantalum oxide contg. Pi and Ta in the specified ratio on an electrically conductive substrate. CONSTITUTION:A covering layer of platinum metal and tantalum oxide and if necessary, iridium oxide contg. 30-99mol% Pi and 1-70mol% Ta and if necessary, <=40mol% Ir expressed in terms of metal is provided on an electrically conductive substrate. The covering layer is formed by applying solution contg. platinum compounds and tantalum compounds and if necessary, iridium compounds to the substrate before giving it heat treatment in an oxidizing atmosphere. Consequently, an electrode for electrolyzing drinking water of long life used in an ionized water forming device for getting alkaline ionized water is obtained. The electrode is used with anodic or cathodic inversion repeated and excels in durability and simultaneously does not generate much chlorine compounds.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、飲料水電解用電極およ
びその製造方法、ならびにこの電極を電解用電極として
用いたイオン水生成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode for electrolyzing drinking water, a method for producing the same, and an ion water producing apparatus using this electrode as an electrode for electrolysis.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、金属チタンを導電性基体として、
その上に白金属族金属やその酸化物の被覆層を設けた金
属電極は種々の電解工業の分野において使用されてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, metallic titanium has been used as a conductive substrate.
A metal electrode provided with a coating layer of a white metal group metal or its oxide thereon is used in various fields of the electrolytic industry.

【0003】しかし、飲料水、特に水道水の殺菌用ある
いはイオン水用として、上記の電極の適用は一部電極を
除いて少ない。水道水の電気分解は以下のような点で重
要な目的がある。つまり、水道水の水源となる河川湖水
は地殻の主成分であるケイ素、ナトリウム、カリウム、
アルミニルム、マグネシウム、鉄等の金属イオンを含有
する。これら金属イオンは数ppm 〜数十ppm の含有量で
あり、生物に好適なミネラル水の源となっている。
However, the above electrodes are rarely used for drinking water, especially for sterilizing tap water or for ionized water, except for some electrodes. Electrolysis of tap water has important purposes as follows. In other words, river lake water, which is the source of tap water, contains silicon, sodium, potassium, which are the main components of the crust,
Contains metal ions such as aluminium, magnesium and iron. These metal ions have a content of a few ppm to a few tens of ppm, and are sources of mineral water suitable for living organisms.

【0004】一方、水道水には上記ミネラル水とは異な
り、濾過のみでは殺菌が不十分であり、しかも万一配水
管が汚染された場合でも安全でなければならないので、
持続性の殺菌力のある塩素が消毒剤として注入されてい
る。この量は、水道法施行規則において、配水管末での
残留塩素量は遊離形では0.1ppm 以上、結合形では
0.4ppm 以上とするよう定められている。しかし、こ
の殺菌力のある塩素は水の味覚を損なうのみならず、発
ガン物質のおそれのあるトリハロメタン等、塩素化合物
を生成するため、できるかぎり塩素を除去することが望
ましい。
On the other hand, tap water, unlike the above-mentioned mineral water, is not sufficiently sterilized by filtration alone and must be safe even if the water pipe should be contaminated.
Sustainable chlorine is injected as a disinfectant. This amount is stipulated in the Enforcement Regulations of the Water Supply Act so that the residual chlorine amount at the end of the distribution pipe is 0.1 ppm or more for the free form and 0.4 ppm or more for the combined form. However, this chlorine having bactericidal activity not only impairs the taste of water but also produces chlorine compounds such as trihalomethane which may be a carcinogen, so it is desirable to remove chlorine as much as possible.

【0005】このため、従来塩素の除去方法として、飲
料前の水道水に脱遊離塩素、脱カルキを行って飲料水の
質的向上をはかる家庭用浄水器が普及しているが、この
家庭用浄水器は活性炭濾過床等を水道水蛇口に取付ける
構成であり、常時湿潤な状態に保持される方法であるか
ら、細菌の温床となる不都合がある。
For this reason, as a conventional chlorine removing method, household water purifiers have been widely used for improving the quality of drinking water by removing free chlorine and decalcifying tap water before drinking. The water purifier has a structure in which an activated carbon filter bed or the like is attached to a tap water faucet, and is a method of keeping a wet state at all times.

【0006】また、別の除去方法として、飲料水を電解
室内に導入し、これを電解したのち取り出したり、その
後製氷したりすることも行われている。さらに、別の方
法として、微孔性隔膜で電解槽(電解室)を画成して、
従来は白金めっきチタンあるいはフェライトからなる陽
極とステンレス鋼からなる陰極とを電解槽中に没し、こ
れら電極に直流電圧を印加する装置が提案されている。
この装置は電極間に直流電界を形成して陰極側にナトリ
ウム、カリウム、カルシウム等の金属イオンを集める一
方、陽極側に塩素イオン、重炭酸イオン等の陰イオンを
集め、陰極側の電解槽中を水の電解で生じた水酸イオ
ン、金属イオンが多く陰イオンの少ないアルカリ性のミ
ネラル(イオン水)とするものである。
As another removing method, drinking water is introduced into the electrolysis chamber, electrolyzed and taken out, and then ice-making is performed. Furthermore, as another method, an electrolytic cell (electrolysis chamber) is defined by a microporous diaphragm,
Conventionally, there has been proposed a device in which an anode made of platinum-plated titanium or ferrite and a cathode made of stainless steel are immersed in an electrolytic cell and a DC voltage is applied to these electrodes.
This device forms a DC electric field between the electrodes to collect metal ions such as sodium, potassium, and calcium on the cathode side, while collecting anions such as chlorine ions and bicarbonate ions on the anode side, and collects them in the electrolytic cell on the cathode side. Is an alkaline mineral (ionized water) containing a large amount of metal ions and a small number of anions, which is generated by electrolysis of water.

【0007】しかしながら、従来のフェライト電極を陽
極として使用して、ミネラル水を作製する場合、製造
上、板状か棒状かに限られ、薄型にならない。またセラ
ミックのため衝撃などに弱い。
However, when mineral water is produced by using a conventional ferrite electrode as an anode, it is limited to a plate shape or a rod shape in terms of manufacturing and does not become thin. Also, because it is ceramic, it is susceptible to shock.

【0008】また、チタン基材上に貴金属あるいは貴金
属酸化物をめっきあるいはコーティングした電極なども
この用途に使用されている。例えばルテニウムとチタン
の酸化物の被覆を施した電極あるいはルテニウムとスズ
の酸化物の被覆を施した電極などが塩素発生用陽極とし
て知られている(特公昭46−21884号、特公昭4
8−3954号公報、特公昭50−11330号公
報)。
Further, an electrode obtained by plating or coating a titanium base material with a noble metal or a noble metal oxide is also used for this purpose. For example, an electrode coated with an oxide of ruthenium and titanium or an electrode coated with an oxide of ruthenium and tin is known as an anode for chlorine generation (Japanese Patent Publication Nos. 46-21884 and 4).
No. 8-3954, Japanese Patent Publication No. 50-11330).

【0009】しかし、ルテニウム系の酸化物電極は酸化
ルテニウムが食品衛生上有害物となるため使用できな
い。また、酸化パラジウム系などの次亜塩素酸発生効率
の高い電極(特公昭55−35473号公報、特公昭5
5−8595号公報)は、アルカリ水等の処理水に次亜
塩素酸がもれこみ、塩素臭がして飲料水として適さな
い。また、従来より使用されている白金めっきチタン電
極あるいは白金コーティングチタン電極は、食品衛生上
安全であり、陽極での次亜塩素酸発生効率は低く、アル
カリ水中に次亜塩素酸のもれこみも少なく適している
が、装置において電解を続けるうちに陰極表面にカルシ
ウムイオンあるいはマグネシウムイオンが水酸化物とし
て付着して装置の性能を阻害するため、陽陰極を切り替
える必要がある。この場合、高電圧下で、陽陰極を切り
替えるため、これらの電極では電極寿命が短い。
However, ruthenium-based oxide electrodes cannot be used because ruthenium oxide is a harmful substance for food hygiene. Further, an electrode having a high efficiency of generating hypochlorous acid such as palladium oxide (Japanese Patent Publication No. 55-35473, Japanese Patent Publication No.
No. 5-8595), hypochlorous acid leaks into treated water such as alkaline water and has a chlorine odor, which is not suitable as drinking water. In addition, the platinum-plated titanium electrode or platinum-coated titanium electrode that has been conventionally used is safe in terms of food hygiene, the efficiency of hypochlorous acid generation at the anode is low, and there is no leakage of hypochlorous acid in alkaline water. Although it is less suitable, it is necessary to switch the anode and cathode because calcium ions or magnesium ions adhere to the surface of the cathode as hydroxides to hinder the performance of the device while electrolysis is continued in the device. In this case, since the anode and cathode are switched under a high voltage, these electrodes have a short electrode life.

