JP5211277B2 - 発電シート - Google Patents

Description

本発明は、足裏の美化脱臭、足つま先の冷え性、痛風、かかとの角質、足脚の血流改善、かゆみ止め、湿疹、腰痛などの改善を図るコンデンサ型発電シートに関する。

我々の周りには多数の菌が存在しているが、菌の生息は電気的環境に大きく影響されており、これらの菌は、１ボルト程度の電圧で大部分の細胞が破壊されて死滅する事が知られている。
また、生体は体内における神経信号，脳波など電気信号により制御されており、外部から電気を付与することにより生体に刺激を与える電気治療が行われている。
この電気治療は、高電圧発生装置により人体に数千ボルトの電圧を付与したり、イオン化傾向の異なる金属を、電解質材料を介して平面的に交互に配置し、患部に接触させて粘着テープにより固定する皮膚接触型治療具等が提供されている。これは、体内（皮下組織）に微少な電流が流れることにより、神経を通じて体外からの外的刺激（ストレス信号）として脳へ伝達される。すると、脳はストレスに対する為の刺激部位の血液増加や筋肉の収縮を促す改善信号を出し、当該刺激部位を活性化させることにより自然治癒力が増し、これによって症状を改善したり、金属イオンの殺菌力を利用するものである。

特開２００６−２４７２４２号公報 特開２００３−０００７２７号公報

従来の電気発生装置及び器具において、数千ボルトの高電圧を付与する場合は、電圧付与時に外部との絶縁を要すため、生活活動が制限されてしまう。また、金属を、電解質材料を介して平面的に交互に配置する場合は、製品サイズに対し作用する面積の割合が小さく、又は液状物を使うという問題があり、しかも構造が複雑なため製造コスト等が嵩む問題があった。
本発明は、生体の有する電気を電源として利用し、生体機能の改善を図るためコンデンサ型の発電シートを安価に提供するものである。

本発明は、（１）複数の開口部を有する金属体（Ａ）と誘電体からなる接着剤（Ｂ）とシート状の任意の金属体（Ｃ）を積層してなるコンデンサ型の発電シートに関する。
また、本発明は、（２）複数の開口部を有する金属体（Ａ）がステンレス，真鍮，又は銀，銅，スズ，ニッケル，鉄，亜鉛のいずれかの単体、またはその合金、またはそれらの被覆物である上記（１）に記載のコンデンサ型の発電シートに関する。
一方、シート状の任意の金属体（Ｃ）は、好ましくはアルミニウム，マグネシウム，マンガン，亜鉛，鉄，ニッケル，スズの単体、その合金、またはそれらの被覆物であると好ましいコンデンサ型の発電シートに関する。
また、本発明は、（３）誘電体からなる接着剤（Ｂ）がアクリル系接着剤である上記（１）又は上記（２）に記載のコンデンサ型の発電シートに関する。
また、本発明は、（４）上記（１）ないし上記（３）のいずれかに記載のコンデンサ型の発電シートの金属体（Ｃ）側に更に粘着層または保護フィルムを設けたコンデンサ型の発電シートに関する。
また、本発明は、（５）上記（１）ないし上記（４）のいずれかに記載のコンデンサ型の発電シートの端面をホットメルト接着剤または接着剤で封止したコンデンサ型の発電シートに関する。
また、本発明は、（６）複数の開口部を有する金属体（Ａ）の厚さが０．０１〜１ｍｍ、接着剤（Ｂ）の厚さが０．００５〜１ｍｍ、金属体（Ｃ）の厚さが０．０１〜１ｍｍである上記（１）ないし上記（５）のいずれかに記載のコンデンサ型の発電シートに関する。

本発明によるコンデンサ型の発電シートは構造が簡単で安価に製造可能である。着用も簡単で負担を感じない。また、費用対効果も従来の方法より優れている。さらに、開口部を有する金属体（Ａ）がメッシュ（金属網）であると形状に追従し、生体に接触させた場合、水分の拡散性に優れ長時間の使用でも蒸れることがなく快適に使用することができ、滑りを押さえ肌触り感が向上する。また、足裏の美化脱臭、足つま先の冷え性改善、痛風改善、かかとの硬い角質を除去し柔らかいものにする、足，脚の血流改善、かゆみ止め、湿疹、腰痛などの生体機能の改善を図ることができる。

