JP2001314861A - 抗菌水生成装置および金属イオン水生成装置および床洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 家庭用交流電源を用いたのでコードが邪魔に
なり使い勝手が悪かった。電源を使わずに簡便に抗菌性
を有する水を生成する。 【解決手段】 少なくとも一対の、少なくとも一方が殺
菌性金属イオンを溶出させる金属からなる電極と、殺菌
性金属イオン水を排出させるための吐出部と、該制御部
を駆動する電源からなる抗菌水生成装置において、充電
池などの２次電池もしくは発電機からなる電源と、電源
電圧を昇圧することなく電解電力に利用する制御回路と
を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源を使わずに簡
便に抗菌性を有する水を生成する抗菌水生成装置、なら
びに駅舎、高速道路などの公共施設の床を衛生的に清掃
する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】駅舎、高速道路、公園、幼稚園、小学校
等にあるトイレの床は、大腸菌等の細菌や各種寄生虫が
繁殖して非常に汚れている。また細菌由来の悪臭がす
る。駅舎や学校、幼稚園など公衆のトイレの床は細菌や
寄生虫に対して抵抗力の弱い幼児や子供が行き来するた
め、繁殖した細菌や寄生虫がその子供たちに感染しない
様にする必要がある。また悪臭によるトイレ恐怖症を引
き起こさない様にする必要がある。厨房においては食中
毒を起こさないようにする必要がある。

【０００３】そこで従来は次に記載するような衛生管理
を行っていた。・駅舎や学校、幼稚園など公衆のトイレ
の床は水を散布しモップで洗い流していた。厨房では定
期的に消毒液を散布して殺菌する。しかし、前記の衛生
管理には夫々次のような問題があった。水を散布しモッ
プで洗い流す場合は、十分な除菌がなされない。またモ
ップに付着する汚れが栄養源となり細菌が繁殖する温床
になることが指摘されている。消毒液を散布して殺菌す
る場合は、安全性やコストが問題になっている。特に老
人ホームや幼稚園などでは保管していた消毒剤を誤って
誤飲し死亡に至る事故が起こっている。一方、銀イオン
水などに見られる殺菌性金属イオン水の有用性が見直さ
れて、例えば特開平８−１９２１６１号などが見られ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者が特開平８−
１９２１６１号を実施したところ、特開平８−１９２１
６１号は水道蛇口に容易に取り付けることを提供した
が、家庭用交流電源を用いたのでコードが邪魔になり使
い勝手が悪かった。特に駅舎や幼稚園、学校のトイレに
は安全上電源が配設されておらず、利用することができ
なかった。本発明は、前記課題を解決する手段を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段および作用・効果】上記課
題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、抗
菌水生成装置において、少なくとも一対の、少なくとも
一方が殺菌性金属イオンを溶出させる金属からなる電極
と、殺菌性金属イオン水を排出させるための吐出部と、
該制御部を駆動する電源からなる抗菌水生成装置におい
て、充電池などの２次電池もしくは発電機からなる電源
と、電源電圧を昇圧することなく電解電力に利用する制
御回路とを具備することを特徴とする。殺菌性金属イオ
ンとして銀を例として、従来の常識について述べると、
陽極で銀を銀イオンに酸化し、陰極で銀イオンを銀に還
元する場合、この反応の起電力は０Ｖであり、理論分解
電圧も０Ｖである。しかし実際の系は、陰極では水中の
電極近傍に存在するイオンを還元する電極近傍のイオン
濃度は少なく、イオンを電極の遠くから引き寄せる必要
がある陽極と陰極の表面に気泡が付着する水の電気抵抗
による過電圧を加算した電圧を電極間に印加して殺菌性
金属イオンを溶出させる。従って従来は、電極間電圧は
高くなることが常識とされ、交流電源の利用や充電池の
多数直列化、もしくは電源電圧を昇圧する回路を具備す
ることが必要とされた。従って、交流電源のコードが邪
魔になり、多数の充電池により大型化し、重くなり、片
手でハンディーに使うのが困難であった。本発明に従え
ば、電極間の分解電圧を低く抑え、且つ電極間の水の電
気抵抗を低く抑えることで、電源電圧を昇圧することな
く電解電力として利用する制御回路を具備し、さらに充
電池などの２次電池もしくは発電機からなる電源からな
ることを特徴とするので、コードがなくなり、制御回路
がコンパクトになり使い勝手が向上する。また女性が片
手でハンディーに使うことを可能にした。

