JP2008502477A - 飲用液体のための携帯用清浄器 - Google Patents

Abstract

本発明は、飲用液体を処理する装置（1）および方法に関する。具体的には、本発明は、飲用液体から汚染物質、例えば塩素、クロラミン、金属、望ましくない味もしくは臭いを除去するための携帯用装置に関する。本発明において、飲用液体を処理するための携帯用装置は、媒体保持手段（5）、操作手段（15）、および浄化媒体（10）を含む。

Description

発明の分野
本発明は、飲用液体を浄化し、その味を改善するための装置および方法に関する。具体的には、本発明は、効率よく塩素、クロラミン、およびその他の残留汚染物質を取り除くだけでなく、飲用液体の味を改善する携帯用装置に関する。

発明の背景
上水道中の細菌およびウイルスなどの有害物質を減らすおよび／または殺すための処理により、水道水中には多数の化学物質が含まれる。塩素処理（すなわち、次亜塩素酸の添加）（クロラミンの使用を含む）は、現在飲用水の浄化によく用いられる方法である。次亜塩素酸の特定の特徴は殺菌に効果的であるものの、次亜塩素酸自体が、使用されている器具または処理系に有害である可能性がある。また、飲用水中の過剰な塩素は、しばしば好ましくない味および臭いを水に与え、流出する水が環境に有害である可能性がある。さらに、最近の研究から、塩素およびクロラミンは有害かつ有毒な化学物質であることが示唆される（Craun, GF, "Epidemiologic studies of organic micropollutants in drinking water," Sci. Total Environ. 47, 461-472 (1985)（非特許文献1）; Daniel, FB et al., "Comparative 90-day subchronic toxicity studies of three disinfectants," J. Amer. Water Wroks Assoc. 82, 61-69 (1990)（非特許文献2）を参照されたい）。

そのような処理方法（すなわち、塩素および／またはクロラミンの添加）は、水を微生物学的に安全なものにするためには不可欠であるが、実際には健康にとって有害なのではないか、という関心が高まっている。いくつかの研究によって、トリハロメタン（THM）などの塩素処理副産物（CBP）のみならず、塩素／クロラミンへの曝露は、哺乳動物において癌源性反応を促進し得ることが示された。例えば、いくつかの研究によって、THM曝露と特定の癌（すなわち、膵臓癌および大腸癌）の発病率との関連性が示唆された。King et al., "Case-Control Study of Colon and Rectal Cancers and Chlorination By-Products in Treated Water," Cancer Epidem., 9:813-818 (2000)（非特許文献3）およびCarlo, Gi and C.J. Mettlin, "Cancer incidence and trihalomethane concentration in a public drinking water system," Am. J. Pub. Health, 70(5):523-4 (1980)（非特許文献4）を参照されたい。

流体処理の分野において、特に、商業用水、工業用水、および家庭用水処理の分野において、多くのシステムが提案されてきたが、その一部または全てに、望ましくない特徴、欠点、または不利益が付き物であった。

例えば、水を軟らかくし、かつ味を改善するために特定の不純物を選択的に除去するために、一般的にイオン交換システムが用いられている。イオン交換体の活性媒体は、流体から望ましくない成分を除去し、そのような望ましくない成分をより望ましくなくはない成分と置き換えるように設計された、イオン交換樹脂である。残念なことに、そのようなイオン交換システムは大きく、かさばる。さらに、樹脂のベッドは最終的には消耗するため、再度有用とするためにはそのユニットを利用から外し、再生する必要がある。化学的消耗という欠点に加えて、細菌はしばしばイオン交換樹脂タンクを埋め、化学薬品の供給ノズルや他のオリフィスを詰まらせてしまう。樹脂はまた、化学分解感受性である（すなわち、細菌の処理過程において存在する塩素が、樹脂を分解し得る）。イオン交換ユニットは、かさばり、かつ継続的に許容できるパフォーマンスを保証するために注意深く維持されて監視される必要があり、効果的な携帯用の水浄化手段を提供しない。

