(57)【要約】【課題】  浴槽水及び水槽水に融合されることにより、炭素泉浴の効果、或るいは水槽内の水草に良好な環境をもたらす、遊離炭酸の濃度を富加させる方法を提供する。【解決手段】  二酸化炭素ガスを圧縮して、高分子樹脂フィルムにクレーズを生成してなる通気性フィルムの一側面を加圧することにより、フィルムに生成されたクレーズを構成するボイド（微細な空孔）は拡張され、二酸化炭素がフィルムを透過して液中に放出される。通気性フィルムを透過し放出される泡は、液中に溶け込みやすい加圧された微細な気泡であり、浴槽水及び水槽水の遊離炭酸濃度が富加される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二酸化炭素ガスを圧縮して、高分子樹脂フィルムにクレーズを生成してなる通気性フィルムの一側を加圧することにより、クレーズを構成するボイド（微細な空孔）が拡張されて二酸化炭素がフィルムを透過することと、フィルムを透過した二酸化炭素の状態が、加圧された微細な気泡であることを特徴とする、浴槽水及び水槽水の遊離炭酸濃度を富加させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽水及び水槽水に二酸化炭素を溶け込ませる方法であり、特に遊離炭酸濃度を効果的に富加する方法及びその使用に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より浴槽水及び水槽水に二酸化炭素を溶存させる方法としては、投入することにより液中に二酸化炭素を発生する固形の二酸化炭素発生剤、或いは、同様に二酸化炭素を発生する薬用入浴剤等が医薬部外品として取り扱われている。また、エアレーションによる二酸化炭素の供給は一般に行われ、ときとして電解による二酸化炭素の発生も試みられている。
【０００３】
この発明に、気体透過材として用いられる通気性フィルムは、高分子樹脂フィルムにクレーズを生成してなるものであり、本発明者等は、高分子樹脂フィルムにクレージング処理を施すことにより、フィルムにクレーズを生成させる方法（特許３１５６０５８号公報参照）を開示している。
【特許文献１】特許第３１５６０５８号公報
【特許文献２】特開平１１−２３１１０８号公報
【非特許文献１】井上 祥平  泉井 桂  田中 晃二  著  「二酸化炭素」  株式会社東京化学同人  発行  1994年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、浴槽水及び水槽水等における遊離炭酸濃度を富加する方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、二酸化炭素ガスを圧縮して、高分子樹脂フィルムにクレーズを生成してなる通気性フィルムの一側を加圧し、クレーズを構成するボイド（微細な空孔）を拡張させ透過することにより、加圧された微細な気泡を浴槽水及び水槽水に放出して遊離炭酸濃度を富加するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、泡の大きさと浮力が正比例することに着眼し、上記方法により泡の微細化を成し得たものであり、この微細な気泡は浮力が極めて小さく、よって液中での停滞も長期化し溶存量が増加する。さらに加圧された微細な気泡は容易に液中に融合され気体溶存量が富加される。
【０００７】
上記の方法で水草用水槽水に融合された二酸化炭素は、液中での停滞が長期化することにより遊離炭酸濃度が富加され、二酸化炭素供給量の軽減に繋がる。また浴槽水に加圧された微細な気泡を融合させることにより単純炭酸泉と同様の効果が得られる遊離炭酸濃度が維持される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
