JPH10192860A - 洗浄水、該洗浄水の製造方法、該洗浄水を使用した洗浄方法、及び該洗浄水を使用した洗浄装置 - Google Patents
洗浄水、該洗浄水の製造方法、該洗浄水を使用した洗浄方法、及び該洗浄水を使用した洗浄装置Info
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- JPH10192860A JPH10192860A JP8360023A JP36002396A JPH10192860A JP H10192860 A JPH10192860 A JP H10192860A JP 8360023 A JP8360023 A JP 8360023A JP 36002396 A JP36002396 A JP 36002396A JP H10192860 A JPH10192860 A JP H10192860A
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Abstract
ず、従来の洗浄方法と同等の洗浄効果があり、さらに防
錆効果もある洗浄水を得る。 【解決手段】 電気分解によって得られる水のpH値が
8.0以上13.0以下であり、及び/または、酸化還
元電位が−100mVから−1000mVであるアルカ
リ性水において、残留塩素濃度が5ppm以下であり、
及び/または、20℃以上での表面張力が30から70
dyn/cmであることを特徴とする洗浄水を使用す
る。また、原水中に塩類を可変的に添加する添加装置
と、原水の電気分解を行う電解槽部と、電気分解用の電
源を供給する電源回路部と、制御回路部を有する水の電
気分解装置を用いて、原水の電気分解電圧を直流40V
から80Vで印加して、上記の洗浄水を製造する。この
洗浄水を使用した洗浄装置においては、リンス装置を必
要としない。また、洗浄水の温度を40℃から90℃の
範囲に加温すると洗浄性が高まる。
Description
の洗浄に用いる洗浄水、その製造装置、その洗浄水を使
用した洗浄方法及びその洗浄水を使用した洗浄装置に関
する。
系洗浄液やフロン等のハロゲン化炭化水素系洗浄液が用
いられている。
として界面活性剤、pH調整剤等の化学物質や薬品が配
合されている。
剤にあっては、炭化水素系溶剤やアルコール系溶剤を使
用する場合には洗浄装置に防爆対策を施す必要があっ
た。
した場合には洗浄後のリンス工程が必要であった。さら
に洗浄効果を確保するために溶剤と水との混合比率を一
定に管理する必要があったが、溶剤が蒸発しやすいため
に常に混合比率の測定を行い溶剤の追加をしなければな
らなっかった。
境への悪影響が明らかになって以来、その使用の削減、
廃止が求められている。代替フロンやハロゲン化炭化水
素系洗浄剤は早急な使用廃止は求められていないものの
地球大気のオゾン層を破壊することはフロンと同様であ
る。
系洗浄剤は、沸点が低く洗浄装置を冷却する必要があっ
たり、価格が高価であった。
濡れ性を高くし洗浄効果を向上するために、洗浄剤に界
面活性剤等の薬品が配合されていた。これにより洗浄液
の表面張力は低下して、濡れ性はよくなるが、液中の界
面活性剤を洗い流すリンス工程が必要となる。
びやすい材料の洗浄の場合には洗浄後に防錆剤を塗布す
る必要がある等の問題点があった。特にアルカリ洗浄剤
をアルミニウムや亜鉛の洗浄に使用すると、アルカリ成
分で金属表面が腐食され、品質的に重大な欠陥を与える
ことがあった。
は、特開昭58−37200号公報に記載されているよ
うに、洗浄液に水素ガスを溶解し、溶存酸素濃度を低下
させて防食効果を得る方法が考案されているが、水素ガ
スの排気や防爆構造等の安全管理の面で問題があった。
う)をして得られた水(以下「電解水」という)を洗浄
に利用すると、特殊な薬剤を使用せずに高い洗浄効果が
得られるために、環境保護の面からも注目されている。
これらの内容の従来技術としては、特開平7−757
84号公報、及び特開平8−1160号公報に記載され
ている洗浄水の製造方法などがあるが、この方法では電
解槽の隔膜にイオン交換膜を使用しているため、電解槽
の構造が複雑になり製造が困難であったり、また、中間
室には原水以外の別の電解質水溶液を充填する必要があ
る等の使用上の管理項目があった。
では、原水としてアノード室及び/またはカソード室に
供給する水は電気伝導率が3000μS/cm以下の水
とあるが、これだけ電気伝導度の高い水の中には、塩化
