CN103068722B - 非破坏性高浓度氢溶液的制造器具 - Google Patents
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Abstract
一种氢溶存液的制造器具,其是将包含与原水反应而产生氢气的氢发生剂、掩蔽由该氢发生剂溶出的金属离子的金属离子掩蔽剂、和pH调节剂的氢发生体系收纳在隔离体中而成的。
Description
技术领域
本发明涉及非破坏性高浓度氢溶液的制造器具。
背景技术
作为制造氢水的方法,已知使用家用电解氢水生成装置的方法、将作为氢发生剂的金属镁的金属片与水接触的方法(日本特开2007-167696)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-167696
发明内容
发明要解决的问题
在希望使用氢发生剂得到氢溶液时,氢发生剂(hydrogengenerating agent)在使氢分子溶存于原水(或原液,以下相同)时,经常会使该原水的特性也改变。例如,在氢发生剂为金属镁的情况下,产生氢气时,依据以下的式(1)、(2),镁离子会溶出至原水中,并且其pH偏向碱性。
Mg+2H2O→Mg(OH)2+H2···式(1)
Mg(OH)2→Mg2++2OH-···式(2)
然而,在氢发生反应的前后,基本不希望自然或人工地改变已经组成的原水的成分构成。成分的变化关系到茶、矿泉水等饮料的味道的改变。
当然,若在氢发生反应几乎没有进行的时候使用氢溶存液的话,镁的溶出、液体性质的碱性化能够停留在最小限度。但是,该情况下,低溶存氢浓度的氢溶存液无法使人满意。
因此,期望开发出一种促进氢发生反应的同时尽可能地不改变原水的成分构成的(即,非破坏性的)氢溶存液的制造器具。
用于解决问题的方案
本发明使用将包含金属镁等氢发生剂、用于掩蔽源自该氢发生剂的金属离子的金属离子掩蔽剂、和pH调节剂的氢发生体系收纳在隔离体中而成的非破坏性高浓度氢溶液的制造器具。
发明的效果
通过使用这样的器具在原水中促进氢发生反应,能够得到镁离子(或者产生氢气时由氢发生剂溶出的阳离子等副产物)不增加、并且原水的pH也不改变的、高浓度或过饱和氢溶液。若使用这样的器具,还可以在家庭、工作场所、街头、店铺等各种场所不改变任意饮料香味地简单地制造高浓度氢饮料。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的制造器具的图。
具体实施方式
以下,说明本发明的实施方式。
本发明中,原水是指与氢发生剂接触而产生氢气的水或水溶液等液体,包含作为应用本发明而溶存氢的对象的水或水溶液等液体。因此,原水包含饮料水、茶、咖啡等饮料。通过使原水与氢发生剂接触而得到的氢溶液,通过吸入(喷雾)、饮用、注射等用于生物体,但是并不限定于此。氢溶液的作用成分是氢,其作用主要是抑制氧化应激,但是并不限定于此。
本发明中,氢发生剂是通过与原水接触而制造产生氢气的水溶液的物质。离子化倾向比氢高的金属、包含氢化金属的氢化化合物等通过与水接触而产生氢气的物质均包含在氢发生剂之内。考虑到与水的反应性良好,优选使用金属钙、氢化钙、金属镁、氢化镁等。考虑到反应产物的安全性等,尤其优选使用金属镁、金属铁、金属铝、金属锌、金属镍、金属钴等。
本发明的金属离子掩蔽剂通常是调整伴随氢发生反应的氢溶液的金属离子的增减的试剂,包含完全或几乎不溶于水、具有在隔离体的内部吸附金属离子的性质的不溶性或难溶性物质,以及通过溶解于水来捕捉金属离子并生成对生物体安全的物质的物质。从不改变原水的成分构成的观点来看,优选阳离子交换树脂等不溶性或难溶性的金属离子掩蔽剂。其中,吸附金属离子并释放氢离子(H+)的物质例如包含以磺基为交换基的酸性阳离子交换树脂或以羧基为交换基的酸性阳离子交换树脂在内的氢离子型阳离子交换树脂兼具作为pH调节剂的功能,因此更加优选。
本发明的pH调节剂通常是调整伴随氢发生反应的氢溶液pH变化的试剂,包含柠檬酸、己二酸、苹果酸、醋酸、琥珀酸、葡萄糖酸、乳酸、磷酸、盐酸、硫酸等具有通过供给氢离子(H+)来抑制(中和或防止生成)氢氧化物离子(OH-)的性质的物质,以及水解生成氢氧化物的物质。从不易改变原水的成分构成的观点来看,优选含铝离子的矿石等水解生成氢氧化金属的化合物。例如,对于硫酸铵铝、硫酸钾铝等明矾,其水解生成氢氧化铝,而生成的难溶性氢氧化物(氢氧化铝)作为对镁离子、钙离子的凝聚剂掩蔽金属离子,并且作为氢发生反应后迅速固化、掩蔽金属离子进一步溶出的金属离子掩蔽剂起作用,因此更加优选。
