(57)【要約】【課題】例えば自動車のエアコン等の吹き出し口などに取り付けるだけで、効率良く多量のマイナスイオンを発生させることができるマイナスイオン発生体及びマイナスイオン発生方法を提案する。【解決手段】本発明のマイナスイオン発生体１は、空気導入部２１と排出部２２を備えた容器２に、マイナスイオン発生塗料を塗布した通気性部材３からなる層と、マイナスイオン発生塗料を塗布した多孔質の粒状物４からなる層とを積層して収容してなる。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気導入部と排出部を備えた容器に、マイナスイオン発生塗料を塗布した通気性部材からなる層と、マイナスイオン発生塗料を塗布した多孔質の粒状物からなる層とを積層して収容してなることを特徴とするマイナスイオン発生体。
【請求項２】
通気性部材からなる層の上面に多孔質の粒状物からなる層を載置し、容器の前面に空気導入部を形成すると共に、少なくとも上面に排出部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のマイナスイオン発生体。
【請求項３】
通気性部材からなる層と多孔質の粒状物からなる層を多段に積層してなることを特徴とする請求項１又は２に記載のマイナスイオン発生体。
【請求項４】
マイナスイオン発生塗料を塗布した通気性部材からなる層と、マイナスイオン発生塗料を塗布した多孔質の粒状物からなる層とを積層し、通気性部材からなる層側から空気を導入し、多孔質の粒状物からなる層側からマイナスイオンを含む空気を排出することを特徴とするマイナスイオン発生方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車のエアコン等の吹き出し口などに取り付けるだけで、効率良く多量のマイナスイオンを発生させることができるマイナスイオン発生体及びマイナスイオン発生方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、表面積が大きな多孔質素材が濾過材、吸着材、軽量骨材（充填材）等として、或いは微生物や各種成分の担持体として、各種の分野に有効活用されている。
一方、マイナスイオンは、滝つぼや噴水等の近隣で発生し、清涼な爽快感が得られること、これが水分子からマイナスイオンが生ずる効果であることも近年の研究にて知られている。さらに、このマイナスイオンの爽快感を得られる以外の作用効果についても、各種の報告がなされ、例えば浄化作用や消臭作用などについても報告されている。
そして、板材や紙などの平面状のものにマイナスイオン発生塗料を塗布したものよりも、前記の多孔質素材にマイナスイオン発生塗料を塗布したものの方が表面積が大きい分だけ多量のマイナスイオンを発生できることは容易に推察され、実際そのような構造のものが製品化されてもいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、多孔質素材の表面積とマイナスイオンの発生量は、比例関係にはあらず、より効率良く多量のマイナスイオンを発生することができるマイナスイオン発生体が希求されていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記に鑑み提案されたもので、空気導入部と排出部を備えた容器に、マイナスイオン発生塗料を塗布した通気性部材からなる層と、マイナスイオン発生塗料を塗布した多孔質の粒状物からなる層とを積層して収容してなることを特徴とするマイナスイオン発生体に関するものである。
【０００５】
また、本発明は、マイナスイオン発生塗料を塗布した通気性部材からなる層と、マイナスイオン発生塗料を塗布した多孔質の粒状物からなる層とを積層し、通気性部材からなる層側から空気を導入し、多孔質の粒状物からなる層側からマイナスイオンを含む空気を排出することを特徴とするマイナスイオン発生方法をも提案する。
即ちこの方法は、前記マイナスイオン発生体を用いる場合、空気の送風口を、前記構成のマイナスイオン発生体の空気導入口に接続して容器内に空気を導入させ、排出部からマイナスイオンを含む空気を排出することとなる。
【０００６】
【作用】
前記構成の本発明のマイナスイオン発生体は、容器内にマイナスイオン発生塗料を塗布した通気性部材のみを収容した場合や容器内にマイナスイオン発生塗料を塗布した多孔質の粒状物のみを収容した場合に比べて多量のマイナスイオンを発生させることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる通気性部材は、通気性を有するものであれば特に限定するものではない。例えば繊維状、マット状のものでも良く、材質も合成樹脂であっても天然素材であっても良い。
