洗浄剤の製造方法
【課題】 環境負荷が少なく、経時的安定性に優れると共に、洗浄力に優れ、安定した品質を与え、簡便でかつ汎用性の高い洗浄剤の製造方法及び洗浄剤を提供する。
【解決手段】 原水に塩類及びメタ珪酸ナトリウムを添加して電解質溶液とし、該電解質溶液中に空気による気泡を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊し超微細気泡を含む溶液を製造する工程を少なくとも含むことを特徴とする洗浄剤の製造方法。
用いる塩類としては、塩化ナトリウムが挙げられ、その濃度は０．０１〜０．１質量％であることが好ましく、また、メタ珪酸ナトリウムの添加量は、５〜１００ミリモル％であることが好ましい。
【解決手段】 原水に塩類及びメタ珪酸ナトリウムを添加して電解質溶液とし、該電解質溶液中に空気による気泡を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊し超微細気泡を含む溶液を製造する工程を少なくとも含むことを特徴とする洗浄剤の製造方法。
用いる塩類としては、塩化ナトリウムが挙げられ、その濃度は０．０１〜０．１質量％であることが好ましく、また、メタ珪酸ナトリウムの添加量は、５〜１００ミリモル％であることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種家庭用及び業務用として使用することができる、有機洗剤を含有しない無機系の洗浄剤の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、無機系洗浄剤としては、例えば、第三リン酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウムを主成分とする洗浄剤組成物が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
この洗浄剤組成物の製造方法は、４０〜８０℃の温度にした水に、第三リン酸ナトリウム１５〜４０質量％、メタケイ酸ナトリウム１５〜３５質量％、硫酸ナトリウム７〜１５質量％を加えて攪拌し、十分に溶解させた後、ホウ酸ナトリウム０．５〜１８質量％、ピロリン酸ナトリウム１２〜５０質量％を順次加えて攪拌し、溶解して洗浄剤原液を製造することが効果的である旨記載されている。
また、上記無機系洗浄剤組成物の製造方法とは異なるが、水質向上のために、電解質水溶液をマイナスイオン化する方法が種々知られている（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００３】
しかしながら、上述の無機系洗浄剤組成物にあっては、従来からそれなりの洗浄効果が見られているが、更に洗浄力及び安定した品質を得るために未だ改良の余地があり、優れた無機系洗浄剤組成物の製造方法が切望されているのが現状である。
【０００４】
一方、近年ナノバブルの工学的な利用への可能性が発表され、ナノバブル利用技術の開発が盛んになっている。ナノバブルの生成方法は、液体中において、液体の一部を分解ガス化する工程及び／又は該液体中で超音波を印加する工程からなるナノバブル（ナノオーダーの気泡）を生成する方法（例えば、特許文献４参照）や、ナノバブルを含む水により、物体の洗浄を行うことを特徴とするナノバブル利用洗浄方法及び装置（例えば、特許文献５参照）が知られている。
【０００５】
しかしながら、上記ナノバブルを含む水を用いる洗浄は、環境負荷が少ない点で好ましいものであるが未だ洗浄力が十分でなく、また、ナノバブルを含む水は、未だ経時的な保存安定性が十分でない点に課題があり、更に、ナノバブルの製造が工業的に確立されていない点などに課題があるのが現状である。
【特許文献１】特許第２８７６０５４号公報
【特許文献２】特開２００２−６９４９７号公報
【特許文献３】特開２００１−７９５５７号公報
【特許文献４】特開２００３−３３４５４８号公報
【特許文献５】特開２００４−１２１９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の課題及び現状等に鑑み、これを解消しようとするものであり、環境負荷が少なく、経時的安定性に優れると共に、洗浄力に優れ、安定した品質を与え、簡便でかつ汎用性の高い洗浄剤の製造方法及び洗浄剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、純水や、軟化処理水等を原水とし、この原水に特定の成分を添加して電解質溶液とし、該電解質溶液中に空気による気泡（マイクロバブル）を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊し超微細気泡を含む溶液を製造することにより、上記目的の洗浄剤の製造方法及び洗浄剤が得られることを見い出し、本発明を完成するに至ったのである。
【０００８】
すなわち、本発明は、次の（１）〜（５）に存する。
（１） 原水に塩類及びメタ珪酸ナトリウムを添加して電解質溶液とし、該電解質溶液中に空気による気泡を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊し超微細気泡を含む溶液を製造する工程を少なくとも含むことを特徴とする洗浄剤の製造方法。
（２） 塩類が塩化ナトリウムであって、その濃度が０．０１〜０．１質量％である上記（１）記載の洗浄剤の製造方法。
（３） メタ珪酸ナトリウムの添加量が、５〜１００ミリモル％である上記（１）又は（２）記載の洗浄剤の製造方法。
（４） 気泡を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊させる工程を少なくとも２時間以上行う上記（１）〜（３）の何れか一つに記載の洗浄剤の製造方法。
