JP2001316251A - 炭素燃焼残査の超微粒子を含むスクワラン及びその製造方法 - Google Patents

炭素燃焼残査の超微粒子を含むスクワラン及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課 題】健康機能改善のような高機能性の複合材料
として有用なフラ−レンを含有するスクワランの提供。 【解決手段】炭素燃焼残査の超微粒子としてのフラ−レ
ンがスクワラン中に浮遊するスクワランは、真空下のス
クワラン中で酸素と水素の混合ガスを燃焼させ、その燃
焼ガスで炭素を加熱、燃焼することによってフラ−レン
を含有するスクワランを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フラーレンなどの
炭素燃焼残査の超微粒子を含むスクワランからなる健康
増進材料に関する。また、本発明は、フラーレンなどの
炭素燃焼残査の超微粒子が浮遊するスクワランの製造方
法と製造装置にかかわるものである。
【０００２】
【従来の技術】最近の高度な技術開発のなかで、材料技
術の重要性は増大し、特に高機能性材料が次世代技術と
して注目されており、これらの状況下に、新しい高機能
性材料の開発研究が各技術分野で活発に行なわれてい
る。そこで、従来からよく知られ種々の材料を見直し、
機能の確認とともに、新規で優れた機能を有する材料へ
の転換も試みられている。その代表的なものが、古くか
ら身近にある炭ないし炭素（カーボン）であり、これら
の多様な効用は各方面において多用されており、特に脱
臭作用や防腐作用などの機能面が重用されている。例え
ば、表面を焦がして炭化した建材は腐敗せず、森林の焼
け跡の粉炭で小動物が傷口を癒すことなど多数の現象が
知られている。また、炭素の健康や治療における人体へ
の効能も認識されていたが、最近では、炭素のマイナス
イオンの効用により、炭素の健康面への利用が再認識さ
れ、備長炭や竹炭などが水質改善用や調理用に使用さ
れ、炭素を配合したシャンプーや石鹸などの化粧品やト
イレタリー商品も商品化されている。
【０００３】さらに、最近、炭素材料の一種としてフラ
ーレンなる新規な材料が発見され、ダイヤモンドとグラ
ファイトに次ぐ第三の結晶体として注目されている。フ
ラーレンは、炭素材料の一種であり、６０個の炭素原子
が球状構造をなすものが代表的で、五角形と六角形を組
み合わせた模様のサッカーボールに似た構造の炭素分子
であり、その性質は物理的かつ化学的に安定な分子であ
る。フラーレンの化学反応による合成は、未だ報告され
ていないが、物理的手法により製造が可能となり、黒鉛
をアーク放電やレーザ光照射により気化して炭素蒸気を
発生させ、これを冷却して煤を形成させ、その中にフラ
−レンを生成せしめる方法が、代表的な製造法である。
煤の中に生成されたフラーレンは、溶媒に溶かして液体
カラムクロマトグラフィ法などの精製法により単離して
精製される。フラーレンのサッカーボール様の構造は、
マススペクトルのＣ60のピークやＸ線による結晶構造解
析、及び13Ｃ−ＮＭＲスペクトルや赤外線吸収スペクト
ルなどにより確認されている。
【０００４】フラ−レンが単離可能となったこと、フラ
−レンの物理的方法による量産化に目途がついたこと、
フラ−レンの有する多種多様な化学的かつ物理的に特異
な性質に着目され、その利用について研究が本格化し、
種々の分野への有用な利用が展開されている。例えば、
エレクトロニクスの分野では、超電導材料や半導体材料
あるいは強磁性材料などに、物理材料の分野では、非線
形光学材料や触媒などに、機械材料としては、ミクロ潤
滑材や緩衝材などに、応用し活用する技術が開発されつ
つあり、さらに生理活性材料や食品材料あるいは医薬品
などへの利用も提案されている。
【０００５】これら炭素やフラ−レンに関する健康用途
の技術の代表的のものを紹介すると、炭素自体を使用す
るものは、シックハウス症候群対応の健康炭素入り石膏
ボ−ド（特開平１１−５８５９４号公報）、睡眠中の健
康促進のための健康寝具（特開平９−５１８３９号公
報）、フラ−レンに関するものは、フラーレンが活性化
する一重項状態の酸素と光線照射によりウイルスを不活
性化する方法（特開平９−３２２７６７号公報）、フラ
ーレンをジエステルカルボン酸油などの油性成分に溶解
した、塗布色が目立たず日焼け防止効果に優れたサンケ
