JPWO2002078481A1 - チタン粉末含有の健康装身具及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

高圧水中で酸素と水素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスでチタン材料を加熱し、粉末化させることにより製造されたチタン粉末をエラストマー材料に配合することによって、健康増進の機能を十分に発揮し、病気治療の機能も有効な、効能持続期間もより長いネックレス、ブレスレット、リストバンド等の健康装身具を製造する。

Description

技術分野
本発明は、特定の製造法で製造したチタン粉末を含有し、チタン粉末の生理活性機能を利用したネックレス、ブレスレットなどの健康装身具及びその製造方法に関する。
背景技術
最近、健康志向が強く、健康装身具が汎用されており、健康を増進する商品や各種の病気の治療商品が氾濫している。例えば、肌着などの衣料類や、ブレスレットや指輪などの装身具、又は寝具や履物類、足踏み健康具、食品や飲料など、さらには種々の運動グッズなどの商品として、日常生活において利用されており、その需要は今後も益々増えると予測される。
磁石による磁力線（磁気）やセラミックによる遠赤外線や電磁波、又は炭素やゲルマニウムなどの元素材、天然鉱石や金紙銀紙などの素材、さらにα−水などの機能水やトルマリンなどを利用した商品によって健康増進や病気治療の機能を発揮せしめるものも報告されている。
しかし、これらの商品においては、明らかに健康増進や病気治療の効能に乏しいものや効能の確認に至っていないものもある。また、中には効能が弱く、効能速度も遅く、効能持続期間も比較的短く、治療効能の範囲も狭いばかりでなく、皮膚アレルギーなどの副作用を起こしたり、装着時に不快感が生じたり、素材が高価であったり、使用のわずらわしさがあるなど、種々の問題点が指摘されている。
金属チタンは、古くから利用されている鉄や銅に比して比較的新しく見つけ出された金属であり、その軽くて高温における優れた強度や耐食性などの故に今では多くの分野で利用されており、特に航空機構造部材や熱交換器材料などの金属素材として多用されている。また、眼鏡フレームなどの装身具やゴルフクラブなどの運動用品用や医科歯科用材料などとしても用いられている。最近、金属チタンが血行促進などの生理作用や電磁気作用を有すことに着目されており、その利用用途が注目されている。その一環として、上記問題点の解決のために、金属チタンを健康増進や病気治療の商品としての活用が期待されている。
金属チタンの装身具や日用品への代表的な利用技術として、特開平８−３２２６９５号公報には、チタンを含む２６種の元素のうち１種類を含有させた多孔質セラミックによる、電子経路の原理を利用して、睡眠中に体調を整える寝具が開示されているが、チタンは２６種の元素の１種として記載されているだけで、チタンを新素材として使用したものではない。
登録実用新案公報３０４５８３５号（平成９年）には、チタン単体やチタン化合物などのチタン系新素材を分散させた中間層と、表裏の両層からなる積層体の健康バンドが開示され、手首や足首に巻き付けて使用する簡単な構造により、チタン系新素材が血行促進や代謝促進を行なうため健康が増進され、また、チタン系素材が皮膚に直接に接触しないために、湿疹やかゆみなどの金属アレルギーを起こさないとされている。
登録実用新案公報３０６１４６６号では、足裏の形状をなす芯材の上面に足裏のツボに当接し、湾曲又は凸起させたツボ当て製品を固定し、ツボ当て表面にチタン単体やチタン化合物などのチタン系素材を含有させた接着剤にて色柄の布を貼り、足踵まで挿入可能とした外縁を有する健康スリッパが開示されれているが、この商品は足裏のツボを湾曲又は凸起が刺激するとともにツボをチタンが刺激して足裏の血行が促進され、製造コストも廉価であるとされているが、その効果面において満足するものではない。
特開平１１−２８５５４３号公報には、酸化チタンの部分還元焼結体の表面に半導体膜が形成された健康維持具が開示され、登録実用新案公報３０６８８１０号（平成１２年）には、健康増進機能を有し美的でおしゃれなリングとして、ゴム成形原料に琥珀粉末と酸化チタン粉末の混合物を混入して加硫成形した指輪又は腕用リングの外周凹溝に、蓄光塗料で着色された輪体を嵌着した健康リングが開示されている。
