(57)【要約】【課題】多面電極構造を有する保管装置を提供する。【解決手段】１つ以上の陽極と陰極が対面し、対象物を保管する保管部のハウジング部材に位置する多面体構造の多面電極部２１０、２２０、２３０、２４０と、前記陽極と前記陰極に電圧を印加し、前記陽極と前記陰極間に所定の強度の電界を形成する電源部２５０とを含み、前記電源部２５０は、前記１つ以上の陽極と前記陰極に順次にまたは無作為に前記電圧を印加することを特徴とする多面電極構造を有する。【選択図】図２
2008043747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保管装置において、
１つ以上の陽極と陰極の組が対面し、対象物を保管する保管部のハウジング部材に位置する多面体構造の多面電極部と、
前記陽極と前記陰極に電圧を印加し、前記陽極と前記陰極の間に所定強度の電界を形成する電源部と、
を含み、
前記電源部は、前記１つ以上の陽極と陰極の組に順次にまたは無作為に前記電圧を印加することを特徴とする多面電極構造を有する保管装置。
【請求項２】
前記電源部は、
交流電圧または直流電圧のうちのいずれか１つまたは１つ以上を組み合わせた電圧を供給することを特徴とする請求項１に記載の多面電極構造を有する保管装置。
【請求項３】
前記電界は、
１００ｋＶ／ｍ以下の強度および１００ＭＨｚ以下の周波数を有する１つ以上の電界が重なって形成されたことを特徴とする請求項１に記載の多面電極構造を有する保管装置。
【請求項４】
前記多面電極部は、
金、銀、ニッケル、クロム、銅、ＩＴＯ、ＡＴＯおよび酸化スズのうちのいずれか１つの材料で成されたことを特徴とする請求項１に記載の多面電極構造を有する保管装置。
【請求項５】
前記多面電極部は、
金、銀、ニッケル、クロム、銅、ＩＴＯ、ＡＴＯおよび酸化スズのうちのいずれか１つの材料で成された板状の電極が誘電体物質で囲まれている構造であることを特徴とする請求項１に記載の多面電極構造を有する保管装置。
【請求項６】
前記誘電体物質は、
ガラス、アルミナ、テフロン（登録商標）、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ポリイミド、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリオレフィン、ベンゾシクロブテン、パリレンＣ、２−アミノ−４，５−イミダゾールジカルボ二トリル、金属フタロシアニンおよびこれらの誘導体から選択される有機物、またはＬｉＦ、二酸化ケイ素、窒化ケイ素誘導体、酸化アルミニウム、Ｔａ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＡｌＯＮ、Ｌａ２Ｏ５、ＢａＺｒＴｉＯ３およびＰｂＺｒＴｉＯ３から選択される無機物のうちのいずれか１つの材料であることを特徴とする請求項５に記載の多面電極構造を有する保管装置。
【請求項７】
前記陽極と前記陰極の間の離隔距離を調節するための距離調節部、
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の多面電極構造を有する保管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は多面電極構造を有する保管装置に関し、より詳細には、微生物内の電荷を帯びた粒子の流れを電界を用いて調節または制限することで、被保管物内の微生物の増殖を防ぐことができる保管装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
微生物は、人間の生活環境において重要な役割を担っている。人体内において疾病を引き起こす原因となったり、疾病を伝染させたり予防したりもする。前記微生物は空気、水、動物、食品などから汚染されるが、汚染された微生物を効果的に制御することは人間生活の質を向上させるために極めて重要となる。産業上のすべての分野において微生物の制御を必要としているし、特に産業的には多様な方法が開発されてはいるものの、制御すべき微生物の対象によって適用方法に限界がある。これにより、新しい方法の開発が必要な実情にある。食品内の微生物は、その食品の種類に従い、流通過程を延長させるために様々な方法が用いられているが、前記方法には限界と問題点が存在している。
【０００３】
すべての生物体の細胞膜（ｃｅｌｌ  ｍｅｍｂｒａｎｅ）には、Ｋ＋、Ｎａ＋、Ｃｌ−、Ｃａ２＋のような自由イオン（ｆｒｅｅ  ｉｏｎｓ）が存在する。前記自由イオンは、水の出入りに関係する浸透圧を発生させて細胞の体積を制御し、形質導入（ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ）プロセスのような他の新陳代謝プロセスにおいて重要な役割を行い、細胞膜間の強い電界（約１０７Ｖ／ｍ）を発生させる。細胞膜によるイオンフラックス（ｉｏｎ  ｆｌｕｘ）は、前記細胞膜間に存在する濃度と電圧によって生成された力によって発生する。
