JP2001096272A - 水の製造方法 - Google Patents

水の製造方法

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nuclear magnetic
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Koji Yamanaka
弘次 山中
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Organo Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 再現性良く17O核磁気共鳴シグナル半値幅の
小さい水を製造できる水の製造方法を提供する。 【解決手段】 飲料水、化粧品製造用水、医薬品製造用
水、醸造用水、ジュース等の濃縮液の希釈用水などとし
て用いる水の製造方法において、原水を塩形イオン交換
樹脂又は塩形と再生形イオン交換樹脂の混合床に通水し
て、水の17O核磁気共鳴シグナル半値幅を調整する。塩
形イオン交換樹脂は、炭酸イオン形及び/又は炭酸水素
イオン形陰イオン交換樹脂であるのが好ましい。上記原
水は、導電率10μS/cm以下の純水であるのが好ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、飲料水、化粧品製
造用水、医薬品製造用水、醸造用水、ジュース等の濃縮
液の希釈用水などとして用いる水の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】水分子が水素結合によって結合して形成
する分子集団を水のクラスターと呼び、その大小は、該
水の17O核磁気共鳴シグナル半値幅によって判定できる
とされている(松下和弘、食品と開発、Vol.24、
No.7、1991年)。クラスターが小さいとされる
水、即ち、17O核磁気共鳴シグナル半値幅の小さい水
は、例えば、舌の味蕾(味細胞)にすっぽり嵌まり込む
ので美味しく感じる(松下和弘、食品と開発、Vol.
24、No.7、1991年)とか、消化管からの水の
吸収が速くなり、ドリンク剤などが服用し易くなると
か、細胞内へ容易に水が入り込み細胞を活性化すると
か、薬剤の吸収促進作用があるとか、腸内微生物及び消
化管組織細胞の調整と活性化により、腸内容物中の変異
原物質の生成を減少させ、癌発生の予防になる可能性が
ある(松下和弘、食品と開発、Vol.24、No.
7、1991年)など、生理学的にも医学的にも有用で
あると言われ、飲料水、化粧品製造用水、医薬品製造用
水、醸造用水、ジュース等の濃縮液の希釈用水などへの
適用が進んでいる(特開平6ー126287号公報参
照)。
【0003】従来、この17O核磁気共鳴シグナル半値幅
の小さい水は、例えば、超音波を照射したり、セラミッ
クプレートを水に浸透したり、セラミックフィルターで
水を濾過したり、あるいは電気分解型の浄水器の様に水
に電場ないし磁場を与えることなどによって生成されて
いた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしなから、前述の
ような手段で生成される水の17O核磁気共鳴シグナル半
値幅は、バラツキが大きく再現性が悪いという問題を有
していた。
【0005】従って、本発明の目的は、再現性良く17
核磁気共鳴シグナル半値幅の小さい水を製造できる水の
製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、水の17O核
磁気共鳴シグナル半値幅の調整方法について鋭意研究を
重ねた結果、原水を塩形イオン交換樹脂または塩形と再
生形イオン交換樹脂の混合床に通水すれば、17O核磁気
共鳴シグナル半値幅を100Hz以下、条件によっては
70Hz以下に安定して調整できることを見出し、本発
明を完成したものである。
【0007】即ち、本発明は、原水を塩形イオン交換樹
脂又は塩形と再生形イオン交換樹脂の混合床に通水し
て、水の17O核磁気共鳴シグナル半値幅を調整すること
を特徴とする飲料水、化粧品製造用水、医薬品製造用
水、醸造用水、ジュース等の濃縮液の希釈用水などとし
て用いる水の製造方法を提供するものである。
【0008】水の17O核磁気共鳴シグナル半値幅は、一
般に25℃において60〜130Hzであり、上述の医
学生理学的有用性を発現せしめるには、100Hz以下
(特開平5−269468号公報)に調整すれば良いと
も、70Hz以下(特開平4−235904号公報)に
調整すれば良いとも言われている。
【0009】本発明において、イオン交換樹脂とは、イ
オン交換能を有するものであれば、粒状、フレーク状、
膜状、繊維状などの形状や、強酸性、弱酸性、強塩基
牲、弱塩基性などのイオン交換基の極性や酸性又は塩基
性の強度を特に限定されるものではなく、目的に応じて
