(57)【要約】【課題】遠赤外線放射粒状物のもつ特性を最大限に活用するとともに、さらに好適な用途を開拓する。【解決手段】動植物プランクトンの化石の粉末を含む遠赤外線放射物質の粉末を粒子径５〜５０ｎｍに調整した遠赤外線放射微粉体、または、前記遠赤外線放射微粉体を含有する樹脂を粒子径０．２〜０．５μｍに調整した粉体の表面に被覆した遠赤外線放射粉体、のいずれかまたは両方を水に溶解させた水溶液を、自動車を構成する部材の表面に塗布または吹き付けることにより、車内における有害電磁波や静電気、揮発性化学物質の発生を抑制し、同時にマイナスイオン優位のイオンバランスを車内に作り出して人体に有益なマイナスイオン効果を発生させる。また、燃料に遠赤外線を作用させて燃料の燃焼効率を改善し、排ガスに遠赤外線を作用させて排ガス中の一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物を削減する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
動植物プランクトンの化石の粉末を含む遠赤外線放射物質の粉末を粒子径５〜５０ｎｍに調整した遠赤外線放射微粉体、または、前記遠赤外線放射微粉体を含有する樹脂を粒子径０．２〜０．５μｍに調整した粉体の表面に被覆した遠赤外線放射粉体、のいずれかまたは両方を水に溶解させた水溶液を、自動車を構成する部材の表面に塗布または吹き付けることを特徴とする自動車の室内空気環境および燃料燃焼特性の改善方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠赤外線およびマイナスイオンの利用技術に関し、とくに遠赤外線放射物質を利用して自動車の室内環境と燃料燃焼特性を改善する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、工業技術分野から生活環境分野にいたるまで様々な分野で遠赤外線およびマイナスイオンの利用が進んでいる。たとえば、車両や建物の室内空気環境の改善策として、遠赤外線放射物質やマイナスイオン発生物質を内蔵する機器、部材を室内に設置したり空調機や配管に配置したりして、室内空気に遠赤外線やマイナスイオンを作用させて、室内空気の脱臭、消臭、除塵を行い、また室内にいる人に遠赤外線やマイナスイオンを作用させて、人の健康増進に寄与する方法がとられている（たとえば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
特許文献１には、遠赤外線放射の特性とマイナスイオンを生成する特性を兼ね備えた遠赤外線セラミックヒータが記載されている。特許文献２には、室内送風機の吹き出し送風路中にマイナスイオン発生器を配置した空調機が記載されている。また、特許文献３には、マイナスイオンを放出し同時に遠赤外線を放射する塗材を室内用建材の表面に塗布することが記載されている。
【０００４】
また、たとえば、自動車エンジンの燃費向上策として、遠赤外線放射物質をエンジン冷却水に添加したり、燃料や空気の通過経路の内外に遠赤外線放射物体を配置したりして、燃料や空気に直接あるいは間接的に遠赤外線を作用させて、燃焼効率を向上させる方法がとられている（たとえば特許文献４〜６参照）。
【０００５】
特許文献４には、遠赤外線放射物質の粉体をエンジン冷却水に添加し、また、遠赤外線放射物体を燃焼室内や吸気通路に配置する方法が記載されている。特許文献５には、燃料や空気の通路に遠赤外線放射物体を成型またはコーティングしたフィルターを装着する方法が記載されている。また、特許文献６には、遠赤外線放射物質の粉末を燃料と接触させるか、あるいは燃料タンクや燃料パイプの外面に塗布する方法が記載されている。
【０００６】
