JP7136482B2 - 流体処理装置、流体処理方法、化粧水用水、化粧水及び化粧品 - Google Patents
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Description
(流体処理装置の構成)
図1は本実施形態に係る流体処理装置の構成を示す模式図である。図1に示すように、流体処理装置1は、第1流路P1に導入された流体を所定の温度に加熱する第1熱交換部10と、第2流路P2に導入された流体を所定の温度から冷却する、第1熱交換部10の下流側に直接接続された第2熱交換部20とを有する。
次に、上記の流体処理装置1を用いた流体処理方法について説明する。まず、第1熱交換部10により第1流路P1に導入された流体を所定の温度に加熱する(第1熱交換工程)。
本実施形態の流体処理装置及び流体処理方法によれば、加熱処理及び冷却処理を連続して行うことが可能である。例えば流体が水の場合、瞬時に加熱及び冷却を施すことで、通常の蒸留水等では得ることが困難であった小さいサイズの水分子集団を得ることができる。
(第1熱交換部及び第2熱交換部の構成例)
図8は第1実施例に係る流体処理装置の構成を示す模式図であり、図8(A)は第1熱交換部のZZ断面の平面図を示し、図8(B)は第1熱交換部のYY断面図を示し、図8(C)は第1熱交換部のXX断面図を示す。
(第1熱交換部及び第2熱交換部の構成例)
図9は第2実施例に係る流体処理装置の構成を示す模式図である。
(第1熱交換部及び第2熱交換部の構成例)
図10は第3実施例に係る流体処理装置の構成を示す模式断面図である。第1熱交換部300は、基体301、及び密閉板302A、302Bを有する。基体301の上面にはタブG11、G21が形成されており、下面にはタブG12、G22が形成されている。タブG11、G21、G12、G22を代表してタブGとも称する。基体301の上面と下面に密閉板302A、302Bが設けられ、タブGと密閉板302A、302Bにより流路の一部が構成されている。
(第1熱交換部及び第2熱交換部の構成例)
図11は第4実施例に係る流体処理装置の構成を示す模式図である。第1熱交換部300は、基体301を密閉板302A、302Bで挟んで流路が形成されている。密閉板302A、302Bにはヒーター401A、401Bが備えてある。
(化粧水用水への適用)
上記の流体処理装置及び流体処理方法により、化粧水用水を製造することができる。化粧水用水は、第1流路が設けられた第1熱交換部により原料流体を所定の温度に加熱した後、第2熱交換部により原料流体を上記の所定の温度から冷却して製造されたものであり、原料流体としては水が用いられる。
上記のSA水そのものは、肌や植物に浸透しやすい特性があるので、化粧品(化粧水)としても使用可能であるが、抗菌能力の程度は不明である。抗菌剤(ベンジルグリコール)等の抗菌能力のある抗菌物質を添加したSA水は、抗菌能力を有する化粧品(化粧水)として使用可能である。
水を100℃超のスチーム(過熱スチームという)にすると、無酸素状態で加熱または乾燥させることが可能になる。例えば300℃程度の高温スチームを肉に接触させると肉の筋が変化して噛みやすい柔らかい肉に変化する効果がある。これは炎を使用しない安全なバーベキューに応用できる。
(化粧水官能試験1)
SA水を人間の肌に浸み込ませる試験を行った。SA水は、流体熱交換装置である「ヒートビームシリンダー(フィルテック社製)」を第1熱交換部及び第2熱交換部のそれぞれに適用した流体処理装置により製造した。被験者は顔に老人班のある66歳の男性であった。毎日朝6時頃及び夜23時頃にスプレイで5~10回SA水を顔全体に吹き付け、手のひらで顔の皮膚にこすりつけてマッサージをした。SA水は、毎回製造後1か月以内のものを使用した。2016年11月から試験を開始したところ、2019年11月には、以前あった老人班のうちで、消えたもの、小さくなったもの、色が薄くなったものがあった。SA水は、細胞、例えば人間の皮膚の表面の細胞、表皮、真皮、皮下組織等に浸透しやすく、肌への浸透力が高くなり、肌質改善につながったものと考えられる。
上記の化粧水官能試験1を複数の被験者が1年以上続けたときの効果をまとめると以下のようになった。期間は2017年12月から2019年3月まで、被験者は、年齢が20~76歳であり、男女を含む100人の構成であった。
(1)肌がさっぱり、しっとり、つや、柔らか、うるおい(55件)
(2)シミ・老人班・くすみ・日焼けが薄くなる、しわがうすくなる(21件)
(3)肌荒れ修復、アトピー肌改善、トラブル解消、かゆみ解消(16件)
(4)化粧水の浸透加速、メイクののり改善(11件)
