(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを含む液状組成物と、水素ガスとをラインミキサーで混合し、
ラインミキサーに接続された送液配管内で、水素ガスを含む前記液状組成物を冷却して、水素ガスを含む前記液状組成物をゲル化または増粘化させる水素ガス含有材料の製造方法。
【請求項２】
前記送液配管内の水素ガスを含む前記液状組成物を、冷却器を用いて冷却する、請求項１に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
【請求項３】
前記液状組成物を前記ラインミキサーへ、ポンプを用いて送液する、請求項１または２に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
【請求項４】
前記送液配管の終端部に接続された充填装置を用いて、前記水素ガス含有材料を充填容器に充填することを含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
【請求項５】
ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを含む液状組成物と、水素ガスとを混合するためのラインミキサーと、
水素ガスを含む前記液状組成物を、前記ラインミキサーに接続された送液配管内で冷却するための冷却器とを備える、水素ガス含有材料の製造装置。
【請求項６】
前記液状組成物を前記ラインミキサーへ送液するためのポンプを備える、請求項５に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
【請求項７】
前記水素ガス含有材料を充填するための充填装置が、前記送液配管の終端部に接続された、請求項５又は６に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
【請求項８】
ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを含む液状組成物と、水素ガスとを第１のラインミキサーで混合し、
水素ガスを含む前記液状組成物と、水素ガスを含む前記液状組成物をゲル化または増粘化させる反応剤とを第２のラインミキサーで混合して、水素ガスを含む前記液状組成物をゲル化または増粘化させる水素ガス含有材料の製造方法。
【請求項９】
前記液状組成物を前記第１のラインミキサーへ、ポンプを用いて送液する、請求項８に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
【請求項１０】
前記第２のラインミキサーに接続された送液配管の終端部に接続された充填装置を用いて、前記水素ガス含有材料を充填容器に充填することを含む、請求項８又は９に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
【請求項１１】
ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを含む液状組成物と、水素ガスとを混合するための第１のラインミキサーと、
水素ガスを含む前記液状組成物と、水素ガスを含む前記液状組成物をゲル化または増粘化させる反応剤とを混合するための第２のラインミキサーとを備え、
前記第１のラインミキサーと前記第２のラインミキサーとが接続された、水素ガス含有材料の製造装置。
【請求項１２】
前記液状組成物を前記第１のラインミキサーへ送液するためのポンプを備える、請求項１１に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
【請求項１３】
前記水素ガス含有材料を充填するための充填装置が、前記第２のラインミキサーに接続された送液配管の終端部に接続された、請求項１１又は１２に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
【請求項１４】
ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを前記ラインミキサーで混合した前記液状組成物と、水素ガスとを前記ラインミキサーで混合する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
【請求項１５】
ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを前記ラインミキサーを含む循環経路を循環させて混合した前記液状組成物と、水素ガスとを前記ラインミキサーで混合する、請求項１４に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
【請求項１６】
ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを前記第１のラインミキサーで混合した前記液状組成物と、水素ガスとを前記第１のラインミキサーで混合する、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
【請求項１７】
ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを前記第１のラインミキサーを含む循環経路を循環させて混合した前記液状組成物と、水素ガスとを前記第１のラインミキサーで混合する、請求項１６に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
【請求項１８】
前記ラインミキサーが循環経路上にある、請求項５〜７のいずれか一項に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
【請求項１９】
前記循環経路への送液を、前記送液配管への送液に切り替えるためのライン切替器を備える、請求項１８に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
【請求項２０】
前記第１のラインミキサーが循環経路上にある、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
【請求項２１】
前記循環経路への送液を、前記第２のラインミキサーへの送液に切り替えるためのライン切替器を備える、請求項２０に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素ガス含有材料の製造方法および水素ガス含有材料の製造装置に関する。
本願は、２０１７年１月１２日に日本に出願された特願２０１７−００２９９２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水素ガスが有する生体内の過酸化物質を中和する機能、生物活性を高める機能などの様々な機能が着目されている。そのため水素ガスを含む食品、飲料品、化粧品などが、提案されている。【０００３】
水素ガスを含む食品の製造方法として、ゾル状態の食品材料を容器に入れ、密閉蓋で密閉してから内部の空気を除去するために窒素ガスを容器に吹き込み、容器内の空気（酸素）を完全に追い出してから、水素ガスを吹き込み、ゾル状態の食品材料と水素ガスとを混合し、その後冷却してゲル化する方法（特許文献１）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６５４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
容器内に水素ガスを吹き込みながら、水素ガスを食品材料に混合する場合は、容器内の気相における水素ガスと酸素ガスとの比率が爆発範囲に入り、引火するおそれがある。そのため特許文献１に記載の方法は、密閉蓋で密閉された容器内の気相に窒素ガスを吹き込むことで酸素ガスを気相から排気して窒素ガスのシールを形成してから、容器内の食品材料に水素ガスを吹き込んでいる。【０００６】
