JP5534291B2

JP5534291B2 - ミネラル水素水及びその製造方法

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Publication number: JP5534291B2
Application number: JP2008167726A
Authority: JP
Inventors: 修廣田; 吉成加藤; 健司渡部
Original assignee: 修廣田
Priority date: 2008-06-26
Filing date: 2008-06-26
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2028-06-26
Also published as: JP2010005530A

Description

本発明は、大気下での開放においても水素水の効果を長く維持できるミネラル水素水とその製造方法に関するものである。

周知の通り、水素を多量に含む水素水は、一般に健康増強を期待する飲料水として用いられているが、その他、医療用途や製造ラインにおける洗浄水としても用いられ、広く普及している。そして、バブリングによって水中に水素ガスを溶解させることにより水素水を得る方法が汎用されている。

例えば、０〜50℃の原水に−180〜60℃の水素ガスを0.5〜500気圧に加圧して溶解させて常温常圧下でpHが9.0以下6.5以上、酸化還元電位が−150mV以下−900mV以上の還元水を製造することにより、通常の溶解度の数倍ないし数百倍近い水素ガスを溶解させて水素ガスが一部気化しても常温下で安定して水素ガスが溶解している還元水を得る方法（例えば、特許文献１参照）や、原料水に0.1〜0.95MPaの水素ガスを注入してpHが7.5〜7.6、溶存水素量が0.8〜1.2ppm、酸化還元電位が−550mV〜−650mVの水素水を製造する装置（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

特開２００４−２３０３７０号公報特開２００５−１７７７２４号公報

従来の水素水は製造直後あるいは密閉状態にあっては当初の溶存水素量が保持されるが、開封すれば、急速に水素量が激減するという問題点があった。例えば、前記特許文献１における還元水では、ペットボトルに密閉した酸化還元電位−624mVの還元水が、ペットボトルの開封によって９時間後には酸化還元電位＋69mVとなり、また、前記特許文献２のおける水素水では、時間の経過と共に、酸化還元電位は原料水の値に戻り、当初の溶存水素量を保持できないという問題点を抱えていた。

そこで、本発明者等は、大気中に開放した状態であっても溶存水素量が激減しないミネラル水素水を提供することを技術的課題として、その具現化をはかるべく水素ガスを導入するミネラル水と溶存水素量の保持状態との関係について試行錯誤的に研究・実験を重ね、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、10〜50ppmのＳiと39〜100ppmのＣaと0.5〜12ppmのＭgとを含むミネラル成分が溶存するミネラル水に10KHz〜10GHzの電磁波を照射しながら気泡径１μm以下の水素ガスを導入して水素を飽和状態で溶存させる製造方法によって得られる飽和状態における含有水素量の大気開放下での半減期が短くとも１週間であるミネラル水素水である（請求項１）。
また、本発明は、含有水素量が0.2〜1.5ppmである請求項１記載のミネラル水素水である（請求項２）。
また、本発明は、原水にＳiＯ_２とＣaとＭgとを含有してなるセラミックス粉末を分散させた後にバブリングしてミネラル成分を原水に溶解させて硬度換算で少なくとも100のミネラル成分が溶存するミネラル水を得、続いて、当該ミネラル水に10KHz〜10GHzの電磁波を照射しながら気泡径１μm以下の水素ガスを導入して水素を飽和状態で溶存させる製造方法によって得られる飽和状態における含有水素量の大気開放下での半減期が短くとも１週間であるミネラル水素水である（請求項３）。
また、本発明は、セラミックス粉末がＳiＯ_２を400〜800ppm、Ｃaを5000〜20000ppm及びＭgを2000〜5000ppm含有している請求項３記載のミネラル水素水である(請求項４)。
また、本発明は、ミネラル成分に10〜50ppmのＳiと39〜100ppmのＣaと0.5〜12ppmのＭgとが含まれている請求項７又は請求項８記載のミネラル水素水である（請求項５）。
また、本発明は、含有水素量が0.2〜1.5ppmである請求項７乃至請求項９のいずれかに記載のミネラル水素水である（請求項６）。
また、本発明は、原料水に対してＭordenite-(Ｎa_２，Ｃa，Ｋ_２)Ａl_２Ｓi_１００_２４・７Ｈ_２Ｏのセラミックス粉末0.1〜1.0wt％を投入して該原料水の浮遊不純物を固液分離し、当該固液分離後の処理水を１万ガウス以上の磁場中に置いてイオン化した重金属元素を分離し、当該重金属分離後の原水にＳiＯ_２を400〜800ppm、Ｃaを5000〜20000ppm及びＭgを2000〜5000ppm含有しているセラミックス粉末を分散させた後にバブリングして10〜50ppmのＳiと39〜100ppmのＣaと0.5〜12ppmのＭgとが含まれているミネラル水を得、続いて、当該ミネラル水に10KHz〜10GHzの電磁波を照射しながら気泡径１μm以下の水素ガスを導入して水素を飽和状態に溶存させる製造方法によって得られる飽和状態における含有水素量の大気開放下での半減期が短くとも１週間であるミネラル水素水である（請求項７）。
また、本発明は、10〜50ppmのＳiと39〜100ppmのＣaと0.5〜12ppmのＭgとを含むミネラル成分が溶存するミネラル水に10KHz〜10GHzの電磁波を照射しながら気泡径１μm以下の水素ガスを導入して水素を飽和状態で溶存させ、飽和状態における含有水素量の大気開放下での半減期が短くとも１週間であるミネラル水素水を製造することを特徴とするミネラル水素水の製造方法である。（請求項８）。

