(57)【要約】  【課題】  生活排水は、排水トラップ内面や防臭パイプ（封水塔とも呼ばれる）内外面等を含む排水トラップに貯水されるため、排水トラップ内面や防臭パイプ内外面等には微生物皮膜（ヌメリ）が形成され悪臭の原因のひとつになっている。水質汚染の懸念が無く、長期間排水トラップ内面や防臭パイプ内外面等への微生物皮膜(ヌメリ)形成抑制が維持され得る電子制菌排水トラップを提供することを課題とする。  【解決手段】  本発明に係る電子制菌排水トラップは、排水トラップ内面や防臭パイプ内面又は外面のうち少なくとも１つに作用極となる導電性基材を設け、これと短絡しない位置に対極を通電可能なように配置すると共に、作用極と生物との直接電子移動反応が発生する工程を少なくとも実施できるように、作用極と対極との間に通電する電源を設けたことによって、導電性基材表面における微生物の殺菌や付着防止を行うので、排水トラップ内面や防臭パイプ内外面等への生物付着が抑制され、長期的に微生物皮膜(ヌメリ)形成抑制効果が得られる。【選択図】      【図１】
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも導電性基材と、対極と、前記導電性基材及び前記対極に通電可能なように設置された電源とを備え、前記導電性基材を被防汚面となるよう作用極となし、前記導電性基材と短絡しない位置に対極を通電可能なように配置すると共に、作用極と生物との直接電子移動反応が発生する工程を少なくとも実施できるように、作用極と対極との間に通電する電源を設けたことを特徴とする電子制菌排水トラップ。
【請求項２】
作用極と対極の間に設置された電源が、電子制菌排水トラップと一体になったことを特徴とする請求項１に記載の電子制菌排水トラップ。
【請求項３】
作用極と対極の間に設置された電源が、電池であることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の電子制菌排水トラップ。
【請求項４】
複数の作用極を有し、排水トラップの貯水部と常時没水はしない排水流入口付近の各々に少なくとも１つ以上の作用極を設けると共に、前記貯水部に設けた作用極を定電位制御し、前記排水流入口付近に設けた作用極を定電流制御するように成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の電子制菌排水トラップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水トラップに、生物又は生物付着を制御するための導電性基材及び通電するための電源を設けたことを特徴とする排水トラップに関する。
【背景技術】
【０００２】
水中には多くの生物が存在し、水中構造物表面に付着し、様々な問題を引き起こしている。家庭、飲食店、及び病院、学校などの各施設における生活排水や臨海工場施設などの海水排水は、断続的に流水が繰り返される排水口を通り、排水トラップ内面や防臭パイプ（封水塔とも呼ばれる）内外面等を含む排水トラップに貯水されるため、排水トラップ内面や防臭パイプ内外面等には微生物皮膜（ヌメリ）が形成され悪臭の原因のひとつになっている。
【０００３】
水に接している構造物表面への生物の一般的な付着機構は以下の通りである。まず付着性のグラム陰性菌が構造物表面に吸着して脂質に由来するスライム状物質を多量に分泌する。さらにグラム陰性菌は、このスライム層に集まって増殖し、微生物皮膜(ヌメリ)を形成する。
【０００４】
上記問題を解決して排水トラップを衛生的に維持するために、従来、特開２００３−２８０３に示されるように殺菌性を有する化学物質を排水口や排水トラップに含有又は散布したり、特開２００１−２３２３６９に示されるように金属イオンを溶出したりして生物の付着を防いでいた。また、生物が排水トラップに付着してしまった場合には分解し、洗浄を行って排水トラップ内面や防臭パイプ内外面等から取り除く必要があった。しかし、これらの方法は有害物質の発生による人体や生物への影響、洗浄する人の労力がいることが懸念される。
【特許文献１】特開２００３−２８０３号公報
【特許文献２】特開２００１−２３２３６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、水質汚染の懸念が無く、長期間排水トラップ内面や防臭パイプ内外面等への微生物皮膜(ヌメリ)形成抑制が維持され得る電子制菌排水トラップを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、少なくとも導電性基材と、対極と、前記導電性基材及び前記対極に通電可能なように設置された電源とを備え、前記導電性基材を被防汚面となるよう作用極となし、前記導電性基材と短絡しない位置に対極を通電可能なように配置すると共に、作用極と生物との直接電子移動反応が発生する工程を少なくとも実施できるように、作用極と対極との間に通電する電源を設けたことを特徴とする電子制菌排水トラップを第１の要旨とし、作用極と対極の間に設置された電源が、電子制菌排水トラップと一体になったことを特徴とする第１の要旨に記載の電子制菌排水トラップを第２の要旨とし、作用極と対極の間に設置された電源が、電池であることを特徴とする第１又は第２の何れかの要旨に記載の電子制菌排水トラップを第３の要旨とする。更に、複数の作用極を有し、排水トラップの貯水部と常時没水はしない排水流入口付近の各々に少なくとも１つ以上の作用極を設けると共に、前記貯水部に設けた作用極を定電位制御し、前記排水流入口付近に設けた作用極を定電流制御するように成したことを特徴とする第１乃至第３の要旨の何れかに記載の電子制菌排水トラップを第４の要旨とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る電子制菌排水トラップは、排水トラップ内面や防臭パイプ内面又は外面のうち少なくとも１つに導電性基材を設け、前記導電性基材を被防汚面となるよう作用極となし、前記導電性基材と短絡しない位置に対極を通電可能なように配置すると共に、作用極の電位が測定可能なように必要に応じて基準電極を配置し、作用極と生物との直接電子移動反応が発生する工程を少なくとも実施できるように、作用極と対極との間に通電する電源を設けたことによって、導電性基材表面における微生物の殺菌や付着防止を行うので、排水トラップ内面や防臭パイプ内外面等への生物付着が抑制され、長期的に微生物皮膜(ヌメリ)形成抑制効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
排水トラップでは、封水が排水配管から伝わる下水溝の臭気を抑える役割を果たしている。Ｐ型、Ｓ型、Ｕ型等の排水トラップでは、排水管の形状によって封水が形成されているが、椀型、筒型等の別の排水トラップでは、防臭パイプ等の排水管以外の部材によって封水が形成されているものもある。排水トラップの貯水部及び防臭パイプには、貯水された排水を栄養源として微生物皮膜（ヌメリ）が形成される。そこで、排水トラップ内面又は防臭パイプ内外面の少なくとも何れかに導電性基材を設けて作用極となし、前記導電性基材と短絡しない位置に対極を通電可能なように配置すると共に、必要に応じて基準電位を示す基準電極とを配置し、作用極と対極との間に設けた電源により通電することによって、排水トラップ内面や防臭パイプ内外面等に形成される微生物皮膜(ヌメリ)を抑制し、さらに排水トラップの貯水部に滞留している排水の微生物の増殖を抑制することができる。
上記防臭パイプを含む排水トラップは、排水配管から伝わる下水溝の臭気を抑えることができ、且つ、構造を保持できる基材で構成される必要があり、それらの一部又は全部を導電性を有する基材（導電性基材）で構成する必要がある。これは、排水トラップ内面や防臭パイプ内外面を作用極又は陽極として機能させる必要があるためである。
