WO2018037819A1 - 配合物及びその製造方法、並びに水素供給方法 - Google Patents

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悠輝 小林
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    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Definitions

  • the present invention relates to a blend and a hydrogen supply method.
  • Active oxygen In living organisms (for example, animals), there can be active oxygen that can be generated in the body. Active oxygen is necessary for life support.
  • a method for promoting the growth of animals and plants excluding humans using a plasma oxidation-reduction method in which amino acids are oxidized or reduced by active oxygen (hydroxyl radical, etc.) species or active hydrogen in plasma in either animal or plant cells of seed or budding yeast Is disclosed Patent Document 1.
  • active oxygen is known to oxidize and damage cells constituting the living body.
  • active oxygen particularly a hydroxyl radical having the strongest oxidizing power among active oxygen, can cause various diseases such as aging of animal skin and skin disorders such as dermatitis.
  • active oxygen can cause various obstacles not only for animals but also for plants. Examples of damage caused by reactive oxygen species that can occur in plants are inhibition of photosynthesis, leaf decolorization, or plant death. Therefore, it is desirable that excessive active oxygen that has not been used for a reaction beneficial to the living body, particularly a hydroxyl radical, should not be present in the body as much as possible.
  • the hydroxyl radicals in the body can disappear by reacting with several substances.
  • Hydrogen is known as an example of a substance that extinguishes hydroxyl radicals. Hydrogen is produced by reaction with hydroxyl radicals, and does not produce substances that are harmful to the body. Then, the production
  • the hydrogen concentration in the hydrogen water is as low as 1.6 ppm (saturated hydrogen concentration) at the maximum, and furthermore, hydrogen in the hydrogen water is likely to diffuse into the air, so that the hydrogen concentration significantly decreases with time. Therefore, in the method of ingesting hydrogen water, it is not easy to take in a sufficient amount of hydrogen to react with hydroxyl radicals in the body. Then, in order to make it easy to take in hydrogen in the body, a hydrogen-containing composition containing hydrogen and a surfactant has been proposed (Patent Document 3).
  • Non-Patent Document 1 Patent Document 4, and Patent Document 5.
  • the present invention eliminates at least one of the technical problems described above and promotes animal health and / or by appropriately eliminating, removing, or reducing excess active oxygen (particularly hydroxyl radicals). Can greatly contribute to disease prevention.
  • the present invention appropriately prevents or removes or removes excess active oxygen (especially hydroxyl radicals) from plants, thereby preventing photosynthesis, preventing leaf decolorization, and / or plant death. Can greatly contribute to suppression.
  • the inventors of the present application conducted extensive research and analysis on materials and methods that can appropriately eliminate, remove, or reduce excess active oxygen (particularly hydroxyl radicals) for animals and plants. As a result, forming an environment in which hydrogen is generated in the living body or continuously generated in the vicinity of the living body (typically within 10 cm (more preferably, within 1.5 cm) of the living body), The inventors of the present application have found that it leads to an increase in the chance of bringing hydrogen into contact with active oxygen (particularly, hydroxyl radical) in the living body with higher accuracy.
  • silicon fine particles having a certain characteristic or aggregates thereof generate almost hydrogen even when brought into contact with a water-containing liquid or a medium containing a water-containing liquid having a pH value in a certain numerical range.
  • hydrogen can be remarkably generated when it is brought into contact with a water-containing liquid having a pH value in a different numerical range or a medium containing the water-containing liquid (hereinafter also collectively referred to as “medium”).
  • medium a medium containing the water-containing liquid
  • the inventors of the present application have found. It was also found that the amount of hydrogen generated increased greatly as the pH value increased.
  • the “water-containing liquid” in the present application includes in-vivo and in-vitro water itself.
  • the hydrogen generation mechanism by the reaction of silicon fine particles or aggregates thereof with water molecules is expressed by the following formula (Chemical Formula 1).
  • a medium having a low pH value typically a pH value of less than 5
  • the pH value is more preferably 7 or more (or more than 7)
  • more preferably the pH value is more than 7.4. It was found that it is effective to contact a medium having a basicity of more than 8 (hereinafter referred to as “alkaline”).
  • the present inventors have solved at least a part of the above technical problems by utilizing the silicon fine particles or aggregates thereof and appropriately adjusting or setting the use environment. I found out that I could do it.
  • the present invention was created based on the above viewpoint.
  • One composition of the present invention includes silicon fine particles having an ability to generate hydrogen or aggregates thereof.
  • the above-mentioned silicon fine particles or aggregates thereof have a hydrogen generating ability, for example, by ingesting the formulation to animals, hydrogen can be generated in the body.
  • the hydrogen when hydrogen is generated outside the animal body, the hydrogen can be taken into the animal body transcutaneously or transmucosally.
  • surplus active oxygen (particularly hydroxyl radicals) in the body can be appropriately eliminated, removed or reduced, so that the health of the animal and / or disease prevention can be realized.
  • the above intake method is not limited to oral intake. It may also be employed that hydrogen is taken into the body through the animal's skin or mucous membrane. For example, when an animal bathes in a puddle or the like, if hydrogen (H 2 ) is generated in the puddle by placing or putting the composition into the puddle, The skin or mucous membrane will come into contact with hydrogen.
  • hydrogen H 2
  • the plant generates hydrogen generated from the blend by placing or putting the blend into a given moisture (water-containing liquid) or fertilizer. Can be supplied to.
  • a moisture water-containing liquid
  • fertilizer a moisture that is supplied to.
  • active oxygen especially hydroxyl radicals
  • the above-mentioned blends formulated in veterinary drugs, veterinary drugs, pet foods, pet health foods, or animal feeds, or botanical drugs, veterinary drugs are suitable specific examples.
  • One method for producing a formulation of the present invention is the above-described method for producing a formulation, wherein the silicon fine particles are formed by pulverizing silicon particles in an ethanol solution, and the silicon fine particles or the same.
  • a hydrogen peroxide solution treatment step in which the aggregate and the hydrogen peroxide solution are brought into contact with each other.
  • one hydrogen supply method of the present invention is a method comprising supplying a water-containing liquid having a pH value of 5 or more in the body or outside of an animal, A contact step of contacting a medium containing a liquid.
  • the above-mentioned silicon fine particles or aggregates thereof have a hydrogen generating ability, water in the above pH value range is inside or outside the animal ingesting the silicon fine particles or the aggregates.
  • Hydrogen can be generated inside or outside the animal by bringing the silicon fine particles or the aggregates into contact with the containing liquid or a medium containing the water-containing liquid.
  • excess active oxygen especially hydroxyl radicals
  • the animal's health promotion and / or disease prevention can be realized.
  • a composition containing silicon fine particles having an ability to generate hydrogen or an aggregate thereof is added to a water-containing liquid having a pH value of 5 or more in or outside the plant, or the water.
  • Hydrogen can be generated inside or outside the plant by bringing the silicon fine particles or the aggregates into contact with a medium containing.
  • excess active oxygen particularly hydroxyl radicals
  • Inhibition or suppression of photosynthesis, leaf decolorization, and / or plant death can be achieved.
  • the silicon fine particles or the aggregates are arranged or put into the moisture (water-containing liquid) or fertilizer to be given.
  • hydrogen eg hydrogen dissolved in water
  • the plant body by appropriately eliminating, removing, or reducing excess active oxygen (especially hydroxyl radicals) in the plant body, inhibition of photosynthesis, decolorization of leaves, and / or prevention or suppression of plant death Can do.
  • growth of leafy vegetables, strawberries, tomatoes, etc. can be improved or sugar content can be improved.
  • the composition or the silicon fine particles or the aggregate is converted into a water-containing liquid having a pH value of 7 or more, or When it comes into contact with a medium containing a water-containing liquid, it is possible to select a scene where hydrogen generation is necessary with a high degree of freedom.
  • the expression “crystallite” is used instead of the expression “crystal grain (or crystal grain)”.
  • the expression “crystal grain (or crystal grain)” is adopted.
  • silicon fine particles in the present application include “silicon nanoparticles” having an average crystallite size of the order of nm, specifically, a crystallite size of 1 nm to 100 nm.
  • the “silicon fine particles” in the present application are mainly composed of silicon nanoparticles having an average crystallite diameter of the nano level, specifically, a crystallite diameter of 1 nm to 50 nm.
  • silicon nanoparticles having a main crystallite diameter of 1 nm or more and less than 10 nm are “silicon fine particles” that have achieved the most refinement as one aspect that can be adopted.
  • the silicon fine particles are not only those in which each silicon nanoparticle is dispersed, but also a plurality of silicon nanoparticles are naturally collected and have a size close to ⁇ m (approximately 0.1 ⁇ m or more and 1 ⁇ m or less). The thing of the state which comprised the aggregate of was included.
  • the “silicon fine particles” in the present application can form an aggregate having a diameter of ⁇ m level (for example, about 1 ⁇ m) by aggregation in a natural state.
  • a binder, compressing, or the like artificially aggregating silicon fine particles, it is possible to form a massive solid that is large enough to be pinched by a human finger.
  • What was made into the formulation may be called a "solid preparation.”
  • This “solid agent” is an example of “formulation” in the present application.
  • a typical example of the “solid agent” is a tablet, a granule or a powder that does not form a lump but presents a powder.
  • the “silicon fine particles” or “aggregates thereof” of the present application may be layered or film-like (hereinafter collectively referred to as “layered”).
  • animal health promotion and / or disease prevention can be achieved.
  • inhibition or suppression of photosynthesis, leaf decolorization, and / or plant death can be achieved for plants.
  • one hydrogen supply method of the present invention it is possible to realize animal health enhancement and / or disease prevention.
  • another hydrogen supply method of the present invention inhibition of photosynthesis, leaf decolorization, and / or prevention or suppression of plant death can be realized.
  • 3 is a graph showing the amount of hydrogen generated in Examples 1 and 2. It is a photograph which shows the state of the solid agent immediately after the solid agent and pure water according to 1st Embodiment contacted. It is a photograph which shows the state of the solid agent about 60 second after contact with the solid agent and pure water according to 1st Embodiment. It is a photograph which shows the state of the solid agent immediately after the solid agent and pure water according to the modification (6) of 1st Embodiment contacted. 7 is a graph showing the amount of hydrogen generated in Examples 3 to 7.
  • the silicon fine particles (or aggregates thereof) of the present embodiment and the blend of the present embodiment have a hydrogen generating ability.
  • the blend of this embodiment includes the aggregate or the silicon fine particles (typically having a crystallite diameter of 1 nm to 100 nm) having hydrogen generation ability.
  • silicon fine particles (or aggregates thereof) and a solid agent (blend) containing the silicon fine particles (or aggregates) will be described in detail.
  • the hydrogen supply method of this embodiment will also be described in detail.
  • Silicon fine particles (or aggregates thereof), solid agent, and production method thereof is a commercially available high-purity silicon particle powder (typically high-purity chemistry) as silicon particles.
  • high-purity chemistry typically high-purity chemistry
  • particle size distribution ⁇ 5 ⁇ m however, silicon particles whose crystal particle size exceeds 1 ⁇ m, purity 99.9%, i-type silicon
  • silicon fine particles mainly composed of silicon nanoparticles are refined by a bead mill method, and silicon fine particles mainly composed of silicon nanoparticles
  • the silicon fine particles or the silicon fine particles are pulverized by pulverizing the silicon particles in an ethanol solution. A step of forming an aggregate is employed.
  • the beads are separated into an ethanol solution containing silicon nanoparticles by a separation slit provided inside the grinding chamber of the bead mill apparatus.
  • the ethanol solution containing the silicon nanoparticles separated from the beads is heated to 30 ° C. to 35 ° C. using a vacuum evaporator.
  • silicon nanoparticles and / or aggregates thereof are obtained by evaporating the ethanol solution.
  • the silicon fine particles obtained by the above method mainly contain silicon nanoparticles having a crystallite diameter of 1 nm to 100 nm. More specifically, as a result of measuring silicon nanoparticles with an X-ray diffractometer (Rigaku Electric Smart Lab), the following values were obtained as an example. In the volume distribution, the mode diameter was 6.6 nm, the median diameter was 14.0 nm, and the average crystallite diameter was 20.3 nm.
  • the silicon nanoparticles were observed using an SEM (scanning electron microscope), some of the silicon nanoparticles were aggregated to form slightly larger, irregular aggregates of about 0.5 ⁇ m or less.
  • the main silicon nanoparticles had a crystallite diameter of about 2 nm to 20 nm.
  • a first mixing step (hereinafter referred to as “H 2 O 2 treatment” or “hydrogen peroxide solution treatment step”) in which a hydrogen peroxide solution and the silicon nanoparticles are mixed in a glass container.
  • the temperature of the hydrogen peroxide solution (3.5 wt% in this embodiment) in the mixing step is 75 ° C.
  • the mixing time is 30 minutes.
  • the agitation treatment is sufficiently performed in the first mixing step (hydrogen peroxide solution treatment step) in order to increase the chance that the silicon nanoparticles are in contact with the hydrogen peroxide solution.
  • the temperature of the hydrogen peroxide solution in the first mixing step is, for example, about room temperature, at least a part of the effect of this embodiment can be achieved.
  • the silicon nanoparticles mixed with the hydrogen peroxide solution are removed from the hydrogen peroxide solution by solid-liquid separation using a known centrifugal separator to obtain silicon nanoparticles.
