JP2010207802A - 活性水素溶存水の生成方法およびその生成具 - Google Patents

Abstract

【課題】 高濃度な活性水素が溶存した飲用水を長期間にわたって生成するための生成装置及び生成方法を提供する。
【解決手段】 少なくともカルシウムイオンとマグネシウムイオンのいずれか又は両方を含有する下記（１）〜（３）のいずれかの水と、水溶液中で水素分子を活性水素に分解する水素分子解離吸着触媒と、前記水素分子解離吸着触媒を収容する触媒収容容器とを備え、又は、少なくともカルシウムイオンとマグネシウムイオンのいずれか又は両方を含有する下記（１）〜（３）のいずれかの水と、水溶液中で水素分子を活性水素に分解し、一定期間前記水を保持する水素分子解離吸着触媒とを備え、前記水素分子解離吸着触媒と前記水を接触させることを特徴とする。
（１）金属マグネシウムと接触した水。
（２）水素ガスをバブリング又は高圧印加により溶解させた水。
（３）電気分解した水。
【選択図】 図１

Description

本発明は活性水素溶存水の生成方法および生成装置に関する。

近年、通常の飲料水に比べて多くの活性水素を含む活性水素溶存水は、生体中の活性酸素を減少させ、人間の健康増進に高い効果を有するものとして注目されてきている。

そこで、消費者に簡単かつ安価に上記活性水素溶存水を供給するために、極めて簡便な活性水素溶存水の生成方法が知られている。その方法は、飲料水と金属マグネシウム（粒）とを反応式１のように反応させて活性水素を発生させ、上記飲料水を、活性水素を豊富に含む活性水素溶存水に変えるものである。

しかし、金属マグネシウムによる活性水素生成反応を用いた方法によって活性水素溶存水を生成させた場合は、金属マグネシウムの表面に水酸化マグネシウム被膜が生成されてしまうため、長期間にわたり安定して活性水素溶存水を提供することは困難であった。

そこで、金属マグネシウムの表面に水酸化マグネシウム被膜が生成されるのを抑制する方法として特許文献１の方法が開示されている。特許文献１の方法では硫酸カルシウムを添加することにより、水酸化マグネシウム被膜の生成を抑えて、活性水素生成能力を長期間維持するものである。

しかし、従来技術では、活性水素が水素分子に戻る作用を阻害（みかけ上の阻害）することはできず活性水素溶存水中の水素を十分に活かしきれていないという問題があった。

特開２００６−２５５６１３号公報

本発明の目的は上記課題を解決するものであり、高濃度な活性水素が溶存した飲用水を長期間にわたって生成するための生成装置及び生成方法を提供することにある。

本発明の活性水素溶存水の製造方法は、少なくともカルシウムイオンとマグネシウムイオンのいずれか又は両方を含有する下記（１）〜（３）のいずれかの水と、
水溶液中で水素分子を活性水素に分解する水素分子解離吸着触媒と、
前記水素分子解離吸着触媒を収容する触媒収容容器とを備え、
又は、
少なくともカルシウムイオンとマグネシウムイオンのいずれか又は両方を含有する下記（１）〜（３）のいずれかの水と、
水溶液中で水素分子を活性水素に分解し、一定期間前記水を保持する水素分子解離吸着触媒とを備え、
前記水素分子解離吸着触媒と前記水を接触させることを特徴とする。
（１）金属マグネシウムと接触した水。
（２）水素ガスをバブリング又は高圧印加により溶解させた水。
（３）電気分解した水。

本発明の活性水素溶存水の製造方法において、前記（２）と（３）の水が金属マグネシウムと接触した水であることを特徴とする。

本発明の活性水素溶存水の製造方法において、前記（１）から（３）の水を触媒収容容器内で金属マグネシウムとさらに接触させることを特徴とする。

本発明の活性水素溶存水の製造方法において、前記水素分子解離吸着触媒が、パラジウム、プラチナ、ロジウム、ルテニウム、亜鉛、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タングステン、鉄、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化銅、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タングステン、および酸化鉄からなる群から選ばれた一種以上を含有することを特徴とする。

本発明の活性水素溶存水の製造方法において、前記水素分子解離吸着触媒が、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムと二酸化チタンからなる群から選ばれた1種以上の金属酸化物を含有することを特徴とする。

本発明の活性水素溶存水の製造方法において、前記水素分子解離吸着触媒が予め酸処理されたものであることを特徴とする。

本発明の活性水素溶存水の製造方法において、前記酸処理において用いられる酸のｐＨが２．５以上４．５以下であることを特徴とする。

本発明の活性水素生成具は、水素分子を活性水素に分解する水素分子解離吸着触媒と、
前記水素分子解離吸着触媒を収容する触媒収容容器とを具備する、
又は、
水溶液中で水素分子を活性水素に分解し、一定期間前記水を保持する水素分子解離吸着触媒を備えことを特徴とする。

本発明の活性水素生成具において、金属マグネシウムを、前記水素分子解離吸着触媒を収容する触媒収容容器にさらに備えることを特徴とする。

本発明の活性水素生成具において、前記水素分子解離吸着触媒が、パラジウム、プラチナ、ロジウム、ルテニウム、亜鉛、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タングステン、鉄、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化銅、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タングステンおよび酸化鉄からなる群から選ばれた一種以上であることを特徴とする。

本発明の活性水素生成具において、前記活性水素生成具に、硫酸カルシウム・無水和物、硫酸カルシウム・半水和物と硫酸カルシウム・２水和物からなる群から選ばれた１種以上がさらに配置されていることを特徴とする。

本発明の活性水素生成具において、前記水素分子解離吸着触媒が、固体酸を少なくとも含有する水素分子解離吸着触媒であることを特徴とする。

本発明の活性水素生成具において、前記固体酸が、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムと二酸化チタンからなる群から選ばれた1種以上であることを特徴とする。