ボンベ内に19MPa程度に圧縮されて充填された二酸化炭素は、レギュレーター（減圧弁）を介して、0.2 MPa程度に減圧され、高分子樹脂フィルムにクレーズを生成してなる通気性フィルムを加圧して透過される。これはクレーズを構成するボイドが通常の状態では気体も透過されることのない微細な貫通孔であり、加圧されることによりボイドが拡張してフィルムに通気性をもたせるものであることによる。フィルムを透過した二酸化炭素は、液中に融合されやすい加圧された微細な気泡の形態で水槽水、及び浴槽水に放出され遊離炭酸濃度が富加される。
【実施例１】
【０００９】
本発明の実施例を以下に図示しながらさらに詳しく説明するが、これは代表的なものを示したものであり、本実施例により本発明が限定されるものではない。
図1は本発明の一実施例を示す構成図である。圧縮ボンベ10に19MPa程度に圧縮されて充填された二酸化炭素は、レギュレーター（減圧弁）14を介して、0.2 MPa程度に減圧され、泡噴出部18の噴出口20に装着された高分子樹脂フィルムにクレーズを生成してなる通気性フィルム（以下「通気性フィルム」という。）22を加圧して透過される。通気性フィルムを透過した二酸化炭素は、液中に融合しやすい加圧された微細な気泡の形態で水槽水、及び浴槽水24に放出され遊離炭酸濃度が富加される。
【００１０】
加圧された微細な気泡が容易に液中に融合されることは、次式により表される。
ｗ＝ｋＰ
この式においてｗは液体に溶ける気体の質量、Ｐは気体の圧力であり、ｋは比例定数である。このことから、溶ける気体の質量は気体の圧力に正比例することが解る。つまり液体に気体が溶けるときには、その液体に接触している気体の圧力が高くなるほど多くの気体が液体に溶けることになるのである。
【００１１】
本発明に用いられる二酸化炭素用圧縮ボンベとレギュレーター（減圧弁）は一般に市販されているものであるが、ボンベは二酸化炭素が19MPa程度に圧縮されて充填されたもの、レギュレーター（減圧弁）は0.35MPa以下に減圧可能なものが使用に適したものといえる。
【００１２】
泡噴出部18は、噴出口20に通気性フィルム22を装着することにより気密性を有するものである。レギュレーター（減圧弁）14により0.2 MPa程度に減圧された二酸化炭素は、送気管26を介して泡噴出部18に送入され、噴出口20に装着された通気性フィルム22の微細な空孔（ボイド）を拡張してフィルムを透過する。一方その透過はボイドに透過量を制限され、加圧された微細な気泡の形態で徐々に水槽水、及び浴槽水に放出される。
【００１３】
高分子樹脂フィルムに生成させるクレーズを、図2に示したクレーズの模式図により説明する。なおこの模式図はボイドが拡張された状態を示している。クレーズ28を構成するボイド30は通常の状態では気体も透過されることのない微細な貫通孔であり、加圧されることにより拡張してフィルムに通気性をもたせるものである。ここでいうクレーズとは、高分子樹脂フィルムの表面に現れる表面クレーズとその内部に発生する内部クレーズの両方を含むものであって、細かなひび状の模様を有する領域をいう。そしてこのクレーズ28は、分子束（フィブリル）32とボイド30から構成されており、ボイドは、フィルムの表面だけでなくその厚さ方向に殆ど貫通しているが、一部においては貫通せずに厚さ方向の途中で止まっている。クレーズは、全体としてスポンジの構造に似たものとなっている。
【００１４】
この発明に用いる高分子樹脂フィルムとしては、ポリプロピレンを採用するのが望ましいが、クレーズが形成され得るものであればこれ以外に、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、スチレン系樹脂、ポリカーボネート、ハロゲン含有熱可塑性樹脂、ニトリル樹脂等を採用しても良い。ポリフッ化ビニリデンは、低温から高温まで広い使用温度範囲をもち、可撓性を有すると共に力学的に優れ、また耐候性も極めて良く、可撓性が変わらず、耐薬品性にも優れる。従って、これらの条件が要求される場合には、さらに使用に適したものといえる。
【００１５】
