JP4615190B2 - 靴内浄化方法及び装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、革靴、スポーツシューズ、長靴、ブーツ、安全靴、スリッパなどの履き物の内部を殺菌、脱臭又は乾燥して浄化する方法と装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
靴内部は梅雨から夏にかけて特に足の臭気に悩まされ、ブーツなどは悪臭の根源である。
また、冬季から梅雨にかけては雪や雨により靴内部が濡れるので、乾燥が必要で、脱臭作用と乾燥作用を短時間で達成する装置が望まれている。
【0003】
靴の浄化法は昭和50年代からオゾン殺菌法(特許文献1,2参照。)、紫外線殺菌法(特許文献3,4参照。)、温風乾操法(特許文献5,6参照。)が報告され、平成9年頃から光触媒と紫外線(UV)とを併用した殺菌法(特許文献7,8参照。)が報告されている。
【0004】
これらの方法は、靴浄化機を靴内部に直接挿入して靴内部だけを浄化するタイブ(特許文献4,6,7,8,9,10参照。)と、靴浄化機がボックス状になって靴をそのボックス内に収納して靴の外部から靴を浄化するタイブ(特許文献1,2,3,4参照。)に大別される。前者は靴内部に紫外線殺菌ランプ、オゾン発生器又は赤外線ランプなどの発熱体を挿入するので、靴の内部を直接に殺菌や乾燥することが可能である。後者はボックス内の靴を靴の外部から紫外線殺菌ランプ、オゾン発生器又は温風で殺菌や乾燥をする。
【0005】
【特許文献1】
実開平5−78240号公報
【特許文献2】
特開2001−314250号公報
【特許文献3】
実開昭60−41967号公報
【特許文献4】
特開2001−286543号公報
【特許文献5】
特開平2−293579号公報
【特許文献6】
特許第2561174号公報
【特許文献7】
特開平11−56979号公報
【特許文献8】
特開2002−706号公報
【特許文献9】
特開2001−37848号公報
【特許文献10】
特開平11−104223号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
靴内の悪臭発生メカニズムを考えると、図2に示すように、靴内は足の温度及び足からの発汗による高湿度が、元々靴内に存在する細菌(ブドウ球菌など)にとって増殖し易い環境になっているため、汗の中の有機脂肪酸を資化して急速に増殖し、その結果として悪臭成分(主にイソ吉草酸)が発生するのが靴内悪臭の原因であると言われている。
【0007】
したがって、靴内の殺菌が悪臭防止の基本であり、また足裏の細菌感染(他人の水虫菌の感染、自分の足の細菌による皮膚病抑制など)防止にも役立つことになる。
【0008】
本発明者は、靴内の細菌分布について調べた。その結果を図3に示すが、足の踵から土踏まずにかけての細菌数がつま先部の1/10程度に少ないことが判った。これは踵から土踏まずにかけての部分は、歩くたびにフイゴ現象で空気が入れ替わり易いために細菌繁殖が少なく、つま先に近いほど温度と湿度が高くなり細菌繁殖が激しいことを示している。即ち、靴のつま先に近い奥深い所を重点的に殺菌し乾燥しなければ悪臭防止の効果がないことになる。
【0009】
このような観点から見ると、特許文献1〜6などに記載の方法では靴の奥深い所の殺菌が出来ないことになる。
また、靴内の湿気は殺菌効果を妨げるだけでなく、湿気が多いと靴を履いたときの履き心地が悪いことから、乾燥することも重要な要素である。ただし、乾燥だけを目的にした乾燥機(特許文献5,6参照。)は殺菌には効果が無い。
【0010】
これらの実態を確認するために、本発明者はその代表例で実用化されている市販の乾燥機(特許文献6参照。)と紫外線殺菌機(特許文献4参照。)を試験した。
【0011】
その結果を図4に示す。図4で、生菌数は、10cm2の面積を有する培地からなる細菌数検査キット(市販品名:ペタンチェック、栄研器材株式会社製)を靴内に敷いたインソールに押し当てて菌を採取し、培養後、コロニーを数えた。
生菌の種類と培養条件は次の通である。
(a)一般生菌:
ペタンチック1010を使用し、培養は標準寒天培地にて35℃で24時間行なった。
(b)ブドウ球菌:
ペタンチック4010を使用し、培養は卵黄加アンニット食塩寒天培地にて35℃で48時間行なった。
(c)真菌:
ペタンチック7010を使用し、培養はサブロー寒天培地にて25℃で24時間行なった。
