薄膜電極組件、使用其的電解單元、電解水噴射設備及殺菌方法

2023-05-09 12:03:26 2

專利名稱：薄膜電極組件、使用其的電解單元、電解水噴射設備及殺菌方法
技術領域：
本發明涉及一種噴射用於殺菌、清洗等的電解水所用的薄膜電極
組件、採用該組件的電解單元(electrolytic unit)結構、採用該結構的 電解水噴射設備(電解水噴灑器)及使用這些設備殺菌的方法。
背景技術：
殺菌劑/消毒劑溶液
諸如次氯酸鈉、次氯酸鈣和二氯異氰尿酸鈉的氯化物殺菌劑己經 被廣用地用作大多數環境中的殺菌劑/消毒劑。這些當中殺菌劑，基於 成本和效果的觀點，普遍採用包括次氯酸鈉的次氯酸鹽。但是，為了
獲得在包括臨床領域和食品工業的各種領域中要求的其殺菌/消毒效果 的改進，已進行了許多提議(例如，參見，JP-A-2001-253803 ， JP-A-2001-342496，以及JP-A-2002-145710)。
通常，通過在水中添加原料或通過混合包含各種成分的水溶液來 製備這種合成物。
使用電解水作為替代物
但是，氯化物殺菌劑的大量使用帶來麻煩。例如，在食品材料被 大量地處理的工廠和零售店中，利用具有超過100ppm濃度的次氯酸鈉 溶液進行清洗。但是，該清洗被認為是有問題的，因為它不僅破壞食 品材料的味道，而且引起危害(增加THM)。
主要為了消除那些問題，在農業、食品、臨床及其他領域中，對 於電解水的用途，即，通過電解得到的水，進行了集中的研究。在日本，主要進行電解水或含臭氡水的替代。電能，是一種清潔能源，通 過電極表面上的化學反應，同時調整該反應，可以用來合成氫氣、氧 氣、臭氧、過氧化氫等。眾所周知，在水處理中，特別是陽極上的氧 化反應產生有效的氧化劑(有效的氯氣和過氧化物如臭氧)，以及在
某些情況下，還產生活性物質，如OH基團(Basic Knowledge of Strongly Acidic Electrolytic Watetr， Ohm-sha， Ltd.)。
現在正關注電解水的優異殺菌/消毒活性，以及對於水在臨床活動 中和在家庭中的使用進行研究。正在研究的其使用例子包括患病部分、 切割部分、用於固定的導管的經由皮膚的(percutaneous)開口的殺菌/ 消毒等等，以及諸如廚房用具、嬰兒物品的家庭用具或物品和家具以 及諸如盥洗設備和浴缸的房屋設備的殺菌/消毒。這種電解水通過將水 (將被電解的水)電解而獲得，在溶解時溶質產生離子，例如氯化鈉， 連同用於pH調節的酸一起被選擇性地添加。
電解水的種類
除用作食品添加劑之外，電解水也可用於其他應用。在僅僅包含 水的電解單元中，進行以下陽極反應，以離析釋放出氧氣。
2H20 = 02+4H++4e (1)
但是，在一定的催化劑和電解條件下進行下列反應，以得到臭氧。
3H20 = 03+6H++6e (2)
因此，可以人工合成包含在水中溶解的臭氧的含臭氧水。
在該水包含添加的鹽酸或氯化物離子的情況下，根據公式(3)和 (4)得到次氯酸。
Cr = Cl2+2e (3) C12+H20 = HC1+HC10 (4)
在該水包含硫酸的情況下，進行由公式(5)表示的反應，以得到
過硫酸。
2S042-= S2082-+2e (5) 當存在碳酸根離子時，進行由公式(6)表示的反應，以得到過碳酸。
2C032-= C2 062>2e (6) 通過陰極反應，可以人工合成含氫水，'該含氫水是包含在其中溶 解的過量氫氣的水，鹼離子水等。
2H++2e = H2 (7) 2H20+2e = H2+20H- (8)
此外，可以人工合成過氧化氫等等。
如上所述，除已被允許作為食品添加劑的酸性水之外，可以利用 適當地選擇的電解質，製造包含兩種或多種過氧化物的電解水。
電解水的特點
(參考Characteristics of Water and New application Techniques, 2004， NTS Inc.)
以下三種電解水已被允許作為食品添加劑。
a) 弱鹼性電解次氯酸鹽水(添加劑名稱，電解次氯酸鈉水
20-200ppm; pH>7.5;由0.2-2%含水氯化鈉溶液所得，不使用隔膜)
b) 微酸性電解水(添加劑名稱，微酸性次氯酸水；10-30ppm; pH =5-6.5;由2-6%鹽酸所得，不使用隔膜)
c) 強酸性電解水(添加劑名稱，強酸性次氯酸水；20-60ppm; pH<2.7;由在隔膜型單元中的0.2。/。或更低的含水氯化鈉溶液所得)
那些類型的電解水當中的酸性水具有以下及其他優點。
(1) 因為在酸性條件下較不易於產生THM，所以酸性水在安全方 面是優越的。
(2) 較不易於產生耐藥菌，以及現場管理是容易的。
(3) 該水可以用於與鹼性電解水結合用來處理。
(4) 該水可以像自來水一樣被利用以及不會給手或手指留下氣味。
(5) 僅僅在足量之前使用該水(殺菌時間短)。
在利用次氯酸鈉液的常規處理中，已經允許具有高達200ppm的濃 度的該化學試劑作為食品添加劑。但是，該化學製劑破壞味道和具有 殘留趨勢。相反，那些種類的電解水即使在低濃度也具有高殺菌效果 以及是有益的，儘管其使用需要設備的初期投資。
含臭氧水的特點
次氯酸根的長期使用對這些化學製劑產生抗菌性，以及對其殺菌 效果存在懷疑。另一方面，含臭氧水已經被放在食品添加劑列表上以 及獲得美國(2001)的FDA (食品與藥物管理局)的批准，用作食物 貯藏/生產步驟中的殺菌劑。含臭氧水已經進入許多實際使用，用於食 品工廠中的殺菌和食品本身的殺菌。最近，主要關注在諸如皮膚學、 眼科學以及牙科學的臨床領域中含臭氧水與迄今為止使用的殺菌水的
