KR20030086832A - Electrolyzed water of anode side and process for production thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수용성 무기염을 0.1 mM 미만, 아스코르빈산을 1∼50 mM 함유하고, 산화환원전위가 85∼50 ㎷, 용존산소가 8∼15 ㎎/ℓ, pH 가 3.70∼2.80, 또한 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화 작용을 갖는 양극 전해수 및 수용성 무기염을 0.1 mM 미만, 아스코르빈산을 1∼50 mM 함유하는 전해질 수용액을 전기분해하여 상기 양극 전해수를 취출하는 것을 특징으로 하는 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화 작용을 갖는 양극 전해수의 제조방법이다.The present invention contains less than 0.1 mM of water-soluble inorganic salts, 1 to 50 mM of ascorbic acid, a redox potential of 85 to 50 mA, dissolved oxygen of 8 to 15 mg / L, pH of 3.70 to 2.80, and superoxide. Non-uniformization of superoxide radicals, wherein the positive electrode electrolyzed water is taken out by electrolysis of an aqueous electrolyte solution containing less than 0.1 mM of aqueous electrolyte and a water-soluble inorganic salt and 1 to 50 mM of ascorbic acid having a radical non-uniformity. It is a manufacturing method of positive electrode electrolytic water which has a function.
Description
본 발명은 슈퍼옥사이드 라디칼을 불균일화하는 작용을 갖는 양극 전해수 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게 설명하면, 아스코르빈산만을 전해보조제로서 함유하는 전해질 수용액을 전해하여, 양극측에 생성되는 양극 전해수를 취출하는 양극 전해수의 제조방법, 및 상기 불균일화 작용을 갖는 양극 전해수에 관한 것이다.The present invention relates to an anode electrolyzed water having a function of disproportionating superoxide radicals and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a method for producing cathode electrolytic water which electrolyzes an aqueous electrolyte solution containing only ascorbic acid as an electrolytic aid, and extracts the cathode electrolytic water generated on the anode side, and a cathode electrolytic water having the above-mentioned disproportionation action. .
격막을 통하여 백금, 백금합금 등으로 이루어지는 불활성 전극을 그 내부에 배치한 전해조를 사용하여, 알칼리금속의 염화물 등의 전해질이 희박한 수용액을 전해하고, 양극측에서 생성되는 pH 가 낮은 양극 전해수 (산성수) 를 취출하여 이 양극 전해수를 살균이나 소독에 이용하는 기술은 잘 알려져 있다. 또한 격막으로서는 이온교환수지를 막형상으로 한 하전막이나 미세 다공질 구조를 갖는 비하전막이 사용되고 있다.An electrolytic cell in which an inert electrode made of platinum, platinum alloy, etc. is disposed therein through a diaphragm is used to electrolyze an aqueous solution in which an electrolyte such as an alkali metal chloride is sparse and to produce a low pH electrolytic electrolytic water (acidic water). The technique of extracting a) and using this anode electrolytic water for sterilization or disinfection is well known. As the diaphragm, a charged membrane having an ion exchange resin in the form of a membrane or an uncharged membrane having a microporous structure is used.
상기 양극 전해수는 그 중에 하이포아염소산을 함유한다. 상기 살균이나 소독으로의 이용은 하이포아염소산의 강력한 산화작용과 염소화작용을 이용하는 것이다. 이와 같은 이용방법은 의료기관 등에서 보급되고 있다. 또한 양극 전해수 중에 미량으로 함유되는 오존이나 용존산소는 육아 (肉芽) 생성촉진작용을 가지므로, 외과 치료의 보조제로서의 이용도 연구되고 있다.The said positive electrode electrolytic water contains hypochlorous acid in it. The use of the sterilization or disinfection utilizes the strong oxidation and chlorination of hypochlorous acid. Such a usage method is being spread in medical institutions and the like. In addition, ozone and dissolved oxygen contained in a small amount in the electrolyzed electrolytic water have a granulation production-promoting action, and therefore, their use as an adjuvant for surgical treatment has also been studied.
한편, 음극측에서 생성되는 음극 전해수 (알칼리수) 는, 상기 전해질 희박용액 대신에 수도물을 사용하여, 이것을 전해함으로써도 얻어진다. 이것은 종래 음료용 등으로 이용되고 있다. 상기 전해질 수용액이나 수도물에, 전해 보조제로서가 아니라 첨가제로서, 아스코르빈산이나 갈산 등의 유기산을 첨가하여 전해수를 제조하는 방법도 알려져 있다 (미국특허 제5,736,027호).On the other hand, the negative electrode electrolytic water (alkaline water) produced on the negative electrode side is also obtained by electrolyzing this using tap water instead of the electrolyte lean solution. This is conventionally used for beverages and the like. A method of producing electrolytic water by adding an organic acid such as ascorbic acid or gallic acid to the aqueous electrolyte solution or tap water as an additive, not as an electrolytic aid (US Pat. No. 5,736,027) is also known.
이들 방법에서는, 아스코르빈산은 전해 보조제의 존재하에서 사용되고 있다. 아스코르빈산의 첨가 목적은, 음극 전해수의 pH 를 제어하는 것 및 양극 전해수 중의 유리염소를 제거하는 것에 있다.In these methods, ascorbic acid is used in the presence of an electrolytic aid. The purpose of adding ascorbic acid is to control the pH of the cathode electrolyzed water and to remove free chlorine in the anode electrolyzed water.
또한 상기 방법과는 직접적인 관계는 없지만, 잘 알려진 콜베반응은, 카르복실산과 같은 유기산을 전해하여, 양극측에서 이산화탄소를 방출시킴과 동시에, 유기산 잔기 2 개를 결합시킨 화합물을 생성시키는 반응이다. 예컨대 콜베반응을 이용하여 아세트산으로부터 시트르산을 생성시키는 방법 등도 오래전부터 알려져 있다.In addition, although not directly related to the above method, a well-known Kolbe reaction is a reaction in which an organic acid such as carboxylic acid is electrolyzed to release carbon dioxide from the anode side and to produce a compound in which two organic acid residues are bonded. For example, a method of producing citric acid from acetic acid using Kolbe reaction has been known for a long time.
아스코르빈산은 분자내의 2위와 3위의 위치에 OH 기를 갖고 있다. 아스코르빈산은 산성영역에서는, 3위의 -OH 가 -O-와 H+로 해리되어 산성을 나타낸다. 염기성 영역에서는, 2위의 -OH 가 -O-와 H+로 해리되어 있다. 그러나 이 해리도는 낮기 때문에, 전해 보조제로서 사용된 적은 없다. 또한 아스코르빈산 수용액을 전해할 때의 전해과정은 복잡하고, 중간생성물은 특정되어 있지 않지만, 기본적으로는 산화환원반응으로 인식되고 있다.Ascorbic acid has OH groups at positions 2 and 3 in the molecule. The ascorbic acid is an acidic region, a third of -OH -O - dissociates into H + and indicates the acid. In the basic region, -OH at position 2 is dissociated into -O - and H + . However, since this dissociation degree is low, it has not been used as an electrolytic aid. In addition, the electrolytic process when electrolyzing aqueous ascorbic acid solution is complicated, and intermediate products are not specified, but are basically recognized as redox reactions.
아스코르빈산은 그 자체가 강력한 환원제이다. 수용액중에서는 자체내에서 자동 산화가 일어나, 환원력이 저하되는 것도 잘 알려져 있다. 일반적으로 아스코르빈산은 다음과 같은 과정으로 자동산화된다.Ascorbic acid is a powerful reducing agent in itself. It is also well known in the aqueous solution that automatic oxidation occurs in itself and the reducing power is lowered. In general, ascorbic acid is automatically oxidized by the following process.
