JPWO2003032932A1 - プラズマ水中放電による超微粒子チタン族金属の超微分散水よりなる毛髪修復液及びその製造方法と装置 - Google Patents

Abstract

毛髪修復効果のあるチタン族金属の超微粒子の超微分散水及びその製造方法と装置の提供。高電圧・高電流放電用電源、チタン族金属電極供給装置、電極を振動又は摺動する装置、チタン族金属電極と対極を備えた高圧放電発生装置、水収容タンク、水収容タンクへの水供給口とチタン族超微粒子の溶解水の排出口を備えてなる装置を用いて、水中でチタン族金属電極と対極との間でプラズマ放電させ、チタン族金属のイオン蒸気を水と接触・溶解させることにより安全性の高い小型の製造装置によりチタン族金属濃度の調節可能な超微粒子の溶解水を効率的に製造する。

Description

技術分野
本発明は、チタン族金属の超微粒子を超微分散した高機能水よりなる毛髪修復液に関する。
また、本発明はチタン族金属の超微粒子を超微分散した高機能水よりなる毛髪修復液を製造する方法及びその装置に関する。
背景技術
チタン、ジルコニウム、ハフニウム及びトリウムなるチタン族金属は、鉄、銅、アルミニウムなどに比して比較的新しく見つけ出された金属材料であり、その軽くて高温でも強さを発揮できる物性を利用して、工業的にはジェットエンジンなどの航空機宇宙産業、原子力発電又は火力発電における熱交換器の管や管板などのエネルギー関連分野、さらには眼鏡フレーム、ゴルフクラブヘッドなどの日用品分野で多用されており、利用分野はますます拡大する方向にある。
金属チタンは、日用品、健康医療又は化粧品への活用が比較的多く知られており、例えばチタン薄膜を表面に有する理容鋏（特開昭６２−２６８５８４号公報）、金属チタン溶融物による遠赤外線利用（特開昭６１−５９１４７号公報、特開平１−１５５８０３号公報、特開平３−１１２８４９号公報）、寝具（特開平８−３２２６９５号公報）、調理用具（特開平９−１４０５９３号公報）、アイマスク（特開平１０−７１１６８号公報）、健康維持用具（特開平１１−２８５５４１号公報、特開平１１−２８５５４３号公報）、健康バンド（実用登録第３０４５８３５号）、健康スリッパ（実用登録第３０６１４６６号）などに利用された例がある。
さらに、チタン化合物を利用した毛髪処理剤もいくつか提案はされている（例えば特開昭５７−１８６０６号公報、特開平１−１１３３１３号公報、特開平１−２２４３１０号公報、特開平４−１２４１２１号公報、特開平５−１７０６３５号公報、特願平４−５１１２８９号、特願平５−５０４９８９号、特開平１１−３１５００６号公報、特開昭６０−６７２１０号公報、特公平５−４５５６５号公報、特許第１８５０４２３号、特開昭６３−２７０６２０号公報、特許第２５６７８６１号、特開平１−２５４６１７号公報、特許第２８５５２０５号、特開平３−１４１２１６号公報、特許第２８３７１９６号特開平５−４３４３１号公報、特開平１０−２９１９２７号公報、特開平１１−３５４３４号公報、特開平１１−４９６５０号公報、特開平１１−１３９９４６号公報、特開平１１−２９２７４４号公報など）が、チタンを含有する水の製造の活用例としては、わずかに金属チタンを陰極に使用した電気浸透作用を利用した飲料水製造装置（特開昭５０−４０７７９号公報）が知られている程度である。
発明の開示
チタンに代表されるチタン族金属の生理活性材料、食品材料又は医療品などの分野への応用は、非常に発展が期待されているが、未だ実用的技術は進んでいない。
本発明では、この加工性に劣るが無限とも言えるチタン族金属の有用性を、特に生理活材料や健康医療品の分野への活用を目指したものである。
本発明は、水収容タンク内でチタン族金属をプラズマ水中放電することにより生成したチタン族金属イオンが水と衝突して超微粒子チタン族金属が生じ、これが超微分散した状態で含まれる高機能水よりなる毛髪修復液及びそれを製造する方法並びにその装置を提供することを課題とする。
なお、本発明においては、チタン族金属のミクロンからナノスケールの超微粒子を水中に超微分散した状態で含む水を「チタン族金属超微分散水」という。
本発明の基本的特徴は、水中でチタン族金属をプラズマ水中放電によりイオン化し、チタン族金属の超微粒子が水中に超微分散した高機能水よりなる毛髪修復液を形成せしめることにあり、具体的には、次の（１）〜（３）に示される。
１．水中にチタン族金属超微粒子が微分散したチタン族元素の超微分散水よりなることを特徴とする毛髪修復液。
２．水中でチタン族金属電極と対極を有する高圧放電発生装置を用いて該金属と対極の間でプラズマ水中放電して、水中にチタン族金属超微粒子を超微分散させることを特徴とする水中にチタン族金属超微粒子が微分散してなる毛髪修復液の製造方法。
３．高圧・高電流放電用電源、チタン族金属電極と対極を備えた高圧放電発生装置、水収容タンク、収容タンクへの水供給口と生成したチタン族金属超微粒子の溶解水の排出口と排出ポンプより構成されることを特徴とする水中にチタン族金属超微粒子が超微分散してなる毛髪修復液を製造する装置。
