JP2018019908A - パイプ型水素吸引用具 - Google Patents

Abstract

【課題】喫煙用パイプ形状をしたカートリッジホルダーの内にセットされたカートリッジから水素を発生させ、吸引者がこの水素を吸入することにより、活性酸素による人体への悪影響を軽減することができるパイプ型水素吸引用具を提供する。
【解決手段】通気可能なフィルターを装着するフィルター差し込み口を有する口金部と、水素を発生するカートリッジを内蔵するカートリッジホルダー部と、水素を吸引する吸口部とからなるパイプ型水素吸引用具であって、カートリッジホルダー部に収容されるカートリッジが、カートリッジに添加される反応液と反応して水素を発生させる水素発生剤を収容する反応部と、添加された反応液を保持する保水部と、反応部より吸口部側に設置され、発生した水素を吸口部に導く誘導部とからなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、パイプ型水素吸引用具に係り、より詳しくは、喫煙用のパイプ形状をしたカートリッジホルダーの内にセットされたカートリッジから水素を発生させ、吸引者がこの水素を吸引することにより、活性酸素による人体への悪影響を軽減することができるパイプ型水素吸引用具に関する。

水素は、これを体内に取り込むと、体内の活性酸素を消滅させることから、アンチエイジング効果があるといわれており、健康志向が高まる中、水素を溶存させた水素水を摂取したり、水素を溶存させた湯に入ったりする健康法がブームになっている。同時に、水素ガスを直接吸入する健康法も注目されている。
活性酸素は生命維持のためには不可欠な重要な役割を担っており、活性酸素には、体を守る善玉活性酸素と、体を傷つける悪玉活性酸素があることが知られている。スーパーオキシドに代表される善玉活性酸素は、高い反応活性により、外部から入り込んだ細菌・カビ・微生物等を殺菌・除去する役割を持っていて、生命維持に必要なものである。一方、ヒドロキシラジカルに代表される悪玉活性酸素は、非常に強い酸化力を有して細胞に損傷を与える活性酸素である。

水素はこの悪玉活性酸素だけを除去することができる抗酸化物質である。一般的にビタミンＣやＥ及びポリフェノール等を多く含む「抗酸化食品」を摂る事で、活性酸素を減らすことがなされているが、これらの抗酸化物質は全ての活性酸素と反応するので、体に必要な善玉活性酸素まで減少させてしまう。
この点、水素は善玉活性酸素には反応せずに悪玉活性酸素のみと反応する。

一方、タバコの害については古くより言われてきた。タバコの煙にはニコチンの他、種々の発がん物質やがん促進物質、その他多種類の有害物質が含まれており、喫煙により循環器系、呼吸器系などに対する悪影響がみられる。タバコの煙を吸い込むと、白血球がその有害物質を除去しようとして、多量の活性酸素が体内に発生する。活性酸素は、タールだけでなく、肺の組織も攻撃し破壊してしまうため、肺がんや老化を引き起こすことになる。

タバコメーカーでは喫煙時に発生する有害物質の除去のために、喫煙物品用フィルターの開発を続けてきた（例えば、特許文献１参照）。また、紙巻きタバコを喫煙するためのシガレットホルダーやカートリッジ型のフィルターが市販されている。
喫煙と同時に水素を体内に取り込むことにより、喫煙により発生した活性酸素の内から悪玉活性酸素だけを除去し、喫煙による人体への悪影響を軽減させることが期待できる。

本発明の出願人は、先に、飲料水の入ったペットボトルの蓋の内側にセットした水素発生剤と飲料水とを接触させて水素を発生させ、飲料水に水素を吸収させる水素水の生成方法について特許出願を行った（特許文献２参照）。この水素発生技術を応用すれば、水素を発生するカートリッジを内蔵したパイプ型水素吸引用具が開発できる。
開発上の問題としては、反応液の供給方法と、水素の発生速度の制御、及び発生する反応熱の制御があった。

特開２０１５−０３３３３０号公報 特願２０１５−１７０７０６号

本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、喫煙用パイプ形状をしたカートリッジホルダーの内にセットされたカートリッジから水素を発生させ、吸引者がこの水素を吸入することにより、活性酸素による人体への悪影響を軽減することができるパイプ型水素吸引用具を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明のパイプ型水素吸引用具は、通気可能なフィルターを装着するフィルター差し込み口を有する口金部と、水素を発生するカートリッジを内蔵するカートリッジホルダー部と、水素を吸引する吸口部とからなるパイプ型水素吸引用具であって、カートリッジホルダー部に収容されるカートリッジが、カートリッジに添加される反応液と反応して水素を発生させる水素発生剤を収容する反応部と、添加された反応液を保持する保水部と、反応部より吸口部側に設置され、発生した水素を吸口部に導く誘導部とからなることを特徴とする。

