(57)【要約】【課題】人体の皮膚などの対象物の表面に接触した状態で、その表面に多くの水素を効率よく供給するための水素供給パッド及びそれを用いた水素供給システムを提供する。【解決手段】本発明に係る水素供給パッドは、一方の側から他方の側に水素を流通させるための流路が形成された本体と、本体の水素下流側の面に設置された、水素を所定の領域に拡散させる拡散シートとを有する。本発明に係る水素供給システムは、上記の水素供給パッドと、水素を供給可能な水素供給装置とを有し、前記水素供給装置から供給される水素が、前記水素供給パッドの流路に導入されるように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物の表面に接触した状態で、前記表面に水素を供給するための水素供給パッドであって、
一方の側から他方の側に水素を流通させるための流路が形成された本体と、
前記本体の水素下流側の面に設置された、水素を所定の領域に拡散させる拡散シートと
を有する
水素供給パッド。
【請求項２】
前記本体が、水素供給装置を着脱自在に接続可能な水素導入口を有し、
前記水素供給装置から水素導入口に供給された水素が前記流路に導入されるように構成されている
請求項１に記載の水素供給パッド。
【請求項３】
前記流路が、点状の水素排出部を有している
請求項１又は２に記載の水素供給パッド。
【請求項４】
前記流路が、同心円を構成する複数の円状又はその一部となる弧状の水素排出部を有している
請求項１又は２に記載の水素供給パッド。
【請求項５】
前記対象物が、人体の皮膚である
請求項１〜４のいずれか１項に記載の水素供給パッド。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の水素供給パッドと、水素を供給可能な水素供給装置とを有し、
前記水素供給装置から供給される水素が、前記水素供給パッドの流路に導入されるように構成されている
水素供給システム。
【請求項７】
前記水素供給装置が、水素ボンベである
請求項６に記載の水素供給システム。
【請求項８】
前記水素供給装置が、内部に水素を発生させることが可能な水素発生用材料を含む装置又は袋体である
請求項６に記載の水素供給システム。
【請求項９】
前記水素発生用材料が、アルカリ金属単体、水素化アルカリ金属、アルカリ土類金属単体、又は水素化アルカリ土類金属であり、
前記水素供給装置は、前記水素発生用材料と水とを両者が接触しない状態で含み、
前記水素供給装置に外部から刺激を与えることで、前記水素発生用材料と前記水とを接触させて、水素を発生させることができるように構成されている
請求項８に記載の水素供給システム。
【請求項１０】
前記水素供給装置が、前記水を捕集する吸水剤をさらに有する
請求項９に記載の水素供給システム。
【請求項１１】
前記水素供給装置が、少なくとも二重構造をなしている袋体であり、
内袋には前記水素発生用材料を含み、外袋には窒素又は空気が封入されており、
外袋の圧力で内袋から水素を吐出できるように構成されている
請求項８〜１０のいずれか１項に記載の水素供給システム。
【請求項１２】
前記水素供給パッドと前記水素供給装置とが配管を介して接続されており、
前記配管の内部には、１０〜２０ｃｃ／分のオリフィスが形成されている
請求項６〜１１のいずれか１項に記載の水素供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体の皮膚などの対象物の表面に接触した状態で、その表面に水素を供給するための水素供給パッド及びそれを用いた水素供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、人体の老化や病気の原因となっているとされている活性酸素を水素により除去すべく、人体に水素を取り込む方法とその量に関する研究がなされている。人体に水素を取り込む方法としては、水素を水に溶かした水素水を飲む方法、水素を発生させる入浴剤を投入した湯船に浸かる方法、水素を口から直接吸入する方法などが検討されている。特に、人体に外部から水素を取り込んだ量と呼気から水素の吐出量の変化を研究して、病気の予防に活用することも考えられている。
【０００３】
