(57)【要約】  電解槽に充填したシュウ酸水溶液を電気分解装置によって電気分解して炭酸ガスを発生させるとともに、発生した炭酸ガスの気泡に超音波発生装置によって超音波を作用させて、該気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させることにより、炭酸泉の替わりに、微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を容易にしかも低コストで製造できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させるとともにシュウ酸水溶液中で超音波を印加させて、発生した炭酸ガスの気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させることを特徴とする炭酸ガス溶解液製造方法。
【請求項２】
電解槽内のシュウ酸水溶液を電気分解する工程時に、炭酸ガス溶解液のｐＨ値を測定し、このｐＨ値を基準に、シュウ酸水溶液の電気分解を制御することを特徴とすることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の炭酸ガス溶解液製造方法。
【請求項３】
シュウ酸水溶液のｐＨ値(水素イオン濃度指数)が弱酸性の領域（例えばｐＨ５．０−６．８）になった時に、シュウ酸水溶液の電気分解を停止することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の炭酸ガス溶解液製造方法。
【請求項４】
電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させる炭酸ガス溶解液製造方法であって、シュウ酸水溶液のｐＨ値を測定し、当該ｐＨ値が弱酸性の領域になった時に、シュウ酸水溶液の電気分解を停止することを特徴とする炭酸ガス溶解液製造方法。
【請求項５】
シュウ酸水溶液が充填された電解槽の一部に予めメチルレッド等の指示薬を少量入れた色調確認のための容器を入れ、容器内の指示薬の色調を見て、電気分解を制御することを特徴とする請求の範囲第２項または第４項に記載の炭酸ガス溶解液製造方法。
【請求項６】
電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させる炭酸ガス溶解液製造方法であって、シュウ酸水溶液の酸化還元電位を測定し、この酸化還元電位を基準に、シュウ酸水溶液の電気分解を制御することを特徴とする炭酸ガス溶解液製造方法。
【請求項７】
シュウ酸水溶液の酸化還元電位がマイナスミリボルトの上限に達した時に、シュウ酸水溶液の電気分解を停止することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の炭酸ガス溶解液製造方法。
【請求項８】
シュウ酸水溶液が充填される電解槽と、この電解槽内のシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させる電気分解装置と、電解槽内の電極配置領域に超音波を印加可能に配置されかつ発生した炭酸ガスの気泡を超音波の作用により、該気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させる超音波発生装置とを備えることを特徴とする炭酸ガス溶解液製造装置。
【請求項９】
電気分解装置と、超音波発生装置とを制御し、炭酸ガスの微小気泡を一定粒径の範囲に納める粒径制御装置を備えていることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の炭酸ガス溶解液製造装置。
【請求項１０】
電解槽には、シュウ酸水溶液のｐＨを計測するｐＨ測定器が付設されていることを特徴とする請求の範囲第８項または９項に記載の炭酸ガス溶解液製造装置。
【請求項１１】
ｐＨ測定器からの信号により、電気分解装置と超音波発生装置を停止させる運転制御装置が備えられていることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の炭酸ガス溶解液製造装置。
【請求項１２】
電気分解装置の電極がコイル状に形成されており、このコイル状の電極の内側に、前記超音波発生装置の超音波振動子が挿入されていることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の炭酸ガス溶解液製造装置。
【請求項１３】
電極が薄板状に形成されており、陽極側の１つの前記電極と陰極側の１つの前記電極とから構成される組電極が複数設けられ、かつ、これら組電極は陽極側が対向して設置されるとともに、組電極の陽極側に位置して超音波振動子が挿入されていることを特徴とする請求の範囲第８項に記載の炭酸ガス溶解液製造装置。
【請求項１４】
電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させる炭酸ガス溶解液製造方法のための製造装置において、シュウ酸水溶液が充填される電解槽と、この電解槽内のシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させる電気分解装置と、電解槽内のシュウ酸水溶液のｐＨ値を測定する測定器とを備えたことを特徴とする炭酸ガス溶解液製造装置。
【請求項１５】
電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させる炭酸ガス溶解液製造方法のための製造装置において、シュウ酸水溶液が充填される電解槽と、この電解槽内のシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させる電気分解装置と、電解槽内のシュウ酸水溶液の酸化還元電位を測定する測定器とを備えたことを特徴とする炭酸ガス溶解液製造装置。
【請求項１６】
電解槽には、陽極と陰極とを分ける隔膜が設けられていることを特徴とする請求の範囲第８項〜第１５項のうちの何れか一項に記載の炭酸ガス溶解液製造装置。
【請求項１７】
電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させるとともにシュウ酸水溶液中で超音波を印加させて、発生した炭酸ガスの気泡から超音波の作用により一定粒径の微小気泡を形成し、一定粒径の炭酸ガス微小気泡が溶解されたシュウ酸水溶液を主成分とすることを特徴とする炭酸水。
【請求項１８】
電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシュウ酸水溶液を、弱酸性のｐＨまで電気分解して炭酸ガスを発生させ、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことができる炭酸ガス微小気泡が溶解されたシュウ酸水溶液を主成分とすることを特徴とする炭酸水。
【請求項１９】
電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させた炭酸水であって、シュウ酸水溶液の酸化還元電位を測定し、この酸化還元電位がマイナスミリボルトの上限に達した時に、シュウ酸水溶液の電気分解を停止して得たことを特徴とする炭酸水。
【請求項２０】
炭酸水の濃度を、４００ｐｐｍ以上としたことを特徴とする請求の範囲第１７項〜第１９項のうちのいずれか一項に記載の炭酸水。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小気泡の炭酸ガスが溶解している炭酸ガス溶解液の製造方法、製造装置およびシュウ酸の電気分解により製造された炭酸水に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭酸泉は優れた保温作用があることから、古くから温泉を利用する浴場等で用いられている。炭酸泉の保温作用は、基本的には、含有炭酸ガスの末梢血管拡張作用により身体環境が改善されるためと考えられる。
