(57)【要約】【課題】最近成人病が激増し憂慮されている。その原因と予防対策等研究されているが決定的決め手は末だ発見されていない。その中にあって、最近の研究のなかで生物の組織や細胞に対する活性酸素によるアタックが重要な問題として浮かび上がってきた。これを防御するにはＳＯＤ酵素の存在と体液が還元性であることが、電子ドナーであることが、非常に有力であることがわかってきた。体液を電子ドナーとするためにはアルカリイオン水の飲用が有効であるが効果を上げるためＯＲＰの絶対値を上げようとすればそれに伴ってｐＨがあがり飲用に適さなくなるという問題がおこる。ｐＨの上昇を避けつつＯＲＰの絶対値を上げることは困難な操作と言われていたが本発明がそれを可能にした。【解決の手段】アルカリイオン水生成の電解操作時還元性有機酸等を添加して調製する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水に少量の還元性有機酸を加えて得た水を電気分解して、その陰極領域に生成する水をとり出して使用することを特徴とするアルカリイオン水の生成方法ならびにこの方法によって生成したアルカリイオン水。
【請求項２】
原水を直接電気分解しその陰極領域より取り出した水に還元性有機酸またはその水溶液を加えて攪拌混和してアルカリイオン水を調製する方法ならびにこの方法によって調製したアルカリイオン水。
【請求項３】
請求項１の方法により生成した水に更に有機酸、有機塩基、還元性物質等を添加し生成水の物性を調製する手法及びこの手法により調製して得たアルカリイオン水。
【請求項４】
原水に、アルカリ金属・アルカリ土類金属等と有機酸とから成る塩類またはその水溶液を添加して得た水溶液を電気分解してその陰極領域に生成する水を取出し、これを、そのまま又は更に還元性有機酸等またはその水溶液を加えて攪拌混和して調製することを特徴とするアルカリイオン水の生成方法ならびにこの手法により調製したアルカリイオン水。
請求項１及び請求項２に於いて原水とは井戸水、湧き水、貯水、地下水、伏流水、水道水等、直接飲用に供しまたはこれを浄水的加工を施したりして飲用に供し得る総べての水を言う。請求項１及び請求項２に於いて還元性有機酸とは銀鏡反応等で還元性が確認できるものを含め還元的に働き酸性の官能基をもつ総ての有機物を言う。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】  本発明は日常飲用水、保健健康飲料、スポーツドリンク、調理用水、嗜好用飲食品、酒類の水割、食品加工用水、医療用物質、医療用物質生成器等に関する。
【背景技術】
【０００２】  水を電気分解しその陽極領域に生成する水と陰極領域に生成する水とをそれぞれ別々に取り出して利用する技術は約４０年以前から利用されている。以前は汲み置き式容器に陽極と陰極の二つの電極を立て中間に隔膜を配し両極の領域に生成する溶液を汲み分けて陰極側の水を飲用に供する形式のもので言わば静的生成器と言うべく生成量が少なく、生成に時間がかかる等使用上不便が多く極く一部の愛用者に利用される程度であった。今から３２年前昭和４７年に本発明者が水道直結式アルカリイオン水生成器を発明したことにより、その後急速に普及し今日の盛況を見た。今日広く使用されているアルカリイオン水生成器は、密閉された樹脂製の電解槽内に陰陽両極板を平行に対向せしめその間に隔膜を配して、当該隔膜によって仕切られた二つの水通路を形成し陰極に接触して流れる水を採取して飲用に供するものが大勢をしめている。而して陰陽電極板には０，５〜１．０ｍ／ｍ  厚程度のチタン板に０．５〜１．０ミクロン厚程度の白金メッキを施したものを使用し、隔膜には１〜１５０ミクロン程度のポア径をもつメンブレンが使われているものが多い。このような生成器から得られる陰極水の物性はｐＨ＝７〜１１，ＯＲＰ＝０〜−５００ｍＶ程度で弱アルカリ性且つ還元性であるのでアルカリイオン水と呼ばれ、当該生成器をアルカリイオン水整水器などと呼ばれている。従来の整水器で生成するアルカリイオン水は前述のような物性を有し、吐水（採水）当初はｐＨ＝７〜１１，ＯＲＰ＝−０〜−５００ｍＶ程度であるがこの価は不安定で減衰が激しく数分にして降下する。これはアルカリイオン水の利用上大きな欠点であるが、もう一つの問題としてｐＨとＯＲＰとの価を自由に選択して制御することが出来がたい点があげられる。もう少し具体的に説明すれば、実例として、東京地方の水道水を２アンペアの電流で電解したときｐＨ＝９，ＯＲＰ＝−３００ｍＶ程度のアルカリイオン水が得られる。このときｐＨ＝１０でＯＲＰ＝−３００ｍＶの水を造ることもｐＨ＝９でＯＲＰ＝−４００ｍＶの水を造ることも出来ない。即ち、同一の原水を電解して得られる水においてはｐＨ，ＯＲＰの何れか一方を決めれば他方は従属的に決まった値をとる。この相関関係を変えることは従来の技術では困難である。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  上述のアルカリイオン水の物性の減衰（ｐＨ，ＯＲＰの経時変化）はアルカリイオン水の利用上大きな欠点で時間経過或いは環境に対する緩衝性を強くし長期保存に耐えるアルカリイオン水の出現が要望されていた。また希望するｐＨ値に対しそのＯＲＰの価を自由に設定制御する技術の開発も要望さねていた。しかしこの要求を満たすことは極めて困難な事とされていた。
