殺菌水生成裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種殺菌水生成裝置，該裝置實現(xiàn)小型化，且在較高的水平上同時具有較高的殺菌水生成能力，以及使用于生成殺菌水的電極高壽命化。該裝置通過對含有氯離子的水直接電解而在陽極上產(chǎn)生氯氣，氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸的殺菌水，其具有：電極，其設(shè)置在含有氯離子的水通過的電解槽內(nèi)，在由鈦或鈦合金形成的電極基體上設(shè)置有催化劑層；控制機構(gòu)，用于使電極通電而在電解槽內(nèi)生成次氯酸，控制機構(gòu)使電極以7A/dm2～20A/dm2的電流密度通電，并對電極的極性進行陽極和陰極的切換的換極操作，電極的催化劑層至少包含氧化銥、氧化銠及氧化鉭，催化劑層的金屬及/或金屬氧化物的復(fù)合體構(gòu)成，復(fù)合體中白金元素的濃度所占摩爾比在4%以下。
【專利說明】殺菌水生成裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種殺菌水生成裝置，該裝置能夠直接電解含有氯離子(Cf )的水而生成具有高的殺菌性能的電解水，具體為一種對含有氯離子的水直接電解而產(chǎn)生氯氣(Cl2),從而生成次氯酸水的殺菌水生成裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中公知有:含有氯離子的水通過電極直接電解而在陽極處生成氯氣，并通過該氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸，利用該次氯酸的殺菌性，例如在一般家庭的設(shè)備機器上附帶該功能，對手、加濕用水、洗澡水、便器、溫水清洗便座的噴嘴等進行殺菌。上述的電解由于主要使用的是自來水，而自來水中的鈣物質(zhì)會以碳酸鈣(以下稱為“水垢”)的形式附著在陰極表面上，從而存在將狹小的電極間及清洗用的噴嘴堵塞的情況。為了防止上述情況發(fā)生，一般公知的解決方式為:將陰極和陽極的極性定期的切換(換極)以達到去除附著在陰極上的水垢的目的。
[0003]另外，為了在濃度低的食鹽水中能夠取得穩(wěn)定且高效的產(chǎn)生氯氣的特性，一般的，在導(dǎo)電性基體上使用由白金、氧化銥、氧化銠、氧化鉭的復(fù)合體構(gòu)成的電極催化劑層而形成的電極(參照日本發(fā)明專利公開公報特開2009-052069號)。
[0004]專利文獻1:日本發(fā)明專利公開公報特開2009-052069號
[0005]然而，在專利文獻I特開2009-052069號公報中所記載的組成的電極中，為了抑制在朝向清洗噴嘴等的小徑的流路上產(chǎn)生水垢的堵塞而進行頻繁的換極的情況下，會導(dǎo)致電極的使用壽命顯著下降，從而需要提供一種高壽命化的殺菌水生成裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】
·
[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種殺菌水生成裝置，在較高的水平上，不僅可實現(xiàn)裝置小型化，而且殺菌水生成能力得以提高，用于生成殺菌水的電極可高壽命化，尤其是實現(xiàn)在電流密度較高且以高頻率進行換極操作的條件下的電極高壽命化。
[0007]為了達到上述目的，本發(fā)明的殺菌水生成裝置，通過對含有氯離子的水直接電解而在陽極上產(chǎn)生氯氣，通過所述氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸的殺菌水，所述殺菌水生成裝置具有:電極，其設(shè)置在含有氯離子的水通過的電解槽內(nèi)，在由鈦或者鈦合金所形成的電極基體上設(shè)置有催化劑層；控制機構(gòu)，其用于使所述電極通電而在所述電解槽內(nèi)生成次氯酸，所述控制機構(gòu)使所述電極以7A/dm2~20A/dm2的電流密度通電，并對電極的極性進行陽極和陰極的切換的換極操作，所述電極的催化劑層至少由包含氧化銥、氧化銠及氧化鉭的金屬及/或者金屬氧化物的復(fù)合體構(gòu)成，所述復(fù)合體中的白金元素的濃度所占的摩爾比在4%以下。
