(57)【要約】【課題】  比抵抗が１８ＭΩ・ｃｍ以上、シリカを含むＴＯＣ（全有機炭素）が５０μｇ／ｌ以下で、水のクラスターが小さい状態が長時間にわたり維持され、幅広い用途に適応可能な洗浄液の製造方法と、該洗浄液の製造装置を提供する【解決手段】  超純水製造装置で処理することによって得られた比抵抗値：１８ＭΩ・ｃｍ以上、ＴＯＣ・ＳｉＯ２：１０ｐｐｂ以下の超純水を原水とし、該原水を密閉状態の超音波発信装置内に導入して超音波印加処理を施した後、得られた処理水の一部をアルカリイオン整水器内に導入して電気分解によって生成されたアルカリイオン水と、前記超音波発信装置内で超音波印加処理された残りの処理水とをそれぞれ各別に混合槽内に導入し、該混合槽内における混合処理水のＰＨを所定の値に調整したのち、該混合槽内に敷設された攪拌羽根の回転によって、該混合処理水に真空気泡を生じせしめることによって得られる洗浄液の製造方法およびその装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超純水製造装置で処理することによって得られた比抵抗値：１８ＭΩ・ｃｍ以上、ＴＯＣ・ＳｉＯ２：１０ｐｐｂ以下の超純水を原水とし、該原水を密閉状態の超音波発信装置内に導入して超音波印加処理を施した後、得られた処理水の一部をアルカリイオン整水器内に導入して電気分解によって生成されたアルカリイオン水と、前記超音波発信装置内で超音波印加処理された残りの処理水とをそれぞれ各別に混合槽内に導入し、該混合槽内における混合処理水のＰＨを所定の値に調整したのち、該混合槽内に敷設された攪拌羽根の回転によって、該混合処理水に真空気泡を生じせしめることによって得られることを特徴とする洗浄液の製造方法。
【請求項２】
前記超音波発信装置内における超音波印加条件が、原水１ｌあたりの印加電力並びに印加時間で３０Ｗ／１分以上であり、印加される超音波の周波数が４０〜６０ＫＨｚであることを特徴とする請求項１に記載の洗浄液の製造方法。
【請求項３】
前記アルカリイオン整水器における電気分解によって生成されるアルカリイオン水のＰＨが、１２．０〜１２．５であることを特徴とする請求項１または２に記載の洗浄液の製造方法。
【請求項４】
前記混合槽内に各別に導入される前記アルカリイオン水と、前記超音波処理された残りの処理水との混合比率が１対１になるように調製され、調製された混合処理水のＰＨが１２．０〜１２．５になるよう調整され、かつ該混合槽内における混合処理水の充填率が８０％未満に制御されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の洗浄液の製造方法。
【請求項５】
前記混合槽内における混合処理水のＰＨが、該混合槽に隣接して併設される補助タンクに予め装入された調整剤、メタ珪酸ナトリウムの注入によって調整されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の洗浄液の製造方法。
【請求項６】
前記混合槽内に敷設される攪拌羽根が、上下二つの高速回転モーターに直結され、それぞれの羽根が異なる方向に回転することによって槽内に乱流を生起せしめることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の洗浄液の製造方法。
【請求項７】
水道水若しくは地下水を導入して処理することにより、比抵抗値：１８ＭΩ・ｃｍ以上、ＴＯＣ・ＳｉＯ２：１０ｐｐｂ以下の超純水を生成する超純水製造装置と、得られた該超純水からなる原水を導入して超音波印加処理を施すための密閉状態の超音波発信装置と、該超音波印加処理によって得られた処理水の一部を導入して電気分解することにより、アルカリイオン水を生成するアルカリイオン整水器と、生成された該アルカリイオン水と、前記超音波発信装置内で超音波印加処理された残りの処理水とがそれぞれ各別に導入されて混合処理水を形成し、該混合処理水のＰＨを所定の値に調整した後、槽内に敷設された攪拌羽根の回転によって該混合処理水に真空気泡を生じせしめる混合槽と、からなることを特徴とする洗浄液の製造装置。
【請求項８】
前記超音波発信装置内での超音波印加条件が、原水１ｌあたりの印加電力並びに印加時間で３０Ｗ／１分以上であり、印加される超音波の周波数が４０〜６０ＫＨｚであることを特徴とする請求項７に記載の洗浄液の製造装置。
【請求項９】
前記アルカリイオン整水器における電気分解によって生成されるアルカリイオン水のＰＨが、１２．０〜１２．５になるよう印加する直流電圧が制御されることを特徴とする請求項７または８に記載の洗浄液の製造装置。
【請求項１０】
