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家庭の水まわりの清潔は、「オゾンウォーター」におまかせ~オゾン溶解の高効率化による小型化を追求した「オゾンウォーター」デバイス

2018年8月 2日

特集

家庭の水まわりの清潔は、「オゾンウォーター」におまかせ~オゾン溶解の高効率化による小型化を追求した「オゾンウォーター」デバイス

パナソニックは、住空間、公共・業務空間から、電車や自動車などの移動空間まで、「安心・快適な生活環境をすべての人に提供すること」を目指しています。その実現のためには、空気質、そして水まわりをキレイにする取り組みが欠かせません。空気のキレイに貢献するのは当社独自開発の帯電微粒子水「ナノイー」技術。では、水まわりのキレイを叶えるのは?その答えとなるのが、今回ご紹介する「オゾンウォーター」デバイスです。このデバイスは、除菌・防カビ・脱臭に効果を発揮する「オゾンウォーター」(オゾン水)を、家庭で効率的に生成することができる装置です。トイレ、サニタリー、バスルーム、キッチンといった「水まわりの清潔さ」の実現に欠かせない存在となっていくであろう「オゾンウォーター」デバイス。その特長をご覧ください。

「オゾン」の特徴

オゾンは強力な酸化作用を持っており、除菌・防カビ・脱臭に効果を発揮します。下の表で各種酸化剤の酸化還元電位を見てみると、オゾンはフッ素に次いで2番目の位置にあり、強い酸化作用を持つことがわかります。

オゾンは、菌やニオイの原因物質に反応した後、酸素に戻る性質があります。つまり、オゾンは残留性がありません。

図:「オゾン」の特徴

「オゾン水」の特長

「オゾン水」とは、オゾンが溶解している水のことです。空気と水で比較した場合、同じ濃度であれば水中にオゾンを溶解させた方が分子数も多く、効果が高いといえます。

また、液体なので扱いやすく、対象物へ効果的に作用できます。

図:「オゾン水」の特長

「オゾン水」の作用効果

菌に対しての除菌メカニズムとしては、まず、水中のオゾンが菌と接触することで、酸素原子の一つが分離して菌の細胞膜に作用します。
その結果、菌の細胞膜を変性し、損傷させることで菌が活動できなくなり、除菌することができます。
またニオイに対しても同様に、原因物質を変性させることで、脱臭することができます。

図:「オゾン水」の作用効果

「オゾン水」はすでに浄水場や工場などで活躍中

実は「オゾン水」は、すでに浄水場や下水処理場、半導体ウエハーの洗浄など、クリーンで高い衛生対策が必要とされる施設で生成され、利用されています。薬品を使わなくて済むなどの利点により、食品工場でのカット野菜などの洗浄にも使われています。

図:「オゾン水」はすでに浄水場や工場などで活躍中

パナソニックは、一般的には大きな施設で活用されている「オゾン水」を家庭用に活用できないか、という思いから、「オゾン水生成技術」の開発に着手しました。

「オゾン水」はどうやって作る?

オゾン水は一般的に大きく2つの生成方式があります。

一つ目は「ガス溶解方式」で、主に浄水場などで利用されている方式です。空気中での高電圧放電により発生させたオゾンガスを水に溶解させています。
この方式では、溶解ロスが多く、イジェクターといった周辺装置が必要なので、構成が複雑になります。
この方式は小型化が困難です。

二つ目は「電解方式」です。電極により水を電気分解して、直接オゾン水を生成する方式です。
ガス溶解方式と比較して、非常に溶解効率が高いことと、電圧を印加するとすぐにオゾン水が出せることが特徴です。
構成が単純であり、家電などの小型商品に適しています。今回パナソニックが採用したのはこの電解方式です。

図:パナソニックは家電などの小型商品に適した電解方式を採用

パナソニックの「オゾンウォーター」デバイスの特長

1. シンプルな構成で水と電気のみから「オゾン水」を生成

「オゾンウォーター」デバイスは、シンプルな積層構成に、オゾンを効率良く作り出すダイヤモンド電極を搭載しています。
水を電解すると、下図の式のような反応が起こり、「オゾン水」を作り出すことができます。

図:パナソニックはシンプルな構成で水と電気のみから「オゾン水」を生成

2. オゾンの溶解効率が高い独自構造

下図の左側は、一般的な構造でオゾン水が生成する様子です。溶解していないオゾンがガスとなって気泡として見えています。一方で、右側の当社開発の斜めスリット構造では、電極の形状などを工夫し、オゾンが効率的に溶解することにより、気泡はほとんど見えていません。この独自構造により、オゾンの溶解効率向上を実現しました。

図:パナソニックは独自構造でオゾンの溶解効率向上を実現

3. 手のひらサイズで水廻り商品への組込みがしやすい

「オゾンウォーター」デバイスは、153 x 22 x 32 mmの手のひらサイズを実現しています。また、水の出入り口と電源端子を繋ぐだけのシンプルなデバイスです。
よって、かんたんに家庭用はじめさまざまな水廻り機器に活用できます。

図:パナソニックの「オゾンウォーター」デバイスは手のひらサイズで水廻り商品への組込みがしやすい

パナソニックの「オゾンウォーター」デバイスによるデモ

こちらの動画では、「オゾンウォーター」デバイスに実際に水道水を通して「オゾンウォーター」を作っている様子をご覧いただけます。

動画では、「オゾンウォーター」を加えたほうの試薬の色がすぐに透明に変わります。これは「オゾンウォーター」デバイスによって生成された「オゾンウォーター」が菌を抑制するイメージを視覚的に表現したものです。
(動画では、「菌のある状態」を仮に水色の試薬で表現しています。実際の菌ではありません。)

「オゾンウォーター」の除菌効果

本デバイスで生成される「オゾンウォーター」は、細菌・真菌を99.9%以上除菌することが実験により証明されています。

図:オゾン水による細菌の除菌効果

オゾン水による細菌の除菌効果 ※実際の使用環境での効果ではありません。

図:オゾン水による真菌の除菌効果

オゾン水による真菌の除菌効果 ※実際の使用環境での効果ではありません。

「オゾンウォーター」使用イメージ

このたび開発に取り組んだアプライアンス社の山口 友宏と稲垣 賢一郎は言います。「パナソニックでは、バス・トイレのほか、キッチンや整水器といった水まわり商品の開発に長きにわたり取り組んでいます。今回の『オゾンウォーター』デバイスも、完成までに多くの試作を重ねました。最終的に、今の形・サイズに辿り着くことができたのは、水まわり商品に詳しいメンバーの衆知を集められたことが大きいと思います」。

  • 写真:パナソニック株式会社 アプライアンス社 ビューティ・リビング事業部 課長 山口 友宏

    パナソニック株式会社 アプライアンス社 ビューティ・リビング事業部 課長 山口 友宏(やまぐち ともひろ)

  • 写真:パナソニック株式会社 アプライアンス社 技術本部 ホームアプライアンス開発センター 主任技師 稲垣 賢一郎

    パナソニック株式会社 アプライアンス社 技術本部 ホームアプライアンス開発センター 主任技師 稲垣 賢一郎(いながき けんいちろう)

「オゾンウォーター」は、これからも、除菌や脱臭が必要とされるトイレ、サニタリー、バスルーム、キッチンなどで、お手入れの手間を低減するともに、衛生的で安心な住環境を実現していきます。

図:「オゾンウォーター」今後の展開例

「オゾンウォーター」デバイスと、そこから生成される「オゾンウォーター」の今後の展開に、どうぞご期待ください。

発表年月
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