(57)【要約】【課題】排気ガス中の有害成分の低減を極めて簡単に行なうことができ、排気ガス低減効果が永続的な排気ガス低減部材及び燃焼機構を提供すること。【解決手段】一次機能水又は二次機能水とセラミックス材料とを混練後焼成して得られた粉末状の機能性セラミックスを保持部材に保持させてなることを特徴とする。二次機能水とは、一次機能水を水で希釈した機能水である。一次機能水とは、ミネラルを含有する水に超音波を照射しながら攪拌するとともに紫外線乃至赤外線を照射した水である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次機能水又は二次機能水とセラミックス材料とを混練後焼成して得られた粉末状の機能性セラミックスを保持部材に保持させてなることを特徴とする排気ガス低減部材。
二次機能水とは、一次機能水を水で希釈した機能水である。
一次機能水とは、ミネラルを含有する水（「ミネラル水」という。）に超音波を照射しながら攪拌するとともに紫外線乃至赤外線を照射した水である。
【請求項２】
一次機能水又は二次機能水とセラミックス材料と光触媒含有水溶液とを混練焼成することを特徴とする請求項１記載の排気ガス低減部材。
【請求項３】
前記光触媒は酸化チタンであることを特徴とする請求項２記載の排気ガス低減部材。
【請求項４】
前記ミネラル水は、カルシウム、カリウム、ナトリウム、珪素の少なくとも一つ以上を含有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の排気ガス低減部材。
【請求項５】
前記セラミックス材料は、前記保持部材の表面に塗布形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の排気ガス低減部材。
【請求項６】
前記保持部材は、シート状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の排気ガス低減部材。
【請求項７】
前記保持部材は、可撓性を有していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の排気ガス低減部材。
【請求項８】
前記保持部材は、他の部材へ接着可能となっていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の排気ガス低減部材。
【請求項９】
燃料タンク、燃焼室、該燃料タンクから該燃焼室へ燃料を送る手段、及び該燃焼室で発生した排ガスを外部へ排気するための排気部を含む燃焼機構において、該燃焼機構のいずれかの部分に請求項１乃至８のいずれか１項記載の排気ガス低減部材を装着したことを特徴とする燃焼機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス低減部材及び燃焼機構に係る。
【０００２】
より詳細には、排気ガス低減技術に係り、例えば燃料タンク、燃焼室、該燃料タンクから該燃焼室へ燃料を送る手段、及び該燃焼室で発生した排ガスを外部へ排気するための排気部を含む燃焼機構において、該燃焼機構のいずれかの部分に装着して好適な排気ガス低減部材及び燃焼機構に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ  ０２／０８１３８３号公報
【０００４】
排気ガス低減技術として、例えばＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）は、エンジン内で発生した粒子状物質をフィルターで捕らえ、エンジンのエネルギーを使用して燃焼させて外気に放出する。しかしながらも排気を阻害してエンジンに負荷が掛かり燃費を悪くする。その他石油系添加剤や磁気装置において燃料や空気自体を改質する方法もあるが車種が制限される、一定の条件下であることなど改善が要求される。
【０００５】
本発明者は、二次機能水を用いることにより排気ガスの低減を実現する技術を提供している（特許文献１）。この技術は、二次機能水と酸化チタンとを配合して得られる三次機能水を燃焼機構のいずれかの部分に塗布することにより排気ガスを低減するものである。なお、ここに、二次機能水とは、一次機能水を水で希釈した機能水である。また、一次機能水とは、ミネラルを含有する水（ミネラル水）という。）に超音波を照射しながら攪拌するとともに紫外線を照射後赤外線を照射した水である。
