JP2011092877A - アルカリイオン水 - Google Patents

Abstract

【課題】アルカリイオン整水器は高価な設備であり、しかも電気分解を必要とするためエネルギー消費も大きい。
【解決手段】マグネシウム等の必須ミネラルを含有する水酸化カルシウム系固溶体の造粒物に水を通過、接触させるだけで簡単にアルカリイオン水を製造できる。しかも同時に、カルシウム、マグネシウム等の必須ミネラルを摂取することもできる。
【選択図】 なし

Description

本発明はアルカリイオン水の新規な製造方法、アルカリイオン水製造剤および同剤を使用して生成されるアルカリイオン水に関する。

アルカリイオン水は健康に良いと言われている。そのため、乳酸カルシウム等を水に添加し、この水を電気分解することによりアルカリイオン水と酸性水を製造する機器が広く販売されている。この装置は比較的高価であり、且つ電気分解を必要とする。
この方法で製造されるアルアカリイオン水は、添加した乳酸カルシウム由来のＣａイオンが含まれるが、その量はたかだか１０ｐｐｍである。したがって、この水を１リットル飲んでも、１０ｍｇのＣａ接取量にしかならない。この量は人間が１日に摂取せねばならないと言われている約７００ｍｇと比較するとはるかに少ない。日本人はＣａの摂取不足と言われており、その不足量約３００ｍｇと比較しても明らかに少ない。
さらに、Ｃａの摂取だけでは不十分で、Ｍｇの摂取も必要且つ重要であると言われている。そのためサプリメントとして、あるいは食品例えばパンなどに、ドロマイトのごときＣａとＭｇの両方を含有する鉱物が使用されている。

本発明は、従来のアルカリイオン水製造法の欠点である高い設備コストおよびランニングコスト（電気代）を克服して、しかも不足しがちな必須ミネラルＣａとかＭｇを同時に供給できる新規なアルカリイオン水の製造方法、アルカリイオン水及びアルカリイオン生成剤を提供する。

本発明は下記式（１）

（但し、式中、Ｍ^２＋はＣａ以外のＭｇ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｍｎ，ＣｕおよびＣｏの中から選ばれた少なくとも１種以上の必須ミネラルを示し、Ａ^ｎ−はＩ⁻および／またはＳｅ，ＶおよびＭｏの酸素酸塩の中から選ばれた少なくとも１種以上を示し、ｘとｙはそれぞれ次の範囲：０＜ｘ＜０．５，０≦ｙ＜０．１にある）で表わされる水酸化カルシウム系化合物を水と接触させるだけでアルカリイオン水を製造できる。しかも、電気エネルギーを必ずしも必要としない。したがって、本発明は安価で環境にやさしい技術を提供する。

さらに、本発明はＣａだけでなく、必須ミネラルであって、しかも不足しがちなＭｇ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｓｅ，Ｖ等をも同時に供給できる。したがって、本発明のアルカリイオン水は、人間および動物、魚等の飲料水だけでなく、自宅で楽しめる温泉としても利用できる。ミネラルを多く含有する温水はまさに温泉であり、これらミネラルは皮膚を通して吸収されるので、皮膚および体内の健康に寄与することが期待できる。

本発明のアルカリイオン水生成剤の使用により、安価な設備で、簡単な操作で、しかも省エネで、且つ動植物に必須なミネラルを供給できる、アルカリイオン水を提供できる。

式（１）の水酸化カルシウム系化合物は、水酸化カルシウム結晶のＣａの一部をＭｇ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｆｅ，ＣｕおよびＣｏの少なくとも１種以上の必須ミネラルで置換した、いわゆる固溶体または、該固溶体とＭ^２＋（ＯＨ）_２の混合物である。

式（１）のｘの範囲は０＜ｘ＜０．５、好ましくは０.０１＜ｘ＜０．４、特に好ましくは０．０５≦ｘ≦０．２５である。

さらに、式（１）の化合物は、Ｉ⁻および／またはＳｅ，ＶおよびＭｏの少なくとも１種以上の酸素酸が、プラスに荷電している水酸化カルシウム系化合物の結晶表面に吸着、またはＯＨ基の一部を代替することができ、そうさせたものを用いることもできる。

