JP2009183811A

JP2009183811A - 生体水に類似する水の製造法

Info

Publication number: JP2009183811A
Application number: JP2008023394A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Okochi; 正一大河内
Original assignee: Aqua Science Corp
Current assignee: Aqua Science Corp
Priority date: 2008-02-02
Filing date: 2008-02-02
Publication date: 2009-08-20

Abstract

【課題】飲料水や食品の製造等に使用したり、あるいは浴用水、シャワー水、化粧用の水、更にはボディーケア用の水、更には輸液などの医療用に使用することができる生体水に類似する水の製造法を提供する。
【解決手段】電解装置において、メッシュ状や網状を含む電極の間に、固体高分子膜（電解質膜）を挟んだ電解ユニットに通電、通水して水を電解させ、両電極近傍で生成された陽極水と陰極水とが混合状態のままの電解水を、活性炭や活性炭繊維、あるいは還元性物質と接触させて活性塩素および活性酸素を除去することで、生体水に類似した水を製造する。
【選択図】なし

Description

本発明は、飲料水や食品の製造等に使用したり、あるいは浴用水、シャワー水、化粧用の水、更にはボディーケア用の水、更には輸液などの医療用に使用する水を、生体水に近い状態とした生体水に類似した水の製造法に関するものである。

本発明者は、下記の特許文献１に開示されているように、水の電解を無隔膜式の電解で行ない、両電極近傍で生成された陽極水と陰極水とが混合状態のままの電解水を、活性炭または活性炭繊維、あるいは還元性物質のいずれか、または前記活性炭または活性炭繊維、あるいは還元性物質のいずれか複数を組み合わせたものと接触させることにより、前記陽極側近傍で生成された陽極水中のＯＲＰの高い活性塩素および活性酸素が除去されて、前記陽極水中のＯＲＰを下げる一方、該陽極水と、前記陰極側近傍で生成されたＯＲＰの低い陰極水が混合されることで、ＯＲＰ（標準水素電極基準の酸化還元電位で、単位はＶ）が、通常大気環境下で平衡となる２５℃基準で、ＯＲＰ＝０．８４−０．０４７ｐＨ未満よりＯＲＰ＝−０．０５９ｐＨ以上のＯＲＰ範囲の還元性を有する生体水に類似する水の製造法を提案した。

前記特許文献１に開示された還元系の生体水に類似する水は、図１に示す血液や羊水を含めた生体関連の水（生体水）および温泉源泉、飲料水や食品などに関する水のＯＲＰ−ｐＨ関係の測定から、弱酸性から弱アルカリ性で抗酸化力を有する還元系の水と定義した生体水と同様の特徴を有することを、本発明者が明らかにした。なお、図１の上下の実線は、（１）および（２）式に示す水の酸化および還元分解する境界線をそれぞれ表し、それ故通常の大気環境下にある水は上下の実線で囲まれた領域内に存在することになる。

本発明者は、図１の破線で示す水の酸化系と還元系を分ける平衡ＯＲＰ線((３)式)を提案した。これにより、ｐＨ７を基準として水が酸性とアルカリ性に分類できるように、水を酸化系と還元系の水に分類できることになる。

すなわち、（３）式の平衡ＯＲＰ値より大きい場合を酸化系、小さい場合を還元系、線上は平衡系を意味する。

一方、酸化系のものとして、図１に示すように水道水がある。これは殺菌のため加えられている塩素のためであり、塩素が除去されれば平衡系となる。また、市販ミネラル水は平衡系にあることが判る。

また、前記特許文献１の記載の還元系の生体水に類似する水を継続的に浴用することで、皮膚の弾力性の向上や、髪の滑らかさ、および艶の向上等が証明された。更には、脂質の酸化抑制効果も確認できた。このことから、継続的な浴用は、皮膚の酸化抑制および皮膚脂質の酸化による加齢臭の抑制にもつながり、皮膚のアンチエージング効果をもたらすことが期待できることが明らかにされた。

