(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物に対して高い浸透性を有する高浸透液を調製する調製方法であり、噴霧状態で供給された精製水と、精製水に対して３５ｗｔ％〜５５ｗｔ％の割合にて噴霧状態で供給されたカルビノールを混合撹拌して水分クラスターを細分化する細分化工程と、細分化工程を経た処理液を加熱撹拌して水分子とカルビノール分子とを融合させる融合工程を有することを特徴とする高浸透液の調製方法。
【請求項２】
請求項１に記載の調製方法において、前記細分化工程および前記融合工程は互いに異なる独立した装置にて構成されていることを特徴とする高浸透液の調製方法。
【請求項３】
請求項１に記載の調製方法において、前記細分化工程および前記融合工程は同一の装置にて構成されていることを特徴とする高浸透液の調製方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の調製方法において、精製水およびカルビノールは１０℃以下の温度で前記細分化工程へ噴霧状態で供給することを特徴とする高浸透液の調製方法。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の調製方法において、前記細分化工程を経た処理液は前記融合工程で融合温度である８０℃〜８３℃の温度まで昇温して、同温度で所定時間維持することを特徴とする高浸透液の調製方法。
【請求項６】
被処理物に対して高い浸透性を有する高浸透液に水溶性の機能性成分を含有する高浸透性機能液を調製する方法であり、噴霧状態で供給された精製水と、精製水に対して３５ｗｔ％〜５５ｗｔ％の割合にて噴霧状態で供給されたカルビノールと、噴霧状態で供給された水溶性の機能性成分を混合撹拌して水分クラスターを細分化する細分化工程と、細分化工程を経た処理液を加熱撹拌して水分子とカルビノール分子とを融合させる融合工程を有することを特徴とする高浸透性機能液の調製方法。
【請求項７】
請求項６に記載の高浸透性機能液を調製する方法であり、請求項１〜５のいずれか一項に記載の調製方法にて調製された高浸透液中に水溶性の機能性成分を添加して溶解することを特徴とする高浸透性機能液の調製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被処理物に対して高い浸透性を有する高浸透液および高浸透性機能液を調製する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
被処理物を、機能性成分を含有する機能液を使用して処理する技術分野では、機能液の被処理物に対する浸透性が処理効果に大きな影響を及ぼすことから、処理効果を高めるためには、機能液の被処理物に対する浸透性を増大させることが必要である。このため、従来では、機能液の浸透性を向上すべく、被処理物の処理工程で高圧、減圧、高温を付与する手段が採られている。
【０００３】
しかしながら、これらの手段を採る場合には、処理装置が特殊なものとなって、構造が複雑でかつ大型化するとともに、処理時間も長くなる等の問題があって、被処理物に対する処理コストが増大して経済的に不利となる。また、これの手段を採用した場合でも、被処理物および／または機能性成分の種類によっては、意図した処理効果が得られないことがあり、かつ、これらの手段を採用し得ない場合もある。
【０００４】
従って、被処理物を処理する機能液自体に高浸透性を付与することが望ましく、これに対処すべき高浸透液、および、当該高浸透液を高浸透性を付与するための水溶性媒体とする高浸透性機能液が特開平１０−３６８１３号公報にて提案されている。
【０００５】
上記公報にて提案されている高浸透液は、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（カルビトール）を主要成分とし、多価アルコールを含有する水溶液であって、水分クラスターを細分化処理したものである。当該高浸透液は、細分化した状態の水分クラスターに基薬および多価アルコールを取り込むことにより、水分クラスターの細分化状態に長期間維持するように構成したもので、水分クラスターを細分化状態にすることにより、被処理物に対する浸透性を向上させているものである。
【０００６】
従って、当該高浸透液は、それ自体で被処理物を浸漬する等の用途に使用することがきるとともに、水溶性の工業薬品、医薬品、医薬部外品、農業薬品等の機能性成分を含有する機能液に、高浸透性を付与するための水溶性媒体として使用される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、当該高浸透液および高浸透性機能液は、水分クラスターの細分化に起因する、被処理物に対する高い浸透性を有するもの認められる。しかしながら、当該高浸透液は、ジエチレングリコールモノエチルエーテルを主要成分とするもので、この主要成分が劇薬であることから、当該高浸透液や高浸透性機能液の用途には自ずと限界があり、また、当該高浸透液や高浸透性機能液の取り扱い、これらの液の調製時の取り扱いには細心の注意を払わなければならず、取り扱いが非常に面倒である。
