JP6463342B2 - 粘性気泡液の製造装置およびそれを用いた粘性気泡液の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、気泡を長時間に亘って保持できる粘性気泡液およびその製造方法、その製造装置、その保管方法に関する。

近年、超音波エコー検査技術等の種々の分野で、気泡の利用に関する研究が進められている。

例えば、非特許文献１には、気泡が超音波の良い反射源であり、超音波造影剤として適していることが示されている。

非特許文献１には、その理由として、以下の点が挙げられている。（１）超音波は音響インピーダンスに差がある境界で反射する。（２）反射と透過の度合いは音響インピーダンスの差で決定される。（３）生体組織や生体内に多く存在する水分とは音響インピーダンスが異なる材料は気体である。（４）超音波反射量は、気泡の直径の６乗に比例する。

なお、上記（４）の記載から、生体内の内腔を検査するには、大きな気泡を含有する材料が好適であることが判る。

また、特許文献１には、消化器の超音波検査において、超音波エコー強度を高めるために、経口超音波造影剤に、超音波反射体として微小気泡を含有させることが開示されている。

上記経口超音波造影剤は、水やひまし油等の超音波透過性が高い液体と、消化器内の造影剤の粘性を調節するための、アルギン酸塩等からなる組成物とを含んでいる。

アルギン酸塩は、酸性環境下または多原子価イオン酸性環境下の消化器内で上記液体の粘性を高めることができるという性質を有している。このため、上記液体に上記組成物を追加することで、経口注入時には粘性が低く飲み易い一方で、消化器内では、消化器内に滞留する程度の粘性に高めることができる経口超音波造影剤を得ることができる。

特許文献１によれば、上記経口超音波造影剤を、適当な容器に収容し、手または所定の器械等で撹拌・振とうするか、または、ホモジナイザ等の均質化ポンプを用いて微小気泡を形成させることにより、上記経口超音波造影剤に微小気泡を含有させる。

また、特許文献１には、微小気泡を形成させる際に、上記液体中に界面活性剤を含有させることで、微小気泡の形成を促すとともに、微小気泡の周囲に被膜を形成して微小気泡を保護することができることが開示されている。

なお、超音波エコー検査技術は、医療用超音波診断における人体内の異常検知以外にも、例えば非破壊検査における配管内の異常検知等、肉眼で見えない部分を非侵襲で可視化する技術として、医学分野や工業分野等で広く利用されている。

日本国公開特許公報「特開平１０−３０６０４２号公報（１９９８年１１月１７日公開）」

土屋好司，「早期医療診断に向けた超音波造影微細気泡の開発」，第１２回微細気泡の応用技術講演会予稿集，２０１３年６月２８日，ｐ１６〜ｐ３１ 平井聖児、香村誠，「高濃度マイクロバブル発生装置とその応用」，素形材，２００８年３月，ｐ４４〜４７

しかしながら、造影剤等のように気泡を含む気泡液中に気泡が存在している時間は、特許文献１に示されているように、通常１分間以下と非常に短い。

なお、特許文献１は、実際には、経口注入後の消化器内で、経口超音波造影剤の粘性を高めて、該経口超音波造影剤を消化器内に滞留させて超音波画像診断を実行するものである。

しかしながら、特許文献１に記載されているように、実験的に酸性環境下または多原子価イオン酸性環境下として、気泡を含有する経口超音波造影剤の粘性を上げても、それほど気泡の寿命を延長することはできない。特許文献１には、経口超音波造影剤に、気泡を含有する０．５％アルギン酸ナトリウム水溶液を用いた場合、微小気泡の寿命を約５分間〜約１０分間に延長することができたと記載されている。

しかしながら、この程度の気泡の寿命の延長では、超音波造影剤に気泡を含有させたとしても、超音波検査の準備を行っている段階で気泡が消失してしまう。

また、製造した経口超音波造影剤を使用しない場合、保管する必要があるが、経口超音波造影剤中の気泡を安定的に長時間含有させる方法が無い。このため、超音波検査時に、その都度、経口超音波造影剤を製造する必要があるため、検査の作業が煩雑になる。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、気泡を長時間に亘って保持できる粘性気泡液およびその製造方法、その製造装置、その保管方法を提供することにある。

本願発明者らは、気泡を長時間に亘って保持できる粘性気泡液を提供すべく、鋭意検討を行った。

この結果、本願発明者らは、界面活性剤とゲル化剤とを含む温水に気泡を混入させることで形成された泡沫を、増粘剤を含む水溶液中に分散させることにより、気泡の寿命を長じさせることができることを見出した。

また、本願発明者らは、界面活性剤とゲル化剤とを含む被膜に気体が内包されてなる泡沫が、増粘剤を含む水溶液中に分散されてなる粘性気泡液は、気泡の寿命が長く、気泡を長時間に亘って保持することができることを見出して本発明を完成させるに至った。

また、本願発明者らは、上記粘性気泡液を加圧下で保管することで、上記粘性気泡液を、該粘性気泡液中の気泡を長時間安定的に含有させて保管することができることを見出した。

すなわち、本発明の一態様にかかる粘性気泡液は、界面活性剤とゲル化剤とを含む被膜に気体が内包されてなる泡沫が、増粘剤を含む水溶液からなる粘性液中に気泡として分散されている。

また、本発明の一態様にかかる粘性気泡液の製造方法は、界面活性剤とゲル化剤とを含む温水に気体を導入することで形成された泡沫を、増粘剤を含む水溶液からなる粘性液中に気泡として分散させる。

また、本発明の一態様にかかる粘性気泡液の製造装置は、上記粘性気泡液の製造方法に用いられる粘性気泡液の製造装置であって、界面活性剤とゲル化剤とを含む温水を入れる第１の容器と、増粘剤を含む水溶液からなる粘性液を入れる第２の容器と、上記第１の容器内の温水に気体を導入する気体導入器と、上記第１の容器と上記第２の容器とを連結し、上記第１の容器内の温水に気体を導入することで上記温水の液面上に形成される泡沫を上記第２の容器に移動させる泡沫移動部と、を備えている。

また、本発明の一態様にかかる粘性気泡液の保管方法は、上記粘性気泡液を加圧下で保管する。

本発明の一態様によれば、気泡を長時間に亘って保持できる粘性気泡液およびその製造方法、その製造装置、その保管方法を提供することができる。

本発明の実施形態１にかかる粘性気泡液製造装置の一例を模式的に示す断面図である。 本発明の実施形態２にかかる粘性気泡液製造装置の一例を模式的に示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の一形態にかかる粘性気泡液の製造方法を工程順に示す断面図である。 本発明の実施例で得られた粘性気泡液中の気泡の物性の測定に用いた装置を示す断面図である。 （ａ）は、本発明の実施例における製造直後の粘性気泡液の光学顕微鏡写真を示す図であり、（ｂ）は、製造後、５℃で冷蔵保存したときの製造から３日間経過後の上記粘性気泡液の光学顕微鏡写真において、気泡の縁に気泡直径を測定するための円を重ね合わせて示す図である。 本発明の実施例における製造直後の粘性気泡液の体積分布を示すグラフである。 本発明の実施例における製造から３日間経過後の粘性気泡液の体積分布を示すグラフである。 本発明の実施例における製造から７日間経過後の粘性気泡液の体積分布を示すグラフである。 本発明の実施例における製造から３５日間経過後の粘性気泡液の体積分布を示すグラフである。 本発明の実施例における粘性気泡液のボイド率の推移を示すグラフである。 本発明の実施例における製造から３日間経過後の粘性気泡液の気泡径分布を示すグラフである。 粘度が異なる各液体中における、直径１ｍｍの通常の気泡の上昇速度と移動時間とを示すグラフである。 本発明の実施例で得られた粘性気泡液を造影剤として用いた造影画像を示す図である。 本発明の実施形態３で加圧保管容器に内圧を加えた場合と加えない場合とにおける、粘性気泡液のボイド率の推移を示すグラフである。 本発明の実施形態３で加圧保管容器の内圧を変化させた場合における、製造から７日間経過後の粘性気泡液のボイド率の減少率を示すグラフである。 本発明の実施形態４で界面活性剤とゲル化剤とを含む水溶液の温度を変化させることにより得られた各粘性気泡液のボイド率を示すグラフである。 本発明の実施形態５にかかる、気泡として水素ガスを含有する粘性気泡液における、粘性気泡液のボイド率の推移を示すグラフである。

以下、本発明の実施の一形態（以下、単に「形態」と記す）について、詳細に説明する。

（粘性気泡液および粘性気泡液の製造方法）
本形態にかかる粘性気泡液は、界面活性剤とゲル化剤とを含む被膜に気体が内包されてなる泡沫が、増粘剤を含む水溶液からなる粘性液中に気泡として分散された気泡液である。

また、本形態にかかる粘性気泡液の製造方法は、界面活性剤とゲル化剤とを含む温水に気体を導入することで形成された泡沫を、増粘剤を含む水溶液からなる粘性液中に気泡として分散させる方法である。

