KR20070112267A - 활성 수소 용존수의 생성 방법, 생성기 및 생성용 석고공급 부재 및 활성 수소의 생성성 물질과 그 제조 방법 - Google Patents

활성 수소 용존수의 생성 방법, 생성기 및 생성용 석고공급 부재 및 활성 수소의 생성성 물질과 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 활성 수소 용존수의 생성 방법, 생성기와 생성용 석고 공급 부재, 및 활성 수소의 생성성 물질과 그 제조 방법에 관한 것으로서, 활성 수소 용존수의 생성기(10)는 예를 들면 페트병과 같은 용기(11)와, 마그네슘 금속이 충전된 제 1 케이스(12)와, 석고가 충전된 제 2 케이스(13)를 갖는다. 그리고, 제 1 케이스(12)와 제 2 케이스(13)와 함께 음료수(15)를 용기(11) 내에 넣어 보관하여 활성 수소 용존수를 생성한다. 황산칼슘 또는 황산마그네슘과 마그네슘 금속 입자를 음료수(15)에 첨가함으로써 풍부한 활성 수소가 용존하는 활성 수소 용존수를 생성할 수 있고, 그 활성 수소 생성의 지속성을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

활성 수소 용존수의 생성 방법, 생성기 및 생성용 석고 공급 부재 및 활성 수소의 생성성 물질과 그 제조 방법{PROCESS AND KIT FOR FORMATION OF ACTIVE HYDROGEN WATER, GYPSUM FEEDER FOR THE FORMATION, ACTIVE HYDROGEN FORMING MATERIALS AND PROCESS FOR THE PRODUCTION OF THE MATERIALS}
본 발명은 활성 수소 용존수에 관한 것으로서, 인체/동물체 내의 활성 산소의 소거에 유효한 활성 수소 용존수를 생성하는 방법, 활성 수소 용존수의 생성기및 생성용 석고 공급 부재 및 활성 수소의 생성성(生成性) 물질과 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근에 활성 산소는 인체 내 또는 동물체 내에서 그 강력한 산화 작용 때문에 여러 가지 병을 생기게 하는 것은 아닐까하고 생각되어 오고 있다. 예를 들면, 알레르기성 질환, 당뇨병, 고혈압, 암, 바이러스에 의한 감염병 등의 주 원인은 이 활성 산소가 아닐까 하고 일컬어지고 있다. 그리고, 천연수 또는 수도물(음료수라고 함)에 비해 많은 활성 수소(원자 상태 수소)를 포함하는 활성 수소 용존수가 상기 활성 산소의 소거에 유효하다는 학설이 의학계에서 발표되어 주목받고 있다.
이 활성 수소를 많이 포함하여 인공적으로 생성되는 음료수는 종래부터 전해 환원수(電解還元水) 또는 알칼리 전해수(電解水)로서 알려져 있고, 음료수의 전기 분해를 이용함으로써 수득된다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
그러나, 이 전기분해를 이용하는 방법에 이용되는 장치는 전해조, 전원, 여러 가지 배수관 등을 필요로 하고, 그 구조가 복잡해지게 된다. 이 때문에 소비자에게 간단하고 저렴한 가격으로 상기 활성 수소 용존수를 공급할 수 없다고 하여 상기 전기 분해에 비교하여 매우 간단한 활성 수소 용존수의 생성 방법이 제안되어 있다. 이 방법은 음료수와 금속 마그네슘(입자)을 반응시켜 수소 가스를 발생시키고, 상기 음료수를 수소를 풍부하게 포함하는 수소 풍부수로 바꾸는 것이다(예를 들며, 특허문헌 2 참조).
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평9-77672호
특허문헌 2: 일본 공개특허공보 제2004-041949호
(발명의 개시)
(발명이 해결하고자 하는 과제)
상기 전기 분해를 이용하는 방법에서 그 전용 생성 장치는 의료 용구로서 시판되고 있는 것을 개인이 구입하기에는 매우 고가이다.
또한, 상기 장치에 의해 생성된 활성 수소 용존수는 그 보존할 수 있는 기간이 매우 짧다. 통상, 활성 수소 용존수의 효력은 2~3시간 정도(단, 잔존 활성 수소량이 0.005 ppm으로 저감되는 시간)로 소멸된다. 이는 전기 분해에 의해 생성한 활성 수소 용존수 중의 활성 수소의 양이 보존 시간과 함께 지수 함수적(指數關數的)으로 저감하기 때문이다. 이 때문에 상기 전용 생성 장치에 의해 활성 수소 용존수를 한번에 다량으로 생성하고, 이를 보관하여 저렴한 가격으로 이용하는 방법도 어렵게 되어 있다.
상기 이유에 의해, 예를 들면 인체의 의약용 또는 동물체용 활성 수소 용존수의 넓은 보급은 현상(現狀)에서는 어려운 문제가 있었다.
한편, 상기 금속 마그네슘과 음료수의 반응을 이용하는 특허문헌 2에 개시된 방법은 하기 반응식 1의 화학 반응을 이용하고 있다.
Figure 112007073282126-PCT00001
그러나, 상기 화학 반응에서는 물에 난용인 수산화마그네슘(Mg(OH)2)이 상기 금속 마그네슘 입자의 표면에 형성된다. 그리고, 이 수산화마그네슘막의 형성은 금속 마그네슘 입자 표면과 물의 화학 반응을 억제한다. 이 때문에 활성 수소의 생성이 시간과 함께 크게 저하하게 된다. 따라서, 소정 시간의 사용 후에 금속 마그네슘 입자를 식용 초에 침지하고, 표면에 형성된 상기 수산화마그네슘 막을 정기적으로 용해시켜 제거하는 것이 필수로 되어 있다.
이와 같이, 특허문헌 2의 방법에서는 활성 수소 생성의 지속성에 문제가 있고, 그 요인인 수산화마그네슘 막의 정기적인 제거 작업이 필수가 되는 번잡함이 있었다. 또한, 상기 수산화마그네슘 막을 제거할 때, 식용 초에 의해 금속 마그네슘 입자 표면도 용해되어 에칭 제거되므로 금속 마그네슘 입자가 필요없이 소모되는 문제가 있었다. 또한, 활성 수소 용존수 중에서의 활성 수소 농도를 높게 하여 그 효력을 높이는 것이 어려운 문제도 있었다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 활성 수소 용존수 중에서의 활성 수소 농도를 높이고, 그 효력의 유지 시간을 길게 함과 동시에 활성 수소 생성의 지속성을 높이고, 장수명의 활성 수소 용존수를 실현하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 다른 목적은 간단한 방법으로 고효력의 활성 수소 용존수를 공급할 수 있도록 하는 것이다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
본 발명자는 수중의 미네랄 성분인 칼슘, 마그네슘과 같은 알칼리토류 금속으로 이루어진 수화 이온이 수중의 활성 수소 생성에 미치는 효과에 대해 상세히 조사했다. 그리고, 상기 수화 이온이 수중의 활성 수소 농도를 효과적으로 높이는 것을 처음으로 발견했다. 또한, 상기 금속 마그네슘 표면의 수산화마그네슘 막의 형성은 수중에 황산칼슘(석고) 또는 황산마그네슘 등에 기인하는 황산 이온을 첨가함으로써 대폭 억제되는 것은 발견했다. 본 발명은 상기와 같은 새로운 지견에 기초하여 이루어진 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 활성 수소 용존수의 생성 방법은, 이른바 음료수와 같은 물에 마그네슘 금속과 석고 또는 황산마그네슘을 넣어 활성 수소를 포함하는 물을 생성하는 구성으로 되어 있다.
또는 본 발명의 활성 수소 용존수의 생성 방법은 물에 마그네슘 금속과 석고의 혼합물을 넣어 활성 수소를 포함하는 물을 생성하는 구성으로 되어 있다.
