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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025003527
(43)【公開日】2025-01-09
(54)【発明の名称】洗浄方法
(51)【国際特許分類】
   E03D 11/02 20060101AFI20241226BHJP
   B01F 23/2375 20220101ALI20241226BHJP
   B01F 23/23 20220101ALI20241226BHJP
   B01F 25/45 20220101ALI20241226BHJP
【FI】
E03D11/02 A
B01F23/2375
B01F23/23
B01F25/45
【審査請求】有
【請求項の数】1
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024182609
(22)【出願日】2024-10-18
(62)【分割の表示】P 2023109244の分割
【原出願日】2017-04-13
(71)【出願人】
【識別番号】503376518
【氏名又は名称】東芝ライフスタイル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000567
【氏名又は名称】弁理士法人サトー
(72)【発明者】
【氏名】内山 具典
(72)【発明者】
【氏名】笹木 宏格
(57)【要約】
【課題】便器内を洗浄する。
【解決手段】洗浄方法は、水道から便器内に水道水を供給するための給水経路の途中に設けられた微細気泡発生器に水道水を通し、粒子径500nm以下の微細気泡を1mlあたり1×10^5個以上含み、かつ粒子径500nm以下の微細気泡の数に占める粒子径100nm±30nmの範囲内の微細気泡の数の割合が50%以上となっている微細気泡水を便器内に供給して便器内を洗浄する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
水道から便器内に水道水を供給するための給水経路の途中に設けられた微細気泡発生器に前記水道水を通し、
粒子径500nm以下の微細気泡を1mlあたり1×10^5個以上含み、かつ粒子径500nm以下の微細気泡の数に占める粒子径100nm±30nmの範囲内の微細気泡の数の割合が50%以上となっている微細気泡水を前記便器内に供給して前記便器内を洗浄する、
洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、洗浄方法、洗濯機、食器洗浄機、及び便器に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、マイクロバブルやナノバブルと称される粒子径が数十nm~数μmサイズの微細気泡が注目されてきており、多数の微細気泡を含んだ微細気泡水を用いて洗浄対象を洗浄する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2006-43103号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そこで、便器内を効果的に洗浄することができる洗浄方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本実施形態による洗浄方法は、水道から便器内に水道水を供給するための給水経路の途中に設けられた微細気泡発生器に前記水道水を通し、粒子径500nm以下の微細気泡を1mlあたり1×10^5個以上含み、かつ粒子径500nm以下の微細気泡の数に占める粒子径100nm±30nmの範囲内の微細気泡の数の割合が50%以上となっている微細気泡水を前記便器内に供給して前記便器内を洗浄する洗浄方法である。
【0006】
また、本実施形態による洗濯機、食器洗浄機、及び便器は、粒子径500nm以下の微細気泡の数に占める粒子径100nm±30nmの範囲内の微細気泡の数の割合が50%以上となっており、かつ、粒子径500nm以下の微細気泡が1mlあたり1×10^5個以上含まれている微細気泡水と、界面活性剤と、を混合させた洗浄液によって洗浄対象を洗浄する洗浄方法を用いたものである。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】一実施形態による洗浄方法で用いる微細気泡水に含まれる微細気泡の粒子径ごとの個数分布をグラフとして示す図
