JP4322822B2 - 機能性成分含有ミストの発生装置 - Google Patents
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Description
前記保水基材に、不揮発性の機能性成分を含む水溶液を供給する給水手段と、
前記多孔質成型体に負極が接続され、不揮発性の機能性成分を含む水溶液を保持した前記多孔質成型体を負に帯電させる直流高電圧電源と、
を備え、
前記放出基材の先端部を、丸みを帯びた曲面で形成し、この放出基材から機能性成分含有ミストを放出させることを特徴とする機能性成分含有ミストの発生装置である。
請求項1に記載の発明によれば、多孔質成型体の保水基材に、不揮発性の機能性成分を含む水溶液を保水させ、この水溶液を保持した多孔質成型体に直流高電圧電源の負極を接続して負に帯電させると、前記保水基材に突設された放出基材から自然放電現象が起こり、そのイオン風を利用して機能性成分をナノサイズのミストとともに大量に放出させることができる。したがって、この発生装置を、例えば、冷蔵庫の庫内や室内に設置することにより、冷蔵庫の庫内環境や室内環境を改善することができる。
そして、本発明においては放出基材の先端部が丸みを帯びた曲面で形成されているので、電荷が集中し過ぎてアーク放電となることを防止でき、放出するミストに機能性成分を効率良く含ませてミスト化することができる。
図1は、機能性成分含有ミストの発生装置を示す概略図である。
第1の実施形態のミスト発生装置1は、図示するように、不揮発性の機能性成分を含む水溶液を吸水保持する多孔質成型体2と、該多孔質成型体2に不揮発性の機能性成分を含む水溶液を供給する給水手段3と、不揮発性の機能性成分を含む水溶液を保持した多孔質成型体2を負に帯電させる直流高電圧電源4と、から概ね構成されている。
実施例1は、機能性成分を含むミスト(以下、「ビタミンミスト」という。)の放出コントロールを可能にする目的で、放出基材の保水量の影響について評価したものである。
(試験装置)
図4に示すように、試験装置としては、一辺が1mの中空立方体状のアクリル製容器20(1m3)の床上に、評価用のビタミンミスト発生装置21を設置し、このビタミンミスト発生装置21の放出基材を漏斗状のガラス製容器28で覆い、放出されたビタミンミストを直接吸引して、真空ポンプ26で真空引きした容器27内の純水にバブリングさせて溶解させる評価システムを用いた。また、アクリル製容器20は、予め25℃−55%RHに保持された室内に設置しておいた。図4において、22は保水基材、23は放出基材、24は吸い上げチューブ、25は直流高電圧電源である。試作した放出基材の長さは30mmで、太さ(径)は2.0mmφであり、下記表1には試作した放出基材の材質と重量%を示している。
試験条件は、測定環境が気温25℃、湿度55%、放出基材の材質がポリエステル繊維と多孔質アルミナ、放出基材の本数が24本、DCマイナス電圧が10kV、運転時間が6時間であり、ビタミン放出量測定機として日立製の分光光度計U−3010を用いた。
ビタミンミストの放出試験方法は、ビタミンミスト発生装置には、ナノサイズのミストを放出する基材として多孔質の放出基材が複数本突設されているが、放出基材の保水量、すなわち保水率を変えた場合に、放出基材から放出されるビタミンミストの時間当たりの放出量への影響について、放出基材の本数および先端形状、マイナス電圧を一定として、ミスト放出量を比較分析した。即ち、図4に示すように、アクリル製容器20内における密閉空間に、ビタミンミスト発生装置21と真空ポンプ26、容器27内に収容した純水などを準備し、ビタミンミスト発生装置21から放出されたビタミンミストをダイレクトに純水にバブリングさせ、純水に溶解した時間当たりのビタミン濃度を定量分析し、放出基材23の保水量による時間当たりのビタミン放出量を比較し、放出基材23の保水量を変えた仕様の試作基材を複数本準備し、保水量の異なる各試作基材におけるビタミンミスト放出能力を比較検証した。なお、本評価は、1%のビタミン水溶液を用い、時間当たりのビタミンミスト放出量を測定した。
