投稿: 2017年7月26日
編集済み: 2023年8月28日
バブルブーストによる衣類洗浄
洗濯・洗剤・ウルトラファインバブル
物質の表面や洗濯物の洗浄は、ナノバブルが将来「変化をもたらす」有望な分野のひとつです。洗濯廃水が水質汚染の大部分に寄与していることは誰もが知っていますが、多くの場合認識されていません。洗剤の量を減らせば汚染を減らすことができ、洗剤なしで洗濯すれば環境に大きく貢献します。
ナノバブルがなぜ洗浄用途に革命をもたらすことができるのかを知るには、洗剤の仕組みを理解することが重要です。効率的な洗濯では、一連の流れに沿ったプロセスを踏む必要があります。最初のアクションは、生地から汚れをほぐすことです。次に、汚れを水全体に広げる必要があります。これは乳化とも呼ばれます。汚れを水中に分散させた後、洗浄工程最後のプロセスは汚れを浮遊状態に保持することです。すすぎ中に汚れが生地に再び付着しないようにするため、これは重要です。
洗濯水の場合、重要な特性の 1 つは表面張力です。水は水分子間の結合力が強いため、高い表面張力を持っています。少量の水が表面上にある場合、水は水滴のようにまとまります。これは誰もが見たことがある有名な現象です。
洗濯サイクルでは、水滴がまとまっていると効率が悪くいので、表面張力を下げて水を広げる必要があります。表面張力が低下すると、水の濡れ性が向上します。今日では表面張力を下げるために洗剤を追加しますが、その表面張力を下げるために重要な成分が界面活性剤です。ナノバブルは水の表面張力を下げることができ、バブル内の大量の酸素が水をマイナスに帯電させます。負の電荷を計算するための科学的アプローチは、ゼータ電位を測定することです。
界面活性剤にはさまざまな種類があり、洗剤には複数の界面活性剤が含まれる場合があります。水中の界面活性剤の特性は、イオンまたは電荷によって分類されます。陰イオン性（マイナスの電荷）、非イオン性（電荷なし）、陽イオン性（プラスの電荷）、両性（プラスまたはマイナスの電荷）。 洗剤には界面活性剤以外にも、漂白剤、防錆剤、抗菌剤、柔軟剤、香料などの多くの成分が含まれていますが、この記事の範囲では、最も重要な界面活性剤にのみ焦点を当てます。
化学エネルギーとしての水と洗剤とは別に、熱エネルギーと機械エネルギーが必要です。熱エネルギーは水の温度であり、汚れの一部を溶解しやすくします。洗濯機は、ドラムを転がしたり回転させたり、水の動きによって機械エネルギーを供給します。もちろん、手や川の石を使って泥を叩き落とすことも可能です。いくつかの研究では、洗浄プロセスの機械部分が 50% を占める可能性があると述べています。温度の影響は、洗濯サイクル全体で最大 10% です。
洗浄プロセスについて説明し、ナノバブルが界面活性剤のように水の表面張力を下げることを説明しました。ナノバブルは非常に小さいため、あらゆる素材の毛穴や繊維の奥深くまで入り込みます。これにより、ナノバブルによる洗浄プロセスがさらに向上します。次に、洗濯機の革新性、特に洗濯プロセスにガスを追加する方法を見てみましょう。
ナノバブル洗濯機製品群
三洋エアウォッシュ
洗濯機メーカーの三洋電機は、2006 年に空気とオゾンの両方を使用して消費者の洗濯物を洗浄するアクア・エアウォッシュを発売しました。 この機械は水をリサイクルすることで、洗濯サイクルで使用する水の量を大幅に削減します。 リサイクル洗浄プロセスでは、エアウォッシュはオゾンガスを使用して水を殺菌します。オゾンは洗濯プロセスで細菌を殺し、洗濯物からあらゆる臭いを取り除くのに役立ちます。三洋アクア・エアウォッシュは水の使用量を半分に抑えます。平均的な完全な洗濯サイクルでは50リットルの水を使用します。エアウォッシュの洗濯プログラムには、洗剤なしコース、カビガードコース、オゾンスチームコースなどがあります。このマシンは決して大きな成功を収めたとは言えず、日本でのみ発売されました。このマシンの失敗はおそらく時代を先取りしすぎていたためでしょう。さらに、消費者を再教育し、メリットを説明する優れたマーケティング プログラムも欠如していました。2008年から2010年にかけて、パナソニックは三洋電機を買収しました。
サムスン エコバブル
