殺菌方法以及殺菌裝置的製作方法

2023-06-01 04:17:36 2

專利名稱：殺菌方法以及殺菌裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及殺菌方法以及殺菌裝置，例如涉及水性液體的殺菌方法以及殺菌裝 置。另外，本發明還涉及進行器具等對象物的殺菌的方法以及裝置。
背景技術：
作為殺死水中的菌的強有力的方法，可以列舉利用過醋酸的氧化分解反應的方法 及利用鄰苯二甲醛(phtharal)的還原反應的方法。這些方法適合醫療器具等的洗淨，但在 利用殺菌處理後的水的用途中不適合。另外，這些方法需要在殺菌時提供過醋酸或鄰苯二 甲醛這樣的化學物質。作為用於利用殺菌處理後的水的殺菌裝置，提出了經由電解來放出殺菌性金屬離 子的裝置(日本特開2000-153278號公報)。但是，該裝置不面向飲用水的生成裝置，用途 被限定。另外，還提出了具備包含抗菌劑的過濾部件的淨水器(日本特開平5-309370號公 報)。該淨水器抑制過濾部件中的雜菌增殖，但並非充分進行所生成淨水的殺菌。另外，還 提出了通過電解對飲用水進行殺菌的殺菌用電解槽(日本特開平7-108274號公報)。專利文獻1日本特開2000-153278號公報專利文獻2日本特開平5-309370號公報專利文獻3日本特開平7-108274號公報在日本特開平7-108274號公報中記載了通過電解生成自由基(，7力 > )產生 期的氧，利用該產生期的氧進行殺菌(日本特開平7-108274號公報的W005]段落)。但是， 因為這種自由基的氧壽命短，所以認為僅僅利用自由基的氧難以對流過離開電極的地方的 水進行充分殺菌。

發明內容
在這樣的狀況下，本發明的目的之一是提供新的殺菌方法以及殺菌裝置。為了達成上述目的，經過研究之後，本發明人發現了通過採用特定電極進行特定 掃描可以對水性液體進行殺菌。本發明基於這些新的知識。S卩，本發明的殺菌方法依次包含(i)通過在水性液體中對包含能可逆地吸附離 子的第1導電性物質的第1離子吸附電極和對極之間施加電壓，使上述水性液體的PH變化 為小於5或大於9的步驟；以及(ii)使上述水性液體的PH為5 9的範圍的步驟。另外，本發明的殺菌裝置具備第1離子吸附電極以及對極；和用於對上述第1離 子吸附電極與上述對極之間施加電壓的電源，上述第1離子吸附電極包含能可逆地吸附離 子的第1導電性物質，該殺菌裝置依次進行以下步驟( )通過在水性液體中對上述第1離 子吸附電極與上述對極之間施加電壓，來使上述水性液體的PH變化為小於5或大於9的步 驟；以及(ii)使上述水性液體的pH為5 9的範圍的步驟。根據本發明，可利用簡易的裝置來進行規定對象物(水性液體及器具等)的殺菌。 本發明的殺菌裝置容易維護。另外，本發明的方法以及裝置不需要用於殺菌的特殊化學物
4質。本發明的方法以及裝置可利用少量的電力來對水性液體及器具進行殺菌，所以在沒有 供電的地域及狀況(例如災害時)下特別有用。


圖IA是示出本發明的殺菌裝置的一例的示意圖。圖IB是示出圖IA所示的殺菌裝置的動作的圖。圖IC是示出圖IA所示的殺菌裝置的動作的圖。圖2A是示出本發明的殺菌裝置的其它一例的示意圖。圖2B是示出圖2A所示的殺菌裝置的動作的圖。圖2C是示出圖2A所示的殺菌裝置的動作的圖。圖3A是示出本發明的殺菌裝置的其它一例的示意圖。圖;3B是示出圖3A所示的殺菌裝置的動作的圖。圖3C是示出圖3A所示的殺菌裝置的動作的圖。圖3D是示出圖3A所示的殺菌裝置的動作的圖。圖3E是示出圖3A所示的殺菌裝置的動作一例的流程圖。圖3F是示出圖3A所示的殺菌裝置的動作的圖。圖4A是示出本發明的殺菌裝置的其它一例的示意圖。圖4B是示出圖4A所示的殺菌裝置的動作的圖。圖4C是示出圖4A所示的殺菌裝置的動作的圖。圖4D是示出圖4A所示的殺菌裝置的動作的圖。圖5A是示出本發明的殺菌裝置的其它一例的示意圖。圖5B是示出圖5A所示的殺菌裝置的動作的圖。圖5C是示出圖5B所示的動作中的電位狀態的圖。圖6是示出本發明的殺菌裝置的其它一例的示意圖。圖7是示出本發明的殺菌裝置的其它一例的示意圖。圖8是示出本發明的殺菌裝置的其它一例的示意圖。圖9是示出本發明的殺菌裝置的其它一例的示意圖。圖10是示出圖9所示的殺菌裝置的一部分的示意圖。圖11是示出圖9所示的殺菌裝置的動作一例的流程圖。圖12是示出本發明的殺菌裝置所採用的離子吸附電極的一例的圖。圖13A是在實施例中採用的殺菌裝置的俯視圖。圖13B是示出在實施例中採用的離子吸附電極的側視圖。圖13C是示出在實施例中採用的對極的側視圖。
具體實施例方式以下，對本發明的實施方式進行說明。此外，在以下的說明中，舉例對本發明的實 施方式進行說明，本發明不限於以下說明的例子。在以下的說明中具有例示特定數值及特 定材料的情況，但只要能獲得本發明的效果，就可以適用其它數值及其它材料。[殺菌方法]
本發明的方法是對規定對象物(例如液體及器具等)進行殺菌的方法。根據本發 明的方法，可對包含氫離子(H+)以及氫氧化物離子(0H_)以外的離子的水性液體進行殺菌。 以下，有時將氫離子(H+)以及氫氧化物離子(0H_)以外的離子稱為「離子(L)」。本發明的 方法包含以下的步驟(i)以及(ii)。在步驟(i)內，在水性液體中，通過對包含能可逆地吸附離子的第1導電性物質的 第1離子吸附電極與對極之間施加電壓來使水性液體的PH變化為小於5或大於9。S卩，在 步驟⑴中，使PH為5以上的水性液體(例如pH為5 9的水性液體)的pH變化為小於 5 (酸性)，或者使pH為9以下的水性液體(例如pH為5 9的水性液體)的pH變化為大 於9 (鹼性)。例如，可將pH為5 9的水性液體的pH變化為4以下(酸性)。另外，可使 pH為5 9的水性液體的pH變化為10以上(鹼性)。通過步驟⑴，可對水性液體進行殺 菌。在該說明書中pH小於5的水性液體的例子內，包含pH為4. 5以下的水性液體、pH 為4以下的水性液體及pH為3. 5以下的水性液體。另外，在pH大於9的水性液體的例子 中，包含PH為9. 5以上的水性液體、pH為10以上的水性液體及pH為10. 5以上的水性液 體。另外，在PH處於5 9範圍內的水性液體的例子中，包含pH處於5. 5 8. 5範圍內的 水性液體及pH處於6 8範圍內的水性液體。在步驟⑴中，第1導電性物質吸附離子(L)，對第1離子吸附電極與對極之間施 加電壓，以使在對極產生水電解。在步驟(i)中，施加電壓的電極被配置為與水性液體接 觸。在一例中，在水性液體內浸漬施加電壓的電極。步驟(i)可利用分批O^atch)方式來進行，或者利用通液方式來進行。利用分批 方式來進行能夠提高殺菌效果。另外，利用通液方式來進行能夠對大量的水性液體進行殺 菌。步驟(i)以外的步驟雖然利用通常的分批方式來進行，但也可以利用分批方式以外的 方式(例如通液方式)來進行。在利用通液方式進行步驟(i)的情況下，可在與包含水性液體的系統連接的槽內
