JP2011245471A

JP2011245471A - 機能性ゲルの製造方法

Info

Publication number: JP2011245471A
Application number: JP2010229573A
Authority: JP
Inventors: Atsuyoshi Murakami; 篤良村上; Kokichi Hanaoka; 孝吉花岡; Ryoichi Otsubo; 亮一大坪
Original assignee: HANAOKA Kokichi
Current assignee: HANAOKA Kokichi
Priority date: 2010-02-25
Filing date: 2010-10-12
Publication date: 2011-12-08
Anticipated expiration: 2030-10-12
Also published as: JP4864158B2; WO2011105063A1

Abstract

【課題】内部に微細気泡を保持した機能性ゲルを提供する。
【解決手段】配管３のバルブを開、配管５のバルブを閉、排気管６のバルブを開とした状態で、圧気源２から密閉容器１の底部に所定の高圧ガスを送り込み、密閉容器１の上部の気相領域内のガスを追い出し、気相領域内が所定のガスで充填し、次いで、排気管６のバルブを閉とし、気相領域内を高圧とする。気相領域内が高圧となるとガスの溶解度も上昇し多量のガスが水中に溶解する。この後、配管５のバルブを開とし、容器４内に予め満たしておいた水中に前記所定のガスが高圧での飽和濃度まで溶解している高圧水を供給する。すると、供給された高圧水は容器４内の水中で圧力解放され溶存ガスが微細な気泡として発生する。この後、容器４内にゲル化剤を添加し、微細気泡が含まれる水（低粘性の溶液）をゲル化する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部に微細な気泡を含有した機能性ゲル(ゼリー)の製造方法に関する。

特許文献1には，油性ゲル（Ｗ／Ｏ型エマルション）の製法と、水性ゲル（Ｏ／Ｗ型エマルション）の製法が記載され、水性ゲルの製法として、水素ガスが溶存する加水素水を作製する工程と、次の工程で前記加水素水に水溶性高分子（ゲル化剤）を溶解させる工程が記載されている。

また特許文献２〜４には、粘性の高い溶液中に水素ガスの気泡を練り込んだゲルが提案されている。

特許文献５には、高温状態の豆乳にエアーを注入して、気泡を含有させた後、ゲル化剤を添加し、凝固させてフリーズドライ豆腐用豆腐を製造する方法が記載されている。

特許文献６には、電気分解して水素ガスと酸素ガスを発生させ、この発生した水素ガスと酸素ガスを加圧溶解タンクに送り、加圧溶解タンク内で加圧して水に対する溶解度を高めた後、この圧力水を低圧の受水槽に供給して圧力を解放することで、水素ガスと酸素ガスが混合された微細気泡を発生させることが開示されている。

特開２００７−３１４４９６号公報実用新案登録第３１３９４６０号公報特開２００８−２７９４２４号公報実用新案登録第３１０６００２号公報特開２００１−０００１２６号公報特開２０１０−１１５５９４号公報

気体を液状でコントロールし、利用供給すること（高圧状態でタンクに密閉した状態で利用すること）は非常に困難である。
特許文献１には製造工程の途中で混入したガスを最終的にはゲルから排除することが記載されているように、積極的に均一な微細気泡をゲル内に残すものではない。また、特許文献２〜４に開示される内容は、粘性の高い溶液中にガスを練りこむものであり、気泡は大きくなり偏ってしまう。つまり気泡のコントロールが難しい。

特許文献５では、気泡が大きくなりすぎ微小なゲル内に多数の気泡を形成することができない。また、特許文献６にあっては、微細気泡を含む水を例えばサプリメントとするために小さな粒にすると、発生した微細気泡が短時間のうちに水（水溶液）から抜けてしまう。

上記課題を解消するため第１発明に係る機能性ゲルの製造方法は、水または低粘性の溶液を入れた密閉容器内に、水素ガス、酸素ガス、オゾン、窒素ガス、二酸化炭素ガス、ヘリウムガス、塩素ガスまたは臭素ガスからなる高圧ガスを送り込んで前記密閉容器内上部の気相領域を高圧雰囲気とし、密閉容器内の水または低粘性の溶液に溶解する当該ガスの濃度を高め、次いで前記溶解ガスの濃度が高まった水または低粘性の溶液を前記気相領域の圧力を利用して常圧下にある水または低粘性の溶液に送り込み、常圧下にある水または低粘性の溶液中で溶解していたガスによって微細気泡を発生せしめ、この微細気泡が発生している水または低粘性の溶液にゲル化剤を添加することで内部に微細気泡を保持したゲルとする。

