(57)【要約】      （修正有）【課題】高い分解能力および／又は殺菌能力を有し、その持続性に優れた処理液を生成する方法の提供。【解決手段】処理液を生成する液体処理方法は、ｐＨが９以上の液体を準備するステップＳ１０と、液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させることで、ｐＨが９以上のプラズマ処理液を生成するステップＳ２０とを含む液体処理方法。前記プラズマ処理液をｐＨ６未満迄低下させるステップを更に含む液体処理方法。【選択図】図２
2017001021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐＨが９以上の液体を準備するステップと、
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、ｐＨが９以上のプラズマ処理液を生成す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の前記ｐＨを６未満まで低下させるステップをさらに含む
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の前記ｐＨを低下させるステップにおいて、（ｉ）酸若しくは塩、（ｉｉ）酸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となる気体若しくは固体、又は、（ｉｖ）前記プラズマ処理液に溶解して酸となる気体若しくは固体を生成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２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を低下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２に記載の液体処理方法。
【請求項５】
請求項１に記載の液体処理方法と、
前記ｐＨが９以上の前記プラズマ処理液を、対象物に接触させるステップとを含む、
対象物処理方法。
【請求項６】
請求項２から４のいずれか１項に記載の液体処理方法と、
前記ｐＨが６未満の前記プラズマ処理液を、対象物に接触させるステップとを含む、
対象物処理方法。
【請求項７】
請求項１から４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、
前記液体を対象物に接触させながら、前記プラズマ処理液を生成する、
対象物処理方法。
【請求項８】
請求項１に記載の液体処理方法によって生成された、前記ｐＨが９以上のプラズマ処理液。
【請求項９】
請求項２から４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未満のプラズマ処理液。
【請求項１０】
液体を収容するための容器と、
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プラズマを発生させるプラズマ発生器と、
前記プラズマ発生器を制御する制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記プラズマ発生器に前記プラズマの発生を開始させ、
前記液体のｐＨの単位時間あたりの平均値が９以上の所定範囲内に含まれる場合に、前記プラズマの発生を停止させる、
液体処理装置。
【請求項１１】
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９以上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、前記容器内の前記プラズマ処理液の前記ｐＨを６未満まで低下させる、
液体処理装置。
【請求項１２】
液体を収容するための容器と、
電極対と、
前記電極対に電圧を印加する電源と、
前記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９以上のプラズマ処理液が前記容器に収容されているときに、前記電源に前記電極対へ前記電圧を印加させて、前記容器内の前記プラズマ処理液の前記ｐＨを６未満まで低下させる、
液体処理装置。
【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理方法は、ｐＨが９以上の液体を準備するステップと、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、ｐＨが９以上のプラズマ処理液を生成す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、電極対及び前記電極対に電圧を印加する電源を含み、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プラズマ発生器と、前記プラズマ発生器を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記プラズマ発生器に前記プラズマの発生を開始させ、前記液体のｐＨの単位時間あたりの平均値が９以上の所定範囲内に含まれる場合に、前記プラズマの発生を停止させる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、高い活性を有し、その持続性に優れたプラズマ処理液を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、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２】図２は、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３】図３は、実施の形態に係る第１処理液を準備するステップを示すフローチャートである。
