WO2020054100A1 - 微細水放出装置 - Google Patents

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WO2020054100A1
WO2020054100A1 PCT/JP2019/007674 JP2019007674W WO2020054100A1 WO 2020054100 A1 WO2020054100 A1 WO 2020054100A1 JP 2019007674 W JP2019007674 W JP 2019007674W WO 2020054100 A1 WO2020054100 A1 WO 2020054100A1
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fine water
particles
water
space
unit
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PCT/JP2019/007674
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井上 慎介
明良 平野
山黒 顕
謡子 足立
まちよ 安田
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アイシン精機株式会社
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    • G06F2203/04102Flexible digitiser, i.e. constructional details for allowing the whole digitising part of a device to be flexed or rolled like a sheet of paper

Definitions

  • the present invention relates to a fine water discharging device.
  • the conventional electrostatic atomizer includes a water transport unit that transports water by capillary action, a heat exchange unit that supplies dew water generated by cooling air on a heat absorbing surface to the water transport unit, and a water transport unit.
  • An application electrode for applying a voltage to the water to be transported a counter electrode positioned opposite the water transport unit, and a high voltage application unit for applying a high voltage between the application electrode and the counter electrode. I have.
  • the conventional electrostatic atomizer uses high voltage applied by the high voltage applying unit to atomize the water held at the tip of the water transport unit toward the counter electrode, and to generate a nano-sized strong charge. Is generated.
  • a negative ion and nano mist generator disclosed in Patent Document 2 below is also known.
  • This conventional nano mist generator includes a processing chamber through which outside air passes by a transmitter, a water storage section provided at a lower portion of the processing chamber, and a mortar-shaped rotating apparatus in which the lower part is submerged in the water storage section and the diameter increases upward. And a cylindrical porous body that is located on the outer periphery of the rotating body, rotates with the rotating body, and through which water and air that are scattered by centrifugal force due to rotation can pass.
  • this conventional nano mist generator is provided with an air guide cylinder for guiding the outside air flowing from above the rotating body to the outer circumference of the porous body at intervals on the outer circumference of the facing body, and also includes the air guide cylinder and the porous body. A pair of large flow passages and small flow passages are formed between them. As a result, a pressure difference is generated in the air flow to generate a turbulent flow, and a large amount of negative ions and nano mist are generated.
  • the above-described conventional nano mist generating device generates nano-sized mist by crushing large water particles, so that the particle size of the water particles becomes large, and the particle size distribution of the water particles tends to spread.
  • the nano-ion mist generated by the conventional electrostatic atomizer has a strong charge, and the nano-mist generated by the conventional nano-mist generator is negatively charged. May cause suction or repulsion to the human body.
  • the generated water particles do not enter (can not penetrate) into the inside of the stratum corneum surface of the human body.
  • the above-mentioned conventional electrostatic atomizer requires a Peltier element for condensing water in the air and a high voltage power supply for discharging, and there is a concern that the apparatus becomes complicated and large.
  • the above-mentioned conventional nano mist generator requires a water tank, an air guide tube, a rotating body, and the like, and there is a concern that the size of the device may be increased.
  • an object of the present invention is to provide a fine water discharging apparatus capable of discharging a non-charged fine water with a uniform particle size distribution.
  • the invention of the fine water discharging device includes a case having a flow path communicating the first space and the second space; Air into the flow path, a blower that discharges the air introduced into the flow path to the second space, a base part that is arranged in the flow path, a core part that forms a nucleus, and hydrogen
  • a plurality of particles having a core-shell structure formed of a shell portion covering a core portion formed from a polymer material having a bondable polar functional group, and at least one of the substrate portion and the particles has conductivity.
  • a plurality of particles are laminated in a film shape on the outer surface of the substrate portion, and the state of the particles is changed between an adsorption state in which moisture is adsorbed and a release state in which the adsorbed moisture is released to air.
  • the fine water generation part which generates fine water by making a transition, and the base part of the fine water generation part Connected, an energizing unit that energizes the base unit, and a control unit that controls the blowing unit and the energizing unit, a fine water discharge device including: the control unit, the blowing unit air in the first space by the blowing unit The channel formed by the plurality of particles in which the moisture adsorbed on the particles of the fine water generation unit is introduced into the flow channel, and the base portion of the fine water generation unit is energized by the current supply unit.
  • a release control unit that executes a release mode for discharging to the flow path, the air in the first space or the second space is introduced into the flow path by the blowing unit, and the base unit is de-energized by the current supply unit.
  • a discharge preparation control unit for executing a release preparation mode adsorbed to particles, configured with a.
  • a plurality of particles are laminated in a film shape on the outer surface of the base material portion formed in a honeycomb shape, thereby forming a fine water generating portion.
  • a nanometer-sized channel is formed between the particles, more specifically, between the shell portions of the particles. Since a large amount of polar functional groups are distributed in this channel, the water adsorbed by the particles in the adsorption state accompanying the release preparation mode can quickly move toward the base. Conversely, the adsorbed moisture quickly moves through the channel and is released to air in the release state associated with the release mode.
  • the channel is formed by a plurality of stacked particles, a large number of openings for releasing water can be provided corresponding to the channel.
  • the particle size distribution of the fine water discharged from the fine water discharge device can be adjusted to 50 nanometers or less.
  • the discharge control unit executes the discharge mode, so that the power supply unit supplies power to the base unit. Thereby, the temperature of the particles increases, and fine water can be released. Therefore, the fine water discharging device can discharge a large amount of uncharged fine water into the second space without applying a charge to the fine water. As a result, the fine water discharged from the fine water discharge device is uncharged and has a small particle size of 50 nanometers or less. As a result, the fine water can penetrate into the inside of the keratin and can contribute well to moisturizing the skin and the like.
  • the discharge preparation control unit executes the discharge preparation mode, so that the fine water generation unit (more specifically, the particles) can adsorb the moisture of the air.
  • the fine water generation unit more specifically, the particles
  • the size of the fine water discharging device can be reduced.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating a fine water discharging element constituting the fine water generating unit of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the particles of FIG. 2.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a measurement result of a particle diameter of water particles discharged from the fine water discharging element of FIG. 2.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a measurement result of a particle diameter of water particles after a predetermined time has elapsed after being discharged from the fine water discharging element of FIG. 2.
  • FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating a fine water discharging element constituting the fine water generating unit of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the particles of FIG. 2.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a measurement result of a particle diameter of water particles discharged from the fine water discharging element of FIG. 2.
  • FIG. 3 is a diagram
  • FIG. 3 is a diagram showing a measurement result of a particle diameter of water particles in room air from which water particles are discharged from the fine water discharging element of FIG. 2.
  • 3 is a graph showing humidity dependency of dynamic viscoelasticity of the fine water discharging element of FIG. 2.
  • 3 is a graph showing the temperature dependence of dynamic viscoelasticity of the fine water discharging element of FIG.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration of a fine water generation unit in FIG. 1. It is sectional drawing explaining the structure of the base material part and film part (particle) which comprise the fine water generation part of FIG. It is a block diagram of the control apparatus of FIG. FIG.
  • FIG. 2 is a diagram showing measurement results of a time change rate of keratin water content when fine water is released by the fine water discharging device of FIG. 1 and when water particles are released by a conventional device.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a detailed configuration of the fine water generation unit in FIG. 16.
  • the fine water discharging device 100 is applicable to, for example, a beauty device (specifically, a humidifier, a booster device, a beauty device that can be mounted on a vehicle, and the like).
  • the fine water discharging device 100 includes a nano-sized water particle discharging element 10 (a fine water generating unit 130 described later).
  • the nano-sized water particle emitting element 10 can transition between an adsorption state in which moisture contained in air is adsorbed and a release state in which the adsorbed moisture is released to air.
  • the nano-sized water particle emitting element 10 is formed in a sheet shape as shown in FIG.
  • the nano-sized water particle emitting element 10 includes a base 11 and a conductive polymer film 12 (hereinafter simply referred to as a “film 12”) formed in a film on the outer surface of the base 11.
  • film 12 conductive polymer film
  • the base member 11 is made of a conductive material such as a stainless steel or copper metal, a carbon material (carbon paper, graphite, etc.), a conductive ceramic material (eg, ITO, etc.), and a conductive resin material. Among them (for example, a metal-deposited film, a nano silver coating, a CNT coating, and the like), the metal foil is made of, for example, stainless steel, which is a stainless metal, and has conductivity. As will be described later, the base portion 11 generates heat when energized.
  • a conductive material such as a stainless steel or copper metal, a carbon material (carbon paper, graphite, etc.), a conductive ceramic material (eg, ITO, etc.), and a conductive resin material.
  • the metal foil is made of, for example, stainless steel, which is a stainless metal, and has conductivity. As will be described later, the base portion 11 generates heat when energized.
  • the film section 12 includes a step of dispersing the particles 13 having the core-shell structure in a solvent, applying a dispersion in which the particles 13 are dispersed to the outer surface of the base section 11 (application step), and then drying (drying step).
  • the film is formed by passing through. That is, the fine water discharging element 10 dries the particles 13 applied to the base material 11 after the application step of applying the dispersion liquid in which the particles 13 are dispersed to the base material 11 having conductivity, and the application step. And a drying process.
  • the plurality of particles 13 have a certain degree of regularity (closest structure) in a plurality of stages (four stages in FIG. 2).
  • the layers are laminated to form a layer (film).
  • the solvent is water
  • the solid content concentration is 1 to 3 (%)
  • the viscosity is 10 to 200 (mPa ⁇ s)
  • the pH is 1 to 3.
  • a fungicide is added as an additive.
  • the drying temperature in the drying step is 100 ° C. or less.
  • the particles 13 transition from the release state to the adsorption state when the base member 11 is in a non-energized state (ie, a state where no heat is generated), and are in the adsorption state when the base member 11 is in an energized state (ie, a state where heat is generated).
  • the particle 13 in the present embodiment has a particle diameter set to about 5 nanometers.
  • particle size described in the present specification and claims is a value obtained by averaging the particle sizes of a plurality of particles selected at random, or a plurality of particles present in a unit volume or a unit area, and the like. Shall be represented.
  • the film portion 12 is formed such that the thickness (film thickness) when the plurality of particles 13 are laminated on the outer surface of the base material portion 11 is 1 to 30 micrometers.
  • the particles 13 in the present embodiment are formed from a conductive polymer, and specifically, PEDOT / PSS (poly (3,4-ethylenedioxythiophene) -poly), which is one of thiophene-based conductive polymers. (Styrene sulfonic acid)). Therefore, since the film part 12 in the present embodiment is formed including the particles 13 formed of PEDOT / PSS, it is a thiophene-based conductive polymer.
  • the particle 13 is composed of a core 13a and a shell 13b, as shown in FIG.
  • the core portion 13a of the particle 13 forms a core of the particle, and is formed of, for example, poly (3,4-ethylenedioxythiophene), which is a polymer material, of a polymer material or an inorganic material, ie, PEDOT. You.
  • the shell portion 13b of the particle 13 is formed of a polymer material having a polar functional group 13b1 capable of hydrogen bonding, and covers the core portion 13a.
  • the shell portion 13b is formed of poly (styrene sulfonic acid), ie, PSS, which is polystyrene sulfonic acid among polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, and sodium polyacrylate.
  • PSS polystyrene sulfonic acid
  • polystyrene sulfonic acid ie
  • PSS polystyrene sulfonic acid among polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, and sodium polyacrylate.
  • the PEDOT / PSS which is the particle 13 has a weight ratio of PEDOT monomer, ethylenedioxythiophene (EDOT), to PSS of 1: 3 to 1:10, and more preferably 1: 4 to 1: 1. : 6 is set.
  • EDOT ethylenedioxythiophene
  • the amount of moisture adsorbed by the film portion 12, that is, the particles 13 (the shell portion 13 b), increases with time when the base portion 11 is in a non-energized state. Stabilizes in the state of.
  • the fine water discharging element 10 is provided with the polar functional group 13b1 of the shell portion 13b of the particle 13 when the base portion 11 is energized and the temperature of the film portion 12, that is, the particle 13 rises and becomes higher than the release temperature. The bound water is released as uncharged (uncharged) water particles (fine water described later).
  • the film thickness of the film portion 12 provided on the base portion 11 is larger, the amount of the water-absorbed amount is relatively large because the conductive polymer particles 13 supported on the base portion 11 are relatively large. More.
  • the speed of adsorbing moisture in the air in the adsorbing state and the speed of releasing water into the air in the releasing state are generally such as silica gel. Faster than typical hygroscopic materials.
  • the water particles of the water released in the discharging state have a very small particle size distribution range of 2 nm to 50 nm. Distributed. Hereinafter, these will be described in order.
  • the speed of moisture adsorption and release will be described.
  • particles 13 formed of PEDOT / PSS are laminated on a base 11.
  • the particles 13 are stacked in the film portion 12 in an aligned state.
  • the PSS constituting the shell portion 13b of the particle 13 has a large number of sulfonic acid groups (—SO 3 H), which are polar functional groups 13b1 capable of hydrogen bonding, and as shown in FIG. It has a sulfonic acid group (—SO 3 H) which is many polar functional groups 13b1. Therefore, the water contained in the air is bonded to the sulfonic acid group (—SO 3 H) that is in contact with the air, for example, as bound water having a particle size of 2 nanometers or less, by hydrogen bonding.
  • the shell part 13b of the particles 13 uses the difference in water concentration as a driving source to remove the adsorbed water. 12 is to be moved from the surface to the inside of the film unit 12.
  • a flow path diameter of nanometer size for example, 2 ⁇ m
  • a channel 13c approximately nanometers
  • this channel 13c is referred to as a “nano channel 13c”.
  • the nanochannel 13c is connected inside the film part 12, as shown in FIG. Note that the channel diameter of the nanochannel 13c represents a value obtained by averaging the channel diameters of a plurality of randomly selected nanochannels 13c or a plurality of nanochannels 13c existing in a unit volume or unit area.
  • sulfonic acid groups which are polar functional groups 13b1
  • water molecules water
  • the moisture in the air existing on the surface of the film unit 12 moves at high speed into the film unit 12 due to the difference in water concentration, and a large amount of moisture can be adsorbed and retained from the air at a high speed.
  • the water retained inside the film part 12 is bound water or bound water, and free water can hardly exist.
  • the sulfonic acid group (—SO 3 H) which is the polar functional group 13b1 existing in the nanochannel 13c, is transmitted from the inside of the membrane 12 to the membrane 12
  • the retained (adsorbed) moisture moves at a high speed toward the surface of.
  • the water retained (adsorbed) inside the film part 12 moves to the surface of the film part 12 at high speed due to the difference in water concentration, and the film part 12 (particles 13) transfers a large amount of water as bound water.
  • water having a small water particle diameter specifically, water (water cluster) having a particle diameter of 50 nm or less is particularly referred to as “fine water”.
  • fine water the water particle diameter distribution immediately after being released from the fine water discharging element 10 including the particles 13 formed of PEDOT / PSS has a maximum at 2 nm, which is the lower limit of the measurement range. Values and are distributed to around 10 nanometers. Further, as shown in FIG.
  • the water particles fine water
  • the water particle diameter distribution is reduced. It has a tendency to move to the large particle size side (50 nm or less).
  • the peak value of the water particle size distribution is 10 nm or less as shown in FIGS.
  • FIG. 6 In measuring the water particle diameter distribution, classification is performed using the electric mobility of water particles (fine water), and the number concentration per unit volume (1 cc) is measured by a condensed particle counter to obtain a submicron region. The measurement was performed using a scanning mobility particle sizer (SMPS) that measures the particle distribution.
  • SMPS scanning mobility particle sizer
  • the particles 13 having the core-shell structure in the present embodiment are PEDOT / PSS, and PEDOT exists in the core 13a and PSS exists in the shell 13b.
  • PSS has a sulfonic acid group (—SO 3 H), which is a hydrophilic group, as the polar functional group 13b1, and is distributed in large numbers on the outer surface and inside of the shell portion 13b.
  • the bonded water having a size of several nanometers (specifically, a particle size of 2 nanometers) is released because the base portion 11 is energized and the film portion 12 (particle 13 ), The thermal energy is supplied to the bound water (more specifically, water molecules).
  • the bound water more specifically, water molecules.
  • the outlet 13c1 (specifically, the hole diameter is about 2 nanometers) is an opening in which a large amount of bound water existing in the nanochannel 13c is present on the surface of the membrane portion 12 corresponding to the flow path diameter of the nanochannel 13c.
  • the pores is released into the air as uncharged (uncharged) and fine water of 50 nm or less. Note that the bound water is released as fine water while maintaining its shape.
  • the nano-sized water particle emitting element 10 is rich in viscoelasticity due to a network between the particles 13 formed from PEDOT / PSS having a core-shell structure, and exists stably even at high temperature and high humidity. Accordingly, the nano-sized water particle emitting element 10 has performance that can be used in an actual use environment as described later.
  • the adsorption moisture absorption
  • the solid line indicates
  • the viscosity indicated by the dashed line and the elasticity indicated by the dashed line are appropriately maintained.
  • the viscosity indicated by the broken line depends on the particles 13 having the core-shell structure. Although a peak occurs at the temperature T3, the peak is appropriately maintained, and the elasticity indicated by the dashed line is also properly maintained.