前記混合槽内に各別に導入される前記アルカリイオン水と、前記超音波処理された残りの処理水との混合比率が１対１になるよう調製され、調製された該混合処理水のＰＨが１２．０〜１２．５になるよう調整され、かつ該混合槽内における混合処理水の充填率が８０％未満に制御されることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の洗浄液の製造装置。
【請求項１１】
前記混合槽内における混合処理水のＰＨ調整のために、予めＰＨ調整剤としてのメタ珪酸ナトリウムが装入された補助タンクを、該混合槽に隣接して併設することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の洗浄液の製造装置。
【請求項１２】
前記混合槽内に敷設される攪拌羽根が、上下二つの高速回転モーターに直結され、それぞれが異なる方向に回転することによって槽内に充填された混合処理水に乱流を生起せしめ、更には真空気泡を生じせしめることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の洗浄液の製造装置。
【請求項１３】
前記洗浄液の製造装置を構成する各装置において、生成処理水と直接接触する容器並びに配管を含む各部材が、クリーン塩ビ管、ＰＶＤＦ材等の電気的不導体を素材として形成されることを特徴とする請求項７乃至１２のいずれか１項に記載の洗浄液の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物の外壁、台所用品や各種容器から例えば半導体産業における集積回路用プリント基板など、幅広い分野における被洗浄物の洗浄において、好適に用いることができる超純水を主成分とする洗浄液に係り、詳しくは比抵抗が１８ＭΩ・ｃｍ以上、シリカを含むＴＯＣ（全有機炭素）が５０μｇ／ｌ以下で、水のクラスターが小さい状態が長時間にわたり維持されることを可能とした洗浄液の製造方法と、該洗浄液の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
汚染した被洗浄物に対する洗浄用洗剤としては工業用や家庭用を問わず、液体や粉体を含む固体の形体で多種多様なものが市販されているが、工業用洗剤として一般的に用いられるものとしては液体洗剤が主流を占め、その洗浄力を高めるために通常酸性薬品やアルカリ薬品の混合水が用いられ、具体的にはアルコール類を用いた溶解洗浄、界面活性剤を用いた洗剤等が広範囲に採用されている。また、洗浄方法にも工夫がなされ、高圧蒸気の噴流を利用するものや、超音波による洗浄など特殊な機械を用いた洗浄等々、多岐にわたる洗浄手段が提案され、その一部は既に実用に供されている。然しながらこれら機械的手段による洗浄を含め、洗浄液そのものの作用によって被洗浄物に対する効果的な洗浄を施すためには、使用される洗浄液そのものの優れた洗浄力に加えて生体に対する安全性、とりわけ直接、間接を問わず人体に対して無害であることが必須の要件となる。
【０００３】
洗浄液として使用された洗剤によって被洗浄物に腐食が生じたり、化学変化を誘発して人体に対して危害を及ぼすことが懸念される場合は勿論のこと、将来的に環境汚染の要因を招くようなものは、これを未然に防止するための事前の対策が義務付けられている。このような背景の下、水そのものが持つ優れた溶解力に着目して、水自体を洗浄剤として使用する所謂水洗浄が広く採り入れられている。水の洗浄力をより高めるための一般的な認識として水を活性化することが好ましいとされ、水を活性化するための具体的手段の一つとして、水のクラスターを小さくすることが望ましいとされている。即ち、Ｈ２Ｏ分子が水素結合によって複数に結ばれた（Ｈ２Ｏ）ｎという会合体である水のクラスターを、より小さくすることによって粘性係数や表面張力が減少し、逆にその溶解度が上昇して洗浄能力が向上することが体験的に確認されている。
【０００４】
そこで水を活性化する方法、即ち水のクラスターが小さい水を生成する様々な手段についてすでに各種の提案がなされている。例えば図５に示すように内壁５０−４がロート状に形成され、その下端に円筒状部５０−５が一体として連なる本体容器５０−３の該円筒部５０−５の下端部を、下部キャップ５０−６によって閉塞すると共に、該ロート状の内壁５０−４の上方開放部を、上部キャップ５０−１で閉塞してなる水処理装置５０を用意し、該上部キャップ５０−１のほぼ中心部を貫通するように設けられた水・酸素注入口５０−２から、予め物理的吸着を行う濾過材に通過させて汚れ、カルキ、塩素その他の有害菌を除去し、その後２１０〜２６０Ｈｚの低周波音によって１〜３時間処理した水を注入して前記円筒部５０−５内に充填し、次いで該水・酸素注入口５０−２から１００〜１５０ａｔｍの酸素を注入して、該円筒部５０−５内に充填された水を加圧処理することによって、水のクラスターが通常の水のクラスターに比較して、３０〜５０％の大きさとなった水が得られた旨報告されