(57)【要約】【課題】芳香分子とマイナスイオンを同時に効果的に発生できるマイナスイオン発生器を提供する。【解決手段】針状の負電極１と、負電極１と間隔を隔てて配置されマイナスイオンが通過する開孔部４を有する正電極２とを有する。正電極２は芳香性物質が付与され、１０9Ω〜１０12Ωの電気抵抗値を有する導電性材料から成り、両電極間に直流電源３から負の高電圧を印加し両電極間にコロナ放電による閉回路を形成してマイナスイオンを発生させ、かつ正電極２内の芳香性物質を正電極２に流れる放電電流により励起し、芳香分子を正電極２の表面より放出し、マイナスイオンと芳香分子を適度な濃度に混合して空間に放散できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芳香性物質と導電性物質とを含む樹脂もしくはセラミックスから成り、芳香分子を自然発生のほか通電により発生可能な芳香性を有することを特徴とする導電性材料。
【請求項２】
芳香性物質は、天然芳香剤もしくは人工芳香剤を導電性物質に固定化して、永続的な芳香作用を持たせたことを特徴とする請求項1に記載の導電性材料。
【請求項３】
針状の負電極と、負電極と間隔を隔てて配置されマイナスイオンが通過する開口部を有する正電極とを有し、負電極と正電極の間に高電圧を印加して負電極と正電極との間に微弱なコロナ放電による放電閉回路を形成し、負電極と正電極との間にマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器であって、正電極は芳香性物質と導電性物質とを含む樹脂もしくはセラミックスから成り、芳香分子を自然発生のほか通電により発生可能な芳香性を有する導電性材料により構成したことを特徴とするマイナスイオン発生器。
【請求項４】
正電極の電気抵抗値が１０9Ω〜１０12Ωであることを特徴とする請求項３記載のマイナスイオン発生器。
【請求項５】
芳香性物質は、天然芳香剤もしくは人工芳香剤を導電性物質に固定化して、永続的な芳香作用を持たせたことを特徴とする請求項３または４の一に記載のマイナスイオン発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芳香性を有するマイナスイオンを発生するものに関し、特に芳香性を有する導電性材料とこれを正電極に用いたマイナスイオン発生器に関する。
【背景技術】
【０００２】
＜芳香剤入り導電性樹脂に関して＞
天然芳香剤や人工芳香剤を煉り込みもしくは添加して形成された一般的なポリプロピレン、アクリルなどの高分子材料（以下、芳香性パネルという）は、化粧品などの容器、装飾用の化粧板、アロマティ用品などに広く使われている（例えば、特許文献１参照）。しかし、これらの材質自身は、電気抵抗値が一般的に１０14Ω以上と高いため、製品の使用過程で接触などによる静電気帯電を生じる。
【０００３】
＜芳香剤入り導電性樹脂を電極に用いたマイナスイオン発生器に関して＞
従来、コロナ放電法によるマイナスイオン発生器としては、負の高電圧を印加する負電極とこれと対向して設け導電性高分子材料から成る正電極との間にコロナ放電を生じさせ、両電極間の空気をイオン化して、マイナスイオンのみを発生するものがある（例えば、特許文献２、３参照）。このマイナスイオンの実態は、空気が電離されて生成される酸素分子Ｏ2―に水分子Ｈ2Ｏが複数個吸着してクラスタを形成した状態である。酸素分子Ｏ2―は活性度が高く、且つ、消イオン時間が短いため、発生直後に消滅してしまう。
【０００４】
従って、酸素分子Ｏ2―だけでは、マイナスイオンとして利用できない。しかし、これに空気中の水分子Ｈ2Ｏが結合することにより、大きなクラスタとなるため、その消イオン時間が数十秒から数百秒に延びて、遠くまでマイナスイオンとして拡散でき、マイナスイオンとして利用することができる。
【０００５】
