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現在の「ウルトラファインバブル」の世界。
当時は「マイクロナノバブル」といっていました。


開発スタッフのアイデアで、効率的な発生機構が出来ました。
最初の商品は蛇口タイプのもので、現在も販売中です(蛇口用ウルトラファインバブル発生器”アワアワ”)。
その特許構造を内蔵したシャワーヘッドが、
現在の売り上げの主力となる「ボリーナシリーズ」のシャワーヘッドというわけです。


そこで、話はもとに戻りますが、
その画期的なウルトラファインバブル発生機構をプレスリリースしたところ、
様々な業界から問い合わせがありました。
その中に医療機器の商社の方がおられ、当時(2011年)、
オゾンをこのウルトラファインバブル化することで、
オゾン水の殺菌力の持続時間を増加できないか、という相談を持ち掛けられました。


当時も今も、医療現場の手指洗浄はアルコールやヒビテンが主力です。
これらは殺菌力が強く、取り扱いも簡単で、即効性があるからです。
しかし短所もあります。皮膚刺激が強い(手荒れ)、
キズや粘膜には向かない、ランニングコストが高い、環境負荷が大きいなどです。
これらの問題は、まさに今、顕著に露呈していることですね。
調達や供給ルートを断たれると、どうしようもなくなります。


その点、殺菌力が持続するオゾン水が出来れば、様々な問題が一気に解決するのではないか、ということになりました。
水は当然あるとして、病院には酸素ガスは必ずあります。
気体としてのオゾンガスは、当時から酸素ガスからオゾンガスを生成する機器はあったので、
「病院に原材料は必ずある」という状態です。
もしこの装置がものになれば、病院での、アルコール製剤購入経費節減はもちろん、
流通・保管といったあらゆる面でのコストダウンにつながり、なおかつ環境負荷も低減させる、夢のような話しです。

          

「半減期」といって、生成してからのオゾン濃度の低下するスピードが、
他の製剤(アルコールや次亜塩素酸水)とくらべて、圧倒的に短い点です。
アルコール製剤などは、ドラッグストアやコンビニエンスストアストアに並んでいます。
購入して、開封して使い始めても、長い時間、その効力を保っています。
それに対してオゾン水は、生成から30分程度で半減していき、しまいには水になります。
これでは、生成して溜めたものをボトルに移し替えて使おう、などと考えても、
その頃には水になってしまって、何の効力もない液体になっているわけです。

そこで、
当時、その医療機器商社さんと考えたのが、
オゾン水のなかにオゾンのウルトラファインバブルを入れることによって、
このオゾン水、正確には、オゾンウルトラファインバブル水の半減期を、伸ばせるのではないか、ということでした。
アルコール製剤のように1年2年ということではなく、せめて1日24時間引き延ばすことが出来れば、
病院のような管理体制が整っているところであれば、運用でカバーできる、
また、病院側にも大きなメリットがある、ということで、研究がスタートしました。


この医療機器商社さんは、関東の医科大学さんと長年のお付き合いがあり、
そのご縁で、大学の先生、附属の大学病院院長先生を巻き込んでの、開発プロジェクトとなりました。
構想から1年あまりの月日がたち、2013年から具体的取り組みが始まりました。
ウルトラファインバブルそのものも、当時はマイクロナノバブルといって、
これからの分野で、まさに手探り状態、拠り所のないところからの出発です。

                    

さらにオゾンガスを原水に溶け込ませる方法としては、弊社の得意なエジェクター方式をアレンジした方法で臨みました。
理由は、それまでに炭酸ガスや窒素ガスでの溶解で、好感触を得ていた方式だったからです。
そうして様々な試作を繰り返していきました。目指したのは、単なるオゾン水ではなく、
オゾンガスを含んだウルトラファインバブル水の生成です。
ウルトラファインバブルを含んだオゾン水が、
期待したような半減期を引き延ばすことが出来るかどうか、
これらを検証するには、経時的な殺菌効果と濃度測定を繰り返してデータ取りをするしかありません。

