WO2007043592A1

WO2007043592A1 - 光触媒反応水生成装置

Info

Publication number: WO2007043592A1
Application number: PCT/JP2006/320346
Authority: WO
Inventors: Kenichiro Tanaka; Licca Tanaka; Mizuki Kawakatsu
Original assignee: K2R Co., Ltd
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2006-10-11
Publication date: 2007-04-19
Also published as: US20090230038A1; KR20080067340A; EP1950179A4; EP1950179B1; JP4195499B2; CN101326126B; EP1950179A1; CN101326126A; KR101191809B1; JPWO2007043592A1; US8552399B2

Abstract

【課題】活性酸素種を十分に含有した水の生成が可能であると共に、微生物の除菌や寄生虫の駆虫、原虫類の駆除を行うことができ、しかも、その強力な酸化能力を持続させ、省電力で、かつ、コンパクトで様々な機器に応用可能な光触媒反応水生成装置を提供する。【解決手段】すなわち、光源からの光を光触媒体に照射して生じた活性酸素種を水中で拡散することにより、水に活性酸素種の機能を付与し、この水による酸化反応を利用した微生物の除菌、寄生虫の駆虫、原虫類の駆除の少なくともいずれか１つを行うこととした。

Description

明細書

光触媒反応水生成装置

技術分野

[0001] 本発明は、光触媒反応を用いて水中で効率良く活性酸素種を大量に発生させることにより、この活性酸素種を含む水に接触した微生物や寄生虫および原虫類を除菌，駆虫'駆除することができる光触媒反応水生成装置に関する。

背景技術

[0002] 従来より、殺菌能力や物質を酸化する能力を有する水が、医療現場や食品工場、公衆浴場、プールなど衛生環境を重視する場所で利用されて!/ヽる。

[0003] たとえば、このような水としては、オゾン (0 )を水に溶解したオゾン水や、紫外線殺

3

菌灯で処理した水が通常にお!、て広く用いられて、る。

[0004] しかし、オゾン水を生成するオゾン発生装置より、大量のオゾンが大気に漏れることで環境に悪影響を及ぼす等の危惧が指摘され、またオゾン特有の臭気発散や、ォゾン発生時に大量の電力を消費する等の問題があり、近年使用を差し控える傾向がある。

[0005] 一方、光を光触媒体に照射して、光触媒反応を励起させ生成した、活性酸素種は、その光触媒体表面にごく近いところにおいて (通常 40應とされている）、微生物の殺菌、種々の有機化学物質の酸ィ匕分解能を有していることが知られている。すなわち、光触媒体のごく近傍においてのみではある力これらスーパーオキサイドァ-ォンラジカル (0 ")ゃヒドロキシラジカル (OH · )などの反応性の高!、活性酸素種は水に

2

接触して融解し、微生物やウィルスの細胞膜や機能性たんぱく質や遺伝子などを変異させ、微生物やウィルスの生存機能や増殖機能を停止させることが可能であるとされてきた。

[0006] そこで、水中に存在する微生物を殺菌するために、たとえば図 17及び図 18に示す如ぐ水の流入口 51と排出口 52とを有する円筒形のタンク 53の中心部分に撹拌軸 54 を設けると共に、同撹拌軸 54には網状の光触媒体 55を備えた撹拌翼 56を半径方向外側へ向けて放射状に配設し、タンク内壁の所定の部位に紫外線照射用のブラックライト 57を配置して、前記撹拌軸 54を回転することで光触媒体 55に当たる紫外線量を増加させるようにした水処理装置が提案されて!、る (たとえば特許文献 1参照)。

[0007] この水処理装置によれば、光触媒体 55への紫外線の照射効率を向上させることができ、また、撹拌翼 56で水を撹拌できるので光触媒材表面に生じた活性酸素種に微生物を接触させて殺菌することができ、水中の有機物の分解が出来るとされている。

[0008] また、従来より微生物の殺菌を必要としている分野の一つに、魚の養殖がある。

[0009] 一般に魚の養殖は、漁網を海中に張設して生け簀を形成し、この生け簀の中で力ンパチゃィサキ、トラフグなどの魚に給餌し成長させるようにして食用魚を養殖している。

[0010] このような魚の養殖は、海洋中で自然に泳いでいる魚を捕獲するのに比べて、目的とする魚種を効率良く計画的に得ることができ、消費者への安定供給に貢献している

[0011] また、近年では養殖可能な魚種が増えており、し力も、天然魚と比較しても遜色のない品質が実現されつつあり、今後ますますの養殖業の発展が予想される。

[0012] ところが、魚の養殖は、比較的狭隘な生け簀の中で魚を成育させるため、微生物や寄生虫による病魚が発生すると生け簀内の他の魚体に感作し、連鎖的に病魚や死魚が増加すると!/、うおそれがある。

[0013] 特に、効率や計画性が長所のひとつである魚の養殖では、寄生虫によって病魚や死魚が大量発生することで、養殖業者に多大な損害をもたらし、ひいては、市場への供給に混乱を来すことも考えられる。

[0014] このような魚病をもたらす魚類の寄生虫は、一般に、ハダムシやエラムシに代表される外部寄生虫と、ァニサキスなどの管腔内寄生虫や粘液胞子虫や血管吸虫に代表される組織内寄生虫などの内部寄生虫の 2種類に分類できる。

[0015] これらの寄生虫は、さらに魚種によっても分ィヒ分類され、それぞれの宿主特異性に関してさまざまな研究が行われて、る。

[0016] 一般に、寄生虫による宿主への影響は、主に呼吸障害と浸透圧障害による体液の維持管理障害によるものである。

[0017] 血管吸虫などの内部寄生虫の場合は、その虫体が問題となるよりも、むしろ、その虫体が産卵し虫卵が大量に放出された際に、虫卵が鰓の微小血管を閉塞し、魚が窒息することが問題となる。

[0018] また、魚に寄生した外部寄生虫は、その寄生した部位力宿主の血液を吸血し、栄養を得るのであるが、その付着した上皮の上皮細胞障害を起こす事により、寄生した魚体に害を与える。殊に鰓に感作した場合は、鰓の呼吸上皮細胞の剥離および炎症による肥厚、昆棒状変化を生じて不可逆的変化となり、呼吸障害による栄養成長障害を生じる。

[0019] 特に、この外部寄生虫は、魚体が海水接触する箇所で寄生していることが多ぐ海水に虫体や虫卵を浮遊させて、他の魚体に感作するおそれが高ぐ養殖業者に多大な損害を与える寄生虫のひとつでもある。

[0020] そこで、外部寄生虫の感作による病気の予防や治療手段として、ハダムシに関しては、海洋魚の場合、淡水浴が著効し、エラムシに関しては、過酸化水素水を浸含させた多孔質担体を生け簀内に散布し、この過酸ィ匕水素の効能により寄生虫ゃ微生物を弱体化させて、寄生虫の寄生や微生物の感染を予防したり治療する方法が知られている（例えば、特許文献 2参照。 )₀

[0021] この過酸ィ匕水素水を用いる方法によれば、養殖魚が寄生虫や微生物によって死滅するおそれを緩和することができる。

[0022] しかし、前記した撹拌翼を備える水処理装置では、光触媒反応の効率を向上させるために大型の撹拌翼を必要とし、十分量の活性酸素を含む水を生成するためには、装置自体が大型化してしまうという問題があった。また 10_⁶秒ときわめて短い時間しか酸ィ匕能力が持続しないため、反応局面が光触媒体のごく近傍の極めて限られた、ごく狭い領域のみでし力その効果が得られな力つた。

[0023] また、光触媒体を小さくすることで装置を小型化することも可能であるが、光触媒反応の効率低下にっヽては解決されておらず、実用に至って!/ヽなヽ現状であった。

[0024] さらに、大型の装置において撹拌軸を駆動させるには、水の抵抗に抗するだけの大電力を必要とするため、エネルギー効率的にも好ま、とは言ヽ難、ものであった

[0025] し力も、撹拌翼に備えられている光触媒体は繊維状のアルミニウムの表面にチタ- アコ一ティングを施したものが例示されてヽるが、単に繊維状アルミニウムの表面にチタニアコーティングを施しただけでは光触媒反応の効率が悪ぐ活性酸素を含有する水を効率的に生成することが困難であった。

[0026] また、上記過酸化水素水で養殖魚を処理する方法 (一般的に過酸化水素水浴とヽわれる）は、その強力な過酸ィ匕水素の酸ィ匕力が養殖魚自体にも及ぶこととなる。すなわち、養殖魚体の寄生虫などを減少させることで病状を回復させるというよりは、むしろ、病気により脆弱となった魚を寄生虫などと共に淘汰して、強い魚のみを生きながらえさせると、つた感が否めな、ものであった。

[0027] このようにして過酸ィ匕水素水の散布により死んだ脆弱な魚は、養殖魚の収穫量を減少させ、養殖効率の低下を招いており、寄生虫に感染した魚より安全に寄生虫を駆除することが可能となれば漁獲量の増加は明らかであり、流通価格の低下ば力りでなく食の安全も確保可能となる。

[0028] また、散布する過酸化水素は、海水中での有効濃度は 200〜3000ppmもの高濃度を必要とし、希釈されるとはいえ、ホルマリン浴などの従来の薬浴方法と同様にそのまま海洋中に流出 '拡散'投棄されている。このことは、養殖以外の他の海洋生物に対して影響を及ぼし、環境影響上好ましいとは言い難ぐまた人体への影響も未だ定かではないものである。

[0029] し力も、駆虫効果を生起させるためには、大量の過酸ィ匕水素製剤が必要となり、これらに要するコストや運搬のための労力は、作業に従事する者に対して多大な負担を強いていた。

[0030] このような問題点を抱えている養殖業界では、海洋中に残留する薬物などを使用することなぐしかも、養殖魚体を損傷することなぐ環境に対して影響を及ぼさない駆虫用光触媒反応水生成装置や殺虫方法が望まれていた。

[0031] そこで本発明者は、活性酸素種を十分に含有した水の生成が可能であると共に、微生物の除菌ゃ寄生虫の駆虫を行うことができ、し力も、その強力な酸ィ匕能力を持続させ、省電力で、かつ、コンパクトで様々な機器に応用可能な光触媒反応水生成装置の研究を行って本発明を成すに至ったものである。

特許文献 1：特開 2001— 327961号公報特許文献 2：特開平 03 - 200705号公報

発明の開示

[0032] 上記課題を解決するために、本発明に係る光触媒反応水生成装置では、光源からの光を光触媒体に照射して生じた活性酸素種を水中で拡散することにより、水に活性酸素種の機能を付与し、この水による酸ィ匕反応を利用した微生物の除菌、寄生虫の駆虫、原虫類の駆除の少なくともいずれか 1つを行うこととした。

[0033] さらに、以下の点にも特徴を有する。

(1)前記光触媒体は、光触媒体を励起させるための光源の周囲に配置したこと。

(2)前記光触媒反応水生成装置は、光触媒反応槽と、前記光触媒反応槽に水を供給する給水ポンプと、前記光触媒反応槽から光触媒反応水を排出する排出回路と、を備えると共に、前記光触媒反応槽は、貯水可能な密閉容器内に、この密閉容器内の水に活性酸素を発生させるための光触媒体と、この光触媒体を励起させるための光を放射する光源と、前記光触媒体表面で発生した活性酸素種を水中で拡散させるための拡散手段と、を配設して構成し、しかも、前記密閉容器は内壁面を前記光を反射する鏡面としたこと。

(3)前記光触媒体を励起させるための光源は、太陽光及び Zまたは人工光を利用すること。

(4)前記光触媒体を励起させるための光源として、太陽光を利用する際には光フアイバーやプリズム等の反射体を利用し、水中で光触媒体に直接照射すること。

(5)前記光触媒体を励起させるための光源として、人工光を利用する際の紫外線照射ランプは少なくとも 350〜370應の波長の紫外線を照射すること。

(6)前記光触媒体は、有機または無機のフィルター体であってその表面をチタ-ァ薄膜で被覆していること。

(7)前記光触媒体は、アルミニウム系金属のフィルター体であって、その表面をチタユア薄膜で被覆して、ること。

(8)前記光触媒体は表面にあらかじめアルミナ被膜を形成した金属製繊維体であつて、その表面をチタ-ァ薄膜で被覆していること。

(9)前記金属製繊維体の前記アルミナ被膜は、金属繊維体を構成するアルミニウム系金属の融点の半分の温度まで 5°CZ分の割合以下で加熱し、その後前記アルミ二ゥム系金属の融点直前まで加熱して形成すること。

(10)前記光触媒体は、ガラス製繊維体またはセラミックス製繊維体または不織布であって、その表面をチタ-ァ薄膜で被覆していること。

(11)前記チタ-ァ薄膜を構成する酸ィ匕チタンは、アナターゼ型またはルチル型の結晶構造を含むこと。

(12)前記活性酸素種を水中で拡散する拡散手段は、超音波振動子による 100kHz以上の超音波及び Zまたは水中ファンによる水流であって、光触媒体及び Zまたは水を動かすこと。