活性水素溶存水の生成において、水素分子解離吸着触媒を用いることで長期間、高濃度の活性水素が溶存した水の生成が可能となる。

本発明の活性水素生成具の例を示す概念図である。 本発明の活性水素生成具の例を示す概念図である。 本発明の活性水素生成具の例を示す概念図である。 実施例１の水素溶存濃度を示すグラフである。

本発明者がより長期間、より高濃度の活性水素が溶存した活性水素溶存水を得るために種々の検討を行ったところ、以下の事実を発見した。

まず、水素分子を活性水素に分解する水素分子解離吸着触媒として、活性水素溶存水と水素分子解離吸着触媒能を有する金属や金属酸化物に接触せしめることにより、２価のアルカリ土類金属イオン存在下で、活性水素溶存水の活性水素濃度を向上させることを見出した。

また、水素分子の分解によって得られた活性水素であっても短時間で水素分子に戻ってしまう。そこで、分子水素を水素分子解離吸着触媒に接触させることよって分解されて生成した活性水素を長時間、高濃度に活性水素溶存水中に存在させる方法を見出した。

本発明の活性水素溶存水は、少なくともカルシウムイオンとマグネシウムイオンのどちらか又は両方を含有し、金属マグネシウムと接触させた水又は水素豊富水を水素分子解離吸着触媒と接触させることによって製造することができる。

本発明において用いる水は、水道水、電気分解水あるいはミネラルウォーターなどの水及びこれらの水又は精製水にカルシウムイオン又はマグネシウムイオンを加えた水が好ましい。水に水素ガス（水素分子）をバブリング等の手段により混合し、又は、水の入った容器を（高圧）水素ガス（水素分子）で満たし高圧を印加することなどよって調整した、高濃度の水素が溶存した水素豊富水を用いても良い。水素豊富水の場合は、水素の溶存濃度を保持するために、アルミパウチなど水素分子を大気放出させにくい容器を活性水素溶存水を収容する容器としても良い。イオン交換水などの精製水を用いた場合は、カルシウムイオンやマグネシウムイオンを補うために水溶性のこれらの塩を水に添加する必要がある。
軟水、超軟水等のミネラル分の少ない水に対しても、活性水素溶存濃度を上げる目的で、これらの塩を水に加えると好ましい。

そして、本発明において用いる水の内、水素豊富水でない場合は金属マグネシウムと接触させることにより活性水素を溶存する水にする必要がある。なお、水素豊富水であっても活性水素及び水素濃度を上げる目的で金属マグネシウムとさらに接触させてもよい。水と金属マグネシウムを接触させるのは水素分子解離吸着触媒と接触させる際又は水素分子解離吸着触媒と接触させる前のどちらでも良い。金属マグネシウムと水は以下の反応（反応式１）により、活性水素を生成する。そして、活性水素を生成すると金属マグネシウムは水酸化マグネシウムとなる。

…反応式１

カルシウムイオンやマグネシウムイオンなどの２価のアルカリ土類金属のイオンとは金属マグネシウムなどで生成した活性水素を安定化させるための構成要素である。本発明において、活性水素は２価のアルカリ土類金属イオンの水和イオンによって安定化すると考えている。活性水素が２価のアルカリ土類金属イオンで安定化すると、１０時間以上にわたって高濃度の活性水素を水溶液中で保持することが可能となる。生体に高効率に取り込むために２価のアルカリ土類金属イオンとしては、生体内（体液）に比較的高濃度で溶解しているカルシウムとマグネシウムのいずれか又は両方のイオンが好ましい。これらの金属イオンは細胞膜のイオンチャネルにより細胞内部に取り込まれるため、安定化した活性水素がこれらの金属イオンと一緒に細胞に取り込まれると考えている。１価のナトリウムイオンやカリウムイオンも細胞膜のイオンチャネルを介して細胞内部に取り込まれるが、これらのイオンは、活性水素を安定化することができない。従って、カルシウムイオン又はマグネシウムイオンが活性水素溶存水に必須である。
安定した活性水素は、熱等のエネルギーにより、分子の運動速度が加速して不安定化するために、活性水素生成容具のメンテナンスを除き、活性水素溶存水を煮沸するなど、水溶液に大きなエネルギーを付加することは好ましくない。

硫酸カルシウム、硫酸マグネシウムのどちらか又は両方を活性水素が生成する系内に備えると、下記反応式２又は３の反応が進み、金属マグネシウムの表面に水酸化マグネシウムが形成されるのを抑制する。

…反応式２

…反応式３

硫酸カルシウムは無水和物、半水和物、２水和物のいずれか又は２種以上であってもよい（以下、水和物と無水和物を硫酸カルシウムとして略記）。硫酸カルシウムを活性水素生成具に具備する場合は、粒子状やロッド状の硫酸カルシウムや、硫酸カルシウムを金属マグネシウム等と混合して加圧成型した集成物の形態が挙げられる。

水中で溶存水素分子を活性水素に分解する水素分子解離吸着触媒としては、参考文献（Ｊ．Ｒ．Ａｎｄｅｒｓｏｎ， Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ Ｍｅｔａｌｌｉｃ Ｃａｔａｌｙｓｙｓ， Ｐ１４ Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ （１９７５）、慶伊富長編、触媒化学、Ｐ１３１、東京化学同人、１９８１年）に記載されたパラジウム、プラチナ、ロジウム、ルテニウム、亜鉛、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タングステンと鉄からなる金属、および、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化銅、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タングステンと酸化鉄からなる酸化物の群から選ばれた一種以上を用いることができる。
なお、銅のような水素分子の吸着エネルギーが小さなものは、活性水素の溶存量を増やす効果が小さいので、本発明の活性水素分子解離吸着触媒としては好適ではない。

