(57)【要約】【課題】一般家庭や外出先などで、水素水を手軽に作れる水素発生体、水素水作製方法および液体に水素を添加する方法を提供すること。【解決手段】水素発生体は、水を封入した耐水性の容器と、水素分子を透過させることが可能であり、前記容器および二水素化マグネシウムを封入した袋とを備える。水素水作製方法は、液体を封入した耐水性の容器および二水素化マグネシウムを封入してあり水素分子を透過させることが可能である袋に外力を加えて前記容器を破壊し、前記袋を水の入った器に入れ、前記器に蓋をする方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を封入した耐水性の容器と、
水素分子を透過させることが可能であり、前記容器および二水素化マグネシウムを封入した袋とを備えることを特徴とする水素発生体。
【請求項２】
前記水には、酸が溶解していることを特徴とする請求項１に記載の水素発生体。
【請求項３】
前記袋には、固体の酸が封入されていることを特徴とする請求項１に記載の水素発生体。
【請求項４】
前記容器は、他の部分に比べて肉厚が薄い部分を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の水素発生体。
【請求項５】
前記容器は、封入された水が凍結した場合に該水の体積膨張により壊れるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の水素発生体。
【請求項６】
前記袋は、水を透過させないことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の水素発生体。
【請求項７】
内部に封入された水が凍結した場合に壊れるように構成された耐水性の容器および二水素化マグネシウムを封入してあり水素分子を透過させることが可能である袋を冷凍し、
冷凍された状態の前記袋を水の入った器に入れ、
前記器に蓋をすることを特徴とする水素水作製方法。
【請求項８】
水を封入した耐水性の容器および二水素化マグネシウムを封入してあり水素分子を透過させることが可能である袋に外力を加えて前記容器を破壊し、
前記袋を水の入った器に入れ、
前記器に蓋をすることを特徴とする水素水作製方法。
【請求項９】
水を封入した耐水性の容器および二水素化マグネシウムを封入してあり水素分子を透過させることが可能である袋を水の入った器に入れ、
前記器に蓋をし、
前記器内で前記容器に外力を加えて破壊することを特徴とする水素水作製方法。
【請求項１０】
水素分子を透過させることが可能である容器に二水素化マグネシウムおよび水を充填し、
前記容器を冷凍して前記容器内の水を氷にし、
前記容器を水、飲料、医薬用点滴液またはリンゲル液を含む液体が入った器に入れ、
前記器内の液体に水素を添加する方法。
【請求項１１】
前記器は、蓋を備えることを特徴とする請求項１０に記載の液体に水素を添加する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素発生体、水素水作製方法および液体に水素を添加する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水素分子が含まれた水である水素水を製造する装置が開示されている（特許文献１）。水素水には、老化、がん、その他様々な疾病を引き起こす物質であるヒドロキシラジカルを消去する効果があることが知られている。ヒドロキシラジカルは活性酸素の一種であり、代謝によって生物の体内で発生する。したがって、ヒドロキシラジカルの発生自体を防止することはできないが、水素水を用いてヒドロキシラジカルを消去することにより、老化防止、がん予防等の効果が得られる。そのため、近年では飲用、入浴用、人工透析用等のさまざまな用途に、通常の水の代わりに水素水が使用されている。
【０００３】
特許文献１の装置等を用いて製造された飲料用の水素水が市販されている。水素分子は非常に小さい分子であるので、飲料容器に一般的に使用されているＰＥＴ（PolyEthylene Terephthalate）ボトル等を透過する。そのため、飲料用の水素水を市販する場合には、多層のアルミラミネート加工を施した袋等の高価な容器が使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２２５６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多層のアルミラミネート加工を施した袋等の高価な容器を使用した場合であっても水素分子が透過することを完全に防止することは難しい。そのため、水素水に含有されている水素分子は製造後の時間の経過とともに空気中に拡散して失われ、水素水の濃度は低下する。したがって、水素水は使用する場所で、使用する直前に作る事が望ましい。
【０００６】
特許文献１の装置は、圧力容器、減圧器などを含む装置である。したがって、工場、浴場、病院などの施設に設置することは可能だが、一般家庭に設置して必要に応じて水素水を作り、濃度が低下する前に使用することは困難である。