本発明のコンデンサ型の発電シートは、（１）複数の開口部を有する金属体（Ａ）と誘電体からなる接着剤（Ｂ）とシート状の任意の金属体（Ｃ）を積層（複合化）して構成される。
電極の正負は、生体と接触する金属（Ａ）が生体と電気回路を作ることによって決まる。例えば、ステンレス（以下、ステンレス鋼とも言う）が（Ａ）、アルミニウムが（Ｃ）の場合は、ステンレス鋼が電子を発生する負電極となる。そして、アルミニウムは正電極となる。この現象は、異種の導体材料を電解質を介在させてなる化学電池とは逆となる。重ね合わせて複合化する時は、接着剤（Ｂ）は、金属体の全面に適用しても、周辺など部分的に用いても良いが全面に適用すると発電容量が向上するので好ましい。金属体（導体材料）を補強する為に無機又は有機物の布や不織布のような材料を金属体間や背面に介在させたりしても良い。また複合化は、縫製その他の機械的接合技術を適用する事も可能である。本発明のコンデンサ型の発電シートは、複数の開口部を有する金属体（Ａ）とシート状の任意の金属体（Ｃ）が誘電体からなる接着剤（Ｂ）を介して畜電器すなわちコンデンサ型の電池を形成し、この時、生体の固有の電気に感応して金属体に蓄えられ、コンデンサの機能を果たすと共に生体に微弱電流を継続して流す。
ここで人体側に設置する側の電極に複数の開口部を有する金属体を適用すると、使用時の発電効率が向上する。複数の開口部を有する金属体（Ａ）としてステンレスメッシュを用い、金属体（Ｃ）としてアルミニウム箔を用いた場合、人体に接触した時には、０．１〜０．５ボルト程度の電圧を得ることが可能である。

各金属体（導体材料）及び誘電体の特性を有する接着剤の厚さは、０．００５〜１ｍｍが好ましい。強度が保持できれば、出来るだけ薄いほうが生体の形状に追随して電極が変形し、また発電効率も高める事が出来る。電極を生体に配置する方法は、粘着テープや医療用サポーターなどの補助具によるほか、靴下内や靴底や中敷に固定しても良い。
また、人体側に複数の開口部を有する金属体（Ａ）を適用することにより、足の滑りを押さえ肌触り感が向上し装着感に優れる。

本発明のコンデンサ型の発電シートについて図１を用いて説明する。図１（ａ）はコンデンサ型の発電シートの断面概略図で、（ｂ）は、コンデンサ型の発電シートの上面概略図である。ステンレスメッシュ等の複数の開口部を有する金属体（Ａ）１と、アクリル系接着剤等の誘電体からなる接着剤（Ｂ）２と、アルミニウム、亜鉛等のシート状の任意の金属体（Ｃ）３を積層一体化して基本的なコンデンサ型の発電シート７が構成される。そして、コンデンサ型の発電シートの端面は、ホットメルト接着剤または接着剤５で端面処理がなされ、これら接着剤の開口部を有する金属体（Ａ）側にはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等のフィルムで金属体（Ａ）が露出するように被覆される。また、金属体（Ｃ）側には、離型紙付きの両面テープ６等の粘着剤が金属体（Ｃ）側に設けられ、離型紙を剥がし靴内、靴下内、サポーターの内側等に固定する。場合によっては、ＰＥＴフィルムや両面テープは無くてもよい。また、両面テープの代わりにＰＥＴフィルムを接着剤や粘着剤を介して金属体（Ｃ）側に設けてもよい。図２は足裏に装着した場合の例である。図３の構成は、比較的小さ目のコンデンサ型の発電シートに適用すると好適であり、人体側に金属体（Ａ）を接触させ、金属体（Ｃ）側のＰＥＴフィルムを絆創膏や接着テープ、包帯、サポーターなどで固定する。一例として、図１（ａ）の外寸法は、縦５０ｍｍ、横７０ｍｍで、金属体（Ａ）の露出部分は、縦４５ｍｍ、横６５ｍｍ程度の大きさである。一方、図３の外寸法は、縦１５ｍｍ、横２５ｍｍで、金属体（Ａ）の露出部分は、縦１３ｍｍ、横２２ｍｍ程度の大きさである。寸法は制限するものではなく、使用部位に応じた寸法とすることが好ましい。また、角部は丸みを帯びるように形成している。