以上のような遠赤外線やマイナスイオンの利用にあたって、遠赤外線放射物体やマイナスイオン発生体として最も一般的に用いられているのはトルマリンなどの天然鉱物やセラミックスなどの粉末である。そのほかに特殊なものとして、動植物プランクトンの化石の粉末を遠赤外線放射物質として用い、この遠赤外線放射物質を含有する樹脂を粒状体の表面にコーティングした遠赤外線放射粒状物がある（たとえば特許文献７参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２１４１２９号公報（段落番号０００４−０００５）
【特許文献２】
特開２００１−７４２６６号公報（段落番号０００９、００３５−００３８）
【特許文献３】
特開２００２−１２８２７号公報（段落番号０００５−０００９）
【特許文献４】
特開平７−１２０２１号公報（段落番号０００４、００１３）
【特許文献５】
特開平７−７７１１５号公報（段落番号０００５、００１２）
【特許文献６】
特開平９−２８０１２２号公報（段落番号０００５−００１０）
【特許文献７】
特開２００２−１４６３３５号公報（段落番号０００５−００１０）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、遠赤外線を利用する従来の技術では、遠赤外線放射物質として主にトルマリンなどの天然鉱物やセラミックスなどの粉末あるいはその成型体が用いられている。しかし、天然鉱物の場合は、産出量が少なかったり組成が一定でなかったりして、大量に安定供給することが難しいという問題点があり、また、トルマリンは摩擦したり加熱したりしないと十分な遠赤外線を放射しないという問題点がある。また、セラミックスの場合は、常温における遠赤外線放射量が不十分であり、実用レベルの遠赤外線を発生させるためには加熱する必要がある。また、これらの遠赤外線放射物質は遠赤外線の放射効率が低く、十分な放射効果を得るためには多量の遠赤外線放射物質が必要になる。特許文献７に記載の遠赤外線放射粒状物は、このような問題点を解決したものである。
【０００９】
本発明は、上記特許文献７に記載の遠赤外線放射粒状物のもつ特性を最大限に活用するとともに、さらに好適な用途を開拓することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、動植物プランクトンの化石の粉末を含む遠赤外線放射物質の粉末を粒子径５〜５０ｎｍに調整した遠赤外線放射微粉体、または、前記遠赤外線放射微粉体を含有する樹脂を粒子径０．２〜０．５μｍに調整した粉体の表面に被覆した遠赤外線放射粉体、のいずれかまたは両方を水に溶解させた水溶液を、自動車を構成する部材の表面に塗布または吹き付けることを特徴とする自動車の室内空気環境および燃料燃焼特性の改善方法である。
【００１１】
ここで、動植物プランクトンの化石としては、特許文献７に記載のような、約１００万年前に深さ２００ｍ程度の海中の大陸棚であった場所であって、現在は陸地となっている場所から採取されるものが望ましい。このような動植物プランクトンの化石は、遠赤外線を高い効率で放射する機能を有している。この動植物プランクトンの化石の粉末または同粉末を含む遠赤外線放射物質の粉末の粒子径を５〜５０ｎｍに調整して遠赤外線放射微粉体とする。このような微粉体に調整することにより、この微粉体または同微粉体を含有させた樹脂を被覆した粉体を水に溶解させたとき、水分子とイオン結合ないし水和の形で溶け込んで、水溶液中で電磁波などに誘導されて集成し、水分子に共鳴する遠赤外線放射波長の特性をもつようになる。
【００１２】
遠赤外線放射物質の粉末を粒子径５〜５０ｎｍの微粉体とすることによって表面積が増加し、遠赤外線の放射量が増大する。ここで、遠赤外線放射物質の粉末の粒子径を５０ｎｍ以下の微粉体とする理由を以下に説明する。
本発明において遠赤外線放射物質の粉末は、動植物プランクトンが海水に含まれるミネラルイオンを材料として固体化した珊瑚等の骨格材を、静電場によるスケール分子分解法や超音波振動、電子供給操作、または物理的破砕により微粉体としたものであり、分子（複合分子を含む）レベルを保持しながら、水中で溶解されるものである。
【００１３】
水中で溶解された状態では微粉体はイオンとして存在し、このイオン集合体の表面に電子等の捕捉性を持つため、表面に微弱な電位を生じる。これは、微粉体が電子の捕捉側（プラス極）と移行及び放出側（マイナス極）の極性を持つ誘電体としての性質を持つことを意味する。
