JP2005177677A

JP2005177677A - 銀含有水供給システム

Info

Publication number: JP2005177677A
Application number: JP2003425027A
Authority: JP
Inventors: Yoshie Tanizaki; 美江谷崎; Hitoshi Takayama; 仁史高山; Tatsuhiro Kato; 辰廣加藤
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2005-07-07

Abstract

【課題】非飲用用途において、簡便な方法で原水の水質に左右されず、より多くの用途に応用可能な、銀による抗菌及び防黴作用を付与した抗菌性付与水を供給し得るシステムを提供すること。
【解決手段】非飲用用途であること、また、抗菌だけではなく防黴までを考慮して、銀イオンの濃度範囲が１０〜８００ｐｐｍとなる銀含有水を供給する銀含有水供給システムとし、銀イオンの添加方法として、例えば、高濃度銀溶液を充填した銀溶出カートリッジからの徐放機構や、銀化合物または銀化合物添着物の少なくとも一つを充填した銀溶出カートリッジへの直接通水とする。
【選択図】図７

Description

本発明は水中に銀を溶出し、各種使用用途において残存した銀により抗菌作用を付与する銀含有水供給システムに関するものである。

近年、わが国においては、衛生思想の向上に伴い、日常生活のあらゆる場面で衣食住にわたり、抗菌剤が使用されるようになってきている。特に、近年は従来用いられてきた有機系抗菌剤に替わって、抗菌性を有する金属である銀を各種担体に担時させた無機系抗菌剤が多種開発され各種製品に応用されている。（非特許文献１）

ここで、日常生活に欠かせない水に着目して見てみると、飲用に供する水道水をより安全にするため一般家庭で普及している浄水器への応用が試みられている（特許文献１）。しかし、飲用に供する浄水器製品への応用の場合には、日本の水道法では規制はないものの、海外の飲用水基準を考慮し、銀溶出量を５０〜１００ｐｐｂに抑えるのが通常である。一方、非飲用用途においては、浴室で使用するシャワーへの応用（特許文献２）や、浴槽の水への応用（特許文献３）が試みられている。これらは、いずれも、水中に繁殖する雑菌を抑制するのを目的としたものであった。

さらに、日常生活において、皮膚常在菌の繁殖による不快臭の発生や特定の細菌あるいは黴による特定の皮膚疾患についても着目されるようになり、その対策として皮膚に抗菌作用を持たせる製品も開発されてきている。（特許文献４）水に着目して見た場合、ヒトに対してでは無いが、洗濯物の雑菌繁殖を防止する試みもなされている。（特許文献５）

ところで、銀の抗菌性について見てみると、微生物の増殖を抑制する効力の一つの指標であるＭＩＣ（最小発育阻止濃度）は、細菌では０．７８〜６．３ｐｐｍ、黴では８００ｐｐｍとなっている（非特許文献２）。
特開平８−１９７０６７号公報特開平９−１９２０４３号公報特開２００１−２５７７２号公報特開２００２−８０３３５号公報特開２００２−１１３２８８号公報高麗寛紀（徳島大学）、防菌防黴、Ｖｏｌ．２４、Ｎｏ．７、ｐｐ．５０９−５１５（１９９６）高山正彦（日本食品分析センター）、防菌防黴、Ｖｏｌ．２２、Ｎｏ．９、ｐｐ．５３１−５３６（１９９４）

しかしながら、清潔志向の高まりに伴い普及した抗菌製品の中、特に飲用水に関する製品への応用の場合は、多量に飲用することから安全面を考慮し、銀イオン溶出量はｐｐｂオーダーの低濃度に抑制されている。しかし、前述のように細菌あるいは黴に対して高い効果が得られる銀濃度はｐｐｍオーダー、特に黴に対しては高濃度の溶出を必要とするため、非飲用用途においては、より効果の得られる高濃度での銀イオンの添加機構が望まれていた。

また、近年あらゆる用途での抗菌性付与が望まれるようになってきており、特開２００２−８０３３５号公報等においては、非飲用用途である化粧料中に抗菌剤が添加されている。しかし、簡便な方法で、更に範囲を広げて所望する特定のヒトの体表面上に実際的な抗菌性を付与すること、あるいは他の非飲用用途への応用は困難なものであった。