これらの公知技術における新素材の金属チタンの装身具、日用品への利用は、金属チタンの血行促進などの生理作用や電磁気作用などの特性を生かして、従来の健康装身具に比べて優れた健康増進の機能を発揮し、健康装身具を提供しようとするものである。しかし上記技術におけるチタン系化合物の使用では、健康増進の機能が十分でなかったり、装着の快適性に満足いくものではなかった。また、チタン単体ではあっても、健康装身具としては、その効能面では需要者のニースを満たすものではなかった。
発明の開示
一方、チタン素材は化学的に安定であり、経時的な劣化や変質を受けることもなく、人体に対して有害作用をなく、金属チタンの健康増進や病気治療における有効性は、最近、ようやく認識されるようになっており、人体への不可思議な生理活性機能や電磁気機能などが発揮されている。これらの機能は、血行（血液循環）の増進や代謝の促進又は血液や細胞組織の活性化などの作用によるものと考えられている。チタンの電磁気作用などが全身のツボに影響を与えることも考えられる。これらの作用は、チタンが皮膚に直接接触しなくても有効であり、効能発生速度も比較的に速く、長期間にわたりその効力を維持しており、上記の各作用のために、健康増進効果が顕著となり、全身の万病に治癒の影響を与えて、全身における疲労衰弱や頭痛又は腰痛などの軽度の病気を治癒させる効果が発揮されているものと考えられる。これらの説明し難いチタンの効能の理由は、未だ論理的に十分に解明されておらず、チタンの極く緩やかな電気作用（極微量の電流）や磁気作用が血液中のヘモグロビン内の鉄元素に対して働き、鉄元素を活性化したり、チタンの極微小の電磁波が細胞組織の蛋白質分子に影響を与えるとの推測の域を出ない。
本発明は、このような金属チタンの特性や生理活性機能を活用した新しい健康装身具を製造することを課題とする。
すなわち、本発明は、金属チタンの生理活性機能を十分に活用して装身具を装着したときの快適性に優れ、しかも身体の全体的に健康増進を与える健康装身具を提供することを課題とする。
また、本発明は、生理活性機能の効能発生速度をより速く、効能持続期間をより長く、治療効能の範囲をより広く、皮膚アレルギーなどの副作用を起こすことなく、さらに製造コストを廉価にし、使用のわずらわしさがない装身具の提供を課題とする。
本発明では、新素材としての金属チタンの特性を生かして、新しい健康装身具の製造のために、エラストマーを母材として利用してチタン粉末と組み合わせることにより、きわめて好適な結果が得られることが判明して、本発明を具現化することができた。
本発明者は、チタン粉末の利用の開発とともに、金属チタン粉末自体の製造において、粉末の球状形状の均一性や粉末粒度の一定性、粒径の微細性又は製造コストなどの問題を解決するために、種々の検討を続けた結果、金属チタン粉末の新しい製造方法にかかる発明を開発し、本発明と同時に特許出願した（特願２００１−９１９４１号、特願２００１−９１９４２号）。この新しい製造方法によって得られた金属チタン粉末を本発明のチタン材料とすることによって、健康増進や病気治療のための新素材として非常に有効であることがわかった。
本発明では、チタン粉末として、汎用のチタン化合物やチタン合金などではなく、後述する特定の製造方法で得られたチタン粉末を使用することによって、健康増進や病気治療のための新素材としての特性を十分に活用することができる。また、本発明で用いるチタン粉末は、生理活性機能を十分に発揮し、例えば健康増進効果を有し、新しい健康装身具が製造できる。
本発明で使用する、高圧水中で酸素と水素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで金属チタンを加熱し粉末化させることにより得られたチタン粉末は、汎用のチタン化合物やチタン合金などに比べて、チタン粉末が生理活性機能や健康増進の機能において格段に優れている。
従来のチタン粉末の製造である水素化脱水素法は、スポンジチタンや溶解材又は切削加工などで生じた切り屑などを原料とし、この原料を水素雰囲気中で加熱し、水素ガスを吸収させて脆化させ、この脆化した状態で粉砕した後、再び真空中で加熱して水素ガスを放出させて粉末を得る方法であって、回転電極法は、溶解材又は溶解材に鍛造や圧延などの加工を加えた溶解加工材から丸棒に成形した材料を原料とし、この丸棒原料をアルゴンやヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中で高速回転させながら、その先端をアークやプラズマアークなどの熱源で溶解し、流下する溶湯を遠心力で飛散させて球状の粉末を得る方法である。