效果相等或更優，以及在減小施加於活體的負擔方面是有效的。 含臭氧水具有下列及其他優點。
(1)臭氧(OH基團)的殺菌效果基於細胞壁的氧化損壞，以及 該雜亂的活性被認為不產生耐藥菌。
(2)臭氧不具有殘留趨勢。
當根據需要，含臭氧水與具有殘留趨勢的氧化劑(例如，次氯酸 鹽、過硫酸鹽或過碳酸鹽)結合使用時，更有效的殺菌處理是可能的。
用於製造含臭氧水的常規工藝
含臭氧水通常利用放電型臭氧氣體發生器來製造。具有幾ppm濃
度的含臭氧水可以容易地通過該工藝來製造，以及被用於水淨化處理 和食品清結的領域。但是，該設備不合適用作具有優異的瞬間響應特 性和產生高濃度含臭氧水的便利含臭氧水製造設備，因為以下原因。
(1) 含臭氧水製造需要兩個步驟，目卩，首先產生作為氣體的臭氧， 然後在水中溶解該氣體。
(2) 含臭氧水具有低於由電解工藝製造的濃度，該電解工藝之後
將進行描述，因此，應該通過高壓注射到水中並溶解在其中來製造該 水。
(3) 用於臭氧產生的電源具有高電壓和高頻率，使之難以獲得尺
寸減小。
(4) 在基於放電的含臭氧水製造設備中，臭氧氣體發生能力變穩
定需要一定的時間(幾分鐘的等待時間)，瞬時製備具有一定濃度的 含臭氧水是困難的。
電解臭氧製造工藝
在電能消耗率方面電解工藝不如放電工藝。但是，電解工藝的特 點在於可以容易地獲得高濃度臭氧氣體和含臭氧水。因此電解工藝通 常被用於特殊領域，如電子部件的清洗。由於因為該工藝的原理採用直流電低壓電源，該設備在瞬間響應特性和安全性方面是優異的，以 及期望被用作小型臭氧氣體發生器或小型含臭氧水製造設備。根據應 用，驅動模式可以選自電池驅動、功率-發生器驅動以及AC-DC轉換驅 動。
為了有效地產生臭氧氣體，選擇適當的催化劑和電解質是必不可 少的。已知的電極材料包括諸如鉑的貴金屬、CC-二氧化鉛、P-二氧化鉛、 注入有碳氟化合物的玻璃碳以及金剛石。作為電解質，使用由包含硫 酸、磷酸、氟化基團等的水溶液製成。但是，這些電解質具有較差的 操作性能，且不被廣泛應用。在這方面採用固相聚合物電解質作為隔 膜和其中純水被用作原材料的水電解單元容易管理，以及被普遍採用[J.
Electrochem. Soc., 132,367 ( 1985)]。當使用已被用作催化劑的二氧化 鉛時，獲得具有高達12%重量或更多的臭氧氣體。
在稱作直接合成系統的系統中，位於電極周圍的溶液被促使以足 夠的速度流動，由此在氣化之前取得作為含臭氧水的臭氧 (JP-A-8-134677)。此外，在除純水以外的原水(raw water)被提供 給電解系統的情況下，貴金屬電極催化劑本身的活性受水質量影響。 因此應該關心諸如壽命和效率波動的電解性能的事實。JP-A-9-268395 公開了使用導電金剛石作為用於製造功能水(包含臭氧)的電極。
小型設備的研製
為了更容易地在臨床活體中或家庭中進行殺菌/消毒等，已經提出 了可攜式小型電解水噴霧器(參見參考文獻1至3)。這種小型設備可 以被廣泛地用於家庭中的室內設備、水相關設備、餐具、衣服等等的 除臭、殺菌或漂白，或用於商業目的，或用於例如手或手指的人體的 殺菌或消毒等。 JP-A-2000-79393 [參考文獻2] JP-A-2000-197889 JP-A-2001-276826
除那些文獻之外，以下文獻是已知的JP-A-2004-129954 (具有產 生電解所需電源的裝置的設備)；JP-A-2004-130263 (其中活塞的容量 與單元汽缸部件的體積、截面積等等的比例是特定值的設備)； JP-A-2004-130264 (其中使用包括pH調節器、表面活性劑、氯化物以及 水的電解用原水來獲得具有3-8.5的pH的電解水的設備)； JP-A-2004-130265 (在泡沫態中使用根據JP-A-2004-130264的電解水)； JP-A-2004-130266 (施加到電極的電壓方向被交替地改變)； JP-A-2004-148108 (施加到電極的電壓可被改變);JP-A-2004-148109
(在抽吸通道中具有電極的設備)；JP-A-2003-93479 ， JP-A-2003-266073，以及JP-A-2002-346564 (在噴霧部件中具有圓柱形 電極的分開型)；以及JP-A-2001-47048 (防止不噴霧時被阻塞並裝備 有電機的槍型)。
迄今為止提出的小型電解噴霧器的電解單元具有以下問題。
(1) 當使用純水、井水或自來水作為原材料時，該溶液具有髙電 阻，因此，電解效率是低的。
(2) 儘管通常添加電解質以得到導電性，但是電極被布置為互相 接近，以便減小單元(cell)電壓。因此，單元結構是複雜的。
(3) 在某些應用中，應該避免電解質添加。
(4) 雖然離子交換膜等的使用提高了離子導電率且這些預計增加 反應效率，但是將該膜等與電極連接是困難的。
(5) 該膜通常是無孔隙的，以及通常與便於電解液的饋送和產品 的去除的多孔電極結合使用。因此電極的形狀是複雜的。(6) 儘管具有離子交換能力的顆粒可以被包封在電極之間的空間 中，但是該結構對於組件和結構有許多限制。
(7) 纖維狀網形的多孔材料也可以被使用。但是，該材料具有處 理困難和可利用性差的缺點。
(8) 在許多噴射設備中，導管和部件是圓柱形的，且因此，該電
極優選以適合於此的形狀，即，以杆或柱體的形式。因此希望一種採 用具有這種形狀的電極組合的設備。
