JP2019136443A - 除菌装置及び水回り機器 - Google Patents

Abstract

【課題】水回り機器の多様な微生物汚れを効果的に抑制できる除菌装置を提供すること。【解決手段】除菌装置１は、水回り機器２の除菌装置１であって、除菌水６の温度を４０℃以上に加温する加温部３０と、４０℃以上に加温された除菌水６を水回り機器２に供給して接触させることで水回り機器２を除菌する供給部２０と、を備える。除菌水６が過酸化水素水である場合には、除菌水６中の過酸化水素の濃度は、０．１質量％以上であることが好ましい。除菌水６が次亜塩素酸水である場合には、除菌水６中の次亜塩素酸の濃度は、１ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、水回り機器に除菌水を供給する除菌装置及び水回り機器に関する。

従来、トイレ、浴室、キッチン、洗面台、洗濯機などの水回り機器では、微生物が繁殖し、様々な汚れが生じている。そこで、除菌水を水回り機器に供給することで、微生物が関与する汚れを抑制する技術が提案されている。例えば、水道水の電気分解によって次亜塩素酸を含む除菌水を生成し、便器等の汚れを抑制する装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。

特開２０００−２２０１９３号公報 特開２０００−１４０８４８号公報

しかし、従来の次亜塩素酸を含む除菌水では、例えば次亜塩素酸（除菌成分）の濃度を上げたとしても、水回り機器の多様な微生物汚れを効果的に抑制することが難しい。この原因の一つには、水まわり機器に繁殖する微生物汚れは、細菌や酵母、カビなどの多様な微生物が関与しており、しかもそれぞれの菌で除菌成分に対する耐性が異なることが挙げられる。

上記状況に鑑み、本発明は、水回り機器の多様な微生物汚れを効果的に抑制できる除菌装置を提供することを目的とする。

本発明は、水回り機器の除菌装置であって、除菌水の温度を４０℃以上に加温する加温部と、４０℃以上に加温された前記除菌水を前記水回り機器に供給して接触させることで前記水回り機器を除菌する供給部と、を備える除菌装置に関する。

また、前記除菌水は、過酸化水素水であることが好ましい。

また、前記除菌水中の過酸化水素の濃度は、０．１％以上であることが好ましい。

また、前記除菌水は、次亜塩素酸水であることが好ましい。

また、前記除菌水中の次亜塩素酸の濃度は、１ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましい。

また、前記供給部は、前記除菌水を前記水回り機器に１０秒以上供給して接触させることが好ましい。

また、水を電気分解することで前記除菌水を生成する生成部をさらに備えることが好ましい。

また、本発明は、上記除菌装置を備える水回り機器に関する。

本発明によれば、水回り機器の多様な微生物汚れを効果的に抑制できる。

本発明の一実施形態に係る除菌装置の模式図である。 本発明の一実施形態に係る過酸化水素水を生成する生成部の模式図である。 本発明の一実施形態に係る次亜塩素酸水を生成する生成部の模式図である。 フィールド試験に用いられた試験装置の模式図である。 フィールド試験に用いられた便器の模式図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されない。

図１は、本発明の一実施形態に係る除菌装置の模式図である。本実施形態に係る除菌装置１は、４０℃以上に加温された除菌水６を水回り機器２に供給して、水回り機器２を除菌する装置である。図１に示すように、除菌装置１は、水槽５と、供給部２０と、加温部３０と、を備え、供給部２０は、流路４と、ポンプ７と、散布ノズル８と、制御部１１とを備える。

除菌装置１が、４０℃以上に加温された除菌水６を水回り機器２に供給することにより、水回り機器２の多様な微生物汚れを効果的に抑制できる。除菌水６により、例えば、表１に示すピンクぬめりの原因菌が除菌される。また、除菌水６が４０℃以上になることで、従来の除菌水ではその成分に依らず除菌することが難しかった原因菌、例えば、表１に示す黒ずみの原因菌が除菌される。除菌水が持つ個別の除菌効果に、除菌水を加熱することの相乗効果が加わり、水回り機器２の多様な微生物汚れを効果的に抑制できる。

水回り機器２は、例えば、トイレ、浴室、キッチン、洗面台又は洗濯機である。

水槽５は、除菌水６を貯留する。本実施形態においては、除菌水６は、過酸化水素水又は次亜塩素酸水である。例えば、水槽５内の後述する生成部１００（図２を参照）又は生成部２００（図３を参照）が、電気分解により除菌水６を生成する。なお、除菌水６は生成部１００又は生成部２００以外の機器により生成されたものでもよい。生成された除菌水６は、水槽５に供給（貯留）される。
また、生成部１００又は生成部２００は、水槽５の上流に設置されてもよく、水槽５の上流で電気分解された除菌水６が水槽５に供給されてもよい。あるいは、水槽５は、生成部１００又は生成部２００を兼ねていてもよい。

