(57)【要約】原料の液体材料からｐＨを変化させずに、フリーラジカル消去性と還元性を有し、飲料、食品、医薬、化粧品等に使用可能な液体材料を製造する。（１）ポンプ装置１と水素供給装置２と連通し、水素飽和溶液との気泡との懸濁液を生成する渦流エジェクター装置３と、気泡を破砕して水素溶液を生成する気泡微細化装置４と、から構成される水素溶液製造装置１０２と、（２）０．０１〜１０テスラの磁石が１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転して形成する回転磁場で、水素溶液を磁気処理するフリーラジカル消去性付与装置５と、制御装置６と、フリーラジカル消去性安定化装置７と、貯留タンク８と、を含むことを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液の製造装置と、その製造方法と、その製造装置を用いたフリーラジカル消去性水素溶液と、を提供する。
2007116889.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料と水素とを混合、撹拌して水素溶液を製造する水素溶液製造装置と、
前記水素溶液製造装置と連結し、磁石又は前記水素溶液、若しくその双方を回転させることによって前記水素溶液を磁気処理するフリーラジカル消去性付与装置と、
を含んで構成されることを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項２】
前記水素溶液製造装置が、
（１）前記水素供給装置と、
（２）前記液体材料を供給するポンプ装置と、
（３）渦流エジェクター装置とを備え、
前記渦流エジェクター装置は、スパイラル板が挿入された渦流生成部と、口径が漸次縮小されるノズル部と、前記ノズル部の先端である噴出口と、前記水素供給装置と接続され前記噴出口に設置された水素ガス噴出口と、漸次口径が拡大する混合部と、流路にスパイラル板が挿入された２次渦流生成部と、が連設されて構成されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項３】
前記水素溶液製造装置は気泡微細化装置を更に備えており、前記気泡微細化装置は、内部に綿状のステンレス鋼繊維が充填された本体と、圧力計と、異物ろ過用フィルタと、が連設されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項４】
前記フリーラジカル消去性付与装置が、前記水素溶液と０．０１〜１０テスラの磁石が形成する磁場とを１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で相対回転させることによって前記水素溶液を磁気処理し、フリーラジカル消去性を付与する装置であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項５】
前記磁場が交流電磁石によって形成されたものであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項６】
前記フリーラジカル消去性付与装置は、内側に複数個の邪魔板が設置された筒状の外筒部と、前記外筒部の中心軸と回転中心が一致するように設置された回転軸と、前記回転軸に設置され前記磁石を内蔵する複数個の磁石内蔵撹拌翼と、前記回転軸を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる駆動部と、を備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項７】
前記フリーラジカル消去性付与装置は、内側に、磁石を内蔵した複数個の磁石内蔵邪魔板が設置された筒状の外筒部と、前記外筒部の中心軸と回転中心が一致するように設置された回転軸と、前記回転軸に設置された複数個の撹拌翼と、前記回転軸を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる駆動部と、を備えることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項８】
前記フリーラジカル消去性付与装置の制御を行う電気制御装置と、前記フリーラジカル消去性付与装置に接続され、内部にスパイラル板が設置され外周面に複数個の前記磁石が設置されたフリーラジカル消去性安定化装置と、前記フリーラジカル消去性安定化装置出口に接続された貯留タンクと、を更に含んで構成されることを特徴とする請求の範囲第６または７項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項９】
液体材料の容器と、撹拌手段と、０．０１〜１０テスラの磁石と、前記磁石を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる回転手段と、水素供給装置と連通して水素ガスを前記液体材料に供給する水素ガスノズルと、を備えることを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項１０】
前記液体材料が、水又は水溶液であることを特徴とする請求の範囲第１ないし９の何れか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項１１】
前記液体材料が、水を含むエタノールまたはそれを溶媒とする溶液であることを特徴とする請求の範囲第１ないし９の何れか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項１２】
前記液体材料が、飲料又はアルコール飲料の何れか１種であることを特徴とする請求の範囲第１ないし９の何れか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項１３】
前記液体材料が、有機酸を含有し、水又はエタノール若しくはそれらの混合物の中の少なくとも１種を溶媒とする溶液であることを特徴とする請求の範囲第１ないし９の何れか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項１４】
前記液体材料が、寒天又はゼラチンを含むゲルを加熱融解した液体材料であることを特徴とする請求の範囲第１ないし９の何れか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項１５】
前記液体材料が、アルコールと有機溶剤と精油と植物性油脂とからなる群のうちの何れか１種または複数種であることを特徴とする請求の範囲第１ないし９の何れか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項１６】
前記液体材料が、ガソリンと、軽油と灯油と軽油と重油とからなる石油製品のうちの何れか１種以上であることを特徴とする請求の範囲第１ないし９の何れか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項１７】
前記フリーラジカル消去性が、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジルを消去する活性であることを特徴とする請求の範囲第１ないし９の何れか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項１８】
請求範囲第１ないし３又は１０ないし１６項のいずれか１項に記載の水素溶液製造装置を用いて水素溶液を製造する工程と、
前記水素溶液に、請求の範囲第１、４ないし８又は１０ないし１６項のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性付装置を用いてフリーラジカル消去性を付与する工程と、
を含むことを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液の製造方法。
【請求項１９】
請求の範囲第９項に記載の記載の装置を用いることを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液の製造方法。
【請求項２０】
請求の範囲第１ないし１６のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置を用いて製造したことを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液。
【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、フリーラジカル消去性水素溶液製造装置と、フリーラジカル消去性水素溶液の製造方法と、本発明の製造装置によって製造されたフリーラジカル消去性水素溶液と、に関する。
【０００２】
更に詳しくは、本発明は、飲料、食品、医薬、化粧品等の液体材料に水素ガスを溶解させ、回転磁場で処理することにより、液体材料のｐＨを変化させずに液体材料にフリーラジカル消去性を付与して、フリーラジカル消去性水素溶液を製造する装置と方法、及び本発明の製造装置によって製造されたフリーラジカル消去性水素溶液と、に関する。
【背景技術】
【０００３】
食品は、加熱加工によって酸化による褐変、芋臭の発生や、色素、ビタミン、カロチン、アントシアニン等の機能性成分の酸化分解が進行し、これに伴い品質低下、保存性の低下が起こる。【０００４】
加熱加工時の酸化抑制方法としては脱気水の使用が行われてきた。しかし、この方法によっては、食品の加工時の酸化は殆ど防ぐことが出来なかった。従来、食品の加工中の酸化分解は避けられない事柄とされてきた。【０００５】
食品の保蔵中の酸化防止には、酸素吸収剤やアスコルビン酸塩等の酸化防止機能を有する食品添加物が使用されてきた。しかし、酸素吸収剤は空気中の酸素を除去するのみの受動的な方法で効果が少ない。またアスコルビン酸は酸性物質であるので添加した食品・飲料のｐＨを下げ、アスコルビン酸は渋味を有するために食品・飲料の風味を著しく損なう。【０００６】
このため、食品の風味やｐＨを変化させることなく、安全で、安価な過酸化ラジカル消去技術の開発が要望されていた。【０００７】
出願人は特許文献１に、液体からなる食品等を減圧下で脱気した後、水素ガスを飽和させて製造した還元性水素水を開示した。又、加熱手段と撹拌手段とを備えた真空タンクと、前記真空タンクに水素を供給する水素発生装置と、真空ポンプと、からなる食品の還元性水素水の製造装置を開示した。【０００８】
特許文献２に、密閉耐圧容器中で撹拌しながら、液体媒体に水素ガスを吹き込むことによる、水素ガス溶存液状媒体の生産システムを開示した。【０００９】
特許文献３に、水素ガスを液体に導入し、減圧撹拌、高速撹拌、加圧撹拌の３段階の撹拌溶解過程を有する還元処理方法と自動還元処理装置を開示した。【００１０】
特許文献４に、水道の蛇口に接続し、流路にスパイラル板を具備する渦流エジェクター装置を用いて、飽和量より過剰の水素ガスを供給して水素飽和溶液と気泡の懸濁液とし、ステンレス鋼繊維で気泡を破砕して製造した水素コロイド溶液とその製造装置を開示した。【００１１】
本発明者らが特許文献１〜４に開示した水素溶液は、ｐＨの変化がなく、低い酸化還元電位を示し、還元性を有するが、フリーラジカル消去性は有していない。【００１２】
特許文献５に水酸化ナトリウム水溶液を電気分解して製造する電解還元水が開示されている。この溶液は水素ラジカルを含有すると記載されている。【００１３】
特許文献６には前記電解還元水のフリーラジカル量を測定する技術が記載されている。しかし、特許文献５、６に記載された溶液はｐＨが９〜１２と極めて高い。【００１４】
この様に、特許文献５、６に報告された、フリーラジカル消去性を有すると記載された水はｐＨが高く、食品、医薬、化粧品への使用を制限されている。【００１５】
【特許文献１】特許第２８９０３４２号公報
【特許文献２】特許第３８２９１７０号公報
【特許文献３】特許第３８４３３６１号公報
【特許文献４】特開２００７−８６１号公報
【特許文献５】特開２００２−２５４０７８号公報
【特許文献６】特開２００２−３５０４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、フリーラジカル消去性と還元性を有し、飲料、食品、医薬、化粧品等に使用可能な液体材料を、原料の液体材料からｐＨを変化させずに製造する製造装置と、その製造方法と、その製造装置を用いて製造したフリーラジカル消去性水素溶液と、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記、課題を解決するための手段として本発明は、
液体材料と水素とを混合、撹拌して水素溶液を製造する水素溶液製造装置１０２と、
前記水素溶液製造装置１０２と連結し、磁石又は前記水素溶液、若しくその双方を回転させることによって前記水素溶液を磁気処理するフリーラジカル消去性付与装置５と、
を含んで構成されることを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液製造装置１００を提供する。【００１８】
請求項２の記載によれば、水素溶液製造装置１０２は、
（１）水素供給装置２と、
（２）ポンプ装置１と、
（３）渦流エジェクター装置１７と、
を備え、渦流エジェクター装置１７は、スパイラル板２０が挿入された渦流生成部１１と、口径が漸次縮小されるノズル部９と、ノズル部の先端である噴出口１３と、水素供給装置２と接続され前記噴出口１３に設置された水素ガス噴出口１４と、漸次口径が拡大する混合部１５と、流路にスパイラル板２０が挿入された２次渦流生成部１６と、が連接されて構成される。【００１９】
請求項３の記載によれば、水素溶液製造装置１０２は気泡微細化装置４を更に備えており、
気泡微細化装置４は、内部に綿状のステンレス鋼繊維２１が充填された本体１８と、圧力計２２と、異物ろ過用フィルタ２３と、が連設されることを特徴とする。【００２０】
請求項４の記載によれば、フリーラジカル消去性付与装置５が、水素溶液と０．０１〜１０テスラの磁石が形成する磁場とを１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で相対回転させることによって水素溶液を磁気処理し、フリーラジカル消去性を付与する装置であることを特徴とする。【００２１】
請求項５の記載によれば、フリーラジカル消去性付与装置５に形成されている磁場は、交流電磁石によって形成されたものであることを特徴とする【００２２】
請求項６の記載によれば、フリーラジカル消去性付与装置５は、内側に複数個の邪魔板３７が設置された筒状の外筒部２５と、外筒部２５の中心軸と回転中心５４が一致するように設置された回転軸３０と、回転軸３０に設置され磁石４１を内蔵する複数個の磁石内蔵撹拌翼と２９、前記回転軸３０を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる駆動部２８と、を備えることを特徴とする。【００２３】
請求項７の記載によれば、フリーラジカル消去性付与装置５は、内側に磁石４１を内蔵した複数個の磁石内蔵邪魔板４４が設置された筒状の外筒部２５と、外筒部２５の中心軸と回転中心５４が一致するように設置された回転軸３０と、回転軸３０に設置された複数個の撹拌翼３６と、前記回転軸を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる駆動部２８と、を備えることを特徴とする。【００２４】
請求項８の記載によれば、フリーラジカル消去性付与装置５の制御を行う電気制御装置６と、フリーラジカル消去性付与装置５に接続され、内部にスパイラル板２０が設置され外周面に複数個の磁石４１が設置されたフリーラジカル消去性安定化装置７と、フリーラジカル消去性安定化装置出口４２に接続された貯留タンク８と、を更に含んで構成されることを特徴とする。【００２５】
請求項９の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置１００は、液体材料の容器と、撹拌手段と、０．０１〜１０テスラの磁石と、磁石を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる回転手段と、水素供給装置と連通して水素ガスを液体材料に供給する水素ガスノズルと、を備えることを特徴とする。【００２６】
請求項１０の記載によれば、液体材料が水又は水溶液であることを特徴とする。【００２７】
請求項１１の記載によれば、液体材料が水を含むエタノールまたはそれを溶媒とする溶液であることを特徴とする。【００２８】
請求項１２の記載によれば、液体材料が飲料又はアルコール飲料の何れか１種であることを特徴とする。【００２９】
請求項１３の記載によれば、液体材料が有機酸を含有し、水又はエタノール若しくはそれらの混合物の中の少なくとも１種を溶媒とする溶液であることを特徴とする。【００３０】
請求項１４の記載によれば、前記液体材料が、寒天又はゼラチンを含むゲルを加熱融解した液体材料であることを特徴とする。【００３１】
請求項１５の記載によれば、液体材料が、アルコールと有機溶剤と精油と植物性油脂とからなる群のうちの何れか１種以上であることを特徴とする。【００３２】
請求項１６の記載によれば、液体材料が、ガソリンと、軽油と灯油と軽油と重油とからなる石油製品のうちの何れか１種であることを特徴とする。【００３３】
請求項１７の記載によれば、フリーラジカル消去性が、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル（以下ＤＰＰＨと略す）を消去する活性であることを特徴とする。【００３４】
請求項１８の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法は、請求範囲第１ないし３又は１０ないし１６項のいずれか１項に記載の水素溶液製造装置１０２を用いて水素溶液を製造する工程と、
水素溶液に、請求の範囲第１、４ないし８又は１０ないし１６項のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性付装置５を用いてフリーラジカル消去性を付与する工程と、
を含むことを特徴とする。【００３５】
請求項１９の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法は、請求の範囲第９項に記載の装置を用いることを特徴とする。【００３６】
請求項２０の記載によれば本発明は、請求項１ないし１７のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置を用いて製造したフリーラジカル消去性水素溶液を提供する。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によるフリーラジカル消去性水素溶液は、液体材料に水素を溶解させ、回転磁場で磁気処理してフリーラジカル消去性を付与したものであり、蒸発しても残存する成分は加えていない。【００３８】
中等度のフリーラジカル消去性と、原料とｐＨが変わらない性質と、低い酸化還元電位で示される強い還元性と、を有する。【００３９】
フリーラジカル消去性は中等度のものであるが、溶媒にフリーラジカル消去性を付与するので、基質の量との比率に於いては十分な量の活性成分を含む。【００４０】
本発明のフリーラジカル消去性は、過酸化ラジカルを消去する作用であることが期待できる。【００４１】
食品や飲料の分野に於いては、本発明品は、食品の加熱加工時の酸化を防止する。又、食品の長期保存を可能とすると共に、酸化防止剤を添加しないので、酸化防止剤の有する渋味や味の変化を抑えることができる。【００４２】
医薬品、医療の分野では、本発明品を摂取することによって、フリーラジカル消去性の活性成分が組織内へ浸透し、生体に発生するフリーラジカルを消去することが期待出来る。【００４３】
化粧品の分野においては、本発明品を外用することによって人体表面に発生するフリーラジカルを消去して、老化現象を防止・改善することが期待出来る。【００４４】
蒸発して残存する成分は加えていないので、純水での洗浄を必要とするマイクロチップの洗浄での使用が可能である。
この様に、本発明品には、食品、飲料、医薬品、医療、化粧品等幅広い用途が開けている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性水素溶液製造装置の全体構成図である。
【図２】本発明の１実施例による渦流エジェクター装置３を示す。
【図３】本発明の１実施例による気泡微細化装置４を示す。
【図４】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性付与装置５を示す。
【図５】図４のフリーラジカル消去性付与装置５のａ−ａ断面図である。
【図６】図４の磁石内蔵回転子の斜視図である。
【図７】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性付与装置５を示す。
【図８】図７のフリーラジカル消去性付与装置５のｂ−ｂ断面図である。
【図９】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性安定化装置７を示す。
【図１０】図９のフリーラジカル消去性安定化装置７のｃ−ｃ断面図である。
【図１１】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性水素溶液製造装置である。
【符号の説明】
【００４６】
１      ポンプ装置
２      水素供給装置
３      渦流エジェクター装置
４      気泡微細化装置
５      フリーラジカル消去性付与装置
６      電気制御装置
７      フリーラジカル消去性安定化装置
８      貯留タンク
９      ノズル部
１０    渦流エジェクター装置入口
１１    渦流生成部
１２    水素ガス供給口
１３    噴出口
１４    水素ガス噴出口
１５    混合部
１６    ２次渦流生成部
１７    渦流エジェクター装置出口
１８    気泡微細化装置本体
１９    気泡微細化装置入口
２０    スパイラル板
２１    ステンレス鋼繊維
２２    圧力計
２３    異物ろ過用フィルタ
２４    気泡微細化装置出口
２５    外筒部
２６    導入パイプ
２７    フリーラジカル消去性付与装置入口
２８    駆動部
２９    磁石内蔵攪拌翼
３０    回転軸
３１    回転軸漏液防止シール
３２    回転ベアリング
３３    軸受け
３４    排出パイプ
３５    フリーラジカル消去性付与装置出口
３６    攪拌翼
３７    邪魔板
３８    フリーラジカル消去性安定化装置本体
３９    フリーラジカル消去性安定化装置入口
４０    磁石内蔵回転子
４１    １．０１〜１０テスラの磁石
４２    フリーラジカル消去性安定化装置出口
４３    回転子
