(57)【要約】【課題】高い活性を有し、その持続性及び保存性に優れた処理液を生成することができる。【解決手段】本開示の一態様に係る液体処理方法は、液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させることで生成されたｐＨが６以上９以下のプラズマ処理液を準備するステップと、プラズマ処理液のｐＨを、６より小さい、又は、９より大きい値に変化させるステップとを含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させることで生成されたｐＨが６以上９以下のプラズマ処理液を準備するステップと、
前記プラズマ処理液の前記ｐＨを、６より小さい、又は、９より大きい値に変化させるステップとを含む、
液体処理方法。
【請求項２】
前記プラズマ処理液を準備するステップは、前記液体のｐＨを６以上９以下に調整又は維持しながら、前記液体の近辺又は前記液体中で前記プラズマを発生させることによって、前記プラズマ処理液を生成するステップである
請求項１に記載の液体処理方法。
【請求項３】
前記プラズマ処理液を準備するステップは、前記液体の近辺又は前記液体中で前記プラズマを発生させた後に、前記ｐＨを６以上９以下に調整又は維持することによって、前記プラズマ処理液を生成するステップである
請求項１に記載の液体処理方法。
【請求項４】
前記プラズマ処理液の前記ｐＨを変化させるステップにおいて、（ｉ）酸、塩基若しくは塩、（ｉｉ）酸、塩基及び塩の少なくとも１つを含む溶液、（ｉｉｉ）前記プラズマ処理液に溶解して酸若しくは塩基となる気体、（ｉｖ）前記プラズマ処理液に溶解して酸若しくは塩基となる固体、又は、（ｖ）前記プラズマ処理液に溶解して酸若しくは塩基となる気体を発生する微生物を含む溶液、（ｖｉ）前記プラズマ処理液に溶解して酸若しくは塩基となる固体を産生する微生物を含む溶液が、前記プラズマ処理液に添加される
請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体処理方法。
【請求項５】
前記プラズマ処理液の前記ｐＨを変化させるとき、前記プラズマ処理液のｐＨを３．５より小さい、又は、１０．５より大きい値に変化させる
請求項１〜４のいずれか１項に記載の液体処理方法。
【請求項６】
前記プラズマ処理液の前記ｐＨを変化させるステップの前に、前記プラズマ処理液を希釈するステップをさらに含む
請求項１〜５のいずれか１項に記載の液体処理方法。
【請求項７】
前記プラズマ処理液を準備するステップにおいて、前記プラズマ処理液を電気分解する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体処理方法。
【請求項８】
前記プラズマ処理液の前記ｐＨを変化させるステップにおいて、前記プラズマ処理液を電気分解する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の液体処理方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の液体処理方法を含む対象物処理方法であって、
前記プラズマ処理液を対象物に接触させるステップをさらに含む
対象物処理方法。
【請求項１０】
前記プラズマ処理液の前記ｐＨを変化させるステップの後に、前記プラズマ処理液を前記対象物に接触させるステップを実行する、
請求項９に記載の対象物処理方法。
【請求項１１】
前記プラズマ処理液を前記対象物に接触させるステップを、前記プラズマ処理液の前記ｐＨを変化させるステップと並行して実行する
請求項９に記載の対象物処理方法。
【請求項１２】
前記プラズマ処理液を前記対象物に接触させるステップの後に、前記プラズマ処理液の前記ｐＨを６以上９以下に変化させるステップをさらに含む、
請求項９に記載の対象物処理方法。
【請求項１３】
前記プラズマ処理液の前記ｐＨを６以上９以下に変化させるステップにおいて、酸、塩基又は塩を含む溶液が前記プラズマ処理液に添加される
請求項１２に記載の対象物処理方法。
【請求項１４】
前記プラズマ処理液の前記ｐＨを６以上９以下に変化させるステップにおいて、前記プラズマ処理液を電気分解する、
請求項１２に記載の対象物処理方法。
【請求項１５】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の液体処理方法によって生成された、前記ｐＨが６より小さい、又は、９より大きいプラズマ処理液。
【請求項１６】
液体を収容するための容器と、
ｐＨ調整物質を前記容器内に供給する供給部と、
前記供給部を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記液体の近辺又は前記液体中でプラズマを発生させることで生成されたｐＨが６以上９以下のプラズマ処理液が前記容器に収容されているときに、前記供給部に前記ｐＨ調整物質を前記容器内へ供給させて、前記プラズマ処理液の前記ｐＨを、６より小さい、又は、９より大きい値に変化させる
液体処理装置。
【請求項１７】
電極対と、前記電極対に電圧を印加する電源とを含み、前記液体の近辺又は前記液体中で前記プラズマを発生させるプラズマ発生器をさらに備え、
前記制御回路は、前記プラズマ発生器に前記プラズマを発生させることによって、前記ｐＨが６以上９以下の前記プラズマ処理液を生成する
請求項１６に記載の液体処理装置。
【請求項１８】
電極対と、前記電極対に電圧を印加する電源とを含み、前記液体の近辺又は前記液体中で前記プラズマを発生させるプラズマ発生器をさらに備え、
前記制御回路は、前記プラズマ発生器に前記プラズマを発生させた後、前記供給部に前記ｐＨ調整物質を前記容器内へ供給させることによって、前記ｐＨが６以上９以下の前記プラズマ処理液を生成する
請求項１６に記載の液体処理装置。
【請求項１９】
電極対と、前記電極対に電圧を印加する電源とを含み、前記液体の近辺又は前記液体中で前記プラズマを発生させるプラズマ発生器をさらに備え、
前記制御回路は、前記プラズマ発生器に前記プラズマを発生させている間に、（ｉ）前記液体の前記ｐＨの単位時間当たりの平均値を測定し、（ｉｉ）前記ｐＨの前記平均値が６以上９以下でない場合に、前記供給部に前記ｐＨ調整物質を前記容器内へ供給させて前記液体の前記ｐＨを６以上９以下に変化させることによって、前記ｐＨが６以上９以下の前記プラズマ処理液を生成する
請求項１６に記載の液体処理装置。
【請求項２０】
第１の電極対と、前記第１の電極対に電圧を印加する第１電源とを含み、前記液体の近辺又は前記液体中で前記プラズマを発生させるプラズマ発生器と、
第２の電極対と、前記第２の電極対に電圧を印加する第２電源とを含み、前記液体を電気分解する電気分解装置とをさらに備え、
前記制御回路は、前記プラズマ発生器に前記プラズマを発生させている間に、（ｉ）前記液体の前記ｐＨの単位時間当たりの平均値を測定し、（ｉｉ）前記ｐＨの前記平均値が６以上９以下でない場合に、前記電気分解装置に前記液体を電気分解させて前記液体の前記ｐＨを６以上９以下に変化させることによって、前記プラズマ処理液を生成する
請求項１６に記載の液体処理装置。
【請求項２１】
請求項１６〜２０のいずれか１項に記載の液体処理装置を含む対象物処理装置であって、
前記制御回路は、さらに、前記プラズマ処理液を対象物に接触させる
対象物処理装置。
【請求項２２】
前記制御回路は、前記プラズマ処理液の前記ｐＨを６より小さい、又は、９より大きい値に変化させた後に、前記プラズマ処理液を前記対象物に接触させる、
請求項２１に記載の対象物処理装置。
【請求項２３】
前記制御回路は、前記プラズマ処理液を前記対象物に接触させながら、前記供給部に前記ｐＨ調整物質を前記容器内へ供給させる
請求項２１に記載の対象物処理装置。
【請求項２４】
前記制御回路は、前記プラズマ処理液を前記対象物に接触させた後に、前記プラズマ処理液の前記ｐＨを６以上９以下に変化させる
請求項２１〜２３のいずれか１項に記載の対象物処理装置。
【請求項２５】
液体を収容するための容器と、
第１の電極対と、
前記第１の電極対に電圧を印加する第１の電源と、
前記第１の電源を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、前記液体の近辺又は前記液体中でプラズマを発生させることで生成されたｐＨが６以上９以下のプラズマ処理液が前記容器に収容されているときに、前記第１の電源に前記第１の電極対へ前記電圧を印加させて、前記プラズマ処理液の前記ｐＨを、６より小さい、又は、９より大きい値に変化させる
液体処理装置。
【請求項２６】
第２の電極対と、前記第２の電極対に電圧を印加する第２の電源とを含み、前記液体の近辺又は前記液体中で前記プラズマを発生させるプラズマ発生器をさらに備え、
前記制御回路は、前記プラズマ発生器に前記プラズマを発生させることによって、前記ｐＨが６以上９以下の前記プラズマ処理液を生成する
請求項２５に記載の液体処理装置。
【請求項２７】
第２の電極対と、前記第２の電極対に電圧を印加する第２の電源とを含み、前記液体の近辺又は前記液体中で前記プラズマを発生させるプラズマ発生器をさらに備え、
前記制御回路は、前記プラズマ発生器に前記プラズマを発生させた後、前記第１の電源に前記第１の電極対へ前記電圧を印加させることによって、前記ｐＨが６以上９以下の前記プラズマ処理液を生成する
請求項２５に記載の液体処理装置。
【請求項２８】
第２の電極対と、前記第２の電極対に電圧を印加する第２の電源とを含み、前記液体の近辺又は前記液体中で前記プラズマを発生させるプラズマ発生器をさらに備え、
前記制御回路は、前記プラズマ発生器に前記プラズマを発生させている間に、（ｉ）前記液体の前記ｐＨの単位時間当たりの平均値を測定し、（ｉｉ）前記ｐＨの前記平均値が６以上９以下でない場合に、前記第１の電源に前記第１の電極対へ前記電圧を印加させて前記液体の前記ｐＨを６以上９以下に変化させることによって、前記ｐＨが６以上９以下の前記プラズマ処理液を生成する
請求項２５に記載の液体処理装置。
【請求項２９】
請求項２５〜２８のいずれか１項に記載の液体処理装置を含む対象物処理装置であって、
前記制御回路は、さらに、前記プラズマ処理液を対象物に接触させる
対象物処理装置。
【請求項３０】
前記制御回路は、前記プラズマ処理液の前記ｐＨを６より小さい、又は、９より大きい値に変化させた後に、前記プラズマ処理液を前記対象物に接触させる、
請求項２９に記載の対象物処理装置。
【請求項３１】
前記制御回路は、前記プラズマ処理液を前記対象物に接触させながら、前記第１の電源に前記第１の電極対へ前記電圧を印加させる
請求項２９に記載の対象物処理装置。
【請求項３２】
前記制御回路は、前記プラズマ処理液を前記対象物に接触させた後に、前記第１の電源に前記第１の電極対へ前記電圧を印加させて、前記プラズマ処理液の前記ｐＨを６以上９以下に変化させる
請求項２９〜３１のいずれか1項に記載の対象物処理装置。
【請求項３３】
液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させることで生成されたプラズマ処理液であって、
ｐＨが６以上９以下であり、
温度が２０℃のときにインディゴカーミンを１０ｐｐｍ添加した場合において、波長が６１０ｎｍの光に対する吸光度の変化に基づいて算出した、インディゴカーミンの分解率が、０．０２ｐｐｍ／分以下であり、
（ｉ）ｐＨが２．５になるように４．５規定の硫酸を添加して混合した場合において、硫酸の添加後１０秒経過した時点でのインディゴカーミンの前記分解率が、０．０５ｐｐｍ／分以上であり、又は、（ｉｉ）ｐＨが１１．５になるように４．５規定の水酸化ナトリウム水溶液を添加して混合した場合において、水酸化ナトリウム水溶液の添加後１０秒経過した時点でのインディゴカーミンの前記分解率が、０．１ｐｐｍ／分以上である
プラズマ処理液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、液体処理方法、対象物処理方法、液体処理装置、対象物処理装置及びプラズマ処理液に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラズマを利用して水の浄化及び殺菌を行う殺菌装置が知られている。例えば、特許文献１には、プラズマによって水中に生成される活性種によって、微生物又は細菌を殺菌する殺菌装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５５０２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、プラズマによって生成される活性種は寿命が短く、活性種を含む水における活性は、すぐに低下してしまう。つまり、プラズマによって活性種が生成された水は、活性を高く持続させることができず、保存することもできない。したがって、従来技術では、例えば殺菌の際に、常に高電圧で駆動するプラズマ生成装置の近辺に菌を含む対象物を置く必要があった。
【０００５】
そこで、本開示は、高い活性を有し、その持続性及び／又は保存性に優れた処理液を生成することができる液体処理方法、対象物処理方法、液体処理装置、対象物処理装置、及びプラズマ処理液を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本開示の一態様に係る液体処置方法は、液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させることで生成されたｐＨが６以上９以下のプラズマ処理液を準備するステップと、前記プラズマ処理液の前記ｐＨを６より小さい、又は、９より大きい値に変化させるステップとを含む。
【０００７】
また、本開示の一態様に係る液体処理装置は、液体を収容するための容器と、ｐＨ調整物質を前記容器内に供給する供給部と、前記供給部を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記液体の近辺又は前記液体中でプラズマを発生させることで生成されたｐＨが６以上９以下のプラズマ処理液が前記容器に収容されているときに、前記供給部に前記ｐＨ調整物質を前記容器内へ供給させて、前記プラズマ処理液の前記ｐＨを、６より小さい、又は、９より大きい値に変化させる。
【０００８】
また、本開示の一態様に係るプラズマ処理液は、液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させることで生成されたプラズマ処理液であって、ｐＨが６以上９以下であり、温度が２０℃のときにインディゴカーミンを１０ｐｐｍ添加した場合において、波長が６１０ｎｍの光に対する吸光度の変化に基づいて算出した、インディゴカーミンの分解率が、０．０２ｐｐｍ／分以下であり、（ｉ）ｐＨが２．５になるように４．５規定の硫酸を添加して混合した場合において、硫酸の添加後１０秒経過した時点でのインディゴカーミンの前記分解率が、０．０５ｐｐｍ／分以上であり、又は、（ｉｉ）ｐＨが１１．５になるように４．５規定の水酸化ナトリウム水溶液を添加して混合した場合において、水酸化ナトリウム水溶液の添加後１０秒経過した時点でのインディゴカーミンの前記分解率が、０．１ｐｐｍ／分以上である。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、高い活性を有し、その持続性及び／又は保存性に優れた処理液を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る処理液生成装置の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態に係る処理液生成装置の構成例を示す図である。
【図３】図３は、第１の実施の形態に係る処理液生成方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、第１の実施の形態に係る処理液生成方法の一例を示すフローチャートである。
【図５Ａ】図５Ａは、第１の実施の形態に係る第１処理液を準備するステップの第１の例を示すフローチャートである。
【図５Ｂ】図５Ｂは、第１の実施の形態に係る第１処理液を準備するステップの第２の例を示すフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、第１の実施の形態に係る第１処理液を準備するステップの第３の例を示すフローチャートである。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第１の実施の形態に係る第１処理液を準備するステップの第４の例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第１の実施の形態に係る対象物処理方法の一例を示すフローチャートである。