【０００８】
また、当該高浸透液においては、浸透液の調製用水として通常の水道水、天然水を使用しており、調製用水には多くの種類の金属や非金属の無機成分が溶存していることから、調製用水の水分クラスターは、金属元素や非金属元素を取り込んだクラスターを構成している。このため、このような結合クラスターを細分化するためには、結合クラスターに過酷な衝撃、例えば高温下で過剰な撹拌力を付与する必要があり、浸透液の調製を難しくし、かつ調製コストを高めることになる。
【０００９】
従って、本発明の目的は、これらの問題に対処することにあり、劇薬等を基薬とすることなく高浸透液および高浸透性機能液を調製して、多くの用途に安全に使用できる高浸透液および高浸透性機能液を廉価に提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被処理物に対して高い浸透性を有する高浸透液を調製する方法、および、高浸透性機能液を調製する方法に関する。
【００１１】
しかして、本発明に係る高浸透液の調製方法は、被処理物に対して高い浸透性を有する高浸透液を調製する調製方法であり、噴霧状態で供給された精製水と、精製水に対して３５ｗｔ％〜５５ｗｔ％の割合にて噴霧状態で供給されたカルビノールを混合撹拌して水分クラスターを細分化する細分化工程と、細分化工程を経た処理液を加熱撹拌して水分子とカルビノール分子とを融合させる融合工程を有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明に係る高浸透液の調製方法においては、カルビノールとしてエチルアルコールまたはイソプロピルアルコールを採用することが好ましく、また、精製水として純水または精製度が９８％以上の精製水を採用することが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る高浸透液の調製方法においては、前記細分化工程および前記融合工程については、互いに異なる独立した装置にて構成することができるとともに、前記細分化工程および前記融合工程を同一の装置にて構成することができる。
【００１４】
また、本発明に係る高浸透液の調製方法においては、精製水およびカルビノールを１０℃以下の温度で前記細分化工程へ噴霧状態で供給すること、および、前記融合工程では前記細分化工程を経た処理液を融合温度である８０℃〜８３℃の温度まで昇温して、同温度で所定時間維持することが好ましい。
【００１５】
本発明に係る高浸透性機能液を調製する方法は、被処理物に対して高い浸透性を有する高浸透液に水溶性の機能性成分が含有する高浸透性機能液を調製する方法であり、噴霧状態で供給された精製水と、精製水に対して３５ｗｔ％〜５５ｗｔ％の割合にて噴霧状態で供給されたカルビノールと、噴霧状態で供給された水溶性の機能性成分を混合撹拌して水分クラスターを細分化する細分化工程と、細分化工程を経た処理液を加熱撹拌して水分子とカルビノール分子とを融合させる融合工程を有することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明に係る高浸透性機能液を調製する他の方法は、本発明に係る高浸透液の調製方法で調製された高浸透液中に、水溶性の機能性成分を添加して溶解することを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の作用・効果】
本発明に係る高浸透液の調製方法にて調製された高浸透液は、水分クラスターが細分化された状態でカルビノールの分子を取り込んで同分子と融合して長期間安定した状態に維持されているものと推測され、かかる状態において、当該高浸透液は被処理物に対して高い浸透性を示す。
【００１８】
このため、当該高浸透液によれば、高い浸透性を長期間維持することができるが、特に、当該高浸透液は、炭素数が２〜４のカルビトールと精製水を構成成分とするもので、劇薬を使用するものでないことから安全性が高く、多くの用途に安全に使用することができるとともに、当該高浸透液の取り扱いや調製時に高い注意力をはらう必要がなくて取り扱い易い。
【００１９】