【0010】また、これらの電極を陽極として使用し、
酸素発生用電極として用いたとき、電極寿命も短くな
る。特に使用頻度が多くなるにつれ、この問題は顕著に
なる。
Further, using these electrodes as an anode,
When used as an oxygen generating electrode, the electrode life is also shortened. This problem becomes more remarkable as the frequency of use increases.

【0011】また、酸素発生用電極として、酸化イリジ
ウム系ならびに酸化イリジウム−酸化タンタル系(特開
昭63−235493号公報、特開平2−61083号
公報、特開平3−193889号公報、特公昭60−2
1232号公報、特公昭60−2207号公報、特開昭
57−116786号公報、特開昭60−184690
号等)が知られているが、高電圧下での極性逆転の際に
十分な耐食性が得られない。また、商業的にコスト高と
なることが問題である。
Further, as electrodes for oxygen generation, iridium oxide-based and iridium oxide-tantalum oxide-based electrodes (JP-A-63-235493, JP-A-2-61083, JP-A-3-193889, JP-B-60). -2
No. 1232, Japanese Patent Publication No. 60-2207, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-116786, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-184690.
No.) is known, but sufficient corrosion resistance cannot be obtained during polarity reversal under high voltage. Further, there is a problem that the cost becomes commercially high.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の第1の目的
は、アルカリ性イオン水を得るような場合、極間の極性
逆転をくり返しても寿命が長く耐久性に優れた飲料水電
解用電極を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION A first object of the present invention is to provide an electrode for drinking water electrolysis, which has a long life and is excellent in durability even when the polarity reversal between electrodes is repeated when alkaline ionized water is obtained. To provide.

【0013】また、第2の目的は、上記目的に加え、塩
素成分の発生が少ない飲料水電解用電極を提供すること
にある。
A second object of the present invention is to provide an electrode for electrolysis of drinking water which produces less chlorine components in addition to the above objects.

【0014】さらには、上記電極を有利に製造すること
ができる製造方法と上記電極を用いたイオン水生成装置
を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a manufacturing method capable of advantageously manufacturing the above electrode and an ionized water generator using the above electrode.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明者らは優れた耐久
性を有し、長期間にわたって飲料水電解に使用可能な電
極を開発するために種々の研究を重ねた結果、チタンの
ような導電性基体上の白金金属に酸化タンタルを特定割
合添加することにより、電気抵抗を上げずに密着強度が
強くさらに極性逆転後に陽極とした時に基体のチタン酸
化に伴う劣化を抑制しうることを見出し、またさらに酸
化イリジウムを特定割合添加すると耐久性の向上が見ら
れることを見出した。これらの知見に基づいて本発明を
なすに至った。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present inventors have conducted various studies to develop an electrode which has excellent durability and can be used for electrolysis of drinking water over a long period of time. It has been found that by adding a specific proportion of tantalum oxide to platinum metal on a conductive substrate, the adhesion strength is strong without increasing the electric resistance, and further deterioration of the substrate due to titanium oxidation can be suppressed when it is used as an anode after polarity reversal. It was also found that the addition of iridium oxide in a specific ratio improves durability. The present invention has been completed based on these findings.

【0016】すなわち、上記目的は、下記(1)〜(1
0)の構成によって達成される。 (1)導電性基体上に、金属換算で白金30〜99モル
%およびタンタル1〜70モル%を含有する白金金属と
酸化タンタルとの被覆層を設けた飲料水電解用電極。 (2)前記被覆層が、さらに金属換算でイリジウム40
モル%以下を含有する上記(1)の飲料水電解用電極。 (3)飲料水電解用の陽極として用いられる上記(1)
または(2)の飲料水電解用電極。 (4)陽極および陰極の極性を逆転して使用する際の陽
極および/または陰極に用いる上記(1)または(2)
の飲料水電解用電極。 (5)電解室内に隔膜を介して陰極と陽極とを配設して
両極に通電し、陰極側でアルカリ性イオン水を得、陽極
側で酸性水を得る際の陽極として用いられる上記(1)
または(2)の飲料水電解用電極。 (6)電解室内に隔膜を介して陰極と陽極とを配設して
両極に通電し、陰極側でアルカリ性イオン水を得、陽極
側で酸性水を得る際であって、陰極および陽極の極性を
逆転して使用される際の陰極および陽極として用いられ
る上記(1)または(2)の飲料水電解用電極。 (7)導電性基体上に、白金化合物とタンタル化合物と
を含有する溶液を塗布した後、酸化性雰囲気中で熱処理
して、金属換算で白金30〜99モル%およびタンタル
1〜70モル%を含有する白金金属と酸化タンタルとの
被覆層を形成する飲料水電解用電極の製造方法。 (8)導電性基体上に、白金化合物とタンタル化合物と
イリジウム化合物とを含有する溶液を塗布した後、酸化
性雰囲気中で熱処理して、金属換算で白金30〜99モ
ル%、タンタル1〜70モル%およびイリジウム40モ
ル%以下を含有する白金金属と酸化タンタルと酸化イリ
ジウムとの被覆層を形成する飲料水電解用電極の製造方
法。 (9)浄化水入口を有する電解室内に、隔膜を介して2
つ以上の電極を配置して隔室を画成し、それぞれの隔室
に取出口を設け、前記電極間に通電して前記取出口から
アルカリ性イオン水または酸性水を得るイオン水生成装
置において、少なくとも陽極として使用する電極に上記
(1)または(2)の電解用電極を用いるイオン水生成
装置。 (10)前記電極間に極間の極性を逆転して通電し、前
記電極すべてに上記(1)または(2)の電解用電極を
用いるイオン水生成装置。
That is, the above objects are as follows (1) to (1
This is achieved by the configuration of 0). (1) An electrode for drinking water electrolysis, comprising a conductive substrate and a coating layer of platinum metal containing 30 to 99 mol% of platinum and 1 to 70 mol% of tantalum in terms of metal and tantalum oxide. (2) The coating layer further comprises iridium 40 in terms of metal.
The electrode for drinking water electrolysis according to (1) above, containing less than or equal to mol%. (3) The above (1) used as an anode for electrolyzing drinking water
Or the electrode for drinking water electrolysis of (2). (4) The above (1) or (2) used for the anode and / or the cathode when the polarities of the anode and the cathode are reversed and used.
Electrode for drinking water electrolysis. (5) A cathode and an anode are arranged in the electrolysis chamber via a diaphragm, and both electrodes are energized to obtain alkaline ionized water on the cathode side and acidic water on the anode side, which is used as the anode (1).
Or the electrode for drinking water electrolysis of (2). (6) When a cathode and an anode are arranged in the electrolysis chamber through a diaphragm and both electrodes are energized to obtain alkaline ionized water on the cathode side and acidic water on the anode side, the polarities of the cathode and the anode The electrode for drinking water electrolysis according to (1) or (2) above, which is used as a cathode and an anode when used by reversing. (7) After coating a solution containing a platinum compound and a tantalum compound on a conductive substrate, heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere to obtain 30 to 99 mol% of platinum and 1 to 70 mol% of tantalum in terms of metal. A method for producing an electrode for drinking water electrolysis, which comprises forming a coating layer of contained platinum metal and tantalum oxide. (8) After coating a solution containing a platinum compound, a tantalum compound, and an iridium compound on a conductive substrate, heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere to obtain platinum of 30 to 99 mol% and tantalum of 1 to 70 in terms of metal. A method for producing an electrode for drinking water electrolysis, which comprises forming a coating layer of platinum metal, tantalum oxide, and iridium oxide containing mol% and 40 mol% or less of iridium. (9) 2 inside the electrolysis chamber having the purified water inlet through the diaphragm
In one or more electrodes to define a compartment to define a compartment, each compartment is provided with an outlet, in the ionized water generation device for obtaining alkaline ionized water or acidic water from the outlet by energizing between the electrodes, An ionized water producing device using the electrode for electrolysis according to (1) or (2) above at least as an electrode used as an anode. (10) An ionized water generator which uses the electrolysis electrode of (1) or (2) for all of the electrodes, in which the polarities of the electrodes are reversed and electricity is applied between the electrodes.