另外,为锌、铝等氢发生剂与碱也反应的两性金属的情况下,金属的碱性氧化物(碱硅酸盐等)、金属的氢氧化物、煅烧矿物(煅烧沸石等)等溶于水显碱性的物质(包含氧化(或氢氧化)镁、氧化(或氢氧化)锶、氧化(或氢氧化)钡等碱土金属的氧化(或氢氧化)物)也可以优选用作pH调节剂。例如,氧化(或氢氧化)镁等水解生成氢氧化金属的化合物还作为在氢发生反应后迅速固化、掩蔽金属离子的进一步溶出的金属离子掩蔽剂起作用,因而更加优选。
如上所述,氢离子型阳离子交换树脂、明矾、氧化(或氢氧化)镁单一试剂兼具作为金属离子掩蔽剂的功能与作为pH调节剂的功能。由于隔离体中收纳的试剂数少而无需担心多余的成分溶出,因而是优选的。
另外,为了抑制氢发生剂的经时劣化,金属离子掩蔽剂、pH调节剂等氢发生体系所含的物质的水合数、含水率少是优选的。即,对于水合数而言,理想的是,其为三水合物以下,优选为二水合物以下,更优选为一水合物以下,特别优选为无水合物、无水物。对于含水率而言,理想的是,含水率为40重量%以下,优选为30重量%以下,更优选为20重量%以下,特别优选为15重量%以下。
本发明的隔离体是收纳氢发生剂、金属离子掩蔽剂、和pH调节剂等氢发生体系的容器。隔离体的特征在于,其透过原水,但难以透过氢发生体系所含的物质、伴随氢产生的残留物。理想的是,隔离体的孔径为1000μm以下,优选为500μm以下,更优选为150μm以下,特别优选为50μm以下。隔离体包含由无纺布制成的袋状容器、塑料制的多孔容器等。为了进一步期望隔离效果,理想的是,将通过由无纺布制成的袋状容器等隔离的氢发生体系进一步通过硬质的多孔容器等以嵌套状隔离。
另外,理想的是,本发明的金属镁等氢发生剂的平均粒径为不向隔离体的外部透过、并且能够期望基于微粒化的活性增大的粒径。即,理想的是,氢发生剂的平均粒径为隔离体的孔径以上(隔离体为嵌套状时,其中孔径最小的隔离体的孔径以上,以下相同)且平均粒径为3000μm以下,优选为隔离体的孔径以上且平均粒径为1000μm以下,进一步优选为隔离体的孔径以上且平均粒径为500μm以下,特别优选为隔离体的孔径以上且平均粒径为250μm以下。
本发明中,对于高浓度氢溶液而言,其包含溶液的溶存氢浓度为0.1ppm以上、优选为1.0ppm以上的氢溶液。本发明中,过饱和氢溶液包含为常温常压下的溶解度以上的溶存氢浓度,包含1.6ppm以上、2.0ppm以上、3.0ppm以上、4.0ppm以上、5.0ppm以上、6.0ppm以上、7.0ppm以上、8.0ppm以上、9.0ppm以上、10.0ppm以上的高浓度氢溶液。
此外,为了提高氢溶液的溶存氢浓度,理想的是,将本发明的在隔离体中收纳氢发生体系而成的非破坏性高浓度氢溶液的制造器具收纳在密闭容器中并适度振荡该密闭容器。图1中示出了本实施方式的制造器具。
这种情况下,本发明的密闭容器包含努力让容器的内容物不接触大气的容器。带盖的塑料瓶、铝罐等带盖容器均包含在密闭容器之内。为了便于人手持振荡,理想的是,密闭容器兼具手提式的形态和容量。理想的是,密闭容器的容量为2L以下、优选为1L以下、特别优选为0.5L以下,但并不限于此。
作为密闭容器的材质,优选氢透过性低的容器。氢透过性越低,产生的氢逃逸到容器体系外部的越少。
在本发明中,密闭容器的氢透过性测定如下进行。即,参考日本特愿2009-221567中记载的方法等,生成作为测定对象的密闭容器内部容积的20倍体积的、稳定保持大致饱和浓度(20℃且1个大气压下为1.6ppm)的氢溶存水,并将充满洁净水(使藤泽市自来水通过活性炭柱进行处理而得到的活性炭处理水等)的该密闭容器浸渍到该氢溶存水中5小时。
然后,测定该洁净水中的溶存氢浓度,溶存氢浓度为1000ppb以下、优选500ppb以下、更优选100ppb以下、特别优选10ppb以下的密闭容器包含在本发明的氢透过性低的容器之内。
理想的是,密闭容器具有能够耐受氢的产生所致的内压升高的耐压性能。理想的是,能够耐受以绝对压力计为0.11MPa、优选0.4MPa、进一步优选0.5MPa、特别优选0.8MPa的内压的耐压容器。优选使用碳酸饮料用塑料瓶等。理想的是,在密闭容器口部设置为了能够安全地开启而在打开瓶盖过程中释放压力的机构(排气缝(vent slot))。
在本发明中,振荡是指对密闭容器施以物理性冲击而使密闭容器内的溶液与气相氢接触。本发明的振荡除了包含使用手的自然振荡以外还包含使用机械的人工振荡。通过振荡器、搅拌机、超声波发生装置等产生的振荡包含在上述人工振荡之内。
本发明的标准的自然振荡的例子如下。即,具有标准体格的30-40岁日本男性用惯用手拿住密闭容器中腹部,以只通过手腕运动让瓶盖在手腕上空画半圆弧的方式按照2个来回/秒的速度振荡120个来回。
另外,对于振荡时间,考虑到对消费者的负荷、便利性,理想的是,为600秒以内,优选为60秒以内,更优选为30秒以内,进一步优选为10秒以内。