여기에서 AsA, MDA, DHA 및 DKG 는, 각각 아스코르빈산, 모노디하이드로아스코르빈산, 디하이드로아스코르빈산 및 2,3-디케토구론산을 나타낸다.AsA, MDA, DHA, and DKG represent ascorbic acid, monodihydroascorbic acid, dihydroascorbic acid, and 2,3-diketoguronic acid, respectively.
최근, 활성산소로서 널리 알려져 있는 슈퍼옥사이드 라디칼을 아스코르빈산이 불균일화시켜, 소멸시키는 것으로 밝혀졌다. 따라서 아스코르빈산은 항산화제로서 주목을 받게 되었다.Recently, it has been found that ascorbic acid dissociates and dissipates superoxide radicals, which are widely known as active oxygen. Ascorbic acid was therefore attracting attention as an antioxidant.
여기에서 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화 반응은, 하기 반응식 2 로 표시된다. 즉, 슈퍼옥사이드 라디칼이 소멸되어 과산화수소가 생성된다.The heterogeneous reaction of a superoxide radical here is represented by following Reaction Formula 2. In other words, the superoxide radicals disappear to produce hydrogen peroxide.
아스코르빈산은 전술한 바와 같은 슈퍼옥사이드 라디칼을 소멸시키는 유용한 것이지만, 아스코르빈산 수용액을 전해함으로써, 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화 작용을 증대시킨 양극 전해수는 아직 보고되어 있지 않다.Ascorbic acid is useful for dissipating the superoxide radicals as described above, but anolyte electrolytic water has not yet been reported to increase the disproportionation of superoxide radicals by electrolysis of ascorbic acid aqueous solution.
본 발명자는 상기 아스코르빈산이 갖는 슈퍼옥사이드 라디칼을 불균일화시키는 능력에 착안하여, 이 능력을 유지시키는 양극 전해수를 얻기 위해 다양하게 검토하였다. 그 결과, 수용성 금속염 등의 무기전해질을 전해 보조제로서 사용하지 않고, 비교적 저농도인 아스코르빈산의 단독 수용액을 전해하면, 슈퍼옥사이드 라디칼을 불균일화시키는 능력을 높인 양극 전해수가 얻어지는 것을 발견하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM This inventor focused on the ability to non-uniformize the superoxide radical which the said ascorbic acid has, and examined variously in order to obtain the positive electrode electrolytic water which maintains this capability. As a result, it was found that when electrolytic solutions of relatively low concentrations of ascorbic acid were electrolyzed without using an inorganic electrolyte such as a water-soluble metal salt as an electrolytic aid, anolyte electrolytic water having a high ability to disproportionate superoxide radicals was obtained.
본 발명은 상기 발견에 의거하여 완성된 것으로, 그 목적으로 하는 것은 슈퍼옥사이드 라디칼을 불균일화시키는 능력을 향상시킨 양극 전해수를 제공하는 것에 있다.The present invention has been completed based on the above findings, and an object thereof is to provide an anode electrolyzed water having an improved ability to disproportionate superoxide radicals.
도 1 은 본 발명의 양극 전해수의 제조장치의 일례를 나타낸 개략 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram which shows an example of the manufacturing apparatus of the positive electrode electrolytic water of this invention.
도 2 는 실시예 1 의 양극 전해수가 갖는 슈퍼옥사이드 라디칼에 대한 불균일화능을 나타낸 ESR 스펙트럼의 일례이다.FIG. 2 is an example of the ESR spectrum showing the heterogeneity of the superoxide radicals in the anode electrolyzed water of Example 1. FIG.
도 3 은 실시예 1 의 음극 전해수의 슈퍼옥사이드 라디칼의 ESR 스펙트럼의 일례이다.3 is an example of the ESR spectrum of the superoxide radical of the cathode electrolyzed water of Example 1. FIG.
도 4 는 실시예 2 의 양극 전해수의 슈퍼옥사이드 라디칼에 대한 불균일화능을 나타낸 ESR 스펙트럼의 다른 예이다.4 is another example of an ESR spectrum showing the heterogeneity of superoxide radicals in the positive electrode electrolyzed water of Example 2. FIG.
도 5 는 실시예 2 의 음극 전해수의 슈퍼옥사이드 라디칼의 ESR 스펙트럼의 다른 예이다.5 is another example of the ESR spectrum of the superoxide radical of the cathode electrolyzed water of Example 2. FIG.
도 6 은 실시예 3 의 양극 전해수의 슈퍼옥사이드 라디칼에 대한 불균일화능을 나타낸 ESR 스펙트럼의 다른 예이다,6 is another example of an ESR spectrum showing heterogeneity of superoxide radicals in the anode electrolyzed water of Example 3;
도 7 은 실시예 3 의 음극 전해수의 슈퍼옥사이드 라디칼의 ESR 스펙트럼의 다른 예이다.7 is another example of the ESR spectrum of the superoxide radical of the cathode electrolyzed water of Example 3. FIG.
도 8 은 비교예 1 의 양극 전해수의 슈퍼옥사이드 라디칼의 ESR 스펙트럼의일레이다.8 is an illustration of the ESR spectrum of the superoxide radical of the positive electrode electrolyzed water of Comparative Example 1. FIG.
도 9 는 비교예 1 의 음극 전해수의 슈퍼옥사이드 라디칼의 ESR 스펙트럼의 일레이다.9 is an illustration of the ESR spectrum of the superoxide radical of the cathode electrolyzed water of Comparative Example 1. FIG.
도 10 은 비교예 2 의 증류수의 슈퍼옥사이드 라디칼을 나타내는 ESR 스펙트럼의 일례이다.10 is an example of an ESR spectrum showing a superoxide radical of distilled water of Comparative Example 2. FIG.
도 11 은 실시예 1 에 나타낸 전해질 수용액의 전해를 실시했을 때의, 전해전류밀도와 용존효소량의 관계를 나타낸 그래프이다.FIG. 11 is a graph showing the relationship between the electrolytic current density and the dissolved enzyme amount when the electrolytic solution of the electrolyte solution shown in Example 1 is electrolyzed. FIG.
(도면의 주요부호에 대한 설명)(Description of Major Symbols in Drawings)
2 : 전해질 수용액 탱크2: electrolyte solution tank
4 : 전해질 수용액4: electrolyte solution
6 : 펌프6: pump
8 : 전해질 수용액 공급관8: electrolyte solution supply pipe
10 : 전해조10: electrolytic cell
12 : 양극12: anode
14 : 음극14: cathode
16 : 격막16: diaphragm
18 : 양극실18: anode chamber
20 : 음극실20: cathode chamber
22 : 전해전원22 electrolytic power supply
24 : 양극 전해수 취출관24: anode electrolytic water extraction tube
26 : 음극 전해수 취출관26: cathode electrolytic water extraction tube
본 발명의 목적은 하기에 기재된 것에 의해 달성되는 것이다.The object of the present invention is achieved by the following.
[1] 수용성 무기염을 0.1 mM 미만, 아스코르빈산을 1∼50 mM 함유하고, 산화환원전위가 85∼50 ㎷, 용존산소가 8∼15 ㎎/ℓ, pH 가 3.70∼2.80, 또한 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화 작용을 갖는 양극 전해수.[1] A water-soluble inorganic salt containing less than 0.1 mM, ascorbic acid 1 to 50 mM, the redox potential is 85 to 50 kPa, the dissolved oxygen is 8 to 15 mg / L, the pH is 3.70 to 2.80, and superoxide Anode electrolytic water with a heterogeneous action of radicals.