  • silicon nanoparticles whose surface is treated with hydrogen peroxide water can be obtained.
  • alkyl groups for example, methyl groups
  • a state having a surface that can be contacted can also be formed. By performing such a special surface treatment, the generation of hydrogen can be more accurately promoted.
  • a second mixing step of mixing the silicon nanoparticles and the ethanol solution is performed.
  • the stirring process is sufficiently performed in the mixing step because the chance of contact between the silicon nanoparticles and the ethanol solution (99.5 wt% in the present embodiment) is increased.
  • the silicon nanoparticles mixed with the ethanol solution are sufficiently dried after removing the highly volatile ethanol solution by solid-liquid separation using a known centrifugal separation device, thereby completing one final step of the present embodiment. Silicon nanoparticles are produced.
  • silicon nanoparticle in which the mixing time of the hydrogen peroxide solution and the silicon nanoparticles in the first mixing step is 60 minutes. Particles were also produced.
  • silicon fine particles and the aggregates thereof it is another aspect of this embodiment to appropriately perform shape control or structure control thereof.
  • a solid agent (compound) 100 shown in FIG. 1 can be obtained as a substantially cylindrical block having a diameter of about 5 mm and a height of about 10 mm. it can.
  • 1A is a perspective view of a solid agent (compound) 100 as an example
  • FIG. 1B is a side view of the solid agent (compound) 100 as an example.
  • silicon fine particles that are not solid agents (including aggregates thereof) or aggregates thereof are veterinary medicines, livestock or pet foods, animal feeds, or plants, which will be described later.
  • a mode included in a “base material” such as a pharmaceutical for pharmaceutical use, a fertilizer for plants, or a compost for plants is also an embodiment that can be adopted.
  • the present embodiment may also be used to prepare a “medium” for contacting the above-described silicon nanoparticles (or aggregates thereof) or solid agent (formulation) 100. It is an aspect.
  • the “medium” does not particularly limit materials or products.
  • An example of one medium is a water-containing liquid (including only water) present in the animal body.
  • Another example of the medium is a physiologically acceptable medium that can take hydrogen into the body percutaneously or transmucosally for animals (including fish) or plants. With such a medium, at least part of the effects of the present embodiment can be achieved.
  • An example of a site to be taken into the body is an example in the case of an animal is the skin itself or the mucous membrane itself, and an example in the case of a plant is a leaf, a stem, an outer skin, or a root.
  • suitable media are: It is at least one selected from the group of liquid, gel, cream, paste, emulsion, and mousse.
  • suitable media are soils containing rainwater or artificial water, artificial showers that squirt water, artificial ponds, puddles (including naturally formed puddles), or seafood (crustaceans) The same shall apply hereinafter) or seaweed aquaculture, seafood or seaweed aquarium water.
  • a method for manufacturing a medium is to artificially manufacture the soil, the shower, the pond, or the water pool using a known means.
  • the medium is preferably alkaline from the viewpoint of promoting hydrogen generation.
  • a solid agent (compound) 100 in soil (including moisture) 90 a in which a plant (tree) is planted or grows naturally.
  • the soil 90a is used as the medium described above.
  • Hydrogen (H 2 ) is generated by bringing the solid agent (formulation) 100 into contact with the soil 90a as a medium.
  • the tree in contact with the soil 90a can take in hydrogen into the body through its roots or outer skin.
  • inhibition of photosynthesis, leaf decolorization, growth enhancement, and / or prevention or suppression of plant death can be achieved.
  • sugar content can be improved depending on the plant.
  • moisture content of this embodiment is rain water or artificial water.
  • the number or quantity of the solid agent (formulation) in the soil 90a is not particularly limited.
  • the solid agent (composition) 100 and the water-containing liquid are introduced by introducing or introducing the solid agent (composition) 100 into a naturally existing or artificial water pool (medium).
  • Contacting can also be adopted as another aspect of the present embodiment.
  • Hydrogen (H 2 ) is generated by bringing the solid agent (formulation) 100 into contact with the water-containing liquid.
  • the solid agent (formulation) 100 of this embodiment is contained as will be described later.
  • the presence of sodium hydrogen carbonate that has a high pH value can satisfy the conditions as a medium that easily generates hydrogen (H 2 ).
  • H 2 a medium that easily generates hydrogen
  • a large amount of solid agent (compound) 100 is added to the soil 90a. It is necessary to introduce or put in.
  • the solid agent (formulation) 100 of this embodiment contains sodium hydrogen carbonate. Therefore, even if the soil 90a or the water reservoir as a medium is neutral or weakly acidic, the solid agent (compound) 100 is embedded in the soil 90a or the water reservoir as a medium, or is introduced or introduced. By introducing, the contact process of bringing the silicon fine particles of the present embodiment or the aggregate thereof into contact with the medium is performed. As a result, for example, it is possible to change to a soil 90a or a weakly acidic medium having a pH value of 6 or more, more preferably a basic medium of more than 7, so that generation of hydrogen (H 2 ) Can be promoted.
  • hydrogen (H 2 ) generated by the above-described contact process is transferred to the animal skin and / or mucous membrane, or plant leaves, stems, hulls, and / or via the soil 90a as a medium or the water reservoir. Or it becomes possible to make it contact a root. As a result, according to this embodiment, hydrogen (H 2 ) can be taken into the body of an animal or plant.
  • the soil 90a or the water pool can serve as a medium.
  • the animal can take in hydrogen (H 2 ) from the animal's skin or mucosa via the medium or directly.
  • plants can take in hydrogen (H 2 ) from leaves, stems, hulls, or roots via a medium or directly.
  • the present invention is not limited to the case where the solid agent (formulation) 100, silicon fine particles (including the aggregate) that are not the solid agent, or the aggregate are used as they are.
  • Solid agent (formulation) 100 or silicon fine particles (including aggregates) that are not solid agent or aggregates thereof are, for example, veterinary drugs, livestock or pet foods, or animal feeds, or botanical drugs.
  • An embodiment included in “matrix” such as plant fertilizer or plant compost is also a preferable embodiment that can be adopted.
  • the solid agent 100 or silicon fine particles (including aggregates thereof) that are not a solid agent or aggregates thereof are mixed or kneaded with 0.1 wt% to 50 wt%, for example, as an additive in the base material.
  • the above-mentioned “base material” containing the solid agent 100 or silicon fine particles (including aggregates thereof) that are not a solid agent or aggregates thereof is also a “compound” in a broad sense in this embodiment.
  • an animal or plant may adopt such a matrix in contact with the medium as one suitable means for taking hydrogen into the body, for example, transdermally or transmucosally.
  • the solid agent (formulation) of the present embodiment does not contain sodium hydrogen carbonate
  • the soil 90a or the pH value of the puddle is 5 or more, for example, hydrogen (H 2 ) is used. It can satisfy the conditions as a medium that is easily generated.
  • the pH value is more preferably 6 or more (or more than 6), and more preferably the pH value is 7 or more. (Or more than 7). More preferably, it is greater than 7.4 and very particularly preferably greater than 8.
  • the pH value of the soil 90a or the puddle in the first embodiment is set so as to satisfy the conditions for more easily generating hydrogen, in other words, more hydrogen is generated. It is a preferable aspect to further include an introducing step of introducing a “pH adjusting agent” that is adjusted so as to be easily within a numerical value range of the pH value into the medium or the above-mentioned “base material”.
  • the sodium bicarbonate in the first embodiment is an example of a “pH adjuster”, but the “pH adjuster” is not limited to sodium bicarbonate. Therefore, a material that can be adjusted to weak acidity (hereinafter also referred to as “weak acid agent”) having a pH value of 5 or more or 6 or more (or more than 6), or more preferably a pH value of 7 or more (or 7).
  • weak acid agent a material that can be adjusted to weak acidity
  • the material of the “pH adjusting agent” is not limited as long as the material can be adjusted to be alkaline (more preferably, more than 7.4, more preferably more than 8) (hereinafter also referred to as “alkaline agent”). .
  • a typical example of the weak acid agent is at least one selected from the group consisting of citric acid, gluconic acid, phthalic acid, fumaric acid, and lactic acid, or a salt thereof.
  • a typical example of the alkaline agent is at least one selected from the group consisting of potassium carbonate, sodium carbonate, sodium bicarbonate, sodium hydroxide, and potassium hydroxide. From a physiological point of view, the most preferred alkaline agent is sodium hydrogen carbonate. This is because sodium bicarbonate is widely used as a food additive, and has a plurality of advantages that the pH value adjustment function required by the present embodiment is excellent in safety and versatility.
  • a layered structure 200 of a layered solid agent (formulation) and a medium is formed by forming the solid agent (formulation) of the first embodiment into a layer.
  • FIG. 3A (a) is a side view showing a laminated structure 200 of a layered solid agent and a medium before generating hydrogen
  • FIG. 3A (b) shows a layered solid agent and medium when hydrogen is generated.
  • 2 is a side view showing a laminated structure 200.
  • the laminated structure 200 described above is formed on or above the base 20 (for example, fiber, natural resin, synthetic resin, metal, semiconductor, ceramic, or glass).
  • the lamellar solid agent 100a and the medium 90b are provided.
  • suitable examples of the medium 90b are physiologically acceptable as described above, and at least selected from the group of liquid, gel, cream, paste, emulsion, and mousse.
  • the base 20 is not necessarily provided when the laminated structure 200 of the layered solid agent and the medium can be maintained without the base 20 in particular.
  • the layered solid agent (formulation) 100a and the medium 90b are not in contact with each other so that the layered solid agent (formulation) 100a and the medium 90b do not contact each other.
  • An impermeable membrane 70 is provided therebetween.
  • a film formed from a known impermeable material can be used as the film 70.
  • an example of the material of the water-impermeable film 70 is a known polymer such as polyethylene.
  • the layered solid agent (formulation) 100a and the medium 90b are formed so as to be in direct contact with each other by pulling out the film 70 in the arrow direction (left direction in the drawing).
  • the medium 90b is a silicon fine particle (in this embodiment, a layered solid agent (compound) 100a) or an aggregate thereof. Forming so as to be in contact with is an embodiment that can be adopted.
  • a material for dissolving at least a part of the membrane 70 for example, it is also possible to employ a sheet having water decomposability and water impermeability disclosed in International Publication No.
  • the solid agent (formulation) 100 of the first embodiment is covered with an impermeable film 70 instead of the layered solid agent (formulation) 100a in a stage before generating hydrogen. It can also be adopted. If at least part of the solid agent (formulation) 100 and the medium 90b comes into direct contact with each other by removing or dissolving the film 70, the same effect as in the case of the layered solid agent (formulation) 100a can be obtained. .
  • the medium is at least one selected from the group of liquid, gel, cream, paste, emulsion, and mousse
  • two layers layered as shown in FIG. 3A (b)
  • the solid agent (formulation) 100a and the medium 90b) do not maintain a clearly separated state. Rather, such a case is preferable from the viewpoint of more accurately promoting hydrogen generation because the contact area between the layered solid agent (formulation) 100a and the medium 90b increases.
  • the layered solid agent (formulation) produced by forming the solid agent (formulation) of the first embodiment in a layer form may also be employed. It is.
  • the structure 200a as an example shown in FIG. 3B includes a layered solid agent (formulation) 100a on the base 20.
  • the base 20 is not necessarily provided when the shape of the layered solid agent (formulation) can be maintained without the base 20.
  • an impermeable film 70 covers the layered solid agent (formulation) 100a as shown in the modification example (2) of the first embodiment. It may be provided as follows.
  • the layered solid preparation (formulation) 100a As shown in FIG. 3B, for example, after the layered solid preparation (formulation) 100a comes into contact with the skin or mucous membrane of an animal, sweat or body fluid containing moisture from the skin or mucous membrane becomes the layered solid preparation (formulation) 100a.
  • Generation of hydrogen by contact is a preferable aspect of this embodiment. Even in such a mode, it is possible to realize that the animal takes in hydrogen into the body as in the modification (2) of the first embodiment.
  • water such as clean water
  • spraying or the like instead of sweat or body fluid.
  • the structure or the laminated structure in the present embodiment is a structure that can be adopted in various “scenes”.
  • typical product examples that can employ (include) the medium are the following (1) to (3).
  • One cleaning agent selected from the group of animal shampoos and animal soaps.
  • One kind of therapeutic material selected from the group of ointments and poultices.
  • One type of sanitary material selected from the group of water-absorbing resin, water-absorbing nonwoven fabric, water-absorbing fiber, water-absorbing felt, and water-absorbing gel (or gel-like agent).
  • Hygiene materials include sanitary gloves, head covers, headbands, bed pads, bed sheets, clothing, wound dressings (including wound dressings, tapes, and bandages), disposable diapers, gauze, and gowns.
  • Hygiene tissue including towels, wash towels, patches, wet tissues, and napkins
  • cotton wool cotton swabs, bandages, and surgical tape.
  • ⁇ Modification (4) of the first embodiment> citric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., purity 99) is further added to the silicon nanoparticles 2g and the sodium hydrogen carbonate powder 34g used in the first embodiment. .5%) By adding 4 g and kneading, a substantially cylindrical lump having a diameter of about 5 mm and a height of about 10 mm is formed, and is similar to the solid agent (compound) 100 shown in FIG. The solid agent (formulation) can be obtained.
  • This solid preparation (formulation) is a substantially cylindrical solid preparation (formulation) similar to the solid preparation (formulation) 100 shown in FIG. 1 and has a diameter of about 5 mm and a height of about 10 mm.