【０００４】
細胞膜のあらゆる電気的な潜在性の差は、存在するすべてのイオンが寄与する総和となり得る。もし、外部電界を生物体に印加して前記イオンに力が及ぶようになれば、２つの結果が発生し得る。１つ目に、外部電界が静的（ｓｔａｔｉｃ）であれば、細胞内の分極は一定の大きさと方向を有するようになる。また、外部の電界が振動（ｏｓｃｉｌｌａｔｉｎｇ）すれば、前記自由イオンは強制振動（ｆｏｒｃｅｄ  ｖｉｂｒａｔｉｏｎ）を起こすようになる。２つ目に、振動する電界が調和的（ｈａｒｍｏｎｉｃ）であったり交流型（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）であれば、外部の電界は原形質膜（ｐｌａｓｍａ  ｍｅｍｂｒａｎｅ）のすべてのイオンだけでなく、タンパク質チャンネル内のイオンにも周期的な力を作用するようになる。前記外部の周期的な力は、すべてのイオンに強制振動を起こさせる。前記イオンの振動の振幅が所定の臨界値から外れるようになれば、振動したイオンは電位依存性（ｖｏｌｔａｇｅ−ｇａｔｅｄ）チャンネルであるタンパク質チャンネルの開閉信号として誤った情報を与えるようになる。このような現象は細胞膜の電気化学的な均衡を破壊し、結果的には細胞全体の機能が崩壊するようになる。
【０００５】
上述したような振動する電界を用いることで、微生物細胞膜の電気化学的な均衡を破壊して前記微生物の全体機能を阻害し、電界を用いて食品を新鮮に保管する方式は長い間知られてきたものであるが、大衆的に使用することは不可能であった。電界を用いて食品を新鮮に保管する方式は、既存の冷蔵方式より鮮度維持期間または保存期間（ｓｈｅｌｆ−ｌｉｆｅ）が長いという報告があり、業務用としては冷蔵庫が生成されてはいるが、性能的な面や再現性の不足により家庭用としては具現化されていないのが実情である。
【０００６】
図１は、従来の電界を形成するための電極構造を有する保管装置を示した図である。
【０００７】
図１を参照すると、従来の電界を形成するための電極構造を有する保管装置１００は、金属材質の電極を含む棚１１０と、前記棚の電極に電圧を印加して電界を形成するための電源部１２０とを含む。
【０００８】
従来の保管装置１００では、被保管物が棚上に位置するようになる。図１に示すように、前記棚１１０は、前記棚１１０の連結部１３０によって前記電源部１２０の陽極に連結することで前記棚の金属電極の表面には正電荷が分布するようになり、前記分布によって電界が形成される。また、構造上、上下の一方向にのみ主となる電界が形成されるため、上述した外部電界が被保管物の微生物増殖を効率的に防ぐことができないという問題点があった。
【０００９】
なお、本願発明に関連する公知技術として、次の特許文献１および特許文献２を挙げることができる。
【００１０】
【特許文献１】特開平０１−１９５８７０号公報
【特許文献２】韓国特許出願公開第１９９８−０６８４１４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述のような従来技術を改善するために案出されたものであって、被保管対象物の鮮度を維持するための多面電極構造を有する保管装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、多面電極を用いて微生物内のイオンの流れを多角面で制御し、微生物の電気化学的な均衡を破壊するための多面電極構造を有する保管装置を提供することを他の目的とする。
【００１３】
さらに、本発明は、振動したり変動する（ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ）外部電界は、微生物の細胞内の生化学的な状況に影響を及ぼすという構造に基づいて、前記構造による多面電極構造の保管装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記の目的を達成し、従来技術の問題点を解決するために、本発明は、保管装置において、１つ以上の陽極と陰極の組が対面し、対象物を保管する保管部のハウジング部材（ｈｏｕｓｉｎｇ  ｍｅｍｂｅｒ）に位置する多面体構造の多面電極部と、前記陽極と前記陰極に電圧を印加し、前記陽極と前記陰極の間に所定（ｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ）強度の電界を形成する電源部とを含み、前記電源部は、前記１つ以上の陽極と陰極の組に順次に（ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｌｙ）または無作為（ｒａｎｄｏｍｌｙ）に前記電圧を印加することを特徴とする多面電極構造を有する保管装置を提供する。