これらの熱可塑性樹脂の中でも、フィルムやシートへの成形性や経済性の観点から、ポリオレフィン、ポリエステル、スチレン系樹脂、ハロゲン含有熱可塑性樹脂を使用することが好ましく、中でもポリオレフィン、スチレン系樹脂、ハロゲン含有熱可塑性樹脂を使用することが好ましい。これらの熱可塑性樹脂は、単独で用いても、複合して組成物として用いても、或いは、別の高分子樹脂をブレンドしたりしても良く、更には二種以上の樹脂を多層化して用いても良い。また、クレーズの形成の容易さから、該熱可塑性樹脂のガラス転移温度が−45℃以上、好ましくは−30℃以上、特に好ましくは−15℃以上の樹脂を使用することが望ましい。組成物として使用するときや多層化して使用するときは、主な構成成分である熱可塑性樹脂のガラス転移温度が上記範囲内にあることが好ましい。これより低いガラス転移温度を示す熱可塑性樹脂の場合は、柔軟過ぎるためにクレーズの効率的な形成が難しい。
【００１６】
上記熱可塑性樹脂を用いて得られる高分子樹脂フィルム又はシートは、その製造方法に於いて特別な制約はなく、各種の成形方法を適用することにより得ることができるが、一般に広く行われているＴダイ押出成形法やブローアップを行うインフレーション成形法を適用して得られたものが工業的には有利である。また、高分子樹脂フィルムの厚みは、一般に0.5〜1,000μm、好ましくは1〜800μm、特に好ましくは2〜500μmのものが使用される。
【００１７】
上記高分子樹脂フィルムは、配向度が、複屈折率で0.5×10−３以上、好ましくは1×10−３以上、特に好ましくは1.5×10−３以上にある分子配向度を有することが、クレーズの形成には有効である。この複屈折率が上記範囲外の分子配向を有するフィルムでは、目的とするクレーズを容易に形成され難い。配向度は、該フィルムの成形時の、樹脂温度、引き取り速度、冷却速度、樹脂の分子量、分子量分布、タクティスティ等の分子構造を、特にＴダイ法であればドロー比を、特にインフレーション法であればブローアップ比、等を変えることにより制御することができるので、これらを適当に制御して目的とする好ましい範囲の配向度のフィルムを製造することができる。ここで言う複屈折率とは、主屈折率間の差として表現されるもので、例えば、フィルムの成形方向の屈折率（n1）とそれと直角方向の屈折率（n2）の差（n1−n2）であり、分子配向の程度を表現するインデックスの一つである。これら複屈折率は、実際には、偏光顕微鏡とコンペンセーターを用いることにより測定することができ、この値が大きいほど異方性が大きくなり、クレーズが生じ易くなる。
【００１８】
本発明に用いる通気性フィルムには、縞状のクレーズが設けられている。該縞状のクレーズは、基本的に、高分子樹脂フィルムの分子配向の方向と略平行に、幅が一般に0.5〜100μm、好ましくは1〜50μmのものである。フィルムの厚み方向に貫通しているクレーズの数の割合は全クレーズの数に対して10％以上、好ましくは20％以上、特に好ましくは40％以上必要であり、貫通している割合が上記範囲未満であると十分な通気性が得られ難くなる。該クレーズを分子配向の方向と略平行の方向に形成するのは、分子鎖の配向の方向と直角の方向に引っ張ることによってクレーズが形成され、分子鎖の配向の方向と直角の方向にクレーズを形成することが難しいからである。
【００１９】
上記、高分子樹脂フィルムに形成されるクレーズは、一般に0.1〜1,000μm、好ましくは1〜800μmの間隔で形成され、縞状の領域として認識できる程度の量である。
【００２０】
上記の様な通気性フィルムは、用いる樹脂の種類により異なるが、例えばポリ弗化ビニリデンのホモ重合体を用いると、酸素及び窒素ガスのガス透過度で一般に0.3〜100,000×10−４cm３/m２・24hr・atmの範囲内のものに、引張強度で一般に5〜50MPa、好ましくは6〜50MPa、特に好ましくは7.5〜50MPaの範囲内のものにすることができる。
【００２１】