【０００６】上記課題を解決するためになされた請求項
２記載の発明は、請求項１記載の抗菌水生成装置におい
て、電極で構成される流路のレイノルズ数が２３００以
上であることを特徴とする。電極近傍のレイノルズ数が
２３００以上のとき、電極界面の流速が大きくなり、イ
オン供給が顕著になり、分解電圧が低下し理論分解電圧
に限りなく近づく。その結果、電源電圧を昇圧すること
なく電解電力として利用する制御回路と、充電池などの
２次電池もしくは発電機からなる電源が利用でき、コー
ドがなくなり、制御回路がコンパクトになり使い勝手が
向上する。また女性が片手でハンディーに使うことが可
能になる。

【０００７】上記課題を解決するためになされた請求項
３記載の発明は、請求項１もしくは２記載の抗菌水生成
装置において、前記電極の間隔が３ｍｍ以下であること
を特徴とする。電源電圧は低いほど小型化されるので望
ましいが、マイコンを駆動させるには約３Ｖの電圧を必
要とするので、電源からの電圧を昇圧することなくマイ
コンを駆動させる場合、電源電圧は最低３Ｖ程度が要求
される。一方、電極間隔３ｍｍの電気抵抗は、実用上、
電極の大きさに係わらず約３Ｖの過電圧に相当すること
が実験的に求められた。尚、ここで言う実用上とは、溶
出する金属量が電極１平方ｃｍ当たり数十ｍＡ以下の場
合をさす。これ以上大きい場合は電流が他の反応に利用
され分解電圧が上昇する。電極間隔が３ｍｍ以下の時、
分解電圧が電源電圧３Ｖ以下となり、電源電圧を昇圧す
ることなく電解電力として利用する制御回路と、充電池
などの２次電池もしくは発電機からなる電源が利用で
き、コードがなくなり、制御回路がコンパクトになり使
い勝手が向上する。また女性が片手でハンディーに使う
ことが可能になる。

【０００８】上記課題を解決するためになされた請求項
４記載の発明は、請求項１から３のいずれか記載の抗菌
水生成装置において、前記電極がメッシュ状であること
を特徴とする。電極がメッシュ状であるとき、電極界面
の流速が大きくなり、イオン供給が顕著になり、分解電
圧が低下し理論分解電圧に限りなく近づく。その結果、
電源電圧を昇圧することなく電解電力として利用する制
御回路と、充電池などの２次電池もしくは発電機からな
る電源が利用でき、コードがなくなり、制御回路がコン
パクトになり使い勝手が向上する。また女性が片手でハ
ンディーに使うことが可能になる。

【０００９】上記課題を解決するためになされた請求項
５記載の発明は、請求項１から４のいずれかに記載の抗
菌水生成装置において、前記殺菌性金属が銀もしくは銀
化合物であることを特徴とする。銀イオンが１０ｐｐｂ
程度あれば、制菌効果があることを実験的に得られた。
１０ｐｐｂ程度の濃度を得るには、水道水毎分１リッタ
ー当たり約０．１ｍＡの電流でよい。ところで、ハンデ
ィーにもてるには電極の大きさは１平方ｃｍ程度に抑え
たい。また蛇口から吐水し床洗浄する場合は、毎分１０
Ｌ程度の流量がほしい。本発明に従えば、電極１平方ｃ
ｍ程度の銀電極であれば、１ｍＡの電流印加で、毎分１
０Ｌ程度の１０ｐｐｂ銀イオン水を生成することができ
る。

【００１０】上記課題を解決するためになされた請求項
６記載の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の抗
菌水生成装置において、前記電源は通水している時に電
力が発生する発電機のみとし、前記制御回路には、電力
が発生してから計時を開始し所定時間が経過すると前記
電極間に流す電流の方向を変える制御を具備することを
特徴とする。安定した電極反応を継続するには、電極表
面への析出物や反応物を除去するために、適時電流の方
向を逆転する必要がある。従来は、機械的に逆電解を行
なったり、マイコンに逆電解を行なった履歴を記憶し逆
電解のタイミングを制御していた。しかし機械的に行な
う方法は操作が煩雑であり、マイコンを利用する方法は
電源が通水している時にのみ電圧が発生する発電機のみ
の場合には適用できなかった。本発明に従えば、通水に
より電力が発生してから計時を開始し所定時間が経過す
ると前記電極間に流す電流の方向を変える制御を具備す
ることで、逆電解を行なった履歴を記憶することなく、
適時逆電解を行ない、安定した電極反応を継続すること
ができる。

【００１１】上記課題を解決するためになされた請求項
７記載の発明は、請求項１から６のいずれか記載の抗菌
水生成装置において、前記抗菌水生成装置には、水道蛇
口やホース等の給水路と接続される接続口近傍に、前記
給水路に係止される着脱具を具備することを特徴とす
る。給水路に着脱可能に取り付けるための着脱具を設け
た蛇口取り付け口もしくはホース接続口を具備すること
により、ハンディーな使い勝手が向上する。

