KR20120063526A - 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구 - Google Patents

생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구 Download PDF

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Abstract

수소 발생제를 필수 성분으로 하는 수소 발생계를, 가스 투과막 또는 개폐식의 밸브를 포함하는 기액 분리부를 가지는 수소 기포 형성체에 수용하고, 그 수소 기포 형성체 내에 있어서 상기 수소 발생계와 발생용 물을 반응시키는 것을 통해서, 상기 수소 기포 형성체 내에 발생한 수소 가스를, 상기 기액 분리부를 통하여, 생체 적용액으로 보냄으로써 수소 함유 생체 적용액을 얻는다.

Description

생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구{DEVICE FOR SELECTIVELY HYDROGENATING BIOCOMPATIBLE SOLUTION}
본 발명은, 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구에 관한 것이다.
수소 함유 생체 적용액을 제조하는 방법으로서, 가정용 전해수 소수 생성 장치를 이용하는 방법이나 수소 발생제로서 금속 마그네슘의 금속편을 생체 적용액과 접촉시키는 방법이 알려져 있다(일본국 특허공개 제2007-167696호).
일본국 특허공개 제2007-167696호
수소 발생제를 이용하여 수소 함유 생체 적용액을 얻으려고 하는 경우, 수소 발생제는, 생체 적용액에 수소 분자를 용존시킬 때에, 그 생체 적용액의 특성까지 변화시켜 버리는 경우가 많다. 예를 들어, 수소 발생제가 금속 마그네슘인 경우, 수소 발생 시, 이하의 식 (1), (2)에 따라, 생체 적용액에 마그네슘 이온을 용출시킴과 함께, 그 pH를 알칼리측으로 기울게 한다.
Mg+2H2O→Mg(OH)2++H2 …식(1)
Mg(OH)2+→Mg2 ++20H- …식(2)
그러나, 수소 발생 반응의 전후에서, 자연적 또는 인공적으로 이미 조성되어 있는 생체 적용액의 성분 구성을 바꾸어 버리는 것은 기본적으로 바람직한 것은 아니다. 성분의 변화는 차나 미네랄 워터 등 생체 적용액의 맛을 바꾸는 것으로 이어진다.
따라서, 생체 적용액의 성분 구성은 바꾸지 않는 수소 함유 생체 적용액의 제조 기구가 요망되고 있다.
또, 식품 위생법 상, 식품과 접촉할 수 있는 첨가물은 「식품 첨가물」로서 공적으로 인정되고 있는 것 뿐이다.
따라서, 수소 발생제를 이용하여 수소 함유 생체 적용액을 제조할 때에, 수소 발생제인 마그네슘이나 수소화물을 직접 생체 적용액에 접촉시키는 것은 식품 위생법에 반하게 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 고안이 실시되어 있는 기액 분리부를 가지는 수소 기포 형성체에 수용함과 함께, 수소 기포 형성체 내에 있어서 수소 발생제와 발생용 물을 반응시키는 것을 통해서, 수소 기포 형성체로부터 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 보내어, 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. 또, 이러한 수단을 이용하면, 가정, 직장, 거리, 점두 등 장소를 불문하고, 임의의 음료의 향미를 변화시키지 않고, 간단하게 고농도 수소 음료를 제조할 수도 있다.
도 1a는 본 발명의 일실시의 형태에 관련된 기액 분리부를 나타낸 평면도 및 정면도이다.
도 1b은 본 발명의 일실시의 형태에 관련된 기액 분리부를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 기액 분리부를 수소 기포 형성체에 장착한 선택적 수소 첨가 기구를 나타낸 정면도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 기액 분리부를 수소 기포 형성체에 장착한 선택적 수소 첨가 기구의 다른예를 나타낸 정면도이다.
도 4는 가스 투과막인 기액 분리부를 수소 기포 형성체에 장착한 선택적 수소 첨가 기구의 다른예를 나타낸 정면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 수소 기포 형성체에 외각(外殼)을 장착한 선택적 수소 첨가 기구의 다른예를 나타낸 정면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
본 발명에 있어서 생체 적용액이란, 본 발명을 이용하여 수소가 용존되는 대상인 물 또는 수용액 등 생체에 적용되는 액체이다. 생체 적용액은, 물 외에, 청량 음료수, 차나 커피 등 음료를 포함한다. 생체 적용액에 수소를 용존시킴으로써 얻어지는 수소 함유 생체 적용액은, 흡입(분무), 음용, 주사 등을 통하여 생체에 적용되지만 이것에 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 이것에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서 수소 발생제란, 수소를 발생시키는 물질이다. 수소보다 이온화 경향이 높은 금속, 수소화 금속을 포함하는 수소화 화합물 등, 물과 접촉함으로써 수소를 발생시키는 물질은 수소 발생제에 포함된다. 물과의 반응성이 좋은 점을 고려하여, 금속 칼슘, 수소화 칼슘, 금속 마그네슘, 수소화 마그네슘 등은 적합하게 이용된다. 또 식품 위생법이나 반응 생성물의 안전성 등을 고려하여, 식품 첨가물인 수소보다 이온화 경향이 높은 금속(철, 알루미늄, 니켈, 코발트 등)도 적합하게 이용된다. 그 중에서도, 금속 알루미늄은, 미관, 비용, 및 취급 상의 안전성의 관점에서도 적합하게 이용된다.
본 발명에 있어서 발생용 물이란, 수소 발생제와 접촉하는 것을 통해서 수소 기포 형성체 내에 수소 가스를 발생시키는 액이다. 이러한 발생용 물에는, 수돗물, 정수, 이온 교환수, 정제수, 순수, RO수 등이 포함되지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 상기 서술한 생체 적용액 자체를 발생용 물로서 이용할 수도 있다. 함유 성분, 경도, 액성의 여하에 관계없이, 물을 포함하고 있는 액체이면 본 발명의 발생용 물로서 이용할 수 있다.
본 발명의 수소 기포 형성체는, 생체 적용액으로부터 수소 발생계를 격리함과 함께, 수소 기포 형성체 내에서 발생한 수소 가스를, 수소 기포 형성체의 기액 분리부를 통하여 생체 적용액에 보내주는 것을 특징으로 한다. 수소 기포 형성체를 포함하는 본 발명의 기구는, 그것이 수용되는 밀폐 용기와는 별개의 장치로서, 혹은 밀폐 용기에 장착된 구조부로서, 밀폐 용기에 수용할 수 있다.