ところが特許文献１に記載の方法では、窒素ガスが容器内の気相に含まれているため、ゾル状態の食品材料に窒素ガスが気相から混入し、その分、水素ガスの純度や含有量が低下していると考えられる。
また特許文献１に記載の方法においては、密閉蓋に設けられた排気口から、吹き込んだ水素ガスと同体積の気体が排気される。排気口から排気される気体には水素ガスが含まれているため、容器の周囲における水素ガスと酸素ガスとの比率が爆発範囲に入り、引火するおそれがある。よって、特許文献１に記載の方法では、容器の周囲に水素ガスセンサーなどの検出装置を設けなければならず、特許文献１に記載の方法は簡便ではない。
さらに、特許文献１に記載の方法は、いわゆるバッチ式による製造方法であるため、一回分の食品材料を製造した後、食品材料の製造を再開するためには、得られた食品材料を容器から取り出してから、原料を調製して水素ガスと混合する必要があり、生産効率に改善の余地がある。【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、従来の製造方法より高い安全性が確保され、簡便で生産効率がよい水素ガス含有材料の製造方法であって、当該製造方法で製造された水素ガス含有材料への窒素ガスを含む不要なガスの混入を防ぐことができ、水素ガス含有材料に含有させる水素の量を調整しやすい水素ガス含有材料の製造方法、および、従来の製造装置より高い安全性が確保され、簡便で生産効率よく水素ガス含有材料を製造できる製造装置であって、当該製造装置で製造された水素ガス含有材料への窒素ガスを含む不要なガスの混入を防ぐことができ、水素ガス含有材料に含有させる水素の量を調整しやすい水素ガス含有材料の製造装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は下記の態様を有する。
［１］ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを含む液状組成物と、水素ガスとをラインミキサーで混合し、
ラインミキサーに接続された送液配管内で、水素ガスを含む前記液状組成物を冷却して、水素ガスを含む前記液状組成物をゲル化または増粘化させる水素ガス含有材料の製造方法。
［２］前記送液配管内の水素ガスを含む前記液状組成物を、冷却器を用いて冷却する、［１］に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
［３］前記液状組成物を前記ラインミキサーへ、ポンプを用いて送液する、［１］または［２］に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
［４］前記送液配管の終端部に接続された充填装置を用いて、前記水素ガス含有材料を充填容器に充填することを含む、［１］〜［３］のいずれか一項に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
［５］ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを含む液状組成物と、水素ガスとを混合するためのラインミキサーと、
水素ガスを含む前記液状組成物を、前記ラインミキサーに接続された送液配管内で冷却するための冷却器とを備える、水素ガス含有材料の製造装置。
［６］前記液状組成物を前記ラインミキサーへ送液するためのポンプを備える、［５］に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
［７］前記水素ガス含有材料を充填するための充填装置が、前記送液配管の終端部に接続された、［５］又は［６］に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
［８］ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを含む液状組成物と、水素ガスとを第１のラインミキサーで混合し、
水素ガスを含む前記液状組成物と、水素ガスを含む前記液状組成物をゲル化または増粘化させる反応剤とを第２のラインミキサーで混合して、水素ガスを含む前記液状組成物をゲル化または増粘化させる水素ガス含有材料の製造方法。
［９］前記液状組成物を前記第１のラインミキサーへ、ポンプを用いて送液する、［８］に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
［１０］前記第２のラインミキサーに接続された送液配管の終端部に接続された充填装置を用いて、前記水素ガス含有材料を充填容器に充填することを含む、［８］又は［９］に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
［１１］ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを含む液状組成物と、水素ガスとを混合するための第１のラインミキサーと、
水素ガスを含む前記液状組成物と、水素ガスを含む前記液状組成物をゲル化または増粘化させる反応剤とを混合するための第２のラインミキサーとを備え、
前記第１のラインミキサーと前記第２のラインミキサーとが接続された、水素ガス含有材料の製造装置。
［１２］前記液状組成物を前記第１のラインミキサーへ送液するためのポンプを備える、［１１］に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
［１３］前記水素ガス含有材料を充填するための充填装置が、前記第２のラインミキサーに接続された送液配管の終端部に接続された、［１１］又は［１２］に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
［１４］ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを前記ラインミキサーで混合した前記液状組成物と、水素ガスとを前記ラインミキサーで混合する、［１］〜［４］のいずれか一項に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
［１５］ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを前記ラインミキサーを含む循環経路を循環させて混合した前記液状組成物と、水素ガスとを前記ラインミキサーで混合する、［１４］に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
［１６］ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを前記第１のラインミキサーで混合した前記液状組成物と、水素ガスとを前記第１のラインミキサーで混合する、［８］〜［１０］のいずれか一項に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
［１７］ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを前記第１のラインミキサーを含む循環経路を循環させて混合した前記液状組成物と、水素ガスとを前記第１のラインミキサーで混合する、［１６］に記載の水素ガス含有材料の製造方法。
［１８］前記ラインミキサーが循環経路上にある、［５］〜［７］のいずれか一項に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
［１９］前記循環経路への送液を、前記送液配管への送液に切り替えるためのライン切替器を備える、［１８］に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
［２０］前記第１のラインミキサーが循環経路上にある、［１１］〜［１３］のいずれか一項に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