供給部２０は、４０℃以上に加温された除菌水６を水回り機器２に供給して接触させる。

流路４は、除菌水６が流通する流路である。流路４の上流側の端部は水槽５と接続される。流路４の上流側から下流側に向けて、ポンプ７と、後述するヒーター９とが配置される。流路４の下流側の端部は散布ノズル８と接続される。

ポンプ７は、水槽５から除菌水６を吸引し、散布ノズル８に向けて除菌水６を供給する。ポンプ７は、制御部１１と電気的に接続されている。

制御部１１は、水回り機器２の使用状態等を検出し、ポンプ７の動作を制御する。制御部１１は、ポンプ７の動作以外にも、例えば除菌水６の温度や、除菌水６と水回り機器２との接触時間等を制御してもよい。

散布ノズル８は、除菌水６を散布する。散布ノズル８は、水回り機器２の微生物汚れが生じやすい部分付近に配置される。散布ノズル８から除菌水６が散布されると、水回り機器２に４０℃以上の除菌水６が直接的に接触する。すると、除菌水６の成分（本実施形態においては、過酸化水素又は次亜塩素酸）が例えば表１に示す汚れの原因菌を除菌する。本実施形態においては、水回り機器２と、除菌水６との接触時間が、好ましくは１０秒以上、より好ましくは２０秒以上、更に好ましくは３０秒以上になるように、除菌水６は散布される。これにより、水回り機器の多様な微生物汚れをより効果的に抑制できる。

散布ノズル８は、水回り機器２の微生物汚れが生じやすい部分に直接的に万遍なく除菌水６を供給できるように配置されることが好ましい。また、図１では１つの水回り機器２に対して１つの散布ノズル８が配置されているが、１つの水回り機器２に対して複数の散布ノズルが配置されてもよい。

加温部３０は、除菌水６の温度を４０℃以上に加温する。加温部３０は、ヒーター９と、変圧器１０とを備える。ヒーター９は、水回り機器２に４０℃以上の除菌水６が接触するように除菌水６を加温する。また、ヒーター９は、変圧器１０と接続されている。変圧器１０は、電流を熱エネルギーに変換する。なお、効果的に汚れの原因菌を除菌するために、除菌水６の温度は、４０℃以上であることが好ましく、５０℃以上であることがより好ましい。

続いて、本実施形態において、水道水の電気分解により除菌水６を生成する場合において、除菌水がどのように生成されるかを、過酸化水素水を生成する例と、次亜塩素酸水を生成する例とを挙げて具体的に説明する。

（１）過酸化水素水を生成する方法
図２は、本発明の一実施形態に係る過酸化水素水を生成する生成部の模式図である。図２に示すように、生成部１００は、陰極１０１と、陽極１０２と、空間１０３、１０４と、密閉容器１０５とを備える。

陰極１０１は、開気孔からなる導電性多孔体であり、その表面に酸化チタン等の触媒材料が塗布される。陰極１０１は、密閉容器１０５の内部を、水が供給される空間１０３と、空気が供給される空間１０４とに隔てている。陽極１０２は、水が供給される空間１０３側に、陰極１０１と向かい合うように配置される。空間１０３は、陰極１０１及び陽極１０２の間に配置される。陰極１０１及び陽極１０２には、図示しない直流電源が接続される。

空間１０３に水を供給し、陰極１０１、陽極１０２間に直流電圧を印加しながら空間１０４（陰極１０１）に空気を供給すると、以下の式（１）〜（３）の反応が起こる。

＜陽極反応＞
２Ｈ_２Ｏ→Ｏ_２＋４Ｈ^＋＋４ｅ⁻ ・・・（１）
＜陰極反応＞
２Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻→Ｈ_２＋２ＯＨ⁻ ・・・（２）
Ｏ_２＋２Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻→Ｈ_２Ｏ_２＋２ＯＨ⁻ ・・・（３）

