(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックス担体の表面にトルマリンを含有させたセラミックス粉末原料を付着させ、焼成してトルマリン含有被膜を形成した水改質材において、
前記担体はゼオライト、バクハン石を粉砕混合したものと成したことを特徴とする水改質材。
【請求項２】
セラミックス粉末を成形し、焼成して担体を形成したことを特徴とする請求項１記載の水改質材。
【請求項３】
被膜は、トルマリン粉末、硼砂、珪酸ソーダ粉末を混合したものと成したことを特徴とする請求項１又は２記載の水改質材。
【請求項４】
請求項１乃至３記載の水改質材に、マグネシアを主成分とする副水改質材を混合したことを特徴とする水改質材。
【請求項５】
セラミックス担体の表面にトルマリンを含有させたセラミックス粉末原料を付着させ、焼成してトルマリン含有被膜を形成する様にした水改質材の製造方法において、
前記担体をゼオライト、バクハン石を粉砕混合して成す様にしたことを特徴とする水改質材の製造方法。
【請求項６】
セラミックス粉末を成形し、焼成して担体を形成する様にしたことを特徴とする請求項５記載の水改質材の製造方法。
【請求項７】
被膜をトルマリン粉末、硼砂、珪酸ソーダ粉末を混合して成す様にしたことを特徴とする請求項５又は６記載の水改質材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水噴射だけで自動車、鉄道車輌、船舶等の表面を洗浄すると共に、被洗浄面に被膜形成する洗浄装置に使用される水改質材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車、鉄道車輌、船舶等の表面は、降雨、埃等の付着で汚濁されるために、定期的な洗浄が必要であった。
特に、自動車等を洗浄する時は、一般的に洗剤を併用して洗車した後に、ワックス掛けを行っていたために、手間、コストが必要であると共に、洗剤等による環境汚染も発生していた。
又、最近では特殊配合ポリマーによる被膜形成も一部で行われる様になって来たが、コスト高の欠点を有していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、洗浄作業の省力化、低コスト化を図ると共に、洗剤、ワックス等の薬剤類を不要にする洗浄装置に使用される水改質材及びその製造方法を提供する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、自動車等の洗浄は手間、コストが掛かる課題、及び薬剤使用で環境が汚染される課題に鑑み、洗浄装置に使用される水改質材であって、セラミックス担体の表面にトルマリンを含有させたセラミックス粉末原料を付着させ、焼成してトルマリン含有被膜を形成した水改質材において、前記担体は、吸着作用を有するゼオライト、バクハン石を粉砕混合したものと成すことにより、担体とトルマリン含有被膜の焼結固着を強固にして、水改質材を半永久使用、長期間使用可能とする。
又、前記トルマリン含有被膜の形成時に１０００℃以下で焼成することによって、トルマリンが結晶の形を変えて、電気的特性を失ってしまうのを防止する。
そして、この水改質材を洗浄装置に使用すれば、トルマリン含有被膜から溶出したホウ酸シリカが源水に含有されると共に、トルマリンの作用で、ホウ酸シリカは帯電し、且つ源水は電気分解、水改質されて活性水となるため、洗浄力が向上すると共に、含有ホウ酸シリカは電着作用で被洗浄物の表面に付着される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の水改質材が充填使用される洗浄装置１は、基体ケース２内に水活性タンク３と高圧水の送水装置４が内装されている。
【０００６】
水活性タンク３は上部に着脱自在な蓋体５を有し、水活性タンク３内に多数の数ｍｍ大の球状（粒状）の水改質材６、６ａ…が充填されたカートリッジ７を交換自在に装着している。
そして、水活性タンク３の下部に送水圧が付加された水道水の給水パイプ８ａが直結される給水口８を設け、水活性タンク３の上部と送水装置４は連結パイプ９で連通させている。
