專利名稱：殺菌-抗菌裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠連續(xù)生成對殺菌和抗菌有用的活性氧物種的殺菌-抗菌裝置。
背景技術(shù)：
目前為止，作為殺菌-抗菌裝置的生成活性氧物種的手段，有對浸漬于被處理水 的電極外加電壓，利用水的電解來生成活性氧物種的方法(例如，專利文獻1)。這種情形 的電極由具有活性氧物種生成能力的陰極和作為表面電阻低的金屬、碳材料等導(dǎo)電性基材 的陽極構(gòu)成。在成為陰極的電極中，生成過氧化物(02-)、羥自由基(·0Η)、過氧化氫(H2O2) 等活性氧物種。而且，這些活性氧物種使被處理水中的微生物惰性化，進行非處理水的殺 菌-抗菌?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 特表2003-000957號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是，對于以往的方法，作為副產(chǎn)物，大量產(chǎn)生氫、氯。此外，在成為陰極的電極生 成的活性氧物種在成為陽極的電極消失的量也多，表觀的活性氧物種生成量比在成為陰極 的電極生成的實際的活性氧物種生成量少。例如，如果成為陽極的電極為碳材料，通過氧化 反應(yīng)而成為二氧化碳(CO2)。此外，成為陽極的電極即使是鈦等化學(xué)上比較穩(wěn)定的金屬，也 通過氧化反應(yīng)而成為氧化金屬。其結(jié)果，存在不能長期穩(wěn)定地生成殺菌-抗菌性能所必需 的活性氧物種的問題。因此，本發(fā)明中，目的在于提供殺菌-抗菌裝置，其能夠抑制成為陽極的電極的活 性氧物種消耗量，提高生成效率以使表觀的活性氧物種生成量接近在成為陰極的電極生成 的實際的活性氧物種生成量，長時間生成對于被處理水中的殺菌-抗菌充分的量的活性氧 物種。用于解決問題的手段本發(fā)明的殺菌-抗菌裝置具有成為陽極的電極、具有活性氧物種生成能力的成 為陰極的電極，在兩電極間存在被處理水，通過在兩電極間通電而生成活性氧物種，其中使 成為陽極的電極為以高分子材料為主材料的導(dǎo)電體。發(fā)明的效果在成為陽極的電極中，通常產(chǎn)生氧化反應(yīng)，例如，水道水中的氯、氫氧化物供給電 子。另一方面，在成為陰極的電極生成的活性氧物種擴散到被處理水中，期待使細(xì)菌等微生 物惰性化。但是，在溶劑中擴散的活性氧物種的運動不能控制，因此其一部分消耗于成為陽 極的電極的氧化反應(yīng)。本發(fā)明的殺菌-抗菌裝置，以難以被活性氧物種氧化的高分子材料為主材料(或基材)，構(gòu)成成為陽極的電極，因此能夠抑制在成為陰極的電極生成的活性氧物種的消耗， 提高活性氧物種的表觀生成量和生成效率。由此，活性氧物種大量穩(wěn)定地存在于被處理水 中，因此被處理水的抗菌-殺菌性能也提高。


圖1為本發(fā)明的實施方式1涉及的殺菌-抗菌裝置的構(gòu)成圖。圖2為表示成為陽極的電極的材料、從反應(yīng)開始的時間和過氧化氫生成量的關(guān)系 的坐標(biāo)圖。圖3是表示由ABS樹脂構(gòu)成的成為陽極的電極的表面電阻和反應(yīng)開始后第三小時 的過氧化氫生成量的坐標(biāo)圖。圖4為實施方式2涉及的殺菌-抗菌裝置的進行被處理水的殺菌-抗菌的部分的 斜視圖。圖5為實施方式3涉及的殺菌-抗菌裝置的進行被處理水的殺菌-抗菌的部分的 斜視圖。圖6為實施方式3涉及的殺菌-抗菌裝置的進行被處理水的殺菌-抗菌的部分的 第1形態(tài)說明圖(a)和第2形態(tài)說明圖(b)。圖7為實施方式4涉及的殺菌-抗菌裝置的進行被處理水的殺菌-抗菌的部分的 側(cè)面構(gòu)成圖(a)和正面構(gòu)成圖(b)。附圖標(biāo)記說明1殺菌-抗菌裝置、2被處理水、3反應(yīng)槽、4成為陰極的電極、5成為陽極的電極、6 電源、7管路、8管路的內(nèi)壁、9旋轉(zhuǎn)軸