  • the temperature T1 is the ⁇ relaxation temperature (for example, -60 ° C.) of the sulfonic acid group (—SO 3 H) constituting the particles 13.
  • the temperature T2 is a glass transition temperature (for example, 60 ° C.) of the shell 13b (PSS) constituting the particles 13.
  • the temperature T3 is the melting point (for example, 260 ° C.) of the core 13a (PEDOT) constituting the particles 13.
  • the fine water discharging device 100 includes a case 110, a blowing device 120 as a blowing unit, a fine water generating unit 130, an energizing unit 140, and a control device 150 as a control unit.
  • the case 110 is formed in a tubular shape having both ends opened and extending along the front-rear direction so as to have a flow path L for flowing air therein.
  • the flow path L opens toward a first space S1 that is a space in front of the case 110, and opens toward a second space S2 that is a space behind the case 110.
  • a filter 111 and a filter 112 having air permeability are attached to the opening on the first space S1 side and the opening on the second space S2 side, respectively.
  • the first space S1 and the second space S2 are, for example, spaces in the same room, and the user receives the supply of fine water on the second space S2 side.
  • the flow path L connects the first space S1 and the second space S2. Inside the flow path L, a blower 120 and a fine water generator 130 (the nano-sized water particle emitting element 10) are arranged in order from the first space S1 side of the case 110 to the second space S2 side. I have.
  • the blower 120 as a blower is configured to introduce air in the first space S1 into the flow path L and discharge air introduced into the flow path L to the second space S2 by being rotationally driven in the first direction. It is. Further, the blower 120 is driven to rotate in the second direction opposite to the first direction, thereby introducing the air in the second space S2 into the flow path L, and the air introduced into the flow path L into the first space. Release to S1.
  • the blower 120 is, for example, an axial blower.
  • the blower 120 is electrically connected to the controller 150 and is driven according to a control command value transmitted from the controller 150. Since the blower 120 is under PWM control, the control command value is calculated based on the duty ratio.
  • the fine water generating section 130 generates and discharges fine water into the air introduced into the flow path L by the blower 120, and adsorbs moisture of the air.
  • the fine water generating section 130 is configured to include the fine water discharging element 10 described above. Accordingly, in the fine water generating section 130, when the base 11 of the fine water discharging element 10 is not energized, the state of the particles 13 of the core-shell structure constituting the film section 12 is changed, and the particles 13 The moisture of the air introduced into the flow path L is adsorbed (adsorbed state).
  • the fine water generating section 130 when the base portion 11 of the fine water discharging element 10 is in an energized state, the state of the particles 13 is changed, and the water adsorbed by the particles 13 flows as fine water. The air is released into the air introduced into the path L (release state).
  • the fine water generating section 130 includes a columnar honeycomb member 131 having conductivity as shown in FIG.
  • the honeycomb member 131 constitutes the base portion 11 of the fine water discharging element 10 and is formed of a conductive material, for example, 20 chromium 5 aluminum-based ferritic stainless steel.
  • the honeycomb member 131 (that is, the base member 11) is formed in a honeycomb shape including a corrugated plate and a flat plate.
  • the corrugated plate and the planographic plate are insulated.
  • particles 13 having a core-shell structure are applied to the outer surface of the base portion 11 formed in a honeycomb shape (that is, the honeycomb member 131) to form a film portion 12. .
  • the fine water generating section 130 includes an annular first case member 132 and an annular first case member 133 surrounding the outer peripheral portion of the honeycomb member 131 (base member 11).
  • the first case member 132 is disposed, for example, on the first space S1 side of the case 110, and is reinforced by a flange provided to abut on the first space S1 side of the honeycomb member 131 (base member 11).
  • the second case member 133 is disposed, for example, on the second space S2 side of the case 110, and is reinforced by a flange provided so as to contact the second space S2 side of the honeycomb member 131 (base member 11). ing.
  • the electrode 134 projects outward from the honeycomb member 131, that is, the base member 11 formed in a honeycomb shape. Is provided. More specifically, one end of the electrode 134 is electrically connected to the honeycomb member 131 (the base member 11), and the other end protrudes outward from the openings of the first case member 132 and the second case member 133. I have. The other end of the electrode 134 is electrically connected to an energizing section 140.
  • the fine water generating section 130 including the honeycomb member 131, the first case member 132, the second case member 133, and the electrode 134 is formed as a cartridge that is detachably attached to the flow path L of the case 110.
  • the air introduced into the flow path L moves the fine water generating section 130 in the direction of the arrow as shown by the arrow in FIG. Distribute along.
  • the energizing section 140 is electrically connected to the electrode 134 of the fine water generating section 130, and is connected to the fine water generating section 130 (more specifically, the honeycomb member 131 and the base of the fine water discharging element 10).
  • the material section 11) is energized.
  • the power supply unit 140 includes an electric wire 141, a power supply 142, and a switch 143.
  • the electric wire 141 is an electric wire for electrically connecting the power source 142 to the blower 120 and the electrode 134 of the fine water generating unit 130.
  • the power supply 142 is, for example, a commercial power supply, and can adopt a USB (Universal Serial Bus) power supply method.
  • the switch 143 is disposed on the electric wire 141, and is, for example, a normally open switch that is opened when not in operation.
  • the switch 143 electrically connects the power supply 142 to the blower 120 and the fine water generation unit 130 by closing the circuit according to a control command value transmitted from the control device 150, and connects the power supply 142 by opening the circuit.
  • the electrical connection between the blower 120 and the fine water generator 130 is cut off. Thereby, the air blower 120 is switched between an energized state in which it is rotationally driven in the first direction or the second direction and a non-energized state in which the rotational drive is stopped.
  • the fine water generating section 130 is in an energized state in which the honeycomb member 131 (base member 11) is energized to generate fine water, and does not generate micro water because the honeycomb member 131 (base member 11) is not energized. The state is switched to the non-energized state.
  • the control device 150 as a control unit includes a release control unit 151 and a release preparation control unit 152, as shown in FIG.
  • the discharge control unit 151 controls the discharge of the fine water to the second space S2 by executing the discharge mode that is the operation mode of the fine water discharge device 100.
  • the discharge preparation control unit 152 executes a discharge preparation mode, which is an operation mode of the fine water discharge device 100, and controls preparation of discharge of the fine water to the second space S2.
  • the discharge mode executed by the discharge control unit 151 is an operation mode in which the fine water generating unit 130 (the nano-sized water particle discharging device 10) generates fine water.
  • the discharge mode executed by the discharge control unit 151 is an operation mode in which air containing fine water introduced from the first space S1 to the flow path L and containing fine water is discharged to the second space S2.
  • the discharge control unit 151 executes the discharge mode to rotate the blower 120 in the first direction, to introduce the air in the first space S1 into the flow path L, and To be released.
  • the release control unit 151 closes the switch 143 of the power supply unit 140 so that the fine water generation unit 130 (the nano-sized water particle discharge element 10) is in a power supply state.
  • the honeycomb member 131 (base member 11) of the fine water generating section 130 (nano-sized water particle emitting element 10) is in an energized state, and thus the film portion formed on the honeycomb member 131 (base member 11).
  • the temperature of the particles 12 (particles 13) rises to generate fine water, and the fine water is discharged into the second space S2 together with the air introduced into the flow path L.
  • the temperature of the honeycomb member 131 (base member 11) and the film part 12 (particles 13) rises in the range of 20 ° C. to 50 ° C. as compared with the non-energized state.
  • the bound water having a particle size of about 2 nanometers adsorbed on the particles 13 passes through the nanochannel 13c and is condensed (clustered).
  • the air introduced into the flow path L from the first space S1 is discharged into the flow path L (release state), and is discharged from the second space S2 while containing fine water.
  • the release control unit 151 first only energizes the honeycomb member 131 (base member 11) to increase the temperature of the film portion 12 (particles 13), and then controls the honeycomb member 131 (base member 11). It is also possible to rotate the blower 120 in the first direction while continuing to energize the unit 11).
  • the amount of rotation of the blower 120, the amount of electricity to the fine water generating unit 130 (the fine water discharging element 10), the surface area of the membrane unit 12 supported on the honeycomb member 131 (the base material unit 11), and the like are described.
  • it is set as follows. For example, assuming that the temperature of the air in the first space S1 is 25 ° C. and the relative humidity of the air in the first space S1 is 40%, the air introduced from the first space S1 into the flow path L is assumed. It is set so that the relative humidity of the air released from the second space S2 when the air contains fine water is about 90%.
  • the release preparation mode executed by the release preparation control unit 152 is a mode (operation mode) in which the fine water generation unit 130 (the nano-sized water particle discharge device 10) stops generating fine water.
  • the release preparation mode executed by the release preparation control unit 152 discharges air from the first space S1 to the second space S2 or from the second space S2 to the first space S1 via the flow path L. (Operation mode).
  • the release preparation control unit 152 opens the switch 143 of the current supply unit 140 so that the fine water generation unit 130 (the nano-sized water particle emission element 10) is in a non-current supply state. Accordingly, the honeycomb member 131 (base member 11) of the fine water generating section 130 (nano-sized water particle emitting element 10) does not generate heat because it is in a non-energized state, and as a result, the honeycomb member 131 (base The temperature of the film part 12 (particle 13) formed on the material part 11) decreases.
  • the discharge preparation control unit 152 drives the blower 120 to rotate in the first direction, and discharges the air in the first space S1 to the second space S2.
  • the release preparation control unit 152 drives the blower 120 to rotate in the second direction and discharges the air in the second space S2 to the first space S1. Accordingly, when the fine water generation unit 130 (the nano-sized water particle emission element 10) is in a non-energized state, the air flowing through the inside of the flow path L causes the honeycomb member 131 (the base member 11) to be in contact with the air. The formed film part 12 (particle 13) is cooled.
  • the sulfonic acid group (—SO 3 H) which is the polar functional group 13b1 unevenly distributed in the nanochannel 13c, causes the flow path L to flow.
  • the moisture of the introduced air is adsorbed (adsorbed state).
  • no thermal energy is given to water (bound water) bonded to the sulfonic acid group (—SO 3 H), which is the polar functional group 13b1, and as a result, the water (bound water) ) Does not jump out of the nanochannel 13c as fine water, and water is stably adsorbed.
  • the fine water discharging device 100 of the present embodiment starts operating when the user activates the control device 150, that is, turns on the power. Specifically, when the control device 150 is started, first, as a first step, the release preparation control unit 152 executes the release preparation mode, drives the blower 120 to rotate in the second direction, and moves the blower 120 inside the flow path L. Thus, air is conducted from the fine water generator 130 to the blower 120. In this case, the release preparation control unit 152 operates the blower 120 such that the operation time is t1 (s) and the wind speed is f1 (m / s).
  • the release preparation control unit 152 executes the release preparation mode, so that the moisture contained in the air flowing inside the flow path L from the second space S2 toward the first space S1 becomes the honeycomb. It is adsorbed (moisture-absorbed) by the film part 12 (particles 13) supported on the member 131 (base part 11). Then, the discharge preparation control unit 152 stops the blower 120 when the blower 120 is operated at the wind speed f1 (m / s) for the operation time t1 (s).
  • the release control unit 151 executes the release mode.
  • the discharge control unit 151 closes the switch 143 of the energizing unit 140 to energize the honeycomb member 131 (base member 11) of the fine water generation unit 130.
  • the release control unit 151 increases the temperature of the honeycomb member 131 (base member 11) in the range of 20 ° C. to 50 ° C. as compared with the non-energized state. Is supplied so that the power supply time becomes t2 (s) and the power becomes P (w).
  • the operation time t2 (s) and the power P (w) can be arbitrarily set by the user.
  • the discharge control unit 151 drives the blowing device 120 in the first direction at the same time as energizing the honeycomb member 131 (the base material unit 11), and discharges air inside the flow path L.
  • the air is conducted from the blower 120 toward the fine water generation unit 130.
  • the discharge control unit 151 operates the blower 120 such that the operation time is t2 (s) and the wind speed is f2 (m / s).
  • the wind speed f2 (m / s) can be arbitrarily set by the user according to, for example, the discharge distance of the fine water.
  • the temperature of the film portion 12 (particles 13) supported on the honeycomb member 131 (base material portion 11) is reduced to 30 by the release control unit 151 executing the release mode.
  • the temperature rises by about ° C. to release fine water, and the released fine water is discharged into the second space S2 together with the air flowing inside the flow path L.
  • the release control unit 151 supplies the electric power P (w) to the honeycomb member 131 (base member 11) for the energizing time t2 (s) and activates the blower 120 for the operation time t2 (s) for the wind speed f2 ( m / s), the power supply to the honeycomb member 131 (base member 11) is cut off and the blower 120 is stopped.
  • the discharge preparation control unit 152 executes the discharge preparation mode, drives the blower 120 to rotate in the second direction, and blows air from the fine water generator 130 inside the flow path L. Conduction is made to the device 120.
  • the release preparation control unit 152 operates the blower 120 such that the operation time is t3 (s) and the wind speed is f3 (m / s).
  • the wind speed f3 (m / s) in the fourth step is a value larger than the wind speed f1 (m / s) in the first step.
  • the release preparation control unit 152 executes the release preparation mode, so that the honeycomb member 131 (the base material part 11) and the film part 12 (the particles 13 ) Is cooled.
  • the wind speed f3 (m / s) in the fourth step is higher than the wind speed f1 (m / s) in the first step.
  • the air flows quickly inside the flow path L, and as a result, the honeycomb member 131 (the base member 11) is quickly cooled.
  • the wind speed f1 (m / s) in the first step is smaller than the wind speed f3 (m / s) in the fourth step.
  • the air slowly flows inside the flow path L, and as a result, the contact time between the air and the film portion 12 (particles 13) supported on the honeycomb member 131 (the base material portion 11) becomes relatively long. Thus, moisture contained in the air is more reliably adsorbed (absorbed).
  • the fine water discharging apparatus 100 sets the above-described first to fourth steps as one cycle, and repeats this cycle, for example, about 2 to 10 cycles.
  • the number of cycles to be repeated is arbitrarily set by the user.
  • the above-described fine water discharging device 100 discharges the generated fine water in a state of bound water similar to water (natural moisturizing factor) retained in the keratin of a human body and in an uncharged (uncharged) state. Can be. Therefore, by exposing the user's skin to the fine water discharged from the fine water discharge device 100, the user can obtain a skin moisturizing effect for a long time.
  • FIG. 12 shows a comparison result of the time change rate of the amount of keratin water in the cheek portion when fine water is released by the fine water discharge device 100 and when the nano mist is released by the conventional device. It will be described based on.
  • the fine water released by the fine water discharging device 100 has a pH of 6.8 to 7.0, and even when directly contacting the skin, erythema and the like There is no report of occurrence of skin abnormalities and it is safe. Further, the gas generated when the fine water discharging device 100 (the nano-sized water particle discharging element 10) discharges the fine water contains only a trace amount of sulfur oxides below the environmental standard and does not affect the environment. .
  • the keratin gap in human skin is about 50 nanometers.
  • the fine water discharging device 100 that is, the nano-sized water particle discharging element 10 discharges fine water of 50 nanometers or less in an uncharged (uncharged) and bound water state.
  • the fine water discharged from the fine water discharging device 100 (the nano-sized water particle discharging element 10) is efficiently put into the keratin (inside the skin) in a bound water state.
  • the fine water can provide a moisturizing effect on the skin for a long period of time.
  • the fine water can improve dry fine wrinkles, smooth skin texture, improve sagging and firmness, suppress excessive sebum secretion, atopic skin (dry skin). ) Can be expected.
  • the conventional device discharges nano-sized nano mist in a charged and free water state.
  • the nano mist released from the conventional device permeates into the keratin (inside the skin) immediately after reaching the skin, but permeates in a free water state. Therefore, it is easy to evaporate, and as a result, the amount of horny water decreases with time. Therefore, it is difficult for the conventional nano mist to provide a moisturizing effect on the skin for a long time.
  • the fine water is released as the temperature of the film portion 12 (particles 13) in which the fine water is carried on the honeycomb member 131 (base material portion 11) is increased.
  • keratin has a high transdermal absorption rate between 32 ° C. and 39 ° C. Therefore, it can be considered that the release of fine water at a warm temperature also facilitates penetration into the inside of the keratin (the inside of the skin).
  • a cream or the like for example, APM (magnesium ascorbic acid phosphate) or the like
  • APM magnesium ascorbic acid phosphate
  • the fine water discharged from the fine water discharging device 100 is uncharged (uncharged) and stably maintains a fine particle shape, that is, 50 nanometers or less, even after discharging. can do. Therefore, for example, fine water that has not penetrated into the inside of the keratin (the inside of the skin) can penetrate with the beauty component toward the epidermis of the skin.
  • the component penetration effect can be enhanced, and for example, skin whitening, improvement in skin firmness, and the like can be expected.
  • the nano mist emitted by the conventional device is charged, and it is difficult to maintain a fine particle shape after the emission. Therefore, if the particle size is larger than 50 nanometers, for example, the nanomist that has not penetrated into the keratin (inside the skin) cannot penetrate with the cosmetic component toward the skin epidermis, and as a result, the cosmetic component The penetration effect cannot be enhanced.
