JP2015037769A - 還元水素水供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】還元水素が溶け込んだ還元水素水を長期に渡って保存可能としつつ、必要なときに即座に還元水素水を供給できるようにし、取扱いも容易にする。
【解決手段】密閉状のエアゾール缶１内に、精製水２０と、水素生成物質（例えば金属マグネシウム）と、水中にある還元水素水の吸着用となるミネラルイオンを発生させるためのミネラル物質（例えばカルシウム）と、内部を高圧に維持するための不活性ガス３０と、が封入されている。エアゾール缶１に設けたバルブ装置１０の操作部１３を操作することにより、還元水素水に変化された精製水２０がノズル部１３ａから噴射される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、還元水素水供給装置に関するものである。

近時、還元水素（Ｈ^-）を含む還元水素水が各種分野において注目されてきており、例えば、酸化防止、洗浄作用、化粧作用、皮膚病などの予防や治癒作用等においての利用が考えられている。また、還元水素水を飲用することにより、体内の活性酸素を低減させる作用も期待されている。

還元水素（Ｈ^-）を含む還元水素水は、特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載のように、水に対して金属マグネシウム等の水素反応物質を反応させることによって、電気分解装置等を利用しなくとも簡単に生成することが可能である。すなわち、例えば水と金属マグネシウムとの反応により水酸化マグネシウムと水素ガスに変化する過程において、還元水素が発生されることになる。そして、特許文献３には、還元水素水を手軽に利用できるように、マグネシウム粉末が充填された透水性の棒状カートリッジを、水が充填されたペットボトル等の容器内に入れるようにしたものが開示されている。

特開２００４−３３００２８号公報 特開２００３−１０８６５号公報 特開２００３−２４９５６号公報

前述のように、還元水素水そのものを生成すること自体は容易であるものの、還元水素は非常に不安定で、そのままでは早期に消滅してしまうことになる。特許文献３に記載のものでは、還元水素水を利用しようとしたときは、還元水素が早期に消滅することを考慮して、還元水素水の利用直前にマグネシウム粉末が充填された透水性の棒状カートリッジを容器入れ、還元水素がある程度発生するのを待った後に還元水素水を使用し、その後は、カートリッジを容器内から取り出す、というような使用態様をとらざるを得ず、取扱いが非常に面倒になる。とりわけ、還元水素水を必要とするときに、還元水素が十分な濃度とされた還元水素水を即座に得ることが難しいものとなる。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、還元水素が溶け込んだ還元水素水を長期に渡って保存可能としつつ、必要なときに即座に還元水素水を供給できるようにし、しかも取扱いも容易な還元水素水供給装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
密閉状とされた耐圧容器および該耐圧容器内を大気と連通させるバルブ装置を備えたエアゾール缶を有し、
前記エアゾール缶内に、水と、水と反応して還元水素ガスを含む水素ガスを発生させる水素生成物質と、水中にある還元水素水の吸着用となるミネラルイオンを発生させるためのミネラル物質と、内部を高圧に維持するための不活性ガスと、が封入されている、
ようにしてある。

上記解決手法によれば、エアゾール缶内においては、ミネラル物質の存在によりプラスに帯電されたミネラルイオンが水中に溶け込んだ状態となる。この一方、エアゾール缶内では、水と水素生成物質とが反応して、水素ガスと共に還元水素が発生されることになる。そして、発生された還元水素は、上記ミネラルイオンに即座に吸着されて存在し続けることになる。このように、還元水素は、還元水素水の状態で、エアゾール缶内で長期に渡って保存することが可能である。また、バルブ装置を操作してエアゾール缶内を大気と連通させるだけで、圧力の高いエアゾール缶内の還元水素水を取り出すことができ、還元水素水を必要とするときに即座に利用することができる。勿論、汎用されているエアゾール缶と同じように取り扱うだけでよいので、取扱いも極めて容易である。さらに、エアゾール缶内の圧力が高いので、大気中における場合よりも、ミネラルイオン濃度や還元水素の発生を促進させることができ、還元水素を高濃度に含む還元水素水を効率的に生成する上でも好ましいものとなる。勿論、還元水素（還元水素水）は、エアゾール缶内で生成されるので、還元水素（還元水素水）を無駄なく効率的に利用する上でも好ましいものとなる。なお、当然のことながら、水素分子（Ｈ2）が溶存した水素水も得られていることになる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、請求項２以下に記載のとおりである。すなわち、
前記水素生成物質が、金属マグネシウムとされ、
前記ミネラル物質がカルシウムとされている、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、
前記水素生成物質およびミネラル物質について具体的な好ましいものが提供される。