また炭酸ガスの経皮進入によって毛管血管床の増加および拡張が起こり、皮膚の血行を改善する。このため退行性病変及び末梢循環障害の治療に効果があるとされている。
なお、炭酸泉については、従来より種々の論文が発表されている（たとえば、非特許文献１、非特許文献２参照）。【０００３】
非特許文献１の論文によれば、炭酸泉の主な直接的作用はすでに初期の温泉医により、くり返し観察されているBad NauheimのBodeは充血した、ビロード状の、赤くなった皮膚を観察し（１８４５）、Piderit（１８３６）とBeneke（１８５９）は、ＣＯ２浴で温かく感ずることと浴部分の皮膚紅潮を記載し、Goldschieiderはすでに１９１１年に炭酸の感覚刺激による皮膚紅潮が血管運動によるとの可能性を論じている。
また、同論文によれば、炭酸浴の直接作用として、印象深い２つの効果が観察されると記載している。すなわち、一つは、皮膚表面の無数の水泡と、２つ目は皮膚紅潮（碓井虚血性の境界によって、ＣＯ２泉に浸されていない生体部位とはっきり区別できる）ということである。水泡は無数の炭酸水泡で、毛皮のように皮膚に密着し、「ガス刷子」と表現されている。【０００４】
また非特許文献２の論文によれば、治療に必要な炭酸ガスの最小濃度は４００ｍｇとされており、非特許文献１の論文によれば、４００ｍｇより皮膚紅潮が現れるとある。
このように炭酸泉が優れた効果を持つことから、これを人工的に得る炭酸泉の製造方法が従来より開発されてきた。その一例が、特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載の炭酸泉の製造方法は、散気手段を有する炭酸ガス溶解器に温水を供給し、温水中に浸漬された散気手段の散気部より炭酸ガスを気泡として放出して温水に溶解させて炭酸泉を製造する方法において、炭酸ガス溶解器内で加圧下で炭酸ガスを温水に溶解させた後、得られた炭酸泉をガス分離器へ送り、大気圧まで減圧し、該分離器で炭酸泉より揮散した炭酸ガスを圧縮器へ導いて回収し、この回収した炭酸ガスを前記炭酸ガス溶解器へ導いて温水へ溶解させる方法である。【０００５】
ところで、特許文献１に記載の炭酸泉の製造方法では、まず散気手段が必要である。  この散気手段は、多孔質体を備えており、この多孔質体から炭酸ガスを多数の気泡として発生させることによって、炭酸ガスを温水に溶解するようになっている。
また、他の散気手段としては、先端が遮断された多孔管の周囲を取り巻くようにして中 空糸膜集合体が配置されたものが知られており、多孔管内に流入した温水が、多孔管周面に設けられた孔から流出して中空糸膜と接触することにより、炭酸ガスの導入口から中空糸膜の中空部を経て注入された炭酸ガスを温水に溶解するようになっている。
したがって、温水等に含まれている不純物等の細かい粒子が、散気手段の多孔質体や中空糸膜に詰まり易く、散気手段を交換したり掃除したりする必要があり、手間がかかるという問題があった。
さらに、炭酸ガスボンベ、ガス分離器、圧縮機といった機器が必要であるので、装置自体が大型化するとともに、コストがかかるという問題もある。
しかも、従前の炭酸泉の製造方法は、炭酸ガスボンベを使い、加圧された炭酸ガスを水に溶解させる構造のもので、水に溶解されない炭酸ガスがそのまま必要以上に大気に放出され、近年の炭酸ガスの削減に反し、それ故に、地球全体の環境の面からも問題があった。
なお、炭酸ガスボンベを用いずに水溶液中に炭酸ガスを発生させる手法としては、従前より炭酸塩と酸とを組み合わせた炭酸ガス発生物を配合した浴用剤などが知られている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１１−１９２４２１号公報
【特許文献２】特開２００５−９７２３８号公報
【非特許文献１】Ｋ．Ｌ．Ｓｃｈｍｉｄ著論文「炭酸浴（炭酸泉）」人工炭酸泉研究会雑誌第１巻第１号,００５−００９,１９９８
【非特許文献２】Ｂ．Ｈａｒｔｍａｎ，Ｍ．Ｐｉｔｔｌｅｒ，Ｂ．Ｄｒｅｗｓ著論文「小動脈閉塞性疾患のＣＯ２温泉療養：生理と臨床」人工炭酸泉研究会雑誌第１巻第１号,０１０−０１６,１９９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、この種の炭酸塩と酸とを組み合わせた炭酸ガス発生物を配合した浴用剤は、炭酸ガスの濃度が１００ｐｐｍ程度であり、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を得るには遠く及ぶものではない。【０００７】
本発明者等は、このような背景に鑑み、炭酸ガスボンベを使わずに、炭酸ガスを水溶液中に溶解させ、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特性のある人工炭酸泉の製造方法を得るべく鋭意研究した結果、シュウ酸水溶液を電気分解すれば、炭酸ガスが陽極より発生するとの知見を得て、水溶液中に炭酸ガスを高濃度に溶解し得る手法を開発した。【０００８】
特に、シュウ酸水溶液を単純に電気分解しただけでは、炭酸ガスがそのまま外気中に抜けてしまい、水溶液中に炭酸ガスの気泡が多く溶解できない。また、炭酸ガスの経皮進入ということを鑑みれば、炭酸ガス気泡はより微小な粒径のものが好適と考えられる。
そこで、本発明では、前記背景に鑑みてなされたもので、炭酸ガスボンベによる加圧された炭酸ガスの水への溶解による炭酸泉の製造方法とは全く異なる方法により水溶液中に炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を得る高濃度の炭酸ガスを溶解させることができ、炭酸ガスボンベを使わない環境に対しても優しく、炭酸ガスの微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を容易にしかも低コストで製造できる炭酸ガス溶解液の製造方法及び製造装置並びに高濃度の炭酸ガスが溶解された炭酸水を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成すべく、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明の方法は、電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させるとともにシュウ酸水溶液中で超音波を印加させて、発生した炭酸ガスの気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させることを特徴とする。
本発明によれば、シュウ酸水溶液を電気分解して発生した炭酸ガスの気泡にシュウ酸水溶液中で超音波を作用させて、該気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させるので、炭酸泉の製造方法のような散気手段や、炭酸ガスボンベ、ガス分離器、圧縮機といった機器等を必要としない。
したがって、微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を容易にしかも低コストで製造できる。 【００１０】
また、このようにして製造された炭酸水では、電気分解して発生した炭酸ガスの気泡が炭酸ガスの発生とともに超音波の作用によって微小気泡となり、水溶液中に溶解されているため、この炭酸ガスの微小気泡が溶解されたシュウ酸水溶液では、当該水溶液中に手を入れると、皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を得ることができる。【００１１】