尚、水活性タンク３の供給側及び排水側に夫々設けた給水口８と連結パイプ９の口径は、排水下流側の連結パイプ９のものを小径と成している。
又、送水装置４の高圧水の送出口１０に高圧ホース１１、ガン１２、ノズル１３を順次、接続する様にしている。
【０００７】
尚、水活性タンク３には外部へ活性水を取出す吐出口１４を設け、更に、基体ケース２に車輪１５、取手１６、脚体１７、スイッチ、及び電源プラグ等を付設すると共に、上面に載置部を設けている。
【０００８】
次に本発明に係る水改質材を使用した自動車等の洗浄方法について説明する。多数の粒状の水改質材６、６ａ…を収納した通水自在なカートリッジ７が装着されている水活性タンク３の給水口８に水道水の給水パイプ８ａを接続し、送水装置４の活性洗浄水の送出口１０に高圧ホース１１、ガン１２及びノズル１３を順次接続し、送水装置４を作動させる。
【０００９】
洗浄装置１の作動開始により、給水口８から送水された源水（水道水）は水活性タンク３の通過時に、水改質材６、６ａ…のトルマリン含有被膜１８から溶出したホウ酸シリカＳ１、Ｓ２…（低温ガラス）が源水に含有されると共に、トルマリンの作用で、ホウ酸シリカＳ１、Ｓ２…は帯電し、且つ源水は電気分解、水改質されて活性水となり、水活性タンク３から連結パイプ９を経由して送水装置４に送水される。
【００１０】
送水装置４に流入したホウ酸シリカ含有活性水は高圧ホース１１、ガン１２等を経由してノズル１３から自動車等の表面Ｗ（ガラス表面その他の表面も含む）に洗浄高圧水として噴出され、自動車等の表面Ｗに付着した汚れを活性洗浄水が洗浄すると共に、洗浄水に含有されているホウ酸シリカＳ１、Ｓ２…は、電荷により表面Ｗに付着し、且つ表面Ｗの微細な凹凸に入り込み、表面Ｗにガラス質の薄い被膜Ｍ１を形成する。
【００１１】
次に、上述の基本的な洗浄方法における詳細な作用を説明する。
先ず、源水が流入する水活性タンク３内に収納した多数の粒状の水改質材６、６ａ…、２０、２０ａ  …は２種類のものが収納される。
【００１２】
１種類目の水改質材６、６ａ…の成分はゼオライト、バクハン石及びトルマリンを混合焼結形成したもの、又はゼオライト、バクハン石を混合焼結形成した担体１９の表面にトルマリン含有被膜１８を焼結形成したものであり、この水改質材６、６ａ…は低温ガラスであるホウ酸シリカＳ１、Ｓ２…を含有していることにより、水活性タンク３内で流通する源水に微量溶出し、源水に混入する。
【００１３】
尚、水改質材６、６ａ…の表面に固着され被膜１８を形成するトルマリンは、ホウ素を含む珪酸塩鉱物の一種であり、加圧（圧力変化）したり、衝撃を加えること等により、表面に電荷（圧電気、電位等）を生じる性質を有している。
又、トルマリンは、水中において、含有するホウ酸シリカＳ１、Ｓ２…を容易に溶出し、ホウ酸シリカＳ１、Ｓ２…を溶出することによっても電荷を生じる。従って、トルマリンが電荷を発生することにより、源水に混入しているホウ酸シリカＳ１、Ｓ２…の表面に電荷が帯電し、ホウ酸シリカＳ１、Ｓ２…は所謂荷電粒子状態になり、電着作用が具備されるものと思われる。
又、トルマリンが発生する電荷により、水改質材６、６ａ…の周囲を通過する水の電気分解が発生し、水が改質されて、活性化するものと思われる。
【００１４】
又、２種類目の副水改質材２０、２０ａ  …の成分はマグネシアを焼結形成したものであり、この副水改質材２０、２０ａ  …は含有するミネラルを溶出することにより、水質をアルカリ性化する作用を有している。
又、トルマリンを主成分とする水改質材６、６ａ…と同様に水活性作用を有しており、軟磁性体、誘電体であることにより、副水改質材２０、２０ａ  …の周囲を通過する水との接触作用により、次の様な作用で源水が活性化されると思われる。
例えば、副水改質材２０、２０ａ  …と水の接触により静電気が発生すると共に電位が変化し、発生した微弱電流により水の電気分解が発生したり、発生した磁力線により水が改質されて、水が活性化するものと思われる。
【００１５】