［２１］前記循環経路への送液を、前記送液配管への送液に切り替えるためのライン切替器を備える、［２０］に記載の水素ガス含有材料の製造装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の水素ガス含有材料の製造方法によれば、従来の製造方法より高い安全性を確保したうえで、簡便かつ効率的に、水素ガス含有材料を製造できる。
本発明の水素ガス含有材料の製造方法によれば、窒素ガスを含む不要なガスの混入が低減された、水素ガス含有材料を製造することができる。また、本発明の水素ガス含有材料の製造方法によれば、水素ガス含有材料に含有させる水素の量を調整しやすい。
本発明の水素ガス含有材料の製造装置によれば、従来の製造方法より高い安全性を確保したうえで、簡便かつ効率的に、水素ガス含有材料を製造できる。
本発明の水素ガス含有材料の製造装置によれば、窒素ガスを含む不要なガスの混入が低減された、水素ガス含有材料を製造することができる。また、本発明の水素ガス含有材料の製造装置によれば、水素ガス含有材料に含有させる水素の量を調整しやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の水素ガス含有材料の製造方法および製造装置の第１実施形態を説明する概略図である。
【図２】本発明の水素ガス含有材料の製造方法および製造装置の第２実施形態を説明する概略図である。
【図３】本発明の水素ガス含有材料の製造方法および製造装置の第１実施形態の変形例を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の用語の定義は、本明細書および請求の範囲にわたって適用される。
「ゲル化剤」とは、水素結合等による物理的凝集または共有結合等による架橋によって液状媒体を保持できる網目構造を形成し得る化合物をいう。
「増粘剤」とは、液状媒体に粘性を付与し得る化合物をいう。
「液状組成物」とは、ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを含み、ゲル化または増粘化させる前の組成物をいう。
「ゲル状組成物」とは、ゲル化剤を含む液状組成物をゲル化させた組成物をいう。
「粘性組成物」とは、増粘剤を含む液状組成物を増粘化させた組成物をいう。
「ゲル化温度」とは、液状組成物を、５０ｍｌガラス製スクリュー瓶に入れて、７５℃まで加温したのち、徐々に降温しながら、スクリュー瓶を４５°および９０°傾けても液状組成物がゲル化または増粘化して流動しなくなる温度である。
「液状組成物をゲル化または増粘化させる反応剤」とは、上記のゲル化剤による網目構造の形成、または上記の増粘剤による粘性の増加を促進させる効果を有する化合物およびその水溶液をいう。
「ゲル状組成物（粘性組成物）中の気泡状態の水素ガスの含有率（体積％［ｖ／ｗ］」とは、ゲル状組成物（粘性組成物）の所定質量（１００ｇ）に気泡状態で含まれる水素ガスの体積（ｃｍ３）の割合をいう。
【００１２】
［水素ガス含有材料の製造方法］
（液状組成物）
まず、本発明の水素ガス含有材料の製造方法に用いる液状組成物の各成分について説明する。
本発明の水素ガス含有材料の製造方法に用いる液状組成物は、ゲル化剤または増粘剤を含み、さらに液状媒体を含む。
液状組成物に含まれるゲル化剤および増粘剤は、特に制限されず、公知のものを使用できる。
ゲル化剤または増粘剤の具体例としては、ゼラチン、寒天、カラギーナン、ペクチン、グルコマンナン、プルラン、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸カルシウム、アルギン酸アンモニウムなどのアルギン酸塩、アルギン酸プロピレングリコールエステルなどのアルギン酸誘導体、アウレオバシジウム培養液、スクシノグリカン、アマシードガム、アラビアガム、アラビノガラクタン、ウェランガム、カシアガム、ガティガム、カードラン、カラヤガム、カロブビーンガム、キサンタンガム、キトサン、グアーガム、グアーガム酵素分解物、酵母細胞壁、サイリウムシードガム、サバクヨモギシードガム、ジェランガム、タマリンドシードガム、タラガム、デキストラン、トラガントガム、トロロアオイ、微小繊維状セルロース、ファーセレラン、フクロノリ抽出物、マクロホモプシスガム、ラムザンガム、レバン、オクラ抽出物、海藻セルロース、褐藻抽出物、コンニャクイモ抽出物、サツマイモセルロース、ダイズ多糖類、ナタデココ、カルボキシメチルセルロース、アガロースなどの天然物由来の蛋白類または多糖類；カルボキシビニルポリマー、カルボキシビニルポリマー誘導体、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドン誘導体、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、シリコーン（ジメチコン、環状ジメチコン、メチルフェニルポリシロキサン、架橋型のジメチルポリシロキサン、メチルシロキサン網状重合体、ポリエーテル変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、アメジコン等）等の合成高分子；ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸、べヘニルアルコール、ステアリルアルコール、セチルアルコールなどの高級アルコールなどの油性増粘剤が挙げられる。これらの材料は一種または二種以上を混合して用いてもよい。
【００１３】
液状組成物に含まれる液状媒体は、得られる水素ガス含有材料の用途と、ゲル化剤または増粘剤の種類とによって適宜選択される。たとえば、食品、医薬品または化粧品の産業・研究分野に利用する場合には、水、油性成分、エタノール等を使用することが好ましいが、その他の産業・研究分野に利用する場合には、有機溶媒を含む任意の液状媒体を使用してよい。
【００１４】
液状組成物に添加してもよい添加剤としては、水素ガス含有材料を細胞培養、医療、食品、化粧品等の分野に利用する場合に、その効能の相乗効果の発現または新たな効能付与の目的で、液状組成物に含まれる成分と併用できる成分であれば、公知の添加剤のいずれも用いることができる。
添加剤としては食品添加剤、化粧品添加剤、抗酸化剤、培地添加剤、飼料添加剤のいずれか一種以上を含有してもよい。具体例としては、殺菌剤、保水乳化安定剤、結着剤・品質改質剤、粘着防止剤、保存料、酸化防止剤、ビタミン類などの強化剤、アミノ酸誘導体類、核酸類、脂質類、抗酸化剤類、抗糖化剤類、油脂、界面活性剤などが挙げられる。
添加剤は、所望とする効能によって、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１５】
［水素ガス含有材料の製造方法および製造装置の第１実施形態］
本発明の水素ガス含有材料の製造方法および製造装置の第１実施形態（以下、単に「第１実施形態」とも言う。）について説明する。
【００１６】
第１実施形態に係る水素ガス含有材料の製造方法は、ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを含む液状組成物と、水素ガスとをラインミキサーで混合し、ラインミキサーに接続された送液配管内で、水素ガスを含む液状組成物を冷却して、水素ガスを含む液状組成物をゲル化または増粘化させる水素ガス含有材料の製造方法である。
【００１７】
本発明の第１実施形態に係る製造装置は、ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを含む液状組成物と、水素ガスとを混合するためのラインミキサーと、水素ガスを含む液状組成物を、ラインミキサーに接続された送液配管内で冷却するための冷却器とを備える。
本発明の第１実施形態に係る製造装置は、本発明の第１実施形態に係る製造方法を行うための製造装置であることが好ましい。
【００１８】
