JP2005296737A

JP2005296737A - ビートプレート

Info

Publication number: JP2005296737A
Application number: JP2004113623A
Authority: JP
Inventors: Akira Shinpo; 明新保; Shinichiro Osumi; 真一郎大住
Original assignee: Mikuni Corp
Current assignee: Mikuni Corp
Priority date: 2004-04-07
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2005-10-27

Abstract

【課題】腐食性の液体の噴霧に用いることができ、且つ、安価なビートプレートを提供する。
【解決手段】振動子と前記振動子に連結された多孔板とからなるビートプレートであって、前記多孔板が多孔ニッケル板と前記多孔ニッケル板の表面を被覆して形成されたダイアモンド構造を一部含んだ炭素と水素からなるアモルファス被膜とからなることを特徴とするビートプレート。振動子はピエゾ振動子であることが好ましい。このビートプレートは電解水、化粧品、薬剤の噴霧手段に有用である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ビートプレートに関する。更に詳細には、本発明はスキンケアに有効な電解水、化粧水、その他の化粧品、薬剤等の噴霧手段に有用なビートプレートに関するものである。

スキンケア等に有効な電解質水溶液を電解し、陽極側で電解生成されるｐＨの低い陽極電解水（酸性水）を殺菌や消毒に利用する技術は良く知られている（特許文献１）。また、陰極電解水（アルカリ水）を飲用等に利用する技術も知られている（特許文献２）。

陽極側で生成する陽極電解水には次亜塩素酸が含まれている。次亜塩素酸には強力な酸化作用と塩素化作用があるので、陽極電解水は殺菌や消毒に利用できる。この様な利用方法は医療機関等で普及している。また陽極電解水中に微量に含まれるオゾンや溶存酸素は肉芽生成促進作用を有することから、外科治療の補助としての利用も研究されている。

電解水を治療等に使用する場合、通常、電解水を噴霧装置により患部に噴霧する手法が採られる。液体の噴霧装置には、例えば圧電振動子に振動板を固着した超音波発生素子を用いたものが提案されている（特許文献３）。しかしながら、この提案の噴霧装置は、振動板がニッケル金属で構成されているため、陽極電解水のような腐蝕性液体により振動板が腐食を受ける。従って、この提案の噴霧装置を陽極電解水等の腐食性液体の噴霧用に用いると、振動板が腐食される。その結果、噴霧装置の噴霧性能がすぐに低下してしまう。また、治療に用いる陽極電解水中にニッケル金属が混入すると、金属アレルギー症が発症することが危惧される。このため、この提案の噴霧装置は陽極電解水の噴霧には使用できない。

上記の問題を解決するため陽極電解水の噴霧装置の振動板には、陽極電解水のような酸性水でも腐蝕しない白金製の多孔板が使用される。しかしながら、白金は極めて高価な金属であるため、白金製の振動板を用いた噴霧装置は製造コストが高くなる問題がある。
特開平１１−９０４４２号公報（特許請求の範囲）特開２００１−３４７２６９号公報（段落番号０００４）特開平４−３７１２７３号公報（特許請求の範囲）

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、電解水のような腐食性の液体、化粧品、薬剤のような多少粘性の高い液体やエマルジョン等の噴霧に用いることができ、且つ、安価な噴霧装置に好適なビートプレートを提供することにある。

上記目的を達成する本発明は、以下に記載するものである。

〔１〕振動子と前記振動子に連結された多孔板とからなるビートプレートであって、前記多孔板が多孔ニッケル板と前記多孔ニッケル板の表面を被覆して形成されたダイアモンド構造を一部含んだ炭素と水素からなるアモルファス被膜とからなることを特徴とするビートプレート。

〔２〕振動子がピエゾ振動子である〔１〕に記載のビートプレート。

〔３〕多孔板が孔径５〜５０μｍの細孔を有する〔１〕又は〔２〕に記載のビートプレート。

〔４〕アモルファス被膜が膜厚０．５〜５．０μｍである〔１〕乃至〔３〕の何れか１に記載のビートプレート。

〔５〕〔１〕に記載のビートプレートを噴霧手段に用いた噴霧器。

本発明のビートプレートは、多孔ニッケル板とその表面を被覆して形成されたダイアモンド構造を一部含んだ炭素と水素からなるアモルファス被膜とからなる。アモルファス被膜は耐腐食性が高く、そのため、酸性水等の腐蝕性の液体の噴霧装置に用いることができる。

また、多孔板に高価な白金を用いていないので、本発明のビートプレートを用いた腐蝕性液体用の噴霧装置は経済性に優れる。更に、本発明のビートプレートの多孔ニッケル板はニッケル板を基材として用いて製造しているので、振動特性が良く腐蝕性液体や高粘度液体、エマルジョン等を効率良く噴霧できる。また、基材のニッケル板は細孔を施す加工が容易である。