このイオン集合体は水分子と接触すると直ちに微弱放電を行うが、イオン集合体をなす微粉体の粒径が大きくなると、確率的に極性が散在しやすくなり、放電の際の電圧が低下することとなる。放電電圧が低下すると、放電によって発生する電場が弱くなり、誘発される遠赤外線の放射効率が低下する。本発明において必要となる遠赤外線の放射効率を得るためには、遠赤外線放射物質の粉末の粒子径が５０ｎｍ以下の微粉体とすることが好ましい。
【００１４】
また、粒子径の下限については遠赤外線の放射効率の観点からは特に制限はないが、粒径を５ｎｍより小さくするのは技術的に困難である。
なお、本発明において、海水中に溶け込んで存在するミネラルイオンを用いずに、珊瑚等の骨格材として固体化されたミネラルイオンを用いる理由は、珊瑚等の生命活動によって誘導された固体ミネラルを微細化したほうが、遠赤外線の放射効率を高めることができるからである。本発明において求められる遠赤外線の特性は、常温域において水分子の固有振動波長と共鳴する遠赤外線を放射する機能であり、珊瑚等の骨格材として固体化されたミネラルイオンは、生命活動によって水分子と共鳴する放射波長を持つため、遠赤外線の放射効率を高めることができる。これは、珊瑚等の生命体が、生命を維持するために必要なミネラルを選択して体内に取り込んでおり、この生命エネルギーによって取り込まれたミネラルに遠赤外線が選択的に吸収されているためであると考えられる。
【００１５】
遠赤外線放射微粉体を含有させた樹脂を被覆する芯材としての粉体は、無機質、有機質、金属など、材質は限定されないが、微小な粒子径に調整可能な材質のものを選択して用いる。この粉体の粒子径を０．２〜０．５μｍとすることにより、被覆粉体を水に溶解させたとき、水に均一に分散する。
粉体の粒子径が０．２μｍより小さいとミネラル微粉体が適切な集成構造にならず、遠赤外線の放射を有効に行うことができない。また、粉体の粒子径が０．５μｍより大きいと、表面積が大きくなりすぎてミネラル微粉体がミネラルイオンとして水和しないので、上記範囲が望ましい。遠赤外線放射微粉体を含有させる樹脂は、天然樹脂やアクリル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネイト樹脂、塩化ビニル樹脂などの合成樹脂を用いる。
【００１６】
このような構成とすることにより、粉体の表面にコーティングされた遠赤外線放射物質含有層から遠赤外線が放射されるので、従来の単体の遠赤外線放射粉末に比べ、遠赤外線放射物質の表面積が増大し、優れた遠赤外線放射機能を発揮する。また、遠赤外線放射物質は天然樹脂層または合成樹脂層に含有されているため安定性に優れ、遠赤外線放射粉体は取扱性も良好である。
【００１７】
さらに、前記天然樹脂または合成樹脂コーティング層に遠赤外線放射物質とともに、海水に含まれる鉱物質を含有させることにより、遠赤外線の波長を一定化させたり、特定波長の遠赤外線を選択的に放射させたりすることが可能となり、海水の組成と似た組成を有する人体に吸収されやすい波長の遠赤外線、人体に有効な波長の遠赤外線を発生させることができるようになる。
【００１８】
海水より塩化ナトリウムをある程度除去しミネラル分を抽出して混合すると、遠赤外線の波長ごとの放射率分布が変わり、人体に吸収されやすい波長分布となる。この波長の遠赤外線により、人体中の血液や体液に含まれるミネラルも体内の水分とともに分子振動により活性化される。
このように、体内水分は遠赤外線の吸収により分子が活性化して還元力が向上し、体内ミネラルは吸収される特性の波長の遠赤外線により分子振動が励起されて水との結合が強化されて、細胞内での複雑な化学反応を安定化させることができる。
なお、海水に含まれる鉱物質とは、マグネシウム、カリウム、酸化チタン、カルシウム、ナトリウムなどをいう。
【００１９】