これら必須ミネラルの酸素酸の量ｙの範囲は０≦ｙ＜０．１、好ましくは０＜ｙ＜０．０５である。Ｓｅ，ＶおよびＭｏの酸素酸の具体的な例としては、例えば、（ＳｅＯ_３）^２−，（ＳｅＯ_３）^３−，（ＶＯ_３）⁻，（ＶＯ_４）^３−，（ＭｏＯ_４）^２−等をあげることができる。

本発明のアルカリイオン水生成剤は、式（１）の水酸化カルシウム系化合物に、水に溶解している人体に有害なトリハロメタン等の有機物とか悪臭物質を除去する目的で活性炭を追加使用できる。さらに、水道水に残留する塩素殺菌剤を中和無害化するために、亜硫酸カルシウム等の金属の亜硫酸塩および/またはＳＯ_３またはＳ_２Ｏ_３型ハイドロタルサイト類を追加使用できる。そして、更にＭｇおよびＺｎイオン供給剤として酸化マグネシウムと酸化亜鉛も使用できる。
本発明のアルカリイオン生成剤は、好ましくは、式（１）の水酸化カルシウム系化合物に活性炭と塩素中和剤を追加して併用使用する。このことで水の有害成分が減少し安全性が向上するとともに、香りおよび味が向上する。

上記追加添加剤の量は適宜選択できるが、好ましくは、式（１）の水酸化カルシウム系化合物１００重量部に対して、活性炭が１５０〜３００重量部、塩素中和剤が５０〜２００重量部、マグネシウムと亜鉛の添加剤が１〜５０重量部である。

本発明のアルカリイオン水生成剤は、適度の通水性を持たせるために、球形または円柱状等の形に造粒成型したものを、あるいは例えばポリエチレンとかポリプロピレン等の熱可塑性樹脂と混練成型したものを、用いることが好ましい。この場合造粒物の最大径は０．５〜５ｍｍの範囲にあることが好ましい。

造粒は水だけでバインダー無しでも製造できるが、珪藻土、ベントナイト等の粘土をバインダーとして用いても良い。造粒は、従来公知の種々の方法、例えば押し出し造粒、転動造粒、ロール成型、ブリケットマシーン等で実施出来る。

アルカリイオン水の製造は、式（１）のアルカリイオン生成剤をカラムに充填し、このカラムを例えば水道の蛇口とかポンプに連結し、カラムの上または下から通水することにより実施できる。この場合の通水速度は遅くなるほどアルカリ性（ｐＨが高くなる）になる傾向がある。したがって目的のＰＨ（例えば８〜１０）により通水速度を変更すればよい。通常通水速度は例えば１分間に１００〜５０００ｍｌである。好ましくは２００〜１０００ｍｌ／分である。

アルカリイオン生成剤の使用量は目的のアルカリイオン水の製造量と、風味等により変更すればよい。例えば１０００リットルのアルカリイオン水の製造に好ましくは１０〜２０ｇのアルカリイオン水生成剤を用いる。

本発明で用いる式（１）の水酸化カルシウム系固溶体の製造は、本発明者の発明である特開平６−７２７０９に開示されている方法で実施できる。

例えば、塩化カルシウム等の水溶性カルシウム塩の水溶液と、塩化マグネシウム等の式（１）に示すＭ^２＋の水溶性金属（Ｍ^２＋）塩の水溶液との混合水溶液と、水酸化ナトリウム等のアルカリ水溶液との共沈反応により製造できる。あるいは、水酸化カルシウムを懸濁、分散させ、これにＭ^２＋の水溶性塩の水溶液を添加、反応させることにより製造できる。この後、両反応法で得られた反応物はろ過、水洗、乾燥、粉砕、造粒等の慣用の手段を適宜選択使用して目的の形態にすることができる。