（５） 上記（１）〜（４）の何れか一つに記載の洗浄剤の製造方法により得られることを特徴とする洗浄剤。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、原水に塩類及びメタ珪酸ナトリウムを溶解した電解質溶液とし、これに気泡（マイクロバブル）を発生させると共に、超音波でこの気泡を圧壊し超微細気泡（ナノバブル）で活性化しているので、メタケイ酸ナトリウムを主剤とした無機系洗浄剤が安定した品質で得られると共に、経時的保存安定性及び洗浄力に優れた洗浄剤の製造方法及び洗浄剤が提供される。
また、本発明方法は、所定の製造設備さえ備えればいかなる当業者も容易に本発明方法を再現でき、かつ、洗浄効果の高い洗浄剤を製造することができ、有機薬品を一切含有しないことから、洗浄作業時の人体への悪影響、例えば、手肌の肌荒れ等が少なく、洗浄廃液の処理が容易でかつ洗浄廃液の環境への負荷が少ないものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
本発明の洗浄剤の製造方法（以下、単に「本発明方法」という）は、原水に塩類及びメタ珪酸ナトリウムを添加して電解質溶液とし、該電解質溶液中に空気による気泡を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊し超微細気泡を含む溶液を製造する工程を少なくとも含むことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明に用いる原水としては、水道水、軟化処理した処理水、純水、超純水、精製水、イオン交換水、蒸留水などを用いることができ、好ましくは、本発明の効果を更に発揮せしめる点から、純水、イオン交換水を用いることが望ましい。
なお、純水は、純水製造装置、例えば、Ｇ−２０Ｂ（オルガノ社製）などを用いることにより得られる。
【００１２】
本発明に用いる塩類は、原水を電解質溶液とするために用いるものである。
用いることができる塩類としては、例えば、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムなどが挙げられ、好ましくは、コスト、安全性の点から、塩化ナトリウムが望ましい。
この塩類の添加量（濃度）は、好ましくは、全量に対して、０．０１〜１質量％、更に好ましくは、０．０１〜０．１質量％とすることが望ましい。
この塩類の濃度が０．０１質量％未満であると、後述する超音波の処理において原水中に超微細気泡を十分に含ませることができず、一方、１質量％を越えると、製品としての無機系洗浄剤の洗浄力に悪影響を与えることとなる。
【００１３】
本発明に用いるメタ珪酸ナトリウムは、原水を電解質溶液とする電解質成分であると共に、洗浄成分として機能するものであり、メタ珪酸ナトリウムに属するものであれば、特に限定されずに無水物、水和物等を用いることができる。
このメタ珪酸ナトリウムの添加量（濃度）は、好ましくは、全量に対して、５〜１００ミリモル％、更に好ましくは、５〜５０ミリモル％とすることが望ましい。
このメタ珪酸ナトリウムの濃度が５ミリモル％未満であると、洗浄力が低下することとなり、一方、１００ミリモル％を越えると、アルカリ度が高すぎ安全性から取り扱いが困難となる。
【００１４】
本発明方法では、純水などの原水に塩類及びメタ珪酸ナトリウムを上述の如く好ましい範囲で添加し、必要により撹拌しながら添加して電解質溶液とし、この電解質溶液中に気泡発生器により空気による気泡（マイクロバブル、直径が５０μｍ以下の気泡）を発生させると同時に超音波発振器による超音波により気泡を圧壊し超微細気泡（ナノバブル、直径が１μｍ以下の気泡）を含む溶液を製造する。
気泡発生器としては、空気による気泡（マイクロバブル）を発生できるものであれば、特に限定されず、例えば、旋回加速器を利用した強制押込方式などを用いることができる。
この気泡発生器において、超微細気泡を効率良く生成せしめる点から、空気による気泡（マイクロバブル）を１ｍｌ当たり２万個以上発生させるものが望ましい。
【００１５】
また、超音波発振器としては、例えば、超音波を照射する超音波振動子を有するものが挙げられる。この照射される超音波の周波数は、超微細気泡を効率良く生成せしめる点から、好ましくは、１６ＫＨｚ以上、更に好ましくは、２８ＫＨｚ以上、特に好ましくは、
２８〜４０ＫＨｚの周波数であることが望ましい。
【００１６】
本発明方法では、本発明の効果を更に発揮せしめる点から、上述の気泡を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊させる工程（活性化工程）を少なくとも２時間以上行うことが好ましく、更に好ましくは、４〜６時間とすることが望ましい。
また、この活性化工程の際の原水（電解質溶液）の温度は、溶存ガスの溶解度を高く維持する点から、３０℃以下で行うことが好ましく、更に好ましくは、２０〜２５℃とすることが望ましい。
【００１７】
このようにして、得られた超微細気泡を含む塩類、メタ珪酸ナトリウム含有混合水（処理溶液）は、ｐＨ、Ｍアルカリ度及び塩素イオンの測定を行い、所定の基準値、ｐＨ１２．５〜１３．５、Ｍアルカリ度８００ｍｍｏｌ以上及び塩素イオン０．１％以下を満足していることを確認する。なお、この基準値は、洗剤としての一例を示すものである。
【００１８】
得られた処理溶液は、そのまま無機系の洗浄剤として容器等に充填、または、濾過フィルターを通して製品貯槽へ導入され、製品貯槽から所定量の洗浄剤が小分けされ製品とされる。
【００１９】
図１は、本発明方法の具体的実施形態の一例を示す概略図である。