【図８Ａ】図８Ａは、実施例１及び２並びに比較例１〜３に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、比較例４〜６に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施例３及び種々の参考例に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、その他の種々の実施例に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、実施例４及び５に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、実施例１に係る液体サンプルであって、プラズマ処理をしてから酸性化するまでの間に所定期間放置された液体サンプルによる、インディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、実施例２に係る液体サンプルであって、プラズマ処理をしてから酸性化するまでの間に所定期間放置された液体サンプルによる、インディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、実施例１に係る所定期間放置された後の液体サンプルによる、インディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、実施例２に係る所定期間放置された後の液体サンプルによる、インディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、比較例１に係る所定期間放置された後の液体サンプルによる、インディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、種々の実施例及び参考例に係る液体サンプルのインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、種々の実施例及び参考例に係る液体サンプルのインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、図１２Ａ及び１２Ｂに示される液体サンプルのｐＨとインディゴカーミンの分解率との関係を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａに示す分解率を説明するための図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、実施例６及び７に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、別の実施例に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、実施例８及び９に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、実施例８及び９に係る別の液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図１６】図１６は、実施例１０〜１３に係る液体サンプルの希釈倍率と分解時間との関係の種々の例を示す図である。
【図１７】図１７は、第２の実施の形態に係る処理液生成装置の構成例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施例１４及び参考例に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図１９】図１９は、第３の実施の形態に係る処理液生成装置の構成例を示す図である。
【図２０】図２０は、第３の実施の形態に係る対象物処理方法を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、第５の実施の形態に係る対象物処理装置の概略構成を示す図である。
【図２２】図２２は、第５の実施の形態に係る対象物処理装置の構成例を示す図である。
【図２３】図２３は、第５の実施の形態に係る対象物処理方法の一例を示すフローチャートである。
【図２４】図２４は、第５の実施の形態に係る対象物処理方法の別の例を示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、実施例１７に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図２６】図２６は、実施例１８に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図２７】図２７は、実施例１７に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図２８】図２８は、実施例１８に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図２９】図２９は、実施例１９に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図３０】図３０は、参考例に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図３１Ａ】図３１Ａは、変形例１に係る種々の液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図３１Ｂ】図３１Ｂは、変形例１に係る種々の液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【図３２】図３２は、変形例３に係る種々の液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（用語の定義）
「中性」とは、ｐＨ（水素イオン指数）が６以上９以下であることを意味する。「アルカリ性」とは、ｐＨが９より大きいことを意味し、「酸性」とは、ｐＨが６より小さいことを意味する。
【００１２】
「中性化」とは、ｐＨを６以上９以下にすることを意味する。「アルカリ性化」とは、ｐＨを９より大きくすることを意味し、「酸性化」とは、ｐＨを６より小さくすることを意味する。
【００１３】
「プラズマ処理」は、プラズマを液体に接触させること、又は、プラズマにより発生した活性種を含む気体を液体に接触させることを意味する。
【００１４】
「未処理液」は、プラズマによって処理される前の液体を意味する。
【００１５】
「プラズマ処理液」は、プラズマによって処理された後の液体を意味する。プラズマ処理液は、例えば、対象物を分解及び／又は殺菌するための処理液として機能しうる。説明の簡便のため、中性のプラズマ処理液が第１処理液と呼ばれ、ｐＨが酸性又はアルカリ性に調整された後のプラズマ処理液が第２処理液と呼ばれうる。
【００１６】
「液体処理方法」は、液体をプラズマ処理する、及び／又は液体のｐＨを変更する方法を意味する。液体処理方法によって処理された液体が、対象物を分解及び／又は殺菌するための処理液として利用される場合、当該液体処理方法は、処理液生成方法と呼ばれうる。すなわち、「処理液生成方法」は、液体処理方法の一例である。同様に、「処理液生成装置」は、液体処理装置の一例である。
【００１７】
「対象物」とは、プラズマ処理液によって分解及び／又は殺菌される物質である。
【００１８】
「液体を準備する」とは、液体を生成することだけでなく、液体を調達することをも含む。
【００１９】
「液体の近辺」とは、プラズマによって発生した活性種が液体に接触できる範囲内で液面から離れた領域を意味する。液体の近辺とは、例えば、液面からの距離が２ｃｍ以内の領域を意味する。
【００２０】
「ＡがＢに添加される」とは、特に断りがない限り、ＡがＢに供給されることによって混合されることだけでなく、ＢがＡに供給されることによって混合されることをも含む。
【００２１】
（実施の形態の概要）
本開示の一態様に係る処理液生成方法は、液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させることで生成されたｐＨが６以上９以下の第１処理液を準備し、前記第１処理液のｐＨを調整することで、ｐＨが６より小さい、又は、９より大きい第２処理液を生成する。
【００２２】
これにより、中性の第１処理液を酸性化又はアルカリ性化することで生成された第２処理液は、高い活性を有し、その持続性に優れている。したがって、例えば、有機物、微生物又は細菌などの対象物を分解及び／又は殺菌するために、第２処理液を利用することができる。また、中性の第１処理液は、保存性に優れている。したがって、第１処理液を中性の状態で長期間保存し、その後、酸性化又はアルカリ性化すれば、活性の高い第２処理液を生成することができる。つまり、長期間保存された後に生成された第２処理液は、対象物を分解及び／又は殺菌することができる。
【００２３】
例えば、前記第１処理液は、液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させている間にｐＨを６以上９以下に調整することで生成された液体であってもよい。
【００２４】
これにより、短時間で第１処理液を得ることができる。
【００２５】
例えば、液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させた後に、ｐＨを６以上９以下に調整することで生成された液体であってもよい。
【００２６】
これにより、例えば、プラズマ処理中にｐＨを制御する手段を有さない場合であっても、簡便かつ容易に第１処理液を準備することができる。
【００２７】
例えば、前記第２処理液は、（ｉ）酸、塩基若しくは塩、（ｉｉ）酸、塩基若しくは塩の少なくとも１つを含む溶液、（ｉｉｉ）溶解して酸若しくは塩基となる気体若しくは固体、又は、（ｉｖ）当該気体若しくは当該固体を発生する微生物を含む溶液、を前記第１処理液に添加することで、生成されてもよい。
【００２８】
これにより、第２処理液を容易に生成することができる。第１処理液から第２処理液を生成する際の材料としては、多くの材料の中から選択することができる。したがって、例えば、安価な材料を選択した場合には、コストを低減することができる。
【００２９】
例えば、前記第１処理液のｐＨの調整では、ｐＨが３．５より小さい、又は、１０．５より大きい前記第２処理液を生成してもよい。
【００３０】
これにより、第２処理液の活性をさらに高くすることができる。
【００３１】
例えば、さらに、前記第１処理液のｐＨを調整する前に、前記第１処理液を希釈してもよい。
【００３２】
これにより、第２処理液の量を増やすことができる。また、第２処理液の活性を弱めることができるので、対象物の生菌率又は生存率などを容易に制御することができる。
【００３３】
本開示の一態様に係る対象物処理方法は、上記の処理液生成方法を含む対象物処理方法であって、生成した前記第２処理液を対象物に接触させる。
【００３４】
第２処理液の活性が高いので、対象物を効率良く分解及び／又は殺菌することができる。よって、例えば、微生物又は細菌を殺菌するために要する時間などを短くすることができる。
【００３５】
本開示の一態様に係る対象物処理方法は、上記の処理液生成方法を含む対象物処理方法であって、前記第１処理液のｐＨの調整では、前記第１処理液を対象物に接触させ、前記第１処理液と前記対象物とを接触させた状態で前記第１処理液のｐＨを調整してもよい。
【００３６】
この場合であっても、生成される第２処理液は高い活性を有する。第２処理液と対象物とを接触させる手順は、特に限定されない。したがって、汎用性の高い処理液として第１処理液及び／又は第２処理液を利用することができる。
【００３７】
本開示の一態様に係る対象物処理方法は、上記の処理液生成方法を含む対象物処理方法であって、前記第１処理液のｐＨの調整では、前記第１処理液を対象物に接触させると同時に、前記第１処理液のｐＨを調整する。
【００３８】
これにより、第２処理液を生成すると同時に、第２処理液の対象物への接触を行うことができる。
【００３９】
本開示の一態様に係る処理液は、上記の処理液生成方法によって生成された前記第２処理液である。
【００４０】
第２処理液は高い活性を有するので、微生物又は細菌などの対象物の分解及び／又は殺菌を効率良く行うことができる。
【００４１】
本開示の一態様に係る処理液生成装置は、液体を収容するための容器と、前記容器内の液体のｐＨを調整するｐＨ調整物質を、前記容器内に供給する供給部と、前記供給部を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させることで生成されたｐＨが６以上９以下の第１処理液が前記容器に入れられている場合に、前記供給部に前記ｐＨ調整物質を供給させて前記容器内の前記第１処理液のｐＨを調整することで、ｐＨが６より小さい、又は、９より大きい第２処理液を生成する。
【００４２】
これによって生成された第２処理液は、高い活性を有し、その持続性に優れている。したがって、例えば、微生物又は細菌などの対象物を分解及び／又は殺菌するために、第２処理液を利用することができる。また、中性の第１処理液は、保存性に優れている。したがって、第１処理液を、長期間保存した後に酸性化又はアルカリ性化することで、活性の高い第２処理液を生成することができる。つまり、長期間保存した後に生成された第２処理液は、対象物を分解及び／又は殺菌することができる。加えて、例えば、第１処理液がプラズマ発生器から離れた場所で生成された場合であっても、その活性が保存されうる。
【００４３】
例えば、さらに、少なくとも１つの電極対及び前記電極対に電圧を印加する電源を有し、前記容器内の液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させるプラズマ発生器を備え、前記制御回路は、前記プラズマ発生器によるプラズマの発生を開始し、所定時間経過した後に前記プラズマの発生を停止させることで、前記第１処理液を前記容器内に生成してもよい。
【００４４】
これにより、第１処理液を生成することができる。例えば、容器内の液体のｐＨを検出するセンサ、又は、ｐＨ検出結果を制御回路にフィードバックする機構などを備えなくてもよく、第１処理液の生成を低コストで実現できる。
【００４５】
例えば、さらに、少なくとも１つの電極対及び前記電極対に電圧を印加する電源を有し、前記容器内の液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させるプラズマ発生器を備え、前記制御回路は、前記プラズマ発生器によるプラズマの発生を開始し、所定時間経過した後に前記プラズマの発生を停止させた後、前記供給部にｐＨ調整物質を供給させて前記容器内の液体のｐＨを調整することで、前記第１処理液を前記容器内に生成してもよい。
【００４６】
これにより、例えば、プラズマ処理の継続時間などを制御しなくても、第１処理液を容易に準備することができる。
【００４７】
例えば、さらに、少なくとも１つの電極対及び前記電極対に電圧を印加する電源を有し、前記容器内の液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させるプラズマ発生器を備え、前記制御回路は、前記プラズマ発生器によるプラズマの発生を開始した後、（ｉ）前記容器内の液体のｐＨの単位時間当たりの平均値が６以上９以下である場合に、所定時間経過した後に前記プラズマの発生を停止させることで、前記第１処理液を前記容器内に生成し、（ｉｉ）前記容器内の液体のｐＨの単位時間当たりの平均値が６以上９以下でない場合に、前記供給部にｐＨ調整物質を供給させて前記容器内の液体のｐＨを６以上９以下に調整した後、所定時間経過した後に前記プラズマの発生を停止させることで、前記第１処理液を前記容器内に生成してもよい。
【００４８】
これにより、容器内の中性の液体に対してプラズマを接触させる時間を長くすることができる。これにより、第２処理液の活性を高めることができる。
【００４９】
例えば、前記制御回路は、さらに、前記容器から外部に前記第２処理液を排出し対象物に接触させてもよい。
【００５０】
第２処理液の活性が高いので、対象物を効率良く分解及び／又は殺菌することができる。よって、例えば、微生物又は細菌の殺菌に要する時間などを短くすることができる。
【００５１】
例えば、前記制御回路は、前記第１処理液を対象物に接触させ、前記第１処理液と前記対象物とを接触させた状態で前記供給部にｐＨ調整物質を供給させることで、前記第２処理液を生成してもよい。
【００５２】
この場合であっても、生成される第２処理液は高い活性を有する。第２処理液と対象物とを接触させる手順は、特に限定されない。したがって、汎用性の高い処理液として、第１処理液及び／又は第２処理液を利用することができる。
【００５３】
本開示の一態様に係る処理液は、液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させることで生成された処理液であって、ｐＨが６以上９以下であり、温度が２０℃のときにインディゴカーミンを１０ｐｐｍ添加した場合において、波長が６１０ｎｍの光に対する吸光度の変化に基づいて算出した、インディゴカーミンの分解率が、０．０２ｐｐｍ／分以下であり、（ｉ）ｐＨが２．５になるように４．５規定の硫酸を添加して混合した場合において、硫酸の添加後１０秒経過した時点でのインディゴカーミンの前記分解率が、０．０５ｐｐｍ／分以上であり、又は、（ｉｉ）ｐＨが１１．５になるように４．５規定の水酸化ナトリウム水溶液を添加して混合した場合において、水酸化ナトリウム水溶液の添加後１０秒経過した時点でのインディゴカーミンの前記分解率が、０．１ｐｐｍ／分以上である。
【００５４】
第２処理液は高い活性（具体的には、分解能力）を有するので、微生物又は細菌などの対象物の分解及び／又は殺菌を効率良く行うことができる。
【００５５】
本開示の一態様に係る対象物処理方法は、液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させることで生成されるプラズマ処理液を対象物に作用させ、前記対象物に作用させた後に残留する液体のｐＨを６以上９以下に調整する。
【００５６】
これにより、残留する液体による対象物への作用を抑制することができる。残留する液体の活性が抑制されているので、例えば、残留する液体を廃棄することができる。なお、活性とは、例えば、酸化、分解などの化学反応を起こす能力である。残留する液体の抑制された活性は、再活性化することができる。したがって、例えば、当該液体の活性を再活性化することで、残留する液体を再利用することができる。活性の抑制及び再活性化を行うことができるので、対象物の分解及び／又は殺菌だけでなく、例えば、ラジカル重合を利用したポリマーの生成などを精度良く行うことができる。
【００５７】
例えば、前記残留する液体に、酸、塩基又は塩を含む溶液を添加することで、前記残留する液体のｐＨを６以上９以下に調整してもよい。
【００５８】
これにより、残留する液体のｐＨを容易に調整することができる。多くの材料の中から酸、塩基又は塩を選択することができる。例えば安価な材料を選択する場合、コストを削減することができる。
【００５９】
例えば、前記残留する液体のｐＨを６以上９以下に調整した後に、当該液体のｐＨを６より小さく、又は、１０より大きく調整してもよい。
【００６０】
これにより、残留する液体を再活性化させることができるので、残留する液体を再利用することができる。
【００６１】
