(57)【要約】  【課題】高濃度の水素ガスを含有する水素含有水及びその製造方法を提供する。  【解決手段】貯留タンクから引き出した被処理水に水素ガスを導入する水素ガス供給工程と、水素ガスを導入された被処理水を加圧攪拌して気液混合水とする加圧攪拌工程と、前記気液混合水を圧壊して微細気泡を含む水素含有水にする圧壊工程と、該圧壊工程を経た水素含有水を前記貯留タンクに戻す返送工程とを含み、前記貯留タンクの水素含有水を前記被処理水として循環させて、前記各工程を繰り返し行うことにより、水素含有水３００ｍｌに対して、２０ＫＨｚ、１００Ｗの超音波を３０分照射することにより２．３５ｍｌの気相中に発生する水素ガス量が１５ｐｐｍ（Ｗ／Ｖ）以上である水素含有水を得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水に溶存した水素ガスの他に、水素ガスの微細な気泡を含有する水素含有水において、該水素含有水３００ｍｌに対して、２０ＫＨｚ、１００Ｗの超音波を３０分照射したとき２．３５ｍｌの気相中に発生する水素量が１５ｐｐｍ（Ｗ／Ｖ）以上であることを特徴とする水素含有水。
【請求項２】
貯留タンクから引き出した被処理水に水素ガスを導入する水素ガス供給工程と、
水素ガスを導入された被処理水を加圧攪拌して気液混合水とする加圧攪拌工程と、
前記気液混合水を圧壊して微細気泡を含む水素含有水にする圧壊工程と、
該圧壊工程を経た水素含有水を前記貯留タンクに戻す返送工程とを含み、
前記貯留タンクの水素含有水を前記被処理水として循環させて、前記各工程を繰り返し行うことにより、前記貯留タンクに貯留された水素含有水が、該水素含有水３００ｍｌに対して、２０ＫＨｚ、１００Ｗの超音波を３０分照射したとき２．３５ｍｌの気相中に発生する水素量が１５ｐｐｍ（Ｗ／Ｖ）以上となるようにすることを特徴とする水素含有水の製造方法。
【請求項３】
前記加圧撹拌工程における原料水の加圧を、０．２ＭＰａ〜２．５ＭＰａで行う請求項２記載の水素含有水の製造方法。
【請求項４】
前記加圧撹拌工程の前、及び／又は、前記圧壊工程の前に、水素ガスを含有する水の温度を１０〜４０℃に調整する請求項２又は３記載の水素含有水の製造方法。
【請求項５】
最終的に得られた水素含有水を、非加熱式の殺菌又は除菌手段によって殺菌又は除菌すると共に、水素不透過性の材料からなる容器内を銀イオン水によって殺菌処理し、前記容器に前記殺菌又は除菌された水素含有水を充填して封止する請求項２〜４のいずれか１つに記載の水素含有水の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水に溶存した水素ガスの他に、水素ガスの微細な気泡を含有する水素含有水及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水素含有水（「水素水」とも言われている）が、美肌効果、肥満抑制効果、認知症改善効果、動脈硬化抑制効果、性欲減退改善効果などを有することが発表され、注目を集めており、これに即した各種の水素含有飲料が市販されている。
【０００３】
水素分子は常温常圧（０．１０１ＭＰａ・２９３Ｋ）で気体である。水１０００ｇに対する水素分子の溶解量は０．００１６２ｇなので、溶存水素／水として換算したとき１．６２ｐｐｍとなり、これが常温常圧における飽和溶解度である。
【０００４】
１．６２ｐｐｍより高濃度の水素ガスが含有された水素含有水を得る方法として、加圧による方法が知られている。気体の溶解度は圧力に比例することから、密閉容器内で加圧しながら水に水素ガスを吹き込んだり、耐圧容器内で水素ガスを多量に発生させることにより高濃度の水素含有水を得ることができる。例えば、下記特許文献１には、空気を除去した圧力容器内に水素ガスを充填し、該圧力容器内における水素ガスの圧力を２〜１０気圧に保ったまま、その圧力容器内に原水をシャワー状に散水して水素ガスと接触させることで、水素含有水を得る方法が記載されている。
【０００５】