上記界面活性剤としては、特に限定されるものではなく、起泡作用を有する公知の各種界面活性剤を用いることができる。例えば、上記粘性気泡液を医療用造影剤（経口造影剤）に用いる場合、上記界面活性剤としては、例えば、レシチン（例えば、大豆、なたね等から抽出される植物レシチン、卵黄から抽出される卵黄レシチン）、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ステアロイル乳酸カルシウム、ソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル等のように、乳化剤として、主に食品用添加物に用いられる界面活性剤が用いられる。上記界面活性剤は、一種のみを使用してもよく、二種以上を適宜混合して使用してもよい。

上記ゲル化剤としては、水に溶解または分散して、常温において該ゲル化剤を含む水をゲル化させるものであれば、特に限定されない。上記ゲル化剤としては、公知のゲル化剤を使用することができる。上記ゲル化剤としては、例えば、ゼラチン、カラギナン、ローカストビーンガム等が挙げられる。

これらゲル化剤も、一種のみを使用してもよく、二種以上を適宜混合して使用してもよい。これらゲル化剤を二種以上混合してなるゲル化剤の例としては、例えば、「ゲルアップＷＭ」（商品名、三栄源エフエフアイ株式会社製、組成：カラギナン２８重量％、ローカストビーンガム１７．４％、乳酸カルシウム（安定化剤）６．６％、食品素材４８％）等が挙げられる。

また、上記ゲル化剤としては、アルギン酸塩およびカルシウムを用いることができる。アルギン酸塩とカルシウムイオンとがイオン架橋するとゲル化する。そこで、アルギン酸塩と、塩化カルシルムや炭酸カルシウム等のカルシウム化合物とを併用することで、ゲル化剤として用いることができる。また、上記ゲル化剤に用いられるカルシウムとしては、カルシウムを含んだ食材であってもよい。

上記アルギン酸塩としては、例えばアルギン酸ナトリウム等を用いることができる。また、上記アルギン酸塩としては、例えば、株式会社キミカ製の「キミカアルギン」（商品名）を用いることができる。

上記増粘剤としては、水に溶解して、常温で粘稠性を生じさせるものであれば、特に限定されない。

但し、上記粘性気泡液を医療用の造影剤等、人体に使用する場合、飲用しても人体に安全な増粘剤を使用する必要がある。一方、上記粘性気泡液を配管の非破壊検査における造影剤等、工業用途に用いる場合には、配管等の使用対象物にダメージを与えないものであればよい。

上記増粘剤としては、公知の増粘剤を使用することができる。上記増粘剤としては、例えば、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）、「とろみアップパーフェクト」（商品名、日清オイリオ製）等の増粘多糖類等が挙げられる。

上記気体は、特に限定されるものではなく、用途等に応じて適宜選択することができる。例えば、上記粘性気泡液を医療用造影剤として用いる場合には、上記気体としては、人体に無害な気体を使用する。このような気体としては、例えば、大気、酸素、窒素、水素、二酸化炭素等が挙げられる。

本形態によれば、界面活性剤とゲル化剤とを含む温水に気体を導入して、上記温水に気泡を混入させることで、界面活性剤とゲル化剤とを含む被膜に気体が内包されてなる泡沫が形成される。

本願発明者らが鋭意検討した結果、本形態で目的とする気泡寿命が長い粘性気泡液の製造には、上記泡沫の形成に、界面活性剤とゲル化剤との両方を必要とする。

このことから、上記粘性気泡液中の気泡を構成する上記泡沫は、通常のシャボン玉のように、気体を内包し、内側（気体側）に疎水基、外側に親水基を向けて配列したミセルを形成して界面活性剤が二重に配列した構造を有し、ゲル化剤が、この二重に配列した界面活性剤の繋ぎの役割を果たしていると考えられる。

本形態において、上記温水中の界面活性剤の濃度は、使用する界面活性剤の種類に応じて所望の泡沫が得られるように適宜設定すればよく、特に限定されるものではないが、一例として、例えば、０．１〜数重量％の範囲内である。

また、上記温水中のゲル化剤の濃度は、使用するゲル化剤の種類に応じて所望の泡沫が得られるように適宜設定すればよく、特に限定されるものではないが、一例として、例えば、０．２〜２重量％の範囲内である。

上記界面活性剤およびゲル化剤としては、何れも、例えば、食品補助剤として市販されている界面活性剤（乳化剤）およびゲル化剤を使用することができ、例えば、その説明書の記載に沿った分量の範囲内で使用することができる。

また、上記界面活性剤とゲル化剤との配合割合は、使用する界面活性剤およびゲル化剤の種類に応じて所望の泡沫が得られるように適宜設定すればよく、例えば、上述した例示の範囲内で適宜変更することが可能である。

したがって、上記界面活性剤とゲル化剤との配合割合は、特に限定されるものではないが、例えば上記界面活性剤とゲル化剤とを１：１で使用することで、後述する実施例に示すように、長寿命の気泡を得ることができる泡沫を形成することができる。

また、上記温水は、上記界面活性剤およびゲル化剤を均一に分散または溶解させることができればよい。

上記温水には、水道水、飲用水等を使用することができ、必ずしも純水やイオン交換水を使用する必要はない。言い換えれば、上記温水は、その主成分が水であればよい。

また、上記温水の温度は、上記界面活性剤およびゲル化剤を均一に分散または溶解させることができれば、特に限定されるものではない。

さらに、上記温水に界面活性剤およびゲル化剤を投入してから気体を導入するまでの時間も特に限定されるものではなく、上記温水に上記界面活性剤およびゲル化剤を均一に分散または溶解させることができればよい。

但し、殺菌の意味合いと、界面活性剤およびゲル化剤が水に溶解または分散し難い性質を有していることから、上記温水の温度は、例えば、８５℃程度（特に殺菌の観点から８５℃）に設定することが望ましく、上記温水に界面活性剤およびゲル化剤の投入後、例えば８５℃程度で数分間程度撹拌することが望ましい。

上記気体は、温水に界面活性剤およびゲル化剤を均一に溶解または分散させた状態で、該界面活性剤およびゲル化剤を含む温水に導入される。

上記温水への気体の導入には、気体導入器として、多孔質気泡発生器や旋回流式気泡発生器等の気泡発生器を用いることができる。

具体的には、温水に界面活性剤およびゲル化剤を均一に溶解または分散させてなる液体中で気泡発生器により気泡を発生させることで、上記泡沫が形成される。

このように界面活性剤とゲル化剤とが均一に分散した液体中に気体を導入して気泡を発生させると、界面活性剤とゲル化剤とで形成される被膜の内側に気体を含んだ状態の泡沫が形成される。そして、形成された泡沫は、上記液体の液面上に集積する。

本形態にかかる粘性気泡液は、この泡沫を、増粘剤を含む水溶液からなる粘性液中に、気泡として分散させることによって得ることができる。

本形態によれば、上記泡沫を上記粘性液中に分散させることで、上記泡沫からなる気泡を、例えば観察したい空間に一定時間滞留させることが可能となる。

水溶液中のサブミリ級の気泡の寿命は、一般的に水溶液の粘度に依存する。高い粘度の水溶液中では気泡寿命が長くなるが、粘度を高くし過ぎると、粘性気泡液を導入すべき導入対象物内への導入が困難になる。

例えば上記粘性気泡液を造影剤として人体で嚥下機能を確認するために用いる場合、該粘性気泡液が、滞留および飲み下しできる粘度であるか否かが重要になる。粘性気泡液の粘度を高くし過ぎると、人体での該粘性気泡液の滞留時間は長くできるが、窒息しそうになるおそれがある。このため、上記粘性気泡液を医療用造影剤として用いる場合、医療用造影剤に適した粘度に調整する必要がある。

例えば、粘性気泡液を、医療用造影剤として口腔内の検査に使用する場合、通常、数十〜数百ｍＰａ・ｓ程度の粘度に留めなければならない。

また、上記粘性気泡液を、例えば配管の非破壊検査用の造影剤として用いる場合、配管の内径や配管の構成状態（例えば配管が、ポンプ等に繋がっているか否か、閉塞状態にあるか否か、曲げの数や角度等）によって、適度な速度で流すための条件が異なる。

したがって、上記粘性気泡液を例えば造影剤として用いる場合を取り上げたとしても、
観察する系によってそれぞれ最適化が必要になる。

このため、上記水溶液の粘度は、特に限定されるものではないが、例えば常温で１×１０^２〜１×１０^６ｍＰａ・ｓの範囲内（例えば、ソース類、ヨーグルト、マヨネーズ等と同等の粘度）となるように設定される。

なお、上記水溶液における増粘剤の濃度は、上記水溶液の粘度が所望の粘度となるように適宜設定され、特に限定されない。

また、上記水溶液に上記泡沫を混合させるための時間や温度等の混合条件も特に限定されるものではなく、上記泡沫が上記水溶液に均一に分散することができるように、適宜設定すればよい。

なお、上記泡沫は、上記水溶液に常温常圧で混合してもよく、上記泡沫を上記水溶液に均一に分散させるために、必要であれば、上記水溶液を加温して撹拌・混合し易い粘度に調整して混合しても構わない。

