WO2011158832A1 - 非破壊的高濃度水素溶液の製造器具 - Google Patents

非破壊的高濃度水素溶液の製造器具 Download PDF

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solution
water
exchange resin
magnesium
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文武 佐藤
瀬尾　知樹
亮介 黒川
文平 佐藤
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ミズ株式会社
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    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for producing a non-destructive high concentration hydrogen solution.
  • the hydrogen generating agent When trying to obtain a hydrogen solution using a hydrogen generating agent, the hydrogen generating agent often changes the properties of the raw water when dissolving hydrogen molecules in the raw water (or raw solution, hereinafter the same).
  • the hydrogen generating agent is magnesium metal
  • magnesium ions when hydrogen is generated, magnesium ions are eluted in the raw water according to the following formulas (1) and (2), and the pH is inclined to the alkali side.
  • the present invention is a non-destructive method comprising a separator that contains a hydrogen generation system comprising a hydrogen generator such as metal magnesium, a metal ion sequestering agent for sequestering metal ions derived from the hydrogen generator, and a pH adjuster.
  • a hydrogen generation system comprising a hydrogen generator such as metal magnesium, a metal ion sequestering agent for sequestering metal ions derived from the hydrogen generator, and a pH adjuster.
  • magnesium ions or by-products such as cations eluted from the hydrogen generating agent during hydrogen generation
  • raw water A highly concentrated or supersaturated hydrogen solution can be obtained without changing the pH.
  • raw water is a liquid such as water or an aqueous solution that generates hydrogen by contact with a hydrogen generating agent, and includes a liquid such as water or an aqueous solution that is a target in which hydrogen is dissolved using the present invention. Therefore, the raw water includes beverages such as drinking water, tea and coffee.
  • a hydrogen solution obtained by bringing raw water and a hydrogen generator into contact with each other is applied to a living body through inhalation (spraying), drinking, injection, and the like, but is not limited thereto.
  • the working component of the hydrogen solution is hydrogen, and its action is mainly to suppress oxidative stress, but is not limited thereto.
  • the hydrogen generating agent is a substance that generates hydrogen solution by generating hydrogen by contact with raw water.
  • Substances that generate hydrogen by contact with water such as metals having a higher ionization tendency than hydrogen and hydrogenated compounds containing hydrogenated metals, are included in the hydrogen generating agent.
  • metallic calcium, calcium hydride, metallic magnesium, magnesium hydride and the like are preferably used.
  • metallic magnesium, metallic iron, metallic aluminum, metallic zinc, metallic nickel, metallic cobalt and the like are particularly preferably used.
  • the sequestering agent of the present invention is a general agent that adjusts the increase / decrease of metal ions in a hydrogen solution accompanying a hydrogen generation reaction, and has the property of adsorbing metal ions in the interior of the separator with little or no dissolution in water. Insoluble or poorly soluble substances, and substances that can be dissolved in water to capture metal ions and generate substances that are safe for living bodies. From the viewpoint of not changing the composition of raw water, an insoluble or hardly soluble sequestering agent such as a cation exchange resin is preferable.
  • a substance that releases hydrogen ions (H + ) upon adsorption of metal ions for example, an acidic cation exchange resin having a sulfonic acid group as an exchange group or an acidic cation exchange resin having a carboxylic acid group as an exchange group,
  • a hydrogen ion type cation exchange resin is more preferable because it also functions as a pH adjuster.
  • the pH adjuster of the present invention is a general agent for adjusting the fluctuation of the hydrogen solution pH accompanying the hydrogen generation reaction, citric acid, adipic acid, malic acid, acetic acid, succinic acid, gluconic acid, lactic acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, Includes substances that have the property of suppressing (neutralizing or preventing generation) hydroxide ions (OH ⁇ ) by supplying hydrogen ions (H + ) such as sulfuric acid, and substances that generate hydroxide upon hydrolysis. . From the viewpoint that it is difficult to change the composition of the raw water, a compound that produces a metal hydroxide upon hydrolysis, such as an ore containing aluminum ions, is preferable.
  • alum such as ammonium aluminum sulfate and potassium aluminum sulfate is hydrolyzed to produce aluminum hydroxide, and the produced poorly soluble hydroxide (aluminum hydroxide) acts as an aggregating agent for magnesium ions and calcium ions. It is more preferable because it sequesters metal ions and also acts as a metal ion sequestering agent that solidifies rapidly after the hydrogen generation reaction and blocks further elution of metal ions.
  • the hydrogen generator is an amphoteric metal such as zinc or aluminum that also reacts with a base, a metal basic oxide (such as an alkali silicate), a metal hydroxide, or a calcined mineral (such as calcined zeolite)
  • a metal basic oxide such as an alkali silicate
  • a metal hydroxide such as a metal hydroxide
  • a calcined mineral such as calcined zeolite
  • compounds that hydrolyze to produce metal hydroxides such as magnesium oxide (or hydroxide)
  • compounds that hydrolyze to produce metal hydroxides also act as sequestering agents that solidify rapidly after the hydrogen evolution reaction and sequester further elution of metal ions. Therefore, it is more preferable.
  • hydrogen ion type cation exchange resin, alum and magnesium oxide (or hydroxide) magnesium serve as a sequestering agent and a pH adjuster in one agent. This is preferable because the smaller the number of agents stored in the separator, the more unnecessary it is to worry about elution of extra components.
  • the hydration number and moisture content of substances contained in the hydrogen generation system are small. That is, in terms of the hydration number, it is desirable to be a trihydrate or less, preferably a dihydrate or less, more preferably a monohydrate or less, particularly preferably an anhydrate or an anhydride. In terms of water content, it is desirable that the water content is 40% by weight or less, preferably 30% by weight or less, more preferably 20% by weight or less, and particularly preferably 15% by weight or less.
  • the separator of the present invention is a container that contains a hydrogen generation system such as a hydrogen generator, a sequestering agent, and a pH adjuster. While the isolator permeates the raw water, the substance contained in the hydrogen generation system and the residue resulting from the hydrogen generation are made difficult to permeate.
  • the pore size of the separator is desirably 1000 ⁇ m or less, preferably 500 ⁇ m or less, more preferably 150 ⁇ m or less, and particularly preferably 50 ⁇ m or less.
  • the separator includes a non-woven bag-like container, a plastic porous container, and the like. In order to further enhance the isolation effect, it is desirable to isolate the hydrogen generation system isolated in a non-woven bag-like container in a nested manner with a hard porous container or the like.
  • the average particle size of the hydrogen generating agent such as metallic magnesium of the present invention is desirably a particle size that does not penetrate to the outside of the separator and can increase the activity due to the formation of fine particles. That is, the average particle size of the hydrogen generating agent is equal to or larger than the pore size of the separator (if the separator is nested, the average pore size of the separator having the smallest pore size among them is the same).
  • the diameter is not more than 3000 ⁇ m, preferably not less than the pore size of the separator, and the average particle size is not more than 1000 ⁇ m, more preferably not less than the pore size of the separator, and the average particle size is not more than 500 ⁇ m, particularly preferably It is desirable that it is not less than the pore size of the separator and the average particle size is not more than 250 ⁇ m.
  • the high concentration hydrogen solution includes a hydrogen solution having a dissolved hydrogen concentration of 0.1 ppm or more, preferably 1.0 ppm or more.
  • the supersaturated hydrogen solution includes a dissolved hydrogen concentration equal to or higher than the solubility at room temperature and normal pressure, 1.6 ppm or more, 2.0 ppm or more, 3.0 ppm or more, 4.0 ppm or more, 5.0 ppm or more,
  • the high concentration hydrogen solution of 6.0 ppm or more, 7.0 ppm or more, 8.0 ppm or more, 9.0 ppm or more, 10.0 ppm or more is included.
  • FIG. 1 shows a manufacturing tool of this example.
  • the sealed container of the present invention includes a container that is devised so that the contents of the container are not exposed to the atmosphere.
  • Containers with lids such as plastic bottles with caps and aluminum bottles are included in hermetically sealed containers. It is desirable that the sealed container has a portable form and capacity so that a person can easily hold it in his / her hand.
  • a closed container having a capacity of 2 L or less, preferably 1 L or less, particularly preferably 0.5 L or less is desirable, but not limited thereto.
  • a preferable material for the sealed container is a container having low hydrogen permeability. The lower the hydrogen permeability, the less the generated hydrogen escapes out of the container system.
  • the hydrogen permeability of the sealed container is measured as follows. That is, referring to the method described in Japanese Patent Application No. 2009-221567, hydrogen dissolved water that stably maintains a substantially saturated concentration (1.6 ppm at 20 ° C. and 1 atm) is 20% of the internal volume of the sealed container to be measured.
  • the closed container filled with clean water such as activated carbon treated with Fujisawa city tap water passed through an activated carbon column
  • a sealed container having a dissolved hydrogen concentration of 1000 ppb or less, preferably 500 ppb or less, more preferably 100 ppb or less, particularly preferably 10 ppb or less is a container having low hydrogen permeability of the present invention. included.
  • the sealed container has a pressure resistance capable of withstanding an increase in internal pressure due to hydrogen generation. It is desirable that the pressure vessel be capable of withstanding an internal pressure of 0.11 MPa in absolute pressure, preferably 0.4 MPa, more preferably 0.5 MPa, and particularly preferably 0.8 MPa. A plastic bottle for carbonated beverages is preferably used. It is desirable that the sealed container is provided with a mechanism (vent slot) for releasing pressure in the middle of opening the cap so that it can be safely opened.
  • shaking means bringing the solution in the closed container into contact with hydrogen in the gas phase by applying a physical impact to the sealed container.
  • the shaking of the present invention includes artificial shaking using a machine as well as natural shaking using a hand. Shaking with a shaker, stirrer, ultrasonic generator, etc. is included in such artificial shaking.
  • An exemplary natural shaking example of the present invention is as follows.
  • a Japanese male in his thirties with an average physique holds the abdomen of the sealed container well and moves the wrist only, so that the cap draws a semicircular arc above the wrist at a rate of 2 round-trips / second. Shake 120 times.
  • the shaking time is desirably 600 seconds or less, preferably 60 seconds, more preferably 30 seconds, and further preferably 10 seconds or less in consideration of the load on the consumer and convenience.
  • the sealed container should be provided with a head space with a capacity of 15% or less, preferably 10% or less, particularly preferably 5% or less of the container capacity. Is desirable.