一方、芳香剤から発散する芳香分子は一般的に水和性が高く、空気中の水分子Ｈ2Ｏと結合し、遠くまで飛散する。そして、物質が香を持つためには、（1）芳香剤の主成分となる有香物質に揮発性があること。（2）分子量が３００以下で、かつ水および脂質にある程度の溶解性があること。（3）Ｃ＝Ｃ、−ＯＨ、―ＣＯ、−ＣＣＯなどの官能基が分子内にあることが必要である。これらは水和性があるため空気中の水分と結合し、鼻腔の奥にある臭覚器に達し、臭細胞の受容体と結合して、臭いとして感知されるのである。
【０００６】
芳香性パネルは、容器自体の静電気帯電により、空気中の塵、ごみなどの微小粒子が吸引されて、容器自体の汚れの原因となる。
また、芳香性パネルは、展示用や装飾用に使われる壁パネルや衝立などはその面積がきわめて大きいため、静電気帯電量は極めて高くなり、条件によっては人体が触れると人体にスパーク放電が生じて、人体に対して電撃ショックなどの違和感を与える原因となる。
以上のように、従来使われている芳香剤を添加した高分子材料（パネルなど）は、そのもの自体の高い電気抵抗値によって静電気帯電が生じ、ゴミ等の付着による汚れおよび人体への電撃ショックを与えるなど実用上解決すべき大きな課題があった。さらに、芳香物質から揮発あるいは発散する芳香分子が香として人体などの鼻腔に到達するためには空気中の水分子Ｈ2Ｏとの結合が不可欠である。
【０００７】
また、一般的なコロナ放電あるいは電子放射方式といわれるマイナスイオン発生方法は、正電極側が金属もしくは大地アースで形成される。正電極側が金属の場合には、金属製の針電極（負電極）と金属製の正電極との間に高電圧を印加するため、電極間の最短位置（距離）でコロナ放電が集中的に発生する。従って、電極間の空気のイオン化エネルギーが集中して、本来のマイナスイオンの他に有害なオゾンや窒素酸化物が生成される（例えば、特許文献４参照）。
【０００８】
さらに、正電極側が大地アースの場合には、無限遠方空中へのコロナ放電形式のため、空気をイオン化するためには空気のコロナ放電開始電圧以上の高電圧を負極となる針電極に印加する必要がある。一般的に空気のコロナ放電開始電圧は大気圧、常温常湿下において約4ＫＶ/ｍｍであるが、空気をイオン化してマイナスイオンを発生させるためには、これ以上の高電圧を印加する必要がある。一般的には5ＫＶから6ＫＶの高電圧が印加される。しかし、この場合も前記同様に空気へのイオン化エネルギーが高くなり、オゾンや窒素酸化物を発生することとなる（例えば、特許文献５参照）。
【特許文献１】特開２００３−２０１３７４号公報
【特許文献２】特開２００２−１９８１６０号公報
【特許文献３】特開２００３−１７８８５４号公報
【特許文献４】特開平１１−１９１４７８号公報
【特許文献５】実開昭６３−１２６０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事実を考慮して、芳香性を有するマイナスイオンを発生するものに関し、特に芳香性を有する導電性材料とこれを正電極に用いマイナスイオン発生器を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明に係る導電性材料は、芳香性物質と導電性物質とを含む樹脂もしくはセラミックスから成り、芳香分子を自然発生のほか通電により発生可能な芳香性を有することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２記載の発明に係る導電性材料は、芳香性物質が天然芳香剤もしくは人工芳香剤を導電性物質に固定化して、永続的な芳香作用を持たせたことを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項３に記載の発明に係るマイナスイオン発生器は、針状の負電極と、負電極と間隔を隔てて配置されマイナスイオンが通過する開口部を有する正電極とを有し、負電極と正電極の間に高電圧を印加して負電極と正電極との間に微弱なコロナ放電による放電閉回路を形成し、負電極と正電極との間にマイナスイオンを発生させるマイナスイオン発生器であって、正電極は芳香性物質と導電性物質とを含む樹脂もしくはセラミックスから成り、芳香分子を自然発生のほか通電により発生可能な芳香性を有する導電性材料により構成したことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明に係るマイナスイオン発生器は、正電極の電気抵抗値が１０9Ω〜１０12Ωであることを特徴とする。