図5に示すように、このようにして放出試験をしたビタミンミストをバブリングして溶解させた純水のDPPHラジカル還元量の数値からビタミン成分であるアスコルビン酸濃度を求めた。分析方法はDPPH溶液にアスコルビン酸が溶解すると、その濃度によりDPPHラジカルが消去される性質(抗酸化作用)を利用して、アスコルビン酸の含有濃度を分光光度計を使って定量分析する方法である。
下記表2は、ポリエステル繊維からなる各試作基材の測定結果を示しており、図6は、この測定結果に基づいて、ポリエステル基材の保水率によるビタミン放出性能への影響を示した説明図である。
実施例2は、機能性成分を含むミスト(以下、「ビタミンミスト」という。)の放出コントロールを可能にする目的で、放出基材の長さと径(太さ)の影響について評価したものである。
試験装置としては、実施例1と同様に図4に示した評価システムを用いた。また、アクリル製容器20は、予め25℃−55%RHに保持された室内に設置しておいた。下記表4は、試作した放出基材の長さ/径を示している。
試験条件は、測定環境が気温25℃、湿度55%、放出基材の材質がポリエステル繊維、放出基材の本数が24本、DCマイナス電圧が10kV、運転時間が6時間であり、ビタミン放出量測定機として日立製の分光光度計U−3010を用いた。
ビタミンミストの放出試験方法は、ビタミンミスト発生装置には、ナノサイズのミストを放出する基材として多孔質の放出基材が複数本突設されているが、放出基材の長さまたは径を変えた場合に、放出基材から放出されるビタミンミストの時間当たりの放出量への影響について、放出基材の本数および先端形状、マイナス電圧を一定として、ミスト放出量を比較分析した。即ち、図4に示すように、アクリル製容器20内における密閉空間に、ビタミンミスト発生装置21と真空ポンプ26、容器27に収容した純水などを準備し、ビタミンミスト発生装置21から放出されたビタミンミストをダイレクトに純水にバブリングさせ、純水に溶解した時間当たりのビタミン濃度を定量分析し、放出基材の長さまたは径による時間当たりのビタミン放出量を比較し、放出基材の長さまたは径を変えた場合のビタミンミスト放出能力を比較検証した。なお、本評価は、1%のビタミン水溶液を用い、時間当たりのビタミンミスト放出量を測定した。
ビタミン放出濃度の分析方法は、実施例1と同様に、アスコルビン酸の含有濃度を分光光度計を使って定量分析する方法を採った。
下記表5に各試作基材の測定結果を示しており、図8は、この測定結果に基づいて、放出基材の長さ/太さによる放出量への影響を示した説明図である。
実施例3は、機能性成分を含むミスト(以下、「ビタミンミスト」という。)の放出コントロールを可能にする目的で、放出基材の先端部の形状(先端形状)の影響について評価したものである。
試験装置としては、実施例1および実施例2と同様に図4に示した評価システムを用いた。また、アクリル製容器20は、予め25℃−55%RHに保持された室内に設置しておいた。図9は、試作した放出基材の先端形状を示している。
試験条件は、実施例2と同様であり、ビタミン放出量測定機として日立製の分光光度計U−3010を用いた。
ビタミンミストの放出試験方法は、ビタミンミスト発生装置には、ナノサイズのミストを放出する基材として多孔質の放出基材が複数本突設されているが、放出基材の先端形状を変えた場合に、放出基材から放出されるビタミンミストの時間当たりの放出量への影響について、放出基材の本数およびマイナス電圧を一定として、ミスト放出量を比較分析した。即ち、図4に示すように、アクリル製容器20内における密閉空間に、ビタミンミスト発生装置21と真空ポンプ26、容器27に収容した純水などを準備し、ビタミンミスト発生装置21から放出されたビタミンミストをダイレクトに純水にバブリングさせ、純水に溶解した時間当たりのビタミン濃度を定量分析し、放出基材の先端形状による時間当たりのビタミン放出量を比較し、放出基材の先端形状を変えた場合のビタミンミスト放出能力を比較検証した。なお、本評価は、1%のビタミン水溶液を用い、時間当たりのビタミンミスト放出量を測定した。
ビタミン放出濃度の分析方法は、実施例1および実施例2と同様に、アスコルビン酸の含有濃度を分光光度計を使って定量分析する方法で行った。
下記表6に各試作基材の測定結果を示しており、図10は、この測定結果に基づいて、放出基材の先端形状によるビタミンミスト放出量への影響を示した説明図である。