假定如果那些問題被克服，那麼電解噴霧器的使用範圍擴大。 例如，參考文獻1在其給出的圖2中公開，包括互相平行布置的扁
平狀陽極41和扁平狀陰極42的實施例。但是該實施例具有以下缺點。 電極本身的固定是困難的。因為該實施例不包括隔膜，緊密地布置該 兩個電極是困難的，以及這往往需要較高的電壓。此外，流速調整是 困難的。

發明內容
本發明的目的是提供一種薄膜電極(membrane-electrode)組件， 利用該薄膜電極組件可以消除那些問題中的許多問題，以及該薄膜電 極組件可以被容易地製造，以及帶來高性能。本發明的另一目的是提 供一種採用該組件的電解單元和電解水噴射設備，以及一種殺菌方法。 本發明的電解水噴射設備電解作為原材料的水溶液，以及可以從該設 備立即噴射由此得到的電解水並使用。
為了檢查該問題，本發明人進行殷切的研究。結果發現，通過下 列薄膜電極組件、電解單元、電解水噴射設備以及利用電解水的殺菌 方法可以實現上述目的。利用該發現，完成本發明。
本發明主要涉及以下幾項
1. 一種薄膜電極組件，包括具有棒形形狀或圓柱形形狀的第一 電極；覆蓋第一電極外圍的條形隔膜；以及布置在該條形隔膜表面上 的第二電極。
2. 項1的薄膜電極組件，其中該條形隔膜覆蓋第一電極的外圍，以 便在該部分隔膜之間形成空間。
3. 項1或2的薄膜電極組件，其中該條形隔膜螺旋地覆蓋第一電極 的外圍。
4. 一種電解單元，包括 一種薄膜電極組件，包括具有棒形形 狀或圓柱形形狀的第一電極；覆蓋該第一電極外圍的條形隔膜；以及 布置在該條形隔膜表面上的第二電極；管子(tube)，該薄膜電極組件 被固定在該管子中；以及連接到該管子中的第一電極和第二電極的至 少一個的供電端。
5. —種電解水噴射設備，包括包含原水的容器；根據項4的電解 單元；噴射通過利用該電解單元電解原水製備的電解水的頭部(head)。
6. —種利用電解水殺菌的方法，該方法包括利用薄膜電極組件 電解原水，該薄膜電極組件包括具有棒形形狀或圓柱形形狀的第一 電極；覆蓋該第一電極外圍的條形隔膜；以及布置在該條形隔膜表面 上以產生電解水的第二電極；以及將電解水噴射到要殺菌的物質上。
下面將詳細說明本發明。
本發明的薄膜電極組件包括棒形或圓柱形電極(下面稱為棒電極 (rod electrode))，覆蓋該電極的外圍的條形隔膜，以及布置在該隔 膜表面上的反電極。其上布置反電極的隔膜表面是面對棒電極的表面 的後側表面。在該薄膜電極組件中，棒電極、隔膜和反電極被結合在 一起。因此，所製造的組件易於被處理。該組件可以通過簡單的操作 來製造，例如，通過圍繞該棒電極螺旋地纏繞條形隔膜和反電極，或 通過用條形隔膜和反電極覆蓋該棒電極。本發明中的措詞"螺旋地" 是用於其中在棒電極的外圍上連續地和傾斜地布置隔膜和反電極的布 置的通用措詞。
在製造該薄膜電極組件中，棒電極的外圍覆有條形隔膜，以及在
該隔膜的表面上布置反電極。優選地，該條形隔膜被布置為使得用隔
膜螺旋地覆蓋棒電極的外圍。在螺旋覆蓋的情況下，在垂直方向上毗
連的部分條形隔膜可以互相重疊。另外，在垂直方向上毗連的部分條 形隔膜可以被布置為在這些隔膜之間留下間隙。該組件包括一個隔膜
是合符需要的。但是，隔膜的數目不局限於一個，可以水平地布置兩 個或多個環形隔膜，以覆蓋棒電極的外圍，同時在這些隔膜之間留下 間隙。
即使當圍繞棒電極纏繞普通薄片形隔膜時，不能平滑地進行用薄 片覆蓋棒電極，以及所得薄膜電極組件的密閉性是不足的。相反，根 據本發明，由於採用條形隔膜並布置在該棒電極的周圍，獲得具有高 密閉性的薄膜電極組件。
該反電極可以是線形反電極以及圍繞該隔膜纏繞。另外，可以通 過電鍍在該隔膜表面上形成反電極，或可以用薄箔形式，並布置在隔 膜表面上。在纏繞線形反電極的情況下，優選纏繞反電極，以便它與 隔膜的形狀一致。即，優選當隔膜是螺旋體時該反電極被螺旋地纏繞， 以及當布置環形隔膜時被纏繞在環形布置中。
該薄膜電極組件包含已同另一部件結合的隔膜。因此，通過僅僅 將這些組件照原樣引入任意希望的電解單元或電解設備中，可以在該
電解單元等等中安裝被該隔膜分開的棒電極和反電極。此外，由於兩 個電極通過該隔膜互相緊密接觸，不必在用於電解的原水中溶解電解 質以便給予其導電性。此外，兩個電極之間的電壓降幾乎是零，以及 可以以低成本進行電解。
該薄膜電極組件可用來構成電解單元，該電解單元包括薄膜電極 組件、其中固定該組件的管子以及連接到該管子中的棒電極和/或反電
極的一個或兩個供電端。
在該電解單元中，原水通過管子並接觸棒電極和反電極，由此制 造含臭氧水、酸性水、鹼性水等(下面稱為電解水)的任何一種。由
此製造的電解水可用於各種應用；臭氧、基團等的適合濃度隨應用而 變化。臭氧的濃度等取決於每單位時間流過管子的原水量。因此，通 過調整管子中的棒電極的直徑，可以調整原水流動的截面面積。由此， 可以製造具有適合於各種應用的每一種的濃度的電解水。
當在包括容器和頭部的電解水噴射設備中安裝該電解單元時，那 麼該原水與電解單元中的棒電極和反電極接觸並被電解，其中該容器 包含在其中存儲的原水，以及該原水被抽吸並通過該管子。結果，以 高濃度有效地合成諸如臭氧的活性物質，以得到具有殺菌/漂白能力的 電解水。選擇性地利用電源協助如泵，該電解水通過頭部的噴嘴以霧 化或液態被排出外面。
本發明的方法和本發明的電解水噴射設備可以被廣泛地用於家庭 中的室內設備、水相關設備、餐具、衣服等等的除臭、殺菌或漂白， 或用於人體例如手或手指等的殺菌或消毒。從上面給出的說明可以明 顯看出，本發明的殺菌方法中的措詞"殺菌"意味著除殺菌之外的諸 如除臭、漂白和消毒的動作的任何一種。