이러한 기액 분리부는, 예를 들어, 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 함께, 발생용 물을 실질적으로 유출시키지 않는, 및/또는 생체 적용액을 실질적으로 유입시키지 않는 고안이 실시되어 있는 것을 특징으로 한다.
이러한 고안으로서, 재질(천, 종이, 플라스틱, 고무, 세라믹 등)이나 두께는 불문하지만, 물 난투과성 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 함께, 또한 필요에 따라 상기 수소 기포 형성체에 보온 처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 수소 함유 생체 적용액의 제조 기구이다. 또 본 발명의 기구는, 그 기액 분리부 또는 그 수소 기포 형성체의 일부가 개폐 가능한 개폐부로 되어 있으며, 그 개폐부로부터 수소 발생계와 발생용 물을 상기 수소 기포 형성체에 투입하도록 고안할 수 있다.
여기서, 수소 발생계 또는 그 중의 수소 발생제의 방열 처리란, 수소 발생 반응을 촉진하기 위한 수소 발생제의 입자화에 수반하는 반응열의 증대를 억제하는 것을 목적으로 한다. 이것에 한정되는 것은 아니지만, 수소 발생계 또는 그 중의 수소 발생제를 피복재로 덮는 것, 수소 발생계 또는 그 중의 수소 발생제를 정제화, 고형화하는 것, 수소 발생 반응에 수반하는 부생성물의 생성을 통해서 내화층을 형성하는 것 등이 그러한 처리에 포함된다.
여기서 피복재는, 수소 발생계를 서로 근접한 상태에 둠으로써 수소 발생 반응의 효율을 높임과 더불어, 수소 발생 반응 시의 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 알칼리성에 유래하는 가스 투과막의 변질을 방지한다. 또 피복재는, 수소 가스나 물은 투과하지만, 수소 발생제나 그 반응 잔사를 투과시키지 않는 것을 하나의 특징으로 한다. 따라서, 피복재의 포어 사이즈는, 1000μm 이하, 바람직하게는 500μm 이하, 보다 바람직하게는 150μm 이하, 특히 바람직하게는 50μm 이하인 것이 바람직하다.
여기서 정제화 또는 고형화란, 압축 형성(타정)이나 적절한 부형제를 이용함으로써, 수소 발생계 또는 그 중의 수소 발생제의 수소 발생 반응의 효율화와 반응열의 억제의 밸런스를 최적화하는 것을 목적으로 한다. 수소 발생제로서 금속을 이용하는 경우여도, 간단히 그 금속의 금속편을 적절한 사이즈로 자른 것을 이용하는 것에 비해, 상기 서술한 방법 등에 의해 그 금속의 금속 입자를 정제화 또는 고형화함으로써, 수소 발생 반응에 기여하는 표면적을 벌면서 그 반응열을 억제할 수 있다. 예를 들어, 이러한 정제화 또는 고형화를 타정에 의해 행하는 경우는, 입자 간의 공극을 확보하여 표면적을 벌면서, 또한 형태가 무너지기 어려운 타정압, 즉 이것에 한정되는 것은 아니지만 예를 들어, 타정압 0.1kN~100kN, 바람직하게는 0.3kN~50kN, 보다 바람직하게는 0.5kN~20kN, 더 바람직하게는 0.5kN~10kN으로 고화하는 것이 바람직하다. 또, 이러한 정제 또는 고형제는 또한 피복재 내에 유지되어도 된다.
여기서 수소 발생 반응에 수반하는 부생성물의 생성을 통해서 내화층을 형성한다는 것은, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 수소 발생제로서 금속 알루미늄, pH 조정제로서 산화 칼슘 또는 수산화 칼슘을 포함하는 수소 발생계에서의 수소 발생 반응에 있어서, 그 반응 생성물인 알루미나 시멘트의 내화성을 통해서, 수소 발생 반응 후에 여전히 잔존할 가능성이 있는 금속 알루미늄의 발열 가능성을 방지하는 것 등이 포함된다.
또한, 이러한 방열 처리는, 기액 분리부에 밸브를 이용하는 경우여도 유효한 것임을 부언해 둔다.
또 여기서, 수소 기포 형성체에 대한 보온 처리란, 수소 기포 형성체와 그 외부에 있는 생체 적용액이 직접적으로 접촉하는 것을 완충하는 것을 통해서, 수소 기포 형성체가 생체 적용액에 의해 냉각되는 것을 억제함으로써, 수소 기포 형성체 내의 수소 발생 반응을 원활히 진행시키는 것을 목적으로 한다.
이러한 보온 처리로서는, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 수소 기포 형성체의 외벽에 두께를 부여하거나, 또는 수소 기포 형성체의 주위를 외각으로 덮음과 함께, 필요에 따라, 수소 기포 형성체와 외각 사이에 적절한 공기층을 설치하여 수온의 직접 이행을 방지하는 것 등이 포함된다.
이것에 한정되는 것은 아니지만, 수소 기포 형성체의 두께는, 0.1밀리 이상, 바람직하게는 0.5밀리 이상, 더 바람직하게는 1밀리 이상인 것이 바람직하다. 또 이것에 한정되는 것은 아니지만, 수소 기포 형성체와 외각 사이에 설치되는 공기층은, 양자 간 거리가, 0.1밀리 이상, 바람직하게는 0.5밀리 이상, 더 바람직하게는 1밀리 이상인 것이 바람직하다.
예를 들어, 수소 발생제로서 알루미늄을, 후술하는 pH 조정제로서 식품 첨가물인 산화 칼슘이나 수산화 칼슘 등의 알칼리제를 포함하는 수소 발생계에서는, 그것을 수용하는 수소 기포 형성체에 접촉하는 생체 적용액의 수온에 따라, 수소 발생 반응의 반응 속도가 크게 상이해진다. 즉, 생체 적용액의 수온이 4℃인 경우, 상기 수소 발생 반응은 수온이 20℃인 경우에 비해 꽤 늦어진다. 그러나 반대로, 생체 적용액의 수온이 4℃일 때에도, 수소 기포 형성체의 주위를 외각으로 덮음과 함께 적절한 공기층을 설치하는 등 하여 수소 기포 형성체를 적절히 보온하는 경우는, 상기 수소 발생 반응은 보온하지 않는 경우에 비해 신속해진다.