実施例4は、ビタミンミストの発生装置が、加湿器では十分対応ができなかった室内の調湿コントロールを可能にすることを確認する目的で、ビタミンミストの発生装置による調湿試験データを提供するものである。
図11に示すように、試験装置としては、一辺が1mの中空立方体状のアクリル製容器30(1m3)の上部に、評価用のビタミンミスト発生装置31を取り付け、アクリル製容器30の床上にはエアーファン(軸流ファン)32および湿度データーローガー33を設置した評価システムを用いた。また、アクリル製容器30は、予め25℃−55%RHに保持された室内に設置しておいた。このような試験装置を用いて、放出基材(ピン)の本数またはマイナス電圧の違いによるビタミンミスト放出量の影響について試験した。
試験条件は、測定環境が気温25℃、湿度55%、放出基材の本数が24本、18本、12本、6本、DCマイナス電圧が10kVと5kV、運転時間が6時間であり、湿度測定機としてデジタル式湿度データーローガーを用いた。
ビタミンミストの放出試験方法は、ビタミンミスト発生装置には、ナノサイズのミストを放出する基材として多孔質の放出基材が複数本突設されているが、放出基材の本数を変えた場合、またはDC電源から発生させるマイナス電圧を変えた場合に、放出基材から放出されるビタミンミストの放出量への影響について、アクリル製容器30内における密閉空間での湿度変化を測定し、諸条件における調湿効果を比較検証した。なお、本評価は、5%のビタミン水溶液を用い、アクリル製容器30内における密閉空間での湿度変化を測定した。
下記表7に各試作基材の測定結果を示しており、図12は、この測定結果に基づいて、30分毎のクリアミスト放出による湿度の推移を示した説明図である。
実施例5は、ビタミンミスト発生装置を冷蔵庫の庫内取り付けた場合の庫内環境の改善効果を検証したものである。
実施例6は、ビタミンミスト発生装置をルームエアコン、空気清浄機、または加湿器に応用する場合の室内環境の改善効果を検証したものである。
これらの機器に応用する場合の装置構成としては、図16に示すように、ルームエアコン、空気清浄機、または加湿器などの吹き出し口等にビタミンミスト発生装置51を取り付け、保水基材52に突設する放出基材53に給水手段54から水またはビタミン水溶液を供給し、直流高電圧電源55の負極を保水基材52に接続して、保水状態の保水基材52を負に帯電させるものが考えられる。
1m3の立方体をした密閉容器内に吸引式タバコ煙発生装置で5本のタバコ(マイルドセブン)の煙を満たし、アンモニアガス専用のガス検知管(ガステック社製)を用いて、ドライミスト連続運転における残留アンモニア濃度を30分後、60分後に計測した。タバコが全部燃え切った時点を初期濃度とし、ドライミストのスイッチをオンにした。
30分後、60分後の各臭気成分の消臭率の算出方法は、次式により求めた。
η60=(1−C60/C0)×100
下記表9は、ドライミスト−10kVの場合、ドライミスト−10kVおよび消臭剤の場合、ドライミスト−5kVの場合、空運転した場合おける30分後、60分後のアンモニア濃度の測定結果を示すものであり、図17は、この測定結果に基づいて、アンモニア濃度の時間変化を示す説明図である。
実施例7は、ビタミンミスト発生装置を美顔器に応用する場合であり、ビタミンを含んだドライミストエアーが皮膚の水分に及ぼす影響を肌水分計を使って検証したものである。
測定条件としては、50歳男性、35歳男性、45歳女性、および22歳女性の4名の被験者について、顔(目尻左右、口元左右)を測定箇所として、肌水分率、測定時の温度および湿度を測定した。また、測定装置にはコルネオメーター(Corneometer:水分測定能力 0.1% 測定面積 49mm2)を用い、空調条件は温度25±1℃で湿度50〜60%とした。
試験方法は、(1)まず、30分間空調を作動させた一定環境の部屋で被験者達を安静にさせ、それから被験者達の測定箇所の肌水分率を測定した。(2)次に、空調を止め、ビタミンドライミストを発生させない状態にて、20分後、40分後、60分後の各測定箇所の肌水分率を測定し、部屋の室温および湿度も計測した。(3)その後、空気清浄機を停止して、再度、30分間空調を入れた一定環境の部屋で被験者達を安静にさせ、それから被験者達の測定箇所の肌水分率を測定した。(4)そして、ビタミンドライミストを取り付けた空気清浄機を運転させ、上記(2)と同様に20分後、40分後、60分後の各測定箇所の肌水分率を測定し、部屋の室温および湿度も計測した。