【図４Ａ】図４Ａは、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４Ｂ】図４Ｂは、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５】図５は、実施例１及び３並びに比較例４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６】図６は、実施例１及び３並びに比較例４に係る２４時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７】図７は、実施例２及び４並びに比較例４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８】図８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９】図９は、比較例２、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１０】図１０は、実施の形態の変形例に係る処理液生成装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（用語の定義）
「アルカリ性」とは、ｐＨ（水素イオン指数）が９以上であることを意味し、「酸性」とは、ｐＨが６より小さいことを意味する。
【００１１】
「アルカリ性化」とは、ｐＨを９以上にすることを意味し、「酸性化」とは、ｐＨを６より小さくすることを意味する。
【００１２】
「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。
【００１３】
「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。
【００１４】
「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、ｐＨが調整される前のプラズマ処理液が第１処理液と呼ばれ、ｐＨが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。
【００１５】
「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。
【００１６】
「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。
【００１７】
「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。
【００１８】
「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。
【００１９】
「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。
【００２０】
（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、ｐＨが９以上の液体を準備し、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、ｐＨが９以上の処理液を生成する。
【００２１】
この方法で生成されたアルカリ性の処理液は、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の分解及び／又は死滅などに当該処理液を利用することができる。
【００２２】
例えば、上記の処理液生成方法によって生成された処理液である第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より小さい第２処理液を生成してもよい。
【００２３】
この方法で生成された酸性の第２処理液は、高い活性を有する。したがって、例えば、アルカリ性の第１の処理液では分解及び／又は殺菌しにくい対象物を、酸性の第２処理液によって分解及び／又は殺菌することができる。
【００２４】
例えば、前記第１処理液のｐＨの調整では、（ｉ）酸若しくは塩、（ｉｉ）酸若しくは塩の少なくとも１つを含む溶液、（ｉｉｉ）溶解して酸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、前記第２処理液を生成してもよい。
【００２５】
これにより、第２処理液を容易に生成することができる。つまり、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。
【００２６】
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、生成した処理液を対象物に接触させる。
【００２７】
生成された処理液は、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、微生物又は細菌などの分解及び／又は殺菌に要する時間を短くすることができる。
【００２８】
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、前記液体を対象物に接触させ、前記液体と前記対象物とを接触させた状態で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、ｐＨが９以上の前記処理液を生成する。
【００２９】
これにより、処理液を生成しながら処理液を対象物に接触させることができる。そのため、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、微生物又は細菌などの分解及び／又は殺菌に要する時間を短くすることができる。
【００３０】
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処理液である。
【００３１】
この処理液は、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、微生物又は細菌などの分解及び／又は殺菌に要する時間を短くすることができる。
【００３２】
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、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と、前記プラズマ発生器を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記プラズマ発生器によるプラズマの発生を開始し、前記容器内の液体のｐＨの単位時間当たりの平均値が９以上の所定範囲内に含まれる場合に、前記プラズマの発生を停止させる。
【００３３】
プラズマ発生後のアルカリ性の処理液は、イオン、分子、ラジカルなどの活性種を含むため、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の分解及び／又は殺菌などに当該処理液を利用することができる。