配置第1離子吸附電極與對極。並且，可以在水性液體連續流向該槽的狀態下進行步驟 ⑴。通液方式是將液體連續導入以及排出槽的方式。考慮利用該通液方式進行電壓施 加的情況。在通液方式中具有如下這樣的情況由於在液體流入的上遊側和液體排出的下 遊側液體中的離子(L)濃度差異較大這樣的條件，在進行電壓施加時，產生即使上遊側的 導電性物質到達離子吸附容量，下遊側的導電性物質也沒有充分吸附離子這樣的狀況。在 此情況下，無法高效地利用離子吸附電極中的所有導電性物質。另外，利用上遊側的導電性 物質吸附離子(L)的結果是，在下遊側離子(L)的濃度變低。因此，下遊側的液體的電阻變 大，在下遊側中液體的電壓降(I-R降落)變大。在這樣的狀態下，當為了利用對極產生水 電解而施加高電壓時，在液體的電壓降小的上遊側，具有在離子吸附電極的導電性物質表 面產生水電解的情況。當在導電性物質的表面產生水電解時，由於所產生的氣體，導電性物 質的性能劣化。根據這些理由，通液型具有產生如下問題的情況(1)無法高效地利用整個 離子吸附電極；(2)導致離子吸附電極的導電性物質的性能劣化。與此相對，分批方式具有 不產生這樣的問題的優點。在利用通液方式進行步驟(i)的情況下，為了避免上述問題點， 而優選在液體流入的上遊側和液體排出的下遊側液體中的離子(L)濃度差異不大的條件下進行。此外，所謂分批方式就是在實施1個步驟的期間不實質地進行槽內液體的轉換而 進行槽內液體處理的方式。在分批方式中當水性液體的處理結束時，通常排出槽內的水性 液體，向槽內導入其它液體。通常，在處理結束之前不進行槽內水性液體的追加或排出，如 果在處理結束之前不實質地進行槽內液體的轉換則相當於分批方式的處理。即，即使具有 對處理沒有影響的微量水性液體的追加或排出也相當於分批方式。例如，在處理期間，即使 追加或排出槽內水性液體的20體積％以下(例如10體積％以下、5體積％以下或1體積％ 以下)的水性液體，也視為相當於分批方式。水性液體是包含水的液體，水的含有率例如是50重量％以上、75重量％以上或90 重量％以上。在水性液體的典型一例中，介質僅僅是水。只要能獲得本發明的效果，水性液 體也可以包含乙醇等。典型的水性液體是包含氫離子(H+)以及氫氧化物離子(0H_)以外的 離子的水溶液。作為這樣的水溶液，例如可舉出自來水、河水、湖水、海水、雨水、井水、泉水、 地下水等。水性液體的傳導率可以處於50 μ S/cm 10mS/cm的範圍內，也可以處於100 μ S/ cm 500 μ S/cm的範圍內。在本發明的殺菌方法以及殺菌裝置中可採用離子(L)濃度比較 低的水性液體使其PH變化。具體地說，可採用傳導率為500 μ S/cm以下(例如100 μ S/cm 以下)的水性液體。此外，在本發明的殺菌方法以及殺菌裝置中，當水性液體中的離子(L)濃度過低 時，具有無法使PH大幅變化的情況。在這樣的情況下，可對水性液體添加鹽。雖然對所添 加的鹽沒有限定，但最好考慮殺菌後的水性液體的用途來選擇鹽。作為添加的鹽，例如硝酸 鈉、氯化鈉、氯化鈣、硫酸鉀、醋酸鉀等。另外，也可以使離子吸附電極預先吸附離子(L)，並 在水性液體中放出該離子(L)，由此調整離子(L)的濃度。在步驟(i)之後進行步驟(ii)。在步驟(ii)中，使水性液體的pH為5 9的範 圍(例如6 8的範圍)。通過使pH為5 9的範圍(中性或接近中性的範圍)，來獲得 適於飲用的水。另外，在進行金屬制器具等的殺菌時，在殺菌處理後利用pH為5 9範圍 的水性液體來洗淨器具，由此能夠防止器具的腐蝕。作為上述步驟的執行方法可舉出以下的例子。此外，在以下各個例中進行的一系 列步驟可反覆多次。[第1方法]關於本發明的殺菌方法，在水性液體中，可通過對第1離子吸附電極與對極之間 施加電壓來進行步驟(ii)。在該殺菌方法中含有以下2個例子。[第1方法的第1例]在第1例的步驟(i)內，在水性液體中，按照第1離子吸附電極為陰極的方式，對 第1離子吸附電極與對極之間施加電壓，由此使水性液體的PH小於5(例如4以下)。將第1離子吸附電極作為陰極(cathode)，將對極作為陽極(anode)，並在兩者之 間施加電壓，由此第1導電性物質吸附水性液體中的陽離子，在對極產生水電解。利用對極 中的水電解產生氫離子(H+)和氧氣。因此，通過步驟(i)的電壓施加，水性液體的pH降低， 另外水性液體的電位成為高氧化電位。結果，對水性液體進行殺菌。另外，通過步驟(i)的 電壓施加，水性液體中的氫離子以外的陽離子濃度減少。
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關於第1例的步驟(ii)，在水性液體中，按照第1離子吸附電極為陽極的方式，對 第1離子吸附電極與對極之間施加電壓，由此使水性液體的pH為5 9的範圍。通過該電 壓施加，在水性液體中放出第1導電性物質所吸附的陽離子，在對極產生水電解。利用對極 中的水電解產生氫氧化物離子(0H_)和氫氣。因此，通過步驟(ii)的電壓施加，水性液體的 PH上升。步驟(ii)結束後的水性液體中的離子(L)濃度可與開始步驟(i)之前的濃度近 似相同。[第1方法的第2例]關於第2例的步驟(i)，在水性液體中，按照第1離子吸附電極為陽極的方式，對第 1離子吸附電極與對極之間施加電壓，由此使水性液體的PH大於9 (例如10以上)。將第1離子吸附電極作為陽極，將對極作為陰極，並對兩者之間施加電壓，由此第 1導電性物質吸附水性液體中的陰離子，在對極產生水電解。利用對極中的水電解產生氫氧 化物離子和氫氣。因此，通過步驟(i)的電壓施加，水性液體的PH上升，另外水性液體的電 位變為低還原電位。結果，對水性液體進行殺菌。另外，通過步驟(i)的電壓施加，水性液 體中的氫氧化物離子以外的陰離子濃度減少。關於第2例的步驟(ii)，在水性液體中，按照第1離子吸附電極為陰極的方式，對 第1離子吸附電極與對極之間施加電壓，由此使水性液體的pH為5 9的範圍。通過該電 壓施加，在水性液體中放出第1導電性物質所吸附的陰離子，在對極產生水電解。利用對極 中的水電解來產生氫離子和氧氣。因此，通過步驟(ii)的電壓施加，水性液體的PH降低。 步驟(ii)結束後的水性液體中的離子(L)濃度可與開始步驟(i)之前的濃度近似相同。為了在對極中產生水電解，通常在電極間需要施加2伏特以上的電壓。該情況不 僅限於步驟(i)，在利用對極產生水電解的其它步驟中也是同樣的。在水性液體的電阻引起 的電壓降(IR降落)大的情況下，需要施加更高的電壓。在一例中，所施加的電壓處於2伏 特 50伏特(例如2伏特 20伏特)的範圍內。[第2方法]關於本發明的殺菌方法，在水性液體中，通過對包含能可逆地吸附離子的第2導 電性物質的第2離子吸附電極與對極之間施加電壓來進行步驟(ii)。