しかし、常圧における水素の水への溶解度は極めて低いことから、水素水を飲む方法や湯船に浸かる方法により人体に取り込まれる水素の量は、極めて少ないと考えられる。水素を口から直接吸入する方法であれば、人体に取り込まれる水素の量をある程度確保できると考えられるが、水素を呼吸器から直接取り込むことから酸欠になりやすく、頭痛やめまい等の障害が起きることも考えられるため、専門家の指導のもとで行う必要があり、利便性に欠けていた。
【０００４】
その他の方法として、人体の皮膚に直接水素を接触させる方法も考えられる。特許文献１には、含水性の乾燥基材シートおよび水分と反応して水素発生可能な金属材料を備え、上記金属材料は、上記乾燥基材シートに水分を含浸させたとき、該水分と反応して水素発生可能に上記乾燥基材シートに直接又は間接に支持されていることを特徴とする水素発生用乾燥シートが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−８４２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載された水素発生用乾燥シートで水素を発生させるためには、乾燥基材シートに水を含浸させた後に人体の皮膚に貼り付ける必要があるが、その間にも水素は発生していることから水素が無駄に外部に放出されてしまう。また、水を含浸させた基材シートを人体の皮膚に貼り付けることから、発生した水素が人体の皮膚に到達するためには水の中を通る必要があり、常圧における水素の水への溶解度は極めて低いことを考慮すると、その効率は低いものとなる。さらに、乾燥基材シートに支持させる水素発生可能な金属材料の量にも限界があり、多量の水素を人体の皮膚に接触させることは困難であった。
【０００７】
そこで、本発明は、人体の皮膚などの対象物の表面に接触した状態で、その表面に多くの水素を効率よく供給するための水素供給パッド及びそれを用いた水素供給システム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】
【０００８】
本発明は、対象物の表面に接触した状態で、前記表面に水素を供給するための水素供給パッドであって、
一方の側から他方の側に水素を流通させるための流路が形成された本体と、
前記本体の水素下流側の面に設置された、水素を所定の領域に拡散させる拡散シートと
を有する
水素供給パッドである。
【０００９】
本発明は、上記の水素供給パッドと、水素を供給可能な水素供給装置とを有し、
前記水素供給装置から供給される水素が、前記水素供給パッドの流路に導入されるように構成されている水素供給システムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、人体の皮膚などの対象物の表面に接触した状態で、その表面に多くの水素を効率よく供給するための水素供給パッド及びそれを用いた水素供給装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る水素供給パッドの構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る水素供給パッドを拡散シート側から見た平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る水素供給パッドを用いた水素供給システムの構成例を示す模式図である。
【図４】本発明の他の一実施形態に係る水素供給システムの構成例を示す断面図である。
【図５】本発明の他の一実施形態に係る水素供給システムが有する水素供給パッドを拡散シート側から見た平面図である。
【図６】本発明の水素供給システムの試作品を人体の皮膚に貼り付けて水素を供給した際に、その人の呼気中に含まれる水素の濃度を測定した結果を表すグラフである。
【図７】水素供給パッドを覆う水素供給パッドカバーの構成例を示す斜視図である。
【図８】水素供給パッドを水素供給パッドカバーで覆った状態におけるリング付近の構成例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の水素供給パッドは、対象物の表面に接触した状態で、前記表面に水素を供給するためのものである。対象物としては、人体の皮膚などが挙げられる。すなわち、水素供給パッドを人体の皮膚に接触させた状態で水素を発生させれば、人体の皮膚の表面に多くの水素を効率良く供給することができる。もちろん、対象物は人体の皮膚に限らず、表面に接触した状態で、その表面に水素を供給したいものであれば、本発明の水素供給パッドを利用することができる。