本発明の第１実施形態に係る製造装置の一つの態様として、図１に本発明の第１実施形態に係る製造装置の概略を示す。図１に示すように、第１実施形態に係る製造装置は、液状組成物を調製する調製容器１０、液状組成物と水素ガスとを混合するラインミキサー２０、水素ガス含有材料であるゲル状組成物または粘性組成物を充填容器に充填する充填装置３０を備えている。ラインミキサー２０には、ラインミキサー２０に水素ガスを供給する水素供給配管２１が接続されている。
調製容器１０とラインミキサー２０の間には、調製容器１０で調製した液状組成物をラインミキサー２０に供給する供給配管１１が設けられている。ラインミキサー２０と充填装置３０の間には、ラインミキサー２０で混合した水素ガスを含む液状組成物を充填装置３０に送液する送液配管２２が設けられ、充填装置３０は送液配管２２の終端部に接続されている。供給配管１１には調製容器１０で調製した液状組成物をラインミキサー２０に送液するポンプ１２が設けられている。送液配管２２には供給配管２２を周囲から冷却し、水素ガスを含む液状組成物を送液配管２２内で冷却する冷却器２３が設けられている。冷却器２３には、冷却器２３に冷却液を供給する冷却液供給配管２４と、冷却器２３から冷却液を排出する冷却液排出配管２５とが設けられている。
【００１９】
まず本発明の第１実施形態では、図１に示す調製容器１０で調製された液状組成物と、水素ガスとをラインミキサー２０で混合（ラインミキシング）する。
【００２０】
本発明の第１実施形態におけるゲル化剤または増粘剤としては、冷却することによって、液状組成物がゲル化または増粘化するものを用いる。このようなゲル化剤または増粘剤の具体例としては、ゼラチン、寒天、カラギーナン、ペクチン、グルコマンナン、プルラン、アルギン酸、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸カルシウム、アルギン酸アンモニウムなどのアルギン酸塩、アルギン酸プロピレングリコールエステルなどのアルギン酸誘導体、アウレオバシジウム培養液、スクシノグリカン、アマシードガム、アラビアガム、アラビノガラクタン、ウェランガム、カシアガム、ガティガム、カードラン、カラヤガム、カロブビーンガム、キサンタンガム、キトサン、グアーガム、グアーガム酵素分解物、酵母細胞壁、サイリウムシードガム、サバクヨモギシードガム、ジェランガム、タマリンドシードガム、タラガム、デキストラン、トラガントガム、トロロアオイ、微小繊維状セルロース、ファーセレラン、フクロノリ抽出物、マクロホモプシスガム、ラムザンガム、レバン、オクラ抽出物、海藻セルロース、褐藻抽出物、コンニャクイモ抽出物、サツマイモセルロース、ダイズ多糖類、ナタデココ、カルボキシメチルセルロース、アガロース、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸などの高級脂肪酸、べヘニルアルコール、ステアリルアルコール、セチルアルコールなどの高級アルコールなどの油性増粘剤などが挙げられるが、これらに限定されない。
このようなゲル化剤または増粘剤としては、ゼラチン、寒天、カラギーナン、ペクチン、グルコマンナン、プルラン、アルギン酸、アルギン酸塩、アルギン酸誘導体、アウレオバシジウム培養液、スクシノグリカン、アマシードガム、アラビアガム、アラビノガラクタン、ウェランガム、カシアガム、ガティガム、カードラン、カラヤガム、カロブビーンガム、キサンタンガム、キトサン、グアーガム、グアーガム酵素分解物、酵母細胞壁、サイリウムシードガム、サバクヨモギシードガム、ジェランガム、タマリンドシードガム、タラガム、デキストラン、トラガントガム、トロロアオイ、微小繊維状セルロース、ファーセレラン、フクロノリ抽出物、マクロホモプシスガム、ラムザンガム、レバン、オクラ抽出物、海藻セルロース、褐藻抽出物、コンニャクイモ抽出物、サツマイモセルロース、ダイズ多糖類、ナタデココ、カルボキシメチルセルロース、アガロース、高級脂肪酸、高級アルコールから選ばれる１種または２種以上であることが好ましく、ゼラチン、寒天、カラギーナン、ペクチン、グアーガム、タマリンドガム、グルコマンナン、カロブビーンガム、キサンタンガム、プルラン、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸、アルギン酸塩、アルギン酸誘導体、高級脂肪酸、高級アルコールから選ばれる１種または２種以上であることがより好ましく、ゼラチン、高級脂肪酸、高級アルコールから選ばれる１種または２種以上であることがさらに好ましい。
【００２１】
液状組成物の調製は、調製容器１０に水または有機溶媒などの液状媒体を入れ、次に攪拌しながらゲル化剤または増粘剤などを含む原料を入れ、ゲル化温度より高い温度または増粘化が抑えられる温度に加温して行うことができるが、これに限定されない。
【００２２】
調製容器１０は、使用するゲル化剤または増粘剤に合わせて適宜選択すればよい。たとえば、容器の耐熱性や、液状組成物に対する耐蝕性などを考慮して選択すればよい。調製容器１０を構成する部材としては、ＳＵＳ材、ガラスライニング、フッ素樹脂ライニング、プラスチックなどの装置材料が挙げられるが、これらに限定されない。
【００２３】
本発明の第１実施形態において液状組成物としてゲル化剤を含む液状組成物を使用する場合、当該液体組成物の温度は、調製されてから水素ガスと混合するまでの間、ゲル化温度より高い温度に維持される。一方、液状組成物として増粘剤を含む液状組成物を使用する場合、当該液体組成物の温度は、調製されてから水素ガスと混合するまでの間、増粘化が抑えられる温度に維持される。
【００２４】
調製容器１０で調製された液状組成物は、供給配管１１を経由してラインミキサー２０に供給される。また水素ガスは、水素供給配管２１を経由してラインミキサー２０に供給される。なお、ラインミキサー２０に水素ガスを供給する方法は、特に制限されない。
【００２５】
本発明の第１実施形態においては、調製容器１０からラインミキサー２０に、液状組成物を供給する際に、ポンプ１２を用いる。ポンプ１２は、供給配管１１内を流れる液状組成物の圧力を調節する機能を有していれば公知のものでよく、加圧ポンプであってもよく、減圧ポンプであってもよい。
ポンプ１２を用いて、調製容器１０からラインミキサー２０に供給配管１１を通じて液状組成物を供給することにより、水素ガスを含む液状組成物における水素ガスの分散量を制御しやすくなる。
ポンプとしては、加圧ポンプないし減圧ポンプが好ましく、加圧ポンプがより好ましい。このようなポンプとしては、回転体が流体にエネルギーを与えるターボ式ポンプ、容量変化により流体にエネルギーを与える容積式ポンプなどが挙げられるが、これらに限定されない。
ターボ式ポンプとしては、渦巻きポンプ、ディフィーザーなどの遠心ポンプ、斜流ポンプ、軸流ポンプなどが挙げられる。
容積式ポンプとしては、ピストンポンプ、プランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプなどの往復ポンプ、ギアポンプ、ロータリーポンプ、サインポンプ、ベーンポンプ、ネジポンプなどの回転ポンプが挙げられる。
ターボ式ポンプないしは容積式ポンプが好ましく、高粘度流体に適し定量性が高く流量変動が低い、ギアポンプ、ロータリーポンプ、サインポンプ、ベーンポンプ、ネジポンプがより好ましい。
【００２６】
ラインミキサー２０に供給する液状組成物の体積と、水素ガスの体積との比は、本発明の水素ガス含有材料の製造方法で得られる水素ガス含有材料の、所望の水素ガス含有率および用いるゲル化剤または増粘剤に合わせて、適宜設定される。
このようなラインミキサー２０に供給する液状組成物の体積と、水素ガスの体積との比としては、０．０１〜２．０が好ましく、０．０５〜１．８がより好ましく、０．１〜１．５がさらに好ましい。
なお、「ラインミキサーに供給する液状組成物の体積と、水素ガスの体積との比」とは、（水素ガス流量）／（ラインミキサー２０に供給する液状組成物の流量）で求められる値である。
【００２７】
