JP4230526B2

JP4230526B2 - オゾン放出体及びその製造方法

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Publication number: JP4230526B2
Application number: JP2007537683A
Authority: JP
Inventors: 知昭秋山
Original assignee: Iceman Co Ltd
Current assignee: Iceman Co Ltd
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2009-02-25
Anticipated expiration: 2026-09-28
Also published as: WO2007037336A1; US20090258125A1; JPWO2007037336A1

Description

本発明は、鮮度の保持が必要とされる生鮮食品等の食品や、菌及びウィルスによる汚染の防止が必要とされる医療用具等の器具等を長時間にわたり殺菌・消毒することができるオゾン放出体に関するものであって、さらに、その製造方法に関するものである。

一般的に、野菜などの農産品は収穫時のような自然の状態のまま流通させると新鮮さを保持し易いと共に安全である。しかし最近では野菜等を適当な大きさにカットしたカット野菜の形で流通させることも多く、この場合野菜の切り口から雑菌が侵入して腐敗が進行し易いという問題があった。そのため、このような流通形態においては、野菜の切り口等を次亜塩素酸ナトリウム水溶液等の薬品添加物で洗浄殺菌することが必須であったが、このような薬品添加物による殺菌処理を行うことによって、野菜に薬品が残留して人体へ悪影響を及ぼすことが懸念されるなどの危険性をはらんでいた。

そこで近年、魚介類や食肉類、野菜類、果物類等の生鮮食品における洗浄・殺菌処理において、薬品添加物の代わりにオゾンガスを使用することが検討され始めている。オゾンは、強力な殺菌力を発揮して作用後は酸素となり無害化する理想的な殺菌剤であるため、従来食品工場での洗浄殺菌や室内殺菌に利用されていた。

ここで、オゾンは自己分解と拡散が活発なため大気中で保持することが困難であるため、従来オゾンガスを長時間利用するためにはオゾンガスを必要とする場所でオゾン発生装置を稼動させて得る方法しかなかった。しかしこのような方法では食品の輸送時等に殺菌・消毒を行なう場合、オゾン発生装置ごと持ち運び、殺菌・消毒しようとする食品等が収容された容器内にオゾンガスを連続して注入送気する必要があり、殆ど実用的ではなかった。そのため、生鮮食品の表面にオゾンの氷被覆膜を形成して、生鮮食品の鮮度を保持する鮮度保持方法が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２００３‐１６９６４５号公報

しかしながら、上記特許文献１のような鮮度保持方法は、オゾンガスを水に溶解させたオゾン水を凍結させて氷被覆膜を形成しているため対象物が水濡れ可能なものに限定されてしまう。また、生鮮食品に直接使用できるオゾンガスの濃度は数ｐｐｍであり、この濃度数ｐｐｍ程度のオゾンガスは、気体として数十分、水に溶解させた状態で１０〜２０分しか残存しないため、短持間の殺菌作用しか期待できず、高い作用効果を得ることができないという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、オゾンガスを長時間持続して発散することができると共にオゾンガスによる洗浄・殺菌作用を長時間効果的に持続することができ、さらに持ち運びを容易に行うことができるオゾン放出体、及びその製造方法を提供する。

（１）請求項１記載の本発明は、オゾンガス不透過性のフイルム材により形成したフイルム容器にオゾンガスを大気圧と同じ圧力で封入して形成したオゾン放出体であって、前記フィルム材は、オゾンガスの分子を透過可能である孔径５〜２０μｍの透過孔を１ｃｍ ² 当たり１０〜５０個の範囲で設け、しかも、前記フィルム容器は複数のセルに分けて、前記フィルム容器内のオゾンガスを分割して収納可能としたことを特徴とするオゾン放出体とした。

（２）請求項２記載の本発明は、請求項１記載のオゾン放出体において、前記各セルの容積は１〜５０ｃｃの範囲にあることを特徴とする。

（３）請求項３記載の本発明は、請求項１及び２のいずれか１項に記載のオゾン放出体において、前記フィルム材の厚さは１０〜１００μｍであることを特徴とする。

（４）請求項４記載の本発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のオゾン放出体において、オゾンガスの濃度は１０００〜１００００ｐｐｍの範囲であることを特徴とする。

（５）請求項５記載の本発明は、請求項１記載のオゾン放出体において、前記各セルはオゾンガス不透過性のプラスチック素材からなる片面凸状部を有し、該セルの裏面側にオゾン透過素材を有して構成されることを特徴とする。

（６）請求項６記載の本発明は、請求項１記載のオゾン放出体において、前記セルはミシン目を有して分離可能となっていることを特徴とする。
（７）請求項７記載の本発明は、オゾンガスを発生させるオゾン発生工程と、
フィルム材に孔径５〜２０μｍの透過孔を１ｃｍ²当たり１０〜５０個の範囲で形成する透過孔形成工程と、
前記透過孔形成工程にて形成した透過孔フィルム材を容器状に成形すると共に、適当な位置でシールすることで所望の個数のセルを形成する容器成形工程と、
前記オゾン発生工程により発生させたオゾンガスを前記容器成形工程にて形成した前記セル内部へ大気圧の圧力と等しい圧力で封入するオゾン封入工程と、を有することを特徴とするオゾン放出体の製造方法とした。