【００１３】
本発明の一実施形態に係る水素供給パッドの構成例を図１（断面図）に示し、その水素供給パッドを拡散シート側から見た平面図を図２に示す。この水素供給パッド１は、本体１０と拡散シート１３と水素導入口１４とから構成されている。
【００１４】
本体１０には、一方の側（図１における上方）から他方の側（図１における下方）に貫通した流路１１が形成されており、流路１１に水素を流通させることができる。本体１０の水素下流側の面には、拡散シート１３が設置されている。拡散シート１３は、本体１０の流路１１から流れてきた水素を所定の領域に拡散させる機能を有する。
【００１５】
本体１０は、アルミニウム箔などの金属製シートでもよく、金属製シートをフェルトなどに貼り付けたものでもよく、ゴムなどの樹脂製でもよいが、水素を通過又は浸透させない素材で形成されていることが好ましい。ただし、本体１０の拡散シート１３を配置した面における拡散シート１３以外の領域は、対象物と密着させて水素の漏れを防ぐ観点から、粘着性のある素材で形成されていることが好ましい。また、人体の皮膚などの対象物の表面に、水素供給パッド１の拡散シート１３側の面を接触させた状態で使用することから、本体１０は、目的とする対象物に合った適切な柔軟性を有することが好ましい。水素供給パッド１を人体の皮膚に接触させることを考慮すると、本体１０はシート状であることが好ましい。本体１０の厚さは１〜１０ｍｍとすることが好ましく、２〜６ｍｍとすることがより好ましい。本体１０を厚さ１〜１０ｍｍのシート状にすることで、見た目が湿布のような水素供給パッド１となる（これを「水素湿布」と呼ぶことができる。）。
【００１６】
流路１１は、本体１０の一方の側（水素導入側）から他方の側（水素排出側）に貫通しており、水素導入側から水素を流路１１に導入し、導入された水素を流路１１の内部を流通させ、水素排出側から水素を排出することができるように形成される。流路１１の径は、目的に応じて適宜設定することができるが、ある程度の圧力で水素を供給可能とすることを考慮し、０．５〜３ｍｍとすることが好ましく、１〜２ｍｍとすることがより好ましい。なお、流路１１の断面は、円状であることが好ましいが、楕円状でもよく、四角形や五角形などの多角形状でもよい。楕円状や多角形状の場合の流路１１の断面の大きさは、その断面積と同じ円の径が０．５〜３ｍｍとなることが好ましく、１〜２ｍｍとなることがより好ましい。
【００１７】
流路１１の最下流部で拡散シート１３に水素を排出する水素排出部１２の形状は、適宜選択することができる。例えば、図２に示す水素供給パッド１は、流路１１が同心円を構成する２つの円（塗りつぶしていない円）状の水素排出部１２を有しており、水素が拡散シート１３の全体により拡散されやすい構造になっている。同心円を構成する円状の水素排出部１２は、２個でもよく、３個以上もでもよく、２〜６個であることが好ましい。円状の水素排出部の代わりに、その一部が欠けた弧状の水素排出部でもよい。また、例えば、後述する図５に示す水素供給パッド１は、流路１１が９個の点（塗りつぶした円）状の水素排出部１２を有しており、水素が拡散シート１３の全体に拡散されやすい構造になっている。点状の水素排出部１２は、１個でも構わないが、２個以上であることが好ましく、４〜１０個であることがより好ましい。
【００１８】
拡散シート１３は、水素を所定の領域に拡散させる機能を有するものであればよく、内部を気体が通過できるようなシートを用いることができる。拡散シート１３としては、綿、布（織布、不織布）、フェルトの他、樹脂やゴムなどで形成された多孔性シートを用いることができる。拡散シート１３の大きさは、目的とする対象物の表面に水素を供給したい領域の大きさを考慮して適宜設定することができるが、５〜３０ｃｍ×５〜３０ｃｍに収まる大きさとすることが好ましく、１０〜２０ｃｍ×１０〜２０ｃｍに収まる大きさとすることがより好ましい。拡散シート１３の厚さは、０．５〜３ｍｍとすることが好ましく、１〜２ｍｍとすることがより好ましい。