在本發明中，通過調整條件可以得到如下的高活性電解水。(1) 鹼性電解水(包含取決於電解質選擇的兩種或多種過氧化物； 硫酸鹽；碳酸鹽等的電解水，除氯化物之外)
(2) 酸性電解水(包含取決於電解質選擇的兩種或多種過氧化物； 硫酸鹽；碳酸鹽等等的電解水，除氯化物之外)
(3) 高濃度含臭氧水(沒有殘留趨勢，具有次氯酸系的殺菌活性 的至少10倍殺菌活性，以及還具有漂白效果；取決於共存物質，延長 臭氧半衰期，導致提高的效果保持時間)
(4) 新穎的合成物電解水(通過添加用於提高殺菌能力的用於pH 調整的有機酸/表面活性劑，或通過添加用於例如提高殺菌能力或清爽 感覺的乙醇等等，產生新的殺菌效果)
包括棒電極、覆蓋電極外圍的條形隔膜以及布置在該隔膜表面上 的反電極的本發明的薄膜電極組件是其中該隔膜己經同兩個電極結合 的組件。因此該組件容易處理，以及可以容易地安裝在各種電解水制 造設備中。
當該組件被安裝在管子中時，通過調整棒電極的直徑，在將獲得 的電解水中電解地得到的物質的濃度可以被調整為期望值。
通過噴射或噴霧該所得電解水到將被處理的物質或將被處理的物 質上，可以利用以希望濃度包含的電解地得到的物質來殺菌。


圖l是說明本發明電解水噴霧器的第一實施例的圖解垂直剖面圖。 圖2是說明不同於圖1所示的薄膜電極組件的部分薄膜電極組件實
施例的放大視圖。
圖3是說明本發明電解水噴霧器的另一實施例的圖解垂直剖面圖。 圖4是說明不同於圖2所示的薄膜電極組件的部分薄膜電極組件實
施例的放大視圖。
圖5是說明連接到吸管的電解單元的視圖。
圖6A和圖6B分別是說明棒電極的結構例子和到饋送器元件的其
連接例子的視圖。
圖7是說明不同於圖2和4所示的薄膜電極組件的部分薄膜電極組 件實施例的放大視圖。
圖8是說明薄膜電極組件的再一實施例的示意圖。 圖9是說明參考例1中使用的電解水噴霧器的圖解垂直剖面圖。
附圖中使用的參考數字分別表示如下內容。
1電角軍水噴霧器(electrolytic water sprayer)
2原水
3容器
4頭部
5吸管
6電解單元
7陽極(棒電極)
8隔膜
9陰極(反電極)
12噴嘴
13觸發臂
17觸發嚙合開關
具體實施例方式
下面將說明本發明的構成元件。但是，本發明不應該被解釋為限 於以下方面。
陽極材料
本發明中的棒電極或反電極可以是陽極。但是，通常，該棒電極 是陽極，以及反電極是陰極。
用於氧化的陽極催化劑的例子包括氧化鉛、氧化錫、諸如鉑的貴 金屬、DSA (主要由貴金屬氧化物組成的電極)、碳以及導電金剛石。 從抗腐蝕性的觀點，使用諸如鉑或銥的貴金屬、這種貴金屬的氧化物 或導電金剛石作為電極催化劑是合符需要的。從獲得長壽命的觀點， 用作電極基體的材料應該具有抗腐蝕性並防止該待處理表面被弄髒。
使用諸如鈦或鈮或其合金的閥金屬(valve metal)作為陽極基體是合符 需要的。在具有迄今為止普遍採用的任意希望形狀如網眼、導管、杆
或焊珠的這種基體表面上澱積陽極材料。
催化劑的存在足以作為陽極的一部分，以及該基體可以被部分地
暴露c
金剛石被認為是有希望的電極材料，部分地因為可以通過摻雜來 調整其導電性。在水分解反應中金剛石電極是惰性的。據報導，除氧 氣之外，氧化反應中的金剛石電極產生臭氧和過氧化氫。當使用導電 金剛石時，更容易地進行電解反應，以及作為電解產物的那些過氧化 物被極其有效地製造。此外，在金剛石電極上，除上面所示的電解地
產生的物質之外，產生電解質的OH基團和氧化形式。因此，電解產生 的物質的OH基團或氧化形式的殺菌/漂白效果可以被協同地利用。
在使用導電金剛石的情況下，可用的基體例子包括Nb、 Ta、 Zr、 Ti、 Mo、 W、石墨以及各種碳化物以及Si (單晶和多晶)。適合的材 料可以根據應用來選擇。
陰極材料
陰極反應包括作為主反應的氫放出。因此優選使用不被氫脆化 (embrittle)的電極催化劑。這種優選的電極催化劑的例子包括鉑族金 屬、鎳、不鏽鋼、鈦、鋯、金、銀、碳以及金剛石。作為陰極基體， 使用不鏽鋼、鋯、碳、鎳、鈦等等是合符需要的。在很多情況下，本 發明的設備中的電極被布置為接觸包含臭氧或過氧化物的水。因此優選採用具有優異的抗氧化性的材料。 隔膜材料
為了使由電極反應產生的活性物質可以保持穩定，可以利用中性
隔膜或離子交換膜。該隔膜可以是氟樹脂(fluororesin)膜片和碳氫化 合物膜片的任何一種。但是，從抵抗被臭氧和過氧化物腐蝕的觀點， 優選前一種膜片。離子交換膜不僅用來防止在反電極處消耗在陽極或 陰極產生的物質，而且用來允許迅速地進行電解，即使當該液體具有 低導電率時。因此當使用具有差的導電性的原材料，如純水時，離子 交換膜的使用是優選的。
在隔膜的表面製成凹陷和突出或在電極表面中形成開口是優選 的，因為這可以增強氣體/液體滲透率。
薄膜電極組件
根據通過噴霧將噴射的期望水量和水槽的容量，選擇薄膜電極組 件中的棒電極的長度和直徑。通常，其長度優選是10-300mm，以及其 直徑優選是0.5-10mm。棒電極希望地是具有選自圓形、矩形、橢圓形 等等的電極或具有中空柱體或稜柱的形狀的電極。但是，該電極的形 狀不局限於這些。
在增強氣體/液體滲透率中，使棒電極的表面具有凹陷和突出或在 電極表面中形成開口是有效的。在中空材料的情況下，在增強氣體/液 體滲透率中，在電極表面中形成開口是有效的。