【０００６】
この技術は、塗布するだけで排気ガスを低減効果を達成させることが可能な優れた技術である。しかし、塗布する手間が必要であるという問題がある。また、効果をより継続させたいという要望がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、遠赤外線の放射及びイオン化の促進といった特性を有し、自動車などの外部機構に装着することで排気ガスの低減効果を発揮する。大気汚染低減や省エネルギーを通じて地球環境の保護に寄与することも可能な排気ガス低減部材及び燃焼機構を提供することを目的とする。
本発明は、排気ガス低減効果が永続的な排気ガス低減部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一次機能水又は二次機能水とセラミックス材料とを混練後焼成して得られた粉末状の機能性セラミックスを保持部材に保持させてなることを特徴とする排気ガス低減部材。
【０００９】
二次機能水とは、一次機能水を水で希釈した機能水である。
【００１０】
一次機能水とは、ミネラルを含有する水（「ミネラル水」という。）に超音波を照射しながら攪拌するとともに紫外線乃至赤外線を照射した水である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、排気ガス中の有害成分の低減を極めて簡単に行うことができる等の機能を有する排気ガス低減部材を得ることが出来る。
（作用）
【００１２】
水は外部からの電磁波（微弱エネルギー）の影響で構造が変化し、メモリー効果など様々な物性を現す。二次機能水は活性化しており還元作用（蘇生作用）、イオン作用も活発になっている。
【００１３】
水素結合の切断と再結合は、水素原子の陽電荷と酸素原子の電子対の相互作用として行われるという点で、電荷移動あるいは広義の酸素還元と呼ばれる化学反応として包括されるから、酸化還元に関与する触媒が有効とされる。
【００１４】
現在、水溶液の形で溶存している物質の酸化還元反応の触媒としては、酸化チタンが知られており、ことにアナターゼ型の酸化チタンは紫外線照射により、溶存物質または、共存物質を還元する能力がある。
【００１５】
水の水素結合の強さは８〜３０ＫＪ／ｍｏｌに対しても、この酸化チタン（励起エネルギーは約３ｅｖ）の光触媒作用が水素原子と酸素原子の相互間での電子の移動を生じさせ水素結合本来の電子状態が解消され、そのエネルギーが励起された状態となる。
【００１６】
遠赤外線放射材質はさらに遷移元素酸化物が含まれると放射率の高い特性を示す。
【００１７】
セラミックスに光触媒溶液を更に混入することで二次機能水の持つ励起エネルギーにより触媒効果をより向上させる。しかしながらその明確な理由は明らかでない。
【００１８】
軽油・ガソリンなどの燃料は電気や圧力などを加え化学反応されたＣとＨとの結合体、炭化水素化合物であり、これらは電気的な磁場によってそれぞれが引き合いある程度の塊（クラスター）となって存在している。その為空気との混合がしにくい状態となっているので、外部からイオン化を促進することで磁場が乱れクラスターを細分化させる。その結果、ガソリンなどの燃料の液体は非常に細かい分子構造になり、酸素と結合しやすい状態へ導くことが出来る。
【００１９】
イオン化された空気は、各シリンダーにむらなく広がることで圧縮比の燃焼とのミキシング効率が向上し燃焼しやすい状態をつくる。これは燃焼する際に必要な酸素熱量のロスを大幅に減少させる、つまり失われていたエネルギーを運動エネルギーに有効活用することができる。
【００２０】
排気については、排気管内の電位が低くなる為、排気ガス（排気熱）を効率よく流すことが出来る。これにより、排圧のエンジンに対する影響は著しく減少し、エンジンの負担を軽くする事が出来る。またイオン化された各酸化物は、排気気管内を衝撃波の影響を受けることなくスムーズに通過し、流速が速まって排気効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
（一次機能水）
一次機能水の製造方法について説明する。
まずミネラル水を用意する。