本発明に用いる通気性フィルムの通気性の程度は、高分子樹脂フィルム中に形成されたクレーズの幅、クレーズ間の隔たり、クレーズの貫通された数の割合を変えることで調節することができる。具体的には、高分子樹脂フィルムの分子配向の度合いやクレーズを形成させる時の温度、高分子樹脂フィルムの緊張度（緊張状態における張力）、フィルムの折り曲げ角度等を調節することで、容易に通気性をコントロールすることができ、使用目的に応じた通気性フィルムを提供することができる。例えば、クレーズを形成させる時の緊張度を増大させたり、折り曲げ角度を小さくすると、生成するクレーズの間隔は小さくなり、クレーズの貫通された数の割合が増大し、その結果、通気性は増大する。この様なクレーズの幅、クレーズ間の隔たり、貫通されたクレーズの割合を変えることで調節された通気性フィルムは、二酸化炭素ガスのガス透過度、透湿度、引張強度等をコントロールすることができる。
【００２２】
高分子樹脂フィルムにクレーズを形成するには、例えば、図3に示すようなクレージング処理装置によってクレーズを生成することが、クレーズの幅、クレーズの隔たり等を調節することが容易であることから好ましい。
【００２３】
概略、先端部が鋭角なエッジ2aとなった支持体2とガイドローラ4で構成されるクレージング処理装置6と、張力付与機構（図示せず）とからなる。緊張状態に保持された高分子樹脂フィルム8をその分子配向方向と略平行方向に支持体のエッジ2aに当接して、該高分子樹脂フィルム8を局部的に折り曲げて変形域を形成し、その折り曲げ変形域を、該高分子樹脂フィルムに対して相対的に徐々に移動させることで、移動方向と略直角の方向に連続的にクレーズを生成することができる。
【００２４】
高分子樹脂フィルムに対し折り曲げ変形域を相対的に移動させるには、〈ア〉高分子樹脂フィルム8の変形の屈曲角度を維持して支持体2とガイドローラ4を一体として高分子樹脂フィルム8に対し移動させる構造、または、〈イ〉高分子樹脂フィルム8の変形の屈曲角度を維持しつつ支持体2とガイドローラ4に対し高分子樹脂フィルム8を移動させる構造により可能である。
【００２５】
〈ア〉の構造によると、高分子樹脂フィルムの長さ方向にわたり、必要とする任意の距離だけクレージング処理を複数回繰り返し行なうことが可能であり、高分子樹脂フィルムに、より容易に規則的で連続したクレーズを生成することができることから好ましい。また、規則的で連続したクレーズを生成するには、高分子樹脂フィルムに付与する張力を比較的低く設定し、クレージング処理を複数回繰り返し行なうことが好ましい。
【００２６】
このようにクレーズを分子配向方向と略平行の方向に生成するのは、分子鎖の配向の方向と直角の方向に引っ張ることによって比較的容易にクレーズが生成され、分子鎖の配向の方向と直角の方向にクレーズを生成することが難しいことによる。生成されたクレーズは、高分子樹脂フィルムの分子配向の方向と略平行であって、幅は0.5~100μmが好ましく、1~50μmがより好ましい。クレーズの間隔は0.1~1,000μmが好ましく、1~800μmがより好ましい。
【００２７】
無配向の高分子樹脂フィルムにクレーズを生成させる場合も、図3に示すような装置によってクレーズを生成することが、クレーズの幅、クレーズの隔たり等を調節することが容易であることから好ましい。すなわち、図3に示されるクレージング処理装置6においては、緊張状態に保持された高分子樹脂フィルム8を支持体のエッジ2aに当接して、該高分子樹脂フィルム8を局部的に折り曲げて変形域を形成し、その折り曲げ変形域を、該高分子樹脂フィルムに対して相対的に徐々に移動させることで、移動方向と略直角の方向に、連続的にクレーズを生成することができる。なお、高分子樹脂フィルムにクレーズを生成させるには、本発明者等が特開平１１−２３１１０８号公報に開示したように、高分子樹脂フィルムを引き伸ばすことによってクレーズを生成してもよい。
【００２８】