ア用化粧品（特開平９−２７８６２５号公報）がある。
【０００６】一方、従来から知られる海洋生物資源に、
深海鮫肝油からの抽出物であるスクワレンは、健康食品
として着目されており、治癒効果には興味がもたれてい
たが、最近は、その美容効果にも注目が寄せられてい
る。このスクワレンは、深海鮫の肝油中の、比重0.859
5、沸騰点（２mmHg)240〜242 ℃、屈折率1.4965、ヨウ
素価377.0 、凝固点−70℃以下と知られる単黄色透明の
液体のＣ30Ｈ50の不飽和炭化水素である。これらスクワ
レンの酸素供給増加作用が、人体の皮膚細胞の新陳代謝
作用を活発化させることによって美肌を形成しているも
のと考えられる。しかしながら、スクワレン自体非常に
物性的に変質しやすい性質のために安定状態で肌に適用
するには適当でなかった。
【０００７】そこで、不飽和炭化水素のスクワレンの不
飽和炭素を飽和したスクワランの化粧品用途に用いるこ
とも試みられた。すなわち、スクワレンを水素添加など
の手段で精製して得られるスクワランは、比重0.8115、
沸騰点（３mmHg)222〜266 ℃、屈折率1.4515、ヨウ素価
０の無色透明のＣ30Ｈ62の飽和炭化水素であるが、この
ように不飽和のスクワレンの精製によって安定化された
スクワランは、皮膚呼吸を助け、細胞に酸素を補給する
ことによって皮膚細胞の老化を防ぎ、皮膚の新生を助け
るという顕著な効果がある。また、皮膚と非常に親和性
の高い物質であり、皮膚によくなじむために潤いのある
肌をつくることができ、しかも粘性が低く、吸収が早い
のでベトツキ感がなく、塗ったかどうかわからないと程
のさわやか感も好まれている。
【０００８】スクワランを、美容健康の面に利用した技
術を例示すると、スクワランとロイヤルゼリ−の混合物
からなる美容効果を改善する皮膚化粧料（特公昭５５−
６６０８号公報）、植物性種子にスクワランを加えた研
磨用剤とエタノ−ル皮膚軟化剤との美容研磨剤（特開昭
６１−１７２８０９号公報）、粉末浴用剤にスクワラン
を加えた塗布剤と遠赤外線とを組み合わせた健康増進方
法（特開昭６３−１８３０７６号公報、特開平５−２６
９２１４号公報）、入浴者の健康維持をはかるためヒバ
のおが屑を紙パック詰めにした入浴剤（特開平５−１１
２４４４号公報）などが知られるが、上記スクワランに
よる美容効果が期待されるものの、皮膚吸収の面で問題
が残り、必ずしも満足すべき美容効果を挙げることがで
きなかった。そこで、本発明者らは、新しい美容材料と
して知られるスクワランの美容への用途をより改善する
ために、さらに別途、高機能性の材料として知られる特
殊な炭素構造のフラ−レンに着目し、両者を組み合わせ
ることにより、より一層の健康増進効果及び美容効果を
発揮することを目指した。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる状況
下において、原材料として炭素やフラ−レン及びスクワ
ランを活用し、これらを併用して、それらの相乗効果に
よる高機能製品の開発を本発明の課題とする。また、こ
れらの炭素やフラ−レンとスクワランとの機能性の複合
材料を簡易に製造する方法の開発を課題とする。さら
に、炭素やフラ−レン及びスクワランを原料として得ら
れた高機能性製品の利用性、特に健康増進や美容用途、
皮膚のケア効果による化粧品、食品の防腐剤、防黴効果
による食品鮮度保持剤、害虫忌避効果による防虫剤、芳
香効果による消臭剤あるいは発毛促進効果による養毛剤
などの開発をも課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の基本的特徴は、
真空下のスクワラン中で酸素と水素の混合ガスを燃焼さ
せ、その燃焼ガスで炭素を加熱燃焼することにより、微
量のフラ−レンを含有する炭素燃焼残査の超微粒子を含
むスクワランを製造することにあり、これにより上記の
課題の解決をはかるものである。
【００１１】すなわち、本発明の構成は、基本的に以下
の（１）〜（７）に示されるものである。 （１）炭素燃焼残査の超微粒子を含むスクワランを使用
した健康増進材料。 （２）炭素燃焼残査の超微粒子としてフラ−レンを含む
上記（１）の健康増進材料。 （３）真空下のスクワラン中で酸素と水素の混合ガスを
燃焼させ、その燃焼ガスでカ−ボン材料を加熱燃焼する
ことにより炭素燃焼残査の超微粒子を含むスクワランを