また、第２発明に係る機能性ゲルの製造方法は、水または低粘性の溶液を入れた密閉容器内に、水素ガス、酸素ガス、オゾン、窒素ガス、二酸化炭素ガス、ヘリウムガス、塩素ガスまたは臭素ガスを送り込んで前記密閉容器内上部の気相領域を高圧雰囲気とし、この高圧雰囲気とする工程と同時または前後して前記水または低粘性の溶液中に微細な気泡を発生させ、微細な気泡が発生している水または低粘性の溶液を前記密閉容器内の圧力で隣接する容器に送り込み、当該隣接する容器内に予め投入しておいたゲル化剤または後から投入するゲル化剤によって、前記水または水溶液をゲル化せしめて内部に微細気泡を保持せしめる。

第１発明では圧力を高めることで、水（水溶液）へのガスの溶解度を高め、第２発明にあっては、圧力の他に微細気泡を密閉容器内で発生させる手段として超音波やマイクロチューブ等を利用する。
いずれの場合も、ガスを密閉容器の底部から供給することで、ガスと水（水溶液）との接触面積が大きくなり溶解速度が速くなる。

ゲル化の調整は、ゲル化調整剤の付加量、加熱、冷却、光や放射線或いはラジオ波を含む電磁波の照射、音波や超音波照射、物理的振動または圧力の付加、電場や磁場に晒す、電圧をかける、ｐＨの調整が考えられる。

前記密閉容器内を高圧にするために供給されるガスとしては、前記水または低粘性の溶液中に発生せしめる微細気泡と同一のガスとするのが好ましい。

本発明において、低粘性の溶液とは水溶液の他に有機溶媒（アルコール、エーテル、ベンゼン、アセトン、トルエン、ヘキサンなど）や低粘性の油脂類(飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸)を溶媒としたものを含む。

気泡を内部に含んだゲルとしては以下に述べるような機能がある。
(１)ゲルが融解しない限り、気体が溶媒と分離し、大気中に放出されにくい。また、この気泡ゲルの状態にすると、ゲルが融解しない範囲の、いわゆる常温下においても、気体を固体と同様に運搬や利用することができる。
(２)気体を液状のまま保持するためには極低温状態を維持する必要があるが、ゲル化すれば、ゲル化した状態が融解しない限り、常温下で気体を保持しやすい。
(３)気体を保存するために必要な頑丈で重量のあるタンクや設備は、ゲル中の気泡中に含有する気体が有毒性や発火性を持つ場合、万が一に備えての対策は必要であるが、液状や気体状のままよりも本願の保全は格段に容易である。
(４)気体が有毒性の場合、液状や気体状であれば、漏洩した場合に一気に大気中に分散し運搬や管理、作用環境に非常に危険が伴うが、ゲル状にして保持している場合には、急激な大気中への分散は起こりにくい。
(５)液体酸素と液体水素を混合燃焼させる宇宙ロケットのエンジンコントロールの難しさに象徴されるように、常温下にて気体を利用する際には、液状から気化、あるいは、気体を直接タンクから放出させるタイミングのコントロールが非常に難しく、単一の液状ガスを液状のまま直接利用するのはコントロールが難しい。しかし、気泡ゲルの状態であれば、最初から気体濃度、混合比を調整したままゲル内に、常温で保持できることから、取り扱いが遥かに容易になる。
(６)気体同士を直接混合した後に利用する時のコントロールは、その種類が多くなればなるほど難しくなる。特に動植物の生体内で気体の混合利用をすることは、液状もしくは気体状の形態ではほぼ不可能である。生体内で気体を少量で長時間利用しようとすると、タンクや装置の問題で難しい。まして、複数の気体を少量で長時間利用するのは困難を極める。しかし、気泡ゲルを利用すれば、単一の気体を含むゲルを組み合わせ、温度や水分、化学変化を利用することで、生体内で少量、長時間にわたって供給することが可能になる。あるいは、バームクーヘンのような円筒形の層状にすることで、経過時間に合わせて、発生させる気体の種類を変えることができる。
(７)カプセル内に気泡ゲルを入れることで（例えば腸溶性カプセル）、特定の場所に気泡ゲルをデリバリーすることが可能になる。また、目的の部位に直接ゲルを挿入したり、塗布したりして、そこでゲルを溶融し、気体を供給することも可能である。

本発明によれば、上記した(１)〜（７）の機能を発揮するゲルを製造するにあたり以下の効果を発揮する。
先ず、ゲル化する前に気泡を水(水溶液)中に発生させるので、気泡が小さく且つ均一に分散したものを得ることができ、ゲルの単位体積あたりの気泡含有量を調整できる。
また、密閉容器とゲル化する容器を分けているので、例えばゲル化する容器をターンテーブルやコンベア上に多数セットし、１つのゲル化する容器内に気泡を含む水(水溶液)が充填されたら、気泡を含む水(水溶液)または高圧水を送り込む配管を次のゲル化する容器に切り替えることで、連続して機能性ゲルを製造できる。
更に、水(水溶液)を空気に曝すことがなく、酸化、変質或いは異物の混入などを確実に防止でき、サプリメントの製造法として適用する場合に、最適である。