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、図６に示す水の活性化装置によれば、流入水ノズル７０−１と気体吸引管７０−２とを備えた混相流形成器７０で形成された空気と水とからなる混相流が、導管を介して接触器８０に導入され、該接触器８０のロート状底面に噴流となって流入し、そのまま側壁に沿って上昇することにより循環流が形成され、予め該接触器８０内に充填されたセラミックス粉末を造流・焼結せしめて得た粒子などを主成分とする充填粒子８０−１群と、流動化状態で接触を繰り返すことにより、該充填粒子８０−１群による剪断力を受けて気泡の分散・微細化が図られ、水の活性化が実現できる旨開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
更に図７に示す洗浄水供給装置１０によれば、圧力ポンプ４０を設けた原水タンク２０に隣接して、粒状若しくはビーズ状の電気石成形体３０−６を充填した内筒３０−５を、複数段積み重ねることにより多段式とした洗浄水生成塔３０を、原水供給通路２０−３を介して併設し、原水タンク２０に満たされた原水を、該原水供給通路２０−３を介して前記洗浄水生成塔３０の下段の内筒３０−５に導入し、原水タンク２０に設置された圧力ポンプ４０によって加圧しながら、徐々に上昇させることにより各段の内筒３０−５に充填された前記電気石成形体３０−６との接触を繰り返すことによって、７〜８個の水分子からなる比較的小さい水のクラスターに分割された、洗浄能に優れる洗浄水が供給できる旨提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平６−２５４５３１号公報（第１〜８頁、図１）
【特許文献２】特開２００３−９４０７３号公報（第１〜６頁、図１〜２）
【特許文献３】特許第３１２３７１２号公報（第１〜６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記各従来技術において、例えば特許文献１における小クラスター水の製造装置によれば、比較的簡略な装置によって小クラスターが得られた旨開示されているが、円筒状部に充填された処理水に対して、酸素による１００〜１５０ａｔｍの高圧処理が必須の要件となるところから、装置上耐圧式のものが求められる上、バッチシステムの製法で量産には不向で、コスト面で更なる改善が必要であり、また、上記特許文献２おける「水の活性化装置」並びに特許文献３において開示される「洗浄水供給装置」によれば、装置上は比較的簡素な構造でしかも連続的に活性化水ないしは洗浄水が供給可能であるなど、それなりに優れた成果が確認されている。然しながら水を活性化する手段として用いられる前者の方法における充填粒子は、ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックス粉末を造流・焼結した粒子によって構成されるものであり、接触器内における循環流によって接触を繰り返すうちに、極めて微量の破壊が生じて生成された活性化水に不純物として混入することが懸念され、また、該充填粒子そのものも定期的に脱気・再生処理が必要になり、一方、後者の洗浄水供給装置においても、多段式円筒内に充填される粒子状若しくはビーズ状の電気石成形体を形成するバインダーには、ＺｎＯ、Ｂ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ等から選択された素材を予めガラス化して得られた微粉末が含まれるものであるから、該多段式円筒内における激しい流動化現象による摩擦・接触の繰返しによって、前者と同様の破壊が生じて生成される洗浄水中に微量な不純物として混入することが懸念されると共に、該電気石成形体も定期的に脱気・再生処理することが必要になるなど、さらなる改善が望まれる問題が残されていた。
【０００８】
このような装置における装置そのものの洗浄や、充填粒子の脱気・再生処理においては処理工程を一端停止して、解体する必要に迫られるなど、生産性の低下やメンテナンスコストの上昇を招くばかりでなく、微量な不純物の混入により生成される洗浄液の品質の信頼性に多大な影響が及ぼされ、例えば洗浄液としての用途においても限定的となるなど、早急に解決を望まれる大きな課題であった。本発明は斯かる課題を解決することを所期の目的とし、例えば極めて高い純度が要求される半導体素子の洗浄から、建造物の外壁の汚れ落としにまで、幅広い用途において好適に採用される高品質の洗浄液を、比較的簡略な手段によって安価に製造することができる洗浄液の製造方法と、該洗浄液の製造装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明による洗浄液の製造方法は、超純水製造装置で処理することによって得られた比抵抗値：１８ＭΩ・ｃｍ以上、ＴＯＣ・ＳｉＯ２：１０ｐｐｂ以下の超純水を原水とし、該原水を密閉状態の超音波発信装置内に導入して超音波印加処理を施した後、得られた処理水の一部をアルカリイオン整水器内に導入して電気分解によって生成されたアルカリイオン水と、前記超音波発信装置内で超音波印加処理された残りの処理水とをそれぞれ各別に混合槽内に導入し、該混合槽内における混合処理水のＰＨを所定の値に調整したのち、該混合槽内に敷設された攪拌羽根の回転によって、該混合処理水に真空気泡を生じせしめることによって得られることを特徴的構成要件とする洗浄液の製造方法を要旨とするものである。