一般にチタン族金属の微粒子やこれらの金属の酸化物が単に微分散した水超微分散液又は混合液では、チタン族金属が短時間のうちに沈殿分離を起すが、本発明のチタン族金属超微分散水の最も重要な特徴は、プラズマ水中放電でイオン化したチタン族金属が水中に超微分散することにより、超微粒子状態で長期間に亘って、沈殿などの分離を起さず、安定した状態を保持する点にある。このように本発明のチタン族金属の超微分散水は、水分子と超微粒子チタン族金属とが相関作用して、生理活性作用を有する毛髪修復液になるという予期し得ない顕著な効果を発揮する。
本発明で得られた水の用途として、毛髪修復液について使用する場合について説明すると、一般に毛髪は摩擦、日光の熱、パーマ剤やカット不良などの外部刺激や、偏食、ダイエットなどの栄養状態不良から損傷することが多く、このように損傷を受けた毛髪には自己修復力がないため、それ以上の損傷が進行しないように、外部から保護をしてやることが必要となっていた。
このような目的に使用されるのがトリートメント剤であるが、毛髪にとってもっとも大切な成分は皮膚と同様に水と油である。水分は、毛髪を構成する毛皮質のなかに取り込まれ、毛髪に潤いとしなやかな風合いや、体の動きにあわせて揺れ動く柔軟性を与える。また、油は毛小皮に油膜を作り、艶と光沢を与えて摩擦を少なくし、毛小皮の損傷を防いでいるが、本発明で得られる高機能性のチタン族金属の超微分散水は、従来使用されている市販のトリートメント剤にはみられない、優れたトリートメント効果を備えていることが確認され、損傷された毛髪に対して顕著な修復効果を奏するものである。
また、本発明で得られる高機能性のチタン族金属超微分散水は、毛髪修復液以外にも運動機能増進クリームなどの健康用品、抗菌剤などの医療品、ＵＶカット製品、健康飲料水、健康増進剤、化粧品、食品防腐剤、食品鮮度保持剤、害虫忌避剤又は消臭剤などの化粧品として活用できるものである。
なお、本発明のチタン族金属の超微分散水は、現在のところ上記の用途に好適に使用されているが、最近の社会の健康志向に対して十分に応えられる画期的な生理活性材料になるものと予想される。
また、本発明におけるチタン族金属超微粒子が超微分散した微分散水が、何故このように優れた生理活性の効能を有するかのメカニズムは不明であるけれども、本発明者らはこれら機能の科学的解明をするべく、現在、鋭意研究中である。
発明を実施するための最良の形態
本発明のチタン族金属の超微分散水よりなる毛髪修復液は、従来、製造されていない新規の生産物である。また、本発明では、チタン族金属超微分散水製造のためのチタン族金属の溶融に、通常の金属溶解のための汎用手段である熱溶融、アーク放電やレーザ光照射による手法を使用することなく、水中でプラズマ放電によってイオン化したチタン族金属を水中に超微分散させ、超微粒子状態で含む水よりなる毛髪修復液を製造する新しい方法及び装置を開示するものである。
すなわち、本発明者らは、チタン族金属の超微分散水よりなる毛髪修復液を効率的かつ経済的に製造することと、それを生理活性用途に供することについて検討した結果、水中に純粋なチタン族金属棒を挿入し、プラズマ放電することによってチタン族金属イオンを、水に衝突させ、水中に超微細粒子チタン族金属を超微分散状態で含ませる方法を着想し、水とチタン族金属以外の物質を作らないようにするために、水収容タンク内でプラズマ放電させる工夫を講じたものである。
本発明の方法では、得られたチタン族金属超微分散水に対して優れた生理活性能を付与するため、原料となるチタン属金属の供給量の制御が重要である。また、上記製造方法では、水中に超微粒子チタン族金属ばかりではなく、粒径の大きき微量の酸化金属微粒子も生成されるので、適宜の濾過システムの使用が必要である。
本発明のチタン族金属の超微分散水よりなる毛髪修復液を、上述するように水中で製造する方法及びそれを実施するための装置を図面によって説明する。
図１は、本発明のチタン族金属の超微分散水よりなる毛髪修復液製造のフローチャート、図２は、本発明のチタン族金属の超微分散水よりなる毛髪修復液の製造装置を示す。
図２における本発明のチタン族金属の超微分散水製造装置は、水中プラズマ放電によりイオン化したチタン族金属が水中に超微分散した水の製造のための水収容タンク３、チタン族金属の電極６とその対極７を備えた高圧放電発生装置１、チタン属金属の電極供給装置４及び電極を振動又は摺動する装置５、水供給口８、被加工水の排出口９と排出ポンプ１０，チタン族金属の超微分散水の濾過装置１１より構成されている。
本発明のプラズマ水中放電装置の基本構造は、水収容タンク３、チタン族金属電極とその対極を備えた高圧放電発生装置１、水供給口８、チタン族金族の超微分散水を排出する排出口９からなる製造装置である。付設するものとして、生成されたチタン族金属の超微分散水の濾過装置１１より構成されている。