【００１９】
水素導入口１４は、水素を供給可能な水素供給装置から供給される水素を流路１１に導入するための部分である。水素導入口１４は単に本体の上面が開口しているだけでも構わないが、外部の水素供給装置を着脱自在に接続可能な水素導入口１４を有していることが好ましい。こうすることで、水素供給装置を水素導入口１４に接続して水素を導入するだけで対象物に水素を供給することができ、新しい水素供給装置を付け替えれば、本発明の水素供給パッドを何度も使用することができる。また、水素の供給量や圧力、さらには水素の質も自由に選定することができる。
【００２０】
本発明の水素供給パッドを用いた水素供給システムの構成例を示す図３（模式図）に示す。この水素供給システム２は、上記の水素供給パッド１と、水素供給装置としての水素ボンベ２０とを有し、水素ボンベ２０からの配管２１が、水素供給パッド１の水素導入口１４に接続されている。
【００２１】
水素供給装置としては、水素を供給可能なのものであればよく、水素供給装置と別体でもよく一体となっていてもよい。水素供給装置は、上記のように水素ボンベ２０でもよく、内部に水素を発生させることが可能な水素発生材料を含む装置又は袋体でもよい。水素供給装置から供給される水素の圧力は、０．０１０〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ２（０．９８〜９８ｋＰａ）であることが好ましく、０．０５０〜０．７ｋｇｆ／ｃｍ２（４．９〜６９ｋＰａ）であることがより好ましく、０．１０〜０．４０ｋｇｆ／ｃｍ２（９．８〜３９ｋＰａ）であることがさらに好ましい。
【００２２】
本発明の他の一実施形態に係る水素供給システムの構成例を図４（断面図）に示し、その水素供給システムが有する水素供給パッドを拡散シート側から見た平面図を図５に示す。この水素供給システム３は、本体１０と拡散シート１３とからなる水素供給パッド１と、水素供給装置としての袋体３０とが一体として構成されている。水素供給パッド１の構成は基本的に上記で説明したとおりである。
【００２３】
袋体３０の内部には、水素発生用材料としての水素化マグネシウム粉末３１が収納された袋体と、クエン酸水溶液３２が収納された袋体とが、それぞれ配置されている。そして、袋体３０に衝撃を加えることで内部に配置された２つの袋体を破裂させることで、水素化マグネシウム粉末３１とクエン酸水溶液３２中の水とが接触させることができる。水素化マグネシウム粉末３１と水とが接触すると、下記の反応を起こし、水素が発生する。
ＭｇＨ２  ＋  ２Ｈ２Ｏ  →  Ｍｇ（ＯＨ）２  ＋  ２Ｈ２↑
【００２４】
発生した水素は、本体１０の流路１１に導入され、流路１１を通って拡散シート１３まで到達し、拡散シート１３内に拡散する。残余のクエン酸水溶液は、水吸収剤（不図示）により捕捉されるので、流路１１内に浸入しにくい構造になっている。このとき、水素を供給する対象物の表面に、水素供給パッド１の拡散シート１３側の面を接触させておけば、拡散シート１３から対象物の表面に水素が供給されることになる。この間、外部に放出される水素は殆どなく、対象物の表面に多くの水素が効率よく供給される。
【００２５】
袋体３０の内部に配置される水素発生用材料としては、水素を発生させることが可能な物質であればよい。水素発生用材料としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属単体；水素化リチウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム等の水素化アルカリ金属；マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属単体；水素化マグネシウム、水素化カルシウム等の水素化アルカリ土類金属が挙げられる。なかでも、取り扱い性や安全性を考慮すると、アルカリ土類金属単体又は水素化アルカリ土類金属が好ましく、水素化アルカリ土類金属がより好ましい。
【００２６】
これらの物質は、水と反応することで水素を発生する。したがって、袋体３０の内部には、水素発生用材料とともに水が配置されることが好ましい。ただし、当初、袋体３０には、水素発生用材料と水とが接触しない状態で配置されており、袋体３０に外部から刺激を与えることで、水素発生用材料と水とを接触させて、水素を発生させるように構成されていることが好ましい。こうすることで、所望のタイミングで水素を発生させることができる。