具體實施例方式以下對本發(fā)明的殺菌-抗菌裝置的實施方式，參照附圖進行說明。實施方式1.圖1是本發(fā)明的實施方式1涉及的殺菌-抗菌裝置的簡要構(gòu)成圖。該殺菌-抗菌 裝置1具有用于存儲被處理水2并且生成活性氧物種的反應(yīng)槽3 ；以至少一部分浸漬于被 處理水2中的方式配置的電極對，即成為陰極的具有活性氧物種生成能力的電極4和成為 陽極的電極5 ；用于向該電極4、5通電的電源6。成為陰極的電極4由碳、金屬或其他導(dǎo)電材料制成。再有，優(yōu)選使電極4的表面接 觸具有使過氧化物(O2-)、羥自由基(·0Η)、過氧化氫(H2O2)等活性氧物種容易生成的催化 作用的物質(zhì)、導(dǎo)電性高分子，例如聚苯胺等。成為陽極的電極5，是高分子材料或以高分子材料為主材料。高分子材料是否具有 導(dǎo)電性沒有關(guān)系。不過，由于電極5必須具有導(dǎo)電性，因此使用不具有導(dǎo)電性的高分子材料 時，在高分子材料中混合碳填料等導(dǎo)電體形成電極5，將導(dǎo)電性賦予電極5 (以下將賦予了 導(dǎo)電性的樹脂記為導(dǎo)電性樹脂)。因此，能夠以聚丙烯(PP)、PET、ABS樹脂等不具有導(dǎo)電性 但具有耐酸性、耐堿性的高分子材料為主材料，由此能夠防止電極5因被處理水、活性氧物 種而腐蝕。此外，能夠在成為陽極的電極5中混合導(dǎo)電性高分子(例如聚苯胺等)，改善電 極5的導(dǎo)電性、耐酸性、耐堿性。
使用圖1所示的殺菌-抗菌裝置，測定作為活性氧物種的一種的過氧化氫(H2O2) 的生成量。其中，成為陰極的電極4所具有的活性氧物種生成能力通過使聚苯胺等具有將 溶存氧還原而生成活性氧物種的催化作用的物質(zhì)與電極4的表面接觸而賦予。另一方面， 作為成為陽極的電極5，對于碳、金屬(Ti)、導(dǎo)電性樹脂(PP、ABS)的四種進行測定。據(jù)此，如圖2所示，反應(yīng)開始后五小時左右，被處理水中的過氧化氫濃度達(dá)到了平 衡狀態(tài)。反應(yīng)開始后第三小時的過氧化氫生成量，在碳(表面電阻3Ω)的情況下為1.7mg/ L，在金屬(Ti、表面電阻1Ω)的情況下為1.7mg/L，在導(dǎo)電性樹脂(PP、表面電阻35Ω)的情 況下為9.;3mg/L，在導(dǎo)電性樹脂(ABS、60Q)的情況下為4. Omg/L。由此可知，雖然存在表面 電阻產(chǎn)生的差異，因用于成為陽極的電極5的基材的不同，表觀的過氧化氫生成量不同。此外，對于使成為陽極的電極5的主材料為ABS樹脂、該電極5的表面電阻為60 IO11 Ω的情況測定了過氧化氫生成量。據(jù)此，如圖3所示，反應(yīng)開始后第三小時的過氧化氫生成量，在表面電阻60 Ω的情 況下為3. 4mg/L，在200Ω的情況下為3. 7mg/L，在IO6 Ω的情況下為1. lmg/L。此外，對于 表面電阻IO11 Ω的ABS樹脂，不能通電，因此沒有生成過氧化氫。據(jù)此，通過使成為陽極的電極5的表面電阻從1 Ω變?yōu)?00Ω，在電極5表面消耗 過氧化氫的過氧化氫消耗量得到抑制，結(jié)果可利用的過氧化氫量增加。此外，通過使電極5 的表面電阻從200Ω變?yōu)?06Ω，與在電極5表面的過氧化氫消耗量的減少相比，由成為陰 極的電極4每單位時間接受的電子的接受量減少引起的過氧化氫生成量的減少變大，結(jié)果 可利用的過氧化氫量減少。如以上說明那樣，使成為陽極的電極5的主材料為高分子材料的情況下，與沒有 使成為陽極的電極5的主材料為高分子材料的情形相比，在電極5表面的過氧化氫消耗反 應(yīng)得到抑制，因此被處理水2中的過氧化氫生成量增多。此外，通過使不易對過氧化氫的消 耗反應(yīng)產(chǎn)生影響的高分子材料作為成為陽極的電極5或電極5的主材料，能夠防止在成為 陰極的電極4生成的過氧化氫引起的成為陽極的電極5的腐蝕。