JP5394323B2

JP5394323B2 - 還元作用水製造用セラミックの調整方法、還元作用水の製造方法および還元作用水

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Publication number: JP5394323B2
Application number: JP2010121834A
Authority: JP
Inventors: 一乾
Original assignee: 株式会社トミヤカンパニィ
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2014-01-22
Anticipated expiration: 2030-05-27
Also published as: JP2011245432A

Description

本発明は、酸化還元電位が低く水素イオン指数の高い還元作用水、還元作用水の製造方法、および還元作用水製造用のセラミックの調整方法に関する。

還元作用水はアルカリイオン水とも呼ばれ、その製造方法として、例えば天然石または焼結セラミックを水に接触させる方法、電解質成分を微量に投入し電気分解して陰極側に位置する水を分別して採取する方法などが開示されている（特許文献１，２）。
特許文献１に開示された製造方法による還元作用水（ミネラル還元水）は、カートリッジと呼ばれる容器に活性を有する天然石または焼結セラミック等を収納し、この容器に水道水を通過させることにより製造される。

また、特許文献２に開示された製造方法による還元作用水は、セラミック混入樹脂バインド層である円筒状隔膜の内部に処理水を流入させ、この処理水を電気分解してアルカリイオン化させて流出させることにより得られる。

特開２００２−１２６７６２号公報特開２００５−１７７５９７号公報

特許文献１には、開示された方法により得られたミネラル還元水の例えばｐＨ値が８．０１であり、酸化還元電位が−１００ｍＶ程度であること、および２４時間経過後にも水質の変化が見られなかったことが記載されている。しかし、特許文献１には、２４時間以後のこれらの値の変化について具体的には記載されていない。また、特許文献１には、使用される天然石の種類、焼結セラミックの成分と焼結方法、関連装置などに関する技術開示はいくつか見られるものの、高い還元作用性能を長期にわたって持続させることのできる還元作用水を得る報告はない。

また、特許文献１に開示された電気分解方式は、アルカリイオン水として高い還元作用性能を付与するために多量の電気エネルギーを使用する必要があること、および設備に多額の投資が必要であること、さらに短時間で還元作用が低下するという問題があった。
本発明は、高い還元作用を長期にわたって持続する還元作用水を僅かな電気エネルギーの使用により製造することができる還元作用水の製造方法、製造される還元作用水、およびこの還元作用水の製造に用いられる還元作用水製造用のセラミックの調整方法を提供することを目的とする。

本発明に係る還元作用水製造用セラミックの調整方法は、水とホワイトセメントとを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後に１次還元水となった前記水を回収し、前記１次還元水とホワイトセメントとを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後に２次還元水となった前記水を回収し、以後、ｎ−１（ｎ＝３，４…）次還元水とホワイトセメントとを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後にｎ次還元水となった前記水を回収し、前記ｎ次還元水の水素イオン指数が１１．５以上、かつ酸化還元電位が−２４０ｍＶ以下となるまでｎを１つずつ増加させて前記ｎ次還元水の生成を行い、ホワイトセメントと得られた前記ｎ次還元水とを混合し、混合物を小分けして固化させる。

好ましくは、前記水と前記ホワイトセメントとの混合が、水３５〜４５重量部とホワイトセメント１００重量部とで行われ、前記ｎ−１（ｎ＝２，３…）次還元水と前記ホワイトセメントとの混合が、水３５〜４５重量部とホワイトセメント１００重量部とで行われ、前記ホワイトセメントと得られた前記ｎ次還元水との混合が、ホワイトセメント１００重量部と得られた前記ｎ次還元水３５〜４５重量部とで行われる。

本発明に係る還元作用水の製造方法は、水とホワイトセメントとを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後に１次還元水となった前記水を回収し、前記１次還元水とホワイトセメントとを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後に２次還元水となった前記水を回収し、以後、ｎ−１（ｎ＝３，４…）次還元水とホワイトセメントとを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後にｎ次還元水となった前記水を回収し、前記ｎ次還元水の水素イオン指数が１１．５以上、かつ酸化還元電位が−２４０ｍＶ以下となるまでｎを１つずつ増加させて前記ｎ次還元水の生成を行い、ホワイトセメントと得られた前記ｎ次還元水とを混合し、混合物を小分けし固化させて還元作用水製造用セラミックとし、前記還元作用水製造用セラミックに水を接触させて得る。