상기 발명에서, 상기 석고는 반수(半水) 석고, 이수(二水) 석고 또는 무수(無水) 석고이다.
상기 구성으로 하여 활성 수소 용존수 중의 활성 수소는 황산칼슘 또는 황산마그네슘이 용해되고 해리(解離)되어 생성된 칼슘 수화 이온 또는 마그네슘 수화 이온에 결합하여 활성 수소의 농도가 높아진다. 그리고, 활성 수소 용존수의 효력이 증대된다.
또한, 물에 침지되는 마그네슘 금속의 표면에는 수산화마그네슘이 형성되지만, 이 수산화마그네슘은 황산칼슘 또는 황산마그네슘이 용해되고 해리되어 생성되는 황산 이온에 의해 이(易)용해성인 마그네슘 이온으로서 용해 제거된다. 이 때문에 마그네슘 금속과 상기 물과의 반응에 의해 활성 수소가 상시 생성되게 되고, 종래 기술에서 필수로 되어 있던 마그네슘 금속을 정기적으로 식용 초에 침지하고, 상기 수산화마그네슘을 용해하여 제거하는 작업은 불필요해진다.
그리고, 본 발명의 활성 수소 용존수의 생성기는 물을 넣는 용기와, 상기 용기에 수납하는 마그네슘 금속이 충전된 부재와 상기 용기에 수납하는 석고가 충전된 부재를 구비한 구성으로 되어 있다.
또는 본 발명의 활성 수소 용존수의 생성기는 물을 넣는 용기와, 상기 용기에 수납하는 마그네슘 금속 및 석고가 충전된 부재를 구비한 구성으로 되어 있다.
또는 본 발명의 활성 수소 용존수의 생성기는 물을 넣는 용기와, 상기 용기에 수납하는 마그네슘 금속과 석고의 혼합물이 충전된 부재를 구비한 구성으로 되어 있다.
또는 본 발명의 활성 수소 용존수의 생성기는 물을 넣는 용기와, 상기 용기에 수납하는 마그네슘 금속이 충전된 부재와, 상기 용기에 수납하는 황산마그네슘이 충전된 부재를 구비한 구성으로 되어 있다.
상기 발명에서 바람직한 일 태양에서는 상기 부재의 표면에 광차폐층이 형성되고, 상기 충전된 석고에 광이 조사되지 않도록 되어 있다.
상기 구성으로 하여 매우 간단히 활성 수소 용존수를 생성할 수 있고, 저렴한 가격인 활성 수소 용존수를 널리 공급할 수 있게 된다.
상기 발명에서 황산칼슘을 공급하는 석고 공급 부재는 내부에 물이 들어가도록 한 케이스와, 상기 케이스내에 충전된 석고 또는 마그네슘 금속과 석고의 혼합물을 구비한 구성으로 되어 있다. 그리고, 상기 충전된 석고에 대한 광조사를 방지하기 위한 광차폐층이 상기 케이스의 표면에 형성되어 있다. 또는 광차폐층을 형성하는 대신에 케이스 재료로서 광차폐성 재료를 사용함으로써 충전된 석고에 대한 광 조사를 방지할 수도 있다.
그리고, 본 발명의 활성 수소의 생성 물질은 석고에 마그네슘 금속 분말이 혼합된 고형물로서, 물에 첨가되어 활성 수소를 생성하는 것이다. 여기서, 상기 마그네슘 금속 분말의 입자 직경은 0.05 mm 내지 0.15 mm의 범위이다. 또한, 상기 석고는 반수 석고, 이수 석고 또는 무수 석고이다.
그리고, 본 발명의 활성 수소의 생성 물질의 제조 방법은 제 1 온도에서 석고, 마그네슘 금속 분말 및 물을 혼합하여 진흙 상태의 혼합물을 형성하는 공정과, 상기 제 1 온도 보다 높은 제 2 온도에서 상기 진흙 상태의 혼합물을 고화시키는 공정을 갖는 구성으로 되어 있다.
상기 발명에서 바람직한 일 태양에서는 상기 석고는 분말 형상이다. 그리고, 상기 제 1 온도는 10 ℃ 내지 18 ℃의 범위이고, 상기 제 2 온도는 실온이다.
상기 발명에서 바람직한 일 태양에서는 상기 물의 pH값이 10 내지 13의 범위이다. 그리고, 상기 물에 수산화나트륨, 수산화칼슘 또는 수산화칼륨이 용해되어 있다. 또는 상기 물은 한번 비등한 것이다.
상기 구성으로 하여 상기 활성 수소의 생성 물질은 석고에 마그네슘 금속 분말이 대략 균일하게 분산된 고형의 혼합물이 된다. 또한, 이 혼합물은 치밀한 구조가 되고, 활성 수소 용존수를 생성하기 위해 물에 투입하는 경우, 상기 석고 및 마그네슘 금속 분말이 그 혼합물의 둘레 테두리로부터 용출(溶出)된다. 이 때문에 활성 수소 생성의 지속성이 높아지고, 또한 고농도의 활성 수소가 안정적으로 생성되게 된다.
(발명의 효과)
본 발명에 의해 용존 활성 수소 농도가 높아져 활성 수소 용존수의 효력의 유지 시간이 길어진다. 또한, 금속 마그네슘 입자 표면에서의 수산화마그네슘 막의 형성이 억제되고, 활성 수소 생성의 지속성이 높아진다. 그리고, 간편한 방법에 의해 활성 수소 용존수를 생성할 수 있고, 저렴한 가격의 활성 수소 용존수를 널리 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1의 활성 수소 용존수의 생성기의 개략 구성도,
도 2는 본 발명의 실시형태 1의 활성 수소의 발생 부재를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시형태 1의 석고의 공급 부재를 도시한 측면도,
도 4는 본 발명의 실시형태 1의 석고의 공급 부재를 도시한 횡단면도,
도 5는 본 발명의 효과를 설명하기 위한 활성 수소 용존수 중의 용존 수소량의 경시 변화를 나타내는 일례의 그래프,
도 6은 본 발명의 황산칼슘 또는 황산마그네슘의 첨가 효과를 나타내는 그래프,
도 7은 본 발명의 효과를 설명하기 위한 활성 수소 용존수중의 활성 수소량의 경시 변화를 나타내는 일례의 그래프,
도 8은 본 발명의 실시형태 1의 효과를 설명하기 위한 활성 수소 용존수중의 용존 수소량의 경시 변화를 나타내는 그래프,
도 9는 본 발명의 실시형태 2의 활성 수소 용존수의 생성기의 개략 구성도,
도 10은 본 발명의 실시형태 2의 수소 생성 고형물을 도시한 도면,
도 11은 본 발명의 실시형태 2의 수소 생성 고형물의 제조 방법을 도시한 흐름도,
도 12는 본 발명의 실시형태 2의 수소 생성 고형물의 공급 부재를 도시한 측면도,
도 13은 본 발명의 실시형태 2의 수소 생성 고형물의 공급 부재를 도시한 횡단면도,
도 14는 본 발명의 실시형태 2의 효과를 설명하기 위한 활성 수소 용존수중 의 용존 수소량의 경시 변화를 나타내는 그래프,
도 15는 본 발명의 실시형태 3의 석고의 공급 부재를 도시한 도면,
도 16은 본 발명의 실시형태의 변형예의 수소 생성 고형물 또는 석고의 공급 부재를 도시한 측면도, 및
도 17은 본 발명의 실시형태의 변형예의 수소 생성 고형물 또는 석고의 공급 부재를 도시한 횡단면도이다.
(발명을 실시하기 위한 가장 좋은 형태)
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태 중 몇개를 도면을 참조하여 설명한다. 여기서, 서로 동일 또는 유사한 부분에는 공통 부호를 붙이고, 중복 설명은 생략한다.