【００２７】
上記のような構成は、袋体３０の内部に、水素発生用材料を収納した袋体と、水を収納した袋体とを配置し、袋体３０に衝撃を与えて内部に配置された２つの袋体を破裂させる方法により実現することができる。水は、純水でも飲料水でも構わないが、水素を溶解させた水素水を用いることで、結果として発生する水素を増やすことができる。また、人体への影響の小さいクエン酸を含むクエン酸水溶液を用いることもできる。
【００２８】
さらに、袋体３０には、水を捕集する吸水剤（不図示）が配置されていることが好ましい。こうすることで、水は流路１１内に浸入しにくい構造となり、水が拡散シート１３に到達することを防ぐことができる。水が拡散シート１３に到達してしまうと、水素が拡散する空間が狭くなってしまうため、水が拡散シート１３に到達しない状態に比べて水素の拡散効率が低下することが懸念される。
【００２９】
水素発生用材料としては、上記以外に、水素吸蔵合金を用いることもできる。
【００３０】
特に、袋体はコスト的に安価であり利用価値が高いが、水素の供給圧をコントロールしにくい難点があった。そこで、二重（多重）の袋にして内袋に水素発生材料を配置し、外袋に窒素又は空気を入れて外袋の容量を多くすることにより、外袋の圧力で水素の圧力変化を少なくして全量の水素を安全に、安定して吐出することができる。また、水素ボンベや袋体を利用する場合は繰り返して使用することが多く、水素供給パッドの装着ミスなどを考え、大量の水素が一気に吐出することのないように、水素供給パッドと水素供給装置とを接続する配管の内部に１５ｃｃ／分程度（例えば１０〜２０ｃｃ／分）のオリフィスを設けることが好ましい。
【００３１】
ここで、本発明の水素供給パッドを用いて人体の皮膚の表面に水素を供給した場合、皮膚から取り込まれる水素の量は、水素の出口となる拡散シートの面積と水素の圧力との積に比例する。すなわち、水素の供給圧力を高くすれば、理論上は皮膚から取り込まれる水素の量が増えるはずである。ただし、水素の供給圧力を高くすると、水素供給パッドが皮膚から浮き上がって隙間から水素が漏れてしまう可能性があり、結果的に皮膚から取り込まれる水素の量があまり増えないことが懸念される。特に、人体の腕や脚の関節付近の皮膚に装着した場合、関節を動かすと水素供給パッドが皮膚から浮き上がりやすい。テーピングを用いて水素供給パッドを押さえつける方法も考えられるが、水素の圧力を上げると痛みを感じることがある。
【００３２】
そこで、本発明の水素供給パッドを人体の皮膚（特に人体の腕又は脚の関節付近の皮膚）に装着する際に、例えば、図７に示す水素供給パッドカバー４０で、本発明の水素供給バッド（水素供給装置と一体として構成されている場合は水素供給システム）を覆う方法が考えられる。こうすることで、人体の皮膚に装着した水素供給パッドが皮膚から浮き上がりにくくになる。図７に示す水素供給パッドカバー４０は、２つのリング４１とその間を接続する円筒状のカバーシート４２とを有しており、２つのリング４１の間に水素供給パッドが配置されるように使用する。図７に示すように、２つのリング４１はカバーシート４２の両端部に配置することが好ましいが、２つのリング４１の間に水素供給パッドを配置することができる位置であれば、両端部でなくてもよい。さらに、カバーシート４２の途中の位置に１つ又は複数のリングを有していてもよい。
【００３３】
リング４１は、本発明の水素供給パッドを装着する腕又は脚に、水素供給パッドカバー４０を簡易的に固定するものである。リング４１の材質としては、布、革、プラスチック、金属などが挙げられ、これらを組み合わせた多層構造とすることもできる。例えば、金属製リングの内側にゴムが貼り付けられた構造のリング４１とすることで、ゴムにより皮膚への密着性が高まり、リング４１が腕又は脚の長手方向にずれにくくなる。
【００３４】