為了保證水流動，優選圍繞棒電極來纏繞隔膜，以便在隔膜的毗 連部分之間留下間隙。該隔膜可以被纏繞為不留下間隙。
該條形隔膜優選具有0.1-2mm範圍內的厚度以及0.2-20mm範圍內 的寬度。在隔膜寬度小於下限的情況下，在纏繞操作中該隔膜易於破
裂，因為其物理強度是不足的。在該隔膜太寬的情況下，用於電解的 原材料和電解產物通過該間隙的移動被抑制，導致電壓增加和電流效
率減小。間隙的寬度優選約為0.1-10mm。
在該條形隔膜中預先形成開口從而提高該組件的氣體-液體滲透
率也是優選。依據該開口的外圍長度，每個開口的尺寸優選是l-10mm。
該組件可以具有包括在棒電極上設置兩個或更多環形條隔膜和圍 繞每個隔膜纏繞反電極的結構。
在該隔膜被螺旋地纏繞的情況下，纏繞角取決於棒電極的直徑、 隔膜寬度以及隔膜間隙。例如，當隔膜寬度、隔膜間隙以及棒電極的 直徑分別是2mm、 0.5mm以及2mm時，那麼該角度約為20度。如上所述， 環形隔膜可以被水平地布置(角度，0度)，以便在其間留下間隙。
優選對應於隔膜和線電極開始纏繞的部分的棒電極的端部應該被 預先切割為較小厚度，以便保證用於鍵合到饋電線的空間。這是因為 該切割能夠使連接到饋電線的組件部分被容納在抽吸-通道管中。
該反電極優選是線電極。優選該反電極應該具有比隔膜更小的寬 度，免得接觸棒電極。除布線形式之外，反電極可以是被切割為小寬 度的箔片或金屬濾網。不論那種狀況，該反電極被布置在隔膜上。替 換地，該反電極可以通過電鍍形成在隔膜的表面上，如上所述。
可以使用其中在隔膜的一側上形成催化劑層並圍繞棒電極纏繞該 隔膜，以便該側面具有朝向外面的催化劑層的方法。該方法是優選的， 因為用作陰極的催化劑層便於組裝，以及因為該所得的電解單元可以 具有均勻電流分布和獲得單元電壓的減小。
為了形成催化劑層，可以使用，例如，無電電鍍或PVD的現有方
法。在該結構中，還存在優選纏繞金屬線用於提高與棒電極的結合的 情況。
電解單元
該薄膜電極組件被固定在能連接到管形原水抽吸通道的管子中， 以由此構成電解單元。但是，該管子可以被布置為僅僅圍繞部分薄膜 電極組件。該管子具有足以允許該組件被容納在其中的直徑。但是， 厚度太大導致減小管子中的流動速度。在合成含臭氧水的情況下，例 如，流速的降低減小了氣體-液體接觸的效率，因此不合適於獲得具有 高濃度的電解水。因此優選選擇該管子的直徑，以便給予電解水具有 期望的濃度。濃度調整可以不通過選擇管子直徑，而是通過棒電極的 直徑來進行。
在該組件不被布置在管子中的情況下，得到的大多數電解水不能 被發送給噴射通道，導致減小的電解水產量和降低的濃度。
該管子的材料優選是烴類樹脂如PP、 PVC、或PE、氟樹脂、金屬 等等。具有熱收縮性的管子是優選的，因為該電解單元部件的容量可 以被調整。從迅速地除去電解單元中產生的熱量的觀點，優選該管子
的壁厚較小。但是，其壁厚優選為0.05mm至2mm，因為機械強度也是 必需的。
在之後將描述的噴霧器結構中，首先被噴射的水是沒有被充分地 電解的原水。鑑於此，存在於電解單元中的水量和導管的另一部分的 容量優選較小。但是，導管太薄導致不能以足夠量來抽吸水的可能性。
具有合適尺寸的部件的例子包括具有100mm長度和2mm外徑的棒 電極，具有2mm寬度、0.5mm的間隙以及0.35mm的厚度的隔膜以及具 有0.4mm直徑的線電極(反電極)。在此情況下，當使用具有5mm內徑 的管子時，將製成的杆的總數約為24以及該空間的體積約為0.9mL。因
此，當噴霧器是其中通過一次操作噴射的水量是lmL的噴霧器時，在用 於初步噴射的約一次操作之後可以利用新鮮的電解水。
分別從電極延伸的兩個饋電線優選覆有絕緣材料，以便防止該饋 電線互相接觸。優選已被引出管子的饋電線應該用覆蓋管外部地覆蓋， 該覆蓋管具有熱收縮性，在其處融合，並與槽中的電解水通道隔開。
在人工合成含臭氧水的情況下，從電解單元延伸到噴嘴的導管長 度太短是不合需要的，因為在此情況下其中臭氧沒有充分地溶解的原 水被噴射。氣體/液體接觸的時間延長越多，原水中的氣態臭氧的溶解 進行越多，以及其合成的效率可以被更大地提高。因此，優選那些管 道的最佳長度被調整為導致接觸時間在0.1至10秒的範圍內。
原水容器
用於在其中存儲原水的容器材料選自不被原水腐蝕的材料。當沒
有特定的問題時，該材料可以是PE樹脂。
原水和電解水製造
在使用自來水、井水等等作為原水的情況下，單元電壓中的電阻 損耗不是可以忽略的，因為這種水具有低導電率。因此優選通過溶解
諸如Na2S04、 K2S04、 NaCl、 KCl或Na2C03的鹽作為電解質從而提高導 電性。在電解時這些鹽產生過氧化物，由此用來保持殺菌效果。其濃 度優選在0.01-10g/L的範圍內。當使用離子交換膜作為隔膜時，存在鹽 溶解沒有必要的情況。
當使用包含大量的金屬離子的原水如自來水井水或海水時，存在 氫氧化物或碳酸鹽可能沉積在陰極表面上從而抑制反應的可能性。此 外，諸如矽石的氧化物沉積在陽極表面上。為了消除該問題，以適當 的時間間隔，使得反向電流流動(從l分鐘至l小時)，由此在陰極和 陽極處分別發生酸化和鹼化。結果，容易地進行用於除去該沉積物的
反應，同時通過氣體逸出和原水的流動來加速。
將被製造的電解水的成分和濃度可以根據所期望的使用來調整。 在該電解水期望為用於食品處理的情況下，它應該被製造作為鹼性電 解次氯酸鹽水、微酸性電解水或含臭氧水。在該電解水被期望用於殺 菌/漂白的情況下，可以根據將被處理的物質適當地選擇過氧化物。在