好ましくは、ホワイトセメント１００重量部と得られた前記ｎ次還元水３５〜４５重量部とを混合した混合物の小分けが、１．０〜２．７ｃｍ³の大きさとなるように行われる。
本発明に係る還元作用水は、水３５〜４５重量部とホワイトセメント１００重量部とを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後に１次還元水となった前記水を回収し、前記１次還元水３５〜４５重量部とホワイトセメント１００重量部とを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後に２次還元水となった前記水を回収し、以後、ｎ−１（ｎ＝３，４…）次還元水３５〜４５重量部とホワイトセメント１００重量部とを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後にｎ次還元水となった前記水を回収し、前記ｎ次還元水の水素イオン指数が１１．５以上、かつ酸化還元電位が−２４０ｍＶ以下となるまでｎを１つずつ増加させて前記ｎ次還元水の生成を行い、ホワイトセメント１００重量部と得られた前記ｎ次還元水３５〜４５重量部とを混合し、混合物を１．０〜２．７ｃｍ³の大きさに小分けして固化させて還元作用水製造用セラミックとし、前記還元作用水製造用セラミックに水を接触させて得たものであり、酸化還元電位が−２００ｍＶ以下、水素イオン指数が１０．５以上である。

本発明によると、高い還元作用を長期にわたって持続する還元作用水を僅かな電気エネルギーの使用により製造することができる還元作用水の製造方法、製造される還元作用水、およびこの還元作用水の製造に用いられる還元作用水製造用のセラミックの調整方法を提供することができる。

図１は１次調整工程のフローダイヤグラムである。図２は２次調整工程のフローダイヤグラムである。図３はｎ次調整工程のフローダイヤグラムである。図４は調整用ｎ次還元水のｐＨの経時変化を示す図である。図５は調整用ｎ次還元水の酸化還元電位経時変化を示す図である。図６は１次セラミック固化体により製造した調整用還元水の酸化還元電位および水素イオン指数を示す図である。図７は４次セラミック固化体により製造した調整用還元水の酸化還元電位および水素イオン指数を示す図である。図８は５次セラミック固化体により製造した調整用還元水の酸化還元電位および水素イオン指数を示す図である。図９はセラミック成型工程のフローチャートである。図１０は三角錐セラミックおよび直方体セラミックの外観を示す図である。図１１は三角錐状の成型物における予備乾燥の有無の影響を調べた図である。図１２は縦型の還元作用水製造装置の概略図である。図１３は横型の還元作用水製造装置の概略図である。図１４は還元作用水の噴霧によるホルムアルデヒド濃度低減を示す図である。図１５は還元作用水の噴霧によるトルエン濃度低減を示す図である。図１６は還元作用水の噴霧によるキシレン濃度低減を示す図である。

還元作用水製造用セラミックの調整は、調整用還元水製造工程およびセラミック成型工程によって行われる。
図１は１次調整工程のフローダイヤグラム、図２は２次調整工程のフローダイヤグラム、図３はｎ次調整工程のフローダイヤグラムである。
調整用還元水製造工程は、繰り返し行われる複数の還元水調整工程からなる。

最初の還元水調整工程（以下「１次調整工程」という）は、図１に示されるように、先ずホワイトセメント１００重量部と水道水３４〜４６重量部とを混合して固化させ１次セラミック固化体を得る（Ｓ１１、Ｓ１２）。図１には、ホワイトセメント１００重量部と水道水４０重量部との好適な混合例が示される。
混合に使用されるホワイトセメントは、山陽白色セメント株式会社が製造し、太平洋セメント株式会社が販売するホワイトセメント（白色セメント）である。ホワイトセメントは、山陽白色セメント株式会社（ＵＲＬ：http://www.sanyowhitecement.com/html/whitejyouhou.html）によれば、普通ポルトランドセメントのＪＩＳ規格（ＪＩＳＲ５２１０）に準拠しており、石灰石および粘土（ろう石、白土）から製造される。石灰石は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）を主成分として、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）、三酸化二鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を微量含む。粘土は、主成分が二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、準成分が酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）および三酸化二鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）、微量成分が酸化ナトリウム（Ｎａ₂Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ₂Ｏ）および二酸化チタン（ＴｉＯ₂）である。その他、酸化マグネシウムおよび三酸化硫黄（ＳＯ₃）および塩化物イオン等を微量含む。