第１発明に係る機能性ゲルの製造方法のうち、密閉容器に高圧ガスを供給している状態を説明した図第１発明に係る機能性ゲルの製造方法のうち、密閉容器で高圧ガスの飽和状態で溶存している状態を説明した図第１発明に係る機能性ゲルの製造方法のうち、密閉容器に隣接する容器内で微細気泡が発生している状態を説明した図第１発明に係る機能性ゲルの製造方法のうち、ゲル化剤を添加している状態を説明した図第２発明に係る機能性ゲルの製造方法を説明した図別実施例に係る機能性ゲルの製造方法を説明した図

第１発明に係る機能性ゲルの製造方法を実施する装置は、微細気泡を発生させる密閉容器１と、密閉容器１に高圧ガス（水素ガス、酸素ガス、オゾン、窒素ガス、二酸化炭素ガス、ヘリウムガス、塩素ガスまたは臭素ガス）を送り込むボンベなどの圧気源２、圧気源２と密閉容器１とをつなぐバルブ付き配管３、ゲル化する容器４、密閉容器１とゲル化する容器４をつなぐバルブ付き配管５および密閉容器１の天井部に設けられるバルブ付きの排気管６を備える。

第１発明にあっては、先ず、図１に示すように配管３のバルブを開、配管５のバルブを閉、排気管６のバルブを開とした状態で、圧気源２から密閉容器１の底部に所定の高圧ガスを送り込む。すると、所定の高圧ガスは密閉容器１内に予め貯留されている水（低粘性の溶液）中を上昇して、密閉容器１の上部の気相領域内のガスを追い出し、気相領域内が所定のガスで充填される。

次いで、図２に示すように排気管６のバルブを閉とする。すると、気相領域内は高圧となる。例えば、ボンベ内が５０ＭＰａであれば気相領域内も５０ＭＰａとなる。気相領域内が高圧となるとガスの溶解度も上昇し多量のガスが水（低粘性の溶液）中に溶解する。因みにガスは水（低粘性の溶液）中を上昇して行くため、密閉容器１の天井部から所定の高圧ガスを送り込む場合と比較して水との接触面積が大きくなり、飽和濃度に達するまでの時間が短縮される。

この後、図３に示すように、配管５のバルブを開とする。すると、容器４内に予め満たしておいた水（低粘性の溶液）中に前記所定のガスが高圧での飽和濃度まで溶解している高圧水が供給される。供給された高圧水は容器４内の水中で圧力解放され溶存ガスが微細な気泡として発生する。
所定のガスの圧力を５０ＭＰａとした場合、容器４内で発生する微細気泡の数は、約１５００万個／ｃｃであった。

この後、図４に示すように、容器４内にゲル化剤を添加し、微細気泡が含まれる水（低粘性の溶液）をゲル化する。

第２発明に係る機能性ゲルの製造方法を実施する装置は、図５に示すように、第１発明と同様に、微細気泡を発生させる密閉容器１と、ゲル化する容器４と、これら容器１、４をつなぐバルブ付き配管５、密閉容器１の上板に接続される加圧用のガス供給配管１１を備える。

密閉容器１の底部には高周波電源７に接続された微細気泡を発生させる超音波振動板８が設けられ、この超音波振動板８を貫通して下方から密閉容器１内に開口するガス供給管９が設けられている。この第２発明の場合は密閉容器１内に供給するガス圧は溶解度を高くするのを第１の目的としていないので第１発明より低くて足りる。

微細気泡を発生させる手段としては、超音波振動板８に限らず、多孔板、スターラー、ジェット噴射ノズル、アスピレータなどでもよい。

機能性ゲルを製造するには、先ず密閉容器１内に水（水溶液）を充填する。そして、ガス供給管９からガスを供給する。この時点では超音波振動板８を駆動せずガスのみを供給し、密閉容器１内が所定圧になったならば、超音波振動板８を駆動する。すると、ガスの微細気泡が発生する。この微細気泡は例えば直径がナノサイズであるため、水中を上昇する速度は遅く、超音波振動板６を停止しても１０分間程度は水中に留まっている。

微細気泡が水（水溶液）中に発生した後、配管５のバルブを開とし密閉容器１内の圧力で微細気泡を含む水（水溶液）を配管５を介してゲル化する容器４に送り込み、この容器４内の水（水溶液）にゲル化剤を添加する。
以上の工程で、連続相としてのゲル内に微細気泡が均一に分散した機能性ゲルが得られる。

