CN115551810A - 金属离子水生成容器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种金属离子水生成容器，能够容易地生成金属离子水。本发明的金属离子水生成容器具有：容器主体(主部件)2，由分散有第一金属的微粒30的第一树脂4形成，所述第一金属是具有减少细菌效果的金属；以及辅助部件6，配置在容器主体2的内侧，是含有第二金属的部件，所述第二金属具有通过与存储在容器主体2中的水接触而使水中产生氢离子的性质。

Description

金属离子水生成容器

技术领域

本发明涉及用于生成金属离子水的金属离子水生成容器。

背景技术

以往，已知银离子、铜离子等金属离子对灭菌、杀菌有效。

而且，提出有使用具有银或铜作为内侧覆膜的容器来生成含有金属离子的水的容器(例如，专利文献1)。

专利文献1：日本特开第2013-99919号公报。

在上述技术中，仅将普通的自来水投入到容器中，溶出的银金属离子的浓度极低。与此相对，通过加入稀盐酸等酸，能够提高金属离子的浓度，但每次使用时加入稀盐酸等酸对于使用者来说太繁杂。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提供一种金属离子水生成容器，能够容易地生成金属离子水。

第一发明是一种金属离子水生成容器，具有：存储水的容器主体；主部件，能够与存储在所述容器主体内的所述水接触，由分散有第一金属的微粒的第一树脂形成，所述第一金属是具有减少细菌效果的金属；以及辅助部件，配置在所述容器主体的内侧，由含有第二金属的部件构成，所述第二金属具有通过与存储在所述容器主体中的所述水接触而使所述水产生氢离子的性质。

已知向水中加入稀硫酸或柠檬酸等酸，可促进金属离子从配置于水中的金属铜等金属中溶出这一事件。本发明的发明人着眼于水中的氢离子作为该事件的原因起到作用。而且，想到了如下技术构思：通过配置使水中产生氢离子的辅助部件，在不利用需要电池等来自外部的电源的电解的情况下，促进金属离子从配置在水中的金属铜中溶出。根据第一发明的结构，主部件由分散有第一金属的微粒的第一树脂形成，所述第一金属是具有减少细菌效果的金属。并且，辅助部件由含有第二金属的部件构成，所述第二金属具有使水产生氢离子的性质。因此，在容器主体中存储水后，辅助部件使水中产生氢离子，该氢离子促进金属离子从主部件溶出。由此，使用者在不使用稀硫酸或柠檬酸等酸的情况下，仅通过向容器主体中放入水就能够容易地生成金属离子水。

在第一发明的结构的基础上，第二发明是一种金属离子水生成容器，其中，所述辅助部件由所述第二金属的微粒分散于第二树脂中而形成。

根据第二发明的结构，由于辅助部件由第二金属的微粒分散于第二树脂中而形成，因此结构的自由度大。因此，能够将金属离子水生成容器的零件作为辅助零件。例如，当在容器主体的上部配置泵时，能够将用于向泵抽水的筒状部件构成为辅助部件。或者，能够将辅助部件构成为比重与水相等的部件，并构成为在放入容器主体中的水中浮游的浮游部件。

在第一发明或第二发明的结构的基础上，第三发明是一种金属离子水生成容器，其中，所述主部件由所述第一金属的微粒和陶瓷的微粒分散于所述第一树脂中而形成。

本发明的发明人发现如下现象：即使主部件所含的第一金属的量相同，通过使陶瓷的微粒分散于树脂中，铜离子的溶出量会增加。关于这一点，根据第三发明的结构，由于主部件由第一金属的微粒和陶瓷的微粒分散于第一树脂中而形成，因此能够高效地生成更高浓度的金属离子水。

在第二发明的结构的基础上，第四发明是一种金属离子水生成容器，其中，所述主部件由所述第一金属的微粒和陶瓷的微粒分散于所述第一树脂中而形成，所述辅助部件由所述第二金属的微粒和陶瓷的微粒分散于所述第二树脂中而形成。