本発明方法は、大別して第１工程〜第２工程から構成されるものである。図１に示すように、本発明方法の製造システム１は、第１工程で原水（水道水）２を溶解槽６内に導入する。
原水２は、調整弁３を介して活性炭濾過器（ハウジング型で活性炭フィルターを具備する）４に供給される。この濾過器４を介することにより、原水２から不溶性の不純物（浮遊物質を実質的に含まないこと）及び残留塩素が除去される。得られた原水は、純水装置５（ハウジング型で活性炭フィルターを具備する）に供給される。この純水装置５により原水２から溶解イオンが除去され、原水２は溶解槽（ステンレス製）６にバッチ形式（２ｍ2）で導入される。
【００２０】
溶解槽６内の原水２には、塩類である塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）２００ｇ及びメタ珪酸ナトリウム・９水塩１０８ｋｇを添加し撹拌機１１を用いて完全に溶解され、原水２が電解質溶液とされる。なお、塩類における塩化ナトリムの濃度は、０．０１〜１質量％の濃度であること、また、メタ珪酸ナトリウムは５〜１００ミリモル％の範囲で添加することが望ましい。
溶解槽６には気泡（マイクロバブル）発生器７、その気泡を圧壊し超微細気泡に生成する超音波発生器８が設けられている。活性化における原水の温度上昇を抑制するため原水の冷却器９が設けられ、原水の温度を３０℃以下にする。
このような原水２の活性化処理は、少なくとも２時間以上行うことが好ましい。
このようにして、得られた洗浄成分及び超微細気泡含有混合水は、ｐＨ、Ｍアルカリ度及び塩素イオンの測定を行い、所定の基準値を満足していることを確認する。
【００２１】
次に第２工程について説明する。この工程は、所定の基準値に達した処理溶液は、製品の無機系洗浄剤として移送ポンプ１０を介して濾過フィルター１２を通して製品貯槽１３へ導入される。濾過フィルター１２には、ハウジング型の糸巻きフィルターが使用され、製品貯槽１３は容量２００リットルの密閉槽である。製品貯槽１３には供給バルブ１４が設けられ、供給バルブ１４から所定量の洗浄剤が小分けされ製品１５として提供される。
なお、上記実施形態において、原水２に水道水を使用し、活性炭濾過器４、純水装置５を用いたが、経済的な負担が大きくない程度で純水を原水２として使用してもよい。
また、本発明方法にあっては、気泡（マイクロバブル）発生装置７を用い、気泡を発生させ、それを超音波発赤器８により圧壊し超微細気泡を含有する活性水を使用したが、薬品を加えた原水２を超微細気泡で活性化させ得るものであり限り、これらの装置を本発明方法の実施に使用することも可能である。
【００２２】
このように構成される本発明方法では、純水などの原水に塩類及びメタ珪酸ナトリウムを添加して電解質溶液とし、この電解質溶液中で物理的に極めて不安定な空気による気泡（マイクロバブル）を超音波により瞬時に圧壊させることで、超微細気泡（ナノバブル）で活性化された洗浄剤（液）となっているので、メタケイ酸ナトリウムを主剤とした無機系洗浄剤が安定した品質で得られると共に、経時的保存安定性及び洗浄力に優れた洗浄剤の製造方法及び洗浄剤が提供されるものとなる。
本発明では、得られる洗浄剤は、単にナノバブル水を含む水（洗浄水）に較べ、後述する実施例及び比較例で示すように、経時的保存安定性及び洗浄力に優れたものとなる。
【００２３】
本発明方法によって製造された無機系の洗浄剤は、原液のまま、または、適宜水で１〜５００倍に希釈して飲食店等の廃棄ダクト部分に付着した油脂汚れ等、家庭でのガスレンジ回り等の油脂汚れを簡単に落とすことができる。従って、今までにない洗浄効果の高い洗浄剤を製造することができ、有機薬品を一切含有しないことから、洗浄廃液の処理が簡単でかつ洗浄廃液の環境への負荷が少ない。このため、食品製造工場、加工処理場、外食産業の厨房などの食品取り扱い場所の洗浄に安全に導入することができる。
【実施例】
【００２４】
次に、実施例及び比較例により、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００２５】
〔実施例１〜２及び比較例１〜３〕
図１に準拠し、下記純水製造装置、気泡発生器、超音波発振器を用いて下記各方法により洗浄剤を調製した。得られた各洗浄剤について下記評価方法により、洗浄力試験（洗浄率、再汚染率）を行った。
これらの結果を下記表１及び表２に示す。
【００２６】
（純水製造装置）
オルガノ社製のＧ−２０Ｂを用いた。
（気泡発生器）
協和エンジニアリング社製のマイクロバブル発生装置（１ｍｌ当たり２万個以上のマイクロバブル発生装置）を用いた。
（超音波発振器）
シャープ社製の超音波発振機ＵＴ−１２０４Ｕ、超音波振動子ＵＩ−１２Ｒ３を用いた。超音波の周波数は、４０ＫＨｚで行った。
【００２７】
（洗浄力試験方法）
下記に示す財団法人洗濯科学協会「湿式人工汚染布による洗浄試験マニュアル」に準拠して洗浄力試験を行った。
具体的には、汚染布〔ＪＩＳ Ｋ ３３６２−１９９０、湿式人工汚染布：天然汚垢布（エリ垢布）、財団法人洗濯科学協会製〕による洗浄試験を行い、色差計（ＮＲ−３００、日本電色工業社製）で反射率（Ｙ値）を測定し、下記式に基づいて洗浄率、再汚染率を測定した。
（洗浄試験方法）
洗濯機：２槽式
洗剤濃度：原液１００倍希釈
洗浄水容量：１５リットル
洗浄時間：１５分
洗浄温度：２５℃
タオル負荷：バスタオル２枚、フェイスタオル５枚
浴比：１：１５
汚染布：人工汚垢
脱水：２分
すすぎ：１回目 常温３分、２回目 常温５分
乾燥：風乾
【００２８】
（洗浄率の算出方法）
洗浄率（％）＝〔＜洗浄後の汚染布反射率（Ｙ値）−洗浄前の汚染布反射率（Ｙ値）＞／＜汚染布の白布射率（Ｙ値）−洗浄前の汚染布反射率（Ｙ値）＞〕×１００