反応部が収容する水素発生剤が水素化マグネシウム及び水素化カルシウムを含む水素化化合物、及び、マグネシウム、亜鉛、スズ、鉛、及びアルミニウムから選ばれた少なくとも１つの金属又は該金属を５０重量％以上含む合金の物質群より選択される少なくとも１つの物質の粒子又は粉末であることが好ましい。
水素発生剤が、水素化マグネシウム又は水素化カルシウムの粒子又は粉末であり、
水素吸引の前にカートリッジに添加される反応液が水であることがよい。
水素発生剤が、水素化マグネシウムの粒子又は粉末であり、水素吸引の前に前記カートリッジに添加される反応液が酸化ニオブ又は酸化バナジウムを溶解した水であることができる。
水素発生剤が、水素化マグネシウムの粒子又は粉末であり、水素化マグネシウムは触媒として酸化ニオブ又は酸化バナジウムをさらに含み、水素吸引の前にカートリッジに添加される反応液が水であることができる。

水素発生剤が、マグネシウム、亜鉛、スズ、鉛、及びアルミニウムから選ばれた少なくとも１つの金属又は該金属を５０重量％以上含む合金の粒子又は粉末であり、水素吸引の前にカートリッジに添加される反応液が、ｐＨ９以上、１４以下の塩基性水溶液であることがよく、上記反応液が塩基性水溶液の場合、塩基性化合物が、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、グリコール酸ナトリウム、リンゴ酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、酢酸カリウム、クエン酸カリウム、乳酸カリウム、グリコール酸カリウム、リンゴ酸カリウム、酒石酸カリウムから選ばれた少なくとも１つの塩基性化合物の水溶液であることができる。
水素発生剤が、マグネシウム、亜鉛、スズ、鉛、及びアルミニウムから選ばれた少なくとも１つの金属又は該金属を５０重量％以上含む合金の粒子又は粉末であり、水素吸引の前にカートリッジに添加される反応液が、ｐＨ１以上、６以下の酸性溶液であることがよく、上記反応液が酸性水溶液の場合、酸性化合物が、リン酸、シュウ酸、クエン酸、酪酸、乳酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸及び、アスコルビン酸から選ばれた少なくとも１つの酸性化合物の水溶液であることが好ましい。

水素発生剤が金属マグネシウム又はマグネシウムを５０重量％以上含む合金の粒子又は粉末であり、水素吸入の前にカートリッジに添加される反応液が水であることができる。
水素発生剤は、カートリッジの一端に着脱可能に取り付けられる蓋部に収容されることが好ましい。
反応部は、透水性の部材により保水部と分画されることがよい。

カートリッジに設置される誘導部は、カートリッジの反応部と対向する面を貫通して設置された細管であり、一端は保水部の中に延伸して解放され、他端はカートリッジより吸口部の方向に延伸して解放されることが好ましい。
水素を発生するカートリッジを内蔵したパイプ型水素吸引用具は、口金部を覆い、カートリッジホルダーに着脱自在に連結するキャップを有し、キャップには非使用時に水素吸引用具をポケットに固定できるホールドグリップが設けられることが好ましい。

本発明によると、本発明の水素を発生するカートリッジを内蔵したパイプ型水素吸引用具は、小さな容器に入った反応液を携帯するだけで、いつでもどこででも、水素を吸引することができる。
本発明のパイプ型水素吸引用具は、水素吸引の前にカートリッジにあらかじめ用意した反応液の所定量を入れ、水素発生剤を収容した反応部で水素発生剤と反応液とを接触させると、直ちに水素を発生させることができ、この水素を吸引することにより、体内で発生した活性酸素による人体への悪影響を軽減する効果を有する。
水素は、体内において発生する活性酸素の内、体を老化させる悪玉活性酸素のみを低減させ、生体防御に必要な善玉活性酸素とは反応しないため、吸引者の免疫力を維持させる効果を有する。

水素の非吸引時には、本発明のパイプ型水素吸引用具の吸口部を下方に向けて保管することにより、水素発生剤と反応液とが隔離された状態に保つことができ反応を止めることができる。このため、水素発生剤の無駄な消耗を抑えることができ、１回の水素発生剤の交換と反応液の添加で数回に分けて水素を発生させることができるメリットを有する。
また、水素吸引用具の口金部のフィルター差し込み口に紙巻きタバコを装着すれば、喫煙と同時に発生した水素を吸入することができ、喫煙によって発生する活性酸素を消失させ健康被害のリスクを低減させることができる。

本発明の水素を発生するカートリッジを内蔵したパイプ型水素吸引用具のイメージ断面図である。

本発明は、パイプ型水素吸引用具に関するものであり、本発明の水素を発生するカートリッジ１０を内蔵した喫煙用パイプ形状を有する水素吸引用具１は、通気可能なフィルターを装着する差し込み口１３を有する口金部１２と、水素を発生するカートリッジ１０を内蔵するカートリッジホルダー部１４と、水素を吸引する吸口部１６とからなり、カートリッジホルダー部１４に収容されるカートリッジ１０が、カートリッジに添加される反応液と反応して水素を発生させる水素発生剤２４を収容する反応部２２と、添加された反応液を保持し、これを水素発生剤２４と接触させて、その内部に水素を発生させる保水部２６と、反応部２２より吸口部側に設置され、発生した水素を吸口に導く誘導部２８とからなることを特徴とする。
図１は本発明のパイプ型水素吸引用具のイメージ図である。