【0017】[0017]

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
Specific Structure The specific structure of the present invention will be described in detail below.

【0018】本発明の電極に用いられる導電性基体とし
ては、例えばチタン、タンタル、ジルコニウム、ニオブ
などのバルブ金属またはこれらのバルブ金属の中から選
ばれた2種以上の金属の合金が挙げられる。
Examples of the conductive substrate used in the electrode of the present invention include valve metals such as titanium, tantalum, zirconium and niobium, or alloys of two or more metals selected from these valve metals.

【0019】本発明の電極においては、これらの導電性
基体上に白金金属および酸化タンタルからなる被覆層が
設けられている。この層の白金およびタンタルの割合
は、金属換算で白金が99モル%〜30モル%およびタ
ンタルが1モル%〜70モル%の範囲にあることが必要
である。この範囲内においてのみ、良好な結果が得られ
る。タンタルが70モル%をこえると、過電圧の増加を
招き、寿命も短くなる。また、極性逆転での電極寿命が
短くなる。一方、タンタルが、1モル%未満では密着強
度が得られず、基体の酸化を抑制する効果が十分には発
揮されない。また、極性逆転での電極寿命が不十分とな
る。
In the electrode of the present invention, a coating layer made of platinum metal and tantalum oxide is provided on these conductive substrates. The proportions of platinum and tantalum in this layer must be in the range of 99 mol% to 30 mol% platinum and 1 mol% to 70 mol% tantalum in terms of metal. Good results are obtained only within this range. If the tantalum exceeds 70 mol%, the overvoltage is increased and the life is shortened. Moreover, the electrode life is shortened when the polarity is reversed. On the other hand, if tantalum is less than 1 mol%, the adhesion strength is not obtained, and the effect of suppressing the oxidation of the substrate is not sufficiently exerted. In addition, the electrode life due to polarity reversal becomes insufficient.

【0020】所期の効果を十分達成するには、上記被覆
層において白金を金属換算で0.01mg/cm2〜5mg/cm2
の割合となるように施すのが好ましい。0.01mg/cm2
未満となると本発明の実効が得られず、また5mg/cm2
こえると密着強度が低下する。
[0020] To fully achieve the intended effect, 0.01 mg / cm 2 platinum in terms of metal in the coating layer to 5 mg / cm 2
It is preferable to apply it in such a ratio. 0.01 mg / cm 2
If it is less than 5%, the effect of the present invention cannot be obtained, and if it exceeds 5 mg / cm 2 , the adhesion strength is lowered.

【0021】また、本発明では、白金金属、酸化タンタ
ルおよび酸化イリジウムからなる被覆層とする。この層
の白金、タンタルおよびイリジウムの割合は、金属換算
で、白金が99モル%〜30モル%、タンタルが1モル
%〜70モル%、およびイリジウムが40モル%以下、
好ましくは35〜1モル%の範囲にあることが必要であ
る。このように、上記組成に加え、さらに酸化イリジウ
ムを添加することにより、特に、陽極として使用する場
合の電極寿命が延び、極性逆転での電極寿命も十分とな
る。イリジウムを40モル%以下とするのは、イリジウ
ムが40モル%をこえると極性逆転での電極寿命が短か
くなるからである。また、陽極として使用する場合塩素
が発生しやすくなることから飲料用のアルカリ性イオン
水を得るときの使用には適さない。
Further, in the present invention, the coating layer is made of platinum metal, tantalum oxide and iridium oxide. The ratio of platinum, tantalum, and iridium in this layer is, in terms of metal, 99 mol% to 30 mol% of platinum, 1 mol% to 70 mol% of tantalum, and 40 mol% or less of iridium,
It is necessary that it is preferably in the range of 35 to 1 mol%. Thus, by adding iridium oxide in addition to the above composition, the life of the electrode is extended particularly when it is used as an anode, and the life of the electrode in polarity reversal is also sufficient. The reason why the iridium content is 40 mol% or less is that if the iridium content exceeds 40 mol%, the electrode life due to polarity reversal becomes short. Further, when used as an anode, chlorine is likely to be generated, so that it is not suitable for use when obtaining alkaline ionized water for beverages.

【0022】また、被覆層における白金の割合は、前記
した白金金属と酸化タンタルとの被覆層と同様にすれば
よい。
The proportion of platinum in the coating layer may be the same as in the above-mentioned coating layer of platinum metal and tantalum oxide.

【0023】次に、上記水電解用電極の製造方法につい
て説明する。白金金属と酸化タンタルとの被覆層の場合
は、導電性基体上に白金化合物およびタンタル化合物を
含有する溶液を塗布したのち、酸化性雰囲気中で熱処理
して、白金99モル%〜30モル%およびタンタル1モ
ル%〜70モル%を含有する白金金属および酸化タンタ
ルからなる被覆層を設ける。
Next, a method of manufacturing the above-mentioned electrode for water electrolysis will be described. In the case of a coating layer of platinum metal and tantalum oxide, after applying a solution containing a platinum compound and a tantalum compound on a conductive substrate, heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere to obtain 99 mol% to 30 mol% of platinum and A coating layer made of platinum metal containing 1 mol% to 70 mol% of tantalum and tantalum oxide is provided.

【0024】この際、使用する塗布液は、熱分解によっ
て白金金属になる化合物、例えば塩化白金酸(H2 Pt
Cl6 ・6H2 O)、塩化白金などの白金化合物と、熱
分解によって酸化タンタルになる化合物、例えば塩化タ
ンタルのようなハロゲン化タンタルやエトキシタンタル
のようなタンタルアルコキシドなどのタンタル化合物と
を所定の割合で適当な溶媒に溶解することによって調製
することができる。また、酸化性雰囲気中での熱処理は
前記塗布液を導電性基体上に塗布し、乾燥したのち、酸
素の存在下に、好ましくは400〜650℃の範囲の温
度において焼成することによって行われる。この操作は
必要な担持量になるまで複数回繰り返され、本発明の電
極が得られる。
At this time, the coating solution used is a compound that becomes platinum metal by thermal decomposition, such as chloroplatinic acid (H 2 Pt).
Cl 6 .6H 2 O), a platinum compound such as platinum chloride, and a compound that becomes tantalum oxide by thermal decomposition, for example, a tantalum halide such as tantalum chloride or a tantalum compound such as tantalum alkoxide such as ethoxy tantalum are prescribed. It can be prepared by dissolving in a suitable solvent in a ratio. The heat treatment in an oxidizing atmosphere is carried out by applying the coating solution on the conductive substrate, drying, and then firing in the presence of oxygen, preferably at a temperature in the range of 400 to 650 ° C. This operation is repeated a plurality of times until the required loading amount is obtained, and the electrode of the present invention is obtained.