【０００７】
本発明は、一般家庭や外出先などで、必要に応じて水素水を手軽に作ることができる水素発生体、水素水作製方法および液体に水素を添加する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる水素発生体は、水を封入した耐水性の容器と、水素分子を透過させることが可能であり、前記容器および二水素化マグネシウムを封入した袋とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明の水素発生体に外力を加えて耐水性の容器を破壊することにより、耐水性の容器に封入されていた水が袋の中に流出する。流出した水と二水素化マグネシウムとが袋の中で化学反応を起こすことにより、水素分子が発生する。
【００１０】
本発明にかかる水素発生体は、前記水には、酸が溶解していることを特徴とする。
【００１１】
耐水性の容器に封入された水にあらかじめ酸が溶解していることにより、水と二水素化マグネシウムとの化学反応が促進される。
【００１２】
本発明にかかる水素発生体は、前記袋には、固体の酸が封入されていることを特徴とする。
【００１３】
耐水性の容器から流出した水に、袋の中に封入されている固体の酸が溶解して水溶液になることにより、水と二水素化マグネシウムとの化学反応が促進される。
【００１４】
本発明にかかる水素発生体は、前記容器は、他の部分に比べて肉厚が薄い部分を有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の水素発生体に外力を加えると、耐水性の容器は肉厚が薄い部分から破壊される。肉厚が薄い部分を設けることにより、耐水性の容器を素手で容易に破壊して、封入されている水を袋の中に出すことができる。
【００１６】
本発明にかかる水素発生体は、前記容器は、封入された水が凍結した場合に該水の体積膨張により壊れるように構成されていることを特徴とする。
【００１７】
耐水性の容器は壊れているので、凍結していた水が溶けて水になることで、袋のなかで二水素化マグネシウムと化学反応を起こして水素分子が発生する。外力を加えて容器を破壊することなしに、水素を発生させることができる。
【００１８】
本発明にかかる水素発生体は、前記袋は、水を透過させないことを特徴とする。
【００１９】
水を透過させない袋を使用することにより、本発明の水素発生体を使用して作製する水素水に、水素発生体中の水溶液および二水素化マグネシウムが混入しない。そのため、味に影響を与えずに水素水を作製することができる。
【００２０】
本発明にかかる水素水作製方法は、内部に封入された水が凍結した場合に壊れるように構成された耐水性の容器および二水素化マグネシウムを封入してあり水素分子を透過させることが可能である袋を冷凍し、冷凍された状態の前記袋を水の入った器に入れ、前記器に蓋をすることを特徴とする。
【００２１】
本発明の水素水作製方法によると、凍結していた水が溶けて水になり、袋の中で二水素化マグネシウムとの化学反応を起こすことにより水素分子が発生する。凍結した水素発生体を水の入った器の中に入れて蓋をする。発生した水素が器の中の水に溶解することで、水素水を作製することができる。
【００２２】
本発明にかかる水素水作製方法は、水を封入した耐水性の容器および二水素化マグネシウムを封入してあり水素分子を透過させることが可能である袋に外力を加えて前記容器を破壊し、前記袋を水の入った器に入れ、前記器に蓋をすることを特徴とする。
【００２３】
本発明の水素水作製方法によると、容器に封入されていた水と二水素化マグネシウムとが袋の中で化学反応を起こすことにより水素分子が発生する。化学反応を開始した水素発生体を水の入った器の中に入れて蓋をする。発生した水素が水に溶解することで、水素水を作製することができる。
【００２４】
本発明にかかる水素水作製方法は、水を封入した耐水性の容器および二水素化マグネシウムを封入してあり水素分子を透過させることが可能である袋を水の入った器に入れ、前記器に蓋をし、前記器内で前記容器に外力を加えて破壊することを特徴とする。
【００２５】
本発明の水素水作製方法によると、水の入った蓋つきの容器中で耐水性の容器を破壊して、封入されていた水と二水素化マグネシウムと袋の中で化学反応を開始させる。化学反応により発生した水素が水に溶解することで、水素水を作製することができる。
【００２６】
本発明にかかる液体に水素を添加する方法は、水素分子を透過させることが可能である容器に二水素化マグネシウムおよび水を充填し、前記容器を冷凍して前記容器内の水を氷にし、前記容器を水、飲料、医薬用点滴液またはリンゲル液を含む液体が入った器に入れ、前記器内の液体に水素を添加することを特徴とする。
【００２７】
本発明の液体に水素を添加する方法によると、容器中の氷が溶解して二水素化マグネシウムと化学反応を起こして水素が発生する。発生した水素が容器を透過して水、飲料、医薬用点滴液またはリンゲル液を含む液体に溶解することで、これらの液体に水素を添加することができる。
【００２８】
本発明にかかる液体に水素を添加する方法は、前記器は、蓋を備えることを特徴とする。
