CN1404382A - 含有碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含有能改善健康机能的高机能性复合材料的富勒烯(fullerene)的深海鲛油(squalane)。主要是利用浮游于深海鲛油中作为碳素燃烧渣超微粒子的富勒烯，使其在真空下的深海鲛油中燃烧氧及氢的混合气体，再利用该燃烧气体加热燃烧碳素，制造一种含有富勒烯的深海鲛油。

Description

含有碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油及其制造方法
技术领域
本发明有关一种由包含富勒烯(fullerene)等碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油(squalane)所构成的健康增进材料。本发明也有关浮游有富勒烯等碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油的制造方法及制造装置。
背景技术
在近年来高度技术开发中，材料技术的重要性增大，特别是高机能性材料视为新时代技术而受人瞩目，在该背景下，新高机能性材料的开发研究在各个技术领域中也如火如荼地进行着，因此，一改使用公知的各种材料，在确认其机能的同时，也尝试转换成其他新规且具优越机能的材料。
其中作为代表的即是自古以来皆可轻易取得的炭或碳素(carbon)，因其具有多种功效而被广泛应用在许多方面，特别是除臭作用或防腐作用等，例如可使表面烧焦碳化后的建材不腐败，以及利用森林中焚烧后的炭粉可用来治疗小动物的伤口，又，碳素在健康或对人体的功效也为人所知，近年来利用碳化中负离子的效用，使人们对碳素在健康方面的利用有更进一步的认识，例如将备长炭或竹炭等用于改善水质或调理上，抑或配合碳素制造的洗发精或肥皂等或用具也逐渐以商品化。
再者，最近又发现了是为碳素材料的一种而由富勒烯所构成的新材料，被视为继钻石及石墨后的第三种结晶体而备受瞩目；富勒烯为碳素材料的一种，通常以60个碳素原子所形成的球状构造为代表，其组合成的五角形或六角形的外观近似足球的碳素分子构造，且其性质在物理上或化学上皆属安定分子。富勒烯由化学反应所引起的合成至今虽尚未有任何报告指出，但确实可由物理方法加以制造，将黑铅利用弧光放电或激光照射加以气化使其产生碳素蒸气，冷却后形成煤，其中生成富勒烯的方法即为代表性的制造方法；于煤中所生成的富勒烯利用溶于溶煤中的液体柱色谱法(column chromatography)等精制法所单离精制而得，富勒烯如足球般的构造则利用最大光谱计(mass spectre)的C60波峰或X线进行结晶构造解析及13C-NMR光谱计或红外线吸收光谱等加以确认。
成功地将富勒烯单离即可说是达到了将富勒烯利用物理上的特异性质，将其利用方法做一深入研究，展开在各个领域上的有效利用，例如在电子学(electronics)的领域中如超导电材料或半导体材料或强磁性材料等；在物理材料的领域如非线形光学材料或触媒等中，作为机械材料如微米润滑材或缓冲材等，其应用活用的技术仍持续开发中，再者在生理活性材料或食品材料抑或医药品等方面的利用也被提出。
这些有关碳素或富勒烯在健康用途方面的代表技术，有利用碳素本身针对新屋症侯群(sick house)所设计的健康碳素石膏板(特开平11-58594号公报)、睡眠中增进健康的健康寝具(特开平9-322767号公报)；有关富勒烯则有利用富勒烯活性化的独态的氧及光线照射使病毒不活性化的方法(特开平9-322767)、将富勒烯溶解于二酯羧酸油等油性成分中，抹涂后无颜色且优良防晒效果的防晒用化妆品(特开平9-278625号公报)。
另外，在公知的海洋生物资源中，深海鲨鱼肝油抽出物的深海鲛油可作为健康食品而受到瞩目，继而引起人们对其治疗效果的兴趣，然而最近在其美容效果上也寄与期望；该深海鲛油指深海鲨鱼的肝油中比重0.8595、沸点(2mmHg)240～242℃、曲折率1.4965、碘价377.0、凝固点-70℃以下和单黄色透明液体C30H50的不饱和碳化氢。
这些深海鲛油的氧供给增加作用可通过活化人体皮肤细胞的新陈代谢形成完美肌肤，但深海鲛油本身极容易随着物性而改变性质，而无法达到肌肤所要求的安定状态。