本発明者等が行ったミネラル水の特性と水素ガスの導入方法と溶存水素量の保持状態とについての実験例を以下に説明する。

表１に示す特性を有する蒸留水（原水）と地下水（原料水）との二種類の水を使用した。

一次処理：先ず、地下水に含まれる浮遊物等の不純物を取り除くために、アクリル製容器に前記地下水を50リットル入れ、続いて、Ｍordenite-(Ｎa_２，Ｃa，Ｋ_２)Ａl_２Ｓi_１００_２４・７Ｈ_２Ｏ粉末（以下、「Ｍordenite粉末」ともいう。）を地下水の量に対して0.2wt％（100g）投入した。そして、攪拌機によって５分攪拌した後に静置した。攪拌開始直後からフロックの生成が始まり、攪拌終了と同時に沈殿が見られ、静置後２分で固液分離が完了した。この一次処理水を固液分離サンプル１とした（実験１）。

また、Ｍordenite粉末を１wt％（500g）投入した外、実験１と同様の処理を行った。静置後２分で固液分離が完了し、この一次処理水を固液分離サンプル２とした（実験２）。また、Ｍordenite粉末を0.05wt％（25g）投入した外、実験１と同様の処理を行ったが、静置後５分経っても固液分離は起こらなかった。この一次処理水を固液分離サンプル３とした（実験３）。さらに、Ｍordenite粉末に代えて硫酸アルミニウム粉末を使用した外、実験１と同様の処理を行った。静置後２分で固液分離が完了した。この一次処理水を固液分離サンプル４とした（実験４）。固液分離処理後における各一次処理水の特性を表２に示す。

なお、0.05wt％（25g）のＭordenite粉末を投入した実験３では濁度が改善されなかったので、固液分離サンプル３は以後の処理には用いなかった。

さらに、Ｍordenite粉末使用量と分離後の蒸発残留物との関係を調べた。地下水に対するＭordenite粉末の必要十分な投入量を得るために、実験１と同様の方法によりＭordenite粉末の投入量を表３に示す数値に代えて実験を行った（実験５〜１４）。攪拌時間を５分、静置時間を５分としたときの蒸発残留物を表３に示す。

本実験よりＭordenite粉末を使用する場合には、投入量0.10wt％から効果が現れ、1.00wt％を超えて投入しても更なる効果向上は得られなかった。本実験結果より、Ｍordenite粉末は原料水に対して少なくとも0.10wt％必要であり、1.00wt％で十分であることを確認できた。

二次処理：次に、前記一次処理工程で得た固液分離サンプル１、２及び４の各一次処理水を用いて該一次処理水中のイオン化した元素を分離するために、当該各一次処理水を１万ガウスの磁場中に１分間置いて暴露した後、当該磁場環境から取り出して当該各二次処理水（原水）を各磁場印加サンプル１〜３とした（実験１５〜１７）。

また、前記一次処理を行っていない地下水に対して実験１５〜１７と同様の処理を行い、この二次処理水（原水）を磁場印加サンプル４とした（実験１８）。また、固液分離サンプル１についてこの一次処理水を5000ガウスの磁場中に１分間置いて暴露した後、当該磁場環境から取り出してこの二次処理水（原水）を磁場印加サンプル５とした（実験１９）。磁場印加処理後における各二次処理水の特性を表４に示す。

本実験より前記一次処理において硫酸アルミニウム粉末を使用して得られた固液分離サンプル４を用いた実験１７、前記一次処理を行っていない地下水を用いた実験１８、及び、二次処理において磁場を5000ガウスとした場合の実験１９では、磁場印加サンプル３と磁場印加サンプル４と磁場印加サンプル５との各特性において、いずれも鉛、亜鉛、銅等の重金属の低減率が悪い結果となった。これによって、重金属を含む不純物を水質基準を満たす値まで除去するには硫酸アルミニウム粉末よりＭordenite粉末が適していると共に、１万ガウス以上（少なくとも１万ガウス）の磁場印加がよいことを確認できた。

なお、固液分離サンプル４を用いた実験１７と磁場を5000ガウスとした場合の実験１９とは、重金属の低減率が悪い結果となったので、磁場印加サンプル３と磁場印加サンプル５とは以後の処理には用いなかった。ただし、前記未処理地下水を用いた実験１８で得られた磁場印加サンプル４は比較のために以後の処理にも用いた。

前記各二次処理水をミネラル水を製造する原水とし、前記蒸留水を原水として加えて実験を行った。

三次処理：次に、前記二次処理水（原水）からミネラル水を得るために、前記二次処理工程で得た磁場印加サンプル１及び２を使用した。30リットルの磁場印加サンプル１及び２のそれぞれにＳiＯ_２を400〜800ppm、Ｃaを5000〜20000ppm及びＭgを2000〜5000ppm含有しているセラミックス粉末を１kg投入し、微細孔を有するノズルから圧力0.5MPa、噴射量10リットル／分のアルゴンガスを液中に５分間吹き込んで当該各三次処理水（ミネラル水）を分散処理サンプル１及び２とした（実験２０及び２１）。このときのアルゴンガスの気泡径は平均7.5μmであった。

また、前記磁場印加サンプル１を使用してアルゴンガスの吹き込み圧力を0.1MPaとした外、実験２０及び２１と同様の処理を行った。アルゴンガスの気泡径は平均30μmであった。この三次処理水（ミネラル水）を分散処理サンプル３とした（実験２２）。また、前記磁場印加サンプル１を使用してアルゴンガスの吹き込み時間を１時間とした外、実験２０及び２１と同様の処理を行った。この三次処理水（ミネラル水）を分散処理サンプル４とした（実験２３）。

表１に示す蒸留水（原水）を使用し、30リットルの蒸留水にＳiＯ_２を400〜800ppm、Ｃaを5000〜20000ppm及びＭgを2000〜5000ppm含有しているセラミックス粉末を１kg投入し、微細孔を有するノズルから圧力0.5MPa、噴射量10リットル／分、気泡径平均7.5μmのアルゴンガスを液中に５分間吹き込んでこの三次処理水（ミネラル水）を分散処理サンプル５とした（実験２４）。また、前記磁場印加サンプル４を使用した外、実験２４と同様の処理を行い、この三次処理水（ミネラル水）を分散処理サンプル６とした（実験２５）。また、前記固液分離サンプル１を使用した外、実験２４と同様の処理を行い、この三次処理水（ミネラル水）を分散処理サンプル７とした（実験２６）。分散処理後における各三次処理水の特性を表５及び表６に示す。

