(57)【要約】【課題】水道水中に含まれる塩素成分による有色衣類の脱色防止と、菌の繁殖防止の両方を実現する。【解決手段】水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属を含有する水を供給する手段を有し、前記金属イオン、あるいは０価の金属による還元反応により、水道水中の塩素を除去し、水中で安定する金属イオンにより菌の繁殖を防ぐようにしたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価である金属を含有する水を供給する手段を有し、前記金属イオン、あるいは０価である金属による還元反応により水中の塩素を除去する残留塩素除去装置。
【請求項２】
水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価である金属を含有する水を供給する手段が、被処理水中に供給したい金属を含有する陽極と陰極を有する電気分解装置である請求項１記載の残留塩素除去装置。
【請求項３】
陽極が、銅、銀、亜鉛またはそれらを含有する金属からなる請求項２記載の残留塩素除去装置。
【請求項４】
水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属を含有する水を供給する手段が、金属イオンとして水中で安定するときの価数より小さな価数の金属化合物、あるいは０価の金属イオンの顆粒または粉末状で供給する装置である請求項１記載の残留塩素除去装置。
【請求項５】
顆粒または粉末状の金属が、銅、銀、亜鉛またはそれらの含有する金属化合物である請求項４記載の残留塩素除去装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の残留塩素除去装置を備えた洗濯機。
【請求項７】
複数段階のすすぎを行うもので、最終のすすぎに残留塩素除去装置で電気分解された水を用いるようにした請求項６記載の洗濯機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道水中に含まれる残留塩素を除去する残留塩素除去装置および同装置を備えた洗濯機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の洗濯機を用いた洗濯においては、水道中に殺菌用として付加されている残留水素が有色衣類の発色体と反応して、脱色が起こってしまうことがあった。この塩素成分を除去するために、塩素取除装置を備えた洗濯機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この発明では、ハウジングに収容された塩素中和剤（チオ硫酸ナトリウム）を水道水に溶解させ、これを洗濯機の洗濯槽に供給し、塩素を中和している。外部で塩素取除装置内の中和剤の消耗程度を把握して、定期的に中和剤を交換する方式を提案している。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３０７５４７３号公報（第４〜５頁、図３、図４）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術を用いた塩素除去では、本来、塩素が投入されている目的である、水質の悪化防止や菌繁殖抑制などの効果まで失うことになり、洗濯後の洗濯物に菌が繁殖しやすいこと、また、この菌の繁殖が原因となり部屋干しをした際に洗濯物が臭うという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記の課題を解決するもので、有色衣類の脱色防止と、菌の繁殖防止の両方を実現する残留塩素除去装置および同装置を備えた洗濯機を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の水道水中の残留塩素除去装置は、水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属を含有する水を供給する手段を有し、前記金属イオン、あるいは０価の金属による還元反応により水道水中の塩素を除去する残留塩素除去装置である。これによって、前記金属イオン、あるいは０価の金属が残留塩素（次亜塩素酸および次亜塩素酸イオン）を還元して無害な塩素イオンとすることができる。また、水中で安定する価数の金属イオンにより、水道水中の菌の繁殖を防止することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属を含有する水を供給する手段を有し、前記金属イオン、あるいは０価の金属による還元反応により水道水中の塩素を除去する残留塩素除去装置である。水中で安定金属イオン（例えばＭ）を生じる金属をＭとすると、安定な価数である２価より小さな価数１価の金属イオンＭ＋と、０価の金属Ｍは、水中において、下記のような反応により安定な価数である２価に酸化される。