根据第四发明的结构，由于主部件由第一金属的微粒和陶瓷的微粒分散于第一树脂中而形成，辅助部件由第二金属的微粒和陶瓷的微粒分散于第二树脂中而形成，因此，能够更高效地生成更高浓度的金属离子水。

在第一发明至第四发明的任一结构的基础上，第五发明是一种金属离子水生成容器，其中，所述主部件是所述容器主体，所述容器主体的内表面形成为具有多个凸部及凹部的凹凸面。

根据第五发明的结构，与容器主体的内表面是没有凹凸的曲面或平面相比，由于能够增大内表面与水接触的面积，因此，能够更有效地利用微粒的减少细菌效果。

在第一发明至第五发明的任一结构的基础上，第六发明是一种金属离子水生成容器，其中，在所述主部件的表面露出有所述第一金属的微粒。

根据第六发明的结构，由于第一金属的微粒露出，因此，能够有效地使金属离子溶出到水中。

在第一发明或第六发明的任一结构的基础上，第七发明是一种金属离子水生成容器，其中，第一金属是铜或银。

在第一发明至第七发明的任一结构的基础上，第八发明是一种金属离子水生成容器，其中，所述第二金属是具有光催化剂功能的金属。

根据第八发明的结构，通过光照射第二金属，从第二金属中产生电子，由此，从存储于容器主体中的水中产生氢离子，促进金属离子从构成容器主体的第一金属中溶出。

在第八发明的结构的基础上，第九发明是一种金属离子水生成容器，其中，所述容器主体具备从外部导入光的光导入部。

根据第九发明的结构，通过经由光导入部导入到容器主体内的光，能够从第二金属中产生电子。

根据本发明，能够容易地生成金属离子水。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式所涉及的容器的概略侧视图。

图2是将容器主体沿上下方向切断后的概略剖视图。

图3是将抽吸管沿上下方向切断后的概略剖视图。

图4是容器主体的壁的放大概念图。

图5是抽吸管的壁的放大概念图。

图6是表示从构成抽吸管的金属中产生电子的情况的概念图。

图7是表示从水中产生氢离子的情况的概念图。

图8是表示铜离子从容器主体溶出的状态的概念图。

图9是表示铜离子的溶出状态的曲线图。

图10是表示容器的使用方法的示例的图。

图11是本发明的第二实施方式所涉及的容器的壁的放大概念图。

图12是表示实验结果的曲线图。

图13是本发明的第三实施方式所涉及的抽吸管的壁的放大概念图。

图14是本发明的第四实施方式所涉及的容器的壁的放大概念图。

图15是本发明的第五实施方式所涉及的容器的壁的放大概念图。

图16是表示本发明的第六实施方式所涉及的容器的概略图。

图17是浮游部件的放大立体图。

图18是表示容器主体中放入了水的状态下的浮游部件的浮游状态的概念图。

图19是表示本发明的第七实施方式所涉及的容器的概略图。

具体实施方式

下面，基于附图，对本发明的优选实施方式进行说明。需要说明的是，省略对于本领域技术人员能够适当实施的结构的说明，仅对本发明的基本结构进行说明。

＜第一实施方式＞

下面参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在本说明书中，“上下方向”的表达是以图1中的上下为基准定义为“上下方向”。具体而言，连结容器主体2和泵部件10的方向为上下方向。将泵部件10所处的方向称为上方，将容器主体2所处的方向称为下方。而且，将与上下方向垂直的方向称为“水平方向”。

图1是本发明的第一实施方式所涉及的容器100的侧视图。容器100由容器主体2和泵部件10构成。容器主体2的上端部开口，其上端部配置泵部件10。容器主体2中存储水。容器主体2的内部配置抽吸管6。抽吸管6是圆筒状的部件。抽吸管6与泵部件10连接。容器100构成为能够通过泵部件10的作用，经由抽吸管6将存储于容器主体2的水吸上来并向外部喷出。容器100是金属离子水生成容器的示例。容器主体2是容器主体的示例，也是主部件的示例。抽吸管6是辅助部件的示例。容器主体2的上端部的开口是光导入部的示例。