特にこの殺菌効果の検証については、弊社の手におえるものではないため、医科大学さんでの作業となりました。
指標菌としてメチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)、殺菌水として、オゾン水、単なるファインバブル水、
そしてオゾン+ウルトラファインバブル水の3つを、
ひたすら測定するという内容でした。提供した機器をアレンジしながらの挑戦でした。

結果から言えば、私たちが望んでいた24時間の濃度持続にはたどりつきませんでした。
ガス溶解法の場合、溶け込まなかったオゾンガスの処理が必要(高濃度のオゾンガスは毒性があるため)になりますが、
この装置のハード的な問題もあり、一旦はこのテーマでの研究は終了しました。

しかし、この取り組みで二つの重要な結果が得られました。
一つは、オゾン水とウルトラファインバブル水を併用することで高い殺菌力が得られること、
そしてもう一つは、
オゾンウルトラファインバブル水は、時間が経過したものでも、低濃度ではあるがオゾンを保有することができたことです。
ここから先の考察は、医科大学の先生の考察を引用します。
当時はマイクロバブルと呼称していましたので、そのままを正確に引用することにします。
「考察、(1)マイクロバブルにオゾンが溶解した結果、オゾンが保持されたのではないか。
(2)オゾンとマイクロバブルの両方から発生したフリーラジカルにより、強い殺菌効果を得たと考えられた。」

目指した性能を得るまでには至りませんでしたが、
今後の課題として、明確になったことは、私たちにとって最大の収穫となりました。

          

その点、先の取り組みは幸運なものだった訳です。
多くの費用と労度のかかる検証を、大学側に行っていただいたからです。

かと言って、手をこまねいていては、事は進みません。
自社で限りがあれば、他の力をお借りする。その為に、まずは中小機構の補助事業に応募することにしました。
時系列は前後してしまいますが、要所要所で、
中小機構のみならず岐阜県や山県市の補助事業を活用させていただきながら、今日に至っています。
設備的には補助事業、そして人的には共同研究というスタイルで進んでいきます。
検証には、それに必要なフィールドが必要であり、
こればかりは、とても単独企業で賄えることではありません。
そうしたフィールドを持っているのは、大学です。

2014年に、医科大学さんや医療機器商社さんとのプロジェクトは終了しました。
ウルトラファインバブルの効果について、別の視点から研究することが必要ということで、
2014年以降、まずは地元の岐阜大学さんとの連携が始まります。
先の研究成果で示唆された、
「オゾンとマイクロバブルの両方から発生したフリーラジカルにより、強い殺菌効果を得たと考えられた。」という点に着目、
ならば「飲用に用いたとき、どのようなギャップが生じるのか?」

タイミングも良かったようです。
ちょうどそのころ、次世代の技術ということで、当時の呼称でいう「マイクロバブル研究」についてのコンソーシアムが、
中京地区ローカルとはいえ、岐阜大学を中核に組織されはじめたのです。
既に、ボリーナシリーズのシャワーヘッドが多く出ていたこともあり、バブル発生器側の立ち位置でエントリーしました。
最初に着目していただいたのは、応用生物学部の先生で、早速、動物に対する取り組みがスタートしました。
コンソーシアムの良いところは、研究室だとか企業といった枠を超えて、得られた知見を共有されることです。
コンソーシアムの中にいる他の研究者は、発表された知見に対して、自らの研究に応用できるのではないかと考えれば、
すぐに該当の機関にアクセスできるという、とても効率的な仕掛けです。
岐阜大学さんだけで、最多時は4つのテーマが、弊社の特許ノズルを使用し行われていました。
一部は、ホームページでご紹介しておりますので、是非、ご参照ください。
https://www.tanakakinzoku.com/ultrafinebubble/