【００３４】
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９以上の第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より小さい第２処理液を生成してもよい。
【００３５】
生成された酸性の第２処理液は、イオン、分子、ラジカルなどの活性種を含むため、高い活性を有する。したがって、例えば、アルカリ性の第１処理液では分解及び／又は殺菌しにくい対象物を、酸性の第２処理液によって分解及び／又は殺菌することができる。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
（実施の形態）
［１．処理液生成装置］
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の構成の一例を示す。
【００３９】
処理液生成装置１０は、アルカリ性の液体の近辺又は液体中でプラズマを発生させることで、アルカリ性の第１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、制御回路４０と、プラズマ発生器５０と、循環ポンプ８０と、配管８１とを備える。
【００４０】
処理液生成装置１０は、さらに、第１処理液のｐＨを調整することで、酸性の第２処理液を生成してもよい。例えば、図１に示すように、処理液生成装置１０は、ｐＨ調整物質を容器２０内に供給する供給部３０をさらに備える。
【００４１】
処理液生成装置１０は、さらに、アルカリ性の第１処理液又は酸性の第２処理液を対象物に接触させてもよい。例えば、図１に示すように、処理液生成装置１０は、処理液を対象物に接触させる接触部６０と、バルブ６１とをさらに備える。
【００４２】
以下、本実施の形態に係る処理液生成装置１０が備える種々の構成要素の例について、詳細に説明する。
【００４３】
［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。
【００４４】
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。
【００４５】
容器２０には、未処理液として、ｐＨが９以上の液体９０が入れられる。図１に示すように、容器２０は、プラズマ発生器５０に接続されている。プラズマ発生器５０は、液体９０をプラズマ処理する。例えば、プラズマ発生器５０が液体９０の近辺又は液体９０中でプラズマを発生させることで、ｐＨが９以上の第１処理液が生成される。第１処理液は、容器２０内に溜められる。
【００４６】
液体９０は、例えば、リン酸緩衝液などの緩衝液、又は、水酸化ナトリウム水溶液などである。なお、液体９０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、所望のｐＨに容易に調整することができる。
【００４７】
［１−２．供給部］
供給部３０は、容器２０内の液体９０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に供給する。供給部３０は、例えば、ｐＨ調整物質として酸又は塩を含む溶液を、アルカリ性の第１処理液に添加することによって、当該処理液のｐＨを６より小さく調整する。
【００４８】
ｐＨ調整物質は、（ｉ）酸若しくは塩、（ｉｉ）酸若しくは塩の少なくとも１つを含む溶液、（ｉｉｉ）溶解して酸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、などである。例えば、ｐＨ調整物質は、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、硝酸（ＨＮＯ３）、又は、硫酸アルミニウム（Ａｌ２（ＳＯ４）３）若しくは塩化マグネシウム（ＭｇＣｌ２）などの塩である。なお、これらは一例に過ぎず、ｐＨ調整物質は、液体のｐＨを調整可能な物質であれば、その他の固体、液体、気体などいかなるものであってもよい。あるいは、ｐＨ調整物質は、ｐＨを調整可能な物質を産生する微生物であってもよい。
【００４９】
供給部３０は、プラズマ処理期間中に、液体９０のｐＨが９より小さくなるのを抑制するためのｐＨ調整物質として、塩基を含む溶液を添加してもよい。この場合、ｐＨ調整物質は、（ｉ）塩基、（ｉｉ）塩基を含む溶液、（ｉｉｉ）溶解して塩基となる気体若しくは固体、又は、（ｉｖ）当該気体若しく当該固体を発生する微生物を含む溶液、などでもよい。例えば、ｐＨ調整物質は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）水溶液、アンモニア（ＮＨ３）水溶液などでもよい。
【００５０】
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９０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。
【００５１】
［１−３．制御回路］
制御回路４０は、プラズマ発生器５０を制御する。
【００５２】
制御回路４０は、例えば、プラズマ発生器５０が備える電源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その期間を制御する。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。
【００５３】
例えば、制御回路４０は、アルカリ性の未処理液を容器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。例えば、制御回路４０は、プラズマ処理を開始した時点からの経過時間を計測するタイマを有する。制御回路４０は、プラズマ処理の継続時間が所定の時間に達した場合に、プラズマの発生を停止させる。
【００５４】
制御回路４０は、さらに、供給部３０を制御してもよい。例えば、制御回路４０は、アルカリ性の第１処理液が容器２０に入れられている場合に、供給部３０にｐＨ調整物質を容器２０内へ供給させ、容器２０内の第１処理液のｐＨを調整してもよい。これにより、酸性の第２処理液が生成される。つまり、第２処理液は、アルカリ性のプラズマ処理液のｐＨを調整することで生成された、酸性のプラズマ処理液である。第２処理液は、必要に応じて容器２０の排出口２２から外部に排出されて、例えば、対象物の分解及び／又は殺菌などに利用されてもよい。