他に、高濃度の水素ガスが含有された水素含有水を得る方法として、ナノバブルによる方法も知られている。ナノバブルとは、ナノメートルサイズの微細気泡のことをいう。例えば、下記特許文献２には、水素ガス発生器と、内部に水等の液体を配置し、その液体に前記水素ガスを多孔質板を介して吹込む吹き出し口を備えた密閉容器と、前記水素ガスの気泡を含む液体等を前記密閉容器内で攪拌することにより微細化する攪拌手段等とを備えている装置によって、水素含有水を得る方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許３６０６４６６号公報
【特許文献２】特開２０１５−１８８８５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、加圧による方法によって得られた水素含有水は、常圧に戻すと水に溶存していた水素ガスが速やかに脱気されてしまうため、消費者が実際に口に含む頃には期待されるほどの水素を含有していないという問題があった。また、特許文献２に記載のナノバブルによる方法によって得られた水素含有水も、期待されるほど高濃度の水素を含有していないという問題があった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、より高濃度の水素ガスを含有する水素含有水及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の水素含有水は、水に溶存した水素ガスの他に、水素ガスの微細な気泡を含有する水素含有水において、該水素含有水３００ｍｌに対して、２０ＫＨｚ、１００Ｗの超音波を３０分照射したとき２．３５ｍｌの気相中に発生する水素量が１５ｐｐｍ（Ｗ／Ｖ）以上であることを特徴とする。
【００１０】
本発明の水素含有飲料によれば、水に溶存した水素ガスの他に、超音波照射によって脱気してくるような水素ガスの微細な気泡を多量に含有するので、高濃度の水素ガスを含有する水素含有水を得ることができる。また、高濃度の水素ガスを含有した状態を長期に亙って維持することができ、例えば飲料として摂取したときの体内における抗酸化作用を高めることができる。
【００１１】
一方、本発明の水素含有水の製造方法は、貯留タンクから引き出した被処理水に水素ガスを導入する水素ガス供給工程と、水素ガスを導入された被処理水を加圧攪拌して気液混合水とする加圧攪拌工程と、前記気液混合水を圧壊して微細気泡を含む水素含有水にする圧壊工程と、該圧壊工程を経た水素含有水を前記貯留タンクに戻す返送工程とを含み、前記貯留タンクの水素含有水を前記被処理水として循環させて、前記各工程を繰り返し行うことにより、前記貯留タンクに貯留された水素含有水が、該水素含有水３００ｍｌに対して、２０ＫＨｚ、１００Ｗの超音波を３０分照射したとき２．３５ｍｌの気相中に発生する水素量が１５ｐｐｍ（Ｗ／Ｖ）以上となるようにすることを特徴とする。
【００１２】
本発明の水素含有水の製造方法によれば、貯留タンクに貯留された水素含有水を被処理水として循環させることにより、水素ガスを導入し加圧攪拌して気液混合水とする加圧撹拌工程と、気液混合水気液混合水気液混合水を圧壊して微細気泡を含む水素含有水にする圧壊工程とを繰り返し行うことにより、溶存水素の他に、ナノバブル化した水素の微細気泡を多量に含む水素含有水を得ることができる。
【００１３】
また、貯留タンクに貯留される水素含有水を被処理水として循環させて、上記工程を繰り返し行うことにより、該水素含有水３００ｍｌに対して、２０ＫＨｚ、１００Ｗの超音波を３０分照射したとき２．３５ｍｌの気相中に発生する水素量が１５ｐｐｍ（Ｗ／Ｖ）以上となるようにすることにより、ナノバブル化した水素の微細気泡を十分に含む水素含有水が得られる。
【００１４】
この微細な水素の気泡は、水中に安定して懸濁保持され、気相に抜けてしまうことが抑制される。そして、水中に溶存する水素が流出して低減してきても、気泡として含有される水素ガスから水素が水中に溶出するので、溶存水素含量を長期に亙って高濃度に維持することができる。
【００１５】
本発明の水素含有水の製造方法においては、前記加圧撹拌工程における原料水の加圧を、０．２ＭＰａ〜２．５ＭＰａで行うことが好ましい。加圧状態の水中に水素ガスを供給することにより、水素ガスの気相への流出をできるだけ抑制して、続く圧壊工程における水素ガスの気泡化を効率良く行うことができる。
【００１６】