また、上記水溶液は、必要に応じて、例えば、食品補助剤等として用いられる公知の添加剤等を含んでいても構わない。

（粘性気泡液の製造装置）
〔実施形態１〕
次に、本実施形態にかかる粘性気泡液の製造装置の一例として、多孔質式微細気泡発生器を用いた粘性気泡液の製造装置について、図１を参照して以下に説明する。

図１は、本実施形態にかかる粘性気泡液製造装置１の一例を模式的に示す断面図である。

図１に示す粘性気泡液製造装置１は、泡沫形成部１０と、泡沫移動部２０と、泡沫混合部３０とを備えている。

図１に示す粘性気泡液製造装置１における泡沫形成部１０は、加熱・撹拌装置１１（第１の容器）と、コンプレッサー１２と、多孔質式微細気泡発生器１３（気体導入器）と、撹拌子１４と、圧力計１５と、リリーフバルブ１６とを備えている。

加熱・撹拌装置１１は、加熱機能および電磁スターラー等の撹拌機能を備えた密閉可能容器で構成されている。加熱・撹拌装置１１は、電磁スターラー等により加熱・撹拌装置１１内に配される撹拌子１４を回転させることによって、加熱・撹拌装置１１内に供給される材料の撹拌を行う。

加熱・撹拌装置１１は、加熱・撹拌装置本体である容器部１１ａと、容器部１１ａを密閉可能に設けられた蓋部１１ｂとを備えている。

加熱・撹拌装置１１の内部には、微細気泡発生器として、加熱・撹拌装置１１の外部に配されたコンプレッサー１２に接続された多孔質式微細気泡発生器１３が配されている。多孔質式微細気泡発生器１３は、内部に、図示しない多孔質材を備え、該多孔質材を通して容器部１１ａ内の液体内に気体を導入することで、容器部１１ａ内の液体内に、微細気泡を発生させて混入させる。

このため、多孔質式微細気泡発生器１３は、容器部１１ａ内に供給される液体の液面よりも下方に位置するように設けられている。

なお、多孔質材の材質や孔径は、所望の大きさの気泡を発生させることができるように適宜選択すればよく、特に限定されるものではない。

さらに、加熱・撹拌装置１１の蓋部１１ｂには、加熱・撹拌装置１１内の圧力を測定する圧力計１５と、加熱・撹拌装置１１内の圧力が設定圧力（閾値）以上の圧力になったときに余剰の気体を排出するリリーフバルブ１６とが取り付けられている。

加熱・撹拌装置１１内部の圧力は、コンプレッサー１２、圧力計１５、およびリリーフバルブ１６からなる圧力制御機構によって制御されている。

また、泡沫混合部３０は、加熱装置３１（第２の容器）と、撹拌機３２とを備えている。

加熱装置３１は、加熱機能を備えた密閉可能容器で構成されている。加熱装置３１は、加熱装置本体である容器部３１ａと、容器部３１ａを密閉可能に設けられた蓋部３１ｂとを備えている。

なお、図１に示す例では、加熱装置３１は、蓋部３１ｂに取り付けられた撹拌機３２によって、加熱装置３１内の液体４３を攪拌する場合を例に挙げて示している。

但し、本実施形態にかかる粘性気泡液製造装置１は、これに限定されるものではなく、泡沫形成部１０と同様に、加熱装置３１に代えて、加熱機能および撹拌機能を備えた加熱・撹拌装置を使用してもよい。この場合、泡沫形成部１０と同様に、撹拌子を用いることで、加熱・撹拌装置内の液体４３を攪拌することができる。

泡沫移動部２０は、泡沫形成部１０と泡沫混合部３０とを連結する連結管２１と、連結管２１を覆う保温材２２とを備えている。

泡沫形成部１０で形成された、導入気体を内側に含んだ泡沫４１は、加熱・撹拌装置１１内の液体４２の液面上に集積する。泡沫移動部２０は、この液体４２の液面上の泡沫４１を、保温材２２等で冷却を防いだ連結管２１を通じて泡沫形成部１０から泡沫混合部３０に移動させる。

このため、泡沫形成部１０における連結管２１の開口部２１ａは、加熱・撹拌装置１１内の液体４２の液面よりも高い位置に設けられている。

また、連結管２１は、泡沫４１を泡沫形成部１０から泡沫混合部３０にスムーズに移動させるために、泡沫形成部１０から泡沫混合部３０に向かって下降するように傾斜して設けられている。

このため、泡沫混合部３０における連結管２１の開口部２１ｂは、加熱装置３１内の液体４３の液面よりも高く、かつ、泡沫形成部１０における連結管２１の開口部２１ａよりも低い位置に形成されている。

（粘性気泡液製造装置を用いた粘性気泡液の製造方法）
次に、図１に示す粘性気泡液製造装置１を用いて粘性気泡液（粘性気泡水）を製造する方法の一例について説明する。

まず、泡沫形成部１０における加熱・撹拌装置１１に水を仕込み、８５℃に昇温した後、得られた温水に、界面活性剤とゲル化剤とを投入する。次いで、撹拌子１４により、界面活性剤とゲル化剤とが上記温水に均一に分散もしくは溶解するまで撹拌する。

一方、泡沫混合部３０における加熱装置３１に水を仕込み、増粘多糖類を添加して、撹拌して溶解させる。このとき、必要であれば、増粘多糖類を水に溶解させるために、加熱装置３１内の水を加熱してもよい。上記粘性気泡液を例えば経口造影剤に使用する場合、加熱装置３１中の液体４３（粘性水溶液）の粘度は、最終的に、常温で、数十〜数百ｍＰａ・ｓとなるように調整することが望ましい。

次いで、気体をコンプレッサー１２から多孔質式微細気泡発生器１３に通す。これにより、上述したように界面活性剤とゲル化剤とを温水に分散または溶解させて得られた加熱・撹拌装置１１内の液体４２中に、多孔質式微細気泡発生器１３から気体を導入して微細気泡を発生させる。

なお、多孔質式微細気泡発生器１３における多孔質材の材質等によってこのときの最適な圧力は変化するが、樹脂の多孔質材を用いる場合、０．２ＭＰａ程度の圧力が必要となる。

なお、一例として、多孔質式微細気泡発生器１３に、「Ｆｏａｍｅｓｔ（フォーメスト）」（登録商標、株式会社ナック製のマイクロナノバブル発生装置）を用いた場合、多孔質材には、モノラトンフィルムと称される高分子フィルムが使用される。上記モノラトンフィルムは、厚さ５０〜２００μｍのフィルムに、幅４〜１０μｍの多孔質部が、２０〜３０μｍの間隔で加工されており、上記多孔質部に、直径５〜２０ｎｍの孔（ボイド）が設けられている。上記モノラトンフィルムに０．０３〜０．３ＭＰａの圧縮気体を加えると、気体が、多孔質部のボイドを通過してマイクロナノバブルが発生する。

但し、上記多孔質式微細気泡発生器１３としては、これに限定されるものではない。例えば、上記多孔質材に、シラス多孔質ガラスを利用した多孔質式微細気泡発生器１３を用いることもできる。シラス多孔質ガラスを用いた多孔質材としては、例えば、ＳＰＧテクノ株式会社製のシラス多孔質ガラス膜（ＳＰＧ膜、孔径バリエーション０．０５〜５０μｍ）等が挙げられる。

このように界面活性剤とゲル化剤とが液体４２中に均一に分散または溶解した状態で気泡を発生させると、界面活性剤とゲル化剤とで形成される被膜の内側に気体を含んだ状態の泡沫４１が形成され、図１に示すように液体４２の液面上に集積する。

この泡沫４１を、保温材等で冷却を防いだ泡沫移動部２０を経由して、泡沫混合部３０における加熱装置３１に移す。

これにより、予め増粘多糖類にて粘度を調整した、加熱装置３１内の液体４３中に、上記泡沫４１を分散させる。これにより、気泡濃度が高く、気泡消滅速度の遅い粘性気泡液を生成することができる。

〔実施形態２〕
次に、本実施形態にかかる粘性気泡液の製造装置の一例として、旋回流式微細気泡発生器（剪断流式微細気泡発生器）を用いた粘性気泡液の製造装置について、図２を参照して以下に説明する。なお、以下では、説明の便宜上、図１における構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

図２は、本実施形態にかかる粘性気泡液製造装置１の他の一例を模式的に示す断面図である。

図２に示す粘性気泡液製造装置１は、図１に示す粘性気泡液製造装置１同様、泡沫形成部１０と、泡沫移動部２０と、泡沫混合部３０とを備えている。

但し、図２に示す粘性気泡液製造装置１における泡沫形成部１０は、加熱装置５１（第１の容器）と、水流ポンプ５２と、旋回流式微細気泡発生器５３（気体導入器）と、圧力計１５と、リリーフバルブ１６とを備えている。

加熱装置５１は、加熱機能を備えた密閉可能容器で構成されている。加熱装置５１は、加熱装置本体である容器部５１ａと、容器部５１ａを密閉可能に設けられた蓋部５１ｂとを備えている。