(13)前記光触媒体に接触させる水は、酸素濃度を高めた水であること。

(14)前記酸素濃度を高めた水は、酸素、空気、オゾンの少なくともいずれか 1種を水に接触させて生成すること。

(15)光触媒反応による殺菌作用の上流または下流または同位置において、 254〜26 5應の波長の紫外線を照射する殺菌灯による殺菌作用を行うこと。

図面の簡単な説明

[図 1]本発明に係る光触媒反応水生成装置を示した外観図である。

[図 2]本発明に係る光触媒反応水生成装置を示した外観図である。

[図 3]本発明に係る光触媒反応水生成装置の内部を示した説明図である。

[図 4]本発明に係る光触媒反応水生成装置の断面図である。

[図 5]本実施形態に係る除菌用光触媒反応水生成装置を示す説明図である。

[図 6]寒天培地上にコロニーを形成した微生物を示す説明図である。

[図 7]寒天培地上にコロニーを形成した微生物を示す説明図である。

[図 8]本実施形態に係る駆虫用光触媒反応水生成装置を示す説明図である。

[図 9]本実施形態に係る駆虫用光触媒反応水生成装置を示す説明図である。

[図 10]本実施形態に係る駆虫用光触媒反応水生成装置を示す説明図である。

[図 11]本実施形態に係る駆虫用光触媒反応水生成装置を示す説明図である。

[図 12]本実施形態に係る駆虫用光触媒反応水生成装置を示す説明図である。

[図 13]本実施形態に係る駆虫用光触媒反応水生成装置を示す説明図である。 [図 14]本実施形態に係る駆虫用光触媒反応水生成装置を示す説明図である。

[図 15]本実施形態に係る光触媒反応水生成装置を示す説明図である。

[図 16]本実施形態に係る光触媒反応水生成装置を示す説明図である。

[図 17]従来技術を示した説明図である。

[図 18]従来技術を示した説明図である。

発明を実施するための最良の形態

[0035] 本発明に係る光触媒反応水生成装置は、光源からの光を光触媒体に照射して生じた活性酸素種を水中で拡散することにより、水に活性酸素種の機能を付与し、この水による酸化反応を利用し、微生物の除菌、海洋生物に寄生した寄生虫の駆虫、原虫類の駆除の少なくとも、ずれ力 1つを可能として、る。

[0036] すなわち、本発明に係る光触媒反応水生成装置では、光触媒体の表面で生じた活性酸素種を水に拡散させることで、水を媒体として微生物の除菌'殺菌や原虫類の駆除を行うようにしたものである。

[0037] また、併せて、光触媒体の表面で生じた活性酸素種を水に拡散させることで、水を媒体として魚体に寄生する寄生虫の駆虫を行うようにしたものでもある。

[0038] 光触媒体の表面には、光触媒能を有するチタニア薄膜を形成して、るので、このチタニア薄膜に紫外線ランプ力放射された紫外線が当たることでチタ-ァ薄膜が励起して光触媒体が活性ィ匕することとなる。

[0039] 活性化した光触媒体の表面では、紫外線ランプから放射された紫外線のエネルギ一 (h V )がチタ-ァ薄膜を構成する酸化チタン (TiO )を励起し、光触媒反応水生成

2

装置を満たしている水が、光触媒体に接触することで、活性酸素種が生じる。この励起した光触媒体に水が接触することで、活性酸素種が生じる反応を 1次反応と!/ヽぅ。

[0040] 1次反応は、次のような反応が行われていると考えられる。

[0041] TiO + h V → e— + h+VB

2

h+VB → h+tr

O + e—→0 ·—

2 2

O ·— +h+VB (h+tr)→ O

2 2

OH" + h+VB→HO - 次いで、 1次反応で生じた活性酸素種は、高い反応性を有しているため、活性酸素種同士や、水中に溶解している物質やイオンと反応を起こし、更なる生成物を生じさせる。ここで、 1次反応で生じた活性酸素種が、水中に溶解している物質やイオンと起こす反応を 2次反応という。

[0042] そして、 2次反応では、例えば次のような反応が起こっていると考えられる。

[0043] O²— + O²— + 2H+→ H 0 + 0 (過酸化水素水の生成）

2 2 2

他のイオンの含有されていない超純水を除き、通常の環境中に存在する水は、微量の元素イオンを含んだ状態にあるものと考えられる。特に水道水などは塩素殺菌が施されて、るため、下記のような 2次反応が起こって、るものと考えられる。

[0044] HC1+ 0 ·— +OH—→C10 + H O (亜塩素酸の生成）

2 2 2

C10 + 20H"→ HOC1 + H 0 (次亜塩素酸の生成）

2 2

また、河川や海水などの生物が存在する環境では、アンモニアが含有されており、同様に下記の 2次反応が起こって、るものと考えられる。

[0045] NH + OH—→NO— + 2H 0 (酸化窒素イオンの生成）

3 2

上述の反応以外にも、さらに多くの 2次反応が行われているのは勿論である力このようにして生成された 2次反応物もまた、 1次反応生成物 (活性酸素種)と同様に、光触媒反応水の除菌効果や駆虫効果を生起する物質である。

[0046] 特に接触させる水を海水や所定の物質を溶解した水溶液とした場合には、これらの 2次反応物を多種類に亘つて生成させることができる。

[0047] しかし、従来までの方法では、光触媒体よりの活性酸素種の拡散が十分に行われなかったため、光触媒体表面で生じた活性酸素種を、媒体を介することなく直接作用させて、光触媒体表面に付着している微生物のみを除菌したり、励起した光触媒の表面に寄生虫が着生しないとその効果が発現しな力つた。本発明は、光触媒体から離れた場所でも、活性酸素種による除菌'殺菌'駆虫'駆除効果を享受することができるようにしたものである。以下において、前述のように媒体として機能し、活性酸素種を含有する水を光触媒反応水とヽぅ。

[0048] また、ここで光とは、可視光に限定されるものではなぐさらに波長の短い紫外線も含む概念である。 [0049] また、光触媒体を励起させるための光源は、太陽光及び Zまたは人工光を利用することができる。たとえば、太陽光を用いた場合は、光触媒体を励起させるための費用を削減することができ、し力も人工光で得られるより強、紫外線エネルギーを光触媒体へ照射することが可能となる。なお、水中に配設した光触媒体に光を照射する場合には、光ファイバ一やプリズム等の反射体を利用し、太陽光や人工光を水中に導!、て、水中で光触媒体に直接照射するようにしても良！、。

[0050] 光触媒体は、ルチル型やアナターゼ型の結晶相を有する酸ィ匕チタン (チタ-ァ）とすることができる。

[0051] この酸ィ匕チタンを用いた光触媒体は、繊維状の担体にチタユアでディップコーティングを施すことにより、表面積を拡大させた高効率の光触媒体としても良い。

[0052] ここで、繊維状の担体は、例えば 1000番台〜 7000番台等のアルミニウムを含む金属（以下、アルミニウム系金属ともいう）を好適に用いることができる力このアルミ-ゥム系金属を加熱して形成したアルミナ金属繊維体とすることにより、担体にチタニアが緻密にコーティングされることとなるので、さらに耐久性を向上することができる。

[0053] このアルミナ金属繊維体は、担体を形成するアルミニウムを含む金属を所定の温度まで 5°CZ分の割合以下で加熱し、その後前記金属製繊維体の融点直前まで加熱して形成しても良い。

[0054] ここで、前記所定の温度は下記の計算式で算出することができる。

[0055] 所定温度 (°C) =アルミニウムを含む金属の融点温度 (°C) ÷ 2

さらに詳しく説明すると、表面がアルミナで覆われた金属製繊維体を担体として、チタニア薄膜を形成すべくディップコーティング力卩ェに供すると、チタ-ァがアルミナ被膜上に緻密に薄膜を形成することが可能となり、ムラなくチタ-ァ薄膜を形成することができる。ムラのないチタ-ァ薄膜が紫外線で励起すると、光触媒反応をより効率的に行うことができるため、活性酸素種をより多く発生させることができる。

[0056] ここで金属製繊維体のアルミナ被膜は、アルミニウム系金属繊維を 5°CZ分の割合以下で融点の約半分の温度に至るまでゆっくり加熱して表面を酸ィ匕させた後、融点直前まで加熱してより深層までの酸ィ匕を行、、アルミナ繊維としての機能を充分に発揮する人工酸化皮膜を形成するようにしている。なお、アルミニウム系金属とは、アルミニゥムと、アルミニウム合金との両者を示すものである。

[0057] すなわち、金属製繊維体をアルミニウム系金属の融点の約半分の温度までの加熱で形成した酸ィ匕膜を用いて金属製繊維体を保護しながら、融点直前まで加熱し、均質なアルミナ被膜を形成しているものである。さらに、金属製繊維体を構成しているァルミ-ゥム系金属の融点以上にまで加熱することにより金属製繊維体は極めて安定ィ匕された酸ィ匕被膜を形成することができる。したがって、この金属製繊維体にチタ- ァ薄膜を形成した場合に、このチタ-ァ薄膜と金属製繊維体との密着性を高めることができる。

[0058] また、アルミニウム系金属の融点の約半分の温度に至るまで加熱して酸ィ匕膜を形成し、この酸ィ匕膜により金属製繊維体を保護しながら、融点直前まで加熱し、その後さらに融点を越えて焼成した金属製繊維体は、アルミナの融点近傍まで温度上昇しても繊維形態の維持が可能であり、繊維の能力としてアルミナ繊維としての機能を示すようになる。光触媒体にルチル型光触媒反応を生じるルチル型繊維とするためには、ディップコーティングカ卩ェ工程で、繊維をアルミニウム系金属の融点を超える 750 °C以上に焼成する必要があるが、この均質なアルミナ被膜を形成している極めて安定したアルミナ金属製繊維体は繊維形態を維持しながら、チタ-ァ薄膜との密着性の高いルチル型チタ-ァ繊維を作ることが可能である。

[0059] このように、チタニア薄膜と、金属製繊維体との密着性を高めることで、超音波環境中でもチタニア薄膜が金属製繊維体から剥離することなぐ十分な耐久性を有する光触媒体とすることができる。

[0060] このようにアルミニウムを含む金属力なる繊維体を加熱してアルミナ金属繊維体を形成することにより、緻密なアルミナ被膜を有するアルミナ金属繊維体とすることができるため、光触媒体の耐久性や触媒効率をさらに向上させることができる。

[0061] ここで、活性酸素種を水に拡散させるための手段は、例えば、超音波を利用することがでさる。

[0062] ここで用いる超音波振動子の効果は、投与された空気および酸素を還流中の水と混濁させ、溶存酸素濃度を高め、より細力な気泡状とした上で光触媒体繊維に表面に接触させ、光触媒反応により生じる活性酸素種の生成をよりスムーズに行うことが可能となるば力りで無ぐ光触媒繊維体上で惹起された光触媒反応により生じた電子を、容易に遊走可能とすることができる。

[0063] またこの電子により光触媒繊維上で生成された活性酸素種は、繊維表面を流れる水の流速が、繊維が超音波振動により高速で移動することにより飛躍的に高まるため、水中に放出される事が可能となる。すなわち、これらの超音波は、光触媒体からの活性酸素種の遊離を促進すると共に、超音波と紫外線の波長の相互干渉作用により互ヽに反応を増強させて、る可能性が推測される。

[0064] なお、ここでは高周波超音波（一般に 500kHz以上と、われて、る）を生じさせる霧化用超音波振動子を使用している。この霧化用超音波振動子から発生する高周波超音波振動は、繊維の洗浄能力は低いものの、光触媒反応で生じる電子や活性酸素種等を水中へ振り払う程度の力は十分有している。

[0065] また、使用する超音波は中周波超音波（100 500kHz)を使用するようにしても良い。中周波超音波を使用することにより、繊維状の光触媒体に超音波が当たった際に、音波の回折性が高まり、密閉容器内での水の撹拌がさらに強めることができ、光触媒体力活性酸素種を効率良く遊離させることができる。し力も、この中周波超音波の作用により、繊維へ付着した汚れ成分等の比較的分子量の大きな物質に対する洗浄効果を生起させることもできる。但し、 100kHz以下の超音波は、光触媒体の変形や、光触媒体に形成した触媒反応面の剥離損傷を生じさせるおそれがあるので、使用しない方が好ましい。

[0066] また、活性酸素種を水に拡散させるための手段は、光触媒体を機械的に動かすようにしても、効率良く活性酸素種を水に含ませることができる。

[0067] これらの超音波は、光触媒体 20からの活性酸素種の遊離を促進すると共に、超音波と紫外線の波長の相互干渉作用により互！、に反応を増強させて！/ヽる可能性が推測される。

[0068] 光触媒反応水生成装置では、光触媒反応による殺菌作用を生起する部位 (例えば光触媒体の近傍)の上流または下流または同位置において、殺菌灯による 254 265 の波長の紫外線を併用して照射しても良!ヽ。

[0069] すなわち、光触媒体に供給する水を殺菌灯で処理しても良ぐ光触媒体によって得られた活性酸素を含む水を殺菌灯で処理しても良ぐ光触媒体が反応している近傍で殺菌灯による処理を行っても良い。

[0070] 換言すれば、光触媒体に接触させる水や光触媒反応水や光触媒に接触してヽる水に 254〜265nmの波長の紫外線を照射しており、それぞれの水の中の微生物に細胞膜蛋白変成を生じさせ、生成した光触媒反応水中の微生物や細菌に対する殺菌効果や寄生虫に対する駆虫効果を高めることができる。

[0071] 元来、殺菌灯による微生物の細胞膜変成は紫外線による微生物の DNAに変異障害とされているが、それは、紫外線照射の中断により、核酸は修復再生され、いわゆる光回復を生じ、細菌は再生復活するとされている。

[0072] この作用機序について更に詳説すると、 DNAの変異障害は、特に DNAの塩基配列上にチミン (thymine)が同一鎖内で 2個連続して存在する部位に起こることが知られている。

[0073] すなわち、チミンを構成するピリミジン環中の炭素 2つと、隣り合うチミンのピリミジン環中の炭素 2つとが、紫外線のエネルギーによりそれぞれ結合して、矩形状のシクロブチル環を形成しチミン 2量体となる。

[0074] このチミン 2量体が存在すると DNAの立体構造がゆがめられることとなり、複製の際に複製フォークの進行が妨げられて、 DNAの複製に誤りが生じやすくなる。また、このようなシクロブチル環は、微生物が紫外線の照射を受けることで、 DNAの塩基配列上で至る所に発生することとなり、微生物は適正な生命活動の維持が困難となる。これらの反応は、 DNAの紫外線障害として広く知られており、特に水中で起こりやすい反応ではなぐ空気中でも生じるものである。また、人体への影響としては皮膚ガンの発生原因として扱われており、また、眼の水晶体や角膜の混濁を生じるとされている。

