JP2005144398A - 電解還元水製造法 - Google Patents

Abstract

【課題】 酸化還元電位が低く様々な医療効果が期待できる電解還元水を、従来になく安価なコストで、しかも任意の場所で手軽に提供可能な、電解還元水製造法を提供すること。
【解決手段】 電解質水溶液を電気分解して電解還元水を製造する方法であって、下記の要件を備えることを特徴とする電解還元水製造法。
（Ａ）陽極と陰極の間に隔壁を設けないこと。
（Ｂ）電気分解中に陽極と陰極の極性を反転させないこと。
【選択図】 選択図なし

Description

本発明は、酸化還元電位が低く様々な医療効果が期待できる電解還元水の製造法に関する。

食塩などの電解質の水溶液に電圧を加えて電気分解することにより、酸化還元電位が高い水と低い水が陽極側と陰極側にそれぞれ発生すること、およびそれらが有用な機能を有する機能水であることが知られている。特に陰極側に発生する酸化還元電位の低い水は、人体内部に発生する活性酸素を消去するはたらきがあり（Ｓ．Ｓｈｉｒａｈａｔａ ｅｔ ａｌ、Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｂｉｏｐｈｙｓｉｃａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｐ．２６９ （１９９７））、しかも水の分子構造（クラスター）が小さいものに変化しているため、体内の細胞成分に吸収されやすく、さまざまな医療効果が実証されつつある。こうした事実を背景とし、電解還元水を任意の場所で手軽に飲用したいというニーズが強まっている。しかしながら電解還元水の機能は、不安定で寿命の短い活性種によるところが大きく、保存が困難であるという難点を有する。そのため、従来、水道蛇口に常設し連続的に電気分解を施す比較的大型の電解装置が主流を占めている。当然のことながらこの方法では、電解還元水を任意の場所で手軽に飲用したいというニーズに応えることはできない。

そこで、電気分解装置を携帯可能にし、空ボトルを利用して電解水を製造する装置および方法が開示されている（特開２００３−５３３４４号公報）。この技術によれば携帯可能な機能水製造装置を提供することは可能であるが、中空棒状体よりなる電極部の内部を隔膜で仕切って二つの槽を形成し、槽の底部に逆止弁を設け、槽の側面に長孔を設け、しかも電極部への電流を調整するための制御部を備えるなど、複雑な装置を必要とし、装置製造コストが高いばかりでなく、操作が煩雑となるという難点があった。

また、特開昭５２−９６９８０号公報には、非導電材料よりなる外筐内に金属容器を固着し、該金属容器内に有底筒状の素焼容器を入れ、該素焼容器には電極を吊設するなどの構造を有する飲料水調整器が開示されており、携帯して必要に応じて水を電気分解してアルカリイオンを含有する飲料水を調製できる旨が記載されている。この技術においても、隔壁（素焼容器）を設けることに起因して装置が複雑であり、装置製造コストが高いという難点があった。なおこの技術はアルカリイオンを含有する飲料水の提供を目的としており、該公報には、酸化還元電位が低い電解還元水が得られる旨の記載はない。

これらの発明は、いずれも、陽極室で発生する酸化還元電位の高い液（陽極液）が、陰極で発生する酸化還元電位の低い液（陰極液）に混入し、陰極液の品位を損なうことを防止する目的で、両電極間に隔壁を設けて陽極室と陰極室を仕切る構造を有しているが、陽極液と陰極液が互いに混合しないよう適切な材質のガスケット等でシールする必要があり、そのために装置が複雑かつ高価にならざるを得ないという問題があった。
電極間に隔壁を設けない電気分解による整水法としては、特開平８−２４３５６５号公報に、マルチバイブレーター機能を有する電源部を用い、電極の極性を所定の周期で交互に切り替える携帯用整水器が開示されており、該公報には酸化還元電位の低い水が得られる旨が記載されている。しかしながら、この整水器は、マルチバイブレーターという特殊な機能を有する電源部を要し、装置製造コストが高いという難点があった。

以上のように従来技術では、機能の寿命の短い電解還元水を、任意の場所で手軽に、かつ低コストで提供することは困難であった。
Ｓ．Ｓｈｉｒａｈａｔａ ｅｔ ａｌ、Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎｄ Ｂｉｏｐｈｙｓｉｃａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，ｐ．２６９ （１９９７） 特開２００３−５３３４４号公報 特開昭５２−９６９８０号公報 特開平８−２４３５６５号公報