【0012】
図4で、ブランクは乾燥も殺菌もしなかった場合であり、後で述べる実施例の装置の性能と比較した。この結果から、市販の乾燥機や紫外線殺菌機では靴内奥部の殺菌効果がないことを確認した。
【0013】
また、光触媒を使用した殺菌機(特許文献7,8参照。)などは紫外線による殺菌効果は高いが、靴の臭気は紫外線だけでは靴から抜け出さず、通気して新鮮な空気中に靴内の臭気成分を置換して移動させねば実用的な短時間には靴の脱臭はできないことは明白である。
【0014】
さらに、ボックス内に靴を置くタイプで靴の外部から浄化する方法は、強力な紫外線殺菌ランプ光や高濃度オゾンが必要で、これらの光やオゾンが靴外部材料の劣化、変色などのファッション性を悪化させ、実用化には根本的な問題がある。
【0015】
本発明は、靴の履き心地を良くするとともに、靴内底部の細菌の殺菌又は靴内の臭気発生を抑制することにより、快適な靴環境を維持することのできる方法と装置を提供することを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記課題を解決し、実用的な靴浄化を行なうためには、殺菌、乾燥及び脱臭の3要素のうち、殺菌と乾燥、又は乾燥と脱臭の少なくとも2つの要素を解決することが重要であることを見出した。
【0017】
殺菌と乾燥の要素を実現する本発明の靴内浄化方法の態様は、筐体内に収容された靴の奥内部に空気を吹き込んで靴を乾燥させるとともに、靴奥内部に紫外線を照射して殺菌を行なう。
【0018】
この態様の靴内浄化方法を実現するための本発明の靴内浄化装置は、靴を収容できる筐体と、その筐体内に設けられ、先端部に吹出口をもち、その先端部が靴の奥内部に差し込まれる通気用ノズルと、前記通気用ノズルの先端部に装着された紫外線殺菌ランプと、送風機を備えて前記筐体内の空気を前記通気用ノズルに供給することにより靴内を乾燥させるとともに、筐体内の空気を循環させる通気ユニットとを備えている。
【0019】
この態様では、通気用ノズルの先端の吹出口から噴出される空気により靴内が乾燥され、また通気用ノズルの先端部又はその近傍に装着されている紫外線殺菌ランプから発せられる紫外線により靴内の殺菌処理がなされる。
【0020】
紫外線殺菌ランプは少なくとも殺菌線である254nmの紫外線を発生させるものを使用するが、同時にオゾンを発生させる波長である185nmの紫外線も併せて発生させるものとしてもよい。オゾンを発生させる波長域の紫外線殺菌ランプを使用した場合には紫外線による殺菌作用のほかにオゾンによる殺菌作用も加わり、殺菌効果がより高められる。その場合、通気ユニットによる筐体内の空気の循環流路にオゾン分解触媒を備えておくことにより、オゾンをオゾン分解触媒により分解することができるので、周囲にオゾン臭を撒き散らさない安全な方法となる。従来のオゾン殺菌機はオゾンが周囲に撒き散らかされて衛生環境上の問題があったが、本発明のこの態様ではそのような問題はない。
オゾン分解触媒としては、二酸化マンガン(MnO2)、酸化銅(CuO)などを使用することができる。
【0021】
さらに、通気ユニットによる筐体内の空気の循環流路に配置されて、その循環する空気中の脱臭の機能を有する光触媒を備えることもできる。従来の靴乾燥機は、靴内臭気が周囲に撒き散らかされて室内が臭くなる問題があったが、本発明のこの態様ではそのような問題はない。
そのような光触媒としては、二酸化チタン(TiO2)単体、又は二酸化チタンを主成分とする他の金属もしくは金属酸化物との混合物などを使用することができる。
【0022】
光触媒を使用する場合は光触媒用の光源が必要になるが、寿命があり交換を必要とする活性炭やゼオライトなどの常温触媒や吸着剤などと違って、光触媒は自浄作用があって寿命がないので交換の必要がない利点がある。
【0023】
また、紫外線殺菌ランプがオゾンを発生させるものである場合、光触媒がオゾン分解触媒を兼ねていることが好ましい。オゾン分解触媒を兼ねることのできる光触媒としては、TiO2、MnO2及びCuOの混合触媒などを使用することができる。
【0024】
乾燥と脱臭の2要素を実現する本発明の靴内浄化方法の態様は、筐体内に収容された靴の奥内部に空気を吹き込んで靴を乾燥させるとともに、靴の奥内部に吹き込んだ空気を前記筐体内で循環させ、その循環途中で脱臭を行なう。
【0025】