[0075] ところで、紫外線の照射によって微生物の DNA上に生じたこのシクロブチル環は、微生物が持つ PR酵素（photoreactivating enzyme)により可視光のエネルギーを利用してシクロブチル環を壊裂し DNAが修復される、 V、わゆる光回復が起こることが知られている。この光回復が起こると、シクロブチル環を形成していたチミン 2量体は、もとの 2つのチミンに修復されてしま、、微生物は再生し生存し続けてしまうこととなる。

[0076] しかし、 DNA障害を受けた菌体ゃ弱った微生物は、光触媒反応水生成装置に供給され、光触媒体で発生する活性酸素種と接触することで、菌体を酸化分解され、弱つた微生物に致命的なダメージを与えて確実に水中の微生物を殺菌することができる

[0077] 殺菌灯の併用により障害を受けた微生物の細胞膜は、光触媒反応水による酸化変成をうけ、夾膜などの強い細胞膜を有する細菌に対しても、強い殺菌力を示し、核酸障害は恒久化し、光回復も発現することが出来なくなる。

[0078] 特に水槽などに光触媒反応水生成装置を設置して循環系を構成した状態で、より衛生的な光触媒反応水とすることができる。

[0079] また、光触媒体に供給する水は、酸素、空気、オゾンの少なくともいずれか 1種を水に接触させて生成することを特徴とする。また、酸素発生剤を水に接触させて生成した酸素濃度を高めた水を用いても、光触媒反応を助長することができ、効率良く水に活性酸素種を含ませることができる。

[0080] ところで、本発明に係る光触媒反応水生成装置は、特に、微生物の殺菌を必要とする分野や、魚体の寄生虫の駆虫を必要とする分野、アメーバなどの原虫類の駆除を必要とする分野において、その絶大な効果を発揮する。そこで、以下において、除菌'殺菌 ·洗浄用途と、駆虫用途に大別してそれぞれの特徴について述べる。

[0081] まず、はじめに除菌用に構成した光触媒反応水生成装置 (以下、除菌用光触媒反応水生成装置ともいう。 )について述べる。

[0082] この除菌用光触媒反応水生成装置によれば、生成した光触媒反応水に微生物を接触させて除菌殺菌することにより、微生物を効果的に除菌殺菌することができる。

[0083] この殺菌方法は、光触媒反応水に微生物を接触させることができれば特に限定されるものではなぐ水と共に微生物を除菌用光触媒反応水生成装置に供給して、装置内部で微生物を活性酸素種に接触させて殺菌するようにしても良い。

[0084] また、除菌用光触媒反応水生成装置は、生成した水を洗浄対象物に接触させるベく洗浄装置を構成することで、除菌および殺菌に加え有機物の分解を行うことができ、微生物的な汚れは勿論のこと、見た目の汚れ等も落とすことができる。

[0085] ここでヽぅ洗浄対象物は、例えば入れ歯、医療器具、食器、野菜、精密機器、トイレ、布地、種籾等が挙げられる力特にこれらに限定されるものではない。 [0086] 次に、駆虫用の光触媒反応水生成装置 (以下、駆虫用光触媒反応水生成装置ともいう。）について述べる。

[0087] 本発明に係る光触媒反応水生成装置は、光源からの光を光触媒体に照射して生じた活性酸素種を水中で拡散することにより、水に活性酸素種の機能を付与し、この水による酸ィ匕反応を利用した魚の寄生虫の駆虫を行うことのできる駆虫用の光触媒反応水生成装置を提供するものでもある。

[0088] すなわち、前述の除菌用光触媒反応水生成装置と同様に、光触媒反応水を寄生虫に接触させて、魚に付着 ·寄生して!/、る寄生虫の駆虫を行うようにしたものである。

[0089] ここで駆虫用光触媒反応水生成装置で用いる水は特に限定されるものではなぐたとえば、淡水、海水、浄水を問わず使用することができる。

[0090] 魚の寄生虫の駆虫を行うことのできる駆虫用光触媒反応水生成装置には、殺菌効果を生起可能な殺菌灯を備えることができる。

[0091] ところで、これらの魚の寄生虫の駆虫を行うことのできる駆虫用光触媒反応水生成装置は、水槽などの容器に付設しても良ぐまた、例えば生け簀などを大きな水槽に見立てて、生け簀全体を魚の寄生虫の駆虫を行うことのできる駆虫用光触媒反応水生成装置としても良い。

[0092] すなわち、前者の例によれば、例えば、水と魚を収納した水槽に、魚の寄生虫の駆虫を行うことのできる駆虫用光触媒反応水生成装置を付設することにより、水槽内の水を、駆虫用光触媒反応水生成装置に供給し、活性酸素種を含んだ水を再び水槽へ戻すことで、活性酸素種を含んだ水と魚とを接触させて、魚体の寄生虫を駆虫することがでさる。

[0093] また、後者の例によれば、例えば、海に張設した生け簀にシート状の光触媒体を浮遊させ、太陽光で光触媒体を励起させるとともに、波の力で光触媒体を動力して、光触媒体に生じた活性酸素種を海水中に拡散する構成として魚体の寄生虫を駆虫することがでさる。

[0094] この場合、光触媒体の形状は特に限定されるものではなぐ無端状としたループ状のシート体であって、このシート体を駆動ローラーと、従動ローラーとに掛け回して回転自在とし、表裏反転を容易とするように構成しても良い。 [0095] 本発明に係る魚の寄生虫の駆虫を行うことのできる駆虫用光触媒反応水生成装置を利用することにより、魚に寄生する寄生虫を駆虫する駆虫方法によれば、魚体の肌に生するノヽダムン (Lepeophtheirus saimonis、 Benedenia seriolae、 Benedenia sku、 Neobenedenia girellae、 Entobdella soleae等)、魚体の ϋに寄生するエフムシ (Heterra xine Heterocerca、 Zeuxapta japonica、 Bivagina tai、 Heterobothrium okamotoi、 Heter obothrium tetrodonis、 Neoheterobotnnum hirame、 Neoheterobothrium affine等)などの外寄生虫を駆虫することができ、これらの寄生虫に由来する魚の病気を予防したり、、治療することがでさる。

[0096] この際、水温を、駆虫対象の魚の育成環境水温度の ± 5°C以内、好ましくは ± 3°C 以内に調節しながら、駆虫を行うことにより、効率良く寄生虫の駆除を行いながらも、温度による負担を魚にかけることなく駆虫することができる。

[0097] また、水中溶存酸素濃度を 12mg/L以下、好ましくは 10mg/L以下に調節することで、駆虫対象の魚が酸素障害によって衰弱するのを防ぎつつ、光触媒体と酸素との接触効率を向上させて駆虫効果をより好適に引き出すことができる。

[0098] 以下、本発明について、実施例を示しながら更に詳細に説明する。

実施例 1

[0099] まず、図 1に除菌用光触媒反応水生成装置と、駆虫用光触媒反応水生成装置との両方に転用可能な、本実施例に係る光触媒反応水生成装置 1を示す。水槽 33には、あらかじめ水 31が収納されており、この水 31は、水 31中に浸漬した給水ポンプ 32を駆動させることにより、給水管 3を通って光触媒反応水生成装置 1に送られるようにしている。

[0100] そして、光触媒反応水生成装置 1で処理された水 31は、活性酸素種を豊富に含んだ光触媒反応水となって、排水管 10を通り、排水口 11から流下して再び水槽 33内に戻るように構成している。

[0101] 次に、光触媒反応水生成装置 1のさらに詳細な構成について図 2〜4を用いて説明する。

[0102] 光触媒反応水生成装置 1は、図 2に示すように上部開口を有する箱状の容器本体 7と、容器本体 7の上部開口を密閉するように閉塞する蓋体 8とからなる密閉容器 6を有している。

[0103] この密閉容器 6を構成する素材は特に限定されるものではなぐ金属製、榭脂製、プラスチック製などとすることができる力好ましくは紫外線照射によって劣化しにくい素材や、水や海水によって腐蝕されにくい耐蝕性を備える素材とすることが良い。このような素材で容器本体 7や蓋体 8を形成することにより、光触媒反応水生成装置 1 の寿命を長くすることができる。図中では、密閉容器 6をプラスチックで形成している。

[0104] また、容器本体 7の上部側面には、密閉容器 6内部で生成した光触媒反応水を取り出すための排水ホース接続部 40を設けている。一方、容器本体 7の下部側面には、外方へ伸延するように設けた給水管 3を備えており、この給水管 3の開口端部は、密閉容器 6内部へ水を供給するための給水口 2としている。なお、図 1ではこの給水口 2 に給水ポンプ 32を接続して、光触媒反応水生成装置 1に水 31を送り込むようにしてヽる。なお、本実施例では、給水ポンプ 32は（ィ一口力 PF-380、流量 6.2L/min)を使用した。

[0105] そして、給水管 3の中途部には、酸素を含む気体を通気可能とした中空状の酸素供給管 4を接続し、この接続部分を酸素供給部 5として、る。

[0106] ここでは、水に酸素を供給する手段として、酸素供給管 4を給水管 3に接続することにより、給水管内の水流で水中に酸素を効率良く拡散するようにしているが、光触媒反応水生成装置 1に供給する水 31に酸素を含ませることができれば特に限定されるものではなぐたとえば酸素供給管 4を光触媒反応水生成装置 1内に直接接続するようにしても良い。

[0107] また、酸素供給管 4を通気する気体は、空気やオゾンであっても良ぐ好ましくはさらに酸素濃度が高い気体が良い。水中に供給する酸素濃度が高いほど、効率良く水中に酸素を含有させることができ、光触媒体での活性酸素種の発生量を増加させることができる。

[0108] さらに、水 31の溶存酸素濃度を高める方法としては、例えば水と反応して発泡することにより、その気泡中に酸素を生じさせる発泡剤などを使用することができる。

[0109] 容器本体 7の下部側面には、活性酸素種を水中に拡散させる拡散手段として超音波発振器 12を配設しており、この超音波発振器 12は、密閉容器 6内に設けた超音波振動子 22 (2.4MHz霧化用振動子）と接続している。なお、ここでは高周波超音波（一般に 500kHz以上と、われて、る）を生じさせる超音波振動子を使用して、るが、中周波超音波（100kHz〜500kHz)を使用するようにしても良!、。

[0110] これらの超音波は、光触媒体 20からの活性酸素種の遊離を促進すると共に、超音波と紫外線の波長の相互干渉作用により互！、に反応を増強させて！/ヽる可能性が推測される。

[0111] また、本実施例 1では、拡散手段として超音波を用いて、水 31を介して光触媒体 20 を間接的に振動させ、活性酸素種を拡散するようにしているが、これに限定されるものではなぐたとえば、密閉容器 6内で光触媒体 20を直接的に動力しても良ぐまた、密閉容器 6内の水 31を撹拌して水流を生じさせるファン (撹拌翼)などを配設して、活性酸素種を拡散させるようにしても良、。

[0112] 蓋体 8には、密閉容器 6の内部へ光を照射する光源として、蓋体 8を貫通するように紫外線ランプ 9 (東芝ライテック社製 EFD15BLB,ピーク波長 352nm,紫外線出力 1.8 W)を挿入しており、この紫外線ランプ 9に通電することで密閉容器 6内部に備えた後述の光触媒体 20へ紫外線を照射可能としている。また、この紫外線ランプ 9の通電部は空気中にあるため、発光部を水に水没させても、漏電等の事故の恐れが無い。

[0113] この紫外線ランプ 9は、ブラックライトなどが使用可能である力 350〜370nmの波長の紫外線、さらに好ましくは 364應の波長の紫外線を効果的に放射する紫外線ランプ 9であればよぐ特にブラックライトに限定されるものではなぐ紫外線を放射可能な LEDやキセノンランプなどとすることもできる。また光源を太陽光とした場合は、太陽光に含まれている、多量の紫外線を光触媒体へ照射することが可能となり、光フアイバーやプリズムを用いて光を水中に導き、光触媒体 20へ照射することも可能である。また、光触媒体 20がルチル型 (可視光応答型)光触媒体であれば通常の可視光線光 (室内照明灯)でも光触媒反応を惹起することが可能なため、光ファイバ一やプリズムを用いて光を水中に導き、光触媒体 20へ照射することも可能である。

[0114] 次に、密閉容器 6の蓋体 8をはずし、容器本体 7の上部開口から内部を見た状態を図 3に示し、光触媒反応水生成装置 1の断面を図 4に示す。

[0115] 容器本体 7の内面側の底部には前述の超音波発振器 12に接続した超音波振動子 22が水に接触するように配設しており、この超音波振動子 22の上部には筒状とした光触媒体 20を配設している。この光触媒体 20は、図 4に示すように、蓋体 8で容器本体 7を閉塞した際に紫外線ランプ 9の発光部 41を囲繞するように配設して、る。それゆえ、紫外線ランプ 9が放射した紫外線を、光触媒体 20を励起するためのエネルギ一として効率良く利用することができる。

[0116] ところで、紫外線ランプ 9から照射され、光触媒体 20をすり抜けた紫外線は、容器本体 7や蓋体 8に当たることとなる。

[0117] ここで、この容器本体 7と、蓋体 8との外周面は紫外線等の光を反射可能とした反射材 13で覆っている。

[0118] したがって、容器本体 7や蓋体 8に到達した紫外線は、反射材 13によって容器本体 7の内方 (すなわち、光触媒体 20の方向）へ反射され、光触媒体 20を励起させることとなり、紫外線ランプ 9より照射された紫外線を光触媒体 20の活性ィ匕エネルギーとして無駄なく利用することができる。

[0119] この反射材 13は光を反射できる素材、特に紫外線を反射できる素材が好ましぐたとえばアルミニウム箔を用いることができる。

[0120] また、本実施例では、反射材 13は容器本体 7と、蓋体 8との外周面に貼設している力内周面に貼設するようにしても良ぐ密閉容器自体を反射材 13と同様の機能を有する素材で構成しても良い。特に、密閉容器 6がプラスチック製ゃ榭脂製である場合は、密閉容器 6の内壁に反射材 13を設けることで、密閉容器 6が受ける紫外線量を減らすことができ、紫外線によるプラスチックゃ榭脂の劣化や変性を防ぐことができる。

