(57)【要約】【課題】ハンドバッグ等に収容して持ち歩く携帯用として小型の電解装置を提供する。【解決手段】水タンク部２と、水タンク部２内に設置され、水タンク部２から流入した水を電気分解する少なくとも第１の電極６Ａと第２の電極６Ｂで構成された電解部５と、電解部５に電力を供給する電源部３と、電源部３の電力極性を反転させて第１の電極６Ａと第２の電極６Ｂへの電力供給を制御する制御部７と、電解部５で電解された水を噴霧する噴霧機構部４を備えたことにより、第１の電極と第２の電極への電力供給が制御できるので、２種類の活性種を生成することが可能となる。第１の電極はオゾン発生電極で構成して、第２の電極は塩素物質を含む水を生成する塩素物質発生電極で構成することで、オゾンと次亜塩素酸を生成することが可能となる。対象物によって、各々の活性種を使い分けることができ、除菌や消臭性能を向上できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水タンク部と、前記水タンク部内に設置され、前記水タンク部から流入した水を電気分解する少なくとも第１の電極と第２の電極で構成された電解部と、前記電解部に電力を供給する電源部と、前記電源部の電力極性を反転させ第１の電極と第２の電極への電力供給を制御する制御部と、前記電解部で電解された水を噴霧する噴霧部を備えたことを特徴とする携帯用電解水噴霧器。
【請求項２】
前記電解部の第１の電極はオゾン水を生成するためのオゾン発生電極であり、第２の電極は塩素物質を含む水を生成するための塩素物質発生電極で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の携帯用電解水噴霧器。
【請求項３】
前記第１の電極と前記第２の電極へ供給される電力の極性を選択する切替手段を設けることを特徴とする請求項１または２に記載の携帯用電解水噴霧器。
【請求項４】
前記オゾン発生電極は、金属基板の表面に電極触媒を備え、少なくとも１つの前記電極触媒は、タンタル酸化物、もしくは、タンタル酸化物と白金とで形成されていることを特徴とする請求項２に記載の携帯用電解水噴霧器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を電気分解し活性物質を生成する電解装置に関し、特に、外出時に持ち歩き、任意の部位に電解水を噴霧してその部位を除菌消臭することに適する携帯用の電解水噴霧器に関する。
【背景技術】
【０００２】
病院、人が出入りする施設、あるいは、家庭内で手指等を除菌する機器として、容器に収容した塩素化合物の溶液を電気分解し、次亜塩素酸水を生成して、容器のスプレー部から噴霧する次亜塩素酸生成噴霧器が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１の次亜塩素酸生成噴霧器は、多量の塩素化合物の溶液を容器に収容し、この容器の上端にトリガスプレーを着脱自在に取り付け、０．１ｍｌ〜１ｍｌの塩素化合物の溶液が容器内から汲み上げてノズルから噴霧されるものである。
また、携帯用の電解水噴霧器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
図４は、特許文献２に開示される従来技術の断面図である。
図４に示す従来の電解水噴霧器は、外観を円筒状に形成して、中間部に上面開口の筒状水タンク部１２、下部に電源部１３、上部に噴霧機構部１４を配置している。水タンク部１２内には、筒状の電解部１５が水タンク部１２の軸方向に配置されている。電解部１５は、内部に電極１６を配置し、下部から流入する水タンク部１２の水を電解してオゾン水を生成する。生成されたオゾン水は、噴霧機構部１４先端のノズルから噴霧し、除菌する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１３０２６３号公報
【特許文献２】特開２０１１−０９２８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の次亜塩素酸生成噴霧器は、病院、施設、あるいは、家庭の棚等に設置して使用するものであり、図示された全体形態からして大きく、携帯用としては不向きである。さらに、次亜塩素酸を噴霧するが、次亜塩素酸は、酸化力が弱いため、殺菌するのに時間を要するとともに、分解しにくい加齢臭やカビ臭の消臭は困難であるという課題がある。
【０００６】
