JP2019093357A

JP2019093357A - ミスト生成装置およびミスト生成方法

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Publication number: JP2019093357A
Application number: JP2017226680A
Authority: JP
Inventors: 山本　真樹; Maki Yamamoto; 真樹山本; 正孝岩崎; Masataka Iwasaki
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2017-11-27
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2019-06-20

Abstract

【課題】ミストを分子状水素が残存した状態で対象物に噴霧することができるミスト生成装置およびミスト生成方法を提供する。【解決手段】ミスト生成装置（１０）は、水素ガスを含むウルトラファインバブルを含有する液体である水素ＵＦＢ含有液を貯蔵する貯蔵部（１１）と、貯蔵部に貯蔵されている水素ＵＦＢ含有液を、ミスト平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下のミストとして噴霧するミスト生成部（１２）とを備える。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、ミスト生成装置およびミスト生成方法に関する。

近年、分子状水素の治療効果および健康効果に関する論文が多く発行され、正当な科学と医学に裏付けられて世界中で分子状水素の研究が進展している。また、分子状水素を水中に溶存させた水素水についても、研究が進展している。水素水は既に商品として日本国内で大きな市場を形成しており、非常に身近な商品となっている。

特許文献１には、このような水素水を電気分解方式により製造できる水素水給水装置が提案されている。特許文献１の水素水給水装置では、陽極と陰極との間に、イオン交換膜や半透膜を用いないで水素ガスを発生させ、これを飲料水中に直接飽和させて水素水を製造する。

特開２００５−１０５２８９号公報

水素水の治療効果および健康効果を皮膚や髪、さらには植物に利用することを目的とする場合、水素水をミスト状態で対象物に噴霧して使用することが考えられる。しかしながら、水素水には、水素がすぐに抜けてしまうという問題があり、本願発明者の検討によれば、ミスト状態ではさらに水素が抜けやすくなることがわかった。つまり、本願発明者は、水素水には、ミスト状態では水素が残存しないという問題があることを見出した。

本発明の実施形態は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ミストを分子状水素が残存した状態で対象物に噴霧することができるミスト生成装置およびミスト生成方法を提供することにある。

本発明の実施形態によるミスト生成装置は、水素ガスを含むウルトラファインバブルを含有する液体である水素ＵＦＢ含有液を貯蔵する貯蔵部と、前記貯蔵部に貯蔵されている前記水素ＵＦＢ含有液を、ミスト平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下のミストとして噴霧するミスト生成部と、を備える。

本発明の実施形態による他のミスト生成装置は、水素ガスを供給する水素ガス供給部と、前記水素ガス供給部から供給された水素ガスを含むウルトラファインバブルを含有する液体である水素ＵＦＢ含有液を生成する水素ＵＦＢ含有液生成部と、前記水素ＵＦＢ含有液生成部によって生成された前記水素ＵＦＢ含有液を、ミスト平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下のミストとして噴霧するミスト生成部と、を備える。

ある実施形態において、前記ミスト生成装置は、前記水素ＵＦＢ含有液生成部によって生成された前記水素ＵＦＢ含有液を貯蔵する貯蔵部をさらに備える。

本発明の実施形態によるミスト生成方法は、液体からミストを生成するミスト生成方法であって、水素ガスを含むウルトラファインバブルを含有する液体である水素ＵＦＢ含有液を用意するステップ（Ａ）と、前記水素ＵＦＢ含有液を、ミスト平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下のミストとして噴霧するステップ（Ｂ）と、を包含する。

本発明の実施形態によると、ミストを分子状水素が残存した状態で対象物に噴霧することができるミスト生成装置およびミスト生成方法を提供することができる。

本発明の実施形態によるミスト生成システム１を模式的に示す図である。水素ＵＦＢ含有液４がミスト生成システム１によってミスト化される様子を模式的に示す図である。本発明の実施形態によるミスト生成装置１０を模式的に示す図である。本発明の実施形態によるミスト生成装置２０を模式的に示す図である。本発明の実施形態によるミスト生成装置２０を模式的に示す図である。

直径が約１μｍ〜１００μｍの気泡は、「マイクロバブル」と呼ばれ、直径が１μｍ以下の気泡は、「ウルトラファインバブル（ＵＦＢ）」と呼ばれる。以下では、直径が１μｍ以下の気泡を「ＵＦＢ」と呼び、ＵＦＢを含有する液体を「ＵＦＢ含有液」と呼ぶ。マイクロバブルは、液体中でゆっくりとではあるが上昇し、収縮して消滅する。これに対し、ＵＦＢは、液体中で停滞してブラウン運動のみを行う。