【０００８】
本発明に用いる粒状物は、多孔質であれば特に限定するものではない。例えばチップ状、球状等のどのような形状、大きさであっても良く、材質も特に限定しないが、セルロース等の植物繊維からなることが望ましい。
【０００９】
また、本発明に用いるマイナスイオン発生塗料は、塗布物表面からマイナスイオンを発生するものであれば特に限定するものではない。例えばバインダー成分とトルマリンなどのマイナスイオン発生鉱物とからなる組成でも良いし、その他どのような組成でも良い。
特にマイナスイオン発生鉱物としては、ガーネット９９〜１重量％と、ジルコニウム、バリウム、ランタン、セリウム、ネオジウム等の全てを含む鉱物焼成による酸化物からなる鉱物１〜９９重量％とを組み合わせたものを使用することがマイナスイオン放出効果が高いため望ましい。後者の鉱物は、ガーネットのマイナスイオン発生作用を励起する作用を果たすと考えられる。これらのマイナスイオン発生鉱物の添加量は、塗料（固形分３３％）１００重量部に対して１〜３０重量部添加するのが最適であり、マイナスイオン発生鉱物を微粉末化する粒度としては、平均粒度として３００μｍ以下が望ましいが、平均粒度が５ｍｍ以下程度でも使用可能である。
また、バインダー成分としては、各種樹脂を用いることができ、特にポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリテトラフロオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、塩化エチレン、ポリエチレン、天然ゴム、ニトリルゴム、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、低密度ポリエチレン、アクリル酸エステル共重合体を用いることが望ましく、油性でも水性でも良いが、中でも水性の乳化重合体の１種であるアクリル酸エステル共重合エマルジョンが望ましい。また水性の三次元架橋型の樹脂、例えば水性アクリルアミンと水性エポキシ樹脂とからなる水性二液混合硬化型の液状組成物を好適に用いることもできる。
さらに、銀微粉末、銅微粉末、その他の導電性金属微粉末、炭素微粉末、炭素繊維微粉末、チタン酸カリウムのウィスカーなどの１種又は２種以上の導電性物質を添加し、表面固有抵抗を１０５〜１０８Ωｃｍの範囲の導電性を付与すると、塗料中に添加されているマイナスイオン発生鉱物からより多量のマイナスイオンを発生させることができる。この導電性物質を塗料に添加する量は、導電性物質の種類によって相違するが、塗料１００重量部に対して導電性物質５〜２０重量部が効果的である。
【００１０】
前記マイナスイオン発生塗料を、前記通気性部材や粒状物に塗布（塗着）する手段については何等限定するものではない。例えば通気性部材や粒状物を塗料中に含浸させた後、乾燥するものでも良い。
【００１１】
マイナスイオン発生塗料によって形成される塗着部分が摩擦等の刺激を受けてマイナスイオンを発生することは知られているが、前述のような組成を有するマイナスイオン発生塗料にて多量のマイナスイオンが発生する機構は以下のように考えられる。
塗着部分に点在するマイナスイオン発生鉱物は自発分極している極性結晶体であり、結晶の両端にプラス極、マイナス極が自発的に生じて電位が永久に保存されるのでプラス極からマイナス極へ常時微弱な電流が流れている。その際、微粉末化鉱物の周囲物質の表面固有抵抗が大きくて導電性が低いと、帯電性が大きくなって微弱電流の電流値が低くなるためにマイナスイオンの放出が抑えられる。また、微粉末化鉱物の周辺物質の表面固有抵抗が小さくて導電性が高いと、隣接する微粉末化鉱物間での電位が中和されてマイナスイオンの放出が抑えられる。そのため、前述のように微粉末化鉱物の周囲物質の表面固有抵抗を１０５〜１０８Ωｃｍの範囲の導電性を有するようにした場合、塗着部分表面におけるマイナスイオンの放出を高いレベルで維持することが可能となる。
【００１２】