  • the dissolved hydrogen concentration of the solution after shaking is preferably increased to 1.1 times or more of the dissolved hydrogen concentration before shaking, preferably 2 times or more, more preferably 3 times or more, and still more preferably in order. It is 4 times or more, 5 times or more, 6 times or more, 7 times or more, 8 times or more, 9 times or more, particularly preferably 10 times or more.
  • the internal pressure of the sealed container before shaking be in the state of atmospheric pressure or higher in order to obtain a hydrogen solution having a higher concentration such as a supersaturated hydrogen solution of 1.6 ppm or more.
  • the solubility of hydrogen molecules in a hydrogen solution increases as the internal pressure of the generated hydrogen molecules loaded on the sealed container increases, and over time, exceeds the solubility at normal temperature and normal pressure.
  • the reason why the closed container having a hydrogen generation system is allowed to stand for an appropriate period of time such as 10 minutes or 15 hours in the examples described later is to pressurize the closed container from the inside with the generated hydrogen gas. This is because the dissolution of hydrogen molecules in a hydrogen solution can be further promoted by appropriately shaking under pressure.
  • a substance having a metal ion sequestering ability and a pH adjusting ability such as the above-described hydrogen ion type cation exchange resin can be combined with a metal having a higher ionization tendency than hydrogen, such as metal magnesium, or a hydrogen generator containing a metal hydride.
  • a wasteful hydrogen generation system in which the three functions of hydrogen generation, metal ion sequestration, and pH adjustment are closely linked can be configured.
  • a hydrogen generation system composed of metallic magnesium and a hydrogen ion type cation exchange resin will be described as an example.
  • the magnesium ion released according to the formula (3) is adsorbed to the hydrogen ion type cation exchange resin and the hydrogen ion type cation exchange resin. Hydrogen ions are released from the ion exchange resin. Therefore, the electrons released according to the formula (3) reduce the hydrogen ions in the vicinity in preference to reducing water molecules.
  • the hydrogen generating agent, the sequestering agent, and the pH adjusting agent are accommodated in a separator such as a nonwoven fabric or a porous container as shown in FIG. 1, and the agent itself or the residue after the reaction is transferred to raw water.
  • a separator such as a nonwoven fabric or a porous container as shown in FIG. 1
  • the agent itself or the residue after the reaction is transferred to raw water.
  • the raw water penetrates the separator and comes into contact with the contents of the separator. Therefore, if the raw water contains a hardness component such as magnesium ions, the sequestering agent inside the isolator captures not only metal ions derived from the hydrogen generator but also metal ions derived from such raw water. It is expected that.
  • the sequestering ability of the metal in the isolator hardly captures the hardness component originally contained in the raw water. That is, the non-destructive high-concentration hydrogen solution production apparatus using a substance having a sequestering ability and pH-adjusting ability, such as a hydrogen ion cation exchange resin, in the present invention is a magnesium dissolved in raw water. It can be said that the metal ions derived from the hydrogen generator are not increased, and conversely, it is not reduced.
  • the inventors did not fully elucidate the reason, but in such a hydrogen generation system, the hydrogen generator and the sequestering agent are in contact with the nectar in a relatively small space inside the separator (mixed). Therefore, it is conceivable that the metal ions derived from the hydrogen generating agent are captured with a considerably higher priority than the metal ions coming from the outside of the separator.
  • the state in which the hardness component of raw water is maintained or not changed is not limited to this, but refers to the following states, for example.
  • purified water obtained by dechlorination of tap water and having a total hardness (Ca hardness + Mg hardness) of about 55 to 65 ppm such as purified water obtained by treating Fujisawa city tap water through an activated carbon column.
  • a total hardness Ca hardness + Mg hardness
  • purified water obtained by treating Fujisawa city tap water through an activated carbon column obtained by treating Fujisawa city tap water through an activated carbon column.
  • the total hardness of the solution is (total hardness of raw water ⁇ 25ppm) when the cap is moved back and forth at a rate of 2 reciprocations / second so that the cap draws a semicircular arc over the wrist ) ⁇ (Hard water +25 ppm), preferably (total hardness of raw water ⁇ 15 ppm) to (total hardness of raw water + 15 ppm), particularly preferably (total hardness of raw water ⁇ 10 ppm) to (total hardness of raw water + 10 ppm). is there.
  • the state of maintaining or not changing the pH of the raw water is not limited to this, but refers to the following state, for example.
  • raw water that is purified water obtained by dechlorination of tap water and having a pH of about 7.0 to 7.8 such as purified water obtained by passing Fujisawa city tap water through an activated carbon column
  • the non-destructive high-concentration hydrogen solution production apparatus of the present invention is not submerged in the mouth air phase of a carbonated beverage plastic bottle filled with about 515 cc (about 530 cc capacity when filled with water up to the mouth).
  • the solution has a pH of (raw water pH-1.5) to (reciprocating 120 times at a rate of 2 reciprocations / second so that the cap draws a semicircular arc above the wrist by moving PH of raw water + 1.5), preferably (pH of raw water 1.0) ⁇ (pH of the raw water + 1.0), particularly preferably such a state that within the range of (pH-0.5 ppm in the raw water) ⁇ (pH of the raw water + 0.5).
  • various meters used for measuring various physical property values are pH meters (including thermometers) manufactured by HORIBA, Ltd. 13 ”, the model of the probe“ 9620-10D ”), and the DH meter (dissolved hydrogen meter) ⁇ is a DH meter (main body model“ DHDI-1 ”, the same electrode (probe) model, HE-5321 ”and repeater model“ DHM-F2 ”).
  • Calcium hardness and magnesium hardness were measured by a calmagite colorimetric method using a water quality analyzer “DR / 4000” (manufactured by HACH).
  • Examples 1-8, Comparative Examples 1-3, Reference Examples 1-2 A commercially available strongly acidic ion exchange resin H type product (DIAION Ion Exchange Resin SK1BH: Mitsubishi Chemical Corporation) was dried by heating to obtain a granular hydrogen ion type cation exchange resin (particle size: about 425 ⁇ m to about 1180 ⁇ m). . As shown in FIG.
  • a hydrogen generation system which is a mixture obtained by uniformly dispersing and mixing 30 mg of the obtained hydrogen ion type cation exchange resin and 300 mg of metal magnesium powder (MG100: Kanto Metal Co., Ltd.), The film was wrapped in a non-woven fabric (Precise Regular C5160: Asahi Kasei Co., Ltd.) and heat-sealed, and accommodated in a cylindrical porous container (bottom: circle with a diameter of about 14 mm, height: about 58 mm).
  • the porous container After filling 515 cc of purified water (activated carbon treated with Fujisawa city tap water through an activated carbon column) into a carbonated plastic bottle (filled with water up to about 530 cc capacity), the porous container is filled with a porous container While being inserted into the container, an edge (edge) surrounding the ceiling of the porous container was hooked on the mouth, and the cap was closed so that the porous container did not sink into water.
  • the weight ratio of metal magnesium and hydrogen ion type cation exchange resin contained in the obtained hydrogen generator is 1: 0.1.
  • the bottle was then laid down and left for 10 minutes with the perforated container in full contact with the raw water, and one of the inventors (a male in his 30s with an average physique) took advantage of the middle of the plastic bottle.
  • the cap was reciprocated 120 times at a rate of 2 reciprocations / second (total 60 seconds) so that the cap would draw a semicircular arc above the wrist by moving only the wrist left and right.
  • Examples 2 to 8 and Comparative Example 1 a plurality of mixtures (Examples 2 to 8 and Comparative Example 1) with varying contents of the hydrogen ion type cation exchange resin were prepared and treated in the same procedure as in Example 1, and then the pH and dissolution of the content liquid Hydrogen concentration, calcium (Ca) hardness, and magnesium (Mg) hardness were measured.
  • a plurality of mixtures (comparative examples 2 to 3) containing malic acid (DL-malic acid: Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) instead of the hydrogen ion type cation exchange resin were prepared. After processing in the same procedure, the pH, dissolved hydrogen concentration, calcium (Ca) hardness, and magnesium (Mg) hardness of the content solution were measured.
  • malic acid DL-malic acid: Fuso Chemical Industry Co., Ltd.
  • Example 2 the hydrogen generation system described in Example 7 was directly separated from the nonwoven fabric and the porous container without being separated by a non-woven fabric and a porous bottle of carbonated beverage filled with about 515 cc of purified water (about 530 cc with full water filling to the mouth). Volume) and left for 10 minutes with the bottle lying down sideways, then the pH, dissolved hydrogen concentration, calcium (Ca) hardness, magnesium (Mg) of the content solution shaken by the method described in Example 1 Hardness was measured.
  • the weight of the metallic magnesium is constant, and the hydrogen ion type cation exchange resin is contained in a weight ratio of 0.1 to 7 with respect to the metallic magnesium.
  • the dissolved hydrogen concentration of the raw water increases in proportion to the content of the hydrogen ion type cation exchange resin.
  • the hardness (Ca hardness and Mg hardness) and pH of raw water at that time are not changed.
  • the hydrogen generation system has a metal ion sequestering ability such as a hydrogen ion type cation exchange resin when the content of a hydrogen generator containing metal or metal hydride having a higher ionization tendency than hydrogen, such as metal magnesium, is 1. It is desirable that the insoluble polymer substance having pH adjusting ability is contained in a weight ratio of 0.1 or more, preferably 0.5 or more, more preferably 1 or more, particularly preferably 5 or more.
  • a hydrogen generation system which is a mixture obtained by uniformly dispersing and mixing 300 mg of the obtained hydrogen ion type cation exchange resin and 300 mg of metal magnesium powder (MG100: Kanto Metal Co., Ltd.)
  • the film was wrapped in a non-woven fabric (Precise Regular C5160: Asahi Kasei Co., Ltd.) and heat-sealed, and accommodated in a cylindrical porous container (bottom: circle with a diameter of about 14 mm, height: about 58 mm).
  • the porous container After filling 515 cc of purified water (activated carbon treated with Fujisawa city tap water through an activated carbon column) into a carbonated plastic bottle (filled with water up to about 530 cc capacity), the porous container is filled with a porous container While being inserted into the container, an edge (edge) surrounding the ceiling of the porous container was hooked on the mouth, and the cap was closed so that the porous container did not sink into water.
  • the weight ratio of metal magnesium and hydrogen ion type cation exchange resin contained in the obtained hydrogen generator is 1: 1.