特許第３６３２８３９号公報

しかしながら、前記特許文献１に開示された無隔膜式電解では、電気を通し難い純水に近い水、あるいは電解質の少ない水では電解が難しくなるという課題があった。更に、前記特許文献１に開示された無隔膜式電解で得られた生体水に類似する水だけでは、皮膚などに対してより美容および健康効果を含めた有効性を高めるには、まだ不十分であるという課題があった。

本発明は、前記課題を解決すべくなされたもので、燃料電池などで用いられている固体高分子膜（電解質膜）を利用することで、前記課題の解決を図った。すなわち、固体高分子膜を利用した燃料電池の基本的な原理は、電極間に固体高分子膜（電解質膜）を挟んだ電解ユニットを用い、電極の片方側に水素ガスを、もう一方の電極側から空気あるいは酸素を供給し、発電するシステムである。その化学式は以下の通りである。

水素側の電極では、

空気あるいは酸素側の電極では、

全体として、

それ故、燃料電池では水素と酸素から水ができる過程で、固体高分子膜（電解質膜）がイオンの移動を促し電気エネルギーが取り出せる訳であるが、水の電解ではその真逆で、外部より電気エネルギーを与えて固体高分子膜（電解質膜）によるイオンの移動を促進させ水素と酸素を造るというプロセスになる。そのため、固体高分子膜（電解質膜）を使用することで、例えば、電気を通し難い純水に近い水、あるいは電解質の少ない水などのように、適用する水の電気伝導度にかかわらず水の電解が可能となると同時に、コンパクトに電解強度を高めることも可能となり、本発明は、これら原理を利用した生体水に類似する水の製造法を提供するものである。

更に、特に皮膚への美容および健康を含めた前記生体水の効果を高めるため、皮膚末梢血流量を増やすことが考えられる。すなわち、血流量が増加することで、皮膚への栄養などをもたらし、美容や冷え性などを含めた健康効果が期待できることになる。実際、炭酸泉は末梢血流量を増加させることから、特にドイツでは「心臓の湯」とも呼ばれ、末梢血管障害、高血圧、心臓病などの循環器系治療に適用されてきている。一方、日本では炭酸泉が非常に少なく、逆に高濃度で二酸化炭素を溶解させた人工炭酸泉が注目を浴びてきており、本格的な医療面だけでなく、女性に多い冷え性や年齢とともに血流が落ちる高齢者にも、また糖尿病関係やリュウマチなどの痛みの緩和などにも有効性が指摘され非常に期待が持たれている。しかしながら、人工炭酸泉を製造する際に用いられる水は、一般的に水道水を使用する場合が多く、そのため水道水に含まれる殺菌用の塩素により人工炭酸泉は、上記還元系の生体水と全く逆の酸化系となっている。それ故、皮膚末梢血流量を増やす半面、皮膚を酸化し、老化を促進することが考えられる。そして、本発明は、前記特に皮膚への美容および健康を含めた前記生体水の効果を高めるため、皮膚末梢血流量を増やすことを目的として、二酸化炭素を溶存させた生体水に類似する水の製造法を提供するものである。