另外,考虑到振荡的容易程度,理想的是,填充原水后,密闭容器中以容器容量的15%以下、优选为10%以下、特别优选为5%以下的容量设有顶空。
通过振荡使振荡后的溶液的溶存氢浓度增强到振荡前的溶存氢浓度的1.1倍以上是优选的,优选增强2倍以上,更优选增强3倍以上、进一步优选依次增强4倍以上、5倍以上、6倍以上、7倍以上、8倍以上、9倍以上,特别优选增强10倍以上。
另外,为了得到1.6ppm以上的过饱和氢溶液等更高浓度的氢溶液,优选振荡前的密闭容器的内压为大气压以上的状态。氢分子在氢溶液中的溶解度伴随产生的氢分子所致的密闭容器负载的内压的升高而升高,随时间变长最终超过常温、常压下的溶解度。在后述的实施例等中,将拥有氢发生体系的密闭容器放置10分钟或15小时等适当的时间的理由是为了通过产生的氢气从内侧对密闭容器加压,进而,通过在加压下适当振荡密闭容器,可以进一步促进氢分子向氢溶液中溶解。
上述的氢离子型阳离子交换树脂等具有金属离子掩蔽能力和pH调节能力的物质可以与包含金属镁等被氢离子化的倾向高的金属、氢化金属的氢发生剂组合,从而使氢产生、金属离子掩蔽、pH调节三个功能密切地联系到一起,能够构成精益的氢发生体系。以下,举例说明由金属镁与氢离子型阳离子交换树脂构成的氢发生体系。
通常,通过金属镁与原水接触,依据上述的式(1),生成氢分子和氢氧化镁。作为该反应机理,认为是如下的基元反应:
由金属镁释放电子,
Mg→Mg2++2e-···式(3)
来源于金属镁的电子将水分子还原,从而生成氢分子与氢氧化物离子,
2H2O+2e-→2OH-+H2···式(4)
以及,来源于金属镁的电子将氢离子还原,从而生成氢分子。
2H++2e-→H2···式(5)
此处,与金属镁邻接而存在氢离子型阳离子交换树脂时,依据式(3)释放的镁离子被氢离子型阳离子交换树脂吸附,并且由氢离子型阳离子交换树脂释放氢离子。因此,比起还原水分子,依据式(3)释放的电子更优先还原这样的位于附近的氢离子。
由此,本发明的氢发生体系中,由于优先于作为生成氢氧化物离子的氢发生反应的式(4)而依据作为不生成氢氧化物离子的氢发生反应的式(5)来产生氢气,原水的pH的变化小。另外,在体系内,存在镁离子和氢氧化离子往往维持着减少的状态的倾向,因此容易促进上述式(1)的正反应的氢发生反应。
此外,此处,如图1所示,氢发生剂、金属离子掩蔽剂、和pH调节剂被收纳在无纺布、多孔容器等隔离体中,是以试剂本身、反应后的残留物不转移到原水中的方式来设计的。但是,原水透过隔离体与隔离体的内容物接触。因此,可以预想,原水中含有镁离子等硬度成分时,隔离体内部的金属离子掩蔽剂不仅捕捉来源于氢发生剂的金属离子,而且捕捉这样的来源于原水的金属离子。
然而,与该预想相反,隔离体内的金属离子掩蔽能力几乎不捕捉原水原本含有的硬度成分。即,可以说,若本发明的将氢离子型阳离子交换树脂等具有金属离子掩蔽能力和pH调节能力的物质用于氢发生体系的非破坏性高浓度氢溶液的制造器具不使原水中溶存的镁等氢发生剂来源的金属离子增加,则也不会使其降低。
发明人等虽没有充分地阐明其原因,但可以认为,在这样的氢发生体系中,在隔离体内部的较窄小的空间中,氢发生剂与金属离子掩蔽剂紧密地相互接触(混合),因此,来源于氢发生剂的金属离子与从隔离体外部而来的金属离子相比,以绝对优势优先被捕捉。
此外,本发明中,维持、或不改变原水的硬度成分的状态例如是指如下的状态,但不限定于此。
即,在填充了约515cc的作为对自来水进行脱氯处理得到的总硬度(Ca硬度+Mg硬度)约55~65ppm的洁净水(将藤泽市自来水通过活性炭柱处理得到的洁净水等)的原水的碳酸饮料用塑料瓶(充满水至口部约为530cc容量)的口部空气相中,将本发明的非破坏性高浓度氢溶液的制造器具以其不会沉在水中的方式保持,并盖上盖(参照后述的实施例1),将瓶横放10分钟后,进行标准的自然振荡(用惯用手拿住塑料瓶中腹部,以仅手腕左右运动而使瓶盖在手腕上空画半圆弧的方式按照2个来回/秒的速度振荡120个来回)时的溶液的总硬度为在(原水的总硬度-25ppm)~(原水的总硬度+25ppm)、优选(原水的总硬度-15ppm)~(原水的总硬度+15ppm)、特别优选(原水的总硬度-10ppm)~(原水的总硬度+10ppm)的范围内的状态。
此外,本发明中,维持、或不改变原水的pH的状态例如是指如下状态,但不限定于此。
即,在填充了约515cc的作为对自来水进行脱氯处理得到的pH约7.0~7.8的洁净水(将藤泽市自来水通过活性炭柱处理得到的洁净水等)的原水的碳酸饮料用塑料瓶(充满水至口部约为530cc容量)的口部空气相中,将本发明的非破坏性高浓度氢溶液的制造器具以其不会沉在水中的方式保持,并盖上盖(参照后述的实施例1),将瓶横放10分钟后,进行标准的自然振荡(用惯用手拿住塑料瓶中腹部,以仅手腕左右运动而使瓶盖在手腕上空画半圆弧的方式按照2个来回/秒的速度振荡120个来回)时的溶液的pH为在(原水的pH-1.5)~(原水的pH+1.5)、优选(原水的pH-1.0)~(原水的pH+1.0)、特别优选(原水的pH-0.5)~(原水的pH+0.5)的范围内的状态。