選定することができる。陰イオン交換樹脂としては、例
えば、ローム・アンド・ハース社製のアンバーライトI
RA400、同IRA402BL、同IRA900など
を、陽イオン交換樹脂としては、例えば、ローム・アン
ド・ハース社製のアンバーライトIR120B、同IR
124、200CTなどを好適に用いることかできる。
【0010】なお、再生形イオン交換樹脂とは、H形陽
イオン交換樹脂及びOH形陰イオン交換樹脂を言い、塩
形イオン交換樹脂とは、交換基が水素イオンや水酸化物
イオン以外のイオンとイオン結合しているイオン交換樹
脂を言う。即ち、塩形イオン交換樹脂とは、強酸性又は
弱酸性陽イオン交換樹脂においては、スルホン酸基やカ
ルボン酸基などのイオン交換基が、例えば、ナトリウム
イオン、アンモニウムイオンなどとイオン結合している
ものを、強塩基性又は弱塩基性陰イオン交換樹脂におい
ては、第4級アンモニウム基やアミノ基が塩化物イオ
ン、炭酸イオン、炭酸水素イオンなどとイオン結合して
いるものを言う。
【0011】本発明の方法は、塩形イオン交換樹脂が、
樹脂内部のイオン濃度と樹脂外部のイオン濃度に従っ
て、一定量の結合イオンを原水(被処理水)側に放出し
続ける性質を利用したものであり、処理水中には塩形イ
オン交換樹脂でイオン交換基とイオン結合を形成してい
たイオンが溶解せしめられている。この塩形イオン交換
樹脂からの放出イオンの処理水中での濃度は、イオンの
種類、イオン交換樹脂の種類及びイオン交換樹脂内部と
原水(被処理水)中のイオン濃度によって決まるので、
一概には特定できないが、概ね、数十μg/L(リット
ル、以下同様)から数十mg/Lとなり、原水(被処理
水)中のイオン組成に変化を与え、処理水のpHを変化
させる。即ち、塩形陽イオン交換樹脂を用いた場合、処
理水中に陽イオンが放出されているので、処理水pHは
よりアルカリ性となり、また、塩形陰イオン交換樹脂を
用いた場合、処理水中に陰イオンが放出されているので
処理水pHはより酸性となる。水の17O核磁気共鳴シグ
ナル半値幅を決定する要因の一つに水のpHがあり[Ko
ji Yamanaka, et al, Journal of Chemical Engineerin
g of Japan, Vol.29,No.3, 421−426(1996)]、本発
明による17O核磁気共鳴シグナル半値幅の安定的な調整
は、イオン交換樹脂からの一定量のイオン放出による水
のpH調整によって達成されていると言える。
【0012】塩形イオン交換樹脂でイオン交換基とイオ
ン結合を形成するイオンとしては、特定のイオンに限定
されるものではないが、上述の様に、本発明による17
核磁気共鳴シグナル半値幅を調整した処理水には、該イ
オンが溶解せしめられることになるので、処理水を飲用
等に供する場合には、人体やその他の生物に無害なイオ
ンを選択する必要がある。かかるイオンとしては、例え
ば、陽イオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイ
オン、カルシウムイオンを、陰イオンとしては、塩化物
イオン、炭酸イオン、炭酸水素イオンを例示することが
できる。これらの中で、pH緩衝能を有する炭酸イオ
ン、炭酸水素イオンを特に好適に用いることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】次に、発明の実施の形態を説明す
るが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるもので
はない。
【0014】塩形イオン交換樹脂の調製方法および塩形
と再生形イオン交換樹脂の混合床の調製方法としては、
例えば、特開平11−33548号公報に開示されてい
る方法を用いることができる。即ち、塩形イオン交換樹
脂の単床の調製方法や、塩形イオン交換樹脂と再生形イ
オン交換樹脂の混合床の調製方法において、例えば、陰
イオン交換樹脂の総イオン交換容量の少なくとも一部を
炭酸水素イオン形に調製する方法としては、次の方法が
挙げられる。なお、混合床を利用する場合は、イオン交
換樹脂からのイオン放出量を所望のレベルに調整し易い
利点がある。
【0015】(1)炭酸水、炭酸水素ナトリウム溶液又
は炭酸ナトリウム溶液(例えば、1モル/L)を水酸化
物イオン形強塩基性陰イオン交換樹脂に、その体積の2
〜5倍量接触させ、100%炭酸水素イオン形強塩基性
陰イオン交換樹脂を調製する方法。
【0016】(2)上記(1)の様に調製された100
%炭酸水素イオン形強塩基性陰イオン交換樹脂と100
%水酸化物イオン形強塩基性陰イオン交換樹脂を所望の
割合で物理的に混合して混合床を調製する方法。
【0017】(3)水酸化物イオン形強塩基性陰イオン
交換樹脂に炭酸ガスを所定量接触させて、そのイオン交
換容量の少なくとも一部が炭酸水素イオン形となる様に
調製する方法。
【0018】(4)希薄濃度の炭酸水素ナトリウム溶液
