JP4584168B2

JP4584168B2 - 抗菌水生成装置

Info

Publication number: JP4584168B2
Application number: JP2006074792A
Authority: JP
Inventors: 紀江松井; 幹宏山中; 淳工藤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2010-11-17
Anticipated expiration: 2026-03-17
Also published as: JP2007245075A

Description

本発明は、銀イオンを利用した抗菌効果を利用した抗菌水生成装置に関する。

抗菌という言葉は、広義には「滅菌」（全ての微生物を殺滅）、「殺菌」（微生物を一部でも殺せば殺菌）、「消毒」、「除菌」、「制菌」（微生物の増殖防止）、「静菌」（微生物の増殖抑制）、「防かび」、「防腐」という言葉を全て含む。抗菌・防黴剤は、無機系（Ａｇ、銅、亜鉛系、酸化チタン系）と有機系（合成系、天然系）とに大別される。

これら抗菌性化合物の利用は、産業分野では、紙・パルプ用スライムコントロール剤、木材防腐分野の他、水処理、分離の分野にも広がっている。生活分野では、冷蔵庫、洗濯機、浄水器、加湿器、掃除用ごみフィルターなど、あらゆる家電製品に広がっている。また、便器、バス、化粧室などの水周り生活用品に、まな板などの水周り台所用品に、生理用ナプキン、歯ブラシなどトイレタリー用品、鉛筆、定規などの文房具用品、タンス、机、カーペット、カーテンなどの家具・装飾品など非常に広い範囲で利用されている。医療分野では、白衣、カーテンなどの繊維製品、また壁材などの建材、プラスチック類をはじめとする医療用器具などへ利用されている。

かつては抗菌性化合物といえば、農薬や医薬品の流れを汲む有機系化合物が用いられてきた。しかし、（１）選択性の高い抗菌スペクトル、（２）有機系化合物は即効性の面では優れるものの人や環境に対する安全性が懸念されること、などの観点から、近年では銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）といった抗菌性を有する金属を含んだものや、酸化チタンに代表される光触媒などの無機系抗菌性化合物が、その優れた耐熱性とあいまって主流となってきている。これら無機系抗菌性化合物において、細菌の増殖抑制の能力に着目すると、特に銀（より詳しくは銀イオン）の活性が高く、亜鉛イオン、銅イオン、カドミウムイオンがこれに続く。より具体的には銀の抗菌活性は、銅の抗菌活性の２００倍、亜鉛の抗菌活性の１，０００倍となっており、無機系抗菌性化合物は銀を用いるものが殆どである。

特に銀はこの抗菌活性の高さ故、爆発的に上述したような様々な用途で利用されてきているが、未だ十分な抗菌効果が得られているとは限らない。先行技術として、銀イオンを利用した殺菌水製造装置、加湿器などの応用製品は既に知られているが、依然として十分な抗菌作用を発揮しつつ、銀イオン抗菌技術の持つ人体への安全性の高さを兼ね備えた技術の創出は見あたらない。

たとえば、特開２００１−６２４５８号公報（特許文献１）には、銀イオンを電気分解で生成し殺菌水を製造する装置が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載された装置を実際に水道水に繋いだ場合、水道水中の塩素イオンに対する検討も必要となり、２．０ｐｐｍの銀含有殺菌水を得る場合には、電解タンク中に塩化銀からなる沈殿を生じ、必要としている銀イオン濃度と実際に得られる銀イオン濃度とは整合しない。また３００ｍＡもの高い消費電力を要することになれば、経済的にも負担を強いられる。またこの装置で製造された殺菌水は、原核生物への応用に関する効果については定かではない。

またたとえば特開２００４−３１３２９６号公報（特許文献２）には、銀イオン以外の抗菌効果として、マイクロバブル（１０〜２０ミクロン単位の超微細な気泡）を用いて、静菌効果を狙った技術が開示されている。しかし、この特許文献２に開示された技術は、洗濯機として、汚れ分解能力を高めた洗浄効果を狙って、マイクロバブルを利用していることに主眼を置いており、マイクロバブルを積極的に利用した抗菌効果については言及していない。
特開２００１−６２４５８号公報特開２００４−３１３２９６号公報

上述した従来技術では、効果的な銀イオン抗菌効果が確認されておらず、オゾン、塩素系洗剤のような人体にとっても有害な溶液で抗菌作用を発揮するものが殆どであった。したがって、銀イオン抗菌効果を利用したより高い抗菌作用を発揮し得る応用技術の開発が求められている。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、銀イオン抗菌効果を利用し、より高い抗菌作用をより低い消費電力にて発揮させることができる、新規な抗菌水生成装置を提供することである。

本発明の抗菌水生成装置は、マイクロバブルを発生するマイクロバブル発生部と、水またはマイクロバブルを含む水との接触により銀イオンを溶出する銀イオン発生部とを備え、マイクロバブル発生部で発生されたマイクロバブルと、銀イオン発生部から溶出させた銀イオンとを混合することで抗菌水を生成することを特徴とする。