使用した水道水は、大阪市水道局により大阪市城東区に供給されたものである。水道水ではなく、蒸留水、脱イオン水または井戸水等を使用することができる。
１次調整工程は、より具体的には、ホワイトセメント５０ｇと水道水２０ｇとを開口径７０ｍｍ、底径５０ｍｍおよび高さ８０ｍｍの円錐台形容器（以下「調整容器」という）内で混合し（Ｓ１１）、１週間自然固化させる（Ｓ１２）。

調整容器内のホワイトセメントが自然固化した１次セラミック固化体の上に、水道水を１００重量部つまり５０ｇ加え、そのまま放置する（Ｓ１３）。２４時間経過後、調整容器内の水を回収する（Ｓ１４）。回収した水が調整用１次還元水である。また、上記一連の処理が１次調整工程である。
１次調整工程に続いて行われる調整用還元水製造工程（以下「２次調整工程」という）は、図２を参照して、ホワイトセメント１００重量部と調整用１次還元水４０重量部とを混合して固化させ２次セラミック固化体を得る（Ｓ２１、Ｓ２２）。使用されるホワイトセメントは、１次調整工程に使用されるものと同じである。この処理は、１次調整工程と同様に調整容器内で行われる。

１週間ホワイトセメントを固化させた後、調整容器内の固化したホワイトセメントの上に水道水を１００重量部加え２４時間放置する（Ｓ２３）。２４時間放置された調整容器内の水が調整用２次還元水であり、これを別容器に移しかえる（Ｓ２４）。上記一連の処理が２次調整工程である。１次調整工程ではホワイトセメントを固化させるために水道水が混合されるのに対して、２次調整工程ではホワイトセメントを固化させるために調整用１次還元水が使用される。

この後連続して行われる還元水調整工程（「３次調整工程」、「４次調整工程」等の「ｎ次調整工程（ｎ＝３，…）」）は、それぞれその一つ前の還元水調整工程で得た調整用ｎ−１次還元水を使用してホワイトセメントが固化される。図３に示されるように、ｎ次調整工程は、ホワイトセメント固化用の水が異なる点を除き、１次調整工程および２次調整工程とその処理内容（Ｓ３１〜Ｓ３４）が同じである。

図４は調整用ｎ次還元水の水素イオン指数（ｐＨ）の経時変化を示す図、図５は調整用ｎ次還元水の酸化還元電位経時変化を示す図である。これらの図は、ｎ＝１〜６までの各調整用ｎ次還元水を室内（温度が２０〜２８度に調整された部屋内）に放置したときの経時（日）変化である。図４から、２４時間放置後（Ｓ１３，Ｓ２３，Ｓ３３）におけるｎが４以上の調整用ｎ次還元水は、その後の経時のｐＨの低下が緩やかであることがわかる。また、図５から、ｎが４以上の調整用ｎ次還元水は、生成後、経時の酸化還元電位の上昇（絶対値の低下）も緩やかであるといえる。

還元水調整工程は、得られた調整用ｎ次還元水の水素イオン指数および酸化還元電位の値により終了を判断する。還元水調整工程の終了は、得られた調整用ｎ次還元水の水素イオン指数が１１．５以上、かつ酸化還元電位が−２４０ｍＶ以下となったときである。このときのｎは、例示した還元水調整工程では４以上である。
図６、図７および図８はそれぞれ１次セラミック固化体、４次セラミック固化体および５次セラミック固化体を使用して調整用還元水を繰り返し製造したときの調整用還元水の酸化還元電位および水素イオン指数を示す図である。

これらの図は、それぞれのｎ次セラミック固化体に水道水を１００重量部加えて２４時間放置後分離した調整用還元水を「還元水生成回数１」とし、さらにｎ次セラミック固化体に水道水を１００重量部加えて２４時間放置後分離した調整用還元水を「還元水生成回数２」とし、この処理を６回繰り返して各調整用還元水の性質を測定した結果である。いずれのｎ次セラミック固化体も、繰り返し回数が少ないときには、酸化還元電位および水素イオン指数の変化が少なく、特に４次セラミック固化体および５次セラミック固化体では、最初の３回の繰り返しでは酸化還元電位および水素イオン指数が殆ど変化しない。

上記結果から、還元作用水製造用セラミック（以下「セラミック」と略すことがある）の調整には、少なくとも繰り返し回数が３回以下であってｎが４以上の調整用ｎ次還元水、好ましくは繰り返しのない自然固化後に２４時間放置されたｎが４以上の調整用ｎ次還元水を使用する。
次に、還元作用水製造用セラミックを得るためのセラミック成型工程について説明する。