別のポピュラーな水処理プロセスは、逆浸透の概念を利用する。逆浸透では、流体の浸透圧を超える圧力を用いて、未処理の水を通常は外界温度において、選択的な膜を通じて、浸透プロセスで通常観察される方向とは逆方向に押しやる。選択的な膜は、溶解した望ましくない成分は拒絶しつつ、水が浸透するように設計される。このプロセスの成功は、適切な膜の開発に大部分が依存する。逆浸透で利用される膜は、典型的には、速度や許容限界に加えて、温度安定性、化学安定性、および圧力安定性の多様な問題を経験する。そのうえ、細菌は逆浸透膜上に汚損フィルムを作り出すことがある。上水道が、細菌によるフィルム形成を予防するために、抗細菌物質として塩素で処理されている場合、溶解した塩素は、しばしば、逆浸透膜に有害な影響を及ぼす。また、逆浸透器具は高価で、使用方法が複雑であり、注意深く設定、維持、および監視されなければならない。従って、逆浸透器具は、効果的な携帯用の液体浄化手段を提供しない。

そのうえ、水道水から塩素およびその他の好ましくない味／臭いを除去するための市販の装置および方法は、しばしば送水管との連接を必要とし、送水管からの水が蛇口から流出する前に通過する、顆粒状活性炭を使用する。このような装置を導入する努力および費用の他にも、顆粒状活性炭の使用自体に対する、より深刻な反対理由がある。残念なことに、顆粒状活性炭は、細菌性物質およびその他の特定の有機物質が増殖する絶好の温床である。結果的に、短期間の使用後、顆粒状活性炭を利用した濾過装置から出る水には、しばしば細菌およびその他の有機物質が含まれる。

従って、汚染物質を除去するうえで、一貫して液体を浄化かつ処理できる、携帯用の、単純かつ安価な装置が必要とされている。
Craun, GF, "Epidemiologic studies of organic micropollutants in drinking water," Sci. Total Environ. 47, 461-472 (1985) Daniel, FB et al., "Comparative 90-day subchronic toxicity studies of three disinfectants," J. Amer. Water Wroks Assoc. 82, 61-69 (1990) King et al., "Case-Control Study of Colon and Rectal Cancers and Chlorination By-Products in Treated Water," Cancer Epidem., 9:813-818 (2000) Carlo, Gi and C.J. Mettlin, "Cancer incidence and trihalomethane concentration in a public drinking water system," Am. J. Pub. Health, 70(5):523-4 (1980)

発明の概要
上記のように、飲用液体はしばしば望ましくない成分を含むため、摂取前に液体の処理を必要とする。本発明は、液体の味または風味を改善するための飲用液体の処理において、有利な有用性を有する。本発明は具体的には、飲用液体（具体的には水）から、そこに含まれる例えば溶解した塩素およびクロラミンといった望ましくない成分を除去する。

上記のように、飲用水の消毒のために必要な（各国の公衆衛生局により義務づけられている）塩素およびクロラミンは、消費者の健康上および美的リスクを象徴する。本発明は、飲用液体から望ましくない成分を効果的に除去するための装置および方法を提供する。好ましい態様において、本発明は、飲用液体を浄化し、味を改善するためにクロラミンまたは塩素を除去するうえで、携帯性、利便性、および効率の良さを提供する。

本発明によれば、飲用液体を浄化し、その風味を改善するための携帯用装置は以下を含む：亜硫酸カルシウム、活性炭、高純度銅-亜鉛製剤（一般にKDFとも呼ばれる）、遠赤外線セラミックのいずれか、またはそれらの任意の組み合わせで構成される浄化媒体；浄化媒体を保持するための透水性手段；および、所望の飲用液体が媒体保持手段中の浄化媒体を通過するように、媒体保持手段を操作するための手段。