2010 年に、韓国の洗濯機メーカー、サムスンがエコバブルガス技術を導入する番となりました。 米国では、サムスンがPowerFoamという名前でこのテクノロジをリリースしています。 ecobubble™ テクノロジは、特殊な泡を生成する市場初の洗濯機であり、最初から優れたパフォーマンスを可能にし、冷水でも温水と同じように洗濯できると主張しています。これらの石鹸を多く含む泡は水の表面張力を下げ、より深く浸透して繊維に速く溶けるため、エネルギーを節約しながらも素晴らしい結果が得られます。 エコバブル洗濯機には、バブル発生器と呼ばれる特別な部品が組み込まれています。洗濯サイクルが始まると同時に、発生器は最初の取水口を使用して濃縮洗剤溶液を作成し、大量の空気を流れに吸い込み、この混合物を洗濯ドラムに急速に送り込みます。「スタート」を押すと、石鹸のような豊かな泡が立ち上るのが見えます。この技術により、洗剤の衣類への浸透性が大幅に向上します。この特殊な泡が生地に素早く、深く、均一に浸透し、しっかり洗い流します。バブル発生器は、洗剤がより安定して溶解するため、残留物や石鹸汚れが残るのを防ぎます。さらにサムスンは、柔らかく浸透する泡が撥水生地などのデリケートな衣類も保護すると主張しています。混合物から生じる多数の小さな泡は、汚れと繊維の間の界面張力を高め、洗剤を瞬時に汚れに浸透させます。泡入り洗剤液は約40倍の速さで吸収されます。
東芝 ザブーン
東芝は2017年夏、日本でナノバブル洗濯機「ザブーン 」を発売しました。東芝は、ISO の公式用語であるウルトラファインバブルをナノバブルとして初めて使用しました。 これは、ナノバブル業界にとって、消費者レベルと企業レベルの両方で認知度を高めるための非常に良いプロモーションです。東芝は、10,000,000,000個の泡と洗剤が繊維から汚れを取り除くため、驚異的な洗浄力を発揮すると主張しています。ナノバブルには洗剤の洗浄成分（界面活性剤）の効果を高める力があります。ナノサイズの泡が繊維の奥までしっかり浸透し、汚れを落としやすくします。ナノバブルを活かしたパワフルな水流！ナノバブル洗剤が洗浄成分の効果を高め、繊維の奥までしっかり浸透します。東芝ナノバブル洗濯機「ザブーン」を宣伝したのは特撮ヒーローのウルトラマンでした。
シャープ ハンディ超音波ウォッシャー
シャープからは「ハンディ超音波ウォッシャー」が登場しましたが、これは前述した3つの洗濯機とは別の製品です。また、シャープは超音波技術を使用しているため、泡を発生させるコンセプトが異なります。超音波ウォッシャーは 1 秒あたり 38,000 回の超音波振動を発生します。超音波振動は水中に細かい気泡を発生させますが、これらの気泡は多くの場合短命で振動によって破裂し、衝撃波の水流を生成して生地から汚れを取り除きます。 現時点では、ハンディ超音波ウォッシャーはアマゾンで22,000円で販売されています（2023年8月）。超音波ウォッシャーは、7ワットの出力で38kHzの超音波周波数を使用します。
トレンドは明らかに、洗濯機内で気泡を注入したり、超音波による気泡やキャビテーションを生成したりして、ガスや気泡を使って洗濯する方向に向かっています。超音波は大量の水に対応するのが難しいですが、シャープ ハンディウォッシャーで見られたように、小さな表面の汚れ除去やスポット洗浄には成功しています。バブルテクノロジーは洗剤の量を減らすために機能しており、同じかそれ以上の洗浄性能を実現しながら洗浄温度をさらに下げます。現在、さまざまな洗濯機で生成される泡の量は限られており、おそらく1mlあたり約100万個ですが、acnitiのウェブサイトに掲載されている工業用泡発生器は1mlあたり数十億個の泡を生成できます。現在、ハイエンドの泡生成技術を洗濯機に組み込むのは高価です。洗濯機にはより強力なポンプと、生成する追加の機器が必要なためです。次の市場のリーダーになりたいと考えている洗濯機メーカーは、価格と技術の実装をいち早く習得し、競合他社に先んじる者となるでしょう。また、消費者に高価な洗濯機を購入してもらうためには、洗剤の量を減らす方法を習得する必要があります。現在、この技術は現在洗濯機に実装されているものより進んでいますが、実装可能なものに対して価格は制限されています。洗剤メーカーにとっては、すぐに洗剤を使わずに洗濯できるようになるということは予想されていませんが、洗剤の量を40％削減できる可能性は高いと私は考えています。スイミングプールの洗浄システムでは、泡によって消毒剤の量を40%削減できますが、それについては別のブログ記事で説明します。