本願発明者は、ミストに水素を残存させるために、水素ガスを含むＵＦＢを含有する液体（以下では「水素ＵＦＢ含有液」と呼ぶ。）を用いることを案出し、水素ＵＦＢ含有液を対象物にミストとして噴霧する方法について、種々の検討を行った。その結果、単に水素ＵＦＢ含有液を用いるだけでは、対象物に噴霧されるミストに水素（分子状水素）が残存しないおそれがある、という新たな課題を見出した。なお、本願明細書では、後に詳述するように、水素の残存率（［１００×（ミスト化後の溶存水素濃度／ミスト化前の溶存水素濃度）］で表わされる）が１％未満である場合、ミストに水素が残存していないと見なす。

本願発明者は、水素ＵＦＢ含有液を対象物にミストとして噴霧する方法を、種々の条件で行い、溶存水素濃度について詳細な検討を行った。その結果、ミストのサイズ（ミスト平均径）を所定の範囲内に設定することにより、ミストに水素を残存させ得ることを見出した。本発明の実施形態は、本願発明者が見出したこの知見に基づいてなされたものである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

（実施形態１）
［ミスト生成方法］
以下、本実施形態におけるミスト生成方法を説明する。

本実施形態におけるミスト生成方法は、水素ガスを含むＵＦＢを含有する液体である水素ＵＦＢ含有液を用意するステップ（Ａ）と、その水素ＵＦＢ含有液を対象物にミストとして噴霧するステップ（Ｂ）とを包含する。

ステップ（Ａ）において用意される水素ＵＦＢ含有液に含まれる気泡は、１μｍ以下の直径を有する気泡、つまり、ＵＦＢを含有している。本願明細書において、「ＵＦＢ含有液」は、含有する粒子（気泡を含む）の直径の算術平均値が１μｍ以下である液体を意味している。

ステップ（Ｂ）において噴霧されるミストは、平均径が特定の範囲内に設定されている。具体的には、ミスト平均径（定義については後に詳細を説明する）は、１９５μｍ以上１０００μｍ以下である。ここで、「ミスト平均径」は、噴霧口の位置での値ではなく、対象物の位置での値を意味している。

このように、本実施形態のミスト生成方法では、水素ＵＦＢ含有液を、ミスト平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下のミストとして対象物に噴霧する。これにより、後に詳述するように、ミストに水素ガスを残存させることができる。

なお、ステップ（Ａ）において、水素ＵＦＢ含有液が作製されてもよい。つまり、ステップ（Ａ）は、例えば、水素ガスを用いて水素ＵＦＢ含有液を生成するステップを含んでもよい。あるいは、ステップ（Ａ）において、作製済みの水素ＵＦＢ含有液が入手されてもよい。

本実施形態のミスト生成方法を用いて対象物にミストを噴霧することによって、対象物に治療効果および／または健康効果を好適に及ぼすことができる。

［ミスト生成システム］
図１を参照しながら、本実施形態のミスト生成方法に用いられるミスト生成システムの例を説明する。図１は、ミスト生成システム１を模式的に示す図である。

ミスト生成システム１は、図１に示すように、一流体ノズル２および送液ポンプ３から構成されている。ミスト生成システム１は、水素ＵＦＢ含有液４を、一流体ノズル２からミスト５として対象物６に噴霧する。対象物６は、具体的には、人体の一部（例えば皮膚や髪）、植物などである。

水素ＵＦＢ含有液４中には、水素ガスを含む直径１μｍ以下の気泡（ＵＦＢ）が多く存在する。液体中の気泡の直径が約１μｍ〜１００μｍの場合（つまりマイクロバブルの場合）、そのような気泡（マイクロバブル）は液体中をゆっくり上昇し、収縮して消滅してしまう。これに対し、水素ＵＦＢ含有液４では、水素ガスを含む気泡の多くが、直径１μｍ以下の気泡（ＵＦＢ）であり、液体中で非常に安定に存在する。

一流体ノズル２は、液体の圧力を利用して液体をミスト化するノズルである。一流体ノズル２は、単純な仕組みであるため、設計が容易、部品数が少なく低コスト、さらに省エネルギーで汎用性が高い、等の利点がある。

送液ポンプ３は、水素ＵＦＢ含有液４を一流体ノズル２からミスト５として噴霧するために、水素ＵＦＢ含有液４を所望の圧力で一流体ノズル２に送液する。送液ポンプ３は、一流体ノズル２に送る水素ＵＦＢ含有液４の液圧力を調節することが可能なタイプでもよいし、不可能なタイプでもよい。前者の場合、モーターの回転速度等を調節して一流体ノズル２に送る水素ＵＦＢ含有液４の液圧力を調節することで、所望の液圧力を精度よく設定することが可能である。そのため、ミスト特性の再現性が高いという効果が得られる。後者の場合、単純な仕組みなので送液ポンプ３のコストを低く抑えることができるという効果が得られる。