以下実施例により本発明を具体的に説明する。

塩化カルシウムと塩化マグネシウムの混合水溶液（Ｃａ＝０．８モル／リットル，Ｍｇ^２＋＝０．２モル／リットル）５リットルと２モル／リットルの水酸化ナトリウム約５リットルを容量約２リットルの反応槽に、それぞれ約１００ｍｌ／分の流速で計量ポンプを用いて供給し、反応ｐＨを約１２．４〜１２．６、反応温度を約４０〜４２℃に保って共沈反応させた。反応物はオーバーフローしたものを捕集し、減圧濾過、水洗後、乾燥機に入れ、約１２０℃で１０時間乾燥した。乾燥物をアトマイザーで粉砕後、ニーダーに入れ、水を加えて約２０分混練し、混練物を二軸押出機に供給し、直径約２ｍｍの円柱状に成型した。

乾燥後粉砕して得られた粉末を用いて、Ｘ線回折を行った結果、少し高角側にシフトしているがＣａ（ＯＨ）_２のみの回折パターンが得られた。したがって、この物質はＭｇがＣａ（ＯＨ）_２に固溶していることがわかる。この粉末の化学分析の結果、組成は次の通りであった。（Ｃａ）_０．８０（Ｍｇ）_０．２０（ＯＨ）_２

作成した造粒物１０ｇを直径３０ｍｍ、長さ１００ｍｍのアクリル製カラムに充填し、水道水を６００ｍｌ／分の下向流でポンプを使用して通水した。通水後の水を１０リットル毎に分取し、水質分析を行った。その結果を表１に示す。使用した水道水の水質を、ＣａとＭｇはＩＣＰで、残留塩素量はＪＩＳＫ０１０２で、ｐＨはｐＨメーターでそれぞれ分析した結果、Ｃａ＝６．６ｐｐｍ、Ｍｇ＝０．８ｐｐｍ、塩素＝０．６８ｐｐｍ、ｐＨ＝７．２であった。

実施例１において、共沈反応で得られた固溶体を１，０００ｇ含有するスラリー５リットルに攪拌下、メタバナジン酸ソーダＮａＶＯ_３を３ｇ含有する水溶液１００ｍｌを添加反応させた。反応物を濾過、乾燥、粉砕後、水を加えニーダーで混練し、押出機により造粒し、乾燥して、直径約１ｍｍの円筒状造粒物を作成した。

この物質のＸ線回折は、実施例１と同じパタ−ンであり、Ｍｇが固溶したＣａ（ＯＨ）_２であることが分かる。化学組成は、キレート滴定法でＣａとＭｇを、ＩＣＰでＶを分析し、次の如く決定された。（Ｃａ）_０．８０（Ｍｇ）_０．２０（ＯＨ）_{１．９９９}（ＶＯ_３）_{０．００１}

作成した造粒物５ｇを直径３ｃｍのカラムに入れ、これを垂直にし、これに水道水を１分間に４４０ｍｌの流速で計量ポンプを用いてカラムの下から供給した。カラムを通過した水を採取し、ＣａとＭｇをキレート滴定法で、バナジウムをＩＣＰで、そしてｐＨをｐＨメーターで測定した。その結果を表１に示す。

塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化亜鉛、塩化第一鉄および硝酸マンガンの混合水溶液（Ｃａ＝０．７５モル／リットル、Ｍｇ＝０．１５モル／リットル、Ｚｎ＝０．０５モル／リットル、Ｆｅ＝０．０３モル／リットル、Ｍｎ＝０．０２モル／リットル）と４モル／リットルのＮａＯＨ水溶液を実施例１の要領で、反応ｐＨ＝１２．４〜１２．６、温度=３０〜３２℃で共沈させた。その後、実施例１と同様にして造粒物を作成した。