アトマイズ法は、水冷銅ルツボ中でプラズマアークなどの熱源を用いて原料を溶解し、ルツボの一端から溶湯を連続的に流下させ、この溶湯流にアルゴンやヘリウムなどの不活性ガスを噴射して溶湯を霧化して粉末を得る方法である。
上述する汎用のチタン粉末は、水素化脱水素法や回転電極法又はアトマイズ法などによって製造されるが、粉末が酸素汚染されたり、成形性に劣り、さらに、チタン粉末の球状形状の均一性や粉末粒度の一定性が十分には良好ではない。
本発明者によって、はじめて球状形状の均一性や粉末粒度の一定性、粒径の微細性が十分に良好なチタン粉末が得られたのであって、本発明の粉末を使用すれば、通常のチタン粉末に比べて、健康増進や病気治療の機能において一段と有効であることが判明した。この効果発揮の理由は、チタン粉末の球状形状の均一性や粉末粒度の一定性が極めて優れているから母材への分散性が良好であり、また粒子の大きさが小さいため単位質量に対しその表面積が格段に大きく、さらには金属チタン粉末、粒径の微細性が極めて純粋なものであるためと推測される。
本発明者らは、本発明の開発の際に、上述するように金属チタン粉末の製造において、粉末の球状形状の均一性や粉末粒度の一定性又は製造コストなどの問題の解決のために、種々の検討した結果、金属チタン粉末の新規製造方法の発明（特願２００１−９１９４１号、特願２００１−９１９４２号）を開発したのであり、この新しい製造方法による金属チタン粉末を本発明の金属チタンに利用することによって健康増進や病気治療のための新素材として非常に有効であることに着目し、このようなチタン粉末材料を使用して、本発明を完成するに至った。
本発明者のチタン粉末の製造方法は、高圧水中で酸素と水素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで金属チタンを加熱し、粉末化させる方法であって、従来方法の熱溶融やアーク放電又はレーザー照射などの加熱手段を使用せず、溶湯の流下やガスによる飛散霧化による粉末化も行なわずに、極めて効率良く、金属粉末の製造を実現できるものであり、本来目的のチタン粉末以外の副生成物や不純物などの生成が全く無く、粉末の球状形状の均一性や粉末粒度の一定性が優れた粉末が得られ、製造コストも大幅に低下させることができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明の基本的な構成は、エラストマーを利用してチタン粉末と組み合わせるもので、新規な特別の製法によるチタン粉末を使用するものであって、本発明の構成は、次の（１）〜（３）に示される。
（１）高圧水中で酸素と水素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで金属チタンを加熱し、粉末化させることにより得られたチタン粉末をエラストマー材料を配合した健康装身具。
（２）エラストマー素材に高圧水中で酸素と水素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで金属チタンを加熱し粉末化させ、得られたチタン粉末を配合することからなる健康装身具の製造方法。
（３）ネックレス、ブレスレット、リストバンド、サポーター、ヘアバンドのいずれかである上記（１）の健康装身具。
上記（１）の構成では、高圧水中で酸素と水素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで金属チタンを加熱し、粉末化させることにより得られたチタン粉末をエラストマー素材に配合して健康装身具の成形素材とするものである。エラストマー素材を成形母材とすることにより、成形加工が容易となり、エラストマー本来の柔軟性や可撓性の故に、健康装身具の成形や加工が容易であり、エラストマーの柔らかさと皮膚や肌へのなじみ性又は熱伝導性などのために装着時のソフトな快適性がもたらされ、チタン系素材が皮膚に直接に接触しないために、湿疹やかゆみなどの金属アレルギーも起こすことはない。
本発明で母材に用いるエラストマー材料は、弾性を有する高分子材料の総称であって、ゴム材料や熱可塑性樹脂弾性材料を包括するもので、天然ゴムや、クロロプレンゴムやＮＢＲなどの合成ゴム又は熱可塑性ポリウレタンや発泡性樹脂などである。本発明においては、これらの中で、特に熱可塑性ポリウレタンが身体への装着性の面から好適である。
本発明の健康装身具に使用するチタン粉末は、球形形状が均一で、粒度も一定で、しかも粒径もミクロンオーダーのものであり、母材への分散性などにおいて汎用のチタン粉末に比して格段と優れている。