例えば、前記残留する液体のｐＨを６以上９以下に調整した後に、当該液体に、酸、塩基又は塩を含む溶液を添加することで、当該液体のｐＨを６より小さく、又は、１０より大きく調整してもよい。
【００６２】
これにより、残留する液体のｐＨを容易に調整することができる。多くの材料の中から酸、塩基又は塩を選択することができる。例えば安価な材料を選択する場合、コストを削減することができる。
【００６３】
例えば、前記残留する液体のｐＨを６以上９以下に調整した後、希釈してもよい。
【００６４】
これにより、活性をより一層抑制することができる。
【００６５】
本開示の一態様に係る対象物処理装置は、液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させることで生成されるプラズマ処理液を収容するための容器と、前記容器内の液体のｐＨを調整するｐＨ調整物質を、前記容器内に供給する第１供給部と、前記第１供給部を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記プラズマ処理液を対象物に作用させた後に残留する液体が前記容器に入れられている場合に、前記第１供給部に前記ｐＨ調整物質を前記容器内に供給させることで、前記残留する液体のｐＨを６以上９以下に調整する。
【００６６】
これにより、残留する液体による対象物への作用を抑制することができる。残留する液体の活性が抑制されているので、残留する液体を廃棄することができる。また、残留する液体の抑制された活性を、再活性化することができる。そのため、残留する液体を再利用することができる。
【００６７】
例えば、前記ｐＨ調整物質は、酸、塩基又は塩を含む溶液であってもよい。
【００６８】
これにより、残留する液体のｐＨを容易に調整することができる。多くの材料の中から酸、塩基又は塩を選択することができる。例えば安価な材料を選択する場合、コストを削減することができる。
【００６９】
例えば、前記容器内に希釈用の液体を供給する第２供給部をさらに備え、前記制御回路は、さらに、前記残留する液体のｐＨを６以上９以下に調整した後、前記第２供給部に前記希釈用の液体を前記容器内に供給させることで、前記残留する液体を希釈してもよい。
【００７０】
これにより、活性をより一層抑制することができる。
【００７１】
以下では、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
【００７２】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。なお、本実施の形態では、処理液生成方法が、処理液生成装置の動作例として説明されるが、処理液生成方法は特定の装置構成に限定されるものではない。
【００７３】
（第１の実施の形態）
［１．処理液生成装置］
第１の実施の形態に係る処理液生成装置の概要について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る処理液生成装置１０の概略構成の一例を示す。
【００７４】
処理液生成装置１０は、液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させることで生成された中性の第１処理液のｐＨを調整することで、酸性又はアルカリ性の第２処理液を生成する装置である。図１に示すように、処理液生成装置１０は、容器２０と、供給部３０と、制御回路４０とを備える。
【００７５】
図２は、本実施の形態に係る処理液生成装置１０の詳細な構成を示す。
【００７６】
図２に示すように、処理液生成装置１０は、さらに、プラズマ発生器５０と、接触部６０と、バルブ６１と、希釈部７０と、循環ポンプ８０と、配管８１とを備える。容器２０と、配管８１と、プラズマ発生器５０の反応槽５７との中には、所定の液体９０が入っている。
【００７７】
［１−１．容器］
容器２０は、液体を収容するための容器である。容器２０には、液体を供給するための供給口２１と、液体を排出するための排出口２２とが設けられている。
【００７８】
容器２０は、例えば、酸又はアルカリに耐性を有する材料から形成される。例えば、容器２０は、ポリ塩化ビニル、テトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）などの樹脂材料、ステンレスなどの金属材料、又は、セラミックなどから形成される。容器２０の大きさ及び形状は、特に限定されない。
【００７９】
供給口２１から供給されて容器２０に貯められる液体は、中性の第１処理液である。例えば、第１処理液は、例えば、所定の液体（未処理液）中で、すなわち、当該液体に接触するようにプラズマを発生させることで得られるプラズマ処理液である。なお、液体とプラズマとは接触しなくてもよく、例えば、液体の近辺でプラズマを発生させ、当該プラズマにより発生した活性種を含む気体を、液体に接触させてもよい。
【００８０】
ここで、未処理液は、例えば、水道水又は純水などの水である。あるいは、未処理液は、アルカリ性の溶液であってもよい。未処理液は、例えば、リン酸緩衝液などの緩衝液であってもよく、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性の水溶液であってもよい。なお、未処理液が緩衝液である場合、ｐＨの変化を緩やかにすることができるので、所望のｐＨに容易に調整することができる。
【００８１】
［１−２．供給部と制御回路］
供給部３０は、容器２０内の液体のｐＨを調整するためのｐＨ調整物質を、容器２０内に供給する。供給部３０は、例えば、制御回路４０からの指示に基づいて、所定のタイミングで所定量のｐＨ調整物質を容器２０内に供給する。供給部３０は、ｐＨ調整物質として、例えば、酸、塩基又は塩を含む溶液を、第１処理液に添加し、第１処理液のｐＨを調整する。
【００８２】
供給部３０は、例えば、ｐＨ調整物質を収容するための容器と、当該容器に接続され、容器２０にｐＨ調整物質を供給するためのポンプ及び／又はバルブとを備える。例えば、制御回路４０がポンプを制御することによって、ｐＨ調整物質が収容された容器と、液体が収容された容器２０との間の圧力差が調整される。例えば、制御回路４０がバルブの開閉動作を制御する。
【００８３】
ｐＨ調整物質は、例えば、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、硝酸（ＨＮＯ３）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液、アンモニア（ＮＨ３）水溶液、又は硫酸アルミニウム（Ａｌ２（ＳＯ４）３）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）などの塩である。なお、これらは一例に過ぎず、液体のｐＨを調整可能な物質であれば、固体、液体、気体などいかなるものであってもよく、例えば、液体のｐＨを調整可能な物質を産生する微生物であってもよい。
【００８４】
制御回路４０は、供給部３０を制御する。例えば、制御回路４０は、第１処理液が容器２０に収容されているときに、供給部３０にｐＨ調整物質を容器２０内へ供給させる。これにより、例えば、容器２０内で、中性の第１処理液のｐＨが調整され、酸性又はアルカリ性の第２処理液が生成される。第２処理液は、必要に応じて容器２０の排出口２２から外部に排出さる。排出された第２処理液は、例えば、対象物を分解及び／又は殺菌するために利用される。
【００８５】
なお、制御回路４０は、供給部３０から容器２０内へ供給されるｐＨ調整物質の供給量を制御することにより、中性の第１処理液から、強酸性又は強アルカリ性の第２処理液を生成してもよい。
【００８６】
制御回路４０は、例えば、プログラムが格納された不揮発性メモリと、プログラムを実行するプロセッサとを備える。制御回路４０は、さらに、プログラムを実行するための一時的な記憶領域である揮発性メモリと、入出力ポートとを備えてもよい。制御回路４０は、例えば、マイコンである。
【００８７】
［１−３．プラズマ発生器と制御回路］
プラズマ発生器５０は、液体９０中でプラズマ９２を発生させる装置である。例えば、プラズマ発生器５０は、液体９０中に生じる気泡９１内でプラズマ９２を発生させる。気泡９１は、気体供給器５６によって供給された気体から形成される。
【００８８】
図２に示すように、プラズマ発生器５０は、電源５１と、第１電極５２と、第２電極５３と、絶縁体５４と、保持ブロック５５と、気体供給器５６と、反応槽５７とを備える。以下、プラズマ発生器５０が備える各構成要素の例について詳細に説明する。
【００８９】
電源５１は、第１電極５２と第２電極５３との間に接続されている。電源５１は、第１電極５２と第２電極５３との間に所定の電圧を印加する。所定の電圧は、例えば、パルス電圧又は交流電圧である。例えば、所定の電圧は１ｋＶ〜５０ｋＶ、１Ｈｚ〜１００ｋＨｚの高電圧パルスである。電圧波形は、例えば、パルス状、正弦半波形及び正弦波状のいずれでもよい。また、第１電極５２と第２電極５３との間に流れる電流値は、例えば、１ｍＡ〜３Ａである。例えば、電源５１は、ピーク電圧が４ｋＶ、パルス幅が１μｓｅｃ、周波数が３０ｋＨｚのパルス電圧を、第１電極５２と第２電極５３との間に印加する。例えば、電源５１による入力電力は、１０Ｗ〜１００Ｗである。なお、ここでの入力電力は、商用電源から電源に投入される電力であり、プラズマの発生に消費される電力とは異なる。つまり、この電力には、無効電力も含まれ、実際にプラズマの発生で消費される電力は、当該入力電力より小さくてもよい。
【００９０】
第１電極５２は、電極対の一方であり、反応槽５７の壁を貫通するように配置され、少なくとも一部が液体９０に接触している。第１電極５２は、例えば、棒状電極である。第１電極５２は、例えば、銅、アルミニウム又は鉄などの導電性の金属材料から形成される。
【００９１】
第２電極５３は、電極対の他方であり、反応槽５７の壁を貫通するように配置されている。第２電極５３は、電源５１から電力が供給されていないときには、少なくとも一部が液体９０に接触している。第２電極５３は、反応電極として用いられる。第１電極５２と第２電極５３との間に所定の電圧が印加された場合に、第２電極５３の周囲にプラズマ９２が発生する。例えば、プラズマ９２は、気泡９１内に発生する。
【００９２】
図２に示す例において、第２電極５３は、金属電極部５３ａと金属ネジ部５３ｂとを備える。
【００９３】
金属電極部５３ａは、金属ネジ部５３ｂに圧入することによって、一体化させて形成される。金属電極部５３ａは、絶縁体５４の開口から突出しないように設けられている。金属電極部５３ａは、例えば、棒状電極であり、タングステンなどの耐プラズマ性の金属材料から形成される。なお、耐久性は悪化するが、金属電極部５３ａは、銅、アルミニウム又は鉄などから形成されてもよい。
【００９４】
金属ネジ部５３ｂは、圧入された金属電極部５３ａを支持する。金属ネジ部５３ｂは、例えば、棒状部材であり、鉄から形成される。なお、金属ネジ部５３ｂは、鉄に限らず、銅、亜鉛、アルミニウム、スズ又は真鍮などでもよい。
【００９５】
金属ネジ部５３ｂは、保持ブロック５５に設けられたネジ部（例えば雌ネジ）に螺合するネジ部（例えば雄ネジ）を有する。これにより、金属電極部５３ａと絶縁体５４との位置関係を調整することができる。
【００９６】
金属ネジ部５３ｂは、例えば、軸方向に貫通する貫通孔（図示せず）が設けられている。貫通孔の一端は、金属電極部５３ａと絶縁体５４との間の空隙と連通している。貫通孔の他端は、気体供給器５６が接続されている。したがって、気体供給器５６から供給される気体は、当該貫通孔、及び、空隙を介して液体９０中に供給され、液体９０中に気泡９１を形成する。
【００９７】
絶縁体５４は、金属電極部５３ａの外周面を囲むように設けられている。絶縁体５４は、例えば、円筒形状を有する。絶縁体５４の内径は、金属電極部５３ａの外径より大きい。このため、絶縁体５４の内周面と金属電極部５３ａの外周面との間には、空隙が形成される。
【００９８】
絶縁体５４は、例えば、アルミナセラミックから形成されてもよく、マグネシア、石英又は酸化イットリウムなどから形成されてもよい。
【００９９】
保持ブロック５５は、金属ネジ部５３ｂ及び絶縁体５４を保持するための部材である。保持ブロック５５には、ネジ部（例えば雌ネジ）が設けられている。金属ネジ部５３ｂを軸周りに回転させることで、保持ブロック５５と金属ネジ部５３ｂとの位置関係を調節することができ、これにより、絶縁体５４と金属電極部５３ａとの位置関係を調整することができる。例えば、金属電極部５３ａの先端が絶縁体５４の開口から突出しないように調整することができる。
【０１００】
気体供給器５６は、液体９０に気体を供給することで、液体９０中に気泡９１を形成する。気泡９１は、絶縁体５４の開口から反応槽５７の液体９０中に放出される。気体供給器５６は、例えば、ポンプである。
【０１０１】
気体供給器５６は、例えば、プラズマ発生器５０の周囲に存在する空気を取り込んで、この空気を反応槽５７内の液体９０中に供給する。なお、気体供給器５６が供給する気体は、空気に限らず、窒素、酸素、アルゴンなどの希ガス、又は、水蒸気などであってもよく、プラズマ状態となりうるものであれば特段限定されるものではない。気体は、金属ネジ部５３ｂに設けられた貫通孔、及び、金属電極部５３ａと絶縁体５４との間の空隙を介して液体９０中に供給され、液体９０中に気泡９１を形成する。金属電極部５３ａは、例えば、気泡９１によって覆われ、かつ、液体９０には直接接触しない状態に維持されうる。この状態において、気泡９１内でプラズマ９２が生成される。
【０１０２】
反応槽５７は、内部でプラズマ９２を発生させるための空間を形成する容器である。反応槽５７には、配管８１が接続されている。循環ポンプ８０は、配管８１を介して、反応槽５７と容器２０との間で液体９０を循環させる。なお、反応槽５７は、配管８１の一部であってもよい。
【０１０３】
例えば、容器２０から反応槽５７内に液体９０を送り、反応槽５７内の液体９０中でプラズマ９２を発生させ、これにより、第１処理液を生成する。反応槽５７内で生成された第１処理液は、供給口２１を介して容器２０に供給される。
【０１０４】
反応槽５７は、例えば、酸又は／及びアルカリに耐性を有する材料から形成される。例えば、反応槽５７は、ポリ塩化ビニル、テトラフルオロエチレン（ＰＦＡ）などの樹脂材料、ステンレスなどの金属材料、又は、セラミックなどから形成される。反応槽５７の大きさ及び形状は、特に限定されない。
【０１０５】
なお、反応槽５７と容器２０とは、一体化されていてもよい。言い換えると、プラズマ発生器５０は、反応槽５７を備えずに、容器２０内でプラズマ９２を発生させてもよい。この場合、処理液生成装置１０は、循環ポンプ８０及び配管８１を備えなくてもよい。
【０１０６】
制御回路４０は、例えば、プラズマ発生器５０を制御してもよい。制御回路４０は、例えば、電源５１及び気体供給器５６を制御する。制御回路４０は、電源５１が第１電極５２及び第２電極５３間に電圧を印加するタイミング及び期間を制御する。すなわち、制御回路４０は、液体９０中にプラズマ９２を発生させるタイミングと、その期間（すなわち、プラズマ処理の継続時間）を制御する。また、制御回路４０は、例えば、気体供給器５６が液体９０中に気体を供給するタイミング及び気体の量などを制御する。
【０１０７】
例えば、制御回路４０は、所定のｐＨの未処理液を容器２０内に入れた後、プラズマ発生器５０にプラズマ９２の発生を開始させ、所定時間が経過した後にプラズマ９２の発生を停止させる。その後、制御回路４０は、例えば、供給部３０にｐＨ調整物質を供給させて、容器２０内の液体９０のｐＨを６以上９以下に調整してもよい。
【０１０８】
あるいは、制御回路４０は、プラズマ発生器５０によるプラズマ９２の発生を開始し、容器２０内の液体９０のｐＨの単位時間当たりの平均値が６以上９以下となるようにｐＨを制御し、所定期間が経過した後にプラズマ９２の発生を停止させてもよい。経過時間を測定する替わりに、制御回路４０は、容器２０内の液体９０のｐＨの単位時間当たりの平均値が６以上９以下となったときに、プラズマ９２の発生を停止させてもよい。
【０１０９】
これにより、制御回路４０は、中性の第１処理液を容器２０内に生成する。
【０１１０】
なお、処理液生成装置１０は、プラズマ発生器５０を備えなくてもよい。この場合、例えば、別の場所で予め生成された第１処理液が容器２０に入れられる。
【０１１１】
［１−４．接触部とバルブ］
接触部６０は、第２処理液を対象物に接触させるための部分である。接触部６０は、例えば、容器２０の排出口２２に、バルブ６１を介して接続されている。接触部６０は、例えば、対象物を入れる容器であってもよい。この場合、排出口２２を介して第２処理液を当該容器内に入れることで、対象物に第２処理液を接触させる。あるいは、接触部６０は、例えば、インジェクタ、スプレー、ディフューザなどのであってもよい。この場合、第２処理液を対象物に向けて噴出することで、対象物に第２処理液を接触させる。
【０１１２】
対象物は、第２処理液によって分解及び／又は殺菌される物質である対象物は、例えば、有機物、微生物又は細菌などである。接触部６０は、例えば、対象物を含む物体に、排出口２２から排出される第２処理液を接触させる。対象物を含む物体とは、例えば、食器類などの生活用品、医療機器、又は、浴室の床や窓ガラスなどの建材である。あるいは、対象物を含む物体は、例えば、虫歯菌や歯周病菌などを含む人体の口腔、腐敗菌等を含む食品、動植物などである。
【０１１３】
バルブ６１は、排出口２２に設けられており、制御回路４０によって開閉が制御される。例えば、バルブ６１が開けられた場合に、容器２０に溜められた液体は、排出口２２を介して接触部６０に供給され、対象物に接触する。例えば、制御回路４０は、第２処理液を生成させた後、バルブ６１を開けることで、第２処理液を対象物に接触させる。
【０１１４】
なお、処理液生成装置１０は、接触部６０以外の方法で第２処理液と対象物とを接触させてもよい。例えば、処理液生成装置１０は、容器２０内に対象物を供給する供給部（図示せず）をさらに備えていてもよい。供給部は、ユーザが容器２０に対象物を供給するために容器２０に設けられた供給口であってもよい。供給部は、対象物を収容する容器をさらに有し、当該容器がバルブを介して供給口に接続されていてもよい。この構成により、例えば、供給部によって容器２０内に対象物を供給し、対象物と第１処理液とが混合した状態で、第１処理液（又は、第１処理液と対象物との混合液）のｐＨを調整することができる。これによって、第２処理液を生成すると同時に、第２処理液を対象物に接触させることができる。
