2013 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ・ナノバブルを応用した低環境負荷型洗浄システムの開発
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24300249
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| Research Institution | Kyoritsu Women's Junior College |
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Principal Investigator |
山口 庸子 共立女子短期大学, 生活科学科, 教授 (20201832)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 洗浄 / 環境 / マイクロ・ナノバブル / 表面張力 / 界面活性剤 / LCA / 家庭洗濯 / LAS |
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| Research Abstract |
超微細気泡発生装置(AS-K3型・アプス製)を用いて、酸素を導入気体として曝気時間と装置停止後の水道水（25℃）の表面張力を測定した。測定には高速表面張力計（AquaPi・キプロン社製）を使用した。その結果、曝気時間の長いものほど表面張力は低下し、回復に時間を必要とするなどマイクロ・ナノバブルル発生の量的な特性を明らかにすることができた。一方、超音波を併用したマイクロ・ナノバブルの水中発生は、撹拌効果によって最大溶存酸素量に達する時間を短縮するが、発生量を助長しないことを確認した。
水温上昇を避けて微細気泡を発生できる装置(MA2型・アプス製)を用いて、マイクロ・ナノバブル水と界面活性剤の併用が洗浄に及ぼす影響を評価した。界面活性剤には、イオン性の異なるLAS、AE(EO鎖長C6～C15の異なる4種)、塩化ベンゼトニウムを使用した。それぞれ臨界ミセル濃度を求め、湿式人工汚染布(JISC9606)を用いて洗浄力を評価した結果、何れの界面活性剤に於いてもマイクロ・ナノバブル水と水道水の間に明らかな違いはなかった。しかし、マイクロ・ナノバブルとLASを併用した場合、LASのみと比べて臨界ミセル濃度以下のLAS濃度では表面張力を大きく低下させるなど併用による相乗効果を確認することができた。また、ウォッシャブルフェルトを用いた吸水性評価から、マイクロ・ナノバブル水とLASの併用によって実際にヌレ易くなるなど、マイクロ・ナノバブルの水洗浄系への応用の可能性を確認することができた。
マイクロ・ナノバブル水の環境負荷を抑えた家庭洗濯への応用に向けて、家庭用洗濯乾燥機（縦型、ドラム式）を用いた家庭洗濯のLCA分析を行った。その結果、上下水道に起因するGHG排出量は約50％を占め、風呂の残り湯の使用により30％削減できることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
表面張力の測定からマイクロ・ナノバブル発生のメカニズムとして量的な特性を明らかにすることができた。更に、イオン性の異なる界面活性剤を対象に併用効果を明らかにするなどの実験データの集積と解析を順調に遂行している。
家庭洗濯への応用に向けて、風呂の残り湯の利用を想定した工程別の実験及びLCIデータの収集・解析からGHG排出量を算定することができた。さらに、貸しおむつ業のGHG排出量の算定を取りまとめ学会や業界との情報交換に役立てることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
マイクロ・ナノバブル水の洗浄系における基本性能の解明に加えて、マイクロ・ナノバブル水との併用に適合する界面活性剤の選定を継続して行う。更に、マイクロ・ナノバブル水と界面活性剤を併用した実際の洗浄系への応用に向けて、洗浄性能を向上させるための洗浄条件の設定として、表面張力や吸収性能、清浄度など洗浄性能に関わる評価を行い検証する。また、酵素活性に及ぼすマイクロ・ナノバブルの影響評価として、経時的に変化する酵素活性の測定を追加して検討する。
家庭用洗濯乾燥機を用いた実用試験に食器洗浄機や業務用洗浄機を想定するなど応用範囲を拡大して検討することから、マイクロ・ナノバブルの水洗浄系への活用・導入の可能性を考察する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
実験の経過に伴いナノバブル生成を視覚的に評価するマイクロスコープ（購入予定）を用いた方法から、酵素活性を評価する分光光度計（本年度購入）を用いた測定方法へ変更したために生じた。
マイクロ・ナノバブルと酵素の併用効果の詳細な評価として、清浄度の評価に加えて酵素活性の経時的な測定を実施する。この測定に必要とする分光光度計の付属装置を購入し、マイクロ・ナノバブル水の洗浄系における性能評価に役立てる費用とする。
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Research Products
(7 results)