따라서 일반적으로 본 발명에 있어서, 수소 기포 형성체에 보온 처리를 실시하는 것은, 생체 적용액이 충분한 양의 수소 분자를 함유하게 될 때까지의 시간을 단축하기 때문에 바람직한 것이다.
또한, 이러한 보온 처리는, 기액 분리부에 밸브를 이용하는 경우여도 유효한 것임을 부언해 둔다.
마찬가지로, 수소 발생계가, 수소 발생 반응을 촉진하기 위한 발열 촉진제를 포함하고 있는 것은 더 바람직한 것이다.
예를 들어, 수소 발생제로서 알루미늄을, pH 조정제로서 산화 칼슘을 포함하는 수소 발생계에서는, 산화 칼슘이 발생용 물에 수화되어 수산화 칼슘을 생성할 때의 수화열을, 알루미늄과 수산화 칼슘에 의한 수소 발생 반응에 활용할 수 있다. 이 경우, 산화칼슘은 pH 조정제임과 더불어 발열 촉진제로서도 기능하고 있다. 따라서, 수소 발생제로서 알루미늄을, pH 조정제로서 수산화 칼슘을 포함하는 수소 발생계여도, 또한 산화 칼슘을 발열 촉진제로서 포함하는 것은 바람직한 것이다.
또 본 발명의 다른 실시 형태로서, 예를 들어, 기액 분리부에 밸브를 설치하여, 생체 적용액이 수소 기포 형성체로 유입되는 것을 방지하는 것이 포함된다. 이렇게 함으로써, 수소 기포 형성체로 유입된 물이, 진탕 시 등에 재차 생체 적용액으로 유출되어 버리는 것을 방지하면서, 수소 기포 형성체 내에서 형성된 수소 가스를 생체 적용액으로 방출시킬 수 있다. 보다 상세하게는, 이러한 기액 분리부에 설치된 밸브는, 수소 기포 형성체의 내부와 외부를 이격함과 함께, 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 형성 체외부의 수압 등을 통해서 자연적 또는 인공적으로 닫히는 개폐식의 밸브이며, 수소 가스의 배기 시 이외에는, 수소 기포 형성체의 외부에 있는 생체 적용액을 수소 기포 형성체의 내부에 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, 밸브의 머리부(a-1)로부터 한 개의 축부(a-2)가 신장되면서, 축부의 도중에 축부를 둘러싸는 바퀴형상의 돌기물(a-3)이 가공되어 있다. 또, 오목형상 부품은, 그 저면의 중심부에 형성되어 있는 중심의 구멍(b-1)을 둘러싸도록 또한 부채형상의 구멍(b-2)이 3개 형성되어 있는 한편, 저면의 주연부에는 밸브의 머리부를 거는 테두리(b-3)가 남아 있다. 이 저면은 밸브의 머리부(a-1)가 딱 들어갈 정도의 면적이며, 밸브의 머리부(a-1)를 수용했을 때에, 상기 서술한 중심부에 형성되어 있는 중심의 구멍(b-1)을 통해서 밸브의 축(a-2)이 통과하지만, 축부를 둘러싸는 바퀴형상의 돌기물(a-3)은 그 사이즈 때문에 용이하게 통과할 수 없다. 그러나, 오목형상 부품의 저면의 중심부에 형성되어 있는 중심의 구멍(b-1)을 통과한 축부(a-2)를 하방으로부터 강하게 당김으로써, 밸브의 축부를 둘러싸는 바퀴형상의 돌기물(a-3)은 변형되면서 저면의 구멍(b-1)을 통과하기 때문에, 밸브(a)와 오목형상 부품(b)을 조합할 수 있다.
수소 기포 형성체의 내부에서 발생한 수소 가스의 가스압이 높아지면, 오목형상 부품의 저부에 위치하고 있던 개폐식 밸브의 머리부가 밀려 열리면서 수소 가스가 배기되지만, 축부를 둘러싸는 바퀴형상의 돌기물이, 오목형상 부품의 저면 중심부에 형성되어 있는 중심의 구멍에 걸리기 때문에, 배기 시의 수소 가스압에 의해서도 개폐 밸브가 오목형상 부품으로부터 빠지는 일은 없다.
또 이 때에, 또한, 수소 기포 형성체에 도입되는 발생용 물의 양을 줄여 둠으로써, 수소 가스가 밸브로부터 방출될 때에도, 발생용 물이 생체 적용액으로 유출되는 것은 방지할 수 있다.
발생용 물의 사용량의 기준으로서는, 수소 발생계를 수용하는 수소 기포 형성체에 발생용 물을 도입한 후, 그 수소 발생계(수소 발생계가 피복재 등에 덮여 있는 경우는, 그 피복재마다)를 제거했을 때에, 그 수소 기포 형성체에 잔존하는 발생용 물의 양이, 10cc 이하, 바람직하게는 5cc 이하, 더 바람직하게는 3cc 이하, 특히 바람직하게는 1cc 이하인 것이 바람직하다.
또, 이러한 여분의 발생용 물의 유출을 방지하는 것을 목적으로, 흡수 비즈, 이온 교환 수지(후술되는 바와 같은 건식 이온 교환 수지는 흡수성이 높아 더 바람직하다), 흡수지, 히알루론산, 폴리아크릴산 등 흡수성이 있는 물질이나 재료가, 수소 기포 형성체 내나 후술하는 피복재 등에 포함되어 있는 것은 바람직한 것이다.
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, 또 물에 부식되는 것이 적은 재질인 것이 바람직하다.
또 본 발명의 다른 실시 형태로서, 예를 들어, 기액 분리부에, 수소 기포 형성체로 물을 유입시키지만 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 통해서, 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. 이것에 의해, 발생한 수소 가스는 기액 분리부로부터 생체 적용액으로 방출되지만, 가스 투과막에 저지되어, 발생용 물은 생체 적용액으로 유출되지 않는다.