【0025】一方、白金金属と酸化タンタルと酸化イリ
ジウムとの被覆層の場合は、導電性基体上に白金化合
物、タンタル化合物およびイリジウム化合物を含有する
溶液を塗布したのち、酸化性雰囲気中で熱処理して、白
金99モル%〜30モル%、タンタル1モル%〜70モ
ル%、およびイリジウム40モル%以下を含有する白金
金属、酸化タンタルおよび酸化イリジウムからなる被覆
層を設ける。
On the other hand, in the case of a coating layer of platinum metal, tantalum oxide and iridium oxide, a solution containing a platinum compound, a tantalum compound and an iridium compound is applied on a conductive substrate and then heat treated in an oxidizing atmosphere. Then, a coating layer composed of platinum metal containing 99 mol% to 30 mol% of platinum, 1 mol% to 70 mol% of tantalum, and 40 mol% or less of iridium, tantalum oxide, and iridium oxide is provided.

【0026】この際、使用する塗布液は熱分解によって
白金金属になる化合物、例えば塩化白金酸(H2 PtC
6 ・6H2 O)、塩化白金などの白金化合物と、熱分
解によって酸化タンタルになる化合物、例えば塩化タン
タル、タンタルアルコキシドなどのタンタル化合物と熱
分解によって酸化イリジウムになる化合物、例えば塩化
イリジウム酸等のイリジウム化合物とを所定の割合で適
当な溶媒に溶解することによって調製することができ
る。このように調製した塗布液を塗布したのち、酸化性
雰囲気中で熱処理することにより所望の担持量の被覆層
が施される。また、酸化性雰囲気中での熱処理は、この
塗布液を導電性基体上に塗布し乾燥したのち、酸素の存
在下、好ましくは400〜650℃の範囲の温度におい
て焼成することによって行われる。この操作は必要な担
持量に達するまで複数回繰り返される。このようにして
所望の担持量を有する白金−酸化タンタル−酸化イリジ
ウムの被覆層が施され、本発明の電極が得られる。
At this time, the coating solution used is a compound that becomes platinum metal by thermal decomposition, such as chloroplatinic acid (H 2 PtC).
l 6 · 6H 2 O), and platinum compounds such as chloroplatinic, compounds comprising tantalum oxide by thermal decomposition, such as a compound comprising iridium oxide, tantalum chloride, the tantalum compound and the thermal decomposition of tantalum alkoxides such chloroiridic acid It can be prepared by dissolving the iridium compound and the iridium compound in a suitable solvent. After applying the coating solution prepared in this manner, a heat treatment is carried out in an oxidizing atmosphere to form a desired amount of the coating layer. The heat treatment in an oxidizing atmosphere is performed by applying the coating solution on a conductive substrate, drying it, and then firing it in the presence of oxygen, preferably at a temperature in the range of 400 to 650 ° C. This operation is repeated multiple times until the required loading amount is reached. In this way, a platinum-tantalum oxide-iridium oxide coating layer having a desired supporting amount is applied, and the electrode of the present invention is obtained.

【0027】なお、酸化性雰囲気における酸素分圧は一
般に0.05気圧以上とする。
The oxygen partial pressure in the oxidizing atmosphere is generally 0.05 atm or more.

【0028】このように被覆層の形成のための熱処理を
酸化性雰囲気で行うことにより、酸化タンタルや酸化イ
リジウムにおける酸化が十分となり、電極の耐久性が向
上する。これに対し、被覆層を形成するための熱処理を
酸化性雰囲気中で行わない場合には、酸化が不十分にな
り、金属が遊離状態で存在するので電極の耐久性が低下
する。
By thus performing the heat treatment for forming the coating layer in an oxidizing atmosphere, the oxidation of tantalum oxide or iridium oxide is sufficient and the durability of the electrode is improved. On the other hand, when the heat treatment for forming the coating layer is not performed in an oxidizing atmosphere, the oxidation becomes insufficient and the metal exists in a free state, so that the durability of the electrode deteriorates.

【0029】本発明の電解用電極は、飲料水の電解槽な
いし電解室内に陽極として配設される。このとき、酸素
過電圧が低く、寿命が長い。また、塩素の発生も少な
い。特に寿命の点では酸化イリジウムを含有する被覆層
とする方が好ましい。この際、このものを陰極としても
用いることができる。
The electrode for electrolysis of the present invention is provided as an anode in an electrolytic bath or an electrolytic chamber of drinking water. At this time, the oxygen overvoltage is low and the life is long. Also, less chlorine is generated. In particular, from the viewpoint of life, it is preferable to use a coating layer containing iridium oxide. At this time, this can also be used as a cathode.

【0030】本発明の電解用電極は、陰極側でアルカリ
性イオン水を生成して飲料水とするような場合におい
て、適宜極間の極性逆転を行って電解を行うときの陰極
および陽極として用いることが好ましい。このようなア
ルカリ性イオン水の生成の際には、陰極にカルシウムや
マグネシウムが付着して電解効率が低下する。このた
め、陰極と陽極とを逆転して通電することにより、これ
ら付着物の除去を行って、電解効率、すなわち成水効率
の回復を図ることが行われている。本発明の電極は、極
性逆転を繰り返しても寿命が長いので、このような使用
法を採るとき有利である。また、本発明の電極を陽極と
して用いるとき、電解による塩素(すなわち次亜塩素
酸)の発生がほとんどない。従って、陰極側において電
解により得られるアルカリ性イオン水に塩素のもれこみ
がなく、飲料水に適する。なお、極性逆転の頻度が少な
い条件下で、陽極として用いるときは酸化イリジウムを
含有する被覆層とする方が寿命の点で好ましい。
The electrode for electrolysis according to the present invention is used as a cathode and an anode when electrolysis is performed by appropriately reversing the polarities of the electrodes in the case where alkaline ionized water is produced on the cathode side into drinking water. Is preferred. During the production of such alkaline ionized water, calcium or magnesium adheres to the cathode to lower the electrolysis efficiency. For this reason, the cathode and the anode are reversed to energize to remove these deposits to recover the electrolytic efficiency, that is, the water-forming efficiency. The electrode of the present invention has a long life even if polarity reversal is repeated, which is advantageous when such a usage method is adopted. Further, when the electrode of the present invention is used as an anode, chlorine (that is, hypochlorous acid) is hardly generated by electrolysis. Therefore, alkaline ionized water obtained by electrolysis on the cathode side has no chlorine leakage and is suitable for drinking water. It should be noted that, when used as an anode under conditions where the frequency of polarity reversal is low, a coating layer containing iridium oxide is preferable from the viewpoint of life.

【0031】図1には、アルカリ性イオン水を得るため
の電解槽を有するイオン水生成装置(成水器)の一構成
例が示されている。
FIG. 1 shows an example of the configuration of an ionized water generator (water generator) having an electrolytic cell for obtaining alkaline ionized water.

【0032】図1に示すように、成水器1は、水源2か
ら導入した原水W0 の水質に応じてカルシウムを添加す
るカルシウム添加手段11、カルシウムを添加した後の
水を浄化する浄化手段12、浄化水を電解してアルカリ
性イオン水と酸性水とを得る電解槽である電解手段13
を有する。
As shown in FIG. 1, the water generator 1 includes a calcium adding means 11 for adding calcium in accordance with the water quality of the raw water W 0 introduced from the water source 2, and a purifying means for purifying water after adding calcium. 12, electrolysis means 13 which is an electrolyzer for electrolyzing purified water to obtain alkaline ionized water and acidic water
Have.

【0033】カルシウム添加手段11において、カルシ
ウムを添加するのは井戸水等を原水とするときであっ
て、ミネラルとしてのイオンを補給するとともに、アル
カリ性にしやすくするためである。通常、次亜塩素酸が
含有される水道水等ではカルシウム添加はそれほど必要
ではない。カルシウムは、乳酸カルシウム等として添加
する。
The calcium is added in the calcium adding means 11 when the well water or the like is used as the raw water, in order to replenish the ions as minerals and to make it alkaline easily. Usually, calcium addition is not so necessary in tap water containing hypochlorous acid. Calcium is added as calcium lactate or the like.