[0121] また、光触媒体 20は、アルミナ金属繊維体の実質的全表面を、チタニア薄膜で被覆したものとしており、紫外線ランプ 9から放射された紫外線を受けることで、チタ-ァ薄膜が励起可能となるようにして、る。

[0122] なお、本実施例 1では、光触媒 (チタ-ァ)の担体を金属製繊維体としているが、これに限定されるものではなぐ有機及び Z又は無機材料で構成した多孔質体とすることができ、たとえば、ガラス製繊維体や、セラミックス製繊維体や、不織布の表面にチタ-ァ薄膜を形成することにより光触媒体 20としても良い。ここで、多孔質体とは、繊維体の集合であるウール状のものも含む概念である。 [0123] 次に、給水口 2から供給された水が活性酸素種を含んで排水口 11から取り出されるまでの流れを以下に説明する。

[0124] すなわち、給水口 2から供給された水 31は、給水管 3を流れて酸素供給部 5に達する。酸素供給部 5には、酸素供給管 4が接続されており、酸素供給部 5に達した水 31 と酸素供給管 4によって送り込まれた酸素とが混合されることとなる。

[0125] このようにして水 31と混合された酸素は、水 31に溶け込んで水中の溶存酸素濃度を上昇させ、細かな気泡となり密閉容器 6内に送り込まれる。密閉容器 6内部に到達した気泡は、超音波振動によりさらに微小な気泡となり、水 31中の溶存酸素濃度をさらに上昇させ、また残存した微小な気泡は光触媒体 20に衝突し、弾けて高周波の超音波を発生させる。この超音波は、光触媒体 20を直接'間接的に振動させ、活性酸素種の遊離を促進させる一助となる。

[0126] 溶存酸素濃度が上昇した水 31は密閉容器 6内部に到達し、密閉容器 6を満たしてくこととなる。

[0127] 一方、通電した紫外線ランプ 9からは、 350 370 の波長の紫外線が放射されることとなり、放射された紫外線は紫外線ランプ 9を囲繞している光触媒体 20に当たる。

[0128] 光触媒体 20の表面には、光触媒能を有するチタニア薄膜を形成して!/、るので、このチタ-ァ薄膜に紫外線ランプ 9から放射された紫外線が当たることでチタ-ァ薄膜が励起して光触媒体 20が活性化することとなる。

[0129] 活性化した光触媒体 20の表面では、紫外線ランプ 9から放射された紫外線のエネルギー (h v )がチタ-ァ薄膜を構成する酸ィ匕チタン (TiO )を励起しているので、密閉

2

容器 6を満たしている水 31が、励起した光触媒体 20に接触することで、活性酸素種が生じることとなる。

[0130] また、密閉容器 6中を満たしている水 31には、酸素供給部 5で酸素が混入されて溶存酸素濃度が高、状態となって、るので、光触媒体 20上に生じて、る電子 (e—)と水 3 1中に含まれる酸素との接触する効率を向上させることができる。

[0131] したがって、酸素を多く含んだ水 31が活性化した光触媒体 20に接触することで、盛んに光触媒反応が起こり、光触媒体 20表面に活性酸素種がより多く発生することとなる。 [0132] また酸素の混入に際して発生した細かな気泡は、金属繊維体に衝突する事により気泡が破裂し、超音波を発生し、金属繊維体を振動させ、金属繊維体上に発生した活性酸素種が金属繊維体より放出しやすくする。

[0133] 一方、通電した超音波発振器 12は、密閉容器 6の内部に配設した超音波振動子 22 を振動させて超音波を発生する。

[0134] ここで、この発生した超音波は、水 31や光触媒体 20を振動させることとなるが、特に、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1に備えた光触媒体 20は、金属製繊維の表面に光触媒 (たとえば、チタ-ァ）をコーティングし、ウール状の集合体とした金属製繊維体としている。

[0135] したがって、各金属製繊維の 1本 1本が有する表面積を集合した広大な表面積を備える金属製繊維体の表面力活性酸素種が生じるのと同時に、この発生した活性酸素種は速やかに超音波の振動によって光触媒体 20の表面力振るい落とされて大量に水 31中に遊離する。

[0136] そして、光触媒体 20の表面には即時に新たな活性酸素種が生じ、再び超音波の振動にあわせて振る!/、落とされ、また水 31中に遊離することとなる。

[0137] これが瞬時の間に幾度となく繰り返されることとなるため、極めて効率良く水 31中に活性酸素種を含ませることができる。

[0138] また光触媒体 20は、たとえば板状の光触媒と比較して、超音波の細かい振動に合わせて振動を起こしやすぐ光触媒体 20の表面からより容易に活性酸素種を遊離させることができる。

[0139] さらに、光触媒体 20に多量に存在する金属製繊維の末端部分は、超音波振動下で自由端として振る舞うので、光触媒体 20力効率良く活性酸素種を振るい落とすことがでさる。

[0140] し力も、光触媒体 20は、その担体として良好なチタ-アコ一ティングが可能なアルミナ繊維としているので、アルミナ表面でチタユアが比較的強固に結びついており、耐久性が高!、ことから、超音波環境下の水中におヽても実用性を保ちながら長期間の使用に耐えることができる。このことは、特に、金属を腐食させやすい海水中で用いた場合などにおいて、顕著に実用性を示すこととなる。 [0141] このように、光触媒体 20の特徴と、超音波との相乗効果により、光触媒体 20表面に生じた活性酸素種が、水中に容易に遊離して、多量の活性酸素種が水に含まれ、光触媒反応水を生じることとなる。

[0142] そして、給水口 2から連続的に供給される水 31によって、密閉容器 6内部の光触媒反応水は、密閉容器 6上部側面に設けた排水口 11から押し出されることとなるため、光触媒反応水を密閉容器 6内部から取り出すことができる。

[0143] このようにして生成した光触媒反応水に含まれる活性酸素種は非常に高い反応性と持続性を有しており、その強力な酸ィ匕分解力により微生物や寄生虫などに対して致命的な影響を速やかに与えることが可能となる。

実施例 2

[0144] 次に、実施例 1で説明した光触媒反応水生成装置 1を除菌用光触媒反応水生成装置として使用した場合について説明する。

[0145] すなわち、図 5に示すように、水槽 33内の水 31に浸漬した給水ポンプ 32と、光触媒反応水生成装置 1との間には、殺菌灯 24を備えた殺菌器 23を設けており、殺菌灯 24 力放射された紫外線を殺菌器 23の内部で循環する水 31に照射可能としている。

[0146] この殺菌器 23に備えた殺菌灯 24は、 245〜265nm、さらに好ましくは 256nmの波長の紫外線を放射可能としており、水中の微生物の DNAに変異障害によるダメージを与えて微生物を殺菌することができる。

[0147] また、光触媒反応水生成装置 1の壁面に施した鏡面や、遮光した配管は、この光回復を防止するという効果も有している。光回復を防止することで、 245〜265nmの波長の紫外線による微生物へのダメージを効率的に与えることができ、殺菌効果を向上することができる。

[0148] この光触媒反応水生成装置 1では、活性酸素種等が水中に拡散することとなるので、殺菌器 23で殺菌されずに細胞膜の損傷を受け衰弱して光触媒反応水生成装置 1に到達した微生物を、活性酸素種でさらに致命的なダメージを与えて殺菌することとなる。

[0149] なお、殺菌器 23は、光触媒反応水生成装置 1に連結管 26を介して配設しているが、これに限定されるものではなぐ除菌用光触媒反応水生成装置 1内に配設した光触媒体 20を励起するための光源 (たとえば、 350〜370nmの波長の紫外線を発生する紫外線ランプ 9)と共に、 245〜265nmの波長の紫外線を発生する殺菌灯 24を光触媒反応水生成装置 1内部に設置するようにして、光触媒反応水生成装置 1と殺菌器 23とを一体的に構成しても良ぐまた、光触媒体 20を励起可能な光と、殺菌可能な光とを同時に放射する光源を光触媒反応水生成装置 1内に設置するようにしても良!ヽ。

実施例 3

[0150] 次に、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1を用いて、実際に微生物の殺菌を行つた例を示す。

[0151] 本実施例では、光触媒反応水生成装置 1の構成や作動時間を違えて 5種の試験を行い、それぞれの結果について考察を行った。各試験の内容は次の通りである。

[0152] 〔試験 1〕光触媒反応水の除菌 ·殺菌能力につ!、ての検証 (酸素供給及び超音波照射なし）

〔試験 2〕光触媒体 20に照射する紫外線の波長を違えた場合の除菌 '殺菌効果の検証 (酸素供給及び超音波照射なし）

〔試験 3〕酸素供給と超音波照射とを併用した場合における除菌，殺菌効果の検証〔試験 4〕光触媒反応水の除菌 ·殺菌能力の持続時間につ!、ての検証

〔試験 5〕殺菌器を併用した場合における除菌，殺菌効果の検証

上記試験 1〜5の試験について、以下に詳細を述べる。

[0153] 〔試験 1〕光触媒反応水の除菌 ·殺菌能力につ、ての検証

図 1に示すように構成した光触媒反応水生成装置 1 (但し、酸素供給と超音波照射は行わない。）の水槽 33内に、 Staphylococcus aureus (黄色ブドウ球菌）、 Enterococc us faecalis (月昜球菌、 Bacillus cereus、 Escherichia coil (大月芴菌)、 Klebsiella pneumon iae (肺炎球菌）の 5菌種の生菌を懸濁し、菌の濃度が約 10⁶cfo/mlとなるように調製した。

[0154] このように構成した系において、水中ポンプ 32とブラックライト 9 (東芝ライテック株式会社製 EFD15BLB)に通電し、水中に送り込みながら 3時間に亘り水を循環させて、生菌数の経時変化を調査した。なお、本試験中において使用した水は注射用蒸留水 4Lを用い、光触媒反応水生成装置および回路および水中ポンプは事前に殺菌し、蒸留水で循環洗浄させたものを用いた。実験中の水温の変化はなぐ 28°Cで一定に保ちながら水を循環させた。図 6に 5菌種の寒天培地上での形態を示す。

[0155] 生菌数の調査は、血液寒天培地（トリプチケースソィァガー）上に経時的に採取した検体を散布し、その成長を観察した。また、グラム陽性菌を見やすくするため CNA ( Colistin-Nalidixic Acid：グラム陰性桿菌を抑制する薬物）を配合した血液寒天培地（コロンビアァガー）を用いた。このようにして血液寒天培地上に形成したコロニーの経時変化を図 7に示す。

[0156] 図 7の結果から、光触媒反応水は、水中に懸濁した 5種の菌すべてに対して、顕著な除菌*制菌効果を有することが示された。細菌投入後 30分にかけて増殖した細菌は、その後時間を追うごとにその数が減少した。ことに Enterococcus faecalis (腸球菌）は 3時間の時点で、ほぼ消失した。

[0157] 本試験 1の結果より、光触媒反応水生成装置 1に除菌*殺菌効果があることが確認された。しかしこの時点では、光触媒により惹起された活性酸素種が、光触媒体表面にて作用しているに過ぎず、水槽内の水を循環させることにより、光触媒体との接触機会を頻回に持たせることができ、殺菌効果が出現したものとも考えられた。そのため、この時点では光触媒反応水生成装置 1で生成した光触媒反応水に除菌 '殺菌効果があるとは言及できな!/、と判断した。

[0158] 〔試験 2〕光触媒体 20に照射する紫外線の波長を違えた場合の除菌 '殺菌効果の検証

次に、試験 1と同様の試験系において、光触媒体 20に照射する紫外線の波長を違えた場合にっ、て検証を行った。

[0159] すなわち、試験 1で使用した光触媒反応水生成装置 1に配設した紫外線照射ランプ 9を、チタ-ァ繊維体の有効紫外線をほとんど照射しな、青色光線を照射するブラックランプに置き換えて、細菌数の変化を観察した。温度変化はなく水温は 28°Cで一定温度で循環させた。

[0160] その結果、試験開始直後より細菌数は比較的緩や力な増加の一途をたどり、 45分後には全ての菌種が 10⁸cfo/mlを超え、観測不能の状態となった。通常、細菌の増殖速度は 20分で 2倍に増殖するとされる。この試験 2の結果において制菌効果も認められず、このことより光触媒反応水生成装置 1内の光触媒体には除菌，殺菌作用は認められな、ことが確認できた。

[0161] 上記、本試験 1および 2の結果より、光触媒反応水生成装置 1は光触媒反応による除菌 ·殺菌効果を惹起して、ることが示され、光触媒体による除菌殺菌効果ではな！、ことが確認できた。

[0162] し力しながら、その反応力は水中の生菌数を完全に除菌するためには、不十分であり、何らかの補助手段が必要と考えられた。

[0163] 〔試験 3〕酸素供給と超音波照射とを併用した場合における除菌，殺菌効果の検証次に、図 1に示すように構成した除菌用光触媒反応水生成装置 1の水槽 33内に、 St aphylococcus aureus、jt色ブトク球菌、 Enterococcus faecalis (月芴球菌)、 Bacillus cer eus、 Escherichia coli、人月暴、 Pseudomonas aeruginosa (緑膽菌)の 5菌種の生菌を懸濁し、菌の濃度が約 10⁶cfo/mlとなるように調製した。

[0164] このように構成した系において、水中ポンプ 32とブラックライト 9 (東芝ライテック株式会社製 EFD15BLB)と超音波発振器 12 (2.4MHz霧化用振動子）とに通電し、酸素供給部 5より純酸素を 250mlZ分で水中に送り込みながら 24時間に亘り水を循環させて、生菌数の経時変化を調査した。また、本試験 3は、試験 1と同様のプロトコールで行うこととし、細菌数の変化は、定時ごとに採取した水槽 33内の水をスパイラルプレータ一にて段階希釈してその生菌数の計測を行った。また実験 1同様、温度変化はなく水温は 28°Cで一定温度で循環させた。

[0165] 本試験 3の結果を表 1に示す。

[0166] [表 1]

