WO2010013519A1 - 殺菌・抗菌装置 - Google Patents

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真理 齋藤
史朗 竹内
拓也 古橋
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三菱電機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a sterilization / antibacterial device capable of continuously producing active oxygen species useful for sterilization and antibacterial purposes.
  • the electrode in this case is composed of a cathode having the ability to generate active oxygen species and an anode which is a conductive base material such as a metal or carbon material having a low surface resistance.
  • active oxygen species such as superoxide (O 2- ), hydroxy radical (.OH), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) are generated.
  • the conventional method generates a large amount of hydrogen and chlorine as by-products.
  • the amount of active oxygen species generated at the cathode electrode disappeared much at the anode electrode, and the apparent amount of active oxygen species generated was less than the true amount of active oxygen species generated at the cathode electrode.
  • the electrode serving as the anode is a carbon material, it becomes carbon dioxide (CO 2 ) by an oxidation reaction.
  • the electrode serving as the anode is a relatively chemically stable metal such as titanium, it becomes a metal oxide by an oxidation reaction.
  • active oxygen species necessary for sterilization and antibacterial performance cannot be stably generated for a long period of time.
  • An object of the present invention is to provide a sterilization / antibacterial device capable of improving the efficiency and generating a sufficient amount of active oxygen species for sterilization / antibacterial in treated water for a long time.
  • the sterilization / antibacterial device of the present invention includes an electrode that serves as an anode and an electrode that serves as a cathode having an active oxygen species generating ability.
  • the electrode serving as the anode is a conductor mainly composed of a polymer material.
  • the sterilization / antibacterial device of the present invention comprises an electrode serving as an anode using a polymer material that is difficult to be oxidized by active oxygen species as a main material (or base material). It is possible to improve the apparent production amount and production efficiency of active oxygen species. As a result, a large amount of active oxygen species are stably present in the water to be treated, so that the antibacterial and sterilizing performance of the water to be treated is also improved.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a sterilization / antibacterial device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. The graph which shows the relationship between the material of the electrode used as an anode, the time after reaction start, and the amount of hydrogen peroxide production.
  • the graph which shows the surface resistance of the electrode used as the anode comprised from ABS resin, and the hydrogen peroxide production amount of the 3rd hour after reaction start.
  • the perspective view of the part which performs disinfection and antibacterial of the to-be-processed water of the disinfection and antibacterial apparatus which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. The perspective view of the part which performs disinfection and antibacterial of the to-be-processed water of the disinfection and antibacterial apparatus which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. The 1st aspect explanatory drawing (a) and 2nd aspect explanatory drawing (b) of the part which performs disinfection and antibacterial of the to-be-processed water of the disinfection and antibacterial apparatus which concern on Embodiment 3.
  • FIG. The side block diagram (a) and front block diagram (b) of the part which performs disinfection and antibacterial of the to-be-processed water of the disinfection and antibacterial apparatus which concern on Embodiment 4.
  • FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sterilization / antibacterial device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the sterilization / antibacterial device 1 includes a reaction tank 3 for storing treated water 2 and generating active oxygen species, and a pair of electrodes arranged so that at least a part of the treated water 2 is immersed in the treated water 2. That is, an electrode 4 having an ability to generate active oxygen species serving as a cathode and an electrode 5 serving as an anode, and a power source 6 for energizing the electrodes 4 and 5 are provided.
  • the electrode 4 serving as the cathode is made of carbon, metal, or other conductive material.
  • a substance having a catalytic action that facilitates generation of active oxygen species such as superoxide (O 2- ), hydroxy radical (.OH), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), etc. It is preferable to contact a polymer such as polyaniline.