ここにおいて、前記銀イオン発生部は、銀ゼオライト、銀含有水溶性ガラス、銀含有セラミックスおよび銀化合物微粒子（銀化合物ナノ微粒子）から選ばれる少なくともいずれかを含むことが好ましい。

本発明の抗菌水生成装置において、前記銀イオン発生部は、マイクロバブル発生部の下側に設置されていることが好ましい。

本発明の抗菌水生成装置はまた、マイクロバブル発生部で発生されたマイクロバブルを含む水を収容するための水槽を備え、前記銀イオン発生部が当該水槽内に設置されていることが、好ましい。さらに、前記銀イオン発生部は、水槽の底面部分に設置されているか、水槽の側面部分に設置されていることがより好ましい。

本発明の抗菌水生成装置において、前記銀イオン発生部は複数個設置されていることが好ましい。

また本発明の抗菌水生成装置において、前記水槽は攪拌部を備えることが好ましい。
本発明の抗菌水生成装置は、前記水槽内の水をマイクロバブル発生部に循環させる循環機構を備えることが好ましい。

また本発明の抗菌水生成装置において、前記マイクロバブル発生部で発生されたマイクロバブルが、水中の溶存酸素濃度を高める効果を併せ持つことが、好ましい。

本発明の抗菌水生成装置によれば、従来に比べ、電気分解を用いないことで消費電力を抑えることを可能とした、より高い銀イオン抗菌効果を発揮することができる。

図１は、本発明の好ましい第１の実施態様の抗菌水生成装置１を模式的に示す図である。本発明の抗菌水生成装置１は、水またはマイクロバブルを含む水との接触により銀イオンを溶出する銀イオン発生部２と、マイクロバブルを発生するマイクロバブル発生部３とを基本的に備える。

本発明における銀イオン発生部２は、水またはマイクロバブルを含む水との接触により銀イオンを溶出し得る材料を含み、当該材料に接触し得るように銀イオン発生部２内を水またはマイクロバブルを含む水が通過することで、溶出した銀イオンがマイクロバブルに混合されるように構成される。図１には、たとえば、銀イオン発生部２が、マイクロバブルを含む水との接触により銀イオンを溶出し得る材料が流路に設置された管路で実現された例が示されている。

銀イオン発生部２に用いられる前記材料としては、水またはマイクロバブルを含む水との接触により銀イオンを溶出し得るような材料であれば特に制限されるものではなく、従来公知の適宜の材料を挙げることができる。入手が容易である観点からは、銀イオン発生部２は、銀ゼオライト、銀含有水溶性ガラス、銀含有セラミックスおよび銀化合物微粒子（銀化合物ナノ粒子）から選ばれる少なくともいずれかを含むように実現されることが好ましい。

図１に示す例の抗菌水生成装置１では、マイクロバブル発生部３で発生されたマイクロバブルを含む水が、銀イオン発生部２を通過して、マイクロバブルを含む銀イオン水（抗菌水）が生成されるように構成されている。なお、本発明の抗菌水生成装置においては、水との接触により銀イオン発生部で溶出された銀イオンを、マイクロバブル発生部を通過させることによってマイクロバブルと混合させ、抗菌水を生成するように実現されてもよい。本発明の抗菌水生成装置１は、望ましくは、得られたマイクロバブルを含む銀イオン水を受けるための水槽４を備える。水槽４は、得られたマイクロバブルを含む銀イオン水を取り出すための取り出し口５が、通常設けられてなる。

本発明におけるマイクロバブル発生部３は、特に制限されるものではなく、従来公知の適宜のものを用いることができる。特許文献２にも記載されているように、直径がマイクロメートルオーダーであるマイクロバブルに関しては広く研究されている。たとえば、キャビテーションによって直径が１０μｍ程度の気泡を発生させて、このマイクロバブルの気泡溶解および浮上分離などの機能性を利用した油の汚濁促進効果などに利用する技術が公知である。たとえば、洗浄効果を目指す場合、微細な大量の気泡は繊維の奥深くまで浸透し易くなるため、汚れ落ち効果が得られ、さらに前記大量のマイクロバブルは繊維および洗浄水との表面接触が多く、洗濯物とマイクロバブルが衝突して気泡が破裂する際の微小振動によって洗浄効果が得られるようにしている。本発明の抗菌水生成装置においては、このうち、マイクロバブルが有する帯電効果を利用することで、銀ゼオライトに代表される銀イオン発生機構からの銀イオン溶出促進を実現するものである。

また、図１に示す例において、マイクロバブル発生器３には、蛇口取り付け口６を介して水道蛇口７から水が流入されるよう構成されるとともに、コンプレッサ８からの圧縮空気が多孔質フィルタ９を介して流入されるように構成されている。これらは、たとえば、マイクロバブル発生部３に、それぞれ水道蛇口７、コンプレッサ８と接続された三方弁を用いることでも実現できる。

