JP2002000640A - 炭素フィルムのドレッシング製品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 生体に副作用をもたらすことなく
成長促進、披露回復、滋養強壮、精神安定化等の効果が
発揮できるドレッシング製品を提供すること。 【解決手段】 少なくとも炭素含有率が90％以上
の炭素物が含まれる炭素フィルムを、フィルム内の炭素
網面が生体の皮膚表面に対して平行方向に並ぶように生
体に配置させた生理活性化効果のある炭素フィルムのド
レッシング製品

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭素材料の応用と
して生理活性機能を有する炭素を主成分とする素材を生
体に配置させるために加工された装飾（ドレッシング）
製品に関するもので、具体的には炭素フィルムを主構成
物とする製品を生体の近傍に配置することで、炭素網面
を持つ材料が有する生理活性効果を生体に与え、疲労回
復、滋養強壮に効果のある炭素フィルムの加工製品に関
するものである。例えば人体に適用する場合、手足に巻
き付ける、あるいは衣服の一部に貼付する等の方法によ
って、少なくとも人体の３０ｃｍを越えないところに設
置することで効果が発揮される。更に詳しくは、高分子
フィルムを熱分解させて得られた炭素フィルムを生理活
性機能のある炭素フィルムとした加工製品に関するもの
である。

【０００２】本発明の加工製品は、炭素フィルムを紙や
プラスチックなどのバインダーで保護し、長期に生体に
配置しても摩擦等の外力によって炭素フィルムが摩耗、
切断、劣化等すること無いように保護するだけでなく、
生体に配置し易いように場所や部位により形状を変えて
加工できるメリットがある。人体への装着する場合は、
顔、首、肩、手、腕、足、胸部、腹部、背中、臀部等特
に特定することなく配置することで、効果を発揮するこ
とができる。

【０００３】炭素物質を生体に装着することにより、成
長促進、疲労回復、滋養強壮等に効果がある明確な理由
は判っていないが、炭素網面の炭素原子の振動によって
出される遠赤外線や超音波によって、生体の細胞に働き
かけ、活性化させる作用を持つ。特に、人体に配置させ
る場合は、東洋医術等で用いられている壺と呼ばれる部
位に装着すると効果が高い。

【０００４】

【従来技術】炭素材料は、その優れた耐熱性、耐薬品
性、電気伝導性等から、電極材料、発熱体、断熱材等の
構造材等に広く使用されてきた。これらの中でも、シ−
ト状の炭素フィルムは、同様に工業材料として重要な用
途に使用されており、近年も盛んに研究開発が行われて
いる。炭素フィルムにおいては、フィルム面に対して炭
素網面が平行方向に良く発達しているため、熱伝導率が
高く，音波等の伝播性や電気伝導性、ガス遮蔽性におい
ても卓越した性能を示すもので、電極材料、導電材料、
発熱体、構造材、断熱材、耐熱シ−ル材、Ｘ線用部品、
音響材料、電磁波シ−ルド材料、生体適合材料、触媒、
電子材料等に広く使用でき、工業用途は多く有用なもの
である。

【０００５】炭素フィルムの製造方法としては、天然産
の黒鉛から作製される他、気相炭化水素の高温分解沈積
から製造する方法、有機物あるいは炭素物質を高温処理
して製造する方法等がある。一般に炭素化の処理温度が
高くなるに伴い、炭素質から黒鉛質に変化するものが多
いが、炭素フィルムの前駆体となる材料の種類によって
黒鉛構造になりにくいものもある。

【０００６】人工的な黒鉛質フィルムの製造方法として
は、天然の黒鉛を濃硝酸等の酸処理により黒鉛層間を膨
張，微粉化させ、酸を除去した後の粉末状黒鉛をプレス
成形することにより容易に作製することができる。

【０００７】また、高分子フィルムを熱分解させて炭素
フィルムを得る方法も、その製造方法の簡便さから多く
の提案がなされており、特開昭５３−１３９６７６号，
特開昭６０−１１２１５号、特開昭６０−２３５７０９
号、特開昭６２−９１４１４号、特開平０１−１０５１
９９号公報等の多くの開示例がある。

【０００８】高分子である芳香族ポリイミドフィルムを
前駆体として用い、これを高温加熱処理により熱分解さ
せて炭素フィルムを得る方法も公知の技術であり、種々
の方法によりフィルム状の炭化物が容易に得られてい
る。芳香族ポリイミドフィルムに限らず、高分子フィル
ムを１０００℃以上の高温で炭素化（焼成）処理して得
られた既存の炭化物は、炭素化の過程で熱分解による分
子鎖の解裂・再結合をくり返し、分解生成物として種々
のガスを発生させつつ、最終的には六員環網状平面分子
を形成し黒鉛化へ進むものが多い。