实施例
以下,说明本发明的实施例。需要说明的是,本发明中,没有特别说明时,关于用于测量各种物性值的各种计量仪器类,pH计(包括温度计在内)为堀场制作株式会社所制造的pH计(主体的型号“D-13”,其探头的型号“9620-10D”),DH计(溶存氢计)为东亚DKK株式会社制的DH计(主体型号“DHDI-1”,其电极(探头)型号“HE-5321”,其中继器型号“DHM-F2”)。
钙硬度和镁硬度使用水质分析计“DR/4000”(HACH公司制)通过钙镁试剂(Calmagite)比色法进行测定。
[实施例1~8,比较例1~3,参考例1~2]
通过将市售的强酸性离子交换树脂H型(DIAION IonExchange Resin SK1BH,Mitsubishi Chemical Corporation)温热干燥而得到颗粒状的氢离子型阳离子交换树脂(粒径:约425μm~约1180μm)。对于作为将30mg得到的氢离子型阳离子交换树脂与300mg金属镁粉(MG100:关东金属株式会社)均匀地分散、混合而得到的混合物的氢发生体系,如图1所示,将其用无纺布(Precise Regular C5160,旭化成株式会社)包裹、热封,并收纳在筒状的多孔容器(底部:直径约14毫米的圆,高度:约58毫米)中。在碳酸饮料用塑料瓶(充满水至口部约为530cc容量)中填充约515cc的洁净水(使藤泽市自来水通过活性炭柱进行处理而得到的活性炭处理水)后,边将多孔容器插入塑料瓶口部,边将围绕多孔容器顶部的边缘(檐)挂在口部,以多孔容器不沉入水中的方式盖上盖。得到的氢发生剂所含的金属镁与氢离子型阳离子交换树脂的重量比为1:0.1。
然后,将瓶横放,使多孔容器与原水完全接触地放置10分钟后,发明人之一(具有标准体格的30-40岁日本男性)用惯用手拿住塑料瓶中腹部,以仅手腕左右运动而使瓶盖在手腕上空画半圆弧的方式按照2个来回/秒的速度振荡120个来回(合计60秒)。
然后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
另外,制备多个改变了氢离子型阳离子交换树脂的含量的混合物(实施例2~8和比较例1),通过与实施例1相同的步骤处理后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
另外,作为比较例,代替氢离子型阳离子交换树脂,制备多个含有苹果酸(DL-苹果酸,扶桑化学工业株式会社)的混合物(比较例2~3),通过与实施例1相同的步骤处理后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
另外,作为参考例1,测定洁净水的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
另外,作为参考例2,将实施例7所述的氢发生体系不通过无纺布和多孔容器隔离而直接投入填充有约515cc洁净水的碳酸饮料用塑料瓶(充满水至口部约为530cc容量),将瓶以横放的状态放置10分钟后,测定通过实施例1所述的方法振荡后的内容液的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
以下,表1中记载了这些例子。
[表1]
本发明的非破坏性高浓度氢溶液的制造器具中,金属镁的重量是一定的,以与金属镁的重量比为0.1~7的范围含有氢离子型阳离子交换树脂时,原水的溶存氢浓度与氢离子型阳离子交换树脂的含量成比例地上升。另外,此时的原水的硬度(Ca硬度和Mg硬度)与pH不变。
另外,即使在以重量比为30来含有氢离子型阳离子交换树脂时,溶存氢浓度也不再增加,而原水的硬度(Ca硬度和Mg硬度)与pH几乎不变。换言之,在使用本发明的非破坏性高浓度氢溶液的制造器具的氢溶液中,将原水的pH和硬度控制在一定范围的某种缓冲作用在起作用。
另一方面,以重量比为1:7的比例含有金属镁与氢离子型阳离子交换树脂,但不收纳在隔离体中而直接投入密闭容器内的参考例2中,这样的缓冲作用完全不起作用。
因而,本发明中,将氢发生体系收纳在隔离体中是重要的。另外,对于该氢发生体系,理想的是,以含有金属镁等离子化倾向比氢高的金属、氢化金属的氢发生剂的含量为1时,以重量比0.1以上、优选0.5以上、进一步优选1以上、特别优选5以上含有氢离子型阳离子交换树脂等具有金属离子掩蔽能力和pH调节能力的不溶性的高分子物质。
[实施例9~10,比较例4,参考例3]