またガーネットの微粉末が極微弱な電気エネルギーを有することは知られていたが、このガーネットの微粉末に水を接触させたところ、１７Ｏ−ＮＭＲ（核磁気共鳴）シグナル半値幅の値が原水１１７．５（Ｈｚ）より明らかに小さい７８．３Ｈｚになることが確認された。このことは、クラスターと呼ばれる分子団を含む原水をガーネット微粉末に接触させることにより、クラスターがより小さな分子団となることを意味しており、さらにこの小さな分子団から単分子の水が生ずることを意味している。また別途実験により、ガーネット微粉末を充填したカラムに通水するとｐＨ６．７〜６．９の水が１分〜数分の短時間でｐＨ８．８〜１０．０になることが確認されている。尚、ガーネット微粉末から極微量の溶出イオンがあったが、これらの影響によるｐＨの変動ではない。
これらより水分子は、
Ｈ２Ｏ⇔Ｈ＋＋ＯＨ−
の平衡状態を示し、水素プラスイオンの濃度［Ｈ＋］は中性域では１０−７ｍｏｌ／Ｌ（ｐＨ７）になっているが、水分子がガーネット微粉末と接触することによりこの平衡状態が壊れ、水素プラスイオン（Ｈ＋）の一部は水素ガス（Ｈ２）となり、水中から離れ出る。その結果、水酸基マイナスイオンの濃度［ＯＨ−］が増加し、改質水はアルカリ性化する。そして、水酸基マイナスイオン（ＯＨ−）は周辺の水分子（Ｈ２Ｏ）と結合し、ヒドロキシルマイナスイオン（Ｈ３Ｏ２−）となる。
Ｈ２Ｏ＋ＯＨ−→Ｈ３Ｏ２−
要するにガーネット微粉末は極性結晶体を有し、短時間で水のクラスターを小さくする改質浄化作用を発揮するとともに、水分子のマイナスイオンを増加させて水をアルカリ性化するという電気的特性を有するという新たな知見を得た。そして、空気中の湿気分である水分が前記組成のマイナスイオン発生塗料の塗着部分に接触することにより、直ちに小さなクラスターを含む水分子のある空気となり、やがて電気的にマイナスに帯電したヒドロキシルマイナスイオン（Ｈ３Ｏ２−）となり、空気中の多量のマイナスイオンを発生する。
【００１３】
そして、このようなマイナスイオン発生塗料は、人間の生活環境に有益な遠赤外線放射特性を有し、かつマイナスイオンを定常的に放出させ、消臭効果等の様々な有益な作用を得ることができる。
遠赤外線は４〜１０００μｍの波長を持つが、この塗料が放射する遠赤外線は、４０〜１００℃において人体に有益な６〜１４μｍの波長を持つ“育成光線”と呼ばれる範囲内の７〜１４μｍを示すものである。この育成光線が人体に当たると熱エネルギーに変わり、温熱効果で血管を拡張させ、血流を促進し、身体の隅々まで新鮮な酸素を送る事ができ、新陳代謝を助ける事ができる。
マイナスイオン放出ではアンモニアやホルムアルデヒドなどの脱臭（除去）効果が得られ、さらに清涼な爽快感が得られたり、発汗作用の抑制や血行促進が図られたり、或いは空気清浄効果、味覚改善効果など、極めて優れた環境改善効果が得られる。
【００１４】
マイナスイオン発生塗料をそれぞれ塗布した通気性部材からなる層と多孔質の粒状物からなる層とを積層する手段や積層する方向などについては何等限定するものではない。例えば容器内に収容する場合には、通気性の仕切り板を設けることによって両層が混在しないようにしても良いし、通気性部材の断面積を容器の内容断面積に一致させることにより容器内を実質的に分割できるので、通気性部材の空隙径や粒状物の粒径によっては仕切り板を設けなくても積層させることができる。積層する方向も上下方向でも左右方向でも良い。
【００１５】
また、これらの通気性部材と多孔質の粒状物とを収容する容器は、空気導入部と排出部を備えるものであれば特に限定するものではない。例えば厚紙、特に表面に撥水処理を施した厚紙などを用いるようにしても良いし、プラスチック製の容器などを用いても良く、その形状も送風機構や送風口に応じて適宜に形成すれば良い。
【００１６】
こうして作製される本発明のマイナスイオン発生体は、容器内の通気性部材からも粒状物からもマイナスイオンを発生させることができるが、前述のように容器内に通気性部材のみを収容した場合や粒状物のみを収容した場合に比べて多量のマイナスイオンを発生させることができることが見出された。この現象を考察すると、異材質の層を積層しているので、単一の材質の層を通過するマクロ的な層流が、層間の境界部分で撹乱され、この撹乱流がマイナスイオンの送出に有効に寄与しているか、或いはマイナスイオンを発生するための刺激として有効に作用しているものと考えられる。
また、全容積を一致させた条件で、通気性部材からなる層と多孔質の粒状物からなる層を多段に積層した場合には、それぞれ一層ずつの場合に比べてより多くのマイナスイオンが発生することも見出された。
【００１７】
そして、本発明のマイナスイオン発生体を例えば自動車のエアコンの吹き出し口に置き、容器の空気導入口から空気を導入するようにすると、排出口から空気と共にマイナスイオンが放出されるものとなり、車内にマイナスイオンのリラックス効果や消臭効果等の多大な効果をもたらせることができる。
