(57)【要約】【課題】  本発明は、より簡易な方法で、通常の水を酸化還元電位の低い水に改質する水改質触媒、水改質装置及び水改質方法並びに機能性水を提供する。【解決手段】  本発明に係る通常の水より酸化還元電位が低下した機能性水を生成する水改質装置は、赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を含む光を少なくとも透過する材料より成り、マグネシウムとシリコンとアルミニウムとカルシウムと鉄とジルコニウムとゲルマニウムとから成る水改質触媒１１２を内蔵する容器１０１、１０２から成る。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネシウムとシリコンとアルミニウムとカルシウムと鉄とジルコニウムとゲルマニウムとから成り、ミネラルを含む水に接触させながら赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を含む光を吸収することによって、通常の水より酸化還元電位が低下した機能性水を生成する水改質触媒。
【請求項２】
赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を含む光を少なくとも透過する材料で形成され、
マグネシウムとシリコンとアルミニウムとカルシウムと鉄とジルコニウムとゲルマニウムとから成る水改質触媒を内蔵する容器であって、通常の水より酸化還元電位が低下した機能性水を生成する水改質装置。
【請求項３】
少なくとも常温で、赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を吸収すると共に放射する材料で形成され、
マグネシウムとシリコンとアルミニウムとカルシウムと鉄とジルコニウムとゲルマニウムとから成る水改質触媒を内蔵する容器であって、通常の水より酸化還元電位が低下した機能性水を生成する水改質装置。
【請求項４】
前記容器は、外面及び内面のうち少なくとも一方を黒色に塗装されていること
を特徴とする請求項３に記載の水改質装置。
【請求項５】
マグネシウムとシリコンとアルミニウムとカルシウムと鉄とジルコニウムとゲルマニウムとから成る水改質触媒を、ミネラルを含む水に接触させながら赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を含む光を照射し、通常の水より酸化還元電位が低下した機能性水を生成する水改質方法。
【請求項６】
マグネシウムとシリコンとアルミニウムとカルシウムと鉄とジルコニウムとゲルマニウムとから成る水改質触媒を、ミネラルを含む水に接触させながら赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を含む光を照射することによって生成される、通常の水より酸化還元電位が低下した機能性水。
【請求項７】
前記機能性水は、界面活性水、化粧水、飲用水、洗浄水、溶媒及び消火水の何れか１つであることを特徴とする請求項６に記載の機能性水。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常の水を酸化還元電位の低い水に改質する水改質触媒、水改質装置及び水改質方法に関する。そして、このような水改質触媒、水改質装置及び水改質方法によって得られた、通常の水より酸化還元電位が低下した機能性水に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の水は、塩化銀電極測定で酸化還元電位が＋２００ｍＶ以上であるが、酸化還元電位が０ｍＶ以下の還元水と呼ばれる水がある。このような酸化還元電位が通常より低い水は、通常の水と異なり、様々な特性を示し、特に、生体の健康を維持向上する作用があるとして、近年、盛んに研究されている。
【０００３】
この酸化還元電位の低い水を生成する技術としては、例えば、特許文献１及び特許文献２がある。この特許文献１に開示の技術は、改質する水が導入される電解槽内に第１乃至第３電極を配置し、第１、第２電極間に交流を印加し、第３電極を接地し、第１、第２電極から第３電極に水の整流作用により直流電流を流し、水を電気分解してこの水の酸化還元電位を下げる水改質装置である。また、特許文献２に開示の技術は、酸化体（Ｈ＋、水素イオン）と還元体（ＯＨ−、水酸化物イオン）の混合状態にある原料水を、シリカ系石英斑岩に金属を担持させた還元触媒と接触させながら、水素をガス圧０．１〜０．９５ＭＰａで、１０秒〜１０分間吹き込んで酸化還元電位が−４００ｍＶ〜−６００ｍＶの水を生成する方法である。このシリカ系石英斑岩に担持させる金属は、例えば、アルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、アルミニウム、ジルコニウム等の電気的陽性の大きい金属、或いは、鉄（ＩＩ）、スズ（ＩＩ）、チタン（ＩＩＩ）、クロム（ＩＩ）等の低原子価状態にある金属の塩類である。
【特許文献１】特開平０５−２２８４７５号公報
【特許文献２】特開２００５−０００９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に係る技術では、電気分解を起こすための複雑な構成及び電力が必要であるという不都合がある。また、特許文献２に係る技術では、水素ガスを吹き込むための複雑な構成及びこれを動作させるエネルギーが必要であるという不都合がある。