加熱装置５１には、水流ポンプ５２と旋回流式微細気泡発生器５３とが取り付けられている。

加熱装置５１は、加熱装置５１内の液体４２を、水流ポンプ５２で循環させて撹拌する。

旋回流式微細気泡発生器５３は、吸気口５３ａおよび吸液口５３ｂを備え、吸気口５３ａから旋回流式微細気泡発生器５３内に自吸的に取り込んだ気体と、水流ポンプ５２で循環させることにより吸液口５３ｂから取り込んだ液体４２とを混合して、気液混合液を生成する。旋回流式微細気泡発生器５３は、円筒形の筒内に気液混合物がらせん状に導入されることで気液に働く遠心力によって、気体を微細化している。微細化された気液混合液は、排出口５３ｃから、加熱装置５１内の液体４２中に排出される。

加熱装置５１の蓋部５１ｂには、加熱装置５１内の圧力を測定する圧力計１５と、加熱装置５１内の圧力が設定圧力（閾値）以上の圧力になったときに余剰の気体を排出するリリーフバルブ１６とが取り付けられている。

加熱装置５１内部の圧力は、水流ポンプ５２、圧力計１５、およびリリーフバルブ１６からなる圧力制御機構によって制御されている。

なお、図２に示す粘性気泡液製造装置１における泡沫混合部３０の構成は、図１に示す粘性気泡液製造装置１における泡沫移動部２０の構成と同じである。また、図２に示す粘性気泡液製造装置１における泡沫移動部２０の構成は、図１に示す粘性気泡液製造装置１における泡沫移動部２０の構成と同じである。

したがって、泡沫混合部３０および泡沫移動部２０については、図１の説明において、加熱・撹拌装置１１を加熱装置５１と読み替えるものとし、ここではその説明を省略する。

（粘性気泡液製造装置を用いた粘性気泡液の製造方法）
次に、図２に示す粘性気泡液製造装置１を用いて粘性気泡液を製造する方法の一例について説明する。

まず、泡沫形成部１０における加熱装置５１に水を仕込み、８５℃に昇温した後、得られた温水に、界面活性剤とゲル化剤とを投入する。次いで、加熱装置５１内の液体４２を水流ポンプ５２により循環させて撹拌することにより、界面活性剤とゲル化剤とを上記温水に均一に分散もしくは溶解させる。

次いで、旋回流式微細気泡発生器５３に自吸的に導入された気体と、循環させている液体４２とにより気液混合液を生成し、これを旋回流式微細気泡発生器５３内にらせん状に導入することで気体を微細化して排出口５３ｃから加熱装置５１内の液体４２中に排出する。

このように界面活性剤とゲル化剤とが液体４２中に均一に分散した状態で気泡を発生させると、界面活性剤とゲル化剤とで形成される被膜の内側に気体を含んだ状態の泡沫４１が形成され、図２に示すように液体４２の液面上に集積する。

なお、本例でも、その一方で、泡沫混合部３０における加熱装置３１に水を仕込み、増粘多糖類を添加して、撹拌して溶解させる。このとき、必要であれば、増粘多糖類を水に溶解させるために、加熱装置３１内の水を加熱してもよい。上記粘性気泡液を例えば経口造影剤に使用する場合、加熱装置３１中の液体４３（粘性水溶液）の粘度は、最終的に、常温で、数十〜数百ｍＰａ・ｓとなるように調整することが望ましい。

次いで、液体４２の液面上に集積した泡沫４１を、保温材等で冷却を防いだ泡沫移動部２０を経由して、泡沫混合部３０における加熱装置３１に移す。

これにより、本例でも、予め増粘多糖類にて粘度を調整した、加熱装置３１内の液体４３中に、上記泡沫４１を分散させる。これにより、気泡濃度が高く、気泡消滅速度の遅い粘性気泡液を生成することができる。

（変形例）
次に、アルギン酸塩を用いて粘性気泡液を製造する方法の一例について説明する。

ゲル化剤として、アルギン酸塩と、アルギン酸塩をゲル化させるためのカルシウムとして例えば塩化カルシウムあるいは炭酸カルシウムを用いる場合、液体４２は、以下のようにして調製する。

まず、泡沫形成部１０における加熱・撹拌装置１１または加熱装置５１に水を仕込み、８５℃に昇温した後、得られた温水に、界面活性剤とアルギン酸塩とを投入して十分に撹拌する。

その後、上記加熱・撹拌装置１１または加熱装置５１に、塩化カルシウムあるいは炭酸カルシウムを添加し、再度十分撹拌した上で、多孔質式微細気泡発生器１３あるいは旋回流式微細気泡発生器５３により微細気泡を発生させる。これにより、本例でも、界面活性剤とゲル化剤とで形成される被膜の内側に気体を含んだ状態の泡沫４１が形成され、加熱・撹拌装置１１または加熱装置５１内の液体４２の液面上に集積する。

その後、本例でも、上記泡沫４１を、予め増粘多糖類にて粘度を調整した、加熱装置３１内の液体４３中に分散させる。これにより、気泡濃度が高く、気泡消滅速度の遅い粘性気泡液を生成することができる。

〔実施例〕
以下、実施例および比較例により、実施形態１、２にかかる粘性気泡液およびその製造方法についてさらに詳細に説明する。しかしながら、本発明は、以下の実施例によって限定されるものではない。

以下では、簡易的に小規模で粘性気泡液を製造（生成）し、得られた粘性気泡液の性能について評価を行った結果を示す。

図３の（ａ）〜（ｃ）は、粘性気泡液の製造方法を工程順に示す断面図である。

まず、図３の（ａ）に示すように、電磁加熱器６１上に、水として、５００ｃｃの水道水を入れた電磁調理用鍋６２を配置し、温度計６３で温度を測定しながら、電磁調理用鍋６２内の水を８５℃まで昇温した。

次いで、上記電磁調理用鍋６２内の水（温水）を撹拌器６４で撹拌しながら、上記電磁調理用鍋６２内に、界面活性剤として、上記水に対し、０．５重量％のレシチンを、少しずつ投入した。

次いで、上記電磁調理用鍋６２内の混合液を撹拌器６４で撹拌しながら、上記電磁調理用鍋６２内に、ゲル化剤として、上記水に対し、０．５重量％の「ゲルアップＷＭ」を少しずつ投入することにより、上記界面活性剤およびゲル化剤を含む液体（液体４２）として、水溶液８１を得た。

次いで、図３の（ｂ）に示すように、得られた水溶液８１を、適当な大きさのビーカー６５（例えば１Ｌビーカー）に移し、該ビーカー６５内に撹拌子６６を入れ、スターラー６７で撹拌しながら自然冷却した。

その後、ビーカー６５内の水溶液８１の温度が６５℃を下回ったとき、コンプレッサー６８に接続した気泡発生装置６９で気泡を発生させた。なお、気泡発生装置６９には、株式会社ナック社製の多孔質方式のマイクロナノバブル発生装置である、コラム型の「Ｆｏａｍｅｓｔ（フォーメスト）」（登録商標）を用いた。

この結果、ビーカー６５内の水溶液８１の液面上に、複数の泡沫４１が集積してなる泡沫部が形成された。

次いで、ビーカー６５内の水溶液８１の液面上に集積した泡沫４１を、全て、図３の（ｃ）に示すように別のビーカー７１に回収した。

一方、さらに別のビーカー７２に、液体４３（粘性液）として、増粘多糖類である「とろみアップパーフェクト」を、水（水道水）に１重量％の濃度で溶解させた「とろみアップパーフェクト」水溶液からなる、とろみ液８２を調製した。なお、とろみ液８２の粘度は０．８Ｐａ・ｓであった。

次いで、図３の（ｃ）に示すように、上記とろみ液８２に、ビーカー７１に回収した泡沫４１を全量加えて混合した。これにより、とろみ液８２に、泡沫４１が気泡として分散された、本実施例にかかる粘性気泡液を得た。

このようにして得られた、泡沫４１からなる、粘性気泡液中の気泡径・体積・気泡径分布・ボイド率・消失率を測定した。

図４は、得られた粘性気泡液中の気泡の物性の測定に用いた装置を示す断面図である。

粘性気泡液中の気泡の物性を測定するには、まず、回転台９１に、サンプル９３として粘性気泡液を入れたシャーレ９２を載せ、サンプル９３にレーザー光を照射する。そして、サンプル９３中の気泡の投影像を、光学顕微鏡に取り付けられたカメラ９５で撮像して画像解析を行うことで、粘性気泡液中の気泡の物性を測定する。

なお、サンプル９３の厚さが厚くなると光透過度が低くなるため、本実施例では、サンプル９３の厚さを減らすために、レーザー９４とカメラ９５とを垂直方向に配置して測定を行った。

以下に、上記各物性の測定方法について説明する。

（気泡径）
カメラ９５で撮像した画像を、ペイントアプリケーションで表示させ、例えば図５の（ｂ）に示すように各気泡の縁に円を重ね合わせた。そして、この重ね合わせた円の直径を、気泡径として測定した。