图2是将容器主体2沿上下方向切断后的概略剖视图。容器主体2具有内表面2a和外表面2b。由内表面2a划分出空间S1，空间S1中存储水。需要说明的是，“水”可以是在日本具有平均性质的自来水。另外，“水”不限于纯粹的水，例如，也可以是添加了柠檬酸等酸的水。

图3是将抽吸管6沿上下方向切断后的概略剖视图。抽吸管6具有内表面6a和外表面6b。由内表面6a划分出空间S2，水通过空间S2。抽吸管6配置于不与容器主体2的内表面接触的位置。

泵部件10由公知的手动式泵机构构成。泵部件10的零件例如通过注塑成型聚丙烯(PP)等树脂而构成。公知的泵机构例如是如下结构：两个止回阀或类似于止回阀的机构上下排列，通过按压泵的头部分，将两阀之间的水排出后，泵的头部分回到原来的位置，从而将内部的水吸到两阀之间。

在本实施方式中，使用者从上方按压泵部件10的头部分，从而每次从排出口向外部排出一定量的水，头部分通过泵部件10的内部所具备的施力部件回到原来的位置时，每次从抽吸管6抽吸一定量的容器主体2内的水。泵部件10的至少一部分由透光性的树脂材料构成，构成为外部的光能够通过泵部件10以及容器主体2的上端部的开口而侵入容器主体2的内部。

图4是容器主体2的壁的放大概念图。具体而言，图4是图2的容器主体2的壁的区域A1的放大概念图。容器主体2通过铜的微粒30分散于树脂4而形成。具体而言，容器主体2通过将铜的许多微粒30和树脂4混合，加入硅烷偶联剂等适当的偶联剂，另外，根据需要加入添加剂并进行注塑成型而形成。构成容器主体2的树脂优选具有透光性的树脂。树脂的种类例如能够使用聚丙烯等聚烯烃类、聚苯乙烯类、聚酯类的树脂。铜是第一金属的示例。需要说明的是，第一金属只要是具有减少细菌效果的金属即可，不限于铜，例如也可以是银或锌。本说明书中，“铜”包含铜及氧化铜。树脂4是第一树脂的示例。

微粒30的大小规定为与容器主体2的壁的厚度W1相比足够小的大小。微粒30的大小例如使用微粒30的粒度分布的极大值(d50)。将相当于d50的直径L1作为微粒30的大小。直径L1的定义为球相当径。直径L1例如使用激光衍射式粒度分布测定装置进行测定。需要说明的是，与本实施方式不同，直径L1也可以是平均粒径。

微粒30的直径L1规定在规定范围内，例如为10纳米(nm)以上且小于100纳米，优选为10纳米以上且小于80纳米，更优选为10纳米以上且40纳米以下，更优选为10纳米以上且20纳米以下。

微粒30的形状例如为球形。微粒30例如能够使用福田金属箔粉工业株式会社(京都市山科区西野山中臣町20号)制造的“铜纳米粒子SFCP系列”的铜粒子。或者，微粒30也可以使用古河化学株式会社(大阪府大阪市西淀川区大野三丁目7番196号)制造的具有50nm左右的一次粒径的氧化亚铜粒子。

容器主体2的厚度W1大于微粒30的直径L1，进一步，大于粒度分布中的最大粒径的微粒30。容器主体2的厚度例如为5毫米(mm)。

图5是抽吸管6的壁的放大概念图。具体而言，图5是图3的抽吸管6的壁的区域A2的放大概念图。抽吸管6由含有二氧化钛(TiO₂)的部件构成。具体而言，抽吸管6通过将二氧化钛的许多微粒40和树脂8混合，加入硅烷偶联剂等适当的偶联剂，另外，根据需要加入添加剂并进行挤出成型而形成。构成抽吸管6的树脂是成形后具有透光性的树脂。其种类例如能够采用软质聚乙烯、软质聚丙烯、软质聚氨酯、软质硅酮、软质聚醚醚酮、软质氯乙烯等树脂。另外，构成抽吸管6的树脂可以与容器主体2相同，也可以不同。二氧化钛是第二金属的示例。需要说明的是，第二金属只要是在不利用使用电池等外部电源的电解的情况下，通过与水直接接触或经由树脂8接触，而使水中产生氢离子的金属即可，不限于二氧化钛。另外，第二金属是具有光催化剂功能的金属。具有光催化剂功能的金属并不限于二氧化钛，例如也可以使用氧化钨。第二金属的二氧化钛受光后产生电子，能够使存储于容器主体2的水中产生氢离子。树脂8是第二树脂的示例。

