專利名稱：用于調(diào)節(jié)飲用水硬度的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)飲用水硬度的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，到海外旅游是很平常的事情。確保旅游地的飲用水對(duì)于旅游者來說很重要。 市場(chǎng)出售的礦泉水對(duì)旅游者來說是很方便的飲用水。但是，例如在歐洲市場(chǎng)出售的礦泉水 硬度多數(shù)都很高，不習(xí)慣硬水的旅游者飲用可能會(huì)對(duì)身體造成傷害。因此，要是有能夠調(diào)節(jié) 飲用水硬度的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置會(huì)很方便。目前，已提出用于使水的硬度下降的軟水化裝置(例如日本特開2003-117550號(hào) 公報(bào)及特開2003-334549號(hào)公報(bào))。目前所提出的軟水裝置是用離子交換樹脂使水軟化。 對(duì)于使用離子交換樹脂的水軟化裝置，是與離子交換樹脂中的交換基團(tuán)鍵合的鈉離子與水 中的鈣離子、鎂離子相交換。其結(jié)果是鈣離子、鎂離子被離子交換樹脂吸附，水被軟化。離 子交換樹脂的離子交換能是有限的。因此，吸附了一定量的鈣離子及鎂離子后的離子交換 樹脂需要用氯化鈉水進(jìn)行再生。使用離子交換樹脂的現(xiàn)有軟水裝置，有難以小型化而不適于攜帶的問題。此外，使 用離子交換樹脂的現(xiàn)有軟水裝置還有離子交換樹脂的再生需要比較長(zhǎng)的時(shí)間的問題。此外 使用離子交換樹脂的現(xiàn)有軟水裝置還有離子交換樹脂再生必須用氯化鈉水的問題。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)這種情況，本發(fā)明目的是提供一種可以攜帶的新型硬度調(diào)節(jié)裝置。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種用于調(diào)節(jié)飲用水的硬度的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝 置，其包括含有第1及第2離子吸附電極的可折疊電極組和電源。上述第1離子吸附電極 含有能夠吸附離子的第1導(dǎo)電性物質(zhì)。上述第2離子吸附電極含有能夠吸附離子的第2導(dǎo) 電性物質(zhì)，通過在將上述電極組浸漬在上述飲用水中的狀態(tài)下在電極組所含的上述電極上 施加電壓，調(diào)節(jié)上述第1和第2導(dǎo)電性物質(zhì)吸附的離子量，由此調(diào)節(jié)上述飲用水的硬度。本發(fā)明的硬度調(diào)節(jié)裝置使用可吸附離子的導(dǎo)電性物質(zhì)調(diào)節(jié)飲用水的硬度。因此， 本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易小型化且攜帶方便。另外，本發(fā)明的裝置，可以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn) 行電極再生。另外，本發(fā)明的裝置中，電極的再生不需要氯化鈉水。因此，本發(fā)明的裝置在 旅游地使用很方便。


圖1是對(duì)本發(fā)明裝置之一例，示意性表示其構(gòu)成的圖；圖2是表示本發(fā)明裝置中所使用的容器的一例的立體圖；圖3A是對(duì)本發(fā)明裝置中所使用的容器及其所配置的電極組的一例，表示將容器 放大后的狀態(tài)的截面圖；圖3B是表示將圖3A所示的容器及電極組折疊時(shí)的狀態(tài)的截面 4
圖4A是對(duì)本發(fā)明裝置中所使用的容器及其所配置的電極組的另一例，表示將容 器放大時(shí)的狀態(tài)的截面圖；圖4B是表示將圖4A所示的容器及電極組折疊時(shí)的狀態(tài)的截面 圖；圖5A是對(duì)本發(fā)明裝置中所使用的離子吸附電極，表示其一例的圖；圖5B是對(duì)本發(fā) 明裝置中所使用的離子吸附電極，表示其另一例的圖。圖6A是表示本發(fā)明裝置所使用的離子吸附電極的另一例的主視圖；圖6B是圖6A 所示的離子吸附電極的截面圖；圖7是對(duì)本發(fā)明以裝置的另一例，示意性表示其構(gòu)成的圖；圖8是表示圖7所示裝置的電極組的截面圖；圖9A是表示用于本發(fā)明裝置的容器的一例的立體圖；圖9B是圖9A所示的容器使 用時(shí)的狀態(tài)的立體圖；圖10是對(duì)本發(fā)明裝置的一例，表示電極的配置的截面圖；圖11是表示金屬電極的一例的圖。
