JP2008279326A - Microbubble-containing liquid composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細気泡含有液体組成物に関する。 The present invention relates to a fine bubble-containing liquid composition.
気泡を微細化する技術については様々な研究(例えば非特許文献1)がなされており、60μmから10μmの気泡が養殖等の水産技術、10μmから3μmの気泡が超音波造影剤等の医学技術に実用化されている。気泡が更に微細化すると、単位体積あたりの気/液表面積の増大、液相での滞留時間の増大、気泡内のガスの加圧効果、高いガス溶解力を有していると考えられる為、これらの性質を利用して、水の浄化や微生物培養、気体と液体の化学反応等の応用が期待されている。 Various researches (for example, Non-Patent Document 1) have been conducted on the technology for miniaturizing bubbles, and 60 to 10 μm bubbles are used for fishery techniques such as aquaculture, and 10 to 3 μm bubbles are used for medical techniques such as ultrasound contrast agents. It has been put into practical use. If the bubbles are further refined, it is considered that the gas / liquid surface area per unit volume increases, the residence time in the liquid phase increases, the gas pressurizing effect in the bubbles, and the high gas dissolving power. Utilizing these properties, applications such as water purification, microbial culture, and chemical reaction between gas and liquid are expected.
この様な微細気泡を高濃度化することによる気/液界面積の更なる増大や、微細気泡の長寿命化により微細気泡を十分に拡散できることで上記応用面での効果向上も期待できる。気泡を更に微細化する技術としては、電気分解水に超音波を印加する方法(例えば特許文献1)や電解質含有水中の微細気泡を圧壊させる方法(例えば特許文献2)が挙げられる。また特許文献3には多孔質体を解して気体をドデシル硫酸ナトリウム添加水中に発生させる例も記載されている。しかしながら特許文献1及び2の方法では非常に低い濃度の気泡含有液体しか得られず、特許文献3の方法では微細気泡の寿命が短く、気泡含有液体採取時には気泡が肥大しているという問題があった。
By further increasing the gas / liquid interface area by increasing the concentration of such fine bubbles, and by sufficiently diffusing the fine bubbles by prolonging the lifetime of the fine bubbles, an improvement in the effect in the above application can be expected. Examples of a technique for further miniaturizing the bubbles include a method of applying ultrasonic waves to electrolyzed water (for example, Patent Document 1) and a method of crushing fine bubbles in electrolyte-containing water (for example, Patent Document 2). Patent Document 3 also describes an example in which a porous material is dissolved to generate gas in water containing sodium dodecyl sulfate. However, the methods of
高濃度および長寿命である微細気泡に関する技術としては超音波造影剤の技術を挙げることができる。例えば特許文献4及び5には特定の界面活性剤を用いることにより長寿命かつ高濃度の微細気泡である超音波造影剤が開示されている。また、特許文献6及び7にはフッ素系界面活性剤の使用が開示されているが、フッ素系界面活性剤を使用した場合の気泡径の記載はなく、特定の成分の混合による効果については予想されないものであった。いずれにしても超音波造影剤の方法では気泡含有液体組成物を一度に少量しか得られず、工業的に使用できるものではなかった。
As a technique related to fine bubbles having a high concentration and a long lifetime, an ultrasonic contrast agent technique can be exemplified. For example,
以上の様に工業的に有効な微細気泡を採取する方法は実現できていなかった。工業および農業など産業上の利用を考えた場合は、上述の技術では達成できないような連続的に採取可能な微細な気泡を含有する微小気泡含有液が求められている。
本発明は、極めて微細な気泡であって、かつ、その微細気泡の安定性に優れる微細気泡含有液体組成物を提供する。 The present invention provides a fine bubble-containing liquid composition which is extremely fine bubbles and excellent in stability of the fine bubbles.
本発明は、下記(A)成分、(B)成分及び気泡を含有する微細気泡含有液体組成物に関する。
(A)炭素数12〜18のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
(B)炭素数6〜10のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
The present invention relates to a fine bubble-containing liquid composition containing the following component (A), component (B) and bubbles.
(A) A surfactant having a C12-18 perfluoroalkyl group.
(B) A surfactant having a C 6-10 perfluoroalkyl group.
また本発明は、下記(A)成分、(B)成分を含有する微細気泡安定化剤に関する。
(A)炭素数12〜18のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
(B)炭素数6〜10のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
Moreover, this invention relates to the microbubble stabilizer containing the following (A) component and (B) component.
(A) A surfactant having a C12-18 perfluoroalkyl group.
(B) A surfactant having a C 6-10 perfluoroalkyl group.
また、本発明は、液体に気体を混入する工程を含む微細気泡含有液体組成物の製造方法であって、前記液体が、下記(A)成分及び(B)成分を含有する微細気泡含有液体組成物の製造方法に関する。
(A)炭素数12〜18のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
(B)炭素数6〜10のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
Moreover, this invention is a manufacturing method of the fine bubble containing liquid composition including the process of mixing gas in a liquid, Comprising: The said liquid contains the following (A) component and (B) component The fine bubble containing liquid composition The present invention relates to a method for manufacturing a product.
(A) A surfactant having a C12-18 perfluoroalkyl group.
(B) A surfactant having a C 6-10 perfluoroalkyl group.
本発明の微細気泡含有液体組成物及び微細気泡安定化剤によれば、極めて微細な気泡であって、かつ、安定性を有する微細気泡を採取することができる。また、本発明の微細気泡含有液体組成物の製造方法によれば、前記の微細気泡を効率よく作ることができる。 According to the fine bubble-containing liquid composition and the fine bubble stabilizer of the present invention, it is possible to collect very fine bubbles and stable fine bubbles. Moreover, according to the manufacturing method of the liquid composition containing fine bubbles of the present invention, the fine bubbles can be efficiently produced.
本発明は、(A)成分、(B)成分及び気泡を含有する微細気泡含有液体組成物に関するものである。
(A)炭素数12〜18のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
(B)炭素数6〜10のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
The present invention relates to a fine bubble-containing liquid composition containing a component (A), a component (B) and bubbles.
(A) A surfactant having a C12-18 perfluoroalkyl group.
(B) A surfactant having a C 6-10 perfluoroalkyl group.
尚、本発明における微細気泡とは、本発明の効果をより発現する観点から、好ましくは平均気泡径が5μm以下の気泡を表し、より好ましくは3μm以下の気泡を表す。平均気泡径の下限は、特に限定されるものではないが、取り扱いの容易さの観点から、好ましくは0.01μm以上の気泡を表し、より好ましくは0.05μm以上の気泡を表す。尚、ここで気泡の平均気泡径は、実施例に記載された測定法により測定できる。 The fine bubbles in the present invention preferably represent bubbles having an average bubble diameter of 5 μm or less, more preferably 3 μm or less, from the viewpoint of more manifesting the effects of the present invention. The lower limit of the average bubble diameter is not particularly limited, but from the viewpoint of ease of handling, it preferably represents a bubble of 0.01 μm or more, and more preferably represents a bubble of 0.05 μm or more. In addition, the average bubble diameter of a bubble can be measured with the measuring method described in the Example here.