また、本発明の炭酸ガス溶解液製造方法では、電解槽内のシュウ酸水溶液を電気分解する工程時に、炭酸ガス溶解液のｐＨ値(水素イオン濃度指数)を測定し、このｐＨ値を基準に、シュウ酸水溶液の電気分解を制御することを特徴とすることが好ましい。
電解槽内のシュウ酸水溶液を電気分解する工程時に、炭酸ガス溶解液のｐＨ値を測定し、このｐＨ値を基準に、シュウ酸水溶液の電気分解を制御するようにすれば、ｐＨ値を見ることによって、シュウ酸水溶液が電気分解されることにより発生した炭酸ガスの発生量を容易に管理することができ、適正な炭酸ガス濃度の管理が容易にでき得て効果的であるとともに、人体に優しいＰＨ値に管理できるためである。【００１２】
さらに本発明では、シュウ酸水溶液のｐＨ値(水素イオン濃度指数)が弱酸性の領域（例えばｐＨ５．０−６．８）になった時に、シュウ酸水溶液の電気分解を停止することが好ましい。
弱酸性の領域においては、人体に対しても優しく、また、この弱酸性のｐＨ値まで、電気分解することによって、シュウ酸水溶液中のＣＯ２は１０万倍から１００万倍の量が発生したこととなる。
つまり、ｐＨの値が１大きくなると、陽極で発生するＣＯ２は１０倍づつ大きくなるため、シュウ酸水溶液中のＣＯ２は１０万倍から１００万倍の量が発生したこととなる。
シュウ酸水溶液のｐＨ値は、シュウ酸を水溶液に溶解した際は強酸性のｐＨ値０．０１を持つが、シュウ酸水溶液を電気分解することによってｐＨ値は次第に上がり、炭酸ガスはｐＨ値が上がった分だけ発生することとなり、弱酸性の領域（例えばｐＨ５．０−６．８）までｐＨが上がる状態となると、微細な炭酸ガス気泡を含む溶解液中の炭酸ガスの濃度が濃くなり、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなるためである。【００１３】
また炭酸ガスの経皮進入を促進する上でも、超音波を印加することによって、電気分解によって発生する炭酸ガスを微細化することは好ましい。
また、本発明の方法は、電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させる炭酸ガス溶解液製造方法であって、シュウ酸水溶液のｐＨ値を測定し、当該ｐＨ値が弱酸性の領域になった時に、シュウ酸水溶液の電気分解を停止することを特徴とする。【００１４】
これは、本発明者等がシュウ酸水溶液を電気分解している際に、超音波をかけずに弱酸性の領域までｐＨ値を上げたところ、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことを確認したことによる。
前述したように、ｐＨの値が１大きくなると、陽極で発生するは１０倍づつ大きくなるため、シュウ酸水溶液中のＣＯ２は１０万倍から１００万倍の量が発生したこととなる。そして、これだけの量の炭酸ガスが発生したときにおいては、シュウ酸水溶液中には、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出す炭酸水が存在することとなるのである。
またｐＨ値を測定して炭酸ガス溶解液を製造する方法においては、シュウ酸水溶液が充填された電解槽の一部に予めメチルレッド等の指示薬を少量入れた色調確認のための容器を入れ、容器内の指示薬の色調を見て、電気分解を制御することもできる。【００１５】
すなわち、シュウ酸水溶液を、電気分解していき、ｐＨ値が５〜６の領域まであがると、メチルレッドの色調はこの変色域で変化する（この色調が変わるｐＨ範囲を変色域という）ので、このときに電気分解を停止することによって、弱酸性の炭酸ガス水溶液を得ることもできる。このようなメチルレッドの変色域にある弱酸性の炭酸ガス水溶液は、人間の肌に対して優しいものとなる。【００１６】
また、本発明の方法では、電解槽内のシュウ酸水溶液を電気分解する工程時に、炭酸ガス溶解液の酸化還元電位を測定し、この酸化還元電位を基準に、シュウ酸水溶液の電気分解を制御するようにしても良い。
シュウ酸水溶液の酸化還元電位は、電気分解をする前はプラス側の電位（たとえばプラス３００ｍＶ〜５００ｍＶ）を持つが、シュウ酸水溶液を電気分解する工程とともに、シュウ酸水溶液の中にマイナスのエレクトロンが発生してマイナス側の電位に推移して行く。
最終的にはマイナスの酸化還元電位が一定の値となり、それ以上マイナス側の電位には推移しなくなるため、この一定の値を目安にシュウ酸水溶液の電気分解を行えば、炭酸ガスの濃度を管理できるものである。【００１７】
そして、本発明では、シュウ酸水溶液の酸化還元電位がマイナスミリボルトの上限に達した時に、シュウ酸水溶液の電気分解を停止することが好ましい。
酸化還元電位がマイナスミリボルトの一定の上限値に落ち着いたときに、シュウ酸水溶液中には、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなるためである。【００１８】
本発明でいう炭酸ガス溶解液清掃装置は、例えば図１に示すような構造である。
すなわち、炭酸ガス溶解液製造装置１は、シュウ酸水溶液が充填される電解槽２と、この電解槽２内のシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させる電気分解装置３と、電解槽２内の電極配置領域に超音波を印加可能に配置されかつ発生した炭酸ガスの気泡を超音波の作用により、該気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させる超音波発生装置４とを備えることを特徴とする。
シュウ酸水溶液が充填された電解槽２と電気分解装置３と超音波発生装置４とによって装置が構成されており、炭酸泉の製造方法のような散気手段や、炭酸ガスボンベ、ガス分離器、圧縮機といった機器等を必要としない。【００１９】
したがって、微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を容易にしかも低コストで製造できる。
また、本発明の炭酸ガス溶解液製造装置１において、前記電気分解装置３と、超音波発生装置４とを制御し、炭酸ガスの微小気泡を一定粒径の範囲に納める粒径制御装置１０を備えていることが好ましい。
粒径制御装置１０が、電気分解装置３の電流と、超音波発生装置４の印加電圧とを制御することによって、炭酸ガスの微小気泡の粒径を自在に制御するので、炭酸ガス濃度を容易にコントロールできるとともに、経皮進入によって入るとされる炭酸ガスの微小気泡の粒径を最も経皮進入されやすい大きさにコントロールできる効果がある。【００２０】
また本発明の炭酸ガス溶解液製造装置１においては、前記電解槽２に、シュウ酸水溶液のｐＨを計測するｐＨ測定器１１を付設しておくことが好ましい。
電解槽２に付設されているｐＨ測定器１１により、シュウ酸水溶液中に電気分解の作用により発生する炭酸ガスの量を容易に管理することができ、また、人の肌に対して優しいとされる弱酸性の領域を容易に測定し得て最も好適な炭酸水を製造する際の制御が可能になるためである。【００２１】
また本発明の炭酸ガス溶解液製造装置１においては、前記ｐＨ測定器１１からの信号により、電気分解装置３と超音波発生装置４を制御する運転制御装置１２を備えておくことが好ましい。
運転制御装置１２は、ｐＨ測定器１１からの信号によって、電気分解装置３と超音波発生装置４を制御するため、一定のｐＨ値になったときに、炭酸ガス溶解液製造装置の運転を取りやめるように運転制御装置１２を操作すれば良く、自動運転による炭酸ガス溶解液の製造が容易に得られるためである。【００２２】
さらに本発明の炭酸ガス溶解液製造装置１においては、前記電気分解装置３の電極７ａをコイル状に形成し、このコイル状の電極７ａの内側に、前記超音波発生装置３の超音波振動子４ｂが挿入するようにしても良い。