そこで、ヒトの身体に関わる製品用途に抗菌性を付与する方法としては、特開平９−１９２０４３号公報に浴室で使用するシャワーへの応用例が、特開２００１−２５７７２号公報に浴槽水への応用例が開示されている。しかし、特開平９−１９２０４３号公報及び特開２００１−２５７７２号公報においては浄水器への応用例同様水中での雑菌の繁殖抑制を目的とした低濃度での添加であり、さらに、特開２００１−２５７７２号公報においては、原水として酸又は酸化剤を含む水を必須としており、銀溶出量が原水の水質に影響される結果となってしまう。

また、非飲用用途での水への抗菌性付与の例としては特開２００２−１１３２８８号公報に洗濯槽すすぎ水への応用例が開示されている。しかし、銀化合物が難溶性のものを使用しており、原水として酸又は酸化剤の存在を要することから、原水の水質に左右されるという使用上の限定条件が発生してしまっていた。
そこで、本発明は、非飲用用途において、簡便な方法で原水の水質に左右されず、より多くの用途に応用可能な、抗菌性付与水を供給し得るシステムを提供することを目的とする。

本発明の要旨は、銀イオン濃度範囲が１０〜８００ｐｐｍとなる処理水を供給することを特徴とする銀含有水供給システムにある。

本発明の銀含有水供給システムを用いることで、非飲用用途における様々な用途で、簡便な方法で原水の水質に左右されず、抗菌性付与水を供給することができる。

本発明は、銀イオン濃度範囲が１０〜８００ｐｐｍとなる処理水を供給する銀含有水供給システムである。
以下、本発明を図面を基に説明する。
図１に、本発明の一実施例として高濃度銀溶液を充填した銀溶出カートリッジからの徐放機構よりなるシステムを、シャワーに応用した例を示す外観図を示す。また、図1における銀溶出カートリッジ４近傍を拡大、模式化した断面図が図２である。

原水供給口２より供給された原水は、シャワーヘッド１内を通過し、散水板３からシャワー水が得られる形となっている。そして、銀溶出カートリッジ４はシャワーヘッド１グリップ部を同心円状に囲む形で配設されている。ここで、銀溶出カートリッジからの銀イオンの添加は図２に示したように、シャワーヘッド側面に銀溶出カートリッジと連結して設けられた銀添加口５より行われる。銀添加口５は、非通水時には、バネによる余圧で封止された形となっているが、シャワー水路において通水時には銀添加口５より上流側に設けられた管オリフィス６により、管オリフィス６より下流に負圧が生じ、バネの力を超えることにより銀添加口５が開口し銀溶出カートリッジ４中に充填された銀溶液が通水経路中に添加される形となっている。

この時、銀溶出カートリッジ４に設けられた空気口７から銀溶出カートリッジ４中に空気が取り入れられる形となっている。空気口７は空気中の雑菌の侵入を防止した形で空気が取り入られる形であれば特に限定されず、疎水性の多孔膜、焼結体、不織布等任意のものを使用することが出来る。但し、目開きとしては０．４５μｍ以下であることが好ましい。また、銀溶出カートリッジを伸縮性の素材で作り、空気口を設けない構造とし、使用に伴い銀溶出カートリッジが縮小する設計としても構わない。

また、銀溶出カートリッジに充填した銀溶液は使用に伴い減少していくことから、銀溶出カートリッジは交換可能な構造となっていることが好ましい。交換が不可能な場合には銀溶液を追加出来る構造としておくことが好ましい。一例として図２においては、銀溶出カートリッジ側面に設けた銀化合物添加口８より銀溶液が追加充填出来る形となっており、銀溶液充填時には、通水時とは逆に、内部の空気が空気口７より外部に出る形となっている。

また、銀溶出カートリッジ４の管オリフィス６の構造は図５のような形としてもよく、この場合、管オリフィス６の幅を変えることで、通水流量に応じて銀イオン添加量を変更することが可能であり、使用用途に応じた使い分けが可能となる。

さらに、上記銀溶出カートリッジに加え、水質に応じた浄水器を通水経路中に設けてもよい。一例として、原水中の残留塩素を除去するため、従来より用いられている亜硫酸カルシウム、活性炭素繊維等の併用も有効である。使用形態としては、図３に示したようにシャワーヘッドの原水供給口、銀溶出カートリッジ上流側に亜硫酸カルシウムカートリッジ８を設けてもよいし、図４に断面図を示したように、シャワーヘッドグリップ部通水経路中に挿入する形で設けてもよい。