【００１０】
また、本発明による洗浄液に製造方法は、前記超音波発信装置内における超音波印加条件が、原水１ｌあたりの印加電力並びに印加時間で３０Ｗ／１分以上であり、印加される超音波の周波数が４０〜６０ＫＨｚであることを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、本発明による洗浄液に製造方法は、前記アルカリイオン整水器における電気分解によって生成されるアルカリイオン水のＰＨが、１２．０〜１２．５であることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明による洗浄液の製造方法はまた、前記混合槽内に各別に導入される前記アルカリイオン水と、前記超音波処理された残りの処理水との混合比率が１対１になるように調製され、調製された混合処理水のＰＨが１２．０〜１２．５になるよう調整され、かつ該混合槽内における混合処理水の充填率が８０％未満に制御されることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明による洗浄液の製造方法は更に、前記混合槽内における混合処理水のＰＨが、該混合槽に隣接して併設される補助タンクに予め装入された調整剤、メタ珪酸ナトリウムの注入によって調整されることを特徴とするものである。
【００１４】
また本発明による洗浄水の製造方法において、前記混合槽内に敷設される攪拌羽根が、上下二つの高速回転モーターに直結され、それぞれの羽根が異なる方向に回転することによって槽内に乱流を生起せしめることを特徴とするものである。
【００１５】
一方、本発明による洗浄水の製造装置は、水道水若しくは地下水を導入して処理することにより、比抵抗値：１８ＭΩ・ｃｍ以上、ＴＯＣ・ＳｉＯ２：１０ｐｐｂ以下の超純水を生成する超純水製造装置と、得られた該超純水からなる原水を導入して超音波印加処理を施すための密閉状態の超音波発信装置と、該超音波印加処理によって得られた処理水の一部を導入して電気分解することにより、アルカリイオン水を生成するアルカリイオン整水器と、生成された該アルカリイオン水と、前記超音波発信装置内で超音波印加処理された残りの処理水とがそれぞれ各別に導入されて混合処理水を形成し、該混合処理水のＰＨを所定の値に調整した後、槽内に敷設された攪拌羽根の回転によって該混合処理水に真空気泡を生じせしめる混合槽と、からなることを特徴的構成要件とする洗浄液の製造装置を要旨とするものである。
【００１６】
また、本発明による上記洗浄液の製造装置においては、前記超音波発信装置内での超音波印加条件が、原水１ｌあたりの印加電力並びに印加時間で３０Ｗ／１分以上であり、印加される超音波の周波数が４０〜６０ＫＨｚであることを特徴とするものである。
【００１７】
さらに、本発明による上記洗浄液の製造装置おいては、前記アルカリイオン整水器における電気分解によって生成されるアルカリイオン水のＰＨが、１２．０〜１２．５になるよう印加する直流電圧が制御されることを特徴とするものである。
【００１８】
本発明による洗浄液に製造装置はまた、前記混合槽内に各別に導入される前記アルカリイオン水と、前記超音波処理された残りの処理水との混合比率が1対1になるよう調製され、調製された該混合処理水のＰＨが１２．０〜１２．５になるよう調整され、かつ該混合槽内における混合処理水の充填率が８０％未満に制御されることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明による洗浄液の製造装置はさらに、前記混合槽内における混合処理水のＰＨ調整のために、予めＰＨ調整剤としてのメタ珪酸ナトリウムが装入された補助タンクが、該混合槽に隣接して併設されることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明による上記洗浄液の製造装置において、前記混合槽内に敷設される攪拌羽根が、上下二つの高速回転モーターに直結され、それぞれが異なる方向に回転することによって槽内に充填された混合処理水に乱流を生起せしめ、更には真空気泡を生じせしめることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