ゲル化剤としては、アーモンドガム、エレミ樹脂、ダンマル樹脂、アラビアガム、カラヤガム、トラガントガム、アラビニガラクタン、ガティガム、モモ樹脂、アマシードガム、グァーガム酵素分解物、タマリンド種子ガム、カシアガム、サイリュームシードガム、タラガム、カロブビーンガム（ローカストビーンガム）、サバクヨモギシードガム、トリアカンソスガム、グァーガム、セスバニアガム、アルギン酸、フクロノリ抽出物、ファーセレラン、カラギナン、アロエベラ抽出物、キダチアロエ抽出物、ペクチン、オクラ抽出物、トロロアオイ、アエロモナスガム、エンテロバクターガム、納豆菌ガム、アウレオバシジウム培養液、カードラン、プルラン、アゾトバクター・ビネランジーガム、キサンタンガム、マクロホモプシスガム、ウェランガム、ジェランガム、ラムザンガム、エルウィニア・ミツエンシスガム、スクレロガム、レバン、エンテロバクター・シマナスガム、テキストラン、酵母細胞膜、キチン、オリゴグルコサミン、微小繊維状セルロース、キトサン、微結晶セルロース、グルコサミン、寒天、大豆多糖類、ナタデココ、でんぷん、コンニャクイモ抽出物、ゼラチン、レクチンなどを用いる。また、機能性を高めるためゲル化剤以外に、ビタミンやミネラルなど入れても良い。

また、上記以外のゲル化剤として以下のものが挙げられる。
(１)低分子化合物のオイルゲル化剤
1,3:2,4-ジベンジリデン-D-ソルビトール、12-ヒドロキシステアリン酸、N-ラウロイル-L-グルタミン酸-α,γ-ビス-n-ブチルアミド、スピンラベル化ステロイド、コレステロール誘導体、ジアルキルリン酸アルミニウム、フェノール系環状オリゴマー、2,3-ビス-n-ヘキサデシロキシアントラセン、環状デプシペプチド、部分フッ素化アルカン、シスチン誘導体、ビス(2-エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウム、トリフェニルアミン誘導体、ブチロラクトン誘導体、４級アンモニウム塩、フッ素化アルキル化オリゴマー、尿素誘導体、ビタミンH誘導体、グルコンアミド誘導体、コール酸誘導体、
(２)アミノ酸系オイルゲル化剤
L-イソロイシン誘導体、L-バリン誘導体
(３)環状ジペプチド型オイルゲル化剤
2,5-ジケトピペラジン誘導体、中性のアミノ酸（L-バリン、L-ロイシン、L-フェニルアラニン）と酸性のアミノ酸（L-グルタミン酸-γ-エステル、L-アスパラギン酸-β-エステル）からなる環状ジペプチド、cyclo(L-asp（OR）L-phe
(４)シクロヘキサンジアミン誘導体誘導体のオイルゲル化剤
ジアミド（トランス型1,2-シクロヘキサンジアミンンから合成したもの）
尿素誘導体（トランス型1,2-シクロヘキサンジアミンンから合成したもの）
(５)双頭型アミノ酸誘導体のオイルゲル化剤
双頭型L-イソロイシン誘導体、双頭型L-バリン誘導体、
(６)その他のオイルゲル化剤
1,3;2,4-ジベンジリデン-D-ソルビトール、N-ラウロイル-L-グルタミン酸-α,γ-ビス-n-ブチルアミド、ベンゾイルグルコンアミド誘導体、L-イソロイシン誘導体、L-バリル-L−バリン誘導体、ジアミド（トランス型1,2-シクロヘキサンジアミンンから合成したもの）、ジ尿素誘導体（トランス型1,2-シクロヘキサンジアミンンから合成したもの）、双頭型アミノ酸誘導体、L-リシン誘導体、O-メチル-4,6-ベンジリデン-D-ガラクトース、2,3-O-イソプロピリデングリセルアルデヒド誘導体。
(７)アミノ酸誘導体のヒドロゲル化剤
ジベンゾイル-L-シスチン、L-シスチン誘導体、グルタミン酸モノエステルをジイソシオネートで架橋した化合物（リン酸緩衝液のみで溶解）、L-ロイシン、L-バリン、L-フェニルグリシンをシュウ酸で架橋した双頭型アミノ酸誘導体、L-リシンを基盤とした有機ゲル化剤（正電荷または負電荷をかける）、ピリジン基をもつエタノール化合物、L-セリンを基盤としたヒドロゲル化剤、
(８)糖を含むヒドロゲル化剤
D-ラクトース誘導体、D-マルトース誘導体、D-グルコース誘導体、D-マンノース誘導体、D-ガラクトース誘導体、アゾベンゼン化合物。
(９)その他のヒドロゲル化剤
アルポロルタイプのデンドリマー、ヌクレオチド含有双頭型ヒドロゲル化剤、胆汁酸誘導体、バンコマイシン、中心にリンを持つデンドリマー、リクサレンン誘導体、双頭型界面活性剤からなるヒドロゲル、ナフタレンスルホン酸を持つカチオン性グルタミン酸化合物、デオキシウリジン化合物。
(１０) 温度応答性高分子
ポリエチレングリコール／ポリプロピレングリコール共重合体、
ポリエーテル類（ポリエチレンオキシド＝PEO、ポリ（EO／PO）コポリマー、PEO-PPO-PEOトリブロック界面活性剤、アルキールPEO界面活性剤、ポリ（ビニルメチルエーテル）＝PVME、ポリ（オキシエチレンビニルエーテル）＝POE VE）、ヒドロキシプロピルアクレート、セルロース誘導体（ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース）、ポリビニルアルコール誘導体、ポリ（N-置換アクリルアミド）誘導体（ポリ（Ｎ−置換アクリルアミド）、ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）、ポリ（エチルオクサゾリン）、ポリ（Ｎ−ビニルイソブチルアミド）＝ＰＮＶＩＢＡ、ポリ（２−カルボキシイソプロピルアクリルアミド）＝ＰＣＩＰＡＡｍ、ポリ（Ｎ−イソプロピルアミド）。