図2】一実施形態による洗浄方法で用いる微細気泡水に含まれる微細気泡の粒子径と個数との関係を表として示す図
図3】一実施形態による洗浄方法について洗浄性能の評価結果を表として示す図
図4】一実施形態による洗浄方法について洗浄性能の評価結果をグラフとして示す図
図5】一実施形態による洗浄方法で用いられる微細気泡発生器の一例を概略的に示す断面図
図6】一実施形態による洗浄方法で用いられる微細気泡発生器について、図5のX6-X6線に沿って示す断面図
図7】一実施形態による洗浄方法で用いる微細気泡水の粒子径ごとの個数分布を計測するの計測システムの構成を概略的に示す図
図8】一実施形態による洗浄方法で用いる微細気泡水について、計測システムで計測した結果をグラフとして示す図
図9】一実施形態による洗浄方法における微細気泡と界面活性剤との相互作用を概念的に示す図(その1)
図10】一実施形態による洗浄方法における微細気泡と界面活性剤との相互作用を概念的に示す図(その2)
図11】一実施形態による洗浄方法における微細気泡と界面活性剤との相互作用を概念的に示す図(その3)
図12】一実施形態による洗浄方法における微細気泡と界面活性剤との相互作用を概念的に示す図(その4)
図13】一実施形態による洗浄方法における微細気泡と界面活性剤との相互作用を概念的に示す図(その5)
図14】一実施形態による洗濯機の概略構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態は、粒子径500nm以下の微細気泡が1mlあたり1×10^5個以上含まれている微細気泡水、より好ましくは粒子径250nm以下の微細気泡が1mlあたり1×10^5個以上含まれている微細気泡水と、界面活性剤と、を混合させた洗浄液つまり界面活性剤溶液によって洗浄対象を洗浄する洗浄方法である。本実施形態において、界面活性剤は、石鹸等の天然由来の界面活性剤や、合成洗剤等に含まれた合成界面活性剤等を用いることができる。石鹸や合成洗剤は、固形や液体、紛体のいずれの形状であっても良い。
【0009】
微細気泡水は、直径がナノオーダーの微細気泡を多量に含む水又は溶液のことをいう。すなわち、本実施形態の洗浄方法に用いる微細気泡水は、粒子径がナノオーダーの微細気泡を、水道水に比べて多量に含んでいる。微細気泡は、例えば水等の液体が流れる流路の断面積を局所的に縮小することでその流路を通る液体を急激に減圧させ、これにより液体中の溶存空気を析出させることで発生させることができる。また、微細気泡は、例えば流路を通る水等の液体に対して外部の空気を高速で混入することで発生させることもできる。
【0010】
本実施形態の洗浄方法に用いられる微細気泡水は、図1に示すように、粒子径500nm以下の微細気泡の直径ごとつまり粒子径ごとの個数分布の最大ピークP1が粒子径100nm±70nmの範囲内、より好ましくは粒子径100nm±50nmの範囲内、更に好ましくは粒子径100nm±30nmの範囲内に収まるように設定されている。この場合、微細気泡の粒子径ごとの個数分布の最大ピークP1は、粒子径80nm付近に現れている。
【0011】
また、2番目のピークP2は、粒子径140nm付近に現れており、3番目のピークP3は粒子径110nm付近に現れている。また、4番目のピークP4は粒子径50nm程度付近に現れており、5番目のピークP5は粒子径220nm付近に現れている。本実施形態では、粒子径500nm以下の微細気泡の直径ごとの個数分布のうち、最大ピークP1を含む少なくとも2つのピーク、この場合、最大ピークP1と3番目のピークP3とが、粒子径100nm±30nmの範囲内に収まっている。
【0012】
本実施形態の洗浄方法に用いられる微細気泡水は、粒子径500nm以下の微細気泡の数に占める粒子径100nm±30nmの範囲内の微細気泡の数の割合が50%以上となるように設定されている。本実施形態の場合、図2に示すように、微細気泡水は、粒子径500nm以下の微細気泡を1mlあたり1.0×10^6個以上、この場合、1.25×10^6個程度含んでいる。このうち、粒子径100nm±30nmの範囲内にある微細気泡は、8.25×10^5個程度である。したがって、微細気泡水は、粒子径500nm以下の微細気泡の数に占める粒子径100nm±30nmの範囲内の微細気泡の数の割合が約66%となっている。
【0013】