図９はセラミック成型工程のフローチャートである。
初めに、ホワイトセメント１００重量部および調整用還元水４０重量部を計量し、混練容器に投入する。ホワイトセメントは、調整用還元水製造工程で使用したホワイトセメントであり、調整用還元水は、ｎが４以上の調整用ｎ次還元水における繰り返し回数が３回以下のものである。調整用還元水の使用量は、３５〜４５重量部が好ましい。

ホワイトセメントおよび調整用還元水が容器に投入された後、速やかに混練を行う（Ｓ４１）。混練が行われる環境は、作業効率の観点から温度（室温）２０〜２８℃、湿度４０〜７０％とすることが望ましい。作業環境の制御が困難な場合、調整用還元水を、
ｔ（分）＝｛０．４７５×（２５−液温）＋０．５｝×Ｃ・・・（１）
で求められるｔ分程度加熱することも可能である。（１）式における係数Ｃは、湿度が高い場合は１．１を、低い場合は０．９を用いるとよい。

調整用還元水がホワイトセメントに浸透しホワイトセメントの表面に染み出す水分が無くなってからさらに１０〜２０分混練を継続する。
混練された混和物は、成型物の形状に応じた大きさに小分けされる（Ｓ４２）。成型物の形状とは、角がとれた三角錐（以下「三角錐」と略す）、および直方体に分断するための円盤形等である。三角錐に応じた大きさとは、例えば底面の１辺の長さが略３ｃｍ、高さが略３ｃｍ、全体の体積が略４ｃｍ³であり、円盤形に応じた大きさとは、例えば直径が略１０ｃｍ、厚さが略７ｍｍ、全体の体積が略５５ｃｍ³である。他に、底面の直径が３ｃｍ、高さが３ｃｍ、全体の体積が略４ｃｍ³の円錐とすることができる。

三角錐または円盤形の形状は、人手により整える（Ｓ４３）。人手による成型では形状が不揃いになり、例えば成型物を容器に充填したとき適度な空隙が形成されるからである。
三角錐状の成型は、表面が若干乾燥した状態になった時、再度人手による成型作業を行う。角がとれた三角形状の成型体の製造においては、固化後における成型物の外部から内部に至る空隙構造を均一化するために、上記の手による成型作業を３回程度繰り返すのが望ましい。この後、固化のために放置される（Ｓ４５）。

直方体の成型物は、円盤形に形成された成型物の固化が進んだ段階でしかし完全に固化する前に、各辺の長さがおおよそ７ｍｍの直方体になるように薄い金属板によって切り分ける（Ｓ４４）。切り分けた後、直方体の成型物は、固化のために放置される（Ｓ４５）。
図１０は三角錐形の成形物（以下「三角錐セラミック」という）および直方体形の成形物（以下「直方体セラミック」という）の外観を示す図である。

図１０における「山状セラミック成型体」は三角錐セラミックのことであり、「角状セラミック成型体」は直方体セラミックのことである。
図１０からわかるように、三角錐セラミックは厳密な三角錐ではなく、三角錐を目標に人の手により成型され、その形状を例えた場合に三角錐が最も近いという程度の三角錐である。三角錐セラミックは、高さが略２．５〜３．０ｃｍ、底面の１辺の長さが略２．０〜２．５ｃｍであり、見かけの体積は、略１．４〜２．７ｃｍ³である。

直方体セラミックは、１辺の長さが７〜１５ｍｍの直方体または立方体であり、見かけの体積は、略１．０〜２．２ｃｍ³である。ただし、人手による成型作業のため、厳密な直方体または立方体ではない。
三角錐セラミックおよび直方体セラミックは、いずれも見かけ密度が２．１０〜２．３ｇ／ｃｍ³である。三角錐セラミックの好ましい見かけ密度は２．１０〜２．１５ｇ／ｃｍ³であり、直方体セラミックの好ましい見かけ密度は２．２０〜２．３ｇ／ｃｍ³である。

見かけ密度は、次のようにして求めた。
すなわち、成型されたセラミックを満水の容器に入れ、溢れ出た水の容積をその重さから求め見かけ体積とする。この見かけ体積で水に投入前のセラミックの重量を除して見かけ密度とした。
また、三角錐セラミックは、見かけの空隙量が２．２〜２．３５ｃｍ³である。直方体セラミックは、見かけの空隙量が０．６５〜０．７５ｃｍ³である。見かけの空隙量は、
見かけの空隙量（ｃｍ³）＝重量（ｇ）／３．１５−見かけの体積（ｃｍ³）・・（２）
で求められる。ここで、３．１５はポルトランドセメントの真密度（ｇ／ｃｍ³）である。