この洗浄率（％）の数値が１００に近い程、洗浄力がよいことを示し、完全に落ちた場合が１００％で、全く落ちない場合は０％である。
（再汚染率の算出方法）
再汚染率（％）＝〔洗浄後の白布反射率（Ｙ値）／洗浄前の白布反射率〕×１００
この再汚染率（％）の数値が１００に近い程、再汚染していないことを示し、例えば、再汚染率９９％とは１００−９９＝１％となり、１％しか汚れていないことになる。
【００２９】
（実施例１）
純水製造装置より得られた純水（原水）１００ｋｇを気泡発生器、超音波発生器が設けられた溶解槽に入れ、この原水に塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）１００ｇ及びメタ珪酸ナトリウム・９水塩５４００ｇを添加し撹拌機を用いて溶解して電解質溶液とした。塩化ナトリムの濃度は、０．１質量％、メタ珪酸ナトリウムは５０ミリモル％である。
この原水を気泡発生器、その気泡を圧壊し超微細気泡に生成する超音波発生器の活性化処理を原水２５℃で２時間行って洗浄剤（処理溶液）を得た。
このようにして、得られた洗浄成分及び超微細気泡含有混合水のｐＨ、Ｍアルカリ度及び塩素イオンの測定を行い、上述の所定の基準値を満足していることを確認した。
【００３０】
（実施例２）
上記実施例１において、塩化ナトリウム濃度０．０１質量％に代えた以外は上記実施例１と同様にして洗浄剤（処理溶液）を得た。
【００３１】
（比較例１）
上記実施例１において、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）及びメタ珪酸ナトリウムを添加しないで純水のみ、上記実施例１と同様にして洗浄剤（処理溶液）を得た。
（比較例２）
上記実施例１において、メタ珪酸ナトリウムを添加しないで塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を１００ｇを添加した以外は、上記実施例１と同様にして洗浄剤（処理溶液）を得た。
【００３２】
（比較例３、ジェイペック社製洗浄剤「ＮＯＶＡ」の配合組成）
メタ珪酸ナトリウム・９水塩１０質量％、塩化ナトリウム０．１質量％、残部純水からなる洗浄剤を用いた。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
上記表１の結果から明らかなように、本発明の範囲となる実施例１〜２は、本発明の範囲外となる比較例１〜３に較べて、洗浄力に優れると共に、再汚染防止性にも優れることが判った。
これに対して、比較例を個別的にみると、比較例１は塩化ナトリウム及びメタ珪酸ナトリウムを添加しないで純水から製造した洗浄剤であり、比較例２は塩化ナトリウムを単独添加して製造した洗浄剤であり、これらの場合、本発明の塩化ナトリウム及びメタ珪酸ナトリウムを添加して製造した実施例１及び２の洗浄剤に較べ、明らかに洗浄力に劣ることが判った。
比較例３は、メタ珪酸ナトリウム・９水塩１０質量％、塩化ナトリウム０．１質量％、残部純水からなる洗浄剤を用いたものであり、洗浄力は実施例１及び２の洗浄剤と較べると、やや劣る程度である。しかしながら、実施例１及び２ではメタ珪酸ナトリウムの添加量が５０ミリモル％（２．３質量％）であり、本発明となる実施例１及び２では、メタ珪酸ナトリウムの量が少ないもの（１／５程度）であってもその洗浄力は従来の洗浄剤よりも優れていることが判る。
更に、表２の結果は、実施例１及び２の洗浄剤を遮光性の密閉容器に入れ、常温（２５℃）下で３ヶ月放置した後の洗浄力試験結果であるが、経時的にもその洗浄性能は劣化せず、優れた洗浄性能を発揮できることが判った。なお、再汚染率も変化はなく、再汚染防止性にも優れていることが判った。
これらの結果等を総合すると、本発明は、所定の製造設備さえ備えればいかなる当業者も容易に本発明を再現でき、かつ、洗浄効果の高い洗浄剤を製造することができると共に、有機薬品を一切含有しないことから、洗浄作業時の人体への悪影響、例えば、手肌の肌荒れ等が少なく、洗浄廃液の処理が容易でかつ洗浄廃液の環境への負荷が少ないものであることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明方法は、既存の洗浄剤よりも洗浄効果が単に高いのみならず、環境負荷のより低い洗浄剤を簡便に製造するに資し、産業上の利用可能性が極めて高い洗浄剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の洗浄剤の製造方法を実施するための製造工程の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 製造システム
２ 原水
５ 純水装置
６ 溶解槽
７ 気泡（マイクロバブル）発生装置
８ 超音波発生器
１３ 製品貯槽
１５ 製品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種家庭用及び業務用として使用することができる、有機洗剤を含有しない無機系の洗浄剤の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、無機系洗浄剤としては、例えば、第三リン酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、硫酸ナトリウム、ホウ酸ナトリウム、ピロリン酸ナトリウムを主成分とする洗浄剤組成物が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