【０００９】
排水トラップには、常時水が滞留している貯水部と、排水流入口付近の常時水が滞留している部分ではないが、断続的に流水が繰り返される部分とがあるが、どちらとも排水を栄養源として微生物皮膜（ヌメリ）が形成される。そこで、排水トラップ内面の断続的に流水が繰り返される部分にも導電性基材を設けて作用極となし、これと短絡しない位置に対極を通電可能なように配置すると共に、必要に応じて基準電位を示す基準電極とを配置し、作用極と対極との間に設けた電源により通電することによって、断続的流水により流入口付近の内面に形成される微生物皮膜(ヌメリ)をも抑制することができる。
即ち、常時は水が滞留していない排水流入口付近の内面部分及び水が常時滞留している貯水部に、それぞれ少なくとも一部もしくは、対極などを設置する部位を除く全部に、一つの導電性基材、もしくは電気的に相互に接続されて一系統の出力によって制御される複数の導電性基材、もしくは排水トラップ内面においては相互に接続されておらずそれぞれ独立した系統の出力によって制御される複数の導電性基材を設置する。排水流入口付近の内面部分及び貯水部のそれぞれに設置された導電性基材は、少なくとも別体の導電性基材であって、相互に及び対極と直接接続することのないように配置されている。
【００１０】
少なくとも一つ以上の排水流入口付近の内面部分に設置された導電性基材には、流水がある場合のみ通電して該導電性基材表面で生物との直接電子移動反応を発生させれば十分な効果が得られる。少なくとも一つ以上の導電性基材に断続的に通電して該導電性基材表面で生物との直接電子移動反応を発生させる方法としては、電源にスイッチを装備し、流水を別途設けたセンサー等により感知し、流水時には導電性基材と対極との電気的な接続を成し、非流水時には切り離す方法がある。また、導電性基材と対極との間に常に電位を印加しておき、流水時のみ流水により該導電性基材と対極とが電気的に接続され、通電するような構造としておくことも可能である。非流水時には電流が流れないため、電力を消費しない。対極は少なくとも常時滞留している貯水部内に設置することが好ましい。
【００１１】
一方、水が常時滞留している貯水部に設置された導電性基材には、常時通電して該導電性基材表面で生物との直接電子移動反応を発生させることも可能である。この場合、対極は少なくとも常時滞留している貯水部内に設置する必要がある。
排水流入口付近の内面部分に設置された導電性基材及び貯水部内面に設置された導電性基材のそれぞれに対する対極は、別体であっても良いし、一体で共通部材としても良い。
【００１２】
本発明で用いる導電性基材は、金属やその酸化物、樹脂、無機材料からなり、排水トラップとしての構造を維持する機能を有するものであれば特に限定されない。その場合、金属やその酸化物などの導電性材料を用いても良いし、樹脂などの非導電性材料を基盤として、その表面にメッキ、溶射などで防汚用の皮膜を形成して導電性を付与して用いても良い。また、全体が導電性材料から形成されていてもよいが、少なくとも防汚面たる導電性基材表面の一部及び／又は全部の水中に浸漬している部分の表面が導電性であり、通電可能であることが必要である。
導電性基材の材料中、金属やその酸化物の例としては、鉄、アルミニウム、銅、チタンおよびそれらの合金、ステンレス、貴金属及びその酸化物などが挙げられる。特に、耐食性に優れたチタン、タンタル、ニオブ等のバルブ金属が好ましい。樹脂材料の例としては、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ナイロン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネイト、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）等が挙げられる。無機材料の例としては、ガラス、アルミナ、ジルコニア、セメント等が挙げられる。
【００１３】
導電性基材として金属を用いる場合、海水電解用電極や酸素発生電極などを製造する際に、一般的に用いられる定法に従って導電性物質の微粒子で被覆したり、積層して用いることができる。被覆及び積層する際には、導電性基材の母材との密着性を高める等の考慮が必要である。
また、導電性基材の基盤として樹脂、無機材料などの非導電性材料を用いる場合、導電性物質の微粒子を材料に充填することにより導電性を付与し用いればよい。
導電性物質の微粒子の例としては、グラファイト、カーボンブラック、カーボン繊維からなる短繊維などの炭素微粒子、金、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、それらの合金または酸化物、チタン、ニオブ、タンタル等のバルブ金属またはその酸化物及び酸化マンガン、酸化コバルト、酸化スズ、酸化アンチモンなどの酸化物の微粒子、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化バナジウム、窒化タンタル、窒化ニオブ、窒化クロム等の金属窒化物、炭化チタン、炭化ジルコニウム、炭化バナジウム、炭化ニオブ、炭化タンタル、炭化クロム、炭化モリブデン、炭化タングステン等の金属炭化物、ホウ化チタン、ホウ化ジルコニウム、ホウ化ハーフニウム、ホウ化バナジウム、ホウ化ニオブ、ホウ化タンタル、ホウ化クロム、ホウ化モリブデン、ホウ化タングステン等の金属ホウ化物、ケイ化チタン、ケイ化ジルコニウム、ケイ化ニオブ、ケイ化タンタル、ケイ化バナジウム、ケイ化タングステン等の金属ケイ化物などの微粒子が挙げられる。
さらに、長期間の防汚を目的とした本発明においては、被防汚面となる導電性基材表面に各種電位印加を行っても排除できない殺菌された微生物、有機物及びスケールが付着することがあり、これらを導電性基材の交換などのコストを掛けずに、再活性化させて長期間の防汚効果を再現させるために、必要最小限の塩素化合物及びラジカル発生機能を有する物質として、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、イリジウム、それらの合金または酸化物、チタン、ニオブ、タンタル等のバルブ金属酸化物及び酸化マンガン、酸化コバルト、酸化スズ、酸化アンチモンなどの酸化物を単一金属酸化物、複合金属酸化物や複合金属酸化物として導電性基材表面に存在させることが好ましい。また、これらの素材をそのまま、もしくは成形して使用することも可能である。
【００１４】
また、上記金属酸化物の微粒子をバインダー樹脂に充填、分散させた導電性組成物を、前記非導電性材料製基盤表面に被覆して導電性を付与してもよい。バインダー樹脂の例としては、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アクリル−ウレタン樹脂、ポリエステル−ウレタン樹脂、シリコン−ウレタン樹脂、シリコン−アクリル樹脂、エポキシ樹脂や、熱硬化型のメラミン−アルキッド樹脂、メラミン−アクリル樹脂、メラミン−ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などの樹脂、または天然ゴム、クロロプレンゴム、シリコンゴム、ニトリルブチレンゴム、ポリエチレンエラストマー、ポリエステルエラストマー、ポリプロピレンエラストマー等のゴム弾性材料が挙げられる。導電性組成物は、導電性シートを形成して非導電性基盤上に接着剤を介して積層したり、塗膜層として形成してもよい。
【００１５】
