WO2007077654A1

WO2007077654A1 - 炭酸ガス溶解液製造方法、製造装置および炭酸水

Info

Publication number: WO2007077654A1
Application number: PCT/JP2006/318853
Authority: WO
Inventors: Yoh Sano; Masahiko Asano; Hitoshi Yagi
Original assignee: Omsi Co., Ltd.
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2007-07-12
Also published as: KR100915279B1; US8273236B2; TW200730437A; CN101115685A; KR20070108924A; US20090175960A1; EP1967496B1; TWI327989B; EP1967496A1; EP1967496A4; CN101115685B; JPWO2007077654A1; JP5087408B2

Abstract

　第１の水溶液を電解槽２内の電極間７ａ，７ｂに直流電圧を印加することにより、電気分解して、上記水溶液中に電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸化場となった状態の第１の水溶液中にカルボン酸を溶解した第２の水溶液を混ぜて、酸化場となった状態の第１の水溶液中に電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸化させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させることにより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、水溶液を電気分解して、当該水溶液中に電子が不足した状態の酸ィ匕場を作り、この酸ィ匕場となった状態の水溶液中にカルボン酸を溶解した別の水溶液を混ぜてカルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスの微小気泡を溶解させる炭酸ガス溶解液の製造方法、製造装置および当該製造方法により得られる炭酸水に関する。

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。

[0005] 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。

[0006] 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 11一 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

[0007] 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。

[0008] 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。

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。

[0009] そこで、本発明者等は、このような背景に鑑みて、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!、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ヽ環境に対しても優しぐ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か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手段を開発した (特願 2005— 337575号)。この特許出願による手段は、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ものである。

[0010] ところで、この特許出願による手段では、シユウ酸水溶液をイオン化するための電気分解に時間がカゝかるという解決すべき課題が残されていた。

そこで、本発明者等は、このような課題を解決すべく鋭意研究した結果、水溶液を最初力もアルカリ性にしておけば、電気分解にも時間が力からないのではないかと考え、実際に水溶液をアルカリ性にしておいて電気分解すると、陽極、陰極より反応するガスの出方が非常に早いとの知見を得た。

そして、水溶液をアルカリ性にするものとして、シユウ酸カリウムが炭酸ガスを発生させるのに好適であるとの見解にたち、シユウ酸カリウムを電気分解して、炭酸ガスの発生を見たところ、電気分解してできた水溶液に手を漬けてみても、全く皮膚の表面に泡がつかず、また皮膚紅潮も見られな!/ヽと、う結果に終わった。

[0011] 本発明は、このような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、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、環境に対しても優しぐ炭酸ガスの微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を容易に短時間でしか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課題としている。

課題を解決するための手段

[0012] 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、電極を備えた電解槽内において、第 1の水溶液を電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電気分解して、上記水溶液中に電子が不足した状態の酸ィ匕場を作り、この酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜて、酸化場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸化させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させることを特徴とする。

本発明によれば、電解槽内に充填された第 1の水溶液が電気分解により電子が不足した状態 (酸化場)となる。この電子が不足した状態となった酸ィ匕場の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜると、第 1の水溶液中では、電子を補う反応が進み、カルボン酸が酸化されて、水溶液中に炭酸ガスが発生する。

たとえば、カルボン酸の一つであるシユウ酸の反応は次のような反応となる。

(COOH) →2CO + 2H⁺ + 2e"

2 2

電気分解により酸ィ匕場となった第 1の水溶液では、電子を補うための上記の反応が進み、炭酸ガスの生成反応が促進することとなる。

そして、このような本発明によれば、炭酸ガスの生成反応が促進されて水溶液中に炭酸ガスが溶解されていくので、従来の炭酸泉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、炭酸ガス溶解液を容易にし力ゝも低コストで製造することができる。また、本発明では、電極を備えた電解槽内において、第 1の水溶液を電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電気分解して、上記水溶液中に電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸化場となった状態の第 1の水溶液と、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液とを混ぜて、酸化場となった状態の第 1の水溶液中に、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液力電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させることを特徴とする。

本発明においても、電解槽内に充填された第 1の水溶液が電気分解により電子が不足した状態 (酸化場)の第 1の水溶液と、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液とを混ぜることにより、この水溶液中では、電子を補う反応が進み、カルボン酸が酸ィ匕されて、水溶液中に炭酸ガスが爆発的に発生する。

たとえば、カルボン酸の一つであるシユウ酸の反応では次のような反応となる。

(COOH) →2CO + 2H⁺ + 2e" 電気分解により酸ィ匕場となった第 1の水溶液と、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液との混合水の中では、電子を補うための上記の反応が進み、炭酸ガスの生成反応が促進される。

したがって、炭酸ガス溶解液を容易にし力ゝも低コストで製造することができるものである。

[0014] また、本発明では、請求の範囲第 1項もしくは第 2項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法において、第 1の水溶液の電気分解を pH値 6以上まで行うことが好ましい。 pH値 6以上であると、炭酸ガスは安定して発生する力 pH値が 6以下であるとィォンに溶けて炭酸ガスの濃度がなくなる力もである。

すなわち、電極の陽極では、次の反応が進む。

2HCO "→2CO +H 0 + 2e" + 20

3 2 2 2

pH値が 6以上であると、上記炭酸ガスが細か!/ヽ泡となって電気分解された液中に残る力 pH値が 6以下であると、この反応が戻って、 COの濃度がなくなる。

2

[0015] さらに本発明では、請求の範囲第 1項もしくは第 2項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法において、第 1の水溶液の電気分解を pH値 6以上まで行った後、第 2の水溶液を、 pH値 5〜7までの範囲となるように水溶液の量を調整して酸化場となった状態の第 1の水溶液中に加えることを特徴とする。

本発明方法によれば、第 1の水溶液の電気分解を pH値 6以上まで行い、炭酸ガスを安定して発生させた後、電気分解した第 1の水溶液中に細かい泡となった炭酸ガスを残し、この第 1の水溶液中に、第 2の水溶液を、 pH値 5〜7までの範囲となるように水溶液の量を調整して酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に加える手段をとるため、細かい泡となって残った炭酸ガスと、第 1の水溶液中でカルボン酸が酸ィ匕されて分解して爆発的に生じた炭酸ガスとが一緒になつて、水溶液中の炭酸ガス濃度を高める効果がある。

また第 2の水溶液を加えた後の pH値が 5〜7の範囲内である弱酸性領域であるため、肌に対しても優しい水溶液となるなどの効果がある。

[0016] また本発明にかかる炭酸ガス溶解液の製造方法においては、第 1の水溶液の電気分解を pH値 6以上まで行った後、第 2の水溶液を加える前に酸性の溶液を加えて第 1の水溶液の ρΗ値を 5〜7の範囲となるよう調整した後、 pH値を 5〜7の範囲を保持するように第 2の水溶液をカ卩えるようにしても良、。

本発明方法においては、第 2の水溶液をカ卩える前に、予め第 1の水溶液の pH値を 5〜7の範囲となるよう調整しておいて、第 2の水溶液を加える手段をとるため、第 2の水溶液で pH値を pH値 5〜7の間に調整する必要がなぐこれにより、第 2の水溶液の濃度を低くしても、炭酸ガスの生成反応を促進することができる。

[0017] 本発明は、電極を備えた電解槽内において、第 1の水溶液を電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電気分解しつつ、第 1の水溶液の pH値を pH値 7付近まで上げて、き、 pH値が 7に近づく度に第 1の水溶液の pH値を下げる酸性の溶液をカ卩えて、第 1の水溶液の pH値をアルカリの範囲にもっていかないようにして常に pH6〜7の弱酸性領域に保持するように調整しつつ第 1の水溶液中に電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸化場となった状態の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜて、酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、第 2の水溶液中に含有されるカルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させることを特徴とする。

本発明においては、 pH値が 7に近づく度に第 1の水溶液の pH値を下げる酸性の溶液をカ卩えて、第 1の水溶液の pH値をアルカリの範囲にもっていかないようにして常に pH6〜7の弱酸性領域に保持するように調整しつつ第 1の水溶液中に電子が不足した状態の酸化場を作るため、炭酸ガスが安定して発生する酸化場を常に長い間保持することができ、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜた際に、酸化場となつた状態の第 1の水溶液中へ多くの電子を与えて還元させることができ、これにより、第 2の水溶液中に含有されるカルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中への炭酸ガスの発生をより多く促進させることができる。

[0018] また、本発明では、請求の範囲第 1項もしくは第 2項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法にぉ、て、第 1の水溶液の電気分解を酸ィ匕還元電位がマイナス mVの値になるまで行うことを特徴とする。

pH値の代わりに酸ィ匕還元電位を電気分解を行う際の基準値とすることもでき、酸化還元電位がマイナス mVの値になるまで行うようにすれば、第 1の水溶液が電気分解により電子が不足した状態の酸ィ匕場となり、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液とを混ぜることにより、この水溶液中では、電子を補う反応が進み、カルボン酸が酸ィ匕されて、水溶液中に炭酸ガスが爆発的に発生することとなる。

[0019] また、本発明は、請求の範囲第 1項もしくは第 2項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法にお、て、第 1の水溶液の電気分解を酸ィ匕還元電位がマイナス mVの値になるまで行った後、第 2の水溶液を加えることを特徴とする。

本発明によれば、第 1の水溶液の電気分解を酸ィ匕還元電位がマイナス mVの値まで行い、炭酸ガスを安定して発生させた後、電気分解した第 1の水溶液中に細かい泡となった炭酸ガスを残し、この第 1の水溶液中に、第 2の水溶液を、カロえる手段をとるため、細かい泡となって残った炭酸ガスと、第 1の水溶液中でカルボン酸が酸ィ匕されて分解して爆発的に生じた炭酸ガスとが一緒になつて、水溶液中の炭酸ガス濃度を高める効果がある。

[0020] さらに本発明では、請求の範囲第 1項ないし第 8項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法において、電気分解をする前もしくは電気分解中に第 1の水溶液中に炭酸塩を加えることを特徴とする。

本発明によれば、第 1の水溶液中に炭酸塩を加えることにより、炭酸塩が分解して反応し、第 1の水溶液の pH値が上がり、電気分解が促進されるとともに、炭酸塩の反応により生じた炭酸ガスと、酸化場の中で第 2の水溶液を混ぜることにより生じた炭酸ガスとが共存して、水溶液中の炭酸ガス濃度を高める効果がある。

[0021] また、本発明では、炭酸塩として、炭酸水素ナトリウムであることが好ましい。炭酸水素ナトリウムでは、水に溶けやすぐまた、以下の反応によって生じたナトリウムイオン力 Sカルボン酸との組み合わせで緩衝作用を発揮するため、 pH値を上げな、効果がある。

NaHCO→Na⁺ + HCO "

3 3

HCO " +H⁺→H CO→CO +H O [0022] 本発明は、請求の範囲第 1項ないし第 10項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法において、第 1の水溶液には、カルボン酸とそのカルボン酸の 1価の陽イオンの塩を溶解させておくことを特徴とする。

本発明によれば、第 1の水溶液には、カルボン酸とそのカルボン酸の 1価の陽ィォンの塩を溶解させておくため、電気分解を続けても、溶液自身の pH変化を最小ならしめるような緩衝作用を発揮するため、安全安定な電気分解をすることができる効果がある。

なお、 1価の陽イオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビシゥム、セシウム、フランシウムなどが挙げられる。

[0023] 本発明は、請求の範囲第 1項ないし第 10項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法において、第 1の水溶液は、酸味のある果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする水溶液であることを特徴とする。

酸味のある果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする水溶液とした場合には、これら酸味のある果汁に含まれるクェン酸、リンゴ酸、酒石酸、茶葉の抽出液に含まれるシユウ酸が分解し、炭酸ガスが水溶液中に生じることとなる。なお、酸味のある果汁としては、みかん、夏みかん、オレンジ (バレンシア）、グレープフルーツ、レモン、ライム、リンゴ、ブドウ、もも、あんず、さくらんぼ、イチゴ、パイナツプル、パッションフルーツ、ばなな、うめ、メロンなどが挙げられる。

そして、これら酸味のある果汁もしくは茶葉の抽出液を用いた場合には、より安全な炭酸ガス溶解液を作ることができる。

[0024] また本発明は、請求の範囲第 1項ないし第 12項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法において、カルボン酸としては、少なくともシユウ酸、酢酸、クェン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸のうちの一つであることが好ましい。