【００２９】
本発明の水素を添加する方法によると、発生した水素が大気中に拡散することを防止し、水素を高濃度に溶解させることができる。
【発明の効果】
【００３０】
一般家庭や外出先などで、必要に応じて水素水等の水素を含有する液体を手軽に作ることができる水素発生体、水素水作製方法および液体に水素を添加する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】水素発生体を示す説明図である。
【図２】容器の長手方向の断面図である。
【図３】容器が壊れた水素発生体を示す説明図である。
【図４】実施の形態２の水素発生体を示す説明図である。
【図５】実施の形態２の水素発生体の断面図である。
【図６】実施の形態２の容器が壊れた水素発生体を示す説明図である。
【図７】実施の形態３の水素発生体を示す説明図である。
【図８】実施の形態４の水素発生体を冷凍した状態を示す説明図である。
【図９】実施の形態５の水素発生体を示す説明図である。
【図１０】実施の形態６の飲料容器の蓋近傍の断面図である。
【図１１】実施の形態６の容器を壊す方法を示す説明図である。
【図１２】実施の形態６の飲料容器の本体から蓋を外した状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
［実施の形態１］
図１は、水素発生体１０を示す説明図である。図１を用いて水素発生体１０の構成を説明する。水素発生体１０は、袋１１の内部に二水素化マグネシウム１２の粉および容器１３が封入された構成である。以下では５００ミリリットルの水素水を作製するのに適した水素発生体１０を例にして説明する。
【００３３】
袋１１は、薄くて柔軟な耐水性の樹脂フィルム製の袋である。袋１１の外寸は、縦約７０ミリメートル、横約２０ミリメートルである。袋１１は、たとえば厚さ１０マイクロメートルの低密度ポリエチレン製が好適である。袋１１の縁部１７は、熱圧着または接着により水密に封止されている。
【００３４】
二水素化マグネシウム１２は、平均粒径６０マイクロメートルの粉を使用する。袋１１には、６．５ミリグラムの二水素化マグネシウム１２が封入される。
【００３５】
図２は、容器１３の長手方向の断面図である。図２を用いて容器１３の構成を説明する。容器１３は熱溶着により両端が封止されたチューブである。容器１３の外寸は、長さ約５０ミリメートル、直径約２ミリメートルである。チューブは耐水性を有する材質であり、たとえば高密度ポリエチレン製が好適である。容器１３の中央部には全周にわたって溝１４が設けられている。
【００３６】
容器１３の内部にはクエン酸水溶液が封入されている。容器１３内のクエン酸水溶液の濃度は、重量比１５パーセントが好適である。容器１３には、１３ミリグラム以上、好ましくは５４ミリグラムから１０５ミリグラムのクエン酸水溶液が封入されている。
【００３７】
以上の様に構成された水素発生体１０を用いた水素水の作り方を説明する。あらかじめ、水筒またはＰＥＴボトル等の蓋のできる器に飲料水を満たしておく。以後は、蓋のできる器を飲料容器と記載して説明する。本実施の形態では、５００ミリリットルの容量の飲料容器を使用する。水素発生体１０を折り曲げる。高密度ポリエチレン製の容器１３は比較的伸びにくいため溝１４の近傍で破断して壊れる。一方、低密度ポリエチレン製の袋１１は柔軟で伸びやすいため破れない。図３は、容器１３が壊れた水素発生体１０を示す説明図である。
【００３８】
容器１３が壊れた水素発生体１０を、速やかに飲料容器の中に入れた後、蓋をして静置する。容器１３の破断した部分から、封入されていたクエン酸水溶液が流出する。袋１１の内部で、二水素化マグネシウム１２とクエン酸水溶液中の水とが下式の化学反応を起こして、水素分子が発生する。
【００３９】
【化１】
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【００４０】
また、二水素化マグネシウム１２とクエン酸水溶液中のクエン酸とが下式の化学反応を起こして、水素分子が発生する。
【００４１】
【化２】
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【００４２】
さらに、クエン酸には（１）式の化学反応の速度を速くする作用がある。摂氏０度から常温の範囲では、クエン酸の濃度が１５パーセント程度の時に、最も化学反応が速くなる。なお、クエン酸が入っていない場合も、速度は遅いが（１）式の化学反応により水素分子は発生する。
【００４３】
水素分子は直径０．２８ナノメートル未満と非常に小さいので、樹脂フィルム製の袋１１を透過する。しかし、水分子、クエン酸分子、二水素化マグネシウム１２の粉、水酸化マグネシウムおよびクエン酸マグネシウムは袋１１を透過しない。したがって、クエン酸水溶液、二水素化マグネシウム１２、水酸化マグネシウムおよびクエン酸マグネシウムが飲料水に溶出して味覚等に影響を及ぼすことは無い。袋１１と飲料水とが接する部分で袋１１を透過した水素分子は、そのまま飲料水に溶け込む。一方、袋１１と飲料容器上部の空洞内部に残った気体とが接する部分で袋１１を透過した水素分子は空洞内の水素分圧を高め、ヘンリーの法則により飲料水中に溶け込む。袋１１内部で化学反応により発生した水素分子が直接的または間接的に飲料水に溶け込む結果、水素水が完成する。飲料容器の蓋をした後、化学反応が終了して水素水が完成するまでの所要時間は、約３分間である。