微粒40的大小规定为与抽吸管6的壁的厚度W2相比足够小的大小。微粒40的大小的规定方法与上述微粒30的大小的规定方法相同。

微粒40的直径L2规定在规定范围内，例如为10纳米(nm)以上且小于100纳米，优选为10纳米以上且小于80纳米，更优选为10纳米以上且40纳米以下，更优选为10纳米以上且20纳米以下。

抽吸管6的厚度W2大于微粒40的直径L2，进一步，大于粒度分布中的最大粒径的微粒40。抽吸管6的厚度W2例如为1.0毫米(mm)。

参照图6至图8，概念性地说明通过在容器主体2中存储水，在不利用使用外部电源的电解的情况下，生成铜离子水的过程。省略化学反应式的说明。在图6至图8中，省略泵部件10的记载，示出容器主体2和抽吸管6。

如图6所示，在容器主体2中存储水60后，水60与抽吸管6接触。在该状态下，光(紫外线)照射到形成抽吸管6的二氧化钛的微粒40后，从二氧化钛中产生电子e。接着，如图7所示，通过电子e的作用，从水60中产生氢离子H⁺。接着，如图8所示，通过氢离子H⁺，促进铜离子Cu²⁺从形成容器主体2的铜的微粒30中溶出。由此，水60成为含有铜离子的铜离子水62。这样，仅通过向容器主体2中放入水，在不利用使用外部电源的电解的情况下，容易地生成铜离子水。上述现象通过本发明的发明人的实验得以确认。

本发明的发明人确认了如下现象：当在容器主体2中放入水并放入由含有二氧化钛的树脂形成的抽吸管6时，与在容器主体2中仅放入水相比，铜离子的溶出量大幅增加。图9根据该确认结果，示出了在容器主体2中不配置抽吸管6，仅放入水时，和在容器主体中配置抽吸管6并放入水时(以下，称为“本实施方式”。)的铜离子的产生状况的对比。抽吸管6中的二氧化钛的重量比为60重量％。容器主体2中的铜的微粒30的重量比为60重量％。图9表示在室温下每24小时的铜离子浓度的推移。

如图9所示，仅在容器主体2中放入水时，铜离子的溶出程度低，在经过120天时，不足20ppm。与此相对，在本实施方式的情况下，在经过10天时，超过30ppm。这样，通过抽吸管6的作用，大幅促进了铜离子从容器主体2中溶出。需要说明的是，与本实施方式不同，通过构成为在抽吸管6中，许多微粒40中的至少一部分微粒40不被树脂8覆盖而从树脂8露出，能够更有效地从二氧化钛中产生电子。另外，也可以与本实施方式不同，由上部(例如，上下方向上的上部的四分之一)和下部(例如，上下方向上的下部的四分之三)构成容器主体2，上部不在具有透光性的树脂中混入微粒30而构成为透光性优异的透光部分(光导入部)，下部为与本实施方式同样地混入微粒30的结构。

图10是表示容器100的使用示例的图。例如，在房屋200的出入口配置有门厅地垫202。母亲204将由容器100生成的铜离子水62喷到门厅地垫202上使其渗入。外出回来的小孩206或狗208在进入房屋200之前踩着门厅地垫202通过后，通过渗入门厅地垫202的铜离子水62所含有的铜离子的效果，能够减少小孩206的鞋底或狗的脚上带有的细菌。