（気泡の体積）
カメラ９５で撮像した１枚の画像で、該画像の二次元のサイズ（縦横サイズ）と焦点距離とから撮像部分の体積を計算することで、上記画像中の全ての気泡の体積をそれぞれ算出した。

（気泡径分布）
カメラ９５で撮像した１枚の画像で、該画像の二次元のサイズ（縦横サイズ）と焦点距離とから撮像部分の体積を計算するとともに、画像１枚中の気泡の数を、気泡径毎に全て数え、それぞれ１ｍｌ当たりに換算した。これにより、粘性気泡液１ｍｌ当たりにおける気泡径毎の気泡の数を求めた。

（気泡のボイド率）
上記の方法で算出した、撮像部分における粘性気泡液全体の体積と、全ての気泡の体積の和とから、上記粘性気泡液の単位体積において上記気泡の体積が占める割合（気泡の体積含有率）を、気泡のボイド率として算出した。

（気泡の消失率）
製造したサンプルを密閉して冷暗所で保管し、製造直後、製造から３日間、製造から７日間、製造から３５日間の経過時間をおいて、ボイド率を測定した。この経過日数とボイド率とをグラフに表し、以下の計算式で近似線を引き、１日当たりの消失率を求めた。

すなわち、粘性気泡液のボイド率をＢ、消失率をλとすると、次式（１）の関係が成立する。

−ｄＢ／ｄｔ＝λＢ ・・・（１）
そこで、式（１）を解くと、次式（２）のようになる。なお、式（２）中、Ｂ_０は、製造直後の初期値を表す。

Ｂ＝Ｂ_０×ｅｘｐ（−λｔ） ・・・（２）
ここで、実測値のプロットから近似直線で（２）式を求めると、Ｂ_０＝０．３７５６、λ＝０．０４９となる。なお、このとき、ｔは、日単位とした。

（測定結果）
図５の（ａ）は、製造直後の上記粘性気泡液の光学顕微鏡写真を示す図であり、図５の（ｂ）は、製造後、５℃で冷蔵保存したときの製造から３日間経過後の上記粘性気泡液の光学顕微鏡写真において、気泡の縁に気泡直径を測定するための円を重ね合わせて示す図である。

また、製造直後、製造から３日間経過後、製造から７日間経過後、製造から３５日間経過後における上記粘性気泡液の気泡の体積分布を、順に、図６〜図９に示す。また、このときのボイド率の推移を図１０に示すとともに、経過日数とボイド率の推移とを表１に示す。なお、何れも、製造後の上記粘性気泡液の保管は、５℃の冷蔵保存とした。

また、図１１に、製造から３日間経過後の上記粘性気泡液の気泡径分布を示す。

本実施例によれば、図６〜図９および図１１に示すように、直径２ｍｍ以下、例えば最大直径１．６ｍｍの気泡を、安定して得ることができた。

また、本実施例によれば、図１０から判るように、１０％以上のボイド率が必要と仮定した場合、２５日〜３０日程度の寿命があるため、取り扱い容易な粘性気泡液を得ることができることが判る。

ここで、比較のために、通常の方法で得られた、直径１ｍｍの通常の気泡（つまり、水等の液体中に空気を吹き込むことで発生させた直径１ｍｍの気泡）の上記液体中での上昇速度と移動時間とを、図１２および表２に示す。

なお、気泡の上昇速度および移動時間は、次式（３）から計算して求めた。

（気泡の上昇速度）
気泡上昇速度は、該気泡上昇速度をＶ∞、気泡半径をｒ、重力加速度をｇ、液体粘度をμ、液体密度をρｆ、気泡内気体密度をρｂとすると、浮力、重力、ストークス抵抗のバランスより、次式
Ｖ∞＝（ρｆ−ρｂ）／６πμr×（４／３πｒ^３）×ｇ ・・・（３）
で与えられる（非特許文献２参照）。

（気泡の移動時間）
上記上昇速度から、気泡が粘性液中を１０ｃｍ移動する時間を計算で求めた。

図１２および表２に示すように、直径１ｍｍの通常の気泡は、本実施例で用いたとろみ液８２のように０．８Ｐａ・ｓ程度の粘度の液体であれば、１分もかからずに該液体を抜けてしまう。なお、図１２および表２に示すように、たとえ液体の粘度を１０Ｐａ・ｓまで大きくしたとしても、１０ｃｍ気泡が移動するのに要する時間は約３０分であり、せいぜい数十分ほどで気泡が抜けてしまうことが判る。

このように、特許文献１並びに図１２および表２に示す結果からすれば、従来の造影剤は、瞬時と言っても過言ではない速さで気泡が消失する。

これに対し、本実施例で得られた粘性気泡液は、図１０および表１に示すように、製造直後のボイド率が１０％以上であるのみならず、１日当たりの気泡の消失率が１０％以下（図１０に示す例では４．９％／日）と、非常にゆっくりとした消失速度を有している。なお、図１０に示す例では、１０％以上のボイド率を２５日〜３０日間維持できていると考えられるとともに、実際、製造から３５日経過後に残存している気泡のボイド率は７．１％であり、５％以上ものボイド率を維持し続けていることが判る。

このため、上記粘性気泡液は、超音波検査に非常に好適であり、該粘性気泡液を造影剤として用いることで、従来よりも取り扱い性に格段に優れた造影剤を提供することができる。また、上記粘性気泡液を造影剤として用いることで、従来では不可能であった、気泡を含有する造影剤を予め大量に準備することが可能になるため、例えば集団健康診断等において、検査効率を大幅に改善することができる。また、上記粘性気泡液を造影剤として用いることで、１回の超音波検査にかける時間を従来よりも長くとることもできる。さらには、従来の造影剤では造影時まで気泡を維持することができなかった長さを有する検査対象物の検査が可能になる等、検査対象物の拡大を図ることもできる。

なお、上記粘性気泡液のボイド率（つまり、上記粘性気泡液において上記気泡が占める体積の割合）は、用途に応じて、使用時に必要なボイド率を確保することができるように適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。

図１３に、本実施例で得られた粘性気泡液を造影剤として用いた造影画像（超音波エコー画像）を示す。

なお、図１３は、水の中にチューブを通し、該チューブ内に粘性気泡水を通して、外部から超音波検査を行ったときの造影画像である。

図１３では、１ｍｍ以下の気泡を分散させた粘性気泡水を用いており、該気泡が区別して観察されることから、超音波解像力は、少なくとも１ｍｍ程度であることが判る。

以上のように、上記形態および実施例によれば、気泡を長時間に亘って保持できる粘性気泡液およびその製造方法並びに粘性気泡液の製造装置を提供することができる。

上述したように、上記形態および実施例にかかる粘性気泡液は、超音波検査における造影剤として好適に用いることができる。

例えば、医療分野では、嚥下機能を検査するための造影剤、口腔内の異常を検査するための造影剤、消化器系の内腔部の異常を検査するための造影剤等として利用可能である。

また、工業分野では、各種配管内等の、外部から目視できない部分の非破壊検査等における造影剤として好適に利用することができる。

また、上記形態および実施例にかかる粘性気泡液は、気泡を多く含有することができることから、含有する気泡内気体の種類および気泡を分散させる粘性液の種類を適宜選択・変更することで、種々の機能性粘性液として用いることが可能である。このような機能性粘性液としては、例えば、水素粘性水、二酸化炭素粘性水等の、気泡を含有する機能性粘性水が挙げられる。

また、上記形態および実施例にかかる粘性気泡液の製造方法および製造装置は、気泡を含有させることで食品の食感を変化させることができることから、食材の食感を変化させるための方法並びに装置として用いることも可能である。

〔実施形態３〕
本実施形態では、上記粘性気泡液の保管（保存）方法について、図３の（ａ）〜（ｃ）、図１４、図１５を参照して以下に説明する。なお、以下では、説明の便宜上、実施形態１、２における構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

前記実施形態１、２に記載の方法で製造した粘性気泡液は、従来とは異なり、液中に気泡を長時間、安定的に保存できる。しかしながら、上記粘性気泡液を常圧（大気圧）で保存した場合、１０％／日以下の速度でボイド率が低下する。

そこで、本実施形態では、上記ボイド率の低下を改善するため、上記粘性気泡液を加圧下で保管（すなわち加圧保管）する。このために、本実施形態では、上記粘性気泡液を保管する保管容器を内部加圧する。

本実施形態によれば、このように上記保存容器内を加圧してその内圧を高めることで、保管中の粘性気泡液のボイド率の低下を抑制し、気泡を長時間安定して含有させることができる。このため、本実施形態によれば、上記粘性気泡液の製造頻度を削減し、検査作業の煩雑さを無くすことができる。

なお、上記保管容器の材質および形状は、特に特定されず、容器内部の加圧に耐えられる保管容器（以下、「加圧保管容器」と称する）であればよい。上記加圧保管容器には、市販の容器を使用することができる。

上記加圧保管容器の内圧は、大気圧よりも高ければ、特に限定されない。本実施形態では、例えば、加圧保管容器を加圧しないときの、常圧（大気圧）での加圧装置のゲージ圧を０ＭＰａとすると、加圧保管容器の内圧が、ゲージ圧で例えば０．１ＭＰａ以上（つまり、大気圧＋０．１ＭＰａ以上）となるように加圧して粘性気泡液を保管した。