上記の遠赤外線放射粉体は、天然樹脂または合成樹脂の水溶液に遠赤外線放射物質の微粉体を分散させた液状体に粉体を浸漬するか、または、前記液状体を粉体に噴霧した後、前記液状体が付着した粉体を乾燥させることにより、粉体の表面に遠赤外線放射物質が均一に分散されたコーティング層を備えた粉体を製造することができる。
【００２０】
前記の製造方法において、遠赤外線放射物質の微粉体を天然樹脂や合成樹脂の水溶液に均一に分散させるためには、水溶液の温度を４０〜５０℃とすることが望ましい。遠赤外線放射物質の微粉体を水溶液中に均一に分散させることにより、粉体の表面のコーティング層に遠赤外線放射物質の微粉体が均一に分散されることになる。
【００２１】
ここで、天然樹脂または合成樹脂の水溶液に遠赤外線放射物質の微粉体を分散させた液状体の構成比率を、水８５〜９５重量％、天然樹脂または合成樹脂２．５〜７．５重量％、遠赤外線放射微粉体５〜７．５重量％とすることにより、樹脂の溶解と遠赤外線放射微粉体の均一分散、コーティングが容易となり、優れた遠赤外線放射機能を備え、耐久性に優れたコーティング層を有する遠赤外線放射粉体を得ることができる。
【００２２】
さらに、前記液状体に、海水に含まれる鉱物質を添加することにより、前述したように、一定波長の遠赤外線を放射したり、特定波長の遠赤外線を選択的に放射したりする遠赤外線放射粉体を形成することができるほか、人体に有効な遠赤外線を発生させることができるようになる。
【００２３】
本発明においては、遠赤外線放射微粉体または遠赤外線放射粉体の水溶液を、自動車の室内の機器や内装材、燃料供給系統やエンジンルーム内の機器、下回り機器などに吹き付ける。自動車の車内には一般家屋の室内より高いレベルの有害電磁波や静電気、揮発性化学物質が発生しているが、室内機器や内装材に遠赤外線放射物質を含む水溶液を吹き付けることにより、これらの発生を抑制し、同時にマイナスイオン優位のイオンバランスを室内に作り出して人体に有益なマイナスイオン効果を発生させる。
【００２４】
本発明において使用する遠赤外線放射物質の粉末は、動植物プランクトンの化石の粉末を含んでいる。動植物プランクトンの化石の粉末は、ミネラル微粒子が集成した極性結晶体である。集成結晶体にはプラスとマイナスの極があり、プラス極より電子等を吸収して、これを集成分子のマイナス極へ移動させ、さらに空間に放出する。これを繰り返し、放電現象と電場をつくる。集成結晶体の構成元素により、その分子の固有共鳴波長が決定されるが、化石サンゴや海洋ミネラルの組成原子、分子となるカルシウム、マグネシウム、チタン、マンガン、セレン、リチュウムなどが特定の結晶構造として組み合わされると、コンピュータから発生するマイクロ波や超低周波と共鳴する波長共鳴体となることができ、極性加工によりこれを吸収することができる。この吸収が有害電磁波の抑制につながる。
【００２５】
揮発性化学物質は、有機化合物の水素結合部の酸素が置換されてイオン化し、または水素イオン化合物となって室内に遊離することが一因となって発生し、この揮発性化学物質の発生抑制には、水素分子を引き抜き、水素結合を切って元の分子や原子に分解するか、揮発性化学物質が酸化しないように化学物質のまま還元状態とするのが有効である。遠赤外線放射物質が放射する波長６．２７μｍの遠赤外線は、水分子がとくに共振する性質があり、この波長の遠赤外線の吸収により水分子は振動して分子コロニーの分散化をおこし、微弱電位差や攪拌、衝突、蒸発などの刺激によりイオンへと変化する。
【００２６】
特に遠赤外線放射によるエネルギーを水分子が共鳴吸収することによる水分子の単分子化と、遠赤外線放射体の極性による微弱放電による軽度の電気分解により、ヒドロキシルマイナスイオンが優位に生成される。このヒドロキシルマイナスイオンは、親水基と疎水基とを併せ持つ界面活性作用を有し、加水分解力、浸透力、結合力、還元力に優れた活性作用を有する。本発明においては、このヒドロキシルマイナスイオンが永続的に生成されることで、車内空間の快適性と車走行性能の向上を実現していることに大きな特徴がある。
【００２７】