【００１４】
さらに、請求項５に記載の発明に係るマイナスイオン発生器は、芳香性物質が、天然芳香剤もしくは人工芳香剤を導電性物質に固定化して、永続的な芳香作用を持たせたことを特徴とする。
【００１５】
このように本発明の導電性材料は、従来技術の問題を解決すべく、従来の芳香パネルなどにカーボンなどの導電性フィラーを適量添加することにより、芳香パネル自体が適度な電気抵抗値を有することとなり、静電気帯電を抑制することができる。例えば１０9Ω〜１０12Ωの電気抵抗値とすることにより、静電気帯電を完全に抑制することができる。なお、導電性フィラーは、ホワイトカーボンやアルミウィスカなど無色の材料を使うことにより、芳香パネルの意匠性（色付けなど）は損なわれることはない。
【００１６】
また、最適な電気抵抗値は１０9Ω〜１０12であり、１０9Ω以下では静電気帯電が大きい場合には人体に電撃ショックを与える。さらに、１０12Ω以上では、静電気帯電の抑制効果が低くなり、高い静電気帯電を生じるため効果がない。すなわち、芳香パネル自体の表面抵抗値が１０12Ω以上になると、表面に帯電した静電気が漏洩しにくくなる。しかし、一般的にパネル表面の電気抵抗値が１０12Ω以下ではパネル表面から空気中および大地へ電荷が自然漏洩するため、静電気帯電が生じにくくなる。
【００１７】
本発明のマイナスイオン発生器は、マイナスイオンの特質と、芳香物質の特質を有効かつ効果的に引き出すためにコロナ放電法によるマイナスイオン発生方法において、１０9Ω〜１０12Ωの電気抵抗を有する正極となる導電性樹脂に芳香物質を添加（含浸、煉り込みなども含む）したものである。これにより、正電極から発散される芳香分子は、空気中の水分子Ｈ2Ｏが結合したマイナスイオンのクラスタと結合して、遠くまで拡散することができる。
【００１８】
また、本発明のマイナスイオン発生器は、芳香物質が含まれる正電極にコロナ放電による放電電流が流れるため、正電極内の芳香物質が刺激や励起を受けて、より一層、効率的に芳香物質を発散することができる。さらに、より大きな効果は、正電極が１０9Ω〜１０12Ωの電気抵抗値を有することにより、針電極（負電極）と正電極との間に生じるコロナ放電は、−
３ＫＶ以下の直流電圧印加による極めて微弱な放電形態となり、両電極間の空気への励起が弱く、人体に対して有害物質となるオゾンや窒素酸化物質が発生することは殆んどなくなる。
【００１９】
すなわち、本発明のマイナスイオン発生器において、導電性材料からなる正電極は、電気抵抗値を１０9Ω〜１０12Ωとすることにより、実用上好適なマイナスイオン濃度が得られ、具体的には約１万個／ｃｍ3  以上のマイナスイオン濃度空間を生成することができ、有害物質となるオゾンや窒素酸化物質の発生が殆んどない。電気抵抗値が１０12Ω以上では効率良くマイナスイオンを発生することができない。また、電気抵抗値が１０9Ω以下ではオゾンやオゾン臭や窒素酸化物質が発生することになる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明のマイナスイオン発生器にあっては、芳香と純粋なマイナスイオンを効果的に同時に発生させることにより、有害物質が含まれない安全なリラクゼーション環境を創生できるマイナスイオン空間を提供できる。
【００２１】
