WO2006134819A1

WO2006134819A1 - 炭酸ガス溶解液製造方法、製造装置および炭酸水

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Publication number: WO2006134819A1
Application number: PCT/JP2006/311502
Authority: WO
Inventors: Yoh Sano; Masahiko Asano; Hitoshi Yagi
Original assignee: Omsi Co., Ltd.
Priority date: 2005-06-13
Filing date: 2006-06-08
Publication date: 2006-12-21
Also published as: JPWO2006134819A1; EP1892030A4; KR20080016770A; TW200706236A; US20090297633A1; US8409420B2; TWI305731B; CN101005886B; CN101005886A; EP1892030A1; KR101100607B1

Abstract

　電解槽に充填したシュウ酸水溶液を電気分解装置によって電気分解して炭酸ガスを発生させるとともに、発生した炭酸ガスの気泡に超音波発生装置によって超音波を作用させて、該気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させることにより、炭酸泉の替わりに、微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を容易にしかも低コストで製造できる。

Description

明細書

炭酸ガス溶解液製造方法、製造装置および炭酸水

技術分野

[0001] 本発明は、微小気泡の炭酸ガスが溶解している炭酸ガス溶解液の製造方法、製造装置およびシユウ酸の電気分解により製造された炭酸水に関する。

背景技術

[0002] 炭酸泉は優れた保温作用があることから、古くから温泉を利用する浴場等で用いられている。炭酸泉の保温作用は、基本的には、含有炭酸ガスの末梢血管拡張作用により身体環境が改善されるためと考えられる。

また炭酸ガスの経皮進入によって毛管血管床の増加および拡張が起こり、皮膚の血行を改善する。このため退行性病変及び末梢循環障害の治療に効果があるとされている。

なお、炭酸泉については、従来より種々の論文が発表されている（たとえば、非特許文献 1、非特許文献 2参照)。

[0003] 非特許文献 1の論文によれば、炭酸泉の主な直接的作用はすでに初期の温泉医により、くり返し観察されている Bad Nauheimの Bodeは充血した、ビロード状の、赤くなつた皮膚を観察し（1845)、 Piderit (1836)と Beneke (1859)は、 CO浴で温かく感

2

ずることと浴部分の皮膚紅潮を記載し、 Goldschieiderはすでに 1911年に炭酸の感覚刺激による皮膚紅潮が血管運動によるとの可能性を論じている。

また、同論文によれば、炭酸浴の直接作用として、印象深い 2つの効果が観察されると記載している。すなわち、一つは、皮膚表面の無数の水泡と、 2つ目は皮膚紅潮 (碓井虚血性の境界によって、 CO泉に浸されていない生体部位とはっきり区別でき

2

る）ということである。水泡は無数の炭酸水泡で、毛皮のように皮膚に密着し、「ガス刷子」と表現されている。

[0004] また非特許文献 2の論文によれば、治療に必要な炭酸ガスの最小濃度は 400mgとされており、非特許文献 1の論文によれば、 400mgより皮膚紅潮が現れるとある。このように炭酸泉が優れた効果を持つことから、これを人工的に得る炭酸泉の製造方法が従来より開発されてきた。その一例が、特許文献 1に記載されている。

特許文献 1に記載の炭酸泉の製造方法は、散気手段を有する炭酸ガス溶解器に温水を供給し、温水中に浸漬された散気手段の散気部より炭酸ガスを気泡として放出して温水に溶解させて炭酸泉を製造する方法において、炭酸ガス溶解器内でカロ圧下で炭酸ガスを温水に溶解させた後、得られた炭酸泉をガス分離器へ送り、大気圧まで減圧し、該分離器で炭酸泉より揮散した炭酸ガスを圧縮器へ導いて回収し、この回収した炭酸ガスを前記炭酸ガス溶解器へ導ヽて温水へ溶解させる方法である。ところで、特許文献 1に記載の炭酸泉の製造方法では、まず散気手段が必要である。この散気手段は、多孔質体を備えており、この多孔質体から炭酸ガスを多数の気泡として発生させることによって、炭酸ガスを温水に溶解するようになっている。また、他の散気手段としては、先端が遮断された多孔管の周囲を取り巻くようにして中空糸膜集合体が配置されたものが知られており、多孔管内に流入した温水が、多孔管周面に設けられた孔カも流出して中空糸膜と接触することにより、炭酸ガスの導入口から中空糸膜の中空部を経て注入された炭酸ガスを温水に溶解するようになつている。

したがって、温水等に含まれている不純物等の細かい粒子力散気手段の多孔質体や中空糸膜に詰まり易ぐ散気手段を交換したり掃除したりする必要があり、手間力 Sかかるという問題があった。

さらに、炭酸ガスボンベ、ガス分離器、圧縮機といった機器が必要であるので、装置自体が大型化するとともに、コストがかかると、う問題もある。

しカゝも、従前の炭酸泉の製造方法は、炭酸ガスボンベを使い、加圧された炭酸ガスを水に溶解させる構造のもので、水に溶解されない炭酸ガスがそのまま必要以上に大気に放出され、近年の炭酸ガスの削減に反し、それ故に、地球全体の環境の面からも問題があった。

なお、炭酸ガスボンベを用いずに水溶液中に炭酸ガスを発生させる手法としては、従前より炭酸塩と酸とを組み合わせた炭酸ガス発生物を配合した浴用剤などが知られて、る（例えば特許文献 2参照)。

特許文献 1 :特開平 11 192421号公報特許文献 2：特開 2005 - 97238号公報

非特許文献 1 :K. L. Schmid著論文「炭酸浴 (炭酸泉)」人工炭酸泉研究会雑誌第 1卷第 1号, 005— 009,1

非特許文献 2 : B. Hartman, M. Pittler, B. Drews著論文「小動脈閉塞性疾患の C02温泉療養:生理と臨床」人工炭酸泉研究会雑誌第 1卷第 1号, 010— 016,199 8

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] ところが、この種の炭酸塩と酸とを組み合わせた炭酸ガス発生物を配合した浴用剤は、炭酸ガスの濃度が lOOppm程度であり、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を得るには遠く及ぶものではない。

[0007] 本発明者等は、このような背景に鑑み、炭酸ガスボンベを使わずに、炭酸ガスを水溶液中に溶解させ、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮 t 、う特性のある人工炭酸泉の製造方法を得るべく鋭意研究した結果、シユウ酸水溶液を電気分解すれば、炭酸ガスが陽極より発生するとの知見を得て、水溶液中に炭酸ガスを高濃度に溶解し得る手法を開発した。

[0008] 特に、シユウ酸水溶液を単純に電気分解しただけでは、炭酸ガスがそのまま外気中に抜けてしまい、水溶液中に炭酸ガスの気泡が多く溶解できない。また、炭酸ガスの経皮進入とヽうことを鑑みれば、炭酸ガス気泡はより微小な粒径のものが好適と考えられる。

そこで、本発明では、前記背景に鑑みてなされたもので、炭酸ガスボンベによる加圧された炭酸ガスの水への溶解による炭酸泉の製造方法とは全く異なる方法により水溶液中に炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を得る高濃度の炭酸ガスを溶解させることができ、炭酸ガスボンベを使わな V、環境に対しても優しく、炭酸ガスの微小気泡が溶解してヽる炭酸ガス溶解液を容易にし力ゝも低コストで製造できる炭酸ガス溶解液の製造方法及び製造装置並びに高濃度の炭酸ガスが溶解された炭酸水を提供することを目的として!ヽる。