水素ゲルは、前記したように体内で活性酸素を中和する機能を持つと考えられるが、酸素ゲル、オゾンゲル、窒素ゲル、二酸化炭素ゲル、ヘリウムゲル、塩素ゲル、臭素ゲルの具体的利用法について述べる。

[酸素ゲル]
水中に溶存する気体の量は極めて微量であり、通常の利用法では、高圧の状態でタンクに保存されている気体を除き、大量に気体を利用できない。特殊な環境下で保存すれは液状化させた気体も利用できるが、通常の環境ではまずない。
そこで、気体を水中で、ナノ、あるいはマイクロ気泡状にし、水中をゆっくりと１０分程度かけて上昇している最中に、ゲル化剤を投入することで、大量の気体をゲルの中に固定することができる。
また、気泡内の酸素濃度は自由に調節できる。さらに酸素に他の気体を加えることで、混合ガスとし利用しても良い。
気体を酸素にしてみると、ゲルの中にナノあるいはマイクロ気泡状の酸素が大量に存在する。このゲルの材料を水溶性のものにすると、水を加えることで酸素を発生させることができる。また、難溶性や不溶性の素材を加えることで、このゲルは水に対し、徐々に溶解し、酸素を徐々に供給するようにすることも可能である。
これを「酸素徐放性ゲル」（OTRG＝Oxygen Time Releasing Gel）と呼ぶことにする。

OTRG実用例１
魚類などを運ぶ水槽では、モーターポンプなどを使用し、常に酸素を送り込み、容器内の魚類などに対し、酸素を供給し続けていく必要性がある。しかし、電気あるいは機械的トラブルにより酸素供給が停止すると、水槽などの容器内の業類は死滅し、救うことは困難である。
しかし、このOTRGを容器内に投入することで、一定時間、酸素を供給し続けることが可能になる。万が一、過剰量のOTRGを投入しても、１気圧下においては、温度条件ものと、一定量の酸素異常は溶存せず、容器外に逃げていくため、過酸素状態にはならない。

OTRG実用例２
一般的に、病気などにより、血中酸素飽和度の下がった人に対しては、酸素マスクあるいは酸素供給装置を利用し、通常の気体中に存在する酸素以上の濃度（２０→３０％にする）の酸素を体内に供給し、サチュレーション（飽和度）を上げる必要がある。
しかし、酸素を供給する装置は酸素ボンベを必要とするものから、透過膜を利用するものまでを含め、装置がかさばる欠点がある。
そこで、一例として、OTRGを利用したマスク型の小型かつ簡便な酸素供給装置を作成することができる。このマスクを利用すると、航空機内に設置された緊急時の酸素マスクや登山、旅行などで高地に行く人にとって絶好の酸素供給方法となる。