通気可能なフィルターを装着する差し込み口１３を有する側の端部を口金部１２と称した。通気可能なフィルターに代えて紙巻きタバコを差し込めば、シガレットホルダーとして使用可能なため、喫煙用パイプでの一般的な呼称に従った。一方、口にくわえる部分を吸口部１６とした。
差し込口１３に装着されるものはフィルターに限定されない。ある程度以上の大きさの大気中の浮遊物を取り除くことができ、通気性のあるものであれば特に制限はなく、例えば、直径が１ｍｍ以下の小さな穴が開いたキャップであってもよく、また、差し込み口をガーゼ等で包んだマスク様形状であってもよい。
差し込み口１３の大きさは、一般的な紙巻タバコの径である８．３ｍｍに合わせることができる。あるいは、差し込み口１３の入口直径が８．５〜９．０ｍｍ程度で奥（内側）にゆくに従って徐々に細くなり、底部で８．０ｍｍ程度となるテーパ形状であってもよい。
口金部１２の長さに特に制限はないが、通常１０ｍｍ〜３０ｍｍ程度である。
口金部１２と吸口部１６との間を水素を発生するカートリッジ１０を内蔵したカートリッジホルダー部１４が連結する。

カートリッジホルダー部１４の大きさに、特に制限はないが、カートリッジ１０を内蔵し、その周囲を空気又はタバコの煙が通過するためのスペースが必要である。スペースの幅は通常０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度である。
本発明のパイプ型水素発生用具は、水素吸引の際、人差し指と中指との間に挟んで使用されることが多いため、その太さは通常１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度である。中に収容されるカートリッジ１０の太さも、５〜１５ｍｍ程度であることがよい。カートリッジの長さにも特に制限はないが、通常２．０〜５．０ｍｍ程度である。
本発明の水素を発生させるカートリッジ１０は反応部２２の水素発生剤２４も保水部２６の反応液も消耗品であるため、時々交換をする必要がある。このため、口金部１２とカートリッジホルダー部１４とは、カートリッジ１０の交換及び反応液の補充のため着脱自在に結合されることが好ましい。結合の方法に特に制限はないが、ネジ式又は嵌合式が一般的である。

カートリッジホルダー部１４には水素を発生するカートリッジ１０が内蔵される。
カートリッジ１０は、カートリッジに添加される反応液と反応して水素を発生させる水素発生剤２４を収容する反応部２２と、添加された反応液を保持し、これを水素発生剤２４と接触させて、その内部に水素を発生させる保水部２６と、発生した水素を吸口部１６に導く誘導部２８とからなる。
反応部２２に収容され、水と反応して水素を発生させる水素発生剤２４としては、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）等のアルカリ金属、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、水素化リチウム（ＬｉＨ）、水素化ナトリウム（ＮａＨ）、水素化カリウム（ＫＨ）、等の水素化アルカリ金属類、水素化マグネシウム（ＭｇＨ_２）、水素化カルシウム（ＣａＨ_２）、等の水素化アルカリ土類金属類、及び、水素化アルミニウムリチウム（ＬｉＡｌＨ_４）、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ_４）等の水素化塩類を挙げることができる。また、酸性又はアルカリ性水溶液と反応して水素を発生させる水素発生剤２４としては、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、アルミニウム（Ａｌ）からなる両性金属を挙げることができる。

中でも水素発生剤２４が水素化マグネシウム及び水素化カルシウムを含む水素化化合物であることがよく、水素化マグネシウム及び水素化カルシウムは粒子状又は粉末状であることが好ましい。
本発明において、粒子とは体積基準のメジアン径が１００μｍ以上、２．０ｍｍ未満の微粒子を意味し、粉体とは体積基準のメジアン径が１μｍ以上、１００μｍ未満の微粒子を意味する。
水素発生剤２４が水素化マグネシウム又は水素化カルシウムの粒子又は粉末であるとき、カートリッジに添加される反応液が水でよい。水素化カルシウムは水と接触すると直ちに反応を開始して激しく水素を発生させる。

一方、水素化マグネシウムは水素化カルシウムに比べ、反応の開始まで数分のタイムラグがある。水素化マグネシウムと水との反応を早めるために触媒が加えられてもよい。
水素化マグネシウムと水との反応を促進させる触媒としては酸化ニオブ、酸化バナジウムを挙げることができる。酸化ニオブは２〜５価の化合物が知られているが、５価の化合物（Ｎｂ_２Ｏ_５）が安定型である。酸化バナジウムは２〜５価の化合物が知られているが、一般に５価の化合物（Ｖ_２Ｏ_５）が触媒として使用される。
これらの触媒は水素化マグネシウムと共にミリング混合されるとよい。
これら触媒は、水素化マグネシウムに加えられてもよいし、又は、カートリッジに添加される反応液に加えられてものでもよい。
水素化マグネシウムに加えられる触媒の量は水素化マグネシウムに対し、０，２〜５．０ｍоｌ％であることがよく、０．５〜２．０ｍоｌ％であることがより好ましい。触媒の添加濃度が０．２ｍоｌ％以下では触媒の効果が明確でなく、５．０ｍоｌ％を超えると添加量増加に伴う反応促進効果の増加が見られないことから不経済である。
触媒が水に添加される場合には、触媒の濃度は２０〜５００ｐｐｍであることがよく、５０〜２００ｐｐｍであることがより好ましい。触媒の濃度が２０ｐｐｍ以下では触媒の効果が明確でなく、５．０ｍоｌ％を超えると触媒の溶解が困難になる。触媒を溶解するために水のｐＨを９〜１４に保ってもよい。