【０１１５】
例えば、処理液生成装置１０は、対象物及びｐＨ調整物質を予め混合した混合物を収容する容器を有してもよい。この構成において、混合物を第１処理液に供給することによって、混合物と第１処理液と接触させてもよいし、第１処理液を混合物に供給することによって、混合物と第１処理液とを接触させてもよい。いずれの場合においても、第１処理液が対象物に接触すると同時に、第１処理液のｐＨが調整される。その結果、第２処理液が生成されると同時に、第２処理液が対象物に接触する。あるいは、例えば、対象物及びｐＨ調整物質は、別々の容器から容器２０内に同時に供給されてもよい。
【０１１６】
［１−５．希釈部］
希釈部７０は、第１処理液を希釈させる。例えば、希釈部７０は、第１処理液のｐＨが調整される前に、第１処理液を希釈する。希釈部７０は、例えば、希釈用の液体を容器２０内に供給する。希釈用の液体は、例えば、第１処理液と同等のｐＨを有する緩衝液である。あるいは、希釈用の液体は、例えば、純水又は水道水などの水でもよい。希釈部７０は、制御回路４０によって、希釈するタイミング及び希釈の倍率が制御されうる。希釈部７０は、例えば、希釈用の液体の容器２０への流入を制御するバルブを有する。希釈部７０は、例えば、希釈用の液体を収容する容器を有する。
【０１１７】
［１−６．循環ポンプ及び配管］
循環ポンプ８０は、配管８１に設けられた送液装置の一例である。循環ポンプ８０は、例えば、ケミカルポンプである。
【０１１８】
循環ポンプ８０は、配管８１を介して、容器２０と反応槽５７との間で液体９０を循環させる。つまり、容器２０、配管８１及び反応槽５７によって、液体９０の循環経路が形成される。
【０１１９】
配管８１は、液体９０を循環させるための循環経路を形成するための管である。配管８１は、例えば、パイプ、チューブ又はホースなどの管状の部材から形成される。配管８１は、例えば、容器２０と同じ材料から形成される。
【０１２０】
［２．動作］
［２−１．処理液生成方法］
本実施の形態に係る処理液生成装置１０の動作例について、図３〜図６Ｂを用いて説明する。まず、本実施の形態に係る処理液生成方法について、図３及び図４を用いて説明する。
【０１２１】
図３は、本実施の形態に係る処理液生成方法を示すフローチャートである。
【０１２２】
まず、処理液生成装置１０は、ｐＨが６以上９以下の第１処理液を準備する（Ｓ１０）。準備した第１処理液は、容器２０に収容されている。
【０１２３】
次に、処理液生成装置１０は、第１処理液のｐＨを調整することで、ｐＨが６より小さい、又は、９より大きい第２処理液を生成する（Ｓ２０）。例えば、制御回路４０からの指示によって、供給部３０は、ｐＨ調整物質を容器２０内に供給する。例えば、供給部３０は、酸、塩基又は塩を含む溶液を第１処理液に添加する。このとき、供給部３０は、多量のｐＨ調整物質を第１処理液に添加することによって、ｐＨが３．５より小さい、又は、１０．５より大きい第２処理液を生成してもよい。
【０１２４】
後述するように、第１処理液は、保存性に優れている。したがって、ステップＳ１０とステップＳ２０との間には、保存期間が設けられてもよい。保存期間は、例えば、数時間、数日、数ヶ月などの長期間でもよい。
【０１２５】
第１処理液の準備（例えば、生成）（Ｓ１０）と、第２処理液の生成（Ｓ２０）とは、異なる手法で行われる。例えば、第１処理液はプラズマ処理によって生成されるのに対して、第２処理液は、第１処理液にｐＨ調整物質を添加することで行われる。第１処理液から第２処理液を生成する際には、プラズマ処理は行われない。
【０１２６】
例えば、第１処理液は、保存用の容器に保存される。第１処理液は、対象物の分解及び／又は殺菌などに利用される際に例えばユーザからの入力に基づいて、保存用の容器から利用される量だけ排出されて、反応用の容器に供給される。反応用の容器に供給された第１処理液にｐＨ調整物質が添加されることで、第２処理液が生成される。これにより、生成した第２処理液を対象物の分解及び／又は殺菌に利用することができる。
【０１２７】
図４は、本実施の形態に係る処理液生成方法の別の例を示すフローチャートである。図４に示すように、第１処理液を準備するステップ（Ｓ１０）は、図３に示すステップＳ１０と同じである。
【０１２８】
処理液生成装置１０は、第１処理液を準備した後、かつ、第１処理液のｐＨを調整する前に、第１処理液を希釈する（Ｓ１５）。例えば、制御回路４０からの指示によって、希釈部７０が希釈用の液体を容器２０内に供給する。希釈用の液体は、例えば、第１処理液と同等のｐＨを有する緩衝液である。あるいは、希釈用の液体は、例えば、純水又は水道水などの水である。
【０１２９】
次に、希釈された第１処理液のｐＨを調整することで、ｐＨが６より小さい、又は、９より大きい第２処理液を生成する（Ｓ２０ａ）。このステップＳ２０ａは、例えば、図３に示すステップＳ２０と同様である。
【０１３０】
これにより、第２処理液の量を増やすことができる。例えば、少量の第１処理液から大量の第２処理液を生成することができる。したがって、多くの対象物を処理することができ、例えば、広い範囲の殺菌処理に用いられうる。後で詳しく説明するが、希釈した第１処理液から生成された第２処理液であっても、高い活性を有する。
【０１３１】
［２−２．第１処理液の生成］
次に、本実施の形態に係る中性の第１処理液を準備するステップについて、図５Ａ〜図６Ｂを用いて説明する。図５Ａ〜図６Ｂは、本実施の形態に係る第１処理液を準備するステップ（Ｓ１０）の例をそれぞれ示すフローチャートである。
【０１３２】
図５Ａは、本実施の形態に係る第１処理液を準備するステップ（Ｓ１０）の第一の例を示すフローチャートである。
【０１３３】
まず、未処理液を容器２０に入れる（Ｓ１１）。未処理液は、プラズマ処理が行われていない液体９０であり、例えば、水道水又は緩衝液である。例えば、容器２０の供給口２１には、バルブ（図示せず）を介して水道管（図示せず）が接続されている。制御回路４０がバルブの開閉を制御することで、所定量の水道水を容器２０に供給する。
【０１３４】
次に、プラズマの発生を開始する（Ｓ１２）。例えば、制御回路４０からの指示によって、気体供給器５６が液体９０中に気体を供給する。第２電極５３は、供給された気体によって形成された気泡９１に覆われる。この状態で、制御回路４０からの指示によって、電源５１が第１電極５２及び第２電極５３間に電圧を印加する。これにより、気泡９１中で放電が起こり、プラズマ９２が発生する。プラズマ９２が発生すると、プラズマ９２が液体９０に作用し、液体９０のイオン組成を変化させることによってｐＨを変動させる。あるいは、プラズマ９２が供給された気体に作用して生成物を生成し、当該生成物が液体９０に溶け込んで液体９０のｐＨを変動させる。
【０１３５】
液体９０のｐＨが６以上９以下の所定の値にならない場合（Ｓ１３でＮｏ）、プラズマ９２の発生が継続される。例えば、制御回路４０は、電源５１による電圧の印加を継続させる。
【０１３６】
液体９０のｐＨが６以上９以下の所定の値になった場合（Ｓ１３でＹｅｓ）、プラズマ９２の発生を停止する（Ｓ１４）。例えば、制御回路４０からの指示によって、電源５１は第１電極５２及び第２電極５３間の電圧の印加を停止する。また、制御回路４０からの指示によって、気体供給器５６は、気体の供給を停止する。
【０１３７】
容器２０には、液体９０のｐＨを検出するためのｐＨセンサが設けられていてもよい。制御回路４０は、ｐＨセンサから液体９０のｐＨの値を取得し、取得した値に基づいてプラズマ９２の発生を停止させてもよい。
【０１３８】
ｐＨセンサは、例えば、ガラス電極式ｐＨメータである。ガラス電極式ｐＨメータにおいて、例えば、塩化カリウム溶液又はイオン液体塩橋が液絡部として用いられ、Ａｇ／ＡｇＣｌが電極として用いられる。ｐＨセンサは、例えば、ＩＳＦＥＴ式ｐＨメータであってもよい。あるいは、ｐＨ検出手段として、液体をサンプリングし、ｐＨ指示薬又はｐＨ試験紙を用いて比色測定を行ってもよい。
【０１３９】
以上のようにして、処理液生成装置１０は、ｐＨが６以上９以下の第１処理液を生成することができる。
【０１４０】
なお、ｐＨセンサは設けられていなくてもよい。この場合、プラズマ処理の継続期間は、例えば、気体供給器５６によって供給された気体の種類、液体９０の種別及び容量と、印加する電圧とに基づいて、液体９０のｐＨを６以上９以下の範囲にするための適切な値に、設定されていてもよい。
【０１４１】
図５Ｂは、本実施の形態に係る第１処理液を準備するステップ（Ｓ１０）の第２の例を示すフローチャートである。図５ＢにおけるステップＳ１１、Ｓ１２、及びＳ１４は、例えば、図５ＡにおけるステップＳ１１、Ｓ１２、及びＳ１４と同様である。
【０１４２】
制御回路４０は、電圧の印加を開始させてから設定された期間が経過していない場合（Ｓ１３ａでＮｏ）、電圧の印加を継続させる。制御回路４０は、設定された期間が経過した場合（Ｓ１３ａでＹｅｓ）、電圧の印加を停止させる（Ｓ１４）。例えば、制御回路４０は、プラズマ処理が開始された時点からの経過時間を計測するタイマを有する。
【０１４３】
プラズマ処理の継続期間は、例えば、次のようにして設定することができる。例えば、気体供給器５６が供給する気体が空気である場合、供給される気体中の窒素の一部が酸化されて硝酸となり、この硝酸が液体中に溶け込み、液体９０のｐＨを低下させる。そこで、このときのｐＨの変動データを予め取得しておき、このｐＨの変動データに基づいて、緩衝液を準備する。この緩衝液は、例えば、所定時間のプラズマ処理で生じるｐＨ変動を補填できるようにｐＨが調整されている。この緩衝液を未処理の液体９０として用いることにより、当該所定時間のプラズマ処理を行った後の第１処理液のｐＨが、６以上９以下の範囲に収まる。
【０１４４】
あるいは、プラズマ処理の継続時間は、適切な時間に設定されておらず、任意の時間に設定されていてもよい。例えば、気体供給器５６が供給する気体がアルゴンであって、かつ、未処理液が、６以上９以下のｐＨ値を有する緩衝液である場合、プラズマ処理に伴うｐＨ変動は極めて小さい。したがって、プラズマ処理の継続時間が、適切な時間に設定されていなくても、ｐＨが６以上９以下の第１処理液を得ることができる。
【０１４５】
図６Ａは、本実施の形態に係る第１処理液を準備するステップ（Ｓ１０）の第３の例を示すフローチャートである。図６Ａに示すステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３ａ、Ｓ１４は、例えば、図５Ｂに示すステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３ａ、Ｓ１４と同じである。
【０１４６】
プラズマ９２の発生を停止した（Ｓ１４）後に、ｐＨ調整物質を添加することで、ｐＨが６以上９以下の第１処理液を生成する（Ｓ１５ａ）。例えば、プラズマ９２の発生を停止した時点での液体９０のｐＨが、６より小さくなっている場合、制御回路４０からの指示によって、供給部３０が、塩基を含む溶液を液体９０に添加する。塩基の添加量は、例えば、液体９０の量及びｐＨによって決定される。
【０１４７】
図６Ｂは、本実施の形態に係る第１処理液を準備するステップ（Ｓ１０）の第４の例を示すフローチャートである。図６Ｂに示すステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１４は、例えば、図５Ａに示すステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１４と同じである。
【０１４８】
図６Ｂに示すフローにおいて、液体９０のｐＨの単位時間当たりの平均値が６以上９以下であって（Ｓ１３でＹｅｓ）、かつ、任意に設定された期間が経過した（Ｓ１３ａでＹｅｓ）場合には、プラズマ９２の発生を停止させる（Ｓ１４）。これにより、第１処理液が生成される。
【０１４９】
一方、液体９０のｐＨの単位時間当たりの平均値が６以上９以下でない場合には（Ｓ１３でＮｏ）、制御回路４０からの指示によって、供給部３０は、液体中にｐＨ調整物質を供給させる（Ｓ１３ｂ）。また、任意に設定された期間が経過していない（Ｓ１３ａでＮｏ）場合には、プラズマ９２の発生が継続され、ステップＳ１３に戻る。
【０１５０】
液体９０のｐＨ値は、例えば、ｐＨセンサによって取得される。図６Ｂに示す方法によれば、例えば、容器内の液体が中性である状態に制御しながら、液体にプラズマを接触させる時間を長くすることができる。これにより、第２処理液の活性を高めることができる。
【０１５１】
なお、第１処理液を生成するためのｐＨ調整物質は、第１処理液から第２処理液を生成するためのｐＨ調整物質と異なっていてもよい。例えば、第１処理液を生成するためのｐＨ調整物質は、塩基若しくは塩を含む溶液、中性の緩衝液、又は、その両方を組み合わせであってもよい。これにより、プラズマ処理によってｐＨが低下して酸性となった液体が、中性化されうる。他方、第２処理液を生成するためのｐＨ調整物質は、中性の液体を酸性化するために、酸を含む溶液であってもよく、あるいは、中性の液体をアルカリ化するために、塩基又は塩を含む溶液であってもよい。
【０１５２】
［２−３．対象物処理方法］
以下では、第２処理液を利用した対象物の処理方法について、図７を用いて説明する。
【０１５３】
図７は、本実施の形態に係る対象物処理方法を示すフローチャートである。図７に示すように、第２処理液を生成するまでのステップＳ１０及びＳ２０は、例えば、図３に示すステップＳ１０及びＳ２０と同じである。
【０１５４】
処理液生成装置１０は、第２処理液を生成した後、生成した第２処理液を対象物に接触させる（Ｓ３０）。例えば、制御回路４０は、バルブ６１を開けることで、容器２０に溜められた第２処理液を、排出口２２を介して、接触部６０に供給する。接触部６０は、供給された第２処理液を対象物に接触させる。
【０１５５】
ステップＳ１０とＳ２０は並行して実行されてもよい。例えば、予め対象物とｐＨ調整物質とが混合されていてもよい。この場合、対象物及びｐＨ調整物質からなる混合物が、さらに第１処理液と混合される。あるいは、対象物と、ｐＨ調整物質と、第１処理液とが、同時に混合されてもよい。これにより、第２処理液を生成すると同時に、第２処理液の対象物への接触を行うことができる。
【０１５６】
［３．実施例（図５Ｂ対応）］
以下では、本実施の形態に係る処理液生成装置１０の種々の実施例について、図面を用いて説明する。本発明者らは、以下に示す実施例１〜６に係る液体サンプルと比較例１〜３に係る液体サンプルとを生成し、これらの液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験を行った。
【０１５７】
［３−１．条件］
実施例１〜５及び比較例１では、図２に示す処理液生成装置１０を用いて、容器２０に収容された未処理液に対してプラズマ処理を行った。容器２０は、ＰＦＡ製の容器であり、１００ｍＬの液体９０を入れた。容器２０にはｐＨセンサを配置し、常時、液体９０のｐＨ及び温度をモニタリングした。
【０１５８】
循環ポンプ８０は、ケミカルポンプであり、配管８１内の流量を０．６Ｌ／ｍｉｎとした。気体供給器５６は、０．３Ｌ／ｍｉｎで空気を液体９０中に供給した。電源５１は、３０分間、２０Ｗの電力を供給した。すなわち、プラズマ９２を発生させた時間、つまり、プラズマ処理の継続時間は、３０分であった。
【０１５９】
以下、各実施例及び比較例の詳細な条件について説明する。なお、表１は、各実施例に係る条件をまとめたものである。表２は、各比較例に係る条件をまとめたものである。
【０１６０】
【表１】
2017001020.tif 000003
【０１６１】
実施例１では、ｐＨが８．３で１０ｍＭのリン酸緩衝液を未処理液（液体９０）として用いた。このリン酸緩衝液は、リン酸二水素ナトリウム二水和物３７ｍｇと、リン酸水素ナトリウム６８３ｍｇとを混合し、超純水で５００ｍＬにメスアップすることによって生成された。プラズマ処理後の第１処理液のｐＨが７であった。第１処理液に４．５規定の硫酸を添加することで、ｐＨが２．７１の第２処理液を生成した。つまり、実施例１では、中性を維持しながら緩衝液にプラズマ処理を行った後、酸を添加することで緩衝液を酸性化した。
【０１６２】
実施例２では、実施例１と同じｐＨが８．３のリン酸緩衝液を未処理液として用いた。プラズマ処理後の第１処理液のｐＨが７であった。第１処理液に４．５規定の水酸化ナトリウム水溶液を添加することで、ｐＨが１１．６の第２処理液を生成した。つまり、実施例２では、中性を維持しながら緩衝液にプラズマ処理を行った後、塩基を添加することで緩衝液をアルカリ性化した。
【０１６３】
実施例３では、実施例１と同じ、ｐＨが８．３のリン酸緩衝液を未処理液として用いた。プラズマ処理後の第１処理液のｐＨが７であった。第１処理液に硫酸アルミニウムを添加することで、ｐＨが２．５の第２処理液を生成した。つまり、実施例３では、中性を維持しながら緩衝液にプラズマ処理を行った後、塩を添加することで緩衝液を酸性化した。
【０１６４】
実施例４では、ｐＨが１２の水酸化ナトリウム水溶液を未処理液として用いた。プラズマ処理後の第１処理液のｐＨが７であった。第１処理液に硫酸を添加することで、ｐＨが２．５の第２処理液を生成した。つまり、実施例４では、アルカリ性の溶液にプラズマ処理を行って中性化した後、酸を添加することにより中性の溶液を酸性化した。
【０１６５】
実施例５では、ｐＨが１２の水酸化ナトリウム水溶液を未処理液として用いた。プラズマ処理後の第１処理液のｐＨが７であった。第１処理液に４．５規定の水酸化ナトリウム水溶液を添加することで、ｐＨが１１．５の第２処理液を生成した。つまり、実施例５では、アルカリ性の溶液にプラズマ処理を行って中性化した後、塩基を添加することにより中性の溶液をアルカリ性化した。
【０１６６】
【表２】
2017001020.tif 000004
【０１６７】
