(57)【要約】【課題】室内環境や冷蔵庫の庫内環境を改善すべく、冷蔵庫、エアコン、空気清浄機、加湿器、美顔器などからナノサイズの超微細ミストを大量に放出し、室内や庫内の脱臭、除菌、鮮度保持などの効果を発揮する静電霧化装置を提供することを目的とする。また、揮発性のないビタミン類やカテキンなどの機能性成分を微細なナノサイズのミストとして空気中に放出させる静電霧化装置を提供することを他の目的とする。【解決手段】多孔質の保水材11に多孔質の放出ピン部材12を突設して形成され吸水性、保水性および吸上げ特性を有する多孔質成型体２を備える。かつ、多孔質成型体２に負極５が接続され多孔質成型体２を負に帯電させる直流高電圧電源４を備える。かつ、多孔質成型体２が帯電した上記負に対する正の対極を備えていない。【選択図】図１
2008212887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の保水材（11）に多孔質の放出ピン部材（12）を突設して形成され吸水性、保水性および吸上げ特性を有する多孔質成型体（２）と、該多孔質成型体（２）に負極（５）が接続され該多孔質成型体（２）を負に帯電させる直流高電圧電源（４）とを備え、かつ、上記多孔質成型体（２）が帯電した上記負に対する正の対極を備えていないことを特徴とする静電霧化装置。
【請求項２】
上記放出ピン部材（12）が、丸みを帯びた曲面状に形成されると共に直径１〜50nmのミスト（８）を集中して発生するための先端部（12ａ）を有する請求項１記載の静電霧化装置。
【請求項３】
不揮発性機能性成分を含む水溶液（18）が上記保水材（11）に担持され、上記放出ピン部材（12）から上記不揮発性機能性成分を含むミスト（８）を放出するように構成した請求項１又は２記載の静電霧化装置。
【請求項４】
上記放出ピン部材（12）および上記保水材（11）が、セラミック材料、合成樹脂材料、金属材料の多孔体、又は、繊維成型体の１種類または２種類以上を複合化して形成された請求項１，２又は３記載の静電霧化装置。
【請求項５】
上記保水材（11）の保水率が、30％〜 150％であると共に上記放出ピン部材（12）の保水率よりも高く設定され、さらに、上記放出ピン部材（12）の水の吸上げ速度が60秒以内である請求項１，２，３又は４記載の静電霧化装置。
【請求項６】
上記放出ピン部材（12）は棒形状を有する請求項１，２，３，４又は５記載の静電霧化装置。
【請求項７】
上記保水材（11）に担持する上記不揮発性機能性成分は、ビタミン類、ビタミン誘導体、カテキン、ヒアルロン酸、アミノ酸、コラーゲンのような有機系の水溶性成分、あるいは、銀または食塩のような無機系可溶性成分のうちの１種類もしくは２種類以上を組み合わせたものである請求項１，２，３，４，５又は６記載の静電霧化装置。
【請求項８】
上記放出ピン部材（12）は直流高電圧電源（４）の負極（５）を接続した場合、収容容器（13）内の水分を上記保水材（11）に吸水し、そこから上記放出ピン部材（12）の先端部（12ａ）まで該水分が吸い上げられた時しか放電せず、放電した時だけ上記ミスト（８）が放出されるように構成した請求項１，２，３，４，５，６又は７記載の静電霧化装置。
【請求項９】
先端部（12ａ）まで保水した上記放出ピン部材（12）が直流高電圧電源（４）の負極（５）を接続した場合、大気中（６）の水蒸気との間に放電現象が起き、ＯＨラジカルが発生するが、オゾンは発生しないように構成した請求項１，２，３，４，５，６，７又は８記載の静電霧化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超微細なミストを空気中に放出する静電霧化装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エアコンや空気清浄機では、フィルターを利用して室内環境を改善した。更に近年は、エアコンや空気清浄機からミストを放出し、室内の湿度調節や脱臭、除菌効果も期待できる商品が販売されている。また、機能性成分は、健康サプリメントや医薬品を始めとして、化粧品や衣類などに使用されており、健康サプリメントの摂取、医薬品の服用、化粧品の塗用、または衣類の着用などによって、人体に直接吸収させるという利用方法が主体であった。
【０００３】
そして、超音波発生装置を利用すると、不揮発性機能性成分を水溶液のままミストとして放出することが可能である。しかし、超音波により発生させたミストは粒子が目視可能な程度に大きく、湿度過剰や濡れが生じて腐食やカビなどを発生させることがあった。
【０００４】