この洗浄剤組成物の製造方法は、４０〜８０℃の温度にした水に、第三リン酸ナトリウム１５〜４０質量％、メタケイ酸ナトリウム１５〜３５質量％、硫酸ナトリウム７〜１５質量％を加えて攪拌し、十分に溶解させた後、ホウ酸ナトリウム０．５〜１８質量％、ピロリン酸ナトリウム１２〜５０質量％を順次加えて攪拌し、溶解して洗浄剤原液を製造することが効果的である旨記載されている。
また、上記無機系洗浄剤組成物の製造方法とは異なるが、水質向上のために、電解質水溶液をマイナスイオン化する方法が種々知られている（例えば、特許文献２及び３参照）。
【０００３】
しかしながら、上述の無機系洗浄剤組成物にあっては、従来からそれなりの洗浄効果が見られているが、更に洗浄力及び安定した品質を得るために未だ改良の余地があり、優れた無機系洗浄剤組成物の製造方法が切望されているのが現状である。
【０００４】
一方、近年ナノバブルの工学的な利用への可能性が発表され、ナノバブル利用技術の開発が盛んになっている。ナノバブルの生成方法は、液体中において、液体の一部を分解ガス化する工程及び／又は該液体中で超音波を印加する工程からなるナノバブル（ナノオーダーの気泡）を生成する方法（例えば、特許文献４参照）や、ナノバブルを含む水により、物体の洗浄を行うことを特徴とするナノバブル利用洗浄方法及び装置（例えば、特許文献５参照）が知られている。
【０００５】
しかしながら、上記ナノバブルを含む水を用いる洗浄は、環境負荷が少ない点で好ましいものであるが未だ洗浄力が十分でなく、また、ナノバブルを含む水は、未だ経時的な保存安定性が十分でない点に課題があり、更に、ナノバブルの製造が工業的に確立されていない点などに課題があるのが現状である。
【特許文献１】特許第２８７６０５４号公報
【特許文献２】特開２００２−６９４９７号公報
【特許文献３】特開２００１−７９５５７号公報
【特許文献４】特開２００３−３３４５４８号公報
【特許文献５】特開２００４−１２１９６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記従来の課題及び現状等に鑑み、これを解消しようとするものであり、環境負荷が少なく、経時的安定性に優れると共に、洗浄力に優れ、安定した品質を与え、簡便でかつ汎用性の高い洗浄剤の製造方法及び洗浄剤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者等は、上記従来の課題等について、鋭意検討した結果、純水や、軟化処理水等を原水とし、この原水に特定の成分を添加して電解質溶液とし、該電解質溶液中に空気による気泡（マイクロバブル）を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊し超微細気泡を含む溶液を製造することにより、上記目的の洗浄剤の製造方法及び洗浄剤が得られることを見い出し、本発明を完成するに至ったのである。
【０００８】
すなわち、本発明は、次の（１）〜（５）に存する。
（１） 原水に塩類及びメタ珪酸ナトリウムを添加して電解質溶液とし、該電解質溶液中に空気による気泡を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊し超微細気泡を含む溶液を製造する工程を少なくとも含むことを特徴とする洗浄剤の製造方法。
（２） 塩類が塩化ナトリウムであって、その濃度が０．０１〜０．１質量％である上記（１）記載の洗浄剤の製造方法。
（３） メタ珪酸ナトリウムの添加量が、５〜１００ミリモル％である上記（１）又は（２）記載の洗浄剤の製造方法。
（４） 気泡を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊させる工程を少なくとも２時間以上行う上記（１）〜（３）の何れか一つに記載の洗浄剤の製造方法。
（５） 上記（１）〜（４）の何れか一つに記載の洗浄剤の製造方法により得られることを特徴とする洗浄剤。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、原水に塩類及びメタ珪酸ナトリウムを溶解した電解質溶液とし、これに気泡（マイクロバブル）を発生させると共に、超音波でこの気泡を圧壊し超微細気泡（ナノバブル）で活性化しているので、メタケイ酸ナトリウムを主剤とした無機系洗浄剤が安定した品質で得られると共に、経時的保存安定性及び洗浄力に優れた洗浄剤の製造方法及び洗浄剤が提供される。
また、本発明方法は、所定の製造設備さえ備えればいかなる当業者も容易に本発明方法を再現でき、かつ、洗浄効果の高い洗浄剤を製造することができ、有機薬品を一切含有しないことから、洗浄作業時の人体への悪影響、例えば、手肌の肌荒れ等が少なく、洗浄廃液の処理が容易でかつ洗浄廃液の環境への負荷が少ないものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を詳しく説明する。
本発明の洗浄剤の製造方法（以下、単に「本発明方法」という）は、原水に塩類及びメタ珪酸ナトリウムを添加して電解質溶液とし、該電解質溶液中に空気による気泡を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊し超微細気泡を含む溶液を製造する工程を少なくとも含むことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明に用いる原水としては、水道水、軟化処理した処理水、純水、超純水、精製水、イオン交換水、蒸留水などを用いることができ、好ましくは、本発明の効果を更に発揮せしめる点から、純水、イオン交換水を用いることが望ましい。
なお、純水は、純水製造装置、例えば、Ｇ−２０Ｂ（オルガノ社製）などを用いることにより得られる。
【００１２】
本発明に用いる塩類は、原水を電解質溶液とするために用いるものである。