【００５５】
制御回路４０は、プラズマ発生器５０にプラズマを発生させているときに、供給部３０に容器２０内へｐＨ調整物質を供給させてもよい。例えば、プラズマ発生器５０内の気体供給器５６が空気を供給する場合、空気中の窒素の一部が酸化され硝酸となって液体中に溶け込み、液体９０のｐＨが低下しうる。したがって、制御回路４０は、例えば、ｐＨ調整物質として塩基を含む溶液を容器２０内に供給させることで、液体のｐＨが９より小さくなるのを抑制しうる。
【００５６】
あるいは、制御回路４０は、プラズマ発生器５０にプラズマ９２の発生を停止させた後、供給部３０にｐＨ調整物質を容器２０内へ供給させてもよい。これにより、アルカリ性の第１処理液が容器２０内に生成される。
【００５７】
あるいは、制御回路４０は、プラズマ発生器５０にプラズマ９２を発生させている間、容器２０内の液体９０のｐＨの単位時間当たりの平均値が９以上になるよう逐次ｐＨを調整してもよい。これにより、アルカリ性の第１処理液が容器２０内に生成される。
【００５８】
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。
【００５９】
［１−４．プラズマ発生器］
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。図１に示されるプラズマ発生器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、例えば、気体供給器５６によって供給された気体から形成される。
【００６０】
図１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。
【００６１】
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。所定の電圧は、例えば、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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。プラズマ９２は、例えば、気泡９１内に発生する。
【００６４】
図１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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
なお、本実施の形態に係る処理液生成装置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。
【００７９】
［１−５．接触部及びバルブ］
接触部６０は、第１処理液又は第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１処理液又は第２処理液を当該容器内に入れることで、対象物に第１処理液又は第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、又はディフューザなどであってもよい。この場合、噴出器が第１処理液又は第２処理液を対象物に向けて噴出することで、対象物に第１処理液又は第２処理液を接触させる。
【００８０】
対象物は、第１処理液又は第２処理液によって分解及び／又は殺菌される物質である。例えば、対象物は、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１処理液又は第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。
【００８１】
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。あるいは、制御回路４０は、供給部３０を制御することなく、バルブ６１を開けることで、第１処理液を対象物に接触させる。
【００８２】
なお、処理液生成装置１０は、接触部６０以外の方法で第１処理液又は第２処理液と対象物とを接触させてもよい。
【００８３】
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、当該処理液（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。
【００８４】
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処理液とを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。
【００８５】
［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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
［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２〜図４Ｂ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２を用いて説明する。
【００８９】
図２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。
【００９０】
まず、処理液生成装置１０は、ｐＨが９以上の第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。
【００９１】
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、酸又は塩を含む溶液を第１処理液に添加する。
【００９２】
本実施の形態では、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。
【００９３】
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。
【００９４】
［２−２．第１処理液の生成］
次に、本実施の形態に係るアルカリ性の第１処理液を準備するステップの一例として、アルカリ性の第１処理液を生成するステップを、図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る第１処理液を生成するステップを示すフローチャートである。