上記の導電性物質の微粒子の他に、生物の細胞と電極との電子移動反応を促進する作用を有する特定の化合物を添加してもよい。すなわち、微生物と電極との電子移動を媒介する電子メディエータを導電性材料と共に使用することによって、より効率的に水生生物の殺菌を行うことができる。電子メディエータの例としては、フェロセン、フェロセンモノカルボン酸、フェロセンジカルボン酸または、〔（トリメチルアミン）メチル〕フェロセン等のフェロセンおよびその誘導体、Ｈ４Ｆｅ（ＣＮ）６、Ｋ４Ｆｅ（ＣＮ）６、Ｎａ４Ｆｅ（ＣＮ）６等のフェロシアン類、２，６−ジクロロフェノールインドール、フェナンジンメトサルフェート、ベンゾキノン、フタロシアニン、ブリリアントクレジルブルー、カロシアニン、レゾルシン、チオニン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−ジスルフォネイティド・チオニン、ニューメチレンブルー、トブシンブルーＯ、サフラニン−Ｏ、２，６−ジクロロフェノールインドフェノール、ベンジルビオロゲン、アリザリンブリリアントブルー、フェノシアジノン、フェナジンエトサルフェート等が挙げられる。
この様な電子メディエータを担持した導電性基材としてはフェロセン修飾電極を挙げることができる。ちなみに、フェロセン修飾カーボン電極を用いて、海洋付着細菌ビブリオ・アルギノリチクスからの酸化ピーク電流を確認すると、０．３ＶｖｓＳＣＥにてピーク電流が確認され、０．４ＶｖｓＳＣＥで殺菌することができる。
【００１６】
また、抗菌性を有する材料を添加してもよい。抗菌性を有する物質は、無機物に属するものと有機物に属するものとがある。
無機物としては、銀、銅、ニッケル、亜鉛、鉛、ゲルマニウム等の金属およびこれらの酸化物、酸素酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩、炭酸塩、有機キレート化合物などが挙げられる。
有機物としては、２−（４−チアゾリル）−ベンズイミダゾール、４，５，６，７−テトラクロル−２−トリフルオロメチルベンズイミダゾール、１０，１０’−オキシスフェノキシアルシン、トリメトキシシリル−プロピルオクタデシルアンモニウムクロライド、２−Ｎ−オクチル−４−イソチアゾリン−３−オン、ビス（２−ピリジルチオ−１−オキシド）亜鉛などが挙げられる。
【００１７】
さらに、導電性基材の一部又は全部が、少なくともチタン、チタン合金及びそれらの酸化物や白金及び／又は金属酸化物から選ばれた単一金属酸化物又は混合金属酸化物又は複合金属酸化物からなるものを使用してもよい。このような導電性基材に電位を印加することにより、水や海水から酸素や塩素の発生の無い正電位を印加することにより、導電性基材表面に直接または間接的に接触する水生生物を殺菌し、増殖を抑制すると共に、酸素や塩素が発生する電位を印加することにより、水や海水などから塩素化合物や酸素などの電解物質を生成させ、導電性基材表面に直接または間接的に接触する水生生物の殺菌及びスケールなどの有機物の脱離洗浄、また導電性基材を再活性化させることができる。
電解液が海水の場合には、塩素過電圧が酸素過電圧より低い正電位となるように、少なくともチタン、チタン合金及びそれらの酸化物や白金及び／又は金属酸化物から選ばれた単一金属酸化物又は混合金属酸化物又は複合金属酸化物を構成することが好ましい。また、電解液が塩素化合物を含まない水の場合には、酸素過電圧が、微生物との直接電子移動反応が起こる電位との間に電位差が認められる正電位となるように、白金及び／又は金属酸化物から選ばれた単一金属酸化物又は混合金属酸化物又は複合金属酸化物を構成することが好ましい。導電性基材の基盤上に上記の物質を導電性膜となしたものも好ましく用いられる。
【００１８】
この導電性膜は、金属又はその化合物から構成でき、具体的には、白金族金属、バルブ金属及びそれらの酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属ホウ化物、金属ケイ化物の何れかから構成することができる。特に、金属酸化物が、酸化チタン、酸化ロジウム、酸化パラジウム、酸化ルテニウム、酸化イリジウム、酸化マンガン、酸化コバルト、酸化スズおよび酸化アンチモン、酸化ニオブ、酸化タンタル及び酸化ジルコニウムから選ばれた少なくとも１種又は２種以上から構成されることが好ましい。
導電性膜を形成するに当たっては、溶射やスパッタリング、イオンプレーティングなどの方法を採用することができる。
金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属ホウ化物、金属ケイ化物については既に記載してあるが、記載した材料はその一部であり、形成方法によっては２種類以上の金属が含まれたり、酸化物の一部が含まれたり、さらにはこれらの化合物が２種以上混合されたり、導電性基材の素材自身が空気酸化や陽極酸化されることから、特に限定はされない。これらの金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属ホウ化物、金属ケイ化物は０．０１μｍ以上の厚さの膜が好ましい。最大の厚さは特に限定しないが、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属ホウ化物、金属ケイ化物の形成方法や使用目的により適宜設定すればよい。
【００１９】
導電性基材が電気化学的に溶解や腐食する材料、例えば、鉄やアルミニウム、銅、亜鉛、マグネシウムおよびそれらの合金、ステンレス等の金属材料からなる場合では、該金属材料と接水面に形成された導電層との間に、絶縁性樹脂塗膜層や絶縁性樹脂フィルム層、アルミナ、チタニア酸化ケイ素などの絶縁無機物層、またはチタン、ニオブ、タンタル等のバルブ金属などを設けておくことで耐食性が向上し好ましい。これらの材料からなる層は、１種又は２種以上の多層として形成されてあってもよい。
特に、導電性基材が、バルブ金属であるチタンの様に高温や常温で空気酸化されたものや、電解反応により陽極酸化されたものは、耐食性導電性材料として使用できる。また、耐食性導電性基材と、該耐食性導電性基材の表面の一部又は全部に多孔質白金からなる、又は、前記多孔質白金と該多孔質白金に３次元的に担持された金属酸化物とからなる被覆層とよりなるもの、及び、導電性基材が、耐食性導電性基材と、該耐食性導電性基材の表面が部分的に露出する程度に分散被覆された白金と、少なくとも耐食性導電性基材表面の露出部分を被覆する少なくとも１種以上の金属酸化物及び／又はバルブ金属酸化物の少なくとも１種以上からなる混合金属酸化物とからなる中間層と、貴金属酸化物とバルブ金属酸化物から選ばれた少なくとも１種以上の金属酸化物からなる混合金属酸化物層から構成された外層とよりなるものも好ましい。
【００２０】
導電性基材の形状は特に限定されるものではなく、水生生物を効率よく吸着して直接または間接的に接触し、定電流通電時には定電流を任意に設定し通電できるもの、または電位を付与でき、電気化学的に水が分解され水素、酸素や塩素などが発生する程度の負電位もしくは正電位を印加する工程を実施できるものであればよい。
【００２１】
本発明の電子制菌排水トラップにおいては、上記導電性基材と接触しないように対極が設置されている。対極に使用される基材は、排水トラップとしての構造を維持する機能を有するものであれば特に限定されない。前記した導電性基材と同様のものを用いることができる。
導電性基材と対極の配置、位置関係については、導電性基材と対極の間に存在する、微生物や有機物を含む水の量及び周囲の構造物の形状などにより、少なくとも、導電性基材の表面で電気化学的反応が発生する程度に配置されていればよく、特に限定されるものではない。
【００２２】