通过将市售的强酸性离子交换树脂H型(DIAION IonExchange Resin SK1BH,Mitsubishi Chemical Corporation)温热干燥而得到颗粒状的氢离子型阳离子交换树脂(粒径:约425μm~约1180μm)。对于作为将300mg得到的氢离子型阳离子交换树脂与300mg金属镁粉(MG100,关东金属株式会社)均匀地分散、混合而得到的混合物的氢发生体系,如图1所示,将其用无纺布(Precise Regular C5160,旭化成株式会社)包裹、热封,并收纳在筒状的多孔容器(底部:直径约14毫米的圆,高度:约58毫米)中。在碳酸饮料用塑料瓶(充满水至口部约为530cc容量)中填充约515cc的洁净水(使藤泽市自来水通过活性炭柱进行处理而得到的活性炭处理水)后,边将多孔容器插入塑料瓶口部,边将围绕多孔容器顶部的边缘(檐)挂在口部,以多孔容器不沉入水中的方式盖上盖。得到的氢发生剂所含的金属镁与氢离子型阳离子交换树脂的重量比为1:1。
然后,将瓶横放,使多孔容器与原水完全接触地放置15小时后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
另外,作为实施例10,制备氢离子型阳离子交换树脂的含量为2100mg的混合物(金属镁与氢离子型阳离子交换树脂的重量比为1:7),通过与实施例9相同的步骤处理后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
另外,作为比较例4,制备氢离子型阳离子交换树脂的含量为0mg的混合物(金属镁与氢离子型阳离子交换树脂的重量比为1:0),通过与实施例9相同的步骤处理后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
另外,作为参考例3,测定洁净水的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
以下,表2中记载了这些例子。
[表2]
如表2所述,通过使用本发明的将氢发生体系收纳在隔离体中而成的非破坏性高浓度氢溶液的制造器具,能够得到维持着原水的pH与硬度、并特异性地提高了溶存氢浓度的高浓度氢溶存液。
[实施例11~13,参考例3~4]
对于作为将100mg明矾(烧明矾(焼みょうばん),Fujisyokuryo CO.,LTD.)与100mg金属镁粉(MG100,关东金属株式会社)均匀地分散、混合而得到的混合物的氢发生体系,如图1所示,将其用无纺布(Precise Regular C5160,旭化成株式会社)包裹、热封,并收纳在筒状的多孔容器(底部:直径约14毫米的圆,高度:约58毫米)中。在碳酸饮料用塑料瓶(充满水至口部约为530cc容量)中填充约515cc的洁净水(使藤泽市自来水通过活性炭柱进行处理而得到的活性炭处理水)后,边将多孔容器插入塑料瓶口部,边将围绕多孔容器顶部的边缘(檐)挂在口部,以多孔容器不沉入水中的方式盖上盖。得到的氢发生剂所含的金属镁与明矾的重量比为1:1。
然后,将瓶横放,使多孔容器与原水完全接触地放置10分钟后,发明人之一(具有标准体格的30-40岁日本男性)用惯用手拿住塑料瓶中腹部,以仅手腕左右运动而使瓶盖在手腕上空画半圆弧的方式按照2个来回/秒的速度振荡120个来回(合计60秒)。
然后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
另外,制备多个改变了明矾含量的混合物(实施例12~13),通过与实施例11相同的步骤处理后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
另外,作为参考例4,测定洁净水的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
另外,作为参考例5,将实施例12所述的氢发生体系不通过无纺布和多孔容器隔离而直接投入填充有约515cc洁净水的碳酸饮料用塑料瓶(充满水至口部约为530cc容量)中,将瓶以横放的状态放置10分钟后,测定通过实施例11所述的方法振荡后的内容液的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
以下,表3中记载了这些例子。
[表3]
[实施例14,参考例6]