四次処理：次に、前記三次処理工程で得た分散処理サンプル１〜５の各ミネラル水を使用し、当該ミネラル水に水素ガスを飽和状態に溶存させるために、20リットルの各分散処理サンプル１〜５に300KHz、10KWの電磁波を照射しながら微細孔を有するノズルから圧力0.8PMa、噴射量５リットル／分の水素ガスを液中に10分間吹き込んだ。このときの水素ガスの気泡径は0.6μmであった。

分散処理サンプル１から得られた四次処理水（ミネラル水素水）における飽和状態の溶存水素量は1.2ppmであった（水素処理サンプル１：実験２７）。分散処理サンプル２から得られた四次処理水（ミネラル水素水）における飽和状態の溶存水素量は1.5ppmであった（水素処理サンプル２：実験２８）。分散処理サンプル３から得られた四次処理水（ミネラル水素水）における飽和状態の溶存水素量は0.7ppmであった（水素処理サンプル３：実験２９）。分散処理サンプル４から得られた四次処理水（ミネラル水素水）における飽和状態の溶存水素量は1.4ppmであった（水素処理サンプル４：実験３０）。分散処理サンプル５から得られた四次処理水（ミネラル水素水）における飽和状態の溶存水素量は1.3ppmであった（水素処理サンプル５：実験３１）。

また、分散処理サンプル１を使用して粒子径10μmのＭg粉末を10g添加した外、実験２７〜３１と同様にして水素処理サンプル６（ミネラル水素水）を得た。当該水素処理サンプル６の飽和溶存水素量は1.1ppmであった（実験３２）。分散処理サンプル１を使用して電磁波の周波数を１KHzとした外、実験２７〜３１と同様にして水素処理サンプル７（ミネラル水素水）を得た。当該水素処理サンプル７の飽和溶存水素量は0.8ppmであった（実験３３）。分散処理サンプル１を使用して電磁波の周波数を100GHzとした外、実験２７〜３１と同様にして水素処理サンプル８（ミネラル水素水）を得た。当該水素処理サンプル８の飽和溶存水素量は1.0ppmであった（実験３４）。分散処理サンプル１を使用して水素ガスの吹き込み圧力を0.1MPaとし、水素ガスの気泡径が30μmであった外、実験２７〜３１と同様にして水素処理サンプル９（ミネラル水素水）を得た。当該水素処理サンプル９の飽和溶存水素量は0.8ppmであった（実験３５）。分散処理サンプル１を使用して水素ガスの吹き込み時間を５分間とした外、実験２７〜３１と同様にして水素処理サンプル１０（ミネラル水素水）を得た。当該水素処理サンプル１０の飽和溶存水素量は0.2ppmであった（実験３６）。分散処理サンプル１を使用して水素ガス導入時に電磁波照射を行わなかった外、実験２７〜３１と同様にして水素処理サンプル１１（ミネラル水素水）を得た。当該水素処理サンプル１１の飽和溶存水素量は0.2ppmであった（実験３７）。

一次処理を行っていない分散処理サンプル６と二次処理を行っていない分散処理サンプル７と三次処理を行っていない磁場印加サンプル１の各処理水を使用し、当該ミネラル水に水素ガスを飽和状態に溶存させるために、20リットルの各処理水に300KHz、10KWの電磁波を照射しながら微細孔を有するノズルから圧力0.8PMa、噴射量５リットル／分の水素ガスを液中に10分間吹き込んで当該各四次処理水を水素処理サンプル１２〜１３（ミネラル水素水）と水素処理サンプル１４（水素水）とした。このときの水素ガスの気泡径は0.6μmであった。また、水素処理サンプル１２の飽和溶存水素量は0.8ppm（実験３８）、水素処理サンプル１３の飽和溶存水素量は0.6ppm（実験３９）、水素処理サンプル１４の飽和溶存水素量は0.4ppm、であった（実験４０）。

四次処理で得られた水素処理サンプル１〜１４の含有水素量及び酸化還元電位、当該各水素処理サンプル１〜１４を大気環境下で開放した場合における水素量と酸化還元電位の時間経過推移を表７〜９に示す。

表７〜９を参照すれば、水素処理サンプル１，２，４，５，６及び１０のミネラル水素水において、大気開放直前の製造当初の溶存水素量を基準にして当該水素量が緩慢な減少を示しており、その半減期は１週間以上（短くとも１週間）という好成績であった。

前記水素処理サンプル１は、地下水を使用し、前記一次処理においてＭordenite粉末を0.2wt％投入して浮遊物を除去し、前記二次処理において１万ガウスの磁場環境下で重金属を除去し、前記三次処理において10ppmのＳiと55ppmのＣaと2.5ppmのＭgとのミネラル成分を含有する硬度148のミネラル水を得、前記四次処理において300KHzの電磁波を照射しながら気泡径0.6μmの水素ガスを導入して得られたミネラル水素水であった。開封直前の飽和溶存水素量は1.2ppm、開封後240時間経っても0.9ppmを示し、少なくとも10日目にあっても当該水素量の半減期における値0.6ppmには達していなかった。

また、前記水素処理サンプル２は、地下水を使用し、前記一次処理においてＭordenite粉末を１wt％投入して浮遊物を除去し、前記二次処理において１万ガウスの磁場環境下で重金属を除去し、前記三次処理において12ppmのＳiと45ppmのＣaと1.9ppmのＭgとのミネラル成分を含有する硬度120のミネラル水を得、前記四次処理において300KHzの電磁波を照射しながら気泡径0.6μmの水素ガスを導入して得られたミネラル水素水であった。開封直前の飽和溶存水素量は1.5ppm、開封後240時間経っても1.1ppmを示し、少なくとも10日目にあっても当該水素量の半減期における値0.75ppmには達していなかった。