引き伸ばすことによってクレーズを生成させる場合、高分子樹脂フィルムに付与する張力は、高分子樹脂フィルムの材質により異なるが、例えば、ポリプロピレンフィルムでは、40MPa以上とすることが好ましい。支持体のエッジ角度αは、50度以下が好ましく、30度以下がより好ましい。また、高分子樹脂フィルムの折り曲げ角度θは、140度以下が好ましく、120度以下がより好ましく、110度以下が望ましい。また、移動速度は、100mm/min以下が好ましく、特に10mm〜4mm/minが望ましい。もちろん、形成されるクレーズは、高分子樹脂フィルムの材質、厚さ等によっても相違することはいうまでもない。
【００２９】
高分子樹脂フィルムのガラス転移温度が前記の通りであることから、クレージング処理時の温度は、処理の効率等の面から一般には常温で行うが、場合によっては常温以下に冷却して行ってもよい。
【００３０】
クレージング処理されてクレーズが生成された高分子樹脂フィルム（以下、「クレーズフィルム」という）を延伸処理することで、クレーズのボイド孔径を拡大し、クレーズを気体透過性とすることができる。得られた気体透過膜においては、気体透過膜の厚み方向に貫通したクレーズで気体を透過することから、例えば気体と液体とが分離できる。延伸方向は、クレーズの幅方向に行なうことが好ましいが、この方向に限られるものではなく、要はクレーズのボイドの孔径が拡大される方向に延伸すればよい。
【００３１】
クレーズフィルムを延伸するための張力、時間は、使用目的に適したボイド孔径を得ることができるように、クレーズフィルムの素材等に応じて適宜設定すればよい。延伸する時の温度は、常温が操作上好ましいが、これに限られるものではない。
【００３２】
クレーズフィルムを延伸することで、クレーズのボイド孔径が拡大したり、貫通率が向上したりする。その根拠ははっきりしていないが、延伸張力によるクレーズやボイドへの応力集中が上手く分散緩和され、フィブリルが塑性的に僅かに伸長したり、ボイドの孔径が塑性的に僅かに拡大することになると考えられる。この延伸によっては、クレーズフィルムの強度は殆ど低下しないことから、気体透過膜としては十分使用に耐え得る。従って、同一のクレーズフィルムからでも、延伸張力を変えることで、クレーズのサイズやボイドの孔径の異なるものが豊富に得られる。また、異種のクレーズフィルムからでも、延伸張力を変えることで、クレーズのサイズやボイドの孔径の同等なものを得ることができる。このことから、孔径の異なるバリエーション豊富な気体透過膜を、安定した品質で再現性よく、容易にかつ安価に得ることができることになる。
【００３３】
本発明は、浴槽水に加圧された二酸化炭素を微細な泡の状態で融合させることにより遊離炭酸濃度を効果的に富加して単純炭酸泉と同様の効果を得るものであり、天然炭酸泉により近いものとなっている。天然炭酸泉は天然炭酸泉浴のヒト生理機能に対する効果として、高濃度の遊離炭酸ガス（1000ppm以上）を含む炭酸泉での水浴は、皮膚血流量の増加、心拍数の減少、動脈血圧の低下など心臓血管系への効果が報告され、二酸化炭素は以前から血行障害の治療等にも効果を有することが医学的に立証されている。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の活用例としては洗顔用具および洗顔器具、皮膚病等の治療器具等としても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図
【図２】クレーズの構成を示す模式図
【図３】クレージング処理装置の一例を示す概略図。
【符号の説明】
【００３６】
2    支持体
2a   エッジ
4    ガイドローラー
6    クレージング処理装置
8    高分子樹脂フィルム
10    圧縮ボンベ
12    クレーズ
14    レギュレーター（減圧弁）
16    重り
18    泡噴出部
20    噴出口
22    通気性フィルム
24    水槽水、及び浴槽水
26    送気管
28    クレーズ
30    ボイド
32    分子束（フィブリル）
d    クレーズの幅
A    張力
【図１】
2005087837.tif 000003
【図２】
2005087837.tif 000004
【図３】
2005087837.tif 000005