(57)【要約】【課題】除菌、抗菌機能を有する洗濯機において、洗濯物の除菌、抗菌効果を向上する。【解決手段】洗濯物を収容する洗濯槽４と、光励起作用を有する銀イオンを溶出させて水に添加する電解槽１０で銀溶解水を供給して洗濯物に接触させ、洗濯物に水が存在するときにＬＥＤ５で光を照射することで洗濯物の除菌、抗菌効果を向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗濯物を収容する洗濯槽と、前記洗濯槽に水を供給する水供給手段と、前記水供給手段で供給された水に光励起抗菌材を供給する光励起抗菌材供給手段と、前記洗濯槽内の洗濯物および水に光を照射する光照射手段とを備え、前記光照射手段は、洗濯物に光励起抗菌材添加水が存在するときに光を照射するようにした洗濯機。
【請求項２】
光励起抗菌材は、光励起作用のある金属元素を少なくともひとつを含有することを特徴とした請求項１記載の洗濯機。
【請求項３】
光励起抗菌材供給手段は、少なくとも金属を含有する電極を有する電解槽を有し、電気分解により前記金属を水中に供給する構成とした請求項２記載の洗濯機。
【請求項４】
洗濯槽を駆動する駆動手段を設け、前記駆動手段により前記洗濯槽内の洗濯物の位置を変更し、光励起抗菌材を洗濯物の表面に配置するようにした請求項１〜３のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項５】
光励起抗菌材を銀とし、洗濯物への銀付着量を０．００１〜０．３μｇ／ｃｍ２とした請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。
【請求項６】
光励起抗菌材を銀とし、水中の銀濃度を０．０１〜５ｐｐｍとした請求項１〜４のいずれか１項に記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯機で洗う洗濯物に付着した菌の除菌を行う洗濯機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、洗濯機には洗濯物（本実施例では洗濯物となる）の除菌あるいは抗菌処理を行う一例として抗菌性のあるＡｇを利用する以下のような洗濯機がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、前記公報に記載された洗濯機の断面図を示すものである。図４に示すように、洗濯機１０１は全自動型のものであり、外箱１０２は直方体形状でその上面には洗濯物を投入するための開口部１０３を有している。外箱１０２には、受筒１０４、開口部の上面には蓋１０５を有し、ネジで固定されている。受筒１０４内には、洗濯物の攪拌のための内筒１０６およびパルセータ１０７を有し、モータ１０８の働きで、回転する構成となっている。内筒１０６および受筒１０４に注水する際には、水流路１０９からイオン供給ユニット１１０を通して行う。
【０００４】
次に、洗濯物に除菌、抗菌処理を行う際の動作について説明する。洗濯物の除菌、抗菌を行う際には、水流路９から注水を行う際にイオン供給ユニット１１０を制御し、注水中にＡｇをイオン状態で供給する。このことにより、水の銀イオン濃度は所定の濃度になり、パルセータ１０７および内筒１０６がモータ１０８で攪拌することで、洗濯物に銀イオンが付着し、洗濯物に付着している細菌の除菌を行う。また、洗濯物に付着した銀イオンは洗濯物に残留するので、洗濯後でも洗濯物が細菌の増殖を抑制する効果を有する（抗菌効果）ことになる。