【課題を解決する手段】
【０００４】  上記二つの課題を解決するため本発明は還元性の有機酸等を添加してする。添加の時期は原水に有機酸等或いはその水溶液を添加して後電解しても、電解した後で有機酸等或いはその水溶液を添加してもそのどちらでも目的を達成する効果がある。水に還元性有機酸等を加えて電解し或は電解陰極水即ち電解アルカリ水に還元性有機酸等を添加して調製することには二つの効果がある。一つは中和的反応により生成水のｐＨを調整することである。もう一つは生成水を弱酸と強塩基の共役溶液にして緩衝能を強くすることである。通常、電解アルカリ水は化学的アルカリ水（電解的操作等電子、プロトンの移動操作を加えず例えば水に単純にＮａＯＨを溶解して得た溶液等の意味で用いた）に比し電子ドナーとしての性質が強力である。このことは電解アルカリ水の生成プロセスから当然のことでありその結果として強還元作用を呈し指標としてＯＲＰがマイナス高電位を示現する。器官や細胞に対する活性酸素のアタックを防衛する力は極めて強い。我々は努めてこの陰極還元力の活用を計ろうとするが還元性の指標であるＯＲＰの絶対値を大きくするため電解を強くするとＯＲＰの絶対値は大きくなるが同時にｐＨも高くなり許容値例えばｐＨ＝１０．５を越えてしまい飲用上問題となることが多い。この時ｐＨを下げるため通常の酸で中和すると折角の負のＯＲＰ（還元性）が失われてしまうが還元力を有する有機酸（例えば銀鏡反応を示す有機酸）を使って中和してやると還元性（ＯＲＰ）を損なわずにｐＨを飲用圏に下げることが出来る。それだけでなくこの中和の結果生成する溶液系は弱酸と強アルカリによる典型的共役溶液であるので強い緩衝能があり攪乱に強くｐＨ，ＯＲＰの持続時間を長くすることが出来るようになる。
【０００５】  上記は主として還元性有機酸を添加してするケースについて記述したが、次にアルカリ金属等の還元性有機酸塩を添加する場合について説明する。一般に飲用に使用する水のｐＨは５．８〜８．６で酸塩基平衡の主役はＮａ＋，Ｋ＋，Ｃａ＋＋Ｍｇ＋＋，Ｃｌ−，ＳＯ４−−，ＣＯ３−−，ＨＣＯ３−等である。電解イオン水においては特にＮａ＋とＣｌ−が大きく影響する。この両者は飲用水における含有量も多く電解操作における輸率も大きいので当然のことと言える。ここに例えば還元性有機酸塩の代表としてアスコルビン酸ナトリウムＣ６Ｈ７Ｏ６Ｎａ（構造式別記）を原水に加えると一部は次式（１）のように電離しまた他の一部は次式（２）のように加水分解して荷電粒子（イオン）が増加するので電解しやすくなり、また弱アルカリ性を呈する。
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この水を電解すると陰極領域には電気泳動によりＮａ＋が集まり陰極の陰電荷で中和して金属ナトリウムとして析出し周囲の水と反応して次式の変化をおこす。
（次式）  Ｎａ＋  ＋  −電荷  →  Ｎａ
Ｎａ    ＋  Ｈ２Ｏ  →  ＮａＯＨ  ＋  １／２Ｈ２↑
ＮａＯＨ  →  Ｎａ＋    ＋  ＯＨ−
ここに生じたＮａ＋及び前式のＮａ＋と前式のＣ６Ｈ７Ｏ６−とは強塩基と弱酸との共役関係にあり、また過剰に存在するＮａ＋はＣ６Ｈ８Ｏ６の更なる電離を促し共役ペアを形成するため相当強固な緩衝系をなす。尚この系は強アルカリと弱酸によるものであるから当然アルカリｐＨ緩衝系であり同時に陰極領域によるものであるから電子過剰型電子ドナー系である。還元性が強く活性酸素を中和してそのアタックから防衛する力がつよい。ＤＮＡの変異を防ぎ、癌や成人病の予防にもつながり長寿をもたらす。
【作用・理論】
【０００６】  飲用水を電気分解して陰極領域に生成する水を飲用することが生理的に有為であることは三十数年以前から認められ経験的理論的に実証されてきた。行政上もアルカリイオン水（当初はアルカリ性カルシウムイオン水と言った）として医療効果があることが認められその生成装置は医療用具として認可され広く普及している。しかしその論拠は必ずしも普遍的に十分洗練されたものとは言い難い面があることを認めざるを得ず、さらに研究を深め理論を高めなければならないことを痛感させられる。そもそもこの理論（アルカリイオン水有為説）のよって立つところは人の体液が弱アルカリ性であることと日本人にカルシウム欠乏傾向が目立ったことに始まったものである。現在は状況が変わり体液の酸塩基平衡に関してもカルシウムの問題に関しても議論は変わってきた。体液の物性に関する議論はその還元性すなわち電子ドナー性に視点が移った。これは最近の成人病蔓延の傾向とその防止対策の研究の中で生体に対する活性酸素によるアタックの概念が導入され、その防御にはＳＯＤの存在と体液の電子ドナー性とが有効であるとの思想が台頭し関連治験が数多く示されるようになったためである。本発明はこのような流れのなかで新しいアルカリイオン水のあり方を追求した結果、理想的な物性を備えたアルカリイオン水とこれを作り出すための技法とを提供する目的で発明されたものである。