【００１２】上記課題を解決するためになされた請求項
８記載の発明は、金属イオン水生成装置において、少な
くとも一対の、少なくとも一方が金属イオンを溶出させ
る金属電極と、金属イオン水を排出させるための吐出部
と、該制御部を駆動する電源からなる金属イオン生成装
置において、電源電圧を昇圧することなく電解電力とし
て利用することを特徴とする。請求項１から７において
抗菌水を生成する装置について言及したが、抗菌水を生
成する装置に限定する必要はない。例えば、鉄イオンを
含有する金属イオン水を生成してもよい。鉄イオンは人
間の必須元素であり積極的に摂取することが望まれてい
る。しかし微量を摂取することが望ましく、大量摂取は
弊害の元である。本発明に従えば、微量な鉄イオンを安
定的に、大量に、ハンディーに生成できる。

【００１３】上記課題を解決するためになされた請求項
９記載の発明は、銀イオン濃度が５ｐｐｂ以上、且つ次
亜塩素酸濃度が０．１ｐｐｍ以上含有する機能水を生成
し、床に散布し、清掃することを特徴とする。駅舎、高
速道路、公園、幼稚園、小学校等にあるトイレの床には
排便や排尿行為のときに飛散した汚れが靴底を介して広
がっており非衛生的な状態になりがちである。またレス
トラン、学校などの大量調理施設の床は調理行為の時に
汚れが飛散し、また靴底を介して広がっており非衛生的
な状態になりがちである。非衛生的になりがちなこれら
駅舎、高速道路、公園、幼稚園、小学校等にあるトイレ
の床や、レストラン、学校などの大量調理施設の床に、
各種条件の機能水を散布し、清掃し、衛生性の変化を評
価した結果、次亜塩素酸を０．１ｐｐｍ以上含む原水を
用い、銀イオンを５ｐｐｂ以上添加した場合に、即効的
な殺菌効果と制菌効果の持続が認められた。すなわち銀
イオン濃度５ｐｐｂ以上、且つ次亜塩素酸濃度０．１ｐ
ｐｍ以上を含有する機能水を散布し、清掃したところ、
清掃直後の細菌が減少し、さらには24時間細菌の繁殖を
抑え、衛生性を保った。

【００１４】上記課題を解決するためになされた請求項
１０記載の発明は、床洗浄方法において、請求項１から
７のいずれか記載の抗菌水生成装置により銀イオン濃度
が５ｐｐｂ以上、且つ次亜塩素酸濃度が０．１ｐｐｍ以
上含有する機能水を生成し、床に散布し、清掃すること
を特徴とする。駅舎、高速道路、公園、幼稚園、小学校
等にあるトイレや、レストラン、学校などの大量調理施
設の清掃は狭い空間で作業をすることになる。また清掃
作業は女性や高齢者が行なっていることが多い。駅舎、
高速道路、公園などの公共施設においては電源がない。
請求項１から７記載の抗菌水生成装置を採用することに
より、狭い空間であっても作業を可能にするコンパクト
さを提供し、女性や学童や高齢者であっても片手でハン
ディーに使うことを可能にし、また充電池なので電源の
ない公共施設でも使用できる。また危険な薬剤を用いる
ことなく、また生成される機能水は安全性に高いので学
童や高齢者に安心して用いることができる。そして本発
明を採用することにより、非衛生的であった床を24時間
細菌の繁殖を抑え、衛生性を保つことができる。

【００１５】上記課題を解決するためになされた請求項
１１記載の発明は、請求項９もしくは１０記載の床洗浄
方法において、前記機能水の銀イオン濃度が５ｐｐｂ以
上、５０ｐｐｂ以下であることを特徴とする。銀イオン
は塩素などと反応し黒色物質を生成する。しかしながら
銀自身はある程度水にイオンとして溶解するので全ての
条件で黒色物質が生成し、被処理物を変色させてしまう
ことはない。本発明者が、いろいろな現場で思考錯誤し
ながら検討を進めた結果、銀イオン濃度が５０ｐｐｂ以
下の時、長期間に使っても銀化合物による黒変色が生じ
ることがなくより良好であった。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１に本発明の第1の実施形態を
示す概念図である。１対の銀電極から構成される電解要
素１０１に、制御回路１０２、水車による発電機１０３
が連結されている。制御回路１０２は発電機１０３の電
圧を昇圧することなく電解要素１０１に電圧を供給す
る。制御回路１０２は水車による発電が起り、通電が開
始されると１０秒のカウントダウンまたはカウントアッ
プを行ない、１０秒が経過すると通電方向を逆転させ
る。