このようなチタン粉末は、高圧水中で酸素と水素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで金属チタンを加熱し粉末化させることにより製造されたものを用いるのが適当で、特に出願人の開発した製造方法（特願２００１−９１９４１号、特願２００１−９１９４２号）で得られたものを使用するのが特に好適である。
エラストマー素材にチタン粉末を配合するには、混練法などによりエラストマーに練り混むことによりチタン粉末の良好に分散混合するようにする。エラストマーの製造時に、チタン粉末を混入するなどの方法を採用してもよい。エラストマー素材にチタン粉末を配合した組成物の成形は、カレンダー成形、押出成形、射出成形や圧縮成型などの通常の成形法が適用できる。
エラストマー母材へのチタン粉末の配合量は、エラストマー１００重量部に対して５〜１重量部の範囲で、１重量部以下ではチタン粉末の本来機能が発揮されず、５重量部を超えると、機能はそれほど増加せずに不経済である。
以下に本発明の構成を図面を参照しながら詳述する。
図１は、本発明において使用するチタン粉末の製造装置、図２は、本発明の健康装身具のためのシート状の加工用素材、図３は、本発明のブレスレットの製品を示す。
本発明における金属チタン粉末の製造を、金属粉末製造装置１を示す１に沿って説明すると、金属チタン粉末製造耐圧容器２における高圧水収容タンク５内に蒸留水などの精製水９を注入しておき、金属材料供給部１３より金属チタン棒などの金属チタン１０を供給して高圧下に加圧し、水素と酸素をノズル１４から混合ガスとして噴射して、点火栓１１により混合ガスを点火し、燃焼室６内において混合ガスを完全に燃焼させ完全な超高温の水蒸気ガス燃焼状態とし、その燃焼ガス中で金属チタンが瞬間的に熔解され水中に分散する。このときにミクロンスケールの非常に細かいチタンの微粒子１２が生成され、粉末状となって分散状態となり、金属チタン粉末は、熔融や浮遊することなく、短時間のうちに粉末として沈降し、分離され、チタン粉末取り出し口８より排出され、目的製品となる。
水素と酸素の混合ガスの供給は、水素と酸素の比が２対１になるように精密な制御が必要である。水素と酸素の混合ガスは市販のガスボンベから供給されるが、水の電気分解装置機構３を付設して、水の電気分解にて水素と酸素の混合ガスを製造すれば、完全に純粋なガスが得られ、好適に効率良く混合ガスを供給することができる。電気分解装置機構３は仕切り板１９と電極１７と１８を有する電解槽２０からなり、水素ガスと酸素ガスは、各々の供給パイプ１５と１６を通じて燃焼室に送られる。
水中での燃焼は、水素と酸素の混合ガスが最も効率的で安定燃焼でき、その安定燃焼のために高圧が必要となる。高圧水中の燃焼ガス中で金属材料が瞬間的に熔解し、超微粒子となる物理化学的な理由は未だ不明である。
本発明においては、極めて効率良くチタン粉末の製造を実現できるものであるが、金属粉末以外の副生成物や不純物などの生成が全く無く、粉末の球状形状の均一性や粉末粒度の一定性が優れた粉末が得られ、製造コストも大幅に低下させることができる。このためには、燃焼させる混合ガスの量や反応圧力及び金属チタンの供給量の制御が重要である。
本発明における健康装身具は、ネックレス、ブレスレット、リストバンド、サポーター又はヘアバンドのいずれかであるが、チタン粉末をエラストマー素材に分散せしめた組成物から、これらの健康装身具を成形するものであり、エラストマーの柔軟性や可撓性や良好な成形性のために、上記製品形態に加工するのはきわめて容易である。
本発明の健康装身具とするための加工用素材は、図２に示すように、チタン粉末２２がエラストマー母材２３に分散されているいるものを使用するが、エラストマーの表面には必要により表皮層２４を設けてもよい。図２の健康装身具とするためのシート状の加工用素材２１では、チタン粉末２２がエラストマー母材２３に分散されている。エラストマーの表面には必要により表皮層２４を設けてもよい。また、図３のブレスレットでは、ブレスレット２５は腕２６に巻かれて使用され、チタン粉末２２がエラストマー母材２３に分散されている。エラストマー材の表面には装飾のための絵柄を有する表皮層２４が設けられている。
以下の実施例及び比較例の処方で得られた製品（ネックレス）の１０日間、着用した結果を下表１に示す。
「実施例１」
市販の熱可塑性ポリウレタンエラストマー１００重量部当たり、本発明の製造方法で得られたチタン粉末５重量部含有する素材によるネックレス