水素発生剤２４がマグネシウム、亜鉛、スズ、鉛及びアルミニウムから選ばれた少なくとも１つの金属又は該金属を５０重量％以上含む合金の粒子又は粉末であることが好ましい。これらの金属は、反応液に酸性又は塩基性の溶液を使用することから、反応液のｐＨ及び水素発生剤２４の粒子径を調節することにより、水素発生の速度を調整できることから好ましく利用することができる。
水素発生剤２４が金属マグネシウムであれば水と反応して水素を発生するため反応液は水でよいが、反応を促進させるためにｐＨ３〜６の弱い酸性溶液を使用してもよい。金属マグネシウム粉末の適当な粒子径を選定することで、水素の発生速度を調節することができる。金属マグネシウム粒子の粒子径は、体積基準のメジアン径で、通常０．１〜１．０ｍｍである。
更に、マグネシウムを５０重量％以上含むマグネシウム合金の粒子又は粉末も利用することができる。水と反応させて水素を発生させることができる合金としては、例えば、マグネシウムが９６重量％、アルミニウムが３重量％、亜鉛が１重量％で構成されたＡＺ３１合金、及びマグネシウムが９０重量％、アルミニウムが９重量％、亜鉛が１重量％で構成されたＡＺ９１合金を例示することができる。これらの合金の粉末は、いずれも水素発生剤２４として好ましく利用できる。

水素発生剤２４が亜鉛、スズ、鉛及びアルミニウムから選ばれた少なくとも１つの金属粒子又は金属粉末である場合、反応液は酸性又はアルカリ性水溶液でよく、反応液がアルカリ性水溶液である場合、塩基性化合物としては水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、水素化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）_２）、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）等の水酸化物、炭酸ナトリウム（Ｎａ_２ＣО_３）、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣО_３）、炭酸カリウム（Ｋ_２ＣО_３）、炭酸水素カリウム（ＫＨＣО_３）、等の炭酸塩、酢酸ナトリウム（ＣＨ_３ＣＯ_２Ｎａ）、クエン酸ナトリウム（ＮａＯ_２ＣＣＨ_２Ｃ（ＯＨ）（ＣＯ_２Ｎａ）ＣＨ_２ＣＯ_２Ｎａ）、乳酸ナトリウム（ＣＨ_３ＣＨＯＨＣＯ_２Ｎａ）、グリコール酸ナトリウム（ＣＨ_２ＯＨＣＯ_２Ｎａ）、リンゴ酸ナトリウム（ＮａＯ_２ＣＣＨＯＨＣＯ_２Ｎａ）、酒石酸ナトリウム（（ＣＨＯＨＣＯ_２Ｎａ）_２）、酢酸カリウム（ＣＨ_３ＣＯ_２Ｋ）、クエン酸カリウム（ＫＯ_２ＣＣＨ_２Ｃ（ＯＨ）（ＣＯ_２Ｋ）ＣＨ_２ＣＯ_２Ｋ）、乳酸カリウム（ＣＨ_３ＣＨＯＨＣＯ_２Ｋ）、グリコール酸カリウム（ＣＨ_２ＯＨＣＯ_２Ｋ）、リンゴ酸カリウム（ＫＯ_２ＣＣＨＯＨＣＯ_２Ｋ）、酒石酸カリウム（（ＣＨＯＨＣＯ_２Ｋ）_２）等の有機酸塩を挙げることができる。

これらの塩基性化合物の水溶液は、何れも本発明の反応液として使用が可能であるが、反応液の安全性、安定性の見地から、また、臭いや口に入った時の味等の問題から反応液として使用される水溶液は上記有機酸塩の中から選ばれた少なくとも１つの塩基性化合物の水溶液であることが好ましい。
この場合の反応液のｐＨは、１０以上、１４以下であることがよい。水容液のｐＨは１０未満では、水素の発生速度が遅く、悪玉活性酸素を十分に減少させるだけの水素を吸入できない虞がある。水容液のｐＨが１４を超えると、水素の発生が急速に起こり、水素発生用具から水素が激しく噴き出すので危険であり、また、水素発生用具が過熱してため火傷の恐れがある。