本携帯用装置および方法は、例えば水道水、アルコール飲料（すなわちワイン、リキュール）、炭酸飲料（すなわちソーダ）、果物ベースの飲料（すなわちジュース）、冷たい飲料（すなわちミルク）、温かい飲料（すなわちお茶、コーヒー）等を含む、ほとんどの飲用液体を処理する、またはその味を改善することができる。

本発明の特定の態様において、装置は再利用が可能である。その他の態様において、本装置は使い捨てである。

一つの態様において、媒体保持手段は、浄化媒体をその中に保持すると同時に任意の飲用液体を容易に通過させる、透水性の材料で構成された容器である。あるいは、媒体保持手段は、浄化媒体を表面、すなわち操作手段の表面に確実に接着するための、無毒性の接着剤である。

本発明によれば、媒体保持手段は操作手段に接続されている。操作手段は、媒体保持手段中の浄化媒体を通じた所望の飲用液体の流れを促進するため、握りやすく操縦しやすい構造である。

その使用方法において、本発明の媒体保持手段は飲用液体に浸され、操作手段は、飲用液体と媒体保持手段中の浄化媒体とが接触するように、飲用液体中で媒体保持手段を動かすために取り扱われ、次いで操作手段および対応する媒体保持手段は、飲用液体を消費可能にするために、処理された飲用液体から取り除かれる。

本発明の利点は、飲用液体中の望ましくない化学物質、風味、および／または臭いの濃度を減少できることである。このことは、飲料水の処理において特に価値がある。飲用液体の味を改善するために、多くの望ましくない汚染物質を除去する、またはその濃度を減少させる、携帯用の、単純な処理装置が利用できることは、非常に望ましい。

発明の詳細な説明
本発明は、飲用液体を処理するための携帯用装置および方法に関する。本発明の携帯用装置は、媒体保持手段、操作手段、および浄化媒体を含む。具体的には、媒体保持手段は浄化媒体を保持し、操作手段に接続されている。使用時には、本発明の媒体保持手段は、所望の飲用液体に浸され；操作手段は、飲用液体と媒体保持手段中の浄化媒体とが接触するように、飲用液体中で媒体保持手段を動かすために取り扱われ；次いで操作手段および対応する媒体保持手段が、飲用液体を消費可能にするために、処理された飲用液体から取り除かれる。

本発明によれば、浄化媒体は、液体（すなわち飲用水）処理に効果的であることが当業者に公知の任意の材料で構成される。本明細書において、浄化媒体は、遠赤外線放射セラミック、亜硫酸カルシウム、顆粒状活性炭、金属粒子状物質（例えば米国特許第6,197,204号、第5,951,869号、第5,833,859号、第5,599,454号、第5,510,034号、第5,433,856号、第5,415,770号、第5,314,623号、第5,275,737号、第5,269,932号、第5,198,118号、第5,135,654号、第5,122,274号、第4,642,192号に開示されているもの）、樹脂（例えば米国特許第4,455,236号に開示されているもの）、および細かく砕かれた天然材料片（すなわち石英斑岩、泰澄(taicho)石、および麦飯(bukahan)石）を含むことが企図されるが、これらに限定されるわけではない。好ましくは浄化媒体は、媒体保持手段が容易に保持でき、かつ、飲用液体が浄化媒体に接触できる大きさおよび形である。

好ましい態様において、浄化媒体は、顆粒状活性炭、亜硫酸カルシウム、遠赤外線セラミック、金属粒子状物質（すなわちKDF Fluid Treatment, Inc., Three Rivers, MI）、天然材料（すなわち石英斑岩、泰澄石、および麦飯石）、またはそれらの任意の組み合わせを含む。