陰極１０１で式（３）の反応が起こることで、除菌水６としての過酸化水素水が生成される。なお、効果的に汚れの原因菌を除菌するために、過酸化水素水の濃度は、０．１％以上であることが好ましく、０．５％以上であることがより好ましい。
なお、本明細書において、過酸化水素水の濃度を表わす「％」とは、「単位容積あたりの質量％」を指し、例えば「１％過酸化水素水」とは、水１Ｌ中に過酸化水素が１０ｇ溶解していることを示す。言い換えれば、１％＝１０，０００ｍｇ／Ｌとなる。

また、陽極反応、陰極反応において、水及び空気に含まれる酸素以外の物質を必要としないので、水及び空気を供給すれば、補充成分なしに必要な濃度の過酸化水素水を繰り返し生成できる。

（２）次亜塩素酸水を生成する方法
図３は、本発明の一実施形態に係る次亜塩素酸水を生成する生成部の模式図である。図２に示すように、生成部２００は、陰極２０１と、陽極２０２と、空間２０３とを備える。

陰極２０１は、導電性材料である。陽極２０２は、陰極２０１と向かい合うように配置される。空間２０３は、陰極２０１及び陽極２０２の間に配置される。陰極２０１及び陽極２０２には、図示しない直流電源が接続される。

空間２０３に水（Ｃｌが添加された水、例えば水道水）を供給し、陰極２０１、陽極２０２間に直流電圧を印加すると、上述した式（１）〜（３）の反応を含め、以下の式（１）〜（６）の反応が起こる。

＜陽極反応＞
２Ｈ_２Ｏ→Ｏ_２＋４Ｈ^＋＋４ｅ⁻ ・・・（１）
２Ｃｌ⁻→Ｃｌ_２＋２ｅ⁻ ・・・（４）
Ｃｌ_２＋２Ｈ_２Ｏ→２ＨＯＣｌ＋２Ｈ^＋＋２ｅ⁻ ・・・（５）
＜陰極反応＞
２Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻→Ｈ_２＋２ＯＨ⁻ ・・・（２）
Ｏ_２＋２Ｈ_２Ｏ＋２ｅ⁻→Ｈ_２Ｏ_２＋２ＯＨ⁻ ・・・（３）
Ｈ_２Ｏ_２＋２ｅ⁻→２ＯＨ⁻ ・・・（６）

陰極２０１で式（５）の反応が起こることで、除菌水６としての次亜塩素酸水が生成される。なお、効果的に汚れの原因菌を除菌するために、次亜塩素酸水の濃度は、１ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましく、５ｍｇ／Ｌ以上であることがより好ましい。

また、陽極反応、陰極反応において、水、水に含まれる塩素及び空気に含まれる酸素以外の物質は反応しないので、水道水（Ｃｌが添加された水）及び空気を供給すれば次亜塩素酸水を補充成分なしに繰り返し生成できる。

本実施形態によれば、以下のような効果が奏される。
本実施形態に係る除菌装置１は、水回り機器２の除菌装置１であって、除菌水６の温度を４０℃以上に加温する加温部３０と、４０℃以上に加温された除菌水６を水回り機器２に供給して接触させることで水回り機器２を除菌する供給部２０と、を備える。これにより、水回り機器の多様な微生物汚れを効果的に抑制できる。

また、除菌水６が過酸化水素水である場合には、除菌水６中の過酸化水素の濃度は、０．１％以上であることが好ましい。これにより、多様な微生物汚れを効果的に抑制できる。また、除菌水を過酸化水素とすることで、除菌後の除菌水は再び水と酸素に戻り、環境に放出しても残留物となることがないため、環境に与える影響が小さい。

除菌水６が次亜塩素酸水である場合には、除菌水６中の次亜塩素酸の濃度は、１ｍｇ／Ｌ以上であることが好ましい。これにより、多様な微生物汚れを効果的に抑制できる。

また、供給部２０は、除菌水６を水回り機器２に１０秒以上供給して接触させる。これにより、除菌水６が効果的に除菌力を発揮し防汚性能を発揮するので、水回り機器の多様な微生物汚れをより効果的に抑制できる。

また、水回り機器２は、水を電気分解することで除菌水６を生成する生成部１００又は生成部２００をさらに備える。生成部１００又は生成部２００は、水を電気分解することで除菌水６を生成するので、継続的に除菌剤を補充する必要がない。

また、水回り機器２は除菌装置１を備える。水回り機器２は、例えば、トイレ、浴室、キッチン、洗面台又は洗濯機である。これらの水回り機器２の多様な微生物汚れを効果的に抑制できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。