この場合には、電気分解装置３のコイル状の電極７ａの内側に、超音波発生装置４の超音波震動子４ｂが挿入されているので、電極７ａから発生した炭酸ガスの気泡に、効率良くかつ均一に超音波を作用させて微小気泡を形成することができる。したがって、微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を効率良く製造できることが可能になる。【００２３】
また本発明の炭酸ガス溶解液製造装置１において、前記電極を薄板状に形成し、陽極側の１つの前記電極と陰極側の１つの前記電極とから構成される組電極を複数設け、かつ、これら組電極を、陽極側が対向して設置するように配置するとともに、組電極の陽極側に位置して超音波振動子を挿入するようにしても良い。【００２４】
このような構成の発明によれば、組電極によって、電気分解の効率を向上させることができるとともに、組電極の陽極側の電極を互いに対向配置させ、かつこれら陽極側に位置して超音波振動子を挿入したので、陽極側の電極で発生する炭酸ガス気泡を発生と同時に直接的に超音波を作用させて、微小気泡を形成することができる。したがって、大量の微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を効率良く製造することが可能になる。【００２５】
さらに本発明は、電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させる炭酸ガス溶解液製造方法のための製造装置において、シュウ酸水溶液が充填される電解槽２と、この電解槽２内のシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させる電気分解装置３と、電解槽内のシュウ酸水溶液のｐＨ値を測定する測定器１１とを備えたことを特徴とする。
電解槽内のシュウ酸水溶液のｐＨ値を測定する測定器１１によって、電気分解されるシュウ酸水溶液のｐＨ値が測定されるため、一定のｐＨ値（たとえば弱酸性の領域のｐＨ値）まで電気分解して得ることのできる炭酸ガス溶解液の製造を容易にすることができる。【００２６】
さらにまた本発明は、電解槽２内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させる炭酸ガス溶解液製造方法のための製造装置において、シュウ酸水溶液が充填される電解槽２と、この電解槽２内のシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させる電気分解装置３と、電解槽内のシュウ酸水溶液の酸化還元電位を測定する測定器１１とを備えたことを特徴とする。
この場合には、酸化還元電位を基準に制御する炭酸ガス溶解液製造装置による炭酸ガス溶解液の製造を容易にすることができる。【００２７】
さらに本発明では、炭酸ガス溶解液製造装置１において、電解槽２に、陽極と陰極とを分ける隔膜２ａを設けることが好ましい。
電解槽２に隔膜２ａが設けられているので、陽極側の電極と陰極側の電極とが互いに絶縁され、陰極側の電極で発生する水素の溶解を絶縁できて陽極側のシュウ酸水溶液の炭酸ガス濃度を効率良く高めることができるためである。
本発明でいうシュウ酸水溶液を主成分とする炭酸水とは、電解槽２内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽２内に充填しておいたシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させるとともにシュウ酸水溶液中で超音波を印加させて、発生した炭酸ガスの気泡から超音波の作用により一定粒径の微小気泡を形成し、一定粒径の炭酸ガス微小気泡が溶解されたシュウ酸水溶液を主成分とする水を意味する。
この発明の炭酸水によれば、一定粒径の炭酸ガス微小気泡が溶解されたシュウ酸を主成分とする炭酸水により、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことができ、毛細血管床の増加および拡張を起こさせ、皮膚の血行の改善を促進することができる。【００２８】
また、本発明でいうシュウ酸水溶液を主成分とする炭酸水とは、電解槽２内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽２内に充填しておいたシュウ酸水溶液を、弱酸性のｐＨまで電気分解して炭酸ガスを発生させ、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことができる炭酸ガス微小気泡が溶解されたシュウ酸水溶液を主成分とする水を意味する。
このような炭酸水によっても、液中の炭酸ガス濃度が高いために、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことができ、毛細血管床の増加および拡張を起こさせ、皮膚の血行の改善を促進することができる。【００２９】
さらに本発明でいうシュウ酸水溶液を主成分とする炭酸水とは、電解槽内の電極間に直流電圧を印加することにより、電解槽内に充填しておいたシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させ、発生した炭酸ガスの気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させた炭酸水であって、シュウ酸水溶液の酸化還元電位を測定し、この酸化還元電位がマイナスミリボルトの上限に達した時に、シュウ酸水溶液の電気分解を停止して得た炭酸水をいう。
そして、このような炭酸水によっても、液中の炭酸ガス濃度が高いために、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことができ、毛細血管床の増加および拡張を起こさせ、皮膚の血行の改善を促進することができる。
なお本発明の炭酸水において、炭酸水の濃度を、４００ｐｐｍ以上とすることが好ましい。
炭酸水の濃度が４００ｐｐｍ以上であると、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を確実に生み出すことができるためである。４００ｐｐｍ以下の場合には、このような特有効果を生み出すことができないため、炭酸水の濃度を４００ｐｐｍ以上の濃度とすることによって、一定粒径の炭酸ガス微小気泡が溶解されたシュウ酸を主成分とする炭酸水としての効果を損なうことのない炭酸水を提供することができるものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、シュウ酸水溶液を電気分解して発生した炭酸ガスの気泡にシュウ酸水溶液中で超音波を作用させて、該気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させるので、炭酸泉の製造方法のような散気手段や、炭酸ガスボンベ、ガス分離器、圧縮機といった機器等を必要としない。
したがって、微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を容易にしかも低コストで製造できる。
また、本発明の製造された炭酸水では、電気分解して発生した炭酸ガスの気泡が炭酸ガスの発生とともに超音波の作用によって微小気泡となり、水溶液中に溶解されているため、この炭酸ガスの微小気泡が溶解されたシュウ酸水溶液では、当該水溶液中に手を入れると、皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る炭酸ガス溶解液製造装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明に係る炭酸ガス溶解液製造装置のさらに別の実施形態の概略構成を示すもので、正面図である。
【図３】同、側面図である。
【図４】同、電解槽に入れられた組電極を示す斜視図である。
【図５】図３に示す炭酸ガス溶解液製造装置の第１の変形例である。
