(57)【要約】【課題】  ワックス等の親水性の低い付着物を、水洗いによって簡単に洗い流すことを可能とする静電霧化装置及びこれを備えた親水化装置を提供する。【解決手段】  親水性の低い付着物１５を表面に有する処理対象物１を配置することのできる収納ボックス２内に、帯電微粒子水を噴霧することで付着物１５の親水性を向上させる静電霧化装置Ａを配置することで、親水化装置Ｂを構成する。処理対象物１に対して一定期間だけ帯電微粒子水を噴霧すれば、その後の水洗いによって付着物１５を簡単に洗い落とすことが可能となる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
親水性の低い付着物を表面に有する処理対象物に対して帯電微粒子水を噴霧することで該付着物の親水性を向上させる静電霧化装置であって、親水性向上用の帯電微粒子水を発生させる霧化電極と、霧化電極に水を供給する水供給手段と、霧化電極に供給された水に電圧を印加する電圧印加手段とを備えたことを特徴とする静電霧化装置。
【請求項２】
霧化電極から処理対象物が位置する方向にむけて距離を隔てた箇所に、対向電極を具備していることを特徴とする請求項１記載の静電霧化装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の静電霧化装置と、処理対象物を収納する収納ボックスとを備え、静電霧化装置から収納ボックス内に向けて親水性向上用の帯電微粒子水を噴霧させることを特徴とする親水化装置。
【請求項４】
１秒間に０．１５×１０１６個以上の帯電微粒子水を発生させることを特徴とする請求項３記載の親水化装置。
【請求項５】
付着物の親水性を向上させた後の処理対象物が配される収納ボックス内に洗浄水を供給して該付着物の洗浄処理を行う洗浄手段を具備することを特徴とする請求項３又は４記載の親水化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、親水性向上用の帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置及びこれを備えた親水化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面の付着物を水洗いで除去するための装置として、例えば特許文献１には、青果物の表面に付着した塵埃、農薬等の付着物を洗浄処理することのできる洗浄装置が提案されている。上記洗浄装置は、青果物を水槽中に入れた状態で攪拌させることで、表面の付着物を除去するものである。
【０００３】
ところで、柑橘類等はその表面にワックスを塗布した状態で販売されることが一般的であるが、このワックスのような付着物は、親水性が低いといった性質を有するため、水洗いで洗い落とすことが困難である。そのため、特許文献１に示すような従来の洗浄装置を用いても、簡単には洗い落とすことができない。加えて、特許文献１に示すような洗浄装置は大型であるため、一般家庭に備えるには不適である。
【０００４】
したがって、特に一般家庭にあっては、表面に付着するワックス等の付着物を除去しようとするには、手作業で長時間をかけて擦り落とす必要があり、非常に面倒な作業が強いられることになっていた。
【特許文献１】特開平６−２６９２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、ワックス等の親水性の低い付着物を、水洗いによって簡単に洗い流すことを可能とする静電霧化装置及びこれを備えた親水化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明を、親水性の低い付着物１５を表面に有する処理対象物１に対して帯電微粒子水を噴霧することで該付着物１５の親水性を向上させる静電霧化装置Ａであって、親水性向上用の帯電微粒子水を発生させる霧化電極６と、霧化電極６に水を供給する水供給手段８と、霧化電極６に供給された水に電圧を印加する電圧印加手段９とを備えたものとする。
【０００７】
このようにすることで、予め一定時間だけ付着物１５に帯電微粒子水を噴霧させておけば、その後は水洗いだけで簡単に付着物１５を除去することができる。そして、このために特別な薬剤や大型の装置が必要になるわけではないので、一般家庭においても安全且つ安価に利用可能となる。