比較例１では、ｐＨが６の標準水を未処理液として用いた。この標準水は、伝導度が水道水と同等の２０ｍＳ／ｍとなるよう調整された硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）水溶液である。具体的には、標準水は、硫酸ナトリウム６１．３ｍｇを超純水で５００ｍＬにメスアップすることによって生成された。比較例１では、標準水にプラズマ処理を行った。プラズマ処理後の処理液のｐＨは、２．４であった。比較例１では、プラズマ処理液のｐＨの調整を行っていない。
【０１６８】
比較例２では、ナノバブル水（プラズマ非処理液）を準備した。ナノバブル水は、加圧溶解型ウルトラファインバブル発生装置（ＩＤＥＣ社製ＵｌｔｒａｆｉｎｅＧＡＬＦ）を用いて、４リットルの超純水中に、ナノバブル（ウルトラファインバブル）を発生させることで生成された。ナノバブル水のｐＨは６であった。また、ナノバブル水をカンタムデザイン社製ナノ粒子トラッキング法測定装置（Ｎａｎｏｓｉｔｅ）により測定し確認したところ、８２ｎｍにピークを持った粒径分布で１．６×１０９個／ｍＬのナノバブルが含まれていた。比較例２では、上記ナノバブル水に、プラズマ処理を行うことなく、硫酸を添加し、これにより、ｐＨが３．２９のナノバブル水を得た。
【０１６９】
比較例３では、比較例２と同じ、ｐＨが６のナノバブル水（プラズマ非処理液）に、プラズマ処理を行うことなく、水酸化ナトリウム水溶液を添加し、これにより、ｐＨが１１．０のナノバブル水を得た。
【０１７０】
比較例４では、ｐＨが７．２のリン酸緩衝液（プラズマ非処理液）を準備した。このリン酸緩衝液は、リン酸二水素ナトリウム二水和物３０２ｍｇと、リン酸水素ナトリウム４４０ｍｇとを混同し、超純水で５００ｍＬにメスアップすることによって生成された。比較例４では、このリン酸緩衝液にプラズマ処理を行うことなく、硫酸を添加し、これにより、ｐＨが２．５のリン酸緩衝液を得た。
【０１７１】
比較例５では、比較例４と同じ、ｐＨが７．２のリン酸緩衝液（プラズマ非処理液）を準備した。比較例５では、このリン酸緩衝液に、プラズマ処理を行うことなく、水酸化ナトリウム水溶液を添加し、これにより、ｐＨが１１．５のリン酸緩衝液を得た。
【０１７２】
比較例６では、比較例４と同じ、ｐＨが７．２のリン酸緩衝液（プラズマ非処理液）を準備した。比較例６では、このリン酸緩衝液に、プラズマ処理及びｐＨの調整を行わなかった。
【０１７３】
以下では、実施例１〜５に係る第２処理液、比較例１におけるプラズマ処理液、比較例２〜５におけるｐＨが調整されたプラズマ非処理液、並びに、比較例６におけるプラズマ非処理液が、分解試験の液体サンプルとして用いられた。
【０１７４】
［３−２．インディゴカーミンの分解試験］
本発明者らは、各液体サンプルの分解能力を検証するため、インディゴカーミンの分解試験を行った。インディゴカーミンは、６１０ｎｍの波長の光に対して吸収極大を有する。すなわち、液体サンプル中にインディゴカーミンが存在している場合には、６１０ｎｍの波長が吸収されて吸光度が高い値になる。一方で、液体サンプル中のインディゴカーミンが分解された場合には、６１０ｎｍの波長の光が吸収されないので、吸光度が低い値になる。したがって、液体サンプルとインディゴカーミンとを混合したときの吸光度の時間変化を、液体サンプルの分解能力の指標として用いることができる。
【０１７５】
そこで、分光測定器を用いて、インディゴカーミンを混合した種々の液体サンプルにおける、６１０ｎｍの波長の光に対する吸光度の時間変化を測定した。測定方法としては、以下の２通りを用いた。
【０１７６】
第１の測定方法では、超純水を用いて２０００ｐｐｍに調整したインディゴカーミン１１μＬを分光測定用ガラスセルに滴下し、所望のｐＨに調整済みの液体サンプル２．２ｍＬを加えた後、すぐにピペッティングを行い、測定を開始した。すなわち、この測定でのインディゴカーミンの初期濃度は、１０ｐｐｍである。
【０１７７】
第２の測定方法では、吸光度の測定開始後に、液性を調整した。すなわち、第１処理液に対する測定を第１の測定方法に基づいて開始した後、ｐＨ調整物質を添加することで、第２処理液を生成した。これにより、生成された第２処理液によるインディゴカーミンの分解を精度良く測定することができる。第２の測定方法は、インディゴカーミンの分解能力が高い場合に適している。
【０１７８】
なお、以下に説明される実験データのうち、図８Ｂの各種サンプル、図９Ａ及び９ＢのＡｌ２（ＳＯ４）３が添加されたサンプル以外のサンプル、図１１Ａ及び１１Ｂの酸性化／アルカリ性化後に放置されたサンプル、図１１Ｃの各種サンプル、図１４Ａ及び１４Ｂの第１処理液、図１５Ａ及び１５Ｂの第１処理液、並びに、図１８の第１処理液は、第１の測定方法で測定された。以下に説明される実験データのうち、図８Ａの各種サンプル、図９Ａ及び９ＢのＡｌ２（ＳＯ４）３が添加されたサンプル、図９Ｃの各種サンプル、１０Ａ及び１０Ｂの各種サンプル、図１１Ａ及び１１Ｂの酸性化／アルカリ性化直後に測定されたサンプル、図１２ＡのｐＨが３．０９以下の各種サンプル、図１２ＢのｐＨが１０．４３以上の各種サンプル、図１４Ａ及び１４Ｂの第２処理液、図１８の第２処理液、図３１Ａ及び３１Ｂの各種サンプル、並びに、図３２の各種サンプルは、第２の測定方法で測定された。
【０１７９】
以下では、各液体サンプルの分解能力、保存性及び持続性について、図面を用いて説明する。
【０１８０】
［３−３．分解能力］
図８Ａは、実施例１及び２並びに比較例１〜３に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。ここでは、上記の第２の測定方法に基づいて、吸光度を測定した。なお、図８Ａの横軸において、液性を調整した時点、すなわち、ｐＨ調整物質を添加した時点を０としている。
【０１８１】
図８Ａに示すように、比較例１では、時間の経過とともに吸光度が低下した。比較例１に係る液体サンプルは、プラズマ処理によって発生した活性種を含有し、当該活性種などによってインディゴカーミンが分解されていると考えられる。
【０１８２】
図８Ａにおいて、実施例１及び２では、ｐＨ調整物質を添加した時点で、吸光度が急激に下がっている。すなわち、実施例１及び２では、比較例１の場合に比べて、インディゴカーミンが急速に分解された。
【０１８３】
すなわち、比較例１よりも、実施例１及び２の方が、遥かに高い分解能力を有することが分かる。
【０１８４】
このメカニズムは次のように推察される。処理液生成装置１０が、液体９０中の気泡９１内でプラズマ放電させるとき、放電による衝撃波が、液体９０中にナノバブル又はマイクロバブルを発生させる。これらのバブルの中にはプラズマ９２に暴露されたガスが含まれている。なお、マイクロバブル（ファインバブル）は、例えば直径１μｍ以上の微細な泡であり、ナノバブル（ウルトラファインバブル）は、例えば直径１μｍ未満の超微細な泡である。詳細なメカニズムは未解明であるが、このようなガスを含むバブルによって、プラズマで気相中に生成されたイオン、分子、ラジカル等の活性種あるいは化学種は、プラズマ処理液中のｐＨに応じて、効率よくプラズマ処理液中に移動する。これらの活性種、化学種は、ｐＨが６以上９以下の第１処理液中に安定に存在し、第１処理液のｐＨを６より小さく、又は、９より大きくすることで活性化し、その際にラジカル等の別種の活性種を生成すると推察される。また、バブルは、ｐＨが６以上９以下の第１処理液中に安定に存在し、第１処理液のｐＨを６より小さく、又は、９より大きくすることで圧壊し、その際にラジカル等の活性種を生成すると推察される。実施例１及び２に係る液体サンプルは、液性が調整されたことによってこれら活性種が短時間で一気に生じ、活性化され、これにより、分解能力が飛躍的に向上したと推察される。なお、反応生成物の分析によりプラズマ処理液を酸性化することによって得られる活性種と、プラズマ処理液をアルカリ性化することによって得られる活性種は、異なることが判明している。
【０１８５】
図８Ａから明らかなように、比較例２及び３に係る液体サンプルは、プラズマ処理を行っていないバブル水は、実施例１及び２に比べて、分解能力が極めて低いか、ほとんど有しなかった。これは、比較例２及び３に係る液体サンプルがナノバブルを有するものの、プラズマ処理が行われていないことに起因すると推察される。すなわち、実施例１及び２と比較例２及び３とを比較すると、液体がプラズマと接触させたガスを内包するナノバブルを含むことが、分解能力に寄与していると考えられる。
【０１８６】
図８Ｂは、比較例４〜６に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。
【０１８７】
図８Ｂから明らかなように、比較例４及び６に係る液体サンプルは、分解能力を有しなかった。比較例５に係る液体サンプルは、分解能力をほとんど有しなかった。一般に知られているように、インディゴカーミンは、ｐＨが１１以上のアルカリ性溶液中では、一部がロイコ型構造をとるため、６１０ｎｍにおける吸光度が低下する。比較例５の吸光度の初期値が低いのはこのためである。この吸光度の低下は可逆的であるため、ｐＨを１１以下にすることにより、吸光度は比較例４及び６と同等の値に戻る。ただし、インディゴカーミンは、ｐＨ１１．５以上のアルカリ性溶液に長時間混合し続けた場合、ゆっくりと分解され吸光度は低下する。
【０１８８】
図９Ａは、実施例３に係る第１処理液及び第２処理液、並びに、種々の参考例によるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。図９Ａの凡例には、実施例３に係る第１処理液に対して添加された塩の種類と、第２処理液のｐＨとがそれぞれ示されている。
【０１８９】
第１処理液に添加された塩は、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳＯ４）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ４）、塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）及び硫酸アルミニウム（Ａｌ２（ＳＯ４）３）のいずれかである。このうち、硫酸アルミニウムが添加された処理液が、実施例３に係る液体サンプルであり、その他の塩が添加された処理液が、参考例に係る液体サンプルである。実施例３に係る液体サンプルは酸性化されており、参考例に係る液体サンプルは、塩化マグネシウムが添加されてわずかに酸性化した液体サンプルを除き、中性のままであった。図９Ａには、比較のため、ｐＨ８．５のリン酸緩衝液をプラズマ処理して生成された、実施例３に係る第１処理液の結果も示されている（図中の「添加せず」）。
【０１９０】
図９Ａに示すように、参考例に係る中性の液体サンプルでは、吸光度はほとんど変化せず、インディゴカーミンがほとんど分解されなかった。一方で、実施例３に係る液体サンプルは、時間の経過とともに吸光度が低下しており、インディゴカーミンが分解された。
【０１９１】
図９Ｂは、その他の種々の実施例によるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。ここでは、ｐＨが７．２のリン酸緩衝液をプラズマ処理することで、ｐＨが６の第１処理液を生成した。その後、図９Ａと同様の塩を添加して液体サンプルを生成した。図９Ｂに示される分解試験における種々の液体サンプルは、図９Ａに示される分解試験における種々の液体サンプルと、同様の塩を含むものの、ｐＨが異なる。図９Ｂに示される分解試験における種々の液体サンプルは、塩が添加されなかった第１処理液を除き、酸性化されたプラズマ処理液（すなわち第２処理液）である。図９Ｂに示されるように、ｐＨが６を下回った硫酸アルミニウム、塩化マグネシウム、硫酸マグネシウムによる第２処理液では、インディゴカーミンが分解されていることが分かる。
【０１９２】
これらの実験結果から、ｐＨ調整物質は、酸又は塩基に限定されないことが分かる。ｐＨ調整物質は、第１処理液を酸性化又はアルカリ性化させることが可能な物質であればよい。
【０１９３】
図９Ｃは、実施例４及び５に係る第１処理液及び第２処理液によるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。図９Ｃ中の凡例において、実施例４及び５に係る第１処理液は、「添加せず」と示されている。実施例４及び５は、未処理液が水酸化ナトリウム水溶液である点が、実施例１〜３と異なる。
【０１９４】
図９Ｃに示すように、実施例４及び５のいずれの場合も、時間の経過とともに吸光度が低下し、インディゴカーミンが分解された。したがって、未処理液が緩衝液でない場合にも同様に、第２処理水は高い分解能力を有することが分かる。すなわち、緩衝性は必要な条件ではない。ただし、緩衝液はｐＨを安定化させる作用を有するため、第１処理水生成時、ｐＨ調整時、及び、保存時の取り扱いが容易である。
【０１９５】
実施例４及び５に係る第１処理液（ｐＨ＝７）は、インディゴカーミンをほとんど分解しなかった。すなわち、プラズマ処理によって中性化された第１処理液は、酸性化又はアルカリ性化されなければ、分解能力をほとんど有しない。
【０１９６】
［３−４．保存性］
次に、第１処理液における潜在的な分解能力の保存性について図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて説明する。
【０１９７】
図１０Ａは、実施例１に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。ただし、図１０Ａに示される分解試験に用いられた種々の液体サンプルは、プラズマ処理されたリン酸緩衝液（第１処理液）を、所定期間、常温（例えば、２０℃）で放置し、その後、硫酸（ｐＨ調整物質）を添加することによって、生成されている。図１０Ａの横軸は、リン酸緩衝液に硫酸を添加した時点を、０としている。
【０１９８】
図１０Ａに示すように、放置期間がない場合と３ヶ月間放置した場合とで、インディゴカーミンの分解速度はほとんど同じであった。したがって、プラズマ処理液の潜在的な分解能力は、中性の状態で長期間保存することができ、酸性化されたプラズマ処理液は、保存期間によらず、高い分解能力を示した。
【０１９９】
図１０Ｂは、実施例２に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。ただし、図１０Ｂに示される分解試験に用いられた種々の液体サンプルは、プラズマ処理されたリン酸緩衝液（第１処理液）を、所定期間、常温で放置し、その後、水酸化ナトリウム水溶液（ｐＨ調整物質）を添加することによって、生成されている。図１０Ｂの横軸は、リン酸緩衝液に水酸化ナトリウム水溶液を添加した時点を、０としている。
【０２００】
図１０Ｂに示すように、放置期間がない場合と３ヶ月間放置した場合とで、インディゴカーミンの分解速度はほとんど同じであった。したがって、プラズマ処理液の潜在的な分解能力は、中性の状態で長期間保存することができ、アルカリ性化されたプラズマ処理液は、保存期間によらず、高い分解能力を示した。
【０２０１】
［３−５．持続性］
次に、第２処理液における分解能力の持続性について図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。
【０２０２】
図１１Ａは、生成されてから所定時間放置された、実施例１に係る液体サンプル（第２処理液）によるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。なお、この試験に用いられた液体サンプルは、上述の実施例１に係る液体サンプルと同様の材料及び方法によって生成されているが、上述の実施例１の液体サンプルとはｐＨが僅かに異なる。しかし、ここでは、これらの液体サンプルも、説明の簡便上、実施例１に係る液体サンプルと呼ぶ。
【０２０３】
図１１Ａに示すように、実施例１に係る液体サンプルにおいて、放置時間が長くなる程、インディゴカーミンの分解に要する時間は長くなった。しかし、例えば、９６時間放置された液体サンプルでさえ、インディゴカーミンを分解することができた。つまり、第２処理液が生成されてから少なくとも９６時間は、第２処理液の分解能力が持続した。
【０２０４】
図１１Ｂは、生成されてから所定時間放置された、実施例２に係る液体サンプル（第２処理液）によるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。なお、この試験に用いられた液体サンプルは、上述の実施例２に係る液体サンプルと同様の材料及び方法によって生成されているが、上述の実施例２の液体サンプルとはｐＨが僅かに異なる。しかし、ここでは、これらの液体サンプルも、説明の簡便上、実施例２に係る液体サンプルと呼ぶ。各液体サンプルの実際のｐＨ値は、図１１Ｂ中の凡例に示されている。
【０２０５】
図１１Ｂに示すように、実施例２に係る液体サンプルにおいて、放置時間が長くなる程、インディゴカーミンの分解に要する時間は長くなった。しかし、例えば、９６時間放置された液体サンプルでさえ、インディゴカーミンを分解することができた。つまり、第２処理液が生成されてから少なくとも９６時間は、第２処理液の分解能力が持続した。
【０２０６】
さらに、図１１Ａと図１１Ｂとを比較して分かるように、第１処理液をアルカリ性化することで生成した第２処理液の方が、第１処理液を酸性化することで生成した第２処理液よりも、分解能力の持続性が高かった。よって、例えば、対象物の分解を長期間行う場合などは、第１処理液をアルカリ性化することによって、より効果的に分解を行うことができる。
【０２０７】
図１１Ｃは、生成されてから所定時間放置された、比較例１に係る液体サンプル（第１処理液）によるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。
【０２０８】
図１１Ｃに示すように、比較例１に係る液体サンプルにおいて、放置時間が５分経過するだけで、インディゴカーミンの分解に要する時間が長くなり、分解能力が低下した。その後も、比較例１に係る液体サンプルの分解能力は、時間が経過するにつれて低下し、２４時間経過した時点で大きく低下した。