水素を発生させる水素発生剤２４が、亜鉛、スズ、鉛及びアルミニウムから選ばれた少なくとも１つの金属粒子又は金属粉末である場合、反応液は酸性又はアルカリ性水溶液でよく、酸性溶液の場合、酸性化合物としては、塩酸（ＨＣｌ）、硫酸（Ｈ_２ＳО_４）、硝酸（ＨＮО_３）、リン酸（Ｈ_２ＰＯ_４）等の鉱酸、及び、シュウ酸（（ＣＯ_２Ｈ）_２）、クエン酸（ＨＯ_２ＣＣＨ_２Ｃ（ＯＨ）（ＣＯ_２Ｈ）ＣＨ_２ＣＯ_２Ｈ）、酪酸（ＣＨ_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＣＯ_２Ｈ）、乳酸（ＣＨ_３ＣＨＯＨＣＯ_２Ｈ）、グリコール酸（ＣＨ_２ＯＨＣＯ_２Ｈ）、リンゴ酸（ＨＯ_２ＣＣＨＯＨＣＯ_２Ｈ）、酒石酸（（ＣＨＯＨＣＯ_２Ｈ）_２）及びアスコルビン酸（ビタミンＣ）等の有機酸を挙げることができる。
これらの酸性化合物の水溶液は、何れも本発明の反応液として使用が可能であるが、反応液の安全性、安定性の見地から、また、臭いや口に入った時の味等の問題から反応液として使用される水溶液は上記有機酸の中から選ばれた少なくとも１つの有機酸の水溶液であることが好ましい。
この場合の反応液のｐＨは、１以上、５以下であることがよい。水容器のｐＨが５を超えると、水素の発生に時間がかかり、悪玉活性酸素を十分に減少させるだけの水素を吸入できない虞がある。水容液のｐＨが１以下になると、水素の発生が急速に起こり、水素発生用具から水素が激しく噴き出すので危険であり、また、水素発生用具が過熱するため火傷の恐れがある。

本発明の水素を発生させるカートリッジは、有底筒形の容器で内部空間は反応液を収容する保水部２６であることがよい。
反応液を収容するカートリッジ１０の開放された端部は、着脱自在に蓋部２３が設けられる。蓋部２３はカートリッジの端部を密閉できるものであれば特に制限はなくネジ式又は嵌合式の蓋であってよく、例えば、カートリッジ１０の開放端部に挿入する栓であってもよい。
蓋部２３の内側、即ち、保水部２６に面する側には反応部２２が設けられることが好ましい。
反応部２２には、水素発生剤２４が収容され、例えば、反応部２２は蓋部２３の保水部側に凹部を形成し、その内部に水素発生剤２４を収納したものでもよい。
水素発生剤を収容した反応部は、透水性の部材２５により保水部２６と分画されることがよい。例えば、水素発生剤２４を収容した蓋部２３の凹部の解放された口の周縁に、合成接着剤を用いてシート状の透水性の部材２５を貼り付ければよい。
また、他の実施形態で、反応部２２は蓋部２３の先端に水素発生剤２４を透水性の部材２５で包装したものを接着したものでもよい。例えば、水素発生剤２４をシート状透水性の部材に包むか、２枚の透水性シートの間に水素発生剤２４を少量の合成接着剤と共に載置させた後、カートリッジ１０の断面に合わせて打ち抜いて蓋部２３の先端に接着したものでもよい。接着には、通常、合成接着剤が使用される。
使用される透水性の部材２５は天然繊維、無機繊維、合成繊維又は半合成繊維の少なくともいずれかで作られた布又は網状態のシートであることが好ましい。

反応部２２に収容される水素発生剤２４の量は、マグネシウムやアルミニウムの場合、１０ｍｇ〜１０００ｍｇであることがよく、１００ｍｇ〜３００ｍｇであることがより好ましい。水素発生剤２４の量が１０ｍｇ以下では、発生する水素の量が少なく、喫煙中に悪玉活性酸素を十分に減少させるだけの水素を供給できない虞がある。水素発生剤２４の量が３００ｍｇ以上では、水素が激しく発生し、特に、喫煙時には引火の虞がある。また、発熱量も多くなるため、発生する水素及び水素吸引用具１が加熱して吸引者が火傷をする虞がある。
水素発生剤２４の量は、亜鉛、スズ、鉛の場合、更に多くなり、２００〜１０００ｍｇ程度である。

保水部２６は、水素を吸引する前に添加される反応液を収容し、水素を吸引する時には反応部２２に反応液を供給して水素を発生させるものである。
水素を吸引する前に口金部１２とカートリッジホルダー部１４を分離し、水素を発生するカートリッジ１０を取り出し、保水部２６から水素発生剤２４を収容した蓋部２３を外し、所定量の反応液を保水部２６に注入する。注入した反応液の量は保水部２６の内容積の１／４〜１／２の用量であることがよく。カートリッジ１０の大きさにもよるが、通常、０．３〜１．０ｍｌ程度である。

カ−トリッジ１０の保水部２６には予め、添加される反応液の量の目安となる印が刻まれていることがよい。また、反応液には発生する水素と反応する指示薬のメチレンブルー又はヨウ化メチルが混合されることが好ましい。両指示薬ともに水素が存在すると還元され、メチレンブルーでは青色が、ヨウ化メチルでは茶色が退色し透明となるが、水素がなくなると再び着色する。このため、水素発生剤が消費されたり、反応液の働きが悪くなったりすると、色の退色が遅くなることにより、水素発生剤２４や反応液の交換時期を知ることができる。
このため、カートリッジは透明又は半透明の材料で製造されることが好ましい。
本発明のカートリッジ１０の材質としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等の透明な汎用樹脂でよいが、大量の水素を発生させる場合には発生する熱に耐えられるよう、ナイロン６６（ＰＡ６６）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリスルフォン（ＰＳＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の耐熱性樹脂、又はアルミニウム合金やステンレス等の金属であることが好ましい。