この物質のＸ線回折から、Ｃａ（ＯＨ）_２に相当する回折パターンであり、但し、Ｃａ（ＯＨ）_２よりわずかに高角度側にシフトしていた。したがって、この物質はＣａ（ＯＨ）_２にＭｇ，Ｚｎ，ＦｅおよびＭｎが固溶していることが分かる。化学組成は、キレート滴定とＩＣＰ法で次のように決定された。（Ｃａ）_０．７５（Ｍｇ）_０．１５（Ｚｎ）_０．０５（Ｆｅ）_０．０３（Ｍｎ）_０．０２（ＯＨ）_２

ここで作成した造粒物５ｇと直径約１ｍｍの亜硫酸カルシウム５ｇ、および直径が約２ｍｍの活性炭１０ｇを実施例１で用いたカラムに混合後充填した。このカラムの下から軽量ポンプを使い水道水を１分間に２００ｍｌの流速で通水処理した。得られた水の水質分析結果を表２に示す。

ここで作成した造粒物５ｇと直径約１mmの亜硫酸カルシウム５ｇ、および直径が約２ｍｍの活性炭１０ｇを実施例１で用いたカラムに混合後充填した。このカラムの下から軽量ポンプを使い水道水を１分間に２００ｍｌの流速で通水処理した。得られた水の水質分析結果を表３に示す。

Claims (10)

1. 下記式（１）
   

   

   （但し、式中、Ｍ^２＋はＭｇ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｕの中から選ばれた少なくとも１種以上を示し、Ａ^ｎ−はＩ⁻および／またはＳｅ，ＶおよびＭｏの酸素酸塩の中から選ばれた少なくとも１種以上を示し、ｘとｙは次の範囲： ０＜ｘ＜０．５，０≦ｙ＜０．１にある）で表わされる水酸化カルシウム系化合物と水を接触させることを特徴とするアルカリイオン水の製造方法。
2. 請求項１において、式（１）のＭ^２＋がＭｇである請求項１記載のアルカリイオン水の製造方法。
3. 請求項１において、式（１）のＭ^２＋がＭｇおよび／またはＺｎである請求項１記載のアルカリイオン水の製造方法。
4. 請求項１において、水酸化カルシウム系化合物にさらに活性炭を加えて水と接触させることを特徴とする、主として有害有機成分の低減されたアルカリイオン水の製造方法。
5. 請求項１および４において、金属の亜硫酸塩をさらに添加することにより、
   遊離塩素が低減されたアルカリイオン水の製造方法。
6. 請求項１，４および５において、酸化マグネシウムをさらに添加することを特徴とするマグネシウムイオンが強化されたアルカリイオン水の製造方法。
7. 水と接触させる水酸化カルシウム系化合物、活性炭および金属の亜硫酸塩が粒状または繊維状である請求項１，４，５記載のアルカリイオン水の製造方法。
8. 下記式（１）
   

   

   （但し、式中、Ｍ^２＋はＭｇ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｕの中から選ばれた少なくとも１種以上を示し、Ａ^ｎ−はＩ⁻および／またはＳｅ，ＶおよびＭｏの酸素酸塩の中から選ばれた少なくとも１種以上を示し、ｘとｙは次の範囲： ０＜ｘ＜０．５，０≦ｙ＜０．１にある）で表わされる水酸化カルシウム系化合物を有効成分とするアルカリイオン水の製造剤。
9. 下記式（１）
   

   

   （但し、式中、Ｍ^２＋はＭｇ，Ｚｎ，Ｆｅ，Ｍｎ，Ｃｕ，およびＣｏの中から選ばれた少なくとも１種以上を示し、Ａ^ｎ−はＩ⁻および／またはＳｅ，ＶおよびＭｏの酸素酸塩の中から選ばれた少なくとも１種以上を示し、ｘとｙはそれぞれ次の範囲： ０＜ｘ＜０．５，０≦ｙ＜０．１にある）で表わされる水酸化カルシウム系化合物と水を接触させて得られるアルカリイオン水。
10. 請求項９において、水酸化カルシウム系化合物に、活性炭および/または金属の亜硫酸塩をさらに添加して得られるアルカリイオン水。