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液體處理方法、對象物處理方法、液體處理裝置、對象物處理裝置及等離子體處理液與流程

2023-07-12 23:33:16 2


本發明涉及液體處理方法、對象物處理方法、液體處理裝置、對象物處理裝置及等離子體處理液。



背景技術:

以往,已知有利用等離子體進行水的淨化和殺菌的殺菌裝置。例如,專利文獻1中公開了通過利用等離子體在水中生成的活性種對微生物和細菌進行殺菌的殺菌裝置。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開2009-255027號公報



技術實現要素:

發明所要解決的課題

然而,通過等離子體生成的活性種的壽命短,含有活性種的水的活性會立刻降低。即,通過等離子體生成了活性種的水不能維持較高的活性,也不能保存。因此,在以往技術中,例如在殺菌時,必須將含有菌的對象物置於通常用高電壓驅動的等離子體生成裝置的附近。

因此,本發明提供能夠生成具有高活性、其持續性和/或保存性優異的處理液的液體處理方法、對象物處理方法、液體處理裝置、對象物處理裝置及等離子體處理液。

用於解決課題的手段

為了解決上述課題,本發明的一方式的液體處置方法包括:準備通過在液體的附近或液體中產生等離子體而生成的pH為6以上且9以下的等離子體處理液的步驟,和使所述等離子體處理液的所述pH變為比6低、或比9高的值的步驟。

此外,本發明的一方式的液體處理裝置具備:用於收納液體的容器、將pH調整物質供給到所述容器內的供給部、以及控制所述供給部的控制電路,所述控制電路在將通過在所述液體的附近或所述液體中產生等離子體而生成的pH為6以上且9以下的等離子體處理液收納到所述容器中時,使所述供給部將所述pH調整物質供給到所述容器內,使所述等離子體處理液的所述pH變為比6低、或比9高的值。

此外,本發明的一方式的等離子體處理液為通過在液體的附近或液體中產生等離子體而生成的等離子體處理液,pH為6以上且9以下,在溫度為20℃時添加了靛藍胭脂紅10ppm的情況下,基於對波長為610nm的光的吸光度的變化計算出的、靛藍胭脂紅的分解率為0.02ppm/分鐘以下,(i)在以pH變為2.5的方式添加並混合了4.5當量的硫酸的情況下,在添加硫酸後經過10秒的時刻的靛藍胭脂紅的所述分解率為0.05ppm/分鐘以上,或者,(ii)在以pH變為11.5的方式添加並混合了4.5當量的氫氧化鈉水溶液的情況下,在添加了氫氧化鈉水溶液後經過10秒的時刻的靛藍胭脂紅的所述分解率為0.1ppm/分鐘以上。

發明效果

根據本發明,能夠生成具有高活性、其持續性和/或保存性優異的處理液。

附圖說明

圖1為表示第1實施方式的處理液生成裝置的概略構成的圖。

圖2為表示第1實施方式的處理液生成裝置的構成例的圖。

圖3為表示第1實施方式的處理液生成方法的一例子的流程圖。

圖4為表示第1實施方式的處理液生成方法的一例子的流程圖。

圖5A為表示第1實施方式的準備第1處理液的步驟的第1例的流程圖。

圖5B為表示第1實施方式的準備第1處理液的步驟的第2例的流程圖。

圖6A為表示第1實施方式的準備第1處理液的步驟的第3例的流程圖。

圖6B為表示第1實施方式的準備第1處理液的步驟的第4例的流程圖。

圖7為表示第1實施方式的對象物處理方法的一例子的流程圖。

圖8A為表示實施例1和2以及比較例1~3的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖8B為表示比較例4~6的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖9A為表示實施例3及各種參考例的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖9B為表示其它的各種實施例的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖9C為表示實施例4和5的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖10A為表示實施例1的液體試樣在從進行等離子體處理至進行酸性化之間放置了規定期間的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖10B為表示實施例2的液體試樣在從進行等離子體處理至進行酸性化之間放置了規定期間的液體試樣的藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖11A為表示實施例1的放置規定期間後的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖11B為表示實施例2的放置規定期間後的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖11C為表示比較例1的放置規定期間後的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖12A為表示各種實施例和參考例的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖12B為表示各種實施例和參考例的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖13A為表示圖12A和12B所示的液體試樣的pH與靛藍胭脂紅的分解率的關係的圖。

圖13B為用於說明圖13A所示的分解率的圖。

圖14A為表示實施例6和7的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖14B為表示其它的實施例的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖15A為表示實施例8和9的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖15B為表示實施例8和9的其它的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖16為表示實施例10~13的液體試樣的稀釋倍率和分解時間的關係的各種例子的圖。

圖17為表示第2實施方式的處理液生成裝置的構成例的圖。

圖18為表示實施例14和參考例的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖19為表示第3實施方式的處理液生成裝置的構成例的圖。

圖20為表示第3實施方式的對象物處理方法的流程圖。

圖21為表示第5實施方式的對象物處理裝置的概略構成的圖。

圖22為表示第5實施方式的對象物處理裝置的構成例的圖。

圖23為表示第5實施方式的對象物處理方法的一例子的流程圖。

圖24為表示第5實施方式的對象物處理方法的其它例的流程圖。

圖25為表示實施例17的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖26為表示實施例18的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖27為表示實施例17的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖28為表示實施例18的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖29為表示實施例19的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖30為表示參考例的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖31A為表示變形例1的各種液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖31B為表示變形例1的各種液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

圖32為表示變形例3的各種液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果的圖。

具體實施方式

(術語的定義)

「中性」是指pH(氫離子指數)為6以上且9以下。「鹼性」是指pH比9高,「酸性」是指pH比6低。

「中性化」是指使pH為6以上且9以下。「鹼性化」是指使pH比9高,「酸性化」是指使pH比6低。

「等離子體處理」是指使等離子體與液體接觸,或者,使含有通過等離子體產生的活性種的氣體與液體接觸。

「未處理液」是指通過等離子體處理之前的液體。

「等離子體處理液」是指通過等離子體處理之後的液體。等離子體處理液例如可作為用於將對象物分解和/或殺菌的處理液發揮作用。為了說明簡便,可將中性的等離子體處理液稱為第1處理液,將pH調整成酸性和/或鹼性後的等離子體處理液稱為第2處理液。

「液體處理方法」是指對液體進行等離子體處理、和/或使液體的pH變更的方法。通過液體處理方法處理後的液體被作為用於將對象物分解和/或殺菌的處理液利用時,該液體處理方法可稱為處理液生成方法。即,「處理液生成方法」為液體處理方法的一例子。同樣地,「處理液生成裝置」為液體處理裝置的一例子。

「對象物」是指通過等離子體處理液分解和/或殺菌的物質。

「準備液體」不僅包括生成液體,還包括供應液體。

「液體的附近」是指在通過等離子體產生的活性種能夠接觸到水的範圍內離開液面的區域。液體的附近例如是指距離液面為2cm以內的區域。

「將A添加到B中」,只要沒有特別說明,不僅包括通過將A供給到B中進行混合的情況,還包括通過將B供給到A中進行混合的情況。

(實施方式的概要)

本發明的一方式的處理液生成方法中,準備通過在液體的附近或液體中產生等離子體而生成的pH為6以上且9以下的第1處理液,通過調整所述第1處理液的pH,生成pH比6低或比9高的第2處理液。

由此,通過使中性的第1處理液酸性化或鹼性化而生成的第2處理液具有高活性,其持續性優異。因此,例如,為了將有機物、微生物或細菌等對象物分解和/或殺菌,能夠利用第2處理液。此外,中性的第1處理液的保存性優異。因此,將第1處理液在中性狀態下長期保存,然後,進行酸性化或鹼性化,便能夠生成活性高的第2處理液。即,長期保存後所生成的第2處理液能夠將對象物分解和/或殺菌。

例如,所述第1處理液也可以為通過在液體的附近或液體中產生等離子體期間將pH調整為6以上且9以下而生成的液體。

由此,能夠在短時間內得到第1處理液。

例如,也可以為通過在液體的附近或液體中產生等離子體之後,將pH調整為6以上且9以下而生成的液體。

由此,即使例如在等離子體處理中不具有控制pH的手段時,也能夠簡便且容易地準備第1處理液。

例如,所述第2處理液也可以通過在所述第1處理液中添加(i)酸、鹼或鹽、(ii)含有酸、鹼或鹽中的至少一種的溶液、(iii)溶解後形成酸或鹼的氣體或固體、或(iv)含有產生該氣體或該固體的微生物的溶液來生成。

由此,能夠容易地生成第2處理液。作為由第1處理液生成第2處理液時的材料,可以從多種材料中選擇。因此,在選擇例如廉價的材料時,能夠降低成本。

例如,在所述第1處理液的pH調整中,也可以生成pH比3.5低、或比10.5高的所述第2處理液。

由此,能夠進一步提高第2處理液的活性。

例如,進一步,在調整所述第1處理液的pH之前,也可以將所述第1處理液稀釋。

由此,能夠增加第2處理液的量。此外,由於能夠減弱第2處理液的活性,所以能夠容易地控制對象物的活菌率或存活率等。

本發明的一方式的對象物處理方法為包括上述處理液生成方法的對象物處理方法,其中,使生成的所述第2處理液與對象物接觸。

由於第2處理液的活性高,所以能夠將對象物有效地分解和/或殺菌。因而,例如能夠縮短用於對微生物或細菌進行殺菌所需的時間等。

本發明的一方式的對象物處理方法為包括上述處理液生成方法的對象物處理方法,其中,在所述第1處理液的pH的調整中,也可以使所述第1處理液與對象物接觸,在使所述第1處理液和所述對象物接觸的狀態下調整所述第1處理液的pH。

即使在這種情況下,所生成的第2處理液也具有高活性。使第2處理液與對象物接觸的順序沒有特別的限定。因此,能夠將第1處理液和/或第2處理液作為通用性高的處理液利用。

本發明的一方式的對象物處理方法為包括上述處理液生成方法的對象物處理方法,在所述第1處理液的pH調整中,在使所述第1處理液與對象物接觸的同時,調整所述第1處理液的pH。

由此,能夠在生成第2處理液的同時,進行第2處理液與對象物的接觸。

本發明的一方式的處理液為通過上述處理液生成方法生成的所述第2處理液。

第2處理液由於具有高活性,因此能夠有效地進行微生物或細菌等對象物的分解和/或殺菌。

本發明的一方式的處理液生成裝置具備:用於收納液體的容器、將調整所述容器內的液體的pH的pH調整物質供給到所述容器內的供給部、以及控制所述供給部的控制電路,所述控制電路在通過在液體的附近或液體中產生等離子體而生成的pH為6以上且9以下的第1處理液加入到所述容器時,通過使所述供給部供給所述pH調整物質來調整所述容器內的所述第1處理液的pH,生成pH比6低、或比9高的第2處理液。

由此生成的第2處理液具備高活性,其持續性優異。因此,例如,為了將微生物或細菌等對象物分解和/或殺菌,能夠利用第2處理液。此外,中性的第1處理液的保存性優異。因此,能夠通過使第1處理液在長期保存後進行酸性化或鹼性化來生成活性高的第2處理液。即,長期保存後所生成的第2處理液能夠將對象物分解和/或殺菌。並且,例如,即使第1處理液在離開等離子體產生器的位置生成的情況下,其活性也可保存。

例如,也可以進一步具備:具有至少一對電極對及對所述電極對施加電壓的電源、在所述容器內的液體的附近或液體中產生等離子體的等離子體產生器,所述控制電路通過利用所述等離子體產生器開始產生等離子體、在經過規定時間後停止產生所述等離子體,在所述容器內生成所述第1處理液。

由此,能夠生成第1處理液。例如,也可以具備檢測容器內的液體的pH的傳感器或將pH檢測結果反饋到控制電路的機構等,能夠以低成本實現第1處理液的生成。

例如,也可以進一步具備:具有至少一對電極對及對所述電極對施加電壓的電源、在所述容器內的液體的附近或液體中產生等離子體的等離子體產生器,所述控制電路在利用所述等離子體產生器開始產生等離子體、經過規定時間後停止產生所述等離子體之後,通過使所述供給部供給pH調整物質調整所述容器內的液體的pH,在所述容器內生成所述第1處理液。

由此,例如,即使不控制等離子體處理的持續時間等,也能夠容易地準備第1處理液。

例如,也可以進一步具備:具有至少一對電極對及對所述電極對施加電壓的電源、在所述容器內的液體的附近或液體中產生等離子體的等離子體產生器,所述控制電路在通過所述等離子體產生器開始產生等離子體之後,(i)在所述容器內的液體的pH的每單位時間的平均值為6以上且9以下時,通過在經過規定時間後停止產生所述等離子體,在所述容器內生成所述第1處理液,(ii)在所述容器內的液體的pH的每單位時間的平均值不為6以上且9以下時,在使所述供給部供給pH調整物質將所述容器內的液體的pH調整為6以上且9以下之後,通過在經過規定時間後停止產生所述等離子體,在所述容器內生成所述第1處理液。