上記の顆粒状活性炭は、水中の塩素およびクロラミン除去に効果的な材料である。本発明によれば、水の特定の性質（すなわち湿気）を増強するため、および飲用液体の味を増強する（すなわち、より滑らかな、熟成した味のワインをもたらす；ソーダ、お茶、およびコーヒーの風味を高める）ために、遠赤外線セラミックが用いられ、一方亜硫酸カルシウムおよびKDF等の金属粒子状物質は、液体中の塩素およびクロラミンを効果的に除去する。ほとんどの金属粒子状物質は、本発明において、二重機能を提供できる。例えば、特定の化学成分（すなわち塩素およびクロラミン）を除去できると同時に、微生物のコロニー形成に対する抑止力として役立ち得る。

一つの態様において、KDFは、浄化媒体の成分である。KDFは好ましくは、非限定的には、銅および亜鉛合金等の細かく分離された金属からなる。特定の場合において、KDFは硫酸カルシウムを含んでも良い。特定の態様において、本発明の装置は、水を脱塩素し、かつ液体中のヒ素等の特定の有毒金属化合物を減少させるために、亜硫酸カルシウム、遠赤外線セラミック、およびKDF金属粒子状物質を含む浄化媒体を含む。好ましい態様において、KDF金属粒子状物質はKDF70である。

さらにKDFは、水媒介性細菌がKDFに接触する際の酸化還元電位の急速な低下を経て、Ps.フルオレッセンス（Ps.Fluorescens）等の病原体にとって有毒である。酸化還元の結果としての電子交換によって、ほとんどの微生物が生存できない電解場（electrolytic field）が確立される。そのうえ、いくつかの水分子からのヒドロキシルラジカルおよびペルオキシドの形成過程が、微生物の機能する能力に干渉する。従って本発明の一つの態様において、本発明は、処理される飲用液体から微生物を除去するだけでなく、浄化材料中に微生物がコロニーを形成するのを防ぐ方法を提供する。そうすることによって、本発明は、微生物学的に安全な、再利用可能な飲用液体処理装置を保証する。

より好ましくは、浄化材料は、亜硫酸カルシウム約85重量％；金属粒子状物質約10重量％；および遠赤外線セラミック5重量％の組み合わせで構成される。また、熱い飲用液体（すなわちコーヒーおよびお茶）を処理するために、浄化材料は、約50重量％の、亜硫酸カルシウムおよび顆粒状活性炭混合物（亜硫酸カルシウムおよび顆粒状活性炭の割合は、0重量％から100重量％までの幅がある）、金属粒子状物質約40重量％、および遠赤外線セラミック約10重量％の組み合わせで構成される。

本発明の媒体保持手段は、特定の領域または場所に浄化媒体を閉じこめつつ、浄化媒体表面と処理される飲用液体との接触を可能にする、任意の公知の浸出しない材料を含む。一つの態様において、媒体保持手段は、液体に浸した後でも浄化媒体を容器中に閉じこめておくために十分な弾力を有する材料で構成される、透水性の容器である。好ましくは、透水性容器は、多孔性の材料、変形可能なメッシュ様物質（すなわちガーゼ、ネット、ステンレスチールメッシュ等）、または、浄化媒体が処理される飲用液体中に逃げるのを防ぐために浄化媒体よりも直径の小さい隙間を少なくとも二つ有する固い物質（すなわちプラスチック）で構成される。

好ましい態様において、媒体保持手段は、浄化媒体の最も小さな粒子よりも直径の小さい開口部を複数有する、織られたワイヤーメッシュである。より好ましくは、保持手段は市販の140メッシュ（105ミクロン）、ポリエステルプラスチック、ナイロンまたはステンレススチールスクリーン材料である。

別の態様において、媒体保持手段は接着剤である。関連する態様において、媒体保持手段は、浄化媒体を表面、すなわち操作手段の表面に確実に接着するための、無毒性の食用糊である。好ましい態様において、媒体保持手段は、市販のホットメルト、無毒性ポリマー・プラスチックである。