本願発明者は、上記の微細気泡水を用いて、洗浄液中の微細気泡の数と、皮脂汚れに対する洗浄性能の向上率との相関性について、以下の手順により検証した。なお、本検証における微細気泡は、粒子径500nm以下のものを意味するものとする。
【0014】
(人工皮脂汚れの汚染成分の調製)
クロロホルムを溶媒としてオレイン酸及びトリオレインを溶かし、32.5%のオレイン酸及び17.5%のトリオレインを含む50%溶液を汚染成分とした。
【0015】
(試料の人工汚染及び調製)
上記汚染成分の溶液40mlを、150mm×200mmの綿布に均一になるように染み込ませ、室内にて24時間の自然乾燥を行った後、50mm角の布片に裁断して汚染布を得た。また、汚染成分の溶液を染み込ませていない綿布を、原布とした。
【0016】
(テスト方法)
汚染布の1つを、洗浄を行わない基準片とした。また、6つの汚染布を、それぞれ1.30×10^6個/mlの微細気泡を含む洗浄液、6.5×10^5個/mlの微細気泡を含む洗浄液、3.25×10^5個/mlの微細気泡を含む洗浄液、2.6×10^5個/mlの微細気泡を含む洗浄液、1.60×10^5個/mlの微細気泡を含む洗浄液、及び微細気泡を混入していない洗浄液の6種類の洗浄液によって洗浄し、その後、室内にて24時間の自然乾燥を行った。これにより、それぞれ評価片1~5、及び比較片を得た。
【0017】
なお、各洗浄液には、同一量の洗剤が溶解されている。すなわち、比較片を洗浄するための洗浄液は、水道水に市販の洗剤を規定量溶かしたものである。また、評価片1~5を洗浄するための洗浄液は、それぞれ上記所定の微細気泡を混入させた水道水に市販の洗剤を規定量溶かしたものである。洗剤の溶解量は、例えばその洗剤の取扱説明書に記載されている規定量である。また、比較片及び各評価片1~5の洗浄は、市販の洗濯機を用いて同一の運転内容にて行われた。
【0018】
次に、混合比がエタノール:水=13:7のエタノール水溶液の溶媒に、油溶性色素としてオイルバイオレッドを溶解させて、濃度0.664mg/mlの染色液を得た。そして、各評価片1~5及び比較片を、染色液に15分間浸して染色した後、エタノール水溶液、水の順ですすぎ、余分な染色液をすすぎ落とし、その後、比較片及び各評価片1~5及び比較片を、室内にて24時間の自然乾燥を行った。
【0019】
次に、色差計を用いて、各評価片1~5及び比較片の洗浄前色差として、原布と基準片との色差を計測した。また、各評価片1~5及び比較片の洗浄後色差として、原布と各評価片1~5及び比較片との色差を計測した。そして、次式(1)に基づいて評価片1~5及び比較片の洗浄度を算出し、比較片の洗浄度に対する各評価片1~5の洗浄度の比較を行った。
洗浄度=1-(洗浄後色差)/(洗浄前色差)・・・(1)
【0020】
試験の結果を図3に示している。なお、図3中の「混合割合」は、1mlあたり1.30×10^6個の微細気泡を含む微細気泡水を100%の微細気泡水とし、その100%の微細気泡水に水道水を混ぜて洗浄液を精製した場合において、洗浄液全体に占める微細気泡水の比率を示したものである。図3中の「微細気泡濃度」は、各洗浄液の1mlあたりに含まれる微細気泡の数を示している。そして、図3中の「対数値」は、各洗浄液の微細気泡濃度を、10を底とする常用対数で表したものである。
【0021】
図3に示す試験結果によると、1.30×10^6個/mlの微細気泡を含む洗浄液で洗浄を行った評価片1においては、微細気泡を含まない洗浄液で洗浄を行った比較片に対し、19.2%の洗浄性能の向上が見られた。また、6.5×10^5個/mlの微細気泡を含む洗浄液で洗浄を行った評価片2においては、微細気泡を含まない洗浄液で洗浄を行った比較片に対し、13.7%の洗浄性能の向上が見られた。また、3.25×10^5個/mlの微細気泡を含む洗浄液で洗浄を行った評価片3においては、微細気泡を含まない洗浄液で洗浄を行った比較片に対し、13.0%の洗浄性能の向上が見られた。
【0022】
また、2.6×10^5個/mlの微細気泡を含む洗浄液で洗浄を行った評価片4においては、微細気泡を含まない洗浄液で洗浄を行った比較片に対し、12.6%の洗浄性能の向上が見られた。そして、1.60×10^5個/mlの微細気泡を含む洗浄液で洗浄を行った評価片5においては、微細気泡を含まない洗浄液で洗浄を行った比較片に対し、10.7%の洗浄性能の向上が見られた。
【0023】