[2] 수용성 무기염을 0.1 mM 미만, 아스코르빈산을 1∼50 mM 함유하는 전해질 수용액을 전기분해하여 상기 [1] 에 기재된 양극 전해수를 취출하는 것을 특징으로 하는 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화 작용을 갖는 양극 전해수의 제조방법.[2] Heterogeneous action of superoxide radicals characterized by electrolytically dissolving an aqueous electrolyte solution containing less than 0.1 mM of water-soluble inorganic salt and 1-50 mM of ascorbic acid to extract the positive electrode electrolytic water according to the above [1]. Method for producing an anode electrolytic water having.
[3] 격막을 갖는 전해조를 사용하여 전기분해하는 상기 [2] 에 기재된 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화 작용을 갖는 양극 전해수의 제조방법.[3] A method for producing positive electrolytic water having a heterogeneous action of the superoxide radical according to the above [2], which is electrolyzed using an electrolytic cell having a diaphragm.
[4] 전기분해할 때의 전류밀도가 0.003∼0.03 A/㎠ 인 상기 [2] 에 기재된슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화 작용을 갖는 양극 전해수의 제조방법.[4] A method for producing cathode electrolytic water having a disproportionation action of the superoxide radical according to the above [2], wherein the current density during electrolysis is 0.003 to 0.03 A / cm 2.
[5] 수용성 무기염을 0.1 mM 미만, 아스코르빈산을 1∼50 mM 함유하는 전해질 수용액을 유량 500∼3000 ㎖/min 으로 격막을 갖는 연속 유통 전해조에 공급하여 전해전류밀도 0.003∼0.03 A/㎠ 으로 연속적으로 전기분해하는 상기 [2] 에 기재된 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화 작용을 갖는 양극 전해수의 제조방법.[5] Electrolytic current density of 0.003-0.03 A / cm2 by supplying an aqueous electrolyte solution containing less than 0.1 mM of water-soluble inorganic salt and 1-50 mM of ascorbic acid to a continuous flow electrolyzer having a diaphragm at a flow rate of 500-3000 ml / min. A method for producing positive electrolytic water having a disproportionation action of the superoxide radical according to the above [2], which is electrolyzed continuously.
[6] 수용성 무기염을 0.1 mM 미만, 아스코르빈산을 1∼50 mM 함유하는 전해질 수용액을 유량 4∼50 ㎖/min 으로 격막을 갖지 않는 연속 유통 전해조에 공급하여 전해전류밀도 0.003∼0.03 A/㎠ 으로 연속적으로 전기분해하는 상기 [2] 에 기재된 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화 작용을 갖는 양극 전해수의 제조방법.[6] An electrolytic solution containing less than 0.1 mM of water-soluble inorganic salt and 1 to 50 mM of ascorbic acid was supplied to a continuous flow electrolyzer without a diaphragm at a flow rate of 4 to 50 ml / min to provide an electrolytic current density of 0.003 to 0.03 A /. A method for producing positive electrolytic water having a heterogeneous action of the superoxide radical according to the above [2], which is electrolyzed continuously in cm 2.
전해질 수용액을 전해하여 얻어지는 전해수를 음료용이나 살균, 소독용으로 이용하는 경우, 전해질 수용액으로서, 수도물이나 수도물에 추가로 염화나트륨 또는 염화칼륨 등의 수용성 무기염을 첨가한 것이 이용되고 있다. 수도물은 본래 어느 정도 양의 무기염을 함유하고 있으므로, 이것이 전해질로서 작용한다.When electrolytic water obtained by electrolyzing an aqueous electrolyte solution is used for beverages, sterilization, and disinfection, an aqueous solution of an electrolyte is added to a tap water or tap water with a water-soluble inorganic salt such as sodium chloride or potassium chloride. Since tap water originally contains a certain amount of inorganic salts, it acts as an electrolyte.
한편, 전해질과 아스코르빈산이 첨가된 전해질 수용액을 전해하여 전해수를 제조하는 기술이 보고되어 있다. 이 경우, 아스코르빈산은 알칼리도 제거용 첨가제로서 사용되고 있다 (예컨대 일본 공개특허공보 평11-33552호). 또, 아스코르빈산을 첨가제로 함유하는 전해질 수용액을 전해하여, 양극측에 생성되는 전해수중의 하이포아염소산을 아스코르빈산으로 환원시킴으로써, 전해수중의 유리염소의 생성을 억제하는 방법도 알려져 있다 (일본 공개특허공보 평8-229563호).On the other hand, a technique for producing electrolytic water by electrolyzing an aqueous electrolyte solution in which an electrolyte and ascorbic acid is added has been reported. In this case, ascorbic acid is used as an additive for removing alkalinity (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-33552). In addition, a method of suppressing the production of free chlorine in electrolytic water by electrolyzing an aqueous electrolyte solution containing ascorbic acid as an additive and reducing hypochlorous acid in the electrolytic water produced on the anode side to ascorbic acid ( Japanese Patent Laid-Open No. 8-229563).
이들 경우는, 모두 전해질 수용액중에 수용성 무기염으로 이루어지는 전해질을 전해 보조제로서 함유하고, 추가로 아스코르빈산을 공존시키고 있다. 아스크로빈산은 어디까지나 전해에 직접 관계하지 않는 첨가제로서 사용하는 것이다.In both of these cases, an electrolyte composed of a water-soluble inorganic salt is contained as an electrolytic aid in an aqueous electrolyte solution, and ascorbic acid is further coexisted. Ascrobic acid is used as an additive which is not directly related to electrolysis to the last.
일반적으로, 염화나트륨과 같은 전해질 (전해 보조제) 과, 아스코르빈산 (첨가제) 을 용해시킨 전해질 수용액을 전해하는 경우, 하기와 같은 반응이 일어난다.Generally, when electrolyzing electrolyte (electrolyte adjuvant), such as sodium chloride, and the aqueous electrolyte solution which melt | dissolved ascorbic acid (additive), the following reaction occurs.
1. 음극측1. Cathode side
또한 여기에서, AsANa 는 아스코르빈산나트륨을 나타낸다. 음극 전해수 중의 아스코르빈산은 3위의 H+가 나트륨이온으로 치환됨으로써 나트륨염이 된다. 그 결과, 2위의 H+만이 슈퍼옥사이드를 불균일화하는 것에 이용할 수 있다. 따라서 불균일화능이 반감된다.In addition, AsANa represents sodium ascorbate. Cathode ascorbic acid of the third H + is replaced by sodium ions in the electrolytic water is being the sodium salt. As a result, the second H +, only be used as a non-uniform screen for superoxide. Therefore, the nonuniformity is halved.
2, 양극측2, anode side
양극측에서는 상기 반응식 9 에 나타낸 바와 같이 하이포아염소산에 의한 염소화작용 및 산화작용에 의해, 아스코르빈산의 2위 및 3위의 H+가 소멸되고, 따라서 슈퍼옥사이드의 불균일화는 전혀 일어나지 않게 된다.The side of the positive electrode, and the hypochlorite chlorination operation and 2 above, and the third H + of by oxidation, ascorbic acid by the disappearance, as shown in the Scheme 9, and thus non-uniform screen of superoxide is not at all occur.
이상이 전해질을 전해 보조제로서 사용하고, 아스코르빈산을 첨가제로서 첨가한 전해질 수용액을 사용하는 경우의 양쪽 극의 전해반응이다. 이 경우는 음극측에서만 슈퍼옥사이드의 불균일화가 일어나지만, 이 불균일화 반응의 양은 아스코르빈산나트륨이 생성되는 양만큼 감소된다.The above is the electrolytic reaction of both poles in the case of using an electrolyte as an electrolytic aid and using an aqueous electrolyte solution in which ascorbic acid is added as an additive. In this case, disproportionation of the superoxide occurs only at the cathode side, but the amount of this disproportionation reaction is reduced by the amount of sodium ascorbate produced.