前記金属マグネシウムとカルシウムとは、互いに混在したものを焼成することにより形成されたセラミックとして前記エアゾール缶内に封入されている、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、水素生成物質とミネラル物質とをセラミックとして、例えばエアゾール缶内への充填作業の容易化等、その取扱いを容易にする上で好ましいものとなる。また、セラミックが間違いなく充填されていることを、エアゾール缶を振ることにより発生する音によって容易に確認することができ、水素生成物質とミネラル物質との少なくとも一方をエアゾール缶内に充填することを忘れてしまう事態を防止する等の上でも好ましいものとなる。以上に加えて、エアゾール缶をふることにより、セラミックと水との接触を促進させて、セラミックをエアゾール缶内に封入した後に極力早い時期から高濃度の還元水素水が生成されるようにする上でも好ましいものとなる。

前記セラミックが、略球状とされている、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、請求項３に対応した効果をより一層発揮させる上で好ましいものとなる。

前記耐圧容器の大きさが、片手で把持できる大きさとされ、
前記バルブ装置が、手指でもって押圧操作されることにより前記耐圧容器内を大気に開放するプッシュ式とされている、
ようにしてある（請求項５対応）。この場合、携帯の邪魔にならず、また片手で操作でき、取扱いをなお一層容易にする等の上で好ましいものとなる。

前記バルブ装置の先端部が噴射ノズルとされている、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、還元水素水を大きく飛散させることなく、所望位置に集中して供給（作用）する上で好ましいものとなる。

本発明によれば、十分な濃度の還元水素が溶け込んだ還元水素水を長期に渡って保存可能としつつ、必要なときに即座に還元水素水を供給することができ、しかも容易に取扱うことができる。

本発明の一実施形態を示す側面断面図。

図１において、１はエアゾール缶である。エアゾール缶１は、既知のように、円筒状の本体部２と、本体部２の底部を閉塞する底壁部３と、本体部２の上部を閉塞する頂壁部４と、を有する。各部分２、３、４は互いに別体に形成された後に接合されており、その接合部位を符合αあるいはβで示してある。また、頂壁部４は、互いに別体に形成された周縁部材４Ａと中心部材４Ｂとを接合することにより構成され、その接合部位が符合γで示される。

上記頂壁部４（の中心部材４Ｂ）には、バルブ装置１０が保持されている。バルブ装置１０は、エアゾール缶１内を大気と連通、遮断するもので、頂壁部４に保持される部分となる筒状の本体部１１を有する。この本体部１１内に、弁体（図示略）が内蔵されていて、後述するエアゾール缶１内の圧力を受けて常時は閉弁状態とされる。また、本体部１１には、筒状のステム１２が上下方向に変位可能に保持されて、このステム１２を下方に押圧することにより、上記弁体が下方へ変位されて、エアゾール缶１内が大気と連通される。そして、ステム１２の上端部には、操作部１３が着脱自在に取付けられている。

上記操作部１３は、上方から押圧操作されたときに、上記ステム１２を下方へ変位させる（開弁状態とする）。また、操作部１３は、その内部にステム１２と連通する通路を有して、この通路の先端が、操作部１３の側面に噴射ノズルとなるノズル部１３ａとして開口されている。これにより、エアゾール缶１内に、液体と高圧ガスとを封入された状態では、操作部１３を下方へ押圧することにより、エアゾール缶１内の液体がノズル部１３ａから噴射されることになる。

エアゾール缶１内には、可撓性を有するパイプ１５が配設されている。このパイプ１５は、その上端部が本体部１１に接続され、その下端部は、エアゾール缶１の底壁部３近傍に位置されている。このパイプ１５は、上記弁体を介してステム１２に接続されており、したがって、エアゾール缶１の底部にある液体がノズル部１３ａから噴射可能とされる。

上記エアゾール缶１内には、次のものが封入されている。まず、不純物が十分除去された精製水２０が封入されている。また、エアゾール缶１内を高圧に維持するための不活性ガス（例えば窒素ガス）３０が封入されている。

エアゾール缶１内には、さらに、球状とされたセラミックボール４０が封入されている。セラミックボール４０は、水素生成物質（実施形態では金属マグネシウム）とミネラルイオンを発生させるためのミネラル物質（実施形態ではカルシウム）とを含むものである。具体的には、セラミックボール４０は、粉状の金属マグネシウムとカルシウムとの混練物を焼成したものとなっている。

精製水２０と、セラミックボール４０とは、エアゾール缶１が封入される前（例えば本体部２に対して頂壁部４が接合される前）にあらかじめ充填される。次いで、エアゾール缶１を封入した後、操作部４０を取外した状態でステム１２を介して所定圧力の不活性ガス１０がエアゾール缶１内に充填される。この後、ステム１２に操作部１３を取付けることにより、図１の状態とされる。