図4は、図3の各評価片1~5について、横軸を洗浄液中の微細気泡数の対数とし、縦軸を洗浄性能向上率として表したものである。そして、図4において横軸つまり洗浄液中の微細気泡の濃度をX軸とし、縦軸つまり洗浄性能の向上率をY軸とした場合において、最小二乗法により算出した近似曲線は、次式(2)で表すことができる。また、この場合の相関係数R^2は、0.908であった。
Y=(5.02×10^(-4))X^(3.25)・・・(2)
【0024】
図4、式(2)、及びその相関係数R^2によれば、洗浄液中の微細気泡量の増大に伴って、洗浄性能がほぼ線形的つまりほぼ一次直線的に向上しているのがわかる。すなわち、本試験により、洗浄液中の微細気泡の数と洗浄性能との間には、高い相関性があることがわかった。そして、式(2)によると、洗浄液中の微細気泡の数が1.0×10^5個/mlつまりX=5のときに、微細気泡を含まない通常の洗浄液で洗浄を行った場合に比べて洗浄性能が約9.4%向上することが導き出される。また、式(2)によると、洗浄液中の微細気泡の数が1.26×10^5個/mlつまりX=5.1のときに、微細気泡を含まない通常の洗浄液で洗浄を行った場合に比べて洗浄性能が約10%向上することが導き出される。この結果、洗浄液中に少なくとも1.0×10^5個/mlの微細気泡を含ませることで、微細気泡を含まない通常の洗浄液で洗浄を行った場合に比べて、約10%の洗浄性能を向上させることができることがわかった。
【0025】
ここで、上記試験では、図5及び図6に示す微細気泡発生器10を用いて、微細気泡水を生成した。微細気泡発生器10は、例えば合成樹脂製であって、全体として円筒形状に形成されている。微細気泡発生器10は、絞り部11、ストレート部12、及び突出部13を有している。絞り部11とストレート部12とは、連続した1本の流路を形成している。この場合、絞り部11側が入力側となり、ストレート部12側が出力側となる。
【0026】
絞り部11は、微細気泡発生器10の入力側から出力側へ向かって内径が縮小する形状、すなわち流路の断面積つまり内径が連続的に徐々に減少するようないわゆる円錐形のテーパ管状に形成されている。ストレート部12は、流路の断面積つまり内径が変化しない円筒形いわゆるストレート管状に形成されている。
【0027】
突出部13は、ストレート部12の長手方向の途中部分に設けられている。突出部13は、ストレート部12において水の通過可能な断面積を局所的に縮小することでストレート部12を通過する液体中に微細気泡を発生させるためのものである。本実施形態の場合、ストレート部12には、複数本この場合4本の突出部13が設けられている。各突出部13は、先端が尖った棒状の部材で構成され、ストレート部12の内周面からこのストレート部12の断面における中心方向へ向かって突出している。各突出部13は、ストレート部12の断面の周方向に向かって相互に等間隔に離間した状態で配置されている。
【0028】
微細気泡発生器10に対して絞り部11側から水が流入すると、絞り部11からストレート部12にかけて流路断面積が絞られることによって、流体力学のいわゆるベンチュリ効果により流速が高められる。そして、その高速流が突出部13に衝突することで圧力が急激に低下される。これにより、水中に溶存している空気を微細な気泡として多量に析出させることができる。
【0029】
微細気泡発生器10の性能の評価は、微細気泡発生器10に対して水を1回通過させて微細気泡水を生成した際に、その微細気泡水の単位量例えば1mlあたりに含まれている微細気泡の数とその微細気泡の粒子径ごとの個数分布を計測することによって行われる。なお、本実施形態では、微細気泡発生器10に対して水を1回のみ通過させて微細気泡水を生成することを、ワンパスと称する。
【0030】
微細気泡発生器10の性能の評価は、図7に示すような計測システム20を用いて行う。計測システム20は、微細気泡発生器10と、水槽21と、循環ポンプ22と、水槽21と循環ポンプ22との間を繋ぐ配管23、24とを備えている。微細気泡発生器10は、循環ポンプ22の吐出側に接続された配管23の途中部分つまり循環ポンプ22から水槽21へ至る配管23の途中部分に設けられている。
【0031】
