(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）トルマリン粉体とｂ）ポリテトラフルオロエチレン・エチレンコポリマー樹脂、ポリテトラフルオロエチレン・プロピレンコポリマー樹脂、ポリテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー樹脂、ポリテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレンコポリマー樹脂、ポリテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリビニルフルオライド樹脂、ポリビニリデンフルオライド樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂、およびポリクロロトリフルオロエチレン・エチレンコポリマー樹脂からなる群から選ばれる有機フッ素樹脂化合物を接触した状態で含有するものであり、ｂ）成分がマイナス帯電されていること、及びａ）成分及びｂ）成分が共に１ｍｍ以下の粒径の粉体であり、かつａ）成分及びｂ）成分の混合比率が１／９９〜９９／１であることを特徴とするマイナスイオン発生体。
【請求項２】
ｂ）成分が電気的に加電してマイナス帯電された有機フッ素樹脂化合物粉体を含むことを特徴とする、請求項の１のマイナスイオン発生体。
【請求項３】
ａ）成分とｂ）成分を含む樹脂成形体からなることを特徴とする請求項の１又は２のマイナスイオン発生体。
【請求項４】
基材に、ａ）成分とｂ）成分を含む塗料が塗布されていることを特徴とする請求項の１又は２のマイナスイオン発生体。
【請求項５】
周囲に複数個の開孔を複数個設けた筒状回転装置に、請求項１又は２のマイナスイオン発生体を充填し、前記筒状回転装置を回転してマイナスイオンを発生させるようにしたことを特徴とするマイナスイオン発生装置。
【請求項６】
前記筒状回転装置がアルミニューム製であることを特徴とする請求項５のマイナスイオン発生装置。
【請求項７】
前記筒状回転装置の周囲に、前記ａ）成分とｂ）成分を含むフィルターが取り付けられていることを特徴とする請求項５又は６のマイナスイオン発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自然分極を有する鉱石の粉体を使用してなるマイナスイオン発生体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
「電荷を持つ原子もしくは分子などの原子団」をイオンという。イオンは自然界や大気中に多く存在し、プラスの電荷をもったものをプラスイオンといい、新築の家、電化製品の多い部屋、車の排気の多い場所や喫煙場所にプラスイオンの環境、空気が多いとされ、これらプラスイオンは人体への影響、自律神経が不備となり、目まい、頭痛、イライラ、神経症の原因となるといわれている。
【０００３】
一方、マイナスイオンの多い環境、空気は湿度の多い場所の森林草木、滝噴水近辺や温泉に多いとされ、これらの場所では身体や呼吸器機能向上、精神安定、疲労感軽減、免疫力向上の効果があるとされている。
【０００４】
従って、マイナスイオンの多い環境が好まれ、人為的にマイナスイオンを発生、放出する方法、物体として電気利用によるコロナ放電式があるが、設備やオゾン発生の、滝や噴水、それにスチーム放出による水破砕方式、トルマリンなどの鉱石による方式、ボロニウムやラドンなどの放射性元素を利用した放射線方式等がある。
【０００５】
これらの方式は、それぞれ利点と欠点があるが、安全性が高く、持ち運び、設置が便利で簡単にマイナスイオンを発生、放出させる方法・物体としてトルマリンなどの鉱石による方式が多く使用されている。
【０００６】
天然鉱石による方式として、トルマリン、ゼオライト、ロッシュ塩、プロピオン酸カルシュウムストロンチュウム等が挙げられる。
【０００７】
特にトルマリンは電気石として永久電気分極をしている物体であり、永久電気分極性を有する物体は動体下ではマイナスイオンを発生させるが、トルマリン単独では無いに等しい微弱なマイナスイオンしか発生しない物体であるため、多大に発生しうるように、微量の放射線を放出する粉体であるデービ鉱石、カルノー石、トール石、トリウム石等があり、これらを一部含む鉱石の粉末を天然鉱石と混合使用する方法が特開２００１−２０１７７号公報に記載されている。