【００１７】図２に本発明の電解要素の実施形態を示す
概念図である。電解要素１０１は、銀からなる電極２０
１、２０２が対面配置されている。水道水が流路２０５
に流入する。流路２０５の流路断面積は設計上の最低使
用流量でレイノルズ数２３００以上になるように設計さ
れる。

【００１８】図３に本発明の実施結果の１例を示す。横
軸は１平方ｃｍ角の大きさの銀電極２０１、２０２の間
の電解電圧、縦軸は電解電流を示す。毎分１０リッター
を処理し、銀イオン濃度を１０ｐｐｂにする。従来は分
解電圧が２．５Ｖ、設定濃度に達する電解電圧は６Ｖで
あった。一方、レイノルズ数１００００になるように設
計した本発明の場合、分解電圧は０Ｖ、設定濃度に達す
る電解電圧は３Ｖであった。

【００１９】図４に本発明の実施結果の1例を示す。横
軸は１平方ｃｍ角の大きさの銀電極２０１、２０２の間
の電極間隔、縦軸は電解電圧を示す。毎分１０リッター
を処理し、銀イオン濃度を１０ｐｐｂにする。図４から
電極間隔３ｍｍ以下で電解電圧３Ｖ以下になることが判
る。尚、電極間隔は通水抵抗によって限界が設けられ
る。図４では電極間隔を０ｍｍまで外挿した結果を示し
ている。

【００２０】図５に本発明の実施例の1例を示す。作業
者５０１はホース５０３につながった抗菌水生成装置Ａ
をもって、床５０５に散布する。散布後、モップなどで
拭取る。汚れのひどい個所は散布により洗い流すか、散
布と拭取りを繰り返す。抗菌水生成装置５０２はハンデ
ィーに構成され、電源不要なので作業性に優れている。

【００２１】図６に本発明の実施例の1例を示す。抗菌
水生成装置Ａは、銀電極６０１、６０２、銀電極に電解
制御する制御６１２、２次電池６１０から構成されてい
る。また電解していることが確認できる表示機能６１
１、通水を感知する圧力センサー６１３が具備されてい
る。またホース接続部６７０にホースが接続され、生成
した抗菌水は吐出口６３０から吐出される。

【００２２】図７に本発明の実施例の1例を示す。抗菌
水生成装置Ａは、生成器本体７０５と、水道蛇口７０１
に着脱可能に取り付けるための蛇口着脱具７０３を設け
た蛇口取付口７０４と、水道水から生成された銀イオン
水を排出する銀イオン水排出口７０６を備える。この実
施例では、蛇口着脱具７０３と連結部品７０２がワンタ
ッチカップリング機構により構成されている。尚、生成
器本体７０５は、例えば図６などに示される構成が採用
される。

【００２３】図８は、図５にしたがってレストランの厨
房の床で行なった実験結果を示す。以下に実験条件を示
す。 細菌採取条件：標準寒天 ２ｃｍ角の面積を滅菌綿棒で回収 清掃10分経過後および24時間後に採取 ３６℃、２４時間培養後にカウント 初発菌数 ：平均１０００ＣＦＵ 吐水条件 ：毎分8リッター 清掃条件 ：モップ掛け また、菌の種類はすべてを同定したわけではないが、大
腸菌群が多く検出された。評価は、１０分経過後の菌数
が約１００ＣＦＵ以下、且つ１０時間後の菌数が１００
ＣＦＵ未満（検出限界）の時に合格（○）とし、それ以
外は不合格（×）とした。

【００２４】図８で明らかなように、銀イオン濃度５ｐ
ｐｂ以上、且つ次亜塩素酸０．１ｐｐｍ以上の時合格に
なった。さらには銀イオン濃度５ｐｐｂ以上、且つ次亜
塩素酸２ｐｐｍ以上の時、１０経過後の菌数が０ＣＦＵ
となり優れていた。

【００２５】各条件の水を１年に相当する回数を繰り返
したところ、銀イオン濃度が５０ｐｐｂ以上になると黒
変化する傾向が見られた。従ってより望ましくは、銀濃
度は５ｐｐｂ以上、５０ｐｐｂ以下、且つ次亜塩素酸２
ｐｐｍ以上であることが確認できた。

【００２６】尚、本発明は係る実施例に限定されるもの
ではない。本実施例においては、銀イオンについて述べ
たが、銀イオンに限定するものではない。銅イオンでも
よい。鉄イオンでもよい。