[0025] さらに、本発明は、請求の範囲第 1項ないし第 14項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法において、第 2の水溶液に溶解するカルボン酸としては、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつに含まれるシユウ酸、クェン酸、リンゴ酸、もしくは酒石酸であることが好ま、。

[0026] また、本発明は、電極を備えた電解槽内に、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液の、ずれかひとつを主要成分とする第 1の水溶液と炭酸水素ナトリウムを入れ、電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、果汁もしくは茶葉に含まれるカルボン酸を電気分解しつつ、電解槽内の第 1の水溶液の pH値を pH値 6以上まで行、、電解槽内の第 1の水溶液を電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸ィ匕場となつた状態の第 1の水溶液に、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液を、この弱酸性の領域以下に下げないように混ぜて、酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、第 2の水溶液中に含有されるカルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させることを特徴とする。

本発明では、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする第 1の水溶液と炭酸水素ナトリウムとが反応して炭酸ガスが発生し、またこの第 1の水溶液の pH値が上がることにより、電気分解が促進され、炭酸塩の反応により生じた炭酸ガスと、酸ィ匕場の中で第 2の水溶液を混ぜることにより生じた炭酸ガスとが共存して、水溶液中の炭酸ガス濃度が高まる。

[0027] また、前記炭酸ガス溶解液の製造方法にお!、て、第 2の水溶液に溶解するカルボン酸としては、少なくともシユウ酸、酢酸、クェン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸のうちの一つであることが好ましい。

[0028] さらに前記炭酸ガス溶解液の製造方法では、第 2の水溶液に溶解するカルボン酸は、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつに含まれるシユウ酸、クェン酸、リンゴ酸、もしくは酒石酸であることが好ましい。

[0029] また本発明では、請求の範囲第 1項もしくは第 2項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法において、第 1の水溶液をアルカリ水溶液としたことを特徴とする。

[0030] 本発明によれば、第 1の水溶液を予めアルカリ水溶液としたことにより、電解槽内に充填された第 1の水溶液の電気分解が速やかに促進され、第 1の水溶液を、短時間で、電子が不足した状態 (酸ィ匕場)の状態とすることができ、次の工程で起きるカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜる際に、カルボン酸の酸ィ匕を短時間にて促進させることができ、水溶液中に炭酸ガスを短時間で爆発的に発生させることが可能となる。

[0031] また、本発明は、電解槽内に pH値を 7以上としたアルカリ水溶液を充填し、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アルカリ水溶液を電気分解して水素、酸素を発生させ、当該アルカリ水溶液中に、水素、酸素を溶存させた後、このアルカリ水溶液に、シユウ酸水溶液をカ卩えることにより、アルカリ水溶液中に溶存させた水素と酸素にシユウ酸を反応させることによって、水溶液中に炭酸ガスの微小気泡が溶解した炭酸ガス溶解液を製造することを特徴とする。

[0032] そして、本発明方法によれば、 pH値を 7以上としたアルカリ水溶液を電気分解して水素、酸素を発生させ、当該アルカリ水溶液中に、水素、酸素を溶存させた後、この水素、酸素を溶存させることによってできた酸ィ匕場のアルカリ水溶液に、シユウ酸水溶液を加えるという手段により、シユウ酸が陽極で生じた酸素および陰極で生じた水素と化学反応して爆発的に炭酸ガスの微小気泡が発生する。

つまり、アルカリ水溶液の電気分解によって発生した酸素と水素と、シユウ酸水溶液のシユウ酸との化学反応による炭酸ガスの微小気泡の爆発的な発生によって、多量の炭酸ガスの微小気泡が発生する。

したがって、炭酸ガスの微小気泡が溶解した炭酸ガス溶解液を製造するのに炭酸泉の製

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。よって、微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を容易にし力も低コストで製造できる。

また、水溶液中にシユウ酸イオンがあら力じめ電離しているので、より短時間で炭酸ガ

ス溶解液を製造することができる。

また、このようにして製造された炭酸水 (炭酸泉)では、電気分解して発生した酸素と水素と、シユウ酸水溶液のシユウ酸との化学反応による炭酸ガスの微小気泡の発生により、炭酸ガスの気泡が、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、う特有の効果を得ることができる。

[0033] さらに本発明では、アルカリ水溶液に加えるシユウ酸水溶液の量はシユウ酸水溶液を加えた後に水溶液の pH値が弱酸性の領域になるように設定しておくことを特徴とする。

[0034] 本発明によれば、アルカリ水溶液にカ卩えるシユウ酸水溶液の量をシユウ酸水溶液を加えた後に水溶液の pH値が弱酸性の領域になるように設定しておくため、人の肌に対して優しいとされる弱酸性の領域に炭酸水を製造することができ、また、この量による炭酸の濃度も、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ものであり、最も好適な炭酸水を製造する際の制御が可能になる。

[0035] また本発明は、請求項 22もしくは請求項 23に記載の炭酸ガス溶解液製造方法において、アルカリ水溶液として、シユウ酸カリウムを水に溶解することにより得られるものであることを特徴とする。

[0036] 本発明によれば、アルカリ水溶液として、シユウ酸カリウム水溶液としたので、シユウ酸カリウム水溶液を電気分解することにより、酸素と水素だけでなぐ炭酸ガスもまた発生するので、より濃度の高い炭酸水を得ることができる。

このときのメカニズムとしては、次のことが考えられる。

すなわち、シユウ酸カリウムを水溶液に溶解すると、シユウ酸カリウムが溶解した段階で水溶液は、アルカリ水溶液となり、このアルカリ水溶液を電気分解すると、水素、酸素、炭酸ガスが発生する。

この反応式は、たとえば以下である。

HCO "→CO +OH"

3 2

あるいは

(COO") →2CO +0 + 2e"

2 2 2

となり、この反応式によって生じた非常に小さな COガスのナノ粒子に、次に起こる

2

シユウ酸などのカルボン酸が分解して生じる CO力あらかじめ存在する COのナノ粒子を核として COガスの泡が成長するためと考えられる。

2

そして、この反応式によって、後に加えるシユウ酸と、電気分解して酸化場となったシユウ酸水溶液のシユウ酸との化学反応による炭酸ガスの微小気泡の爆発的な発生によって、多量の炭酸ガスの微小気泡が発生するものである。

[0037] また、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いたシユウ酸カリウム水溶液を電気分解して炭酸ガス、水素、酸素を発生させ、当該シユウ酸カリウム水溶液中に炭酸ガス、水素、酸素を溶存させた後、このシユウ酸カリウム水溶液に、シユウ酸水溶液をカ卩えることにより、炭酸ガスの微小気泡が溶解した炭酸ガス溶解液を製造することを特徴とする。

[0038] 本発明によれば、まずシユウ酸カリウム水溶液中のシユウ酸イオンが電気分解されて炭酸ガスの微小気泡が発生する。そして、この電気分解したシユウ酸カリウム水溶液にシユウ酸水溶液を加えると、シユウ酸が陽極で生じた酸素および陰極で生じた水素と化学反応して炭酸ガスの微小気泡が爆発的に発生する。つまり、シユウ酸力リウム水溶液の電気分解による炭酸ガスの微小気泡の発生と、シユウ酸の化学反応による炭酸ガスの微小気泡の発生によって、多量の炭酸ガスの微小気泡が発生する。したがって、炭酸ガスの微小気泡が溶解した炭酸ガス溶解液を製造するのに炭酸泉の製

ス溶解液を製造することができる。

[0039] また、このようにして製造された炭酸水 (炭酸泉)では、電気分解して発生した酸素と水素と、シユウ酸水溶液のシユウ酸との化学反応による炭酸ガスの微小気泡の発生とともに、シユウ酸カリウムの電気分解により炭酸ガスが発生し、これら炭酸ガスの気泡が、水溶液中に溶解されるため、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 V、う特有の効果を得ることができる。

[0040] また本発明の炭酸ガス溶解液製造方法にお!、ては、電気分解したシユウ酸カリウム水溶液にシユウ酸水溶液を加えるに際し、電解槽内のシユウ酸カリウム水溶液の pH 値を測定し、所望の pH値によってシユウ酸水溶液の追加を停止することを特徴とする。

[0041] 本発明方法によれば、シユウ酸カリウム水溶液は強アルカリであるので、これにシュゥ酸水溶液を加えていくと、シユウ酸カリウム水溶液が中和されていくので、所望の p H値によってシユウ酸水溶液の追加を停止することによって、所望の pH値の炭酸ガス溶解液を得ることができる。例えば、 pHが 5〜6. 8等の領域でシユウ酸水溶液の追加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ができる。このような弱酸性の炭酸ガス水溶液は、人間の肌に対して優ヽものとなる。

[0042] また、本発明において、電気分解する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をより微小気泡にして水溶液中に溶解させるようにすれば、水溶液中で発生する炭酸ガスの粒径をさらに微小にして均一化することができるので、好ましい。

[0043] また、本発明は、たとえば図 1に示すように、電極 7a、 7bを備えた電解槽 2内において、第 1の水溶液を電解槽 2内の電極 7a、 7b間に直流電圧を印加することにより、電気分解して、上記水溶液中に電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸化場となった状態の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜて、酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させることを特徴とする炭酸ガス溶解液の製造方法に用いられる炭酸ガス溶解液製造装置であって、前記電解槽 2に、 pH値もしくは酸ィ匕還元電位のいずれか一つもしくは両方の値を測定する測定器 11を備えることを特徴とする。

[0044] 本発明によれば、 pH値を 7以上としたアルカリ水溶液が充填される電解槽 2に、 pH 値もしくは酸ィ匕還元電位のいずれか一つもしくは両方の値を測定する測定器 11を有して構成されており、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。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。

[0045] そして、電解槽 2に付設されている pH値もしくは酸ィ匕還元電位のいずれか一つもしくは両方の値を測定する測定器 11により、所望の pH値を pH測定器 11によって把握し得て、シユウ酸水溶液の追加を停止することができるので、所望の pH値の炭酸ガス溶解液を得ることができる。例えば、 pHが 5〜6. 8領域でシユウ酸水溶液の追加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ができる。

すなわち、電極 7a、 7bを備えた電解槽 2内において、第 1の水溶液を電解槽 2内の電極 7a、 7b間に直流電圧を印加することにより、電気分解していくと、上記水溶液中は電子が不足した状態の酸ィ匕場となって、第 iの水溶液はアルカリ性になっていくが

、測定器 11によって、 pH値もしくは酸ィ匕還元電位が測定されるので、これらの測定値によって、例えば、 pHが 5〜6. 8領域でシユウ酸水溶液の追カ卩を停止するなど、弱酸性の炭酸ガス水溶液を容易に得ることができる。

[0046] また本発明の装置は、例えば、図 5に示すように、電極 7a、 7bを備えた電解槽 2Aと、この電解槽 2Aに備えられた電極 7a、 7bに直流電圧を印加させて電解槽 2A内に充填される水溶液を電気分解する電気分解装置 3Aと、カルボン酸を溶解した水溶液を充填する充填容器 50と、前記電解槽 2Aに備えられて pH値もしくは酸化還元電位の、ずれか一つもしくは両方の値を測定する測定器 11と、前記測定器 11の pH値力^付近もしくは 7以上になったときもしくは酸ィ匕還元電位がマイナス mVの値になつたときに、充填容器 50中のカルボン酸を溶解した水溶液を電解槽 2Aに入れる制御装置 3Aを備えて、ることを特徴とする。

[0047] 本発明装置によれば、電極 7a、 7bを備えた電解槽 2Aと、この電解槽 2A内に充填される水溶液を電気分解する電気分解装置 3Aと、カルボン酸を溶解した水溶液を充填する充填容器 50と、前記電解槽 2Aに備えられて pH値もしくは酸化還元電位の V、ずれか一つもしくは両方の値を測定する測定器 11と、前記測定器 11の pH値が 7 付近もしくは 7以上になったときもしくは酸ィ匕還元電位がマイナス mVの値になったときに、充填容器 50中のカルボン酸を溶解した水溶液を電解槽 2Aに入れる制御装置 3Aとを主体として構成されているので、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することがない。

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。

本発明では、電解槽 2Aに充填した水溶液を電気分解装置 3Aにより電気分解し、測定器 11によって、 pH値もしくは酸ィ匕還元電位を測定することにより、水溶液を適正な酸化場の状態に制御することができる。