ナトリウムで換算すると約1000ppm以上のイオン
が溶解していることとなり、このような原水を電気分解
すれば、液中の残留塩素濃度が10ppmを越える多量
の塩素ガスが発生する。洗浄液中に多量の塩素ガスが含
まれていると、その酸化力により洗浄した金属表面が腐
食され、被洗浄物に錆が発生することがあった。
火、爆発等の危険性がなく、洗浄後のリンス工程や防錆
処理、洗浄液の濃度管理、蒸発防止のための冷却装置が
不要であり、アルカリ系洗浄剤で腐食される金属にも使
用でき、簡便な電解槽を用いて、塩素ガス等の腐食性物
質を多量に含まず、表面張力が低く洗浄効果の高い洗浄
水及び、その製造方法、洗浄方法、洗浄装置を提供する
ことを目的としている。
用いて食品を洗浄した際に、洗剤が食品に残留すると人
体に有害であるため、十分なすすぎを行おうとすると、
大量の水とすすぎ時間を必要とした。さらに、洗浄後の
食品の鮮度維持や腐敗防止を行うために、次亜塩素ナト
リウム水溶液等の殺菌剤に浸漬したり噴霧しているが、
これらの殺菌剤も残留していると人体に有害であった。
浄水が残留しても人体に無害で、併せて洗浄水による洗
浄だけで殺菌効果を得られ、食品の鮮度保持や腐敗防止
が可能な洗浄水及び、その製造方法、洗浄方法、洗浄装
置を提供することを目的としている。
に、本発明は電気分解によって得られる水のpH値が
8.0以上13.0以下であり、及び/または、酸化還
元電位が−100mVから−1000mVであるアルカ
リ性水において、残留塩素濃度が5ppm以下であるこ
とを特徴とする洗浄水である。
値が8.0以上13.0以下であり、及び/または、酸
化還元電位が−100mVから−1000mVであるア
ルカリ性水において、20℃での表面張力が70dyn
/cm以下であることを特徴とする洗浄水である。
H値が8.0以上13.0以下であり、及び/または、
酸化還元電位が−100mVから−1000mVである
アルカリ性水において、残留塩素濃度が5ppm以下で
あり、及び、20℃での表面張力が70dyn/cm以
下であることを特徴とする洗浄水である。
ppmの範囲で可変的に添加する添加装置と、原水の電
気分解を行う電解槽部と、電気分解用の電源を供給する
電源回路部と、装置全体の制御を行う制御回路部を有す
る水の電気分解装置を用いて、原水の電気分解電圧を直
流40Vから80Vで印加して、前記洗浄水を製造する
方法である。
て、前記洗浄水を使用する洗浄工程を有し、洗浄後のリ
ンス工程が不要であることを特徴とする洗浄方法であ
る。
と、これらの装置を制御する制御装置を有し、リンス装
置が不要であることを特徴とする洗浄装置である。
洗浄後に被洗浄物に付着した洗浄水を除去する液切り装
置と、液切りした被洗浄物を乾燥させる乾燥装置と、こ
れらの装置を制御する制御装置を有し、リンス装置が不
要であることを特徴とする洗浄装置である。
の範囲に加温するヒーターと、洗浄水の温度を制御する
制御回路を有することを特徴とする、前記洗浄装置であ
る。
説明する。先ず、電解に用いる原水に含まれるイオンの
濃度と、原水の電気伝導度の関係について説明する。一
般に水溶液の電気伝導度κはモル伝導率Aとモル濃度C
を用いて、数1で表される。
気伝導度を各濃度毎に計算すると表1のようになる。但
し、塩化ナトリウムのモル伝導率は1.26×10−2
[S・m2/mol]である。
解水に発生する残留塩素濃度との関係は、本発明者の実
験から、図2の通りである。表1と図2から電気伝導度
が2000μS/cmを越える水溶液では、塩化ナトリ
ウム濃度は1000ppm以上であり、この原水を電気
分解して得られるアルカリ性電解水の残留塩素濃度は、
12ppm以上になっている。
洗浄水に含まれる残留塩素濃度と洗浄後に発生する錆の
関係を図3に示す。これによると洗浄水中の残留塩素濃
度が10ppm以上になると錆の発生が30%を越え、
製品として品質上の問題が発生する。 これが5ppm
以下であれば錆の発生量は10%以下、望ましくは、3
ppm以下であれば、0%となり錆の発生に対する問題
は無くなる。
00μS/cmを越える原水を使用すると残留塩素濃度
が3ppmを越え、洗浄物の金属表面に錆が発生する様
になる。しかし、従来の電解水による洗浄においては、
残留塩素濃度に対する検討がなされておらず、単に電解
効率を向上させるために原水中に多量の塩類が添加され
ていた。
に規定すれば、原水への塩類の添加量を最低限に抑え