ミスト５は、対象物６の位置での平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下となるように、一流体ノズル２から噴霧される。これにより、水素ＵＦＢ含有液４に含まれる水素ガスが残存した状態のミスト５が対象物６に噴霧されるので、少量の水素ＵＦＢ含有液４で広範囲の対象物６に、水素が含まれた液体を噴霧することが可能になる。なお、ミスト平均径と水素残存率とを検証した結果については後に詳述する。

図２に、水素ＵＦＢ含有液４がミスト生成システム１によってミスト化される様子を模式的に示す。水素ＵＦＢ含有液４は、図２に示すように、多くのＵＦＢ４ｕを含有している。ミスト生成システム１によって水素ＵＦＢ含有液４から生成されたミスト５は、１９５μｍ以上１０００μｍ以下の平均径を有する。ミスト５も、ＵＦＢ５ｕを含有している。

なお、ミスト生成システム１の構成は、図１に例示したものに限定されない。例えば、一流体ノズル２と送液ポンプ３との間に、一流体ノズル２に送られる水素ＵＦＢ含有液４の圧力を検出・モニターする圧力計を設けてもよい。圧力計を設ける場合、送液ポンプ３は、圧力計の検出値に基づいて、水素ＵＦＢ含有液４の液圧力を所望の大きさに設定し得る。また、圧力計に代えて圧力調整弁が設けられてもよいし、圧力計に加えて圧力調整弁が設けられてもよい。勿論、図１に例示したように圧力計も圧力調整弁も設けられていなくてもよい。

既に説明したように、本願発明者は、単に水素ＵＦＢ含有液を用いるだけでは、対象物に噴霧されるミストに水素が残存しないおそれがある、という新規な課題を発見した。そして、本願発明者は、この課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、水素ガスを含むＵＦＢを含有する液体を、ミスト平均径が１９５μｍ以上のミストとして噴霧することにより、水素を残存させ得ることを見出し、本願発明に想到した。以下、ミスト平均径を特定の範囲内に設定することによってこのような効果が得られることを説明する。

［水素ＵＦＢ含有液について］
ミスト平均径と水素残存率との関係を検証した結果を説明する。検証に際し、２種類（サンプル１および２）の水素ＵＦＢ含有液を準備した。

サンプル１の水素ＵＦＢ含有液は、水素生成槽および撹拌槽を備えた水素ＵＦＢ含有液生成装置を用いて作製した。この装置の水素生成槽では、水を電気分解して水素のみが取り出される。また、撹拌槽では、取り出された水素をベース液に０．５気圧まで加圧して加えて一定時間撹拌した後に、大気圧まで圧力が開放される。ベース液として、市販の精製水を使用した。

サンプル２の水素ＵＦＢ含有液は、以下のようにして作製した。まず、ベース液と、アルミニウム・酸化カルシウム等からなる水素発生剤とを容器に入れて密閉する。密閉された容器内では、時間の経過とともに、水素発生剤により発生した水素が大気圧以上に加圧された状態となる。一定時間経過後に、加圧状態にある密閉容器を所定時間振った後に大気圧まで圧力を開放する。サンプル２では、ベース液として純水を使用した。

サンプル１および２を作製する方法のいずれについても、ＵＦＢの生成原理は、「加圧溶解方式」であると言える。なお、ベース液は、例示したような水に限定されるものではない。ベース液として、例えば、アルコールのような有機溶媒や、ガソリンのような混合物等を用いてもよい。ただし、扱いやすさや低コスト等の観点から、ベース液は水であることが好ましい。ここでいう「水」とは、水道水、精製水、蒸留水、天然水などすべての水を含む。また、異なる物質（不純物等）を含んでいてもよいし、その液性が酸性か、中性か、またはアルカリ性かを問わない。

表１に、サンプル１および２の水素ＵＦＢ含有液について、ＵＦＢ平均径［ｎｍ］、ＵＦＢ標準偏差［ｎｍ］およびＵＦＢ密度［個／ｍｌ］を示す。「ＵＦＢ平均径」は、液体中に存在する全粒子（ＵＦＢを含む）の直径の算術平均値である。「ＵＦＢ標準偏差」は、液体中に存在する全粒子（ＵＦＢを含む）の直径の標準偏差である。「ＵＦＢ密度」は、液体１ｍｌあたりに存在する粒子（ＵＦＢを含む）の個数である。