[0008]在含有白金元素的濃度為特定的濃度以上的電極中，在進行電極切換時白金從催化劑層溶解，隨著白金的溶解加快了催化劑層的劣質(zhì)化，由此，降低了次氯酸的生成能力。如果按照本發(fā)明的構(gòu)成，可通過使電極中的白金元素的含有量為特定量以下，可以延長電極的壽命。所述復(fù)合體中優(yōu)選不含有白金元素。
[0009]另外，優(yōu)選所述控制機構(gòu)對電極的控制為，實行以30秒以內(nèi)的間隔對電極的極性進行陽極和陰極的切換的換極操作。由此，對于換極后的陰極側(cè)的氧化銥周邊處形成為較強的酸性氛圍的問題，能夠通過該簡單的結(jié)構(gòu)進行抑制。以較高的電流密度的狀態(tài)擴大換極的時間間隔，則在陽極側(cè)的氧化銥周邊形成較強的酸性氛圍。因此，通過換極后的陰極側(cè)的電極反應(yīng)，加快了氧化銥的結(jié)合力的下降。在本發(fā)明中，通過在30秒以內(nèi)進行換極操作，能夠抑制酸性氛圍形成，從而抑制換極后的氧化銥的結(jié)合力下降的問題。
[0010]另外，優(yōu)選所述控制機構(gòu)使所述電極以12A/dm2~17A/dm2的電流密度通電。這樣的殺菌水生成裝置具有良好的實用性，不僅能夠充分的保證殺菌性能，而且在小型化、高壽命方面能夠達到良好的平衡。
[0011]另外，優(yōu)選向所述電解槽中供給的含有氯離子的水，為非水循環(huán)的流水式。在陽極側(cè)的氧化銥的周邊形成為強酸性氛圍，當(dāng)在強酸性氛圍的狀態(tài)下由陽極向陰極轉(zhuǎn)換時，一般認(rèn)為氧化銥的價數(shù)減少，導(dǎo)致該氧化銥與催化劑的結(jié)合力顯著下降。通過使電解槽采用流水式，由于將被電解前的接近中性的水向電極供給，能夠抑制在換極后形成為陰極的電極側(cè)的氧化銥周邊形成的強酸性氛圍，以抑制氧化銥與催化劑的結(jié)合力的下降，從而能夠抑制氧化銥從催化劑層脫離。換而言之，在電解槽為水被存儲的水存儲式的情況下，在陰極側(cè)的電極周邊容易產(chǎn)生強酸性氛圍，由此導(dǎo)致電極壽命下降。
[0012]另外，優(yōu)選所述控制機構(gòu)對所述電極的控制為，實行以4~15秒間隔對電極的極性進行陽極和陰極的切換的換極操作。由此，能夠進一步切實地抑制換極后的氧化銥的結(jié)合力下降的問題，可提供具有如下性能的殺菌水生成裝置，即，其具有良好的實用性，不僅能夠保證充分的殺菌性能，而且在小型化、高壽命方面能夠達到良好的平衡。
[0013]發(fā)明的效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明提供的殺菌水生成裝置，在較高的水平上，不僅實現(xiàn)了裝置小型化，而且殺菌水生成能力得以提聞，用·于生成殺菌水的電極也可聞壽命化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為表示電解槽的說明用的示意圖，該電解槽用于本發(fā)明的一個實施方式的具有殺菌水生成裝置的衛(wèi)生清洗裝置；
[0016]圖2為表示圖1中所示電解槽經(jīng)換極后的排水時間和附著在電極板上的碳酸鈣(水垢)的附著量之間的關(guān)系的圖表；
[0017]圖3為表示本發(fā)明的一個實施方式的衛(wèi)生清洗裝置上設(shè)置的水洗大便器的立體圖；
[0018]圖4為表示圖3中所示的衛(wèi)生清洗裝置的殺菌清洗時的流路的系統(tǒng)圖；