本発明の水収容タンクは、金属製の、好ましくはスチール製のタンクからなっており、この水収容タンク３において、水の供給口８と排出口９を設けて連続的に被加工水を取り出せるようにしている。
水収容タンク内部にチタン族金属電極６が供給装置４から溶解量に応じて漸次送出されるようになっている。チタン族金属電極６とその対極７との間でプラズマ水中放電により生じたチタン族金属イオンが水に接触・溶解して超微粒子状態となり、これらを含む被加工水は、水収容タンク底部の排出口９より外部に取り出し、適宜の濾過装置１１で順次濾過される。
本装置では、チタン属金属の電極と対極の間に水中でプラズマ放電金属の電極から金属イオン蒸気を発生させ、水と接触させてチタン属金属の超微粒子を超微分散させた水分散液を生成させる。チタン属金属の電極は、金属イオン蒸気の発生量に応じて一定量づつ電極供給装置４より挿入される。
水収容タンク３内でイオン化されたチタン属金属１２は、電極から水中に放出され、水と衝突して超微粒子を生成する。この時、チタン属金属の一部は結晶構造をとるようになるものと考えられる。
このような状態のチタン属金属超微粒子が水中に生じた結果、疎水性の非常に強いチタン属金属粒子が安定した状態で水中に超微分散した状態となっており、長期にわたって安定で、凝集剤を使用しても、沈澱することはない。
この装置では、加工水収容タンク３内に純粋な金属チタン電極６を振動又は摺動させながら順次挿入して溶解させる。
この装置においては、原料のチタン属金属の超微粒子以外の物質を発生しないようにするため、水中でプラズマ放電させることを必須としているのであり、このとき不純物を含むことなく、純粋に水中でチタン属金属イオンの蒸気とさせてチタン属金属の超微粒子を水中に超微分散させる。
本発明では、上述のようにして製造された、チタン属金属超微粒子が水中に超微分散したチタン属金属の超微分散水を、適宜、精製して、毛髪修復液あるいはその他の健康用品、化粧品、食品、医薬品、同部外品などの原料とする点にあるが、生成したチタン属金属の超微分散水には酸素との結合によって比較的粒径の大きい酸化チタン微粒子が若干含まれているため、適宜、濾過、精製の必要がある。
このときの濾過は、生成したチタン属金属超微粒子を必要以上に除去しないようにするために、イオン交換や逆浸透膜などの方法を使わず、目的に適したチタン属金属の超微分散水を作るために次のようなフィルター装置の使用が好ましい。例えば、フィルターには中空糸膜が好適であり、高圧水収容タンクより排出された高圧水を順次濾過を行なうと、チタン超微分散水の特性上及びフィルターの寿命からも好ましく、これにより食品衛生、化粧品、医薬品などの規格に合致したチタン属金属の超微分散水が製造できる。
なお、本発明で得られるチタン属金属の超微分散水の成分の確認をおこなったところ、微量のチタン属金属超微粒子と、極く微量の金属が水の中に含まれることが確認できた。
実施例；
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２に、本発明の製造装置を示す。
製造装置は、水収容タンク３、チタン電極６とチタン又はカーボンの対極７を有する高圧放電発生装置１と水供給口８、被加工水排出口９と排出ポンプ１０、電極の振動又は摺動装置５を備えている。
水収容タンク３内でプラズマ水中放電により生成したチタン属金属イオンが水と衝突して生成したチタン超微粒子が超微分散した超微分散水が得られる。
上述するように水収容タンク内に、水を供給してチタン族金属の電極と対極を有する高圧放電発生装置に通電してプラズマ水中放電によりチタン族金属のイオン蒸気を発生させ、水と接触・溶解して超微細粒子が生成される。チタン属金属の供給量を０．５ｋｇ／ｈとすると、生成したチタン属金属の超微分散水は５００ｋｇ得られる。得られた分散水は取出し口より排出し、濾過装置に送る。濾過装置は、フィルターで５０ミクロン、２５ミクロン、３ミクロン、０．５ミクロン及び０．１ミクロンと順次濾過することによって、最終的に、チタンの超微粒子と極く微量の溶解チタンが含まれるチタンの超微分散水が得られる。このときチタンの一部が結晶構造をとり、これにチタン原子が再配列して球状に近くなり、エネルギー的に安定した状態となるもとの考えられる。
水収容タンク３は、プラズマ水中放電した際の圧力に耐える程度の耐圧タンクであればよく、パルス状にプラズマ放電することによりほぼ連続的にチタンの超微粒子の溶解水を製造することができ、装置をコンパクトにすることができ、効率的な製造法といえる、このように簡単な装置により過度の耐圧を要しないことから安全性も優れる。
実施例では、原料のチタン属金属として、チタンを用いたが、ジルコニウムを使用しても同様の微分散水が得られた。
チタン超微分散水よりなる毛髪修復液の使用テスト
成人男女１０人のモニターにより、上記実施例で得られた超微粒子チタンが超微分散したチタン超微分散水を用いて、毛髪修復液とし、洗髪、噴霧及び塗布を各条件によってモニターテストし、その効果と効能を確認した。
使用条件とモニター結果

