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WO2004050563A1 - 還元水及びその製造方法 - Google Patents

還元水及びその製造方法 Download PDF

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WO2004050563A1
WO2004050563A1 PCT/JP2003/006587 JP0306587W WO2004050563A1 WO 2004050563 A1 WO2004050563 A1 WO 2004050563A1 JP 0306587 W JP0306587 W JP 0306587W WO 2004050563 A1 WO2004050563 A1 WO 2004050563A1
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WO
WIPO (PCT)
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water
hydrogen gas
reduced
oxidation
reduced water
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/006587
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wataru Murota
Kenji Yamazaki
Original Assignee
Wataru Murota
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wataru Murota filed Critical Wataru Murota
Priority to EP03733090A priority Critical patent/EP1568661A4/en
Priority to CA002507903A priority patent/CA2507903A1/en
Priority to AU2003241793A priority patent/AU2003241793A1/en
Publication of WO2004050563A1 publication Critical patent/WO2004050563A1/ja

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/70—Treatment of water, waste water, or sewage by reduction
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/68—Treatment of water, waste water, or sewage by addition of specified substances, e.g. trace elements, for ameliorating potable water
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/005—Systems or processes based on supernatural or anthroposophic principles, cosmic or terrestrial radiation, geomancy or rhabdomancy

Definitions

  • the invention of this application relates to a novel reduced water and a method for producing the same. More specifically, the invention of this application relates to hydrogen-containing reduced water and a method for producing the same, and more particularly to a novel hydrogen-containing reduced water having a low oxidation-reduction potential while having a pH around neutral and a method for producing the same. Background technology
  • alkaline ionized water is good for health, various diseases caused by active oxygen and lipid peroxide, such as stroke, myocardial infarction, arteriosclerosis, cancer, hyperlipidemia, diabetes, hepatitis, nephritis, ulcer , Gastric mucosal disorder, pneumonia, cataract, retinal pigment deformity, retinal detachment, autoimmune diseases such as collagen disease, rheumatoid arthritis, AIDS, Parkinson's disease, Alzheimer's disease, allergic diseases such as atopic dermatitis and hay fever, spots, It has excellent effects on freckles, wrinkles, high blood pressure, prostatic hypertrophy, asthma, acne, eczema, etc.
  • various diseases caused by active oxygen and lipid peroxide such as stroke, myocardial infarction, arteriosclerosis, cancer, hyperlipidemia, diabetes, hepatitis, nephritis, ulcer , Gastric mucosal disorder, pneumonia, cataract, retinal pigment deformity, retina
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-145880 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-145880
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-137852 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-254078 are known, and the Al-Li ion water generator for producing the Al-Li ion water has been widely spread. That.
  • These known alkaline ionized waters are used to electrolyze tap water, saline solution or NaOH aqueous solution using an anode and a cathode to form acidic water on the anode side and alkaline water on the cathode side. Of these, alkaline water on the cathode side is used.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a sea using an electrodialysis method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-187492. 1 shows an apparatus for simultaneously producing water demineralized water and alkaline ionized water.
  • the voltage applied between the electrodes is set to be equal to or higher than the decomposition voltage of water, so that water having a low reduction potential is obtained on the negative electrode side.
  • the raw water to be desalinated is subjected to removal of organic matter by an activated carbon filter 11 and then passed through three flow control valves 12, 12, 12 'and 12 "to form an anode chamber 1 3, sent to the deionized water chamber 14 and the cathode chamber 15.
  • the anode chamber 13, the deionized water chamber 14 and the cathode chamber 15 are separated by porous membranes 17, 17 '
  • a bipolar ion exchange membrane having both cation exchange and anion exchange functions may be used Pt electrodes 16 and 16 'are provided in the anode chamber 13 and the cathode chamber 15, respectively.
  • the voltage applied to the electrodes 16 and 16 ′ is set to be equal to or higher than the electrolysis voltage of water, that is, 2 V or higher, preferably 4 V or higher
  • the water in the anode chamber 13 is subjected to the electrolysis reaction.
  • the redox potential by by that 0 2 produced is increased, CI- have moved through the diaphragm 1 7, S 0 4 2 - the presence of such ions, p H becomes acidic.
  • the water in the cathode chamber 15 decreases the oxidation-reduction potential due to the generation of hydrogen by the electrolysis reaction, and at the same time, moves the generated hydroxide ion OH and Na + that has passed through the diaphragm 17 '.
  • the alkaline ionized water produced in this manner has a low oxidation-reduction potential, exhibits a reducing power, and exhibits alkalinity usually exceeding pH9.
  • the concentration of hydroxyl ions (OH-I) increases by that much, and alkaline water with a pH of at least 10 is considered unsuitable for drinking. Tona I will.
  • alkaline ionized water is known to be good for health
  • gastric juice is acidic, so even large amounts of alkaline ionized water with a pH of about 9 can be used for daily drinking or cooking.
  • the claims of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-254078 include an electrolyte having "11 of 7 to 12" at 12 to ⁇ 4 ° C. and having an oxidation-reduction potential of 15 to 1000 mV.