また、エアコンや空気清浄機、加湿器などでは、室内環境を改善する手段として、コロナ放電を利用したマイナスイオンの発生装置や、水を蒸発させてミストを放出する加湿装置や電気分解を利用したアルカリイオン水のミストを附属機能として装備することがなされている。
例えば、水保持部内に収容されている水に負電圧を印加する印加電極と、接地されている対向電極と、上記の水に接触しているとともに上記対向電極に先端の針状霧化部を対向させて水保持部から吸い上げた水を静電霧化させる吸水体と、上記対向電極との間のコロナ放電でマイナスイオンを発生させるイオン化針とから成るマイナスイオン発生機能付の静電霧化装置を備えた空気清浄機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３５８３５８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示されたマイナスイオン発生技術のように、市販されているナノサイズのミスト発生装置は、典型的なコロナ放電作用を利用しているため、マイナスイオンを大量に発生させたり、オゾンが発生する。この原因はマイナスイオン量の発生量を大きくする目的でミスト放出基材の先端部を鋭利に尖った形状に形成していることにあり、そのため、ミスト放出基材の先端まで十分な水の吸い上げができず、保水量も少ないために十分なミスト量が得られないので、任意の水分量をミストとして放出することができず、更には、先端が鋭利なため、ミストに機能性成分を含ませて放出させることは困難である。
【０００６】
また、市販されている機能性成分の空気中への放出手段としては、揮発性成分以外ではビタミンのイオン導入機が挙げられるが、超音波を利用した発生装置ではミスト粒子がミクロンサイズであり大き過ぎるため皮膚へ浸透し難く、また、マイナスイオンを利用した発生装置ではミスト粒子がナノサイズと小さいものがあるが、先端が鋭利なために十分なミスト量が得られない。
そこで、本発明は、室内環境や冷蔵庫の庫内環境を改善すべく、冷蔵庫、エアコン、空気清浄機、加湿器、美顔器などからナノサイズの超微細ミストを大量に放出し、室内や庫内の脱臭、除菌、鮮度保持などの効果を発揮する静電霧化装置を提供することを目的とする。また、揮発性のないビタミン類やカテキンなどの機能性成分を微細なナノサイズのミストとして空気中に放出させる静電霧化装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る静電霧化装置は、多孔質の保水材に多孔質の放出ピン部材を突設して形成され吸水性、保水性および吸上げ特性を有する多孔質成型体と、該多孔質成型体に負極が接続され該多孔質成型体を負に帯電させる直流高電圧電源とを備え、かつ、上記多孔質成型体が帯電した上記負に対する正の対極を備えていないものである。
【０００８】
また、上記放出ピン部材が、丸みを帯びた曲面状に形成されると共に直径１〜50nmのミストを集中して発生するための先端部を有する。
また、不揮発性機能性成分を含む水溶液が上記保水材に担持され、上記放出ピン部材から上記不揮発性機能性成分を含むミストを放出するように構成した。
【０００９】
また、上記放出ピン部材および上記保水材が、セラミックス材料、合成樹脂材料、金属材料の多孔体、又は、繊維成型体の１種類または２種類以上を複合化して形成されている。
また、上記保水材の保水率が、30％〜 150％であると共に上記放出ピン部材の保水率よりも高く設定され、さらに、上記放出ピン部材の水の吸上げ速度が60秒以内である。
上記放出ピン部材は棒形状を有する。
【００１０】
また、上記保水材に担持する上記不揮発性機能性成分は、ビタミン類、ビタミン誘導体、カテキン、ヒアルロン酸、アミノ酸、コラーゲンのような有機系の水溶性成分、あるいは、銀または食塩のような無機系可溶性成分のうちの１種類もしくは２種類以上を組み合わせたものである。
【００１１】
また、上記放出ピン部材は直流高電圧電源の負極を接続した場合、収容容器内の水分を上記保水材に吸水し、そこから上記放出ピン部材の先端部まで該水分が吸い上げられた時しか放電せず、放電した時だけ上記ミストが放出されるように構成した。
【００１２】
また、先端部まで保水した上記放出ピン部材が直流高電圧電源の負極を接続した場合、大気中の水蒸気との間に放電現象が起き、ＯＨラジカルが発生するが、オゾンは発生しないように構成した。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の静電霧化装置によれば、ナノサイズのミストを大量に放出させることができる。そして、機能性を付与した成分を含有する微粒子水を空気中に飛散させることで、消臭、除菌作用を有効に得ることができる。また、正の対極がないので、放出するミストにオゾンを全く発生させることがなく、環境に対する悪影響を及ぼすことがなく非常に好都合である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。