リング４１の幅は、５〜１５ｍｍとすることが好ましく、例えば１０ｍｍとすることができる。リング４１の厚さは、２〜１０ｍｍとすることが好ましく、例えば５ｍｍとすることができる。リング４１の内径は、リング４１が腕又は脚の長手方向にずれにくい大きさであればよく、例えば、腕又は脚の太さ＋１〜１０ｍｍ（好ましい例：腕又は脚の太さ＋４ｍｍ）とすることができる。ただし、腕又は脚の太さは人及び部位により異なることから、リング４１は内径を可変とする構造をなしていることが好ましい。リング４１の内径を可変とする構造としては、ベルトと同じ構造、時計バンドと同じ構造、手錠と同じ構造などが挙げられる。
【００３５】
カバーシート４２は、２つのリング４１を連結しつつ、それらのリング４１の外周を覆う円筒状のシートであり、腕又は脚に装着された本発明の水素供給パッドが浮き上がることを防止するものである。カバーシート４２は、水素を通過又は浸透させない素材で形成されていることが好ましく、ポリエチレンシートやポリ塩化ビニリデンシートなどのプラスチックフィルムを用いることができる。カバーシート４２の厚さは、０．１〜１ｍｍとすることが好ましく、例えば０．５ｍｍとすることができる。
【００３６】
リング４１とカバーシート４２は、接着剤等で接着されていてもよく、一体成形などにより一体化されていてもよい。さらに、リング４１の外周にカバーシート４２を巻き付け、さらにその外周に押さえバンド（不図示）を装着することで、リング４１の外周にカバーシート４２を固定してもよい。
【００３７】
使用状態の一例として、水素供給パッドを人体の腕又は脚の表面に装着し、それを水素供給パッドカバーで覆った状態におけるリング付近の構成例を図８に示す。水素供給パッド４５は腕又は脚４４の表面に装着されており、その水素供給パッド４５をカバーシート４２で覆うように水素供給パッドカバーが装着されている。このようにして、水素供給パッドカバーのカバーシート４２により、水素供給パッド４５が浮き上がることを防止することができる。
【００３８】
水素供給パッドカバーのリング４１は腕又は脚４４に直接触れる状態でも構わないが、リング４１の内径を腕又は脚４４の太さにぴったり合わせることは難しく、またリング４１が腕又は脚４４の皮膚に直接触れることを嫌がる人がいることも考えられる。そこで、図８に示すように、リング４１と腕又は脚４４の間に緩衝材４３を配置することが好ましい。緩衝材４３としては、スポンジ、綿などが挙げられる。リング４１と腕又は脚４４の間に緩衝材４３を配置することで、仮に水素供給パッド４０から水素が漏れたとしても、その水素を水素供給パッドカバー内に閉じ込めることができ、最終的には皮膚から取り込まれる可能性が高まる。また、水素供給パッドに外部から水素を供給する配管が接続されている場合、その配管を緩衝材４３で押さえることも可能である。
【００３９】
以上のような構成を有する本発明の水素供給パッド及びそれを用いた水素供給システムによれば、対象物の表面に接触した状態で、その表面に多くの水素を効率よく供給可能となる。人体の皮膚の表面に水素を供給できれば、皮膚から水素を取り込むことができ、人体の老化や病気の原因となっているとされている活性酸素を水素により除去することが期待される。なお、本発明の水素供給パッドの試作品を、実際に人体の皮膚に貼り付けて水素を供給したところ、その人の呼気中に含まれる水素の濃度が上昇した（図６）ことから、人体の皮膚から水素が取り込まれていると推察される。
【符号の説明】
【００４０】
１    水素供給パッド
２    水素供給システム
３    水素供給システム
１０  本体
１１  流路
１２  水素排出部
１３  拡散シート
１４  水素導入口
２０  水素ボンベ
２１  配管
３０  袋体
３１  水素化マグネシウム粉末
３２  クエン酸水溶液
４０  水素供給パッドカバー
４１  リング
４２  カバーシート
４３  緩衝材
４４  腕又は脚
４５  水素供給パッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018187337.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018187337.tif 000007
【図６】
2018187337.tif 000008
【図７】
2018187337.tif 000009
【図８】
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