また、前記加圧撹拌工程の前、及び／又は、前記圧壊工程の前に、水素ガスを含有する水の温度を１０〜４０℃に調整することが好ましい。該範囲に温度を保って、加圧撹拌工程及び／又は圧壊工程を行うことにより、水素ガスが気相中に抜けるのを抑制しつつ、気泡化した水素ガスが水中に溶出しやすくして、溶存水素含量を高めることができる。
【００１７】
更に、最終的に得られた水素含有水を、非加熱式の殺菌又は除菌手段によって殺菌又は除菌すると共に、水素不透過性の材料からなる容器内を銀イオン水によって殺菌処理し、前記容器に前記殺菌又は除菌された水素含有水を充填して封止することが好ましい。水素含有水の殺菌又は除菌処理と、容器の殺菌処理とをいずれも非加熱式で行って、水素不透過性の材料からなる容器に水素含有水を充填し封止するので、溶存水素及び気泡状態の水素を高濃度で含有する水素含有水を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の水素含有飲料によれば、水に溶存した水素ガスの他に、超音波照射によって脱気してくるような微細な気泡状態の水素ガスを多量に含有するので、高濃度の水素ガスを含有する水素含有水を得ることができる。また、高濃度の水素ガスを含有した状態を長期に亙って維持することができ、例えば飲料として摂取したときの体内における抗酸化作用を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による水素含有水の製造方法を実施するための製造装置の一例を示す概略説明図である。
【図２】同製造装置で用いられるポンプの一例を示す説明図である。
【図３】同製造装置で用いられるナノバブル発生器の一例を示す説明図である。
【図４】本発明で用いるスパウト付包装容器を組み立てて、銀イオン水によって内部殺菌をする殺菌装置の正面図である。
【図５】同殺菌装置の平面図である。
【図６】（ａ）は、同殺菌装置の第１ステーションで、スパウト付包装容器本体にスパウトを差し込んだ状態を示す斜視図、（ｂ）は、同殺菌装置の第３ステーションで、スパウトをスパウト付包装容器本体に溶着した状態を示す斜視図である。
【図７】（ａ）は、同殺菌装置の第４ステーションで、スパウト付包装容器のスパウトに、銀イオン水の噴霧ノズルを差し込んだ状態を示す斜視図、（ｂ）は、同第４ステーションで、噴霧ノズルからスパウト付包装容器内に銀イオン水を噴霧した状態を示す斜視図である。
【図８】同殺菌装置の第５ステーションで、スパウト付包装容器本体内に噴霧した銀イオン水を吸引する状態を示す斜視図である。
【図９】本発明の水素含有水を充填した飲料の一実施形態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明で用いる水素含有水は、水に溶存した水素ガスの他に、微細な気泡状の水素ガスを含有する。
【００２１】
水に溶存した水素ガスの最大濃度は、水素分子の水への溶解度から求めることができる。水１０００ｇに対する水素の溶解量は１気圧２０℃のとき約０．００１６２ｇであり、水素の水への溶解度は約１．６２ｐｐｍである。
【００２２】
水中に溶存する水素濃度は、流通型溶存水素電極を用いた測定器によって測定することができる。そのような測定器としては、例えば、共栄電子研究所製の商品名「KM2100DH」や、東亜ディーケーケー社製の商品名「DH-35」が知られている。また、水素含有水を所定量採取して、ガスクロマトグラフィーにより水素含量を求めて、水素濃度を算出することもできる。
【００２３】
本発明の水素含有水の１気圧２０℃のときの溶存水素濃度は、特に限定されないが、０．７ｐｐｍ以上であることが好ましい。
【００２４】
一方、気泡状の水素ガスとは、水中に水素ガスが気泡状態で分散したものをいう。気泡の大きさは特に限定されないが、水中で長時間保持されるようにするため、できるだけ微細な気泡であることが好ましく、例えばマイクロバブルや、ナノバブル（「ウルトラファインバブル」ともいう）の状態で含有されていることが好ましく、特にナノバブルの状態で含有されていることが好ましい。ここで、マイクロバブルは１〜１００μｍ程度の直径を有する気泡をいい、またナノバブルは１μｍよりも小さい直径を有する気泡をいう。
【００２５】
一般に、気泡は、水中を上昇し最終的に液面で破裂する。しかし、マイクロバブルやナノバブル等の微細な気泡は、上昇速度が遅く、長い間水中に滞在し続けることができる。特にナノバブルは、水中に留まっている時間を長くとることができる。