図１は本発明に係る静電霧化装置の実施の一形態を示す概略図である。１は、ナノサイズのミストを放出するミスト発生装置であり、不揮発性の機能性成分を含む水溶液を吸水保持する多孔質成型体２と、多孔質成型体２に不揮発性の機能性成分を含む水溶液を供給する給水手段３と、不揮発性の機能性成分を含む水溶液を保持した多孔質成型体２を負に帯電させる直流高電圧電源４と、を備える。
【００１５】
多孔質成型体２は、吸水性および保水性を有し、平板状を呈する多孔質の保水材11と、保水材11に突設された多孔質の放出ピン部材12とから構成されている。保水材11および放出ピン部材12は、優れた吸水力および保水力を備えており、セラミックス材料、合成樹脂材料もしくは金属材料の多孔体、または繊維体により形成されている。
【００１６】
多孔体や繊維体の保水材11を構成するセラミックス材料としては、シリカ、アルミナ、マグネシア、チタニア、ジルコニアのような単一酸化物、または、ムライト、ゼオライト、ベントナイト、セビオライト、アタパルジャイト、シリマナイト、カオリン、セリサイト、珪藻土、長石、蛙目粘度、珪酸塩化合物（パーライト、バナミキュライト、セリサイトなど）が挙げられ、天然繊維材料としては、パルプ繊維、綿、ウール繊維、麻繊維などが挙げられ、合成樹脂材料としては、ポリエステル、ナイロンやレーヨン、ウレタン（ポリウレタンを含む）、アクリル、ポリプロピレンなどが挙げられ、金属材料としては、ステンレス、銅、チタン、スズ、プラチナ、金、銀などが挙げられる。
【００１７】
多孔体や繊維体の形状の他にも、ハニカム構造やコルゲート構造が挙げられ、パイプ状、シート状、プリーツ状なども挙げられる。必要条件は優れた吸水力および保水力を有するということである。
【００１８】
また、放出ピン部材12は、棒状体（スティック体）として形成され、水を１〜 100nm程度の微細なミストとして放出する先端部材であり、保水材11の片面（一面）に複数本（例えば、６〜24本など）突設されている。このように放出ピン部材12を棒状体として形成することにより放出ピン部材12からナノサイズのミストが放出し易くなり、また、保水材11に放出ピン部材12を複数本突設することにより、機能性成分含有ミストの放出量を増大させることができる。また、放出ピン部材12の先端部12ａの構造は、フラット面よりも先細りになった構造が好ましいが、先端部12ａが鋭利に尖っている必要はなく、適度な丸みがあった方が好ましい。また、放出ピン部材12の先端部12ａは、エッジがある四角形状（図２，図３参照）よりも、丸みを帯びた円もしくは楕円（図４，図５参照）であること（要するに鋭角尖端よりも曲面で形成すること）が好ましく、このように形成することにより、放出するミストに大量の機能性成分を含ませることができる。また、各放出ピン部材12は、直径が数mm（例えば２〜４mm）で長さは数十mm（例えば30mm）に形成される。なお、放出ピン部材12の長さや径、本数、および先端部12ａの形状に応じてミストの放出量が異なり、その詳細については後述する実施例において考察する。
【００１９】
さらに、放出ピン部材12の保水率は30〜 150％程度が好ましく、下限についてより好ましくは70％以上であり、上限についてより好ましくは 110％以下である。そして、放出ピン部材12は、保水材11よりも高い吸水力を有することが好ましい。これは、保水材11に吸水した水を保水材11に留まらせることなく、放出ピン部材12へと吸い上げ供給させるためである。
【００２０】
放出ピン部材12としては、セラミックス繊維（セラミックスファイバー、ガラス繊維など）、有機繊維（ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ナイロン繊維など）、金属繊維（ステンレス繊維、銅繊維、チタン繊維など）を棒状体として形成したものが挙げられる。その他、セラミックス粒子や金属粒子を棒状体として焼結させた多孔体や、ウレタン樹脂やスチレン樹脂などの発泡体を棒状体として形成したものが挙げられる。なお、多孔体の場合、独立した微細泡の集合体であるよりも、無数の微細孔が連続しているものであることが、水溶液が通過する上で都合がよい。
【００２１】