ＵＦＢ平均径、ＵＦＢ標準偏差およびＵＦＢ密度の測定は、マイクロトラック・ベル株式会社製のゼータ電位・粒子径分布・個数カウント装置「ＺｅｔａＶｉｅｗ」を用いて行った。これらを測定する際には、まず、上記の装置を用いて、サンプル１および２の作製前にそれぞれのベース液１ｍｌあたりに存在する粒子（ＵＦＢを含まない）の個数Ｍ１を測定した。次に、サンプル１および２の作製後に、サンプル１および２の液体中に存在する粒子（ＵＦＢを含む）の直径の算術平均値Ｍ２、液体中に存在する全粒子（ＵＦＢを含む）の直径の標準偏差Ｍ３、液体１ｍｌあたりに存在する全粒子（ＵＦＢを含む）の個数Ｍ４を測定した。それぞれの測定値は、バラツキを軽減するためにそれぞれ３回以上測定し、その平均値とした。そして、Ｍ２をＵＦＢ平均径、Ｍ３をＵＦＢ標準偏差、Ｍ４からＭ１を差し引いた数値をＵＦＢ密度とした。なお、ＵＦＢ生成後の液体の粒子の密度からＵＦＢ生成前の液体の粒子の密度を差し引いた値をＵＦＢ密度とすることは、ＵＦＢ以外の粒子（例えばコンタミ）の影響を除外できることから、当該分野で推奨されている方法である。

表１に示すように、サンプル１の水素ＵＦＢ含有水では、ＵＦＢ平均径が９５．８ｎｍ、ＵＦＢ標準偏差が６２．４ｎｍ、ＵＦＢ密度が６．７０×１０^７個／ｍｌであった。サンプル２の水素ＵＦＢ含有水では、ＵＦＢ平均径が１３０．８ｎｍ、ＵＦＢ標準偏差が６８．３ｎｍ、ＵＦＢ密度が３．４２×１０^７個／ｍｌであった。

また、比較例（サンプル３）として、水素ＵＦＢを含まない水素水を準備した。サンプル３の水素水は、ベース液である純水に、純度９９．９９９９９%の水素ガスを６０分通気させることによって作製した。

［ミスト平均径について］
サンプル１および２の水素ＵＦＢ含有液を、図１に示したミスト生成システム１でミスト化して噴霧する際に、一流体ノズル２から噴霧されるミスト５の平均径を測定したところ、１９５μｍであった。一流体ノズル２に入る水素ＵＦＢ含有液４の液圧は０．０６ＭＰａであり、噴量は約８０ｍｌ／分であった。

ミスト平均径の測定は、マイクロトラック・ベル株式会社製の粒子径分布測定装置「エアロトラックＬＤＳA−ＳＰＲ３５００Ａ」を用いて行った。この装置は、フランホーヘル回折法を測定原理とする。

本願明細書において、「ミスト平均径」とは、一般的に液滴の粒子径の平均値として多く用いられるザウター平均粒子径を意味する。ザウター平均粒子径は、粒子直径をｎ_ｉとし、粒子数をｘ_ｉとするとき、Σｎ_ｉｘ_ｉ ^３／Σｎ_ｉｘ_ｉ ^２と表わされる値である。また、ミスト平均径の測定位置は、ミスト５が噴霧される対象物６の位置とする。ここでは、対象物６の位置を、一流体ノズル２の先端からミスト５の噴霧方向に沿って１０ｃｍ離れた位置としたので、その位置でのミスト平均径を測定した。また、測定値のばらつきを軽減するため、ミスト平均径は、５回の測定値の平均値とした。

また、ミスト平均径が１９５μｍより大きな場合について検証を行う目的で、図１に示したミスト生成システム１とは異なる方式のシステムを用いてミスト化を行った場合のミスト平均径も測定した。用いたシステムは、ハンディタイプのスプレーボトル（ボトル先端にノズル構造を有しており、ノズルから液体がミストとして噴霧される）である。このシステムでは、対象物の位置をノズルの先端からミストの噴霧方向に沿って５ｃｍ離れた位置とした。対象物の位置でのミスト平均径は、４１４μｍであった。

また、ミスト平均径が１９５μｍよりも小さい場合について検証を行う目的で、二流体ノズルを備えたシステムを用いてミスト化を行った場合のミスト平均径も測定した。二流体ノズルは、圧搾空気と液体とを混合して噴出する方式のスプレーノズルである。空気圧力および液圧力をともに０．２ＭＰａに設定し、対象物の位置を二流体ノズルの先端からミストの噴霧方向に沿って３０ｃｍ離れた位置とした。対象物の位置でのミスト平均径は、４９μｍであった。

［水素残存率について］
最近では、溶存水素濃度が約０．０８ｍｇ／ｌでも水素水の効果（例えば、脳神経機能の障害改善）が確認されている。そのため、０．１ｍｇ／ｌ以下のような比較的低い溶存水素濃度であっても水素水の効果は期待できる。しかしながら、上述したように、ミストでは水素が非常に抜けやすいので、ミスト化前には液体中に存在していた水素が、ミスト状態では存在しなくなってしまうことが懸念される。そこで、測定誤差も鑑みて、「ミスト状態での水素残存率が１．０％未満の場合には、水素が残存しない」と定義した上で、ミスト状態で水素が残存するか否かを判断した。