本発明によれば、封入段階で濃度の高いオゾンガスを封入することができ、オゾンガスを長時間持続して発散することができると共にオゾンガスによる洗浄・殺菌作用を長時間効果的に持続することができるオゾン放出体を提供することができる。さらに、このオゾン放出体を持ち運びが容易な構成とすることができて、輸送時等において被殺菌・消毒物と共に梱包して緩衝材として利用することが可能である。

本発明に係るオゾン放出体の一実施形態を示した説明図である。本発明に係るオゾン放出体の一実施形態を示した説明図である。本発明に係るオゾン放出体の一実施形態を示した説明図である。本発明に係るオゾン放出体の一実施形態を示した説明図である。本実施の形態に係るオゾン放出体の製造工程を示したフローチャートである。本実施の形態に係るオゾン放出体の製造装置の全体を示した説明図である。本実施の形態に係るオゾン放出体の製造装置の容器製造装置の一部を示した平面説明図である。本実施の形態に係るオゾン放出体の製造装置の容器製造装置の一部を示した側面説明図である。本実施の形態に係るオゾン放出体の製造装置の容器製造装置の一部を示した正面説明図である。本実施の形態に係るオゾン放出体の製造装置の容器製造装置の一部を拡大して示した平面説明図である。本実施の形態に係るオゾン放出体の製造装置の容器製造装置の一部を拡大して示した正面説明図である。本実施の形態に係るオゾン放出体の製造装置の穿孔器を示す説明図である。図１２に示す穿孔器が備えるポーラスローラーの表面部分Ｘを拡大した説明図である。一実施例に係るオゾン放出体を用いた試験の実施形態を示した説明図である。一実施例に係るオゾン放出体を用いた試験の実施形態を示した説明図である。一実施例に係るオゾン放出体を用いた試験の測定結果を示した図である。一実施例に係るオゾン放出体の実施形態を示した説明図である。

符号の説明

１オゾン放出体
５、１５、２５、３５セル
１６ミシン目
３１オゾン検出器
３２ガラス瓶
３６ミシン目
４０オゾナイザー
４１容器製造装置
４２オゾン導管
４３オゾン封入ノズル
４４コンプレッサー
４５窒素分離装置
４６無声放電式オゾン発生装置
４７空気導管
４８空気冷却装置
４９排気管
５０透過孔フィルム材
５１、５３、５４ガイドローラー
５５、５６シールローラー
５７ローラー
６３ポーラスローラー
６４押圧ローラー
６５ネジ
７０穿孔器
７３バネ
１００オゾン放出体の製造装置
Ｓ１オゾン発生工程
Ｓ２容器成形工程
Ｓ３オゾン封入工程
Ａ〜Ｉオゾン放出体

本発明に係るオゾン放出体は、オゾンガス不透過性のフィルム材に微細な針穴状の透過孔を多数穿設してなる透過孔フィルム材を、少なくとも１個以上のセルを有する容器状に成形すると共に、この容器のセル中に高濃度のオゾンガスを封入・密封してなるものである。そして、このセル中に収容したオゾンガスを、フィルム材に形成している微細な透過孔から適量透過させ、オゾンガスを長時間持続して発散させるようにしたオゾン放出体である。

ここで、高濃度オゾンは、分解して酸素へ変化するまでに時間を要するため、フィルム容器中にオゾンとして長時間持続して存在することができ、結果的に微細な透過孔から長時間継続してオゾンを放出することができる。また、高濃度で乾燥状態にあるオゾンガスは分解しにくい性質を有することが分かっており、そのためオゾンガスをこのように乾燥状態としてフィルム材中に封入することで、オゾンガスが高濃度である状態をさらに長時間持続させることができて。このオゾンガスを透過孔からさらに長時間持続して放出させることができる。

殺菌・消毒に適する濃度のオゾンガスを長時間持続させてフィルム容器外へ透過させるために、本オゾン放出体に封入するオゾンガスの濃度を概ね1０００ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍとする。このような高濃度のオゾンガスは体内へ直接吸引すると危険であるが、このオゾンガスをフィルム容器中に封入すると共にこのフィルム容器の透過孔から微量なオゾンガスを透過させることで、放出されるオゾンガスを可及的に低濃度となるようにして安全性を確保している。また万一破袋した場合においても１度にフィルム容器全体からオゾンが出ないように、フィルム容器に少なくとも１個以上、好ましくは１〜２０個のセルを形成し、この複数個のセルにオゾンガスを分割して封入するようにしている。そしてこのセル１個あたりの収容量を５０ｃｃ以下とし、放出体の全体量は多くとも１０００ｃｃ以下となるようにして安全性を確保している。

フィルム容器を形成するフィルム材として、オゾンガスに侵され難い材料であるテフロン（登録商標）を使用することもできるが、オゾン放出体としてオゾンガスを発散することが望まれる作用期間は長くても２日程度であるので、このような高価な素材を使用しなくとも一般的に安くて入手しやすいポリプロピレンやポリエチレン、ポリエステル、などのプラスチックフィルムを使用するとフィルム材を安価に構成することができて好ましい。フィルム材の厚さも強度を考慮して概ね２０〜１００ミクロン、より好ましくは３０〜６０ミクロンであることが望ましい。また、フィルム材は、前記のプラスチックフィルムを積層して２層以上の複層フィルム材となし、或いはプラスチックフィルムに金属をラミネートしたり、金属成分を蒸着したりして複層フィルム材となして、フィルム材の十分な強度を確保することとしている。

