JP4794844B2

JP4794844B2 - 配管洗浄方法

Info

Publication number: JP4794844B2
Application number: JP2004302359A
Authority: JP
Inventors: 和美石園; 好也岩崎
Original assignee: Shikoku Chemicals Corp
Current assignee: Shikoku Chemicals Corp
Priority date: 2004-10-18
Filing date: 2004-10-18
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2024-10-18
Also published as: JP2006110213A

Description

本発明は、配管の洗浄方法に関するものであり、特に浴槽中の浴湯（風呂水）を循環させる配管の洗浄に好適なものである。

従来より、厨房、洗面所や浴室等からの汚水を排出する配管に付着した汚れを除去する洗浄剤が各種提案されている。このような汚れは、天ぷら油などの廃油、食物のくず、食物に由来する植物性や動物性の油脂成分、人体に由来する皮脂成分や石鹸カス、またこれらの有機物が腐敗して生成した所謂生物膜（スライム）と呼ばれるものなど、種々のものから構成されており、悪臭の原因となったり、配管の閉塞を招く原因となっている。

一方、公衆浴場や天然温泉場の浴湯は、常時入浴ができるよう、また節水を目的として、浴湯の入れ替えを少なくし、浴湯中の濁り（不溶解分）を濾過しながら循環させることが広く行われている。そして、前記の配管と同様に、浴湯を循環させる配管や濾過器の内部には、人体に由来する皮脂成分や石鹸カス等の有機物が付着して、更に各種微生物がそれらを栄養源として増殖し生物膜となって形成されている。

近年、この生物膜中に生息している有害なレジオネラ属菌による浴湯の汚染が懸念されており、レジオネラ属菌の温床となる生物膜をはじめとして、配管や濾過器の内部に付着した汚れを確実に洗浄除去することが求められている。
ところが、浴湯が加温加圧された状態で常時流れている配管の内壁には、前記の有機物や生物膜等の汚れが強固に付着堆積し、更には浴湯中に天然温泉水や入浴剤に由来するカルシウム、マグネシウム、鉄、マンガン等の鉱物イオンが溶解している場合には、それらの鉱物イオンがスケールとなって前記の汚れと共に一層強固に付着堆積するので、汚水が排水管内を自然落下しながら付着した汚れを洗浄する場合とは異なって、より強力な洗浄方法が望まれていた。

一般的に、これらの配管を開放して機械的に洗浄するのは多大な労力を要するので、配管の内側に界面活性剤や、化学反応性を有する酸、アルカリ剤、酸化剤、還元剤、生物学的分解力を有する酵素等を含有する洗浄剤を接触させて、汚れを除去する方法が採用されている。

例えば、特許文献１には、台所、洗面所、風呂場等の排水管に付着堆積した食物不廃物、廃油、湯垢等の汚れや、風呂釜の伝熱管に付着した湯垢等の汚れに好適な洗浄剤として、無機過酸化物と性能向上剤としてクロロフィルやクロロフィル誘導体を配合した洗浄剤組成物が提案されている。そして、無機過酸化物として、過炭酸ナトリウム、過ホウ酸ナトリウム、珪酸ナトリウムの過酸化水素付加物、モノ過硫酸塩の複塩等が例示され、モノ過硫酸塩の複塩、過炭酸ナトリウムおよびアニオン系界面活性剤を含有する洗浄剤組成物が提案されている。

特許文献２には、工業用水、海水、地下水、上水などを利用する用水系、例えば冷却器、凝縮器およびそれらを構成する配管の内部に発生付着したスケールやスライムを除去するための好適な方法として、無機酸あるいは有機酸の水溶液で処理する工程と、前記水溶液に更に過酸化ナトリウム、過炭酸ナトリウムあるいは安定化二酸化塩素水に過炭酸ナトリウムを溶解した溶液を添加混合する工程とからなるスケールおよびスライムの除去方法が提案されている。