ミネラル水におけるミネラルとして、Ｎａ，Ｃａ，Ｋ，Ｆｅ，Ｓｉ，Ｚｎの一種以上を含有することが好ましい、特に、遠赤外線放射率を高めるという意味でＳｉを含有するものが好ましい。例えば、水にミネラル元素を含有せしめたものが用いられる。
ミネラル水として特に、風化珊瑚礁抽出液を用いることが好ましい。なお、風化珊瑚礁の代わりに、トルマリン、麦飯石などを用いても良い。抽出液は、風化珊瑚礁を積層したカラム内に水を通過させ濾過することによりミネラル含有液が得られる。なお、抽出過程における液の滴下の速度を遅くし、より効果的に抽出液を得るためには、カラム下部には１ｍｍ以下の粉末状、カラム中部には１〜２ｍｍ以下の微細粒状、カラム上部には２〜４ｍｍの粉砕状の風化珊瑚礁を充鎮せしめて行うことが好ましい。
【００２２】
カラムに送入する水としては、水道水、純水、超純水、電解水、ミネラル水その他の水を用いることができる。特にミネラル水が好ましい。また、水に超音波を照射することによってクラスター化したものを用いても良い。この場合、純水、超純水に超音波を照射するとよりクラスター化が進むため好ましい。
【００２３】
抽出水と、光触媒機能を有する材料（例えば酸化チタン）を含有する光触媒水溶液を混合する。抽出水に対し酸化チタン０．０１〜１．２０％（重量％）、珪素粉末０．０１〜０．７％（重量％）を混入し原料液とする。なお、好ましくは、酸化チタン０．５〜１．０％（重量％）、珪素粉末０．１〜０．５％（重量％）を混入する。
【００２４】
低周波の波長をかけながら上記原料液の攪拌を行う。周波数は１００〜２００Ｈｚとし、好ましくは１５０〜１８０Ｈｚとする。攪拌については、３０００〜２００００ｒｐｍで２〜１０時間とし、好ましくは５〜８時間とする。
【００２５】
なお、低周波をかけながら攪拌することによって、活性化された状態の安定化を図ることなどができる。
【００２６】
更に上記と平行して光触媒の存在のもとに紫外線を照射する。
【００２７】
・光触媒溶液
光触媒としては、酸化チタンが好ましい。酸化チタンはアナターゼ型の酸化チタン、すなわちペルオキソ酸と過酸化水素でペルオキソ修飾したアナターゼ微粉を含む液（ＴＰＸゾル）を用いることが望ましい。なお、ＴＰＸゾルとは酸化チタン０．８５ｗｔ％を含有する、ペルオキソチタン酸と二酸化チタンの混合水溶液である。かかる光触媒の存在のもとで４００ｎｍ以下の紫外線を照射すると水分子間を結合している酸素・水素の結合が切断され、水素結合を失ったＨ−Ｏ−Ｈが発生する。酸化チタンを０．１〜２０ｗｔ％含有せしめたものが好適に用いられる。
【００２８】
・紫外線照射
４００ｎｍ以下の紫外線を照射する。照射時間としては、好ましくは０．５〜８時間、より好ましくは５〜７時間とする。なお、２８０ｎｍ以下の紫外線を照射すれば、原料液を殺菌することもできる。
【００２９】
また、紫外線照射に続き赤外線０．７７〜５００μｍ、好ましくは６〜１４μｍを１０〜１２０分照射することが好ましい。
【００３０】
遠赤外線、特に６〜１４μｍの遠赤外線を受けると、共鳴振動をおこし、原料液の分子運動が活性化される。
【００３１】
上記工程により遠赤外線放射波動水（一次機能水）が得られる。
【００３２】
（二次機能水）
二次機能水を作成する時における一次機能水の希釈率は、１〜３００万倍である。１〜５００００倍が好ましい。１〜５０００倍がより好ましい。希釈に用いる水は、例えば水道水、純水、超純水、電解水、ミネラル水その他の水を用いることができる。特に、ミネラル水が好ましい。特に、クラスターの一部又は全部を細分化した水が好ましい。すなわち、水分子同士の結合を切断した水が好ましい。水分子同士の結合を切断するためには切断が生じるに十分な周波数の超音波を水に照射すればよい。
【００３３】
二次機能水は、転写性を有する機能水（一次機能水を１〜５０００倍に希釈した二次機能水）が好ましい。転写性を有する機能水（転写性二次機能水）は、それが有する機能（例えば、遠赤外線放射機能、マイナスイオン放射機能など）を他の部材（被転写体）に転写できる機能を有する水である。例えば、転写性二次機能水に被転写体を浸漬しておけば被転写体に転写が行われる。また、転写後における被転写体を水に浸漬すれば該水に元の転写性二次機能水の機能が転写される。
【００３４】
また、二次機能水として、一次機能水を１００００〜５００００倍に希釈した二次機能水を用いてもよい。
【００３５】
（機能性セラミックス）