また、本発明の銀含有水供給システムと併用される浄水器の一例として用いられる脱塩素剤は対象とする用途における、使用温度、流量で十分な脱塩素能を有するものであれば特に限定されない。しかし、対象とする用途が温水での使用及び比較的高流量での使用となることから、高温、高流量での反応性が高い、亜硫酸カルシウム、あるいは繊維状活性炭の使用が好ましい。

また、原水の水質によっては、本発明の銀含有水供給システムと併用して濁質除去手段として多孔質中空糸膜を併用することが好ましい。さらに、用いる銀化合物の形状によっては銀溶出カートリッジの下流側に多孔質中空糸膜を併用することが好ましい。使用温度範囲から、中空糸膜材としてはポリオレフィン、ポリスルフォン、アセテート等から成る種々の中空糸膜が挙げられるが、化学的安定性、取り扱い容易性の点からポリオレフィン系中空糸膜が好ましい。

本発明の銀含有水供給システムの実施例として、前記システムを浴槽水給水経路に配設し、風呂用浄水器として提供することも可能である。さらに、図６に示したように食器洗い乾燥機の原水供給口手前に銀溶出カートリッジを設置することも可能である。この場合、食器洗浄工程において、最終回のすすぎ実施時に食器洗い乾燥機槽内に銀含有水を供給することが出来るよう、原水供給源から食器洗い乾燥機への原水流路と、同原水流路から分岐し、銀溶出カートリッジを介して食器洗い乾燥機へと到る分岐流路を有し、前記原水流路と分岐流路との分岐部に、止水、原水流路又は分岐流路に切り換える弁体１１が配設されているとより好ましい。

さらに、食器洗い乾燥機への導入にあたっては、三方弁１２を設け、洗浄とすすぎの切り換え時に原水流路からの温水と銀溶出カートリッジからの温水を切り替え可能に合流させることが好ましい。あるいは、食器洗い乾燥機に設置する場合、洗浄とすすぎで温水導入流量が異なる装置であれば、図７のように食器洗い乾燥機手前の流路は1本でも流量に応じて図５のように管オリフィスの幅を調整することにより、中流量の洗浄給水では銀イオンの添加を少なくし、大流量の洗浄給水では銀イオンの添加量を多く設計すると効果的に抗菌効果を加えることが出来る。

また、銀溶出カートリッジは、図８に示したように銀化合物または銀化合物添着物の少なくとも一つを充填したカートリッジ内に、直接水を導入する形としてもよい。その場合、粒子流出を防止するため、カートリッジの出側にメッシュ、不織布等のシート状物を配置することが好ましい。充填物の粒径に合せ、これらを複数枚使用する形としてもよい。

ここで、銀含有水供給システムから供給される銀含有水中銀濃度は、目的とする抗菌付与対象物に抗菌性を付与できる濃度であれば特に限定されないが、前述のようにＭＩＣ値が細菌に対しては０．７８〜６．３ｐｐｍ、黴に対しては８００ｐｐｍであり、最低濃度は、実用的な抗菌効果を得るため、１０ｐｐｍである。さらに、最高濃度は、黴に対する効果、及び後述する安全性の点から８００ｐｐｍである。

したがって、高濃度銀溶液を徐放する機構よりなる銀含有水供給システムに用いられる銀化合物としては、易溶性の銀化合物を用いることが好ましく、化合物としては、ＡｇＣｌＯ_４、ＡｇＦ、ＡｇＮＯ_３等が挙げられる。一方、銀化合物を充填した銀溶出カートリッジに直接通水する機構よりなる銀含有水供給システムに用いられる銀化合物としては、難溶性の銀化合物を用いることが好ましく、化合物としてはＡｇ_２ＳＯ_４等が挙げられる。また、銀化合物添着物を充填するのに用いられる銀化合物は、添着方法、添着量により異なるが、前述した易溶性化合物に加え、可溶性のＡｇＣｌＯ_３、Ａｇ(ＳＯ_３ＮＨ_２)等が挙げられる。さらに、後者の銀化合物及び／または銀化合物添着物への直接通水機構に使用される銀化合物、銀添着物の大きさは、小さすぎると通水に伴う流出の可能性、及び通水抵抗が大きくなる危険性が考えられ、また大き過ぎると充填時の空隙が大きく、短絡流が生じたり、所定の濃度が得られなくなることが考えられることから、好ましくは３０メッシュから５ｍｍの大きさのものを充填することが好ましい。