４４    磁石内蔵邪魔板
４５    磁石内蔵外筒部
５１    端部
５２    端面
５３    回転部の中心線
５４    中心線と直交する直線
６０    液体材料の容器
６１    撹拌手段
６２    水素ガスノズル
１００    フリーラジカル消去性水素溶液製造装置
１０１    フリーラジカル消去性水素溶液
１０２    水素溶液製造装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
（フリーラジカル消去性の測定方法）
本発明では、フリーラジカル消去性の測定方法としてＤＰＰＨ法を採用した。【００４８】
ＤＰＰＨ（１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル）はそれ自体がフリーラジカルである。フリーラジカル消去物質が存在すると消去されて、非ラジカルである１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジン誘導体に変化する。【００４９】
ＤＰＰＨは、広汎なフリーラジカル消去物質と反応するので、ＤＰＰＨ法は食品分析を始め、多くの分野に於いて、フリーラジカル消去性を測定する一般的な分析方法とされている。【００５０】
ＤＰＰＨがフリーラジカルの状態で存在する時は、５２０ｎｍ付近に最大吸収を有する紫色を呈しており、フリーラジカル消去性を有する物質に捕捉されると無色の１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジン誘導体に変化する。反応式は化１に示す。【００５１】
分光光度計を用いて、サンプルとコントロールサンプルの５２０ｎｍの吸光度を測定し、式１によってフリーラジカル消去率を算出した。
【式１】
【００５２】
フリーラジカル消去率［％］＝［（Ａｃ−Ａｓ）／Ａｃ］×１００
但し  Ａｃ：コントロールサンプルの吸光度
Ａｓ：サンプルの吸光度
【００５３】
【化１】
2007116889.tif 000003
【００５４】
（水素溶液）
本発明に用いる液体材料は０〜１５０℃で液体となるものであれば特に限定されない。寒天のように常温ではゲル状であるものや、パラフィンのように常温では固体であるものも、０〜１５０℃での温度範囲で液体となるものであれば本発明の液体材料に含まれる。０℃以下に冷却して磁気処理することは実用的でなく、１５０℃以上の温度で水素溶液を磁気処理するのは安全性の観点から好ましくない。
【００５５】
本発明によれば、水素の溶解量が少ない液体材料でも、回転磁場で磁気処理することによってフリーラジカル消去性を付与できる。しかし、本発明の製造装置で得られるフリーラジカル消去性水素溶液は活性が中等度なものであるし、液体材料は通常は少量の水素しか溶解しないので、本発明に於いては水素ガスを飽和近くまで溶解した液体材料を用いることが好ましい。
【００５６】
液体材料として水を用いる場合は、水の水素飽和度は、化学便覧（改訂４版、１９９３年、丸善）によれば、２０℃、１０１．３ｋＰａに於いて、０．１４１×１０−４モル分率である。近似計算すると、常温常圧に於いて水１Ｌに対して水素ガスの溶解量は１７．６ｍＬということになる。よって、この程度、若しくはこれより過剰の量の水素ガスを供給することが好ましい。
【００５７】
水素ガスを溶解した液体材料の好ましい実例としては、特許文献１〜４に記載した液体材料を例示できる。
【００５８】
更に最も好ましくは、飽和量よりも過剰の水素を供給し、過剰の水素ガスの気泡をステンレス鋼繊維で粉砕した、コロイド状の水素気泡を含む特許文献１に記載の水素溶液を例示することができる。
【００５９】
粉砕によって生成する気泡の径は数百ナノメーター以下であることが望ましい。このような微細気泡は、気泡の浮力や速度エネルギーが小さく、表面同士の反発力が優先するので、気泡同士の衝突が抑えられ、気／液コロイド溶液を形成する。
【００６０】
（磁場強度・処理時間・磁場の回転数）
【００６１】
フリーラジカル消去性付与装置５の磁場の強度とフリーラジカル消去性を付与するための処理時間とは負の相関関係にある。即ち、磁場が強ければ強いほど処理時間を短縮でき、磁場が弱ければ処理時間を長くする必要がある。
【００６２】
０．０１テスラ以下の磁石を用いると、形成される磁場が弱いので、処理時間が長くなり過ぎて実用的ではない。よって、０．０１テスラ以上の磁石を用いることが好ましい。０．０５テスラ以上の磁石を用いることが好ましく、０．１テスラ以上の磁石を用いることがより好ましい。
【００６３】
用いる磁石の磁束密度は高ければ高いほど好ましいが、フリーラジカル消去性付与装置５に実用的に使用できる磁石の磁束密度は、現在の技術水準では約１０テスラまでである。１０テスラより磁束密度の大きな強力磁石も公知であるが高価である。磁束密度の高い磁石が実用化されれば、１０テスラ以上の磁石の使用も本発明に使用できる。
【００６４】
フリーラジカル消去性付与装置５に於ける処理時間は、フリーラジカル消去性付与装置５の磁場の強さと装置の形式に対応して、任意に変更可能である。図１１に示すような、バッチ式でフリーラジカル消去活性の付与を行う場合は比較的弱い磁石を用いて長時間磁気処理することが可能であり、図１〜１０に示すような連続式で行う場合は強力な磁石を用いて短時間で磁気処理を行うことが好ましい。
【００６５】
バッチ式で行う場合の処理時間の長さに制限はないが、６０００秒を越すと実用的ではない。より好ましくは、２０００秒以下の反応時間が例示される。連続式で行う場合でも、１秒以上の処理時間は必要である。
【００６６】
磁気処理時間は使用する装置に応じて、前以て実験的に求めることが好ましい。
【００６７】
（図の説明）
以下、図面を参照して本発明のフリーラジカル消去性水素溶液の製造装置について説明する。
【００６８】
図１は、本発明の１実施例に基づくフリーラジカル消去性水素溶液製造装置の全体構成図である。
【００６９】
この実施例による水素溶液製造装置１０２は、ポンプ装置１と水素供給装置と渦流エジェクター装置３から構成され、任意に気泡微細化装置４を含む。ポンプ装置１は、渦流エジェクター装置３に液体材料を供給する。水素供給装置２は、渦流エジェクター装置３に水素を供給する。渦流エジェクター装置３は、液体材料と水素ガスとを混合し、水素溶液と水素気泡の懸濁液を生成する。
【００７０】
渦流エジェクター装置３によって製造された水素溶液と水素気泡の懸濁液は、そのまま次の工程で用いることも出来るが、更に、水素気泡を破砕して水素溶液を製造することが好ましい。気泡微細化装置４による水素気泡の破砕を行わない場合は、水素気泡は巨大気泡になって系外へ散逸する。
【００７１】
渦流エジェクター装置３又は気泡微細化装置４に接続するフリーラジカル消去性付与装置５は、水素溶液を回転磁場で磁気処理してフリーラジカル消去性を付与してフリーラジカル消去性水素溶液１００を与える。この段階で得られるフリーラジカル消去性水素溶液１００はこのままでも使用可能であるが、更に安定化処理を行った後に貯留することが好ましい。
【００７２】
フリーラジカル消去性付与装置５に接続するフリーラジカル消去性安定化装置７はフリーラジカル消去性を安定化させ、生成したフリーラジカル消去性水素溶液は貯留タンク８に貯留される。電気制御装置６は、フリーラジカル消去性付与装置５の電気制御を行う。
【００７３】
図２は渦流エジェクター装置３を示す。液体材料は、ポンプ装置１によって渦流エジェクター装置入口１０から送り込まれ、渦流生成部１１の流路に設置されたスパイラル板２０によって毎分５００〜１０００回転の回転モーメントが付与される。
【００７４】
渦流生成部１１の下流に接続し、漸次口径が縮小されるノズル部９によって、液体材料の流速と回転数が急増し、急旋回しながら噴射口１３から噴出される。
【００７５】
噴射口１３に設置された水素ガス噴射口１４から水素ガスが供給される。高速で旋回する液体材料が水素ガスを巻き込むことによって旋回気体空洞が生成し、その旋回気体空洞を液体材料の旋回速度差で切断することによって水素ガスの微細気泡を発生させる。水素ガスの微細気泡は比表面積が大きいので、水素ガスは液体材料に吸収され、溶解される。水素ガスの供給量が液体材料を飽和させる量より過剰であれば、液体材料は水素の飽和状態となり、過剰の水素ガスは気泡となって懸濁される。
【００７６】
水素溶液と水素気泡の懸濁液は、流路にスパイラル板２０が挿入されている２次渦流生成部１６で再度回転モーメントが付与され、液体と気泡の懸濁液として渦流エジェクター出口１７から気泡微細化装置４に送られる。
【００７７】
図３は、気泡微細化装置４を示す。
渦流エジェクター装置出口１７から送られて来た水素溶液と水素気泡の懸濁液は、気泡微細化装置入口１９に入る。気泡微細化装置入口１９には、２次渦流生成部１６のスパイラル板２０が延長されて挿入されている
【００７８】
気泡微細化装置本体１８には、極細のステンレス鋼繊維２１が綿状に充填されている。ステンレス鋼繊維とは、例えばＳＵＳ３１６Ｌのようなステンレス鋼を、例えば切削法によって繊維状に加工した機能性素材で、極細なものとしては繊維径２〜８マイクロメーターのものが市販されている。
【００７９】
前記液体と気泡の懸濁液が、回転モーメントが付与されて気泡微細化装置本体パイプ１８を高速で通過すると、気泡はステンレス鋼繊維２１によってキャビテーションを起して破碎され、微細な気泡となる。
【００８０】
このようにして得られた水素溶液は、異物ろ過用フィルタ２３で異物を除去した後に気泡微細化装置出口２４から次の装置へ送られる。
【００８１】
図４は本発明の１実施例に基づくフリーラジカル消去性付与装置５を例示し、図５は磁石内蔵回転子４０の概観図である。
【００８２】
（１）渦流エジェクター出口１７又は気泡微細化装置出口２４と連通し、１）一方の端部５１にフリーラジカル消去性付与装置入口２７が設置された導入パイプ２６が配設され、２）他方の端部５１にフリーラジカル消去性付与装置出口３５が設置された排出パイプ３４が配設され、３）内側に複数個の邪魔板３７が設置されたところの、両端面が封鎖された円筒形をした外筒部２５と、
（２）フリーラジカル消去性付与装置５の内部は、１）外筒部２５の一方の端面の中心に設置された回転軸漏液防止シール３１と、２）回転軸漏液防止シール３１に挿通され、前記外筒部２５の中心軸と回転軸３０の中心軸５３とが一致するように設置された回転軸３０と、他方の端面５２の中心に設置された回転軸漏液防止シール３１を挿通して回転自在に支持された回転軸３０と、３）対向する端面５２の中心に任意に設置された回転ベアリング３２を有する軸受け３３と、２）前記回転軸３０の中心軸５３と直交する複数の直線５４が等間隔に且つ隣同士互いに９０°の角度をなして設定され、前記直線５４を中心として前記回転軸３０の両側に０．０１〜１０テスラの磁石を内蔵する磁石内蔵撹拌翼２９が上下左右対称に設置されている磁石内蔵回転子４０と、３）前記磁石内蔵回転子４０を回転させる駆動部２８と、を備える。
【００８３】
生成したフリーラジカル消去性水素溶液は排出パイプ３４の末端のフリーラジカル消去性付与装置出口３５から次の装置に送られる。
【００８４】
図６は、図４のフリーラジカル消去性付与装置５のａ−ａ断面図である。磁石を内蔵した磁石内蔵撹拌翼４０は、隣同士互いに９０°の角度をなして設置され、回転軸３０から４方向に突出している。
【００８５】
図７は本発明の他の実施例に基づくフリーラジカル消去性付与装置５を例示する。図７に示す装置は、図４に示すフリーラジカル消去性付与装置５の、磁石内蔵撹拌翼２９及び磁石内蔵回転子４０が撹拌翼３６及び回転子４３と換わり、邪魔板３７が磁石内蔵邪魔板４４と交換したものである。
【００８６】
図８は図７に於けるｂ−ｂの位置の断面図である。
【００８７】
図９はフリーラジカル消去性安定化装置７を示す。
フリーラジカル消去性付与装置出口３５から送られて来たフリーラジカル消去性水素溶液は、フリーラジカル消去性安定化装置入口３９から入り、フリーラジカル消去性安定化装置本体３８の上下に交互に取り付けられた磁石４１が生成する磁場を、スパイラル板２０に沿って回転しながら通過する。
【００８８】
生成したフリーラジカル消去性水素溶液は、フリーラジカル消去性安定化装置出口４２から貯蔵タンク８に送られる。
【００８９】
図１０は図９のｃ−ｃに於ける断面図である。
【００９０】
図１１はバッチ式によるフリーラジカル消去性水素溶液製造装置１００の一例である。液体材料の容器６０と、撹拌手段６１と、０．０１〜１０テスラの磁石４１と、前記磁石を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる回転手段２８と、水素供給装置２と連通して水素ガスを供給する水素ガスノズル６２と、渦流による空気の巻き込みを防止するために水中に設置した円盤６３と、を備える装置を用いて、液体材料に、撹拌しながら水素を溶解させると共に、前記磁石４１が回転して形成した回転磁場内に於いて磁気処理してフリーラジカル消去性を付与する。
【００９１】
以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。但し、下記実施例は本発明を例示するためのものであり、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
【試験例１】
【００９２】
（フリーラジカル消去性の測定法）
１．試薬
ａ）［０．２ｍｏｌ  ＤＰＰＨエタノール溶液］：１，１−Ｄｉｐｈｅｎｙｌ−２−ｐｉｃｒｙｌｈｙｄｒａｚｉｌ３．５ｍｇを９９％エタノール５０ｍｌに溶解し０．５時間撹拌する。ＤＰＰＨエタノール溶液の調整後２時間以内測定を終了する。
【００９３】
ｂ）［０．２ｍｏｌ  ＭＥＳ緩衝液（ｐＨ７．０）］：  ２−Ｍｏｒｐｈｏｌｉｎｏｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ  ａｃｉｄ  ８．５３ｇを蒸留水に溶解し、希水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７．０に調製した後、蒸留水を加えて２００ｍＬとする。
【００９４】
ｃ）［ＤＰＰＨ試薬］：  ０．２ｍｏｌ  ＤＰＰＨ溶液２溶と、０．２ｍｏｌ  ＭＥＳ緩衝液（ｐＨ７．０）１溶と、蒸留水１溶とを混合する。
【００９５】
２．操作
ａ）サンプル
試料５ｍＬとエタノール５ｍＬとの混合液に、ＤＰＰＨ試薬０．６ｍＬを混合し、ボルテックスミキサーで１０秒間撹拌した後、直ちに分光光度計で５２０ｎｍの吸光度を測定する。
【００９６】
ｂ）コントロールサンプル
分析希釈液５ｍＬとエタノール５ｍＬとの混合液に、ＤＰＰＨ試薬０．６ｍＬを混合し、ボルテックスミキサーで１０秒間撹拌した後、直ちに分光光度計で５２０ｎｍの吸光度を測定する。
ｃ）測定機器：分光光度計  日立製作所  ＵＶ１８００
【００９７】
３．計算
コントロールサンプルとサンプル各６検体の吸光度を交互に測定して平均値を求め、フリーラジカル消去率（％）を（式１）によって算出する。
【００９８】
フリーラジカル消去率［％］＝［（Ａｃ−Ａｓ）／Ａｃ］×１００          （式１）
但し  Ａｃ：コントロールサンプルの吸光度
Ａｓ：サンプルの吸光度
【００９９】
（ｐＨ及び酸化還元電位の測定）
［測定機器］：メトラー  ポータブルｐＨメーター  ＭＰ１２０ＢＥ
【実施例１】
【０１００】
図１に全体構成図を示したフリーラジカル消去性活性水素液製造装置を用いて、図２に示す渦流エジェクター装置３に、毎分１０Ｌの水道水と毎分０．２Ｌの水素ガスとを供給して水素微細気泡懸濁液を製造した。前記水素微細気泡懸濁液を、図３に示す気泡微細化装置４を用いて水素溶液とした。前記水素溶液を図７に示す、内容量３．４Ｌの外筒部２５の内側に１．６テスラの磁石を８個内蔵して磁場を形成する回転流邪魔板３７が設置され、回転子４３を駆動部２８で１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させるフリーラジカル消去性付与装置５で処理し、図８に示すフリーラジカル消去性安定化装置７で処理してフリーラジカル消去性活性水素液を得た。各処理段階の試料のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表１に示す。【０１０１】
【表１】
2007116889.tif 000004
【０１０２】
表１によれば、ｐＨは各処理段階を通じて殆ど変化がなく、酸化還元電位は、水道水に水素ガスを飽和させた後は何れの試料も−６００ｍＶ以下となった。水素微細気泡懸濁液と水素溶液とにはフリーラジカル消去性は認められなかったが、フリーラジカル消去性水素溶液にはフリーラジカル消去性が認められた。【０１０３】
実施例１で得られたフリーラジカル消去率で示されるフリーラジカル消去性は中等度のものではあるが、本試験は繰り返し測定に於いても安定したフリーラジカル消去率が得られ、本発明によるフリーラジカル消去性水素溶液は有意なフリーラジカル消去性を示すことが示された。
【実施例２】
【０１０４】
（フリーラジカル消去性水素溶液の安定性−１  保存安定性）
実施例１で得たフリーラジカル消去性水素溶液をアルミニウム缶に充填し、内部の空気を除去して封印し、室温に１ヵ月間保存した試料について、酸化還元電位とＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表２に示す。【０１０５】
【表２】
2007116889.tif 000005
【０１０６】
表２に示すように、フリーラジカル消去性水素溶液のフリーラジカル消去率は１ヵ月間で約２分の１となったが、フリーラジカル消去性は残っていた。酸化還元電位の低下は殆ど起らなかった。
【実施例３】
【０１０７】
（フリーラジカル消去性水素溶液の安定性−２  温度安定性）
実施例１で製造したフリーラジカル消去性水素溶液１００ｍｌを１００ｍｌの三角フラスコに入れ、沸騰したウォーターバスで加熱し１０分、２０分、３０分、及び４０分毎に取り出し、直ちに冷水で冷却し、ＤＰＰＨ法でフリーラジカル消去率を測定した。結果を表３に示す。【０１０８】
【表３】
2007116889.tif 000006
【０１０９】
表３に示すように、フリーラジカル消去性水素溶液のフリーラジカル消去率は１００℃、３０分でフリーラジカル消去率が約２分の１になった。
【実施例４】
【０１１０】
実施例１と同じ方法で、但し水道水の代りに蒸留水を用いてフリーラジカル消去性水素溶液を製造し、生成物のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表４に示す。
【実施例５】
【０１１１】
（バッチ式によるフリーラジカル消去性水素溶液の製造）
２Ｌのガラス製ビーカーに水道水１Ｌを取り、渦流による空気の巻き込みを防止するための円盤を水中に設置し、前記円盤の下に磁気撹拌子を投入し、０．４テスラの磁石が３０００ｒｐｍで回転しているマグネチックスターラー上に載置して、水素供給装置と連通した水素供給ノズルから室温、常圧で毎分１０〜２０ｍＬの水素ガスを１０分間吹き込むことによって、水素ガスの溶解と回転磁場によるフリーラジカル消去性の付与を同時に行い、フリーラジカル消去性水素溶液を得た。生成物のフリーラジカル消去率をＤＰＰＨ法によって測定した。結果を表４に示す。
【実施例６】
【０１１２】
特許文献２に記載された方法に準じて、密閉容器内で加圧下に、水道水に水素ガスを激しく撹拌しながら吸収させて製造した水素溶液を、図６に示したフリーラジカル消去性付与装置５と図８に示したフリーラジカル消去性安定化装置７で処理して、フリーラジカル消去性水素溶液を製造し、生成物のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表４に示す。
【実施例７】
【０１１３】
特許文献４に記載された方法に準じて、水道水を図２に示す渦流エジェクター装置３を用いて水素微細気泡分散液とし、図３に示す気泡微細化装置４を用いて水素溶液を製造した。この水素溶液に、図６に示したフリーラジカル消去性付与装置５を用いてフリーラジカル消去性の付与を行った。使用した磁石は１．０テスラの磁束密度を有しており、液体材料の平均滞留時間は２０秒間であった。得られたフリーラジカル消去性水素溶液を図８に示したフリーラジカル消去性安定化装置７で処理してフリーラジカル消去性水素溶液を製造した。生成物のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表４に示す。【０１１４】
【表４】
2007116889.tif 000007
【０１１５】
表４に示すように、実施例４〜７の何れの方法を用いも、水素溶解水を回転磁場によって処理することによってフリーラジカル消去性を付与することが出来て、フリーラジカル消去性水素溶液を製造できた。
【実施例８】
【０１１６】
クエン酸を含むフリーラジカル消去性水素溶液
０．１ｍｏｌ濃度のｐＨ３クエン酸緩衝液とｐＨ４のクエン酸緩衝液とのそれぞれを、実施例１の方法に準じて、図２に示す渦流エジェクター装置３を用いて処理して、水素微細気泡懸濁液とし、図３に示す気泡微細化装置４を用いて処理して水素溶液とし、図６に示すフリーラジカル消去性付与装置５と図８に示すフリーラジカル消去性安定化装置７を用いて処理してフリーラジカル消去性活性水素液を製造した。フリーラジカル消去性付与前と付与後の試料の酸化還元電位とＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表５に示す。【０１１７】
通常、酸性の強い溶液は酸化還元電位が高く、酸化力が高い。表５によれば、フリーラジカル消去性付与前は、ｐＨ３．０のクエン酸緩衝液の方がｐＨ４．０のクエン酸緩衝液よりも酸化還元電位が高く、上記と一致した結果が得られた。【０１１８】
フリーラジカル消去性を付与した後も、酸化還元電位はｐＨ３．０のクエン酸緩衝液の方がｐＨ４．０のクエン酸緩衝液よりも酸化還元電位が高く、上記と一致した結果が得られた。フリーラジカル消去率はｐＨ３．０とｐＨ４．０のクエン酸緩衝液とは同レベルの値を示した。
【実施例９】
【０１１９】
水道水の代りにアルコール含量２５％の米焼酎を用いた以外は、実施例１と同じ方法を用いてフリーラジカル消去性水素溶液を製造した。結果を表５に示す。【０１２０】
表５によると、米焼酎にフリーラジカル消去性を付与したところ、酸化還元電位、フリーラジカル消去率とも水と同様の値を示し、水以外の液体材料に於いても本発明の方法によってフリーラジカル消去性活性の付与が可能なことが示された。【０１２１】
【表５】
2007116889.tif 000008
【図１】
2007116889.tif 000009
【図２】
2007116889.tif 000010
【図３】
2007116889.tif 000011
【図４】
2007116889.tif 000012
【図５】
2007116889.tif 000013
【図６】
2007116889.tif 000014
【図７】
2007116889.tif 000015