かかる水素分子解離吸着触媒としては、上記触媒物質単独、あるいはこれらの触媒物質が他の材料に担持された材料であってもよい。また、水素分子解離吸着触媒作用を有する触媒物質を含有するセラミックスや鉱物などの混合物などでもよい。触媒物質を担持させる材料としては、セラミック材料、プラスチック材料などの構造材料を用いることができる。このような材料としては、水に溶解しない材料であることが必要である。
上記に挙げた水素分子解離吸着触媒の中でも酸化ジルコニウムと酸化チタンを含有するセラミックがより好ましい。この触媒の活性水素生成用途における水素分解触媒能力は白金よりも良好な触媒能を有しかつ、安価であることが好ましい。

水素分子を活性水素に分解する水素分子解離吸着触媒は、水に対して難溶性であることが好ましい。さらに、微量を摂取しても人体に無害又はほぼ無害の水素分子解離吸着触媒を用いることが好ましい。

水素分子解離吸着触媒をセラミックスに担持させて用いる場合、水素分子解離吸着触媒は、水素分子解離吸着触媒として上記に示した金属や金属酸化物（水素分子解離吸着触媒物質）、あるいは、その前駆体を含有するセラミック原料を焼結するなどの手段で水素分子解離吸着触媒をセラミックに担持させた形態のものが好ましい。水素分子解離吸着触媒の含有率は特に限定されないが、水素分子解離吸着触媒能があまり低いと、水素分子解離吸着触媒の効果が小さくなってしまう。そこで、水素分子解離吸着触媒は、水素分子解離吸着触媒を担持したセラミックに対して１０ｗｔ％以上含有されていることが好ましい。

セラミックスに水素分子解離吸着触媒を担持させる方法は、水素分子解離吸着触媒物質やその前駆体のどちらか又は両方をセラミックの原料と混合して焼結する方法、セラミックにサンドブラストまたはメッキなどの手段によって水素分子解離吸着触媒物質を付与する方法などが好ましい。以下に述べる酸処理を行う場合は、水素分子解離吸着触媒をセラミックに担持させる面積はセラミックス表面の２０％以上８０％以下であることが好ましい。８０％より高いと、経済性に優れず、また２０％より低いと水素分子解離吸着触媒能が低くなり好ましくない。

活性水素溶存水中で活性水素をさらに高濃度にするためには、水素分子解離吸着触媒によって生成された活性水素を安定化させる水和イオンが触媒の近傍に存在させることが必要である。水素分子解離吸着触媒として固体酸を用い、中性領域の水溶液中で水素分子解離吸着触媒の表面を電気的陰性に帯電させることで、水分子を配位したカルシウムイオン又はマグネシウムイオンを静電引力によって触媒と相互作用させ、これらを近傍に存在させる確率を上げている。触媒とカルシウムイオン又はマグネシウムイオンが近傍に存在していると、水素分子解離吸着触媒で生じた活性水素がカルシウム又はマグネシウムの水和イオンで安定化されやすくなっていると考えている。

このような表面が陰性に帯電した水素分子解離吸着触媒は電気的引力により、カルシウムやマグネシウムなどのアルカリ土類金属の水和イオン（陽性）を近傍に呼び込みやすくなり、水素分子解離吸着触媒の近傍に水和イオンが存在する確率が上がる。そして、活性水素を吸着すると考えられる水和イオンが水素分子解離吸着触媒の近傍に存在しやすくなるために、水和イオンが水素分子解離吸着触媒によって生成された活性水素を吸着する確率も上昇する。

なお、水素分子解離吸着触媒の原料には固体塩基が含まれていることがある。水素分子解離吸着触媒に固体塩基が含まれる場合は、水素分子解離吸着触媒に含有される最高酸強度や酸性度が低下するために、水素分子解離吸着触媒活性や水素分子解離吸着触媒が帯電した電荷の陰性度が低下する恐れがある。そこで、水素分子解離吸着触媒に酸処理を施して、水素分子解離吸着触媒から固体塩基を除去することが好ましい。
水素分子解離吸着触媒に酸処理を行って容易に除去可能な固体塩基としては酸化カルシウム，酸化マグネシウム，酸化カリウム、酸化ナトリウム等が挙げられる。

水素分子解離吸着触媒に固体塩基が含まれる場合は上記酸処理をすることが好ましく、固体酸が溶解しない程度の酸で、固体塩基を溶解することが好ましい。そのため、水素分子解離吸着触媒を製造する際に、原料に固体塩基が含まれる場合は、その固体塩基が酸可溶である原料を用いることが好ましく、さらに、酸易溶性であることがより好ましい。

また、水素分子解離吸着触媒に銅や酸化銅等が含まれる場合、これらが溶解すると水素分子解離吸着触媒がより酸性になると考えられる。そのため、銅や酸化銅等も固体塩基と同様に酸処理によって、溶解させることが好ましい。

酸処理の方法は、所定のｐＨに調整した酸溶液に水素分子解離吸着触媒を浸漬する方法、酸溶液で水素分子解離吸着触媒を洗浄する方法のどちらかまたは両方が好ましい。酸溶液のｐＨにもよるが、酸処理を十分に行うために、酸溶液に水素分子解離吸着触媒を浸す場合は、７分以上浸すのが好ましく、酸溶液で水素分子解離吸着触媒を洗う場合は、複数回洗うことが好ましい。また、浸漬して酸処理する場合はスターラー等を用いて撹拌して、処理してもよい。なお、酸処理を行った後は、水道水などで十分にすすぐことが好ましい。