本発明は、水の電解装置において、メッシュ状や網状を含む電極の間に、固体高分子膜（電解質膜）を挟んだ電解ユニットを用いることで、該電解ユニットに通電、通水して水を電解し、両電極近傍で生成された陽極水と陰極水とが混合状態のままの電解水を、活性炭または活性炭繊維、あるいは還元性物質のいずれか、または前記活性炭または活性炭繊維、あるいは還元性物質のいずれか複数を組み合わせたものと接触させることにより、前記陽極側近傍で生成された陽極水中のＯＲＰの高い活性塩素および活性酸素が除去されて、前記陽極水中のＯＲＰを下げる一方、該陽極水と、前記陰極側近傍で生成されたＯＲＰの低い陰極水が混合されることで、ＯＲＰ（標準水素電極基準の酸化還元電位で、単位はＶ）が、通常大気環境下で平衡となる２５℃基準で、ＯＲＰ＝０．８４−０．０４７ｐＨ未満よりＯＲＰ＝−０．０５９ｐＨ以上のＯＲＰ範囲の還元性を有するようにしたことを特徴とする生体水に類似する水の製造法。または、
水の電解装置において、メッシュ状や網状を含む電極の間に、固体高分子膜（電解質膜）を挟んだ電解ユニットを用いることで、該電解ユニットに通電、通水して水を電解し、両電極近傍で生成された陽極水と陰極水とが混合状態のままの電解水を、活性炭または活性炭繊維、あるいは還元性物質のいずれか、または前記活性炭または活性炭繊維、あるいは還元性物質のいずれか複数を組み合わせたものと接触させることにより、前記陽極側近傍で生成された陽極水中のＯＲＰの高い活性塩素および活性酸素が除去されて、前記陽極水中のＯＲＰを下げる一方、該陽極水と、前記陰極側近傍で生成されたＯＲＰの低い陰極水が混合されることで、ＯＲＰ（標準水素電極基準の酸化還元電位で、単位はＶ）が、通常大気環境下で平衡となる２５℃基準で、ＯＲＰ＝０．８４−０．０４７ｐＨ未満よりＯＲＰ＝−０．０５９ｐＨ以上のＯＲＰ範囲の還元性を有する水に、二酸化炭素を温泉法の規定の２５０ｐｐｍ以上を溶存させたことを特徴とする生体水に類似する水の製造法。
を提供することにより、上記課題を解決した。

本発明製造法によって得られた生体水に類似する水は、比較的簡単に製造することができると共に、本発明製造法によって得られた生体水に類似する水を、飲料水や食品関連の水として応用することにより、生体に刺激が少ない優しい水となり、更に、シャワー水や浴用水を生成するシャワー装置、または温水循環器、あるいはそれらの両方または一方を備えた浴槽および洗面台等の水に応用すると共に、化粧用水やボディーケア用の水として使用することで、皮膚の酸化防止や老化抑制を期待できるアンチエージング水となる。

そして更に、本発明製造法によって得られた生体水に類似する水は、抗酸化力を有することから、輸液などを含めた医療用の水としても有効と思われる。また、本発明製造法によって得られた生体水に類似する水に、二酸化炭素ガスを溶存して使用すると、弱酸性で、且つ還元系の天然炭酸泉に類似した水ができ、一般家庭でも皮膚の血流量を増加し、皮膚の弾力性の向上およびメラニン生成を抑制する効果を有するよりアンチエージング効果を高めた浴槽水とすることができる。

本発明は、本発明者がすでに提案した、前記特許文献１に開示された生体水に類似する水の製造法における無隔膜電解に替えて、水の電解装置において、メッシュ状や網状を含む電極の間に、固体高分子膜（電解質膜）を挟んだ電解ユニットに通電、通水して水を電解し、両電極近傍で生成された陽極水と陰極水とが混合状態のままの電解水を、活性炭や活性炭繊維、あるいは還元性物質と接触させて活性塩素および活性酸素を除去することで、生体水に類似した水を製造するものである。

すなわち、電解の際、陽極側近傍ではＯＲＰの高い活性塩素および活性酸素が生成されるが、活性炭または活性炭繊維、あるいは還元性物質に接触させることで、陽極側近傍で生成される水のＯＲＰを平衡ＯＲＰまで下げることができる。一方、陰極側近傍で生成された水素はＯＲＰを低くするが、前記活性炭または活性炭繊維、あるいは還元性物質に接触させてもＯＲＰの変化は起こらない。従って、前記両極で生成され、且つ前記特性を有する水が混合された場合、ＯＲＰが平衡ＯＲＰより低い還元性の水を得ることができる。

本発明者は、種々実験の結果、前記ＯＲＰを下げる還元性物質としては、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、ピロ亜硫酸塩等の無機系還元物質、アスコルビン酸、アスコルビン酸ナトリウム等の有機系還元物質、カテキン類、ポリフェノール類、フラボノイド類、リコベン、アントシアニン、キサントフィル等の各種植物および生薬系還元物質、更には水素等の還元性気体が採用できることが判った。