또 양극측에서는, 전술한 바와 같이 하이포아염소산에 의한 아스코르빈산의염소화작용 및 산화작용에 의해 아스코르빈산의 2위 및 3위의 H+가 소멸되기 때문에, 슈퍼옥사이드의 불균일화반응은 전혀 일어나지 않는다.Side In the positive electrode, since hypochlorous acid ascorbic acid chlorination operation and 2 above, and the third H + of ascorbic acid by the oxidative action is extinguished in by, as described above, non-uniform reaction of superoxide is at all occur Do not.
한편, 전해질로서 아스코르빈산만을 용해한 전해질 수용액을 전해하는 경우의 양쪽 극의 전해반응은 이하에 나타낸 것이다.On the other hand, the electrolytic reactions of both poles in the case of electrolyzing an aqueous electrolyte solution in which only ascorbic acid is dissolved as an electrolyte are shown below.
1, 음극측1, cathode side
[반응식 3]Scheme 3
상기 반응식 10 에 나타낸 바와 같이 전해함으로써 아스코르빈산 중의 2위와 3위의 수소가 음극 표면에서 친전자반응을 일으켜 음극측에서 수소가스가 발생한다. 전해에 의해 발생하는 DHA 는 H+를 방출할 수 없기 때문에, 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화는 일어나지 않는다. 또한 아스코르빈산 음이온이 양극측으로 수송된다. 따라서 아스코르빈산 음이온에 의한 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화도 일어나지 않는다.By electrolysis as shown in Scheme 10, hydrogen in the second and third positions in ascorbic acid causes an electrophilic reaction on the surface of the cathode, and hydrogen gas is generated on the cathode side. Since DHA generated by electrolysis cannot release H + , no heterogeneity of superoxide radicals occurs. In addition, ascorbic acid anions are transported to the anode side. Therefore, no disproportionation of the superoxide radical by the ascorbic acid anion occurs.
2. 양극측2. Anode side
[반응식 6]Scheme 6
상기 반응식 11 로 나타나는 바와 같이 아스코르빈산 음이온은, 양극에서 물이 산화되어 생성된 H+와 반응하여 아스코르빈산이 된다. 한편, 하기 반응식 12 에서 나타나는 바와 같이, 양극에서 생성된 산소가스는 아스코르빈산을 2,3-디케토구론산으로 산화함으로써 소비되고, 양극 전해수 중의 용존산소량을 저감시키는 방향으로 작용한다. 그러나 이 비율은 크지 않다.As shown in Scheme 11, the ascorbic acid anion becomes ascorbic acid by reacting with H + generated by oxidation of water at the anode. On the other hand, as shown in the following reaction formula 12, the oxygen gas generated at the anode is consumed by oxidizing ascorbic acid to 2,3-diketoguronic acid, and acts to reduce the amount of dissolved oxygen in the anode electrolytic water. But this ratio is not large.
또한 양극에서는, 상기 반응식 11 에서 나타나는 반응 이외에, 아스코르빈산음이온과 수소이온의 확산속도의 상이함에 기인하여, 약간의 수소이온이 과잉으로 존재한다. 따라서 아스코르빈산만이 존재하는 경우와 비교하여, 수소이온이 증가하고 있다. 그 결과, 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화의 양은 양극측에서 많아진다.In addition, at the anode, in addition to the reaction shown in Scheme 11, some hydrogen ions are excessively present due to the difference in diffusion rates of ascorbic anion and hydrogen ions. Therefore, compared with the case where only ascorbic acid exists, hydrogen ion is increasing. As a result, the amount of disproportionation of superoxide radicals increases at the anode side.
이상을 정리하면,In summary,
1) 염화나트륨이나 염화칼륨과 같은 수용성 전해질을 전해 보조제로서 사용하고, 여기에 아스코르빈산을 첨가제로 병용하고 있는 전해질 수용액을 전해하는 경우, 음극 전해수는 불균일화 작용을 나타내지만, 아스코르빈산나트륨이나 아스코르빈산칼륨으로 되어 소비되는 양만큼 불균일 작용은 저하된다. 양극 전해수는, 하이포아염소산을 함유하고, 이 하이포아염소산에 의해 아스코르빈산의 대부분이 소비된다. 따라서 양극 전해수는 불균일화 작용을 나타내지 않는다.1) When an aqueous solution of an electrolyte such as sodium chloride or potassium chloride is used as an electrolytic aid and an electrolyte solution containing ascorbic acid as an additive is used, the cathode electrolytic water shows a disproportionation effect, but sodium ascorbate or The heterogeneous action is reduced by the amount consumed as potassium corbate. The positive electrode electrolyzed water contains hypochlorous acid, and most of the ascorbic acid is consumed by the hypochlorous acid. Therefore, the anode electrolyzed water does not exhibit disproportionation.
2) 아스코르빈산만을 전해 보조제로 사용하는 전해질 수용액을 전해하는 경우, 음극에서는 아스코르빈산의 2, 3위의 수소가 친전자반응에 의해 떨어져 데히드로아스코르빈산이 된다. 따라서 음극측에서는 불균일화 반응은 거의 확인할 수 없다.2) In the case of electrolyzing an aqueous electrolyte solution in which only ascorbic acid is used as an electrolytic aid, hydrogen in the second and third positions of ascorbic acid is dehydroascorbic acid at the negative electrode due to electrophilic reaction. Therefore, the disproportionation reaction can hardly be confirmed on the cathode side.
또 양극측에서는, 음극으로부터 수송되는 아스코르빈산 음이온과, 물의 전극반응에서 발생되는 수소이온이 반응하여 아스코르빈산으로 되돌아가 불균일화 작용을 나타낸다. 또한, 생성되는 약간 과잉의 수소이온에 의해 양극 전해수의 불균일화 작용이 증가한다. 용존산소에 의해 소비되는 아스코르빈산의 양은 매우 적다.On the anode side, ascorbic acid anion transported from the cathode reacts with hydrogen ions generated in the electrode reaction of water to return to ascorbic acid and exhibit non-uniformity. In addition, the disproportionation of the electrolytic water of the positive electrode increases due to the slightly excessive hydrogen ions generated. The amount of ascorbic acid consumed by dissolved oxygen is very small.
본 발명에 있어서는, 아스코르빈산만을 전해 보조제로 하는 전해질 수용액을 전해하여, 산화환원전위 (ORP) 가 85∼50 ㎷, pH 가 3.70∼2.80 이 되도록 한다. 이와 같이 하여 얻어지는 양극 전해수는, 상기 산화환원전위 및 pH 의 범위 이외의 양극 전해수와 비교하여, 특히 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화능이 높다. 이 때문에, 이 양극 전해수는 살균소독, 육아 생성, 건강유지, 미용 등의 각종 용도에 유용한 것으로 이용할 수 있다. 또한 아스코르빈산은 인체에 대하여 안전성이 확인된 비타민이기 때문에, 이것을 전해 보조제로서 사용하여 제조하는 본 양극 전해수는 안전성이 매우 높다.In the present invention, an aqueous electrolyte solution containing only ascorbic acid as an electrolytic aid is electrolyzed so that the redox potential (ORP) is 85 to 50 kPa and the pH is 3.70 to 2.80. The anolyte electrolytic water thus obtained has a particularly high disproportionation ability of the superoxide radical, compared with the anolyte electrolyzed water outside the range of the redox potential and pH. For this reason, this positive electrode electrolytic water can be used for various uses, such as sterilization, granulation production, health maintenance, beauty, etc. In addition, since ascorbic acid is a vitamin whose safety has been confirmed to the human body, the positive electrode electrolyzed water produced by using this as an electrolytic aid is very safe.