[0019]圖5為表示圖3中所示的衛(wèi)生清洗裝置的殺菌清洗中的各要素的動作的說明圖，(A)表示在電解槽的電極板之間外加的電壓的圖表，(B )表示通過控制部測量的電解槽的累積電解時間的圖表，(C)表示在排放流路上流動的水量的圖表，(D)表示在排出流路上流動的水量的圖表；
[0020]圖6為電極板2、4的截面圖的示意圖；
[0021]圖7分別為實施例2及比較實施例2的電極的初期(電解O小時)、電解27小時后、電解82小時后、電解162小時后、電解257小時后、電解377小時后表面的照片；
[0022]圖8為表示通過實施例2及比較實施例2的X射線熒光分析裝置分析的結(jié)果。
[0023]【符號說明】
[0024]I電解槽；2、4電極板；10流路系統(tǒng)；12供水源；14清洗噴嘴；16流路；18排放流路;20分叉部；22排出流路；24控制部;26泵；28清洗閥;30排出閥；32排出機構(gòu)；41鈦基體(電極基體);42催化劑層；100衛(wèi)生清洗裝置；110西式便器；120便器。
【具體實施方式】
[0025]下面參照圖面對本發(fā)明的一個實施方式的具有殺菌水生成裝置的衛(wèi)生清洗裝置進行說明。
[0026]首先，對于本實施方式的衛(wèi)生清洗裝置，本發(fā)明的
【發(fā)明者】針對所發(fā)現(xiàn)的問題進行說明。
[0027]圖1為表示電解槽的說明用的示意圖，該電解槽用于本發(fā)明的一個實施方式的具有殺菌水生成裝置的衛(wèi)生清洗裝置。如該圖所示，電解槽I具有一對的電極板2、4，通過在該電極板2、4之間施加外加電壓，將水電離分解。在圖1 (A)中表示外加電壓的狀態(tài)，在該狀態(tài)中，電極板2形成為陰極，電極板4形成為陽極。 [0028]由于自來水中包含有氯離子(Cf )，通過將自來水電離分解，在陽極側(cè)的電極4處產(chǎn)生氯氣(Cl2)。上述產(chǎn)生的氯氣溶解在水中，生成次氯酸。因此，能夠在電解槽I中生成含有次氯酸的殺菌水。
[0029]另外，此時，在陰極側(cè)的電極板2處，自來水中含有的鈣離子以碳酸鈣(水垢)的形式附著在電極板2上。由于上述中的碳酸鈣附著在電極板2上，導(dǎo)致殺菌水的生成能力下降。
[0030]因此，本實施方式的衛(wèi)生清洗裝置的電解槽1，例如，以殺菌水的累積生成時間達到所規(guī)定的時間等的所規(guī)定的時間點，將圖1 (A)所示的狀態(tài)中的電極板2、4之間的外加電壓反轉(zhuǎn)以形成為圖1 (B)所示的狀態(tài)，也就是換極操作。通過變換為圖1 (B)所示的狀態(tài)的換極的操作，使作為陰極功能的電極板2形成為陽極，使作為陽極功能的電極板4形成為陰極。由此，在由碳酸鈣附著的電極板2上生成酸，通過該酸對碳酸鈣的溶解，能夠?qū)⒏街陔姌O板2上的碳酸鈣剝離。
[0031]本發(fā)明人研究了上述電解槽I中換極后的排水時間與電極上附著的鈣(水垢)的附著量之間的關(guān)系，下面對此進行說明。在研究過程中，基于電極間的外加電壓分別為IOV和5V的狀態(tài)，對換極后的排水時間和鈣(水垢)的附著量之間的關(guān)系進行調(diào)查。
[0032]圖2為表示圖1中所示電解槽經(jīng)換極后的經(jīng)過時間和該經(jīng)過時間后的附著在電極上的水垢的量之間的關(guān)系的圖表。如該圖所示，換極后，經(jīng)過所規(guī)定的時間，由電極剝離的鈣量大幅度的減少。由此可知，在電極上附著的水垢，經(jīng)換極后大部分會發(fā)生脫落。
[0033]另外，如圖2所示，電極上的外加電壓為IOV的情況，與在電極上的外加電壓為5V的情況相比較，換極后在電極上附著的水垢的量大致減少至一半左右。由此可知，施加在電極上的外加電壓越大，換極后，在短時間內(nèi)就會有更大量的水垢剝離。