課題を解決するための手段 [0009] 上記の目的を達成すベぐ本発明は次の技術的手段を講じた。

すなわち、本発明の方法は、電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させるとともにシユウ酸水溶液中で超音波を印カロさせて、発生した炭酸ガスの気泡力も微小気泡を形成し、この微小気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させることを特徴とする。本発明によれば、シユウ酸水溶液を電気分解して発生した炭酸ガスの気泡にシユウ酸水溶液中で超音波を作用させて、該気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させるので、炭酸泉の製造方法のような散気手段や、炭酸ガスボンベ、ガス分離器、圧縮機といった機器等を必要としない。

したがって、微小気泡が溶解してヽる炭酸ガス溶解液を容易にし力ゝも低コストで製造できる。

[0010] また、このようにして製造された炭酸水では、電気分解して発生した炭酸ガスの気泡が炭酸ガスの発生とともに超音波の作用によって微小気泡となり、水溶液中に溶解されているため、この炭酸ガスの微小気泡が溶解されたシユウ酸水溶液では、当該水溶液中に手を入れると、皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を得ることができる。

[0011] また、本発明の炭酸ガス溶解液製造方法では、電解槽内のシユウ酸水溶液を電気分解する工程時に、炭酸ガス溶解液の pH値 (水素イオン濃度指数)を測定し、この p H値を基準に、シユウ酸水溶液の電気分解を制御することを特徴とすることが好ましい。

電解槽内のシユウ酸水溶液を電気分解する工程時に、炭酸ガス溶解液の pH値を測定し、この pH値を基準に、シユウ酸水溶液の電気分解を制御するようにすれば、 p H値を見ることによって、シユウ酸水溶液が電気分解されることにより発生した炭酸ガスの発生量を容易に管理することができ、適正な炭酸ガス濃度の管理が容易にでき得て効果的であるとともに、人体に優しい PH値に管理できるためである。

[0012] さらに本発明では、シユウ酸水溶液の pH値 (水素イオン濃度指数)が弱酸性の領域

(例えば pH5. 0-6. 8)になった時に、シユウ酸水溶液の電気分解を停止することが好ましい。弱酸性の領域においては、人体に対しても優しぐまた、この弱酸性の pH値まで、電気分解することによって、シユウ酸水溶液中の COは 10万倍から 100万倍の量が

2

発生したこととなる。

つまり、 pHの値が 1大きくなると、陽極で発生する COは 10倍づっ大きくなるため、

2

シユウ酸水溶液中の COは 10万倍から 100万倍の量が発生したこととなる。

2

シユウ酸水溶液の pH値は、シユウ酸を水溶液に溶解した際は強酸性の pH値 0. 0 1を持つが、シユウ酸水溶液を電気分解することによって pH値は次第に上がり、炭酸ガスは pH値が上がった分だけ発生することとなり、弱酸性の領域 (例えば pH5. 0— 6. 8)まで pHが上がる状態となると、微細な炭酸ガス気泡を含む溶解液中の炭酸ガスの濃度が濃くなり、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなるためである。

[0013] また炭酸ガスの経皮進入を促進する上でも、超音波を印加することによって、電気分解によって発生する炭酸ガスを微細化することは好ましい。

また、本発明の方法は、電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させる炭酸ガス溶解液製造方法であつて、シユウ酸水溶液の pH値を測定し、当該 pH値が弱酸性の領域になった時に、シユウ酸水溶液の電気分解を停止することを特徴とする。

[0014] これは、本発明者等がシユウ酸水溶液を電気分解している際に、超音波をかけずに弱酸性の領域まで pH値を上げたところ、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことを確認したことによる。

前述したように、 pHの値力大きくなると、陽極で発生するは 10倍づっ大きくなるため、シユウ酸水溶液中の COは 10万倍から 100万倍の量が発生したこととなる。そし

2

て、これだけの量の炭酸ガスが発生したときにおいては、シユウ酸水溶液中には、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮と!、う特有の効果を生み出す炭酸水が存在することとなるのである。

また pH値を測定して炭酸ガス溶解液を製造する方法にぉヽては、シユウ酸水溶液が充填された電解槽の一部に予めメチルレッド等の指示薬を少量入れた色調確認のための容器を入れ、容器内の指示薬の色調を見て、電気分解を制御することもできる。

[0015] すなわち、シユウ酸水溶液を、電気分解していき、 pH値が 5〜6の領域まであがると、メチルレッドの色調はこの変色域で変化する（この色調が変わる pH範囲を変色域という）ので、このときに電気分解を停止することによって、弱酸性の炭酸ガス水溶液を得ることもできる。このようなメチルレッドの変色域にある弱酸性の炭酸ガス水溶液は、人間の肌に対して優しいものとなる。

[0016] また、本発明の方法では、電解槽内のシユウ酸水溶液を電気分解する工程時に、炭酸ガス溶解液の酸化還元電位を測定し、この酸化還元電位を基準に、シユウ酸水溶液の電気分解を制御するようにしても良、。

シユウ酸水溶液の酸化還元電位は、電気分解をする前はプラス側の電位 (たとえばプラス 300mV〜500mV)を持つが、シユウ酸水溶液を電気分解する工程とともに、シユウ酸水溶液の中にマイナスのエレクトロンが発生してマイナス側の電位に推移して行く。

最終的にはマイナスの酸ィ匕還元電位が一定の値となり、それ以上マイナス側の電位には推移しなくなるため、この一定の値を目安にシユウ酸水溶液の電気分解を行えば、炭酸ガスの濃度を管理できるものである。

[0017] そして、本発明では、シユウ酸水溶液の酸ィ匕還元電位がマイナスミリボルトの上限に達した時に、シユウ酸水溶液の電気分解を停止することが好まヽ。

酸ィ匕還元電位がマイナスミリボルトの一定の上限値に落ち着いたときに、シユウ酸水溶液中には、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなるためである。

[0018] 本発明で、う炭酸ガス溶解液清掃装置は、例えば図 1に示すような構造である。

すなわち、炭酸ガス溶解液製造装置 1は、シユウ酸水溶液が充填される電解槽 2と、この電解槽 2内のシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させる電気分解装置 3と、電解槽 2内の電極配置領域に超音波を印加可能に配置されかつ発生した炭酸ガスの気泡を超音波の作用により、該気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させる超音波発生装置 4とを備えることを特徴とする。シユウ酸水溶液が充填された電解槽 2と電気分解装置 3と超音波発生装置 4とによつて装置が構成されており、炭酸泉の製造方法のような散気手段や、炭酸ガスボンベ、ガス分離器、圧縮機といった機器等を必要としない。

[0019] したがって、微小気泡が溶解してヽる炭酸ガス溶解液を容易にし力ゝも低コストで製造できる。

また、本発明の炭酸ガス溶解液製造装置 1において、前記電気分解装置 3と、超音波発生装置 4とを制御し、炭酸ガスの微小気泡を一定粒径の範囲に納める粒径制御装置 10を備えて、ることが好ま、。

