JP2005305406A - 薬用炭、薬用炭を配合した化粧料又は口腔洗浄剤、並びに薬用炭の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、少量にして十分な吸着機能及び脱臭機能を備え、かつ、その出所及び品質が保証された薬用炭、及びその製造方法を提供することにあり、具体的には、賦活された備長炭からなる薬用炭及びその製造方法を提供することにある。
【解決手段】紀州備長炭を炭材とし、セラミック刃で粗粉砕（４メッシュ以内）を行い、炭材５０，０００ｇに対し、５００〜１，３００℃の水蒸気を分圧１００〜２００ｋＰａで５〜３０分間噴射する。ここでの水蒸気ガスの組成比率は水蒸気（Ｈ_２Ｏ）（略５〜１００体積％）、炭酸ガス（略５〜１００体積％）、窒素（略０〜９５体積％）の比率である。その後、常温空気を略１〜１０分間噴射する。これを１セットとし、１０〜１２０セット繰り返す。洗浄後、化粧品利用に適した粒度にセラミック刃を用い微粉砕（平均径１２ミクロン）する。
【選択図】図１

Description

本発明は、薬用炭、薬用炭を配合した化粧料又は口腔洗浄剤、並びに薬用炭の製造方法に関し、特に、賦活された備長炭からなる薬用炭、該薬用炭を配合した化粧料又は口腔洗浄剤、並びに該薬用炭の製造方法に関する。

技術背景

古くから炭は、貴重な燃料として重用されてきたが、近年にいたっては燃料としての機能以外の様々な機能が見出され、再び注目を集めている。その注目される機能としては、吸着機能、脱臭機能、マイナスイオンの発生、ミネラル源としての機能などが挙げられる。

現在、炭への注目度の高まりにあわせて、上記注目される機能の一部或いは全部を利用した化粧料、口腔洗浄剤及び衛生用品などが提供されているが、特に、皮膚の敏感な部位や口腔内などに接触して、炭の吸着機能や脱臭機能を利用するものが多い。

そして、化粧料、口腔洗浄剤及び衛生用品などに配合させる炭としては、商品の高級感を高めることを主な意図として、原木、製造技術、窯元及び製造者などが明確で、その出所及び品質が保証された備長炭が用いられることが多い。また、吸着機能及び脱臭機能に着目した場合には、活性炭の使用も考えられる。

備長炭は、高密度（比重１．８乃至１．８５）、高硬度（硬度１５以上（硬度は三浦式木炭硬度計による。））な炭であるが、その吸着機能及び脱臭機能は、活性炭に劣るものである。なお、活性炭の定義は、図４を参照されたい。

一方、活性炭の従来の原材料は、活性化（賦活）の容易性、品質、価格、生産の安定性、及び生産の効率性などの諸条件への対応のために、木材、のこくず、やし殻、パルプ廃液などの粗悪なものが選定されており、その組成や、生産国などの出所の基準が無いのが実状である。なお、上記活性化（賦活）の原理は、図２を参照されたい。

本発明に関連する先行技術文献としては、例えば、特許文献１及び２が公知である。
特開２０００−１５４１１１号公報 特開２０００−２４８２９９号公報

備長炭は、燃料としての性能を高めるために、その物性を高密度（比重１．８乃至１．８５）、高硬度（硬度１５以上）としており、極めて毛管凝縮が進んでいるため、その吸着機能及び脱臭機能は、活性炭に比べて著しく劣っている。

そのため、化粧料及び口腔洗浄剤などに備長炭を配合して吸着機能及び脱臭機能を十分発現させるには、それだけ多くの備長炭を配合しなくてはならず、微細とはいえ固形物である備長炭が多く配合されていることは、使用感及び安全性に問題を残していた。

また、吸着機能及び脱臭機能のみに着目するのであれば、化粧料及び口腔洗浄剤などに上記活性炭を配合することも考えられるが、上述のとおり活性炭の原材料は粗悪であるため、人体に直接触れる化粧料及び口腔洗浄剤などにあっては、安心感及び信頼性に欠けており、その使用には問題がある。

本発明の目的は、上記問題を解決するために、少量にして十分な吸着機能及び脱臭機能を備え、かつ、その出所及び品質が保証された薬用炭、及びその製造方法を提供することにあり、具体的には、賦活された備長炭からなる薬用炭及びその製造方法を提供することにある。

