JP2008080245A - 洗浄水の製造装置及び洗浄水の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた洗浄性能を有する洗浄水を製造する装置及び洗浄水を製造する方法を提供することを課題とする。
【解決手段】アルカリ酸化水Ａに酸素含有ガスのマイクロバブルを供給する気泡供給手段１２によって、アルカリ酸化水Ａに酸素含有ガスのマイクロバブルを供給し、これによって、洗浄水としての酸素含有アルカリ酸化水を得るようにする。この得られた酸素含有アルカリ酸化水は、アルカリ酸化水や、酸素以外の気体を含有するアルカリ酸化水に比して、優れた洗浄性能を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、洗浄水の製造装置及び製造方法に関する。

従来、有機性汚れを除去する洗浄水として、次亜塩素酸を含んだアルカリ水（アルカリ次亜塩素酸水；以下単にアルカリ次亜水と呼ぶ）が効果的であることが、以下の非特許文献１に記載されている。
福崎智司「講座 界面活性剤の洗浄作用と洗浄剤の設計」防菌防黴誌（和文誌）、Vol.33，No.8（2005）、p431

しかしながら、上記アルカリ次亜水は、洗浄性能が十分とは言えない。

本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、優れた洗浄性能を有する洗浄水の製造装置及び製造方法を提供することを目的とする。

ここで、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、アルカリ次亜水を始めとしたアルカリ酸化水に酸素含有ガスのマイクロバブルを供給すると、有機性汚れの除去効果が高まることを見出し、本発明に至った。

そこで、本発明による洗浄水の製造装置は、アルカリ酸化水に酸素含有ガスのマイクロバブルを供給する気泡供給手段を備え、洗浄水としての酸素含有アルカリ酸化水を得ることを特徴としている。

また、本発明による洗浄水の製造方法は、アルカリ酸化水に酸素含有ガスのマイクロバブルを供給し、洗浄水としての酸素含有アルカリ酸化水を得ることを特徴としている。

このような洗浄水の製造装置及び製造方法によれば、アルカリ酸化水に酸素含有ガスのマイクロバブルが供給され、洗浄水としての酸素含有アルカリ酸化水が得られる。この酸素含有アルカリ酸化水は、アルカリ酸化水や、酸素以外の気体を含有するアルカリ酸化水に比して、優れた洗浄性能を有する。なお、このように酸素含有ガスのマイクロバブルが供給されたアルカリ酸化水が、優れた洗浄性能を有するのは、酸素含有ガスのマイクロバブルが一部フリーラジカル等酸化性の強い成分を生成し、洗浄水の酸化分解力を高めるものと推測される。

ここで、電気分解により水素ガスと酸素ガスを発生する電解槽を有し、気泡供給手段は、アルカリ酸化水に、電解槽で発生した酸素ガスをマイクロバブルにして供給すると共に、アルカリ水に、電解槽で発生した水素ガスをマイクロバブルにして供給し、酸素ガスのマイクロバブルの供給により洗浄水としての酸素含有アルカリ酸化水を得ると共に、水素ガスのマイクロバブルの供給により洗浄水としての水素含有アルカリ水を得る構成とするのが好ましい。

このような構成を採用した場合、電解槽で生成された酸素ガスが用いられて洗浄水としての酸素含有アルカリ酸化水が得られると共に、電解槽で生成された水素ガスが用いられて洗浄水としての水素含有アルカリ水が得られる。このため、電解槽で生成された両ガスの有効利用を図りつつ、異なる洗浄対象に有効な洗浄水が各々得られる。

このように本発明の洗浄水の製造装置及び製造方法によれば、優れた洗浄性能を有する洗浄水を得ることができる。

以下、本発明による洗浄水の製造装置、洗浄水の製造方法の好適な実施形態について図１及び図２を参照しながら説明する。なお、各図において、同一の要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。図１は、第一実施形態に係る洗浄水の製造装置を示す概略構成図である。

洗浄水製造装置２００は概略、アルカリ酸化水Ａを生成するためのアルカリ酸化水生成装置１と、アルカリ酸化水Ａに空気又は酸素ガス（以下酸素含有ガスと呼ぶ）のマイクロバブル（直径がマイクロメートルレベルの気泡）を供給するための気泡供給手段１２と、を具備している。

アルカリ酸化水生成装置１は、ラインＬ１を通して水が供給される水槽３を備え、この水槽３内の水に対してアルカリ剤及び酸化剤を供給することで、アルカリ酸化水Ａを生成する。