以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。

図１は本発明のビートプレートの一例を示す平面図、図２は図１のａ−ａ線に沿う断面図である。

図２中、１００はビートプレートで、２は平板状の振動子である。この振動子２は両表面に電圧を印加することにより振動する素子で、水晶板等のピエゾ素子からなる。

前記振動子２の両面にはそれぞれ電極４、６が形成されている。電極４、６の一端側にはそれぞれ端子８、１０が接続されている。前記電極４の他端側には、多孔板１２の一端側が固着部１４で接合されている。多孔板１２には多数の細孔１６が形成されている。細孔の孔径は、５〜５０μｍが好ましく、細孔の密度は１ｃｍ²あたり６０００〜１５０００個であることが好ましい。

図３は多孔板１２の細孔１６近傍の拡大断面図である。図３中、１８は多孔ニッケル板で、ニッケル製の平板に多数の細孔１６が形成してある。前記多孔ニッケル板１８の表面はアモルファス被膜２０で被覆されている。

図３に示すように、多孔板１２の一面１３には所定深さ（Ｔｃ）の円板状第一孔１６ａが穿設されている。

前記第一孔１６ａの底面には第一孔の径（Ｄａ）よりも小径（Ｄｃ）で、他面に向うに従って徐々に大径に至る第二孔１６ｂが穿設されている。この第二孔１６ｂは、その側面の断面形状が内側に凸となる緩やかな曲線で形成され、この曲線は他面１５に漸近している。

前記細孔１６は、第一孔底部１９と他面１５とで細孔径Ｄｃ、Ｄｂが異なっており、本図においては、最小径Ｄｃは他面径Ｄｂの１／１０に形成されている。この最小径Ｄｃと他面径Ｄｂの比は１／２〜１／１０であることが好ましい。また、細孔１６は、一面１３と他面１５とで一面径Ｄａ、他面径Ｄｂが略同一に形成されている。尚、前記第一孔１６ａの深さ（Ｔｃ）は、多孔板の厚みＴの約１／１０である。

本発明における多孔板１２は、例えば、多孔ニッケル板１８の表面を当業者が公知の方法で、ダイアモンド構造を一部含んだ炭素と水素からなるアモルファス被膜２０で被覆することにより作製することができる。この被覆方法としては、高真空下に炭化水素を充満させた雰囲気に多孔ニッケル板１８を入れ、プラズマ処理する方法を例示することができる。アモルファス被膜２０の被膜厚み（Ｔｂ）は、０．５〜５．０μｍであることが好ましい。また、多孔ニッケル板の厚み（Ｔａ）は０．０２〜１．０ｍｍであることが好ましい。アモルファス被膜２０の被膜厚み（Ｔｂ）が上記の範囲であると、多孔ニッケル板１８を電解水による腐食から長期に亘り保護できる。また、経済性にも優れる。尚、ダイアモンド構造を一部含んだ炭素と水素からなるアモルファス被膜２０は、通称ＤＬＣ（ＤｉａｍｏｎｄｌｉｋｅＣａｒｂｏｎ）で表わされている。

また、アモルファス被膜２０の蒸着に用いる多孔ニッケル板１８には、ニッケル板に当業者が公知の方法で細孔を多数穿孔したものを用いることができる。この穿孔方法としては、例えば、以下に述べる電鋳法を挙げることができる。

即ち、ステンレス板の片面にレジストを塗布し、フォトレジスト法にて円柱状の硬化レジストが多数存在するステンレス板を得る。次いでこのステンレス板上にニッケルメッキを施し、更に、ニッケルメッキ部分をステンレス金属面及び硬化レジスト面から剥離して、多数の貫通孔が形成されたニッケル板を得る。

図４は電解槽３８及び、電解槽３８に結合した噴霧手段２００を示す拡大図である。電解槽３８は、扁平な電解槽筐体４２内に、平行に配設された陽極４４、及び陰極４６を有する。なお、４８は陽極４４に接続された陽極端子、５０は陰極４６に接続された陰極端子である。

ポンプ（図示していない）から供給される電解原料水は、電解槽３８の下部に形成された流入孔５２から電解槽３８内に供給され、層流状態を保ちながら槽内を上方に移動すると共に陽極４４、陰極４６間に印加されている電圧により電気分解され、陽極４４近傍には酸性水が生成し、陰極４６近傍にはアルカリ性水が生成する。

電解槽３８内の電解原料水は層流状態で流れているので、生成した酸性水は陽極４４の表面に沿って矢印Ａで示される様に上方に流れ、酸性水のみが電解槽３８の上部側に形成された取出し孔５４を通って噴霧手段２００の噴霧室５６に供給される。

５８は多孔板で、これにより噴霧手段２００の噴霧室５６と外界とが分離されている。前記多孔板５８は、孔径１８〜２４μｍの細孔が多数形成されていると共に、この多孔板５８はピエゾ振動子６０に固定されている。従って、このピエゾ振動子６０に交流やパルス電圧が印加される事により振動子６０が振動し、これに伴い振動子６０に連結された多孔板５８が振動する。これにより、噴霧室５６内に充満された酸性水が多孔板５８に形成された細孔を通して外部に微細液滴６２として噴霧される。