【０００５】
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、より簡易な方法で、通常の水を、通常の水より酸化還元電位が低下した水（機能性水）に改質する水改質触媒、水改質装置及び水改質方法を提供することを目的とする。そして、本発明は、このような水改質触媒、水改質装置及び水改質方法によって得られる機能性水を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明者は、機能性水を得るべく様々な実験を重ねた結果、新たな技術を開発し、本発明を完成するに至った。即ち、発明者らは、実質的にマグネシウムとシリコンとアルミニウムとカルシウムと鉄とジルコニウムとゲルマニウムとから成る触媒をミネラルを含む水に接触させ、例えば室内に置いておくと、通常の水より酸化還元電位が低下していることを見出した。
【０００７】
ここで、ミネラルとは、一般に、体を構成する諸元素のうち炭素（Ｃ）、水素（Ｈ）、酸素（Ｏ）及び窒素（Ｎ）を除いた成分であって、動物にとって必要な無機成分をいい、本発明では、少なくともカルシウム（Ｃａ）及びシリコン（Ｓｉ）を含み、この他に上記定義に該当する元素（例えばナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、リン（Ｐ）及び塩素（Ｃｌ）等）を１又は複数含んでもよい。また、通常の水より酸化還元電位が低下した水（機能性水）とは、酸化還元電位が＋２００ｍＶより低い水をいい、還元水とは、上記のように、酸化還元電位が０ｍＶ以下の水をいう。
【０００８】
詳細な理由は、今後の研究を待つ必要があるが、本発明者は、次のような現象が生じているものと推察している。
【０００９】
図１は、水改質の様子を模式的に示す図である。図１において、光熱源１から放射された、赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を含む光２（例えば太陽光及び白熱電球の光等）を、実質的にマグネシウム（Ｍｇ）とシリコン（Ｓｉ）とアルミニウム（Ａｌ）とカルシウム（Ｃａ）と鉄（Ｆｅ）とジルコニウム（Ｚｒ）とゲルマニウム（Ｇｅ）とから成る触媒（水改質触媒）３が吸収し、この水改質触媒３は、エネルギー的に励起する。そして、エネルギー的に励起した水改質触媒３は、エネルギー波動４を放出して流水中に含まれるミネラル５との間で共鳴し、エネルギー波動４の授受を行う。このときに、水分子６のクラスタは、細分化され、さらに、水分子６の一部が酸素と水素とに分解される。酸素は、水中より外部へ出て行くが、水素は、Ｈ＋の形で水中にしばらくとどまって酸化還元電位を低下させる。
【００１０】
種々の実験結果によって、上述の目的を達成するために、本発明の一態様は、マグネシウムとシリコンとアルミニウムとカルシウムと鉄とジルコニウムとゲルマニウムとから成り、ミネラルを含む水に接触させながら赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を含む光を吸収することによって、通常の水より酸化還元電位が低下した機能性水を生成する水改質触媒である。
【００１１】
そして、本発明の他の一態様は、赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を含む光を少なくとも透過する材料で形成され、マグネシウムとシリコンとアルミニウムとカルシウムと鉄とジルコニウムとゲルマニウムとから成る水改質触媒を内蔵する容器であって、通常の水より酸化還元電位が低下した機能性水を生成する水改質装置である。
【００１２】
また、本発明の他の一態様は、少なくとも常温で、赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を吸収すると共に放射する材料で形成され、マグネシウムとシリコンとアルミニウムとカルシウムと鉄とジルコニウムとゲルマニウムとから成る水改質触媒を内蔵する容器であって、通常の水より酸化還元電位が低下した機能性水を生成する水改質装置である。
【００１３】
さらに、上述の水改質装置において、前記容器は、外面及び内面のうち少なくとも一方を黒色に塗装されていることを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明の他の一態様は、マグネシウムとシリコンとアルミニウムとカルシウムと鉄とジルコニウムとゲルマニウムとから成る水改質触媒を、ミネラルを含む水に接触させながら赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を含む光を照射し、通常の水より酸化還元電位が低下した機能性水を生成する水改質方法である。
【００１５】
また、本発明の他の一態様は、マグネシウムとシリコンとアルミニウムとカルシウムと鉄とジルコニウムとゲルマニウムとから成る水改質触媒を、ミネラルを含む水に接触させながら赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を含む光を照射することによって生成される、通常の水より酸化還元電位が低下した機能性水である。
【００１６】
さらに、上述の機能性水は、界面活性水、化粧水、飲用水、洗浄水、溶媒及び消火水の何れか１つであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