具體實(shí)施例方式下面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，下面的說明中對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式舉 例進(jìn)行說明，但本發(fā)明不限于下面說明的例子。另外，在使用附圖的說明中，有時(shí)對(duì)同樣的 部分標(biāo)記同一符號(hào)并省略重復(fù)的說明。另外，下面的說明中使用的附圖是示意性的圖。[硬度調(diào)節(jié)裝置]本發(fā)明的裝置攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置是用于調(diào)節(jié)飲用水的硬度的裝置。該裝置包 括含有第1及第2離子吸附電極的可折疊電極組和用于在第1離子吸附電極及第2離子 吸附電極之間施加電壓的電源。第1離子吸附電極含有能夠吸附離子的第1導(dǎo)電性物質(zhì)。 第2離子吸附電極含有能夠吸附離子的第2導(dǎo)電性物質(zhì)。該裝置中，通過在將電極組浸漬 在飲用水中的狀態(tài)下在電極組所含的電極上施加電壓，調(diào)節(jié)第1和第2導(dǎo)電性物質(zhì)吸附的 離子量，由此調(diào)節(jié)飲用水的硬度。在此，“可折疊電極組”包括可以通過縮短鄰接的電極之間的距離使電極組所占的 空間減小的電極組。另外，“可折疊電極組”包括可通過折疊使電極組所占的空間減小的電 極組。換言之，本發(fā)明中使用的電極組是不使用時(shí)比使用時(shí)所占的空間小的電極組。在一例中，通過在將第1及第2離子吸附電極浸漬在飲用水中的狀態(tài)在第1離子 吸附電極和第2離子吸附電極之間施加電壓，調(diào)節(jié)第1和第2導(dǎo)電性物質(zhì)吸附的離子量，從 而調(diào)節(jié)飲用水硬度。本發(fā)明的裝置也可以還包括可折疊的容器。這種情況下，容器被折疊時(shí)，電極組可 以折疊地配置在容器內(nèi)。另外，在容器被折疊時(shí)，也可以從容器中取出電極組。另外，本發(fā)明的裝置中，電極組能否折疊并不是必要條件。也就是說，本發(fā)明的裝 置中，也可以使用不能折疊的電極組。但是，這種情況下，有不使用時(shí)裝置不能小型化的缺 點(diǎn)。另外，本發(fā)明的裝置中也可以使用不可折疊的容器。容器由可以保存飲用水且可折疊的材料制成。例如容器可以用合成樹脂、涂布了 橡膠的布制成。容器的一例為可折疊成蛇紋狀的容器。對(duì)容器能容納的飲用水量沒有限制， 但從攜帶性考慮，最好在例如0. 3升 10升的范圍(例如0. 5升 3升的范圍)。容器也可以具備用于容易地進(jìn)行容器內(nèi)的液體更換的機(jī)構(gòu)。例如，容器可以具備用于使液體流入 容器內(nèi)的流入口和用于排出容器內(nèi)的液體的排出口。第1及第2離子吸附電極各自可以使用平板狀的電極。這種情況下，展開電極組 時(shí)，優(yōu)選第1離子吸附電極和第2離子吸附電極相互平行地配置。根據(jù)這樣的配置，能使高 效利用整個(gè)電極。同樣，電極組含有后述的平板狀金屬電極的情況下，展開電極組時(shí)，優(yōu)選 第1離子吸附電極和第2離子吸附電極和金屬電極相互平行地配置。第1及第2導(dǎo)電性物質(zhì)是能夠可逆地吸附、放出離子的物質(zhì)。第1及第2導(dǎo)電性 物質(zhì)可以使用比表面積大的物質(zhì)。第1及第2導(dǎo)電性物質(zhì)優(yōu)選的一例是活性炭。例如，第1 及第2導(dǎo)電性物質(zhì)可以是通過使粒狀活性炭凝聚而形成的導(dǎo)電性片。另外，第1及第2導(dǎo)電 性物質(zhì)可以是通過使粒狀活性炭和導(dǎo)電性碳凝聚而形成的導(dǎo)電性片。另外，第1及第2導(dǎo)電 性物質(zhì)可以是使活性炭離子凝固成的活性炭塊。