(실시형태 1)
도 1은 본 발명의 활성 수소 용존수의 생성 방법을 설명하기 위한 일례가 되는 활성 수소 용존수의 생성기의 개략 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 활성 수소 용존수의 생성기(10)는 예를 들면 페트병과 같은 용기(11), 마그네슘 금속이 충전된 제 1 케이스(12) 및 석고가 충전된 제 2 케이스(13)를 구비하고 있다. 그리고, 제 1 케이스(12)와 제 2 케이스(13)를 모두 음료수(15)를 용기(11) 내에 넣어 보관한다.
바람직한 일 태양에서는 도 2의 (a), (b)에 도시한 스틱 형상의 제 1 케이스(12)가 활성 수소의 발생 부재로서 이용된다. 도 2의 (a)는 제 1 케이스(12)의 측면도이고, 도 2의 (b)는 도 2의 (a)의 A1-A1 단면도로 되어 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제 1 케이스(12)는 횡단면 형상이 예를 들면 원형의 가늘고 긴 통 형상의 플라스틱에 의해 구성되고, 그 측벽에는 케이스내에 액체를 출입시키기 위한 구멍(14)이 첨설되고, 이 구멍(14)을 통해 제 1 케이스(12)의 내부가 그 외부에 있는 음료수(15)와 연통하도록 되어 있다. 그리고, 마그네슘 입자(16)는 부직포 등의 투수성(透水性) 소재로 이루어진 봉지체(17)에 충전되고, 그 봉지체(17)는 제 1 케이스(12) 내에 수납된다.
그리고, 석고의 공급 부재로서 이용되는 제 2 케이스(13)는 도 3, 도 4에 도시한 구조로 되어 있다. 여기서, 도 3은 제 2 케이스(13)의 측면도이고, 도 4의 (a)는 도 3의 B1-B1의 횡단면도이고, 도 4의 (b)는 B2-B2의 횡단면도이며, 도 4의 (c)는 B3-B3의 횡단면도이다. 또한, 도 4의 (d)는 도 4의 (c)의 B4-B4의 종단면도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 예를 들면 원통 형상의 염화비닐 등에 의해 구성되고, 석고(18)가 수납되는 충전실(19)과, 충전실(19)을 상하 양측에서 끼우도록 설치된 한쌍의 제 1 통수(通水) 코마(20) 및 제 2 통수 코마(21)를 구비하고 있다.
여기서, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 사선으로 나타내는 석고(18)는 충전실(19) 내부에 수납된다. 또한, 도 4의 (b)와 같이 제 1 통수 코마(20) 내에는 원기둥 형상으로 뚫린 구멍(22)이 형성되고, 도 4의 (c)와 같이 제 2 지그재그 통수 코마(21)에는 그 상하 중심 영역에 오목부(24, 25)가 형성되고, 코마 둘레 테두 리의 4 군데에 유로(流路)(23)가 설치되어 있다. 이 구성에서 음료수(15)는 구멍(22)을 통과하고, 오목부(24), 유로(23) 및 오목부(25)를 통과하여 도 3에 도시한 석고 충전실(19)에 도달하게 된다.
계속해서, 상기 구성의 생성기에서 활성 수소 용존수의 생성 방법 및 그 생성 기구에 대해 설명한다. 도 1에 도시한 바와 같이 용기(11) 내에 제 1 케이스(12) 및 제 2 케이스(13)와 함께 상온 또는 냉각된 음료수(15)를 넣으면 음료수(15)는 제 1 케이스(12) 내의 상기 마그네슘 입자(16)와 반응하고, 하기 반응식 1에 의해 제 1 케이스(12) 내에서 활성 수소가 발생한다.
(반응식 1)
Figure 112007073282126-PCT00002
동시에 충전실(19)에 수납한 석고의 표면부가 구멍(22)을 통과해 침수(浸水)된 음료수(15)에 용해된다. 그리고, 황산칼슘(CaSO4)인 석고는 해리되어, 평균 6.2 개의 물분자가 배위(配位) 결합된 칼슘 수화 이온(Ca(H2O)6.2)2 +과 황산 이온(SO4 2 -)이 되고, 충전실(19)에 다량으로 저장하게 된다. 그리고, 상기 수화 이온의 일부가 구멍(22)을 통해 용기(11)내로 확산되어 음료수(15)에 과도하게 공급된다.
이와 같이 상기 용해되어 해리된 칼슘 수화 이온이 음료수(15) 내에서 제 1 케이스(12)에서 생기는 활성 수소의 농도를 높게 한다. 그리고, 고농도의 활성 용존 수소수가 생성되게 된다.
계속해서, 상기 수화 이온에 의해 음료수(15)중의 활성 수소 농도가 높아지는 효과에 대해 이하에 상세히 설명한다. 본 발명자는 황산칼슘 및 황산마그네슘(MgSO4)을 칭량하여 수도물에 용해시켜 전기 분해를 실시하고, 음극수(陰極水)중의 활성 수소량의 시간 변화에 대해 시행(試行) 실험을 실시했다.
상기 실험에서 수도물에 첨가하는 황산칼슘 및 황산마그네슘의 양을 바꿔 전기 분해를 실시하고, 그 후의 음극수중의 용존 수소(H2, H*)량의 시간 변화를 조사했다. 상기 투입에 의해 황산칼슘은 상기 칼슘 수화 이온과 황산 이온으로서 음극수에 용해되고, 마찬가지로 황산마그네슘은 6 개의 물분자가 배위 결합된 마그네슘 수화 이온(Mg(H2O)6)2 +과 황산 이온으로서 용해된다.
여기서, 용존 수소는 교우에이 덴시 겐큐소제(共榮電子硏究所製)의 용존 수소계 KM2100DH형에 의해 계측했다. 또한, 상기 용존 수소계는 상기 수소 분자(H2) 또는 활성 수소(H*)의 총계를 계측하는 것이다.
도 5는 수도물에 반수 석고를 투입하고, 수도물에 황산칼슘을 2.1×10-3 mol/1, 즉 탄산칼슘 환산으로 210 mg/1 용해시켜(수질 경도 210), 전기 분해한 경우의 일례를 도시한다. 여기서, 종축은 상기 용존 수소량을 나타내고, 횡축은 음극수의 보존 기간을 나타내고 있다. 도면 중의 흰색 화살표로 나타내는 바와 같이, 음극수 중의 용존 수소량은 2 개의 다른 시정수(時定數)로 지수 함수적으로 저 감하는 것을 나타낸다. 즉, 도면 중의 사선을 실시한 I 영역의 시간대에서 활성 수소(H*)가 감쇠되고, 도면 중의 Ⅱ 영역의 시간대에서 수소 분자(H2)가 활성 수소(H*) 보다도 큰 시정수로 완만하게 감쇠된다.
도 5의 상기 사선을 실시한 영역은 상기 Ⅱ 영역을 I 영역까지 외삽한 경우의 상기 용존 수소의 감쇠의 수소 분자량분을 뺀 차분(差分)을 나타내고, 거의 정미(正味)의 활성 수소의 시간적인 감쇠를 나타내는 것이라고 생각할 수 있다. 따라서 상기 차분을 활성 수소(H*량)의 변화로서 상기 도면에 도시했다. 도면에서 I 영역의 활성 수소(H*)의 감쇠 시정수는 10 시간 내지 11 시간 급속히 감쇠하는 것을 나타내고 있다. 이 H*량의 변화의 확인은 상기 음극수에 산화텅스텐을 침지하고, 산화텅스텐 표면의 착색 변화 시간을 측정하는 방법에 의해서도 함께 실시했다. 이 방법에서도 정성적(定性的)으로는 상기 차분으로 구한 H*량의 변화와 동일했다.
따라서, 상기 수도물에 용해시킨 반수 석고량, 또는 황산마그네슘의 투입량을 변화시켜 도 5와 동일한 그래프를 구하고, 각각의 경우의 상기 차분으로 구한 H*량의 변화에 대해 조사했다.