  • the bottle was laid down and left for 15 hours so that the porous container was completely in contact with the raw water, and then the pH, dissolved hydrogen concentration, calcium (Ca) hardness, and magnesium (Mg) hardness of the contents were measured.
  • Example 10 a mixture in which the content of the hydrogen ion type cation exchange resin was 2100 mg (weight ratio of metal magnesium and hydrogen ion type cation exchange resin was 1: 7) was prepared, and the same procedure as in Example 9 was made. Then, the pH, dissolved hydrogen concentration, calcium (Ca) hardness, and magnesium (Mg) hardness of the content liquid were measured.
  • Comparative Example 4 a mixture in which the content of the hydrogen ion type cation exchange resin was 0 mg (the weight ratio of the magnesium metal to the hydrogen ion type cation exchange resin was 1: 0) was prepared. Then, the pH, dissolved hydrogen concentration, calcium (Ca) hardness, and magnesium (Mg) hardness of the content liquid were measured.
  • the concentration of dissolved hydrogen is maintained while maintaining the pH and hardness of the raw water by using a non-destructive high concentration hydrogen solution production tool in which the hydrogen generation system of the present application is housed in a separator.
  • a high-concentration hydrogen-dissolved solution with a specific increase can be obtained.
  • a hydrogen generation system which is a mixture obtained by uniformly dispersing and mixing 100 mg of alum (baked alum: Fuji Foods Co., Ltd.) and 100 mg of metal magnesium powder (MG100: Kanto Metal Co., Ltd.)
  • the film was wrapped in a non-woven fabric (Precise Regular C5160: Asahi Kasei Co., Ltd.) and heat-sealed, and accommodated in a cylindrical porous container (bottom: circle with a diameter of about 14 mm, height: about 58 mm).
  • the porous container After filling 515 cc of purified water (activated carbon treated with Fujisawa city tap water through an activated carbon column) into a carbonated plastic bottle (filled with water up to about 530 cc capacity), the porous container is filled with a porous container While being inserted into the container, an edge (edge) surrounding the ceiling of the porous container was hooked on the mouth, and the cap was closed so that the porous container did not sink into water.
  • the weight ratio of metallic magnesium and alum contained in the obtained hydrogen generating agent is 1: 1.
  • the bottle was then laid down and left for 10 minutes with the perforated container in full contact with the raw water, and one of the inventors (a male in his 30s with an average physique) took advantage of the middle of the plastic bottle.
  • the cap was reciprocated 120 times at a rate of 2 reciprocations / second (total 60 seconds) so that the cap would draw a semicircular arc above the wrist by moving only the wrist left and right.
  • Example 12 a plurality of mixtures (Examples 12 to 13) with different alum contents were prepared and treated in the same procedure as in Example 11. Then, the pH of the liquid content, dissolved hydrogen concentration, calcium (Ca) hardness, magnesium (Mg) hardness was measured.
  • Example 5 the hydrogen generation system described in Example 12 was directly filled with about 515 cc of purified water without being separated by a nonwoven fabric and a porous container (about 530 cc when filled with water up to the mouth). Volume), left for 10 minutes with the bottle lying down, and then shaken by the method described in Example 11, pH, dissolved hydrogen concentration, calcium (Ca) hardness, magnesium (Mg) Hardness was measured.
  • Example 14 A commercially available weak acidic ion exchange resin H type product (DIAION Ion Exchange Resin WK40L: Mitsubishi Chemical Corporation) was dried by heating to obtain a granular hydrogen ion type cation exchange resin. As shown in FIG.
  • a hydrogen generation system that is a mixture obtained by uniformly dispersing and mixing 4000 mg of the obtained hydrogen ion type cation exchange resin and 300 mg of metal magnesium powder (MG100: Kanto Metal Co., Ltd.)
  • the film was wrapped in a non-woven fabric (Precise Regular C5160: Asahi Kasei Co., Ltd.) and heat-sealed, and accommodated in a cylindrical porous container (bottom: circle with a diameter of about 14 mm, height: about 58 mm).
  • the porous container After filling 515 cc of purified water (activated carbon treated with Fujisawa city tap water through an activated carbon column) into a carbonated plastic bottle (filled with water up to about 530 cc capacity), the porous container is filled with a porous container While being inserted into the container, an edge (edge) surrounding the ceiling of the porous container was hooked on the mouth, and the cap was closed so that the porous container did not sink into water.
  • the weight ratio of metal magnesium and hydrogen ion type cation exchange resin contained in the obtained hydrogen generator is about 1: 13.3.
  • the bottle was then laid down and left for 10 minutes with the perforated container in full contact with the raw water, and one of the inventors (a male in his 30s with an average physique) took advantage of the middle of the plastic bottle.
  • the cap was reciprocated 120 times at a rate of 2 reciprocations / second (total 60 seconds) so that the cap would draw a semicircular arc above the wrist by moving only the wrist left and right.
  • the state of maintaining or not changing the “by-products such as cations eluted from the hydrogen generating agent during hydrogen generation” as described above is not limited to this. It refers to such a state.
  • the corresponding cation of the high-concentration hydrogen solution is (the corresponding cation of raw water (mg / L) -4.5 mg / L).
  • Example 15 to 19 Comparative Example 5, Reference Example 7
  • a commercially available strongly acidic ion exchange resin H type product (DIAION Ion Exchange Resin SK1BH: Mitsubishi Chemical Corporation) was dried by heating to obtain a granular hydrogen ion type cation exchange resin (particle size: about 425 ⁇ m to about 1180 ⁇ m).
  • a hydrogen generation system which is a mixture obtained by uniformly dispersing and mixing 1200 mg of the obtained hydrogen ion type cation exchange resin and 600 mg of metallic iron powder (reduced iron, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hereinafter the same), As shown in Fig.
  • the bottle was laid down and left for 8 hours so that the porous container was completely in contact with the raw water, and one of the inventors (a male in his 30s with an average physique) took advantage of the middle of the plastic bottle.
  • the cap was reciprocated 120 times at a rate of 2 reciprocations / second (total 60 seconds) so that the cap would draw a semicircular arc above the wrist by moving only the wrist left and right.
  • Total iron was measured by the FerroVer method using a water quality analyzer “DR / 4000” (manufactured by HACH) (hereinafter the same).
  • Examples 16 to 19 a plurality of mixtures (Examples 16 to 19) with different iron contents were prepared and treated in the same procedure as in Example 15. Then, the pH, dissolved hydrogen concentration, and total iron of the content liquid were measured, and the taste was measured. And confirmed the smell.
  • Comparative Example 5 a mixture containing malic acid (DL-malic acid: Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) instead of the hydrogen ion type cation exchange resin was prepared and treated in the same procedure as in Example 15, The pH of the content liquid, the dissolved hydrogen concentration, and the total iron were measured.
  • malic acid DL-malic acid: Fuso Chemical Industry Co., Ltd.
  • FIG. 1 shows a hydrogen generation system which is a mixture obtained by uniformly dispersing and mixing 2000 mg of the obtained hydrogen ion type cation exchange resin and 2000 mg of metal aluminum powder (# 260S, Minalco Co., Ltd., hereinafter the same).
  • a hydrogen generation system was obtained by wrapping in a non-woven fabric (Tyvek 1433C: Asahi DuPont Flash Spun Products Co., Ltd.) and heat-sealing. After filling a plastic bottle for carbonated beverages (about 530 cc capacity with full water filling to the mouth) with Fujisawa city tap water, the hydrogen generation system was put into the plastic bottle and the cap was closed.
  • the weight ratio of the metal aluminum powder and the hydrogen ion type cation exchange resin contained in the obtained hydrogen generator is 1: 1.
  • the bottle was then laid down and left for 15 hours so that the hydrogen generation system was in complete contact with the raw water, and one of the inventors (a male in his 30s with an average physique) took advantage of the middle of the plastic bottle.
  • the cap was reciprocated 120 times at a rate of 2 reciprocations per second (60 seconds in total) so that the cap drew a semicircle arc above the wrist by moving only the wrist to the left and right.
  • the Al concentration was measured by an aluminum non method using a water quality analyzer “DR / 4000” (manufactured by HACH) (hereinafter the same).
  • Example 21 a mixture containing calcined zeolite (natural zeolite special calcined powder, manufactured by Wedge Corporation, hereinafter the same) was used instead of the hydrogen ion type cation exchange resin, and the same procedure as in Example 20 was performed. After the treatment, the pH, dissolved hydrogen concentration, and Al concentration of the content liquid were measured. In this example, since the nonwoven fabric was torn during the experiment and the contents leaked into the raw water, although the pH and Al concentration could not be measured accurately, they can be inherently included in the embodiments of the present application. is there.
  • Example 6 a mixture containing malic acid (DL-malic acid: Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) instead of the hydrogen ion type cation exchange resin was prepared and treated in the same procedure as in Example 20, The pH, dissolved hydrogen concentration, and Al concentration of the content liquid were measured.
  • malic acid DL-malic acid: Fuso Chemical Industry Co., Ltd.
  • Example 22 to 23 Comparative Examples 7 to 8, Reference Example 9
  • a commercially available strongly acidic ion exchange resin H type product (DIAION Ion Exchange Resin SK1BH: Mitsubishi Chemical Corporation) was dried by heating to obtain a granular hydrogen ion type cation exchange resin (particle size: about 425 ⁇ m to about 1180 ⁇ m).
  • a hydrogen generation system which is a mixture obtained by uniformly dispersing and mixing 2000 mg of the obtained hydrogen ion type cation exchange resin and 2000 mg of metallic nickel powder (particle size: 150 ⁇ m or less, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is shown in FIG. As shown in Fig.
  • a hydrogen generation system was obtained by wrapping in a non-woven fabric (Tyvek 1433C: Asahi DuPont Flash Spun Products Co., Ltd.) and heat-sealing. After filling a plastic bottle for carbonated beverages (about 530 cc capacity with full water filling to the mouth) with Fujisawa city tap water, the hydrogen generation system was put into the plastic bottle and the cap was closed.
  • the weight ratio of the metallic nickel powder to the hydrogen ion cation exchange resin contained in the obtained hydrogen generator is 1: 1.
  • the bottle was then laid down and left for 15 hours so that the hydrogen generation system was in complete contact with the raw water, and one of the inventors (a male in his 30s with an average physique) took advantage of the middle of the plastic bottle.