本発明は上記のような状況に鑑みてなされたものである。すなわち本発明は、機能の寿命の短い電解還元水を任意の場所で手軽に、かつ低コストで製造する方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、陽極と陰極間の隔壁を取り除き、電気分解中の両極の極性を固定することにより、きわめてシンプルな方法で電解還元水が効率よく得られることを見出し、本発明を完成した。

すなわち本発明は以下のとおりである。
１．電解質水溶液を電気分解して電解還元水を製造する方法であって、下記の要件を備えることを特徴とする電解還元水製造法。
（Ａ）陽極と陰極の間に隔壁を設けないこと。
（Ｂ）電気分解中に陽極と陰極の極性を反転させないこと。
２．電解質水溶液中の電極表面積が、陽極、陰極ともに３０ｃｍ^２以上であることを特徴とする発明１の電解還元水製造方法。
３．電源が電池であることを特徴とする発明１または２の電解還元水製造法。
４．電気分解電圧が３Ｖから９Ｖであることを特徴とする発明１から３いずれかの電解還元水製造法。
５．電極の材質がステンレススチールまたは炭素であることを特徴とする発明１から４いずれかの電解還元水製造法。
６．電解質が、金属水酸化物および／または金属炭酸塩であることを特徴とする発明１から５のいずれかの電解還元水製造法。
７．電解質水溶液中の電極表面積が、陽極、陰極ともに５０ｃｍ^２以上であることを特徴とする発明１から６いずれかの電解還元水製造法。
８．導電性材料よりなる容器を陰極とし、該容器中で電解質水溶液を電気分解することを特徴とする発明１から７いずれかの電解還元水製造法。

本発明により、酸化還元電位が低く様々な医療効果が期待できる電解還元水を、比較的短時間に、従来になく安価なコストで、しかも任意の場所で手軽に提供可能な、電解還元水製造法を提供することが可能となる。

以下、本発明について、特にその好ましい実施態様を中心に具体的に説明する。
本発明においては、陽極と陰極の間に隔壁を設けないことが必須要件である。この要件を満足することで、電解還元水製造装置の構造がシンプルなものになり、かつ、電気分解の効率が著しく向上するため、比較的短時間に、酸化還元電位の低い電解還元水を、手軽にかつ低コストで提供することが可能となる。本発明で言うところの隔壁とは、電解質水溶液の電気分解において、陽極室と陰極室を仕切る目的で電解質溶液の中の陽極と陰極の間に設置される荷電粒子透過性の物質で、電解質水溶液の中の両極間に発生する電流が全てそこを通過するように設置したものを意味し、たとえばイオン交換膜、半透膜、素焼、セラミックス等があげられる。これらの膜等は、たとえ、電極間に設置したとしても、電解質水溶液の中の両極間に発生する電流が、設置された膜等を迂回するなどして、部分的にしかそこを通過しないような場合には、電気分解効率を低下させる効果が小さいので、本発明の隔壁には該当せず、設置しても構わない。

本発明においては、電気分解中に陽極と陰極の極性を反転させないことが必須要件である。この要件を満足せず、電気分解中に両極の極性を反転させた場合には、せっかく生成した電解還元水が断続的に破壊される過程を含むことになり、酸化還元電位が低い電解還元水を効率よく得ることが困難となる。また、電気分解中に陽極と陰極の極性を反転させるためには、交流電源やマルチバイブレーター機能を有する電源を用いなければならず、電解還元水製造装置が、コンパクトなものにならない。
本発明においては、電解質水溶液中の電極表面積が、陽極、陰極ともに３０ｃｍ^２以上であることが電気分解の効率をあげるために好ましい。陽極、陰極ともに３０ｃｍ^２以上である場合、数分といった短時間で手軽に酸化還元電位が十分に低い電解還元水を得ることがいっそう容易となる。さらに好ましくは、陽極、陰極ともに５０ｃｍ^２以上である。