粒径制御装置 10が、電気分解装置 3の電流と、超音波発生装置 4の印加電圧とを制御することによって、炭酸ガスの微小気泡の粒径を自在に制御するので、炭酸ガス濃度を容易にコントロールできるとともに、経皮進入によって入るとされる炭酸ガスの微小気泡の粒径を最も経皮進入されやすい大きさにコントロールできる効果がある。

[0020] また本発明の炭酸ガス溶解液製造装置 1におヽては、前記電解槽 2に、シユウ酸水溶液の pHを計測する pH測定器 11を付設しておくことが好ま、。

電解槽 2に付設されて、る _PH測定器 11により、シユウ酸水溶液中に電気分解の作用により発生する炭酸ガスの量を容易に管理することができ、また、人の肌に対して優ヽとされる弱酸性の領域を容易に測定し得て最も好適な炭酸水を製造する際の制御が可能になるためである。

[0021] また本発明の炭酸ガス溶解液製造装置 1においては、前記 pH測定器 11からの信号により、電気分解装置 3と超音波発生装置 4を制御する運転制御装置 12を備えておくことが好ましい。

運転制御装置 12は、 pH測定器 11からの信号によって、電気分解装置 3と超音波発生装置 4を制御するため、一定の pH値になったときに、炭酸ガス溶解液製造装置の運転を取りやめるように運転制御装置 12を操作すれば良ぐ自動運転による炭酸ガス溶解液の製造が容易に得られるためである。

[0022] さらに本発明の炭酸ガス溶解液製造装置 1においては、前記電気分解装置 3の電極 7aをコイル状に形成し、このコイル状の電極 7aの内側に、前記超音波発生装置 3 の超音波振動子 4bが挿入するようにしても良ヽ。この場合には、電気分解装置 3のコイル状の電極 7aの内側に、超音波発生装置 4 の超音波震動子 4bが挿入されているので、電極 7aから発生した炭酸ガスの気泡に、効率良くかつ均一に超音波を作用させて微小気泡を形成することができる。したがつて、微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を効率良く製造できることが可能になる

[0023] また本発明の炭酸ガス溶解液製造装置 1におヽて、前記電極を薄板状に形成し、陽極側の 1つの前記電極と陰極側の 1つの前記電極とから構成される組電極を複数設け、かつ、これら組電極を、陽極側が対向して設置するように配置するとともに、組電極の陽極側に位置して超音波振動子を挿入するようにしても良!ヽ。

[0024] このような構成の発明によれば、組電極によって、電気分解の効率を向上させることができるとともに、組電極の陽極側の電極を互いに対向配置させ、かつこれら陽極側に位置して超音波振動子を挿入したので、陽極側の電極で発生する炭酸ガス気泡を発生と同時に直接的に超音波を作用させて、微小気泡を形成することができる。したがって、大量の微小気泡が溶解してヽる炭酸ガス溶解液を効率良く製造することが可能になる。

[0025] さらに本発明は、電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填してお!ヽたシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させる炭酸ガス溶解液製造方法のための製造装置において、シユウ酸水溶液が充填される電解槽 2と、この電解槽 2内のシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させる電気分解装置 3と、電解槽内のシュゥ酸水溶液の pH値を測定する測定器 11とを備えたことを特徴とする。

電解槽内のシユウ酸水溶液の pH値を測定する測定器 11によって、電気分解されるシユウ酸水溶液の _PH値が測定されるため、一定の pH値 (たとえば弱酸性の領域の pH値)まで電気分解して得ることのできる炭酸ガス溶解液の製造を容易にすることができる。

[0026] さらにまた本発明は、電解槽 2内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させる炭酸ガス溶解液製造方法のための製造装置において、シユウ酸水溶液が充填される電解槽 2と、この電解槽 2内のシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させる電気分解装置 3と、電解槽内のシユウ酸水溶液の酸ィ匕還元電位を測定する測定器 11とを備えたことを特徴とするこの場合には、酸化還元電位を基準に制御する炭酸ガス溶解液製造装置による炭酸ガス溶解液の製造を容易にすることができる。

[0027] さらに本発明では、炭酸ガス溶解液製造装置 1において、電解槽 2に、陽極と陰極とを分ける隔膜 2aを設けることが好ましい。

電解槽 2に隔膜 2aが設けられて、るので、陽極側の電極と陰極側の電極とが互!ヽに絶縁され、陰極側の電極で発生する水素の溶解を絶縁できて陽極側のシユウ酸水溶液の炭酸ガス濃度を効率良く高めることができるためである。

本発明でいうシユウ酸水溶液を主成分とする炭酸水とは、電解槽 2内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽 2内に充填しておいたシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させるとともにシユウ酸水溶液中で超音波を印加させて、発生した炭酸ガスの気泡から超音波の作用により一定粒径の微小気泡を形成し、一定粒径の炭酸ガス微小気泡が溶解されたシユウ酸水溶液を主成分とする水を意味する。この発明の炭酸水によれば、一定粒径の炭酸ガス微小気泡が溶解されたシユウ酸を主成分とする炭酸水により、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことができ、毛細血管床の増加および拡張を起こさせ、皮膚の血行の改善を促進することができる。

[0028] また、本発明でいうシユウ酸水溶液を主成分とする炭酸水とは、電解槽 2内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽 2内に充填しておいたシユウ酸水溶液を、弱酸性の pHまで電気分解して炭酸ガスを発生させ、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことができる炭酸ガス微小気泡が溶解されたシユウ酸水溶液を主成分とする水を意味する。

このような炭酸水によっても、液中の炭酸ガス濃度が高いために、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことができ、毛細血管床の増加および拡張を起こさせ、皮膚の血行の改善を促進することができる。

[0029] さらに本発明でいうシユウ酸水溶液を主成分とする炭酸水とは、電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させた炭酸水であって、シユウ酸水溶液の酸化還元電位を測定し、この酸化還元電位がマイナスミリボルトの上限に達した時に、シユウ酸水溶液の電気分解を停止して得た炭酸水をいう。

そして、このような炭酸水によっても、液中の炭酸ガス濃度が高いために、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことができ、毛細血管床の増加および拡張を起こさせ、皮膚の血行の改善を促進することがでさる。

なお本発明の炭酸水において、炭酸水の濃度を、 400ppm以上とすることが好ましい。

炭酸水の濃度が 400ppm以上であると、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を確実に生み出すことができるためである。 400ppm以下の場合には、このような特有効果を生み出すことができないため、炭酸水の濃度を 400ppm以上の濃度とすることによって、一定粒径の炭酸ガス微小気泡が溶解されたシユウ酸を主成分とする炭酸水としての効果を損なうことのない炭酸水を提供することができるものである。

発明の効果

[0030] 本発明によれば、シユウ酸水溶液を電気分解して発生した炭酸ガスの気泡にシユウ酸水溶液中で超音波を作用させて、該気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させるので、炭酸泉の製造方法のような散気手段や、炭酸ガスボンベ、ガス分離器、圧縮機といった機器等を必要としない。

また、本発明の製造された炭酸水では、電気分解して発生した炭酸ガスの気泡が炭酸ガスの発生とともに超音波の作用によって微小気泡となり、水溶液中に溶解されているため、この炭酸ガスの微小気泡が溶解されたシユウ酸水溶液では、当該水溶液中に手を入れると、皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を得ることがでさる。