また、本発明の導電性材料とマイナスイオン発生器において、芳香は個人差が大きいが種類が極めて豊富なため、個人にマッチした芳香剤を容易に選択でき、異臭や違和感のある空間に対して、快適で爽やかな空間を創生できる。一方、マイナスイオンの人体への生理的効果はストレス緩和、リラクゼーション、疲労の早期回復などとして一般的に知られている。従って、本発明の導電性材料とマイナスイオン発生器において、芳香と純粋なマイナスイオンとの複合効果は従来、創生できなかった快適なリラクゼーション環境を極めて簡単な方法により達成でき、ストレス社会と言われる現代の病を癒し、人体などに対して心身共にリラックスできる理想的な空間環境を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の実施の形態は、図１に示すように、針状の負電極1と、該負電極１と間隔を隔てて配置された開孔部４を有する正電極２とを有し、該正電極２が芳香性物質が付加され、かつ、１０9Ω〜１０12Ωの電気抵抗値を有する導電性材料ならなり、前記負電極１と正電極２の間に高電圧を印加して負電極１と正電極２との間にマイナスイオンを発生させると共に、正電極２の内部に閉じ込められている芳香性物質を、該正電極２に流れる放電電流によって励起し、芳香分子が効率的に正電極表面から放散されて、前記マイナスイオンおよび香分子を適度な濃度に混合させて空間に放出するのである。
【００２３】
正電極２は、その電気抵抗値が１０9Ω以下では金属製の針電極（負電極１）と金属製の正電極２との間に高電圧を印加した場合と同様に電極間の最短位置（距離）でコロナ放電が集中的に発生するようになる。従って、電極間の空気のイオン化エネルギーが集中して、有害なオゾンや窒素酸化物まで生成することになる。また、逆に正電極２の電気抵抗値が１０12Ω以上では前記負電極１と正電極２との間におけるコロナ放電が生じにくくなり、マイナスイオンを効率的に発生できなくなる。
【００２４】
正電極２への芳香物質の付与は、芳香物資を樹脂内部に含浸、煉り込み等により固定化することにより、半永久的に芳香作用を持続することができる。さらに、芳香物質の選択により、個人の好みにマッチした香を放出することができる。芳香物質は、エチレン、アセチレン、ベンゼン、イソプレンなどの石油製品から化学反応を行って合成される合成香料が好適である。
【００２５】
負電極１の先端と正電極２との対向間隔は５〜１５ｍｍが望ましい。５ｍｍ以下では両電極の間隙が接近するため、コロナ放電が強くなり、電極間の空気のイオン化エネルギーが集中することにより、オゾンや窒素酸化物が発生しやすくなる。また、１５ｍｍ以上では逆にコロナ放電が生じにくくなり、マイナスイオンの発生が極めて少なくなる。また、負電極1の後方部に送風機（ファン８）を設けることにより、マイナスイオンおよび香を遠方まで効率的に放出できる。
【００２６】
正電極２を形成する導電性材料は、高分子材料に付与する導電性フィラーの分散量を調整することで、所望の導電性が得られる。本実施例においては１０9Ω〜１０12Ωの電気抵抗値であれば効率的にマイナスイオンを発生できるが、最適には１０11〜１０12Ωが望ましい。また、セラミック材料では窒化珪素と炭化珪素とを複合分散させることにより、任意の電気抵抗値を持たせることができる。セラミック材料の場合には、１００℃以上の高温雰囲気での使用に適する。
【００２７】
高分子材料に導電性を付与する場合において、導電性フィラーが分散される樹脂は特に限定されるものではない。すなわち、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂など、限定されない。この樹脂としては、たとえば、ＡＢＳ、ポリプロピレン、アクリル等の樹脂でも良い。
【実施例】
【００２８】
