(57)【要約】  【課題】  人工的な電気的・化学的エネルギーなどを使用することなく、水の硬度の低下を行うことができる水の硬度低下方法、その方法を用いて処理された水、および、大きなエネルギーを使用することなく、水の味を変化させることができる水の味変化方法を提供する。  【解決手段】  Ｃａ2+濃度が１０００ｍｇ／Ｌとなる塩化カルシウム溶液を生成し、この塩化カルシウム溶液１００ｍｌに半導体触媒５０ｇを添加して接触させ、室温（２２℃）にて静置したもの（Ａ）と、上記塩化カルシウム溶液１００ｍｌに何も加えずに室温にて放置したもの（Ｃ）とを用意した。  これらサンプル（Ａ）とサンプル（Ｃ）とのＣａ2+濃度の経時変化を測定すると、サンプル（Ａ）Ｃａ2+の濃度は、サンプル（Ｃ）のＣａ2+濃度よりも小さい値となった。【選択図】図１
2009291766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と、下記の化学式にて示される触媒と、を接触させることで前記水の硬度を低下させることを特徴とする水の硬度低下方法。
ＮａＸ3Ａｌ6（ＢＯ3）3Ｓｉ16Ｏ18（ＯＨＦ）4
（式中、ＸはＭｇ，Ｆｅ，Ｌｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｃａのいずれか）
【請求項２】
水と、前記触媒と、を接触させることで前記水のカルシウムイオン濃度を低下させることを特徴とする請求項１に記載の水の硬度低下方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の水の硬度低下方法により処理された水。
【請求項４】
水と、下記の化学式にて示される触媒と、を接触させることで前記水の味を変化させることを特徴とする水の味変化方法。
ＮａＸ3Ａｌ6（ＢＯ3）3Ｓｉ16Ｏ18（ＯＨＦ）4
（式中、ＸはＭｇ，Ｆｅ，Ｌｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｃａのいずれか）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水と触媒とを接触させることにより、水の硬度を低下させる水の硬度低下方法、その方法により処理された水、および、水の味を変化させる水の味変化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
水は生活用水や工業用水、飲用水などとして利用されている。カルシウムイオンやマグネシウムイオンなどが多く含まれる硬水を工業用水として用いると、スケールが発生し、装置の性能低下を引き起こすことがある。また、飲用水としては、ミネラルの摂取を目的として硬水が飲用される場合もあるものの、一般的には口当たりが悪く好まれない。
【０００３】
このように、硬水は、そのままの利用が不適切なことが多いため、多くの場面で軟水化の処理が行われる。一般的に、軟水化は、蒸留、イオン交換等により実現されている。また、電界透析と炭酸カルシウム沈殿とを組み合わせた軟水化方法なども提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−３１７０２４号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、蒸留により硬水からカルシウム等の金属イオン成分を分離する方法は、水の蒸発潜熱が大きいため、その蒸留のための必要なエネルギーが大きくなる。また、イオン交換法は、連続的に使用するためには使用済みのイオン交換体の再生処理が必要であり、その再生処理にはエネルギーが必要となる。電界透析についても電気エネルギーが必要となる。
【０００５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、人工的な電気的・化学的エネルギーなどを使用することなく、水の硬度の低下を行うことができる水の硬度低下方法、その方法を用いて処理された水、および、人工的な電気的・化学的エネルギーなどを使用することなく、水の味を変化させることができる水の味変化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】
【０００６】
上述した問題点を解決するためになされた請求項１記載の水の硬度低下方法は、水と触媒とを接触させることで前記水の硬度を低下させることを特徴とするものである。ここでいう触媒は、次の化学式にて示される。
【０００７】
ＮａＸ3Ａｌ6（ＢＯ3）3Ｓｉ16Ｏ18（ＯＨＦ）4