また、特許文献３には、有機系及び無機系の汚れが付着した風呂釜に酸または酸性塩を添加した後、さらに過炭酸塩を添加して洗浄液のｐＨを５．５〜８．５に調製する風呂釜の洗浄方法が提案されている。
しかしながら、これらの洗浄剤や洗浄方法は、本願発明の特徴である、過硫酸塩又は過硫酸塩と界面活性剤を含有する水溶液に接触させた後、過硫酸塩、界面活性剤及び過炭酸アルカリ塩を含有する水溶液に接触させるという技術思想とは全く異なったものであり、未だ満足すべき洗浄効果が得ることができなかった。

特開昭６２−１７８９号公報特公昭５４−１７５８４号公報特公平３−５２７９１号公報

本発明は、配管、特に浴湯が循環する配管の内側に付着堆積したレジオネラ属菌の温床となる生物膜やスケール等の汚れを効率よく除去する洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記の課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、配管の内側を過硫酸塩又は過硫酸塩と界面活性剤として硫酸エステル型の陰イオン系界面活性剤を含有する水溶液に接触させた後、過硫酸塩、硫酸エステル型の陰イオン系界面活性剤及び過炭酸アルカリ塩を含有する水溶液に接触させることにより所期の目的を達成することを認め本発明を完成するに至ったものである。

本発明の洗浄方法によれば、配管の内側を過硫酸塩又は過硫酸塩と界面活性剤として硫酸エステル型の陰イオン系界面活性剤を含有する水溶液に接触させた後、過硫酸塩、硫酸エステル型の陰イオン系界面活性剤及び過炭酸アルカリ塩を含有する水溶液に接触させるので、優れた洗浄効果が得られる。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に使用する過硫酸塩としては、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸水素ナトリウム、過硫酸水素カリウム等が挙げられるが、過硫酸水素カリウムの複塩として知られるデュポン社製の商品名「ＯＸＯＮＥ」（２ＫＨＳＯ_５・ＫＨＳＯ_４・Ｋ_２ＳＯ_４）が容易に人手できるので好ましい。これらの過硫酸塩は、水溶液中で酸性を呈し、過酸化水素を遊離させるので、優れた酸化力を発揮する。
洗浄液中の過硫酸塩の濃度は、０．０５〜５重量％であることが好ましい。

本発明に使用する過炭酸アルカリ塩は、過炭酸アンモニウム、過炭酸ナトリウムや過炭酸カリウム等が挙げられるが、工業薬品として入手が容易な過炭酸ナトリウムが好ましい。この過炭酸アルカリ塩は、炭酸アルカリ塩と過酸化水素の付加物（２Ｍ_２ＣＯ_３・３Ｈ_２Ｏ_２、Ｍはアンモニウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン等のアルカリイオンを表す。）であり、これらの過炭酸アルカリ塩は、水溶液中でアルカリ性を呈し、過酸化水素を遊離させ、更に分解して酸素を発生させるので、優れた酸化力を発揮する。また、アルカリ性のため、タンパク質や油脂成分からなる湯垢によく浸透し、洗浄効果を高める作用を有する。
洗浄液中の過炭酸アルカリ塩の濃度は、０．０５〜５重量％であることが好ましい。

前記の過硫酸塩および過炭酸アルカリ塩の各使用量の割合（重量比）は、２：１〜１：３であることが好ましい。なお、これらの薬剤は、酸素系酸化剤として公知のものであり、その酸化力を利用した漂白剤などとして広く使用されている。

本発明に使用する界面活性剤は、陰イオン系の界面活性剤が好ましい。

陰イオン系界面活性剤としては、
アルキル硫酸エステル塩（アルキル硫酸塩）、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、
油脂硫酸エステル塩（硫酸化油）／ヒマシ油硫酸化油（ロート油）等の硫酸エステル型の陰イオン系界面活性剤が挙げられる。