また特許文献２の電解水噴霧器は、オゾン水を噴霧し、除菌するものである。オゾン水は、酸化力が高く、即効性があるため、手や便座、テーブルなどの除菌を短時間で行え、加齢臭、カビ臭などの消臭には適している。
【０００７】
しかしながら、オゾン水は、酸化持続性がないため、衣類などのファブリック製品に対する除菌の場合、布にオゾンが消費されてしまうため、衣類の除菌や消臭性能の確保が困難であるという課題がある。
本発明は、手やテーブル、便座など任意の部位を除菌するとともに、衣類などのファブリック製品や靴などの除菌消臭を行なえる携帯用電解水噴霧器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記従来の課題を解決するために、本発明の携帯用電解水噴霧器は、水タンク部と、前記水タンク部内に設置され、前記水タンク部から流入した水を電気分解する少なくとも第１の電極と第２の電極で構成された電解部と、前記電解部に電力を供給する電源部と、前記電源部の電力極性を反転させ第１の電極と第２の電極への電力供給を制御する制御部と、前記電解部で電解された水を噴霧する噴霧部を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明によれば、外出時にハンドバッグ等に収容して持ち歩くことが可能な小型化設計と、手やテーブル、便座など任意の部位を除菌するだけでなく、衣類などのファブリック製品や靴などの除菌消臭を実現する電携帯用電解水噴霧器を提供できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、外出時にハンドバッグ等に収容して持ち歩くことが可能な小型化設計と、手やテーブル、便座など任意の部位を除菌するだけでなく、衣類などのファブリック製品や靴などの除菌消臭を実現する電携帯用電解水噴霧器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る携帯用電解水噴霧器の内部構成を示す断面図
【図２】同電解部と電源部の関係を示す分解斜視図
【図３】同電極構成を示す断面図
【図４】従来の携帯用電解水噴霧器の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
第１の発明は、水タンク部と、前記水タンク部内に設置され、前記水タンク部から流入した水を電気分解する少なくとも第１の電極と第２の電極で構成された電解部と、前記電解部に電力を供給する電源部と、前記電源部の電力極性を反転させ第１の電極と第２の電極への電力供給を制御する制御部と、前記電解部で電解された水を噴霧する噴霧部を備えたことを特徴とするものである。
【００１３】
これにより、本発明の制御手段によって第１の電極と第２の電極への電力供給が制御できるので、２種類の活性種を生成することが可能となり、除菌や消臭対象物によって最適な活性種を用いることができ、除菌や消臭性能を向上することができる。
【００１４】
第２の発明は、特に、第１の発明の電解部の第１の電極は、オゾン水を生成するためのオゾン発生電極であり、第２の電極は塩素物質を含む水を生成するための塩素物質発生電極で構成されたことを特徴とするものである。
【００１５】
これにより、オゾン水や塩素物質を用いた除菌、消臭を実現可能となり、各々の水の特徴に適した除菌や消臭を実現できる。
【００１６】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明の第１の電極と第２の電極は、供給される電力の極性を選択する切替手段を設けることを特徴とするものである。
【００１７】
これにより、対象物に最適な活性種を用いた除菌消臭が可能となる。例えば、第１の電極は、オゾン水を生成するためのオゾン発生電極とし、第２の電極は、塩素物質を含む水を生成するための塩素物質発生電極で構成した場合、衣類やファブリック製品の除菌消臭には、酸化持続性があり、繊維の奥の菌や臭い成分を分解除去可能な塩素物質を含む水を活用する動作モード、テーブルや便座、手などには酸化力が高く即効性を有するオゾン水を活用する動作モードを実行することで、使い勝手が良いとともに、除菌消臭効果を上げることができる。
【００１８】
第４の発明は、特に、第２の発明のオゾン発生電極は、金属基板の表面に電極触媒を備え、少なくとも１つの前記電極触媒は、タンタル酸化物、もしくは、タンタル酸化物と白金とで形成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