由此,能夠使等離子體與容器內的中性的液體接觸的時間延長。由此,能夠提高第2處理液的活性。

例如,所述控制電路也可以進一步使所述第2處理液從所述容器排出到外部而與對象物接觸。

由於第2處理液的活性高,因此能夠將對象物有效地分解和/或殺菌。因而,例如,能夠縮短對微生物或細菌進行殺菌所需的時間等。

例如,所述控制電路也可以通過使所述第1處理液與對象物接觸,在使所述第1處理液與所述對象物接觸的狀態下使所述供給部供給pH調整物質,從而生成所述第2處理液。

即使在這種情況下,所生成的第2處理液也具有高活性。使第2處理液與對象物接觸的順序沒有特別的限定。因此,能夠將第1處理液和/或第2處理液作為通用性高的處理液利用。

本發明的一方式的處理液為通過在液體的附近或液體中產生等離子體而生成的處理液,pH為6以上且9以下,在溫度為20℃時添加了靛藍胭脂紅10ppm的情況下,基於對波長為610nm的光的吸光度的變化計算出的、靛藍胭脂紅的分解率為0.02ppm/分鐘以下,(i)在以pH變為2.5的方式添加並混合了4.5當量的硫酸的情況下,在添加硫酸後經過10秒的時刻的靛藍胭脂紅的所述分解率為0.05ppm/分鐘以上,或者,(ii)在以pH變為11.5的方式添加並混合了4.5當量的氫氧化鈉水溶液的情況下,在添加了氫氧化鈉水溶液後經過10秒的時刻的靛藍胭脂紅的所述分解率為0.1ppm/分鐘以上。

由於第2處理液具有高活性(具體地為分解能力),因此能夠有效地進行微生物或細菌等對象物的分解和/或殺菌。

本發明的一方式的對象物處理方法使通過在液體的附近或液體中產生等離子體而生成的等離子體處理液與對象物作用,將與所述對象物作用後殘留的液體的pH調整為6以上且9以下。

由此,能夠抑制殘留的液體對對象物的作用。由於殘留的液體的活性被抑制,因此例如能夠將殘留的液體廢棄。另外,活性是指例如引起氧化、分解等化學反應的能力。殘留的液體被抑制的活性可以進行再活化。因此,例如通過使該液體的活性再活化,能夠將殘留的液體進行再利用。由於能夠進行活性的抑制和再活化,不僅能夠進行對象物的分解和/或殺菌,例如還能夠高精度地進行利用自由基聚合的聚合物的生成等。

例如,也可以通過在所述殘留的液體中添加含有酸、鹼或鹽的溶液,將所述殘留的液體的pH調整為6以上且9以下。

由此,能夠容易地調整殘留的液體的pH。能夠從較多的材料中選擇酸、鹼或鹽。例如在選擇廉價的材料時,能夠削減成本。

例如,將所述殘留的液體的pH調整為6以上且9以下之後,也可以將該液體的pH調整為比6低、或比10大。

由此,能夠使殘留的液體再活化,能夠將殘留的液體再利用。

例如,將所述殘留的液體的pH調整為6以上且9以下之後,也可以通過在該液體中添加含有酸、鹼或鹽的溶液,將該液體的pH調整為比6低、或比10大。

由此,能夠容易地調整殘留的液體的pH。能夠從較多的材料中選擇酸、鹼或鹽。例如在選擇廉價的材料時,能夠削減成本。

例如,也可以在將所述殘留的液體的pH調整為6以上且9以下之後,進行稀釋。

由此,能夠進一步抑制活性。

本發明的一方式的對象物處理裝置具備:用於收納通過在液體的附近或液體中產生等離子體而生成的等離子體處理液的容器、將調整所述容器內的液體的pH的pH調整物質供給到所述容器內的第1供給部、以及控制所述第1供給部的控制電路,所述控制電路在將使所述等離子體處理液與對象物作用後殘留的液體加入所述容器的情況下,通過使所述第1供給部將所述pH調整物質供給到所述容器內,將所述殘留的液體的pH調整為6以上且9以下。

由此,能夠抑制殘留的液體對對象物的作用。由於殘留的液體的活性被抑制,因此能夠將殘留的液體廢棄。此外,殘留的液體被抑制的活性可以進行再活化。因此,能夠將殘留的液體進行再利用。

例如,所述pH調整物質可以為含有酸、鹼或鹽的溶液。

由此,能夠容易地調整殘留的液體的pH。能夠從較多的材料中選擇酸、鹼或鹽。例如在選擇廉價的材料時,能夠削減成本。

例如,可以進一步具備向所述容器內供給稀釋用液體的第2供給部,所述控制電路進一步在將所述殘留的液體的pH調整為6以上且9以下之後,通過使所述第2供給部將所述稀釋用液體供給到所述容器內,將所述殘留的液體稀釋。

由此,能夠進一步抑制活性。

以下,參照附圖對實施方式進行具體地說明。

另外,以下說明的實施方式均表示總括性的或具體的例子。以下的實施方式所示的數值、形狀、材料、構成要素、構成要素的配置位置及連接方式、步驟、步驟的順序等僅為一例子,其主旨並非限定本發明。此外,以下的實施方式中的構成要素中,對於表示最上位概念的獨立權利要求中未記載的構成要素,作為任選的構成要素進行說明。另外,本實施方式中,處理液生成方法以處理液生成裝置的動作例的形式進行了說明,但處理液生成方法並不限定於特定的裝置構成。

(第1實施方式)

[1.處理液生成裝置]

使用圖1對第1實施方式的處理液生成裝置的概要進行說明。圖1表示本實施方式的處理液生成裝置10的概略構成的一例子。

處理液生成裝置10為通過調整在液體的附近或液體中產生等離子體而生成的中性的第1處理液的pH、生成酸性或鹼性的第2處理液的裝置。如圖1所示,處理液生成裝置10具備容器20、供給部30、以及控制電路40。

圖2表示本實施方式的處理液生成裝置10的詳細構成。

如圖2所示,處理液生成裝置10進一步具備等離子體產生器50、接觸部60、閥61、稀釋部70、循環泵80、以及配管81。容器20、配管81、以及等離子體產生器50的反應槽57中加入有規定的液體90。

[1-1.容器]

容器20為用於收納液體的容器。容器20設置有用於供給液體的供給口21和用於排出液體的排出口22。

容器20例如由具有耐酸性或耐鹼性的材料形成。例如,容器20由聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PFA)等樹脂材料、不鏽鋼等金屬材料、或陶瓷等形成。容器20的大小和形狀沒有特別限定。

從供給口21供給並儲存在容器20中的液體為中性的第1處理液。例如,第1處理液為例如通過在規定的液體(未處理液)中、即以與該液體接觸的方式產生等離子體所得到的等離子體處理液。另外,也可以不使液體與等離子體接觸,例如,可以在液體的附近產生等離子體,使含有通過該等離子體產生的活性種的氣體與液體接觸。

在此,未處理液例如為自來水或純水等水。或者,未處理液也可以為鹼性的溶液。未處理液例如可以為磷酸緩衝液等緩衝液,也可以為氫氧化鈉水溶液等鹼性的水溶液。另外,未處理液為緩衝液時,由於能夠使pH緩慢變化,因此能夠容易地調整成所期望的pH。

[1-2.供給部和控制電路]

供給部30將用於調整容器20內的液體的pH的pH調整物質供給到容器20內。供給部30例如根據來自控制電路40的指示,在規定的時刻將規定量的pH調整物質供給到容器20內。供給部30例如將含有酸、鹼或鹽的溶液作為pH調整物質添加到第1處理液中,調整第1處理液的pH。

供給部30例如具備用於收納pH調整物質的容器、和與該容器連接並用於向容器20中供給pH調整物質的泵和/或閥。例如,通過控制電路40控制泵,調整收納有pH調整物質的容器和收納有液體的容器20之間的壓力差。例如,控制電路40對閥的開閉動作進行控制。

pH調整物質例如為硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、氫氧化鈉(NaOH)水溶液、氨(NH3)水溶液、或硫酸鋁(Al2(SO4)3)、氯化鎂(MgCl2)等鹽。另外,這些只不過是一例子,只要是可調整液體的pH的物質,可以為固體、液體、氣體等任意的物質,例如,也可以為產生可調整液體的pH的物質的微生物。

控制電路40控制供給部30。例如,控制電路40在將第1處理液收納於容器20中時,使供給部30將pH調整物質供給到容器20內。由此,例如,在容器20內對中性的第1處理液的pH進行調整,生成酸性或鹼性的第2處理液。第2處理液根據需要從容器20的排出口22排出到外部。排出的第2處理液例如可以利用於將對象物分解和/或殺菌。

另外,控制電路40通過控制從供給部30向容器20內供給的pH調整物質的供給量,可以由中性的第1處理液生成強酸性或強鹼性的第2處理液。

控制電路40例如具備存儲有程序的非易失性存儲器和執行程序的處理器。控制電路40也可以進一步具備作為用於執行程序的臨時存儲區域的易失性存儲器、和輸出輸入埠。控制電路40例如為微型計算機。

[1-3.等離子體產生器和控制電路]

等離子體產生器50為在液體90中產生等離子體92的裝置。例如,等離子體產生器50在液體90中生成的氣泡91內產生等離子體92。氣泡91由通過氣體供給器56供給的氣體形成。

如圖2所示,等離子體產生器50具備電源51、第1電極52、第2電極53、絕緣體54、保持塊55、氣體供給器56、以及反應槽57。以下,對等離子體產生器50具備的各構成要素的例子進行詳細地說明。

電源51連接於第1電極52與第2電極53之間。電源51在第1電極52與第2電極53之間施加規定的電壓。規定的電壓例如為脈衝電壓或交流電壓。例如,規定的電壓為1kV~50kV、1Hz~100kHz的高電壓脈衝。電壓波形例如為脈衝狀、正弦半波形及正弦波狀中的任意一種。此外,在第1電極52與第2電極53之間流通的電流值例如為1mA~3A。例如,電源51在第1電極52與第2電極53之間施加峰值電壓為4kV、脈衝寬度為1μsec、頻率為30kHz的脈衝電壓。例如,通過電源51的輸入電力為10W~100W。另外,此處的輸入電力為從商用電源供給到電源的電力,與等離子體的產生所消耗的電力不同。即,該電力還包括無功電力,實際上等離子體的產生所消耗的電力可以比該輸入電力小。

第1電極52為電極對的一者,以貫通反應槽57的壁的方式配置,至少一部分與液體90接觸。第1電極52例如為棒狀電極。第1電極52例如由銅、鋁或鐵等導電性的金屬材料形成。

第2電極53為電極對的另一者,以貫通反應槽57的壁的方式配置。第2電極53在沒有從電源51供給電力時,至少一部分與液體90接觸。第2電極53作為反應電極使用。在第1電極52與第2電極53之間施加規定的電壓時,在第2電極53的周圍產生等離子體92。例如,等離子體92在氣泡91內產生。

在圖2所示的例子中,第2電極53具備金屬電極部53a和金屬螺栓部53b。

金屬電極部53a可通過壓入金屬螺栓部53b中而一體化地形成。金屬電極部53a以不從絕緣體54的開口突出的方式設置。金屬電極部53a例如為棒狀電極,由鎢等耐等離子體性的金屬材料形成。另外,耐久性會惡化,但金屬電極部53a也可以由銅、鋁或鐵等形成。

金屬螺栓部53b支撐被壓入的金屬電極部53a。金屬螺栓部53b例如為棒狀部件,由鐵形成。另外,金屬螺栓部53b並不限於鐵,也可以為銅、鋅、鋁、錫或黃銅等。

金屬螺栓部53b具有與設置於保持塊55上的螺紋部(例如內螺紋)螺合的螺紋部(例如外螺紋)。由此,能夠調整金屬電極部53a與絕緣體54的位置關係。

金屬螺栓部53b例如設置有在軸向上貫通的貫通孔(未圖示)。貫通孔的一端與位於金屬電極部53a與絕緣體54之間的空隙連通。貫通孔的另一端與氣體供給器56連接。因此,從氣體供給器56供給的氣體經由該貫通孔和空隙供給到液體90中,在液體90中形成氣泡91。

絕緣體54以圍住金屬電極部53a的外周面的方式設置。絕緣體54例如具有圓筒形狀。絕緣體54的內徑比金屬電極部53a的外徑大。因此,在絕緣體54的內周面與金屬電極部53a的外周面之間形成空隙。