このフィルム材に孔径で５〜５０ミクロンの透過孔、より好ましくは１５〜３０ミクロンの透過孔を１ｃｍ^２あたり１〜１００個、より好ましくは１０〜５０個程度で均一に分布させて穿設すると期待すべきオゾンの透過量が得られて望ましい。このようなフィルム容器にオゾンガスを大気圧と略同等の圧力で封入・密封してオゾン放出体を形成することで、適量かつ適濃度のオゾンガスを透過孔から長時間継続して発散することができるオゾン放出体となすことができ、生鮮食料品や青果物などの輸送時等に使用することでこれらの被殺菌物を効果的に殺菌・消毒しながら輸送、保存することができるし、さらにこれらの被殺菌物と共に梱包して輸送するようにすれば、本オゾン放出体を同時に緩衝材として利用することが可能である。

以下、本実施形態に係るオゾン放出体についてさらに詳細に説明する。

濃度が１０００ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍである高濃度オゾンを透過孔フィルム材で形成した袋に封入してオゾン放出体とし、殺菌を必要とする生鮮食料品や青果類等と共に密閉容器内に収納する。オゾン放出体の透過孔から連続して適量のオゾンガスが発散されるため密閉容器内は殺菌状態が長時間保たれることとなる。このとき容器内のオゾンは外部の空気と置換されて混合されるためオゾンガスの放出に伴って容器がつぶれるということはなく、よって袋内に圧力をかけておく必要はない。

またオゾン放出体を大容量のフィルム容器で構成した場合、万一破袋した場合にオゾンガスを大量に放出することとなりこれを体内に大量吸引したら危険であるため、一つのフィルム容器容量を多くとも１０００ｃｃ以下とし、またフィルム容器が破損しても収容しているオゾンガスの全量が放出されることを防止して一部のオゾンガスの放出で済むように、フィルム容器に複数の仕切りを設けて複数の小室すなわちセルを形成することとしている。

図１〜図４はそれぞれ本オゾン放出体の一実施形態を示す斜視図であって、図１に示すオゾン放出体１ａは、フィルム容器に複数個のセル、ここでは４個のセル５を形成するようにして、フィルム容器内に収容するオゾンガスを分割して収容できるようにしている。

このセルの容積は１個あたり１ｃｃから５０ｃｃ程度と容量を小さくして、一部のセルが破損しても多量のオゾンガスが放出されることを防止して、放出されたオゾンガスもすぐに大気に拡散して分解させることができるように考慮する。また、図２に示すオゾン放出体１ｂは、各セル１５の間にミシン目１６を形成し、このミシン目１６によりセル１５の個数単位で切り外し可能としたフィルム容器を採用している。このような形状のオゾン放出体１を輸送物の隙間に適宜充填しておけば、殺菌効果を保持する緩衝材として効果的に利用できる。

その他にも図３に示すように、薬のＰＴＰ包装のような形状のフィルム容器によるオゾン放出体１ｃを構成することもできる。このようなオゾン放出体１ｃは、薬のタブレットのように、カプセル状のセル２５を複数個設け、このセル２５の間に図示しないミシン目を設けてこのミシン目から各々のセルを切り取り可能とした構成とすることができる。このような構成であれば片面凸状のセルはオゾンガスの透過しないプラスチック素材とし、裏面側にオゾン透過素材を使用する形とすれば、全部のセル中にあるオゾンが一度に放出してしまう危険性はさらに減り、少量の使用に際しては好ましい形体である。

さらに、図４に示すように、被殺菌物と共に梱包箱に収容しやすいようにシート状に構成したオゾン放出体１ｄとすることもできる。このような形であると例えば野菜、果実類を輸送する際の容器内でのクッション材となりさらに有効に使用できる。このシート状のフィルム容器において、各セル３５の連結部分にミシン目３６を形成すれば、このオゾン放出体１ｄをミシン目３６において適時必要量カットして使用することができる。

また、図示していないが、図１に示すようなオゾン放出体１ａをさらにパック内に密封して、オゾンの保存性を高めたオゾン放出体として構成することもできる。このような構成とすれば、携帯に便利であって、携帯先でパック開封すれば直ちにオゾンを放出させることができる手軽に利用可能な携帯性の高いオゾン放出体とすることができる。

オゾンガスを封入したフィルム容器内の圧力は大気圧以上の高圧にする必要は無いが、オゾン放出体から急速にオゾンガスを放出させることが必要であれば、若干の加圧封入をするかフィルム容器内にドライアイス等を入れて内圧により強制的に透過放出させることができる。封入するオゾンガスの濃度は１０００〜５０００ｐｐｍ程であるとオゾンガス製造の容易さからして妥当であるが被殺菌物の種類によってはもっと高濃度のオゾンガス、すなわち５０００〜１００００ｐｐｍ程のオゾンガスを封入するようにしてもよいし、もっと低濃度のオゾンガスを封入するようにしてもよく、殺菌対象物や密封容器の容量等に応じて最適な濃度のオゾンガスを封入するようにする。