表 1からもわ力るように、水中に懸濁した 4種の菌に顕著な除菌 ·殺菌効果が見られた。特に抗生物質耐性を獲得することで院内感染などの原因となりうる Staphylococcu s aureusや食中毒の原因となる Bacillus cereusは試験開始後約 1時間で死滅していること力、これらの細菌に対して効果が高いことが示された。し力も、 Bacillus cereusは芽胞性細菌であることから、一般に死滅させにくいとされているにもかかわらず、芽胞にも有効に殺菌効果が現れることが示唆された。

併せて、病原性大腸菌 0-157等が属する Escherichia coliにつ!/、ても、速やかに死滅し、再度増殖を開始することはな力つた。

[0168] 一方、 Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌）は、、つたんは菌数の減少が認められた力その後次第に菌数が増加する現象が見られた。また、試験系に混入した夾膜を有する細胞膜の厚いグラム陰性菌についても、菌数が次第に増加する傾向が見られた。

[0169] このように、酸素投与と超音波振動の相乗効果により光触媒反応水は、 Staphyloco ecus

aureus ( 色ブドウ球菌)、 Enterococcus faecalis (月昜球菌)、 Bacillus cereus、 Eschen chia coli (大腸菌）、に対して強力な殺菌力を付与されることが実証され、し力も、 Pseu domonas aeruginosa (緑膿菌）やグラム陰性菌に対しては、その細菌増殖を抑える制菌カを持つことが示された。

[0170] 〔試験 4〕光触媒反応水の殺菌能力の持続時間についての検証

つぎに、光触媒反応水の除菌効果がどの程度持続するのかを検証すベぐ光触媒反応水生成装置 1を 1時間作動した後、光触媒反応水生成装置 1を停止して水槽 33 へ菌体を懸濁し、その菌数の経時変化を追うことで、反応継続時間の推測を行った。

[0171] 本試験 4でも、試験 3と同様に光触媒反応水生成装置 1を水槽 33に配設し、 Staphyl ococcus aureus ( 色フドウ球菌)、 Enterococcus faecalis (月昜球歯)、 Escherichia col 大腸菌）、 Pseudomonas aeruginosa (緑膿菌)の 4菌種の生菌の濃度が約 10⁶cfo/mlとなるように調製した。本試験 4の結果を表 2に示す。

[0172] [表 2]

o o o o o o o o o o o

o o o o R

o o

<R o o

o o

< o o o o

m

<

o o o o o o o o o

S

μ

S

表 2からもわ力るように、光触媒反応水の作用は菌種によって異なるが、 1時間程度継続する可能性が示唆された。

[0173] この実験では、細菌が循環している時間は光触媒反応は惹起されておらず、光触媒反応水生成装置 1にて 1時間作動することにより生成された光触媒反応水による殺菌作用であり、このことより光触媒反応水のもつ強力な殺菌能が証明され、またその作用時間も 1時間程度継続する可能性が示唆された。

[0174] 〔試験 5〕殺菌器 23を併用した場合における除菌*殺菌効果の検証

次に、酸素供給及び超音波照射を行っている光触媒反応水生成装置 1において、さらにブラックライトや、紫外線を照射した場合での微生物の挙動について試験を行つた o

[0175] 本試験 5で使用した細菌は、試験 4と同様に Staphylococcus aureus (黄色ブドウ球、 Enterococcus faecalis (月芴珠！ ¾)、 Escherichia coil (大月芴菌)、 Pseudomonas aerug inosa (緑膿菌)の 4菌種の生菌を水槽 33に懸濁した。試験開始から 1時間は、水中ポンプ 32を稼働させながら、酸素の供給と超音波照射をおこなった。この時点では光触媒反応は惹起されておらず、回路内に投与された細菌は、保存による細菌のダメージより回復し、増殖することが可能となる。次いで、 1時間経過後、前述の状態を維持しながらブラックライトを点灯して光触媒体 20に光触媒反応を励起させるようにし、 3 時間光触媒反応による除菌 '殺菌作用の反応を観察した。そして、試験開始後 180分以降は、さらに殺菌器 23の殺菌灯 24を点灯し、その追加効果を確認した。表 3に本試験 5における各菌の生菌数の経時変化を調査した結果を示す。

[0176] [表 3]

= =

1

°

ここで表 3中の矢印は、各機器の稼働を示している。表 3に示す結果より、酸素投与および超音波作動による細菌の増殖抑制は認められな力つた。水温 28°Cで酸素の豊富な状況下で循環する事により、試験に用いた細菌はすべて増殖'活性ィ匕した。ブラックライト照射開始後もその増殖は直ちには抑制できずに、いったんはその数を増すものの、緑膿菌を除き、光触媒水に含まれる活性酸素種による酸化作用による細胞障害を受け、殺菌されることが再現性を持って示された。し力も、緑膿菌に対しては、光触媒反応のみにてもその増殖抑制が可能であり、殺菌灯併用開始直後より、その菌数は減少し、除菌 '殺菌しえた。 [0177] すなわち、試験 3で効果の少な力つた緑膿菌に関しては、殺菌灯を併用することにより制菌効果ではなぐ除菌ゃ殺菌することが可能となり、し力も、グラム陰性菌等の試験細菌以外の細菌が混入 ·増殖することなぐ新たな細菌の増殖の場とならなかつた事より、光触媒水と殺菌灯の間には相乗効果があるものと判断された。

実施例 4

[0178] 次に、本発明に係る光触媒反応水生成装置を、駆虫用光触媒反応水生成装置として利用した例について説明する。本発明に係る光触媒反応水生成装置は、魚等に寄生する寄生虫に対して優れた駆虫能力を発揮するものである。以下、駆虫用光触媒反応水生成装置の構成例及び同駆虫用光触媒反応水生成装置による駆虫効果につ!/、て検証した結果を示す。

〔駆虫用光触媒反応水生成装置の構成例〕

駆虫用光触媒反応水生成装置及び駆虫方法について、図 8〜14を用いて使用状態を示しながら説明する。

[0179] 図 8は水槽 133に駆虫用光触媒反応水生成装置 101を配設し、水槽 133中の海水 14

2を駆虫用光触媒反応水生成装置 101に循環させて、海水 142中に活性酸素種を含ませるように構成した状態を示して、る。

[0180] ここでは、給水口 102の先端部分に給水ポンプ 132を設置しており、この給水ポンプ

132を稼働させることにより、給水管 103を通じて、酸素を溶存させた海水を駆虫用光触媒反応水生成装置 101に供給することができる。

[0181] そして、駆虫用光触媒反応水生成装置 101に供給された海水には、紫外線ランプ 1

09から照射された紫外線により光触媒体 120が励起し、併せて、超音波振動子 122から超音波が発せられるため、光触媒体 120から活性酸素種が多量に遊離して、海水に活性酸素種が効率良く溶存することとなる。

[0182] この多量の活性酸素種が含まれる海水は、排水管 110を通り、排水口 11はり排出されて、再び水槽 133に流入する。

[0183] 水槽 133には、あら力じめ魚 145を収納しているので、駆虫用光触媒反応水生成装置 101から排出された活性酸素を含む水は、魚 145に付着している微生物や寄生虫などに影響を及ぼし、魚 145から寄生虫を駆虫することができる。なお、ここで魚 145は、成魚のみならず、稚魚や幼魚をも含む概念を示すものである。

[0184] なお、図 8では、 1つの水槽 133に 1台の駆虫用光触媒反応水生成装置 101を配設しているが、図 9に示すように、駆虫する魚 145の数や、水槽 133に収納した海水の量や、所望する海水中の活性酸素濃度に合わせて、駆虫用光触媒反応水生成装置 10 1を配設する台数を増やすようにしても良い。

[0185] また、図 9では、水槽 133に駆虫用光触媒反応水生成装置 101を並列して配設している力図 10に示すように、駆虫用光触媒反応水生成装置 101を連結管 126等を用いて直列に接続して配設するようにしても良い。この場合、 2台の駆虫用光触媒反応水生成装置 101を経て排水口 111から排出される水には、 1台の駆虫用光触媒反応水生成装置 101から排出される水と比較して活性酸素がより大量に含まれることとなるため、高濃度の活性酸素を含有する水を所望する場合には、好適に用いることができる。

〔駆虫用光触媒反応水生成装置の使用状態例 2〕

次に、光触媒反応を用いた駆虫用光触媒反応水生成装置に殺菌器を備えた場合について、使用状態を示しながら説明する。

[0186] すなわち、図 11に示すように、水槽 133内の水 131に浸漬した給水ポンプ 132と、駆虫用光触媒反応水生成装置 101との間には、殺菌灯 124を備えた殺菌器 123を設けており、殺菌灯 124から放射された紫外線を殺菌器 123の内部で循環する水 131に照射可能としている。

[0187] この殺菌器 123に備えた殺菌灯 124は、 245〜265nm、さらに好ましくは 256nmの波長の紫外線を放射可能としており、除菌用光触媒反応水生成装置の説明でも述べたように、水中の微生物の DNAに変異障害によるダメージを与えて微生物を殺菌することができる。

[0188] また、殺菌器と、殺菌器を経た水を駆虫用光触媒反応水生成装置 101に供給するための配管は、外部の可視光を遮断するようにして、る。

[0189] この駆虫用光触媒反応水生成装置 101の壁面に施した鏡面は、この光回復を防止するという効果も有している。光回復を防止することで、 245〜265nmの波長の紫外線による微生物へのダメージを効率的に与えることができ、殺菌効果を向上することができる。

[0190] そして、殺菌した菌体ゃ弱った微生物は、駆虫用光触媒反応水生成装置 101に供給されて、光触媒体で発生する活性酸素種などと接触することで、菌体を酸化分解したり、弱った微生物に致命的なダメージを与えて確実に水中の微生物を殺菌することができる。

[0191] このような機序により殺菌器 123で処理された水 131は、殺菌器 123と駆虫用光触媒反応水生成装置 101とを連結する連結管 126を通って駆虫用光触媒反応水生成装置 101〖こ供給されることとなる。

[0192] この駆虫用光触媒反応水生成装置 101では、活性酸素種等が水中に拡散することとなるので、殺菌器 123で殺菌されずに衰弱して駆虫用光触媒反応水生成装置 101 に到達した微生物を、活性酸素種でさらに致命的なダメージを与えて殺菌することとなる。

〔駆虫用光触媒反応水生成装置の使用状態例 3〕

次に、駆虫用光触媒反応水生成装置 101と殺菌器 123とを経て生成した活性酸素種を含む水を魚に接触させることで、魚に付着している寄生虫や微生物を除去した例を図 12に示す。

[0193] 水槽 133に 10リットルの海水 142を収納し、この水槽 133の上部に殺菌器 123を備えた駆虫用光触媒反応水生成装置 101を配設した。

[0194] 駆虫用光触媒反応水生成装置 101を 1時間に亘つて事前に稼働させて、海水温度

28°C、溶存酸素濃度 (DO)を 6.8mg/Lに調整した。この海水温度と溶存酸素濃度は、その後も一定に保つようにしながら試験を行った。循環する光触媒反応水の過酸ィ匕水素水濃度は常に 3ppm以下であった。

[0195] そして、表 4に示すように、試験の対象となる魚 145を泳がせた。

[0196] [表 4] 魚種体長盧里魚 1匹あたりの平均鰓虫数

カンパチ 14cm 40g

20匹

カンパチ 1 cm 40g

カンパチ I cm 40g

トラフグ測定なし 40g

30匹

トラフグ測定なし 40g

トラフグ測定なし 40g 表 4に示すように、水槽にはカンパチ 4匹とトラフグ 4匹を収納した。また、これらの魚 145のエラを事前に調査した結果、魚 1匹あたりの平均エラムシ数は、カンパチ 20匹とトラフグ 30匹であった。

[0197] そして、両水槽の駆虫用光触媒反応水生成装置 101を 2時間に亘り稼働 '循環させ後に、同装置を停止し、カンパチ 2匹とトラフグ 2匹を取り出し、魚 145のエラムシの状態を観察した。残るカンパチ 2匹とトラフグ 2匹は海の生け簀内へ戻し、 20時間後に魚 145のエラムシの状態を確認した。その結果を表 5に示す。

[0198] [表 5]

表 5に示すように、 2時間に亘つて駆虫用光触媒反応水生成装置 101を稼働させた、カンパチ 2匹とトラフグ 2匹の魚 145に付着していたエラムシの数は、終了直後は平均でカンパチ 17匹とトラフグ 15匹であり、寄生したエラムシの数は約半数になり、しかも寄生したエラムシの活動性は低下してヽた。

動作後 20時間経過した、残りのカンパチ 2匹とトラフグ 2匹の魚 45に付着していたェラムシの数は、平均でカンパチ 0匹とトラフグ 2. 5匹と著明に減少していた。

[0200] これらの結果から、駆虫用光触媒反応水生成装置 101で生成した活性酸素種を含む水は、過酸化水素水ではなぐまず、その海水を浄ィ匕し、ついでその浄ィ匕された水力魚 145に寄生したエラムシに対して極めて効果的に働いて、エラムシを駆虫したものと考えられた。

〔駆虫用光触媒反応水生成装置の使用状態例 4〕

次に、駆虫用光触媒反応水生成装置 101と殺菌器 123とを経て生成した活性酸素種を含む水を魚に接触させることで、魚に付着している寄生虫や微生物を除去した例を、図 12を用いて説明する。

[0201] 水槽 133に 30リットルの海水 142を収納し、この水槽 133の上部に殺菌器 123を備えた駆虫用光触媒反応水生成装置 101を配設した。

[0202] このような駆虫用光触媒反応水生成装置 101を備える水槽 133を 2台用意して、それぞれの駆虫用光触媒反応水生成装置 101を 1時間に亘つて稼働させて、海水温度 28

°C、溶存酸素濃度 (DO)を 6.8mg/Lに調整した。この海水温度と溶存酸素濃度は、一定に保つようにしながら試験を行った。また、実施例 5と同様に、循環する光触媒反応水の過酸ィ匕水素水濃度は常に 3ppm以下であった。