【０００８】
なお、上記静電霧化装置Ａにおいては、霧化電極６から処理対象物１が位置する方向にむけて距離を隔てた箇所に、対向電極７を具備していることが好適である。このようにすることで、大量の帯電微粒子水を狙いの方向にむけて確実に噴霧させることができる。
【０００９】
また、上記課題を解決するために本発明を、上記静電霧化装置Ａと、処理対象物１を収納する収納ボックス２とを備え、静電霧化装置Ａから収納ボックス２内に向けて親水性向上用の帯電微粒子水を噴霧させる親水化装置Ｂにすることも好適である。
【００１０】
このようにすることで、収納ボックス２内に処理対象物１を収納しておき、収納中に静電霧化装置Ａから帯電微粒子水を噴霧させておけば、その後は水洗いだけで簡単に付着物１５を除去することができる。そして、このために特別な薬剤や大型の装置が必要になるわけではないので、一般家庭においても、収納ボックス２を床下収納庫等の食品収納庫として安全且つ安価に利用可能となる。
【００１１】
なお、上記親水化装置Ｂにおいては、１秒間に０．１５×１０１６個以上の帯電微粒子水を発生させることが好適である。このようにすることで、付着物１５の親水性を確実に低減させることができる。
【００１２】
また、上記親水化装置Ｂにおいては更に、付着物１５の親水性を向上させた後の処理対象物１が配される収納ボックス２内に洗浄水を供給して該付着物１５の洗浄処理を行う洗浄手段３を具備することも好適である。このようにすることで、収納ボックス２内に収納しておけば、収納したままで親水化処理、洗浄まで行うことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、帯電微粒子水を噴霧することで付着物の親水性を向上させておき、これにより噴霧後は簡単な水洗いによって付着物を容易に洗い流すことができるといった効果を奏する。また、このようにするために特別な薬剤や大型の装置が不要であるから、一般家庭においても安全且つ安価に利用できるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１には、本発明の実施形態における一例の親水化装置Ｂを概略的に示している。
【００１５】
この親水化装置Ｂは、静電霧化現象によって帯電微粒子水を大量に発生させて放出する静電霧化装置Ａと、処理対象物１を収納しておく収納ボックス２とを備えており、更に、この収納ボックス２内に収納される処理対象物１を洗浄処理する洗浄手段３を具備している。以下、各構成について詳述する。
【００１６】
まず、静電霧化装置Ａについて説明する。本例の静電霧化装置Ａは、図２に示すような各構成を装置ケース４内に収納し、装置ケース４に設けてある吐出口５から大量の帯電微粒子水を収納ボックス２内に噴霧させるものである。装置ケース４内には、棒状の霧化電極６と、霧化電極６の先端部６ａに対向して位置する対向電極７と、霧化電極６に対して継続的に水を供給する水供給手段８と、この霧化電極６に供給された水に高電圧を印加することで静電霧化現象を生じさせる電圧印加手段９とを配置している。なお、本例の静電霧化装置Ａは、１秒間に０．１５×１０１６個（３０μｍｏｌ／ｌ）の帯電微粒子水を発生させるように設けてある。
【００１７】
上記水供給手段８は、空気中の水分を基に結露水を生成して霧化電極６に供給するものであって、冷却側および放熱側を有するペルチェユニット１０と、ペルチェユニット１０の冷却側に接続される冷却板１１と、ペルチェユニット１０の放熱側に接続される放熱板１２とを有している。冷却板１１には、霧化電極６の基端部６ｂを接続させている。また、放熱板１２には更に放熱フィンを接続させてあってもよい。
【００１８】
つまり、本例の静電霧化装置Ａにあっては、霧化電極６を冷却して該霧化電極６の表面に結露水を直接的に生成させる。そして、ここで生じた結露水に対し、対向電極７との間でマイナスの高電圧を印加させることによって、霧化電極６の先端部６ａにおいて所謂レイリー分裂を生じさせ、帯電微粒子水を継続的に発生させる。したがって、外部からの水供給は不要である。
【００１９】