また、前記水素処理サンプル４は、一次処理、二次処理及び四次処理は前記水素処理サンプル１と同様に処理され、三次処理において50ppmのＳiと120ppmのＣaと5.9ppmのＭgとのミネラル成分を含有する硬度324のミネラル水を得たミネラル水素水であった。開封直前の飽和溶存水素量は1.4ppm、開封後240時間経っても1.0ppmを示し、少なくとも10日目にあっても当該水素量の半減期における値0.7ppmには達していなかった。

また、前記水素処理サンプル５は、蒸留水を使用し、前記三次処理において10ppmのＳiと40ppmのＣaと1.5ppmのＭgとのミネラル成分を含有する硬度106のミネラル水を得、前記四次処理において300KHzの電磁波を照射しながら気泡径0.6μmの水素ガスを導入して得られたミネラル水素水であった。開封直前の飽和溶存水素量は1.3ppm、開封後240時間経っても1.0ppmを示し、少なくとも10日目にあっても当該水素量の半減期における値0.65ppmには達していなかった。

また、前記水素処理サンプル６は、一次処理、二次処理及び三次処理は前記水素処理サンプル１と同様に処理されて三次処理において10ppmのＳiと55ppmのＣaと2.5ppmのＭgとのミネラル成分を含有する硬度148のミネラル水を得、四次処理において粒子径10μmのＭg粉末を10g添加して300KHzの電磁波を照射しながら気泡径0.6μmの水素ガスを導入して得られたミネラル水素水であった。開封直前の飽和溶存水素量は1.1ppm、開封後240時間経っても0.9ppmを示し、少なくとも10日目にあっても当該水素量の半減期における値0.55ppmには達していなかった。

さらに、前記水素処理サンプル１０は、一次処理、二次処理及び三次処理は前記水素処理サンプル１と同様に処理されて三次処理において10ppmのＳiと55ppmのＣaと2.5ppmのＭgとのミネラル成分を含有する硬度148のミネラル水を得、四次処理において300KHzの電磁波を照射しながら気泡径0.6μmの水素ガスを５分間導入して得られたミネラル水素水であった。開封直前の飽和溶存水素量は0.2ppm、開封後240時間経っても0.15ppmを示し、少なくとも10日目にあっても当該水素量の半減期における値0.1ppmには達していなかった。

また、表７〜９によれば、大気開放直前の製造当初の溶存水素量を基準にして当該水素量が、水素処理サンプル７，８及び９においては略緩慢に減少してその半減期は１〜３日迄であり、水素処理サンプル３及び１１〜１４のミネラル水素水においては、開放時より溶存水素量が急激に減少していた。

前記水素処理サンプル７は、一次処理、二次処理及び三次処理は前記水素処理サンプル１と同様に処理されて三次処理において10ppmのＳiと55ppmのＣaと2.5ppmのＭgとのミネラル成分を含有する硬度148のミネラル水を得、四次処理において１KHzの電磁波を照射しながら気泡径0.6μmの水素ガスを導入して得られたミネラル水素水であった。開封直前の飽和溶存水素量は0.8ppm、開封後１時間経った時点で0.5ppmを示し、10時間後には0.2ppmとなっていた。半減期は10時間までであった。

前記水素処理サンプル８は、一次処理、二次処理及び三次処理は前記水素処理サンプル１と同様に処理されて三次処理において10ppmのＳiと55ppmのＣaと2.5ppmのＭgとのミネラル成分を含有する硬度148のミネラル水を得、前記四次処理において100GHzの電磁波を照射しながら気泡径0.6μmの水素ガスを導入して得られたミネラル水素水であった。開封直前の飽和溶存水素量は1.0ppm、開封後72時間経った時点で0.5ppmを示し、120時間後には0.2ppmとなっていた。半減期は３日間であった。

前記水素処理サンプル９は、一次処理、二次処理及び三次処理は前記水素処理サンプル１と同様に処理されて三次処理において10ppmのＳiと55ppmのＣaと2.5ppmのＭgとのミネラル成分を含有する硬度148のミネラル水を得、気泡径30μmの水素ガスを導入して得られたミネラル水素水であった。開封直前の飽和溶存水素量は0.8ppm、開封後24時間経った時点で0.5ppmを示し、72時間後には0.3ppmとなっていた。半減期は３日間までであった。

前記水素処理サンプル３は、一次処理及び二次処理は前記水素処理サンプル１と同様に処理され、前記三次処理において５ppmのＳiと26ppmのＣaと1.2ppmのＭgとのミネラル成分を含有する硬度70のミネラル水を得、前記四次処理において300KHzの電磁波を照射しながら気泡径0.6μmの水素ガスを導入して得られたミネラル水素水であった。開封直前の飽和溶存水素量は0.7ppm、開封後５分経った時点で0.4ppmを示し、１時間後には0.2ppmとなっていた。

前記水素処理サンプル１１は、一次処理、二次処理及び三次処理は前記水素処理サンプル１と同様に処理されて三次処理において10ppmのＳiと55ppmのＣaと2.5ppmのＭgとのミネラル成分を含有する硬度148のミネラル水を得、四次処理において電磁波を照射しないて気泡径0.6μmの水素ガスを導入して得られたミネラル水素水であった。開封直前の飽和溶存水素量は0.2ppm、開封後１分経った時点で0.1ppmを示し、１時間後には０ppmとなっていた。