明における上記洗浄液に製造装置においては、前記洗浄液の製造装置を構成する各装置のうち、生成処理水と直接接触する容器並びに配管を含む各部材が、クリーン塩ビ管、ＰＶＤＦ材等の、電気的不導体を素材として形成されることを好ましい態様とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によって得られる洗浄液は、水道水や地下水を超純水装置で処理することによって得られた超純水を原水として採り入れ、該超純水からなる原水に対して密閉状態での超音波印加処理を必須の要件とし、該超音波印加処理が施された処理水の一部をアルカリイオン整水器に導入し、該整水器内における電気分解によって生成されたアルカリイオン水を、前記超音波処理された残りの処理水と１対１の割合で混合槽内に導入し、導入された該混合処理水のＰＨを所定の値に調整した後、該混合槽内に敷設された回転羽根を、高速回転させることによって渦流を発生させ、該渦流によって該混合処理水にキャビテーションを生起せしめ、微細な真空気泡の発生を促すことによって、高い活性が安定的に維持される洗浄液が精製されるものである。このようにして得られる本発明による洗浄液は、原水となる超純水の特性値、即ち使用される超純水製造装置の能力の範囲内で任意の純度を規定することが可能であり、例えば本発明においては比抵抗値：１８ＭΩ・ｃｍ以上、シリカを含む全有機炭素、即ちＴＯＣ・Ｓｉ２Ｏ：１０ｐｐｂ以下の数値が、純度としてはそのまま維持された超純水ベースの洗浄液が提供し得る。
【００２３】
一方、該原水に対する洗浄液としての機能を付与するためのエネルギー供給手段としては、超音波振動を採用し、更に洗浄力の向上を図るためにアルカリイオン（マイナスイオン）処理を施し、混合槽内に置ける攪拌作用によってキャビテーションを生起させて無数の微細な真空気泡を発生させるが、この微細な真空気泡が破壊される際に超音波を発生して、ＰＨ調整の補助剤として注入した微量のメタ珪酸ナトリウムを取り込み、マイナスイオンの固定化が図られて安定したマイナスイオン水が形成されるため、生成された洗浄液は混合槽から取り出された後もその洗浄能力は長期に渡って維持される。従って本発明によって得られた洗浄液は、市販用の容器に移し替えた後も安定的に長期間の保管が可能となり、しかも本発明による洗浄液は、基本的に水道水や地下水を出発物質として生成されるものであり、その生成過程においては必要に応じて微量添加されるＰＨ調整用の補助剤以外は、一切の添加物が含まれないところから、人体や被洗浄物に対する直接・間接の影響は皆無であり、大量に使用した場合であっても環境汚染等の要因が完全に除外された成分のみによって生成されているため、建造物の外壁や台所用品などの家庭用洗剤としては勿論のこと、半導体産業における高密度な集積回路用プリント基板や光学産業における精密レンズの洗浄など、工業的分野における洗剤としても幅広く採用されることが期待される。また、本発明における洗浄液の製造方法並びにその装置は、特段に複雑な製造工程や高価な処理剤を用いることもなく、その装置においても既に市販されている既製のものに若干の改良を施すことによって使用できる程度のものであるため、その製造コストの大幅な削減を可能とし、安全でかつ優れた洗浄機能を有する洗浄液であるにも拘らず、安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について添付した図面に基づいて更に詳細に説明する。  
図１は本発明に係る一実施例による洗浄液の製造工程の概要を説明するための全体フローチャート図、図２は同実施例において用いられる超純水製造装置を例示する概念図。図３は同実施例において用いられる超音波発信装置を例示する概念図、図４は同実施例において用いられるアルカリイオン水整水器の概念図である。
【実施例１】
【００２５】
以下本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれによって拘束されるものではなく、本発明の主旨の範囲内において自由に設計変更が可能である。
【００２６】
本発明にける洗浄液の製造法においては、水道水や地下水を超純水製造装置によって精製した所謂超純水を出発物質、即ち原水として採り入れるところに第１の特徴があるが、茲で用いられる超純水製造装置は本発明における純度の基準である比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上、シリカを含む全有機炭素、即ちＴＯＣ・Ｓｉ２Ｏが１０ｐｐｂ以下の数値にまで達成することができる超純水製造装置であれば、既に市販されているものの中から自由に選択して使用することが可能である。その具体的構造は、例えば図２に示すように取り入れた水道水などの原水を浄化する、凝集槽２−１や二層式濾過器２−２からなる前処理システム、逆浸透膜装置２−３、脱気塔２−４、イオン交換装置２−５等からなる純水システム、紫外線殺菌器２−６、デミナー２−７、限外濾過膜装置（逆浸透膜装置）２−８等からなる超純水システムによって構成される超純水製造装置２が例示されるが、その容量や規模などについては、本発明の目的を達成し得る範囲において適宜に選択して用いることができる。