図面の簡単な説明

[0031] [図 1]本発明に係る炭酸ガス溶解液製造装置の概略構成を示す図である。

[図 2]本発明に係る炭酸ガス溶解液製造装置のさらに別の実施形態の概略構成を示すもので、正面図である。

[図 3]同、側面図である。

[図 4]同、電解槽に入れられた組電極を示す斜視図である。

[図 5]図 3に示す炭酸ガス溶解液製造装置の第 1の変形例である。

[図 6]図 3に示す炭酸ガス溶解液製造装置の第 2の変形例である。

[図 7]炭酸ガス水溶液の電気分解時間と pH値との関係を示すグラフである。

発明を実施するための最良の形態

[0032] 以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。

図 1は本発明に係る炭酸ガス溶解液製造装置の概略構成を示すものである。この図に示す炭酸ガス溶解液製造装置 1は、シユウ酸水溶液が充填される電解槽 2と、電気分解装置 3と、超音波発生装置 4と、これら電気分解装置 3と超音波発生装置 4を制御する運転制御装置 10 (12)と、電解槽 2に充填されたシユウ酸水溶液の pH (水素イオン濃度指数)を計測する _PH測定器 11とを備えて！/ヽる。

電解槽 2は、シユウ酸水溶液が充填された電解槽本体 2aと、この電解槽本体 2aの上部開口を開閉可能に閉塞する蓋 2bとによって構成されている。電解槽本体 2aは例えば、透明なガラス等によって形成されており、内部の電気分解の様子が観察できるようになつている。

電気分解装置 3は、電源装置 5と、この電源装置⁵に配線 6, 6を介して電気的に接続された一対の電極 7a, 7bとを備えている。

[0033] 電源装置 5は、予め設定した一定電流を所定時間流すことができるものであるが、一定電圧を印加して、電流を所定時間流すこともできることは言うまでもない。この電源装置 5によって電極 7a, 7bに所定電圧を印加することによって、一定の大きさ（例えば 5A)の定電流を流し、電解槽 2内のシユウ酸水溶液が電気分解されて、陽極側の電極 7aから炭酸ガスが発生する力その発生量を、 S (mol)とすると、

S =I X t X (l/9. 65 Χ 10⁴) Χ 1/η (1)

となる。なお、 Iはアンペア、 tは秒、 nはシユウ酸の価数を示し、 n= 2である。

前記電極 7a, 7bは、それぞれ白金で形成されており、電極（陽極） 7aはコイル状に形成され、電極（陰極） 7bは棒状に形成されている。また、電極 7a, 7bは前記蓋 2b に形成された 2つの孔をそれぞれ貫通して、電解槽本体 2a内のシユウ酸水溶液中に挿入されている。

[0034] 前記超音波発生装置 4は、装置本体 4aと、この装置本体 4aに電気的に接続された超音波振動子 4bとを備えている。超音波振動子 4bは細い棒状のものであり、その基端部（上端部）は保持部 4cによって保持されている。保持部 4cは、支持台 8の上端部に設けられた取付部 8aに、超音波振動子 4bがほぼ鉛直となるようにして取り付けられている。

この超音波振動子 4bの先端部（下端部）は、蓋 2bを貫通して電解槽本体 2a内のシユウ酸水溶液中に挿入されている。超音波振動子 4bを挿入する場合、コイル状に形成された電極 7aの内側に、コイルの中心軸とほぼ同軸に挿入する。また、超音波振動子 4bの下端は、電極 7aの上端側に位置するように配置され、超音波振動子 4bの先端より印加される超音波が電極 7a全体に行き渡るようにするのが好ましい。

[0035] 前記運転制御装置 10 (12)は、前記電気分解装置 3と超音波発生装置 4の制御をするもので、実施例では、 pH測定器 11からの信号を受信する受信部 15と、電気分解により生じた炭酸ガスの気泡を最適な粒径 (ナノオーダーの粒径）にするための超音波の大きさと電流の大きさ及びこれらの運転時間等がデータベース化されたメモリ部 16と、操作パネル 17と、表示部 18と、これら受信部 15、メモリ部 16、操作パネル 1 7、表示部 18を制御する制御部 19とを主体として構成されて、る。

前記受信部 15は、 pH測定器 11からの信号を受信してその信号を制御部 19に送るもので、 pH測定器 11の機能によっては、温度等の他のパラメータの信号を受信できるようになって!/ヽることは言うまでもな!/、。

[0036] 前記メモリ部 16は、この炭酸ガス溶解液製造装置 1を運転するために必要な種々のデータが予め記憶されたもので、操作パネル 17の操作によって、メモリ部 16に記憶されたデータを読み出し、この炭酸ガス溶解液製造装置 1を運転制御することができる。

実施例では、運転制御装置 10 (12)は、炭酸ガスの微小気泡を一定粒径の範囲に納める粒径制御装置を兼ねており、前記メモリ部 16には、炭酸ガスの微小気泡をナノオーダーの気泡にまで粒径を揃えるデータが予め記憶されている。

なお、炭酸ガスの微小気泡の粒径は、超音波発生装置 4の超音波の強さと超音波を当てる時間によりコントロールできるものである。

操作パネル 17は、キー入力式のものや、タツチ式入力装置等のものが適用され、また表示部 18は液晶画面等が採用される。

そして、制御部 19は、これら受信部 15、メモリ部 16,操作パネル 17,表示部 18等に電気的に接続されて、これらを制御するとともに、電気分解装置 3と超音波発生装置 4とを運転制御するものである。

[0037] また pH測定器 11は、電解槽 2内のシユウ酸水溶液を電気分解する工程時に、炭酸ガス溶解液の pH値 (水素イオン濃度指数)を測定するもので、実施例では、この p H測定器からの pH値の信号を運転制御装置 10 (12)に送り、運転制御装置 10 (12 )では、この pH値を基準に、シユウ酸水溶液の電気分解を制御することができるようになっている。

なお、実施例の pH測定器 11は、スィッチを切り替えることにより、酸化還元電位を測定できる機能を備えており、酸化還元電位の電流値の信号を運転制御装置 10 (1 2)に送り、運転制御装置 10 (12)では、この酸化還元電位の電流値を基準に、シュゥ酸水溶液の電気分解を制御することもできるようになってヽる。

したがって、実施例では、 pH測定器 11が酸ィ匕還元電位を測定する測定器ともなるものである。

[0038] また、 pH値あるいは酸ィ匕還元電位はデジタルで表示部 18に出すようにしても良い力シユウ酸水溶液が充填された電解槽 2に予めメチルレッド等の指示薬を少量入れて指示薬の色調を見て、電気分解を制御することもできる。

すなわち、シユウ酸水溶液を、電気分解していき、 pH値が 5〜6の領域まであがると、メチルレッドの色調はこの変色域で変化する（この色調が変わる pH範囲を変色域という）ので、このときに電気分解を停止することによって、弱酸性の炭酸ガス水溶液を得ることもできる。このようなメチルレッドの変色域にある弱酸性の炭酸ガス水溶液は、人間の肌に対して優しいものとなる。