て、残留塩素濃度を5pp以下、望ましくは3ppm以
下にしたアルカリ性電解水を洗浄に用いれば金属表面の
錆の発生を抑制出来ることを見いだした。
て以下説明する。ここで用いた洗浄水は、原水(水道
水)中に塩化ナトリウムを400ppm添加して、電解
電圧60Vで電解して得られたアルカリ性電解水であ
る。この電解水のpHは11.5、酸化還元電位は−8
30mV、残留塩素濃度は5ppmであった。また、比
較のために、塩化ナトリウムを1000ppm添加して
電解電圧30Vで電解して得られたアルカリ性電解水
は、pHが11.4、酸化還元電位が−820mV、残
留塩素濃度が12ppmであった。
び洗浄後の防錆効果の比較を行った。洗浄試験に用いた
被洗浄物(試験片)は電気亜鉛めっき鋼板(100mm
×100mm)で、プレス工作油(日本工作油株式会社
PG−3066)を塗布後、それぞれの洗浄水で洗浄
し、自然乾燥した後に高温多湿環境(温度49℃、湿度
98%)に96時間放置する湿潤試験で錆の発生を比較
した。評価方法は、洗浄性については、墨汁を水道水で
25%に希釈した液に洗浄した試験片に浸漬し、墨汁液
をはじかなった面積の割合を%で表記した。また、錆の
発生については、湿潤試験後に試験片の表面に発生した
錆の面積の割合を%で表記した。
に示す通りである。
が錆の発生が少なかった。(図3参照)
て以下説明する。洗浄水としては、原水(水道水)中に
塩化ナトリウムを80ppm添加して、電解電圧60V
で電解して得られたアルカリ性電解水である。この電解
水のpHは11.4、酸化還元電位は−825mV、残
留塩素濃度は0.4ppmであった。
浄及び防錆の試験を行った結果、洗浄性は100%、錆
発生面積は0%であった。
て以下説明する。洗浄水としては、実施例2と同じ条件
で生成したアルカリ性電解水を用いる。この洗浄水の2
0℃における表面張力は62.4dyn/cmであっ
た。また、比較のために水道水に水酸化ナトリウムを溶
解し、pHをアルカリ性電解水と同じ11.4に調製し
たアルカリ性溶液を用いる。このアルカリ性溶液の酸化
還元電位は480mV、表面張力は71.8dyn/c
mであった。この2つの洗浄水で実施例1と同様の洗浄
試験を行い、洗浄性を比較したところ、アルカリ性電解
水の方は、30秒間の洗浄で100%の洗浄性が得られ
た。水酸化ナトリウム水溶液では30秒間で85%の洗
浄性であった。
電解水の表面張力の変化を測定し、純水の表面張力と比
較したものである。アルカリ性電解水の表面張力は純水
と比較して約15%低下していることがわかる。
て以下説明する。ここでは、金属部品用のアルカリ性電
解水自動洗浄装置を使用して洗浄を行った。図1は、こ
の洗浄装置の構造の概要図である。
実施例2と同じ条件で生成した200リットルのアルカ
リ性電解水を、洗浄水タンク11に満たし、ヒーター1
3と温度制御装置131を用いて液温度を60℃に設定
した後に、アルカリ性電解水をポンプ72によって、6
0個のノズル71から2kg/cm2の圧力にて毎分2
30リットルで噴射して、電気亜鉛めっき鋼板製のプレ
ス部品を洗浄した。被洗浄物は、コンベア14で移動し
て、洗浄槽部7の次にエアブローによる液切り装置8内
に入り、送風ファン82から送られるエアーをエアノズ
ル81から吹き出すことで被洗浄物の表面に付着した洗
浄水を吹き飛ばし乾燥しやすいようにする。次に乾燥装
置9において、温風発生装置92から送られる120℃
の温風をエアノズル91から送風し被洗浄物を乾燥す
る。洗浄後の洗浄水は、洗浄水受け部111で回収し、
洗浄水タンクに戻して、再び洗浄に使用する。図には記
載されていないが、洗浄水タンクに油水分離装置を設置
することは、洗浄性を高めるのに有効である。
約12秒の洗浄により、従来のトリクロロエタンを使用
した洗浄方法と同等の洗浄性が得られた。この際に従来
の水系洗浄でで行っていたリンス工程は必要としない。
また、洗浄後に、被洗浄物を実施例1と同条件の湿潤試
験を行ったところトリクロロエタン洗浄では、鋼板切断
端面の亜鉛めっきがない部分で赤色錆が約50%発生し
ていたが、アルカリ性電解水による被洗浄製品では、赤
色錆の発生面積は10%以下であった。また、プレス加
工により亜鉛めっきが剥離した部分では、トリクロロエ
タン洗浄品では、白色錆が発生していたが、アルカリ性
電解水では白色錆の発生は見られなかった。
ころ、洗浄水に対して1.5%の油分が混入すると洗浄