【００１５】
外部電界が微生物に及ぼす影響の構造についての理論は、様々な論文で取り扱われている（Ｄｉｍｉｔｒｉｓ  Ｊ．Ｐａｎａｇｏｐｏｕｌｏｓ外、Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｂｉｏｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ、２０００年、第２７２巻、ｐ．６３４−６４０など）。
【００１６】
上述した論文では、交流の外部電界が印加された場合に、微生物を含む細胞の膜電位（Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）に与えられる影響が開示されている。より詳細には、微生物に印加される外部電界の振幅が細胞の機能に影響を与え得る振幅を超過すれば膜電位の維持が困難となり、微生物の電気化学的な均衡が崩壊するという理論的な説明が開示されている。
【００１７】
すなわち、強制振動中に振動するイオンは、原形質膜に力学的な力または圧力を加えるようになり、特定の強制振動の条件下においては、Ｋ＋およびＣａ２＋のようなイオンチャンネルの開閉構造に影響を及ぼすようになる。外部電界の印加による前記強制振動による不規則なイオンチャンネルの非正常的なゲーティング（ｇａｔｉｎｇ）は、細胞膜の生化学的な均衡を崩壊させ、結論的には全体細胞の活性に影響を与えることになる。
【００１８】
本発明は、振動したり変動する外部電界によって、微生物の細胞内の生化学的な状況に影響が与えられるという構造に基づいたものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、被保管対象物の鮮度を維持するための多面電極構造を有する保管装置が提供される。
【００２０】
また、本発明によれば、多面電極を用いて微生物内のイオンの流れを多角面で制御し、微生物の電気化学的な均衡を破壊するための多面電極構造を有する保管装置が提供される。
【００２１】
さらに、本発明によれば、振動したり変動する外部電界が微生物の細胞内の生化学的な状況に影響を及ぼすという構造に基づいた、前記構造による多面電極構造の保管装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態に係る多面電極構造を有する保管装置の構造を示した断面図である。図２を参照すると、本発明の一実施形態に係る多面電極構造を有する保管装置２００は、多面電極部２１０、２２０、２３０、２４０と、電源部２５０とを含む。
【００２４】
前記多面電極部２１０、２２０、２３０、２４０は、１つ以上の陽極と陰極が対面し、被保管対象物２７０を保管する保管部のハウジング部材に位置する。前記多面電極部では、陽極２１０ａ、２２０ａ、２３０ａ、２４０ａと陰極２１０ｂ、２２０ｂ、２３０ｂ、２４０ｂとが対面し、前記電源部が交流電圧のように変動する電圧を印加する場合には、前記陽極と陰極の役割は互いに変化することがある。前記陽極と陰極の役割が互いに変化する場合には、電界２６０の方向は逆になる。図２では、電界２６０の方向が逆になる場合もともに示している。すなわち、矢印の内部の色によって区別すること可能である。また、前記多面電極部２１０、２２０、２３０、２４０は、伝導性物質とすることができ、前記伝導性物質は、金属、伝導性金属酸化物および伝導性ポリマであり得る。前記金属は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）であり得るし、前記伝導性酸化物は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（ａｎｔｉｍｏｎｙ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）および酸化スズ（ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）であり得るし、前記伝導性ポリマは、ポリピロール（ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ）、ポリアニリン（ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ）、ポリチオフェン（ｐｏｌｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）、ポリアセチレン（ｐｏｌｙａｃｅｔｙｌｅｎｅ）であり得る。