一方、カートリッジホルダー部１４は水素発生の状況が外部から見える構造が好ましく、材質としては、外装をポリメチルアクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の透明樹脂であることが好ましい。
水素発生剤２４は消耗品であるため、水素発生をしなくなったり、遅くなったときには交換が必要である。水素発生剤２４はカートリッジ１０に装着された状態で交換されることが一般的である。これは、水素発生剤２４だけを交換しようとすると細かな作業が必要となり交換が難しいためであるが、水素吸引用具１をシガレットホルダーとして使用すると、カートリッジの周囲にタバコのやにが付き、見た目が悪くなるためでもある。
一方、吸口部１６は、一般的な素材であるアクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）又はエボナイトで成形することができるが、これに限定されない。

反応部２２に対向するカートリッジ１０の底面には、底面を貫通する細管からなる誘導部２８が設置される。
誘導部２８は、カートリッジ１０の底面、即ち、反応部２２に対向する面を貫通して設置された細管であり、一端は保水部２６に中に延伸して解放され、他端はカートリッジ１０の底面から吸口部１６の方向に延伸して吸口部１６の中で解放されることが好ましい。水素発生剤２４と反応液との反応により発生した水素は、保水部２６の中に充満し、誘導部２８の細管を通過して、吸口部１６に放出され、ここで口金部１２から流入してきた空気、あるいは喫煙の場合にはタバコの煙と混合され、吸入者に提供される。
細管の素材に特に制限はなく、適当な径を有する管構造であれば金属材料、合成樹脂材料の何れも使用が可能である。最寒の直径は一般に１．０〜３．０ｍｍ程度である。

保水部２６に反応液を充填した後は、カートリッジ１０に蓋部２３を装着してカートリッジホルダー部１４にセットし、再び、口金部１２とカートリッジホルダー部１４を連結する。吸口部１６を備えや水素吸入用具１を横に倒すか、又は逆さにして、反応液を反応部２２の水素発生剤２４に接触させると、保水部内に水素が発生し、誘導部２８によって誘導された水素を吸口部１６から吹き出すため、これを吸引することができる。
本発明の水素吸入用具１は、水素の吸入時に水素吸入用具１を、横に倒した状態で使用するが、吸引をやめる時には吸口部１６を下方にして立てた状態にすることにより水素の発生を止めるか、又は、緩やかにすることができる。これは水素吸入用具１を立てることにより反応部２２の水素発生剤２４と反応液の接触が断たれるからであり、この点からすると、水素発生剤２４を収容する透水性の部材２５は水切れのよいものであることが好ましい。

水素の非吸入時に水素吸引用具１を立てた状態で保管するために、水素吸引具１には口金部１２を覆い、カートリッジホルダー１４に連結するキャップ３０が備えられることがよく、更に、キャップ３０には水素吸引用具１を着衣の胸ポケットやカバンのサイドポケットに固定させるホールドグリップ３１が設けられることが好ましい。キャップ３０は口金部１２を覆う形容ものであれば特に制限はない。ホールドグリップ３１についても特に制限はなく、万年筆等の筆記用具に付随するものと同種のものでよい。
ホールドグリップ３１を利用して着衣やカバンのポケットに水素吸引用具１を固定しておけば、水素吸引用具１を簡単に持ち運びができ、いつでもどこでも水素を発生させてこれを吸引することができる。
本発明に使用される反応液は、水素吸引前にカートリッジ１０の保水部２６に１〜３滴（０．２〜１．０ｍＬ）添加される。反応液の携帯方法に特に制限はないが、例えば、スポイト付きの容器に収容したものや、しばしば駅弁等の携帯食に添えられる醤油さしのように、中に水又は水溶液を収容して密閉し、中の液を１滴ずつ滴下できるプラスチック容器に収容したものであることができ、携帯に便利である。

以下、実施例を参照して本発明をより詳細に説明する。
〔実施例１〕
カートリッジ１０はポリエチレン製パイプ（エンジェルウイング社製：外径：１０．０ｍｍ、内径：８．０ｍｍ、）を５０ｍｍの長さに切断し、その一端に、厚さ２．０ｍｍのポリエチレン製シートをカートリッジの内径に合わせて打ち抜いた円板状の小片をアクリル系接着剤にて接着して底面とした。底面の中心にはステンレス製の細管（株式会社岩崎商店製：材質：ＳＡＳ３０４、外径：２．０ｍｍ、内径：１，６ｍｍ、長さ：２０．０ｍｍ）を貫通して設け誘導部２８とした。細管は、アクリル系接着剤で底面に接着して固定した。細管はカートリッジの底面より、５．０ｍｍ外に突出した形状となった。
カートリッジ１０の解放された他端には、嵌合式の蓋部２３が着脱自在に設けられた。蓋部２３は、市販のステンレス板（株式会社岩崎商店製、材質：ＳＵＳ３０４、）をプレス加工して製造した。蓋部２３の先端部の外径は、カートリッジ１０の内径に合わせて８．０ｍｍ、長さは１０ｍｍで、一端部は幅１．０ｍｍの鍔形状で閉鎖された。蓋部２３の他端部は内径７．６ｍｍ、深さ１０．０ｍｍの凹部が解放された。この凹部には、水素発生剤２４が充填された。