このような水改質触媒、水改質装置及び水改質方法は、より簡便に、通常の水より酸化還元電位が低下した機能性水を生成することができる。そして、この機能性水は、酸化還元電位が低下しているので、通常の水に較べて様々な特性を示し、特に、界面活性水、化粧水、飲用水、洗浄水、溶媒又は消火水に用いると有効である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
（実施の形態）
図２は、水改質装置の構成を示す図である。図２において、水改質装置１０は、有底略円筒形の容器本体１０１と、容器本体１０１の上面に形成された断面略円形の開口部１１１を開閉自在に嵌挿される略円筒形の容器栓１０２とを備え、容器本体１０１内には、実質的にマグネシウムとシリコンとアルミニウムとカルシウムと鉄とジルコニウムとゲルマニウムとから成る水改質触媒１１２が配置される。容器本体１０１は、赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を含む光を少なくとも透過する材料、例えば鉛ガラスや石英ガラス等のガラス、及び、土器や陶器や磁器等のセラミック等で形成されている。容器栓１０２も容器本体１０１と同様の材料によって形成されており、容器本体１０１の開口部１１１を容易に開栓及び閉栓するために、一方面（上面）に凸形状のつまみ部１２１が形成されている。
【００１９】
水改質触媒１１２は、例えば、４７．８乃至５０質量％の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、４９乃至４７．７質量％の酸化シリコン（ＳｉＯ２）、１．２乃至１．０質量％の酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、０．８乃至０．６質量％の酸化カルシウム（ＣａＯ）、０．５乃至０．３質量％の酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、０．２乃至０．１質量％の酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、及び、０．５乃至０．３質量％の酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）の各材料を用意し、これらを坩堝に投入し、坩堝を加熱して溶融させ、溶湯急冷することによって生成した。
【００２０】
このような水改質装置１０の開口部１１１からミネラルを含む水１１３を入れて容器栓１０２で開口部１１１を閉栓し、室内等に置いておくと、太陽光や白熱電球の光等に含まれる赤外線及び遠赤外線１３１が水改質触媒１１２に照射される。ここで、ミネラルには、少なくともカルシウム及びシリコンが含まれている。また、ミネラルは、天然水、水道水、及び、市販のナチュラルミネラルウォータやミネラルウォータやナチュラルウォータに含有されている程度の量でよい。しばらくすると、容器本体１０１内のミネラルを含む水１１３は、通常の水より酸化還元電位が低下した機能性水となる。このように本発明に係る水改質触媒１１２をミネラルを含む水１１３に入れ、室内に置いておくだけで機能性水を得られ、背景技術に較べて、より簡便である。
【００２１】
このような構成の水改質装置１０によって生成される機能性水は、活性水素が水中に留まっている間、陰イオン化されているため、改質前の水に較べて表面張力が小さく、界面活性を有した界面活性水となっている。そして、機能性水は、イオン分解を助長するため、化粧水、洗浄水、溶媒及び溶媒及び油火災を消火するための消火水として好適である。また、機能性水には生体の健康を維持向上する作用があることが知られており、機能性水は、飲用水としても好適である。
【００２２】
なお、上述において、容器本体１０１は、円筒形であるが、直方体でも円錐台でもよく、要は、水改質触媒１１２を内蔵しミネラルを含む水１１３を貯水し得る形状であればよい。
【００２３】
次に、このような構成の水改質装置１０を用いて通常の水を機能性水に変えた実施例について説明する。
（実施例１）
内容量１リットルの水改質装置１０に質量１００グラムの水改質触媒を入れた後、市販のミネラル水を１リットルさらに入れた。そして、この水改質装置１０を直射日光の当たらない明るい室内に置いて、機能性水を生成する実験を行った。その結果を表２及び図３に示す。市販のミネラル水は、商品名「六甲のおいしい水」（登録商標）（ハウス食品（株））、商品名「南アルプスの天然水」（サントリー（株））、商品名「富士山のおいしい水」（（株）ダイエー）、及び、商品名「秩父源流水」（登録商標）（（株）秩父源流水）等の任意の商品を用いることができるが、例えば、本実施例１では、商品名「北アルプス穂高の水」（（株）あずみ野）（消費期限２００６．３．１４）を用いた。このミネラル水の成分は、商品に添付の成分表によれば表１の通りである。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
【表２】
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【００２６】