本発明によれば、媒体保持手段は操作手段に接続されている。操作手段は、飲用液体が媒体保持手段中の浄化媒体を通過する流れを促進するため、利用者が握りやすく操縦しやすい構造である。操作手段は、接続されている保持手段の動きを制御できる、当業者に公知の任意の構造であり得る。

媒体保持手段が透水性の容器である、関連するいくつかの態様において、媒体保持手段は、取り外せるように操作手段に接続される。そのような態様においては、装置の継続的な使用のために、使用済みの媒体保持手段は新しい媒体保持手段と取り替えることができる。あるいは、媒体保持手段は恒久的に操作手段に接続され（すなわち、無毒性の接着剤）、装置は使用後捨てられる。

本発明の操作手段は、可撓性材料、固い材料、または半可撓性材料で構成され得る。例えば、本発明の操作手段は、綿、ガラス、木、金属、または合成材料（すなわちプラスチック、繊維ガラス）で全てまたはこれらの混合物で製造されても良いが、これらに限定されることはない。さらに操作手段は、飲用液体に浸した際に媒体保持手段に動きをもたらす、当業者に公知の任意の形態を取りうる。例えば操作手段は、非限定的に棒状、ハンドル状、糸状等であり得る。

(1)媒体保持手段、(2)操作手段、および(3)浄化媒体を含む本発明の装置は、1回使用（すなわち、一つの飲用液体処理後に捨てられる）または再使用用として製造できる。例えば本装置は、媒体保持手段が取り外せるように操作手段に固定されるよう製造できる。この例では、ひとたび媒体保持手段中の浄化媒体の効果が失効すると、失効した浄化媒体および媒体保持手段は取り外され、飲用液体の効果的な処理のために、新しい保持手段（および浄化材料）を操作手段に接続することができる。

本発明の方法において、本発明の装置を用いて処理される飲用液体は、容器に入れられて提供され、かつ(1)本発明の媒体保持手段が容器中の飲用液体に浸され、(2)飲用液体と、媒体保持手段中の浄化媒体とが接触するように、媒体保持手段を飲用液体中で動かすために操作手段が取り扱われ、(3)次いで、操作手段および対応する媒体保持手段が、飲用液体を消費可能にするために、処理された飲用液体から取り除かれる。

好ましい態様において、操作手段は少なくとも30秒間取り扱われる。より好ましくは、操作手段は少なくとも15秒間取り扱われる。さらにより好ましくは、操作手段は少なくとも5秒間取り扱われる。

以下は、本発明を実施するための手順を例示した実施例である。これらの実施例は限定的なものと解釈されるべきではない。全ての割合は重量に基づき、特筆されていない限り、全ての溶媒の混合比は体積に基づく。

実施例1
図1に例示するように、本発明の一つの態様は、本発明に従って飲用液体を処理するための携帯用装置1を含む。装置1は、透水性の材料で構成される媒体保持手段5を有する。好ましくは、透水性の材料は、織られた金属ベースのメッシュで製造された容器である。媒体保持手段5は、浄化媒体10を含む。浄化媒体10は、亜硫酸カルシウム85%、金属粒子状物質10%、および遠赤外線セラミック5%で構成される。媒体保持手段5は、操作手段15に接続されている。媒体保持手段5をさらに制御するために、操作手段15は、媒体保持手段5を囲むケージ20を含む。

実施例2
図2に例示するように、本発明の別の態様は、本発明に従って飲用液体を処理するための携帯用装置30を含む。装置30は、水に不溶性の無毒性の接着剤で構成される媒体保持手段35を有する。媒体保持手段35は、浄化媒体40を保持する。浄化媒体40は、亜硫酸カルシウム85%および遠赤外線セラミック15%で構成される。媒体保持手段35は、操作手段45に接続されている。操作手段45は、好ましくは木製の棒である。