  • the discharge side opening (that is, the nozzle) of the flow path L communicating with the second space S2 is For example, it is possible to supply (touch) the fine water discharged from the case 110 directly to the user's skin by using a blowing shape that exhibits the Coanda effect. Also, for example, fine water can be supplied to and penetrate the skin through a face mask that covers the user's face.
  • the second space S2 is partitioned by a tent, a capsule, or the like, and fine water is discharged from the case 110 into the tent, the capsule, or the like, and the fine water is supplied to the skin of a user who has entered the tent, the capsule, or the like. It is possible to infiltrate. Further, fine water can be supplied to and permeated into the skin (scalp) through a hat (cap) or a helmet worn by the user.
  • the fine water discharging device 100 is disposed in the case 110 having the flow path L communicating the first space S1 and the second space S2, and in the flow path L.
  • the air in the first space S1 is introduced into the flow path L, and the air introduced into the flow path L is discharged to the second space S2.
  • a honeycomb member 131 base member 11 formed in a honeycomb shape as a base member, a core portion 13a forming a nucleus, and a core formed of a polymer material having a polar functional group capable of hydrogen bonding.
  • a plurality of particles 13 are laminated on the outer surface as a film-shaped conductive polymer film portion 12, and between an adsorption state in which moisture is adsorbed and a release state in which the adsorbed moisture is released to air.
  • the fine water generating portion 130 that changes the state of the particles 13 to generate fine water by being connected to the honeycomb member 131 (the base material portion 11) of the fine water generating portion 130, and is electrically connected to the honeycomb member 131 (the base material portion).
  • a fine water discharging device including an energizing unit 140 that performs energization and a control device 150 as a control unit that controls the blowing device 120 and the energizing unit 140.
  • the air in the first space S1 is introduced into the flow path L, and the honeycomb unit 131 (base member 11) of the fine water generation unit 130 is turned on by the energization unit 140, so that the particles 13 of the fine water generation unit 130 Adsorbed
  • the discharge control unit 151 executes a discharge mode of discharging fine water with the air introduced into the flow path L to the second space S2 by the blower 120, and the first space S1 or the second space S1 by the blower 120.
  • the air in the two spaces S2 is introduced into the flow channel L, and the honeycomb member 131 (the base material portion 11) is de-energized by the energizing portion 140, and the water introduced into the flow channel L is supplied from the jet port 13c1 to the nanochannel.
  • a release preparation control unit 152 that executes a release preparation mode in which the particles 13 are adsorbed to the particles 13 via the release 13c.
  • the honeycomb member 131 (base member 11) is formed of a stainless-based metal, and the particles 13 include a core portion 13a of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) and poly (styrene sulfonic acid).
  • PEDOT / PSS which is composed of a shell portion 13b of PEDOT, and a weight ratio of ethylenedioxythiophene (EDOT), which is a monomer of PEDOT, to PSS is 1: 4 to 1: 6.
  • the fine water discharged into the second space S2 in the discharge mode is supplied to the human body existing in the second space S2.
  • the plurality of particles 13 are stacked as the film portion 12 on the outer surface of the honeycomb member 131 (base material portion 11) formed in a honeycomb shape, thereby forming the fine water generating portion 130.
  • a nanochannel 13c having a nanometer size is formed between the particles 13 and more specifically, between the shell portions 13b of the particles 13. Since a large amount of the polar functional group 13b1 is distributed in the nanochannel 13c, the moisture adsorbed by the particles 13 in the adsorbed state can quickly move toward the honeycomb member 131 (base member 11). Conversely, the adsorbed moisture moves quickly through the nanochannel 13c in the release state and is released to the air.
  • the nanochannel 13c is formed by the plurality of stacked particles 13, a large number of ejection ports 13c1 of about 2 nanometers, which are openings for releasing water, can be provided corresponding to the nanochannel 13c. Thereby, the particle size distribution of the water particles discharged from the fine water discharge device 100 can be adjusted to 50 nanometers or less.
  • the discharge control unit 151 executes the discharge mode, so that the power supply unit 140 supplies power to the honeycomb member 131 (the base material unit 11). Thereby, the temperature of the particles 13 rises, and fine water can be released. Therefore, the fine water discharging device 100 can discharge a large amount of uncharged fine water into the second space S2 without applying a charge to the fine water. Accordingly, the fine water discharged from the fine water discharge device 100 is uncharged and has a small particle size of 50 nanometers or less. Therefore, when the fine water is supplied to the human body existing in the second space S2, the human body Almost penetrates (penetrates) into the keratin. As a result, the fine water can penetrate into the inside of the keratin and can contribute well to moisturizing the skin and the like.
  • the discharge preparation control unit 152 executes the discharge preparation mode, so that the fine water generating unit 130 (more specifically, the particles 13) can adsorb moisture of air. Accordingly, it is not necessary to provide, for example, a water tank, a high-voltage power supply, an air guide tube, and the like in order to adsorb moisture and discharge fine water, and the fine water discharging device 100 can be reduced in size.
  • the release control unit 151 and the release preparation control unit 152 execute a cycle including the release mode and the release preparation mode a plurality of times.
  • the release preparation control unit 152 executes the release preparation mode
  • the moisture absorbed by the particles 13 of the honeycomb member 131 is absorbed
  • the release control unit 151 sets the release mode.
  • the fine water can be discharged to the second space S2. That is, by executing a cycle consisting of the release mode and the release preparation mode, the water adsorbed (absorbed) from the air can be released as fine water, so that the water tank, the high voltage power supply, the air guide cylinder, etc. It is not necessary to provide, and the miniaturization of the fine water discharging device 100 can be achieved.
  • the cycle consisting of the discharge mode and the release preparation mode can be executed a plurality of times, for example, the user of the fine water discharge device 100 can execute the cycle any number of times. Therefore, the fine water discharge device 100 can be used according to the usage form of the user, and the convenience for the user can be improved.
  • the temperature of the honeycomb member 131 (base member 11) in the energized state increases in the range of 20 ° C. to 50 ° C. as compared with the non-energized state.
  • the honeycomb member 131 (base member 11) is in a non-energized state. Therefore, in the operation of the fine water discharging device 100, less energy is required, and as a result, energy saving can be achieved.
  • the core 13a is formed of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) from a polymer material or an inorganic material.
  • the shell portion 13b is formed of, as a polymer material, polystyrene sulfonic acid (PSS), which is at least one of polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, and sodium polyacrylate.
  • PSS polystyrene sulfonic acid
  • the honeycomb member 131 base member 11
  • the honeycomb member 131 is a stainless steel which is at least one of a metal material of a stainless metal or a copper metal, a carbon material, a conductive ceramic material, and a conductive resin material. It is formed using 20 chromium 5 aluminum-based ferritic stainless steel.
  • the particles 13 having a core-shell structure can have a large number of sulfonic acid groups (—SO 3 H), which are polar functional groups 13b1 capable of hydrogen bonding, in the shell 13b formed of PSS.
  • the water contained in the air can be quickly and largely adsorbed, and the water adsorbed in the released state can be quickly released to the air.
  • the fine water discharging device 100 can discharge (discharge) moisture from air while discharging fine water into air. Therefore, the fine water discharging device 100 can discharge the fine water by utilizing the moisture contained in the air.
  • the particles 13 forming the film portion 12 have a core-shell structure formed of PEDOT / PSS which is a conductive polymer material. That is, in the above embodiment, the core 13a of the particle 13 is formed from PEDOT, and the shell 13b of the particle 13 is formed from PSS.
  • the core 13a of the particles 13 is formed of cerium oxide (CeO), which is an inorganic material, and the shell 13b of the particles 13 is polystyrene sulfonic acid, which is a polymer material having a polar functional group 13b1 capable of hydrogen bonding. It is also possible to form particles 13 having a core-shell structure formed from polyvinylpyrrolidone, ie, PVP among polyvinyl sulfonic acid, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol and sodium polyacrylate.
  • the base material portion 11 is in a non-conductive state.
  • the amount of water adsorbed by the particles 13 (shell portion 13b) increases, and the water content is stabilized at a saturated moisture absorption rate.
  • the fine water discharging element 10 when the base portion 11 is energized and the temperature of the particles 13 rises to become higher than the release temperature, the moisture adsorbed on the particles 13 (shell portion 13b) is released.
  • the shell part 13b of the particle 13 is laminated
  • PVP constituting the shell 13b of the particle 13 has many pyrrolidone groups (NCOC 3 H 6 ), which are polar functional groups 13b1 capable of hydrogen bonding, and as shown in FIG. Has a pyrrolidone group (NCOC 3 H 6 ). Therefore, this is also in the first modification of the film unit 12, a pyrrolidone group to the nano channel 13c (NCOC 3 H 6) has a number distribution, pyrrolidone group (NCOC 3 H touching the air to be processed fluid In 6 ), moisture contained in air is adsorbed by hydrogen bonding.
  • the water adsorbed on the surface of the film portion 12 moves at high speed into the film portion 12 due to the difference in water concentration, so that a large amount of water is removed at a high speed. Can be absorbed and held from air. Further, as described above, since the water moves using the difference in the water concentration as a driving source, the amount of water inside the film portion 12 is large and the amount of water on the surface of the film portion 12 is small, that is, the air is dried.
  • the fine water discharging element 10 in the first modified example also moves the water retained (adsorbed) inside the film portion 12 to the surface of the film portion 12 at a high speed due to the difference in water concentration. Moisture can be released into the air at a fast rate. Therefore, also in the first modified example, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.
  • the honeycomb shape of the honeycomb member 131 (the base member 11) is triangular.
  • the honeycomb shape of the honeycomb member 131 (the base member 11) is a wave shape (first modified example) as shown in FIG. 13 or a hexagonal shape (second modified example) as shown in FIG. ) Can also be adopted. Even when such a honeycomb shape is adopted for the honeycomb member 131 (base member 11), the particles 13 having the core-shell structure are applied to the surface of the honeycomb member 131 (base member 11), and the film portion 12 is formed. It is formed.
  • the fine water generating portion 130 (the fine water discharging element 10) has the core-shell structure particles 13 constituting the film portion 12 when the honeycomb member 131 (the base portion 11) is not energized.
  • the moisture of the air introduced into the flow path L is adsorbed (adsorbed state), and when the honeycomb member 131 (the base member 11) is in an energized state, the water adsorbed by the particles 13 is converted into fine water into the flow path L. It can be released into the introduced air (released state). Therefore, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
  • the honeycomb member 131 (the base member 11) has a columnar shape.
  • the honeycomb member 131 (base member 11) may be formed in a prismatic shape.
  • the shapes of the first modified example shown in FIGS. 10 and 13 and the second modified example shown in FIG. 14 can be adopted.
  • the particles 13 having a core-shell structure are applied to the surface of the honeycomb member 131 (base member 11), and the film portion 12 is formed. It is formed.
  • the fine water generating portion 130 (the fine water discharging element 10) has the core-shell structure particles 13 constituting the film portion 12 when the honeycomb member 131 (the base portion 11) is not energized.
  • the moisture of the air introduced into the flow path L is adsorbed (adsorbed state), and when the honeycomb member 131 (the base member 11) is in an energized state, the water adsorbed by the particles 13 is converted into fine water into the flow path L. It can be released into the introduced air (released state). Therefore, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
  • the fine water generating unit 130 includes the honeycomb member 131, and the base member 11 of the fine water discharge element 10 is formed integrally with the honeycomb member 131.
  • the fine water generating section 230 includes the base portion 11 formed in a spiral shape in cross section using one fine water discharging element 10, and is provided on an outer surface (a surface corresponding to the inside of the spiral shape) of the base portion 11.
  • the film 13 is formed by applying particles 13 having a core-shell structure.
  • the fine water generating section 230 has the liner section 231 and the corrugated section 232 arranged on the surface side of the membrane section 12.
  • the liner part 231 and the corrugated part 232 are provided in a spiral shape in cross section.
  • the liner part 231 is formed from a metal foil punching plate as shown in FIG.
  • the corrugated portion 232 is formed from pulp paper.
  • the fine water generating section 230 includes an electrode 233 connected to the energizing section 140. The electrodes 233 are provided at both ends of the base 11 of the fine water discharging element 10 constituting the fine water generating part 230.
  • the fine water generating section 230 thus configured, air flows through a gap formed between the corrugated section 232 and the liner section 231. Then, in the fine water generating section 230 (fine water discharging element 10), when the substrate 11 is not energized, the particles 13 having the core-shell structure constituting the film section 12 absorb moisture of the air introduced into the flow path L. Is adsorbed (adsorbed state), and the moisture adsorbed by the particles 13 is released to the air introduced into the flow path L (release state) when the substrate portion 11 is in an energized state. When the base portion 11 and the corrugated portion 232 are formed to be in contact with each other, the corrugated portion 232 is heated by heat generated when the base portion 11 is energized.
  • the corrugated portion 232 is heated, the liner portion 231 is also heated.
  • the film portion 12, that is, the particles 13 of the fine water discharging element 10 is heated and quickly transitions to the discharging state. Therefore, the same effect as in the above embodiment can be obtained.
  • the liner portion 231 and the corrugated portion 232 constituting the fine water generating portion 230 may be omitted, and the corrugated portion 232 may be formed of a metal mesh 234 instead of the corrugated portion 232.
  • the liner portion 231 may be formed from a metal plate, and the liner 231 may be disposed between the base 11 and the corrugated portion 232.
  • the liner portion 231 can be formed from a metal mesh.
  • the user directly operates the control device 150 which can be operated by the user to operate the fine water discharging device 100.
  • the fine water discharging device 100 by operating a portable terminal (not specifically illustrated, for example, a smartphone or the like) carried by the user.
  • an application for selecting and instructing the control content of the control device 150, that is, the operation mode is installed in the portable terminal.
  • the fine water discharging device 100 includes a communication device 160 that enables communication with the portable terminal and also enables communication with the control device 150, as indicated by a broken line in FIG. Provided.
  • the user When operating the fine water discharging device 100 using the mobile terminal, the user selects the operation mode of the fine water discharging device 100 in the application started on the mobile terminal, so that the selected operation mode is the fine water discharging device.
  • 100 communication devices 160 In the fine water discharge device 100, when the operation mode is received via the communication device 160, the control device 150 controls the operations of the blower 120 and the power supply unit 140 according to the operation mode. Thereby, the fine water discharging device 100 can operate in the operation mode selected by the user using the mobile terminal.
  • the application installed in the portable terminal can be provided with a function of setting an arbitrary operation mode (aspect) combining the above-described release mode and release preparation mode.
  • the user can arbitrarily set the time at which the fine water is released, the wind speed by the blower 120, and the like.
  • a skin measurement application or the like that measures the moisture content of the skin is installed on the portable terminal, for example, fine water discharge is performed according to the measurement result by the skin measurement application, that is, the user's skin condition.
  • the device 100 can automatically set and operate the optimal operation mode.
  • the measurement result by the skin measurement application is transmitted to the control device 150 via the communication device 160, and the control device 150 releases fine water, for example, when the moisture content of the user's skin is small.
  • the time for performing the discharge ie, the time in the release mode
  • the number of times of discharging the fine water ie, the number of times for the release mode
  • the user does not need to set the time and the number of times himself, and can use the fine water discharging device 100 extremely simply and optimally.
  • the communication device 160 transmits data such as the operation content according to the skin measurement application of the fine water discharging device 100, specifically, data such as the time and the number of times of the discharging mode corresponding to the moisture content of the skin to the outside. It is possible to ensure confidentiality and transmit to the provided server.
  • the analysis result can be used, for example, for upgrading the skin measurement application, or the control device 150 can control the fine water discharge device 100 It can be used for improving control contents. Thereby, the user can operate and use the fine water discharging device 100 more finely according to his / her skin condition.
  • the fine water discharging device 100 includes the fine water generating section 130 (the fine water discharging element 10) having the single honeycomb member 131, and one single honeycomb member 131 is energized. It can be switched between the state and the non-energized state.
  • the fine water discharging device 100 includes a fine water generating section 130 (fine water discharging element 10) having a plurality of honeycomb members 131, and each of the honeycomb members 131 is independently turned on and off. It is also possible to configure so that it can be switched.
  • the sixth modification will be specifically described.
  • the fine water generation device 100 includes, for example, two honeycomb members 131 as shown in FIG.
  • the honeycomb members 131 are distinguished from each other by the reference numerals “A”, “B”,.
  • one honeycomb member 131 is called a honeycomb member 131A
  • the other honeycomb member 131 is called a honeycomb member 131B.
  • the honeycomb member 131A and the honeycomb member 131B are independently switched between an energized state and a non-energized state. Therefore, as shown in FIG. 21, the electrodes 134 are electrically connected to the honeycomb members 131A and 131B, respectively. Each of the electrodes 134 is connected to each of the two opening / closing parts 143 provided corresponding to each of the electrodes 134 via the electric wire 141.
  • switches 143 corresponding to the number of electrodes 134 in other words, the number of honeycomb members 131 are provided.
  • the electric wire 141 connected to the electrode 134 electrically connected to the honeycomb member 131A is accommodated, for example, inside the wall of the case 110.