[0039] 上記のような炭酸ガス溶解液製造装置 1を使用して、炭酸ガス溶解液を製造するには、電解槽本体 2a内に充填されているシユウ酸水溶液を電気分解する。

シユウ酸水溶液の濃度は 0. 1モル (mol/l)—lモルまで可能である力常温での溶解度の点からは 0. 5モル程度のシユウ酸水溶液までが好適である。

そして、この場合、電気分解装置 3の電源装置 5によって、電極 7a, 7bに流す電流と時間とを予め設定しておく。

この場合の電流と時間は、炭酸ガス溶解液中の pH値 (水素イオン濃度指数)が弱酸性の領域 (例えば PH5. 0-6. 8)に納まる時間としておくのが好適である。

また、炭酸ガスの微小気泡の粒径の範囲を一定範囲にするために、超音波発生装置 4の超音波の強さを設定しておく。

[0040] 前記電解槽 2に充填されたシユウ酸水溶液は当初強酸である力このシユウ酸水溶液を電気分解すると、シユウ酸水溶液が電気分解されることによって、 pH値が上昇していき、アルカリ側になっていく。

また、炭酸ガスは pH値が上がった分だけ発生したことになるため、濃度の高い炭酸水溶液を pH値の管理により容易にコントロールできることになる。

すなわち、 pHの値力 ^大きくなると、陽極側で発生する COは 10倍づっ大きくなる

2

ため、シユウ酸水溶液中の COは 10万倍から 100万倍の量が発生したこととなる。そ

2

して、これだけの量が発生したときに、シユウ酸水溶液中には、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなるのである。

なお、この設定には運転制御装置 10 (12)の操作パネル 17を用いて行い、一方、超音波発生装置 4の設定も同時に行い、運転制御装置 10 (12)から電源装置 5、超音波発生装置 4の制御を実施することは言うまでもな、。

[0041] シユウ酸水溶液を電気分解すると、電極（陽極 7a)から炭酸ガスが発生する。化学式で示すと以下の通りである。

H C O→2CO + 2H⁺+ 2e"

2 2 4 2

なお、電極 7aで発生する炭酸ガスは目視が可能な程度の大きさの気泡となっている。

一方、電気分解を行うと同時に、運転制御装置 10 (12)力もの制御信号によって、超音波発生装置 4の装置本体 4aを起動させ、超音波振動子 4bから超音波を発生させる。すると、この超音波が電極 7aで発生する炭酸ガスの気泡に直接的に作用することによって、この気泡が破裂して微小気泡が形成されるとともに、この微小気泡がシユウ酸水溶液中に溶解する。このようにして微小気泡の炭酸ガスが溶解してヽる炭酸ガス溶解液を製造する。このような微小気泡はナノバブル (気泡）と称されるもので、目視できな、ほどの大きさである。

[0042] また、弱酸性の領域までシユウ酸水溶液を電気分解すると、 pH値が 1アルカリ性に近づくたびに陽極で発生する COは 10倍づっ大きくなるため、シユウ酸水溶液中の

2

COは 10万倍から 100万倍の量が発生したこととなり、これだけの量が発生したとき

2

に、シユウ酸水溶液中には、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなる。

したがって、炭酸ガス気泡の粒径にこだわらなければ、超音波発生装置 4については、不要とすることも可能となる。

なお、粒径の大きさをより細力べし、炭酸ガスの皮膚からの経皮進入を考慮することを目的とする場合には、本発明の炭酸ガス溶解液製造装置 1において、前記 pH測定器 11力の信号により、電気分解装置 3と超音波発生装置 4を制御する運転制御装置 12を備えておくことが好ましい。

[0043] 以上のように、本実施の形態によれば、炭酸泉の製造方法のような散気手段や、炭酸ガスボンベ、ガス分離器、圧縮機といった機器等を必要とせず、電解槽 2に充填したシユウ酸水溶液を電気分解装置 3によって電気分解して炭酸ガスを発生させるとともに、発生した炭酸ガスの気泡に超音波発生装置 4によって超音波を作用させて、該気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させるので、微小気泡が溶解してヽる炭酸ガス溶解液を容易にし力ゝも低コストで製造できる。また、電気分解装置 3のコイル状の電極 7aの内側に、超音波発生装置 4の超音波振動子 4bが挿入されているので、電極 7aから発生した炭酸ガスの気泡に、効率良くかつ均一に超音波を作用させて、微小気泡を形成することができる。したがって、微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を効率よく製造できる。

[0044] また、実施例の炭酸ガス溶解液製造装置 1にお!/、て、 pH測定器 11のスィッチを切り替え、電解槽内のシユウ酸水溶液の酸ィ匕還元電位を測定するようにし、電解槽内のシユウ酸水溶液を電気分解する工程時に、炭酸ガス溶解液の酸化還元電位を測定し、この酸化還元電位を基準に、シユウ酸水溶液の電気分解を制御することも可能である。

最終的にはマイナスの酸ィ匕還元電位が一定の値となり、それ以上マイナス側の電位には推移しなくなるため、この一定の値を目安にシユウ酸水溶液の電気分解を行うものである。

[0045] このような構成とすれば、炭酸ガスの濃度を酸ィ匕還元電位によって管理できるものである。そして、実施例では、マイナスの酸ィ匕還元電位の一定の値に落ち着いたときに、シユウ酸水溶液中には、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなるのである。

また pH値の測定もしくは酸ィ匕還元電位の測定を行い、これらの測定値によって、炭酸ガス発生量の管理をすることによって、炭酸水を製造するようにすれば、この状態だけでも、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなるため、炭酸ガス気泡の粒径にこだわらなければ、超音波発生装置 4については、不要とすることも可能となる。

[0046] すなわち、弱酸性の領域までシユウ酸水溶液を電気分解すると、 pH値が 1アルカリ性に近づくたびに、陽極で発生する COは 10倍づっ大きくなるため、シユウ酸水溶

2

液中の COは 10万倍から 100万倍の量が発生したこととなり、これだけの量が発生したときに、シユウ酸水溶液中には、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなるため、炭酸ガス気泡の粒径にこだわらなければ、超音波発生装置 4については、不要とすることもできるのである。

[0047] なお、酸化還元電位についても、同様のことが言え、酸ィ匕還元電位がマイナスになれば、電解槽内のシユウ酸水溶液はアルカリ側に近づくため、酸化還元電位は、一定値以上にはマイナスにならなくなるため、その値で製造装置を管理すれば、 pH値の測定と同様の効果を得ることができるものである。

さらに、シユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを得るので、前述した（1)式によつて発生する炭酸ガスの発生量を得ることができ、よって、得られる炭酸ガス溶解液中の炭酸ガスの濃度を得ることも可能になる。

また、上述した実施形態による製造装置により製造した方法で、製造した炭酸水は

、炭酸水中に高濃度の炭酸ガスが溶解されるため、この炭酸水に手 (身体)を浸ければ、皮膚表面には無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことができるものとなる。したがって、この炭酸水を使用すれば、毛細血管床の増加および拡張を起こさせ、皮膚の血行の改善を促進することができる。