本発明により、気泡が極めて微細であり、かつ、その気泡が長時間存在する微細気泡含有液体組成物を採取することができる。一般に気泡は熱力学的に不安定であるために気泡同士が合体する合一を起こすこと、並びに、気泡から周囲の液体に気体が溶解する収縮、及び逆に周囲の溶存気体が気泡内部に取り込まれる成長を起こすことが知られている。特に微細な気泡では界面張力によるラプラス圧の作用で例えば直径1μm前後の気泡は、その内部圧が数気圧から数十気圧にまで上昇するため、気体の溶解が促進され理論計算上はミリ秒単位の寿命しかない。 According to the present invention, a fine bubble-containing liquid composition in which bubbles are extremely fine and the bubbles exist for a long time can be collected. In general, bubbles are thermodynamically unstable, causing coalescence of bubbles to coalesce, contraction in which gas dissolves from the bubble into the surrounding liquid, and conversely, surrounding dissolved gas is taken into the bubble. It is known to cause growth. Especially in the case of fine bubbles, the internal pressure of bubbles with a diameter of around 1 μm, for example, due to the action of Laplace pressure due to interfacial tension increases from several to several tens of atmospheres. It has only a lifetime.
本発明の効果が発現する理由は定かではないが、本来不安定である微細気泡が(A)成分によって安定化され、(B)成分によってこの安定化が効率的に行われているものと考えられる。 The reason why the effect of the present invention is manifest is not clear, but it is considered that the inherently unstable fine bubbles are stabilized by the component (A) and this stabilization is efficiently performed by the component (B). It is done.
即ち本発明の(A)成分はクラフト点が高く、また熱力学的には気泡界面で濃縮されるため室温付近で剛性膜(例えば、「コロイド科学II−会合コロイドと薄膜−」、日本化学会、1995年発行、9章、p295)を形成していると考えられ、そのため微細気泡の合一を抑制する、あるいは形成された剛性膜が気体透過性を抑制することにより気泡内部から液体への気体の溶解をも抑制するために長寿命化がなされたものと考えられる。 That is, the component (A) of the present invention has a high Kraft point and is thermodynamically concentrated at the bubble interface, so a rigid membrane (for example, “Colloidal Science II-Associated Colloids and Thin Films”, 1995, Chapter 9, p295), so that the coalescence of fine bubbles is suppressed, or the formed rigid membrane suppresses gas permeability, thereby reducing the gas permeability from the inside of the bubbles to the liquid. It is considered that the life has been extended in order to suppress the dissolution of gas.
しかし、(A)成分は液への溶解度が低く気泡界面への吸着速度が遅いため(A)成分が剛性膜を形成するまでの間に合一や収縮が起こる。そこで(B)成分が早期に吸着して微細気泡の合一や収縮を抑制し、(A)成分が剛性膜を形成するまでの間、微細気泡として存在させ得ることから、本発明の効果が発現するものと考えられる。また気泡界面膜に吸着することで液に溶解している(A)成分は減少していくが、(A)成分と(B)成分が特定比率で存在することによって(B)成分が(A)成分を可溶化または混合ミセルを形成し、効率的に(A)成分を溶解させ(A)成分の吸着を促進することにより、本発明の効果がより発現するものと考えられる。 However, since the component (A) has low solubility in the liquid and the adsorption rate at the bubble interface is slow, coalescence and contraction occur before the component (A) forms a rigid film. Therefore, since the component (B) is adsorbed early and suppresses coalescence and shrinkage of the fine bubbles, and the component (A) can exist as fine bubbles until the rigid film is formed, the effect of the present invention is achieved. It is considered to be expressed. In addition, the component (A) dissolved in the liquid decreases by adsorbing to the bubble interface film, but the component (B) becomes (A) because the component (A) and the component (B) are present at a specific ratio. It is considered that the effect of the present invention is further manifested by solubilizing the component or forming mixed micelles and efficiently dissolving the component (A) to promote adsorption of the component (A).
<パーフルオロアルキル基を有する界面活性剤>
本発明の(A)成分及び(B)成分は、パーフルオロアルキル基を有する界面活性剤である。
<Surfactant having a perfluoroalkyl group>
Component (A) and component (B) of the present invention are surfactants having a perfluoroalkyl group.
本発明の好ましいパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤としては、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、パーフルオロアルキルリン酸モノエステル等のアニオン性フッ素系界面活性剤;パーフルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩等のカチオン性フッ素系界面活性剤;パーフルオロアルキルベタイン、パーフルオロアルキルスルホベタイン等の両性フッ素系界面活性剤;パーフルオロアルキルアミンオキサイド、パーフルオロアルキルエタノールエチレンオキサイド付加物等の非イオン性フッ素系界面活性剤が挙げられる。これらの中では水溶性と気泡安定性のバランスの面からアニオン性フッ素系界面活性剤が好ましく、パーフルオロアルキルカルボン酸塩がより好ましい。 Preferred surfactants having a perfluoroalkyl group of the present invention include anionic fluorine-based surfactants such as perfluoroalkyl carboxylates, perfluoroalkyl sulfonates, and perfluoroalkyl phosphate monoesters; Cationic fluorosurfactants such as trimethylammonium salts; amphoteric fluorosurfactants such as perfluoroalkylbetaine and perfluoroalkylsulfobetaine; nonionics such as perfluoroalkylamine oxide and perfluoroalkylethanol ethylene oxide adducts Fluorinated surfactants. Among these, an anionic fluorosurfactant is preferable from the viewpoint of a balance between water solubility and bubble stability, and perfluoroalkylcarboxylate is more preferable.
アニオン性界面活性剤の対イオンとしてはナトリウム、カリウム等のアルカリ金属イオン、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン、1〜3級アンモニウムイオン等が挙げられる。水溶性の観点から1価のイオンが好ましく、アルカリ金属イオン、アンモニウムイオンがより好ましい。とくに、水溶性と安定性のバランス観点からアンモニウムイオンが好ましい。 Examples of the counter ion of the anionic surfactant include alkali metal ions such as sodium and potassium, alkaline earth metal ions such as magnesium and calcium, ammonium ions, and primary to tertiary ammonium ions. From the viewpoint of water solubility, monovalent ions are preferable, and alkali metal ions and ammonium ions are more preferable. In particular, ammonium ions are preferable from the viewpoint of a balance between water solubility and stability.
<(A)成分>
本発明の(A)成分は、炭素数12〜18のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤であり、水溶性の観点から炭素数は12〜16であることが好ましい。また、本発明の(A)成分は、水溶性及び気泡安定性の観点から炭素数12〜18のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤が好ましい。さらに、気泡の安定性の観点から、直鎖のパーフルオロアルキル基がより好ましい。とくに、疎水基が直鎖のパーフルオロアルキル基単独で構成されていることが好ましい。尚、(A)成分は用途に合わせて単独で用いても(A)成分同士を混合して用いても良い。
<(A) component>
(A) component of this invention is a surfactant which has a C12-C18 perfluoroalkyl group, and it is preferable that carbon number is 12-16 from a water-soluble viewpoint. In addition, the component (A) of the present invention is preferably a surfactant having a C 12-18 perfluoroalkyl group from the viewpoint of water solubility and bubble stability. Furthermore, a linear perfluoroalkyl group is more preferable from the viewpoint of bubble stability. In particular, it is preferable that the hydrophobic group is composed of a linear perfluoroalkyl group alone. In addition, (A) component may be used independently according to a use, or (A) component may be mixed and used.