【００２５】
前記電源部２５０は、前記陽極と前記陰極に電圧を印加し、前記陽極と前記陰極の間に所定強度の電界を形成する。すなわち、前記電源部２５０は、前記１つ以上の陽極と前記陰極に順次にまたは無作為に前記電圧を印加することができる。また、前記電源部２５０は、パルス電圧、交流電圧、直流電圧のうちのいずれか１つまたは１つ以上を組み合わせた電圧を供給することができる。すなわち、微生物に印加される外部電界の振幅が細胞の機能に影響を与え得る振幅を超過することによって、微生物の生化学的な均衡を破壊することができる。また、前記電界は、１００ｋＶ／ｍ以下の強度および１００ＭＨｚ以下の周波数を有する１つ以上の電界を重ねて形成することができる。前記１００ｋＶ／ｍ以下の強度および１００ＭＨｚ以下の周波数は、前記保管装置が微生物を制御することができる電界の可能な強度及び周波数になり得る。
【００２６】
本発明は、多面電極を用いて振動したり変動する上述した多様な形態の外部電界で微生物の細胞内の生化学的な状況に影響を及ぼすようにし、微生物内のイオンの流れを多角面で制御することで、微生物の電気化学的な均衡を阻害または調節することができる。
【００２７】
図３は、図２の多面電極構造（正六面体構造）を有する保管装置の各電極における電界の印加による電界の分布および方向を示したシミュレーション結果である。
【００２８】
図３を参照すると、図３の各電極における三角形の大きさは前記電界の大きさを意味し、前記三角形の底辺と相対する頂点が指す方向は電界の方向を示している。また、前記電界は、各電極対に対して個別に印加された場合を示したものである。図３に示すような電界が電源部によって順次にまたは無作為に各電極に電圧が印加されるため、前記保管装置のハウジング部材に被保管物が位置する場合には、微生物内のイオンチャンネルを多面的に制御することができる。
【００２９】
図４は、本発明の一実施形態に係る多面電極部の各電極の断面を示した図である。
【００３０】
図４を参照すると、本発明の一実施形態に係る各多面電極部２１０は、電極４１０と、誘電体物質４２０とを含む。
【００３１】
前記電極４１０は、金、銀、ニッケル、クロム、銅、ＩＴＯ、ＡＴＯおよび酸化スズのような導電性材料であり得る。また、導電性樹脂や炭素などの材料を用いることもできる。また、前記電極４１０を成す金属表面に、前記金属よりもイオン化傾向の小さい金属でコーティングした電極の形成も可能である。
【００３２】
前記誘電体物質４２０は、ガラス（ｇｌａｓｓ）、アルミナ（ａｌｕｍｉｎａ）、テフロン（登録商標）（ｔｅｆｌｏｎ）、ＴｉＯ２、ＢａＴｉＯ３、ポリイミド、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）、ポリビニルフェノール、ポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリエステル（ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ）、ポリオレフィン（ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ）、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）、パリレンＣ（ｐａｒｙｌｅｎｅ−Ｃ）、２−アミノ−４，５−イミダゾールジカルボニトリル（２−ａｍｉｎｏ−４，５−ｉｍｉｄａｚｏｌｅｄｉｃａｒｂｏｎｉｔｒｉｌｅ）、金属フタロシアニンおよびこれらの誘導体から選択される有機物またはＬｉＦ、二酸化ケイ素、窒化ケイ素誘導体、酸化アルミニウム、Ｔａ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＡｌＯＮ、Ｌａ２Ｏ５、ＢａＺｒＴｉＯ３およびＰｂＺｒＴｉＯ３から選択される無機物のうちいずれか１つの材料であり得る。ただし、本発明の多面電極部は、図４に示されたものに限定されることはない。
【００３３】
図５は、本発明の一実施形態に係る正六面体の電極部を有する保管装置に電界を形成するための電圧を印加するための電源部を示した図である。
【００３４】
図５を参照すると、本発明の一実施形態に係る電源部２５０は、電源５１０と、ランダマイザ５２０（ｒａｎｄｏｍｉｚｅｒ）とを含む。前記電源５１０は、パルス電圧、交流電圧、直流電圧のうちのいずれか１つまたは１つ以上を組み合わせた電圧を供給することができる。前記ランダマイザ５２０は、前記正六面体の電極部を有する保管装置の各電極部に順次にまたは無作為に電圧を印加する機能を有する。本発明の電源部２５０によって多面（六面体）電極に多面的に電圧を印加することができる。