これにより、省電力で高効率にオゾン水を生成することができ、電池などで駆動することが可能となる。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る携帯用電解水噴霧器の内部構成を示す断面図である。図２は、同電解部と電源部の関係を示す分解斜視図である。図３は、同電極構成を示す断面図である。
【００２２】
図１において、電解装置１は、外観が筒状に形成され、断面形状は、円筒形、楕円形、多角形等の任意の形状を選択できる。電解装置１は、中間部に筒状の水タンク部２、下部に電源部３、上部にプッシュ式の噴霧機構部４を配置した構成である。
【００２３】
本実施の形態では、電解装置１の外観形状は、水タンク部２と電源部３の外観が、略同じ直径の円筒形に形成している。
【００２４】
図２に示すように、水タンク部２の下部には、電源部３が螺着され、水タンク部２と電源部３とが水密的に保持される。水タンク部２の上部には、噴霧機構部４が着脱螺着され、水タンク部２と噴霧機構部４とが水密的に保持される。水タンク部２の内部が水溜め部となり、噴霧機構部４を取り外して水タンク部２内に水を溜める。
【００２５】
水タンク部２の中央部には、筒状の電解部５が水タンク部２の軸方向に配置されている。電解部５は、水タンク部２の水が下部の流入孔から流入し、上面開口から噴霧機構部４へ流出する。このため、電解装置１は、プッシュ式の噴霧機構部４を上にした垂直状態において、電解部５と水タンク部２の水位が同レベルとなる構成である。
【００２６】
電解部５は、内部の水に浸るように、電解水を生成するための電解水生成用の電極６が収容させている。電解水生成用の電極６は、第１の電極６Ａと第２の電極６Ｂから構成される。本実施の形態において、第１の電極６Ａは、オゾンを発生するオゾン発生電極を用い、第２の電極６Ｂは、塩素物質を含む水を生成するための塩素物質発生電極で構成している。
【００２７】
電解部５は、筒状体５Ｐ内に第１の電極６Ａと第２の電極６Ｂが所定間隔で収容された構成であり、第１の電極６Ａと第２の電極６Ｂとの間が水の流通路となる電解室５Ｓを構成している。第１の電極６Ａと第２の電極６Ｂ間の電解室５Ｓ以外の部分に水が存在すると、その水は、オゾンや塩素物質を含んでいない水となり、この水がプッシュ式の噴霧機構部４から噴霧されると、除菌効果が損なわれる。電解室５Ｓ以外の部分に水が存在するのを防止するために、電解部５は、第１の電極６Ａと第２の電極６Ｂ間以外の部分を水が流れないようにシール構成としている。
【００２８】
電極６は、第１の電極６Ａと第２の電極６Ｂが電解装置１の軸方向、即ち、水タンク部２水タンク部２の軸方向に平行に収容される。電極６は、２枚乃至５枚の第１の電極６Ａと第２の電極６Ｂで構成される。１枚の第１の電極６Ａと１枚の第２の電極６Ｂの一対で構成することもできる。本実施の形態では、除菌用電解水を効果的に生成するために、電
極６の好ましい形態として、１枚の第１の電極６Ａの両側に第２の電極６Ｂを所定間隔を有して配置する構成としている。
【００２９】
電極６は、電源部３から電力を供給し、電源部３を制御する制御部７を備えている。制御部７は、第１の電極６Ａと第２の電極６Ｂへの電力の極性を反転させるよう制御する。制御部７が電源部３を第１の電極６Ａが陽極となるよう制御すると、オゾン水が生成される。第２の電極６Ｂが陽極となるよう制御すると、塩素物質を含む水が生成される。
【００３０】
電極６の電極の切替は、電解装置１に配設した切替手段８により選択され、使用者が切替手段８を切り替えて制御部７を制御することで、オゾン水の生成と塩素物質を含む水の生成を選択し、除菌と消臭との対象物に適した活性種を選択することが可能となる。
【００３１】
なお、電解装置１にＬＥＤなどの発光装置（図示せず）を設け、切替手段８の出力に応じて発光装置の色や強度を可変させて、動作モードを視覚化させても良い。
【００３２】
図３の断面図に示すように、本実施の形態の電極６は、第１の電極６Ａの両側に第２の電極６Ｂを配置し、絶縁材のスペーサ５Ｂを介して第１、第２の電極６Ａ、６Ｂ間に略均一な所定間隔（０．１ｍｍ〜１ｍｍ）を存して対向配置して構成される。第２の電極６Ｂの電気分解に作用しない非対向面は、絶縁材からなる筒状体５Ｐで覆われている。筒状体５Ｐは、合成樹脂製の熱収縮チューブで構成しており、加熱により熱収縮チューブを収縮させることによって、熱収縮チューブが第２の電極６Ｂの周囲に密着し、筒状体５Ｐが形成される。
【００３３】