絕緣體54例如可以由氧化鋁陶瓷形成,也可以由氧化鎂、石英或氧化釔等形成。

保持塊55為用於保持金屬螺栓部53b和絕緣體54的部件。保持塊55上設置有螺紋部(例如內螺紋)。通過使金屬螺栓部53b繞軸旋轉,能夠調節保持塊55與金屬螺栓部53b的位置關係,由此,能夠調整絕緣體54與金屬電極部53a的位置關係。例如,能夠以金屬電極部53a的前端不從絕緣體54的開口突出的方式進行調整。

氣體供給器56通過向液體90中供給氣體,在液體90中形成氣泡91。氣泡91從絕緣體54的開口釋放到反應槽57的液體90中。氣體供給器56例如為泵。

氣體供給器56例如取入存在於等離子體產生器50周圍的空氣,將該空氣供給到反應槽57內的液體90中。另外,氣體供給器56供給的氣體並不限於空氣,也可以為氮氣、氧氣、氬氣等稀有氣體、或水蒸氣等,只要是可形成等離子體狀態就沒有特別的限定。氣體經由在金屬螺栓部53b上設置的貫通孔、及位於金屬電極部53a與絕緣體54之間的空隙供給到液體90中,在液體90中形成氣泡91。金屬電極部53a例如被氣泡91覆蓋,並且能夠維持不與液體90直接接觸的狀態。在該狀態下,在氣泡91內生成等離子體92。

反應槽57為在內部形成用於產生等離子體92的空間的容器。反應槽57與配管81連接。循環泵80使液體90經由配管81在反應槽57和容器20之間循環。另外,反應槽57也可以為配管81的一部分。

例如,將液體90從容器20輸送到反應槽57內,在反應槽57內的液體90中產生等離子體92,由此,生成第1處理液。在反應槽57內生成的第1處理液經由供給口21供給到容器20中。

反應槽57例如由具有耐酸性或耐鹼性的材料形成。例如,反應槽57由聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PFA)等樹脂材料、不鏽鋼等金屬材料、或陶瓷等形成。反應槽57的大小和形狀沒有特別限定。

另外,反應槽57和容器20也可以一體化。換而言之,等離子體產生器50可以不具備反應槽57,在容器20內產生等離子體92。此時,處理液生成裝置10可以不具備循環泵80和配管81。

控制電路40例如也可以控制等離子體產生器50。控制電路40例如控制電源51和氣體供給器56。控制電路40控制電源51在第1電極52與第2電極53之間施加電壓的時刻和期間。即,控制電路40控制在液體90中產生等離子體92的時刻及其期間(即,等離子體處理的持續時間)。此外,控制電路40例如控制氣體供給器56向液體90中供給氣體的時刻和氣體的量等。

例如,控制電路40在將規定的pH的未處理液加入到容器20內之後,使等離子體產生器50開始產生等離子體92,經過規定時間後停止產生等離子體92。然後,控制電路40例如可以使供給部30供給pH調整物質,將容器20內的液體90的pH調整為6以上且9以下。

或者,控制電路40可以使等離子體產生器50開始產生等離子體92,以容器20內的液體90的pH的每單位時間的平均值變為6以上且9以下的方式控制pH,經過規定期間後停止產生等離子體92。代替測定經過時間,控制電路40可以在容器20內的液體90的pH的每單位時間的平均值變為6以上且9以下時,停止產生等離子體92。

由此,控制電路40使容器20內生成中性的第1處理液。

另外,處理液生成裝置10也可以不具備等離子體產生器50。此時,例如將在其它地方預先生成的第1處理液加入到容器20中。

[1-4.接觸部和閥]

接觸部60為用於使第2處理液與對象物接觸的部分。接觸部60例如經由閥61與容器20的排出口22連接。接觸部60例如可以為加入對象物的容器。此時,通過將第2處理液經由排出口22加入該容器內,使第2處理液與對象物接觸。或者,接觸部60例如也可以為注射器、噴霧器、擴散器等。此時,通過將第2處理液向對象物噴出,使第2處理液與對象物接觸。

對象物為通過第2處理液被分解和/或殺菌的物質。對象物例如為有機物、微生物或細菌等。接觸部60例如使從排出口22排出的第2處理液與含有對象物的物體接觸。含有對象物的物體是指例如餐具類等生活用品、醫療器械、或者浴室地板或窗玻璃等建材。或者,含有對象物的物體例如為含有齲齒菌或牙周病菌等的人體口腔、含有腐敗細菌等的食品、動植物等。

閥61設置於排出口22,通過控制電路40控制開閉。例如,在閥61打開的情況下,儲存在容器20中的液體經由排出口22供給到接觸部60中,與對象物接觸。例如,控制電路40在生成第2處理液之後,通過打開閥61,使第2處理液與對象物接觸。

另外,處理液生成裝置10也可以通過接觸部60以外的方法使第2處理液與對象物接觸。例如,處理液生成裝置10可以進一步具備向容器20內供給對象物的供給部(未圖示)。供給部可以為用於用戶將對象物供給到容器20中而在容器20上設置的供給口。供給部可以進一步具有收納對象物的容器,該容器經由閥與供給口連接。通過該構成,例如,能夠通過供給部向容器20內供給對象物,並在使對象物和第1處理液混合的狀態下,調整第1處理液(或第1處理液和對象物的混合液)的pH。由此,能夠在生成第2處理液的同時,使第2處理液與對象物接觸。

例如,處理液生成裝置10也可以具有收納使對象物和pH調整物質預先混合的混合物的容器。在該構成中,可以通過將混合物供給到第1處理液中,使混合物與第1處理液接觸,也可以通過將第1處理液供給到混合物中,使混合物與第1處理液接觸。在任一種情況下,均能夠在使第1處理液與對象物接觸的同時,調整第1處理液的pH。其結果是,在生成第2處理液的同時,第2處理液與對象物接觸。或者,例如也可以將對象物和pH調整物質從不同的容器同時供給到容器20內。

[1-5.稀釋部]

稀釋部70將第1處理液稀釋。例如,稀釋部70在調整第1處理液的pH之前將第1處理液稀釋。稀釋部70例如將稀釋用液體供給到容器20內。稀釋用液體例如為具有與第1處理液相同的pH的緩衝液。或者,稀釋用液體也可以為例如純水或自來水等水。稀釋部70能夠通過控制電路40控制稀釋的時刻和稀釋的倍率。稀釋部70例如具有控制稀釋用液體向容器20流入的閥。稀釋部70例如具有收納稀釋用液體的容器。

[1-6.循環泵和配管]

循環泵80為在配管81上設置的送液裝置的一例子。循環泵80例如為化工泵。

循環泵80使液體90經由配管81在容器20和反應槽57之間循環。即,通過容器20、配管81及反應槽57形成液體90的循環路徑。

配管81為用於形成用於使液體90循環的循環路徑的管。配管81例如由管道(pipe)、管子(tube)或軟管等管狀的部件形成。配管81例如由與容器20相同的材料形成。

[2.動作]

[2-1.處理液生成方法]

使用圖3~圖6B對本實施方式的處理液生成裝置10的動作例進行說明。首先,使用圖3和圖4對本實施方式的處理液生成方法進行說明。

圖3為表示本實施方式的處理液生成方法的流程圖。

首先,用處理液生成裝置10準備pH為6以上且9以下的第1處理液(S10)。準備的第1處理液收納於容器20中。

接著,處理液生成裝置10通過調整第1處理液的pH,生成pH比6低、或比9高的第2處理液(S20)。例如,根據根據來自控制電路40的指示,供給部30將pH調整物質供給到容器20內。例如,供給部30將含有酸、鹼或鹽的溶液添加到第1處理液中。此時,供給部30可以通過將大量的pH調整物質添加到第1處理液中,生成pH比3.5低、或比10.5高的第2處理液。

如後述那樣,第1處理液的保存性優異。因此,可以在步驟S10和步驟S20之間設置保存期間。保存期間例如可以為數小時、數日、數月等較長期間。

第1處理液的準備(例如,生成)(S10)和第2處理液的生成(S20)可以通過不同的方法進行。例如,第1處理液通過等離子體處理生成,相對於此,第2處理液可以通過在第1處理液中添加pH調整物質來進行。由第1處理液生成第2處理液時,不進行等離子體處理。

例如,第1處理液可以保存於保存用容器中。第1處理液在利用於對象物的分解和/或殺菌等時,例如可以基於用戶的輸入,從保存用容器僅排出所利用的量,供給到反應用容器中。通過在供給到反應用容器中的第1處理液中添加pH調整物質,生成第2處理液。由此,能夠將生成的第2處理液利用於對象物的分解和/或殺菌。

圖4為表示本實施方式的處理液生成方法的其它的例子的流程圖。如圖4所示,準備第1處理液的步驟(S10)與圖3所示的步驟S10相同。

處理液生成裝置10在準備第1處理液之後、且在調整第1處理液的pH之前,將第1處理液稀釋(S15)。例如,根據來自控制電路40的指示,稀釋部70將稀釋用液體供給到容器20內。稀釋用液體例如為具有與第1處理液相同的pH的緩衝液。或者,稀釋用液體例如為純水或自來水等水。

接著,通過調整所稀釋的第1處理液的pH,生成pH比6低、或比9高的第2處理液(S20a)。該步驟S20a例如與圖3所示的步驟S20相同。

由此,能夠增加第2處理液的量。例如,能夠由少量的第1處理液生成大量的第2處理液。因此,能夠處理較多的對象物,例如,能夠用於大範圍的殺菌處理。後面進行詳細說明,即使是由稀釋的第1處理液生成的第2處理液,也具有高活性。

[2-2.第1處理液的生成]

接著,使用圖5A~圖6B對本實施方式的準備中性的第1處理液的步驟進行說明。圖5A~圖6B為分別表示本實施方式的準備第1處理液的步驟(S10)的例子的流程圖。

圖5A為表示本實施方式的準備第1處理液的步驟(S10)的第一例的流程圖。

首先,將未處理液加入容器20中(S11)。未處理液為未進行等離子體處理的液體90,例如為自來水或緩衝液。例如,容器20的供給口21經由閥(未圖示)與自來水管(未圖示)連接。控制電路40通過控制閥的開閉,將規定量的自來水供給到容器20中。

接著,開始產生等離子體(S12)。例如,根據來自控制電路40的指示,氣體供給器56向液體90中供給氣體。第2電極53被由所供給的氣體形成的氣泡91覆蓋。在該狀態下,根據來自控制電路40的指示,電源51在第1電極52與第2電極53之間施加電壓。由此,在氣泡91中引起放電,產生等離子體92。等離子體92產生時,等離子體92作用於液體90,通過使液體90的離子組成變化,使pH變化。或者,等離子體92作用於所供給的氣體,生成產物,該產物溶入液體90中而使液體90的pH變化。

在液體90的pH沒有變為6以上且9以下的規定的值時(S13中為否),繼續產生等離子體92。例如,控制電路40繼續通過電源51施加電壓。

液體90的pH變為6以上且9以下的規定的值時(S13中為是),停止產生等離子體92(S14)。例如,根據來自控制電路40的指示,電源51停止在第1電極52與第2電極53之間施加電壓。此外,根據來自控制電路40的指示,氣體供給器56停止供給氣體。

容器20中可以設置有用於檢測液體90的pH的pH傳感器。控制電路40可以從pH傳感器得到液體90的pH值,基於所得到的值停止產生等離子體92。

pH傳感器例如為玻璃電極式pH計。玻璃電極式pH計中,例如使用氯化鉀溶液或離子液體鹽橋作為液接部,使Ag/AgCl作為電極。pH傳感器例如可以為ISFET式pH計。或者,作為pH檢測方法,也可以對液體取樣,使用pH指示劑或pH試紙進行比色測定。

按照以上操作,處理液生成裝置10能夠生成pH為6以上且9以下的第1處理液。

另外,也可以不設置pH傳感器。此時,可以將等離子體處理的持續期間例如根據通過氣體供給器56供給的氣體的種類、液體90的種類和容量、以及施加的電壓,設定為用於使液體90的pH為6以上且9以下的範圍的適當的值。

圖5B為表示本實施方式的準備第1處理液的步驟(S10)的第二例的流程圖。圖5B中的步驟S11、S12、及S14例如與圖5A中的步驟S11、S12、及S14相同。

控制電路40在從開始施加電壓起未經過所設定的期間時(S13a中為否),使電壓的施加繼續。控制電路40在經過所設定的期間時(S13a中為是),使電壓的施加停止(S14)。例如,控制電路40具有計測從開始等離子體處理的時刻起的經過時間的計時器。

等離子體處理的持續期間例如能夠按照如下所述進行設定。例如,氣體供給器56供給的氣體為空氣時,所供給的氣體中的氮氣的一部分被氧化變成硝酸,該硝酸溶入液體中,使液體90的pH降低。因此,預先得到此時的pH的變化數據,基於該pH的變化數據,準備緩衝液。該緩衝液例如以能夠填補通過規定時間的等離子體處理產生的pH變化的方式調整pH。通過使用該緩衝液作為未處理的液體90,能夠使進行該規定時間的等離子體處理後的第1處理液的pH在6以上且9以下的範圍。