製造する方法。 （４）炭素燃焼残査の超微粒子が、スクワラン中に浮遊
するフラーレンであることを特徴とする上記炭素燃焼残
査の超微粒子を含むスクワランを製造する方法。 （５）スクワランを収容する真空タンク、酸素と水素の
混合ガス噴射ノズル、炭素供給装置、点火装置及び燃焼
室を備えた真空容器より構成される、上記炭素燃焼残査
の超微粒子を含むスクワランを製造する装置。 （６）酸素と水素の混合ガスを製造するための水電気分
解装置を付設した上記炭素燃焼残査の超微粒子を含むス
クワランを製造する装置。 （７）皮膚のケア効果による化粧品、食品の防腐剤、防
黴効果による食品鮮度保持剤、害虫忌避効果による防虫
剤、芳香効果による消臭剤又は発毛促進効果による養毛
剤等であることを特徴とする上記（１）に記載の健康増
進材料。
【００１２】
【発明の実施の形態】実施例に基いて本発明の実施態様
を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。図１に、本発明のフラ−レンのような炭素
燃焼残査の超微粒子を含むスクワラン製造のための製造
装置１を示す。スクワラン製造のための真空タンク２、
水電解装置１０内に収容された水１３を電解（１１、１
２は電極）によって発生した水素１４及び酸素１５をポ
ンプによって制御して混合ガス噴射ノズル４を経て燃焼
室６に供給する。予めスクワランを供給路８から溶液撹
拌棒５を備えた真空タンク２に供給し、燃焼室６は、炭
素供給装置１７より供給される炭素棒１８を備えてい
る。燃焼室６内において、該混合ガスは、点火装置２０
によって燃焼中の炭素棒１８に接触し、完全燃焼域３で
激しく燃焼し、燃焼後に炭素の燃焼残査は、スクワラン
水分散液１９中に分散し、炭素の燃焼残査の微分散した
スクワランが得られる。真空タンク２は、本発明の製造
装置１の主要部分で、金属製、好ましくはスチール製の
耐圧性タンクからなっており、原料のスクワランは、ス
クワラン供給路８から真空タンク２に供給され、真空タ
ンク２は、真空吸引路７を通じて真空ポンプ（図示せ
ず）によりほぼ真空状態に保たれる。
【００１３】酸素と水素の混合ガスは、混合ガス噴射ノ
ズル４から燃焼室６に供給され、完全燃焼域３で燃焼さ
れる。混合ガスは、各ガスボンベから供給する。また、
好適には酸素と水素の混合ガスを製造するための水電解
装置１０を付設することにより、水の電解により直接供
給する。炭素原料は、炭素棒やグラファイト棒の状態で
炭素供給装置１７により供給され、燃焼室６内部に燃焼
量に応じて漸次送出されるようになっている。炭素棒を
挿入する位置は、混合ガスが完全に燃焼し、完全な超高
温の水蒸気ガスになる域としなければならず、完全燃焼
域３の位置の設定はきわめて重要である。燃焼室６内で
混合ガスは、点火装置２０にて点火され燃焼し、その燃
焼ガスで炭素棒を加熱、燃焼させ、スクワラン中に炭素
燃焼残査の超微粒子が生成する。その際に、微量のフラ
ーレンが生成する。水素及び酸素の混合ガスが、炭素棒
によりスクワラン中で燃焼することによって製造され
た、微量のフラ−レンを含有する炭素の燃焼微粒子を含
むスクワランは真空タンクの排出路９よりろ過装置を経
てスクワラン回収装置１６に回収される。
【００１４】上記フラ−レンを含むスクワランの製造装
置の操作条件の一例を示すと、以下の通りである。操作条件（例） 製造タンク真空度；１００ｍｍＨｇ 供給混合ガス；２リットル／ｓｅｃ （２気圧） 噴射時間；０．５時間 供給スクワラン；１００Ｌ 炭素供給量；０．３ｋｇ／０．５ｈ 生成スクワラン；１００Ｌ
【００１５】原料のスクワランは、上述したように、深
海鮫の肝油より抽出された深海鮫エキスより抽出、変性
されたスクワランを水素添加などの手段により精製して
得られたものである。本発明で使用する炭素原料は、炭
素棒やグラファイト棒の状態で供給されるが、生成物に
不純物が含まれないように、できるだけ純粋なカ−ボン
として供給される。本発明では、好適に酸素と水素の混
合ガスを使用するが、この理由は炭素をスクワラン中で
高温燃焼させる際に、水と炭素燃焼残査の超微粒子以外
の物質の生成のないようにし、また、スクワランへの引
火爆発を防ぐためである。そのために、炭素を投入する
位置を混合ガスが完全に燃焼し、完全な超高温の水蒸気
ガスになる域とすべきである。酸素と水素の混合比は、
完全燃焼のために１対２になるように、厳密な制御が必