【００９５】
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、アルカリ性の緩衝液又は水溶液である。
【００９６】
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。
【００９７】
例えば、気体供給器５６が空気を供給する場合、空気に含まれる窒素の一部は、酸化されて硝酸になる。この硝酸が液体９０中に溶け込むと、液体９０のｐＨが低下する。このため、図３に示されるフローでは、液体９０のｐＨの単位時間当たりの平均値が９より小さくなった場合（Ｓ１３でＮｏ）、制御回路４０は、供給部３０にｐＨ調整物質を容器２０内の液体９０に添加させる（Ｓ１４）。このときのｐＨ調整物質は、塩基を含む溶液などの、液体９０のｐＨを大きくするための物質である。
【００９８】
ｐＨが９以上であり（Ｓ１３でＹｅｓ）、かつ、所定期間が経過した場合（Ｓ１５でＹｅｓ）、プラズマ９２の発生を停止する（Ｓ１６）。例えば、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ことを停止させる。また、制御回路４０は、気体供給器５６が気体を供給することを停止させる。
【００９９】
なお、所定期間は、プラズマ処理を継続する時間であり、任意に設定される。所定期間は、例えば、第１処理液（又は第２処理液）が、要求される分解及び／又は殺菌能力を得るために充分な期間である。プラズマ９２を発生させる期間（すなわち、プラズマ処理の継続期間）が長い程、第１処理液（又は第２処理液）の分解及び／又は殺菌能力は大きくなる。
【０１００】
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。
【０１０１】
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、塩化カリウム溶液また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指示薬またはｐＨ試験紙を用いて比色測定を行ってもよい。
【０１０２】
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９以上に保つための適切な値に、設定されていてもよい。
【０１０３】
以上のように、本実施の形態に係る処理液生成方法では、分解及び／又は殺菌能力の高い第２処理液を生成することができる。
【０１０４】
［２−３．対象物処理方法］
以下では、酸性の第２処理液を利用した対象物の処理方法について、図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。
【０１０５】
図４Ａ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４Ａに示すように、酸性の第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２に示すステップＳ１０及びＳ２０と同じである。
【０１０６】
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。
【０１０７】
ステップＳ１０及び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。すなわち、本実施の形態に係る対象物処理方法は、第１処理液を対象物に接触させながら、第１処理液のｐＨを調整してもよい。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。
【０１０８】
なお、上記の説明では、酸性の第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。アルカリ性の第１処理液を対象物に接触させてもよい。
【０１０９】
図４Ｂ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４Ｂに示すように、ステップＳ１０で第１処理液を準備した後、第１処理液を対象物に接触させる（Ｓ３０ａ）。
【０１１０】
例えば、制御回路４０は、供給部３０に液体９０を酸性化するためのｐＨ調整物質を供給させることなく、バルブ６１を開けることで、排出口２２を介して、容器２０に溜められた第１処理液を接触部６０に供給する。接触部６０は、供給された第１処理液を対象物に接触させる。
【０１１１】
第１処理液は、対象物を分解又は殺菌することができるので、例えば、殺菌などを行うことができる。
【０１１２】
なお、第１処理液を準備又は生成した後に対象物に接触させる例を示したが、これに限らない。第１処理液を生成しながら第１処理液と対象物とを接触させてもよい。例えば、液体９０を対象物に接触させた状態で、液体９０の近辺又は液体９０中でプラズマを発生させてｐＨが９以上の第１処理液を生成してもよい。
【０１１３】
［３．実施例］
以下では、本実施の形態に係る処理液生成装置１０の実施例について、図面を用いて説明する。本発明者らは、第１処理液及び第２処理液の分解能力及びその持続性を検証するために、以下に示す実施例１〜４に係る液体サンプルと比較例１〜５に係る液体サンプルを用意し、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。
【０１１４】
［３−１．条件］
まず、各実施例及び比較例の詳細な条件について、表１及び表２を用いて説明する。表１は、実施例１及び２並びに比較例１〜３に係る条件をまとめたものである。表２は、実施例３及び４並びに比較例４及び５に係る条件をまとめたものである。
【０１１５】
【表１】
2017001021.tif 000003
【０１１６】
【表２】
2017001021.tif 000004
【０１１７】
実施例１〜４及び比較例１では、図１に示す処理液生成装置１０を用いて、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を用いた。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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