上記、導電性基材と対極とはリード線により電源と出力制御装置に接続されている。この電源と出力制御装置は、導電性基材と対極との間に直流を通電する装置であって、極性が変換できる機能を有しているものである。
ポテンショスタット又はガルバノスタットを用いて導電性基材に定電位の印加や定電流を流すこともできる。使用できるポテンショスタット、ガルバノスタットとしては、導電性基材に、予め定められた電位を印加できるものや、定電流を流すことのできるものであれば特に限定されない。特に、直流電源装置に電圧の制御または電流の制御およびそのタイミングの制御手段を付加したもので実施することが好ましい。
【００２３】
上記構成以外、必要に応じて参照極を用いることもできる。
また、電解セルを形成する電極配置は、作用極に対し対極の設置位置は限定されない。
参照極は、電気化学反応が進む導電性部材の電位を測るときに基準とするものであって、参照極と導電性基材の電位差を計測し、電源によって導電性基材の電位を適正に補正するものである。
従って、予め通電状態において参照極と導電性基材の電位差を計測しておけば、防汚のための通電条件を知ることができるので、排水トラップ内に参照極を常設しなくてもよい。
参照極は、参照電極表面で電極反応が可逆で電解液中のある化学種とＮｅｒｎｓｔの平衡電位式に従って応答し、その電位は時間に対して安定で、微少電流が流れてもすぐ最初の電位に戻り、温度変化も一定の温度になれば一定の電位を出すもの、といったものを用いる。例えば水素電極（ＮＨＥ、ＲＨＥ、白金黒電極）、カロメル電極（ＳＣＥ）、銀・塩化銀電極（Ａｇ／ＡｇＣｌ）、硫酸第一水銀電極、酸化水銀電極などが挙げられる。参照極の設置は、作用極の近傍が好ましい。なお、本発明において、参照電極を使用する場合、排水トラップ内面、防臭パイプ内外面等に設けた導電性基材を電気化学的計測系で呼称される作用極とし、この作用極に対する電極を対極とする。
【００２４】
本発明の上記電子制菌排水トラップにおいて、電源及び出力制御装置を一体化することもできる。一体化することにより、電源及び出力制御装置を排水トラップと別体で設置する場合の、電源及び出力制御装置の設置場所、及びそれらと排水トラップとを電気的に接続するリード線の取り扱いといった問題点を克服できる。また、電源を電池とすることで、電源の確保といった問題も克服できる。
排水トラップには規格化された形状を持つものも多く、本発明の電子制菌排水トラップは、電池電源及び出力制御装置を一体化することで、着脱可能な既設の排水トラップに適用できる。排水トラップが埋め込み型で着脱不可能な場合には、着脱可能な防臭パイプ部材に適用することで、壁面への微生物皮膜(ヌメリ)形成抑制が長期間維持され得る。
【００２５】
排水トラップに電源及び出力制御装置を一体化するには、電源として電池を使用し、出力制御装置を実装した出力制御基板を含めて排水トラップ部材に組み込む。そのためには、出力制御基板及び電池を納める部分を防水構造にする必要がある。電池は交換できる方が好ましいので、少なくとも電池を出し入れできる防水構造の蓋付きの開口部を設置する方がよい。それには、例えばゴムパッキングとネジ込みを併用してもよい。出力制御基板は同様の空間に納めてもよいし、シーリング材などを使用して封入してもよく、電池と同様蓋を開けてアクセスすることができるようにしてもよいし、取り替えたり触れたりできないようになっていてもよい。電池と出力制御基板、及び出力制御基板と電極との間はリード線などで電気的に接続する必要がある。
【００２６】
上記、電池電源として排水トラップ部材に組み込んで使用する出力制御装置は、排水トラップと別体として設置してＡＣ電源を使用する場合と、構成上、ＡＣ電源を整流する必要があったり、電源電圧が多少異なったりするなどの差異がある。それ以外の出力制御の部分に関しては、すべての要素を納めるべき容積の制限に違いがある可能性はあるが、構成的には基本的に同一である。出力制御を実行するに当たって、すべてをアナログ回路によって構成し、一定電圧もしくは一定電流を印加するようにすることが可能であるし、プロセッサとアンプを組み合わせて、同様に一定電圧もしくは一定電流を印加するようにすることが可能である。プロセッサに搭載するプログラムによって、電圧もしくは電流を一定時間のみ印加したり、印加する電圧もしくは電流を変化させたりといった複雑な出力制御を実行することが可能となる。また、参照極を用いる構成の場合、導電性基材の電位を計測し、それに基づいたフィードバック制御を行うことも容易である。
【００２７】
本発明により利用できる排水は、特に限定されない。例えば、海水、河川の水、湖沼の水、水道水、飲料水、または各種緩衝液などが挙げられる。また、対象となる生物も、それらの水中に存在する生物であれば特に限定されるものではない。
【００２８】
次に制御条件について説明する。
定電流の制御条件は以下の通りである。
定電流による防汚効果の発現には、２０ｍＡ／ｍ２以上の電流密度が有効で、防汚面積により適宜電流値を調節することが好ましい。また、被防汚体の防汚面の材質や形状及び防汚面の維持状態の目的により適宜電流密度の設定を変更することができる。一般的には、
２０ｍＡ／ｍ２から１０００ｍＡ／ｍ２程度でよい。好ましくは、微生物との直接反応を利用して、防汚効果の発現を期待する場合には、５０ｍＡ／ｍ２から５００ｍＡ／ｍ２が好ましく、被防汚体の防汚面に付着した有機物等を除去することを目的とする場合には、１００ｍＡ／ｍ２から８００ｍＡ／ｍ２程度とすることが好ましい。また、それぞれの通電時間は、目的によってそれぞれ適宜選択して制御することができる。また、被防汚体の防汚面が酸化状態になり、出力電圧が高くなるような場合は、設定する電流を正負相互に、任意の時間制御することによって、導電性基材を還元し出力電圧を低い状態に保つことができる。ただし、負の電流を定電流で流す時間が長過ぎると防汚効果の低下を招くことがあるので、使用する導電性材料により適宜設定することが好ましい。負電流の電流密度についても、電極材料により防汚効果と導電材料の還元化とにより適宜選択し使用することが好ましい。
【００２９】
さらに、本発明は定電位制御も用いることが可能である。定電位の制御条件は以下の通りである。
微生物を含む水中において、排水トラップ内面や防臭パイプ内外面等に設けた導電性基材に正電位を印加すると、導電性基材表面に付着した微生物は電気化学的に殺菌される。印加する正電位は、被防汚導電性基材により適宜選択すれば良く、好ましい電位は、＋０Ｖｖｓ．ＳＣＥ以上、より好ましくは＋０．８Ｖｖｓ．ＳＣＥ以上である。印加する電位が＋０Ｖｖｓ．ＳＣＥ未満では微生物を殺菌することができない。また、＋１．５Ｖｖｓ．ＳＣＥを越えた電位を長時間印加すると、導電性基材の劣化が起きたり、導電性基材の組成物によっては水が電気化学的に分解され、水素や酸素が生成することがあるので導電性基材の種類により適宜選択することが必要である。さらに、上記正電位を印加してなる殺菌工程の後、印加した正電位を、負電位に変更すると導電性基材に付着した生物、その他の細胞、殺菌された生物の細胞および／またはその破壊物や有機物を脱離することができる。印加する負電位は、適宜選択すればよい。上記正電位を印加してなる殺菌工程と、負電位を印加してなる脱離工程とは周期的に変化させるが、周期、即ち、正電位及び負電位の維持時間は、本装置を取り付ける環境に応じて適宜設定すれば良い。
【００３０】
また、経時的に使用すると上記制御方法のみでは除去しきれない水生生物、その一部の細胞、殺菌された水生生物の細胞および／またはその破壊物、有機物などのスケールの付着が生じる。排水トラップ内面や防臭パイプ内外面等に設けた導電性基材の劣化との関連もあるが、電気化学的に水が分解され水素、酸素や塩素などが発生する程度の負電位もしくは正電位を導電性基材に印加することもできる。