【００４４】
前述の様に水素発生体１０に６．５ミリグラムの二水素化マグネシウム１２が入っている場合に二水素化マグネシウム１２の全量が化学反応することにより、１ミリグラムの水素分子が発生する。これは、仮に全量が５００ミリリットルの飲料水に溶けると、２ｐｐｍ（parts per million）の水素水ができる量に相当する。１気圧、常温での水に対する水素の飽和濃度は約１．６ｐｐｍであるので、５００ミリリットルの飲料水に本実施の形態の水素発生体１０を１個入れることにより、飽和濃度の水素水を作る事ができる。
【００４５】
なお、飲料容器内の空洞が多い場合には、空洞内の空気中に水素分子が拡散するために水素の分圧が上がりにくい。そのためヘンリーの法則にしたがって、飲料水に溶け込む水素分子の量は少なくなる。したがって、発生した水素を効率良く飲料水に溶け込ませるためには、飲料容器の縁近くまで飲料水を満たしておくことが望ましい。
【００４６】
本実施の形態の水素発生体１０を使用することにより、必要な時に簡単に水素水を作り、拡散により水素分子が失われる前に飲用する事ができる。
【００４７】
本実施の形態に示した容器１３の寸法、材質および形状は例示である。必要量のクエン酸水溶液を収納し、必要な時に破壊できる寸法、材質および形状であれば、任意の寸法、材質および形状を選択できる。容器１３には、溝１４を設けなくとも良い。また溝１４を全周では無く一部分に設けても良い。
【００４８】
本実施の形態に示した袋１１の寸法、材質および形状も例示である。容器１３および必要量の二水素化マグネシウム１２を収納し、容器１３を破壊したときに破れない寸法、材質および形状であれば、任意の寸法、材質および形状を選択できる。
【００４９】
容器１１内に不純物が混入している場合には、封入されたクエン酸水溶液が腐敗するおそれがある。クエン酸水溶液が封入された容器１３または水素発生体１０に対して、たとえばガンマ線滅菌を行なうと、クエン酸水溶液が腐敗することを避けられるため水素発生体１０を常温で長期間保管することができる。また水素発生体１０は１個づつまたは数個づつ包装しておくと持ち運びや保管に便利である。
【００５０】
袋１１には高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、セロハン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、アセチルセルロース、またはこれらの複合材料等、柔軟なフィルム状に成形可能な任意の材料を使用できる。袋１１の厚さは１０マイクロメートルに限定されず、任意の厚さを選択できる。なお、袋１１の材質と厚さの組み合わせにより、水素分子の透過速度が変化する。袋１１の材質、袋１１の厚さ、クエン酸水溶液の濃度、飲料水へ入れた後の待ち時間等を適宜組み合わせて調整することが望ましい。
【００５１】
袋１１には不織布、和紙、布など透水性のある材料を使用しても良い。袋１１内部での化学反応を確実に進行させるため、数分間は内部のクエン酸水溶液の濃度を保持できる程度に目の詰まった材料を使用することが望ましい。透水性のある材料は、水素分子よりも十分に大きな穴を有するために、水素分子の透過性は非常に高い。したがって、発生した水素を短時間で効率良く飲料水に溶け込ませる事ができる。
【００５２】
容器１３には、ポリプロピレン、ポリスチレン、硬質ポリ塩化ビニル、ＰＥＴ、これらの複合材料等比較的伸びにくく、外力を加えることにより破断しやすい任意の材料を使用できる。
【００５３】
容器１３には、Ｌ−アスコルギン酸すなわちビタミンＣ、酢酸等の酸を溶解した水溶液を封入しても良い。食品用の酸を使用する事が望ましい。酸を溶かした水溶液を使用することで、二水素化マグネシウム１２と水との化学反応の速度を早くすることができる。
【００５４】
また、容器１３には、塩化マグネシウムを封入しても良い。塩化マグネシウム水溶液にも化学反応の速度を早くする効果がある。なお、塩化マグネシウムには食用のにがりを使用する事が望ましい。
【００５５】
飲料容器には蓋がついていても良い。水素発生体１０を投入した後に飲料容器に蓋をすることにより、発生した水素が大気中に拡散することが防止できる。そのため、高濃度の水素が溶け込んだ飲料水を得ることができる。
【００５６】
本実施の形態では、５００ミリリットルの飲料容器に適した水素発生体１０を例にして記載したが、適宜の容量の飲料容器を用いて水素水を作製するのに適するようにしても良い。この場合、二水素化マグネシウム１２およびクエン酸水溶液の量は、それぞれ作製する水素水の量に比例するように調整する。
【００５７】
