KR101313358B1

KR101313358B1 - 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구

Info

Publication number: KR101313358B1
Application number: KR1020137010779A
Authority: KR
Inventors: 후미타케 사토; 도모키 세오; 료우스케 구로카와; 분페이 사토
Original assignee: 미즈 가부시키가이샤
Priority date: 2011-07-15
Filing date: 2012-05-08
Publication date: 2013-10-01
Also published as: TWI429583B; AU2012285221A1; IL229683A0; AU2012285221B2; EP2733123A1; CA2841939A1; RU2530122C1; KR20130051510A; US10238232B2; MX336262B; CN103687818B; EP2733123A4; JP4950352B1; MX2014000379A; US20150374166A1; BR112013032686A2; WO2013011732A1; TW201302605A; US9149774B2; CN103687818A

Abstract

생체 적용액의 특성을 바꾸지 않고, 수소 함유 생체 적용액을 얻을 수 있는 선택적 수소 첨가 기구를 제공한다. 수소 발생제를 필수 성분으로 하는 수소 발생계를, 가스 투과막 또는 개폐식의 밸브를 포함하는 기액 분리부를 가지는 수소 기포 형성체에 수용하고, 그 수소 기포 형성체 내에서 상기 수소 발생계와 발생용 물을 반응시키는 것을 통하여, 그 수소 기포 형성체 내에 발생한 수소 가스를, 상기 기액 분리부를 통하여, 생체 적용액에 보냄으로써 수소 함유 생체 적용액을 얻는다.

Description

생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구{SELECTIVE HYDROGENATION APPARATUS FOR BIOLOGICALLY APPLICABLE LIQUID}

본 발명은 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구에 관한 것이다.

수소 함유 생체 적용액을 제조하는 방법으로서, 가정용 전해 수소수 생성 장치를 이용하는 방법이나 수소 발생제로서 금속 마그네슘의 금속편을 생체 적용액과 접촉시키는 방법이 알려져 있다(일본국 특허공개 2007-167696).

일본국 특허공개 2007-167696

수소 발생제를 이용하여 수소 함유 생체 적용액을 얻고자 하는 경우, 수소 발생제는, 생체 적용액에 수소 분자를 용존시킬 때에, 그 생체 적용액의 특성까지 변화시켜 버리는 경우가 많다. 예를 들면, 수소 발생제가 금속 마그네슘인 경우, 수소 발생 시, 이하의 식 (1), (2)에 따라, 생체 적용액에 마그네슘 이온을 용출시킴과 더불어, 그 pH가 알칼리측으로 기운다.

그러나, 수소 발생 반응의 전후에, 자연적 또는 인공적으로 이미 조성되어 있는 생체 적용액의 성분 구성을 바꾸어 버리는 것은 기본적으로 바람직한 것이 아니다. 성분의 변화는 차나 미네랄 워터 등 생체 적용액의 맛을 바꾸는 것으로 연결된다.

따라서, 생체 적용액의 성분 구성은 바꾸지 않는 수소 함유 생체 적용액의 제조 기구가 요망된다.

또한, 식품 위생법 상, 식품과 접촉할 수 있는 첨가물은 「식품 첨가물」로서 공적으로 인정되는 것뿐이다.

따라서, 수소 발생제를 이용하여 수소 함유 생체 적용액을 제조할 때, 수소 발생제인 마그네슘이나 수소화물을 직접 생체 적용액에 접촉시키는 것은 식품 위생법에 위반되게 된다.

금속 알루미늄이나 금속 마그네슘 등 수소 발생제를 필수 성분으로서 포함하는 수소 발생계를, 수소 가스를 방출하지만 물을 실질적으로 유입시키지 않는, 및/또는 수소 가스를 방출하지만 물을 실질적으로 유출시키지 않는 연구가 실시되어 있는 기액 분리부를 가지는 수소 기포 형성체에 수용함과 더불어, 수소 기포 형성체 내에서 수소 발생제와 발생용 물을 반응시키는 것을 통하여, 수소 기포 형성체에서 발생한 수소 가스를, 수소 발생 반응에 이용된 발생용 물을 실질적으로 생체 적용액에 유출시키지 않고, 생체 적용액에 수소를 용존시킴으로써 해결한다. 또는, 수소 가스를, 생체 적용액을 수용하는 밀폐 용기 기상부에 보내넣어, 수소 함유 생체 적용액을 얻음으로써 과제를 해결한다. 또는, 기상의 고압·고농도 수소 가스를, 밀폐 용기를 진탕함으로써 생체 적용액에 용해시켜, 고농도 또는 과포화 수소 함유 생체 적용액을 얻음으로써 과제를 해결한다.

이러한 수단을 이용하여, 생체 적용액에 수소를 공급함으로써, 생체 적용액의 특성을 바꾸지 않고, 수소 함유 생체 적용액을 얻을 수 있다. 또한, 이러한 수단을 이용하면, 가정, 직장, 거리, 점포 등 장소에 상관없이, 임의의 음료의 향미를 변화시키지 않고, 간단히 고농도 수소 음료를 제조할 수도 있다.

도 1a는 본 발명의 일실시의 형태에 관련된 기액 분리부를 나타내는 평면도 및 정면도이다.
도 1b는 본 발명의 일실시의 형태에 관련된 기액 분리부를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 기액 분리부를 수소 기포 형성체에 장착한 선택적 수소 첨가 기구를 나타내는 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시하는 기액 분리부를 수소 기포 형성체에 장착한 선택적 수소 첨가 기구의 다른 예를 나타내는 정면도이다.
도 4는 가스 투과막인 기액 분리부를 수소 기포 형성체에 장착한 선택적 수소 첨가 기구의 다른 예를 나타내는 정면도이다.
도 5는 도 4에 도시하는 수소 기포 형성체에 외각(外殼)을 장착한 선택적 수소 첨가 기구의 다른 예를 나타내는 정면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

본 발명에 있어서 생체 적용액이란, 본 발명을 이용하여 수소를 용존시키는 대상인 물 또는 수용액 등 생체에 적용되는 액체이다. 생체 적용액은, 물 이외, 청량 음료수, 차나 커피 등 음료를 포함한다. 생체 적용액에 수소를 용존시킴으로써 얻어지는 수소 함유 생체 적용액은, 흡입(분무), 음용, 주사 등을 통하여 생체에 적용되는데 이에 한정되는 것은 아니다. 수소 함유 생체 적용액, 및 고농도 또는 과포화 수소 함유 생체 적용액의 작용 성분은 수소이며, 그 작용은 주로 산화 스트레스의 억제에 관련되지만 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 있어서 수소 발생제는, 수소를 발생시키는 물질이다. 수소보다 이온화 경향이 높은 금속, 수소화금속을 포함하는 수소화 화합물 등, 물과 접촉함으로써 수소를 발생시키는 물질은 수소 발생제에 포함된다. 식품 위생법이나 반응 생성물의 안전성 등을 고려하여, 식품 첨가물인 수소보다 이온화 경향이 높은 금속(마그네슘, 알루미늄, 아연, 철, 코발트 등)이 적합하게 이용된다. 그 중에서도, 금속 알루미늄은, 미관, 비용, 및 취급상의 안전성의 관점에서도 적합하게 이용된다.

본 발명에 있어서 발생용 물이란, 수소 발생제와 접촉하는 것을 통하여 수소 기포 형성체 내에 수소 가스를 발생시키는 액이다. 이러한 발생용 물에는, 수도물, 정수, 이온 교환수, 정제수, 순수, RO수 등이 포함되는데, 이에 한정되는 것은 아니다. 상술의 생체 적용액 자체를 발생용 물로서 이용할 수도 있다. 함유 성분, 경도, 액성의 여하에 상관없이, 물을 포함하고 있는 액체라면 본 발명의 발생용 물로서 이용할 수 있다.

본 발명의 수소 기포 형성체는, 생체 적용액으로부터 수소 발생계를 격리함과 더불어, 수소 기포 형성체 내에서 발생한 수소 가스를, 수소 기포 형성체의 기액 분리부를 통하여 생체 적용액에 보내는 것을 특징으로 한다. 수소 기포 형성체를 포함하는 본 발명의 기구는, 그것이 수용되는 밀폐 용기와는 별개의 장치로서, 혹은 밀폐 용기에 조합된 구조부로서, 밀폐 용기에 수용할 수 있다.