【０００８】
Ｍ＋  →  Ｍ２＋  ＋  ｅ−
Ｍ  →  Ｍ２＋  ＋  ２ｅ−
これにより、水道水中に含まれ、有色繊維の脱色の原因となる残留塩素である次亜塩素酸イオンは、下記のような反応により、還元されてＣｌ−になり、無害化される。
【０００９】
ＣｌＯ−  ＋  Ｈ２Ｏ  ＋  ２ｅ−  →  Ｃｌ−  ＋２ＯＨ−
また、本発明は、水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属を含有する水を供給する手段が、被処理水中に供給したい陽極と陰極を備えた電気分解装置である残留塩素除去装置である。水中で安定な金属イオン（例えばＭ）を生じる金属Ｍを陽極とし、電気分解を行うことにより、陽極である金属Ｍから、水中で安定な金属イオンＭ２＋が水酸化物の形で生成する。しかし一部は、Ｍ＋およびＭの形でも生成するため、これらにより次亜塩素酸イオンを還元することができる。また、金属イオンＭ２＋が、菌に作用して、抗菌、殺菌効果をもたらす。
【００１０】
さらに本発明は、水中で安定する金属イオンの価数より小さな価数の金属イオン、あるいは０価の金属を含有する水を供給する手段が、金属イオンとして水中で安定な金属イオン（例えばＭとする）を生じる金属Ｍあるいは、Ｍより価数の小さいＭ＋からなる金属酸化物の顆粒または粉末を水道水中に一定量供給し、溶解または分散させる。この様な自然溶解であっても、ＭやＭ＋が水中で安定なＭ２＋に変わり、これが水中で、含有塩素を除去し、同時に菌の繁殖を防止することに寄与する。
【００１１】
なお、本発明で塩素分解装置の陽極として使用する金属としては、銅、銀、亜鉛またはそれらを含有する金属を使用する。
【００１２】
これらの金属において、残留塩素の還元に寄与するのは、それぞれＣｕ＋、Ｃｕ、Ｚｎ＋、Ｚｎ、Ａｇであり、菌の繁殖防止に寄与するのは、それぞれ、Ｃｕ２＋、Ｚｎ２＋、Ａｇ＋である。
【００１３】
なお、上記の残留塩素除去装置を洗濯機に備えることにより、水道水中の残留塩素を除去できるため、有色衣類の脱色を防ぐことができる。また、菌の繁殖を防ぐことができ、これが原因となる部屋干しをした際の洗濯物のにおいを防ぐことができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１５】
（実施例１）
図１は、残留塩素除去装置の構成図であり、１は残留塩素除去装置の本体（以下、単に本体１と称する）で、内部に陽極２である亜鉛と陰極３であるステンレスを有している。
【００１６】
陽極２は、内径１２ｍｍ、外径２９ｍｍ、長さ１８０ｍｍの円筒状の亜鉛純金属で、陰極３は、径８ｍｍ、長さ２４０ｍｍのステンレスの棒である。陰極３は、陽極２の筒の内部に備えられており、電極間距離が２ｍｍ確保されている。陽極２と陰極３には、低電流回路４がつながっており、陽極２と陰極３の間に一定の電流が流れるように電圧を可変して加えることができる。５は、水道水の流入口で、流入口５から水道水が本体１内に入り、流出口６より出る。
【００１７】
本体１内に水道水が満たされた状態で、電源を入力すると、低電流回路４により、０．５Ａの電流が流れるように、電圧を印加する。電気分解による下記の反応により、陽極からは亜鉛が水酸化亜鉛の白色物質となって析出し、陰極からは、水素が生成する。
【００１８】
Ｚｎ  ＋  ２Ｈ２Ｏ  →  Ｚｎ（ＯＨ）２  ＋  Ｈ２
水酸化亜鉛は次の反応により、亜鉛イオンとして溶解する。
【００１９】
Ｚｎ（ＯＨ）２  →  Ｚｎ２＋＋  ２ＯＨ−
亜鉛イオンの濃度は、電流値、電解時間により制御し、好ましくは１ｍｇ〜５ｍｇ／Ｌに制御する。このうちの２割程度がＺｎ＋、Ｚｎ  となって生成し、残留塩素の除去に寄与する。また、残りの８割程度のＺｎ２＋が菌の繁殖防止に寄与している。
【００２０】
亜鉛の濃度については、下水道法が亜鉛の排水基準値を５ｍｇ／Ｌ以下と定めていることから、これを超えないようにする必要がある。また、残留塩素の除去に有効なＺｎ＋、Ｚｎの濃度は以下のように求めることができる。
【００２１】
水道水中の残留塩素は、水道法施行規制１６条により、遊離残留塩素として０．１ｍｇ／Ｌ（結合塩素としては０．４ｍｇ／Ｌ）以上保持するよう規定している。また、上限として水質基準の快適水質項目（１３項目）の残留塩素として１ｍｇ／Ｌ以下と定められている。
【００２２】
この０．１〜１ｍｇ／Ｌを塩素（分子量７１）として、モル濃度に換算すると、０．００１４〜０．０１４ｍｍｏｌ／Ｌとなり、このモル濃度と等しくなるＺｎおよびＺｎの濃度（ｍｇ／Ｌ）を亜鉛の分子量６５．３９をもとに計算すると０．０９〜０．９２ｍｇ／Ｌとなる。