上記２種類の水改質材６、６ａ…、２０、２０ａ  …による水改質の作用例としては、磁気水、磁化水、構造変化水と呼ばれるものであり、例えば、磁気作用で水分子のイオン結合、水素結合等の水構造に作用して、クラスター（水分子Ｈ２Ｏの結合体）が小さくなって、水構造が疎となり、活性化するものと思われ、疎の水構造が自動車等の表面Ｗに付着した汚れを水構造内に包含し洗浄作用が増大する。
【００１６】
又、水活性化は水改質材６、６ａ…（副水改質材２０、２０ａ  …を含む、洗浄作用において以下同じ））による作用の他、源水に作用している圧力が水改質材６、６ａ…を充填した水活性タンク３内に流入して変化したり、水改質材６、６ａ…前後の給水口８と小径の連結パイプ９の口径差により圧力増加（圧力変化）し、水の粘性率が変化したり、水構造変化が発生したり、圧力変化が発生する。
又、水活性タンク３内に収容された多数の粒状の水改質材６、６ａ…間の空隙がランダムになるため、水活性タンク３内に水道の圧力がかかった状態で流入する源水の流れが激しく乱れて乱流になることから、水改質材６、６ａ…の周囲の水圧が局部的に増減したり、水活性タンク３内が激しい乱流により攪拌状態になる。これらの流水作用により、トルマリンでの電荷発生、並びにトルマリンを含有する被膜１８からのホウ酸シリカＳ１、Ｓ２…の溶出が促進される。
【００１７】
そして、ホウ酸シリカ含有活性洗浄水が自動車等の表面Ｗに噴出された時、表面Ｗ付着の汚れは送水装置４で高圧噴射された圧力水で除去されたり、活性水で汚れを含有除去する。
又、洗浄作用と同時に、トルマリンの発生する電荷による電着作用で、洗浄水に含有されている帯電ホウ酸シリカＳ１、Ｓ２…が自動車等の表面Ｗに強固に着床し、且つ自動車等の塗装面又はガラス面等の表面Ｗには微細無数の凹凸が存在しているため、洗浄水に含有されているホウ酸シリカＳ１、Ｓ２…が凹凸に入り込む様にして、表面Ｗに付着して薄い被膜Ｍ１を形成する。
このホウ酸シリカ被膜Ｍ１はガラス質でもあることにより、表面被膜Ｍ１は撥水性を有しているために、汚れが付着し難くなる。
【００１８】
最後に、上述の洗浄方法を使用した好ましい態様を説明する。
初めて本発明の洗浄方法を行う時には、自動車等の汚れを充分に落とさないと、ホウ酸シリカ被膜Ｍ１内に汚れが強固に内蔵されるために、初回だけは洗剤を使用して洗浄することが肝要である。
又、１回でも本発明による洗浄を行った時には、水洗いだけでも良いが、本発明の方法による洗浄を複数回行うことにより、被膜Ｍ１の上に次々と新しい被膜Ｍ２、Ｍ３…が形成され、光沢発揮、撥水効果が向上する。
【００１９】
尚、上記の洗浄装置及び洗浄方法によれば、洗浄を複数回行って被膜Ｍ１、Ｍ２…を複数層と成すことにより、被膜Ｍ１、Ｍ２…は強固となり、その後の自動車等の手入れを容易とする。
又、初回の洗浄に際して洗剤を使用することにより、自動車等の表面Ｗに汚れが付着していても洗剤併用で汚れを除去して被膜Ｍ１、Ｍ２…内への汚れ残留を防止する。
又、水活性タンク３内に水改質材６、６ａ…を充填したカートリッジ７を着脱自在と成すことにより、長期間使用した水改質材６、６ａ…を交換して、洗浄効果を再生すると共に、水改質材６、６ａ…の交換を容易に行う。
又、給水口８の口径に比して連結パイプ９の口径を小径と成すことにより、電荷発生（帯電）、ホウ酸シリカ含有及び活性化の３作用が圧力変化で促進され、洗浄水の効能を向上する。
又、水活性タンク３に吐出口１４を設けることにより、ホウ酸シリカ含有活性水をバケツ等に別途取り出して、使い勝手を向上する。
【００２０】
次に本発明に係る水改質材６、６ａ…の製造方法の一例について説明する。
基本的には、セラミックス（カオリン、長石等に代表される陶磁器原料、アルミナ、ジルコニア等に代表されるファインセラミックス原料等を含む全ての窯業原料）の粉末を略球状に成形、又は造粒し、焼成して担体１９を形成し、次に担体１９の表面にトルマリン（電気石）を含有させたセラミックス粉末原料を付着させ、焼成してトルマリン含有被膜１８を形成する。
【００２１】