界面活性剤としての硫酸エステル型の陰イオン系界面活性剤の使用量は、洗浄液中の濃度が０．００１〜０．５重量％であることが好ましい。界面活性剤を併用することにより、発生する微細な泡が膜状の汚れの内部に侵入しやすくなるために、汚れの剥離効果を著しく向上させる。

本発明の洗浄方法を実施するに当たっては、まず過硫酸塩を所定濃度に溶解させた水溶液を調製して、これを洗浄液として配管内に循環させて配管の洗浄を行う。この際の洗浄液の温度は、特に限定されないが、２０〜４０℃の範囲が好ましい。また、洗浄時間は、１０〜１２０分が好ましい。
次いで、この水溶液に過炭酸アルカリ塩を所定濃度になるように追加投入し、更に１０〜１２０分間に渡って洗浄を継続すればよい。
前記の硫酸エステル型の陰イオン系界面活性剤は、過硫酸塩を溶解させる際に投入してもよいし、過炭酸塩を溶解させる際に投入してもよい。

なお、本発明の洗浄方法においては、上記の方法に限定されることなく、過硫酸塩を溶解させた洗浄液で配管を洗浄した後、この洗浄液を廃棄し、新たに過硫酸塩、過炭酸アルカリ塩および硫酸エステル型の陰イオン系界面活性剤を溶解させ洗浄液で配管を洗浄してもよい。

さらに、上記の洗浄剤成分の他に、必要に応じて、無機ビルダー、キレート剤、酵素等を添加することによって、更に洗浄力の向上を図ることも可能である。

〔作用〕
本発明は、酸性酸化剤である過硫酸塩とアルカリ性酸化剤である過炭酸アルカリ塩を併用する洗浄方法であるが、配管内側に付着した汚れに、予め過硫酸塩を溶解させた水溶液に接触させた後に、過硫酸塩と過炭酸アルカリ塩の両者を溶解させた水溶液に接触させる点に特徴がある。
本発明者等の知見によれば、汚れを
(1)過硫酸塩と過炭酸アルカリ塩の両者を溶解させた水溶液に接触させたのみの場合や、
(2)過炭酸アルカリ塩を溶解させた水溶液に接触させた後、過炭酸アルカリ塩と過硫酸塩の両者を溶解させた水溶液に接触させた場合には、
汚れの洗浄効果が十分に得られなかった。

本発明の洗浄方法が優れた洗浄効果を発揮する要因の一つとして、酸性領域で洗浄した後に、アルカリ性領域で洗浄する点が考えられる。しかしながら、
(3)過硫酸塩の代わりにコハク酸のような有機酸を溶解させた水溶液（ｐＨ：酸性）に接触させた後、有機酸と過炭酸アルカリ塩を溶解させた水溶液（ｐＨ：アルカリ性）で接触させた場合や、
(4)過硫酸塩を溶解させた水溶液（ｐＨ：酸性）に接触させた後、過炭酸アルカリ塩を溶解させた水溶液（ｐＨ：アルカリ性）に接触させた場合においても、
満足すべき洗浄効果が得られなかった。このような事実は、洗浄工程において、水溶液のｐＨを酸性側からアルカリ側に変化させることが、洗浄効果を高めるための大きな要因ではないことを示している。

他の洗浄効果を発揮する要因として、優れた発泡作用が考えられる。即ち、過硫酸塩を溶解させた水溶液に過炭酸アルカリ塩を投入すると、微細な泡が大量に発生する。このような現象は、過硫酸塩と過炭酸アルカリ塩が反応して、酸素と二酸化炭素を発生するためと考えられるが、上記(1)のとおり、過硫酸塩と過炭酸アルカリ塩の両者を溶解させた水溶液に接触させたのみの場合には、十分な洗浄効果が得られなかった。
しかしながら、予め過硫酸塩を汚れに接触させておくことが重要なポイントであるところから、汚れの内部に過硫酸塩が浸透し、この状態で更に過炭酸アルカリ塩が汚れに接触すると、汚れの内部で発泡が起こり、強固に付着堆積した汚れが物理的に剥離したり、あるいは脆くなることが予想される。そして、汚れの内部での発泡と同時に、汚れの近傍を流動している大量の微細な泡により、前記の剥離や脆くなった汚れの粉砕が促進されていると考えられる。