水槽21内には所定量例えば10Lの超純水Wが貯留されている。循環ポンプ22は、超純水Wを水槽21と循環ポンプ22との間で循環させる。その際、微細気泡発生器10には、循環ポンプ22の作用により0.1MPaの圧力で超純水Wが印加される。これにより、微細気泡発生器10を通過した超純水W内に、微細気泡が析出して微細気泡水となる。そして、循環ポンプ22を所定時間駆動させ、超純水Wを循環させて微細気泡発生器10を複数回通過させることで、水槽21内の超純水Wに含まれる微細気泡の数を増大させた。
【0032】
本願発明者は、循環ポンプ22の駆動を開始してから所定の時間例えば約10分毎に水槽21内の超純水Wをサンプルとして採取した。そして、本願発明者は、採取した各サンプルについて、ナノ粒子解析装置(NANOSIGHT LM10、株式会社島津製作所製)を用いてナノ粒子トラッキング法(粒子軌跡トレース法とも称する)により解析しい、これにより1mlあたりの微細気泡の数を計測した。
【0033】
また、本願発明者は、超純水Wの循環流量と水槽21内の初期の貯留量とから超純水Wの1回の循環に要する時間を算出した。本実施形態の場合、1回の循環に要する時間は約1分である。そして、本願発明者は、1回の循環に要する時間と、サンプルの採取時間とから、各サンプルの採取時までに超純水Wが微細気泡発生器10を通過していた回数を算出した。以下の説明では、このようにして算出された回数、つまり循環ポンプ22を動作させてから各サンプルの採取時までに超純水Wが微細気泡発生器10を通過したと思われる回数を、通過回数と称する。
【0034】
図8は、各サンプルについて、通過回数を横軸とし微細気泡の発生量を縦軸としてプロットしたものである。図8の結果によれば、通過回数つまり超純水Wの循環回数が増えるほど、超純水Wに含まれる微細気泡の量も線形的に増えることがわかった。つまり、超純水Wが微細気泡発生器10を通過する回数が増えるほど、超純水W中の微細気泡が濃縮されることがわかった。すなわち、図8の結果によれば、微細気泡発生器10の通過回数つまり超純水Wの循環回数と、超純水Wに含まれる微細気泡の量とは、一次直線的な相関関係を有することがわかった。
【0035】
これによれば、水等の液体を微細気泡発生器10に対して1回通過させた場合に発生する微細気泡の数を、微細気泡発生器10のワンパスでの性能とすると、そのワンパスでの性能は、次のようにして求められる。すなわち、循環開始後の任意の時点において水槽21内の超純水Wをサンプル採取し、そのサンプル含まれる微細気泡の数を計測する。そして、その計測した微細気泡の数を、サンプル採取時点までの通過回数つまり循環回数で除算することで、微細気泡発生器10のワンパスでの性能が算出される。このようにして算出された性能つまり微細気泡の数は、一旦濃度を濃くしたうえで通過回数によって平均化されるため、測定装置の分解能や使用する水に含まれる微細気泡以外の微細粒子の影響を極力排除することができ、精度の良い評価結果を得ることができる。
【0036】
本実施形態において、図8に示す結果を見ると、10.6回分の循環によって、粒子径500nm以下の微細気泡が1mlあたり約1.48×10^7個生成されている。また、20.2回分の循環によって、粒子径500nm以下の微細気泡が1mlあたり約2.85×10^7個生成されている。そして、29.8回分の循環によって、粒子径500nm以下の微細気泡が1mlあたり約3.95×10^7個生成されている。これらの結果から、1回の通過によって、粒子径500nm以下の微細気泡が1mlあたり1.3~1.4×10^6個生成されていたことがわかる。したがって、本実施形態の洗浄方法に用いた微細気泡発生器10は、粒子径500nm以下の微細気泡を1mlあたり1.3~1.4×10^6個程度含む微細気泡水を、印加動水圧0.1MPaにおいてワンパスで生成できることがわかった。
【0037】
また、上記の洗浄性能の試験においては、微細気泡発生器10に水道水を1回のみ通過させた微細気泡水つまりワンパスで発生させた微細気泡水を、100%の微細気泡水とした。この100%の微細気泡水には、粒子径500nm以下の微細気泡が1mlあたり1.3×10^6個程度含まれている。そして、この100%の微細気泡水を水道水で薄めずに原液で用いることで、評価片1に用いる1.30×10^6個/mlの微細気泡を含む洗浄液を得た。また、100%の微細気泡水を水道水で50%に薄めることで、評価片2に用いる6.50×10^5個/mlの微細気泡を含む洗浄液を得た。
【0038】