また制御装置 3Aによって、充填容器 50中のカルボン酸を溶解した水溶液を電解槽 2Aに入れるように制御するため、炭酸泉を容易に製造することができる。

[0048] また、本発明は、例えば図 5に示すように、第 1の水溶液を電気分解して、当該水溶液中に電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸化場となった状態の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜて、酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させることを特徴とする炭酸ガス溶解液の製造方法に用いられる炭酸ガス溶解液製造装置であって、第 1の水溶液を電気分解する電解槽 2Aと、この電解槽 2Aに備えられた電極 7a、 7bと、この電極 7a、 7bに直流電圧を印加させて電解槽 2A内に充填される第 1の水溶液を電気分解する電気分解装置 3Aと、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液を充填する充填容器 50と、前記電解槽 2Aで電気分解された水溶液の pH値もしくは酸ィ匕還元電位のいずれか一つもしくは両方の値を測定する測定器 11 と、前記測定器 11の pH値が 7付近もしくは 7以上になったときもしくは酸ィ匕還元電位がマイナス mVの値になったときに、充填容器 50中のカルボン酸を溶解した水溶液を電解槽 2Aに入れる制御装置 3Aと、電解槽 2Aで電気分解された第 1の水溶液と、第 2の水溶液とを反応させる反応槽 51と、電解槽 2Aと反応槽 51との間に備えられて水溶液をこれら 2つの槽間で循環させる循環ポンプ 52とを備えたことを特徴とする。

[0049] 本発明によれば、循環ポンプ 52が、電解槽 2Aで電気分解される第 1の水溶液を、反応槽 51と、電解槽 2Aとの間で循環させるため、電解槽 2A内に一定量の水溶液が常に流入して多くの水溶液が効率良く電気分解されて!/、くので、水溶液の電解効率が上がり、また循環される水溶液が反応槽 51に一度貯留される構成となるので、第 2の水溶液が充填容器 51から流れたときに、この反応槽 51で第 1の水溶液と第 2 の水溶液とが反応し、炭酸ガスが爆発的に反応槽 51内で生じることとなる。

そして、このような装置によっても、炭酸泉の製造方法のような散気手段や、炭酸ガスボンべ、ガス分離器、圧縮機といった機器等を必要とすることがないため、微小気泡が溶解して、る炭酸ガス溶解液を容易にし力も低コストで製造できる。

[0050] また、本発明では、前記反応槽 51を浴槽とすることが好ましい。

反応槽 51を浴槽とすれば、一般住宅の風呂への適用性を高めることができる。

[0051] また、本発明は、第 1の水溶液を電気分解して、当該水溶液中に電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸化場となつた状態の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜて、酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスの微小気泡を溶解させた水溶液を主成分とする炭酸水であることを特徴とする。

[0052] 本発明によれば、カルボン酸の酸ィ匕によって、水溶液中に炭酸ガスの微小気泡が溶解されるので、炭酸ガスの微小気泡が溶解された炭酸水によって、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。

[0053] また本発明の炭酸水では、第 1の水溶液をカルボン酸を溶解した水溶液とすることが好ましい。第 1の水溶液をカルボン酸を溶解した水溶液とすると、第 1の水溶液の電気分解によって、炭酸ガスの微小気泡が生じ、この微小気泡の炭酸ガスを核として、次に起こるシユウ酸などのカルボン酸が分解してできる炭酸ガスの泡が成長するために、炭酸泉としての特徴を効果的に生じさせることができる。

[0054] また、本発明では、第 1の水溶液には、カルボン酸とそのカルボン酸の 1価の陽ィォンの塩を溶解させた水溶液とすることがより好まヽ。

第 1の水溶液を、カルボン酸とそのカルボン酸の 1価の陽イオンの塩を溶解させた水溶液とすると、この水溶液自身が緩衝液となるため、第 1の水溶液の電気分解によつても、 pHが強アルカリのような範囲に傾くことがなぐ中性の炭酸水として、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。 [0055] また、本発明では、第 1の水溶液を、酸味のある果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする水溶液とすることもできる。

これら酸味のある果汁もしくは茶葉の抽出液には、カルボン酸が含まれており、前述したような炭酸水を作る上で、環境にも優しぐ人体にも安全な炭酸水とすることができる。

[0056] さらに本発明では、カルボン酸を、少なくともシユウ酸、酢酸、クェン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸のうちの一つであることが、環境にも人体にも安全な炭酸水とするうえで好まし、。

[0057] さらにまた、本発明では、第 2の水溶液に溶解するカルボン酸を、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつに含まれるシユウ酸、クェン酸、リンゴ酸、もしくは酒石酸であることが、第 1の水溶液と同様に環境にも人体にも安全な炭酸水とするうえで好ましい。

[0058] また本発明は、電極を備えた電解槽内に、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする第 1の水溶液と炭酸水素ナトリウムを入れ、電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、果汁もしくは茶葉に含まれるカルボン酸を電気分解しつつ、電解槽内の第 1の水溶液の pH値を pH値 7付近もしくは pH 値 7以上まで行い、電解槽内の第 1の水溶液を電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液に、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液を、この弱酸性の領域以下に下げないように混ぜて、酸化場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、第 2の水溶液中に含有されるカルボン酸を酸ィヒさせ、水溶液中に炭酸ガスの微小気泡を溶解させた水溶液を主成分とすることを特徴とする。

[0059] 本発明では、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする水溶液を電気分解して酸化場を作り、次に起こるカルボン酸の分解をこの酸化場で行うようにしているので、環境にも人体にも安全な炭酸水とすることができる。

[0060] また、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いたシユウ酸カリウム水溶液を電気分解して炭酸ガス、水素、酸素を発生させ、当該シユウ酸カリウム水溶液中に炭酸ガス、酸素を溶存させた後、このシユウ酸カリウム水溶液に、シユウ酸水溶液を加えることにより、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ことを特徴とする。

[0061] 本発明によっても、電解槽内に充填しておいたシユウ酸カリウム水溶液を電気分解して炭酸ガス、水素、酸素を発生させ、当該シユウ酸カリウム水溶液中に炭酸ガス、酸素を溶存させた後、このシユウ酸カリウム水溶液に、シユウ酸水溶液を加えること〖こより、爆発的に生じ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。

[0062] また、本発明は、炭酸水の濃度が、 400ppm以上であることが、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ので、好ましい。

なお、 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 Vヽ炭酸水を提供することができるものである。

発明の効果

[0063] 本発明によれば、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!/、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るので、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、炭酸ガスボンベを使わない環境に対しても優しぐ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短時間で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炭酸水を製造できる。

[0064] そして、本発明方法では、電極を備えた電解槽内において、第 1の水溶液を電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電気分解して、上記水溶液中に電子が不足した状態の酸ィ匕場を作り、この酸化場となった状態の第 1の水溶液と、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液とを混ぜて、酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液力電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させるというきわめて特徴のある手段により、炭酸ガスを発生させるようにしてヽるので、微小気泡が溶解してヽる炭酸ガス溶解液を容易に短時間でし力も低コストで、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ものである。

[0065] また、このような特徴的な方法で製造された炭酸水は、カルボン酸が化学反応によつて、分解して水溶液中に溶存されることとなるので、きわめて微小な炭酸ガスを溶存させることができ、これにより、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。

図面の簡単な説明

[0066] [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]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ブロック図である。

[図 6]炭酸ガス濃度の計測装置の概略構成を示す図である。

[図 7]CO濃度を X軸、吸光度を y軸にプロットしたグラフである。

2

[図 8]本発明方法により製造した炭酸水中の炭酸ガスの粒径値をプロットしたグラフである。

[図 9]従来技術の炭酸ガスボンベにより製造された炭酸水中の炭酸ガスの粒径値をプロットしたグラフである。

発明を実施するための最良の形態

[0067] 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。

まず、炭酸ガス溶解液の原料となる原料水溶液につ!ヽて説明する。

原料水溶液としては、電気分解をする第 1の水溶液と、電気分解によって電子が不足した状態の酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に混ぜるカルボン酸を溶解した第 2の水溶液とがある力これらの水溶液としては、例えば、酸味のある果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする水溶液などが用いられる。

[0068] また、第 1の水溶液には、カルボン酸を溶解した水溶液としても良ぐこの場合、第 1 及び第 2の水溶液のカルボン酸としては、少なくともシユウ酸、酢酸、クェン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸のうちの一つであれば良い。

なお、酸味のある果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする水溶液とした場合には、これら酸味のある果汁に含まれるクェン酸、リンゴ酸、酒石酸、茶葉の抽出液に含まれるシユウ酸が分解し、炭酸ガスが水溶液中に生じることとなるのである。

ここで、酸味のある果汁としては、みかん、夏みかん、オレンジ (バレンシア）、グレープフルーツ、レモン、ライム、リンゴ、ブドウ、もも、あんず、さくらんぼ、イチゴ、パイナツプル、パッションフルーツ、ばなな、うめ、メロンなどが挙げられる。

これら果汁には、天然果汁の中に次のような量のクェン酸、リンゴ酸、酒石酸が含まれている (最新果汁，果実飲料事典日本果汁協会監修朝倉書店発行 1997年 10 月 1日第 1刊参照)。

すなわち、みかん（温州みかん）ではクェン酸 0. 96%、リンゴ酸 0. 05%、夏みかんではクェン酸 1. 96%、リンゴ酸 0. 05%、オレンジ（バレンシア）ではクェン酸 0. 98 %、グレープフルーツでは、クェン酸 1. 33%、リンゴ酸 0. 08%、レモンでは、クェン酸 6. 08%、リンゴ酸 0. 08%、ライムではクェン酸 6. 9%、リンゴ（国光）ではクェン酸 0. 02%、リンゴ酸 0. 51%、ブドウ（コンコード）ではリンゴ酸 0. 65%、酒石酸 0. 43 %、もも（水密）では、リンゴ酸 0. 63%、あんずでは、リンゴ酸 1. 64%、さくらんぼ (ナポレオン）では、リンゴ酸 0. 67%、イチゴではクェン酸 0. 91%、リンゴ酸 0. 1%、ノィナツプルではクェン酸 0. 84%、リンゴ酸 0. 12%、パッションフルーツではクェン酸 2. 14%、ノナナではクェン酸 0. 32%、リンゴ酸 0. 37%、うめではクェン酸 3. 3%、リンゴ酸 1. 1%、メロンではクェン酸 0. %、リンゴ酸 0. 01%である。

[0069] また、第 1の水溶液には、カルボン酸とそのカルボン酸の 1価の陽イオンの塩を溶解させておくため、電気分解を続けても、溶液自身の pH変化を最小ならしめるような緩衝作用を発揮するため、安全安定な電気分解をすることができる効果がある。カルボン酸には、シユウ酸、酢酸、クェン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸などが挙げられる。

具体的には、シユウ酸とシユウ酸カリウム、酢酸と酢酸ナトリウム、クェン酸とクェン酸ナトリウム、コハク酸とコハク酸ナトリウム、マロン酸とマロン酸ナトリウム、フマル酸とフマル酸ナトリウム、乳酸と乳酸ナトリウム、リンゴ酸とリンゴ酸ナトリウム、酒石酸と酒石酸ナトリウムの組み合わせなどが挙げられる。

また、緩衝液の組み合わせとしては、上述した例に限定されることはなぐ外から酸もしくは塩基が加えられたとき、これに抗して溶液自身の pH変化を最小ならしめようとする性質を持つ溶液であれば、本発明に適用できることは言うまでもな、。

[0070] さらに原料水溶液として、第 1の水溶液には、 pH7以上のアルカリ水溶液が用いても良ぐ実施例としてはシユウ酸カリウム (K C O )が溶解されている。なお、実施例で

2 2 4

は、アルカリ水溶液を作るためにシユウ酸カリウムを用いた力本発明はシユウ酸カリゥムに限定されるものではない。

[0071] また、シユウ酸カリウムを水溶液として用いた場合は、以下の式に示すように、原料水溶液中で、シユウ酸イオンと、カリウムイオンとに電離する。

[化 1]

COOK coo—

■→ + 2K+

COOK coo一

[0072] シユウ酸イオンは炭酸ガスの原料となり、原料水溶液を電気分解すると、陽極で以下の電気化学反応が生じ、炭酸ガスの気泡が発生する。

C O ²"→2CO + 2e"

2 4 2

[0073] また、カルボン酸の一つであるシユウ酸の反応では次のような反応となる。

(COOH) →2CO + 2H⁺ + 2e"