因此，通過將上述構(gòu)成用 于殺菌-抗菌裝置，能夠抑制在成為陽極的電極5的過氧化氫消耗反應(yīng)，進行高效率的過氧 化氫的生成，因此能夠改善殺菌-抗菌裝置的殺菌-抗菌性能。因此，如圖3中所示，通過使成為陽極的電極5的表面電阻為大約O 104Ω，與在 成為陰極的電極4生成的過氧化氫生成量的減少量相比，在成為陽極的電極5表面的過氧 化氫消耗量的減少量更多，結(jié)果能夠使可利用的過氧化氫量增加。在實施方式1中所說的被處理水2，除了水道水、地下水、工業(yè)用水、飲料水以外， 還包括游泳池、浴場、海水、向各種工業(yè)設(shè)施等供給的水。此外，在實施方式1中，成為殺菌-抗菌作用的對象的微生物是被處理水中的細(xì) 菌、絲狀菌、大腸菌、酵母、單細(xì)胞生物、原生生物、病毒等。此外，實施方式1中，電極4、5未必對向配置，還可以在反應(yīng)槽3內(nèi)配置多個電極 4、5。此外，實施方式1中，未必使聚苯胺等具有催化作用的物質(zhì)附著于成為陰極的電 極4。實施方式2.圖4是本發(fā)明的實施方式2涉及的殺菌-抗菌裝置的、進行被處理水的殺菌-抗菌的部分的斜視圖。其中，使被處理水流過的管路7的內(nèi)壁8為賦予了活性氧物種生成能 力的成為陰極的電極4，將外周形狀是多邊形狀的成為陽極的電極5配置在管路7的中央。 其中，管路7起到相當(dāng)于圖1的反應(yīng)槽3的作用。實施方式2涉及的殺菌-抗菌裝置，通過在管路7的中央配置多邊形的成為陽極 的電極5，從而是成為陽極的電極5和成為陰極的電極4各個電極的生成物在不與相對的電 極接觸的情況下流下的構(gòu)成。此外，通過使成為陽極的電極5為多邊形，從而為增加與被處 理水的接觸面積的構(gòu)成。該構(gòu)成的情況下，從管路7流下的被處理水難以被混合，因此在成為陰極的電極4 生成的活性氧物種難以與成為陽極的電極5接觸，難以被成為陽極的電極5消耗。這樣，成 為陰極的電極4與成為陽極的電極5之間即使不實施設(shè)置離子交換膜等特別的處置，也能 夠使表觀的活性氧物種生成量接近實際的活性氧物種生成量。此外，在節(jié)省空間方面能夠 使充分的電子的接受面積工作。此外，活性氧物種在管路7的內(nèi)壁8附近生成，因此與被處理水內(nèi)的微生物接觸的 機會增加，獲得抗菌-殺菌性能改善的效果。此外，即使節(jié)省空間也能期待高效的抗菌-殺 菌性能，也能進行空調(diào)器的排水管內(nèi)的抗菌-殺菌。如實施方式2那樣，通過利用被水充滿的管路7的內(nèi)壁構(gòu)成殺菌-抗菌裝置，能夠 進行高效的殺菌-抗菌。實施方式3.圖5是本發(fā)明的實施方式3涉及的殺菌-抗菌裝置的、進行被處理水的殺菌-抗 菌的部分的斜視圖。其為實施方式2的變形，與實施方式2的不同在于沿管路7的內(nèi)壁8 配置了成為陽極的多個電極5。圖6是實施方式3涉及的殺菌-抗菌裝置的進行被處理水的殺菌-抗菌的部分的 第1形態(tài)說明圖(a)和第2形態(tài)說明圖(b)。成為陽極的電極5，可如圖6(a)那樣相互獨 立地配置于管路7的內(nèi)壁8，也可如圖6 (b)那樣將各電極5連接。此外，除了內(nèi)壁以外，也 可將成為陰極的電極4配置在管路7的中央部。再有，在實施方式2、3中，管路7的外周優(yōu)選用橡膠等絕緣性物質(zhì)包容，防止漏電。實施方式3中的殺菌-抗菌裝置，沿管路7的內(nèi)壁8，配置了成為陽極的電極(外 周形狀可以是圓筒形，也可以是多邊形)5，從而是成為陽極的電極5和成為陰極的電極4各 個電極的生成物不與相對電極接觸而流下的構(gòu)成。此外，通過配置多個成為陽極的電極5， 還能夠增加與被處理水2的接觸面積。因此，實施方式3中的殺菌-抗菌裝置能夠獲得與 實施方式2同樣或其以上的效果。實施方式4.圖7為實施方式4涉及的殺菌-抗菌裝置的進行被處理水的殺菌-抗菌的部分的 側(cè)面構(gòu)成圖(a)和正面構(gòu)成圖(b)。