また、100%の微細気泡水を水道水で25%に薄めることで、評価片3に用いる3.25×10^5個/mlの微細気泡を含む洗浄液を得た。また、100%の微細気泡水を水道水で20%に薄めることで、評価片4に用いる2.60×10^5個/mlの微細気泡を含む洗浄液を得た。そして、100%の微細気泡水を水道水で12.5%に薄めることで、評価片5に用いる1.60×10^5個/mlの微細気泡を含む洗浄液を得た。
【0039】
したがって、評価片1~5に用いる洗浄液は、いずれも微細気泡の粒子径ごとの個数分布のピーク及び割合は同一である。すなわち、評価片1~5に用いる洗浄液は、上述したように、いずれも粒子径500nm以下の微細気泡の粒子径ごとの個数分布の最大ピークが粒子径100nm±30nmの範囲内に収まっている。また、評価片1~5に用いる洗浄液は、上述したように、いずれも粒子径500nm以下の微細気泡の数に占める粒子径100nm±30nmの範囲内の微細気泡の数の割合が50%以上となっている。
【0040】
ここで、一般に微細気泡は、その気泡の粒子径によって次のように分類されている。例えば、粒子径が数μmから50μm程度つまりマイクロオーダーの気泡は、マイクロバブル又はファインバブルと称されている。これに対し、粒子径が数百nm~数十nm以下つまりナノオーダーの気泡は、ナノバブル又はウルトラファインバブルと称されている。
【0041】
気泡の粒子径が数百nm~数十nm以下になると、光の波長よりも小さくなるため視認することができなくなり、液体は透明になる。そして、ナノオーダーの微細気泡は、マイクロオーダー以上の気泡に比べて、総界面面積が大きいこと、浮上速度が遅いこと、内部圧力が大きいこと等の特性を有している。例えば、粒子径がマイクロオーダーの気泡は、その浮力によって液体中を急速に上昇し、液体表面で破裂して消滅するため、液体中の滞在時間が比較的短い。一方、粒子径がナノオーダーの微細気泡は、浮力が小さいため液体中での滞在時間が長い。
【0042】
上記試験では、界面活性剤を溶かした洗浄液中に微細気泡を含ませることで、微細気泡を含まない通常の洗浄液で洗浄を行った場合に比べて洗浄性能を向上させることができることがわかったが、これは、次のような原理であると想定される。すなわち、図9に示すように、通常、界面活性剤32は、ある濃度以上になると、界面活性剤32の疎水基同士が集まり、ミセル化して界面活性剤32の凝集体33を形成する。この凝集体33の粒子径は、数10nmとされている。一方、例えば粒子径500nm以下の微細気泡31は、その表面が負の電化に帯電して疎水性となっているため、界面活性剤32の疎水基を引き付ける。
【0043】
そのため、ミセル化した界面活性剤32の凝集体33を含む洗剤を、粒子径500nm以下の微細気泡31を含む微細気泡水に混ぜると、微細気泡31の表面の疎水性作用によって凝集体33のエネルギー的安定状態が崩れ、図10に示すように凝集体33が崩れて界面活性剤32の各分子が分散する。そして、分散した界面活性剤32の各分子は、界面活性剤32の疎水基と微細気泡31の疎水性を有する表面との相互作用により、微細気泡31の表面に吸着する。これにより、洗浄液に含まれる界面活性剤32は、微細気泡31に吸着されて複合体34を形成する。
【0044】
そして、図11に示すように、界面活性剤32と微細気泡31との複合体34は、微細気泡31の浮力等によって洗浄液中の広範囲にわたって拡散される。このため、界面活性剤32の各分子が、例えば繊維35に付着した皮脂汚れ成分36等に接触する確率が大幅に向上する。そして、図12に示すように、界面活性剤32と微細気泡31との複合体34が汚れ成分36に近づくと、汚れ成分36の表面の疎水作用によって界面活性剤32と微細気泡31とのエネルギー的安定性が崩れて、微細気泡31の変形や破裂が生じる。すると、界面活性剤32の各分子が分離して汚れ成分36に吸着するとともに、微細気泡31の破裂による衝撃等によって汚れ成分36が繊維35から浮き上がって剥がれ易くなる。
【0045】
この際、微細気泡31の破裂の衝撃によって生じた汚れ成分36と繊維35との隙間に、界面活性剤32が入り込み、汚れ成分36の乳化を促進させる。そして、界面活性剤32は、汚れ成分36を取り込んで乳化させることで汚れ成分36を繊維35から引き剥がし、これにより洗浄能力を発揮する。このようにして、微細気泡31は、界面活性剤32の洗浄能力を引き出しているとされる。
【0046】