次氯酸的情況下，其濃度可以是l-100ppm。含臭氧水可以具有l-20ppm 的濃度。過硫酸和過碳酸的濃度可以分別是l-100ppm和l-100ppm。
在電解得到次氯酸的情況下，酸性溶液的電解得到的次氯酸的量 比次氯酸鹽更多，而鹼性溶液的使用得到的次氯酸鹽的量比次氯酸更 多。殺菌活性取決於該溶液的特性而改變。通常，酸性溶液常常具有 比鹼性溶液更高的殺菌活性。特別，在孢子(spore)等等的控制中， 酸性溶液具有比鹼性溶液更高的殺菌活性。相反，相對於阻止黴菌的
殺菌活性，鹼性溶液比酸性溶液更具有活性。因此，優選該溶液的特 性應該被適當地調整，以便根據將通過噴射被處理的物質，被調整為 酸性或鹼性，由此給予提高的殺菌活性。
在通過添加強酸到該溶液來酸化該溶液，從而過度地提高酸性的 情況下，次氯酸分解，產生氯氣，結果，帶來次氯酸的殺菌活性的氧 化能力被損害。為了提高殺菌活性，同時保持次氯酸的氧化能力，優 選調整該溶液，以便在2(T C時具有3-7的pH。為了調整該溶液以便具 有這種pH，從易於該溶液的pH調整的觀點，優選使用具有低離解度的 水溶性有機弱酸。水溶性有機酸的例子包括琥珀酸、乳酸、乙酸、檸 檬酸以及酒石酸。
為了鹼化該溶液，優選使用碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸銨等等。這 種碳酸鹽通過電解被氧化為過碳酸。
為了進一步提高殺菌活性，可以將表面活性劑添加到該溶液。添加表面活性劑到該溶液不僅提高電解之後通過噴射該溶液浸潤將被處 理的物質的能力，而且對於黴菌和細菌的胞膜提高該溶液的親合力。 由此，殺菌效果進一步提高。
表面活性劑的可用例子包括陰離子表面活性劑，如烷基苯磺酸鹽 和聚氧乙烯烷基醚硫酸鹽、陽離子表面活性劑如苯扎氯銨、兩性表面 活性劑如氧化胺(例如，垸基二甲胺化的氧化物)以及非離子型表面 活性劑如脂肪酸聚甘油酯和烷基糖苷。該溶液中的表面活性劑的濃度
優選0.01-10重量％。
除那些原料之外，為了提高殺菌活性和清爽感覺的目的，可以將 乙醇添加到該溶液。此外，可以根據需要添加添加劑，諸如香水、著 色劑、除表面活性劑以外的殺菌劑、增稠劑、酶、漂白劑、螯合劑、 除氯化合物以外的電解質、增潔劑、防腐劑以及防鏽劑。從存儲穩定 性的觀點特別優選將被電解的水應該包含防腐劑。
具有觸發噴霧功能的頭部
如圖1和3所示，觸發噴霧器已經被固定到其中可以容納電池的頭 部。該設備可以裝備有在觸發操作時產生電解用的電源的裝置，而不 採用電池作為電源。在電池驅動的情況下，該電池可以是可被再次充 電的二次電池。也可以利用能從AC電源提供DC電源的適配器來操作該 設備。
根據適合於獲得將被噴射物質以及用於除臭、殺菌等給定的殺菌 活性濃度以及適合於將被電解的溶液的體積，適當地決定將被施加的 電壓和電流值。 一次觸發操作優選噴射0.1-lcc，以及在該電極之間施 加約3-25V的電壓。在該電路中可以布置用於改變將被施加到該電極的 電壓的裝置。
相對於電解條件，從所得到的過氧化物的穩定性和活性的觀點，
溫度和電流密度優選分別是5-40° C和0.01-lA/cm2。
用於開始/終止施加電壓到電極的開關優選被布置在觸發噴霧器 中，以便只有當該設備被使用時才施加電壓，即，自動地拉動(pull) 該觸發，導致接通，和返回該觸發，導致切斷。
本發明的噴霧器可以具有產生在噴射操作時用於電解的電源的裝 置。該裝置的例子包括與觸發互鎖的電機。該電機通常被布置在觸發 噴霧器中。
本發明的噴射設備可以具有用於表示電解正在進行的裝置。該裝 置的例子包括LED燈，在通過觸發操作的電壓施加過程中點亮。可以增 加由於例如電池耗盡而沒有規定電流流動時，切斷LED燈的功能。
本發明的電解水製造/噴射設備的實施例通過以下機構而工作。通 過觸發操作接通該設備，以使得電流流過該電路。結果，電流流過該 電極。在該操作中，管子中存在的原水幾乎瞬時被電解並由活塞/汽缸 機構通過頭部的噴嘴向外噴射或噴霧。即，在本發明的該噴霧器中， 與噴射操作(例如觸發操作)同時進行電解。優選地，由電解得到的 電解水應在觸發操作開始之後的l秒內開始噴射。
除圖中所示的實施例之外，本發明的電解水製造/噴射設備的各個 實施例裝備有作為噴霧器的觸發噴霧器。此外，觸發噴霧器具有各種 機構。根據該機構，該觸發噴霧器中的液體通道、觸發器的支點位置 等等不同。但是，在本發明的噴霧器中可以採用任意期望的觸發噴霧器。
接下來，根據圖中所示的實施例說明本發明實施例的電解水噴射 設備(電解水噴霧器)。
圖l是說明本發明的電解水噴霧器的第一實施例的圖解垂直剖面圖。
圖1所示的電解水噴霧器1包括用於包含原水2的容器3和連接到該 容器3的上部開口的頭部4。該容器3的材料可以是剛性材料或柔性材
料。但是，優選該容器3由諸如各種剛性樹脂、金屬、玻璃和陶瓷的任 何一種的剛性材料製成。容器3的容量優選為約10-l,O0OmL，更優選 200-500mL。原水2可以是純水或可以是包含在其中溶解的一種或多種 電解質如氯化鈉、氯化鉀和氯化鎂的原水。
在已經配置了吸管5的容器3中。管子5的下端位於原水2中並通向 原水2，而其上端具有減小的直徑並延伸到頭部4。儘管圖中所示的實 施例中的管子5具有減小的直徑部分，但是該減小的直徑部分並不總是 必需的，以及該管子可以是具有均勻直徑的管子。