在該殺菌方法中，採 用第1以及第2離子吸附電極。在該殺菌方法中包含以下2個例子。[第2方法的第1例]在第1例的步驟(i)中，按照第1離子吸附電極為陰極的方式，對第1離子吸附電 極與對極之間施加電壓，由此使水性液體的PH小於5 (例如4以下)。接著，在步驟(ii) 中，按照第2離子吸附電極為陽極的方式，對第2離子吸附電極與對極之間施加電壓，由此 使水性液體的pH為5 9的範圍。[第2方法的第2例]在第2例的步驟(i)中，按照第1離子吸附電極為陽極的方式，對第1離子吸附電 極與對極之間施加電壓，由此使水性液體的PH大於9 (例如10以上)。接著，在步驟(ii) 中，按照第2離子吸附電極為陰極的方式，對第2離子吸附電極與對極之間施加電壓，由此 水性液體的pH為5 9的範圍。在第2方法中，在步驟(ii)結束後，第1以及第2離子吸附電極吸附離子(L)。因 此，根據第2方法，可降低水性液體中的離子(L)濃度。此外，在希望殺菌處理後的水性液體中的離子濃度與殺菌處理前的濃度近似相同的情況下，只要對離子吸附電極和對極之間 與上述步驟逆向地施加電壓既可(在其它方法中也是同樣的)。可通過在第1離子吸附電 極和對極之間與上述步驟逆向地施加電壓，來放出第1離子吸附電極所吸附的離子。另外， 可通過對第2離子吸附電極和對極之間與上述步驟逆向地施加電壓，來放出第2離子吸附 電極所吸附的離子。另外，可通過對第1離子吸附電極與第2離子吸附電極之間以適當的 方向施加電壓，來放出兩者吸附的離子。另外，即使使第1離子吸附電極與第2離子吸附電 極短路，也能夠放出兩者所吸附的離子。第2方法可以在步驟(ii)之前或之後包含其它步驟(y)。在步驟(y)中，通過對 第1離子吸附電極與第2離子吸附電極之間施加電壓，來減少水性液體中的離子濃度。通 常，在步驟(ii)之後進行該步驟。通過進行步驟(y)，可進一步降低離子(L)的濃度。[第3方法]本發明的殺菌方法可在步驟⑴與步驟(ii)之間包含其它步驟(X)。在步驟(X) 中，若經過步驟(i)的水性液體的PH小於5則使其變化為大於9，如果經過步驟(i)的水性 液體的PH大於9則使其變化為小於5。在步驟(χ)的一例中，通過步驟⑴使pH為4以 下或10以上的水性液體的pH變化6以上而成為4以下或10以上。所謂「使pH變化6以 上」是指，在步驟(i)中使水性液體的PH為4以下時在步驟(χ)中水性液體的pH為10以 上，在步驟(i)中使水性液體的PH為10以上時在步驟(χ)中水性液體的pH為4以下。包 含步驟(χ)的殺菌方法包含以下的3個例子。[第3方法的第1例]在第1例中，在水性液體中，通過對第1離子吸附電極與對極之間施加電壓來進 行步驟(X)以及步驟(ii)。即，通過對第1離子吸附電極與對極之間施加電壓來進行步驟 (i)、(χ)以及(ii)。步驟(i)以及步驟(ii)中的對對極施加電壓的施加方向與步驟(χ) 中的施加方向是相反的(在以下的第2以及第3例中也是同樣的)。在該例中，在步驟(ii) 中在水性液體中放出導電性物質所吸附的離子。因此，步驟(ii)結束後的水性液體中的離 子(L)濃度與進行步驟(i)之前的水性液體中的離子(L)濃度近似相同。第3方法的第ι例在步驟( )之後還可以包含步驟ω，該步驟ω是在水性液 體中通過對包含能可逆地吸附離子的第2導電性物質的第2離子吸附電極與第1離子吸附 電極之間施加電壓，來減少水性液體中的離子濃度。[第3方法的第2例]關於第3方法的第2例，在水性液體中通過對包含能可逆地吸附離子的第2導電 性物質的第2離子吸附電極與對極之間施加電壓來進行步驟(χ)。並且，在水性液體中，通 過對第1離子吸附電極與對極之間施加電壓來進行步驟(ii)。在此例中，步驟(ii)結束後 的水性液體中的離子(L)濃度低於進行步驟(i)之前的濃度。[第3方法的第3例]關於第3方法的第3例，在水性液體中，通過對第1離子吸附電極與對極之間施加 電壓來進行步驟(X)。另外，在水性液體中，通過對包含能可逆地吸附離子的第2導電性物 質的第2離子吸附電極與對極之間施加電壓來進行步驟(ii)。在此例中，步驟(ii)結束後 的水性液體中的離子(L)濃度低於進行步驟(i)之前的濃度。[第4方法]
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在本發明的殺菌方法中，上述水性液體可以是第1水性液體，上述對極可以是第1 對極。並且，步驟(i)可包含以下的步驟(i_a)以及(i_b)。在步驟(i-a)中，在配置於第1槽的第1水性液體內浸漬第1離子吸附電極以及 第1對極。並且，通過對第1離子吸附電極與第1對極之間施加電壓來使第1水性液體的 PH小於5(例如4以下)。按照第1離子吸附電極為陰極的方式施加電壓。另外，在步驟(i_b)中，在配置於第2槽內的第2水性液體中浸漬含有能可逆地吸 附離子的第2導電性物質的第2離子吸附電極以及第2對極。並且，通過對第2離子吸附 電極與第2對極之間施加電壓，來使第2水性液體的pH大於9(例如10以上)。按照第2 離子吸附電極為陽極的方式施加電壓。步驟(i-a)和步驟(i-b)可任一方先執行，或者可同時執行。在將水性液體分離 為第1水性液體和第2水性液體之後分別進行處理，由此可進行第4方法。在第4方法中的步驟(i)之後的步驟可適用與上述其它方法的步驟(i)之後的 步驟同樣的步驟。例如，可通過對離子吸附電極和對極之間與步驟(i)逆向地施加電壓來 進行步驟(ii)。另外，使第1水性液體的PH按照[小於5 (例如4以下)]—[大於9 (例 如10以上)]—[5-9]的順序來變化，使第2水性液體的pH按照[大於9 (例如10以 上)]—[小於5(例如4以下)]—[5 9]的順序來變化。可通過控制電壓的施加方向 與施加時間來進行這樣的PH變化。[第5方法]在本發明的殺菌方法中，上述水性液體可以是第1水性液體。並且，步驟(i)可 包含以下的步驟。使配置在第1槽內的第1水性液體與第1離子吸附電極以及對極接觸。 另外，使配置在第2槽內的第2水性液體與包含能可逆地吸附離子的第2導電性物質的第 2離子吸附電極以及上述對極接觸。另外，使對極為電浮置(floating)的狀態。在此狀態 下，對第1離子吸附電極與第2離子吸附電極之間施加電壓，由此使第1水性液體的pH小 於5 (例如4以下)，使第2水性液體的pH大於9 (例如10以上)。此外，在第5方法中的步驟(i)之後的步驟可適用與上述其它方法的步驟(i)之 後的步驟同樣的步驟。在第5方法中，對極可作為將1個槽分成第1槽和第2槽的分隔壁發揮功能。該 分隔壁(對極)不使水性液體以及離子透過。在第4以及第5方法中，步驟(ii)可以是混合第1水性液體與第2水性液體的步 驟。