【0034】浄化手段12は、抗菌活性炭や中空系膜が
配設されており、カルキ臭や赤サビ、雑菌等を除去し、
水を浄化するものである。
The purifying means 12 is provided with an antibacterial activated carbon and a hollow membrane, and removes chlorinated odor, red rust, various bacteria, etc.
It purifies water.

【0035】電解手段13は、槽131内に隔膜Mを介
し陰極31および陽極32が配設されたものであり、入
口131aを介して浄化水を導入して両極31、32に
通電する構成となっている。陰極31および陽極32に
は、本発明の電解用電極が適用される。
The electrolysis means 13 has a cathode 31 and an anode 32 arranged in a tank 131 via a diaphragm M, and has a structure in which purified water is introduced through an inlet 131a to energize both electrodes 31, 32. Has become. The electrode for electrolysis of the present invention is applied to the cathode 31 and the anode 32.

【0036】図1において、カルシウム添加手段11の
上流には、熱水がカルシウム添加手段11に流入するの
を防止する熱水防止弁14が設置されている。また、カ
ルシウム添加手段11の水を抜くための水抜き弁16が
設置されている。さらに、浄化手段12の下流であって
電解手段13の上流には流量センサ17が設置されてお
り、電解手段13に流入する水量が適量となるように制
御している。
In FIG. 1, a hot water prevention valve 14 for preventing hot water from flowing into the calcium adding means 11 is installed upstream of the calcium adding means 11. Further, a water drain valve 16 for draining water of the calcium adding means 11 is installed. Further, a flow rate sensor 17 is installed downstream of the purification means 12 and upstream of the electrolysis means 13, and controls so that the amount of water flowing into the electrolysis means 13 is an appropriate amount.

【0037】また、電解手段13の出口131cの下流
には電磁弁19が設置されている。さらに、もう一方の
出口131bの下流にはこの流路を経由してアルカリ性
イオン水を得るときのpHを設定するpH調整手段18
が配設されている。また、電解手段13には、電解手段
13内の陰極31と陽極32との極性を逆転する切換手
段15が配設されている。
A solenoid valve 19 is installed downstream of the outlet 131c of the electrolyzing means 13. Further, at the downstream of the other outlet 131b, a pH adjusting means 18 for setting the pH when alkaline ionized water is obtained via this flow path 18
Is provided. Further, the electrolysis means 13 is provided with a switching means 15 for reversing the polarities of the cathode 31 and the anode 32 in the electrolysis means 13.

【0038】なお、図1の構成では、pH調整手段18
を介して得られる水W1 がアルカリ性イオン水であり、
電磁弁19を介して得られる水W2 が酸性水である。
In the structure of FIG. 1, the pH adjusting means 18
The water W 1 obtained through is alkaline ionized water,
Water W 2 obtained via the solenoid valve 19 is acidic water.

【0039】図1の構成において、水源2の原水W0
熱水防止弁14を介してカルシウム添加手段11に導入
される(図示矢印f1)。ただし、熱水であるときは熱
水防止弁14の作用により、カルシウム添加手段11へ
の流入は防止され、図示矢印f2の方向に流れる。カル
シウム添加手段11においてカルシウムが添加された水
は浄化手段12に導入される。ここで、得られた浄化水
は流量センサ17を介して、入口131aから電解手段
13の槽131内に導入される。浄化水はここで電解さ
れる。この電解により、隔膜Mによって仕切られ、陰極
31が配設された陰極室ではアルカリ性イオン水W1
得られる。この場合、流量センサ17により最適流量が
選択され、かつpH調整手段18によってアルカリ性イ
オン水W1 のpH値が設定される。このようにして得ら
れたアルカリ性イオン水W1 は出口131bから取り出
され、飲料水等に供せられる。一方、陽極32が配設さ
れた陽極室では酸性水W2 が得られる。これは出口13
1cから電磁弁19を介して取り出され、適宜使用する
か、場合によっては、他の不要な水とともに捨ててもよ
い。このときの酸性水W2 では次亜塩素酸の生成が抑制
されるので、アルカリ性イオン水W1 に塩素分が流入し
て飲料水に適さなくなるのが防止される。
In the configuration of FIG. 1, the raw water W 0 of the water source 2 is introduced into the calcium adding means 11 via the hot water prevention valve 14 (arrow f1 in the figure). However, when the water is hot water, the action of the hot water prevention valve 14 prevents the water from flowing into the calcium adding means 11 and flows in the direction of the arrow f2 in the figure. The water to which calcium has been added by the calcium adding means 11 is introduced into the purifying means 12. Here, the purified water obtained is introduced into the tank 131 of the electrolysis means 13 from the inlet 131a via the flow rate sensor 17. The purified water is electrolyzed here. By this electrolysis, alkaline ionized water W 1 is obtained in the cathode chamber which is partitioned by the diaphragm M and in which the cathode 31 is arranged. In this case, the flow rate sensor 17 selects the optimum flow rate, and the pH adjusting means 18 sets the pH value of the alkaline ionized water W 1 . The alkaline ionized water W 1 thus obtained is taken out from the outlet 131b and used for drinking water or the like. On the other hand, acidic water W 2 is obtained in the anode chamber in which the anode 32 is arranged. This is exit 13
It may be taken out from 1c through the solenoid valve 19 and used appropriately or may be discarded together with other unnecessary water in some cases. Since the generation of hypochlorous acid is suppressed in the acidic water W 2 at this time, it is possible to prevent the chlorine content from flowing into the alkaline ionized water W 1 and making it unsuitable for drinking water.

【0040】なお、隔膜Mは、イオンの移動、液の流通
等が可能なものであって、食品衛生上問題がなく、アル
カリ性イオン水と酸性水の流路形成による分離が可能な
ものであれば特に制限はなく用いることができる。
It should be noted that the diaphragm M is capable of migrating ions, circulating a liquid, etc., has no problem in food hygiene, and can be separated by forming a flow path of alkaline ionized water and acidic water. There is no particular limitation and it can be used.

【0041】このようなものとしてはポリエチレン系、
ポリプロピレン系、ナイロン系等の樹脂膜、イオン交換
膜、セラミックス製の多孔性膜などが挙げられる。
Examples of such materials include polyethylene-based materials,
Examples include polypropylene-based and nylon-based resin membranes, ion exchange membranes, and ceramic porous membranes.

【0042】上記における電解条件は、5〜50V 程度
の電圧を印加し、電流密度0.1〜10A/dm2 程度とな
るようにする。
The electrolysis conditions described above are such that a voltage of about 5 to 50 V is applied and the current density is about 0.1 to 10 A / dm 2 .

【0043】電極31、32は、図1では板状のものを
用いているが、このときの電極間の距離は1〜20mm程
度とし、電解槽容量0.1〜5リットル程度、電解槽へ
の浄化水の流量は0.5〜20リットル/分程度とす
る。
The electrodes 31, 32 used are plate-shaped in FIG. 1, but the distance between the electrodes at this time is about 1 to 20 mm, and the electrolytic cell capacity is about 0.1 to 5 liters. The flow rate of the purified water is about 0.5 to 20 liters / minute.

【0044】このようにして得られるアルカリ性イオン
水のpHは、7〜10程度で、塩素量はCl2 換算で
0.01〜1ppm 程度である。また、アルカリ性イオン
水には、Ca等のミネラル成分が原水の1.2倍以上程
度含有される。
The alkaline ionized water thus obtained has a pH of about 7 to 10 and a chlorine content of about 0.01 to 1 ppm in terms of Cl 2 . Further, the alkaline ionized water contains a mineral component such as Ca about 1.2 times or more that of the raw water.

【0045】一方、酸性水のpHは3〜6程度で、塩素
量はCl2 換算で0.1〜10ppm程度である。
On the other hand, the pH of the acidic water is about 3 to 6 and the chlorine content is about 0.1 to 10 ppm in terms of Cl 2 .

【0046】一般にアルカリ性イオン水は、飲料水とさ
れ、酸性水は化粧水、料理用水、洗浄用水などとされ
る。
Generally, alkaline ionized water is used as drinking water, and acidic water is used as lotion, cooking water, cleaning water and the like.