【図６】図３に示す炭酸ガス溶解液製造装置の第２の変形例である。
【図７】炭酸ガス水溶液の電気分解時間とｐＨ値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る炭酸ガス溶解液製造装置の概略構成を示すものである。この図に示す炭酸ガス溶解液製造装置１は、シュウ酸水溶液が充填される電解槽２と、電気分解装置３と、超音波発生装置４と、これら電気分解装置３と超音波発生装置４を制御する運転制御装置１０（１２）と、電解槽２に充填されたシュウ酸水溶液のｐＨ（水素イオン濃度指数）を計測するｐＨ測定器１１とを備えている。
電解槽２は、シュウ酸水溶液が充填された電解槽本体２ａと、この電解槽本体２ａの上部開口を開閉可能に閉塞する蓋２ｂとによって構成されている。電解槽本体２ａは例えば、透明なガラス等によって形成されており、内部の電気分解の様子が観察できるようになっている。
電気分解装置３は、電源装置５と、この電源装置５に配線６，６を介して電気的に接続された一対の電極７ａ，７ｂとを備えている。【００３３】
電源装置５は、予め設定した一定電流を所定時間流すことができるものであるが、一定電圧を印加して、電流を所定時間流すこともできることは言うまでもない。この電源装置５によって電極７ａ，７ｂに所定電圧を印加することによって、一定の大きさ（例えば５Ａ）の定電流を流し、電解槽２内のシュウ酸水溶液が電気分解されて、陽極側の電極７ａから炭酸ガスが発生するが、その発生量を、Ｓ（mol）とすると、
Ｓ＝Ｉ×ｔ×(１／９．６５×１０4)×１／ｎ・・・・・・（１）
となる。なお、Ｉはアンペア、ｔは秒、ｎはシュウ酸の価数を示し、ｎ＝２である。
前記電極７ａ，７ｂは、それぞれ白金で形成されており、電極（陽極）７ａはコイル状に形成され、電極（陰極）７ｂは棒状に形成されている。また、電極７ａ，７ｂは前記蓋２ｂに形成された２つの孔をそれぞれ貫通して、電解槽本体２ａ内のシュウ酸水溶液中に挿入されている。【００３４】
前記超音波発生装置４は、装置本体４ａと、この装置本体４ａに電気的に接続された超音波振動子４ｂとを備えている。超音波振動子４ｂは細い棒状のものであり、その基端部（上端部）は保持部４ｃによって保持されている。保持部４ｃは、支持台８の上端部に設けられた取付部８ａに、超音波振動子４ｂがほぼ鉛直となるようにして取り付けられている。
この超音波振動子４ｂの先端部（下端部）は、蓋２ｂを貫通して電解槽本体２ａ内のシュウ酸水溶液中に挿入されている。超音波振動子４ｂを挿入する場合、コイル状に形成された電極７ａの内側に、コイルの中心軸とほぼ同軸に挿入する。また、超音波振動子４ｂの下端は、電極７ａの上端側に位置するように配置され、超音波振動子４ｂの先端より印加される超音波が電極７ａ全体に行き渡るようにするのが好ましい。【００３５】
前記運転制御装置１０（１２）は、前記電気分解装置３と超音波発生装置４の制御をするもので、実施例では、ｐＨ測定器１１からの信号を受信する受信部１５と、電気分解により生じた炭酸ガスの気泡を最適な粒径（ナノオーダーの粒径）にするための超音波の大きさと電流の大きさ及びこれらの運転時間等がデータベース化されたメモリ部１６と、操作パネル１７と、表示部１８と、これら受信部１５、メモリ部１６、操作パネル１７、表示部１８を制御する制御部１９とを主体として構成されている。
前記受信部１５は、ｐＨ測定器１１からの信号を受信してその信号を制御部１９に送るもので、ｐＨ測定器１１の機能によっては、温度等の他のパラメータの信号を受信できるようになっていることは言うまでもない。【００３６】
前記メモリ部１６は、この炭酸ガス溶解液製造装置１を運転するために必要な種々のデータが予め記憶されたもので、操作パネル１７の操作によって、メモリ部１６に記憶されたデータを読み出し、この炭酸ガス溶解液製造装置１を運転制御することができる。
実施例では、運転制御装置１０（１２）は、炭酸ガスの微小気泡を一定粒径の範囲に納める粒径制御装置を兼ねており、前記メモリ部１６には、炭酸ガスの微小気泡をナノオーダーの気泡にまで粒径を揃えるデータが予め記憶されている。
なお、炭酸ガスの微小気泡の粒径は、超音波発生装置４の超音波の強さと超音波を当てる時間によりコントロールできるものである。
操作パネル１７は、キー入力式のものや、タッチ式入力装置等のものが適用され、また表示部１８は液晶画面等が採用される。
そして、制御部１９は、これら受信部１５、メモリ部１６，操作パネル１７，表示部１８等に電気的に接続されて、これらを制御するとともに、電気分解装置３と超音波発生装置４とを運転制御するものである。【００３７】
またｐＨ測定器１１は、電解槽２内のシュウ酸水溶液を電気分解する工程時に、炭酸ガス溶解液のｐＨ値（水素イオン濃度指数）を測定するもので、実施例では、このｐＨ測定器からのｐＨ値の信号を運転制御装置１０（１２）に送り、運転制御装置１０（１２）では、このｐＨ値を基準に、シュウ酸水溶液の電気分解を制御することができるようになっている。
なお、実施例のｐＨ測定器１１は、スイッチを切り替えることにより、酸化還元電位を測定できる機能を備えており、酸化還元電位の電流値の信号を運転制御装置１０（１２）に送り、運転制御装置１０（１２）では、この酸化還元電位の電流値を基準に、シュウ酸水溶液の電気分解を制御することもできるようになっている。
したがって、実施例では、ｐＨ測定器１１が酸化還元電位を測定する測定器ともなるものである。【００３８】
また、ｐＨ値あるいは酸化還元電位はデジタルで表示部１８に出すようにしても良いが、シュウ酸水溶液が充填された電解槽２に予めメチルレッド等の指示薬を少量入れて指示薬の色調を見て、電気分解を制御することもできる。
すなわち、シュウ酸水溶液を、電気分解していき、ｐＨ値が５〜６の領域まであがると、メチルレッドの色調はこの変色域で変化する（この色調が変わるｐＨ範囲を変色域という）ので、このときに電気分解を停止することによって、弱酸性の炭酸ガス水溶液を得ることもできる。このようなメチルレッドの変色域にある弱酸性の炭酸ガス水溶液は、人間の肌に対して優しいものとなる。【００３９】
上記のような炭酸ガス溶解液製造装置１を使用して、炭酸ガス溶解液を製造するには、電解槽本体２ａ内に充填されているシュウ酸水溶液を電気分解する。
シュウ酸水溶液の濃度は０．１モル（mol/l）−１モルまで可能であるが、常温での溶解度の点からは０．５モル程度のシュウ酸水溶液までが好適である。
そして、この場合、電気分解装置３の電源装置５によって、電極７ａ，７ｂに流す電流と時間とを予め設定しておく。
この場合の電流と時間は、炭酸ガス溶解液中のｐＨ値（水素イオン濃度指数）が弱酸性の領域（例えばｐＨ５．０−６．８）に納まる時間としておくのが好適である。
また、炭酸ガスの微小気泡の粒径の範囲を一定範囲にするために、超音波発生装置４の超音波の強さを設定しておく。【００４０】
前記電解槽２に充填されたシュウ酸水溶液は当初強酸であるが、このシュウ酸水溶液を電気分解すると、シュウ酸水溶液が電気分解されることによって、ｐＨ値が上昇していき、アルカリ側になっていく。
また、炭酸ガスはｐＨ値が上がった分だけ発生したことになるため、濃度の高い炭酸水溶液をｐＨ値の管理により容易にコントロールできることになる。
すなわち、ｐＨの値が１大きくなると、陽極側で発生するＣＯ２は１０倍づつ大きくなるため、シュウ酸水溶液中のＣＯ２は１０万倍から１００万倍の量が発生したこととなる。そして、これだけの量が発生したときに、シュウ酸水溶液中には、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなるのである。
なお、この設定には運転制御装置１０（１２）の操作パネル１７を用いて行い、一方、超音波発生装置４の設定も同時に行い、運転制御装置１０（１２）から電源装置５、超音波発生装置４の制御を実施することは言うまでもない。【００４１】