  • the electrode 5 serving as an anode is made of a polymer material or a polymer material as a main material. It does not matter whether the polymer material has conductivity. However, since the electrode 5 needs to have conductivity, when using a polymer material that does not have conductivity, the electrode 5 is formed by mixing a conductor such as a carbon filler in the polymer material, Conductivity is imparted to the electrode 5 (hereinafter, a resin imparted with conductivity is referred to as a conductive resin). Therefore, a polymer material that does not have conductivity but has acid resistance and alkali resistance, such as polypropylene (PP), PET, and ABS resin, can be used as a main material, so that the electrode 5 can be treated with water or active oxygen species. Can prevent corrosion. Moreover, a conductive polymer (for example, polyaniline or the like) can be mixed with the electrode 5 serving as an anode, and the conductivity, acid resistance, and alkali resistance of the electrode 5 can be improved.
  • the ability to generate active oxygen species of the electrode 4 serving as a cathode is imparted by bringing a substance having a catalytic action to reduce dissolved oxygen to generate active oxygen species, such as polyaniline, in contact with the surface of the electrode 4.
  • a substance having a catalytic action to reduce dissolved oxygen to generate active oxygen species such as polyaniline
  • four types of carbon, metal (Ti), and conductive resin (PP, ABS) were measured as the electrode 5 serving as an anode. According to this, as shown in FIG. 2, the hydrogen peroxide concentration in the water to be treated reached an equilibrium state after about 5 hours from the start of the reaction.
  • the amount of hydrogen peroxide produced in the third hour after the start of the reaction was 1.7 mg / L for carbon (surface resistance 3 ⁇ ), 1.7 mg / L for metal (Ti, surface resistance 1 ⁇ ), and conductive resin (PP, surface resistance 35 ⁇ ). ) was 9.3 mg / L, and the conductive resin (ABS, 60 ⁇ ) was 4.0 mg / L. Thereby, although there was a difference depending on the surface resistance, it was found that the apparent hydrogen peroxide generation amount differs depending on the base material used for the electrode 5 serving as the anode.
  • the amount of hydrogen peroxide produced was measured for the main material of the electrode 5 serving as the anode, the ABS resin having a surface resistance of 60 to 10 11 ⁇ . According to this, as shown in FIG. 3, the amount of hydrogen peroxide produced in the third hour after the start of the reaction was 3.4 mg / L at a surface resistance of 60 ⁇ , 3.7 mg / L at 200 ⁇ , and 1.1 mg at 10 6 ⁇ . / L. Then, since the ABS resin having a surface resistance of 10 11 ⁇ could not be energized, hydrogen peroxide was not generated. According to this, the surface resistance of the electrode 5 serving as the anode is changed from 1 ⁇ to 200 ⁇ , so that the amount of hydrogen peroxide consumed on the surface of the electrode 5 is suppressed.
  • the amount of electrons received and received per unit time by the electrode 4 serving as the cathode is reduced rather than the reduction of the hydrogen peroxide consumption on the surface of the electrode 5.
  • the amount of hydrogen peroxide produced decreases, and as a result, the amount of hydrogen peroxide that can be used decreases.
  • the main material of the electrode 5 serving as the anode is a polymer material
  • the consumption of hydrogen peroxide on the surface of the electrode 5 is larger than when the main material of the electrode 5 serving as the anode is not a polymer material. Since the reaction is suppressed, the amount of hydrogen peroxide produced in the for-treatment water 2 increases.
  • an electrode serving as an anode due to hydrogen peroxide generated by the electrode 4 serving as a cathode 5 corrosion can be prevented.
  • the sterilization / antibacterial device it is possible to efficiently generate hydrogen peroxide by suppressing the hydrogen peroxide consumption reaction at the electrode 5 serving as the anode. It becomes possible to improve sterilization and antibacterial performance. Therefore, as shown in FIG. 3, by setting the surface resistance of the electrode 5 serving as the anode to approximately 0 to 10 4 ⁇ , the amount of hydrogen peroxide produced by the electrode 4 serving as the cathode is reduced more than the amount of reduction. As a result, the amount of hydrogen peroxide consumed on the surface of the electrode 5 is reduced and the amount of hydrogen peroxide available can be increased.