도 6은 상기 투입량을 변화시켜 상기 수화 이온 첨가의 효과에 대해 도시하고 있다. 여기서, 종축에는 상기 차분으로 구한 H*량의 존속 시간을 나타내고, 횡 축에는 상기 투입량을 나타낸다. 단, 도 6에서 H*량의 존속 시간은 잔존 H*량이 100 질량 ppb까지 저감하는 시간으로 했다.
도 6에서 황산칼슘, 황산마그네슘 양쪽 모두 활성 수소의 존속 시간 증대 효과를 갖고 있고, 그 투입량이 증가함과 동시에 상기 효과가 높아지는 것을 알 수 있다. 또한, 상기 존속 시간 증대 효과는 황산칼슘이 황산마그네슘 보다도 커지는 것도 알 수 있다. 예를 들면 전혀 투입하지 않는 경우는 활성 수소의 상기 존속 시간이 약 1 Hr가 되는 것에 대해, 황산칼슘을 2.1×10-3 mol/1 용해시킴으로써 그 존속 시간은 6 배 이상의 6.5 Hr 정도로 증대한다. 또한, 황산 마그네슘을 4×10-3 mol/1 용해시킴으로써, 그 존속 시간은 6 Hr 정도로 증대된다.
또한, 본 발명자는 반수 석고를 칭량하여 금속 마그네슘 부재와 함께 수도물에 용해시키고, 48 시간 후에 상기 금속 마그네슘 부재를 수도물에서 취출하고, 그 후의 용존 활성 수소(H*량)의 경시 변화를 도 5에서 설명한 것과 동일한 방법에 의해 조사했다. 그 결과가 도 7에 도시된다.
도 7은 횡축에 상기 금속 마그네슘 부재를 취출하고 나서의 수도물의 보존 기간(시간)을 나타내고, 종축에 H*량을 나타내고 있다. 여기서, 종축의 단위량 1 mg/1이 1 질량 ppm에 상당하고 있다. 또한, 매개변수로서 황산칼슘의 용해량을 나타내고 있다.
도 7에서 이 경우에도 상기 음극수의 경우와 마찬가지로 수도물중의 H*량은 지수 함수적으로 감쇠하는 것을 알 수 있다. 그리고, 황산마그네슘의 용해량이 증가하고, 또한 용해량(매개변수)이 7×10-4, 1.4×10-3, 2.1×10-3 mol/1로 증가함에 따라 수도물중의 H*량이 증가하는 것이 명확하다.
실시형태 1에서는 금속 마그네슘 입자를 충전한 제 1 케이스(12)와 석고를 충전한 제 2 케이스(13)를 음료수(15) 내에 침지시켜 음료수(15)에 첨가한 황산칼슘이 용해되고, 또 반응식 1에 의해 활성 수소가 생성된다. 이 때문에 도 5 내지 도 7에서 설명한 것과 마찬가지로 활성 수소 농도가 높은 활성 수소 용존수를 간편하게 생성할 수 있게 된다.
상기 알칼리 토류 금속의 수화 이온이 활성 수소량을 증가시키는 기구는 아직 명확히 생기지 않았다. 현재, 발명자는 통상의 상태에서는 수중에서 매우 단시간에 수소 분자(H2)가 되어 소멸하는 활성 수소가 수화 이온과 결합하여 그 수명이 비교적 긴, 예를 들면 수화 이온 결합체가 되는 것은 아닐까 생각하고 있다. 그리고, 이 수화 이온 결합체의 양은 음료수에 첨가하는 황산칼슘의 양이 많아짐과 동시에 증가하고, 그 결과 상기 효과가 생기는 것이라고 생각하고 있다.
그리고, 실시형태 1에서는 음료수(15)중에는 반응식 1에 의한 활성 수소 생성의 지속성이 향상된다. 이 때문에 예를 들면 상기 수화 이온과 결합된 활성 수소가 도 7에서 설명한 바와 같이 시간적으로 감쇠해도 새로운 활성 수소가 생성되 므로 음료수(15)에는 일정량의 활성 수소가 지속적으로 용존하게 된다.
실시형태 1에서는 상기 석고가 용해되고 해리(解離)되어 생성되는 황산 이온이 하기 반응식 2에 의해 상기 마그네슘 입자(16) 표면에 형성되는 수산화마그네슘을 용해시킨다.
Figure 112007073282126-PCT00003
하기 표 1에 나타내는 바와 같이, 마그네슘 금속과 석고를 음료수 내에 투입하면 황산칼슘이 수산화마그네슘을 용해하고, 음료수중의 마그네슘(Mg) 수화 이온 농도가 증가하는 것이 확인되고 있다. 하기 표 1에는 상기 투입하여 1 일 경과한 후에 수산화마그네슘 침전법에 의해 측정한 값이 나타나 있다. 황산칼슘의 투입이 없는 경우에는 Mg 수화 이온 농도는 4×10-5 mol/l이지만, 황산칼슘의 투입이 5×10-4 mol/l인 경우에는 그 농도는 2×10-4 mol/l로 크게 증가하고, 수산화마그네슘의 용해가 발생하기 쉬워진 것을 알 수 있다.
CaSO4 투입량 5×10-4mol/ℓ CaSO4 투입 없음
Mg 수화 이온 농도 2×10-4mol/ℓ 4×10-5mol/ℓ
이와 같이, 실시형태 1에서는 제 1 케이스(12)에 충전된 마그네슘 입자(16)의 표면에는 수산화마그네슘이 형성되기 어려워지고, 수산화마그네슘의 형성을 위해 반응식 1의 반응이 시간과 함께 저하되는 문제는 대폭 경감된다.
상기 효과에 대해 도 8을 참조하여 설명한다. 도 8은 수도물에 금속 마그네슘 부재를 침지하여 활성 수소 용존수를 생성하는 특허문헌 2의 종래 기술의 경우와, 상기 실시형태 1과 같이 수도물에 반수 석고를 용해시켜 활성 수소 용존수를 생성하는 경우를 비교하여 나타낸다. 도 8에서는 활성 수소 용존수중의 용존 수소(수소 분자와 활성 수소의 총계)의 경시 변화가 도시되어 있다. 여기서, 상기 용존 수소는 용존 수소계 KM2100DH형에 의해 계측했다. 횡축은 상기 활성 수소 용존수의 사용 기간으로서 일수를 나타내고, 종축에 상기 용존 수소량을 나타내고 있다.
도 8의 실선은 수도물에 반수 석고를 1.4×10-3 mol/l(경도 140) 용해시키고, 금속 마그네슘 입자를 침지시킨 일례이다. 그리고, 점선은 수도물에 금속 마그네슘 입자만을 침지한 종래 기술의 일례이다.
종래 기술의 경우, 사용 기간이 10 일내에서 용존 수소량의 감소가 현저하다. 이는 수산화마그네슘 막의 성장이 상기 기간에서 크고, 반응식 1에 의한 수소 생성이 크게 저하되는 것을 나타내고 있다. 그러나, 그 이후는 용존 수소량의 감소는 완만하게 대략 일정한 비율로 저하하고 있다.
이에 대해 석고를 용해시키면 종래 기술의 경우에 비해 전체 용존 수소량이 높고, 또한 사용 기간이 10 일 내에서 그 감소 비율이 작아진다. 그리고, 사용 기간이 20일 이후가 되면 용존 수소량의 감소 비율은 종래 기술의 경우와 대략 동일하게 된다. 그러나, 용존 수소량은 사용 기간이 30일에 있어서도 종래 기술의 사용 기간 10일의 경우와 동일 정도이다.