【０００８】
更に、特開２００１−２８８６７９号公報には無機多孔質素材である多孔質泥、ケイソウ土、ゼオライト等と混合使用する方法が記載されているが、何れも無機物であり、微弱ながらも放射線を放出し、無機金属による人体障害がうかがいしれない。
【０００９】
また、これらをトルマリンと混合使用しても、マイナスイオンの発生量は微弱な状態から若干増大しうるのみで、この程度のマイナスイオンの放出量では、生活環境や空気中のプラスイオンで簡単に中和され、生活環境や人体に好影響を与えるだけの効果は期待し難い状態である。
【００１０】
それにもかかわらず、これらトルマリンや上記物質を超微粒子状にして樹脂や繊維に数パーセント付着させたり、練り混んだりして、マイナスイオンを発生するとする商品が市場に多々出回っている。しかし、これらのマイナスイオンは更に極めて弱く、生活環境や身回品等を常時マイナスイオン下に置くには程遠いものである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術の欠点を解消し、身体に好影響を与えることを注目されているマイナスイオンを、自然分極を有する鉱石を使用するが、実質的に放射線を放出する鉱石を使用しなくても、効率よく発生する物質を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、自然分極を有する鉱石、例えばトルマリンのマイナスイオン発生体原理はその結晶体構造により起因しているといわれ、それはトルマリン結晶の先の尖ったプラス極の箇所と結晶の平坦なマイナス極に分極するとされており、このプラス極からマイナス極に向かって電界が発生し、マイナスイオンがマイナス極より発生すること、及び二種の異なった物質又は同種の物体を摩擦したり、分離した場合に、物質間で電子又はイオンの移動が起こり、静電気が発生することに着眼し、この現象を利用することにより、上記課題を解決した。
【００１３】
即ち、自然分極を有する鉱石の粉末は、静止状態では分極差が生じずマイナスイオンを発生しないが、摩擦、剥離、移動等で静電気が生ずると微弱ながらマイナスイオンを発生すること、及びかかる自然分極を有する鉱石の粉末に、強制的に静電気を与えれば多量のマイナスイオンが発生することを見出し、その結果、自然分極を有する鉱石の粉末に、静電気に帯電している物体を接触させることにより、自然分極を有する鉱石の結晶の電界バランスが乱れ分極差を生じ、強力なマイナスイオンを発生可能としたのである。
【００１４】
そこで、自然分極を有する鉱石の粉末と接触させる物質について、種々検討した結果、有機フッ素樹脂化合物が少々の摩擦や剥離等にて極めて強力に、長時間帯電することを見出し、それをマイナス帯電させたものを、自然分極を有する鉱石の粉末と接触させることにより、所望の結果を得たのである。
【００１５】
物体が静電気を帯電する場合、プラスとマイナスのどちらかに帯電するが、プラス静電気に帯電しやすい有機化合物としては、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂、天然獣毛、ポリ塩化ビニル樹脂等があり、マイナス静電気に帯電し易い有機化合物質としては、フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ビニロン樹脂、アクリル樹脂等があり、粉体、特に粒径が小さくなればなるほど表面積が大となり、静電気を帯電しやすくなる。
【００１６】
これらの物体に簡単に静電気を帯電させ、更にプラス、マイナスを自由に帯電させることは、電気による自己放電式、電圧印圧式の中にパルス直流方式や定常直流方式等により可能であり、極めて高帯電性を与えることができる。特にパルス直流方式にて、より簡単に強力なプラス又はマイナスの高帯電性を得ることができる。
【００１７】
しかし、通常の物質はいずれも静電気帯電した状態は極めて短時間で減少していくものであるが、有機フッ素樹脂化合物の中には、極めて強く、かつ長時間帯電し、しかも、電気によるパルス直流方式にて、簡単に強力な高帯電性を付与でき、その殆どの場合に、マイナスに帯電するという特異な性質があることが分かった。
【００１８】
従って、本発明では、自然分極を有する鉱石粉末をマイナス帯電した有機フッ素樹脂化合物と接触させることにより、自然分極を有する鉱石粉末が多量のマイナスイオンを発生するようにしたのである。