電解液から電気化学的に生成物が発生する負電位は、−１．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ以上、好ましくは−２．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ以上であり、この値での電位の印加を周期的もしくは不定期的に所定の時間で行うことによって、前記水生生物、その一部の細胞、殺菌された水生生物の細胞および／またはその破壊物、有機物やスケールを効果的に洗浄することができる。
【００３１】
また、電解液中から電気化学的に生成物が発生する正電位とは、水や海水の分解にともない酸素や塩素の発生する電位であり、＋１．５Ｖｖｓ．ＳＣＥを越えた電位により、明確に確認される。
これらの高い電位を長時間印加すると水や海水が電気分解して塩素や未知の物質を発生する可能性が高く、また、導電性基材の劣化が起こることがあるので、長期に渡って安定的に防汚効果を維持し、水や海水中への電解生成物質による汚染を最小限に抑制するためには、不適切な場合がある。しかしながら、長期間の防汚を目的とした本発明においては、被防汚面となる導電性基材表面に各種電位印加を行っても排除できない殺菌された微生物、有機物及びスケールが付着することがあり、これらを導電性基材の交換などのコストを掛けずに、再活性化させて長期間の防汚効果を再現させるためには、必要最小限の塩素化合物及びラジカル発生機能を制御することが好ましい。
導電性基材に、水や海水等の電解液中から電気化学的に生成物が発生する負電位が印加されているとき、電解液の分解により導電性基材表面では水素が発生し、この水素によって導電性基材表面の付着物が除去される。また、導電性基材表面近傍はアルカリ性を示す雰囲気となり、除去しきれない水生生物、その一部の細胞、殺菌された水生生物の細胞および／またはその破壊物などのスケールと呼ばれる有機物が分解される。これら、除去及び溶解によって、導電性基材表面は洗浄されることになる。
【００３２】
上記の洗浄工程において、電解液中から電気化学的に生成物が発生する正電位もしくは負電位を印加する時間は、導電性基材の耐久性、導電性基材表面に直接または間接的に接触する水生生物の付着量によって適宜選択することができる。
ちなみに、導電性基材表面の物性が、塩素過電圧が酸素過電圧より低い場合には、塩素化合物の生成が起こり、逆であれば酸素が先に発生する現象が確認できる。塩素発生基材としては、貴金属及びその酸化物などが挙げられる。酸素発生基材としては、バルブ金属やその酸化物及び酸化コバルトなどが挙げられる。
電解液中から電気化学的に生成物が発生する正電位を印加する時間は、導電性基材の特性によって適宜選択することができる。一般的には導電性基材の耐久性、導電性基材表面に直接または間接的に接触する水生生物の付着量によって異なるが、導電性基材の劣化及び水や海水の電解物質による汚染を最小限とするための設定を行うことが好ましい。その点を考慮すると一ヶ月あたり０．５〜２４時間程度の印加がより好ましい。また、上記殺菌工程の設定時間と比較して、１０分の１〜一万分の１程度の時間に設置して運用することも可能である。
【００３３】
本発明において化学物質による生活排水の汚染を最小限となし、且つ、長期に渡り防汚効果を維持するため、上記殺菌工程、脱離工程、洗浄（還元・分解）工程の各工程は、印加電位及び印加時間を適宜設定したうえで、状況に応じて任意の順序及び頻度で周期的に適用することができる。また、定電流の制御時にも上記の脱離工程、洗浄（還元・分解）工程を適宜選択し、状況に応じて任意の順序及び頻度で周期的に適用することができる。
【実施例】
【００３４】
次に本発明の実施例を説明する。なお、以下の実施例は、装置図面が煩雑にならないよう単純な構成を模式的に表現したものである。従って、本発明は、以下の実施例に限定されるものでなく、本発明の技術範囲において、種々の変形例を含むものである。また、各実施例において、同じ構成については同じ参照符号を付けた。
【００３５】
（実施例１）
本発明の電子制菌排水トラップ（筒型）の一実施例の構成を図１に、その要部である防臭パイプ部材１の断面斜視図を図２に示す。排水トラップの貯水部に設置される防臭パイプ１の外面に作用極となる導電性基材２を設け、これと短絡しない位置に対極３を配置し、作用極と生物との直接電子移動反応が発生する工程を少なくとも実施できるように、作用極と対極との間に通電する電池電源４及び出力制御装置５を防臭パイプ１と一体化して設けた電子制菌排水トラップである。尚、排水トラップの容器１１としては、塩ビやポリプロピレン容器等一般に使われているものが使用できる。対極３としては、Ｎｉ線材（φ２×１５０ｍｍ）を用いた。
【００３６】
また、図３に本発明の実施例に用いた電子制菌排水トラップの簡易的な電気的ブロック図を示す。電源４はＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）６、ＯＰアンプ７及びＯＰアンプ８に電源を供給する。ＭＰＵ６はＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）、ＲＡＭ（読み書き可能メモリ）、Ｄ／Ａ変換器（デジタル・アナログ変換器）、Ａ／Ｄ変換器（アナログ・デジタル変換器）などを必要に応じて集積したマイクロプロセッサであるが、各要素に関して独立した部品を使用してもよい。ＭＰＵ６は、ＲＯＭに予め収めたプログラムを読み出し、ＲＡＭやレジスタを作業領域としてＣＰＵによる演算処理を実行する。ＯＰアンプ７はＭＰＵ６の電圧指示に応じて導電性基材２に電圧を出力する。ＯＰアンプ８はＭＰＵ６の電圧指示に応じて対極３に電圧を出力する。電流検出抵抗９は導電性基材２に流れる電流値を計測するためのものであり、この計測値に基づいてＭＰＵ６が出力電圧を調整することにより、一定電流を印加する定電流制御を実現することができる。ＭＰＵ６がＯＰアンプ７に正電圧出力を指示し、ＯＰアンプ８に０Ｖ出力を指示することにより、対極３に対して導電性基材２に正電位もしくは正電流を印加することができる。一方、ＭＰＵ６がＯＰアンプ７に対して０Ｖ出力を指示し、ＯＰアンプ８に正電圧出力を指示することにより、対極３に対して導電性基材２に負電位もしくは負電流を印加することができる。
【００３７】
尚、本実施例において防臭パイプ１の外面に設けた導電性基材２は、下記による処理により作成を行った。
導電性基材の調整
チタン基盤（ＪＩＳ２種相当、ｔ０．５×ｗ２０×Ｌ１４０ｍｍ）をアルコールで洗浄後、２０℃の８重量％弗化水素水溶液中で２分間処理した後、水洗し乾燥した。
次いで市販のチタン粉末とパラジウム粉末をそれぞれ６５：３５（重量比）となるように計量した粉体２５０ｇをＶ型混合機で１時間混合した。直径１０ｍｍの穴を１０ヶ有するカーボン型ダイスに混合粉末を２４ｇづつ各々の穴に充填し、両端をカーボン製パンチにて固定し、住友石炭鉱業（株）製放電プラズマ焼結機（ＤＲ．ＳＩＮＴＥＲ）内の所定の位置に設置し、約３５０ｋｇｆ／ｃｍ２、パルス印加電圧４Ｖ、パルス印加電流３５００Ａ、焼結温度８００℃、焼結時間５分の条件にて焼結した。その後表面研磨を行い約φ１０ｍｍで長さ５０ｍｍの６５重量％チタン−パラジウム（以下、Ｔｉ−Ｐｄと記載する）放電被覆用電極を得た。
次いで、酸化皮膜を除去したチタン基板を陰極とし、６５重量％Ｔｉ−Ｐｄ電極を使用してアルゴン置換したグローブボックス中で放電被覆加工を１０分間行った。その後、放電加工を行ったチタン基材をファインカッターにてｔ１×１０×１０ｍｍに切断した。放電加工を行ったチタン基材の表面を蛍光Ｘ線分析計により、放電電極との比較成分分析を行ったところ、放電電極成分であるチタンとパラジウムの合金が被覆されていることが確認された。また、エレクトロプローブマイクロアナライザー（以下、ＥＰＭＡと記載する）にて、断面の元素分析を行ったところ、このチタンとパラジウム合金層の厚さは３０〜５０ミクロンであった。