【０２０９】
以上のことから、実施例１及び２に係る液体サンプルは、比較例１に係る液体サンプルと比較しても、分解能力の持続性に優れていることが分かる。
【０２１０】
［３−６．ｐＨと分解能力］
以下では、第２処理液のｐＨと分解能力との関係について説明する。
【０２１１】
図１２Ａは、種々の実施例及び参考例に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。この試験に用いられた液体サンプルは、上述の実施例１に係る液体サンプルと同様の材料及び方法によって第１処理液が生成された後、それぞれ異なる種類及び／又は分量のｐＨ調整物質を第１処理液に添加することによって、生成された。各液体サンプルの実際のｐＨ値は、図１２Ａ中の凡例に示されている。これらのうち、ｐＨが１．４０〜４．４７（すなわち酸性）の液体サンプルは、実施例に相当し、ｐＨが６．１３〜８．４０（すなわち中性）の液体サンプルは、参考例に相当する。ｐＨが１．４０〜６．１３の液体サンプルは、第１処理液に硫酸を添加することによって生成された。ｐＨが７．０７の液体サンプルは、第１処理液にｐＨ調整物質が添加されなかった。ｐＨが８．４０の液体サンプルは、第１処理液に水酸化ナトリウム水溶液が添加することによって生成された。
【０２１２】
図１２Ａに示すように、実施例に係る液体サンプルは、そのｐＨが小さい程、吸光度が急激に低下し、分解能力が高かった。例えば、ｐＨが１．４０〜３．０９の液体サンプルでは、１００秒以内に吸光度が略０になるまで低下した。ｐＨが４．４７の液体サンプルでは、約２０００秒で、吸光度が略０に低下した。
【０２１３】
一方で、ｐＨが６．１３、７．０７、８．４０の液体サンプルでは、吸光度はほとんど低下しなかった。すなわち、参考例に係る液体サンプルは、分解能力をほとんど有しなかった。
【０２１４】
図１２Ｂは、種々の実施例及び参考例に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。この試験に用いられた液体サンプルは、上述の実施例１に係る液体サンプルと同様の材料及び方法によって第１処理液が生成された後、それぞれ異なる種類及び／又は分量のｐＨ調整物質を第１処理液に添加することによって、生成された。各液体サンプルの実際のｐＨ値は、図１２Ｂ中の凡例に示されている。これらのうち、ｐＨが６．１３〜８．４０（すなわち中性）の液体サンプルは、参考例に相当し、ｐＨが９．８９〜１２．７１（すなわちアルカリ性）の液体サンプルは、実施例に相当する。ｐＨが６．１３の液体サンプルは、第１処理液に硫酸を添加することによって生成された。ｐＨが７．０７の液体サンプルは、第１処理液にｐＨ調整物質が添加されなかった。ｐＨが８．４０〜１２．７１の液体サンプルは、第１処理液に水酸化ナトリウム水溶液が添加することによって生成された。
【０２１５】
図１２Ｂに示すように、実施例に係る液体サンプルは、そのｐＨが大きい程、吸光度が急激に低下し、分解能力が高かった。例えば、ｐＨが１１．６０〜１２．７１の液体サンプルでは、１００秒以内に吸光度が略０になるまで低下した。ｐＨが１０．７４及び１０．４３の液体サンプルでは、５００秒以内に吸光度が０．０５以下にまで低下した。ｐＨが９．８９の液体サンプルでは、約２０００秒経過したとき、吸光度は０．１５程度であった。
【０２１６】
一方、ｐＨが６．１３、７．０７、８．４０の液体サンプルでは、吸光度はほとんど低下しなかった。すなわち、参考例に係る液体サンプルは、分解能力をほとんど有しなかった。なお、これらの参考例は、図１２Ａに示したものと同じである。
【０２１７】
図１３Ａは、図１２Ａ及び１２Ｂに示される結果を、横軸をｐＨ、縦軸をインディゴカーミンの分解率としてまとめたグラフである。
【０２１８】
ここで、図１３Ａの縦軸の分解率について、図１３Ｂを用いて説明する。図１３Ｂは、図１３Ａに示す分解率を説明するための図である。
【０２１９】
インディゴカーミンの分解率は、インディゴカーミンの濃度の時間変化で示される。ここでは、図１３Ｂに示すようにｐＨ調整物質の添加の１０秒後における吸光度曲線の傾き（すなわち、吸光度変化率）を求め、この傾きに所定の係数（２．７２ｐｐｍ／ａｂｓ）を乗じることによって、インディゴカーミンの濃度の時間変化（すなわち、分解率）算出した。所定の係数は、インディゴカーミンの濃度に対する吸光度の検量線から算出されている。なお、ｐＨが２より小さい、又は、１２より大きい範囲では、分解速度が速すぎたため、ｐＨ調整物質を添加してから１０秒後において、正確な測定ができなかった。
【０２２０】
図１３Ａに示すように、ｐＨが３．５より小さい、又は、１０．５より大きい液体サンプルは、特に高い分解能力を有していた。
【０２２１】
なお、図１２Ａ及び図１２Ｂから分かるように、ｐＨが４．４７又は９．８９の液体サンプルも、インディゴカーミンを分解できていた。したがって、ｐＨが６より小さい、又は、９より大きい第２処理液は、高い分解能力を有するとみなすことができる。
【０２２２】
［４．実施例（図６Ａ対応）］
以下では、プラズマ処理を所定期間行った後にｐＨ調整物質を添加することによって生成された中性の第１処理液と、当該第１処理液にｐＨ調整物質を添加することによって生成された酸性又はアルカリ性の第２処理液とによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。ここでは、ｐＨ調整物質が添加される前のプラズマ処理液を、「未調整液」と呼ぶことがある。
【０２２３】
［４−１．条件］
実施例６〜９では、図２に示す処理液生成装置１０を用いて、容器２０に収容された未処理液に対してプラズマ処理を行った。プラズマ処理の継続時間及び印加電圧、並びに、循環ポンプ８０及び気体供給器５６の動作などは、実施例１〜５の場合と同じである。
【０２２４】
実施例６〜９では、ｐＨが６以上９以下の範囲になるようにプラズマ処理を行うのではなく、予め定められた継続時間（例えば、３０分）でプラズマ処理を行った。
【０２２５】
以下、各実施例の詳細な条件について、表３を用いて説明する。
【０２２６】
【表３】
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【０２２７】
実施例６では、ｐＨが６の標準水を未処理液として用いた。プラズマ処理後の未調整液のｐＨが２．５であった。未調整液に濃度１Ｍのリン酸緩衝液を添加することで、ｐＨが７の第１処理液を生成した。第１処理液に硫酸を添加することで、ｐＨが２．５の第２処理液を生成した。つまり、実施例６では、中性の標準水をプラズマ処理することによって得られた酸性のプラズマ処理液を、一度、中性化し、その後、酸を添加することで酸性化した。
【０２２８】
実施例７では、ｐＨが６の標準水を未処理液として用いた。プラズマ処理後の未調整液のｐＨが２．５であった。未調整液に濃度１Ｍのリン酸緩衝液を添加することで、ｐＨが７の第１処理液を生成した。第１処理液に水酸化ナトリウム水溶液を添加することで、ｐＨが１１．５の第２処理液を生成した。つまり、実施例７では、中性の標準水をプラズマ処理することによって得られた酸性のプラズマ処理液を、一度、中性化し、その後、塩基を添加することでアルカリ性化した。
【０２２９】
実施例８では、ｐＨが１２のリン酸緩衝液を未処理液として用いた。プラズマ処理後の未調整液のｐＨが１１であった。未調整液に硫酸を添加することで、ｐＨが７の第１処理液を生成した。第１処理液に硫酸をさらに添加することで、ｐＨが２．５８の第２処理液を生成した。つまり、実施例８では、アルカリ性の緩衝液をプラズマ処理することによって得られたアルカリ性のプラズマ処理液を、一度、中性化し、その後に、酸を添加することで酸性化した。
【０２３０】
実施例９では、ｐＨが１２のリン酸緩衝液を未処理液として用いた。プラズマ処理後の未調整液のｐＨが１１であった。未調整液に硫酸を添加することで、ｐＨが７の第１処理液を生成した。第１処理液に水酸化ナトリウム水溶液を添加することで、ｐＨが１１．６８の第２処理液を生成した。つまり、実施例９では、アルカリ性の緩衝液をプラズマ処理することによって得られたアルカリ性のプラズマ処理液を、一度、中性化し、その後に、塩基を添加することでアルカリ性化した。
【０２３１】
以下では、実施例６〜９のそれぞれに係る未調整液、第１処理液、及び第２処理液が、分解試験の液体サンプルとして用いられた。
【０２３２】
［４−２．インディゴカーミンの分解試験］
図１４Ａは、実施例６及び７に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。図１４Ａには、実施例６及び７に係る、プラズマ処理直後の未調整液、プラズマ処理から２４時間後の未調整液、及び、第１処理液、実施例６に係る、中和直後に酸性化された第２処理液、及び、中和から２４時間後に酸性化された第２処理液、並びに、実施例７に係る、中和直後にアルカリ性化された第２処理液、及び、中和から２４時間後にアルカリ性化された第２処理液による、分解試験の結果が示されている。
【０２３３】
図１４Ａに示すように、第１処理液では、吸光度はほとんど変化しておらず、インディゴカーミンがほとんど分解されなかった。プラズマ処理直後の未調整液では、吸光度が低下しており、インディゴカーミンが分解された。プラズマ処理後に２４時間放置された未調整液は、インディゴカーミンを分解することができたが、その分解速度は、プラズマ処理直後の未処理液に比べて著しく低下した。
【０２３４】
中和直後に酸性化された第２処理液では、吸光度が低下し、インディゴカーミンが分解された。中和後に中性の第１処理液の状態で２４時間放置され、その後に酸性化された第２処理液でも、インディゴカーミンが分解された。したがって、標準水から生成されたプラズマ処理液の潜在的な分解能力は、中性の状態で、少なくとも２４時間は保存できることが分かる。
【０２３５】
図１４Ａに示される結果において、中和から２４時間後に酸性化された第２処理液は、中和直後の第１処理液よりも、インディゴカーミンの分解速度が速かった。すなわち、プラズマ処理液は、一度中和された後、再び酸性化されることにより、分解能力が高まる。
【０２３６】
図１４Ａは、実施例７の中和直後にアルカリ性化された第２処理液、及び、中和から２４時間後にアルカリ性化された第２処理液について、実施例６と同様の傾向を示している。
【０２３７】
図１４Ｂは、別の実施例に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。この試験では、リン酸緩衝液の替わりに水酸化ナトリウムが未調整液に添加された点を除き、実施例６及び７と同様の材料及び方法で第１処理液が生成された。図１４Ｂの凡例には、各液体サンプルのｐＨが示されている。
【０２３８】
図１４Ｂに示すように、水酸化ナトリウム水溶液で中和された場合であっても、実施例６及び７と同様の結果を得ることができた。本実施例の第２処理液の分解能力は、実施例６及び７に係る第２処理液の分解能力よりも高かった。ただし、水酸化ナトリウム水溶液は緩衝性がないため、ｐＨを６以上、９以下の範囲に調節することは容易ではない。
【０２３９】
以上のことから、プラズマ処理によって酸性化したプラズマ処理液の潜在的な分解能力は、当該プラズマ処理液を中性化することによって、保存することができる。このプラズマ処理液は、酸性化又はアルカリ性化されることによって、プラズマ処理直後のプラズマ処理液よりも、高い分解能力を示す。
【０２４０】
なお、プラズマ処理によって酸性となった処理液は、分解能力の経時変化が大きいため、プラズマ処理直後に中性化しておくことで、高い分解能力を保存することができる。
【０２４１】
図１５Ａは、実施例８及び９に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。図１５Ａには、実施例８及び９に係る第１処理液、実施例８に係る第２処理液、及び、実施例９に係る第２処理液による、分解試験の結果が示されている。図１５Ａの凡例には、各液体サンプルのｐＨが示されている。
【０２４２】
図１５Ａに示すように、第１処理液では、吸光度はほとんど変化しておらず、インディゴカーミンがほとんど分解されていなかった。
【０２４３】
実施例８に係る第２処理液では、吸光度が低下し、インディゴカーミンが分解された。実施例９に係る第２処理液では、吸光度が急激に低下し、インディゴカーミンが急速に分解された。つまり、実施例８に係る第２処理液は、実施例９に係る第２処理液よりも、高い分解能力を示した。
【０２４４】
図１５Ｂは、実施例８及び９に係る別の液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。図１５Ｂには、実施例８及び９に係る、中和から２４時間後の第１処理液、実施例８に係る、中和から２４時間後に酸性化された第２処理液、実施例９に係る、中和から２４時間後にアルカリ性化された第２処理液、並びに、実施例９に係る、アルカリ性化から２４時間後の第２処理液による、分解試験の結果が示されている。なお、この試験に用いられた液体サンプルは、上述の実施例８及び９に係る液体サンプルとはｐＨが僅かに異なる。しかし、ここでは、これらの液体サンプルも、説明の簡便上、実施例８及び９に係る液体サンプルと呼ぶ。図１５Ｂの凡例には、各液体サンプルのｐＨが示されている。
【０２４５】
図１５Ｂに示すように、２４時間放置された第１処理液では、吸光度はほとんど変化しておらず、インディゴカーミンがほとんど分解されなかった。
【０２４６】
２４時間放置された後に酸性化された第２処理液では、吸光度が低下し、インディゴカーミンが分解された。２４時間放置された後にアルカリ性化された第２処理液では、吸光度が急激に低下し、インディゴカーミンが急速に分解された。なお、図１５Ａ及び１５Ｂを比較すると、中和直後にアルカリ性化された第２処理液よりも、２４時間放置された後にアルカリ性化された第２処理液の方が、インディゴカーミンの分解速度が速かった。
【０２４７】
以上のことから、プラズマ処理によってアルカリ性化したプラズマ処理液の潜在的な分解能力は、当該プラズマ処理液を中性化することによって、保存することができる。このプラズマ処理液は、酸性化又はアルカリ性化されることによって、高い分解能力を示す。
【０２４８】
以上の結果から、プラズマ処理前の液体の液性には、特に限定されないことが分かる。すなわち、未処理液は、中性、酸性、アルカリ性のいずれでもよい。
【０２４９】
［５．実施例（第１処理液の希釈）］
ここで、希釈された第１処理液を酸性化又はアルカリ性化することによって生成された第２処理液による、インディゴカーミンの分解試験の結果について、図１６を用いて説明する。図１６は、実施例１０〜１３に係る第１処理液の希釈倍率と、当該第１処理液から生成された第２処理液によるインディゴカーミンの分解時間との関係を示す。
【０２５０】
実施例１０〜１３における液体サンプルは次の手順で生成された。ｐＨが８．３で濃度が１０ｍＭのリン酸緩衝液をプラズマ処理し、ｐＨが７の第１処理液を生成した。この第１処理液を、ｐＨが７．２で濃度が１０ｍＭのリン酸緩衝液又は超純水（いずれも非プラズマ処理液）で希釈し、第１処理液のｐＨを６から９の範囲に収めた。希釈された第１処理液に硫酸を添加することで、酸性の第２処理液を生成した。あるいは、希釈された第１処理液に水酸化ナトリウム水溶液を添加することで、アルカリ性の第２処理液を生成した。実施例１０に係る液体サンプルは、第１処理液をリン酸緩衝液で希釈し、その後、硫酸で酸性化することによって生成された。実施例１１に係る液体サンプルは、第１処理液をリン酸緩衝液で希釈し、その後、水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ性化することによって生成された。実施例１２に係る液体サンプルは、第１処理液を超純水で希釈し、その後、硫酸で酸性化することによって生成された。実施例１３に係る液体サンプルは、第１処理液を超純水で希釈し、その後、水酸化ナトリウム水溶液でアルカリ性化することによって生成された。
【０２５１】
上述の第２の測定方法に基づいて、各液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験を行った。分解試験の結果に基づいて、希釈倍率毎の分解時間を測定した。なお、ここでの分解時間は、吸光度の変化が１×１０−４ａｂｓ／ｓｅｃとなるまでの時間とした。
【０２５２】
図１６に示すように、実施例１０〜１３に係る第２処理液はいずれも、希釈倍率が大きくなるにつれて、分解時間が長くなった。すなわち、希釈することで分解能力が弱められて、分解速度が低下した。
【０２５３】
このように、第１処理液を希釈することで、その後に生成される第２処理液における分解速度を調節することができ、所望の分解力を得ることができる。そのため、例えば、対象物の分解の様子を観測しながら、対象物を処理することができる。この方法は、例えば、化学処理又は化学実験などに有効に利用することができる。また、第２処理液の量を増やすことができる。そのため、例えば、浴室の床などの広い面積の領域に大量の第２処理液を散布することができ、効果的に殺菌などを行うことができる。
【０２５４】
（第２の実施の形態）
［１．処理液生成装置］
図１７は、第２の実施の形態に係る処理液生成装置１０ａの構成例を示す。なお、以下では、上記の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【０２５５】
図１７に示すように、処理液生成装置１０ａは、図２に示すプラズマ発生器５０の代わりに、プラズマ発生器５０ａを備える。プラズマ発生器５０ａは、気体供給器５６を備えず、絶縁体５４の代わりに絶縁体５４ａを備える。
【０２５６】
絶縁体５４ａは、金属電極部５３ａの外周面を囲むように配置されている。絶縁体５４ａは、図２に示される絶縁体５４とは異なる位置に、開口部が設けられている。
【０２５７】
第１電極５２と第２電極５３との間に電圧が印加された場合に、第２電極５３に流れる電流によって第２電極５３が発熱する。第２電極５３の発熱により、第２電極５３の周囲の液体９０が熱せられて気化し、気泡９１が液体９０中に発生する。発生した気泡９１が絶縁体５４ａの開口部を塞いでいるときに、第１電極５２と第２電極５３との間の気泡９１に電圧が印加されて、気泡９１内で放電が生じる。これにより、気泡９１内にプラズマ９２が発生する。