或者,等離子體處理的持續時間也可以不設定為適當的時間,而設定為任意的時間。例如,氣體供給器56供給的氣體為氬氣,並且,未處理液為具有6以上且9以下的pH值的緩衝液時,伴隨等離子體處理的pH變化極小。因此,等離子體處理的持續時間即使不設定為適當的時間,也能夠得到pH為6以上且9以下的第1處理液。

圖6A為表示本實施方式的準備第1處理液的步驟(S10)的第三例的流程圖。圖6A所示的步驟S11、S12、S13a、S14例如與圖5B所示的步驟S11、S12、S13a、S14相同。

停止產生等離子體92(S14)之後,通過添加pH調整物質,生成pH為6以上且9以下的第1處理液(S15a)。例如,在停止產生等離子體92的時刻的液體90的pH比6低時,根據來自控制電路40的指示,供給部30將含有鹼的溶液添加到液體90中。鹼的添加量例如由液體90的量和pH決定。

圖6B為表示本實施方式的準備第1處理液的步驟(S10)的第四例的流程圖。圖6B所示的步驟S11、S12、S14例如與圖5A所示的步驟S11、S12、S14相同。

圖6B所示的流程中,在液體90的pH的每單位時間的平均值為6以上且9以下(S13中為是)、並且經過任意設定的期間(S13a中為是)時,停止產生等離子體92(S14)。由此,生成第1處理液。

另一方面,液體90的pH的每單位時間的平均值不為6以上且9以下時(S13中為否),根據來自控制電路40的指示,供給部30向液體中供給pH調整物質(S13b)。此外,未經過任意設定的期間(S13a中為否)時,繼續產生等離子體92,返回到步驟S13。

液體90的pH值例如可以通過pH傳感器得到。根據圖6B所示的方法,例如能夠一邊控制成容器內的液體為中性的狀態,一邊使等離子體與液體接觸的時間變長。由此,能夠提高第2處理液的活性。

另外,用於生成第1處理液的pH調整物質可以與用於由第1處理液生成第2處理液的pH調整物質不同。例如,用於生成第1處理液的pH調整物質可以為含有鹼或鹽的溶液、中性的緩衝液、或其兩者的組合。由此,能夠將通過等離子體處理而使pH降低從而成為酸性的液體進行中性化。另一方面,用於生成第2處理液的pH調整物質為了使中性的液體酸性化,可以為含有酸的溶液,或者,為了使中性的液體鹼性化,也可以為含有鹼或鹽的溶液。

[2-3.對象物處理方法]

以下,使用圖7對利用第2處理液的對象物的處理方法進行說明。

圖7為表示本實施方式的對象物處理方法的流程圖。如圖7所示,直至生成第2處理液的步驟S10和S20與例如圖3所示的步驟S10和S20相同。

處理液生成裝置10在生成第2處理液之後,使生成的第2處理液與對象物接觸(S30)。例如,控制電路40通過打開閥61,將儲存在容器20中的第2處理液經由排出口22供給到接觸部60中。接觸部60使供給的第2處理液與對象物接觸。

也可以將步驟S10和S20一併進行。例如,可以預先將對象物和pH調整物質混合。此時,將由對象物和pH調整物質形成的混合物進一步與第1處理液混合。或者,也可以將對象物、pH調整物質以及第1處理液同時混合。由此,能夠在生成第2處理液的同時,進行第2處理液與對象物的接觸。

[3.實施例(對應於圖5B)]

以下,使用附圖對本實施方式的處理液生成裝置10的各種實施例進行說明。本發明人生成以下所示的實施例1~6的液體試樣及比較例1~3的液體試樣,並進行了這些液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗。

[3-1.條件]

實施例1~5及比較例1中,使用圖2所示的處理液生成裝置10對收納在容器20中的未處理液進行等離子體處理。容器20為PFA制的容器,加入100mL的液體90。容器20中配置pH傳感器,持續地對液體90的pH和溫度進行監測。

循環泵80為化工泵,配管81內的流量為0.6L/min。氣體供給器56以0.3L/min將空氣供給到液體90中。電源51供給30分鐘、20W的電力。也就是說,產生等離子體92的時間、即等離子體處理的持續時間為30分鐘。

以下,對各實施例及比較例的詳細條件進行說明。另外,表1匯總了各實施例的條件。表2匯總了各比較例的條件。

表1

實施例1中,使用pH為8.3的10mM的磷酸緩衝液作為未處理液(液體90)。該磷酸緩衝液通過將磷酸二氫鈉二水合物37mg和磷酸氫鈉683mg混合、用超純水定容至500mL而生成。等離子體處理後的第1處理液的pH為7。通過在第1處理液中添加4.5當量的硫酸,生成pH為2.71的第2處理液。即,實施例1中,在一邊維持中性一邊對緩衝液進行等離子體處理之後,通過添加酸使緩衝液酸性化。

實施例2中,使用與實施例1相同的pH為8.3的磷酸緩衝液作為未處理液。等離子體處理後的第1處理液的pH為7。通過在第1處理液中添加4.5當量的氫氧化鈉水溶液,生成pH為11.6的第2處理液。即,實施例2中,在一邊維持中性一邊對緩衝液進行等離子體處理之後,通過添加鹼使緩衝液鹼性化。

實施例3中,使用與實施例1相同的pH為8.3的磷酸緩衝液作為未處理液。等離子體處理後的第1處理液的pH為7。通過在第1處理液中添加硫酸鋁,生成pH為2.5的第2處理液。即,實施例3中,在一邊維持中性一邊對緩衝液進行等離子體處理之後,通過添加鹽使緩衝液酸性化。

實施例4中,使用pH為12的氫氧化鈉水溶液作為未處理液。等離子體處理後的第1處理液的pH為7。通過在第1處理液中添加硫酸,生成pH為2.5的第2處理液。即,實施例4中,在對鹼性的溶液進行等離子體處理而使其中性化之後,通過添加酸使中性的溶液酸性化。

實施例5中,使用pH為12的氫氧化鈉水溶液作為未處理液。等離子體處理後的第1處理液的pH為7。通過在第1處理液中添加4.5當量的氫氧化鈉水溶液,生成pH為11.5的第2處理液。即,實施例5中,在對鹼性的溶液進行等離子體處理使其中性化之後,通過添加鹼使中性的溶液鹼性化。

表2

比較例1中使用pH為6的標準水作為未處理液。該標準水為將電導率調整成與自來水相同的20mS/m的硫酸鈉(Na2SO4)水溶液。具體地,標準水是通過將硫酸鈉61.3mg用超純水定容至500mL而生成的。比較例1中,對標準水進行了等離子體處理。等離子體處理後的處理液的pH為2.4。比較例1中,未進行等離子體處理液的pH的調整。

比較例2中,準備了納米泡水(非等離子體處理液)。納米泡水是通過使用加壓溶解型超細氣泡發生裝置(IDEC社制Ultrafine GALF)在4升的超純水中產生納米泡(超細氣泡)而生成的。納米泡水的pH為6。此外,將納米泡水通過Quantum Design公司制納米粒子跟蹤法測定裝置(Nanosite)測定確認後,以在82nm處具有峰值的粒徑分布,含有1.6×109個/mL的納米泡。比較例2中,未對上述納米泡水進行等離子體處理,添加硫酸,由此,得到pH為3.29的納米泡水。

比較例3中,與比較例2相同,未對pH為6的納米泡水(非等離子體處理液)進行等離子體處理,添加氫氧化鈉水溶液,由此,得到pH為11.0的納米泡水。

比較例4中,準備了pH為7.2的磷酸緩衝液(非等離子體處理液)。該磷酸緩衝液是通過將磷酸二氫鈉二水合物302mg和磷酸氫鈉440mg混合,用超純水定容至500mL而生成的。比較例4中,未對該磷酸緩衝液進行等離子體處理,添加硫酸,由此,得到pH為2.5的磷酸緩衝液。

比較例5中,與比較例4相同,準備了pH為7.2的磷酸緩衝液(非等離子體處理液)。比較例5中,未對該磷酸緩衝液進行等離子體處理,添加氫氧化鈉水溶液,由此,得到pH為11.5的磷酸緩衝液。

比較例6中,與比較例4相同,準備了pH為7.2的磷酸緩衝液(非等離子體處理液)。比較例6中,未對該磷酸緩衝液進行等離子體處理及pH的調整。

以下,將實施例1~5的第2處理液、比較例1中的等離子體處理液、比較例2~5中的調整了pH的非等離子體處理液、以及比較例6中的非等離子體處理液作為分解試驗的液體試樣使用。

[3-2.靛藍胭脂紅的分解試驗]

本發明人為了檢驗各液體試樣的分解能力,進行了靛藍胭脂紅的分解試驗。靛藍胭脂紅對610nm的波長的光具有最大吸收。即,液體試樣中存在靛藍胭脂紅時,吸收610nm的波長的光而使吸光度變為高值。另一方面,液體試樣中的靛藍胭脂紅被分解時,由於不吸收610nm的波長的光,而使吸光度變為低值。因此,能夠將液體試樣和靛藍胭脂紅混合時的吸光度的時間變化作為液體試樣的分解能力的指標使用。

於是,使用分光測定器對混合了靛藍胭脂紅的各種液體試樣對於610nm的波長的光的吸光度的時間變化進行測定。作為測定方法,使用以下2種。

第1測定方法中,將使用超純水調整為2000ppm的靛藍胭脂紅11μL滴加到分光測定用玻璃比色槽中,加入調整到所希望的pH的液體試樣2.2mL之後,立刻進行移液,開始測定。即,該測定中的靛藍胭脂紅的初始濃度為10ppm。

第2測定方法中,開始測定吸光度之後,調整了液性。即,按照第1測定方法開始對第1處理液測定之後,通過添加pH調整物質,生成第2處理液。由此,能夠對所生成的第2處理液的靛藍胭脂紅分解進行精度良好地測定。第2測定方法適於靛藍胭脂紅的分解能力高的情況。

另外,以下說明的實驗數據中,圖8B的各試樣、圖9A和9B的除了添加了Al2(SO4)3的試樣以外的試樣、圖11A和11B的酸性化/鹼性化後進行了放置的試樣、圖11C的各試樣、圖14和14B的第1處理液、圖15A和15B的第1處理液、以及圖18的第1處理液通過第1測定方法進行了測定。以下說明的實驗數據中,圖8A的各試樣、圖9A和9B的添加了Al2(SO4)3的試樣、圖9C的各試樣、圖10A和10B的各試樣、圖11A和11B的酸性化/鹼性化剛結束後測定的試樣、圖12A的pH為3.09以下的各試樣、圖12B的pH為10.43以上的各試樣、圖14的第2處理液、圖18的第2處理液、圖31A和31B的各試樣、以及圖32的各試樣通過第2測定方法進行了測定。

以下,使用附圖對各液體試樣的分解能力、保存性及持續性進行說明。

[3-3.分解能力]

圖8A表示實施例1和2以及比較例1~3的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。在此,基於上述的第2測定方法測定吸光度。另外,圖8A的橫軸中將調整液性的時刻、即添加pH調整物質的時刻設為0。

如圖8A所示,比較例1中,伴隨著時間的經過,吸光度降低。可認為比較例1的液體試樣含有通過等離子體處理而產生的活性種,通過該活性種等使靛藍胭脂紅分解。

圖8A中,實施例1和2中,在添加pH調整物質的時刻,吸光度急劇降低。即,實施例1和2與比較例1的情況相比,靛藍胭脂紅急速分解。

即,可知與比較例1相比,實施例1和2具有非常高的分解能力。

該機理可推測如下。處理液生成裝置10在液體90中的氣泡91內進行等離子體放電時,由放電引起的衝擊波使液體90中產生納米泡或微泡。這些氣泡中含有暴露於等離子體92中的氣體。另外,微泡(細泡)例如為直徑為1μm以上的微細的氣泡,納米泡(超細氣泡)例如為直徑低於1μm的超微細的氣泡。詳細的機理尚未明確,但是,通過含有這樣的氣體的氣泡,通過等離子體在氣相中生成的離子、分子、自由基等活性種或化學種根據等離子體處理液中的pH,高效地移動到等離子體處理液中。可推測這些活性種、化學種在pH為6以上且9以下的第1處理液中穩定存在,通過使第1處理液的pH比6低、或比9高而活性化,此時生成自由基等其它的活性種。此外,可推測氣泡在pH為6以上且9以下的第1處理液中穩定地存在,通過使第1處理液的pH比6低、或比9高而壓破,此時生成自由基等活性種。可推測實施例1和2的液體試樣通過調整液性,在短時間內一下產生這些活性種,從而活性化,由此,使分解能力飛躍地提高。另外,通過分析反應產物明確了通過使等離子體處理液酸性化所得到的活性種與通過使等離子體處理液鹼性化所得到的活性種不同。