液状組成物と水素ガスとの混合は、液状組成物を外気と触れさせずに行われることが好ましい。
ラインミキサー２０は、液状組成物と水素ガスを、外気と触れさせないで混合できる機能および形態を有していれば、公知のものを使用できる。具体例としては、ＰＲＩＭＩＸ社製のホモミキサーである、ホモミックラインフロー  ３０型などが使用できるが、これに限定されない。
このようなラインミキサーとして、流路に障害物を設置することにより渦や乱流を発生させるスタティックミキサーや、流路中に可動部分が流体をせん断する機構を備えたホモジナイザー、ホモミキサーなどのダイナミックミキサーなどが挙げられるが、これらに限定されない。また、ミキサーという呼称に限定されるものではなく同様の作用を持ったポンプであっても構わない。これらのミキサーは一種または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
ラインミキサーとしては、スタティックミキサーないしはダイナミックミキサーが好ましく、高粘度流体への対応という観点から、ダイナミックミキサーがより好ましく、ホモミキサーがさらに好ましい。
【００２８】
次に本発明の第１実施形態では、ラインミキサー２０に接続された送液配管２２内で、水素ガスを含む液状組成物を冷却して、ゲル化または増粘化させる。
水素ガスを含む液状組成物がゲル化剤を含む場合はゲル化温度より低い温度に、水素ガスを含む液状組成物が増粘剤を含む場合は増粘化が抑えられる温度より低い温度に、送液配管２２内で水素ガスを含む液状組成物を冷却する。かかる温度まで冷却することによって水素ガスを含む液状組成物は、水素ガスを包含したままゲル化または増粘化して、水素ガスを含むゲル状組成物または水素ガスを含む粘性組成物となる。
【００２９】
図１に示すように本発明の第１実施形態では、冷却器２３によって送液配管２２内の水素ガスを含む液状組成物を冷却する。水素ガスを含む液状組成物の冷却器２３による冷却は、水素ガスを含む液状組成物を外気と触れさせずに行われることが好ましい。また、水素ガスを含む液状組成物のラインミキサー２０から冷却器２３までの送液は、水素ガスを含む液状組成物を外気と触れさせずに行われることが好ましい。
より具体的には冷却液を冷却液供給配管２４から冷却器２３に供給して、供給配管２２の周囲を冷却する。冷却に用いた冷却液は冷却液排出配管２５内を流れて冷却器２３から排出される。冷却器２３として、たとえばジャケットを送液配管２２に装着し、ジャケットに冷却液を循環させてもよいが、水素ガスが送液配管２２の外部に漏れないようであればこれに限定されない。
このような冷却方法としては、冷却器を用いない空冷等の冷却方法、冷却器を用いる冷却方法を挙げることができる。冷却方法としては、空冷ないしは冷却器を用いる冷却が好ましく、冷却器を用いる冷却がより好ましい。
このような冷却器としては、重ねあわせた複数枚の板の間を交互に温度差のある流体が流れるプレート式冷却器、流体の流路が渦巻き型であるスパイラル式冷却器、シェルと呼ばれる密閉筒の中に複数の伝熱管を通した形態のシェルアンドチューブ式冷却器、伝熱管の外側に伝熱面積を増やすためのフィンを取付けたフィンチューブ式冷却器、配管のまわりのジャケット流路に冷媒を流す二重管式冷却器、多重円筒式冷却器、多管円管式冷却器、タンクオイル式冷却器、空冷式冷却器などが挙げられるが、これらに限定されない。これらの冷却器は一種または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
冷却器としては、プレート式冷却器、スパイラル式冷却器、シェルアンドチューブ式冷却器、フィンチューブ式冷却器、二重管式冷却器、多管円筒式冷却器、多重円管式冷却器、タンクオイル式冷却器および空冷式冷却器から選ばれる一種または二種以上の組み合わせが好ましく、二重管式冷却器がより好ましい。
冷却器に用いる低温側流体としては、液体ないしは気体を用いることができ、液体ないしは気体が好ましく、液体がより好ましい。
【００３０】
送液配管２２内の水素ガスを含むゲル状組成物または水素ガスを含む粘性組成物は、送液配管２２の終端部に接続された充填装置３０に供給され、充填装置３０によって充填容器に充填される。充填装置３０が送液配管２２の終端部に接続されることにより、ゲル状組成物または粘性組成物への水素ガス以外の気体の混入を抑制しやすくなる。
ゲル化または増粘化した水素ガスを含む液状組成物、すなわち水素ガスを含むゲル状組成物または水素ガスを含む粘性組成物の冷却器２３から充填装置３０までの送液は、ゲル化または増粘化した水素ガスを含む液状組成物を外気と触れさせずに行われることが好ましい。
充填の方法は、充填容器に極力、気相空間ができないように充填して、速やかに密封することが好ましい。速やかに密封を行えば、水素ガスの外気への揮散量が低減されるため好ましい。密封の方法は、充填容器の種類にもよるが、ヒートシール、内蓋付きの蓋などの公知のシール方法が挙げられる。
充填容器の材質は、水素ガスの透過によるロスを防止する観点から、水素ガスが透過しにくい材質であることが好ましい。具体例としては、アルミニウム箔を有するパウチ、水素ガスが透過し難い有機高分子シートもしくはフィルム、これらの複合材または金属容器などが挙げられるが、水素ガスが透過しにくい材質であればよく、これらに限定されない。
【００３１】
（第１実施形態の作用効果）
以上説明したように、本発明の第１実施形態に係る方法によれば、液状組成物と、水素ガスとをラインミキサーで混合し、ラインミキサーに接続された送液配管内で、水素ガスを含む液状組成物を冷却してゲル化または増粘化させる。そのため、水素ガスが外気に漏れることがなく、装置周辺の気相における水素ガスと酸素ガスとの比率が爆発範囲に入ることもないので、引火のおそれが顕著に低減される。また、ラインミキサー内で水素ガスと混合するので、窒素ガスを含む不要なガスの水素ガス含有材料への混入量が低減され、水素ガス含有材料の品質が向上する。さらに、ガスセンサーを設けることが不要であって、ラインミキサーによって短時間で混合して連続的に水素ガス含有材料を生産することができるので、従来の製造方法より、簡便かつ効率的に、水素ガス含有材料を製造でき、水素ガス含有材料に含有させる水素の量を調整しやすい。
【００３２】
［水素ガス含有材料の製造方法および製造装置の第２実施形態］
本発明の水素ガス含有材料の製造方法および製造装置の第２実施形態（以下、単に「第２実施形態」とも言う。）について説明する。
【００３３】
第２実施形態に係る水素ガス含有材料の製造方法は、ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを含む液状組成物と、水素ガスとを第１のラインミキサーで混合し、水素ガスを含む液状組成物と、液状組成物をゲル化または増粘化させる反応剤（以下、単に「反応剤」とも言う。）とを第２のラインミキサーで混合して、水素ガスを含む液状組成物をゲル化または増粘化させる水素ガス含有材料の製造方法である。
【００３４】
本発明の第２実施形態に係る製造装置は、ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを含む液状組成物と、水素ガスとを混合するための第１のラインミキサーと、水素ガスを含む液状組成物と、水素ガスを含む液状組成物をゲル化または増粘化させる反応剤とを混合するための第２のラインミキサーとを備え、第１のラインミキサーと第２のラインミキサーとは接続されている。
本発明の第２実施形態に係る製造装置は、本発明の第２実施形態に係る製造方法を行うための製造装置であることが好ましい。
【００３５】