이 때문에 실시 형태 1에서는 활성 수소 생성의 지속성이 크게 향상되는 것을 알 수 있다. 그리고, 종래 기술에서 필수로 되어 있던 제 1 케이스(12)의 소정 시간의 사용 후에 (예를 들면 2 회/주(週)의 빈도), 마그네슘 입자(16)를 식용초에 침지하고, 상기 수산화마그네슘을 용해하여 제거하는 작업은 전혀 불필요해진다.
상기 실시형태 1에서는 석고가 용해되는 양을 제어하는 것이 바람직하다. 석고의 용해는 음료수를 이른바 경수(硬水)로 바꿔가므로, 용해되는 양이 많아지면 음료수로서의 맛이 저하되기 때문이다. 통상 석고는 매우 용이하게 물에 용해되고, 예를 들면 이수 석고의 경우에는 실내 조명하에서 1 일 경과후에 7×10-3 mol/l(경도 700) 정도의 황산칼슘이 실온(20 ℃ 정도)의 음료수에 용해되고, 최종적으로는 그 용해의 포화량은 실온에서 1.4×10-2 mol/l 근처에 도달한다.
도 1에서 설명한 활성 용존수의 생성에서, 도 3, 도 4에서 설명한 구조의 제 2 케이스(13)를 사용함으로써 음료수(15) 내에 용출되는 황산칼슘의 양을 용이하게 제어할 수 있게 된다. 도 3에서 석고가 용출된 황산칼슘은 충전실(19) 내에서 수화 Ca2 +와 SO4 2 -으로 해리되지만, 지그재그 통수 코마(21)가 구멍(22)을 통해 외부에 연결되는 구조로 되어 있으므로, 해리된 상기 이온은 충전실(19) 내에 저장되고, 지그재그 통수 코마(22)내에서 국소적인 농도가 높아지고, 이에 의해 석고의 용출 속도를 억제할 수 있게 된다.
또한, 도 3에 도시한 제 2 케이스(13)의 충전실(19)에 광이 입사되지 않도록 그 영역의 표면에 차폐층을 형성하여 상기 용출 속도를 저감시킬 수 있다.
이와 같이 하여 예를 들면 무수 석고 또는 이수 석고를 상기 제 2 케이스(13)에 충전하고, 이를 음료수에 침지하고 나서 1 주일 후에 그 용해량을 2×10-3mol/l(경도 200) 이하로 제어하는 것이 가능해진다. 또한, 일본 내에서의 음료수의 수질 기준에서는 수질 경도 300 정도까지는 문제는 없다고 되어 있다.
계속해서 석고를 음료수에 공급하는 부재인 상기 제 2 케이스(13)의 사용 방법 및 활성 수소 용존수의 생성에 대해, 바람직한 일 태양으로 설명한다.
용기(11)로서 용적이 1.5 리터 내지 2 리터의 페트병에 상기 마그네슘 입자(16)를 충전한 제 1 케이스(12)와, 석고 또는 이수 석고와 같은 석고(18)를 충전한 제 2 케이스(13)를 넣고, 이 페트병에 수도물을 넣어 채운다. 여기서, 수도물은 예를 들면 시판되는 간이 정수기에 의해 염소를 제거하는 것이 바람직하다. 그리고, 반나절 정도, 직사광선을 피한 실내 또는 냉장고 내에 보관한 후에는 충분히 맛있는 활성 수소 용존수가 생성된다. 그 후는 이 활성 수소 용존수를 음료수로서 사용한다. 그리고, 페트병 내의 활성 수소 용존수가 없으면 페트병에 수도물을 보충하여 그 사용을 계속할 수 있다. 단, 상기 제 1 케이스(12), 제 2 케이스(13) 및 수도물을 페트병에 넣은 후의 3 일째에는 잔존하는 활성 수소 용존수를 전부 버리고, 새로운 수도물로 바꿔 채우는 것이 바람직하다. 3 일 이상이 경과하면 용해되는 칼슘량이 1×10-3 mol/l(경도 100)를 초과하여 맛이 저하되기 때문이다.
이와 같이 석고를 충전한 제 2 케이스(13)는 통상에서는 2 개월 내지 2.5 개월간에 걸쳐 연속해서 사용할 수 있다. 또한, 마그네슘 입자를 충전한 제 1 케이스(12)는 1 개월 정도 사이에 걸쳐 계속해서 사용할 수 있다. 이 사용 동안에 종래와 같이 제 1 케이스(12)를 식용초에 의해 정기적으로 세정할 필요는 전혀 없다. 그리고, 상기 제 2 케이스(13) 중에 석고(18)가 없어지면 그 부재는 폐기하거나 또는 부족한 석고 등을 보충하여 재사용한다.
(실시형태 2)
도 9는 본 발명의 활성 수소 용존수의 생성 방법을 설명하기 위한 일례가 되는 다른 활성 수소 용존수의 생성기의 개략 구성도이다. 실시형태 2의 특징은 석고와 금속 마그네슘 입자의 혼합 고형물을 사용하는 것에 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 활성 수소 용존수의 생성기(10a)는 예를 들면 페트병과 같은 용기(11)와, 후술하는 석고와 마그네슘 입자의 혼합물로 이루어진 수소 생성 고형물이 충전된 공용 케이스(31)를 구비한다. 그리고, 상기 공용 케이스(31)와 음료수(15)를 용기(11) 내에 넣어 보관한다.
상기 구성의 생성기(10a)에서, 활성 수소 용존수의 생성 방법 및 생성 기구는 기본적으로는 실시형태 1에서 설명한 것과 동일하다. 즉, 도 9에 도시한 바와 같이 용기(11) 내에 공용 케이스(31)와 함께 상온 또는 냉각한 음료수(15)를 넣으면 음료수(15)는 수소 생성 고형물과 반응하고, 인접한 영역에서 황산칼슘의 용해와 활성 수소의 생성이 발생한다.
그리고, 이 실시형태 2에서는 황산칼슘이 해리되어 생성된 칼슘 수화 이온과 황산 이온의 근방에서 활성 수소가 생성하게 된다. 이 때문에 생성된 활성 수소는 효율적으로 상기 수화 이온에 결합된다. 또한, 마그네슘 입자의 근방에 생성되는 황산 이온에 의해 마그네슘 입자 표면에 형성되는 수산화마그네슘이 효율적으로 제거된다. 이와 같이 하여 고농도의 활성 용존 수소수를 지속적으로 생성할 수 있게 된다.
계속해서 상기 수소 생성 고형물(32)에 대해 도 10, 도 11을 참조하여 설명한다. 도 10의 (a)는 수소 생성 고형물(32)의 측면도이고, 도 10의 (b)는 도 10의 (a)의 C1-C1 단면도이다. 이 원기둥 형상의 수소 생성 고형물(32)은, 예를 들면 70 g의 고형 석고(33)에 대해 분말 형상의 마그네슘 입자(34)가 전체 약 1 g 정도 포함된다. 여기서, 마그네슘 입자(34)는 그 입자 직경이 0.05 mm 내지 0.15 mm의 범위가 바람직하고, 석고 내에 대략 균일하게 분산되도록 혼합된다.
이와 같은 구조로 함으로써 활성 수소 용존수의 생성에 있어서, 수소 생성 고형물(32)이 그 표면에서 한결같이 음료수(15) 중에 용출하게 된다. 즉, 석고의 용해와 마그네슘 입자의 반응 소비가 대략 동일한 속도로 균형있게 발생한다. 이 때문에 수소 생성 고형물(32)의 석고만이 용해되고, 마그네슘 입자가 잔존하거나, 반대로 석고가 용해되기 어려워져 마그네슘 입자가 음료수(15)와 반응하지 않게 되는 일은 없다.