シュウ酸水溶液を電気分解すると、電極（陽極７ａ）から炭酸ガスが発生する。
化学式で示すと以下の通りである。
Ｈ2Ｃ2Ｏ4→２ＣＯ2＋２Ｈ+＋２ｅ− 
なお、電極７ａで発生する炭酸ガスは目視が可能な程度の大きさの気泡となっている。
一方、電気分解を行うと同時に、運転制御装置１０（１２）からの制御信号によって、超音波発生装置４の装置本体４ａを起動させ、超音波振動子４ｂから超音波を発生させる。すると、この超音波が電極７ａで発生する炭酸ガスの気泡に直接的に作用することによって、この気泡が破裂して微小気泡が形成されるとともに、この微小気泡がシュウ酸水溶液中に溶解する。このようにして微小気泡の炭酸ガスが溶解している炭酸ガス溶解液を製造する。このような微小気泡はナノバブル（気泡）と称されるもので、目視できないほどの大きさである。【００４２】
また、弱酸性の領域までシュウ酸水溶液を電気分解すると、ｐＨ値が１アルカリ性に近づくたびに陽極で発生するＣＯ２は１０倍づつ大きくなるため、シュウ酸水溶液中のＣＯ２は１０万倍から１００万倍の量が発生したこととなり、これだけの量が発生したときに、シュウ酸水溶液中には、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなる。
したがって、炭酸ガス気泡の粒径にこだわらなければ、超音波発生装置４については、不要とすることも可能となる。
なお、粒径の大きさをより細かくし、炭酸ガスの皮膚からの経皮進入を考慮することを目的とする場合には、本発明の炭酸ガス溶解液製造装置１において、前記ｐＨ測定器１１からの信号により、電気分解装置３と超音波発生装置４を制御する運転制御装置１２を備えておくことが好ましい。【００４３】
以上のように、本実施の形態によれば、炭酸泉の製造方法のような散気手段や、炭酸ガスボンベ、ガス分離器、圧縮機といった機器等を必要とせず、電解槽２に充填したシュウ酸水溶液を電気分解装置３によって電気分解して炭酸ガスを発生させるとともに、発生した炭酸ガスの気泡に超音波発生装置４によって超音波を作用させて、該気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させるので、微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を容易にしかも低コストで製造できる。
また、電気分解装置３のコイル状の電極７ａの内側に、超音波発生装置４の超音波振動子４ｂが挿入されているので、電極７ａから発生した炭酸ガスの気泡に、効率良くかつ均一に超音波を作用させて、微小気泡を形成することができる。したがって、微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を効率よく製造できる。【００４４】
また、実施例の炭酸ガス溶解液製造装置１において、ｐＨ測定器１１のスイッチを切り替え、電解槽内のシュウ酸水溶液の酸化還元電位を測定するようにし、電解槽内のシュウ酸水溶液を電気分解する工程時に、炭酸ガス溶解液の酸化還元電位を測定し、この酸化還元電位を基準に、シュウ酸水溶液の電気分解を制御することも可能である。
シュウ酸水溶液の酸化還元電位は、電気分解をする前はプラス側の電位（たとえばプラス３００ｍＶ〜５００ｍＶ）を持つが、シュウ酸水溶液を電気分解する工程とともに、シュウ酸水溶液の中にマイナスのエレクトロンが発生してマイナス側の電位に推移して行く。
最終的にはマイナスの酸化還元電位が一定の値となり、それ以上マイナス側の電位には推移しなくなるため、この一定の値を目安にシュウ酸水溶液の電気分解を行うものである。【００４５】
このような構成とすれば、炭酸ガスの濃度を酸化還元電位によって管理できるものである。そして、実施例では、マイナスの酸化還元電位の一定の値に落ち着いたときに、シュウ酸水溶液中には、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなるのである。
またｐＨ値の測定もしくは酸化還元電位の測定を行い、これらの測定値によって、炭酸ガス発生量の管理をすることによって、炭酸水を製造するようにすれば、この状態だけでも、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなるため、炭酸ガス気泡の粒径にこだわらなければ、超音波発生装置４については、不要とすることも可能となる。【００４６】
すなわち、弱酸性の領域までシュウ酸水溶液を電気分解すると、ｐＨ値が１アルカリ性に近づくたびに、陽極で発生するＣＯ２は１０倍づつ大きくなるため、シュウ酸水溶液中のＣＯ２は１０万倍から１００万倍の量が発生したこととなり、これだけの量が発生したときに、シュウ酸水溶液中には、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなるため、炭酸ガス気泡の粒径にこだわらなければ、超音波発生装置４については、不要とすることもできるのである。【００４７】
なお、酸化還元電位についても、同様のことが言え、酸化還元電位がマイナスになれば、電解槽内のシュウ酸水溶液はアルカリ側に近づくため、酸化還元電位は、一定値以上にはマイナスにならなくなるため、その値で製造装置を管理すれば、ｐＨ値の測定と同様の効果を得ることができるものである。
さらに、シュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを得るので、前述した（１）式によって発生する炭酸ガスの発生量を得ることができ、よって、得られる炭酸ガス溶解液中の炭酸ガスの濃度を得ることも可能になる。
また、上述した実施形態による製造装置により製造した方法で、製造した炭酸水は、炭酸水中に高濃度の炭酸ガスが溶解されるため、この炭酸水に手（身体）を浸ければ、皮膚表面には無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことができるものとなる。したがって、この炭酸水を使用すれば、毛細血管床の増加および拡張を起こさせ、皮膚の血行の改善を促進することができる。【００４８】
図２〜図４は本発明に係る炭酸ガス溶解液製造装置の別の実施の形態を示す図である。
これらの図に示す炭酸ガス溶解液製造装置が、図１に示す炭酸ガス溶解液製造装置と異なる点は、電極の形状や配置状態、超音波振動子の配置状態であるので、以下ではこれらの点について詳しく説明し、その他の共通部分については同一符号を付してその説明を省略または簡略化する。
炭酸ガス溶解液製造装置２１は、基台２２の上面に設置された電解槽本体２ａと、この電解槽本体２ａの上部開口を開閉可能に閉塞する蓋２ｂとを備えた電解槽２と、電気分解装置３と、超音波発生装置４と、これら電気分解装置３と超音波発生装置４を制御する運転制御装置１０（１２）と、電解槽２に充填されたシュウ酸水溶液のｐＨ（水素イオン濃度指数）を計測するｐＨ測定器１１とを備えている。
なお、この実施の形態のｐＨ測定器１１も酸化還元電位の測定に切り替える機能をもっていることは言うまでもない。【００４９】
電気分解装置３は、電源装置５と、この電源装置５に配線６，６を介して電気的に接続された４枚の電極２５ａ，２５ｂ、２６ａ，２６ｂとを備えている。電極２５ａ，２６ａは陽極であり、電極２５ｂ，２６ｂは陰極である。そして、電極２５ａと電極２５ｂとが組電極２５を構成し、電極２６ａと電極２６ｂとが組電極２６を構成している。つまり、本実施の形態では、２つの組電極２５，２６を備えている。
電極２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂは、それぞれほぼ同一形状の長方形薄板状に形成されており、また、電極２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂは白金で形成されるか、あるいはチタンや、チタニウム合金または適宜な金属板に白金を被覆して形成されたものなどが適用される。