另外，第1及第2導(dǎo)電性物質(zhì)可以是活性 炭纖維布、即使用活性炭纖維制成的布(cloth)。作為活性炭纖維布可以使用例如Mppon Kyno 1 株式會(huì)社制的 ACC5092-10、ACC5092-15、ACC5092-20、ACC5092-25。容器內(nèi)配置多個(gè)第1離子吸附電極和多個(gè)第2離子吸附電極的情況下，第1及第2 離子吸附電極可以是離子容易通過的結(jié)構(gòu)。通過使用這樣的電極，可以抑制溶液內(nèi)的離子 濃度的偏離。例如使用粒狀活性炭作為導(dǎo)電性物質(zhì)時(shí)，優(yōu)選通過在多孔性集電體、沖孔金屬 之類的形成有貫通孔的集電體上涂布粒狀活性炭而形成電極。另外，特別優(yōu)選電極使用活 性炭纖維布。第1及第2導(dǎo)電性物質(zhì)的比表面積例如在300m2/g以上，優(yōu)選900m2/g以上。對(duì) 于比表面積的上限沒有特別限定，但是例如可以為2500m2/g以下。另外，該說明書中，所謂 “比表面積”，是使用氮?dú)獾腂ET法測(cè)定的值。電源(電壓供電器)通常是直流電源。電源可以使用干電池、充電電池、太陽能電 池。此外，電源也可以是將自電源插座獲得的交流轉(zhuǎn)換成直流的AC-DC適配器。其次，電源 也可以是發(fā)電裝置(例如手動(dòng)發(fā)電裝置)。本發(fā)明的裝置可以通過下面的工序(i)使飲用水的硬度下降。工序(i)是在將第 1及第2離子吸附電極浸漬在飲用水中的狀態(tài)下，在第1離子吸附電極和第2離子吸附電極 之間施加電壓。這時(shí)，以第1離子吸附電極成為負(fù)極(陽極)的方式(也就是第2離子吸 附電極成為正極(陰極)的方式)，在兩電極之間施加電壓(直流電壓)。通過該施加的電 壓使飲用水中的陰離子被第1導(dǎo)電性物質(zhì)吸附，飲用水中的陽離子被第2導(dǎo)電性物質(zhì)吸附。 飲用水中的鎂離子及鈣離子通過施加電壓而被第2導(dǎo)電性物質(zhì)吸附。其結(jié)果是容器內(nèi)的飲 用水硬度下降。另外，作為飲用水中的代表性的陰離子，例如可列舉硫酸根離子、碳酸根離 子、氯離子、硝酸根離子等。工序(i)中，在第1離子吸附電極和第2離子吸附電極之間施加的電壓可以是高 于2伏的電壓。假定沒有電極的氧過電壓及氫過電壓、且沒有飲用水的電阻帶來的電壓下 降時(shí)，飲用水在2伏以下的電壓被電解。但是，實(shí)際上存在電極的氧過電壓及氫過電壓以及 飲用水的電阻帶來的電壓下降，因此即使施加比2伏高的電壓，也不會(huì)產(chǎn)生飲用水的電解。 通過在不會(huì)產(chǎn)生飲用水的電解的范圍施加盡可能高的電壓，能夠提高離子的吸附速度。另 外，只要水的電解造成的影響不成問題，施加的電壓可以比3伏高，也可以比5伏高，還可以 比10伏高。施加的電壓通常在50伏以下。
工序(i)中，也可以在第1離子吸附電極和第2離子吸附電極之間施加恒定電壓。 另外，也可以在這些電極之間以一定的電流流動(dòng)的方式施加電壓。在飲用水的硬度上升的情況下，進(jìn)行下述工序(a)。首先，在將第2導(dǎo)電性物質(zhì)吸 附有選自鈣離子及鎂離子中的至少一個(gè)陽離子的第2離子吸附電極和第1離子吸附電極浸 漬在飲用水中。該第2離子吸附電極可以通過上述工序(i)得到。在這種情況下，進(jìn)行了工 序(i)的飲用水與工序(a)使用的飲用水是不同的飲用水。也就是，在進(jìn)行了工序(i)之 后，將飲用水替換為新的飲用水進(jìn)行工序(a)。經(jīng)過了工序(i)的第1離子吸附電極的第1 導(dǎo)電性物質(zhì)吸附有陰離子。接著，在將第2離子吸附電極和第1離子吸附電極浸漬在飲用 水中的狀態(tài)下，以第1離子吸附電極成為正極(陰極)的方式(也就是，第2離子吸附電極 成為負(fù)極(陽極)的方式)，在第1離子吸附電極和第2離子吸附電極之間施加電壓。利 用該施加的電壓使上述至少一個(gè)陽離子放出到飲用水中，由此，飲用水的硬度上升。這時(shí)， 第1導(dǎo)電性物質(zhì)吸附的陰離子也放出到飲用水中。另外，在工序(a)中也可以代替在電極 之間施加電壓，而通過使第1離子吸附電極和第2離子吸附電極短路，使導(dǎo)電性物質(zhì)所吸附 的離子放出。