[0034]根據(jù)上述的結(jié)果，在以下說明的本發(fā)明的一個實施方式的衛(wèi)生清洗裝置中，使電解槽動作而進行殺菌時，換極后，使在所規(guī)定的時間內(nèi)生成的殺菌水由噴嘴的上游排出。以下，對本實施方式的衛(wèi)生清洗裝置進行詳細的說明。
[0035]圖3為表示設(shè)置有本發(fā)明的一個實施方式的衛(wèi)生清洗裝置的水洗大便器的立體圖。如該圖所示，衛(wèi)生清洗裝置100被設(shè)置在水洗式的西式大便器110的便器120上。通過操作控制器，使清洗噴嘴14在便器120內(nèi)進出，通過將清洗水由清洗噴嘴14的頭端向人體局部(臀部等)噴出，能夠?qū)θ梭w局部進行清洗。
[0036]圖4為表示本發(fā)明的一個實施方式的衛(wèi)生清洗裝置的殺菌清洗時的流路系統(tǒng)圖。在該圖中省略與殺菌清洗并不相關(guān)聯(lián)的單元，本實施方式的衛(wèi)生清洗裝置具有公知的用于人體局部清洗的必要的結(jié)構(gòu)。
[0037]如圖4所示，本實施方式中的殺菌清洗時的衛(wèi)生清洗裝置的流路系統(tǒng)10，例如水道管等的供水源12和清洗噴嘴14通過流路16、18連接，在該流路16上設(shè)置有上述的電解槽I。在流路16的電解槽I的下游上設(shè)置有分叉部20，該分叉部20將流路分流為由分叉部20向清洗噴嘴14方向延伸的排放流路18和由分叉部20向下方延伸的排出流路22。[0038]排放流路18，其清洗噴嘴14的出水口的截面積(即，排放流路18的最小流路截面積)小于排出流路22的最小流路截面積。由此，與排放流路18相比較，排出流路22的壓力損失較小。
[0039]排放流路18的分叉部20的下游上，設(shè)置有以與控制部24可通信的方式連接的泵
26。泵26基于控制部24的指令對在排放流路18中的流動水進行加壓。
[0040]在排放流路18的泵26的下游側(cè)上，設(shè)置有以與控制部24可通信的方式連接的清洗閥28。清洗閥28基于控制部24的指令進行開閉，以控制水流入排放流路18。
[0041]在排放流路18的清洗閥28的下游側(cè)上，連接有清洗噴嘴14，通過排放流路18供給的殺菌水由該清洗噴嘴14的排放口噴出。由此，能夠?qū)η逑磭娮?4的主體進行殺菌清洗。
[0042]在排出流路22的分叉部20的下游側(cè)上，設(shè)置有以與控制部24可通信的方式連接的排出閥30。排出閥30基于控制部24的指令進行開閉，以控制水流入排出流路22。由上述的排出流路22及排出閥30構(gòu)成了排出機構(gòu)32。在本實施方式中，設(shè)置有將流路16分流的排出流路22，但并不局限于此，也可只在流路16的下表面上設(shè)置開口。另外，在本實施方式中，在排出流路22上設(shè)置有排出閥30，由此控制水流在排出流路22上的流動，但并不局限于此，使用泵等也能夠控制水流在排出流路22上的流動。
[0043]電解槽I被驅(qū)動時，控制部24計測累計電解時間T，該累計電解時間T為電解槽I進行電解處理的累計時間。另外，在控制部24上預(yù)先設(shè)定用于確定實施換極的時間點的所規(guī)定的累積時間設(shè)定值Trc，當(dāng)累計電解時間T達到該累積時間設(shè)定值Trc時，實施電解槽I的換極操作。因此，通過使累積時間設(shè)定值Trc較短，能夠減少水垢在電極板上的附著量。從水垢的附著量的觀點來看，例如在電極板之間外加電壓為5V的情況下，可使該累積時間設(shè)定值TrcS 60秒左右。
[0044]另外，在控制部24上預(yù)先設(shè)置，在換極后將清洗閥28閉鎖的同時將排出閥30開放的所規(guī)定的排出時間設(shè)定值Tfft5將排出閥30開放的該排出時間設(shè)定值Ttff，如參照圖1說明的那樣，在電極板2、4之間外加較大的電壓時，因在換極后的短時間內(nèi)水垢即可剝離，所以可以將其設(shè)定為較短，在電極板2、4之間外加較小的電壓時，可以將其設(shè)置為較長。