以下、本発明を実施例及び比較例によって具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、実施例及び比較例で使用した洗浄液の原料ならびに評価試験方法は次のとおりである。

［原料］
(1) 過硫酸塩
・過硫酸水素カリウムの複塩（デュポン社製、「ＯＸＯＮＥ」）
(2) 陰イオン系界面活性剤
・ラウリル硫酸ナトリウム（花王社製、「エマール１０」）
(3) 非イオン系界面活性剤
・ポリオキシエチレンアルキルエーテル（第一工業製薬製、「ＤＫＳＮＬ−６００」）
・ポリオキシアルキレンラウリルエーテル（第一工業製薬製、「ＤＫＳＮＬ-Ｄａｓｈ４００」）
・ポリオキシアルキレンデシルエーテル（第一工業製薬製、「ノイゲンＸＬ」）
(4) 陽イオン系界面活性剤
・塩化ベンザルコニウム（花王製、日本薬局方濃塩化ベンザルコニウム液５０、「サニゾールＣ」）
・塩化セチルピリジニウム（和光純薬工業社製、試薬）
(5) 過炭酸アルカリ塩
・過炭酸ナトリウム（キシダ化学製、試薬）
・過炭酸ナトリウム（顆粒品、旭電化工業製、「ＣＰＣ−Ａ」、粒子の表面が陰イオン系の界面活性剤である硫酸化ヒマシ油とオレイン酸ナトリウムでコーティングされたもの。硫酸化ヒマシ油とオレイン酸ナトリウムの含有量は、共に０．１重量％である。）
(6) 有機酸
・コハク酸（和光純薬工業製、試薬１級）

［評価試験用の試験片の作成］
酢酸カルシウム５ｇ、硝酸マグネシウム１．５ｇおよび石ケン５ｇを水５００ｍｌに溶解させ、沈澱生成した金属石ケンを濾取し、これを２００ｍｌのイソプロピルアルコールに溶解し、牛脂７０重量％、パラフィン２５重量％、スクアレン重量３％およびコレステロール重量２％からなる人工皮脂５ｇを加えて人工湯垢とした。
なお、人工湯垢の調製に使用した薬剤は、以下のとおりである。
・酢酸カルシウム（和光純薬工業製、試薬特級）
・硝酸マグネシウム（和光純薬工業製、試薬）
・石ケン（日本油脂社製、「ノンサールＰＮ−１パウダー」）
・イソプロピルアルコール（和光純薬工業製、試薬特級）
・牛脂（和光純薬工業製、試薬）
・パラフィン（和光純薬工業製、試薬）
・スクアレン（和光純薬工業製、試薬特級）
・コレステロール（和光純薬工業製、試薬特級）
この人工湯垢を、スライドガラス〔７６×２６×１．２ｍｍ（厚さ）〕に塗布、乾燥して、人工湯垢が０．１〜０．２ｍｍの厚みで付着した評価試験用の試験片を作成した。

［洗浄性の評価方法］
上記の試験片を使用して、実施例、比較例に示した洗浄試験を行った後、試験片を引き上げて乾燥し、人工湯垢の剥離量を測定し、次式に従って洗浄率（％）を算出し、洗浄性を評価した。
洗浄率（％）＝（剥離面積／人工湯垢塗布面積）×１００
なお、洗浄率が９０％の場合をＡランク、７０％以上９０％未満の場合をＢランク、３０％以上７０％未満をＣランク、１０％以上３０％未満をＤランク、１０％未満をＥランクと評価した。