ここで、オゾン放出体の作用時間としては、輸送時間をカバーできる程度の作用時間があればいいため、フィルム材は必ずしもオゾンガスに長期耐性を有するものでなくとも良い。従ってテフロン（登録商標）等のオゾン耐性の高い材料を用いることもできるが、より安価なポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニールなどのプラスチックフィルムを使用することで安価でより適当なフィルム材を構成することができる。これらのプラスチックフィルムを２層以上に積層して、またはこれらのプラスチックフィルムに５〜１０ミクロン厚さの金属をラミネートして、またはこれらのプラスチックフィルムに金属成分を蒸着する等して、フィルム材を複層に形成するようにしてフィルム材の十分な強度を確保するようにしている。またフィルム材の総厚さは１０〜１００ミクロンであることが好ましく、さらに２５〜６０ミクロン程とするとフィルム材の製造が容易であってより好ましい。

フィルム材に形成する透過孔は、孔径で５〜５０ミクロンの透過孔、より好ましくは１５〜３０ミクロンの透過孔とし、極めて微小な透過孔としながらオゾン分子を透過可能な孔径としている。なお、オゾン分子自体は極めて微小で、オゾンの原子間距離は１２．７８ｎｍ（ナノメートル）、分子量４８で大きさは２０ｎｍ程度とされている。

またフィルム材に穿設される透過孔の孔数については、フィルム材１ｃｍ^２あたり１〜１００個、より好ましくは1〜５０個程度であることが好ましい。穿設された孔密度が高過ぎるとフィルム自体の引っ張り強度が弱くなり好ましくないし、孔密度が低すぎるとオゾンガスを適当に透過することができないため、上記範囲で透過孔が穿設されたフィルム材を使用することが望ましい。

元来、金属箔やプラスチックフィルムの素材は殆ど気体を透過しないため、オゾンガスを透過させるためには、微細な孔を形成するような穿孔加工が必要となる。このような微細孔加工技術としては鉱物結晶を利用した物理的な穿孔方法や化学的穿孔加工等、種々の手段が採用可能である。なお、フィルム材を構成するための材質は、微細孔加工ができてかつ短時間にオゾンに侵されない等の条件を満たせば上記のものに限定されることはない。

図５に上記オゾン放出体の製造方法の大きな流れを示すフローチャートを示しており、図示するように、本実施形態におけるオゾン放出体は、オゾン発生工程Ｓ１→容器成形工程Ｓ２→オゾン封入工程Ｓ３の工程を経て製造される。

すなわち、オゾンガスを発生させるオゾン発生工程Ｓ１と、穿孔加工された透過孔フィルム材を容器状に成形すると共に少なくとも1個以上のセルを形成する容器成形工程Ｓ２と、オゾン発生工程Ｓ１にて発生させたオゾンガスを容器成形工程にて成形したフィルム容器中に封入するオゾン封入工程Ｓ３と、を有している。

なお、後述するが、容器成形工程Ｓ２において、フィルム材に微細な透過孔を穿設する穿孔工程を経た後、容器成形工程を実施するようにする事もできる。

ここで、図６は、上記各製造工程を実施してオゾン放出体を製造するオゾン放出体製造装置１００の全体図を示している。

図６に示すように、オゾン放出体製造装置１００は、オゾン発生器であるオゾナイザー４０と、フィルム材を容器状に成形する成形器である容器製造装置４１と、を備えており、これらオゾナイザー４０と容器製造装置４１とをオゾン導管４２で接続している。このオゾン導管４２は、オゾナイザー４０にて発生させたオゾンガスを容器製造装置４１にて製造したフィルム容器中に封入するためのオゾン封入ノズル４３を備えており、封入器として機能する。

オゾナイザー４０は、コンプレッサー４４と窒素分離装置４５と無声放電式オゾン発生装置４６とを備えており、またこのオゾナイザー４０には、空気導管４７を介して空気冷却装置４８を接続している。この空気冷却装置４８は、オゾンを高濃度で発生させるために原料の空気Ｏを冷却するものである。

すなわち、空気冷却装置４８及びオゾナイザー４０にてオゾン発生工程Ｓ１を実施し、容器製造装置４１にて容器成形工程Ｓ２を実施し、さらにオゾン導管４２にてオゾン封入工程Ｓ３を実施するのである。

オゾン発生工程Ｓ１において、空気冷却装置４８にて冷却された空気は、空気導管４７を介してコンプレッサー４４へ送入され、コンプレッサー４４にて圧縮処理された後、窒素分離装置４５へ送入される。窒素分離装置４５において、送入された空気から窒素を分離し、窒素を分離させた略純酸素を無声放電式オゾン発生装置４６へ送入する。この際分離した窒素Ｎは排気管４９から排出される。そして無声放電式オゾン発生装置４６は送入された純酸素からオゾンガスを発生させて、このオゾンガスを、オゾン導管４２を介して容器製造装置４１へ送入するのである。

なお、オゾンを高い濃度で発生させるためには原料の空気を冷却した方が良く、空気冷却装置４８はこのように高濃度のオゾンガスを生成するために設置する装置である。従って高濃度のオゾンガスを必要としない場合は必ずしも設置する必要はない。

この空気冷却装置４８にて、原料となる空気は５℃程度まで冷却することが望ましい。また、オゾンを効率よく発生させるために、原料空気は、コンプレッサー４４にて０．３Ｍｐａ〜０．５Ｍｐａ程度に圧縮することが好ましい。