이러한 기액 분리부는, 예를 들면, 밸브(역지 밸브나 볼 밸브를 포함한다)나 가스 투과막(음이온 교환막이나 양이온 교환막을 포함한다) 등을 부품이나 재료로서 포함함으로써, 수소 발생계와 발생용 물의 접촉 반응에 의해 발생한 수소 가스를 방출함과 더불어, 발생용 물을 실질적으로 유출시키지 않는, 및/또는 생체 적용액을 실질적으로 유입시키지 않는 연구가 실시되어 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 연구로서, 재질(천, 종이, 플라스틱, 고무, 세라믹 등)이나 두께는 상관없지만, 물 난(難)투과성 또는 비투과성이며 수소 가스 투과성인 가스 투과막을 기액 분리부에 가지는 수소 기포 형성체를 가지는 수소 함유 생체 적용액의 제조 기구로서, 그 수소 발생계 또는 그 수소 발생제에 방열 처리가 실시되어 있음과 더불어, 또한 필요에 따라 상기 수소 기포 형성체에 보온 처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 수소 함유 생체 적용액의 제조 기구이다. 또한 본 발명의 기구는, 그 기액 분리부 또는 그 수소 기포 형성체의 일부를 개폐가능한 개폐부로 함으로써, 그 개폐부에서 수소 발생계와 발생용 물을 상기 수소 기포 형성체에 투입하도록 연구할 수도 있다.

여기서, 수소 발생계 또는 그 중의 수소 발생제의 방열 처리는, 수소 발생 반응을 촉진하기 위한 수소 발생제의 입자화에 따르는 반응열의 증대를 억제하는 것을 목적으로 한다. 이에 한정되는 것은 아니지만, 수소 발생계 또는 그 중의 수소 발생제를 피복재에 덮는 것, 수소 발생계 또는 그 중의 수소 발생제를 정제화, 고형화하는 것, 수소 발생 반응에 따르는 부생성물의 생성을 통하여 내화층을 형성하는 것 등이 그러한 처리에 포함된다.

또한, 수소 발생제로서 발열 반응이 중용 이하인 금속 원료를 이용하는 것도, 본 발명의 방열 처리에 포함된다.

여기서 피복재는, 수소 발생계를 서로 근접시킨 상태로 둠으로써 수소 발생 반응의 효율을 높임과 더불어, 수소 발생 반응시의 반응열이 기액 분리부의 가스 투과막에 직접 이행하는 것을 막음으로써 가스 투과막이 열화 변질되는 것을 방지하고, 또한 수소 발생계가 pH 조정제를 가지는 경우는, 그 산성 또는 알카리성에 유래하는 가스 투과막의 변질을 방지한다. 또한 피복재는, 수소 가스나 물은 투과하지만, 수소 발생제나 그 반응 잔사를 투과시키지 않는 것을 하나의 특징으로 한다. 따라서, 피복재의 포어 사이즈는, 1000㎛ 이하, 바람직하게는 500㎛ 이하, 보다 바람직하게는 150㎛ 이하, 특히 바람직하게는 50㎛ 이하인 것이 바람직하다.

여기서 정제화 또는 고형화란, 압축 형성(타정)이나 적절히 부형제를 이용함으로써, 수소 발생계 또는 그 중의 수소 발생제의 수소 발생 반응의 효율화와 반응열 억제의 밸런스를 최적화하는 것을 목적으로 한다. 수소 발생제로서 금속을 이용하는 경우에도, 상술의 방법 등에 의해 그 금속의 금속 입자를 정제화 또는 고형화함으로써, 수소 발생 반응에 기여하는 표면적을 벌면서 그 반응열을 억제할 수 있다. 예를 들면, 이러한 정제화 또는 고형화를 타정에 의해 행할 경우는, 입자간의 공극을 확보하여 표면적을 벌면서, 또한 형 붕괴되기 어려운 타정압, 즉 이에 한정되는 것은 아니지만 예를 들면, 타정압 0.1kN∼100kN, 바람직하게는 0.3kN∼50kN, 보다 바람직하게는 0.5kN∼20kN, 더욱 바람직하게는 0.5kN∼10kN으로 고화하는 것이 바람직하다. 또한, 이러한 정제 또는 고형제는 또한 피복재 내에 유지되어도 된다.

여기서, 수소 발생 반응에 따르는 부생성물의 생성을 통하여 내화층을 형성한다는 것은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 수소 발생제로서 금속 알루미늄, pH 조정제로서 산화칼슘 또는 수산화칼슘을 포함하는 수소 발생계에서의 수소 발생 반응에 있어서, 그 반응 생성물인 알루미나 시멘트의 내화성을 통하여, 수소 발생 반응 후에 여전히 잔존할 가능성이 있는 금속 알루미늄의 발열 가능성을 방지하는 것 등이 포함된다.

여기서 발열 반응이 중용 이하인 금속 원료를 이용한다는 것은, 이하에 기술하는 「금속 원료 발열 온도 측정법」으로 측정했을 때의 금속 원료의 온도가 50℃를 초과하지 않거나, 혹은, 50℃를 초과할 경우는, 50℃에 도달하기까지 5초 이상을 필요로 하는 것을 특징으로 하는, 금속 원료를 이용하는 것을 의미한다.

「금속 원료 발열 온도 측정법」이란, 즉, 임의의 금속 원료 500mg과 사과산(예를 들면, DL-사과산: 후소카가쿠고교 가부시키가이샤) 500mg으로 이루어지는 수소 발생계에, 발생용 물로서 수온 25∼26℃의 수도물(예를 들면, 후지사와시 수도물）500mg를, 폴리프로필렌 제의 17×100mm 정도 용량 16.0mL 정도의 테스트 튜브(예를 들면, 2포지션 캡 부착 테스트 튜브 17×100mm 용량 16.0mL : 전체 길이:100mm, 외경:16.5mm, 내경:15mm, 캡 치수:20.0×17.5mm, 카탈로그No. 222-2393-080, 비엠기기 가부시키가이샤) 내에서 반응시켰을 때의 그 금속 원료의 온도를 측정하는 방법이다. 또한, 금속 원료가 양성 금속인 알루미늄인 경우는, 사과산 대신에, 알칼리제로서 황산칼륨알루미늄(예를 들면, 황산칼륨알루미늄: 와코준야쿠 가부시키가이샤)을 이용하면 된다.

금속 원료의 온도의 측정은, 구체적으로는, 폴리프로필렌 제의 17×100mm정도 용량 16.0mL 정도의 테스트 튜브에 상술의 수소 발생계를 설치한 후, 캡을 닫고, 캡의 중앙부에 사전에 열어둔 캡 구멍(여기서는, 직경 5mm의 구멍)으로부터, 스포이트로 발생용 물을 주입한다. 그 후 신속하게, 사전에 전원을 넣어 둔 디지털 온도계(예를 들면, TANITA TT-508: 가부시키가이샤 타니타)를 테스트 튜브 내부에 깊게 삽입하고, 온도계 열 감지부(여기서는, 직경 4mm)를 그 금속 원료에 접촉시킴으로써 행해진다. 또한, 캡 구멍의 직경과 온도계 열 감지부의 직경을 동일하게 하면, 튜브 내에서 발생하는 수소 가스에 의해 캡이 날아가 버릴 우려가 있으므로, 캡 구멍과 온도계 열 감지부의 사이에는 1mm정도의 간극을 형성할 필요가 있다.

이러한 「금속 원료 발열 온도 측정법」으로 측정했을 때, 50℃를 초과하지 않거나, 혹은, 50℃를 초과할 경우는, 50℃에 도달하기까지 5초 이상을 필요로 하는, 발열 반응이 중용 이하인 금속 원료이면, 발열 반응(수소 발생 반응) 시에 고온의 금속 원료가 발생용 물과 함께 비산하는 정도도 비교적 낮지만, 5초 미만에 50℃에 도달하는 것과 같은, 발열 반응이 심한 금속 원료의 경우는, 발열 반응(수소 발생 반응)시에 고온의 금속 원료가 발생용 물과 함께 비산하여, 기액 분리부나 수소 기포 형성체 내벽 등에 부착되는 정도도 크기 때문에, 본 발명의 방열 처리에는 바람직하지 않다.

또한, 발열 반응이, 50℃에 도달하는데 5초 이상을 가지는 완만한 것인 경우는, 본 발명의 사용자가, 발열 반응에 따르는 기구 자체의 강한 발열을 체감하기 전에, 기구를 생체 적용액 용기 중에서 손을 뗄 수 있다는 기구 취급상의 메리트도 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 금속 원료는, 다양한 입경 분포를 포함하는 분말상 제품으로서, 혹은, 적절히 연전(延展) 가공된 테이프형상 제품으로서 제품화되는 경우도 많기 때문에, 금속 원료의 입경이나 표면적으로부터, 본 발명에서 적합하게 이용되는 금속 원료를 일의적으로 규정할 수는 없다.