또, 본 발명의 금속 알루미늄이나 금속 마그네슘 등 수소 발생제의 평균 입경은, 피복재의 외부로 통과하지 않고, 또한, 입자화에 의한 활성의 증대도 기할 수 있는 입경인 것이 바람직하다. 예를 들어, 수소 발생제의 평균 입경은, 3000μm 이하, 바람직하게는 1000μm 이하, 더 바람직하게는 500μm 이하, 특히 바람직하게는 250μm 이하인 것이 바람직하다. 또, 수소 발생제의 분진 폭발의 위험성을 줄이기 위해서는, 입자의 평균 입경은 그 50% 이상이 1μm 이상, 바람직하게는 50μm 이상, 더 바람직하게는 150μm 이상인 것이 바람직하다. 즉, 입자화에 의한 활성의 증대와 그에 수반하는 분진 폭발의 가능성을 함께 고려하면서 적절한 최적 입경을 결정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 수소 발생계는, 수소 발생제 외에, 금속 이온 봉쇄제나 pH 조정제 등 수소 발생 반응을 촉진하는 제를 포함해도 된다.
이러한 금속 이온 봉쇄제는, 물에 전혀 혹은 거의 용해되지 않고, 수소 기포 형성체 또는 피복재의 내부에 있어서 금속 이온을 흡착하는 성질을 가지는 물질을 생성하는 물질을 포함한다. 양이온 교환 수지 등, 불용성 또는 난용성의 금속 이온 봉쇄제는 적합하게 이용된다. 그 중에서도, 금속 이온의 흡착과 함께, 수소 이온(H+)을 방출하는, 설폰산기를 교환기로 하는 산성 양이온 교환 수지 또는 카르본산기를 교환기로 하는 산성 양이온 교환 수지를 포함하는, 수소 이온형 양이온 교환 수지는, pH 조정제로서의 기능도 겸하기 때문에 더 바람직하다.
본 발명의 pH 조정제는, 구연산, 아디핀산, 사과산, 아세트산, 숙신산, 글리콘산, 락트산, 인산, 염산, 황산 등 수소 이온(H+)을 공급함으로써 수산화물 이온(OH-)을 억제(중화 또는 생성 방지)하는 성질을 가지는 물질, 및 가수분해되어 불용성의 수산화물을 형성함으로써 수산화물 이온을 제거하는 물질을 포함한다. 또, 알루미늄이나 아연 등의 양성(兩性) 금속을 수소 발생제로서 이용하는 경우는, 산 외에, 수산화 칼슘, 산화 칼슘, 음이온 교환 수지 등 알칼리제를 이용할 수도 있다. 그 중에서도, 수산화 칼슘(소석회), 생석회(산화 칼슘), 소성 칼슘, 산화 마그네슘, 수산화 마그네슘, 음이온 교환 수지 등 식품 첨가물인 알칼리제는 적합하게 이용된다. 알루미늄 등의 식품 첨가물인 수소보다 이온화 경향이 높은 금속과 반응하여 난용물을 발생시키는 수소 발생 반응 촉진제는, 그 금속의 금속 이온의 수소 발생 반응 후의 재용출을 억제하기 때문에, 생체 적용액의 특성을 실질적으로 바꾸지 않는다는 본 발명의 목적에 들어맞고 있다.
또, 수소 발생제의 경시 열화를 억제하기 위해서, 적절한 산 또는 알칼리제 등 수소 발생계에 포함되는 pH 조정제의 수화수나 함수율은 적은 것이 바람직하다. 즉, 수화수로 말하면, 3수화물 이하, 바람직하게는 2수화물 이하, 보다 바람직하게는 1수화물 이하, 특히 바람직하게는 무수화물이나 무수물인 것이 바람직하다. 함수율로 말하면, 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 과포화 수소 함유 생체 적용액이란, 상온 상압에서의 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 용기 외 등에 설치할 수 있다. 또 용기는 밀폐 용기인 것이 바람직하다.
용기에 밀폐 용기를 이용하는 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 함께, 고압?고농도의 수소 가스상을 형성한다. 또한, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 생체 적용액 중에 설치한 경우여도, 발생한 수소 분자의 대부분은 생체 적용액에 용해되지 않고, 우선은 밀폐 용기 공기상으로 이행하는 것을 출원인은 발견했다.
더 서술하면, 수소 발생제를 수소 기포 형성체에 수용하지 않고 노출된 상태로 생체 적용액 중에 투입하는 경우에 비해, 수소 발생제를 수소 기포 형성체에 수용하여 생체 적용액 중에 설치하는 경우는, 투입 직후에 생체 적용액에 용해되는 수소량이 더 적어지는 것을 출원인은 발견했다.
즉, 수소 기포 형성체에 수용되지 않은 수소 발생제로부터 발생한 수소 분자가, 생체 적용액에 직접 용해되면서 클러스터 혹은 미세 기포를 형성해 가는 한편, 수소 기포 형성체의 기액 분리부를 통하여 수소 분자가 생체 적용액에 방출되는 경우, 수소 기포 형성체가 수소 가스에 대한 일종의 스토퍼로서 작용하기 때문에, 수소 분자는, 기액 분리부의 내벽 근방에 적량 결집한 후 비로서, 수소 가스 기포로서 기액 분리부로부터 방출된다. 바꾸어 말하면, 생체 적용액 중에 방출될 때에, 수소 분자는, 이미 어느 정도의 크기를 가지는 수소 가스 기포로서 방출된다.
이것은 육안으로도 관찰된다. 예를 들어, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를, 생체 적용액을 수용하는 밀폐 용기에 설치하고, 용기를 옆으로 쓰러뜨려 그대로 잠시 동안 방치해 두면, 수소 기포 형성체 내에서 발생한 수소 가스가 간헐적으로 기액 분리부로부터 수소 기포를 방출시키면서, 수소 가스상의 체적을 점차 증대시켜 간다. 바꾸어 말하면, 방출되는 수소 가스의 기포 사이즈가 큰 것이기 때문에, 그것은 수중을 상승하여 밀폐 용기의 기상으로 빠르게 이행되어 버린다.