  • the invention of reduced water is described, in the example of Patent Document 3, as in Patent Document 2 below, at pH 9.6 to pH 9.9, the pH is from 170 mV to 121 mV. Even though it was shown that a degree of electrolytically reduced water was obtained, no specific data of electrolytically reduced water with a pH of 9 or less was not described.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-153277 also pointed out that a conventional apparatus for producing electrolytically reduced water cannot provide a sufficient reducing power at a pH of 9.5 or less.
  • the invention discloses that an electrolytically reduced water having the same pH as the pH of the raw water put into the electrolytic cell is obtained using a diaphragm and a special catalyst that selectively permeate the water. No specific values for the pH and redox potential of water are disclosed. Considering the above, it is clear that conventionally, at least in the production of reduced water by the electrolytic method, it has not been possible to obtain water having a sufficient reducing property and a low oxidation-reduction potential at a pH of 9 or less. is there.
  • the inventors conducted various experiments using methods other than the electrolytic reduction method in order to obtain a large amount of reducing water that can be used for drinking or cooking like a normal tap water with a pH close to neutral.
  • hydrogen gas cooled at normal temperature or cooled under normal pressure to raw water cooled at normal temperature was dissolved until it reached an equilibrium state, and when the pressurized pressure was removed in this state and returned to normal temperature and normal pressure, it was dissolved in water
  • the hydrogen gas is dissolved several to several hundred times more than the normal solubility, and the dissolved hydrogen gas is stably dissolved without being vaporized.
  • an object of the present invention is to provide water having a pH close to neutrality and having a sufficient reducing property, and a method for producing the same.
  • Such an object of the present invention can be achieved by the following configurations.
  • P H at normal temperature and pressure is 9.0 or less 6.5 or more, preferably rather is a pH of 8.5 or less 6.5 or more, the oxidation-reduction potential - 15 OMV less Reduced water that is at least _90 OmV is provided.
  • This reduced water has a sufficiently low oxidation-reduction potential of less than 15 OmV, which was close to neutral but could not be obtained by the electrolytic reduction method, and thus did not cause any health problems. It can be consumed in large quantities on a daily basis and used for cooking.
  • the preferred pH for drinking is 5.8 or more and 8.6 or less.
  • the present invention it is possible to provide reduced water having a sufficiently low oxidation-reduction potential while satisfying tap water quality standards.
  • hydrogen gas at ⁇ 180 ° C. to 60 ° C. is pressurized to raw water at 0 ° C. to 50 ° C. to 0.5 atm to 500 atm.
  • the present invention provides reduced water obtained by dissolving the same in water and returning to normal temperature and normal pressure, and a method for producing the same. According to this aspect, it is possible to provide reduced water having a sufficiently low redox potential over an alkaline region to a neutral region without using an electrolytic reduction method.
  • tap water purified tap water
  • alkaline ionized water mineral-containing water
  • side water side water
  • seawater demineralized water seawater demineralized water
  • the oxidation-reduction potential at a pH of 9.0 or less and 6.5 or more, preferably at a pH of 8.5 or less and 6.5 or more is ⁇ 15 O mV or less and 90 to 90 O mV or more. It is possible to provide certain reduced water.
  • the lower limit of the temperature of the raw water is set to 0 ° C.
  • the lower temperature is better in terms of solubility, but 0 ° C is preferable. If the temperature is less than C, the raw water will freeze and handling will be inconvenient.
  • the upper limit of the temperature of raw water is set at 50 ° C because the temperature of raw water that has been usually left in places exposed to sunlight often reaches around 50 ° C. The reason is that the solubility of hydrogen gas does not decrease so much even if hydrogen gas is used, and that if the temperature of the supplied hydrogen gas is low, there is no problem if it is used as it is because it is cooled naturally.
  • the upper limit of the temperature of the hydrogen gas was set to 60 ° C because the hydrogen gas is usually supplied in a hydrogen gas cylinder, but the temperature of the hydrogen gas cylinder that has been left outdoors is 60 ° C. It is often the case that the temperature is about C. Even hydrogen gas at such a temperature can be sufficiently dissolved in raw water, but if the temperature is too high, the solubility will decrease as the water temperature rises, which is not preferable. That's why. Of hydrogen gas temperature The lower limit was set at 180 ° C.Hydrogen gas may be supplied in the form of liquefied hydrogen cooled to 125 ° C or lower, but this liquefied hydrogen is vaporized and dissolved in raw water.
  • the temperature depends on the temperature of the raw water and the supply pressure and flow rate of the hydrogen gas, but the temperature is limited by confirming experimentally the temperature at which the raw water can be dissolved so as not to solidify. However, the resulting reduced water is ultimately returned to normal temperature and normal pressure, and from the viewpoint of economic efficiency and energy efficiency, the low temperature of liquefied hydrogen is used for other purposes, and It is better to set the hydrogen temperature at 0 ° C or higher when dissolving.