OTRG実用例３
このOTRGをサプリメントとして利用することができる。現在、通常の水より溶存酸素を多く含んだといわれている「酸素水」が世界中で製造され、販売されている。
通常の水は、温度にもよるが、３〜５ｍｇ／リットル程度の溶存酸素をもつが、「酸素水」はメーカーによると、その１０倍〜４０倍程度の溶存酸素量を持つとうたっている。
大量に酸素を含んだ水を摂取することで、体内に酸素が供給され、以下のような効能が期待されるとしている。
（1）脳細胞を活性化し、学習能力を上げ、眠気を取ることができる。
（2）免疫賦活
（3）運動などで発生した疲労物質「乳酸」を分解し疲労回復を促進する
（4）脂肪分解を促進し、ダイエット効果が期待できる
（5）酸素療法に見られるように、皮膚細胞を刺激し、皮膚の新陳代謝を活発にするなどである。
しかし、「酸素水」は飲んだ後、体内での温度上昇に伴い、溶存酸素量の低下が起こるため、殆どの酸素は胃の中で気化してしまうため、腸あるいは血液中までとどく酸素量は極めて微量となる。
そのため、「酸素水」の効能に対し、測定が難しく、効果に疑問を呈する医学関係者も圧倒的に多い。
一方で、OTRGは、そのまま摂取すると、胃の内部で溶け、酸素を発生するが、腸溶性物質を添加してゲルを作るか、腸溶性カプセルに入れて飲むと、OTRGは胃の中では酸素を発生せず、腸のみでの酸素供給が容易に行えることで、「酸素水」にくらべ、圧倒的に体内への酸素供給量が増える。
また、ナノ、あるいはマイクロ気泡状の酸素を含んだOTRGは、単位容積当たりの酸素含有量を、「酸素水」の何倍かそれ以上に設定することが極めて容易である。
また、OTRGは腸内で、長時間にわたって酸素を発生し続けることが可能である。1回の呼吸で５００ｍｌの空気を吸い込むことで、約１００ｍｌの酸素を体内に取り入れることがわかっている。
従って、運動能力向上のための酸素水の供給は一般的に否定される論文が多い。
しかし、陸上、水泳などの競技、特に、無呼吸で行う短距離競技において、体内酸素の補給の役割をすることが期待できる。
スタート直前に大量の酸素含有水を飲むことは不可能であるが、酸素ゲルと腸溶性カプセルの組み合わせで酸素の体内補給をすることは極めて容易である。

OTRG実用例４
このゲルを動植物の表面や内部組織に塗布したり、挿入することができる。
例えば、創傷（切創、刺創、挫創、割創、擦創、裂創、銃創、爆創、咬創、挫傷、打撲傷を含むものとする）、あるいは口蓋、膣内など、表面ではあるが、大気中の酸素に曝露されていない部位では、嫌気性のバクテリアやカビ、菌類が繁殖し、病気の原因となっている。
そこで、このOTRGを大気中に曝露されていない部位に塗布、付着させたり、あるいはカプセル、錠剤などの形にして挿入することにより、長時間に渡って酸素を供給し続け、嫌気性微生物を殺したり、弱体化させることが可能になる。
また、このゲルに、抗生物質など医薬品の類や医薬部外品などの薬効成分、あるいは化粧品、動植物抽出物質の成分を混ぜても良い。
医学的データによると、傷口は縫合して酸素を遮断するよりも、大気中の酸素に暴露されている方が直りが早いことが知られている。
これは酸素の存在により毛細血管の再生が早まることが理由と考えられている。それゆえ、高圧酸素療法が活用されている。
しかし、高圧酸素療法は、創傷などの治療には有効であるがタンクを始めとする設備が大掛かりで小型化が困難であり、さらに高圧の酸素を使用するため管理も大変であり、通常の生活において、携行は不可能に近く利便性において大きく劣る。そこで、創傷、特に大気に接触しない部位に、OTRGを塗布あるいは注入することによって、毛細血管再生を促進することが期待できる。
このときに、ゲルに含有する気泡内の酸素濃度を調整したり、酸素と他の気体を組み合わせた混合ガスも使用できる。
さらに、ゲルの成分として、ヒアルロン酸やコラーゲン、エラスチン、プラセンタエキスなどの結合組織再生用のゲルを組み合わせて使用できる。

OTRG実用例５
酸素ゲルを可燃物と組み合わせることで、燃焼促進剤として使える。
また、対象を「酸化」させる作用を利用した「酸化促進素材」として利用できる。

OTRG実用例６
スキューバダイビングの際には、人間は酸素ボンベを利用しなくては長時間水中に滞在することはできない。
しかし、通常、ボンベ内には最大で２００気圧程度の大気が圧縮され、詰め込まれているが、その酸素は、潜る深度にもよるが、一般的に１から１．５時間で消費してしまい、水中から出なくてはならなくなる。
しかし、ボンベの中、あるいは隣接する場所で、酸素ゲルを温度融解や水溶化させる、あるいは化学変化させ融解させることで、気泡状の酸素を取り出し、タンク内の空気に加えることで酸素補給し、水中の滞在時間を飛躍的に延ばすことが可能になる。

OTRG実用例７
水素ゲルと組み合わせて、「水素燃料」として燃料電池の役割を果たす。
例えば、１気圧ではなく、数気圧、あるいは数十気圧の環境下で水素や酸素のマイクロあるいはナノ気泡で充填した状態を、非常に粘度の高いゲル化した場合、含有する水素や酸素の量を増やすことができる。

[オゾンゲル]
オゾンの微細気泡を含有するゲルは、ノロウイルスなどの不活性化に効果的と考えられる。即ち、オゾンゲルが融解しオゾンが放出されて酸素に分解する際に発生するフリーラジカルによって殺菌作用が働く。この場合、オゾン濃度が低くてもオゾンの気泡はマイナスに帯電しており、一方ウイルスにはプラスに帯電しているものが多いため、オゾンの気泡に引き寄せられて殺菌される。

