JP2010196153A

JP2010196153A - 白金微粒子発生装置

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Publication number: JP2010196153A
Application number: JP2009189046A
Authority: JP
Inventors: Shoji Machi; 昌治町; Hiroshi Suda; 洋須田; Yasuhiro Komura; 泰浩小村
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2009-01-27
Filing date: 2009-08-18
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2029-08-18
Also published as: JP5452126B2

Abstract

【課題】オゾンの発生は抑制しつつ十分な量の白金微粒子を発生させることのできる白金微粒子発生装置を提供する。
【解決手段】白金を含む材料から成る放電電極１と、放電電極１の先端と対向して位置する対向電極２と、放電電極１と対向電極２との間に電圧を印加して放電を生じさせる電圧印加部４とを備えた白金微粒子発生装置において、上記放電電極１を、径φが０．１ｍｍ〜０．０３ｍｍの線状電極１０とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、放電によって白金微粒子を発生させる白金微粒子発生装置に関する。

毛髪等が紫外線を浴びると活性酸素を生じ、この活性酸素によってダメージを受けることが知られている。そこで、例えば特許文献１には、抗酸化作用を有する白金微粒子を供給することで、活性酸素によるダメージから毛髪等を保護することのできる白金微粒子発生装置が提案されている。この白金微粒子発生装置は、白金を含む材料から成る放電電極を備えたものであり、該放電電極での放電現象によって白金微粒子を発生させるようになっている。

ところで、上記の白金微粒子発生装置においては、放電現象によって不可避的にオゾンが生じる。オゾン濃度が高くなると、人体にとって有害である。したがってオゾン発生を抑制することが望まれるが、そのために電流値を低減させると十分な量の白金微粒子を発生させることが困難となる。

特開２００８−２３０６３号公報

本発明は上記問題点に鑑みて発明したものであって、オゾンの発生は抑制しつつ十分な量の白金微粒子を発生させることのできる白金微粒子発生装置を提供することを、課題とする。

上記課題を解決する本発明は、白金を含む材料から成る放電電極１と、放電電極１の先端と対向して位置する対向電極２と、放電電極１と対向電極２との間に電圧を印加して放電を生じさせる電圧印加部４とを備えた白金微粒子発生装置である。上記放電電極１は、径φが０．１ｍｍ〜０．０３ｍｍとなるように形成した線状電極１０である。

本発明は、同一条件においては放電電極１を細く形成するほどに発生するオゾンの量が減少し、放出される白金微粒子の量が増加することに着目したものである。したがって、上記のよう放電電極１として径φが０．１〜０．０３ｍｍとなるまで極力細く形成した線状電極１０を用いることで、オゾンの発生は抑制しつつ十分な量の白金微粒子を発生させることが可能となる。

また、上記線状電極１０は、対向電極２と対向する先端面を、該線状電極１０の軸方向と直交或いは略直交する平坦面５に形成することが好ましい。通常、放電用の電極は先端を先鋭形状や球状に形成するものであるが、このように平坦面５に形成することで、使用時間の経過にともない白金微粒子の放出量が急激に低下することを防止できる。

請求項１に係る発明は、放電電極として径が０．１ｍｍ〜０．０３ｍｍの線状電極を採用したことにより、他に特別な装置を備えることなく、オゾンの発生は抑制しつつ十分な量の白金微粒子を発生させることが可能になるという効果を奏する。

また請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の効果に加えて、使用時間の経過にともない白金微粒子の放出量が急激に低下することを防止できるという効果を奏する。

本発明の実施形態における一例の白金微粒子発生装置の斜視図である。同上の白金微粒子発生装置の放電部分の概略断面図である。同上の白金微粒子発生装置における線状電極の径とオゾン濃度との関係を示すグラフ図である。同上の白金微粒子発生装置における線状電極の径と白金微粒子の発生量との関係を示すグラフ図である。同上の白金微粒子発生装置における電流値とオゾン濃度との関係を示すグラフ図である。同上の白金微粒子発生装置における電流値と白金微粒子の発生量との関係を示すグラフ図である。同上の白金微粒子発生装置において線状電極と対向電極の間に生じる電界の様子を示す説明図であり、（ａ）は線状電極の径が０．１５ｍｍの場合、（ｂ）は線状電極の径が０．２５ｍｍの場合である。