  • the cap was reciprocated 120 times at a rate of 2 reciprocations per second (60 seconds in total) so that the cap drew a semicircle arc above the wrist by moving only the wrist to the left and right.
  • Ni concentration was measured by ICP emission spectrometry at Japan Food Analysis Center.
  • Example 23 a mixture containing metal cobalt powder (particle size: 180 ⁇ m or less, 90% or more, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) instead of metal nickel powder was prepared and treated in the same procedure as Example 20. Thereafter, the pH, dissolved hydrogen concentration, and cobalt (Co) concentration of the content solution were measured, and the color of the solution was observed.
  • metal cobalt powder particle size: 180 ⁇ m or less, 90% or more, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • Co concentration was measured by ICP emission spectrometry at Japan Food Analysis Center.
  • Comparative Examples 7 and 8 mixtures containing malic acid (DL-malic acid: Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) instead of the hydrogen ion type cation exchange resin were prepared, and the same procedure as in Examples 22 and 23 was used. After the treatment, the pH of the content solution and the dissolved hydrogen concentration were measured, and the color of the solution was observed.
  • malic acid DL-malic acid: Fuso Chemical Industry Co., Ltd.
  • Example 24, Reference Example 10 As shown in FIG. 1, a hydrogen generation system, which is a mixture obtained by uniformly dispersing and mixing 500 mg of calcined zeolite and 500 mg of metal aluminum powder, is wrapped in a non-woven fabric (Tyvek 1433C: Asahi DuPont Flash Spun Products Co., Ltd.). A hydrogen generation system was obtained by heat sealing. After filling a plastic bottle for carbonated beverages (about 530 cc capacity with full water filling to the mouth) with Fujisawa city tap water, the hydrogen generation system was put into the plastic bottle and the cap was closed. The weight ratio of metal aluminum powder and calcined zeolite contained in the obtained hydrogen generator is 1: 1.
  • the bottle was then laid down and left for 15 hours so that the hydrogen generation system was in complete contact with the raw water, and one of the inventors (a male in his 30s with an average physique) took advantage of the middle of the plastic bottle.
  • the cap was reciprocated 120 times at a rate of 2 reciprocations per second (60 seconds in total) so that the cap drew a semicircle arc above the wrist by moving only the wrist to the left and right.
  • FIG. 1 shows a hydrogen generation system, which is a mixture obtained by uniformly dispersing and mixing 500 mg of potassium alum (potassium aluminum sulfate anhydrous (baked alum), Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hereinafter the same) and 200 mg of metallic iron powder.
  • a hydrogen generation system was obtained by wrapping in a non-woven fabric (Tyvek 1433C: Asahi DuPont Flash Spun Products Co., Ltd.) and heat-sealing.
  • the hydrogen generation system After filling a plastic bottle for carbonated beverages (about 530 cc capacity with full water filling to the mouth) with Fujisawa city tap water, the hydrogen generation system was put into the plastic bottle and the cap was closed.
  • the weight ratio of metallic iron powder and potassium alum contained in the obtained hydrogen generator is 1: 2.5.
  • the bottle was then laid down and left for 1 hour with the hydrogen generation system in complete contact with the raw water, and one of the inventors (a male in his 30s with an average physique) took advantage of the middle of the plastic bottle.
  • the cap was reciprocated 120 times at a rate of 2 reciprocations per second (60 seconds in total) so that the cap drew a semicircular arc above the wrist by moving only the wrist to the left and right.
  • Example 26 2000 mg of metal zinc powder (zinc powder, Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used instead of 200 mg of metal iron powder, and a hydrogen ion cation exchange resin (the above-mentioned commercially available strong acid was used instead of 500 mg of potassium alum.
  • a mixture containing 2000 mg of an ion exchange resin H type product (granular hydrogen ion type cation exchange resin obtained by heating and drying a DIAION Ion Exchange Resin SK1BH: Mitsubishi Chemical Corporation) was prepared. After processing in the same procedure, the pH and dissolved hydrogen concentration of the content solution were measured.
  • Comparative Examples 9 and 10 a mixture containing 500 mg or 2000 mg of malic acid (DL-malic acid: Fuso Chemical Industry Co., Ltd.) instead of potassium alum or hydrogen ion type cation exchange resin was prepared. , 26, the pH of the content solution and the dissolved hydrogen concentration were measured.
  • malic acid DL-malic acid: Fuso Chemical Industry Co., Ltd.
  • a hydrogen generation system which is a mixture obtained by uniformly dispersing and mixing 1000 mg of magnesium hydroxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 1000 mg of metal aluminum powder, is a nonwoven fabric (Tyvek 1433C: Asahi A hydrogen generation system was obtained by wrapping in Dupont Flash Spun Products Co., Ltd.) and heat-sealing. After filling a plastic bottle for carbonated beverages (about 530 cc capacity with full water filling to the mouth) with Fujisawa city tap water, the hydrogen generation system was put into the plastic bottle and the cap was closed. The weight ratio of metal aluminum powder and magnesium hydroxide contained in the obtained hydrogen generator is 1: 1.