【０２５８】
以上の構成により、プラズマ発生器５０ａは、液体９０中に気体が供給されない場合でも、液体９０中にプラズマ９２を発生させることができる。
【０２５９】
［２．実施例（分解試験）］
次に、本実施の形態に係る処理液生成装置１０ａが生成した第１処理液及び第２処理液によるインディゴカーミンの分解試験の結果について、図１８を用いて説明する。図１８は、実施例１４及び参考例に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。
【０２６０】
各液体サンプルは、次のように準備された。図１７に示すプラズマ発生器５０ａによって、標準水をプラズマ処理し、ｐＨが７．３の第１処理液を生成した。第１処理液に硫酸を添加することで、参考例に係る液体サンプルとして、ｐＨが２．４３の第２処理液を生成した。第１処理液に水酸化ナトリウム水溶液を添加することで、実施例１４に係る液体サンプルとして、ｐＨが１１．５２の第２処理液を生成した。
【０２６１】
図１８に示すように、第１処理液では、吸光度がほとんど低下せず、インディゴカーミンがほとんど分解されなかった。実施例１４に係るアルカリ性の第２処理液では、時間の経過とともに吸光度が低下し、インディゴカーミンが分解された。
【０２６２】
しかしながら、参考例に係る酸性の第２処理液では、時間が経過しても吸光度がほとんど低下せず、インディゴカーミンはほとんど分解されなかった。このため、気体を供給せずにプラズマ処理を行った場合、第１処理液を酸性化することで生成される第２処理液は、分解能力をほとんど有さない場合がある。その一方で、気体を供給せずにプラズマ処理を行った場合、第１処理液をアルカリ性化することで生成される第２処理液は、高い分解能力を有する。
【０２６３】
［３．実施例（除菌試験）］
第２処理液は、除菌にも利用することができる。
【０２６４】
表４は、実施例１５及び１６に係る第１処理液及び第２処理液、比較例７及び８に係るプラズマ非処理液、並びに、比較例９に係る非調整液を液体サンプルしたときの、各液体サンプルによる除菌試験の結果を示す。
【０２６５】
実施例１５では、リン酸緩衝液をプラズマ処理することによって第１処理液を生成し、この第１処理液に硫酸２．３３μＬを添加することにより、第２処理液を生成した。実施例１６では、リン酸緩衝液をプラズマ処理することによって第１処理液を生成し、この第１処理液に水酸化ナトリウム水溶液２．３３μＬを添加することにより、第２処理液を生成した。比較例７では、プラズマ処理されていないリン酸緩衝液に硫酸２．３３μＬを添加することにより、酸性のリン酸緩衝液を生成した。比較例８では、プラズマ処理されていないリン酸緩衝液に水酸化ナトリウム水溶液２．３３μＬを添加することにより、アルカリ性のリン酸緩衝液を生成した。比較例９では、水中に気体を供給せずに標準水をプラズマ処理することにより、プラズマ処理液（非調整液）を生成した。表４は、各液体サンプルの生成条件を示している。
【０２６６】
【表４】
2017001020.tif 000006
【０２６７】
まず、除菌試験について説明する。除菌試験では、各液体サンプルに所定量の大腸菌を混合して、１０４ｃｆｕの菌液を生成した。
【０２６８】
各液体サンプルごとに、スパイラルプレーターを用いて９つのデソキシコレート培地上に１ｍＬ菌液を散布し、９つの培養サンプルを準備した。そして、これらの培養サンプルに対して、菌液の散布から、それぞれ、１０秒後、２０秒後、３０秒後、６０秒後、１２０秒後、３００秒後、６００秒後、３０分後、１時間後に、反応停止処理を行った。反応停止処理は、液体サンプルが酸性又はアルカリ性である場合は、デソキシコレート培地上に塩基又は酸を２．３３μＬ添加することによって菌液を中和し、比較例９に係る液体サンプルの場合は、デソキシコレート培地上に０．１Ｍのチオ硫酸ナトリウム５０μＬを滴下した。
【０２６９】
その後、各培養サンプルを恒温槽（３０℃）に入れ、各培養サンプル内の菌を１６時間培養した。その後、コロニーカウンタを用いて、菌数をカウントした。
【０２７０】
表４に示すように、実施例１６に係る第２処理液の除菌時間は、１０秒未満であった。なお、除菌時間は、菌液と接触後、生菌率が１％となるまでの時間とした。
【０２７１】
実施例１５に係る第２処理液の除菌時間は、５４秒であった。比較例９に係るプラズマ処理された標準水の除菌時間は、１２０秒であった。したがって、実施例１５及び１６に係る第２処理液は、比較例９に係るプラズマ処理液に比べて、半分以下の時間で除菌が完了できた。
【０２７２】
比較例７及び８に係るプラズマ非処理液の除菌時間は、それぞれ３０９秒と２９８秒とであった。したがって、実施例１５及び１６に係る第２処理液は、プラズマ処理がなされたことで、比較例７及び８に比べて、除菌時間を１／５以下にすることができた。
【０２７３】
なお、実施例１５及び１６に係る第１処理液は、１時間経過後でも生菌率１％に達することはなく、除菌することができなかった。すなわち、プラズマ処理されたリン酸緩衝液は、酸性化又は中性化されることによって、除菌時間が短くなる。
【０２７４】
以上のように、本実施の形態に係る処理液生成装置１０ａが生成した第２処理液は、除菌に利用することができる。また、この結果は、他の実施の形態において生成された第２処理液が、上記実施例と同様に、除菌作用を有することを示唆している。
【０２７５】
（第３の実施の形態）
［１．処理液生成装置］
上記の実施の形態では、第２処理液を生成した後、生成した第２処理液を対象物に接触させる例について示したが、これに限らない。本実施の形態では、第１処理液を対象物に接触させた状態で、第１処理液のｐＨを調整する。なお、これは、インディゴカーミンの分解試験における第２の測定方法に対応する。
【０２７６】
図１９は、第３の実施の形態に係る処理液生成装置１０ｂの構成例を示す。なお、以下では、上記の実施の形態と異なる点を中心に説明する。
【０２７７】
図１９に示すように、処理液生成装置１０ｂは、供給部３０が容器２０ではなく、接触部６０に設けられている点が、図２に示される処理液生成装置１０と異なっている。その他の点については、図２に示す処理液生成装置１０と同じである。
【０２７８】
図１９に示す構成により、制御回路４０は、中性の第１処理液を対象物に接触させた状態で、供給部３０から接触部６０にｐＨ調整物質を供給させ、第２処理液を生成する。生成された第２処理液は、対象物を分解及び／又は殺菌する。
【０２７９】
これにより、第２処理液の活性が大きく低下する前に、第２処理液と対象物とを反応させることができる。したがって、対象物を効率良く分解及び／又は殺菌することができる。
【０２８０】
［２．動作］
図２０は、本実施の形態に係る対象物処理方法の一例を示すフローチャートである。
【０２８１】
まず、本実施の形態に係る処理液生成装置１０ｂは、ｐＨが６以上９以下の第１処理液を準備する（Ｓ１０）。具体的な処理については、上記の実施の形態と同様であり、例えば、図５Ａ〜図６Ｂなどに示した通りである。
【０２８２】
次に、処理液生成装置１０ｂは、第１処理液を対象物に接触させる（Ｓ１５ｂ）。例えば、制御回路４０からの指示によってバルブ６１が開き、容器２０に溜められた第１処理液が、排出口２２を介して、接触部６０に供給される。接触部６０で、供給された第１処理液は対象物に接触する。
【０２８３】
次に、処理液生成装置１０ｂは、第１処理液を対象物に接触させた状態で、第１処理液のｐＨを調整することで、ｐＨが６より小さい、又は、９より大きい第２処理液を生成する（Ｓ２０ｂ）。具体的には、制御回路４０からの指示によって、供給部３０がｐＨ調整物質を接触部６０に供給する。対象物に接触している第１処理液にｐＨ調整物質が添加され、第１処理液が酸性化又はアルカリ性化され、第２処理液が生成される。
【０２８４】
第２処理液は、他の実施の形態にて説明されたのと同様に、高い分解能力を有する。
【０２８５】
あるいは、対象物そのものがプラズマ処理液を酸性化する又はアルカリ性化する作用を有する場合、第１処理液を対象物に接触させた状態で、対象物が酸性化又はアルカリ性化の作用を発揮するような環境に設定し、これにより、第２処理液を生成してもよい。例えば、代謝によって、硫化水素、アンモニア、窒素酸化物、炭酸ガス、又は酸素等を生成する微生物がこのような対象物に該当する。つまり、この場合、対象物がｐＨ調整物質としても機能する。
【０２８６】
以上のように、ｐＨ調整物質の添加と、対象物と処理液との接触とは、いずれが先に行われてもよい。
【０２８７】
（第４の実施の形態）
本実施の形態に係るプラズマ処理液は、次の（１）〜（３）の性質を有する。
（１）プラズマ処理液のｐＨが６以上９以下であるときに、インディゴカーミンの分解率は、０．０２ｐｐｍ／分以下である。
（２）プラズマ処理液のｐＨが４．５規定の硫酸の添加によって２．５に調整されたとき、硫酸を添加してから１０秒経過した時点でのインディゴカーミンの分解率が、０．０５ｐｐｍ／分以上である。
（３）プラズマ処理液のｐＨが４．５規定の水酸化ナトリウム水溶液の添加によって１１．５に調整されたとき、水酸化ナトリウム水溶液を添加してから１０秒経過した時点でのインディゴカーミンの分解率が、０．１ｐｐｍ／分以上である。
【０２８８】
なお、上記のインディゴカーミンの分解率は、いずれも、温度が２０℃の下で、プラズマ処理液にインディゴカーミンを１０ｐｐｍ混合し、混合された液体における波長が６１０ｎｍの光に対する吸光度の変化を測定することによって、算出される。
【０２８９】
このような性質を有するプラズマ処理液は、上記第１〜３の実施の形態で説明された方法によって生成されてもよいし、その他の方法で生成されてもよい。すなわち、本実施の形態に係るプラズマ処理液は、特定の生成装置や特定の生成方法に限定されない。
【０２９０】
本実施の形態に係るプラズマ処理液の一例は、例えば、表５に示される。表５は、上記第１〜３の実施の形態で説明された実施例、比較例、及び参考例をまとめたものである。
【０２９１】
【表５】
2017001020.tif 000007
【０２９２】
液体サンプルＡ〜Ｄは、酸性のプラズマ処理液（すなわち第２処理液）である。液体サンプルＡは、プラズマ処理されたリン酸緩衝液に、硫酸を添加することによって生成された。液体サンプルＢは、プラズマ処理されたリン酸緩衝液をプラズマ処理されていないリン酸緩衝液で２倍に希釈し、その後、希釈されたリン酸緩衝液に硫酸を添加することによって生成された。液体サンプルＣは、プラズマ処理されたリン酸緩衝液をプラズマ処理されていないリン酸緩衝液で４倍に希釈し、その後、希釈されたリン酸緩衝液に硫酸を添加することによって生成された。液体サンプルＤは、プラズマ処理されたリン酸緩衝液をプラズマ処理されていないリン酸緩衝液で１０倍に希釈し、その後、希釈されたリン酸緩衝液に硫酸を添加することによって生成された。
【０２９３】
液体サンプルＥ〜Ｊは、アルカリ性化されたプラズマ処理液（すなわち第２処理液）である。液体サンプルＥは、プラズマ処理されたリン酸緩衝液に、水酸化ナトリウム水溶液を添加することによって生成された。液体サンプルＦは、プラズマ処理されたリン酸緩衝液をプラズマ処理されていないリン酸緩衝液で２倍に希釈し、その後、希釈されたリン酸緩衝液に水酸化ナトリウム水溶液を添加することによって生成された。液体サンプルＧは、プラズマ処理されたリン酸緩衝液をプラズマ処理されていないリン酸緩衝液で４倍に希釈し、その後、希釈されたリン酸緩衝液に水酸化ナトリウム水溶液を添加することによって生成された。液体サンプルＨは、プラズマ処理されたリン酸緩衝液をプラズマ処理されていないリン酸緩衝液で１０倍に希釈し、その後、希釈されたリン酸緩衝液に水酸化ナトリウム水溶液を添加することによって生成された。液体サンプルＩは、プラズマ処理された標準水を、緩衝成分の添加によって中性化し、得られたプラズマ処理液（第１処理液）を２４時間放置し、その後、放置されたプラズマ処理液に水酸化ナトリウム水溶液を添加することによって生成された（すなわち第２処理液）。液体サンプルＪは、プラズマ処理された標準水に、水酸化ナトリウム水溶液を添加することによって生成された。ただし、液体サンプルＪにおいては、液体中に気体を供給することなくプラズマを発生させた。
【０２９４】
液体サンプルＫ〜Ｍは、中性のプラズマ処理液である。液体サンプルＫは、プラズマ処理されたリン酸緩衝液に、硫酸を添加することによって生成された。液体サンプルＬは、液性を中性に維持しながらプラズマ処理されたリン酸緩衝液であり、第１の処理液に相当する。液体サンプルＭは、プラズマ処理されたリン酸緩衝液に、水酸化ナトリウム水溶液を添加することによって生成された。
【０２９５】
液体サンプルＮ〜Ｐは、プラズマ処理された標準水（すなわち非調整液）である。液体サンプルＮは、プラズマ処理された直後の標準水であった。液体サンプルＯは、プラズマ処理されてから１５分後の標準水であった。液体サンプルＰは、プラズマ処理されてから２４時間後の標準水であった。
【０２９６】
液体サンプルＱ〜Ｓは、プラズマ非処理液である。液体サンプルＱは、プラズマ処理されていないリン酸緩衝液に硫酸を添加することによって生成された。液体サンプルＲは、プラズマ処理されていない中性のリン酸緩衝液であった。液体サンプルＳは、プラズマ処理されていないリン酸緩衝液に水酸化ナトリウム水溶液を添加することによって生成された。
【０２９７】
なお、表５に示す液体サンプルＡ〜Ｋ、Ｍ、及びＱ〜Ｊにおけるインディゴカーミンの分解率は、硫酸又は水酸化ナトリウム水溶液を添加してから１０秒経過した時点で測定された分解率である。表５に示されるように、第２処理液は、プラズマ非処理液に比べて、分解能力が高い。また、非調整液に比べて、酸性又はアルカリ性に調整された第２処理液は、分解能力が充分に高く、持続力にも優れていた。
【０２９８】
第１処理液を希釈した後に酸性化又はアルカリ性化した第２処理液であっても、高い分解能力を有する。さらに、第１処理液を生成する際のプラズマ処理の方法は、特に、限定されず、気体を供給してプラズマを発生してもよく、あるいは、気体を供給せずにプラズマを発生してもよい。
【０２９９】
（第５の実施の形態）
［１．対象物処理装置］
第５の実施の形態に係る対象物処理装置の概要について、図２１を用いて説明する。図２１は、本実施の形態に係る対象物処理装置１０ｃの構成を示す。
【０３００】
対象物処理装置１０ｃは、プラズマ処理液を対象物１１ｃに作用させた後に残留する液体のｐＨを、６以上９以下に調整する。図２１に示すように、対象物処理装置１０ｃは、容器２０ｃと、供給部３０ｃと、制御回路４０ｃとを備える。容器２０ｃには、プラズマ処理液を供給するための供給口２１ｃと、残留したプラズマ処理液（すなわち残留液）を排出するための排出口２２ｃとが設けられている。
【０３０１】
図２１における容器２０ｃは、例えば、図２における接触部６０に相当する。容器２０ｃは、第１の実施の形態で説明された容器２０と同様の材料によって形成されてもよい。図２１における供給口２１ｃは、例えば、図２における排出口２２に、配管を介して接続される。したがって、図２１における供給口２１ｃから容器２０ｃ内に流入するプラズマ処理液は、例えば、第１〜４の実施の形態で説明された第２処理液である。図２１における制御回路４０ｃは、例えば、図２における制御回路４０と共通化されていてもよい。図２１における供給部３０ｃは、例えば、図２における供給部３０と共通化されていてもよい。
【０３０２】
本実施の形態では、容器２０ｃ内に対象物１１ｃが収容されており、容器２０ｃ内で、プラズマ処理液と対象物１１ｃとが接触する。これにより、容器２０ｃには、プラズマ処理液を対象物１１ｃに作用させた後の残留液が溜められる。
【０３０３】
供給部３０ｃは、制御回路４０ｃからの指示によって、所定量のｐＨ調整物質を容器２０ｃ内に供給することで、残留液のｐＨを６以上９以下に調整する。
【０３０４】
図２２は、対象物処理装置１０ｃのより詳細な構成例を示している。図２２に示される構成要素のうち、図２に示される構成要素と同じ参照番号が付されているものについては、例えば、第１の実施の形態で説明された構造を採りうる。
【０３０５】
［２．動作］
図２３は、本実施の形態に係る対象物処理方法の一例を示すフローチャートである。
【０３０６】
まず、対象物処理装置１０ｃは、プラズマ処理液を対象物１１ｃに作用させる（Ｓ１０）。プラズマ処理液は、例えば、上記第１の実施の形態で説明された第２処理液である。
【０３０７】
次に、対象物処理装置１０ｃは、容器２０ｃ内に残留する液体のｐＨを６以上９以下に調整する（Ｓ２０）。例えば、制御回路４０ｃからの指示によって、供給部３０ｃがｐＨ調整物質を容器２０ｃ内に供給する。例えば、供給部３０ｃは、酸、塩基又は塩を含む溶液を残留液に添加する。
【０３０８】
これにより、残留液の活性が抑制されるので、残留液を安全に廃棄することができる。
【０３０９】
図２４は、本実施の形態に係る対象物処理方法の別の例を示すフローチャートである。図２４におけるステップＳ３０、Ｓ４０は、図２３におけるステップＳ３０、Ｓ４０と同様であるため、説明が省略される。
【０３１０】
残留液のｐＨを６以上９以下に調整した（Ｓ４０）後、当該残留液を再利用するか否かを判断する（Ｓ５０）。残留液を再利用する場合（Ｓ５０でＹｅｓ）、対象物処理装置１０ｃは、中性化された残留液のｐＨを６より小さく、又は、１０より大きく調整する（Ｓ６０）。例えば、制御回路４０ｃからの指示によって、供給部３０ｃがｐＨ調整物質を容器２０ｃ内に供給する。例えば、供給部３０ｃは、酸、塩基又は塩を含む溶液を残留液に添加する。なお、供給されるｐＨ調整物質は、ステップＳ４０で供給されたｐＨ調整物質と同じでもよく、異なっていてもよい。ステップＳ６０の後、例えば、ステップＳ３０に戻る。
【０３１１】
一度中性化された残留液を酸性化又はアルカリ性化することで、残留液のプラズマ処理液としての活性が回復する。これにより、再び、プラズマ処理液を対象物１１ｃに作用させることができる。
【０３１２】
残留液を再利用しない場合は（Ｓ３０でＮｏ）、そのまま終了する。この場合、例えば、残留液を安全に廃棄することができる。