セラミックスまたは樹脂、金属等の多孔質構造は、水の吸水特性で放出性能が決定され、特に時間当たりの水の吸い上げ量が重要である。これらの性能は、多孔体のもつ時間当たりの吸水率で性能が決定され、いずれの素材においてもその吸水率は30〜 100％程度が適しているが、特に材質別にみれば、セラミックス材料では30〜80％が好ましく、樹脂では70〜 110％が好ましく、金属では10〜60％が好ましい。
【００２２】
さらに、棒状体の放出ピン部材12について（図６参照）、例えば、多孔体であり無数の微細孔が連続している連続気孔のものがある（図７参照）。
また、放出ピン部材12を繊維状構造に形成する場合の具体的な構成として、セラミックスでは、セラミックスファイバーと呼ばれるガラス質またはシリカやムライト結晶質の繊維をバインダーを用いて成形したものや焼結体が挙げられ、合成樹脂では、ポリエステルやナイロン、アクリルなどの繊維があり、短繊維はそれらをバインダーを使って編んだり、または短繊維を絡むように成型したものがある（図８参照）。また、長繊維はそれらを束ねて（収束して）任意の太さになるようにしたものを適切な使用でカットして用いる（図９参照）。これらの繊維状構造では、機能性成分を含む水溶液を保水材11から毛細管現象により吸い上げることができる。
なお、放出ピン部材12は、円筒形状であったり、また、保水材11に突設される放出ピン部材12の本数は、複数に限らず、１本のみでもよい（図示省略）。
【００２３】
また、給水手段３は、ビタミン類などの機能性成分を含む水溶液を収容するとともに、毛細管現象などを利用して、常時、保水材11に機能性成分を含む水溶液を供給する手段であり、本実施形態では、収容容器（瓶）13と、収容容器13内に一端を設けた供給パイプ（チューブ）14とを有し、さらに、収容容器13内の底部には、水量センサ15が付設されている。水量センサ15は、直流高電圧電源４に電気的に接続されている。
【００２４】
機能性成分としては、ビタミンＣ（Ｌ−アスコルビン酸）、ビタミンＣエステル（（Ｌ−アスコルビン酸リン酸マグネシウム、Ｌ−アスコルビン酸リン酸ナトリウム、リン酸アスコルビンマグネシウムなど）、ビタミンＡ、ビタミンＢ、ビタミンＤ、ビタミンＤα−リボ酸、アミノ酸、茶菓抽出物（カテキン、タンニン、サポニン、テアニン、カフェインなど）、ヒアルロン酸、コラーゲン、アロマ精油（ラベンダー、ローズマリー、レモングラス、ティートリー、セージ、クローブ、オレンジ、グレープフルーツ、シナモン、ジャスミンなど）、コーヒー豆、茶菓、ワサビ、ヒノキチオール、キチン、キトサン、プロポリスなどのような有機系可溶性成分が挙げられ、その他、無機物（無機系可溶性成分）では、銀または食塩が挙げられる。
【００２５】
ここで、「機能性」とは、生活環境を快適にして、健康に改善できる性質をいい、消臭性（脱臭、分解など）、抗微生物性（抗菌性、殺菌性、静菌性、抗カビ性、抗ウイルス性など）、リラクゼイション性（アロマテラピー性）、保湿性、抗酸化性、有害小生物忌避性、静電気抑制性、防塵性などのうち、少なくとも一種類の性質を有することを意味する。
【００２６】
また、直流高電圧電源４は、例えば、４〜10kV程度のＤＣマイナス電圧を発生させる電源であり、その負極が導線16を介して保水材11に接続され、水または機能性成分を含む水溶液を保持する保水材11を負に帯電させている。直流高電圧電源４の負極を保水材11に接続することにより、電流は最も放電し易い場所を求めて流れ、通常、先端が尖っている場所や金属など通電性に優れた場所に集まる性質を利用して、放出ピン部材12へと集まることになる。また、交流高電圧電源４には、通電時に点灯するＬＥＤ17が付設される。
【００２７】
機能性成分含有ミストの発生方法は、以上の如く構成されたミスト発生装置（静電霧化装置）１を用いて行われ、保水材11に給水手段３から水または不揮発性の機能性成分を含む水溶液18を供給し、水または不揮発性の機能性成分を含む水溶液18を保持した保水材11に直流高電圧電源４の負極５を接続して負に帯電させるものである。このように水または不揮発性の機能性成分を含む水溶液18を保持した保水材11を負に帯電させると、保水材11に突設された複数本の放出ピン部材12…の先端部12ａ…まで電流が流れて自然放電現象が起こり、その放電作用でイオン風が発生し、このイオン風を利用して水やビタミン類等の機能性成分をナノサイズ（１〜 100nm程度）の目に見えない微細なミスト８…として空気中に放出させることができる。
【００２８】