[窒素ゲル]
最近では一酸化窒素（NO）が注目されている。血管拡張作用から循環器系疾患のための医薬品、ＥＤ治療などである。また、ボディビルダーたちもこのNOを利用して筋肉増強を図っている。
（1）一酸化窒素のナノ、マイクロ気泡を大量に含んだ徐放性ゲルまたはカプセルを飲めば、筋肉増強、ＥＤ解消に役立つ。
（2）がん細胞周辺のマクロファージはNOを産生し、ガン細胞のミトコンドリア機能を麻痺させ、DNA合成を妨げることで、死に追いやっている。
（3）糖尿病の治療用にインシュリンを投与すると、NOを減らす欠点がある。
（4）脳内の信号伝達の役割をNOは持っている。
（5）窒素ゲルを容器や建築材などに使用することで、温度が上昇するとゲルが溶解し、防火性を持たせることができる。
（6）窒素ゲルは酸化防止剤として使用できる。
そこで、窒素ゲル、あるいは腸溶性カプセルを組み合わせて、徐放性にすれば、上記の（１）〜（４）のスポーツ、医学などの分野で役立つ。また、場合によっては、窒素ゲルを直接、動植物内の必要な部位（例えば、がん組織周辺や臓器）に注入または塗布することで、（１）〜（４）及び（６）の医学的な効用を期待できる。

[二酸化炭素ゲル]
（1）化粧品として用い、血行促進と皮膚の活性化をはかる。
（2）ゲルのまま、飲料水に入れると、手軽に炭酸飲料が作れる。また、一度抜けてしまった炭酸を補充し、炭酸飲料や発泡酒の風味を取り戻すことができる。
（3）大量の二酸化炭素ゲルは、高熱発生時に火災予防として、また火災発生時には消火剤として機能する。例えば、二酸化炭素ゲルを塗布したシートは、家庭の台所での火災発生時に、多いかぶせることで、酸素を遮断するばかりでなく、二酸化炭素も発生するために効率よく消火できる。
（4）二酸化炭素は「呼吸興奮薬」として知られており、過換気症候群の治療にも利用されている。従って、二酸化炭素ゲルは、過換気症候群のほか、呼吸興奮薬が必要な人にとって有効に利用できる。
（5）スキューバダイブングや医療用に使用される酸素ボンベによる酸素吸引の際には、酸素単独よりも、二酸化炭素を５〜１０％混ぜた方が、有効であることが知られている。従って、酸素ボンベの中に二酸化炭素ゲルを入れることで、手軽に混合気体を作ることができる。
（6）二酸化炭素を固体にした「ドライアイス」は、人間や動物の遺体の防腐剤として使用される。しかし、マイナス８０℃近い低温のため、直接触れると凍傷を起こす危険性があり、扱いが難しい。さらに、ドライアイスは昇華して直接、気体となった時に、７５０倍に膨らむため、ペットボトルなどの容器が破裂する危険性も持っている。
また、昇華した際に発生する二酸化炭素量が多いため、大気中の濃度が１０〜５０％に達することがあり、二酸化炭素中毒を引き起こす危険性がある。
二酸化炭素ゲルを遺体に直接塗布、または同梱密封することによって、いつでもどこでも、手軽に安全に防腐剤として使用できる。
（7）工業製品や部品を密閉した容器や部屋で保管する時に、密閉直前に、十分な二酸化炭素ゲルを使用してから密閉すると、防腐、防錆効果が安価に安全に得られる。
（8）温室での大量の植物栽培時や、冬場の温室では植物の光合成に不可欠な二酸化炭素が不足し植物の成長が止まってしまう「二酸化炭素飢餓」という現象が深刻である。
対策として、二酸化炭素を補給するために、二酸化炭素施肥の必要があるが、プロパンガスを燃焼させて二酸化炭素を発生させ補う方法があるが、コスト、危険性、補給量を考えると非常に難しい問題であった。
そこで、二酸化炭素ゲルを温室内または、直接植物に設置、塗布、または散布しておくことで、二酸化炭素が徐々に発生し補給できるため、「二酸化炭素飢餓」を回避できる。さらに、二酸化炭素ゲルを使うと、安価で安全であることが大きな利点である。
（9）二酸化炭素は、植物の「光合成」に不可欠である。そこで、植物が「光合成」を行っている間、二酸化炭素ゲルを植物の枝葉に塗布または噴霧することで、植物の周りに二酸化炭素が継続的に発生する環境を作り、光合成促進をはかり、植物の促成栽培を行う。二酸化炭素施肥には、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水溶液や固体に二酸化炭素を吸収させたものがよく使用されるが、二酸化炭素放出後に、アルカリ金属やアルカリ土類金属の化合物が残る不都合がある。しかし、二酸化炭素ゲルを使用した場合、ゲル溶融二酸化炭素放出後には、有害な成分は一切残らない。