＜第二实施方式＞

接着，参照图11和图12对第二实施方式进行说明。省略与第一实施方式共通的事项的说明，以不同的部分为中心进行说明。

如图11所示，第二实施方式的容器主体2A由铜的微粒30和陶瓷的微粒50分散于树脂4中而形成。陶瓷例如是氧化铝或碳化硅(SiC)。另外，陶瓷优选为多孔质陶瓷。

图12示出作为容器主体2A的结构，当树脂4中仅分散有铜的微粒30时，和当分散有铜的微粒30和陶瓷的微粒50时，容器主体2A中放入水时的铜离子的溶出程度的对比。在容器主体2A中放入含有0.01重量％柠檬酸的柠檬酸水。在容器主体2A中树脂4中仅分散有铜的微粒30时的结构(以下，称为“结构1”。)按重量比计，为铜的微粒：树脂＝10：90。在容器主体2A中树脂4中分散有铜的微粒30和陶瓷的微粒50时的结构(以下，称为“结构2”。)按重量比计，为铜的微粒：陶瓷的微粒：树脂＝10：50：40。即，结构2是将结构1中的树脂的一部分置换为陶瓷的微粒后的结构。

经过10天时，在第一结构的情况下，铜离子为2.5ppm以下。与此相对，在结构2的情况下，经过10天时，约为9.0ppm。由此可知，即使容器主体2A中的铜的微粒30的重量不变，通过添加陶瓷的微粒50，也大幅促进了铜离子的溶出。

通过在树脂4中分散铜的微粒30和陶瓷的微粒50，大幅促进铜离子的溶出的理由之一，被认为是铜离子通过陶瓷的微粒50的电阻或通过陶瓷的微粒50的表面的电阻比通过树脂4的电阻小。

＜第三实施方式＞

接着，参照图13对第三实施方式进行说明。省略与第二实施方式共通的事项的说明，以不同的部分为中心进行说明。

如图13所示，第三实施方式的抽吸管6A由二氧化钛的微粒40和陶瓷的微粒50分散于树脂8中而形成。

通过在树脂8中除了二氧化钛的微粒40以外还分散陶瓷的微粒50，与第二实施方式中的促进铜离子溶出的效果同样地，能够促进从二氧化钛中产生电子，能够更有效地生成铜离子水。

＜第四实施方式＞

接着，参照图14对第四实施方式进行说明。省略与第二实施方式以及第三实施方式共通的事项的说明，以不同的部分为中心进行说明。

如图14所示，第四实施方式的容器主体2B的内表面2a形成为具有多个凸部和凹部的凹凸面。由此，在容器主体2B中放入水时，内表面2a与水接触的面积变大，能够更有效地溶出铜离子。

＜第五实施方式＞

接着，参照图15对第五实施方式进行说明。省略与第四实施方式共通的事项的说明，以不同的部分为中心进行说明。

如图15所示，第五实施方式的容器主体2C的内表面2a形成为具有多个凸部和凹部的凹凸面。并且，多个铜的微粒30中的一部分露出到内表面2a的外部。由此，在容器主体2C中放入水时，微粒30直接与水接触，能够更有效地溶出铜离子。

＜第六实施方式＞

接着，参照图16至图18对第六实施方式进行说明。省略与第一实施方式共通的事项的说明，以不同的部分为中心进行说明。

如图16所示，第六实施方式的容器主体2D的内部配置有抽吸管6、浮游部件20A、20B以及20C。抽吸管6如第一实施方式中所述，由二氧化钛的微粒分散于树脂中而形成。浮游部件20A、20B以及20C与第一实施方式的容器主体2同样地，由铜的微粒30分散于树脂4而形成。浮游部件20A、20B以及20C是主部件的示例。容器主体2D仅由具有透光性的树脂形成，不包含铜的微粒30。外部的光透过容器主体2D，被导入容器主体2D的内部。容器主体2D本身是光导入部的示例。