〔実施例１〜２、参考例１〜５〕
水５００ｍｌに、過硫酸水素カリウムの複塩と、表１に記載の界面活性剤を投入し溶解させて、各々の濃度が表１に示した濃度となる洗浄液を調製した（ｐＨ：表１参照）。この洗浄液を２５℃に温調し撹拌しながら、前記の評価試験用の試験片を洗浄液に浸漬して３０分間洗浄した。次いで、この洗浄液に過炭酸ナトリウム（キシダ化学製、試薬）をその濃度が表１の濃度となるように追加投入して溶解させ（ｐＨ：表１参照）、更に試験片の洗浄を３０分間継続した。
洗浄終了後の試験片の洗浄性の評価結果は、表１に示したとおりであった。

〔比較例１〕
過炭酸ナトリウムを表１に示した濃度となる洗浄液を５００ｍｌ調製した（ｐＨ１０．４）。この洗浄液を２５℃に温調し撹拌しながら、試験片を洗浄液に浸漬して３０分間洗浄した。次いで、この洗浄液に過硫酸水素カリウムの複塩およびラウリル硫酸ナトリウムを表１に示した濃度となるように追加投入して溶解させ（ｐＨ９．７）、更に試験片の洗浄を３０分間継続した。
洗浄終了後の試験片の洗浄性の評価結果は、表１に示したとおりであった。

〔比較例２〕
過硫酸水素カリウムの複塩、ラウリル硫酸ナトリウムおよび過炭酸ナトリウムを表１に示した濃度となるように一度に溶解させた洗浄液を５００ｍｌ調製し（ｐＨ９．６）、２５℃に温調した後、試験片を浸漬し、洗浄液を６０分間撹拌して、試験片の洗浄を行った。
洗浄終了後の洗浄性の評価結果は、表１に示したとおりであった。

〔比較例３〕
過炭酸ナトリウムを使用せずに、過硫酸水素カリウムの複塩とラウリル硫酸ナトリウムを表１に示した濃度となるように一度に溶解させた洗浄液を５００ｍｌ調製し（ｐＨ２．１）、比較例２と同様にして試験片の洗浄を行った。
洗浄終了後の洗浄性の評価結果は、表１に示したとおりであった。

〔比較例４〕
過硫酸水素カリウムの複塩を使用ぜずに、ラウリル硫酸ナトリウムと過炭酸ナトリウムを表１に示した濃度となるように溶解させた洗浄液を５００ｍｌ調製し（ｐＨ１０．４）、比較例２と同様にして試験片の洗浄を行った。
洗浄終了後の洗浄性の評価結果は、表１に示したとおりであった。

〔比較例５〕
コハク酸とラウリル硫酸ナトリウムを表１に示した濃度となる洗浄液を５００ｍｌ調製した（ｐＨ３．２）。この洗浄液を２５℃に温調し撹拌しながら、試験片を洗浄液に浸漬して３０分間洗浄した。次いで、この洗浄液に過炭酸ナトリウムをその濃度が表１に示した濃度となるように追加投入して溶解させ（ｐＨ９．６）、更に試験片の洗浄を３０分間継続した。
洗浄終了後の試験片の洗浄性の評価結果は、表１に示したとおりであった。

〔比較例６〕
過硫酸水素カリウムの複塩を表１に示した濃度となる洗浄液を５００ｍｌ調製した（ｐＨ２．３）。この洗浄液を２５℃に温調し撹拌しながら、試験片を洗浄液に浸漬して３０分間洗浄した。次いで、この洗浄液に過炭酸ナトリウムを表１に示した濃度となるように追加投入して溶解させ（ｐＨ９．７）、更に試験片の洗浄を３０分間継続した。
洗浄終了後の試験片の洗浄性の評価結果は、表１に示したとおりであった。

〔比較例７〕
過硫酸水素カリウムの複塩を表１に示した濃度となる洗浄液を５００ｍｌ調製した（ｐＨ２．３）。この洗浄液を２５℃に温調し撹拌しながら、試験片を洗浄液に浸漬して３０分間洗浄した。次いで、過炭酸ナトリウムおよびラウリル硫酸ナトリウムを表１に示した濃度となる洗浄液を５００ｍｌ調製した（ｐＨ１０．４）。この洗浄液を２５℃に温調し撹拌しながら、前記試験片を洗浄液に浸漬して３０分間洗浄した。
洗浄終了後の試験片の洗浄性の評価結果は、表１に示したとおりであった。