水を電気分解すると水に溶解し且つ電離している物質の帯電粒子（イオン）の電荷と陰陽両電極との間に働く電気力（クーロン力）の作用によりイオンの移動がおこり、陽陰電荷に帯電しているイオンはそれぞれ引力の働く陰陽電極に向かって泳動し、陰電極領域にカチオン（陽イオン）、陽電極領域にアニオン（陰イオン）が集結する。この際イオンの移動速度は各イオンにより異なるのですべてのイオンが同じという事ではない。イオンの移動速度はその質量と帯電の電荷の量さらにはイオンに結合している水分子の数（水和数）等によって異なる。最も早いのは水素イオンＨ＋，水酸基イオンＯＨ−等である。一般にイオンの移動速度（易動度）は実際には水和水の為、理論値よりかなりおそいものである。また電解電流を運ぶことを分担するイオンの量は当然イオンの種類によって違ってくる。その割合を輸率というが、一般に原水に溶存するイオンの主役は前記のごとくＮａ＋とＣｌ−であるが、ここでアルカリイオン水の特性改善のために添加する有機酸およびその塩類等は解離度も低く易動度も小さいので電解に関与する量は多くない。電解しないまま電解槽を通過して後の化学反応に参加する部分が多い。その結果としてこの溶液系はいろいろ興味深い現象を提供してくれた。以下順次化学式を使って説明する。
まず最初にＬアスコルビン酸を原水に添加した場合を検討する。数値的データーは実施例に記載する。この酸は還元性が強いが電離度は高くなくイオンの式量が大きいのであまり電解の影響を受けずアニオンであるにもかかわらず陰極領域に残留し電解によって生成したＮａ＋と共役系を形成し、一部はＮａと中和反応して溶液（陰極領域であるからアルカリイオン水である）のｐＨをさげる。一方、マイナスの電界に刺激されてＯＲＰの絶対値は大きくなる。即ちｐＨをあげる事無く還元力を強くする効果を果たす事が出来るのである。次に原水に酒石酸ナトリウムカリウム（ロッシェル塩）を添加して電解した場合はＯＲＰの絶対値に対する効果よりもｐＨの緩衝作用が大きく増加することが確認された。
【実施例】
【０００７】  図に示す装置を使用して実験を実施した。図に於いて１．原水注入口から注入した原水は２．ミキシングベンチュリーに於いて３．溶液タンクから４．注入ポンプを介して注入される添加液と混合され５．電解槽に導かれて電解され、電解された水は６．生成水タンクに受けて電解後の化学変化を行なうように造られたものである。この水は陰極で電解された水であるからアルカリイオン水である。またこのアルカリイオン水の吐出量は毎分１リットルに調整し、添加液の濃度はＬアスコルビン酸、ロッシェル塩ともにそれぞれ５リットルの純水に各２５グラムの無水塩を溶解して造ったものである。添加液の注入量は毎分６０ｍｌに調整した。この条件でＤＣ３０Ｖの電圧を印加して電解したところ５．８Ａｍｐの電流が流れ生成水の物性は次に示す通りであった。尚この時の実験室の室温は２０℃であった。
１．Ｌ−Ａｓｃｏｒｂｉｎ酸添加によるデータ
原水（水道水）              生成水（アルカリイオン水）  ２４時間後
ｐＨ      ７．０６            １０．５２            ９．５６
ＯＲＰ  ＋１５０ｍＶ        −１００３ｍＶ        −９２３ｍＶ
電気化学的変化・平衡
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２．酒石酸ナトリウムカリウム（ロッシェル塩）の場合
原水                      生成水                  ２４時間後
ｐＨ      ７．０６          ９．３４                ９．１６
ＯＲＰ  ＋１５０ｍＶ      −８２６ｍＶ            −７３０ｍＶ
化学平衡式
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【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この図面は実施例に用いた装置のものである。
【符号の説明】
【０００９】１．原水給入口
２．ミキシングベンチュリー
３．添加溶液タンク
４．添加液注入ポンプ
５．電解槽
６．生成水受けタンク
【図１】
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