2 2

[0074] このような原料水溶液を電気分解する場合、例えば図 1に示す炭酸ガス溶解液製造装置によって行う。

なお、以下の説明では、第 1の水溶液としてシユウ酸カリウム水溶液を用いた場合について説明する。

図 1に示す炭酸ガス溶解液製造装置 1は、シユウ酸カリウム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力リウム水溶液の 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!/、る。

[0075] 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。

[0076] 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。

[0077] 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内のシユウ酸カリウム水溶液が電気分解されて、陽極側の電極 7aから炭酸ガス、酸素が発生するが、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。

[0078] 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。

なお、この超音波発生装置 4は、陽極側の電極 7aから発生する炭酸ガスの粒径を小さくする上で好ましいが、本発明では、この超音波発生装置 4は必ずしも必要はない。

[0079] 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。

[0080] 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!/、。

[0081] 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。

[0082] 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。

[0083] 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。

[0084] 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。

[0085] また pH測定器 11は、電解槽 2内の電気分解したシユウ酸カリウム水溶液に、シユウ酸を加える工程時に、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 pH測定器力もの 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、表示部 18にこの pH値を表示することができるようになっている。

なお、実施例では、 pH測定器 11は pHを測定するものとしてその機能を説明しているが、本発明では、 pH値だけでなぐ酸ィ匕還元電位 (ORP)も測定できるような機能を備ええた測定器を用いても良、ことは言うまでもな、。

[0086] 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内にシユウ酸カリウム水溶液を充填し、この充填されているシユウ酸カリウム水溶液を電気分解する。

シユウ酸カリウム水溶液の濃度は 0.1モル (mol/1)〜2モルまで可能である力溶存される炭酸ガスの濃度を考慮して、水溶液の濃度を設定すれば良ヽ。

じっくり皮膚に炭酸ガスの泡を付けるのであれば、 0.1モル (mol/1)程度の電気分解で十分であり、 0.1モル (mol/1)以下であると、後の工程でシユウ酸をカ卩えて爆発的に炭酸ガスを発生させたとしても、炭酸泉として皮膚に泡を付け、紅潮現象を生じさせる上では不十分であり、また濃度が 2モル以上であると、常温ではシユウ酸カリウムが完全に溶解しな、ため、最大値としては 2モルまでが好適である。

そして、この場合、運転制御装置 10によって、電気分解装置 3の電源装置 5から電極 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、電気分解するシユウ酸カリウムの量と濃度、電極の大きさ等により設定される。本発明者等の実験では、電気分解するシユウ酸カリウムの量が多ぐ濃度が高い場合には、電流も大きく（例えば 5A程度）、時間も長くなる。

また、シユウ酸カリウムを電気分解することにより生じる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

[0087] そして、上記のように構成された炭酸ガス溶解液製造装置 1では、運転制御装置 1 0によって、電極 7a、 7bに印加する電圧と時間とを予め設定しておいて、シユウ酸カリゥム水溶液を電気分解すると、陽極側の電極 7aから炭酸ガスと酸素とが発生、シュゥ酸カリウム水溶液中に一部が溶存する。

一方、電気分解を行うと同時に、超音波発生装置 4を起動して、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カリウム水溶液中に溶解する。

また、陰極側の電極 7bからは水素が発生し、この水素の一部はシユウ酸カリウム水溶液中に溶存することとなる。

そして、この状態においては、電解槽 2内に充填された第 1の水溶液が電気分解により電子が不足した状態 (酸化場)となる。

[0088] このようにして、水素、酸素そして微小気泡の炭酸ガスが溶解して、る酸化場の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、目視できないほどの大きさである。

なお、電極から発生する炭酸ガスの気泡が充分に微小である場合には、超音波発生装置 4は用いなくともよい。

また、シユウ酸カリウム水溶液は、既にシユウ酸イオンと、カリウムイオンとに電離するので、電気分解のエネルギーが初期にシユウ酸の電離に用いられることがなぐすみやかに炭酸ガスが生成される。このように、シユウ酸カリウムを用いることで、より短時間に炭酸ガスを発生させることができる。 [0089] 上記のようにして、大量の微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液 (シユウ酸力リウム水溶液)を得ることができる力炭酸泉としての特徴である泡を皮膚に付け、紅潮現象を生じさせることは、シユウ酸カリウム水溶液を電気分解しただけでは不十分である。

そこで、本発明（本実施例)では、さら〖こ、大量の炭酸ガスを得るために、電気分解した原料水溶液すなわち第 1の水溶液 (シユウ酸カリウム水溶液)に、第 2の水溶液としてシユウ酸水溶液をカ卩える。

すると、以下の化学反応式によって、炭酸ガスの気泡が発生する。

(COOH) +0 +H→2CO + 2H O (1)

2 2 2 2 2

前記陽極では、 C O ²"→2CO + 2e—なる電気化学反応によって電子が生じるので

2 4 2

、この電子と水が反応して、つまり水が電気分解されて、陰極での以下の電気化学反応式によって水素が発生し、この水素が前記（1)式で使用される。

2H 0 + 2e"→H + 20H— (2)

2 2

また、原料水溶液がアルカリ性である場合に、前記（2)式の水酸イオン (OH )が陽極で以下の式のような電気化学反応によって酸素が発生し、この酸素が前記（1)式で使用される。

40H—→2H O + O +4e—

2 2

[0090] また、この反応のメカニズムは、たとえば以下であると推測される。

すなわち、第 1の水溶液中では、

HCO "→CO +OH"

3 2

あるいは

(COO") →2CO +0 + 2e"

2 2 2

2

シユウ酸などのカルボン酸が分解して生じる CO力あらかじめ存在する COのナノ

2 2 粒子を核として COガスの泡が成長する。

2

そして、この反応式によって、後に加えるシユウ酸と、電気分解して酸化場となったシユウ酸水溶液のシユウ酸との化学反応による炭酸ガスの微小気泡の爆発的な発生によって、多量の炭酸ガスの微小気泡が発生するものである。 [0091] そして、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酸素と水素と、シユウ酸水溶液のシユウ酸との化学反応による炭酸ガスの微小気泡の発生により、炭酸ガスの気泡が、水溶液中に溶解される。そして、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。

また実施例では、炭酸ガスの微小気泡が溶解した炭酸ガス溶解液を製造するのに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、圧縮機といつた機器等を必要としない。よって、微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を容易にし力も低コストで製造できる。

また、水溶液中にシユウ酸イオンがあら力じめ電離しているので、より短時間で炭酸ガス溶解液を製造することができる効果もある。

[0092] また実施例では、電解槽 2に充填したシユウ酸カリウム水溶液を電気分解装置 3〖こ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カリウム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の濃度を高濃度にするための効率も上げることができる利点がある。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、シユウ酸カリウム水溶液の電気分解時には、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。

[0093] 次に、図 2〜図 4を参照して、本発明に係る炭酸ガス溶解液製造装置の他の実施の形態を説明する。

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 1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。

[0094] 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に充填された第 1の水溶液 (例えばシュゥ酸水溶液)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。

[0095] そして、この炭酸ガス溶解液製造装置 21は電極 7a、 7bを備えた電解槽 2内において、第 1の水溶液を電解槽 2内の電極 7a、 7b間に直流電圧を印加することにより、電気分解して、上記水溶液中に電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸化場となつた状態の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜて、酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させるものである。

なお、 pH測定器 11は、実施例では、酸ィ匕還元電位 (ORP)も合せて測定できるようになって!/ヽることは言うまでもな!/ヽ。

[0096] 前記電気分解装置 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!/ヽる。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とが組電極 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。

[0097] 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。

[0098] 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。

[0099] 上記のように構成された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 2内に、第 1の水溶液を充填する。ここでは、第 1の水溶液として、カルボン酸を溶解した水溶液を充填する力このカルボン酸としては、例えば、シユウ酸、酢酸、クェン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸などが挙げられる。

またここで、第 1の水溶液としては、これらカルボン酸と、カルボン酸の 1価の陽ィォンとの組み合わせ力なる緩衝液とすることが好ましぐ 1価の陽イオンとしては、リチゥム、ナトリウム、カリウム、ルビシゥム、セシウム、フランシウムなどが挙げられる。具体的には、シユウ酸とシユウ酸カリウム、酢酸と酢酸ナトリウム、クェン酸とクェン酸ナトリウム、コハク酸とコハク酸ナトリウム、マロン酸とマロン酸ナトリウム、フマル酸とフマル酸ナトリウム、乳酸と乳酸ナトリウム、リンゴ酸とリンゴ酸ナトリウム、酒石酸と酒石酸ナトリウムの組み合わせなどが挙げられる。

[0100] さらに、第 1の水溶液には、酸味のある果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする水溶液としても良ぐ具体的な酸味のある果汁としては、みかん、夏みかん、オレンジ（バレンシア）、グレープフルーツ、レモン、ライム、リンゴ、ブドウ、もも、あんず、さくらんぼ、イチゴ、パイナップル、パッションフルーツ、バナナ、うめ、メロンなどが挙げられる。 [0101] また、第 1の水溶液に、これら酸味のある果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする水溶液を用いた場合、これら果汁もしくは茶葉の抽出液に含まれるカルボン酸の分解を促進し、かつ、電気分解の効率ィ匕を図るために、第 1の水溶液中に炭酸塩をカ卩えることが好まし、。

第 1の水溶液中に炭酸塩を加えることにより、炭酸塩が分解して反応し、第 1の水溶液の pH値が上がり、電気分解が促進されるとともに、炭酸塩の反応により生じた炭酸ガスと、酸ィ匕場の中で第 2の水溶液を混ぜることにより生じた炭酸ガスとが共存して、水溶液中の炭酸ガス濃度を高める効果があるためである。

[0102] また、実施例では、炭酸塩として、炭酸水素ナトリウムであることが好ま U、。炭酸水素ナトリウムでは、水に溶けやすぐまた、以下の反応によって生じたナトリウムイオン力 Sカルボン酸との組み合わせで緩衝作用を発揮するため、 pH値を上げな、効果があるためである。

NaHCO→Na⁺ + HCO "

3 3

HCO " +H⁺→H CO→CO +H O

3 2 3 2 2

[0103] そして、電解槽 2内に、第 1の水溶液を注入 (充填）したならば、電解槽 2内の電極間 7a, 7bに直流電圧を印加することにより、電気分解を行う。

この電気分解は、第 1の水溶液の pH値が 6以上まで行うことが好ましい。 pH値 6以上であると、炭酸ガスは安定して発生する力 pH値が 6以下であるとィォンに溶けて炭酸ガスの濃度がなくなる力もである。

すなわち、電極の陽極では、次の反応が進む。

2HCO "→2CO +H 0 + 2e" + 20

3 2 2 2

2

[0104] ここで、第 1の水溶液に、緩衝液を用いた場合には、 pH値は、その緩衝効果によつて、大きくアルカリにならないため、安全な電気分解が行われる。

また、この電気分解中に炭酸水素ナトリウムを入れると、酸性の第 1の水溶液との反応によって炭酸ガスが生じる力電気分解に支障があることはない。

[0105] カルボン酸を溶解した第 1の水溶液の濃度は、用いられる原料によって、溶解度が異なるが、実施例では、 0. 1モル (mol/l)〜lモル程度の濃度であれば、酸化場を作るうえで十分であり、最終的に溶存される炭酸ガスの濃度を考慮して、水溶液の濃度を設定すれば良い。

じっくり皮膚に炭酸ガスの泡を付けるのであれば、 0. 1モル (mol/1)程度の電気分解で十分であり、 0. 1モル (mol/1)以下であると、後の工程でシユウ酸をカ卩えて爆発的に炭酸ガスを発生させたとしても、炭酸泉として皮膚に泡を付け、紅潮現象を生じさせる上では不十分である。

但し、果汁もしくは茶葉の抽出液を用いた場合には、この濃度は 0. 1モル (mol/1) 以下となるが、この場合には、炭酸塩を用いて、炭酸ガスを発生させ、酸化場を作るようにすれば、第 1の水溶液中に溶存される炭酸ガスの量が増えるため、次に行う第 2の水溶液を入れたときには、これら第 1の水溶液中に溶存される炭酸ガスが核となつてできる炭酸ガスが数多く発生するために、炭酸泉として皮膚に泡を付け、紅潮現象を生じさせる上では十分な炭酸ガスの濃度 (400ppm以上）となる。

[0106] そして、運転制御装置 10によって、電気分解装置 3の電源装置 5から電極 25a, 25 b、 26a、 26bに流す電流と時間とを予め設定しておく。

ここで、第 1の水溶液と第 2の水溶液との反応によって生じる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いても良い。