なお、上式中、ＸはＭｇ，Ｆｅ，Ｌｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｃａのいずれかである。
上記触媒は、反応させる物質（水や水に含有されている物質成分など）と接触させることで、そのときの物質に応じて、表１で表されるような物質のイオン化を促進し、各種イオンを発振放出するものである。
【０００８】
【表１】
2009291766.tif 000003
イオンは本質的には電子であり、炭酸核、硝酸核、酸素核などの微粒子を電子の運搬役として、水中の電子がカルシウム（Ｃａ）イオンやマグネシウム（Ｍｇ）イオンに受け渡される。
【０００９】
ＣａイオンやＭｇイオンが電子を受けるときの電子の移動を式（半反応式）で表すと
Ｃａ2+＋２ｅ-＝Ｃａ  、Ｍｇ2+＋２ｅ-＝Ｍｇ
となる。つまり、溶液中でイオン化していたＣａイオンやＭｇイオンは電子を受け取って還元される。こうして、不溶性のＣａやＭｇの塩が析出し、水中に溶存しているＣａイオンやＭｇイオンが減少することとなる。
【００１０】
よって、請求項１に記載の水の硬度低下方法であれば、水と触媒とを接触させるだけで、人工的な電気的・化学的エネルギーなどを使用することなく水の硬度を低下させることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の水の硬度低下方法であって、水と、前記触媒と、を接触させることで前記水のカルシウムイオン濃度を低下させることを特徴とする。
【００１２】
このような水の硬度低下方法によると、水中に溶存しているＣａイオンが触媒から電子を受け取ることで還元されて析出するため、水のＣａイオン濃度を低下させることができ、水の硬度の低下を実現することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の水の硬度低下方法により処理された水である。
このような水であれば、処理前の水に比べて硬度が低下しているため、飲用水、生活用水などとして好適である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、水と触媒とを接触させることで前記水の味を変化させることを特徴とする水の味変化方法である。ここでいう触媒は、次の化学式にて示される。
ＮａＸ3Ａｌ6（ＢＯ3）3Ｓｉ16Ｏ18（ＯＨＦ）4
なお、上式中、ＸはＭｇ，Ｆｅ，Ｌｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｃａのいずれかである。
【００１５】
上記触媒は、反応させる物質（水や水に含有されている物質成分など）と接触させることで、そのときの物質に応じて、表１で表されるような物質のイオン化を促進し、各種イオンを発振放出する。それにより、（１）水の硬度低下、（２）水分子の集団（クラスター）の小型化、などが生じると考えられる。
【００１６】
上記（１）は、上記請求項１と同様の理論により生じる。水は硬度が高い硬水であると、カルシウムやマグネシウムの味を強く感じ、口に残るような味や渋い味がするが、硬度を下げることで、そのような味を低減できる。
【００１７】
また、上記（２）の詳細を説明する。水分子は一個で存在するのではなく、幾つかの水分子が一塊になって存在している。これらの集団（クラスター）は、大体が水分子５〜６個で一塊になっている。
【００１８】
一個の水分子の酸素と水素との結合は共有結合であるが、水分子同士の間ではファン・デル・ワールス力と水素結合という二つの結合が存在し、これが水分子集団を形成している。それらの水分子に電子が作用すると、水分子同士を結び付けている電子に励起振動現象が起こり、水分子同士の結合が切れてより小さな水分子集団になる。
【００１９】
水の集団が小さくなればそれだけ水分子の移動する速度が速くなり、マクロ的な水のまろやかさに変化がでるなどの効果を及ぼすこととなる。
このように、請求項４に記載の水の味変化方法であれば、人工的な電気的・化学的エネルギーなどを加えずとも、水の味を変化させることができる。なお、この水は、硬水特有の飲みにくさがなく、まろやかであるため、飲用水として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明の実施形態を説明する。
【実施例１】
【００２１】
本実施例では、水と触媒とを接触させ、水に含まれるカルシウムイオン（Ｃａ2+）の濃度変化を測定した。
まず、本実施例で用いる触媒（半導体触媒）を以下に示す。
［半導体触媒］
半導体触媒の化学式は以下に示すものである。