【００３５】
図６は、本発明の一実施形態に係る多様な形態の多面電極部を示した図である。
【００３６】
図６を参照すると、本発明の実施形態に係る多面電極部は、正四面体（図６（ａ））、正六面体（図６（ｂ））、正八面体（図６（ｃ））、正二十面体（図６（ｄ））、正十二面体（図６（ｅ））などの正多面体を含み、正多面体でなくても一方向ではなく多方向で電界を印加することができる多面電極部であれば充分である。このような多様な形態の多面電極部を通じて、多様な形態の外部電界で微生物の細胞内の生化学的な状況に影響を及ぼすようにし、微生物内のイオンの流れを多角面で制御することで、微生物の電気化学的な均衡を阻害または調節することができる。
【００３７】
図７は、本発明の一実施形態に係る多面電極部の電極間の離隔距離を調節するための距離調節部を示した図である。
【００３８】
図７は、本発明の一実施形態に係る距離調節部上に示された多数の前記多面電極部のうちの１つのみを示した図であり、本発明の距離調節部は多数の多面電極部に適用される。図７（ａ）を参照すると、本発明の一実施形態に係る距離調節部は、モータ７１０と、ラックアンドピニオン（ｒａｃｋ  ＆  ｐｉｎｉｏｎ）７２０、７３０とを含む。前記モータ７１０をピニオン７３０に連結し、ピニオン７３０の回転によってラック７２０のギアと噛み合わさることで、多面電極部２１０、２２０、２３０、２４０の電極間の離隔距離を自動的に調節することができる。図７では、複数の多面電極部のうちの１つの多面電極部のみが示されているが、前記距離調節部は前記複数の多面電極部すべてに適用される。また、本発明のさらに他の一実施形態によれば、センサを装着してハウジング部材に保管される被保管物の高さを測定することで、自動的に多面電極部が昇降するように構成することもできるし、センサではなく操作ボタンによってユーザが前記多面電極部の離隔距離を操作できるようにすることもできる。
【００３９】
また、図７（ｂ）を参照すれば、本発明のさらに他の一実施形態に係る距離調節部は、Ｘ字型リンク７４０によって棚部を支持するものとされており、前記リンクには溝と突起が備えられていることを特徴としている。前記リンクはモータに連結され、操作ボタンによって自動でその上下の位置を調節することも可能である。
【００４０】
上述したように、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正および変更可能であることは理解されたい。すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲に基づいて定められ、発明を実施するための最良の形態により制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】従来の電界を形成するための電極構造を有する保管装置を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る多面電極構造を有する保管装置の構造を示した断面図である。
【図３】図２の多面電極構造を有する保管装置の各電極における電界の印加による電界の分布および方向を示したシミュレーション結果である。
【図４】本発明の一実施形態に係る多面電極部の各電極の断面を示した図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る正六面体の電極部を有する保管装置に電界を形成するための電圧を印加するための電源部を示した図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る多様な形態の多面電源部を示した図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る多面電極部の電極間の離隔距離を調節するための距離調節部を示した図である。
【符号の説明】
【００４２】
２１０、２２０、２３０、２４０  多面電極部
２５０  電源部
７１０  モータ
７２０  ラックアンドピニオンギア
【図１】
2008043747.tif 000003
【図２】
2008043747.tif 000004
【図４】
2008043747.tif 000005
【図５】
2008043747.tif 000006
【図６】
2008043747.tif 000007
【図７】
2008043747.tif 000008
【図３】
2008043747.tif 000009