[0203] そして、表 6に示すように、試験の対象となる魚 145を泳がせた。なお、ここでは 2台ある水槽 133のうち、一方の水槽 133を水槽 Aとし、他方の水槽 133を水槽 Bとして説明する。

[0204] [表 6] 水槽魚種体長重量魚 1匹あたりの平均鰓虫数

カン Λ千 1 . Ocm 40g

カン/ チ 1 . Ocm 40g

カンパチ 21 . 5cm 1 l Og

水槽 A カンパ于 21 . 5cm 1 10g 20匹

カンパチ 21 . 5cm 1 10g

カン/くチ 21 . 5cm 1 10g

卜ラフグ測定なし 40g

カン / チ 14. Ocm 40g

カン / チ 21 . 5cm 1 10g

水槽 B カンチ 21 . 5cm 1 1 0g 20匹

カン/くチ 21 . 5cm 1 1 0g

カン/ チ 21 . 5cm 1 1 0g 表 6に示すように、水槽 Aにはカンパチ 6匹とトラフグ 1匹を収納し、水槽 Bには、力ンパチ 5匹を収納した。また、これらの魚 145のエラを事前に調査した結果、魚 1匹あたりの平均エラムシ数は、両水槽とも 20匹であった。

[0205] そして、両水槽の駆虫用光触媒反応水生成装置 101を稼働させて試験を開始した。ここで、水槽 Aは 4時間、水槽 Bは 6時間に亘り駆虫用光触媒反応水生成装置 101 を稼働させた後に、同装置を停止し、 20時間後の魚 145のエラムシの状態を確認した。その結果を表 7に示す。

[0206] [表 7]

表 7に示すように、 4時間に亘つて駆虫用光触媒反応水生成装置 101を稼働させ、 2 0時間経過した水槽 A内の魚 145に付着していたエラムシの数は、平均で 3匹であつた。

[0207] また、 6時間に亘つて駆虫用光触媒反応水生成装置 101を稼働させ、 20時間経過した水槽 B内の魚 145に付着して!/、たエラムシの数は、平均で 1匹であつた。

[0208] これらの結果から、駆虫用光触媒反応水生成装置 101で生成した活性酸素種を含む水は、魚 145に寄生したエラムシに対して極めて効果的に働いて、エラムシを駆虫することが可能であることを示唆して！/、る。

[0209] さらに、本結果において特に注目すべき点は、エラムシの寄生により衰弱した魚 145 であるにも関わらず、死魚が 1匹も出ていない点である。このことは、駆虫用光触媒反応水生成装置 101で生成した活性酸素種を含む水が、エラムシに対しては強力に駆虫効果を示しながらも、魚 145に対しては、非常に穏やかに作用し、殆ど悪影響を及ぼさな、ことを示唆して、るものと考えられた。

[0210] し力も、寄生虫に対する活性酸素種を含む水の駆虫効果は活性酸素種等によるものなので、寄生虫や微生物が耐性を獲得するおそれがなぐ長期に亘つて使用することができる。

[0211] また、寄生虫や微生物の駆除に使用した活性酸素種を含む水は、自然界に放流しても速やかに水や酸素などの物質に変化するため、環境に悪影響を与えるおそれがない。

[0212] 併せて、魚体や寄生虫、微生物などに付着した活性酸素種を含む水は、速やかに水や酸素などの物質に変化するため、魚に残留する薬剤の問題がなぐ消費者ィメージを低下させるおそれがな、。

[0213] このように、魚 145が生息している水中に活性酸素種を含む水を接触させて処理を行っても良いが、あらかじめ貯留した活性酸素種を含む水に、魚 145を所定時間浸漬するようにしても同様の効果を得ることができる。

[0214] また、強力な活性化酸素の侵襲を干渉するために、回路内へ徐放型炭酸カルシゥムゃ焼成した新世紀隆起珊瑚等を入れることもできる。

[0215] 併せて、水中に浮遊する夾雑物や、魚体力脱落したエラムシなどの寄生虫力光触媒体 120に付着して、活性酸素の発生効率が低下するのを防ぐために、給水ボンプ 132から駆虫用光触媒反応水生成装置 101へ供給される水の流路中にフィルターを設けるようにしても良い。

[0216] 本実施例では、魚 145が養殖魚である場合について述べてきた力この魚 145が観賞魚である場合においても、応用できることはいうまでもない。特に、一般家庭などで飼育している観賞魚などに駆虫用光触媒反応水生成装置 101を応用する場合には、定期的に水槽 133内に活性酸素種を含む水を供給したり、過剰な活性酸素種を含む水の供給を防止したりするために、紫外線ランプ 109の通電を制御するタイマーゃリミッターを備えるようにしても良い。このような構成とすることで、常時観賞魚の健康状態を良好に保つことができる。

[0217] し力も、紫外線ランプ 109への通電を遮断している場合には、酸素を豊富に含んだ水が排水口 111から水槽 133内に供給されることとなるため、魚 145の生育環境を良好に保つことができる。

〔駆虫用光触媒反応水生成装置の使用状態例 4〕

ここまで説明してきたように、駆虫用光触媒反応水生成装置は、水槽等に配設することで、水槽中に収納された魚に寄生している寄生虫を駆虫することができる力本実施例 6では、水槽全体を駆虫用光触媒反応水生成装置とした例について示す。

[0218] すなわち、図 13に示す駆虫用光触媒反応水生成装置 101では、寄生虫が寄生している魚 145と海水 142とを収納した水槽 133の底部に、図示しない超音波発振器に接続した超音波振動子 122と、水中ファン 151と、酸素供給部 105とを配設している。

[0219] また、水面 155には、シート状に形成した光触媒体 120を配設し、その上面には太陽 154から放射される太陽光 153があたるようにして、光触媒体 120を励起可能として、る

[0220] なお、この光触媒体 120は、担体を水に浮く素材としたり、また、光触媒体に浮きを付設することで水面 155に浮遊させることができる。

[0221] そして、海水 142中であって水槽 133の所定の位置には、反射体 152を配設することにより、太陽光 153を海水 142中に誘導し、光触媒体 120の裏面から太陽光を照射可能としている。

[0222] この反射体 152は、光を海水 142中に誘導して光触媒体 120の裏面から照射することができるものであれば特に限定されるものではなぐたとえば、光ファイバーゃプリズムとすることができる。

[0223] このような構成とすることで、駆虫用光触媒反応水生成装置 101は、太陽光 153を反射体 152で誘導することにより、光触媒体 120の裏面に光を照射して、光触媒体 120を励起させることとなる。

[0224] 励起した光触媒体 120は活性酸素種を生じることとなり、この活性酸素種は、水槽 13 3の底部に設けた超音波振動子 122から発せられる超音波や、水中ファン 151により海水 142中に拡散することなる。

[0225] 拡散した活性酸素種は、海水 142を媒体として、魚 145に付着している寄生虫に作用して駆虫効果を示すことができる。

[0226] ところで、駆虫用光触媒反応水生成装置 101をこのような構成で使用し続けていると、光触媒体 120の裏面 (反射体 152により光が照射される面）に生物や汚れが付着する場合が考えられる。特に、海水 142中には、海草の胞子や貝類の幼生が浮遊しているので、これらが光触媒体 120に着床し成育すると、光触媒体 120が受光可能な面積が減少してしまい、光触媒体 120による活性酸素種の生成が妨げられる。

[0227] そこで、図 13に示すシート状の光触媒体 120では、表裏反転することで、海草や貝類が付着して、な、面を水中に浸漬して、効率良く活性酸素種を生成することができる。

[0228] し力も、海草や貝類が付着している面は、太陽光線にさらされながら乾燥されて海草や貝類が死滅し、さらに、光触媒の代表的な効果のひとつである防汚効果によつてこれらの付着物が脱落することとなる。

[0229] このようにして付着物が脱落した面は、光触媒体 120を表裏反転することで、再び海水 142中に浸漬して効率良く活性酸素種を生じさせることができる。

[0230] また、この表裏反転操作をさらに容易にした例を図 14に示す。

[0231] 図 14は、図 13に示した駆虫用光触媒反応水生成装置 101とほぼ同じである力光触媒体 120の構成が異なって、る。

[0232] すなわち、図 14に示す駆虫用光触媒反応水生成装置 101では、水槽 133の底面に立設した 2本の支柱 163、 163の上に、平行杆 165を架設して支持部 166を形成し、この支持部 166を 2脚配設している。そして、所定間隔を隔てて互いに平行に架設した平行杆 165の一端に駆動ローラー 161を介設し、他端に従動ローラー 162を介設するとともに、無端状としてループ状とした光触媒シート体 167を駆動ローラー 161と従動口一ラー 162とに掛け回して、この光触媒シート体 167を回転自在として、る。

[0233] また、平行杆 165は、海水 142の水面 155に配設して、光触媒シート体 167の約半分が海水 142に浸漬するようにし、残りの約半分が水面 155上に露出するようにして、る

[0234] したがって、駆動ローラー 161を稼働させることにより、光触媒シート体 167は自在に回転することとなるので、海草や貝類が付着した面を容易に水面上に露出させることができ、また、水面 155上で付着物を脱落させた面を水面 155下に引き込んで、海水 1 42〖こ浸漬させることができる。 [0235] これにより、光触媒シート体 167からは効率良く活性酸素種が生じることとなり、魚 15

4に付着している寄生虫を駆虫することができる。

[0236] なお、図 13及び図 14では、水槽 133を用いて駆虫用光触媒反応水生成装置 101を構成している力これに限定されるものではなぐたとえば、水槽 133に代えて海水中に張設した漁網で形成した生け簀とすることにより、魚の養殖を行いながら、大量の魚を駆虫することができる。

[0237] この場合、生け簀を形成する漁網もまた、光触媒の機能を付与して光触媒体 120とすることができる。

[0238] 特に、魚の寄生虫は、多くの場合において、生け簀の漁網により媒介されて他の魚に感作することとなるので、漁網に光触媒能を付与して光触媒体 120とし、光を照射することにより、寄生虫の感作経路を容易に断ち切ることができる。

[0239] また、図 13及び図 14では、光触媒体 120や光触媒シート体 167を励起させる光は、太陽 154から放射された光としているが、先述の実施例に示したように、光触媒体 120 や光触媒シート体 167を励起させる光の光源を、例えばブラックライトの如ぐ少なくとも 350〜370應の波長を含む紫外線を放射可能な光源としても良いことはいうまでもない。

[0240] 上述してきたように、本発明に係る光触媒反応水生成装置によれば、別途薬剤等を用いることなぐし力も、環境に負荷を与えずに、省電力でコンパクトでありながら効率良く魚体の寄生虫を駆虫することができる。

実施例 5

[0241] 本発明に係る光触媒反応水生成装置は、実施例 3で示唆されたように、微生物に対して優れた除菌*殺菌能力を発揮することとなる。しかも実施例 4の駆虫用光触媒反応水生成装置に示された如ぐ光触媒反応水の効用は反応局所ば力りでなぐ時間'空間ともに移動させた離れた場所でもその効果が発現する事が確認されている。このような優れた除菌，殺菌，駆虫能力を生活用品等に応用した、光触媒反応水生成装置の応用例を以下に示す。

[0242] (i)循環水における殺菌装置に使用した例

まず、温水を循環させる浴槽や、冷却機器の室外機の循環水の微生物の処理を行つた例を示す。この光触媒反応水生成装置 1を循環水処理回路中に配設することで

、近年問題となって、るレジオネラ菌の殺菌も行うことができる。

[0243] すなわち、レジオネラ菌は、水中や湿った土壌中など環境中に存在し、至適温度が 15〜43°Cのグラム陰性桿菌であり、温水を循環させる浴槽や、エアコンディショナー、冷凍庫'冷蔵庫等の冷却機器に付設する室外機などの水中に生息する原虫類 (ァメーバ)の細胞内で大量に増殖する。

[0244] し力もレジオネラ菌は、原虫類 (アメーバ)の細胞内で大量に増殖し、原虫類から放出された放出された菌体を大量に含んだ水蒸気を直接吸入する事によりヒトに感染することが知られている。すなわち、レジオネラ菌の殺菌の対策としては、レジオネラ菌自体の殺菌のみならず、原虫類の細胞膜を破壊し、その中で増殖せんとしているレジオネラ菌を殺菌する双方を実現するプロセスが重要となる。単にレジオネラ菌の殺菌力のみでは不足するのである。

[0245] この際、通常の殺菌だけでなぐ細菌の寄生した原虫類の駆除が必要となり、より強力な酸ィ匕力が必要となる。

[0246] し力しながら、本実施形態で示す光触媒反応水生成装置 1で生成した光触媒反応水によれば、実施例 4で示したように、魚に寄生した寄生虫の駆虫も可能であり、寄生虫よりも弱い原虫類は駆除可能である。

[0247] すなわち原虫類を殺虫し、更に、原虫類の中に生息するレジオネラ菌も殺菌することができるため、レジオネラ菌による感染症を防止することができる。

[0248] この際、より幅広い殺菌効果と強い殺菌力を保持させるために、殺菌灯は併用する事が推奨される。

[0249] (ii)船舶のバラスト水を処理した例

次に、船舶の重心や浮力を調整するバラスト水に含まれる有害有機物質や微生物の処理を行った例を示す。たとえば、本発明に係る光触媒反応水生成装置を船舶のノラストタンク内に配設したり、ノラスト水の排水口に配設することで、別途薬剤等を添加することなく、安全で効果的バラスト水を処理することができる。

[0250] 船舶は、海水をバラストタンク内に取り込んで重心や浮力の調整を行うが、多くの場合、ノストタンクに取り込まれた水 (バラスト水）は、取り込んだ場所とは別の海洋上で^出することとなる。

[0251] たとえば、外洋を航行する大型船舶では、積み荷が少な、状態では、バラストタンクにバラスト水を取り込んで船体を重くして船体の安定性を確保し、外国などの目的地に到着して積み荷を積載する際に、バラスト水を排水して船体を軽くし、船体の重量を調整している。

