(57)【要約】      （修正有）【課題】生体の広い範囲にマイナスの分極を発生させることが可能な発電素子を提供する。【解決手段】発電素子は、黒鉛粉、カーボンブラック、活性炭または炭素繊維粉の単独または混合物が、天然繊維、化学繊維または天然繊維と化学繊維の混合物と組み合わされて出来た導電性シートの一方の面（Ａ）１に、イオン電導性物質の塗膜２を形成した構造とする。この発電素子の面（Ａ）が生体に近接または接触した時に、面（Ａ）と面（Ａ）以外の場所の生体表面６との間に１０ｍＶ以上の電位差が生体の広い範囲に発生し、これが抗酸化、筋肉および神経活動の活性化、殺菌、相分離予防などの作用を発揮する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
粉状の炭素材料を導電材とする紙または不織布（以下、導電性シートという）が、その一方の面（Ａ）をイオン電導性物質の塗膜で覆われた構造を有し、面（Ａ）が生体表面に近接または接触した時に、面（Ａ）と面（Ａ）以外の場所の生体表面の間に１０ｍＶ以上の電位差を発生する発電素子。
【請求項２】
請求項１記載の発電素子が、面（Ａ）のもう一方の面（Ｂ）を紙、不織布、織り布、高分子材料製の膜、高分子材料製の網、粘着剤、両面粘着テープまたは面フアスナーで被覆された構造の発電素子。
【請求項３】
請求項１記載の発電素子が、靴下類、着衣類、寝具類、履物類、サポーターまたは装身具類に装着されて、面（Ａ）が生体表面に近接または接触する構造の発電素子。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本考案は、生体に近接または接触させた状態の時に、生体内に電気二重層によるマイナスの分極を広範囲に発生させることが可能な発電素子に関するもので、抗酸化作用、筋肉や神経の活動の活発化、殺菌あるいは相分離の予防などの健康維持を目的とした用途に使用されるものである。
【背景技術】
【０００２】  生体に直流または交流の電気を通電して行う電気治療は電源として整流器を用いる方法、発電機を用いる方法、あるいは化学電池を用いる方法などが有る。いずれの方法も負電極から放出された電子が生体を経由して正電極に到達し、電気回路を形成している。この様に電気治療では、正電極と負電極を生体に配置し、その電極間に電気を流して生体を刺激して痛みなどを改善する事や、電気泳動現象を利用して薬物を生体内に送り込む事を行っている。これらの電気治療は高電圧の交流を利用するものが多く、直流を利用するものは比較的少ない。最近では、ガンの患部に白金電極を刺し、２〜１０ボルトの直流電気を通電して治療を行う事も始められている。この時も、正負両電極を生体に配置しており、電源を設けて正電極と負電極間に電気回路を形成させている。さらに電気治療は病院や治療院など特定の場所に出向き治療を受けることが多く、家庭などで簡単に治療を行うことは少ない。またその治療装置も高価で有り一般に普及する事を阻んでいる。【０００３】  多くの生活習慣病は活性酸素が主原因であるとされている。活性酸素は、強い求電子性を持った酸素を含む化合物類である。この活性酸素対策として、各種抗酸化剤が発表され市販されている。しかし、これらの抗酸化剤は経口摂取させるものが多く、消化管を通る間に失効し十分な効果を上げることが難しい。ビタミンＣ、ビタミンＥ、ポリフエノールなどのような有機化合物を経口摂取する方法が比較的多く行われているが、効能を現状以上に発揮させる事は難しい状況となっている。
本考案者は、これらの問題に対し微弱な電場を生体に近づけた時に起こる誘電分極効果を利用してマイナスの電荷を生体内に発生させ抗酸化作用を行わせることを特開２００８−２２６８３４および実登第３１４５３９９において提案してきた。この方法によって、生体内にマイナスの分極を生じさせることが可能となったが、この分極は微弱で電場付近の狭い範囲しか有効な分極を発生させることが出来なかった。
【特許文献１】特公  昭５５−３０３６５  防臭、脱臭及び水虫予防用中敷き
【特許文献２】特開  昭６０−１６５９６０シート状電池を用いた治療方法及び治療具
【特許文献３】特開  平３−２６８７６８  足面治療用フイルム
【特許文献４】特開  ２００８−２２６８３４  化学電池および電位差の発生方法
【特許文献５】実登  第３１４５３９９  沿面上に電界を形成させるための発電素子
【非特許文献１】日本医事新報；Ｎｏ．３７８４  伊藤勝基  微弱直流電流通電療法による癌治療の可能性  （平成８年１１月２日）
【非特許文献２】直流電流通電治療機器メーカ、シンノオル社、エルホト社、トリカーブロ社、カブラキ医療商事などのホームページ
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】  生体内に広い範囲でマイナスの分極を発生する事が可能な発電素子を開発する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本考案の発電素子は、炭素材料を導電材とする導電性シートが、その一方の面（Ａ）をイオン電導性物質の塗膜で覆われた構造を有するものである。
