ウルトラファインバブル（UFB）のサイズ計測・濃度測定

ウルトラファインバブルとは？マイクロバブルとは？

ファインバブルとは、 液中に存在する非常に小さな気泡のことで、 サイズとして直径100 μm 未満のものを指します。
ファインバブルは大きさにより分類され、直径1 μm 以上100 μm 未満の範囲のものをマイクロバブル、直径1 μm 未満のものをウルトラファインバブルと呼びます。（ISO20480-1の規定）なお、「ファインバブル」及び「ウルトラファインバブル」は一般社団法人ファインバブル産業会の登録商標です。
ファインバブルは、大きな気泡と比べて特に有用な特性を持っています。例えば、ファインバブルの表面はマイナスに帯電しており、プラスに帯電した汚れに吸着する働き（界面活性作用）があります。これにより、洗浄や分離などの効果が高まります。また、ファインバブルの働きは、気泡の大きさや個数、濃度、気泡内のガス成分、周囲の液体、使用条件などによって変わります。これらの特性を活かして、現在ではさまざまな産業分野での活用が進んでいます。
気泡径、濃度はファインバブルの基本的な特性となります。これらを計測することはファインバブルを応用するための重要な要素となります。

ファインバブルの応用分野

ファインバブルは、大きな気泡に比べ界面活性作用、衝撃作用、ガス溶解促進作用、反応促進作用、ガス貯蔵作用などさまざまな有用な性質を持った直径100 µｍ未満の小さな気泡です。これらの作用を活用し、工業分野での洗浄・殺菌、水産業や農業分野での活性化・成長促進、さらには医療、美容、食品分野などでの活用も広がりつつあります。

ファインバブルの測定（粒子径と濃度測定）

●測定原理
粒子群にレーザ光を照射し、そこから発せられる回折・散乱光の強度分布パターンから計算によって粒度分布を求める方法です。
また、既知の標準粒子の散乱光強度で校正を行なえば 、個数濃度（個/mL）または体積濃度（μL/L）としての粒子径分布が求められます。
★光の強さではなく、光強度分布パターンを検出すれば粒子の大きさがわかるところがポイント
★光強度は、粒子濃度に比例するところがポイント

• 粒子濃度とは、ウルトラファインバブルについては粒子径0.005～20 μmの範囲の積算濃度、マイクロバブルについては粒子径1.5～100 μmの範囲の積算濃度のことです。
• メディアン径（50 %粒子径、中央値）とは、粒子径分布の積算50 %にあたる粒子径で、粒子粉体をある粒子径から2つに分けたとき、大きい側と小さい側が等量となる径のことです。
• モード径（最頻値）とは、粒子径分布の頻度グラフのピークに対応する粒子径のことで、分布の中で最も出現する粒子径を表します。
• 平均径とは、各粒子径の値に相対粒子量（差分 %）を掛けて、相対粒子量の合計（100 %）で割ったものです。ただし、各粒子径の値は連続的な量になるので、小さな区間に分割した上で各区間について代表粒子径を定め、飛び飛びの数値に置き換えてから計算しています。また、粒子径の区間は、対数スケールに基づいているので、対数スケール上での平均値を求め、その結果を通常の粒子径の単位をもった平均値に戻しています。
• 個数濃度：本測定法で得られる単位体積当たりの粒子の個数　個数濃度の単位（個/mL）
• 体積濃度：本測定法で得られる単位体積当たりの粒子の体積　体積濃度の単位（µL/L）

●試料
ブランク水（ファインバブル発生前の水）
ファインバブル水（ファインバブル発生後の水）
 

●測定手順
まずは、ブランク水に含まれる粒子のサイズと濃度（散乱パターンや散乱強度）を測定します。
次に、ファインバブル水を測定します。ファインバブル水中に含まれるファインバブル粒子の径や濃度は、ファインバブル水の測定結果から、ブランク水の測定結果を差し引くことで求めます。
 

●測定方法
ウルトラファインバブル：サイズと濃度がともに比較的安定しているため、バブル水をセルにサンプリングして測定を行います。
マイクロバブル  ：浮上による消失の影響を考慮し、バブル発生直後の液体をポンプでセルに送りながらリアルタイム測定を行います。
 

分析・試験事例

ウルトラファインバブル個数濃度測定結果を示します。
グラフの横軸は気泡径（単位：µm，対数スケール）、左縦軸は個数濃度（積算）（単位；個/ｍL）、右縦軸は個数濃度（頻度）（単位；個/ｍL）です。
個数濃度（頻度）は青色棒グラフで、ある粒子径と次の粒子径との間に存在する粒子の量を表します。
個数濃度（積算）は黒色線グラフで、各粒子径範囲の粒子量（頻度）を積算した値になります。
測定の結果、気泡径（メディアン径）は約0.1 µm、粒子濃度（粒子径0.005～20 μmの積算濃度）（1 mL中に含まれるウルトラファインバブルの個数）は、16億5千万個となりました。

図　市販UFB水の粒子径分布

法規制・規格

ISO規格発行リスト（一部抜粋）

JIS規格発行リスト（一部抜粋）

2026.01.06　153