前記水素処理サンプル１２は、一次処理を実施しなかった外は前記水素処理サンプル１と同様に二次、三次及び四次処理されて三次処理において11ppmのＳiと70ppmのＣaと2.6ppmのＭgとのミネラル成分を含有する硬度185、濁度15のミネラル水から得たミネラル水素水であった。開封直前の飽和溶存水素量は0.8ppm、開封後１分経った時点で0.6ppmを示し、５分後には0.3ppmとなっていた。

前記水素処理サンプル１３は、二次処理を実施しなかった外は前記水素処理サンプル１と同様に一次、三次及び四次処理されて三次処理において９ppmのＳiと65ppmのＣaと1.9ppmのＭgとのミネラル成分を含有する硬度170のミネラル水を得たミネラル水素水であった。開封直前の飽和溶存水素量は0.6ppm、開封後５分経った時点で0.4ppmを示し、１時間後には0.1ppmとなっていた。

前記水素処理サンプル１４は、三次処理を実施しなかった外は前記水素処理サンプル１と同様に一次、二次及び四次処理を実施した硬度４の水素水であった。開封直前の飽和溶存水素量は0.4ppm、開封後１分経った時点で0.3ppmを示し、５分後には0.2ppmとなっていた。

そこで、前記四次処理における電磁波の周波数と水素含有量の半減期との関係を明確にすべく、前記分散処理サンプル１のミネラル水を使用して、実験２７〜３１と同様の方法により電磁波の周波数を表１０に示す数値に代えて実験を行った（実験４１〜５９）。

表１０によれば、電磁波の周波数が10KHz〜10GHzにおいて水素含有量の半減期が１週間以上（短くとも１週間）となって好成績を示していた。なお、表１０中の「半減期（％）」は処理後大気開放直前の数値を分母とした168時間放置後の数値の割合である。

本発明者等は、前掲各実験例を通じて、ミネラル成分の合計含有量が硬度換算で100以上、飲料水用としては硬度100〜300、より具体的にはミネラル成分に10〜50ppmのＳiと39〜100ppmのＣaと0.5〜12ppmのＭgとが含まれているミネラル水に飽和状態まで水素ガスを充填すれば、製造当初の溶存水素量を基準にして半減期が１週間以上になるミネラル水素水を得ることができることを確認した。

また、ミネラル水の製造において、原料水として地下水を使用する場合は、地下水に含まれる浮遊物等の不純物を除去し（一次処理）、イオン化した重金属元素を取り除いて（二次処理）ミネラル水の原水とするのが好ましく、濁度１以下等の水質基準を満たすわき水や水道水等の水（原水）や蒸留水（原水）を使用する場合は一次処理及び二次処理を実施するには及ばないことを確認できた。

また、前記原水にミネラル成分を溶解させて合計含有量が硬度換算で100以上のミネラル成分が溶存するミネラル水を得（三次処理）、当該ミネラル水に10KHz〜10GHzの電磁波を照射しながら気泡径１μm以下の水素ガスを導入して水素を飽和状態（0.2〜1.5ppm）で溶存させればよいことを確認できた。

本発明者等は、前掲各実験結果に基づき、大気開放環境にあっても飽和状態に溶存させた水素量の半減期が１週間以上となるミネラル水素水を提供することに成功したものである。

前記技術的課題は、次の通りの本発明によって解決できる。

即ち、本発明に係るミネラル水素水は、ミネラルと飽和状態の水素とが溶存するミネラル水素水であって、ミネラル成分の合計含有量が硬度換算で100〜300であり、かつ、前記飽和状態における含有水素量の大気開放下での半減期が短くとも１週間となっているものである。

また、本発明に係るミネラル水素水は、電磁波照射環境下で気泡径１μm以下の水素ガスを飽和状態に溶存させたミネラル水素水であって、ミネラル成分の合計含有量が少なくとも硬度換算で100であり、かつ、前記飽和状態における含有水素量の大気開放下での半減期が短くとも１週間となっているものである。

また、本発明は、前記いずれかのミネラル水素水において、ミネラル成分に10〜50ppmのＳiと39〜100ppmのＣaと0.5〜12ppmのＭgとが含まれているものである。

また、本発明は、前記いずれかのミネラル水素水において、含有水素量を0.2〜1.5ppmとしたものである。

また、本発明に係るミネラル水素水の製造方法は、10〜50ppmのＳiと39〜100ppmのＣaと0.5〜12ppmのＭgとを含むミネラル成分が溶存するミネラル水に10KHz〜10GHzの電磁波を照射しながら気泡径１μm以下の水素ガスを導入して水素を飽和状態で溶存させ、飽和状態における含有水素量の大気開放下での半減期を短くとも１週間とするものである。

また、本発明は、前記ミネラル水素水の製造方法において、含有水素量を0.2〜1.5ppmとしたものである。

また、本発明に係るミネラル水素水の製造方法は、原水にＳiＯ_２とＣaとＭgとを含有してなるセラミックス粉末を分散させた後にバブリングしてミネラル成分を原水に溶解させて硬度換算で少なくとも100のミネラル成分が溶存するミネラル水を得、続いて、当該ミネラル水に10KHz〜10GHzの電磁波を照射しながら気泡径１μm以下の水素ガスを導入して水素を飽和状態で溶存させ、飽和状態における含有水素量の大気開放下での半減期を短くとも１週間とするものである。

また、本発明は、前記ミネラル水素水の製造方法において、セラミックス粉末がＳiＯ_２を400〜800ppm、Ｃaを5000〜20000ppm及びＭgを2000〜5000ppm含有しているものである。

また、本発明は、前記いずれかのミネラル水素水の製造方法において、ミネラル成分に10〜50ppmのＳiと39〜100ppmのＣaと0.5〜12ppmのＭgとが含まれているものである。