本実施形態の洗浄方法は、例えば図14に示すように、洗濯機40に適用することができる。洗濯機40は、外箱41、トップカバー42、水槽43、回転槽44、パルセータ45、モータ46、注水装置50、及び微細気泡発生器10を備えている。洗濯機40は、回転槽44の回転軸が鉛直方向を向いたいわゆる縦軸型の洗濯機である。なお、洗濯機は、縦軸型に限られず、回転槽の回転軸が水平又は後方へ向かって下降傾斜した横軸型いわゆるドラム式洗濯機であっても良い。
【0047】
注水装置50は、外箱41の上部にあってトップカバー42の内部に設けられている。注水装置50は、第1給水弁51、第2給水弁52、第3給水弁53、接続口54、注水ケース60、及び微細気泡発生器10を有している。すなわち、洗濯機40において、微細気泡発生器10は、注水装置50の構成要素として注水装置50に組み込まれている。
【0048】
接続口54は、図示しないホースを介して水道の蛇口等の給水源に接続される。接続口54の下流側は複数本に分岐して、各給水弁51、52、53を介して注水ケース60に接続されている。本実施形態の場合、接続口54の下流側は3つに分岐し、各給水弁51、52、53を介して注水ケース60に接続されている。
【0049】
注水ケース60は、接続口54から供給された水を受けて、その受けた水を、注水口61から水槽43及び回転槽44内へ注水する。注水ケース60は、引き出し式の洗剤ケース62及び柔軟剤ケース63を有している。洗剤ケース62には、洗剤が投入され、柔軟剤ケース63には、柔軟剤が投入される。
【0050】
この構成において、第1給水弁51が開かれると、図示しない蛇口から接続口54に供給された水道水は、微細気泡発生器10を通過して微細気泡を含む微細気泡水となって、注水ケース60内の洗剤ケース62に供給される。そして、微細気泡発生器10を通過して洗剤ケース62内に供給された微細気泡水は、注水ケース60の底部に流れ落ち、その後、注水口61から水槽43及び回転槽44内へ注水される。このとき、洗剤ケース62内に洗剤が収容されていれば、その洗剤は、洗剤ケース62内に供給された微細気泡水に溶かされて、注水口61から水槽43及び回転槽44内へ流し落とされる。
【0051】
同様に、第2給水弁52が開かれると、図示しない蛇口から接続口54に供給された水道水は、注水ケース60内の洗剤ケース62に供給される。そして、洗剤ケース62内に供給された水道水は、注水ケース60の底部に流れ落ち、その後、注水口61から水槽43及び回転槽44内へ注水される。このとき、洗剤ケース62内に洗剤が収容されていれば、その洗剤は、洗剤ケース62内に供給された水道水に溶かされて、注水口61から水槽43及び回転槽44内へ流し落とされる。
【0052】
本実施形態では、第1給水弁51を開くことで微細気泡発生器10を通過して供給される微細気泡水と、第2給水弁52を開くことで微細気泡発生器10を通過せずに供給される水道水とは、注水ケース60内又は水槽43内で混合されて洗濯液となる。この場合、洗濯機40は、第1給水弁51と第2給水弁52との開閉時間やタイミングを調整することで、洗濯液における微細気泡水と水道水との混合割合を調整することができる。これにより、洗濯液に含まれる微細気泡の濃度を任意に調整することができる。
【0053】
また、第3給水弁53が開かれると、図示しない蛇口から接続口54に供給された水道水は、注水ケース60内の柔軟剤ケース63に供給される。そして、柔軟剤ケース63内に供給された水道水は、注水ケース60の底部に流れ落ち、その後、注水口61から水槽43及び回転槽44内へ注水される。このとき、柔軟剤ケース63内に柔軟剤が収容されていれば、その柔軟剤は、柔軟剤ケース63内に供給された水道水に溶かされて、注水口61から水槽43及び回転槽44内へ流し落とされる。なお、第3給水弁53の経路に、微細気泡発生器10を更に設けても良い。
【0054】
そして、洗濯機40は、水槽43及び回転槽44内に洗濯液を貯留した状態で、モータ46を駆動させてパルセータ45を回転させて回転槽44内の洗濯物を攪拌することで、洗濯動作を行う。この場合、微細気泡発生器10には、循環水ではなく水道水が印加されている。つまり、本実施形態において、洗濯液に用いる微細気泡水は、水道水を微細気泡発生器10に1回通過させることで発生させたもの、つまりワンパスで発生させたものである。なお、微細気泡発生器10は、洗濯機40内で洗濯液を循環させる循環経路の途中に設けてられても良い。これによれば、洗濯液を微細気泡発生器10に複数回通過させることで、洗濯液中の微細気泡の濃度を更に高めることができる。
【0055】