또한, 금속 원료를 얻기 위한 금속 원소로는, 수소보다 이온화 경향이 높은 금속인 리튬, 칼륨, 칼슘, 나트륨, 마그네슘, 알루미늄, 망간, 아연, 크롬, 철, 카드뮴, 코발트, 니켈, 주석, 납 중, 이온화 경향이 너무 높지 않은 금속이며, 또한, 취급성도 좋은 금속인, 마그네슘, 알루미늄, 망간, 아연, 철, 코발트, 니켈 등이 적합하게 이용되고, 그 중에서도, 마그네슘, 알루미늄, 아연, 철, 코발트는, 생체에 대한 안전성도 높아 특히 바람직한데, 동일한 금속 원소 중에서도 금속 원료에 따라서는, 「발열 반응이 중용 이하」인 경우도 「발열 반응이 심한」 경우도 있을 수 있으므로, 금속 원소만으로부터, 본 발명에서 적합하게 이용되는 금속 원료를 일의적으로 규정할 수는 없다.

따라서, 본 발명의 방열 처리로서, 「발열 반응이 중용 이하인 금속 원료를 이용하는」 방법을 채용할 경우는, 상술의 「금속 원료 발열 온도 측정법」에 의해 적절히 사용가능한 금속 원료를 결정하는 것이 바람직하다.

또한, 「금속 원료 발열 온도 측정법」에 의해 사용가능한 금속 원료를 선택함으로써, 앞에 기술한, 「피복제에 덮는다」, 「정제화 또는 고형화한다」, 「수소 발생 반응에 따르는 부생성물의 생성을 통해서 내화층을 형성한다」는 방열 처리를 반드시 실시할 필요가 없어진다는 메리트가 있는 것을 부언해 둔다.

또한, 이러한 각종 방열 처리는, 기액 분리부에 밸브를 이용하는 경우에도 유효한 것임을 부언해 둔다.

또한 여기서, 수소 기포 형성체에 대한 보온 처리란, 수소 기포 형성체와 그 외부에 있는 생체 적용액이 직접적으로 접촉하는 것을 완충하는 것을 통하여, 수소 기포 형성체가 생체 적용액에 의해 냉각되는 것을 억제함으로써, 수소 기포 형성체 내의 수소 발생 반응을 원활하게 진행시키는 것을 목적으로 한다.

이러한 보온 처리는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 수소 기포 형성체의 외벽에 두께를 부여하는, 또는 수소 기포 형성체의 주위를 외각으로 덮음과 더불어, 필요에 따라, 수소 기포 형성체와 외각의 사이에 적절한 공기층을 형성하여 수온의 직접 이행을 방지하는 것 등이 포함된다.

이에 한정되는 것은 아니지만, 수소 기포 형성체의 두께는, 0.1밀리 이상, 바람직하게는 0.5밀리 이상, 더욱 바람직하게는 1밀리 이상인 것이 바람직하다. 또한 이에 한정되는 것은 아니지만, 수소 기포 형성체와 외각의 사이에 형성된 공기층은, 양자간 거리가, 0.1밀리 이상, 바람직하게는 0.5밀리 이상, 더욱 바람직하게는 1밀리 이상인 것이 바람직하다.

예를 들면, 수소 발생제로서 알루미늄을, 후술의 pH 조정제로서 식품 첨가물인 산화칼슘이나 수산화칼슘 등의 알칼리제를 포함하는 수소 발생계에서는, 이를 지니는 수소 기포 형성체에 접촉하는 생체 적용액의 수온에 의해, 수소 발생 반응의 반응 속도가 크게 달라진다. 즉, 생체 적용액의 수온이 4℃인 경우, 그 수소 발생 반응은 수온이 20℃인 경우와 비교해서 상당히 느려지는, 그러나 반대로, 생체 적용액의 수온이 4℃일 때라도, 수소 기포 형성체의 주위를 외각으로 덮음과 더불어 적절한 공기층을 형성하는 등으로 하여 수소 기포 형성체를 적절히 보온할 경우는, 그 수소 발생 반응은 보온하지 않는 경우에 비해서 빨라진다.

따라서 일반적으로 본 발명에 있어서, 수소 기포 형성체에 보온 처리를 실시하는 것은, 생체 적용액이 충분한 양의 수소 분자를 함유하게 되기까지의 시간을 단축하기 위해서 바람직한 것이다.

또한, 이러한 보온 처리는, 기액 분리부에 밸브를 이용하는 경우에도 유효한 것임을 부언해 둔다.

마찬가지로, 수소 발생계가, 수소 발생 반응을 촉진하기 위한 발열 촉진제를 포함하고 있는 것은 더욱 바람직한 것이다.

예를 들면, 수소 발생제로서 알루미늄을, pH 조정제로서 산화칼슘을 포함하는 수소 발생계에서는, 산화칼슘이 발생용 물에 수화(水和)하여 수산화칼슘을 생성할 때의 수화열을, 알루미늄과 수산화칼슘에 의한 수소 발생 반응에 활용할 수 있다. 이 경우, 산화칼슘은 pH 조정제임과 더불어 발열 촉진제로서도 기능하고 있다. 따라서, 수소 발생제로서 알루미늄을, pH 조정제로서 수산화칼슘을 포함하는 수소 발생계라도, 산화칼슘을 발열 촉진제로서 더 포함하는 것은 바람직한 것이다.

또한 본 발명의 다른 실시 형태로서, 예를 들면, 기액 분리부에 밸브를 설치하고, 생체 적용액이 수소 기포 형성체에 유입하는 것을 방지하는 것이 포함된다. 이렇게 함으로써, 수소 기포 형성체에 유입한 물이, 진탕시 등에 다시 생체 적용액에 유출되어 버리는 것을 방지하면서, 수소 기포 형성체 내에서 형성된 수소 가스를 생체 적용액에 방출시킬 수 있다. 보다 상세하게는, 이러한 기액 분리부에 설치된 밸브는, 수소 기포 형성체의 내부와 외부를 떨어트림과 더불어, 수소 발생계와 발생용 물의 반응에 의해 수소 기포 형성체의 내부에 발생하는 수소 가스의 가스압에 의해 밀려 열림으로써 수소 가스를 수소 기포 형성체의 외부로 배기하는 한편, 배기 후에는 중력 혹은 수소 기포 형성체 외부의 수압 등을 통하여 자연적 또는 인공적으로 닫는 개폐식의 밸브이며, 수소 가스의 배기시 이외는, 수소 기포 형성체의 외부에 있는 생체 적용액을 수소 기포 형성체의 내부로 실질적으로 유입시키지 않는 것을 특징으로 한다.

도 1은 이러한 개폐식의 밸브를 이용한 기액 분리부의 예이다. 여기서 기액 분리부는, 개폐식의 밸브(a), 및 밸브가 거기에 조합되는 플라스틱성의 오목형상 부품(b)으로 구성되어 있다. 개폐식의 밸브는, 갓형상의 머리부(a-1)에서 1개의 축부(a-2)가 신장되면서, 축부의 도중에 축부를 둘러싸는 바퀴형상의 돌기물(a-3)이 가공되어 있다. 또한, 오목형상 부품은, 그 저면의 중심부에 열려 있는 중심의 구멍(b-1)을 둘러싸도록 또한 부채형상의 구멍(b-2)이 3개 뚫려 있는 한편, 저면의 둘레 가장자리부에는 밸브의 머리부를 거는 가장자리(b-3)가 남겨져 있다. 이 저면은 밸브의 머리부(a-1)가 딱 들어가는 정도의 면적이며, 밸브의 머리부(a-1)를 수용했을 때, 상술의 중심부에 뚫려 있는 중심의 구멍(b-1)을 통하여 밸브의 축(a-2)이 통과하는데, 축부를 둘러싸는 바퀴형상의 돌기물(a-3)은 그 사이즈 때문에 용이하게 통과할 수 없다. 그러나, 오목형상 부품의 저면의 중심부에 뚫려 있는 중심의 구멍(b-1)을 통과한 축부(a-2)를 하방으로부터 강하게 뺌으로써, 밸브의 축부를 둘러싸는 바퀴형상의 돌기물(a-3)은 변형되면서 저면의 구멍(b-1)을 통과하기 때문에, 밸브(a)와 오목형상 부품(b)을 조합시킬 수 있다.

수소 기포 형성체의 내부에서 발생한 수소 가스의 가스압이 높아지면, 오목형상 부품의 저부에 위치하고 있는 개폐식 밸브의 머리부가 밀려 열리면서 수소 가스가 배기되는데, 축부를 둘러싸는 바퀴형상의 돌기물이, 오목형상 부품의 저면 중심부에 뚫려 있는 중심의 구멍에 걸리기 때문에, 배기시의 수소 가스압에 의해서도 개폐 밸브가 오목형상 부품으로부터 빠지지 않는다.