なお、溶存水素濃度の測定は、ＭｉＺ株式会社製の「溶存水素濃度判定試薬」を用い、特願２０１７−１６９６２５号に開示されている方法により行った。特願２０１７−１６９６２５号に開示されている方法では、酸化還元色素と貴金属コロイド触媒とを用いて水素水の溶存水素濃度を測定する際、水素水の溶存酸素濃度が２．２５ｍｇ／ｌ以下の状態で溶存水素濃度を測定する。これにより、分解能０．０１ｍｇ／ｌで溶存水素濃度０．０１ｍｇ／ｌ以上の測定を好適に行うことができる。なお、ミスト化前の溶存水素濃度の測定には、分解能が０．１ｍｇ／ｌとなる測定対象液量（６ｍｌ）を採用し、ミスト化後の溶存水素濃度の測定には、分解能が０．０１ｍｇ／ｌとなる測定対象液量（６０ｍｌ）を採用した。

水素残存率は、ミスト化前の水素ＵＦＢ含有液の溶存水素濃度（ＤＨ）の測定値を１００％とした場合に、ミスト化後の溶存水素濃度の測定値が何%であるのかを計算した値であり、［１００×（ミスト化後の溶存水素濃度）/（ミスト化前の溶存水素濃度）］と表わされる値である。また、ミスト状態での溶存水素濃度を測定することは困難であるため、対象物６の位置、つまり一流体ノズル２から噴霧方向に沿って１０ｃｍ離れた距離でのミスト５を捕集し、所定の液量（約６０ｍｌ）としたサンプルの溶存水素濃度を測定してミスト化後の溶存水素濃度とした。水素ＵＦＢ含有液４中の水素がミスト化により抜けてしまうのであれば、当然ながらミスト５を捕集して得たサンプルでも水素は残存していないはずである。逆に言うと、ミスト５を捕集して得たサンプルで測定された溶存水素濃度から算出した水素残存率により水素が残存していると判断された場合は、ミスト５の状態でも少なくともその水素残存率を有しているので、水素が残存していると言える。

まず、上述したミスト平均径が１９５μｍとなる場合（一流体ノズル２でミスト化を行う場合）について、サンプル１および２の水素ＵＦＢ含有液と、サンプル３の水素水の３種のサンプルに含まれる水素がミスト化後も残存するか否かを検証した。その結果を表２に示す。表２には、各サンプルにおけるミスト化前後の溶存水素濃度と、それらから算出した水素残存率と、水素残存率から水素が残存しているかどうかを判定した結果とが示されている。

表２に示すように、サンプル１の水素ＵＦＢ含有液では、ミスト化前の溶存水素濃度は３．６ｍｇ／ｌ、ミスト化後の溶存水素濃度は０．１３ｍｇ／ｌであり、水素残存率は３．６％であった。そのため、水素が残存していると判定（表中の「○」）された。また、サンプル２の水素ＵＦＢ含有液では、ミスト化前の溶存水素濃度は３．５ｍｇ／ｌ、ミスト化後の溶存水素濃度は０．０８ｍｇ／ｌであり、水素残存率は２．３％であった。そのため、水素が残存していると判定（「○」）された。これに対し、サンプル３の水素水では、ミスト化前の溶存水素濃度は１．６ｍｇ／ｌ、ミスト化後の溶存水素濃度は０．００ｍｇ／ｌであり、水素残存率は０．０％であった。そのため、水素が残存していないと判定（表中の「×」）された。

次に、より大きなミスト平均径でも同様の挙動となるか確認するために、ミスト平均径が４１４μｍとなる場合（ハンディタイプのスプレーボトルでミスト化を行う場合）について、サンプル１および２の水素ＵＦＢ含有液に含まれる水素がミスト化後も残存するか否かを検証した。また、ミスト化前の溶存水素濃度がサンプル３の水素水と同程度である場合にも、ミスト化後に水素が残存するか否かを検証するため、サンプル１および２の水素ＵＦＢ含有液をそれぞれのベース液（サンプル１については精製水、サンプル２については純水）で２倍希釈した水素ＵＦＢ含有液（サンプル１’、２’）を作製し、同様の判定を行った。サンプル１’および２’の水素ＵＦＢ含有液のＵＦＢ密度は、それぞれ３．３５×１０^７個／ｍｌ、１．７１×１０^７個／ｍｌであった。検証結果を表３に示す。

表３に示すように、サンプル１および２の水素ＵＦＢ含有液では、ミスト化前の溶存水素濃度はそれぞれ３．１ｍｇ／ｌ、３．０ｍｇ／ｌ、ミスト化後の溶存水素濃度はそれぞれ０．１１ｍｇ／ｌ、０．０９ｍｇ／ｌであり、水素残存率はそれぞれ３．５％、３．０％であった。そのため、水素が残存していると判定（「○」）された。このように、ミスト平均径が１９５μｍより大きな場合についてもミスト化後に水素が残存していることが確認された。