なお、粘性気泡液は、加圧保管容器の内圧が高いほどボイド率の減少率が低い。このため、加圧保管容器の内圧の上限値は、特に限定されるものではない。

しかしながら、加圧保管容器の内圧を高くするためには、その内圧に耐えられる容器が必要なる。このため、本実施形態では、加圧保管容器の加圧耐性および入手の容易さ、並びに、設備投資の低減の観点から、加圧保管容器の内圧を、例えば、ゲージ圧で０．５ＭＰａ以下とした。加圧保管容器の内圧が０．５ＭＰａである場合、粘性気泡液を大気圧で保管する場合と比較して、ボイド率の減少率を極めて小さく抑えることができる。

しかしながら、勿論、加圧耐性が高い加圧保管容器を使用した場合、加圧保管容器の内圧をさらに高く設定することができることは、言うまでもない。

（粘性気泡液の加圧保管方法）
以下に、上記粘性気泡液の加圧保管方法について、より具体的に説明する。

まず、保管する粘性気泡液を製造した。粘性気泡液は、前記〔実施例〕に記載の図３の（ａ）〜（ｃ）に示す製造方法に準じて製造した。

具体的には、まず、図３の（ａ）に示す工程で、電磁調理用鍋６２内の水を、電磁加熱器６１で、約８５℃に昇温した。その後、上記電磁調理用鍋６２内の水（温水）を撹拌器６４で撹拌しながら、界面活性剤としてのレシチン、および、ゲル化剤としての「ゲルアップＷＭ」を、それぞれ水に対し０．３重量％の割合で添加し、１０分間攪拌した。これにより、上記レシチンおよび「ゲルアップＷＭ」を溶解させた水溶液８１を調製した。

次に、図３の（ｂ）に示すように、上記水溶液８１をビーカー６５に移し、温度を６５℃で一定に保ちながら、加圧装置に接続した気泡発生装置６９で気泡を発生させることにより、泡沫４１を形成した。気泡発生装置６９には、「Ｆｏａｍｅｓｔ（フォーメスト）」（登録商標）を使用した。加圧装置にはコンプレッサー６８を使用し、圧力は、０．２ＭＰａとした。ビーカー６５内の水溶液８１の液面上に集積した泡沫４１は、全て、図３の（ｃ）に示す別のビーカー７１に回収した。

次に、別のビーカー７２に入れた水を、電磁加熱器６１で約８５℃に保ち、増粘剤として「とろみアップパーフェクト」を、水に対し１重量％の割合で添加して１０分間攪拌することにより溶解させ、図３の（ｃ）に示すとろみ液８２を製造した。

次に、図３の（ｃ）に示すように、上記とろみ液８２に上記泡沫４１を混合し、攪拌して上記泡沫４１を上記とろみ液８２に分散させることで、粘性気泡液を製造した。

上記とろみ液８２と上記泡沫４１との混合比率は、３００ｃｃのとろみ液８２に対し、泡沫４１を５００ｃｃとした。上記混合比率の粘性気泡液を複数回製造した後、製造した各粘性気泡液を混合攪拌して均一化し、２００ｃｃずつの保管試料に分けて３００ｃｃの加圧保管容器に入れて保管した。

保管試料には、加圧保管容器を、大気によりその内圧が０.３ＭＰａになるように加圧した加圧保管試料３個と、加圧していない常圧保管試料１個とを製造した。

また、併せて、加圧保管容器を、その内圧が、ゲージ圧で０.１ＭＰａ、０.３ＭＰａ、０.５ＭＰａになるように加圧した加圧保管試料を各１個ずつと、加圧していない常圧保管試料１個とを製造した。

加圧保管試料の各物性は、製造直後、並びに、製造から７日間経過後および１４日間経過後に、１試料ずつ加圧保管試料を開封して測定した。一方、常圧保管試料の各物性は、同じ試料を、製造直後、並びに、製造から７日間経過後後および１４日間経過後後に測定した。

また、加圧保管容器の内圧を変えた試料の各物性は、表４に示すように、製造直後、並びに、製造から７日間経過後および１４日経過後に測定した。なお、試料の各物性の測定項目および測定方法は、前記〔実施例〕と同じであり、前記〔実施例〕と同様にして、気泡径、気泡の体積、気泡径分布、気泡のボイド率、１日当たりの気泡の消失率を測定した。

（測定結果）
図１４は、上記加圧保管容器に内圧を加えた場合と加えない場合とにおける、粘性気泡液のボイド率の推移を示すグラフである。

また、表３に、上記加圧保管容器に内圧を加えた場合と加えない場合とにおける、製造直後、並びに、製造から７日間経過後および１４日経過後の粘性気泡液のボイド率を、１４日間の保管期間における、１日当たりの気泡の消失率と併せて示す。

表３および図１４に示すように、粘性気泡液の製造直後のボイド率は５７.８％であった。また、製造から７日間経過後のボイド率は、加圧保管試料で５５.５％、常圧保管試料で２９.３％であった。また、製造から１４日経過後のボイド率は、加圧保管試料で３６％、常圧保管試料で２３％であった。

また、前記〔実施例〕と同様にして、１日当たりの気泡の消失率を測定した。すなわち、粘性気泡液のボイド率をＢ、消失率をλとすると、前記式（１）および式（２）の関係が成立する。そこで、ｙ軸をボイド率Ｂ（すなわち、ｙ＝Ｂ）とし、ｘ軸を経過日数ｔ（すなわち、ｘ＝ｔ）として、図１４に示す実測値のプロットから、近似直線で（２）式を求めると、加圧保管試料の場合、Ｂ_０＝０．６１７１、λ＝０．０３４となる。また、常圧保管試料の場合、Ｂ_０＝０．５３７４、λ＝０．０６６となる。

したがって、表３に示すように、１４日間の保管期間における、常圧保管試料の１日当たりの気泡の消失率は、加圧保管試料で３.４％／日となり、常圧保管試料で６.６％／日となる。

上記の結果から、粘性気泡液を常圧で保管した場合と比較して、加圧下で保管した方が、粘性気泡液中の気泡を安定的に保存できることが判る。

また、加圧保管容器の内圧を変えた試料についても、前記〔実施例〕と同様にして、別途、気泡径、気泡の体積、気泡径分布、気泡のボイド率を測定するとともに、気泡の消失率として、加圧保管容器の内圧を変えた場合のボイド率の減少率を測定した。

図１５は、上記加圧保管容器の内圧を変化させた場合における、製造から７日間経過後の粘性気泡液のボイド率の減少率を示すグラフである。

また、表４に、上記加圧保管容器の内圧を変化させた場合における、製造直後および製造から７日間経過後の粘性気泡液のボイド率の推移を、製造から７日間経過後の粘性気泡液のボイド率の減少率と併せて示す。

表４および図１５に示すように加圧保管容器の内圧を変えた場合、製造から７日間経過後の加圧保管容器内の加圧保管試料のボイド率の減少率は、内圧０.１ＭＰａで１５.８％（＝５７．８％−４２％）、０.３ＭＰａで２.８％（＝５７．８％−５５％）、０.５ＭＰａで１.３％（＝５７．８％−５６．５％）であった。また、製造から７日間経過後の常圧保管試料のボイド率の減少率は、２８.５％（＝５７．８％−２９．３％）であった。

上記の結果から、粘性気泡液は、加圧保管容器の内圧が高いほどボイド率の減少率が低く、加圧保管容器の内圧を、例えば０.５ＭＰａ以下、より好適には０．３ＭＰａ以下に加圧して保管することで、常圧で保管する場合よりもボイド率の減少を低減することができることが判る。

〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、図３の（ａ）〜（ｃ）および図１６に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、以下では、説明の便宜上、実施形態１〜３における構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、界面活性剤とゲル化剤とを含む温水の温度と粘性気泡液のボイド率との関係について、実験例を用いて具体的に説明する。

（水溶液８１の水温を変化させた場合の粘性気泡液のボイド率）
なお、以下では、簡易的な実験として、前記〔実施例〕において、界面活性剤とゲル化剤とを含む水溶液８１の温度を変化させて気泡を発生させることにより粘性気泡液を製造する場合を例に挙げて説明する。しかしながら、上記温水として水溶液８１に代えて液体４２を用いた場合でも同様の傾向の結果が得られることは、言うまでもない。

以下に、本実施形態にかかる粘性気泡液の製造方法について説明する。なお、上述したように、本実施形態でも、粘性気泡液は、前記〔実施例〕に記載の図３の（ａ）〜（ｃ）に示す製造方法に準じて製造した。

具体的には、まず、図３の（ａ）に示す工程で、電磁調理用鍋６２内の水を、電磁加熱器６１で、約８５℃に昇温した。その後、上記電磁調理用鍋６２内の水（温水）を撹拌器６４で撹拌しながら、界面活性剤としてのレシチン、および、ゲル化剤としての「ゲルアップＷＭ」を、それぞれ水に対し０．３重量％の割合で添加し、１０分間攪拌した。これにより、上記レシチンおよび「ゲルアップＷＭ」を溶解させた水溶液８１を調製した。