【特許文献１】特開２００４−１０５６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の構成では、多量の洗濯物（背景技術では洗濯物）を抗菌あるいは除菌処理するためには、イオン供給ユニット１１０からは高濃度のＡｇを溶出する必要があり、繰り返し洗濯物をＡｇで処理し続けると洗濯物が変色してしまうという課題があった。また、Ａｇによる除菌は、大腸菌や黄色ブドウ球菌に対しては効果が高いが、それ以外の細菌やカビに対しては効果が低くなるという課題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、低濃度の抗菌材でも多量の洗濯物を除菌、抗菌処理することができ、細菌やカビ類に対して幅広い除菌、抗菌効果を示すことができる洗濯機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】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明の洗濯機は、洗濯物を収容する洗濯槽と、前記洗濯槽に水を供給する水供給手段と、前記水供給手段で供給された水に光励起抗菌材を供給する光励起抗菌材供給手段と、前記洗濯槽内の洗濯物および水に光を照射する光照射手段とを備え、前記光照射手段は、洗濯物に水が存在するときに光を照射するようにしたものである。
【０００８】
これにより、洗濯物に光励起抗菌材が付着し、そこに光源から光が照射されると、光励起抗菌材への光の到達効率が向上し、励起状態になりやすくなるので、水と酸素からヒドロキシラジカルあるいはスーパーオキシド等の活性酸素種の生成効率が向上する。光励起抗菌材自身の除菌、抗菌作用と共に光化学反応によって発生した活性酸素種による酸化作用によって菌を分解することができる。したがって、これらの相乗効果で低濃度の抗菌材で洗濯物の除菌、抗菌を効果的に行うことができる。また、活性酸素種による酸化分解を利用するので、抗菌スペクトルを拡げ大腸菌や黄色ブドウ球菌の以外の細菌やカビに対しても効果を発揮することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の洗濯機は、光励起抗菌材自身の除菌、抗菌作用と共に光化学反応によって発生した活性酸素種による酸化作用によって菌を分解することができる。したがって、これらの相乗効果で低濃度の抗菌材で洗濯物の除菌、抗菌を短時間に効果的に行うことができる。また、活性酸素種による酸化分解を利用するので、抗菌スペクトルを拡げ大腸菌や黄色ブドウ球菌の以外の細菌やカビに対しても効果を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
第１の発明は、洗濯物を収容する洗濯槽と、前記洗濯槽に水を供給する水供給手段と、前記水供給手段で供給された水に光励起抗菌材を供給する光励起抗菌材供給手段と、前記洗濯槽内の洗濯物および水に光を照射する光照射手段とを備え、前記光照射手段は、洗濯物に光励起抗菌材添加水が存在するときに光を照射するようにしたことにより、水に溶出した光励起抗菌材により洗濯物に付着している細菌を除菌するとともに、洗濯物に付着した光励起抗菌材および収容槽内に供給された光励起抗菌材添加水に光照射手段から光を照射して光触媒反応で放出された電子が水分子と反応し、除菌作用の大きいヒドロキシラジカルあるいはスーパーオキシド等の活性酸素種を生成することにより除菌する。これらの相乗効果により低濃度でも除菌・抗菌効果を発揮することができる。さらに、活性酸素種による酸化分解を利用するので、抗菌スペクトルを拡げ大腸菌や黄色ブドウ球菌の以外の細菌やカビに対しても効果を発揮することができる。
【００１１】
第２の発明は、特に、第１の発明の光励起抗菌材は、光励起作用のある金属元素を少なくともひとつを含有することにより、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｕ等の光励起作用のある金属元素を含有することで、水中に抗菌剤を溶解させやすく、衣類へ抗菌剤を効果的に付着させることができる。
【００１２】