この態様の靴内浄化方法を実現するための本発明の靴内浄化装置は、靴を収容できる筐体と、その筐体内に設けられ、先端部に吹出口をもち、その先端部が靴の奥内部に差し込まれる通気用ノズルと、送風機を備えて前記筐体内の空気を前記通気用ノズルに供給することにより靴内を乾燥させるとともに、筐体内の空気を循環させる通気ユニットと、前記通気ユニットによる前記筐体内の空気の循環流路に脱臭用光触媒とを備えている。
【0026】
この態様では、通気用ノズルの先端の吹出口から噴出される空気により靴内が乾燥され、また筐体内の空気の循環流路に配置された光触媒により脱臭処理がなされる。
【0027】
この態様で使用される光触媒としても、前述のように、二酸化チタン単体、又は二酸化チタンを主成分とする他の金属もしくは金属酸化物との混合物などを使用することができる。
【0028】
本発明では、通気用ノズルに供給する空気を加熱する温風ユニットを備えていることが好ましい。その場合、温風により靴内部を乾燥させるので、短時間に乾燥することができるようになる。
通気用ノズルは筐体内に収容される靴を保持する機構を兼ねるようにすることができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施例の基本的概念図を図5に示す。
外枠1は筐体を表わし、この筐体1内に殺菌ユニット2、脱臭ユニット3、通気ユニット4及びこれらのユニットの間で筐体1内の空気を循環させるための送風ユニット5が設けられている。
殺菌ユニット2は靴内部に紫外線を直接照射して殺菌を行うものであり、その紫外線はオゾンを発生しうる波長域のものであってもよい。
【0030】
脱臭ユニット3は靴から発生した臭気を無臭化するものであり、光触媒を備えている。殺菌ユニット2でオゾンが発生する場合は、脱臭ユニット3にオゾン分解触媒も付加しておく。
通気ユニット4はヒータと温度制御機構を備えており、送風ユニット5により送られる空気を加熱して靴内部に供給する。
【0031】
図1に一実施例を概略的に示す。筐体はボックス本体10と、靴を出し入れするフロントドア11からなっている。図では右側が正面である。フロントドア11は上部に支点をもち、前方に引いて図で反時計方向に開くことにより、前方と上部が大きく開いて靴Sの出し入れができるようになっている。しかし、フロントドア11は下部に支点をもち、下方に大きく開いて靴の出し入れができるようになっていてもよい。筐体の大きさの一例は、幅250mm、奥行き250mm、高さ400mmである。
【0032】
筐体内部には空気を吹き出すノズル51が垂直方向に立てて設けられており、そのノズル51の先端には温風吹出口52が開けられている。ノズル51には処理しようとする靴Sを被せて保持することができるので、靴Sを保持するための機構を別途設ける必要はない。筐体内の空気をノズル51に送り、吹出口52から噴出させるために、筐体内の壁面から底面にわたり、ノズル51の下端部につながる空洞13が形成されている。その空洞13の上部の位置には通気口14が設けられており、筐体内の空気がその通気口14から取り込まれ、ノズル51に送られるようになっている。空気を循環させるために、空洞13内には送風機としてシロッコファン53が設けられている。
【0033】
ノズル51は、例えば高さが300mmであり、その先端の吹出口52のサイズは例えば10mm×30mmである。
シロッコファン53は例えばポリプロピレン製であり、直径50mm、高さが15mm、回転数が約4000rpmのものであり、風量が約0.1m3/分で送風循環させることができる。
【0034】
一対の靴を同時に浄化するために、2本のノズル51の先端部には殺菌のためにそれぞれ紫外線殺菌灯2aが取りつけられている。紫外線殺菌灯2aは、例えば冷陰極低圧水銀灯で、出力が約3W、サイズが直径6mm、長さ110mmのものであり、波長185nmと254nmの紫外線を放出する。その放出された紫外線が靴Sの奥内部に照射され、殺菌を行うことができる。殺菌時間は5〜30分が適当である。
【0035】
ノズル51の吹出口52から噴出する空気を加熱して温風にするために、筐体の下部で、ノズル51の下端部につながる空洞13内には、スパイラル状のニクロム線がヒータ41として配置されている。ヒータ41は100Vで100Wの出力をもち、ヒータ41の近くの下流にはサーモスタット42が配置されて、サーモスタット42によりヒータ41への通電が制御されてノズル51に供給される温風の温度が調節されるようになっている。ヒータ41とサーモスタット42により、ノズルの吹出口52から噴出される温風の温度は、靴の変形を防ぐために40〜55℃になるように設定しておくのが適当である。