  • the treated water 2 referred to in Embodiment 1 includes water supplied to pools, baths, seawater, various industrial facilities, etc., in addition to tap water, groundwater, industrial water, and drinking water.
  • microorganisms to be sterilized and antibacterial are bacteria, filamentous fungi, Escherichia coli, yeast, unicellular organisms, protists, and viruses in the water to be treated.
  • the electrodes 4 and 5 are not necessarily arranged to face each other, and a plurality of electrodes 4 and 5 may be arranged in the reaction tank 3. In the first embodiment, it is not always necessary to attach a catalytically active substance such as polyaniline to the electrode 4 serving as the cathode.
  • FIG. FIG. 4 is a perspective view of a portion of the sterilization / antibacterial device according to Embodiment 2 of the present invention that performs sterilization / antibacterial treatment of water to be treated.
  • the inner wall 8 of the pipeline 7 through which the water to be treated flows is used as an electrode 4 serving as a cathode to which an active oxygen species generating ability is imparted, and an electrode 5 serving as an anode having a polygonal outer peripheral shape is disposed at the center of the pipeline 7. did.
  • the pipe line 7 plays a role corresponding to the reaction tank 3 of FIG.
  • the electrode 5 serving as a polygonal anode is arranged at the center of the pipe line 7, so that the electrode 5 serving as an anode and the electrode 4 serving as a cathode are generated.
  • the object flows down without contacting the pair of electrodes.
  • it is the structure which increases the contact area with to-be-processed water by making the electrode 5 used as an anode into a polygon.
  • the water to be treated flowing down the pipe line 7 is difficult to be mixed, so that the active oxygen species generated at the electrode 4 serving as the cathode are unlikely to contact the electrode 5 serving as the anode and are consumed at the electrode 5 serving as the anode. It is hard to be done. In this way, the apparent amount of active oxygen species generated can be reduced to true active oxygen species without any special treatment such as providing an ion exchange membrane between the electrode 4 serving as the cathode and the electrode 5 serving as the anode. It is possible to approximate the amount. Moreover, it is possible to earn a sufficient electron transfer area even in a space-saving manner.
  • the sterilization / antibacterial device is configured using the inner wall of the pipe line 7 filled with water, so that efficient sterilization / antibacterial can be performed.
  • FIG. FIG. 5 is a perspective view of a portion of the sterilization / antibacterial device according to Embodiment 3 of the present invention that performs sterilization / antibacterial treatment of water to be treated.
  • This is a modification of the second embodiment, and the difference from the second embodiment is that a plurality of electrodes 5 serving as anodes are arranged along the inner wall 8 of the pipe line 7.
  • FIG. 6 is the 1st aspect explanatory drawing (a) and 2nd aspect explanatory drawing (b) of the part which performs the disinfection and antibacterial of the to-be-processed water of the disinfection and antibacterial apparatus which concern on Embodiment 3.
  • the electrode 5 serving as an anode may be disposed independently of each other on the inner wall 8 of the conduit 7 as shown in FIG. 6A, or may be connected to each other as shown in FIG. 6B. Further, the electrode 4 serving as a cathode may be arranged in the central portion of the conduit 7 in addition to the inner wall.
  • it is preferable that the outer periphery of the conduit 7 is enclosed with an insulating material such as rubber to prevent electric leakage.
  • the electrode 5 serving as the anode (the outer peripheral shape may be cylindrical or polygonal) is disposed along the inner wall 8 of the pipe line 7. And the electrode 4 which becomes a cathode, the product of each electrode flows down without contacting the electrode which makes a pair. Moreover, the contact area with the to-be-processed water 2 can also be increased by arrange
  • FIG. FIG. 7 is a side block diagram (a) and a front block diagram (b) of the part which performs the disinfection and antibacterial of the to-be-processed water of the disinfection and antibacterial apparatus which concern on Embodiment 4.