  • the pressure for dissolving hydrogen gas in raw water is 0.5 to 500 atmospheres (gauge pressure). The higher the pressure, the greater the amount of hydrogen gas dissolved in the raw water. The resulting reduced water is ultimately returned to normal temperature and normal pressure. Since the amount of hydrogen that is vaporized increases, it is wasted economically and in terms of energy. Preferably 0.5 to 10 atmospheres, more preferably 1 to 5 atmospheres are used.
  • the rate of dissolution of hydrogen gas in water changes depending on the temperature and pressure at which the hydrogen gas is dissolved, but when it is returned to normal temperature and normal pressure, it is about 0.001 to 0.1 wt%. Dissolves stably. Solubility in water of hydrogen gas at ordinary temperature under normal pressure, as already described above, resulting in from about 2 m 1/1 0 O m 1 ( about 1. 8 X 1 0- 4 wt %). The present invention The amount of hydrogen gas in the reduced water is about 5 to 500 times as much as that of hydrogen gas dissolved at normal temperature and pressure.
  • FIG. 1 is a diagram showing an apparatus for simultaneously producing seawater demineralized water and alkaline water using the conventional electrodialysis method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-187492. is there. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • a well-known gas-liquid contact device can be used, and a batch type or a continuous flow type can be used as appropriate.
  • the hydrogen gas vaporized when the water that has absorbed the hydrogen gas at low temperature and high pressure is returned to normal temperature and normal pressure can be naturally recovered and reused.
  • Example 2 the alkali-reduced water 21 obtained in Reference Example 2 was cooled to 4 ° C., and hydrogen gas at room temperature was bubbled at a flow rate of 250 ml / min for 20 minutes. Then, reduced water was produced and the redox potential and pH were measured in the same manner as in Example 1 except that 51 was passed. The results are shown in Table 1 together with other results.
  • the reduced water 21 produced by the water purifier shown in Reference Example 2 was cooled to 5 ° C.
  • the oxidation-reduction potential of this alkali-reduced water was 23 mV, and the pH was 9.5.
  • This alkali-reduced water was placed in a closed container, and hydrogen gas was absorbed in a batch manner under a condition of 5 atm. After releasing the hydrogen gas from the closed container (2), the obtained reduced water was separated for 4 minutes, one of which was sealed in a glass bottle (sample No. 1), and the other three were each separated. Sealed in aluminum container. (Sample Nos. 2 to 4) Each sample was left at room temperature, and the relationship between elapsed time, oxidation-reduction potential and pH was measured. Table 2 summarizes the results.
  • the reduced water obtained according to the present invention has a pH of 8.1 or less and an oxidation-reduction potential of 120 OmV or less. Furthermore, when the reduced water obtained according to the present invention is stored in a closed container, the value of the oxidation-reduction potential gradually decreases, reaches a minimum value after about 24 to 48 hours, and then gradually rises and falls. It was observed. In particular, the reason for this potential change has not yet been elucidated at present, but the rise in the oxidation-reduction potential in the latter half is not affected by the ingress of ambient air into the vessel, so it must be considered separately. In Example 5, the change with time of the oxidation-reduction potential when the closed container was opened was confirmed. (Example 4)
  • the purified water 21 shown in Reference Example 3 was cooled to 4 ° C.
  • the oxidation-reduction potential of this purified water was +125 mV, and the pH was 7.1.
  • This purified water was placed in a closed container, and hydrogen gas was absorbed in a batch manner under a condition of 5 atm. After releasing the hydrogen gas in the sealed container, the obtained reduced water was divided into 2 minutes, and each was sealed in glass bottles of the same size (Sample Nos. 5 and 6). The sample was left at room temperature, and the relationship between the elapsed time, the oxidation-reduction potential and the pH was measured. Table 3 summarizes the results.
  • the reduced water obtained according to the present invention has a pH of 7.4 to 69 and a reduced water having an oxidation-reduction potential of not more than 170 mV.
  • Example 5 The reduced water obtained in Example 1 above (Example 5) and the reduced water obtained in Example 2 above (Example 6) are each sealed in a PET bottle of the same size, and the time passes. The change in oxidation-reduction potential was measured. First, the plastic bottle was sealed immediately after the addition of hydrogen for 20 hours, and after 20 hours, the lid of the plastic bottle was removed to allow ambient air to enter the plastic bottle. Table 4 summarizes the measurement results. Table 5 shows the changes in redox potential when tap water and alkaline reduced water were exposed to air as a reference example. [Table 4] Elapsed time Specimen
  • a reduced water having an oxidation-reduction potential of not more than 150 OmV can be obtained in a range where the lower limit of the pH is about 6.5.
  • the upper limit of the oxidation-reduction potential increases as the pH increases, and can reach as high as 190 OmV or more.
  • reduced water having a pH of approximately 9.0 or less and 6.5 or more at room temperature and normal pressure, which is close to neutral, and having a very low oxidation-reduction potential of 15 OmV or less is obtained. As a result, they can be consumed in large quantities as reduced water and used for cooking without causing any health problems.