  • the discharge control unit 151 of the control device 150 causes the honeycomb member 131A to be in an energized state in the discharge mode to generate fine water from the honeycomb member 131A.
  • the release preparation control unit 152 of the control device 150 causes the honeycomb member 131B to be in a non-energized state and causes the honeycomb member 131B to adsorb moisture of air in the release preparation mode. Then, after a lapse of a predetermined time, the discharge control unit 151 causes the honeycomb member 131B to be in an energized state and generates fine water from the honeycomb member B in the discharge mode.
  • the release preparation control unit 152 makes the honeycomb member 131A de-energized and causes the honeycomb member 131A to adsorb moisture of air.
  • the release control unit 151 and the release preparation control unit 152 cooperate to repeatedly switch the energized state and the non-energized state of the honeycomb members 131A and 131B every time a predetermined time elapses.
  • the fine water discharging device 100 can continuously discharge fine water, and the same effect as in the above embodiment can be obtained.
  • the number of honeycomb members 131 (the number of divisions) is not limited to two as described above.
  • the honeycomb members 131A to 131H can be divided into eight in the circumferential direction and provided.
  • the shape of the divided honeycomb member 131 may be any shape as long as it can be accommodated in the case 110, more specifically, in the first case member 132 and the second case member 133.
  • the release control unit 151 and the release preparation control unit 152 cooperate with each other every time a predetermined time elapses, for example, the honeycomb member 131A, the honeycomb member 131C, the honeycomb member 131E, and the honeycomb member 131G. Can be repeatedly switched between the energized state and the non-energized state, and the non-energized state and the energized state of the honeycomb members 131B, 131D, 131F, and 131H can be repeatedly switched. Thereby, in the fine water discharging device 100, the ratio of the honeycomb member 131 in the energized state to the honeycomb member 131 in the non-conductive state can be made equal, and the fine water can be continuously discharged.
  • the release control unit 151 and the release preparation control unit 152 cooperate with each other every time a predetermined time elapses, for example, to switch the energized state of the honeycomb members 131A and 131C to the non-energized state. It is possible to repeatedly switch between the energized state and the non-energized state and the energized state of the honeycomb members 131B and 131D. Thereby, in the fine water discharging device 100, the ratio of the honeycomb member 131 in the energized state to the honeycomb member 131 in the non-conductive state can be made equal, and the fine water can be continuously discharged.
  • the discharge control unit 151 and the discharge preparation control unit 152 energize the respective honeycomb members 131 so as to overlap with each other (to wrap).
  • the state and the non-energized state can be continuously switched. As described above, by continuously switching between the energized state and the non-energized state so as to overlap in time (to overlap), it is possible to equalize the amount of generated fine water generated by the fine water discharge device 100. Thus, effects similar to those of the above embodiment can be obtained.
  • the base portion 11 is formed from a conductive material.
  • the particles 13 have conductivity such as PEDOT / PSS, the base 11 may be formed of a material having no conductivity.
  • the fine water discharging device 100 is configured so as to integrally include the blowing device 120.
  • the fine water discharging device 100 includes the blowing device 120 as a separate body.
  • the fine water discharging device 100 from which the blowing device 120 is discharged can be attached to a device having a blowing function, for example, a dryer, an air conditioner, a fan, or the like.
  • the control device 150 of the fine water discharging device 100 turns on or off the fine water generating unit 130 (the nano-sized water particle discharging device 10) in accordance with the air being blown by the device having the blowing function.
  • the fine water discharging device 100 can discharge fine water or adsorb moisture. Therefore, also in this case, the same effects as those of the above-described embodiment and each of the modified examples can be expected.
  • the release preparation control unit 152 included in the control device 150 executes the release preparation mode, so that the fine water generation unit 130 (the nano-sized water particle discharge element 10) is in a case.
  • the moisture of the air introduced into the flow path L of 110 is adsorbed (moisture absorbed).
  • moisture is supplied between the blower 120 and the fine water generating unit 130 (the honeycomb member 131, the first case member 132, and the second case member 133). It is also possible to arrange the sheet member moistened so as to be sandwiched inside the flow path L.
  • a spray mechanism for spraying steam-like (mist-like) moisture inside the flow path L may be arranged between the blower 120 and the fine water generator 130 inside the case 110. .
  • the release preparation control unit 152 drives the blower 120 to rotate in the first direction and causes the air to flow through the flow path.
  • the gas flows from the first space S1 toward the second space S2.
  • the moisture contained in the sheet member and the moisture sprayed from the spray mechanism are contained in the air and supplied toward the fine water generating section 130 (the nano-sized water particle emitting element 10).
  • the sheet member and the spray mechanism can effectively assist the film portion 12 (particles 13) cooled in a non-energized state to adsorb moisture (water cluster).
  • the fine water discharging device 100 discharges only the fine water into the second space S2.
  • the fine water discharging device 100 releases steam-like water or medicine simultaneously with the fine water.
  • the fine water discharging device 100 can be provided with, for example, a steam generating device having a tank for storing water and a medicine. Accordingly, as described above, at the same time as the fine water discharging device 100 discharges the fine water, the steam generating device can make the water or the medicine into a steam state and discharge the second space S2.
  • the fine water generating unit 130 is configured such that the membrane unit 12 (particles 13) is provided on the entire honeycomb member 131.
  • the discharge control unit 151 executes the discharge mode and raises the temperature of the honeycomb member 131 (the base member 11) in the energized state, thereby discharging the fine water to the second space S2 as described above.
  • the fragrance component can also be released to the second space S2.
  • the fine water discharging device 100 is configured to include one blower 120 and one fine water generating unit 130 inside the case 110.
  • the fine water discharging device 100 may be configured to include a plurality of the blowers 120 and the fine water generating units 130 inside the case 110.
  • a plurality of pairs of the blower 120 and the fine water generating unit 130 are provided in parallel in a direction orthogonal to the axial direction of the case 110, or a plurality of pairs are provided in series along the axial direction of the case 110. can do.
  • each pair (blower device 120 and fine water generation part 130) can be operated in order or simultaneously. Therefore, in this case, it is possible to adjust the discharge amount and discharge distance for discharging the fine water into the second space S2, and it is possible to adjust the discharge time for continuously discharging the fine water.
  • the control device 150 when generating and discharging fine water, the control device 150 closes the switch 143 of the energizing unit 140 to operate the blowing device 120 and to release the fine water.
  • the water generating unit 130 was set to an energized state.
  • the control device 150 opens the switch 143 of the energizing unit 140 to stop the operation of the blower 120 and the micro water generating unit 130 in the non-energized state. It was made to be.
  • control device 150 closes the switch 143 of the energizing unit 140.
  • control so as to be an open circuit, and to switch the fine water generation unit 130 between the energized state and the non-energized state to discharge and stop the fine water.
  • the fine water discharging device 100 discharges the fine water formed from the water cluster by the fine water generating section 130 (the nano-sized water particle discharging element 10) to the second space S2 as it is. I did it.
  • a device for converting water clusters into plasma for example, corona discharge or creeping discharge, which are well-known low-temperature plasma generating means, is provided to convert active oxygen (OH) having strong oxidizing power from water clusters (fine water). - it is also possible to produce better radical) efficiency.
  • the water clusters active oxygen generated from (fine water) is by a strong oxidizing power, for example, fine water discharge device 100 (nanosized water particles emitting element 10) is applied to the air purifier
  • fine water discharge device 100 nanosized water particles emitting element 10
  • the power supply 142 of the power supply unit 140 is a commercial power supply.
  • the fine water discharging device 100 of the above-described embodiment and each of the above-described modified examples is of an installation type. Instead of this, by making the power supply 142 a chargeable / dischargeable battery, the fine water discharging device 100 can be made portable (so-called cordless type).
  • the user directly operates the control device 150 of the fine water discharge device 100 to operate it.