ここで、本オゾン放出体の製造装置１００は、容器製造装置４１及びオゾン封入器において、生成したオゾンガスを迅速にフィルム容器中へ封入することができてオゾンガスの漏洩を効果的に防止することができる構成を採用している。すなわち、容器製造装置４１においては、原料とする透過孔フィルム材５０をロール状に設置し、この透過孔フィルム材５０から平面シート状にフィルムを引き出して、これを引き出した方向へ二つ折りにすると共に開放されている３辺をシールする構成とし、オゾン封入器は、この３辺のうち１辺をシールする前にオゾンを封入する構成としている。この封入時にオゾンが漏洩してしまう危険性が高いが、本実施形態に係るオゾン放出体の製造装置は、オゾン封入器におけるオゾン封入ノズル４３において、この封入時にオゾンが大気中に漏洩することを効果的に防止することができる構成を採用しているのである。以下にこの詳細を記す。

オゾナイザー４０からオゾン導管４２にて送出されたオゾンは容器製造装置４１へ送られる。ここで、図７〜図９は、容器製造装置４１において透過孔フィルム材５０を容器状に成形するとともにこのフィルム容器中にオゾンを封入する工程を示す説明図であって、図７は容器製造装置４１の一部平面図、図８は同容器製造装置４１の一部側面図、図９は同容器製造装置４１の一部正面図をそれぞれ示している。図７〜図９に示すように、容器製造装置４１において、微細孔加工されてロール状に備えられた透過孔フィルム材５０は、ガイドローラー５１を経て弧状ローラー５２に送られると共にこの弧状ローラー５２から約９０度曲げられ、さらにガイドローラー５３、５４に沿うように送られることで進行方向に直角に２つに折られ、袋形状の基をなす形状に形成される。シールローラー５５は、透過孔フィルム材５０を縦方向にシールする縦シールローラー、またシールローラー５６は、同フィルム材５０を横方向においてシールする横シールローラー、ローラー５７は、同フィルム材にミシン目を入れ、さらにこのフィルム材５０を適当な位置でカットするローラーとして、それぞれ機能する。またシールローラー５５、５６は、フィルム材５０を適当な位置でシールすることで所望の個数のセルを形成する機能を有する。

透過孔フィルム材５０は、ガイドローラー５３，５４にて折られた部分を中心として対向する２面が少しずつ近接する方向へ寄せられ、シールローラー５５、５６にて縦方向及び横方向にシールされるが、このシール処理が終了する前にオゾンガスを注入しなければならない。オゾンが液体である場合上から注入すれば重力によってこぼれることはないが、この場合ガス体であるため、オゾン封入ノズル４３を断面円形状のものとした場合、このオゾン封入ノズル４３を対向する２面のフィルム材内に挿入したときオゾン封入ノズル４３の両端に間隙が生じることが避けられず、この間隙からオゾンが漏れ出る危険性が高い。オゾンが漏れてしまった場合、オゾンの強い酸化力によって電子回路などを腐食させて製造装置を故障させてしまうおそれがあるため、オゾン漏洩は可及的に低減させなければならない。

本実施形態においては、オゾン導管４２の端部に設けられオゾンをフィルム容器中に封入するためのオゾン封入ノズル４３の先端部を、端部を鋭角に尖らせた平坦な形状に構成して、オゾン封入ノズル４３を容器口に挿入したときに生じる間隙を可及的に少なくすることでオゾン封入時にオゾンが漏洩することを可及的に低減して、電子回路等が腐食・故障することを防止している。

オゾン放出体製造装置１００においてオゾンが漏れやすい部分であるオゾン封入器のオゾン封入ノズル４３部分、すなわち図８における囲い線部５９の拡大説明図を図５に示しており、図１０はその平面図、図１１は同正面図である。図１０、１１に示すように、オゾン封入ノズル４３は、オゾン導管４２先端部に取り付けられ、オゾン導管４２から送られてくるオゾンガスをフィルム内まで導くための特殊な形をしたノズルである。このオゾン封入ノズル４３の先端部分の形状は、２つに折られながら進む透過孔フィルム材５０の内面に沿うような形状、すなわちその端部を断面視で両端が鋭角に尖った平坦な形状として、透過孔フィルム材５０内部にオゾン封入ノズル４３を挿入することにより形成される間隙を可及的に小さくしてオゾンの漏れを可及的に低減している。このノズル先端の形状は、フィルム材内面に沿うような形状であれば良く、他にも断面長楕円形状や円弧を略対称に対向させたアーモンド形状等として構成することができる。

また図１１に示すように、このオゾン封入ノズル４３の両側に沿って透過孔フィルム材５０は連続的に送られるが単に透過孔フィルム材５０がオゾン封入ノズル４３の両側を沿うだけでなく、オゾン封入ノズル４３及び透過孔フィルム材５０の外側にロール形状か円弧状のガイド板６０を併設すると透過孔フィルム材５０は、ガイド板６０とオゾン封入ノズル４３とに挟まれることでオゾン封入ノズル４３に密着してオゾン封入ノズル４３との間に生じる隙間が低減されるのでオゾン漏洩を最小とすることができる。さらにオゾン封入ノズル４３とガイド板６０はオゾンに侵されず、滑り性の良いテフロン（登録商標）材質などが好ましい。