  • the water 2 to be treated is stored in the reaction tank 3, and a plurality of plate-like electrodes 5 serving as anodes arranged in parallel at substantially equal intervals in the reaction tank 3 are provided in a stationary state.
  • a plurality of disk-shaped electrodes 4 serving as cathodes are rotatably provided between a plurality of plate-shaped electrodes 5 serving as anodes.
  • the disc-shaped electrode 4 serving as a cathode has a central portion attached to a conductive rotating shaft 9 and is rotatable with the rotating shaft 9.
  • the upper side of the electrode 4 is positioned in the air, and the lower side portion is positioned in the treated water 2.
  • the electrode 4 serving as the cathode rotates, a portion protruding outward from the surface of the treated water 2 and a portion immersed in the treated water 2 are generated. That is, the electrode 4 serving as the cathode is rotated about the rotation shaft 9 so that the inside and outside (in the air) of the water to be treated 2 can be switched back and forth alternately. In addition, it is preferable to impart conductivity to the rotating shaft 9 to prevent twisting of the wiring due to rotation.
  • a water film is always formed on the electrode 4 protruding from the water surface to be treated by adjusting the rotation speed so that the electrode 4 serving as the cathode is not dried. Further, when the electrode 4 serving as a cathode having the ability to generate active oxygen species rotates, the electrode 4 periodically comes into contact with a large amount of oxygen, and the active oxygen species can be efficiently generated.
  • the upper side (about 2/3 part of the whole) of the electrode 4 is located in the air, and the lower part (about 1/3 part of the whole) is located in the treated water 2.
  • the present invention is not limited to this. For example, by constructing so that about 1/2 of the electrode 4 is immersed in the water to be treated 2, the entire electrode 4 can be immersed in the water to be treated 2 and be exposed to air. Therefore, active oxygen species can be generated efficiently.
  • the configuration in which the electrode 5 serving as an anode is made of a conductive resin has been described.
  • the electrode 4 serving as a cathode may be made of a conductive resin.
  • the electrode material that becomes the cathode and the anode described in the first embodiment can be used.
  • Sterilization / antibacterial device 2. Water to be treated, 3. Reaction tank, 4. Cathode electrode, 5. Anode electrode, 6. Power source, 7. Pipe line, 8. Inner wall of pipe line, 9. Rotating shaft.

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Abstract