  • the user operates a remote controller that enables remote control of the control device 150, or by setting timers for the operation time and the stop time of the control device 150, It is possible to operate the fine water discharging device 100.
  • the control device 150 can operate the fine water discharge device 100 according to the detection result by these sensors. It is.
  • the fine water discharging device 100 is applied to a beauty device so that the fine water can effectively penetrate into the user's skin.
  • the fine water released and generated by the fine water discharging device 100 (the nano-sized water particle discharging element 10) is bound water having a particle size of 50 nm or less, and is uncharged (uncharged). It is. Therefore, the fine water discharging device 100 is applicable to other than beauty equipment.
  • the fine water discharging device 100 (the nano-sized water particle discharging element 10) is applied to a drier to release fine water to the scalp or hair of the user, the fine water penetrates into the scalp or hair and moisturizes. Can be given. As a result, for example, improvement in gloss of hair, prevention of itching, prevention of dandruff, prevention of hair loss, and the like can be expected.
  • the fine water discharging device 100 (the nano-sized water particle releasing element 10) is applied to a hair growth accelerator, the penetration of the hair growth agent applied to the scalp of the user can be promoted, and hair growth promotion can be expected.
  • the fine water release device 100 (the nano-sized water particle release device 10) is applied to a drug delivery device to release fine water to the skin coated with a drug, transdermal absorption of the drug can be promoted. For example, an improvement in the effect of a drug on various diseases can be expected.
  • a dry eye prevention device such as an eye mask
  • the fine water discharging device 100 (the nano-sized water particle discharging element 10) is applied to an inhaler or a respirator to release fine water to a mucous membrane or the like in a user's oral cavity, the fine water is discharged to the mucous membrane or the like. It can be expected to improve the moisturizing effect and the humidifying effect by penetrating into water.
  • the fine water generated by the fine water discharging device 100 (the nano-sized water particle discharging device 10) is directly discharged to the user (human). Instead of this, it is also possible to discharge the fine water generated by the fine water discharging device 100 (the nano-sized water particle discharging element 10) to an object other than a human.
  • the fine water discharging device 100 (the nano-sized water particle discharging element 10) is applied to a refrigerator or a food storage to discharge fine water into food, the fine water is uncharged (uncharged) bound water.
  • the moisturizing effect of the stored food can be enhanced. As a result, for example, it is expected that the freshness of the food stored in the refrigerator is maintained and the flavor of the food stored in the food storage is improved.
  • the fine water discharging device 100 (the nano-sized water particle discharging device 10) is applied to a plant growing device to release fine water to a plant, for example, by releasing fine water to a seedling, growth of the seedling can be promoted. Can be expected. Further, when the fine water discharging device 100 (the nano-sized water particle discharging device 10) is applied to a static electricity removing device to discharge the fine water to an industrial product or the like, the fine water is uncharged (uncharged). The effect of removing static electricity from paper, semiconductors, paints, etc. can be expected.
  • SYMBOLS 10 fine water discharge element, 11 ... base material part, 12 ... conductive polymer film part, 13 ... particle
  • ejection opening opening
  • 100 fine water discharging device
  • 110 case, 120: blower (blower)
  • 130 fine water generator
  • 131 honeycomb member (base material)
  • 132 first case member
  • 133 second Case member
  • 134 electrode
  • 140 energizing section
  • 141 electric wire
  • 142 power supply
  • 143 switch
  • 150 control device (control section)
  • 151 release control section
  • 152 release preparation control section
  • 160 communication Apparatus
  • 230 fine water generating section
  • 231 liner section
  • 232 corrugated section
  • 233 electrode
  • L flow path
  • S1 first space
  • S2 second space

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Abstract

粒径分布を揃えるとともに無帯電の微細水を放出するために、微細水放出装置(100)は、第一空間(S1)と第二空間(S2)とを連通する流路Lを有するケース(110)と、流路(L)に配置されていて、第一空間(S1)の空気を流路Lに導入し、流路(L)に導入された空気を第二空間(S2)に放出する送風装置(120)と、流路(L)に配置されていてハニカム部材(131)(基材部(11))の外表面に複数の粒子(13)が膜状の導電性高分子膜部(12)として積層されて、水分を吸着する吸着状態と、吸着している水分を空気に放出する放出状態と、の間で粒子(13)が遷移する微細水発生部(130)と、ハニカム部材(131)と電気的に接続されて通電を行う通電部(140)と、送風装置(120)及び通電部(140)を制御する制御部としての制御装置(150)と、を備える。

Description

微細水放出装置
 本発明は、微細水放出装置に関する。
 従来から、例えば、下記特許文献1に開示された静電霧化装置が知られている。この従来の静電霧化装置は、毛細管現象によって水を搬送する水搬送部と、吸熱面上で空気を冷却して生成した結露水を水搬送部に供給する熱交換部と、水搬送部が搬送する水に対して電圧を印加する印加電極と、水搬送部に対向して位置する対向電極と、印加電極と対向電極との間に高電圧を印加する高電圧印加部とを備えている。そして、従来の静電霧化装置は、高電圧印加部により印加される高電圧によって、水搬送部の先端部に保持される水を対向電極に向けて霧化させて、ナノサイズで強い電荷を有するナノイオンミストを発生させるようになっている。
 又、従来から、例えば、下記特許文献2に開示されたマイナスイオン及びナノミスト発生装置も知られている。この従来のナノミスト発生装置は、送付機により外気が通過する処理室と、処理室の下部に設けられた貯水部と、貯水部に下部を水没させ上方に向かって径が拡大するすり鉢状の回転体と、回転体の外周に位置し、回転体とともに回転して回転による遠心力で飛散される水及び空気が通過可能な円筒状の多孔体とを備えている。又、この従来のナノミスト発生装置は、対向体の外周に間隔を置いて回転体の上方から流入する外気を多孔体の外周に案内する空気案内筒が設けられるとともに空気案内筒と多孔体との間に一対の大流通路及び小流通路が形成されるようになっている。これにより、空気流に圧力差が生じて乱流を生じさせ、大量のマイナスイオンとナノミストとを発生するようになっている。
特許第4016934号公報 特許第5032389号公報
 ところが、上記従来のナノミスト発生装置は、大きな水粒子を砕くことによりナノサイズのミストを発生させるため、水粒子の粒径が大きくなり、水粒子の粒径分布が広がり易い。又、上記従来の静電霧化装置によって発生されるナノイオンミストは強い電荷を有し、又、上記従来のナノミスト発生装置によって発生されるナノミストはマイナスに帯電しているため、水粒子が、例えば、人体に対して吸引や反発を起こす場合がある。これらにより、発生された水粒子が人体の角層表面の内部にまで進入しない(浸透できない)可能性がある。
 又、上記従来の静電霧化装置では、空気中の水を凝縮するためのペルチェ素子及び放電のための高電圧電源が必要であり、装置の複雑化及び大型化が懸念される。又、上記従来のナノミスト発生装置では、水タンク、空気案内筒及び回転体等が必要であり、装置の大型化が懸念される。
 本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。即ち、本発明の目的は、粒径分布を揃えるとともに無帯電の微細水を放出することができる微細水放出装置を提供することにある。
 上記の課題を解決するため、請求項1に係る微細水放出装置の発明は、第一空間と第二空間とを連通する流路を有するケースと、流路に配置されていて、第一空間の空気を流路に導入し、流路に導入された空気を第二空間に放出する送風部と、流路に配置されていて、基材部と、核を形成するコア部、及び、水素結合可能な極性官能基を有する高分子材料から形成されてコア部を被覆するシェル部からなるコアシェル構造を有する複数の粒子と、を含み、基材部及び粒子のうちの少なくとも一方が導電性を有し、基材部の外表面に複数の粒子が膜状に積層されて、水分を吸着する吸着状態と、吸着している水分を空気に放出する放出状態と、の間で粒子の状態を遷移させて微細水を発生する微細水発生部と、微細水発生部の基材部と電気的に接続され、基材部の通電を行う通電部と、送風部及び通電部を制御する制御部と、を備えた微細水放出装置であって、制御部は、送風部によって第一空間の空気を流路に導入し、且つ、通電部によって微細水発生部の基材部を通電状態にして、微細水発生部の粒子に吸着している水分を積層された複数の粒子によって形成されたチャンネルの開口を介して無帯電且つ粒径が50ナノメートル以下の微細水として流路に導入された空気に対して放出させることにより、流路に導入された空気とともに微細水を送風部によって第二空間に放出する放出モードを実行する放出制御部と、送風部によって第一空間又は第二空間の空気を流路に導入し、且つ、通電部によって基材部を非通電状態にして、流路に導入された水分を開口からチャンネルを介して粒子に吸着させる放出準備モードを実行する放出準備制御部と、を備えるように構成される。
 これによれば、ハニカム状に形成された基材部の外表面に膜状に複数の粒子が積層されて微細水発生部を構成することができる。複数の粒子が積層された場合、各粒子の間、より詳しくは、各粒子のシェル部の間にはナノメートルサイズのチャンネルが形成される。このチャンネルには、極性官能基が多く分布するため、放出準備モードに伴う吸着状態において粒子によって吸着された水分は速やかに基材部に向けて移動することができる。逆に、吸着された水分は、放出モードに伴う放出状態においてチャンネルを速やかに移動して空気に放出される。この場合、チャンネルは積層された複数の粒子によって形成されるため、チャンネルに対応して水分を放出する開口を多数存在させることができる。これにより、微細水放出装置から放出される微細水の粒径分布を50ナノメートル以下に揃えることができる。
 又、微細水放出装置は、放出制御部が放出モードを実行することにより、通電部が基材部に通電する。これにより、粒子の温度が上昇し、微細水を放出することができる。従って、微細水放出装置は、微細水に電荷を印加することなく、第二空間に無電荷の微細水を大量に放出することができる。これらにより、微細水放出装置から放出される微細水は、無帯電且つ粒径が50ナノメートル以下と小さいため、例えば、人体の角質に対して進入(浸透)し易くなる。その結果、微細水は、角質の内部にまで浸透することができ、肌の保湿等に良好に寄与することができる。
 又、微細水放出装置においては、放出準備制御部が放出準備モードを実行することにより、微細水発生部(より詳しくは、粒子)に空気の水分を吸着させることができる。これにより、水分を吸着及び微細水を放出するために、例えば、水タンクや、高電圧電源、空気案内筒等を設ける必要がなく、微細水放出装置の小型化を図ることができる。
本発明の実施形態に係る微細水放出装置の構成を示す断面図である。 図1の微細水発生部を構成する微細水放出素子を示す部分断面図である。 図2の粒子の構成を示す断面図である。 図2の微細水放出素子から放出された水粒子の粒径の測定結果を示す図である。 図2の微細水放出素子から放出されて所定時間が経過した後の水粒子の粒径の測定結果を示す図である。 図2の微細水放出素子から水粒子が放出される室内空気の水粒子の粒径の測定結果を示す図である。 図2の微細水放出素子の動的粘弾性特性の湿度依存性を示すグラフである。 図2の微細水放出素子の動的粘弾性特性の温度依存性を示すグラフである。 図1の微細水発生部の構成を示す斜視図である。 図9の微細水発生部を構成する基材部及び膜部(粒子)の構成を説明する断面図である。 図1の制御装置のブロック図である。 図1の微細水放出装置によって微細水が放出された場合と、従来の装置によって水粒子が放出された場合と、における角質水分量の時間変化率の測定結果を示す図である。 実施形態の第二変形例に係る微細水発生部の第一変更例を示す断面図である。 実施形態の第二変形例に係る微細水発生部の第二変更例を示す断面図である。 実施形態の第三変形例に係る微細水発生部の構成を示す斜視図である。 実施形態の第四変形例に係る微細水発生部の構成を示す平面図である。 図16の微細水発生部の詳細な構成を示す断面図である。 実施形態の第四変形例に係る微細水発生部の第一変更例を示す断面図である。 実施形態の第四変形例に係る微細水発生部の第二変更例を示す断面図である。 実施形態の第四変形例に係る微細水発生部の第三変更例を示す断面図である。 実施形態の第六変形例に係る微細水放出装置の構成を示す断面図である。 実施形態の第六変形例に係る微細水発生部の構成を示す平面図である。 実施形態の第六変形例に係る微細水発生部の構成を示す平面図である。
 以下、本発明による微細水放出装置の実施形態について説明する。微細水放出装置100は、例えば、美容機器(具体的には、保湿器やブースタ器、車両搭載可能な美容機器等)に適用可能である。微細水放出装置100は、図1に示すように、ナノサイズ水粒子放出素子10(後述する微細水発生部130)を備えている。ナノサイズ水粒子放出素子10は、空気に含まれる水分を吸着する吸着状態と、吸着している水分を空気に放出する放出状態と、の間で遷移可能とされている。ナノサイズ水粒子放出素子10は、図2に示すように、シート状に形成されている。ナノサイズ水粒子放出素子10は、基材部11と、基材部11の外表面に膜状に形成された導電性高分子膜部12(以下、単に「膜部12」と称呼する。)と、から構成される。
 基材部11は、導電性材料である、ステンレス系金属又は銅系金属の金属材料、炭素材料(カーボンペーパ、黒鉛等)、導電性セラミックス材料(例えば、ITO等)、及び、導電性樹脂材料(例えば、金属蒸着されたフィルム、ナノ銀コーティング、CNTコーティング等)のうちの、例えば、ステンレス系金属であるステンレス鋼からなる金属箔であり、導電性を有する。基材部11は、後述するように、通電されることによって発熱するようになっている。
 膜部12は、コアシェル構造を有する粒子13を溶媒に分散させ、粒子13を分散させた分散液を基材部11の外表面に塗布し(塗布工程)、その後、乾燥させる(乾燥工程)を経ることによって膜状に形成される。即ち、微細水放出素子10は、粒子13を分散させた分散液を導電性を有する基材部11に塗布する塗布工程と、塗布工程の後、基材部11に塗布した粒子13を乾燥させる乾燥工程と、を経る製造方法によって製造される。この製造方法を経ることにより、図2にて概念的に示すように、複数の粒子13は、ある程度の規則性を有して(最密構造的に)複数段(図2においては、四段)積層されて層状(膜状)に形成される。ここで、分散液の特性及び成分について、溶媒は水であり、固形分濃度は1~3(%)であり、粘度は10~200(mPa・s)であり、pHは1~3であり、添加剤として防カビ剤が添加される。又、乾燥工程における乾燥温度は100℃以下である。
 粒子13は、基材部11が非通電状態(即ち、発熱していない状態)において放出状態から吸着状態に遷移し、基材部11が通電状態(即ち、発熱している状態)において吸着状態から放出状態に遷移する。本実施形態における粒子13は、その粒径が5ナノメートル程度に設定されている。これにより、複数の粒子13は、基材部11の外表面に対してある程度の規則性を有して積層し、膜部12を形成する。尚、本明細書及び特許請求の範囲に記載する「粒径」は、無作為に複数選択した粒子、或いは、単位体積又は単位面積に存在する複数の粒子、等の粒径を平均した値を表すものとする。
 ここで、膜部12は、基材部11の外表面に複数の粒子13が積層された際の厚み(膜厚)が、1~30マイクロメートルとなるように形成される。本実施形態における粒子13は、導電性高分子から形成されており、具体的に、チオフェン系導電性高分子の一つであるPEDOT/PSS(ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)-ポリ(スチレンスルホン酸))から形成される。従って、本実施形態における膜部12は、PEDOT/PSSから形成される粒子13を含んで形成されるため、チオフェン系の導電性高分子である。