通過混合PH小於5 (例如4以下)的第1水性液體和pH大於9 (例如10以上)的第 2水性液體，可獲得近似中性的水性液體。在本發明的殺菌方法中，當步驟(i)中的電壓施加時，可通過在水性液體中浸漬 殺菌的對象物(器具等)來進行該對象物的殺菌。在優選的一例中，直到步驟(ii)結束為 止，在水性液體中浸漬殺菌的對象物。在對器具等對象物進行殺菌的情況下，最好至少進行 使水性液體的PH小於5 (例如4以下)的步驟。在進行使水性液體的pH小於5 (例如4以 下)的步驟以及使水性液體的PH大於9 (例如10以上)的步驟雙方的情況下，以不同的條 件進行殺菌，因此能夠進行更強力的殺菌。另外，在本發明的殺菌方法中，可通過使在步驟 (i)中獲得的水性液體與殺菌的對象物接觸，來進行該對象物的殺菌。此外，在利用上述步驟進行具有導電性的對象物(器具等)的殺菌時，在水性液體中浸漬該對象物，且能夠以與對極接觸的狀態對離子吸附電極與對極之間施加電壓。在 此結構中因為殺菌對象物的電位接近對極的電位，所以如後所述更容易對該對象物進行殺 菌。在此結構的情況下，優選使對極的形狀為要殺菌的對象物與對極容易接觸這樣的形狀。 例如可使對極為筐型，在該筐型的對極中配置要殺菌的對象物。另外，可採用具有鉤狀部分 的對極，並在該鉤狀部分上懸掛對象物。在本發明的方法中，在水性液體的pH小於5的步驟內，可使水性液體的pH為2. 5 以下。通過使PH成為2. 5以下，能夠進行更強力的殺菌。另外，在本發明的方法中，在水性 液體的PH大於9的步驟內，可使水性液體的pH為11.5以上。通過使pH成為11. 5以上， 能夠進行更強力的殺菌。[第1以及第2離子吸附電極]第1以及第2離子吸附電極可分別具有支撐第1以及第2導電性物質的集電體或 與第1以及第2導電性物質粘貼的集電體。第1以及第2導電性物質分別是能可逆地吸附、放出離子的物質。在導電性物質中 可採用比表面積大的物質。在優選的一例中，導電性物質包含活性碳及石墨等碳原料。導 電性物質可以是通過使粒狀活性碳凝聚而形成的導電性片。另外，導電性物質可以是通過 使粒狀活性碳和導電性碳凝聚而形成的導電性片。另外，導電性物質可以是凝固活性碳粒 子而形成的活性碳塊。另外，導電性物質可以是活性碳纖維布即採用活性碳纖維形成的布 (cloth)。作為活性碳纖維布例如可採用日本力4 ^ 一義株式會社(NIPPON KAIN00LE KK) 制的 ACC5092-10、ACC5092-15、ACC5092-20、ACC5092-25。第 1 導電性物質和第 2 導電性物 質可以由相同的材料構成，也可以由不同的材料構成。導電性物質的比表面積例如是300m2/g以上，最好是900m2/g以上。比表面積的上 限雖沒有特別限定，但例如可以是3000m2/g以下或2500m2/g以下。此外，在本說明書中，所 謂第1以及第2導電性物質的「比表面積」是指以使用氮氣的BET法來測定的值。[對極]對極的一例是金屬電極。對極的優選一例是表面存在容易產生水電解的金屬(例 如鉬)的電極。例如，作為對極可採用由鈦構成的電極、由鉬構成的電極或由鉬所塗敷的金 屬(例如鈦、鈮、鉭)構成的電極。此外，在步驟(i)以外的步驟中也採用對極的情況下，步 驟(i)中所採用的對極和其以外的步驟中所採用的對極可以是相同的1個對極，也可以是 不同的多個對極。作為對極可採用金屬片，可採用金屬線，或者可採用已連接的多個金屬 線。第1以及第2導電性物質可以不同，且對極的表面積可以不大。一例中的對極的 每1克的表面積可以是IOOm2以下，也可以處於5X 10_5 50m2的範圍。[殺菌裝置]本發明的殺菌裝置是用於實施上述本發明的殺菌方法的裝置。在上述殺菌方法中 說明的事項可適用於本發明的殺菌裝置，所以有省略重複說明的情況。此外，對本發明的殺 菌裝置所說明的事項可適用於本發明的殺菌方法。本發明的殺菌裝置具備第1離子吸附電極以及對極和用於對第1離子吸附電極與 對極之間施加電壓的電源。第1離子吸附電極包含能可逆地吸附離子的第1導電性物質。 本發明的殺菌裝置可包含配置水性液體、第1離子吸附電極以及對極的槽。但是，本發明的殺菌裝置可以是在水性液體中投入電極(包含第1離子吸附電極以及對極)的形式的裝 置，在此情況下可不包含槽。本發明的殺菌裝置可具備用於監視水性液體的PH的pH傳感 器(PH測量儀)。通過具備pH傳感器，可監視水性液體的pH。此外，在知道所處理的水性 液體的PH值及量時，預先求出電壓施加的條件(例如，電壓施加時間及流過電極間的電荷 量)與PH變化的關係，由此即使沒有pH傳感器也能夠實施本發明的殺菌方法。本發明的殺菌裝置可包含上述第2離子吸附電極以及第2對極。另外，本發明的 殺菌裝置可包含作為分隔壁發揮功能的對極。本發明的殺菌裝置執行上述本發明的殺菌方法。具體地說，依次執行上述步驟(i) 以及(ii)。利用分批方式或通液方式來進行步驟(i)。除了步驟⑴以及(ii)之外，還可 以進行上述的其它步驟。根據本發明的殺菌裝置，可對水性液體進行殺菌。另外，根據本發明的殺菌裝置， 可對水性液體中所浸漬的物體(器具等)進行殺菌。在本發明的殺菌裝置中，當步驟(i) 中的電壓施加時，在水性液體中預先浸漬殺菌對象物，由此可進行該對象物的殺菌。另外， 在配置有要殺菌對象物的容器內提供步驟(i)中調製的pH小於5或大於9的水性液體，由 此可以對該對象物進行殺菌。總之，只要使被調製為PH小於5或大於9的水性液體和要殺 菌的對象物接觸既可。在對特定對象物(器具等)進行殺菌的優選一例中，直到步驟(ii)結束為止，在 水性液體中浸漬該對象物。在對器具等對象物進行殺菌的情況下，最好至少進行使水性液 體的PH小於5的步驟。在進行使水性液體的pH小於5的步驟以及使水性液體的pH大於 9的步驟雙方時，因為以不同的條件進行殺菌，所以能夠進行更強力的殺菌。對於槽沒有特別地限定，只要能夠穩定保持水性液體既可。因為水性液體的PH發 生變化，所以優選使用對PH變化具有耐性的樹脂槽。電源是施加直流電壓的電源。電源可 以是將從電源插座來的交流電壓變換為直流電壓的AC/DC轉換器。另外，電源可以是乾電 池等一次電池，或者鉛蓄電池、鎳氫電池及鋰離子電池這樣的二次電池。另外，電源可以是 太陽能電池、風力發電裝置及手動發電裝置等發電裝置。通過將發電裝置用作電源，可以在 未供電的地域及狀況下利用本發明的裝置。這樣的利用在偏僻地區或緊急時的飲用水製造 等中是有用的。電壓的施加能夠以手動來控制，但本發明的殺菌裝置可具備用於執行步驟的控制 器。控制器具備運算處理裝置(可包含內部存儲器)，根據需要還包含外部存儲器。在存 儲器中記錄用於執行步驟的程序。在控制器的一例中包含大規模集成電路(LSI)。控制器 與各種設備(電源、泵、閥門等)以及測量器(例如PH傳感器、離子濃度計及傳導率計)連 接。控制器根據來自測量器的輸出來控制各種設備，執行步驟。另外，本發明的殺菌裝置可具備用於將作為目標的pH值或處理方法輸入控制器 的輸入裝置以及用於顯示處理狀態的顯示裝置。另外，本發明的殺菌裝置可具備用於在水 性液體的離子濃度低時對水性液體加鹽的鹽添加機構。本發明的殺菌裝置可以具備為了決定對電極施加的電壓而測定水性液體傳導率 的傳導率計以及用於確認從對極產生氣體的裝置(例如，LED及雷射二極體等發光元件和 發光二極體等受光元件的組合)。另外，本發明的殺菌裝置可具備用於測定對電極間施加的 電壓的電壓計和用於測定流過電極間的電流的電流計。