表１に示される試験結果を以下に説明する。
(1)実施例１〜２の試験結果は、洗浄性がＡランクの優れたものであった。また、本発明に使用する界面活性剤は、硫酸エステル型の陰イオン系界面活性剤が優れた洗浄作用を発揮することが判明した。
以下の各場合は、洗浄性がＣランク以下の不十分なものであった。
(2)過炭酸ナトリウムを溶解させた洗浄液で洗浄した後、前記洗浄液に過硫酸水素カリウムの複塩とラウリル硫酸ナトリウムを投入した洗浄液で洗浄した場合（比較例１）。
(3)過硫酸水素カリウムの複塩、過炭酸ナトリウムおよびラウリル硫酸ナトリウムを溶解させた洗浄液で洗浄した場合（比較例２）。
(4)過炭酸ナトリウムを使用せず、過硫酸水素カリウムの複塩およびラウリル硫酸ナトリウムのみを溶解させた洗浄液で洗浄した場合（比較例３）。
(5)過硫酸水素カリウムの複塩を使用せず、過炭酸ナトリウムおよびラウリル硫酸ナトリウムのみを溶解させた洗浄液で洗浄した場合（比較例４）。
(6)実施例２の過硫酸水素カリウムの代わりにコハク酸を溶解させた洗浄液で洗浄して、次いで前記洗浄液に過炭酸ナトリムを投入した洗浄液で洗浄した場合（比較例５）。
(7)ラウリル硫酸ナトリウムを使用しない以外は、実施例２と同様な方法で洗浄した場合（比較例６）。
(8)過硫酸水素カリウムの複塩を溶解させた洗浄液で洗浄した後、別途過炭酸ナトリウムを溶解させた洗浄液を調製し、該洗浄液で洗浄した場合（比較例７）。

〔実施例３〕
公衆浴場の浴槽に５ｍ^３の水を入れ、３４〜３７℃に加温した。この浴湯中に、過硫酸水素カリウムの複塩２４ｋｇ（浴湯中の濃度：０．４８重量％）を投入し溶解させて、洗浄液を調製した（ｐＨ：１．６）。この洗浄液を６０分間循環させて、循環用配管内部の洗浄を行った。次いで、過炭酸ナトリウム（旭電化工業製、「ＣＰＣ−Ａ」）３０ｋｇ（過炭酸ナトリウムの濃度：０．５９重量％、界面活性剤の濃度：０．００６重量％）を投入し溶解させて（ｐＨ：９．３）、洗浄を更に６０分間継続した。
過硫酸水素カリウムの複塩投入後、配管の内壁から剥離したと思われる汚れが洗浄液中に懸濁し始めた。次いで過炭酸ナトリウムを投入すると、激しい発泡が認められ、細かな塊状の汚れの破片が多量に排出され、洗浄水が茶色に変色した。
洗浄終了後、洗浄水を排水し、浴槽内に新たな水を投入して循環させ配管内部を濯いだところ、配管の内壁から剥離して配管内部に沈降していた汚れが大量に排出された。
前記の濯ぎ水を排水し、濾過機とヘアキャッチャーを点検したところ、洗浄前にそれらに付着していた泥状の汚れがほぼ完全に除去され、ヌメリもなくなっていた。

Claims

配管内を洗浄する方法において、配管の内側を過硫酸塩又は過硫酸塩と界面活性剤として硫酸エステル型の陰イオン系界面活性剤を含有する水溶液に接触させた後、過硫酸塩、硫酸エステル型の陰イオン系界面活性剤及び過炭酸アルカリ塩を含有する水溶液に接触させることを特徴とする配管洗浄方法。