１．モニター男女１０人（随時試用）
２．効能例
毛髪のもつれが軽減 ５人
抜け毛が減少した ８人
毛髪の艶がよくなった ７人
毛髪の色が濃くなった １人
毛髪の密度か多くなった ６人
頭の皮膚がすべすべになる ７人
ふけが減少した ７人
上記モニターの結果、本発明で得られるチタン超微分散水で洗髪又は毛髪に塗布、さらには噴霧した人の中では、毛髪の損傷回復、毛髪の性質改善ないしは頭の皮膚のすべすべ向上、ふけの減少などでの改善効果を挙げている人が多いことからみて、本発明のチタン超微分散水よりなる毛髪修復液は、医療品又は化粧品などとして顕著な効果を発揮することがわかった。
なお、念のため、上記試験で用いた本発明のチタン微超微分散水による毛髪修復液の使用による毛髪の拡大写真を図３に示す。対比のために、通常の水で処理した場合を図４に示す。
図３と図４の毛髪拡大写真を対比すれば、本発明のチタン微超微分散水によって処理した場合、毛髪表面の毛羽立ちが修復されていることが明らかである。
産業上の利用可能性
本発明は、以上説明したように構成されおり、新規なチタン族金属の超微分散水よりなる毛髪修復液とその製造方法と装置を提供するもので、超微粒子チタン族金属が超微分散状態で含まれる生理活性機能を有するチタン族金属の超微分散水よりなる毛髪修復液を効率的に製造できる。また、得られたチタン族金属の超微分散水よりなる毛髪修復液は多数のモニターテストにより、健康飲料水、健康増進剤、化粧品、食品防腐剤、食品鮮度保持剤、害虫忌避剤又は消臭剤としても有用なことがわかり、産業上顕著な効果を奏するものと期待される。
【図面の簡単な説明】
「図１」
本発明のチタン族金属の超微分散水よりなる毛髪修復液の製造フローチャートである。
「図２」
本発明のチタン族金属の超微分散水よりなる毛髪修復液製造装置を示す概略図である。
「図３」
本発明のチタンの超微分散水よりなる毛髪修復液による毛髪処理後の毛髪拡大写真
「図４」
対照の通常水による毛髪処理後の毛髪拡大写真
符号の説明
１；高圧放電発生装置
２；高圧・高電流放電用電源
３；水収容タンク
４；チタン族金属の電極供給装置
５；電極の振動又は摺動装置
６；チタン族金属の電極
７；対極
８；水供給口
９；被加工水排出口
１０；排出ポンプ
１１；濾過装置
１２；製品

Claims (3)

1. 水中に超微粒子チタン族金属が超微分散したチタン族元素の超微分散水よりなることを特徴とする毛髪修復液。
2. 水中でチタン族金属電極と対極を有する高圧放電発生装置を用いて該金属と対極の間でプラズマ水中放電して、水中に超微粒子チタン族金属を超微分散させることを特徴とする水中に超微粒子チタン族金属が超微分散してなる毛髪修復液の製造方法。
3. 高圧・高電流放電用電源、チタン族金属電極と対極を備えた高圧放電発生装置、水収容タンク、収容タンクへの水供給口と生成したチタン族金属超微粒子の溶解水の排出口と排出ポンプより構成されることを特徴とする水中に超微粒子チタン族金属が超微分散してなる毛髪修復液を製造する装置。

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