セラミック成型工程において、使用されるホワイトセメントを予備乾燥すると、良質の還元作用水製造用セラミックを得ることができる。予備乾燥は、粉体であるホワイトセメントを粉体用の撹拌機に入れ、温度５０℃、相対湿度５％に維持しながら１週間行う。
図１１は三角錐セラミックにおける予備乾燥の有無の影響を調べた図である。図１１における水浸透量は、次のようにして求めた。

メスシリンダーに水を入れ、その中に見かけの体積が既知の三角錐セラミックを入れ、一定時間放置して三角錐セラミックの空隙に水を浸透させる。雌シリンダに入れた水および三角錐セラミックの見かけの体積の和からメスシリンダの水表面の値を差し引き、水の浸透容積（ｃｃ）を求める。
この計測は、１つのメスシリンダに複数の三角錐セラミックを投入して行い、その見かけの体積の和で水の浸透容積を除して水浸透量（ｃｃ／ｃｍ³）とした。

水浸透量が大きいということは、還元作用水製造用セラミックにおいて表面から内部に通じる空隙がより多く存在することを予測させる。そして、空隙が多く存在すれば、液体との接触面積が大きくなり、後に説明する還元作用水の製造を効率的に行うことができる。
図１１から、セラミックを得るセラミック成型工程の前に原料のホワイトセメントの予備乾燥を行うことは、還元作用水製造用セラミックにおける水浸透量の増加、つまり空隙の増大に効果的であることがわかる。

次に還元作用水製造用セラミックを使用した還元作用水の製造方法について説明する。
図１２は縦型の還元作用水製造装置１の概略図、図１３は横型の還元作用水製造装置１Ｂの概略図である。
還元作用水の製造を行うための縦型の還元作用水製造装置１は、原水槽１１、処理塔１２および熟成槽１４からなる。

原水槽１１は、原料となる水道水を一時的に貯留する槽である。原水槽１１は、塩化ビニル樹脂で形成される。
処理塔１２は、円筒の本体２１と、その両端を閉じる円形板状のカバー２２，２３とで形成されている。処理塔１２の内部には、一方の端側にパンチングプレートで形成された棚板２４が、本体２１の中心軸に直交させて収容されている。処理塔１２は、本体２１の中心軸が垂直になるように配置されている。処理塔１２の内部には、棚板２４の上に、還元作用水製造用セラミック７ｋｇが入れられた網の袋が多数充填されている。図１２においてこの網の袋の集まり（充填層）を符合２５で示す。

ところで、網の袋の中の還元作用水製造用セラミックは、三角錐セラミックおよび直方体セラミックが重量比で４：３、つまり三角錐セラミックが４ｋｇ、直方体セラミックが３ｋｇ入れられている。網の袋はポリエステルで作られ、網の目の大きさは、三角錐セラミックおよび直方体セラミックが抜け出ないものであれば任意の大きさを選択することができる。また、袋に入れる還元作用水製造用セラミックの量は、袋の大きさに対応させ、扱い易い範囲で任意に選択できる。三角錐セラミックおよび直方体セラミックの重量比は、処理塔１２における圧力損失を小さくするために４：３が適切である。しかし、圧力損失は、充填量を減少させかつ水道水の通過流量を減少させることにより低減できるので、三角錐セラミックおよび直方体セラミックの重量比は、これ以外の比率を採用してもよい。

処理塔１２は、下端が原水槽１１に連結され、原水槽１１との間には、制御部４１によりその流量が制御される容積形のポンプ１３が設けられている。処理塔１２は、塩化ビニル樹脂で製作されている。
処理塔１２の上端と熟成槽とは、配管で連結されている。
熟成槽１４は、塩化ビニル樹脂でライニングされた角型の金属製の槽である。熟成槽１４には、プロペラ型の撹拌翼を有する撹拌機３１が備えられている。また、熟成槽１４の内部には、ブライン（冷媒）が循環されるコイル３２が設けられている。熟成槽１４の底には、処理塔１２に充填されたと同じ三角錐セラミックおよび直方体セラミックが重量比４：３で計７ｋｇ入れられた網の袋が多数置かれている（図１２においてセラミックの層を符合３３で示す）。熟成槽１４の中に入れられたセラミックの量（重さ）は、熟成を予定する熟成槽１４内の還元作用水の重さの１７．５〜２０．０重量％である。