  • the mixing ratio of a citric acid, sodium hydrogencarbonate, and a silicon nanoparticle it can change suitably.
  • the same high-purity silicon particle powder (typically, silicon particles having a crystal grain size of more than 1 ⁇ m) used in the first embodiment is used in the procedure described in the first embodiment. Grind in one step. Further, in the present embodiment, ⁇ 0.5 ⁇ m zirconia beads (capacity 750 ml) used for one-step grinding are automatically separated from the solution containing silicon nanoparticles in the inside of the bead mill grinding chamber.
  • zirconia beads (capacity: 300 ml) are added to the solution containing the separated silicon nanoparticles after the beads are separated, and pulverized at a rotational speed of 2500 rpm (two-stage pulverization) for 4 hours.
  • the silicon nanoparticles containing the beads are separated from the solution containing the silicon nanoparticles as described above.
  • the ethanol solution containing the silicon nanoparticles separated from the beads is heated to 40 ° C. using a vacuum evaporator similar to the first embodiment, thereby evaporating ethanol to obtain silicon nanoparticles.
  • the solid preparation (formulation) 100 of the first embodiment or the solid preparation (formulation) described in the modifications (4) and (5) of the first embodiment is physiologically acceptable.
  • the provision of a coating layer is another aspect that can be employed.
  • a known coating agent for example, a known gastric insoluble enteric material
  • physiologically acceptable coating layers that can be applied as capsules include silicon fine particles (mainly aggregates of silicon fine particles) or known materials (for example, known stomachs) that contain the aggregates. It is a capsule manufactured from a hardly soluble enteric material.
  • a disintegrating agent when employing the solid agent (formulation) 100, you may contain a disintegrating agent further.
  • a well-known material can be employ
  • a preferred example of a more suitable disintegrant is an organic acid, and the most preferred example is citric acid.
  • the organic acid can also function as a binder that agglomerates the silicon nanoparticles.
  • the temperature condition of the water-containing liquid for generating hydrogen in each of the above-described embodiments or the medium that can contain the water-containing liquid is not limited.
  • the temperature of the medium capable of generating hydrogen is more than 0 ° C. and 50 ° C. or less.
  • the temperature of the water-containing liquid or medium is 20 ° C. (more preferably 25 ° C.) or more and 50 ° C. or less, the hydrogen generation reaction is promoted.
  • the temperature of the water-containing liquid or medium is 35 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, the accuracy is higher and hydrogen generation is promoted.
  • the upper limit of the temperature of the water-containing liquid or medium is not limited as long as it does not damage the animal or plant.
  • Example 1 In order to evaluate the silicon nanoparticles themselves, the inventors of the present application examined the generation of hydrogen without performing the tableting process by the tableting method. Specifically, as Example 1, an experiment was performed using silicon nanoparticles processed by the one-step pulverization in the first embodiment.
  • a glass bottle (with a borosilicate glass thickness of about 1 mm) having a capacity of 100 ml in a powdered state (ie, without mixing or kneading sodium bicarbonate powder) with 10 mg of silicon nanoparticles described in the first embodiment.
  • Labone screw tube bottle manufactured by ASONE Put 30 ml of tap water with a pH value of 7.1 into this glass bottle, seal the liquid temperature at 25 ° C., measure the hydrogen concentration in the liquid in the glass bottle, and use this to determine the amount of hydrogen generated. It was.
  • a portable dissolved hydrogen meter manufactured by Toa DKK Co., Ltd., model DH-35A was used for measuring the hydrogen concentration.
  • Example 2 is the same as Example 1 except that 30 ml of tap water is added and the temperature of the liquid is 37 ° C.
  • FIG. 4 shows the results of Examples 1 and 2.
  • the horizontal axis of FIG. 4 indicates the time (minutes) in which the solid agent (formulation) is in contact with the water-containing liquid, and the vertical axis of the graph indicates the amount of hydrogen generated.
  • Example 3 In addition to the results of Examples 1 and 2 described above, the inventors of the present application processed various solid preparations (formulations) described in the first embodiment and its modified examples using the tableting method. About each, evaluation shown in Example 3 or later was performed.
  • Example 3 First, as Example 3, the diameter and height of each solid agent (formulation) 100 manufactured by the processing described in the first embodiment is 1/5 ( ⁇ 10 ⁇ 1.6 mm, A solid agent (formulation) which was 16 mg of silicon nanoparticles and 304 mg of sodium bicarbonate was employed as a sample of this example.
  • the shape of the solid agent (compound) gradually collapsed over time in pure water. As time passes after the solid agent (formulation) comes into contact with pure water, sodium hydrogencarbonate dissolves in the liquid, and silicon nanoparticles are diffused almost uniformly in the liquid, while being uniformly distributed on the bottom surface of the container. The part remained sinking.
  • the solid preparation (formulation) exhibited a powder form (or fine powder form, hereinafter collectively referred to as “powder form”) that did not substantially retain the original form (hereinafter, the solid form form collapsed to form a powder form) This is called “disintegration.” Dissolving the capsule of the capsule encapsulating the powder also means losing the dosage form, and the fact that the powder is exposed by dissolution of the capsule is also included in “disintegration”).
  • the pH value of the water-containing liquid in the glass bottle increased to 8.3.
  • Example 4 In Example 4, the diameter and height are each 1/5 ( ⁇ 10 ⁇ 1.6 mm, ⁇ ) with respect to the solid preparation (formulation) manufactured by the process described in the modification (4) of the first embodiment.
  • a solid agent (formulation) which was silicon nanoparticles (16 mg, sodium bicarbonate 272 mg, citric acid 32 mg) was employed as a sample. The solid agent (formulation) almost completely collapsed and became powdery after about 5 minutes from the contact with pure water at a liquid temperature of 25 ° C. In the process of disintegrating the solid agent (formulation) (that is, until 90 minutes after the solid agent (formulation) comes into contact with pure water), sodium bicarbonate and citric acid Was released, the pH value of the water-containing liquid was 7.6.
  • Example 5 has a diameter and a height of 1/5 each of the solid agent (formulation) produced by the procedure described as the modification (5) of the first embodiment as the solid agent (formulation).
  • a solid agent (formulation) that was ( ⁇ 10 ⁇ 1.6 mm, silicon nanoparticles 16 mg, sodium bicarbonate 152 mg, citric acid 152 mg) was employed as a sample.
  • About 5 minutes after the solid agent (formulation) was brought into contact with pure water at a liquid temperature of 25 ° C., almost the whole disintegrated and became powdery.
  • sodium bicarbonate and citric acid was released, the pH value of the water-containing liquid was 6.0.
  • Example 6 has a diameter and a height of 1/5 each of the solid agent (combination) produced by the procedure described as the modification (6) of the first embodiment as the solid agent (combination).
  • a solid agent (formulation) that was ( ⁇ 10 ⁇ 1.6 mm, silicon nanoparticles 16 mg, sodium bicarbonate 272 mg, citric acid 32 mg) was employed as a sample.
  • the liquid temperature was maintained at 37 ° C. by holding the stainless steel container in a thermostatic bath.
  • pure water having a pH value of 7.0 was used.
  • the pH value of the water-containing liquid was 7.6 due to the release of sodium bicarbonate and citric acid with the disintegration of the solid agent (formulation).
  • Example 7 In Example 7, the diameter and height are each 1/5 ( ⁇ 10 ⁇ 1.6 mm, ⁇ ) with respect to the solid preparation (formulation) manufactured by the process described in the modification (7) of the first embodiment.
  • a solid agent (composition) that was 16 mg of silicon nanoparticles, 152 mg of sodium bicarbonate, and 152 mg of citric acid was used as a sample.
  • the liquid temperature was maintained at 37 ° C. by holding the stainless steel container in a thermostatic bath.
  • As the water-containing liquid pure water having a pH value of 7.0 was used. About 5 minutes after the solid agent (formulation) came into contact with pure water, almost the whole disintegrated and became powdery.
  • the pH value of the water-containing liquid was 6.0 due to the release of sodium bicarbonate and citric acid with the disintegration of the solid agent (formulation).
  • FIG. 5A and FIG. 5B An example of the state of disintegration of the solid agent (formulation) is shown in FIG. 5A and FIG. 5B.
  • the solid agent (formulation) formed using 2 g of silicon nanoparticles and 38 g of sodium bicarbonate (in the first embodiment) It is a photograph which shows the mode of the solid agent (composition) with progress of time when the example according to) was thrown into 500 ml of pure waters.
  • FIG. 5A shows the state of the solid agent (formulation) immediately after the solid agent (formulation) and pure water contact.
  • FIG. 5B has shown the state of the solid agent (formulation) about 60 seconds after a solid agent (formulation) contacts pure water.
  • FIG. 5C shows a solid agent (formulation) formed using 2 g of silicon nanoparticles, 19 g of sodium hydrogen carbonate, and 19 g of citric acid (an example according to the modification (6) of the first embodiment) and a pure agent. It is a photograph which shows the state of the solid agent (formulation) immediately after contact with water.
  • FIG. 6 shows the results of Examples 3 to 7.
  • the horizontal axis of FIG. 6 indicates the time (minutes) in which the solid agent (formulation) is in contact with the water-containing liquid, and the vertical axis of the graph indicates the amount of hydrogen generated.
  • Example 3 As shown in FIGS. 5A and 5B, the solid preparation (formulation) disintegrated its dosage form and released sodium bicarbonate. Moreover, as shown in FIG. 6, the amount of hydrogen generation increased with the passage of the contact time between the solid agent (formulation) and the water-containing liquid.
  • Example 3 and Example 5 Example 4 and Example 6 were compared, respectively, the amount of hydrogen generation increased under a temperature condition of 37 ° C., which is close to human body temperature. Specifically, it is worthy of special note that in Example 3 and Example 6, it was confirmed that hydrogen of 20 ml / g or more can be generated in 240 minutes (4 hours).
  • Example 7 the results of Examples 1 and 2 and Example 6 in which the silicon nanoparticles were brought into contact with the water-containing liquid in powder form, and Examples 3 to 5 and Examples in which the silicon nanoparticles were used as a solid agent (composition). Comparing the results of Example 7, in particular, until a certain time (for example, 1 hour and a half) after the contact between the silicon nanoparticles and the water-containing liquid, the silicon nanoparticles remain in powder form and contact with the water-containing liquid. It became clear that more hydrogen can be generated.
  • a certain time for example, 1 hour and a half
  • first mixing step is 30 minutes
  • 5 mg of silicon nanoparticles first mixing step is 60 minutes
  • sodium hydrogen carbonate (1.88 wt%)
  • the lid is made of polypropylene, but the inner lid is made of a multilayer filter made of polyethylene and polypropylene, so that permeation and leakage of generated hydrogen can be sufficiently suppressed. After a while after sealing, it can be visually confirmed from the appearance that the silicon fine particles of the present embodiment are uniformly mixed in the entire aqueous solution.
  • FIG. 7A shows the dissolved hydrogen of hydrogen generated by bringing each silicon fine particle (not a solid agent (formulation)) of this embodiment into contact with an aqueous solution in which sodium hydrogen carbonate is dissolved in pure water. It is a graph which shows the time change of a density
  • a portable dissolved hydrogen concentration meter manufactured by Toa DKK, model DH-35A
  • FIGS. 7 (a) and 7 (b) it has been clarified that hydrogen generation is promoted by performing the first mixing step.
  • a hydrogen generation amount of 40 ml or more in 2 hours is continuously obtained after 2 hours from the start of hydrogen generation by performing the first mixing step. Is worthy of special mention.
  • the hydrogen generation amount of the silicon fine particles having a mixing time of 60 minutes in the first mixing step is smaller than the hydrogen generation amount of the silicon fine particles having a mixing time of 30 minutes because of the oxidation on the surface of the silicon fine particles. It is considered that the difference in the thickness of the film is affected. In other words, since the silicon fine particles having a mixing time of 60 minutes in the first mixing step have a thicker oxide film, it is difficult for the medium (aqueous solution) and the silicon fine particles to come into direct contact with each other. It is thought that it was suppressed.
  • the mixing time of the first mixing step is more than 2 minutes and not more than 50 minutes (more preferably not less than 3 minutes and not more than 40 minutes, more preferably not less than 4 minutes and not more than 30 minutes). Min. Or less, most preferably 5 min. Or more and 20 min. Or less), it is possible to realize a state having a sufficient surface area that can be in direct contact with the medium while maintaining the hydrophilicity of the surface of the silicon fine particles appropriately. As a result, the generation of hydrogen can be promoted with higher accuracy within the range of the mixing time described above.
  • the silicon fine particles (or aggregates thereof) of this embodiment and the blend of this embodiment have the ability to generate hydrogen, as in the first embodiment.
  • the formulation of the present embodiment includes silicon fine particles (or aggregates thereof) having hydrogen generation ability.
  • the formulation and the hydrogen supply method of the first embodiment are substantially the same except that an isopropyl alcohol (IPA) solution is employed instead of the ethanol solution employed in the first embodiment. Therefore, the duplicate description can be omitted.
  • IPA isopropyl alcohol
  • Silicon fine particles (or aggregates thereof), solid agent, and production method thereof As an example of the composition of the present embodiment, silicon fine particles (or aggregates thereof) and silicon fine particles are described below.