(5)肌が明るくなる、透明になる(10件)
以上のように、SA水の適用により、被験者による官能評価として化粧水としての効果が得られた。SA水は、n値の小さい水分子集団を多く含む水であり、細胞、例えば人間の皮膚の表面の細胞、表皮、真皮、皮下組織等に浸透しやすく、肌への浸透力が高くなり、肌質改善につながったものと考えられる。
10 第1熱交換部
20 第2熱交換部
30 導入路
31A 導出路
31B 導入路
32 導出路
40 液体
P1 第1流路
P2 第2流路
SP1 第1副流路
SP2 第2副流路
SP3 第3副流路
SP4 第4副流路
Claims (10)
- 第1熱交換部と、前記第1熱交換部の下流側に直接接続された第2熱交換部とを備える流体処理装置であって、
前記第1熱交換部は、表面に第1基体凹部が設けられた第1基体と前記第1基体に積層された第1密閉板とを有し、前記第1基体の前記第1基体凹部の表面と前記第1密閉板の前記第1基体側の表面との間に、第1の方向に伸びる複数の第1副流路と前記第1の方向に対して垂直な第2の方向に伸びるとともに隣り合う前記第1副流路を連通する複数の第2副流路とを含み、一方の端にある第1副流路に導入された水を含む原料流体が前記第1副流路と前記第2副流路とを経由して他方の端にある第1副流路まで流れ、前記第1副流路の壁と垂直に衝突することにより熱交換を行い、前記第2副流路を流れる前記原料流体の流速が前記第1副流路を流れる前記原料流体の流速より早くなるように構成された第1流路が設けられており、前記第1流路に導入された前記原料流体を所定の温度に加熱するとともに水蒸気を含む流体に変化させ、
前記第2熱交換部は、表面に第2基体凹部が設けられた第2基体と前記第2基体に積層された第2密閉板とを有し、前記第2基体の前記第2基体凹部の表面と前記第2密閉板の前記第2基体側の表面との間に、第3の方向に伸びる複数の第3副流路と前記第3の方向に対して垂直な第4の方向に伸びるとともに隣り合う前記第3副流路を連通する複数の第4副流路とを含み、一方の端にある第3副流路に導入された前記水蒸気を含む流体が前記第3副流路と前記第4副流路とを経由して他方の端にある第3副流路まで流れ、前記第3副流路の壁と垂直に衝突することにより熱交換を行い、前記第4副流路を流れる前記水蒸気を含む流体の流速が前記第3副流路を流れる前記水蒸気を含む流体の流速より早くなるように構成された第2流路が設けられており、前記第2流路に導入された前記水蒸気を含む流体を前記所定の温度から冷却するとともに水を含む流体に変化させる
流体処理装置。 - 前記第1副流路の断面積S1が前記第2副流路の断面積S2の2倍より大きいこと、及び前記第2副流路の長さL2が前記第1副流路の幅W1より長いこと、及び前記第2副流路の配置ピッチがその幅の2倍より大きいことが、同時に満足されているか、またはいずれかの組み合わせが満足されており、
前記第3副流路の断面積S3が前記第4副流路の断面積S4の2倍より大きいこと、及び前記第4副流路の長さL4が前記第3副流路の幅W3より長いこと、及び前記第4副流路の配置ピッチがその幅の2倍より大きいことが、同時に満足されているか、またはいずれかの組み合わせが満足されている
請求項1に記載の流体処理装置。 - 前記第1基体及び前記第2基体は、それぞれ、板状、円筒状、円柱状、及び角柱状のいずれかの形状である請求項1または2に記載の流体処理装置。
- 前記第1熱交換部は、前記第1流路に導入された前記原料流体が前記第1熱交換部を通過するのに要する時間が1000ms以下で、前記原料流体を500℃以上の温度に加熱するとともに前記水蒸気を含む流体に変化させ、
前記第2熱交換部は、前記第2流路に導入された前記水蒸気を含む流体が前記第2熱交換部を通過するのに要する時間が1000ms以下で、前記水蒸気を含む流体を前記500℃以上の温度から冷却するとともに前記水を含む流体に変化させる
請求項1~3のいずれか1項に記載の流体処理装置。 - 第1熱交換工程と、前記第1熱交換工程の後に行われる第2熱交換工程とを備える流体処理方法であって、
前記第1熱交換工程では、表面に第1基体凹部が設けられた第1基体と前記第1基体に積層された第1密閉板とを有し、前記第1基体の前記第1基体凹部の表面と前記第1密閉板の前記第1基体側の表面との間に、第1の方向に伸びる複数の第1副流路と前記第1の方向に対して垂直な第2の方向に伸びるとともに隣り合う前記第1副流路を連通する複数の第2副流路とを含み、一方の端にある第1副流路に導入された水を含む原料流体が前記第1副流路と前記第2副流路とを経由して他方の端にある第1副流路まで流れる第1流路が設けられた第1熱交換部に、前記第2副流路を流れる前記原料流体の流速が前記第1副流路を流れる前記原料流体の流速より早くなるように前記原料流体を流し、前記原料流体を前記第1副流路の壁と垂直に衝突させることにより熱交換を行い、前記第1流路に導入された前記原料流体を所定の温度に加熱するとともに水蒸気を含む流体に変化させ、