[0107] 上述したように、第 1の水溶液を電解槽 2内で電気分解していくと、上記水溶液中には電子が不足した状態の酸化場が作られる。

そして、この酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜれば、酸化場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させることが可能となるものである。

ここで、第 2の水溶液に溶解するカルボン酸は、第 1の水溶液に溶解するカルボン酸と同様に、例えば、シユウ酸、酢酸、クェン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸などが挙げられる。

また、この第 2の水溶液には、酸味のある果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする水溶液としても良ぐ具体的な酸味のある果汁としては、みかん、夏みかん、オレンジ（バレンシア）、グレープフルーツ、レモン、ライム、リンゴ、ブドウ、もも、あんず、さくらんぼ、イチゴ、パイナップル、パッションフルーツ、バナナ、うめ、メロンなどが挙げられる。

[0108] 実施例によれば、電解槽内に充填された第 1の水溶液が電気分解により電子が不足した状態 (酸化場)となる。この電子が不足した状態となった酸ィ匕場の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜると、第 1の水溶液中では、電子を補う反応が進み、カルボン酸が酸化されて、水溶液中に炭酸ガスが発生する。

(COOH) →2CO + 2H⁺ + 2e"

2 2

[0109] なお、第 2の水溶液は、 pH値 5〜7までの範囲となるように水溶液の量を調整して酸化場となった状態の第 1の水溶液中に加える。

このような実施例の方法によれば、第 1の水溶液の電気分解を pH値 6以上まで行い、炭酸ガスを安定して発生させた後、電気分解した第 1の水溶液中に細かい泡となつた炭酸ガスを残し、この第 1の水溶液中に、第 2の水溶液を、 pH値 5〜7までの範囲となるように水溶液の量を調整して酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に加える手段をとるため、細かい泡となって残った炭酸ガスと、第 1の水溶液中でカルボン酸が酸化されて分解して爆発的に生じた炭酸ガスとが一緒になつて、水溶液中の炭酸ガス濃度を高める効果がある。

[0110] なお、前述した実施例では、第 2の水溶液をカ卩えてカ卩えたあとの水溶液の pH値が 5〜7の範囲内になるように操作したが、本発明では、この実施例に限らず、第 1の水溶液の電気分解を pH値 6以上まで行った後、第 2の水溶液を加える前に酸性の溶液をカ卩えて第 1の水溶液の pH値を 5〜7の範囲となるよう調整した後、 pH値を 5〜7 の範囲を保持するように第 2の水溶液を加えるようにしても良、。このような方法を採れば、第 2の水溶液をカ卩える前に、予め第 1の水溶液の pH値を 5〜7の範囲となるよう調整しておいて、第 2の水溶液を加える手段をとるため、第 2の水溶液で ρΗ値を pH値 5〜7の間に調整する必要がなぐこれにより、第 2の水溶液の濃度を低くい場合 (酸性が強くない場合)でも、 pH値 5〜7の範囲内の中で、炭酸ガスの生成反応を促進することができる。

[0111] そして、前述したような実施例によれば、炭酸ガスの生成反応が促進されて水溶液中に炭酸ガスが溶解されていくので、従来の炭酸泉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、炭酸ガス溶解液を容易にし力ゝも低コストで製造することができる。

また、実施例の炭酸ガス溶解液製造装置 21によれば、電極が薄板状であり、陽極佃 Jと陰極佃 J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、酸素、水素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 (原液)を効率よく製造できる。

[0112] また前述した実施例では、第 1の水溶液の電気分解を pH値を基準に行ったが、本発明はこの実施例に限定されるものではなぐ酸ィ匕還元電位を基準に電気分解を行っても良い。この場合の酸ィ匕還元電位としては、最も酸ィ匕還元電位が安定したところ (それ以上酸ィ匕還元電位があがらないところ)具体的には、水溶液に使う原料によつて異なるが、第 1の水溶液の電気分解を酸ィ匕還元電位がマイナス mVの値になつて、それ以上のマイナスの値にならな、ところまで行えば良！、。

そして、このあとに、第 2の水溶液を加えれば良い。

酸化還元電位を基準に電気分解しても、第 1の水溶液が電気分解により電子が不足した状態の酸ィ匕場となることは同じであり、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液とを混ぜることにより、この水溶液中では、電子を補う反応が進み、カルボン酸が酸ィ匕されて、水溶液中に炭酸ガスが爆発的に発生することとなる。

[0113] 次に、第 1の水溶液として、シユウ酸カリウムを用いて、図 2ないし図 4に示す炭酸ガス溶解液製造装置 21を使用し、炭酸ガス溶解液を製造する方法について説明するまず、電解槽本体 2a内にシユウ酸カリウム水溶液を充填し、この充填されているシユウ酸カリウム水溶液を電気分解する。

[0114] この場合、シユウ酸カリウム水溶液の濃度は 0. 1モル (mol/l)〜2モルまで可能であるが、溶存される炭酸ガスの濃度を考慮して、水溶液の濃度を設定すれば良い。じっくり皮膚に炭酸ガスの泡を付けるのであれば、 0. 1モル (mol/1)程度の電気分解で十分であり、 0. 1モル (mol/1)以下であると、後の工程でシユウ酸をカ卩えて爆発的に炭酸ガスを発生させたとしても、炭酸泉として皮膚に泡を付け、紅潮現象を生じさせる上では不十分である。

また濃度が 2モル以上であると、常温ではシユウ酸カリウムが完全に溶解しないため、最大値としては 2モルまでが好適である。

そして、運転制御装置 10によって、電気分解装置 3の電源装置 5から電極 25a, 25 b、 26a、 26bに流す電流と時間とを予め設定しておくとともに、シユウ酸カリウムを電気分解することにより生じる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。

[0115] そして、運転制御装置 10によって、予め設定された電圧を電極 25a, 25b、 26a、 2 6bに印加すると、シユウ酸カリウム水溶液が電気分解され、陽極側の電極 25a、 26a 力炭酸ガスと酸素とが発生し、シユウ酸カリウム水溶液中に一部が溶存する。

一方、電気分解を行うと同時に、超音波発生装置 4を起動して、超音波振動子 4b 力も超音波を発生させる。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カリウム水溶液中に溶解する。

また、陰極側の電極 25b、 26bからは水素が発生し、この水素の一部はシユウ酸力リウム水溶液中に溶存することとなる。

[0116] このようにして、水素、酸素そして微小気泡の炭酸ガスが溶解して、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、目視できないほどの大きさである。なお、電極から発生する炭酸ガスの気泡が充分に微小である場合には、超音波発生装置 4は用いなくともよ、ことは言うまでもな!/、。

また、シユウ酸カリウム水溶液は、既にシユウ酸イオンと、カリウムイオンとに電離するので、電気分解のエネルギーが初期にシユウ酸の電離に用いられることがなぐすみやかに炭酸ガスが生成される。このように、シユウ酸カリウムを用いることで、より短時間に炭酸ガスを発生させることができる。

[0117] 実施例の炭酸ガス溶解液製造装置 21によれば、電極が薄板状であり、陽極側と陰極佃 J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、酸素、水素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 (原液)を効率よく製造できる。

また、シユウ酸カリウム水溶液は、既にシユウ酸イオンと、カリウムイオンとに電離するので、電気分解のエネルギーが初期にシユウ酸の電離に用いられることがなぐすみやかに炭酸ガスが生成される。このように、シユウ酸カリウムを用いることで、より短時間で炭酸ガスを発生させることができる。

[0118] そして、本実施例においても、このようにして電気分解したシユウ酸カリウム水溶液中にシユウ酸水溶液を加えると、前述した化学反応により、シユウ酸が陽極で生じた酸素および陰極で生じた水素とィ匕学反応して炭酸ガスの微小気泡が爆発的に発生する。

したがって、このシユウ酸の化学反応による炭酸ガスの微小気泡の爆発的な発生と、上述したシユウ酸カリウム水溶液の電気分解による炭酸ガスの微小気泡の発生とによって、多量の炭酸ガスの微小気泡が水溶液中に溶存されることとなる。

[0119] 次に、図 5を参照して、本発明に係る炭酸ガス溶解液製造装置のさらに他の実施の形態を説明する。

[0120] 炭酸ガス溶解液製造装置 40は電極 7a、 7bを備えた電解槽 2Aと、この電解槽 2A に備えられた電極 7a、 7bに直流電圧を印加させて電解槽 2A内に充填される水溶液を電気分解する電気分解装置 3Aと、カルボン酸を溶解した水溶液を充填する充填容器 50と、前記電解槽 2Aに備えられて pH値もしくは酸化還元電位の!/、ずれか一つもしくは両方の値を測定する測定器 11と、前記測定器 11の pH値が 7付近もしくは 7 以上になったときもしくは酸ィ匕還元電位がマイナス mVの値になったときに、充填容器 50中のカルボン酸を溶解した水溶液を電解槽 2Aに入れる制御装置 3Aと、電解槽 2Aで電気分解された第 1の水溶液と、第 2の水溶液とを反応させる反応槽 51と、電解槽 2Aと反応槽 51との間に備えられて水溶液をこれら 2つの槽間で循環させる循環ポンプ 52とを主体として構成されて、る。

[0121] そして、実施例では、電解槽 2Aと反応槽 51とは、管路 57、 58により連結されており、管路 57に循環ポンプ 52と、流量計 53と、循環ポンプの流量を調整する調整バルブ 54が配管されている。

また、充填容器 50の吐出口は電解槽 2Aに連結されており、この吐出口と電解槽 2 Aとの間の管路 59には充填容器 50から吐出される第 2の水溶液の量を調整する調整バルブ 55が設けられて!/、る。

さらに、反応槽 51には、反応槽内の水溶液を取り出すための吐出配管 60が設けられており、この配管 60にはバルブ 56が設けられている。

[0122] 前記電解槽 2Aは密閉型に構成されており、循環ポンプ 52から吐出された水溶液は、この電解槽 2Aの下側に配管された吸入ロカゝら電解槽 2A内に流入し、電極 7a, 7bを抜けて、電解槽 2Aの上面の流出ロカも配管 58を通って反応槽 51の下側流入口に流れるようになって!/、る。

また反応槽 51としては、浴槽とすることが好ましい。浴槽そのものを反応槽 51とすれば、家庭用の風呂を炭酸泉風呂とすることが容易にできるためである。

[0123] また、実施例では、電気分解装置と充填容器 50中のカルボン酸を溶解した水溶液を電解槽 2Aに入れる制御装置とが同じ制御部により制御されるようになっており、この制御装置 3Aには、ポンプの流量を調整するために信号ケーブル 3Bが連結され、調整バルブ 54にも信号ケーブル 3Cが連結されるとともに、流量計 53にも信号ケーブル 3Dが連結され、循環時の水量をコンピュータ制御によって制御できるようになつている。

さらに、実施例では、 pH測定器 11にも信号ケーブル 3Eが接続され、充填容器 50 力もの吐出量を調整する調整バルブ 55にも信号ケーブル 3Fが接続され、 pHあるいは酸化還元電位による信号を受けて、第 2の水溶液を管路 58に流す吐出量を、調整バルブ 55の操作によって調整できるようになって!/、る。

[0124] 上記のように構成された炭酸ガス溶解液製造装置 40を使用して、炭酸ガス溶解液を製造するには、電解槽 2A、反応槽 51がある配管経路の中に第 1の水溶液を入れておく。

また充填容器 50内には第 2の水溶液を充填しておく。

これらに使う 2つの水溶液としては、前述した水溶液を用いれば良!、。

一例として、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする第 1の水溶液と炭酸水素ナトリウムを入れ、循環ポンプ 52を作動させて、配管経路にある第 1の水溶液を循環させる。

また、同時に電解槽 2A内の電極 7a, 7b間に電気分解装置 3Aより直流電圧を印加し、第 1の水溶液である果汁もしくは茶葉の抽出液を主要成分とする水溶液を電気分解し、この水溶液に含まれるカルボン酸を電気分解しつつ、電解槽 2A内の第 1の水溶液の pH値を pH値 6以上まで行、、電解槽 2A内の第 1の水溶液を電子が不足した状態の酸化場を作る。

実施例では、炭酸水素ナトリウムが酸により反応して炭酸ガスが発生するが、以下の反応によって生じたナトリウムイオンが果汁に含まれるカルボン酸との組み合わせで緩衝作用を発揮するため、 pH値を上げな、効果がある。

NaHCO→Na⁺ + HCO "