同様に家庭用のエアコンの吹き出し口にマイナスイオン発生体を取り付ければ、室内に冷風又は温風と共にマイナスイオンを放出することができ、室内環境の改善に寄与するものとなる。
また、ヘアドライヤーの吹き出し口に取り付けられるような形状の容器とし、髪の毛のもつれ等の解消に用いるようにしても良い。
或いは掃除機の排気の吹き出し口に取り付けられるような形状の容器とし、プラスイオンが含まれるといわれる排気の改善を図るようにしても良い。
このように空気の送出機構を備える既存の機構や装置に応じて容器の形状や形態を適宜に選択して適用することにより、マイナスイオンの効果を生活環境に広く導入させることができる。
勿論空気は拡散性を有するので、必ずしも空気の送出機構を設けなくても良く、例えば本発明のマイナスイオン発生体を靴箱やトイレ内に放置してマイナスイオンを発生させ、消臭効果を期待するようにしても良い。
【００１８】
【実施例】
〔実施例１〕
通気部材として、アライ化成社のフィルター素材「ＭＦ−８」を用い、アクリル酸の共重合エマルジョンを主成分とする水性塗料（元旦フューテック株式会社製「フュアコートＦＸ」）に、導電材として粉末状炭素繊維（東レ株式会社製「トスカ」）を、水性塗料１００重量部に対して１０重量部添加すると共に、ガーネット５ｗｔ％とジルコニウム、バリウム、ランタン、セリウム、ネオジウム等の鉱物焼成による酸化物からなる励起材９５ｗｔ％からなる混合微粉末（平均粒径５μｍ）を１０重量部添加して充分に撹拌混合して調製したマイナスイオン発生塗料中に投入し、引き上げて乾燥した。
前記塗料中に、粒状物としてレンゴー社製のセルロース素材「ビスコパール」（粒径４ｍｍ）を投入し、引き上げて乾燥した。
容器２は、図１（ａ）に示すように紙製の箱（５０×５０×７０ｍｍ）に、径３ｍｍの孔を、前面（空気導入部２１）、それと対向する後面側の下方２５ｍｍ幅の部分（第２排出部２３）、及び上面（排出部２２）に設けた。
そして、図１（ｂ）に示すように前記構成の容器２内の下層５５ｍｍに前記通気性部材３を収容し、上層１５ｍｍに前記粒状物４を収容して実施例１のマイナスイオン発生体１とした。
【００１９】
〔実施例２〕
また、図２に示すように下層から順に通気性部材３を２５ｍｍ、粒状物４を１０ｍｍ、通気性部材３を２５ｍｍ、粒状物４を１０ｍｍを積層して容器２内（内容高さ７０ｍｍ）に収容した以外は全く同様として実施例２のマイナスイオン発生体５とした。
【００２０】
〔比較例１〕
比較のため図３に示すように、粒状物４のみを容器２内（内容高さ７０ｍｍ）に収容した以外は全く同様として比較例１のマイナスイオン発生体６とした。
【００２１】
〔比較例２〕
また、図４に示すように通気性部材３のみを容器２内（内容高さ７０ｍｍ）に収容した以外は全く同様として比較例２のマイナスイオン発生体７とした。
【００２２】
・マイナスイオン発生実験
実施例１，２及び比較例１，２のマイナスイオン発生体を、自動車内のドリンクホルダーに置き、前面がエアコンの吹き出し口に臨むようにし、株式会社シグマテック社製イオン測定器「ＳＣ−５０」により、マイナスイオン発生量を測定した。
【００２３】
・測定結果
比較例１（内容物は全て粒状物）
マイナスイオン約１６０個／ｃｃを検出した
比較例２（内容物は全て通気性部材）
マイナスイオン約１８０個／ｃｃを検出した
実施例１（内容物は下層５５ｍｍ通気性部材、上層１５ｍｍ粒状物）
マイナスイオン約６００個／ｃｃを検出した。
実施例２（内容物は下層から２５ｍｍ通気性部材、１０ｍｍ粒状物、２５ｍｍ通気性部材、１０ｍｍ粒状物）
マイナスイオン約７２０個／ｃｃを検出した
【００２４】
・考察
比較例１及び比較例２の結果より、仮に表面積とマイナスイオン発生量とが比例関係にあるとすると、内容物を下層５５ｍｍ通気性部材、上層１５ｍｍ粒状物とした実施例１では、１８０個×（５５／７０）＋１６０個×（１５／７０）＝約１７６個となる筈であるが、実際は約６００個であって、明らかに特異な発生量が得られた。また同様に、合計５０ｍｍ通気性部材、合計２０ｍｍ粒状物とした実施例２では、１７４個となる筈であるが、実際は約７２０個であって、明らかに特異な発生量が得られた。
このように本発明の異材質の２層を積層した構成のマイナスイオン発生体及びマイナスイオン発生方法は、極めて簡易な構成でありながら、マイナスイオンの発生量を増大できるという相乗効果を果たすものであって、積層段数を増やすことによってマイナスイオンの発生量をさらに増大できることも確認された。