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Description

明 細 書 還元水及びその製造方法 技 術 分 野
この出願の発明は、 新規な還元水及びその製造方法に関する。 更に詳しくは、 この出願の発明は、 水素含有還元水及びその製造方法に関し、 特に pHが中性付 近でありながら酸化還元電位の低い新規な水素含有還元性水及ぴその製造方法に 関する。 背 景 技 術
従来から、 アルカリイオン水が健康によいこと、 活性酸素や過酸化脂質が原因と なる各種病気、例えば、 脳卒中、 心筋梗塞、 動脈硬化症、 癌、 高脂血症、 糖尿病、 肝炎、 腎炎、 潰瘍、 胃粘膜障害、 肺炎、 白内障、 網膜色素変形症、 網膜剥離、 膠原 病等の自己免疫疾患、 関節リウマチ、 エイズ、 パーキンソン病、 アルツハイマー病、 アトピー性皮膚炎や花粉症等のアレルギー疾患、 シミ、 そばかす、 しわ、 高血圧、 前立腺肥大、 喘息、 にきび、 湿疹等） に優れた効果があること （特開 2001—1 45880号公報参照） 、 更にはガン細胞の転移を抑制する効果もあること （特開 2001-137852号公報、 特開 2002— 254078号公報参照） 等が知 られており、 このアル力リイオン水を製造するためのアル力リイオン水生成器が広 く普及している。 これらの公知のアルカリイオン水は、 陽極及び陰極を用いて水道 水、 食塩水ないしは N a OH水溶液を電気分解し、 陽極側に酸性の水を、 '陰極側に アルカリ性の水を形成させ、 このうち陰極側のアルカリ性の水を利用するものであ る。 この陰極側のアルカリ性の水は水酸化物イオン （OH一） を多く含み、 さらに 水の電気分解によって発生した水素ガスが溶解しているために、 還元性を示し、 そ のためアルカリ還元水とも称されるものである。 この公知のアル力リイオン水の製造装置の一具体例を図面を用いて説明する。 図 1は、 特開平 8— 187492号公報に示されている電気透析法を利用した海 水脱塩水とアルカリイオン水とを同時に製造する装置を示す。 この装置は、 2つ の対向配置された隔膜の外側にそれぞれ設けられた一対の電極間に直流電圧を印 加してその 2つの隔膜の間に海水を流すと、 海水中のナトリゥムイオンは隔膜を 通つて負極方向へ移動し、 同じく塩素イオンは別の隔膜を通って正極方向へ移動 するので、 2つの隔膜の間を通された海水中の塩濃度が低下するという現象を利 用したものであり、 その際各電極間に印加する電圧を水の分解電圧以上とするこ とにより負極側でアル力リ性の還元電位の低い水を得るようになしている。
すなわち、 この装置 1 0では、 脱塩すべき原水は、 活性炭フィルタ 1 1で有機 物を除去された後、 3個の流量調節弁 1 2、 1 2 '、 1 2 "を通って陽極室 1 3、 脱 イオン水室 1 4、 陰極室 1 5に送られる。 陽極室 1 3、 脱イオン水室 1 4、 陰極 室 1 5は、 多孔性の隔膜 1 7、 1 7 'により区切られている。 多孔性膜以外に、 陽 イオン交換及び陰イオン交換両方の機能を有するバイポーライオン交換膜も使用 し得る。 陽極室 1 3、 陰極室 1 5には P t電極 1 6、 1 6 'がそれぞれ設置されて いる。 P t電極 1 6、 1 6 'に電圧可変直流電源 1 8により一定電圧が印加される と、 脱イオン水室 1 4の中の水中に含まれる陰イオンは、 隔膜 1 7を通って陽極 室 1 3側へ移動し、 一方、 陽イオンは隔膜 1 7 'を通って陰極室 5側へ移動するの で、 脱イオン水室 1 4からは溶存イオン濃度の低い脱イオン水が得られる。
その際、 電極 1 6、 1 6 'への印加電圧を水の電気分解電圧以上、 即ち、 2 V以 上、 好ましくは 4 V以上に設定した場合、 陽極室 1 3内の水は電気分解反応によ る 02の生成により酸化還元電位が上昇すると同時に、 隔膜 1 7を通って移動して きた C I—、 S 04 2—イオン等の存在により、 p Hは酸性となる。 一方、 陰極室 1 5内の水は電気分解反応による水素の生成により酸化還元電位が低下すると同時 に、 生成した水酸化物イオン O Hー及ぴ隔膜 1 7 'を通って移動してきた N a +、 C a 2 +、 アンモニアイオン等の存在により、 p Hはアルカリ性となる。 このように製造されたアルカリイオン水は、 酸化還元電位が低くて還元力を示す と共に通常 p H 9を越えるアルカリ性を呈している。 しかし、 酸化還元電位が低く、 高い還元力を有する水を得ようとすると、 その分だけヒドロキシルイオン （O H 一） 濃度が高くなり、 飲用が不適であるとされる p H l 0以上のアルカリ性水とな つてしまう。 加えて、 アルカリイオン水は健康によいということが知られていると はいえ、 胃液は酸性であるから、 pH 9程度のアルカリイオン水でも、 多量に日常 的に飲用ないしは炊事用に使用するには pH値が高すぎるので、 逆に不健康をもた らす要因となり、 不適当であるという問題点が存在していた。