具体的には、先ずゼオライト、バクハン石を粉砕混合した後、略球状に成形、又は造粒し、１０００〜１１００℃で焼成して、担体１９を形成し、次にトルマリン粉末、硼砂、珪酸ソーダ粉末を混合して成るセラミックス粉末原料を前記担体１９と共にパン型転動造粒機に投入し、適量の水分を加えながら混合して、担体１９表面にトルマリンを含有させたセラミックス粉末原料を付着させ、６００〜１０００℃で焼成して、トルマリン含有被膜１８を形成する。
【００２２】
尚、担体１９は上記の様に焼結形成したものが硬度、強度の点で望ましいが、適宜粒径に粗粉砕されたセラミックス原料を利用した未焼成の担体１９であっても良い。
又、トルマリンは、１０００℃を超える温度で加熱すると、結晶の形を変え（転移）て電気的特性を失ってしまうため、トルマリン含有被膜１８を形成する時は、１０００℃以下の温度で焼成しなければならない。
又、トルマリンを含有させたセラミックス粉末原料を強固に焼結すると共に、担体１９に固着させて、被膜１８を形成するためには、６００℃以上で焼成しなければならないことが確認された。
【００２３】
又、被膜１８をトルマリン粉末、硼砂、珪酸ソーダ粉末を混合して成す様にした場合に、重量比で、トルマリン粉末を３０％以下にした時は、担体１９表面に固着するトルマリンが不足して水改質効率が劣り、７０％以上にした時は、溶融剤として作用する硼砂及び珪酸ソーダが不足して、１０００℃以下でトルマリンを担体１９表面へ焼結固着させることが困難になり、トルマリン粉末３０〜７０％、硼砂５０〜２０％、珪酸ソーダ粉末２５〜１０％とした時に、トルマリン含有被膜１８を強固に固着させて形成出来ると共に、実用上充分な水改質効果を得られることが確認された。
【００２４】
又、担体１９を重量比で、ゼオライト５０％、バクハン石５０％を粉砕混合して成す様にした場合は、１０００〜１１００℃での焼成で良好な焼結結果が確認されたが、担体１９の原料及び焼成温度は、上記に限らず、他のセラミックス原料を適宜混合して使用しても良く、その他のセラミックス原料を使用する場合は、選択したセラミックス原料の特性を考慮し、充分強固に焼結できる様に設定することが望ましい。
【００２５】
又、担体１９の大きさは、使用する洗浄装置１の大きさ等の都合により適宜調整すれば良いが、その時担体１９表面に形成するトルマリン含有被膜１８の厚みは、担体１９の粒径を考慮し、例えば、担体１９の粒径が５ｍｍのときは、０．２ｍｍの厚みの被膜１８を形成し、担体１９の粒径が３０ｍｍのときは、２ｍｍの厚みの被膜１８を形成すれば良い。
【００２６】
尚、上記の水改質材６、６ａ…の製造方法によれば、担体１９を焼結形成した後、トルマリン含有被膜１８を形成する様にしているため、トルマリンが結晶の形を変えて電気的特性を失ってしまう温度以下に限定されず、より高い温度での担体１９の焼結形成を可能にする。
又、トルマリン粉末、硼砂、珪酸ソーダ粉末を混合しているため、溶融剤である硼砂と粉末珪酸ソーダが被膜１８の焼結温度を低下させる。
又、担体１９を吸着作用を有するゼオライト、バクハン石を粉砕混合したものと成すことにより、吸着性に優れた担体１９を得る。
又、バクハン石は、その組成中にミネラル分（酸化金属等）を多く含むことから、ゼオライトと混合した場合、ネラル分が溶融剤として働き、担体１９の焼結温度を低下させる。
【００２７】
【発明の効果】
要するに全体的には、粒状水改質材６、6a…を充填した水活性タンク３を通水させて得られたホウ酸シリカ含有活性水を自動車等の表面Ｗに噴出し、表面洗浄すると共に被膜Ｍ１を形成する様にし、前記水改質材６、6a…は、ゼオライト、バクハン石を混合焼結形成した担体19の表面にトルマリン含有被膜18を焼結形成したので、水改質材６、6a…は半永久使用、長期間使用可能で、この水改質材６、6a…充填のカートリッジ７内を流通した洗浄水だけで自動車等の洗浄及び被膜Ｍ１の形成を行うために、手間、コストの大幅な低減を行うことが出来る。
又、水改質材６、6a…間の流通により、洗浄水が活性化されているために、自動車等の表面Ｗに付着した埃を離脱させて洗浄力を増大させることが出来、洗剤を不要と成して環境破壊を防止することが出来る。