【００２２】
ＮａＸ3Ａｌ6（ＢＯ3）3Ｓｉ16Ｏ18（ＯＨＦ）4
Ｘ＝Ｍｇ，Ｆｅ，Ｌｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｃａなど
半導体触媒の成分含有率を表２に示す。
【００２３】
【表２】
2009291766.tif 000004
上記成分含有率は、原材料における質量％を示す。
【００２４】
また、上記半導体触媒は、油、生活用水、大気中で表２に示す成分が溶出しないこと、酸性およびアルカリ性に対して安定していること、３００度にて無機質成分が溶出しないこと、という条件を満たすものが好ましい。
【００２５】
また、上記半導体触媒は、油、生活用水などと接触した際に、表１に示す各種イオンを発振放出するものであることが好ましい。ここでいう発振放出とは、油、生活用水に含有されている元素のイオン化を促進することであって、表１に示されるようなイオンが生成される（反応過程で一時的に生成されるものを含む）。
【００２６】
上述した半導体触媒としては、例えば、「ｅ-ストーン」の商品名にて販売されているもの（販売元：ハリーインク）を使用することができる。
（１）使用例１
ここでは、塩化カルシウム溶液に上記半導体触媒を接触させ、溶液中のＣａ2+の濃度変化を測定した。
（１−１）塩化カルシウム溶液の作製
精製水に塩化カルシウム２．７６９ｇを加え１０００ｍｌとし、Ｃａ2+濃度が１０００ｍｇ／Ｌとなる塩化カルシウム溶液を生成した。精製水および塩化カルシウムは下記のものを用いた。
精製水：トラスコ中山製、Ｗ−２０
塩化カルシウム：米山薬品工業株式会社製、ＭＢＢ６４０
（１−２）カルシウムイオン濃度変化の測定
下記サンプル（Ａ）、（Ｂ）におけるＣａ2+濃度の経時変化を測定した。
（Ａ）上記塩化カルシウム溶液１００ｍｌに半導体触媒５０ｇを添加して接触させ、その状態で室温（２２℃）にて静置したもの
（Ｂ）上記塩化カルシウム溶液１００ｍｌに半導体触媒５０ｇを添加して接触させ、一度煮沸し、その後、半導体触媒が接触した状態で室温にて静置したもの
また、比較例として、半導体触媒を添加しない下記サンプル（Ｃ）、（Ｄ）におけるＣａ2+濃度の経時変化を測定した。
（Ｃ）上記塩化カルシウム溶液１００ｍｌを室温にて静置したもの
（Ｄ）上記塩化カルシウム溶液１００ｍｌを一度煮沸し、その後室温にて静置したもの
濃度測定には、ｐＨ／イオンメーター（株式会社堀場製作所製、Ｆ−２４）と、カルシウムイオン選択電極（株式会社堀場製作所製、８２０３−１１Ｃ）を使用した。各サンプルの濃度は１回／ｓにて６００回測定し、その平均値をその時間における濃度とした。
【００２７】
測定結果を表３に示す。
【００２８】
【表３】
2009291766.tif 000005
また、時間―濃度比率を示すグラフを図１に示す。この図１は、上記（Ｃ）のサンプルにおけるＣａ2+濃度を１００％として、相対的な濃度の変化を示すものである。図１から分かるように、１２０時間経過後のサンプル（Ａ）、（Ｂ）におけるＣａ2+濃度はいずれもサンプル（Ｃ）、（Ｄ）の値を下回っており、半導体触媒を添加することで、水中のＣａ2+濃度が低下したことが分かる。
【００２９】
なお、１２０時間経過後のサンプル（Ａ）、（Ｂ）には、白色の固形物が析出していた。これは、水中のＣａ2+やＭｇ2+が、還元され、ＣａＣＯ3やＭｇＯなどとして析出したものであると考えられる。
（２）使用例２
本使用例では、市販のミネラルウォータ（Ｃｏｎｔｒｅｘ（登録商標）、カルシウム４８６ｍｇ／Ｌ）に上記半導体触媒を接触させ、溶液中のＣａ2+の濃度変化を確認した。
（２−１）カルシウムイオン濃度変化の測定
下記サンプル（Ｅ）におけるＣａ2+濃度の経時変化を測定した。また、比較例として、半導体触媒を添加しない下記サンプル（Ｆ）におけるＣａ2+濃度の経時変化を測定した。
（Ｅ）上記Ｃｏｎｔｒｅｘ１００ｍｌに半導体触媒５０ｇを添加して接触させ、その状態で室温（２２℃）にて静置したもの
（Ｆ）上記Ｃｏｎｔｒｅｘ１００ｍｌを室温にて静置したもの
濃度の測定は、上記使用例１と同様の手法を用いた。測定結果を表４に示す。
【００３０】
【表４】
2009291766.tif 000006
また、時間―濃度比率を示すグラフを図２に示す。この図２は、上記（Ｆ）のサンプルにおけるＣａ2+濃度を１００％として、相対的な濃度の変化を示すものである。図２から分かるように、１２０時間経過後のサンプル（Ｅ）におけるＣａ2+濃度はサンプル（Ｆ）の値を下回っており、半導体触媒を添加することで、水中のＣａ2+濃度が低下したことが分かる。