  • the bottle was then laid down and left for 15 hours with the hydrogen generation system in complete contact with the raw water, and one of the inventors (a male in his 30s with an average physique) took advantage of the middle of the plastic bottle.
  • the cap was reciprocated 120 times at a rate of 2 reciprocations per second (60 seconds in total) so that the cap drew a semicircular arc above the wrist by moving only the wrist to the left and right.

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Abstract

　原水と反応して水素を発生する水素発生剤と、該水素発生剤より溶出する金属イオンを封鎖する金属イオン封鎖剤と、ｐＨ調整剤とからなる水素発生系を隔離体に収容してなる水素溶存液の製造器具。

Description

非破壊的高濃度水素溶液の製造器具
　本発明は、非破壊的高濃度水素溶液の製造器具に係わる。
　水素水を製造する方法として、家庭用電解水素水生成装置を用いる方法や水素発生剤としての金属マグネシウムの金属片を水と接触させる方法が知られている（特開２００７－１６７６９６）。
特開２００７－１６７６９６
　水素発生剤を用いて水素溶液を得ようとする場合、水素発生剤は、原水（または原液、以下同）に水素分子を溶存させる際に、その原水の特性まで変化させてしまうことが多い。たとえば、水素発生剤が金属マグネシウムである場合、水素発生の際、以下の式（１）、（２）に従い、原水にマグネシウムイオンを溶出させるとともに、そのｐＨをアルカリ側に傾ける。
　[数１]
        Ｍｇ＋２Ｈ２Ｏ→Ｍｇ（ＯＨ）２+＋Ｈ２      ・・・式（１）
           Ｍｇ（ＯＨ）２+→Ｍｇ２＋＋２ＯＨ－        ・・・式（２）
　しかしながら、水素発生反応の前後で、自然的または人口的にすでに組成されている原水の成分構成を変えてしまうことは基本的に望ましいことではない。成分の変化は茶やミネラルウォーターなど飲料の味を変えることに繋がる。
　無論、水素発生反応があまり進行していない時点で水素溶存液を使用してしまえば、マグネシウムの溶出や液性のアルカリ性化は最小限度にとどめることができる。だがその場合、低い溶存水素濃度の水素溶存液で満足せざるを得ない。
　したがって、水素発生反応を促進させながらも、原水の成分構成はできるだけ変えることのない（つまり、非破壊的な）水素溶存液の製造器具が望まれている。
　本発明は、金属マグネシウムなど水素発生剤、該水素発生剤に由来する金属イオンを封鎖するための金属イオン封鎖剤、及びｐＨ調整剤からなる水素発生系を隔離体に収容してなる非破壊的高濃度水素溶液の製造器具を用いる。
　こうした器具を用いて、原水で水素発生反応を促進することにより、マグネシウムイオン（あるいは、水素発生の際に水素発生剤より溶出する陽イオンなど副生成物）が増加することなく、かつ、原水のｐＨも変えることのない、高濃度または過飽和水素溶液を得ることができる。こうした器具を用いれば、家庭、職場、街中、店頭など場所を問わず、任意の飲料の香味を変化させることなく、簡単に高濃度水素飲料を製造することができる。
本発明の一実施の形態に係る製造器具を示す図である。
　以下、本発明の実施形態を説明する。
　本発明において原水とは、水素発生剤と接触することで水素を発生させる水または水溶液などの液体であり、本発明を用いて水素を溶存させられる対象である水または水溶液などの液体を含む。したがって、原水は、飲料水、茶やコーヒーなど飲料を含む。原水と水素発生剤を接触させることで得られる水素溶液は、吸入（噴霧）、飲用、注射などを介して生体に適用されるがこれに限るものではない。水素溶液の作用成分は水素であり、その作用は主として酸化ストレスの抑制であるがこれに限るものではない。
　本発明において水素発生剤とは、原水と接触することで水素を発生させ水素溶液をつくる物質である。水素よりイオン化傾向の高い金属、水素化金属を含む水素化化合物など、水と接触することで水素を発生させる物質は水素発生剤に含まれる。水との反応性の良さを考慮し、金属カルシウム、水素化カルシウム、金属マグネシウム、水素化マグネシウムなどは好適に用いられる。反応生成物の安全性などを考慮し、金属マグネシウム、金属鉄、金属アルミニウム、金属亜鉛、金属ニッケル、金属コバルトなどは特に好適に用いられる。
　本発明の金属イオン封鎖剤は、水素発生反応に伴う水素溶液の金属イオンの増減を調整する剤一般であり、水に全くあるいはほとんど溶解せず、隔離体の内部において金属イオンを吸着する性質を有する不溶性または難溶性の物質、及び、水に溶解することで金属イオンを捕捉するとともに生体にとって安全な物質を生成する物質を含む。原水の成分構成を変えないという観点からは、陽イオン交換樹脂など、不溶性または難溶性の金属イオン封鎖剤が好ましい。なかでも、金属イオンの吸着とともに水素イオン（Ｈ＋）を放出する物質、たとえばスルホン酸基を交換基とする酸性陽イオン交換樹脂またはカルボン酸基を交換基とする酸性陽イオン交換樹脂を含む、水素イオン型陽イオン交換樹脂は、ｐＨ調整剤としての機能も兼ねるため、さらに好ましい。
　本発明のｐＨ調整剤は、水素発生反応に伴う水素溶液ｐＨの変動を調整する剤一般であり、クエン酸、アジピン酸、リンゴ酸、酢酸、コハク酸、グルコン酸、乳酸、リン酸、塩酸、硫酸など水素イオン（Ｈ＋）を供給することで水酸化物イオン（ＯＨ－）を抑制（中和または生成防止）する性質を有する物質、及び加水分解を受け水酸化物を生成する物質を含む。原水の成分構成を変えにくいという観点からは、アルミニウムイオンを含む鉱石など、加水分解を受け水酸化金属を生成する化合物は好ましい。たとえば、硫酸アンモニウムアルミニウムや硫酸カリウムアルミニウムなどのミョウバンは、加水分解を受け水酸化アルミニウムを生成する一方、生成された難溶性の水酸化物（水酸化アルミニウム）が、マグネシウムイオンやカルシウムイオンに対する凝集剤として金属イオンを封鎖し、かつ、水素発生反応の後は急速に固化し金属イオンの更なる溶出を封鎖する、金属イオン封鎖剤としても働くため、さらに好ましい。
　また、亜鉛やアルミニウムなど、水素発生剤が塩基にも反応する両性金属である場合は、金属の塩基性酸化物（アルカリケイ酸塩など）、金属の水酸化物、焼成鉱物（焼成ゼオライトなど）など、水に溶けてアルカリ性を示す物質（酸化（または水酸化）マグネシウム、酸化（または水酸化）ストロンチウム、酸化（または水酸化）バリウムなどアルカリ土類金属の酸化（又は水酸化）物を含む）もｐＨ調整剤として好ましく使用し得る。たとえば、酸化（または水酸化）マグネシウムなど、加水分解を受け水酸化金属を生成する化合物は、水素発生反応の後、急速に固化し金属イオンの更なる溶出を封鎖する金属イオン封鎖剤としても働くため、さらに好ましい。
　上述のように、水素イオン型陽イオン交換樹脂やミョウバンや酸化（または水酸化）マグネシウムは、一剤で金属イオン封鎖剤としての機能とｐＨ調整剤としての機能を兼ねる。隔離体に収納する剤数は少ないほど余分な成分の溶出を心配する必要がないため、これは好ましいことである。
　また、水素発生剤の経時劣化を抑制するために、金属イオン封鎖剤やｐＨ調整剤など水素発生系に含まれる物質の水和数や含水率は少ない方が好ましい。すなわち、水和数でいうと、３水和物以下、好ましくは２水和物以下、より好ましくは１水和物以下、特に好ましくは無水和物や無水物であることが望ましい。含水率でいうと、含水率４０重量％以下、好ましくは３０重量％以下、より好ましくは２０重量％以下、特に好ましくは１５重量％以下であることが望ましい。
　本発明の隔離体は、水素発生剤、金属イオン封鎖剤、及びｐＨ調整剤など水素発生系を収容する容器である。隔離体は原水を透過する一方、水素発生系に含まれる物質や水素発生に伴うその残渣物は透過し難くされていることを特徴とする。隔離体のポアサイズは、１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは１５０μｍ以下、特に好ましくは５０μｍ以下であることが望ましい。隔離体は、不織布による袋状容器やプラスティック製の多孔容器などを含む。隔離効果をより期すために、不織布による袋状容器などで隔離した水素発生系を、さらに硬質な多孔容器などで入れ子状に隔離することは望ましいことである。
　また、本発明の金属マグネシウムなど水素発生剤の平均粒径は、隔離体の外部へ透過することなく、かつ、微粒子化による活性の増大も期せるような粒径であることが望ましい。すなわち、水素発生剤の平均粒径は、隔離体のポアサイズ以上（隔離体が入れ子になっている場合はそれらのうち最もポアサイズが小さい隔離体のポアサイズ以上、以下同）であり、かつ、平均粒径が３０００μｍ以下、好ましくは、隔離体のポアサイズ以上であり、かつ、平均粒径が１０００μｍ以下、さらに好ましくは、隔離体のポアサイズ以上であり、かつ、平均粒径が５００μｍ以下、特に好ましくは、隔離体のポアサイズ以上であり、かつ、平均粒径が２５０μｍ以下であることが望ましい。
　本発明において高濃度水素溶液とは、溶液の溶存水素濃度が０．１ｐｐｍ以上、好ましくは１．０ｐｐｍ以上である水素溶液を含む。本発明において過飽和水素溶液とは、常温常圧における溶解度以上の溶存水素濃度であることを含み、１．６ｐｐｍ以上、２．０ｐｐｍ以上、３．０ｐｐｍ以上、４．０ｐｐｍ以上、５．０ｐｐｍ以上、６．０ｐｐｍ以上、７．０ｐｐｍ以上、８．０ｐｐｍ以上、９．０ｐｐｍ以上、１０．０ｐｐｍ以上の高濃度水素溶液を含む。
　なお、水素溶液の溶存水素濃度を高めることを目的に、本発明の水素発生系を隔離体に収容してなる非破壊的高濃度水素溶液の製造器具を、密閉容器に収容するとともに該密閉容器を適宜振盪することは望ましいことである。図１に本例の製造器具を示す。
　この場合、本発明の密閉容器とは、容器の内容物を大気に触れさせないよう工夫が施されている容器を含む。キャップ付きペットボトルやアルミボトルなど蓋付き容器は密閉容器に含まれる。密閉容器は、人が手に持って振盪しやすいように、ポータブルな形態と容量を備えていることが望ましい。２Ｌ以下、好ましくは１Ｌ以下、特に好ましくは０．５Ｌ以下の容量の密閉容器が望ましいがこれに限るものではない。
　密閉容器の材質として好ましいのは水素透過性が低い容器である。水素透過性が低いほど発生した水素を容器系外へ逃すことが少ない。
　本発明において密閉容器の水素透過性は次のように測定する。すなわち、特願２００９－２２１５６７に記載される方法などを参考に、安定的にほぼ飽和濃度（２０℃・１気圧で１．６ｐｐｍ）を保つ水素溶存水を測定対象となる密閉容器内容積の２０倍の体積で生成するとともに、浄水（藤沢市水道水を活性炭カラムに通して処理した活性炭処理水など）を満水充填した該密閉容器を該水素溶存水に５時間浸漬する。