ウルトラファインバブルは肉眼では確認できず、
そのため、その優位性を示すには客観的なデータが必要です。
シャワーヘッドでの、肌や髪質に対しての諸症状については、
別の第三者機関での試験で得ていましたが、「飲用」については何もありません。
岐阜大学のコンソーシアムのなかで、別の先生が発表された論文に着目された先生が、
さらに具体的に進めようということで、新たな研究に着手されました。
ウルトラファインバブル水が2型糖尿病に対して改善効果があるのではないかという推論で、
さっそく、肥満マウス(実験動物として飼育された特別なマウス)を使った研究が行われました。
人間に対する効果を調べる前に、こうした多くの実験動物の貢献があるということを、実際に目にしました。
岐阜大学久保教授の取り組みです。

                  

ウルトラファインバブルを含んだ水は、普通の水と何が違うのか。
岐阜大学久保教授は、先に研究結果が発表されていた「ウルトラファインバブル水には、ある種の抗酸化力がある」という論文に着目し、
特定保健用食品(いわゆるトクホ)の飲料にあるような、食後血糖値への影響について、具体的な研究をスタートさせました。
弊社は、そのウルトラファインバブル水を生成するユニットを提供する形での研究参加です。


血糖値の変化についての研究は、いきなりヒトということではなく、まずは小さい哺乳類、本研究では肥満マウスといって、
一定度、人工的に太らせたマウスを用いての試験となりました。
試験に用いられるマウス君は、人間と同じように、食品を食べ、水を飲みます。言葉で表現することが難しいですが、
スポイトを大きくしたような独特な形をした器具に口を付けると、そこに適度な水が出てきて、マウス君の喉を潤す仕掛けです。
普通の水を飲み続ける群と、
ウルトラファインバブル水を飲む群との相違が、あるのかないのかを時間をかけて飼育して検証していきました。
こうした研究に立ち会うのは初めてでしたが、気の遠くなるような粘り強い作業で、
先生と研究室の皆さんは、長い期間、多くのマウス君の面倒を見なければなりません。

ねばり強い研究の結果として、トクホ飲料のように、ウルトラファインバブルを含んだ水は、
肥満マウスでは食後の血糖値を抑制することが確認されました。
なぜそうなるのか、何が作用してそのような結果になるか、
ウルトラファインバブル水の抗酸化力ではないかと推論されました
(詳しくは、「2型糖尿病に対するウルトラファインバブル水の予防効果」第71回日本栄養・食糧学会/2017年/沖縄でご確認ください。
 論文の著作権の関係で、表題のみのご紹介になることをお許しください)。
多くの肥満マウスの犠牲の上に、貴重なデータが得られました。

なぜ抗酸化力がでるのか、
バブルの視点からいくと、以前からフリーラジカルの発生がいわれており、ここに結びついてきた訳です。
従来から、発生したウルトラファインバブルが消滅する時の作用について、各種の論文が発表されていました。
「何か知らないが、ウルトラファインバブルとともにフリーラジカルが発生し、人間にとって良い影響を出しているようだ」
ならば、さらにウルトラファインバブル経由のフリーラジカルを探らなくてはなりません。ますます幅が広がっていきました。

それらを確認するため、共同研究の場は農業分野にも求めることになっていきます。

                     

水耕栽培でのギャップを試験したことも、過去にはありました。

シャワーヘッドの販売が広がりはじめ、
さらに別の産業領域にといったとき、もう一度、農業分野での製品化を目指しました。
シャワーヘッドをお取扱いの代理店さんの中で、農業分野にも強いところがおられ、
その会社の顧問の方より東京理科大学(当時)の横山教授をご紹介いただきました。
顧問の方は、著名な化粧品メーカーの研究室のOBで、その関係からの繋がりです。

今でもそうですが、展示会などに出展すると、
会期中に少なくとも一人からは、「おやおや、Tナカキキンゾクさんは、金だけではなく、シャワーヘッドも取り扱っているんですか?」
ということを聞かれ、その都度、「いやいや、あちらは”キキンゾク”、貴重品の貴の字が付いてます。こちらは単なる”金属”、
”製作所”とある通り、ただのメーカーです。」といったやり取りをしています。
岐阜県の田舎の中小企業、当然、知名度もなにもありません。こういった質問が必ずあります。