<(B)成分>
本発明の(B)成分は、炭素数6〜10のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤であり、水溶性の観点から炭素数は8〜10であることが好ましい。また、本発明の(B)成分は、(A)成分を効率的に溶解させる観点及び気泡安定性の観点からパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤であることが好ましい。尚、(B)成分は用途に合わせて単独で用いても(B)成分同士を混合して用いても良い。
<(B) component>
Component (B) of the present invention is a surfactant having a perfluoroalkyl group having 6 to 10 carbon atoms, and preferably 8 to 10 carbon atoms from the viewpoint of water solubility. The component (B) of the present invention is preferably a surfactant having a perfluoroalkyl group from the viewpoint of efficiently dissolving the component (A) and from the viewpoint of bubble stability. In addition, (B) component may be used independently according to a use, or (B) component may be mixed and used.
<微細気泡含有液体組成物>
本発明の微細気泡含有液体組成物は、(A)成分である炭素数12〜18のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤と、(B)成分である炭素数6〜10のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤とを含有する。(A)成分と(B)成分との重量比は、より微細な気泡を得る観点から、好ましくは(A)/(B)=1/5〜1/100である。より好ましくは(A)/(B)=1/5〜1/50であり、さらに好ましくは(A)/(B)=1/10〜1/40であり、とくに好ましくは、(A)/(B)=1/15〜1/40である。
<Fine bubble-containing liquid composition>
The fine bubble-containing liquid composition of the present invention comprises (A) a surfactant having a C12-18 perfluoroalkyl group and (B) a C6-10 perfluoroalkyl group. And a surfactant having The weight ratio of the component (A) to the component (B) is preferably (A) / (B) = 1/5 to 1/100 from the viewpoint of obtaining finer bubbles. More preferably, (A) / (B) = 1/5 to 1/50, still more preferably (A) / (B) = 1/10 to 1/40, and particularly preferably (A) / (B) = 1/15 to 1/40.
微細気泡含有液体組成物中の(A)成分と(B)成分の合計量は、本発明の気泡の微細化および高濃度化の観点から、好ましくは0.001〜10重量%である。より好ましくは0.005〜1重量%であり、さらに好ましくは0.005〜0.1重量%である。 The total amount of the component (A) and the component (B) in the fine bubble-containing liquid composition is preferably 0.001 to 10% by weight from the viewpoint of finer and higher concentration of the bubbles of the present invention. More preferably, it is 0.005-1 weight%, More preferably, it is 0.005-0.1 weight%.
本発明の微細気泡含有液体組成物を構成する液体の主成分は、例えば、水、油脂、有機溶媒等が挙げられる。気泡の微細化および長寿命化の観点から、水が好ましい。 Examples of the main component of the liquid constituting the fine bubble-containing liquid composition of the present invention include water, fats and oils, and organic solvents. Water is preferable from the viewpoint of finer bubbles and longer life.
<気泡>
本発明に用いる気泡を構成する気体としては、適宜選択され、例えば、空気、窒素ガス、酸素ガス、オゾンガス、メタンガス、水素ガス、炭酸ガス等が挙げられる。本発明に用いる気泡の微細化、高濃度化及び長寿命化の観点から、空気、窒素ガス、酸素ガス、オゾンガス、メタン、水素ガスが好ましく、簡便性の観点からは空気が好ましい。
<Bubble>
The gas constituting the bubbles used in the present invention is appropriately selected, and examples thereof include air, nitrogen gas, oxygen gas, ozone gas, methane gas, hydrogen gas, and carbon dioxide gas. Air, nitrogen gas, oxygen gas, ozone gas, methane, and hydrogen gas are preferable from the viewpoint of finer bubbles, higher concentration, and longer life, and air is preferable from the viewpoint of simplicity.
<微細気泡安定化剤>
本発明の微細気泡安定化剤は、下記(A)成分、(B)成分を含有する。
(A)炭素数12〜18のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
(B)炭素数6〜10のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
<Fine bubble stabilizer>
The fine bubble stabilizer of the present invention contains the following components (A) and (B).
(A) A surfactant having a C12-18 perfluoroalkyl group.
(B) A surfactant having a C 6-10 perfluoroalkyl group.
本発明の微細気泡安定化剤は、(A)成分と(B)成分のみであってもよく、また、前記液体の主成分に挙げるものを含有しても良い。 The fine bubble stabilizer of the present invention may be only the components (A) and (B), or may contain those listed as the main components of the liquid.
<微細気泡含有液体組成物の製造方法>
本発明の微細気泡含有液体組成物は、下記(A)成分及び(B)成分を含有する液体に気体を混入する工程により得られる。
(A)炭素数12〜18のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
(B)炭素数6〜10のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
<Method for producing fine bubble-containing liquid composition>
The fine bubble-containing liquid composition of the present invention is obtained by a step of mixing a gas into a liquid containing the following components (A) and (B).
(A) A surfactant having a C12-18 perfluoroalkyl group.
(B) A surfactant having a C 6-10 perfluoroalkyl group.
本発明で用いる液体は、本発明の(A)成分、(B)成分、及び前記液体の主成分を含有する。本発明で用いる液体の具体例としては、液体の主成分が水の場合は、界面活性剤水溶液が挙げられる。 The liquid used in the present invention contains the component (A), the component (B) of the present invention, and the main component of the liquid. Specific examples of the liquid used in the present invention include a surfactant aqueous solution when the main component of the liquid is water.
その製造の際における液体の温度は、微細な気泡を得る観点から室温程度で行うことが好ましく、具体的には5〜35℃が好ましく、10〜30℃がより好ましい。 The temperature of the liquid during the production is preferably about room temperature from the viewpoint of obtaining fine bubbles, specifically 5 to 35 ° C is preferable, and 10 to 30 ° C is more preferable.
<液体に気体を混入する工程>
液体に気体を混入する工程としては、例えば、石井淑夫編集「泡のエンジニアリング」6章、424−425頁(2005年3月25日、株式会社テクノシステム発行)に記載されている、気液二層流体混合・せん断方式、細孔方式、圧力加減制御方式、気液二相流体混合・せん断方式及び超音波方式等を使用することができる。高濃度の微細気泡含有組成物を得る観点から、気液二層流体混合・せん断方式、細孔方式、圧力加減制御方式が好ましく、細孔方式、圧力加減制御方式がより好ましい。以下、気液二層流体混合・せん断方式、細孔方式、圧力加減制御方式について説明する。
<Process for mixing gas into liquid>
Examples of the process of mixing the gas into the liquid include, for example, Gas-
<気液二層流体混合・せん断方式>
気液二相流体混合・せん断方式を採用する場合において、液体に気体を混入する工程は送液ポンプの前後または送液ポンプ中で行うことができる。送液ポンプの前および送液ポンプ中で液体に気体を混入する場合、気体に圧力をかけて強制的に気体を混入させることも可能である。別な方法として、負圧を利用して自給させて混入させることも可能である。ポンプの後から気体を混入させる場合は気体に圧力をかけて強制的に気体を混入させる。混入された気体は粗大気泡として、液体とともに発生装置に送られ、発生装置で一般的には回転体または突起部に衝突させられ、或いは回転を与えられた液体の剪断力で砕かれ微小気泡を得る。
<Gas-liquid two-layer fluid mixing / shear method>
In the case of employing the gas-liquid two-phase fluid mixing / shearing method, the step of mixing the gas into the liquid can be performed before or after the liquid feed pump or in the liquid feed pump. When gas is mixed in the liquid before the liquid feed pump and in the liquid feed pump, the gas can be forcibly mixed by applying pressure to the gas. As another method, self-sufficiency can be mixed using negative pressure. When gas is mixed after the pump, the gas is forcibly mixed by applying pressure to the gas. The mixed gas is sent as a coarse bubble to the generator together with the liquid, and is generally caused to collide with a rotating body or a protrusion by the generator, or is crushed by the shearing force of the liquid to which rotation is applied, and microbubbles are formed. obtain.