酸処理に用いる酸は水素分子解離吸着触媒中の固体塩基を溶解し、固体酸を溶解せず、水素分子解離吸着触媒の活性に悪影響がないことが好ましい。また、固体酸の酸性点以下のｐＨでなくてもよいので、酸処理に用いる酸はｐＨ２．５以上４．５以下の酸であることが好ましい。その中でも、ｐＨが約３．５の酸がより好ましい。ｐＨ２．５以上４．５以下の酸としては硫酸、硝酸、塩酸、リン酸、酢酸、シュウ酸、乳酸、ギ酸、クエン酸などを水素分子解離吸着触媒に含有される固体酸や固体塩基に応じて１種以上用い、所定のｐＨに調節した溶液を酸処理に用いることが好ましい。

本発明において用いられる固体酸としては、公知の固体酸が挙げられる。その中でも、耐酸性及び水素分子解離吸着触媒能を考慮すると二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、二酸化チタン等の金属酸化物であることが好ましい。

水素分子解離吸着触媒に含有される固体酸の単体や固体酸の前駆体を含む原料を混合して、任意の形状に成型して焼成すればよい。

次ぎに、活性水素生成具の形態について、いくつか例を挙げて説明する。活性水素生成具の基本構成は水素分子を活性水素に分解する水素分子解離吸着触媒と、水素分子解離吸着触媒を収容する触媒収容容器である。触媒収容容器としては、ペットボトル等の飲用容器、飲用容器中に投入する容器、水を貯めるタンクなど水素分子解離吸着触媒を一定の場所に保持できる容器が例として挙げられる。他にも、水素分子解離吸着触媒が水を一定期間保持し、接触することが可能なように、導水管中のフィルター等で隔てられた領域（空間）に水素分子解離吸着触媒を配置、浄水器などの濾過具の濾過層に使用する等の触媒収容容器としての機能を兼ね備えた水素分子解離吸着触媒を基本構成とする活性水素生成具の形態もある。

特に触媒収容容器が飲用容器又は飲用容器中に投入する容器などの水素分子解離吸着触媒を誤飲する恐れのあるものの場合は、誤飲を防ぐために、飲用口付近などにフィルターを設けることが好ましい。本発明の活性水素生成具は、水素分子解離吸着触媒が水素分子を水素原子に分解するために、一定期間は水を保持する必要がある。この一定期間は活性水素生成具の形態にもよるが、カルシウムイオン又はマグネシウムイオンを含有し、活性水素又は水素分子を含有する水と水素分子解離吸着触媒が接触することが出来る時間があれればよい。従って、浄水器のフィルター等の様に極めて短時間しか水を保持しないものでもよい。この一定期間は水素分子を水素原子に分解する時間であるため長い方が好ましい。さらに、水素分子解離吸着触媒を収容する容器には、金属マグネシウムの溶解状態等を外部から容易に目視できるように可視化のための透光性部材を少なくとも一部に用いたものでもよい。

水素分子解離吸着触媒は、触媒収容容器を用いる場合、触媒収容容器内部に粒子状等の物を入れた形態、触媒収容容器外部に貼り付けた形態、触媒収容容器の少なくとも一部を水素分子解離吸着触媒で構成した形態など活性水素を生成させる系内に存在した形態が例として挙げられる。
水素分子解離吸着触媒そのものが触媒収容容器としての機能を兼ね備える場合の水素分子解離吸着触媒は、水が流れる導水管に用いる形態や導水管の一部に触媒領域を形成する形態、水を貯める容器そのものに用いる形態が例として挙げられる。

次ぎに図を用いて活性水素生成具の形態について説明する。
なお、以下に示す概念図中の物質の大きさや形態は例であり、図中のものに限定されるものではない。

例を挙げて、第１の活性水素生成具について説明する。第１の活性水素生成具の形態の概念は水を入れる容器に水素分子解離吸着触媒や金属マグネシウムを入れる形態である。具体例としては、水３が入った飲用容器１に、金属マグネシウム２−１と水素分子解離吸着触媒２−２を無数の微小孔を備えた活性水素生成容器（触媒収容容器）２に入れた形態であり、図１（Ａ）にその概念図を示す。飲用容器１は例えばプラスチック製の容器である。活性水素生成容器２の微小孔を介して、水３や活性水素等が移動することができるようになっている。

なお、別の具体例として、図１（Ｂ）の概念図のように、図１（Ａ）と異なり水素分子解離吸着触媒４を活性水素生成容器２の外部に備え、飲用容器１を本発明でいう触媒収容容器とする形態でもよい。また、活性水素生成容器２に硫酸カルシウムを添加してもよい。

また、別の具体例として、図１（Ｃ）の概念図のように、図１（Ａ）と異なり水素分子解離吸着触媒のみを備えるための容器を用いず、ペットボトルなどの飲用容器（触媒収容容器）１に金属マグネシウム４−１と水素分子解離吸着触媒４−２を水３に直接添加し、配置させた形態でも良い。

また、別の具体例として、図１（Ｄ）の概念図のように、図１（Ａ）と異なり水素分子解離吸着触媒のみを備えるための容器を用いず、ペットボトルなどの飲用容器（触媒収容容器）１に水素分子解離吸着触媒４を水３に直接添加し、配置させた形態でも良い。

例を挙げて、第２の活性水素生成具について説明する。第２の活性水素生成具の形態の概念は、第１の活性水素生成具において用いた活性水素生成容器の変形例である。水３が入った飲用容器１に、金属マグネシウムと、硫酸カルシウムの集成物６と、水素分子解離吸着触媒７を上部及び下部に孔８、９と栓１０を備えた活性水素生成容器（触媒収容容器）５に入れた形態であり、図２にその活性水素生成容器の概念図を示す。水及び活性水素の移動を考慮すると、活性水素生成容器の上部に備えられた孔８は１以上、下部に備えられた孔９は２以上であることが好ましい。