【０００９】炭素材料の生理活性効果に関連して、炭素
系のフィルムを土壌に敷き、その上で育てた植物の成長
速度が早くなったという報告等もあるが、その原因及び
効果は明確に解明されていない。炭素材料の人体への応
用としては、炭素繊維強化物を骨の代替として利用した
り、人工血管、人工臓器、人工筋肉等へ炭素繊維等を応
用する研究が行われているが、炭素材料の持つ生理活性
効果を人体に適用するような検討はなされていなかっ
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明では、確かな理
由付けはなされていないが、炭素網面の持つ遠赤外線効
果、炭素原子の振動により発せられる超音波的な周期的
波動を利用し、生理活性効果のある製品を開発すべく検
討し、本発明に至ったものである。本発明は、炭素フィ
ルムが持つ生理活性作用に着目し、炭素フィルムを生体
に少量配置させるだけで、生体に副作用をもたらすこと
なく成長促進、疲労回復、滋養強壮、精神安定化等の効
果が発揮できることを見出し、生体に配置あるいは装着
できるように加工した製品を開発したものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成から
なる （１）少なくとも炭素含有率が90%以上の炭素物が含ま
れる炭素フィルムを、フィルム内の炭素網面が生体の皮
膚表面に対して平行方向に並ぶように生体に配置させ
た、生理活性化効果のある炭素フィルムのドレッシング
製品。 （２）少なくとも炭素含有率が90%以上の炭素物が含ま
れる炭素フィルムを、紙, プラスチックフィルム, 織
物, 不織布の単独または二種以上の組合せた基材により
保持、複合あるいはサンドイッチされて生体の近傍に配
置された、請求項１記載の炭素フィルムのドレッシング
製品。 （３）炭素フィルム製品が生体の近傍に配置された場
合、製品中の少なくとも３０％以上の炭素網面が生体の
皮膚表面に対して平行となるように配列され基材に保持
された、請求項１、２記載の炭素フィルムのドレッシン
グ製品。 （４）少なくとも炭素含有率が90%以上の炭素物が含ま
れる炭素フィルムが、高分子のポリマーフィルムを500
℃以上の温度で炭素化して得られたフィルムである請求
項１及至３記載の炭素フィルムのドレッシング製品。 （５）炭素フィルムが、ポリイミドを主成分とするポリ
マーフィルムを炭素化して得られたフィルムである、請
求項１記載の炭素フィルムのドレッシング製品。 （６）少なくとも炭素含有率が90%以上の炭素物が含ま
れる炭素フィルムが、ポリイミドフィルムを2,500℃以
上の温度で炭素化して得られたフィルムである請求項１
及至３記載の炭素フィルムのドレッシング製品。 （７）該炭素フィルムの厚さが0.001mm以上である請求
項１及至６記載の炭素フィルムのドレッシング製品。

【００１２】本発明で用いられる炭素フィルムは、天然
に存在する炭素材料を加工してシート状にしたものでも
構わないが、好ましくは成形加工が容易な、高分子フィ
ルムを熱分解して得られた炭素フィルムを用いる。高分
子フィルムから調製された炭素フィルムは、フィルム表
面と平行方向に炭素網面の自由成長が進みやすく、フィ
ルムと平行方向に配列した炭素網面の割合が大きく、生
理活性効果が高い。

【００１３】炭素フィルムの前駆体としの高分子フィル
ムは、公知のものを用いることができるが、代表的には
ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエ−テルイミド、
ポリベンゾイミダゾ−ル、ポリベンゾオキサゾ−ル、ポ
リベンゾチアゾ−ル、芳香族ポリアミド、ポリアクリロ
ニトリルの単独または二種以上を複合したフィルムを用
いることができる。これらの高分子量成分は、炭素化の
ための高温処理により熱分解を起こし、不活性ガスまた
は真空中で５００℃以上の温度にて熱処理することで熱
分解を起こし炭素化する。更に２０００℃以上の温度で
熱処理すると黒鉛化するものもある。熱分解によって得
られた炭素フィルムの炭素含有率は、熱処理温度によっ
て若干変動するが、少なくとも９０％の炭素含有率を持
つことが生理活性効果を高める上で好ましい。