ここで生じる帯電微粒子水は、その粒径がナノメータサイズ（例えば１０〜３０ナノメータ）と非常に小さく、且つ、マイナス帯電したものである。また、帯電微粒子水中には、同時に生成されるヒドロキシラジカル等の活性種が含まれる。これらの活性種は非常に反応性に富み、通常は空気中に長時間存在することが困難であるが、帯電微粒子水にあっては水に保護された形で存在することから寿命が長くなっている。
【００２０】
なお、静電霧化装置Ａは帯電微粒子水を大量に生成できるものであればよく、図示の実施形態に限定されるわけではない。水供給手段８について言えば、タンク等の水貯留部から霧化電極６に水を順次搬送する等の、他の構成であってもよい。また、本例では霧化電極６と対を成す対向電極７を、霧化電極６から処理対象物１が位置する方向にむけて距離を隔てた箇所に配しているが、対向電極７を備えない構造としてもよい。対向電極７を備えない場合であっても、霧化電極６にマイナスの高電圧を印加することで帯電微粒子水を発生させることができる。但し、処理対象物１の付着物１５に対して後述の親水化作用を十分に及ぼすためには、１秒間に０．１５×１０１６個（３０μｍｏｌ／ｌ）以上の帯電微粒子水を発生させることが好適である。
【００２１】
次に、収納ボックス２やこれに収納される処理対象物１について説明する。上記収納ボックス２は、親水性の低い付着物１５を表面に塗布してある処理対象物１を一つ又は複数収納した状態で、略密閉させておくものである。ここでは処理対象物１として、グレープフルーツやレモンといった柑橘類を一例として用いており、また、親水性の低い付着物１５として、これら柑橘類の表面に塗布されるワックスを同じく一例として用いている。上記ワックスは、保護膜としての効果や艶出しの効果を発揮するものであり、カルナウバワックス、シェラックロウ、蜜蝋等が好適に用いられる。上記ワックスは疎水性であるために水を弾き、したがって、水洗いで簡単には洗い落とすことができない。
【００２２】
次に、収納ボックス２に備える洗浄手段３について説明する。洗浄手段３は、洗浄水を溜め置いてある水タンク１６と、水タンク１６と収納ボックス２とを連通させる給水路１７と、給水路１７中に配される給水ポンプ１８と、収納ボックス２内に配される攪拌機１９と、収納ボックス２の底部に開口させてある開閉自在な排水口２０とから成る。つまり、排水口２０を閉じたうえで給水ポンプ１８を用いて水タンク１６中の洗浄水を収納ボックス２に供給し、処理対象物１を洗浄水に浸した状態（図中の想像線参照）にして攪拌機１９を駆動させることにより、該処理対象物１が表面に有する付着物１５を水洗いする構造になっている。洗浄完了後は、排水口２０を開口させて排水を行う。
【００２３】
上記構成から成る本例の親水化装置Ｂにおいては、まず適宜の処理対象物１を収納ボックス２内に収納しておき、この間継続的に静電霧化装置Ａを駆動させて、収納ボックス２内に帯電微粒子水を大量に噴霧させておく。すると、処理対象物１表面にある親水性の低い付着物１５は、大量の帯電微粒子水に継続的に晒されることとなり、帯電微粒子水が及ぼす親水化作用によってその親水性を向上させる。この親水化処理については、実験結果等に基づいて後述する。
【００２４】
付着物１５の親水性を一定レベルまで高めた後に、上述した洗浄手段３を用いて収納ボックス２内で処理対象物１を水洗いすることで、手洗い等の面倒な作業を強いることなく、処理対象物１の付着物１５を洗い落とすことができる。しかも、この親水化処理のために、特別な薬剤や大型の装置は不要であるため、一般家庭にあっても安価に且つ安全に設置可能となる。
【００２５】
次に、帯電微粒子水による親水化処理について、更に詳述する。図３には、処理対象物１としてアルミ箔を用い、該アルミ箔の表面に付着物１５としてカルナウバワックスを塗布し、このカルナウバワックスに対して静電霧化装置Ａが噴霧する帯電微粒子水を１０．５時間だけ継続して直曝させた場合の実験を示している。図４には、この直爆前後のカルナウバワックスのＦＴ−ＩＲ分析の結果を示している。
【００２６】
図４の上側は、帯電微粒子水を噴霧する前のカルナウバワックスのＩＲ分析の結果であり、図４の下側は、帯電微粒子水を１０．５時間噴霧させた後のカルナウバワックスのＩＲ分析の結果である。図示のように、直爆前後を比較すると、直爆後は不飽和二重結合（−Ｃ＝Ｃ−）とエステル結合が減少し、ヒドロキシ基（−ＯＨ）が増加していることが観測される。つまり、帯電微粒子水に含まれるヒドロキシラジカル等の活性種が作用することにより、カルナウバワックスの不飽和二重結合やエステル結合が減少して低分子化されるとともに、ヒドロキシ基が増加し、その結果としてカルナウバワックスの親水性が向上したことが示唆される。