일반적으로, 수소 분자에 한정되지 않고, 어떠한 산업 용도를 기하여 가스 용액을 제조하는 당업자 사이에서는, 가스의 기포 사이즈를 가능한 한 작게 하는 것을 통해서, 기포가 기상으로 향하는 상승 속도를 지연시키는 것이, 고농도의 가스 용액을 제조하기 위해서는 중요하다고 생각되어 왔다. 수소, 산소, 또는 오존을 포함하는, 제산업용 가스의 나노 버블화는, 본원 출원시에 있어서 여전히 주요한 기술 과제의 하나로서 인식되고 있다.
한편, 본 발명자들은, 가정, 직장, 거리, 점두 등을 포함하는 다양한 장소에서, 소비자가 사용 시에 고농도 수소 함유 생체 적용액을 얻으려고 하는 기회에 있어서는, 음료수, 차나 커피 등 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 함께 용기 내압을 높여, 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 때에, 10분 이내에 발생하는 수소 가스 기포의 평균 기포 직경이, 동적 광산란법 등의 방법을 이용하여 측정했을 때에, 0.1밀리 이상, 바람직하게는 0.3밀리 이상, 더 바람직하게는 0.5밀리 이상, 특히 바람직하게는 1.0밀리 이상인 것이 바람직하다.
본 발명자들의 실험에서는, 금속 마그네슘인 수소 발생제를, 수소 기포 형성체에 수용하지 않고 밀폐 용기 내의 생체 적용액 중에 설치한 경우, 10분 경과 후의 생체 적용액의 용존 수소 농도는 약 0.7ppm까지 높아짐에도 불구하고, 그 후에 밀폐 용기를 진탕해도 용존 수소 농도는 약 0.9ppm까지 밖에 상승하지 않는다(약 1.3배). 한편, 동량의 금속 마그네슘인 수소 발생제를, 수소 기포 형성체에 수용하여 밀폐 용기 내의 생체 적용액 중에 설치한 경우, 10분 경과 후의 생체 적용액의 용존 수소 농도는 불과 0.2ppm 밖에 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 함께 그 밀폐 용기를 적절히 진탕하는 것은 바람직한 것이다.
이 경우, 본 발명의 밀폐 용기란, 용기의 내용물이 대기에 닿지 않도록 고안이 실시되어 있는 용기를 포함한다. 캡이 달린 패트병이나 알루미늄 보틀 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 이것에 한정되는 것은 아니다.
밀폐 용기의 재질로서 바람직한 것은 수소 투과성이 낮은 용기이다. 수소 투과성이 낮을 수록 발생한 수소를 용기계 밖으로 내보내는 것이 적다.
본 발명에 있어서 밀폐 용기의 수소 투과성은 다음과 같이 측정한다. 즉, 일본국 특허출원 2009-221567에 기재되는 방법 등을 참고로, 안정적으로 거의 포화 농도(20℃?1기압에서 1.6ppm)를 유지하는 수소 용존수를 측정 대상이 되는 밀폐 용기 내용적의 20배의 체적으로 생성함과 함께, 정수(후지사와시 수돗물을 활성탄 컬럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수 등)를 만수 충전한 그 밀폐 용기를 그 수소 용존수에 5시간 침지한다.
그 후, 그 정수의 용존 수소 농도를 측정하여, 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 상승에 견딜수 있는 내압 성능을 가지고 있는 것이 바람직하다. 절대 압력으로 0.11MPa, 바람직하게는 0.4MPa, 더 바람직하게는 0.5MPa, 특히 바람직하게는 0.8MPa의 내압에 견딜수 있는 내압 용기인 것이 바람직하다. 탄산 음료용 패트병 등은 적합하게 이용된다. 밀폐 용기는, 안전하게 열 수 있도록 캡을 여는 도중에 압력을 해제하는 기구(벤트 슬롯)를 구부(口部)에 구비하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 진탕이란, 밀폐 용기에 물리적 충격을 줌으로써 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 외에 기계를 이용한 인공적 진탕이 포함된다. 진탕기, 교반기, 초음파 발생 장치 등에 의한 진탕은 이러한 인공적 진탕에 포함된다.
또, 밀폐 용기의 기상으로 수소 가스가 한층 더 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, 더 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 주로 사용하는 손에 유지하고, 손목 만을 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120왕복 진탕한다.
또, 진탕 시간은, 고압?고농도 수소 가스의 생체 적용액에 대한 용해를 촉진시키기 위해, 자연적 진탕으로 5초 이상, 바람직하게는 10초 이상, 보다 바람직하게는 15초 이상, 더 바람직하게는 30초 이상인 것이 바람직하다.
또, 진탕은, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 생체 적용액 중에 설치하여 진탕했을 때에, 생체 적용액의 용존 수소 농도를, 진탕 전의 용존 수소 농도의 2배 이상으로 증강시키는 진탕인 것이 바람직하고, 바람직하게는 3배 이상, 보다 바람직하게는 순서대로 4배 이상, 5배 이상, 6배 이상, 7배 이상, 8배 이상, 9배 이상이며, 더 바람직하게는 10배 이상으로 증강시키는 진탕이다.
또, 진탕 전의 밀폐 용기의 내압이 대기압 이상의 상태에 있는 것은, 1.6ppm 이상의 과포화 수소 함유 생체 적용액 등, 보다 고농도의 수소 함유 생체 적용액을 얻기 위해서는 바람직한 것이다. 수소 분자의 생체 적용액에 대한 용해도는, 발생하는 수소 분자가 밀폐 용기에 부하하는 내압의 상승에 따라 상승하여, 시간의 경과와 함께 결국, 상온?상압 하에서의 용해도를 초과한다. 후술하는 실시예 등에서, 수소 발생계를 수용하는 밀폐 용기를 일정 시간 방치하는 이유는, 발생한 수소 가스에 의해 밀폐 용기를 내측으로부터 가압하기 위해서이며, 또한, 밀폐 용기를 가압 하에서 적절히 진탕함으로써, 수소 분자의 수소 함유 생체 적용액에 대한 용해를 더 촉진시킬 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명에 있어서 생체 적용액의 성분 구성을 실질적으로 바꾸지 않는 상태란, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 전체 경도, 수소 발생제로서 사용된 금속에 관련된 금속 이온 농도, 또는 pH를 바꾸지 않는 것 중 적어도 어느 하나를 만족하는 것이 포함된다.