　その後、該浄水の溶存水素濃度を測定し、溶存水素濃度が１０００ｐｐｂ以下、好ましくは５００ｐｐｂ以下、より好ましくは１００ｐｐｂ以下、特に好ましくは１０ｐｐｂ以下である密閉容器が本発明の水素透過性が低い容器に含まれる。
　密閉容器は、水素発生による内圧の上昇に耐えうる耐圧性能を有していることが望ましい。絶対圧力で０．１１ＭＰａ、好ましくは０．４ＭＰａ、さらに好ましくは０．５ＭＰａ、特に好ましくは０．８ＭＰａの内圧に耐えうる耐圧容器であることが望ましい。炭酸飲料用ペットボトルなどは好適に用いられる。密閉容器は、安全に開栓できるようキャップを開ける途中で圧力を逃がす機構（ベントスロット）を口部に備えていることが望ましい。
　本発明において振盪とは、密閉容器に物理的衝撃を与えることにより密閉容器内の溶液と気相の水素を接触させることである。本発明の振盪は、手を用いた自然的振盪のほか機械を用いた人工的振盪が含まれる。振盪器、攪拌機、超音波発生装置などによる振盪はこうした人工的振盪に含まれる。
　なお、本発明の模範的な自然的振盪の例は次の通りである。すなわち、平均的体格を有する日本人３０代男性が密閉容器中腹部を利手に保持し、手首のみを動かすことでキャップが手首上空に半円の弧を描くように、２往復／秒のペースで１２０往復振盪する。
　また、振盪時間は、消費者への負荷や利便性を考慮し、６００秒以内、好ましくは６０秒以内、より好ましくは３０秒以内、さらに好ましくは１０秒以内であることが望ましい。
　また、振盪のし易さを考慮し、原水を充填した後も、密閉容器には容器容量の１５％以下、好ましくは１０％以下、特に好ましくは５％以下の容量でヘッドスペースが設けられることが望ましい。
　振盪により、振盪後の溶液の溶存水素濃度は、振盪前の溶存水素濃度の１．１倍以上に増強されることが好ましく、好ましくは２倍以上、より好ましくは３倍以上、さらに好ましくは順に４倍以上、５倍以上、６倍以上、７倍以上、８倍以上、９倍以上であり、特に好ましくは１０倍以上に増強されることである。
　また、振盪前の密閉容器の内圧が大気圧以上の状態にあることは、１．６ｐｐｍ以上の過飽和水素溶液など、より高濃度の水素溶液を得るためには好ましいことである。水素分子の水素溶液への溶解度は、発生する水素分子が密閉容器に負荷する内圧の上昇に伴い上昇し、時間の経過とともにやがて、常温・常圧下における溶解度を超える。後述の実施例などで、水素発生系を擁する密閉容器を１０分間または１５時間など適宜な時間放置する理由は、発生した水素ガスにより密閉容器を内側から加圧するためであり、さらには、密閉容器を加圧下で適宜振盪することにより、水素分子の水素溶液への溶解をさらに促進することができるからである。
　ところで、上述の水素イオン型陽イオン交換樹脂など、金属イオン封鎖能とｐＨ調整能を有する物質は、金属マグネシウムなど、水素よりイオン化傾向の高い金属や水素化金属を含む水素発生剤と組み合わせられることで、水素発生、金属イオン封鎖、ｐＨ調整という三つの機能が密接に連関し合う、無駄のない水素発生系を構成することができる。以下、金属マグネシウムと水素イオン型陽イオン交換樹脂から構成される水素発生系を例に説明する。
　通常、金属マグネシウムが原水と接触することで、上述の式（１）に従い、水素分子と水酸化マグネシウムが生成する。その反応機構としては、
　金属マグネシウムから電子が放出される、
       Ｍｇ→Ｍｇ２＋＋２ｅ－   ・・・式（３）
と、
　金属マグネシウムに由来する電子が、水分子を還元することによって水素分子と水酸化物イオンを生成する、
       ２Ｈ２Ｏ＋２ｅ－→２ＯＨ－＋Ｈ２ ・・・式（４）
　および、金属マグネシウムに由来する電子が、水素イオンを還元することによって水素分子を生成する、
       ２Ｈ＋＋２ｅ－→Ｈ２       ・・・式（５）
という素反応が考えられる。
　ここで、金属マグネシウムに隣接して水素イオン型陽イオン交換樹脂が存在する場合、式（３）に従い放出されたマグネシウムイオンが、水素イオン型陽イオン交換樹脂に吸着されるとともに、水素イオン型陽イオン交換樹脂から水素イオンが放出される。したがって、式（３）に従い放出された電子は、水分子を還元するよりも優先的に、こうした近傍にある水素イオンを還元する。
　このように本発明の水素発生系においては、水酸化物イオンを生成する水素発生反応である式（４）に優先して、水酸化物イオンを生成しない水素発生反応である式（５）に従い水素を発生させるため、原水のｐＨを変えることが少ない。また系内では、マグネシウムイオンと水酸化イオンが常に減少した状態に維持される傾向があるため、上述の式（１）の正反応である水素発生反応が促進されやすい。
　なおここで、水素発生剤、金属イオン封鎖剤、及びｐＨ調整剤は、図１に示すように不織布や多孔容器など隔離体に収容され、剤そのものや反応後の残渣物が原水に移行することがないように設計されている。しかし原水は、隔離体を透過し、隔離体の内容物と接触する。したがって、原水にマグネシウムイオンなどの硬度成分が含まれていれば、隔離体内部の金属イオン封鎖剤は、水素発生剤に由来する金属イオンのみならず、こうした原水に由来する金属イオンをも捕捉することが予想される。
　しかしながらその予想に反して、隔離体内の金属イオン封鎖能は、原水にもともと含まれる硬度成分をほとんど捕捉しない。すなわち、本発明の、水素イオン型陽イオン交換樹脂など、金属イオン封鎖能とｐＨ調整能を有する物質を水素発生系に用いた非破壊的高濃度水素溶液の製造器具は、原水に溶存するマグネシウムなど水素発生剤に由来する金属イオンを増加させることもなければ、逆にそれを低減させることもないといえる。
　発明者等はその理由を充分に解明したわけではないが、こうした水素発生系では、隔離体内部の比較的狭い空間において水素発生剤と金属イオン封鎖剤が蜜に接触し合っている（混合している）ため、水素発生剤に由来する金属イオンは、隔離体外部から到来する金属イオンよりも、かなりの程度優先して捕捉されることが考えられる。
　なお、本発明において、原水の硬度成分を維持した、または変えない状態とは、これに限るものではないが、たとえば以下のような状態を指す。
　すなわち、水道水を脱塩素処理して得られる、全硬度（Ｃａ硬度＋Ｍｇ硬度）が約５５～６５ｐｐｍにある浄水（藤沢市水道水を活性炭カラムに通して処理して得られる浄水など）である原水を、約５１５ｃｃ充填した炭酸飲料用ペットボトル（口部までの満水充填で約５３０ｃｃ容量）の口部空気相に、本発明の非破壊的高濃度水素溶液の製造器具を、それが水中に沈まないように保持しつつキャップを閉め（後述の実施例１を参照）、ボトルを横に倒して１０分間放置した後に模範的な自然的振盪（ペットボトル中腹部を利手に保持し、手首のみを左右に動かすことでキャップが手首上空に半円の弧を描くように、２往復／秒のペースで１２０往復する）を行ったときの溶液の全硬度が、（原水の全硬度－２５ｐｐｍ）～（原水の全硬度＋２５ｐｐｍ）、好ましくは（原水の全硬度－１５ｐｐｍ）～（原水の全硬度＋１５ｐｐｍ）、特に好ましくは（原水の全硬度－１０ｐｐｍ）～（原水の全硬度＋１０ｐｐｍ）の範囲に収まっている状態などである。
　なお、本発明において、原水のｐＨを維持した、または変えない状態とは、これに限るものではないが、たとえば以下のような状態を指す。
　すなわち、水道水を脱塩素処理して得られる、ｐＨが約７．０～７．８にある浄水（藤沢市水道水を活性炭カラムに通して処理して得られる浄水など）である原水を、約５１５ｃｃ充填した炭酸飲料用ペットボトル（口部までの満水充填で約５３０ｃｃ容量）の口部空気相に、本発明の非破壊的高濃度水素溶液の製造器具を、それが水中に沈まないように保持しつつキャップを閉め（後述の実施例１を参照）、ボトルを横に倒して１０分間放置した後に模範的な自然的振盪（ペットボトル中腹部を利手に保持し、手首のみを左右に動かすことでキャップが手首上空に半円の弧を描くように、２往復／秒のペースで１２０往復する）を行ったときの溶液のｐＨが、（原水のｐＨ－１．５）～（原水のｐＨ＋１．５）、好ましくは（原水のｐＨ－１．０）～（原水のｐＨ＋１．０）、特に好ましくは（原水のｐＨ－０．５ｐｐｍ）～（原水のｐＨ＋０．５）の範囲に収まっている状態などである。
　以下、本発明の実施例を説明する。なお、本願において特に断りがない場合は、各種物性値を計測するのに用いた各種計器類は、ｐＨメーター（温度計含む）が、株式会社堀場製作所製のｐＨメーター（本体の型式『Ｄ－１３』、同プローブの型式『９６２０－１０Ｄ』）であり、ＤＨメーター（溶存水素計） が、東亜ディーケーケー株式会社製のＤＨメーター（本体型式『ＤＨＤＩ－１』、同電極（プローブ）型式、『ＨＥ－５３２１』、同中継器型式『ＤＨＭ－Ｆ２』）である。
　カルシウム硬度及びマグネシウム硬度は、水質分析計『ＤＲ／４０００』（ＨＡＣＨ社製）を用いてカルマガイト比色法により測定した。
［実施例１～８，比較例１～３，参考例１～２］
　市販の強酸性イオン交換樹脂Ｈタイプ品（DIAION Ion Exchange Resin SK1BH：Mitsubishi Chemical Corporation）を温熱乾燥することで顆粒状の水素イオン型陽イオン交換樹脂（粒径：約４２５μｍ～約１１８０μｍ）を得た。得られた水素イオン型陽イオン交換樹脂３０ｍｇと金属マグネシウム粉（ＭＧ１００：株式会社関東金属）３００ｍｇを均等に分散し混合することにより得た混合物である水素発生系を、図１に示すように、不織布（プレシゼRegular C5160：旭化成株式会社）に包み込みヒートシールするとともに、筒状の多孔容器（底部：直径約１４ミリの円、高さ：約５８ミリ）に収容した。炭酸飲料用ペットボトル（口部までの満水充填で約５３０ｃｃ容量）に浄水（藤沢市水道水を活性炭カラムに通して処理した活性炭処理水）を約５１５ｃｃ充填した後、多孔容器をペットボトル口部に挿入しながら、多孔容器天井部を取り囲む縁（へり）を口部に引掛け、多孔容器が水中に沈まないようにしてキャップを閉めた。得られた水素発生剤に含まれる、金属マグネシウムと水素イオン型陽イオン交換樹脂の重量比は１：０．１である。
　その後ボトルを横に倒し、多孔容器が原水に完全に接触するようにして１０分間放置した後、発明者の一人（平均的体格を有する日本人３０代男性）がペットボトル中腹部を利手に保持し、手首のみを左右に動かすことでキャップが手首上空に半円の弧を描くように、２往復／秒のペースで１２０往復した（合計６０秒）。
　その後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　また、水素イオン型陽イオン交換樹脂の含有量を変化させた混合物を複数（実施例２～８及び比較例１）作成し、実施例１と同じ手順で処理した後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　また比較例として、水素イオン型陽イオン交換樹脂の代わりにリンゴ酸（ＤＬ－リンゴ酸:扶桑化学工業株式会社）を含有させた混合物を複数（比較例２～３）作成し、実施例１と同じ手順で処理した後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　また参考例１として、浄水のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　また参考例２として、実施例７に記載される水素発生系を、不織布と多孔容器で隔離することなく直接、浄水を約５１５ｃｃ充填した炭酸飲料用ペットボトル（口部までの満水充填で約５３０ｃｃ容量）に投与し、ボトルを横に倒した状態で１０分間放置した後、実施例１に記載される方法で振盪した内容液のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　以下、表１としてそれらを記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本発明の非破壊的高濃度水素溶液の製造器具においては、金属マグネシウムの重量が一定であり、水素イオン型陽イオン交換樹脂が金属マグネシウムに対して重量比で０．１～７の範囲で含有されるとき、原水の溶存水素濃度は、水素イオン型陽イオン交換樹脂の含有量に比例して上昇する。またそのときの原水の硬度（Ｃａ硬度とＭｇ硬度）とｐＨは変わらない。