【００２７】
上記の超純水製造装置２によって精製された少なくとも比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上、シリカを含む全有機炭素、即ちＴＯＣ・Ｓｉ２Ｏが１０ｐｐｂ以下の超純水を原水として、図３に例示すような超音波発信装置３に導入して４０〜６０ＫＨｚの超音波振動を印加するが、この超音波印加処理は導入された原水の、水のクラスターを小さくするためのエネルギー注入の手段として施される処理であって、この水のクラスターを小さくすることが水の洗浄機能を向上させる上で極めて重要な要素となるが、この超音波印加処理を大気中で行った場合には、処理水の中にガス成分を含む不純物が取り込まれ、原水が有する超純水としての機能が損なわれるため、大気を遮断した密閉状態の中で超音波印加処理を施すことが本発明における主要な要件となる。
【００２８】
密閉状態に保持された上記の超音波発信装置３に導入された原水は、高周波発信機３−３をＯＮすることによって超音波振動子３−２が起動し、原水入口Ｗ１より導入された原水が、振動容器３−１内を通流して原水出口Ｗ２から流去するまでの間に、超音波振動印加処理が施されるが、得られた処理水の一部は図４に例示すようなアルカリイオン整水器４に導入され、電気分解されてアルカリイオン水と酸性水とが生成されるが、本発明においては、酸性水は排水されるか若しくは回収されて殺菌用水など、別の用途に転用され、洗浄液としての機能を向上させるマイナスイオンを有するアルカリイオン水のみが次の混合槽に導入される。本発明において用いられるアルカリイオン整水器４は、図４に示すように電解隔膜４−７を隔ててその両側に陰極４−６と陽極４−５とを備え、該陽極４−５側に酸性水、陰極４−６側にアルカリイオン水を生成するように構成された通常市販の整水器で足りるが、本実施例においてはＯＨ−イオン以外のイオンの溶出を防ぐために、例えばカーボン電極を採用するなどの配慮を施すことが好ましく、また、導入されて電気分解に供される超純水そのものが、比較的に電気抵抗が大きい物質であるため、印加する直流電圧は高めに設定する必要があり、このような要求を満たしうる電解整水器を選択するか、若しくは若干の改良を施すことが望ましい。なお、本発明における上記の電解においては生成するアルカリイオン水は、ＰＨが１２．０〜１２．５の範囲内に調整されるよう印加電圧を制御することが必要である。その理由はＰＨが１２．０未満ではマイナスイオンが少なく洗浄力が弱くなり、他方、１２．５を越えるとアルカリ度が強くなり洗浄物によっては腐食または変質する可能性が生じるからである。
【００２９】
上記のアルカリイオン整水器４で生成されたアルカリイオン水は、前記の密閉状態の超音波発信装置３で超音波印加が施された残りの処理水と、等分にして混合槽５に導入され、該混合槽５に敷設された攪拌羽根５−３および５−４の攪拌によって、該混合処理水に強力なエネルギーを付加して無数の微細な真空気泡の集合体であるキャビテーションを生起せしめ、このエネルギーを保持した状態で長時間の保存を可能とするものである。本発明に係る本実施例による混合槽５は、図１にその概要を例示する如く、槽内に敷設された上下二つの攪拌羽根Ａ５−５および攪拌羽根Ｂ５−４が、それぞれの回転軸Ａ５−５および回転軸Ｂ５−６を介して、各々高速回転モーターＡ５−１および高速回転モーターＢ５−２に直結され、該上下二つの高速回転モーターＡ５−１およびＢ５−２は、各々逆方向に高速回転するよう設計されている。
【００３０】
上記混合槽５に導入されるアルカリイオン水と、密閉式超音波発信装置３によって生成された残りの処理水とは、該混合槽５のアルカリイオン水入口５−８および処理水入口５−７を介して各別に導入されるが、この際、両者は1対1の比率を以って導入され、更に両者合せての導入量が、該混合槽５の全容量の８０％未満に制限することが望ましい。混合槽５内に導入される処理水の総量が、該混合槽５の全容量の８０％を超えて導入された