ガイド板６０は、バネ７３によって適宜両側から押圧可能な構成として、さらにオゾン封入ノズル４３と透過孔フィルム材５０との密着性を高めてオゾン漏洩を防止している。またオゾン封入ノズル４３上部に備えられたロールヒーター６９により、２つに折られた透過孔フィルム材５０の開放された端部が連続してシールされる。このようにオゾンガスを注入され密封されたフィルム容器はオゾンが充満して膨らんだ状態でシールローラー７１に送られ、三方をシールされてオゾン放出体１が完成され、緩衝材として効果的に利用可能なオゾン放出体１を得ることができる。

なお、オゾン放出体の製造装置１００において、フィルム材に微細な透過孔を穿孔するための穿孔器７０を備えることとしても良い。図１２は、この穿孔器７０を示す説明図であって、図１２に示すように、穿孔器７０は、原料材であるフィルム材５０はロール状に設置して、このロールから引き出したフィルム材５０を、テンションローラー６６を通過させた後ポーラスローラー６３へ送る。図１３は、図１２のポーラスローラー６３の表面部分Ｘを拡大した説明図であって、図１３に示すように、ポーラスローラー６３は、その表面にミクロンレベルの微小な針状結晶６８を備えており、フィルム材５０は、このポーラスローラー６３に送られたとき、上方に備えられた押圧ローラー６４によってポーラスローラー６３へ押圧されることでその表面に微細な透過孔を穿設される。そしてこのように透過孔が穿設された後、テンションローラー６２を経て透過孔フィルム材６１としてロール状に巻き取られるようにした構成である。押圧ローラー６４は、ネジ６５によって進退調節され、その進退度合いにより押圧力を調整できるようにしている。

また、図４に示すようなシート状のオゾン放出体１ｄ、及びさらに大きなサイズ、容量のオゾン放出体を製造する場合、シールローラー５５，５６等を並設して、複数列のセルを形成可能としたオゾン放出体製造装置１００’とすることも考えられる。この場合、図７〜１１に示す各ローラー５１〜５７を所望のシート幅に適合するような広幅に設置して、さらに適当な数のセルを形成するために縦シール及び横シールローラー５５、５６を適当個数設け、またさらにオゾン導管４２を複数個設けることで対応することができる。

なお、オゾン放出体を構成するフィルム容器の形状は、オゾンが封入可能であって被殺菌物と共に梱包可能である形状であれば良く、例えば袋状、箱状、帯状、球形状、又これらを連結したような形状等に形成することができ、いずれかに限定されることはない。

また、上述したオゾン放出体の製造装置に関して、上記実施形態に限られることなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。

以下、オゾン放出体の製造方法、及びこの製造装置により得られたオゾン放出体の一例である実施例について以下に説明する。

ポリプロピレン４０ミクロンにポリエステル１２ミクロンを積層してなるフィルム材に略１５ミクロンの透過孔が約３０個／ｃｍ^２の分布密度で穿孔加工された透過孔フィルム材を、オゾン放出体製造装置の容器製造装置にて容器状に成形し、この成形したフィルム容器中に、オゾン発生器にて発生させた濃度約７０００ｐｐｍのオゾンガスを５０ｃｃ、オゾン封入器により封入・密封してオゾン放出体を形成する。なお、本実施例では図１４、図１５に示すように１個のセルを有するオゾン放出体Ａを形成している。
ここで、殺菌・消毒に用いるための実用的なオゾンの濃度はおよそ０．５ｐｐｍ以上であれば十分であることが分かっている。また試験の結果５〜１５ミクロン程度の孔であると透過孔から適量にオゾンが放出され、この放出を長時間効果的に持続可能であることを、オゾン放出体Ａを用いた以下の実験によって確認した。

図１４、１５は、オゾン放出体Ａを密閉容器内に配置して、経過時間と容器内のオゾン濃度との関係を測定する試験の実施形態を示した説明図である。この試験は、図１４、１５に示すように、オゾン放出体Ａを、容積比が約１０倍である容積５００ｃｃのガラス瓶３２内に配置し、経過時間とガラス瓶３２内のオゾン濃度をオゾンガス検出器３１にて測定して、時間の経過に伴うオゾン濃度の推移を試験したものである。

オゾンガス検出器３１にて一定時間経過後のガラス瓶３２内のオゾン濃度を測定した結果を図１６に示している。図１６では横軸が経過時間、縦軸がオゾン濃度を示している。図１６中のＡ線は上記のオゾン放出体Ａを試験体としてオゾン濃度推移を示したものであり、２時間後に４３ｐｐｍ、３０時間後に４ｐｐｍを測定した。

同様に、Ｂ線ではオゾン放出体Ａと同一素材、同一形状のフィルム容器で、透過孔の大きさが約１０ミクロン、分布孔密度は同様の約３０個／ｃｍ^２であるフィルム容器中に、濃度約７０００ｐｐｍのオゾンガスを５０ｃｃ封入してなるオゾン放出体Ｂを試験体として試験したものである。図１６に示すように、試験開始１時間後にはオゾン放出体Ａよりも高いオゾン濃度を測定したが、全体的にオゾン放出体Ａよりも低い濃度で推移し、オゾン濃度は２５時間検知された。

同じくＣ線では、オゾン放出体Ａと同一素材、同一形状のフィルム容器で径約６ミクロンの透過孔が加工され、分布孔密度は約８０個／ｃｍ２であるフィルム容器中に、濃度約７０００ｐｐｍのオゾンガスを５０ｃｃ封入してなるオゾン放出体Ｃを試験体に試験した。このオゾン放出体Ｃではオゾンは透過しにくく、オゾン濃度は６時間検知されたが最高濃度は１０ｐｐｍであった。