발명의 실시형태Embodiment of the invention
이하 본 발명은 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화 작용을 갖는 본 발명의 양극 전해수를 제조할 때에 사용하는 전해장치는 특별한 제한은 없고, 종래 사용되고 있는 전해수 제조장치의 어느 것이나 사용할 수 있다. 즉, 전해장치의 크기, 전해조중에 격막의 유무 등에 관계없이 어떠한 형식의 전해장치라도 사용할 수 있다.There is no particular limitation on the electrolytic apparatus used when producing the positive electrode electrolytic water of the present invention having the disproportionation action of the superoxide radical, and any of the electrolytic water producing apparatuses conventionally used can be used. That is, any type of electrolytic device can be used regardless of the size of the electrolytic device, the presence or absence of a diaphragm in the electrolytic cell, and the like.
도 1 은 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화 작용을 갖는 본 발명의 양극 전해수의 제조에 사용하는 전해장치의 일례를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing an example of an electrolytic apparatus used for producing the positive electrode electrolyzed water of the present invention having a disproportionation action of a superoxide radical.
도 1 중, 2 는 전해질 수용액 탱크이고, 그 내부에는 전해질 수용액 (4) 이 저장되어 있다.In FIG. 1, 2 is an electrolyte solution tank, The electrolyte aqueous solution 4 is stored in the inside.
상기 전해질 수용액 (4) 은, 아스코르빈산을 1∼50 mM, 바람직하게는 2∼20 mM 함유하고 있다. 이 전해질 수용액의 pH 는 약 3.70∼2.80 을 나타낸다.아스코르빈산의 농도가 1 mM 미만인 경우에는, 도전율이 낮아 전해가 곤란해진다. 또 50 mM 을 초과하는 경우에는, 얻어지는 양극 전해수를 피부 등에 적용할 때에 달라붙는 감이 있어, 이용방법에 따라서는 부적합한 경우가 있을 수 있다.The electrolyte aqueous solution 4 contains 1 to 50 mM, preferably 2 to 20 mM of ascorbic acid. The pH of this aqueous electrolyte solution is about 3.70 to 2.80. When the concentration of ascorbic acid is less than 1 mM, the conductivity is low and the electrolysis becomes difficult. Moreover, when it exceeds 50 mM, there exists a sense which will stick when applying the obtained electrolytic electrolyzed water to skin etc., and it may be unsuitable depending on a usage method.
상기 전해질 수용액 (4) 에는, 아스코르빈산 이외의 수용성 무기염 등의 전해질을 실질적으로 함유하고 있지 않은 것이 바람직하다. 수용성 무기전해질의 함유량은, 각 수용성 무기전해질의 합계로 0.1 mM 이하인 것이 바람직하고, 특히 0.02 mM 이하인 것이 바람직하다.It is preferable that the said electrolyte aqueous solution 4 does not contain substantially electrolytes, such as water-soluble inorganic salts other than ascorbic acid. The content of the water-soluble inorganic electrolyte is preferably 0.1 mM or less, more preferably 0.02 mM or less, in total of each of the water-soluble inorganic electrolytes.
이와 같은 전해질 수용액 (4) 의 제조방법으로는, 증류수나, 탈이온수 등의 정제수 (순수) 에, 아스코르빈산을 상기 농도범위에 용해시키는 방법이 예시된다.As a manufacturing method of such aqueous electrolyte solution 4, the method of dissolving ascorbic acid in distilled water and purified water (pure water), such as deionized water in the said concentration range, is illustrated.
(6) 은 전해질 수용액 공급관 (8) 에 장착된 펌프로, 이 펌프 (6) 를 작동시킴으로써, 전해질 수용액 (4) 은 공급관 (8) 을 통하여 전해조 (10) 에 이송된다.(6) is a pump attached to the electrolyte aqueous solution supply pipe 8, and by operating the pump 6, the electrolyte aqueous solution 4 is transferred to the electrolytic cell 10 through the supply pipe 8.
상기 전해조 (10) 는, 소정 간격으로 떨어져 서로 대향하는 양극 (12) 과 음극 (14) 과, 상기 양쪽 극 사이에 양쪽 극과 이간되어 설치된 격막 (16) 을 갖는다. 상기 전해조 (10) 에는 상기 양극 (12) 과 격막 (16) 사이에 양극실 (18) 이, 또 상기 음극 (14) 과 격막 (16) 사이에 음극실 (20) 이 형성되어 있다. 상기 양극 (12), 음극 (14) 은 전기화학적으로 불활성인 금속재료로 형성되어 있다. 전극재료로는 백금, 백금합금 등이 바람직하다. 격막 (16) 은 양극실 (18) 내의 양극 전해수와 음극실 (14) 내의 음극 전해수가 혼합되는 것을 방지하는 역할을 하는 것이고, 또한 전해전류가 전달되는 재료로 구성되어 있다. 격막으로는 이온교환막이나 무전하막 등 전해격막으로서, 종래 전해에 사용되고 있는 것이 적절히 사용된다.The electrolytic cell 10 has a positive electrode 12 and a negative electrode 14 which are spaced apart from each other at predetermined intervals to face each other, and a diaphragm 16 provided to be spaced apart from both poles between the two poles. In the electrolytic cell 10, an anode chamber 18 is formed between the anode 12 and the diaphragm 16, and a cathode chamber 20 is formed between the cathode 14 and the diaphragm 16. The positive electrode 12 and the negative electrode 14 are made of an electrochemically inert metal material. Platinum, a platinum alloy, etc. are preferable as an electrode material. The diaphragm 16 prevents mixing of the positive electrode electrolytic water in the positive electrode chamber 18 and the negative electrode electrolytic water in the negative electrode chamber 14, and is made of a material to which an electrolytic current is transmitted. As a diaphragm, what is conventionally used for electrolysis is used suitably as an electrolytic diaphragm, such as an ion exchange membrane and an electroless membrane.
상기 공급관 (8) 은, 전해조 (10) 의 상류측에서 분기관 (8a, 8b) 으로 분기되고, 각각의 분기관 (8a, 8b) 은 상기 양극실 (18), 음극실 (20) 에 연결되어 있다.The supply pipe 8 is branched from the upstream side of the electrolytic cell 10 to the branch pipes 8a and 8b, and each of the branch pipes 8a and 8b is connected to the anode chamber 18 and the cathode chamber 20. It is.
22 는 전해전원으로, 그 플러스 단자는 양극 (12) 에, 마이너스 단자는 음극 (14) 에 접속되어 있다.22 is an electrolytic power source, the positive terminal of which is connected to the positive electrode 12 and the negative terminal of the negative electrode 14.
상기 분기관 (8a, 8b) 을 통하여 양극실 (18), 음극실 (20) 에 이송된 전해질 수용액은 여기에서 전기분해된다. 전해전류밀도는 0.003∼0.03 A/㎠ 가 바람직하고, 0.01∼0.02 A/㎠ 가 보다 바람직하다. 전해전류밀도가 0.003 A/㎠ 미만인 경우는, 양극실로부터 유출되는 양극 전해수 중의 용존산소량을 전해질 수용액보다도 높게 할 수 없다. 또, 전해전류밀도가 0.03 A/㎠ 를 초과하는 경우는, 전류값에 따라 양극 전해수의 생성량이 증가되지 않으므로 비경제적이다.The aqueous electrolyte solution transferred to the anode chamber 18 and the cathode chamber 20 through the branch pipes 8a and 8b is electrolyzed here. 0.003-0.03 A / cm <2> is preferable and, as for electrolytic current density, 0.01-0.02 A / cm <2> is more preferable. When the electrolytic current density is less than 0.003 A / cm 2, the amount of dissolved oxygen in the positive electrode electrolytic water flowing out of the positive electrode chamber cannot be made higher than that of the aqueous electrolyte solution. When the electrolytic current density exceeds 0.03 A / cm 2, the amount of production of the positive electrode electrolytic water does not increase in accordance with the current value, which is uneconomical.