エアゾール缶１は、還元水素水の用途に応じて適宜の大きさとすることができる。家庭用、特に化粧用（例えば顔面に対する還元水素水の噴射用）とするときは、片手で把持できる大きさとするのが好ましい。この場合、エアゾール缶１を把持した片方の手の指先でもって操作部１３を操作することが可能である。具体的には、エアゾール缶１を、例えば直径が２〜５ｃｍ程度、長さが６〜２０ｃｍ程度としておくことができる（小さな寸法のものは、特に化粧用として携帯するのに便利となる）。

図１の状態において、精製水２０には、セラミックボール４０から溶け出したカルシウムが、プラスに帯電したカルシウムイオンとして溶け込んだ状態とされる。また、セラミックボール４０の成分となる金属マグネシウムが、精製水と反応して、水酸化マグネシウムと水素ガスとを生成し、この水素ガスの生成過程において還元水素が生成される。そして、還元水素は、カルシウムイオンに吸着されることになる。このようにして、セラミックボール４０等をエアゾール缶１内に封入した後、上記反応が十分に進んだ所定時間経過した後は、精製水２０は、還元水素を含む還元水素水とされる（還元水素水に変化される）。還元水素水は、エアゾール缶１内で長期間（例えば３年間）に渡って保存することが可能である。

使用に際しては、操作部１３を上向の状態で、操作部１３を押圧操作すればよい。すなわち、操作部１３を押圧操作すると、バルブ装置１０が開弁されて、不活性ガス３０の圧力を受けた還元水素水が、パイプ１５を通して、操作部１３のノズル部１３ａから噴射されることになる。

ここで、エアゾール缶１内の精製水２０が還元水素水である（還元水素を含む）ものであることを実証するために、次のような試験を行った。なお、エアゾール缶１内の精製水の水量は２００ｃｃ、セラミックボール４０の直径は５ｍｍ、セラミックボール４０の構成成分となる金属マグネシウムの重量は３０ｍｇ、亜硫酸カルシウムの重量は１００ｍｇ、その他成分を３０ｍｇとし、同組成のセラミックボールを６個入れた。また、精製水２０とセラミックボール４０を封入した後、２４時間経過した直後のものを用いた（精製水２０の溶存水素量は、エアゾール缶１２への封入前では検出不可で、図１の状態にした後２４時間を経過した時点で１．０ｐｐｍ以上であった）。

まず、過酸化水素水とヨウ素調合液で、酸化還元試薬を調整した。この酸化還元試薬を、不織布に適量垂らして薄茶色の擬似的な酸化シミを作った。この酸化シミに向けてエアゾール缶１から精製水２０を噴射したところ、数秒で無色になった（精製水２０が還元作用を有する還元水素水であることの実証）。

次に、ビーカに入れた上記酸化還元試薬に不織布を全体的に漬け込んで、不織布が酸化シミで全体的に薄茶色に変色したものを用意した。この不織布に、エアゾール缶１から対角線上に精製水２０を噴射したところ、噴射ミストがかかったところだけが無色に変化した（精製水２０が還元作用を有する還元水素水であることの実証）。

さらに、上記酸化還元試薬をビーカ内に入れて、ビーカ内の酸化還元試薬に向けて、エアゾール缶１内から精製水２０を噴射した。噴射直後は、液面に噴射ミストが衝突し、気泡を伴いながら全体が白濁した。その後、１０秒程度の静置で気泡が消え、試薬全体が無色になった（精製水２０が還元作用を有する還元水素水であることの実証）。

ここで、あらかじめ還元水素水を形成した後、還元水素水をエアゾール缶１内に封入することが考えられる。しかしながら、この場合は、還元水素水の生成過程およびエアゾール缶１内への充填過程で、還元水素が少なからず失われてしまう事態となって好ましくなく、また充填作業等を急いで行う必要があることから、かなり面倒となる。また、本発明とは別の考えになるが、還元水素水の用途を考慮して、エアゾール缶１の代わりに、開閉弁を有する大きな密閉容器にセラミックボール４０を封入して、使用の際には多量の還元水素水を一挙に取り出せるようにすることも考えられる。この場合は、大きな密閉容器内に圧力付与のための不活性ガスを封入しておいてもよいが、不活性ガスを用いないようにしてもよい（容器内への圧力付与なし）。