【００２３】
つまり、この濃度以上のＺｎ＋、Ｚｎが供給されれば、残留塩素の除去が可能となる。
【００２４】
（実施例２）
本発明の実施例２を以下に説明する。図２において、７は、残留塩素除去装置の本体（以下、単に本体７と称する）で、内部に亜鉛板８と亜鉛を研磨のために亜鉛との表面に凹凸を有するセラミック板９を有する。セラミック板９は、モータ１０により回転し、亜鉛板８の表面を研磨する。これにより亜鉛板８より粉末状の亜鉛が削りだされている。
【００２５】
上記研磨終了後、水道水が、流入口１１から入り、削りだされた亜鉛粉末が水道水中に分散し、自然溶解により粉末の一部は溶解して、水中で、安定する２価のイオン、Ｚｎ２＋を生成する。
【００２６】
流出口１２から出水する際に、亜鉛粉末および２価のイオンＺｎ２＋も本体７より排出される。亜鉛イオンの濃度は、モータの回転数により制御する。
【００２７】
（実施例３）
図３は、本発明の実施例１の残留塩素除去装置を備えた洗濯機の実施例の構成図を示すものである。
【００２８】
１３は洗濯機の本体（以下、本体１３と称する）で、１４は洗濯槽、１５は洗濯槽１４の底部に備えられたパルセータ、１６はパルセータ１５を回転させるためのモータである。
【００２９】
洗濯槽１４の外側には、受け筒１７があり、底部にはドレインパイプ１８と、弁１９を有している。２０はダンパであり、受け筒１７を弾性的に支え、回転時の振動などを吸収している。２１は残留塩素除去装置であり、給水口２２から供給された水道水を洗濯槽１４側と、残留塩除去装置２１側に切り替える切り替え弁２３と、残留塩素除去装置２１から洗濯槽１４への給水を開閉する弁２４を有する。
【００３０】
残留塩素除去装置２１に水道水を入れると、低電流回路により、分解装置に陽極として配置されている亜鉛電極に一定電流を所定時間流して電気分解を行い、水酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）２）、亜鉛（Ｚｎ）、又は、亜鉛イオンＺｎ２＋、Ｚｎ＋が添加される。
【００３１】
残留塩素除去装置２１内で高濃度の亜鉛又は亜鉛イオンＺｎ２＋、Ｚｎ＋を添加された水道水を弁２４を通じて洗濯槽１４へ供給し、給水口２２より新たに水道水を添加して所定の水量まで希釈を行い、亜鉛または亜鉛イオンＺｎ２＋の濃度が１〜５ｍｇ／Ｌとなるようにする。
【００３２】
次に、本実施例の動作を説明する。動作初期において、切り替え弁２３と弁２４は閉じた状態である。
【００３３】
洗濯開始の際には、本体に接続されているスイッチ（図示なし）を押すと、切り替え弁２３が洗濯槽１４側へ開き、水道水が洗濯槽１４内に供給される。給水が完了したら、パルセータ１５が回転し始め、洗いの工程が開始される。洗いの工程が完了すると、弁１９が開き、ドレイン１８から洗濯槽１４内の水が排水される。排水完了後、洗濯槽１４を回転させ、脱水を行う。
【００３４】
上記洗濯―脱水・排水工程時に、切り替え弁２３は、残留塩素除去装置２１側に切り替えられ、この残留塩素除去装置２１へ水を供給し、電気分解を行っている。この時、弁２４は閉じたままである。その後、一段階目のすすぎは水道水を供給することでおこなわれる。
【００３５】
一段階目のすすぎ終了後、洗濯槽１４内の水を排水し、洗濯槽１４を回転させて脱水を行い、次に、切り替え弁２３を残留塩素除去装置２１側に開き、弁２４も開いて給水を開始する。この際、洗い工程から一段階目のすすぎの間、電気分解により析出した、水酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）２）、０価の亜鉛（Ｚｎ）、亜鉛イオン（Ｚｎ２＋およびＺｎ＋）の混合物は、洗濯槽１４へと供給される。
【００３６】
所定水量までの給水後、２段階目のすすぎを行う。この２段階目のすすぎ水には、亜鉛または亜鉛イオンＺｎ＋濃度が１〜５ｍｇ／Ｌ含まれており、これにより水道水中に含まれ有色繊維の脱色の原因となる残留塩素を還元除去することができる。
【００３７】
また、水酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）２）は希釈することで、水道で安定な亜鉛イオン（Ｚｎ２＋）となり、このイオンにより、水中の菌の繁殖を防ぐことができる。
【００３８】
このようなすすぎ水中には、衣類を漬浸し、パルセータ１５を回転させるなどして、衣類の繊維の内部まで、水酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）２）、０価の亜鉛（Ｚｎ）、亜鉛イオン（Ｚｎ２＋およびＺｎ＋）の混合物を浸透させることにより、それまでの工程で吸収した残留塩素を還元除去し、また菌の繁殖を防ぐイオンを繊維に付着させる。