液体に対する水素の溶解量は、温度が低い方が大きくなる。したがって、飲料水は冷たいものを使用する方が、濃度の高い水素水を作製できる。飲料水に適量の氷を加えておいても良い。
【００５８】
飲料水の代わりに、茶、ウイスキーの水割り等、任意の飲料を使用する事ができる。水を透過しない袋１１を用いれば、飲料内にクエン酸水溶液が混じることにより味が変化するおそれは無い。水素水を使って茶、ウイスキーの水割り等を作る場合には、水素水を作ってから実際の飲用までの間に時間がかかるので、溶解している水素の量が減少する。しかし、先に茶、ウイスキーの水割り等を作ってから水素発生体１０を入れることで、高濃度の水素を含有したこれらの飲料を作ることができる。
【００５９】
また、水素発生体１０は、飲料用以外の用途の水素水の作製に使用することができる。たとえば洗顔用や手洗い用や足湯用の水素水を作製しても良い。
【００６０】
水素発生体１０を、医薬用点滴液、リンゲル液等の医薬用の液体に投入して、これらの液体に水素を添加しても良い。医療用の液体に使用する場合には、水素発生体１０を無菌状態で製造および保管することが望ましい。
【００６１】
［実施の形態２］
本実施の形態は、実施の形態１とは異なる形状の容器１３を使用した水素発生体１０に関する。図４は、実施の形態２の水素発生体１０を示す説明図である。図５は、実施の形態２の水素発生体１０の断面図である。図６は、実施の形態２の容器１３が壊れた水素発生体１０を示す説明図である。以下、図４から図６を使用して実施の形態２の水素発生体１０について説明する。なお実施の形態１と共通する部分の説明は省略する。
【００６２】
以下では５００ミリリットルの水素水を作製するのに適した水素発生体１０を例にして説明する。図４に示すように、本実施の形態の水素発生体１０は、袋１１の内部に二水素化マグネシウム１２の粉および球殻形状の容器１３が封入された構成である。袋１１の外寸は、縦横約２０ミリメートルの正方形である。袋１１の材質は実施の形態１と同様である。
【００６３】
図５は、図４のＶ−Ｖ断面図である。図５に示すように、容器１３は外面と内面とが偏心した球殻形状であり、容器１３の一部は他の部分に比べて肉厚の薄い薄肉部１５になっている。容器１３の材質は、実施の形態１と同様である。
【００６４】
容器１３の内部にはクエン酸水溶液が封入されている。容器１３内のクエン酸水溶液の濃度は、重量比１５パーセントが好適である。容器１３には、１３ミリグラム以上、好ましくは５４ミリグラムから１０５ミリグラムのクエン酸水溶液が封入されている。
【００６５】
容器１３にクエン酸水溶液を封入する方法の一例の概略を説明する。まず、ブロー成型により中空の樹脂球を製作する。注射器を用いて、樹脂球の内部にクエン酸水溶液を注入する。その後、接着または超音波溶着により注射器を樹脂球に刺した際にできた針穴を塞ぐ。
【００６６】
薄肉部１５の肉厚は約０．１ミリメートルである。容器１３の外寸は、クエン酸水溶液の量に合わせる。たとえば、クエン酸水溶液が１０５ミリグラムの場合は、容器１３の外寸は約６ミリメートルである。
【００６７】
水素発生体１０を袋１１の外側から押しつぶすと、図６に示すように容器１３が薄肉部１５から破断して壊れる。破断した部分から、容器１３の内部に封入されたクエン酸水溶液が流出する。クエン酸水溶液と二水素化マグネシウム１２とが化学反応を起こして、水素分子が発生する。
【００６８】
本実施の形態の水素発生体１０を使用することにより、容器１０の向き等を気にせずに押しつぶした後に、飲料水の入った飲料容器に入れて蓋をするだけで、必要な時に、簡単に水素水を作る事ができる。なお、容器１３の形状は、立方体、直方体、回転楕円体その他任意の形状を採用できる。容器１３全体の肉厚が薄い場合等、容易に容器１３を壊す事が出来る場合には、薄肉部１５を設けなくても良い。
【００６９】
本実施の形態に示した容器１３の寸法および材質は例示である。必要量のクエン酸水溶液を収納し、必要時に破壊できる寸法および材質であれば、任意の寸法および材質を選択できる。また本実施の形態に示した袋１１の寸法、形状および材質も例示である。容器１３および必要量の二水素化マグネシウム１２を収納し、容器１３を破壊したときに破れない寸法、形状および材質であれば、任意の寸法、形状および材質を選択できる。
【００７０】
適宜の容量の飲料容器を用いて水素水を作製するのに適するようにしても良い。この場合、二水素化マグネシウム１２およびクエン酸水溶液の量は、それぞれ作製する水素水の量に比例するように調整する。
【００７１】
以上の実施の形態で使用した二水素化マグネシウム１２は、流通量が比較的多い平均粒径６０マイクロメートルの粉を使用した。しかし、６０マイクロメートルに限定せずに、任意の平均粒径の粉を使用することができる。平均粒径の小さい二水素化マグネシウム１２を使用する場合には、化学反応が進みやすくなる。したがって、平均粒径の小さい粉を使用する場合ほど、薄いクエン酸水溶液を使用することができる。たとえば、平均粒径５マイクロメートルの粉を使用する場合には、容器１３内のクエン酸水溶液の濃度を重量比５パーセントにすることにより、平均粒径６０マイクロメートルの粉と重量比１５パーセントのクエン酸水溶液とを使用する場合と同等の反応速度を得ることができる。このようにすることにより、クエン酸の使用量を節約することができる。