3 3

HCO " +H⁺→H CO→CO +H O

3 2 3 2 2

[0125] そして、前述した操作によって、酸化場となった状態の第 1の水溶液に、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液を、この弱酸性の領域以下に下げないように混ぜて、酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、第 2の水溶液中に含有されるカルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させる。

なお、第 2の水溶液には、予め酸性の強いクェン酸、酢酸などを水溶液として用いるようにすれば、後の pH値を弱酸性の範囲にする上で制御が容易になるので、好ましい。

これらの操作は、予め制御装置 3Aにプログラムしておいた制御により行い、実際には、第 1の水溶液と、第 2の水溶液とをそれぞれ充填しておいて、制御装置 3Aを作動させる操作〖こより行われること〖こなる。

また、図 5に示す装置を使って、炭酸ガスの溶解液を製造する方法として、次のような手段をとることちできる。

すなわち、電極を備えた電解槽 2A内において、第 1の水溶液を電解槽 2A内の電極 7a, 7b間に直流電圧を印加することにより、電気分解しつつ、第 1の水溶液の _PH 値を pH値 7付近まで上げていき、 pH値が 7に近づく度に充填容器 50より第 2の水溶液を吐出していき、第 1の水溶液の pH値を常に下げるように操作する。

そしてこの操作を続けることにより、第 1の水溶液の pH値をアルカリの範囲にもって V、かな、ようにして常に pH6〜7の弱酸性領域に保持するように調整しつつ第 1の水溶液中に電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸化場となった状態の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜて、酸ィ匕場となった状態の第 1 の水溶液中に電子を与えて還元させ、第 2の水溶液中に含有されるカルボン酸を酸化させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させるものである。

このような方法においては、 pH値が 7に近づく度に第 1の水溶液の pH値を下げる酸性の溶液を加えて、第 1の水溶液の pH値をアルカリの範囲にもって、かな、ようにして常に pH6〜7の弱酸性領域に保持するように調整しつつ第 1の水溶液中に電子が不足した状態の酸ィ匕場を作るため、炭酸ガスが安定して発生する酸ィ匕場を常に長い間保持することができ、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜた際に、酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中へ多くの電子を与えて還元させることができ、これにより、第 2の水溶液中に含有されるカルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中への炭酸ガスの発生をより多く促進させることができる。なお、この操作で使う第 1の水溶液及び第 2の水溶液は前述した水溶液を適宜組み合わせて使えば良い。

[0127] 本実施例によれば、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする第 1の水溶液と炭酸水素ナトリウムとが反応して炭酸ガスが発生し、またこの第 1の水溶液の pH値が上がることにより、電気分解が促進され、炭酸塩の反応により生じた炭酸ガスと、酸ィ匕場の中で第 2の水溶液を混ぜることにより生じた炭酸ガスとが共存して、水溶液中の炭酸ガス濃度が高まる。

特に、実施例では、循環ポンプ 52が、電解槽 2Aで電気分解される第 1の水溶液を、反応槽 51と、電解槽 2Aとの間で循環させるため、電解槽 2A内に一定量の水溶液が常に流入して多くの水溶液が効率良く電気分解されて!/、くので、水溶液の電解効率が上がり、また循環される水溶液が反応槽 51に一度貯留される構成となるので、第 2の水溶液が充填容器 51から流れたときに、この反応槽 51で第 1の水溶液と第 2 の水溶液とが反応し、炭酸ガスが爆発的に反応槽 51内で生じることとなる。

したがって、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することがない。

また、微小気泡が溶解して!/ヽ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。

本実施例では、電解槽 2Aに充填した水溶液を電気分解装置 3Aにより電気分解し、測定器 11によって、 pH値もしくは酸ィ匕還元電位を測定することにより、水溶液を適正な酸化場の状態に制御することができる。

さらに制御装置 3Aによって、充填容器 50中のカルボン酸を溶解した水溶液を電解槽 2Aに入れるように制御するため、炭酸泉を容易に製造することができる。

また反応槽 51を浴槽とすれば、家庭での炭酸泉浴が容易にできる効果がある。

[0128] また、前述した操作によって、製造された炭酸ガスの溶解液は、次のようなメカ-ズムによって発生した微小 (ナノメートルの大きさ）で多量の炭酸ガスが溶存されるため、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。すなわち、カルボン酸を溶解した第 1の水溶液を電気分解すると、水素、酸素、炭酸ガスが発生する。

この反応式は、たとえば以下である。

HCO "→CO +OH"

3 2

あるいは

(COO") →2CO +0 + 2e"

2 2 2

2

2 2 粒子を核として COガスの泡が成長するためと考えられる。

2

[0129] そして、炭酸水として、第 1の水溶液をカルボン酸を溶解した水溶液とすると、第 1 の水溶液の電気分解によって、炭酸ガスの微小気泡が生じ、この微小気泡の炭酸ガスを核として、次に起こるシユウ酸などのカルボン酸が分解してできる炭酸ガスの泡が成長するために、炭酸泉としての特徴を効果的に生じさせることができる。

[0130] また、第 1の水溶液に、カルボン酸とそのカルボン酸の 1価の陽イオンの塩を溶解させた水溶液とすると、この水溶液自身が緩衝液となるため、第 1の水溶液の電気分解によっても、 pHが強アルカリのような範囲に傾くことがなぐ中性の炭酸水として、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。

[0131] さらに、第 1の水溶液を、酸味のある果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする水溶液とすれば、前述したような炭酸水を作る上で、環境にも優しぐ人体にも安全な炭酸水とすることができる。

[0132] さらに、カルボン酸を、少なくともシユウ酸、酢酸、クェン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸のうちの一つであることが、環境にも人体にも安全な炭酸水とするうえで好ましい。

[0133] さらにまた、第 2の水溶液に溶解するカルボン酸を、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつに含まれるシユウ酸、クェン酸、リンゴ酸、もしくは酒石酸とすれば、第 1の水溶液と同様に環境にも人体にも安全な炭酸水となる。

[0134] また、第 1の水溶液としてシユウ酸カリウムを採用すれば、電解槽内に充填しておいたシユウ酸カリウム水溶液を電気分解して炭酸ガス、水素、酸素を発生させ、当該シユウ酸カリウム水溶液中に炭酸ガス、酸素を溶存させた後、このシユウ酸カリウム水溶液に、シユウ酸水溶液を加えることにより、爆発的に生じ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。

[0135] また、前述した実施例で製造された炭酸水は、炭酸水の濃度が、 400ppm以上となるために、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。

[0136] 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)

上記のようにして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用いて、シユウ酸カリウム (K C O )を 2モル含有する原料水溶液 500mlを電解槽 2に

2 2 4

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、超音波を発生させるとともに、電気分解装置 3によって 30分間電気分解を行った。このときの電流は 4 .5A,電圧は 0.18Vで設定した。

一方、電気分解後のシユウ酸カリウム水溶液の pH値を測定したところ、当該 pH値は 8.75であった。

次に、電気分解を行ったシユウ酸カリウム水溶液 (原料水溶液）に、 pH値が 4.9のシユウ酸水溶液をカ卩えた。なお、このシユウ酸水溶液は予め水酸ィ匕カリウム (KOH)により pH値を調整してぉ、た。

[0137] そして、原料水溶液の pH値を測定しながら、シユウ酸水溶液を加えて、き、原料水溶液の pH値が 6.7になったところで、シユウ酸水溶液の追カ卩を停止した。原料水溶液は当初強アルカリである力シユウ酸水溶液をカ卩えて中和していくと、上述したよつに、

(COOH) +0 +H→2CO + 2H O

2 2 2 2 2

なる反応が起こり、炭酸ガスの微小気泡が爆発的に発生する。

そして、原料水溶液が弱酸になったところで、シユウ酸水溶液の追加を停止することによって、大量の炭酸ガスの微小気泡が溶解した人間の肌に対して優ヽ炭酸ガス溶解液となる。

[0138] そして、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酸素と水素と、シユウ酸水溶液のシユウ酸との化学反応による炭酸ガスの微小気泡の爆発的な発生により、炭酸ガスの気泡が、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、皮膚表面にっ、た無数の水泡と、皮膚紅潮と、う特有の効果を得ることが確認できた。

[0139] なお、このようにして製造された炭酸ガス溶解液の濃度を、水酸化カルシウムと炭酸ガスとの反応によって白濁した濁度を計測する手法による、図 6に示す計測装置により定量測定した。

まず、計測装置 100は、図 6に示すように、炭酸ガスの微小気泡が分散する炭酸水を測定対象溶液として入れた容器 200と、飽和水酸ィ匕カルシウム水溶液を入れた 5 の本の容器（1番目の炭酸ガス吸収容器 210、 2番目の炭酸ガス吸収容器 220、 3番目の炭酸ガス吸収容器 230、 4番目の炭酸ガス吸収容器 240、 5番目の炭酸ガス吸収容器 250)とが配列されてなる。

なお、測定対象溶液は、上記により作成した 2モルのシユウ酸カリウムにて製造したものである。 [0140] 各容器には、蓋 300、 310、 320, 330、 340、 350力 ^されており、蓋には 2本の管 4 00、 410、 420、 430、 440、 450、 500、 510、 520、 530、 540、 550力 ^貫通して!/ヽる。一方は流入管 400、 410、 420、 430、 440、 450であり、蓋 300、 310、 320, 33 0、 340、 350の上部力も測定対象溶液の液面下まで達している。他方は流出管 50 0、 510、 520、 530、 540、 550であり、蓋 300、 310、 320, 330、 340、 350の上部力測定対象溶液の液面よりも上方まで達して、る。

[0141] 流入管 400には、キャップ 401が着けられ、外部の空気が流入しないようになっており、また、流出管 500の上端と、流入管 410の上端とは、第 1接続管 610で接続されている。同様に、流出管 510の上端と流入管 420の上端とが第 2接続管 620で接続され、以下各流出管 520、 530, 540, 550の上端と流入管 420、 430, 440, 450 の上端と力 S接続管 620、 630、 640、 650で接続されて! /、る。流出管 550の上端は、真空ポンプに接続されて!、る。

[0142] 次に、測定対象溶液中の二酸ィ匕炭素の総量を求める方法について説明する。

真空ポンプを駆動して炭酸ガス吸収容器内 210、 220、 230、 240、 250の空気を吸引すると、炭酸ガス吸収容器 210、 220、 230、 240、 250内が減圧され、流入管 4 10、 420、 430、 440、 450及び流出管 510、 520、 530、 540、 550を介して測定対象溶液を入れた容器 200から炭酸ガスが順番に炭酸ガス吸収容器 210、 220、 230 、 240、 250内に流入する。

[0143] この時、測定対象溶液の水面上に放出された炭酸ガスは、流出管 500、第 1接続管 610、流入管 410を介して炭酸ガス吸収容器 210内に流入し、流入管 41の下端力も飽和水酸ィ匕カルシウム水溶液内に気泡として流入する。そして、炭酸ガスの一部は飽和水酸ィ匕カルシウム水溶液に吸収され、生成した炭酸カルシウムにより飽和水酸ィ匕カルシウム水溶液が白濁する。

[0144] 炭酸ガス吸収容器 210内の飽和水酸ィ匕カルシウム水溶液に吸収されな力つた炭酸ガスは、飽和水酸ィ匕カルシウム水溶液の水面に浮上し、流出管 510、第 2接続管 62 0、流入管 420を介して 2番目の炭酸ガス吸収容器内に流入する。以下、同様にして炭酸ガスが各炭酸ガス吸収容器 230、 240、 250内の飽和水酸ィ匕カルシウム水溶液に吸収され、生成した炭酸カルシウムにより飽和水酸ィ匕カルシウム水溶液が白濁する。

[0145] 次に、白濁した炭酸ガス吸収容器 210、 220、 230、 240、 250内の各飽和水酸化カルシウム水溶液の濁度を計測し、補正濁度を算出し、あら力じめ濃度既知の炭酸ナトリウム水溶液から求めておいた検量線より各濁度の濃度を求め、炭酸ガスの総量の濃度を測定した。

[0146] ここで、検量線の作成は次のようにして行った。

< A >検量線の作成

濃度既知の炭酸ナトリウム水溶液を用いて、検量線を作成した。なお、濁度は透過光測定法により算出した。

(A1)炭酸ナトリウム水溶液の作成

日本薬局方品の乾燥炭酸ナトリウム 1.036gに、二酸ィ匕炭素が溶存していない脱気蒸留水を加えて 1Lとし、 1036ppmの炭酸ナトリウム水溶液を得た。 Na COの分