要である。そのために、水の電気分解で各原料ガスを得
るのが、特にガス比を制御しなくても、混合比が１対２
に保たれているので好ましい。真空タンクを使用するの
も、スクワランへの引火を防止するためである。真空度
は１００mmHg程度とする。
【００１６】本発明の装置における燃焼の際に、燃焼部
で発生した衝撃波と燃焼により、スクワランが燃焼残査
としてのスクワランや生成水とエマルジョン化するが、
少しの時間の経過後に水とスクワランに分離するので、
沈殿した水と混じらないように上澄みのスクワランを捕
集するようにする。また、排出路から、沈殿した水層を
先に排出し、次いでスクワラン層を回収するようにして
もよい。本発明で得られる疎水性の非常に強い炭素燃焼
残査の超微粒子は、水と混じることなく安定した状態で
スクワラン中に浮遊し、見かけ上溶けた状態となる。し
かし、これらの工程でスクワラン中に生成する炭素燃焼
残査の超微粒子の発生量が多くなると、スクワランの外
観が黒色を帯びることがあり、使用目的によっては問題
とされるので、反応させる時間と熱量（燃料ガスの燃焼
量）の制御が必要である。時間と熱量が少なすぎると、
炭素燃焼残査の超微粒子の生成量が悪く、従って得られ
たスクワランの機能性が劣り、多すぎると、製造したス
クワランが黒ずみ、用途によっては使えなくなる。この
場合に、１００Ｌのスクワランを製造する場合、毎秒２
Ｌ程度のガスの噴射量で、噴射時間は３０分程度がよ
い。
【００１７】本発明の製造装置では、燃焼室内で高温に
加熱された炭素がスクワラン中に放出されたときに、そ
の炭素が超微粒子となり、スクワラン中に浮遊する。そ
の微粒子は大きさが主として、数ミクロンから数十ミク
ロンのものである。その際に微量のフラーレンが生成す
る。すなわち、フラ−レン生成においては、上述するよ
うにカ−ボンの一部が結晶構造をとるようになり、この
結晶構造は、コランニュレンと称される六角形構造が五
個集まって朝顔の花のような形状をした炭素構造と考え
られる。さらに、これに炭素原子が再配列し、球状に近
くなり、水分子よりも大きな籠構造を持つフラーレン
が、エネルギー的に安定したサッカーボール形状となる
ものと考えられる。フラーレンは、炭素素材の一種とし
てのもので、６０個の炭素原子が球状構造をなすものが
代表的で、五角形と六角形を組み合わせた模様のサッカ
ーボールに似た構造の炭素分子であって、物理的かつ化
学的に安定な分子である。本装置では、フラーレンが水
分子よりは大きめの、ナノミクロンスケールの超微粒子
の分子状態で生成する。特異な分子構造又は超微粒子状
態のためか、あるいは特異な固有の物性によるのか不明
であるが、フラーレンは種々の高機能性を発揮し、人体
の健康保持や治癒作用を有するものと考えられる。
【００１８】本発明で得られた微量のフラ−レンを含む
炭素燃焼残査の超微粒子とスクワランよりなる複合材料
における、健康、美容又は治療機能などの飛躍的な相乗
効果は、以下の実施例において、炭素燃焼残査の超微粒
子を含むスクワランを付着させた繊維から製造されたパ
ンティストッキングの物性テスト結果からみて明らかで
ある。また、本発明の、炭素燃焼残査の超微粒子を含む
スクワランの他の用途としては、皮膚のケア効果による
化粧品、食品の防腐剤、防黴効果による食品鮮度保持
剤、害虫忌避効果による防虫剤、芳香効果による消臭
剤、発毛促進効果による養毛剤など多種の用途が期待さ
れる。
【００１９】
【試験例】本発明の、炭素燃焼残査の超微粒子を含むス
クワランの健康増進効果：本発明のフラーレンを含むス
クワランをポリアミド繊維に付着（スクワラン１ｇ／繊
維１００ｇ）させ、パンティストッキングを製造して、
女性（１５才〜５８才）２０人のモニターにより、着用
期間は約２週間で、健康増進効果をテストした。なお、
比較例は、スクワランのみを使用して同条件の処理を行
なったものである。
【００２０】 モニタ−結果 実施例 比較例 効能例 ；脚部血行増進 １２名 ２名 冷え症治癒 １２名 ２名 足のムクミ解消 １１名 ７名 足の疲れ減少 １８名 ３名 足のムレ解消 ９名 １名 足の静脈瘤治癒 ２名 ０ 神経痛治癒 ３名 ０ 脚部快適 ２０名 ７名 足の肌荒れ回復 ８名 ６名 全身疲労回復 １６名 ２名 貧血改良 ７名 ３名 痛風解消 １名 ０
【００２１】上記モニタ−結果によれば、女性の脚部の
健康問題が解消され、病状が治癒され、本発明の、炭素