如图16及图17所示，浮游部件20A等分别构成为星形、心形以及球形，但其形态不限于此，可以采用各种形态。

浮游部件20A等的比重与水的比重实质上相等。因此，如图18所示，容器主体2中放入水60后，浮游部件20A等在水中浮游。在容器主体2中放入有水60的状态下，浮游部件20A等不与容器主体2的内表面接触而在水60中浮游。浮游部件20A等的比重的调整通过将浮游部件20A等中含有的铜的微粒30的重量设为规定的重量，并使用具有所希望的比重的树脂来进行。例如，如果使用比重小的树脂，则即使微粒30的重量不变，浮游部件20A等的比重也变小。需要说明的是，也可以与本实施方式不同，仅由树脂构成浮游部件20A等的中心部，由分散有铜的微粒30的树脂构成浮游部件20A等的外侧的表面部。需要说明的是，也可以与本实施方式不同，采用铜的微粒30露出浮游部件20A等的外侧的表面的结构。

来自外部的光透过容器主体2D，光照射到抽吸管6后，电子从抽吸管6飞出，从水60中产生氢离子，促进铜离子从构成浮游部件20A等的铜的微粒30中溶出。

<变形例>

也可以与第六实施方式不同，仅由树脂构成抽吸管6，由二氧化钛的微粒40分散于树脂8中而形成浮游部件20A等中的一部分，由铜的微粒30分散于树脂4中而形成其他部分。例如，浮游部件20A由二氧化钛的微粒40分散于树脂8中而形成，浮游部件20B和20C由铜的微粒30分散于树脂4中而形成。

＜第七实施方式＞

接着，参照图19对第七实施方式进行说明。省略与第一实施方式共通的事项的说明，以不同的部分为中心进行说明。

第七实施方式的容器主体2E仅由具有透光性的树脂形成。外部的光透过容器主体2E，被导入容器主体2E的内部。容器主体2E本身是光导入部的示例。

如图19所示，第六实施方式的容器主体2E的内部配置有抽吸管6以及圆板状部件12。抽吸管6如第一实施方式中所述，由二氧化钛的微粒40分散于树脂8中而形成。圆板状部件12固定于容器主体2E的底部。圆板状部件12与第一实施方式的容器主体2同样地由铜的微粒30分散于树脂4中而形成。圆板状部件12是主部件的示例。

在容器主体2E中放入了水60的状态下，来自外部的光透过容器主体2E，光照射到抽吸管6后，电子从抽吸管6飞出，从水60中产生氢离子，促进铜离子从构成圆板状部件12的铜的微粒30中溶出。

需要说明的是，本发明的金属离子水生成容器不限于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够进行各种变更。另外，各上述实施方式只要在技术上不产生矛盾，能够适当组合。

附图标记说明

100 容器

2、2A、2B、2C、2D、2E 容器主体

6、6A 抽吸管

10 泵部件

12 圆板状部件

20A、20B、20C 浮游部件

30 铜的微粒

40 二氧化钛的微粒

50 陶瓷的微粒

60 水

62 铜离子水

Claims (9)

1.一种金属离子水生成容器，具有：

存储水的容器主体；

主部件，能够与存储在所述容器主体内的所述水接触，由分散有第一金属的微粒的第一树脂形成，所述第一金属是具有减少细菌效果的金属；以及

辅助部件，配置在所述容器主体的内侧，由含有第二金属的部件构成，所述第二金属具有通过与存储在所述容器主体中的所述水接触而使所述水产生氢离子的性质。

2.根据权利要求1所述的金属离子水生成容器，所述辅助部件由所述第二金属的微粒分散于第二树脂中而形成。

3.根据权利要求1或2所述的金属离子水生成容器，所述主部件由所述第一金属的微粒和陶瓷的微粒分散于所述第一树脂中而形成。

4.根据权利要求2所述的金属离子水生成容器，所述主部件由所述第一金属的微粒和陶瓷的微粒分散于所述第一树脂中而形成，所述辅助部件由所述第二金属的微粒和陶瓷的微粒分散于所述第二树脂中而形成。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的金属离子水生成容器，所述主部件是所述容器主体，所述容器主体的内表面形成为具有多个凸部及凹部的凹凸面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的金属离子水生成容器，在所述主部件的表面露出有所述第一金属的微粒。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的金属离子水生成容器，所述第一金属是铜或银。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的金属离子水生成容器，所述第二金属是具有光催化剂功能的金属。

9.根据权利要求8所述的金属离子水生成容器，所述容器主体具备从外部导入光的光导入部。

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