【0047】上記における原水W0 は、水道水、井戸水
等であってよい。
The raw water W 0 in the above may be tap water, well water, or the like.

【0048】なお、図1の構成では、主としてアルカリ
性イオン水を取り出すことを目的としたが、酸性水を取
り出すことを主目的とする場合は、切換手段15によっ
て電極31、32の極性を逆転し、槽131の出口13
1bから取り出される水が酸性水となるようにする。す
なわち、電極31を陽極、電極32を陰極として電解す
る。
In the structure of FIG. 1, the purpose is to take out mainly the alkaline ionized water, but when the purpose is to take out the acidic water, the switching means 15 reverses the polarities of the electrodes 31, 32. , Outlet 13 of tank 131
The water taken out from 1b is made acidic. That is, electrolysis is performed using the electrode 31 as an anode and the electrode 32 as a cathode.

【0049】また、図1の構成の電極配置において、陰
極31にカルシウム等が付着して電解効率が低下すると
きには電極の極性を逆転して通電すればよい。すなわ
ち、電極31を陽極、電極32を陰極とする。これによ
り電解効率が回復する。
Further, in the electrode arrangement having the configuration of FIG. 1, when calcium or the like adheres to the cathode 31 to lower the electrolysis efficiency, the polarity of the electrode may be reversed to energize. That is, the electrode 31 serves as an anode and the electrode 32 serves as a cathode. This restores the electrolysis efficiency.

【0050】本発明の電極は、このような極性逆転での
使用においても寿命が長い。また、高電圧下の使用にお
いても寿命が長い。
The electrode of the present invention has a long life even when used in such polarity reversal. Further, it has a long life even when used under high voltage.

【0051】図1においては、板状の電極としており、
本発明の電極の形状には特に制限はなく、棒状、柱状、
円筒状等のいずれであってもよい。例えば、図2
(a)、(b)に示すように、ともに円筒状の陰極33
および陽極34を、陽極34を内側に、陰極33を外側
に、同軸的に配置し、この間に円筒状の隔膜M1を配置
する構成とすることも好ましい。
In FIG. 1, a plate-shaped electrode is used.
The shape of the electrode of the present invention is not particularly limited and may be rod-shaped, columnar,
It may be cylindrical or the like. For example, in FIG.
As shown in (a) and (b), both are cylindrical cathodes 33.
It is also preferable that the anode 34 and the cathode 34 are arranged coaxially with the anode 34 inside and the cathode 33 outside, and the cylindrical diaphragm M1 is arranged between them.

【0052】なお、浄化水は入口131aから槽131
内に導入され、出口131bからアルカリ性イオン水
が、出口131cから酸性水が取り出される。
The purified water is supplied from the inlet 131a to the tank 131.
The alkaline ionized water is taken out through the outlet 131b and the acidic water is taken out through the outlet 131c.

【0053】また、電解手段13における電極配置は図
3(a)、(b)に示すものであってもよい。図3
(a)、(b)のものは、図2(a)、(b)のものに
おいて、陽極34の内側にさらに円柱状の陰極35を増
設し、陰極35と陽極34とを仕切る円筒状の隔膜M2
を配置したものである。
The electrode arrangement in the electrolysis means 13 may be that shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). Figure 3
2A and 2B, a cylindrical cathode 35 is additionally provided inside the anode 34 to separate the cathode 35 and the anode 34 from each other in FIGS. 2A and 2B. Diaphragm M2
Is arranged.

【0054】図3において、浄化水は入口131aから
導入され、出口131d、131eからアルカリ性イオ
ン水が、出口131fから酸性水が取り出される。
In FIG. 3, purified water is introduced from the inlet 131a, alkaline ionized water is taken out from the outlets 131d and 131e, and acidic water is taken out from the outlet 131f.

【0055】以上、成水器の電極配置を図示例に従って
説明してきたが、これに限定されるわけではなく、種々
のものであってよい。
Although the electrode arrangement of the water cooler has been described above with reference to the illustrated example, it is not limited to this and may be various.

【0056】[0056]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below by showing specific examples of the present invention.

【0057】実施例1 所定の塩化白金酸(H2 PtCl6 ・6H2 O)および
タンタルエトキシド(Ta(OC255 )をブタノ
ールに溶解して、白金/タンタルの組成比を変化させた
金属換算濃度80g/l の塗布液を調製した。
Example 1 A given chloroplatinic acid (H 2 PtCl 6 .6H 2 O) and tantalum ethoxide (Ta (OC 2 H 5 ) 5 ) were dissolved in butanol to change the platinum / tantalum composition ratio. A coating solution having a metal equivalent concentration of 80 g / l was prepared.

【0058】別に、熱シュウ酸でエッチングしたチタン
基体上に、前記塗布液を刷毛で塗布し、乾燥した後、電
気炉に入れて空気を吹き込みながら550℃で焼き付け
た。この塗布、乾燥、焼き付けの操作を適当な回数所定
の担持量になるまで繰り返して、白金金属と酸化タンタ
ルとの被覆層の電極試料を作成した。これらをサンプル
No. 1〜No. 6とする。
Separately, the above coating solution was applied onto a titanium substrate etched with hot oxalic acid with a brush, dried, and then placed in an electric furnace and baked at 550 ° C. while blowing air. The operations of coating, drying and baking were repeated an appropriate number of times until a predetermined loading amount was reached to prepare an electrode sample of a coating layer of platinum metal and tantalum oxide. Sample these
No. 1 to No. 6

【0059】次に、この作成した電極(サンプルNo. 1
〜No. 6)について、酸素過電圧を測定した。測定方法
は電位走査法により、30℃、1モル/l硫酸水溶液中
で電流密度2A/dm2 における値を求めた。その結果を表
1に示す。
Next, the prepared electrode (Sample No. 1)
~ No. 6), the oxygen overvoltage was measured. As a measuring method, a value at a current density of 2 A / dm 2 was obtained in a 1 mol / l sulfuric acid aqueous solution at 30 ° C. by a potential scanning method. The results are shown in Table 1.

【0060】また、この電極について60℃、1モル/
l硫酸水溶液中で寿命試験を行った。陰極には白金を用
い、電流密度100A/dm2 で、前記サンプルNo. 1〜N
o. 6の電極を陽極として電解を行った。その結果も表
1に示す。
Further, about this electrode, 60 ° C., 1 mol / mol
A life test was performed in a sulfuric acid aqueous solution. Platinum was used as the cathode, the current density was 100 A / dm 2 , and the sample Nos. 1 to N were used.
Electrolysis was performed using the electrode of o.6 as an anode. The results are also shown in Table 1.

【0061】さらにまた、この電極について30℃、標
準水中(炭酸水素ナトリウム(NaHCO3 )21ppm
、塩化カルシウム(CaCl2 )28ppm 、硫酸マグ
ネシウム(MgSO4 )30ppm 、炭酸水素カリウム
(KHCO3 )2.5ppm )で極性逆転を伴う寿命試験
を行った。陽極、陰極共に同種の電極を用い、電流密度
5A/dm2 で、15分間毎に極性を逆転させて電解を行っ
た。その結果を表1に示す。
Furthermore, this electrode was heated at 30 ° C. in standard water (sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ) 21 ppm).
, 28 ppm of calcium chloride (CaCl 2 ), 30 ppm of magnesium sulfate (MgSO 4 ) and 2.5 ppm of potassium hydrogen carbonate (KHCO 3 )) were used to perform a life test with polarity reversal. Electrodes were electrolyzed at the current density of 5 A / dm 2 by reversing the polarity every 15 minutes using the same type of electrode for both the anode and the cathode. The results are shown in Table 1.

【0062】なお、電極寿命は電解可能な時間を示して
おり、表中の基準は以下のとおりである。
The electrode life indicates the time during which electrolysis is possible, and the criteria in the table are as follows.