[0048] 図 2〜図 4は本発明に係る炭酸ガス溶解液製造装置の別の実施の形態を示す図である。

これらの図に示す炭酸ガス溶解液製造装置が、図 1に示す炭酸ガス溶解液製造装置と異なる点は、電極の形状や配置状態、超音波振動子の配置状態であるので、以下ではこれらの点について詳しく説明し、その他の共通部分については同一符号を付してその説明を省略または簡略ィ匕する。

炭酸ガス溶解液製造装置 21は、基台 22の上面に設置された電解槽本体 2aと、この電解槽本体 2aの上部開口を開閉可能に閉塞する蓋 2bとを備えた電解槽 2と、電気分解装置 3と、超音波発生装置 4と、これら電気分解装置 3と超音波発生装置 4を制御する運転制御装置 10 (12)と、電解槽 2に充填されたシユウ酸水溶液の pH (水素イオン濃度指数)を計測する _PH測定器 11とを備えて！/ヽる。

なお、この実施の形態の pH測定器 11も酸ィ匕還元電位の測定に切り替える機能をもって、ることは言うまでもな!/、。 [0049] 電気分解装置 3は、電源装置 5と、この電源装置 5に配線 6, 6を介して電気的に接続された 4枚の電極 25a, 25b、 26a, 26bとを備えている。電極 25a, 26aは陽極であり、電極 25b, 26bは陰極である。そして、電極 25aと電極 25bと力 S組電極 25を構成し、電極 26aと電極 26bとが組電極 26を構成している。つまり、本実施の形態では、 2つの組電極 25, 26を備えている。

電極 25a, 25b, 26a, 26bは、それぞれほぼ同一形状の長方形薄板状に形成されており、また、電極 25a, 25b, 26a, 26biま白金で形成される力、あるヽ ίまチタンや、チタニウム合金または適宜な金属板に白金を被覆して形成されたものなどが適用される。

電極 25a, 25b, 26a, 26bの上端部〖こは、それぞれ略 L字型の導体 28の一片部が接合されており、該導体 28の他片部は上方に延出して、電解槽 2の上方に突出している。そして、これら導体 28の他片部の上端部に前記配線 6, 6が接続されているまた、電極 25aと電極 25bとは所定の隙間をもって平行離間して配置されており、同様に、電極 26aと電極 26bとは所定の隙間をもって平行離間して配置されている。なお、これら電極 25, 26の配置は図示例に示すように、垂直に配置しても良いが、水平方向に配置する構成としても良い。そして、電極 25, 26を水平方向に配置する場合には、電極自身に適宜な孔を形成して、電極より生じる気泡が上に通過するようにすることちでさる。

[0050] さらに、電極 25aおよび電極 25bによって構成された組電極 25と、電極 26aおよび電極 26bによって構成された組電極 26とは、左右に離間して配置されており、これらの間に、超音波振動子 4bが配置されている。

超音波振動子 4bの保持部 4cは、基台 22に立設された支柱 22aにアーム 22bを介して支持されて、る。アーム 22bは支柱 22aに沿って上下動可能でかつ左右に首振り可能であり、ハンドル 22cを締付けることによって、支柱 22aの上下方向の所定位置で固定でき、かつ、左右方向に首振り不能に固定できるようになつている。これによつて、超音波振動子 4bの上下、左右の位置を調整できるようになつている。

[0051] 上記のような炭酸ガス溶解液製造装置 21を使用して、炭酸ガス溶解液を製造するには、電解槽本体 2a内に充填されているシユウ酸水溶液を電気分解する。

シユウ酸水溶液の濃度は 0. 1モル (mol/l)—lモルまで可能である力常温での溶解度の点からは 0. 5モル程度のシユウ酸水溶液までが適用可能である。

そして、電気分解装置 3の電源装置 5によって、各組電極 25, 26に流す電流と時間とを予め設定しておき、設定した電流と時間において、電気分解するとともに、超音波発生装置 4の装置本体 4aを起動して、超音波振動子 4bから超音波を発生させる。

また、炭酸ガスの微小気泡の粒径の範囲を一定範囲にするために、超音波発生装置 4の超音波の強さを設定しておくことはもちろんである。

この場合の電流と時間も、炭酸ガス溶解液中の pH値 (水素イオン濃度指数)が弱酸性の領域 (例えば PH5. 0- 6. 8)に納まる時間としておき、弱酸性領域にシユウ酸水溶液がなったならば、炭酸ガス溶解液製造装置 21の運転を停止する。

すると、この超音波が電極 25a, 26aで発生する炭酸ガスの気泡に作用すること〖こよって、この気泡が破裂して微小気泡が形成されるとともに、この微小気泡がシユウ酸水溶液中に溶解する。

このように本実施の形態によれば、電極が薄板状であり、陽極側と陰極側との 2つの電極 25a, 25b、 26a, 26bで構成された糸且電極 25, 26力複数設けられているので、炭酸ガスを大量に発生させることができる。

また、組電極 25, 26の間に超音波震動子 4bが配置されているので、電極 25a, 26 aから発生した炭酸ガスの気泡に、効率良くかつ均一に超音波を作用させて微小気泡を形成することができる。したがって、大量の微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を効率よく製造できる。

また、この実施の形態においても、 pH値を管理して、弱酸性の領域までシユウ酸水溶液を電気分解するようにすれば、弱酸性の領域までシユウ酸水溶液を電気分解すると、 pH値が 1アルカリ性に近づくたびに、陽極で発生する COは 10倍づっ大きくな

2

るため、シユウ酸水溶液中の COは 10万倍から 100万倍の量が発生したこととなり、

2

これだけの量が発生したときに、シユウ酸水溶液中には、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなるため、炭酸ガス気泡の粒径にこだわらなければ、超音波発生装置 4については、不要とすることも可能となることは言うまでもな、。

[0053] さらにこの実施形態の炭酸ガス溶解液製造装置 1にお、ても、 pH測定器 11のスィツチを切り替え、電解槽内のシユウ酸水溶液の酸ィ匕還元電位を測定するようにし、電解槽内のシユウ酸水溶液を電気分解する工程時に、炭酸ガス溶解液の酸化還元電位を測定し、この酸化還元電位を基準に、シユウ酸水溶液の電気分解を制御することも可能である。

そして、この実施の形態においても超音波を印加することなぐ pH値と酸化還元電位の測定によって、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出す炭酸水を製造することができる。

[0054] このような本実施の形態によれば、電極が薄板状であり、陽極側と陰極側との 2つの電極 25a, 25b、 26a, 26bで構成された糸且電極 25, 26力複数設けられているので、炭酸ガスを大量に発生させることができる。

[0055] 図 5および図 6はそれぞれ 2つの組電極 25, 26を備えた炭酸ガス溶解液製造装置 21の別の実施形態を示す図である。

図 5および図 6に示す炭酸ガス溶解液製造装置 21Aと 21Bと炭酸ガス溶解液製造装置 21の共通部分には同一符号を付してその説明を省略する。図 5に示す実施の形態の炭酸ガス溶解液製造装置 21Aでは、 2つの超音波振動子 4b, 4bを備えており、これら超音波振動子 4b, 4bは電解槽本体 2aの対向する内壁側に配置されている。したがって、超音波振動子 4b, 4bに近い方の電極 25b, 26 bが陽極となり、この陽極 25b, 26bから炭酸ガスが発生する。