微細気泡の高濃度化の観点から特開2003−230824号公報記載のベンチュリ管方式を用いることが好ましい。この場合は絞り部を有したベンチュリ管直前でニードルから加圧した気体を混入させる方法であり、高速流体がベンチュリ管内の絞り部を通過した後、圧力開放過程で生じる衝撃波を用いて取り込んだ気体を破砕して微小気泡が得られる。 From the viewpoint of increasing the concentration of fine bubbles, it is preferable to use the Venturi tube method described in JP-A-2003-230824. In this case, a gas pressurized from the needle just before the venturi tube having the throttle portion is mixed, and after the high-speed fluid passes through the throttle portion in the venturi tube, the gas is taken in using a shock wave generated in the pressure release process. Is crushed to obtain microbubbles.
<細孔方式>
細孔方式を採用する場合において、液体に気体を混入する工程は、多孔質膜等の細孔を介して気体を液体中に混入することにより行うことができる。具体的には、例えば、多孔質膜の一方に液体を接触させ、かつ、多孔質膜の他方から加圧気体に接触させて、多孔質膜の細孔を介して、気体が多孔質の細孔を通過し、液体中に混入される。多孔質膜が管状の場合は、管状の多孔質膜の管内を一方向に連続的に液体を流動させ、管外から気体を多孔質膜の細孔を介して圧入させることにより行うことができる。
<Pore method>
In the case of adopting the pore method, the step of mixing the gas into the liquid can be performed by mixing the gas into the liquid through the pores such as the porous membrane. Specifically, for example, the liquid is brought into contact with one of the porous membranes, and the other side of the porous membrane is brought into contact with the pressurized gas, so that the gas is porous through the pores of the porous membrane. It passes through the holes and is mixed into the liquid. When the porous membrane is tubular, the liquid can be continuously flowed in one direction in the tube of the tubular porous membrane, and gas can be injected from outside the tube through the pores of the porous membrane. .
気体の加圧方法としては、例えば密閉空間に気体を強制的に充填する方法、密閉空間に気体を充填した後にピストン等により空気を圧縮する方法が挙げられる。加圧は適宜設定されるが、1〜10MPaが好ましく、2〜5MPaがより好ましい。 Examples of the gas pressurization method include a method of forcibly filling a gas in the sealed space, and a method of compressing the air with a piston after filling the gas in the sealed space. The pressure is appropriately set, but 1 to 10 MPa is preferable, and 2 to 5 MPa is more preferable.
多孔質膜の細孔径については、均一な気泡径を採取する観点から、細孔径は均一である方が好ましく、より微細な気泡含有液体組成物を採取する観点から、細孔径は小さい方が好ましい。従って、多孔質膜の平均細孔径は、好ましくは0.01〜1μmであり、より好ましくは0.05〜0.2μmであり、更に好ましくは0.05〜0.1μmである。尚、多孔質膜の平均細孔径は、水銀ポロシメーターの測定により求めることができる。 Regarding the pore diameter of the porous membrane, it is preferable that the pore diameter is uniform from the viewpoint of collecting a uniform bubble diameter, and from the viewpoint of collecting a finer bubble-containing liquid composition, the smaller pore diameter is preferable. . Therefore, the average pore diameter of the porous membrane is preferably 0.01 to 1 μm, more preferably 0.05 to 0.2 μm, and still more preferably 0.05 to 0.1 μm. The average pore diameter of the porous membrane can be determined by measuring with a mercury porosimeter.
細孔を有する多孔質膜の好ましいものとしては、ガラス、セラミックス、シリコン、高分子等が挙げられ、ガラス(多孔質ガラス)がより好ましい。多孔質ガラスは、例えば特許第1504002号や特許第1518989号のようにガラスのミクロ相分離を利用して製造することができる。また、多孔質ガラスの形状は管状でも平板状でもよい。市販されている多孔質ガラスとしては、例えば、SPGテクノ社製のSPG膜等を好適に利用することができる。 Preferred examples of the porous film having pores include glass, ceramics, silicon, and polymers, and glass (porous glass) is more preferred. The porous glass can be produced by utilizing microphase separation of glass as in, for example, Japanese Patent No. 1504002 and Japanese Patent No. 1518989. The shape of the porous glass may be tubular or flat. As a commercially available porous glass, for example, an SPG film manufactured by SPG Techno Co., etc. can be suitably used.
本発明の気泡の微細化観点から、細孔方式における「液体に気体を混入する工程」時に、更に超音波処理を付与することが好ましい。これは、細孔方式に超音波等の振動を付与することにより、気泡が多孔質膜から早期に脱離されることにより、より気泡の微細化が図れるものと推察される。 From the viewpoint of finer bubbles in the present invention, it is preferable to further apply ultrasonic treatment at the “step of mixing gas into the liquid” in the pore method. This is presumed that the bubbles can be further miniaturized by applying bubbles such as ultrasonic waves to the pore system so that the bubbles are detached from the porous membrane at an early stage.
本発明の超音波処理を付与する方法としては、例えば、超音波発生器を具備する処理層に貯留された処理液中で行うことができ、より具体的には、その処理液中に「液体に気体を混入する工程」のユニットを浸漬して行うことができる。 As a method for applying the ultrasonic treatment of the present invention, for example, it can be carried out in a treatment liquid stored in a treatment layer equipped with an ultrasonic generator. It can be performed by immersing the unit of “the step of mixing gas into”.
超音波処理の条件である発信周波数及び出力は、適宜選定されるが、発振周波数は20〜200kHzが好ましく、出力は20〜400W好ましい。 The transmission frequency and output, which are the conditions for ultrasonic treatment, are selected as appropriate. The oscillation frequency is preferably 20 to 200 kHz, and the output is preferably 20 to 400 W.
超音波発生器を具備する処理層に貯留される処理液としては、適宜選定されるが、水、アルコール等が挙げられ、経済性の観点から水が好ましい。 The treatment liquid stored in the treatment layer provided with the ultrasonic generator is appropriately selected, and examples thereof include water and alcohol, and water is preferable from the viewpoint of economy.