アルカリ酸化水Ａは、ここでは、アルカリ次亜水であり、酸化剤としてＮａＣｌＯを供給する。

また、ここでは、ｐＨを調整すべく、アルカリ剤としてＮａＯＨを供給しているが、ＫＯＨやＮａ_２ＣＯ_３等を用いても良い。このｐＨの調整は、ｐＨＩＣ（Indication Controller；ｐＨ指示調整器）４により、水槽３内のｐＨを監視しながらアルカリ剤の供給を制御することで行う。

なお、水槽３に対しては、当該水槽３内で生じた排ガスを外部に排出するための排ガスラインＬ５が接続されている。

そして、水槽３に対しては、ポンプＰを介して循環ラインＬ３が接続され、循環ラインＬ３におけるポンプＰより下流側には洗浄水供給ラインＬ４が分岐して接続されている。

循環ラインＬ３は、水槽３内のアルカリ酸化水Ａを、ポンプＰの駆動により、水槽３との間で循環させるものであり、洗浄水供給ラインＬ４は、後述の酸素含有ガスのマイクロバブルが供給されたアルカリ酸化水Ａの一部を洗浄水として外部に供給するためのものである。

気泡供給手段１２は、循環ラインＬ３におけるポンプＰより上流側に接続される酸素含有ガス供給ラインＬ１２と、循環ラインＬ３におけるポンプＰと洗浄水供給ラインＬ４との間に配設された気泡破砕器６と、を備え、酸素含有ガス供給ラインＬ１２は酸素含有ガスを循環ラインＬ３に供給し、気泡破砕器６は、酸素含有ガスの気泡（ミリバブル）を含有したアルカリ酸化水Ａに、例えば剪断を付与することにより、酸素含有ガスの気泡を超微細としμｍ単位のマイクロバブルとする。この気泡径は０．１〜１００μｍであり、１〜５０μｍとするのがより好ましい。

なお、酸素含有ガス供給ラインＬ１２は、例えば酸素ボンベからの酸素を供給しても良く、また、大気開放として空気を供給しても良い。

このような構成を有する洗浄水製造装置２００にあっては、水槽３に所定量導入された水に対して、アルカリ剤であるＮａＯＨ及び酸化剤であるＮａＣｌＯが供給され、所定のアルカリ酸化水Ａが生成され、このアルカリ酸化水Ａは、ポンプＰの駆動により、水槽３及び循環ラインＬ３を循環する。

このとき、酸素含有ガス供給ラインＬ１２を介して酸素含有ガスが循環ラインＬ３に供給され、酸素含有ガスの気泡を含有したアルカリ酸化水Ａとされ、この酸素含有ガスの気泡を含有したアルカリ酸化水Ａに対して、気泡破砕器６により例えば剪断が付与されることで、気泡がマイクロバブルとされる。

そして、循環ラインＬ３を循環する酸素含有アルカリ酸化水の一部は、洗浄水供給ラインＬ４を通して外部に供給され、特に食品汚れ等の有機性汚れ等を洗浄対象とする洗浄に有効に使用される。

このように、本実施形態においては、アルカリ酸化水Ａに酸素含有ガスのマイクロバブルを供給し、洗浄水としての酸素含有アルカリ酸化水を得るようにしているため、アルカリ酸化水や、酸素以外の気体を含有するアルカリ酸化水に比して、優れた洗浄性能を有する洗浄水を得ることができる。

なお、気泡供給手段１２は、上記剪断方式の他に、例えば、加圧して酸素含有ガスをアルカリ酸化水に溶解した状態から、このアルカリ酸化水をノズル等から放出し一気に定圧状態にすることで、マイクロバブルを発生させる加圧溶解方式等を採用しても良い。

図２は、本発明の第二実施形態に係る洗浄水の製造装置を示す概略構成図である。

この第二実施形態の洗浄水製造装置３００にあっては、洗浄水としての酸素含有アルカリ酸化水を製造する第一実施形態の洗浄水製造装置２００に加えて、洗浄水としての水素含有アルカリ水を製造する洗浄水製造装置４００を備え、さらに、洗浄水製造装置２００に酸素ガスを供給すると共に洗浄水製造装置４００に水素ガスを供給するための電解装置５００を有する構成とされている。