  • the solid agent (formulation) containing particles (or the aggregates) will be described in detail.
  • the hydrogen supply method of this embodiment will also be described in detail.
  • silicon particles typically, high-purity chemicals, particle size distribution ⁇ 5 ⁇ m, purity 99.9%, i-type silicon
  • Silicon fine particles (hereinafter, also referred to as “silicon nanoparticles” for the sake of convenience), which are made by refining by a bead mill method and containing silicon nanoparticles as main particles, are used.
  • the silicon nanoparticles containing beads are separated from the silicon nanoparticles by suction filtration using a stainless steel material filter (mesh 0.35 mm) attached to a bead separation container (manufactured by Imex Corporation). Thereafter, the isopropyl alcohol (IPA) solution containing the silicon nanoparticles separated from the beads is heated to 30 ° C. to 35 ° C. using a vacuum evaporator to evaporate the isopropyl alcohol (IPA) solution to form silicon nanoparticles. And / or aggregates thereof.
  • IPA isopropyl alcohol
  • the silicon nanoparticles obtained by the above method mainly include silicon nanoparticles having a crystallite diameter of 1 nm to 100 nm, as in the first embodiment. Further, as in the first embodiment, the main silicon nanoparticles have a crystallite diameter of about 2 nm or more and 20 nm or less.
  • the silicon nanoparticles containing beads are separated from the silicon nanoparticles by suction filtration using a stainless steel material filter (mesh 0.35 mm) attached to a bead separation container (manufactured by Imex Corporation).
  • the IPA solution containing the silicon nanoparticles separated from the beads is heated to 40 ° C. using a vacuum evaporator to evaporate the IPA to obtain silicon nanoparticles and / or aggregates thereof.
  • the silicon nanoparticles obtained by the above method are mainly composed of silicon nanoparticles having a crystallite diameter of 1 nm to 100 nm, as in the first embodiment. Further, as in the first embodiment, the main silicon nanoparticles have a crystallite diameter of about 2 nm or more and 20 nm or less.
  • a first mixing step of mixing the hydrogen peroxide solution and the silicon nanoparticles in a glass container is performed.
  • silicon nanoparticles having a relatively thin and heterogeneous / incomplete oxide film on the surface can be formed.
  • the silicon nanoparticles (and silicon fine particles mainly composed of the silicon nanoparticles) and / or aggregates thereof can contain a water-containing liquid while maintaining the hydrophilicity of the surface as a whole. It is possible to form a state having a surface that can be in direct contact with the surface. By performing such a special surface treatment, the generation of hydrogen can be more accurately promoted.
  • the silicon nanoparticles that may have partly adhered to the isopropyl alcohol (IPA) solution are removed with high accuracy by solid-liquid separation using a known centrifugal separator. Then, after drying sufficiently, one final silicon nanoparticle of this embodiment is manufactured.
  • IPA isopropyl alcohol
  • silicon nanoparticle in which the mixing time of the hydrogen peroxide solution and the silicon nanoparticles in the first mixing step is 60 minutes. Particles were also produced.
  • a solid agent can be obtained by using a tableting method. it can.
  • One aspect of the method for producing silicon fine particles in the above-described composition is that silicon particles having a crystal grain size of more than 1 ⁇ m are refined by a physical pulverization method, and silicon fine particles mainly having a crystallite size of 1 nm to 100 nm.
  • the process of including Preferable examples of the physical pulverization method include a bead mill pulverization method, a planetary ball mill pulverization method, a jet mill pulverization method, or a pulverization method combining two or more of these.
  • a particularly preferable example is only a bead mill pulverization method or a pulverization method including at least a bead mill pulverization method.
  • the example of the solid agent (formulation) in each of the above-described embodiments is not only a role as a hydrogen supply material, but also a biogenic hydrogen generating material that enables safe hydrogen generation in vivo or ex vivo ( It can also serve as a biological hydrogen supply material.
  • silicon particles that are commercially available high-purity silicon particle powder are used as the starting material, but the starting material is not limited to such silicon particles.
  • the starting material is not limited to such silicon particles.
  • silicon chips or silicon cutting scraps or polishing scraps hereinafter also referred to as “silicon chips or the like” or “chips or the like”
  • the target of “silicon fine particles” is not limited to crystalline silicon.
  • silicon particles obtained by refining an amorphous silicon layer formed by a CVD method on a known substrate can be used as the starting material of each of the above embodiments.
  • amorphous silicon or crystalline silicon particles that are directly manufactured by CVD, laser, arc discharge, or the like are used as starting materials in the above-described embodiments, or silicon that is the final form. It can also be made into fine particles.
  • composition and hydrogen supply method of the present invention include agriculture, agro-forestry, forestry, fisheries, pet industry, It can be widely used in industries dealing with bonsai or fresh flowers, or in the medical industry including veterinary and tree medicine.

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Abstract

本発明の1つの配合物(100)は、水素発生能を有するシリコン微細粒子又はその凝集体を含む。該シリコン微細粒子又は該凝集体が水素発生能を有するため、例えば、動物に対しては該配合物を摂取することによって、体内において水素を発生させることができる。また、植物に対しては、例えば、与える水分(水含有液)又は肥料等の中に該配合物を配置又は投入することによって、該配合物から発生する水素を該植物に供給することができる。

Description

配合物及びその製造方法、並びに水素供給方法
 本発明は、配合物及び水素供給方法に関する。
 生物(例えば、動物)の体内には、体内において生成され得る活性酸素が存在し得る。活性酸素は生命維持に必要である。例えば、プラズマ中の活性酸素(ヒドロキシルラジカル等)種又は活性水素により、アミノ酸を酸化又は還元するプラズマ酸化還元方法を種子又は出芽酵母のいずれかの動植物細胞に用いた、ヒトを除く動植物成長促進方法が開示されている(特許文献1)。
 その一方、活性酸素は生体を構成する細胞を酸化して損傷させることが知られている。例えば、活性酸素、特に活性酸素の中でも最も酸化力の強いヒロドキシルラジカルは、動物の皮膚の老化や皮膚炎などの皮膚障害といった様々な疾病を引き起こす可能性がある。加えて、動物のみならず、植物にとっても活性酸素は様々な障害をもたらし得る。植物内において生じ得る活性酸素がもたらす障害の例は、光合成の阻害、葉の脱色、又は植物の枯死である。従って、生体にとって有益な反応に用いられなかった余剰の活性酸素、特にヒロドキシルラジカルはできる限り体内に存在させないようにすることが望ましい。