第３の発明は、特に、第２の発明の光励起抗菌材供給手段は、少なくとも金属を含有する電極を有する電解槽を有し、電気分解により前記金属を水中に供給する構成としたことにより、電気分解により光励起作用のある金属元素を溶出するので、電流制御することにより、すすぎ水の金属元素の濃度を調整することができ、金属元素の濃度を安定して供給することができる。
【００１３】
第４の発明は、特に、第１〜第３の発明の洗濯槽を駆動する駆動手段を設け、前記駆動手段により前記洗濯槽内の洗濯物の位置を変更し、光励起抗菌材を洗濯物の表面に配置するようにしたことにより、洗濯物の内部に含浸した光励起抗菌材が物理的作用により表面および表面近傍に移行すると同時に、重なり合った洗濯物が攪拌され露出表面が入れ替わるので、光照射手段から発生した光を受けやすくなり、光励起抗菌材での活性酸素種の発生が向上するので除菌、抗菌効果が向上する。
【００１４】
第５の発明は、特に、第１〜第４の発明の光励起抗菌材を銀とし、洗濯物への銀付着量を０．００１〜０．３μｇ／ｃｍ２としたことにより、洗濯物表面に付着したＡｇからヒドロキシラジカルなどの活性酸素種を効率的生成することができるので、除菌、抗菌効果を向上することができる。また、付着したＡｇによる衣類の変色も問題ない。
【００１５】
第６の発明は、特に、第１〜第４の発明の光励起抗菌材を銀とし、水中の銀濃度を０．０１〜５ｐｐｍとしたことにより、除菌、抗菌効果を維持しながら、水に溶解したＡｇの凝集沈殿による除菌、抗菌効率の低下を抑制することができるので、除菌、抗菌を効果的に行うことができる。
【００１６】
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。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における洗濯機の構成図、図２は、電解槽の斜視図を示したものである。図１、図２において、洗濯機本体１は、外槽２とその外槽２内に回転自在に配された内槽３を内蔵しており、外槽２と内槽３とで洗濯槽４を形成している。外槽２の端周縁部には光照射手段であるＬＥＤ５（波長約３５０〜６６０ｎｍ）を配設している。外槽２の下部に排水路６の一端を接続し、排水路６には排水弁７を接続して洗濯槽４内の洗濯水を排水するようにしている。
【００１８】
洗濯槽４への給水は給水路８に設けた水供給手段である給水弁９を開き、電解槽１０を通って洗濯槽４内に水を給水するものである。内槽３は、有底円筒形に形成され、その周面に外槽２内に通じる多数の通水孔（図示せず）が形成され、内周面の複数位置にバッフル１１を設けている。内槽３の回転中心に略傾斜方向に回転軸を設け、内槽３の軸心方向を背面側から正面側に向けて上向きに傾斜させて配設している。この回転軸に外槽２の背面側に取り付けたモータ（駆動手段）１２を連結し、内槽３を正転および逆転方向に回転駆動するようにしている。
【００１９】
光励起抗菌材供給手段である電解槽１０は、ケース１５内に２枚の銀の板状の電極１６を有し、長手方向の一方の端に水の流入口１７、他方の端に水の流出口１８を備える。ケース１５の内部には、流入口１７から流出口１８へと向かう水流に沿う形で、２枚の板状の電極１６が向かい合わせに配置し、光励起抗菌材である銀をイオンで供給することができる。また電極１６の一部には、電圧を印加するための接続端子１９を設けている。
【００２０】
ケース１５の中に水が存在する状態で電極１６に所定の電圧を印加すると、電極１６の陽極側から電極構成金属の金属イオンが溶出する。電解槽１０では、電圧の印加の有無で金属イオンの溶出、非溶出を選択できる。また、電流や電圧印加時間を制御することにより金属イオンの溶出量を制御できる。電解槽１０に長時間一方向に電流を流すと、陽極側となっている電極が減耗するとともに、陰極側となっている電極には水中のカルシウムなどの不純物がスケールとして固着する。また、電極の成分金属の塩化物及び硫化物が電極表面に発生する。これは電解槽１０の性能低下をきたすので、電極の極性を反転して電極駆動回路を運転できるように構成されている。