從圖8A明確可知,比較例2和3的液體試樣的未進行等離子體處理的氣泡水,與實施例1和2相比,分解能力極低,或者幾乎沒有。推測這是由於雖然比較例2和3的液體試樣具有納米泡,但未進行等離子體處理。即,將實施例1和2與比較例2和3進行比較,可知通過使液體含有內含與等離子體接觸過的氣體的納米泡,有助於提高分解能力。

圖8B表示比較例4~6的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。

從圖8B明確可知,比較例4和6的液體試樣不具有分解能力。比較例5的液體試樣幾乎不具有分解能力。如一般所知,由於靛藍胭脂紅在pH為11以上的鹼性溶液中,一部分形成隱色型結構,因此在610nm的吸光度降低。這是比較例5的吸光度的的初期值較低的原因。由於該吸光度的降低是可逆的,因此通過使pH為11以下,能夠使吸光度返回到與比較例4、6相同的值。但是,在靛藍胭脂紅長時間持續混合在pH為11.5以上的鹼性溶液中時,會緩慢分解而使吸光度降低。

圖9A表示實施例3的第1處理液和第2處理液、以及各參考例的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。圖9A的圖例中分別表示對實施例3的第1處理液添加的鹽的種類和第2處理液的pH。

第1處理液中添加的鹽為氯化鈉(NaCl)、硫酸鈉(Na2SO4)、硫酸鎂(MgSO4)、氯化鎂(MgCl2)及硫酸鋁(Al2(SO4)3)中的任意一種。其中,添加了硫酸鋁的處理液為實施例3的液體試樣,添加了其它鹽的處理液為參考例的液體試樣。實施例3的液體試樣進行了酸性化,參考例的液體試樣除了添加氯化鎂後稍微進行酸性化的液體試樣以外,保持為中性。圖9A中,為了比較,還示出了對pH為8.5的磷酸緩衝液進行等離子體處理而生成的實施例3的第1處理液的結果(圖中的「未添加」)。

如圖9A所示,參考例的中性的液體試樣中,吸光度幾乎沒有變化,靛藍胭脂紅幾乎沒有分解。另一方面,實施例3的液體試樣伴隨著時間的經過,吸光度降低,靛藍胭脂紅被分解。

圖9B表示其它各實施例的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。在此,通過對pH為7.2的磷酸緩衝液進行等離子體處理,生成pH為6的第1處理液。然後,添加與圖9A相同的鹽,生成液體試樣。圖9B所示的分解試驗中的各液體試樣含有與圖9A所示的分解試驗中的各液體試樣相同的鹽,但pH不同。圖9B所示的分解試驗中的各液體試樣,除了未添加鹽的第1處理液之外,為經酸性化的等離子體處理液(即第2處理液)。如圖9B所示,可知pH為6以下的利用硫酸鋁、氯化鎂、硫酸鎂的第2處理液中,靛藍胭脂紅被分解。

從這些實驗結果可知pH調整物質並不限定於酸或鹼。pH調整物質只要為可使第1處理液酸性化或鹼性化的物質即可。

圖9C表示實施例4和5的第1處理液及第2處理液的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。圖9C中的圖例中,實施例4和5的第1處理液表示「未添加」。實施例4和5在未處理液為氫氧化鈉水溶液這一點上與實施例1~3不同。

如圖9C所示,實施例4和5的任一者的情況下,隨著時間經過,吸光度降低,靛藍胭脂紅被分解。因此,可知即使未處理液不為緩衝液時,第2處理水也同樣地具有高的分解能力。即,緩衝性並非必要條件。但是,由於緩衝液具有使pH穩定的作用,因此,在生成第1處理水時、pH調整時、以及保存時容易操作。

實施例4和5的第1處理液(pH=7)幾乎沒有分解靛藍胭脂紅。即,通過等離子體處理而中性化的第1處理液在沒有進行酸性化或鹼性化時,幾乎不具有分解能力。

[3-4.保存性]

接著,使用圖10A及圖10B對第1處理液的潛在的分解能力的保存性進行說明。

圖10A表示實施例1的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。但是,圖10A所示的用於分解試驗的各液體試樣是通過將等離子體處理後的磷酸緩衝液(第1處理液)在常溫(例如20℃)下放置規定期間,然後,添加硫酸(pH調整物質)而生成的。圖10A的橫軸中以在磷酸緩衝液中添加硫酸的時刻為0。

如圖10A所示,在沒有放置期間的情況與放置3個月的情況下,靛藍胭脂紅的分解速度幾乎相同。因此,等離子體處理液的潛在的分解能力能夠在中性的狀態下長期保存,被酸性化的等離子體處理液與保存期間無關,顯示出高的分解能力。

圖10B表示實施例2的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。但是,圖10B所示的用於分解試驗的各液體試樣是通過將等離子體處理後的磷酸緩衝液(第1處理液)在常溫下放置規定期間,然後,添加氫氧化鈉水溶液(pH調整物質)而生成的。圖10B的橫軸以在磷酸緩衝液中添加氫氧化鈉水溶液的時刻為0。

如圖10B所示,在沒有放置期間的情況與放置3個月的情況下,靛藍胭脂紅的分解速度幾乎相同。因此,等離子體處理液的潛在的分解能力能夠在中性的狀態下長期保存,被鹼性化的等離子體處理液與保存期間無關,顯示出高的分解能力。

[3-5.持續性]

接著,使用圖11A和圖11B對第2處理液的分解能力的持續性進行說明。

圖11A表示生成後放置了規定時間的、實施例1的液體試樣(第2處理液)的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。另外,用於該試驗的液體試樣是通過與上述的實施例1的液體試樣相同的材料和方法生成的,pH與上述的實施例1的液體試樣稍不同。但是,在此,為了說明簡便,這些液體試樣也稱為實施例1的液體試樣。

如圖11A所示,實施例1的液體試樣放置時間越長,靛藍胭脂紅分解所需要的時間越長。但是,例如,即便是放置了96小時的液體試樣,也能夠分解靛藍胭脂紅。即,第2處理液生成後至少96小時,第2處理液的分解能力持續。

圖11B表示生成後放置了規定時間放置的、實施例2的液體試樣(第2處理液)的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。另外,用於該試驗的液體試樣是通過與上述的實施例2的液體試樣相同的材料和方法而生成的,pH與上述的實施例2的液體試樣稍不同。但是,在此,為了說明簡便,這些液體試樣也稱為實施例2的液體試樣。各液體試樣的實際pH值如圖11B中的圖例所示。

如圖11B所示,實施例2的液體試樣放置時間越長,靛藍胭脂紅分解所需要的時間越長。但是,例如,即便是放置了96小時的液體試樣,也分解了靛藍胭脂紅。即,第2處理液生成後至少96小時,第2處理液的分解能力持續。

進一步,通過比較圖11A和圖11B可知,通過使第1處理液鹼性化而生成的第2處理液與通過使第1處理液酸性化而生成的第2處理液相比,分解能力的持續性更高。因而,例如,在長時間進行對象物分解的情況等下,通過使第1處理液鹼性化,能夠更有效地進行分解。

圖11C表示生成後放置了規定時間的、比較例1的液體試樣(第1處理液)的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。

如圖11C所示,比較例的液體試樣的情況下,放置時間僅經過5分鐘,靛藍胭脂紅的分解所需的時間變長,分解能力降低。然後,比較例的液體試樣的分解能力隨時間經過而降低,在經過24小時的時刻大大降低。

由以上可知,實施例1和2的液體試樣與比較例1的液體試樣相比,分解能力的持續性也優異。

[3-6.pH和分解能力]

以下,對第2處理液的pH與分解能力的關係進行說明。

圖12A表示各種實施例和參考例的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。用於該試驗的液體試樣是在通過與上述的實施例1的液體試樣相同的材料和方法生成第1處理液之後,通過在第1處理液中分別添加不同種類和/或分量的pH調整物質而生成的。各液體試樣的實際pH值如圖12A中的圖例所示。它們中,pH為1.40~4.47(即酸性)的液體試樣相當於實施例,pH為6.13~8.40(即中性)的液體試樣相當於參考例。pH為1.40~6.13的液體試樣是通過在第1處理液中添加硫酸而生成的。pH為7.07的液體試樣沒有在第1處理液添加pH調整物質。pH為8.40的液體試樣是通過在第1處理液中添加氫氧化鈉水溶液而生成的。

如圖12A所示,實施例的液體試樣其pH越小,吸光度越急劇降低,分解能力越高。例如,pH為1.40~3.09的液體試樣,吸光度在100秒以內降低至大致為0。pH為4.47的液體試樣,吸光度在約2000秒降低至大致為0。

另一方面,pH為6.13、7.07、8.40的液體試樣,吸光度幾乎沒有降低。即,參考例的液體試樣幾乎沒有分解能力。

圖12B表示各種實施例和參考例的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。用於該試驗的液體試樣是在通過與上述的實施例1的液體試樣相同的材料和方法生成第1處理液之後,通過在第1處理液中分別添加不同種類和/或分量的pH調整物質而生成的。各液體試樣的實際pH值如圖12B中的圖例所示。它們中,pH為6.13~8.40(即中性)的液體試樣相當於參考例,pH為9.89~12.71(即鹼性)的液體試樣相當於實施例。pH為6.13的液體試樣是通過在第1處理液中添加硫酸而生成的。pH為7.07的液體試樣沒有在第1處理液中添加pH調整物質。pH為8.40~12.71的液體試樣是通過在第1處理液中添加氫氧化鈉水溶液而生成的。

如圖12B所示,實施例的液體試樣其pH越大,吸光度越急劇降低,分解能力越高。例如,pH為11.60~12.71的液體試樣,吸光度在100秒以內降低至大致為0。pH為10.74和10.43的液體試樣,吸光度在500秒以內降低至0.05以下。pH為9.89的液體試樣在經過約2000秒時,吸光度為0.15左右。

另一方面,pH為6.13、7.07、8.40的液體試樣,吸光度幾乎沒有降低。即,參考例的液體試樣幾乎沒有分解能力。另外,這些參考例與圖12A所示的參考例相同。

圖13A為將圖12A和12B所示的結果以橫軸為pH、以縱軸為靛藍胭脂紅的分解率進行匯總而成的圖。

在此,使用圖13B對圖13A的縱軸的分解率進行說明。圖13B為用於說明圖13A所示的分解率的圖。

靛藍胭脂紅的分解率用靛藍胭脂紅的濃度的時間變化表示。在此,如圖13B所示,通過求出添加pH調整物質的10秒後的吸光度曲線的斜率(即吸光度變化率),將該斜率乘以規定的係數(2.72ppm/abs),計算出靛藍胭脂紅的濃度的時間變化(即分解率)。規定的係數由吸光度相對於靛藍胭脂紅的濃度的校正曲線計算出。另外,在pH比2低、或比12高的範圍內,由於分解速度過快,在添加pH調整物質後的10秒後,未能正確地測定。

如圖13A所示,pH比3.5低、或比10.5高的液體試樣具有特別高的分解能力。

另外,由圖12A和圖12B可知,pH為4.47或9.89的液體試樣也能夠分解靛藍胭脂紅。因此,pH比6低、或比9高的第2處理液能夠視為具有高的分解能力。

[4.實施例(對應於圖6A)]

以下,表示通過在以規定期間進行了等離子體處理之後添加pH調整物質而生成的中性的第1處理液、和通過在該第1處理液中添加pH調整物質而生成的酸性或鹼性的第2處理液的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。在此,有時將添加pH調整物質之前的等離子體處理液稱為「未調整液」。

[4-1.條件]

實施例6~9中,使用圖2所示的處理液生成裝置10對收納於容器20中的未處理液進行等離子體處理。等離子體處理的持續時間和施加電壓、以及循環泵80和氣體供給器56的動作等與實施例1~5的情況相同。

實施例6~9中,沒有以pH成為6以上且9以下的範圍的方式進行等離子體處理,而是在預定的持續時間(例如30分鐘)內進行了等離子體處理。

以下,使用表3對各實施例的詳細條件進行說明。

表3

實施例6中,使用pH為6的標準水作為未處理液。等離子體處理後的未調整液的pH為2.5。通過在未調整液中添加濃度為1M的磷酸緩衝液,生成pH為7的第1處理液。通過在第1處理液中添加硫酸,生成pH為2.5的第2處理液。即,實施例6中,使通過對中性的標準水進行等離子體處理而得到的酸性的等離子體處理液暫時中性化,然後,通過添加酸進行酸性化。

實施例7中,使用pH為6的標準水作為未處理液。等離子體處理後的未調整液的pH為2.5。通過在未調整液中添加濃度為1M的磷酸緩衝液,生成pH為7的第1處理液。通過在第1處理液中添加氫氧化鈉水溶液,生成pH為11.5的第2處理液。即,實施例7中,使通過對中性的標準水進行等離子體處理而得到的酸性的等離子體處理液暫時中性化,然後,通過添加鹼進行鹼性化。