【００２７】尚、本発明は係る実施例に限定されるもの
ではない。銀電極に限定するものではない。健康維持を
目的に鉄補給をするためや、鉄イオンの殺菌効果を利用
するために鉄電極にしてもよい。殺菌効果を利用するた
めに銅電極であってもよい。電極形状は平板である必要
はない。メッシュ電極であってもよい。電極面を凹凸に
してレイノルズ数を高めても良い。また厨房の床の洗浄
について述べたが、厨房の床の洗浄に限定するものでは
ない。駅舎、高速道路、公園、幼稚園、小学校等にある
トイレの床など、大腸菌等の細菌や各種寄生虫が繁殖し
汚れ、細菌由来の悪臭がし、また抵抗力の弱い幼児や子
供が行き来するようなところにも有効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる抗菌水生成装置の実施形態を示
す概念図である。

【図２】本発明に係わる電解要素の実施形態を示す概念
図である。

【図３】本発明に係わる実施結果の１例である。（電解
電圧と電解電流の関係）

【図４】本発明に係わる実施結果の１例である。（電極
間隔と電解電圧の関係）

【図５】本発明に係わる実施例の１例である。

【図６】本発明に係わる実施例の１例である。

【図７】本発明に係わる実施例の１例である。

【図８】本発明に係わる機能水生成装置をレストラン厨
房の床に用いた実験結果である

【符号の説明】

１０１…電解要素 １０２…制御回路 １０３…水車による発電機 ２０１，２０２…電極 ２０５…流路 ５０１…作業者 ５０３…ホース Ａ…抗菌水生成装置 ５０５…床

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 1/76 Ｃ０２Ｆ 1/76 Ａ Ｆターム(参考） 4D050 AA04 AB06 BB06 BC10 BD04 BD08 CA10 CA12 4D061 DA03 DB01 DB09 EA02 EB01 EB05 EB16 EB28 EB31 EB35 EB37 EB38 GA02 GB30

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも一対の、少なくとも一方が殺
   菌性金属イオンを溶出させる金属からなる電極と、殺菌
   性金属イオン水を排出させるための吐出部と、該制御部
   を駆動する電源からなる抗菌水生成装置において、充電
   池などの２次電池もしくは発電機からなる電源と、電源
   電圧を昇圧することなく電解電力に利用する制御回路と
   を具備することを特徴とする抗菌水生成装置。
2. 【請求項２】 電極で構成される流路のレイノルズ数が
   ２３００以上であることを特徴とする請求項１記載の抗
   菌水生成装置。
3. 【請求項３】 前記電極の間隔が３ｍｍ以下であること
   を特徴とする請求項１もしくは２記載の抗菌水生成装
   置。
4. 【請求項４】 前記電極がメッシュ状であることを特徴
   とする請求項１から３のいずれか記載の抗菌水生成装
   置。
5. 【請求項５】 前記殺菌性金属が銀もしくは銀化合物で
   あることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載
   の抗菌水生成装置。
6. 【請求項６】 前記電源は通水している時に電力が発生
   する発電機のみとし、前記制御回路には、電力が発生し
   てから計時を開始し所定時間が経過すると前記電極間に
   流す電流の方向を変える制御を具備することを特徴とす
   る請求項１から５のいずれかに記載の抗菌水生成装置。
7. 【請求項７】 前記抗菌水生成装置には、水道蛇口やホ
   ース等の給水路と接続される接続口近傍に、前記給水路
   に係止される着脱具を具備することを特徴とする請求項
   １から６のいずれか記載の抗菌水生成装置。
8. 【請求項８】 少なくとも一対の、少なくとも一方が金
   属イオンを溶出させる金属電極と、金属イオン水を排出
   させるための吐出部と、該制御部を駆動する電源からな
   る金属イオン生成装置において、電源電圧を昇圧するこ
   となく電解電力として利用することを特徴とする金属イ
   オン水生成装置。
9. 【請求項９】 銀イオン濃度が５ｐｐｂ以上、且つ次亜
   塩素酸濃度が０．１ｐｐｍ以上含有する機能水を生成
   し、床に散布し、清掃することを特徴とする床洗浄方
   法。
10. 【請求項１０】 請求項１から７のいずれか記載の抗菌
    水生成装置により銀イオン濃度が５ｐｐｂ以上、且つ次
    亜塩素酸濃度が０．１ｐｐｍ以上含有する機能水を生成
    し、床に散布し、清掃することを特徴とする床洗浄方法
11. 【請求項１１】 銀イオン濃度が５ｐｐｂ以上、且つ５
    ０ｐｐｂ以下であることを特徴とする請求項９もしくは
    １０記載の床洗浄方法。