因此，我们也试着将不饱和碳化氢的深海鲛油的不饱和碳素，使其达到饱和后的深海鲛油用于化妆品用途上，亦即，将深海鲛油以添加氢等方法精制后所得到的深海鲛油，为比重0.8115、沸点(3mmHg)222～266℃、曲折率1.4515、碘价0的无色透明C30H62的饱和碳化氢，这种利用不饱和深海鲛油精制使其达到安定化的深海鲛油有助于皮肤呼吸，且通过供给细胞氧可防止皮肤细胞老化，对于皮肤的新生有显著效果；又，其为对皮肤具高亲和性的物质，可轻易使皮肤适应并再生润滑肌肤，且黏性低吸收快无黏腻感，给人非常清爽的感觉。
若举出将深海鲛油利用在美容健康方面的技术，则有由深海鲛油及蜂王浆(royal jelly)的混合物所构成可改善美容效果的皮肤化妆品(特公昭55-6608号公报)、添加深海鲛油于植物性种子所得研磨用剂及乙醇皮肤软化剂的美容研磨剂(特开昭61-172809号公报)、将添加深海鲛油于粉末入浴剂所得的涂布剂配合远红外线使用的健康增进方法(特开昭63-183076号公报、特开平5-269214号公报)、为求人浴者健康将桧木屑装入纸袋做成的入浴剂(特开平5-112444号公报)等；如上述者虽期待深海鲛油发挥其美容效果，但仍有皮肤吸收方面的问题，因此未必能满足预期的美容效果。
发明内容
因此，本发明人为改善此种作为新美容材料的深海鲛油在美容方面的用途，甚至在其他用途，而特别着眼于作为高机能性材料具特殊碳素构造的富勒烯，通过两者的组合期望能发挥更高的健康增进效果及美容效果。
本发明在现今的情况下，活用了作为原材料的碳素或富勒烯及深海鲛油，将这些原料并用，通过其加倍效果来开发高机能制品即为本发明的课题。
又，本发明的另一个课题即为这些碳素或富勒烯及深海鲛油间机能性复合材料的简易制造方法。
再者，本发明的其他课题则是利用将碳素或富勒烯及深海鲛油作为原料所得到的高机能性制品的利用性，特别是增进健康或美容用途、利用对皮肤的保护效果所制造的化妆品、食品防腐剂、利用防霉效果制成的食品保鲜剂、利用防虫效果制成的防虫剂、利用芳香效果制得的除臭剂或利用促进毛发生长效果制得的生发剂等产品的开发。
本发明的基本特征在真空下的深海鲛油中燃烧氧及氢的混和气体，以该燃烧气体加热燃烧碳素，制造含微量富勒烯碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油，并借此解决上述课题。
本发明的构成基本上如以下(1)-(7)所示。
(1)使用含有碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油所形成的健康增进材料。
(2)含有作为碳素燃烧残渣超微粒子的富勒烯的上述(1)的健康增进材料。
(3)在真空下的深海鲛油中燃烧氧及氢的混和气体，以该燃烧气体加热燃烧碳素材料，制造含碳素燃烧残渣超微粒子深海鲛油的方法。
(4)该碳素燃烧残渣的超微粒子即为浮游于深海鲛油中的富勒烯，以此为特征的上述含碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油的制造方法。
(5)由具备收纳深海鲛油的真空槽、氧及氢的混合气体喷嘴、碳素供给装置、点火装置及燃烧室的真空容器所构成，上述含碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油的制造装置。
(6)为制造氧及氢的混和气体而附设水电解装置的上述含碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油的制造装置。
(7)利用对皮肤的保护效果所制造的化妆品、食品防腐剂、利用防霉效果制成的食品保鲜剂、利用防虫效果制成的防虫剂、利用芳香效果制得的除臭剂或利用促进毛发生长效果制得的生发剂等，以此为特征的上述(1)中所记载的健康增进材料。
附图说明
图1是本发明中含有富勒烯的深海鲛油的制造装置。符号说明
1：真空容器           2：真空槽
3：完全燃烧区         4：混和气体喷嘴
5：搅拌棒             6：燃烧室
7：真空吸引口         8：深海鲛油供给口
9：排出口             10：水电解装置
11：电极              12：电极
13：水                14：氢
15：氧                16：深海鲛油回收装置
17：碳素棒供给装置    18：碳素棒
19：深海鲛油          20：点火装置
具体实施方式
以下利用实施例对本发明的实施形态做一具体说明，但本发明并不限定于这些实施例。
如图1所视为本发明中含有如富勒烯的碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油的制造装置。