【００２１】
外槽２の正面側の上向き傾斜面に設けた開口部を蓋１３により開閉自在に覆い、この蓋１３を開くことにより洗濯物出入口を通して内槽３内に洗濯物を出し入れすることができる。蓋１３を上向き傾斜面に設けているため、洗濯物の出し入れは腰を屈めることなく行うことができ、一般には横向きにある開口部から洗濯物を出し入れする洗濯機の作業性の悪さを改善している。
【００２２】
次に、動作について説明する。蓋１３を開いて内槽３内に洗濯物及び洗剤を投入して洗濯機本体１の運転を開始させると、外槽２内には給水路８から所定量の注水がなされ、モータ１２により内槽３が回転駆動されて洗濯行程が開始される。内槽３の回転により、内槽３内に収容された洗濯物は内槽３の内周面に設けられたバッフル１１によって回転方向に持ち上げられ、持ち上げられた適当な高さ位置から落下する撹拌動作が繰り返されるので、洗濯物には叩き洗いの作用が及んで洗濯がなされる。
【００２３】
所要の洗濯時間の後、汚れた洗濯液は排水路６から排出され、内槽３を高速回転させる脱水動作により洗濯物に含まれた洗濯液を脱水し、その後、外槽２内に電解槽１０で生成された銀イオン水を添加した水を給水路８から注水して濯ぎ行程が実施される。この濯ぎ行程においても内槽３内に収容された洗濯物は内槽３の回転によりバッフル１１により持ち上げられて落下する撹拌動作が繰り返されて濯ぎ洗いが実施される。
【００２４】
濯ぎ洗い実施後、濯ぎ液は排水路６から排出され、内槽３を高速回転させる脱水動作により洗濯物に含まれた濯ぎ液を脱水し、洗濯行程が終了する。この濯ぎ脱水行程において、洗濯物および金属イオン水を添加した濯ぎ液に、ＬＥＤ５により光を照射する。
【００２５】
なお、本実施の形態では、内槽３の回転中心に略傾斜方向に回転軸を設け、内槽３の軸心方向を背面側から正面側に向けて上向きに傾斜させて配設しているが、内槽３の回転中心に略水平方向に回転軸を設け、内槽３の軸心方向を略水平方向に配設してもよい。
【００２６】
また、本実施の形態では、外槽２の上端周縁部にＬＥＤ５を配設しているが、内槽３の回転中心の略延長上の蓋１３に配設してもよい。
【００２７】
また、電解槽１０では給水後の銀濃度が０．０１ｐｐｍ〜５ｐｐｍになるように洗濯槽４の水の量にあわせて電流ないし電圧を調整している。このことにより、洗濯物の除菌、抗菌性能を維持している。衣類量または注水量が少ない場合には銀濃度を低くし、洗濯物の量または水の量が多い場合には銀濃度が高くなるように制御手段１４で調整している。
【００２８】
さらに、制御手段１４では、排水弁７、給水弁９、モータ１２の動作制御を行い、洗い工程、濯ぎ脱水工程の制御を行っている。具体的には、洗い工程および濯ぎ脱水工程で、注水動作、洗い（濯ぎ）動作、排水動作、脱水動作の制御を行っている。
【００２９】
本実施の形態では、図３に示したように濯ぎ脱水工程（注水、濯ぎ、排水、脱水で構成）を２回行い、それぞれの注水動作時に電解槽１０に通電を行い、銀を給水路８の水に溶解している。また、注水、濯ぎ、排水、脱水時にＬＥＤ５で衣類および銀を溶解した水に光を照射している。
【００３０】
銀による光触媒反応は、水を介して行われる。すなわち、以下のメカニズムで洗濯物の除菌、抗菌が行われる。
【００３１】
電気分解で水中に溶解した銀はイオン状態で存在する。この銀イオンは、洗濯物に電気的に吸着する。ここに光が照射されると、銀イオンの一部が金属銀になる過程で水分子に電子が遷移し、ヒドロキシラジカルを発生する。ヒドロキシラジカルを生成するには水分子が必須である。この反応は、水中よりも洗濯物表面に付着した状態で顕著である。したがって、被処理物である洗濯物に水が存在する場合、水中に溶解した銀と付着した銀の両方の光触媒作用で除菌効果を向上させている。
【００３２】