【００１９】
自然分極を有する鉱石粉末としては、トルマリン粉体又はそれを含むものを使用するのが好ましく、有機フッ素樹脂化合物は予め電気的に加電してマイナス帯電された状態で使用されても、また、トルマリン粉体と接触・混合後に電気的に加電してマイナス帯電されてもよいが、予めマイナス帯電された有機フッ素樹脂化合物を、自然分極を有する鉱石粉末と混合使用するのが、マイナスイオン放出量の点からより効果的である。
【００２０】
一般に、自然分極を有する鉱石と有機フッ素樹脂化合物は共に、１ｍｍ以下の粒径の粉体で、その混合比率が１／９９〜９９／１となるようにするのが好ましい。これらの粉体の粒径が１ｍｍを越すと、接触点と表面積が減少するため、マイナスイオンの放出が少なくなり、所望の効果を得難いものとなる。自然分極を有する鉱石粉体と有機フッ素樹脂化合物粉体の接触・混合比率が特に好ましいのは１０：９０〜５０：５０である。
【００２１】
なお、自然分極を有する鉱石粉末と有機フッ素樹脂化合物の混合物を含む樹脂成形体、又は自然分極を有する鉱石粉末と有機フッ素樹脂化合物を含む塗料を製造し、これを布、紙、木材、プラスチック、金属等の機材に塗布したものをマイナスイオン発生体としてもよい。この場合、有機フッ素樹脂化合物へのマイナス帯電は、樹脂成形体製造後や塗料の塗布後になされてもよい。
【００２２】
本発明で使用する有機フッ素樹脂化合物の代表的なものとしては、
ポリテトラフルオロエチレン・エチレンコポリマー樹脂、
ポリテトラフルオロエチレン・プロピレンコポリマー樹脂、
ポリテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー樹脂、
ポリテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレンコポリマー樹脂、
ポリテトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン・パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー樹脂、
ポリテトラフルオロエチレン樹脂、
ポリビニルフルオライド樹脂、
ポリビニリデンフルオライド樹脂、
ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂、および
ポリクロロトリフルオロエチレン・エチレンコポリマー樹脂などが例示できる。いずれも市販の製品が使用可能である。
【００２３】
なお、本発明では、周囲に複数の開孔を設けた筒状の回転装置に、自然分極を有する鉱石の粉体と、マイナス帯電させた有機フッ素樹脂化合物の粉体を入れ、回転させることによって、マイナスイオンを非常に多く生じさせうる製品とすることもできる。この場合、前記回転装置には、粉体混合物が漏れないように、外周（又は内周）にフィルターを取り付けるのが好ましいが、このフィルターにも、自然分極を有する鉱石の粉体とマイナス帯電させた有機フッ素樹脂化合物を併含する塗料を塗布した布帛を使用するなどして、自然分極を有する鉱石の粉体とマイナス帯電させた有機フッ素樹脂化合物を併含させるのが好ましい。特に、前記回転装置を、アルミニューム製とすることにより、驚異的なマイナスイオンの生成を可能とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に、実施例と比較例に基づき、本発明をさらに詳しく説明するが、実施例等で使用した器具装置等は次の通りである。
〔静電気負荷発生装置〕
パルス直流電気方式のパルスイオナイザーＡ−２０Ｊ（鈴木商会製・京都）。出力直流電圧５ｋｖ、タングステン電極針２本、エアーアウトレット１／２インチＮＴＰ、使用空気圧５ｋｇｆ／ｃｍ3 、電極針と試料間の距離１０ｃｍ、放射時間５秒の条件下で使用した。
〔マイナスイオン及びプラスイオン発生性能評価〕
イオン測定器としてダイナミックシステムエアーイオンカウンターＦＩＣ−２０００（東京フィーサー製・東京）を搭載したイオナリー測定器ＳＳＩ−１５００（鈴木商会製・京都）で測定した。測定条件は次の通りである。