本発明の第２実施形態に係る製造装置の一つの態様として、図２に本発明の第２実施形態に係る製造装置の概略を示す。図２に示すように、第２実施形態に係る製造装置は、液状組成物を調製する調製容器１０、液状組成物と水素ガスとを混合する第１のラインミキサー４０、水素ガスを含む液状組成物と反応剤とを混合する第２のラインミキサー５０、水素ガス含有材料であるゲル状組成物または粘性組成物を充填容器に充填する充填装置３０を備えている。第１のラインミキサー４０には第１のラインミキサー４０に水素ガスを供給する水素供給配管４１が接続され、第２のラインミキサー５０には、第２のラインミキサー５０に反応剤を供給する反応剤供給配管５１が接続されている。
調製容器１０と第１のラインミキサー４０の間には、調製容器１０で調製した液状組成物を第１のラインミキサー４０に供給する供給配管１１が設けられている。第１のラインミキサー４０と第２のラインミキサー５０の間には、第１のラインミキサー４０で混合した水素ガスを含む液状組成物を第２のラインミキサー５０に送液する送液配管４２が設けられている。第２のラインミキサー５０と充填装置３０の間には、第２のラインミキサー５０で混合した反応剤と水素ガスを含む液状組成物、すなわちゲル状組成物または粘性組成物を充填装置３０に送液する送液配管５２が設けられ、充填装置３０は送液配管５２の終端部に接続されている。供給配管１１には調製容器１０で調製した液状組成物を第１のラインミキサー４０に送液するポンプ１２が設けられている。
【００３６】
まず本発明の第２実施形態では、図２に示す調製容器１０で調整された液状組成物と、水素ガスとを第１のラインミキサー４０で混合（ラインミキシング）する。
【００３７】
本発明の第２実施形態におけるゲル化剤または増粘剤としては、反応剤と反応することによって、液状組成物がゲル化または増粘化するものを用いる。このようなゲル化剤または増粘剤の具体例としては、カルボキシビニルポリマー、カルボキシビニルポリマー誘導体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドン誘導体、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、シリコーン（ジメチコン、環状ジメチコン、メチルフェニルポリシロキサン、架橋型のジメチルポリシロキサン、メチルシロキサン網状重合体、ポリエーテル変性シリコーン、アクリル変性シリコーン、アメジコン等）等の合成高分子、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸カルシウム、アルギン酸アンモニウムなどのアルギン酸塩、アルギン酸プロピレングリコールエステルなどのアルギン酸誘導体などが挙げられるが、これらに限定されない。
このようなゲル化剤または増粘剤としては、カルボキシビニルポリマー、カルボキシビニルポリマー誘導体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体、ポリビニルピロリドンおよびポリビニルピロリドン誘導体、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、シリコーン、アルギン酸塩、アルギン酸誘導体からなる群から選ばれる１種または２種以上であることが好ましく、カルボキシビニルポリマー、カルボキシビニルポリマー誘導体、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール誘導体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドン誘導体、ポリアクリル酸、シリコーン、アルギン酸塩、アルギン酸誘導体からなる群から選ばれる１種または２種以上であることがより好ましく、カルボキシビニルポリマーがさらに好ましい。
【００３８】
液状組成物の調製は、調製容器１０に水または有機溶媒などの液状媒体を入れ、次に攪拌しながらゲル化剤または増粘剤などを含む原料を入れ、ゲル化温度より高い温度または増粘化が抑えられる温度に加温して行うことができるが、これに限定されない。
【００３９】
調製容器１０は、使用するゲル化剤または増粘剤に合わせて適宜選択すればよい。たとえば、容器の耐熱性や、液状組成物に対する耐蝕性などを考慮して選択すればよい。調製容器１０を構成する部材としては、ＳＵＳ材、ガラスライニング、フッ素樹脂ライニング、プラスチックなどの装置材料が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４０】
本発明の第２実施形態において液状組成物としてゲル化剤を含む液状組成物を使用する場合、当該液体組成物の温度は、調製されてから水素ガスと混合するまでの間、ゲル化温度より高い温度に維持される。一方、液状組成物として増粘剤を含む液状組成物を使用する場合、当該液体組成物の温度は、調製されてから水素ガスと混合するまでの間、増粘化が抑えられる温度に維持される。
【００４１】
調製容器１０で調製された液状組成物は、供給配管１１を経由して第１のラインミキサー４０に供給される。また水素ガスは、水素供給配管４１を経由して第１のラインミキサー４０に供給される。なお、第１のラインミキサー４０に水素ガスを供給する方法は、特に制限されない。
【００４２】
本発明の第２実施形態においては、第１実施形態と同様に、調製容器１０から第１のラインミキサー４０に、液状組成物を供給する際に、ポンプ１２を用いる。ポンプ１２は、供給配管１１内を流れる液状組成物の圧力を調節する機能を有していれば公知のものでよく、加圧ポンプであってもよく、減圧ポンプであってもよい。
ポンプ１２を用いて、調製容器１０から第１のラインミキサー４０に供給配管１１を通じて液状組成物を供給することにより、水素ガスを含む液状組成物における水素ガスの分散量を制御しやすくなる。
【００４３】
第１のラインミキサー４０に供給する液状組成物の体積と、水素ガスの体積との比は、第１実施形態と同様に、本発明の水素ガス含有材料の製造方法で得られる水素ガス含有材料の、所望の水素ガス含有率および用いるゲル化剤または増粘剤に合わせて、適宜設定される。
第１のラインミキサー４０に供給する液状組成物の体積と、水素ガスの体積との比としては、０．０１〜２．０が好ましく、０．０５〜１．８がより好ましく、０．１〜１．５が更に好ましい。
なお、「第１のラインミキサー４０に供給する液状組成物の体積と、水素ガスの体積との比」とは、（水素ガス流量）／（第１のラインミキサー４０に供給する液状組成物の流量）で求められる値である。
【００４４】
液状組成物と水素ガスとの混合は、液状組成物を外気と触れさせずに行われることが好ましい。
第１のラインミキサー４０は、液状組成物と水素ガスを、外気と触れさせないで混合できる機能および形態を有していれば、公知のものを使用してよい。具体例としては、ＰＲＩＭＩＸ社製のホモミキサーである、ホモミックラインフロー  ３０型などが使用できるが、これに限定されない。
このようなラインミキサーとして、流路に障害物を設置することにより渦や乱流を発生させるスタティックミキサーや、流路中に可動部分が流体をせん断する機構を備えたホモジナイザー、ホモミキサーなどのダイナミックミキサーなどが挙げられるが、これらに限定されない。また、ミキサーという呼称に限定されるものではなく同様の作用を持ったポンプであっても構わない。これらのミキサーは一種または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
ラインミキサーとしては、スタティックミキサーないしはダイナミックミキサーが好ましく、高粘度流体への対応という観点から、ダイナミックミキサーがより好ましく、ホモミキサーがさらに好ましい。
【００４５】
次に本発明の第２実施形態では、水素ガスを含む液状組成物と反応剤とを第２のラインミキサー５０で混合し、水素ガスを含む液状組成物をゲル化または増粘化させる。水素ガスを含む液状組成物と反応剤との混合は、水素ガスを含む液状組成物を外気と触れさせずに行われることが好ましい。また、水素ガスを含む液状組成物の第１のラインミキサー４０から第２のラインミキサー５０までの送液は、水素ガスを含む液状組成物を外気と触れさせずに行われることが好ましい。