全ての特許、特許出願、仮出願、および本明細書中で参照または引用される文献は、全ての図面および表を含めて、本明細書の明確な教示内容と矛盾しない範囲において、その全体が参照として組み入れられる。

本明細書中に記載される実施例および態様は、例示的な目的のためだけであり、それらをふまえて様々な改変または変更が当業者に提案され、本願の精神と範囲に含まれることが理解されるべきである。

媒体保持手段が透水性容器である、本発明の一つの態様の側面図を示す。 媒体保持手段が無毒性の接着剤である、本発明の別の態様の側面図を示す。

Claims (21)

1. 媒体保持手段が浄化媒体を保持し、かつ操作手段に接続されている、媒体保持手段、操作手段、および浄化手段を含む、携帯用浄化装置。
2. 使い捨ての装置を提供するために、媒体保持手段が恒久的に操作手段に接続された、請求項1記載の携帯用浄化装置。
3. 再使用可能な装置を提供するために、媒体保持手段が取り外せるように操作手段に接続された、請求項1記載の携帯用浄化装置。
4. 媒体保持手段が、最小の浄化媒体よりも直径の小さい複数の開口部を有するメッシュである、請求項1記載の携帯用浄化装置。
5. 媒体が140メッシュ、ナイロン、またはステンレススチール製のスクリーン材料である、請求項4記載の携帯用浄化装置。
6. 媒体保持手段が接着剤である、請求項1記載の携帯用浄化装置。
7. 接着剤が、ホットメルト、無毒性ポリマープラスチックである、請求項6記載の携帯用浄化装置。
8. 操作手段が、綿、ガラス、木、金属、プラスチック、または繊維ガラスからなる群より選択される無毒性材料から製造される、請求項1記載の携帯用浄化装置。
9. 操作手段が、棒状、ハンドル状、または糸状である、請求項8記載の携帯用浄化装置。
10. 浄化媒体が、遠赤外線放射セラミック、亜硫酸カルシウム、顆粒状活性炭、金属粒子状物質、樹脂、および細かく砕かれた天然材料片からなる群より選択される、請求項1記載の携帯用浄化装置。
11. 浄化媒体が、亜硫酸カルシウムおよび遠赤外線放射セラミックからなる、請求項10記載の携帯用浄化装置。
12. 媒体が、亜硫酸カルシウム85%および遠赤外線放射セラミック15%からなる、請求項11記載の携帯用浄化装置。
13. 浄化媒体が、さらに金属粒子状物質からなる、請求項11記載の携帯用浄化装置。
14. 金属粒子状物質が、飲用液体から微生物を取り除き、かつ浄化媒体における微生物のコロニー形成を防ぐ、請求項13記載の携帯用浄化装置。
15. 金属粒子状物質がKDFであり、媒体が亜硫酸カルシウム85%、KDF10%、および遠赤外線放射セラミック5%からなる、請求項14記載の携帯用浄化装置。
16. 浄化媒体が、さらに顆粒状活性炭からなる、請求項14記載の携帯用浄化装置。
17. a)媒体保持手段が浄化媒体を保持し、かつ操作手段に接続されている、媒体保持手段、操作手段、および浄化手段を含む携帯用浄化装置を飲用液体の容器中に挿入する工程；
    b)飲用液体と、媒体保持手段中の浄化媒体とが接触するように、媒体保持手段を飲用液体中で動かすために操作手段を取り扱う工程；および
    c)容器から装置を取り除く工程
    を含む、飲用液体を浄化する方法
18. 操作手段が少なくとも30秒間取り扱われる、請求項17記載の方法。
19. 操作手段が少なくとも15秒間取り扱われる、請求項17記載の方法。
20. 操作手段が少なくとも5秒間取り扱われる、請求項17記載の方法。
21. 容器から装置を取り除いた後に、操作手段から媒体保持手段を取り除く工程、および装置の再利用のために未使用の媒体保持手段を操作手段に導入する工程をさらに含む、請求項17記載の方法。

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