また、本発明は、前記いずれかのミネラル水素水の製造方法において、含有水素量を0.2〜1.5ppmとしたものである。

さらに、本発明に係るミネラル水素水の製造方法は、原料水に対してＭordenite-(Ｎa_２，Ｃa，Ｋ_２)Ａl_２Ｓi_１００_２４・７Ｈ_２Ｏのセラミックス粉末0.1〜1.0wt％を投入して該原料水の浮遊不純物を固液分離し、当該固液分離後の処理水を１万ガウス以上の磁場中に置いてイオン化した重金属元素を分離し、当該重金属分離後の原水にＳiＯ_２を400〜800ppm、Ｃaを5000〜20000ppm及びＭgを2000〜5000ppm含有しているセラミックス粉末を分散させた後にバブリングして10〜50ppmのＳiと39〜100ppmのＣaと0.5〜12ppmのＭgとが含まれているミネラル水を得、続いて、当該ミネラル水に10KHz〜10GHzの電磁波を照射しながら気泡径１μm以下の水素ガスを導入して水素を飽和状態に溶存させ、飽和状態における含有水素量の大気開放下での半減期が短くとも１週間であるミネラル水素水を製造するものである。

本発明によれば、硬度換算で100以上のミネラル成分が溶存するミネラル水に電磁波を照射しながら気泡径１μm以下の水素ガスを導入して水素を飽和状態で溶存させたから、飽和状態における含有水素量の大気開放下での半減期が１週間以上となるミネラル水素水を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

実施の形態１．

本実施の形態に係るミネラル水素水は、硬度換算で100以上のミネラル成分を含有し、電磁波照射環境下で気泡径１μm以下の水素ガスを飽和状態に溶存させたミネラル水素水であって、密封時の飽和含有水素量を基準にして大気中に開放した場合の水素含有量の減少する度合いを該水素含有量の半減期によって表したとき、水素量が半分の含有量になるには短くとも１週間（１週間以上）を要するミネラル水素水である。

前記ミネラル成分の含有量は硬度換算で100〜300とすれば、大気開放下においても当初の水素量が安定して保持され、水素の蒸発を抑制する効果があることを確認している。この効果が得られる要因については未だ解明するに至っていないが、水中にてイオン化した元素と水素分子との電子の共有により蒸発が抑制されているのではないかと考えられる。硬度100未満では、水素分子を水中に保持するに十分なイオン量が得られず、水素含有量の半減期が１週間に満たないので好ましくない。また、硬度300を超えても水素保持力は十分得られるが、飲料用として適さなくなるので好ましくない。従って、飲料用以外であれば、硬度は少なくとも100あればよい。

前記硬度換算で100〜300となるミネラルの成分構成としては、Ｓi含有量が10〜50ppm、Ｃa含有量が39〜100ppm、Ｍg含有量が0.5〜12ppmとなっているのが好ましい。これにより、大気開放下での水素含有量の半減期が１週間以上となる。

なお、当該硬度は、水１リット中に含まれるカルシウム（Ｃa）の量（mg）とマグネシウム（Ｍg）の量（mg）とを炭酸カルシウム（ＣaＣＯ_３）の量（mg）に換算した値である。Ｃaの原子量は40、Ｍgの原子量は24.3、ＣaＣＯ_３の分子量は100であるから、
硬度（mg/L）≒カルシウム量（mg/L）×2.5＋マグネシウム量（mg/L）×4.1
により算出することができる。

大気中に開封する前の当初含有水素量は0.2〜1.5ppmの飽和状態とすればよい。これにより、大気下での開放においても水素水の効果を長く維持することができる。0.2ppm未満では、ミネラル水中での水素の保持力を高めることが難しく所望の半減期を得ることができないので好ましくなく、1.5ppmを超える水素含有量を得るには製造コストが大幅に上昇するので好ましくない。なお、含有水素量0.2ppm以上は過飽和の状態であるが、0.2ppmの飽和状態と0.2ppm以上の過飽和状態とを総称して飽和状態と表現している。

実施の形態２．

本実施の形態に係るミネラル水素水の製造方法は、原水にＳiＯ_２とＣaとＭgとを含有してなるセラミックス粉末を分散させる。この後、バブリングによってミネラル成分を原水に溶解させて硬度換算で100以上のミネラル成分が溶存するミネラル水を得る。続いて、当該ミネラル水に10KHz〜10GHzの電磁波を照射しながら気泡径１μm以下の水素ガスを導入して0.2〜1.5ppmの水素ガスを溶存させる。

これにより、大気開放下での当該水素量の半減期が短くとも１週間であるミネラル水素水を得ることができる。

前記セラミックス粉末は、原水に必要なミネラル成分を溶解させるために、ＳiＯ_２を400〜800ppm、Ｃaを5000〜20000ppm及びＭgを2000〜5000ppm含有しているものを使用するのがよい。また、気泡径10μm以下の不活性ガスにてバブリングするのがよい。これにより、硬度換算で100〜300のミネラル成分が溶存するミネラル水を得ることができ、10〜50ppmのＳiと39〜100ppmのＣaと0.5〜12ppmのＭgとが含まれているミネラル成分を容易に得ることができる。気泡径10μmを超えると、溶解速度が低下し処理効率が落ち、10μm以下の気泡径により、気泡のキャビテイション効果により攪拌力が増加し処理効率を向上させることができる。また、アルゴンガスや窒素ガス等の不活性ガスを使用することにより、含有する成分変化を抑制することができる。

導入する水素ガスは、高圧ボンベ等により外部から供給してもよく、処理水中に金属Ｍgの微細粉末を添加することにより内部で発生する水素ガスを用いてもよい。10KHz〜10GHzの電磁波を照射することにより水分子が微細化すると同時に、水分子の水素結合エネルギーが高位となり、水中に含有する各種イオンが活性となる。この状態で気泡径１μm以下の水素ガスを導入することにより、飽和溶存量以上である0.2ppm以上の水素を水中に安定して包含させることができ、大気開放下においても水素含有量の半減期を１週間以上とすることができる。