工序(a)中所施加的電壓，只要水的電解造成的影響不成問題，可以比3伏高，也 可以比5伏高，還可以比10伏高。工序(a)中所施加的電壓通常在50伏以下。本發(fā)明的裝置中，通常飲用水是以分批的方式被處理的。例如，首先在容器內(nèi)配置 待處理的飲用水(硬水)。然后，進(jìn)行上述工序(i)，飲用水被軟化。軟化后的飲用水從容 器中取出飲用。第1離子吸附電極也可以包含與第1導(dǎo)電性物質(zhì)連接的第1配線。另外，第2離 子吸附電極也可以包含與第2導(dǎo)電性物質(zhì)連接的第2的配線。導(dǎo)電性物質(zhì)(例如活性炭) 的電阻高的情況下，導(dǎo)電性物質(zhì)中的電位產(chǎn)生偏差而不能有效地吸附離子。在這種情況下， 優(yōu)選形成與導(dǎo)電性物質(zhì)連接的配線，以使電位的偏差降低。第1及第2配線可以是由鈦、鋁、鉭及鈮之類的金屬構(gòu)成的金屬配線，也可以是碳 線。這些配線的表面可以用鉬進(jìn)行涂布。另外，對(duì)于第1配線及第2配線，除了導(dǎo)電性物質(zhì)和配線的接觸部之外的部分，可 以用合成樹脂或橡膠覆蓋。合成樹脂及橡膠優(yōu)選為疏水性。作為合成樹脂，可以使用例如 硅樹脂。由鋁、鉭、鈮及鈦等特定的金屬制成的金屬配線用在正極側(cè)時(shí)，有時(shí)在表面形成氧 化膜而使得接觸電阻增高。因此，使用這些金屬配線的情況下，優(yōu)選在使金屬配線和導(dǎo)電性 物質(zhì)接觸的狀態(tài)下，用合成樹脂或橡膠覆蓋金屬配線的表面。合成樹脂及橡膠可以含有碳 黑等導(dǎo)電性粒子。含有導(dǎo)電粒子的情況下，利用這些導(dǎo)電性粒子可提高配線和導(dǎo)電性物質(zhì) 之間的導(dǎo)電性。通過工序(i)，離子被第1及第2導(dǎo)電性物質(zhì)吸附。吸附一定量以上的離子后，再 吸附其以上的離子變得困難。在這種情況下，可以使所吸附的離子放出。例如本發(fā)明的裝 置中，可以在工序(i)之后，進(jìn)行以下的離子放出工序(ii)。在工序(ii)中，首先在容器內(nèi) 裝入離子放出用的水。然后，以第1離子吸附電極成為正極的方式(也就是，第2離子吸附 電極成為負(fù)極的方式)，在第1離子吸附電極和第2離子吸附電極之間施加電壓。對(duì)工序 (ii)中施加的電壓沒有限定，例如為實(shí)際不會(huì)引起水的電解的電壓。通過施加電壓，使第1 離子吸附電極所吸附陰離子和第2離子吸附電極所吸附的陽離子在水中放出。放出了離子
7的水的硬度上升。放出了離子的水可以作為高硬度水利用、也可以廢棄。通過對(duì)相同的水進(jìn)行工序(i)及工序(ii)，可以使其水的硬度上升或下降。另外， 通過對(duì)于第1水進(jìn)行工序(i)、并對(duì)與第1水不同的第2水進(jìn)行工序(ii)，可以使第1水的 硬度下降，并且使第2水的硬度上升。使水的硬度變化到何種程度可以通過施加電壓的時(shí) 間、施加電壓的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。離子的放出也可以在工序(i)之后，通過使第1離子吸附電極和第2離子吸附電 極短路來進(jìn)行?？梢哉J(rèn)為，第1導(dǎo)電性物質(zhì)吸附的陰離子依靠庫侖力與第1導(dǎo)電性物質(zhì)的 表面附近存在的正電荷相結(jié)合。另外，第2導(dǎo)電性物質(zhì)所吸附的陽離子依靠庫侖力與第2 導(dǎo)電性物質(zhì)的表面附近存在的負(fù)電荷相結(jié)合。因此，使2個(gè)電極短路而使蓄積在第1及第 2導(dǎo)電性物質(zhì)上的正電荷和負(fù)電荷抵消時(shí)，離子從導(dǎo)電性物質(zhì)中游離。電極短路造成的離子的放出例如可以通過下述程序進(jìn)行。首先，通過工序(i)使 飲用水軟化。其次，從容器中取出軟化的飲用水。接著，使第1離子吸附電極和第2離子吸 附電極短路。兩電極的短路也可以通過在折疊時(shí)使兩者直接接觸來進(jìn)行，也可以利用配線 短路。這種情況下，可以在配線的中途設(shè)置短路用的開關(guān)。容器內(nèi)剩余有少許量的飲用水， 離子被放出到其飲用水中。其結(jié)果是，第1及第2導(dǎo)電性物質(zhì)再生。