【0036】
紫外線殺菌灯2aから放出された紫外線は、殺菌とともにオゾンを発生させる。空洞13内には、循環する空気中の脱臭を行なうとともに、オゾンを分解するために、触媒ハニカム30が配置されている。触媒ハニカム30は、例えば奥行き50mm、幅130mm、高さ30mmの大きさをもち、直径2mmの穴をもった形状のものであり、そのハニカムの表面に光触媒としての二酸化チタンと、オゾン分解触媒としての二酸化マンガン又は酸化銅とを混合した触媒が、光触媒対オゾン分解触媒の重量比が1対1となるように調製されてコーティングされている。
【0037】
フロントドア11の下端部と筐体の底面部の間には、安全スイッチとしてマイクロスイッチ12が装着されており、稼動中にフロントドア11を開けるとマイクロスイッチ12により電源が切断されて動作を停止するようになっている。
【0038】
この実施例において、靴Sをノズル51の先端部に被せ、フロントドア11を閉じて動作を開始すると、シロッコファン53が作動して筐体内の空気が通気口14から取り込まれ、空洞13を通ってノズル51の先端の吹出口52から噴出され、空気の循環が起こる。同時にヒータ41が通電され、サーモススタット42により温度が制御されながら40〜55℃の温風が靴S内に噴出され、また紫外線殺菌灯2aが5〜30分の設定された時間点灯し、紫外線により靴S内を殺菌するとともにオゾンも発生されてオゾンにより殺菌も行なわれる。靴S内から出てきた空気が空洞13内を通る間に触媒ハニカム30にコーティングされた光触媒により脱臭が行なわれ、オゾン分解触媒によりオゾンの分解が行なわれる。
このようにして、悪臭とオゾンは筐体10内で浄化処理されて玄関などの室内環境の汚染を防止できる。
【0039】
本実施例は、殺菌、脱臭及び乾燥の3つの機能を備えている。動作に当たっては、常にこれら3つの機能を働かす場合に限らず、目的に応じて必要な機能を選択できるように動作モードの切替えを可能にしておくこともできる。その場合の動作モードとして次の3つを挙げることができる。
▲1▼殺菌、脱臭及び乾燥の3つの機能を同時に働かすモード。
▲2▼殺菌及び脱臭の2つの機能を同時に働かすモード。
▲3▼乾燥だけの機能を働かすモード。
【0040】
これらのモードの選択はそれぞれのユニットの電源のオン・オフの切替えにより簡単に行なうことができる。これらのモードをLED(発光ダイオード)などの表示素子により表示しておき、ユーザが選択スイッチなどを押すことによりモードを選択できるようにしておけばよい。
【0041】
また、動作時間をタイマーによりユーザが設定できるようにしておいてもよく、上の動作モード▲1▼と▲2▼は例えば15分、動作モード▲3▼は30分というように、動作モードに応じて動作時間をあらかじめ設定しておいてもよい。
【0042】
次に、この実施例の作用について具体的に示す。
図6は殺菌速度のデータを示したものであり、紫外線殺菌灯による殺菌時間が長くなるほど殺菌率が高くなっていき、15分間の殺菌処理で99%以上の殺菌率が達成されている。図4に示した実施例のデータは、15分間の殺菌処理後の各種細菌類の数を表したものである。
【0043】
図7は浄化能を表わしたものであり、脱臭前と、この実施例による15分間の稼動後の臭気強度を足の悪臭の主成分であるイソ吉草酸濃度により比較したものである。この結果から、本実施例の装置により、イソ吉草酸濃度が効率よく分解していることがわかる。脱臭前の臭気強度は約4で、強い臭いがしていたのに対し、脱臭後はやっと感知できる程度の臭いである臭気強度約1まで低下した。オゾンも0.025ppm以下に分解することができた。
【0044】
図8にこの実施例による殺菌効果が持続することを示す。図8の横軸は靴をはいた時間を表し、縦軸はその時の生菌数をコロニー数として表わしたものである。上に破線で示されているのは殺菌をしなかった場合の各種細菌の数である。下のグラフは本実施例の装置を15分間稼動させ、その後その靴をはいた場合である。1時間後に僅かに生菌数が増加しているが、その後再び低下しており、全体として殺菌効果が持続していることがわかる。
【0045】
【発明の効果】