そこで、 pHが中性に近くかつ還元性の大きい、 すなわち酸化還元電位の低い 水の提供が求められているわけであるが、 従来のアルカリ還元水の製造装置では、 飲用に適している pH 9以下の水では十分な還元力が得られなかった。 例えば、 特開 2001— 1 37852号公報の実施例に開示されている電解還元水では、 N a OHを含有する水溶液を水素ガスを発生しないように電気分解することによ り、 ρΗΙ Ο. 7で一 729mVのものが得られているが、 pH9, 6〜pH9, 9では一 7 OmV〜一 21 lmVのものしか得られておらず、 し力 も、 pH9以 下の電解還元水の酸化還元電位は何も示されていない。
なお、 特開 2002— 254078号公報の特許請求の範囲には、 12〜丄 4°Cにおいて 「7〜12の 11」 を有し 「一 5〜一 1000 mVの酸化還元電 位」 を有する電解還元水の発明が記載されているが、 この特許文献 3の実施例に は、 下記特許文献 2に記載のものと同じく、 p H 9. 6〜pH9. 9で一 70m Vないしは一 21 1 mV程度の電解還元水が得られたことが示されているにして も、 p H 9以下の電解還元水の具体的データは一切記載されていない。
また、 特開 2000— 153277号公報には、 従来の電解還元水の製造装置 では pH9. 5以下では十分な還元力が得られないことを指摘した上で、 隔膜と して水酸化物イオン O H を選択的に透過させる隔膜と特殊な触媒を使用して電解 槽に入れた原水の p Hと同じ p Hを有する電解還元水を得る発明が開示されてい るが、 実際に得られた電解還元水の p H及び酸化還元電位の具体的数値は何も開 示されていない。 以上のことを考慮すると、 従来、 少なくとも電解法による還元水の製造に際し ては、 p H 9以下において十分な還元性を有する酸化還元電位の低い水を得るこ とができなかったことは明らかである。 このことは、 電解還元水の製造は、 通常 負極側で水素ガスを発生させてこの水素ガスによる還元力の向上、 すなわち酸化 還元電位の低下を利用するものであるが、 水素ガスの水への溶解度は、 0°Cで 2.
1 m 1 / 10 Om 1、 20°0で1. 8 m 1 Z 100 m 1、 100でで1. 6m l /100m l (化学大辞典編集委員会編 「化学大事典 5」 、 共立出版、 昭和 56 年 10月 15日縮刷版第 26刷発行、 第 48頁） であり、 非常に小さく、 中性付 近では水の電気分解により発生した水素ガスがすぐ泡となって水中から失われて しまうことに起因する。
発 明 の 開 示
そこで、 発明者らは、 電解還元法以外の方法で、 pHが中性に近く、 通常の水 道水のように多量に飲用ないしは炊事用に使用し得る還元性の水を得るべく種々 実験を重ねた結果、 常温ないし冷却した原水に加圧下で常温ないし冷却した水素 ガスを平衡状態となるまで溶解させ、 この状態で加圧圧力を取り除いて常温常圧 に戻すと、 水に溶解していた水素ガスの一部分が気化するとはいえ、 通常の溶解 度の数倍ないし数百倍近い水素ガスが溶解していること、 この溶解した水素ガス はほとんど気化することなく安定して溶解しているため、 中性に近い水でも非常 に低い酸化還元電位を有することを見出し、 本願発明を完成するに至ったのであ る。 すなわち、 本発明は、 pHが中性に近いながらも十分な還元性を有する水及び その製造方法を提供することを目的とする。 本発明のかかる目的は以下の構成に より達成し得る。
本発明の一態様によれば、 常温常圧下で PHが 9. 0以下 6. 5以上、 好まし くは pHが 8. 5以下 6. 5以上であり、 酸化還元電位が— 15 OmV以下 _ 9 0 OmV以上である還元水が提供される。 この還元水は、 中性に近いながらも電 解還元法では得ることができなかった十分低い一 15 OmV以下の酸化還元電位 を有しているため、 何等の健康問題を引き起こすことなく、 還元水として日常的 に多量に摂取したり炊事用に使用することができるようになる。 すなわち、 現在 の水道水質基準によると飲用に好ましい pHは 5. 8以上 8. 6以下であるとさ れているが、 本発明では水道水質基準を満たしながらも充分に酸化還元電位の低 い還元水を提供することができるようになる。 また、 本発明の別の態様によれば、 0 °C〜5 0 °Cの原水に— 1 8 0 °C〜6 0 °C の水素ガスを 0 . 5気圧〜 5 0 0気圧に加圧して溶解せしめ、 常温 ·常圧に戻す ことにより得られた還元水及ぴその製造方法が提供される。 かかる態様によれば、 電解還元法を使用しなくてもアルカリ領域から中性領域にわたって十分に酸化還 元電位の低い還元水を提供することができる。