[0045]以下對衛(wèi)生清洗裝置的殺菌清洗中的動作進行說明。[0046]圖5為表示圖3中所示的衛(wèi)生清洗裝置的殺菌清洗中的各要素的動作的說明圖，(A)表示在電解槽I的電極板2、4之間外加電壓的圖表，(B)表示通過控制部24測量的電解槽I的累積電解時間的圖表，(C)表示在排放流路上流動的水量的圖表，(D)表示在排出流路上流動的水量的圖表。圖5中(A)~(D)的圖表所記載的橫軸(時間軸)一致。
[0047]通過控制部24計算測量的累積電解時間沒有達到累積時間設(shè)定值Trc的狀態(tài)下，通過使用者對衛(wèi)生清洗裝置的操作部(未圖示)輸入實施殺菌清洗的指令(即，圖5中的tl、t3)，驅(qū)動電解槽1，同時通過控制部24控制開放清洗閥28、關(guān)閉排出閥30。由此，如圖5中(C)所示，在電解槽I中生成的殺菌水流入排放流路18，繼而由清洗噴嘴14的排放口排出，從而能夠?qū)η逑磭娮?4進行殺菌清洗。然后，在完成對清洗噴嘴14的充分的殺菌清洗后，在t2、t4處完成殺菌清洗操作。在該tl~t2以及t3~t4之間，如圖5中(B)所示，通過控制部24測定的電解槽I的累計電解時間T有所增加。
[0048]在控制部24進行上述的殺菌清洗時，當(dāng)累積電解時間T達到累積時間設(shè)定值Trc(即，圖5中(A)中的t5)時，實施電解槽I的換極操作。與此同時，控制部24在由換極后(t=t5)到排出時間設(shè)定值Tw之間，關(guān)閉清洗閥28，同時打開排出閥30。另外，與此同時，控制部24使排放流路18上設(shè)置的加壓泵26停止工作。
[0049]通過在電解槽I中實施換極操作，如圖5中(A)所示，將施加在電極板2、4上的外加電壓反轉(zhuǎn)。由此，使到目前為止附著在陰極一側(cè)的電極板2上的水垢剝離。對此，由于將清洗閥28關(guān)閉的同時將排出閥30打開，從而使殺菌電解水通過排出流路22向便器的水池排出。由此，由于含有水垢的殺菌水向便器的水池排出，而不流向清洗噴嘴14，從而能夠防止清洗噴嘴14的出水口被水垢堵塞。
[0050]另外，由換極開始經(jīng)排出時間設(shè)定值Tqp后(B卩，t=t6)，控制部24將排出閥30關(guān)閉，同時將清洗閥28打開 ，又使泵26開始動作。由此，再次向清洗噴嘴14中供給殺菌水，從而能夠?qū)η逑磭娮?4進行殺菌清洗。
[0051]由此，根據(jù)本實施方式，由換極之后到經(jīng)過所規(guī)定時間，由于流路16的清洗噴嘴14的上游的殺菌水向便器排出，從而能夠抑制換極后含有由電極剝離的大量的水垢的殺菌水流向清洗噴嘴14，即，能夠抑制清洗噴嘴14的出水口被水垢堵塞。
[0052]由此，可在電解槽I中頻繁的進行換極操作，能夠長期且穩(wěn)定地供給殺菌水。另外，由于具有清洗作用的殺菌水排出到便器中，從而能夠節(jié)約用于清洗便器的清洗水，同時能夠?qū)Ρ闫髯陨砥鸬綒⒕Ч?br> [0053]另外，根據(jù)本實施方式，在排放流路18上設(shè)置有清洗閥28，由于在由換極后到排出時間設(shè)定值Ttff之間，該清洗閥28關(guān)閉，因此能夠切實的防止換極后由電解槽I供給的電解水流入到排放流路18內(nèi)。
[0054]另外，根據(jù)本實施方式，由于排放流路18設(shè)置為朝向上方延伸的結(jié)構(gòu)，與排放流路18相比較排出流路22的壓力損失較小，同時存在于排放流路18內(nèi)的水朝向分叉部20逆流，從而能夠?qū)⒘魅肱欧帕髀?8內(nèi)的水垢排出。
[0055]更有，根據(jù)本實施方式，通過設(shè)置由分叉部20向下方延伸的排出流路22，流向排出流路22的含有水垢的電解水在自身重力的作用下能夠加快其流動，從而能夠抑制含有水垢的殺菌水流入排放流路18。