【図８】
2007116889.tif 000016
【図９】
2007116889.tif 000017
【図１０】
2007116889.tif 000018
【図１１】
2007116889.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成20年4月21日(2008.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水又は水溶液に、水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給し、攪拌して製造した水素溶液、又は水素溶液と水素気泡との懸濁液（以下、「水又は水溶液に、水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給し、攪拌して製造した水素溶液、又は水素溶液と水素気泡との懸濁液」を「水素溶液」と略記する）の処理装置であって、
０．１〜１０テスラの磁石を内蔵した磁石内蔵ローターと、前記磁石内蔵ローターと前記水素溶液とを収容して前記磁石内蔵ローターを前記水素溶液に浸漬する回転槽と、前記磁石内蔵ローターを回転させる駆動部と、を備える回転磁場装置を具備することを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液製造システム。
【請求項２】
水又は水溶液に、水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給し、攪拌して製造した水素溶液、又は水素溶液と水素気泡との懸濁液（以下、「水又は水溶液に、水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給し、攪拌して製造した水素溶液、又は水素溶液と水素気泡との懸濁液」を「水素溶液」と略記する）の処理装置であって、
前記水素溶液を収容し０．１〜１０テスラの磁石を内蔵する磁石内蔵回転槽と、前記磁石内蔵回転槽内に設置され前記水素溶液に浸漬されたローターと、前記ローターを回転させる駆動部と、を備える回転磁場装置を具備することを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液製造システム。
【請求項３】
前記水素溶液は、渦流エジェクター装置にポンプ部から前記水又は水溶液を供給し、水素供給部から水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給して製造したものであって、
前記渦流エジェクター装置は、前記ポンプ部と連通する渦流エジェクター装置入口と、流路に螺旋型の整流板を挿入し前記水又は水溶液に回転モーメントを付与する渦流生成部と、前記流路の口径を漸次縮小して前記水又は水溶液の流速と回転数とを増加させるノズル部と、前記ノズル部の先端である噴出口と、前記噴出口に設置され、前記水素供給部と接続して水素を供給する水素噴出口と、前記噴出口に当接し口径が漸次拡大する混合部と、前記混合部の下流に接続し流路に螺旋型の整流板を挿入した２次渦流生成部と、渦流エジェクター装置出口と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造システム。
【請求項４】
前記水素溶液は、更に、
前記渦流エジェクター装置出口と連通した気泡微細化装置入口と、内部に綿状のステンレス鋼繊維を充填し前記ステンレス鋼繊維で前記水素溶液に含まれる水素気泡を粉砕して微細気泡とする気泡微細化装置本体と、圧力計と、前記気泡微細化装置本体の下流に設置した異物ろ過用フィルタと、気泡微細化装置出口と、を有する気泡微細化装置を用いて製造した、
気泡が微細化された水素溶液であることを特徴とする請求項３に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造システム。
【請求項５】
前記回転磁場装置は、
更に、前記気泡微細化装置出口と連通した回転磁場装置入口と、内側に複数個の邪魔板を設置した円筒状の前記回転槽と、前記回転槽の中心線と中心線が一致するように配設され、且つ前記磁石を内蔵する磁石内蔵攪拌翼を複数個備えた磁石内蔵ローターと、前記磁石内蔵ローターを１０００〜３５００ｒｐｍで回転させる前記駆動部と、前記回転槽と連通した回転磁場装置出口と、を具備することを特徴とする請求項１、３、又は４のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造システム。
【請求項６】
前記回転磁場装置は、
更に、前記気泡微細化装置出口と連通した回転磁場装置入口と、前記磁石を内蔵した磁石内蔵邪魔板を複数個設置した円筒状の前記磁石内蔵回転槽と、前記磁石内蔵回転槽の中心線と中心線が一致するように配設され、且つ複数個の攪拌翼を備えた前記ローターと、前記ローターを１０００〜３５００ｒｐｍで回転させる前記駆動部と、前記磁石内蔵回転槽と連通した回転磁場装置出口と、を具備することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造システム。
【請求項７】
前記回転磁場装置は、
更に、前記渦流エジェクター装置出口と連通した回転磁場装置入口と、前記磁石を内蔵した磁石内蔵邪魔板を複数個設置した円筒状の磁石内蔵回転槽と、前記磁石内蔵回転槽の中心線と中心線が一致するように配設され、且つ複数個の攪拌翼を備えた前記ローターと、前記ローターを１０００〜３５００ｒｐｍで回転させる前記駆動部と、前記磁石内蔵回転槽と連通した回転磁場装置出口と、を具備することを特徴とする請求項１又は３に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造システム。
【請求項８】
前記フリーラジカル消去性水素溶液製造システムは、更に、前記回転磁場装置の制御を行う電気制御部と、前記回転磁場装置出口に接続した安定化装置入口と、内部に螺旋型の整流板を備え外周面に複数個の前記磁石を備える安定化装置本体と、安定化装置出口と、前記安定化装置出口に接続した貯留タンクと、を具備することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造システム。
【請求項９】
水又は水溶液に、水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給し、攪拌して製造した水素溶液、又は水素溶液と水素気泡との懸濁液（以下、「水又は水溶液に、水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給し、攪拌して製造した水素溶液、又は水素溶液と水素気泡との懸濁液」を「水素溶液」と略記する）の処理方法であって、
０．１〜１０テスラの磁石を内蔵した磁石内蔵ローターと、前記磁石内蔵ローターと前記水素溶液とを収容し前記磁石内蔵ローターを前記水素溶液に浸漬する回転槽と、前記磁石内蔵ローターを回転させる駆動部と、を備える回転磁場装置を用いて、
前記磁石内蔵ローターを回転させ、前記磁石と前記水素溶液とを１０００〜３５００ｒｐｍで相対回転させることによって前記水素溶液にフリーラジカル消去性を付与することを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液製造方法。
【請求項１０】
（１）１）ポンプ部から前記水又は水溶液を供給し、
２）水素供給部から水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給し、
３）前記ポンプ部と連通した渦流エジェクター装置入口と、流路に螺旋型の整流板を挿入し前記水又は水溶液に回転モーメントを付与する渦流生成部と、前記流路の口径を漸次縮小して前記水又は水溶液の流速と回転数とを増加させるノズル部と、前記ノズル部の先端である噴出口と、前記噴出口に設置され、前記水素供給部と接続して水素を供給する水素噴出口と、前記噴出口に当接し口径が漸次拡大する混合部と、前記混合部の下流に接続し流路に螺旋型の整流板を挿入した２次渦流生成部と、渦流エジェクター装置出口と、を有する渦流エジェクター装置を用いて、
前記水素溶液を製造する段階と、
（２）前記水素溶液を、前記渦流エジェクター装置出口と連通した気泡微細化装置入口と、内部に綿状のステンレス鋼繊維を充填し前記ステンレス鋼繊維で前記水素溶液に含まれる水素気泡を粉砕して微細気泡とする気泡微細化装置本体と、圧力計と、前記気泡微細化装置本体の下流に設置した異物ろ過用フィルタと、気泡微細化装置出口と、を有する気泡微細化装置を用いて
前記水素溶液の水素気泡を粉砕して気泡が微細化された水素溶液を製造する段階と、
（３）前記気泡が微細化された水素溶液を、前記気泡微細化装置出口と連通した回転磁場装置入口と、内側に複数個の邪魔板を設置した円筒状の前記回転槽と、前記回転槽の中心線と中心線が一致するように配設され、且つ前記磁石を内蔵する磁石内蔵攪拌翼を複数個備えた磁石内蔵ローターと、前記磁石内蔵ローターを回転させる駆動部と、前記回転槽と連通した回転磁場装置出口と、を備える回転磁場装置を用いて、
前記磁石内蔵ローターを回転させることによって前記磁石と、前記気泡が微細化された水素溶液とを１０００〜３５００ｒｐｍで相対回転させて前記気泡が微細化された水素溶液にフリーラジカル消去性を付与する段階と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法。
【請求項１１】
水又は水溶液に、水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給し、攪拌して製造した水素溶液、又は水素溶液と水素気泡との懸濁液（以下、「水又は水溶液に、水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給し、攪拌して製造した、水素溶液、又は水素溶液と水素気泡との懸濁液」を「水素溶液」と略記する）の処理方法であって、
前記水素溶液を収容し０．１〜１０テスラの磁石を内蔵する磁石内蔵回転槽と、前記磁石内蔵回転槽内に設置され前記水素溶液に浸漬されたローターと、前記ローターを回転させる駆動部と、を備える回転磁場装置を用いて、
前記ローターを回転させることによって前記水素溶液を回転させ、前記磁石と前記水素溶液とを１０００〜３５００ｒｐｍで相対回転させて前記水素溶液にフリーラジカル消去性を付与することを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液製造方法。
【請求項１２】
（１）１）ポンプ部から前記水又は水溶液を供給し、
２）水素供給部から水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給し、
３）前記ポンプ部と連通した渦流エジェクター装置入口と、流路に螺旋型の整流板を挿入し前記水又は水溶液に回転モーメントを付与する渦流生成部と、前記流路の口径を漸次縮小し前記水又は水溶液の流速と回転数とを増加させるノズル部と、前記ノズル部の先端である噴出口と、前記噴出口に設置され、前記水素供給部と接続して水素を供給する水素噴出口と、前記噴出口に当接し口径が漸次拡大する混合部と、前記混合部の下流に接続し流路に螺旋型の整流板を挿入した２次渦流生成部と、渦流エジェクター装置出口と、を有する渦流エジェクター装置を用いて、
前記水素溶液を製造する段階と、
（２）前記水素溶液を、前記渦流エジェクター装置出口と連通した気泡微細化装置入口と、内部に綿状のステンレス鋼繊維を充填し、前記ステンレス鋼繊維で前記水素溶液に含まれる水素気泡を粉砕し微細気泡とする気泡微細化装置本体と、圧力計と、前記気泡微細化装置本体の下流に設置した異物ろ過用フィルタと、気泡微細化装置出口と、を有する気泡微細化装置を用いて
前記水素溶液の水素気泡を粉砕して、気泡が微細化された水素溶液を製造する段階と、
（３）前記気泡が微細化された水素溶液を、
前記気泡微細化装置出口と連通した回転磁場装置入口と、前記磁石を内蔵した磁石内蔵邪魔板を複数個設置した円筒状の前記磁石内蔵回転槽と、前記磁石内蔵回転槽の中心線と中心線が一致するように配設され、且つ複数個の攪拌翼を備えた前記ローターと、前記ローターを回転させる駆動部と、前記磁石内蔵回転槽と連通した回転磁場装置出口と、を備える回転磁場装置を用いて、
前記ローターを回転させることによって前記気泡が微細化された水素溶液を回転させ、前記磁石と前記気泡が微細化された水素溶液とを１０００〜３５００ｒｐｍで相対回転させることによって前記気泡が微細化された水素溶液にフリーラジカル消去性を付与する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１１に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法。
【請求項１３】
前記フリーラジカル消去性水素溶液製造システムは、更に、前記回転磁場装置の制御を行う電気制御部と、前記回転磁場装置出口に接続した安定化装置入口と、内部に螺旋型の整流板を備え外周面に複数個の前記磁石を備える安定化装置本体と、安定化装置出口と、前記安定化装置出口に接続した貯留タンクと、を備え、
前記フリーラジカル消去性水素溶液を安定化し、貯蔵する段階を有することを特徴とする請求項１０または１２に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法。
【請求項１４】
前記水又は水溶液が、エタノールを含む水であることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法。
【請求項１５】
前記水又は水溶液が、飲料又はアルコール飲料の何れか１種であることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液の製造方法。
【請求項１６】
前記水又は水溶液が、有機酸を含有することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液の製造方法。
【請求項１７】
請求項１乃至８のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液の製造システムを用いて製造したことを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】フリーラジカル消去性水素溶液、その製造方法、及びその製造システム
【発明の属する技術分野】
【０００１】
本発明は、フリーラジカル消去性水素溶液、その製造方法、及びその製造システムに係り、より詳しくは、水又は水溶液に水素を溶解させ、回転磁場装置で処理することにより、液体材料のｐＨを変化させずに液体材料にフリーラジカル消去性を付与したフリーラジカル消去性水素溶液、その製造方法、及びその製造システムに関する。
【０００２】
前記水又は水溶液は、水又は水溶液を液体成分とする液体材料であって、飲料、食品、医薬、化粧品等のそのままの液体材料、及び、飲料、食品、医薬、化粧品等の水又は水溶液の溶液であるところの液体材料を含む。
本明細書に於いて、以下「水又は水溶液に、水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給し、攪拌して製造した、水素溶液又は水素溶液と水素気泡との懸濁液」を「水素溶液１０４」と略記する。
【背景技術】
【０００３】
食品は、加熱加工によって酸化による褐変、芋臭の発生や、色素、ビタミン、カロチン、アントシアニン等の機能性成分の酸化分解が進行し、これに伴い品質低下、保存性の低下が起る。
【０００４】
加熱加工時の酸化抑制方法としては脱気水の使用が行われてきた。しかし、この方法によっては、食品の加工時の酸化は殆ど防ぐことが出来なかった。従来、食品の加工中の酸化分解は避けられない事柄とされてきた。
【０００５】
食品の保蔵中の酸化防止には、酸素吸収剤やアスコルビン酸塩等の酸化防止機能を有する食品添加物が使用されてきた。しかし、酸素吸収剤は空気中の酸素を除去するのみの受動的な方法で効果が少ない。またアスコルビン酸は酸性物質であるので添加した食品・飲料のｐＨを下げ、アスコルビン酸は渋味を有するために食品・飲料の風味を著しく損なう。
【０００６】
このため、食品の風味やｐＨを変化させることなく、安全で、安価な過酸化ラジカル消去技術の開発が要望されていた。
【０００７】
出願人は特許文献１に、液体からなる食品等を減圧下で脱気した後、水素を飽和させて製造した還元性水素水を開示した。又、加熱手段と攪拌手段とを備えた真空タンクと、前記真空タンクに水素を供給する水素発生装置と、真空ポンプと、からなる食品の還元性水素水の製造装置を開示した。
【０００８】
特許文献２に、密閉耐圧容器中で攪拌しながら、液体媒体に水素を吹き込むことによる、水素ガス溶存液状媒体の生産システムを開示した。
【０００９】
特許文献３に、水素ガスを液体に導入し、減圧攪拌、高速攪拌、加圧攪拌の３段階の攪拌溶解過程を有する還元処理方法と自動還元処理装置を開示した。
【００１０】
特許文献４に、水道の蛇口に接続し、流路に螺旋型の整流板を具備する渦流エジェクター装置を用いて、飽和量又は過剰の水素ガスを供給して水素飽和溶液と気泡の懸濁液とし、ステンレス鋼繊維で気泡を破砕して製造した水素コロイド溶液とその製造装置を開示した。
【００１１】
本発明者らが特許文献１〜４に開示した水素溶液は、原料とのｐＨの変化がなく、低い酸化還元電位を示し還元性を有するが、フリーラジカル消去性は有していない。
【００１２】
特許文献５に水酸化ナトリウム水溶液を電気分解して製造する電解還元水が開示されている。この溶液は水素ラジカルを含有すると記載されている。
【００１３】
特許文献６には前記電解還元水のフリーラジカル量を測定する技術が記載されている。しかし、特許文献５、６に記載された溶液はｐＨが９〜１２と極めて高い。
【００１４】
この様に、特許文献５、６に報告された、フリーラジカル消去性を有すると記載された水はｐＨが高く、食品、医薬、化粧品への使用を制限されている。
【００１５】
【特許文献１】特許第２８９０３４２号公報
【特許文献２】特許第３８２９１７０号公報
【特許文献３】特許第３８４３３６１号公報
【特許文献４】特開２００７−８６１号公報
【文特許献５】特開２００２−２５４０７８号公報
【特許文献６】特開２００２−３５０４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、水又は水溶液１０３を液体成分とする飲料、食品、医薬、化粧品等のそのままの液体材料、若しくは、飲料、食品、医薬、化粧品等の水又は水溶液１０３の溶液である液体材料を、原料の液体材料からｐＨを変化させずに、フリーラジカル消去性と還元性とを有するフリーラジカル消去性水素溶液を製造する製造システムと、その製造方法と、その製造装置を用いて製造したフリーラジカル消去性水素溶液１０１と、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記、課題を解決するための手段として本発明は、水素溶液１０４の処理装置であって、
０．１〜１０テスラの磁石４１を内蔵した磁石内蔵ローター４０と、磁石内蔵ローター４０と水素溶液１０４とを収容して磁石内蔵ローター４０を水素溶液１０４に浸漬する回転槽２５と、磁石内蔵ローター４０を回転させる駆動部２８と、を備える回転磁場装置５を具備することを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液製造システム１００を提供する。
【００１８】
請求項２の記載によれば本発明は、水素溶液１０４の処理装置であって、
水素溶液１０４を収容し０．１〜１０テスラの磁石４１を内蔵する磁石内蔵回転槽４５と、磁石内蔵回転槽４５内に設置され水素溶液１０４に浸漬されたローター４３と、ローター４３を回転させる駆動部２８と、を備える回転磁場装置５を具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項３の記載によれば、本発明の水素溶液１０５は、渦流エジェクター装置３にポンプ部１から水又は水溶液１０３を供給し、水素供給部２から水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給して製造したものであって、
渦流エジェクター装置３は、ポンプ部１と連通する渦流エジェクター装置入口１０と、流路に螺旋型の整流板２０を挿入し水又は水溶液１０３に回転モーメントを付与する渦流生成部１１と、流路の口径を漸次縮小して水又は水溶液１０３の流速と回転数とを増加させるノズル部９と、ノズル部９の先端である噴出口１３と、噴出口１３に設置され水素供給部２と接続し水素を供給する水素噴出口１４と、噴出口１３に当接し口径が漸次拡大する混合部１５と、混合部１５の下流に接続し流路に螺旋型の整流板２０を挿入した２次渦流生成部１６と、渦流エジェクター装置出口１７と、を備える。
【００２０】
請求項４の記載によれば、本発明の水素溶液１０５は、更に、渦流エジェクター装置出口１７と連通した気泡微細化装置入口１９と、内部に綿状のステンレス鋼繊維２１を充填し、ステンレス鋼繊維２１で水素溶液１０４に含まれる水素気泡を粉砕して微細気泡とする気泡微細化装置本体１８と、圧力計２２と、気泡微細化装置本体１８の下流に設置した異物ろ過用フィルタ２３と、気泡微細化装置出口２４と、を有する気泡微細化装置４を用いて製造した気泡が微細化された水素溶液１０６であることが好ましい。
【００２１】
請求項５の記載によれば、本発明の回転磁場装置５は、更に、気泡微細化装置出口２４と連通した回転磁場装置入口２７と、内側に複数個の邪魔板３７を設置した円筒状の回転槽２５と、回転槽２５の中心線と中心線５３が一致するように配設され、且つ磁石４１を内蔵する磁石内蔵攪拌翼２９を複数個備える磁石内蔵ローター４０と、磁石内蔵ローター４０を１０００〜３５００ｒｐｍで回転させる駆動部２８と、回転槽２５と連通した回転磁場装置出口３５と、を具備する。
【００２２】
請求項６の記載によれば、本発明の回転磁場装置５は、更に、気泡微細化装置出口２４と連通した回転磁場装置入口２７と、磁石４１を内蔵した磁石内蔵邪魔板４４を複数個設置した円筒状の磁石内蔵回転槽４５と、磁石内蔵回転槽４５の中心線と中心線５３が一致するように配設され、且つ複数個の攪拌翼３６を備えたローター４３と、ローター４３を１０００〜３５００ｒｐｍで回転させる駆動部２８と、磁石内蔵回転槽４５と連通した回転磁場装置出口３５と、を具備する。
【００２３】
請求項７の記載によれば、本発明の回転磁場装置５は、更に、渦流エジェクター装置出口１７と連通した回転磁場装置入口２７と、磁石４１を内蔵した磁石内蔵邪魔板４４を複数個設置した円筒状の磁石内蔵回転槽４５と、磁石内蔵回転槽４５の中心線と中心線５３が一致するように配設され、且つ複数個の攪拌翼３６を備えたローター４３と、ローター４３を１０００〜３５００ｒｐｍで回転させる駆動部２８と、磁石内蔵回転槽４５と連通した回転磁場装置出口３５と、を具備する。