なお、プラズマ９２を発生させる際に、液体９０のｐＨが小さくなる。ｐＨが９より小さくなることを抑制するために、水酸化ナトリウム水溶液などを適宜追加しながら、プラズマ９２を発生させた。
【０１２０】
実施例１では、ｐＨが１２のリン酸緩衝液（未処理液）をプラズマ処理し、ｐＨが１１．４の液体（第１処理液）を得た。実施例３では、実施例１に係る第１処理液に硫酸を添加することで、ｐＨが２．５８の第２処理液を得た。
【０１２１】
実施例２では、ｐＨが１２の水酸化ナトリウム水溶液（未処理液）をプラズマ処理し、ｐＨが１１．２の液体（第１処理液）を得た。実施例４では、実施例２に係る第１処理液に硫酸を添加することで、ｐＨが２．２９の第２処理液を得た。
【０１２２】
比較例１では、ｐＨが６の標準水（未処理液）をプラズマ処理し、ｐＨが２．５の液体（プラズマ処理液）を得た。ここで、標準水とは、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。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り生成されている。
【０１２３】
比較例２では、ｐＨが１１．５のリン酸緩衝液（プラズマ非処理液）を準備した。比較例４では、ｐＨが７．２のリン酸緩衝液に硫酸を添加することで、ｐＨが２．５のリン酸緩衝液（プラズマ非処理液）を得た。比較例５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。比較例２、４及び５では、リン酸緩衝液をプラズマ処理しなかった。
【０１２４】
比較例３では、ｐＨが１１．５の水酸化ナトリウム水溶液を準備した。比較例３では、水酸化ナトリウム水溶液をプラズマ処理しなかった。
【０１２５】
以下では、実施例１及び２に係る第１処理液、実施例３及び４に係る第２処理液、比較例１におけるプラズマ処理液、並びに、比較例２〜５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。
【０１２６】
［３−２．分解試験の結果］
以下では、実施例１〜４及び比較例１〜５に係るサンプルにおけるインディゴカーミンの分解試験の結果について説明する。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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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、すぐにピペッティングを行い、吸光度の測定を開始した。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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
以下に説明される実験において、実施例２及び４では、第２の測定方法を採用し、その他の例では、第１の測定方法を採用した。
【０１３１】
図５は、実施例１及び３、並びに比較例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。
【０１３２】
図５に示すように、実施例１の場合、液体サンプルがインディゴカーミンと接触した直後に、急激に吸光度が低下した。すなわち、プラズマ処理されたアルカリ性のリン酸緩衝液は、インディゴカーミンを急速に分解した。
【０１３３】
実施例３の場合、液体サンプルがインディゴカーミンとの接触直後から、吸光度が低下した。すなわち、プラズマ処理後に酸性化されたリン酸緩衝液は、インディゴカーミンを充分に分解した。なお、インディゴカーミンの分解に要する時間は、実施例３に比べて、実施例１の方が短かった。つまり、実施例１に係る第１処理液は、実施例３に係る第２処理液よりも分解能力が高かった。
【０１３４】
一方で、比較例４の場合、吸光度はほとんど変化しなかった。すなわち、酸性化されたプラズマ非処理液は、インディゴカーミンをほとんど分解しなかった。実施例３と比較例４との比較から、プラズマ処理を行うことが、処理液の分解能力の発現に寄与していることが分かる。
【０１３５】
図６は、実施例１及び実施例３、並びに比較例４に係る液体サンプルを２４時間放置した後に行ったインディゴカーミンの分解試験の結果を示す。ここでは、実施例１及び実施例３、並びに比較例４に係る液体サンプルを２４時間放置し、その後、インディゴカーミンに接触させた。
【０１３６】
図６に示すように、実施例１及び実施例３並びに比較例２のいずれの場合も、図５とほとんど同じ結果が得られた。実施例１及び実施例３に係る液体サンプルは、２４時間後まで、分解能力を保持していた。したがって、プラズマ処理されたリン酸緩衝液は、その後に酸性化されたか否かによらず、高い分解能力を持続することができた。
【０１３７】
図７は、実施例２及び４、並びに比較例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７は、実施例２及び４並びに比較例３に係る液体サンプルを生成した直後における分解試験の結果と、実施例２に係る液体サンプルを２４時間又は４８時間放置した後の分解試験の結果とを併せて示している。
【０１３８】
図７に示すように、実施例２に係る液体サンプル（すなわち、プラズマ処理されたアルカリ性の水酸化ナトリウム水溶液）は、高い分解能力を示した。実施例２に係る液体サンプルは、４８時間後まで、充分に高い分解能力を有していた。
【０１３９】
実施例４に係る液体サンプル（すなわち、プラズマ処理後に酸性化された水酸化ナトリウム水溶液）は、高い分解能力を示した。実施例４に係る液体サンプルは、放置期間を設けなかった実施例２の液体サンプルに比べて、高い分解能力を示した。
【０１４０】
一方で、比較例３に係る液体サンプル（すなわち、プラズマ処理が行われていない水酸化ナトリウム水溶液）は、分解能力を有さなかった。したがって、実施例２と比較例３との比較から、プラズマ処理を行うことが、処理液の分解能力の発現に寄与していることが分かる。
【０１４１】
実施例１〜４の結果から、プラズマ処理液は、プラズマ処理前にアルカリ性の緩衝液及びアルカリ性の水溶液のいずれであったとしても、高い分解能力、すなわち、高い活性を有することが分かる。したがって、未処理液の液性がアルカリ性であれば、他の性質については、特に限定されない。