図 6に示す別の実施の形態の炭酸ガス溶解液製造装置 21Bでは、超音波振動子 4bが横向きとなって、電解槽本体 2aの底部に配置されている。したがって、電極 25a , 26aを陽極として、炭酸ガスが発生させてもよいし、電極 25b, 26bを陽極として、炭酸ガスが発生させてもよい。

以下に実施例を示した本発明をさらに具体的に説明する力本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

(実施例 1)

炭酸ガス溶解液を製造する実験として、 0. lmol/1のシユウ酸水溶液を電解槽 2に充填し、超音波発生装置（トミー精ェ製、型番 UD-200) 4によって、 60分間超音波を発生させるとともに、電気分解装置 3によって電気分解を行った。なお、電解槽 2としては、薄層クロマトグラフィー用の電解槽を使用した。

超音波発生装置 4の周波数は 20kHz、このとき流した電流は 300mA、電気分解装置 3の印加電圧は ΙΟνであった。

また、製造された炭酸ガス溶解液中に含まれる炭酸ガスの微小気泡の平均粒径を測定したところ、 3930nmであった。

なお、この粒径測定には、準弾性光散乱光度計 (大塚電子株式会社製、型番 ELS- 8000)を使用した。また、同準弾性光散乱光度計を使用して散乱強度を測定した。散乱強度は、炭酸ガス溶解液中に含まれる炭酸ガスの微小気泡の濃度を示す指標であり、 2回柳』定したところ、 1回目は 55969± 21321であり、 2回目は 60471 ± 1745 6であった。

比較のために、炭酸ガスを lOOOppm含む炭酸泉の炭酸ガスの微小気泡の粒径と散乱強度を測定した。その結果、平均粒径は 4327 散乱強度は 1回目は 12042 ±4433 2回目は 10004± 1390であった。なお、前記炭酸泉は、三菱レーヨン株式会社製の炭酸泉製造装置 (C. C. Carbo)によって製造したものを使用した。これらの結果を表 1に示す。

[表 1]

上表のように、本発明に係る炭酸ガス溶解液製造装置によって製造された炭酸ガス溶解液中の微小気泡の平均粒径は、炭酸泉の平均粒径とほぼ同じカゝ若干小さめであることが判明した。

また、炭酸ガス溶解液の散乱強度は、炭酸泉の散乱強度より大きいことが判明した。したがって、炭酸ガス溶解液中に含まれる炭酸ガスの微小気泡の濃度は、炭酸泉より大きいことが予想できる。また、炭酸ガスボンベによる加圧された炭酸ガスを多く大気中に放出することがな、ので、環境にも優し、。

また、この実験によって製造した炭酸水に 5分間手を入れて、手につく泡の状態と皮膚の紅潮減少を観察したところ、手には、ゆっくりとではあるが、炭酸水につけた手の表面全体に細かい泡が付くことが観察され、また 5分後炭酸水につけた手を炭酸水から取り上げて、室温の中で観察したところ、炭酸水につけたところだけ (水面より下の部分だけ）が明確に紅くなつていることが確認された。

[0057] なお、比較例として三菱レーヨン株式会社製の炭酸泉製造装置 ( C. Carbo)によつて製造した炭酸泉に 5分間手を浸けて手の皮膚の状態を観察したところ、皮膚表面に同様の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果が現れた。

三菱レーヨン株式会社製の炭酸泉製造装置 (C. C. Carbo)によって製造した炭酸泉は lOOOppmあるとされ、同様の効果を奏する本発明においても炭酸ガスの濃度は lOOOppmあると考えられる。

なお、この炭酸ガスの濃度は電気分解の時間を長くすれば、炭酸ガスの濃度は上がるが、治療に効果のある 400ppmまでの炭酸ガス濃度を作るならば、電気分解の時間を短くすれば良、ことは言うまでもな、。

[0058] (実施例 2) 次に、図 2ないし図 4に示す実施の形態の炭酸ガス溶解液製造装置 21により、炭酸ガス溶解液を製造する実験として、 0. lmol/1のシユウ酸水溶液を電解槽 2に 3リットル充填し、超音波発生装置（トミー精ェ製、型番 UD-200) 4によって、 75分間超音波を発生させるとともに、電気分解装置 3によって電気分解を行った。

なお、電解槽 2としては、薄層クロマトグラフィー用の電解槽を使用した。

超音波発生装置 4の周波数は 20kHz、電気分解装置 3の電流は 1Aを定電流で流した。

また、製造された炭酸ガス溶解液中に含まれる炭酸ガスの散乱強度を測定したところ、

294238 ± 563470であった。この散乱強度測定には、準弾性光散乱光度計 (大塚電子株式会社製、型番 ELS-8000)を使用した。

表 1で比較例として測定した、三菱レーヨン株式会社製の炭酸泉製造装置 (C. C. Carbo)により製造した炭酸泉の散乱強度と比較すると、その散乱強度は 30倍近くあり、それだけ炭酸ガス溶液中には炭酸ガスが溶解されてヽることがゎカゝつた。

また、この炭酸ガス溶解液中に手を 5分間浸けて手の皮膚の状態を観察したところ、皮膚表面に無数の水泡がつき、また皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことが観察された。

したがって、この炭酸水を使用すれば、毛細血管床の増加および拡張を起こさせ、皮膚の血行の改善を促進することができる。

また、本実施例によれば、炭酸ガスボンベによる加圧された炭酸ガスを多く大気中に放出することがないので、環境にも優しい。

(実施例 3)

炭酸ガス溶解液を製造する実験として、 0. lmol/1のシユウ酸水溶液を電解槽 2に 3 リットル充填し、電気分解を 40分行った。そして、炭酸ガス溶解液中の pH値 (水素ィオン濃度指数)を pH測定器 11にて測定したところ pH値は、図 7に示すようなグラフとなった。

この例では、超音波の印加は行わず、電気分解装置 3の電流は 1Aを定電流で流し、電気分解のみで行った。

図 7に示すように、前記電解槽 2に充填されたシユウ酸水溶液は当初強酸であるが、このシユウ酸水溶液を電気分解すると、電気分解時間の経過に伴って、 pH値が上昇していき、強アルカリとなっていく。

[0060] なお、このようにして製造された炭酸ガス水溶液が弱酸性領域になったところで、一度電気分解を停止し、弱酸性の炭酸ガス溶解液を取り、この実験によって製造した炭酸水に 5分間手を入れて、手につく泡の状態と皮膚の紅潮減少を観察したところ、手には、ゆっくりとではあるが、炭酸水につけた手の表面全体に細かい泡が付くことが観察され、また 5分後炭酸水につけた手を炭酸水力取り上げて、室温の中で観察したところ、炭酸水につけたところだけ (水面より下の部分だけ）が明確に紅くなつていることが確認された。

[0061] (実施例 4)

炭酸ガス溶解液を製造する実験として、図 2に示すような装置を使い、 0. 2mol/lのシユウ酸水溶液を電解槽 2に 3リットル充填し、電気分解を 30分行い、酸化還元電位を測定した。この例では、超音波の印加は行わず、電気分解装置 3の電流は 4. 54A を定電流で流し、電気分解を行った。

結果を表 2に示す。

[表 2]

時間 (分）酸化還元電位（m V )