또한 이 때, 수소 기포 형성체에 도입되는 발생용 물의 양을 적게 해 둠으로써, 수소 가스가 밸브로부터 방출될 때에도, 발생용 물이 생체 적용액에 유출되는 것은 방지할 수 있다.

발생용 물의 사용량의 기준으로는, 수소 발생계를 수용하는 수소 기포 형성체에 발생용 물을 도입한 후, 그 수소 발생계(수소 발생계가 피복재 등에 덮여 있는 경우는, 그 피복재마다)를 제거했을 때, 그 수소 기포 형성체에 잔존하는 발생용 물의 양이, 10cc 이하, 바람직하게는 5cc 이하, 더욱 바람직하게는 3cc 이하, 특히 바람직하게는 1cc 이하인 것이 바람직하다.

또한, 이러한 여분의 발생용 물의 유출을 방지하는 것을 목적으로, 흡수 비즈, 이온 교환 수지(후술되는 것과 같은 건식 이온 교환 수지는 흡수성이 높아 더욱 바람직하다), 흡수지, 히아루론산, 폴리아크릴산 등 흡수성이 있는 물질이나 재료가, 수소 기포 형성체 내나 후술의 피복재 등에 포함되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 수소 기포 형성체의 일부 또는 전부를 이러한 기액 분리부로 구성할 수 있다. 수소 기포 형성체에 설치되는 기액 분리부 이외의 재질은, 아크릴 수지와 같은 합성 수지 등 물을 투과하는 것이 적고, 또한 물에 부식되는 일이 적은 재질인 것이 바람직하다.

또한 본 발명의 다른 실시 형태로서, 예를 들면, 기액 분리부에, 수소 기포 형성체에 물을 유입시키는데 수소 기포 형성체로부터 물을 유출시키지 않는, 즉 물의 유출입을 비가역적으로 제어하는 가스 투과막을 설치하는 것이 포함된다. 이러한 기액 분리부를 가지는 수소 함유 생체 적용액의 제조 기구를 생체 적용액에 접촉시키는 것을 통하여, 기액 분리부를 통하여 생체 적용액의 일부가 수소 기포 형성체 내에 유입된다. 유입된 생체 적용액은, 발생용 물로서, 수소 기포 형성체 내의 수소 발생계와 반응하여 수소 가스를 발생시킨다. 이에 따라, 발생된 수소 가스는 기액 분리부로부터 생체 적용액에 방출되는데, 가스 투과막에 저지되어, 발생용 물은 생체 적용액에 유출되지 않는다.

본 발명의 수소 발생계는, 수소 발생제 이외, 금속 이온 봉쇄제나 pH 조정제 등 수소 발생 반응을 촉진하는 제를 포함해도 된다.

이러한 금속 이온 봉쇄제는, 물에 전혀 혹은 대부분 용해되지 않고, 수소 기포 형성체 또는 피복재의 내부에서 금속 이온을 흡착하는 성질을 가지는 물질을 생성하는 물질을 포함한다. 양이온 교환 수지 등, 불용성 또는 난용성의 금속 이온 봉쇄제는 적절하게 이용된다. 그중에서도, 금속 이온의 흡착과 더불어, 수소 이온(H^＋)을 방출하는, 술폰산기를 교환기로 하는 산성 양이온 교환 수지 또는 카르본산기를 교환기로 하는 산성 양이온 교환 수지를 포함하는 수소 이온형 양이온 교환 수지는, pH 조정제로서의 기능도 겸하므로, 더욱 바람직하다.

본 발명의 pH 조정제는, 구연산, 아디핀산, 사과산, 아세트산, 호박산, 글루콘산, 락트산, 인산, 염산, 황산 등 수소 이온(H^＋)을 공급함으로써 수산화물 이온(OH^－)을 억제(중화 또는 생성 방지)하는 성질을 가지는 물질, 및 가수 분해되어 불용성의 수산화물을 형성함으로써 수산화물 이온을 제거하는 물질을 포함한다. 또한, 알루미늄이나 아연 등의 양성 금속을 수소 발생제로서 이용할 경우는, 산 외, 수산화칼슘, 산화칼슘, 음이온 교환 수지 등 알칼리제를 이용할 수도 있다. 그 중에서도, 수산화칼슘(소석회), 생석회(산화칼슘), 소성 칼슘, 산화마그네슘, 수산화마그네슘, 음이온 교환 수지 등 식품 첨가물인 알칼리제가 적절하게 이용된다. 알루미늄 등의 식품 첨가물인 수소보다 이온화 경향이 높은 금속과 반응하여 난용물을 생성하는 수소 발생 반응 촉진제는, 그 금속의 금속 이온의 수소 발생 반응후의 재용출을 억제하기 위해서, 생체 적용액의 특성을 실질적으로 바꾸지 않는다는 본 발명의 목적에 적합하다.

또한, 수소 발생제의 경시 열화를 억제하기 위해서, 적당한 산 또는 알칼리제 등 수소 발생계에 포함되는 pH 조정제의 수화수나 함수율은 적은 쪽이 바람직하다. 즉, 수화수로 말하면, 3수화물 이하, 바람직하게는 2수화물 이하, 보다 바람직하게는 1수화물 이하, 특히 바람직하게는 무수화물이나 무수물인 것이 바람직하다. 함수율로 말하면, 수분 함수율 40중량% 이하, 바람직하게는 30중량% 이하, 보다 바람직하게는 20중량% 이하, 특히 바람직하게는 15중량% 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서 고농도 수소 함유 생체 적용액이란, 용액의 용존 수소 농도가 0.01ppm 이상, 바람직하게는 0.1ppm 이상, 보다 바람직하게는 1.0ppm 이상인 수소 함유 생체 적용액을 포함한다. 본 발명에 있어서 과포화수소 함유 생체 적용액이란, 상온 상압에 있어서의 용해도 이상의 용존 수소 농도인 것을 포함하고, 1.6ppm 이상, 2.0ppm 이상, 3.0ppm 이상, 4.0ppm 이상, 5.0ppm 이상, 6.0ppm 이상, 7.0ppm 이상, 8.0ppm 이상, 9.0ppm 이상, 10.0ppm 이상의 고농도 수소 함유 생체 적용액을 포함한다.

또한, 본 발명의 수소 발생계를 수소 기포 형성체에 수용하여 이루어지는 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구는, 생체 적용액을 수용하는 용기에 있어서, 생체 적용액 내, 용기 공기층, 또는 용기외 등에 설치할 수 있다. 또한 용기는 밀폐 용기인 것이 바람직하다.

용기에 밀폐 용기를 이용할 경우, 수소 기포 형성체 내에서, 수소 발생계와 발생용 물의 반응에 의해 발생한 수소 가스는, 수소 기포 형성체의 기액 분리부를 통하여 생체 적용액을 수용하는 밀폐 용기에 방출됨과 더불어, 고압·고농도의 수소 가스상을 형성한다. 또한, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 생체 적용액 중에 설치한 경우에도, 발생한 수소 분자의 대부분은 생체 적용액에 용해되지 않고, 우선은 밀폐 용기 공기상으로 이행하는 것을 출원인은 발견했다.

또한 말하자면, 수소 발생제를 수소 기포 형성체에 수용하지 않고 드러낸 상태에서 생체 적용액 중에 투입할 경우에 비하여, 수소 발생제를 수소 기포 형성체에 수용하여 생체 적용액 중에 설치할 경우는, 투입 직후에 생체 적용액에 용해하는 수소량은 더욱 적어지는 것을 출원인은 발견했다.

즉, 수소 기포 형성체에 수용되지 않은 수소 발생제에서 발생한 수소 분자가, 생체 적용액에 직접 용해하면서 클러스터 혹은 미세 기포를 형성하는 한편, 수소 기포 형성체의 기액 분리부를 통하여 수소 분자가 생체 적용액에 방출되는 경우, 수소 기포 형성체가 수소 가스에 대한 일종의 스톱퍼로서 작용하기 때문에, 수소 분자는, 기액 분리부의 내벽 근방에 적당량 결집한 후 비로소, 수소 가스 기포로서 기액 분리부에서 방출된다. 바꿔 말하면, 생체 적용액 중에 방출될 때, 수소 분자는, 이미 어느 정도의 크기를 가지는 수소 가스 기포로서 방출된다.