次に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例及び比較例の実験に使用した試薬を、表２に示す。

＜実施例１＞
表２に示した試薬のうち過酸化水素を、濃度が０．１％となるように水で希釈し、温度が４０℃となるように加温して実施例１の試験水を得た。

＜実施例２〜実施例４＞
表２に示した試薬のうち過酸化水素を水で希釈して、濃度及び温度が、表３に示した値となるように加温して実施例２〜実施例４の試験水を得た。

＜実施例５＞
上述した（１）過酸化水素水を生成する方法により、過酸化水素水の濃度が表３に示した値となるように水を電気分解し、４０℃に加温して実施例５の試験水を得た。

＜実施例６〜実施例９＞
表２に示した次亜塩素酸水を水で希釈し、濃度及び温度が表３に示した値となるように加温して実施例６〜実施例９の試験水を得た。

＜実施例１０＞
上述した（２）次亜塩素酸水を生成する方法により、次亜塩素酸水の濃度が表３に示した値となるように水を電気分解し、４０℃に加温して実施例１０の試験水を得た。

＜比較例１〜比較例３＞
蒸留水を、表３に示した温度となるように、加温して比較例１〜比較例３の試験水を得た。

＜比較例４〜比較例６＞
表２に示した過酸化水素を水で希釈し、濃度及び温度が表３に示した値となるように加温して比較例４〜比較例６の試験水を得た。

＜比較例７〜比較例９＞
蒸留水を、表３に示した温度となるように、加温して比較例７〜比較例９の試験水を得た。

＜比較例１０〜比較例１２＞
表２に示した次亜塩素酸水を水で希釈し、濃度及び温度が表３に示した値となるように加温して比較例１０〜比較例１２の試験水を得た。

＜除菌力評価試験＞
除菌力評価では、一般家庭の微生物汚れ中にしばしば検出される菌の代表として、Ｍｅｔｈｙｌｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ（細菌）、Ｒｈｏｄｏｔｏｒｕｌａ（酵母）、Ｃｌａｄｏｓｐｏｒｉｕｍ（カビ）の３種を選定し、独立行政法人 製品評価技術基盤機構（ＮＩＴＥ）生物遺伝資源部門（ＮＢＲＣ（ＮＩＴＥ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｒｅｓｏｕｃｅ Ｃｅｎｔｅｒ）と略される）から購入した菌に対する除菌力を評価した。
除菌力評価試験での細菌、酵母、カビの培養条件は表４のとおりとした。
前培養した菌を生理食塩水に入れ、菌又はカビ胞子濃度が１×１０^５〜１×１０^６コ／ｍＬになるように各菌液を調製した。

菌液と、各実施例、比較例に係る試験水との比率（菌液：試験水）が１：９となるよう菌液と試験水を混合した。１０秒経過後、除菌成分を遠心分離や中和によって除去した。

試験水が過酸化水素水である実施例１〜５及び比較例４〜６の場合、試験水中の過酸化水素を除去するために、１０秒経過後、菌液と試験水との混合液を遠心分離器にかけて菌体を沈殿させ、上澄みを除去した。その後、除去した上澄みと同量の滅菌済みの生理食塩水を加えた。また、過酸化水素を含まない比較例１〜３についても、試験条件を揃えるため、同じ遠心操作を実施した。
試験水が次亜塩素酸水である実施例６〜１０及び比較例１０〜１２の場合、試験水中の次亜塩素酸を除去するために、１０秒経過後、菌液に除菌したチオ硫酸ナトリウムを添加し、菌液中に残留する次亜塩素酸を中和した。また、次亜塩素酸を含まない比較例７〜９についても、試験条件を揃えるため同じ中和操作を実施した。

除菌成分を除去した混合液を培地に接種し、混合液ごとに再び表４に記載された条件で菌を培養して、生存した菌の菌数を計測した。除菌力の評価は、実施例１〜５及び比較例２〜６では比較例１の培養結果を対照生菌数として、実施例６〜１０及び比較例８〜１２では比較例７の培養結果を対照生菌数として、次式で算出した除菌率で評価した。結果を表５に示した。表５中の「×」は除菌率９０％未満を示す。

除菌率（％）＝（照生菌数ｔ−試験生菌数ｔ）÷対照生菌数ｔ×１００ ・・・（７）

＜フィールド試験＞
フィールド試験にあたり、試験装置を組み立てた。図４は、フィールド試験に用いられた試験装置の模式図である。フィールド試験では、水まわり機器としてトイレの大便器を使用し、便器内のため水喫水線付近に発生する汚れを、試験水の散布によって抑制できるかを確認した。なお、試験水の防汚効果を明らかにするために、試験装置は実施例（実施例１又は実施例６）の試験水と同時に比較例（比較例２、比較例５、比較例７、比較例１１）の試験水も散布する。図５はフィールド試験に用いられた便器の模式図である。以下では、除菌装置１と、試験装置１ａ、１ｂの相違点及び試験装置１ａと、試験装置１ｂとの相違点について主に説明する。