このように、図１に示す第１の実施態様の抗菌水生成装置１においては、水道蛇口７からの水が、マイクロバブル発生部３および銀イオン発生部２を介して、水槽４に流入されるよう構成される。この際、マイクロバブル発生部３にコンプレッサ８および多孔質フィルタ９を介して圧縮空気が送り込まれてもよい。多孔質フィルタ９を通すことで、空気は分断された状態で小さな空気流を発生してマイクロバブル発生部３に流入する。このような空気がマイクロバブル発生部３内で、流水と混合することによって、マイクロバブルが発生する。マイクロバブルを含む水は、上述したように、銀イオン発生部２を通過して、水槽４に送り込まれる。この際、マイクロバブルを含む水を銀イオン発生部２と接触させ銀イオンを溶出させることにより、マイクロバブルを含む銀イオン水が生成される。

銀イオン発生部２を通過させる水またはマイクロバブルを含む水（図１の例ではマイクロバブルを含む水）の流速は、銀イオンを溶出させ得るならば特に制限されるものではないが、０．１Ｌ／ｍｉｎ〜１００Ｌ／ｍｉｎの範囲内にあるのが好ましく、０．５Ｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎの範囲内であるのがより好ましい。前記水の流速が０．１Ｌ／ｍｉｎ未満である場合には、バブル発生量が少なくなる傾向にあり、また１００Ｌ／ｍｉｎを超える場合には、大型ポンプが必要となり、装置動作時に発生するコスト的な問題、またはスペース的な問題が生じる使用環境制限が出てくる傾向にあるためである。

図１に示す例の抗菌水生成装置において、コンプレッサ８により多孔質フィルタ９を介してマイクロバブル発生部３に送り込まれる空気の流速は特に制限されるものではないが、バブル径の大きさを制御する観点から、８ｍｌ／ｍｉｎ以下であることが好ましく、０ｍｌ／ｍｉｎ〜３ｍｌ／ｍｉｎであることがより好ましい。空気の流速が８ｍｌ／ｍｉｎを超える場合には、バブル径が大きくなり過ぎ、マイクロバブルを作製できないという傾向にある。

また、本発明において用いられる多孔質フィルタ９としては特に制限されるものではないが、たとえばコーディエライト（２ＭｇＯ・２ＡｌＯ₃・５ＳｉＯ₂）などの材質で形成されたフィルタを用いることができる。多孔質フィルタ９のセルサイズは、一辺が０．７ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．９ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲内であることがより好ましい。このような多孔質フィルタ９としては、具体的には、ハニセラム（日本ガイシ製）などを挙げることができる。

このような本発明の抗菌水生成装置は、銀イオン抗菌効果が、その媒体（たとえば水）に含まれる溶存酸素濃度の高さに比例することが立証された、最近の本発明者らによる実験結果からの知見に基づくものである。この実験は、具体的には、大腸菌をモデルとして、銀イオンの抗菌効果における溶存酸素濃度依存性を確認した実験である（詳細は実験例として後述する）。この銀イオンの抗菌効果が溶存酸素濃度依存性を示すメカニズムについて詳細は不明であるが、金属イオンの抗菌作用が、金属イオンの触媒作用を生じる極微量の活性酸素の発生も関与している可能性もあり、銀イオンの抗菌効果プラスアルファの効果が期待される。つまり、銀イオンと菌体が接触することで銀イオンが菌体に取り込まれて起こる抗菌作用と、さらに試験液中の銀により活性酸素種が生成し抗菌作用を捕捉する可能性が考えられる。

本発明の抗菌水生成装置では、銀イオンが有する抗菌効果を最大限に利用するため、水またはマイクロバブルを含む水との接触により銀イオンを溶出する銀イオン発生部と、マイクロバブルを発生するマイクロバブル発生部とを備え、マイクロバブル発生部で発生されたマイクロバブルと、銀イオン発生部で溶出された銀イオンとを混合することで抗菌水を生成する構成を採用する。本発明の抗菌水生成装置において、マイクロバブル発生部から発生するマイクロバブルは、抗菌水中の溶存酸素濃度を高める効果を併せ持つため、銀イオンとマイクロバブルとを混合することで、溶存酸素の濃度の高い銀イオン水を生成することができる。銀イオンは触媒効果を有するため、本発明で得られたマイクロバブルを含む銀イオン水では、溶存酸素から酸素ラジカルを発生させ、そのラジカルが細菌やカビなどに抗菌作用を示すことが期待される。これにより、銀イオン、マイクロバブルの各々単独では殺菌できない微生物に対しても殺菌能力を発揮し得る抗菌水を生成することができるようになる。また、マイクロバブルの表面は帯電していて、マイクロバブル水を含むは導電性がよいため、図１に示す例のようにマイクロバブルを含む水を銀イオン発生部を通過させる場合には、マイクロバブルを含む水との接触による銀イオン発生部からの銀イオンの自然溶出の促進が期待されるため、より短時間での抗菌効果が期待される。