【００２６】
ナノバブルは、可視光の回析限界を超えているため観察が困難である。しかし、レーザー光を照射させて、その散乱を顕微鏡等で映し出すことによって、その存在を確認することができる。
【００２７】
水中に浮遊する気泡状態の水素ガスの濃度は、その水に超音波振動をかけて水素ガスの気泡を崩壊させ、気相中に発生する水素ガスを捉えることにより測定することができる。本発明では、水素含有水３００ｍｌに対して、超音波振動を２０ＫＨｚ、１００Ｗの出力で３０分照射したとき、２．３５ｍｌの気相中に発生する水素ガスの濃度を測定して、水中に浮遊する気泡状態の水素ガスの濃度を推定する。なお、超音波振動装置としては、特に限定されないが、例えば、「ＳＷ−０３９」（商品名：ウェーブクリーナー、株式会社フジックス製）などの超音波洗浄装置を用いることができる。
【００２８】
上記測定方法についてより具体的に説明すると、水素含有水３００ｍｌを、ガスバリア性のシートからなる可撓性を備えた袋状容器に筒状のスパウト（吸い口）を溶着固定してなるスパウト付包装容器（いわゆる「チアーパック」と呼ばれるもの）に充填し、内部に２．３５ｍｌの空気層が残るように調整して、スパウトの開口部をシールで封止する。
【００２９】
こうして水素水を充填したスパウト付包装容器を、超音波洗浄装置の水槽中に浸漬し、振動する水槽中の水を介して超音波振動を２０ＫＨｚ、１００Ｗの出力で３０分照射する。
【００３０】
その後、注射器の注射針を、スパウト付包装容器のシールを貫通させて、上記空気層中に挿入し、空気層中の気体を吸引して、ガスクロマトグラフィー等によって、吸引された気体中に含有される水素ガス濃度を測定する。
【００３１】
本発明の水素含有水は、どのような方法で製造されたものであってよいが、好ましくは、下記のような方法で製造することができる。
【００３２】
すなわち、貯留タンクから引き出した被処理水に水素ガスを導入する水素ガス供給工程と、水素ガスを導入された被処理水を加圧攪拌して気液混合水とする加圧攪拌工程と、前記気液混合水を圧壊して微細気泡を含む水素含有水にする圧壊工程と、該圧壊工程を経た水素含有水を前記貯留タンクに戻す返送工程とを含み、前記貯留タンクの水素含有水を前記被処理水として循環させて、前記各工程を繰り返し行うことにより、前記貯留タンクに貯留された水素含有水が、該水素含有水３００ｍｌに対して、２０ＫＨｚ、１００Ｗの超音波を３０分照射したとき２．３５ｍｌの気相中に発生する水素量が１５ｐｐｍ（Ｗ／Ｖ）以上となるようにする。より好ましくは２０ｐｐｍ（Ｗ／Ｖ）以上となるようにする。なお、上限は特に限定されないが、１００ｐｐｍ（Ｗ／Ｖ）程度にすることも可能である。
【００３３】
以下、本発明の製造方法の一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００３４】
図１には、本発明の製造方法を実施するための製造装置の一例が示されている。この製造装置１００は、水素含有水の貯留タンク１０１を有している。
【００３５】
この貯留タンク１０１には、原水Ｗを導入する原水供給管１０２が接続されている。供給管１０２の途中には、原水Ｗをろ過するフィルタ１０３が設けられている。
【００３６】
なお、原水としては、純水に限らず、各種のミネラル等を含有するミネラル含有水であってもよく、糖類、果汁、酸味料、各種ビタミン類等の、一般的な清涼飲料水に含まれる各種原料を含有する水溶液であってもよい。本発明において好ましくは、各種のミネラルを含有する井戸水が用いられる。ミネラルとしては、例えば、カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムなどが挙げられる。
【００３７】
また、貯留タンク１０１の底部には、水素含有水を取り出して、ポンプ１０４に送る被処理水供給管１０５が連結されている。被処理水供給管１０５のポンプ１０に至る途中、好ましくはポンプ１０４の近傍には、水素ガス供給管１０６が連結されている。水素ガス供給管１０６の基端側は、図示しない水素ガス供給手段に連結されている。水素ガス供給手段としては、例えば水素ガスボンベや、水を電気分解して水素ガスを発生する水素ガス発生装置などが採用される。
【００３８】