また、表３に示すように、サンプル１’および２’の水素ＵＦＢ含有液では、ミスト化前の溶存水素濃度はそれぞれ１．５ｍｇ／ｌ、１．６ｍｇ／ｌ、ミスト化後の水素濃度はそれぞれ０．０６ｍｇ／ｌ、０．０５ｍｇ／ｌであり、水素残存率はそれぞれ４．０％、３．１％であった。そのため、水素が残存していると判定（「○」）された。このように、ミスト化前の溶存水素濃度がサンプル３の水素水と同程度であっても、ミスト化後に水素が残存していることが確認された。また、サンプル１とサンプル１’との比較、および、サンプル２とサンプル２’との比較から、水素残存率はミスト化前の溶存水素濃度には依存しておらず、水素が残存しているか否かの判定結果も、ミスト化前の溶存水素濃度には依存しないことがわかった。なお、サンプル３の水素水を、ミスト平均径が４１４μｍとなるシステムでミスト化して水素残存率を測定したところ、ミスト平均径が１９５μｍの場合と同様に１．０％未満であり、水素が残存していないと判定された。

続いて、より小さなミスト平均径でも同様の挙動となるか確認するために、ミスト平均径が４９μｍとなる場合（二流体ノズルでミスト化を行う場合）について、サンプル１の水素ＵＦＢ含有液に含まれる水素がミスト化後も残存するか否かを検証した。検証結果を表４に示す。

表４に示すように、サンプル１の水素ＵＦＢ含有液では、ミスト化前の溶存水素濃度は３．９ｍｇ／ｌ、ミスト化後の溶存水素濃度は０．００ｍｇ／ｌであり、水素残存率は０．０％であった。そのため、水素が残存していないと判定（「×」）された。このように、ミスト平均径が１９５μｍより小さな場合、ミスト化後に水素が残存していないことが確認された。

上述した検証結果から確認されたように、水素ＵＦＢ含有液を、ミスト平均径が１９５μｍ以上のミストとして噴霧することにより、ミストに水素を残存させることができる。そのため、水素ＵＦＢ含有液が有する効果（例えば脳神経機能の障害改善）をミスト状態でも維持することができる。また、上述した検証結果から確認されたように、液体中に水素がＵＦＢとして混入されていない場合には、ミスト平均径が１９５μｍ以上であっても、ミストに水素を残存させることができない。

なお、水素を残存させる観点からは、ミスト平均径の上限に制限はないと考えられるが、ミスト平均径が大きすぎると、使用する水素ＵＦＢ含有液の量が多くなりすぎるおそれがある。ミスト平均径が１０００μｍ以下であることにより、少量の水素ＵＦＢ含有液で比較的広い範囲にミストを噴霧し得るという効果が得られる。

なお、本発明の実施形態によるミスト生成方法に用いることができるミスト生成システムは、図１に例示したような一流体ノズル２を備えたミスト生成システム１や、ハンディタイプのスプレーボトルに限定されない。水素ガスを含むＵＦＢを含有する液体を平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下のミストとして噴霧することができるミスト生成システムであれば、本発明の実施形態によるミスト生成方法に好適に用いることができる。

（実施形態２）
図３を参照しながら、本実施形態におけるミスト生成装置１０を説明する。図３は、ミスト生成装置１０を模式的に示す図である。

ミスト生成装置１０は、図３に示すように、貯蔵部１１と、ミスト生成部１２とを備える。

貯蔵部１１は、水素ガスを含むＵＦＢ（直径１μｍ以下の気泡）を含有する液体（水素ＵＦＢ含有液）を貯蔵する。貯蔵部１１には、ミスト生成装置１０の使用前に、水素ＵＦＢ含有液が貯蔵される。

貯蔵部１１は、水素ＵＦＢ含有液に空気が触れないような密閉構造を有することが好ましい。これにより、水素ＵＦＢ含有液から水素が抜けていくことを防止し、水素ＵＦＢ含有液の水素保有力をいっそう高くすることができる。

また、貯蔵部１１は、水素ＵＦＢ含有液の温度を所定の温度以下（例えば１０℃以下）に保つことができる保冷部を含むことが好ましい。これにより、水素ＵＦＢ含有液から水素が抜けていくことを防止し、水素ＵＦＢ含有液の水素保有力をいっそう高くすることができる。

貯蔵部１１は、通気性のない材料から形成されていることが好ましく、具体的には、ガラスや金属材料などから形成されていることが好ましく、アルミニウムを主成分とする金属材料から形成されていることがより好ましい。これにより、貯蔵部１１から水素が抜けていくことを防止することが可能となり（アルミニウムを主成分とする金属材料の場合はより確実に防止することが可能となり）、水素ＵＦＢ含有液の効果（例えば脳神経機能の障害改善）を長期間維持することが可能となる。