本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。図１、図２には、本発明の実施形態における一例の白金微粒子発生装置を示している。

本例の白金微粒子発生装置は、白金を含む材料から成る放電電極１と、放電電極１の先端と対向して位置する対向電極２と、各電極１，２を所定位置に保持するハウジング３と、放電電極１と対向電極２との間に高電圧を印加して放電を生じさせる電圧印加部４とを備えている。

放電電極１は、白金、若しくは、金属や合金に白金メッキを施したものであり、細長い線状に形成してある。以下においては、この細長い線状の放電電極１を「線状電極１０」という。

線状電極１０は、その径φが０．１ｍｍ〜０．０３ｍｍとなるように非常に細く、且つ、軸方向に沿ってその断面が一定（円形状）となるように形成したものである（図２参照）。また、線状電極１０の先端は、先鋭形状や球状に設けるのではなく、円形状の平坦面５に設けてある。この平坦面５は、線状電極１０の軸方向と直交或いは略直交するように形成している。

対向電極２は平板状の電極であり、線状電極１０の先端に対して、該線状電極１０の軸方向に所定距離Ｄ（＝１．５ｍｍ）だけ隔てた箇所に配置している。対向電極２において線状電極１０の先端と最も接近した箇所には、放出口６を貫設している。放出口６は直径１．５ｍｍの断面円形状に形成したものであり、その円形状を成す開口縁と線状電極１０との距離が全周に亘って略一定となるように設けている。

ハウジング３は例えばポリカーボネート樹脂から成り、線状電極１０や対向電極２を固定するほか、他の電子部品を配置するように構成してよい。電圧印加部４は、イグナイタ方式の高電圧発生回路から成る。

上記構成から成る本例の白金微粒子発生装置において、白金微粒子を発生させるには、電圧印加部４によって線状電極１０が負極、対向電極２が正極となるように高電圧を印加し、線状電極１０先端の平坦面５から放電を生じさせる。この放電により、線状電極１０先端の平坦面５においてはプラスイオンによってスパッタリング現象が生じ、微細な白金微粒子が対向電極２側に向けて放出される。線状電極１０の平坦面５から放出された白金微粒子は、対向電極２の放出口６を通じて図中矢印Ａ方向へと放出される。

ここで、線状電極１０の径φを０．１ｍｍ〜０．０３ｍｍと極力小さく設定してあるのは、同一条件の下で、線状電極１０を細く形成するほどに放電現象によって発生するオゾンの量が減少し、且つ、放電によるスパッタリング現象で放出される白金微粒子の量が増加することに着目したからである。

つまり、線状電極１０の径φを０．１ｍｍよりも小さく設定したことで、オゾン発生量を低減して人体への影響を防止するとともに、白金微粒子の放出量を増加させて十分な抗酸化作用を与えることが可能となる。なお、線状電極１０の径φを０．０３ｍｍよりも小さく設定することは、長期使用に耐えうるだけの放電電極１としての強度を保持するという面や、生産性の面で、好ましくない。

図３には、線状電極１０の径φを変化させた場合のオゾン発生量の変化を示している。図示のように、線状電極１０の径φが小さくなるほど、電流値一定（３５μＡ）のもとでオゾン発生量が減少している。図３のデータによれば、線状電極１０の径φを０．２ｍｍ〜０．１５ｍｍとした場合には、１０分間の測定値で０．８ｐｐｍ〜１ｐｐｍの数値を示すのに対し、線状電極１０の径φを０．１ｍｍとした場合には同じく１０分間の測定値で０．５７２ｐｐｍと、約半分に低減できることが分かる。

また、図４には、線状電極１０の径φを変化させた場合の白金微粒子の放出量の変化を示している。図示のように、線状電極１０の径φが小さくなるほど、電流値一定（３５μＡ）のもとで白金微粒子の放出量が増加していることが分かる。ここでの白金微粒子の放出量は、対向電極２の放出口６を通過して矢印Ａ方向に放出された白金微粒子の量である。