多孔質成型体２は、セラミックス材料、合成樹脂材料、金属材料の１種類または２種類以上を複合化させて構成されており、放出ピン部材12から放出される水または機能性成分含有ミスト８…の粒子は、多孔質成型体２の電気伝導度あるいは電圧に左右され、およそ１〜 100nm程度の粒子ミスト８…になっているので、エアコンや空気清浄機などの送風ファンの風を利用して室内の隅々まで飛散させることができる。また、放出ピン部材12は運転中は常に十分な湿潤状態であり、上述したように、放出ピン部材12を構成する多孔質材料の保水量、放出ピン部材12の長さおよび径や先端部12ａの形状、本数または形状（棒形状や円筒形状等）により、水や機能性成分のミスト８…を放出する性能が異なる。
【００２９】
また、機能性成分の長期的な効果が得られるミスト発生装置として、図１に示したミスト発生装置１において、保水材11と放出ピン部材12とを備える多孔質成型体２に、不揮発性の（図示省略の）機能性成分を担持（固定）させた装置を形成してもよい。具体的には、放出ピン部材12の重要な特性である吸い上げ性能および保水力に優れた保水材11に、無機または有機化合物のバインダーを用いて機能性成分を含浸させたり、或いは添着させて、放出ピン部材12への機能性成分の供給量または溶出量、吸い上げ速度を制御することができ、機能性成分の放出速度または放出量が制御可能となり、長期的な放出寿命が期待できる。
【００３０】
固定する担持物の多孔体もしくは繊維体は、吸水力および保水力に優れていることが必要であり、特に多孔体の場合にはポーラス構造が連孔であることが重要である。素材としては、セラミックス繊維（セラミックスファイバー、ガラス繊維など）や有機繊維（ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ナイロン繊維など）、金属繊維（ステンレス繊維、銅繊維、チタン繊維など）などをシート状またはブロック状に成形したものが挙げられ、その他、セラミックス粒子や金属粒子を焼結させた多孔質体やウレタン樹脂やスチレン樹脂などの発泡体が挙げられる。
【００３１】
また、保水材11に機能性成分を担持するバインダーとして、無機化合物では、珪酸リチウムや珪酸カリウム、珪酸ナトリウム、珪酸ジルコニウム、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、エチルシリケート、シリカゾル、オルガノシリケートなどのケイ酸塩、あるいは、燐酸、ポリ燐酸、ウルトラポリ燐酸、燐酸アルミニウム、燐酸カルシウム、燐酸マグネシウムなどの燐酸塩などが挙げられ、有機化合物では、メチルセルロースやカルボキシルメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ウレタンエマルション、アクリルエマルション、酢酸ビニルエマルションなどが挙げられる。
【００３２】
多孔体または繊維体の保水材11への機能性成分の含浸、付着は、無機または有機化合物のバインダー水溶液に機能性成分の１種類もしくは２種類以上を配合したものを溶解し、この水溶液に保水材11を接触させて乾燥固化させることにより行う。
【００３３】
機能性成分を担持した保水材11は、機能性成分が溶出した水溶液を放出ピン部材12に供給するために設ける機能性成分ストックヤードとして機能するものであり、保水材11に求められる特性は、第１に水溶液の保水量であり、第２に機能性成分が溶出した水溶液を長期にわたって供給できる構造である。すなわち、無機または有機化合物のバインダーを利用して水に機能性成分を徐々に溶出させていくことができれば、放出ピン部材12からの長期的な機能性成分の放出が可能となる。
【００３４】
このように、機能性成分を担持した保水材11に、給水手段３から水を供給し、保水状態の保水材11に直流高電圧電源４の負極５を接続して負に帯電させると、保水材11に突設された複数本の放出ピン部材12…の先端部12ａ…まで電流が流れて自然放電現象が起こり、その放電作用でイオン風が発生し、このイオン風により、保水材11に固定された機能性成分は放出ピン部材12まで水溶液として移動しながら、ナノサイズ（１〜 100nm程度）の目に見えない微細なミスト８…とともに大量に放出される。そして、使用する用途に応じて、放出ピン部材12の材質選択や、放出ピン部材12の長さおよび径や先端部12ａの形状、本数を適宜設計することにより、水または機能性成分を含むミスト放出量を任意に設計することができる。
【００３５】
本発明の水または機能性成分をミスト８…として空気中に放出することを可能としたミスト発生装置１は、冷蔵庫の庫内やエアコン、空気清浄機および加湿器などのカートリッジやフィルター、ファンなどに応用することができる。例えば、冷蔵庫の庫内では、野菜、果物、肉および魚などの生鮮食料品の鮮度保持や消臭、抗菌などの効果が期待でき、エアコン、空気清浄機および加湿器などでは、肌に潤いを供給し肌の乾燥を抑えるなどの抗酸化や保湿効果、室内の脱臭、抗菌作用などが期待できる。さらに、自動車内やクリーンルームなどでは静電気防止対策としても利用できる。