ミスト生成部１２は、貯蔵部１１に貯蔵されている水素ＵＦＢ含有液を対象物にミスト５として噴霧する。より具体的には、ミスト生成部１２は、水素ＵＦＢ含有液をミスト平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下のミスト５として噴霧する。

ミスト生成部１２によるミスト５の生成方式は、特に限定されない。例えば、実施形態１において説明したような一流体ノズルを用いてもよい。この場合、ミスト生成部１２は、図１に例示したように送液ポンプ、一流体ノズルなどから構成されるがこの構成に限定されるものではない。一流体ノズルを用いると、構成部品を比較的少なくすることができる、コストパフォーマンスに優れる、噴霧流量を調節可能、などの利点が得られる。

また、実施形態１において説明したようなハンディータイプのスプレーボトルに用いられているノズル構成を用いてもよい。この場合、構成部品を非常に少なくすることができる（送液ポンプ等が不要となる）、非常にコストパフォーマンスに優れる、装置全体を軽量化できる、などの利点が得られる。

また、水素ＵＢＦ含有液をミスト平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下のミスト５として噴霧することが可能であれば、二流体ノズルを用いてもよい。二流体ノズルを用いると、ミスト微細化性能に優れる、ミスト平均径を容易に制御可能である、噴霧流量の調整範囲が大きい、比較的大きな径の異物を通過させることができる、などの利点が得られる。

なお、水素ＵＦＢ含有液をミスト平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下のミスト５として噴霧することが可能であれば、一般的に加湿器に用いられているミスト生成方式である気化方式、蒸気方式、超音波方式などを用いてもよい。これらの方式を用いると、既に市場に出回っている部品を共有化できるので、汎用性が高く、ミスト生成装置１０を安価に製造することができるという利点が得られる。

ミスト生成部１２の構成要素も、通気性のない材料から形成されていることが好ましく、具体的には、金属材料などから形成されていることが好ましく、アルミニウムを主成分とする金属材料から形成されていることがより好ましい。これにより、ミスト生成部１２から水素が抜けていくことを防止することが可能となり（アルミニウムを主成分とする金属材料の場合はより確実に防止することが可能となり）、水素ＵＦＢ含有液の効果（例えば脳神経機能の障害改善）を長期間維持することが可能となる。

上述したように、本実施形態におけるミスト生成装置１０は、水素ＵＦＢ含有液を貯蔵する貯蔵部１１と、水素ＵＦＢ含有液をミスト平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下のミスト５として噴霧するミスト生成部１２とを備える。そのため、水素ＵＦＢ含有液中の水素をミスト５に残存させることができ、水素ＵＦＢ含有液が有する効果（例えば脳神経機能の障害改善）が維持された状態のミスト５を対象物に噴霧することが可能となるとともに、少量の水素ＵＦＢ含有液で比較的広い範囲にミスト５を噴霧し得る。また、本実施形態におけるミスト生成装置１０は、水素ＵＦＢ含有液を生成するための構成要素を有していないので、構成部品を減らすことが可能であり、ミスト生成装置１０の製造コストを安価にすることができる。

（実施形態３）
図４を参照しながら、本実施形態におけるミスト生成装置２０を説明する。図４は、ミスト生成装置２０を模式的に示す図である。以下では、ミスト生成装置２０が、実施形態２におけるミスト生成装置１０と異なる点を中心に説明を行う。

ミスト生成装置２０は、水素ガス供給部２３と、水素ＵＦＢ含有液生成部２４と、ミスト生成部２２とを備える。つまり、ミスト生成装置２０は、水素ガス供給部２３および水素ＵＦＢ含有液生成部２４を備える点において、実施形態２のミスト生成装置１０と異なっている。また、ミスト生成装置２０は、貯蔵部を備えていない点においても、実施形態２のミスト生成装置１０と異なっている。

水素ガス供給部２３は、水素ガスを供給する。水素ガスの供給方式は、特に限定されず、種々の方式を用いることができる。例えば、水の電気分解により水素と酸素とを生成し、そこから水素だけを取り出して供給する方式（電気分解方式）でもよいし、アルミニウム・酸化カルシウム等や水素化マグネシウム等からなる水素発生剤を用いて供給する方式（水素発生剤方式）でもよいし、高純度な水素ガスが封入された容器をセットできる構成にする方式（容器セット方式）でもよい。電気分解方式は、非常に安価で入手容易な水を補充するだけで半永久的に水素の供給が可能となるという利点を有する。水素発生剤方式は、水素ガス供給部２３と水素ＵＦＢ含有液生成部２４とを一体化できてミスト生成装置２０の小型化が可能となるという利点を有する。容器セット方式は、ミスト生成装置２０の構成がシンプルになるという利点を有する。