其中，反應(yīng)槽3中存儲被處理水2，以靜止?fàn)顟B(tài)設(shè)置了 多個成為陽極的板狀的電極5，板狀的電極5以大致等間隔平行地配置在反應(yīng)槽3中。在成 為陽極的板狀的多個電極5之間，可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置了多個成為陰極的圓盤狀的電極4。成為陰極的圓盤狀的電極4，其中心部安裝于導(dǎo)電性的旋轉(zhuǎn)軸9，可與旋轉(zhuǎn)軸9 一 起旋轉(zhuǎn)。而且，電極4的上側(cè)位于空中，下側(cè)部分位于被處理水2中。實施方式4的殺菌-抗菌裝置，成為陰極的電極4旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生從被處理水2面突出到外側(cè)的部分、浸漬于被處理水2中的部分。即，成為陰極的電極4通過以旋轉(zhuǎn)軸9為 中心旋轉(zhuǎn)，能夠交替地在被處理水2中和外(空中)來往。再有，優(yōu)選對旋轉(zhuǎn)軸9賦予導(dǎo)電 性，防止旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的配線的扭曲。該構(gòu)成的情況下，通過調(diào)節(jié)其旋轉(zhuǎn)速度以使成為陰極的電極4不干燥，在從被處 理水面突出的電極4長時間形成水膜。此外，由于具有活性氧物種生成能力的成為陰極的 電極4旋轉(zhuǎn)，電極4定期地與大量的氧接觸，活性氧物種的高效生成成為可能。此外，在圖7中，電極4的上側(cè)(整體的約2/3部分)位于空中，下側(cè)部分(整體 的約1/3部分)位于被處理水2中而構(gòu)成，但并不限于此，例如，通過電極4的大約1/2浸 漬于被處理水2而構(gòu)成，能夠使電極4全部浸漬于被處理水2，同時使電極4全部與空氣接 觸，因此能夠高效地生成活性氧物種。再有，上述的實施方式1-4中，對于使成為陽極的電極5為導(dǎo)電性樹脂的情形的構(gòu) 成進行了說明，但也可以使成為陰極的電極4為導(dǎo)電性樹脂。此外，實施方式4也可利用實施方式1中說明的成為陰極、陽極的電極材料。
權(quán)利要求
1.殺菌-抗菌裝置，該殺菌-抗菌裝置具有成為陽極的電極、具有活性氧物種生成能 力的成為陰極的電極，在上述兩電極間存在被處理水，通過在兩電極間通電而生成活性氧 物種，其特征在于，上述成為陽極的電極是高分子材料或以高分子材料為主材料。
2.權(quán)利要求1所述的殺菌-抗菌裝置，其特征在于，上述成為陽極的電極是在高分子材 料中混合導(dǎo)電性材料而制成的。
3.權(quán)利要求1或2所述的殺菌-抗菌裝置，其特征在于，上述成為陽極的電極由具有耐 酸性和/或耐堿性的高分子材料制成。
4.權(quán)利要求1 3任一項所述的殺菌-抗菌裝置，其特征在于，上述成為陰極的電極以 旋轉(zhuǎn)軸為中心、旋轉(zhuǎn)自由地設(shè)置，能夠在被處理水中和空氣中交替地來往。
5.權(quán)利要求4所述的殺菌-抗菌裝置，其特征在于，使上述旋轉(zhuǎn)軸為導(dǎo)電性。
6.權(quán)利要求1 5任一項所述的殺菌-抗菌裝置，其特征在于，上述成為陽極的電極的 表面電阻值在0 IO4 Ω的范圍。
全文摘要
殺菌-抗菌裝置，該殺菌-抗菌裝置具有成為陽極的電極5、具有活性氧物種生成能力的成為陰極的電極4，在兩電極4、5間存在被處理水2，通過在兩電極間通電而生成活性氧物種，其特征在于，成為陽極的電極5是高分子材料或以高分子材料為主材料。
文檔編號C02F1/46GK102083755SQ200980126118
公開日2011年6月1日 申請日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者古橋拓也, 齋藤真理, 竹內(nèi)史朗 申請人:三菱電機株式會社