本発明の靴内浄化方法と装置は、殺菌、乾燥及び脱臭の3要素のうち、殺菌と乾燥、又は乾燥と脱臭の少なくとも2つの要素を解決する機能を備えたので、靴の履き心地を良くすると同時に、靴内底部の細菌の殺菌又は靴内の臭気発生を抑制することができ、快適な靴環境を維持することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施例を示す概略構成図である。
【図2】靴内の悪臭発生メカニズムを示す概念図である。
【図3】靴内の細菌分布を示すグラフである。
【図4】市販の乾燥機、紫外線殺菌機の性能を実施例のものと比較して示すグラフである。
【図5】一実施例の基本的概念図を示すブロック図である。
【図6】同実施例における殺菌速度を示すグラフである。
【図7】同実施例における浄化能を示すグラフである。
【図8】同実施例における殺菌持続効果を示すグラフである。
【符号の説明】
1 筐体
2 殺菌ユニット
2a 紫外線殺菌灯
3 脱臭ユニット
4 通気ユニット
5 送風ユニット
10 ボックス本体
13 空洞
30 触媒ハニカム
31 空洞
41 ヒータ
42 サーモスタット
51 ノズル
52 温風吹出口
53 送風機としてのシロッコファン
S 靴

Claims (6)

  1. 垂直方向に立設されたノズルに被せられて筐体内に収容された靴の奥内部に、前記ノズルの先端に設けられた吹出口から空気を吹き込み、前記筺体内の靴が収容されている空間に通気口をもち前記ノズルにつながる空洞を前記筺体の内壁面に沿って設け、前記空洞内部に送風機を設けて前記ノズルに空気を供給することにより、靴から出てきた空気を含む前記筺体内の空気を、前記空洞を通して循環させる靴内浄化方法であって、
    前記空洞内にヒータと脱臭用光触媒を設け、
    靴奥内部を紫外線照射する紫外線ランプを前記ノズルの先端部又はその近傍に設け、
    前記ヒータに通電して温風で靴を乾燥させる乾燥機能、前記紫外線ランプを点灯させて紫外線を照射する殺菌機能、及び前記脱臭用光触媒を作動させて前記空洞内での空気を循環途中で脱臭する脱臭機能の3つの機能を同時に働かすモードと、
    前記殺菌機能及び前記脱臭機能の2つの機能だけを同時に働かすモードと、
    前記乾燥機能だけを働かすモードの3つの動作モードの切替えを可能にしたことを特徴とする靴内浄化方法。
  2. 前記紫外線はオゾンを発生させる波長域の紫外線であり、
    前記空洞内にさらにオゾン分解触媒を設けて空気の循環途中でオゾンを分解する請求項1に記載の靴内浄化方法。
  3. 靴を収容できる筺体と、
    前記筺体内において垂直方向に立てて設けられ、先端部に吹出口をもち、その先端部が靴の奥内部に差し込まれることによって靴を保持する通気用ノズルと、
    前記通気用ノズルの先端部又はその近傍に装着された紫外線殺菌ランプと、
    前記筺体内の靴が収容されている空間に通気口をもち前記ノズルにつながり前記筺体の内壁面に沿った空洞を有し、前記空洞内部に送風機を備えることで、靴内に吹き込まれた空気を前記通気口から前記空洞内へと導入し、前記通気用ノズルに供給することにより靴内を乾燥させるとともに、前記空洞を通して筺体内の空気を循環させる通気ユニットと、
    前記空洞内に設けられたヒータと温度制御センサからなる温風ユニットと、
    前記空洞内に設けられた脱臭用光触媒と、を備え、
    前記ヒータに通電して温風で靴を乾燥させる乾燥機能、前記紫外線ランプを点灯させて紫外線を照射する殺菌機能、及び前記脱臭用光触媒を作動させて前記空洞内での空気を循環途中で脱臭する脱臭機能の3つの機能を同時に働かすモードと、
    前記紫外線ランプを点灯させる殺菌機能及び前記脱臭用光触媒を作動させる脱臭機能の2つの機能だけを同時に働かすモードと、
    前記ヒータに通電する乾燥機能だけを働かすモードの3つの動作モードの切替えを可能にしたことを特徴とする靴内浄化装置。
  4. 前記紫外線殺菌ランプはオゾンを発生させる波長域の紫外線を発生させるものであり、前記空洞内にオゾン分解触媒を備えている請求項3に記載の靴内浄化装置。
  5. 前記脱臭用光触媒はオゾン分解触媒と混合されて同一場所に配置されている請求項4に記載の靴内浄化装置。
  6. 動作モードを表示する表示部と、動作モードを選択するスイッチと、動作時間を設定するタイマーを設けたことを特徴とする請求項3〜請求項5のいずれか1つの請求項に記載の靴内浄化装置。
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