<圧力加減制御方式>
圧力加減制御方式を採用する場合において、液体に気体を混入する工程は、例えば加圧下で気体を液体に溶解させた後、減圧して過飽和状態の溶解気体から気体を発生させる。具体的には、例えば、(1)渦流ポンプ等の気液混合ポンプを用い、ポンプ吸引側より液体と気体を吸引したものを、混合・攪拌しながら加圧する方法、(2)溶解槽を設けて加圧することにより液体中に気体を溶解させた後、該液体を減圧する方法、(3)大気中に放出することにより溶解した気体を液体中に気泡として発生させる方法等が採用できる。尚、これらの方法において、液体中に前記の(A)成分、(B)成分を含有するタイミングは、減圧して過飽和状態の溶解気体から気体を発生させる前であればよい。従って、加圧下で気体を液体に混入し、溶解させる前であっても、溶解させる後であってもよい。
<Pressure control method>
In the case of adopting the pressure control method, the step of mixing the gas into the liquid is, for example, dissolving the gas in the liquid under pressure and then reducing the pressure to generate the gas from the supersaturated dissolved gas. Specifically, for example, (1) a method using a gas-liquid mixing pump such as a vortex pump and pressurizing a liquid and gas sucked from the pump suction side while mixing and stirring, and (2) a dissolution tank is provided. After the gas is dissolved in the liquid by pressurization, a method of reducing the pressure of the liquid and (3) a method of generating the dissolved gas as bubbles in the liquid by releasing it into the atmosphere can be employed. In addition, in these methods, the timing which contains said (A) component and (B) component in a liquid should just be before depressurizing and generating gas from the supersaturated dissolved gas. Therefore, it may be before or after gas is mixed into the liquid under pressure and dissolved.
これらの方法による加圧の圧力は適宜設定されるが、気泡の微細化および高濃度化の観点からは高圧であることが好ましく、0.2〜10MPaが好ましく、0.5〜10MPaがより好ましい。 The pressure of pressurization by these methods is appropriately set, but it is preferably high pressure from the viewpoint of finer bubbles and higher concentration, preferably 0.2 to 10 MPa, more preferably 0.5 to 10 MPa. .
本発明の微細気泡含有液体組成物における気泡の平均気泡径は、個数基準における平均気泡径であり、前記の液体成分及び液体に気体を混入する工程等を適宜選択することによって制御できる。平均気泡径は、5μm以下が好ましく、さらに好ましくは3μm以下である。平均気泡径の下限は、特に限定されるものではないが、取り扱いの容易さの観点から、好ましくは0.01μm以上であり、より好ましくは0.05μm以上である。かかる観点から、気泡の平均気泡径は、0.01〜5μmが好ましく、0.05〜3μmがより好ましい。
尚、ここで気泡の平均気泡径は、実施例に記載された測定法により測定できる。
The average bubble diameter of the bubbles in the fine bubble-containing liquid composition of the present invention is the average bubble diameter based on the number, and can be controlled by appropriately selecting the liquid component, the step of mixing gas into the liquid, and the like. The average cell diameter is preferably 5 μm or less, more preferably 3 μm or less. The lower limit of the average cell diameter is not particularly limited, but is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.05 μm or more from the viewpoint of ease of handling. From this viewpoint, the average bubble diameter of the bubbles is preferably 0.01 to 5 μm, and more preferably 0.05 to 3 μm.
In addition, the average bubble diameter of a bubble can be measured with the measuring method described in the Example here.
本発明の微細気泡含有液体組成物における気泡の寿命時間は、気泡由来の白濁が自然消失するに要する時間であり、前記の液体成分及び液体に気体を混入する工程等を適宜選択することによって制御できる。気泡の寿命時間は、好ましくは1分以上であり、より好ましくは3分以上であり、更に好ましくは4分以上である。尚、ここで気泡の平均寿命時間は、実施例に記載された測定法により測定できる。 The lifetime of the bubbles in the fine bubble-containing liquid composition of the present invention is the time required for spontaneous disappearance of the bubble-derived white turbidity, and is controlled by appropriately selecting the liquid component and the step of mixing the gas into the liquid. it can. The lifetime of the bubbles is preferably 1 minute or longer, more preferably 3 minutes or longer, and further preferably 4 minutes or longer. Here, the average lifetime of bubbles can be measured by the measurement method described in the examples.
本発明の微細気泡含有液体組成物における気泡の濃度は、1mL中に存在する気泡の数であり、前記の液体成分及び液体に気体を混入する工程等を適宜選択することによって制御できる。好ましい気泡の濃度は、1×107個/mL以上である。尚、ここで気泡の濃度は、実施例に記載された測定法により測定できる。 The concentration of bubbles in the fine bubble-containing liquid composition of the present invention is the number of bubbles present in 1 mL, and can be controlled by appropriately selecting the liquid component, the step of mixing gas into the liquid, and the like. A preferable bubble concentration is 1 × 10 7 cells / mL or more. Here, the bubble concentration can be measured by the measurement method described in the examples.
本発明の微細気泡含有液体組成物は、微細でかつ耐久性がある効果を有することにより、化粧品、農学、食品等の各種の用途に適用することができる。 The fine bubble-containing liquid composition of the present invention can be applied to various uses such as cosmetics, agriculture, food, and the like by having a fine and durable effect.
以下、実施例により本発明を説明する。以下の実施例及び比較例において、%は重量%を意味する。また、実施例及び比較例に記した物性評価は次の方法に従って実施した。 Hereinafter, the present invention will be described by way of examples. In the following examples and comparative examples,% means% by weight. Moreover, the physical-property evaluation described in the Example and the comparative example was implemented in accordance with the following method.
<気泡径の評価>
各装置から吐出する微細気泡含有液体組成物を直接1L(リットル)ビーカーに採取し、以下の場合に分けて、気泡径を評価した。
(1) 気泡含有液吐出後、直ちに気泡が浮上(8cm/5秒)し、液相が透明になり気泡による白濁状態の得られないもの。
(2) 気泡含有液吐出後、一旦は分散気泡による白濁液が得られるが即座に白濁部分が浮上(8cm/3分以上)し、最終的に液相が透明になるもの。
(3) 気泡含有液吐出後、分散気泡による白濁液が得られ、白濁部分の浮上が非常に遅い(8cm/3分以下)か、或いは浮上しないが気泡の顕微鏡観察が可能なもの。
<Evaluation of bubble diameter>
The fine bubble-containing liquid composition discharged from each device was directly collected in a 1 L (liter) beaker, and the bubble diameter was evaluated in the following cases.
(1) Immediately after discharge of the liquid containing bubbles, bubbles rise (8 cm / 5 seconds), the liquid phase becomes transparent, and a cloudy state due to bubbles cannot be obtained.
(2) After discharging the liquid containing bubbles, a white turbid liquid with dispersed bubbles can be obtained once, but the white turbid part immediately rises (8 cm / 3 min or more) and finally the liquid phase becomes transparent.
(3) After discharging the liquid containing bubbles, a cloudy liquid with dispersed bubbles is obtained, and the white cloudy part floats very slowly (8 cm / 3 minutes or less) or does not float but can be observed with a microscope.
(1)の場合は浮上速度が非常に速いため、下記のストークスの式から100μm以上であることが明らかである。よって、(1)の場合の結果における気泡径は100μm以上と評価した。 In the case of (1), since the ascent speed is very high, it is apparent from the following Stokes formula that the distance is 100 μm or more. Therefore, the bubble diameter in the result in the case of (1) was evaluated as 100 μm or more.