ポンプ１０４には、モータ１０７が取付けられている。ポンプ１０４の構造は、特に限定されないが、例えば渦巻ポンプ、ギヤポンプ、ベーンポンプなどが採用される。
【００３９】
図２には、このようなポンプの一例が示されている。このポンプ１０４は、うず形状のケーシング１３ａと、このケーシング１３ａ内で回転するインペラ１３ｂとからなる渦巻きポンプで構成されている。ポンプ１０４の出口側には、ナノバブル発生器１０８に連結される連絡管１０９が接続されている。
【００４０】
ポンプ１０４のインペラ１３ｂが回転すると、負圧によって導入口１０６から水素ガスＨが吸引されて水Ｗ中に導入され、ポンプ１０４によって水素ガスＨが細かい気泡にされて気液混合水ＨＷとなり、連結管１０９に導入される。このとき、気液混合水ＨＷは、渦巻きポンプ１０４のインペラ１３ｂによって、マイクロサイズ程度に微細化された水素ガスの気泡を含有する。
【００４１】
なお、ポンプ１０４としては、例えばＷＯ２０１５／０５６５４７の図３に記載されたギヤポンプ等を採用することもでき、それによっても水素ガスをマイクロサイズ程度に微細化することができる。
【００４２】
ナノバブル発生器１０８は、気液混合水ＨＷに含まれる水素ガスを圧壊してより微細化させる。その構造は特に限定されないが、例えば下記のようなものが採用できる。
【００４３】
旋回液流式：円筒状の発生器本体側面から接線方向にポンプを用いて液を高速で圧入し、内部に高速転流を発生させ、下端面の小孔から水素ガスを吸引して、上端面中央の小孔を通過させて剪断力を当ててナノバブルにする方式のもの。
【００４４】
ベンチュリー式：管路断面積の縮小と拡大を持つ流路に、高速で気泡を含んだ液を通過させ、急激な圧力変化によって気泡を激しく崩壊させて、ナノバブルを生成する方式のもの。
【００４５】
スタティックミキサー式：機械的破壊操作を用いずに流路内の構造を複雑化し、主として渦流由来の大きな粘性剪断力によって水素ガスを破砕する方式のもの。
【００４６】
加圧溶解式：気液混合水をポンプで加圧し、ガス成分を液中に過飽和まで溶解させ、未溶解気泡を分離し、過飽和液のみを減圧弁を経て常圧液中にフラッシュさせナノバブルを析出させる方式のもの。
【００４７】
加温析出法：低温度下であらかじめガスを過飽和溶解させておき、加温しつつ適切な刺激を与えてナノバブルを液中から析出させる方式のもの。
【００４８】
超音波キャビテーション式：液体に超音波を照射することにより、蒸気又は溶存ガスからなるナノバブルを発生させる方式のもの。
【００４９】
図３には、このようなナノバブル発生器１０８の一例が示されている。このナノバブル発生器１０８は、上流側のスクリュー部１８と、下流側のカッタ部１９とで構成されている。スクリュー部１８は、円筒状の本体１９と、この本体１９の中心部に配置された回転軸２０と、この回転軸２０の外周に取付けられた螺旋羽根２１とで構成されている。
【００５０】
カッタ部１９は、本体１９から連続する同径の円筒をなす本体２２と、この本体２２の内周面に、中心に向かって突設された茸形の突起２３と、前記スクリュー部１８の回転軸２０が拡径し、外周に螺旋溝が形成された撹拌体２４とで構成されている。
【００５１】
したがって、図２の連結管１４に導入された気液混合水ＨＷは、図３のスクリュー部１８に導かれ、螺旋羽根２１によって回転力と強い捻りとを付与されて旋回流となり、カッタ部１９に導入される。更に、気液混合水１６は、カッタ部１９にて、高圧で旋回され、突起２３によって乱流２５となり、含有される水素ガスの気泡が更に微細化されて、気泡径１０〜５００ｎｍ程度の超微細な水素ガスの気泡を有する水素含有水ＮＨＷとなる。
【００５２】
なお、超微細化気泡混合体２６に含まれる水素ガスの気泡径は、ナノ粒子のブラウン運動をモニターすることで測定することができる。
【００５３】
ナノバブル発生器１０８は、返送管１１０を介して、貯留タンク１０１に連結されている。なお、返送管１１０には、図示しない圧力調整弁や電磁弁などを取付けてもよい。
【００５４】
また、貯留タンク１０１には、貯留された水素含有水を取出して、チアパックなどの容器に充填する装置に送る水素含有水取出管１１１が連結されている。この水素含有水供給管１１１には、フィルタ１１２が接続されている。
【００５５】