図４のデータによれば、線状電極１０の径φを０．２５ｍｍ〜０．１５ｍｍとした場合には、白金微粒子の放出量が３．３ｎｇ／１０ｍｉｎ〜５．３ｎｇ／１０ｍｉｎとなるのに対し、線状電極１０の径φを０．１ｍｍ〜０．０３ｍｍとした場合には、白金微粒子の放出量が８．０ｎｇ／１０ｍｉｎ〜１０．９ｎｇ／１０ｍｉｎと約２倍になることが分かる。

線状電極１０が小径になるほど白金微粒子の放出量が増加したことの理由としては、例えば電界強度の影響が考えられる。つまり、線状電極１０の径φが小さくなるほど該線状電極１０の先端の平坦面５に電気力線が集中し、スパッタリング現象により放出される白金微粒子の量が増加すると考えられる。図７には、線状電極１０の径φ＝０．１５ｍｍの場合（図７（ａ））と径φ＝０．２５ｍｍの場合（図７（ｂ））とで、線状電極１０と対向電極２の間の電界に違いが生じる様子を示している。図中に示す電気力線の密度からも、線状電極１０が小径である程に、該線状電極１０の先端の平坦面５での電界強度が大きくなっていることが分かる。

ところで、放電の電流値とこのときの放電にともなうオゾン発生量との関係は、電流値が増加するほどにオゾン発生量が増加する関係にある（図５参照）。また、放電の電流値とこのときの放電にともなう白金微粒子の放出量との関係についても、同様に、電流値が増加するほどに白金微粒子の放出量が増加する関係にある（図６参照）。したがって、図３、図４では電流値が３５μＡの場合だけを示しているが、他の電流値の場合においても、線状電極１０を細く形成するほどに発生するオゾンの量は減少し、放出される白金微粒子の量は増加する。

なお、径φが０．１ｍｍ以下の細長い線状電極１０を用いる場合、電流値が５０μＡを超える場合には線状電極１０の消耗が激しくなる。したがって、電流値は２０〜５０μＡ程度が好ましく、更に好ましくは３５μＡ程度である。

本例の白金微粒子発生装置は、例えばヘアドライヤに備えて用いることが好適である。既述したとおり、毛髪が紫外線を浴びると活性酸素を生じ、この活性酸素によりダメージを受けてキューティクルのめくれ等を生じる。これは、毛髪内のタンパク質であるシスチンが活性酸素によりシステイン酸に変化するからであると考えられる。これに対して、毛髪に対して白金微粒子を供給することで、白金微粒子の抗酸化作用により活性酸素を消去し、シスチンがシステイン酸に変化することを抑制できる。

毛髪が紫外線を浴びることによるダメージを充分に軽減させるには、白金微粒子の放出量は３．６ｎｇ／１０ｍｉｎ以上が必要である。ヘアドライヤの寿命末期（例えば５００時間程度）においても白金微粒子の放出量を３．６ｎｇ／１０ｍｉｎ以上に確保するには、使用当初で１０ｎｇ／１０ｍｉｎ以上の放出量を確保することが望ましい。

なお、本例の白金微粒子発生装置では線状電極１０の先端を上記平坦面５としているので、使用時間の経過にともない白金微粒子の放出量が急激に低下することは防止されている。

１放電電極
２対向電極
４電圧印加部
５平坦面
１０線状電極
φ 径

Claims

白金を含む材料から成る放電電極と、放電電極の先端と対向して位置する対向電極と、放電電極と対向電極との間に電圧を印加して放電を生じさせる電圧印加部とを備えた白金微粒子発生装置であって、上記放電電極は、径が０．１ｍｍ〜０．０３ｍｍとなるように形成した線状電極であることを特徴とする白金微粒子発生装置。
上記線状電極は、対向電極と対向する先端面を、該線状電極の軸方向と直交或いは略直交する平坦面に形成したものであることを特徴とする請求項１に記載の白金微粒子発生装置。