　また、水素イオン型陽イオン交換樹脂が、重量比で３０含有されるときであっても、溶存水素濃度はさらに増えることこそないものの、原水の硬度（Ｃａ硬度とＭｇ硬度）とｐＨはほとんど変わらない。言い換えれば、本発明の非破壊的高濃度水素溶液の製造器具を用いた水素溶液中では、原水のｐＨと硬度を一定の範囲に抑えるある種の緩衝作用が働いている。
　一方、金属マグネシウムと水素イオン型陽イオン交換樹脂を重量比で１：７の割合で含むが、隔離体には収容されないまま密閉容器内に直接投入された参考例２においては、こうした緩衝作用は一切働いていない。
　したがって、本発明においては、水素発生系を隔離体に収容することが重要である。また、その水素発生系は、金属マグネシウムなど、水素よりイオン化傾向の高い金属や水素化金属を含む水素発生剤の含有量を１としたとき、水素イオン型陽イオン交換樹脂など、金属イオン封鎖能とｐＨ調整能を有する不溶性の高分子物質を、重量比で０．１以上、好ましくは０．５以上、さらに好ましくは１以上、特に好ましくは５以上含有していることが望ましい。
［実施例９～１０，比較例４，参考例３］
　市販の強酸性イオン交換樹脂Ｈタイプ品（DIAION Ion Exchange Resin SK1BH：Mitsubishi Chemical Corporation）を温熱乾燥することで顆粒状の水素イオン型陽イオン交換樹脂（粒径：約４２５μｍ～約１１８０μｍ）を得た。得られた水素イオン型陽イオン交換樹脂３００ｍｇと金属マグネシウム粉（ＭＧ１００：株式会社関東金属）３００ｍｇを均等に分散し混合することにより得た混合物である水素発生系を、図１に示すように、不織布（プレシゼRegular C5160：旭化成株式会社）に包み込みヒートシールするとともに、筒状の多孔容器（底部：直径約１４ミリの円、高さ：約５８ミリ）に収容した。炭酸飲料用ペットボトル（口部までの満水充填で約５３０ｃｃ容量）に浄水（藤沢市水道水を活性炭カラムに通して処理した活性炭処理水）を約５１５ｃｃ充填した後、多孔容器をペットボトル口部に挿入しながら、多孔容器天井部を取り囲む縁（へり）を口部に引掛け、多孔容器が水中に沈まないようにしてキャップを閉めた。得られた水素発生剤に含まれる、金属マグネシウムと水素イオン型陽イオン交換樹脂の重量比は１：１である。
　その後ボトルを横に倒し、多孔容器が原水に完全に接触するようにして１５時間放置した後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　また実施例１０として、水素イオン型陽イオン交換樹脂の含有量を２１００ｍｇにした混合物（金属マグネシウムと水素イオン型陽イオン交換樹脂の重量比は１：７）を作成し、実施例９と同じ手順で処理した後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　また比較例４として、水素イオン型陽イオン交換樹脂の含有量を０ｍｇにした混合物（金属マグネシウムと水素イオン型陽イオン交換樹脂の重量比は１：０）を作成し、実施例９と同じ手順で処理した後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　また参考例３として、浄水のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　以下、表２としてそれらを記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２に記載されるように、本願の水素発生系を隔離体に収容してなる非破壊的高濃度水素溶液の製造器具を用いることで、原水のｐＨと硬度を維持したまま、溶存水素濃度を特異的に高めた高濃度水素溶存液が得られる。
［実施例１１～１３，参考例３～４］
　ミョウバン（焼みょうばん：富士食糧株式会社）１００ｍｇと金属マグネシウム粉（ＭＧ１００：株式会社関東金属）１００ｍｇを均等に分散し混合することにより得た混合物である水素発生系を、図１に示すように、不織布（プレシゼRegular C5160：旭化成株式会社）に包み込みヒートシールするとともに、筒状の多孔容器（底部：直径約１４ミリの円、高さ：約５８ミリ）に収容した。炭酸飲料用ペットボトル（口部までの満水充填で約５３０ｃｃ容量）に浄水（藤沢市水道水を活性炭カラムに通して処理した活性炭処理水）を約５１５ｃｃ充填した後、多孔容器をペットボトル口部に挿入しながら、多孔容器天井部を取り囲む縁（へり）を口部に引掛け、多孔容器が水中に沈まないようにしてキャップを閉めた。得られた水素発生剤に含まれる、金属マグネシウムとミョウバンの重量比は１：１である。
　その後ボトルを横に倒し、多孔容器が原水に完全に接触するようにして１０分間放置した後、発明者の一人（平均的体格を有する日本人３０代男性）がペットボトル中腹部を利手に保持し、手首のみを左右に動かすことでキャップが手首上空に半円の弧を描くように、２往復／秒のペースで１２０往復した（合計６０秒）。
　その後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　また、ミョウバンの含有量を変化させた混合物を複数（実施例１２～１３）作成し、実施例１１と同じ手順で処理した後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　また参考例４として、浄水のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　また参考例５として、実施例１２に記載される水素発生系を、不織布と多孔容器で隔離することなく直接、浄水を約５１５ｃｃ充填した炭酸飲料用ペットボトル（口部までの満水充填で約５３０ｃｃ容量）に投与し、ボトルを横に倒した状態で１０分間放置した後、実施例１１に記載される方法で振盪した内容液のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　以下、表３としてそれらを記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
［実施例１４，参考例６］
　市販の弱酸性イオン交換樹脂Ｈタイプ品（DIAION Ion Exchange Resin WK40L：Mitsubishi Chemical Corporation）を温熱乾燥することで顆粒状の水素イオン型陽イオン交換樹脂を得た。得られた水素イオン型陽イオン交換樹脂４０００ｍｇと金属マグネシウム粉（ＭＧ１００：株式会社関東金属）３００ｍｇを均等に分散し混合することにより得た混合物である水素発生系を、図１に示すように、不織布（プレシゼRegular C5160：旭化成株式会社）に包み込みヒートシールするとともに、筒状の多孔容器（底部：直径約１４ミリの円、高さ：約５８ミリ）に収容した。炭酸飲料用ペットボトル（口部までの満水充填で約５３０ｃｃ容量）に浄水（藤沢市水道水を活性炭カラムに通して処理した活性炭処理水）を約５１５ｃｃ充填した後、多孔容器をペットボトル口部に挿入しながら、多孔容器天井部を取り囲む縁（へり）を口部に引掛け、多孔容器が水中に沈まないようにしてキャップを閉めた。得られた水素発生剤に含まれる、金属マグネシウムと水素イオン型陽イオン交換樹脂の重量比は約１：１３．３である。
　その後ボトルを横に倒し、多孔容器が原水に完全に接触するようにして１０分間放置した後、発明者の一人（平均的体格を有する日本人３０代男性）がペットボトル中腹部を利手に保持し、手首のみを左右に動かすことでキャップが手首上空に半円の弧を描くように、２往復／秒のペースで１２０往復した（合計６０秒）。
　その後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　また参考例６として、浄水のｐＨ、溶存水素濃度、カルシウム（Ｃａ）硬度、マグネシウム（Ｍｇ）硬度を測定した。
　以下、表４としてそれらを記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　なお、先に記した、原水の「水素発生の際に水素発生剤より溶出する陽イオンなど副生成物」を維持した、または変えない状態とは、これに限るものではないが、たとえば以下のような状態を指す。
　高濃度水素溶液の該当陽イオン（たとえば、本発明の器具が水素発生剤として鉄を使用している場合は全鉄）が、（原水の該当陽イオン（ｍｇ／Ｌ）－４.５ｍｇ／Ｌ）～（原水の該当陽イオン（ｍｇ／Ｌ）＋４.５ｍｇ／Ｌ）、好ましくは（原水の該当陽イオン（ｍｇ／Ｌ）－３ｍｇ／Ｌ）～（原水の該当陽イオン（ｍｇ／Ｌ）＋３ｍｇ／Ｌ）、さらに好ましくは（原水の該当陽イオン（ｍｇ／Ｌ）－２ｍｇ／Ｌ）～（原水の該当陽イオン（ｍｇ／Ｌ）＋２ｍｇ／Ｌ）、よりさらに好ましくは（原水の該当陽イオン（ｍｇ／Ｌ）－１ｍｇ／Ｌ）～（原水の該当陽イオン（ｍｇ／Ｌ）＋１ｍｇ／Ｌ）、特に好ましくは（原水の該当陽イオン（ｍｇ／Ｌ）－０．５ｍｇ／Ｌ）～（原水の該当陽イオン（ｍｇ／Ｌ）＋０．５ｍｇ／Ｌ）の範囲に収まっている状態などである。
［実施例１５～１９，比較例５，参考例７］
　市販の強酸性イオン交換樹脂Ｈタイプ品（DIAION Ion Exchange Resin SK1BH：Mitsubishi Chemical Corporation）を温熱乾燥することで顆粒状の水素イオン型陽イオン交換樹脂（粒径：約４２５μｍ～約１１８０μｍ）を得た。得られた水素イオン型陽イオン交換樹脂１２００ｍｇと金属鉄末（還元鉄、和光純薬株式会社製、以下同）６００ｍｇを均等に分散し混合することにより得た混合物である水素発生系を、図１に示すように、不織布（タイベック１０７３Ｂ：旭・デュポンフラッシュスパンプロダクツ株式会社）に包み込みヒートシールするとともに、筒状の多孔容器（底部：直径約１４ミリの円、高さ：約５８ミリ）に収容した。炭酸飲料用ペットボトル（口部までの満水充填で約５３０ｃｃ容量）に藤沢市水道水を満水充填した後、多孔容器をペットボトル口部に挿入しながら、多孔容器天井部を取り囲む縁（へり）を口部に引掛け、多孔容器が水中に沈まないようにしてキャップを閉めた。得られた水素発生剤に含まれる、鉄と水素イオン型陽イオン交換樹脂の重量比は１：２である。
　その後ボトルを横に倒し、多孔容器が原水に完全に接触するようにして８時間放置した後、発明者の一人（平均的体格を有する日本人３０代男性）がペットボトル中腹部を利手に保持し、手首のみを左右に動かすことでキャップが手首上空に半円の弧を描くように、２往復／秒のペースで１２０往復した（合計６０秒）。
　その後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、全鉄を測定し、味と臭いを確認した。
　全鉄は、水質分析計『ＤＲ／４０００』（ＨＡＣＨ社製）を用いてFerroVer法により測定した（以下同）。
　また、鉄の含有量を変化させた混合物を複数（実施例１６～１９）作成し、実施例１５と同じ手順で処理した後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、全鉄を測定し、味と臭いを確認した。
　また比較例５として、水素イオン型陽イオン交換樹脂の代わりにリンゴ酸（ＤＬ－リンゴ酸:扶桑化学工業株式会社）を含有させた混合物を作成し、実施例１５と同じ手順で処理した後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、全鉄を測定した。
　また参考例７として、藤沢市水道水のｐＨ、全鉄を測定した。
　以下、表５としてそれらを記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
［実施例２０～２１，比較例６，参考例８］