여기서, 생체 적용액의 전체 경도를 바꾸지 않는 상태란, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 이하와 같은 상태가 포함된다.
어느 생체 적용액을 원수로 하는 수소 함유 생체 적용액의 전체 경도(Ca경도+Mg경도)가, (원수의 금속 이온 농도-25ppm)~(원수의 금속 이온 농도+25ppm), 바람직하게는 (원수의 금속 이온 농도-15ppm)~(원수의 금속 이온 농도+15ppm), 더 바람직하게는 (원수의 금속 이온 농도-10ppm)~(원수의 금속 이온 농도+10ppm)의 범위에 들어가 있는 상태 등이다.
혹은, 수돗물을 탈염소 처리하여 얻어지는, 전체 경도(Ca경도+Mg경도)가 약 55~65ppm에 있는 정수(후지사와시 수돗물을 활성탄 컬럼에 통과시켜 처리하여 얻어지는 정수 등)인 생체 적용액을 약 515cc 충전한 탄산 음료용 패트병(구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)의 생체 적용액 중에 본 발명의 비파괴적 고농도 수소 용액의 제조 기구를 설치하고, 보틀을 옆으로 쓰러뜨려 10분간 방치한 후에 모범적인 자연적 진탕(패트병 중복부를 주로 사용하는 손에 유지하고, 손목 만을 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 않는 상태란, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 이하와 같은 상태가 포함된다.
어느 생체 적용액을 원수로 하는 수소 함유 생체 적용액의 금속 이온 농도(예를 들어, 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), 더 바람직하게는 (원수의 금속 이온 농도-5ppm)~(원수의 금속 이온 농도+5ppm), 보다 더 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, 수돗물을 탈염소 처리하여 얻어지는 정수(후지사와시 수돗물을 활성탄 컬럼에 통과시켜 처리하여 얻어지는 정수 등)인 생체 적용액을 약 515cc 충전한 탄산 음료용 패트병(구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)의 생체 적용액 중에 본 발명의 수소 함유 생체 적용액의 제조 기구를 설치하고, 보틀을 옆으로 쓰러뜨려 10분간 방치한 후에 모범적인 자연적 진탕(패트병 중복부를 주로 사용하는 손에 유지하고, 손목 만을 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 들어, 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), 더 바람직하게는 (원수의 금속 이온 농도-5ppm)~(원수의 금속 이온 농도+5ppm), 보다 더 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 않는 상태란, 이것에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 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), 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.
혹은, 수돗물을 탈염소 처리하여 얻어지는, P가 약 7.0~7.8에 있는 정수(후지사와시 수돗물을 활성탄 컬럼에 통과시켜 처리하여 얻어지는 정수 등)인 생체 적용액을 약 515cc 충전한 탄산 음료용 패트병(구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)의 생체 적용액 중에 본 발명의 수소 함유 생체 적용액의 제조 기구를 설치하고, 보틀을 옆으로 쓰러뜨려 10분간 방치한 후에 모범적인 자연적 진탕(패트병 중복부를 주로 사용하는 손에 유지하고, 손목 만을 좌우로 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120왕복한다)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 p+0.5)의 범위에 들어가 있는 상태 등이다.
<실시예>
이하, 본 발명의 실시예를 설명한다. 또한, 본 원에 있어서 특별히 언급이 없는 경우는, 각종 물성치를 계측하는데 이용한 각종 계기류는, pH미터(온도계 포함)가, 주식회사 호리바 제작소제의 pH미터(본체의 형식 『D-13』, 동일 프로브의 형식 『9620-10D』)이며, D미터(용존 수소계)가, 동아 디케이케이 주식회사제의 DH미터(본체 형식 『DHDI-1』, 동일 전극(프로브) 형식, 『HE-5321』, 동일 중계기 형식 『DHM-F2』)이다.
칼슘 경도 및 마그네슘 경도는, 수질 분석계 『DR/4000』(HACH사제)을 이용하여 칼마가이트 비색법에 의해 측정했다. 알루미늄 이온 농도는, 동일 수질 분석계를 이용하여 알루미논법에 의해 측정했다.
[실시예 1](도 2로서 도시한다.)
수소 발생제로서 금속 마그네슘(MG100: 주식회사 관동 금속) 300mg을 포함하고, 또한 수소 이온형 양이온 교환 수지(시판의 강산성 이온 교환 수지 H타입품인 「DIAION Ion Exchange Resin SK1BH: Mitsubishi Chemical Corporation」를 온열 건조한 것) 1500mg을 포함하는 수소 발생계(c-1)를 피복재(프레시제 Regular C5160: 아사히 화성 주식회사)(c-2)로 싸고 히트 시일한 후, 이러한 피복재마다 아크릴 수지제의 통형상의 수소 기포 형성체(c-3)에 수용했다. 수소 기포 형성체 중에 피복재가 젖을 정도의 양의 발생용 물(c-4)을 떨어 뜨림과 함께, 수소 기포 형성체의 개구부를 기액 분리부(도 1)로 뚜껑을 함으로써, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다.
다음에, 탄산 음료용 패트병(구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)에 정수(후지사와시 수돗물을 활성탄 컬럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수)를 약 515cc 충전한 후, 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 패트병의 정수 중에 설치했다.
그 후 보틀을 옆으로 쓰러뜨려, 10분간 방치한 후, 발명자의 한사람(평균적 체격을 가지는 일본인 30대 남성)이 패트병 중복부를 주로 사용하는 손에 유지하고, 손목 만을 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: 주식회사 관동 금속) 300mg을 포함하고, 또한 수소 이온형 양이온 교환 수지(시판의 강산성 이온 교환 수지 H타입품인 「DIAION Ion Exchange Resin SK1BH: Mitsubishi Chemical Corporation」를 온열 건조한 것) 1500mg을 포함하는 수소 발생계(d-1)를 피복재(프레시제 Regular C5160: 아사히 화성 주식회사)(d-2)로 싸고 히트 시일한 후, 이러한 피복재마다 아크릴 수지제의 통형상의 수소 기포 형성체(d-3)에 수용했다. 수소 기포 형성체 중에 피복재가 젖을 정도의 양의 물을 떨어 뜨림과 함께, 도 1에서 기재된 기액 분리부를 통형상의 수소 기포 형성체에 삽입하여 중복부에 딱 맞게 설치함과 함께, 기액 분리부 상방의, 수소 기포 형성 체외벽의 일부에 수소 가스 투과 구멍(d-4)을 형성하여, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다.