図２のような栓１０を備えた活性水素生成容器５を用いた場合、栓１０を外して活性水素生成容器中の残存物の確認することや、金属マグネシウムと硫酸カルシウムを補充することが容易である。

水素分子解離吸着触媒を活性水素生成容器外に備える場合は、ペットボトル等の触媒収容容器の飲用口から入れることが可能で、飲用口から外に出にくい程度の大きさ又は重さが好ましい。触媒機能を高める目的で、水素分子解離吸着触媒の表面には凹凸が多いことが好ましい。また、活性水素生成容器が水中で浮く場合は、活性水素生成容器に重りを付けるなどして活性水素溶存水に浮かないようにしてもよい。また、金属マグネシウムや水素分子解離吸着触媒を孔を有する沈みやすい別の容器に入れた形態でもよい。

活性水素生成容器は、多孔質焼結ポリエチレン等のポリマー、ステンレス等の金属、又は、これらを遮光性とした材料から形成されたものが挙げられる。また、水素分子を活性水素に分解する水素分子解離吸着触媒を活性水素生成容器の材料に一部又は全部用いた物としてもよく、このような場合、活性水素生成容器自体を水素分子解離吸着触媒とすることができる。なお、活性水素生成容器に水素分子解離吸着触媒を用いた場合は、活性水素生成容器を厚くするなどの手段を講じて、活性水素生成容器が破損しにくくなるようにすることが好ましい。活性水素生成容器には１つ以上の孔が備えられていて、孔の大きさは、少なくとも活性水素と水が移動可能な大きさが好ましい。また、孔の大きさは、金属マグネシウム、水素分子解離吸着触媒、水酸化マグネシウムが活性水素生成容器外に移動出来ない程度の大きさが好ましい。そのため、活性水素生成容器の厚さにもよるが、微小な孔を無数に備える場合、その孔の大きさは５０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、さらに、１００μｍ以上１７０μｍ以下がより好ましい。また、硫酸カルシウムと金属マグネシウムの集成物を活性水素生成容器に備える場合は、その集成物より小さい孔であればよく、例えば、数ｍｍであればよい。

なお、金属マグネシウムの大きさは、０．１ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。０．１ｍｍより小さいと、短期間で全て溶解してしまうことが好ましくなく、２．０ｍｍより大きいと金属マグネシウムが完全に溶解しない恐れがあって好ましくない。

活性水素生成具に含有される金属マグネシウムと水素分子解離吸着触媒の含有比は金属マグネシウムを１００質量部とした場合、水素分子解離吸着触媒は５０質量部以上であることが好ましい。金属マグネシウムの含有比率が低いと、活性水素の生成が十分ではない恐れがあって好ましくない。

例を挙げて、第３の活性水素生成具について説明する。第３の活性水素生成具の形態の概念は、上記第１，２の形態と異なり、容器、管、部材等に一定期間水を保持する水素分子解離吸着触媒を用いた形態である。第３の活性水素生成具の形態の場合でも、金属マグネシウムを用いてもよい。図３（Ａ）の概念図は水３を入れる容器を水素分子解離吸着触媒からなる水素分子解離吸着触媒容器１１とした形態である。水素分子解離吸着触媒容器１１にさらに上記活性水素生成具の形態で示した金属マグネシウム、活性水素生成容器や硫酸カルシウムを添加してもよい。

また、図３（Ｂ）の概念図のように水３が通る導水管１２中に水素分子解離吸着触媒１３を配置した形態である。この形態では水素分子解離吸着触媒１３を一定の場所に保持するためにフィルター１４を設けている。この形態ではフィルター１４で仕切られた領域が一定期間水を保持する水素分子解離吸着触媒触媒である。

また、図３（Ｃ）の概念図のように浄水器等の濾過層の一部に水素分子解離吸着触媒１６を用いた形態であり、この図の例では他の濾過層１７の下部に水素分子解離吸着触媒１６を配した水素分子解離吸着触媒層１５を設けている。この形態では、水素分子解離吸着触媒層１５が水を一定期間保持する水素分子解離吸着触媒である。

以下、実施例を用いて発明をより詳細に説明する。
ここで、溶存水素は、共栄電子研究所製の溶存水素計ＫＭ２１００ＤＨ型により計測した。なお、上記溶存水素計は、上記水素分子（Ｈ_２）あるいは活性水素（Ｈ）の総計（ｍｇ／ｌ）を計測するものである。

（実施例１−８、比較例１）
本実施形態では、図１（Ｂ）の概念図のような、例えばペットボトルのような飲用容器１に入れられた平均直径が１．０ｍｍの金属マグネシウム２−１を７ｇ充填した焼結ポリエチレン製の活性水素生成容器２と表１の水素分子解離吸着触媒粒子４を７ｇ触媒収容容器に備えた活性水素生成具を用いる。なお、実施例１−３の焼結ポリエチレン製の活性水素生成容器２は約平均１２０μｍ径の無数の孔を具備している。

実施例１の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたＺｒＯ_２含有セラミックスはＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３を計６０ｗｔ％以上含み、ＣａＯ、ＭｇＯを計５ｗｔ％以下含み、ＺｒＯ_２を３０ｗｔ％含む原料を混合して、焼結した平均直径が４ｍｍのセラミックスである。そして、ｐＨが約３．５の希塩酸で複数回洗い、水道水で水素分子解離吸着触媒をよく洗った。

実施例２の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いた白金担持セラミックスは９９％アルミナ（９９％；Ａｌ_２Ｏ_３ １％；ＳｉＯ_２，ＭｇＯ，Ｎａ_２Ｏ）のセラミックスに、セラミックスの表面の少なくとも一部を覆うように平均直径１０μｍの白金をメッキした平均直径が４ｍｍのセラミックスである。
なお、実施例２の水素分子解離吸着触媒には酸処理を行っていない。