還元作用水は次のようにして製造される。
原水槽１１に水道水が供給される。原水槽１１への水道水の供給は、溶存塩素を取り除くために、還元作用水の製造の１日前に行うのが好ましい。
ポンプ１３が起動され、原水槽１１から水道水が所定の流量を維持して処理塔１２に送られる。

ここで、所定の流量とは、処理塔１２におけるセラミックの充填槽の単位重量（網の袋の重さを除く）当たり０．１０〜０．２５Ｌ／分である。
ポンプ１３による水道水供給圧力は、０．０１〜０．１０Ｍｐａである。
水道水は、処理塔１２の下端からその内部の進入し、セラミックに接触しながら充填層２５を上昇する。この間、セラミックに含まれる成分が水道水に溶出する。充填層２５を上昇した水道水は、上端から熟成槽１４に送られる。

熟成槽１４内に水道水が所定量送られると、ポンプ１３が停止されて熟成槽１４への処理済み水道水の供給が停止される。
続いて、熟成槽１４の撹拌機３１が起動される。撹拌機３１の撹拌翼は、空気を巻き込むボルテックスの生成を避けるために下方から上方に吐出する型式のものである。水道水は、撹拌翼により熟成槽１４内を循環して熟成が進行する。熟成槽１４内は、温度計３４が測定する温度によってコイル３２にブラインが断続的に流され、温度が１５±５℃に調整される。

熟成は、熟成槽１４内の水道水の酸化還元電位が−２００ｍＶ以下、水素イオン指数が１０．５以上となるまで継続される。好ましくは、酸化還元電位が−２５０ｍＶ以下、水素イオン指数が１１以上となるまで継続される。
なお、熟成が終了した水道水を「還元作用水」という。
横型の還元作用水製造装置１Ｂは、原水槽１１、複数の処理塔１２Ｂ，１２Ｂ，１２Ｂおよび熟成槽１４からなる。横型の還元作用水製造装置１Ｂは、その処理塔１２Ｂが横型である点で、縦型の還元作用水製造装置１と異なり、その他の点においては縦型の還元作用水製造装置１と同じである。

各処理塔１２Ｂは、縦型の還元作用水製造装置１における処理塔１２と同様に、円筒の本体２１と、その両端を閉じる円形板状のカバー２２，２３とで形成されている。処理塔１２Ｂの内部には、還元作用水製造用セラミック７ｋｇが入れられた網の袋が、その容積が本体２１の内容積の略６０％を占めるように収容されている。網の袋に入れられた還元作用水製造用セラミックは、三角錐セラミックおよび直方体セラミックが重量比で４：３である。図１３において還元作用水製造用セラミックが入れられた網の袋の集まりを符合２６Ｂで示す。

処理塔１２Ｂは、複数（図１３においては３基）が本体の中心軸が水平となるように架台に固定され、それぞれが配管により直列接続されている。
複数の処理塔１２Ｂ，１２Ｂ，１２Ｂの初段は、制御部４１によりその流量が制御される容積形のポンプ１３を介して原水槽１１に連結され、最終段は、熟成槽１４に連結されている。

なお、各処理塔１２Ｂ，１２Ｂ，１２Ｂの流入口は、水道水が還元作用水製造用セラミック（網の袋の集まり２６Ｂ）内に流入するように一方のカバー２２の下方に設けられ、流出口は、流入口から最も遠くなるように他方のカバー２３の上方に設けられる。
横型の還元作用水製造装置１Ｂによる還元作用水の製造は、上述した縦型の還元作用水製造装置１による還元作用水の製造と全く同じ手順で行われる。

横置きの処理塔１２Ｂにおけるセラミックと水道水との接触（セラミック成分の水道水への溶出）は、縦置きの処理塔１２におけるものよりも劣るため、全セラミックを基準とする単位重量当たりの単位時間における水道水の通過量（Ｌ／分）は、縦型の還元作用水製造装置１よりも小さい。一方、横置きの処理塔１２Ｂは、縦置きの処理塔１２に比べて、処理時の圧力損失を小さくすることができるという利点がある。

還元作用水製造装置１，１Ｂは、セラミックが収容された処理塔１２，１２Ｂ内に水を通過させ、熟成槽１４で最終物性を調整することにより還元作用水を得る。この方法は、電解質を加えた水を電気分解することにより還元作用水を得る方法に比べて、電気エネルギーの使用量が僅かである。また、設備も簡単なもので対応でき、製造コストを抑制することができる。