この発電素子の面（Ａ）が、生体表面に近接または接触した状態の時に、（面）Ａと面（Ａ）以外の場所の生体表面の間に１０ｍＶ以上の電位差を発生し、これによって課題を解決する手段とするものである。この手段は、電気二重層を原理とするものと考えている。【０００６】  この発電素子に使用する炭素材料は、市販の黒鉛粉、カーボンブラック、活性炭または炭素繊維粉が使用できる。炭素繊維粉は、炭素長繊維製造時に副生する粉末や炭素長繊維をボールミル等の粉砕機を用いて粉砕する事によって得る事が出来る。炭素繊維粉の粒度は５メッシュ以下が好ましい。
導電性シートに含まれる炭素材料の量は、導電性シートの総重量に対し１０〜９０％の範囲のものが使用できる。好ましくは６０〜８０％の範囲のものがよい。導電性シートは内部まで炭素材料が粒状または短繊維状の形で分散しており、イオン電導性物質との接触面積が大きく発電効率に優れている。【０００７】  導電性シートに使用される天然繊維または化学繊維は、木材パルプを主に使用する。これによって従来から紙の抄造に広く用いられてきた湿式法による抄紙設備と技術がほぼそのまま使用可能となる。なお導電性シートの強度を改善するために木材パルプに化学繊維を混抄する事もできる。
導電性シートの厚さは０．０３〜３．０ｍｍ、好ましくは０．１〜０．５ｍｍ、坪量は３０〜４００ｇ／ｍ２、好ましくは１００〜１８０ｇ／ｍ２の範囲がよい。【０００８】  イオン電導性物質は電離可能な無機塩または有機物から選択された１種類また２種類以上の混合物が使用される。無機塩は、塩化ナトリウム、塩化カルシウムまたは塩化マグネシウムの単体または混合物が好ましい。いずれも水と共に使用される。特に塩化カルシウムは潮解性があり保水性に優れているために好ましい。このほか、にがり液も使用可能な無機塩の混合物である。
有機物としては水溶性高分子、タンパク質類、有機酸およびその誘導体、リン脂質、多糖類、アルコール類およびその誘導体、油脂類、保水保湿性乳化物、界面活性剤またはイオン液体が、単独または２種以上の混合物として使用できる。特にポリビニルアルコール、水溶性アクリル樹脂、ケラチン、セラミドまたはアルギン酸が生体に害がなく水の存在下またはそのままの状態で電離することが可能な好ましい有機物である。このほか、テトラエチルアンモニウム塩や体液なども使用可能なイオン電導性物質である。
無機塩として塩化カルシウムを用いる場合は、有機物としてポリビニルアルコールと重量比で塩化カルシウム０．７〜１．５  対  １．０のポリビニルアルコール、さらに好ましくは１．０〜１．３対１．０の範囲で配合され、濃度約１０％の水溶液の形で用いる。【０００９】  イオン電導性物質は、導電性シートの面（Ａ）に溶液、ゲルまたは乳化物などの状態で複合化され担持される。その方法は導電性シートの片側の面に塗布、印刷または転写などによって行われる。最も簡単な方法は塗布法であり、従来から一般に行われているロールコーターなどの設備を用いて行う事が出来る。このほか、発電素子を使用する前に面（Ａ）に指、スティックまたは押し出し式チューブなどの方法で塗布する事も出来る。この方法による時は、発電素子の未使用中にイオン電導性物質の保水状態が変化する事がなく、電位差の安定にも寄与できる。塗布後、乾燥を行う事も可能であるが、イオン電導性物質の塗布量を極力少なくして粘着性のない程度に塗布し乾燥工程を省略することが好ましい。塗布量を可及的に少なくする事は、粘着性を少なくするばかりではなく導電性シートの厚み方向に対してイオン電導性物質の含有濃度に傾斜が出来て、生体との間に電位差が起き易くなる効果もある。導電性シートの面（Ｂ）に浸透などによって到達するイオン電導性物質の濃度は出来るだけ少なくなるようにする。出来得れば殆どないことが望ましい。なおイオン電導性物質は、生体表面に予め塗布しておき、その後、発電素子を生体表面に接触させた時にイオン電導性物質を面（Ａ）に転写する事も出来る。このように塗布法以外に、印刷法または転写法などによってもイオン電導性物質の塗膜形成は可能である。汗などの体液が生体表面から面（Ａ）に転写されて、生体内の分極形成に寄与させる事も可能であり、腋の下などに装着した時に有効な発電素子を提供する。【００１０】  発電素子は、面（Ｂ）を紙、不織布、織り布、高分子材料製の膜または高分子材料製の網で覆って保護し、生体の動きや外力による損傷を防ぐと共に保湿による分極効果の安定を図る。また粘着剤を塗布したり、複数の発電素子を付箋紙（例えば３Ｍ社、ポストイットに類似したもの）の様な形態にしたり、粘着テープや面フアスナーを面（Ｂ）に貼り合わせて発電素子の保護と併せて、衣服やサポーターなどに装着し易くする役割を持たせる構造とする事も可能である。【００１１】  発電素子は、衣類に専用のポケットを設けたり、粘着テープあるいは面フアスナーを付けたり、腹巻きや帯、サポーターまたは帽子の中などに挟んで足裏、足首、太腿、腰部、腹部、胸部あるいは頭部などに装着するほか、靴下類、寝具類、履物類または装身具類に取り付けることによって生体に近接または接触させる。面（Ａ）は直接生体表面に接触する事が好ましいが、薄地の布や網を介して生体表面に近接させて用いる事もできる。