次に、図３の（ｂ）に示すように、上記水溶液８１をビーカー６５に移し、温度を一定に保ちながら、加圧装置に接続した気泡発生装置６９で気泡を発生させることにより、泡沫４１を形成した。本実施形態では、ビーカー６５内の水溶液８１の温度を、それぞれ、４５℃、５０℃、５５℃、６０℃、６５℃、７０℃、７５℃に保持した以外は、同様の操作を行い、各温度で気泡を発生させた。そして、得られた各ビーカー６５内の水溶液８１の液面上に集積した泡沫４１を、それぞれ、別のビーカー７１に回収した。

なお、本実施形態でも、気泡発生装置６９には「Ｆｏａｍｅｓｔ（フォーメスト）」（登録商標）を使用した。また、加圧装置にはコンプレッサー６８を使用し、圧力は、０．２ＭＰａとした。

次に、別のビーカー７２に入れた水を、電磁加熱器６１で約８５℃に保ち、増粘剤として「とろみアップパーフェクト」を、水に対し１重量％の割合で添加して１０分間攪拌することにより溶解させ、図３の（ｃ）に示すとろみ液８２を製造した。

その後、図３の（ｃ）に示すように、別々のビーカー７２に入れた各とろみ液８２と、各ビーカー７１内に回収した、各温度で発生させた泡沫４１とをそれぞれ混合し、攪拌して、各泡沫４１を、各ビーカー７２内のとろみ液８２にそれぞれ分散させることで、各粘性気泡液を製造した。なお、各とろみ液８２と各泡沫４１との混合比率は、３００ｃｃのとろみ液８２に対し、泡沫４１を５００ｃｃとした。

そして、このようにして製造した、製造直後の各粘性気泡液の物性をそれぞれ測定した。なお、試料の各物性の測定項目および測定方法は、前記〔実施例〕と同じであり、前記〔実施例〕と同様にして、気泡径、気泡の体積、気泡径分布、気泡のボイド率を測定した。

（測定結果）
図１６および表５に、上記界面活性剤とゲル化剤とを含む水溶液８１の温度を変化させることにより得られた各粘性気泡液のボイド率を示す。

表５および図１６に示すように、上記界面活性剤とゲル化剤とを含む水溶液８１の温度を４５℃、５０℃、５５℃、６０℃、６５℃、７０℃、７５℃と変化させた場合、得られた粘性気泡液のボイド率に変化が見られた。

すなわち、表５および図１６に示すように、ボイド率は、水溶液８１の保温温度を６０℃として泡沫４１を製造したときがピークで、その前後の５０℃、５５℃、６５℃、７０℃で泡沫４１を製造した場合、ボイド率が若干低下する。また、水溶液８１の保温温度が４５℃および７５℃の場合には、水溶液８１の保温温度を６０℃とした場合と比較して、ボイド率が極端に低下する傾向があった。

以上の結果から、泡沫４１を製造するときに、上記界面活性剤とゲル化剤とを含む水溶液８１の温度を５０℃〜７０℃の範囲内に維持して泡沫４１を製造すれば、上記温度を４５℃あるいは７５℃に維持して製造した泡沫４１を用いて粘性気泡液を製造する場合と比べてボイド率を各段に向上させることができることが判る。

〔実施形態５〕
本発明のさらに他の実施形態について、図３の（ａ）〜（ｃ）および図１７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、以下では、説明の便宜上、実施形態１〜４における構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態では、上記粘性気泡液が機能性食品である場合について説明する。

（機能性食品）
上記粘性気泡液を食品として使用する場合、前述したように、上記界面活性剤とゲル化剤とを含む水溶液８１に導入される気体としては、人体に無害な気体が使用される。このとき、上記気体として、例えば抗酸化作用等の機能を有する気体を使用することで、上記粘性気泡液を、機能性食品として使用できる。上記機能性食品としては、例えば、気泡として水素ガスを含有する水素ガス含有食品が挙げられる。

以下、本実施形態では、上記気体として、水素ガスを用いた場合を例に挙げて説明する。なお、本実施形態でも、粘性気泡液は、前記〔実施例〕に記載の図３の（ａ）〜（ｃ）に示す製造方法に準じて製造した。

具体的には、まず、図３の（ａ）に示す工程で、電磁調理用鍋６２内の水を、電磁加熱器６１で、約８５℃に昇温した。その後、上記電磁調理用鍋６２内の水（温水）を撹拌器６４で撹拌しながら、界面活性剤としてのレシチン、および、ゲル化剤としての「ゲルアップＷＭ」を、それぞれ水に対し０．３重量％の割合で添加し、１０分間攪拌した。これにより、上記レシチンおよび「ゲルアップＷＭ」を溶解させた水溶液８１を調製した。

次に、図３の（ｂ）に示すように、上記水溶液８１をビーカー６５に移し、温度を６５℃で一定に保ちながら、加圧装置に接続した気泡発生装置６９で水素ガス含有気泡を発生させることにより、水素ガスを含有する泡沫４１を形成した。

本実施形態では、水素ガスを使用するため、ビーカー６５の上部に蓋をし、排気ラインを設置して、水素検出器にて水素ガスの漏れ状態を監視しながら実験を行った。

なお、気泡発生装置６９には、「Ｆｏａｍｅｓｔ（フォーメスト）」（登録商標）を使用した。また、加圧装置にはコンプレッサー６８を使用し、圧力は、０．２ＭＰａとした。ビーカー６５内の水溶液８１の液面上に集積した泡沫４１は、全て、図３の（ｃ）に示す別のビーカー７１に回収した。

次に、別のビーカー７２に入れた水を、電磁加熱器６１で約８５℃に保ち、増粘剤として「とろみアップパーフェクト」を、水に対し１重量％の割合で添加して１０分間攪拌することにより溶解させ、図３の（ｃ）に示すとろみ液８２を製造した。

次に、図３の（ｃ）に示すように、上記とろみ液８２に上記泡沫４１を混合し、攪拌して上記泡沫４１を上記とろみ液８２に分散させることで、気泡として水素ガスを含有する粘性気泡液を製造した。

上記とろみ液８２と上記泡沫４１との混合比率は、３００ｃｃのとろみ液８２に対し、泡沫４１を５００ｃｃとした。

そして、このようにして製造した、製造直後、並びに、製造から７日間経過後の粘性気泡液の物性を測定した。なお、試料の各物性の測定項目および測定方法は、前記〔実施例〕と同じであり、前記〔実施例〕と同様にして、気泡径、気泡の体積、気泡径分布、気泡のボイド率、１日当たりの気泡の消失率を測定した。

（測定結果）
図１７および表６に、気泡として水素ガスを含有する粘性気泡液における、粘性気泡液のボイド率の推移を示す。

表６および図１７に示すように、上記粘性気泡液のボイド率は、製造直後で４２.５％、製造７日後で２３.４％であった。

また、前記したように、粘性気泡液のボイド率をＢ、消失率をλとすると、前記式（１）および式（２）の関係が成立することから、ｙ軸をボイド率Ｂ（すなわち、ｙ＝Ｂ）とし、ｘ軸を経過日数ｔ（すなわち、ｘ＝ｔ）として、図１７に示す実測値のプロットから、近似直線で（２）式を求めると、Ｂ_０＝０．４２５、λ＝０．０８５となる。

したがって、上記粘性気泡液の１日当たりの気泡の消失率は、８．５％／日であり、粘性気泡液は、水素ガス気泡を、高濃度で安定的に保存していた。

以上のように、界面活性剤とゲル化剤とを含む被膜に気体として水素ガスが内包されている泡沫４１が、増粘剤を含む水溶液である、とろみ液８２中に分散されている粘性気泡液は、界面活性剤とゲル化剤とを含む水溶液８１に導入される気体を水素ガスにすることで、気泡中に水素ガスを、長時間、高濃度の状態で維持できることが判った。

したがって、上記粘性気泡液は、機能性食品として使用可能であり、例えば、上記粘性気泡液を飲用することで、高濃度水素ガスを含有した状態で上記粘性気泡液を体内に摂取できる。高濃度水素ガスの状態で体内に摂取された水素分子（Ｈ_２）は、肝臓ホルモン「ＦＧＦ２１」を誘発して、エネルギー代謝を促進することによって、肥満と糖尿病とを改善する。また、水素を体内に水素分子として取り入れることで、抗酸化作用が期待される。水素は、抗酸化作用により、老化防止・動脈硬化・糖尿病・シミ・シワ・白内障等に効能がある。

〔まとめ〕
本発明の態様１にかかる粘性気泡液は、界面活性剤とゲル化剤とを含む被膜に気体が内包されてなる泡沫４１が、増粘剤を含む水溶液からなる粘性液中（液体４３、とろみ液８２）に気泡として分散されている。

上述したように、気泡は、例えば超音波の良い反射源であり、気泡寿命が長い気泡液の開発が望まれている。しかしながら、気泡液中に気泡が存在する時間は、通常１分間以下と極めて短く、瞬時といっても過言ではない。特許文献１でさえも、気泡の寿命を約５分間〜約１０分間しか延長できていない。