用いることができる塩類としては、例えば、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムなどが挙げられ、好ましくは、コスト、安全性の点から、塩化ナトリウムが望ましい。
この塩類の添加量（濃度）は、好ましくは、全量に対して、０．０１〜１質量％、更に好ましくは、０．０１〜０．１質量％とすることが望ましい。
この塩類の濃度が０．０１質量％未満であると、後述する超音波の処理において原水中に超微細気泡を十分に含ませることができず、一方、１質量％を越えると、製品としての無機系洗浄剤の洗浄力に悪影響を与えることとなる。
【００１３】
本発明に用いるメタ珪酸ナトリウムは、原水を電解質溶液とする電解質成分であると共に、洗浄成分として機能するものであり、メタ珪酸ナトリウムに属するものであれば、特に限定されずに無水物、水和物等を用いることができる。
このメタ珪酸ナトリウムの添加量（濃度）は、好ましくは、全量に対して、５〜１００ミリモル％、更に好ましくは、５〜５０ミリモル％とすることが望ましい。
このメタ珪酸ナトリウムの濃度が５ミリモル％未満であると、洗浄力が低下することとなり、一方、１００ミリモル％を越えると、アルカリ度が高すぎ安全性から取り扱いが困難となる。
【００１４】
本発明方法では、純水などの原水に塩類及びメタ珪酸ナトリウムを上述の如く好ましい範囲で添加し、必要により撹拌しながら添加して電解質溶液とし、この電解質溶液中に気泡発生器により空気による気泡（マイクロバブル、直径が５０μｍ以下の気泡）を発生させると同時に超音波発振器による超音波により気泡を圧壊し超微細気泡（ナノバブル、直径が１μｍ以下の気泡）を含む溶液を製造する。
気泡発生器としては、空気による気泡（マイクロバブル）を発生できるものであれば、特に限定されず、例えば、旋回加速器を利用した強制押込方式などを用いることができる。
この気泡発生器において、超微細気泡を効率良く生成せしめる点から、空気による気泡（マイクロバブル）を１ｍｌ当たり２万個以上発生させるものが望ましい。
【００１５】
また、超音波発振器としては、例えば、超音波を照射する超音波振動子を有するものが挙げられる。この照射される超音波の周波数は、超微細気泡を効率良く生成せしめる点から、好ましくは、１６ＫＨｚ以上、更に好ましくは、２８ＫＨｚ以上、特に好ましくは、
２８〜４０ＫＨｚの周波数であることが望ましい。
【００１６】
本発明方法では、本発明の効果を更に発揮せしめる点から、上述の気泡を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊させる工程（活性化工程）を少なくとも２時間以上行うことが好ましく、更に好ましくは、４〜６時間とすることが望ましい。
また、この活性化工程の際の原水（電解質溶液）の温度は、溶存ガスの溶解度を高く維持する点から、３０℃以下で行うことが好ましく、更に好ましくは、２０〜２５℃とすることが望ましい。
【００１７】
このようにして、得られた超微細気泡を含む塩類、メタ珪酸ナトリウム含有混合水（処理溶液）は、ｐＨ、Ｍアルカリ度及び塩素イオンの測定を行い、所定の基準値、ｐＨ１２．５〜１３．５、Ｍアルカリ度８００ｍｍｏｌ以上及び塩素イオン０．１％以下を満足していることを確認する。なお、この基準値は、洗剤としての一例を示すものである。
【００１８】
得られた処理溶液は、そのまま無機系の洗浄剤として容器等に充填、または、濾過フィルターを通して製品貯槽へ導入され、製品貯槽から所定量の洗浄剤が小分けされ製品とされる。
【００１９】
図１は、本発明方法の具体的実施形態の一例を示す概略図である。
本発明方法は、大別して第１工程〜第２工程から構成されるものである。図１に示すように、本発明方法の製造システム１は、第１工程で原水（水道水）２を溶解槽６内に導入する。
原水２は、調整弁３を介して活性炭濾過器（ハウジング型で活性炭フィルターを具備する）４に供給される。この濾過器４を介することにより、原水２から不溶性の不純物（浮遊物質を実質的に含まないこと）及び残留塩素が除去される。得られた原水は、純水装置５（ハウジング型で活性炭フィルターを具備する）に供給される。この純水装置５により原水２から溶解イオンが除去され、原水２は溶解槽（ステンレス製）６にバッチ形式（２ｍ2）で導入される。
【００２０】
溶解槽６内の原水２には、塩類である塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）２００ｇ及びメタ珪酸ナトリウム・９水塩１０８ｋｇを添加し撹拌機１１を用いて完全に溶解され、原水２が電解質溶液とされる。なお、塩類における塩化ナトリムの濃度は、０．０１〜１質量％の濃度であること、また、メタ珪酸ナトリウムは５〜１００ミリモル％の範囲で添加することが望ましい。
溶解槽６には気泡（マイクロバブル）発生器７、その気泡を圧壊し超微細気泡に生成する超音波発生器８が設けられている。活性化における原水の温度上昇を抑制するため原水の冷却器９が設けられ、原水の温度を３０℃以下にする。
このような原水２の活性化処理は、少なくとも２時間以上行うことが好ましい。
このようにして、得られた洗浄成分及び超微細気泡含有混合水は、ｐＨ、Ｍアルカリ度及び塩素イオンの測定を行い、所定の基準値を満足していることを確認する。
【００２１】
次に第２工程について説明する。この工程は、所定の基準値に達した処理溶液は、製品の無機系洗浄剤として移送ポンプ１０を介して濾過フィルター１２を通して製品貯槽１３へ導入される。濾過フィルター１２には、ハウジング型の糸巻きフィルターが使用され、製品貯槽１３は容量２００リットルの密閉槽である。製品貯槽１３には供給バルブ１４が設けられ、供給バルブ１４から所定量の洗浄剤が小分けされ製品１５として提供される。