【0063】 1モル/l硫酸水溶液中 極性逆転 ○;2000時間以上 ○;1500時間以上 △;1000時間超〜2000時間未満 △;500 時間超〜1500時間未満 ×;1000時間以下 ×;500 時間以下Polarity reversal in 1 mol / l sulfuric acid aqueous solution ○; 2000 hours or more ○; 1500 hours or more △; more than 1000 hours to less than 2000 hours △; more than 500 hours to less than 1500 hours ×; 1000 hours or less ×; 500 hours or less

【0064】また、表中のモル数は金属換算量である。The number of moles in the table is the metal equivalent.

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【0066】この結果から明らかなように、本発明の電
極は、比較の電極に比べ、低い酸素過電圧を示し、極性
逆転時にも長い寿命を有する。
As is clear from these results, the electrode of the present invention exhibits a lower oxygen overvoltage and a longer life even when the polarity is reversed, as compared with the comparative electrode.

【0067】実施例2 実施例1と同様に白金金属と酸化タンタルと酸化イリジ
ウムの被覆用の塗布液を、金属換算濃度80g/l の濃度
になるように、塩化白金酸および塩化イリジウム酸とタ
ンタルエトキシド(Ta(OC255 )あるいはタ
ンタルブトキシド(Ta(OC435 )をブタノー
ルに溶解することによって調製した。この塗布液を刷毛
で、熱シュウ酸でエッチングしたチタン基体上に塗布
し、乾燥した後、電気炉に入れて空気を吹き込みなが
ら、550℃で焼き付けた。この塗布、乾燥、焼き付け
の操作を繰り返して白金金属と酸化タンタルと酸化イリ
ジウムとの被覆層の電極試料を作成した。これらをサン
プルNo. 11〜No. 20とする。
Example 2 As in Example 1, the coating liquid for coating platinum metal, tantalum oxide and iridium oxide was treated with chloroplatinic acid and iridium chloride and tantalum so that the concentration was 80 g / l in terms of metal. It was prepared by dissolving ethoxide (Ta (OC 2 H 5 ) 5 ) or tantalum butoxide (Ta (OC 4 H 3 ) 5 ) in butanol. This coating solution was applied with a brush onto a titanium substrate that had been etched with hot oxalic acid, dried, and then placed in an electric furnace and baked at 550 ° C. while blowing air. The coating, drying and baking operations were repeated to prepare an electrode sample of a coating layer of platinum metal, tantalum oxide and iridium oxide. These are designated as sample No. 11 to No. 20.

【0068】次にこの作成した電極について実施例1と
同様に酸素過電圧測定、寿命試験を行い、その結果を表
2に示した。
Next, the oxygen overvoltage was measured and the life test was conducted on the prepared electrode in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

【0069】なお、表中の電極寿命の基準は以下のとお
りである。
The criteria of the electrode life in the table are as follows.

【0070】 1モル/l硫酸水溶液中 極性逆転 ◎;3000時間以上 ○;1500時間以上 ○;2000時間超〜3000時間未満 △;500 時間超〜1500時間未満 △;1000時間超〜2000時間以下 ×;1000時間以下Polarity reversal in 1 mol / l sulfuric acid aqueous solution ◎; 3000 hours or more ○; 1500 hours or more ○; more than 2000 hours to less than 3000 hours △; more than 500 hours to less than 1500 hours △; more than 1000 hours to 2000 hours or less × ; 1000 hours or less

【0071】また、表中のモル数は金属換算量である。The number of moles in the table is the metal equivalent.

【0072】[0072]

【表2】 [Table 2]

【0073】表2より、本発明の電極は酸素過電圧の点
で実用レベルにあり、特に、極性逆転での寿命が比較の
ものに比べ長いことがわかる。
From Table 2, it can be seen that the electrode of the present invention is at a practical level in terms of oxygen overvoltage, and in particular, the life at polarity reversal is longer than that of the comparative one.

【0074】実施例3 実施例1のサンプルNo. 2を陰極、陽極として図1に示
す成水器に適用した。なお、電解槽(電解手段)の構成
は図2に示すものとした。陰極の大きさは内径60mm、
高さ90mm、厚さ0.5mmとし、陽極の高さは内径40
mm、高さ70mm、厚さ0.5mmとした。陰極と陽極との
間隔は3mmとし、陽極に密着してポリプロピレン製の隔
膜を設け、陰極と陽極とを仕切った。槽容量は0.5リ
ットルである。また、陽極室の容量は0.13リットル
である。
Example 3 Sample No. 2 of Example 1 was applied to the water vaporizer shown in FIG. 1 as a cathode and an anode. The structure of the electrolytic cell (electrolysis means) was as shown in FIG. The size of the cathode is 60mm,
Height 90mm, thickness 0.5mm, anode height is 40mm
mm, height 70 mm, and thickness 0.5 mm. The distance between the cathode and the anode was 3 mm, and a polypropylene diaphragm was provided in close contact with the anode to partition the cathode and the anode. The tank volume is 0.5 liter. The capacity of the anode chamber is 0.13 liter.

【0075】上記の成水器を、流量3.5リットル/分
で、電圧30V 、電流密度2A/dm2の電解条件とし、ア
ルカリ性イオン水を得るための1日の運転時間を合計1
時間として6ケ月間使用した。この場合、15分間ずつ
使用するものとし、15分間使用した後、3〜4分電極
の極性を逆転して使用し、陰極の性能の回復を図った。
すなわち、1日あたり図2に示す電極の使用法で合計1
時間、電極の極性を逆転した使用法で合計0.25時間
使用した。
The above-mentioned water conditioner was subjected to electrolysis conditions of a flow rate of 3.5 liters / minute, a voltage of 30 V and a current density of 2 A / dm 2 , and the total operation time per day for obtaining alkaline ionized water was 1
I used it for 6 months. In this case, it was assumed that the cathodes were used for 15 minutes each, and after 15 minutes of use, the polarities of the electrodes were reversed for 3 to 4 minutes to recover the performance of the cathode.
That is, a total of 1 per day by using the electrodes shown in FIG.
It was used for a total of 0.25 hours by reversing the time and the polarity of the electrodes.

【0076】このような6ケ月間の使用中において、pH
9.9、塩素濃度(Cl2 換算)0.1ppm 、カルシウ
ム濃度(Ca換算)20ppm のアルカリ性イオン水が安
定して得られた。この期間におけるpHの変動、塩素濃度
の変動およびカルシウム濃度の変動は、ほとんどなかっ
た。
During such 6 months of use, pH
Alkaline ionized water having a concentration of 9.9, a chlorine concentration (Cl 2 conversion) of 0.1 ppm, and a calcium concentration (Ca conversion of 20 ppm) was stably obtained. There were almost no changes in pH, chlorine concentration and calcium concentration during this period.

【0077】6ケ月の使用中において、陰極の性能回復
を目的とするほかに、適宜、電極の極性を逆転して使用
した。この場合は、pH5.7の酸性水が安定して得られ
た。
In addition to the purpose of recovering the performance of the cathode during 6 months of use, the polarity of the electrode was appropriately reversed and used. In this case, acidic water having a pH of 5.7 was stably obtained.

【0078】上記の成水器において、陰極、陽極を実施
例1のサンプルNo. 5とする他は、上記と同様の操作を
行ったところ、6ケ月使用の段階で電解が不能となっ
た。また、この使用期間中において、徐々に電極の性能
が劣化することも確認された。
In the above-mentioned water-making device, the same operation as above was carried out except that the cathode and the anode were sample No. 5 of Example 1, and electrolysis became impossible at the stage of use for 6 months. It was also confirmed that the electrode performance gradually deteriorates during this period of use.

【0079】実施例4 実施例3の成水器において、陰極、陽極を実施例2のサ
ンプルNo. 13とする他は、実施例3と同様の操作を行
ったところ、6ケ月間、実施例3の本発明のものと同等
に、安定して使用することができた。
Example 4 The same operation as in Example 3 was carried out except that the cathode and anode were changed to Sample No. 13 of Example 2 in the water generator of Example 3, and the operation was conducted for 6 months. It was possible to stably use the same as No. 3 of the present invention.