本発明の実施例としてのマイナスイオン発生器を図1、図２に基づき説明する。本実施例のマイナスイオン発生器は、針状の負電極１と、該負電極１と間隔を隔てて配置された開孔部４を有する正電極２とを有する。正電極２は、芳香性物質が付与され、かつ、１０9Ω〜１０12Ωの電気抵抗値を有する導電性材料からなる。そして、負電極１と正電極２の間に直流電源３から負の高電圧を印加して負電極１と正電極２との間にコロナ放電による閉回路を形成してマイナスイオンを発生させる。正電極２の内部に閉じ込められている芳香性物質を、該正電極２に流れる放電電流によって励起し、芳香分子が効率的に正電極２表面から放出されて、前記マイナスイオンおよび香分子を適度な濃度に混合して空間に放散するように構成されている。
【００２９】
上記構成からなる本実施例のマイナスイオン発生器は、負電極１と正電極２との間に生じるコロナ放電は正電極２の高い導電性のため、極めて微弱な放電となり正電極２から直流電源３へ流れる放電電流は微弱となる。これにより、オゾンや窒素酸化物などを含まない純粋なマイナスイオンと芳香分子を同時に効果的に発生させることにより、有害物質のない安全なリラクゼーション環境を創生できるマイナスイオン空間を提供できる。
【００３０】
本実施例のマイナスイオン発生器おいて、芳香は個人差が大きいが種類が極めて豊富なため、個人にマッチした芳香剤を容易に選択でき、異臭や違和感のある空間に対して、快適で爽やかな空間を創生できる。一方、マイナスイオンはストレス緩和、リラクゼーション、疲労の早期回復などの生理的効果がある。従って、本実施例のマイナスイオン発生器は、芳香と純粋なマイナスイオンとの複合効果は従来、創生できなかった快適なリラクゼーション環境を極めて簡単な方法により達成でき、ストレス社会と言われる現代の病を癒し、人体などに対して心身共にリラックスできる理想的な空間環境を提供できる。
【００３１】
（具体的な実施例）
本発明の具体的な実施例を第２図によって説明する。本実施例のマイナスイオン発生器は、針状の負電極１と、該負電極１の先端と間隔を隔てて配置された開孔部４を有する。本実施例のマイナスイオン発生器は、芳香性物質が付与された導電性部材よりなる高分子正電極２と、正負両電極間１、２に負の高電圧を印加するための直流電源３と、負高電圧電源３の動作を制御する制御回路５と、前記負電極１の後方部に配置され、正負電極間で発生するマイナスイオンを効率的に開孔部４より外部に送り出すファン８と、前記ファン８の吸気導入部に取り付け、外部から塵、ごみなどの進入を阻止するフィルタ機能を有する吸気孔７と、正電極２が外周面の一部を形成した状態でこれらを内部に収容するプラスチックよりなるケース９とから構成される。
【００３２】
負電極１は、図２に示すように、直流電源３の負極側に接続され、その先端が針形状を有する厚さ０．１ｍｍのステンレス板により形成される。厚さを薄くすることにより、長時間使用時のコロナ放電による電極先端の摩耗に対して、常に０．１ｍｍ以下の鋭角形状を維持でき、マイナスイオンを安定的に発生できる。
【００３３】
正電極２は、図２に示すように、直流電源３の正極側に接続され、かつ高分子電極２には直径３ｍｍ〜５ｍｍ程度の孔を正電極２の面積に応じて適度な個数を設けてある。例えば、正電極２の面積が３０ｍｍ×３０ｍｍの場合は直径３ｍｍの孔が２５個程度とすることにより、大量のマイナスイオンを取り出すことができる。さらにＡＢＳ樹脂などに導電性フィラーを混入、分散させて約１０11Ωの電気抵抗値とした。
【００３４】
また、高分子正電極２の内部には石油製品などから化学反応で合成した芳香物質が含浸されている。なお、植物の芳香成分から作り出される精油等も正電極２の材料の種類によって、適用が可能である。これらの芳香性物質を正電極２に含浸、煉り込みなどにより固定化して、永続的な芳香作用を持たせることができる。
【００３５】