水素ＵＦＢ含有液生成部２４は、水素ガス供給部２３から供給された水素ガスを用いて、すなわち、水素ガス供給部２３から供給された水素ガスを含むＵＦＢを含有する水素ＵＦＢ含有液を生成する。水素ＵＦＢ含有液の生成方式は、特に限定されず、種々の方式を用いることができる。例えば、実施形態１で例示したような「加圧溶解方式」、「旋回流方式」、「回転方式」およびこれらを組み合わせた方式などを用いることができる。加圧溶解方式は、比較的高い溶存水素濃度を有する水素ＵＦＢ含有液の生成が可能となるので、水素ＵＦＢ含有液の効果（例えば脳神経機能の障害改善）が比較的長く維持されるという利点が得られる。旋回流方式は、装置構成を比較的簡単にできるという利点が得られる。

ミスト生成部２２は、水素ＵＦＢ含有液生成部２４によって生成された水素ＵＦＢ含有液を対象物にミスト５として噴霧する。より具体的には、ミスト生成部２２は、水素ＵＦＢ含有液をミスト平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下のミスト５として噴霧する。ミスト生成部２２によるミスト５の生成方式としては、実施形態２のミスト生成装置１０のミスト生成部１２と同様に種々の方式を用いることができる。

上述したように、本実施形態におけるミスト生成装置２０は、水素ガスを供給する水素ガス供給部２３と、水素ガス供給部２３から供給された水素ガスを含むＵＦＢを含有する水素ＵＦＢ含有液を生成する水素ＵＦＢ含有液生成部２４と、水素ＵＦＢ含有液生成部２４で生成された水素ＵＦＢ含有液を、ミスト平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下となるミスト５として噴霧するミスト生成部２２とを備える。そのため、水素ＵＦＢ含有液中の水素をミスト５に残存させることができ、水素ＵＦＢ含有液が有する効果（例えば脳神経機能の障害改善）が維持された状態のミスト５を対象物に噴霧することが可能となるとともに、少量の水素ＵＦＢ含有液で比較的広い範囲にミスト５を噴霧し得る。また、本実施形態におけるミスト生成装置２０は、水素ＵＦＢ含有液を生成する水素ＵＦＢ含有液生成部２４を有しているので、水素ＵＦＢ含有液を別途に用意する必要がないので、ミスト生成装置２０のランニングコストを抑えることができる。

なお、図５に示すように、ミスト生成装置２０は、水素ＵＦＢ含有液生成部２４によって生成された水素ＵＦＢ含有液を貯蔵する貯蔵部２１をさらに備えてもよい。図５に示すように、ミスト生成装置２０が貯蔵部２１を備えていると、水素ＵＦＢ含有液生成部２４で生成された水素ＵＦＢ含有液を効率良く利用することができる。一方、図４に示すように、ミスト生成装置２０が貯蔵部２１を備えていない場合、構成部品を少なくすることが可能となるので、製造コストを抑えることができる。

本発明の実施形態によると、ミストを分子状水素が残存した状態で対象物に噴霧することができるミスト生成装置およびミスト生成方法を提供することができる。本発明の実施形態によるミスト生成装置またはミスト生成方法を用いて対象物にミストを噴霧することによって、対象物に治療効果および／または健康効果を好適に及ぼすことができる。

１ミスト生成システム
２一流体ノズル
３送液ポンプ
４水素ＵＦＢ含有液
４ｕウルトラファインバブル
５ミスト
５ｕウルトラファインバブル
６対象物
１０ミスト生成装置
１１貯蔵部
１２ミスト生成部
２０ミスト生成装置
２１貯蔵部
２２ミスト生成部
２３水素ガス供給部
２４水素ＵＦＢ含有液生成部

Claims

水素ガスを含むウルトラファインバブルを含有する液体である水素ＵＦＢ含有液を貯蔵する貯蔵部と、
前記貯蔵部に貯蔵されている前記水素ＵＦＢ含有液を、ミスト平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下のミストとして噴霧するミスト生成部と、
を備えるミスト生成装置。
水素ガスを供給する水素ガス供給部と、
前記水素ガス供給部から供給された水素ガスを含むウルトラファインバブルを含有する液体である水素ＵＦＢ含有液を生成する水素ＵＦＢ含有液生成部と、
前記水素ＵＦＢ含有液生成部によって生成された前記水素ＵＦＢ含有液を、ミスト平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下のミストとして噴霧するミスト生成部と、
を備えるミスト生成装置。
前記水素ＵＦＢ含有液生成部によって生成された前記水素ＵＦＢ含有液を貯蔵する貯蔵部をさらに備える請求項２に記載のミスト生成装置。
液体からミストを生成するミスト生成方法であって、
水素ガスを含むウルトラファインバブルを含有する液体である水素ＵＦＢ含有液を用意するステップ（Ａ）と、
前記水素ＵＦＢ含有液を、ミスト平均径が１９５μｍ以上１０００μｍ以下のミストとして噴霧するステップ（Ｂ）と、
を包含するミスト生成方法。