本發明的殺菌裝置可具備中空纖維過濾器(hollow fiber filter)及活性碳過濾 器等各種過濾器。另外，本發明的殺菌裝置可具備實施本發明的殺菌方法以外的殺菌方法 的裝置。通過實施多個殺菌方法，能夠進行更可靠的殺菌。本發明的殺菌裝置可根據需要而具備有選擇地使離子透過這樣的隔膜(例如離 子交換膜)。但是通常，不需要使用這樣的隔膜。在利用本發明的殺菌裝置對特定對象物(器具等)進行殺菌的情況下，除了步驟 ⑴中所調製的PH小於5的水性液體的殺菌之外，可以使步驟⑴以外的步驟中所調製的 水性液體與要殺菌的對象物接觸。通過使步驟(ii)中所調整的PH為5 9的水性液體與 該對象物接觸，可防止該對象物的腐蝕。此外，在本發明的方法以及裝置中，可採用多個第1離子吸附電極，可採用多個第 2離子吸附電極，也可採用多個對極。另外，在採用多個離子吸附電極的情況下，可按照各個 步驟來改變一部分離子吸附電極的功能。例如，在最初的步驟中，可將全部離子吸附電極用 作第1離子吸附電極，在之後的步驟中，將一部分離子吸附電極用作第1離子吸附電極，將 其它離子吸附電極用作第2離子吸附電極。本發明的殺菌裝置可與包含水性液體的系統連接。在此情況下，配置離子吸附電 極和對極的槽的內容積可小於系統中存在的水性液體的體積。例如，槽的內容積可以是系 統中存在的水性液體的體積的5分之1以下。根據此結構，可利用較小的裝置對大量水性 液體進行殺菌。在包含水性液體的系統與殺菌裝置連接時，步驟(i)以及其它步驟可分別 獨立地以分批方式來進行，或者以通液方式來進行。通液方式具有容易控制、能對水性液體 連續進行處理的優點。另外，在本發明的殺菌裝置中，上述本發明的殺菌裝置可多個串聯或並聯連接。在 多個殺菌裝置並聯連接的情況下，可利用一部分殺菌裝置進行水性液體最終為酸性的殺菌 處理，利用其它殺菌裝置進行水性液體最終為鹼性的殺菌處理。並且，可通過混合已獲得的 酸性水性液體和鹼性水性液體，來進行步驟(ii)。以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。在採用附圖的說明中，具有對同樣 的部分標註同一符號來省略重複說明的情況。另外，在以下說明中採用的附圖是示意圖。在 以下的圖中，為了容易看圖而沒有考慮化學當量。另外，在以下的圖中，將氫離子以外的陽 離子顯示為M+,將氫氧化物離子以外的陰離子表示為A—，但水性液體中的陽離子以及陰離 子都不限定為1價的離子，另外，不限定為1種。另外，在以下的圖中具有省略水性液體21 的陰影的情況。另外，在以下的圖中，離子吸附電極11、離子吸附電極12以及對極13可以 分別為多個。另外，以下的裝置可以多個串聯或並聯連結。[實施方式1]在實施方式1中，針對上述第1方法的第1例以及其中採用的裝置說明一例。圖 IA示出實施方式1的殺菌裝置。圖IA的殺菌裝置100具備離子吸附電極(第1離子吸附電極)11、對極13、槽 20、電源31、pH傳感器(pH測量儀)32、閥門33a以及;34a、泵33以及；34和控制器35。離 子吸附電極11具備導電性物質Ila和集電體lib。電源31、閥門33a、閥門34a、泵33以及 泵34由控制器35來控制。來自pH傳感器32的信號輸入至控制器35。首先，通過操作閥門33a以及泵33，如圖IA所示，將水性液體21從導入口 36導入槽20內。接著，如圖IB所示，按照離子吸附電極11為陰極的方式，對離子吸附電極11與 對極13之間施加電壓。通過該電壓施加，使離子吸附電極11的導電性物質Ila吸附水性 液體21中的陽離子M+。另外，在對極13的表面通過水電解來產生氫離子和氧氣。結果，水 性液體21的pH減少。直到水性液體21的pH成為小於5 (例如4以下)的規定值為止進 行電壓施加。在實施方式1的方法以及裝置中產生基於酸性水性液體21的殺菌、基於所產生的 氧的氧化力的殺菌以及基於對極13表面的氧化力的殺菌。pH 為 4、氧分壓為 1 氣壓時的氧化電位 ^是^= 1. 228-0. 0591pH+0. 01471ogP (O2) =0.99伏特。pH為2、氧分壓為1氣壓時的氧化電位是&= 1.11伏特。另外，對極13 的電極電位為了產生氧氣而進行分極，所以對極13的電位高於上述氧化電位。因此，在對 極13表面上強氧化力工作，在對極13表面上產生殺菌，並且水性液體21本身也成為氧化 力強的狀態。當控制器35檢知pH成為規定值時，立刻或經過一定時間後進行下一步驟。具體 地說如圖IC所示，按照離子吸附電極11為陽極的方式，對離子吸附電極11與對極13之間 施加電壓。通過該電壓施力口，在水性液體21中放出導電性物質Ila所吸附的陽離子在 對極13發生水電解，並產生氫氧化物離子和氫氣。直到水性液體21的pH成為5 9範圍 內的規定值為止進行該電壓施加。這樣，當水性液體21的殺菌處理結束時，通過操作閥門3 以及泵34從排出口 37 排出水性液體21，並作為已殺菌的液體進行利用。[實施方式2]在實施方式2中，針對上述第2方法的第1例以及其中採用的裝置說明一例。圖 2A示出實施方式2的殺菌裝置。圖2A的殺菌裝置200具備第1離子吸附電極11、第2離子吸附電極12、對極13、 槽20、電源31、pH傳感器32、閥門33a以及34a、泵33以及34和控制器35。離子吸附電極 12具備導電性物質1 和集電體12b。首先，通過操作閥門33a以及泵33，如圖2A所示，將水性液體21從導入口 36導入 槽20內。接著如圖2B所示，按照離子吸附電極11為陰極的方式，對離子吸附電極11與對 極13之間施加電壓。此步驟與圖IB所示的步驟相同。利用該步驟，如實施方式1所說明 的那樣對水性液體21進行殺菌。當控制器35檢知pH成為小於5 (例如4以下)的規定值時，立刻或過一定時間後 進行下一步驟。具體地說，如圖2C所示，按照離子吸附電極12為陽極的方式對離子吸附電 極12與對極13之間施加電壓。通過該電壓施加，在離子吸附電極12上吸附水性液體21 中的陰離子A_。對於對極13，發生水電解，並產生氫氧化物離子和氫氣。直到水性液體21 的PH成為5 9範圍內的規定值為止進行該電壓施加。這樣，當水性液體21的殺菌處理結束時，通過操作閥門3 以及泵34從排出口 37 排出水性液體21，並作為已殺菌的液體進行利用。在實施方式2的方法中，只要對離子吸附電極和對極之間不施加與上述步驟逆向 的電壓，就幾乎不在水性液體21中放出離子吸附電極11以及12所吸附的離子。其在採用 離子吸附電極的其它形態中也是同樣的。雖然針對此理由不是非常明確，但例如可考慮離