また、図４および図５から、還元作用水製造装置１，１Ｂにより製造された還元作用水は、高い還元作用を長期にわたって持続することが十分に期待できる。
還元作用水は、調整用還元水に換えてセラミックの原料として使用することができる。還元作用水を使用してセラミックを調整する場合にも、図９を参照して説明したセラミック成型工程と同一の処理が行われる。

還元作用水の製造が本格化した後は、製造された還元作用水を用いて調整されたセラミックが、劣化したセラミックに置き換えられて製造が継続される。
還元作用水は、住宅の室内の壁紙用接着剤への添加、水性塗料への添加、陶磁器製造における土への添加、成型炭への配合、家畜の飲用水等に使用され、それぞれの用途において水よりも優れた特性を示す。

表１は還元作用水を新築住宅に施工したときの木質建材から発散されるホルムアルデヒド抑制効果を調査した結果である。

調査は以下のようにして行った。
化粧紙クロス施工用接着剤に、本来添加する水と同量の還元作用水を添加し接着剤を調整する。続いて、この接着剤を新築住宅室内の内壁に塗布し、化粧紙クロスを貼り付ける。接着剤が十分に機能し化粧紙クロスが内壁に強固に貼り付けられた後、還元作用水を化粧紙クロスの表面に１５ｃｃ／ｍ²の割合で噴霧する。

還元作用水施工前および施工後のいずれも、住宅の換気扇は連続稼働させ、窓は閉めた状態を維持した。室内のホルムアルデヒド濃度は、ガステック社製ガス検知管を使用して測定した。
表１から、還元作用水を使用することにより、合板、木質フローリングおよび集成材等の木材加工製品から放散されるホルムアルデヒドが低減することがわかる。

表２は塗料の溶剤（希釈剤）に還元作用水を使用してホルムアルデヒド抑制効果を調査した結果である。

使用した塗料は水溶性のアクリル樹脂塗料であり、塗料と還元作用水または水との混合割合は、重量比で４５：５５である。
それぞれの混合塗料を１辺１０ｃｍの正方形ガラス板にブレードコーターで厚さ０．２５ｍｍに塗布し、塗料が乾燥し塗膜が形成された後、それぞれのガラス板を別々の容積５Ｌの容器にいれる。

この容器の中を、濃度５ｐｐｍのホルムアルデヒドで置換し（ホルムアルデヒドの初期濃度８ｐｐｍ）、容器を密閉した状態で２４時間放置した後に容器内部のホルムアルデヒド濃度を測定した。ホルムアルデヒド濃度の測定は、ガステック社製ガス検知管を使用して行った。
表２から、塗料の溶剤として還元作用水を使用した場合には、通常作業の水を使用する場合に比べて容器内のホルムアルデヒド濃度を低下させる効果があることがわかる。

図１４は還元作用水の噴霧によるホルムアルデヒド濃度低減を示す図、図１５は還元作用水の噴霧によるトルエン濃度低減を示す図、図１６は還元作用水の噴霧によるキシレン濃度低減を示す図である。ホルムアルデヒド、トルエンおよびキシレン等の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）は、新築住宅において建設用資材から室内への放散量が多く、従来問題となっているものである。

図１４〜図１６における還元作用水の処理の概要は以下のようなものである。
略間取りが同一の２棟の新築建物（建物面積略１０４ｍ²）を使用し、うち１棟のリビングルームの壁に還元作用水を１５ｃｃ／ｍ²の割合で噴霧した。還元作用水の噴霧直後を経過日数０日として、２棟それぞれのリビングルームにおけるホルムアルデヒド、トルエンおよびキシレン濃度（単位体積当たりの各ガス重量）を測定した。

経過日数１日以降については、測定の５時間３０分前から３０分間リビングルームの窓を開放した。ホルムアルデヒド、トルエンおよびキシレン濃度は、ガステック社製ガス検知管を使用して測定した。
図１４〜図１６に示されるように、還元作用水を噴霧した室内におけるホルムアルデヒド、トルエンおよびキシレン濃度は、還元作用水を噴霧しない室内に比べて、顕著に低下した。