試験装置１ａ及び試験装置１ｂの共通の水回り機器として、便器２が使用された。この便器２の鉢内にはため水３があり、その水位は便器構造によってほぼ一定に保たれ、ため水喫水線３ａが形成された。
水槽５ａには実施例１又は実施例６の試験水６ａが充填された。
水槽５ｂには防汚性能の比較のため、比較例２、比較例５、比較例７、比較例１１の試験水６ｂが充填された。
試験装置１ａの流路４ａ上にヒーター９ａが、試験装置１ｂの流路４ｂ上にヒーター９ｂが配置された。ヒーター９ａ、９ｂは、流路４ａ、４ｂを流通する試験水６ａ、６ｂの温度を表２等に示した値で散布ノズル８ａ、８ｂから散布されるように加温した。
散布ノズル８ａと散布ノズル８ｂとは、それぞれため水喫水線３ａのやや上部の位置に、ため水３を介して向かい合うように固定された。なお、散布ノズル８ａと散布ノズル８ｂとは、フィールド試験期間中、動かないように固定された。
散布ノズル８ａから散布部１２ａに向けて試験水６ａが散布され、散布ノズル８ｂから散布部１２ｂに向けて試験水６ｂが散布された（図５を参照）。

フィールド試験の開始にあたり、フィールド試験前に、便器２を通常その家庭で行われる手順と機材で清掃した。

清掃後、表６に示した条件で、同じタイミングで、試験水６ａを散布部１２ａに、蒸留水６ｂを散布部１２ｂにそれぞれ散布した。

フィールド試験では、除菌力評価試験結果を元に、過酸化水素水及び次亜塩素酸水のそれぞれで、実施例の中でも低濃度且つ低温で除菌力を発揮した実施例と、比較例の組み合わせで試験をした（表７を参照）。

試験開始から試験水６ａの散布部１２ａ及び試験水６ｂの散布部１２ｂの汚れの発生状況を７日経過ごとに観察し、以下の評価基準で評価し、その結果を表７に示した。
○： 汚れが発生しなかった
△： 汚れが発生したが、気になるほどでない
×： 清掃せずにはいられないほどの汚れが発生した

試験水を４０℃に加温して散布した実施例１（試験番号２−１）及び実施例６（試験番号２−３）では、４０℃で除菌成分を含まない試験水（比較例２又は比較例７）を散布した部位よりも汚れの発生速度が遅く、清掃をしなくてもよい期間をより長く確保できた。
また、同じく試験水を４０℃に加温して散布した実施例１（試験番号２−２）及び実施例６（試験番号２−４）では、４０℃未満で除菌成分を同程度含む試験水（比較例５又は比較例１１）を散布した部位よりも汚れの発生速度が遅く、清掃をしなくてもよい期間をより長く確保できた。

以上から、試験装置において、除菌水を４０℃以上に加温する機構を設けて除菌水を散布すると、様々な菌種に対して高い除菌力を発揮し、水回り機器に対して防汚効果を発現することが確認された。

１ 除菌装置
２ 水回り機器
６ 除菌水
２０ 供給部
３０ 加温部

Claims (8)

1. 水回り機器の除菌装置であって、
   除菌水の温度を４０℃以上に加温する加温部と、
   ４０℃以上に加温された前記除菌水を前記水回り機器に供給して接触させることで前記水回り機器を除菌する供給部と、を備える除菌装置。
2. 前記除菌水は、過酸化水素水である請求項１に記載の除菌装置。
3. 前記除菌水中の過酸化水素の濃度は、０．１％以上である請求項２に記載の除菌装置。
4. 前記除菌水は、次亜塩素酸水である請求項１に記載の除菌装置。
5. 前記除菌水中の次亜塩素酸の濃度は、１ｍｇ／Ｌ以上である請求項４に記載の除菌装置。
6. 前記供給部は、前記除菌水を前記水回り機器に１０秒以上供給して接触させる請求項１〜５のいずれかに記載の除菌装置。
7. 水を電気分解することで前記除菌水を生成する生成部をさらに備える請求項１〜６のいずれかに記載の除菌装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の除菌装置を備える水回り機器。

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