【００２７】
図５に示す別の実験は、処理対象物１として市販のグレープフルーツを用い、このグレープフルーツの表面に塗布した付着物１５であるワックスに対して、静電霧化装置Ａから帯電微粒子水を噴霧させる実験である。図６は、噴霧前後のＦＴ−ＩＲ分析の結果を示すものであり、図７は、噴霧後に攪拌水洗いを行ったときの付着物１５の残存量を示すものである。
【００２８】
この実験では、容量８Ｌの収納ボックス２内に半割りのグレープフルーツを２個配置し、同じく収納ボックス２内に配置している静電霧化装置Ａから収納ボックス２内に帯電微粒子水を継続的に噴霧させる。収納ボックス２の環境は、温度５℃、湿度９９％であり、この収納ボックス２内において静電霧化装置Ａを連続駆動させる。ここでは、収納ボックス２内に静電霧化装置Ａを二つ配置しているので、１秒間に０．３×１０１６個程度の帯電微粒子水が連続的に噴霧される。
【００２９】
図６には、帯電微粒子水を噴霧する前のワックスの分析結果と、帯電微粒子水を１日間に亘って噴霧させた後のワックスの分析結果を重ねて示している。図中に矢印で示すように、噴霧前後を比較すると、噴霧後は不飽和二重結合（−Ｃ＝Ｃ−）が減少し、ヒドロキシ基（−ＯＨ）が増加していることが観測される。つまり、帯電微粒子水に含まれるヒドロキシラジカル等の活性種が作用することにより、ワックスの不飽和二重結合が減少して低分子化されるとともに、ヒドロキシ基が増加し、その結果としてワックスの親水性が向上したことが示唆される。
【００３０】
図７（ａ）には、攪拌水洗いを行った後のワックス残存量を示しており、収納ボックス２内で１日間に亘って静電霧化装置Ａを連続駆動させて帯電微粒子水を噴霧した場合と、２日間に亘って静電霧化装置Ａを連続駆動させて帯電微粒子水を噴霧した場合とを、比較している。ここでの攪拌水洗いは、水を充填したビーカー中にグレープフルーツを浸し、約６０回転／分の回転速度で１分間攪拌させることにより行う。
【００３１】
図示のように、帯電微粒子水を噴霧しない場合には、上記方法の攪拌水洗いのみではワックスを洗い落とすことができない。これに対して、帯電微粒子水を１日間に亘って噴霧した場合には、噴霧後の攪拌水洗いによってワックスを６９％除去できた。また、帯電微粒子水を２日間に亘って噴霧した場合には、噴霧後の攪拌水洗いによってワックスを７０％除去できた。上記実験結果から、付着物１５であるワックスは、所定量以上の帯電微粒子水を一定期間噴霧することによって親水性が向上し、これにより、水洗いによって容易に除去可能となっていることが分かる。
【００３２】
図７（ｂ）、（ｃ）には、攪拌水洗いを行った後の防カビ剤の残存量を示している。図７（ｂ）はイマザリルの残存量、（ｃ）はＴＢＺの残存量を示しているが、共にワックスと同様、攪拌水洗いのみでは洗い落とすことができないのに対して、帯電微粒子水を１日以上に亘って噴霧した場合には、攪拌水洗いで除去可能になることが分かる。防カビ剤はワックスに僅かな量だけ含有されているので、親水性に変性しているか否かの判断は難しいが、少なくともワックスと共に攪拌水洗いによって洗い落とされるものと考えられる。
【００３３】
なお、ここで用いるグレープフルーツは、同一固体を半割りにした一方をワックス等の初期量測定に用い、他方を、帯電微粒子水の噴霧後に水洗いを行う処理対象物１として用いる。
【００３４】
図８に示すまた別の実験では、容量７０Ｌの収納ボックス２内に処理対象物１である半割りのグレープフルーツを３個配置し、収納ボックス２内に１個配置した静電霧化装置Ａから、１秒間に０．１５×１０１６個程度の帯電微粒子水を収納ボックス２内に噴霧するように設けている。収納ボックス２の環境は、温度５℃、湿度９９％であり、この収納ボックス２内において静電霧化装置Ａを連続駆動させている。図９は、攪拌水洗いによる付着物１５の除去を説明するものであり、図１０は、手洗い（擦り洗い）による付着物１５の除去を説明するものである。ここで用いるグレープフルーツは、同一固体を半割りにした一方をワックスの初期量測定に用い、他方を帯電微粒子水の噴霧後に水洗いを行う処理対象物１として用いる。