14子被導電性物質的表面電荷吸引而形成了雙電層(electric double layer)。在雙電層電 容器的領域中一般情況下已知引起這種現象的情況。因此，在水性液體21包含有害離子 (例如重金屬離子)的情況下，根據實施方式2的方法，可降低水性液體21中的有害離子的 濃度。此外，為了防止導電性物質所吸附的離子過剩，而優選定期地交換離子吸附電極， 或者定期地再生離子吸附電極。通過放出導電性物質所吸附的離子，可再生離子吸附電極。 例如，在希望放出導電性物質Ila所吸附的陽離子M+時，可將洗淨用的水性液體導入槽20 內，按照離子吸附電極11為陽極的方式對離子吸附電極11與對極13之間施加電壓。通過 該電壓施加，可在洗淨用的水性液體中放出導電性物質Ila所吸附的陽離子M+。同樣，按照 離子吸附電極12為陰極的方式，對離子吸附電極12與對極13之間施加電壓，由此能夠在 洗淨用的水性液體中放出導電性物質12a所吸附的陰離子A—。另外，可以按照離子吸附電 極11為陽極的方式，對離子吸附電極11與離子吸附電極12之間施加電壓。另外，可以使 離子吸附電極11與離子吸附電極12短路。在希望殺菌後的水性液體中的離子濃度與殺菌 前的濃度近似相同時，只要通過上述方法放出導電性物質所吸附的離子既可。[實施方式3]在實施方式3中，針對上述第3方法的第2例以及其中採用的裝置說明一例。圖 3A示出實施方式3的殺菌裝置。圖3A的殺菌裝置200具有與圖2A所示的裝置相同的結 構。首先，通過操作閥門33a以及泵33，如圖3A所示將水性液體21從導入口 36導入 槽20內。接著，如圖:3B所示，按照離子吸附電極11為陰極的方式對離子吸附電極11與對 極13之間施加電壓。此步驟與圖IB所示的步驟相同。通過該步驟，如實施方式1所說明 的那樣對水性液體21進行殺菌。當控制器35檢知pH成為小於5 (例如4以下)的規定值時，立刻或過一定時間後 進行下一步驟。具體地說，如圖3C所示，按照離子吸附電極12為陽極的方式對離子吸附電 極12與對極13之間施加電壓。通過該電壓施加，在離子吸附電極12上吸附水性液體21中 的陰離子A_。在對極13中發生水電解，並產生氫氧化物離子和氫氣。直到水性液體21的 PH成為大於9 (例如10以上)規定值為止進行該電壓施加。在圖3C的步驟中，產生基於鹼性水性液體21的殺菌、基於所產生的氫的還原力的 殺菌以及基於對極13表面的還原力的殺菌。pH為10、氫分壓為1氣壓時的還原電位是= 0. 000-0. 0591pH+0. 02951ogP(H2) = _0· 59伏特。pH為12、氫分壓為1氣壓時的還原電位
= -0. 71伏特。另外，對極13的電極電位為了產生氫氣而進行分極，所以對極13 的電位低於上述還原電位。因此，在對極13表面上作用強還原力，在對極13表面上產生殺 菌，並且水性液體21本身也成為還原力強的狀態。另外，還具有在對極13表面上產生有機 物分解等的情況。當控制器35檢知pH成為規定值時，立刻或過一定時間後進行下一步驟。具體地 說，如圖3D所示，按照離子吸附電極11為陰極的方式對離子吸附電極11與對極13之間施 加電壓。通過該電壓施加，產生在圖IB中所說明的反應，水性液體21的pH降低。直到水 性液體21的pH成為5 9範圍內的規定值為止進行該電壓施加。
這樣，當水性液體21的殺菌處理結束時，通過操作閥門34a以及泵34，從排出口 37排出水性液體21，並作為已殺菌的液體進行利用。圖3E示出在實施方式3的方法中進行的步驟。首先，通過驅動閥門33a以及泵 33，將水性液體21導入槽20(S301)。接著，按照離子吸附電極11為陰極的方式，開始離子 吸附電極11與對極13之間的電壓施加(S302)。直到水性液體21的pH成為小於5的規 定值為止繼續該電壓施加(S303)。當水性液體21的pH成為小於5的規定值時，結束離子 吸附電極11與對極13之間的電壓施加，開始離子吸附電極12與對極13之間的電壓施加 (S304)。直到水性液體21的pH成為大於9的規定值為止繼續該電壓施加(S305)。當水性 液體21的pH成為大於9的規定值時，結束離子吸附電極12與對極13之間的電壓施加，開 始離子吸附電極11與對極13之間的電壓施加(S306)。直到水性液體21的pH成為5 9 範圍內的規定值為止繼續該電壓施加(S307)。當水性液體21的pH成為5 9範圍內的規 定值時，從槽20排出水性液體21後進行利用。此外，還可以保持水性液體21放入槽20內 的狀態進行利用。在繼續處理的情況下，返回步驟S301繼續處理(S309)。在實施方式3的殺菌裝置200的控制器的存儲器中記錄用於進行上述處理的程 序。在其它實施方式的裝置中也進行與圖3E所示的一部分步驟同樣的步驟。具體地說，當 水性液體的PH到達在各個步驟中規定的規定值時進行下一步驟。此外，在圖3D的步驟之後，可以按照離子吸附電極11為陰極的方式，對離子吸附 電極11與離子吸附電極12之間施加電壓。通過該電壓施加，如圖3F所示，可減少水性液 體21中的陽離子以及陰離子。[實施方式4]在實施方式4中，針對上述第3方法的第2例以及其中採用的裝置說明一例。在 實施方式4的各個步驟中，與實施方式3逆向地施加電壓。圖4A示出實施方式4的殺菌裝 置。圖4A的殺菌裝置200具有與圖2A所示的裝置相同的結構。首先，通過操作閥門33a以及泵33，如圖4A所示，將水性液體21從導入口 36導入 槽20內。接著，如圖4B所示，按照離子吸附電極11為陽極的方式，對離子吸附電極11與 對極13之間施加電壓。直到水性液體21的pH成為大於9的規定值為止進行該電壓施加。 在該步驟中，產生與圖3C所示的步驟相同的反應。通過該步驟，如實施方式3所說明的那 樣對水性液體21進行殺菌。當控制器35檢知pH成為規定值時，立刻或過一定時間後進行下一步驟。具體地 說，如圖4C所示，按照離子吸附電極12為陰極的方式，對離子吸附電極12與對極13之間施 加電壓。直到水性液體21的pH成為小於5的規定值為止進行該電壓施加。在該步驟中， 產生與圖IB所示的步驟相同的反應。通過該步驟，如實施方式1所說明的那樣，對水性液 體21進行殺菌。當控制器35檢知pH成為規定值時，立刻或過一定時間後進行下一步驟。具體地 說，如圖4D所示，按照離子吸附電極11為陽極的方式，對離子吸附電極11與對極13之間 施加電壓。直到水性液體21的pH成為5 9範圍內的規定值為止進行該電壓施加。這樣，當水性液體21的殺菌處理結束時，通過操作閥門34a以及泵34，從排出口 37排出水性液體21，並作為已殺菌的液體進行利用。[實施方式5]