またＤ線も同様に、オゾン放出体Ａと同一素材のフィルム材により同一形状に形成したフィルム容器からなるオゾン放出体Ｄにおいて試験を行った測定結果を示している。このオゾン放出体Ｄは、微細孔加工により、孔径約３ミクロンの透過孔が分布孔密度は５０個／ｃｍ２にて穿設され、この袋に約７０００ｐｐｍのオゾンガスを５０ｃｃ封入してオゾン放出体Ｄとなしたものである。測定結果は、１時間後に７ｐｐｍを示したがその後濃度が低下して４時間後にゼロとなった。この孔径では孔数を増加しても良好な放出は得られなかった。

透過孔は、各オゾン放出体Ａ〜Ｄの表面の全面または一部に穿孔されているが、この透過孔が大きくなれば放出されるオゾンガスの量は多く、その放出速度も速くしかも設置容器内におけるオゾンガスの保持時間を持続させることができ、非常に効果的に作用することが分かった。これに対して、透過孔が小さければ透過量、透過速度も減少し、さらに設置容器内におけるオゾンガスの保持時間も短縮されることが分かる。即ち、孔の大小と分布密度を調節することでオゾンガスの放出速度、保持時間等を調整することができる。なお、オゾンの性質上低温で保存すればより長時間保存することができる。

ここで、オゾン濃度が５０００ｐｐｍ程度であるオゾンガスをフィルム容器中に封入して形成したオゾン放出体を５℃にて保管した場合、オゾンガスが分解されて濃度１ｐｐｍとなるまで２４時間以上を要した。このように５０００〜１００００ｐｐｍの高濃度のオゾンをフィルム容器中に封入してオゾン放出体となし、このオゾン放出体を、その容量の約１０倍の容量の容器に入れると、この容器中のオゾン濃度を５０〜１ｐｐｍに長時間保持できることが確認された。ただし食品の種類により食品の酸化等が発生する悪影響を考慮すれば、オゾンの濃度は1ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ程度が好ましいと考えられる。

また、図１７は、発泡スチロール容器７にオゾン放出体Ａ、氷８、魚１０を入れて行ったオゾン放出体Ａによる殺菌・脱臭試験の実施形態を示しており、図１７に示すように、試験体であるオゾン放出体Ａと発泡スチロール容器７との容積比は約１０倍にし、オゾン放出体Ａは発泡スチロール容器７壁面に固定して、このオゾン放出体Ａを配置した発泡スチロール容器７内の魚１０と、同様の条件でオゾン放出体Ａを配置しなかった発泡スチロール容器内の魚とを、４８時間後の鮮度状態について比較した結果、魚の表面に繁殖する菌の数は、オゾン放出体Ａを配置していた条件の魚１０において、３．４ｘ１０^５個から４．２ｘ１０^３個と約１／８に低下し、魚特有の臭いも減少した。

オゾン放出体の容積の１０倍の容積を有する容器内で適当なオゾン濃度を保つには、透過孔の孔径は５〜２０ミクロン、分布密度は１０〜５０個/ｃｍ^２の範囲で適宜調整すれば良い事が分かった。さらに、気相オゾンは湿度と温度が高いほど酸化力が強くなり殺菌効果が強くなることが分かっている。但し、温度・湿度が高いほど効果が高いというわけではなく上限はあり、２００℃においては瞬時に分解する。

また、ここで、オゾン放出体にて殺菌を行う被殺菌物として、加湿が可能な野菜を用い、経過時間に伴う存在菌数を測定する殺菌試験を行った。この試験結果を表１に示している。

殺菌試験対象物はカットしたキャベツ、ナスで、オゾン放出体Ｅ〜Ｇはそれぞれ穿孔加工なしのもの、孔径約８ミクロンのもの、孔径約１５ミクロンのものを用意し、それぞれ孔分布密度が約３０個／ｃｍ^２の透過孔フィルム材にて形成したフィルム容器中に７０００ｐｐｍのオゾンを封入したものを用いた。キャベツには表面に少し水をスプレーしたものを用い、５℃の保存条件にて菌数測定試験を行った。結果は試験開始２４時間後で菌数が３桁減少し、極めて好結果が確認された。ナスの場合でも表１に示すとおり顕著に菌は減少し、特に孔径が約１５ミクロンであるオゾン放出体Ｇにおいて非常に高い効果が見られており、このようなオゾン放出体が野菜類の殺菌において非常に効果的であることを示している。

また、次に、フィルム材の原料を異ならせて形成したオゾン放出体を用い、そのオゾン透過度を測定する試験を行った。この試験の測定対象として、ポリプロピレンとナイロンを積層して形成したフィルム材に、微細孔加工にて孔径約１５ミクロンの透過孔を分布孔密度３０個／ｃｍ^２で穿孔してなるフィルム容器中に、約５０００ｐｐｍの高濃度オゾンを５０ｃｃ封入して形成されたオゾン放出体Ｈを用いた。

このオゾン放出体Ｈを、その１０倍の容積である５００ｃｃの密閉容器内に入れて容器内のオゾン濃度推移を測定した。なお測定方法は、図１４、１５に示すものと同様の形態にて行った。