一方、電解槽３８内で生成したアルカリ性水は、矢印Ｂにより示されるように、陰極４６に沿って上方に移動し、廃液口６４を通ってアルカリ性水貯槽（図示していない）に蓄えられる。

本発明を実施例により更に説明する。

図１及び図２に示すビートプレート１００を下記の通り作製した。

電鋳法により、厚みが１．０ｍｍ、幅が２０ｍｍ、長さが１７ｍｍの多数の細孔を有する矩形多孔ニッケル板１８を作製した。穿孔した細孔の平均直径は、一面での直径が約１００μｍ、他面での直径が約１００μｍ、最小径部での直径が約１０μｍ、第一孔の深さが約０．１ｍｍであり、細孔の設置密度は１ｃｍ²当たり６５００個とした。

次いで、この多孔ニッケル板１８をプラズマ処理器内に入れ、器内を１×１０^-3Ｐａの高真空とした後、器内にメタンガスを導入し、プラズマ処理により多孔ニッケル板の全表面にダイアモンド構造を一部含んだ炭素と水素からなるアモルファス被膜２０を形成さて多孔板１２を得た。アモルファス被膜２０の被膜厚み（Ｔｂ）は、０．５μｍとした。

次に、得られた多孔板１２の一端を長さ（Ｌｂ）が１９ｍｍの振動子３の一端と固着部６の長さ（Ｌｃ）が３ｍｍとなるように固着させビートプレート１００を得た。

得られたビートプレート１００は、多孔板１２の幅（Ｗ）が２０ｍｍ、多孔板２の長さ（Ｌａ）が１７ｍｍ、多孔板２の厚み（Ｔ）が１．０ｍｍ、振動子３の長さ（Ｌｂ）が２２ｍｍである。多孔板２、振動子３と固着部６の寸法は、ビートプレート１００を噴霧器の部品として用いるための実用上適度な寸法にしてある。

多孔板１２に施された細孔１６は、多孔板の一面１３での直径（Ｄａ）が平均１００μｍ、多孔板の他面１５での直径（Ｄｂ）が平均１００μｍ、第一孔底部での直径（Ｄｃ）が平均２０μｍ、第一孔の深さ（Ｔｃ）が平均０．１ｍｍである。また、細孔１６の設置密度は、多孔板１ｃｍ²当たり６５００個である。上記細孔１６の寸法（Ｄａ、Ｄｂ、Ｄｃ、Ｔｃ）、設置密度は、ビートプレート１００を電解水用噴霧器の部品として用いた際に、治療上適度な量及びサイズの霧状電解水を噴霧器から発生できるように設定してある。

このようにして得られた多孔板１２の表面を被覆しているアモルファス被膜２０（ＤＬＣ）の酸性溶液に対する耐性評価を行った。多孔板１２の部分を秤量後、ｐＨ２．０の希塩酸（１５ｍｌ）中に室温（２０〜２５℃）にて３００時間浸漬させた。次いで、多孔板１２を取り出し、水洗、乾燥後、質量測定と表面観察を行った。その結果、多孔板１２の質量変化は全く無く、また多孔板表面のＤＬＣ外観に変化は認められなかった。

本発明のビートプレートの一例を示す概略平面図である。図１のａ−ａ断面図である。本発明のビートプレート細孔の一例を示す拡大断面図である。本発明のビートプレートを用いた噴霧手段を示す拡大図である。

符号の説明

１００ビートプレート
２振動子
４、６電極
８、１０端子
１２多孔板
１３多孔板の一面
１４固着部
１５多孔板の他面
１６細孔
１６ａ細孔の第一孔
１６ｂ細孔の第二孔
１８多孔ニッケル板
１９細孔第一孔の底部
２０アモルファス被膜
２００噴霧手段
３８電解槽
４２電解槽筐体
４４陽極
４６陰極
４８陽極端子
５０陰極端子
５２流入孔
５４取出孔
５６噴霧室
５８多孔板
６０ピエゾ振動子
６２液滴
Ｔ多孔板の厚み
Ｔａ多孔ニッケル板の厚み
Ｔｂアモルファス被膜の厚み
Ｔｃ細孔の第一孔の深さ
Ｄａ細孔の一端の直径
Ｄｂ細孔の他端の直径
Ｄｃ細孔の最小径部の直径
Ｗ多孔板の幅
Ｌａ多孔板の長さ
Ｌｂ振動子の長さ
Ｌｃ固着部の長さ

Claims

振動子と前記振動子に連結された多孔板とからなるビートプレートであって、前記多孔板が多孔ニッケル板と前記多孔ニッケル板の表面を被覆して形成されたダイアモンド構造を一部含んだ炭素と水素からなるアモルファス被膜とからなることを特徴とするビートプレート。
振動子がピエゾ振動子である請求項１に記載のビートプレート。
多孔板が孔径５〜５０μｍの細孔を有する請求項１又は２に記載のビートプレート。
アモルファス被膜が膜厚０．５〜５．０μｍである請求項１乃至３の何れか１項に記載のビートプレート。
請求項１に記載のビートプレートを噴霧手段に用いた噴霧器。