따라서 상기 범위내로 전해전류밀도를 제어함으로써, 양극실로부터 유출되는 양극 전해수 중의 용존산소량을 전해질 수용액 이상, 바람직하게는 8∼15 ㎎/ℓ, 보다 바람직하게는 9∼14 ㎎/ℓ로 할 수 있다.Therefore, by controlling the electrolytic current density within the above range, the amount of dissolved oxygen in the positive electrode electrolyzed water flowing out of the positive electrode chamber can be at least an electrolyte solution, preferably 8-15 mg / l, more preferably 9-14 mg / l. .
본 발명에서는, 전해전류밀도를 상기 범위내에서 적절히 조절함으로써, 얻어지는 양극 전해수의 pH 를 3.70∼2.80 으로 하고, 또한 그 산화환원전위 (ORP) 를 85∼50 ㎷ 로 하는 것이다.In this invention, pH of positive electrode electrolytic water obtained is adjusted to 3.70-2.80, and the redox potential (ORP) is 85-50 Pa by adjusting electrolytic current density suitably within the said range.
상기와 같이 하여 전해되어 생성된 양극 전해수는 양극 전해수 취출관 (24) 을 통하여 외부로 취출된다. 또 동시에 음극 전해수는 음극 전해수 취출관(26) 을 통하여 외부로 취출된다.The cathode electrolytic water produced by electrolysis as described above is taken out through the anode electrolytic water extraction tube 24. At the same time, the cathode electrolyzed water is taken out through the cathode electrolyzed water outlet tube 26.
또한 상기 전해조 (10) 는 그 내부에 격막이 설치된 구조로 되어 있으나 이것에 한정되지 않고, 격막이 설치되어 있지 않은 무격막구조의 전해조도 적합하게 사용할 수 있다.The electrolytic cell 10 has a structure in which a diaphragm is provided therein, but the electrolytic cell 10 is not limited thereto, and an electrolytic cell of a non-diaphragm structure in which the diaphragm is not provided can be suitably used.
이와 같은 무격막구조의 전해조에서는, 양극판과 음극판 사이에 격막을 설치하지 않고 양 극판을 근접시켜 배치하고, 상기 음, 양의 양 극판 사이에 전해질 수용액을 연속적으로 공급하면서 전해하고, 양극의 하류측에서 양극 표면 근방의 양극 전해수를 연속적으로 취출하는 구조의 것을 예로 들 수 있다. 구체적으로는, 일본 공개특허공보 평6-246272호에 나타나는 전해조 등을 예시할 수 있다.In such a non-diaphragm electrolytic cell, the positive electrode plate is placed close to each other without providing a diaphragm between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and the electrolyte is continuously supplied between the negative and positive electrode plates while being electrolytically supplied to the downstream side of the positive electrode. An example of the structure is a structure in which anode electrolytic water in the vicinity of the anode surface is continuously taken out. Specifically, the electrolytic cell etc. shown by Unexamined-Japanese-Patent No. 6-246272 can be illustrated.
또, 전해수의 슈퍼옥사이드 라디칼을 불균일화하는 작용의 유무는, 후술하는 전자 스핀 공명장치 (ESR) 에 의한 슈퍼옥사이드 라디칼의 시그날의 유무에 의해 판단된다.In addition, the presence or non-uniformity of the superoxide radical of electrolytic water is judged by the presence or absence of the signal of superoxide radical by the electron spin resonance apparatus (ESR) mentioned later.
[실시예]EXAMPLE
이하 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다,Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
실시예 1Example 1
도 1 에 나타낸 전해장치를 사용하여 아스코르빈산 함유 전해질 수용액을 전해하였다. 단, 전해조내에는, 5 장의 백금판 (7.5 ㎝ ×11.5 ㎝) 을 각각 2.5 ㎜ 간격으로 평행으로 배열하고, 그 사이에 무전하격막을 설치하였다. 그리고 상기 백금판을 교대로 양극, 음극으로 함으로써 합계 4 개의 전해조를 일체로 나란히 설치한 구조로 하였다. 전해조 내용적은 86.4 ㎖ 로, 이 전해조에 전해질수용액을 2000 ㎖/min 의 유량으로 공급하고, 양극 전해수 및 음극 전해수를 얻었다. 전해전류밀도는 0.02 A/㎠ 가 되도록 조절하였다.The aqueous electrolyte solution containing ascorbic acid was electrolyzed using the electrolytic apparatus shown in FIG. However, in the electrolytic cell, five platinum plates (7.5 cm x 11.5 cm) were arranged in parallel at intervals of 2.5 mm each, and an electroless septum was provided therebetween. And the said platinum plate was made into the positive electrode and the negative electrode alternately, and it was set as the structure which provided the four electrolytic cell in total integrally side by side. The electrolytic cell volume was 86.4 ml, and the electrolyte aqueous solution was supplied to this electrolytic cell at the flow volume of 2000 ml / min, and the positive electrode electrolytic water and the negative electrode electrolytic water were obtained. The electrolytic current density was adjusted to 0.02 A / cm 2.
얻어지는 양극 전해수의 pH 는 3.68, ORP 는 82 ㎷ 이었다.PH of the positive electrode electrolytic water obtained was 3.68, and ORP was 82 kPa.
전해질 수용액은 탈이온수에 아스코르빈산을 2 mM 농도가 되도록 첨가하여 제조하였다. 또한 탈이온수를 사용하였기 때문에, 전해질 수용액 중의 수용성 무기염의 함유량은 극히 미량 (0.01 mM 미만) 이었다.The aqueous electrolyte solution was prepared by adding ascorbic acid to 2 mM concentration in deionized water. In addition, since deionized water was used, the content of the water-soluble inorganic salt in the aqueous electrolyte solution was extremely small (less than 0.01 mM).
제조한 전해수를 시료로 하고, ESR 을 사용하여 다음에 기재하는 바와 같이 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화 반응에 의한 소멸의 유무를 조사하였다.Using the prepared electrolyzed water as a sample, the presence or absence of extinction by the heterogeneous reaction of the superoxide radical was examined using ESR as described below.
1) 슈퍼옥사이드 라디칼의 발생1) Generation of Superoxide Radicals
슈퍼옥사이드 라디칼은 2 mM 의 하이포크산틴과 0.4 mM unit/㎖ 의 크산틴옥시다아제를 사용하여 발생시켰다.Superoxide radicals were generated using 2 mM hypoxanthine and 0.4 mM unit / ml xanthine oxidase.
2) DMPO 에 의한 스핀트랩2) Spin trap by DMPO
ㆍ 2 mM 히포크산틴 일인산염 완충액 50 ㎕50 μl of 2 mM hypoxanthine monophosphate buffer
ㆍ 5.5 mM DETAPAC (diethylenetriaminepentaacetic acid) - 인산염 완충액 35 ㎕5.5 mM diethylenetriaminepentaacetic acid (DETAPAC)-35 μl of phosphate buffer
ㆍ DMPO (5,5-dimethy-1-pyrroline-N-oxide) 16 ㎕16 μl of DMPO (5,5-dimethy-1-pyrroline-N-oxide)
ㆍ 0.4 unit/㎖ 크산틴옥시다아제 - 인산염 완충액 50 ㎕0.4 unit / ml xanthine oxidase-50 μl of phosphate buffer
을 편평 셀에 넣고, ESR 장치에 세트하고, 1분후에 소인(掃引; sweep)을 개시하여, 슈퍼옥사이드 라디칼에 의거하는 시그날의 유무를 확인하였다.Was placed in a flat cell, set in an ESR apparatus, sweep was started after 1 minute, and the presence or absence of a signal based on the superoxide radical was confirmed.