電極２５ａ，２５ｂ，２６ａ，２６ｂの上端部には、それぞれ略Ｌ字型の導体２８の一片部が接合されており、該導体２８の他片部は上方に延出して、電解槽２の上方に突出している。そして、これら導体２８の他片部の上端部に前記配線６，６が接続されている。
また、電極２５ａと電極２５ｂとは所定の隙間をもって平行離間して配置されており、同様に、電極２６ａと電極２６ｂとは所定の隙間をもって平行離間して配置されている。
なお、これら電極２５，２６の配置は図示例に示すように、垂直に配置しても良いが、水平方向に配置する構成としても良い。そして、電極２５，２６を水平方向に配置する場合には、電極自身に適宜な孔を形成して、電極より生じる気泡が上に通過するようにすることもできる。【００５０】
さらに、電極２５ａおよび電極２５ｂによって構成された組電極２５と、電極２６ａおよび電極２６ｂによって構成された組電極２６とは、左右に離間して配置されており、これらの間に、超音波振動子４ｂが配置されている。
超音波振動子４ｂの保持部４ｃは、基台２２に立設された支柱２２ａにアーム２２ｂを介して支持されている。アーム２２ｂは支柱２２ａに沿って上下動可能でかつ左右に首振り可能であり、ハンドル２２ｃを締付けることによって、支柱２２ａの上下方向の所定位置で固定でき、かつ、左右方向に首振り不能に固定できるようになっている。これによって、超音波振動子４ｂの上下、左右の位置を調整できるようになっている。【００５１】
上記のような炭酸ガス溶解液製造装置２１を使用して、炭酸ガス溶解液を製造するには、電解槽本体２ａ内に充填されているシュウ酸水溶液を電気分解する。
シュウ酸水溶液の濃度は０．１モル（mol/l）−１モルまで可能であるが、常温での溶解度の点からは０．５モル程度のシュウ酸水溶液までが適用可能である。
そして、電気分解装置３の電源装置５によって、各組電極２５，２６に流す電流と時間とを予め設定しておき、設定した電流と時間において、電気分解するとともに、超音波発生装置４の装置本体４ａを起動して、超音波振動子４ｂから超音波を発生させる。
また、炭酸ガスの微小気泡の粒径の範囲を一定範囲にするために、超音波発生装置４の超音波の強さを設定しておくことはもちろんである。
この場合の電流と時間も、炭酸ガス溶解液中のｐＨ値（水素イオン濃度指数）が弱酸性の領域（例えばｐＨ５．０−６．８）に納まる時間としておき、弱酸性領域にシュウ酸水溶液がなったならば、炭酸ガス溶解液製造装置２１の運転を停止する。
すると、この超音波が電極２５ａ，２６ａで発生する炭酸ガスの気泡に作用することによって、この気泡が破裂して微小気泡が形成されるとともに、この微小気泡がシュウ酸水溶液中に溶解する。【００５２】
このように本実施の形態によれば、電極が薄板状であり、陽極側と陰極側との２つの電極２５ａ，２５ｂ、２６ａ、２６ｂで構成された組電極２５，２６が複数設けられているので、炭酸ガスを大量に発生させることができる。
また、組電極２５，２６の間に超音波震動子４ｂが配置されているので、電極２５ａ，２６ａから発生した炭酸ガスの気泡に、効率良くかつ均一に超音波を作用させて微小気泡を形成することができる。したがって、大量の微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を効率よく製造できる。
また、この実施の形態においても、ｐＨ値を管理して、弱酸性の領域までシュウ酸水溶液を電気分解するようにすれば、弱酸性の領域までシュウ酸水溶液を電気分解すると、ｐＨ値が１アルカリ性に近づくたびに、陽極で発生するＣＯ２は１０倍づつ大きくなるため、シュウ酸水溶液中のＣＯ２は１０万倍から１００万倍の量が発生したこととなり、これだけの量が発生したときに、シュウ酸水溶液中には、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すこととなるため、炭酸ガス気泡の粒径にこだわらなければ、超音波発生装置４については、不要とすることも可能となることは言うまでもない。【００５３】
さらにこの実施形態の炭酸ガス溶解液製造装置１においても、ｐＨ測定器１１のスイッチを切り替え、電解槽内のシュウ酸水溶液の酸化還元電位を測定するようにし、電解槽内のシュウ酸水溶液を電気分解する工程時に、炭酸ガス溶解液の酸化還元電位を測定し、この酸化還元電位を基準に、シュウ酸水溶液の電気分解を制御することも可能である。
シュウ酸水溶液の酸化還元電位は、電気分解をする前はプラス側の電位（たとえばプラス３００ｍＶ〜５００ｍＶ）を持つが、シュウ酸水溶液を電気分解する工程とともに、シュウ酸水溶液の中にマイナスのエレクトロンが発生してマイナス側の電位に推移して行く。
最終的にはマイナスの酸化還元電位が一定の値となり、それ以上マイナス側の電位には推移しなくなるため、この一定の値を目安にシュウ酸水溶液の電気分解を行うものである。
そして、この実施の形態においても超音波を印加することなく、ｐＨ値と酸化還元電位の測定によって、炭酸泉としての特徴である皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出す炭酸水を製造することができる。【００５４】
このような本実施の形態によれば、電極が薄板状であり、陽極側と陰極側との２つの電極２５ａ，２５ｂ、２６ａ、２６ｂで構成された組電極２５，２６が複数設けられているので、炭酸ガスを大量に発生させることができる。
また、組電極２５，２６の間に超音波震動子４ｂが配置されているので、電極２５ａ，２６ａから発生した炭酸ガスの気泡に、効率良くかつ均一に超音波を作用させて微小気泡を形成することができる。したがって、大量の微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を効率よく製造できる。【００５５】
図５および図６はそれぞれ２つの組電極２５，２６を備えた炭酸ガス溶解液製造装置２１の別の実施形態を示す図である。
図５および図６に示す炭酸ガス溶解液製造装置２１Ａと２１Ｂと炭酸ガス溶解液製造装置２１の共通部分には同一符号を付してその説明を省略する。
図５に示す実施の形態の炭酸ガス溶解液製造装置２１Ａでは、２つの超音波振動子４ｂ，４ｂを備えており、これら超音波振動子４ｂ，４ｂは電解槽本体２ａの対向する内壁側に配置されている。したがって、超音波振動子４ｂ，４ｂに近い方の電極２５ｂ，２６ｂが陽極となり、この陽極２５ｂ，２６ｂから炭酸ガスが発生する。
図６に示す別の実施の形態の炭酸ガス溶解液製造装置２１Ｂでは、超音波振動子４ｂが横向きとなって、電解槽本体２ａの底部に配置されている。したがって、電極２５ａ，２６ａを陽極として、炭酸ガスが発生させてもよいし、電極２５ｂ，２６ｂを陽極として、炭酸ガスが発生させてもよい。【００５６】
以下に実施例を示した本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
炭酸ガス溶解液を製造する実験として、０．１mol/lのシュウ酸水溶液を電解槽２に充填し、超音波発生装置（トミー精工製、型番ＵＤ-２００）４によって、６０分間超音波を発生させるとともに、電気分解装置３によって電気分解を行った。なお、電解槽２としては、薄層クロマトグラフィー用の電解槽を使用した。
超音波発生装置４の周波数は２０kHz、このとき流した電流は３００ｍA、電気分解装置３の印加電圧は１０ｖであった。
また、製造された炭酸ガス溶解液中に含まれる炭酸ガスの微小気泡の平均粒径を測定したところ、３９３０nmであった。
なお、この粒径測定には、準弾性光散乱光度計（大塚電子株式会社製、型番ELS-8000）を使用した。また、同準弾性光散乱光度計を使用して散乱強度を測定した。散乱強度は、炭酸ガス溶解液中に含まれる炭酸ガスの微小気泡の濃度を示す指標であり、２回測定したところ、１回目は５５９６９±２１３２１であり、２回目は６０４７１±１７４５６であった。