また、当該高浸透液の調製には、構成成分である水として純水または精製度が９８％以上という高い純度の精製水を採用していることから、水分クラスターは水中の不純物である金属元素や非金属元素等の無機物元素を取り込んだものではなく、水分クラスターの細分化、および、細分化状態にある水分クラスターとカルビトール分子の融合温度が８０℃〜８３℃という低い温度（融合点）で行うことができる。このため、当該高浸透液を調製する際の、被処理液の水分クラスターの細分化工程および融合工程を低温で行うことができ、経済的に有利である。
【００２０】
本発明に係る高浸透液の調製方法においては、構成成分であるカルビノールの精製水に対する含有率を３５ｗｔ％〜５５ｗｔ％の範囲としているため、浸透性をより高くすることができるとともに、水分クラスターとカルビノール分子との融合温度を低い一定温度とすることができて、当該高浸透液の調製制御を容易にすることができる。
【００２１】
また、本発明に係る調製方法で調製された高浸透性機能液は、本発明に係る調製方法で調製された高浸透液と主体として、同高浸透液に機能性成分が溶解しているものであって、高浸透性に起因して、被処理物を効果的に処理する機能を有している。
【００２２】
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明に係る高浸透液の調製方法は、被処理物に対して高い浸透性を有する高浸透液を調製する調製方法であり、当該調製方法では、精製水と、カルビノールであるエチルアルコール（医薬用消毒アルコール）、イソプロピルアルコール（医薬用消毒アルコール）とを採用して、図１に示す製造装置を使用することにより、高浸透液を調製することができる。当該製造装置１０は、水処理装置１１、精製水貯留タンク１２、アルコール貯留タンク１３、水分クラスターの細分化装置１４、水分クラスターの融合装置１５、および浸透液貯留タンク１６からなり、これらの装置および貯留タンク１１〜１６は各供給管路１１ａ〜１５ａを介して連結されているとともに、各供給管路１１ａ〜１５ａには供給ポンプが介装されている。これにより、各処理装置にて処理された処理水は、最終的には浸透液貯留タンク１６内の供給される。
【００２４】
水処理装置１１は、活性炭物質および医療用濾過繊維からなる複合濾過システムを内蔵しているもので、供給される一般水道水を濾過して精製度が９８％またはそれ以上の精製度に処理する。精製された精製水は、供給管路１１ａを通して精製水貯留タンク１２に供給される。なお、水処理装置１１においては、複合濾過システムをイオン交換樹脂を有するイオン交換システムに置換することができ、これにより、精製水を純水またはこれに近似する高い純度の精製水に調製することができる。
【００２５】
細分化装置１４は、精製水貯留タンク１２およびアルコール貯留タンク１３から供給される精製水およびアルコールを混合撹拌して、水分クラスターを細分化するもので、精製水およびアルコールを供給する各供給管路１２ａ，１３ａが接続する噴射ノズル、およびモータ駆動する撹拌機を内蔵している。細分化装置１４においては、精製水およびアルコールが所定の比率、例えば精製水に対してアルコールが３５ｗｔ％〜５５ｗｔ％の範囲に適宜の比率で噴射ノズルに供給され、噴射ノズルから両成分が同時に噴霧状態で装置１４内に供給される。噴霧状態で供給された精製水およびアルコールは、撹拌機の駆動により均一に混合されるとともに、水分クラスターが細分化される。
【００２６】
当該製造装置１０においては、細分化装置１４の容量が１５０Ｌに設定されていて、精製水およびアルコールの設定された全量が供給された時点から１０分間、撹拌機を１０００回／分の回転数で駆動して水分クラスターの細分化処理を行って、処理液が１００Ｌになるようにしている。
【００２７】
融合装置１５は、細分化装置１４から供給される処理液を加熱撹拌して細分化された水分クラスターとアルコール分子の融合を図るもので、電熱ヒータおよびモータ駆動する撹拌機を内蔵している。細分化装置１４から供給管路１４ａを通して供給された処理液は、融合装置１５内にて撹拌状態で加熱されて、水分クラスターとアルコール分子が融合する。これらの融合では、細分化された水分クラスターがアルコール分子を取り込み、水分クラスターはこの状態で細分化状態を長期間安定に維持する形態を採る。
【００２８】
当該製造装置１０においては、融合装置１５の容量が１５０Ｌに設定されていて、供給された処理液を、撹拌機を５００回／分の回転数で駆動して８２℃〜１０５℃の範囲で加熱して融合を図るようになっている。融合装置１５の運転では、好ましくは、処理液が融合温度（８０℃〜８３℃）に達した時点、または、その後所定時間（数１０秒）経た時点で撹拌および加熱を停止し、処理液を自然冷却するようにする。
【００２９】
これにより、融合装置１５内で高浸透液が調製され、調製された高浸透液は供給管路１５ａを通して貯留タンク１６に供給されて貯留される。貯留タンク１６内に貯留される高浸透液は、必要時には流出管路１６ａを通して採取される。
【００３０】