 体内のヒドロキシルラジカルは、幾つかの物質と反応することによって消滅し得る。ヒドロキシルラジカルを消滅させる物質の一例として水素が知られている。水素がヒドロキシルラジカルと反応して生成するのは水であり、生体に有害な物質を生成しない。そこで、体内のヒドロキシルラジカルを消滅させる水素を含有する、水素水の生成装置が提案されている(例えば特許文献2)。
 ところが、水素水中の水素濃度は、最大でも1.6ppm(飽和水素濃度)と低く、その上、水素水中の水素は空気中に拡散しやすいため、水素濃度は時間の経過とともに著しく低下する。従って、水素水を摂取するという方法では、体内のヒドロキシルラジカルと反応させるために十分な量の水素を体内に取り込むことは容易ではない。そこで、水素を体内に取り込み易くするために、水素と界面活性剤とを含む水素含有組成物が提案されている(特許文献3)。
 なお、本願発明者らは、シリコンナノ粒子による水の分解と水素発生について研究し、その結果を記載している(非特許文献1、特許文献4、及び特許文献5)。
特開2016-152796号公報 特許第5514140号公報 特開2015-113331号公報 特開2016-155118号公報 特開2017-104848号公報
松田真輔ほか、シリコンナノ粒子による水の分解と水素濃度、第62回応用物理学会春季学術講演会 講演予稿集、2015、11a-A27-6
 しかしながら、たとえ高濃度の水素水を摂取したとしても、1リットルの水素水中に含まれる水素量は気体換算で最大18mlにすぎない。また場合によっては、必ずしも十分な量の水素が体内に取り込まれず、呑気症状(いわゆる「げっぷ」)を引き起こす問題がある。従って、体内に水素を取り込む手段を従来からの「飲料用の水」に限定してしまうことは、活性酸素を十分に低減し得るために必要な量の水素を体内に取り込むことを困難にすることになる。
 また、界面活性剤によって水素を内包させた水素含有組成物を摂取する場合、十分な量の水素を体内に取り込むためには多くの水素含有組成物の摂取が必要となる。
 加えて、上述のとおり、動物のみならず植物にとっても、有益な反応に用いられなかった余剰の活性酸素(代表的には、ヒドロキシルラジカル)は様々な障害(光合成の阻害、葉の脱色、又は植物の枯死など)をもたらし得るため、そのような体内の活性酸素を出来るだけ低減することが求められる。
 本発明は、上述の技術課題の少なくとも1つを解消し、動物に対して、余剰の活性酸素(特に、ヒドロキシルラジカル)を適切に消滅又は除去あるいは低減させることによって、動物の健康増進及び/又は病気予防に大きく貢献し得る。また、本発明は、植物に対して、余剰の活性酸素(特に、ヒドロキシルラジカル)を適切に消滅又は除去あるいは低減させることによって、光合成の阻害、葉の脱色、及び/又は植物の枯死の防止又は抑制に大きく貢献し得る。
 本願発明者らは、動物及び植物に対して、余剰の活性酸素(特に、ヒドロキシルラジカル)を適切に消滅又は除去あるいは低減させ得る材料及び方法について鋭意研究と分析を重ねた。その結果、水素を生体内において発生、又は生体の近傍(代表的には、該生体から10cm以内(より好適には、1.5cm以内))において継続的に発生させる環境を形成することが、より確度高く水素を生体内の活性酸素(特に、ヒドロキシルラジカル)と接触させる機会の増加につながることを本願発明者らは見出した。
 上述の視点に基づいて本願発明者らが鋭意検討と分析を重ねた結果、大変興味深い知見が得られた。具体的には、ある特徴を有するシリコン微細粒子又はその凝集体は、ある数値範囲のpH値を有する、水含有液、又は水含有液を含む媒体に接触させたとしてもほとんど水素を発生させることがないが、別の数値範囲のpH値を有する水含有液、又は水含有液を含む媒体(以下、総称して「媒体」ともいう)に接触させたときには、顕著に水素を発生させ得ることを、本願発明者らは見出した。また、その水素の発生量はpH値が大きくなるに伴って大きく増加するという知見も得られた。なお、本願における「水含有液」は、生体内及び生体外の水自身を含む。
 なお、シリコン微細粒子又はその凝集体と水分子との反応による水素発生機構は、下記の(化1)式に示されている。しかしながら、上述のとおり、本願発明者らは、この(化1)式に示された反応がpH値の低い(代表的にはpH値が5未満)媒体との接触の場合は限定的な反応ではあるが、pH値が6以上の媒体に接触したときには進行することを見出した。従って、大変興味深いことに、弱酸性であるpH値が6の水含有液であっても、有効に水素を発生させることが可能であることが明らかとなった。さらに調査を進めることにより、水素の発生を促進させるためには、より好適にはpH値が7以上(又は、7超)であり、さらに好適にはpH値が7.4超であり、非常に好適には8超の塩基性(以下、「アルカリ性」という)の媒体に接触させることが有効であることを見出した。
  (化1)Si+2HO→SiO+2H
 上述の各知見を踏まえて、本願発明者らは、該シリコン微細粒子又はその凝集体を活用するとともに、その使用環境を適切に調整又は設定することにより、上述の技術課題の少なくとも一部を解決し得ることを見出した。本発明は上述の視点に基づいて創出された。
 本発明の1つの配合物は、水素発生能を有するシリコン微細粒子又はその凝集体を含む。
 この配合物によれば、上述のシリコン微細粒子又はその凝集体が水素発生能を有するため、例えば、動物に対しては該配合物を摂取することによって、体内において水素を発生させることができる。また、動物の体外において水素を発生させる場合は、経皮的又は経粘膜的に該動物の体内に水素を取り込ませることも可能となる。その結果、体内の余剰の活性酸素(特に、ヒドロキシルラジカル)を適切に消滅又は除去あるいは低減させ得るため、該動物の健康増進及び/又は病気予防を実現し得る。
 なお、上述の摂取の方法は、経口摂取に限定されない。動物の皮膚又は粘膜を介して水素が体内に取り込まれることも採用され得る。例えば、動物が水溜り等を利用して水浴するときに、その水溜りの中に該配合物を配置又は投入することによってその水溜り内に水素(H)を発生させれば、動物の皮膚又は粘膜が水素に触れることになる。
 また、上述の配合物によれば、植物に対しては、与える水分(水含有液)又は肥料等の中に該配合物を配置又は投入することによって、該配合物から発生する水素を該植物に供給することができる。その結果、該植物内の余剰の活性酸素(特に、ヒドロキシルラジカル)を適切に消滅又は除去あるいは低減させることによって、光合成の阻害、葉の脱色、及び/又は植物の枯死の防止又は抑制を実現し得る。
 上述の観点から言えば、動物用医薬品、動物用医薬部外品、ペット用食品、ペット用健康食品、又は動物用飼料に配合した上述の配合物、あるいは、植物用医薬品、植物用医薬部外品、植物用肥料、植物用生育剤、又は植物用堆肥等に配合した上述の配合物は、好適な具体例である。
 本発明の1つの配合物の製造方法は、上述の配合物の製造方法であって、エタノール溶液中でシリコン粒子を粉砕することによって前記シリコン微細粒子を形成する工程と、前記シリコン微細粒子又はその凝集体と過酸化水素水とを接触させる過酸化水素水処理工程と、を含む。
 この配合物の製造方法によれば、エタノール溶液及び過酸化水素水を用いているため、生体に対してより安全かつ安心な配合物を製造することができる。
 また、本発明の1つの水素供給方法は、水素発生能を有するシリコン微細粒子又はその凝集体を含む配合物を、動物の体内又は体外においてpH値が5以上の水含有液、又は該水含有液を含む媒体に接触させる接触工程を含む。
 この水素供給方法によれば、上述のシリコン微細粒子又はその凝集体が水素発生能を有するため、該シリコン微細粒子又は該凝集体を摂取する動物の体内又は体外において上述のpH値の範囲の水含有液、又は該水含有液を含む媒体に該シリコン微細粒子又は該凝集体を接触させることによって、該動物の体内又は体外において水素を発生させることができる。その結果、直接、あるいは経皮的又は経粘膜的に体内に取り込まれた水素については、該動物の体内において余剰の活性酸素(特に、ヒドロキシルラジカル)を適切に消滅又は除去あるいは低減させ得るため、該動物の健康増進及び/又は病気予防を実現し得る。
 また、本発明のもう1つの水素供給方法は、水素発生能を有するシリコン微細粒子又はその凝集体を含む配合物を、植物の体内又は体外においてpH値が5以上の水含有液、又は該水含有液を含む媒体に接触させる接触工程を含む。
 この水素供給方法によれば、上述のシリコン微細粒子又はその凝集体が水素発生能を有するため、植物の体内又は該植物の近傍において上述のpH値の範囲の水含有液、又は該水含有液を含む媒体に該シリコン微細粒子又は該凝集体を接触させることによって、該植物の体内又は体外において水素を発生させることができる。その結果、直接、あるいは経皮的又は経粘膜的に体内に取り込まれた水素については、該植物の体内において余剰の活性酸素(特に、ヒドロキシルラジカル)を適切に消滅又は除去あるいは低減させ得るため、光合成の阻害、葉の脱色、及び/又は植物の枯死の防止又は抑制を実現し得る。
 なお、植物が、上述のシリコン微細粒子又は該凝集体から発生させた水素を取り込む際には、与える水分(水含有液)又は肥料等の中に該シリコン微細粒子又は該凝集体を配置又は投入することによって、例えば、葉、茎、外皮、及び/又は根を通じで水素(例えば、水に溶解する水素)を該植物に供給することができる。その結果、該植物の体内の余剰の活性酸素(特に、ヒドロキシルラジカル)を適切に消滅又は除去あるいは低減させることによって、光合成の阻害、葉の脱色、及び/又は植物の枯死の防止又は抑制を実現し得る。また、例えば、葉物野菜、イチゴ、トマト等の生育増進又は糖度向上も実現し得る。
 ところで、上述の配合物の発明又は上述の水素供給方法の発明において、例えば、上述の配合物、又は上述のシリコン微細粒子又は該凝集体を覆う不透水性の膜を設けることは好適な一態様である。例えば、該膜の少なくとも一部を除去したとき又は該膜の少なくとも一部が溶解したときに、該配合物又は該シリコン微細粒子又は該凝集体をpH値が7以上の水含有液、又は該水含有液を含む媒体に接触させることになれば、水素の発生が必要な場面を自由度高く選択することを可能にする。
 また、本願においては、結晶についての径の大きさが「nmオーダー」になる場合は、「結晶粒(又は結晶粒子)」という表現ではなく、「結晶子」という表現を採用する。一方、結晶についての径の大きさが、「μmオーダー」になる場合は、「結晶粒(又は結晶粒子)」という表現を採用する。
 ここで、本願における「シリコン微細粒子」は、平均の結晶子径がnmオーダー、具体的には結晶子径が1nm以上100nm以下の「シリコンナノ粒子」を含むものである。より狭義には、本願における「シリコン微細粒子」は、平均の結晶子径がナノレベル、具体的には結晶子径が1nm以上50nm以下のシリコンナノ粒子を主たる粒子とする。ここで、本願発明者によれば、主たる結晶子径が1nm以上10nm未満であるシリコンナノ粒子が、採用し得る一態様としての最も微細化を実現した「シリコン微細粒子」である。また、本願においてシリコン微細粒子には、各シリコンナノ粒子が分散している状態のもののみならず、複数のシリコンナノ粒子が自然に集まってμm近い(概ね0.1μm以上1μm以下)の大きさの凝集体を構成した状態のものが含まれる。
 上述のとおり、本願における「シリコン微細粒子」は、自然な状態において凝集することによってμmレベル(例えば、1μm程度)の径の大きさの凝集体を構成し得る。この「凝集体」と区別するために、本願においては、結合剤の添加や圧縮等により、人為的にシリコン微細粒子を集合させることによって、ヒトの指によってつまめる程度の大きさの塊状の固体の製剤としたものを「固形剤」と称する場合がある。この「固形剤」が本願における「配合物の」一例である。なお、「固形剤」の代表的な例は、錠剤、塊状を呈さず粉状を呈する顆粒又は散剤である。また、本願の「シリコン微細粒子」又は「その凝集体」は、層状又は膜状(以下、総称して「層状」という)となることも可能である。
 本発明の1つの配合物によれば、動物の健康増進及び/又は病気予防を実現し得る。また、該配合物によれば、植物に対しては、光合成の阻害、葉の脱色、及び/又は植物の枯死の防止又は抑制を実現し得る。
 また、本発明の1つの水素供給方法によれば、動物の健康増進及び/又は病気予防を実現し得る。また、本発明のもう1つの水素供給方法によれば、植物における光合成の阻害、葉の脱色、及び/又は植物の枯死の防止又は抑制を実現し得る。
第1の実施形態の固形剤(配合物)の写真((a)斜視図、(b)側面図)である。 第1の実施形態の媒体(土)中に含まれる固形剤(配合物)と植物(樹木)との関係を説明する模式図である。 (a)第1実施形態の変形例(2)における水素を発生させる前の層状固形剤と媒体との積層構造を示す側面図と、(b)第1実施形態の変形例(2)における水素を発生させるときの層状固形剤と媒体との積層構造を示す側面図である。 第1実施形態の変形例(3)における層状固形剤の構造体を示す側面図である。 実施例1~2において発生した水素量を示すグラフである。 第1の実施形態に準じた固形剤と純水とが接触した直後の固形剤の状態を示す写真である。 第1の実施形態に準じた固形剤と純水とが接触してから約60秒後の固形剤の状態を示す写真である。 第1の実施形態の変形例(6)に準じた固形剤と純水とが接触した直後の固形剤の状態を示す写真である。 実施例3~7の水素発生量を示すグラフである。 (a)第2の実施形態の各シリコン微細粒子と、純水に炭酸水素ナトリウムを溶解させた水溶液とを接触させることによって発生した溶存水素量の時間変化を示すグラフと、(b)第2の実施形態の該シリコン微細粒子の1g当たりの水素発生量の時間変化を示すグラフである。
 20  基部
 70  膜
 90a 土
 90b 媒体
 100  固形剤
 100a 層状固形剤
 200  積層構造
 本発明の実施形態を、添付する図面を参照して詳細に述べる。
<第1の実施形態>
 本実施形態のシリコン微細粒(又は、その凝集体)、及び本実施形態の配合物は、水素発生能を有する。また、本実施形態の配合物は、水素発生能を有する、該凝集体又は該シリコン微細粒子(代表的には、結晶子径が1nm以上100nm以下)を含む。以下に、本実施形態の配合物の一例として、シリコン微細粒子(又は、その凝集体)と、該シリコン微細粒子(又は、該凝集体)を含む固形剤(配合物)について詳述する。加えて、本実施形態の水素供給方法についても詳述する。
[1]シリコン微細粒子(又は、その凝集体)、及び固形剤、並びにその製造方法
 本実施形態の固形剤は、シリコン粒子としての市販の高純度シリコン粒子粉末(代表的には、高純度化学研究所社製、粒度分布<φ5μm(但し、結晶粒径が1μm超のシリコン粒子、純度99.9%、i型シリコン)をビーズミル法によって微細化した、シリコンナノ粒子を主たる粒子とするシリコン微細粒子(以下、便宜的に、「シリコンナノ粒子」ともいう)を用いて製造される。本実施形態においては、エタノール溶液中でシリコン粒子を粉砕することによって該シリコン微細粒子又は該シリコン微細粒子の凝集体を形成する工程が採用される。