なお、薬用炭とは、活性炭の試験方法の１つである第１４改正日本薬局方による試験に合格したものをいう。つまり薬用炭は活性炭の１種であり、特に人体への影響の高い成分の含有量が低く、安全性が高いものである。薬用炭の定義については図４を参照されたい。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、賦活された備長炭からなる薬用炭を提供するものであり、該薬用炭は、少量にして十分な吸着機能及び脱臭機能を有するとともに、その出所及び品質が保証されているために利用者の安心感及び信頼感を増すことができる。

請求項２に係る発明は、上記薬用炭を配合した化粧料又は口腔洗浄剤を提供するものであり、該化粧料又は口腔洗浄剤は、配合する薬用炭が少量で済むために、その使用に際して使用感を損なうことがなく、また安全性が増すとともに、配合された薬用炭の出所及び品質が保証されているために商品的価値が上がる。

請求項３乃至１３に係る各発明は、備長炭から薬用炭を生成する薬用炭の製造方法において、特に、水蒸気を含むガスを備長炭に吹き付けて前記備長炭の賦活を行う工程を有することを特徴とするものであり、極めて毛管凝縮の進んだ備長炭の細孔径を、毛管凝縮による吸着機能を好適に発揮し得る径に調整するとともに、吸着有効表面積を拡大させるという作用を有する。

請求項１４に係る発明は、特に、最後の冷却を行う工程の後に、備長炭を粉砕する工程を有することを特徴とするものであり、化粧料及び口腔洗浄剤などに配合した際に良好な使用感が得られる微細な薬用炭を得ることができる。

請求項１５に係る発明は、特に、最初の前記賦活を行う工程の前に、備長炭を粉砕する工程を有することを特徴とするものであり、備長炭の活性化（賦活）をスムーズに進行させる作用を有する。

請求項１６に係る発明は、特に、備長炭を破砕を、重金属類を除く材料からなる破砕刃によって行うことを特徴とするものであり、薬用炭への、人体に影響を及ぼす可能性のある重金属類の混入を防ぐことができる。

本願発明である備長炭からなる薬用炭は、十分な吸着機能及び脱臭機能を発揮するのに、従来の備長炭に比して少量で済むという有利な効果を奏するとともに、その出所及び品質が保証されているために利用者の安心感及び信頼感を増すことができるという有利な効果を奏する。

本願発明の化粧料又は口腔洗浄剤によれば、配合されている薬用炭が少量であるために、その使用に際して違和感がなく、また安全性が増すとともに、配合された薬用炭の出所及び品質が保証されているために利用者の安心感及び信頼感を得ることができるという有利な効果を奏する。

加えて、使用後に洗い流された化粧料等は、配合された薬用炭によって、下水道の悪臭の一部を脱臭し、また、その細孔に住み着いた微生物により下水道の汚物を浄化することも期待できる。

本願発明の備長炭からなる薬用炭の製造方法によれば、極めて毛管凝縮の進んだ備長炭の細孔径を、毛管凝縮による吸着機能を好適に発揮し得る径に調整するとともに、吸着有効表面積を拡大させて、十分な吸着機能及び脱臭機能を付加することができるという有利な効果を奏する。

さらに、本願発明によれば、日本古来からの伝統産業であり、特に和歌山県においては無形民族文化財にも指定されている備長炭の生産を、産業として活性化することの一助となるうえに、備長炭の原材料を提供する林業の維持、発展にも貢献できる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
薬用炭の原材料を和歌山県紀州備長炭とし、該備長炭を活性化（賦活）してその細孔径を調整することにより、その吸着力、脱臭力を高めるための製造方法を、図１に基づいて説明する。

まず、活性化（賦活）をより効率よく進行させるために、原料である紀州備長炭の粒度４メッシュ以内に粗粉砕（整粒）する。粉砕にあたっては、重金属類からなる粉砕刃を使用すると、紀州備長炭の硬度が略２０度（鋼鉄と同等）であるため、粉砕と同時に粉砕刃が削られ重金属類が備長炭に混入してしまうので、破砕刃の材料は重金属類を避けなくてはならない。破砕刃の材料の一例としては、セラミックが挙げられる。