当該製造装置１０においては、細分化装置１４内に水分クラスターの細分化工程を構成し、かつ、融合装置１５内に細分化された水分クラスターとアルコール分子の融合工程を構成しているが、細分化装置１４に回転数が可変の撹拌機と電熱ヒータを採用することにより、また、融合装置１５に回転数が可変の撹拌機を採用することにより、細分化装置１４、融合装置１５のいずれか一方に細分化工程と融合工程の両工程を構成することができ、これにより両装置１４，１５の他方を省略して、製造装置を小型化することができる。
【００３１】
本発明に係る高浸透性機能液の調製方法では、精製水と、カルビノールであるエチルアルコール、イソプロピルアルコールと、機能性成分である水溶性の工業薬品、医薬品、医薬部外品、農業薬品等を採用して、図２に示す製造装置を使用することにより、高浸透性機能液を調製することができる。当該製造装置２０は、高浸透液を調製する製造装置１０を基本構成とするもので、水処理装置２１、精製水貯留タンク２２、アルコール貯留タンク２３、水分クラスターの細分化装置２４、水分クラスターの融合装置２５、および浸透液貯留タンク２６を備え、かつ、機能性成分である薬品貯留タンク２７を備えている。
【００３２】
当該製造装置２０においては、薬品貯留タンク２７の付加および細分化装置２４の構成を除き製造装置１０と同様の構成のものであり、細分化装置２４にあっては、内蔵する噴射ノズルに、精製水貯留タンク２２およびアルコール貯留タンク２３からの供給管路２２ａ，２３ａと共に、薬品貯留タンク２７からの供給管路２７ａが接続されている。従って、細分化装置２４には、精製水、アルコール、および薬品（機能性成分）が同時に噴霧状で供給される。当該製造装置２０のその他の構成および機能は製造装置１０と同様であり、融合装置２５内では、貯留タンク２７に貯留する薬品を主要成分とする高浸透性機能液が調製される。
【００３３】
調製された高浸透液はそれ自体で、浸漬工程での浸透剤や膨潤剤として使用することができるが、各種材料に対する難燃剤、不燃剤、染剤、抗菌剤、洗浄剤、防黴剤、防錆剤、接着剤、各種の分析試薬等の工業薬品、土壌改良剤、植物の生育促進剤、種なしぶどう用のジベレリン薬剤等植物の改質剤等の農業薬品、炎症鎮痛剤、皮膚科用の各種薬剤、抗ガン剤、育毛・養毛促進剤等の医薬品、育毛・養毛促進剤、毛髪染色剤、毛髪固定剤、各種生物やその細胞、遺伝子の分析試薬等の医薬部外品等、水溶性の機能性成分を溶解した状態で、広い用途に使用することができる。また、調製された高浸透性機能液においては、機能性成分として上記した各種の薬品を採用することにより、高浸透性機能液として広い用途に使用することができる。
【００３４】
【実施例】
本実施例では、精製水として水道水をイオン交換処理してなる純水を、カルビノールとしてエチルアルコールおよびイソプロピルアルコールを採用して、高浸透液を調製する実験を試みるとともに、調製された高浸透液の浸透性を確認する実験を試みた（実験１〜３）。
（実験１）
本実験では、特に、細分化された水分クラスターの融合工程での融合時間と融合率の関係を明確にする実験を試みた。純水に対するエチルアルコールの混入比率を５０ｗｔ％に設定するとともに、融合工程での処理液の温度を８２℃に設定して、細分化処理された処理液の融合処理を行った。当該融合工程における経時的な水とエチルアルコールとの融合状態（融合率）を測定した。得られた結果を表１に示すとともに、図３のグラフで示す。
【００３５】
但し、融合率は、蒸留法に基づいて水分子とアルコール分子を所定温度で蒸発拡散させて、その拡散状況を成分分析装置で分析したもので、水分子とアルコール分子の拡散状況が安定した状態での水分子とアルコール分子の融合の割合（％）を意味する。
【００３６】
【表１】
0004087032.tif 000002
【００３７】
得られた結果を参照すると、融合工程においては、純水とアルコールは時間の経過とともに漸次拡散するとともに、細分化された水分クラスターとエチルアルコール分子は漸次融合を増大させる。特に、時間の経過が４０秒に達すると融合率は飛躍的に増大して４５秒経過後に１００％に達し、その後漸次低下して５０秒を経過すると飛躍的に低下する。この結果から、融合工程での融合時間は４０秒〜５０秒の間が最適であるものと認められる。なお、この傾向は、イソプロピルアルコールについても同様の傾向にあることを確認している。
（実験２）
本実験では、浸透液を調製するための被処理液中の純水に対する各アルコールの混入比率と融合温度の関係を明確にする実験を試みた。実験では、融合工程での融合時間を４５秒に設定して、細分化処理された処理液の融合処理を行った。当該融合工程における融合が１００％となる融合温度を測定した。混入比率と融合温度との関係を、構成成分としてエチルアルコールを採用した場合を表２および図４のグラフに示し、構成成分としてイソプロピルアルコールを採用した場合を表３および図５のグラフに示す。