洗浄水製造装置４００は概略、アルカリ水Ｂを生成するためのアルカリ水生成装置１１と、アルカリ水Ｂに水素ガスのマイクロバブルを供給するための気泡供給手段２２と、を具備している。

アルカリ水生成装置１１は、ラインＬ１１を通して水が供給される水槽１３を備え、この水槽１３内の水に対してアルカリ剤であるＮａＯＨを供給することで、アルカリ水Ｂを生成する。ｐＨの調整は、ｐＨＩＣ（ｐＨ指示調整器）１４により、水槽１３内のｐＨを監視しながらアルカリ剤の供給を制御することで行う。また、ＯＲＰ（酸化還元電位）の調整は、ＯＲＰＩＣ（ＯＲＰ指示調整器）２４により、水槽１３内のＯＲＰを監視しながら、後述の水素ガス供給ラインＬ２２に設けられたバルブＶの開閉を制御し水素ガスの供給量を制御することで行う。なお、水槽１３に対しては、当該水槽１３内で生じた排ガスを外部に排出するための排ガスラインＬ１５が接続されている。

水槽１３に対しては、ポンプＰを介して循環ラインＬ１３が接続され、循環ラインＬ１３におけるポンプＰより下流側には洗浄水供給ラインＬ１４が分岐して接続され、ポンプＰの駆動により、水槽１３内のアルカリ水Ｂは、水槽１３及び循環ラインＬ１３を循環し、洗浄水供給ラインＬ１４は、その一部を洗浄水として外部に供給する。

気泡供給手段２２は、循環ラインＬ１３におけるポンプＰより上流側に接続される水素ガス供給ラインＬ２２と、循環ラインＬ１３におけるポンプＰと洗浄水供給ラインＬ１４との間に配設された気泡破砕器１６と、を備え、水素ガス供給ラインＬ２２は水素ガスを循環ラインＬ１３に供給し、気泡破砕器１６は、水素ガスの気泡を含有したアルカリ水Ｂに、例えば剪断を付与することにより、水素ガスの気泡を超微細としμｍ単位のマイクロバブルとする。この気泡径は０．１〜１００μｍであり、１〜５０μｍとするのがより好ましい。

電解装置５００は、純水を電解槽３０内に導入し、電解槽３０内の陰極と陽極（不図示）に直流電源４０から電圧を印加することで電気分解を行うものである。この電解槽３０には、陰極で発生した水素ガス及び電解水を排出するラインＬ３１、及び、陽極で発生した酸素ガス及び電解水を排出するラインＬ３２が各々接続され、これらのラインＬ３１，Ｌ３２の途中には、気液分離装置３１，３２が各々設けられている。そして、気液分離装置３１の気体分離側には、上記水素ガス供給ラインＬ２２が接続され、気液分離装置３２の気体分離側には、上記酸素含有ガス供給ラインＬ１２が接続されている。

このような構成を有する洗浄水製造装置３００にあっては、電解装置５００の電解槽３０内で電気分解が行われ、陰極で発生した水素ガスは気液分離装置３１で電解水から分離され、陽極で発生した酸素ガスは気液分離装置３２で電解水から分離される。

気液分離装置３１で分離された水素ガスは、水素ガス供給ラインＬ２２を介し、洗浄水製造装置４００の循環ラインＬ１３に対して、その供給量をＯＲＰＩＣ２４に制御されながら供給され、一方、気液分離装置３２で分離された酸素ガスは、酸素含有ガス供給ラインＬ１２を介し、洗浄水製造装置２００の循環ラインＬ３に対して供給される。

洗浄水製造装置２００では、前述したように、水槽３でアルカリ酸化水Ａが生成され、このアルカリ酸化水Ａに対して、上記酸素含有ガス供給ラインＬ１２からの酸素ガスが供給され、酸素ガスの気泡を含有したアルカリ酸化水Ａとされ、この酸素ガスの気泡を含有したアルカリ酸化水Ａに対して、気泡破砕器６により例えば剪断が付与されることで、気泡がマイクロバブルとされ、この酸素含有アルカリ酸化水の一部が、洗浄水供給ラインＬ４を通して外部に供給され、特に食品汚れ等の有機性汚れ等を洗浄対象とする洗浄に有効に使用される。