3) ESR 측정조건3) ESR measurement condition
측정온도 : 실온Measurement temperature: room temperature
마이크로파 출력 : 3.7㎽Microwave Output: 3.7㎽
소인자장 : 339.1 mT ±5.5 mTSmall magnetic field: 339.1 mT ± 5.5 mT
자장변조 : 100 ㎑ (외부변조방식)Magnetic field modulation: 100 ㎑ (external modulation)
변조폭 : 0.1 mTModulation Width: 0.1 mT
시간정수 : 0.12 secTime constant: 0.12 sec
소인시간 : 1 minSweep time: 1 min
이었다.It was.
4) 측정결과4) Measurement result
얻어지는 ESR 스펙트럼을 도 2 및 도 3 에 나타냈다. 도 2 는 양극 전해수를 시료로 사용한 경우를 나타냈다. 슈퍼옥사이드 라디칼의 시그날을 확인할 수 있는 점에서, 슈퍼옥사이드 라디칼이 불균일화되어 슈퍼옥사이드 라디칼이 거의 소멸되어 있는 것이 명확하다.The obtained ESR spectrum was shown to FIG. 2 and FIG. 2 shows a case where positive electrode electrolyzed water was used as a sample. From the point that the signal of the superoxide radical can be confirmed, it is clear that the superoxide radical is disproportionate and almost disappears.
또한, 용존산소량은 14.99 ㎎/ℓ이었다.In addition, the dissolved oxygen amount was 14.99 mg / L.
도 3 은 음극 전해수를 시료로 사용한 경우의 스펙트럼이다. 슈퍼옥사이드 라디칼의 시그날 (도면 중에서 화살표 a 로 나타낸 시그날) 을 확인할 수 있고, 슈퍼옥사이드 라디칼이 소거되지 않아 불균일화되어 있지 않은 것이 명확하다.3 is a spectrum when cathode electrolytic water is used as a sample. It is clear that the signal of the superoxide radical (signal indicated by arrow a in the figure) can be confirmed, and that the superoxide radical is not eliminated and is not disproportionated.
실시예 2Example 2
전해질 수용액 중의 아스코르빈산 농도를 50 mM 으로 하고, 전류밀도를 0.01 A/㎠ 으로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 전해수를 제조하였다.Electrolyzed water was prepared in the same manner as in Example 1 except that the concentration of ascorbic acid in the aqueous electrolyte solution was set to 50 mM and the current density was set to 0.01 A / cm 2.
얻어지는 양극 및 음극 전해수의 각각에 대하여, ESR 을 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 슈퍼옥사이드 라디칼의 시그날을 확인하였다.About each of the obtained positive electrode and negative electrode electrolytic water, the signal of superoxide radical was confirmed like Example 1 using ESR.
얻어지는 ESR 스펙트럼을 도 4 및 도 5 에 나타냈다. 도 4 는 양극 전해수의 스펙트럼이다. 슈퍼옥사이드 라디칼의 시그날을 확인할 수 없는 점에서, 슈퍼옥사이드 라디칼이 불균일화되어 슈퍼옥사이드 라디칼이 거의 소멸되어 있는 것이 명확하다.The obtained ESR spectrum was shown to FIG. 4 and FIG. 4 is a spectrum of anode electrolytic water. Since the signal of the superoxide radical cannot be confirmed, it is clear that the superoxide radical is disproportionate and almost disappears.
또한, 용존산소량은 12.3 ㎎/ℓ이었다. 또 pH 는 2.87, ORP 는 55 ㎷ 이었다.In addition, the dissolved oxygen amount was 12.3 mg / L. Moreover, pH was 2.87 and ORP was 55 kPa.
도 5 는 음극 전해수를 사용한 경우의 스펙트럼이다. 슈퍼옥사이드 라디칼의 시그날 (도면 중 화살표 a 로 나타낸 시그날) 을 확인할 수 있다. 즉, 슈퍼옥사이드 라디칼이 소거되지 않아 불균일화되어 있지 않은 것이 명확하다.5 is a spectrum when cathode electrolytic water is used. The signal of the superoxide radical (signal indicated by arrow a in the figure) can be confirmed. In other words, it is clear that the superoxide radicals are not eliminated and are not homogenized.
(양극 전해수의 성능평가시험)(Performance Evaluation Test of Anode Electrolyzed Water)
상기 실시예 2 에 의해 제조한 양극 전해수를 사용하여 스킨케어의 관능테스트를 실시하였다. 비교를 위해, 농도 0.25 질량% 의 NaCl 수용액을 동일한 장치를 사용하여 동일한 조건에서 전해하여 얻어진 양극 전해수 (강산성수) 를 사용하여 관능테스트를 실시하였다.The sensory test of skin care was done using the positive electrode electrolytic water manufactured by the said Example 2. For comparison, a sensory test was conducted using positive electrode electrolyzed water (strongly acidic water) obtained by electrolysis of a NaCl aqueous solution having a concentration of 0.25% by mass under the same conditions using the same apparatus.
테스트 방법은 이하에 기재하는 바와 같다.The test method is as described below.
1) 피험자 : 정상인 (건강한 여자) 중 피부가 거칠어지기 쉬운 사람 14명1) Test subjects: 14 healthy people who are susceptible to rough skin
2) 테스트 방법 : 14명 중 7명은 아스코르빈산 함유 전해질 수용액을 전해하여 얻어지는 양극 전해수 (본 발명품), 다른 7명은 NaCl 함유 전해질 수용액을 전해하여 얻어지는 양극 전해수 (비교품) 를 1일 2회의 비율로 21일 동안에 걸쳐 손 및 얼굴에 도포하였다.2) Test method: 7 out of 14 proportions of positive electrode electrolyzed water obtained by electrolyzing aqueous solution of ascorbic acid containing electrolyte (inventive product), and another 7 times positive electrode electrolyzed water (comparative product) obtained by electrolyzing aqueous solution of NaCl containing electrolyte Applied onto hands and face over 21 days.
얻어진 테스트 결과를 표 1 에 나타내었다.The test results obtained are shown in Table 1.
NaCl 함유 전해질 수용액을 전해하여 얻어지는 양극 전해수는, 일반적으로 사용되고 있는 소위 전해생성수로서, pH = 2.5, 산화환원전위 (ORP) = 1250 ㎷ 의 것이다. 본 발명의 실시예 2 의 양극 전해수는, 자극성 및 나쁜 냄새가 전혀 없고, 보습성에 관해서도 NaCl 함유 전해질 수용액을 전해하여 얻어진 양극 전해수보다 우수하였다. 본 발명의 양극 전해수가 이와 같은 바람직한 성질을 나타내는 이유는, 전해함으로써 양극 전해수의 항산화작용이 높아진 결과인 것이 강하게 시사되는 것이다. 얻어지는 양극 전해수의 pH 는 2.85, ORP 는 52 ㎷ 이었다.The positively electrolytic water obtained by electrolyzing NaCl-containing electrolyte aqueous solution is generally used so-called electrolyzed water, having a pH of 2.5 and a redox potential (ORP) of 1250 Pa. The positive electrode electrolyzed water of Example 2 of the present invention had no irritation and bad smell, and was superior to the positive electrode electrolyzed water obtained by electrolyzing NaCl-containing electrolyte aqueous solution also in terms of moisturizing properties. The reason why the positive electrode electrolyzed water of the present invention exhibits such desirable properties is strongly suggested to be the result of the increased antioxidant activity of the positive electrode electrolyzed water by electrolysis. PH of the positive electrode electrolytic water obtained was 2.85, and ORP was 52 kPa.