ご紹介といっても、「田中金属製作所? ウルトラファインバブル??」といった様々な疑問符がついていたとは、
後日、横山先生から直接聞きました。それはそうでしょう、傍から見れば、こちらは主力商品としてはシャワーヘッド1本のみの会社です。
「こんなシャワーヘッドから、本当にウルトラファインバブルが出ているのだろうか、そんな馬鹿な。」というクエッションとともに、
弊社のシャワーヘッドを直接使っていただいたところ、「たわば!!」(少し誇張表現が含まれています)
ウルトラファインバブルに魅入られた研究者が生まれた瞬間でした。

                     

私たちも、スーパーマーケットなどの食料品店では、
多くの試食品が供されているので、それらを味見をしたり、衣料品店では布地を触れてみたり、試着したりして確認します。
研究者となると、みなさん独自の物差しを持っておられますから、目に見えたり触って感じることが出来ないものであっても、
自分の尺度で測定し確認できたものを信じます。
横山先生もまさにそうで、弊社のバブル発生機構から所定の条件でサンプリングした試料を計測し、
ウルトラファインバブルを確認、その後の研究につながっていきます。


かねてから取り組んでおられたテーマもあり、
当時先生が所属されていた東京理科大学の研究室を拠点に、
まずは「植物の連作障害を軽減するウルトラファインバブル水の効果」というテーマで、学会発表されました
(詳細は、上記名で2018年の第7回日本マイクロ・ナノバブル学会での論文資料をご参照ください)。
本研究から、ウルトラファインバブルの有効性が確認されたことから、
さらに本格的に追求すべく、拠点を東京農工大学に移しました。
弊社としても、より研究が進むように、地元山県市の補助事業を活用し、
一部の研究資金を賄いながら、ウルトラファインバブルの農業分野での応用研究に邁進していきます。
東京農工大学ではさらに、アレロパシー研究での第一人者である藤井義晴教授のお力もお借りすることになりました。
より具体的な病害土壌でのウルトラファインバブル水の効果を検証するためです。


その研究のなかで、横山先生は画期的な方法で、
ウルトラファインバブル水中のヒドロキシラジカル(活性酸素の一種)の測定に成功します。
活性酸素とは、ヒドロキシラジカルの他に過酸化水素や一重項酸素など4種ほどあるといわれています。
その中のヒドロキシラジカル(・OHと表されます)を掴まえることができました。
活性酸素と呼ばれる分子種のなかでは最も反応性が高く、最も酸化力が強いとされています。
この物質もまた、その反応性の高さゆえ長時間存在することができず、生成後速やかに消滅します。
OHラジカルとも表記されていたりして、みなさんの中でも「知っている」といわれる方も多いのではないかと思います。
既に、大手メーカーの空気清浄機で、消臭機能の説明に登場しています。
先に種明かしすると、今回のボリーナオースリーミストで噴射されるオゾン水ミストの中には、
豊富なヒドロキシラジカルが含まれています。

この間、そもそものオゾン水を生成する方式で、
私たちは電気分解法での機器選択を決定していきます。
従来追求していたガス溶解法からの転換です。
これ以降、開発秘話は今回のパートナーである柏崎ユーエステック株式会社さんとの出会い、
そして製品化へと続きます。

画像は、
3年前に訪れた東京農工大学の農学部のある府中キャンパス。
武蔵野の面影が色濃く残る、巨大な樹木に覆われた構内。

                   