【００７２】
［実施の形態３］
本実施の形態は、無水クエン酸粉末を使用した水素発生体１０に関する。なお実施の形態１と共通する部分の説明は省略する。図７は、実施の形態３の水素発生体１０を示す説明図である。なお実施の形態２と共通する部分の説明は省略する。
【００７３】
以下では５００ミリリットルの水素水を作製するのに適した水素発生体１０を例にして説明する。本実施の形態の容器１３には、水が封入されている。容器１３には１１ミリグラム以上、好ましくは４６ミリグラムから９０ミリグラムの水が封入されている。
【００７４】
本実施の形態の袋１１には、６．５ミリグラムの二水素化マグネシウム１２の粉および容器１３に封入した水に対して重量比１５パーセントの無水クエン酸粉末１８を封入する。二水素化マグネシウム１２の粉と無水クエン酸粉末１８とは化学反応を起こさない。したがって、乾燥した状態であれば袋１１は長期保管することが可能である。
【００７５】
以上の様に構成された本実施の形態の水素発生体１０を用いた水素水の作り方を説明する。あらかじめ、水筒またはＰＥＴボトル等の飲料容器に飲料水を満たしておく。本実施の形態では、５００ミリリットルの容量の飲料容器を使用する。水素発生体１０を折り曲げる。高密度ポリエチレン製の容器１３は比較的伸びにくいため溝１４の近傍で破断して壊れる。一方、低密度ポリエチレン製の袋１１は柔軟で伸びやすいため破れない。
【００７６】
折り曲げて容器１３を壊した水素発生体１０を、速やかに飲料容器の中に入れて、蓋をする。その後、約３分間静置する。容器１３の破断した部分から、水が流出し、無水クエン酸粉末１８が溶けてクエン酸水溶液になる。それと同時に、二水素化マグネシウム１２とクエン酸水溶液中の水とが化学反応を起こして、水素分子が発生する。
【００７７】
本実施の形態によると、クエン酸水溶液を調製する必要がないため、容器１３の製造工程が簡単になる。また二水素化マグネシウム１２の平均粒径を変更する場合に、それに合わせて簡単にクエン酸の配合量を変更し、適切な化学反応速度が得られるように調整することができる。
【００７８】
顆粒状の無水クエン酸を使用しても良い。このようにすることにより、粉末に比べて粒子が大きくて飛散しにくいので、袋１１に封入する作業が容易である。
【００７９】
［実施の形態４］
本実施の形態は、冷凍して水が氷になる際の体積増加により容器１３を壊す水素発生体１０に関する。なお実施の形態２と共通する部分の説明は省略する。
【００８０】
図８は、実施の形態４の水素発生体１０を冷凍した状態を示す説明図である。以下、図８を使用して本実施の形態の水素発生体１０について説明する。
【００８１】
本実施の形態の容器１３は球殻形状である。容器１３には、水が封入されている。容器１３は１１ミリグラム以上、好ましくは４６ミリグラムから９０ミリグラムの水で満たされている。
【００８２】
容器１３の厚さは約０．１ミリメートルである。容器１３のサイズは、水の量に合わせる。水が９０ミリグラムの場合は、容器１３の外寸は約５．８ミリメートルである。また、水が１８ミリグラムの場合は、容器１３の外寸は約３．４ミリメートルである。
【００８３】
容器１３および二水素化マグネシウム１２を袋１１に封入した後、袋１１を冷凍する。容器１３内部の水は、容器１３の壁に接する部分から凍結する。水が氷に相転移する際には体積が約１０パーセント増加する。したがって、容器１３内の水が完全に凍結する前に、容器１３には亀裂１６が生じ、一部の氷が外に溢れる。しかし、外側の水は既に凍結していること、および化学反応を促進するクエン酸が水に含まれていないことから、水素分子はほとんど発生しない。
【００８４】
実施の形態の水素発生体１０を用いた水素水の作り方を説明する。凍結前の水素発生体１０は常温で保管、輸送および販売する事ができる。利用者は、水素発生体１０を購入して家庭の冷凍庫で凍結させる。あらかじめ、水筒またはＰＥＴボトル等の飲料容器に飲料水を満たしておく。本実施の形態では、５００ミリリットルの容量の飲料容器を使用する。凍結した水素発生体１０を飲料容器に入れる。氷が溶けるにつれて水と二水素化マグネシウム１２との化学反応が起こり、水素水ができる。
【００８５】
実施の形態の水素発生体１０を用いた水素水の別の作り方を説明する。水素発生体１０を凍結させた状態で、たとえば冷凍食品売り場やアイスクリーム売り場などの冷凍庫に陳列して販売する。利用者は、外出先でたとえばＰＥＴボトル入りのミネラルウォーターと凍結済の水素発生体１０を購入して、その場で水素水を作製する事ができる。
【００８６】
本実施の形態によれば、容器１３を壊す作業を必要とせず、簡単に水素水を作製できる。
【００８７】
凍結した水素発生体１０を熱い煎茶、紅茶またはコーヒー等に入れても良い。前述の通り温度が高いと液体中への水素の溶解量が減少するために冷たい飲料の場合に比べると水素濃度は低くなるものの、好みの味の水素飲料を簡単に作製して飲むことができる。
【００８８】