【０１４２】
図８は、比較例１に係る液体サンプルを所定期間放置した後に行なった、インディゴカーミンの分解試験の結果を示す。図８中の凡例は放置した時間を示している。
【０１４３】
図８に示すように、比較例１の場合、プラズマ処理の停止直後から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った。つまり、比較例１に係る液体サンプル（すなわち、プラズマ処理された標準水）は、短時間で、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は、放置時間が経過するにつれて、処理液の分解能力は低下し、２４時間経過した時点で大きく分解能力が低下した。
【０１４４】
図９は、比較例２、４及び５に係る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。
【０１４５】
図９から明らかなように、比較例４に係る液体サンプル（すなわち酸性のリン酸緩衝液）及び比較例５に係る液体サンプル（すなわち中性のリン酸緩衝液）は、分解能力をほとんど有しなかった。
【０１４６】
比較例２に係る液体サンプル（すなわちアルカリ性のリン酸緩衝液）も、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における吸光度は低下する。比較例２の吸光度の初期値が低いのはこのためであるが、これは可逆的であって、ｐＨを１１以下にすることにより、吸光度は比較例４又は５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。
【０１４７】
比較例２から明らかなようにアルカリ性のリン酸緩衝液でも、実施例１及び実施例３のような強力な分解能力を有さないことが分かる。
【０１４８】
（変形例）
上記の実施の形態では、処理液生成装置１０がプラズマ発生器５０を備える構成について説明したが、これに限らない。図１０に示す処理液生成装置１００のように、プラズマ発生器５０を備えなくてもよい。図１０は、本変形例に係る処理液生成装置１００の構成を示す。
【０１４９】
図１０に示すように、処理液生成装置１００は、容器２０と、供給部３０と、制御回路４０とを備える。容器２０には、例えば、別の装置によって予めプラズマ処理されたアルカリ性の第１処理液が、供給口２１を介して入れられる。供給部３０及び制御回路４０の動作は、上記の実施の形態と同じである。ただし、本変形例に係る処理液生成装置１００がプラズマ発生器５０を備えないので、供給部３０及び制御回路４０は、プラズマ発生器５０に係る動作を行わなくてもよい。
【０１５０】
本変形例に係る処理液生成装置１００によれば、上記の変形例と同様に、高い活性を有する酸性の処理液を生成することができる。また、プラズマ発生器を備えなくてよいので、プラズマ発生器から離れた場所であっても対象物の分解及び／又は殺菌などを行うことができる。
【０１５１】
（他の実施の形態）
以上、１つ又は複数の態様に係る処理液生成方法及び処理液生成装置などについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態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。
【０１５２】
例えば、上記の実施の形態では、処理液生成装置がｐＨ調整物質を供給する供給部を備え、制御回路４０が、供給部３０にｐＨ調整物質を供給させて第２処理液を生成するように構成されていた。しかし、第１処理液のみを使用する形態の場合、これらの構成は必ずしも必要ではない。
【０１５３】
例えば、上記の実施の形態では、プラズマ発生器５０が液体９０中でプラズマ９２を発生させる例について示したが、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、気体中に配置されていてもよい。
【０１５４】
例えば、液体９０の液面（空気との界面）の近辺でプラズマ９２を発生させることで、液面及び液面の近辺の気体がプラズマに曝される。これにより、液体（第１処理液）中にイオン、分子、ラジカルなどの活性種が生成される。加えて、プラズマを作用させた空気を内包するナノバブルが生成されうる。更に、第１処理液を酸性化することによって、これらプラズマ処理によって生成されたイオン、分子、ラジカル、ナノバブルなどが作用して別種の活性種が液体中に生成されると考えられる。これによって活性を有する第２処理液を生成することができる。
【０１５５】
また、例えば、上記の実施の形態では、ｐＨ調整物質として硫酸又は水酸化ナトリウム水溶液を例に挙げたが、硝酸又はアンモニア水を用いてもよく、あるいは、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。例えば、一般的な家庭用洗剤又はレモン果汁などをｐＨ調整物質として利用することもできる。
【０１５６】
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が低下する。このとき、ｐＨの変化は、例えば、上述のｐＨセンサで監視されてもよい。
【０１５７】
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】
【０１５８】
本開示に係る処理液生成方法などは、高い活性を有し、その持続性に優れた処理液を生成することができるので、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】
【０１５９】
１０、１００  処理液生成装置
２０  容器
２１  供給口
２２  排出口
３０  供給部
４０  制御回路
５０  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  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
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４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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