【００１４】不活性ガスまたは真空中で、特定の高分子
フィルム成形体に圧力を加えることなく、自由端で２０
℃／分以下の昇温速度で５００〜１０００℃の温度で熱
処理せしめ、更に不活性ガスまたは真空中で２５００℃
以上の温度で熱処理することで黒鉛度の高い炭素フィル
ム成形体が得られる。このようにして得られた炭素フィ
ルムは、広角Ｘ線回折によって得られた（００２）面の
面間隔d(002)が0.35ｎｍ以下、半値幅より求めた結晶子
の大きさLcが10ｎｍ以上であることが好ましい。特に黒
鉛化度の高いフィルムを得るためには、引張り強さが
１５ｋｇｆ／ｍｍ² 以上、フィルムの引張り弾性率が５
００ｋｇｆ／ｍｍ² 以上のポリイミドフィルムを用いる
ことが、黒鉛化度が高く高伸度で強靭な黒鉛質フィルム
を得る上で好ましい。

【００１５】ポリイミドフィルムを前駆体として用いる
場合、ポリイミドフィルムは、厚さ１〜５００μｍでフ
ィルムの引張り強さが １０ｋｇｆ／ｍｍ² 以上、フィ
ルムの引張り弾性率が２００ｋｇｆ／ｍｍ² 以上のもの
であり、且つフィルムのタテ方向とヨコ方向の引張り強
さ及び弾性率の差が１０％以内の異方性の少ないポリイ
ミドフィルムが黒鉛質フィルムの前駆体として好まし
い。

【００１６】また、ポリイミドフィルムのガラス転移温
度は３５０℃以上であることが、良質の黒鉛質フィルム
を得る上で好ましい。ガラス転位温度が３５０℃に満た
ないポリイミドフィルムを用いた場合、熱分解過程での
フィルムの収縮が著しく大きくなり、最終的に得られた
黒鉛質フィルムの破れやしわ等の欠陥を多く含むことが
ある。炭素フィルムの厚さは、０．００１ｍｍ以上であ
ることが生理活性効果を発揮する上で好ましい。

【００１７】炭素フィルムの加工製品が生理活性効果を
発揮する上で、炭素網面が規則正しく配列したフィルム
を用いることが好ましく、黒鉛化度の高いフィルムを用
いることが、生理活性効果を高める上で好ましい。ま
た、生体の皮膚と平行方向に炭素網面を配列させること
が好ましく、炭素フィルム中の少なくとも３０％以上の
炭素網面が配向するように生体に配置させると効果があ
る。

【００１８】黒鉛質フィルムの前駆体となるポリイミド
フィルムの中には、フィルム形成時に他の高分子量成分
を含ませ用いることもできる。フィルム中には、黒鉛粉
末、カーボンブラック、ポリマー微粒子等が含まれても
構わない。

【００１９】ポリイミドフィルムの熱分解によって得ら
れた炭素フィルムは、炭素網面の配列が高く、黒鉛化度
の高いフィルムは圧延等の後処理を施すことによって、
機械的強度に優れたフィルムとなる。この場合、引張り
強さが１０．０ｋｇｆ／ｍｍ ² 以上、引張り伸度が１．
５％以上の黒鉛質フィルムとすることができる。このフ
ィルムは、圧延処理によって炭素網面の配向性が高めら
れ生理活性効果が高まるだけでなく、機械的性質も良好
となるため、折り曲げる等の工作・加工が可能となる。
一枚の黒鉛質フィルムを用いて、一般に折り紙で用いら
れている手法により三次元の成形体を工作・加工するこ
ともできる。

【００２０】炭素化する前に高分子フィルムを加工した
後、炭素化しても構わない。高分子フィルムは、折り紙
のような工作・加工を施すことが可能である。高分子フ
ィルムを用い、一般に折り紙で用いられているような手
法により、一枚のフィルムより複雑形状の多角面体，球
状体等の三次元的な立体構造体を折り上げることが可能
である。例えば、高分子フィルムで、折り紙で作られる
ような箱，花，鶴，飛行機，風船といった複雑な構造の
立体構造体を作ることができ、その後に炭素化しても、
若干の収縮は伴うものの立体構造を保ったまま炭素化さ
せることが可能である。このような炭素フィルムの立体
構造体をプラスチックでコーテイングしたり、ガラスの
ケースに固定させる等の加工処理して生体の近傍に配置
しても構わない。本発明の炭素フィルムをセラミックス
材料と複合あるいは組み合わせた場合、遠赤外線効果が
増長される効果が認められ、組合せ使用しても構わな
い。

【００２１】

【発明の実施の態様】上記炭素フィルムを主とする炭素
材料は、複合あるいはフィルムを二層以上重ねて使用で
きる。これらの炭素材料は、そのまま生体に配置させて
も良いが、損耗を抑えるため、紙, プラスチックフィル
ム, 織物, 不織布の単独または二種以上の組合せた基材
により保持、複合あるいはサンドイッチして、且つ生体
近傍に設置しやすいように加工して使用できる。例えば
人体に適用する場合、首輪、腕輪のような加工製品とし
て人体に装着させることができる。生体近傍に設置する
炭素フィルムの大きさは、少なくとも１ｃｍ²以上の面
積をもたないと効果が発揮されない場合がある。