계속해서 상기 수소 생성 고형물(32)의 제조 방법에 대해 도 11을 참조하여 설명한다. 도 11은 그 제법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11에 도시한 바와 같이, 물, 파우더 형상의 석고, 분말 형상의 마그네슘 입자를 각각 계량하고, 단계(S1)의 혼합 조제의 공정에서 진흙 상태의 혼합 물질을 조제한다. 여기서 물은 한번 비등(沸騰)시키고, 그 후에 예를 들면 수산화나트륨, 수산화칼슘 또는 수산화칼륨을 첨가하여 알칼리성으로 한 것을 사용하는 것이 좋다. 그리고, 그 pH값이 10~13 정도가 되도록 조정하면 바람직하다. 또한, 석고는 예를 들면 반수 석고를 이용하면 좋다. 그리고, 상기한 바와 같이 마그네슘 입자의 입자 직경은 0.05 mm 내지 0.15 mm의 것을 분급하여 배합하면 바람직하다. 또한, 석고의 양이 70 g에 대해 마그네슘 분말의 양은 0.9 g 내지 1.2 g 정도가 되도록 혼합하고, 물의 양은 그 점도에 맞춰, 예를 들면 2 질량% 내지 5 질량%를 첨가하고, 상기 진흙 상태의 혼합 물질을 조제한다. 제 1 온도인 이 조제 온도는 10 ℃ 내지 18 ℃가 되도록 제어한다. 특히 15 ℃ 정도가 바람직한 온도이다.
계속해서, 단계(S2)의 고형화의 공정에서 상기 진흙 상태의 혼합 물질을 제 2 온도인 실온(20 ℃ 내지 25 ℃)에서 굳힌다. 또한, 점토 상태로 고화된 시점에서 5 g/㎠ 내지 20 g/㎠의 압력을 가해 발생하는 수소 가스를 빼는 것이 바람직하다. 이 고형화의 제 2 온도는 상기 조제의 제 1 온도 보다도 높아진다. 이와 같이 하여 상기 수소 생성 고형물(32)이 제작된다. 여기서, 수소 생성 고형물(32)로서는 원기둥 형상 이외에도 여러 가지 형상의 것을 사용할 수 있다. 각기둥 형상이라도 좋고 원통 형상이라도 좋다.
도 11에서 설명한 바와 같이 수소 생성 고형물(32)을 제작하여 석고와 마그네슘 입자의 치밀한 혼합물이 수득된다. 이 혼합물의 제작에서는 제 1 온도를 제 2 온도 보다도 낮게 하고, 제작 중인 수소의 생성을 억제하는 것이 가장 중요해진다.
계속해서, 도 12, 도 13을 참조하여 바람직한 일 태양에 있어서 사선으로 나타내는 상기 수소 생성 고형물(32)을 수납하는 공용 케이스(31)에 대해 설명한다. 여기서, 도 12는 공용 케이스(31)의 측면도이다. 도 13의 (a)는 도 12의 D1-D1의 횡단면도이고, 도 13의 (b)는 D2-D2의 횡단면도이고, 도 13의 (c)는 D3-D3의 횡단면도이다. 또한, 도 13의 (d)는 도 12의 D4-D4의 횡단면도이고, 도 13의 (e)는 D5-D5의 횡단면도이다.
도 12에 도시한 바와 같이, 공용 케이스(31)는 예를 들면 원통 형상으로서 수소 생성 고형물(32)이 수납되는 제 1 원통관(35)과, 제 2 원통관(36)을 구비한다. 그리고, 제 1 원통관(35)의 하부에는 제 1 부재(37) 및 제 2 부재(38)가 장착된다. 마찬가지로 제 1 원통관(35)의 상부에는 제 3 부재(39)의 일단부가 착탈 자유롭게 장착된다. 또한, 제 2 원통관(36)의 하부에는 상기 제 3 부재(39)의 타단부가 장착되고, 제 2 원통관(36)의 상부에는 제 2 부재(38) 및 제 4 부재(40)가 장착된다. 여기서, 상기 각 원통관 및 각 부재는 예를 들면 염화비닐제로 가시광을 차폐하는 재료로 구성된다.
제 1 부재(37)에는 도 12 및 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 유수로(流水路)가 되는 구멍(41)이 설치되어 있다. 제 2 부재(38)에는 도 12 및 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이, 그 중심 영역에 오목부(42)가 형성되고, 그 둘레 테두리의 3 군데에 유로(43)가 설치되어 있다. 이 구성에서 음료수(15)는 구멍(41)을 통해 오목부(42) 및 유로(43)를 통과해 도 12 및 도 13의 (c)에 도시한 수소 생성 고형물(32)에 도달하게 된다.
또한, 제 3 부재(39)는 도 12 및 도 13의 (d)에 도시한 바와 같이 원통 형상을 이루고 있다. 그리고, 제 4 부재(40)에는 도 12 및 도 13의 (e)에 도시한 바와 같이, 그 중심 영역에 돌기부(44)가 형성되고, 그 돌기부(44)로부터 벗어난 3 군데에 가스 배출구(45)가 설치되어 있다.
계속해서, 실시형태 2의 생성기(10a)의 상기 공용 케이스(31)의 사용 방법 및 활성 수소 용존수의 생성에 대해, 도 9, 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한다.
도 9에 도시한 바와 같이, 제 1 부재(37)를 하측으로 하여 공용 케이스(31)를 페트병 용기(11) 내에 세워 넣고, 이 용기(11)에 수도물을 넣어 채운다. 여기서, 수도물은 예를 들면 시판되는 간이 정수기에 의해 염소를 제거하는 것이 바람직하다. 그리고, 반나절 정도 직사광선을 피한 실내 또는 냉장고 내에 보관한 후에는 충분히 맛있는 활성 수소 용존수가 생성된다. 그 후는 이 활성 수소 용존수를 음료수로 하여 사용한다. 그리고, 페트병 내의 활성 수소 용존수가 없어지면 페트병에 수도물을 보충하여 그 사용을 계속할 수 있다.
활성 수소 용존수의 생성에서는, 상기 용기(11)내에서 공용 케이스(31) 내에는 음료수(15)를 넣어 수소 생성 고형물(32)과 반응한다. 그리고, 그 표면에서 서서히 석고(33)가 용해되고, 또한 마그네슘 입자(34)가 동일하게 반응 소비된다. 여기서 반응식 1에 의해 활성 수소가 생성되고, 그 일부가 바로 근처 위치에서 용해되어 해리된 칼슘 수화 이온에 결합하고, 상기 음료수(15)에 용존한다. 그러나, 많은 활성 수소는 반응식 1에 나타내는 바와 같이 수소 원자가 되고, 수소 가스로서 제 3 부재(39)를 통과해 상부로 상승한다. 그리고, 이 수소 가스는 제 2 부재(38)의 오목부(42), 가스 유로(43)를 통과해 가스 저장부(46)에 도달한다. 여기서, 이 가스 저장부(46)는 제 2 부재(38)와 제 4 부재(40)의 틈에 생기는 공간이다.
여기서, 반응식 1의 반응이 진행되고, 가스 저장부(46)에 저장하는 수소 가스는 그 압력이 올라가면 공용 케이스(31) 내에 있어 고농도의 활성 수소를 포함하고 있는 음료수를 밀어내고, 구멍(41)을 통해 공용 케이스(31) 외로 유출시킨다. 그리고, 또한 수소 가스 압력이 높아지고, 소정의 임계값을 초과하면 수소 가스는 가는 구멍(45)에서 한번에 가스가 배출된다. 이 때 용기(11)의 음료수(15)가 구멍(41)으로부터 공용 케이스(31) 내로 역류해 들어간다. 그리고, 다시 상기 기구에 의해 고농도의 활성 수소를 포함한 음료수가 생성된다. 이 반복에 의해 공용 케이스(31)에서 생성되는 활성 수소 용존수가 용기(11) 내에 채워지게 된다.