優(yōu)選在進(jìn)行了離子的 放出工序之后、進(jìn)行工序(i)之前，使用洗滌用的水把容器內(nèi)及電極洗凈。本發(fā)明的裝置中，與使用離子交換樹脂的現(xiàn)有軟水器不同，裝置的再生不需要氯 化鈉水。因此，在旅游地等的使用很容易。另外，本發(fā)明的裝置中，與使用離子交換樹脂的 現(xiàn)有裝置不同，在短時(shí)間內(nèi)就可以進(jìn)行電極的再生。吸附飲用水中的離子的原理與電雙層電容器相同。這里，假設(shè)第1導(dǎo)電性物質(zhì)與 第2導(dǎo)電性物質(zhì)是相同材質(zhì)、相同量的情況。這種情況下，在作為負(fù)極的第1離子吸附電極 上一直到生成氧氣為止，第1導(dǎo)電性物質(zhì)所吸附的陰離子電荷量比在作為正極的第2離子 吸附電極上直到生成氫氣為止，第2導(dǎo)電性物質(zhì)所吸附的陽離子的電荷量少。因此，在第1 導(dǎo)電性物質(zhì)和第2導(dǎo)電性物質(zhì)為相同材料、相同量的情況下，第1離子吸附電極(負(fù)極)的 電位先達(dá)到水的分解電位。另一方面，為了抑制僅在一個(gè)電極生成氣體，優(yōu)選預(yù)先使直到在 第1離子吸附電極生成氧氣為止在第1離子吸附電極上蓄積的電荷量、與直到在第2離子 吸附電極生成氫氣為止在第2離子吸附電極上蓄積的電荷量相同。第1導(dǎo)電性物質(zhì)和第2 導(dǎo)電性物質(zhì)為完全相同的物質(zhì)的情況下，優(yōu)選將第1導(dǎo)電性物質(zhì)的總量設(shè)定為第2導(dǎo)電性 物質(zhì)的總量的1 2倍(例如1. 1 2倍或1. 2 1. 5倍)。使用導(dǎo)電性物質(zhì)重復(fù)進(jìn)行離子的吸附、放出時(shí)，有時(shí)第1導(dǎo)電性物質(zhì)吸附的陰離 子的電荷量和第2導(dǎo)電性物質(zhì)吸附的陽離子的電荷量之間產(chǎn)生差別。在這種情況下，只要 施加電壓直到在任意一方的電極產(chǎn)生水的電解為止。本發(fā)明的裝置中用的電極組可以含有金屬電極。金屬電極可以用作離子吸附電極 的對(duì)極。金屬電極的一例是表面用容易產(chǎn)生水的電解的金屬(例如Pt)覆蓋的電極，例如 是Pt電極、用Pt涂布了的Ti形成的電極。金屬電極可以是形成有液體可以通過的路徑的 電極。例如，金屬電極可以是形成有貫通孔的平板狀的電極。通過使用這樣的電極，可以防 止離子移動(dòng)被金屬電極抑制的情況。形成有貫通孔的平板狀電極包含形成有貫通孔的板狀 電極、篩孔狀的電極。金屬電極可以配置在第1離子吸附電極和第2離子吸附電極之間，也可以不這樣
8進(jìn)行配置。第1離子吸附電極和第2離子吸附電極之間配置了金屬電極的情況下，金屬電 極優(yōu)選是形成有貫通孔的平板狀電極。在工序(i)之后，通過在浸漬于容器內(nèi)的水中的金屬電極和選自第1及第2離子 吸附電極中的任意一個(gè)電極之間施加電壓，可以對(duì)第1及第2導(dǎo)電性物質(zhì)吸附的離子的量 的不平衡進(jìn)行修正。這時(shí)，以在金屬電極的表面產(chǎn)生水的電解的方式施加電壓。[pH調(diào)節(jié)及殺菌]本發(fā)明的裝置中，也可以通過在選自第1及第2離子吸附電極中的至少一個(gè)電極 和金屬電極之間施加電壓，在金屬電極的表面使水發(fā)生電解而調(diào)節(jié)飲用水的PH。另外，本發(fā) 明的裝置中，也可以通過在選自第1及第2離子吸附電極中的至少一個(gè)電極和金屬電極之 間的施加電壓，進(jìn)行飲用水的殺菌。在進(jìn)行PH調(diào)節(jié)和/或殺菌的情況下，本發(fā)明的裝置也 可以具備用于測(cè)定飲用水的PH的pH測(cè)量?jī)x器。以離子吸附電極成為負(fù)極的方式(也就是，金屬電極成為正極的方式)在離子吸 附電極和金屬電極之間施加直流電壓時(shí)，飲用水中的陰離子被離子吸附電極的導(dǎo)電性物質(zhì) 吸附。另一方面，在金屬電極的表面產(chǎn)生氫氧化物離子(0H_)和氫氣。其結(jié)果使飲用水呈 堿性。另外，以離子吸附電極成為正極的方式(也就是，金屬電極成為負(fù)極的方式)在離子 吸附電極和金屬電極之間施加直流電壓時(shí)，飲用水中的陽離子被離子吸附電極的導(dǎo)電性物 質(zhì)吸附。