前記第2熱交換工程では、表面に第2基体凹部が設けられた第2基体と前記第2基体に積層された第2密閉板とを有し、前記第2基体の前記第2基体凹部の表面と前記第2密閉板の前記第2基体側の表面との間に、第3の方向に伸びる複数の第3副流路と前記第3の方向に対して垂直な第4の方向に伸びるとともに隣り合う前記第3副流路を連通する複数の第4副流路とを含み、所定の温度に加熱された前記水蒸気を含む流体が一方の端にある第3副流路に導入されて前記第3副流路と前記第4副流路とを経由して他方の端にある第3副流路まで流れる第2流路が設けられた第2熱交換部に、前記第4副流路を流れる前記水蒸気を含む流体の流速が前記第3副流路を流れる前記水蒸気を含む流体の流速より早くなるように前記水蒸気を含む流体を流し、前記水蒸気を含む流体を前記第3副流路の壁と垂直に衝突させることにより熱交換を行い、前記第2流路に導入された前記水蒸気を含む流体を前記所定の温度から冷却するとともに水を含む流体に変化させる
流体処理方法。 - 前記第1熱交換工程において、前記第1流路に導入された前記原料流体が前記第1熱交換部を通過するのに要する時間が1000ms以下で、前記原料流体を500℃以上の温度に加熱するとともに前記水蒸気を含む流体に変化させ、
前記第2熱交換工程において、前記第2流路に導入された前記水蒸気を含む流体が前記第2熱交換部を通過するのに要する時間が1000ms以下で、前記水蒸気を含む流体を前記500℃以上の温度から冷却するとともに前記水を含む流体に変化させる
請求項5に記載の流体処理方法。 - 表面に第1基体凹部が設けられた第1基体と前記第1基体に積層された第1密閉板とを有し、前記第1基体の前記第1基体凹部の表面と前記第1密閉板の前記第1基体側の表面との間に、第1の方向に伸びる複数の第1副流路と前記第1の方向に対して垂直な第2の方向に伸びるとともに隣り合う前記第1副流路を連通する複数の第2副流路とを含み、一方の端にある第1副流路に導入された水を含む原料流体が前記第1副流路と前記第2副流路とを経由して他方の端にある第1副流路まで流れる第1流路が設けられた第1熱交換部に、前記原料流体の前記第2副流路を流れる流速が前記第1副流路を流れる流速より早くなるように前記原料流体を流し、前記原料流体を前記第1副流路の壁と垂直に衝突させることにより熱交換を行い、前記第1流路に導入された前記原料流体を所定の温度に加熱するとともに水蒸気を含む流体に変化させた後、
表面に第2基体凹部が設けられた第2基体と前記第2基体に積層された第2密閉板とを有し、前記第2基体の前記第2基体凹部の表面と前記第2密閉板の前記第2基体側の表面との間に、第3の方向に伸びる複数の第3副流路と前記第3の方向に対して垂直な第4の方向に伸びるとともに隣り合う前記第3副流路を連通する複数の第4副流路とを含み、所定の温度に加熱された前記水蒸気を含む流体が一方の端にある第3副流路に導入されて前記第3副流路と前記第4副流路とを経由して他方の端にある第3副流路まで流れる第2流路が設けられた第2熱交換部に、前記水蒸気を含む流体の前記第4副流路を流れる流速が前記第3副流路を流れる流速より早くなるように前記水蒸気を含む流体を流し、前記水蒸気を含む流体を前記第3副流路の壁と垂直に衝突させることにより熱交換を行い、前記第2流路に導入された前記水蒸気を含む流体を前記所定の温度から冷却するとともに水を含む流体に変化をさせて製造された、
化粧水用水。 - 前記第1流路に導入された前記原料流体を所定の温度に加熱するとともに前記水蒸気を含む流体に変化させる際に、前記原料流体が前記第1熱交換部を通過するのに要する時間が1000ms以下で、前記原料流体を500℃以上の温度に加熱するとともに前記水蒸気を含む流体に変化させ、
前記第2流路に導入された前記水蒸気を含む流体を前記所定の温度から冷却するとともに前記水を含む流体に変化をさせる際に、前記水蒸気を含む流体が前記第2熱交換部を通過するのに要する時間が1000ms以下で、前記水蒸気を含む流体を前記500℃以上の温度から冷却するとともに前記水を含む流体に変化させて、製造された、
請求項7に記載の化粧水用水。 - 請求項7又は8に記載の化粧水用水と、
抗菌物質と
を含む化粧水。 - 請求項7又は8に記載の化粧水用水又は請求項9に記載の化粧水と、
ビタミンCとを含み、
ゲル状である
化粧品。
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