これによって、第１の電極６Ａと第２の電極６Ｂとの間に、水の流通路となる電解室５Ｓが形成される。電解室５Ｓに存在する水を電気分解してオゾン、もしくは、塩素物質を含む水を発生させ、各々の電解水を効果的に生成することができる。
【００３４】
なお、制御部７は、電源部３から第１の電極６Ａおよび第２の電極６Ｂへの電力供給の制御を、噴霧機構部４の作動時のみに行う構成とすることが好ましい。これにより、噴霧されるオゾンや次亜塩素酸などの塩素物質を含む水の濃度が動作時間で変動するのを抑制し、安定して生成することが可能となる。
【００３５】
電極６は、水タンク部２に噴霧機構部４を装着した状態で、下端部が電源部３に水密的にシールされ、上端部が噴霧機構部４に水密的にシールされる。そして、噴霧機構部４の作動によって噴霧されるとき、実質的に電解室５Ｓ以外の部分を水が流れない筒状構成となる。
【００３６】
電解室５Ｓは、電解水の生成領域であり、板状の第１の電極６Ａとその両側の板状の第２の電極６Ｂ間に生成される。また、電解室５Ｓは、水タンク部２の水を噴霧機構部４へ流す流路を構成する。これにより、水を水タンク部２から噴霧機構部４へ流す流路形成を簡素化でき、水タンク部２の中心部に電解部５を配置するコンパクト構成が達成できる。
【００３７】
本実施の形態１において、第１の電極６Ａは、オゾン発生電極であり、金属基板の表面に電極触媒を備えており、電極触媒としてタンタル酸化物を使用している。また、第２の電極６Ｂは、塩素物質生成電極であり、白金イリジウム電極を使用した。
【００３８】
次に、第１の電極６Ａにおいて、電極触媒にタンタル酸化物を用いたことによるオゾン生成のメカニズムについて説明する。
【００３９】
第１の電極６Ａは、電極触媒であるタンタル酸化物の表面と洗浄水との界面に、薄い空
乏層が形成される。水の電気分解により、第１の電極６Ａの反応で生成された電子は、酸化タンタル表面に形成された空乏層をトンネル効果により通過する。
【００４０】
これにより、電子の授受が行われる電位が、オゾンの酸化還元電位以上になる。その結果、オゾンの生成反応が、より効率的に行われ、オゾンが生成可能になると考えられる。
【００４１】
なお、第１の電極６Ａのオゾン生成用の電極触媒として、例えば、二酸化鉛、ダイヤモンド、白金などを用いることが考えられる。しかし、鉛の場合、環境や人体への影響が懸念される。また、ダイヤモンドや白金などの場合、コスト高や、オゾンの生成効率が低いなどの問題がある。
【００４２】
そこで、本実施の形態１では、電極触媒として、タンタル酸化物を用いることとした。
【００４３】
タンタル酸化物は、白金と比較して、低電流密度でのオゾン生成が可能である。また、タンタル酸化物は、電流密度が低いほどオゾンの生成効率が高まるという特長を有している。さらに、タンタル酸化物は、高い酸素過電圧を有する。
【００４４】
そのため、低い電圧で酸素を発生させることなく、例えば、１．５Ｖ程度を超える程度の電圧で、オゾンを発生させることができる。特に、白金と比べ、タンタル酸化物は、１／４程度の電力でオゾンを生成することができ、電池や充電池で動作させることが可能となり、携帯用電解水噴霧器に適している。
【００４５】
なお、第１の電極６Ａの電極触媒は、タンタル酸化物と白金で構成しても同様の効果を得ることが可能である。
【００４６】
第２の電極６Ｂは、塩素物質生成電極であり、本実施の形態では、白金とイリジウムの合金層からなる電極触媒を使用した。白金単体でも次亜塩素酸を生成するが、イリジウムとの合金層とすることによって、次亜塩素酸の生成効率を向上することが可能となる。本実施の形態においては、第２の電極６Ｂは、白金を６０％、イリジウムを４０％配合した電極触媒を使用した。本材料組成にすることによって、白金のみに比べ、次亜塩素酸の生成効率を約３．５倍に向上することが可能となった。これは酸素過電圧が低下したためと推察している。
【００４７】
なお、第２の電極６Ｂの電極触媒は、上記以外に、例えば、貴金属または貴金属酸化物を含んでもよい。
【００４８】
以上の構成によって、本発明の携帯用電解水噴霧器は、オゾン水と塩素物質を含む水、例えば次亜塩素酸の両方を選択して生成することが可能である。
【００４９】
特に、オゾンは、高い酸化力と即効性を有するため、例えば、酸化分解が困難な加齢臭の主成分となるノネナールやカビ臭、さらには、皮脂成分を酸化分解することが可能である。さらに、便座やテーブル、手、玩具などに付着した菌も短時間で除菌することが可能となる。
【００５０】
しかし、オゾンは、反応性が高いため、衣類などに付着した菌やタバコ臭については、不向きであり、酸化持続力を有する次亜塩素酸が適している。