表２及び図３の特性曲線ａから分かるように、塩化銀電極測定で、酸化還元電位が＋２３０ｍＶのミネラル水は、０．５時間（３０分）経過後には酸化還元電位が−５０ｍＶの還元水となり、１時間（６０分）経過後には酸化還元電位が−１４８ｍＶの還元水となり、１．５時間（９０分）経過後には酸化還元電位が−１５２ｍＶの還元水となり、そして、２時間（１２０分）経過後には酸化還元電位が−１５５ｍＶの還元水となった。このようにミネラル水は、水改質触媒に作用させた直後から０．５時間経過までは、比較的急激に酸化還元電位が低下し、１時間経過後までは、比較的緩やかに酸化還元電位が低下し、そして、１時間経過後以降では、それ以上の酸化還元電位の低下があまり見られず、酸化還元電位が略−１５０ｍＶで維持された。
【００２７】
以上のように、実質的にマグネシウムとシリコンとアルミニウムとカルシウムと鉄とジルコニウムとゲルマニウムとから成る水改質触媒を内蔵する水改質装置１０にミネラル水を入れ、明るい直射日光の当たらない室内に置いたところ、その酸化還元電位が低下し、通常の水より酸化還元電位の低い機能性水が得られ、さらに、還元水が得られた。
（実施例２）
次に、上記触媒反応が化学反応ではなく赤外線及び遠赤外線による物理反応であることを検証する実験を２つ行った。
【００２８】
一つ目の実験は、質量１００グラムの水改質触媒及び１リットルのミネラル水を入れた水改質装置１０に、２０ｃｍの距離から２５０Ｗのハロゲンランプを照射した。その結果を表３及び図４に示す。
【００２９】
【表３】
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【００３０】
表３及び図４の特性曲線ｂから分かるように、酸化還元電位が＋２３０ｍＶのミネラル水は、３分経過後には酸化還元電位が−１８０ｍＶの還元水となり、その後から４０分経過後までの間、酸化還元電位が−１４０ｍＶから−２００ｍＶの間で不安定な状態となり、５０分経過後には酸化還元電位が−２３５ｍＶの還元水となり、６０分経過後には酸化還元電位が−３００ｍＶの還元水となり、７０分経過後には酸化還元電位が−３４５ｍＶの還元水となり、８０分経過後には酸化還元電位が−３９７ｍＶの還元水となり、９０分経過後には酸化還元電位が−４００ｍＶの還元水となり、１００分経過後には酸化還元電位が−５００ｍＶの還元水となって、その後、酸化還元電位が−５００ｍＶで安定した。このようにミネラル水は、ハロゲンランプの照射後、急激に酸還元電位が低下し、不安定な状態を経過後、照射時間に従って酸化還元電位が低下し、そして、１００分経過後以降では、それ以上の酸化還元電位の低下があまり見られず、酸化還元電位が略−５００ｍＶに維持された。
【００３１】
２つ目の実験は、水改質触媒を入れたガラス製コップにモル濃度３％の酢酸水溶液を入れ、明るい直射日光の当たらない室内に置いた。その結果、図５に示すように、常温のまま温度変化が生じることなく、酢酸水溶液と空気との界面で自然発火Ａが起こった。
【００３２】
酢酸は、酸化促進剤であるので、常温で水改質触媒が作用すると、酢酸水溶液に含まれる水の分解を著しく促進して大量の活性水素を放出する。この活性水素が空気中の酸素と結合して、自然発火したものである。この自然発火の間、酢酸水溶液は、温度変化が生じることなく常温のまま維持されたことから、化学反応ではなく、赤外線及び遠赤外線による物理反応であると推察される。
【００３３】
従って、水改質触媒は、赤外及び遠赤外の波長範囲の光を水改質のエネルギー源にしているものと推察される。
【００３４】
なお、上述の水改質装置１０は、赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を含む光を少なくとも透過する材料で形成したが、少なくとも常温（２５℃）で、赤外から遠赤外までの波長範囲のうちの少なくとも１波長を吸収すると共に放射する材料で形成してもよい。このような材料は、例えば、土器、陶器及び磁器等のセラミックス等が知られている。従って、容器本体１０１を例えば陶器で形成してもよい。このような材料によって水改質装置１０を構成しても水改質触媒に赤外線や遠赤外線を作用させることができ、常温以上でミネラルを含む水から機能性水を生成することができる。
【００３５】
さらに、容器本体１０１の外面及び内面のうち少なくとも一方を黒色に塗装してもよい。このように塗装することによって赤外線や遠赤外線の吸収及び放射が促進され、効果的にミネラルを含む水から機能性水を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】水改質の様子を模式的に示す図である。
【図２】水改質装置の構成を示す図である。
【図３】水改質の実験結果（その１）を示す図である。
【図４】水改質の実験結果（その２）を示す図である。
【図５】自然発火の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  光熱源                            ２  光
３、１１２、２１３、３１２  水改質触媒
４  エネルギー波動                    ５  ミネラル
６  水分子                            １０  水改質装置
１０１  容器本体                      １０２  容器栓
１１１  開口部                        １２１  つまみ部
１３１  赤外線及び遠赤外線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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