【００３６】
また、機能性成分を含んだミスト８は、その粒子径が１〜 100nm程度のナノサイズであり、壁面などが濡れない程度の極めて微細な状態にあるので、ファン等の風を利用することにより、室内や車内または冷蔵庫の庫内やその隅々まで行き渡らせることができる。
【００３７】
さらに、皮膚への浸透性が高い超微細な機能性成分を含むミストが得られるので、皮膚への長期にわたる保湿効果が期待され、美顔器用あるいは医療用のミスト発生装置への利用が期待できるものである。
【００３８】
次に、図10に示したビタミンＣミスト放出試験設備20において、様々な形状の先端部12ａの放出ピン部材12について放出させる実験を行い、ナノミスト放出性能を比較検討した結果について説明する。
放出試験設備20は、多孔質成型体２と、給水手段３と、多孔質成型体２を負に帯電させる高電圧発生装置（直流高電圧電源）４と、を備え、これらは図１のミスト発生装置１と同じ構成である。また、放出試験設備20は、純水が入れられる容器30と、放出ピン部材12…の先端部12ａ側を包囲状としミストを集める（ガラス製）漏斗部と漏斗部と容器30を連通連結するパイプ部とを有するミスト回収部材29と、容器30内を真空状態にしてミスト吸引力を付与し純水内にミストをバブリングさせる真空ポンプ25を備える。多孔質成型体２、給水手段３、真空ポンプ25、容器30、ミスト回収部材29は、１ｍ四方の床面を有するアクリル製密閉ボックス28内に設けられている。
【００３９】
そして、図11に示したように、先端部12ａの形状が相違する放出ピン部材12…を複数種類用意し、各放出ピン部材12を保水材11に突設させて、ナノミスト放出性能を比較評価した。用意した放出ピン部材12は先端部12ａ以外は円柱形状であり、かつ、先端部12ａについては、丸みを有し細長状のもの（図11（ａ）参照）と、丸み形状のもの（図11（ｂ）参照）と、三角錐形状のもの（図11（ｃ）参照）と、細長鋭利状の三角錐形状のもの（図11（ｄ）参照）と、略平坦状（図11（ｅ）参照）のものである。各放出ピン部材12はポリエステル繊維から成る。
【００４０】
そして、保水材11には突設させる放出ピン部材12…の本数を９本とし、アクリル製ボックス28を、気温25℃、湿度55％の室内に設置した。また、収容容器13には、ビタミンＣを 0.5％溶解した水道水を入れた。そして、図11（ａ）〜図11（ｅ）の各放出ピン部材12について、８kVのＤＣマイナス電圧を６時間通電させた。
実験においては、容器30内の純水に溶解回収したビタミンＣ濃度をアスコルビン酸のＤＰＰＨラジカル還元量の数値から求めた。ＤＰＰＨ溶液にアスコルビン酸が溶解すると、その濃度によりＤＰＰＨラジカルが消去される性質（抗酸化作用）を利用してアスコルビン酸の含有濃度を分光光度計を使って定量分析する方法である。ＤＰＰＨを 0.125mmol／Ｌエタノール溶液に調製したものを５ccだけ三角フラスコに入れ、それを30℃の恒温振とう水槽に入れる。まず、ＤＰＰＨエタノール溶液のピークを測定し、サンプル１ccを入れる。サンプルに抗酸化性があれば、ＤＰＰＨエタノール溶液のラジカルが減少し、紫色から黄色に溶液が変色する。その時のピークをＤＰＰＨエタノール溶液のピークから引いた値が、抗酸化力を示す値となる。
【００４１】
そして、図12が、通電時間と、測定したアスコルビン酸濃度との関係を示したグラフ図であり、グラフ図中の（ａ）〜（ｅ）は夫々、図11（ａ）〜（ｅ）の放出ピン部材12に対応した結果を示す。このグラフ図から考察すると、放出ピン部材12の先端部12ａの形状は、図11（ｄ）のように鋭利状や、図11（ｅ）のように平坦状であると、通電時間は経過してもアスコルビン酸が高まりにくいと判断される。他方、先端部12ａが図11（ａ）や図11（ｂ）のように丸みを有する放出ピン部材12は、機能性成分を含んだミストを放出するのに適していると判断される。
【００４２】
次に、図10のビタミンＣミスト放出試験設備20を用いて、放出ピン部材12の本数、径、および、材質を変えてナノミスト放出量を比較検討する実験を行った結果について説明する。
放出ピン部材12については、直径２mmと４mmの円柱形状のものを、夫々ポリエステル繊維と多孔質セラミックスで形成した。即ち、４種類の放出ピン部材12を用意し、長さはすべて30mmとする。そして、保水材11に各放出ピン部材12を９本突設した場合と、18本突設した場合について実験を行った。実験の条件（ボックス28が設置される室内の気温・湿度、電圧、運転時間）および評価方法は図11，図12で説明した実験のものと同じである。