【００２４】
請求項８の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造システム１００は、更に、回転磁場装置５の制御を行う電気制御部６と、回転磁場装置出口３５に接続した安定化装置入口３９と、内部に螺旋型の整流板２０を備え外周面に複数個の磁石４１を備える安定化装置本体３８と、安定化装置出口４２と、安定化装置出口４２に接続された貯留タンク８と、を具備する。
【００２５】
請求項９の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法は、
水素溶液１０４の処理方法であって、０．１〜１０テスラの磁石４１を内蔵した磁石内蔵ローター４０と、磁石内蔵ローター４０と水素溶液１０４とを収容し磁石内蔵ローター４１を水素溶液１０４に浸漬する回転槽２５と、磁石内蔵ローター４０を回転させる駆動部２８と、を備える回転磁場装置５を用いて、磁石内蔵ローター４０を回転させ、磁石４１と水素溶液１０４とを１０００〜３５００ｒｐｍで相対回転させることによって水素溶液１０４にフリーラジカル消去性を付与することを特徴とする。
【００２６】
請求項１０の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法は、
（１）１）ポンプ部１から水又は水溶液１０３を供給し、２）水素供給部２から水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給し、３）ポンプ部１と連通した渦流エジェクター装置入口１０と、流路に螺旋型の整流板２０を挿入して水又は水溶液１０３に回転モーメントを付与する渦流生成部１１と、流路の口径を漸次縮小して水又は水溶液１０３の流速と回転数とを増加させるノズル部９と、ノズル部９の先端である噴出口１３と、噴出口１３に設置され、水素供給部１と接続して水素を供給する水素噴出口１４と、噴出口１３に当接し口径が漸次拡大する混合部１５と、混合部１５の下流に連接し流路に螺旋型の整流板２０を挿入した２次渦流生成部１６と、渦流エジェクター装置出口１７と、を有する渦流エジェクター装置３を用いて、水素溶液１０５を製造する段階と、
（２）水素溶液１０５を、渦流エジェクター装置出口１７と連通した気泡微細化装置入口１９と、内部に綿状のステンレス鋼繊維２１を充填し、ステンレス鋼繊維２１で水素溶液１０５に含まれる水素気泡を粉砕して微細気泡とする気泡微細化装置本体１８と、圧力計２２と、気泡微細化装置本体１８の下流に設置した異物ろ過用フィルタ２３と、気泡微細化装置出口２４と、を有する気泡微細化装置４を用いて、水素溶液１０５の水素気泡を粉砕し、気泡が微細化された水素溶液１０６を製造する段階と、
（３）気泡が微細化された水素溶液１０６を、気泡微細化装置出口２４と連通した回転磁場装置入口２７と、内側に複数個の邪魔板３７を設置した円筒状の回転槽２５と、回転槽２５の中心線と中心線５３が一致するように配設され、且つ磁石４１を内蔵する磁石内蔵攪拌翼２９を複数個備えた磁石内蔵ローター４０と、磁石内蔵ローター４０を回転させる駆動部２８と、回転槽２５と連通した回転磁場装置出口３５と、を備える回転磁場装置５を用いて、磁石内蔵ローター４０を回転させることによって磁石４１と気泡が微細化された水素溶液１０６とを１０００〜３５００ｒｐｍで相対回転させて気泡が微細化された水素溶液１０６にフリーラジカル消去性を付与する段階と、を含む。
【００２７】
請求項１１の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法は、水素溶液１０４の処理方法であって、
０．１〜１０テスラの磁石４１を内蔵し水素溶液１０４を収容する磁石内蔵回転槽４５と、磁石内蔵回転槽４５内に設置され水素溶液１０４に浸漬されたローター４３と、ローター４３を回転させる駆動部２８と、を備える回転磁場装置５を用いて、
ローター４３を回転させることによって水素溶液１０４を回転させ、磁石４１と水素溶液１０４とを１０００〜３５００ｒｐｍで相対回転させて水素溶液１０４にフリーラジカル消去性を付与することを特徴とする。
【００２８】
請求項１２の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法は、
（１）１）ポンプ部１から水又は水溶液１０３を供給し、２）水素供給部２から水素飽和度又はこれより過剰の水素を供給し、３）ポンプ部１と連通した渦流エジェクター装置入口１０と、流路に螺旋型の整流板２０を挿入して水又は水溶液１０３に回転モーメントを付与する渦流生成部１１と、流路の口径を漸次縮小し水又は水溶液１０３の流速と回転数を増加させるノズル部９と、ノズル部９の先端である噴出口１３と、噴出口１３に設置され、水素供給部２と接続して水素を供給する水素噴出口１４と、噴出口１３に当接し口径が漸次拡大する混合部１５と、混合部１５の下流に接続し流路に螺旋型の整流板２０を挿入した２次渦流生成部１６と、渦流エジェクター装置出口１７と、を有する渦流エジェクター装置３を用いて、水素溶液１０５を製造する段階と、
（２）水素溶液１０５を、渦流エジェクター装置出口１７と連通した気泡微細化装置入口１９と、内部に綿状のステンレス鋼繊維２１を充填し、ステンレス鋼繊維２１で水素溶液１０５に含まれる水素気泡を粉砕し微細気泡とする気泡微細化装置本体１８と、圧力計２２と、気泡微細化装置本体１８の下流に設置した異物ろ過用フィルタ２３と、気泡微細化装置出口２４と、を有する気泡微細化装置４を用いて、水素溶液１０５の水素気泡を粉砕し、気泡が微細化された水素溶液１０６を製造する段階と、
（３）気泡が微細化された水素溶液１０６を、気泡微細化装置出口２４と連通した回転磁場装置入口２７と、磁石４１を内蔵した磁石内蔵邪魔板４４を複数個設置した円筒状の磁石内蔵回転槽４５と、磁石内蔵回転槽４５の中心線と中心線５３が一致するように配設され、且つ複数個の攪拌翼３６を備えたローター４３と、ローター４３を回転させる駆動部２８と、磁石内蔵回転槽４５と連通した回転磁場装置出口３５と、を備える回転磁場装置５を用いて、ローター４３を回転させることによって気泡が微細化された水素溶液１０６を回転させ、磁石４１と気泡が微細化された水素溶液１０６とを１０００〜３５００ｒｐｍで相対回転させることによって気泡が微細化された水素溶液１０６にフリーラジカル消去性を付与する段階と、を含む。
【００２９】
請求項１３の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造１００は、更に、回転磁場装置５の制御を行う電気制御部６と、回転磁場装置出口３５に接続した安定化装置入口３９と、内部に螺旋型の整流板２０を設置し外周面に複数個の磁石４１を設置した安定化装置本体３８と、安定化装置出口４２と、安定化装置出口４２に接続した貯留タンク８と、を備え、
フリーラジカル消去性水素溶液１０９を安定化し、貯蔵する段階を有する。
【００３０】
請求項１４の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法は、前記水又は水溶液１０３がエタノールを含む水である。
【００３１】
請求項１５の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法は、前記水又は水溶液１０３が飲料又はアルコール飲料の何れか１種である。
【００３２】
請求項１６の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法は、水又は水溶液１０３が更に有機酸を含有する。
【００３３】
請求項１７の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液１０１は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造システム１００によって製造する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によるフリーラジカル消去性水素溶液１０１は、水又は水溶液１０３に水素を溶解させ、回転磁場装置５で磁気処理してフリーラジカル消去性を付与したものであり、蒸発しても残存する成分は加えていない。
【００３５】
本発明によるフリーラジカル消去性水素溶液１０１は、中等度のフリーラジカル消去性と、原料とｐＨが変わらない性質と、低い酸化還元電位で示される強い還元性と、を有する。
【００３６】
本発明によるフリーラジカル消去性水素溶液１０１のフリーラジカル消去性は中等度のものであるが、溶媒にフリーラジカル消去性を付与するので、基質の量との比率に於いては十分な量の活性成分を含む。
本発明のフリーラジカル消去性は、過酸化ラジカルを消去する作用であることが期待できる。
【００３７】
本発明によるフリーラジカル消去性水素溶液１０１は、食品や飲料の分野に於いては食品の加熱加工時の酸化を防止する。又、食品の長期保存を可能とすると共に、酸化防止剤を添加しないので、酸化防止剤の有する渋味や味の変化を抑えることができる。
【００３８】
医薬品、医療の分野では、本発明品を摂取することによって、フリーラジカル消去性の活性成分が組織内へ浸透し、生体に発生するフリーラジカルを消去することが期待出来る。
化粧品の分野においては、本発明品を外用することによって、人体表面に発生するフリーラジカルを消去して、老化現象を防止・改善することが期待出来る。
【００３９】
本発明品は、蒸発して残存する成分は加えていないので、純水での洗浄を必要とするマイクロチップの洗浄での使用が可能である。
この様に、本発明品には、食品、飲料、医薬品、医療、化粧品等、幅広い用途が開けている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
（フリーラジカル消去性の測定方法）
本発明では、フリーラジカル消去性の測定方法としてＤＰＰＨ法を採用した。
ＤＰＰＨ（１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル）はそれ自体がフリーラジカルである。フリーラジカル消去物質が存在すると消去されて、非ラジカルである１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジン誘導体に変化する。
ＤＰＰＨは、広汎なフリーラジカル消去物質と反応するので、ＤＰＰＨ法は食品分析を始め、多くの分野に於いて、フリーラジカル消去性を測定する一般的な分析方法とされている。
【００４１】
ＤＰＰＨがフリーラジカルの状態で存在する時は、５２０ｎｍ付近に最大吸収を有する紫色を呈しており、フリーラジカル消去性を有する物質に捕捉されると無色の１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジン誘導体に変化する。反応式を化１に示す。
【００４２】
【化１】
2007116889.tif 000020
【００４３】
分光光度計を用いて、サンプルとコントロールサンプルの５２０ｎｍの吸光度を測定し、式１によってフリーラジカル消去率を算出した。
【数１】
2007116889.tif 000021
【００４４】
（水素溶液）
本発明に用いる液体材料は水又は水溶液１０３である。前記水又は水溶液は、水又は水溶液を液体成分とする液体材料であって、飲料、食品、医薬、化粧品等のそのままの液体材料、及び、飲料、食品、医薬、化粧品等の水又は水溶液の溶液であるところの液体材料を含む。
【００４５】
本発明によれば、水素の溶解量が少ない水又は水溶液１０３でも回転磁場で磁気処理することによってフリーラジカル消去性を付与できる。しかし、本発明の製造装置で得られるフリーラジカル消去性水素溶液１０１は活性が中等度なものであるし、水又は水溶液１０３は少量の水素しか溶解しないので、本発明に於いては水素を飽和近くまで溶解した水又は水溶液１０３を用いることが好ましい。
【００４６】
水を用いる場合は、水の水素飽和度は、化学便覧（改訂４版、１９９３年、丸善）によれば、２０℃、１０１．３ｋＰａに於いて、０．１４１×１０−４モル分率である。近似計算すると、常温常圧に於いて水１Ｌに対して水素の溶解量は１７．６ｍＬということになる。よって、この程度、若しくはこれより過剰の量の水素を供給することが好ましい。
【００４７】
水素を溶解した水又は水溶液１０３の好ましい実例としては、特許文献１〜４に記載した水素溶液１０４を例示できる。
【００４８】
更に最も好ましくは、飽和量よりも過剰の水素を供給し、過剰の水素の気泡をステンレス鋼繊維で粉砕した、コロイド状の水素気泡を含む特許文献１に記載の気泡が微細化された水素溶液１０６を例示することができる。
【００４９】
粉砕によって生成する気泡の径は数百ナノメーター以下であることが望ましい。このような微細気泡は、気泡の浮力や速度エネルギーが小さく、表面同士の反発力が優先するので、気泡同士の衝突が抑えられ、気／液コロイド溶液を形成する。
【００５０】
（磁場強度・処理時間・磁場の回転数）
回転磁場装置５の磁場の強度と、フリーラジカル消去性を付与するための処理時間と、は負の相関関係にある。即ち、磁場が強ければ強いほど処理時間を短縮でき、磁場が弱ければ処理時間を長くする必要がある。
【００５１】
０．０１テスラ以下の磁石を用いると、形成される磁場が弱いので、処理時間が長くなり過ぎて実用的ではない。よって、０．０１テスラ以上の磁石を用いることが好ましい。０．０５テスラ以上の磁石を用いることが好ましく、０．１テスラ以上の磁石を用いることがより好ましい。
【００５２】
用いる磁石の磁束密度は高ければ高いほど好ましいが、回転磁場装置５に実用的に使用できる磁石の磁束密度は、現在の技術水準では約１０テスラまでである。１０テスラより磁束密度の大きな強力磁石も公知であるが高価である。磁束密度の高い磁石が実用化されれば、１０テスラ以上の磁石の使用も本発明に使用できる。
【００５３】
回転磁場装置５に於ける処理時間は、回転磁場装置５の磁場の強さと装置の形式に対応して、任意に変更可能である。バッチ式でフリーラジカル消去活性の付与を行う場合は比較的弱い磁石を用いて長時間磁気処理することが可能であり、図１〜１０に示すような連続式で行う場合は強力な磁石を用いて短時間で磁気処理を行うことが好ましい。
【００５４】
バッチ式で行う場合の処理時間の長さに制限はないが、６０００秒を越すと実用的ではない。より好ましくは、２０００秒以下の反応時間が例示される。連続式で行う場合でも、１秒以上の処理時間は必要である。
磁気処理時間は使用する装置に応じて、前以て実験的に求めることが好ましい。
【００５５】
（図の説明）
以下、図面を参照して本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造システム１００について説明する。
図１は、本発明の１実施例に基づくフリーラジカル消去性水素溶液製造システム１００の全体構成図である。
【００５６】
この実施例による水素溶液１０４を製造する装置は、ポンプ部１と水素供給部２と渦流エジェクター装置３とから構成され、任意に気泡微細化装置４を含む。ポンプ部１は、渦流エジェクター装置３に水又は水溶液１０３を供給する。水素供給部２は、渦流エジェクター装置３に水素を供給する。渦流エジェクター装置３は、水又は水溶液１０３と水素とを混合し、水素溶液１０５を生成する。
【００５７】
渦流エジェクター装置３によって製造された水素溶液１０５は、そのまま次の工程で用いることも出来るが、更に、水素気泡を破砕して、気泡が微細化された水素溶液１０６を製造することが好ましい。気泡微細化装置４による水素気泡の破砕を行わない場合は、水素気泡は巨大気泡になって系外へ散逸する。
【００５８】
渦流エジェクター装置３又は気泡微細化装置４に接続する回転磁場装置５は、水素溶液１０５又は気泡が微細化された水素溶液１０６を回転磁場装置５で処理してフリーラジカル消去性を付与してフリーラジカル消去性水素溶液１０９を与える。この段階で得られるフリーラジカル消去性水素溶液１０９はこのままでも使用可能であるが、更に安定化処理を行ったフリーラジカル消去性水素溶液１０７として使用又は貯留することが好ましい。
【００５９】
回転磁場装置５に接続する安定化装置７はフリーラジカル消去性を安定化させ、生成したフリーラジカル消去性水素溶液１０７は貯留タンク８に貯留される。電気制御部６は、回転磁場装置５の電気制御を行う。
図２は渦流エジェクター装置３を示す。水又は水溶液１０３は、ポンプ部１によって渦流エジェクター装置入口１０から送り込まれ、渦流生成部１１の流路に設置された螺旋型の整流板２０によって毎分５００〜１０００回転の回転モーメントが付与される。
【００６０】
渦流生成部１１の下流に接続し、口径が漸次縮小されるノズル部９によって、水又は水溶液１０３の流速と回転数が急増し、急旋回しながら噴射口１３から噴出される。
噴射口１３に設置された水素噴射口１４から水素が供給される。高速で旋回する水又は水溶液１０３が水素を巻き込むことによって旋回気体空洞が生成し、その旋回気体空洞を水又は水溶液１０３の旋回速度差で切断することによって水素の微細気泡を発生させる。水素の微細気泡は比表面積が大きいので、水素は水又は水溶液１０３に吸収され、溶解される。水素の供給量が水又は水溶液１０３を飽和させる量より過剰であれば、水又は水溶液１０３は水素の飽和状態となり、過剰の水素は気泡となって懸濁される。
【００６１】
水素溶液１０５は、流路に螺旋型の整流板２０が挿入されている２次渦流生成部１６で再度回転モーメントが付与され、液体と気泡の懸濁液として渦流エジェクター装置出口１７から気泡微細化装置４に送られる。
【００６２】
図３は、気泡微細化装置４を示す。渦流エジェクター装置出口１７から送られて来た水素溶液１０５は、気泡微細化装置入口１９に入る。気泡微細化装置入口１９には、２次渦流生成部１６の螺旋型の整流板２０が延長されて挿入されている。
気泡微細化装置本体１８には、極細のステンレス鋼繊維２１が綿状に充填されている。ステンレス鋼繊維とは、例えばＳＵＳ３１６Ｌのようなステンレス鋼を、例えば切削法によって繊維状に加工した機能性素材で、極細なものとしては繊維径２〜８マイクロメーターのものが市販されている。
【００６３】
前記液体と気泡の懸濁液が、回転モーメントが付与されて気泡微細化装置本体１８を高速で通過すると、気泡はステンレス鋼繊維２１によってキャビテーションを起して破碎され、微細な気泡となる。
このようにして得られた気泡が微細化された水素溶液１０６は、異物ろ過用フィルタ２３で異物を除去した後に気泡微細化装置出口２４から次の装置へ送られる。
【００６４】
図４は本発明の１実施例に基づく回転磁場装置５を例示し、図６は磁石内蔵ローター４０の斜視概念図である。
図４と図６とによれば、本発明の回転磁場装置５は、
（１）渦流エジェクター装置出口１７又は気泡微細化装置出口２４と連通し、１）一方の端部５１に回転磁場装置入口２７が設置された導入パイプ２６が配設され、２）他方の端部５１に回転磁場装置出口３５が設置された排出パイプ３４が配設され、３）内側に複数個の邪魔板３７が設置されたところの、両端面が封鎖された円筒形をした回転槽２５と、
（２）回転磁場装置５の内部は、１）回転槽２５の一方の端面５２の中心に設置された回転軸漏液防止シール３１と、２）回転軸漏液防止シール３１を挿通し、前記回転槽２５の中心線と中心線５３とが一致するように設置された回転軸３０と、回転槽２５の他方の端面５２の中心に設置された回転軸漏液防止シール３１を挿通して回転自在に支持された回転軸３０と、３）端面５２の中心に任意に設置された回転ベアリング３２を有する軸受け３３と、
（３）図６に示すように、前記回転軸３０の中心線５３と直交する複数の直線５４が等間隔に且つ隣同士互いに９０°の角度をなして設定され、前記直線５４を中心として前記回転軸３０の両側に０．１〜１０テスラの磁石を内蔵する磁石内蔵攪拌翼２９が上下左右対称に設置されている磁石内蔵ローター４０と、
（４）前記磁石内蔵ローター４０を回転させる駆動部２８と、を備える。
生成したフリーラジカル消去性水素溶液１０９は排出パイプ３４の末端の回転磁場装置出口３５から次の装置に送られる。
【００６５】
図５は、図４の回転磁場装置５のａ−ａ断面図である。磁石を内蔵した磁石内蔵攪拌翼２９は、隣同士互いに９０°の角度をなして設置され、回転軸３０から４方向に突出している。
図７は本発明の他の実施例に基づく回転磁場装置５を例示する。図７に示す装置は、図４に示す回転磁場装置５の、磁石内蔵攪拌翼２９及び磁石内蔵ローター４０が攪拌翼３６及びローター４３と換わり、邪魔板３７が磁石内蔵邪魔板４４と交換したものである。
【００６６】
図８は図７に於けるｂ−ｂの位置の断面図である。
図９は安定化装置７を示す断面図である。
回転磁場装置出口３５から送られて来たフリーラジカル消去性水素溶液１０９は、安定化装置入口３９から入り、安定化装置本体３８の上下に交互に取り付けられた磁石４１が生成する磁場を、螺旋型の整流板２０に沿って回転しながら通過する。
【００６７】
生成したフリーラジカル消去性水素溶液１０７は、安定化装置出口４２から貯蔵タンク８に送られる。
図１０は図９のｃ−ｃに於ける断面図である。
【００６８】
以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。但し、下記実施例は本発明を例示するためのものであり、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
【００６９】
（試験例）
（フリーラジカル消去性の測定法）
１．試薬
ａ）［１．７８×１０−４ｍｏｌ／Ｌ  ＤＰＰＨエタノール溶液］：１，１−Ｄｉｐｈｅｎｙｌ−２−ｐｉｃｒｙｌｈｙｄｒａｚｉｌ ３．５ｍｇを９９％エタノール５０ｍｌに溶解し０．５時間攪拌する。ＤＰＰＨエタノール溶液の調整後２時間以内測定を終了する。
ｂ）［０．２ｍｏｌ／Ｌ  ＭＥＳ緩衝液（ｐＨ７．０）］：  ２−Ｍｏｒｐｈｏｌｉｎｏｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ  ａｃｉｄ  ８．５３ｇを蒸留水に溶解し、希水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７．０に調製した後、蒸留水を加えて２００ｍＬとする。
ｃ）［ＤＰＰＨ試薬］：  １．７８×１０−４ｍｏｌ／Ｌ  ＤＰＰＨ溶液２溶と、０．２ｍｏｌ／Ｌ  ＭＥＳ緩衝液（ｐＨ７．０）１溶と、蒸留水１溶と、を混合する。［ＤＰＰＨ試薬］の濃度は０．８９×１０−６ｍｏｌ／Ｌである。
【００７０】
２．操作
ａ）サンプル
試料５ｍＬとエタノール５ｍＬとの混合液に、ＤＰＰＨ試薬０．６ｍＬを混合し、ボルテックスミキサーで１０秒間攪拌した後、直ちに分光光度計で５２０ｎｍの吸光度を測定する。
ｂ）コントロールサンプル
分析希釈液５ｍＬとエタノール５ｍＬとの混合液に、ＤＰＰＨ試薬０．６ｍＬを混合し、ボルテックスミキサーで１０秒間攪拌した後、直ちに分光光度計で５２０ｎｍの吸光度を測定する。
ｃ）測定機器：分光光度計  日立製作所  ＵＶ１８００
【００７１】