[0056]在上述的實施方式中，由換極后到排出時間設(shè)定值Ttff之間，通過清洗閥28將與清洗噴嘴14連通的排放流路18關(guān)閉，但是也并不一定必須需要將排放流路18關(guān)閉。如上所述，在本實施方式的衛(wèi)生清洗裝置中，與排放流路18相比較，排出流路22的最小流路截面較大，從而與排放流路18相比較，排出流路22的壓力損失較小。因此，排放流路18也可以不關(guān)閉，在將排出閥30打開時，殺菌水流入到排放流路18和排出流路22中。
[0057]更有，在本實施方式的衛(wèi)生清洗裝置中，由于在排放流路18上設(shè)置有加壓泵26，通過在由換極后到排出時間設(shè)定值Ttff之間，使加壓泵26停止，由此，與排放流路18相比較，排出流路22的壓力損失較小。因此，將排出閥30打開，在排出流路22中，相比較于排放流路18會有大量的殺菌水流入，從而能夠減少流入到排放流路18內(nèi)的含有水垢的殺菌水。
[0058]另外，在上述的實施方式中，通過控制部24進行電解槽I的換極操作的同時關(guān)閉清洗閥28，并打開排出閥30，然而并不局限于此，也可在換極后到所規(guī)定時間內(nèi)，將在電解槽I中生成的殺菌水通過排出機構(gòu)32排出。即，在排出機構(gòu)32與電解槽I分開設(shè)置的情況下，由換極后開始經(jīng)過所規(guī)定的時間后，將清洗閥28關(guān)閉，并將排出閥30打開也可。
[0059]圖6為電極板2、4的截面圖的模式圖。電極板2、4的電極基體41的材質(zhì)，例如可以為鈦或者鈦基合金。鈦合金為以鈦為主體的具有耐腐蝕性的導(dǎo)電用合金。作為電極材料的鈦基合金，例如，一般由T1-Ta-Nb、T1-Pd、T1-Zr、T1-Al等組合物構(gòu)成。這樣的電極材料能夠按照所期望的形狀進行加工，該形狀例如為，板狀、有孔板狀、棒狀、網(wǎng)板狀等，以作為電極基體41使用。
[0060]對如上所述的電極基體41，按照通常的方式，預(yù)先進行前處理。該前處理方法，例如為對磨削材料進行噴射而使其呈機械性的表面粗糙化的噴砂處理方法、使該電極基體41浸潰在草酸、硝酸、硫酸、鹽酸、氫氟酸等酸溶液的流動液或者靜止液中，以使該電極基體的表面溶解的化學(xué)性的蝕刻方法、使電極基體表面在電解質(zhì)溶液中電解氧化，以使基體的表面形成為多孔質(zhì)化的電解氧化處理方法等。另外，也可同時使用上述2種以上的前處理方法?！?br> [0061]經(jīng)前處理后的鈦基體41，通過在大氣中燒結(jié)，可使該基體的表面氧化而形成為TiO2,也可不經(jīng)過燒結(jié)處理而直接進入到下一個工序中。
[0062]而后，鈦基體41的表面由包含有白金、氧化銥、氧化銠及氧化鉭的作為復(fù)合體的催化劑層42覆蓋。這里，所述復(fù)合體中的白金元素的濃度的所占摩爾比在4%以下，優(yōu)選不含有白金元素。另外，催化劑層42也可介于中間層形成在鈦基體41上。通過設(shè)置中間層，雖然存在由于長期使用等而導(dǎo)致催化劑層剝離的問題發(fā)生，但能夠防止基體與電解液的接觸，從而不會由于外加電壓而引起基體的損傷。由于需要使中間層與催化劑層接觸緊密且不阻礙基體與催化劑層之間的電氣傳導(dǎo)性，因此可考慮該中間層由包含有金屬鉭或者金屬鉭合金的金屬、或者氧化鉭或氧化鉭的復(fù)合氧化物構(gòu)成。
[0063]這里使用的白金化合物、銥化合物、銠化合物以及鉭化合物包含，在如下條件下能分別分解轉(zhuǎn)化為白金、氧化銥、氧化銠及氧化鉭的化合物，具體為，白金化合物例如為氯鉬酸、氯化鉬等，尤其是以氯鉬酸為最佳。另外，銥化合物例如為氯銥酸、氯化銥、硝酸銥等，其中以氯銥酸為最佳。又有，銠化合物例如為氯化銠、硝酸銠等，其中以氯化銠為最佳。鉭化合物例如為氯化鉭、乙醇鉭等，其中以乙醇鉭為最佳。
[0064]又有，作為用于對上述的白金化合物、銥化合物、銠化合物以及鉭化合物溶解的溶液進行調(diào)整的溶媒，以低級醇為最佳。例如為甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等，或者為上述的混合物。