塩化イリジウム酸のブタノール溶液と塩化タンタルのエタノール溶液を混合し、イリジウム（Ｉｒ）４．６ｇ／リットル及びタンタル（Ｔａ）５０．０ｇ／リットル（モル混合比：８Ｉｒ−９２Ｔａ）を含有する塗布液を調製し、マイクロピペットで１ｃｍ２当たり３．０マイクロリットル秤量し、それを上記の様にして作製したチタンとパラジウム合金層を形成したチタン基板の合金層上に塗布した後、室温で３０分間真空乾燥させ、更に５００℃の大気中で１０分間焼成した。この工程を３回繰り返した。
次に外層を得るため、塩化イリジウム酸のブタノール溶液と塩化タンタルのエタノール溶液を混合し、イリジウム（Ｉｒ）５０．０ｇ／リットル及びタンタル（Ｔａ）２０．２ｇ／リットル（モル混合比：７０Ｉｒ−３０Ｔａ）を含有する塗布液を調製した後、この塗布液を用いて前記と同様の工程を８回繰り返して導電性基材とした。
【００３８】
本実施例に係る電子制菌排水トラップの微生物被膜（ヌメリ）抑制効果を確認するために、ビーカー中にて排水トラップを構成する防臭パイプ１を生活排水（社内食堂より採取）６００ミリリットルで満たし、恒温室（２５℃）内に配置した。電子制菌排水トラップ内の防臭パイプ外面に設けた導電性基材に、以下に示す１〜９の各制御条件で電位を印加又は電流を通電しながら５日間試験を実施した。
制御条件１：１．１Ｖｖｓ．ＳＣＥ常時印加
制御条件２：１．１Ｖｖｓ．ＳＣＥ、６０分
−０．１Ｖｖｓ．ＳＣＥ、２０分
（これを１サイクルとし５日間繰り返す。）
制御条件３：下記の殺菌工程と脱離工程を２日間順次繰り返し印加後、アルカリ雰囲気形成工程を行う。これを１パターンとして繰り返す。  
（殺菌工程）１．１Ｖｖｓ．ＳＣＥ、６０分
（脱離工程）−０．１Ｖｖｓ．ＳＣＥ、２０分
（アルカリ雰囲気形成工程）−１．４Ｖｖｓ．ＳＣＥ、１２０分
制御条件４：６００ｍＡ/ｍ２を２５時間内に連続２時間通電
（２時間通電、２３時間非通電を５日間繰り返す。）
制御条件５：６００ｍＡ/ｍ２を２５時間内に連続４時間通電
（４時間通電、２１時間非通電を５日間繰り返す。）
制御条件６：６００ｍＡ/ｍ２を２５時間内に連続６時間通電
（６時間通電、１９時間非通電を５日間繰り返す。）
制御条件７：６００ｍＡ/ｍ２を２５時間内に連続８時間通電
（８時間通電、１７時間非通電を５日間繰り返す。）
制御条件８：６００ｍＡ/ｍ２を常時通電した。
制御条件９：６００ｍＡ/ｍ２を２日間常時通電後、下記のアルカリ雰囲気形成工程を行う。これを１パターンとして繰り返す。
（アルカリ雰囲気形成工程）−１．４Ｖｖｓ．ＳＣＥ、１２０分
【００３９】
（比較例１）
防臭パイプとして導電性基材を設けない従来のポリプロピレン製部材を使用した排水トラップ（実施例１と同型）である。
【００４０】
比較のため、実施例１と同様に比較例１の排水トラップを構成する防臭パイプをビーカー中にて生活排水（社内食堂より採取）６００ミリリットルで満たし、通電せずに恒温室（２５℃）内に放置して５日間試験を実施した。
【００４１】
上記実施例１の制御条件１〜９及び比較例１の試験結果を表１に示す。表１における微生物被膜（ヌメリ）抑制効果の確認は、防臭パイプ接水面の目視と手による感触で行った。
また試験後のビーカー中の水を採取し、酵母ＭＹ培地を用いて原液から１０倍希釈毎、１億倍希釈まで行い２日間培養し菌の有無を比較例１の試験後のビーカー中より採取した水と比較した。実施例１の制御条件１〜９において採取した水では比較例１において採取した水の場合に比べ、微生物量が遙かに少ないことから実施例１の電子制菌排水トラップにより、水中の微生物及び有機物量を十分に制御できることが確認された。
表１の結果より、本発明の電子制菌排水トラップは微生物被膜（ヌメリ）抑制効果を有し、且つ排水トラップの貯水部内の微生物の増殖を抑制することを確認した。
【００４２】
【表１】
2005238191.tif 000003
【００４３】
（実施例２）
防臭パイプ１の外面に設けた導電性基材２として、アルコールで洗浄後、２０℃の８重量％弗化水素水溶液中で２分間処理した後、水洗し乾燥したチタン基板（ＪＩＳ２種相当、ｔ０．５×ｗ２０×Ｌ１４０ｍｍ）を用いた以外は実施例１と同じ電子制菌排水トラップである。
【００４４】
（実施例３）
防臭パイプ１の外面に設けた導電性基材２として、下記に示す導電性基材を用いた以外は実施例１と同じ電子制菌排水トラップである。
導電性基材の調整
平均粒子径５μｍのグラファイト粉（日本黒鉛（株）製）と平均粒子径０．０１６μｍのカーボンブラック粉（三菱化成（株）製、＃３９５０）を１０：４に混合し、バインダー樹脂（関西ペイント（株）製、スーパーダイヤモンド）固形分に対して５０重量％添加したものを、ボールミルで２４時間分散攪拌処理して導電性組成物を得た。この導電性組成物をナイロン基板（ｔ０．５×ｗ２０×Ｌ１４０ｍｍ）上に、スプレーで塗布後、８０℃、３０分間乾燥することにより１００μｍの厚さの導電性樹脂層を形成し、導電性基材２とした。
【００４５】
実施例１〜３の電子制菌排水トラップの微生物被膜（ヌメリ）抑制効果を確認するために、ビーカー中にて排水トラップを構成する防臭パイプ１を生活排水（社内食堂より採取）６００ミリリットルで満たし、恒温室（２５℃）内に配置した。電子制菌排水トラップ内の防臭パイプ外面に設けた導電性基材に、以下に示す制御条件で電流を通電しながら２０日間試験を実施した。
制御条件８：６００ｍＡ/ｍ２を常時通電した。
【００４６】
比較のため、実施例１と同様に比較例１の排水トラップを構成する防臭パイプをビーカー中にて生活排水（社内食堂より採取）６００ミリリットルで満たし、通電せずに恒温室（２５℃）内に放置して２０日間試験を実施した。
【００４７】
上記実施例１〜３及び比較例１の試験結果を表２に示す。
表２における微生物被膜（ヌメリ）抑制効果の確認は、防臭パイプ接水面の目視と手による感触で行った。
また試験後のビーカー中の水を採取し、酵母ＭＹ培地を用いて原液から１０倍希釈毎、１億倍希釈まで行い２日間培養し菌の有無を比較例１の試験後のビーカー中より採取した水と比較した。実施例１〜３の制御条件８において採取した水では比較例１において採取した水の場合に比べ、微生物量が遙かに少ないことから実施例１〜３の電子制菌排水トラップにより、水中の微生物及び有機物量を十分に制御できることが確認された。
表２の結果より、本発明の電子制菌排水トラップは微生物被膜（ヌメリ）抑制効果を有し、且つ排水トラップの貯水部内の微生物の増殖を抑制することを確認した。
【００４８】
【表２】
2005238191.tif 000004
【００４９】
（実施例４）
本発明の電子制菌排水トラップの別の実施例（椀型排水トラップ）の構成を図４に示す。後述する処理を施した、円筒形に加工した作用極となる導電性基材２ａを、処理を施した面が接水する内側の面となるよう、その裏面はエポキシ樹脂でシーリングして絶縁し、排水トラップ１１内の常時没水はしない排水流入口１２の付近に設置する。また、同様に後述する処理を施し、円筒形に加工した別の作用極となる導電性基材２ｂを、処理を施した面が接水する内側の面となるよう、その裏面はエポキシ樹脂でシーリングして絶縁し、排水トラップ１１内の常時没水する貯水部内面に設置する。更に、貯水部に、対極３として、円筒状に加工した鉄（ｔ０．５×ｗ１５０×Ｌ２０ｍｍ）を前記導電性基材２ａ、２ｂと短絡しないように設置する。また、基準電位を計測するため、参照極１０を常時没水する貯水部に設置した。導電性基材２ａ、２ｂ、対極３及び参照極は、リード線などと接続し、これを排水トラップ１１の外側に導出して、作用極と生物との直接電子移動反応が発生する工程を少なくとも実施できるように、作用極と対極との間に通電する電源４及び出力制御装置５（図示せず）と接続して制御可能なように成した。