實施例8中,使用pH為12的磷酸緩衝液作為未處理液。等離子體處理後的未調整液的pH為11。通過在未調整液中添加硫酸生成pH為7的第1處理液。通過在第1處理液中進一步添加硫酸生成pH為2.58的第2處理液。即,實施例8中,使通過對鹼性的緩衝液進行等離子體處理而得到的鹼性的等離子體處理液暫時中性化,然後,通過添加酸進行酸性化。

實施例9中,使用pH為12的磷酸緩衝液作為未處理液。等離子體處理後的未調整液的pH為11。通過在未調整液中添加硫酸生成pH為7的第1處理液。通過在第1處理液中添加氫氧化鈉水溶液生成pH為11.68的第2處理液。即,實施例9中,使通過對鹼性的緩衝液進行等離子體處理而得到的鹼性的等離子體處理液暫時中性化,然後,通過添加鹼進行鹼性化。

以下,將實施例6~9各自的未調整液、第1處理液、以及第2處理液用作分解試驗的液體試樣。

[4-2.靛藍胭脂紅的分解試驗]

圖14A表示實施例6和7的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。圖14A表示實施例6和7的等離子體處理剛結束後的未調整液、等離子體處理起後經24小時後的未調整液以及第1處理液、實施例6的中和後立刻酸性化的第2處理液和中和後經24小時後酸性化的第2處理液、以及實施例7的中和後立刻鹼性化的第2處理液和中和後經24小時後鹼性化的第2處理液的分解試驗的結果。

如圖14A所示,第1處理液中,吸光度幾乎沒有變化,靛藍胭脂紅幾乎沒有分解。等離子體處理剛結束後的未調整液中,吸光度降低,靛藍胭脂紅分解。等離子體處理後放置24小時的未調整液能夠分解靛藍胭脂紅,但其分解速度與等離子體處理剛結束後的未處理液相比顯著降低。

中和後立刻進行酸性化的第2處理液中,吸光度降低,靛藍胭脂紅分解。中和後以中性的第1處理液的狀態放置24小時、之後進行酸性化的第2處理液中,靛藍胭脂紅也分解。因此,可知由標準水生成的等離子體處理液的潛在的分解能力在中性的狀態下至少能夠保存24小時。

圖14A所示的結果中,中和後經24小時後進行酸性化的第2處理液與中和剛結束後的第1處理液相比,靛藍胭脂紅的分解速度更快。即,等離子體處理液通過在暫時中和之後、再進行酸性化,分解能力提高。

對於中和後立刻進行鹼性化的第2處理液和中和後經24小時後進行鹼性化的第2處理液,圖14A顯示出與實施例6相同的趨勢。

圖14B表示其它的實施例的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。該試驗中,除了替換磷酸緩衝液在未調整液中添加氫氧化鈉這一點以外,通過與實施例6和7相同的材料和方法生成第1處理液。圖14B的圖例表示各液體試樣的pH。

如圖14B所示,即使用氫氧化鈉水溶液中和的情況下,也能夠得到與實施例6和7相同的結果。本實施例的第2處理液的分解能力比實施例6和7的第2處理液的分解能力高。但是,由於氫氧化鈉水溶液沒有緩衝性,難以將pH調節至6以上且9以下的範圍。

由以上可知,通過等離子體處理而酸性化的等離子體處理液的潛在的分解能力可通過使該等離子體處理液中性化而進行保存。該等離子體處理液通過酸性化或鹼性化,顯示出比等離子體處理剛結束後的等離子體處理液更高的分解能力。

另外,通過等離子體處理變為酸性的處理液由於分解能力的經時變化大,因此通過在等離子體處理剛結束後立刻進行中性化,能夠保存高的分解能力。

圖15A表示實施例8和9的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。圖15A表示實施例8和9的第1處理液、實施例8的第2處理液、以及實施例9的第2處理液的分解試驗的結果。圖15A的圖例表示各液體試樣的pH。

如圖15A所示,第1處理液中,吸光度幾乎沒有變化,靛藍胭脂紅幾乎沒有分解。

實施例8的第2處理液中,吸光度降低,靛藍胭脂紅分解。實施例9的第2處理液中,吸光度急劇降低,靛藍胭脂紅急速分解。即,實施例8的第2處理液顯示出比實施例9的第2處理液高的分解能力。

圖15B表示實施例8和9的其它的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。圖15B表示實施例8和9的中和後經24小時後的第1處理液、實施例8的中和後經24小時後進行了酸性化的第2處理液、實施例9的中和後經24小時後進行了鹼性化的第2處理液、以及實施例9的鹼性化後經24小時後的第2處理液的分解試驗的結果。另外,用於該試驗的液體試樣與上述的實施例8和9的液體試樣的pH稍微不同。但是,在此,為了說明簡便,這些液體試樣也稱為實施例8和9的液體試樣。圖15B的圖例表示各液體試樣的pH。

如圖15B所示,在放置24小時後的第1處理液中,吸光度幾乎沒有變化,靛藍胭脂紅幾乎沒有分解。

放置24小時後進行了酸性化的第2處理液中,吸光度降低,靛藍胭脂紅分解。放置24後進行了鹼性化的第2處理液中,吸光度急劇降低,靛藍胭脂紅急速分解。另外,將圖15A和15B進行比較,放置24後進行鹼性化的第2處理液與中和後立刻進行鹼性化的第2處理液相比,靛藍胭脂紅的分解速度更快。

由以上可知,通過等離子體處理而鹼性化的等離子體處理液的潛在的分解能力可通過使該等離子體處理液中性化來進行保存。該等離子體處理液通過進行酸性化或鹼性化顯示出高的分解能力。

由以上的結果可知,等離子體處理前的液體的液性沒有特別限定。即,未處理液可以為中性、酸性、鹼性中的任意一種。

[5.實施例(第1處理液的稀釋)]

在此,使用圖16對通過將稀釋的第1處理液進行酸性化或鹼性化而生成的第2處理液的靛藍胭脂紅分解試驗的結果進行說明。圖16表示實施例10~13的第1處理液的稀釋倍率與由該第1處理液生成的第2處理液的靛藍胭脂紅分解時間的關係。

實施例10~13中的液體試樣按照以下順序生成。將pH為8.3、濃度為10mM的磷酸緩衝液進行等離子體處理,生成pH為7的第1處理液。將第1處理液用pH為7.2、濃度為10mM的磷酸緩衝液或超純水(均為非等離子體處理液)稀釋,使第1處理液的pH為6至9的範圍。通過在稀釋的第1處理液中添加硫酸,生成酸性的第2處理液。或者,通過在稀釋的第1處理液中添加氫氧化鈉水溶液,生成鹼性的第2處理液。實施例10的液體試樣是通過將第1處理液用磷酸緩衝液稀釋、然後用硫酸進行酸性化而生成的。實施例11的液體試樣是通過將第1處理液用磷酸緩衝液稀釋、然後用氫氧化鈉水溶液進行鹼性化而生成的。實施例12的液體試樣是通過將第1處理液用超純水稀釋、然後用硫酸進行酸性化而生成的。實施例13的液體試樣是通過將第1處理液用超純水稀釋、然後用氫氧化鈉水溶液進行鹼性化而生成的。

基於上述的第2測定方法,進行各液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗。基於分解試驗的結果,測定各稀釋倍率的分解時間。另外,這裡的分解時間為吸光度的變化達到1×10-4abs/sec的時間。

如圖16所示,實施例10~13的第2處理液均隨著稀釋倍率變大,分解時間變長。即,通過稀釋使分解能力減弱,分解速度降低。

這樣,通過將第1處理液稀釋,能夠調節之後生成的第2處理液的分解速度,能夠得到所期望的分解力。因此,能夠例如一邊觀測對象物的分解的情況,一邊處理對象物。該方法能夠有效利用於例如化學處理或化學實驗等。此外,能夠增加第2處理液的量。因此,能夠在例如浴室的地板等大面積區域中散布大量的第2處理液,能夠有效地進行殺菌等。

(第2實施方式)

[1.處理液生成裝置]

圖17表示第2實施方式的處理液生成裝置10a的構成例。另外,以下,以與上述的實施方式不同的點為中心進行說明。

如圖17所示,代替圖2所示的等離子體產生器50,處理液生成裝置10a具備等離子體產生器50a。等離子體產生器50a不具備氣體供給器56,代替絕緣體54,具備絕緣體54a。

絕緣體54a以圍住金屬電極部53a的外周面的方式配置。絕緣體54a在與圖2所示的絕緣體54不同的位置上設置有開口部。

在第1電極52與第2電極53之間施加電壓時,通過在第2電極53中流通的電流使第2電極53發熱。通過第2電極53發熱,第2電極53的周圍的液體90受熱而氣化,在液體90中產生氣泡91。產生的氣泡91將絕緣體54a的開口部堵塞時,對第1電極52與第2電極53之間的氣泡91施加電壓,在氣泡91內產生放電。由此,在氣泡91內產生等離子體92。

通過以上構成,等離子體產生器50a即使在不向液體90中供給氣體的情況下,也能夠在液體90中產生等離子體92。

[2.實施例(分解試驗)]

接著,使用圖18對本實施方式的處理液生成裝置10a生成的第1處理液和第2處理液的靛藍胭脂紅分解試驗的結果進行說明。圖18表示實施例14及參考例的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。

各液體試樣按照如下所述進行準備。通過圖17所示的等離子體產生器50a,對標準水進行等離子體處理,生成pH為7.3的第1處理液。通過在第1處理液中添加硫酸,作為參考例的液體試樣,生成pH為2.43的第2處理液。通過在第1處理液中添加氫氧化鈉水溶液,作為實施例14的液體試樣,生成pH為11.52的第2處理液。

如圖18所示,第1處理液中,吸光度幾乎沒有降低,靛藍胭脂紅幾乎沒有分解。實施例14的鹼性的第2處理液中,隨著時間經過,吸光度降低,靛藍胭脂紅分解。

然而,參考例的酸性的第2處理液中,即使時間經過,吸光度也幾乎沒有降低,靛藍胭脂紅也幾乎沒有分解。因此,在沒有供給氣體而進行等離子體處理時,通過使第1處理液酸性化而生成的第2處理液存在幾乎沒有分解能力的情況。另一方面,在沒有供給氣體而進行等離子體處理時,通過使第1處理液鹼性化而生成的第2處理液具有高的分解能力。

[3.實施例(除菌試驗)]

第2處理液還能夠利用於除菌。

表4表示以實施例15和16的第1處理液和第2處理液、比較例7和8的非等離子體處理液、以及比較例9的非調整液作為液體試樣時的各液體試樣的除菌試驗的結果。

實施例15中,通過對磷酸緩衝液進行等離子體處理而生成第1處理液,通過在該第1處理液中添加硫酸2.33μL,生成第2處理液。實施例16中,通過對磷酸緩衝液進行等離子體處理而生成第1處理液,通過在該第1處理液中添加氫氧化鈉水溶液2.33μL,生成第2處理液。比較例7中,通過在未進行等離子體處理的磷酸緩衝液中添加硫酸2.33μL,生成酸性的磷酸緩衝液。比較例8中,通過在未進行等離子體處理的磷酸緩衝液中添加氫氧化鈉水溶液2.33μL,生成鹼性的磷酸緩衝液。比較例9中,通過不在水中供給氣體而對標準水進行等離子體處理,生成等離子體處理液(非調整液)。表4示出了各液體試樣的生成條件。

表4

首先,對除菌試驗進行說明。除菌試驗中,在各液體試樣中混合規定量的大腸桿菌,生成104cfu的菌液。

按照各液體試樣,使用螺旋接種儀在9個脫氧膽酸鹽培養基上散布1mL菌液,準備9個培養試樣。然後,對這些培養試樣,分別在從菌液的散布開始的10秒後、20秒後、30秒後、60秒後、120秒後、300秒後、600秒後、30分鐘後、1小時後,進行停止反應的處理。停止反應的處理在液體試樣為酸性或鹼性時,為通過在脫氧膽酸鹽培養基上添加鹼或酸2.33μL將菌液中和,在比較例9的液體試樣的情況下,為在脫氧膽酸鹽培養基上滴加0.1M的硫代硫酸鈉50μL。

然後,將各培養試樣放入恆溫槽(30℃),將各培養試樣內的菌培養16小時。然後,用菌落計數器統計菌數。

如表4所示,實施例16的第2處理液的除菌時間為低於10秒。另外,除菌時間為與菌液接觸後至活菌率成為1%的時間。

實施例15的第2處理液的除菌時間為54秒。比較例9的經等離子體處理的標準水的除菌時間為120秒。因此,實施例15和16的第2處理液與比較例9的等離子體處理液相比,能夠以半分鐘以下的時間完成除菌。