容器１３には、クエン酸水溶液が封入されていても良い。このようにすることにより化学反応の速度が速くなるので、凍結した水素発生体１０を飲料容器に入れてから水素水が完成するまでの時間を短くすることができる。
【００８９】
［実施の形態５］
本実施の形態は、低温により化学反応の進行を抑制して、容器１３と袋１１とを兼用した水素発生体１０に関する。なお実施の形態３と共通する部分の説明は省略する。
【００９０】
図９は、実施の形態５の水素発生体１０を示す説明図である。以下、図９を使用して本実施の形態の水素発生体１０の製造方法について説明する。なお、以下では５００ミリリットルの水素水を作製するのに適した水素発生体１０を例にして説明する。
【００９１】
袋１１は、薄くて柔軟な耐水性の樹脂フィルム製の袋である。袋１１の外寸は、縦約７０ミリメートル、横約２０ミリメートルである。袋１１は、たとえば厚さ１０マイクロメートルの低密度ポリエチレン製が好適である。袋１１の縁部１７のうちの３辺は、熱圧着または接着により水密に封止されている。
【００９２】
袋１１には、６．５ミリグラムの二水素化マグネシウム１２の粉および１１ミリグラム以上、好ましくは４６ミリグラムから９０ミリグラムの冷水を入れる。ここで、冷水の温度は摂氏３度以下であることが望ましい。摂氏３度以下の温度では、二水素化マグネシウム１２と水との化学反応はほとんど進行しない。
【００９３】
その後、縁部１７の残りの１辺を水密に封止する。この際、袋１１には若干のたるみが残るようにする。封止後の袋１１を冷凍する。内部の水が凍結する際に体積が増加するが、たるみがあるため袋１１は破れない。以上により、水素発生体１０が完成する。
【００９４】
本実施の形態の水素発生体１０を用いた水素水の作り方を説明する。あらかじめ、水筒またはＰＥＴボトル等の飲料容器に飲料水を満たしておく。本実施の形態では、５００ミリリットルの容量の飲料容器を使用する。凍結した水素発生体１０を飲料容器に入れて蓋をする。氷が溶けるにつれて水と二水素化マグネシウム１２との化学反応が起こり、水素水ができる。
【００９５】
本実施の形態によれば、容器１３を壊す作業を必要とせず、簡単に水素水を作製できる。
【００９６】
無水クエン酸粉末１８を袋１１に入れても良い。また、冷水と無水クエン酸粉末１８との代わりに、摂氏３度以下に冷却した１５パーセントのクエン酸水溶液を使用しても良い。クエン酸は二水素化マグネシウム１２と水との化学反応を促進するため、摂氏３度以下の冷水を使用しても水素が発生する。したがって、この場合には袋１１の封止と冷凍とを短時間で行う。
【００９７】
このようにすることにより解凍の開始と同時にクエン酸による反応促進効果を得ることができる。そのために化学反応の速度が速くなるので、凍結した水素発生体１０を飲料容器に入れてから水素水が完成するまでの時間を短くすることができる。
【００９８】
二水素化マグネシウム１２の粉および冷水を袋１１の代わりに、製氷皿等に入れて冷凍しても良い。この場合には、原材料である二水素化マグネシウム１２の粉、冷水、製氷皿等および冷凍装置のいずれも食品用のものを使用する事が望ましい。凍結して完成した氷を製氷皿等から取り出すことにより、水素発生体１０が完成する。
【００９９】
このようにすることにより、袋１１が不要になるので、廃棄物の減量を図ることができる。
【０１００】
袋１１の代わりに、高密度ポリエチレン製の容器１３を使用しても良い。容器１３の形状は、チューブ状、球殻状等任意の形状を選択できる。この場合には、容器１３を封止する際に、内部に十分な空気が残すことにより、凍結時の熱膨張による容器１３の破損を防ぐことができる。
【０１０１】
また、二水素化マグネシウム１２の粉、冷水、容器および冷凍装置のいずれも食品用のものを使用する場合には、内部に空気を残さず、凍結時に破損するように封止しても良い。水素発生体が水に浮かないため、発生した水素が飲料中に溶け込みやすい。
【０１０２】
［実施の形態６］
本実施の形態は、飲料容器２０に取り付けておき、飲用直前に化学反応を起こして水素水を作製する水素発生体１０に関する。なお実施の形態１と共通する部分の説明は省略する。
【０１０３】
図１０は、実施の形態６の飲料容器２０の蓋４０近傍の断面図である。図１１は、実施の形態６の容器１３を壊す方法を示す説明図である。図１２は、実施の形態６の飲料容器２０の本体３０から蓋４０を外した状態を示す説明図である。
【０１０４】
図１０は、本体３０に水素発生体１０および蓋４０が取り付けられた飲料容器２０を示す。以下では、飲料容器２０が５００ミリリットル用のＰＥＴボトルである場合を例にして説明する。飲料容器２０は、本体３０の口元近傍の液面２１まで５００ミリリットルの飲料水が充填され、蓋４０で封止された状態で販売されている。
【０１０５】
以下では、飲料容器２０を蓋４０が上になる状態にして立てた場合について説明する。本体３０は略円筒形で上部に開口部３１が設けられ、図示しない底部は封止された容器である。開口部３１から本体３０に内容物を出し入れする。開口部３１は、本体３０よりも直径の小さい略円筒形であり、外面に螺子が設けられている。螺子の下部には、全周にわたって鍔部２２が設けられている。