　アノードとなる電極５と、活性酸素種生成能を有するカソードとなる電極４とを備え、両電極４、５間に被処理水２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、アノードとなる電極５が、高分子材料又は高分子材料を主材としたものである殺菌・抗菌装置。

Description

殺菌・抗菌装置
　本発明は、殺菌、及び抗菌に有用な活性酸素種の連続生成が可能な殺菌・抗菌装置に関する。
　従来より、殺菌・抗菌装置の活性酸素種を生成する手段として、被処理水に浸漬した電極に電圧を印加し、水の電解を利用して活性酸素種を生成する方法がある（例えば、特許文献１）。この場合の電極は、活性酸素種生成能を有するカソードと、表面抵抗の低い金属や炭素材等の導電性基材であるアノードより構成されるものである。カソードとなる電極ではスーパーオキシド（Ｏ2－）、ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）などの活性酸素種が生成される。そして、これら活性酸素種が、被処理水中の微生物を不活化し、非処理水の殺菌・抗菌が行われる。
特表２００３－０００９５７号公報
　しかし従来の方法では、副生成物として、水素や塩素が多量に発生する。また、カソードとなる電極で生成した活性酸素種が、アノードとなる電極で消失する量も多く、見かけの活性酸素種生成量はカソードとなる電極で生成する真の活性酸素種生成量より少なかった。例えば、アノードとなる電極が炭素材であれば、酸化反応により二酸化炭素（ＣＯ2）となる。また、アノードとなる電極がチタンなど比較的化学的に安定した金属であっても、酸化反応により酸化金属となる。その結果、殺菌・抗菌性能に必要な活性酸素種を、長期間安定して生成できないという課題があった。
　そこで、本発明では、アノードとなる電極での活性酸素種消費量を抑制して、見かけの活性酸素種生成量を、カソードとなる電極で生成する真の活性酸素種生成量に近づけるように生成効率を向上させ、被処理水中の殺菌・抗菌に充分な量の活性酸素種を長時間生成させることが可能な、殺菌・抗菌装置を提供することを目的とする。
　本発明の殺菌・抗菌装置は、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、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、アノードとなる電極を高分子材料を主材とする導電体としたものである。
　アノードとなる電極では、通常、酸化反応が起きており、たとえば、水道水中の塩素や水酸化物は電子を供給している。一方、カソードとなる電極で生成した活性酸素種は被処理水中に拡散し、細菌等の微生物を不活化することが期待される。しかし、溶媒中に拡散した活性酸素種の動きは制御できないため、その一部はアノードとなる電極の酸化反応に消費される。
　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。
本発明の実施の形態１に係る殺菌・抗菌装置の構成図。 アノードとなる電極の材料と、反応開始からの時間と、過酸化水素生成量の関係を示すグラフ。 ＡＢＳ樹脂から構成したアノードとなる電極の表面抵抗と、反応開始後三時間目の過酸化水素生成量を示すグラフ。 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。 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。 実施の形態３に係る殺菌・抗菌装置の被処理水の殺菌・抗菌を行う部分の第１態様説明図（ａ）と第２態様説明図（ｂ）。 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）。
　以下、本発明の殺菌・抗菌装置の実施の形態について図面を参照して説明する。
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。
　カソードとなる電極４は、カーボンや金属、又は他の導電材料からなる。なお、電極４の表面に、スーパーオキシド（Ｏ2－）、ヒドロキシラジカル（・ＯＨ）、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）などの活性酸素種を生成し易くする触媒作用を有する物質、導電性高分子、例えばポリアニリン等を接触させておくのが好ましい。
　アノードとなる電極５は、高分子材料または高分子材料を主材としたものである。高分子材料は導電性を有するか否かを問わない。ただし、電極５は導電性を有する必要があるため、導電性を有さない高分子材料を用いる場合には、高分子材料にカーボンフィラーなどの導電体を混合して電極５を形成して、電極５に導電性を付与する（以下導電性を付与した樹脂を導電性樹脂と記載）。したがって、ポリプロピレン（ＰＰ）やＰＥＴ、ＡＢＳ樹脂など、導電性を有しないが耐酸性や耐アルカリ性を有する高分子材料を主材とすることができ、これにより電極５が被処理水や活性酸素種によって腐食するのを防ぐことができる。また、アノードとなる電極５に導電性高分子（例えばポリアニリン等）を混合して、電極５の導電性、耐酸性や耐アルカリ性を向上させることができる。
　図１に示すような殺菌・抗菌装置を用いて、活性酸素種の一種である過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）の生成量を測定した。ここでは、カソードとなる電極４の有する活性酸素種生成能は、ポリアニリン等、溶存酸素を還元して活性酸素種を生成する触媒作用を有する物質を、電極４の表面に接触させることで付与した。一方、アノードとなる電極５として、カーボン、金属（Ｔｉ)、導電性樹脂（ＰＰ、ＡＢＳ）の四種について測定を行った。
　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。
　また、アノードとなる電極５の主材をＡＢＳ樹脂とし、その電極５の表面抵抗が６０～１０11Ωのものについて、過酸化水素生成量を測定した。