このヒドロキシルマイナスイオンによって、揮発性化学物質とイオン結合することができ、これにより揮発性化学物質の水素プラスイオンに電子を送り込み、電気的不均衡を是正して揮発性化学物質の活性をなくす。またヒドロキシルイオン水分子の加水分解力により、化学物質を還元作用により分解する。臭いのもととなる揮発分子はすべて水素が介在している。ヒドロキシルマイナスイオンが含まれる遠赤外線放射水により速やかに消臭できるのは、この還元による分子レベルでの分解作用によるものと思われる。
【００２８】
遠赤外線の固有振動には、水分子と人体に含まれるミネラルが共鳴する振動波長域が含まれており、これによって、人体内の水分の単分子化が促進され、併せて体内の微弱電位によって体内でヒドロキシルマイナスイオンが生成される。
【００２９】
また、燃料供給系統の機器に吹き付けることにより、燃料に遠赤外線を作用させ、燃料の燃焼効率を改善することができる。遠赤外線放射体は極性を有するため微弱な電位差を持っており、炭化水素等の燃料と接触すると、燃料の分子の表面電位をマイナス化して活性化する。
また、エンジンルーム内の機器に吹き付けることにより、バッテリーやオイルの性能を向上させることができる。また、下回り機器に吹き付けることにより、タイヤの乗り心地やブレーキの効き目が改善される。また、排気系統の機器に吹き付けることにより、排ガス中の一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物を削減することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
まず、本発明において用いる遠赤外線放射粉体の製造方法の一例について説明する。
本実施形態の遠赤外線放射粉体は、粒子径が０．２〜０．５μｍの炭素（または珪素でもよい）の粉体の表面に、動植物プランクトンの化石を粒子径５〜５０ｎｍの微粉とした遠赤外線放射微粉体を含有する樹脂（天然樹脂あるいはアクリル樹脂などの合成樹脂）コーティング層を形成したものである。
【００３１】
遠赤外線放射粉体においては、炭素の粉体の表面全体を被覆するコーティング層に含有される大量の遠赤外線放射微粉体からそれぞれ遠赤外線が放射されるので、従来の数μｍ以上の単体の遠赤外線放射粉末よりも、表面積が大きい分、優れた遠赤外線発生機能を発揮する。
【００３２】
この遠赤外線放射粉体の製造法は、まず、温度４０〜５０℃の水と、遠赤外線放射微粉体（動植物プランクトンの化石の微粉）と、水溶性で液状の樹脂（たとえばアクリル樹脂）とを容器に投入して充分に撹拌し、樹脂水溶液中に遠赤外線放射微粉体が均一に分散した液状体を調製する。この段階で、放射する遠赤外線の波長を一定化したり、特定波長の遠赤外線を選択的に放射させたりしたい場合は、海水に含まれる鉱物質であるマグネシウム、カリウム、酸化チタン、カルシウムなどを液状体に添加する。
【００３３】
ついで、表面を充分に洗浄、乾燥した炭素の粉体を液状体に浸漬し、この状態で２４０時間程度保持する。所定時間が経過したら、炭素の粉体の表面に液状体が付着した状態で液状体中から引き上げ、通気性容器に収容し、温風を吹き付けることによって乾燥させる。この乾燥過程で、炭素の粉体表面に付着した液状体中の水分が蒸発していくのに伴って、樹脂が遠赤外線放射物質を取り込みながら硬化していき、炭素の粉体表面に、遠赤外線放射微粉体が均一に分散されたコーティング層を備えた遠赤外線放射粉体が得られる。
ここで、芯材となる粉体として炭素を用いている理由は、燃料である炭化水素に吸収される波長（数十ミクロン）の遠赤外線をも高い放射率で放射することが可能となるからである。
【００３４】
つぎに、遠赤外線放射微粉体を含有する樹脂を粉体の表面に被覆した遠赤外線放射粉体の水溶液を、自動車を構成する部材の表面に吹き付けた実験例について説明する。
〔実験例１〕