更に、本発明者は、両電極近傍で生成された陽極水と陰極水とが混合状態のままの電解水を、前記活性炭または活性炭繊維、あるいは還元性物質のうち、いずれか複数を組み合わせたものと接触させて活性塩素および活性酸素を除去することで、生体水に類似した水を製造することもできることを確認した。

そして、前記方法により製造された還元系の水に二酸化炭素を溶存させた場合、温泉法の規定の２５０ｐｐｍ以上、好ましくは年齢や個人差を超えて皮膚血流量が増加する７００ｐｐｍ以上、更に好ましくは温泉法の療養泉の基準である１０００ｐｐｍ以上の濃度にすることにより、弱酸性から弱アルカリ性で、且つ還元系の天然炭酸泉に類似した水となる。

なお、前記還元系の水に二酸化炭素を溶存させる方法としては、基本的原理は二酸化炭素を、炭酸ガスボンベなどの圧を利用して水に溶解させることであり、既存の炭酸水や炭酸飲料製造装置、あるいは人工炭酸泉装置を用いることが有効な方法である。

本発明による生体水に類似した水は、飲料水や食品関連の水として応用するだけではなく、シャワー装置または温水循環器、あるいはそれらの両方または一方を備えた浴槽および洗面台等の水に応用することで、皮膚の酸化防止や皮膚の老化抑制に有効性が期待できる。

メッシュ状の電極の間に固体高分子膜（電解質膜）を挟んだ電解ユニットを備えた電解槽の出口側に活性炭ろ過槽を連結させた。電解槽の入り口から水道水を通水し、電解槽で水道水が電解され、両電極近傍で生成される陽極水と陰極水を混合状態で、活性炭層でろ過した結果の一例を図２に示した。残留塩素により平衡ＯＲＰ(（３)式)より高い酸化系にある水道水は、ｐＨは変化せず、ＯＲＰだけが低下した、ほぼ中性系の還元系の生体水に類似した電解水が得られた。また、水道水の代わりにイオン交換水（平衡系）を通水しても、同様に還元水が得られることが判った。すなわち、純水に近い水あるいは電解質の少ない水でも、十分な電解が可能である結果が得られた。

また、前記の中性系の還元系の生体水に類似した電解水を用いて、メラニン生成抑制実験を行った。メラニンは図３に示すように、酸化酵素であるチロシナーゼによりチロシンがＤＯＰＡやＤＯＰＡキノンを経て、重合しメラニンを生成する。そこで、この酵素反応を精製水、水道水および中性系の還元系の生体水に類似した電解水で実験した結果、図４に示すように精製水や水道水では時間の経過に伴い、溶液の色が褐色に着色し、メラニン生成反応が進行することが判った。一方、電解水では溶液の着色が起こらずメラニンの生成が抑制される結果が得られた。

前記メラニン生成抑制実験の結果から、本発明製造方法によって得られた還元系の生体水に類似した電解水は、皮膚の弾力性の向上に加えて、メラニン生成を抑制する美肌効果を有する水であるということを証明することができた。更に、電解ユニットの電解強度や流量調整をすることで、あるいは電解ユニットを多層にすることで、種々の抗酸化力を有する還元系の生体水に類似した水の製造が可能となる。

また、前記還元系の生体水に類似した電解水の製造に当たり、温水を用いる場合は、浴槽水およびシャワー水としても使用可能で、浴槽の場合温度をコントロールする加熱器と組み合せてもよく、皮膚の酸化防止および老化抑制が期待できる生体水に類似した水による入浴が可能となる。特に、二酸化炭素を溶存させた場合、温泉法の規定の２５０ｐｐｍ以上、好ましくは年齢や個人差を超えて皮膚血流量が増加する７００ｐｐｍ以上、更に好ましくは温泉法の療養泉の基準である１０００ｐｐｍ以上の濃度で溶存させることにより、図５に示すように酸化系にある水道水が皮膚と同じ弱酸性で、還元系の天然炭酸泉に類似した水となった。ここで、二酸化炭素を溶存させる方法として、マイクロバブル発生装置で空気の替わりに、炭酸ガスボンベの圧のかかった二酸化炭素を用いることで、１０００ｐｐｍの二酸化炭素を溶存させた還元系の生体水に類似した水の製造が可能となった。