より具体的には、第２のラインミキサー５０に供給された水素ガスを含む液状組成物は、反応剤供給配管５１から第２のラインミキサー５０に供給される反応剤と、第２のラインミキサー５０で混合（ラインミキシング）される。第２のラインミキサー５０で混合された水素ガスを含む液状組成物は、反応剤によって水素ガスを包含したままゲル化または増粘化する。第２のラインミキサー５０で反応剤と混合されることによって、水素ガスを含む液状組成物は、水素ガスを含むゲル状組成物または水素ガスを含む粘性組成物となる。
【００４６】
第２のラインミキサー５０は、水素ガスを含む液状組成物と反応剤を、外気と触れさせないで混合できる機能および形態を有していれば、公知のものを使用してよい。具体例としては、ＰＲＩＭＩＸ社製のホモミキサーである、ホモミックラインフロー  ３０型などが使用できるが、これに限定されない。
このようなラインミキサーとして、流路に障害物を設置することにより渦や乱流を発生させるスタティックミキサーや、流路中に可動部分が流体をせん断する機構を備えたホモジナイザー、ホモミキサーなどのダイナミックミキサーなどが挙げられるが、これらに限定されない。また、ミキサーという呼称に限定されるものではなく同様の作用を持ったポンプであっても構わない。
ラインミキサーとしては、スタティックミキサーないしはダイナミックミキサーが好ましく、高粘度流体への対応という観点から、ダイナミックミキサーがより好ましく、ホモミキサーがさらに好ましい。
【００４７】
液状組成物をゲル化または増粘化させる反応剤は、ゲル化剤による網目構造の形成、または上記の増粘剤による粘性の増加を促進させる効果を有するものであれば公知のものでよい。具体例としては中和剤、架橋剤などが挙げられるが、これらに限定されない。
とくに、ゲル化剤または増粘剤として、カルボキシビニルポリマーを含む水溶液をゲル化または増粘化させる場合には、反応剤として中和剤を用いることが好ましい。
中和剤としては、公知の中和剤を使用できる。具体例として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの水酸化物、トリエタノールアミンなどの脂肪酸アミン類、アンモニア化合物、炭酸塩化合物などが挙げられるが、これらに限定されない。
一方、架橋剤としては、公知の架橋剤を使用できる。具体例として、カルボジイミド、Ｎ‐ヒドロキシエステル、イミドエステル、マレイミド、ヘイローアセチル、ピリジルジスルフィド、ヒドラジド、アルコキシアミンなどが挙げられるがこれらに限定されない。
また、反応剤の濃度および種類は、使用するゲル化剤または増粘剤に合わせて適宜選択される。
【００４８】
ゲル化または増粘化させて得られた水素ガスを含むゲル状組成物または水素ガスを含む粘性組成物は、送液配管５２の終端部に接続された充填装置３０に供給され、充填装置３０によって充填容器に充填される。充填装置３０が送液配管５２の終端部に接続されることにより、水素ガスを含むゲル状組成物または水素ガスを含む粘性組成物への水素ガス以外の気体の混入を抑制しやすくなる。
水素ガスを含むゲル状組成物または水素ガスを含む粘性組成物の第２のラインミキサー５０から充填装置３０までの送液は、水素ガスを含むゲル状組成物または水素ガスを含む粘性組成物を外気と触れさせずに行うことが好ましい。
使用する充填容器の材質、充填の方法および充填容器の密封の方法の詳細や、好ましい態様については、上述の第１実施形態と同様である。
【００４９】
（第２実施形態の作用効果）
以上説明したように、本発明の第２実施形態に係る方法によれば、液状組成物と、水素ガスとを第１のラインミキサーで混合し、水素ガスを含む液状組成物と、反応剤とを第２のラインミキサーで混合して、ゲル化または増粘化させる。そのため、水素ガスが外気に漏れることがなく、装置周辺の気相における水素ガスと酸素ガスとの比率が爆発範囲に入ることもないので、引火のおそれが顕著に低減される。また、ラインミキサー内で水素ガスと混合するので、窒素ガスを含む不要なガスの水素ガス含有材料への混入量が低減され、水素ガス含有材料の品質が向上する。さらに、ガスセンサーを設けることが不要であって、ラインミキサーによって短時間で混合して連続的に水素ガス含有材料を生産することができるので、従来の製造方法より、簡便かつ効率的に、水素ガス含有材料を製造でき、水素ガス含有材料に含有させる水素の量を調整しやすい。
【００５０】
［水素ガス含有材料の製造方法および製造装置の他の態様］
本発明の水素ガス含有材料の製造方法は、上述した第１実施形態、第２実施形態に限定されない。たとえば、第１実施形態において、冷却器２３を送液配管２２に設けずに、室温で自然放熱させることによって送液配管２２内の液状組成物を冷却してゲル化または増粘化させてもよい。また、第１実施形態および第２実施形態において混合する水素ガスには、本発明の効果を損なわない範囲で、その他のガスを含んでもよい。
【００５１】
また、液状組成物と水素ガスとの混合は、ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とをラインミキサー（第１実施形態におけるラインミキサー２０、または第２実施形態における第１のラインミキサー４０）で混合した液状組成物と、水素ガスとを当該ラインミキサー（第１実施形態におけるラインミキサー２０、または第２実施形態における第１のラインミキサー４０）で混合することにより行われてもよい。また、ゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを混合して液状組成物とする際、ラインミキサー（第１実施形態におけるラインミキサー２０、または第２実施形態における第１のラインミキサー４０）を含む循環経路を循環させて混合して液状組成物としてもよい。
【００５２】
具体的な態様を、第１実施形態の変形例である図３を用いて説明する。
なお、同様の変形例は、本発明の第２実施形態にも適用可能であり、その場合、下記の説明における、「ラインミキサー２０」を「第１のラインミキサー４０」と、「送液配管２２」を「送液配管４２」と読み替えて適用することができる。
【００５３】
図３に係る製造装置は、ラインミキサー２０で混合された、ゲル化剤または増粘剤と液状媒体からなる液状組成物を調製容器１０へ循環させるための返送ライン６１を備える。また、図３に係る製造装置は、ラインミキサー２０で混合された、ゲル化剤または増粘剤と液状媒体からなる液状組成物の返送ライン６１への送液と、ラインミキサー２０で混合された、水素ガスを含む液状組成物の送液配管２２への送液とを切り替えるライン切替器６０を備える。
ライン切替器６０は、ラインミキサー２０の送液配管２２側の出口付近に設置されていてもよいし、冷却器２３よりラインミキサー２０側にある送液配管２２の一部に設置されていてもよい。返送ライン６１は、ライン切替器６０と調製容器１０とを連結する。また、返送ライン６１は、調製容器１０、ポンプ１２を含む供給配管１１、ラインミキサー２０、場合によっては送液配管２２の一部、およびライン切替器６０と共に循環経路を形成する。本発明においては、この循環経路に冷却器２３（第２実施形態への適用に当たっては、第２のラインミキサー５０）は含まれない。
【００５４】
この変形例においては、たとえば調液容器１０でゲル化剤または増粘剤と液状媒体とを混合した混合物を、供給配管１１を通じてラインミキサー２０に供給し、水素ガスを供給しない状態のラインミキサー２０で混合（ミキシング）し、ライン切替器６０を通じて返送ライン６１に送液して、液状組成物を調製容器１０に循環させることで、ゲル化剤または増粘剤と液状媒体との混合物を循環経路内で循環させて混合し、液体組成物を調製することができる。液状組成物が充分に混合されたら、ラインミキサー２０に水素ガスを供給して、液状組成物と水素ガスとをラインミキサー２０で混合（ミキシング）し、ライン切替器６０を循環経路側から送液配管２２側に切り替えることにより、水素ガスを含む液状組成物を送液配管２２に送液することができる。