 具体的には、ビーズミル装置(アイメックス株式会社製、横型連続式レディーミル(型式、RHM-08)を用いて、高純度シリコン粉末200gを、99.5wt%のエタノール溶液4L(リットル)中に分散させ、φ0.5μmのジルコニア製ビーズ(容量750ml)を加えて4時間、回転数2500rpmで粉砕(一段階粉砕)を行って微細化する。
 本実施形態においては、ビーズミル装置の粉砕室内部に設けられたセパレーションスリットにより、ビーズとシリコンナノ粒子を含むエタノール溶液とに分離される。ビーズから分離されたシリコンナノ粒子を含むエタノール溶液は、減圧蒸発装置を用いて30℃~35℃に加熱される。その結果、エタノール溶液を蒸発させることによって、シリコンナノ粒子及び/又はその凝集体が得られる。
 上記方法により得たシリコン微細粒子は、主として、結晶子径が1nm以上100nm以下のシリコンナノ粒子を含む。より具体的には、シリコンナノ粒子をX線回折装置(リガク電機製スマートラボ)によって測定した結果、一例として、次の値が得られた。体積分布においては、モード径が6.6nm、メジアン径が14.0nm、平均結晶子径が20.3nmであった。
 このシリコンナノ粒子を、SEM(走査電子顕微鏡)を用いて観察したところ、シリコンナノ粒子は一部が凝集して、0.5μm程度以下のやや大きな、不定形の凝集体が形成されていた。また、個別のシリコンナノ粒子を、TEM(透過型電子顕微鏡)を用いて観察したところ、主たるシリコンナノ粒子は、結晶子径が約2nm以上20nm以下であった。
 本実施形態においては、その後、ガラス容器中で、過酸化水素水と該シリコンナノ粒子とを混合する第1混合工程(以下、「H処理」又は「過酸化水素水処理工程」ともいう)が行われる。本実施形態においては、混合工程における過酸化水素水(本実施形態においては、3.5wt%)の温度は75℃である。また、混合時間は30分である。なお、第1混合工程(過酸化水素水処理工程)において十分に攪拌処理がされることは、シリコンナノ粒子と過酸化水素水とが接する機会を増やすため好ましい。また、第1混合工程(過酸化水素水処理工程)における過酸化水素水の温度は、例えば、室温程度であっても本実施形態の少なくとも一部の効果が奏され得る。
 過酸化水素水と混合されたシリコンナノ粒子を、公知の遠心分離処理装置を用いて、固液分離処理によって過酸化水素水を除くことにより、シリコンナノ粒子を得る。その結果、過酸化水素水によって表面が処理されたシリコンナノ粒子を得ることができる。ここで、過酸化水素水によって表面が処理されることにより、シリコンナノ粒子の表面に存在するアルキル基(例えば、メチル基)が除去され得る。その結果、該シリコンナノ粒子(及び該シリコンナノ粒子を主たる粒子とするシリコン微細粒子)及びその凝集体は、全体としては表面の親水性を保ちつつ、水含有液を含むことができる媒体と直接接し得る表面をも有する状態を形成し得る。このような特殊な表面処理が施されることによって、水素の発生はより確度高く促進され得る。
 本実施形態においては、さらにその後、該シリコンナノ粒子とエタノール溶液とを混合する第2混合工程が行われる。なお、混合工程において十分に攪拌処理がされることは、シリコンナノ粒子とエタノール溶液(本実施形態においては、99.5wt%)とが接する機会を増やすため好ましい。エタノール溶液と混合されたシリコンナノ粒子を、公知の遠心分離処理装置を用いて、固液分離処理によって揮発性の高いエタノール溶液を除いてから十分に乾燥させることにより、本実施形態の1つの最終的なシリコンナノ粒子が製造される。
 なお、本実施形態においては、他の最終的なシリコンナノ粒子として、上述の各工程のうち、第1混合工程における過酸化水素水とシリコンナノ粒子との混合時間が60分であったシリコンナノ粒子も製造した。また、シリコン微細粒子及びその凝集体については、それらの形状制御又は構造制御を適宜行うことも、本実施形態の他の一態様である。
 ところで、本実施形態では、後述する第2の実施形態のようにイソプロピルアルコール溶液を用いておらず、エタノール溶液及び過酸化水素水を用いているため、生体に対してより安全かつ安心な水素供給材としての役割を果たし得る固形剤(配合物)、固形剤(配合物)の製造方法、及び水素供給方法を提供することができる点は、特筆に値する。
 上述のシリコンナノ粒子5mgを、炭酸水素ナトリウム粉末(和光純薬株式会社製、純度99.5%)495mgと混合する。この混合物を混錬し、打錠法を用いて、直径が約5mmであり、高さが約10mmの略円柱型の塊状体として、図1に示す固形剤(配合物)100を得ることができる。なお、図1(a)は一例としての固形剤(配合物)100の斜視図であり、図1(b)は一例としての固形剤(配合物)100の側面図である。なお、固形剤になっていない(粉末状などの)シリコン微細粒子(その凝集体を含む)又はその凝集体が、後述する、動物用医薬品、家畜又はペット用食品、又は動物用飼料、あるいは植物用医薬品、植物用肥料、又は植物用堆肥などの「母材」の中に含まれる態様も、採用し得る一態様である。
[2]媒体
 次に、上述のシリコンナノ粒子(又は、その凝集体)、あるいは固形剤(配合物)100を接触させるための「媒体」を準備することも、本実施形態が採用し得る一態様である。
 本実施形態における、「媒体」は、特に材料又は商品を限定しない。一つの媒体の例は、動物の体内に存在する水含有液(水のみを含む)である。また、他の媒体の例は、動物(魚類を含む)又は植物について、経皮的又は経粘膜的に水素を体内に取り込むことが可能な、且つ生理学的に許容可能な媒体である。このような媒体であれば、本実施形態の効果の少なくとも一部が奏され得る。なお、体内に取り込むための部位の一例を示すと、動物の場合の例は皮膚自身又は粘膜自身であり、植物の場合の例は葉、茎、外皮、又は根である。
 なお、動物又は植物の部位が水含有液又は該水含有液を含有する媒体(以下、総称して「媒体」ともいう)に接する機会を増やすという観点から言えば、好適な媒体の例は、液状、ゲル状、クリーム状、ペースト状、乳液状、及びムース状の群から選択される少なくとも1種である。また、他の好適な媒体の例は、雨水又は人工の水を含む土、水を噴出する人工のシャワー、人工池、水溜り(自然に形成される水溜りを含む)、又は魚介類(甲殻類を含む。以下、同じ。)又は海草用の養殖用いけす、魚介類又は海草用の水槽内の水である。従って、本実施形態の一例においては、該土、該シャワー、該池、又は該水溜りを、人工的に公知の手段を用いて製造することが媒体の製造方法となる。なお、いずれかの例においても、水素発生を促進させる観点から言えば、媒体がアルカリ性)であることが好ましい。
 一例として、本実施形態においては、図2に示すように、植物(樹木)が植えられている、又は自生する土(水分を含む)90aの中に固形剤(配合物)100を埋め込むことによって、土90aを上述の媒体として活用する。媒体としての土90aに固形剤(配合物)100を接触させることによって水素(H)を発生させる。その結果、土90aに接触する樹木は、その根又は外皮を経由して水素を体内に取り込むことが可能となる。その結果、光合成の阻害、葉の脱色、生育増進、及び/又は植物の枯死の防止又は抑制を実現し得る。また、植物によっては糖度向上も実現し得る。なお、本実施形態の水分の代表例は、雨水又は人工の水である。また、土90a中の固形剤(配合物)の数又は量は、特に限定されない。
 また、図示しないが、自然に存在する又は人工の水溜り(媒体)の中に、固形剤(配合物)100を導入又は投入することによって、固形剤(配合物)100と水含有液との接触させることも、本実施形態の他の態様として採用し得る。固形剤(配合物)100と水含有液とを接触させることによって水素(H)を発生させる。この態様においては、動物が上述の水溜りに接する、又は浸かることによって、該水含有液を介して動物が水素を体内に取り込むことを実現し得る。その結果、直接、あるいは経皮的又は経粘膜的に体内に取り込まれた水素については、該動物の体内において余剰の活性酸素(特に、ヒドロキシルラジカル)を適切に消滅又は除去あるいは低減させ得るため、該動物の健康増進及び/又は病気予防を実現し得る。
 また、仮に、上述の水溜りのpH値が弱酸性よりも高いpH値(例えば、pH値が5以上)であれば、後述するように、本実施形態の固形剤(配合物)100を含有する炭酸水素ナトリウムの存在によって高いpH値となり、水素(H)を発生し易い媒体としての条件を満たし得る。換言すれば、水溜り等の水含有液が酸性である場合は、水素(H)を発生し易い媒体としての条件を満たすためには多量の固形剤(配合物)100を土90aの中に導入又は投入することが必要となる。
 本実施形態の固形剤(配合物)100は、炭酸水素ナトリウムを含有する。従って、媒体としての土90a又は該水溜りが、仮に中性又は弱酸性であったとしても、固形剤(配合物)100を媒体である土90a又は該水溜りの中に埋め込む、あるいは導入又は投入することによって、本実施形態のシリコン微細粒子又はその凝集体を該媒体に接触させる接触工程を経ることになる。その結果、例えば土90a又は該水溜りのpH値が6以上である弱酸性の媒体、より好適には7超の塩基性の媒体に変えることが可能となるため、水素(H)の発生が促進され得る。
 従って、媒体としての土90a又は該水溜りを経由して、上述の接触工程によって生じる水素(H)を、動物の皮膚及び/又は粘膜に、あるいは、植物の葉、茎、外皮、及び/又は根に接触させることが可能となる。その結果、本実施形態によれば、水素(H)を動物又は植物の体内に取り込むことを実現し得る。
 上述のとおり、本実施形態においては、例えば土90a又は該水溜りが媒体としての役割を果たし得る。その結果、動物は、媒体を経由して又は直接的に、水素(H)を、動物の皮膚又は粘膜から取り込むことが可能となる。また、植物は、媒体を経由して又は直接的に、水素(H)を、葉、茎、外皮、又は根から取り込むことが可能となる。
 また、本実施形態においては、固形剤(配合物)100又は固形剤になっていないシリコン微細粒子(その凝集体を含む)又はその凝集体がそのまま用いられる場合に限定されない。固形剤(配合物)100又は固形剤になっていないシリコン微細粒子(その凝集体を含む)又はその凝集体が、例えば動物用医薬品、家畜又はペット用食品、又は動物用飼料、あるいは植物用医薬品、植物用肥料、又は植物用堆肥などの「母材」の中に含まれる態様も、採用し得る好適な一態様である。例えば、固形剤100又は固形剤になっていないシリコン微細粒子(その凝集体を含む)又はその凝集体が、該母材中に添加剤として、例えば0.1wt%~50wt%を混合又は混錬されることは代表的な一例である。従って、固形剤100又は固形剤になっていないシリコン微細粒子(その凝集体を含む)又はその凝集体を含む上述の「母材」も、本実施形態においては、広義における「配合物」である。従って、動物又は植物が、例えば経皮的又は経粘膜的に水素を体内に取り込むための好適な一つの手段として、そのような母材が媒体と接することを採用し得る。
 加えて、仮に本実施形態の固形剤(配合物)が炭酸水素ナトリウムを含有しない場合であっても、例えば土90a又は該水溜りのpH値が5以上であれば、水素(H)を発生し易い媒体としての条件を満たし得る。なお、より確度高く水素(H)を発生し易い媒体を実現する観点から言えば、より好適にはpH値が6以上(又は、6超)であり、さらに好適にはpH値が7以上(又は、7超)である。前述よりもさらに好適には、7.4超であり、非常に好適には8超)である。
<第1の実施形態の変形例(1)>
 第1の実施形態の配合物及び水素供給方法において、第1の実施形態における土90a又は水溜りのpH値を、水素がより発生し易い条件を満たすように、換言すれば水素がより発生し易いpH値の数値範囲内に収まるように調整する「pH調整剤」を媒体中に、あるいは上述の「母材」中に導入する導入工程をさらに含むことは、好適な一態様である。
 第1の実施形態における炭酸水素ナトリウムは、「pH調整剤」の一例であるが、「pH調整剤」は炭酸水素ナトリウムに限定されない。従って、pH値が5以上又は6以上(又は、6超)である弱酸性に調整できる材料(以下、「弱酸性剤」ともいう)、又はより好適にはpH値が7以上(又は、7超)(より好適には、7.4超、さらに好適には8超)のアルカリ性に調整できる材料(以下、「アルカリ剤」ともいう)であれば、「pH調整剤」の材料は限定されない。弱酸性剤の代表的な例は、クエン酸、グルコン酸、フタル酸、フマル酸、及び乳酸の群から選択される少なくとも1種又はその塩である。また、アルカリ剤の代表的な例は、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウムの群から選択される少なくとも1種である。なお、生理学的の観点から言えば、最も好適なアルカリ剤は、炭酸水素ナトリウムである。炭酸水素ナトリウムは、食品添加物として広く用いられており、本実施形態が求めるpH値調整機能と、安全性、汎用性に優れるという複数の長所を兼ね備えるためである。
<第1の実施形態の変形例(2)>
 第1の実施形態のもう1つの変形例として、第1の実施形態の固形剤(配合物)を層状に形成することにより、層状固形剤(配合物)と媒体との積層構造200を形成することができる。図3A(a)は、水素を発生させる前の層状固形剤と媒体との積層構造200を示す側面図であり、図3A(b)は、水素を発生させるときの層状固形剤と媒体との積層構造200を示す側面図である。
 図3A(a)及び図3A(b)に示すように、上述の積層構造200は、基部20(例えば、繊維、天然樹脂、合成樹脂、金属、半導体、セラミックス、又はガラス)上又はその上方に、少なくとも、層状固形剤100aと媒体90bとを備えている。ここで、媒体90bの好適な例は、既に述べたように、生理学的に許容可能であるとともに、液状、ゲル状、クリーム状、ペースト状、乳液状、及びムース状の群から選択される少なくとも1種の材料である。なお、特に基部20を備えなくても層状固形剤と媒体との積層構造200を保持し得る場合は、基部20を必ずしも設ける必要はない。
 図3A(a)に示すように、水素を発生させる前の段階では、層状固形剤(配合物)100aと媒体90bとが接しないように、層状固形剤(配合物)100aと媒体90bとの間に不透水性の膜70が設けられている。なお、公知の不透水性の材料から形成された膜を膜70として活用することができる。例えば、不透水性の膜70の材料の例は、公知のポリエチレン等の高分子である。また、その他の例として、国際公開第WO2011/036992号において開示される、水解性及び不透水性を有するシートを採用することも採用し得る一態様である。