[0065]低級醇溶液中的白金化合物、銥化合物、銠化合物以及鉭化合物的合計的濃度，以合計金屬濃度換算，一般為20~200g/L，其中以在40~150g/L的濃度范圍為最佳。如果該金屬濃度低于20g/L，則催化劑的附著效率低下，另外，如果該金屬濃度高于200g/L，會產(chǎn)生催化劑的活性、附著強度、附著量的不均一性等的問題。
[0066]另外，白金化合物、銥化合物、銠化合物以及鉭化合物的相對的使用比例，以金屬換算，優(yōu)選為，白金化合物所占摩爾比在4%以下，銥化合物所占摩爾比為24.6~80%，鉭化合物所占摩爾比為銥化合物所占摩爾比的0.25倍~1.5倍。另外，銠化合物所占摩爾比優(yōu)選為3~30%。當(dāng)白金化合物所占摩爾比為4%以上時，在將電極的極性切換時會使催化劑層的溶解比例增大，從而加快催化劑層的整體的劣質(zhì)化而縮短電極的壽命。優(yōu)選，不含有白金化合物。銥化合物，作為催化劑的功能時，為了使其發(fā)揮催化劑的功能，優(yōu)選所占摩爾比為24.6~80%。另外，一般的，在僅有銥化合物的情況下穩(wěn)定性會較差，且電極壽命會縮短，因此，為了提高穩(wěn)定性優(yōu)選將其與鉭化合物混合。如果以所占摩爾比計算，鉭化合物所占的比例為銥化合物的0.25倍~1.5倍，在這種情況下，能夠得到較好的電極壽命以及較好的發(fā)揮催化劑功能。銠化合物，考慮到在作為陰極處產(chǎn)生氫的催化劑的功能時，會提高氯的產(chǎn)生效率，因此，使該銠化合物所占摩爾比為3~30%，能夠得到較好的電極壽命以及較好的發(fā)揮催化劑功能。
[0067]鈦基體41的表面上涂覆有該溶液的基體，根據(jù)需要，以約20~150°C的范圍內(nèi)的溫度干燥后，在含有氧氣的氣體氛圍中(例如在空氣中)燒結(jié)。該燒結(jié)，例如在電氣爐、煤氣爐、紅外線爐等的適當(dāng)?shù)募訜釥t中進行，一般在約450°C~600°C的范圍內(nèi)進行加熱，其中以約500~550°C范圍內(nèi)的溫度為最佳。加熱時間與應(yīng)該燒結(jié)基體的大小等相對應(yīng)，大致在5~30分鐘之間。通過該燒結(jié)，使該基體的表面能夠附著白金-氧化銥-氧化銠-氧化鉭復(fù)合體。在一次附著操作不能夠附著足量的白金-氧化銥-氧化銠-氧化鉭復(fù)合體的情況下，能夠通過以所期望的次數(shù)反復(fù)進行上述溶液的涂覆-干燥-燒結(jié)的工序來實現(xiàn)。
[0068]此處，“白金-氧化銥-氧化銠-氧化鉭復(fù)合體”為白金、氧化銥、氧化銠和氧化鉭的4種成分相互作用影響的混合或者緊密接觸的狀態(tài)的組合物。白金-氧化銥-氧化銠-氧化鉭復(fù)合體的結(jié)晶的狀態(tài)可以為非結(jié)晶或結(jié)晶狀態(tài)。
[0069]在本發(fā)明的實施例中，舉例說明殺菌水生成裝置應(yīng)用在衛(wèi)生清洗裝置的情況，但并不局限于此，例如也可應(yīng)用在需要清潔的環(huán)境的任意商品中，例如浴室、廚房、醫(yī)療器械及自動售貨機等的可將含有氯離子的水進行電離分解生成殺菌水的環(huán)境中。
實施例
[0070]實施例1及實施例3
[0071]將日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JISl類的鈦板(t0.5mmX20mmX40mm)經(jīng)沖壓加工后作為鈦基體使用。將其浸潰在丙酮中，并進行10分鐘的超聲波清洗脫脂后，實施表面粗糙化處理。