실시형태 2의 경우, 공용 케이스(31)와 음료수(15)를 용기(11)에 2 일간 넣어 보관해도 음료수(15)의 수질 경도는 80 이하이다. 또한, 음료수의 pH값은 7.5 정도이다. 이와 같이 생성기(10a)를 이용하여 생성한 활성 수소 용존수는 충분히 맛있는 물이다.
또한, 도 14를 참조하여 실시형태 2의 경우에 생기는 효과에 대해 설명한다. 도 14는 시판되는 수도물에 금속 마그네슘 부재만을 침지하는 종래 기술의 경우와, 상기 실시형태 2의 경우를 비교하여 나타낸다. 도 14에서는 도 8에서 설명한 것과 동일하게 활성 수소 용존수중의 용존 수소(수소 분자와 활성 수소의 총계)의 경시 변화를 나타낸다.
도 14의 실선은 상기 석고와 마그네슘 입자의 혼합물인 수소 생성 고형물(32)을 침지시켜 용해시킨 일례이다. 이 경우의 황산칼슘이 용해된 양은 도 7의 7×10-4mol/l에 상당하고, 용해 후의 수질 경도는 70 정도이다. 그리고, 점선은 시판되는 수도물에 금속 마그네슘 입자만을 침지한 종래 기술의 일례이다.
종래 기술의 경우, 도 8에서 설명한 바와 같이 사용 기간이 10 일 내에 있어서 수소 발생의 감소가 현저하다. 이에 대해, 수소 생성 고형물(32)을 용해시키는 경우에는 용존 수소량의 감소 비율은 일정하게 작고, 반응식 1의 반응의 지속성이 높은 것을 알 수 있다. 이 경우의 용존 수소량의 감소는 수소 생성 고형물(32)의 표면이 사용 기간과 함께 용출되고, 그 표면적이 감소되기 때문에 발생하는 것이다. 사용 중인 수소 생성 고형물(32)의 표면의 현미경 관찰에서는 마그네슘 입자(34) 표면의 반응식 2에 의한 수산화마그네슘의 형성은 거의 모두 없었다.
이와 같이, 실시형태 2에서는 활성 수소 생성의 지속성이 실시 형태 1의 경우 보다도 더 향상된다. 이 경우도 종래 기술에서 필수로 되어 있던 제 1 케이스(12)의 소정 시간의 사용 후에 마그네슘 입자(16)를 식용초에 침지하고, 상기 수산화마그네슘을 용해하여 제거하는 작업은 완전히 불필요해진다. 또한, 이 경우 활성 수소 용존수 중의 활성 수소량은 도 7에서 설명한 것과 거의 동일하고 종래 기술의 경우 보다 고농도가 된다.
상기 실시형태 2에서 사용하는 공용 케이스(31)는 복수개의 부재로 조립하는 구조로 되어 있다. 이 때문에 상기 수소 생성 고형물(32)이 없어지면 상기 공용 케이스(31)에 새로운 수소 생성 고형물(32)을 충전하여 사용할 수 있다.
(실시형태 3)
계속해서, 실시형태 3에 대해 도 15를 참조하여 설명한다. 이 실시형태는 상기 활성 수소 생성의 마그네슘 금속과 석고를 혼합시키지 않고 별도로 공용 케이스(51)에 밀봉하는 경우이다.
상기 공용 케이스(51)는 길고 가느다란 통 형상의 예를 들면 플라스틱에 의해 구성되고, 도 15에 도시한 바와 같이 마그네슘 금속(47)과 석고(33)가 교대로 배치된 구조를 갖고 있다.
실시형태 3에서는 활성 수소 용존수의 생성에 있어서, 도 9에서 음료수(15)가 들어있는 용기(11)에 공용 케이스(51)가 수납된다. 그리고, 상기 구멍(41)을 통과해 진입한 음료수(15)는 밀봉실(35) 내의 마그네슘 금속(47)과 반응식 1의 반응을 일으켜 활성 수소를 생성한다. 또한, 구멍(41)을 통해 들어간 음료수(15)는 밀봉실(35) 내의 이수 석고(33)를 용해하고, 해리된 칼슘 수화 이온을 생성한다. 그리고, 이 칼슘 수화 이온이 상기 활성 수소를 포획하게 된다.
이 경우에는 활성 수소의 생성 영역과 칼슘 수화 이온의 생성 영역이 매우 근접해 있다. 이 때문에 생성된 활성 수소는 칼슘 수화 이온에 효율적으로 포획되고, 대부분의 활성 수소가 활성 수소 흡착 이온과 결합하게 된다. 그리고, 생성한 활성 수소 용존수의 효력의 유지 기간이 길어진다. 단, 이 경우에는 마그네슘 금속(47)의 밀봉량과 석고(33)의 밀봉량을 조정하고, 그 사용 기한이 거의 동일해지도록 할 필요가 있다.
실시형태 3에서 석고(33)로서는 이수 석고 또는 무수 석고를 사용할 수 있다.
계속해서, 상기 실시형태의 공용 케이스(31, 51)의 변형예에 대해 도 16, 도 17을 참조하여 설명한다. 여기서, 도 16은 변형예의 공용 케이스의 측면도이다. 도 17의 (a) 및 도 17의 (b)는 각각 도 16의 E1-E1, E2-E2의 횡단면도이다.
도 16에 도시한 바와 같이, 공용 케이스(61)에서는 실시형태 2, 3에서 설명한 공용 케이스(31, 51)의 제 1 부재(37)가 연장되어 형성되고, 이 제 1 부재(37)에 구멍(41)에 연통되는 밸브실(48)이 설치되어 있다. 그리고, 이 밸브실(48)에 연통되는 구멍(49)이 제 1 부재(37)의 선단에 첨설되고, 상기 생성기(10a)의 음료수(15)의 유수로로 되어 있다. 또한, 상기 밸브실(48) 내에는 그 상하로 이동하는 예를 들면 금속제의 니들 형상 밸브체(50)가 배치되어 있다.
여기서, 도 16 및 도 17의 (a)에 도시한 바와 같이, 밸브실(48)은 예를 들면 원통 형상으로 형성되고, 그 상단 및 하단에서 직경이 축소되어 원추면이 되어 각각 상기 구멍(41) 및 구멍(49)에 연결된다. 밸브체(50)는 상기 밸브실(48)의 형상에 맞춰 그 본체부가 예를 들면 원기둥 형상이고, 밸브실(48) 사이에 예를 들면 원고리 형상의 틈(52)이 형성된다. 그리고, 밸브체(50)의 상단이 원추면 형상의 돌기부(53)로 되어 있고, 그 하단은 볼록 형상이며 상기 밸브실(48) 하단의 직경이 축소된 영역에 접촉되어 있다. 또한 도 16 및 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이 밸브체(50)의 일부 둘레 테두리가 도려내어져 그 본체부로부터 밸브체(50) 하단으로 연장되는 홈부(54)가 설치되어 있다. 여기서는 4 개의 홈부(54)가 형성되어 있지만, 홈부(54)의 수는 1 개 또는 복수개이면 좋다.
이와 같은 공용 케이스(61)의 사용 방법 및 이를 이용한 활성 수소 용존수의 생성은 실시형태 2에서 설명한 것과 거의 동일하다. 공용 케이스(31)의 사용 방법에서 설명한 것과 마찬가지로 공용 케이스(61)가 제 1 부재(37)를 하측으로 하여 페트병(11)의 용기(11) 내에 세워 넣으면, 밸브체(50)는 금속제이고 상당한 무게를 갖고 있으므로 밸브실(48) 하단으로 이동하고, 그 하단이 밸브실(48) 하단의 직경이 축소된 영역에 접촉한다. 그러나, 상기 틈(52)과 구멍(49)이 밸브체(50)의 둘레 테두리에 설치된 홈부(54)에 의해 연통되므로 용기(11) 내의 음료수(15)는 구멍(49), 홈부(54), 틈부(52) 및 구멍(41)을 통해 공용 케이스(31) 또는 공용 케이스(51)에 유입된다. 마찬가지로 공용 케이스(31) 또는 공용 케이스(51) 내에서 생성된 활성 수소 용존수는 역방향으로 구멍(41), 틈부(52), 홈부(54) 및 구멍(49)을 통해 용기(11) 내에 유출하게 된다.