本発明において、電気分解を受ける電解質水溶液の量に制限はないが、より短時間でより低い酸化還元電位の水を得るためには、電解質水溶液の量が１０００ｃｃ以下であることが好ましい。さらに好ましくは５００ｃｃ以下である。
本発明で用いる電源に制限はなく、交流電源を整流した直流電源の他、一次電池、二次電池などの電池を適宜用いることができるが、任意の場所で手軽に電解還元水を製造できるという意味では、電池が好ましい。
本発明における電気分解電圧は、水の電気分解電圧（１．２２９Ｖ）以上であれば特に制限はないが、安全性や入手容易性を考慮すると、３Ｖから９Ｖが好ましい。

本発明の装置における電極の材質は、導電性であれば特に制限はない。たとえば、鉄、チタン、ニッケル、亜鉛、マグネシウム、白金、金、銀などの金属、これらの合金、あるいはこれらでメッキした絶縁性もしくは導電性の物体、あるいはグラファイトなどの炭素を用いることができる。鉄系合金としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０Ｌなどの汎用ステンレススチールが好適である。炭素としては電極用の炭素材料の他、備長炭など天然樹木より得られる炭を用いることもできる。本発明においては、電極に適切な金属材料を用いることにより、人体にとって有益な微量金属を電解質水溶液中に溶出させることができる。

本発明において電解質水溶液に用いる電解質に制限はないが、飲用に供する場合には、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム等の金属水酸化物や、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムなどの金属炭酸塩が好ましい。
本発明の電解還元水製造法において、電極間距離に特に制限はないが、電極間距離は可能な限り短くすることが好ましい。好ましい電極間距離は５０ｍｍ以下である。さらに好ましくは２０ｍｍ以下である。
本発明で用いる電解質水溶液の電解質濃度に制限はないが、陽イオンおよび陰イオンをともに１ｍｍｏｌ／Ｌ以上含有することが好ましい。
本発明において、電解質水溶液には電解質以外の成分も適宜配合することができる。たとえば飲用に供する場合には、甘味料、栄養補助成分、香料、着色料などを適宜配合することができる。

以下、実施例等を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の実施態様は、これらによって何ら限定をうけるものではない。
なお、電解液の酸化還元電位（ＯＲＰ）は、東亜ＤＫＫ（株）製 酸化還元電位測定器「ＯＲＰ ＭＥＴＥＲ ＲＭ−２０Ｐ」を用いて測定した。

[実施例１〜８、比較例１〜３]
水道水にＮａＨＣＯ_３を所定濃度になるよう溶解して電解液とした。該電解液を、３Ｖもしくは９Ｖの乾電池を用いて所定時間電解し、電解前後の電解液の酸化還元電位を測定した。結果を表１に示した。
実施例１〜８は、本発明の必須要件を満足しており、１分もしくは３分という極めて短時間の電解であるにもかかわらず、乾電池程度の電源で、十分に低い酸化還元電位の電解還元水が得られている。
一方、比較例１〜３は、本発明の必須要件を満足しておらず、電解による酸化還元電位の低下が不十分である。

本発明は、様々な医療効果が期待できる電解還元水を製造する分野で好適に利用できる。

Claims (8)

1. 電解質水溶液を電気分解して電解還元水を製造する方法であって、下記の要件を備えることを特徴とする電解還元水製造法。
   （Ａ）陽極と陰極の間に隔壁を設けないこと。
   （Ｂ）電気分解中に陽極と陰極の極性を反転させないこと。
2. 電解質水溶液中の電極表面積が、陽極、陰極ともに３０ｃｍ^２以上であることを特徴とする請求項１の電解還元水製造方法。
3. 電源が電池であることを特徴とする請求項１または２の電解還元水製造法。
4. 電気分解電圧が３Ｖから９Ｖであることを特徴とする請求項１から３いずれかの電解還元水製造法。
5. 電極の材質がステンレススチールまたは炭素であることを特徴とする請求項１から４いずれかの電解還元水製造法。
6. 電解質が、金属水酸化物および／または金属炭酸塩であることを特徴とする請求項１から５のいずれかの電解還元水製造法。
7. 電解質水溶液中の電極表面積が、陽極、陰極ともに５０ｃｍ^２以上であることを特徴とする請求項１から６いずれかの電解還元水製造法。
8. 導電性材料よりなる容器を陰極とし、該容器中で電解質水溶液を電気分解することを特徴とする請求項１から７いずれかの電解還元水製造法。