【０１０６】
蓋４０は、円筒形状の円筒部４１の一端を円板形状の円板部４２で塞いだ形状である。円板部４２の下面の縁には、円環形状の粘着剤４５が固定されている。粘着剤４５は、開口部３１の縁と略同一寸法である。円板部４２の下面中央部には、円錐形状の突起４３が設けられている。
【０１０７】
円筒部４１の下側には、帯状のＴＥ（tamper-evident）バンド４６が設けられている。ＴＥバンド４６は蓋４０と一体に成形されている。ＴＥバンド４６と円筒部４１との間は破線状に断続的につながっている。ＴＥバンド４６には上下方向にも破線状に断続的につながっている場所が一か所設けられており、その近傍に図示しないつまみ部が設けられている。つまみ部は、人間が指でつまむ事ができる形状および寸法である。なお、ＴＥバンド４６は、飲料容器２０が不正に開封されていないことを示す役割も果たす。
【０１０８】
円筒部４１の内面に設けられた螺子と、開口部３１の外面に設けられた螺子とが螺合し、ＴＥバンド４６の下面と鍔部２２の上面が当接する位置まで締めこまれることにより、飲料容器２０に封が行われる。開口部３１の縁と、円板部４２の下面との間には、ＴＥバンド４６の高さとほぼ同じ高さの空間が設けられている。
【０１０９】
本実施の形態の水素発生体１０は、水を透過しない袋１１の内部に二水素化マグネシウム１２の粉および容器１３が入った構成である。容器１３は、開口部３１の内径よりも小さい直径の円板形状である。容器１３の下面には、放射状に溝１４が設けられている。容器１３の内部には、クエン酸水溶液が封入されている。
【０１１０】
飲料容器の口元には、水素発生体１０が固定されている。固定は、開口部３１の縁に袋１１を接着することにより行われている。なお、袋１１の一部は飲料水に浸かっているが、袋１１は水を透過しないため、袋１１の内部に飲料水は侵入しない。重力および輸送時の振動により、図１０に示すように二水素化マグネシウム１２の大半は容器１３よりも下方に集まる。突起４３の先端と容器１３の中心とは近接している。
【０１１１】
飲料容器２０内の飲料水を飲む前には、図示しないつまみを指で引っ張る事により、ＴＥバンド４６を断続的につながっている場所で破断させて取り外す。その後、蓋４０を閉める方向に回転させる。蓋４０は、ＴＥバンド４６の高さに相当する距離を締めこむ事ができる。突起４３が容器１３に押し付けられ、図１１に示すように容器１３が溝１４で破断して壊れる。容器１３内に封止されていたクエン酸水溶液が破断した部分から流出し、二水素化マグネシウム１２と化学反応を起こし、水素分子が発生する。水素分子は袋１１を透過する。
【０１１２】
袋１１と飲料水とが接する部分で袋１１を透過した水素分子は、そのまま飲料水に溶け込む。一方、袋１１と飲料容器上部の空洞内部に残った気体とが接する部分で袋１１を透過した水素分子は空洞内の水素分圧を高め、ヘンリーの法則により飲料水中に溶け込む。袋１１内部で化学反応により発生した水素分子が直接的または間接的に飲料水に溶け込む結果、水素水が完成する。飲料容器の蓋を締めこんだ後、化学反応が終了して水素水が完成するまでの所要時間は、約３分間である。
【０１１３】
蓋４０を閉める方向に回転させたことにより、粘着剤４５が袋１１の上面に押し付けられ、蓋４０と袋１１とが粘着固定される。なお、粘着剤４５には、袋１１と開口部３１の縁との接着強度よりも強い粘着力を有する材料を使用する。
【０１１４】
蓋４０を外す方向に回転させて、本体３０から取り外す。図１２に示すように、袋１１は粘着剤４５により蓋４０に粘着固定されているので、水素発生体１０は蓋４０と共に本体３０から取り外される。これにより、水素発生体１０の存在を気にせずに、水素水を飲用することができる。
【０１１５】
本実施の形態によると、簡単に水素水を作製して飲用できる飲料容器２０を提供できる。水素水の状態で長期保管する必要が無いので、飲料容器２０には通常のＰＥＴボトルを使用することができる。そのため、コストおよび飲料容器２０のリサイクルの面で有利である。
【０１１６】
各実施例で記載されている技術的特徴（構成要件）はお互いに組合せ可能であり、組み合わせすることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものでは無いと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味では無く、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１１７】
１０  水素発生体
１１  袋
１２  二水素化マグネシウム
１３  容器
１４  溝
１７  縁部
１８  無水クエン酸粉末
２０  飲料容器
３０  本体
４０  蓋
４３  突起
４５  粘着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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