本発明の抗菌水生成装置１は、図１に示す例のように、水槽４が、水槽４内のマイクロバブルを含む銀イオン水を攪拌するための攪拌部１０を備えることが好ましい。攪拌部１０により水槽４内のマイクロバブルを含む銀イオン水を攪拌することで、銀化合物の沈殿を防ぎ、抗菌水の銀イオン濃度が一定にすることができる利点がある。攪拌部１０は、従来公知の適宜の手段にて実現することができ、具体的には、攪拌羽根のついた攪拌機などを挙げることができる。攪拌部１０の設置の仕方に特に制限はなく、たとえば図１に示すように水槽４の底面部分に設けるようにしてもよいし、後述する図３に示す例のように水槽４の側面部分に設けるようにしても勿論よい。

図２は、本発明の好ましい第２の実施態様の抗菌水生成装置１１を模式的に示す図である。なお、図２に示す例の抗菌水生成装置１１は、図１に示した第１の実施態様の抗菌水生成装置１と一部を除いて同様の構成を有しており、同様の構成を有する部分については同一の参照符を付して説明を省略する。図２には、水槽４に攪拌部１０が設けられる代わりに、水槽４内の水をマイクロバブル発生部３に循環させる循環機構１２が設けられてなる例を示している。循環機構１２は、たとえば水槽４内の水を汲み出すためのポンプと、ポンプにより水槽４から汲み出された水をマイクロバブル発生部に連結するための管路とを有するように実現される。このような循環機構１２が設けられてなることで、繰り返しマイクロバブルを供給することができ、常に高濃度のマイクロバブルを供給することができるというような利点がある。

なお、本発明の抗菌水生成装置における、銀イオン発生部の位置については、特に制限されるものではないが、マイクロバブル発生部の下側に配置されることが好ましい。図１および図２には、その一例として、マイクロバブル発生部３と水槽４との間を連結する管路に銀イオン発生部２が設けられた場合を示した。銀イオン発生部は、図１および図２に示した場合以外にも、たとえば図３および図４に模式的に示す本発明の第３の実施態様、第４の実施態様の抗菌水生成装置２１，３１のように、銀イオン発生部２２，３２が水槽４の底面部分に設置されていてもよい。このように銀イオン発生部２２，３２を水槽４の底面部分に設置することで、銀イオン発生部を必ず水またはマイクロバブルを含有する水と接触させることができるという利点がある。また、銀イオン発生部は、水槽の側面部分に設置されても勿論よい（図示せず）。

このように水槽内に銀イオン発生部を設ける場合、銀イオン発生部は、たとえば、上述した水またはマイクロバブルを含む水との接触により銀イオンを溶出する材料を網目状のプラスチック容器内に収容してなる構造を有するものが用いられる。またこの場合、マイクロバブル発生部と水槽との間には、銀イオン発生部に換えて通常の管路２３，３３が設けられ、マイクロバブル発生部で発生されたマイクロバブルを含む水が、当該管路２３，３３を通過して水槽４内に注ぎ込まれるように構成されている。なお、図３に示した例の抗菌水生成装置２１は、一部を除いて図１に示した例の抗菌水生成装置１と同様の構造を有し、また図４に示した例の抗菌水生成装置３１も、一部除いては図２に示した例の抗菌水生成装置１１と同様の構造を有し、図１および図２とそれぞれ同様の構造を有する部分については同一の参照符を付して説明を省略している。

本発明の抗菌水生成装置において、銀イオン発生部は図１〜図４に示した例のように１個のみであってもよく、また複数個（好ましくは２個または３個）設けられてもよい。複数個の銀イオン発生部が設けられる場合、たとえば、図１および図２に示した例のような銀イオン発生部を形成した管路をマイクロバブル発生部と水槽との間に複数設けてもよいし、水槽内に複数個の銀イオン発生部のうちの一部または全部を設けるようにしてよい。銀イオン発生部を複数個設けることで、水またはマイクロバブルを含む水との接触により溶出される銀イオンの量を増大することができ、抗菌効果を増加できるというような利点がある。

図５は、本発明の好ましい第５の実施態様の抗菌水生成装置４１を模式的に示す図である。なお、図５に示す例の抗菌水生成装置４１は、一部を除いて図４に示した例の抗菌水生成装置１１と同様の構造を有しており、同様の構造を有する部分については同一の参照符を付して説明を省略する。本発明の抗菌水生成装置において、銀イオン発生部は、図１〜図４に示した例のように装置と一体的に設けられていてもよいが、図５に示す例のように装置と別体に設けられていてもよい。

図５に示す例の抗菌水生成装置４１では、銀イオン発生部は装置と別体に設けられており（銀イオン発生部は図示していない）、また、マイクロバブル発生器３には、蛇口取り付け口６を介して水道蛇口７から水が流入されるよう構成される代わりに、別体として設けられた銀イオン発生部で生成された銀イオン水を注入するための注入口４２がマイクロバブル発生部に設けられている。このような構成でも、溶存酸素を高めたマイクロバブルを含む銀イオン水を生成することができる。なお、この場合、別途銀プレートなどを用いた電気分解により生成された銀イオン水を、注入口４２からマイクロバブル発生部３に注入するようにしてもよい。