場合は、上下二つの攪拌羽根５−３および５−４に対する負荷が過大となって、十分な攪拌効果が果たせず、処理水に対するエネルギーの注入が不足することが懸念される。上記の条件で混合槽５にアルカリイオン水および超音波処理水が導入されて混合処理水が形成された後、該混合処理水のＰＨが最終的に１２になるよう調整されるが、この際、該混合槽５に併設された補助タンク６に、本実施例においてはＰＨ調整補助剤としてのメタ珪酸ナトリウムを装入しておき、必要に応じて調整剤注入口を介して混合槽５内に注入して所定のＰＨを確保する。なお、該ＰＨ調整補助剤としてのメタ珪酸ナトリウムの注入は、混合槽５に敷設された攪拌羽根Ａ５−３およびＢ５−４を、予備的に回転させながら行うことが望ましく、この際は回転開始直後から３分程度を以って注入を完了させることが好ましい。
【００３１】
上記混合槽５内における混合処理水のＰＨを１２．０に調整させつつ、若しくは調整完了後、上下二つの高速回転モーター５−１および５−２を起動させ、それぞれの攪拌羽根Ａ５−３およびＢ５−４を相互に逆回転させ、該攪拌羽根Ａ５−３およびＢ５−４の中間に異なる方向への激しい渦流を生起させ、該混合処理水に無数の微細な真空気泡であるキャビテーションを生じせしめる。キャビテーションの発生状況は攪拌羽根の形状や回転数によっても変化するので、通常回転数１０００ＲＰＭ程度から目視の確認による制御が望ましく、例えば混合処理水が透明状態から乳白色に変化した状態を以って、エネルギー注入の完了を確認することができる。上下二つの攪拌羽根Ａ５−３およびＢ５−４の回転によるエネルギーの注入は、通常回転開始後１０分程度で完了し、本発明に基づく洗浄液の調製が完成する。精製された洗浄液は運転終了後直ちに洗浄液取出口５−９よりて容器詰めされるが、この際、該混合槽５の上部に設けた圧力調整弁５−１０を開放して、層内の圧力を大気圧に保ちつつ行うことにより、取り出し・容器詰めの作業が効率的に実施しうる。なお、本発明による当該洗浄液は、安定状態に保たれているため取り出しや容器詰めに際して大気を遮断する等、特別の配慮を要しない。なお、本発明における洗浄液製造装置は、洗浄液の製造過程において装置を構成する各部材からの溶出イオンによって、精製される洗浄液の機能に無用な影響が及ぼされることを未然に排除するために、容器や配管を含めて、生成処理水と直接接触する惧れのある部材については、クリーン塩ビ管、ＰＶＤＦ材等の電気的不導体を素材とするか、若しくはライニング等によって保護することが望ましい。
【００３２】
―成果の確認―
＜洗浄力テスト＞
本発明によって得られた洗浄液Ｘと、市販の洗浄液Ａ（アクアショット、株式会社ツムラ製）およびＢ（マジックリン、花王株式会社製）との洗浄力を比較するために、建造物の外壁に着いた汚れをスプレーしながらふき取るという、ごく平凡な方法で洗浄する試みを繰り返した結果、本発明の洗浄液Ｘが市販の洗浄液ＡおよびＢに比較して、洗浄力において同等以上の性能を示すことが確認され、また、当該洗浄液から環境汚染の惧れのある物質等は、一切検出されないことも検証された。
【００３３】
＜腐食性テスト＞
本発明によって得られた洗浄液Ｘと、市販の２社の洗浄液ＡおよびＢとの腐食性を比較するために、一辺を２ｃｍ角に切断したアルミ箔を、それぞれの洗浄液を３０ｍｌづつ装入したビーカーに浸漬して、反応状態を観察した。その結果、市販の２社の洗浄液ＡおよびＢにつけたアルミ箔は、浸漬後１分で該アルミ箔から微細な気泡が激しく発生し、アルミ箔そのものが液面に浮上し、そのアルミ箔を液中に浸漬するよう棒を持って押えると、更に気泡が発生して洗浄液が白濁した。そのまま３０分経過すると洗浄液Ａの場合は、アルミ箔の周囲から溶解して形状が崩れ始め、洗浄液Ｂにおいてもその周囲が薄く脆化しているのは確認され、１時間後には洗浄液Ａにおけるアルミ箔は完全に溶解し、洗浄液Ｂにおいてもその周辺が崩れ始め、さらに１時間３０分経過した時点で洗浄液Ｂにおけるアルミ箔も完全に溶解し、液中に酸化物と思われる黒い粉末が僅かに認められる状態であった。以上の結果から、市販の洗浄液ＡおよびＢは洗浄液のＰＨは、本発明の洗浄液と殆ど同じ数値を示しているにも拘らず、洗浄液中のアルカリ元素がそのままアルミニウムに対する強い反応性を示すものと思われ、この化学反応によって生じる水素が、閉塞された狭い室内においては予期せぬ危険を伴うことが懸念され、とりわけ台所用など家庭用に汎用されているアルミニウム製品に対するダメージも看過できない問題となる。
【００３４】
一方、本発明の洗浄液Ｘに浸漬されたアルミ箔は、浸漬直後から気泡の発生も見られずに安定した状態を維持し、最終的に７２時間を経過した後も目視観察の範囲において、一切の変化は確認されなかった。斯かる結果から本発明による洗浄液は、その特殊な製法によって、市販品ＡおよびＢとほぼ同等のアルカリ性を示しながら、アルミニウムなどの金属表面にＨ＋によるイオン膜を形成し、このイオン膜がアルミニウム表面を保護してアルカリ塩基による化学反応を抑制しているものと推測される。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