電解單元6包括陽極(棒電極)、陰極(反電極)和容納在吸管5 中的隔膜。如圖2所示，該電解單元6可以包括陽極7，是其上已經沉 積催化劑的金屬棒電極；隔膜8，是圍繞陽極7纏繞的條形離子交換膜； 以及陰極9，包括圍繞隔膜8纏繞的金屬線。
吸管5的減小直徑的上半部用作垂直通道10，以及其上端被連接到 頭部4中的水平通道11。
在水平通道11的另一端布置噴嘴12。在噴嘴12的略微內側上布置 觸發臂13的支點14，以便觸發臂13可圍繞支點14搖擺地移動。觸發臂 13被連接到向內延伸的活塞杆15，以便活塞杆15根據觸發臂13的移動 在汽缸16中行進。
數字17表示布置為與觸發臂13接觸的觸發-嚙合開關，18表示頭部 4中布置的電源電池；以及19表示只有當電解進行時才導通的LED。具有這種結構的電解水噴霧器l被握持在手中，並利用食指和中指 施加向內力到觸發臂13。結果，觸發臂13圍繞支軸14S搖擺地移動，由 此觸發嚙合開關17變導通，以及電壓被施加到電解單元6。與此同時，
汽缸16中的活塞移動以引導容器3中存在的原水到吸管5中的電解單元 6，其中該原水2被電解，以得到電解水。該電解單元6中的陽極7具有 在其表面上澱積的催化劑，如，導電金剛石層。由此，獲得包含在其 中以高濃度溶解臭氧或其他活性物質的電解水。
所得的電解水瞬時通過垂直溝道10和水平通道11，並通過噴嘴12 噴射在將被殺菌的物質上，連同通過未示出的室外空氣進口引入的空 氣一起。
圖2是說明不同於圖1所示的薄膜電極組件的部分薄膜電極組件實 施例的放大視圖。該實施例是圖l所示的薄膜電極組件的改進。與圖l 相同的部件由相同標記或符號表示，這裡省略其說明。
與採用一個吸管5的圖1所示的實施例相反，圖2所示的實施例具有 其中連接到頭部的第一吸管5a的下端部已經被配合進入第二吸管5b中 的結構，該第二吸管5b具有與第一吸管5a的外徑相等的內徑。包括金屬 線和用於陽極的供電端7a的陰極9通過該固定部分引出。
圖3是說明本發明的電解水噴霧器的再一實施例的圖解垂直剖面 圖。該實施例是圖l所示的第一實施例的改進。與圖l相同的部件由相 同標記或符號表示，這裡省略其說明。
在如第一實施例的電解水噴霧器l中，通過用食指和中指施加向內 的力到觸發臂13,從噴嘴12得到並噴射電解水。相反，在根據本實施 例的電解水噴霧器la中，向下按壓頭部4a，由此利用吸管5a中的電解單 元6A來電解原水2，該吸管5a的下端具有減小的直徑。由此得到電解水，
並通過噴嘴12a將電解水噴射在待被殺菌的物質上。
上面所示的第一和第二實施例採用電解單元6，其中圍繞隔膜8纏
繞包括金屬線的陰極9，如圖2所示。但是，該陰極可以不通過纏繞金 屬線而是通過鍵合箔片9a構成，如圖4所示。
圖5是說明連接到吸管的電解單元的視圖。
該圖示出了其中電解單元23包括第一管子22、薄膜電極組件21的 實施例，第一吸管22在其中容納通過用條形隔膜螺旋地覆蓋棒電極的 外圍並在該隔膜的表面上布置反電極而獲得的薄膜電極組件21，該薄 膜電極組件21被連接到第二吸管25，該第二吸管25具有用於固定的收 縮管24。
電解單元23的上端被插入用於固定的收縮管24的下端中，以及第 二吸管25被插入收縮管24中，以便第二吸管25的下端接觸電解單元23 的上端或在電解單元23的上端附近。此後，用於固定的收縮管24熱收 縮，以將電解單元23連接到第二吸管25。標記26和27表示從電源電路 延伸的銅線。優選，銅線僅僅被布置在原材料容器的上半部，以及盡 可能地防止與液體接觸。
圖6A和圖6B分別是說明棒電極的結構例子和到饋送器元件的其 連接例子的視圖。
如圖6A所示，棒電極7的上端部的外圍已被切割，以形成饋電線固 定部分31。略微地位於饋電線固定部分31下面的部分棒電極7的外圍已 經被切割，以形成第一隔膜/線電極固定部分32。此外，棒電極7的下端 部的外圍已被切割，以形成第二隔膜/線電極固定部分33。
饋電線34被連接並固定到饋電線固定部分31，如圖6B所示。此外，
通過隔膜纏繞的線電極的纏繞開始部分和纏繞終止部分分別被固定到 第一隔膜/線電極固定部分32和第二隔膜/線電極固定部分33，儘管在圖 中未示出。
線電極和隔膜的纏繞可以通過將線電極的端部與第一或第二隔膜
/線電極固定部分32或33嚙合來平滑地開始。除該方法之外，可以使用 其中利用可熱收縮管固定已與第一或第二隔膜/線電極固定部分32或33 嚙合的線電極端部的方法。
此外，可以使用其中以適當方式環繞線電極的纏繞開始部分並且 該迴路被固定在隔膜或棒電極上的方法。
圖7是說明不同於圖2和4所示的薄膜電極組件的薄膜電極組件。
圖7所示的薄膜電極組件41包括陽極42，是其上已沉積催化劑的 金屬棒電極；隔膜43，是圍繞陽極42纏繞的條形離子交換膜；以及陰 極44，包括圍繞隔膜43纏繞的金屬線。
圖7所示的實施例具有第一固定管45和第二固定管46，它們已經分 別布置在陽極42的下半部和上半部上。
圖8是說明不同於圖2和4所示的薄膜電極組件的部分薄膜電極組 件實施例的示意圖。
該實施例包括棒陽極51，三個環形條隔膜52，以調整器間隔被布 置並覆蓋陽極51的外圍，以及分別圍繞隔膜52纏繞的三個布線陰極53。 這三個陰極53利用導線54互相連接，以及供電端55已被連接到棒陽極 51。
例子
現在參考例子和比較例子更詳細圖示本發明，但是應當理解本發 明不允許被解釋為限於此。
例l
由鈮製成的其上已沉積導電金剛石催化劑(摻雜劑硼濃度，