３．計算
コントロールサンプルとサンプル各６検体の吸光度を交互に測定して平均値を求め、フリーラジカル消去率（％）を（式１）によって算出する。フリーラジカル消去率が１％であったということは、サンプルが０．８９×１０−６ｍｏｌ／ＬのＤＰＰＨラジカルを消去したことに相当する。
【００７２】
（ｐＨ及び酸化還元電位の測定）
［測定機器］：メトラー  ポータブルｐＨメーター  ＭＰ１２０ＢＥ
【実施例１】
【００７３】
図１に全体構成図を示したフリーラジカル消去性水素容液製造システム１００を用いて、図２に示す渦流エジェクター装置３に、毎分１０Ｌの水道水（Ａ）と毎分０．２Ｌの水素とを供給して水素溶液１０５（Ｂ）を製造した。前記水素溶液１０５（Ｂ）を、図３に示す気泡微細化装置４を用いて気泡が微細化された水素溶液１０６（Ｃ）とした。前記気泡が微細化された水素溶液１０６（Ｃ）を、図７に示す内容量３．４Ｌの回転槽２５の内側に１．６テスラの磁石を８個内蔵して磁場を形成する邪魔板３７が設置され、ローター４３を駆動部２８で１０００〜３５００ｒｐｍで回転させる回転磁場装置５で処理し、図８に示す安定化装置７で処理してフリーラジカル消去性活性水素液１０７（Ｄ）を得た。各処理段階の試料のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表１に示す。
【００７４】
【表１】
2007116889.tif 000022
【００７５】
表１によれば、ｐＨは各処理段階を通じて殆ど変化がなく、酸化還元電位は、水道水（Ａ）に水素を飽和させた後は何れの試料（Ｂ）、（Ｃ）も−６００ｍＶ以下となった。水素溶液１０５（Ｂ）と気泡が微細化された水素溶液１０６（Ｃ）とにはフリーラジカル消去性は認められなかったが、フリーラジカル消去性水素溶液１０７（Ｄ）にはフリーラジカル消去性が認められた。
実施例１で得られたフリーラジカル消去率で示されるフリーラジカル消去性は中等度のものではあるが、本試験は繰り返し測定に於いても安定したフリーラジカル消去率が得られ、本発明によるフリーラジカル消去性水素溶液１０７は有意なフリーラジカル消去性を示すことが示された。
【実施例２】
【００７６】
（フリーラジカル消去性水素溶液の安定性−１  保存安定性）
実施例１で得たフリーラジカル消去性水素溶液１０７をアルミニウム缶に充填し、内部の空気を除去して封印し、室温に１ヵ月間保存した試料について、酸化還元電位とＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表２に示す。
【００７７】
【表２】
2007116889.tif 000023
【００７８】
表２に示すように、フリーラジカル消去性水素溶液１０７のフリーラジカル消去率は１ヵ月間で約２分の１となったが、フリーラジカル消去性は残っていた。酸化還元電位の低下は殆ど起らなかった。
【実施例３】
【００７９】
（フリーラジカル消去性水素溶液の安定性−２  温度安定性）
実施例１で製造したフリーラジカル消去性水素溶液１０７、１００ｍｌを１００ｍｌの三角フラスコに入れ、沸騰したウォーターバスで加熱し１０分、２０分、３０分、及び４０分毎に取り出し、直ちに冷水で冷却し、ＤＰＰＨ法でフリーラジカル消去率を測定した。結果を表３に示す。
【００８０】
【表３】
2007116889.tif 000024
【００８１】
表３に示すように、フリーラジカル消去性水素溶液１０７のフリーラジカル消去率は１００℃、３０分でフリーラジカル消去率が約２分の１になった。
【実施例４】
【００８２】
実施例１と同じ方法で、但し水道水の代りに蒸留水を用いてフリーラジカル消去性水素溶液１０７を製造し、生成物のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表４に示す。
【実施例５】
【００８３】
特許文献２に、密閉耐圧容器中で攪拌しながら、液体媒体に水素を吹き込むことによる、水素溶存液状媒体の生産システムが開示されている。特許文献２に記載された方法に準じて、密閉容器内で加圧下に、水道水に水素を激しく攪拌しながら吸収させて製造した水素溶液１０４を、図６に示した回転磁場装置５と図８に示した安定化装置７で処理して、フリーラジカル消去性水素溶液１０１を製造し、生成物のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表４に示す。
【実施例６】
【００８４】
特許文献４に、水道の蛇口に接続し、流路に螺旋型の整流板を備える渦流エジェクター装置を用いて、飽和量又は過剰の水素を供給して水素飽和溶液と気泡の懸濁液とし、ステンレス鋼繊維で気泡を破砕して製造した水素コロイド溶液とその製造装置が開示されている。特許文献４に記載された方法に準じて、水道水を図２に示す渦流エジェクター装置３を用いて水素溶液１０５とし、図３に示す気泡微細化装置４を用いて気泡が微細化された水素溶液１０６を製造した。この気泡が微細化された水素溶液１０６に、図６に示した回転磁場装置５を用いてフリーラジカル消去性の付与を行った。使用した磁石は１．０テスラの磁束密度を有しており、気泡が微細化された水素溶液１０６の平均滞留時間は２０秒間であった。得られたフリーラジカル消去性水素溶液１０９を図８に示した安定化装置７で処理してフリーラジカル消去性水素溶液１０７を製造した。生成物のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表４に示す。
【００８５】
【表４】
2007116889.tif 000025
【００８６】
表４に示すように、実施例４〜６何れの方法を用いても、水素溶液１０４を回転磁場装置によって処理することによってフリーラジカル消去性を付与することが出来て、フリーラジカル消去性水素溶液１０１を製造できた。
【実施例７】
【００８７】
クエン酸を含むフリーラジカル消去性水素溶液
０．１ｍｏｌ／Ｌ濃度のｐＨ３クエン酸緩衝液とｐＨ４のクエン酸緩衝液とのそれぞれを、実施例１の方法に準じて、図２に示す渦流エジェクター装置３を用いて処理して、水素溶液１０５とし、図３に示す気泡微細化装置４を用いて処理して気泡が微細化された水素溶液１０６とし、図６に示す回転磁場装置５と図８に示す安定化装置７を用いて処理してフリーラジカル消去性水素溶液１０７を製造した。フリーラジカル消去性付与前と付与後の試料の酸化還元電位とＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表５に示す。
【００８８】
通常、酸性の強い溶液は酸化還元電位が高く、酸化力が高い。表５によれば、フリーラジカル消去性付与前は、ｐＨ３．０のクエン酸緩衝液の方がｐＨ４．０のクエン酸緩衝液よりも酸化還元電位が高く、上記と一致した結果が得られた。
フリーラジカル消去性を付与した後も、酸化還元電位はｐＨ３．０のクエン酸緩衝液の方がｐＨ４．０のクエン酸緩衝液よりも酸化還元電位が高く、上記と一致した結果が得られた。フリーラジカル消去率はｐＨ３．０とｐＨ４．０のクエン酸緩衝液とは同レベルの値を示した。
【実施例８】
【００８９】
水道水の代りにアルコール含量２５％の米焼酎を用いた以外は、実施例１と同じ方法を用いてフリーラジカル消去性水素溶液１０７を製造した。結果を表５に示す。
【００９０】
表５によると、米焼酎にフリーラジカル消去性を付与したところ、酸化還元電位、フリーラジカル消去率とも水と同様の値を示し、水以外の液体材料に於いても本発明の方法によってフリーラジカル消去性活性の付与が可能なことが示された。
【００９１】
【表５】
2007116889.tif 000026
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性水素溶液製造システムの全体構成図である。
【図２】本発明の１実施例による渦流エジェクター装置の模式図である。渦流エジェクター部分は切開して断面図で示し、内部の螺旋型の整流板は平面図で示した。
【図３】本発明の１実施例による気泡微細化装置を示す模式図である。気泡微細化装置本体部分は切開して断面図で示し、内部の螺旋型の整流板は平面図で示した。
【図４】本発明の１実施例による回転磁場装置を示す模式図である。回転槽部分は切開して断面図で示し、内部の磁石内蔵ローターは平面図で示した。
【図５】図４の回転磁場装置のａ−ａ断面図である。
【図６】図４の磁石内蔵ローターの斜視模式図である。
【図７】本発明の１実施例による回転磁場装置を示す模式図である。磁石内蔵回転槽部分は切開して断面図で示し、内部のローターは平面図で示した。
【図８】図７の回転磁場装置のｂ−ｂ断面図である。
【図９】本発明の１実施例による安定化装置を示す模式図である。フリーラジカル安定化装置本体部分は切開して断面図で示し、内部の螺旋型の整流板は平面図で示した。
【図１０】図９の安定化装置のｃ−ｃ断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１      ポンプ部
２      水素供給部
３      渦流エジェクター装置
４      気泡微細化装置
５      回転磁場装置
６      電気制御部
７      安定化装置
８      貯留タンク
９      ノズル部
１０    渦流エジェクター装置入口
１１    渦流生成部
１２    水素供給口
１３    噴出口
１４    水素噴出口
１５    混合部
１６    ２次渦流生成部
１７    渦流エジェクター装置出口
１８    気泡微細化装置本体
１９    気泡微細化装置入口
２０    螺旋型の整流板
２１    ステンレス鋼繊維
２２    圧力計
２３    異物ろ過用フィルタ
２４    気泡微細化装置出口
２５    回転槽
２６    導入パイプ
２７    回転磁場装置入口
２８    駆動部
２９    磁石内蔵攪拌翼
３０    回転軸
３１    回転軸漏液防止シール
３２    回転ベアリング
３３    軸受け
３４    排出パイプ
３５    回転磁場装置出口
３６    攪拌翼
３７    邪魔板
３８    安定化装置本体
３９    安定化装置入口
４０    磁石内蔵ローター
４１    磁石
４２    安定化装置出口
４３    ローター
４４    磁石内蔵邪魔板
４５    磁石内蔵回転槽
５１    端部
５２    端面
５３    中心線
５４    直線
１００    フリーラジカル消去性水素溶液製造システム
１０１    フリーラジカル消去性水素溶液（１０７と１０９を含む）
１０３ 水又は水溶液
１０４ 水素溶液（水素溶液と水素気泡との懸濁液、１０５と１０６を含む）
１０５ 水素溶液（渦流エジェクター装置を用いて製造したもの）
１０６ 気泡が微細化された水素溶液
１０７ フリーラジカル消去性水素溶液（安定化）
１０９ フリーラジカル消去性水素溶液（回転磁場装置５で製造したもの）
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007116889.tif 000027
【図２】
2007116889.tif 000028
【図３】
2007116889.tif 000029
【図４】
2007116889.tif 000030
【図５】
2007116889.tif 000031
【図６】
2007116889.tif 000032
【図７】
2007116889.tif 000033
【図８】
2007116889.tif 000034
【図９】
2007116889.tif 000035
【図１０】
2007116889.tif 000036
【手続補正書】
【提出日】平成20年10月17日(2008.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体材料と水素とを混合、撹拌して水素溶液を製造する水素溶液製造装置と、
前記水素溶液製造装置と連結し、磁石又は前記水素溶液、若しくその双方を回転させることによって前記水素溶液を磁気処理するフリーラジカル消去性付与装置と、
を含んで構成されることを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項２】
前記水素溶液製造装置が、
（１）前記水素供給装置と、
（２）前記液体材料を供給するポンプ装置と、
（３）渦流エジェクター装置とを備え、
前記渦流エジェクター装置は、スパイラル板が挿入された渦流生成部と、口径が漸次縮小されるノズル部と、前記ノズル部の先端である噴出口と、前記水素供給装置と接続され前記噴出口に設置された水素ガス噴出口と、漸次口径が拡大する混合部と、流路にスパイラル板が挿入された２次渦流生成部と、が連設されて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項３】
前記水素溶液製造装置は気泡微細化装置を更に備えており、前記気泡微細化装置は、内部に綿状のステンレス鋼繊維が充填された本体と、圧力計と、異物ろ過用フィルタと、が連設されることを特徴とする請求項１に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項４】
前記フリーラジカル消去性付与装置が、前記水素溶液と０．０１〜１０テスラの磁石が形成する磁場とを１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で相対回転させることによって前記水素溶液を磁気処理し、フリーラジカル消去性を付与する装置であることを特徴とする請求項１に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項５】
前記フリーラジカル消去性付与装置は、内側に複数個の邪魔板が設置された筒状の外筒部と、前記外筒部の中心軸と回転中心が一致するように設置された回転軸と、前記回転軸に設置され前記磁石を内蔵する複数個の磁石内蔵撹拌翼と、前記回転軸を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる駆動部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項６】
前記フリーラジカル消去性付与装置は、内側に、磁石を内蔵した複数個の磁石内蔵邪魔板が設置された筒状の外筒部と、前記外筒部の中心軸と回転中心が一致するように設置された回転軸と、前記回転軸に設置された複数個の撹拌翼と、前記回転軸を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる駆動部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項７】
前記フリーラジカル消去性付与装置の制御を行う電気制御装置と、前記フリーラジカル消去性付与装置に接続され、内部にスパイラル板が設置され外周面に複数個の前記磁石が設置されたフリーラジカル消去性安定化装置と、前記フリーラジカル消去性安定化装置出口に接続された貯留タンクと、を更に含んで構成されることを特徴とする請求項５または６に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項８】
液体材料の容器と、撹拌手段と、０．０１〜１０テスラの磁石と、前記磁石を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる回転手段と、水素供給装置と連通して水素ガスを前記液体材料に供給する水素ガスノズルと、を備えることを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項９】
前記液体材料が、水又は水溶液であることを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項１０】
前記液体材料が、水を含むエタノールまたはそれを溶媒とする溶液であることを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項１１】
前記液体材料が、飲料又はアルコール飲料の何れか１種であることを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項１２】
前記液体材料が、有機酸を含有し、水又はエタノール若しくはそれらの混合物の中の少なくとも１種を溶媒とする溶液であることを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項１３】
前記フリーラジカル消去性が、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジルを消去する活性であることを特徴とする請求項１ないし８の何れか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項１４】
請求項１ないし３又は９ないし１２のいずれか１項に記載の水素溶液製造装置を用いて水素溶液を製造する工程と、
前記水素溶液に、請求項１、４ないし７又は９ないし１３のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性付装置を用いてフリーラジカル消去性を付与する工程と、
を含むことを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液の製造方法。
【請求項１５】
請求項８に記載の装置を用いることを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液の製造方法。
【請求項１６】
請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置を用いて製造したことを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリーラジカル消去性水素溶液製造装置と、フリーラジカル消去性水素溶液の製造方法と、本発明の製造装置によって製造されたフリーラジカル消去性水素溶液と、に関する。
【０００２】
更に詳しくは、本発明は、飲料、食品、医薬、化粧品等の液体材料に水素ガスを溶解させ、回転磁場で処理することにより、液体材料のｐＨを変化させずに液体材料にフリーラジカル消去性を付与して、フリーラジカル消去性水素溶液を製造する装置と方法、及び本発明の製造装置によって製造されたフリーラジカル消去性水素溶液と、に関する。
【背景技術】
【０００３】
食品は、加熱加工によって酸化による褐変、芋臭の発生や、色素、ビタミン、カロチン、アントシアニン等の機能性成分の酸化分解が進行し、これに伴い品質低下、保存性の低下が起こる。
【０００４】
加熱加工時の酸化抑制方法としては脱気水の使用が行われてきた。しかし、この方法によっては、食品の加工時の酸化は殆ど防ぐことが出来なかった。従来、食品の加工中の酸化分解は避けられない事柄とされてきた。
【０００５】
食品の保蔵中の酸化防止には、酸素吸収剤やアスコルビン酸塩等の酸化防止機能を有する食品添加物が使用されてきた。しかし、酸素吸収剤は空気中の酸素を除去するのみの受動的な方法で効果が少ない。またアスコルビン酸は酸性物質であるので添加した食品・飲料のｐＨを下げ、アスコルビン酸は渋味を有するために食品・飲料の風味を著しく損なう。
【０００６】
このため、食品の風味やｐＨを変化させることなく、安全で、安価な過酸化ラジカル消去技術の開発が要望されていた。
【０００７】
出願人は特許文献１に、液体からなる食品等を減圧下で脱気した後、水素ガスを飽和させて製造した還元性水素水を開示した。又、加熱手段と撹拌手段とを備えた真空タンクと、前記真空タンクに水素を供給する水素発生装置と、真空ポンプと、からなる食品の還元性水素水の製造装置を開示した。
【０００８】
特許文献２に、密閉耐圧容器中で撹拌しながら、液体媒体に水素ガスを吹き込むことによる、水素ガス溶存液状媒体の生産システムを開示した。
【０００９】
特許文献３に、水素ガスを液体に導入し、減圧撹拌、高速撹拌、加圧撹拌の３段階の撹拌溶解過程を有する還元処理方法と自動還元処理装置を開示した。
【００１０】
特許文献４に、水道の蛇口に接続し、流路にスパイラル板を具備する渦流エジェクター装置を用いて、飽和量より過剰の水素ガスを供給して水素飽和溶液と気泡の懸濁液とし、ステンレス鋼繊維で気泡を破砕して製造した水素コロイド溶液とその製造装置を開示した。
【００１１】
本発明者らが特許文献１〜４に開示した水素溶液は、ｐＨの変化がなく、低い酸化還元電位を示し、還元性を有するが、フリーラジカル消去性は有していない。
【００１２】
特許文献５に水酸化ナトリウム水溶液を電気分解して製造する電解還元水が開示されている。この溶液は水素ラジカルを含有すると記載されている。
【００１３】
特許文献６には前記電解還元水のフリーラジカル量を測定する技術が記載されている。しかし、特許文献５、６に記載された溶液はｐＨが９〜１２と極めて高い。
【００１４】
この様に、特許文献５、６に報告された、フリーラジカル消去性を有すると記載された水はｐＨが高く、食品、医薬、化粧品への使用を制限されている。
【００１５】
【特許文献１】特許第２８９０３４２号公報
【特許文献２】特許第３８２９１７０号公報
【特許文献３】特許第３８４３３６１号公報
【特許文献４】特開２００７−８６１号公報
【特許文献５】特開２００２−２５４０７８号公報
【特許文献６】特開２００２−３５０４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明が解決しようとする課題は、フリーラジカル消去性と還元性を有し、飲料、食品、医薬、化粧品等に使用可能な液体材料を、原料の液体材料からｐＨを変化させずに製造する製造装置と、その製造方法と、その製造装置を用いて製造したフリーラジカル消去性水素溶液と、を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記、課題を解決するための手段として本発明は、
液体材料と水素とを混合、撹拌して水素溶液を製造する水素溶液製造装置１０２と、
前記水素溶液製造装置１０２と連結し、磁石又は前記水素溶液、若しくその双方を回転させることによって前記水素溶液を磁気処理するフリーラジカル消去性付与装置５と、
を含んで構成されることを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液製造装置１００を提供する。
【００１８】
請求項２の記載によれば、水素溶液製造装置１０２は、
（１）水素供給装置２と、
（２）ポンプ装置１と、
（３）渦流エジェクター装置１７と、
を備え、渦流エジェクター装置１７は、スパイラル板２０が挿入された渦流生成部１１と、口径が漸次縮小されるノズル部９と、ノズル部の先端である噴出口１３と、水素供給装置２と接続され前記噴出口１３に設置された水素ガス噴出口１４と、漸次口径が拡大する混合部１５と、流路にスパイラル板２０が挿入された２次渦流生成部１６と、が連接されて構成される。
【００１９】
請求項３の記載によれば、水素溶液製造装置１０２は気泡微細化装置４を更に備えており、