[0072]接下來，對銥濃度調(diào)整為100g/L的氯銥酸的丁醇溶液、鉭濃度調(diào)整為100g/L的乙醇鉭的丁醇溶液、白金濃度調(diào) 整為200g/L的氯鉬酸的丁醇溶液、銠濃度調(diào)整為100g/L的氯化銠的丁醇溶液以Ir-Ta-Pt-Rh的金屬換算的組成比按照下表1所示的摩爾百分比分別稱量，并由丁醇進行稀釋，以使得各金屬成分的金屬換算值的相加合計濃度為重量百分比8%，由此制作形成涂覆液。
[0073]通過移液管量取該溶液120 μ 1，并將其涂覆在該鈦基體上，然后使用鑷子將鈦基體傾斜，在將溶液涂覆擴展到鈦基體的整個表面上后，通過室溫干燥，然后在550°C的大氣中燒結(jié)10分鐘。重復(fù)操作該涂覆-干燥-燒結(jié)工序5次，由此制作成實施例1及實施例3所示的電極。
[0074]實施例2及實施例4~8
[0075]重復(fù)該涂覆-干燥-燒結(jié)工序之操作3次，其他與實施例1及實施例3相同，由此能夠制作成實施例2及實施例4~8所示的電極。
[0076]比較實施例1
[0077]分別稱量上述的丁醇溶液，以使得Ir-Ta-Pt-Rh的金屬換算的組成比為照表1所示的摩爾百分比，這樣制作涂覆液，，其他與實施例1相同，由此能夠制作成比較實施例1的電極。
[0078]比較實施例2~7
[0079]分別稱量上述的丁醇溶液，以使得Ir-Ta-Pt-Rh的金屬換算的組成比為照表1所示的摩爾百分比，這樣制作涂覆液，并且重復(fù)該涂覆-干燥-燒結(jié)工序之操作3次，其他與實施例1相同，由此能夠制作成比較實施例2~7的電極。
[0080]表1
【權(quán)利要求】
1.一種殺菌水生成裝置，其通過對含有氯離子的水直接電解而在陽極上產(chǎn)生氯氣，通過所述氯氣與水反應(yīng)生成次氯酸的殺菌水，其特征在于，所述殺菌水生成裝置具有: 電極，其設(shè)置在含有氯離子的水通過的電解槽內(nèi)，在由鈦或者鈦合金所形成的電極基體上設(shè)置有催化劑層；控制機構(gòu)，其用于使所述電極通電而在所述電解槽內(nèi)生成次氯酸， 所述控制機構(gòu)使所述電極以7A/dm2~20A/dm2的電流密度通電，并對電極的極性進行陽極和陰極的切換的換極操作， 所述電極的催化劑層構(gòu)成為至少包含氧化銥、氧化銠及氧化鉭的金屬及/或者金屬氧化物的復(fù)合體， 所述復(fù)合體中的白金元素的濃度所占的摩爾比在4%以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殺菌水生成裝置，其特征在于， 所述復(fù)合體中不含有所述白金元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殺菌水生成裝置，其特征在于， 所述控制機構(gòu)對電極的控制為，實行以30秒以內(nèi)的間隔對電極的極性進行陽極和陰極的切換的換極操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的殺菌水生成裝置，其特征在于， 所述控制機構(gòu)使所述電極以12A/dm2~17A/dm2的電流密度通電。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的殺菌水生成裝置，其特征在于，` 向所述電解槽中供給的含有氯離子的水，為非水循環(huán)的流水式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1~3中任意一項所述的殺菌水生成裝置，其特征在于， 所述控制機構(gòu)對所述電極的控制為，實行以4~15秒間隔對電極的極性進行陽極和陰極的切換的換極操作。
【文檔編號】C25B1/26GK103866345SQ201310656236
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月7日
【發(fā)明者】佐伯祐二, 龜之谷洋一, 添田博史, 古閑一則, 石川和宏, 德留弘優(yōu), 西山修二, 石井克典 申請人:石福金屬興業(yè)株式會社, Toto株式會社