　市販の強酸性イオン交換樹脂Ｈタイプ品（DIAION Ion Exchange Resin SK1BH：Mitsubishi Chemical Corporation）を温熱乾燥することで顆粒状の水素イオン型陽イオン交換樹脂（粒径：約４２５μｍ～約１１８０μｍ）を得た。得られた水素イオン型陽イオン交換樹脂２０００ｍｇと金属アルミニウム末（♯２６０Ｓ、ミナルコ株式会社、以下同）２０００ｍｇを均等に分散し混合することにより得た混合物である水素発生系を、図１に示すように、不織布（タイベック１４３３Ｃ：旭・デュポンフラッシュスパンプロダクツ株式会社）に包み込みヒートシールすることで水素発生系を得た。炭酸飲料用ペットボトル（口部までの満水充填で約５３０ｃｃ容量）に藤沢市水道水を満水充填した後、水素発生系をペットボトルに投入しキャップを閉めた。得られた水素発生剤に含まれる、金属アルミニウム末と水素イオン型陽イオン交換樹脂の重量比は１：１である。
　その後ボトルを横に倒し、水素発生系が原水に完全に接触するようにして１５時間放置した後、発明者の一人（平均的体格を有する日本人３０代男性）がペットボトル中腹部を利手に保持し、手首のみを左右に動かすことでキャップが手首上空に半円の弧を描くように、２往復／秒のペースで１２０往復した（合計６０秒）。
　その後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、アルミニウム（Ａｌ）イオン濃度を測定した。
Ａｌ濃度は、水質分析計『ＤＲ／４０００』（ＨＡＣＨ社製）を用いてアルミノン法により測定した（以下同）。
また実施例２１として、水素イオン型陽イオン交換樹脂の代わりに焼成ゼオライト（天然ゼオライト特殊焼成パウダー、製造：株式会社ウェッジ、以下同）を含有させた混合物を作成し、実施例２０と同じ手順で処理した後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、Ａｌ濃度を測定した。なお、本例では実験中に不織布が破れ内容物が原水中に漏れ出したため、ｐＨとＡｌ濃度については正確に測定できてはいないものの、本来的に本出願の実施形態に含まれ得るものである。
　また比較例６として、水素イオン型陽イオン交換樹脂の代わりにリンゴ酸（ＤＬ－リンゴ酸:扶桑化学工業株式会社）を含有させた混合物を作成し、実施例２０と同じ手順で処理した後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、Ａｌ濃度を測定した。
　また参考例８として、藤沢市水道水のｐＨ、Ａｌ濃度を測定した。
　以下、表６としてそれらを記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
［実施例２２～２３，比較例７～８，参考例９］
　市販の強酸性イオン交換樹脂Ｈタイプ品（DIAION Ion Exchange Resin SK1BH：Mitsubishi Chemical Corporation）を温熱乾燥することで顆粒状の水素イオン型陽イオン交換樹脂（粒径：約４２５μｍ～約１１８０μｍ）を得た。得られた水素イオン型陽イオン交換樹脂２０００ｍｇと金属ニッケル末（粒径：１５０μｍ以下、和光純薬株式会社）２０００ｍｇを均等に分散し混合することにより得た混合物である水素発生系を、図１に示すように、不織布（タイベック１４３３Ｃ：旭・デュポンフラッシュスパンプロダクツ株式会社）に包み込みヒートシールすることで水素発生系を得た。炭酸飲料用ペットボトル（口部までの満水充填で約５３０ｃｃ容量）に藤沢市水道水を満水充填した後、水素発生系をペットボトルに投入しキャップを閉めた。得られた水素発生剤に含まれる、金属ニッケル末と水素イオン型陽イオン交換樹脂の重量比は１：１である。
　その後ボトルを横に倒し、水素発生系が原水に完全に接触するようにして１５時間放置した後、発明者の一人（平均的体格を有する日本人３０代男性）がペットボトル中腹部を利手に保持し、手首のみを左右に動かすことでキャップが手首上空に半円の弧を描くように、２往復／秒のペースで１２０往復した（合計６０秒）。
　その後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、ニッケル（Ｎｉ）イオン濃度を測定し、溶液の色を観察した。
　Ｎｉ濃度は、財団法人日本食品分析センターにて、ＩＣＰ発光分析法で測定した。
　また実施例２３として、金属ニッケル末の代わりに金属コバルト末（粒径：１８０μｍ以下・９０％以上、和光純薬株式会社）を含有させた混合物を作成し、実施例２０と同じ手順で処理した後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、コバルト（Ｃｏ）濃度を測定し、溶液の色を観察した。
　Ｃｏ濃度は、財団法人日本食品分析センターにて、ＩＣＰ発光分析法で測定した。
　また比較例７、８として、水素イオン型陽イオン交換樹脂の代わりにリンゴ酸（ＤＬ－リンゴ酸:扶桑化学工業株式会社）を含有させた混合物を作成し、実施例２２、２３と同じ手順で処理した後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度を測定し、溶液の色を観察した。
　また参考例９として、藤沢市水道水のｐＨ、Ｎｉ濃度、Ｃｏ濃度を測定し、溶液の色を観察した。
　以下、表７としてそれらを記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
［実施例２４，参考例１０］
　焼成ゼオライト５００ｍｇと金属アルミニウム末５００ｍｇを均等に分散し混合することにより得た混合物である水素発生系を、図１に示すように、不織布（タイベック１４３３Ｃ：旭・デュポンフラッシュスパンプロダクツ株式会社）に包み込みヒートシールすることで水素発生系を得た。炭酸飲料用ペットボトル（口部までの満水充填で約５３０ｃｃ容量）に藤沢市水道水を満水充填した後、水素発生系をペットボトルに投入しキャップを閉めた。得られた水素発生剤に含まれる、金属アルミニウム末と焼成ゼオライトの重量比は１：１である。
　その後ボトルを横に倒し、水素発生系が原水に完全に接触するようにして１５時間放置した後、発明者の一人（平均的体格を有する日本人３０代男性）がペットボトル中腹部を利手に保持し、手首のみを左右に動かすことでキャップが手首上空に半円の弧を描くように、２往復／秒のペースで１２０往復した（合計６０秒）。
　その後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、Ａｌ濃度を測定した。
　また参考例１０として、藤沢市水道水のｐＨ、Ａｌ濃度を測定した。
　以下、表８としてそれらを記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
［実施例２５～２６，比較例９～１０，参考例１１］
　カリウムミョウバン（硫酸カリウムアルミニウム無水 （焼ミョウバン）、和光純薬株式会社、以下同）５００ｍｇと金属鉄末２００ｍｇを均等に分散し混合することにより得た混合物である水素発生系を、図１に示すように、不織布（タイベック１４３３Ｃ：旭・デュポンフラッシュスパンプロダクツ株式会社）に包み込みヒートシールすることで水素発生系を得た。炭酸飲料用ペットボトル（口部までの満水充填で約５３０ｃｃ容量）に藤沢市水道水を満水充填した後、水素発生系をペットボトルに投入しキャップを閉めた。得られた水素発生剤に含まれる、金属鉄末とカリウムミョウバンの重量比は１：２．５である。
　その後ボトルを横に倒し、水素発生系が原水に完全に接触するようにして１時間放置した後、発明者の一人（平均的体格を有する日本人３０代男性）がペットボトル中腹部を利手に保持し、手首のみを左右に動かすことでキャップが手首上空に半円の弧を描くように、２往復／秒のペースで１２０往復した（合計６０秒）。
　その後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度を測定した。
　また実施例２６として、金属鉄末２００ｍｇの代わりに金属亜鉛末（亜鉛粉末、和光純薬株式会社）２０００ｍｇを、カリウムミョウバン５００ｍｇの代わりに水素イオン型陽イオン交換樹脂（上述の、市販の強酸性イオン交換樹脂Ｈタイプ品（DIAION Ion Exchange Resin SK1BH：Mitsubishi Chemical Corporation）を温熱乾燥することで得られる顆粒状の水素イオン型陽イオン交換樹脂）２０００ｍｇを含有させた混合物を作成し、実施例２５と同じ手順で処理した後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度を測定した。
　また比較例９、１０として、カリウムミョウバンまたは水素イオン型陽イオン交換樹脂の代わりにリンゴ酸（ＤＬ－リンゴ酸:扶桑化学工業株式会社）を５００ｍｇまたは２０００ｍｇ含有させた混合物を作成し、実施例２５、２６と同じ手順で処理した後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度を測定した。
　また参考例９として、藤沢市水道水のｐＨを測定した。
　以下、表９としてそれらを記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
［実施例２７，参考例１２］
　水酸化マグネシウム（和光純薬株式会社製）１０００ｍｇと金属アルミニウム末１０００ｍｇを均等に分散し混合することにより得た混合物である水素発生系を、図１に示すように、不織布（タイベック１４３３Ｃ：旭・デュポンフラッシュスパンプロダクツ株式会社）に包み込みヒートシールすることで水素発生系を得た。炭酸飲料用ペットボトル（口部までの満水充填で約５３０ｃｃ容量）に藤沢市水道水を満水充填した後、水素発生系をペットボトルに投入しキャップを閉めた。得られた水素発生剤に含まれる、金属アルミニウム末と水酸化マグネシウムの重量比は１：１である。
　その後ボトルを横に倒し、水素発生系が原水に完全に接触するようにして１５時間放置した後、発明者の一人（平均的体格を有する日本人３０代男性）がペットボトル中腹部を利手に保持し、手首のみを左右に動かすことでキャップが手首上空に半円の弧を描くように、２往復／秒のペースで１２０往復した（合計６０秒）。
　その後、内容液のｐＨ、溶存水素濃度、Ａｌ濃度を測定した。
　また参考例１２として、藤沢市水道水のｐＨ、Ａｌ濃度を測定した。
　以下、表１０としてそれらを記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010

Claims (5)

  1. 　原水と接触することで水素を発生させ水素溶液をつくる水素発生剤と、
    　水素発生反応に伴う水素溶液の金属イオンの増減を調整する金属イオン封鎖剤と、
    　水素発生反応に伴う水素溶液のｐＨの変動を調整するｐＨ調整剤と、
    を含有する水素発生系を隔離体に収容してなる非破壊的高濃度水素溶液の製造器具。
  2. 　請求項１に記載の非破壊的高濃度水素溶液の製造器具において、
    　前記水素発生剤は、金属マグネシウム、鉄、アルミニウム、亜鉛、ニッケル、またはコバルトのうちいずれか一つ以上を含有することを特徴とする、非破壊的高濃度水素溶液の製造器具。
  3. 　請求項１または２に記載の非破壊的高濃度水素溶液の製造器具において、
    　前記金属イオン封鎖剤及び前記ｐＨ調整剤は、金属イオン封鎖能とｐＨ調整能を有する一剤であることを特徴とする、非破壊的高濃度水素溶液の製造器具。
  4. 　請求項１に記載の非破壊的高濃度水素溶液の製造器具において、
    　前記金属イオン封鎖能とｐＨ調整能を有する一剤が、金属イオンの吸着とともに水素イオンを放出する物質、または加水分解を受け水酸化金属を生成する化合物のうち少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする、非破壊的高濃度水素溶液の製造器具。
  5. 　請求項１に記載の非破壊的高濃度水素溶液の製造器具において、
    　前記金属イオン封鎖能とｐＨ調整能を有する一剤は、水素イオン型陽イオン交換樹脂、ミョウバン、または水酸化マグネシウムのうち少なくともいずれか一つを含むことを特徴とする、非破壊的高濃度水素溶液の製造器具。
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