一方面，在金屬電極的表面產(chǎn)生氫離子(H+)和氧氣。其結(jié)果使飲用水呈酸性。根 據(jù)這些方法，可以將飲用水的PH設(shè)定為適宜飲用的范圍。例如，可以將飲用水的pH設(shè)定在 4. 5 9. 5的范圍(例如6 8的范圍)。另外，根據(jù)上述方法，也可以將飲用水的pH設(shè)定在4以下或10以上。通過使飲用 水的PH變?yōu)樗嵝院?或堿性，可以對(duì)飲用水進(jìn)行殺菌。殺菌后，可以再次調(diào)節(jié)飲用水的PH 值，將飲用水的PH值設(shè)定為適宜飲用的范圍。下面說明用本發(fā)明的裝置進(jìn)行的殺菌方法的 實(shí)例。其殺菌方法含有以下的工序(I)及(II)。工序(I)中，在飲用水中，通過在離子吸附電極和金屬電極之間施加直流電壓，使 飲用水的PH變化為4以下或10以上。之后，在工序(II)，在經(jīng)過了工序⑴的飲用水中， 通過在離子吸附電極和金屬電極之間施加直流電壓，使飲用水的pH在4. 5 9. 5的范圍 (例如6 8的范圍)。工序(I)中使用的離子吸附電極可以使用第1離子吸附電極和/或第2離子吸附 電極。另外，工序(II)中使用的離子吸附電極可以使用第1離子吸附電極和/或第2離子 吸附電極。在一例中，工序(I)和工序(II)中使用不同的離子電極。通過在工序(I)和工 序(II)中使用不同的離子吸附電極，可以在殺菌的同時(shí)使飲用水的硬度下降。例如在工序 (I)中，以第1離子吸附電極成為負(fù)極的方式，在第1離子吸附電極和金屬電極之間施加電 壓。由此，使飲用水中是陰離子減少，并且使飲用水呈堿性。然后，在工序(II)，以第2離子 吸附電極成正極的方式，在第2離子吸附電極和金屬電極之間施加電壓。由此，使飲用水中 的陽離子減少，并且使飲用水呈中性。這樣一來，能夠在殺菌的同時(shí)使飲用水的硬度下降。 在工序(I)中使飲用水呈酸性、在工序(II)中使飲用水呈中性的情況也一樣。另一方面， 在工序(I)和工序(II)中使用相同的離子吸附電極的情況下，在進(jìn)行殺菌的前后飲用水中 的離子濃度變化不大。
在工序(I)的工序和工序(II)的工序之間，還可以進(jìn)行通過在離子吸附電極和 金屬電極之間施加直流電壓，使飲用水的PH變化6以上從而成為4以下或10以上的工序 (χ) ο在一例中，在工序(I)中使飲用水的ρΗ變?yōu)?以下，在工序(χ)中使飲用水的ρΗ變 為10以上，在工序(II)中使飲用水的ρΗ變?yōu)?. 5 9. 5的范圍(例如6 8的范圍)。 在其他例中，在工序(I)中使飲用水的PH變?yōu)?0以上，在工序(χ)中使飲用水的ρΗ變?yōu)?4以下，在工序(II)中使飲用水的ρΗ變?yōu)?. 5 9. 5的范圍(例如6 8的范圍)。在一例中，工序⑴及工序(II)中使用的離子吸附電極和工序(X)中使用的離子 吸附電極不同。例如，在工序(I)及工序(II)中，以使第1離子吸附電極成為負(fù)極的方式 在第1離子吸附電極和金屬電極之間施加直流電壓。由此，使飲用水的陰離子減少，并且使 飲用水的PH上升。另一方面，在工序(X)中，以使第2離子吸附電極成為正極的方式在第 2離子吸附電極和金屬電極之間施加直流電壓。由此，使飲用水的陽離子減少，并且使飲用 水的PH下降。這樣一來，可以在殺菌的同時(shí)使飲用水的硬度下降。在工序(I)及工序(II) 中使飲用水的PH下降、在工序(χ)中使飲用水的ρΗ上升的情況也一樣。在工序(I)及工序(II)中使用的離子吸附電極和工序(χ)中使用的離子吸附電 極相同的情況下，在進(jìn)行殺菌工序前后飲用水中的離子濃度變化不大。通過進(jìn)行工序(X)，使飲料水變化為酸性和堿性兩者。因此，不耐受酸性的菌和不 耐受堿性的菌兩者都可以減少。工序(X)中使用的離子吸附電極可以使用第1離子吸附電 極和/或第2離子吸附電極。在工序(I)、工序(II)及工序(χ)中，在電極之間施加在金屬電極的表面產(chǎn)生飲用 水的電解的電壓。產(chǎn)生飲用水的電解的電壓根據(jù)飲用水中的離子濃度、金屬電極的種類而 變化。在一例中，施加5伏 30伏范圍的電壓。工序(I)及工序(χ)中的殺菌可以認(rèn)為是基于以下兩方面的效果，S卩，由使ρΗ為 酸性或堿性所致的殺菌、和由金屬電極的電位變化所致的在金屬表面的殺菌兩方面的效^ ο使用有意識(shí)地混入菌的氯化鈉水溶液，可確認(rèn)上述殺菌方法的有效性。