かかる態様においては、 前記原水として水道水、 浄化水道水、 アルカリイオン 水、 ミネラル含有水、 わき水、 海水脱塩水から選択された少なくとも 1つを使用 することが好ましい。 このような原水を使用すると、 その原水の性質に応じた中 性還元水、 アル力リ性還元水、 ミネラル成分含有還元水等を適宜提供することが 可能となる。
又、 かかる態様においては、 p Hが 9 . 0以下 6 . 5以上、 好ましくは p Hが 8 . 5以下 6 . 5以上の酸化還元電位が— 1 5 O mV以下一 9 0 O mV以上であ る還元水を提供することが可能となる。
なお、 本発明の還元水の製造に際し、 原水の温度の下限を 0 °Cとしたのは、 水 素ガスを多量に溶解させるためには溶解度の点から温度が低い方がよいが、 0 °C 未満になると原水が凍結してしまうので取り扱いが不便となるからである。 原水 の温度の上限を 5 0 °Cとしたのは、 通常日光が当たる場所に放置されていた原水 の温度が 5 0 °C程度になることはよくあることであり、 この程度の温度の原水を 使用しても水素ガスの溶解度はそれほど低下しないこと、 及び、 供給される水素 ガスの温度が低いものを使用すれば自然に冷却されるためにそのまま使用しても 問題がないからである。
また、 水素ガスの温度の上限を 6 0 °Cとしたのは、 水素ガスは通常水素ガスボ ンべ内に入れられて供給されるが、 室外に放置されていた水素ガスポンベの温度 が 6 0 °C程度となることはよくあることであり、 この程度の温度の水素ガスでも 十分に原水に溶解させることができるが、 あまり温度が高いものでは水温の上昇 につながって溶解度が減少するので好ましくないためである。 水素ガスの温度の 下限を一 1 8 0 °Cとしたのは、 水素ガスは一 2 5 3 °C以下に冷却された液化水素 の形で供給される場合もあるが、 この液化水素を気化させて原水に溶解させる際、 原水の温度、 水素ガスの供給圧力及び流量にも依存するが、 実験的に原水が凝固 しないように溶解させ得る温度を確認して限定したものである。 しかしながら、 得られる還元水は最終的には常温常圧に戻されるものであるから、 経済性及ぴェ ネルギー効率の観点からは、 液化水素の有する低温を他の目的に利用して、 原水 に溶解させる際の水素温度は 0 °C以上となしたほうがよレ、。
なお、 原水に水素ガスを溶解させる際の圧力は 0 . 5気圧〜 5 0 0気圧 （ゲー ジ圧） とする。 圧力が高ければ高いほど原水に溶解する水素ガス量は多くなる力 得られる還元水は最終的には常温常圧に戻されるものであるから、 あまり圧力が 高くても常温常圧に戻した際に気化してしまう水素量が多くなるために経済的及 ぴエネルギー的には無駄になる。 好ましくは 0 . 5〜1 0気圧、 更に好ましくは 1〜5気圧が使用される。
このとき、 水への水素ガスの溶解割合は、 水素ガスを溶解させた際の温度及び 圧力により変化するが、 常温常圧に戻した際に約 0 . 0 0 1〜0 . l w t %程度 が安定して溶解している。 常温常圧下における水素ガスの水への溶解度は、 既に 上述したように、 約 2 m 1 / 1 0 O m 1 (約 1 . 8 X 1 0— 4 w t %) であるから. 本発明で得られる還元水中の水素ガス量は単に常温常圧下で水素ガスを溶解させ た場合と比すると約 5〜 5 0 0倍もの水素ガスが溶解していることになる。
このように従来考えられているよりも多量の水素ガスが安定的に水中に溶解し ていることの理由は、 水素ガスの一部分は過飽和状態で溶解していると考えるこ とはできるが、 それだけでは溶解水素ガス量が多すぎるために説明ができなレ、。 本発明で得られる還元水の p Hは原水の p Hとは異なっていることから、 何らか の反応が生起していることが予測される。 詳細な理由は今後の研究に待つ必要は あるが、 本発明者らは以下のような現象が生じているものと推定した。
すなわち、 常温常圧下で水に水素ガスを溶解させても、 通常は何らの反応も生 じない。 しかしながら、 加圧下で水素ガスを原水に溶解させると水の酸素原子と 水素ガスの水素原子とが近づき、 下記構造式及ぴ化学反応式に示したように、 両 者間に水素結合が生じ、 そのため、 加圧下では水素ガスは従来予測されているよ りも多量に溶解する。 この一且生成した水素結合は常温常圧に戻しても幾分かは 安定状態で残っているため、 常温常圧下でも従来例よりも数倍ないし数百倍もの 水素ガスが安定的に溶解しているものと推定される。
構造式
Figure imgf000009_0001
(水） （水素） 化学反応式
Figure imgf000009_0002