【００２２】

【発明の効果】本発明によると、炭素フィルムの加工製
品を生体近傍に配置することにより、規則的に炭素原子
が配列した炭素網面の有する生理活性効果により、生体
細胞内における新陳代謝の助長、血行促進、体温上昇、
等の細胞が活性化する働きにより、成長促進、疲労回
復、滋養強壮のほか、感情を緩和し精神安定化させたり
疾患部の痛みを和らげる作用もある。

【００２３】

【実施例】以下実施例について記載する

【００２４】

【実施例１】市販のポリイミドフィルムである東レ・デ
ュポン社製カプトンＨフィルム（フィルム厚さ0.05mm）
９００ｃｍ²を二枚の平らな黒鉛板にはさみ、高周波誘
導加熱炉内に導入した。窒素雰囲気下、室温より１０℃
/分の昇温速度で１０００℃まで加熱し、雰囲気をアル
ゴンに切り替え２℃/分の昇温速度で２８００℃まで加
熱し２時間保持した。１０℃/分の降温速度で室温まで
冷却し、炉内より取り出したところ、ポリイミドフィル
ムは金属光沢の炭素フィルムとなった。このフィルム表
面を柔らかい紙で扱いた後、機械的強度を測定したとこ
ろ、炭素フィルムの引っ張り強度は11ｋｇｆ/ｍｍ², 引
っ張り伸度1.0％, 電気伝導率は500Ｓ/ｃｍであり、炭
素の含有率は９９％であった。広角Ｘ線回折により得ら
れたd(002)は0.34ｎｍ、Lcは100ｎｍであった。この炭
素フィルムよりカッターにて２０ｃｍ×１５ｃｍの大き
さでフィルムを切り出し、ポリエチレン製のビニール袋
に入れ、子供のラットを飼育している飼育箱の底部にセ
ットし、あとは特に変えることなく通常の飼育法でラッ
トを育てた。６ヶ月後、炭素フィルムが底部にセットさ
れていた飼育箱にて育てたラットは、そうでない飼育箱
で育てたラットに比べて約１．５倍の大きさに成長して
おり、炭素フィルムの生理活性効果が認められた。

【００２５】

【実施例２】実施例１と同じ作製条件にて得られ、同じ
特性の炭素フィルムを準備した。このフィルムよりカッ
ターにて５ｃｍ×８ｃｍの短冊上に２枚切り出し、ポリ
エステル繊維で作られた布で被い、洋服の両肩の部分に
装着させた。皮膚表面に対して炭素網面が平行となる割
合は、約７０％であった。この洋服を着た作業員１０人
に、2.5時間/15分休憩のシフトで３サイクル作業し疲労
度を調査した。１０人中６人に肩こりの低減効果がある
という回答で、効果ありと判定した。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも炭素含有率が90%以上の炭素物
   が含まれる炭素フィルムを、フィルム内の炭素網面が生
   体の皮膚表面に対して平行方向に並ぶように生体に配置
   させた、生理活性化効果のある炭素フィルムのドレッシ
   ング製品。
2. 【請求項２】少なくとも炭素含有率が90%以上の炭素物
   が含まれる炭素フィルムを、紙, プラスチックフィル
   ム, 織物, 不織布の単独または二種以上の組合せた基材
   により保持、複合あるいはサンドイッチされて生体の近
   傍に配置された、請求項１記載の炭素フィルムのドレッ
   シング製品。
3. 【請求項３】炭素フィルム製品が生体の近傍に配置され
   た場合、製品中の少なくとも３０％以上の炭素網面が生
   体の皮膚表面に対して平行となるように配列され基材に
   保持された、請求項１、２記載の炭素フィルムのドレッ
   シング製品。
4. 【請求項４】少なくとも炭素含有率が90%以上の炭素物
   が含まれる炭素フィルムが、高分子のポリマーフィルム
   を500℃以上の温度で炭素化して得られたフィルムであ
   る請求項１及至３記載の炭素フィルムのドレッシング製
   品。
5. 【請求項５】炭素フィルムが、ポリイミドを主成分とす
   るポリマーフィルムを炭素化して得られたフィルムであ
   る、請求項１記載の炭素フィルムのドレッシング製品。
6. 【請求項６】少なくとも炭素含有率が90%以上の炭素物
   が含まれる炭素フィルムが、ポリイミドフィルムを2,50
   0℃以上の温度で炭素化して得られたフィルムである請
   求項１及至３記載の炭素フィルムのドレッシング製品。
7. 【請求項７】該炭素フィルムの厚さが0.001mm以上であ
   る請求項１及至６記載の炭素フィルムのドレッシング製
   品。