【００４３】
そして、図13が、通電時間と、測定したビタミン放出濃度（アスコルビン酸濃度）との関係を示したグラフ図である。このグラフ図から、放出ピン部材12の材質は、ポリエステル繊維と多孔質セラミックスでは保水率をほぼ同等にした場合でも差異が見られた。
この理由として考えられることは、放出ピン部材12の吸い上げ能力の差が大きく影響していると思われる。このように考えられる点は、ポリエステル繊維の場合には繊維がすべて長さ方向に束ねられた状態に成型されており、水が放出ピン部材12の長さ方位に対して約30秒程度で移動するのに比べ、セラミックスでは多孔体のマトリックスが網目状態であり、容易に移動しにくい点が挙げられる。
【００４４】
次に、径が細いと更に水の移動が遅く、余計に時間当たりのミスト放出量が少ない傾向が見られた。また、図13のグラフからは傾向が確認できないが、放出ピン部材12の加湿能力として見た場合には、ビタミンＣミストは少なくても放出ピン部材12全体から水分が蒸散するので加湿量からみればポリエステル繊維のものとの有意差は小さくなる。ポリエステル繊維のものは前述したような構造で成型されているので、セラミックスに比べて周囲からの蒸散量は少ない。
【００４５】
ナノミストによる消臭性能や除菌性能を期待する場合や、機能性成分であるビタミンＣやカテキンなど揮発力が期待できない成分の放出にはポリエステル繊維のものが適しており、また、加湿力を重視したり、放出ピン部材12の不燃性を必要とする場合には、多孔質セラミックス製のものが適している。
セラミックス製の多孔体の気孔率を変えれば、保水率はある程度コントロール可能であったが、ポリエステル繊維のものと同等の水吸い上げ速度は得られることができなかった。また、大きな保水量を期待すると多孔体自体の強度が低下し、組立作業や輸送時の振動等で折れたり割れたりするリスクが高くなる傾向がある。
【００４６】
次に、図14に示したクリアミスト放出試験設備21において、空気清浄機やルームエアコンでは十分な対応ができなかった室内へのナノサイズの（クリア）ミストを放出するシステムについての調湿試験を行った。
この放出試験設備21は、多孔質成型体２と、給水手段３と、多孔質成型体２を負に帯電させる高電圧発生装置（直流高電圧電源）４と、を備え、多孔質成型体２と給水手段３がアクリル製ボックス28内に設けられる点は、図10の設備20と同じである。かつ、この放出試験設備21は、ボックス28内の底面に設置されミストを攪拌するエアー（軸流）ファン22と、ボックス28内に設けられて湿度変化を測定する（デジタル式）温湿度データーロガー23とを備える。ボックスの形状、実験の条件（ボックス28が設置される室内の気温・湿度）は、図11，図12で説明した実験のものと同じである。
【００４７】
放出ピン部材12については、長さ30mm・直径３mmの円柱形状のポリエステル繊維で形成した。そして、保水材11に突設する放出ピン部材12の本数を、６本、12本、18本、24本とした場合において、５kV，10kV，15kVの３種類のＤＣマイナス電圧をかける実験を行った。
【００４８】
そして、通電時間と、測定したボックス28内の湿度（％）との関係を表１に示した。この表１の結果から、クリアミスト発生部材である放出ピン部材12の本数は、予測通り、発生するミスト量に対して大きく影響する。また、本数が同じ場合には、掛かる電圧の大きさによりクリアミスト８の発生量が変化することが確認できた。表１の数字は％を示す。  
【００４９】
【表１】
2008212887.tif 000003
【００５０】
以上のように、本発明に係る静電霧化装置は、多孔質の保水材11に多孔質の放出ピン部材12を突設して形成され吸水性、保水性および吸上げ特性を有する多孔質成型体２と、多孔質成型体２に負極５が接続され多孔質成型体２を負に帯電させる直流高電圧電源４とを備え、かつ、多孔質成型体２が帯電した負に対する正の対極を備えていないので、多孔質の放出ピン部材12…から自然放電現象が起こり、風を利用してナノサイズのミストを大量に放出させることができる。そして、正の対極を備えていないので、放出するミストにオゾンを全く発生させずに済む。また、機能性成分を効率よく含ませてミスト化することができる。
【００５１】
また、放出ピン部材12が、丸みを帯びた曲面状に形成されると共に直径１〜50nmのミスト８を集中して発生するための先端部12ａを有するので、電荷が集中し過ぎてアーク放電となることを防止できる。
【００５２】