[ヘリウム・ゲル]
（1）ヘリウムは微細孔にも入り込む。そのため、非破壊検査法にも利用されている。
配管の中にヘリウムガスを注入し、ヘリウムディテクターで検知するが、ヘリウムガスを使用した場合、極短時間で、一部の場所しか検知できない。しかし、ヘリウム・ゲルを使用すると、もっと広範囲にわたりヘリウムを発生させることができるので、検知の効率が飛躍的に良くなる。
（2）パーティーグッズの一つとして、声を変性させるのにヘリウムガスが用いられる（ドナルド・ダック効果）。
これは、ヘリウム中では音速が約３倍になるために起こる。通常はヘリウム８０％+酸素２０％の混合気をボンベに入れて利用するが、ヘリウム・ゲルを使用した場合、ゲルを鼻の穴に塗布または噴霧するだけで簡単に声の変性が可能になる。

[塩素ゲル、臭素ゲル]
強力な酸化剤として使用できるが、ゲル状にすることで、長時間にわたり発生させることができる。

図６は別実施例に係る機能性ゲルの製造方法を説明した図であり、この実施例にあっては、予め容器４内にゲル化剤を投入しておき、この状態の容器４内に配管５を介し微細気泡が発生している水(水溶液)を供給するようにしている。

本発明に係る機能性ゲルは、抗酸化食品、化粧品、医薬品、様々な分野にわたり利用することができる。
例えば、可燃性ガス、爆発性ガスは燃焼促進作用を利用する。
毒性ガスは、動植物の忌避行動を誘導するほか、殺虫、殺菌、枯草などを始めとする動植物の駆除に利用する。
不燃性もしくは不活性ガスは、消火、防火、不燃作用のために使用する。
水溶性ガスと非水溶性ガスは、気泡状でゲル内に取り入れた状態を安定して保持するために、ゲル素材やコーティング剤、賦形剤の材質を選択できる。
吸熱性の気体の気泡を含む場合は熱吸収性ゲルとして、また非吸熱性気体の場合、断熱用、保温、保冷用ゲルとして、「衣類」「靴類」「寝具」「スポーツ用品」「建築材」「日用品」「機械」などに利用できる。
窒素、二酸化炭素ガスは、植物の生育にも利用できる。
上記、燃焼、爆発、吸熱、放熱作用などを含む化学反応の促進、抑制及びコントロールのために気泡ゲルを加える。
全ての気泡ゲルは、その含有する気体の種類により、医薬品、化粧品、建築材、化学反応の促進抑制、触媒作用及びコントロール剤、様々な分野に利用できる。

１・・・密閉容器、２・・・圧気源、３…配管、４…ゲル化する容器、５・・・配管、６・・排気管、７・・・高周波電源８・・・超音波振動板、９・・配管、１１・・・加圧用のガス供給配管。

Claims

水または低粘性の溶液を入れた密閉容器内に、水素ガス、酸素ガス、オゾン、窒素ガス、二酸化炭素ガス、ヘリウムガス、塩素ガスまたは臭素ガスからなる高圧ガスを送り込んで前記密閉容器内上部の気相領域を高圧雰囲気とし、密閉容器内の水または低粘性の溶液に溶解する当該ガスの濃度を高め、次いで前記溶解ガスの濃度が高まった水または低粘性の溶液を前記気相領域の圧力を利用して常圧下にある水または低粘性の溶液に送り込み、常圧下にある水または低粘性の溶液中で溶解していたガスによって微細気泡を発生せしめ、この微細気泡が発生している水または低粘性の溶液にゲル化剤を添加することで内部に微細気泡を保持したゲルとすることを特徴とする機能性ゲルの製造方法。
水または低粘性の溶液を入れた密閉容器内に、水素ガス、酸素ガス、オゾン、窒素ガス、二酸化炭素ガス、ヘリウムガス、塩素ガスまたは臭素ガスを送り込んで前記密閉容器内上部の気相領域を高圧雰囲気とし、この高圧雰囲気とする工程と同時または前後して前記水または低粘性の溶液中に微細な気泡を発生させ、微細な気泡が発生している水または低粘性の溶液を前記密閉容器内の圧力で隣接する容器に送り込み、当該隣接する容器内に予め投入しておいたゲル化剤または後から投入するゲル化剤によって、前記水または水溶液をゲル化せしめて内部に微細気泡を保持せしめることを特徴とする機能性ゲルの製造方法。
請求項１または請求項２に記載の機能性ゲルの製造方法において、前記ガスは前記密閉容器の底部から供給することを特徴とする機能性ゲルの製造方法。