特に、接水面となったり、非接水面となったりする導電性基材２ａについては、常時電圧を印加しておくと、水が流入し、流入した水によって導電性基材２ａと対極３が電気的に接続されたときにのみ電流が流れる。尚、排水トラップの容器１１としては、塩化ビニルやポリプロピレン容器等一般に使われているものが使用できる。
【００５０】
また、図５に本発明の実施例に用いた電子制菌排水トラップの簡易的な電気的ブロック図を示す。電源４（図示せず）は、ＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）６、ＯＰアンプ７ａ、ＯＰアンプ７ｂ、ＯＰアンプ８に電源を供給する。本実施例では、電源としてＡＣ１００Ｖを整流して用いているが、電池を使用してもよい。電源４は、当該設置領域に特有な条件により、接水面となったり非接水面となったりする部分に設置され断続的に通電が繰り返される導電性基材２ａ、常時接水面となっている部分に設置され常時通電されている導電性基材２ｂ、対極３、及び参照極１０とリード線もしくはケーブルなどで電気的に接続している。
【００５１】
ＭＰＵ６はＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）、ＲＡＭ（読み書き可能メモリ）、Ｄ／Ａ変換器（デジタル・アナログ変換器）、Ａ／Ｄ変換器（アナログ・デジタル変換器）などを必要に応じて集積したマイクロプロセッサであるが、各要素に関して独立した部品を使用してもよい。ＭＰＵ６は、ＲＯＭに予め収めたプログラムを読み出し、ＲＡＭやレジスタを作業領域としてＣＰＵによる演算処理を実行する。ＯＰアンプ７ａ、７ｂはＭＰＵ６の電圧指示に応じて導電性基材２ａ、２ｂに電圧を出力する。ＯＰアンプ８はＭＰＵ６の電圧指示に応じて対極３に電圧を出力する。
ＭＰＵ６は、導電性基材２ａ、２ｂ、対極３、及び参照極１０の電位をそれぞれ計測することができる。ＭＰＵ６は、参照極１０の電位を基準にして導電性基材２ａ及び２ｂの電位を算出して、それらが所定の電位になるようにＯＰアンプ７ａ、７ｂ、８の出力を調整することにより、電位制御を実現できる。
【００５２】
一方、ＭＰＵ６は、電流検出抵抗９ａ及び９ｂの両端の電位を計測して、導電性基材２ａ及び２ｂにそれぞれ流れる電流を算出することができる。ＭＰＵ６が、それらの電流計測値が所定の値になるようにＯＰアンプ７ａ、７ｂ、８の出力を調整することにより、電流制御を実現することができる。
【００５３】
電流検出抵抗９ａ、９ｂは導電性基材２ａ、２ｂに流れる電流値を計測するためのものである。この計測値に基づいてＭＰＵ６が出力電圧を調整することにより、一定電流を印加する定電流制御を実現することができる。ＭＰＵ６がＯＰアンプ７ａ、７ｂに正電圧出力を指示し、ＯＰアンプ８に０Ｖ出力を指示することにより、対極３に対して導電性基材２ａ及び２ｂに正電位もしくは正電流を印加することができる。一方、ＭＰＵ６がＯＰアンプ７ａ、７ｂに対して０Ｖ出力を指示し、ＯＰアンプ８に正電圧出力を指示することにより、対極３に対して導電性基材２ａ及び２ｂに負電位もしくは負電流を印加することができる。
【００５４】
図４においては参照極１０は、前記導電性基材及び対極と通電可能な水中に存在する限り、その配置は特に限定されない。また、更に、予め必要な出力電圧が判明している場合、もしくは電流制御を主に行う場合などは、参照極１０を特に必要としない。
【００５５】
尚、本実施例の導電性基材２ａ及び２ｂについては、下記による処理にて作成を行った。
導電性基材の調整
チタン基盤（ＪＩＳ２種相当、ｔ０．５×ｗ１５０×Ｌ５０ｍｍ）をアルコールで洗浄後、２０℃の８重量％弗化水素水溶液中で２分間処理した後、１２０℃の６０重量％硫酸水溶液中で３分間処理した。次いでチタン基盤を硫酸水溶液から取り出し、窒素雰囲気中で冷水を噴霧し急冷した。更に２０℃の０．３重量％ＨＦ水溶液に２分間浸漬した後、水洗した。
水洗後、Ｐｔ（ＮＨ３）２（ＮＯ２）２を硫酸溶液に溶解して白金含有量５ｇ／リットル、ｐＨ約２、５０℃に調整した状態の白金メッキ液中で１５ｍＡ／ｃｍ２で約５０秒間のメッキをチタン基盤の片面に対して行って、Ｐｔ分散析出させた。分散被覆量は１ｇ／ｍ３であった。また、このときのチタン基盤上へのＰｔ被覆率は約４０％であった。
このようにして、Ｐｔを分散被覆したチタン基板を４０℃の大気中で１時間加熱処理した。
次いで、塩化イリジウム酸のブタノール溶液と塩化タンタルのエタノール溶液を混合し、Ｉｒ１３．０ｇ／リットル及びＴａ５０．０ｇ／リットル（金属換算）を含有する塗布液を調製し、マイクロピペットで１ｃｍ２当たり２．７マイクロリットル秤量し、それを上記の様にして作製したＰｔを分散被覆したチタン基板上に塗布した後、室温で３０分間真空乾燥させ、更に５００℃の大気中で１０分間焼成した。この工程を２回繰り返した。
次に外層を得るため、塩化イリジウム酸のブタノール溶液と塩化タンタルのエタノール溶液を混合し、イリジウム（Ｉｒ）５０．０ｇ／リットル及びタンタル（Ｔａ）２０．２ｇ／リットル（モル混合比：７０Ｉｒ−３０Ｔａ）を含有する塗布液を調製した後、この塗布液を用いて前記と同様の工程を８回繰り返して導電性基材とした。
【００５６】
本実施例に係る電子制菌排水トラップの微生物被膜（ヌメリ）抑制効果を確認するために、排水トラップを日常的に、生活排水が断続して流入するような環境下において、電子制菌排水トラップ内面に設けた導電性基材２ａ、２ｂに、以下に示す１０〜１３の各制御条件で電位を印加又は電流を通電しながら１ヶ月間試験を実施した。
制御条件１０：（導電性基材２ａには、生活排水が流入した時のみスイッチで通電）
導電性基材２ａ：５．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ
導電性基材２ｂ：１．１Ｖｖｓ．ＳＣＥ、６０分
−０．１Ｖｖｓ．ＳＣＥ、２０分  の繰り返し
制御条件１１：（導電性基材２ａには、生活排水が流入した時のみスイッチで通電）
導電性基材２ａ：２００ｍＡ／ｍ２    但し、通電時のみ。
導電性基材２ｂ：１．１Ｖｖｓ．ＳＣＥ、６０分
−０．１Ｖｖｓ．ＳＣＥ、２０分  の繰り返し
制御条件１２：（導電性基材２ａには、常時電圧を印加しておき、生活排水が流入した時のみ自動的に通電）
導電性基材２ａ：５．０Ｖｖｓ．ＳＣＥ
導電性基材２ｂ：２００ｍＡ／ｍ２、６０分
−５０ｍＡ／ｍ２、２０分  の繰り返し
制御条件１３：（導電性基材２ａには、常時電圧を印加しておき、生活排水が流入した時のみ自動的に通電）
導電性基材２ａ：２００ｍＡ／ｍ２    但し、通電時のみ。 
導電性基材２ｂ：２００ｍＡ／ｍ２、６０分
−５０ｍＡ／ｍ２、２０分  の繰り返し
【００５７】
（比較例２）
内面に導電性基材を設けない従来のポリプロピレン製部材を使用した排水トラップ（実施例４と同型）である。
【００５８】
比較のため、実施例４と同様に比較例２の排水トラップを日常的に、生活排水が断続して流入するような環境下に１ヶ月間放置して試験を実施した。
【００５９】
上記実施例４の制御条件１０〜１３及び比較例２の試験結果を表３に示す。表３における微生物被膜（ヌメリ）抑制効果の確認は、排水トラップ接水面の目視と手による感触で行った。