ストークスの式は(数1)に示すとおりである。 The Stokes equation is as shown in (Expression 1).
〔式中、rは気泡半径、Δρは空気と水の密度差(実質的に水の密度)、gは重力加速度、ηは水の粘度、vは気泡の浮上速度を示す。〕
(2)の場合は8cm/3分の浮上速度をストークスの式から気泡径に換算した結果、25μm以上であることが分かる。よって、(2)の場合の結果における気泡径は25μm以上と評価した。
[Where r is the bubble radius, Δρ is the density difference between air and water (substantially the density of water), g is the acceleration of gravity, η is the viscosity of water, and v is the rising speed of the bubbles. ]
In the case of (2), as a result of converting the ascent rate of 8 cm / 3 minutes to the bubble diameter from the Stokes' formula, it is found that it is 25 μm or more. Therefore, the bubble diameter in the result in the case of (2) was evaluated to be 25 μm or more.
(3)の場合は浮上が非常に遅いためにストークスの式を使用することが困難であったので、次の方法で気泡径を評価した。
(光散乱回折法)
気泡径はLA−910(堀場製作所(株)製)光散乱回折粒径測定装置を用いて測定した。各装置から吐出する微細気泡含有液体組成物を1Lビーカーに採取した。測定に適した気泡濃度にするため、スポイトを用いて採取した微細気泡含有液体組成物を静かにバッチ測定用セルに注ぎ、イオン交換水を用いてセル中で約1/2に希釈した。測定上必要な変数である相対屈折率は、水に対する気体の相対屈折率である“0.76”とした。
In the case of (3), since the ascent was very slow, it was difficult to use the Stokes equation. Therefore, the bubble diameter was evaluated by the following method.
(Light scattering diffraction method)
The bubble diameter was measured using a LA-910 (Horiba Seisakusho) light scattering diffraction particle size measuring apparatus. The liquid composition containing fine bubbles discharged from each device was collected in a 1 L beaker. In order to obtain a bubble concentration suitable for measurement, the liquid composition containing fine bubbles collected using a dropper was gently poured into a batch measurement cell, and diluted to about ½ in the cell using ion-exchanged water. The relative refractive index, which is a necessary variable for measurement, was set to “0.76”, which is the relative refractive index of gas with respect to water.
尚、実施例5〜8は、以下の方法で気泡径を評価した。
(顕微鏡法)
顕微鏡(キーエンス社製デジタルマイクロスコープ VHX−100)観察を行った。気泡が観察される場合は観察視野(677μm×508μm)内の気泡を顕微鏡付属のソフトで2色化し気泡各々の面積を算出した。得られた気泡各々の面積を円相当直径に換算して個数基準分布を算出し、平均気泡径を算出した。
In Examples 5 to 8, the bubble diameter was evaluated by the following method.
(Microscopy)
Observation with a microscope (Digital Microscope VHX-100 manufactured by Keyence Corporation) was performed. When bubbles were observed, the bubbles in the observation field (677 μm × 508 μm) were two-colored with the software attached to the microscope, and the area of each bubble was calculated. The number-based distribution was calculated by converting the area of each of the obtained bubbles into an equivalent circle diameter, and the average bubble diameter was calculated.
なお、気泡含有液吐出直後から気泡径測定に要する時間は3分であった。 It should be noted that the time required for measuring the bubble diameter immediately after discharging the bubble-containing liquid was 3 minutes.
(実施例1〜4、比較例1〜3)
図面を用いて説明する。以下の図面においては、同一部品は同一符号を付与しており、繰り返し出てくる部品の説明は省略することがある。
(Examples 1-4, Comparative Examples 1-3)
This will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same parts are denoted by the same reference numerals, and description of the repeated parts may be omitted.
図1の如き、特開2003−230824号公報に記載のベンチュリ管型マイクロバブル発生装置を用いて微細気泡含有液体組成物を採取した。具体的には内径3mmの絞り部を有した内径8mmのアクリル樹脂製ベンチュリ管1を使って微細気泡を生成した。気体はコンプレッサー2aを用いて気体供給用配管2bよりベンチュリ管1直前に配置した内径0.8mmのニードル2より0.4L/minで空気を供給した。液体はポンプ3を用いて液体供給用配管3a,3bより供給し、界面活性剤水溶液4を8L/minで微小気泡が発生するまで循環した。得られた微細気泡含有液体組成物5は採取用配管5aから1Lビーカーに採取した。環境温度は25℃であった。
As shown in FIG. 1, a fine bubble-containing liquid composition was collected using a venturi-type microbubble generator described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-230824. Specifically, fine bubbles were generated using an acrylic resin Venturi tube 1 having an inner diameter of 8 mm and a throttle portion having an inner diameter of 3 mm. The gas was supplied at a rate of 0.4 L / min from a
界面活性剤水溶液の界面活性剤組成と採取された微細気泡含有液体組成物中の気泡径(光散乱回折法)を表1に示す。表1中の実施例1から4に示す組成を有する活性剤を使用した場合、ベンチュリ管より吐出された液は白濁し、目視での気泡確認は困難であった。気泡径を光散乱回折法で測定したところ、いずれも平均気泡径は5μm以下であった。 Table 1 shows the surfactant composition of the surfactant aqueous solution and the bubble diameter (light scattering diffraction method) in the collected fine bubble-containing liquid composition. When the activator having the composition shown in Examples 1 to 4 in Table 1 was used, the liquid discharged from the venturi tube became cloudy and it was difficult to visually confirm the bubbles. When the bubble diameter was measured by a light scattering diffraction method, the average bubble diameter was 5 μm or less in all cases.
実施例2〜4は実施例1の(A)/(B)比を変化させて、(B)成分の重量比を増やした場合である。実施例1に比べて更に微細な気泡を含有していた。 Examples 2 to 4 are cases where the ratio (A) / (B) of Example 1 was changed to increase the weight ratio of the component (B). Compared to Example 1, it contained finer bubbles.
比較例1は、界面活性剤を含有しない(イオン交換水のみ)場合である。その結果、吐出後直ちに浮上する気泡しか得られず、本発明のような微細気泡含有液体組成物を得ることはできなかった。 The comparative example 1 is a case where surfactant is not contained (only ion-exchange water). As a result, only bubbles that float immediately after discharge were obtained, and a liquid composition containing fine bubbles as in the present invention could not be obtained.
比較例2および3は活性剤の各成分単独の場合である。(B)成分のみの場合(比較例2)、一旦は白濁液が得られるが、3分以内に8cmの泡の浮上が確認された。ストークスの式(数1)をもとに気泡径を算出すると25μm以上であることが分かった。(A)成分のみの場合、白濁した液が得られ泡の浮上は遅いものであったため、光散乱回折法で気泡径を測定したところ約10μmと大きな気泡であった。 Comparative Examples 2 and 3 are cases where each component of the activator is alone. In the case of only component (B) (Comparative Example 2), a cloudy liquid was once obtained, but the floating of 8 cm bubbles was confirmed within 3 minutes. When the bubble diameter was calculated based on the Stokes equation (Equation 1), it was found to be 25 μm or more. In the case of only the component (A), a cloudy liquid was obtained and the bubble was slowly rising, and the bubble diameter was measured by a light scattering diffraction method to find a large bubble of about 10 μm.