なお、本実施の形態では、除菌、抗菌効果を最大限に発揮するためにすべての濯ぎ脱水工程で銀を溶解し、光を照射したが、濯ぎ脱水工程を複数回行う場合には、少なくともそのうちのいずれか一回で行うことで除菌抗菌効果を発揮することができる。さらに、濯ぎ脱水工程の最終回の注水動作時に、電解槽１０から銀を供給すれば、最も効率的に銀を使用し洗濯物の除菌、抗菌を行うことができる。
【００３３】
洗濯物の除菌、抗菌処理を行う際には銀の濃度が重要な要因となる。処理衣類の最少量の場合（洗濯槽の水２０Ｌに対して洗濯物０．２ｋｇ）の場合であれば、０．０１ｐｐｍで十分な除菌、抗菌効果を発揮できるが、衣類量が多くなるにしたがって、銀濃度は高くなるが、電解槽１０で水中の銀濃度を上昇させると沈殿が発生し、１〜５ｐｐｍからこの沈殿現象が顕著になり、水に十分に溶解することができなくなる。したがって、効率的に除菌を行う場合には５ｐｐｍ以下にする必要がある。
【００３４】
また、洗濯物に付着した細菌などの微生物を効果的に除菌、抗菌するためには、光触媒作用でヒドロキシラジカルなどの活性酸素種を生成する必要がある。そのためには洗濯物に付着させる銀の量を０．００１μｇ／ｃｍ２〜０．３０μｇ／ｃｍ２にしている。このことにより付着した銀の浪費を最小限にしながらラジカルを発生させ、洗濯物表面に付着した銀からヒドロキシラジカルなどの活性酸素種を効率的生成することができるので、除菌、抗菌効果を向上することができる。
【００３５】
なお、本実施の形態では光励起抗菌材として銀を選定し、電解槽１０内に銀の電極を備え、電気分解で水への溶解濃度を調整したが、抗菌作用を有する光励起抗菌材として銀のほかに亜鉛、ニッケル、銅がある。これらを除菌、抗菌したい微生物の対象に応じて使い分けることで最適な除菌、抗菌効果を期待できる。例えば、カビに対しては、亜鉛、藻類については銅、ニッケルが効果的である。
【００３６】
また、制御手段１４でモータ１２を始動し、内槽２を回転させ、洗濯物を回転させ遠心力により洗濯物内部にはいった銀を含んだ水を表面に移動させることで、銀が洗濯物表面に付着しやすくなる。そして、衣類表面に濃縮された銀の単独の作用により、洗濯物に付着している細菌を除菌するとともに、表面に移動した銀が光を受けやすくなるので、光触媒反応が活発におこり、ヒドロキシラジカルあるいはスーパーオキシド等の活性酸素種を生成できるので除菌効果が向上する。また、これらの相乗効果により低濃度でも除菌、抗菌効果を発揮することができる。さらに、活性酸素種による酸化分解を利用するので、抗菌スペクトルを拡げ大腸菌や黄色ブドウ球菌の以外の細菌やカビに対しても効果を発揮することができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、注水工程から脱水工程までの間ＬＥＤ５で光を照射したが、乾燥機能付き洗濯機においては、乾燥が完了するまでの間照射するのが効率的である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上のように、本発明にかかる洗濯機は、洗濯物の除菌、抗菌を効果的に行うことができるので、家庭用だけでなく業務用の衛生装置および洗濯機、食器洗浄器などの家電製品へも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施の形態１における洗濯機の構成図
【図２】同洗濯機の電解槽の斜視図
【図３】同洗濯機の工程図
【図４】従来の洗濯機の構成図
【符号の説明】
【００４０】
１  洗濯機本体
２  外槽
３  内槽
４  洗濯槽
５  ＬＥＤ（光照射手段）
８  給水路
９  給水弁（水供給手段）
１０  電解槽（光励起抗菌材供給手段）
１２  モータ（駆動手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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