燃焼残査の超微粒子を含むスクワランは、健康増進効果
は顕著に優れており、画期的な製品であることがわか
る。
【００２２】
【発明の効果】本発明は、高機能性材料として知られる
炭素やフラ−レンとスクワランを活用し、これらの複数
の機能性材料を併用して、それらの相乗効果により機能
の増大や新しい機能の発現をもたらし、健康志向などの
社会的要求に応えた新規複合材料を提供するものであ
る。本発明で得られた新規複合材料である、フラ−レン
を含むスクワランは、単一材料に比べ健康増進作用や治
療機能の面において顕著な効果を奏する。また、上記ス
クワランは、その他に皮膚のケア効果を持つ化粧品、食
品の防腐剤や防黴効果を持つ食品鮮度保持剤、害虫忌避
効果による防虫剤や芳香効果による消臭剤、発毛促進効
果を持つ養毛剤などの用途として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】；フラ−レンを含むスクワランの本発明の製造
装置
【符号の説明】
１ ；真空容器 ２ ；真空タンク ３ ；完全燃焼域 ４ ；混合ガス噴射ノズル ５ ；撹拌棒 ６ ；燃焼室 ７ ；真空吸引路 ８ ；スクワラン供給路 ９ ；排出路 １０；水電解装置 １１；電極 １２；電極 １３；水 １４；水素 １５；酸素 １６；スクワラン回収装置 １７；炭素棒供給装置 １８；炭素棒 １９；スクワラン ２０；点火装置
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年２月１６日（２００１．２．１
６）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ６１Ｋ 33/44 Ａ６１Ｋ 33/44 Ａ６１Ｌ 9/01 Ａ６１Ｌ 9/01 Ｂ Ｈ Ａ６１Ｐ 3/00 Ａ６１Ｐ 3/00 17/00 17/00 43/00 １２１ 43/00 １２１ (72)発明者 上田 善雄 京都市上京区鳥丸通上立売下ル御所八幡町 110番地かわもとビル４Ｆ ファイルド株 式会社内 (72)発明者 高瀬 浩明 京都市上京区鳥丸通上立売下ル御所八幡町 110番地かわもとビル４Ｆ ファイルド株 式会社内 Ｆターム(参考） 4B021 MC01 MK04 MK16 4C080 AA05 BB02 CC01 HH04 JJ01 KK08 LL01 MM01 MM12 4C083 AB131 AC021 CC01 CC20 EE12 FF01 4C086 AA01 AA04 HA06 MA02 MA04 MA63 NA05 ZA89 ZC21 ZC75 4C206 AA01 AA04 BA02 MA02 MA04 MA83 NA05 ZA89 ZC21 ZC75

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】炭素燃焼残査の超微粒子を含むスクワラン
    よりなることを特徴とする健康増進材料。
  2. 【請求項２】炭素燃焼残査の超微粒子が、フラ−レンで
    あることを特徴とする請求項１の健康増進材料。
  3. 【請求項３】真空下のスクワラン中で酸素と水素の混合
    ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで炭素を加熱、燃焼する
    ことを特徴とする炭素燃焼残査の超微粒子を含むスクワ
    ランを製造する方法。
  4. 【請求項４】炭素燃焼残査の超微粒子が、スクワラン中
    に浮遊するフラーレンであることを特徴とする請求項３
    に記載のスクワランを製造する方法。
  5. 【請求項５】スクワランを収容する真空タンク、酸素と
    水素の混合ガス噴射ノズル、炭素供給装置、点火装置及
    び燃焼室を備えた真空タンクより構成されることを特徴
    とする炭素燃焼残査の超微粒子を含むスクワランを製造
    する装置。
  6. 【請求項６】酸素と水素の混合ガスを製造するための水
    電解装置を付設することを特徴とする請求項５に記載の
    スクワランを製造する装置。
  7. 【請求項７】化粧品、食品の防腐剤、食品鮮度保持剤、
    害虫忌避剤又は消臭剤であることを特徴とする上記
    （１）に記載の健康増進材料。
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