本発明で得られるマイクロバブルを含む銀イオン水における銀濃度は、好ましくは１〜６０００ｐｐｂ、より好ましくは１０〜１００ｐｐｂである。銀濃度が１ｐｐｂ未満である場合には、抗菌効果が得られない傾向にあり、また、銀濃度が６０００ｐｐｂを超える場合には、銀イオンが水道水中の塩化物イオンと反応し、抗菌効果を下げる傾向にある。銀イオン水中の銀濃度は、たとえば日立製原子吸光度計Ｚ−５０１０を用いて測定することができる。

本発明で得られた銀イオン水中のマイクロバブルの発生頻度は、好ましくは０．１〜０．５％（バブル径：１０〜１００μｍ）、より好ましくは０．３〜０．４％（バブル径：２０〜５０μｍ）である。なお、バブル径、バブル数は、ガラスを水面と平行に設置しバブルを吸着させ、デジタルマイクロスコープで観察することで測定できる。

本発明の抗菌水生成装置は、ユニット化されて洗濯機、食器洗浄器などの公知の適宜の製品に搭載することもできる。当該ユニットは、適用する製品に応じて適宜変更することができる。たとえば、洗濯機に搭載する場合、給水口と洗濯槽との間に設置することが考えられる。このように製品に搭載するユニット化された抗菌水生成装置は、一定期間使用した後に交換可能であるように実現されることが好ましい。

以下、実施例、比較例および実験例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

＜実施例１＞
図１に示した例の本発明の抗菌水生成装置１を用いて、マイクロバブルを含む銀イオン水を製造した。マイクロバブル発生部３（最も単純には水道水に三方弁からなるアスピレータを取り付けることで作成され、この場合アスピレータがマイクロバブル発生部に該当する）に三方弁を取り付け、一方から水道水を５Ｌ／ｍｉｎの流速で流し込み、他方からコンプレッサ８により０．１ＭＰａの圧縮空気を、多孔質フィルタ９（ハニセラム、日本ガイシ製；１ｃｍ口の細孔が１インチあたり６００個形成）を介して１ｍＬ／ｍｉｎの速度で流し込んだ。このような構成により、マイクロバブル発生部３内で、水と空気とが混合され、溶存酸素濃度の高いマイクロバブルを含む水が生成される。このマイクロバブルを含む水を、管路の内壁に銀ゼオライトを設置して形成した銀イオン発生部２を介して水槽４内に流入させ、マイクロバブルを含む銀イオン水を生成した。このようにして得られたマイクロバブルを含む銀イオン水について、日立製原子吸光度計Ｚ−５０１０を用いて測定された銀濃度は１００ｐｐｂであった。また、デジタルマイクロスコープを用いた観察により測定されたマイクロバブルの発生頻度は０．３〜０．４％であり、バブル径は２０〜５０μｍであった。

＜実施例２＞
図２に示した例の本発明の抗菌水生成装置１１を用いて、マイクロバブルを含む銀イオン水を製造した。マイクロバブル発生部３（最も単純には水道水に三方弁からなるアスピレータを取り付けることで作成され、この場合アスピレータがマイクロバブル発生部に該当する）に三方弁を取り付け、一方から水道水を５Ｌ／ｍｉｎの流速で流し込み、他方からコンプレッサ８より０．１ＭＰａの圧縮空気を、多孔質フィルタ９（ハニセラム、日本ガイシ製；１ｃｍ口の細孔が１インチ当たり６００個形成）を介して１ｍＬ／ｍｉｎの速度で流し込んだ。このような構成により、マイクロバブル発生部３内で、水と空気とが混合され、溶存酸素濃度の高いマイクロバブルを含む水が生成される。このマイクロバブルを含む水を、管路の内壁に銀ゼオライトを設置して形成した銀イオン発生部２を介して水槽４内に流入させ、約２分後、マイクロバブルを含む銀イオン水が水槽４に循環機構として設けられた循環ポンプの入り口に覆うくらいに供給された後、フローセンサにより循環ポンプのスイッチが入った。５〜３０分間循環させた後、マイクロバブルを含む銀イオン水を生成した。このようにして得られた銀イオン水について、日立製原子吸光度計Ｚ−５０１０を用いて測定された銀濃度は１００ｐｐｂであった。また、デジタルマイクロスコープを用いた観察により測定されたマイクロバブルの発生頻度は０．３〜０．４％であり、バブル径は２０〜５０μｍであった。