また、不揮発性機能性成分を含む水溶液18が保水材11に担持され、放出ピン部材12から不揮発性機能性成分を含むミスト８を放出するように構成したので、様々な雰囲気の環境改善に対応させることができる。そして、消臭、除菌作用を有効に得ることができる。
【００５３】
また、放出ピン部材12および保水材11が、セラミックス材料、合成樹脂材料、金属材料の多孔体、又は、繊維成型体の１種類または２種類以上を複合化して形成されたので、吸水力および保水力に優れた放出ピン部材12及び保水材11を実現することができる。
【００５４】
また、保水材11の保水率が、30％〜 150％であると共に放出ピン部材12の保水率よりも高く設定され、さらに、放出ピン部材12の水の吸上げ速度が60秒以内であるので、機能性成分を含む水溶液が保水材11に留まることがなく、放出ピン部材12へと供給または溶出させることができる。
【００５５】
また、放出ピン部材12は棒形状を有するので、機能性成分を含むミスト８が放出し易くなり、複数本の放出ピン部材12…を突設することにより、機能性成分含有ミスト８の放出量を増大させることができる。
【００５６】
また、保水材11に担持する不揮発性機能性成分は、ビタミン類、ビタミン誘導体、カテキン、ヒアルロン酸、アミノ酸、コラーゲンのような有機系の水溶性成分、あるいは、銀または食塩のような無機系可溶性成分のうちの１種類もしくは２種類以上を組み合わせたものであるので、放出ピン部材12への機能性成分の供給量または溶出量、吸い上げ速度を制御することができ、機能性成分の放出速度または放出量が制御可能となり、長期的な放出寿命を期待できる。
【００５７】
また、放出ピン部材12は直流高電圧電源４の負極５を接続した場合、収容容器13内の水分を保水材11に吸水し、そこから放出ピン部材12の先端部12ａまで水分が吸い上げられた時しか放電せず、放電した時だけミスト８が放出されるように構成したので、放出ピン部材12の先端部12ａから自然放電現象が起こり、その機能性成分をミストとともに大量に放出させることができる。従って、例えば、冷蔵庫の庫内環境や室内環境を改善することができる。
【００５８】
先端部12ａまで保水した放出ピン部材12が直流高電圧電源４の負極５を接続した場合、大気中６の水蒸気との間に放電現象が起き、ＯＨラジカルが発生するが、オゾンは発生しないように構成したので、放出ピン部材12への機能性成分の供給量または溶出量、吸い上げ速度を制御することができ、機能性成分の放出速度または放出量を制御することができる。また、微粒子径が小さいミストほど、ＯＨラジカルを多く含むので、化学反応による無臭化や抗菌、抗カビ効果に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明に係る静電霧化装置の実施の一形態を示す説明用概略図である。
【図２】放出ピン部材を示す要部拡大図である。
【図３】要部拡大縦断面図である。
【図４】放出ピン部材を示す要部拡大図である。
【図５】要部拡大縦断面図である。
【図６】放出ピン部材を示す要部拡大図である。
【図７】横断面図である。
【図８】横断面図である。
【図９】縦断面図である。
【図１０】放出試験設備を示す説明用概略図である。
【図１１】放出ピン部材を示す要部拡大図であり、（ａ）は丸みを有し細長状の先端部を有する放出ピン部材を示す要部拡大図で、（ｂ）は丸み形状の先端部を有する放出ピン部材を示す要部拡大図で、（ｃ）は三角錐形状の先端部を有する放出ピン部材を示す要部拡大図で、（ｄ）は細長鋭利状の三角錐形状の先端部を有する放出ピン部材を示す要部拡大図で、（ｅ）は略平坦状の先端部を有する放出ピン部材を示す要部拡大図である。
【図１２】通電時間とアスコルビン酸濃度との関係を示すグラフ図である。
【図１３】通電時間とビタミン放出濃度との関係を示すグラフ図である。
【図１４】放出試験設備を示す説明用概略図である。
【符号の説明】
【００６０】
１  ミスト発生装置
２  多孔質成型体
４  直流高電圧電源
５  負極
６  大気中
８  ミスト
11  保水材
12  放出ピン部材
12ａ  先端部
18  水溶液
【図１】
2008212887.tif 000004
【図２】
2008212887.tif 000005
【図３】
2008212887.tif 000006
【図４】
2008212887.tif 000007
【図５】
2008212887.tif 000008
【図６】
2008212887.tif 000009
【図７】
2008212887.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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