[0252] し力しながら、海水中には、多くの微生物や有機物が存在しており、これらがバラスト水として、他の遠隔地で排水されることにより、排水場所の生態系や環境を破壊するおそれが懸念されて、る。

[0253] 特に、このようにして運ばれてきた海洋生物などは、排水場所の食物連鎖を破壊して異常増殖することなどもあり、養殖業などに多大なダメージを与える場合も考えられる。

[0254] そこで、船舶のバラストタンクに、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1を配設し、光触媒反応水生成装置 1にバラスト水を循環させることにより、バラスト水に含まれる微生物などを殺滅でき、しかも、バラスト水に含まれる有害な有機物質を分解することができる。

[0255] しかも、光触媒反応水生成装置 1にバラスト水を循環させて光触媒反応水とした場合には、貝類や海草類などがバラストタンク内に付着することを防止できる。

[0256] また、本例では、バラスト水の処理手段として、船舶のバラストタンクや排水口に設置する例を示している力特にこれに限定されるものではなぐ船舶が停泊する港などに設置して、バラスト水をポンプなどにより回収し、光触媒反応水生成装置 1で処理した後に海洋へ排水するようにしても良、。

[0257] このように、光触媒反応水生成装置 1でバラスト水を処理することにより、生態系の破壊や有害有機物質による環境汚染を防止することができ、しかも、薬剤などによるノラスト水の処理に比して、環境への悪影響を抑えながら、処理後のバラスト水を海洋へ排水することができる。

[0258] (iii)入れ歯の洗浄例

次に、口腔内に装着する入れ歯 34を光触媒反応水で除菌した例について図 15を用いて説明する。所定の容量を有する水槽 33に、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1を配設し、水槽 33内に入れ歯 34を浸漬することで、別途薬剤等を添加することなぐ優れた洗浄効果及び除菌'殺菌効果を得ることができる。

[0259] すなわち、口腔内に装着する入れ歯 34は、食べ物の滓やたばこのャ二等が沈着し易く頻繁に洗浄する必要がある。し力しながら、沈着した汚れは落ちにくぐブラシなどで力を入れて長時間磨くなどして多大な労力を費やしていた。

[0260] また、入れ歯 34は口腔内に装着するため、人体に有害な洗浄剤や殺菌剤を使用することができず、専ら市販の殺菌洗浄剤を用いて処理を行っていたが、沈着した汚れを落とすには効率的な手段とは言、難、ものであった。

[0261] そこで、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1を、たとえば図 15に示すようにして、入れ歯洗浄装置 35を一体的に構成し、水槽 33の水 31中に浸漬して光触媒反応水生成装置 1を稼働させることにより、入れ歯 34を効果的に洗浄することができる。なお、図 15では、水中の溶存酸素濃度を高める手段として、酸素発生剤 63を水中に浸漬しており、この酸素発生剤 63が水に触れて気泡を発生させることにより、この気泡中に含まれる酸素が水に溶け込むようにして、る。

[0262] そして、所定の容量を有する水槽 33を 2分割し、 1方の水槽に本発明に係る用光触媒反応水生成装置 1を配設、他方の水槽 33内 (洗浄槽)に入れ歯を浸漬することで、別途薬剤等を添加することなぐ優れた洗净効果及び除菌'殺菌効果を得ることができる。 2つの水槽間は水中ファン 61を設けて水の対流が可能とする事により、光触媒反応水が洗浄槽内の入れ歯 34の洗浄を行うことが可能である。

[0263] 特に、活性酸素種や過酸化水素を豊富に含む活性酸素を含有する水が入れ歯 34 に接触することで、入れ歯 34に沈着して、る食べ物の滓やたばこのャ二が強力に酸化され、入れ歯 34から汚れを除去することが容易となる。

[0264] し力も、光触媒反応水は強力な除菌 '殺菌効果を有しているため、入れ歯 34に付着している口腔内の常在菌や、入れ歯 34に付着した食べ物の滓に繁殖する細菌や真菌類を除菌 '殺菌し、入れ歯 34を衛生的に保つことができる。

[0265] また水槽 33を 2分割として、るため、光触媒反応槽にある光触媒体を損傷することなぐ洗浄槽内に低周波超音波振動子 22を設置する事が可能となり、超音波による強力な振動力を利用して汚れを浮かすことが可能となり、活性酸素種による酸ィ匕分解反応を促進させる事が可能である。

[0266] さらに、光触媒反応水に含まれる活性酸素種や過酸化水素は、有機物に触れて反応することにより速やかに水 (H 0)や酸素（0 )等の無害な物質に変換されるため、

2 2

人体に悪影響を与えることなぐ安心して入れ歯 34を装着することが可能である。

[0267] この入れ歯洗浄システムを用いる事により、医療器具 62の洗浄を行う事も可能となる。

[0268] (iv)食器の洗浄に使用した例

次に、光触媒反応水を食器に接触させて、殺菌洗浄を行った例について述べる。たとえば、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1を食器洗い機の給水ホースの間に配設したり、食器洗い機と一体的に構成して光触媒反応水生成装置 1で生成した光触媒反応水が食器に噴射されるようにすることで、別途薬剤等を添加することなぐ安全で効果的、かつ、衛生的に食器を洗浄することができる。

[0269] すなわち、食事の際に使用した食器 (皿や箸、ナイフやフォーク）は、食品が付着しており、特に、魚や肉に由来する油分や、穀類に由来するデンプン質の汚れが多いとされている。このような汚れは、微生物の繁殖の場となりやすぐまた、次にこれらの食器を使用する際に、食品と触れることとなるため、非衛生的である。

[0270] したがって、水道水と共に食器用洗剤などを利用して、食事後の食器を洗浄することとなる力食器洗いは家事の中でも重労働のひとつである。

[0271] また、水道水を食器に噴射して洗浄する食器洗い機などを利用することもできるが、油汚れは食器用洗剤などで効果的に落とすことができるものの、デンプン質の汚れは落としにくいのが現状であった。

[0272] そこで、食器洗い機から噴射される水を、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1で生成した光触媒反応水とすることにより、油汚れは勿論のこと、デンプン汚れなどでも、光触媒反応水が有する強力な酸化力により酸化して効果的に落とすことができ、し力も、食器を殺菌して衛生的な状態とすることができる。

[0273] し力も、食事の際に発酵食品、例えば納豆のように芽胞性の微生物を利用した発酵食品を食した場合であっても、先に示した光触媒反応水の殺菌効果の検証結果からもわかるように、十分に除菌することができる。 [0274] また、本例では、光触媒反応水を食器に接触させる手段として、食器洗ヽ機にて光触媒反応水を噴射する例を示しているが、特にこれに限定されるものではなぐ適当量の容器に光触媒反応水を貯水して、この貯水した光触媒反応水中に食器を浸漬するようにしても良い。

[0275] このように、光触媒反応水で食器を洗浄することにより、食器に光触媒反応水が付着したまま使用した場合であっても人体に安全で、しカゝも、食器の洗浄時には、十分に食器を衛生的な状態とすることができる。

[0276] (V)食品の洗浄に使用した例

次に、光触媒反応水を食品に接触させて、殺菌洗浄を行った例について述べる。たとえば、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1を食品加工用調理台などに配設し、野菜や果実の洗浄に利用することで、別途薬剤等を添加することなぐ安全で衛生的な野菜や果実を得ることができる。

[0277] すなわち、野菜や果実は主に屋外で栽培されて収穫されるので、汚れや微生物や昆虫などが付着している場合がある。たとえば、キャベツなどの葉ものの野菜は、地面力比較的低い位置で栽培されるので泥などが付着しやすぐまた、蛾や蝶などの卵が産み付けられ、幼虫が繁殖する場でもある。

[0278] したがって、野菜や果実は食用に供する前に洗浄を行うことが必要であるが、水で洗い流すだけでは、殺菌能力や洗浄能力に乏しぐ効果的であるとは言い難い。

[0279] また、食品用の洗剤などで野菜や果実を洗浄することも可能であるが、洗剤に含まれる界面活性剤などの成分が、洗浄後の野菜や果実に残留するおそれがあり、このような成分が口に入ることは消費者感情として避けたいものである。

[0280] そこで、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1を調理台等と一体的に構成し、生成した光触媒反応水を、野菜や果実の洗浄に利用することで、付着した汚れを効果的に落とすことができ、しかも、昆虫や微生物を殺滅することができる。

[0281] し力も、野菜や果実は栽培時に農薬の噴霧を受けている場合が多いため、この光触媒反応水を用いて野菜や果実を洗浄することにより、付着している農薬を光触媒反応水に含まれる活性酸素種等で分解でき、人体への悪影響を低減することが可能となる。 [0282] し力も、光触媒反応水はいわゆるマイナスイオンを大量に含んでおり、葉ものの野菜などを萎れさせることなぐ見た目の新鮮さを保持することができる。

[0283] 光触媒反応水を野菜や果実に接触させる手段としては、適当量の容器に光触媒反応水を貯水して、この貯水した光触媒反応水中に浸漬するようにしても良ぐまた、霧状や雨滴状にして野菜や果実にかけるようにしても良、。

[0284] このように、光触媒反応水で野菜や果実を洗浄することにより、野菜や果実のみずみずしさを損なうことなぐ人体に安全で、かつ、衛生的に野菜や果実の殺菌や洗浄を行うことができる。

[0285] (vi)精密機器の洗浄に使用した例

次に、精密機器の洗浄に、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1を使用した例について示す。たとえば、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1を、半導体製造用のシリコンウェハー洗浄機の給水ホースの間に配設したり、シリコンウェハー洗浄機と一体的に構成して、光触媒反応水生成装置 1で生成した光触媒反応水がシリコンゥェハーに触れるようにすることで、別途薬剤等を添加することなぐ安全で効果的にシリコンウェハーを洗浄することができる。

[0286] すなわち、電子機器に利用されている半導体の製造過程において、不要部分の除去に伴ってシリコンウェハー上に微細なダストが生じる場合がある。このダストは、半導体製造において不良品の原因となるので、有機溶媒ゃキレート剤などの有機化合物を用いて除去することとなる力このダストの除去に用いた有機化合物などもシリコンウェハー上に付着することとなり、除去する必要がある。

[0287] これらの有機化合物の除去には、過酸ィ匕水素水が使用されているが、取扱いに危険が伴うことと併せて、使用後の過酸ィ匕水素水を廃棄するにあたり処理を必要としている。

[0288] そこで、過酸化水素水の代替として、本発明に係る光触媒反応水生成装置で生成した光触媒反応水を用いることで、シリコンウェハーに付着した有機化合物を除去することがでさる。

[0289] し力も、光触媒反応水は、過酸ィ匕水素水に比して人体に接触しても影響が少なく安全性が高いため、取扱いが容易であり、作業能率を向上させることができる。 [0290] さらに、光触媒反応水に含まれる活性酸素種の酸化力は高いが、極めて不安定であり、その反応時間は短いため、連続的な半導体製造においても製造工程を時間的に妨げることなく洗浄を行うことが可能である。

[0291] なお、本例では、洗浄対象をシリコンウェハーとしている力これに限定されるものではなぐプリント基板や電子部品など、様々な精密機器の洗浄に利用することができる。

[0292] (vii)トイレの貯水タンクに応用した例

次に、トイレに付設されている貯水タンクに、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1を一体的に配設し、光触媒反応水で便器を洗浄した例について図 16を用いて説明する。このように便器を洗浄することで、別途薬剤等を添加することなぐトイレを衛生的に保つことができる。

[0293] すなわち、トイレに設置した便器は用便を行う場であることから、非常に汚れやすい。たとえば、糞便が付着して固化したり、尿が石化して沈着してしまうと、ブラシで擦るだけではなかなか落とすことができな力つた。

[0294] また、用便後の汚物を汚水管へ流し込むための水をあら力じめタンクに貯水するタイブの便器では、この貯水に界面活性剤などの市販の洗浄剤を混入する方法により、汚れの付着を防止している力既に付着した汚れなどにはあまり効果が見られなかつた o

[0295] そこで、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1を、たとえば図 16のように配設して便器洗浄装置 36とし、タンク 44に貯えられた水 31を光触媒反応水生成装置 1に循環させ、貯水を光触媒反応水とすることで、便器に付着した汚れを酸化させて、効果的に落とすことができる。なお、図 16では、光触媒反応水生成装置 1の内部に収納されている光触媒体 20に紫外線を照射するためのブラックライト 9と、タンク 44内の水 31を給水口 2から給水するための給水ポンプ 32と、水 31に酸素を混入させるための酸素供給管 4は省略している。

[0296] そして、タンク 44に貯えられた光触媒反応水は、ハンドル 42を操作することで、水栓 45が解放されて連絡管 43から図示しない便器へ光触媒反応水が流れ込むこととなる [0297] し力も、光触媒反応水は実施例 3で示唆されたように強力な殺菌効果を有して、るので、便器や便器の周辺部に付着している汚染菌や糞便中の菌類を確実に殺菌してトイレを清浄に保つことができる。

[0298] さらに、光触媒反応水を用いて汚物を流し込むことで、便器で流された汚物が通過する汚水管にも光触媒反応水が接触することとなり、汚水管の汚れも落とすことができるので、汚水管の詰まりなどを防止することもできる。

[0299] 併せて、光触媒反応水は優れた消臭効果を有しているので、トイレ内にこもった用便後の臭気や汚水管力も逆流してくる臭気を分解して消臭することができ、トイレ内の環境を衛生的かつ快適に使用することができる。

[0300] このようにして汚物と共に便器力流された光触媒反応水は、汚物や汚れなどの有機物と触れることで速やかに水や酸素となるので、環境に悪影響を与えるおそれもない。

[0301] これらの効果は、便器で汚物を流すたびに生起されるので、常にトイレを衛生的に保つことができると共に、トイレの掃除のために費やしていた労力を飛躍的に削減することがでさる。

[0302] (viii)洗濯機に使用した例

次に、光触媒反応水を衣類や布地に接触させて、殺菌洗浄を行った例について述ベる。たとえば、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1を洗濯機などに配設し、衣類や布地の洗浄に利用することで、衛生的な状態とすることができる。