粒子径５〜５０ｎｍに調整した動植物プランクトンの化石の微粉を含有する樹脂を粒子径０．２〜０．５μｍに調整した炭素の粉体の表面に被覆した遠赤外線放射粉体を、水１００重量部に対して５重量部溶解させた水溶液を、普通乗用車の座席、マット、天井、ドアの繊維部分にスプレーで吹き付けた。吹き付け後、繊維部分を強く、あるいは弱く摩擦し、その後の室内空気中のマイナスイオンとプラスイオンおよび揮発性有機化合物の量を測定した。比較として、遠赤外線放射物質水溶液を吹き付ける前のマイナスイオンとプラスイオンおよび揮発性有機化合物の量を測定した。結果を表１および表２に示す。
【００３５】
【表１】
2004337766.tif 000002
注）測定器：神戸電波社製  ＩＯＮ  ＴＥＳＴＥＲ  ＫＳＴ−９００型
【００３６】
【表２】
2004337766.tif 000003
注）測定器：ガステック社製  ＧＳＰ−２００
【００３７】
表１からわかるように、遠赤外線放射物質水溶液を吹き付けることによって、吹き付け無しの場合に比べて、弱い摩擦の場合でも約２．５倍、強い摩擦の場合は４倍以上のマイナスイオンが発生している。プラスイオンの発生はほとんど変わらない。
また、表２からわかるように、遠赤外線放射物質水溶液を吹き付けることによって、有害成分が減少している。
【００３８】
〔実験例２〕
実験例１で使用した遠赤外線放射粉体を、水１００重量部に対して１０重量部溶解させた水溶液を、普通乗用車の燃料系統、エアー吸入系統、エンジン本体、排気系統にスプレーで吹き付け、約４００ｋｍ走行後の燃費を測定した。スプレー前後の測定結果を表３に示す。
【００３９】
【表３】
2004337766.tif 000004
【００４０】
表３からわかるように、３台の乗用車とも遠赤外線放射粉体水溶液をスプレーした後はスプレー前に比して燃費が１５％以上向上している。
【００４１】
〔実験例３〕
実験例２とは別の３台の普通乗用車に実験例２と同じ条件で遠赤外線放射粉体水溶液をスプレーし、エンジン稼働時の排ガス中のＣＯ（一酸化炭素）とＨＣ（炭化水素）含有量を測定した。スプレー前後の測定結果を表４に示す。
【００４２】
【表４】
2004337766.tif 000005
【００４３】
表４からわかるように、３台の乗用車とも遠赤外線放射粉体水溶液をスプレーした後はスプレー前に比してＣＯは９１％からほぼ１００％減少し、ＨＣは８６％からほぼ１００％減少している。
【００４４】
〔実験例４〕
実験例１、２とは別の２台の普通乗用車に実験例１、２と同じ遠赤外線放射粉体水溶液を排気パイプとマフラーにスプレーし、エンジン稼働時の排ガス中のＣＯとＮＯｘ（窒素酸化物）含有量を測定した。スプレー前後の測定結果を表５に示す。
【００４５】
【表５】
2004337766.tif 000006
【００４６】
表５からわかるように、２台の乗用車とも遠赤外線放射粉体水溶液をスプレーした後はスプレー前に比してＣＯは８３％，８８％減少し、ＮＯｘは８９％，６５％減少している。
【００４７】
【発明の効果】
（１）動植物プランクトンの化石の粉末を含む遠赤外線放射物質の粉末を粒子径５〜５０ｎｍに調整した遠赤外線放射微粉体、または、前記遠赤外線放射微粉体を含有する樹脂を粒子径０．２〜０．５μｍに調整した粉体の表面に被覆した遠赤外線放射粉体、のいずれかまたは両方を水に溶解させた水溶液を、自動車を構成する部材の表面に塗布または吹き付けることにより、車内における有害電磁波や静電気、揮発性化学物質の発生を抑制し、同時にマイナスイオン優位のイオンバランスを車内に作り出して人体に有益なマイナスイオン効果を発生させる。また、燃料に遠赤外線を作用させて燃料の燃焼効率を改善し、排ガスに遠赤外線を作用させて排ガス中の一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物を削減することができる。
【００４８】
（２）動植物プランクトンの化石の粉末または同粉末を含む遠赤外線放射物質の粉末の粒子径を５〜５０ｎｍの微粉体に調整することにより、この微粉体または同微粉体を含有させた樹脂を被覆した粉体を水に溶解させたとき、水分子とイオン結合ないし水和の形で溶け込んで、水溶液中で電磁波などに誘導されて集成し、水分子に共鳴する遠赤外線放射の特性をもつようになる。