図18は左目尻の皮膚保水率への影響を示す説明図、図19は右目尻の皮膚保水率への影響を示す説明図、図20は左口元の皮膚保水率への影響を示す説明図、図21は右口元の皮膚保水率への影響を示す説明図である。これらの図面に示すように、被験者および測定箇所によって多少のばらつきはあるものの、全体として時間が経過するにつれて皮膚保水率はおおよそ増大する傾向を示しているが、いずれの被験者の場合でも、ビタミンドライミストを発生させた場合の方がビタミンを含まないノマルミストを発生させた場合に比べて左目尻の皮膚保水率が高いことが判る。
実施例8は、ミスト発生装置を空気清浄機に適用した場合の室内環境の改善効果を検証したものである。
まず、下記表10は、室内においてミストを発生させた場合、ナノeマイナスイオンを発生させた場合、空運転した場合の30分後、60分後のホルムアルデヒド消臭性能の測定結果を示すものであり、図22は、この測定結果に基づいて、ホルムアルデヒドの消臭速度の比較を示す説明図である。
また、下記表12は、タバコ粉塵を自然減衰させた場合、静電フィルターにより除去した場合、ミストを発生させた場合、ナノeマイナスイオンを発生させた場合の10分後、20分後、30分後、40分後のタバコ粉塵濃度の測定結果を示すものであり、図24は、この測定結果に基づいて、タバコ粉塵濃度の比較を示す説明図である。
2 多孔質成型体
3 給水手段
4 直流高電圧電源
11 保水基材
12 放出基材
13 収容瓶
14 供給チューブ
15 水量センサ
16 導線
17 LED
20 アクリル製容器
21 ビタミンミスト発生装置
22 保水基材
23 放出基材
24 吸い上げチューブ
25 直流高電圧電源
26 真空ポンプ
27 容器
28 ガラス製容器
30 アクリル製容器
31 ビタミンミスト発生装置
32 エアーファン(軸流ファン)
33 湿度データーローガー
41 ビタミンミスト発生装置
42 保水基材
43 放出基材
44 給水手段
45 冷蔵庫
46 野菜室
51 ビタミンミスト発生装置
52 保水基材
53 放出基材
54 給水手段
55 直流高電圧電源
Claims (5)
- 多孔質の保水基材に多孔質の放出基材を突設して吸水性および保水性を有する多孔質成型体と、
前記保水基材に、不揮発性の機能性成分を含む水溶液を供給する給水手段と、
前記多孔質成型体に負極が接続され、不揮発性の機能性成分を含む水溶液を保持した前記多孔質成型体を負に帯電させる直流高電圧電源と、
を備え、
前記放出基材の先端部を、丸みを帯びた曲面で形成し、この放出基材から機能性成分含有ミストを放出させることを特徴とする機能性成分含有ミストの発生装置。 - 前記多孔質成型体に、不揮発性の機能性成分が担持され、
前記給水手段は前記保水基材に水を供給することを特徴とする請求項1に記載の機能性成分含有ミストの発生装置。 - 前記機能性成分が、ビタミン類、ビタミン誘導体、カテキン、ヒアルロン酸、アミノ酸、コラーゲンのような有機系可溶性成分、あるいは、銀または食塩のような無機系可溶性成分のうちの1種類もしくは2種類以上であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の機能性成分含有ミストの発生装置。
- 前記放出基材および前記保水基材が、セラミックス材料、合成樹脂材料もしくは金属材料の多孔体、または繊維体により形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の機能性成分含有ミストの発生装置。
- 前記放出基材は棒状体であり、前記保水基材に複数突設されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の機能性成分含有ミストの発生装置。
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