【００２５】
以上本発明を一実施例を示したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない限りどのようにでも実施することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上要するに、本発明のマイナスイオン発生体は、容器内にマイナスイオン発生塗料をそれぞれ塗布した通気性部材と多孔質の粒状物と積層して収容した簡易な構成により、容器内にマイナスイオン発生塗料を塗布した通気性部材のみを収容した場合や容器内にマイナスイオン発生塗料を塗布した多孔質の粒状物のみを収容した場合に比べて多量のマイナスイオンを発生させることができる。そして、自動車や家庭用のエアコン等に応じて容器の形状や形態を適宜に選択して適用することにより、マイナスイオンの効果を生活環境に広く導入させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）実施例１のマイナスイオン発生体に用いた容器を示す斜視図、（ｂ）容器内を示す断面図である。
【図２】実施例２のマイナスイオン発生体を示す断面図である。
【図３】比較例１のマイナスイオン発生体を示す断面図である。
【図４】比較例２のマイナスイオン発生体を示す断面図である。
【符号の説明】
１，５　マイナスイオン発生体
２　容器
２１　空気導入部
２２　排出部
３　通気性部材
４　粒状物
【図１】
2004053139.tif 000002
【図２】
2004053139.tif 000003
【図３】
2004053139.tif 000004
【図４】
2004053139.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成15年6月30日(2003.6.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明に用いるマイナスイオン発生塗料は、塗布物表面からマイナスイオンを発生するものであれば特に限定するものではない。例えばバインダー成分とトルマリンなどのマイナスイオン発生鉱物とからなる組成でも良いし、その他どのような組成でも良い。
特にマイナスイオン発生鉱物としては、ガーネット９９〜１重量％と、ジルコニウム、バリウム、ランタン、セリウム、ネオジウム等の全てを含む鉱物焼成による酸化物からなる鉱物１〜９９重量％とを組み合わせたものを使用することがマイナスイオン放出効果が高いため望ましい。後者の鉱物は、ガーネットのマイナスイオン発生作用を励起する作用を果たすと考えられる。これらのマイナスイオン発生鉱物の添加量は、塗料（固形分３３％）１００重量部に対して１〜３０重量部添加するのが最適であり、マイナスイオン発生鉱物を微粉末化する粒度としては、平均粒度として３００μｍ以下が望ましいが、平均粒度が５ｍｍ以下程度でも使用可能である。
また、バインダー成分としては、各種樹脂を用いることができ、特にポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリテトラフロオロエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化エチレン、ポリエチレン、天然ゴム、ニトリルゴム、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ブタジエンゴム、スチレンゴム、ニトリルゴム、シリコーンゴム、低密度ポリエチレン、アクリル酸エステル共重合体を用いることが望ましく、油性でも水性でも良いが、中でも水性の乳化重合体の１種であるアクリル酸エステル共重合エマルジョンが望ましい。また水性の三次元架橋型の樹脂、例えば水性アクリルアミンと水性エポキシ樹脂とからなる水性二液混合硬化型の液状組成物を好適に用いることもできる。
さらに、銀微粉末、銅微粉末、その他の導電性金属微粉末、炭素微粉末、炭素繊維微粉末、チタン酸カリウムのウィスカーなどの１種又は２種以上の導電性物質を添加し、表面固有抵抗を１０５〜１０８Ωｃｍの範囲の導電性を付与すると、塗料中に添加されているマイナスイオン発生鉱物からより多量のマイナスイオンを発生させることができる。この導電性物質を塗料に添加する量は、導電性物質の種類によって相違するが、塗料１００重量部に対して導電性物質５〜２０重量部が効果的である。