ところで、銀含有水供給システムからの銀溶出量は飲用水の安全基準と比較するとかなり高濃度となっている。本発明は非飲用水用途を対象としているが、使用用途によっては、銀含有水供給システムからの処理水を誤飲する可能性のある用途も含まれている。

そこで、銀の安全性について見てみると、元来ヒトの体内には全血液中に２４±３ｐｐｍ、血清中に４〜１３ｐｐｍ、毛髪に０．０４〜０．８ｐｐｍ分布している。（宗像恵、生体微量元素、広川書店）さらに、銀の吸収についてみてみると、銀は消化管、肺、粘膜及び皮膚損傷部位を通して吸収され、コロイド状の銀を経口摂取したときの吸収率は５％程度である。また、銀の体内残留率は、ヒトでは０〜１０％と推定されている。（上水試験方法解説編２００１、日本水道協会）

よって、銀はヒトの体内に元来含まれており、また、吸収率、残留率共にかなり低いことから、使用に伴い数１０ｍｌ程度少量の誤飲が発生したとしても、本発明の上限濃度である８００ｐｐｍであれば、安全上、全く問題は無いと考えられる濃度である。

銀溶出カートリッジとして、内容積１００ｍｌのカートリッジにＡｇ_２ＳＯ_４を充填したものを２個用意した。このカートリッジ下流側に三菱レイヨン（株）製中空糸膜モジュールを接続した。原水として名古屋市水を三菱レイヨン（株）製クリンスイＭＰ０１で濾過した水を水温４０℃に調温したものを用意し、前記各カートリッジに空間速度（ＳＶ）＝１０００／ｈｒ、空間速度（ＳＶ）＝５０００／ｈｒで通水し、５分後の処理水を採水し、銀濃度を測定した結果を表１に示した。空間速度（ＳＶ）により銀濃度が異なるものの、所定の濃度範囲の処理水が得られていた。

本発明の銀含有水供給システムをシャワーに応用した一例を示す外観図である。図１に示すシャワーの銀溶出カートリッジ近傍を模式的に示した縦断面図である。本発明の銀含有水供給システムをシャワーに応用したシャワーヘッド入水部に亜硫酸カルシウムを充填したカートリッジ容器を配設した一例を示す外観図である。本発明の銀含有水供給システムをシャワーに応用した例において、シャワーグリップ内部に亜硫酸カルシウムを充填したカートリッジを挿入した一例を示す縦断面図である。本発明の銀溶出カートリッジの他の一例を示す縦断面図である。本発明の銀含有水供給システムを食器洗い乾燥機に応用した一例を示す外観図である。本発明の銀含有水供給システムを食器洗い乾燥機に応用した他の一例を示す外観図である。本発明の銀含有水供給システムを食器洗い乾燥機に応用した他の一例を示す外観図である。

符号の説明

１シャワーヘッド
２原水供給口
３散水板
４銀溶出カートリッジ
５銀添加口
６管オリフィス
７空気口
８銀化合物添加口
９亜硫酸カルシウムカートリッジ
１０食器洗い乾燥機
１１切り換え弁
１２三方弁
１３銀化合物及び／または銀化合物添着物
１４シート状物

Claims

銀イオン濃度範囲が１０〜８００ｐｐｍとなる処理水を供給することを特徴とする銀含有水供給システム。
通水時の温度範囲が４０〜７０℃であることを特徴とする請求項１記載の銀含有水供給システム。
銀イオン添加方法が、高濃度銀溶液を充填した銀溶出カートリッジからの徐放機構から成ることを特徴とする請求項１または２記載の銀含有水供給システム。
銀イオン添加方法が、銀化合物または銀化合物添着物の少なくとも１つを充填した銀溶出カートリッジへの直接通水であることを特徴とする請求項１または２記載の銀含有水供給システム。