性は30%に低下した。この洗浄水はノルマルヘキサン
値が8640ppmであったが、静電気式油水分離装置
を使用して洗浄水中の油分を分離除去したところ、ノル
マルヘキサン値が152ppmと処理前の1.8%に減
少し、洗浄性は90%に回復した。このことから、アル
カリ性電解水の油水分離性が良好であり、再生利用に適
する。
て以下説明する。洗浄水としては、実施例2と同じ条件
で生成したアルカリ性電解水を用いる。被洗浄物は電気
亜鉛めっき鋼板(259mm×259mm×t1.2m
m)に耐食性を向上するためにクロメート処理を行い、
表面にクロメート皮膜を形成した試料に、プレス工作油
(日本工作油株式会社PG−3066)を塗布したもの
を用いる。これに洗浄水を毎分10リットルで噴射して
2分間洗浄を行い、洗浄後の鋼板表面のクロメート皮膜
の溶出率を測定した。比較試験として従来のトリクロロ
エタン洗浄をした際のクロメート皮膜の溶出率も測定し
た。
リ性電解水のクロメート皮膜溶出率は、全クロメート皮
膜量の5.3%であった。トリクロロエタン洗浄の場合
は溶出率は、8.1%であり、この結果からアルカリ性
電解水による洗浄の方が従来のトリクロロエタン洗浄よ
りクロメート皮膜の溶出量が少なく、耐食用表面処理に
与える悪影響が少ない。
て以下説明する。洗浄水としては、実施例2と同じ条件
で生成したアルカリ性電解水を、それぞれ20℃、40
℃、50℃、60℃に液温調整したものを用い、洗浄水
の温度による洗浄効果の比較を行った。また、比較試験
として同じ温度にした水道水を用いて同様の洗浄試験を
行った。被洗浄物は純アルミニウム板(純度99.9
%、100mm×100mm×t1.0mm)で、表面
は自然酸化皮膜で覆われているものを用いる。この試料
に切削加工油を塗布した後、洗浄効果の差が顕著に表れ
る様に、噴射による洗浄とせず、洗浄水に試料を3分間
浸漬した後に実施例1の評価方法により洗浄性を比較し
た。
%、40℃の場合50%、50℃の場合85%、60℃
の場合95%であった。この結果から洗浄水の温度が上
昇する程、洗浄効果がより高くなり、洗浄に有効であ
る。また、すべての温度において、水道水よりも洗浄性
が高い。さらに、従来の水系アルカリ洗浄剤を使用して
アルミニウム板を洗浄した際には、アルカリ成分により
アルミニウムが溶出し、表面に腐食による微細なへこみ
や穴が生じて被洗浄物の品質の劣化が見られたが、アル
カリ性電解水による洗浄では、どの温度でもアルミニウ
ム板表面に腐食は見られなかった。また、上記の試料の
洗浄において、実施例5と同様の噴射条件で洗浄水噴射
による洗浄を行うと、液温度が20℃でも100%の洗
浄性が得られた。
て以下説明する。原水への塩化ナトリウム添加を行わず
に電解をして得られたpH10.5、酸化還元電位−8
00mV、残留塩素濃度0.3ppmのアルカリ性電解
水で、カットしたレタスの洗浄を行い、ガラス製シャー
レに入れて常温で放置した。比較試験として、水道水で
洗浄したものでも同様の実験を行った。結果は表3の通
り、水道水による洗浄と比較して鮮度の維持期間が長か
った。また、トマトの洗浄に上記の洗浄水を使用する
と、トマトの表面から色素が溶出することが観察でき、
洗浄性が高い事が分かる。
項1の洗浄水によると、金属部品を洗浄した際に、錆の
発生や金属表面の腐食が抑制され、洗浄後のリンス工程
や、防錆剤塗布工程が廃止できる利点がある。有機系溶
剤も使用していないため、防爆対策が不要であり、有機
溶剤取扱の資格が不要であり、環境や人体への悪影響が
無く、無臭で作業環境がよいという利点がある。また低
沸点の溶剤を使用するさいに必要な洗浄液の冷却装置も
不要である。また、食品の洗浄を行う際には、残留塩素
濃度が低いため、洗浄水が食品に残留しても食品の安全
性は確保でき、異臭の付着等も防止できる利点がある。
また、食品の鮮度維持にも有効である。作業者に対して
も残留塩素濃度が低いため手荒れ等の障害が発生しにく
くなる。そのほか界面活性剤や防錆剤、アルカリ剤等の
有害な物質を含まないため、環境に対する影響が少な
く、廃水処理が容易である。油水分離装置による洗浄水
中の油分除去も容易であり、洗浄水の再利用も可能で洗
浄水消費量が少なくなる。
金属部品を問わず界面活性剤等の薬剤を使用せずに従来
のアルカリ洗浄剤よりも速く、均一に洗浄でき、リンス
工程が不要になる利点がある。また界面活性剤を含まな