（３）使用例３
本使用例では、上記使用例２と同様のミネラルウォータに上記半導体触媒を接触させ、一部の操作を変更して溶液中のＣａ2+の濃度変化を確認した。
（３−１）カルシウムイオン濃度変化の測定
下記のサンプル（Ｇ）におけるＣａ2+濃度の経時変化を測定した。また、比較例として、半導体触媒を添加しない下記のサンプル（Ｈ）におけるＣａ2+濃度の経時変化を測定した。
（Ｇ）上記Ｃｏｎｔｒｅｘ１００ｍｌに半導体触媒５０ｇを添加して接触させ、一度煮沸し、その後、半導体触媒が接触した状態で室温にて静置したもの
（Ｈ）上記Ｃｏｎｔｒｅｘ１００ｍｌを一度煮沸させ、その後室温にて静置したもの
濃度の測定は、上記使用例１と同様の手法を用いた。測定結果を表５に示す。
【００３１】
【表５】
2009291766.tif 000007
また、時間―濃度比率を示すグラフを図３に示す。この図３は、上記（Ｈ）のサンプルにおけるＣａ2+濃度を１００％として、相対的な濃度の変化を示すものである。図３から分かるように、１２０時間経過後のサンプル（Ｇ）におけるＣａ2+濃度はサンプル（Ｈ）の値を下回っており、半導体触媒を添加することで、水中のＣａ2+濃度が低下したことが分かる。
（４）効果
上記使用例（１）〜（３）に示されるように、水と半導体触媒を接触させると、水中に含まれるＣａ2+の濃度を低下させることができた。この操作では、外部からの加熱や通電、および薬品の添加などを行っておらず、エネルギーを使用していない。このように、本発明の水の硬度低下方法を用いることで、エネルギーを使用せずに水の硬度を低下させることができた。
【００３２】
なお、上述したＣａ2+濃度が低下する理由は、半導体触媒からＣａ2+に電子が受け渡され、Ｃａ2+が還元し、塩として析出したためであると考えられる。これと同様の理由により、マグネシウムイオン濃度も低下していると考えられる。
【００３３】
また、本発明の半導体触媒は、エネルギーを与えずとも半永久的にマイナスイオンを発振して電子をカルシウムイオン等に授け続けるため、半導体触媒の交換等を行わなくとも連続して水の硬度低下操作を行うことができる。
【実施例２】
【００３４】
本実施例では、市販のミネラルウォータに半導体触媒を接触させてミネラルウォータの味を変化させる処理を行った。そして、上記処理を行ったミネラルウォータと、それとは別に何らの処理も行わないミネラルウォータと、の２つのサンプルを用意し、それぞれのサンプルを試飲して比較し、味などの評価を行った。
【００３５】
なお、半導体触媒は、実施例１と同様のものを用いた。
（１）サンプルの生成
本試験例では、ミネラルウォータとしてＣｏｎｔｒｅｘ（カルシウム４８６ｍｇ／Ｌ）を用い、下記のサンプル（Ｉ）、（Ｊ）を用意した。
（Ｉ）Ｃｏｎｔｒｅｘ１５００ｍｌに上記半導体触媒１００ｇを添加して接触させ、その状態で冷蔵庫内（５℃）にて２４時間静置したもの
（Ｊ）未開封のＣｏｎｔｒｅｘ（５℃）
（２）味の評価
上記サンプル（Ｉ）、（Ｊ）それぞれを１５人で試飲を行い、美味さ、硬度の高さを評価した。その結果および寸評を表６に示す。得点はそのサンプルを「美味い」または「硬い」と選んだ人数を示しており、両サンプルが同程度と回答した人の数は得点に加えていない。
【００３６】
【表６】
2009291766.tif 000008
（３）効果
１５人中、１５人が（Ｉ）、（Ｊ）の味に差があると判断したことから、上記処理により水の味を変化させることができたといえる。このように、上記方法を用いると、人工的な電気的・化学的エネルギーなどを加えずとも、水の味を変化させることができる。
【００３７】
また、水の美味さに関しては（Ｊ）が美味いと判断する人がやや多く、水の硬度に関しては（Ｉ）の硬度が低いと判断する人が多かった。このことから、（Ｉ）の方が硬度の高さに伴うとげとげしさや、水の清涼感などが低減したと考えられる。本実施例の処理を行った水は、硬水などの刺激的な味覚を好む人の評価は高くないが、そのような刺激を好まない人には好適であると言える。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】カルシウムイオン濃度の経時変化を示すグラフ
【図２】カルシウムイオン濃度の経時変化を示すグラフ
【図３】カルシウムイオン濃度の経時変化を示すグラフ
【図１】
2009291766.tif 000009
【図２】
2009291766.tif 000010
【図３】
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