以上説明した実施形態による洗浄方法及び洗濯機40によれば、粒子径500nm以下の微細気泡が1mlあたり1×10^5個以上含まれている微細気泡水と、洗剤等の界面活性剤と、を混合させた洗浄液によって洗浄対象を洗浄する。
【0056】
これによれば、微細気泡の数及び粒子径を界面活性剤による洗浄に適したものにすることができる。これにより、微細気泡と界面活性剤との相互作用による効果を十分に引き出すことができ、その結果、微細気泡を含んでいない洗浄液で洗浄する場合に比べて、洗浄効率を向上させることができる。
【0057】
微細気泡は、表面に負の電荷を帯びている。そして、微細気泡の粒子径つまり粒子径が小さくなるほど、微細気泡の表面の負電荷は大きくなるとされている。そのため、微細気泡は、粒子径が小さくなるほど界面活性剤を吸着し易くなり、その結果、界面活性剤との集合体を形成し易くなる。しかしながら、微細気泡の粒子径が小さくなると、微細気泡の表面積が小さくなるため、1つの微細気泡が吸着できる界面活性剤の量が少なくなる。
【0058】
これに対し、本実施形態の洗浄方法及び洗濯機40に用いる微細気泡水は、粒子径500nm以下の微細気泡の粒子径ごとの個数分布の最大ピークが粒子径100nm±30nmの範囲内にある。これによれば、微細気泡の電気的特性による界面活性剤の吸着能力と、微細気泡のサイズによる界面活性剤の吸着量とを、適切な状態にすることができる。その結果、微細気泡と界面活性剤との相互作用による効果を更に効果的に引き出すことができる。
【0059】
また、本実施形態の洗浄方法及び洗濯機40に用いる微細気泡水は、粒子径500nm以下の微細気泡の数に占める粒子径100nm±30nmの範囲内の微細気泡の数の割合が50%以上となっている。これによっても、微細気泡の電気的特性による界面活性剤の吸着能力と、微細気泡のサイズによる界面活性剤の吸着量とを、更に適切な状態にすることができる。その結果、微細気泡と界面活性剤との相互作用による効果を更に効果的に引き出すことができる。
【0060】
また、実施形態による洗浄方法及び洗濯機40に用いられる微細気泡水は、水道水を微細気泡発生器10に1回通過させることで発生させたものである。これによれば、微細気泡発生器10に水道水を複数回通過させて微細気泡水を生成するものに比べて、微細気泡水の供給時間を短くすることができる。その結果、洗浄時間を短縮することができる。
【0061】
なお、上記実施形態の洗浄方法は、洗濯機40に限られず、例えば食器洗浄機や便器にも適用することができる。
上記実施形態の洗浄方法を食器洗浄機に適用する場合、食器洗浄機は、例えば上述した微細気泡発生器10を通して生成された微細気泡水を用いて、洗浄対象である食器を洗浄する。この場合、微細気泡発生器10は、水道から食器洗浄機内に水道水を供給するための給水経路や、食器洗浄機内に給水された水を循環させる循環経路の途中に設ければ良い。これにより、食器洗浄機内に、微細気泡発生器10を通って微細気泡を含んだ微細気泡水が供給される。そして、食器洗浄機内において、微細気泡水と食器用洗剤とが混合することで、上述したように、微細気泡と界面活性剤との相互作用による効果を効果的に引き出すことができる。
【0062】
また、上記実施形態の洗浄方法を便器に適用する場合、便器は、例えば上述した微細気泡発生器10を通して生成された微細気泡水を用いて、洗浄対象である便器内を洗浄する。この場合、微細気泡発生器10は、水道から便器内に水道水を供給するための給水経路の途中に設ければ良い。これにより、便器内に、微細気泡発生器10を通って微細気泡を含んだ微細気泡水が供給される。そして、便器内において、例えばユーザが便器内を掃除する際に便器内に投入した洗剤と、便器内に供給された微細気泡水とが混合することで、上述したように、微細気泡と界面活性剤との相互作用による効果を効果的に引き出すことができる。この場合、便器は、便器内に微細気泡水と共に洗剤を自動で供給する機構を備えていても良い。
【0063】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0064】
図面中、31は微細気泡、32は界面活性剤、40は洗濯機、を示す。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
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図13
図14