貯留タンク１０１内に貯留された、ナノバブル状の水素ガスを含有する水素含有水は、水素含有水供給管１１１を通して取出す際に、フィルタ１１２を通すことによって除菌することができる。なお、水素含有水の殺菌又は除菌方法としては、例えばＵＶ殺菌、ＵＨＴ殺菌（Ultra high temperature heating method）などの方法を採用することもできる。
【００５６】
上記製造装置を用いた、本発明の水素含有水の製造方法の一実施形態を説明すると、まず、前述した井戸水等の原水Ｗを、原水供給管１０２を通して、フィルタ１０３を通過させた後、貯留タンク１０１に供給する。原水Ｗは、貯留タンク１０１に貯留された水素含有水と混合されて、後述する被処理水となる。原水Ｗの供給量や供給時期は、後述する水素含有水の取出しと平衡を保つように行うことが好ましい。
【００５７】
そして、被処理水供給管１０５を通して、貯留タンク１０１に貯留された水素含有水の一部を被処理水として、ポンプ１０４に供給する（水素ガス供給工程）。
【００５８】
ポンプ１０４に至る直前で、水素ボンベ等の水素ガス供給手段から水素ガス供給管１０６を通して供給される水素ガスが、原水Ｗに混合され、ポンプ１０４によって加圧されると共に撹拌されて、水素ガスＨが細かい気泡にされた気液混合水ＨＷとなる（加圧攪拌工程、図２参照）。
【００５９】
ポンプ１０４は、気液混合水ＨＷを、好ましくは０．２〜２．５ＭＰａ、より好ましくは０．３〜１．５ＭＰａ、最も好ましくは０．４ＭＰａ〜１．０ＭＰａに加圧して、ナノバブル発生器１０８に送る。
【００６０】
ナノバブル発生器１０８は、気液混合水ＨＷを圧壊して微細気泡を含む水素含有水ＮＨＷにする（圧壊工程、図３参照）。これによって、超微細な水素ガスの気泡を有する水素含有水ＮＨＷが形成される。
【００６１】
こうして形成された水素含有水は、返送管１１０を通して、貯留タンク１０１に返送される。貯留タンク１０１に返送された水素含有水の一部は、被処理水供給管１０５を通して、再びポンプ１０４に供給され（水素ガス供給工程）、ポンプ１０４によって加圧されると共に撹拌されて、水素ガスＨが細かい気泡にされた気液混合水ＨＷとなり（加圧攪拌工程）、更に、ナノバルブ発生器１０８に送られて、気液混合水ＨＷを圧壊して微細気泡を含む水素含有水ＮＨＷにする（圧壊工程）という工程を繰り返す。このように、貯留タンク１０１に貯留された水素含有水を循環させて上記工程を繰り返すことにより、ナノバブル状の水素ガスの含有を増大させることができる。
【００６２】
本発明では、水素含有水３００ｍｌに対して、超音波振動を２０ＫＨｚ、１００Ｗの出力で３０分照射し、その状態で、２．３５ｍｌの気相中に発生する水素ガスの濃度を測定して、該水素量が１５ｐｐｍ（Ｗ／Ｖ）以上となるまで、上記工程を繰り返し行う。
【００６３】
なお、貯留タンク１０１に貯留された水素含有水の体積が６０〜１００Ｌの場合、上記工程を循環させる際の流速は３〜１０Ｌ／分が好ましく、循環させる時間は、１０〜３０分が好ましい。
【００６４】
なお、１つの貯留タンク１００に対して、水素含有水の製造装置１００を複数台設け、これらを直列に連結して、１つの貯留タンク１０１から供給される被処理水が複数台の製造装置１００を経由して返送されるようにすれば、生産性をより高めることができる。
【００６５】
こうして、貯留タンク１０１内で、ナノバブル状の水素ガスが十分に含まれる水素含有水が作成されたら、貯留タンク１０１に接続された水素含有水取出管１１１を通して、水素含有水を取出し、水素不透過性材料からなる容器に充填する。
【００６６】
図４〜９には、水素含有水を取出して、水素不透過性材料からなる容器に充填するまでの、本発明の一実施形態が示されている。
【００６７】
この実施形態では、ガスバリア性のシートからなる可撓性を備えた袋状容器に筒状のスパウトを溶着固定してなるスパウト付包装容器に、銀イオン水を注入して、前記スパウト付包装容器内を殺菌する殺菌工程と、前記スパウト付包装容器内に貯留した銀イオン水を吸い上げて銀イオン水を排出する銀イオン水排出工程と、前記スパウト付包装容器内に水素含有水を充填してキャップを装着する水素含有水充填工程とを含んでいる。
【００６８】