＜実施例３＞
図３に示した例の本発明の抗菌水生成装置２１を用いて、マイクロバブルを含む銀イオン水を製造した。マイクロバブル発生部３（最も単純には水道水に三方弁からなるアスピレータを取り付けることで作成され、この場合アスピレータがマイクロバブル発生部に該当する）に三方弁を取り付け、一方から水道水を５Ｌ／ｍｉｎの流速で流し込み、他方からコンプレッサ８より０．１ＭＰａの圧縮空気を、多孔質フィルタ９（ハニセラム、日本ガイシ製；１ｃｍ口の細孔が１インチ当たり６００個形成）を介して１ｍＬ／ｍｉｎの速度で流し込んだ。このような構成により、マイクロバブル発生部３内で、水と空気とが混合され、溶存酸素濃度の高いマイクロバブルを含む水が生成される。このマイクロバブルを含む水を、銀ゼオライトを網目状のプラスチック容器内に収容して作製された銀イオン発生部２２を底面部分に設けた水槽４内に流入させ、５〜３０分間攪拌した後、マイクロバブルを含む銀イオン水を生成した。このようにして得られた銀イオン水について、日立製原子吸光度計Ｚ−５０１０を用いて測定された銀濃度は１００ｐｐｂであった。また、デジタルマイクロスコープを用いた観察により測定されたマイクロバブルの発生頻度は０．３〜０．４％であり、バブル径は２０〜５０μｍであった。

＜実施例４＞
図４に示した例の本発明の抗菌水生成装置３１を用いて、マイクロバブルを含む銀イオン水を製造した。マイクロバブル発生部３（最も単純には水道水に三方弁からなるアスピレータを取り付けることで作成され、この場合アスピレータがマイクロバブル発生部に該当する）に三方弁を取り付け、一方から水道水を５Ｌ／ｍｉｎの流速で流し込み、他方からコンプレッサ８より０．１ＭＰａの圧縮空気を、多孔質フィルタ９（ハニセラム、日本ガイシ製；１ｃｍ口の細孔が１インチ当たり６００個形成）を介して１ｍＬ／ｍｉｎの速度で流し込んだ。このような構成により、マイクロバブル発生部３内で、水と空気とが混合され、溶存酸素濃度の高いマイクロバブルを含む水が生成される。このマイクロバブルを含む水を、銀ゼオライトを網目状のプラスチック容器内に収容して作製された銀イオン発生部２２を底面部分に設けた水槽４内に流入させ、約２分後、マイクロバブルを含む銀イオン水が水槽に循環機構として設けられた循環ポンプの入り口に覆うくらいに供給された後、フローセンサにより循環ポンプのスイッチが入った。５〜３０分間循環させた後、マイクロバブルを含む銀イオン水を生成した。このようにして得られた銀イオン水について、日立製原子吸光度計Ｚ−５０１０を用いて測定された銀濃度は１００ｐｐｂであった。また、デジタルマイクロスコープを用いた観察により測定されたマイクロバブルの発生頻度は０．３〜０．４％であり、バブル径は２０〜５０μｍであった。

＜実施例５＞
装置とは別体に設けられた銀ゼオライトを用いて作製された銀イオン発生部に水を接触させて銀イオンを溶出させて得た銀イオン水を、図５に示した例の抗菌水生成装置４１の注入口４２よりマイクロバブル発生部３に注入した。水槽内の循環ポンプの入り口に覆うくらいに供給された後、フローセンサにより循環ポンプのスイッチが入った。５〜３０分間循環させた後、マイクロバブルを含む銀イオン水を生成した。このようにして得られた銀イオン水について、日立製原子吸光度計Ｚ−５０１０を用いて測定された銀濃度は２００ｐｐｂであった。また、デジタルマイクロスコープを用いた観察により測定されたマイクロバブルの発生頻度は０．３〜０．４％であり、バブル径は２０〜５０μｍであった。

＜参考例１＞
別途、水道水の入った容器内で２枚の銀プレートの電極間に５０Ｖの電界をかけ２０ｍＡの電流を得るように電気分解を２分間行い、銀イオン水を生成した。このようにして得られた銀イオン水を、図５に示した例の抗菌水生成装置４１の注入口４２よりマイクロバブル発生部３に注入した。水槽内の循環ポンプの入り口に覆うくらいに供給された後、フローセンサにより循環ポンプのスイッチが入った。５〜３０分間循環させた後、マイクロバブルを含む銀イオン水を生成した。このようにして得られた銀イオン水について、日立製原子吸光度計Ｚ−５０１０を用いて測定された銀濃度は２００ｐｐｂであった。また、デジタルマイクロスコープを用いた観察により測定されたマイクロバブルの発生頻度は０．３〜０．４％であり、バブル径は２０〜５０μｍであった。

＜比較例１＞
マイクロバブルを発生させなかった以外は実施例１と同様にして、銀ゼオライトからの銀イオン溶出により、マイクロバブルを含まない銀イオン水（銀濃度：５０ｐｐｂ）を生成した。

＜比較例２＞
マイクロバブルを発生させなかった以外は実施例２と同様にして、銀ゼオライトからの銀イオン溶出により、マイクロバブルを含まない銀イオン水（銀濃度：５０ｐｐｂ）を生成した。