为了制造深海鲛油，将收纳于真空槽2、水电解装置10中的水13利用电解(11、12为电极)所产生的氢14及氧15，通过泵控制经过混合气体喷嘴4供给至燃烧室6，事先将深海鲛油由供给口8提供给具备溶液搅拌棒5的真空槽2，而燃烧室中则具备有由碳素供给装置17所提供的碳素棒18；在燃烧室中，该混合气体通过点火装置20与燃烧中的碳素棒18接触，在完全燃烧区3中激烈燃烧，燃烧后的碳素燃烧残渣则分散于深海鲛油水分散液19中，得到碳素燃烧残渣微分散后的深海鲛油。
真空槽2为本发明制造装置1的主要部分，以金属制或不绣钢制的耐压槽为宜，原料的深海鲛油由深海鲛油供给口8提供给真空槽2，真空槽2通过真空吸引口通过真空泵(无图示)略保持真空状态。
氧及氢的混合气体由混合气体喷嘴4供给至燃烧室6，在完全燃烧区3中燃烧，其中混合气体由各个气体容器供给，或适当地通过为了制造氧及氢的混合气体所附设的水电解装置10利用水电解来直接供给；碳素原料由碳素供给装置17以碳素棒或石墨棒的状态提供，在燃烧室6内部配合燃烧量逐渐送出，碳素棒的***位置必须在能使混合气体完全燃烧，达到完全超高温水蒸气的区域，因此完全燃烧区3中位置的设定是非常重要的；燃烧室6内的混合气体以点火装置20使其点火燃烧，利用该燃烧气体使碳素棒加热、燃烧，再深海鲛油中生成碳素燃烧残渣的超微粒子，此时，即生成微量的富勒烯，氢及氧的混合气体利用碳素棒在深海鲛油中燃烧制得，含有微量富勒烯碳素燃烧微粒子的深海鲛油通过真空槽的排出口9，经过滤过装置回收至深海鲛油回收装置16。
上述含有富勒烯的深海鲛油制造装置操作条件的一例，如以下所示。操作条件(例)
制造槽真空度：100mmHg
供给混合气体：2升/秒(2气压)
喷射时间：0.5小时
供给深海鲛油：100L
碳素供给量：0.3kg/0.5h
生成深海鲛油：100L
如上所述，原料的深海鲛油将从深海鲨鱼肝油所抽出的深海鲨鱼浓缩液，抽出、变性后的深海鲛油以添加氢等方法精制而得者；本发明所使用的碳素原料虽以碳素棒或石墨棒的状态提供，但仍以生成物中不含杂质，尽可能纯质的碳素提供。
本发明中以使用氧及氢的混合气体为宜，其理由为使碳素在深海鲛油中高温燃烧时，不会生成水及碳素燃烧残渣的超微粒子以外的物质，亦可防止深海鲛油的引火***，因此，碳素投入位置必须在能使混合气体完全燃烧，形成超高温水蒸气的区域内；另外氧及氢的混合比例为使其完全燃烧必须严密控制在1比2下，因此在水的电解中，在制造各原料气体时即使不特别控制气体比，仍必须保持混合比在1比2为理想；另外使用真空槽也是为了防止深海鲛油起火，而其真空度为100mmHg左右。
在本发明的装置中进行燃烧时，通过在燃烧部所发生的冲击波及燃烧，深海鲛油虽会形成作为燃烧残渣的深海鲛油或生成水及产生乳液化现象，但在经过一段时间后水及深海鲛油会分离，分离后的深海鲛油不与沉淀的水相混方便收集，亦或，自排出口先将沉淀的水层排出，再接着将深海鲛油层回收亦可。
本发明所得疏水性极强的碳素燃烧残渣超微粒子，以其不与水混杂的安定状态浮游于深海鲛油中，从外观看来形同溶解状态。
但，该工程中若在深海鲛油中生成的碳素燃烧残渣超微粒子的量增加，则深海鲛油的外观将带点黑色，会产生使用目的上的问题，因此必须控制反应时间及热量(燃料气体的燃烧量)，时间及热量若过少，则碳素燃烧残渣超微粒子的生成量变差，所得到的深海鲛油的机能性亦低劣，若过多，制得的深海鲛油为黑炭无法使用，此时，在制造100L的深海鲛油时，以每秒2L左右的气体喷射量，喷射时间为30分钟左右为宜。
本发明的制造装置中，当燃烧室内高温加热的碳素放出于深海鲛油中时，该碳素形成超微粒子浮游于深海鲛油中，该微粒子的大小主要在数微米至数十微米问，此时即生成微量的富勒烯，亦即，在富勒烯的生成中应使碳素的一部份形成如上述的结晶构造，该结晶构造被称为王冠型结晶(corannulene)，聚集五个六角形构造形成如牵牛花般的碳素构造，再者，将这些碳素原子再进行排列则近乎球状，拥有较水分子更大的笼状构造的富勒烯，可形成能源安定的足球状结构；富勒烯为碳素原材的一种，以由60个碳素原子形成球状构造者为代表，是一种组合五角形及六角形形成近似足球般构造的碳素分子，其物理性及化学性皆很安定；本装置中富勒烯生成较水分子稍大为毫微米规模(nanomicron scale)超微粒子的分子状态，或许是因其为特异的分子构造或超微粒子状态，抑或尤其拥有的特异固有物性所引起，使富勒烯能发挥各种高机能性，进而具有维持人体健康或治疗作用。