スパウト付包装容器は、ガスバリア性のシートからなる可撓性を備えた袋状容器に筒状のスパウト（吸い口）を溶着固定してなるものである。ガスバリア性のシートとしては、例えば、アルミニウム箔等の金属箔などからなるガスバリア層に、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリエチレン樹脂などの樹脂層をラミネートしたシートなどが好ましく用いられる。この場合、シートの内面は、熱融着可能な材質からなることが必要であり、例えばポリエチレン等のポリオレフィン樹脂層が形成される。
【００６９】
図４，５には、スパウト付包装容器を組み立て、その内部に銀イオン水を注入して殺菌するための殺菌装置が示されている。また、図６〜８には、その手順が示されている。
【００７０】
図４に示すように、この殺菌装置４０は、基台４１上に、支軸４２を介して、駆動装置４３により、回転可能に支持された回転板４４を有している。この回転板４４に前述したスパウト付包装容器３０のフランジ３４が引き掛けられて、回転板４４の外周に設けられた各ステーションに回転搬送されるようになっている。図４の容器４５は、銀イオン水を貯留した容器である。
【００７１】
図５に示すように、回転板４４の外周には、スパウト・パウチ供給仮溶着装置が設置された第１ステーション４６と、溶着のための予備加熱装置が設置された第２ステーション４７と、溶着装置が設置された第３ステーション４８と、Ａｇ噴霧装置が設置された第４ステーション４９と、Ａｇ吸引装置が設置された第５ステーション５０と、排出装置が設置された第６ステーション５１が設けられている。
【００７２】
第１ステーション４６では、図６（ａ）に示すように、スパウト・パウチ供給仮溶着装置により、包装容器本体３１が供給され、包装容器本体３１にスパウト３２が挿入されて仮溶着がなされ、スパウト付包装容器３０が組付けられる。これ以後は、スパウト付包装容器３０は、スパウト３２に設けられたフランジ３４を介して、殺菌装置４０の回転板４４に引き掛けられて移動することになる。
【００７３】
第２ステーション４７では、予備加熱装置により、包装容器本体３１とスパウト３２との溶着部が予備加熱される。
【００７４】
第３ステーション４８では、図６（ｂ）に示すように、溶着装置により、溶着部３５において、包装容器本体３１にスパウト３２が完全に溶着される。
【００７５】
第４ステーション４９では、図７（ａ）に示すように、Ａｇ噴霧装置の噴霧ノズル５２が、スパウト付包装容器３０のスパウト３２に差し込まれる。なお、噴霧ノズル５２には、シールリング５３が装着されており、スパウト３２に差し込まれたときに、シールリング５３によって気密的に接続されるようになっている。そして、図７（ｂ）に示すように、図４の容器４５に貯留された銀イオン水が、噴霧ノズル５２からスパウト３２を通して、スパウト付包装容器３０内に噴霧され、スパウト付包装容器３０内部が殺菌される。
【００７６】
第５ステーション５０では、図８に示すように、Ａｇ吸引装置の吸引管５４が、スパウト付包装容器３０のスパウト３２に挿入され、吸引管５４及びスパウト３２を通して、スパウト付包装容器３０内に噴霧された銀イオン水が吸引される。なお、吸引管５４にもシールリング５５が装着されており、スパウト３２に差し込まれたときに、シールリング５５によって気密的に接続されるようになっている。こうして銀イオン水が吸引されるとき、スパウト付包装容器３０内部の空気も吸引されて排出される。
【００７７】
なお、スパウト付包装容器３０内には、銀イオン水ができるだけ残留しないようにすることが好ましい。必要があれば、銀イオン水噴霧後、滅菌された水で洗浄し、再度吸引して、水素含有水中に銀イオンが混入しないようにすることもできる。ただし、銀イオンは、人体に有害でないことが確認されており、銀イオン水が残留しても、安全性の点で問題が生じることはない。
【００７８】
第６ステーション５１では、殺菌されたスパウト付包装容器３０が取り外されて、図示を省略した別のステーションに移動して、キャップを装着される。こうしてスパウト付包装容器３０内を殺菌した後、スパウト付包装容器３０内に水素含有水を充填することができる。
【００７９】
こうして、スパウト付包装容器３０に水素含有水を充填することによって、図９に示される、本発明の水素含有水を含有する飲料７０が得られる。この飲料７０は、水素含有水の充填後に加熱殺菌が施されることなく、水素含有水が殺菌又は除菌された状態で充填されている。このため、水素含有水中に含まれる水素が、加熱殺菌により逸散することがなく、水素含有濃度の低下を抑制することができる。