この測定の結果、密封容器内のオゾン濃度は２時間後に１０ｐｐｍを示し、６時間後にはゼロとなった。結果としてナイロン素材では透過孔の穿孔後に温度や湿度の影響を受けてしまい、ナイロンが膨潤して透過孔の径を縮小させることとなってオゾン透過量が著しく減少させてしまうことが分かった。このように、フィルムの材質によっては微細孔加工を施してもオゾン透過度が変化し予測数値とならない物もあることが分かった。

なお、本発明に係るオゾン放出体のようにフィルム容器中から容器外へ気体を放出させる場合、通常は容器内気圧が大気圧以上でなければ放出されないと考えるが、以下の試験によれば、オゾンを大気圧と略同等の圧力でフィルム容器中に収納した場合、すなわち外部と圧力差が無い場合でも自然に気体が外部へ拡散混合することを確認した。試験方法として、図１４、１５に示すものと同様の試験を行った。すなわち、密閉されたガラス瓶３２内へ、フィルム容器の総容積の３０％程までオゾンを常圧封入してなるオゾン放出体Ｉを配置し、所定時間経過後、ガラス瓶３２内の気体をオゾンガス検出器３１で吸引してガラス瓶３２内部におけるオゾン濃度を測定した。その結果オゾンガスが検知され、フィルム容器中が略常圧でもオゾンはフィルム容器外へ放出されることが認められた。またフィルム容器内のオゾンは外部の空気と置換して混合されるため、試験後にオゾン放出体のフィルム容器の容積減少は確認されなかった。ガラス瓶３２内の酸素濃度は４０％程度に上昇した。

本オゾン放出体を使用する際は、生鮮食品等殺菌・消毒する非殺菌物と一緒に配置するだけでよいが、特に密閉状態に近い容器内やスチロール箱内等で使用すると、さらに大気に拡散しにくく容器内にオゾンを充満させることができて、被殺菌物の鮮度を長時間維持することが可能となる。また本発明ではオゾン水やオゾン氷の様に２次的な媒体中に封入することなく、オゾンガスを直接容器に入れて密封するのでオゾン放出体の製造段階で高濃度なオゾンガスを封入することができ、さらに殺菌効果を向上させることができる利点がある。

なお、上記の実施形態、実施例において本オゾン放出体により殺菌する被殺菌物として食品を例示してきたが、食品に限られずその他殺菌を必要とするものに対して幅広く使用することができ、例えば医療器具の殺菌等にも効果的に用いることができる。

以上、本発明を実施形態及び実施例を通して説明したが、本発明によれば、殺菌・消毒効果を長時間持続させることができ、しかも携帯が容易であるオゾン放出体を提供することができる。また、これらのオゾン放出体を緩衝材として効果的に利用して、被殺菌物を衝撃から保護すると共に効果的に殺菌することを可能としている。

本発明に係るオゾン放出体は、生鮮食料品等の食品や医療器具等の殺菌を必要とするものを輸送する際にこれらの被殺菌物と共に容器に収容することで、効果的な殺菌作用を発揮する緩衝材として利用することができるし、またセル単位の小さなオゾン放出体を各々密封パックすれば、携帯先でパック開封すれば直ちに消毒可能である携帯性の高い効果的なオゾン放出体として利用することができる。
オゾンガス不透過性のフィルム材により容器状に形成した容器にオゾンガスを封入して形成したオゾン放出体であって、前記フィルム材には、オゾンガスの分子を透過可能である微細な透過孔を複数個設けたことを特徴とした。

Claims

オゾンガス不透過性のフイルム材により形成したフイルム容器にオゾンガスを大気圧と同じ圧力で封入して形成したオゾン放出体であって、
前記フィルム材にはオゾンガスの分子を透過可能である孔径５〜２０μｍの透過孔を１ｃｍ²当たり１０〜５０個の範囲で設け、しかも、前記フィルム容器は複数のセルに分けて、前記フィルム容器内のオゾンガスを分割して収納可能としたことを特徴とするオゾン放出体。
請求項１記載のオゾン放出体において、前記各セルの容積は１〜５０ｃｃの範囲にあることを特徴とするオゾン放出体。
請求項１及び２のいずれか１項に記載のオゾン放出体において、前記フィルム材の厚みは、１０〜１００μｍであることを特徴とするオゾン放出体。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のオゾン放出体において、オゾンガスの濃度は１０００〜１００００ｐｐｍの範囲であることを特徴とするオゾン放出体。
請求項１記載のオゾン放出体において、前記各セルはオゾンガス不透過性のプラスチック素材からなる片面凸状部を有し、該セルの裏面側にオゾン透過素材を有して構成されることを特徴とするオゾン放出体。
請求項１記載のオゾン放出体において、前記セルはミシン目を有して分離可能となっていることを特徴とするオゾン放出体。
オゾンガスを発生させるオゾン発生工程と、
フィルム材に孔径５〜２０μｍの透過孔を１ｃｍ²当たり１０〜５０個の範囲で形成する透過孔形成工程と、
前記透過孔形成工程で形成した透過孔フィルム材を、容器状に成形すると共に、適当な位置でシールすることで所望の個数のセルを形成する容器成形工程と、
前記オゾン発生工程で発生させたオゾンガスを、前記容器成形工程にて形成した前記セルの内部に大気圧の圧力と同じ圧力で封入するオゾン封入工程と、
を有することを特徴とするオゾン放出体の製造方法。