実施例３の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたＣｒＯ_２含有セラミックスはＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３を計６０ｗｔ％以上含み、ＣａＯ、ＭｇＯを計５ｗｔ％以下含み、ＣｒＯ_２を３０ｗｔ％含む原料を混合して、焼結した平均直径が４ｍｍのセラミックスである。

実施例４の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたＣｒＯ_２含有セラミックスは、実施例４のＣｒＯ_２含有セラミックスをｐＨが約３．５の希塩酸で複数回洗い、水道水で水素分子解離吸着触媒をよく洗ったものである。

実施例５の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたＺｒＯ_２ＴｉＯ_２含有セラミックスはＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３を計５０ｗｔ％以上含み、ＣａＯ、ＭｇＯを計５ｗｔ％以下含み、ＺｒＯ_２とＴｉＯ_２を計４０ｗｔ％含む原料を混合して、焼結した平均直径が４ｍｍのセラミックスである。

実施例６の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたＺｒＯ_２ＴｉＯ_２含有セラミックスは、実施例６のＺｒＯ_２ＴｉＯ_２含有セラミックスをｐＨが約３．５の希塩酸で複数回洗い、水道水で水素分子解離吸着触媒をよく洗ったものである。

実施例７の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたＷ_２Ｏ含有セラミックスはＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３を計８０ｗｔ％以上含み、ＣａＯ、ＭｇＯを計５ｗｔ％以下含み、Ｗ_２Ｏを１０ｗｔ％含む原料を混合して、焼結した平均直径が４ｍｍのセラミックスである。

実施例８の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたＷ_２Ｏ含有セラミックスは、実施例８のＷ_２Ｏ含有セラミックスをｐＨが約３．５の希塩酸で複数回洗い、水道水で水素分子解離吸着触媒をよく洗ったものである。

比較例１の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いた銅は約１００ｍｍ×１７０ｍｍ×０．１ｍｍの板状のものである。
なお、比較例１の水素分子解離吸着触媒には酸処理を行っていない。

マグネシウム粒子７ｇと水素分子解離吸着触媒粒子７ｇ（比較例１のみ約１６ｇ）が入った活性水素生成容器２を２０００ｍｌの水道水が入ったペットボトルに入れ、室温にて４８時間静置した後に活性水素生成具をペットボトルから取り出し、その後の溶存水素量［ｍｇ／ｌ］（水素分子と活性水素の和）の経時的変化を調べた。その結果を図４に示す。

実施例１の水素溶存量の経時的変化を示す図４のグラフから、活性水素生成具を取り出してから約１５時間後に変曲点があることがわかる。この変曲点の前までは活性水素と水素分子の減少を表し、この変曲点の後は水素分子の減少を表している。なお、図４のグラフの縦軸は対数で表している。したがって、変曲点以後の水素溶存量のプロットデータから得られた近似曲線の切片の値（Ｂｘ）が活性水素生成具をペットボトルから取り出した時の水素分子溶存量（Ｂｘ）で、活性水素生成具をペットボトルから取り出した時の水素溶存量（Ａｘ）から水素分子溶存量（Ｂｘ）を引いた値が活性水素溶存水生成容器と水素分子解離吸着触媒をペットボトルから取り出した時の活性水素溶存量（Ｃｘ）を示す。

実施例１−８及び比較例１の活性水素生成具をペットボトルから取り出した時の水素溶存量（Ａｘ）、水素分子溶存量（Ｂｘ）及び活性水素溶存量（Ｃｘ）を表２に示す。

（実施例９−１２、比較例２）
本実施形態では、図２の概念図のように、例えばペットボトルのような飲用容器１に入れられた、金属マグネシウム、硫酸カルシウム及び水素分子解離吸着触媒を１０：１：１０の質量割合で充填（計１５ｇ）したプラスチック製の活性水素生成容器５を備えた活性水素生成具を用いる。なお、平均直径が１０ｍｍの硫酸カルシウム中に平均直径が０．２ｍｍの金属マグネシウムを含有する集成物６と、水素分子解離吸着触媒粒子７が活性水素生成容器５に充填されている。なお、プラスチック製の活性水素生成容器５は上部に１個と下部に２〜４個の導水用の１．５ｍｍの孔を具備している。

実施例９の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたＺｒＯ_２含有セラミックスは実施例１と同じ水素分子解離吸着触媒である。

実施例１０の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いた白金担持セラミックスは実施例２と同じ水素分子解離吸着触媒である。

実施例１１の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたチタン担持セラミックスは９９％アルミナのセラミックスに、サンドブラストによってセラミックスの表面の約８０％を覆うように平均直径５０μｍのチタンを吹き付けた平均直径が５ｍｍのセラミックスである。
なお、実施例１１の水素分子解離吸着触媒には酸処理を行っていない。

実施例１２の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いた真鍮は平均直径が５ｍｍの粒状物である。
なお、実施例１２の水素分子解離吸着触媒には酸処理を行っていない。

比較例２においては活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒となる金属又は金属酸化物を具備しない活性水素生成具を用いた。

２０００ｍｌの水道水が入ったペットボトルに実施例９−１２、比較例２の活性水素生成容器を２部入れ、室温にて４８時間静置した後に、実施例１と同様に水素溶存量を解析して、Ａｘ、Ｂｘ及びＣｘを求めた。Ａｘ、Ｂｘ及びＣｘの値をまとめた表を表４に示す。