(実施例5〜8、比較例4)
図2に示したガラス製多孔質膜(SPGテクノ社製SPG膜:5×125mm:細孔径0.08μm)管6の内側通路3cに、界面活性剤水溶液4を流量6L/minでポンプ3,配管3aから供給した。多孔質膜管の外側には圧力ボンベ2dと空気供給パイプ2bから気体を3MPaで気体圧入ユニット17からガラス製多孔質膜6を介して内側通路3cへ圧入した。この装置を用いて細孔方式(多孔質膜法)で環境温度25℃にて気泡含有液体組成物を配管3a,5aに吐出した。配管3aは循環回路、配管5aは気泡採取回路である。得られた微細気泡含有液体組成物5は採取用配管5aから1Lビーカーに採取した。実験条件および得られた微細気泡含有液体組成物中の気泡径(顕微鏡法)を表2に示す。
(Examples 5-8, Comparative Example 4)
A porous glass membrane (SPG techno SPG membrane: 5 × 125 mm: pore diameter 0.08 μm) shown in FIG. 2 is pumped into the
実施例5は実施例1の組成を用いて、本装置により気泡含有液体を吐出した場合である。吐出された液は白濁し、目視での気泡確認は困難であった。気泡径を顕微鏡法で測定したところ3μm以下とベンチュリ法よりも微細な気泡を含有していた。 Example 5 is a case where a bubble-containing liquid was discharged by this apparatus using the composition of Example 1. The discharged liquid became cloudy and it was difficult to visually confirm the bubbles. When the bubble diameter was measured by a microscopic method, it contained 3 μm or less and finer bubbles than the venturi method.
実施例6は、実施例5の同様の条件に対して、図3の様に更に装置全体に超音波(40kHz、55W)由来の振動をかけた場合である。装置全体を水槽7内の水8に浸し超音波発信子9から超音波(40kHz、55W)を水中に印加して、ガラス製多孔質膜管6の内部に発生する微細な泡を振動により分離し放出させた。他は実施例5と同様に気泡を発生させた。管状の多孔質膜の外側が気相に覆われているため、多孔質膜内側の液相に超音波は到達しておらず、本実験での超音波の作用は装置全体に振動を付与しているのみであると考えられる。その結果、実施例5に比べて更に気泡が微細化された微細気泡含有液体組成物が得られていることがわかる。
Example 6 is a case where vibrations derived from ultrasonic waves (40 kHz, 55 W) were further applied to the entire apparatus as shown in FIG. 3 under the same conditions as in Example 5. The entire apparatus is immersed in
実施例7および8は、実施例6の界面活性剤組成における成分(A)と成分(B)の重量比(A/B)を変えて成分(B)の重量比を増やした場合である。実施例6よりも更に気泡が微細化された微細気泡含有液体組成物が得られていることがわかる。 Examples 7 and 8 are cases where the weight ratio of the component (B) was increased by changing the weight ratio (A / B) of the component (A) and the component (B) in the surfactant composition of Example 6. It can be seen that a fine bubble-containing liquid composition in which bubbles are further refined than in Example 6 is obtained.
比較例2は、界面活性剤を含有しない(イオン交換水のみ)で場合である。その結果、吐出後直ちに浮上する気泡しか得られず、本発明のような微細気泡含有液体組成物を得ることができないものであった。 Comparative Example 2 is a case where no surfactant is contained (only ion-exchanged water). As a result, only bubbles that float immediately after discharge were obtained, and the fine bubble-containing liquid composition as in the present invention could not be obtained.
(実施例9〜13、比較例5)
図4に示した如く、圧力加減制御型のマイクロバブル発生装置(資源開発社製AWAWA)の加圧溶解槽とノズルの間から界面活性剤を添加して気泡を発生させた。具体的にはイオン交換水10を8L/minで流し、気液混合ポンプ12にて空気供給パイプ2bから空気を0.2L/min混入し、溶解槽13で混入した気体を0.8MPaで溶解した後、吐出水槽16内のノズル15に向けて前記イオン交換水を供給した。一方、界面活性剤水溶液11は、プランジャーポンプ14で1L/min、1MPaで混入し、ノズル15にて圧力を大気圧に開放し、気泡を生成させた。この際、界面活性剤水溶液混入後の配管内の流量は8L/minであり、混入前後での変化はなかった。評価用の微細気泡含有液体組成物5は採取用配管5aから1Lビーカーに採取した。実験条件および得られた微細気泡含有液体組成物中の気泡径(光散乱回折法)を表2に示す。
(Examples 9 to 13, Comparative Example 5)
As shown in FIG. 4, bubbles were generated by adding a surfactant from between a pressure dissolution tank and a nozzle of a pressure increase / decrease control type microbubble generator (AWAWA manufactured by Resource Development Co., Ltd.). Specifically,
表2に示す結果から、微細な気泡を含有する微細気泡含有液体組成物が得られていることがわかる。一方、界面活性剤を添加しない場合では、本発明のような微細気泡含有液体組成物を得ることができないことがわかる。 From the results shown in Table 2, it can be seen that a fine bubble-containing liquid composition containing fine bubbles is obtained. On the other hand, in the case where the surfactant is not added, it can be seen that the fine bubble-containing liquid composition as in the present invention cannot be obtained.
実施例11の気泡含有液体組成物中の、気泡の寿命時間を下記の「気泡の寿命時間の評価」に記載の方法を用いて測定したところ、気泡の寿命時間は14分であった。更に下記の「気泡の濃度の評価」に記載の方法を用いて気泡の濃度を測定したところ、気泡濃度は2×107個/mLであった。尚、他の実施例においても、同様の気泡の寿命時間で同様の気泡濃度の気泡含有液体組成物が得られる。 When the bubble lifetime in the bubble-containing liquid composition of Example 11 was measured using the method described in “Evaluation of bubble lifetime” below, the lifetime of the bubbles was 14 minutes. Furthermore, when the bubble concentration was measured using the method described in “Evaluation of bubble concentration” below, the bubble concentration was 2 × 10 7 / mL. In other examples, a bubble-containing liquid composition having a similar bubble concentration can be obtained with a similar bubble lifetime.
<気泡の寿命時間の評価>
気泡の寿命時間は白濁消失時間で評価した。即ち気泡で白濁した気泡含有液は分光光度計で測定すると気泡による散乱が生じ透過光が減少するため、散乱分が吸光度として計測される。そこで、光路長1cmの光学用セルに吐出直後の気泡含有液をスポイトで注入し、分光光度計(日立U−2000A)で660nmの吸光度をタイムスキャンで測定し、吸光度が0.2以下になる時間を気泡の寿命時間とした。
<Evaluation of bubble life time>
The lifetime of bubbles was evaluated by the clouding time. That is, when the bubble-containing liquid that is clouded with bubbles is measured with a spectrophotometer, the bubbles are scattered and the transmitted light is reduced. Therefore, the scattered component is measured as the absorbance. Therefore, the bubble-containing liquid immediately after ejection is injected into the optical cell having an optical path length of 1 cm with a dropper, and the absorbance at 660 nm is measured by a time scan with a spectrophotometer (Hitachi U-2000A), and the absorbance is 0.2 or less. The time was defined as the lifetime of bubbles.