 一方、図3A(b)に示すように、膜70を矢印方向に引き抜くと、層状固形剤100aと媒体90bとの少なくとも一部が直接接することになる。その結果、炭酸水素ナトリウムに代表されるpH調整剤と協働することにより、pH値が7以上の水含有液を含むことができる媒体90bに層状固形剤(配合物)100aが接触すると水素が発生し得る。
 なお、本実施形態においては、膜70を矢印方向(紙面左方向)に引き抜くことよって層状固形剤(配合物)100aと媒体90bとが直接接するように形成されているが、膜70の除去方法は特に限定されない。例えば、膜70の少なくとも一部を除去したとき又は該膜の少なくとも一部が溶解したときに、媒体90bがシリコン微細粒子(本実施形態においては層状固形剤(配合物)100a)又はその凝集体に接するように形成することは、採用し得る一態様である。なお、膜70の少なくとも一部を溶解させるための材料の例については、例えば、国際公開第WO2011/036992号において開示される、水解性及び不透水性を有するシートを採用することも採用し得る一態様である。また、別の態様として、水素を発生させる前の段階において、層状固形剤(配合物)100aの代わりに、第1の実施形態の固形剤(配合物)100を不透水性の膜70によって覆うことも採用し得る。膜70を取り除く又は溶解させることにより、固形剤(配合物)100と媒体90bとの少なくとも一部が直接接することになれば層状固形剤(配合物)100aの場合と同様の効果が奏され得る。
 また、例えば、媒体が液状、ゲル状、クリーム状、ペースト状、乳液状、及びムース状の群から選択される少なくとも1種である場合、図3A(b)に示すような2つの層(層状固形剤(配合物)100a及び媒体90b)が明確に分離された状態を維持しないことも考えられる。むしろ、そのような場合の方が、層状固形剤(配合物)100aと媒体90bとの接触面積が多くなるため、水素発生をより確度高く促進する観点から好ましい。
<第1の実施形態の変形例(3)>
 第1の実施形態の他の変形例として、第1の実施形態の固形剤(配合物)を層状に形成することにより製造される層状固形剤(配合物)も、採用し得る他の一態様である。図3Bに示す一例としての構造体200aは、基部20上に層状固形剤(配合物)100aを備えている。特に基部20を備えなくても層状固形剤(配合物)の形状を保持し得る場合は、基部20を必ずしも設ける必要はない。なお、空気中の水分との接触を確度高く回避する観点から、第1の実施形態の変形例(2)に示すような、不透水性の膜70が層状固形剤(配合物)100aを覆うように設けられてもよい。
 図3Bに示すように、例えば、層状固形剤(配合物)100aが動物の皮膚又は粘膜に接した後、その皮膚又は粘膜からの水分を含む汗又は体液が層状固形剤(配合物)100aと接することによって、水素が発生することは、本実施形態の好適な一態様である。このような態様によっても、第1の実施形態の変形例(2)と同様に、動物が水素を体内に取り込むことを実現し得る。なお、水分は、汗又は体液の代わりに、層状固形剤(配合物)100aを使用する前(例えば、直前)に、水(上水など)を噴霧等によって供給することも可能である。
 本実施形態における構造体又は積層構造は、様々な「場面」において採用し得る構造であることは特筆に値する。例えば、該媒体を採用し得る(含み得る)代表的な商品例は、以下の(1)~(3)である。
 (1)動物用シャンプー及び動物用ソープの群から選択される1種の洗浄剤。
 (2)軟膏及び湿布剤の群から選択される1種の治療用材料。
 (3)吸水性樹脂、吸水性不織布、吸水性繊維、吸水性フエルト、及び吸水性ジェル(又はゲル状剤)の群から選択される1種の衛生材料。
 ここで、上述の「衛生材料」は、衛生手袋、ヘッドカバー、ヘッドバンド、ベッドパッド、ベッドシーツ、衣料品、創傷手当用品(創傷被覆材、テープ、及び包帯を含む)、使い捨ておむつ、ガーゼ、ガウン、衛生テッシュ(おしぼり、洗面タオル、パッチ、ウェットティッシュ、及びナプキンを含む)、脱脂綿、綿棒、絆創膏、サージカルテープを含む。
<第1の実施形態の変形例(4)>
 また、第1の実施形態のもう1つの変形例として、第1の実施形態において用いたシリコンナノ粒子2g及び炭酸水素ナトリウム粉末34gに対して、さらにクエン酸(和光純薬株式会社製、純度99.5%)4gを加えて混練することによって直径が約5mmであり、高さが約10mmの略円柱型の塊状体を形成することにより、図1に示す固形剤(配合物)100と同様の固形剤(配合物)を得ることができる。
<第1の実施形態の変形例(5)>
 第1の実施形態のもう1つの変形例として、炭酸水素ナトリウム粉末の量を19g、クエン酸の量を19gとした以外は、第1の実施形態の変形例(4)と同様の処理を行うことによって固形剤を得る。この固形剤(配合物)は、図1に示す固形剤(配合物)100と同様の略円柱型の固形剤(配合物)であって、その直径は約5mmであり、その高さは約10mmである。なお、クエン酸と炭酸水素ナトリウムとシリコンナノ粒子との混合比については、適宜変更され得る。
<第1の実施形態の変形例(6)>
 本実施形態においては、第1の実施形態で用いたのと同じ高純度シリコン粒子粉末(代表的には、結晶粒径が1μm超のシリコン粒子)を、第1の実施形態で説明した手順で一段階粉砕する。また、本実施形態においては、一段階粉砕に用いるφ0.5μmのジルコニア製ビーズ(容量750ml)が、ビーズミル粉砕室内部において、自動的にシリコンナノ粒子を含む溶液から分離される。さらに、ビーズが分離されシリコンナノ粒子を含む溶液に、0.3μmのジルコニア製ビーズ(容量300ml)を加えて4時間、回転数2500rpmで粉砕(二段階粉砕)して微細化する。
 ビーズを含むシリコンナノ粒子は、上述のとおりシリコンナノ粒子を含む溶液から分離される。ビーズから分離されたシリコンナノ粒子を含むエタノール溶液は、第1の実施形態と同様に減圧蒸発装置を用いて40℃に加熱することにより、エタノールを溶液蒸発させてシリコンナノ粒子を得る。
<第1の実施形態の変形例(7)>
 ところで、第1の実施形態の固形剤(配合物)100又は第1の実施形態の変形例(4)及び(5)において説明した固形剤(配合物)を被覆する、生理学的に許容可能な被覆層がさらに設けられることも、採用し得る他の一態様である。例えば、固形剤(配合物)100の最外層を覆う公知のコーティング剤(例えば、公知の胃難溶性腸溶性の材料)を採用することができる。また、カプセル剤として適用し得る生理学的に許容可能な被覆層の例は、シリコン微細粒子(主として、シリコン微細粒子の凝集体)又はその凝集体を内包する、公知の材料(例えば、公知の胃難溶性腸溶性の材料)から製造されるカプセルである。なお、固形剤(配合物)100を採用した場合は、さらに崩壊剤を含んでもよい。また、崩壊剤については、公知の材料を採用することができる。加えて、より好適な崩壊剤の好適な例は、有機酸であり、最も好適な例はクエン酸である。ここで、有機酸は、シリコンナノ粒子を塊状にする結合剤としても機能し得る。
 加えて、上述の各実施形態における水素発生のための水含有液、又はその水含有液を含むことができる媒体の温度条件は限定されない。但し、水素を発生させ得る媒体の温度は、0℃超50℃以下である。また、好適には、水含有液又は媒体の温度が20℃(より好適には、25℃)以上50℃以下であれば、水素発生反応が促進される。また、水含有液又は媒体の温度が35℃以上50℃以下であれば、より確度高く、水素発生の促進が図られる。なお、水含有液又は媒体の温度の上限は、動物又は植物に外傷を与えない限り限定されない。
 以下、上述の各実施形態をより詳細に説明するために、実施例を挙げて説明するが、上述の実施形態はこれらの例によって限定されるものではない。
(実施例1)
 本願発明者らは、シリコンナノ粒子自身を評価するために、打錠法による打錠工程を行わずに水素の発生状況を調べた。具体的には、実施例1として、第1の実施形態における一段階粉砕によって処理されたシリコンナノ粒子を用いて実験を行った。
 第1の実施形態において説明したシリコンナノ粒子10mgを散剤の状態で(すなわち炭酸水素ナトリウム粉末を混合することなく、また混錬することもなく)容量100mlのガラス瓶(硼ケイ酸ガラス厚さ1mm程度、ASONE社製ラボランスクリュー管瓶)に入れた。このガラス瓶にpH値7.1の水道水30mlを入れて、液温を25℃の温度条件において密閉し、該ガラス瓶内の液中の水素濃度を測定し、これを用いて水素発生量を求めた。水素濃度の測定には、ポータブル溶存水素計(東亜DKK株式会社製、型式DH-35A)を用いた。
(実施例2)
 実施例2は、水道水30mlを入れて、液温を37℃の温度条件とした以外は実施例1と同じである。
 図4に、実施例1~2の結果を示す。図4の横軸は固形剤(配合物)を水含有液と接触させている時間(分)を示し、グラフの縦軸は水素発生量を示す。
 図4に示すとおり、ほぼ中性を示す水と、第1の実施形態において説明したシリコンナノ粒子とを接触させた場合であっても、水素の発生が確認された。また、液温が高い方が、水素の発生量が多くなることも明らかとなった。特に、液温がヒトの体温に近い温度である37℃の場合、より短時間での水素の発生を実現すること、及びその後に多量(1.5ml/g以上)の水素発生が継続されることが確認された。
 本願発明者らは、上述の実施例1~実施例2の結果に加えて、打錠法を用いて加工した、第1の実施形態及びその変形例において説明した各種の固形剤(配合物)について、実施例3以降に示す各評価を行った。
(実施例3)
 まず、実施例3として、第1の実施態様において説明した処理によって製造した1個の固形剤(配合物)100に対して、直径及び高さがそれぞれ5分の1(φ10×1.6mm,シリコンナノ粒子16mg,炭酸水素ナトリウム304mg)である固形剤(配合物)を本実施例の試料として採用した。
 上述の試料を容量60mlのステンレス容器に入れた。このステンレス容器に60mlの水含有液の例である純水(pH値7.0)を入れて該固形剤(配合物)を浸漬させ、液温を25℃に維持した。この条件下、ガラス瓶を密閉し、ガラス瓶内において生成した水素水の水素濃度を、実施例1において説明した装置を用いて測定し、水素発生量を求めた。
 なお、固形剤(配合物)の形状は、純水中において時間の経過とともに次第に崩れていった。該固形剤(配合物)が純水と接触してから時間の経過とともに、炭酸水素ナトリウムが液中に溶解し、シリコンナノ粒子が該液中にほぼ均一に拡散しつつ、容器の底面に一部が沈んで残った。その結果、固形剤(配合物)はほぼ原形をとどめない粉状(又は微粉状、以下、総称して「粉状」という)を呈した(以下、固形の剤形が崩れて粉状を呈することを「崩壊」という。粉体を内包するカプセル剤のカプセルが溶解することも剤形が崩れることであり、カプセルの溶解によって粉体が露出することも「崩壊」に含める)。この例においては、固形剤(配合物)の崩壊に伴って放出した炭酸水素ナトリウムが水中に溶解したため、該ガラス瓶中の水含有液のpH値は、8.3に上昇した。
(実施例4)
 実施例4は、第1の実施形態の変形例(4)において説明した処理によって製造した固形剤(配合物)に対して、直径及び高さがそれぞれ5分の1(φ10×1.6mm,シリコンナノ粒子16mg,炭酸水素ナトリウム272mg,クエン酸32mg)である固形剤(配合物)を試料として採用した。該固形剤(配合物)は、液温を25℃の温度条件において、純水と接触してから約5分後に、ほぼ全体が崩壊して粉状を呈した。固形剤(配合物)が崩壊する過程において(すなわち固形剤(配合物)が純水と接触してから90分後まで)、固形剤(配合物)の崩壊に伴い炭酸水素ナトリウムとクエン酸とが放出されることにより、水含有液のpH値は7.6を示した。
(実施例5)
 実施例5は、固形剤(配合物)として第1の実施形態の変形例(5)として説明した手順で作製した固形剤(配合物)に対して、直径及び高さがそれぞれ5分の1(φ10×1.6mm,シリコンナノ粒子16mg,炭酸水素ナトリウム152mg,クエン酸152mg)である固形剤(配合物)を試料として採用した。該固形剤(配合物)は、液温を25℃の温度条件において、純水と接触してから約5分後、ほぼ全体が崩壊して粉状を呈した。固形剤(配合物)が崩壊する過程において(すなわち固形剤(配合物)が純水と接触してから90分後まで)、固形剤(配合物)の崩壊に伴い炭酸水素ナトリウムとクエン酸とが放出されることにより、水含有液のpH値は6.0を示した。
(実施例6)
 実施例6は、固形剤(配合物)として第1の実施形態の変形例(6)として説明した手順で作製した固形剤(配合物)に対して、直径及び高さがそれぞれ5分の1(φ10×1.6mm,シリコンナノ粒子16mg,炭酸水素ナトリウム272mg,クエン酸32mg)である固形剤(配合物)を試料として採用した。また、ステンレス容器を恒温槽中に保持することより液温を37℃に維持した。水含有液としてはpH値7.0の純水を用いた。該固形剤(配合物)が純水と接触してから約5分後にほぼ全体が崩壊して粉状を呈した。固形剤(配合物)の崩壊に伴い炭酸水素ナトリウムとクエン酸とが放出されることにより、水含有液のpH値は7.6を示した。
(実施例7)
 実施例7は、第1の実施形態の変形例(7)において説明した処理によって製造した固形剤(配合物)に対して、直径及び高さがそれぞれ5分の1(φ10×1.6mm,シリコンナノ粒子16mg,炭酸水素ナトリウム152mg,クエン酸152mg)である固形剤(配合物)を試料として採用した。また、ステンレス容器を恒温槽中に保持することより液温を37℃に維持した。水含有液としてはpH値7.0の純水を用いた。該固形剤(配合物)が純水と接触してから約5分後にほぼ全体が崩壊して粉状を呈した。固形剤(配合物)の崩壊に伴い炭酸水素ナトリウムとクエン酸とが放出されることにより、水含有液のpH値は6.0を示した。
 ところで、上述の各実施例においては、固形剤(配合物)の形状は、純水中において時間の経過とともに次第に崩れていく様子を視認することができる。固形剤(配合物)の崩壊の様子の一例を示すと、図5A及び図5Bは、シリコンナノ粒子2g及び炭酸水素ナトリウム38gを用いて形成した固形剤(配合物)(第1の実施形態に準じた例)を、純水500ml中に投入したときの時間の経過に伴う固形剤(配合物)の様子を示す写真である。図5Aは、固形剤(配合物)と純水とが接触した直後の固形剤(配合物)の状態を示している。また、図5Bは、固形剤(配合物)が純水に接触してから約60秒後の固形剤(配合物)の状態を示している。
 一方、図5Cは、シリコンナノ粒子2g、炭酸水素ナトリウム19g、及びクエン酸19gを用いて形成した固形剤(配合物)(第1の実施形態の変形例(6)に準じた例)と純水とが接触した直後の固形剤(配合物)の状態を示す写真である。
 図5A~図5Cに示すように、固形剤(配合物)が純水と接触すると、時間の経過とともに炭酸水素ナトリウムが液中に溶解し、シリコンナノ粒子が該液中にほぼ均一に拡散しつつ、容器の底面に一部が沈んで残る様子が確認された。