上述の実施形態において、成形物の形状を三角錐、直方体以外の形状としてもよい。例えば、球を径方向両側から指先で凹ませた形状、（角がとれた）円錐等、充填密度が高くならない種々の形状とすることができる。また、成形物の大きさは、上記したものに限られず、種々の大きさとすることができる。
その他、還元作用水製造用セラミックの調整方法、還元作用水製造用セラミック、還元作用水製造装置１，１Ｂの各構成または全体の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明は、接着剤の添加剤、塗料の希釈剤、陶磁器製造における土への添加、成型炭への配合、家畜の飲用水、その他種々の用途に使用できる酸化還元電位の低い還元作用水、還元作用水の製造方法、および還元作用水製造用のセラミックの調整方法に利用することができる。

Claims

水とホワイトセメントとを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後に１次還元水となった前記水を回収し、
前記１次還元水とホワイトセメントとを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後に２次還元水となった前記水を回収し、
以後、ｎ−１（ｎ＝３，４…）次還元水とホワイトセメントとを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後にｎ次還元水となった前記水を回収し、
前記ｎ次還元水の水素イオン指数が１１．５以上、かつ酸化還元電位が−２４０ｍＶ以下となるまでｎを１つずつ増加させて前記ｎ次還元水の生成を行い、
ホワイトセメントと得られた前記ｎ次還元水とを混合し、
混合物を小分けして固化させる
ことを特徴とする還元作用水製造用セラミックの調整方法。
前記水と前記ホワイトセメントとの混合が、水３５〜４５重量部とホワイトセメント１００重量部とで行われ、
前記ｎ−１（ｎ＝２，３…）次還元水と前記ホワイトセメントとの混合が、水３５〜４５重量部とホワイトセメント１００重量部とで行われ、
前記ホワイトセメントと得られた前記ｎ次還元水との混合が、ホワイトセメント１００重量部と得られた前記ｎ次還元水３５〜４５重量部とで行われる
請求項１に記載の還元作用水製造用セラミックの調整方法。
水とホワイトセメントとを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後に１次還元水となった前記水を回収し、
前記１次還元水とホワイトセメントとを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後に２次還元水となった前記水を回収し、
以後、ｎ−１（ｎ＝３，４…）次還元水とホワイトセメントとを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後にｎ次還元水となった前記水を回収し、
前記ｎ次還元水の水素イオン指数が１１．５以上、かつ酸化還元電位が−２４０ｍＶ以下となるまでｎを１つずつ増加させて前記ｎ次還元水の生成を行い、
ホワイトセメントと得られた前記ｎ次還元水とを混合し、
混合物を小分けし固化させて還元作用水製造用セラミックとし、
前記還元作用水製造用セラミックに水を接触させて得る
ことを特徴とする還元作用水の製造方法。
前記水と前記ホワイトセメントとの混合が、水３５〜４５重量部とホワイトセメント１００重量部とで行われ、
前記ｎ−１（ｎ＝２，３…）次還元水と前記ホワイトセメントとの混合が、水３５〜４５重量部とホワイトセメント１００重量部とで行われ、
前記ホワイトセメントと得られた前記ｎ次還元水との混合が、ホワイトセメント１００重量部と得られた前記ｎ次還元水３５〜４５重量部とで行われる
請求項３に記載の還元作用水の製造方法。
ホワイトセメント１００重量部と得られた前記ｎ次還元水３５〜４５重量部とを混合した混合物の小分けが、１．０〜２．７ｃｍ³の大きさとなるように行われる
請求項３または請求項４に記載の還元作用水の製造方法。
水３５〜４５重量部とホワイトセメント１００重量部とを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後に１次還元水となった前記水を回収し、
前記１次還元水３５〜４５重量部とホワイトセメント１００重量部とを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後に２次還元水となった前記水を回収し、
以後、ｎ−１（ｎ＝３，４…）次還元水３５〜４５重量部とホワイトセメント１００重量部とを混合し固化させて固化した前記ホワイトセメントに水を接触させ所定時間放置後にｎ次還元水となった前記水を回収し、
前記ｎ次還元水の水素イオン指数が１１．５以上、かつ酸化還元電位が−２４０ｍＶ以下となるまでｎを１つずつ増加させて前記ｎ次還元水の生成を行い、
ホワイトセメント１００重量部と得られた前記ｎ次還元水３５〜４５重量部とを混合し、
混合物を１．０〜２．７ｃｍ³の大きさに小分けして固化させて還元作用水製造用セラミックとし、
前記還元作用水製造用セラミックに水を接触させて得た、
酸化還元電位が−２００ｍＶ以下、水素イオン指数が１０．５以上である
ことを特徴とする還元作用水。