【００５１】
本実施の形態において、大腸菌を付着させたシャーレに、オゾン水と次亜塩素酸水をそれぞれ１ｍｌ噴霧させ、５秒放置後の除菌効果を評価した。その結果、オゾン水は、０．２ｐｐｍで９９％以上の除菌率を達成するのに対し、次亜塩素酸は、オゾン水の１０倍の
濃度の２ｐｐｍでも９９％除菌を達成するのは困難であった。
【００５２】
次に、大腸菌を付着させた布に、オゾン水と次亜塩素酸水をそれぞれ１ｍｌ噴霧させ、３０分放置後の除菌効果を評価した。その結果、１ｐｐｍのオゾン水では、９９％の除菌は困難であったが、１８ｐｐｍの次亜塩素酸水は、９９％以上の除菌を達成した。
【００５３】
タバコ臭をしみこませた布に、オゾン水と次亜塩素酸水をそれぞれ１ｍｌ噴霧させ、３０分放置後の消臭効果を評価した。その結果、オゾン水では、消臭効果は確認できなかったが、次亜塩素酸水は、消臭効果が確認され、市販の衣類消臭剤と同等効果を得ることができた。
【００５４】
また、電解装置１は、長期間使用している間に、電極６の表面にカルシウム等のスケールが付着して、電気分解作用が阻害される。電気分解作用の阻害を抑制するため、時々、噴霧機構部４を水タンク部２から外し、水タンク部２内に水とクエン酸を入れて、水タンク部２内をクエン酸によって洗浄することにより、電極６の表面に付着したカルシウム等のスケールを取り除くことができる。
【００５５】
また、他のスケール除去方法として制御部７によって、第１の電極６Ａと第２の電極６Ｂに印加する電力極性を反転させることによって、第１の電極６Ａや第２の電極６Ｂにスケール成分が付着することを抑制することも可能である。
【００５６】
これは、第１の電極６Ａを陽極、第２の電極６Ｂを陰極に接続して電力を印加して電気分解した際に、被処理水中に含まれるカルシウムやマグネシウムなどの陽イオンを、電気的に引き寄せることとなる。つまり、電気分解することによって、第２の電極６Ｂの表面は、アルカリ性になり、被処理水中のカルシウムやマグネシウムは、水酸化カルシウムや水酸化カルシウムとして、第２の電極６Ｂの表面に析出する。あるいは、炭酸イオンとの反応により、カルシウムやマグネシウムは、炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムとして、第２の電極６Ｂの表面に付着する。
【００５７】
そこで、第１の電極６Ａと第２の電極６Ｂに印加する電力の極性を制御部７によって反転して電気分解することにより、第２の電極６Ｂの表面に生成される水酸化カルシウムや水酸化カルシウム、炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムなどのスケール成分の生成および付着などを抑制できる。
【００５８】
また、第２の電極６Ｂの表面に付着したスケール成分を除去できる。具体的には、電極６の転極により、電極近傍のｐＨが強酸性になる。そのため、電極６表面に析出したスケールの溶解、もしくは、電極界面から剥離させてスケールを電極６表面から除去することができる。よって、スケールの電極付着を抑制できるため、スケール付着による閉塞を防ぎ、スケール付着による電極性能の劣化を抑制可能となり、安定した性能と耐久性を確保することができる。
【００５９】
なお、本実施の形態１において、第１の電極６Ａとしてオゾン発生電極の電極触媒をタンタル酸化物で構成したが、ダイヤモンド電極などを使用しても良い。
【００６０】
また、第２の電極６Ｂの電極触媒として、白金（Ｐｔ）とイリジウム（Ｉｒ）の合金層を用いたが、その他の貴金属または貴金属酸化物を含んでも同様の効果を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明に係る携帯用電解水噴霧器は、上記実施例に示した構成に限定されず、種々の形
態のものに適用できるものであり、本発明の技術範囲において種々の形態を包含するものである。
【符号の説明】
【００６２】
１・・・・・電解装置
２・・・・・水タンク部
３・・・・・電源部
４・・・・・噴霧機構部
５・・・・・電解部
５Ｓ・・・・電解室
６・・・・・電極
６Ａ・・・・第１の電極
６Ｂ・・・・第２の電極
７・・・・・制御部
８・・・・・切替手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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