(但し、 m≥1/2， n≥ 3 )
図面の簡単な説明
なお、 図 1は、 特開平 8— 1 8 7 4 9 2号公報に開示されている従来例の電気 透析法を利用した海水脱塩水とアル力リイオン水とを同時に製造する装置を示す 図である。 発明を実施するための最良の形態
本発明の還元水の製造にあたっては、 周知の気液接触装置を使用することがで き、 バッチ式であっても連続流通式であっても適宜使用し得る。 低温高圧で水素 ガス等を吸収させた水を常温常圧に戻したときに気化した水素ガスは、 当然に回 収して再利用することができる。 以下、 本発明の具体例を実施例により詳細に説 明する。 (実施例 1及ぴ 2 )
まず、 原水として水道水 （石川県野々市町の水道水：参考例 1 ) 、 アルカリ還 元水 （前記水道水を市販の浄水器に通して電解法に生成したもの：参考例 2 ) 、 浄水 （前記水道水を活性炭フィルタを通すことにより脱塩素処理を行ったもの ： 参考例 3 ) のそれぞれについて p H及び酸化還元電位を測定した。 その結果を表 1にまとめて示した。 次いで、 実施例 1として、 上記参考例 2で得られた 2 0 . 0 °Cのアル力リ還元 水 2 1に常温の水素ガスを入口圧力 3気圧、 出口圧力 0 . 5気圧となるように調 節し、 水素ガス流量を 2 0 0 m 1 /分の割合で 2 5分間パブリングして計 5 1を 流した。 その後得られた還元水を 2 0 °C常圧下に保持し、 酸化還元電位及ぴ p H を測定した。 その結果を他の測定値と共にまとめて表 1に示した。 更に、 実施例 2としては、 上記参考例 2で得られたアルカリ還元水 2 1を 4 °C に冷却し、 常温の水素ガスを流量を 2 5 0 m l /分の割合で 2 0分間パブ ング して 5 1を流した他は全て実施例 1と同様にして還元水を製造すると共に酸化還 元電位及ぴ p Hの測定を行った。 その結果を他の結果と共に表 1にまとめて示し た。
【表 1】 供 試 体 温 度 酸化還元電位 P H 参考例 1 水道水 1 5 °c + 3 5 0 m V 7 . 2 参考例 2 アル力リ還元水 5 。c - 2 3 m V 9 . 5 参考例 3 浄水 4 。c + 1 5 0 m V 7 . 1 実施例 1 還元水① 2 0 °c - 5 8 8 m V 8 . 3 実施例 2 還元水② 4 。c - 5 9 1 m V 8 . 1 この表 1の結果から、 本発明の還元水の p Hは 8 . 1〜8 . 3と中性領域に近 いにもかかわらず酸化還元電位が一 5 8 8〜一 5 9 l mVと非常に低い還元水が 得られていることがわかる。
(実施例 3 )
参考例 2に示した浄水器により作成したアル力リ還元水 2 1を 5 °Cに冷却した。 このアルカリ還元水の酸化還元電位は _ 2 3 mV、 p Hは 9 . 5であった。 この アルカリ還元水を密閉容器内に入れ、 バッチ式に水素ガスを 5気圧の条件下で吸 収させた。 その後密閉容器內の水素ガスを放出させたのち、 得られた還元水を 4 分し、 そのうちの 1つをガラス製ビンの中に密閉し （試料 N o . 1 ) 、 他の 3つ をそれぞれアルミニウム製容器の中に密閉した。 （試料 N o . 2〜4 ) それぞれ の試料を室温下に放置し、 経過時間と酸化還元電位及び p Hの関係を測定した。 その結果をまとめて表 2に示す。
【表 2】
Figure imgf000011_0001
この表 2の結果によれば、 本発明に従って得られた還元水は、 p H 8 . 1以下 で酸化還元電位が一 2 0 O mV以下の還元水が得られていることがわかる。 更に、 本発明に従って得られた還元水を密閉容器内に保存すると、 徐々に酸化還元電位 の値が低下して約 2 4〜4 8時間後に極小値をとつた後、 徐々に上降する傾向が 見られた。 特にこのような電位変化が生じる理由については現在のところまだ解 明されていないが、 後半の酸化還元電位の上昇については容器内への周囲空気の 進入の影響も考えられなくはないので、 別途実施例 5において密閉容器を開放し た場合の酸化還元電位の経時変化を確認することとした。 (実施例 4 )
参考例 3に示した浄水 2 1を 4 °Cに冷却した。 この浄水の酸化還元電位は + 1 25mV、 pHは 7. 1であった。 この浄水を密閉容器内に入れ、 バッチ式に水 素ガスを 5気圧の条件下で吸収させた。 その後密閉容器内の水素ガスを放出させ たのち、 得られた還元水を 2分し、 そのうちのそれぞれ同じ大きさのガラス製ビ ンの中に密閉し （試料 No. 5及ぴ 6) 、 それぞれの試料を室温下に放置し、 経 過時間と酸化還元電位及ぴ pHの関係を測定した。 その結果をまとめて表 3に示 す。
【表 3】
Figure imgf000012_0001