一方、洗浄水製造装置４００では、水槽１３でアルカリ水Ｂが生成され、このアルカリ水Ｂは、ポンプＰの駆動により、水槽１３及び循環ラインＬ１３を循環する。この循環するアルカリ水Ｂに対して、上記水素ガス供給ラインＬ２２からの水素ガスが供給され、水素ガスの気泡を含有したアルカリ水Ｂとされる。この水素ガスの気泡を含有したアルカリ水Ｂに対して、気泡破砕器１６により例えば剪断が付与されることで、気泡がマイクロバブルとされ、この水素含有アルカリ水の一部が、洗浄水供給ラインＬ１４を通して外部に供給され、特に工業用機械部品の油汚れ等を洗浄対象とする洗浄に有効に使用される。

このように、第二実施形態の洗浄水製造装置３００によれば、電解槽３０で生成した酸素ガスを用いて洗浄水としての酸素含有アルカリ酸化水を得ると共に、電解槽３０生成した水素ガスを用いて洗浄水としての水素含有アルカリ水を得るようにしているため、電解槽３０で生成した両ガスの有効利用を図りつつ、異なる洗浄対象に有効な洗浄水を各々得ることができる。

なお、直流電源の発生には、太陽電池や風力発電装置等を用いても良い。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記実施形態においては、循環ラインＬ３，Ｌ１３により、酸素含有アルカリ酸化水や水素含有アルカリ水の一部を水槽３，１３に戻し循環させるようにしているが、酸素含有アルカリ酸化水や水素含有アルカリ水の全部を、洗浄水として後段に供給するようにしても良い。

以下、実施例及び比較例を説明する。

（実施例１）
図１の装置を用い、アルカリ次亜水に酸素ガスのマイクロバブルを供給し、得られた洗浄水により洗浄試験を行った。具体的には、ステンレス板を脱脂粉乳に浸漬した後加熱した汚れ試験片を用意し、水槽３内を、ＮａＣｌＯを有効塩素濃度１２００ｍｇ／Ｌ添加しＮａＯＨでｐＨ１１．６に調整したアルカリ次亜水Ａで満たし、酸素含有ガス供給ラインＬ１２を通して２ＮＬ／分の速度で酸素ガスを吸引し気泡破砕器６によりマイクロバブルを生じさせると共に、洗浄水供給ラインＬ４にバルブを設け当該バルブを閉じることで酸素含有アルカリ次亜水を循環状態とし、水温を５０°Ｃに設定して上記汚れ試験片を水槽３内に５分間浸漬した後に取り出し、浸漬前後の重量差より洗浄除去率を調べた。除去率は８９．３％であった。

（比較例１）
気泡供給手段１２を設けない点以外は実施例１と同様とした。除去率は７４．２％であった。

（比較例２）
２ＮＬ／分の速度で窒素ガスを吸引した点以外は実施例１と同様とした。除去率は７６．１％であった。

以上の実施例１及び比較例１、２より、酸素ガスのマイクロバブルが供給されたアルカリ次亜水が、酸素ガスが供給されないアルカリ次亜水、窒素ガスのマイクロバブルが供給されたアルカリ次亜水に比して、洗浄性能に優れていることが分かる。

本発明の第一実施形態に係る洗浄水の製造装置を示す概略構成図である。 本発明の第二実施形態に係る洗浄水の製造装置を示す概略構成図である。

符号の説明

１２，２２…気泡供給手段、３０…電解槽、２００，３００…洗浄水製造装置、Ａ…アルカリ酸化水、Ｂ…アルカリ水。

Claims (3)

1. アルカリ酸化水に酸素含有ガスのマイクロバブルを供給する気泡供給手段を備え、
   洗浄水としての酸素含有アルカリ酸化水を得ることを特徴とする洗浄水の製造装置。
2. 電気分解により水素ガスと酸素ガスを発生する電解槽を有し、
   前記気泡供給手段は、前記アルカリ酸化水に、前記電解槽で発生した前記酸素ガスをマイクロバブルにして供給すると共に、アルカリ水に、前記電解槽で発生した前記水素ガスをマイクロバブルにして供給し、
   前記酸素ガスのマイクロバブルの供給により洗浄水としての酸素含有アルカリ酸化水を得ると共に、前記水素ガスのマイクロバブルの供給により洗浄水としての水素含有アルカリ水を得ることを特徴とする請求項１記載の洗浄水の製造装置。
3. アルカリ酸化水に酸素含有ガスのマイクロバブルを供給し、洗浄水としての酸素含有アルカリ酸化水を得ることを特徴とする洗浄水の製造方法。

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