<気泡の濃度の評価>
本発明の気泡の濃度は、前期記載の「気泡の寿命時間の評価」の際に測定した吸光度を用い、下記数式2により算出した。
<Evaluation of bubble concentration>
The concentration of bubbles in the present invention was calculated by the following
式中、Dは吸光度、Nは単位体積当たりの粒子個数、dは粒子直径である。尚、上記の数式2は、下記に従って求められる。D.H.Melik and H.S.Fogler Journal of Colloid and Interface Science 92(1983) 161の文献によると、吸光度は粒子濃度および粒子半径から数式3の関係が導かれる。
In the formula, D is absorbance, N is the number of particles per unit volume, and d is the particle diameter. In addition, said
式中、Dは吸光度、Lは光路長、Nは単位体積当たりの粒子個数、rは粒子半径である。また、Qは散乱効率であり粒子半径r、粒子の媒体との屈折率比m、入射光波長λを変数とする関数である。散乱効率Qは、λ=660nm、m=0.75(空気の屈折率/水の屈折率=1.00/1.33)に固定し、Qを数値計算すると、散乱有効断面積πr2Q(μm2)は気泡径d(μm)と数式4の関係が得られる。なお、他の気体を用いた場合でも空気の屈折率1.00と固定して同様に求められる。 In the formula, D is the absorbance, L is the optical path length, N is the number of particles per unit volume, and r is the particle radius. Q is a scattering efficiency, which is a function having the particle radius r, the refractive index ratio m of the particle to the medium, and the incident light wavelength λ as variables. The scattering efficiency Q is fixed at λ = 660 nm, m = 0.75 (refractive index of air / refractive index of water = 1.00 / 1.33), and when Q is numerically calculated, the effective scattering area πr2Q (μm 2 ), the relationship of the bubble diameter d (μm) and the formula 4 is obtained. Even when other gases are used, the same is obtained by fixing the refractive index of air to 1.00.
ここでlogは常用対数である。数式3に数式4を代入し、L=1cm=104μmとして単位体積当りの気泡数を表すと数式2を求めることができる。
Here, log is a common logarithm. By substituting Equation 4 into Equation 3 and expressing the number of bubbles per unit volume as L = 1 cm = 10 4 μm,
以上の結果から、本発明の製造方法によると、長寿命を有する高濃度の微細な気泡を含有する微細気泡含有液体組成物を採取できることが分かる。これより、当該微細気泡含有液体組成物によって、従来に比較してさらに微細気泡の効果を向上できる。 From the above results, it can be seen that according to the production method of the present invention, a fine bubble-containing liquid composition containing a high concentration of fine bubbles having a long life can be collected. Thus, the effect of fine bubbles can be further improved by the fine bubble-containing liquid composition as compared with the conventional case.
1 ベンチュリ管
2 気体供給用ニードル
2a コンプレッサー
2b 気体供給用配管
3 ポンプ
3a 液体供給用配管
3b 循環用配管
4 界面活性剤水溶液
5 微細気泡含有液体組成物
5a 採取用配管
6 ガラス製多孔質膜管
3c 内側通路
2d 圧力ボンベ
7 水槽
8 水
9 超音波発信子
10 イオン交換水
11 界面活性剤水溶液
12 気液混合ポンプ
13 加圧溶解槽
14 プランジャーポンプ
15 ノズル
16 吐出水槽
17 気体圧入ユニット
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
(A)炭素数12〜18のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
(B)炭素数6〜10のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。 A fine bubble-containing liquid composition containing the following component (A), component (B) and bubbles.
(A) A surfactant having a C12-18 perfluoroalkyl group.
(B) A surfactant having a C 6-10 perfluoroalkyl group.
(A)炭素数12〜18のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
(B)炭素数6〜10のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。 The fine bubble stabilizer containing the following (A) component and (B) component.
(A) A surfactant having a C12-18 perfluoroalkyl group.
(B) A surfactant having a C 6-10 perfluoroalkyl group.
前記液体が、下記(A)成分及び(B)成分を含有する微細気泡含有液体組成物の製造方法。
(A)炭素数12〜18のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。
(B)炭素数6〜10のパーフルオロアルキル基を有する界面活性剤。 A method for producing a fine bubble-containing liquid composition comprising a step of mixing a gas into a liquid,
The manufacturing method of the fine bubble containing liquid composition in which the said liquid contains the following (A) component and (B) component.
(A) A surfactant having a C12-18 perfluoroalkyl group.
(B) A surfactant having a C 6-10 perfluoroalkyl group.
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Citations (9)
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---|---|---|---|---|
US2761001A (en) * | 1953-03-02 | 1956-08-28 | Us Rubber Co | Latex foam sponge containing an alkali salt of perfluoromonocarboxylic acid |
JPS5371018A (en) * | 1976-12-02 | 1978-06-24 | Ciba Geigy Ag | Perfluoroalkyl carboxylate |
JPH06218263A (en) * | 1989-12-28 | 1994-08-09 | Hoechst Ag | Surface active compound having perfluoro- alkyl group and nitrogen-containing aliphatic group, preparation thereof and method for using it |
JPH0938235A (en) * | 1995-07-27 | 1997-02-10 | Elf Atochem Sa | Multipurpose film forming type fluoro protein based emulsifier |
WO1999031209A1 (en) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Uno Shoyu Co., Ltd. | Transparent liquid detergent containing alkylbenzenesulfonate anionic surfactant and sodium silicate |
JPH11309360A (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Foam-stabilizing agent and foam-stabilization |
WO2007013582A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Duskin Co., Ltd. | Strippable floor coating and method of forming the coating |
JP2007313425A (en) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Kao Corp | Production method for liquid composition with microbubbles |
JP2007314463A (en) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Kao Corp | Liquid composition containing fine bubble |
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2761001A (en) * | 1953-03-02 | 1956-08-28 | Us Rubber Co | Latex foam sponge containing an alkali salt of perfluoromonocarboxylic acid |
JPS5371018A (en) * | 1976-12-02 | 1978-06-24 | Ciba Geigy Ag | Perfluoroalkyl carboxylate |
JPH06218263A (en) * | 1989-12-28 | 1994-08-09 | Hoechst Ag | Surface active compound having perfluoro- alkyl group and nitrogen-containing aliphatic group, preparation thereof and method for using it |
JPH0938235A (en) * | 1995-07-27 | 1997-02-10 | Elf Atochem Sa | Multipurpose film forming type fluoro protein based emulsifier |
WO1999031209A1 (en) * | 1997-12-18 | 1999-06-24 | Uno Shoyu Co., Ltd. | Transparent liquid detergent containing alkylbenzenesulfonate anionic surfactant and sodium silicate |
JPH11309360A (en) * | 1998-04-28 | 1999-11-09 | Shin Etsu Chem Co Ltd | Foam-stabilizing agent and foam-stabilization |
WO2007013582A1 (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-01 | Duskin Co., Ltd. | Strippable floor coating and method of forming the coating |
JP2007313425A (en) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Kao Corp | Production method for liquid composition with microbubbles |
JP2007314463A (en) * | 2006-05-25 | 2007-12-06 | Kao Corp | Liquid composition containing fine bubble |
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