メッシュ状の電極の間に固体高分子膜（電解質膜）を挟んだ電解ユニットを、約１リットルの容器に入った水道水に浸し、電解させた。その電解の間、容器の水道水を小型ポンプで汲み上げ活性炭層を通し、再び容器に戻し、水道水を活性炭で循環ろ過した。その結果、水道水に殺菌のため加えられている塩素、あるいは水道水に含まれている塩素イオンは、陽極で酸化され生成する塩素、更には酸化生成された他の酸化系物質により酸化系となっているが、活性炭で塩素などの酸化系物質が除去され、一方陰極で水素が生成されｐＨは変わらず還元系となる。電解ユニットの電解強度や電解時間を調整することで、1 ｐｐｍ近くの水素を溶存した還元系の生体水に類似した水が製造できた。水道水の替わりに、「エビアン」（ＤａｎｏｎｅＷａｔｅｒｓｏｆＪａｐａｎＣｏ．Ｌｔｄ．製の商品名）や、純水に近いミネラル水で行なった結果、水素入りの「エビアン」や純水に近いミネラル水が製造できた。

生体水、温泉源泉、日常摂取する飲料水および食品などに関する水のＯＲＰとｐＨの関係を模式的に示す図である。水道水を電解し、活性炭層を通した還元水のＯＲＰ−ｐＨ関係を示す図である。メラニン生成メカニズムを示す図である。水の違いによるメラニン生成の有無を示す図である。水道水を電解し、亜硫酸カルシウム層を通した水に二酸化炭素を１０００ｐｐｍ溶解させたときのＯＲＰ−ｐＨ関係を示す図である。

Claims

水の電解装置において、メッシュ状や網状を含む電極の間に、固体高分子膜（電解質膜）を挟んだ電解ユニットを用いることで、該電解ユニットに通電、通水して水を電解し、両電極近傍で生成された陽極水と陰極水とが混合状態のままの電解水を、活性炭または活性炭繊維、あるいは還元性物質のいずれか、または前記活性炭または活性炭繊維、あるいは還元性物質のいずれか複数を組み合わせたものと接触させることにより、前記陽極側近傍で生成された陽極水中のＯＲＰの高い活性塩素および活性酸素が除去されて、前記陽極水中のＯＲＰを下げる一方、該陽極水と、前記陰極側近傍で生成されたＯＲＰの低い陰極水が混合されることで、ＯＲＰ（標準水素電極基準の酸化還元電位で、単位はＶ）が、通常大気環境下で平衡となる２５℃基準で、ＯＲＰ＝０．８４−０．０４７ｐＨ未満よりＯＲＰ＝−０．０５９ｐＨ以上のＯＲＰ範囲の還元性を有するようにしたことを特徴とする生体水に類似する水の製造法。
水の電解装置において、メッシュ状や網状を含む電極の間に、固体高分子膜（電解質膜）を挟んだ電解ユニットを用いることで、該電解ユニットに通電、通水して水を電解し、両電極近傍で生成された陽極水と陰極水とが混合状態のままの電解水を、活性炭または活性炭繊維、あるいは還元性物質のいずれか、または前記活性炭または活性炭繊維、あるいは還元性物質のいずれか複数を組み合わせたものと接触させることにより、前記陽極側近傍で生成された陽極水中のＯＲＰの高い活性塩素および活性酸素が除去されて、前記陽極水中のＯＲＰを下げる一方、該陽極水と、前記陰極側近傍で生成されたＯＲＰの低い陰極水が混合されることで、ＯＲＰ（標準水素電極基準の酸化還元電位で、単位はＶ）が、通常大気環境下で平衡となる２５℃基準で、ＯＲＰ＝０．８４−０．０４７ｐＨ未満よりＯＲＰ＝−０．０５９ｐＨ以上のＯＲＰ範囲の還元性を有する水に、二酸化炭素を温泉法の規定の２５０ｐｐｍ以上を溶存させたことを特徴とする生体水に類似する水の製造法。