まず、セラミックス材料と遠赤外線放射波動水（一次機能水）とを混練する。
セラミックス材料としては、例えば、珪藻土、蛙目粘土、陶石等が好適に用いられる。セラミックス材料の始発材料は、汚泥状、粉末状、粒状のいずれでもよい。
【００３６】
混練後焼成前に塊状に成形してもよい。この場合は焼成後に粉砕して粉末状あるいは粒状にすればよい。
塊状とせず、粉末状あるいは粒状として焼成を行ってもよい。この場合には焼成が均一に行われるため好ましい。焼成時に凝集が生じた場合には焼成後に粉砕すればよい。
【００３７】
焼成は、７００〜１４００℃で行うことが好ましい。
【００３８】
一次機能水とセラミックス材料とを混練するときに、光触媒を同時に混練することが好ましい。光触媒は、光触媒含有溶液の形で供給することが好ましい。
【００３９】
なお、ここにおける光触媒は一次機能水製造時に用いた光触媒と同様のものを用いることができる。光触媒（例えば酸化チタン）をセラミックスの原料に含有せしめておくことにより極めて有効に触媒機能が働き、排気ガス低減効果がよりよく達成される。
【００４０】
一次機能水と光触媒溶液（例えば酸化チタン含有溶液）の配合比率については、遠赤外線放射波動水と光触媒溶液を各１０〜９０％（体積％）対比で配合することが好ましい。一次機能水３０〜７０％（体積％）、光触媒溶液７０〜３０％（体積％）がより好ましく、一次機能水５０％（体積％）、光触媒溶液５０％（体積％）がさらに好ましい。機能性セラミックス中における光触媒の含有量が０．０１〜３０％（重量％）となるようにすればよい。
【００４１】
なお、上記混練時に、珪素粉末を混入すると遠赤外線放射率を高めるという観点からより一層好ましい。混入率は０．０１〜５％（重量％）が好ましい。珪素粉末については高純度で粒度の小さいものが好ましい。
【００４２】
上記手段により得られたセラミックスを粉砕し３ｍｍ以下程度にする。セラミックスをアルミニウム、ステンレスなどの金属製や樹脂製、紙製などの保持部材に、例えば粘土や接着剤などを利用してコーティングする。その他、接着材に混練せしめてもよい。
【００４３】
（保持部材）
保持部材の材質は特に限定されない。
例えば、金属（合金を含む）、セラミックス、樹脂が用いられる。
形状も特に限定されないが、燃焼機構を構成する部品の外面形状に沿った形状とすれば貼り付けが容易である。シート状とすることが好ましい。
貼り付けるためには、一面に接着剤を塗布しておけばよい。
【００４４】
セラミック材料は、サンドイッチ構造としてもよい。すなわち、二枚の板状の保持部材の間にセラミック材料を挟み込んでおいてもよい。
また、可撓性を持たせておくことが好ましい。例えば、シート状の可撓性保持部材とすることが燃焼機構の構成部品の外面に沿わせてより容易に取り付けることが可能である。
【００４５】
排気ガス低減部材は、例えば自動車の各機構外部もしくは内部に装着することにより排気ガス中の有害成分の低減効果を発揮する。
【００４６】
装着部は、燃焼機構の燃料タンク、燃焼室、該燃料タンクから該燃料室へ燃料を送る手段、及び該燃焼室で発生した排ガスを外部へ排気するための排気部のいずれかの一箇所以上に装着する。その内面、外面どちらでもよい。装着の容易性という点からは外面が好ましい。
【００４７】
装着対象となる燃焼機構の部品の材質は、限定されない。金属(例えば、エンジンなどの燃焼室、排気部のマフラーの構成材料)、セラミック(例えば、排気部ライン途上に配置されるフィルターなどの構成材料)、有機材料(燃料を送る手段あるいは排気部の排気パイプ、チュウブなどの構成材料)であってもよい。    
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】排気ガス低減セラミックスシートの正面図である。
【図２】排気ガス低減セラミックスシートの横断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１    アルミニウム箔
２    粉状セラミックス
３    アルミニウム箔
４    排気ガス低減部材
【図１】
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【図２】
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