실시예 3Example 3
전해질 수용액중의 아스코르빈산 농도를 20 mM 로 하고, 전류밀도 0.02 A/㎠ 으로 한 것 이외에는 실시예 1 과 동일하게 하여 양극 전해수를 제조하였다.Anode electrolytic water was prepared in the same manner as in Example 1 except that the concentration of ascorbic acid in the electrolyte aqueous solution was 20 mM and the current density was 0.02 A / cm 2.
얻어지는 양극 및 음극 전해수의 각각에 대하여, ESR 을 사용하여 실시예 1과 동일하게 하여 슈퍼옥사이드 라디칼의 시그날을 확인하였다.About each of the obtained positive electrode and negative electrode electrolytic water, the signal of the superoxide radical was confirmed like Example 1 using ESR.
얻어지는 ESR 스펙트럼을 도 6 및 도 7 에 나타냈다. 도 6 은 양극 전해수를 사용한 경우이다. 슈퍼옥사이드 라디칼의 시그날을 확인할 수 없는 점에서, 슈퍼옥사이드 라디칼이 불균일화되어 슈퍼옥사이드 라디칼이 거의 소멸되어 있는 것이 명확하다.The obtained ESR spectrum was shown to FIG. 6 and FIG. 6 is a case where positive electrode electrolytic water is used. Since the signal of the superoxide radical cannot be confirmed, it is clear that the superoxide radical is disproportionate and almost disappears.
도 7 은 음극 전해수를 사용한 경우이다. 슈퍼옥사이드 라디칼의 시그날 (도면 중 화살표 a 로 나타낸 시그날) 을 확인할 수 있어 슈퍼옥사이드 라디칼이 소거되지 않고, 불균일화되어 있지 않은 것이 명확하다.7 is a case where cathode electrolytic water is used. The signal of the superoxide radical (signal indicated by arrow a in the figure) can be confirmed, and it is clear that the superoxide radical is not eliminated and is not uniform.
비교예 1Comparative Example 1
전해질 수용액으로서 2 mM NaCl 을 사용하여, 실시예 1 과 동일하게 하여 전해하였다. 얻어지는 양극 전해수, 음극 전해수를 사용하여 실시예 1 과 동일하게 하여 ESR 스펙트럼을 얻었다.Electrolysis was carried out in the same manner as in Example 1 using 2 mM NaCl as the aqueous electrolyte solution. ESR spectrum was obtained like Example 1 using obtained positive electrode electrolytic water and negative electrode electrolytic water.
도 8, 9 에 양극 전해수, 음극 전해수의 ESR 스펙트럼을 나타냈다. NaCl 을 전해 보조제로서 사용한 비교예 1 의 경우는, 어느 전해수에도 슈퍼옥사이드 라디칼의 시그날이 확인되고, 이들 전해수는 슈퍼옥사이드 라디칼의 소거능이 없는 것을 알 수 있다.8 and 9 show ESR spectra of anode electrolytic water and cathode electrolytic water. In the case of Comparative Example 1 using NaCl as the electrolytic aid, it was found that the signal of the superoxide radical was confirmed in any electrolyzed water, and these electrolyzed waters did not have the scavenging ability of the superoxide radical.
비교예 2Comparative Example 2
증류수를 전해하지 않고 사용하여 실시예 1 과 동일한 측정방법으로 슈퍼옥사이드의 불균일화능을 조사하였다. 도 10 에 측정한 ESR 스펙트럼을 나타냈다. 순수의 경우, 슈퍼옥사이드 라디칼의 소거는 전혀 확인할 수 없으므로, 불균일화능은 없는 것이 명확하다.Using the distilled water without electrolysis, the heterogeneous capacity of the superoxide was investigated by the same measuring method as in Example 1. The ESR spectrum measured in FIG. 10 was shown. In the case of pure water, the scavenging of the superoxide radicals cannot be confirmed at all, so that there is no disproportionation ability.
또한, 용존산소량은 9.65 ㎎/ℓ이다.In addition, the dissolved oxygen amount is 9.65 mg / l.
참고예 1Reference Example 1
통상 아스코르빈산을 정제수에 용해하면 정제수 중의 용존산소를 소비하여 용존산소량은 8 ㎎/ℓ 이하의 값을 나타낸다. 이에 대하여, 아스코르빈산 수용액을 전해하면, 양극에서의 물의 전해에 의해 산소가 발생한다. 이 때문에 아스코르빈산 수용액을 전해하면, 전해 전부터 아스코르빈산 수용액에 용존하는 용존산소에 전해로 생성되는 산소가 첨가되어 전해 전의 원수 (原水) 보다도 용존산소농도가 높아진다.When ascorbic acid is normally dissolved in purified water, dissolved oxygen in purified water is consumed, and the dissolved oxygen amount shows a value of 8 mg / L or less. On the other hand, when an ascorbic acid aqueous solution is electrolyzed, oxygen is generated by electrolysis of water at the anode. For this reason, when electrolytic solution of ascorbic acid solution is used, oxygen generated by electrolysis is added to the dissolved oxygen dissolved in the ascorbic acid aqueous solution before the electrolysis, and the dissolved oxygen concentration is higher than that of the raw water before electrolysis.
따라서 전해 전의 아스코르빈산 수용액과 전해 후의 전해수는, 전해 후 극단적으로 시간이 경과하고 있지 않은 경우는, 용존산소량을 비교함으로써 용이하게 식별할 수 있다.Therefore, ascorbic acid aqueous solution before electrolysis and electrolyzed water after electrolysis can be easily distinguished by comparing the amount of dissolved oxygen, when time has not passed since electrolysis.
도 11 은 실시예 1 과 동일한 전해장치를 사용하여 실시예 1 에 나타낸 아스코르빈산 수용액을 전해했을 때의 전해전류밀도와 용존산소량의 관계를 나타낸 그래프이다. 전해를 실시하면, 필연적으로 양극 전해수의 용존산소량이 증대한다.FIG. 11 is a graph showing the relationship between the electrolytic current density and the dissolved oxygen amount when the ascorbic acid aqueous solution shown in Example 1 is electrolyzed using the same electrolytic apparatus as in Example 1. FIG. When electrolysis is carried out, the amount of dissolved oxygen in the positive electrode electrolytic water inevitably increases.
또한, 용존산소는 전해 보조제로서 NaCl 을 사용했을 때에 생성되는 용존산소와 동일한 것으로, 이것은 피부 재생이나 피부 수복에 기여하는 작용을 갖는다.In addition, dissolved oxygen is the same as dissolved oxygen generated when NaCl is used as an electrolytic aid, and this has the effect of contributing to skin regeneration and skin repair.
본 발명의 양극 전해수는, 산화환원전위 및 pH 의 범위 이외의 양극 전해수와 비교하여, 특히 슈퍼옥사이드 라디칼의 불균일화능이 높다. 따라서, 이 양극 전해수는 살균소독, 육아 생성, 건강유지, 미용 등의 각종 용도에 유용한 것으로 이용할 수 있다. 또한 아스코르빈산은 인체에 대하여 안전성이 확인된 비타민이기 때문에, 이것을 전해 보조제로서 사용하여 제조하는 본 양극 전해수는 안전성이 매우 높다.The positive electrode electrolytic water of the present invention has a particularly high disproportionation ability of superoxide radicals, compared with the positive electrode electrolytic water outside the redox potential and pH range. Therefore, the positive electrode electrolytic water can be used for various applications such as sterilization, granulation production, health maintenance, beauty, and the like. In addition, since ascorbic acid is a vitamin whose safety has been confirmed to the human body, the positive electrode electrolyzed water produced by using this as an electrolytic aid is very safe.
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- 2002-05-07 KR KR1020020025023A patent/KR100658409B1/en not_active IP Right Cessation
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KR100851371B1 (en) * | 2006-11-24 | 2008-08-08 | 지에스칼텍스 주식회사 | Electric Double Layer Capacitors |
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