なお、上記実施形態において、原水２に水道水を使用し、活性炭濾過器４、純水装置５を用いたが、経済的な負担が大きくない程度で純水を原水２として使用してもよい。
また、本発明方法にあっては、気泡（マイクロバブル）発生装置７を用い、気泡を発生させ、それを超音波発赤器８により圧壊し超微細気泡を含有する活性水を使用したが、薬品を加えた原水２を超微細気泡で活性化させ得るものであり限り、これらの装置を本発明方法の実施に使用することも可能である。
【００２２】
このように構成される本発明方法では、純水などの原水に塩類及びメタ珪酸ナトリウムを添加して電解質溶液とし、この電解質溶液中で物理的に極めて不安定な空気による気泡（マイクロバブル）を超音波により瞬時に圧壊させることで、超微細気泡（ナノバブル）で活性化された洗浄剤（液）となっているので、メタケイ酸ナトリウムを主剤とした無機系洗浄剤が安定した品質で得られると共に、経時的保存安定性及び洗浄力に優れた洗浄剤の製造方法及び洗浄剤が提供されるものとなる。
本発明では、得られる洗浄剤は、単にナノバブル水を含む水（洗浄水）に較べ、後述する実施例及び比較例で示すように、経時的保存安定性及び洗浄力に優れたものとなる。
【００２３】
本発明方法によって製造された無機系の洗浄剤は、原液のまま、または、適宜水で１〜５００倍に希釈して飲食店等の廃棄ダクト部分に付着した油脂汚れ等、家庭でのガスレンジ回り等の油脂汚れを簡単に落とすことができる。従って、今までにない洗浄効果の高い洗浄剤を製造することができ、有機薬品を一切含有しないことから、洗浄廃液の処理が簡単でかつ洗浄廃液の環境への負荷が少ない。このため、食品製造工場、加工処理場、外食産業の厨房などの食品取り扱い場所の洗浄に安全に導入することができる。
【実施例】
【００２４】
次に、実施例及び比較例により、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００２５】
〔実施例１〜２及び比較例１〜３〕
図１に準拠し、下記純水製造装置、気泡発生器、超音波発振器を用いて下記各方法により洗浄剤を調製した。得られた各洗浄剤について下記評価方法により、洗浄力試験（洗浄率、再汚染率）を行った。
これらの結果を下記表１及び表２に示す。
【００２６】
（純水製造装置）
オルガノ社製のＧ−２０Ｂを用いた。
（気泡発生器）
協和エンジニアリング社製のマイクロバブル発生装置（１ｍｌ当たり２万個以上のマイクロバブル発生装置）を用いた。
（超音波発振器）
シャープ社製の超音波発振機ＵＴ−１２０４Ｕ、超音波振動子ＵＩ−１２Ｒ３を用いた。超音波の周波数は、４０ＫＨｚで行った。
【００２７】
（洗浄力試験方法）
下記に示す財団法人洗濯科学協会「湿式人工汚染布による洗浄試験マニュアル」に準拠して洗浄力試験を行った。
具体的には、汚染布〔ＪＩＳ Ｋ ３３６２−１９９０、湿式人工汚染布：天然汚垢布（エリ垢布）、財団法人洗濯科学協会製〕による洗浄試験を行い、色差計（ＮＲ−３００、日本電色工業社製）で反射率（Ｙ値）を測定し、下記式に基づいて洗浄率、再汚染率を測定した。
（洗浄試験方法）
洗濯機：２槽式
洗剤濃度：原液１００倍希釈
洗浄水容量：１５リットル
洗浄時間：１５分
洗浄温度：２５℃
タオル負荷：バスタオル２枚、フェイスタオル５枚
浴比：１：１５
汚染布：人工汚垢
脱水：２分
すすぎ：１回目 常温３分、２回目 常温５分
乾燥：風乾
【００２８】
（洗浄率の算出方法）
洗浄率（％）＝〔＜洗浄後の汚染布反射率（Ｙ値）−洗浄前の汚染布反射率（Ｙ値）＞／＜汚染布の白布射率（Ｙ値）−洗浄前の汚染布反射率（Ｙ値）＞〕×１００
この洗浄率（％）の数値が１００に近い程、洗浄力がよいことを示し、完全に落ちた場合が１００％で、全く落ちない場合は０％である。
（再汚染率の算出方法）
再汚染率（％）＝〔洗浄後の白布反射率（Ｙ値）／洗浄前の白布反射率〕×１００
この再汚染率（％）の数値が１００に近い程、再汚染していないことを示し、例えば、再汚染率９９％とは１００−９９＝１％となり、１％しか汚れていないことになる。
【００２９】
（実施例１）
純水製造装置より得られた純水（原水）１００ｋｇを気泡発生器、超音波発生器が設けられた溶解槽に入れ、この原水に塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）１００ｇ及びメタ珪酸ナトリウム・９水塩５４００ｇを添加し撹拌機を用いて溶解して電解質溶液とした。塩化ナトリムの濃度は、０．１質量％、メタ珪酸ナトリウムは５０ミリモル％である。
この原水を気泡発生器、その気泡を圧壊し超微細気泡に生成する超音波発生器の活性化処理を原水２５℃で２時間行って洗浄剤（処理溶液）を得た。
このようにして、得られた洗浄成分及び超微細気泡含有混合水のｐＨ、Ｍアルカリ度及び塩素イオンの測定を行い、上述の所定の基準値を満足していることを確認した。
【００３０】
（実施例２）
上記実施例１において、塩化ナトリウム濃度０．０１質量％に代えた以外は上記実施例１と同様にして洗浄剤（処理溶液）を得た。
【００３１】
（比較例１）
上記実施例１において、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）及びメタ珪酸ナトリウムを添加しないで純水のみ、上記実施例１と同様にして洗浄剤（処理溶液）を得た。
（比較例２）
上記実施例１において、メタ珪酸ナトリウムを添加しないで塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を１００ｇを添加した以外は、上記実施例１と同様にして洗浄剤（処理溶液）を得た。