500ppm)的棒(直徑，2mm;長度5cm)被用作陽極。離子交換膜(Nafion 350，由DuPont製造；厚度0.35mm;寬度2mm)的條片被螺旋地纏繞， 作為圍繞陽極的隔膜。商用鉑線(直徑，0.4mm)被纏繞作為隔膜上的 陰極，以獲得陽極-膜片-陰極組件。在圖l所示的觸髮型噴霧器中，包 括在其中固定的薄膜電極組件的電解單元被連接到PE樹脂管，PE樹脂 管被粘接到入口。在觸發噴霧器的頭部中安裝9V稜鏡(prismatic)電 池。在電路部分中，該電極端子利用電線連接到可變電阻器和開關。 該容器填有500cc的純水。
該觸發器被拉動，同時該電路被接通，並且電流在電池和該單元 之間流動。與此同時，純水被噴射。噴射得水量約為0.5cc，以及在該 操作過程中流動的電量是0.2C (0.5sx0.4A)。該單元的端電壓是9V。 該操作被重複進行100次。結果，在總計約50cc的所噴射的溶液中的臭 氧濃度是5ppm (對應於8%的電流效率)。該觸發操作被重複2，000次， 此後獲得的含臭氧水的濃度約為5^)m。
在每個例子中，利用紫外分光光度計以及通過利用碘化鉀的碘量 滴定法決定臭氧濃度、次氯酸濃度、過硫酸濃度以及過碳酸濃度。
例2
進行與例l相同的測試，除了該容器填有包含0.1g/L氯化鈉的自來 水之外。結果，所得溶液中的臭氧濃度和次氯酸濃度分別是3ppm和 0.5ppm (分別對應於5和0.3%的電流效率)。單元的端電壓是7.5V以及 電流是0.4A。該觸發操作被重複2,000次。結果，這些水解產物的電流 效率幾乎與各自的初始值相同。在陰極上觀察到少量的鈣和鎂化合物
的沉積。 例3
進行與例l相同的測試，除了由鈦製成的其上已經沉積氧化銥
(5g/m2)催化劑的棒被用作陽極，以及使用包含0.1g/L氯化鈉的自來 水之外。結果，該單元的端電壓是5.5V，以及該電流是0.45A。所得溶 液中的次氯酸濃度和臭氧濃度分別是10ppm和0.1ppm或更低。
例4
進行與例l相同的測試，除了由鈦製成的其上已經沉積鉑催化劑 (20g/m2)的棒被用作陽極之外。結果，該單元的端電壓是6V和該電 流是0.4A。溶液中的臭氧濃度是lppm。該觸發操作被重複2，000次。結 果，臭氧濃度減少到0.5ppm。
例5
進行與例2相同的測試，除了由鈦製成的其上已經沉積鉑催化劑 (20g/m2)的棒被用作陽極和使用包含0.1g/L氯化鈉的自來水之外。結 果，該單元的端電壓是5.5V和該電流是0.45A。所得溶液中的次氯酸濃 度和臭氧濃度分別是3卯m和lppm或更低。
例6
使用與例l相同的棒電極。離子交換膜(Nafion 350，由DuPont制 造；厚度0.35mm;寬度2mm)的條片每個被預先形成為環形，並放置 在陽極上作為隔膜。圍繞隔膜環分別連續地纏繞商用銀線(直徑， 0.4mm)作為陰極，以製造如圖8所示的陽極-膜片-陰極組件。用和例l 相同的方法估計包括在其中固定的該薄膜電極組件的電解單元。結果， 通過重複該操作100次，以及總計約50cc的所噴射的溶液中的臭氧濃度 是4ppm (對應於6%的電流效率)。
參考例l
使用圖9所示的電解水噴霧器。該電解水噴霧器la不同於圖l所示 的電解水噴霧器，其中吸管5a比圖l中的吸管更短，以及在該噴霧器中 遠離用作液體通道的管子布置電解單元6而設置。用和例l相同的方法 評估該噴霧器。結果，通過重複該操作100次，以及總計約50cc的所噴 射的溶液中的臭氧濃度是0.3ppm。
儘管已詳細描述了本發明並參考其特定的實施例，但是對於所屬 領域的技術人員來說，在不脫離其精神和範圍的條件下，可以進行各 種改變和改進是顯而易見的。
本申請基於2006年9月20日申請的日本專利申請號2006-254874， 在此將其內容引入供參考。
權利要求
1.一種薄膜-電極組件，包括具有棒形或圓柱形形狀的第一電極；覆蓋該第一電極的外圍的條形隔膜；以及布置在該條形隔膜的表面上的第二電極。
2. 根據權利要求l的薄膜-電極組件，其中該條形隔膜覆蓋第一電極的外圍，以便在部分隔膜之間形成 間隔。
3. 根據權利要求l的薄膜-電極組件， 其中該條形隔膜螺旋地覆蓋第一電極的外圍。
4. 一種電解單元，包括 薄膜-電極組件，包括 具有棒形或圓柱形形狀的第一電極； 覆蓋該第一電極的外圍的條形隔膜；以及 布置在該條形隔膜的表面上的第二電極；管子，該薄膜-電極組件被固定在該管子中；以及 連接到該管子中的第一電極和第二電極的至少一個的供電端。
5. —種電解水噴射設備，包括 包含原水的容器； 根據權利要求4的電解單元；噴射通過利用該電解單元電解原水而製備的電解水的頭部。
6. —種利用電解水的殺菌方法，該方法包括 用薄膜-電極組件電解原水，該薄膜-電極組件包括 具有棒形或圓柱形形狀的第一電極； 覆蓋該第一電極的外圍的條形隔膜；以及 布置在該條形隔膜的表面上的第二電極， 產生電解水；以及將電解水噴射到要被殺菌的物質。
全文摘要
本發明提供一種薄膜電極組件，具有第一電極、條形隔膜以及第二電極，該第一電極具有棒形或圓柱形形狀，該條形隔膜覆蓋第一電極的外圍，該第二電極布置在條形隔膜的表面上；以及包含該薄膜電極組件的電解單元；包含該電解單元的電解水噴射設備；以及使用該薄膜電極組件的殺菌方法。
文檔編號C25B9/06GK101187037SQ20071015221
公開日2008年5月28日 申請日期2007年9月19日 優先權日2006年9月20日
發明者關戶廣太, 北折典之, 古田常人, 山根源三, 濱口克巳, 田中穗積, 錦善則 申請人:培爾梅烈克電極股份有限公司;日本獨立行政法人國立高等專門學校機構