通过将市售的弱酸性离子交换树脂H型(DIAION IonExchange Resin WK40L,Mitsubishi Chemical Corporation)温热干燥而得到颗粒状的氢离子型阳离子交换树脂。对于作为将4000mg得到的氢离子型阳离子交换树脂与300mg金属镁粉(MG100,关东金属株式会社)均匀地分散、混合而得到的混合物的氢发生体系,如图1所示,将其用无纺布(Precise RegularC5160,旭化成株式会社)包裹、热封,并收纳在筒状的多孔容器(底部:直径约14毫米的圆,高度:约58毫米)中。在碳酸饮料用塑料瓶(充满水至口部约为530cc容量)中填充约515cc的洁净水(使藤泽市自来水通过活性炭柱进行处理而得到的活性炭处理水)后,边将多孔容器插入塑料瓶口部,边将围绕多孔容器顶部的边缘(檐)挂在口部,以多孔容器不沉入水中的方式盖上盖。得到的氢发生剂所含的金属镁与氢离子型阳离子交换树脂的重量比为约1:13.3。
然后,将瓶横放,使多孔容器与原水完全接触地放置10分钟后,发明人之一(具有标准体格的30-40岁日本男性)用惯用手拿住塑料瓶中腹部,以仅手腕左右运动而使瓶盖在手腕上空画半圆弧的方式按照2个来回/秒的速度振荡120个来回(合计60秒)。
然后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
另外,作为参考例6,测定洁净水的pH、溶存氢浓度、钙(Ca)硬度、镁(Mg)硬度。
以下,表4中记载了这些例子。
[表4]
需要说明的是,前面所述的维持、或不改变原水的“氢产生时由氢发生剂溶出的阳离子等副产物”的状态例如是指如下状态,但不限定于此。
高浓度氢溶液的该阳离子(例如,本发明的器具使用铁作为氢发生剂时为总铁(total iron))为在(原水的该阳离子(mg/L)-4.5mg/L)~(原水的该阳离子(mg/L)+4.5mg/L)、优选在(原水的该阳离子(mg/L)-3mg/L)~(原水的该阳离子(mg/L)+3mg/L)、进一步优选在(原水的该阳离子(mg/L)-2mg/L)~(原水的该阳离子(mg/L)+2mg/L)、更进一步优选在(原水的该阳离子(mg/L)-1mg/L)~(原水的该阳离子(mg/L)+1mg/L)、特别优选在(原水的该阳离子(mg/L)-0.5mg/L)~(原水的该阳离子(mg/L)+0.5mg/L)的范围内的状态等。
[实施例15~19,比较例5,参考例7]
通过将市售的强酸性离子交换树脂H型(DIAION IonExchange Resin SK1BH:Mitsubishi Chemical Corporation)温热干燥而得到颗粒状的氢离子型阳离子交换树脂(粒径:约425μm~约1180μm)。对于作为将1200mg得到的氢离子型阳离子交换树脂与600mg金属铁粉(还原铁,和光纯药株式会社制造,以下相同)均匀地分散、混合而得到的混合物的氢发生体系,如图1所示,将其用无纺布(Tyve k1073B,DuPont-Asahi Flash SpunProducts Co.,Ltd.)包裹、热封,并收纳在筒状的多孔容器(底部:直径约14毫米的圆,高度:约58毫米)中。在碳酸饮料用塑料瓶(充满水至口部约为530cc容量)中充满藤泽市自来水后,边将多孔容器插入塑料瓶口部,边将围绕多孔容器顶部的边缘(檐)挂在口部,以多孔容器不沉入水中的方式盖上盖。得到的氢发生剂所含的铁与氢离子型阳离子交换树脂的重量比为1:2。
然后,将瓶横放,使多孔容器与原水完全接触地放置8小时后,发明人之一(具有标准体格的30-40岁日本男性)用惯用手拿住塑料瓶中腹部,以仅手腕左右运动而使瓶盖在手腕上空画半圆弧的方式按照2个来回/秒的速度振荡120个来回(合计60秒)。
然后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、总铁,确认味道和气味。
总铁使用水质分析计“DR/4000”(HACH公司制)通过FerroVer法进行测定(以下相同)。
另外,制作多个改变了铁含量的混合物(实施例16~19),通过与实施例15相同的步骤处理后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、总铁,确认味道和气味。
另外,作为比较例5,制作代替氢离子型阳离子交换树脂含有苹果酸(DL-苹果酸,扶桑化学工业株式会社)的混合物,通过与实施例15相同的步骤处理后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、总铁。
另外,作为参考例7,测定藤泽市自来水的pH、总铁。
以下,表5中记载了这些例子。
[表5]
[实施例20~21,比较例6,参考例8]