＜比較例３＞
マイクロバブルを発生させなかった以外は実施例３と同様にして、銀ゼオライトからの銀イオン溶出により、マイクロバブルを含まない銀イオン水（銀濃度：５０ｐｐｂ）を生成した。

＜比較例４＞
マイクロバブルを発生させなかった以外は実施例４と同様にして、銀ゼオライトからの銀イオン溶出により、マイクロバブルを含まない銀イオン水（銀濃度：５０ｐｐｂ）を生成した。

＜比較例５＞
装置とは別体に設けられた銀ゼオライトを用いて、２００ｐｐｂの銀イオン水を生成した。

＜比較例６＞
ＣＯ₂雰囲気の中、１２０℃、１５分間、１気圧の高圧蒸気滅菌（オートクレーブ）処理を行った水道水を用いて、比較例１と同様の操作で銀イオン水を生成した。

＜比較例７＞
ＣＯ₂雰囲気の中、１２０℃、１５分間、１気圧の高圧蒸気滅菌（オートクレーブ）処理を行った水道水を用いて、比較例２と同様の操作で銀イオン水を生成した。

＜比較例８＞
ＣＯ₂雰囲気の中、１２０℃、１５分間、１気圧の高圧蒸気滅菌（オートクレーブ）処理を行った水道水を用いて、比較例３と同様の操作で銀イオン水を生成した。

＜比較例９＞
ＣＯ₂雰囲気の中、１２０℃、１５分間、１気圧の高圧蒸気滅菌（オートクレーブ）処理を行った水道水を用いて、比較例４と同様の操作で銀イオン水を生成した。

＜比較例１０＞
ＣＯ₂雰囲気の中、１２０℃、１５分間、１気圧の高圧蒸気滅菌（オートクレーブ）処理を行った水道水を用いて、比較例５と同様の操作で銀イオン水を生成した。

＜実験例１＞
銀イオン効果における溶存酸素濃度の依存性を確認する目的で、マイクロバブルによる高い溶存酸素濃度を有する銀イオン水、通常の好気性環境における銀イオン水、嫌気性環境における銀イオン水について、銀イオンによる抗菌効果の溶存酸素濃度依存性を確認した。

実施例１、比較例１、６でそれぞれ得られた水について、溶存酸素濃度をウインクラー（アジ化ナトリウム）法にて測定した。この方法は、試料水に硫酸マンガン溶液と水酸化ナトリウム溶液を加え、水酸化マンガン（ＩＩ）の沈殿を生成させ、その沈殿のマンガンが、水中の溶存酸素と反応して溶存酸素に対応する量だけ酸化される。

溶存酸素と反応しない場合：Ｍｎ²⁺＋２ＯＨ^-→Ｍｎ（ＯＨ）₂（白色沈殿）
溶存酸素と反応する場合：Ｍｎ（ＯＨ）₂＋１／２Ｏ₂→Ｍｎ（ＯＨ）₂（褐色沈殿）
この沈殿をヨウ素イオンの存在下で酸を加えて溶解すると、溶存酸素量に対応してヨウ素を遊離するので、遊離したヨウ素をチオ硫酸ナトリウムで滴定し、定量することで溶存酸素濃度を求める。

ＭｎＯ（ＯＨ）₂＋２Ｉ^-＋４Ｈ⁺→Ｍｎ²⁺＋Ｉ₂＋３Ｈ₂Ｏ
Ｉ₂＋２Ｓ₂Ｏ₃ ^2-→２Ｉ^-＋Ｓ₄Ｏ₆ ^2-
結果、実施例１で得られたマイクロバブルを含有する銀イオン水の溶存酸素濃度は１０．６ｍｇ／Ｌであり、これを高好気性環境銀イオン水とした。また、マイクロバブルを含有しない銀イオン水の溶存酸素濃度は６．６９ｍｇ／Ｌであり、これを好気性環境銀イオン水とした。なお、比較例６の水は、参照用の嫌気性環境とするため、水面に流動パラフィンを１０ｍｍ敷き詰め、外気遮断後、再度オートクレーブ処理を行い、直ちに急冷し、そのままＣＯ₂でパージした容器の中に移動させた後に、溶存酸素濃度を測定するようにした。結果、溶存酸素濃度は１．９９ｍｇ／Ｌであった。

実施例１、比較例１、６で得られた水について、大腸菌をモデルとして用いて、３７℃で２４時間インキュベート後平板寒天培地上に形成されるコロニー数から菌の生存の様子を観察することで、抗菌作用を評価した。結果を表１に示す。表１に示すように、銀イオン水は、溶存酸素濃度の高さに比例して、高い抗菌効果を示すことが分かる。実施例２〜４、比較例２〜４、７〜９も表１の結果を同じく、溶存酸素濃度の高さに比例して、高い抗菌効果を示した。