[0303] たとえば、衣類は長時間に亘つて身につけていることが多ぐ体から分泌された汗や油分などが多く付着して、る。

[0304] したがって、衣類の着用後は洗濯を行うことが必要である力水で洗濯するだけでは洗浄能力に乏しぐ効果的であるとは言い難い。

[0305] また、洗濯洗剤などで洗浄することも可能であるが、洗濯洗剤に含まれる界面活性剤などの成分力衣類に残留してアレルギーの原因のひとつになることも考えられる

[0306] そこで、洗濯機の洗濯槽に供給する水を、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1 で生成した光触媒反応水とすることで、付着した汚れを効果的に落とすことができ、し力も、除菌することができるので、衣類を衛生的な状態とすることができる。

[0307] また、テーブルを拭くふきんや掃除用のぞうきん等は、その役割上汚れを拭き取ることとなるので、汚れが付着したり、微生物が繁殖し易い状態になる力本発明に係る洗濯機で洗濯することにより、衛生的な状態に保つことができると共に、汚れゃ微生物などを拭き広げてしまうことを防止できる。

[0308] さらに、洗濯槽の外周は普段はよく見えないが、洗濯物との接触がないため汚れが付着しさらには雑菌の繁殖が進みやすい場所でもある。本装置を洗濯機に装着することにより、洗濯槽の外周におけるこれらの汚れ、雑菌の繁殖を防ぐことができる。

[0309] (ix)種籾の洗浄に使用した例

次に、光触媒反応水を種籾に接触させて、殺菌洗浄を行った例について述べる。たとえば、苗床に播種する前の種籾を、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1で生成した光触媒反応水に接触させることで、細菌ゃカビなどによる種苗の育成阻害を防止することができる。

[0310] すなわち、稲作を行うにあたり、田植えをするための苗を育てる必要があるが、水と空気が存在する状態で種を発芽させるため、微生物が繁殖する場合がある。繁殖した微生物は、苗の適性な成育を阻害したり、苗を腐敗させてしまうことがある。

[0311] それゆえ、苗床に播種する種籾は、殺菌を行う必要がある力殺菌に使用した後の薬剤が自然界に流出して、環境に悪影響を与えるおそれが懸念されている。

[0312] また、一般の殺菌能力を有する薬剤は、植物の成育にも少な力もず悪影響を及ぼすことが考えられる。

[0313] そこで、本発明に係る光触媒反応水生成装置 1で生成した光触媒反応水と、種籾とを接触させて、種籾に付着している微生物等を殺菌することにより、薬効が残存して植物の生育に悪影響を与えるおそれがなぐまた、環境への悪影響を防止することができる。

[0314] し力も、種籾の殺菌に別途薬剤を入手する必要がないので、稲作に要するコストを下げることができる。

[0315] このようにして、光触媒反応水生成装置 1で生成した光触媒反応水を、洗浄する対象物に接触させることにより、人体に安全で、かつ、衛生的な状態としながら殺菌や洗浄を行うことができる。

産業上の利用可能性

[0316] 請求項 1に記載の光触媒反応水生成装置では、光源からの光を光触媒体に照射して生じた活性酸素種を水中で拡散することにより、水に活性酸素種の機能を付与し、この水を媒体とした酸ィ匕反応を利用した微生物の除菌、寄生虫の駆虫、原虫類の駆除の少なくともいずれか 1つを行うことができる。

[0317] 具体的には、従来光触媒体表面のみでし力発現 ·作用しなカつた強力な酸ィ匕カを持つ活性酸素種を水中に効率良く遊離させることにより、引き続いて活性酸素種を高効率に発現させる事が可能となり、速やかに水中へ移行させた活性酸素種が引き起こす強力な酸化作用により、光触媒反応水生成装置を小型化しても水中に活性酸素種を多量に生成でき、省電力で、かつ、コンパクトでありながら、優れた除菌効果、殺菌効果、洗浄効果、駆虫効果、駆除効果を生起する光触媒反応水を生成することができる。

[0318] また、請求項 2に記載の光触媒反応水生成装置では、光触媒体は、光触媒体を励起させるための光源の周囲に配置したことで、光源から放射された光を光触媒体に効果的に照射することができ、水中に活性酸素種を十分に生成することができる。

[0319] また、請求項 3に記載の光触媒反応水生成装置では、光触媒反応槽と、光触媒反応槽に水を供給する給水ポンプと、光触媒反応槽から光触媒反応水を排出する排出回路と、を備えると共に、光触媒反応槽は、貯水可能な密閉容器内に、この密閉容器内の水に活性酸素を発生させるための光触媒体と、この光触媒体を励起させるための光を放射する光源と、光触媒体表面で発生した活性酸素種を水中で拡散させるための拡散手段とを、配設して構成し、しかも、密閉容器は内壁面を、前記光を反射する鏡面としたことで、連続的に光触媒反応水を生成することができると共に、光触媒体に当たらずに密閉容器の壁に到達した光を反射して、再度光触媒体に照射することができるため、活性酸素種を豊富に含む光触媒反応水を生成することができる。

[0320] また、請求項 4に記載の光触媒反応水生成装置では、光触媒体を励起させるための光源は、太陽光及び Zまたは人工光を利用することで、太陽光を光触媒体に照射した場合は低コストでしかも強力な紫外線を、また、人工光を光触媒体に照射した場合は所定の波長の紫外線を選択的かつ効果的に照射できて、効率良く光触媒体を励起することができ、活性酸素種を豊富に含む光触媒反応水を生成することができる。

[0321] また、請求項 5に記載の光触媒反応水生成装置では、光触媒体を励起させるための光源として、太陽光を利用する際には光ファイバ一やプリズム等の反射体を利用し、水中で光触媒体に直接照射することで、太陽光を効果的に光触媒体に照射することができるため、活性酸素種を豊富に含む光触媒反応水を効率良く生成することができる。

[0322] また、請求項 6に記載の光触媒反応水生成装置では、光触媒体を励起させるための光源として、人工光を利用する際の紫外線照射ランプは少なくとも 350 370 の波長の紫外線を照射することで、光触媒体を効果的に励起することができて、活性酸素種を豊富に含む光触媒反応水を効率良く生成することができる。

[0323] また、請求項 7に記載の光触媒反応水生成装置では、光触媒体は、有機または無機のフィルター体であってその表面をチタ-ァ薄膜で被覆して、るため、光触媒体の表面積を大きくすることができ、活性酸素種を豊富に含む光触媒反応水を効率良く生成することができる。

[0324] また、請求項 8に記載の光触媒反応水生成装置では、光触媒体は、アルミニウム系金属のフィルター体であって、その表面をチタ-ァ薄膜で被覆しているため、光触媒体に柔軟性を持たせることができ、しカゝも良好な加工性を付与することができる。

[0325] また、請求項 9に記載の光触媒反応水生成装置では、光触媒体は表面にあらかじめアルミナ被膜を形成した金属製繊維体であって、その表面をチタ-ァ薄膜で被覆しているため、金属繊維体上にチタ-ァ薄膜が緻密に形成されて、効率良く活性酸素種を生じさせることができると共に、光触媒体の耐久性を高めることができる。

[0326] また、請求項 10に記載の光触媒反応水生成装置では、金属製繊維体のアルミナ被膜は、金属繊維体を構成するアルミニウム系金属の融点の半分の温度まで 5°CZ分の割合以下で加熱し、その後アルミニウム系金属の融点直前まで加熱して形成することため、金属繊維体上のアルミナ被膜を緻密に形成することができて、チタ-ァ薄膜と金属製繊維体との密着性を高めることができる。すなわち、水中での光触媒体の耐久性を向上させることができる。

[0327] また、請求項 11に記載の光触媒反応水生成装置では、ガラス製繊維体またはセラミックス製繊維体または不織布であって、その表面をチタ-ァ薄膜で被覆してヽるため、表面積を大きくすることができると共に、光触媒体を比較的安価に製造することができ、光触媒反応水生成装置を安価に製造することができる。

[0328] また、請求項 12に記載の光触媒反応水生成装置では、チタニア薄膜を構成する酸化チタンは、アナターゼ型またはルチル型の結晶構造を含むことで、酸ィ匕チタンがァナターゼ型を含む場合は、光触媒体の焼成を低温で行うことができ、かつ焼成に要するエネルギーを低減することができて、光触媒反応水生成装置を安価に製造することができる。また、酸ィ匕チタンがルチル型を含む場合は、太陽光に含まれる紫外線の照射により活性酸素種を生じさせることができると共に、可視光の波長領域でも活性酸素種を生じさせることができる。

[0329] また、請求項 13に記載の光触媒反応水生成装置では、活性酸素種を水中で拡散する拡散手段は、超音波振動子による 100kHz以上の超音波及び Zまたは水中ファンによる水流であって、光触媒体及び Zまたは水を動かすこととしているため、光触媒体表面に生じた活性酸素種を速やかに水中に遊離させることができる。

[0330] また、請求項 14に記載の光触媒反応水生成装置では、光触媒体に接触させる水は、酸素濃度を高めた水であることにより、光触媒体でより多くの活性酸素種を生じさせることができ、活性酸素種を豊富に含む光触媒反応水を生成することができる。

[0331] また、請求項 15に記載の光触媒反応水生成装置では、前記酸素濃度を高めた水は、酸素、空気、オゾンの少なくともいずれか 1種を水に接触させて生成することしているので、効率良く水中に酸素を溶存させることができ、しかも効率よく多くの活性酸素種を生じさせることができる。

[0332] さらに、請求項 16に記載の光触媒反応水生成装置では、光触媒反応による殺菌作用の上流または下流または同位置において、 254〜265nmの波長の紫外線を照射する殺菌灯による殺菌作用を行うことにより、光触媒体に接触する水や、光触媒反応水生成装置で生成した光触媒反応水に含まれている微生物をさらに効果的に除菌殺菌することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 光源力の光を光触媒体に照射して生じた活性酸素種を水中で拡散することにより、水に活性酸素種の機能を付与し、この水による酸ィ匕反応を利用した微生物の除菌、寄生虫の駆虫、原虫類の駆除の少なくともいずれか 1つを行うことのできる光触媒反応水生成装置。

[2] 前記光触媒体は、光触媒反応を励起させるための光源の周囲に配置したことを特徴とする請求項 1に記載の光触媒反応水生成装置。

[3] 前記光触媒反応水生成装置は、光触媒反応槽と、前記光触媒反応槽に水を供給する給水ポンプと、前記光触媒反応槽から光触媒反応水を排出する排出回路と、を備えると共に、前記光触媒反応槽は、貯水可能な密閉容器内に、この密閉容器内の水に活性酸素を発生させるための光触媒体と、この光触媒体を励起させるための光を放射する光源と、前記光触媒体表面で発生した活性酸素種を水中で拡散させるための拡散手段と、を配設して構成し、しかも、前記密閉容器は内壁面を、前記光を反射する鏡面としたことを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載の光触媒反応水生成装置。

[4] 前記光触媒体を励起させるための光源は、太陽光及び Zまたは人工光を利用することを特徴とする請求項 1〜3いずれか 1項に記載の光触媒反応水生成装置。

[5] 前記光触媒体を励起させるための光源として、太陽光を利用する際には光ファイバ一やプリズム等の反射体を利用し、水中で光触媒体に直接照射することを特徴とする請求項 1〜4いずれか 1項に記載の光触媒反応水生成装置。

[6] 前記光触媒体を励起させるための光源として、人工光を利用する際の紫外線照射ランプは少なくとも 350〜370應の波長の紫外線を照射することを特徴とする請求項 1〜

4いずれか 1項に記載の光触媒反応水生成装置。

[7] 前記光触媒体は、有機または無機のフィルター体であってその表面をチタ-ァ薄膜で被覆していることを特徴とする請求項 1〜6いずれか 1項に記載の光触媒反応水生成装置。

[8] 前記光触媒体は、アルミニウム系金属のフィルター体であって、その表面をチタ-ァ薄膜で被覆していることを特徴とする請求項 1〜6いずれか 1項に記載の光触媒反応水生成装置。

[9] 前記光触媒体は表面にあらかじめアルミナ被膜を形成した金属製繊維体であって、その表面をチタ-ァ薄膜で被覆していることを特徴とする請求項 1〜6いずれか 1項に記載の光触媒反応水生成装置。

[10] 前記金属製繊維体の前記アルミナ被膜は、金属繊維体を構成するアルミニウム系金属の融点の半分の温度まで 5°CZ分の割合以下で加熱し、その後前記アルミニウム系金属の融点直前まで加熱して形成することを特徴とする請求項 9に記載の光触媒反応水生成装置。

[11] 前記光触媒体は、ガラス製繊維体またはセラミックス製繊維体または不織布であって

、その表面をチタ-ァ薄膜で被覆していることを特徴とする請求項 1〜6いずれか 1項に記載の光触媒反応水生成装置。

[12] 前記チタ-ァ薄膜を構成する酸ィ匕チタンは、アナターゼ型またはルチル型の結晶構造を含むことを特徴とする請求項 7〜11に記載の光触媒反応水生成装置。

[13] 前記活性酸素種を水中で拡散する拡散手段は、超音波振動子による 100kHz以上の超音波及び Zまたは水中ファンによる水流であって、光触媒体及び Zまたは水を動かすことを特徴とする請求項 1〜12に記載の光触媒反応水生成装置。

[14] 前記光触媒体に接触させる水は、酸素濃度を高めた水であることを特徴とする請求項 1〜13いずれか 1項に記載の光触媒反応水生成装置。

[15] 前記酸素濃度を高めた水は、酸素、空気、オゾンの少なくともいずれか 1種を水に接触させて生成することを特徴とする請求項 14に記載の光触媒反応水生成装置。

[16] 光触媒反応による殺菌作用の上流または下流または同位置において、 254〜265nm の波長の紫外線を照射する殺菌灯による殺菌作用を生起させることを特徴とする請求項 1〜15いずれか 1項に記載の光触媒反応水生成装置。