上記各実施例からも明らかなように、本発明における洗浄液の製造方法並びにその装置は、特段に複雑な製造工程や高価な処理剤を用いることもなく、その装置においても既に市販されている既製のものに若干の改良を施すことによって使用できる程度のものであるため、その製造コストの大幅な削減を図り、安全でかつ優れた洗浄機能を有する洗浄液であるにも拘らず、安価に提供すること可能とした。一方、本発明によって得られた洗浄液は、市販用の容器に移し替えた後も安定的に長期間の保管が可能となり、しかも当該洗浄液は基本的に水道水や地下水を出発物質として生成されるものであり、その生成過程においては必要に応じて微量添加されるＰＨ調整用の補助剤以外は、一切の添加物が含まれないところから、人体や被洗浄物に対する直接・間接の影響は皆無であり、大量に使用した場合であっても環境汚染等の要因が完全に除外された成分のみによって生成されているため、建造物の外壁や台所用品などの家庭用洗剤としては勿論のこと、半導体産業における高密度な集積回路用プリント基板の洗浄や光学産業における精密レンズの洗浄など、工業的分野における洗剤としても幅広く採用されることが期待される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る一実施例による洗浄液の製造工程の概要を説明するための全体フローチャート図である。
【図２】同実施例において用いられる超純水製造装置を例示する概念図である。
【図３】同実施例において用いられる超音波発信装置を例示する概念図である。
【図４】同実施例において用いられるアルカリイオン水整水器の概念図である。
【図５】従来の小クラスター水の製造装置を示す概略断面図である。
【図６】従来の水の活性化装置を示す断面概要図である。
【図７】従来の洗浄水供給装置を示す立断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１                          洗浄液製造装置
２                          超純水製造装置
２−１                      凝集槽
２−２                      二層濾過槽
２−３                      逆浸透膜装置
２−４                      脱気塔
２−５                      イオン交換装置
２−６                      紫外線殺菌器
２−７                      デミナー
２−８                      限外濾過装置（逆浸透膜装置）
３                          超音波印加装置
３−１                      振動容器
３−２                      超音波振動子
３−３                      高周波発信機
Ｗ１                        原水入口
Ｗ２                        処理水出口
４                          アルカリイオン整水器
４−１                      電解槽
４−２                      処理水入口
４−３                      酸性水出口
４−４                      アルカリイオン水出口
４−５                      陽極
４−６                      陰極
４−７                      電解隔膜
５                          混合槽
５−１                      高速回転モーターＡ
５−２                      高速回転モーターＢ
５−３                      攪拌羽根Ａ
５−４                      攪拌羽根Ｂ
５−５                      回転軸Ａ
５−６                      回転軸Ｂ
５−７                      処理水入口
５−８                      アルカリイオン水入口
５−９                      洗浄液出口
５−１０                    圧力調整弁
６                          補助タンク
６−１                      著製剤入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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