【0080】[0080]

【発明の効果】本発明の電極は飲料水電解、つまり極性
逆転による電解ならびに高電圧下において、特に極性逆
転後の陽極反応においても十分な耐久性を示し、長期間
の使用が可能である。このように、本発明の電極は飲料
水電解用電極として好適である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The electrode of the present invention exhibits sufficient durability even in drinking water electrolysis, that is, electrolysis by polarity reversal and under high voltage, especially in anodic reaction after polarity reversal, and can be used for a long period of time. Thus, the electrode of the present invention is suitable as an electrode for drinking water electrolysis.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のイオン水生成装置(成水器)の概略構
成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ionized water generator (water generator) of the present invention.

【図2】本発明を適用した電解槽を示し、(a)は縦断
面図、(b)は(a)のA−A線断面図である。
2A and 2B show an electrolytic cell to which the present invention is applied, in which FIG. 2A is a vertical sectional view and FIG. 2B is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】本発明を適用した電解槽を示し、(a)は縦断
面図、(b)は(a)のB−B線断面図である。
3A and 3B show an electrolytic cell to which the present invention is applied, in which FIG. 3A is a vertical sectional view, and FIG. 3B is a sectional view taken along line BB of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 成水器 31〜35 電極 M、M1〜M2 隔膜 1 water condenser 31-35 electrode M, M1-M2 diaphragm

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年11月26日[Submission date] November 26, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0067[Correction target item name] 0067

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0067】実施例2 実施例1と同様に白金金属と酸化タンタルと酸化イリジ
ウムの被覆用の塗布液を、金属換算濃度80g/lの濃
度になるように、塩化白金酸および塩化イリジウム酸と
タンタルエトキシド(Ta(OC)あるいは
タンタルブトキシド(Ta(OC)をブタノ
ールに溶解することによって調製した。この塗布液を刷
毛で、熱シュウ酸でエッチングしたチタン基体上に塗布
し、乾燥した後、電気炉に入れて空気を吹き込みなが
ら、550℃で焼き付けた。この塗布、乾燥、焼き付け
の操作を繰り返して白金金属と酸化タンタルと酸化イリ
ジウムとの被覆層の電極試料を作成した。これらをサン
プルNo.11〜No.20とする。
Example 2 As in Example 1, the coating solution for coating platinum metal, tantalum oxide, and iridium oxide was treated with chloroplatinic acid and iridium acid chloride and tantalum so that the concentration was 80 g / l in terms of metal. It was prepared by dissolving ethoxide (Ta (OC 2 H 5 ) 5 ) or tantalum butoxide (Ta (OC 4 H 9 ) 5 ) in butanol. This coating solution was applied with a brush onto a titanium substrate that had been etched with hot oxalic acid, dried, and then placed in an electric furnace and baked at 550 ° C. while blowing air. The coating, drying and baking operations were repeated to prepare an electrode sample of a coating layer of platinum metal, tantalum oxide and iridium oxide. These are sample No. 11-No. 20.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導電性基体上に、金属換算で白金30〜
99モル%およびタンタル1〜70モル%を含有する白
金金属と酸化タンタルとの被覆層を設けた飲料水電解用
電極。
1. Platinum 30 to 30 in terms of metal on a conductive substrate.
An electrode for drinking water electrolysis provided with a coating layer of platinum metal containing 99 mol% and 1-70 mol% of tantalum and tantalum oxide.
【請求項2】 前記被覆層が、さらに金属換算でイリジ
ウム40モル%以下を含有する請求項1の飲料水電解用
電極。
2. The electrode for drinking water electrolysis according to claim 1, wherein the coating layer further contains 40 mol% or less of iridium in terms of metal.
【請求項3】 飲料水電解用の陽極として用いられる請
求項1または2の飲料水電解用電極。
3. The electrode for electrolyzing drinking water according to claim 1, which is used as an anode for electrolyzing drinking water.
【請求項4】 陽極および陰極の極性を逆転して使用す
る際の陽極および/または陰極に用いる請求項1または
2の飲料水電解用電極。
4. The electrode for drinking water electrolysis according to claim 1, which is used as an anode and / or a cathode when the polarities of the anode and the cathode are reversed and used.
【請求項5】 電解室内に隔膜を介して陰極と陽極とを
配設して両極に通電し、陰極側でアルカリ性イオン水を
得、陽極側で酸性水を得る際の陽極として用いられる請
求項1または2の飲料水電解用電極。
5. A cathode used as an anode when a cathode and an anode are arranged in the electrolysis chamber via a diaphragm and both electrodes are energized to obtain alkaline ionized water on the cathode side and acidic water on the anode side. 1 or 2 electrode for electrolysis of drinking water.
【請求項6】 電解室内に隔膜を介して陰極と陽極とを
配設して両極に通電し、陰極側でアルカリ性イオン水を
得、陽極側で酸性水を得る際であって、陰極および陽極
の極性を逆転して使用される際の陰極および陽極として
用いられる請求項1または2の飲料水電解用電極。
6. When a cathode and an anode are disposed in the electrolysis chamber via a diaphragm and both electrodes are energized to obtain alkaline ionized water on the cathode side and acidic water on the anode side, the cathode and the anode The electrode for drinking water electrolysis according to claim 1 or 2, which is used as a cathode and an anode when the polarity of is reversed.
【請求項7】 導電性基体上に、白金化合物とタンタル
化合物とを含有する溶液を塗布した後、酸化性雰囲気中
で熱処理して、金属換算で白金30〜99モル%および
タンタル1〜70モル%を含有する白金金属と酸化タン
タルとの被覆層を形成する飲料水電解用電極の製造方
法。
7. A conductive substrate is coated with a solution containing a platinum compound and a tantalum compound and then heat-treated in an oxidizing atmosphere to obtain 30 to 99 mol% of platinum and 1 to 70 mol of tantalum in terms of metal. % Of a platinum metal containing tantalum oxide and a method for producing an electrode for drinking water electrolysis, which comprises forming a coating layer of tantalum oxide.
【請求項8】 導電性基体上に、白金化合物とタンタル
化合物とイリジウム化合物とを含有する溶液を塗布した
後、酸化性雰囲気中で熱処理して、金属換算で白金30
〜99モル%、タンタル1〜70モル%およびイリジウ
ム40モル%以下を含有する白金金属と酸化タンタルと
酸化イリジウムとの被覆層を形成する飲料水電解用電極
の製造方法。
8. A conductive substrate is coated with a solution containing a platinum compound, a tantalum compound, and an iridium compound, and then heat-treated in an oxidizing atmosphere to obtain platinum 30 in terms of metal.
A method for producing an electrode for drinking water electrolysis, which comprises forming a coating layer of platinum metal, tantalum oxide, and iridium oxide containing ~ 99 mol%, 1-70 mol% tantalum, and 40 mol% or less of iridium.
【請求項9】 浄化水入口を有する電解室内に、隔膜を
介して2つ以上の電極を配置して隔室を画成し、それぞ
れの隔室に取出口を設け、前記電極間に通電して前記取
出口からアルカリ性イオン水または酸性水を得るイオン
水生成装置において、少なくとも陽極として使用する電
極に請求項1または2の電解用電極を用いるイオン水生
成装置。
9. An electrolysis chamber having a purified water inlet is provided with two or more electrodes via a diaphragm to define the compartments, each compartment is provided with an outlet, and electricity is applied between the electrodes. An ion water producing apparatus for obtaining alkaline ionized water or acidic water from the outlet, wherein the electrode for electrolysis according to claim 1 is used as at least an electrode used as an anode.
【請求項10】 前記電極間に極間の極性を逆転して通
電し、前記電極すべてに請求項1または2の電解用電極
を用いるイオン水生成装置。
10. An ionized water producing apparatus using the electrolysis electrode according to claim 1 or 2 for reversing the polarities of the electrodes so that the electrodes are energized.
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