通过将市售的强酸性离子交换树脂H型(DIAION IonExchange Resin SK1BH:Mitsubishi Chemical Corporation)温热干燥而得到颗粒状的氢离子型阳离子交换树脂(粒径:约425μm~约1180μm)。对于作为将2000mg得到的氢离子型阳离子交换树脂与2000mg金属铝粉(#260S,MINALCO LTD.,以下相同)均匀地分散、混合而得到的混合物的氢发生体系,如图1所示,将其用无纺布(Tyvek1433C,DuPont-Asahi Flash SpunProducts Co.,Ltd.)包裹、热封,从而得到氢发生体系。在碳酸饮料用塑料瓶(充满水至口部约为530cc容量)中充满藤泽市自来水后,将氢发生体系投入塑料瓶中,盖上盖。得到的氢发生剂所含的金属铝粉与氢离子型阳离子交换树脂的重量比为1:1。
然后,将瓶横放,使氢发生体系与原水完全接触地放置15小时后,发明人之一(具有标准体格的30-40岁日本男性)用惯用手拿住塑料瓶中腹部,以仅手腕左右运动而使瓶盖在手腕上空画半圆弧的方式按照2个来回/秒的速度振荡120个来回(合计60秒)。
然后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、铝(Al)离子浓度。
Al浓度使用水质分析计“DR/4000”(HACH公司制)通过铝试剂法(aluminon method)进行测定(以下相同)。
另外,作为实施例21,制作代替氢离子型阳离子交换树脂含有煅烧沸石(天然沸石特殊煅烧粉末,制造:Wedge Co.,Ltd.,以下相同)的混合物,通过与实施例20相同的步骤处理后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、Al浓度。需要说明的是,本实施例中,由于实验中无纺布破裂,内容物泄露至原水中,因此,无法正确测定pH和Al浓度,但其原本可以包含在本发明的实施方式中。
另外,作为比较例6,制备代替氢离子型阳离子交换树脂含有苹果酸(DL-苹果酸,扶桑化学工业株式会社)的混合物,通过与实施例20相同的步骤处理后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、Al浓度。
另外,作为参考例8,测定藤泽市自来水的pH、Al浓度。
以下,表6中记载了这些例子。
[表6]
[实施例22~23,比较例7~8,参考例9]
通过将市售的强酸性离子交换树脂H型(DIAION IonExchange Resin SK1BH:Mitsubishi Chemical Corporation)温热干燥而得到颗粒状的氢离子型阳离子交换树脂(粒径:约425μm~约1180μm)。对于作为将2000mg得到的氢离子型阳离子交换树脂与2000mg金属镍粉(粒径:150μm以下,和光纯药株式会社)均匀地分散、混合而得到的混合物的氢发生体系,如图1所示,将其用无纺布(Tyvek1433C,DuPont-Asahi Flash SpunProducts Co.,Ltd.)包裹、热封,从而得到氢发生体系。在碳酸饮料用塑料瓶(充满水至口部约为530cc容量)中充满藤泽市自来水后,将氢发生体系投入塑料瓶中,盖上盖。得到的氢发生剂所含的金属镍粉与氢离子型阳离子交换树脂的重量比为1:1。
然后,将瓶横放,使氢发生体系与原水完全接触地放置15小时后,发明人之一(具有标准体格的30-40岁日本男性)用惯用手拿住塑料瓶中腹部,以仅手腕左右运动而使瓶盖在手腕上空画半圆弧的方式按照2个来回/秒的速度振荡120个来回(合计60秒)。
然后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、镍(Ni)离子浓度,观察溶液的颜色。
Ni浓度由财团法人日本食品分析中心通过ICP发光分析法进行测定。
另外,作为实施例23,制作代替金属镍粉含有金属钴粉(粒径:180μm以下90%以上,和光纯药株式会社)的混合物,通过与实施例20相同的步骤处理后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、钴(Co)浓度,观察溶液的颜色。
Co浓度由财团法人日本食品分析中心通过ICP发光分析法进行测定。
另外,作为比较例7、8,制作代替氢离子型阳离子交换树脂含有苹果酸(DL-苹果酸,扶桑化学工业株式会社)的混合物,通过与实施例22、23相同的步骤处理后,测定内容液的pH、溶存氢浓度,观察溶液的颜色。
另外,作为参考例9,测定藤泽市自来水的pH、Ni浓度、Co浓度,观察溶液的颜色。
以下,表7中记载了这些例子。
[表7]
[实施例24,参考例10]
对于作为将500mg煅烧沸石与500mg金属铝粉均匀地分散、混合而得到的混合物的氢发生体系,如图1所示,将其用无纺布(Tyvek1433C,DuPont-Asahi Flash Spun Products Co.,Ltd.)包裹、热封,从而得到氢发生体系。在碳酸饮料用塑料瓶(充满水至口部约为530cc容量)中充满藤泽市自来水后,将氢发生体系投入塑料瓶中,盖上盖。得到的氢发生剂所含的金属铝粉与煅烧沸石的重量比为1:1。