オゾン水生成のもうひとつの方式である電気分解法による取り組みを開始しました。

電気分解方式の特徴は、
陽極側には白金電極やダイヤモンド電極を用い、
陰極側にチタンやステンレスなどを使用されるのが一般的で、通電すると陽極側からオゾン水が連続的に得られます。
この方式の利点は、装置を小型化できることがあります。
機器構成も、ポンプやタンクなど用いずに済むなど、トータルでコンパクトにすることが出来ます。
当初、病院で使用されることを前提とした、オゾンガスありきからの転換です。
生成量など、それぞれの方式で一長一短がありますが、「効率よくオゾン水をウルトラファインバブル化する」という目的のため、
弊社の開発者が目先を変えてチャレンジを開始しました。

また、ガス溶解法の場合、
オゾンガスそのものの経気道毒性(ヒトの気道を経由して健康に被害を及ぼす)が問題となり、
排オゾンガス(水中に溶解しなかったガス)の処理が重要になってきます。
装置も複雑化・大型化してきます。そうした点では、電気分解方式でもわずかにガスは発生するものの、
その点の処理が容易になるという利点もあり、様々な電極を試験することとなりました。
この時点では、あくまで、当初の開発目的である、病院などで用いることを想定したディスペンサータイプの機器を想定しての開発でした。
おおまかには電気分解方式で生成したオゾン水を小型のポンプで加圧およびノズルでウルトラファインバブル化するという構想です。
原理試作の段階で種々のメーカーの電極を試したところ、
満足のいく性能がなかなかえられず、電極を探すなかで巡り合ったのが今回のパートナーである柏崎ユーエステック株式会社さんでした。
同社はオゾン水生成器のみならず還元水素水生成器など、古くから手掛けておられ、
この分野のトップメーカーであり、長年、日本医療・環境オゾン学会の法人会員として、
オゾン水の活用について研究を続けられている企業さんです。
この邂逅こそが、今回の”ボリーナオースリーミスト”誕生の最も大きな要素となりました。

                     

弊社なりにガス溶解法からのオゾン水アプローチだったのですが、手探りながら原理試作や、
独自に予備試験に取り組んでいたことを理解していただいたようで、
親身に相談に乗っていただきました。およそ3年近く前のこととなります。

一方で、生成したオゾン水を効率よくウルトラファインバブル化する方法について研究をかさねた結果、
電気分解方式で生成されたオゾン水は、同時にオゾンのファインバブルも同時生成していることが分かりました。
当然水中に溶解しているので、粒子径はさておいて、溶け込んでいることには違いありません。
当時は自社に粒子径測定装置が無かったので、簡単には測定できませんでしたが、
高価な測定装置を、これまた補助事業を活用して一部の資金を賄いながら、設備することが出来ました。
とても高価な機器で、好調な時の弊社の年間利益の半分ほどの価格です。
しかし、こうした機器がないと、進むものも進みません。
重い負担でしたが、この機器の導入によって、即時的に計測が可能になり、研究開発のスピードは飛躍することになりました。

ウルトラファインバブルの生成方法ですが、
様々な方式があるなかで、弊社を含めた水栓関係の業界では、
「加圧溶解式」だとか「旋回液流式」などと呼ばれる方式を用いているところが多くあります。
弊社のボリーナシリーズのシャワーヘッドは、いうなれば「旋回液流式」と「加圧溶解式」の合わせ技といった方式です。
今回のボリーナオースリーミストでの、オゾン水のウルトラファインバブル化には、
このうちの「加圧溶解式」を用いています。
オゾン水中のファインバブル相当のバブルをスプレーノズルを押さえたとき、内部のオゾン水原水は加圧されます。
さらに容器内に溜まった微量のオゾンガスを瞬時に溶解させながら、
スプレーしたときに一気に開放することで、効率的にウルトラファインバブルが生成されていることが分かりました。

「オゾン水の長期保存」というテーマに挑みつつ、
この間、オゾン水の長所に魅せられたことで、私たちは発想の転換、
いっそのこと使う分だけ、その場で生成し、直ぐに使うことができればいいのではないか、
ということで、ここではじめて携帯型タイプの開発に向かうことになりました。
ウルトラファインバブル化した状態で噴霧すれば、なじみにくいというオゾン水でも
、きっと手指などに浸透しやすくなっているに違いない、そう推論を立て、モックを製作し手指に噴霧したところ、
確かになじむ感じがする、これならばきっと利用していただけるに違いない、いよいよ実現に向け進むことになりました。