여기서, 상기 밸브체(50)는 그 자중(自重)에 의해 공용 케이스(61)의 제 1 부재(37)가 용기(11) 내에서 하측이 되도록 안정시키는 기능을 갖는다. 이 때문에 상기 공용 케이스(31) 또는 공용 케이스(51)는 매우 안정적으로 활성 수소 용존수를 생성할 수 있게 된다.
한편, 상기 공용 케이스(61)의 제 1 부재(37)가 상측이 되도록 용기(11) 내에 들어가면 이번에는 상기 밸브체(50)는 그 자중에 의해 밸브실(48) 상단측으로 이동하여 돌기부(53)가 밸브실(48) 상단의 직경이 축소된 영역에 접촉한다. 그리고, 구멍(41)과 밸브실(48) 사이가 차단된다. 이와 같이 하여 공용 케이스(31) 또는 공용 케이스(51)에 의한 활성 수소 용존수의 생성이 정지 또는 억제되고, 활성 수소 용존수의 생성의 안전성이 높아지게 된다. 또한 상기 밸브체(50)는 금속제에 한정되지 않고 다른 재료, 예를 들면 염화비닐제, 플라스틱제 등이라도 좋다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상술했지만, 구체적인 구성은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위의 설계의 변경 등이 있어도 본 발명에 포함된다.
예를 들면, 상기 실시형태 1의 석고의 공급에서, 제 2 케이스(13)를 이용하는 대신에 용기(11) 내에 제 1 케이스(12)를 넣어 일정량의 수도물을 채우고, 이 수도물에 일정량의 석고, 예를 들면 일정량의 반수 석고, 이수 석고 또는 무수 석고를 첨가하여 용해시키도록 한다. 예를 들면 2 리터의 수도물에 200 mg의 황산칼슘을 용해시킨다. 이와 같이 일정량의 황산칼슘을 조합하여 소정 시간(예를 들면 반나절) 보관하고 나서 활성 수소 용존수로서 음료수로서 사용해도 좋다. 이 경우에는 용기(11) 내의 활성 수소 용존수는 그대로 없어지기까지 사용된다. 그리고, 없어지면 새롭게 조합하여 활성 수소 용존수를 조제하게 된다. 이 경우, 황산칼슘 대신에 황산마그네슘을 이용해도 좋다.
이와 같이, 일정량의 황산칼슘 또는 황산마그네슘을 조합하여 용해시켜 활성 수소 용존수를 생성하는 방법에서는 황산칼슘 또는 황산마그네슘의 정제를 이용하면 바람직하다.
또한, 실시형태 2에서 공용 케이스(31)를 사용하지 않고, 예를 들면 정제 형상의 상기 수소 생성 고형물을 직접 음료수에 일정량 첨가하고, 소정 시간(예를 들면 반나절) 보관하고 나서 활성 수소 용존수로서 음료수로서 사용해도 좋다. 이 경우, 마그네슘 금속 분말을 혼합시키는 석고로서는 반수 석고, 이수 석고 또는 무수 석고를 사용할 수 있다.
상기 실시형태에서 석고를 대신하여 고형의 황산마그네슘을 이용하고, 그 용해하여 해리된 마그네슘 수화이온을 사용하도록 해도 좋다. 이 경우에는 상기 제 2 케이스(13) 또는 공용 케이스(31, 51)에 황산마그네슘의 고형물, 또는 황산마그네슘과 마그네슘 금속 분말의 혼합물 고형물을 충전한다. 또는 황산칼슘의 고형물과 황산마그네슘의 고형물을 혼합한 것을 상기 케이스에 충전하도록 해도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서 사용하는 석고 공급 부재의 형상은 여러 가지 형태가 가능하다. 실시형태에서는 가늘고 긴 통형상의 것을 나타내고 있지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들면 외형이 평판 형상의 케이스에 석고를 충전하는 구조라도 좋다.

Claims (20)

  1. 물에 마그네슘 금속과, 석고 또는 황산마그네슘을 첨가함으로써 활성 수소를 포함하는 물을 생성하는 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 생성 방법.
  2. 물에 마그네슘 금속과 석고의 혼합물을 첨가함으로써 활성 수소를 포함하는 물을 생성하는 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 생성 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 석고는 반수 석고, 이수 석고 또는 무수 석고인 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 생성 방법.
  4. 물을 넣는 용기,
    상기 용기에 수납하는 마그네슘 금속이 충전된 부재, 및
    상기 용기에 수납하는 석고가 충전된 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 생성기(生成器).
  5. 물을 넣는 용기, 및
    상기 용기에 수납하는 마그네슘 금속 및 석고가 충전된 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 생성기.
  6. 물을 넣는 용기, 및
    상기 용기에 수납하는 마그네슘 금속과 석고의 혼합물이 충전된 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 생성기.
  7. 물을 넣는 용기,
    상기 용기에 수납하는 마그네슘 금속이 충전된 부재, 및
    상기 용기에 수납하는 황산마그네슘이 충전된 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 생성기.
  8. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부재의 표면에 광차폐층이 형성되고, 상기 충전된 석고에 광이 조사되지 않도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 활성 수소 용존수의 생성기.
  9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 활성 수소 용존수의 생성에 사용되는 석고를 공급하는 부재로서,
    내부에 물이 들어가도록 한 케이스, 및
    상기 케이스 내에 충전된 석고 또는 마그네슘 금속과 석고의 혼합물을 구비하는 것을 특징으로 하는 석고 공급 부재.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 충전된 석고의 광조사를 방지하기 위한 광차폐층이 상기 케이스의 표면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 석고 공급 부재.
  11. 석고에 마그네슘 금속 분말을 혼합한 고형물로서, 물에 첨가되어 활성 수소를 생성하는 활성 수소의 생성성(生成性) 물질.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 마그네슘 금속 분말의 입자직경이 0.05 mm 내지 0.15 mm의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 활성 수소의 생성성 물질.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 석고는 반수(半水) 석고, 이수(二水) 석고 또는 무수(無水) 석고인 것을 특징으로 하는 활성 수소의 생성성 물질.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 활성 수소의 생성성 물질의 제조 방법에 있어서,
    제 1 온도에서 석고, 마그네슘 금속 분말 및 물을 혼합하여 진흙 상태의 혼합물을 형성하는 공정, 및
    상기 제 1 온도 보다 높은 제 2 온도에서 상기 진흙 상태의 혼합물을 고화시 키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 활성 수소의 생성성 물질의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 석고는 분말 형상인 것을 특징으로 하는 활성 수소의 생성성 물질의 제조 방법.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 온도는 10 ℃ 내지 18 ℃의 범위이고, 상기 제 2 온도는 실온인 것을 특징으로 하는 활성 수소의 생성성 물질의 제조 방법.
  17. 제 14 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물의 pH 값은 10 내지 13의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 활성 수소의 생성성 물질의 제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 물에 수산화나트륨, 수산화칼슘 또는 수산화칼륨이 용해되어 있는 것을 특징으로 하는 활성 수소의 생성성 물질의 제조 방법.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 물은 한번 비등(沸騰)한 것을 특징으로 하는 활성 수소의 생성성 물질 의 제조 방법.
  20. 상기 제 2 온도에서 상기 진흙 상태의 혼합물을 고화시키는 공정에 있어서, 5 g/㎠ 내지 20 g/㎠ 의 압력으로 가압 고화시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 활성 수소의 생성성 물질의 제조 방법.
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