実施例２〜５、比較例２〜５、７〜１０で得られた水について実験例１と同様に実験を行った。各水の溶存酸素濃度は、実施例２〜５は１０．２〜１０．７ｍｇ／Ｌ、比較例２〜５は６．６８〜７．３ｍｇ／Ｌ、比較例７〜１０は１．８〜２．２５ｍｇ／Ｌを示す結果が得られ、表１と同様に、銀イオン水は溶存酸素濃度の高さに比例して、高い抗菌効果を示すことが分かった。また、実施例５、比較例５、１０については、菌数を増やして実験を行った。結果を表２に示す。

＜比較例１１＞
銀イオンを含まない水道水を投入したこと以外は実施例５と同様にして、マイクロバブル含有する水を生成した（マイクロバブル含有水）。

＜実験例２＞
実施例１、比較例１、１１で得られた各水と、水道水を用いて、抗菌作用試験を行った。まず、培養したクロカワカビにそれぞれ０、１０分、１時間、２４時間作用させた。その後、平板寒天培地法で菌数の測定をした。結果を表３に示す。

表３に示されるように、抗菌効果の高かったものは、マイクロバブルを含有する銀イオン水（実施例１）、銀イオン水（比較例１）、マイクロバブルを含有する水（比較例１１）、水道水の順となった。

実施例５については、菌数を増やして実験を行い、初期の菌数にあわせた後、実施例５、比較例５、比較例１１で得られた水について実験例２と同様に実験を行ったが、表３と同様に、マイクロバブルを含有する銀イオン水（実施例５）、銀イオン水（比較例５）、マイクロバブルを含有する水（比較例１１）、水道水の順で抗菌効果が高いという結果が得られた。結果を表４に示す。

今回開示された実施の形態、実施例および比較例は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明により、人体にとって安全性の高い銀イオンを応用した抗菌技術が開発され、さらに、マイクロバブルを水中で発生させることで、溶存酸素濃度の高い銀イオン水が作製され、銀イオン、マイクロバブルのみでは殺菌できない微生物への殺菌効果を高めることができる。また、従来にはなかった高い抗菌作用を、電気分解を用いないことで消費電力を抑えることを可能とした銀ゼオライトに代表される銀イオン発生機構を用いた銀イオン水が作製され、これらの技術を応用して、銀イオン水とマイクロバブル供給装置とを備えた銀イオン水抗菌水生成装置が開発された。

本発明の第１の実施態様の抗菌水生成装置１を模式的に示す図である。本発明の第２の実施態様の抗菌水生成装置１１を模式的に示す図である。本発明の第３の実施態様の抗菌水生成装置２１を模式的に示す図である。本発明の第４の実施態様の抗菌水生成装置３１を模式的に示す図である。本発明の第５の実施態様の抗菌水生成装置４１を模式的に示す図である。

符号の説明

１，１１，２１，３１，４１抗菌水生成装置、２，２２，３２銀イオン発生部、３マイクロバブル発生部、４水槽、５取り出し口、６蛇口取り付け口、７水道蛇口、８コンプレッサ、９多孔質フィルタ、１０攪拌部、１２循環機構。

Claims

コンプレッサおよび多孔質フィルタを介して送り込まれた圧縮空気を流水と接触させることによって、マイクロバブルを発生するマイクロバブル発生部と、
水またはマイクロバブルを含む水との接触により銀イオンを溶出する銀イオン発生部とを備え、
マイクロバブル発生部で発生されたマイクロバブルと、銀イオン発生部から溶出させた銀イオンとを混合することで抗菌水を生成する、抗菌水生成装置。
前記銀イオン発生部が、銀ゼオライト、銀含有水溶性ガラス、銀含有セラミックスおよび銀化合物微粒子から選ばれる少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の抗菌水生成装置。
前記銀イオン発生部が、マイクロバブル発生部の下側に設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の抗菌水生成装置。
マイクロバブル発生部で発生されたマイクロバブルを含む水を収容するための水槽を備え、前記銀イオン発生部が当該水槽内に設置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の抗菌水生成装置。
前記銀イオン発生部が水槽の底面部分に設置されていることを特徴とする請求項４に記載の抗菌水生成装置。
前記銀イオン発生部が水槽の側面部分に設置されていることを特徴とする請求項４に記載の抗菌水生成装置。
前記銀イオン発生部が複数個設置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の抗菌水生成装置。
前記水槽が攪拌部を備える、請求項４〜７のいずれかに記載の抗菌水生成装置。
前記水槽内の水をマイクロバブル発生部に循環させる循環機構を備える、請求項４〜８のいずれかに記載の抗菌水生成装置。
前記マイクロバブル発生部で発生されたマイクロバブルが、水中の溶存酸素濃度を高める効果を併せ持つことを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の抗菌水生成装置。
銀イオン発生部を通過させる水またはマイクロバブルを含む水の流速を０．１Ｌ／ｍｉｎ〜１００Ｌ／ｍｉｎの範囲内とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の抗菌水生成装置。