 図6に、実施例3~7の結果を示す。図6の横軸は固形剤(配合物)を水含有液と接触させている時間(分)を示し、グラフの縦軸は水素発生量を示す。
 実施例3については、図5A及び図5Bに示すように、固形剤(配合物)はその剤形を崩壊させて炭酸水素ナトリウムを放出した。また、図6に示すように、固形剤(配合物)と水含有液との接触時間の経過に伴って水素発生量が多くなった。
 また、実施例3と実施例5、実施例4と実施例6とをそれぞれ比較すると、ヒトの体温に近い37℃という温度条件において、水素発生量が多くなった。具体的には、実施例3及び実施例6において、240分(4時間)で、20ml/g以上の水素を発生することができることが確認されたことは特筆に値する。
 さらに、シリコンナノ粒子を粉状のまま水含有液と接触させた実施例1~2及び実施例6の結果と、シリコンナノ粒子を固形剤(配合物)として用いた実施例3~5及び実施例7の結果とを比較すると、特に、シリコンナノ粒子と水含有液とが接触してから一定時間(例えば、1時間半)までにおいては、シリコンナノ粒子は粉状のまま水含有液と接触させる方が多くの水素を発生させることができることが明らかとなった。
<シリコンナノ粒子と媒体との接触によって発生した水素発生量の測定実験>
 また、本願発明者らは、本実施形態の各シリコン微細粒子(固形剤(配合物)ではない)と、純水に炭酸水素ナトリウムを溶解させた水溶液とを接触させることによって発生した水素量の時間変化を調べた。
 具体的には、ガラス容器中で、シリコンナノ粒子11mg(第1混合工程が30分)又はシリコンナノ粒子5mg(第1混合工程が60分)と、炭酸水素ナトリウム(1.88wt%)を溶解させた水溶液とを混合する。該水溶液のpHは約8.3である。その後、ガラス容器の開口部まで該水溶液を満たし、空気が入らないように蓋をして完全密封をした。
 なお、蓋はポリプロピレン製であるが、内蓋は、ポリエチレンとポリプロピレンの多層フィルター製を用いたことにより、発生する水素の透過や漏れを充分に抑えることができる。密封後、暫くすると、本実施形態の各シリコン微細粒子に関しては、水溶液全体に一様に混合された状態になったことが外観から視認される。
 図7(a)は、本実施形態の各シリコン微細粒子(固形剤(配合物)ではない)と、純水に炭酸水素ナトリウムを溶解させた水溶液とを接触させることによって発生した水素の溶存水素濃度の時間変化を示すグラフである。また、図7(b)は、各シリコン微細粒子の1g当たりの水素発生量の時間変化を示すグラフである。なお、参考までに、上述の第1混合工程が行われなかったシリコン微細粒子を用いた場合の結果についても各グラフ中に示している。また、上述の各溶存水素量は、東亜ディーケーケー株式会社製のポータブル溶存水素濃度計(東亜DKK株式会社製、型式DH-35A)を用いて測定された。
 図7(a)及び図7(b)に示すように、第1混合工程が行われることによって、水素の発生が促進されることが明らかとなった。特に図7(b)に示すように、第1混合工程が行われることによって、2時間で40ml以上の水素発生量が、水素発生開始から2時間経過後以降、継続的に得られていることは特筆に値する。
 なお、第1混合工程の混合時間が60分のシリコン微細粒子の水素発生量が、該混合時間が30分のシリコン微細粒子の水素発生量よりも少ないのは、シリコン微細粒子の表面上の酸化膜の厚みの差に影響していると考えられる。つまり、第1混合工程の混合時間が60分のシリコン微細粒子の方が厚い酸化膜を有しているために、媒体(水溶液)とシリコン微細粒子とが直接接し難くなったために水素の発生が抑制されたと考えられる。
 また、本願発明者らの更なる研究と分析によれば、第1混合工程の混合時間が2分超50分以下(より好適には3分以上40分以下、さらに好適には4分以上30分以下、最も好適には5分以上20分以下)であれば、シリコン微細粒子表面の親水性を適度に保ちつつ、媒体と直接接し得る十分な表面積を有する状態を実現し得る。その結果、前述の混合時間の範囲であれば、水素の発生はより確度高く促進され得る。
<第2の実施形態>
 本実施形態のシリコン微細粒子(又は、その凝集体)及び本実施形態の配合物は、第1の実施形態と同様に、水素発生能を有する。また、本実施形態の配合物は、水素発生能を有する、シリコン微細粒子(又は、その凝集体)を含む。本実施形態においては、第1の実施形態において採用したエタノール溶液の代わりにイソプロピルアルコール(IPA)溶液を採用していることを除いて、第1の実施形態の配合物及び水素供給方法の実質的に同じであるため、重複する説明は省略され得る。
[1]シリコン微細粒子(又は、その凝集体)、及び固形剤、並びにその製造方法
 以下に、本実施形態の配合物の一例として、シリコン微細粒子(又は、その凝集体)と、該シリコン微細粒子(又は、該凝集体)を含む固形剤(配合物)について詳述する。加えて、本実施形態の水素供給方法についても詳述する。
 本実施形態の固形剤(配合物)には、シリコン粒子として市販の高純度シリコン粒子粉末(代表的には、高純度化学社製、粒度分布<φ5μm、純度99.9%、i型シリコン)をビーズミル法によって微細化した、シリコンナノ粒子を主たる粒子とするシリコン微細粒子(以下、便宜的に、「シリコンナノ粒子」ともいう)を用いる。
 具体的には、ビーズミル装置(アイメックス株式会社製:RMB型バッジ式レディーミル)を用いて、高純度Si粉末15gを99%以上のイソプロピルアルコール(IPA)溶液300mlに分散させ、φ0.5μmのジルコニア製ビーズ(容量300ml)を加えて4時間、回転数2500rpmで粉砕(一段階粉砕)を行って微細化する。
 ビーズを含むシリコンナノ粒子は、ビーズ分離容器(アイメックス株式会社製)に装着したステンレス鋼材フィルター(メッシュ0.35mm)を用いて吸引濾過することによってビーズをシリコンナノ粒子から分離する。その後、ビーズから分離されたシリコンナノ粒子を含むイソプロピルアルコール(IPA)溶液を、減圧蒸発装置を用いて30℃~35℃に加熱することにより、イソプロピルアルコール(IPA)溶液を蒸発させてシリコンナノ粒子及び/又はその凝集体を得る。
 上記方法により得たシリコンナノ粒子は、第1の実施形態と同様に、主として結晶子径が1nm以上100nm以下のシリコンナノ粒子を含む。また、第1の実施形態と同様に、主たるシリコンナノ粒子は、結晶子径が約2nm以上20nm以下である。
 具体的には、ビーズミル装置(アイメックス株式会社製:RMB型バッジ式レディーミル)を用いて、高純度Si粉末15gを99%以上のイソプロピルアルコール(IPA)溶液300mlに分散させ、φ0.5μmのジルコニア製ビーズ(容量300ml)を加えて4時間、回転数2500rpmで粉砕(一段階粉砕)を行って微細化する。
 ビーズを含むシリコンナノ粒子は、ビーズ分離容器(アイメックス株式会社製)に装着したステンレス鋼材フィルター(メッシュ0.35mm)を用いて吸引濾過することによってビーズをシリコンナノ粒子から分離する。ビーズから分離されたシリコンナノ粒子を含むIPA溶液は、減圧蒸発装置を用いて40℃に加熱することにより、IPAを蒸発させてシリコンナノ粒子及び/又はその凝集体を得る。
 上記方法により得たシリコンナノ粒子は、第1の実施形態と同様に、主として結晶子径が1nm以上100nm以下のシリコンナノ粒子を主成分とするものである。また、第1の実施形態と同様に、主たるシリコンナノ粒子は、結晶子径が約2nm以上20nm以下である。
 本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、その後、ガラス容器中で、過酸化水素水と該シリコンナノ粒子とを混合する第1混合工程が行われる。過酸化水素水によって表面が処理されることにより、比較的薄く、且つ不均質/不完全な酸化膜を表面に備えたシリコンナノ粒子が形成され得る。その結果、該シリコンナノ粒子(及び該シリコンナノ粒子を主たる粒子とするシリコン微細粒子)及び/又はその凝集体は、全体としては表面の親水性を保ちつつ、水含有液を含むことができる媒体と直接接し得る表面をも有する状態を形成し得る。このような特殊な表面処理が施されることによって、水素の発生はより確度高く促進され得る。
 その後、イソプロピルアルコール(IPA)溶液が一部付着している可能性があるシリコンナノ粒子を、公知の遠心分離処理装置を用いて、固液分離処理によってイソプロピルアルコール(IPA)溶液を確度高く除去してから十分に乾燥させることにより、本実施形態の1つの最終的なシリコンナノ粒子が製造される。
 なお、本実施形態においては、他の最終的なシリコンナノ粒子として、上述の各工程のうち、第1混合工程における過酸化水素水とシリコンナノ粒子との混合時間が60分であったシリコンナノ粒子も製造した。
 また、上述のシリコンナノ粒子を、第1の実施形態と同様に、炭酸水素ナトリウム粉末と混合して得られた混合物を混錬した後、打錠法を用いることにより、固形剤を得ることができる。
 その後、シリコンナノ粒子と媒体との接触によって発生する水素の量について調査が行われた結果、第1の実施形態における図4に示す結果と同様の結果が得られた。
<その他の実施形態>
 なお、上述の配合物におけるシリコン微細粒子の製造方法の1つの態様は、結晶粒径が1μm超のシリコン粒子を物理的粉砕法により微細化し、主として結晶子径が1nm以上100nm以下のシリコン微細粒子とする工程を含む。物理的粉砕法の好適な例は、ビーズミル粉砕法、遊星ボールミル粉砕法、ジェットミル粉砕法、又はこれらを2種以上組み合わせた粉砕法によって粉砕する方法である。但し、製造コスト又は、製造管理の容易性の観点から言えば、特に好適な例は、ビーズミル粉砕法のみ、又はビーズミル粉砕法を少なくとも含む粉砕法である。なお、上述の各実施形態における固形剤(配合物)の例は、水素供給材としての役割のみならず、生体内又は生体外において安全に水素発生させることを可能にする生体用水素発生材(生体用水素供給材)としての役割も果たし得る。
 また、上述の各実施形態においては、出発材料として、市販の高純度シリコン粒子粉末であるシリコン粒子が採用されているが、出発材料はそのようなシリコン粒子に限定されない。より低コストを実現する観点、及び/又はより微細なシリコンナノ粒子を得る観点から言えば、出発材料として、例えば太陽電池等の半導体製品に使用されるシリコンウェハの生産過程におけるシリコンの切削加工において通常は廃棄物とされるシリコンの切粉あるいはシリコンの切削屑又は研磨屑(以下、「シリコンの切粉等」又は「切粉等」ともいう)を採用することも、好適な一態様である。また、「シリコン微細粒子」の対象は、結晶性シリコンに限定されない。例えば、公知の基板上に、CVD法によって形成されたアモルファスシリコン層を微細化することによって得られるシリコン粒子を、上述の各実施形態の出発材料とすることもできる。また、CVD法、レーザー法、アーク放電法等により、いわば直接的に製造されるアモルファス状の又は結晶状のシリコン粒子を、上述の各実施形態の出発材料とすること、又は最終形態であるシリコン微細粒子とすることもできる。
 上述の実施形態又は実施例の開示は、該実施形態の説明のために記載したものであって、本発明を限定するために記載したものではない。加えて、上述の実施形態及び各実施例における他の組合せを含む本発明の範囲内に存在する変形例もまた、特許請求の範囲に含まれるものである。
 本発明の配合物及び水素供給方法は、農業、農牧業、林業、水産業、ペット産業、
盆栽又は生花を扱う業種、あるいは獣医業及び樹木医業を含む医療業において広く利用され得る。

Claims (15)

  1.  水素発生能を有するシリコン微細粒子又はその凝集体を含む、
     配合物。
  2.  前記シリコン微細粒子が、結晶子径が1nm以上100nm以下のシリコン微細粒子を含む、
     請求項1に記載の配合物。
  3.  前記シリコン微細粒子又は前記凝集体を動物用医薬品、ペット用食品、又は動物用飼料に配合した、
     請求項1又は請求項2に記載の配合物。
  4.  前記シリコン微細粒子又は前記凝集体を植物用医薬品、植物用肥料、又は植物用堆肥に配合した、
     請求項1又は請求項2に記載の配合物。
  5.  前記シリコン微細粒子又は前記凝集体を含む固形剤である、
     請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の配合物。
  6.  前記シリコン微細粒子又は前記凝集体が接する媒体のpH値を5以上とするpH調整剤をさらに含む、
     請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の配合物。
  7.  前記pH調整剤は、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウムの群から選択される少なくとも1種である、
     請求項6に記載の配合物。
  8.  前記媒体は、液状、ゲル状、クリーム状、ペースト状、乳液状、及びムース状の群から選択される少なくとも1種である、
     請求項6に記載の配合物。
  9.  請求項1、請求項2、又は請求項5乃至請求項8のいずれか1項に記載の配合物を含有する、
     動物用医薬品、動物用医薬部外品、ペット用食品、ペット用健康食品、又は動物用飼料。
  10.  請求項1、請求項2、又は請求項5乃至請求項8のいずれか1項に記載の配合物を含有する、
     植物用医薬品、植物用医薬部外品、植物用肥料、植物用生育剤、又は植物用堆肥。
  11.  水素発生能を有するシリコン微細粒子又はその凝集体を含む配合物を、動物の体内又は体外においてpH値が5以上の水含有液、又は該水含有液を含む媒体に接触させる接触工程を含む、
     水素供給方法。
  12.  水素発生能を有するシリコン微細粒子又はその凝集体を含む配合物を、植物の体内又は体外においてpH値が5以上の水含有液、又は該水含有液を含む媒体に接触させる接触工程を含む、
     水素供給方法。
  13.  前記シリコン微細粒子が、結晶子径が1nm以上100nm以下のシリコン微細粒子を含む、
     請求項11又は請求項12に記載の水素供給方法。
  14.  前記媒体のpH値が6以上である、
     請求項11乃至請求項13のいずれか1項に記載の水素供給方法。
  15.  請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の配合物の製造方法であって、
     前記シリコン微細粒子又は前記凝集体と過酸化水素水とを接触させる過酸化水素水処理工程、を含む、
     配合物の製造方法。
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