地下水等（原料水）を使用する場合には当該原料水から不純物等を取り除いて原水とすればよく、濁度１以下等の水質基準を満たすわき水、水道水、蒸留水を使用する場合にはそのまま原水として用いればよい。

次に、地下水等の原料水から原水を得るまでの工程について説明する。

原料水から固形物を取り除くために、Ｍordenite-(Ｎa_２，Ｃa，Ｋ_２)Ａl_２Ｓi_１００_２４・７Ｈ_２Ｏのセラミックス粉末を当該原料水量に対して0.1wt％以上使用して固液分離する。これにより、処理水中に残存する成分を除去できる。さらに、活性炭に代表される炭素粉末を併用すれば、炭素粉末に不純成分が吸着され原料水の清浄化を効率的に行うことができる。その外、固液分離する方法としてフィルター法やフロッグ沈殿法等を採用してもよいが、フィルター法では、ろ過材の目詰まりが頻繁に発生して安定した操業には不向きであり、また、フロッグ沈殿法では、フロッグを生成するための凝集材が必要となり、一般的に硫酸アルミニウム等が使われ、処理中にアルミニウムイオンが残存して悪影響を及ぼすことがあるので好ましくない。Mordenite粉末を0.1wt％〜1.00wt％使用する固液分離方法がもっとも適している。

前記原料水から固形物を取り除いた処理水中には、イオン化した様々元素が含まれており、元素によっては人体に害を及ぼすものもあるので、続いて、イオン化した元素を分離するために、当該処理水に１万ガウス以上の磁場をかけて不純物成分を吸着除去する。これにより、前記処理水からイオン化した不純物を除去した原水が得られる。イオン化元素の分離方法として、その外、イオン交換膜等を使用する方法があり、当該方法が一般的であるが、処理できる量が少なく大量に処理するためには、巨大な設備を必要とするので、当該磁場をかけて不純物成分を吸着除去方法がもっとも適している。

実施例１〜５
表１に示す特性を有する地下水（原料水）を使用した。

実施例１（実験２７）：地下水に含まれる浮遊物等の不純物を取り除くために、アクリル製容器に前記地下水を50リットル入れてＭordenite-(Ｎa_２，Ｃa，Ｋ_２)Ａl_２Ｓi_１００_２４・７Ｈ_２Ｏ粉末を地下水の量に対して0.2wt％（100g）投入し、５分攪拌した後に静置して地下水に含まれる浮遊物等の不純物を取り除いた。一次処理水の濁度は４、蒸発残留物は700ppmであった。

次に、一次処理水を１万ガウスの磁場中に１分間置いて暴露して水中のイオン化した重金属元素を分離した。二次処理水の濁度は１、蒸発残留物は50ppm、水銀は0.0002ppm、鉛は0.005ppm、亜鉛は0.5ppm、銅は0.6ppmであった。

次に、二次処理水30リットルにＳiＯ_２を400〜800ppm、Ｃaを5000〜20000ppm及びＭgを2000〜5000ppm含有しているセラミックス粉末を１kg投入し、微細孔を有するノズルから気泡径平均7.5μmのアルゴンガスを条件：圧力0.5MPa、噴射量10リットル／分にて液中に５分間吹き込んでミネラル水（三次処理水）を得た。ミネラル成分10ppmのＳiと55ppmのＣaと2.5ppmのＭgを含み、硬度148であった。

次に、前記ミネラル水20リットルに300KHz、10KWの電磁波を照射しながら微細孔を有するノズルから気泡径0.6μmの水素ガスを条件：圧力0.8PMa、噴射量５リットル／分にて液中に10分間吹き込んで水素ガスが飽和状態で溶存したミネラル水素水を得た。密封状態での含有水素量は1.2ppmであった。大気中にて開封した後、含有水素量の減少推移を追ったところ、240時間後においても0.9ppmを保持し、本実施例１の大気開放下での水素量の半減期は１０日間以上であった。

実施例２（実験２８）：Ｍordenite粉末を１wt％（500g）投入した外、実施例１と同様にしてミネラル水素水を得た。一次処理水の濁度は3.5、蒸発残留物は650ppmであった。二次処理水の濁度は１、蒸発残留物は45ppm、水銀は0.0002ppm、鉛は0.004ppm、亜鉛は0.3ppm、銅は0.5ppmであった。ミネラル水はミネラル成分12ppmのＳiと45ppmのＣaと1.9ppmのＭgを含み、硬度120であった。

ミネラル水素水の密封状態での含有水素量は1.5ppmであった。大気中にて開封した後、含有水素量の減少推移を追ったところ、240時間後においても1.1ppmを保持し、本実施例２の大気開放下での水素量の半減期は１０日間以上であった。

実施例３（実験３０）：アルゴンガスの吹き込み時間を１時間とした外、実施例１と同様にしてミネラル水素水を得た。一次処理水の濁度は４、蒸発残留物は700ppm。二次処理水の濁度は１、蒸発残留物は50ppm、水銀は0.0002ppm、鉛は0.005ppm、亜鉛は0.5ppm、銅は0.6ppm。ミネラル水はミネラル成分50ppmのＳiと120ppmのＣaと5.9ppmのＭgを含み、硬度324であった。

ミネラル水素水の密封状態での含有水素量は1.4ppmであった。大気中にて開封した後、含有水素量の減少推移を追ったところ、240時間後においても1.0ppmを保持し、本実施例３の大気開放下での水素量の半減期は１０日間以上であった。

実施例４（実験３２）：ミネラル水に粒子径10μmのＭg粉末を10g添加した外、実施例１と同様にしてミネラル水素水を得た。一次処理水の濁度は４、蒸発残留物は700ppm。二次処理水の濁度は１、蒸発残留物は50ppm、水銀は0.0002ppm、鉛は0.005ppm、亜鉛は0.5ppm、銅は0.6ppm。ミネラル水はミネラル成分10ppmのＳiと55ppmのＣaと2.5ppmのＭgを含み、硬度148であった。