2 3 子量は 106、 COの分子量は 44であるので、 1036ppmの炭酸ナトリウム水溶液の C

2

O濃度は、 1036X44/106=430. Oppmとなる。

2

[0147] (A2)水酸化カルシウム水溶液の作成

日本薬局方品の水酸ィ匕カルシウム 3gに、二酸化炭素が溶存して、な!、脱気冷蒸留水を加えて 1Lとし、空気中の二酸ィ匕炭素が溶解しないように密閉容器内で 1時間時々振り混ぜた後に静置して水酸ィ匕カルシウムを得た。 Ca(OH)の分子量は 76で

2

あるので、水酸ィ匕カルシウム水溶液の濃度は 0.04molZLとなる。

[0148] (A3)吸光度測定

(A1)の炭酸ナトリウム水溶液 0. lml, 0.2ml, 0.3ml, 0.4ml, 0.5ml, 0.6ml

, 0.7mlを、それぞれ (A2)の水酸化カルシウム水溶液 4.0mlに加え、白濁した水溶液の吸光度 (450nm)を計測した。

[0149] (A4) CO濃度の算出

2

各溶液の CO濃度は、それぞれ 430X0.1/(0.1+4.0)=10.49ppm、 430

2

X0.2/(0.2+4.0)=20.48ppm、 430X0.3/(0.3+4.0)=30. OOppm 、 430X0.4/(0.4+4.0) =39.09ppm、 430X0.5/(0.5+4.0) =47.78 ppm、 430X0.6/(0.6+4.0)=56.09ppm、 430X0.7/(0.7+4.0)=64 . 04ppm、と算出した。

[0150] (A5)濁度の算出

標準カオリン lppm溶液 (濁度 1度）の吸光度 (450nm)が 0. 434であるので、（A3 )で計測した吸光度に 2. 303 (= 1 ÷0. 434)を乗じて濁度を算出した。

CO濃度を X軸に、濁度を y軸にプロットし、検量線を作成した（図 7)。得られた検量

2

線の式は

y=0. 018316x+0. 00049· ·· (3)

であり、相関係数は 0. 988で良い相関であった。

[0151] (A6)補正濁度の算出

(3)式の y切片値 (0. 00049)を濁度から減じて補正濁度を算出した。そして、 CO濃度を X軸に、補正濁度を y軸にプロットしたときの一次近似式は

2

y=0. 018316χ· ·· (4)

となる。

[0152] 各水溶液に対して計測された吸光度と、算出された CO濃度、濁度及び補正濁度

2

を表 1に示す。

[表 1]

(3)、（4)式より、 CO濃度と、濁度または補正濁度との相関が高いことがわかる。し

2

たがって、 CO濃度が未知の水溶液に水酸ィ匕カルシウム溶液を混合して吸光度を計

2

測し、濁度を算出することで、濁度から CO濃度を概算することができると考えられる実験では、測定したシユウ酸カリウム水溶液力も製造した原液の量は 154. 61mlであった。そして、この原液を使って、前述した計測装置 100により CO濃度を測定し

2

た。

その測定結果を表 2に示す。表 2では吸光度 450nm、補正濁度、 CO濃度 (ppm)

2

、原液の CO濃度 (mg)を示している。

2

表 2より炭酸ガスの総量はすべての試料の総和であり、合計値は 2295mgである。この 2295mg力 S原液 154. 61mlに溶けていたので、

CO = 2295/154. 61 = 14844ppm

2

これにより、この実験で製造した炭酸水の炭酸の濃度は 14844ppmであることが確 pilj( れ/こ。

[表 2]

(実施例 2)

次に、上記のようにして炭酸ガス溶解液を製造する実験として、シユウ酸カリウム (K HC O )を 2モル含有する原料水溶液 500mlを電解槽 2に充填し、超音波をかけず

2 4

に、電気分解装置 3によって 30分間電気分解を行った。このときの電流は 4.5A,電圧 0.18Vで設定をした。

電気分解後のシユウ酸カリウム水溶液の pH値を測定したところ、当該 pH値は 9.25 であった。

[0154] そして、原料水溶液の pH値を測定しながら、シユウ酸水溶液を加えて、き、原料水溶液の pH値が 6.5になったところで、シユウ酸水溶液の追カ卩を停止した。

原料水溶液は当初強アルカリである力シユウ酸水溶液をカ卩えて中和していくと、上述したよつに、

(COOH) +0 +H→2CO + 2H O

2 2 2 2 2

そして、上述した製造方法により、製造した炭酸ガスの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に 5分間手を浸けて手の皮膚の状態を観察したところ、超音波をかけたときに同様に、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観察された。

[0155] (実施例 3)

次いで、シユウ酸カリウム (K C O )の濃度を薄くして、上記のようにして炭酸ガス溶

2 2 4

解液を製造する実験を行った。

最初に、シユウ酸カリウム (K C O )を 0. 3モル含有する原料水溶液 500mlを電解

2 2 4

槽 2に充填し、超音波をかけずに、電気分解装置 3によって 30分間電気分解を行つた。このときの電流は 4.38A,電圧は 2.3Vに設定をした。

このようにして作成したシユウ酸カリウム水溶液に、 25mlのシユウ酸水溶液をカロえたそして、製造した炭酸ガスの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観察された。

[0156] (実施例 4)

次に、 0. 3モルにて行った同様の実験を 0. 2モル、 0. 1モルのシユウ酸カリウム（K C O ) 500mlにてそれぞれ行ったところ、各モル数のシユウ酸カリウム水溶液で作成したものにおいても、 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観察された。

ただし、シユウ酸カリウムの濃度を薄くしていくと、泡の付き方が濃度を薄くするほど、細力べゆっくりと付くことが観察された。

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。

(実施例 5)

クェン酸ナトリウム 1Μ (ρΗ 8.1)と、クェン酸 1Μ (ρΗ 0.8)と、炭酸水素ナトリウム 1 Mとを原液として作製し、クェン酸ナトリウム 200mlを取り、水で 800mlにした（pH8. 0)。

これにクェン酸を入れて液の pH変化を見ると、次の表のようになった。

[表 3]

この液に炭酸水素ナトリウム 100mlを加えて（0. 1M)全量を 1リットルにして、この液を第 1の水溶液として電解槽 2に入れ、電気分解装置 3により電気分解した。

電気分解直後、徐々に泡が出て、電極のまわりからも出始めた。

このときの電流値は 4. 98A、電圧 2. 8Vで、 1時間電気分解を行った。

その結果、水溶液の pHは 7. 0となった。

pHが前後で変化がないのは緩衝液の作用を示していると考えられる。

この電気分解した水溶液に 1Mのシユウ酸 20mlをカ卩えると、細かい泡がゆっくりと手にっき、手も赤くなることが確認された。

また、このときの pHは 7. 0のまま変わらなかった。

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、 405. lnmであった（図 8参照）。

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。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を測定した。その結果、平均粒径は 6563. 0應であった（図 9参照)。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。

また、図 8、図 9のグラフから、本実施例で製造した炭酸ガスは、散乱強度分布がほぼ一つの山になっており、平均的な粒径の炭酸ガスのみが製造されて、ることが分かった。また、従前の炭酸泉製造装置による炭酸ガスの溶解液では、散乱強度分布が二つの山に分かれて粒径が大き、炭酸ガスが多く製造されて、ることが分力つた。

[0158] (実施例 6)

クェン酸 10ml (0. 01M)とクェン酸ナトリウム 100ml (0. 1M)をカ卩えて水溶液を作り（pH5. 9)、この水溶液に炭酸水素ナトリウム 300ml (0. 3M)をカ卩えて第 1の水溶液を作った。

このときの pH値は 7. 02であった。

このようにして作った第 1の水溶液を電解槽 2に入れ、電気分解装置 3により、そのまま電気分解を行った。

このときの電流値は 4. 98A、電圧は 2. 8Vとした。

この電気分解を 1時間行い、 pH値を測定したところ、 8. 70であった。

この電気分解した第 1の水溶液に、第 2の水溶液として 1Mのシユウ酸を 20ml加えたところ、盛んに泡が出て、手を入れると泡がさかんについて、手も赤くなることが確認された。

このときの pH値は 7. 0であった。

[0159] (実施例 7)

クェン酸ナトリウム 100ml (0. 1M)に、クェン酸 10ml (0. 01M)を加え（pH7. 0)、ここに 0. 05Mの酢酸緩衝液 200mlを加え、さらに水をカ卩えて第 1の水溶液を 700ml 作成した (pH⁵. 6)。

そして、この第 1の水溶液にさらに炭酸水素ナトリウム 300ml (0. 3M)をカ卩えて、電解槽 2に入れ、電気分解装置 3により、電気分解を行った。

電気分解する前の第 1の水溶液の pHは 6. 9であった。電気分解の条件として、電流値 4. 98A、電圧 2. 7Vにて、 1時間電気分解を行った電気分解後の第 1の水溶液の pH値は、 8. 77であった。

電気分解後の第 1の水溶液がアルカリ性のため、これに第 2の水溶液として、 1Mのシユウ酸を 1リットルに対して 30mlカ卩えたところ、 pHは 7. 0に落ち着いた。

この水溶液に対して手を入れて確認したところ、泡が激しく付き、手は真っ赤になることが確認された。

[0160] (実施例 8)

0. 2Mのクェン酸ナトリウム 200mlに、 0. 04Mのクェン酸 40mlをカロえて (この時点で pH5. 5)、第 1の水溶液を作り、この水溶液にさらに 0. 3Mの炭酸水素ナトリウム 30 Omlを加えて、電解槽 2内にいれ、電気分解装置 3により、電気分解を行った。

電気分解前の pH値は 5. 8であった。

また、電気分解の条件として、電流値は 5A、電圧は 2. 8V、電気分解の時間は 1時間行った。 1時間後の pH値が 8. 7であったので、クェン酸を適量入れて pHを 6. 5に調整し、第 2の水溶液としてお茶の抽出液を入れた。

お茶の抽出液は、市販の静岡煎茶 150gに 7リットルの蒸留水を入れ、 5分間煮た。その後、そのまま 40度くらいまで放置し、ろ紙でろ過を行い、エバポレーターで 80度で濃縮したものを抽出液として使用した。

お茶の抽出液を入れたところ、お茶の色で、水溶液は茶色になった力手に泡が付き、手は真っ赤になることが確認された。

[0161] (実施例 9)

市販の果汁（商品名 CCレモン） 100mlに水 900mlをカ卩えて（pH3. 6)、第 1の水溶液とし、これに 0. 1Mの炭酸水素ナトリウムを 100mlカ卩えて、電解槽 2内で、電気分解装置 3により 30分間電気分解を行った。

このときの電気分解の条件は、電流値 5A、電圧 4Vで、電気分解後の水溶液の pH 値は 8. 7であった。

この水溶液はアルカリ性のため、水溶液 500mlに対して 1Mのシユウ酸を 8ml加えて pHを 6. 6にし、この水溶液に 1Mのクェン酸 8mlをカ卩えたところ、最終的な pH6. 3 となり、手を入れて泡の付き具合を確認したところ、泡が手につき、手が赤くなることが確認された。

また、 1Mのクェン酸 8mlの代わりに、同様の条件にて実施例 8で使用したお茶の抽出物を入れたところ、この場合においても泡が手につき、手が赤くなることが確認された。

[0162] (実施例 10)

図 5に示すような装置により、お風呂の浴槽を反応槽 51として炭酸泉が作れる力確した ₀

第 1の水溶液として（商品名キレートレモン） 12本 (約 10リットル)を用意し、これを風呂の水 150リットルにて希釈した。なお、キレートレモンの果汁ジュースだけではタエン酸が足りないと考え、 l lOgをカ卩え、最終的に反応槽 51の中にある水溶液を、 0. 0 05M程度になるように調整した。

この水溶液に、 1Mの炭酸水素ナトリウムを 1リットルをそのまま水溶液に溶力して、循環ポンプ 52を作動して、 160リットル近くの水溶液を循環するとともに、電気分解装置 3Aを作動させて電解槽 2A内にある電極 7a, 7bに電流を印加し、電気分解を行つた。

電気分解の条件は、電流値 5A、電圧 2. 8Vにて 5Aの電流を定電流で流し、 30分間電気分解を行った。

また、循環ポンプは 1分間に 20リットルの水を流した。水温は 30°C

30分後電気分解した水溶液に、商品名キレートレモンを 5本ほど加え、さらに 1Mのクェン酸を適量注いで、みたところ、身体には、ゆっくりとではあるが泡がつき、また 3 0分間入浴して身体の色の変化を見たところ、水につけたところは真っ赤になっていることが確認された。