　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。
　以上説明したように、アノードとなる電極５の主材を高分子材料とした場合は、アノードとなる電極５の主材を高分子材料としていない場合に比べて電極５表面での過酸化水素消費反応が抑制されるので、被処理水２中の過酸化水素生成量は多くなる。加えて、過酸化水素の消費反応に影響しにくい高分子材料をアノードとなる電極５又は電極５の主材とすることで、カソードとなる電極４で生成される過酸化水素によるアノードとなる電極５の腐食を防ぐことができる。したがって、殺菌・抗菌装置に上記構成を用いることにより、アノードとなる電極５での過酸化水素消費反応を抑制して効率的な過酸化水素の生成を行うことが出来るので、殺菌・抗菌装置の殺菌・抗菌性能を向上することが可能となる。
　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。
　実施の形態１でいう被処理水２には、水道水、地下水、工業用水、飲料水の他に、プール、浴場、海水、種々の工業施設などに供される水も含む。
　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。
実施の形態２．
　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。
　実施の形態２に係る殺菌・抗菌装置は、管路７の中央に多角形のアノードとなる電極５を配置したことで、アノードとなる電極５、及びカソードとなる電極４、それぞれの電極の生成物が、対になる電極に接触せずに流下する構成である。また、アノードとなる電極５を多角形とすることで、被処理水との接触面積を増やす構成である。
　この構成の場合、管路７を流下する被処理水は混合されにくいため、カソードとなる電極４で生成した活性酸素種はアノードとなる電極５に接触しにくく、アノードとなる電極５にて消費されにくい。このようにすれば、カソードとなる電極４とアノードとなる電極５の間にイオン交換膜を設けるなどの特別な処置を施さなくても、見かけの活性酸素種生成量を真の活性酸素種生成量に近づけることが可能である。また、省スペースにおいても充分な電子の授受面積を稼ぐことが可能である。
　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。
実施の形態３．
　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。
　図６は実施の形態３に係る殺菌・抗菌装置の被処理水の殺菌・抗菌を行う部分の第１態様説明図（ａ）と第２態様説明図（ｂ）である。アノードとなる電極５は、図６（ａ）のように、管路７の内壁８に互いに独立に配置してもよく、図６（ｂ）のように各電極５をつないでも良い。また、カソードとなる電極４を、内壁に加えて、管路７の中央部にも配置しても良い。
　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。
　実施の形態３における殺菌・抗菌装置は、管路７の内壁８に沿って、アノードとなる電極（外周形状は円筒形でも多角形でもよい）５を配置したことで、アノードとなる電極５、及びカソードとなる電極４、それぞれの電極の生成物が対になる電極に接触せずに流下する構成である。また、アノードとなる電極５を複数本配置したことで、被処理水２との接触面積を増やすこともできる。従って、実施の形態３における殺菌・抗菌装置は、実施の形態２と同様若しくはそれ以上の効果を得ることができる。
実施の形態４．
　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。
　実施の形態４の殺菌・抗菌装置は、カソードとなる電極４が回転することで、被処理水２面より外側に突出する部分と、被処理水２中に浸漬する部分が生じる。すなわち、カソードとなる電極４は回転軸９を中心に回転することで、被処理水２の中と外（空中）とを交互に行き来できるようにされている。なお、回転軸９に導電性を付与して、回転による配線のねじれを防ぐことが好ましい。
　この構成の場合、カソードとなる電極４が乾燥しないように、その回転速度を調整することで、被処理水面から突出している電極４には常時水膜が形成される。また、活性酸素種生成能を有するカソードとなる電極４が回転することで、電極４が定期的に多量の酸素と接触することとなり、活性酸素種の効率的生成が可能となる。
　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。
　なお、上記実施の形態１～４では、アノードとなる電極５を導電性樹脂とする場合の構成について説明したが、カソードとなる電極４を導電性樹脂としてもよい。
　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。
　１　殺菌・抗菌装置、２　被処理水、３　反応槽、４　カソードとなる電極、５　アノードとなる電極、６　電源、７　管路、８　管路の内壁、９　回転軸。

Claims (6)

  1. 　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。
  2. 　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。
  3. 　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。
  4. 　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。 
  5. 　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。 
  6. 　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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