 粒子13は、図3に示すように、コア部13aとシェル部13bとから構成される。粒子13のコア部13aは、粒子の核を形成するものであり、高分子材料又は無機材料のうち、例えば、高分子材料であるポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)即ちPEDOTから形成される。粒子13のシェル部13bは、水素結合可能な極性官能基13b1を有する高分子材料から形成されて、コア部13aを被覆するものである。
 具体的に、シェル部13bは、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウムのうちのポリスチレンスルホン酸である、ポリ(スチレンスルホン酸)即ちPSSから形成される。ここで、シェル部13bを形成するPSSは、水素結合可能な極性官能基13b1である、スルホン酸基(-SOH)、カルボキシル基(-COOH)、水酸基(-OH)、アミノ基(-NH)、アミド基(-C=ONH-)、及び、ピロリドン基(NCOC)のうちの少なくとも一つであるスルホン酸基(-SOH)を有している。
 ここで、粒子13であるPEDOT/PSSは、PEDOTのモノマーであるエチレンジオキシチオフェン(EDOT)とPSSとの重量比が1:3~1:10の間、より好ましくは、1:4~1:6となるように設定される。
 微細水放出素子10は、基材部11が非通電状態である場合、時間が経過することに伴って膜部12即ち粒子13(シェル部13b)による水分の吸着量が増加して飽和吸湿率の状態で安定する。又、微細水放出素子10は、基材部11が通電されて、膜部12即ち粒子13の温度が上昇して放出温度以上となることにより、粒子13のシェル部13bの極性官能基13b1に結合している水分を無帯電(無電荷)の水粒子(後述する微細水)として放出する。ここで、基材部11に設けられる膜部12の膜厚が小さい程、基材部11に担持される導電性高分子である粒子13が相対的に少なくなるために水分の吸着量が相対的に小さくなる。一方、基材部11に設けられる膜部12の膜厚が大きい程、基材部11に担持される導電性高分子である粒子13が相対的に多くなるために水分の吸着量が相対的に多くなる。
 ところで、コアシェル構造の粒子13を含んで構成される微細水放出素子10においては、吸着状態における空気中の水分の吸着スピード、及び、放出状態における空気中への水分の放出スピードがシリカゲル等の一般的な吸湿材と比べて速くなる。又、コアシェル構造を有する粒子13を含んで構成される微細水放出素子10においては、放出状態において放出する水分の水粒子の粒径が2ナノメートルから50ナノメートルの非常に小さい粒径分布範囲に分布する。以下、これらのことを順に説明する。
 先ず、水分の吸着スピード及び放出スピードの速さから説明する。微細水放出素子10は、PEDOT/PSSから形成される粒子13が基材部11上に積層されている。この場合、粒子13は、図2に示すように、膜部12中において、整列された状態で積層される。又、粒子13のシェル部13bを構成するPSSは、水素結合可能な極性官能基13b1であるスルホン酸基(-SOH)を数多く持ち、図3に示すように、シェル部13bの周りに多くの極性官能基13b1であるスルホン酸基(-SOH)を有する。このため、空気に触れているスルホン酸基(-SOH)には、空気に含まれる水分が水素結合により、例えば、粒径が2ナノメートル以下の結合水として結合される。
 この場合、膜部12の表面における水分量が多く、且つ、膜部12の内部における水分量が少ない場合、粒子13のシェル部13bは、水分濃度差を駆動源として、吸着した水分を膜部12の表面から膜部12の内部に向けて移動させようとする。ところで、図2にて太い矢印により示すように、膜部12の内部においては、積層された複数の粒子13のシェル部13bとシェル部13bとの間にナノメートルサイズの流路径(例えば、2ナノメートル程度)のチャンネル13c(以下、このチャンネル13cを「ナノチャンネル13c」と称呼する。)が形成される。ナノチャンネル13cは、図2に示すように、膜部12の内部にて繋がっている。尚、ナノチャンネル13cの流路径は、無作為に複数選択したナノチャンネル13c、或いは、単位体積又は単位面積に存在する複数のナノチャンネル13c等の流路径を平均した値を表すものとする。
 このナノチャンネル13cには、極性官能基13b1であるスルホン酸基(-SOH)が多く分布しており、膜部12の表面に存在する水分子(水分)は、ナノチャンネル13cに存在するスルホン酸基(-SOH)間を伝って高速で膜部12の内部に移動する。これにより、膜部12の表面に存在する空気中の水分は、水分濃度差により膜部12の内部に高速で移動し、大量の水分を速い速度で空気から吸着して保持することができる。ここで、膜部12の内部に保持される水分は、結合水や束縛水であり、自由水は殆ど存在することができない。
 又、このように、水分濃度差を駆動源として水分が移動するため、膜部12の内部における水分量が多く、且つ、膜部12の表面における水分量が少ない場合、即ち、空気が乾燥している場合には、上述した吸着時とは逆に、ナノチャンネル13cに存在する極性官能基13b1であるスルホン酸基(-SOH)を伝うことにより、膜部12の内部から膜部12の表面に向けて、保持された(吸着された)水分が高速で移動する。これにより、膜部12の内部に保持された(吸着された)水分は水分濃度差により膜部12の表面に高速で移動し、膜部12(粒子13)は大量の水分を結合水のままの水粒子として速い速度で空気に放出することができる。又、外部の空気の湿度が高い場合でも、基材部11に通電することにより膜部12の温度が上昇し、膜部12(粒子13)は大量の水分を結合水のままの水粒子として速い速度で空気中に放出することができる。
 次に、放出状態において膜部12(粒子13)から放出される水分の水粒子径が小さいことを説明する。尚、以下において、水粒子径が小さい水分、具体的に、粒径が50ナノメートル以下の水分(水クラスタ)を特に「微細水」と称呼する。図4に示すように、PEDOT/PSSから形成される粒子13を含んで構成される微細水放出素子10から放出された直後の水粒子径分布は、測定範囲の下限である2ナノメートルで最大値を示し、10ナノメートル付近まで分布する。又、図5に示すように、水分を放出してから所定時間(例えば、40秒)が経過した後においては、水粒子(微細水)同士が凝集(クラスタ化)し、水粒子径分布が大粒径側(50ナノメートル以下)に移動する傾向を有する。尚、水粒子径分布のピーク値は、図4及び図5に示すように、10ナノメートル以下になる。ここで、この測定においては、図6に示すように、室内空気にはナノメートルサイズの水粒子はほぼ計測されていない。尚、水粒子径分布の測定に当たっては、水粒子(微細水)の電気移動度を利用して分級し、凝縮粒子カウンターにて単位体積(1cc)当たりの個数濃度を測ることでサブミクロン領域の粒子分布計測を行う走査式モビリティーパーティクルサイザー(SMPS)を用いて測定した。
 このように、微細水放出素子10が小さい水粒子径の水分を放出する、即ち、微細水を放出するのは、以下の理由によるものと考えられる。上述したように、本実施形態におけるコアシェル構造を有する粒子13は、PEDOT/PSSであり、コア部13aにPEDOT、シェル部13bにPSSが存在している。PSSは、極性官能基13b1として、親水基であるスルホン酸基(-SOH)を有しており、シェル部13bの外表面及び内部に多数分布している。
 従って、ナノチャンネル13cの内部には、上述したように、スルホン酸基(-SOH)に結合した結合水が多数存在する。ここで、結合水がシェル部13bの外表面のナノチャンネル13cに偏在し、結合水がシェル部13bの内部に入り込まない理由としては、コア部13aのPEDOTが疎水性のために結合水をシェル部13bの外表面に押し退けていると考えられる。
 そして、微細水発生時において、数ナノサイズ(具体的には、粒径が2ナノメートル)の結合水が放出される理由は、基材部11が通電されると、膜部12(粒子13)の温度が上昇し結合水(より詳しくは、水分子)に熱エネルギーが供給される。これにより、微細水放出素子10においては、結合水の運動性が増加する。その結果、ナノチャンネル13cに存在している結合水がナノチャンネル13cの流路径に対応して膜部12の表面に多数存在する開口である噴出口13c1(具体的に、孔径が2ナノメートル程度の孔)にて凝集(クラスタ化)し、無帯電(無電荷)且つ50ナノメートル以下の微細水として空気中に放出される。尚、結合水は、そのままの形を保って微細水として放出される。
 又、ナノサイズ水粒子放出素子10においては、PEDOT/PSSからコアシェル構造を有して形成される粒子13間のネットワークにより粘弾性に富み、高温高湿においても、安定して存在する。これにより、ナノサイズ水粒子放出素子10は、後述するような実使用環境に対応可能な性能を有している。
 具体的に、粒子13を含む膜部12の動的粘弾性特性において、湿度依存性については、図7に示すように、湿度の上昇に伴って上述したように吸着(吸湿)が進み、実線により示す伸びが増加するものの、破線により示す粘性及び一点鎖線により示す弾性は適切に維持される。又、粒子13を含む膜部12の動的粘弾性特性において、温度依存性については、図8に示すように、破線により示す粘性がコアシェル構造の粒子13に依存して温度T1,温度T2,温度T3にてピークが生じるものの適切に維持されるとともに、一点鎖線により示す弾性も適切に維持される。
 尚、温度T1は、粒子13を構成するスルホン酸基(-SOH)のβ緩和温度(例えば、-60℃)である。又、温度T2は、粒子13を構成するシェル部13b(PSS)のガラス転移温度(例えば、60℃)である。又、温度T3は、粒子13を構成するコア部13a(PEDOT)の融点(例えば、260℃)である。
 再び、図1に戻り、微細水放出装置100は、ケース110、送風部としての送風装置120、微細水発生部130、通電部140及び制御部としての制御装置150を備えている。
 ケース110は、内部に空気を流通させる流路Lを有するように、両端を開口するとともに前後方向に沿って延びる筒状に形成されている。流路Lは、ケース110の前方の空間である第一空間S1に向かって開口するとともに、ケース110の後方の空間である第二空間S2に向けて開口する。第一空間S1側の開口及び第二空間S2側の開口には、それぞれ、通気性を有するフィルタ111及びフィルタ112が装着されている。尚、第一空間S1及び第二空間S2は、例えば、同じ部屋内の空間であり、利用者は第二空間S2側にて微細水の供給を受ける。
 流路Lは、第一空間S1と第二空間S2とを連通する。流路Lの内部には、ケース110の第一空間S1側から第二空間S2側に向かって順に、送風装置120及び微細水発生部130(ナノサイズ水粒子放出素子10)が配設されている。
 送風部としての送風装置120は、第一方向に回転駆動することにより、流路Lに第一空間S1の空気を導入し、流路Lに導入された空気を第二空間S2に放出するものである。又、送風装置120は、第一方向と逆方向の第二方向に回転駆動することにより、流路Lに第二空間S2の空気を導入し、流路Lに導入された空気を第一空間S1に放出する。送風装置120は、例えば、軸流送風機である。送風装置120は、制御装置150と電気的に接続され、制御装置150から送信される制御指令値に従って駆動する。尚、送風装置120は、PWM制御されているため、制御指令値は、デューティ比にて算出される。
 微細水発生部130は、送風装置120によって流路Lに導入された空気に微細水を発生して放出するとともに、空気の水分を吸着するものである。微細水発生部130は、上述した微細水放出素子10を含んで構成されている。これにより、微細水発生部130においては、微細水放出素子10の基材部11が非通電である場合に、膜部12を構成するコアシェル構造の粒子13の状態を遷移させて、粒子13が流路Lに導入された空気の水分を吸着(吸着状態)する。又、微細水発生部130においては、微細水放出素子10の基材部11が通電状態である場合に、粒子13の状態を遷移させて、粒子13が吸着している水分を微細水として流路Lに導入された空気に放出する(放出状態)。
 微細水発生部130は、図9に示すように、導電性を有する円柱状のハニカム部材131を備えている。ハニカム部材131は、微細水放出素子10の基材部11を構成するものであり、導電性材料である、例えば、20クロム5アルミ系のフェライト系ステンレス鋼から形成されている。ハニカム部材131(即ち、基材部11)は、図10に示すように、波板と平板からなるハニカム状に形成される。尚、ハニカム部材131(基材部11)においては、波板及び平版は、絶縁加工されている。ハニカム状に形成された基材部11(即ち、ハニカム部材131)には、図10に示すように、外表面に対してコアシェル構造を有する粒子13が塗布されて膜部12が形成されている。
 又、微細水発生部130は、図1及び図9に示すように、ハニカム部材131(基材部11)の外周部分を包囲する環状の第一ケース部材132及び第二ケース部材133を備えている。第一ケース部材132は、例えば、ケース110の第一空間S1側に配置されており、ハニカム部材131(基材部11)の第一空間S1側に当接するように設けられたフランジによって補強されている。第二ケース部材133は、例えば、ケース110の第二空間S2側に配置されており、ハニカム部材131(基材部11)の第二空間S2側に当接するように設けられたフランジによって補強されている。
 更に、微細水発生部130においては、ハニカム部材131、即ち、ハニカム状に形成された基材部11に、図1及び図9に示すように、電極134が外方に向けて突出するように設けられている。より具体的に、電極134は、一端がハニカム部材131(基材部11)に電気的に接続され、他端が第一ケース部材132及び第二ケース部材133の開口から外部に向けて突出している。電極134の他端には、通電部140が電気的に接続されるようになっている。
 ハニカム部材131、第一ケース部材132、第二ケース部材133及び電極134から構成される微細水発生部130は、ケース110の流路Lに対して脱着可能に組み付けられるカートリッジとして形成されている。カートリッジとして脱着される微細水発生部130が流路Lに組み付けられた状態では、流路Lに導入された空気は、図7にて矢印により示すように、微細水発生部130を矢印の方向に沿って流通する。
 通電部140は、図1に示すように、微細水発生部130の電極134と電気的に接続され、微細水発生部130(より詳しくは、ハニカム部材131であって微細水放出素子10の基材部11)の通電を行うものである。通電部140は、図1に示すように、電線141、電源142及び開閉器143を備えている。
 電線141は、電源142と、送風装置120及び微細水発生部130の電極134とを電気的に接続する電線である。電源142は、例えば、商用電源であり、USB(Universal Serial Bus)給電方式を採用することが可能である。開閉器143は、電線141上に配設されており、例えば、非作動時に開路とするノーマルオープン型の開閉器である。
 開閉器143は、制御装置150から送信される制御指令値に従い、閉路とすることによって電源142と送風装置120及び微細水発生部130とを電気的に接続し、開路とすることによって電源142と送風装置120及び微細水発生部130との電気的な接続を遮断する。これにより、送風装置120は、第一方向又は第二方向に回転駆動する通電状態と回転駆動を停止する非通電状態とに切り替えられる。又、微細水発生部130は、ハニカム部材131(基材部11)が通電されて微細水を発生する通電状態とハニカム部材131(基材部11)が通電されておらず微細水を発生しない非通電状態とに切り替えられる。
 制御部としての制御装置150は、図11に示すように、放出制御部151及び放出準備制御部152を備えている。放出制御部151は、微細水放出装置100の運転モードである放出モードを実行して、第二空間S2への微細水の放出を制御するものである。放出準備制御部152は、微細水放出装置100の運転モードである放出準備モードを実行して、第二空間S2への微細水の放出準備を制御するものである。
 放出制御部151が実行する放出モードは、微細水発生部130(ナノサイズ水粒子放出素子10)に微細水を発生させる運転モードである。加えて、放出制御部151が実行する放出モードは、第一空間S1から流路Lに導入されて微細水を含む空気を第二空間S2に放出する運転モードである。具体的に、放出制御部151は、放出モードの実行することにより、送風装置120を、第一方向に回転駆動させて、第一空間S1の空気を流路Lに導入して第二空間S2に放出する。
 そして、放出制御部151は、微細水発生部130(ナノサイズ水粒子放出素子10)を通電状態にするように通電部140の開閉器143を閉路とする。これにより、微細水発生部130(ナノサイズ水粒子放出素子10)のハニカム部材131(基材部11)は、通電状態となるため、ハニカム部材131(基材部11)に形成された膜部12(粒子13)の温度が上昇して微細水が発生し、流路Lに導入された空気とともに微細水が第二空間S2に放出される。
 ところで、通電状態においては、ハニカム部材131(基材部11)及び膜部12(粒子13)の温度は、非通電状態に比べて、20℃~50℃の範囲で上昇する。これにより、粒子13に吸着されている2ナノメートル程度の粒径を有する結合水がナノチャンネル13cを通過して凝縮(クラスタ化)し、50ナノメートル以下を粒径を有する微細水として流路L内に放出され(放出状態)、第一空間S1から流路Lに導入された空気が微細水を含んだ状態で第二空間S2から放出される。尚、放出モードにおいて、放出制御部151は、先ずハニカム部材131(基材部11)の通電のみを実施して膜部12(粒子13)の温度を上昇させた後、ハニカム部材131(基材部11)への通電を継続しながら送風装置120を第一方向に回転駆動させることも可能である。
 ここで、送風装置120の回転駆動量や、微細水発生部130(微細水放出素子10)への通電量、ハニカム部材131(基材部11)に担持された膜部12の表面積等については、例えば、以下のように設定される。例えば、第一空間S1の空気の温度が25℃であり、且つ、第一空間S1の空気の相対湿度が40%であることを想定した場合において、第一空間S1から流路Lに導入された空気に微細水が含まれて第二空間S2から放出される空気の相対湿度が約90%となるように設定される。
 放出準備制御部152が実行する放出準備モードは、微細水発生部130(ナノサイズ水粒子放出素子10)に微細水の発生を停止させる態様(運転モード)である。加えて、放出準備制御部152が実行する放出準備モードは、流路Lを介して第一空間S1から第二空間S2に向けて又は第二空間S2から第一空間S1に向けて空気を放出する態様(運転モード)である。
 具体的に、放出準備制御部152は、微細水発生部130(ナノサイズ水粒子放出素子10)を非通電状態にするように通電部140の開閉器143を開路とする。これにより、微細水発生部130(ナノサイズ水粒子放出素子10)のハニカム部材131(基材部11)は、非通電状態となるために発熱することがなく、その結果、ハニカム部材131(基材部11)に形成された膜部12(粒子13)の温度が低下する。
 又、放出準備制御部152は、送風装置120を第一方向に回転駆動させて第一空間S1の空気を第二空間S2に放出する。又は、放出準備制御部152は、送風装置120を第二方向に回転駆動させて第二空間S2の空気を第一空間S1に放出する。これにより、微細水発生部130(ナノサイズ水粒子放出素子10)が非通電状態とされている場合には、流路Lの内部を導通する空気により、ハニカム部材131(基材部11)に形成された膜部12(粒子13)は冷却される。
 ところで、膜部12(粒子13)が冷却される状態においては、上述したように、ナノチャンネル13cに偏在している極性官能基13b1であるスルホン酸基(-SOH)によって流路Lに導入された空気の水分が吸着される(吸着状態)。この場合、非通電状態においては、極性官能基13b1であるスルホン酸基(-SOH)に結合された水分(結合水)に対して熱エネルギーが与えられず、その結果、水分(結合水)が微細水としてナノチャンネル13cから飛び出すことはなく、安定して水分が吸着される。
 本実施形態の微細水放出装置100は、利用者が制御装置150を起動させる即ち電源投入することに従って作動を開始する。具体的に、制御装置150が起動すると、先ず、第一ステップとして、放出準備制御部152は、放出準備モードを実行し、送風装置120を第二方向に回転駆動し、流路Lの内部にて空気を微細水発生部130から送風装置120に向けて導通させる。この場合、放出準備制御部152は、送風装置120を、動作時間としてt1(s)、風速としてf1(m/s)となるように作動させる。
 このように、第一ステップにおいて、放出準備制御部152が放出準備モードを実行することにより、第二空間S2から第一空間S1に向けて流路Lの内部を流れる空気に含まれる水分がハニカム部材131(基材部11)に担持された膜部12(粒子13)に吸着(吸湿)される。そして、放出準備制御部152は、送風装置120を動作時間t1(s)だけ風速f1(m/s)で作動させると、送風装置120を停止させる。
 続いて第二ステップとして、放出制御部151は、放出モードを実行する。本実施形態において、放出制御部151は、通電部140の開閉器143を閉路し、微細水発生部130のハニカム部材131(基材部11)に通電する。この場合、放出制御部151は、ハニカム部材131(基材部11)の温度を非通電状態に比べて20℃~50℃の範囲で温度上昇させるために、ハニカム部材131(基材部11)に通電時間としてt2(s)、電力としてP(w)となるように通電する。尚、動作時間t2(s)及び電力P(w)は、利用者が任意に設定することができる。
 又、第三ステップとして、放出制御部151は、ハニカム部材131(基材部11)に通電することと同時に、送風装置120を第一方向に回転駆動し、流路Lの内部にて空気を送風装置120から微細水発生部130に向けて導通させる。この場合、放出制御部151は、送風装置120を、動作時間としてt2(s)、風速としてf2(m/s)となるように作動させる。尚、風速f2(m/s)は、例えば、微細水の放出距離に応じて利用者が任意に設定することができる。
 このように、第二ステップ及び第三ステップにおいて、放出制御部151が放出モードを実行することにより、ハニカム部材131(基材部11)に担持された膜部12(粒子13)の温度が30℃程度上昇して微細水を放出し、放出された微細水は流路Lの内部を流れる空気とともに第二空間S2に放出される。そして、放出制御部151は、ハニカム部材131(基材部11)に通電時間t2(s)だけ電力P(w)を通電し、且つ、送風装置120を動作時間t2(s)だけ風速f2(m/s)で作動させると、ハニカム部材131(基材部11)への通電を遮断するとともに送風装置120を停止させる。