気泡微細化装置４は、内部に綿状のステンレス鋼繊維２１が充填された気泡微細化装置本体１８と、圧力計２２と、異物ろ過用フィルタ２３と、が連設されることを特徴とする。
【００２０】
請求項４の記載によれば、フリーラジカル消去性付与装置５が、水素溶液と０．０１〜１０テスラの磁石４１が形成する磁場とを１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で相対回転させることによって水素溶液を磁気処理し、フリーラジカル消去性を付与する装置であることを特徴とする。
【００２１】
請求項５の記載によれば、フリーラジカル消去性付与装置５は、内側に複数個の邪魔板３７が設置された筒状の外筒部２５と、外筒部２５の中心軸と回転中心が一致するように設置された回転軸３０と、回転軸３０に設置され磁石４１を内蔵する複数個の磁石内蔵撹拌翼と２９、前記回転軸３０を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる駆動部２８と、を備えることを特徴とする。
【００２２】
請求項６の記載によれば、フリーラジカル消去性付与装置５は、内側に磁石４１を内蔵した複数個の磁石内蔵邪魔板４４が設置された筒状の外筒部２５と、外筒部２５の中心軸と回転中心が一致するように設置された回転軸３０と、回転軸３０に設置された複数個の撹拌翼３６と、回転軸３０を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる駆動部２８と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
請求項７の記載によれば、フリーラジカル消去性付与装置５の制御を行う電気制御装置６と、フリーラジカル消去性付与装置５に接続され、内部にスパイラル板２０が設置され外周面に複数個の磁石４１が設置されたフリーラジカル消去性安定化装置７と、フリーラジカル消去性安定化装置出口４２に接続された貯留タンク８と、を更に含んで構成されることを特徴とする。
【００２４】
請求項８の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置１００は、液体材料の容器と、撹拌手段と、０．０１〜１０テスラの磁石４１と、磁石４１を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる回転手段６１と、水素供給装置と連通して水素ガスを液体材料に供給する水素ガスノズル６２と、を備えることを特徴とする。
【００２５】
請求項９の記載によれば、液体材料が水又は水溶液であることを特徴とする。
【００２６】
請求項１０の記載によれば、液体材料が水を含むエタノールまたはそれを溶媒とする溶液であることを特徴とする。
【００２７】
請求項１１の記載によれば、液体材料が飲料又はアルコール飲料の何れか１種であることを特徴とする。
【００２８】
請求項１２の記載によれば、液体材料が有機酸を含有し、水又はエタノール若しくはそれらの混合物の中の少なくとも１種を溶媒とする溶液であることを特徴とする。
【００２９】
請求項１３の記載によれば、フリーラジカル消去性が、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル（以下ＤＰＰＨと略す）を消去する活性であることを特徴とする。
【００３０】
請求項１４の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法は、請求項１ないし３又は９ないし１２のいずれか１項に記載の水素溶液製造装置１０２を用いて水素溶液を製造する工程と、
水素溶液に、請求項１、４ないし７又は９ないし１２のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性付装置５を用いてフリーラジカル消去性を付与する工程と、
を含むことを特徴とする。
【００３１】
請求項１５の記載によれば、本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造方法は、請求項８に記載の装置を用いることを特徴とする。
【００３２】
請求項１６の記載によれば本発明は、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置を用いて製造したフリーラジカル消去性水素溶液を提供する。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によるフリーラジカル消去性水素溶液は、液体材料に水素を溶解させ、回転磁場で磁気処理してフリーラジカル消去性を付与したものであり、蒸発しても残存する成分は加えていない。
【００３４】
中等度のフリーラジカル消去性と、原料とｐＨが変わらない性質と、低い酸化還元電位で示される強い還元性と、を有する。
【００３５】
フリーラジカル消去性は中等度のものであるが、溶媒にフリーラジカル消去性を付与するので、基質の量との比率に於いては十分な量の活性成分を含む。
【００３６】
本発明のフリーラジカル消去性は、過酸化ラジカルを消去する作用であることが期待できる。
【００３７】
食品や飲料の分野に於いては、本発明品は、食品の加熱加工時の酸化を防止する。又、食品の長期保存を可能とすると共に、酸化防止剤を添加しないので、酸化防止剤の有する渋味や味の変化を抑えることができる。
【００３８】
医薬品、医療の分野では、本発明品を摂取することによって、フリーラジカル消去性の活性成分が組織内へ浸透し、生体に発生するフリーラジカルを消去することが期待出来る。
【００３９】
化粧品の分野においては、本発明品を外用することによって人体表面に発生するフリーラジカルを消去して、老化現象を防止・改善することが期待出来る。
【００４０】
蒸発して残存する成分は加えていないので、純水での洗浄を必要とするマイクロチップの洗浄での使用が可能である。
この様に、本発明品には、食品、飲料、医薬品、医療、化粧品等幅広い用途が開けている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
（フリーラジカル消去性の測定方法）
本発明では、フリーラジカル消去性の測定方法としてＤＰＰＨ法を採用した。
【００４２】
ＤＰＰＨ（１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル）はそれ自体がフリーラジカルである。フリーラジカル消去物質が存在すると消去されて、非ラジカルである１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジン誘導体に変化する。
【００４３】
ＤＰＰＨは、広汎なフリーラジカル消去物質と反応するので、ＤＰＰＨ法は食品分析を始め、多くの分野に於いて、フリーラジカル消去性を測定する一般的な分析方法とされている。
【００４４】
ＤＰＰＨがフリーラジカルの状態で存在する時は、５２０ｎｍ付近に最大吸収を有する紫色を呈しており、フリーラジカル消去性を有する物質に捕捉されると無色の１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジン誘導体に変化する。反応式は化１に示す。
【００４５】
分光光度計を用いて、サンプルとコントロールサンプルの５２０ｎｍの吸光度を測定し、式１によってフリーラジカル消去率を算出した。
【数１】
2007116889.tif 000037
【００４６】
【化１】
2007116889.tif 000038
【００４７】
（水素溶液）
本発明に用いる液体材料は０〜１５０℃で液体となるものであれば特に限定されない。寒天のように常温ではゲル状であるものや、パラフィンのように常温では固体であるものも、０〜１５０℃での温度範囲で液体となるものであれば本発明の液体材料に含まれる。０℃以下に冷却して磁気処理することは実用的でなく、１５０℃以上の温度で水素溶液を磁気処理するのは安全性の観点から好ましくない。
【００４８】
本発明によれば、水素の溶解量が少ない液体材料でも、回転磁場で磁気処理することによってフリーラジカル消去性を付与できる。しかし、本発明の製造装置で得られるフリーラジカル消去性水素溶液は活性が中等度なものであるし、液体材料は通常は少量の水素しか溶解しないので、本発明に於いては水素ガスを飽和近くまで溶解した液体材料を用いることが好ましい。
【００４９】
液体材料として水を用いる場合は、水の水素飽和度は、化学便覧（改訂４版、１９９３年、丸善）によれば、２０℃、１０１．３ｋＰａに於いて、０．１４１×１０−４モル分率である。近似計算すると、常温常圧に於いて水１Ｌに対して水素ガスの溶解量は１７．６ｍＬということになる。よって、この程度、若しくはこれより過剰の量の水素ガスを供給することが好ましい。
【００５０】
水素ガスを溶解した液体材料の好ましい実例としては、特許文献１〜４に記載した液体材料を例示できる。
【００５１】
更に最も好ましくは、飽和量よりも過剰の水素を供給し、過剰の水素ガスの気泡をステンレス鋼繊維で粉砕した、コロイド状の水素気泡を含む特許文献１に記載の水素溶液を例示することができる。
【００５２】
粉砕によって生成する気泡の径は数百ナノメーター以下であることが望ましい。このような微細気泡は、気泡の浮力や速度エネルギーが小さく、表面同士の反発力が優先するので、気泡同士の衝突が抑えられ、気／液コロイド溶液を形成する。
【００５３】
（磁場強度・処理時間・磁場の回転数）
フリーラジカル消去性付与装置５の磁場の強度とフリーラジカル消去性を付与するための処理時間とは負の相関関係にある。即ち、磁場が強ければ強いほど処理時間を短縮でき、磁場が弱ければ処理時間を長くする必要がある。
【００５４】
０．０１テスラ以下の磁石を用いると、形成される磁場が弱いので、処理時間が長くなり過ぎて実用的ではない。よって、０．０１テスラ以上の磁石を用いることが好ましい。０．０５テスラ以上の磁石を用いることが好ましく、０．１テスラ以上の磁石を用いることがより好ましい。
【００５５】
用いる磁石の磁束密度は高ければ高いほど好ましいが、フリーラジカル消去性付与装置５に実用的に使用できる磁石の磁束密度は、現在の技術水準では約１０テスラまでである。１０テスラより磁束密度の大きな強力磁石も公知であるが高価である。磁束密度の高い磁石が実用化されれば、１０テスラ以上の磁石の使用も本発明に使用できる。
【００５６】
フリーラジカル消去性付与装置５に於ける処理時間は、フリーラジカル消去性付与装置５の磁場の強さと装置の形式に対応して、任意に変更可能である。図１１に示すような、バッチ式でフリーラジカル消去活性の付与を行う場合は比較的弱い磁石を用いて長時間磁気処理することが可能であり、図１〜１０に示すような連続式で行う場合は強力な磁石を用いて短時間で磁気処理を行うことが好ましい。
【００５７】
バッチ式で行う場合の処理時間の長さに制限はないが、６０００秒を越すと実用的ではない。より好ましくは、２０００秒以下の反応時間が例示される。連続式で行う場合でも、１秒以上の処理時間は必要である。
磁気処理時間は使用する装置に応じて、前以て実験的に求めることが好ましい。
【００５８】
（図の説明）
以下、図面を参照して本発明のフリーラジカル消去性水素溶液の製造装置について説明する。
図１は、本発明の１実施例に基づくフリーラジカル消去性水素溶液製造装置の全体構成図である。
【００５９】
この実施例による水素溶液製造装置１０２は、ポンプ装置１と水素供給装置２と渦流エジェクター装置３から構成され、任意に気泡微細化装置４を含む。ポンプ装置１は、渦流エジェクター装置３に液体材料を供給する。水素供給装置２は、渦流エジェクター装置３に水素を供給する。渦流エジェクター装置３は、液体材料と水素ガスとを混合し、水素溶液と水素気泡の懸濁液を生成する。
【００６０】
渦流エジェクター装置３によって製造された水素溶液と水素気泡の懸濁液は、そのまま次の工程で用いることも出来るが、更に、水素気泡を破砕して水素溶液を製造することが好ましい。気泡微細化装置４による水素気泡の破砕を行わない場合は、水素気泡は巨大気泡になって系外へ散逸する。
【００６１】
渦流エジェクター装置３又は気泡微細化装置４に接続するフリーラジカル消去性付与装置５は、水素溶液を回転磁場で磁気処理してフリーラジカル消去性を付与してフリーラジカル消去性水素溶液１００を与える。この段階で得られるフリーラジカル消去性水素溶液１００はこのままでも使用可能であるが、更に安定化処理を行った後に貯留することが好ましい。
【００６２】
フリーラジカル消去性付与装置５に接続するフリーラジカル消去性安定化装置７はフリーラジカル消去性を安定化させ、生成したフリーラジカル消去性水素溶液は貯留タンク８に貯留される。電気制御装置６は、フリーラジカル消去性付与装置５の電気制御を行う。
【００６３】
図２は渦流エジェクター装置３を示す。液体材料は、ポンプ装置１によって渦流エジェクター装置入口１０から送り込まれ、渦流生成部１１の流路に設置されたスパイラル板２０によって毎分５００〜１０００回転の回転モーメントが付与される。
【００６４】
渦流生成部１１の下流に接続し、漸次口径が縮小されるノズル部９によって、液体材料の流速と回転数が急増し、急旋回しながら噴射口１３から噴出される。
【００６５】
噴射口１３に設置された水素ガス噴出口１４から水素ガスが供給される。高速で旋回する液体材料が水素ガスを巻き込むことによって旋回気体空洞が生成し、その旋回気体空洞を液体材料の旋回速度差で切断することによって水素ガスの微細気泡を発生させる。水素ガスの微細気泡は比表面積が大きいので、水素ガスは液体材料に吸収され、溶解される。水素ガスの供給量が液体材料を飽和させる量より過剰であれば、液体材料は水素の飽和状態となり、過剰の水素ガスは気泡となって懸濁される。
【００６６】
水素溶液と水素気泡の懸濁液は、流路にスパイラル板２０が挿入されている２次渦流生成部１６で再度回転モーメントが付与され、液体と気泡の懸濁液として渦流エジェクター装置出口１７から気泡微細化装置４に送られる。
【００６７】
図３は、気泡微細化装置４を示す。
渦流エジェクター装置出口１７から送られて来た水素溶液と水素気泡の懸濁液は、気泡微細化装置入口１９に入る。気泡微細化装置入口１９には、２次渦流生成部１６のスパイラル板２０が延長されて挿入されている
【００６８】
気泡微細化装置本体１８には、極細のステンレス鋼繊維２１が綿状に充填されている。ステンレス鋼繊維とは、例えばＳＵＳ３１６Ｌのようなステンレス鋼を、例えば切削法によって繊維状に加工した機能性素材で、極細なものとしては繊維径２〜８マイクロメーターのものが市販されている。
【００６９】
前記液体と気泡の懸濁液が、回転モーメントが付与されて気泡微細化装置本体１８を高速で通過すると、気泡はステンレス鋼繊維２１によってキャビテーションを起して破碎され、微細な気泡となる。
【００７０】
このようにして得られた水素溶液は、異物ろ過用フィルタ２３で異物を除去した後に気泡微細化装置出口２４から次の装置へ送られる。
【００７１】
図４は本発明の１実施例に基づくフリーラジカル消去性付与装置５を例示し、図６は磁石内蔵回転子４０の概観図である。
【００７２】
（１）渦流エジェクター出口１７又は気泡微細化装置出口２４と連通し、１）一方の端部５１にフリーラジカル消去性付与装置入口２７が設置された導入パイプ２６が配設され、２）他方の端部５１にフリーラジカル消去性付与装置出口３５が設置された排出パイプ３４が配設され、３）内側に複数個の邪魔板３７が設置されたところの、両端面が封鎖された円筒形をした外筒部２５と、
（２）フリーラジカル消去性付与装置５の内部は、１）外筒部２５の一方の端面５２の中心に設置された回転軸漏液防止シール３１と、２）回転軸漏液防止シール３１に挿通され、前記外筒部２５の中心軸と回転軸３０の中心軸５３とが一致するように設置された回転軸３０と、他方の端面５２の中心に設置された回転軸漏液防止シール３１を挿通して回転自在に支持された回転軸３０と、３）対向する端面５２の中心に任意に設置された回転ベアリング３２を有する軸受け３３と、
（３）前記回転軸３０の中心軸５３と直交する複数の直線５４が等間隔に且つ隣同士互いに９０°の角度をなして設定され、前記直線５４を中心として前記回転軸３０の両側に０．０１〜１０テスラの磁石４１を内蔵する磁石内蔵撹拌翼２９が上下左右対称に設置されている磁石内蔵回転子４０と、
（４）前記磁石内蔵回転子４０を回転させる駆動部２８と、
を備える。
【００７３】
生成したフリーラジカル消去性水素溶液は排出パイプ３４の末端のフリーラジカル消去性付与装置出口３５から次の装置に送られる。
【００７４】
図５は、図４のフリーラジカル消去性付与装置５のａ−ａ断面図である。磁石を内蔵した磁石内蔵撹拌翼４０は、隣同士互いに９０°の角度をなして設置され、回転軸３０から４方向に突出している。
【００７５】
図７は本発明の他の実施例に基づくフリーラジカル消去性付与装置５を例示する。図７に示す装置は、図４に示すフリーラジカル消去性付与装置５の、磁石内蔵撹拌翼２９及び磁石内蔵回転子４０が撹拌翼３６及び回転子４３と換わり、邪魔板３７が磁石内蔵邪魔板４４と交換したものである。
【００７６】
図８は図７に於けるｂ−ｂの位置の断面図である。
図９はフリーラジカル消去性安定化装置７を示す。
フリーラジカル消去性付与装置出口３５から送られて来たフリーラジカル消去性水素溶液は、フリーラジカル消去性安定化装置入口３９から入り、フリーラジカル消去性安定化装置本体３８の上下に交互に取り付けられた磁石４１が生成する磁場を、スパイラル板２０に沿って回転しながら通過する。
【００７７】
生成したフリーラジカル消去性水素溶液は、フリーラジカル消去性安定化装置出口４２から貯蔵タンク８に送られる。
図１０は図９のｃ−ｃに於ける断面図である。
【００７８】
図１１はバッチ式によるフリーラジカル消去性水素溶液製造装置１００の一例である。液体材料の容器６０と、撹拌手段６１と、０．０１〜１０テスラの磁石４１と、前記磁石を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる駆動部２８と、水素供給装置２と連通して水素ガスを供給する水素ガスノズル６２と、渦流による空気の巻き込みを防止するために水中に設置した円盤６３と、を備える装置を用いて、液体材料に、撹拌しながら水素を溶解させると共に、前記磁石４１が回転して形成した回転磁場内に於いて磁気処理してフリーラジカル消去性を付与する。
【００７９】
以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。但し、下記実施例は本発明を例示するためのものであり、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
【００８０】
（試験例１）
（フリーラジカル消去性の測定法）
１．試薬
ａ）［０．２ｍｏｌ  ＤＰＰＨエタノール溶液］：１，１−Ｄｉｐｈｅｎｙｌ−２−ｐｉｃｒｙｌｈｙｄｒａｚｉｌ３．５ｍｇを９９％エタノール５０ｍｌに溶解し０．５時間撹拌する。ＤＰＰＨエタノール溶液の調整後２時間以内測定を終了する。
【００８１】
ｂ）［０．２ｍｏｌ  ＭＥＳ緩衝液（ｐＨ７．０）］：  ２−Ｍｏｒｐｈｏｌｉｎｏｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ  ａｃｉｄ  ８．５３ｇを蒸留水に溶解し、希水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７．０に調製した後、蒸留水を加えて２００ｍＬとする。
【００８２】
ｃ）［ＤＰＰＨ試薬］：  ０．２ｍｏｌ  ＤＰＰＨ溶液２溶と、０．２ｍｏｌ  ＭＥＳ緩衝液（ｐＨ７．０）１溶と、蒸留水１溶とを混合する。
【００８３】
２．操作
ａ）サンプル
試料５ｍＬとエタノール５ｍＬとの混合液に、ＤＰＰＨ試薬０．６ｍＬを混合し、ボルテックスミキサーで１０秒間撹拌した後、直ちに分光光度計で５２０ｎｍの吸光度を測定する。
【００８４】
ｂ）コントロールサンプル
分析希釈液５ｍＬとエタノール５ｍＬとの混合液に、ＤＰＰＨ試薬０．６ｍＬを混合し、ボルテックスミキサーで１０秒間撹拌した後、直ちに分光光度計で５２０ｎｍの吸光度を測定する。
ｃ）測定機器：分光光度計  日立製作所  ＵＶ１８００
【００８５】
３．計算
コントロールサンプルとサンプル各６検体の吸光度を交互に測定して平均値を求め、フリーラジカル消去率（％）を（式１）によって算出する。
【数２】
2007116889.tif 000039
【００８６】
（ｐＨ及び酸化還元電位の測定）
［測定機器］：メトラー  ポータブルｐＨメーター  ＭＰ１２０ＢＥ
【実施例１】
【００８７】
図１に全体構成図を示したフリーラジカル消去性活性水素液製造装置を用いて、図２に示す渦流エジェクター装置３に、毎分１０Ｌの水道水と毎分０．２Ｌの水素ガスとを供給して水素微細気泡懸濁液を製造した。前記水素微細気泡懸濁液を、図３に示す気泡微細化装置４を用いて水素溶液とした。前記水素溶液を図７に示す、内容量３．４Ｌの外筒部２５の内側に１．６テスラの磁石を８個内蔵して磁場を形成する回転流邪魔板３７が設置され、回転子４３を駆動部２８で１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させるフリーラジカル消去性付与装置５で処理し、図８に示すフリーラジカル消去性安定化装置７で処理してフリーラジカル消去性活性水素液を得た。各処理段階の試料のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表１に示す。
【００８８】
【表１】
2007116889.tif 000040
【００８９】
表１によれば、ｐＨは各処理段階を通じて殆ど変化がなく、酸化還元電位は、水道水に水素ガスを飽和させた後は何れの試料も−６００ｍＶ以下となった。水素微細気泡懸濁液と水素溶液とにはフリーラジカル消去性は認められなかったが、フリーラジカル消去性水素溶液にはフリーラジカル消去性が認められた。
【００９０】
実施例１で得られたフリーラジカル消去率で示されるフリーラジカル消去性は中等度のものではあるが、本試験は繰り返し測定に於いても安定したフリーラジカル消去率が得られ、本発明によるフリーラジカル消去性水素溶液は有意なフリーラジカル消去性を示すことが示された。
【実施例２】
【００９１】
（フリーラジカル消去性水素溶液の安定性−１  保存安定性）
実施例１で得たフリーラジカル消去性水素溶液をアルミニウム缶に充填し、内部の空気を除去して封印し、室温に１ヵ月間保存した試料について、酸化還元電位とＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表２に示す。
【００９２】
【表２】
2007116889.tif 000041
【００９３】
表２に示すように、フリーラジカル消去性水素溶液のフリーラジカル消去率は１ヵ月間で約２分の１となったが、フリーラジカル消去性は残っていた。酸化還元電位の低下は殆ど起らなかった。