次に、ガス賦活法によって、破砕された備長炭を賦活する。ガス賦活法における反応は、炭材の種類、ガスの種類、およびその組成、反応温度、灰分（Ｆｅ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｖ，Ｔｉ，Ｂ，Ｍｎなどの酸化物、塩類、炭酸塩など）などの条件により異なり、これらの条件が細孔径の調整に大きな影響を及ぼすこととなるので、特に、紀州備長炭の細孔径を調整するのに好適な条件を説明する。

賦活は、粗粉砕した原料５０，０００ｇに１，２００℃の水蒸気を分圧２００ｋＰａで３０分間噴射する。ここでの水蒸気を含んだガスの組成は、水蒸気（Ｈ_２Ｏ）８０体積％、炭酸ガス１８体積％、窒素２体積％とする。その後、常温空気を３分間噴射する。これを１セットとし、１１８セット繰り返す。賦活に要する時間は合計で３，８９４分間である。

ここで賦活の原理を簡単に説明しておく。原材料である紀州備長炭と水蒸気（Ｈ_２Ｏ）との反応は次の式１又は２であらわされる。一般的に反応は７５０℃より高温で始まる。

すなわち、炭材の細孔表面の炭素が水蒸気と化学反応を起こして分解され、細孔径が拡大するのである。図２を参照されたい。

賦活が終了したところで、その次に、活性炭化された備長炭を化粧料又は口腔洗浄剤に使用可能な粒度に微粉砕を行う。先にも述べたとおり、ここでの粉砕においても、破砕刃の材料は重金属類を避けなくてはならない。破砕刃の材料の一例としては、セラミックが挙げられる。微粉砕の平均粒度（メジアン径）は１２ミクロンとする。

以上の賦活法により生成された紀州備長炭からなる薬用炭の性能は図３に示すとおりである。

上記賦活法により紀州備長炭の細孔径を調整した薬用炭の第１４改正日本薬局方試験結果を図５に示す。参考として、紀州備長炭の加工前の粉末の試験結果を図６に示す。加工しない紀州備長炭の吸着性能が十分でないことが分かる。

ここで上記賦活法により紀州備長炭の細孔径を調整した薬用炭と、高性能活性炭との性能の比較をする。高性能活性炭の性能は図７に示すとおりである。高性能活性炭（第１４改正日本薬局方をクリアする薬用炭と同等レベル）は充てん密度０．３２ｇ／ｍｌ、紀州備長炭からなる薬用炭の充てん密度は０．４７６ｇ／ｍｌである。単位を１ｇに合わせると高性能活性炭は１ｇ÷０．３２ｇ＝３．１２５倍、１ｍｌ×３．１２５倍＝３．１２５ｍｌであるから、高性能活性炭は３．１２５ｍｌ／ｇである。紀州備長炭からなる薬用炭の場合は１ｇ÷０．４７６ｇ＝２．１倍、１ｍｌ×２．１倍＝２．１ｍｌ、であるから、紀州備長炭からなる薬用炭は２．１ｍｌ／ｇである。

次に図２および図６の性能表にある「よう素吸着性能（色素吸着能力）」に関して、高性能活性炭は１，２５０ｍｇ÷３．１２５ｍｌ＝４００ｍｇ／ｍｌとなる。紀州備長炭からなる薬用炭は１，２３０ｍｇ÷２．１ｍｌ＝５８５．７ｍｇ／ｍｌとなる。以上のことから、紀州備長炭を原材料とした薬用炭の容積あたりの吸着力が優れていることがわかる。

ここでいう充てん密度の構成要因は、粒度（メジアン径）と細孔容積、比表面積、平均細孔径であり、炭材の原材料密度と細孔径の調整に大きく影響されている。上記の比較から、従来の薬用炭に比べ、より少ない容積（配合量）でより高い吸着性能を示すことがわかる。

（実施の形態２）
紀州備長炭からなる薬用炭は、優れた吸着性能、脱臭性能を有し、頭皮、頭髪、顔皮、体皮、口腔内などの小さな隙間に入り込み皮脂、残留リンス剤、残留化粧料、或いは臭いを吸着し、取り除く機能を有している。以下、前記薬用炭を配合した化粧料等の具体的な事例を挙げて説明をする。