発電素子の大きさは装着部位によって適宜変えることができる。例えば、足から腰にわたって寝具に装着する場合は、少なくとも幅５０×長さ８０ｃｍ、足裏の靴底用には３×５ｃｍほどの大きさが必要となる。【００１２】  発電素子はイオン電導性物質の塗膜に解熱剤、鎮痛剤、傷治療剤、皮膚剥離剤、皮膚保湿剤などの各種薬効性の物質を含ませる事も可能である。【００１３】  面（Ａ）と面（Ａ）以外の場所の生体間の電位差は次の方法で測定した。
（ｉ）電位差計は市販のｍＶまで測定可能な精度±２．５％のテスター（株式会社エー・アンド・デイ製ＡＤ５５２６）を用いた。
（ｉｉ）テスターのプラス端子を発電素子の面（Ａ）と生体の間に挿入し、マイナス端子を右手の親指と人さし指で挟む。発電素子の位置は左足の甲とし、左足の甲と右手親指間を標準測定位置とした。
【考案の効果】
【００１４】  本考案の発電素子は、腰や下腹部に装着すると腰痛が消失し、老人にあっては夜間の排尿が一晩に一回前後に改善される。排便では、便秘および下痢がほとんど解消し、毎日定期的に排泄するようになる。胸部に装着する時は、歩く時に起こる息切れや階段の上り下りも楽になる。肋間神経痛も起こり難くなる。胸やけもほぼ起こらなくなる。胆管結石の苦痛も緩和される症例が得られている。頭部に装着する時は抜け毛が少なくなり、発毛も見受けられる。足裏では水虫が消滅する。また足の甲に装着する時は足のむくみやコムラガエリが解消する症例が得られている。このほか歯痛、鼻づまり、耳だれ、聴力低下、老眼や白内障にも改善効果が認められている。
このような、従来の直流電気療法では達成されなかった症例の改善に加えて、構造が簡易化されて日常的に家庭で装着しても普通の生活が可能となり、生活の質的向上が達成された。治療具の原価低減効果も大きく、安価な価格で購入することが可能になった。
従来の電気治療器は、外部電源から正電極と負電極の間に電気回路を形成しているだけであり、本考案に見られるような生体内に分極を広範囲に誘起する事は出来なかった。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１５】  （ｉ）導電性シートは阿波製紙株式会社製Ｅ−３または新巴川製紙製ＣＢ１５０を使用するのが便利である。このほかシート状活性炭（例えばクラレケミカル製クラシート）も使用可能である。
（ｉｉ）イオン電導性物質は、重量比でアルギン酸１に対し塩化カルシウム１の割合の混合物を工業用水で固形分１０％に希釈したものを使用する。
このほか保水性乳化混合物として化粧用のゲル類も使用可能である。
（ｉｉｉ）導電性シート（代表例、新巴川製紙ＣＢ１５０、坪量１５０ｇ／ｍ２）の片面にロールコーターを用いて（ｉｉ）のイオン電導性物質を固形分で７±１ｇ／ｍ２塗布したのち、８０℃で１０分乾燥する。
（ｉｖ）指触乾燥後、両面粘着テープ（日東電工株式会社製  Ｎｏ．５０１Ｋ）を発電素子の面（Ｂ）に貼る。これで発電素子は出来あがる事になる。
以上の（ｉ）から（ｉｖ）までの工程を経て得られた発電素子を２０×４０ｍｍに切断しランニングシャツの下部に粘着テープの剥離紙を剥がして貼り付ける。その場所はシャツを着用時に発電素子が下腹部に接する位置になるようにする。この状態で３０分経過後、発電素子面と皮膚の間にテスターのプラス端子を挿入し、もう一方のマイナス端子を右手の親指と人指し指で挟んで電位差を測定したところプラス１５０ｍＶの電位差が得られた。マイナス端子を足の親指と人差し指の間に挟んだところプラス８０ｍＶの値が得られ、生体に広くマイナスの電位を観測する事が出来た。なお両面テープに水溶性のアクリル系粘着剤を使用する時は、（ｉ）に対し直接（ｉｖ）を実施しても粘着剤がイオン導電性物質の役割を担う事が出来て、同じ程度の電位差を得ることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００１６】  電気二重層のマイナス電荷を抗酸化物として用いる事は世界で初めての試みである。費用対効果に優れた生活習慣病予防策として大きな産業になると考えている。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】発電素子の構造と衣服に取り付けた時の状況模式図
【符号の説明】
【００１８】１    導電性シートの面（Ａ）
２    イオン電導性物質の塗膜
３    導電性シートのもう一方の面（Ｂ）
４    面フアスナーの上布
５    面フアスナーの下布、保護膜を兼ねる。
６    生体表面
７    シャツの生地面
８    面フアスナーの下布と発電素子の面（Ｂ）との間の粘着剤層
【図１】
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