柏崎ユーエステックさんとセッションを重ね、
原理試作が完成したのが昨年(2019年)の夏、あとは社内のプレゼン経て事業化するかどうかです。
原理試作品でさまざまなデータをとりました。菌などの不活化に関するデータはもちろん、
ウルトラファインバブル化ならではの利点を追求するため、前述した横山先生にヒドロキシラジカルの測定を依頼した訳です。
その結果は開発秘話その7でお伝えした通りです。昨年末に、弊社として事業化することが正式に決まりました。

                   

山県市は水栓メーカーの集積地ということで、弊社を含め水栓関係3社での出展。
「医療と介護の総合展」は、年2回、秋に東京、春に大阪で開催され、関連業種が一堂に集まる大きな展示会です。

ところが、事態は急変します。
ご存知の通り、1月に発生したウイルスは瞬く間に世界に広がりました。
一類感染症に指定され、2月下旬に開催されたこの展示会も、この時期はまだ各種の制限が少なかったとはいえ、
会場入り口では、サーモグラフィーによる簡易的なチェックと、入場者全員にマスクを配布、着用を促すという会になりました。
出展社の中には、この時期において、早速出展を見合わせるところも多数あり、
ところどころ歯抜け状態となった会場となっていました。
例年ならば空きブースなど見当たらず、多くの来場者を集客する展示会であったにも関わらず、
例年の活況を知るものにとっては、とても寂しく閑散としたしたものでした。

3日間の会期が終了したものの、期待した成果を得られず、計画を見直さざるを得ないのではないか、という議論も出てきました。
この時期、またこれからどうなる、これは単にこの新製品の件についてだけではなく、
弊社の主力事業(シャワーヘッドや水栓部品加工)の先行きも、当然、不透明なものになっていくことが考えられます。
弊社に限らず、世の中全ての事業がそうでしょう。
長年あたためていた企画とはいえ、事業化する場合、金型や専用設備など、多くの初期費用を投じることになります。
どうするか。特に、弊社のような中小企業にとっては、極めて大きな決断を迫られました。

悩む間もないまま、パンデミックは拡大する一方、国内外から悲惨な状態を伝える報道がされてきました。
この局面で、どうするか。どうすべきか。悩みは大きくなるばかりです。
原点に立ち返って、関係者で議論をしました。
「事業の目的、意義を明確にする」、これは稲盛経営12カ条の第1条です。
今、世の中で必要なことは何か、この事業は何を社会にもたらすのか。
7年前、オゾン水に関する開発研究を始めたときのことをあらためて振り返ったとき、答えははっきりしました。
これは議論するまでもなく、出さなければならない、
ここに至って、パートナーである柏崎ユーエステック株式会社さんに協力していただき、
逆に計画を大きく前倒しをして取り組むことに決定、現在の状況になりました。

弊社の主力商品の柱であるシャワーヘッドは、
派手な宣伝はしておりませんが、一般のご家庭から、メガブランドのホテル、
変わったところでは海上自衛隊の護衛艦といったところにもご購入、採用されています。
初めは「何だ、この商品は」からスタートしても、やがて大きな柱となっていきました。
本品も、同様に育てていきます。応援いただいておりますサポーターの皆様には、感謝しかありません。

本品は、柏崎ユーエステックさんのみならず、
神奈川県の電極のトップメーカーさん、山形県のプリント基板メーカーさん、
他、多くの企業さんの協力を得て、製品が作られていきます。
サポーターの皆様をはじめ、多くのご協力のもと、まもなく誕生します。

画像は、今年の医療と介護の総合展、初日の会場の様子。人がまばらです。