【００３８】
また、本実験で調製された各浸透液について、それらの浸透性（浸透時間、浸透率）を測定した。得られた浸透性と混入率の関係を、構成成分としてエチルアルコールを採用した場合を表２および図６のグラフに示し、構成成分としてイソプロピルアルコールを採用した場合を表３および図７のグラフに示す。但し、浸透性の測定は、厚み１ｃｍの断熱用発泡スチロール板のそれぞれの上に各浸透液を３ｃｃ滴下して、滴下された浸透液が発泡スチロール板を透過するのを停止する時間を測定して、この時間を浸透時間（秒）とした。同時に、浸透液が透過を停止した時点での透過量を測定し、この透過量の浸透液の滴下量（３ｃｃ）に対する比率を浸透率（％）とした。
【００３９】
【表２】
0004087032.tif 000003
【００４０】
【表３】
0004087032.tif 000004
【００４１】
得られた結果を参照すると、純水に対する各アルコールの混入比率が増大すると融合温度が漸次低下する関係にあることが認められ、混入比率が３５ｗｔ％〜５５ｗｔ％で融合温度が８６℃〜８０℃において、浸透性の高い浸透液が得られることが認められた。特に、浸透時間および浸透率を考慮すると、特に好ましい範囲は、混入比率が４５ｗｔ％〜５５ｗｔ％で融合温度が８３℃〜８０℃であり、この範囲では融合温度は、制御の誤差範囲に近い略一定となる。
【００４２】
なお、混入比率が６０ｗｔ％以上では、浸透率が８５％以下の測定結果を得ているが、これは、滴下した浸透液の全てが発泡スチロール板に浸入しても、発泡スチロール板内に取り込まれて、浸入した全て浸透液は拡散することなく直線的に当該物質を透過し、拡散によって外部に流失するものではないことを示している。また、添加剤を同時に添加される水溶液もそのまま透過させる能力を有している。
（実験３）
純水に対するエチルアルコール、イソプロピルアルコールの混入比率が５０ｗｔ％の被処理液を細分化処理し、融合温度８２℃、融合時間を４５秒の条件下で融合処理して、２種類の浸透液（Ａ…エチルアルコール構成成分、Ｂ…イソプロピルアルコール構成成分）を調製し、各材料を試料として、これら両浸透液の各試料に対する浸透実験を行うとともに、比較のために純水の各試料に対する浸透実験を行った。浸透実験では、試料の表面に各浸透液および純水を３ｃｃ滴下して、浸透液および純水が試料の下面に達するまでの時間を測定した。得られた結果を表４に示す。
【００４３】
【表４】
0004087032.tif 000005
【００４４】
得られた結果を参照すると、浸透液Ａおよび浸透液Ｂは共に、純水に比較して高い浸透性を示していることが認められ、各種の木材、木質の防水加工品、低密度の発泡スチロールに対しては勿論のこと、天然石に対しても高い浸透性を示していること、高密度の発泡スチロールに対しても相当高い浸透性を示していることが認められる。従って、本発明に係る高浸透液は、それ自体浸透液として、機能性成分を浸透させる浸透補助液として、また、高浸透性機能液の構成成分として多くの用途に使用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る高浸透液を調製する方法を実施するための製造装置の概略図である。
【図２】本発明に係る高浸透性機能液を調製する方法を実施するための製造装置の概略図である。
【図３】融合工程における純水とエチルアルコールの融合率の経時的な変化を示すグラフである。
【図４】純水に対するエチルアルコールの混入比率と融合温度との関係を示すグラフである。
【図５】純水に対するイソプロピルアルコールの混入比率と融合温度との関係を示すグラフである。
【図６】構成成分としてエチルアルコールを採用した場合の混入比率と浸透性の関係を示すグラフである。
【図７】構成成分としてイソプロピルアルコールを採用した場合の混入比率と浸透性の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…高浸透液の製造装置、２０…高浸透性機能液の製造装置、１１，２１…水処理装置、１２，２２…精製水の貯留タンク、１３，２３…アルコールの貯留タンク、１４，２４…水分クラスターの細分化装置、１５，２５…水分クラスターの融合装置、１６…高浸透液の貯留タンク、２６…高浸透性機能液の貯留タンク、２７…薬品の貯留タンク、１１ａ，２１ａ〜１５ａ，２５ａ，２７ａ…供給管路、１６ａ，２６ａ…流出管路。
【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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