【００３２】
（比較例３、ジェイペック社製洗浄剤「ＮＯＶＡ」の配合組成）
メタ珪酸ナトリウム・９水塩１０質量％、塩化ナトリウム０．１質量％、残部純水からなる洗浄剤を用いた。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】
上記表１の結果から明らかなように、本発明の範囲となる実施例１〜２は、本発明の範囲外となる比較例１〜３に較べて、洗浄力に優れると共に、再汚染防止性にも優れることが判った。
これに対して、比較例を個別的にみると、比較例１は塩化ナトリウム及びメタ珪酸ナトリウムを添加しないで純水から製造した洗浄剤であり、比較例２は塩化ナトリウムを単独添加して製造した洗浄剤であり、これらの場合、本発明の塩化ナトリウム及びメタ珪酸ナトリウムを添加して製造した実施例１及び２の洗浄剤に較べ、明らかに洗浄力に劣ることが判った。
比較例３は、メタ珪酸ナトリウム・９水塩１０質量％、塩化ナトリウム０．１質量％、残部純水からなる洗浄剤を用いたものであり、洗浄力は実施例１及び２の洗浄剤と較べると、やや劣る程度である。しかしながら、実施例１及び２ではメタ珪酸ナトリウムの添加量が５０ミリモル％（２．３質量％）であり、本発明となる実施例１及び２では、メタ珪酸ナトリウムの量が少ないもの（１／５程度）であってもその洗浄力は従来の洗浄剤よりも優れていることが判る。
更に、表２の結果は、実施例１及び２の洗浄剤を遮光性の密閉容器に入れ、常温（２５℃）下で３ヶ月放置した後の洗浄力試験結果であるが、経時的にもその洗浄性能は劣化せず、優れた洗浄性能を発揮できることが判った。なお、再汚染率も変化はなく、再汚染防止性にも優れていることが判った。
これらの結果等を総合すると、本発明は、所定の製造設備さえ備えればいかなる当業者も容易に本発明を再現でき、かつ、洗浄効果の高い洗浄剤を製造することができると共に、有機薬品を一切含有しないことから、洗浄作業時の人体への悪影響、例えば、手肌の肌荒れ等が少なく、洗浄廃液の処理が容易でかつ洗浄廃液の環境への負荷が少ないものであることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明方法は、既存の洗浄剤よりも洗浄効果が単に高いのみならず、環境負荷のより低い洗浄剤を簡便に製造するに資し、産業上の利用可能性が極めて高い洗浄剤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の洗浄剤の製造方法を実施するための製造工程の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 製造システム
２ 原水
５ 純水装置
６ 溶解槽
７ 気泡（マイクロバブル）発生装置
８ 超音波発生器
１３ 製品貯槽
１５ 製品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水に塩類及びメタ珪酸ナトリウムを添加して電解質溶液とし、該電解質溶液中に空気による気泡を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊し超微細気泡を含む溶液を製造する工程を少なくとも含むことを特徴とする洗浄剤の製造方法。
【請求項２】
塩類が塩化ナトリウムであって、その濃度が０．０１〜０．１質量％である請求項１記載の洗浄剤の製造方法。
【請求項３】
メタ珪酸ナトリウムの添加量が、５〜１００ミリモル％である請求項１又は２記載の洗浄剤の製造方法。
【請求項４】
気泡を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊させる工程を少なくとも２時間以上行う請求項１〜３の何れか一つに記載の洗浄剤の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一つに記載の洗浄剤の製造方法により得られることを特徴とする洗浄剤。
【請求項１】
原水に塩類及びメタ珪酸ナトリウムを添加して電解質溶液とし、該電解質溶液中に空気による気泡を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊し超微細気泡を含む溶液を製造する工程を少なくとも含むことを特徴とする洗浄剤の製造方法。
【請求項２】
塩類が塩化ナトリウムであって、その濃度が０．０１〜０．１質量％である請求項１記載の洗浄剤の製造方法。
【請求項３】
メタ珪酸ナトリウムの添加量が、５〜１００ミリモル％である請求項１又は２記載の洗浄剤の製造方法。
【請求項４】
気泡を発生させると同時に超音波により気泡を圧壊させる工程を少なくとも２時間以上行う請求項１〜３の何れか一つに記載の洗浄剤の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一つに記載の洗浄剤の製造方法により得られることを特徴とする洗浄剤。
【図１】
【公開番号】特開２００６−３０７０５３（Ｐ２００６−３０７０５３Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１３２５４７（Ｐ２００５−１３２５４７）
【出願日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【出願人】（５９１１９５０３１）株式会社ジェイペック (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２８日（２００５．４．２８）
【出願人】（５９１１９５０３１）株式会社ジェイペック (8)
【Ｆターム（参考）】
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