水素発生剤２４としてマグネシウム粉（株式会社関東金属製、品番：Ｍｇ２０、体積基準メジアン径：０．５〜０．８５ｍｍ）の３００ｍｇを蓋部２３の凹部に充填した。解放された凹部の入口は６６ナイロン網（ジンシャンリアン メタル アンド ワイヤ メッシュ株式会社製：品番：ＪＱ２８、目開き：７７メッシュ）で封をした。６６ナイロン網と凹部の解放端部の縁はアクリル系接着剤で接着した。
カートリッジホルダー部１４は、透明なポリカーボネートのパイプ（ミスミ工業株式会社製、外径：１４．０ｍｍ、内径：１２，０ｍｍ、長さ：６０．０ｍｍ）を加工して製作した。カートリッジホルダー部１４の一端には、口金部１２のフランジ１５を係止し、カートリッジホルダー部１４に着脱可能に接合する接合金具１８と螺合する雄ネジが形成された。カートリッジホルダー部１４の他端には、吸口部１６を挿入して固定する差し込み口１３が形成された。
接合金具１８は真鍮の鋼板からプレス加工と溶接で加工した筒形状で、一端が口金部１２のフランジ１５を係止するために筒状の胴部分から内側に１．５ｍｍ幅で直角に折れ曲がって形成された係止部を有していた。接合金具１８の胴部分の内面にはカートリッジホルダー部１４の雄ネジと螺合する雄ネジが形成された。

口金部１２とカートリッジホルダー部１４とを分離するときには、接合金具１８とカートリッジホルダー部１４とをもって捩じれば、容易に口金部１２と接合金具１８とカートリッジホルダー部１４とを分離することができ、カートリッジホルダー部１４に収納されたカートリッジ１０を交換又はカートリッジ１０の保水部２６内に反応液を供給することができる。
カートリッジ１０をセットした後は、口金部１２をカートリッジホルダー部１４に接合して、接合金具１８を口金部１２の上から被せ、接合金具１８とカートリッジホルダー部１４とをもって、口金部１２とカートリッジホルダー部１４とを分離するときとは逆に捩じれば容易に口金部１２をカートリッジホルダー部１４に連結することができる。

口金部１２は透明なポリカーボネート樹脂の金型成形により製造した。口金部１２は内径８．３ｍｍ、外径１１．０ｍｍ、長さ１５ｍｍの円柱状の筒の一端に幅１．５ｍｍのフランジが外側に向けて形成された形状であった。
吸口部１６はエボナイトを使用して金型成形加工を行った（株式会社日興エボナイト）。カートリッジ１０の底面から突き出した誘導部２８の端部は、吸口部１６の中に解放された。
カートリッジホルダー部１４にカートリッジ１０をセットし、口金部１２と吸口部１６を連結すると、カートリッジ１０の周囲に幅１．０ｍｍの空気コの通路が形成され、口金部１２から吸口部１６まで貫通する通路が完成した。
口金部１２を覆い、カートリッジホルダー１４に連結されるキャップ３０もエボナイトを使用して金型成形加工を行った。キャップ３０の開放端部近傍の内側には接合金具１８と螺合して連結するための雌ねじが形成され、キャップ３０の閉鎖された他端近傍の外面には真鍮製のホールドグリップ３１が設けられた。
接合金具１８の外側表面には、キャップ３０を係合するための雄ネジが形成された。

上記のとおり製造した水素吸引用具１のカートリッジ１０にクエン酸を加え、ｐＨ５に調整した反応液０．６ｍＬを加え、カートリッジホルダー１４内にセットした。次いで、水素吸引用具１を逆さにし、反応部２２において反応液と金属マグネシウムを接触させると、水素の発生が始まった。吸口部１６に水素検知管（光明理化学工業株式会社製：型式 １３７Ｕ、測定範囲 ０．０５〜０．８％）を接続して反対側より吸引するとおよそ３０秒で水素検知管は検出限界上限の０．８％を超え測定が不可能となった。

〔実施例２〕
反応部２２の水素発生剤２４を金属アルミニウムの粉末（トクヤマ工業株式会社製、Ｈ‐Ｔグレード、粒度：体積基準のメジアン径７５μｍ）３００ｍｇとし、反応液をｐＨ１３のクエン酸ナトリウム水溶液とした以外は実施例１と同様に行った。
水素発生剤２４をアルミニウム粉末にし、反応液を塩基性水溶液とした場合でも、実施例１と同様に０．８％を超える水素の発生を観測することができた。

〔実施例３〕
反応部２２の水素発生剤２４を水素化マグネシウムの粉末（バイオコーク技研株式会社製、純度：９８％以上）３００ｍｇとし、反応液をｐＨ１３のクエン酸ナトリウム水溶液に溶解した五酸化ニオブ（多木化学株式会社製）の１００ｐｐｍ溶液とした以外は実施例１と同様に行った。
水素発生剤２４を水素化マグネシウム粉末にし、反応液を塩基性五酸化ニオブ水溶液とした場合でも、実施例１と同様に０．８％を超える水素の発生を観測することができた。