【実施例３】
【００９４】
（フリーラジカル消去性水素溶液の安定性−２  温度安定性）
実施例１で製造したフリーラジカル消去性水素溶液１００ｍｌを１００ｍｌの三角フラスコに入れ、沸騰したウォーターバスで加熱し１０分、２０分、３０分、及び４０分毎に取り出し、直ちに冷水で冷却し、ＤＰＰＨ法でフリーラジカル消去率を測定した。結果を表３に示す。
【００９５】
【表３】
2007116889.tif 000042
【００９６】
表３に示すように、フリーラジカル消去性水素溶液のフリーラジカル消去率は１００℃、３０分でフリーラジカル消去率が約２分の１になった。
【実施例４】
【００９７】
実施例１と同じ方法で、但し水道水の代りに蒸留水を用いてフリーラジカル消去性水素溶液を製造し、生成物のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表４に示す。
【実施例５】
【００９８】
（バッチ式によるフリーラジカル消去性水素溶液の製造）
２Ｌのガラス製ビーカーに水道水１Ｌを取り、渦流による空気の巻き込みを防止するための円盤を水中に設置し、前記円盤の下に磁気撹拌子を投入し、０．４テスラの磁石が３０００ｒｐｍで回転しているマグネチックスターラー上に載置して、水素供給装置と連通した水素供給ノズルから室温、常圧で毎分１０〜２０ｍＬの水素ガスを１０分間吹き込むことによって、水素ガスの溶解と回転磁場によるフリーラジカル消去性の付与を同時に行い、フリーラジカル消去性水素溶液を得た。生成物のフリーラジカル消去率をＤＰＰＨ法によって測定した。結果を表４に示す。
【実施例６】
【００９９】
特許文献２に記載された方法に準じて、密閉容器内で加圧下に、水道水に水素ガスを激しく撹拌しながら吸収させて製造した水素溶液を、図７に示したフリーラジカル消去性付与装置５と図９に示したフリーラジカル消去性安定化装置７で処理して、フリーラジカル消去性水素溶液を製造し、生成物のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表４に示す。
【実施例７】
【０１００】
特許文献４に記載された方法に準じて、水道水を図２に示す渦流エジェクター装置３を用いて水素微細気泡分散液とし、図３に示す気泡微細化装置４を用いて水素溶液を製造した。この水素溶液に、図７に示したフリーラジカル消去性付与装置５を用いてフリーラジカル消去性の付与を行った。使用した磁石は１．０テスラの磁束密度を有しており、液体材料の平均滞留時間は２０秒間であった。得られたフリーラジカル消去性水素溶液を図９に示したフリーラジカル消去性安定化装置７で処理してフリーラジカル消去性水素溶液を製造した。生成物のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表４に示す。
【０１０１】
【表４】
2007116889.tif 000043
【０１０２】
表４に示すように、実施例４〜７の何れの方法を用いも、水素溶解水を回転磁場によって処理することによってフリーラジカル消去性を付与することが出来て、フリーラジカル消去性水素溶液を製造できた。
【実施例８】
【０１０３】
クエン酸を含むフリーラジカル消去性水素溶液
０．１ｍｏｌ濃度のｐＨ３クエン酸緩衝液とｐＨ４のクエン酸緩衝液とのそれぞれを、実施例１の方法に準じて、図２に示す渦流エジェクター装置３を用いて処理して、水素微細気泡懸濁液とし、図３に示す気泡微細化装置４を用いて処理して水素溶液とし、図７に示すフリーラジカル消去性付与装置５と図９に示すフリーラジカル消去性安定化装置７を用いて処理してフリーラジカル消去性活性水素液を製造した。フリーラジカル消去性付与前と付与後の試料の酸化還元電位とＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表５に示す。
【０１０４】
通常、酸性の強い溶液は酸化還元電位が高く、酸化力が高い。表５によれば、フリーラジカル消去性付与前は、ｐＨ３．０のクエン酸緩衝液の方がｐＨ４．０のクエン酸緩衝液よりも酸化還元電位が高く、上記と一致した結果が得られた。
【０１０５】
フリーラジカル消去性を付与した後も、酸化還元電位はｐＨ３．０のクエン酸緩衝液の方がｐＨ４．０のクエン酸緩衝液よりも酸化還元電位が高く、上記と一致した結果が得られた。フリーラジカル消去率はｐＨ３．０とｐＨ４．０のクエン酸緩衝液とは同レベルの値を示した。
【実施例９】
【０１０６】
水道水の代りにアルコール含量２５％の米焼酎を用いた以外は、実施例１と同じ方法を用いてフリーラジカル消去性水素溶液を製造した。結果を表５に示す。
【０１０７】
表５によると、米焼酎にフリーラジカル消去性を付与したところ、酸化還元電位、フリーラジカル消去率とも水と同様の値を示し、水以外の液体材料に於いても本発明の方法によってフリーラジカル消去性活性の付与が可能なことが示された。
【０１０８】
【表５】
2007116889.tif 000044
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性水素溶液製造装置の全体構成図である。
【図２】本発明の１実施例による渦流エジェクター装置３を示す。
【図３】本発明の１実施例による気泡微細化装置４を示す。
【図４】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性付与装置５を示す。
【図５】図４のフリーラジカル消去性付与装置５のａ−ａ断面図である。
【図６】図４の磁石内蔵回転子の斜視図である。
【図７】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性付与装置５を示す。
【図８】図７のフリーラジカル消去性付与装置５のｂ−ｂ断面図である。
【図９】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性安定化装置７を示す。
【図１０】図９のフリーラジカル消去性安定化装置７のｃ−ｃ断面図である。
【図１１】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性水素溶液製造装置である。
【符号の説明】
【０１１０】
１      ポンプ装置
２      水素供給装置
３      渦流エジェクター装置
４      気泡微細化装置
５      フリーラジカル消去性付与装置
６      電気制御装置
７      フリーラジカル消去性安定化装置
８      貯留タンク
９      ノズル部
１０    渦流エジェクター装置入口
１１    渦流生成部
１２    水素ガス供給口
１３    噴出口
１４    水素ガス噴出口
１５    混合部
１６    ２次渦流生成部
１７    渦流エジェクター装置出口
１８    気泡微細化装置本体
１９    気泡微細化装置入口
２０    スパイラル板
２１    ステンレス鋼繊維
２２    圧力計
２３    異物ろ過用フィルタ
２４    気泡微細化装置出口
２５    外筒部
２６    導入パイプ
２７    フリーラジカル消去性付与装置入口
２８    駆動部
２９    磁石内蔵攪拌翼
３０    回転軸
３１    回転軸漏液防止シール
３２    回転ベアリング
３３    軸受け
３４    排出パイプ
３５    フリーラジカル消去性付与装置出口
３６    攪拌翼
３７    邪魔板
３８    フリーラジカル消去性安定化装置本体
３９    フリーラジカル消去性安定化装置入口
４０    磁石内蔵回転子
４１    磁石
４２    フリーラジカル消去性安定化装置出口
４３    回転子
４４    磁石内蔵邪魔板
４５    磁石内蔵外筒部
５１    端部
５２    端面
５３    中心軸
５４    直線
６０    液体材料の容器
６１    撹拌手段
６２    水素ガスノズル
１００    フリーラジカル消去性水素溶液製造装置
１０１    フリーラジカル消去性水素溶液
１０２    水素溶液製造装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2007116889.tif 000045
【図２】
2007116889.tif 000046
【図３】
2007116889.tif 000047
【図４】
2007116889.tif 000048
【図５】
2007116889.tif 000049
【図６】
2007116889.tif 000050
【図７】
2007116889.tif 000051
【図８】
2007116889.tif 000052
【図９】
2007116889.tif 000053
【図１０】
2007116889.tif 000054
【図１１】
2007116889.tif 000055
【手続補正書】
【提出日】平成21年3月6日(2009.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水又は水溶液と水素とを混合、撹拌して水素溶液を製造する水素溶液製造装置と、
前記水素溶液製造装置と連結し、磁石又は前記水素溶液、若しくその双方を回転させることによって前記水素溶液を磁気処理するフリーラジカル消去性付与装置と、を含み、
前記水素溶液製造装置は、
前記水又は水溶液を供給するポンプ装置と、
水素を供給する水素供給装置と、
前記ポンプ装置に連結された渦流エジェクター装置入口、スパイラル板が挿入された渦流生成部、口径が漸次縮小されるノズル部、前記ノズル部の先端である噴出口、前記水素供給装置と接続され前記噴出口に設置された水素ガス噴出口、前記ノズル部の下流に設置され漸次口径が拡大する混合部、流路にスパイラル板が挿入された２次渦流生成部、及び渦流エジェクター装置出口がこの順で連設されて構成される渦流エジェクター装置と、
を備えることを特徴とするフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項２】
前記フリーラジカル消去性付与装置は、前記渦流エジェクター装置出口と連結するフリーラジカル消去性付与装置入口と、前記水素溶液と０．１〜１０テスラの磁石が形成する磁場とを１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で相対回転させることによって前記水素溶液を磁気処理し、フリーラジカル消去性を付与するフリーラジカル消去性付与装置の本体と、フリーラジカル消去性付与装置出口と、を有することを特徴とする請求項１記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項３】
前記フリーラジカル消去性付与装置の本体は、内側に複数個の邪魔板が設置された筒状の外筒部と、前記外筒部の中心軸と回転中心が一致するように設置された回転軸と、前記回転軸に設置され前記磁石を内蔵する複数個の磁石内蔵撹拌翼と、前記回転軸を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる駆動部と、を備えることを特徴とする請求項２記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項４】
前記フリーラジカル消去性付与装置の本体は、内側に、磁石を内蔵した複数個の磁石内蔵邪魔板が設置された筒状の外筒部と、前記外筒部の中心軸と回転中心が一致するように設置された回転軸と、前記回転軸に設置された複数個の撹拌翼と、前記回転軸を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる駆動部と、を備えることを特徴とする請求項２記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項５】
前記水素溶液製造装置と前記フリーラジカル消去性付与装置との間に、更に、気泡微細化装置を備え、
前記気泡微細化装置は、前記渦流エジェクター装置出口と接続する気泡微細化装置入口と、内部に綿状のステンレス鋼繊維が充填された気泡微細化装置本体と、圧力計と、異物ろ過用フィルタと、気泡微細化装置出口と、が連設されることを特徴とする請求項１記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項６】
前記フリーラジカル消去性付与装置の制御を行う電気制御装置と、前記フリーラジカル消去性付与装置出口に接続されたフリーラジカル消去性安定化装置入口と、内部にスパイラル板が設置され外周面に複数個の前記磁石が設置されたフリーラジカル消去性安定化装置と、フリーラジカル消去性安定化装置出口と、前記フリーラジカル消去性安定化装置出口に接続された貯留タンクと、を更に含んで構成されることを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項７】
前記水又は水溶液が、飲料又はアルコール飲料の何れか１種であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【請求項８】
前記水又は水溶液が、有機酸を含有する、水又は水溶液であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項記載のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】明細書
【発明の名称】フリーラジカル消去性水素溶液製造装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリーラジカル消去性水素溶液製造装置に係り、更に詳しくは、飲料、食品、医薬、化粧品等の水又は水溶液に水素ガスを溶解させ、回転磁場で処理することにより、水又は水溶液のｐＨを変化させずに水又は水溶液にフリーラジカル消去性を付与して、フリーラジカル消去性水素溶液を製造するフリーラジカル消去性水素溶液装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品は、加熱加工によって酸化による褐変、芋臭の発生や、色素、ビタミン、カロチン、アントシアニン等の機能性成分の酸化分解が進行し、これに伴い品質低下、保存性の低下が起こる。
【０００３】
加熱加工時の酸化抑制方法としては脱気水の使用が行われてきた。しかし、この方法によっては、食品の加工時の酸化は殆ど防ぐことが出来なかった。従来、食品の加工中の酸化分解は避けられない事柄とされてきた。
【０００４】
食品の保蔵中の酸化防止には、酸素吸収剤やアスコルビン酸塩等の酸化防止機能を有する食品添加物が使用されてきた。しかし、酸素吸収剤は空気中の酸素を除去するのみの受動的な方法で効果が少ない。またアスコルビン酸は酸性物質であるので添加した食品・飲料のｐＨを下げ、アスコルビン酸は渋味を有するために食品・飲料の風味を著しく損なう。
【０００５】
このため、食品の風味やｐＨを変化させることなく、安全で、安価な過酸化ラジカル消去技術の開発が要望されていた。
【０００６】
出願人は特許文献１に、液体からなる食品等を減圧下で脱気した後、水素ガスを飽和させて製造した還元性水素水を開示した。又、加熱手段と撹拌手段とを備えた真空タンクと、前記真空タンクに水素を供給する水素発生装置と、真空ポンプと、からなる食品の還元性水素水の製造装置を開示した。
【０００７】
特許文献２に、密閉耐圧容器中で撹拌しながら、液体媒体に水素ガスを吹き込むことによる、水素ガス溶存液状媒体の生産システムを開示した。
特許文献３に、水素ガスを液体に導入し、減圧撹拌、高速撹拌、加圧撹拌の３段階の撹拌溶解過程を有する還元処理方法と自動還元処理装置を開示した。
【０００８】
特許文献４に、水道の蛇口に接続し、流路にスパイラル板を具備する渦流エジェクター装置を用いて、飽和量より過剰の水素ガスを供給して水素飽和溶液と気泡の懸濁液とし、ステンレス鋼繊維で気泡を破砕して製造した水素コロイド溶液とその製造装置を開示した。
本発明者らが特許文献１〜４に開示した水素溶液は、ｐＨの変化がなく、低い酸化還元電位を示し、還元性を有するが、フリーラジカル消去性は有していない。
【０００９】
特許文献５に水酸化ナトリウム水溶液を電気分解して製造する電解還元水が開示されている。この溶液は水素ラジカルを含有すると記載されている。
特許文献６には前記電解還元水のフリーラジカル量を測定する技術が記載されている。しかし、特許文献５、６に記載された溶液はｐＨが９〜１２と極めて高い。
この様に、特許文献５、６に報告された、フリーラジカル消去性を有すると記載された水はｐＨが高く、食品、医薬、化粧品への使用を制限されている。
【００１０】
【特許文献１】特許第２８９０３４２号公報
【特許文献２】特許第３８２９１７０号公報
【特許文献３】特許第３８４３３６１号公報
【特許文献４】特開２００７−８６１号公報
【特許文献５】特開２００２−２５４０７８号公報
【特許文献６】特開２００２−３５０４２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明が解決しようとする課題は、フリーラジカル消去性と還元性を有し、飲料、食品、医薬、化粧品等に使用可能な水又は水溶液を、原料の水又は水溶液からｐＨを変化させずに製造するフリーラジカル消去性水素溶液製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための手段として本発明のフリーラジカル消去性水素溶液製造装置は、水又は水溶液と水素とを混合、撹拌して水素溶液を製造する水素溶液製造装置と、
水素溶液製造装置と連結し、磁石又は水素溶液、若しくその双方を回転させることによって水素溶液を磁気処理するフリーラジカル消去性付与装置と、を含み、
水素溶液製造装置は、水又は水溶液を供給するポンプ装置と、
水素を供給する水素供給装置と、
ポンプ装置に連結された渦流エジェクター装置入口、スパイラル板が挿入された渦流生成部、口径が漸次縮小されるノズル部、ノズル部の先端である噴出口、水素供給装置と接続され噴出口に設置された水素ガス噴出口、ノズル部に下流に設置され漸次口径が拡大する混合部、流路にスパイラル板が挿入された２次渦流生成部、及び渦流エジェクター装置出口がこの順で連設されて構成される渦流エジェクター装置と、
を備えることを特徴とする。
【００１３】
また本発明のフリーラジカル消去性付与装置は、渦流エジェクター装置出口と連結するフリーラジカル消去性付与装置入口と、水素溶液と０．１〜１０テスラの磁石が形成する磁場とを１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で相対回転させることによって水素溶液を磁気処理し、フリーラジカル消去性を付与するフリーラジカル消去性付与装置の本体と、フリーラジカル消去性付与装置出口と、を有することが好ましい。
【００１４】
また本発明のフリーラジカル消去性付与装置の本体は、内側に複数個の邪魔板が設置された筒状の外筒部と、外筒部の中心軸と回転中心が一致するように設置された回転軸と、回転軸に設置され磁石を内蔵する複数個の磁石内蔵撹拌翼と、回転軸を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる駆動部と、を備えることが好ましい。
【００１５】
また本発明のフリーラジカル消去性付与装置の本体は、内側に、磁石を内蔵した複数個の磁石内蔵邪魔板が設置された筒状の外筒部と、外筒部の中心軸と回転中心が一致するように設置された回転軸と、回転軸に設置された複数個の撹拌翼と、回転軸を１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させる駆動部と、を備えることが好ましい。
【００１６】
また本発明は、水素溶液製造装置とフリーラジカル消去性付与装置との間に、更に、気泡微細化装置を備え、
気泡微細化装置は、渦流エジェクター装置出口と接続する気泡微細化装置入口と、内部に綿状のステンレス鋼繊維が充填された気泡微細化装置本体と、圧力計と、異物ろ過用フィルタと、気泡微細化装置出口と、が連設されることが好ましい。
【００１７】
また本発明は、フリーラジカル消去性付与装置の制御を行う電気制御装置と、フリーラジカル消去性付与装置出口に接続されたフリーラジカル消去性安定化装置入口と、内部にスパイラル板が設置され外周面に複数個の磁石が設置されたフリーラジカル消去性安定化装置と、フリーラジカル消去性安定化装置出口と、フリーラジカル消去性安定化装置出口に接続された貯留タンクと、を更に含んで構成されることが好ましい。
【００１８】
また本発明は、水又は水溶液が、飲料又はアルコール飲料の何れか一種であることが好ましい。
また本発明は、水又は水溶液が、有機酸を含有する、水又は水溶液であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によるフリーラジカル消去性水素溶液製造装置は、水又は水溶液に水素を溶解させ、回転磁場で磁気処理して、フリーラジカル消去性を付与したフリーラジカル消去性水素溶液を製造することができる。本発明に係るフリーラジカル消去性水素溶液製造装置で製造したフリーラジカル消去性水素溶液は、蒸発しても残存する成分は加えていない。
【００２０】
本発明に係るフリーラジカル消去性水素溶液製造装置で製造したフリーラジカル消去性水素溶液は、中等度のフリーラジカル消去性と、原料とｐＨが変わらない性質と、低い酸化還元電位で示される強い還元性と、を有する。
【００２１】
本発明に係るフリーラジカル消去性水素溶液製造装置で製造したフリーラジカル消去性水素溶液は、フリーラジカル消去性は中等度のものであるが、溶媒にフリーラジカル消去性を付与するので、基質の量との比率に於いては十分な量の活性成分を含む。
本発明のフリーラジカル消去性は、過酸化ラジカルを消去する作用であることが期待できる。
【００２２】
本発明に係るフリーラジカル消去性水素溶液製造装置で製造したフリーラジカル消去性水素溶液は、食品や飲料の分野に於いては、本発明品は、食品の加熱加工時の酸化を防止する。又、食品の長期保存を可能とすると共に、酸化防止剤を添加しないので、酸化防止剤の有する渋味や味の変化を抑えることができる。
【００２３】
本発明に係るフリーラジカル消去性水素溶液製造装置で製造したフリーラジカル消去性水素溶液は、医薬品、医療の分野では、本発明品を摂取することによって、フリーラジカル消去性の活性成分が組織内へ浸透し、生体に発生するフリーラジカルを消去することが期待出来る。
【００２４】
本発明に係るフリーラジカル消去性水素溶液製造装置で製造したフリーラジカル消去性水素溶液は、化粧品の分野においては、本発明品を外用することによって人体表面に発生するフリーラジカルを消去して、老化現象を防止・改善することが期待出来る。
【００２５】
本発明に係るフリーラジカル消去性水素溶液製造装置で製造したフリーラジカル消去性水素溶液は、蒸発して残存する成分は加えていないので、純水での洗浄を必要とするマイクロチップの洗浄での使用が可能である。