比較例7和8的非等離子體處理液的除菌時間分別為309秒和298秒。因此,實施例15和16的第2處理液通過進行等離子體處理,與比較例7和8相比,能夠使除菌時間變為1/5以下。

另外,實施例15和16的第1處理液即使經過1小時後,活菌率也沒有達到1%,不能進行除菌。即,等離子體處理的磷酸緩衝液通過進行酸性化或中性化,使除菌時間縮短。

如以上所述,本實施方式的處理液生成裝置10a生成的第2處理液能夠用於除菌。此外,該結果暗示其它的實施方式中生成的第2處理液與上述實施例同樣地具有除菌作用。

(第3實施方式)

[1.處理液生成裝置]

上述的實施方式中,示出了在生成第2處理液之後、使生成的第2處理液與對象物接觸的例子,但並不限於此。本實施方式中,以使第1處理液與對象物接觸的狀態,調整第1處理液的pH。另外,這對應於靛藍胭脂紅的分解試驗中的第2測定方法。

圖19表示第3實施方式的處理液生成裝置10b的構成例。另外,以下,以與上述的實施方式不同的點為中心進行說明。

如圖19所示,處理液生成裝置10b在供給部30不是設置於容器20而是設置於接觸部60這一點上與圖2所示的處理液生成裝置10不同。其它方面與圖2所示的處理液生成裝置10相同。

根據圖19所示的構成,控制電路40以使中性的第1處理液與對象物接觸的狀態,從供給部30向接觸部60供給pH調整物質,生成第2處理液。生成的第2處理液將對象物分解和/或殺菌。

由此,能夠在第2處理液的活性大大降低之前,使第2處理液與對象物反應。因此,能夠有效地將對象物分解和/或殺菌。

[2.動作]

圖20為表示本實施方式的對象物處理方法的一例子的流程圖。

首先,用本實施方式的處理液生成裝置10b準備pH為6以上且9以下的第1處理液(S10)。具體的處理與上述的實施方式相同,例如按照圖5A~圖6B等所示進行。

接著,處理液生成裝置10b使第1處理液與對象物接觸(S15b)。例如根據來自控制電路40的指示打開閥61,將儲存於容器20的第1處理液經由排出口22供給到接觸部60中。在接觸部60中使供給的第1處理液與對象物接觸。

接著,處理液生成裝置10b通過在使第1處理液與對象物接觸的狀態下調整第1處理液的pH,生成pH比6低、或比9高的第2處理液(S20b)。具體地,根據來自控制電路40的指示,供給部30將pH調整物質供給到接觸部60中。在與對象物接觸的第1處理液中添加pH調整物質,使第1處理液酸性化或鹼性化,生成第2處理液。

第2處理液與其它的實施方式中的說明相同地具有高的分解能力。

或者,在對象物其本身具有使等離子體處理液酸性化或鹼性化的作用時,在使第1處理液與對象物接觸的狀態下,設定為對象物可發揮酸性化或鹼性化的作用的環境,由此生成第2處理液。例如通過代謝生成硫化氫、氨、氮氧化物、二氧化碳氣體、或氧氣等的微生物符合這樣的對象物。即,此時,對象物也可以作為pH調整物質發揮功能。

如上所述,pH調整物質的添加、和對象物與處理液的接觸中的任一步驟可以先進行。

(第4實施方式)

本實施方式的等離子體處理液具有以下(1)~(3)的性質。

(1)等離子體處理液的pH為6以上且9以下時,靛藍胭脂紅的分解率為0.02ppm/分鐘以下。

(2)等離子體處理液的pH通過添加4.5當量的硫酸而調整為2.5時,在添加硫酸後經過10秒時的靛藍胭脂紅的分解率為0.05ppm/分鐘以上。

(3)等離子體處理液的pH通過添加4.5當量的氫氧化鈉水溶液而調整為11.5時,在添加氫氧化鈉水溶液後經過10秒時的靛藍胭脂紅的分解率為0.1ppm/分鐘以上。

另外,上述的靛藍胭脂紅的分解率均是通過在溫度20℃下在等離子體處理液中混合靛藍胭脂紅10ppm、測定混合的液體對波長為610nm的光的吸光度的變化而計算得到的。

具有這樣的性質的等離子體處理液也可以通過上述第1~3的實施方式中說明的方法生成,也可以通過其它的方法生成。即,本實施方式的等離子體處理液並不限定於特定的生成裝置或特定的生成方法。

本實施方式的等離子體處理液的一例子例如示於表5。表5匯總了上述第1~3實施方式中說明的實施例、比較例及參考例。

表5

液體試樣A~D為酸性的等離子體處理液(即第2處理液)。液體試樣A是通過在經等離子體處理的磷酸緩衝液中添加硫酸而生成的。液體試樣B是通過將經等離子體處理的磷酸緩衝液用未進行等離子體處理的磷酸緩衝液稀釋至2倍、然後在稀釋的磷酸緩衝液中添加硫酸而生成的。液體試樣C是通過將經等離子體處理的磷酸緩衝液用未進行等離子體處理的磷酸緩衝液稀釋至4倍、然後在稀釋的磷酸緩衝液中添加硫酸而生成的。液體試樣D是通過將經等離子體處理的磷酸緩衝液用未進行等離子體處理的磷酸緩衝液稀釋至10倍、然後在稀釋的磷酸緩衝液中添加硫酸而生成的。

液體試樣E~J為鹼性化的等離子體處理液(即第2處理液)。液體試樣E是通過在經等離子體處理的磷酸緩衝液中添加氫氧化鈉水溶液而生成的。液體試樣F是通過將經等離子體處理的磷酸緩衝液用未進行等離子體處理的磷酸緩衝液稀釋至2倍、然後在稀釋的磷酸緩衝液中添加氫氧化鈉水溶液而生成的。液體試樣G是通過將經等離子體處理的磷酸緩衝液用未進行等離子體處理的磷酸緩衝液稀釋至4倍、然後在稀釋的磷酸緩衝液中添加氫氧化鈉水溶液而生成的。液體試樣H通過將經等離子體處理的磷酸緩衝液用未進行等離子體處理的磷酸緩衝液稀釋至10倍、然後在稀釋的磷酸緩衝液中添加氫氧化鈉水溶液而生成的。液體試樣I是使經等離子體處理的標準水通過添加緩衝成分而中性化、將所得到的等離子體處理液(第1處理液)放置24小時、然後通過在經放置的等離子體處理液中添加氫氧化鈉水溶液而生成的(即第2處理液)。液體試樣J是通過在經等離子體處理的標準水中添加氫氧化鈉水溶液而生成的。但是,液體試樣J中,沒有向液體中供給氣體而使等離子體產生。

液體試樣K~M為中性的等離子體處理液。液體試樣K是通過在經等離子體處理的磷酸緩衝液中添加硫酸而生成的。液體試樣L為在使液性維持在中性的同時進行等離子體處理的磷酸緩衝液,相當於第1處理液。液體試樣M是通過在經等離子體處理的磷酸緩衝液中添加氫氧化鈉水溶液而生成的。

液體試樣N~P為經等離子體處理的標準水(即非調整液)。液體試樣N為等離子體處理剛結束後的標準水。液體試樣O為等離子體處理後15分鐘後的標準水。液體試樣P為等離子體處理後24小時後的標準水。

液體試樣Q~S為非等離子體處理液。液體試樣Q是在未進行等離子體處理的磷酸緩衝液中添加硫酸而生成的。液體試樣R為未進行等離子體處理的中性的磷酸緩衝液。液體試樣S是通過在未進行等離子體處理的磷酸緩衝液中添加氫氧化鈉水溶液而生成的。

另外,表5所示的液體試樣A~K、M、及Q~J的靛藍胭脂紅的分解率為添加硫酸或氫氧化鈉水溶液後經過10秒時測定的分解率。如表5所示,第2處理液與非等離子體處理液相比,分解能力高。此外,與非調整液相比,調整為酸性或鹼性的第2處理液的分解能力十分高,持續力也優異。

即使是在將第1處理液稀釋後進行酸性化或鹼性化而得到的第2處理液也具有高的分解能力。進而,生成第1處理液時的等離子體處理的方法沒有特別限定,可以供給氣體來產生等離子體,或者,也可以不供給氣體來產生等離子體。

(第5實施方式)

[1.對象物處理裝置]

使用圖21對第5實施方式的對象物處理裝置的概要進行說明。圖21表示本實施方式的對象物處理裝置10c的構成。

對象物處理裝置10c將使等離子體處理液與對象物11作用後殘留的液體的pH調整為6以上且9以下。如圖21所示,對象物處理裝置10c具備容器20c、供給部30c、以及控制電路40c。容器20c上設置有用於供給等離子體處理液的供給口21c、用於將殘留的等離子體處理液(即殘留液)排出的排出口22c。

圖21中的容器20c例如相當於圖2中的接觸部60。容器20c可以通過與第1實施方式中說明的容器20相同的材料形成。圖21中的供給口21c例如經由配管與圖2中的排出口22連接。因此,從圖21中的供給口21c流入容器20c內的等離子體處理液例如為第1~4的實施方式中說明的第2處理液。圖21中的控制電路40c例如可以與圖2中的控制電路40通用。圖21中的供給部30c例如可以與圖2中的供給部30通用。

本實施方式中,容器20c內收納有對象物11c,在容器20c內使等離子體處理液與對象物11c接觸。由此,容器20c中儲存使等離子體處理液與對象物11c作用後的殘留液。

供給部30c根據來自控制電路40c的指示,通過將規定量的pH調整物質供給到容器20c內,將殘留液的pH調整為6以上且9以下。

圖22表示對象物處理裝置10c的更詳細的構成例。圖22所示的構成要素中,對於附加有與圖2所示的構成要素相同的參考標記的結構,可採用例如第1實施方式中說明的結構。

[2.動作]

圖23為表示本實施方式的對象物處理方法的一例子的流程圖。

首先,對象物處理裝置10c使等離子體處理液與對象物11c作用(S10)。等離子體處理液例如為上述第1實施方式中說明的第2處理液。

接著,對象物處理裝置10c將殘留在容器20c內的液體的pH調整為6以上且9以下(S20)。例如,根據來自控制電路40c的指示,供給部30c將pH調整物質供給到容器20c內。例如,供給部30c將含有酸、鹼或鹽的溶液添加到殘留液中。

由此,由於殘留液的活性被抑制,從而能夠將殘留液安全地廢棄。

圖24為表示本實施方式的對象物處理方法的其它的例子的流程圖。圖24中的步驟S30、S40由於與圖23中的步驟S30、S40相同,因而省略說明。

將殘留液的pH調整為6以上且9以下(S40)之後,判斷是否將該殘留液再利用(S50)。將殘留液再利用時(S50中為是),對象物處理裝置10c將中性化的殘留液的pH調整為比6低、或比10大(S60)。例如,控制電路40c根據來自供給部的指示,30c將pH調整物質供給到容器20c內。例如,供給部30c將含有酸、鹼或鹽的溶液添加到殘留液中。另外,供給的pH調整物質可以與步驟S40中供給的pH調整物質相同,也可以不同。步驟S60之後,例如可以返回到步驟S30。

通過使暫時中性化的殘留液酸性化或鹼性化,使作為殘留液的等離子體處理液的活性恢復。由此,能夠再次使等離子體處理液與對象物11c作用。

在不將殘留液再利用時(S30中為否),直接結束。此時,例如能夠將殘留液安全地廢棄。

[3.實施例]

以下,表示等離子體處理液的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。具體地,對於通過使等離子體處理液中性化來停止分解反應和之後通過使等離子體處理液酸性化或鹼性化來重啟分解反應進行說明。

[3-1.條件]

表6匯總了實施例17~19及參考例的條件。

實施例17~19的液體試樣分別通過與實施例1、2及8的液體試樣相同的方法製成。但是,實施例17~19的第1處理液的pH分別與實施例1、2及8的第1處理液的pH稍微不同,實施例17~19的第2處理液的pH分別與實施例1、2及8的第2處理液的pH稍微不同。

參考例的液體試樣通過與比較例1的液體試樣相同的方法製成。但是,參考例的第1處理液的pH與比較例1稍微不同。

表6

以下說明的分解試驗按照上述的第2測定方法進行。首先,準備實施例17~19的中性的第1處理液、及參考例的酸性的等離子體處理液(未調整液)作為液體試樣。將液體試樣和靛藍胭脂紅混合,開始測定該混合液對波長為610nm的光的吸光度。一邊在規定的時刻將硫酸或氫氧化鈉水溶液、或磷酸緩衝液添加到該混合液中,一邊觀察吸光度的變化。

[3-2.分解的停止和重啟]

[3-2-1.經等離子體處理的磷酸緩衝液]