本発明で使用する複数の開口部を有する金属体（Ａ）は、金属細線を編み込んだ金属メッシュ、金属箔に開口部を有するようにパンチ、ドリル穴あけ、レーザー穴あけしたものや、エッチングレジストを用いて金属箔をエッチングにより開口部を有するように形成する方法、めっきレジストを介してめっきにより形成することができる。開口部の大きさは、０．０１μｍから３ｍｍであり、円形、方形、角形、線状等やこれらの組合せとしてもよい。これらの中では金属メッシュが市販の材料を使用できるので好ましい。
金属体（Ａ）としては、ステンレス，真鍮，又は銀，銅，スズ，ニッケル，鉄，亜鉛のいずれかの単体、またはその合金、または被覆物が好ましい。合金は、公知となっているもので銅の場合、銅と亜鉛の黄銅、亜鉛、ニッケルに、少量のマンガンを加えた銀白色の洋白、銅とすずの合金である青銅などが挙げられる。錆びにくいことから、ステンレスが最も好ましい。ステンレス鋼は、含有するクロム（Ｃｒ）が空気中で酸素と結合して表面に不動態皮膜を作る為に錆び難い。１３Ｃｒ、１８Ｃｒ／１８Ｃｒ−８Ｎｉ、１８Ｃｒ−８Ｎｉが挙げられ、この中で１８−８が好ましい。無機または有機繊維の表面にめっきにより金属層を一層以上形成して織布、不織布に形成してもよく、または織布、不織布にめっきにより金属層を形成してもよい。複数の開口部を有する金属体（Ａ）としては、さらに、プラスチックフィルムに開口を設けてめっきにより金属層を形成することもできる。これらの金属層にさらにめっき、蒸着等に代表される公知の方法で他の金属層を形成してもよい。
開口部となるメッシュは、１．５〜６３５メッシュが用いられ、綾織、平織り等のいずれの織り方でもよい。好ましくは、６〜２００メッシュであるが制限するものではない。

本発明で用いる誘電体からなる接着剤（Ｂ）は、常態体積抵抗で１０^１８Ω・ｃｍ以下、好ましくは、１０^１２Ω・ｃｍ以下であると好ましいが、生体に接触させた直後から効果を発揮させるには、アクリル系接着剤であると好ましい。アクリル系接着剤は、アクリル酸および誘導体を主成分とする接着剤の総称であり、一般的にアクリル酸エステルモノマーは極性の高いモノマーと共重合させると粘着性を帯び、この性質を利用した接着剤は、紙や布テープ類に塗布して粘着テープに、不織紙に塗布して両面テープに用いられる。本発明では、カルボキシル基を共重合成分として含有させたアクリル樹脂系接着剤が好ましく用いられる。
この他にも、α−オレフィン系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、ウレタン樹脂溶剤系接着剤、ウレタン樹脂エマルジョン接着剤、エーテル系セルロ−ス、エチレン−酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤、エチレン−酢酸ビニル樹脂ホットメルト接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、エポキシ樹脂エマルジョン接着剤、塩化ビニル樹脂溶剤系接着剤、クロロプレンゴム系接着剤、酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤、シアノアクリレート系接着剤、シリコーン系接着剤、水性高分子−イソシアネート系接着剤、スチレン−ブタジエンゴム溶液系接着剤、スチレン−ブタジエンゴム系ラテックス接着剤、ニトリルゴム系接着剤、ニトロセルロース接着剤、反応性ホットメルト接着剤、フェノール樹脂系接着剤、変成シリコーン系接着剤、ポリアミド樹脂ホットメルト接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリウレタン樹脂ホットメルト接着剤、ポリオレフィン樹脂ホットメルト接着剤、ポリ酢酸ビニル樹脂溶液系接着剤、ポリスチレン樹脂溶剤系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ポリビニルピロリドン樹脂系接着剤、ポリビニルブチラール樹脂系接着剤、ポリベンズイミダソール接着剤、ポリメタクリレート樹脂溶液系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、ユリア樹脂系接着剤、レゾルシノール系接着剤などの接着剤が例示できる。
わずかに電気伝導性のあるハロゲン塩類、硝酸塩類、硫酸塩類、アンモニア塩類、有機酸、カルボン酸の金属塩等を金属体（Ａ）の開口部付近に付着させたり、それらの溶液を塗布・乾燥させて本発明のコンデンサ型発電シートの誘電性を低下させるなどの手段を講じることなどは、本発明の範囲外とするものではない。接着剤に混ぜ込んだり、接着剤に塗布・乾燥させることも同様である。