（実施例１３−２０、比較例３−４）
本実施形態では図１（Ａ）の概念図のように、例えばペットボトルのような飲用容器１に入れられた、平均直径が１．０ｍｍの金属マグネシウム２−１及び表５の水素分子解離吸着触媒２−２を１：１の質量割合で充填した焼結ポリエチレン製の活性水素生成容器２を備えた活性水素生成具を用いる。実施例１３−２０及び比較例３−４の焼結ポリエチレン製の活性水素生成容器２は平均で約１２０μｍ径の無数の孔を具備している。

実施例１３の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたＺｒＯ_２含有セラミックスは酸処理をしないこと以外は実施例１と同じ水素分子解離吸着触媒である。

実施例１４の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたＺｒＯ_２含有セラミックスは実施例１と同じ水素分子解離吸着触媒である。

実施例１５の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いた白金担持セラミックスは実施例１と同様の方法で酸処理した実施例２の水素分子解離吸着触媒である。

実施例１６の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたチタン担持セラミックスは６０％アルミナ（６０％；Ａｌ_２Ｏ_３ ４０％；ＳｉＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣａＯ，ＭｇＯ，Ｋ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ）のセラミックスにチタンを担持させ、実施例１と同様の方法で酸処理した触媒である。

実施例１７の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたチタン担持セラミックスは実施例１１と同じ水素分子解離吸着触媒である。

実施例１８の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたチタン担持セラミックスは実施例１１の水素分子解離吸着触媒を実施例１の方法で酸処理した触媒である。

実施例１９の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いた真鍮は実施例１２の水素分子解離吸着触媒と同じである。

実施例２０の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いたタングステンは平均直径が約１．５ｍｍの粒状物である。

比較例３の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いた銅は平均直径が約２ｍｍの粒状物である。

比較例４においては活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒となる金属又は金属酸化物を具備しない活性水素生成具を用いた。

２０００ｍｌの水道水が入ったペットボトルに、それぞれ実施例１５−２３、比較例３−４の活性水素生成容器２部を入れ、室温にて４８時間静置した後に、実施例１と同様に水素溶存量を解析して、Ａｘ、Ｂｘ及びＣｘを求めた。Ａｘ、Ｂｘ及びＣｘの値をまとめた表を表６に示す。

（実施例２１−２２、比較例５−８）
本実施形態では図１（Ｃ）の概念図のように、例えばペットボトルのような飲用容器１に、金属マグネシウム４−１と、表７の水素分子解離吸着触媒４−２と、表８の塩を、イオン交換水に水素ガスをバブリングした高濃度水素溶存水３に添加した形態の活性水素生成具を用いる。

実施例２１，２２の活性水素生成具の水素分子解離吸着触媒に用いた白金担持セラミックスは実施例２の水素分子解離吸着触媒と同じである。

２０００ｍｌのイオン交換水に水素をバブリングした高濃度水素溶存水が入ったペットボトルに、金属マグネシウム７ｇと、それぞれ実施例２１−２２、比較例５−８の水素分子解離吸着触媒７ｇ及び塩を入れ、室温にて４８時間静置した後に、金属マグネシウムと水素分子解離吸着触媒を取り除いて、実施例１と同様に水素溶存量を解析して、Ａｘ、Ｂｘ及びＣｘを求めた。Ａｘ、Ｂｘ及びＣｘの値をまとめた表を表９に示す。

（実施例２３−２５）
本実施形態では図１（Ａ）の概念図のように、例えばペットボトルのような飲用容器１に、水道水３と、金属マグネシウム４−１と、表１０の水素分子解離吸着触媒４−２を添加した形態の活性水素生成具を用いる。

実施例２３の水素分子解離吸着触媒に用いたＺｒＯ_２ＴｉＯ_２含有セラミックスは実施例５の水素分子解離吸着触媒と同じである。

実施例２４の水素分子解離吸着触媒に用いたＺｒＯ_２含有セラミックスは実施例１の水素分子解離吸着触媒と同じである。

実施例２５の水素分子解離吸着触媒に用いた白金担持セラミックスは実施例２の水素分子解離吸着触媒と同じである。

２０００ｍｌの水道水が入ったペットボトルに、金属マグネシウム７ｇと、それぞれ実施例２３−２５の水素分子解離吸着触媒７ｇを入れ、室温にて４８時間静置した後に、金属マグネシウムと水素分子解離吸着触媒を取り除いて、実施例１と同様に水素溶存量を解析して、Ａｘ、Ｂｘ及びＣｘを求めた。Ａｘ、Ｂｘ及びＣｘの値をまとめた表を表１１に示す。

（比較例９）
本実施形態では市販のアルミパウチ容器に高濃度の水素を溶存させた水素溶存水の水素溶存濃度を測定した。
開封直後から、水素溶存濃度を測定したところ、本発明の活性水素溶存水とは異なり１０時間で水素溶存濃度変化の変曲点があった。これは測定水温が２６℃程度であったため放出時間が早かったと思われる。なお、比較例９の水は不純物として含まれる鉱物を除き活性水素を生成する触媒等を含まないため、活性水素溶存量は極めて少ないと思われる。

（参考例１−４、比較例１０−１１）
本実施形態では、イオン交換水に表１２の塩を添加し、表１２の電流密度で定電流電気分解を行い、電気分解後の水の水素溶存濃度を測定した。

電気分解後、実施例１と同様に水素溶存量を解析して、Ａｘ、Ｂｘ及びＣｘを求めた。Ａｘ、Ｂｘ及びＣｘの値をまとめた表を表１３に示す。

（実施例２６−２７、比較例１２）
本実施形態では図１（Ｄ）の概念図のように、例えばペットボトルのような飲用容器１に、参考例１で得た電気分解水３と表１４の水素分子解離吸着触媒４を添加した形態の活性水素生成具を用いる。