 次に、第四ステップとして、放出準備制御部152は、放出準備モードを実行し、送風装置120を第二方向に回転駆動し、流路Lの内部にて空気を微細水発生部130から送風装置120に向けて導通させる。この場合、放出準備制御部152は、送風装置120を、動作時間としてt3(s)、風速としてf3(m/s)となるように作動させる。ここで、第四ステップにおける風速f3(m/s)は、第一ステップにおける風速f1(m/s)よりも大きな値とされる。
 このように、第四ステップにおいて、放出準備制御部152が放出準備モードを実行することにより、第二ステップにて通電により温度上昇したハニカム部材131(基材部11)及び膜部12(粒子13)が冷却される。ここで、第四ステップにおける風速f3(m/s)は、第一ステップにおける風速f1(m/s)よりも大きい。このため、流路Lの内部にて空気は速く流れ、その結果、ハニカム部材131(基材部11)が速やかに冷却される。一方、第一ステップにおける風速f1(m/s)は、第四ステップにおける風速f3(m/s)よりも小さい。このため、流路Lの内部にて空気はゆっくり流れ、その結果、ハニカム部材131(基材部11)に担持された膜部12(粒子13)と空気との接触時間が相対的に長くなって空気に含まれる水分がより確実に吸着(吸湿)される。
 そして、微細水放出装置100は、上述した第一ステップ~第四ステップを一つのサイクルとし、このサイクルを、例えば、2~10サイクル程度繰り返す。尚、繰り返すサイクルの数については、利用者によって任意に設定される。
 ところで、上述した微細水放出装置100は、発生させた微細水を人体の角質に保持される水(天然保湿因子)と同様の結合水の状態且つ無帯電(無電荷)の状態で放出することができる。従って、微細水放出装置100から放出された微細水に利用者の肌を曝すことにより、利用者は長時間にわたり、肌の保湿効果が得られる。このことについて、微細水放出装置100によって微細水が放出された場合と、上記従来の装置によってナノミストが放出された場合と、における頬部の角質水分量の時間変化率の比較結果を示す図12に基づいて説明する。
 尚、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)が放出する微細水について、放出される微細水のpHは6.8~7.0であり、肌に直接接触した場合でも紅斑等の発生や肌異常の申告はなく、安全である。又、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)が微細水を放出する際に発生するガスは、環境基準以下の微量の硫黄酸化物を含むのみであり、環境に影響を及ぼさない。
 一般的に、人体の肌の角質の隙間は約50ナノメートルと言われている。上述したように、微細水放出装置100即ちナノサイズ水粒子放出素子10は、50ナノメートル以下の微細水を無帯電(無電荷)且つ結合水の状態で放出する。これにより、図12にて実線により示すように、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)から放出された微細水は、結合水の状態で角質内部(肌内部)に効率的に浸透し易く、その結果、角質水分量が時間の経過に伴って低下しにくい。従って、微細水は、長時間にわたり肌の保湿効果を与えることができ、例えば、乾燥小じわの改善、肌のキメの整え、たるみやハリの改善、過剰な皮脂分泌の抑制、アトピー肌(乾燥肌)の保湿等が期待できる。
 これに対して、上記従来の装置は、ナノサイズのナノミストを帯電且つ自由水の状態で放出する。これにより、図12にて一点鎖線により示すように、上記従来の装置から放出されたナノミストは、肌に到達した直後においては角質内部(肌内部)に浸透するものの、自由水の状態で浸透するために蒸発し易く、その結果、角質水分量が時間の経過に伴って低下する。従って、従来のナノミストは、長時間にわたり肌の保湿効果を与えることが困難である。
 尚、微細水は、上述したように、微細水がハニカム部材131(基材部11)に担持された膜部12(粒子13)の温度上昇に伴って放出される。一般に、角質は、32℃~39℃で経皮吸収率が高くなると言われている。従って、微細水が温かい温度で放出されることも、角質内部(肌内部)に浸透し易くしていると考えることができる。
 又、利用者によっては、頬等にビタミンC等の美容成分を角質内部(肌内部)浸透させるクリーム等(例えば、APM(アスコルピン酸リン酸マグネシウム)等)を塗布している場合がある。ところで、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)が放出する微細水は、無帯電(無電荷)であり、放出後においても微細な粒子形状即ち50ナノメートル以下を安定して維持することができる。従って、例えば、角質内部(肌内部)に浸透していない微細水は、肌の表皮に向かって美容成分とともに浸透することができ、その結果、角質内部(肌内部)に美容成分を浸透させる美容成分浸透効果を高めることができ、例えば、肌の美白、肌のハリ向上等が期待できる。
 これに対して、上記従来の装置によって放出されるナノミストは帯電しており、放出後においては微細な粒子形状を維持することが困難である。従って、角質内部(肌内部)に浸透していないナノミストは、例えば、粒径が50ナノメートルよりも大きくなると、肌の表皮に向かって美容成分とともに浸透することができず、その結果、美容成分浸透効果を高めることができない。
 ここで、微細水放出装置100から第二空間S2に放出された微細水を利用者の皮膚に供給する場合、第二空間S2に連通する流路Lの放出側開口(即ち、ノズル)を、例えば、コアンダ効果を発揮する吹き出し形状とし、ケース110から放出された微細水を利用者の皮膚に直接的に供給する(触れさせる)ことが可能である。又、例えば、利用者の顔を覆ったフェイスマスクを介して、微細水を皮膚に供給して浸透させることが可能である。又、第二空間S2をテントやカプセル等で区画しておき、テントやカプセル等の内部にケース110から微細水を放出させ、テントやカプセル等に入った利用者の皮膚に微細水を供給して浸透させることが可能である。更には、利用者が被った帽子(キャップ)やヘルメットを介して、微細水を皮膚(頭皮)に供給して浸透させることが可能である。
 以上の説明からも理解できるように、上記実施形態に係る微細水放出装置100は、第一空間S1と第二空間S2とを連通する流路Lを有するケース110と、流路Lに配置されていて、第一空間S1の空気を流路Lに導入し、流路Lに導入された空気を第二空間S2に放出する送風部としての送風装置120と、流路Lに配置されていて、基材部としてのハニカム状に形成されたハニカム部材131(基材部11)と、核を形成するコア部13a、及び、水素結合可能な極性官能基を有する高分子材料から形成されてコア部13aを被覆するシェル部13bからなるコアシェル構造を有する複数の粒子13と、を含み、ハニカム部材131(基材部11)及び粒子13のうちの少なくとも一方が導電性を有し、ハニカム部材131(基材部11)の外表面に複数の粒子13が膜状の導電性高分子膜部12として積層されて、水分を吸着する吸着状態と、吸着している水分を空気に放出する放出状態と、の間で粒子13の状態を遷移させて微細水を発生する微細水発生部130と、微細水発生部130のハニカム部材131(基材部11)と電気的に接続され、ハニカム部材131(基材部11)の通電を行う通電部140と、送風装置120及び通電部140を制御する制御部としての制御装置150と、を備えた微細水放出装置であって、制御装置150は、送風装置120によって第一空間S1の空気を流路Lに導入し、且つ、通電部140によって微細水発生部130のハニカム部材131(基材部11)を通電状態にして、微細水発生部130の粒子13に吸着している水分を積層された複数の粒子13によって形成されたナノチャンネル13cの開口である噴出口13c1を介して無帯電且つ粒径が50ナノメートル以下の微細水として流路Lに導入された空気に対して放出させることにより、流路Lに導入された空気とともに微細水を送風装置120によって第二空間S2に放出する放出モードを実行する放出制御部151と、送風装置120によって第一空間S1又は第二空間S2の空気を流路Lに導入し、且つ、通電部140によってハニカム部材131(基材部11)を非通電状態にして、流路Lに導入された水分を噴出口13c1からナノチャンネル13cを介して粒子13に吸着させる放出準備モードを実行する放出準備制御部152と、を備えるように構成される。
 この場合、ハニカム部材131(基材部11)は、ステンレス系金属から形成されており、粒子13は、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)のコア部13aと、ポリ(スチレンスルホン酸)のシェル部13bと、から構成されるPEDOT/PSSであり、PEDOT/PSSは、PEDOTのモノマーであるエチレンジオキシチオフェン(EDOT)とPSSとの重量比が1:4~1:6の間となるように設定される。
 又、これらの場合、放出モードにおいて第二空間S2に放出された微細水は、第二空間S2に存在する人体に供給される。
 これらによれば、ハニカム状に形成されたハニカム部材131(基材部11)の外表面に複数の粒子13が膜部12として積層されて微細水発生部130を構成することができる。複数の粒子13が膜部12として積層された場合、各粒子13の間、より詳しくは、各粒子13のシェル部13bの間にはナノメートルサイズのナノチャンネル13cが形成される。このナノチャンネル13cには、極性官能基13b1が多く分布するため、吸着状態において粒子13によって吸着された水分は速やかにハニカム部材131(基材部11)に向けて移動することができる。逆に、吸着された水分は、放出状態においてナノチャンネル13cを速やかに移動して空気に放出される。この場合、ナノチャンネル13cは積層された複数の粒子13によって形成されるため、ナノチャンネル13cに対応して水分を放出する開口である2ナノメートル程度の噴出口13c1を多数存在させることができる。これにより、微細水放出装置100から放出される水粒子の粒径分布を50ナノメートル以下に揃えることができる。
 又、微細水放出装置100は、放出制御部151が放出モードを実行することにより、通電部140がハニカム部材131(基材部11)に通電する。これにより、粒子13の温度が上昇し、微細水を放出することができる。従って、微細水放出装置100は、微細水に電荷を印加することなく、第二空間S2に無電荷の微細水を大量に放出することができる。これらにより、微細水放出装置100から放出される微細水は、無帯電且つ粒径が50ナノメートル以下と小さいため、第二空間S2に存在する人体に微細水が供給された場合には、人体の角質に対して進入(浸透)し易くなる。その結果、微細水は、角質の内部にまで浸透することができ、肌の保湿等に良好に寄与することができる。
 又、微細水放出装置100においては、放出準備制御部152が放出準備モードを実行することにより、微細水発生部130(より詳しくは、粒子13)に空気の水分を吸着させることができる。これにより、水分を吸着及び微細水を放出するために、例えば、水タンクや、高電圧電源、空気案内筒等を設ける必要がなく、微細水放出装置100の小型化を図ることができる。
 この場合、放出制御部151及び放出準備制御部152は、放出モードと放出準備モードとからなるサイクルを複数回実行する。
 これによれば、例えば、放出準備制御部152が放出準備モードを実行することによってハニカム部材131(基材部11)の粒子13が吸着(吸湿)した水分を、放出制御部151が放出モードを実行して第二空間S2に微細水を放出することができる。即ち、放出モードと放出準備モードとからなるサイクルを実行することにより、空気から吸着(吸湿)した水分を微細水として放出することができるため、水タンクや、高電圧電源、空気案内筒等を設ける必要がなく、微細水放出装置100の小型化を図ることができる。
 又、放出モードと放出準備モードとからなるサイクルを複数回実行することができるため、例えば、微細水放出装置100の利用者はサイクルを任意の回数だけ実行させることができる。従って、利用者の利用形態に応じて微細水放出装置100を利用することができ、利用者の利便性を向上させることができる。
 又、これらの場合、放出モードにおいて通電状態のハニカム部材131(基材部11)は、非通電状態に比べて20℃~50℃の範囲で温度上昇する。
 これによれば、放出モードにおいて微細水を第二空間S2に放出する際に必要となる熱エネルギーを低減することができる。一方で、放出準備モードにおいては、ハニカム部材131(基材部11)は非通電状態となる。従って、微細水放出装置100の作動において、必要なエネルギーが少なく、その結果、省エネルギーを達成することができる。
 尚、これらの場合においては、コア部13aは、高分子材料又は無機材料のうちのからポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)から形成される。シェル部13bは、極性官能基13b1として、スルホン酸基(-SOH)、カルボキシル基(-COOH)、水酸基(-OH)、アミノ基(-NH)、アミド基(-C=ONH-)、及び、ピロリドン基(NCOC)のうちの少なくとも一つであるスルホン酸基(-SOH)を有する。そして、この場合、シェル部13bは、高分子材料として、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウムのうちの少なくとも一つであるポリスチレンスルホン酸(PSS)から形成される。又、ハニカム部材131(基材部11)は、ステンレス系金属又は銅系金属の金属材料、炭素材料、導電性セラミックス材料、及び、導電性樹脂材料のうちの少なくとも一つであるステンレス鋼である20クロム5アルミ系のフェライト系ステンレス鋼を用いて形成される。
 これらにより、コアシェル構造を有する粒子13は、PSSから形成されたシェル部13bが水素結合可能な極性官能基13b1であるスルホン酸基(-SOH)を多数有することができるので、吸着状態において空気に含まれる水分を速やかに且つ大量に吸着することができるとともに、放出状態において吸着した水分を速やかに空気に放出することができる。これにより、微細水放出装置100は、空気に微細水を放出することができる一方で、空気から水分を吸収(吸着)することができる。従って、微細水放出装置100は、空気に含まれる水分を活用し、微細水を放出することができる。
(第一変形例)
 上記実施形態においては、膜部12を形成する粒子13が導電性高分子材料であるPEDOT/PSSから形成されるコアシェル構造を有するようにした。即ち、上記実施形態においては、粒子13のコア部13aがPEDOTから形成され、粒子13のシェル部13bがPSSから形成されるようにした。
 これに代えて、粒子13のコア部13aを無機材料である酸化セリウム(CeO)で形成し、粒子13のシェル部13bを水素結合可能な極性官能基13b1を有する高分子材料であるポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸ナトリウムのうちのポリビニルピロリドン即ちPVPから形成し、コアシェル構造を有する粒子13を構成することも可能である。この場合、シェル部13bを形成するPVPは、水素結合可能な極性官能基13b1である、スルホン酸基(-SOH)、カルボキシル基(-COOH)、水酸基(-OH)、アミノ基(-NH)、アミド基(-C=ONH-)、及び、ピロリドン基(NCOC)のうちのピロリドン基(NCOC)を有している。
 このように、コアシェル構造の粒子13をCeO/PVPから形成し、この粒子13を含む膜部12を基材部11上に層状に形成した場合においても、基材部11が非通電状態である場合、時間が経過することに伴って粒子13(シェル部13b)による水の吸着量が増加して飽和吸湿率の状態で安定する。又、微細水放出素子10は、基材部11が通電されて、粒子13の温度が上昇して放出温度以上となることにより、粒子13(シェル部13b)に吸着している水分が放出される。
 そして、この第一変形例の場合においても、粒子13のシェル部13bは、図2に示すように、膜部12中において、整列された状態で積層される。又、粒子13のシェル部13bを構成するPVPは、水素結合可能な極性官能基13b1であるピロリドン基(NCOC)を数多く持ち、図3に示すように、シェル部13bの周りに多くのピロリドン基(NCOC)を有する。このため、この第一変形例の膜部12においても、ナノチャンネル13cにピロリドン基(NCOC)が多く分布しており、被処理流体である空気に触れているピロリドン基(NCOC)には、空気に含まれる水分が水素結合により吸着される。
 これにより、この第一変形例における微細水放出素子10も、膜部12の表面にて吸着された水分が水分濃度差により膜部12の内部に高速で移動するので、大量の水分を速い速度で空気から吸着して保持することができる。又、このように、水分濃度差を駆動源として水分が移動するため、膜部12の内部における水分量が多く、且つ、膜部12の表面における水分量が少ない場合、即ち、空気が乾燥している場合には、上述した吸着時とは逆に、ナノチャンネル13cに存在するピロリドン基(NCOC)を伝って高速で、膜部12の内部から膜部12の表面に保持された(吸着された)水分が移動する。これにより、この第一変形例における微細水放出素子10も、膜部12の内部に保持された(吸着された)水分が水分濃度差により膜部12の表面に高速で移動するので、大量の水分を速い速度で空気に放出することができる。従って、この第一変形例においても、上記実施形態と同等の効果が得られる。
(第二変形例)
 上記実施形態においては、ハニカム部材131(基材部11)のハニカム形状が三角形状となるようにした。これに代えて、ハニカム部材131(基材部11)のハニカム形状については、図13に示すような波形状(第一変更例)、又は、図14に示すような六角形状(第二変更例)を採用することも可能である。このようなハニカム形状をハニカム部材131(基材部11)に採用した場合であっても、ハニカム部材131(基材部11)の表面にコアシェル構造を有する粒子13が塗布されて膜部12が形成される。
 これにより、この場合においても、微細水発生部130(微細水放出素子10)は、ハニカム部材131(基材部11)が非通電である場合に膜部12を構成するコアシェル構造の粒子13が流路Lに導入された空気の水分を吸着し(吸着状態)、ハニカム部材131(基材部11)が通電状態である場合に粒子13が吸着している水分を微細水として流路Lに導入された空気に放出する(放出状態)ことができる。従って、上記実施形態と同等の効果が得られる。
(第三変形例)
 上記実施形態においては、ハニカム部材131(基材部11)が円柱状とした。これに代えて、図15に示すように、ハニカム部材131(基材部11)を角柱状とすることも可能である。この場合においても、ハニカム部材131(基材部11)のハニカム形状については、図10、図13に示す第一変更例及び図14に示す第二変更例の形状を採用することができる。
 このような角柱状のハニカム部材131(基材部11)を採用した場合であっても、ハニカム部材131(基材部11)の表面にコアシェル構造を有する粒子13が塗布されて膜部12が形成される。これにより、この場合においても、微細水発生部130(微細水放出素子10)は、ハニカム部材131(基材部11)が非通電である場合に膜部12を構成するコアシェル構造の粒子13が流路Lに導入された空気の水分を吸着し(吸着状態)、ハニカム部材131(基材部11)が通電状態である場合に粒子13が吸着している水分を微細水として流路Lに導入された空気に放出する(放出状態)ことができる。従って、上記実施形態と同等の効果が得られる。
(第四変形例)
 上記実施形態においては、微細水発生部130がハニカム部材131を備え、ハニカム部材131に微細水放出素子10の基材部11を一体に形成するようにした。これに代えて、図16に示す微細水発生部230を設けることも可能である。微細水発生部230は、一つの微細水放出素子10を用いて断面渦状に形成された基材部11を備えており、基材部11の外表面(渦巻き形状の内側に相当する面)にはコアシェル構造を有する粒子13が塗布されて膜部12が形成されている。
 そして、この場合、微細水発生部230は、膜部12の表面側に配置されたライナー部231及びコルゲート部232を有する。ライナー部231及びコルゲート部232は、断面渦状に設けられる。ライナー部231は、図17に示すように、金属箔のパンチングプレートから形成されている。コルゲート部232は、パルプ紙から形成されている。更に、この場合、微細水発生部230は、通電部140に接続される電極233を備えている。電極233は、微細水発生部230を構成する微細水放出素子10の基材部11の両端部にそれぞれ設けられる。
 このように構成された微細水発生部230においては、コルゲート部232とライナー部231との間に形成された隙間に空気が流通する。そして、微細水発生部230(微細水放出素子10)においては、基材部11が非通電である場合に膜部12を構成するコアシェル構造の粒子13が流路Lに導入された空気の水分を吸着し(吸着状態)、基材部11が通電状態である場合に粒子13が吸着している水分を流路Lに導入された空気に放出する(放出状態)。尚、基材部11とコルゲート部232とが接触するように形成されたとき、基材部11が通電された場合に生じる熱によってコルゲート部232が加熱される。そして、コルゲート部232が加熱されるとライナー部231も加熱され、その結果、微細水放出素子10の膜部12即ち粒子13が加熱されて速やかに放出状態に遷移する。従って、上記実施形態と同等の効果が得られる。
 ここで、微細水発生部230を構成するライナー部231及びコルゲート部232については、種々の変更が可能である。例えば、図18に第一変更例を示すように、ライナー部231を省略するとともに、コルゲート部232に代えて金属製のメッシュ234から形成することも可能である。又、図19に第二変更例を示すように、ライナー部231を省略し、コルゲート部232を金属板から形成することも可能である。又、図20に第三変更例を示すように、ライナー部231を金属板から形成し、ライナー部231を基材部11とコルゲート部232との間に配置することも可能である。更に、パンチングメタルに代えて、ライナー部231を金属製のメッシュから形成することも可能である。このようにライナー部231及びコルゲート部232を変更した場合であっても、上記実施形態と同等の効果が得られる。
(第五変形例)
 上記実施形態及び上記各変形例においては、利用者が操作可能な制御装置150を直接的に操作して、微細水放出装置100を作動させるようにした。これに加えて、例えば、利用者が所持する図示省略の携帯端末(具体的に、例えば、スマートフォン等)を操作することにより、微細水放出装置100を作動させることも可能である。この場合、携帯端末には、制御装置150による制御内容即ち運転モードを選択指示するためのアプリケーションがインストールされる。又、この場合には、微細水放出装置100には、図1にて破線により示すように、携帯端末との通信を可能とし、且つ、制御装置150との通信を可能とする通信装置160が設けられる。