また１ヵ月経過時において、装置継続稼働状況の下、実施例４の制御条件１０〜１３及び比較例２の排水トラップの貯水部中の水を採取し、酵母ＭＹ培地を用いて原液から１０倍希釈毎、１億倍希釈まで行い２日間培養し菌の有無を比較例２の排水トラップの貯水部より採取した水と比較した。実施例４の制御条件１０〜１３において採取した水では比較例２において採取した水の場合に比べ、微生物量が遙かに少ないことから実施例４の電子制菌排水トラップにより、水中の微生物及び有機物量を十分に制御できることが確認された。
表３の結果より、本発明の電子制菌排水トラップは微生物被膜（ヌメリ）抑制効果を有し、且つ排水トラップの貯水部の微生物の増殖を抑制することを確認した。特に、貯水部に設けた導電性基材を定電位制御し、常時没水はしない排水流入口付近に設けた導電性基材を定電流制御した制御条件１１においては、常時排水が滞留している貯水部においても、排水流入口付近の常時排水が滞留している部分ではないが、断続的に流水が繰り返される部分においても、全くヌメリが発生しなかったという明らかな優位性があることが分かった。
【００６０】
【表３】
2005238191.tif 000005
【００６１】
（実施例５）
本発明の電子制菌排水トラップの更に別の実施例（Ｓ型排水トラップ）の構成を図６に示す。内径約５０ｍｍの塩化ビニル製のホース１５をＳ字型に曲げて排水トラップ１１を形成し、ホース１５内の常時没水はしない流入口１２の付近に導電性基材２ａとして、後述する処理を施した、円筒形に加工した導電性基材を、処理を施した面が接水する内側の面となるよう曲げ加工し、その裏面はエポキシ樹脂でシーリングして絶縁し、設置する。また、ホース１５内の常時没水する貯水部１４内面に、導電性基材２ｂとして、後述する処理を施した、円筒形に加工した導電性基材を設置する。導電性基材２ｂは、処理を施した面が接水する内側の面となるよう曲げ加工し、その裏面はエポキシ樹脂でシーリングして絶縁した。更に、常時没水する貯水部内に、対極３として、円筒状に加工した鉄（ｔ０．５×ｗ１５０×Ｌ２０ｍｍ）を設置する。更に、基準電位を計測するため、図示しない参照極１０を常時没水する貯水部内に設置した。導電性基材２ａ、２ｂ、対極３及び参照極１０は、リード線などと接続し、それらをホース１５の継ぎ手などからホース１５の外側に導出して、電源（図示せず）に接続して制御した。特に、接水面となったり、非接水面となったりする導電性基材２ａについては、常時電圧を印加しておくと、水が流入し、流入した水によって導電性基材２ａと対極３が電気的に接続されたときにのみ電流が流れる。
【００６２】
本実施例に用いた電子制菌排水トラップの簡易的な電気的ブロック図は、図５に示した実施例４に用いたものと同様である。
【００６３】
導電性基材２ａ及び２ｂについては、下記による処理にて作成を行った。
導電性基材の調整
チタン基板（ＪＩＳ２種相当、ｔ０．５×ｗ１５０×Ｌ５０ｍｍ）をアルコールで洗浄後、２０℃の８重量％弗化水素水溶液中で２分間処理した後、１２０℃の６０重量％硫酸水溶液中で３分間処理した。次いでチタン基板を硫酸水溶液から取り出し、窒素雰囲気中で冷水を噴霧し急冷した。更に２０℃の０．３重量％ＨＦ水溶液に２分間浸漬した後、水洗した。
水洗後、Ｐｔ（ＮＨ３）２（ＮＯ２）２を硫酸溶液に溶解して白金含有量５ｇ／リットル、ｐＨ約２、５０℃に調整した状態の白金メッキ液中で１５ｍＡ／ｃｍ２で約５０秒間のメッキをチタン基板の片面に対して行って、Ｐｔ分散析出させた。分散被覆量は１ｇ／ｍ３であった。また、このときのチタン基板上へのＰｔ被覆率は約４０％であった。
このようにして、Ｐｔを分散被覆したチタン基板を４０℃の大気中で１時間加熱処理した。
次いで、塩化イリジウム酸のブタノール溶液と塩化タンタルのエタノール溶液を混合し、Ｉｒ１３．０ｇ／リットル及びＴａ５０．０ｇ／リットル（金属換算）を含有する塗布液を調製し、マイクロピペットで１ｃｍ２当たり２．７マイクロリットル秤量し、それを上記の様にして作製したＰｔを分散被覆したチタン基板上に塗布した後、室温で３０分間真空乾燥させ、更に５００℃の大気中で１０分間焼成した。この工程を２回繰り返した。
次に外層を得るため、塩化イリジウム酸のブタノール溶液と塩化タンタルのエタノール溶液を混合し、イリジウム（Ｉｒ）５０．０ｇ／リットル及びタンタル（Ｔａ）２０．２ｇ／リットル（モル混合比：７０Ｉｒ−３０Ｔａ）を含有する塗布液を調製した後、この塗布液を用いて前記と同様の工程を８回繰り返して導電性基材とした。
【００６４】
本実施例に係る電子制菌排水トラップの微生物被膜（ヌメリ）抑制効果を確認するために、排水トラップを日常的に、生活排水が断続して流入するような環境下において、電子制菌排水トラップ内面に設けた導電性基材２ａ、２ｂに、段落［００５６］に記載した１０〜１３の各制御条件で電位を印加又は電流を通電しながら１ヶ月間試験を実施した。
【００６５】
（比較例３）
内面に導電性基材を設けない従来の塩化ビニル製のホースをＳ字型に曲げた排水トラップ（実施例５と同型）である。
【００６６】
比較のため、実施例５と同様に比較例３の排水トラップを日常的に、生活排水が断続して流入するような環境下に１ヶ月間放置して試験を実施した。
【００６７】
上記実施例５の制御条件１０〜１３及び比較例３の試験結果を表４に示す。表４における微生物被膜（ヌメリ）抑制効果の確認は、排水トラップ接水面の目視と手による感触で行った。
また１ヵ月経過時において、装置継続稼働状況の下、実施例５の制御条件１０〜１３及び比較例３の排水トラップの貯水部中の水を採取し、酵母ＭＹ培地を用いて原液から１０倍希釈毎、１億倍希釈まで行い２日間培養し菌の有無を比較例３の排水トラップの貯水部より採取した水と比較した。実施例５の制御条件１０〜１３において採取した水では比較例３において採取した水の場合に比べ、微生物量が遙かに少ないことから実施例５の電子制菌排水トラップにより、水中の微生物及び有機物量を十分に制御できることが確認された。
表４の結果より、本発明の電子制菌排水トラップは微生物被膜（ヌメリ）抑制効果を有し、且つ排水トラップの貯水部の微生物の増殖を抑制することを確認した。特に、封水部に設けた導電性基材を定電位制御し、常時没水はしない排水流入口付近に設けた導電性基材を定電流制御した制御条件１１においては、常時排水が滞留している貯水部においても、排水流入口付近の常時排水が滞留している部分ではないが、断続的に流水が繰り返される部分においても、全くヌメリが発生しなかったという明らかな優位性があることが分かった。
【００６８】
【表４】
2005238191.tif 000006
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例（筒型排水トラップ）の構成図
【図２】本発明の実施例（筒型排水トラップ）の要部断面斜視図
【図３】本発明の実施例の電気的ブロック図
【図４】本発明の別の実施例（椀型排水トラップ）の構成図
【図５】本発明の別の実施例の電気的ブロック図
【図６】本発明の更に別の実施例（Ｓ型排水トラップ）の構成図
【符号の説明】
【００７０】
１    防臭パイプ部材
２、２ａ、２ｂ    導電性基材
３    対極
４    電源
５    出力制御装置
６    ＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）
７、７ａ、７ｂ、８    ＯＰアンプ
９、９ａ、９ｂ    電流検出抵抗
１０    参照極
１１    排水トラップ容器
１２    排水流入口
１３    封水
１４    貯水部
１５    塩化ビニル製のホース
１６    排水流出口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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