負の高電圧を発生する直流電源３は、負電極１と板状の正電極２との間に−３ｋＶ以下の高電圧を付与し、負電極１と正電極２との間に微弱なコロナ放電を生じさせる電源装置である。自動車バッテリー（直流１２Ｖ、直流２４Ｖなど）や、商用電源（交流１００Ｖなど）（図示せず）などの外部電源6から供給された電力は、制御回路５に入力され、負高電圧電源３およびファン８に供給される。
【００３６】
制御回路５は外部から供給される外部電源６の電圧値を安定化して、直流電源３を安定に動作させる役目を果たす。例えば、外部電源６が車載された自動車用バッテリーの場合、自動車の運転状態（スタート時、走行時、冷間時などにより電圧が変動する）によって定格１２Ｖの電圧値が８Ｖ程度から１６Ｖ程度まで変動する。従って、そのまま、直流電源３に入力すると、直流電源３の負の高電圧出力が変動し、マイナスイオンの発生が不安定となる。
【００３７】
開孔部４は当該形状が限定されるものではなく、例えば、円、多角、メッシュ、スリットなどの形状をあげることができる。また、正電極２は板状に限らず、この他、負電極と対向する表面が負電極１の先端部から等距離となるように湾曲した湾曲面を形成することが好ましい。正電極が湾曲面を形成することで、負電極１の先端部から放射状に広がるマイナスイオン風と芳香分子とが効率良く混合され均一に吹くようになる。
【００３８】
ケース９は、厚さ１ｍｍのプラスチックなどにより外周面が形成された形状を有し、用途によって箱型、円形型、筒型など自在に変更できる。また、ケース９全体を正電極２と同じ材料で構成すれば、ケース全体からの芳香作用とケース９への静電気帯電が抑制できる。ファン８は、負電極１と正電極２との間に発生するマイナスイオンを負電極１の後方から送風することにより、効率的に、かつ遠方まで放出できる。また、パソコン内部に組み込まれている冷却用の超小型マイクロファンを利用することにより、その耐久性、信頼性が保証されていることから長期間の連続動作が可能となる。
【００３９】
吸気孔７には流入する空気に含まれる塵やごみがケース９内に入り込まないように、微小なメッシュのフィルターを用い、脱着可能に交換性を持たせることが可能である。本実施例のマイナスイオン発生器は、負電極１から正電極板２の方向に静電風が発生するため、前記ファン８は削除してもマイナスイオンを十分発生できる。実験的にはファン８のない場合のマイナスイオンの放出量（正電極２から一定距離離れた地点でのマイナスイオン量）が約半分に減少するのみで実用上対応可能である。
【００４０】
本実施例のマイナスイオン発生器は、芳香と純粋なマイナスイオンを効果的に同時に発生させることにより、有害物質が含まれない安全なリラクゼーション環境を創生できるマイナスイオン空間を提供できる。
【００４１】
本実施例のマイナスイオン発生器は、芳香剤の種類が極めて豊富なため、個人にマッチした芳香剤を容易に選択でき、異臭や違和感のある空間に対して、快適で爽やかな空間を創生できる。一方、マイナスイオンの人体への生理的効果はストレス緩和、リラクゼーション、疲労の早期回復などとして一般的に知られている。従って、本実施例による芳香と純粋なマイナスイオンとの複合効果は従来、創生できなかった快適なリラクゼーション環境を極めて簡単な方法により達成でき、ストレス社会と言われる現代の病を癒し、人体などに対して心身共にリラックスできる理想的な空間環境を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例のマイナスイオン発生原理を示した概要図である。
【図２】本発明の実施例のマイナスイオン発生器の具体例を示した概要図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…負電極  ２…正電極  ３…直流電源 ４…開孔部  ５…制御回路 
６…外部電源 ７…吸気孔    ８…ファン      ９…ケース
【図１】
2005347146.tif 000003
【図２】
2005347146.tif 000004