【０３１３】
［３．実施例］
以下では、プラズマ処理液によるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。具体的には、プラズマ処理液を中性化することによる分解反応の停止と、その後にプラズマ処理液を酸性化又はアルカリ性化することによる分解反応の再開とについて説明する。
【０３１４】
［３−１．条件］
表６は、実施例１７〜１９、及び、参考例に係る条件をまとめたものである。
【０３１５】
【表６】
2017001020.tif 000008
【０３１６】
実施例１７〜１９に係る液体サンプルは、それぞれ、実施例１、２及び８に係る液体サンプルと同様の方法により作成された。ただし、実施例１７〜１９に係る第１処理液のｐＨは、それぞれ、実施例１、２及び８に係る第１処理液のｐＨと、わずかに異なり、実施例１７〜１９に係る第２処理液のｐＨは、それぞれ、実施例１、２及び８に係る第２処理液のｐＨと、わずかに異なる。
【０３１７】
参考例に係る液体サンプルは、比較例１に係る液体サンプルと同様の方法により作成された。ただし、参考例に係る第１処理液のｐＨは、比較例１とわずかに異なる。
【０３１８】
以下に説明される分解試験は、上述の第２の測定方法に基づいて行われた。まず、実施例１７〜１９に係る中性の第１処理液、及び参考例に係る酸性のプラズマ処理液（未調整液）を液体サンプルとして準備した。液体サンプルとインディゴカーミンを混合し、この混合液における波長６１０ｎｍの光に対する吸光度の測定を開始した。この混合液に硫酸若しくは水酸化ナトリウム水溶液、又はリン酸緩衝液を所定のタイミングで添加しながら、吸光度の変化を観察した。
【０３１９】
［３−２．分解の停止と再開］
［３−２−１．プラズマ処理されたリン酸緩衝液］
実施例１７及び１８に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果について、図２５〜２８を用いて説明する。図２５〜２８の横軸では、中性のリン酸緩衝液（第１処理液）のｐＨを最初に変化させた時点を、０としている。また、図２５〜２８において、最初にｐＨ調整物質が添加されるタイミングをｔ１、２回目にｐＨ調整物質が添加されるタイミングをｔ２、３回目にｐＨ調整物質が添加されるタイミングをｔ３で示す。なお、図２５〜２８において、実施例１７に係る液体サンプルとは、中性の状態から、最初に硫酸が添加される液体サンプルを指し、実施例１８に係る液体サンプルとは、中性の状態から、最初に水酸化ナトリウム水溶液が添加される液体サンプルを指す。
【０３２０】
図２５は、実施例１７に係る液体サンプルによる第１の分解試験の結果を示す。
【０３２１】
時刻ｔ１以前では、リン酸緩衝液のｐＨは６．９であり、吸光度はほとんど変化しなかった。
【０３２２】
時刻ｔ１に、リン酸緩衝液（２．２ｍＬ）に６．２５μＬの硫酸を添加し、ｐＨを２．５に変化させた。その結果、吸光度が急激に低下し、インディゴカーミンが分解され、残留液が残った。
【０３２３】
時刻ｔ２に、リン酸緩衝液（残留液）に６．１６μＬの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、ｐＨを７．０に変化させた。その結果、吸光度はほとんど変化しなくなり、インディゴカーミンの分解が停止された。
【０３２４】
時刻ｔ３に、リン酸緩衝液（残留液）に６．１６μＬの硫酸を添加し、ｐＨを２．６に変化させた。その結果、吸光度がさらに低下し、インディゴカーミンが分解された。
【０３２５】
図２６は、実施例１８に係る液体サンプルによる第１の分解試験の結果を示す。
【０３２６】
時刻ｔ１以前では、リン酸緩衝液のｐＨは６．９であり、吸光度はほとんど変化しなかった。
【０３２７】
時刻ｔ１に、リン酸緩衝液（２．２ｍＬ）に５．２８μＬの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、ｐＨを１１．５に変化させた。その結果、吸光度が急激に低下し、インディゴカーミンが分解され、残留液が残った。
【０３２８】
時刻ｔ２に、リン酸緩衝液（残留液）に５．２８μＬの硫酸を添加し、ｐＨを６．９に変化させた。その結果、吸光度はほとんど変化しなくなり、インディゴカーミンの分解が停止された。
【０３２９】
時刻ｔ３に、リン酸緩衝液（残留液）に５．２８μＬの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、ｐＨを１１．４に変化させた。その結果、吸光度がさらに低下し、インディゴカーミンが分解された。
【０３３０】
図２７は、実施例１７に係る液体サンプルによる第２の分解試験の結果を示す。
【０３３１】
時刻ｔ２までは、図２５を参照しながら説明された測定と同様の方法により行われた。
【０３３２】
時刻ｔ２に、リン酸緩衝液（２．２ｍＬ）に６．１６μＬの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、ｐＨを６．９に変化させた。
【０３３３】
時刻ｔ３に、リン酸緩衝液（残留液）に５．２８μＬの水酸化ナトリウム水溶液をさらに添加し、ｐＨを１１．４に変化させた。その結果、吸光度がさらに低下し、インディゴカーミンが分解された。
【０３３４】
図２８は、実施例１８に係る液体サンプルによる第２の分解試験の結果を示す。
【０３３５】
時刻ｔ２までは、図２６を参照しながら説明された測定と同様の方法により行われた。
【０３３６】
時刻ｔ２に、リン酸緩衝液（２．２ｍＬ）に５．２８μＬの硫酸を添加し、ｐＨを６.９に変化させた。
【０３３７】
時刻ｔ３に、リン酸緩衝液（残留液）に６．１６μＬの硫酸をさらに添加し、ｐＨを２．６に変化させた。その結果、吸光度がさらに低下し、インディゴカーミンが分解された。
【０３３８】
なお、図２５〜２８において、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３にみられるスパイク状の吸光度の変化は、リン酸緩衝液とｐＨ調整物質とを均一に混合するためピペッティングを行ったことに起因する。時刻ｔ２〜ｔ３の間にみられるスパイク状の吸光度の変化は、リン酸緩衝液にｐＨ測定のための電極を挿入したことに起因する。
【０３３９】
以上のように、プラズマ処理液は、中性化されることにより活性が停止し、酸性化又はアルカリ性化されることにより再活性化される。したがって、プラズマ処理液のｐＨを制御することにより、プラズマ処理液の活性を制御できる。なお、分解を停止する前の液性と分解を再開した後の液性とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【０３４０】
分解の停止及び再開は、複数回繰り返されてもよい。図２９は、実施例１９に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。図２９において、リン酸緩衝液がインディゴカーミンに接触するタイミングをｔ０で示し、当該接触の後にｐＨ調整物質が添加されるタイミングを、順次、ｔ１〜ｔ５で示す。
【０３４１】
時刻ｔ０で、インディゴカーミンにｐＨが７．３のリン酸緩衝液（第１処理液）を接触させた。しかし、吸光度がほとんど変化せず、インディゴカーミンを分解しなかった。
【０３４２】
時刻ｔ１に、リン酸緩衝液（２．５ｍＬ）に１０μＬの硫酸を添加し、ｐＨを２．６に変化させた。これにより、吸光度が急激に低下し、インディゴカーミンが分解された。
【０３４３】
時刻ｔ２に、リン酸緩衝液（残留液）に１０μＬの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、ｐＨを７．１に変化させた。これにより、吸光度はほとんど変化しなくなり、インディゴカーミンの分解が停止された。
【０３４４】
時刻ｔ３に、リン酸緩衝液（残留液）に１０μＬの水酸化ナトリウム水溶液をさらに添加し、ｐＨを１１．８に変化させた。これにより、吸光度がさらに低下し、インディゴカーミンが分解された。
【０３４５】
時刻ｔ４に、リン酸緩衝液（残留液）に１０μＬの硫酸を添加し、ｐＨを９．１に変化させた。これにより、吸光度はほとんど変化しなくなり、インディゴカーミン分解が再び停止された。
【０３４６】
時刻ｔ５に、リン酸緩衝液（残留液）に５μＬの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、ｐＨを１１．４に変化させた。これにより、吸光度がさらに低下し、インディゴカーミンが分解された。
【０３４７】
［３−２−２．プラズマ処理された標準水］
参考例に係る液体サンプルによるインディゴカーミンの分解試験の結果について、図３０を用いて説明する。図３０において、酸性の標準水（プラズマ処理液）にインディゴカーミンを混合したタイミングをｔ０で示し、標準水にリン酸緩衝液が添加されたタイミングをｔ１で示し、標準水にｐＨ調整物質が添加されるタイミングを、順次、ｔ２〜ｔ５で示す。
【０３４８】
時刻ｔ０に、インディゴカーミンにｐＨが２．４の標準水２．５ｍＬを接触させた。その結果、吸光度が徐々に低下した。
【０３４９】
時刻ｔ１に、標準水（残留液）に２５μＬのリン酸緩衝液（濃度１Ｍ）を添加し、ｐＨを６に変化させた。これにより、吸光度はほとんど変化しなくなり、インディゴカーミンの分解は停止された。
【０３５０】
時刻ｔ２に、標準水（残留液）に２．８１μＬの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、ｐＨを７．１に変化させた。この場合も、吸光度はほとんど変化せず、インディゴカーミンの分解は停止していた。
【０３５１】
時刻ｔ３に、標準水（残留液）に６．２５μＬの水酸化ナトリウム水溶液を添加し、ｐＨを１１．６に変化させた。その結果、吸光度は、急激に低下した後、徐々に低下した。なお、吸光度の急激な低下は、インディゴカーミンの一部が強アルカリ性溶液中でロイコ型構造をとることに起因する。したがって、時刻ｔ３とｔ４との間における吸光度の緩やかな減少が、インディゴカーミンの分解に相当する。
【０３５２】
時刻ｔ４に、標準水（残留液）に６．２５μＬの硫酸を添加し、ｐＨを６．９に変化させた。その結果、吸光度は、急激に増大した後、ほとんど変化しなくなり、インディゴカーミンの分解が停止した。なお、吸光度の急激な増大は、インディゴカーミンがロイコ型構造から脱したことに起因する。
【０３５３】
時刻ｔ５で、標準水（残留液）に６．２５μＬの硫酸をさらに添加し、ｐＨを２．４に変化させた。これにより、吸光度は徐々に低下し、インディゴカーミンが分解された。
【０３５４】
以上のように、実施例１７〜１９のような中性の第１処理液から生成された第２処理液に限らず、参考例のようにプラズマ処理された液体であれば、そのｐＨを制御することによって、活性の停止及び再開が制御されうる。また、未処理液は、リン酸緩衝液に限定されず、その他の液体、例えば、標準水であっても、そのｐＨに応じて活性の停止及び再開が制御されうる。さらに、プラズマ処理液のｐＨは、酸及び塩基によってだけでなく、塩によっても制御されうる。
【０３５５】
なお、活性の停止前と再開後とでｐＨの値は任意に設定することができるので、作用の条件を変更することや、多段階で作用を行うことも可能である。
【０３５６】
（変形例１）
プラズマを発生させる際に、液体中に供給される気体の種類は、空気以外であってもよい。
【０３５７】
図３１Ａ及び３１Ｂは、プラズマ発生時に種々の気体を供給した場合における、第２処理液によるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。図３１Ａは、酸性の第２処理液による分解結果を示し、図３１Ｂは、アルカリ性の第２処理液による分解結果を示している。
【０３５８】
ここで、液体サンプルは次のように準備された。ｐＨ８．３又はｐＨ７．２のリン酸緩衝液に、空気、酸素、窒素、又はアルゴンを供給しながら、プラズマ処理を行い、第１処理液を生成した。この第１処理液に硫酸を添加することによって、酸性の第２処理液を生成した。あるいは、この第１処理液に水酸化ナトリウム水溶液を添加することによって、アルカリ性の第２処理液を生成した。図３１Ａ及び３１Ｂ内の凡例は、プラズマ生成時に供給された気体の種類と、第２処理液のｐＨとを示している。
【０３５９】
図３１Ａ及び３１Ｂに示されるように、ガス種により分解能力が異なっていたが、いずれの第２処理液も、高い分解能力を示した。ガス種が空気、窒素の場合には他のガス種に比べて酸性化での分解能力が高いため、プラズマ処理によって、窒素酸化物系の活性種、例えば、ｐｅｒｏｘｙｎｉｔｒｉｔｅなどが生成されると考えられる。
【０３６０】
（変形例２）
例えば、プラズマ発生器５０は、液体９０の近辺でプラズマ９２を発生させてもよい。例えば、第１電極５２及び第２電極５３の少なくとも一方が液体９０とは接触せずに、空気中に配置されていてもよい。
【０３６１】
この場合、例えば、液体９０の液面（空気との界面）の近辺でプラズマ９２を発生させると、液面の近辺の空気がプラズマに曝される。これにより、液体中に活性種が生成され、また、プラズマ９２を作用させた気体を内包するナノバブルが生成されると考えられる。このように生成されたナノバブルは、第１処理液が酸性化又はアルカリ性化されるときに、ラジカルなどの活性種を液体中に放出すると考えられる。これによって、活性を有する第２処理液を得ることができる。
【０３６２】
（変形例３）
ｐＨ調整物質は、ｐＨを変化させることができる物質であれば、特に限定されない。図３２は、プラズマ処理されたリン酸緩衝液（ｐＨ＝７）を種々のｐＨ調整物質で酸性化又はアルカリ性化することによって生成された、第２処理液によるインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。図３２中の凡例は、中性のリン酸緩衝液に対して添加されたｐＨ調整物質と、それによって生成された第２処理液のｐＨを示している。図３２に示されるように、硝酸で酸性化された第２処理液、及び、アンモニア水でアルカリ性化された第２処理液においても、高い分解能力を示した。なお、ｐＨ調整物質は、例えば、一般的な家庭用洗剤又はレモン果汁などであってもよい。
【０３６３】
（変形例４）
上記第５の実施の形態に係る対象物処理装置１０ｃは、容器２０ｃに希釈用の液体を供給するための希釈部をさらに備えてもよい。この希釈部は、例えば、図２に示される希釈部７０と同様の構成であってもよく、制御回路４０ｃによって制御されうる。
【０３６４】
本変形例４に係る対象物処理方法は、図２４のフローチャートにおいて、残留液を再利用しないと判定した場合（Ｓ５０でＮｏ）、残留液を希釈するステップをさらに追加する。これにより、残留液の活性をさらに弱めることができる。希釈された残留液は、例えば、対象物処理装置１０ｃから排出され、廃棄される。
【０３６５】
（変形例５）
上記第５の実施の形態では、容器２０ｃ内で、プラズマ処理液を対象物１１ｃに接触させたが、本実施の形態は、これに限定されない。例えば、容器２０ｃとは異なる容器で、プラズマ処理液を対象物１１ｃに接触させ、残留したプラズマ処理液が、供給口２１を介して容器２０ｃに入れられてもよい。
【０３６６】
（変形例６）
例えば、上記の実施の形態において、ｐＨ調整物質の替わりに、電気分解によってｐＨが調整されてもよい。例えば、容器が隔膜によって第１の領域と第２の領域とに分割されており、第１の領域にプラズマ処理液が収容され、第２の領域に所定の液体が収容される。電極Ａが第１の領域中に配置され、電極Ｂが第２の領域中に配置されている。この構成において、電極Ａ及び電極Ｂの間に電圧を印加すると、プラズマ処理液が電気分解される。例えば、ｐＨが６より小さいプラズマ処理液が第１の領域に収容されているとき、電極Ａを陰極とし、電極Ｂを陽極として、電極Ｂに対して電極Ａが負となる電圧を印加する。これにより、プラズマ処理液のｐＨが増大し、例えば、プラズマ処理液が中性化された時点で電気分解を停止する。ｐＨが９以上のプラズマ処理液が第１の領域に収容されているとき、電極Ａを陽極とし、電極Ｂを陰極として、電極Ｂに対して電極Ａが正となる電圧を印加する。これにより、プラズマ処理液のｐＨが低下し、例えば、プラズマ処理液が中性化された時点で電気分解を停止する。なお、電気分解はプラズマ処理液を中性化する場合のみならず、例えば、酸性化される場合に適用されてもよい。なお、ｐＨの変化は、例えば、上述のｐＨセンサで監視されてもよい。
【０３６７】
以上、１つ又は複数の態様に係る処理液生成方法、処理液生成装置、対象物処理方法及び処理液について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態などに限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したもの、及び、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の範囲内に含まれる。
【０３６８】
また、上記の各実施の形態は、特許請求の範囲又はその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０３６９】
本開示に係る処理液生成方法などは、例えば、有機物の分解処理、微生物又は細菌などの殺菌処理などに利用することができる。
【符号の説明】
【０３７０】
１０、１０ａ、１０ｂ  処理液生成装置
１０ｃ  対象物処理装置
１１ｃ  対象物
２０、２０ｃ  容器
２１、２１ｃ  供給口
２２、２２ｃ  排出口
３０、３０ｃ  供給部
４０、４０ｃ  制御回路
５０、５０ａ  プラズマ発生器
５１  電源
５２  第１電極
５３  第２電極
５３ａ  金属電極部
５３ｂ  金属ネジ部
５４、５４ａ  絶縁体
５５  保持ブロック
５６  気体供給器
５７  反応槽
６０  接触部
６１  バルブ
７０  希釈部
８０  循環ポンプ
８１  配管
９０  液体
９１  気泡
９２  プラズマ
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３２】
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