0 + 4 6 8

0 . 5 + 2 9 7

1 + 3 3

2 + 1 7

3 1 3 9

4 2 5 6

5 2 5 9

6 ― 2 5 8

7 ― 2 5 9

8 2 5 9

9 2 5 9

1 0 一 2 5 8

1 5 ― 2 5 8

2 0 2 6 0 この例では、 5分ほど電気分解を行うと、—258ミリボルトのあたりで酸ィ匕還元電位が変わらなくなり、 30分電気分解した炭酸水に 5分間手を入れて、手につく泡の状態と皮膚の紅潮減少を観察したところ、手には、ゆっくりとではあるが、炭酸水につけた手の表面全体に細かい泡が付くことが観察され、また 5分後炭酸水につけた手を炭酸水から取り上げて、室温の中で観察したところ、炭酸水につけたところだけ (水面より下の部分だけ）が明確に紅くなつていることが確認された。

産業上の利用可能性

本発明によれば、炭酸泉の製造方法のような散気手段や、炭酸ガスボンベ、ガス分離器、圧縮機といった機器等を必要とせず、電解槽に充填したシユウ酸水溶液を電気分解装置によって電気分解して炭酸ガスを発生させるとともに、発生した炭酸ガスの気泡に超音波発生装置によって超音波を作用させて、該気泡力微小気泡を形成し、この微小気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させるので、微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を容易にし力ゝも低コストで、かつ不要な炭酸ガスを大気中に放出することなく環境に優しく製造できる。

また本発明によれば、電解槽中のシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させつつ、発生した炭酸ガスの気泡に超音波発生装置によって超音波を作用させて、該気泡から微小気泡を形成し、この超音波の強さを一定にすることによって、炭酸ガスの微小気泡を一定粒径の範囲に揃え、一定の大きさの炭酸ガス気泡が溶解されたシユウ酸水溶液を製造することができるので、毛細血管床の増加および拡張を起こさせ、皮膚の血行の改善を促進する炭酸泉を、必要量だけ製造できる。

また、このようにして製造された炭酸ガスの微小気泡が溶解されたシユウ酸水溶液を主成分とする炭酸水は、皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことができ、毛細血管床の増加および拡張を起こさせ、皮膚の血行の改善を促進することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させるとともにシユウ酸水溶液中で超音波を印加させて、発生した炭酸ガスの気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させることを特徴とする炭酸ガス溶解液製造方法。

[2] 電解槽内のシユウ酸水溶液を電気分解する工程時に、炭酸ガス溶解液の pH値を測定し、この pH値を基準に、シユウ酸水溶液の電気分解を制御することを特徴とすることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の炭酸ガス溶解液製造方法。

[3] シユウ酸水溶液の pH値 (水素イオン濃度指数)が弱酸性の領域 (例えば pH5. 0- 6. 8)になった時に、シユウ酸水溶液の電気分解を停止することを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の炭酸ガス溶解液製造方法。

[4] 電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させる炭酸ガス溶解液製造方法であって、シユウ酸水溶液の pH値を測定し、当該 pH値が弱酸性の領域になった時に、シユウ酸水溶液の電気分解を停止することを特徴とする炭酸ガス溶解液製造方法。

[5] シユウ酸水溶液が充填された電解槽の一部に予めメチルレッド等の指示薬を少量入れた色調確認のための容器を入れ、容器内の指示薬の色調を見て、電気分解を制御することを特徴とする請求の範囲第 2項または第 4項に記載の炭酸ガス溶解液製造方法。

[6] 電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させる炭酸ガス溶解液製造方法であって、シユウ酸水溶液の酸化還元電位を測定し、この酸化還元電位を基準に、シユウ酸水溶液の電気分解を制御することを特徴とする炭酸ガス溶解液製造方法。

[7] シユウ酸水溶液の酸ィ匕還元電位がマイナスミリボルトの上限に達した時に、シユウ酸水溶液の電気分解を停止することを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の炭酸ガス溶解液製造方法。

[8] シユウ酸水溶液が充填される電解槽と、この電解槽内のシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させる電気分解装置と、電解槽内の電極配置領域に超音波を印加可能に配置されかつ発生した炭酸ガスの気泡を超音波の作用により、該気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させる超音波発生装置とを備えることを特徴とする炭酸ガス溶解液製造装置。

[9] 電気分解装置と、超音波発生装置とを制御し、炭酸ガスの微小気泡を一定粒径の範囲に納める粒径制御装置を備えていることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の炭酸ガス溶解液製造装置。

[10] 電解槽には、シユウ酸水溶液の pHを計測する pH測定器が付設されてヽることを特徴とする請求の範囲第 8項または 9項に記載の炭酸ガス溶解液製造装置。

[11] pH測定器力の信号により、電気分解装置と超音波発生装置を停止させる運転制御装置が備えられていることを特徴とする請求の範囲第 10項に記載の炭酸ガス溶解液製造装置。

[12] 電気分解装置の電極がコイル状に形成されており、このコイル状の電極の内側に、前記超音波発生装置の超音波振動子が挿入されていることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の炭酸ガス溶解液製造装置。

[13] 電極が薄板状に形成されており、陽極側の 1つの前記電極と陰極側の 1つの前記電極とから構成される組電極が複数設けられ、かつ、これら組電極は陽極側が対向して設置されるとともに、組電極の陽極側に位置して超音波振動子が挿入されていることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の炭酸ガス溶解液製造装置。

[14] 電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させる炭酸ガス溶解液製造方法のための製造装置にぉ、て、シユウ酸水溶液が充填される電解槽と、この電解槽内のシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させる電気分解装置と、電解槽内のシユウ酸水溶液の pH値を測定する測定器とを備えたことを特徴とする炭酸ガス溶解液製造装置。

[15] 電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させる炭酸ガス溶解液製造方法のための製造装置にぉ、て、シユウ酸水溶液が充填される電解槽と、この電解槽内のシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させる電気分解装置と、電解槽内のシユウ酸水溶液の酸化還元電位を測定する測定器とを備えたことを特徴とする炭酸ガス溶解液製造装置。

[16] 電解槽には、陽極と陰極とを分ける隔膜が設けられてヽることを特徴とする請求の範囲第 8項〜第 15項のうちの何れか一項に記載の炭酸ガス溶解液製造装置。

[17] 電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させるとともにシユウ酸水溶液中で超音波を印加させて、発生した炭酸ガスの気泡力超音波の作用により一定粒径の微小気泡を形成し、一定粒径の炭酸ガス微小気泡が溶解されたシユウ酸水溶液を主成分とすることを特徴とする炭酸水。

[18] 電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシユウ酸水溶液を、弱酸性の pHまで電気分解して炭酸ガスを発生させ、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことができる炭酸ガス微小気泡が溶解されたシユウ酸水溶液を主成分とすることを特徴とする炭酸水。

[19] 電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシユウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシユウ酸水溶液中に溶解させた炭酸水であって、シユウ酸水溶液の酸化還元電位を測定し、この酸ィ匕還元電位がマイナスミリボルトの上限に達した時に、シユウ酸水溶液の電気分解を停止して得たことを特徴とする炭酸水。

[20] 炭酸水の濃度を、 400ppm以上としたことを特徴とする請求の範囲第 17項〜第 19 項のうちのいずれか一項に記載の炭酸水。