離子吸 附電極的導(dǎo)電性物質(zhì)使用活性炭纖維布(Nippon Kynol株式會(huì)社制、ACC-5092-10、目付 200g/m2、厚0. 53mm、比表面積1100g/m2)。金屬電極使用涂布了鉬的鈦金屬絲配置為條紋狀 的平板狀電極。首先，在容器內(nèi)加入試驗(yàn)液120ml。試驗(yàn)液使用含有菌的中性氯化鈉水溶液(氯 化鈉濃度0. 78g/升)。其次，以使離子吸附電極成為負(fù)極的方式，在離子吸附電極和金屬 電極之間施加電壓。該施加電壓以在電極之間流過200mA的電流的狀態(tài)進(jìn)行15分鐘。通 過該施加的電壓使試驗(yàn)液的PH變?yōu)?2。從施加電壓中止開始將試驗(yàn)液靜置15分鐘。從 施加電壓中止經(jīng)過15分鐘后，開始以使離子吸附電極成為正極的方式在離子吸附電極和 金屬電極之間施加電壓的操作。該施加的電壓以在電極之間流過200mA的電流的狀態(tài)持續(xù) 30分鐘。通過該電壓施加使試驗(yàn)液的ρΗ變成3。從施加電壓中止開始將試驗(yàn)液靜置15分 鐘。從實(shí)驗(yàn)開始經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后，抽取試驗(yàn)液的一部分對(duì)其中存在的活菌數(shù)進(jìn)行測(cè) 定?；罹鷶?shù)的測(cè)定是通過在SCDLP培養(yǎng)基中添加試驗(yàn)液并培養(yǎng)而進(jìn)行測(cè)定。另外，作為對(duì) 照，對(duì)未經(jīng)過殺菌處理的試驗(yàn)液，在試驗(yàn)開始時(shí)及試驗(yàn)開始75分鐘后測(cè)定其活菌數(shù)。距試
10驗(yàn)開始的經(jīng)過時(shí)間和試驗(yàn)液的PH及活菌數(shù)間的關(guān)系，如表1所示。[表 1]
權(quán)利要求
一種攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)飲用水的硬度，包括含有第1及第2離子吸附電極的可折疊電極組以及電源，所述第1離子吸附電極含有能夠吸附離子的第1導(dǎo)電性物質(zhì)，所述第2離子吸附電極含有能夠吸附離子的第2導(dǎo)電性物質(zhì)，通過在將所述電極組浸漬在所述飲用水中的狀態(tài)下對(duì)所述電極組所含的電極施加電壓，調(diào)節(jié)所述第1及第2導(dǎo)電性物質(zhì)吸附的離子量，由此調(diào)節(jié)所述飲用水的硬度。
2.如權(quán)利要求1所述的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，其中，所述電極組還含有金屬電極， 通過在選自所述第1及第2離子吸附電極中的至少一個(gè)電極和所述金屬電極之間施加電壓，對(duì)所述飲用水進(jìn)行殺菌。
3.如權(quán)利要求2所述的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，其中，所述金屬電極配置在所述第1離子 吸附電極和所述第2離子吸附電極之間，所述金屬電極是形成有貫通孔的平板狀電極。
4.如權(quán)利要求1所述的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，其中，通過在將所述第1及第2離子吸附 電極浸漬在所述飲用水中的狀態(tài)下在所述第1離子吸附電極和所述第2離子吸附電極之間 施加電壓，調(diào)節(jié)所述第1及第2導(dǎo)電性物質(zhì)所吸附的離子量，由此調(diào)節(jié)所述飲用水的硬度。
5.如權(quán)利要求4所述的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，其中，還具備用于測(cè)定流過所述第1離子 吸附電極和所述第2離子吸附電極之間的電流的電流計(jì)。
6.如權(quán)利要求4所述的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，其中，在將所述第1及第2離子吸附電浸 漬在所述飲用水中的狀態(tài)下，以使所述第1離子吸附電極成為負(fù)極的方式，在所述第1離子 吸附電極和所述第2離子吸附電極之間施加所述電壓，使所述飲用水中的陰離子被所述第 1導(dǎo)電性物質(zhì)吸附，并且使所述飲用水中的陽離子被所述第2導(dǎo)電性物質(zhì)吸附，由此使所述 飲用水的硬度下降。