本发明所得到由含微量富勒烯的碳素燃烧残渣超微粒子及深海鲛油所构成的复合材料中，对健康、美容或治疗机能等的突破性加倍效果，在以下的实施例中，由附着上含碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油后的纤维所制造的长筒袜的物性试验结果可清楚看出。
本发明中含碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油在其他用途上，如具皮肤保护效果的化妆品、食品防腐剂、具防霉效果的食品保鲜剂、具害虫防避效果的防虫剂、具芳香效果的除臭剂、具促进毛发生长效果的生发剂等，在这些商品上的应用仍大受期待。试验例
本发明中含碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油的健康增进效果。
将本发明中含富勒烯的深海鲛油附着于聚醯纤维(深海鲛油1g/纤维100g)，制造长筒袜，以女性(15岁-58岁)20位作为实验者，试穿期间约2个星期，测试其健康增进效果。
比较例仅使用深海鲛油进行相同条件的处理。实验结果
                            实施例      比较例
效能例：增进脚部血液循环    12名        2名
        治疗怕冷症          12名        2名
        消除脚部浮肿        11名        7名
        减少脚部疲劳               18名           3名
        纾解脚部湿肿               9名            1名
        治疗脚部静脉瘤             2名            0名
        治疗神经痛                 3名            0名
        脚部舒适                   20名           7名
        恢复脚部粗糙皮肤           8名            6名
        恢复全身疲劳               19名           2名
        改善贫血                   7名            3名
        消除痛风                   1名            0名
由上述的实验结果可知，本发明的含碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油，不仅能解除女性脚部的健康问题，更能治疗各种症状，其健康增进效果极为优良，实为划时代和制品。产业上的利用可能性
本发明为活用作为高机能材料的碳素或富勒烯及深海鲛油，同时并用此复数种的机能性材料，通过其加倍效果增进机能或发现新的机能，配合健康取向的社会需求提供一种新规的复合材料。
本发明所得到新规复合材料的含有富勒烯的深海鲛油，比起单一材料更能突显其在健康增进作用或治疗机能方面的效果。
上述的深海鲛油若用在其他方面如具有皮肤保护效果的化妆品、食品防腐剂或具有防霉效果的食品保鲜剂、具有害虫防避效果的防虫剂或具有芳香效果的除臭剂、具有促进毛发生长效果的生发剂等上，也有其效用。

Claims (7)

1、一种健康增进材料，其特征为，其由含有碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油(Squalane)所构成。
2、如权利要求1中所述的健康增进材料，其特征为，其中碳素燃烧残渣的超微粒子为富勒烯(fullerene)。
3、一种含有碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油的制造方法，其特征为，其在真空下的深海鲛油中燃烧氧及氢的混合气体，再利用该燃烧气体加热、燃烧碳素。
4、如权利要求3中所述的深海鲛油的制造方法，其特征为，其中碳素燃烧残渣的超微粒子指浮游于深海鲛油中的富勒烯。
5、一种含有碳素燃烧残渣超微粒子的深海鲛油的制造装置，其特征为，其由具备收纳深海鲛油的真空槽、氧及氢的混合气体喷嘴、碳素供给装置、点火装置及燃烧室的真空槽所构成。
6、如权利要求5中所述的深海鲛油的制造装置，其特征为，其中又附设有用来制造氧及氢混合气体的水电解装置。
7、如权利要求1中所述的健康增进材料，其特征为，其中包括化妆品、食品防腐剂、食品保鲜剂、防虫剂或除臭剂等。
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