この様に、本発明に係るフリーラジカル消去性水素溶液製造装置で製造したフリーラジカル消去性水素溶液は、食品、飲料、医薬品、医療、化粧品等幅広い用途が開けている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
（フリーラジカル消去性の測定方法）
本発明では、フリーラジカル消去性の測定方法としてＤＰＰＨ法を採用した。
ＤＰＰＨ（１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル）はそれ自体がフリーラジカルである。フリーラジカル消去物質が存在するとラジカル性が消去されて、非ラジカルである１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジン誘導体に変化する。
【００２７】
ＤＰＰＨは、広汎なフリーラジカル消去物質と反応するので、ＤＰＰＨ法は食品分析を始め、多くの分野に於いて、フリーラジカル消去性を測定する一般的な分析方法とされている。
【００２８】
ＤＰＰＨがフリーラジカルの状態で存在する時は、５２０ｎｍ付近に最大吸収を有する紫色を呈しており、フリーラジカル消去性を有する物質に捕捉されると無色の１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジン誘導体に変化する。反応式は化１に示す。
分光光度計を用いて、サンプルとコントロールサンプルの５２０ｎｍの吸光度を測定し、式１によってフリーラジカル消去率を算出した。
【００２９】
【数１】
2007116889.tif 000056
【００３０】
【化１】
2007116889.tif 000057
【００３１】
（水素溶液）
本発明によれば、水素の溶解量が少ない水又は水溶液でも、回転磁場で磁気処理することによってフリーラジカル消去性を付与できる。しかし、本発明の製造装置で得られるフリーラジカル消去性水素溶液は活性が中等度なものであるし、水又は水溶液は通常は少量の水素しか溶解しないので、本発明に於いては水素ガスを飽和近くまで溶解した水又は水溶液を用いることが好ましい。
【００３２】
水又は水溶液として水を用いる場合は、水の水素飽和度は、化学便覧（改訂４版、１９９３年、丸善）によれば、２０℃、１０１．３ｋＰａに於いて、０．１４１×１０−４モル分率である。近似計算すると、常温常圧に於いて水１Ｌに対して水素ガスの溶解量は１７．６ｍＬということになる。よって、この程度、若しくはこれより過剰の量の水素ガスを供給することが好ましい。
【００３３】
水素ガスを溶解した水又は水溶液の好ましい実例としては、特許文献１〜４に記載した水又は水溶液を例示できる。
更に最も好ましくは、飽和量よりも過剰の水素を供給し、過剰の水素ガスの気泡をステンレス鋼繊維で粉砕した、コロイド状の水素気泡を含む特許文献１に記載の水素溶液を例示することができる。
【００３４】
粉砕によって生成する気泡の径は数百ナノメーター以下であることが望ましい。このような微細気泡は、気泡の浮力や速度エネルギーが小さく、表面同士の反発力が優先するので、気泡同士の衝突が抑えられ、気／液コロイド溶液を形成する。
【００３５】
（磁場強度・処理時間・磁場の回転数）
フリーラジカル消去性付与装置５の磁場の強度とフリーラジカル消去性を付与するための処理時間とは負の相関関係にある。即ち、磁場が強ければ強いほど処理時間を短縮でき、磁場が弱ければ処理時間を長くする必要がある。
【００３６】
０．０１テスラ以下の磁石を用いると、形成される磁場が弱いので、処理時間が長くなり過ぎて実用的ではない。よって、０．０１テスラ以上の磁石を用いることが好ましい。０．０５テスラ以上の磁石を用いることが好ましく、０．１テスラ以上の磁石を用いることがより好ましい。
【００３７】
用いる磁石の磁束密度は高ければ高いほど好ましいが、フリーラジカル消去性付与装置５に実用的に使用できる磁石の磁束密度は、現在の技術水準では約１０テスラまでである。１０テスラより磁束密度の大きな強力磁石も公知であるが高価である。磁束密度の高い磁石が実用化されれば、１０テスラ以上の磁石の使用も本発明に使用できる。
【００３８】
フリーラジカル消去性付与装置５に於ける処理時間は、フリーラジカル消去性付与装置５の磁場の強さと装置の形式に対応して、任意に変更可能である。バッチ式でフリーラジカル消去活性の付与を行う場合は比較的弱い磁石を用いて長時間磁気処理することが可能であり、図１〜１０に示すような連続式で行う場合は強力な磁石を用いて短時間で磁気処理を行うことが好ましい。
磁気処理時間は使用する装置に応じて、前以て実験的に求めることが好ましい。
【００３９】
（図の説明）
以下、図面を参照して本発明のフリーラジカル消去性水素溶液の製造装置について説明する。
図１は、本発明の１実施例に基づくフリーラジカル消去性水素溶液製造装置の全体構成図である。
【００４０】
この実施例による水素溶液製造装置１０２は、ポンプ装置１と水素供給装置２と渦流エジェクター装置３とから構成され、任意に気泡微細化装置４を含む。ポンプ装置１は、渦流エジェクター装置３に水又は水溶液を供給する。水素供給装置２は、渦流エジェクター装置３に水素を供給する。渦流エジェクター装置３は、水又は水溶液と水素ガスとを混合し、水素溶液と水素気泡の懸濁液を生成する。
【００４１】
渦流エジェクター装置３によって製造された水素溶液と水素気泡の懸濁液は、そのまま次の工程で用いることも出来るが、更に、水素気泡を破砕して水素溶液を製造することが好ましい。気泡微細化装置４による水素気泡の破砕を行わない場合は、水素気泡は巨大気泡になって系外へ散逸する。
【００４２】
渦流エジェクター装置３、又は気泡微細化装置４に接続するフリーラジカル消去性付与装置５は、水素溶液を回転磁場で磁気処理してフリーラジカル消去性を付与してフリーラジカル消去性水素溶液１０１を与える。この段階で得られるフリーラジカル消去性水素溶液１０１はこのままでも使用可能であるが、更に安定化処理を行った後に貯留することが好ましい。
【００４３】
フリーラジカル消去性付与装置５に接続するフリーラジカル消去性安定化装置７はフリーラジカル消去性を安定化させ、生成したフリーラジカル消去性水素溶液は貯留タンク８に貯留される。電気制御装置６は、フリーラジカル消去性付与装置５の電気制御を行う。
【００４４】
図２は渦流エジェクター装置３を示す。水又は水溶液は、ポンプ装置１によって渦流エジェクター装置入口１０から送り込まれ、渦流生成部１１の流路に設置されたスパイラル板２０によって毎分５００〜１０００回転の回転モーメントが付与される。
渦流生成部１１の下流に接続し、漸次口径が縮小されるノズル部９によって、水又は水溶液の流速と回転数が急増し、急旋回しながら噴出口１３から噴出される。
【００４５】
噴出口１３に設置された水素ガス噴出口１４から水素ガスが供給される。高速で旋回する水又は水溶液が水素ガスを巻き込むことによって旋回気体空洞が生成し、その旋回気体空洞を水又は水溶液の旋回速度差で切断することによって水素ガスの微細気泡を発生させる。水素ガスの微細気泡は比表面積が大きいので、水素ガスは水又は水溶液に吸収され、溶解される。水素ガスの供給量が水又は水溶液を飽和させる量より過剰であれば、水又は水溶液は水素の飽和状態となり、過剰の水素ガスは気泡となって懸濁される。
【００４６】
水素溶液と水素気泡の懸濁液は、流路にスパイラル板２０が挿入されている２次渦流生成部１６で再度回転モーメントが付与され、液体と気泡の懸濁液として渦流エジェクター装置出口１７から気泡微細化装置４に送られる。
【００４７】
図３は、気泡微細化装置４を示す。
渦流エジェクター装置出口１７から送られて来た水素溶液と水素気泡の懸濁液は、気泡微細化装置入口１９に入る。気泡微細化装置入口１９には、２次渦流生成部１６のスパイラル板２０が延長されて挿入されている
【００４８】
気泡微細化装置本体１８には、極細のステンレス鋼繊維２１が綿状に充填されている。ステンレス鋼繊維２１とは、例えばＳＵＳ３１６Ｌのようなステンレス鋼を、例えば切削法によって繊維状に加工した機能性素材で、極細なものとしては繊維径２〜８マイクロメーターのものが市販されている。
【００４９】
前記液体と気泡の懸濁液が、回転モーメントが付与されて気泡微細化装置本体１８を高速で通過すると、気泡はステンレス鋼繊維２１によってキャビテーションを起して破碎され、微細な気泡となる。
このようにして得られた水素溶液は、異物ろ過用フィルタ２３で異物を除去した後に気泡微細化装置出口２４から次の装置へ送られる。
【００５０】
図４は本発明の１実施例に基づくフリーラジカル消去性付与装置５を例示し、図６は磁石内蔵回転子４０の概観図である。
（１）渦流エジェクター装置出口１７又は気泡微細化装置出口２４と連通し、１）一方の端部５１にフリーラジカル消去性付与装置入口２７が設置された導入パイプ２６が配設され、２）他方の端部５１にフリーラジカル消去性付与装置出口３５が設置された排出パイプ３４が配設され、３）内側に複数個の邪魔板３７が設置されたところの、両端面が封鎖された円筒形をした外筒部２５と、
（２）フリーラジカル消去性付与装置５の内部は、１）外筒部２５の一方の端面５２の中心に設置された回転軸漏液防止シール３１と、２）回転軸漏液防止シール３１に挿通され、前記外筒部２５の中心軸と回転軸３０の中心軸５３とが一致するように設置された回転軸３０と、一方の端面５２の中心に設置された回転軸漏液防止シール３１を挿通して回転自在に支持された回転軸３０と、３）対向する端面５２の中心に任意に設置された回転ベアリング３２を有する軸受け３３と、
（３）前記回転軸３０の中心軸５３と直交する複数の直線５４が等間隔に且つ隣同士互いに９０°の角度をなして設定され、前記直線５４を中心として前記回転軸３０の両側に０．１〜１０テスラの磁石４１を内蔵する磁石内蔵撹拌翼２９が上下左右対称に設置されている磁石内蔵回転子４０と、
（４）前記磁石内蔵回転子４０を回転させる駆動部２８と、
を備える。
生成したフリーラジカル消去性水素溶液は排出パイプ３４の末端のフリーラジカル消去性付与装置出口３５から次の装置に送られる。
【００５１】
図５は、図４のフリーラジカル消去性付与装置５のａ−ａ断面図である。磁石を内蔵した磁石内蔵回転子４０は、隣同士互いに９０°の角度をなして設置され、回転軸３０から４方向に突出している。
【００５２】
図７は本発明の他の実施例に基づくフリーラジカル消去性付与装置５を例示する。図７に示す装置は、図４に示すフリーラジカル消去性付与装置５の、磁石内蔵撹拌翼２９及び磁石内蔵回転子４０が撹拌翼３６及び回転子４３と換わり、邪魔板３７が磁石内蔵邪魔板４４と交換したものである。
【００５３】
図８は図７に於けるｂ−ｂの位置の断面図である。
図９はフリーラジカル消去性安定化装置７を示す。
フリーラジカル消去性付与装置出口３５から送られて来たフリーラジカル消去性水素溶液は、フリーラジカル消去性安定化装置入口３９から入り、フリーラジカル消去性安定化装置本体３８の上下に交互に取り付けられた磁石４１が生成する磁場を、スパイラル板２０に沿って回転しながら通過する。
【００５４】
生成したフリーラジカル消去性水素溶液は、フリーラジカル消去性安定化装置出口４２から貯蔵タンク８に送られる。
図１０は図９のｃ−ｃに於ける断面図である。
【００５５】
以下、本発明について実施例を示して具体的に説明する。但し、下記実施例は本発明を例示するためのものであり、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
（試験例１）
（フリーラジカル消去性の測定法）
１．試薬
ａ）［０．２ｍｏｌ  ＤＰＰＨエタノール溶液］：１，１−Ｄｉｐｈｅｎｙｌ−２−ｐｉｃｒｙｌｈｙｄｒａｚｉｌ  ３．９５ｍｇを９９％エタノール５０ｍｌに溶解し０．５時間撹拌する。ＤＰＰＨエタノール溶液の調整後２時間以内測定を終了する。
【００５６】
ｂ）［０．２ｍｏｌ  ＭＥＳ緩衝液（ｐＨ７．０）］：  ２−Ｍｏｒｐｈｏｌｉｎｏｅｔｈａｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ  ａｃｉｄ  ８．５３ｇを蒸留水に溶解し、希水酸化ナトリウム水溶液でｐＨ７．０に調製した後、蒸留水を加えて２００ｍＬとする。
ｃ）［ＤＰＰＨ試薬］：  ０．２ｍｏｌ  ＤＰＰＨ溶液２溶と、０．２ｍｏｌ  ＭＥＳ緩衝液（ｐＨ７．０）１溶と、蒸留水１溶とを混合する。
【００５７】
２．操作
ａ）サンプル
試料５ｍＬとエタノール５ｍＬとの混合液に、ＤＰＰＨ試薬０．６ｍＬを混合し、ボルテックスミキサーで１０秒間撹拌した後、直ちに分光光度計で５２０ｎｍの吸光度を測定する。
【００５８】
ｂ）コントロールサンプル
分析希釈液５ｍＬとエタノール５ｍＬとの混合液に、ＤＰＰＨ試薬０．６ｍＬを混合し、ボルテックスミキサーで１０秒間撹拌した後、直ちに分光光度計で５２０ｎｍの吸光度を測定する。
ｃ）測定機器：分光光度計  日立製作所  ＵＶ１８００
【００５９】
３．計算
コントロールサンプルとサンプル各６検体の吸光度を交互に測定して平均値を求め、フリーラジカル消去率（％）を（式１）によって算出する。
【数２】
2007116889.tif 000058
【００６０】
（ｐＨ及び酸化還元電位の測定）
［測定機器］：メトラー  ポータブルｐＨメーター  ＭＰ１２０ＢＥ
【実施例１】
【００６１】
図１に全体構成図を示したフリーラジカル消去性水素溶液製造装置１００を用いて、図２に示す渦流エジェクター装置３に、毎分１０Ｌの水道水と毎分０．２Ｌの水素ガスとを供給して水素微細気泡懸濁液を製造した。前記水素微細気泡懸濁液を、図３に示す気泡微細化装置４を用いて水素溶液とした。前記水素溶液を図７に示す、内容量３．４Ｌの外筒部２５の内側に１．６テスラの磁石を８個内蔵して磁場を形成する回転流邪魔板３７が設置され、回転子４３を駆動部２８で１０００〜３５００ｒｐｍの回転数で回転させるフリーラジカル消去性付与装置５で処理し、図８に示すフリーラジカル消去性安定化装置７で処理してフリーラジカル消去性活性水素溶液を得た。各処理段階の試料のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表１に示す。
【００６２】
【表１】
各処理段階の試料の酸化還元電位とフリーラジカル消去率
2007116889.tif 000059
【００６３】
表１によれば、ｐＨは各処理段階を通じて殆ど変化がなく、酸化還元電位は、水道水に水素ガスを飽和させた後は何れの試料も−６００ｍＶ以下となった。水素微細気泡懸濁液と水素溶液とにはフリーラジカル消去性は認められなかったが、フリーラジカル消去性水素溶液にはフリーラジカル消去性が認められた。
【００６４】
実施例１で得られたフリーラジカル消去率で示されるフリーラジカル消去性は中等度のものではあるが、本試験は繰り返し測定に於いても安定したフリーラジカル消去率が得られ、本発明によるフリーラジカル消去性水素溶液は有意なフリーラジカル消去性を示すことが示された。
【実施例２】
【００６５】
（フリーラジカル消去性水素溶液の安定性−１  保存安定性）
実施例１で得たフリーラジカル消去性水素溶液をアルミニウム缶に充填し、内部の空気を除去して封印し、室温に１ヵ月間保存した試料について、酸化還元電位とＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表２に示す。
【００６６】
【表２】
フリーラジカル消去性水素溶液の保存安定性
2007116889.tif 000060
【００６７】
表２に示すように、フリーラジカル消去性水素溶液のフリーラジカル消去率は１ヵ月間で約２分の１となったが、フリーラジカル消去性は残っていた。酸化還元電位の低下は殆ど起らなかった。
【実施例３】
【００６８】
（フリーラジカル消去性水素溶液の安定性−２  温度安定性）
実施例１で製造したフリーラジカル消去性水素溶液１００ｍｌを１００ｍｌの三角フラスコに入れ、沸騰したウォーターバスで加熱し１０分、２０分、３０分、及び４０分毎に取り出し、直ちに冷水で冷却し、ＤＰＰＨ法でフリーラジカル消去率を測定した。結果を表３に示す。
【００６９】
【表３】
リーラジカル消去性水素溶液の温度安定性
2007116889.tif 000061
【００７０】
表３に示すように、フリーラジカル消去性水素溶液のフリーラジカル消去率は１００℃、３０分でフリーラジカル消去率が約２分の１になった。
【実施例４】
【００７１】
実施例１と同じ方法で、但し水道水の代りに蒸留水を用いてフリーラジカル消去性水素溶液を製造し、生成物のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表４に示す。
【実施例５】
【００７２】
特許文献２に記載された方法に準じて、密閉容器内で加圧下に、水道水に水素ガスを激しく撹拌しながら吸収させて製造した水素溶液を、図７に示したフリーラジカル消去性付与装置５と図９に示したフリーラジカル消去性安定化装置７で処理して、フリーラジカル消去性水素溶液を製造し、生成物のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表４に示す。
【実施例６】
【００７３】
特許文献４に記載された方法に準じて、水道水を図２に示す渦流エジェクター装置３を用いて水素微細気泡分散液とし、図３に示す気泡微細化装置４を用いて水素溶液を製造した。この水素溶液に、図７に示したフリーラジカル消去性付与装置５を用いてフリーラジカル消去性の付与を行った。使用した磁石は１．０テスラの磁束密度を有しており、水の平均滞留時間は２０秒間であった。得られたフリーラジカル消去性水素溶液を図９に示したフリーラジカル消去性安定化装置７で処理してフリーラジカル消去性水素溶液を製造した。生成物のｐＨ、酸化還元電位、及びＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率を測定した。結果を表４に示す。
【００７４】
【表４】
2007116889.tif 000062
【００７５】
表４に示すように、実施例４〜７の何れの方法を用いても、水素溶解水を回転磁場によって処理することによってフリーラジカル消去性を付与することが出来て、フリーラジカル消去性水素溶液を製造できた。
【実施例７】
【００７６】
クエン酸を含むフリーラジカル消去性水素溶液
０．１ｍｏｌ濃度のｐＨ３クエン酸緩衝液とｐＨ４のクエン酸緩衝液とのそれぞれを、実施例１の方法に準じて、図２に示す渦流エジェクター装置３を用いて処理して、水素微細気泡懸濁液とし、図３に示す気泡微細化装置４を用いて処理して水素溶液とし、図７に示すフリーラジカル消去性付与装置５と図９に示すフリーラジカル消去性安定化装置７を用いて処理してフリーラジカル消去性活性水素液を製造した。フリーラジカル消去性付与前と付与後の試料の酸化還元電位とＤＰＰＨ法によるフリーラジカル消去率とを測定した。結果を表５に示す。
【００７７】
通常、酸性の強い溶液は酸化還元電位が高く、酸化力が高い。表５によれば、フリーラジカル消去性付与前は、ｐＨ３．０のクエン酸緩衝液の方がｐＨ４．０のクエン酸緩衝液よりも酸化還元電位が高く、上記と一致した結果が得られた。
【００７８】
フリーラジカル消去性を付与した後も、酸化還元電位はｐＨ３．０のクエン酸緩衝液の方がｐＨ４．０のクエン酸緩衝液よりも酸化還元電位が高く、上記と一致した結果が得られた。フリーラジカル消去率はｐＨ３．０とｐＨ４．０のクエン酸緩衝液とは同レベルの値を示した。
【実施例８】
【００７９】
水道水の代りにアルコール含量２５％の米焼酎を用いた以外は、実施例１と同じ方法を用いてフリーラジカル消去性水素溶液を製造した。結果を表５に示す。
表５によると、米焼酎にフリーラジカル消去性を付与したところ、酸化還元電位、フリーラジカル消去率とも水と同様の値を示し、水以外の水溶液に於いても本発明の方法によってフリーラジカル消去性活性の付与が可能なことが示された。
【００８０】
【表５】
2007116889.tif 000063
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性水素溶液製造装置の全体構成図である。
【図２】本発明の１実施例による渦流エジェクター装置３を示す。
【図３】本発明の１実施例による気泡微細化装置４を示す。
【図４】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性付与装置５を示す。
【図５】図４のフリーラジカル消去性付与装置５のａ−ａ断面図である。
【図６】図４の磁石内蔵回転子の斜視図である。
【図７】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性付与装置５を示す。
【図８】図７のフリーラジカル消去性付与装置５のｂ−ｂ断面図である。
【図９】本発明の１実施例によるフリーラジカル消去性安定化装置７を示す。
【図１０】図９のフリーラジカル消去性安定化装置７のｃ−ｃ断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１      ポンプ装置
２      水素供給装置
３      渦流エジェクター装置
４      気泡微細化装置
５      フリーラジカル消去性付与装置
６      電気制御装置
７      フリーラジカル消去性安定化装置
８      貯留タンク
９      ノズル部
１０    渦流エジェクター装置入口
１１    渦流生成部
１２    水素ガス供給口
１３    噴出口
１４    水素ガス噴出口
１５    混合部
１６    ２次渦流生成部
１７    渦流エジェクター装置出口
１８    気泡微細化装置本体
１９    気泡微細化装置入口
２０    スパイラル板
２１    ステンレス鋼繊維
２２    圧力計
２３    異物ろ過用フィルタ
２４    気泡微細化装置出口
２５    外筒部
２６    導入パイプ
２７    フリーラジカル消去性付与装置入口
２８    駆動部
２９    磁石内蔵攪拌翼
３０    回転軸
３１    回転軸漏液防止シール
３２    回転ベアリング
３３    軸受け
３４    排出パイプ
３５    フリーラジカル消去性付与装置出口
３６    攪拌翼
３７    邪魔板
３８    フリーラジカル消去性安定化装置本体
３９    フリーラジカル消去性安定化装置入口
４０    磁石内蔵回転子
４１    磁石
４２    フリーラジカル消去性安定化装置出口
４３    回転子
４４    磁石内蔵邪魔板
４５    磁石内蔵外筒部
５１    端部
５２    端面
５３    中心軸
５４    直線
１００    フリーラジカル消去性水素溶液製造装置
１０１    フリーラジカル消去性水素溶液
１０２    水素溶液製造装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2007116889.tif 000064
2007116889.tif 000065
2007116889.tif 000066
2007116889.tif 000067