本発明の水素を発生するカートリッジを内蔵したパイプ型水素吸引用具は、手軽に水素の吸引を行うことができ、免疫力を低下させずに、悪玉活性酸素を除去することができるため健康用具としてとして好適である。

１：水素吸引用具
１０：カートリッジ
１２：口金部
１３：差し込み口
１４：カートリッジホルダー部
１５：フランジ
１６：吸口部
１８：接合金具
２２：反応部
２３：蓋部
２４：水素発生剤
２５：透水性の部材
２６：保水部
２８：誘導部
３０：キャップ
３１：ホールドグリップ

Claims (14)

1. 通気可能なフィルターを装着する差し込み口を有する口金部と、
   水素を発生するカートリッジを内蔵するカートリッジホルダー部と、
   水素を吸引する吸口部とからなるパイプ型水素吸引用具であって、
   前記カートリッジホルダー部に収容される前記カートリッジが、該カートリッジに添加される反応液と反応して水素を発生させる水素発生剤を収容する反応部と、
   添加された前記反応液を保持する保水部と、
   前記反応部より吸口部側に設置され、発生した水素を前記吸口部に導く誘導部とからなることを特徴とするパイプ型水素吸引用具。
2. 前記反応部が収容する水素発生剤が水素化マグネシウム及び水素化カルシウムを含む水素化化合物、及び、マグネシウム、亜鉛、スズ、鉛、及びアルミニウムから選ばれた少なくとも１つの金属又は該金属を５０重量％以上含む合金の物質群より選択される少なくとも１つの物質の粒子又は粉末であることを特徴とする請求項１に記載のパイプ型水素吸引用具。
3. 前記水素発生剤が、水素化マグネシウム又は水素化カルシウムの粒子又は粉末であり、
   水素吸引の前に前記カートリッジに添加される前記反応液が水であることを特徴とする請求項２に記載のパイプ型水素吸引用具。
4. 前記水素発生剤が、水素化マグネシウムの粒子又は粉末であり、
   水素吸引の前に前記カートリッジに添加される前記反応液が酸化ニオブ又は酸化バナジウムを溶解した水であることを特徴とする請求項３に記載のパイプ型水素吸引用具。
5. 前記水素発生剤が、水素化マグネシウムの粒子又は粉末であり、
   該水素化マグネシウムは触媒として酸化ニオブ又は酸化バナジウムをさらに含み、
   水素吸引の前に前記カートリッジに添加される前記反応液が水であることを特徴とする請求項３に記載のパイプ型水素吸引用具。
6. 前記水素発生剤が、マグネシウム、亜鉛、スズ、鉛、及びアルミニウムから選ばれた少なくとも１つの金属又は該金属を５０重量％以上含む合金の粒子又は粉末であり、
   水素吸引の前に前記カートリッジに添加される前記反応液が、ｐＨ９以上、１４以下の塩基性水溶液であることを特徴とする請求項２に記載のパイプ型水素吸引用具。
7. 前記塩基性水溶液が、
   酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、乳酸ナトリウム、グリコール酸ナトリウム、リンゴ酸ナトリウム、酒石酸ナトリウム、酢酸カリウム、クエン酸カリウム、乳酸カリウム、グリコール酸カリウム、リンゴ酸カリウム、酒石酸カリウムから選ばれた少なくとも１つの塩基性化合物の水溶液であることを特徴とする請求項６に記載のパイプ型水素吸引用具。
8. 前記水素発生剤が、マグネシウム、亜鉛、スズ、鉛、及びアルミニウムから選ばれた少なくとも１つの金属又は該金属を５０重量％以上含む合金の粒子又は粉末であり、水素吸引の前にカートリッジに添加される前記反応液が、ｐＨ１以上、６以下の酸性水溶液であることを特徴とする請求項２に記載のパイプ型水素吸引用具
9. 前記酸性水溶液が、リン酸、シュウ酸、クエン酸、酪酸、乳酸、グリコール酸、リンゴ酸、酒石酸及び、アスコルビン酸から選ばれた少なくとも１つの酸性化合物の水溶液であることを特徴とする請求項８に記載のパイプ型水素吸引用具。
10. 前記水素発生剤が金属マグネシウム又はマグネシウムを５０重量％以上含む合金の粒子又は粉末であり、水素吸入の前に前記カートリッジに添加される前記反応液が水であることを特徴とする請求項２に記載のパイプ型水素吸引用具。
11. 前記水素発生剤は、前記カートリッジの一端に着脱可能に取り付けられた蓋部に収容されたことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のパイプ型水素吸引用具。
12. 前記反応部は、透水性の部材により前記保水部と分画されることを特徴とする請求項１１に記載のパイプ型水素吸引用具。
13. 前記カートリッジに設置される前記誘導部は、前記カートリッジの前記反応部と対向する前記カートリッジの底面を貫通して設置された細管であり、一端は前記保水部の中に延伸して解放され、他端は前記カートリッジより前記吸口部の方向に延伸して解放されたことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のパイプ型水素吸引用具。
14. 前記パイプ型水素吸引用具は、前記口金部を覆い、前記カートリッジホルダーに着脱自在に連結するキャップを有し、該キャップには非使用時に前記水素吸引用具をポケットに固定できるホールドグリップが設けられたことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のパイプ型水素吸引用具。

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