又は炭酸ナトリウム溶液と水酸化物イオン形強塩基性陰
イオン交換樹脂の平衡関係から、一部が炭酸水素イオン
形となる様に調製する方法。
【0019】原水としては、その水質や本発明の水処理
方法に供するに至るまでの前処理方法に特に制限はな
く、処理水の使用目的に応じて、地下水、工業用水、軟
水、純水などを適宜使用することができるが、上述の様
に、本発明においては、イオン交換樹脂からの微量溶出
イオンが17O核磁気共鳴シグナル半値幅の安定的な調整
に寄与しているので、好ましくは導電率10μS/cm
以下、より好ましくは導電率1μS/cm以下の純水を
用いるのが望ましい。
【0020】原水を塩形イオン交換樹脂又は塩形と再生
形イオン交換樹脂の混合床に通水する際の好適な空間速
度(SV)は、原水の水質、所望の処理水の水質などに
より異なるが、一般的に、好ましくは1〜100、より
好ましくは5〜50、特に好ましくは10〜20であ
る。
【0021】なお、溶解後にイオン解離するガス、例え
ば、二酸化炭素やアンモニアを純水などの水に曝気する
か、または、疎水性透過性膜よりなるガス溶解膜を介し
て溶解させても、処理水の17O核磁気共鳴シグナル半値
幅の調整を行うことかできる。しかしながら、これらの
方法では、高圧ガスボンベの保管および取り扱い、減圧
設備、ガス溶解濃度調整機構を具備したガス溶解設備が
必要となり、処理水の 17O核磁気共鳴シグナル半値幅の
調整を安定して、且つ、安価に簡便に達成することは困
難である。
【0022】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。
【0023】実施例1 水素イオン形の強酸性陽イオン交換樹脂アンバーライト
IR120Bを湿潤体積で1L用い、これに1モル/Lの
塩化カリウム水溶液5Lを空間速度SV=4で通液した
後、これに空間速度SV=10で純水を通水して1時間
洗浄し、カリウムイオン形陽イオン交換樹脂を調製し
た。
【0024】水道水を活性炭濾過した後、イオン交換樹
脂によって脱塩して導電率1μS/cmとした純水を原
水として、上記のカリウムイオン形陽イオン交換樹脂に
空間速度SV=10で通水した。連続25日間通水を継
続し、24時間毎に入口原水と処理水を採取して、17
核磁気共鳴シグナル半値幅を測定した。
【0025】測定の結果、入口原水の17O核磁気共鳴シ
グナル半値幅が25℃において110〜120Hzであ
ったのに対し、処理水の17O核磁気共鳴シグナル半値幅
は、25℃において48〜53Hzで安定しており、本
発明の方法によって、水の17O核磁気共鳴シグナル半値
幅を安定して調整しうることが示された。
【0026】実施例2 水酸化物イオン形の強塩基性陰イオン交換樹脂アンバー
ライIRA402BLを湿潤体積で1L用い、これに1
モル/Lの炭酸水素ナトリウム水溶液5Lを空間速度S
V=4で通液した後、これに空間速度SV=10で純水
を通水して1時間洗浄し、炭酸水素イオン形陰イオン交
換樹脂を調製した。
【0027】水道水を活性炭濾過した後、イオン交換樹
脂によって脱塩して導電率1μS/cmとした純水を原
水として、上記の炭酸水素イオン形陰イオン交換樹脂に
空間速度SV=10で通水した。連続20日間通水を継
続し、24時間毎に入口原水と処理水を採取して、17
核磁気共鳴シグナル半値幅を測定した。
【0028】測定の結果、入口原水の17O核磁気共鳴シ
グナル半値幅が25℃において110〜120Hzであ
ったのに対し、処理水の17O核磁気共嶋シグナル半値幅
は、25℃において50〜55Hzで安定しており、本
発明の方法によって、水の17O核磁気共鳴シグナル半値
幅を安定して調整しうることが示された。
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、17O核磁気共鳴シグナ
ル半値幅の小さい水を再現性良く安定して製造すること
ができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原水を塩形イオン交換樹脂又は塩形と再
    生形イオン交換樹脂の混合床に通水して、水の17O核磁
    気共鳴シグナル半値幅を調整することを特徴とする飲料
    水、化粧品製造用水、医薬品製造用水、醸造用水、ジュ
    ース等の濃縮液の希釈用水などとして用いる水の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 塩形イオン交換樹脂が、炭酸イオン形及
    び/又は炭酸水素イオン形陰イオン交換樹脂であること
    を特徴とする請求項1に記載の水処理方法。
  3. 【請求項3】 前記原水が、導電率10μS/cm以下
    の純水であることを特徴とする請求項1又は2に記載の
    水の製造方法。
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