比較のために、炭酸ガスを１０００ppm含む炭酸泉の炭酸ガスの微小気泡の粒径と散乱強度を測定した。その結果、平均粒径は４３２７nm、散乱強度は１回目は１２０４２±４４３３、２回目は１０００４±１３９０であった。なお、前記炭酸泉は、三菱レーヨン株式会社製の炭酸泉製造装置（C．C．Carbo）によって製造したものを使用した。
これらの結果を表１に示す。
【表１】
2006134819.tif 000002
上表のように、本発明に係る炭酸ガス溶解液製造装置によって製造された炭酸ガス溶解液中の微小気泡の平均粒径は、炭酸泉の平均粒径とほぼ同じか若干小さめであることが判明した。
また、炭酸ガス溶解液の散乱強度は、炭酸泉の散乱強度より大きいことが判明した。したがって、炭酸ガス溶解液中に含まれる炭酸ガスの微小気泡の濃度は、炭酸泉より大きいことが予想できる。また、炭酸ガスボンベによる加圧された炭酸ガスを多く大気中に放出することがないので、環境にも優しい。
また、この実験によって製造した炭酸水に５分間手を入れて、手につく泡の状態と皮膚の紅潮減少を観察したところ、手には、ゆっくりとではあるが、炭酸水につけた手の表面全体に細かい泡が付くことが観察され、また５分後炭酸水につけた手を炭酸水から取り上げて、室温の中で観察したところ、炭酸水につけたところだけ（水面より下の部分だけ）が明確に紅くなっていることが確認された。【００５７】
なお、比較例として三菱レーヨン株式会社製の炭酸泉製造装置（C．C．Carbo）によって製造した炭酸泉に５分間手を浸けて手の皮膚の状態を観察したところ、皮膚表面に同様の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果が現れた。
三菱レーヨン株式会社製の炭酸泉製造装置（C．C．Carbo）によって製造した炭酸泉は１０００ｐｐｍあるとされ、同様の効果を奏する本発明においても炭酸ガスの濃度は１０００ｐｐｍあると考えられる。
なお、この炭酸ガスの濃度は電気分解の時間を長くすれば、炭酸ガスの濃度は上がるが、治療に効果のある４００ｐｐｍまでの炭酸ガス濃度を作るならば、電気分解の時間を短くすれば良いことは言うまでもない。【００５８】
（実施例２）
次に、図２ないし図４に示す実施の形態の炭酸ガス溶解液製造装置２１により、炭酸ガス溶解液を製造する実験として、０．１mol/lのシュウ酸水溶液を電解槽２に３リットル充填し、超音波発生装置（トミー精工製、型番ＵＤ-２００）４によって、７５分間超音波を発生させるとともに、電気分解装置３によって電気分解を行った。
なお、電解槽２としては、薄層クロマトグラフィー用の電解槽を使用した。
超音波発生装置４の周波数は２０kHz、電気分解装置３の電流は１Ａを定電流で流した。
また、製造された炭酸ガス溶解液中に含まれる炭酸ガスの散乱強度を測定したところ、
２９４２３８±５６３４７０であった。この散乱強度測定には、準弾性光散乱光度計（大塚電子株式会社製、型番ELS-8000）を使用した。
表１で比較例として測定した、三菱レーヨン株式会社製の炭酸泉製造装置（C．C．Carbo）により製造した炭酸泉の散乱強度と比較すると、その散乱強度は３０倍近くあり、それだけ炭酸ガス溶液中には炭酸ガスが溶解されていることがわかった。
また、この炭酸ガス溶解液中に手を５分間浸けて手の皮膚の状態を観察したところ、皮膚表面に無数の水泡がつき、また皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことが観察された。
したがって、この炭酸水を使用すれば、毛細血管床の増加および拡張を起こさせ、皮膚の血行の改善を促進することができる。
また、本実施例によれば、炭酸ガスボンベによる加圧された炭酸ガスを多く大気中に放出することがないので、環境にも優しい。【００５９】
（実施例３）
炭酸ガス溶解液を製造する実験として、０．１mol/lのシュウ酸水溶液を電解槽２に３リットル充填し、電気分解を４０分行った。そして、炭酸ガス溶解液中のｐＨ値（水素イオン濃度指数）をｐＨ測定器１１にて測定したところｐＨ値は、図７に示すようなグラフとなった。
この例では、超音波の印加は行わず、電気分解装置３の電流は１Ａを定電流で流し、
電気分解のみで行った。
図７に示すように、前記電解槽２に充填されたシュウ酸水溶液は当初強酸であるが、このシュウ酸水溶液を電気分解すると、電気分解時間の経過に伴って、ｐＨ値が上昇していき、強アルカリとなっていく。【００６０】
なお、このようにして製造された炭酸ガス水溶液が弱酸性領域になったところで、一度電気分解を停止し、弱酸性の炭酸ガス溶解液を取り、この実験によって製造した炭酸水に５分間手を入れて、手につく泡の状態と皮膚の紅潮減少を観察したところ、手には、ゆっくりとではあるが、炭酸水につけた手の表面全体に細かい泡が付くことが観察され、また５分後炭酸水につけた手を炭酸水から取り上げて、室温の中で観察したところ、炭酸水につけたところだけ（水面より下の部分だけ）が明確に紅くなっていることが確認された。【００６１】
（実施例４）
炭酸ガス溶解液を製造する実験として、図２に示すような装置を使い、０．２mol/lのシュウ酸水溶液を電解槽２に３リットル充填し、電気分解を３０分行い、酸化還元電位を測定した。この例では、超音波の印加は行わず、電気分解装置３の電流は４．５４Ａを定電流で流し、電気分解を行った。
結果を表２に示す。
【表２】
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この例では、５分ほど電気分解を行うと、−２５８ミリボルトのあたりで酸化還元電位が変わらなくなり、３０分電気分解した炭酸水に５分間手を入れて、手につく泡の状態と皮膚の紅潮減少を観察したところ、手には、ゆっくりとではあるが、炭酸水につけた手の表面全体に細かい泡が付くことが観察され、また５分後炭酸水につけた手を炭酸水から取り上げて、室温の中で観察したところ、炭酸水につけたところだけ（水面より下の部分だけ）が明確に紅くなっていることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によれば、炭酸泉の製造方法のような散気手段や、炭酸ガスボンベ、ガス分離器、圧縮機といった機器等を必要とせず、電解槽に充填したシュウ酸水溶液を電気分解装置によって電気分解して炭酸ガスを発生させるとともに、発生した炭酸ガスの気泡に超音波発生装置によって超音波を作用させて、該気泡から微小気泡を形成し、この微小気泡をシュウ酸水溶液中に溶解させるので、微小気泡が溶解している炭酸ガス溶解液を容易にしかも低コストで、かつ不要な炭酸ガスを大気中に放出することなく環境に優しく製造できる。
また本発明によれば、電解槽中のシュウ酸水溶液を電気分解して炭酸ガスを発生させつつ、発生した炭酸ガスの気泡に超音波発生装置によって超音波を作用させて、該気泡から微小気泡を形成し、この超音波の強さを一定にすることによって、炭酸ガスの微小気泡を一定粒径の範囲に揃え、一定の大きさの炭酸ガス気泡が溶解されたシュウ酸水溶液を製造することができるので、毛細血管床の増加および拡張を起こさせ、皮膚の血行の改善を促進する炭酸泉を、必要量だけ製造できる。
また、このようにして製造された炭酸ガスの微小気泡が溶解されたシュウ酸水溶液を主成分とする炭酸水は、皮膚表面の無数の水泡と、皮膚紅潮という特有の効果を生み出すことができ、毛細血管床の増加および拡張を起こさせ、皮膚の血行の改善を促進することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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