測定雰囲気として気温２０℃湿度４０％の恒湿恒温室エアーイオンカウンターＦＩＣ−２０００の吸気口より測定試料までの距離１５ｃｍ、測定試料の上下振幅距離１５ｃｍ、振幅回数１００回／分（速度３０ｍ／分）、測定時間１分で測定結果は最大マイナスイオン、最大プラスイオンの量を示す。マイナスイオンとプラスイオンの１分間の平均値を１ｃｃ当たりのイオン個数を測定した。
【００２５】
実施例１
有機フッ素樹脂化合物粉体としてポリテトラフルオロエチレン樹脂（テックケム研究所製のカオシリカＴＥＥ−１００：平均粒径０．０２ｍｍ粉末）−以下、ＴＦＥ粉末と略す−１０ｇに静電気負荷装置によりマイナス静電気を付与した物と黒トルマリン粉末（エネックス社製の粒径５〜２０μｍ粉末）９０ｇを混合し、精錬漂白された微細高密度１００％綿ツイル織物５×１０ｃｍ角の二重袋内部に密封し、イオン量を測定した。
【００２６】
実施例２〜４
ＴＦＥ粉末と黒トルマリン粉末の量を下記の通り変更した以外は実施例１と同様の方法で、イオン量を測定した。
〔実施例２〕  ＴＦＥ粉末５０ｇと黒トルマリン粉末５０ｇ
〔実施例３〕  ＴＦＥ粉末７５ｇと黒トルマリン粉末２５ｇ
〔実施例４〕  ＴＦＥ粉末９０ｇと黒トルマリン粉末１０ｇ
【００２７】
実施例５
実施例１のＴＦＥ粉末を、ポリテトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（テックケム研究所製のカオシリカＰＰＦ−２３００：平均粒径０．２ｍｍ粉末）に変えた以外は実施例１と同様の方法で、イオン量を測定した。
【００２８】
比較例１
実施例１に使用した黒トルマリン粉末のみを精錬漂白された微細高密度１００％綿ツイル織物５×１０ｃｍ角の二重袋内部に密封し、イオン量を測定した。
【００２９】
比較例２
マイナス静電気を付与した黒トルマリン粉末を使用して、比較例１と同様の方法で、イオン量を測定した。
【００３０】
比較例３
実施例１に使用したＴＦＥ粉末のみを精錬漂白された微細高密度１００％綿ツイル織物５×１０ｃｍ角の二重袋内部に密封し、イオン量を測定した。
【００３１】
比較例４
マイナス静電気を付与したＴＦＥ粉末を使用して、比較例３と同様の方法で、イオン量を測定した。
【００３２】
実施例１〜５及び比較例１〜４で得た結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
0003893091.tif 000002
【００３４】
実施例６−綿織物にマイナスイオン発生体を付着せしめた例−
ポリアクリル樹脂系粘性沈下防止剤（英国、アライド社製のアルコプリントＰＴＦ）の０．２％水溶液１００重量部に、ポリウレタン系エマルジョンバインダー（有限会社古川技研製のテックコートＷＨ９６０）５重量部、マイグレーション防止剤として１０％アルギン酸ソーダ水溶液３重量部、ブロックイソシアネート系架橋剤（有限会社古川技研製のスーパーフレシュＪＢ−７３００）１重量部、ジフェニルエーテル系アニオン界面活性浸透剤（花王株式会社製のペレックスＳＳＨ）０．２重量部を混合均一に攪拌したストック溶液に黒トルマリン粉末（粒径０．５μｍ以下の粉末）４重量部とノニルフェノール系界面活性剤４％を含むポリテトラフルオロエチレン・エチレンコポリマー樹脂濃度４５％の水分散体（テックケム研究所製のカオシリカＴＥＥＣ−４５）１１重量部を混合し、ホモデスパー−１０００ｒｐｍで５分間攪拌し、処理液を調製した。
この処理液に精錬漂白された局方ガーゼを５秒間浸し、２本マングルで絞り率８０％で均一に絞り、１００℃で５分間乾燥し、１６０℃で２分間熱処理した後、５０℃の温水で１分間湯洗し、絞って１００℃で３分間乾燥した。
このようにして得た処理ガーゼに、静電負荷発生装置でマイナス静電気を付与し、試験片とした。
試験片を１０ｃｍ×２ｃｍの短冊状に裁断し、これを２０ｇ±０．２ｇとなるように重ね、長辺の一方を束ねて結束し、他方は結束しないで、イオナー測定器に結束した方を上にして、箱内部に設置し、前述の測定器と測定条件でイオン量を測定した。
【００３５】
実施例７
実施例６のポリテトラフルオロエチレン・エチレンコポリマー樹脂の代わりにポリテトラフルオロエチレン樹脂濃度４５％の水分散体（テックケム研究所製のカオシリカＴＥＥＣ−４５Ｌ）を使用した以外は実施例６と同様の方法を実施して、試験片のイオン量を測定した。
【００３６】
比較例５
処理ガーゼに静電負荷発生装置でマイナス静電気を付与する処理をしない以外は、実施例６と同様の方法を実施した。
【００３７】
比較例６