シャンプーの場合、紀州備長炭からなる薬用炭の配合量は、０．２重量％程度で十分な効果を発揮するため使用に違和感を感じない。ただし、陽イオンであるカチオン系の界面活性剤との併用は避けなくてはならない。カチオン系の界面活性剤はマイナスに帯電し頭髪に強制的に残留する性質上、陰イオンである炭をも引き寄せることがわかっているからである。

洗顔石鹸の場合、紀州備長炭からなる薬用炭の配合量は、０．１５重量％程度で十分な効果を発揮するため使用に違和感を感じない。

洗顔パックの場合、塗布後時間経過を必要とし、顔皮に接触している時間が長いため、より高い効果が期待できる。

その他、ボディシャンプー、口腔洗浄剤、口臭予防ガムなどへの利用も可能である。また、体外に利用するのみならず、服用することによって体内の有害物質を吸着して排出するものとしても利用可能である。

少量にして十分な吸着機能及び脱臭機能を有するとともに、その出所及び品質が保証さた備長炭からなる薬用炭を得ることができるため、化粧料及び口腔洗浄剤の他、衛生用品や服用品などの吸着機能、脱臭機能を必要とするものに使用する活性炭として有用である。

紀州備長炭からなる薬用炭の製造工程用フローチャートである。 活性化（賦活）の原理である。 紀州備長炭からなる薬用炭の性能表である。 活性炭の試験方法の種類とその方法である。 紀州備長炭からなる薬用炭の第１４改正日本薬局方試験分析結果である。 微粉砕した紀州備長炭の第１４改正日本薬局方試験分析結果である。 高性能活性炭の性能表である。

Claims (16)

1. 賦活された備長炭からなることを特徴とする薬用炭。
2. 請求項１に記載の薬用炭を配合した化粧料又は口腔洗浄剤。
3. 備長炭から薬用炭を生成する薬用炭の製造方法において、水蒸気を含むガスを備長炭に吹き付けて前記備長炭の賦活を行う工程を有することを特徴とする薬用炭の製造方法。
4. 前記ガスは、水蒸気、炭酸ガス及び窒素からなることを特徴とする請求項３に記載の薬用炭の製造方法。
5. 前記ガスの組成を、水蒸気略５〜１００体積％／窒素略０〜９５体積％、及び炭酸ガス略５〜１００体積％／及び窒素略０〜９５体積％としたことを特徴とする請求項４に記載の薬用炭の製造方法。
6. 前記ガスの温度を略５００〜１３００℃としたことを特徴とする請求項３乃至５いずれか１項に記載の薬用炭の製造方法。
7. 前記ガスにおける水蒸気の分圧を略１００〜２００ｋＰａとすることを特徴とする請求項３乃至６いずれか１項に記載の薬用炭の製造方法。
8. 前記ガスを略５〜３０分間吹き付けることを特徴とする請求項３乃至７いずれか１項に記載の薬用炭の製造方法。
9. 前記賦活を行う工程の後に、備長炭の冷却を行う行程を有することを特徴とする請求項３乃至８いずれか１項に記載の備長炭の製造方法。
10. 前記冷却は常温空気を吹き付けることによって行うことを特徴とする請求項９記載の薬用炭の製造方法。
11. 前記冷却を略１〜１０分間行うことを特徴とする請求項９又は１０いずれか１項に記載の薬用炭の製造方法。
12. 請求項９乃至１１いずれか１項に記載の薬用炭の製造方法において、前記賦活を行う工程と、前記冷却を行う工程をセットとし、該セットを複数回繰り返すことを特徴とする薬用炭の製造方法。
13. 前記セットを略１０〜１２０回繰り返すことを特徴とする請求項１２に記載の薬用炭の製造方法。
14. 請求項９乃至１３いずれか１項に記載の薬用炭の製造方法において、最後の冷却を行う工程の後に、前記備長炭を粉砕する工程を有することを特徴とする薬用炭の製造方法。
15. 請求項３乃至１４いずれか１項に記載の薬用炭の製造方法において、最初の前記賦活を行う工程の前に、前記備長炭を粉砕する工程を有することを特徴とする薬用炭の製造方法。
16. 前記破砕する工程は、重金属類を除く材料からなる破砕刃によって行うことを特徴とする請求項１４又は１５いずれか１項に記載の薬用炭の製造方法。

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