いために油水分離が高効率ででき、洗浄水の再利用が容
易である利点がある。
の効果に加えて、前記請求項2の効果も同時に得られ、
防錆効果と洗浄速度及び均一な洗浄ができる利点があ
る。
請求項1及び請求項2及び請求項3の効果を得られる洗
浄水を安定して大量に製造できる利点がある。
1及び請求項2及び請求項3の効果を得られる洗浄がで
きる利点がある。また、食品の洗浄を行う際には、界面
活性剤等の有害物質を含有しない洗浄水を利用するため
食品の安全性が確保できる。
5の洗浄方法を容易に実現できる利点がある。
6の効果に加えて、さらに洗浄効果を上げ、洗浄時間を
短縮する利点がある。
装置の概要図である。
を電解して得られるアルカリ性電解水に含まれる残留塩
素濃度の関係図である。
亜鉛めっき鋼板を洗浄した際の錆の発生頻度の関係図で
ある。
張力の関係図である。
工程図である。
装置の工程図である。
装置に液温調節用のヒーターを取り付けた場合の工程図
である。
Claims (8)
- 【請求項1】 電気分解によって得られる水のpH値が
8.0以上13.0以下であり、及び/または、酸化還
元電位が−100mVから−1000mVであるアルカ
リ性水において、残留塩素濃度が5ppm以下であるこ
とを特徴とする洗浄水。 - 【請求項2】 電気分解によって得られる水のpH値が
8.0以上13.0以下であり、及び/または、酸化還
元電位が−100mVから−1000mVであるアルカ
リ性水において、20℃以上での表面張力が、30dy
n/cmから70dyn/cmであることを特徴とする
洗浄水。 - 【請求項3】 電気分解によって得られる水のpH値が
8.0以上13.0以下であり、及び/または、酸化還
元電位が−100mVから−1000mVであるアルカ
リ性水において、残留塩素濃度が5ppm以下であり、
及び、20℃以上での表面張力が、30dyn/cmか
ら70dyn/cmであることを特徴とする洗浄水。 - 【請求項4】 原水中に塩類を0ppmから400pp
mの範囲で可変的に添加する添加装置(2)と、原水の
電気分解を行う電解槽部(1)と、電気分解用の電源を
供給する電源装置部(3)と、装置全体の制御を行う制
御回路部(4)を有する水の電気分解装置を用いて、原
水の電気分解電圧を直流40Vから80Vで印加して、
請求項1、または請求項2、または請求項3記載の洗浄
水を製造することを特徴とする洗浄水製造方法。 - 【請求項5】 物品を洗浄する洗浄方法において、請求
項1、または請求項2、または請求項3記載の洗浄水を
使用する洗浄工程を有し、洗浄後のリンス工程が不要で
あることを特徴とする洗浄方法。 - 【請求項6】 請求項1、または請求項2、または請求
項3記載の洗浄水を使用する洗浄槽部(7)と、これら
の装置を制御する制御装置(4)を有し、リンス装置が
不要であることを特徴とする洗浄装置。 - 【請求項7】 請求項1、または請求項2、または請求
項3記載の洗浄水を使用する洗浄槽部(7)と、洗浄後
に被洗浄物に付着した洗浄水を除去する液切り装置
(8)と、液切りした被洗浄物を乾燥させる乾燥装置
(9)と、これらの装置を制御する制御装置(4)を有
し、リンス装置が不要であることを特徴とする洗浄装
置。 - 【請求項8】 洗浄水の温度を、40℃から90℃の範
囲に加温するヒーター(13)と、洗浄水の温度を制御
する制御回路(131)を有することを特徴とする、請
求項6、または請求項7記載の洗浄装置。
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JP36002396A JP3366986B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 洗浄水 |
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JP36002396A JP3366986B2 (ja) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | 洗浄水 |
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JPH10192860A true JPH10192860A (ja) | 1998-07-28 |
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