「比較例１」
市販の熱可塑性ポリウレタンエラストマー１００重量部に市販の磁石粒５重量部を含有する素材によるネックレス
「比較例２」
市販の熱可塑性ポリアミド樹脂１００重量部に市販のチタン粉末５重量部を含有する素材によるネックレス
「比較例３」
市販の熱可塑性ポリウレタンエラストマー１００重量部に市販の酸化チタン粉末５重量部を含有する素材によるネックレス
実験対象：成人男女１０人のモニターに上記の処方のブレスレット装着し、１０日後の以下の評価を確認する。
装着感 ◎；良好 ○；やや良好 △；可 ▼；やや不良 ×；不良
健康感の高揚 （同上）
疲労回復 （同上）
筋肉痛回復 （同上）
眼精疲労回復 （同上）

「実施例２」
本発明に関する健康装身具の効能が長期間持続することを実施例１と同様の評価基準でモニターテストした。
市販の熱可塑性ポリウレタンエラストマー１００重量部に本発明の製造方法によって製造したチタン粉末５重量部を含有する素材より作製したリストバンド
「比較例４」
市販の熱可塑性ポリウレタンエラストマー１００重量部に市販の遠赤外線放射セラミック５重量部を含有する素材によるリストバンド
実験対象：成人男女１０人のモニターにより、上記処方のリストバンドを１週間、１ケ月、３ケ月装着し、その効能を調べる。
ａ；健康感の高揚 ◎；良好 ○；やや良好 △；可 ×；効果無し
ｂ；疲労回復 （同上）

「結果の評価」
実施例１の結果から、本発明のエラストマーにチタン粉末を含有する健康装身具が、従来の磁石を用いた健康装身具に比べて、健康感の高揚や疲労回復及び筋肉痛回復や眼精疲労回復などにおいて優れた効能を発揮し、特に、本発明の第３発明により製造したチタン粉末による効能が顕著であり、また、チタン粉末はチタン化合物に比べて効能が良好で、エラストマーの使用は良好な装着感をもたらすことなどが明確に示されている。
これらのことから、チタン粉末が、血行（血液循環）の増進や代謝の促進又は血液や細胞組織の活性化などの作用をもたらすことが窺える。
実施例２の結果から、本発明のエラストマー素材にチタン粉末を配合する健康装身具が、従来の製品に比べて、長期間にわたって効能を持続することがわかった。
産業上の利用可能性
本発明では、チタン系素材としてチタン粉末をエラストマーに配合使用することによって、健康増進や病気治療のための新素材としての金属チタンの特性を十分に生かして、健康増進の機能を十分に発揮し、病気治療の機能も有効とした、新しい健康装身具となすものであり、併せて、健康装身具への成形加工が容易となり製造コストを低下させ、効能発生速度もより速く、効能持続期間もより長く、治療効能の範囲もより広く有効となすものである。また、エラストマーの柔らかさと皮膚や肌へのなじみ性又は熱伝導性などのために装着時のソフトな快適性がもたらされ、また、チタン系素材が皮膚に直接に接触しないために、湿疹やかゆみなどの金属アレルギーを起こさない。
【図面の簡単な説明】
図１ 本発明におけるチタン粉末の製造装置
図２ 本発明の健康装身具のためのシート状の加工用素材
図３ 本発明の製品（ブレスレット）
符号の説明
１ 金属粉末製造装置
２ 金属粉末製造耐圧容器
３ 電気分解装置
４ 混合ガス噴出ポンプ
５ 高圧水収容タンク
６ 燃焼室
７ 圧力調節弁
８ 金属粉末取り出し口
９ 精製水
１０ 金属材料
１１ 点火栓
１２ 金属粒子
１３ 原料チタン供給部
１４ 混合ガス噴出ノズル
１５ 水素ガス供給パイプ
１６ 酸素ガス供給パイプ
１７ 電極
１８ 電極
１９ 仕切板
２０ 水
２１ シート状の加工用素材
２２ チタン粉末
２３ エラストマー母材
２４ 表皮層
２５ ブレスレット
２６ 腕

Claims (3)

1. 高圧水中で酸素と水素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで金属チタンを加熱し、粉末化させることにより製造されたチタン粉末をエラストマー材料に配合して作製されることを特徴とする健康装身具。
2. 高圧水中で酸素と水素の混合ガスを燃焼させ、その燃焼ガスで金属チタンを加熱し、粉末化し、得られたチタン粉末をエラストマー材料に配合して成形することを特徴とする健康装身具の製造法。
3. ネックレス、ブレスレット、リストバンド、サポーター又はヘアバンドであることを特徴とする請求項１又は２の健康装身具。

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