이는 육안으로도 관찰된다. 예를 들면, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를, 생체 적용액을 수용하는 밀폐 용기에 설치하고, 용기를 옆으로 쓰러뜨려 그대로 잠시 방치해 두면, 수소 기포 형성체 내에서 발생한 수소 가스가 간헐적으로 기액 분리부에서 수소 기포를 방출시키면서, 수소 가스상의 체적을 점차로 증대시켜 간다. 바꿔 말하면, 방출되는 수소 가스의 기포 사이즈가 크기 때문에, 이는 물 내에서 상승하여 밀폐 용기의 기상(氣相)으로 빠르게 이행되어 버린다.

일반적으로, 수소 분자에 한정되지 않고, 어떠한 산업 용도를 기하여 가스 용액을 제조하는 당업자의 사이에서는, 가스의 기포 사이즈를 가능한 작게 하는 것을 통하여, 기포가 기상으로 향하는 상승 속도를 늦추는 것이야말로, 고농도의 가스 용액을 제조하기 위해서는 중요하다고 생각된다. 수소, 산소, 또는 오존을 포함하는, 모든 산업용 가스의 나노 버블화는, 본원 출원시에 있어서 여전히 주요한 기술 과제의 하나로서 인식되어 있다.

한편, 본 발명자 등은, 가정, 직장, 거리, 점포 등을 포함하는 다양한 장소에서, 소비자가 사용시에 고농도 수소 함유 생체 적용액을 얻고자 하는 기회에 있어서는, 음료수, 차나 커피등 음료를 포함하는 생체 적용액을 수용하는 밀폐 용기의 생체 적용액에 수소 분자를 직접 용해시키는 것보다도, 우선은, 상대적으로 기포 사이즈가 큰 수소 가스를 이용하여 밀폐 용기 내에 수소 가스상을 형성함과 더불어 용기 내압을 높이고, 필요에 따라 그 후, 밀폐 용기를 적절히 진탕함으로써 기상의 수소 가스를 회수하는 것이 바람직한 것을 발견했다. 따라서, 기액 분리부에 이용되는 가스 투과막이나 밸브는, 그 기액 분리부를 가지는 본 발명의 기구를 정수 중에 설치했을 때, 10분 이내에 발생하는 수소 가스 기포의 평균 기포 직경이, 동적 광 산란법 등의 방법을 이용하여 측정했을 때, 0.1밀리 이상, 바람직하게는 0.3밀리 이상, 더욱 바람직하게는 0.5밀리 이상, 특히 바람직하게는 1.0밀리 이상인 것이 바람직하다.

본 발명자 등의 실험에서는, 금속 마그네슘인 수소 발생제를, 수소 기포 형성체에 수용하지 않고 밀폐 용기 내의 생체 적용액 중에 설치한 경우, 10분 경과후의 생체 적용액의 용존 수소 농도는 약 0.7ppm까지 높아짐에도 불구하고, 그 후에 밀폐 용기를 진탕해도 용존 수소 농도는 약 0.9ppm까지밖에 상승하지 않는다(약 1.3배). 한편, 동 양의 금속 마그네슘인 수소 발생제를, 수소 기포 형성체에 수용하여 밀폐 용기 내의 생체 적용액 중에 설치한 경우, 10분 경과후의 생체 적용액의 용존 수소 농도는 불과 0.2ppm밖에 되지 않는 반면, 그 후에 밀폐 용기를 진탕함으로써 용존 수소 농도는 약 3.0ppm까지 상승한다(약 15배).

따라서, 수소 함유 생체 적용액의 용존 수소 농도를 높이는 것을 목적으로, 본 발명의 수소 발생계를 수소 기포 형성체에 수용하여 이루어지는 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를, 밀폐 용기에 수용함과 더불어 그 밀폐 용기를 적절히 진탕하는 것이 바람직하다.

이 경우, 본 발명의 밀폐 용기는, 용기의 내용물을 대기에 접촉시키지 않도록 연구되어 있는 용기를 포함한다. 캡 부착 페트병이나 알루미늄병 등 뚜껑이 달린 용기는 밀폐 용기에 포함된다. 밀폐 용기는, 사람이 손에 들고 진탕하기 쉽도록, 휴대용인 형태와 용량을 구비하고 있는 것이 바람직하다. 2L 이하, 바람직하게는 1L 이하, 특히 바람직하게는 0.5L 이하의 용량의 밀폐 용기가 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

밀폐 용기의 재질로서 바람직한 것은 수소 투과성이 낮은 용기이다. 수소 투과성이 낮을수록 발생된 수소를 용기계 외로 달아나게 하는 일이 적다.

본 발명에 있어서 밀폐 용기의 수소 투과성은 다음과 같이 측정한다. 즉, 일본국 특원 2009-221567에 기재된 방법 등을 참고로, 안정적으로 거의 포화 농도(20℃·1기압에서 1.6ppm)를 유지하는 수소 용존수를 측정 대상이 되는 밀폐 용기 내 용적의 20배의 체적으로 생성함과 더불어, 정수(후지사와시 수도물을 활성탄 칼럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수 등)를 만수 충전한 그 밀폐 용기를 그 수소 용존수에 5시간 침지한다.

그 후, 그 정수의 용존 수소 농도를 측정하고, 용존 수소 농도가 1000ppb 이하, 바람직하게는 500ppb 이하, 보다 바람직하게는 100ppb 이하, 특히 바람직하게는 10ppb 이하인 밀폐 용기가 본 발명의 수소 투과성이 낮은 용기에 포함된다.

밀폐 용기는, 수소 발생에 의한 내압의 상승을 견디어낼 수 있는 내압 성능을 가지고 있는 것이 바람직하다. 절대 압력으로 0.11MPa, 바람직하게는 0.4MPa, 더욱 바람직하게는 0.5MPa, 특히 바람직하게는 0.8MPa의 내압을 견디어낼 수 있는 내압 용기인 것이 바람직하다. 탄산 음료용 페트병 등이 적합하게 이용된다. 밀폐 용기는, 안전하게 마개를 열 수 있도록 캡을 여는 도중에 압력을 내보내는 기구(벤트 슬롯)를 입구부에 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서 진탕이란, 밀폐 용기에 물리적 충격을 부여함으로써 밀폐 용기 내의 생체 적용액과 기상의 수소를 접촉시키면서, 생체 적용액 중의 용존 산소 등 용존 가스를 수소 가스로 치환하는 것이다. 본 발명의 진탕은, 손을 이용한 자연적 진탕 외 기계를 이용한 인공적 진탕이 포함된다. 진탕기, 교반기, 초음파 발생 장치 등에 의한 진탕은 이러한 인공적 진탕에 포함된다.

또한, 밀폐 용기의 기상에 수소 가스가 일층 축적되는 것을 목적으로, 본 발명의 선택적 수소 첨가 기구를 밀폐 용기에 설치하고 나서, 1분 경과한 후, 바람직하게는 2분 경과한 후, 보다 바람직하게는 4분 경과한 후, 더욱 바람직하게는 8분 경과한 후, 특히 바람직하게는 10분 경과한 후에 진탕을 개시하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 모범적인 자연적 진탕의 예는 다음과 같다. 즉, 평균적 체격을 가지는 일본인 30대 남성이 밀폐 용기 중복부를 잘 쓰는 손에 유지하고, 손목만을 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120왕복 진탕한다.

또한, 진탕 시간은, 고압·고농도 수소 가스의 생체 적용액에 대한 용해를 촉진시키기 위해서, 자연적 진탕으로 5초 이상, 바람직하게는 10초 이상, 보다 바람직하게는 15초 이상, 더욱 바람직하게는 30초 이상인 것이 바람직하다.

또한, 진탕은 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 생체 적용액 중에 설치하여 진탕했을 때, 생체 적용액의 용존 수소 농도를, 진탕 전의 용존 수소 농도의 2배 이상으로 증강하는 진탕인 것이 바람직하고, 바람직하게는 3배 이상, 보다 바람직하게는 순서대로 4배 이상, 5배 이상, 6배 이상, 7배 이상, 8배 이상, 9배 이상이며, 더욱 바람직하게는 10배 이상으로 증강하는 진탕이다.

또한, 진탕 전의 밀폐 용기의 내압이 대기압 이상의 상태에 있는 것은, 1.6ppm 이상의 과포화수소 함유 생체 적용액 등, 보다 고농도의 수소 함유 생체 적용액을 얻기 위해서 바람직하다. 수소 분자의 생체 적용액에 대한 용해도는, 발생하는 수소 분자가 밀폐 용기에 부하하는 내압의 상승에 따라 상승하고, 시간의 경과와 함께 드디어, 상온·상압 하에 있어서의 용해도를 넘는다. 후술의 실시예 등에서, 수소 발생계를 지니는 밀폐 용기를 일정 시간 방치하는 이유는, 발생한 수소 가스에 의해 밀폐 용기를 내측으로부터 가압하기 위함이며, 또한, 밀폐 용기를 가압 하에서 적절히 진탕함으로써, 수소 분자의 수소 함유 생체 적용액에 대한 용해를 더욱 촉진할 수 있기 때문이다.