다음에, 탄산 음료용 패트병(구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)에 정수(후지사와시 수돗물을 활성탄 컬럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수)를 약 515cc 충전한 후, 기구를 패트병 구부에 삽입하면서, 수소 기포 형성체의 테두리를 구부에 걸어, 기구가 수중에 가라앉지 않도록 하여 캡을 닫았다. 이 때에, 수소 가스 투과 구멍은 정수의 수위보다 위에 있다.
그 후 10분간 방치한 후, 발명자의 한사람(평균적 체격을 가지는 일본인 30대 남성)이 패트병 중복부를 주로 사용하는 손에 유지하고, 손목 만을 좌우로 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120왕복함으로써 진탕했다(합계 60초).
진탕 전후의, 내용액의 pH용존 수소 농도, 칼슘(Ca) 경도, 마그네슘(Mg) 경도를 측정했다.
[실시예 3]
수소 발생제로서 금속 마그네슘(MG100: 주식회사 관동 금속) 300mg을 포함하고, 또한 사과산(DL-사과산: 후소 화학공업 주식회사) 900mg을 포함하는 수소 발생계를 흡수지와 함께 피복재(프레시제 Regular C5160: 아사히 화성 주식회사)로 싸고 히트 시일한 후, 이러한 피복재마다 아크릴 수지제의 통형상의 수소 기포 형성체에 수용했다. 수소 기포 형성체 중에 피복재가 젖을 정도의 양의 물을 떨어 뜨림과 함께, 흡수지로 된 마개, 및 실시예 1에서 기재된 기액 분리부를, 순서대로 통형상의 수소 기포 형성체에 삽입하여 중복부에 딱 맞게 설치함과 함께, 기액 분리부 상방의, 수소 기포 형성 체외벽의 일부에 수소 가스 투과 구멍을 형성하여, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다.
다음에, 탄산 음료용 패트병(구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)에 정수(후지사와시 수돗물을 활성탄 컬럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수)를 약 515cc 충전한 후, 기구를 패트병 구부에 삽입하면서, 수소 기포 형성체의 테두리를 구부에 걸어, 기구가 수중에 가라앉지 않도록 하여 캡을 닫았다. 이 때에, 수소 가스 투과 구멍은 정수의 수위보다 위에 있다.
그 후 10분간 방치한 후, 발명자의 한사람(평균적 체격을 가지는 일본인 30대 남성)이 패트병 중복부를 주로 사용하는 손에 유지하고, 손목 만을 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.
[비교예 1]
수소 발생제로서 금속 마그네슘 300mg을 포함하고, 또한 수소 이온형 양이온 교환 수지(시판의 강산성 이온 교환 수지 H타입품인 「DIAION Ion Exchange Resin SK1BH: Mitsubishi Chemical Corporation」를 온열 건조한 것) 1500mg을 포함하는 수소 발생계를 조제했다.
탄산 음료용 패트병(구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)에 정수(후지사와시 수돗물을 활성탄 컬럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수)를 약 515cc 충전한 후, 수소 발생계를 패트병의 정수 중에 직접 투입했다.
그 후 10분간 방치한 후, 발명자의 한사람(평균적 체격을 가지는 일본인 30대 남성)이 패트병 중복부를 주로 사용하는 손에 유지하고, 손목 만을 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.
[참고예 1]
실시예와 비교예에서 사용한 정수의 pH, 용존 수소 농도, 칼슘(Ca) 경도, 마그네슘(Mg) 경도를 측정했다.
이하, 표 1로서 그들을 기재한다.
Figure pct00001
[실시예 4](도 4로서 도시한다.)
금속 알루미늄 분말(입경: 53~150μm, 80% up)(와코 순약 공업 주식회사, 이하 동일)과 수산화 칼슘(와코 순약 공업 주식회사, 이하 동일)을 혼합하여 수소 발생계(e-1)를 얻었다. 얻어진 수소 발생계는, 금속 알루미늄 분말을 85중량%, 수산화 칼슘을 15중량%로 포함한다.
수소 발생계 0.8g을 피복재(프레시제 Regular C5160: 아사히 화성 주식회사)(e-2)로 싸고 히트 시일한 후, 이러한 피복재마다 아크릴 수지제의 통형상의 수소 기포 형성체(e-3)에 스텐레스 추 7.3g과 함께 수용했다. 수소 기포 형성체 중에 0.3cc의 물(발생용 물)을 떨어 뜨림과 함께, 수소 기포 형성체의 개구부를, 기액 분리부(e-4)로서의 가스 투과막(모노트란 필름 제품 번호: FP10-01105-100, 주식회사 나크)으로 봉하여, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다.
다음에, 탄산 음료용 패트병(구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)에 정수(후지사와시 수돗물을 활성탄 컬럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수)를 약 515cc 충전한 후, 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 패트병의 정수 중에 설치했다. 동일한 것을 3세트 준비했다.
보틀의 캡을 닫고, 각각 3분간, 5분간, 10분간 방치했다.
그 후, 발명자의 한사람(평균적 체격을 가지는 일본인 30대 남성)이 패트병 중복부를 주로 사용하는 손에 유지하고, 손목 만을 좌우로 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120왕복함으로써 진탕했다(합계 60초).
그 후, 각각의 내용액의 pH, 용존 수소 농도(DH), 알루미늄(Al) 이온 농도를 측정했다.
[실시예 5]
실시예 4에 기재된 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, 탄산 음료용 패트병(구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)에 정수(후지사와시 수돗물을 활성탄 컬럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수)를 약 515cc 충전한 후, 기구를 패트병에 넣었다. 기구가 정수에 떠오름으로써 그 기상 분리부는 패트병의 공기층에 유지되었다. 동일한 것을 3세트 준비했다.
보틀의 캡을 닫고, 각각 3분간, 5분간, 10분간 방치했다.