この表 3の結果によれば、 本発明に従って得られた還元水は、 pH7. 4〜6 9で酸化還元電位が一 1 7 2 mV以下の還元水が得られていることがわかる。
(実施例 5、 6)
上記実施例 1で得られた還元水 （実施例 5) 及ぴ上記実施例 2で得られた還元 水 （実施例 6) をそれぞれ同じ大きさのペットボトルに密閉し、 時間の経過によ る酸化還元電位の変化を測定した。 まず、 水素添加直後から 20時間経過までは ペットボトルを密閉し、 20時間経過後にペットボトルの蓋を取り去って、 周囲 空気がペットボトル内に入るようにした。 測定結果をまとめて表 4に示す。 なお、 表 5には参考例として水道水及びアルカリ還元水を空気に露出した場合の酸化還 元電位の変化を示した。 【表 4】 経過時間 供 試 体
実施例 5 実施例 6
0時間 密 - 5 8 8 m V - 5 9 1 m V
2 0時間 閉 一 6 2 4 m V - 6 2 9 m V
9時間 + 6 9 m V + 7 3 m V
1 0時間 空 + 5 9 m V + 7 2 m V
2 2時間 気 + 1 3 2 mV + 1 4 5 mV
3 0時間 中 + 1 3 7 mV + 1 5 1 mV
4 6時間 開 + 1 6 5 mV + 1 7 7 mV
7 0時間 放 + 1 3 9 mV + 1 4 8 mV
9 4時間 + 1 4 6 mV + 1 5 7 mV
1 1 8時間 + 1 4 7 mV + 1 5 7 mV
1 6 6時間 + 1 5 2 mV + 1 5 6 mV
【表 5】
Figure imgf000014_0001
表 4の結果から、 本発明により得られた還元水の酸化還元電位は、 空気にさら すと急速に上昇して、 最終的に + 1 5 O m V代に落ち着くことが見出された。 こ の現象は、 表 5に示したように、 水道水及ぴアルカリ還元水共に長時間空気にさ らすと + 1 5 O m V代に落ち着くことから考えると、 溶解していた水素ガスが気 化してしまうというよりも、 空気中の酸素が溶け込むことにより酸化還元電位が 上昇したものと思われる。 以上のとおり、 いくつかの実施例を用いて本願発明の具体例を説明したが、 本 願発明はこれにより限定されるべきものではなく、 特許請求の範囲に記載した技 術思想を変えない限り種々の変更が可能であることは当業者にとり自明であろう。 例えば、 本発明の還元水においては、 pHの下限値は約 6. 5位までの範囲で酸 化還元電位が一 15 OmV以下の還元水を得ることができる。 また、 酸化還元電 位の上限値は p Hの上昇と共に大きくなり、 一 90 OmV以上にも達し得る。 以上述べたように、 本発明によれば、 常温常圧下で pHが 9. 0以下 6. 5以 上と中性に近く、 かつ、 酸化還元電位が一 15 OmV以下と非常に低い還元水が 得られるので、 何等の健康問題を引き起こすことなく、 還元水として日常的に多 量に摂取したり炊事用に使用することができるようになる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 常温常圧下で pHが 9. 0以下 6. 5以上であり、 酸化還元電位が— 15 OmV以下一 90 OmV以上である還元水。
2. 前記 pHが 8. 5以下 6. 5以上であることを特徴とする請求項 1に記載 の還元水。
3. 0°C〜50°Cの原水に一 180°C〜60°Cの水素ガスを 0. 5気圧〜 50 0気圧に加圧して溶解せしめ、 常温 ·常圧に戻すことにより得られた還元水。
4. 前記原水が水道水、 浄化水道水、 アルカリイオン水、 ミネラル含有水、 わ き水、 海水脱塩水から選択された少なくとも 1つであることを特徴とする請求項 3に記載の還元水。 '
5. 前記還元水の pHが 9. 0以下 6. 5以上であり、 酸化還元電位が一 15 OmV以下一 90 OmV以上であることを特徴とする請求項 3又は 4に記載の還 元水。
6. 前記還元水の pHが 8. 5以下 6. 5以上であることを特徴とする請求項 5に記載の還元水。
7. 以下の （1) 及び （2) の工程からなる還元水の製造方法。
(1) 0°C〜 50°Cの原水に一 180°C〜 60°Cの水素'ガスを 0. 5気圧〜 5
00気圧に加圧して溶解せしめる工程、
(2) 前記 （1) の工程で得られた水を常温 ·常圧に戻す工程。
8. 前記原水が水道水、 浄化水道水、 アルカリイオン水、 ミネラル含有水、 わ き水、 海水脱塩水から選択された少なくとも 1つであることを特徴とする請求項 7に記載の還元水の製造方法。
9 . 前記水素ガスをパッチ式又は連続流通式に供給することを特徴とする請求 項 7に記載の還元水の製造方法。
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