更に、水改質材６、6a…間を流通した洗浄水に、水改質材６、6a…の一部成分であるホウ酸シリカＳ１、Ｓ２…が含有されて自動車等の表面Ｗに噴射され、トルマリンが発生する電荷による電着作用で強固に着床し、且つ表面Ｗの微細な凹凸に付着して被膜Ｍ１を形成することにより、ホウ酸シリカ被膜Ｍ１はガラス質であるために、発水性が高く、汚れが付着しにくくなり、ワックス掛けの手間を省くと共に、被膜Ｍ１形成後の自動車等の洗浄は水だけで、洗剤、薬剤を不要にすることが出来る。
【００２８】
又、特許請求の範囲に記載したものにあっては、セラミックス担体19の表面にトルマリンを含有させたセラミックス粉末原料を付着させ、焼成してトルマリン含有被膜18を形成した水改質材６、6a…において、担体19は、ゼオライト、バクハン石を粉砕混合したものと成したので、ゼオライト、バクハン石は吸着作用を有することにより、且つセラミックスの表面は凹凸があることにより、担体19表面へのトルマリン含有被膜18の焼結固着を強固にすることが出来る。
又、バクハン石の組成中に含まれるミネラル分が、溶融剤として作用するため、ゼオライトと混合した場合、担体19の焼結を容易にすると共に、担体19の強度の向上を図ることが出来る。
そして、トルマリンを水改質材６、6a…の表層部のみに集中的に偏在させることにより、トルマリンと源水を効率良く接触させて、水活性効率の向上、ホウ酸シリカＳ１、Ｓ２…溶出の促進を図ることが出来、而も水改質材６、6a…に必要なトルマリンの含有量を減少させて、製造コストを削減することが出来る。
【００２９】
又、被膜１８を焼結形成する前に、セラミックス粉末を成形し、焼成して担体１９を形成したので、トルマリンが電気的特性を失ってしまう温度以上の高温での担体１９の焼成を可能にし、担体１９の硬度、強度の向上を図ることが出来る。
【００３０】
又、被膜１８は、トルマリン粉末、硼砂、珪酸ソーダ粉末を混合したものと成したので、溶融剤である硼砂、珪酸ソーダが焼結温度を低下させ、トルマリンが電気的特性を失ってしまう温度以下での被膜１８の担体１９への焼結固着を容易にすることが出来る。
【００３１】
又、請求項１乃至３記載の水改質材６、6a…と、マグネシアを主成分とする副水改質材20、20a …を併用したので、洗浄装置１の水活性タンク内３を通過する源水にミネラルを溶出することにより、活性洗浄水の水質をアルカリ性にして洗浄力を向上させると共に、トルマリン含有被膜18が形成された水改質材６、6a…と同様の作用でもって、水活性して、洗浄力の向上を図ることが出来る。
【００３２】
又、セラミックス担体19の表面にトルマリンを含有させたセラミックス粉末原料を付着させ、焼成してトルマリン含有被膜18を形成する様にし、又セラミックス粉末を成形し、焼成して担体19を形成する様にしたので、本願の様な新規物質の製造も、単純な工程が主であると共に、窯業の工程を転用できるため、水改質材６、6a…の製造を安価に行うことが出来る。
【００３３】
又、被膜18をトルマリン粉末、硼砂、珪酸ソーダ粉末を混合して成す様にし、又担体19をゼオライト、バクハン石を粉砕混合して成す様にしたので、これらの原料の大半は天然鉱石等から大量、安定的に安価に入手出来る等その実用的効果甚だ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る水改質材を充填した洗浄装置の斜視図である。
【図２】本体の前面側から見た縦断面図である。
【図３】本体の左側面側から見た縦断面図である。
【図４】自動車等の表面における被膜形成状況を説明する図である。
【図５】水改質材の模式断面図である。
【符号の説明】
６、６ａ…    水改質材
１８          被膜
１９          担体
２０、２０ａ  …  副水改質材
【図１】
0003612442.tif 000002
【図２】
0003612442.tif 000003
【図３】
0003612442.tif 000004
【図４】
0003612442.tif 000005
【図５】
0003612442.tif 000006