ここで、エアゾール缶内でミネラル物質と反応させる水のＰＨ値により、水素の発生に要する時間及び発生量が異なるものである。例えば金属マグネシウムとカルシウムを混在させたセラミックを用いる場合、ＰＨが低い（酸性）ほど反応が早く、水素発生に要する時間が短くなる。また、金属マグネシウムとカルシウムを混在させたセラミックとＰＨが高い（アルカリ性）水であっても触媒作用を有するカリウムやナトリウム、チタンや鉄など別のミネラルを水に溶解させることで水素発生時間を短くすることができる。金属マグネシウムやカルシウムとは異なるミネラル類である鉄などを反応物質とした場合は、ＰＨが高い（アルカリ性）方が水素発生に要する時間が短くなることもあるが、鉄と水の反応速度は極めて遅いために、実用性の観点からは使用しずらいものとなる。

エアゾール缶内でミネラル物質と反応させる水は、不純物が含まれていない純水が好ましいが、ここでいう不純物とは主に有機物である。あらかじめ無機物（ミネラル類）を溶解させている水は、液中の溶存エネルギー量（イオン濃度）を高め、伝導率の高い反応水となることから水とセラミックの反応（電子移動）を促進させる（すなわち水素の発生を促進させる）ことになる。あらかじめ無機物（ミネラル類）を溶解させた水は、天然の地下水（飲用水や温泉水）などでも同様の効果を得ることができる。また、溶存させておいたミネラル類は発生した還元水素（Ｈ-）及び水素分子（Ｈ2）と結びついて、液中に還元水素（Ｈ-）及び水素分子（Ｈ2）を保持する機能を有する。仮に動植物抽出液などの有機物が含まれた水であっても有機物含有量が１％重量濃度以下である場合、水素の発生及び保持に与える影響は低い。有機物高濃度水を用いる際は、ＰＨとミネラル溶解量のコントロールで水素発生を促進させればよい。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。水素生成物質としては、金属マグネシウムに限らず、例えばニッケル触媒、純粋カルシウム（金属カルシウム）、イオン交換樹脂等、適宜のものを利用することができる。また、ミネラル物質としては、例えばナトリウムやカリウム等、適宜のものを利用することができる。セラミックボール４０は、大きなものを１つのみ封入するようにしてもよく、あるいは小さなものを複数個封入するようにしてもよい。セラミックボール４０の機能を果たすセラミックとしては、球状に限らず、棒状等適宜の形状とすることができ、また粉状、粒状等適宜の形態とすることができる。また、水素生成物質およびミネラル物質をセラミックとすることなく、例えば粉状、粒状等それぞれ単独で存在した状態でエアゾール缶１内に封入するようにしてもよい。エアゾール缶１内に微弱電流および遠赤外線を放射するセラミックを別途封入しておくこともでき、この場合、精製水を還元水素水に変化させる速度（効率）を高める上で好ましいものとなる。セラミックボールだけでなく、プラチナやダイアモンドなどをナノコロイド状にした粉体または水和物も触媒作用で電子を放出し、精製水を還元水素水に変化させる速度（効率）を高め、還元水素を水中に維持させる上で好ましいものとなる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものであり、またエアゾール缶１内への充填方法として把握することも可能である。

本発明は、還元水素水を、化粧用、殺菌・洗浄用等に簡易に利用できる。

１：エアゾール缶
１０：バルブ装置
１３：操作部
１３ａ：ノズル部
２０：精製水
３０：不活性ガス
４０：セラミックボール（水素生成物質＋ミネラル物質）

Claims (6)

1. 密閉状とされた耐圧容器および該耐圧容器内を大気と連通させるバルブ装置を備えたエアゾール缶を有し、
   前記エアゾール缶内に、水と、水と反応して還元水素ガスを含む水素ガスを発生させる水素生成物質と、水中にある還元水素水の吸着用となるミネラルイオンを発生させるためのミネラル物質と、内部を高圧に維持するための不活性ガスと、が封入されている、
   ことを特徴とする還元水素水供給装置。
2. 請求項１において、
   前記水素生成物質が、金属マグネシウムとされ、
   前記ミネラル物質がカルシウムとされている、
   ことを特徴とする還元水素水供給装置。
3. 請求項２において、
   前記金属マグネシウムとカルシウムとは、互いに混在したものを焼成することにより形成されたセラミックとして前記エアゾール缶内に封入されている、ことを特徴とする還元水素水供給装置。
4. 請求項３において、
   前記セラミックが、略球状とされている、ことを特徴とする還元水素水供給装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
   前記耐圧容器の大きさが、片手で把持できる大きさとされ、
   前記バルブ装置が、手指でもって押圧操作されることにより前記耐圧容器内を大気に開放するプッシュ式とされている、
   ことを特徴とする還元水素水供給装置。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
   前記バルブ装置の先端部が噴射ノズルとされている、ことを特徴とする還元水素水供給装置。

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