7.如權(quán)利要求6所述的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，其中，所述電壓要高于2伏。
8.如權(quán)利要求4所述的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，其中，在所述第2導(dǎo)電性物質(zhì)中吸附選 自鈣離子及鎂離子的至少一種陽離子，在將所述第2離子吸附電極和所述第1離子吸附電 極浸漬在所述飲用水中的狀態(tài)下，通過以使所述第1離子吸附電極成為正極的方式在所述 第1離子吸附電極和所述第2離子吸附電極之間施加電壓，使所述至少一種陽離子放出到 所述飲用水中，由此使飲用水的硬度上升。
9.如權(quán)利要求1所述的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，其中，所述第1及第2導(dǎo)電性物質(zhì)是活性炭。
10.如權(quán)利要求1所述的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，其中，所述第1離子吸附電極及所述第 2離子吸附電極各自為平板狀的電極，將所述電極組展開時(shí)，所述第1離子吸附電極和所述第2離子吸附電極以相互平行的方式配置。
11.如權(quán)利要求1所述的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，其中，所述第1離子吸附電極含有與所述第1導(dǎo)電性物質(zhì)連接的第1配線， 所述第2離子吸附電極含有與所述第2導(dǎo)電性物質(zhì)連接的第2配線。
12.如權(quán)利要求11所述的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，其中，在所述第1配線及所述第2配線 中，除與所述第1及第2導(dǎo)電性物質(zhì)的接觸部以外的部分，用樹脂或橡膠覆蓋。
13.如權(quán)利要求1所述的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，其中，所述第1及第2導(dǎo)電性物質(zhì)各自 用保護(hù)布覆蓋。
14.如權(quán)利要求1所述的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，其中，還含有能夠折疊的容器。
15.如權(quán)利要求1所述的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置，其中，所述電極組還含有金屬電極， 通過在選自所述第1及第2離子吸附電極中的至少一個(gè)電極和金屬電極之間施加電壓，使水在所述金屬電極的表面電解，從而調(diào)節(jié)所述飲用水的PH。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于調(diào)節(jié)飲用水硬度的攜帶式硬度調(diào)節(jié)裝置。其包括含有離子吸附電極(21)及(22)的可折疊電極組(20)、以及用于在離子吸附電極(21)和離子吸附電極(22)之間施加電壓的電源(13)。離子吸附電極(21)含有能夠吸附離子的第1導(dǎo)電性物質(zhì)；離子吸附電極(22)含有能夠吸附離子的第2導(dǎo)電性物質(zhì)。在一例中，在將離子吸附電極(21)及(22)浸漬在飲用水(25)中的狀態(tài)下在離子吸附電極(21)和離子吸附電極(22)之間施加電壓。通過該施加電壓可以調(diào)節(jié)第1及第2導(dǎo)電性物質(zhì)所吸附的離子量，其結(jié)果是可以調(diào)節(jié)飲用水的硬度。
文檔編號(hào)C02F1/48GK101980968SQ200980110559
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者中野貴德, 棚橋正和, 棚橋正治 申請(qǐng)人:棚氏處理有限公司