또한, 본 발명에 있어서 생체 적용액의 성분 구성을 실질적으로 바꾸지 않는 상태란, 이에 한정되는 것은 아니지만, 전체 경도, 수소 발생제로서 사용된 금속에 관련된 금속 이온 농도, 또는 pH를 바꾸지 않는 것 중 적어도 어느 하나를 만족시키는 것이 포함된다.

여기서, 생체 적용액의 전체 경도를 바꾸지 않는 상태란, 이에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 이하와 같은 상태가 포함된다.

어느 생체 적용액을 원수(原水)로 하는 수소 함유 생체 적용액의 전체 경도(Ca 경도＋Mg 경도)가, (원수의 전체 경도－25ppm)∼(원수의 전체 경도＋25ppm), 바람직하게는 (원수의 전체 경도－15ppm)∼(원수의 전체 경도＋15ppm), 더욱 바람직하게는 (원수의 전체 경도－10ppm)∼(원수의 전체 경도＋10ppm)의 범위에 들어가 있는 상태 등이다.

혹은, 수도물을 탈염소탈염소여 얻어지는, 전체 경도(Ca 경도＋Mg 경도)가 약 55∼65ppm에 있는 정수(후지사와시 수도물을 활성탄 칼럼에 통과시켜 처리하여 얻어지는 정수 등)인 생체 적용액을 약 515cc 충전한 탄산음료용 페트병(입구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)의 생체 적용액 중에 본 발명의 비파괴적 고농도 수소 용액의 제조 기구를 설치하고, 병을 옆으로 쓰러뜨려서 10분간 방치한 후에 모범적인 자연적 진탕(페트병 중복부를 잘 쓰는 손에 유지하고, 손목만을 좌우로 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120왕복한다)을 행한 용액의 전체 경도가, (원수의 전체 경도－25ppm)∼(원수의 전체 경도＋25ppm), 바람직하게는 (원수의 전체 경도－15ppm)∼(원수의 전체 경도＋15ppm), 특히 바람직하게는 (원수의 전체 경도－10ppm)∼(원수의 전체 경도＋10ppm)의 범위에 들어가 있는 상태 등이다.

여기서, 수소 발생제로서 사용된 금속에 관련된 금속 이온 농도를 바꾸지 않은 상태란, 이에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 이하와 같은 상태가 포함된다.

어느 생체 적용액을 원수로 하는 수소 함유 생체 적용액의 금속 이온 농도(예를 들면, 본 발명의 기구가 수소 발생제로서 알루미늄을 사용하고 있는 경우는 알루미늄 이온 농도)가, (원수의 금속 이온 농도－15ppm)∼(원수의 금속 이온 농도＋15ppm), 바람직하게는 (원수의 금속 이온 농도－10ppm)∼(원수의 금속 이온 농도＋10ppm), 더욱 바람직하게는 (원수의 금속 이온 농도－5ppm)∼(원수의 금속 이온 농도＋5ppm), 보다 바람직하게는 (원수의 금속 이온 농도－3ppm)∼(원수의 금속 이온 농도＋3ppm), 특히 바람직하게는 (원수의 금속 이온 농도－1ppm)∼(원수의 금속 이온 농도＋1ppm)의 범위에 들어가 있는 상태 등이다.

혹은, 수도물을 탈(脫) 염소 처리하여 얻어지는 정수(후지사와시 수도물을 활성탄 칼럼에 통과시켜 처리하여 얻어지는 정수 등)인 생체 적용액을 약 515cc 충전한 탄산음료용 페트병(입구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)의 생체 적용액 중에 본 발명의 수소 함유 생체 적용액의 제조 기구를 설치하고, 병을 옆으로 쓰러뜨려서 10분간 방치한 후에 모범적인 자연적 진탕(페트병 중복부를 잘 쓰는 손에 유지하고, 손목만을 좌우로 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120왕복한다)을 행한 직후의 용액의, 상기 제조 기구에 있어서 수소 발생제로서 사용된 금속에 관련된 금속 이온 농도(예를 들면, 본 발명의 기구가 수소 발생제로서 알루미늄을 사용하고 있는 경우는 알루미늄 이온 농도)가, (원수의 금속 이온 농도－15ppm)∼(원수의 금속 이온 농도＋15ppm), 바람직하게는 (원수의 금속 이온 농도－10ppm)∼(원수의 금속 이온 농도＋10ppm), 더욱 바람직하게는 (원수의 금속 이온 농도－5ppm)∼(원수의 금속 이온 농도＋5ppm), 보다 바람직하게는 (원수의 금속 이온 농도－3ppm)∼(원수의 금속 이온 농도＋3ppm), 특히 바람직하게는 (원수의 금속 이온 농도－1ppm)∼(원수의 금속 이온 농도＋1ppm)의 범위에 들어가 있는 상태 등이다.

여기서, pH를 바꾸지 않은 상태란, 이에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 이하와 같은 상태가 포함된다.

어느 생체 적용액을 원수로 하는 수소 함유 생체 적용액의 pH가, (원수의 pH－3.0)∼(원수의 pH＋3.0), 바람직하게는 (원수의 pH－2.0)∼ (원수의 pH＋2.0), 보다바람직하게는 (원수의 pH－1.0)∼ (원수의 pH＋1.0), 특히 바람직하게는 (원수의 pH－0.5)∼(원수의 pH＋0.5)의 범위에 들어가 있는 상태 등이다.

혹은, 수도물을 탈(脫)염소 처리하여 얻어지는, pH가 약 7.0∼7.8에 있는 정수(후지사와시 수도물을 활성탄 칼럼에 통과시켜 처리하여 얻어지는 정수 등)인 생체 적용액을 약 515cc 충전한 탄산음료용 페트병(입구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)의 생체 적용액 중에 본 발명의 수소 함유 생체 적용액의 제조 기구를 설치하고, 병을 옆으로 쓰러뜨려서 10분간 방치한 후에 모범적인 자연적 진탕(페트병 중복부를 잘 쓰는 손에 유지하고, 손목만을 좌우로 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120 왕복한다)을 행한 직후의 용액의 pH가, (원수의 pH－3.0)∼(원수의 pH＋3.0), 바람직하게는 (원수의 pH－2.0)∼(원수의 pH＋2.0), 보다 바람직하게는 (원수의 pH－1.0)∼(원수의 pH＋1.0), 특히 바람직하게는 (원수의 pH－0.5)∼(원수의 pH＋0.5)의 범위에 들어가 있는 상태 등이다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다. 또한, 본원에 있어서 특별히 양해가 없는 경우는, 각종 물성치를 계측하는데 이용한 각종 계기류는, pH 미터(온도계를 포함한다)가, 가부시키가이샤 호리바세이사쿠쇼 제의 pH 미터(본체의 형식 『D-13』, 동 프로브의 형식 『9620-10D』)이며, DH 미터(용존 수소계)가, 동아디케이케이 가부시키가이샤 제의 DH 미터(본체 형식 『DHDI-1』, 동 전극(프로브) 형식, 『HE-5321』, 동 중계기 형식 『DHM-F2』)이다.

칼슘 경도 및 마그네슘 경도는, 수질 분석계 『DR/4000』(HACH사 제)를 이용하여 카르마가이드 비색법에 의해 측정했다. 알루미늄 이온 농도는, 동 수질 분석계를 이용하여 알루미논법에 의해 측정했다.

[실시예 1] (도 2로서 도시한다) 수소 발생제로서 금속 마그네슘(MG100:가부시키가이샤 간토킨조쿠) 300mg 포함하고, 또한 수소 이온형 양이온 교환 수지(시판의 강산성 이온 교환 수지 H타입품인 「DIAION Ion Exchange Resin SK1BH: Mitsubishi Chemical Corporation」을 온열 건조한 것) 1500mg를 포함하는 수소 발생계(c-1)를 피복재(프레시제 Regular C5160: 아사히카세이 가부시키가이샤) (c-2)에 싸넣어 히트 시일한 후, 이러한 피복재마다 아크릴 수지제의 통형상의 수소 기포 형성체(c-3)에 수용했다. 수소 기포 형성체 내에 피복재가 축축해지는 정도의 양의 발생용 물(c-4)을 흐르게 함과 더불어, 수소 기포 형성체에 대한 개구부를 기액 분리부(도 1)에서 뚜껑을 덮음으로써, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다.