実施例６の方法で、ポリテトラフルオロエチレン・エチレンコポリマー樹脂を使用しないで試験片を作成し、また、処理ガーゼに静電負荷発生装置でマイナス静電気を付与する処理をしない以外は実施例６と同様の方法を実施した。
【００３８】
比較例７
実施例６の方法で、黒トルマリン粉末とポリテトラフルオロエチレン・エチレンコポリマー樹脂とを混合しないで、また処理ガーゼに静電負荷発生装置でマイナス静電気を付与する処理をしない以外は実施例６と同様の方法を実施した。
【００３９】
実施例８
長油性フタル酸系溶剤塗料（株式会社カンペパビリオ製のハウスペイントＰＲＯ白色）１００重量部にトルエン５０重量部、アセトン５０重量部、ポリテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー樹脂（テックケン研究所製のカオシリカＴＥＦＡＢ−１５０１）の平均粒径２０μｍ粉体１０重量部、ピンクトルマリン粉末（エネックス製の平均粒径１０μｍ以下の粉体）３重量部を混合攪拌し、均一にして市販紙質の壁紙に塗布し、４８時間乾燥し、実施例６と同様に静電負荷発生装置でマイナス静電気を付与し、短冊状の試験片としてイオン量を測定した。
【００４０】
比較例８
実施例８に使用した市販紙質の壁紙のみ、マイナス静電気を付与しないで短冊状としてイオン量を測定した。
【００４１】
比較例９
実施例８に使用したポリテトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー樹脂の粉末を混合しないで、更にマイナス静電気も付与しないで、実施例８と同様の方法を実施した。
実施例６〜８と比較例５〜９の試験結果を表２に示す。
【００４２】
【表２】
0003893091.tif 000003
【００４３】
実施例９
室内の空気にマイナスイオンを供給せしめるべくトルマリン０．５μｍ（エネックス製）０．５重量部、ポリテトラフルオロエチレン・エチレンコポリマー樹脂濃度４５％の水分散体（テックケン研究所製のカオシリカＴＥＥＣ−４５）１．２重量部、純水８０重量部、ジメチルエーテル１８．３重量部の混合物をスプレー缶に充填し、イオン測定器と連結したアルミ製の箱に１メートルの距離より１秒間吹き掛けイオン量を測定した。
【００４４】
実施例１０
スプレー間と箱の距離を２メートルとした以外は実施例９と同様の方法を実施した。
実施例９と１０の試験結果を表３に示す。
【００４５】
【表３】
0003893091.tif 000004
【００４６】
実施例１１
前記方法にてマイナス荷電したポリテトラフルオロエチレン樹脂（テックケン研究所製のカオシリカＴＦＥ−１０１０：平均粒径０．０２ｍｍ）１００重量部とトルマリン粒径５〜２０μｍ（エネックス社製）１００重量部を混合した混合粉体と下記のフィルターを準備した。
フィルターは、木綿の布の表面に、アクリル樹脂バインダー含有ミネラルターペン系の繊維顔料プリント用ペースト（ユニ化成社製のユニバインダーＭＣＯ：粘度２１０００ｃｐｓの白色ペースト）１００重量部に前記方法にてマイナス荷電した平均粒径１０μｍのポリテトラフルオロエチレン粉体（テックケン研究所製のカオシリカＴＦＥ−２２００）７重量部と平均粒径３μｍ黒トルマリン粉体（エネックス社製）４重量部を添加して、ホモデスパー２０００ｒｐｍで１０分攪拌混合して得た粘度４８０００ｃｐｓのねずみ色のペーストを、シルクスクリーンにて、全面塗布し、６時間乾燥した後、再度同様のペーストを塗布し、１２時間乾燥時間後に、裏面にも表面と同じ処理を施したものである。
このフィルターを、アルミニューム製の筒体（長さ２０ｃｍ、直径６．５ｃｍの筒で、周囲に直径２ｃｍの孔を７２個設けており、中心軸を回転軸として回転可能となっている）の外周に内容物が漏れないように固定し、前記混合粉体を入れ、該筒体を蓋で密閉し、前記軸を中心として３回転／秒にて回転させ、イオナリー測定器から３０ｃｍ離れた位置でのイオン量を測定した。
【００４７】
実施例１２
実施例１１のアルミニウム製の筒体を、木製の筒体とした以外は実施例１２と同様の方法を実施した。
実施例１１と１２の試験結果を表４に示す。
【００４８】
【表４】
0003893091.tif 000005
【００４９】
【発明の効果】
本発明の製品は、実質的に放射線を放出する危険性がなく、しかも長期間、安定して効率よくマイナスイオンを放出するものであるので、非常に取り扱い易く、多様な商品展開が可能となる。