【００８０】
本発明の水素含有水は、該水素含有水３００ｍｌに対して、２０ＫＨｚ、１００Ｗの超音波を３０分照射したとき、２．３５ｍｌの気相中に発生する水素量が１５ｐｐｍ（Ｗ／Ｖ）以上となるように、ナノバブル化した水素の微細気泡を含んでいる。
【００８１】
この微細な水素の気泡は、水中に安定して懸濁保持され、気相に抜けてしまうことが抑制される。そして、水中に溶存する水素が流出して低減してきても、気泡として含有される水素ガスから水素が水中に溶出するので、溶存水素含量を長期に亙って高濃度に維持することができる。
【実施例】
【００８２】
＜実施例１＞
図１〜３に示した方法により、貯留タンクから引き出した被処理水に水素ガスを導入する水素ガス供給工程と、水素ガスを導入された被処理水を加圧攪拌して気液混合水とする加圧攪拌工程と、前記気液混合水を圧壊して微細気泡を含む水素含有水にする圧壊工程と、該圧壊工程を経た水素含有水を前記貯留タンクに戻す返送工程とを繰り返すことにより、本発明の水素含有水を得た。
【００８３】
この水素含有水３００ｍｌを、図４〜９に示した方法により、銀イオン水により殺菌処理されたスパウト付包装容器に充填した。
【００８４】
なお、製品とする場合には、スパウト付包装容器内に空気が残留しないように水素水を充填してキャップで封止したが、下記測定のための試料については、スパウト付包装容器内に２．３５ｍｌの空気が残留するように充填して、スパウトの口部をキャップではなく、シールで封止した。
【００８５】
こうして得られた水素含有水について、１箇月経過後に、前述した方法により、水素含有水３００ｍｌに対して、２０ＫＨｚ、１００Ｗの超音波を３０分照射したときの、２．３５ｍｌの気相中に発生する水素量を測定した。その結果、２．３５ｍｌの気相中の水素濃度は、２１ｐｐｍ（Ｗ／Ｖ）であった。
【００８６】
＜実施例２＞
実施例１と同様にして、スパウト付包装容器に充填した水素含有水を製造した。この水素含有水を、包装容器に充填してから５箇月後に取出し、２μ■採水して、ガスクロマトグラフィーにより水素含量を求め、水素濃度を算出したところ、０．７９ｐｐｍであった。
【００８７】
次いで、上記水素含有水が充填されたスパウト付包装容器を、超音波洗浄装置の水槽中に浸漬し、振動する水槽中の水を介して超音波振動を２０ＫＨｚ、１００Ｗの出力で３０分照射した。
【００８８】
そして、再び溶存水素を測定したところ、１．７６ｐｐｍであった。
【００８９】
＜比較例１＞
A社よりスパウト付包装容器に充填された水素含有水を購入した。その製造年月日より１箇月経過後に、水素含有水を取出して、実施例２と同様に、溶存水素を測定したところ、０．６ｐｐｍであった。
【００９０】
次いで、実施例２と同様に、２０KHｚ、１００Wの超音波を３０分間照射した後、再び溶存水素を測定したところ、０．８３ｐｐｍであった。
【００９１】
この結果から、実施例２の水素含有水は、Ａ社の製品に比べて、超音波照射をした後の溶存水素の増加量が、多いことがわかる。このことから、実施例２の水素含有水は、微細気泡状の水素ガスをより多量に含み、超音波照射によって微細気泡状の水素ガスが溶解して、溶存水素量が増大したことがわかる。なお、微細気泡状の水素ガスは、気泡状態のまま体内に摂取されても、その小さい分子構造によって、体内に吸収されると考えられる。
【符号の説明】
【００９２】
Ｈ    水素ガス
Ｗ    原料水
ＨＷ    気液混合水
ＮＨＷ    水素含有水
１００    製造装置
１０１    貯留タンク
１０２    原水供給管
１０３    フィルタ
１０４    ポンプ
１０５    被処理水供給管
１０６    水素ガス供給管
１０７    モータ
１０８    ナノバブル発生器
１０９    連結管
１１０    返送管
１１１    水素含有水取出管
１１２    フィルタ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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