다음에, 탄산 음료용 페트병(입구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)에 정수(후지사와시 수도물을 활성탄 칼럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수)를 약 515cc 충전한 후, 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 페트병의 정수 중에 설치했다.

그 후 병을 옆으로 쓰러뜨리고, 10분간 방치한 후, 발명자의 한사람(평균적 체격을 가진 일본인 30대 남성)이 페트병 중복부를 잘 쓰는 손에 유지하고, 손목만을 좌우로 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120왕복함으로써 진탕했다(합계 60초).

진탕 전후의, 내용액의 pH, 용존 수소 농도, 칼슘(Ca) 경도, 마그네슘(Mg) 경도를 측정했다.

[실시예 2]

(도 3으로서 도시한다) 수소 발생제로서 금속 마그네슘(MG100: 가부시키가이샤 간토긴조쿠) 300mg 포함하고, 또한 수소 이온형 양이온 교환 수지(시판의 강산성 이온 교환 수지 H타입품인 「DIAION Ion Exchange Resin SK1BH:Mitsubishi Chemical Corporation」을 온열 건조한 것) 1500mg를 포함하는 수소 발생계(d-1)를 피복재(프레시제 Regular C5160: 아사히카세이 가부시키가이샤) (d-2)에 싸넣어 히트 시일한 후, 이러한 피복재마다 아크릴 수지제의 통형상의 수소 기포 형성체(d-3)에 수용했다. 수소 기포 형성체 내에 피복재가 축축해지는 정도의 양의 물을 흐르게 함과 더불어, 도 1에 기재된 기액 분리부를 통형상의 수소 기포 형성체에 삽입하여 중복부에 정확히 여지가 없도록 설치함과 더불어, 기액 분리부 상방의, 수소 기포 형성체 외벽의 일부에 수소 가스 투과 구멍(d-4)을 뚫고, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다.

다음에, 탄산음료용 페트병(입구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)에 정수(후지사와시 수도물을 활성탄 칼럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수)를 약 515cc 충전한 후, 기구를 페트병 입구부에 삽입하면서, 수소 기포 형성체의 가장자리를 입구부에 걸고, 기구가 물 중에 가라앉지 않도록 하여 캡을 닫았다. 이 때, 수소 가스 투과 구멍은 정수의 수위보다 위에 있다.

그 후 10분간 방치한 후, 발명자의 한사람(평균적 체격을 가지는 일본인 30대 남성)이 페트병 중복부를 잘 쓰는 손에 유지하고, 손목만을 좌우로 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120왕복함으로써 진탕했다(합계 60초).

[실시예 3]

수소 발생제로서 금속 마그네슘(MG100: 가부시키가이샤 간토긴조쿠) 300mg 포함하고, 또한 사과산(DL-사과산: 후소카가쿠고교 가부시키가이샤) 900mg를 포함하는 수소 발생계를 흡수지와 함께 피복재(프레시제 Regular C5160: 아사히카세이 가부시키가이샤)에 싸넣어 히트 시일한 후, 이러한 피복재마다 아크릴 수지제의 통형상의 수소 기포 형성체에 수용했다. 수소 기포 형성체 내에 피복재가 축축해지는 정도의 양의 물을 흐르게 함과 더불어, 흡수지로 된 마개, 및 실시예 1에 기재된 기액 분리부를, 순서대로 통형상의 수소 기포 형성체에 삽입하여 중복부에 정확히 여지가 없도록 설치함과 더불어, 기액 분리부 상방의, 수소 기포 형성체 외벽의 일부에 수소 가스 투과 구멍을 뚫고, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다.

[비교예 1]

수소 발생제로서 금속 마그네슘 300mg 포함하고, 또한 수소 이온형 양이온 교환 수지(시판의 강산성 이온 교환 수지 H타입품인 「DIAION Ion Exchange Resin SK1BH: Mitsubishi Chemical Corporation」을 온열 건조한 것) 1500mg을 포함하는 수소 발생계를 조제했다.

탄산 음료용 페트병(입구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)에 정수(후지사와시 수도물을 활성탄 칼럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수)를 약 515cc 충전한 후, 수소 발생계를 페트병의 정수 중에 직접 투입했다.

그 후 10분간 방치한 후, 발명자의 한사람(평균적 체격을 가진 일본인 30대 남성)이 페트병 중복부를 잘 쓰는 손에 유지하고, 손목만을 좌우로 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120왕복함으로써 진탕했다(합계 60초).

[참고예 1]

실시예와 비교예에서 사용한 정수의 pH, 용존 수소 농도, 칼슘(Ca) 경도, 마그네슘(Mg) 경도를 측정했다.

이하, 표 1로서 이들을 기재한다.

[실시예 4]

(도 4로서 도시한다) 금속 알루미늄 분말(입경:53∼150㎛, 80% up)(와코쥰야쿠고교 가부시키가이샤, 이하 동)과 수산화칼슘(와코쥰야쿠고교 가부시키가이샤, 이하 동)을 혼합하여 수소 발생계 (e-1)를 얻었다. 얻어진 수소 발생계는, 금속 알루미늄 분말을 85중량%, 수산화칼슘을 15중량%로 포함한다.

수소 발생계 0.8g을 피복재(프레시제 Regular C5160:아사히카세이 가부시키가이샤)(e-2)에 싸넣고 히트 시일한 후, 이러한 피복재마다 아크릴 수지제의 통형상의 수소 기포 형성체(e-3)에 스테인리스 추 7.3g과 함께 수용했다. 수소 기포 형성체 내에 0.3cc의 물(발생용 물)을 흐르게 함과 더불어, 수소 기포 형성체의 개구부를, 기액 분리부 (e-4)로서의 가스 투과막(모노트랜필름 형번호:FP10-01105-100, 가부시키가이샤 너크)으로 봉하여, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다.

다음에, 탄산음료용 페트병(입구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)에 정수(후지사와시 수도물을 활성탄 칼럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수)를 약 515cc 충전한 후, 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 페트병의 정수 중에 설치했다. 동일한 것을 3세트 준비했다.

병캡을 닫고, 각각 3분간, 5분간, 10분간 방치했다.

그 후, 발명자의 한사람(평균적 체격을 가진 일본인 30대 남성)이 페트병 중복부를 잘 쓰는 손에 유지하고, 손목만을 좌우로 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120 왕복함으로써 진탕했다(합계 60초).

그 후, 각각의 내용액의 pH, 용존 수소 농도(DH), 알루미늄(Al) 이온 농도를 측정했다.

[실시예 5]

실시예 4에 기재의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구에 있어서 수소 기포 형성체에 추를 설치하지 않고, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다.

다음에, 탄산음료용 페트병(입구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)에 정수(후지사와시 수도물을 활성탄 칼럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수)를 약 515cc 충전한 후, 기구를 페트병에 넣었다. 기구가 정수에 뜨는 것에 의해 그 기상 분리부는 페트병의 공기층에 유지되었다. 동일한 것을 3세트 준비했다.

병의 캡을 닫고, 각각 3분간, 5분간, 10분간 방치했다.

그 후, 발명자의 한사람(평균적 체격을 가진 일본인 30대 남성)이 페트병 중복부를 잘 쓰는 손에 유지하고, 손목만을 좌우로 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120왕복함으로써 진탕했다(합계 60초).

[실시예 6]

(도 5로서 도시한다) 실시예 5에 기재의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구에 있어서 수소 기포 형성체를 다시 1둘레 큰 아크릴 수지제의 통형상의 외각(f-1)에 수용하여, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다.

다음에, 탄산 음료용 페트병(입구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량) (f-2)에 정수(후지사와시 수도물을 활성탄 칼럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수）(f-3)를 약 515cc 충전한 후, 기구를 페트병에 넣었다. 기구가 정수에 뜨는 것에 의해 그 기상 분리부는 페트병의 공기층에 유지되었다. 동일한 것을 3세트 준비했다.

병의 캡을 닫고, 각각 3분간, 5분간, 10분간 방치했다.

[참고예 2] 실시예 4∼6에 사용한 후지사와시 수도물의 pH, 알루미늄(Al) 이온 농도를 측정했다.

이하, 표 2로서 이들을 기재한다.

[실시예 7]

금속 알루미늄 분말과 수산화칼슘의 분말을 혼합하여 수소 발생계를 얻었다. 타정기(HANDTAB-Jr:이치하시세이키 가부시키가이샤)를 이용하여 수소 발생계를 타정압 5kN으로 고화했다. 얻어진 수소 발생계 정제는, 금속 알루미늄 분말을 85중량%, 수산화칼슘을 15중량%로 포함한다.