使用圖25~圖28對實施例17和18的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果進行說明。圖25~28的橫軸以使中性的磷酸緩衝液(第1處理液)的pH首次變化的時刻為0。此外,圖25~28中,將首次添加pH調整物質的時刻用t1表示,將第2次添加pH調整物質的時刻用t2表示,將第3次添加pH調整物質的時刻用t3表示。另外,圖25~28中,實施例17的液體試樣是指從中性的狀態起首次添加硫酸的液體試樣,實施例18的液體試樣是指從中性的狀態起首次添加氫氧化鈉水溶液的液體試樣。

圖25表示實施例17的液體試樣的第1分解試驗的結果。

在時刻t1以前,磷酸緩衝液的pH為6.9,吸光度幾乎沒有變化。

在時刻t1,在磷酸緩衝液(2.2mL)中添加6.25μL的硫酸,使pH變為2.5。其結果是,吸光度急劇降低,靛藍胭脂紅分解,殘留有殘留液。

在時刻t2,在磷酸緩衝液(殘留液)中添加6.16μL的氫氧化鈉水溶液,使pH變為7.0。其結果是,吸光度基本沒有變化,靛藍胭脂紅的分解停止。

在時刻t3,在磷酸緩衝液(殘留液)中添加6.16μL的硫酸,使pH變為2.6。其結果是,吸光度進一步降低,靛藍胭脂紅分解。

圖26表示實施例18的液體試樣的第1分解試驗的結果。

在時刻t1以前,磷酸緩衝液的pH為6.9,吸光度幾乎沒有變化。

在時刻t1,在磷酸緩衝液(2.2mL)中添加5.28μL的氫氧化鈉水溶液,使pH變為11.5。其結果是,吸光度急劇降低,靛藍胭脂紅分解,殘留有殘留液。

在時刻t2,在磷酸緩衝液(殘留液)中添加5.28μL的硫酸,使pH變為6.9。其結果是,吸光度幾乎沒有變化,靛藍胭脂紅的分解停止。

在時刻t3,在磷酸緩衝液(殘留液)中添加5.28μL的氫氧化鈉水溶液,使pH變為11.4。其結果是,吸光度進一步降低,靛藍胭脂紅分解。

圖27表示實施例17的液體試樣的第2分解試驗的結果。

直至時刻t2,通過與參照圖25說明的測定相同的方法來進行。

在時刻t2,在磷酸緩衝液(2.2mL)中添加6.16μL的氫氧化鈉水溶液,使pH變為6.9。

在時刻t3,在磷酸緩衝液(殘留液)中進一步添加5.28μL的氫氧化鈉水溶液,使pH變為11.4。其結果是,吸光度進一步降低,靛藍胭脂紅分解。

圖28表示實施例18的液體試樣的第2分解試驗的結果。

直至時刻t2,通過與參照圖26說明的測定相同的方法來進行。

在時刻t2,在磷酸緩衝液(2.2mL)中添加5.28μL的硫酸,使pH變為6.9。

在時刻t3,在磷酸緩衝液(殘留液)中進一步添加6.16μL的硫酸,使pH變為2.6。其結果是,吸光度進一步降低,靛藍胭脂紅分解。

另外,圖25~28中,在時刻t1、t2、t3出現的釘狀的吸光度的變化是由為了將磷酸緩衝液和pH調整物質均勻混合而進行移液引起的。在時刻t2~t3之間出現的釘狀的吸光度的變化是由在磷酸緩衝液插入用於pH測定的電極引起的。

如以上所述,等離子體處理液通過中性化,活性停止,通過酸性化或鹼性化進行再活化。因此,通過控制等離子體處理液的pH,能夠控制等離子體處理液的活性。另外,停止分解之前的液性與重啟分解後的液性可以相同,也可以不同。

分解的停止和重啟也可以反覆進行多次。圖29表示實施例19的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。圖29中,將磷酸緩衝液與靛藍胭脂紅接觸的時刻用t0表示,將該接觸後添加pH調整物質的時刻依次用t1~t5表示。

在時刻t0,使pH為7.3的磷酸緩衝液(第1處理液)與靛藍胭脂紅接觸。但是,吸光度幾乎沒有變化,靛藍胭脂紅沒有分解。

在時刻t1,在磷酸緩衝液(2.5mL)中添加10μL的硫酸,使pH變為2.6。由此,吸光度急劇降低,靛藍胭脂紅分解。

在時刻t2,在磷酸緩衝液(殘留液)中添加10μL的氫氧化鈉水溶液,使pH變為7.1。由此,吸光度幾乎沒有變化,靛藍胭脂紅的分解停止。

在時刻t3,在磷酸緩衝液(殘留液)中進一步添加10μL的氫氧化鈉水溶液,使pH變為11.8。由此,吸光度進一步降低,靛藍胭脂紅分解。

在時刻t4,在磷酸緩衝液(殘留液)中添加10μL的硫酸,使pH變為9.1。由此,吸光度幾乎沒有變化,靛藍胭脂紅分解再次停止。

在時刻t5,在磷酸緩衝液(殘留液)中添加5μL的氫氧化鈉水溶液,使pH變為11.4。由此,吸光度進一步降低,靛藍胭脂紅分解。

[3-2-2.等離子體處理的標準水]

使用圖30對參考例的液體試樣的靛藍胭脂紅分解試驗的結果進行說明。圖30中,將在酸性的標準水(等離子體處理液)中混合靛藍胭脂紅的時刻用t0表示,將在標準水中添加磷酸緩衝液的時刻用t1表示,將在標準水中添加pH調整物質的時刻依次用t2~t5表示。

在時刻t0,使pH為2.4的標準水2.5mL與靛藍胭脂紅接觸。其結果是,吸光度緩緩降低。

在時刻t1,在標準水(殘留液)中添加25μL的磷酸緩衝液(濃度1M),使pH變為6。由此,吸光度幾乎沒有變化,靛藍胭脂紅的分解停止。

在時刻t2,在標準水(殘留液)中添加2.81μL的氫氧化鈉水溶液,使pH變為7.1。在該情況下,吸光度也幾乎沒有變化,靛藍胭脂紅的分解停止。

在時刻t3,在標準水(殘留液)中添加6.25μL的氫氧化鈉水溶液,使pH變為11.6。其結果是,吸光度急劇降低之後,緩緩降低。另外,吸光度的急劇降低是由於靛藍胭脂紅的一部分在強鹼性溶液中形成隱色型結構而引起的。因此,時刻t3和t4之間的吸光度的緩緩降低相當於靛藍胭脂紅的分解。

在時刻t4,在標準水(殘留液)中添加6.25μL的硫酸,使pH變為6.9。其結果是,吸光度急劇增加之後,幾乎沒有變化,靛藍胭脂紅的分解停止。另外,吸光度的急劇增加是由於靛藍胭脂紅從隱色型結構脫離而引起的。

在時刻t5,在標準水(殘留液)中進一步添加6.25μL的硫酸,使pH變為2.4。由此,吸光度緩緩降低,靛藍胭脂紅分解。

如以上所述,並不限於實施例17~19那樣的由中性的第1處理液生成的第2處理液,只要是如參考例那樣為經等離子體處理的液體,則通過控制其pH,能夠控制活性的停止和重啟。此外,未處理液並不限定於磷酸緩衝液,即使為其它的液體,例如標準水,也能夠根據其pH控制活性的停止和重啟。進而,等離子體處理液的pH不僅可以通過酸和鹼控制,也可以通過鹽控制。

另外,在活性的停止前和重啟後,由於pH的值可以任意地設定,因此也可以變更作用的條件,或以多階段進行作用。

(變形例1)

產生等離子體時,供給到液體中的氣體的種類也可以為空氣以外的氣體。

圖31A和31B表示等離子體產生時供給各種氣體時的第2處理液的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。圖31A表示酸性的第2處理液的分解結果,圖31B表示鹼性的第2處理液的分解結果。

在此,液體試樣按照以下的方式準備。一邊向pH8.3或pH7.2的磷酸緩衝液中供給空氣、氧氣、氮氣、或氬氣,一邊進行等離子體處理,生成第1處理液。通過在該第1處理液中添加硫酸,生成酸性的第2處理液。或者,通過在該第1處理液中添加氫氧化鈉水溶液,生成鹼性的第2處理液。圖31A和31B中的圖例表示在等離子體生成時供給的氣體的種類和第2處理液的pH。

如圖31A和31B所示,分解能力因氣體種類而異,但任一第2處理液均顯示出高的分解能力。氣體種類為空氣、氮氣時,與其它氣體種類相比,由於在酸性化下的分解能力高,因此,可認為通過等離子體處理,生成氮氧化物系的活性種、例如過氧化亞硝鹽等。

(變形例2)

例如,等離子體產生器50也可以在液體90附近產生等離子體92。例如,可以使第1電極52和第2電極53的至少一者不與液體90接觸,而配置在空氣中。

此時,例如,在液體90的液面(與空氣的界面)的附近產生等離子體92時,液面附近的空氣暴露於等離子體中。由此,可認為在液體中生成活性種,並且生成內含與等離子體92發生了作用的氣體的納米泡。可認為這樣生成的納米泡在使第1處理液酸性化或鹼性化時,在液體中釋放出自由基等活性種。因此,能夠得到具有活性的第2處理液。

(變形例3)

pH調整物質只要是能夠使pH變化的物質,就沒有特別的限定。圖32表示通過使經等離子體處理的磷酸緩衝液(pH=7)用各種pH調整物質進行酸性化或鹼性化而生成的第2處理液的靛藍胭脂紅分解試驗的結果。圖32中的圖例表示對中性的磷酸緩衝液添加的pH調整物質、和由此生成的第2處理液的pH。如圖32所示,在用硝酸進行了酸性化的第2處理液和用氨水進行了鹼性化的第2處理液中,均顯示出高的分解能力。另外,pH調整物質例如也可以為一般的家庭用洗滌劑或檸檬汁等。

(變形例4)

上述第5實施方式的對象物處理裝置10c也可以進一步具備用於向容器20c中供給稀釋用液體的稀釋部。該稀釋部例如可以為與圖2所示的稀釋部70相同的構成,也可以通過控制電路40c進行控制。

本變形例4的對象物處理方法在圖24的流程圖中,在判定為不對殘留液進行再利用時(S50中為否),進一步追加將殘留液稀釋的步驟。由此,能夠進一步減弱殘留液的活性。稀釋的殘留液例如可以從對象物處理裝置10c排出並廢棄。

(變形例5)

上述第5實施方式中,在容器20c內使等離子體處理液與對象物11c接觸,但本實施方式並不限定於此。例如,也可以在與容器20c不同的容器中,使等離子體處理液與對象物11c接觸,將殘留的等離子體處理液經由供給口21加入到容器20c中。

(變形例6)

例如,也可以在上述的實施方式中,代替pH調整物質,通過電解調整pH。例如,容器通過隔膜分割成第1區域和第2區域,在第1區域中收納等離子體處理液,在第2區域中收納規定的液體。電極A配置在第1區域中,電極B配置在第2區域中。在該構成中,在電極A與電極B之間施加電壓時,將等離子體處理液電解。例如,在第1區域收納pH比6低的等離子體處理液時,以電極A為陰極,以電極B為陽極,施加相對於電極B,電極A成為負的電壓。由此,等離子體處理液的pH增大,例如在使等離子體處理液中性化的時刻停止電解。在第1區域中收納pH為9以上的等離子體處理液時,以電極A為陽極,以電極B為陰極,施加相對於電極B,電極A成為正的電壓。由此,等離子體處理液的pH降低,例如在使等離子體處理液中性化的時刻停止電解。另外,電解不僅適用於使等離子體處理液中性化的情況,例如也可以適用於酸性化的情況。另外,pH的變化例如也可以用上述的pH傳感器監視。

以上,基於實施方式和變形例對一個或多個方式的處理液生成方法、處理液生成裝置、對象物處理方法及處理液進行了說明,但本發明並不限定於這些實施方式等。在不脫離本發明的主旨的範圍內,將基於本領域技術人員的想法對本實施方式實施各種變形而得到的方式以及將不同實施方式中的構成要素組合構成的方式均包含在本發明的範圍內。

此外,上述的各實施方式能夠在權利要求書的範圍或其等同的範圍內進行各種變更、替換、增加、省略等。

產業上的可利用性

本發明的處理液生成方法等能夠用於例如有機物的分解處理、微生物或細菌等的殺菌處理等。

符號說明

10、10a、10b 處理液生成裝置

10c 對象物處理裝置

11c 對象物

20、20c 容器

21、21c 供給口

22、22c 排出口

30、30c 供給部

40、40c 控制電路

50、50a 等離子體產生器

51 電源

52 第1電極

53 第2電極

53a 金屬電極部

53b 金屬螺栓部

54、54a 絕緣體

55 保持塊

56 氣體供給器

57 反應槽

60 接觸部

61 閥

70 稀釋部

80 循環泵

81 配管

90 液體

91 氣泡

92 等離子體

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