 携帯端末を用いて微細水放出装置100を作動させる場合、利用者は携帯端末において起動させたアプリケーションにおいて微細水放出装置100の運転モードを選択することにより、選択された運転モードが微細水放出装置100の通信装置160に送信される。微細水放出装置100においては、通信装置160を介して運転モードを受信すると、制御装置150が運転モードに応じて送風装置120及び通電部140の作動を制御する。これにより、利用者が携帯端末を用いて選択した運転モードにより、微細水放出装置100は作動することができる。
 ところで、携帯端末にインストールされるアプリケーションには、上述した放出モード及び放出準備モードを組み合わせた任意の運転モード(態様)を設定する機能を設けることができる。これにより、利用者は、例えば、微細水が放出される時間や送風装置120による風速等を任意に設定することができる。
 又、携帯端末に、例えば、肌の水分量等を計測する肌計測アプリケーション等がインストールされている場合には、肌計測アプリケーションによる計測結果、即ち、利用者の肌状態に応じて、微細水放出装置100が自動的に最適な運転モードを設定して作動することが可能である。この場合、肌計測アプリケーションによる計測結果が通信装置160を介して制御装置150に送信されることにより、制御装置150は、例えば、利用者の肌の水分量が少ない場合には、微細水を放出する時間(即ち、放出モードの時間)を長く設定したり、微細水を放出する回数(即ち、放出モードの回数)を多く設定したりする。これにより、利用者は、自身で時間や回数を設定する必要がなく、極めて簡便に且つ最適に微細水放出装置100を利用することができる。
 又、この場合、通信装置160は、微細水放出装置100の肌計測アプリケーションに応じた作動内容、具体的には、肌の水分量に応じた放出モードの時間や回数等のデータを、外部に設けられたサーバに秘匿性を確保して送信することができる。これにより、サーバに送信されて記憶された種々のデータをビッグデータとして解析することにより、解析結果を、例えば、肌計測アプリケーションのバージョンアップに利用したり、制御装置150による微細水放出装置100の制御内容の改善に利用したりすることができる。これにより、利用者は、自身の肌状態に応じてよりきめ細かに微細水放出装置100を作動させて利用することが可能となる。
(第六変形例)
 上記実施形態及び上記各変形例においては、微細水放出装置100が単一のハニカム部材131を有する微細水発生部130(微細水放出素子10)を備え、一つの単一のハニカム部材131が通電状態と非通電状態とに切り替えられるようにした。これに代えて、微細水放出装置100が複数のハニカム部材131を有する微細水発生部130(微細水放出素子10)を備え、それぞれのハニカム部材131が独立して通電状態と非通電状態とに切り替えられるように構成することも可能である。以下、この第六変形例を具体的に説明する。
 第六変形例においては、微細水発生装置100は、図21に示すように、例えば、二つのハニカム部材131を備えている。尚、以下の説明において、複数のハニカム部材131を区別する場合、ハニカム部材131に「A」、「B」、…の符号を付して区別する。例えば、二つのハニカム部材131を区別する場合、一方のハニカム部材131をハニカム部材131Aと称呼し、他方のハニカム部材131をハニカム部材131Bと称呼する。
 ハニカム部材131A及びハニカム部材131Bは、それぞれ、独立して通電状態と非通電状態とに切り替えられる。このため、図21に示すように、ハニカム部材131A及びハニカム部材131Bは、それぞれに電極134が電気的に接続される。そして、それぞれの電極134は、電線141を介して、各電極134に対応して設けられた、即ち、二つの開閉部143のそれぞれに接続される。ここで、通電部140においては、電極134の数、換言すれば、ハニカム部材131の数に一致する開閉器143が設けられる。尚、ハニカム部材131Aに電気的に接続された電極134に接続された電線141は、例えば、ケース110の壁部の内部に収容されるようになっている。
 制御装置150の放出制御部151は、放出モードにより、ハニカム部材131Aを通電状態にしてハニカム部材131Aから微細水を発生させる。一方、制御装置150の放出準備制御部152は、放出準備モードにより、ハニカム部材131Bを非通電状態にしてハニカム部材131Bに空気の水分を吸着させる。そして、所定の時間が経過すると、放出制御部151は、放出モードにより、ハニカム部材131Bを通電状態にしてハニカム部材Bから微細水を発生させる。一方、放出準備制御部152は、放出準備モードにより、ハニカム部材131Aを非通電状態にしてハニカム部材131Aに空気の水分を吸着させる。このように、放出制御部151及び放出準備制御部152が協働して、所定の時間が経過するごとに、ハニカム部材131A及びハニカム部材131Bの通電状態と非通電状態とを繰り返し切り替えることにより、微細水放出装置100は連続的に微細水を放出することができ、上記実施形態と同様の効果が得られる。
 ここで、ハニカム部材131の個数(分割数)については、上述したように、二つに限定されない。例えば、図22に示すように、周方向にて八つに分割してハニカム部材131A~ハニカム部材131Hを設けることも可能である。又、例えば、図23に示すように、ケース110よりも小径とされた四つのハニカム部材131A~ハニカム部材131Dを設けることも可能である。このように、二つ以上のハニカム部材131を設けた場合においては、通電状態のハニカム部材131と非通電状態のハニカム部材131との割合を自由に変更することが可能である。尚、分割されたハニカム部材131の形状については、ケース110の内部、より具体的に、第一ケース部材132及び第二ケース部材133に収容可能であれば、如何なる形状であっても良い。
 図22に示す場合には、放出制御部151及び放出準備制御部152は、所定の時間が経過するごとに協働して、例えば、ハニカム部材131A、ハニカム部材131C、ハニカム部材131E及びハニカム部材131Gの通電状態と非通電状態とを繰り返し切り替え、ハニカム部材131B、ハニカム部材131D、ハニカム部材131F及びハニカム部材131Hの非通電状態と通電状態とを繰り返し切り替えることができる。これにより、微細水放出装置100において、通電状態のハニカム部材131と非通電状態のハニカム部材131の割合を同等にし、連続的に微細水を放出することができる。
 同様に、図23に示す場合には、放出制御部151及び放出準備制御部152は、所定の時間が経過するごとに協働して、例えば、ハニカム部材131A及びハニカム部材131Cの通電状態と非通電状態とを繰り返し切り替え、ハニカム部材131B及びハニカム部材131Dの非通電状態と通電状態とを繰り返し切り替えることができる。これにより、微細水放出装置100において、通電状態のハニカム部材131と非通電状態のハニカム部材131の割合を同等にし、連続的に微細水を放出することができる。
 ところで、特に、図22及び図23に示すように、微細水放出装置100がハニカム部材131を三つ以上有する場合、通電状態のハニカム部材131と非通電状態のハニカム部材131との割合として、例えば、通電状態とされたハニカム部材131よりも非通電状態とされたハニカム部材131を増やすことが可能となる。この場合には、非通電状態のハニカム部材131が空気中の水分の吸着する時間が増え、その結果、水分の吸着量を増やすことができる。従って、ハニカム部材131が通電状態に切り替えられた際には、より多くの微細水を放出することが可能となり、上記実施形態と同様の効果が得られる。
 更に、微細水放出装置100が複数のハニカム部材131を有する場合、放出制御部151及び放出準備制御部152は、それぞれのハニカム部材131の間で時間的に重なるように(ラップするように)通電状態と非通電状態とを連続的に切り替えることができる。このように、時間的に重なるように(ラップするように)通電状態と非通電状態とを連続的に切り替えることにより、微細水放出装置100が発生する微細水の発生量を均一化することができ、上記実施形態と同様の効果が得られる。
 本発明の実施にあたっては、上記実施形態及び上記各変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変形が可能である。
 例えば、上記実施形態及び上記各変形例においては、基材部11が導電性を有する材料から形成されるようにした。これに代えて、粒子13がPEDOT/PSS等の導電性を有する場合、基材部11を導電性を有しない材料から形成することも可能である。
又、上記実施形態及び上記各変形例においては、微細水放出装置100が送風装置120を一体に備えるように構成した。しかしながら、微細水放出装置100が送風装置120を別体として備えるように構成することも可能である。この場合、送風機能を有している機器、例えば、ドライヤーや、エアコン、扇風機等に対して、送風装置120を排した微細水放出装置100を取り付けることができる。これにより、送風機能を有している機器が送風していることに合わせて、微細水放出装置100の制御装置150が微細水発生部130(ナノサイズ水粒子放出素子10)を通電状態又は非通電状態とすることによって、微細水放出装置100は微細水を放出し又は水分を吸着することができる。従って、この場合においても、上記実施形態及び上記各変形例と同様の効果が期待できる。
 又、上記実施形態及び上記各変形例においては、制御装置150を構成する放出準備制御部152が放出準備モードを実行することにより、微細水発生部130(ナノサイズ水粒子放出素子10)がケース110の流路Lに導入された空気の水分を吸着(吸湿)するようにした。これに代えて、又は、加えて、例えば、ケース110の内部において、送風装置120と微細水発生部130(ハニカム部材131、第一ケース部材132及び第二ケース部材133)との間に水分を含ませて湿らせたシート部材を流路Lの内部にて挟み込むように配置することも可能である。或いは、ケース110の内部において、送風装置120と微細水発生部130との間にて、流路Lの内部に蒸気状(霧状)の水分を噴霧する噴霧機構を配置することも可能である。
 このように、シート部材や噴霧機構を配置する場合、放出準備モードにおいては、上記実施形態の場合と異なり、放出準備制御部152は送風装置120を第一方向に回転駆動し、空気を流路L内にて第一空間S1側から第二空間S2側に向けて流す。これにより、シート部材に含まれる水分や噴霧機構から噴霧された水分は、空気に含まれて微細水発生部130(ナノサイズ水粒子放出素子10)に向けて供給される。このため、シート部材や噴霧機構は、非通電状態で冷却されている膜部12(粒子13)が水分(水クラスタ)を吸着(吸湿)することを効果的に補助することができる。
 又、上記実施形態及び上記各変形例においては、微細水放出装置100は微細水のみを第二空間S2に放出するようにした。これに加えて、微細水放出装置100が微細水と同時に、スチーム状の水や薬剤を放出するように構成することも可能である。この場合、微細水放出装置100には、例えば、水や薬剤を貯留するタンクを備えたスチーム発生装置を設けることができる。これにより、上述したように、微細水放出装置100が微細水を放出すると同時に、スチーム発生装置が水や薬剤をスチーム状にして第二空間S2放出することができる。
 又、上記実施形態及び上記各変形例においては、微細水発生部130がハニカム部材131の全体に膜部12(粒子13)が設けられるように構成した。これに代えて、例えば、ハニカム部材131の中心部分に貫通孔を設け、この貫通孔にアロマオイル等の芳香剤を貯留するように構成することも可能である。この場合には、放出制御部151が放出モードを実行して通電状態によりハニカム部材131(基材部11)の温度を上昇させることにより、上述したように微細水を第二空間S2に放出することができるとともに、貯留された芳香剤を蒸発させて芳香成分も第二空間S2に放出することができる。
 又、上記実施形態及び上記各変形例においては、微細水放出装置100がケース110の内部に送風装置120及び微細水発生部130をそれぞれ一つずつ備えるように構成した。これに代えて、微細水放出装置100がケース110の内部に送風装置120及び微細水発生部130をそれぞれ複数備えるように構成することも可能である。この場合、例えば、送風装置120及び微細水発生部130からなる対をケース110の軸線方向に対して直交する方向に並列して複数設けたり、ケース110の軸線方向に沿って直列に複数設けたりすることができる。
 これにより、それぞれの対(送風装置120及び微細水発生部130)を順番に作動させたり、同時に作動させたりすることができる。従って、この場合には、微細水を第二空間S2に放出する放出量や放出距離の調整が可能であり、又、微細水を継続して放出する放出時間の調整が可能となる。
 又、上記実施形態及び上記各変形例においては、制御装置150は、微細水を発生させて放出する場合には、通電部140の開閉器143を閉路して、送風装置120を作動させるとともに微細水発生部130を通電状態とするようにした。一方、制御装置150は、微細水の発生及び放出を停止する場合には、通電部140の開閉器143を開路して、送風装置120の作動を停止させるとともに微細水発生部130を非通電状態とするようにした。
 これに代えて、例えば、送風装置120への通電を維持して作動を継続させることができる構成において、微細水を放出及び停止する場合、制御装置150が、通電部140の開閉器143を閉路又は開路となるように制御して、微細水発生部130を通電状態と非通電状態とに切り替えて微細水の放出と停止を行うようにすることも可能である。
 又、上記実施形態及び上記各変形例においては、微細水放出装置100が微細水発生部130(ナノサイズ水粒子放出素子10)によって水クラスタから形成させた微細水をそのまま第二空間S2に放出するようにした。これに加えて、例えば、水クラスタをプラズマ化する装置、例えば、周知の低温プラズマ生成手段であるコロナ放電、沿面放電等を備えて、水クラスタ(微細水)から酸化力の強い活性酸素(OHラジカル)を効率よく生成することも可能である。このように、水クラスタ(微細水)から生成した活性酸素(OHラジカル)は、強い酸化力により、例えば、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)を空気清浄機に適用した場合には、除菌や防虫、防カビ等に効果を発揮することができる。
 又、上記実施形態及び上記各変形例においては、通電部140の電源142が商用電源であるとした。このため、上記実施形態及び上記各変形例の微細水放出装置100は、設置型となる。これに代えて、電源142を充放電可能なバッテリとすることにより、微細水放出装置100を可搬型(所謂、コードレス型)とすることが可能となる。
 又、上記実施形態及び上記各変形例においては、利用者が微細水放出装置100の制御装置150を直接操作して作動させるようにした。これに代えて、又は、加えて、例えば、利用者が、制御装置150の遠隔操作を可能とするリモコンを操作したり、制御装置150の作動時間及び停止時間をタイマ設定したりすることによって、微細水放出装置100を作動させることが可能である。或いは、微細水放出装置100に人感センサや温湿度センサ等が設けられている場合には、制御装置150がこれらのセンサによる検出結果に応じて、微細水放出装置100を作動させることも可能である。
 更に、上記実施形態及び上記各変形例においては、微細水放出装置100を美容機器に適用し、利用者の皮膚に効果的に微細水を浸透させるようにした。上述したように、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)が発生して放出する微細水は、粒径が50ナノメートル以下の結合水であり、且つ、無帯電(無電荷)である。従って、微細水放出装置100は、美容機器以外にも適用可能である。
 例えば、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)をドライヤーに適用して利用者の頭皮や髪の毛に微細水を放出した場合には、微細水が頭皮や髪の毛に浸透して保湿効果を与えることができる。その結果、例えば、髪の艶の向上、かゆみ防止、フケ防止、抜け毛防止等が期待できる。又、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)を育毛促進器に適用した場合、利用者の頭皮に塗布された育毛剤の浸透を促進することができ、育毛促進が期待できる。
 又、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)をドラッグデリバリ装置に適用して薬剤を塗布した皮膚に微細水を放出した場合には、薬剤の経皮吸収を促進することができ、例えば、各種疾患に対する薬剤の効果の向上が期待できる。又、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)をドライアイ防止機器(アイマスク等)に適用して利用者の目や顔に微細水を放出した場合には、微細水の浸透によって目の乾燥を抑制することが期待できる。更に、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)を吸入器や人工呼吸器に適用して利用者の口腔内の粘膜等に微細水を放出した場合には、微細水が粘膜等に浸透することによる保湿効果や加湿効果の向上が期待できる。
 又、これらの場合、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)が発生した微細水を利用者(ヒト)に直接的に放出するようにした。これに代えて、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)が発生した微細水をヒト以外の物に放出することも可能である。例えば、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)を冷蔵庫や食品庫に適用して食品に微細水を放出する場合、微細水は無帯電(無電荷)の結合水であるため、保存している食品の保湿効果を高めることができる。その結果、例えば、冷蔵庫にて冷蔵保存している食品の鮮度維持や食品庫にて保存している食品の風味向上等が期待できる。
 又、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)を植物育成装置に適用して微細水を植物に放出する場合、例えば、苗木に微細水を放出することにより、苗木の成長促進が期待できる。更に、微細水放出装置100(ナノサイズ水粒子放出素子10)を静電気除去装置に適用して微細水を工業製品等に放出する場合、微細水は無帯電(無電荷)であるため、例えば、紙や半導体、塗料等の静電気を除去する効果が期待できる。
 10…微細水放出素子、11…基材部、12…導電性高分子膜部、13…粒子、13a…コア部、13b…シェル部、13c…ナノチャンネル(チャンネル)、13c1…噴出口(開口)、100…微細水放出装置、110…ケース、120…送風装置(送風部)、130…微細水発生部、131…ハニカム部材(基材部)、132…第一ケース部材、133…第二ケース部材、134…電極、140…通電部、141…電線、142…電源、143…開閉器、150…制御装置(制御部)、151…放出制御部、152…放出準備制御部、160…通信装置、230…微細水発生部、231…ライナー部、232…コルゲート部、233…電極、L…流路、S1…第一空間、S2…第二空間

Claims (6)

  1.  第一空間と第二空間とを連通する流路を有するケースと、
     前記流路に配置されていて、前記第一空間の空気を前記流路に導入し、前記流路に導入された前記空気を前記第二空間に放出する送風部と、
     前記流路に配置されていて、基材部と、核を形成するコア部、及び、水素結合可能な極性官能基を有する高分子材料から形成されて前記コア部を被覆するシェル部からなるコアシェル構造を有する複数の粒子と、を含み、前記基材部及び前記粒子のうちの少なくとも一方が導電性を有し、前記基材部の外表面に前記複数の前記粒子が膜状に積層されて、水分を吸着する吸着状態と、吸着している前記水分を前記空気に放出する放出状態と、の間で前記粒子の状態を遷移させて微細水を発生する微細水発生部と、
     前記微細水発生部の前記基材部と電気的に接続され、前記基材部の通電を行う通電部と、
     前記送風部及び前記通電部を制御する制御部と、を備えた微細水放出装置であって、
     前記制御部は、
     前記送風部によって前記第一空間の前記空気を前記流路に導入し、且つ、前記通電部によって前記微細水発生部の前記基材部を通電状態にして、前記微細水発生部の前記粒子に吸着している前記水分を積層された複数の前記粒子によって形成されたチャンネルの開口を介して無帯電且つ粒径が50ナノメートル以下の前記微細水として前記流路に導入された前記空気に対して放出させることにより、前記流路に導入された前記空気とともに前記微細水を前記送風部によって前記第二空間に放出する放出モードを実行する放出制御部と、
     前記送風部によって前記第一空間又は前記第二空間の前記空気を前記流路に導入し、且つ、前記通電部によって前記基材部を非通電状態にして、前記流路に導入された前記水分を前記開口から前記チャンネルを介して前記粒子に吸着させる放出準備モードを実行する放出準備制御部と、を備えるように構成された、微細水放出装置。
  2.  前記放出制御部及び前記放出準備制御部は、
     前記放出モードと前記放出準備モードとからなるサイクルを複数回実行する、請求項1に記載の微細水放出装置。
  3.  前記放出モードにおいて前記通電状態の前記基材部は、
     前記非通電状態に比べて20℃~50℃の範囲で温度上昇する、請求項1又は請求項2に記載の微細水放出装置。
  4.  前記放出モードにおいて前記第二空間に放出された前記微細水は、
     前記第二空間に存在する人体に供給される、請求項1乃至請求項3のうちの何れか一項に記載の微細水放出装置。
  5.  前記基材部は、ステンレス系金属から形成されており、
     前記粒子は、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)の前記コア部と、ポリ(スチレンスルホン酸)の前記シェル部と、から構成されるPEDOT/PSSである、請求項1乃至請求項4のうちの何れか一項に記載の微細水放出装置。
  6.  前記PEDOT/PSSは、
     前記PEDOTのモノマーであるエチレンジオキシチオフェン(EDOT)と前記PSSとの重量比が1:4~1:6の間となるように設定される、請求項5に記載の微細水放出装置。
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