수소 발생계 정제 0.8g을 아크릴 수지제의 통형상의 수소 기포 형성체(e-3)에 수용했다. 수소 기포 형성체 내에 0.3cc의 물(발생용 물)을 흐르게 함과 더불어, 수소 기포 형성체의 개구부를, 기액 분리부 (e-4)로서의 가스 투과막(모노트랜필름 형번호:FP10-01105-100, 가부시키가이샤 너크)으로 봉하여, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다.

다음에, 탄산 음료용 페트병(입구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)에 정수(후지사와시 수도물을 활성탄 칼럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수)를 약 515cc 충전한 후, 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 페트병의 정수 중에 설치했다. 동일한 것을 4세트 준비했다.

병의 캡을 닫고, 각각 10분간, 30분간, 60분간, 15시간 방치했다.

그 후, 각각의 내용액의 pH, 용존 수소 농도(DH)를 측정했다.

[실시예 8]

실시예 7에 기재된 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구에 있어서 수소 발생계에 대한 타정압을 2.5kN으로 한 이외는 변경 없이, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다. 실시예 7과 동일한 순서로 내용액의 용존 수소 농도(DH)를 측정했다(단 10분간 방치, 30분간, 60분간 방치만).

[실시예 9]

실시예 7에 기재된 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구에 있어서 수소 발생계에 대한 타정압을 1.0kN으로 한 이외는 변경 없이, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다. 실시예 7과 동일한 순서로 내용액의 용존 수소 농도(DH)를 측정했다(단 10분간 방치, 30분간, 60분간 방치만).

[참고예 3]

실시예 7에 사용한 후지사와시 수도물의 pH, 알루미늄(Al) 이온 농도를 측정했다.

[참고예 4]

실시예 8∼9에 사용한 후지사와시 수도물의 pH, 알루미늄(Al) 이온 농도를 측정했다.

이하, 표 3으로서 이들을 기재한다.

이하, 상술의 「금속 원료 발열 온도 측정법」에 관한 실시예를 기재한다.

상술의 「금속 원료 발열 온도 측정법」에 따라, 각 금속 원료의 발열 경향을 측정했다. 사용한 금속 원료(500mg)는, 금속 원소가 마그네슘인 것으로서, 실시예 10:Mg20(0.5mm:40∼60%, 0.3mm:20∼30%, 간토킨조쿠 가부시키가이샤), 실시예 11: Mg 입경 1mm∼2mm(차이나로만인터내셔날 가부시키가이샤), 실시예 12:Mg4mm 펠릿(차이나로만인터내셔날 가부시키가이샤), 실시예 13: 마그네슘, 테이프형상(와코준야쿠 가부시키가이샤), 비교예 2: Mg100(0.15mm 이하:95% 이상, 간토킨조쿠가부시키가이샤), 비교예 3: 망간, 분말(와코준야쿠 가부시키가이샤)을 사용했다(표 4)

금속 원소가 철인 것으로서, 실시예 14: 환원철(와코준야쿠 가부시키가이샤), 금속 원소가 아연인 것으로서, 실시예 15: 아연, 분말(와코준야쿠 가부시키가이샤), 금속 원소가 코발트인 것으로서, 실시예 16: 코발트, 분말(와코준야쿠 가부시키가이샤), 금속 원소가 알루미늄인 것으로서, 실시예 17: 알루미늄 분말 ＃260(미나루코 가부시키가이샤)을 사용했다(표 4, 5).

사과산(500mg)은, DL-사과산(후소카가쿠고교 가부시키가이샤)을 사용했다. 황산칼륨알루미늄(500mg)은, 황산칼륨알루미늄(와코준야쿠 가부시키가이샤)을 사용했다. 발생용 물(500mg)은, 수온 25∼26℃의 후지사와시 수도물을 사용했다. 테스트 튜브는, 2포지션 캡 부착 테스트 튜브 17×100mm 용량 16.0mL(비엠기기 가부시키가이샤)을 사용했다. 디지털 온도계는, TANITA TT-508(가부시키가이샤 타니타)을 사용했다.

또한, 각 금속 원료를 이용했을 때에 얻어지는, 생체 적용액의 용존 수소(DH) 농도를 다음의 순서로 측정했다.

즉, 각 금속 원료 500mg과 사과산 500mg(또는 금속 원료가 알루미늄인 경우는 황산칼륨 알루미늄)으로 이루어지는 수소 발생계를, 피복제에 덮지 않고, 폴리프로필렌 제의 통형상의 수소 기포 형성체(e-3)에 수용했다. 수소 기포 형성체 내에 500mg의 후지사와시 수돗물(발생용 물)을 흐르게 함과 더불어, 수소 기포 형성체의 개구부를, 기액 분리부(e-4)로서의 가스 투과막(모노트랜필름 형번호:FP10-01105-100, 가부시키가이샤 너크)으로 봉하여, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다.

병의 캡을 닫고, 5분간 방치했다.

그 후, DH 농도를 측정했다.

표 4∼5에 나타내는 바와 같이, 실시예 11∼17 및 비교예 2∼3은, DH 농도에 대해서는 부족한 바가 없지만, 「금속 원료 발열 온도 측정법」으로 금속 원료의 온도를 측정했을 때, 실시예 11∼17은, 50℃에 도달하지 않거나(실시예 14∼17), 50℃에 도달하는 경우라도 5초 이상을 요한다(실시예 11∼13), 발열 반응이 중용 이하인 금속 원료를 사용하고 있는데 대하여, 비교예 2∼3은, 5초 미만에 50℃에 도달하는, 발열 반응이 심한 금속 원료를 사용하고 있다. 따라서, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구로서 어울리는 구성은, 비교예 2∼3보다도, 실시예 14∼17이라고 할 수 있다.

a : 밸브 a-1 : 갓형상 머리부
a-2 : 축부 a-3 : 돌기물
b : 오목형상 부품 b-1 : 중심의 구멍
b-2 : 부채형상의 구멍 b-3 : 가장자리

Claims

수소 발생제를 필수 성분으로 하는 수소 발생계를, 가스 투과막 또는 개폐식 밸브를 포함하는 기액 분리부를 가지는 수소 기포 형성체에 수용하고, 그 수소 기포 형성체 내에서 상기 수소 발생계와 발생용 물을 반응시키는 것을 통하여, 그 수소 기포 형성체 내에 발생한 수소 가스를, 상기 기액 분리부를 통하여, 생체 적용액에 보내서 넣음으로써 수소 함유 생체 적용액을 얻는 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구에 있어서,
상기 수소 발생제에는, 수소 발생 반응에 따른 반응열이 상기 기액 분리부의 가스 투과막 또는 개폐식 밸브에 직접 이행하는 것을 억제하기 위한 방열 처리가 실시되고,
그 방열 처리란, 상기 수소 발생제로서, 하기 금속 원료 발열 온도 측정법으로 측정했을 때의 금속 원료의 온도가 50℃를 넘지 않거나, 혹은, 50℃에 도달하기까지 5초 이상을 필요로 하는, 수소보다 이온화 경향이 높은 금속 또는 수소화 금속을 포함하는 금속 원료를 이용하는, 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.
단, 상기 금속 원료 발열 온도 측정법이란, 금속 원료 500mg과 사과산(금속 원료가 양성(兩性) 금속인 알루미늄인 경우는, 황산칼륨알루미늄) 500mg으로 이루어지는 수소 발생계에, 발생용 물로서 수온 25∼26℃의 수도물 500mg를, 테스트 튜브 내에서 반응시켰을 때의 그 금속 원료의 온도를 측정하는 방법을 말한다.
청구항 1에 있어서,
상기 금속 원료는, 마그네슘, 알루미늄, 아연, 철, 코발트 중 적어도 하나 이상에서 얻어지는, 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 가스 투과막이, 물 난(難)투과성 또는 비투과성이고, 또한, 수소 가스 투과성을 가지는 가스 투과막이어서, 상기 발생용 물은, 상기 수소 기포 형성체로부터 실질적으로 유출되지 않는, 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 개폐식 밸브는, 수소 발생계와 발생용 물의 반응에 의해 수소 기포 형성체의 내부에 발생하는 수소 가스의 가스압에 의해 밀려 열림으로써 수소 가스를 수소 기포 형성체의 외부로 배기하지만 배기 후에는 닫히는, 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.
청구항 1에 있어서,
상기 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구가, 밀폐 용기에 수용되는, 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.
청구항 5에 있어서,
상기 밀폐 용기를 진탕하여, 수소 함유 생체 적용액을 얻는, 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.