【００３９】
所定時間ためすすぎを行った後、弁１９を開き、すすぎ水を排水し、洗濯槽１４を回転させて脱水を行い、洗濯を完了する。
【００４０】
上記のように、洗濯された衣類は、残留塩素が原因の繊維の脱色が起こることなく、かつ、菌の繁殖が原因となって起こる部屋干しの際の洗濯物の臭いも発生しない。
【００４１】
次に、本発明の残留塩素除去装置２１を備えた洗濯機を用いた実験例について説明する。
【００４２】
（実験例１）
本発明の実施例１である図１の残留塩素除去装置を用いて、残留塩素の除去性能を評価した実験例について示す。
【００４３】
図１の残留塩素除去装置を用いて、電流が０．５Ａとなるように電圧を印可し、電気分解を行いながら、試験水を流速２Ｌ／分で通水した。試験水は、水道水に次亜塩素酸ナトリウムを添加して残留塩素濃度が１．０ｍｇ／Ｌとなるように調製したものを使用した。
【００４４】
残留塩素除去装置の流入口５にはいる試験水を初期濃度、流出口６から出てくる試験水を処理後の濃度とし、残留塩素濃度を測定した。
【００４５】
なお、残留塩素濃度は浄水試験法のｏ−トリジン法に基づいて行った。比較のために、塩化亜鉛に水酸化ナトリウムを添加して生成した水酸化亜鉛を用いて、２価の亜鉛イオンＺｎ２＋のみを含む試料水を作成し、残留塩素濃度１．０ｍｇ／Ｌに調製した水道水と接触させ、接触後の残留塩素濃度を測定した。なお、亜鉛濃度については、どちらも５．０ｍｇ／Ｌであった。結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
２価の亜鉛イオンＺｎ２＋のみの場合には、残留塩素濃度は、１．０ｍｇ／Ｌのままで除去されていないことがわかる。
【００４８】
一方、実施例１の残留塩素除去装置を用いた場合には、残留塩素濃度が０．１ｍｇ／Ｌとなり、９０％の残留塩素を除去できたことが確認された。
【００４９】
（実験例２）
本発明の実施例３である、図３の洗濯機を用いて、複数回数洗濯を行った後の、有色衣類の色の変化を検討した。洗濯に用いる有色衣類は、青色の綿素材のポロシャツを用い、未使用の状態のものと洗濯後のものを比較して色の違いが確認できるかどうかを検討した。
【００５０】
なお、比較のために残留塩素除去装置を作動させない場合についても同様の検討を行った。
【００５１】
残留塩素除去装置を作動させない場合には、３回目で色の変化（退色）を確認したが、残留塩素除去装置を作動させた場合については、１０回目まで洗濯を繰り返しても、色の違いがほとんどわからなかった。
【００５２】
（実験例３）
本発明の実施例３にある図３の洗濯機を用いて、洗濯を行った後の衣類に含まれる菌数を測定した。
【００５３】
菌数の測定は、洗濯終了後８時間放置した後の衣類の一部を１０ｃｍ角に切断し、その繊維に含まれる菌をストマッカーを用いて界面活性剤水溶液抽出し、平板希釈により、普通寒天培地上に殖菌し、１日培養した後、菌数をカウントする方法で行った。
【００５４】
なお、比較のために残留塩素除去装置を作動させない場合についても同様の測定を行った。
【００５５】
残留塩素除去装置を作動させない場合には、菌数は、５００個／ｍｌであったが、残留塩素除去装置を作動させた場合については、３個／ｍｌと明らかに菌数が少なかった。
【００５６】
なお、前記記載の実施例及び実験例は全て亜鉛を用いて行ったが、銀、銅および１価の銅の酸化物（例えば酸化第一銅、臭化第一銅、塩化第一銅、ヨウ化第一銅、硫化第一銅）であっても、同様の効果をえられる。
【００５７】
また、その際の銅の濃度は、１〜３ｍｇ／Ｌであることが好ましい。銅の濃度の上限値は、前述の亜鉛の場合と同様に、水道水中の残留塩素濃度の基準値からそれと反応し、除去できるのに必要な下限値を設定した。
【００５８】
更に、銅の濃度の上限値は、下水道法が排水基準値を３ｍｇ／Ｌ以下と定めていることから、これをこえないようにする必要がある。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、有色衣類の脱色防止と、菌の繁殖防止の両方の効果を奏することができ、洗濯機に応用すれば特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の残留塩素除去装置の断面図
【図２】本発明の実施例２の残留塩素除去装置の断面図
【図３】本発明の実施例の残留塩素除去装置付洗濯機の断面図
【符号の説明】
１  本体
２  陽極
３  陰極
８  亜鉛板
２１  残留塩素除去装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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