本発明で用いる金属体（Ｃ）は、アルミニウム，マグネシウム，マンガン，亜鉛，鉄，ニッケル，スズのいずれかの単体、またはその合金、または被覆物であることが好ましい。金属箔であると好ましく、紙、フィルム等の片面または両面に前記金属層を形成してもよい。本発明では、汎用性で入手が容易なことからアルミニウムであるとより好ましい。

本発明では、複数の開口部を有する金属体（Ａ）と誘電体からなる接着剤（Ｂ）とシート状の任意の金属体（Ｃ）を積層したコンデンサ型の電極である金属体（Ｃ）側に更に粘着層または保護フィルムを設けると好ましい。粘着層は、靴の内側に直接、または靴底や中敷等に貼り付け固定するのに有効であり、さらに、サポーター、絆創膏、包帯、布に固定し生体との接触を固定・維持するのに好都合である。保護フィルムは、金属体（Ｃ）を保護し、傷つき、摺動による磨耗から金属体を保護する役割を担う。

本発明のコンデンサ型の発電シートは、誘電体からなる接着剤（Ｂ）の片面に金属体（Ａ）を貼り付け、さらにもう一方の面に金属体（Ｃ）を貼り付けることで形成することができる。貼り付けの順序は任意であり、同時に積層することもできる。ラミネート装置を用いると容易に積層でき、ラミネート温度は、室温（２０℃）から１５０℃程度であり、ラミネート圧力、速度は、気泡、しわが入らないような条件であれば任意に設定することができる。金属体（Ａ）、誘電体からなる接着剤（Ｂ）、金属体（Ｃ）は、長尺であると長尺のコンデンサ型の発電シートが形成でき、これを任意の形状に打ち抜いたり、切断し、個々のコンデンサ型の発電シートにすることができる。金属体（Ａ）がメッシュの場合、その端面は、金属線が露出しており生体との接触で生体に傷をつける恐れがあるため、端面をホットメルト接着剤または接着剤で封止した構成とすることが好ましい。このためには、金属体（Ａ）の形状を金属体（Ｃ）の形状より小さくした方が好ましく、それには、金属体（Ａ）、誘電体からなる接着剤（Ｂ）、金属体（Ｃ）をそれぞれの形状とし、それらを重ねてラミネート装置、より簡易にはアイロン等で積層一体化することもできる。端面をホットメルト接着剤または接着剤で封止した場合、そのホットメルト接着剤または接着剤によりコンデンサ型の発電シートが生体に付着するのを防止するためＰＥＴフィルム等のフィルムでその部位を覆っておくことが好ましい。

以下に本発明のコンデンサ型の発電シートの具体的な実施例を説明する。
（実施例１）（足裏の美化）
厚さ０．１ｍｍのステンレスメッシュ（１００メッシュ、１８−８）と厚さ０．０５ｍｍのアルミニウム箔とを厚さ０．０５ｍｍのアクリル系粘着剤で貼り合せシート状の複合体とし、さらに、アルミニウム側に両面テープを一方に離型紙が付いた状態で、長辺７０ｍｍ、短辺５０ｍｍの矩形で角を丸めた形に成形した後、周囲を厚さ０．２ｍｍのホットメルト接着剤でシールして図１に示すようなコンデンサ型の発電シートを作製した。このコンデンサ型の発電シートは、図２に示すように（図２にはかかと側にもコンデンサ型の発電シートがあるが、つま先部分のみにコンデンサ型の発電シートを装着した）靴中敷のつま先部分にステンレスメッシュを肌側として両面テープで固定した。２１名の被験者において、この状態で靴を履き生活を続けた所、１８名の被験者で１週間後には水虫の患部が減少し、約１ヶ月後には被験者全員の水虫が消滅した。これは白癬菌に対する殺菌効果を示すものである。

（実施例２）（靴の悪臭）
実施例１のコンデンサ型の発電シート試験で、２１名の被験者全員が１週間後には靴の悪臭が気にならない程、悪臭が減少した。これは悪臭を発する微生物に対する殺菌効果を示すものである。

（実施例３）（足つま先の冷え性）
実施例１のコンデンサ型の発電シートを図２に示すように（図２にはかかと側にもコンデンサ型の発電シートがあるが、つま先部分のみにコンデンサ型の発電シートを装着した）靴中敷のつま先部分にステンレスメッシュを肌側として両面テープで固定した。１１名の被験者において、この状態で靴を履いた所、被験者全員でつま先がわずかに温かく感じられた。

