JPWO2010013519A1 - 殺菌・抗菌装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の殺菌・抗菌装置は、活性酸素種により酸化されにくい高分子材料を主材(または基材)としてアノードとなる電極を構成しているため、カソードとなる電極で生成された活性酸素種の消費を抑制し、活性酸素種の見かけの生成量、及び生成効率を向上することが可能となる。それにより、被処理水中に活性酸素種が多量に安定して存在することとなるため、被処理水の抗菌・殺菌性能も向上する。
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る殺菌・抗菌装置の概略構成図である。この殺菌・抗菌装置1は、被処理水2を溜め、かつ活性酸素種を生成するための反応槽3と、被処理水2中に少なくとも一部が浸漬するように配置される対の電極、即ち、カソードとなる活性酸素種生成能を有する電極4及びアノードとなる電極5と、該電極4、5に通電するための電源6とを備えている。
それによれば、図2に示すように、反応開始後五時間ほどで、被処理水中の過酸化水素濃度は平衡状態となった。反応開始後三時間目の過酸化水素生成量はカーボン(表面抵抗3Ω)では1.7mg/L、金属(Ti、表面抵抗1Ω)では1.7mg/L、導電性樹脂(PP、表面抵抗35Ω)では9.3mg/L、導電性樹脂(ABS、60Ω)では4.0mg/Lであった。これにより、表面抵抗による違いはあるものの、アノードとなる電極5に用いる基材によって、見かけの過酸化水素生成量が異なることが分かった。
それによれば、図3に示すように、反応開始後三時間目の過酸化水素生成量は、表面抵抗60Ωでは3.4mg/L、200Ωでは3.7mg/L、106Ωでは1.1mg/L、であった。そして、表面抵抗1011ΩのABS樹脂では通電できなったため、過酸化水素は生成しなかった。
これによると、アノードとなる電極5の表面抵抗が1Ωから200Ωになることによって、電極5表面で過酸化水素が消費される過酸化水素消費量が抑制され、結果として利用可能な過酸化水素量が増加する。また、電極5の表面抵抗が200Ωから106Ωになることによって、電極5表面での過酸化水素消費量の減少よりもカソードとなる電極4が単位時間当たりに受ける電子の授受量が減少することによる過酸化水素生成量の減少の方が大きくなり、結果として利用可能な過酸化水素量が減少する。
したがって、図3で示すように、アノードとなる電極5の表面抵抗をおよそ0〜104Ωにすることにより、カソードとなる電極4で生成される過酸化水素生成量の減少量よりも、アノードとなる電極5表面での過酸化水素消費量の減少量より多くなり、結果として利用可能な過酸化水素量を増加することが出来る。
また、実施の形態1において、殺菌・抗菌作用の対象となる微生物は、被処理水中の細菌、糸状菌、大腸菌、酵母、単細胞生物、原生生物、ウイルスなどである。
また、実施の形態1において、電極4,5は必ずしも対向させて配置する必要はなく、さらに電極4,5を反応槽3内に複数配置してもよい。
また、実施の形態1において、カソードとなる電極4にポリアニリン等の触媒作用のある物質を、必ずしも付着させる必要はない。
図4は、本発明の実施の形態2に係る殺菌・抗菌装置の、被処理水の殺菌・抗菌を行う部分の斜視図である。ここでは、被処理水が流れる管路7の内壁8を活性酸素種生成能が付与されたカソードとなる電極4とし、管路7の中央に外周形状が多角形状のアノードとなる電極5を配置した。ここで、管路7は図1の反応槽3に当たる役割を果たす。
また、活性酸素種は管路7の内壁8付近に生成されるため、被処理水内の微生物と接触する機会が増加し、抗菌・殺菌性能が向上するという効果が得られる。また、省スペースでも効率的な抗菌・殺菌性能が期待できるため、空調機器のドレンパイプ内などの抗菌・殺菌も可能である。
実施の形態2のように、水に満たされた管路7の内壁を利用して殺菌・抗菌装置を構成することで、効率的な殺菌・抗菌を行うことが可能となる。
図5は、本発明の実施の形態3に係る殺菌・抗菌装置の、被処理水の殺菌・抗菌を行う部分の斜視図である。これは実施の形態2の変形であり、実施の形態2との相違は、管路7の内壁8に沿って、アノードとなる複数の電極5を配置した点にある。
なお、実施の形態2、3において、管路7の外周は、ゴムなどの絶縁性物質で包容して、漏電を防ぐことが好ましい。
図7は実施の形態4に係る殺菌・抗菌装置の被処理水の殺菌・抗菌を行う部分の側面構成図(a)、及び正面構成図(b)である。ここでは、反応槽3に被処理水2が貯えられ、反応槽3の中にほぼ等間隔で平行に配置されたアノードとなる板状の電極5が静止状態に複数設けられている。アノードとなる板状の複数の電極5の間に、カソードとなる円盤状の電極4が回転可能に複数設けられている。
カソードとなる円盤状の電極4は、その中心部が導電性の回転軸9に取り付けられており、回転軸9とともに回転可能とされている。そして、電極4の上側は空中に位置し、下側部分が被処理水2の中に位置するようにされている。
また、図7では電極4の上側(全体の約2/3部分)は空中に位置し、下側部分(全体の約1/3部分)が被処理水2の中に位置するよう構成されているがこれに限ったものでは無く、例えば電極4のおよそ1/2が被処理水2浸漬するよう構成することにより、電極4全体を被処理水2に浸漬させることが出来ると共に空気に触れさせることが出来るので、効率よく活性酸素種を生成することが出来る。
また、実施の形態4でも、実施の形態1で説明したカソードやアノードとなる電極材料が利用できる。
Claims (6)
- アノードとなる電極と、活性酸素種生成能を有するカソードとなる電極とを備え、前記両電極間に被処理水を介在させて、両電極間を通電することで活性酸素種を生成する殺菌・抗菌装置において、
前記アノードとなる電極が、高分子材料又は高分子材料を主材としたものであることを特徴とする殺菌・抗菌装置。 - 前記アノードとなる電極が、高分子材料に導電性材料を混合したものであることを特徴とする請求項1記載の殺菌・抗菌装置。
- 前記アノードとなる電極が、耐酸性及び/又は耐アルカリ性を有した高分子材料により構成されることを特徴とする請求項1又は2記載の殺菌・抗菌装置。
- 前記カソードとなる電極は、回転軸を中心に回転自在に設けられて、被処理水中と空気中とを交互に行き来できるようにされていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の殺菌・抗菌装置。
- 前記回転軸を導電性としたことを特徴とする請求項4記載の殺菌・抗菌装置。
- 前記アノードとなる電極の表面抵抗値が0〜104Ωの範囲にあることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の殺菌・抗菌装置。
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