実施例２６の水素分子解離吸着触媒に用いた白金担持セラミックスは実施例２の水素分子解離吸着触媒と同じである。

実施例２７の水素分子解離吸着触媒に用いたＺｒＯ_２ＴｉＯ_２含有セラミックスは実施例５の水素分子解離吸着触媒と同じである。

参考例１で得た２０００ｍｌの電気分解水が入ったペットボトルに、水素分子解離吸着触媒７ｇを入れ、室温にて５分間攪拌した後に、水素分子解離吸着触媒を取り除いて、実施例１と同様に水素溶存量を解析して、Ａｘ、Ｂｘ及びＣｘを求めた。Ａｘ、Ｂｘ及びＣｘの値をまとめた表を表１５に示す。

なお、本発明の実施例で用いた活性水素生成具はいずれも、数ヶ月間、食用酢で洗うなどのメンテナンスの必要をせずとも、高濃度の活性水素を生成し続けた。

また、いずれの実施例及び比較例においても、活性水素生成具をそれぞれ入れ、室温にて４８時間静置した後の活性水素溶存水にネスラー試薬を用いてアンモニアテストをしたところ、溶液が僅かに赤褐色に着色したことを確認した。なお、アンモニアはハーバーボッシュ法などの方法で製造されており、常温常圧の条件下で水素分子と窒素分子が反応し、アンモニアが生成するとは考えにくい。そして、水道水に対して同様にアンモニアテストをしてもアンモニアの存在が確認されないことから、活性水素と水に微量に溶解している窒素が反応して、アンモニアが生成したと考えられる。
また、実施例、比較例のいずれの活性水素溶存水において、ネスラー試薬での変色は少なく、また、味や臭いは良好であった。

上記に記載した活性水素溶存水生成の形態は、一例であり、本発明の構成を備えた形態で、当業者が適宜設計変更しうる全ての活性水素生成方法、活性水素生成具の形態が本発明の範囲に包含される。

１…飲用容器 ２…活性水素生成容器 ２−１…金属マグネシウム ２−２…水素分子解離吸着触媒 ３…水 ４…水素分子解離吸着触媒 ４−１…金属マグネシウム ４−２…水素分子解離吸着触媒 ５…活性水素生成容器 ６…金属マグネシウムと硫酸カルシウムの集成物 ７…水素分子解離吸着触媒 ８…孔 ９…孔 １０…栓 １１…水素分子解離吸着触媒容器 １２…導水管 １３…水素分子解離吸着触媒 １４…フィルター １５水素分子解離吸着触媒層 １６…水素分子解離吸着触媒 １７…他の濾過層

Claims (14)

1. 少なくともカルシウムイオンとマグネシウムイオンのいずれか又は両方を含有する下記（１）〜（３）のいずれかの水と、
   水溶液中で水素分子を活性水素に分解する水素分子解離吸着触媒と、
   前記水素分子解離吸着触媒を収容する触媒収容容器とを備え、
   又は、
   少なくともカルシウムイオンとマグネシウムイオンのいずれか又は両方を含有する下記（１）〜（３）のいずれかの水と、
   水溶液中で水素分子を活性水素に分解し、一定期間前記水を保持する水素分子解離吸着触媒とを備え、
   前記水素分子解離吸着触媒と前記水を接触させることを特徴とする活性水素溶存水の製造方法。
   （１）金属マグネシウムと接触した水。
   （２）水素ガスをバブリング又は高圧印加により溶解させた水。
   （３）電気分解した水。
2. 前記（２）と（３）の水が金属マグネシウムと接触した水であることを特徴とする請求項１に記載の活性水素溶存水の製造方法。
3. 前記（１）から（３）の水を触媒収容容器内で金属マグネシウムとさらに接触させることを特徴とする請求項１又は２に記載の活性水素溶存水の製造方法。
4. 前記水素分子解離吸着触媒が、パラジウム、プラチナ、ロジウム、ルテニウム、亜鉛、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タングステン、鉄、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化銅、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タングステン、および酸化鉄からなる群から選ばれた一種以上を含有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の活性水素溶存水の生成方法。
5. 前記水素分子解離吸着触媒が、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムと二酸化チタンからなる群から選ばれた1種以上の金属酸化物を含有することを特徴とする請求項４に記載の活性水素溶存水の生成方法。
6. 前記水素分子解離吸着触媒が予め酸処理されたものであることを特徴とする触請求項５に記載の活性水素溶存水の製造方法。
7. 前記酸処理において用いられる酸のｐＨが２．５以上４．５以下であることを特徴とする請求項６に記載の活性水素溶存水の製造方法。
8. 水素分子を活性水素に分解する水素分子解離吸着触媒と、
   前記水素分子解離吸着触媒を収容する触媒収容容器とを具備することを特徴とする活性水素生成具。
9. 金属マグネシウムを前記触媒収容容器にさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の活性水素生成具。
10. 水溶液中で水素分子を活性水素に分解し、一定期間水を保持する水素分子解離吸着触媒を具備することを特徴とする活性水素生成具。
11. 前記水素分子解離吸着触媒が、パラジウム、プラチナ、ロジウム、ルテニウム、亜鉛、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タングステン、鉄、酸化ルテニウム、酸化ロジウム、酸化銅、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タングステンおよび酸化鉄からなる群から選ばれた一種以上であることを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の活性水素生成具。
12. 前記活性水素生成具に、硫酸カルシウム・無水和物、硫酸カルシウム・半水和物と硫酸カルシウム・２水和物からなる群から選ばれた１種以上がさらに配置されていることを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の活性水素生成具。
13. 前記水素分子解離吸着触媒が、固体酸を少なくとも含有する水素分子解離吸着触媒であることを特徴とする請求項８から１２のいずれか一項に記載の活性水素生成具。
14. 前記固体酸が、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムと二酸化チタンからなる群から選ばれた1種以上であることを特徴とする請求項１３に記載の活性水素生成具。