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在實施方式5中，針對上述第4方法以及其中採用的裝置說明一例。圖5A示出實 施方式5的殺菌裝置。圖5A的殺菌裝置500與圖2A所示的殺菌裝置200的不同點是，取 代對極13具有對極51。對極51作為將槽20分為槽20a和槽20b的分隔壁發揮功能。對極51是金屬制 的板，不透過液體以及離子。對極51未與電源31連接，處於電氣浮置的狀態。槽20a以及槽20b分別與導入口 36以及排出口 37連接。第1離子吸附電極11 配置在槽20a內，第2離子吸附電極12配置在槽20b內。首先，通過操作閥門33a以及泵33，如圖5A所示，將水性液體21從導入口 36導 入槽20a以及20b內。槽20內的水性液體21通過對極51分成水性液體21a和水性液體 21b。接著，如圖5B所示，按照離子吸附電極11為陰極的方式，對離子吸附電極11與離 子吸附電極12之間施加電壓。圖5C示意性示出此時的離子吸附電極11與離子吸附電極 12之間的電位梯度。如圖5C所示，離子吸附電極11以及離子吸附電極12間的電壓施加 作為離子吸附電極11以及對極13間的電壓施加和離子吸附電極12以及對極13間的電壓 施加發揮作用。即，在槽20a內產生與圖IB同樣的反應，在槽20b內產生與圖3C相同的反 應。結果，對槽20a內的水性液體21a以及槽20b內的水性液體21b進行殺菌。直到水性 液體21a的pH成為小於5的規定值、水性液體21b的pH成為大於9的規定值為止繼續電 壓施加。接著，通過操作閥門34a以及泵34，從排出口 37排出槽20a的水性液體21a以及 槽20b的水性液體21b並進行混合。由此，獲得中性的水性液體。如上所述，在殺菌裝置500中，在圖5B的步驟之後，可通過逆向施加電壓，來使水 性液體21a的pH大於9，使水性液體21b的pH小於5。然後，可混合水性液體21a和水性 液體21b。此外如圖6所示，槽20a以及槽20b可分離。對極13包含配置在槽20a內的對極 13a、配置在槽20b內的對極1 和連接它們的布線13c。對極13處於電氣浮置的狀態。當 按照離子吸附電極11為陰極的方式對離子吸附電極11與離子吸附電極12之間施加電壓 時，產生與圖5B同樣的反應。[實施方式6]在實施方式6中，關於對器具進行殺菌的方法以及裝置說明一例。圖7示出實施 方式6的殺菌裝置。圖7的殺菌裝置700與圖1的殺菌裝置100的不同點是取代對極13 採用對極73。對極73是由金屬線形成的筐狀電極。在對極73的內側配置有被殺菌的器具 71。在該裝置中被殺菌的器具優選是具有抗酸性和/或抗鹼性性質的器具。在殺菌裝置700中進行與實施方式1同樣的步驟。在器具71具有導電性的情況 下，器具71的電位接近對極73的電位。因此，與對極73的表面同樣，在器具71的表面上 產生強氧化力，由此對器具71的表面進行殺菌。此外，實施方式6的結構還可以適用於其 它實施方式的裝置。[實施方式7]在實施方式7中，關於對儲存到容器內的水性液體進行殺菌的方法以及裝置說明 一例。圖8示出實施方式7的殺菌裝置500a。
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殺菌裝置500a包含容器80和經由2個管道81以及82與容器80連接的殺菌裝 置500。殺菌裝置500是在實施方式5中說明的殺菌裝置。管道81以及82的一方與殺菌 裝置500的導入口連接，另一方與殺菌裝置500的排出口連接。在容器80中配置水性液體 21。此外，殺菌裝置500的pH傳感器32可配置在容器80內。容器80可以是浴槽或池子等貯水槽。另外，容器80可以是用於在其內部進行器 具等的殺菌的殺菌槽。另外，可將容器80置換為冷卻塔等循環水系統。在1個觀點中，圖 8的殺菌裝置500與包含水性液體21的系統連接。殺菌裝置500執行在實施方式5中說明的步驟。結果，從容器80導入殺菌裝置 500的水性液體21在已殺菌之後返回容器80。同時殺菌的水性液體是容器80的水性液體 21中的一部分，但通過反覆處理，可抑制水性液體21中的細菌繁殖。此外，取代殺菌裝置500可採用在上述實施方式1 4中說明的殺菌裝置。另外，在實施方式1 7中說明的殺菌裝置可利用通液方式來進行處理。在此時 的優選裝置的一例中，對水性液體的導入口與水性液體的排出口之間配置電極。即，可以按 照在槽(容器)中的水性液體的流向途中具有離子吸附電極和對極的方式配置導入口、電 極以及排出口。例如，可取代圖8的殺菌裝置500，而採用通液方式的殺菌裝置。圖9示出 這樣的一例。圖9的殺菌裝置500b包含容器80和通過管道81以及82與容器80連接的 殺菌裝置100b。在殺菌裝置500b中，將pH傳感器32配置在容器80內。此外，在容器80 中可並聯或串聯連接2個以上的殺菌裝置100b。圖10詳細地示出殺菌裝置100b。殺菌裝置IOOb與實施方式1的裝置100的不 同點是，槽20的形狀、沒有閥門34a以及泵34、將導入口 36以及排出口 37配置在與槽20 連接的位置上、以及將PH傳感器32配置在容器80內。其它點與實施方式1的裝置100相 同。在殺菌裝置IOOb中，從導入口 36連續導入水性液體21，並且從排出口 37連續地排出 水性液體21。槽20的內容積小於存在於容器80內的水的體積。並且，在水性液體21向槽 20內移動的狀態下，進行上述的步驟。在1個觀點中，圖9的殺菌裝置IOOb與包含水性液 體21的系統連接。在殺菌裝置500b中，容器80內的水性液體21經由管道81導入殺菌裝置100b，在 處理完之後經由管道82返回容器80內。通過進行步驟(i)的電壓施加，容器80內的水性 液體21的pH漸漸變化。直到水性液體21的pH成為小於5或大於9的規定值為止進行步 驟(i)的電壓施加。然後，進行上述的步驟(ii)。除了步驟(ii)之外，還可以進行上述其 它步驟。圖11示出在殺菌裝置500b中僅進行步驟(i)以及步驟(ii)時的處理一例。首先，在水性液體21流過殺菌裝置IOOb的槽20的狀態下，對離子吸附電極與對 極之間施加電壓(S1101)。直到水性液體21的PH成為小於5或大於9的規定值為止繼續 該電壓施加(S1102)。當控制器檢知水性液體21的pH到達規定值時，立刻或在一定時間之 後，與電壓施加方向逆向地對離子吸附電極和對極之間施加電壓(S1103)。直到水性液體 21的pH成為5 9範圍內的規定值為止繼續該電壓施加(S1104)。這樣，對水性液體21 進行殺菌。在圖9的殺菌裝置500b中，可利用較小的殺菌裝置IOOb對大量的水進行殺菌。在 此情況下，可使電極間隔變窄，因此能夠降低水性液體的電阻的電壓降。