【００５５】
液状組成物を混合するラインミキサーは、水素ガスの分散を行うラインミキサーを兼用で用いてもよいし、水素ガスの分散を行うラインミキサーの前段または後段に別途設けてもよい。
【００５６】
［水素ガス含有材料の用途］
本発明の水素ガス含有材料の製造方法によって得られる水素ガス含有材料、および本発明の水素ガス含有材料の製造装置によって得られる水素ガス含有材料は、特に、食品、化粧品、医療、畜産、養殖、細胞培養の産業分野で好適に用いられる。
【実施例】
【００５７】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。【００５８】
実施例１
図１に示す調製容器１０にゼラチン７ｋｇと水１３ｋｇを入れて、４０℃に加温して、ゼラチンを含む液状組成物を得た。得られた液状組成物をポンプ１２（ＷＡＴＳＯＮ  ＭＡＲＬＯＷ社製  サインポンプ  ＭＲ‐１１５型）で加圧することにより送液して、ラインミキサー２０（プライミックス社製  ホモミックラインフロー  ３０型）に供給し、水素供給配管２１から供給された水素ガスとラインミキサー２０内で混合した。ラインミキサー２０に接続された送液配管内で、水素ガスと混合された液状組成物を冷却して、気泡状態の水素ガスを含有するゲル状組成物（粘性組成物）を得た。得られたゲル状組成物（粘性組成物）中の気泡状態の水素ガスの含有率を、ガスクロマトグラフィーにより測定したところ、３０体積％(ｖ／ｗ)であった。
製造装置周辺の水素ガス濃度をガス検知管（ガステック社製  水素ガス検知管）で測定したが、水素ガス濃度は０．５％（検出限界）以下であった。【００５９】
実施例２
図２に示す調製容器１０にカルボキシビニルポリマー（ＣＢＣ株式会社  Ｃａｒｂｏｐｏｌ（登録商標）９８０）０．１ｋｇ、高分子乳化剤（日光ケミカルズ社  ＰＥＭＵＬＥＮ（登録商標））０．１ｋｇ、および水１９．８ｋｇを入れて、カルボキシビニルポリマーを含む液状組成物を得た。得られた液状組成物をポンプ１２（ＷＡＴＳＯＮ  ＭＡＲＬＯＷ社製  サインポンプ  ＭＲ‐１１５型）で加圧することにより送液して、第１のラインミキサー４０（プライミックス社、ホモミックラインフロー３０型）に供給して、水素供給配管４１から供給された水素ガスと第１のラインミキサー４０内で混合した。水素ガスと混合された液状組成物を第２のラインミキサー５０に供給し、反応剤供給配管５１から供給された反応剤（１０％水酸化ナトリウム水溶液）と第２のラインミキサー５０内で混合して、気泡状態の水素ガスを含有するゲル状組成物（粘性組成物）を得た。得られたゲル状組成物（粘性組成物）中の気泡状態の水素ガスの含有率を、ガスクロマトグラフィーにより測定したところ、４０体積％(ｖ／ｗ)であった。
製造装置周辺の水素ガス濃度をガス検知管（ガステック社製  水素ガス検知管）で測定したが、水素ガス濃度は０．５％（検出限界）以下であった。【００６０】
実施例３
＜原料＞
（Ａ液）
防腐剤１：エチルヘキシルグリセリン（シャルケ・アンド・マイヤー社製（成和化成社から入手）、ＳＥＮＳＩＶＡ（登録商標）  ＳＣ５０ＪＰ）。
防腐剤２：フェノキシエタノール（四日市合成社製、フェノキシエタノール−Ｓ）。
保湿成分１：濃グリセリン（阪本薬品工業社製、化粧品用濃グリセリン）。
界面活性剤１：ステアリン酸スクロース（三菱化学フーズ、サーフホープ（登録商標）  ＳＥ  ＣＯＳＭＥ  Ｃ−１８１１）。
アルカリ剤１：１０質量％の水酸化カリウム水溶液（和光純薬工業社製、水酸化カリウム）。【００６１】
（Ｂ液）
ロウ１：ホホバ油（日光ケミカルズ社製、ＮＩＫＫＯＬ（登録商標）  ホホバ油Ｓ）。
油脂１：メドウフォーム油（酸化防止剤のトコフェロールを微量含む）（ＣＲＯＤＡ  ＪＡＰＡＮ社製、ＣＲＯＰＵＲＥ（登録商標）  ＭＥＡＤＯＷＦＯＡＭ−ＬＱ−（ＪＰ））。
油脂２：シア油（酸化防止剤のトコフェロールを微量含む）（ＣＲＯＤＡ  ＪＡＰＡＮ社製、ＣＲＯＰＵＲＥ（登録商標）  ＳＨＥＡ  ＢＵＴＴＥＲ−ＳＯ−（ＪＰ））。
高級アルコール１：ベヘニルアルコール（花王社製、カルコール（登録商標）２２０−８０）。
高級アルコール２：ステアリルアルコール（花王社製、カルコール（登録商標）８６８８）。
高級アルコール３：セチルアルコール（花王社製、カルコール（登録商標）６０９８）。
脂肪酸１：ステアリン酸（花王社製、ルナック（登録商標）  Ｓ−７０Ｖ）。【００６２】
図３に示す調製容器１０に防腐剤１を５ｇ、防腐剤２を２０ｇ、保湿成分１を４００ｇ、界面活性剤１を１００ｇ、アルカリ剤１を１５ｇおよび水を３９３２．５ｇ入れて、水性成分からなるＡ液を得た。別容器にロウ１を１７５ｇ、油脂１を１００ｇ、油脂２を２．５ｇ、高級アルコール１を５０ｇ、高級アルコール２を５０ｇ、高級アルコール３を５０ｇ、脂肪酸１を１００ｇ入れて、油性成分からなるＢ液を得た。Ａ液とＢ液をそれぞれ７０℃に加温した後、Ｂ液を調製容器１０のＡ液に少しずつ加えながらポンプ１２（ＷＡＴＳＯＮ  ＭＡＲＬＯＷ社製  サインポンプ  ＭＲ‐１１５型）で加圧することにより送液して、水素ガスを供給しない状態でラインミキサー２０（プライミックス社製  ホモミックラインフロー  ３０型）に供給し、ラインミキサーの出口側に設置したライン切替器６０を返送ライン６１側に送液するように切り替えることにより、返送ライン６１、調製容器１０、供給配管１１、ラインミキサー２０を含む循環経路にＡ液とＢ液との混合物を循環させた。Ａ液とＢ液との混合物を乳化させるため、３０分間循環経路を循環させた後、５５℃まで冷却した。ラインミキサー２０に水素ガスを供給し、水素供給配管２１から供給された水素ガスとラインミキサー２０内で混合しラインミキサーの出口側に設置したライン切替器６０を送液配管２２側に送液するように切り替え、ラインミキサー２０に接続された送液配管２２内で、水素ガスと混合された液状組成物を冷却して、気泡状態の水素ガスを含有するゲル状組成物（粘性組成物）を得た。得られたゲル状組成物（粘性組成物）中の気泡状態の水素ガスの含有率を、ガスクロマトグラフィーにより測定したところ、５７体積％(ｖ／ｗ)であった。
製造装置周辺の水素ガス濃度をガス検知管（ガステック社製  水素ガス検知管）で測定したが、水素ガス濃度は０．５％（検出限界）以下であった。【００６３】
比較例１
実施例１と同様にゼラチンを含む液状組成物を調製した。調製を行った容器内で、得られた液状組成物と水素ガスとを混合した。その後、水素ガスと混合された液状組成物を冷却して、気泡状態の水素ガスを含有するゲル状組成物（粘性組成物）を得た。
調製を行った容器の周辺の水素ガス濃度をガス検知管（ガステック社製  水素ガス検知管）で測定すると、水素ガスが０．５％（検出限界）以上検出された。【００６４】
比較例２
実施例２と同様にカルボキシビニルポリマーを含む液状組成物を調製した。調製を行った容器内で、得られた液状組成物と水素ガスとを混合した。その後、水素ガスと混合された液状組成物と反応剤（１０％水酸化ナトリウム水溶液）とを、調製を行った容器内で混合することによってゲル状組成物（粘性組成物）を得た。
調整を行った容器の周辺の水素ガス濃度をガス検知管（ガステック社製  水素ガス検知管）で測定すると、水素ガスが０．５％（検出限界）以上検出された。
【符号の説明】
【００６５】
１０  調製容器
１１  供給配管
１２  ポンプ
２０  ラインミキサー
２１  水素供給配管
２２  送液配管
２３  冷却器
２４  冷却液供給配管
２５  冷却液排出配管
３０  充填装置
４０  第１のラインミキサー
４１  水素供給配管
４２  送液配管
５０  第２のラインミキサー
５１  反応剤供給配管
５２  送液配管
６０  ライン切替器
６１  返送ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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