그 후, 발명자의 한사람(평균적 체격을 가지는 일본인 30대 남성)이 패트병 중복부를 주로 사용하는 손에 유지하고, 손목 만을 좌우로 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120왕복함으로써 진탕했다(합계 60초).
그 후, 각각의 내용액의 pH, 용존 수소 농도(DH), 알루미늄(Al) 이온 농도를 측정했다.
[실시예 6](도 5로서 도시한다.)
실시예 5에 기재된 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구에 있어서 수소 기포 형성체를 한층 더 큰 아크릴 수지제의 통형상의 외각(f-1)에 수용하고, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다.
다음에, 탄산 음료용 패트병(구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)(f-2)에 정수(후지사와시 수돗물을 활성탄 컬럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수)(f-3)를 약 515cc 충전한 후, 기구를 패트병에 넣었다. 기구가 정수에 떠오름으로써 그 기상 분리부는 패트병의 공기층에 유지되었다. 동일한 것을 3세트 준비했다.
보틀의 캡을 닫고, 각각 3분간, 5분간, 10분간 방치했다.
그 후, 발명자의 한사람(평균적 체격을 가지는 일본인 30대 남성)이 패트병 중복부를 주로 사용하는 손에 유지하고, 손목 만을 좌우로 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120왕복함으로써 진탕했다(합계 60초).
그 후, 각각의 내용액의 pH, 용존 수소 농도(DH), 알루미늄(Al) 이온 농도를 측정했다.
[참고예 2]
실시예 4~6에 사용한 후지사와시 수돗물의 pH, 알루미늄(Al) 이온 농도를 측정했다.
이하, 표 2로서 그들을 기재한다.
Figure pct00002
[실시예 7]
금속 알루미늄 분말과 수산화 칼슘의 분말을 혼합하여 수소 발생계를 얻었다. 타정기(HANDTAB-Jr: 이치하시 정기 주식회사)를 이용하여 수소 발생계를 타정압 5kN으로 고화했다. 얻어진 수소 발생계 정제는, 금속 알루미늄 분말을 85중량%, 수산화 칼슘을 15중량%로 포함한다.
수소 발생계 정제 0.8g을 아크릴 수지제의 통형상의 수소 기포 형성체(e-3)에 수용했다. 수소 기포 형성체 중에 0.3cc의 물(발생용 물)을 떨어 뜨림과 함께, 수소 기포 형성체의 개구부를, 기액 분리부(e-4)로서의 가스 투과막(모노트란 필름 제품 번호: FP10-01105-100, 주식회사 나크)으로 봉하여, 본 발명의 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 얻었다.
다음에, 탄산 음료용 패트병(구부까지의 만수 충전으로 약 530cc 용량)에 정수(후지사와시 수돗물을 활성탄 컬럼에 통과시켜 처리한 활성탄 처리수)를 약 515cc 충전한 후, 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구를 패트병의 정수 중에 설치했다. 동일한 것을 4세트 준비했다.
보틀의 캡을 닫고, 각각 10분간, 30분간, 60분간, 15시간 방치했다.
그 후, 발명자의 한사람(평균적 체격을 가지는 일본인 30대 남성)이 패트병 중복부를 주로 사용하는 손에 유지하고, 손목 만을 좌우로 움직임으로써 캡이 손목 상공에 반원의 호를 그리도록, 2왕복/초의 페이스로 120왕복함으로써 진탕했다(합계 60초).
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 것 외에는 변함없는, 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 것 외에는 변함없는, 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 수돗물의 pH, 알루미늄(Al) 이온 농도를 측정했다.
[참고예 4]
실시예 8~9에 사용한 후지사와시 수돗물의 pH, 알루미늄(Al) 이온 농도를 측정했다.
이하, 표 3으로서 그들을 기재한다.
Figure pct00003
a 밸브 a-1 밸브의 머리부
a-2 축부 a-3 돌기물
b 오목형상 부품 b-1 중심의 구멍
b-2 부채형상의 구멍 b-3 테두리

Claims (9)

  1. 수소 발생제를 필수 성분으로 하는 수소 발생계를, 가스 투과막 또는 개폐식의 밸브를 포함하는 기액 분리부를 가지는 수소 기포 형성체에 수용하고, 상기 수소 기포 형성체 내에 있어서 상기 수소 발생계와 발생용 물을 반응시키는 것을 통해서, 상기 수소 기포 형성체 내에 발생한 수소 가스를, 상기 기액 분리부를 통하여, 생체 적용액으로 보냄으로써 수소 함유 생체 적용액을 얻는 것을 특징으로 하는 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구에 있어서,
    상기 수소 발생제에는, 수소 발생 반응에 수반하는 반응열이 상기 기액 분리부의 가스 투과막 또는 개폐식의 밸브에 직접 이행하는 것을 억제하기 위한 방열 처리가 실시되어 있는 것을 특징으로 하는 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가스 투과막이, 물 난투과성 또는 비투과성이며, 또한, 수소 가스 투과성을 가지는 가스 투과막임으로써, 상기 발생용 물은, 상기 수소 기포 형성체로부터 실질적으로 유출되지 않는 것을 특징으로 하는 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 개폐식의 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 것을 특징으로 하는 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 수소 발생제가 수소보다 이온화 경향이 높은 금속 또는 수소화 금속의 입자를 포함하고, 또한, 상기 방열 처리가 상기 입자를 피복재로 덮는 것임을 특징으로 하는 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 수소 발생제가 수소보다 이온화 경향이 높은 금속 또는 수소화 금속의 입자를 포함하고, 또한, 상기 방열 처리가 상기 입자를 고형화하는 것임을 특징으로 하는 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 수소 발생제가 수소보다 이온화 경향이 높은 금속 또는 수소화 금속의 입자를 포함하고, 또한, 상기 방열 처리가 수소 발생 반응에 수반하는 부생성물의 생성을 통해서 내화층을 형성하는 것임을 특징으로 하는 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 내화층이 알루미나 시멘트인 것을 특징으로 하는 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 수소 발생계가, pH 조정제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 수소 기포 형성체가, 또한 생체 적용액의 수온을 차단하기 위한 외각(外殼)에 덮여 있는 것을 특징으로 하는 생체 적용액에 대한 선택적 수소 첨가 기구.
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