然后,将瓶横放,使氢发生体系与原水完全接触地放置15小时后,发明人之一(具有标准体格的30-40岁日本男性)用惯用手拿住塑料瓶中腹部,以仅手腕左右运动而使瓶盖在手腕上空画半圆弧的方式按照2个来回/秒的速度振荡120个来回(合计60秒)。
然后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、Al浓度。
另外,作为参考例10,测定藤泽市自来水的pH、Al浓度。
以下,表8中记载了这些例子。
[表8]
[实施例25~26,比较例9~10,参考例11]
对于作为将500mg钾明矾(无水硫酸钾铝(烧明矾),和光纯药株式会社,以下相同)与200mg金属铁粉均匀地分散、混合而得到的混合物的氢发生体系,如图1所示,将其用无纺布(Tyvek1433C,DuPont-Asahi Flash Spun Products Co.,Ltd.)包裹、热封,从而得到氢发生体系。在碳酸饮料用塑料瓶(充满水至口部约为530cc容量)中充满藤泽市自来水后,将氢发生体系投入塑料瓶中,盖上盖。得到的氢发生剂所含的金属铁粉与钾明矾的重量比为1:2.5。
然后,将瓶横放,使氢发生体系与原水完全接触地放置1小时后,发明人之一(具有标准体格的30-40岁日本男性)用惯用手拿住塑料瓶中腹部,以仅手腕左右运动而使瓶盖在手腕上空画半圆弧的方式按照2个来回/秒的速度振荡120个来回(合计60秒)。
然后,测定内容液的pH、溶存氢浓度。
另外,作为实施例26,制备代替200mg金属铁粉含有2000mg金属锌粉(锌粉末,和光纯药株式会社)、代替500mg钾明矾含有2000mg氢离子型阳离子交换树脂(上述的将市售的强酸性离子交换树脂H型(DIAION Ion Exchange Resin SK1BH,MitsubishiChemical Corporation)温热干燥而得到的颗粒状的氢离子型阳离子交换树脂)的混合物,通过与实施例25相同的步骤处理后,测定内容液的pH、溶存氢浓度。
另外,作为比较例9、10,制备代替钾明矾、或氢离子型阳离子交换树脂而含有500mg、或2000mg苹果酸(DL-苹果酸,扶桑化学工业株式会社)的混合物,通过与实施例25、26相同的步骤处理后,测定内容液的pH、溶存氢浓度。
另外,作为参考例9,测定藤泽市自来水的pH。
以下,表9中记载了这些例子。
[表9]
[实施例27,参考例12]
对于作为将1000mg氢氧化镁(和光纯药株式会社制造)与1000mg金属铝粉均匀地分散、混合而得到的混合物的氢发生体系,如图1所示,将其用无纺布(Tyvek1433C,DuPont-Asahi FlashSpun Products Co.,Ltd.)包裹、热封,从而得到氢发生体系。在碳酸饮料用塑料瓶(充满水至口部约为530cc容量)中充满藤泽市自来水后,将氢发生体系投入塑料瓶中,盖上盖。得到的氢发生剂所含的金属铝粉与氢氧化镁的重量比为1:1。
然后,将瓶横放,使氢发生体系与原水完全接触地放置15小时后,发明人之一(具有标准体格的30-40岁日本男性)用惯用手拿住塑料瓶中腹部,以仅手腕左右运动而使瓶盖在手腕上空画半圆弧的方式按照2个来回/秒的速度振荡120个来回(合计60秒)。
然后,测定内容液的pH、溶存氢浓度、Al浓度。
另外,作为参考例12,测定藤泽市自来水的pH、Al浓度。
以下,表10中记载了这些例子。
[表10]
Claims (2)
1.一种非破坏性高浓度氢溶液的制造器具,其是将氢发生体系收纳在隔离体中而成的,所述氢发生体系接触地含有下述物质:
作为与原水反应而产生氢气的氢发生剂的金属镁或铁中的至少任一种、和
氢离子型阳离子交换树脂,其具有掩蔽从该氢发生剂溶出的金属离子的金属离子掩蔽能力和抑制或除去氢氧化物离子的pH调节能力,其中,
原水是指与氢发生剂接触而产生氢气的水或水溶液。
2.一种非破坏性高浓度氢溶液的制造器具,其特征在于,其将氢发生体系收纳在隔离体中,所述氢发生体系接触地含有下述物质:
作为通过与原水接触而产生氢气并制造氢溶液的氢发生剂的铝、锌、镍、或钴中的任一种以上、和
具有金属离子掩蔽能力和pH调节能力的单一试剂;
所述具有金属离子掩蔽能力和pH调节能力的单一试剂包含吸附金属离子并释放氢离子的物质或者水解生成氢氧化金属的化合物中的至少任一种,
所述吸附金属离子并释放氢离子的物质或者水解生成氢氧化金属的化合物包含氢离子型阳离子交换树脂、明矾、或氢氧化镁中的至少任一种,其中,
原水是指与氢发生剂接触而产生氢气的水或水溶液。
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