（実施例４）（痛風）
実施例１のコンデンサ型の発電シートを図２に示すように靴中敷のつま先とかかと部分にステンレスメッシュを肌側として両面テープで固定した。３名の被験者において、この状態で靴を履き、それまで医者から処方され毎日飲んでいた痛風の薬を止め生活を続けた所、薬を飲まない場合には毎年約２回、痛風の発作が発症していたが、被験者全員が１年経っても発作が起こらなかった。

（実施例５）（かかとの角質）
実施例１のコンデンサ型の発電シートを図２に示すように靴中敷のつま先とかかと部分にステンレスメッシュを肌側として両面テープで固定した。１８名の被験者において、この状態で靴を履き生活を続けた所、被験者全員で約１ヶ月後にはかかとの角質が無くなり、かかとが綺麗になった。

（実施例６）（かゆみ止め）
厚さ０．１ｍｍのステンレスメッシュと厚さ０．０５ｍｍのアルミニウム箔とを厚さ０．０５ｍｍのアクリル系粘着剤で貼り合せシート状の複合体とし、長辺２５ｍｍ短辺１５ｍｍの矩形で角を丸めた形に成形した後、周囲をホットメルト接着剤でシールし、かつ、補強のためアルミニウム箔側に０．１ｍｍのＰＥＴフィルムを貼り合せて図３に示すコンデンサ型の発電シートを作製した。５名の被験者において、このコンデンサ型の発電シートをかゆみのある部分にステンレスメッシュを肌側として全体を絆創膏で固定したところ、３名の被験者で速やかにかゆみ感が低減し、他の被験者２名は翌日にはかゆみ感が低減した。

（実施例７）（湿疹）
実施例６のコンデンサ型の発電シートを３名の被験者において、図４に示すように耳内に湿疹があり耳だれの有る耳穴の近傍にステンレスメッシュを肌側として全体を絆創膏で固定したところ、内１名の被験者は１０年間休まず付けていた耳だれ用塗り薬を止めることが出来た。他の被験者も湿疹の症状緩和が認められた。

（実施例８）（腰痛）
実施例６のコンデンサ型の発電シートを９名の被験者において、腰痛を感じる背骨近傍にステンレスメッシュを肌側として全体を絆創膏で固定したところ、８名の被験者で腰痛の痛みを和らげることが出来た。

上記の実施例で示したように、本発明のコンデンサ型の発電シートは、水虫、ひび、あかぎれ、臭いとり、痛風、角質除去、かゆみ止め、湿疹、腰痛などに有効である。特に、靴内のように常時汗を伴う水分のあるところに設けることで、脱臭、角質除去性に優れると共に足裏の美化に著しい効能を示す。

本発明によるコンデンサ型の発電シートは構造が簡単で安価に製造可能である。着用も簡単で負担を感じない。費用対効果も従来の方法より優れている。

本発明のコンデンサ型の発電シートの構成を示す概略図。（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。 本発明のコンデンサ型の発電シートの使用例を示す概略図。（ａ）は足を下側から見た図、（ｂ）はつま先側から見た図、（ｃ）は足を横から見た概略図である。 本発明の別のコンデンサ型の発電シートの構成を示す概略図。（ａ）は断面図、（ｂ）は上面図である。 本発明のコンデンサ型の発電シートの使用例を示す概略図。

符号の説明

１．開口部を有する金属体（Ａ）
２．誘電体からなる接着剤（Ｂ）
３．シート状の任意の金属体（Ｃ）
４．カバーフィルム
５．ホットメルト接着剤又は接着剤
６．離型紙付きの両面テープ
７．コンデンサ型の発電シート

Claims (6)

1. 金属網からなる金属体（Ａ）と誘電体からなる接着剤（Ｂ）とシート状の任意の金属体（Ｃ）を積層してなる発電シート。
2. 金属網からなる金属体（Ａ）がステンレス，真鍮，又は銀，銅，スズ，ニッケル，鉄，亜鉛のいずれかの単体またはその合金、またはそれの被覆物である請求項１に記載の発電シート。
3. 接着剤（Ｂ）がアクリル系接着剤である請求項１又は請求項２に記載の発電シート。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の発電シートの金属体（Ｃ）側に更に粘着層または保護フィルムを設けた発電シート。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の発電シートの端面をホットメルト接着剤または接着剤で封止した発電シート。
6. 金属網からなる金属体（Ａ）の厚さが０．０１〜１ｍｍ、接着剤（Ｂ）の厚さが０．００５〜１ｍｍ，金属体（Ｃ）の厚さが０．０１〜１ｍｍである請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の発電シート。

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