[0163] (実施例 11)

0. 5Mのコノヽク酸ナトリウム 500ml【こ、 0. 2Mのコノヽク酸 200mlをカロえて、第 1の水溶液を作り、この水溶液にさらに 0. 3Mの炭酸水素ナトリウム 300mlを加えて、電解槽 2内にいれ、電気分解装置 3により、電気分解を行った。

また、電気分解の条件として、電流値は 5A、電圧は 3. 16V、電気分解の時間は 30 分間行った。

その後、この電気分解した水溶液 100mlに対して 1Mのシユウ酸を 2ml入れたところ、手に泡が付き、手は真っ赤にな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、電解槽に充填した第 1の水溶液を電気分解装置によって電気分解して水溶液中に電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸化場となった状態の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜて、酸化場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させるので、微小気泡が溶解してヽる炭酸ガス溶解液を容易にしかも低コストで、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。

またこれにより、従来人工炭酸泉製造方法で必要としていた炭酸ガスの散気手段や、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することがない。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水溶液を主成分とする炭酸水は、ナノメートル単位の炭酸ガスが多く含まれるため、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] 電極を備えた電解槽内において、第 1の水溶液を電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電気分解して、上記水溶液中に電子が不足した状態の酸ィ匕場を作り、この酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜて、酸化場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させることを特徴とする炭酸ガス溶解液の製造方法。

[2] 電極を備えた電解槽内において、第 1の水溶液を電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電気分解して、上記水溶液中に電子が不足した状態の酸ィ匕場を作り、この酸化場となった状態の第 1の水溶液と、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液とを混ぜて、酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液力電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させることを特徴とする炭酸ガス溶解液の製造方法。

[3] 第 1の水溶液の電気分解を _PH値 6以上まで行うことを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[4] 第 1の水溶液の電気分解を pH値 6以上まで行った後、第 2の水溶液を、 pH値 5〜 7までの範囲となるように水溶液の量を調整して酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に加えることを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[5] 第 1の水溶液の電気分解を pH値 6以上まで行った後、第 2の水溶液を加える前に酸性の溶液をカ卩えて第 1の水溶液の pH値を 5〜7の範囲となるよう調整した後、 pH 値を 5〜7の範囲を保持するように第 2の水溶液を加えることを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[6] 電極を備えた電解槽内において、第 1の水溶液を電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電気分解しつつ、第 1の水溶液の pH値を pH値 7付近まで上げていき、 pH値が 7に近づく度に第 1の水溶液の pH値を下げる酸性の溶液をカロえて、第 1の水溶液の pH値をアルカリの範囲にもって!/、かな!/、ようにして常に pH6〜7 の弱酸性領域に保持するように調整しつつ第 1の水溶液中に電子が不足した状態の酸ィ匕場を作り、この酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第

2の水溶液を混ぜて、酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、第 2の水溶液中に含有されるカルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させることを特徴とする炭酸ガス溶解液の製造方法。

[7] 第 1の水溶液の電気分解を酸ィ匕還元電位がマイナス mVの値になるまで行うことを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[8] 第 1の水溶液の電気分解を酸ィ匕還元電位がマイナス mVの値になるまで行った後、第 2の水溶液を加えることを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[9] 電気分解をする前もしくは電気分解中に第 1の水溶液中に炭酸塩を加えることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 8項のうちのいずれか一項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[10] 炭酸塩は炭酸水素ナトリウムであることを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[11] 第 1の水溶液はカルボン酸を溶解した水溶液であることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 10項のうちのいずれか一項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[12] 第 1の水溶液には、カルボン酸とそのカルボン酸の 1価の陽イオンの塩を溶解させておくことを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 10項のうちのいずれか一項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[13] 第 1の水溶液は、酸味のある果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする水溶液であることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 10項のうちのいずれか一項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[14] カルボン酸は、少なくともシユウ酸、酢酸、クェン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸のうちの一つであることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 1 2項のうちのいずれか一項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[15] 第 2の水溶液に溶解するカルボン酸は、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつに含まれるシユウ酸、クェン酸、リンゴ酸、もしくは酒石酸であることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 14項のうちのいずれか一項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[16] 電極を備えた電解槽内に、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする第 1の水溶液と炭酸水素ナトリウムを入れ、電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、果汁もしくは茶葉に含まれるカルボン酸を電気分解しつつ、電解槽内の第 1の水溶液の pH値を 6以上まで行い、電解槽内の第 1の水溶液を電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸化場となった状態の第 1の水溶液に、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液を、この弱酸性の領域以下に下げないよう〖こ混ぜて、酸化場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、第 2の水溶液中に含有されるカルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させることを特徴とする炭酸ガス溶解液の製造方法。

[17] 第 2の水溶液に溶解するカルボン酸は、少なくともシユウ酸、酢酸、クェン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸のうちの一つであることを特徴とする請求の範囲第 16項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[18] 第 2の水溶液に溶解するカルボン酸は、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつに含まれるシユウ酸、クェン酸、リンゴ酸、もしくは酒石酸であることを特徴とする請求の範囲第 16項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

第 1の水溶液をアルカリ水溶液としたことを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[19] 第 1の水溶液をアルカリ水溶液としたことを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2 項に記載の炭酸ガス溶解液の製造方法。

[20] 電解槽内に pH値を 7以上としたアルカリ水溶液を充填し、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アルカリ水溶液を電気分解して水素、酸素を発生させ、当該アルカリ水溶液中に、水素、酸素を溶存させた後、このアルカリ水溶液に、シユウ酸水溶液をカ卩えることにより、アルカリ水溶液中に溶存させた水素と酸素にシユウ酸を反応させることによって、水溶液中に炭酸ガスの微小気泡が溶解した炭酸ガス溶解液を製造することを特徴とする炭酸ガス溶解液製造方法。

[21] アルカリ水溶液にカ卩えるシユウ酸水溶液の量はシユウ酸水溶液をカ卩えた後に水溶液の pH値が弱酸性の領域になるように設定しておくことを特徴とする請求の範囲第 20項に記載の炭酸ガス溶解液製造方法。

[22] 炭酸ガス溶解液製造方法にお!ヽて、アルカリ水溶液は、シユウ酸カリウムを水に溶解することにより得られるものであることを特徴とする請求の範囲第 20項または第 21 項に記載の炭酸ガス溶解液製造方法。

[23] 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カリウム水溶液を電気分解して炭酸ガス、水素、酸素を発生させ、当該シュゥ酸カリウム水溶液中に炭酸ガス、水素、酸素を溶存させた後、このシユウ酸カリウム水溶液に、シユウ酸水溶液を加えることにより、炭酸ガスの微小気泡が溶解した炭酸ガス溶解液を製造することを特徴とする炭酸ガス溶解液製造方法。

[24] 電気分解したシユウ酸カリウム水溶液にシユウ酸水溶液を加えるに際し、電解槽内のシユウ酸カリウム水溶液の _PH値を測定し、所望の pH値によってシユウ酸水溶液の追加を停止することを特徴とする請求の範囲第 20項〜第 23項のうちのいずれか一項に記載の炭酸ガス溶解液製造方法。

[25] 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をより微小気泡にして水溶液中に溶解させることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 24項のうちのいずれか一項に記載の炭酸ガス溶解液製造方法。

[26] 電極を備えた電解槽内において、第 1の水溶液を電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電気分解して、上記水溶液中に電子が不足した状態の酸ィ匕場を作り、この酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜて、酸化場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させることを特徴とする炭酸ガス溶解液の製造方法に用いられる炭酸ガス溶解液製造装置であって、

前記電解槽には、 pH値もしくは酸ィ匕還元電位のいずれか一つもしくは両方の値を測定する測定器が備えられていることを特徴とする炭酸ガス溶解液製造装置。

[27] 電極を備えた電解槽と、この電解槽に備えられた電極に直流電圧を印カロさせて電解槽内に充填される水溶液を電気分解する電気分解装置と、カルボン酸を溶解した水溶液を充填する充填容器と、前記電解槽に備えられて pH値もしくは酸化還元電位のいずれか一つもしくは両方の値を測定する測定器と、前記測定器の pH値が 7付近もしくは 7以上になったときもしくは酸ィ匕還元電位がマイナス mVの値になったときに、充填容器中のカルボン酸を溶解した水溶液を電解槽に入れる制御装置を備えて!、ることを特徴とする炭酸ガス溶解液製造装置。

[28] 第 1の水溶液を電気分解して、当該水溶液中に電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜて、酸化場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸化させ、水溶液中に炭酸ガスを発生させることを特徴とする炭酸ガス溶解液の製造方法に用いられる炭酸ガス溶解液製造装置であって、

第 1の水溶液を電気分解する電解槽と、この電解槽に備えられた電極と、この電極に直流電圧を印加させて電解槽内に充填される第 1の水溶液を電気分解する電気分解装置と、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液を充填する充填容器と、前記電解槽で電気分解された水溶液の pH値もしくは酸化還元電位の!/、ずれか一つもしくは両方の値を測定する測定器と、前記測定器の pH値が 7付近もしくは 7以上になったときもしくは酸ィ匕還元電位がマイナス mVの値になったときに、充填容器中のカルボン酸を溶解した水溶液を電解槽に入れる制御装置と、電解槽で電気分解された第 1の水溶液と、第 2の水溶液とを反応させる反応槽と、電解槽と反応槽との間に備えられて水溶液をこれら 2つの槽間で循環させる循環ポンプとを備えたことを特徴とする炭酸ガス溶解液製造装置。

[29] 反応槽は浴槽であることを特徴とする請求の範囲第 28項に記載の炭酸ガス溶解液製造装置。

[30] 第 1の水溶液を電気分解して、当該水溶液中に電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中にカルボン酸を溶解した第 2の水溶液を混ぜて、酸化場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、カルボン酸を酸ィ匕させ、水溶液中に炭酸ガスの微小気泡を溶解させた水溶液を主成分とする炭酸水。

[31] 第 1の水溶液はカルボン酸を溶解した水溶液であることを特徴とする請求の範囲第 30項に記載の炭酸水。

[32] 第 1の水溶液は、カルボン酸とそのカルボン酸の 1価の陽イオンの塩を溶解させた水溶液であることを特徴とする請求の範囲第 31項に記載の炭酸水。

[33] 第 1の水溶液は、酸味のある果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする水溶液であることを特徴とする請求の範囲第 32項に記載の炭酸水。

[34] カルボン酸は、少なくともシユウ酸、酢酸、クェン酸、コハク酸、マロン酸、フマル酸、乳酸、リンゴ酸、酒石酸のうちの一つであることを特徴とする請求の範囲第 30項〜第 33項のうちのいずれか一項に記載の炭酸水。

[35] 第 2の水溶液に溶解するカルボン酸は、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつに含まれるシユウ酸、クェン酸、リンゴ酸、もしくは酒石酸であることを特徴とする請求の範囲第 30項〜第 34項のうちのいずれか一項に記載の炭酸水。

[36] 電極を備えた電解槽内に、酸味をもった果汁もしくは茶葉の抽出液のいずれかひとつを主要成分とする第 1の水溶液と炭酸水素ナトリウムを入れ、電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、果汁もしくは茶葉に含まれるカルボン酸を電気分解しつつ、電解槽内の第 1の水溶液の pH値を pH値 7付近もしくは pH値 7以上まで行い、電解槽内の第 1の水溶液を電子が不足した状態の酸化場を作り、この酸化場となった状態の第 1の水溶液に、カルボン酸を溶解した第 2の水溶液を、この弱酸性の領域以下に下げないように混ぜて、酸ィ匕場となった状態の第 1の水溶液中に電子を与えて還元させ、第 2の水溶液中に含有されるカルボン酸を酸化させ、水溶液中に炭酸ガスの微小気泡を溶解させた水溶液を主成分とすることを特徴とする炭酸水。

[37] 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カリウム水溶液を電気分解して炭酸ガス、水素、酸素を発生させ、当該シュゥ酸カリウム水溶液中に炭酸ガス、酸素を溶存させた後、このシユウ酸カリウム水溶液に、シユウ酸水溶液をカ卩えることにより、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ことを特徴とする炭酸水。

[38] 炭酸水において、炭酸水の濃度が、 400ppm以上であることを特徴とする請求の範囲第 30項〜第 37項のうちのいずれか一項に記載の炭酸水。