結果，能夠降低對 電極間施加的電壓，並且能夠採用廉價的電源。此外，並聯連接2個殺菌裝置，在第1殺菌裝置中使水性液體為酸性，在第2殺菌裝置中使水性液體為鹼性，並混合它們的水性液體， 由此可進行步驟(ii)。[離子吸附電極的一例]圖12示出在本發明的殺菌裝置中使用的離子吸附電極的一例。圖12的離子吸附 電極91具備活性碳纖維布91a和與其粘貼的集電體91b。通過採用集電體91b，可使活性 碳纖維布91a內的電位變動減小。實施例以下，說明利用本發明的方法進行水性液體的殺菌的一例。在此實施例中，採用了 包含容器和配置在容器內的離子吸附電極以及對極的殺菌裝置。此外，在以下的實施例中， 試驗液的PH值表示採用虛擬(dummy)試驗液來預先測定的值。即，將採用虛擬試驗液利用 與實施例中的條件相同的條件進行電壓施加時的PH值作為試驗液的pH值。[實施例1]圖13A示出所用的殺菌裝置的俯視圖。圖13A的殺菌裝置具備容器110、配置在 容器內的離子吸附電極101和對極103。容器110的高度約是80mm，其內部尺寸是，縱度約 是20mm，橫度約是90mm。配置離子吸附電極101和對極103，使它們以約20mm的間隔對置。 配置構成對極103的線，使其與離子吸附電極101的表面平行。圖13B示出離子吸附電極101的側視圖。離子吸附電極101的高度H約是70mm， 寬度W約是90mm。在離子吸附電極101的導電性物質中採用了活性碳纖維布(日本力^ ) 一斤株式會社製造、ACC-5092-10、標識200g/m2，厚度0. 53mm、比表面積1100m2/g)。在離 子吸附電極101中重疊採用了 3片尺寸約為70mmX90mm的活性碳纖維布101a。在2片活 性碳纖維布和1片活性碳纖維布之間配置了布線101b。圖13C示出對極103的側視圖。對極103的高度h約為70mm，寬度w約為90mm。 對極103採用鉬塗敷的鈦線103a(直徑約Imm)而形成。具體地說，將20條線103a以條紋 狀排列，並用線103a連接這些端部，由此形成了對極103。首先，在殺菌裝置內放入試驗液120ml。對於試驗液，採用包含菌的中性氯化鈉水 溶液(氯化鈉濃度0. 78g/升)。接著，按照離子吸附電極為陽極的方式，對離子吸附電極 與對極之間施加電壓。在電極間流過200mA的電流的狀態下，進行15分鐘該電壓施加。通 過該電壓施加，試驗液的PH成為13. 1。在該電壓施加之後，中止電壓施加將試驗液靜置15 分鐘。通過此靜置，使試驗液的pH成為12.8。在15分鐘靜置之後，按照離子吸附電極為陰 極的方式，開始對離子吸附電極與對極之間施加電壓。在電極間流過200mA的電流的狀態 下進行30分鐘該電壓施加。通過該電壓施加，試驗液的pH成為2. 3。在該電壓施加值後， 將試驗液靜置15分鐘，pH成為2. 5。靜置前的試驗液的pH是2. 3，靜置後的試驗液的pH是 2. 5，因此可預測為靜置開始10分鐘後的試驗液的pH是2. 4左右。在從實驗開始經過規定時間之後，抽樣試驗液的一部分來測定其中存在的活菌 數。通過在SCDLP培養基(日本製藥株式會社製造)中添加試驗液後進行培養來測定活菌 數。此外，作為對照，關於未進行殺菌處理的試驗液，在試驗開始時以及從試驗開始經過規 定時間之後測定了活菌數。實驗以及活菌數的測定委託財團法人日本食品分析中心來進 行。關於活菌數的測定方法以及對照實驗的方法，即使針對以下實施例也利用同樣的方法 來進行。
表1示出從試驗開始起的經過時間與試驗液的pH以及活菌數的關係。表1
權利要求
1.一種殺菌方法，依次包含如下步驟(i)通過在水性液體中對包含能可逆地吸附離子的第1導電性物質的第1離子吸附電 極和對極之間施加電壓，從而使上述水性液體的PH變化為小於5或大於9的步驟；以及(ii)使上述水性液體的pH為5 9的範圍的步驟。
2.根據權利要求1所述的殺菌方法，其中， 利用分批方式來進行上述(i)的步驟。
3.根據權利要求1所述的殺菌方法，其中，在與包含上述水性液體的系統連接的槽中配置上述第1離子吸附電極和上述對極， 在上述水性液體連續地流過上述槽的狀態下進行上述(i)的步驟。
4.根據權利要求1所述的殺菌方法，其中，通過在上述水性液體中對上述第1離子吸附電極與對極之間施加電壓，來進行上述 (ii)的步驟。
5.根據權利要求1所述的殺菌方法，其中，通過在上述水性液體中對包含能可逆地吸附離子的第2導電性物質的第2離子吸附電 極與對極之間施加電壓，來進行上述(ii)的步驟。
6.根據權利要求1所述的殺菌方法，其中，在上述(i)的步驟與上述(ii)的步驟之間，還包含如下步驟(x)若經過了上述(i)的 步驟的上述水性液體的PH小於5，則使pH變化為大於9;若經過了上述(i)的步驟的上述 水性液體的PH大於9，則使pH變化為小於5。
7.根據權利要求1所述的殺菌方法，其中，在上述(i)的步驟中的電壓施加時，通過在上述水性液體中預先浸漬殺菌的對象物， 來進行上述對象物的殺菌。
8.一種殺菌裝置，其中，具備第1離子吸附電極以及對極；和用於對上述第1離子吸附電極與上述對極之間 施加電壓的電源，上述第1離子吸附電極包含能可逆地吸附離子的第1導電性物質， 該殺菌裝置依次進行以下步驟(i)通過在水性液體中對上述第1離子吸附電極與上述對極之間施加電壓，來使上述 水性液體的PH變化為小於5或大於9的步驟；以及(ii)使上述水性液體的pH為5 9的範圍的步驟。
9.根據權利要求8所述的殺菌裝置，其中， 還具備配置上述水性液體的槽。
10.根據權利要求8所述的殺菌裝置，其中， 還具備用於監視上述水性液體的PH的pH傳感器。
11.根據權利要求8所述的殺菌裝置，其中， 利用分批方式來進行上述(i)的步驟。
12.根據權利要求8所述的殺菌裝置，其中，在上述(i)的步驟中的電壓施加時，通過在上述水性液體中預先浸漬殺菌的對象物來 進行上述對象物的殺菌。
13.根據權利要求8所述的殺菌裝置，其中， 該殺菌裝置與包含上述水性液體的系統連接。
14.根據權利要求13所述的殺菌裝置，其中， 利用通液方式來進行上述(i)的步驟。
15.根據權利要求8所述的殺菌裝置，其中， 上述第1導電性物質包含活性碳。
全文摘要
本發明的殺菌方法包含步驟(i)以及(ii)。在步驟(i)中，通過在水性液體(21)中對包含能可逆地吸附離子的第1導電性物質(11a)的第1離子吸附電極(11)與對極(13)之間施加電壓，使水性液體(21)的pH變化為小於5或大於9。在步驟(ii)中，使水性液體(21)的pH為5～9的範圍。
文檔編號A61L2/18GK102066266SQ20098012373
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月19日 優先權日2008年6月23日
發明者棚橋正和, 棚橋正治 申請人:棚氏處理有限公司