ミネラル水素水の密封状態での含有水素量は1.1ppmであった。大気中にて開封した後、含有水素量の減少推移を追ったところ、240時間後においても0.9ppmを保持し、本実施例４の大気開放下での水素量の半減期は１０日間以上であった。

実施例５（実験３６）：水素ガスを５分間導入した外、実施例１と同様にしてミネラル水素水を得た。一次処理水の濁度は４、蒸発残留物は700ppm。二次処理水の濁度は１、蒸発残留物は50ppm、水銀は0.0002ppm、鉛は0.005ppm、亜鉛は0.5ppm、銅は0.6ppm。ミネラル水はミネラル成分10ppmのＳiと55ppmのＣaと2.5ppmのＭgを含み、硬度148であった。

ミネラル水素水の密封状態での含有水素量は0.2ppmであった。大気中にて開封した後、含有水素量の減少推移を追ったところ、240時間後においても0.15ppmを保持し、本実施例５の大気開放下での水素量の半減期は１０日間以上であった。

実施例６（実験３１）：表１に示す特性を有する蒸留水（原水）を使用した。蒸留水30リットルにＳiＯ_２を400〜800ppm、Ｃaを5000〜20000ppm及びＭgを2000〜5000ppm含有しているセラミックス粉末を１kg投入し、微細孔を有するノズルから気泡径平均7.5μmのアルゴンガスを条件：圧力0.5MPa、噴射量10リットル／分にて液中に５分間吹き込んでミネラル水（三次処理水）を得た。当ミネラル水の濁度は１、蒸発残留物は15ppm、水銀、鉛、亜鉛及び銅の元素イオン量は微量、ミネラル成分10ppmのＳiと40ppmのＣaと1.5ppmのＭgを含み、硬度106であった。

次に、実施例１と同様にして前記ミネラル水に水素ガスを充填して水素ガスが飽和状態で溶存したミネラル水素水を得た。密封状態での含有水素量は1.3ppmであった。大気中にて開封した後、含有水素量の減少推移を追ったところ、240時間後においても1.0ppmを保持し、本実施例１の大気開放下での水素量の半減期は１０日間以上であった。

実施例７〜２１（実験４３〜５７）：実施例１における電磁波周波数を表１０に示す実験４３〜５７における周波数に代えた外、実施例１と同様にして各ミネラル水素水を得た。当該ミネラル水素水の水素含有量半減期はいずれも１週間以上であった。

本発明によれば、大気開放下での水素量の半減期が１０日間以上のミネラル水素水を提供でき、電磁周波数10KHz〜10KHz照射下において大気開放下での水素量の半減期が１週間以上のミネラル水素水を提供できるから、栓を開放しても長時間溶存水素が存在する飲料水として利用できる。さらに、飲料用以外の用途にも期待できる。

従って、本発明の産業上利用性は非常に高いといえる。

Claims

10〜50ppmのＳiと39〜100ppmのＣaと0.5〜12ppmのＭgとを含むミネラル成分が溶存するミネラル水に10KHz〜10GHzの電磁波を照射しながら気泡径１μm以下の水素ガスを導入して水素を飽和状態で溶存させる製造方法によって得られる飽和状態における含有水素量の大気開放下での半減期が短くとも１週間であるミネラル水素水。

含有水素量が0.2〜1.5ppmである請求項１記載のミネラル水素水。

原水にＳiＯ_２とＣaとＭgとを含有してなるセラミックス粉末を分散させた後にバブリングしてミネラル成分を原水に溶解させて硬度換算で少なくとも100のミネラル成分が溶存するミネラル水を得、続いて、当該ミネラル水に10KHz〜10GHzの電磁波を照射しながら気泡径１μm以下の水素ガスを導入して水素を飽和状態で溶存させる製造方法によって得られる飽和状態における含有水素量の大気開放下での半減期が短くとも１週間であるミネラル水素水。

セラミックス粉末がＳiＯ_２を400〜800ppm、Ｃaを5000〜20000ppm及びＭgを2000〜5000ppm含有している請求項３記載のミネラル水素水。

ミネラル成分に10〜50ppmのＳiと39〜100ppmのＣaと0.5〜12ppmのＭgとが含まれている請求項３又は請求項４記載のミネラル水素水。

含有水素量が0.2〜1.5ppmである請求項３乃至請求項５のいずれかに記載のミネラル水素水。

原料水に対してＭordenite-(Ｎa_２，Ｃa，Ｋ_２)Ａl_２Ｓi_１００_２４・７Ｈ_２Ｏのセラミックス粉末0.1〜1.0wt％を投入して該原料水の浮遊不純物を固液分離し、当該固液分離後の処理水を１万ガウス以上の磁場中に置いてイオン化した重金属元素を分離し、当該重金属分離後の原水にＳiＯ_２を400〜800ppm、Ｃaを5000〜20000ppm及びＭgを2000〜5000ppm含有しているセラミックス粉末を分散させた後にバブリングして10〜50ppmのＳiと39〜100ppmのＣaと0.5〜12ppmのＭgとが含まれているミネラル水を得、続いて、当該ミネラル水に10KHz〜10GHzの電磁波を照射しながら気泡径１μm以下の水素ガスを導入して水素を飽和状態に溶存させる製造方法によって得られる飽和状態における含有水素量の大気開放下での半減期が短くとも１週間であるミネラル水素水。

10〜50ppmのＳiと39〜100ppmのＣaと0.5〜12ppmのＭgとを含むミネラル成分が溶存するミネラル水に10KHz〜10GHzの電磁波を照射しながら気泡径１μm以下の水素ガスを導入して水素を飽和状態で溶存させ、飽和状態における含有水素量の大気開放下での半減期が短くとも１週間であるミネラル水素水を製造することを特徴とするミネラル水素水の製造方法。