【００３５】
図９には、付着物１５であるワックスに攪拌水洗いを行った後の残存量を示しており、収納ボックス２内で３日間に亘って静電霧化装置Ａを連続駆動させて帯電微粒子水を噴霧した場合と、７日間に亘って静電霧化装置Ａを連続駆動させて帯電微粒子水を噴霧した場合とを、比較している。ここでの攪拌水洗いは、図５等に示す実験と同様に、水を充填したビーカー中にグレープフルーツを浸し、約６０回転／分の回転速度で一分間攪拌させることにより行う。
【００３６】
図示のように、帯電微粒子水を３日間に亘って噴霧した場合には、噴霧後の攪拌水洗いによってワックスを３７％除去でき、帯電微粒子水を７日間に亘って噴霧した場合には、噴霧後の攪拌水洗いによってワックスを３３％除去できた。上記実験結果から、図５等に示す実験と比較して除去率は劣るものの、この条件で帯電微粒子水を３日程度継続して噴霧すれば攪拌水洗いで除去可能になることが分かる。
【００３７】
図１０には、帯電微粒子水を噴霧しない場合と、収納ボックス２内で３日間に亘って帯電微粒子水を噴霧した場合における、手洗いによるワックス除去量の違いを示している。図示のように、手洗いでワックスを除去するに際して、３日間に亘って帯電微粒子水を噴霧した場合には、帯電微粒子水を噴霧しない場合と比べて、１０秒当たり約３．４倍の量でワックスを除去することができる。また、３日間に亘って帯電微粒子水を噴霧した場合には、ワックスを０．０１ｍｇ／ｃｍ２だけ除去するために必要な手洗い時間を、帯電微粒子水を噴霧しない場合と比べて約７４％短縮できることが分かる。
【００３８】
なお、図５等に示す実験や図８等に示す実験では、市販のグレープフルーツに塗布されるワックスを付着物１５としてこれに帯電微粒子水を噴霧しているが、このワックスはカルナウバワックス、シェラックロウ、蜜蝋又はこれらに類する適宜のワックスであると考えられる。図１１には、市販のグレープフルーツに塗布されるワックスと、カルナウバワックスと、蜜蝋のＦＴ−ＴＲ分析の結果を重ねて示しているが、図示のとおり、いずれもピークを示す波数が概一致している。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態における一例の静電霧化装置を備えた親水化装置を示す概略図である。
【図２】同上の静電霧化装置の構造を示す断面図である。
【図３】同上の静電霧化装置を用いた実験の説明図である。
【図４】同上の実験のＩＲ結果を示すグラフ図である。
【図５】同上の静電霧化装置を用いた別の実験の説明図である。
【図６】同上の実験のＩＲ結果を示すグラフ図である。
【図７】同上の実験の水洗い後の残存量を示すグラフ図であり、（ａ）はワックス残存量、（ｂ）はイマザリル残存量、（ｃ）はＴＢＺ残存量である。
【図８】同上の静電霧化装置を用いた更に別の実験の説明図である。
【図９】同上の実験の水洗い後のワックス残存量を示すグラフ図である。
【図１０】同上の実験の手洗い後のワックス除去量を示すグラフ図である。
【図１１】各ワックスのＩＲ結果を比較するグラフ図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  処理対象物
２  収納ボックス
３  洗浄手段
６  霧化電極
７  対向電極
８  水供給手段
９  電圧印加手段
１５  付着物
Ａ  静電霧化装置
Ｂ  親水化装置
【図１】
2010064051.tif 000003
【図２】
2010064051.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010064051.tif 000006
【図５】
2010064051.tif 000007
【図６】
2010064051.tif 000008
【図７】
2010064051.tif 000009
【図８】
2010064051.tif 000010
【図９】
2010064051.tif 000011
【図１０】
2010064051.tif 000012
【図１１】
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