しかしながら、上記態様１の粘性気泡液は、気泡の消失速度が非常にゆっくりであり、従来と比較して、格段に気泡の寿命を延長することができる。

特に、本発明の態様２にかかる粘性気泡液は、上記態様１において、上記気泡の消失速度が、１０％／日以下である構成を有している。

また、本発明の態様３にかかる粘性気泡液は、上記態様１または２において、上記粘性気泡液中の気泡のボイド率が５％以上（一例として、図１０に示す実験結果によれば、例えば、５％以上、最大４２．８％）である構成を有している。

本発明の態様４にかかる粘性気泡液は、上記態様１〜３の何れかにおいて、上記気泡の直径が２ｍｍ以下である構成を有している。

したがって、本発明の態様１〜４にかかる粘性気泡液は、例えば超音波造影剤として好適に使用することができる。上記粘性気泡液を造影剤として用いることで、従来よりも取り扱い性に格段に優れた造影剤を提供することができる。

本発明の態様５にかかる粘性気泡液は、上記態様１〜４の何れかにおいて、当該粘性気泡液が機能性食品である構成を有している。

上記機能性食品としては、例えば、気泡として水素ガスを含有する水素ガス含有食品が挙げられる。

すなわち、本発明の態様６にかかる粘性気泡液は、上記態様１〜５の何れかにおいて、上記気体が水素ガスである構成を有している。

上記界面活性剤とゲル化剤とを含む被膜に気体として水素ガスが内包されている泡沫４１が、増粘剤を含む水溶液（液体４３、とろみ液８２）中に分散されている粘性気泡液は、上記気体を水素ガスにすることで、上記気泡中に水素ガスを長時間、高濃度の状態で維持できる。

したがって、上記粘性気泡液は、水素ガスを確実かつ安定して含有する機能性食品として使用が可能である。水素は、抗酸化作用を有し、老化防止・動脈硬化・糖尿病・シミ・シワ・白内障等に効能がある。

また、本発明の態様７にかかる粘性気泡液の製造方法は、界面活性剤とゲル化剤とを含む温水（液体４２、水溶液８１）に気体を導入することで形成された泡沫４１を、増粘剤を含む水溶液からなる粘性液（液体４３、とろみ液８２）中に気泡として分散させる方法である。

また、本発明の態様８にかかる粘性気泡液の製造方法は、上記態様７において、上記界面活性剤とゲル化剤との配合割合が１：１である方法である。

また、本発明の態様９にかかる粘性気泡液の製造方法は、上記態様７または８において、上記泡沫の形成が、上記温水の温度を５０℃〜７０℃の範囲内に維持した状態で上記温水に上記気体を導入することにより行われる方法である。

さらに、本発明の態様１０にかかる粘性気泡液の製造装置（粘性気泡液製造装置１）は、上記態様７または８の粘性気泡液の製造方法に用いられる粘性気泡液の製造装置であって、界面活性剤とゲル化剤とを含む温水（液体４３、とろみ液８２）を入れる第１の容器（例えば加熱・撹拌装置１１あるいは加熱装置５１）と、増粘剤を含む水溶液からなる粘性液を入れる第２の容器（例えば加熱装置３１）と、上記第１の容器内の温水に気体を導入する気体導入器（例えば多孔質式微細気泡発生器１３あるいは旋回流式微細気泡発生器５３）と、上記第１の容器と上記第２の容器とを連結し、上記第１の容器内の温水に気体を導入することで上記温水の液面上に形成される泡沫４１を上記第２の容器に移動させる泡沫移動部（泡沫移動部２０）と、を備えている。

また、本発明の態様１１にかかる粘性気泡液の製造装置は、上記態様１０において、上記第１の容器および第２の容器は密閉可能に設けられているとともに、上記第１の容器内の圧力を制御する圧力制御機構（例えばコンプレッサー１２または水流ポンプ５２と、圧力計１５と、リリーフバルブ１６とからなる圧力制御機構）を備えている。

また、本発明の態様１２にかかる粘性気泡液の製造装置は、上記態様１０または１１において、上記気体導入器が多孔質式微細気泡発生器（多孔質式微細気泡発生器１３）である構成である。

また、本発明の態様１３にかかる粘性気泡液の製造装置は、上記態様１０または１１において、上記気体導入器が旋回流式微細気泡発生器（旋回流式微細気泡発生器５３）である構成である。

また、本発明の態様１４にかかる粘性気泡液の製造装置は、上記態様１０〜１３の何れかにおいて、上記泡沫移動部が保温材（保温材２２）で保温されている構成である。

上記態様７〜９にかかる粘性気泡液の製造方法並びに上記態様１０〜１４の何れかにかかる粘性気泡液の製造装置によれば、上述した、気泡を長時間に亘って保持できる粘性気泡液を製造することができる。特に、上記態様９に示すように、上記温水の温度を５０℃〜７０℃の範囲内に維持して上記気体を導入することにより上記泡沫を形成する場合、上記温水の温度を４５℃または７５℃に維持して上記気体を導入することにより上記泡沫を形成する場合と比較して、ボイド率を向上させることができる。

また、本発明の態様１５にかかる粘性気泡液の保管方法は、上記態様１〜６の何れかにかかる粘性気泡液を加圧下で保管する方法である。

また、本発明の態様１６にかかる粘性気泡液の保管方法は、上記態様１５において、上記粘性気泡液を保管する保管容器を、その内圧が、該保管容器を加圧しないときの加圧装置のゲージ圧を０ＭＰａとすると、該加圧装置のゲージ圧で０．５ＭＰａ以下となるように加圧して上記粘性気泡液を保管する方法である。

また、本発明の態様１７にかかる粘性気泡液の保管方法は、上記態様１６において、上記粘性気泡液を保管する保管容器を、その内圧が、上記加圧装置のゲージ圧で０．３ＭＰａ以下となるように加圧して上記粘性気泡液を保管する方法である。

上記態様１５〜１７の何れかにかかる粘性気泡液の保管方法によれば、上記粘性気泡液中の気泡を長時間に亘って保持できる。したがって、上記態様によれば、気泡を長時間安定的に含有させて保管（保存）することができる粘性気泡液の保管方法の保管方法を提供することができる。

本発明の粘性気泡液は、気泡の寿命が従来と比較して格段に長く、超音波検査における造影剤や、機能性粘性水として、好適に利用することができる。また、本発明の粘性気泡液の製造方法並びに製造装置は、上記造影剤や機能性粘性水の製造方法並びに製造装置として好適に用いることができるとともに、例えば食材の食感を変化させるための方法並びに装置として用いることもできる。

１ 粘性気泡液製造装置
１０ 泡沫形成部
１１ 加熱・撹拌装置（第１の容器）
１１ａ 容器部
１１ｂ 蓋部
１２ コンプレッサー（圧力制御機構）
１３ 多孔質式微細気泡発生器（気体導入器）
１４ 撹拌子
１５ 圧力計（圧力制御機構）
１６ リリーフバルブ（圧力制御機構）
２０ 泡沫移動部
２１ 連結管
２１ａ 開口部
２１ｂ 開口部
２２ 保温材
３０ 泡沫混合部
３１ 加熱装置（第２の容器）
３１ａ 容器部
３１ｂ 蓋部
３２ 撹拌機
４１ 泡沫
４２ 液体
４３ 液体
５１ 加熱装置（第１の容器）
５１ａ 容器部
５１ｂ 蓋部
５２ 水流ポンプ（圧力制御機構）
５３ 旋回流式微細気泡発生器（気体導入器）
５３ａ 吸気口
５３ｂ 吸液口
５３ｃ 排出口
６１ 電磁加熱器
６２ 電磁調理用鍋
６３ 温度計
６４ 撹拌器
６５ ビーカー
６６ 撹拌子
６７ スターラー
６８ コンプレッサー
６９ 気泡発生装置
７１ ビーカー
７２ ビーカー
８１ 水溶液
９１ 回転台
９２ シャーレ
９３ サンプル
９４ レーザー
９５ カメラ

Claims (4)

1. 界面活性剤とゲル化剤とを含む温水に気体を導入することで形成された泡沫を、増粘剤を含む水溶液からなる粘性液中に気泡として分散させる粘性気泡液の製造方法に用いられる粘性気泡液の製造装置であって、
   界面活性剤とゲル化剤とを含む温水を入れる第１の容器と、
   増粘剤を含む水溶液からなる粘性液を入れる第２の容器と、
   上記第１の容器内の温水に気体を導入する気体導入器と、
   上記第１の容器と上記第２の容器とを連結し、上記第１の容器内の温水に気体を導入することで上記温水の液面上に形成される泡沫を上記第２の容器に移動させる泡沫移動部と、を備えていることを特徴とする粘性気泡液の製造装置。
2. 上記第１の容器および第２の容器は密閉可能に設けられているとともに、
   上記第１の容器内の圧力を制御する圧力制御機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載の粘性気泡液の製造装置。
3. 界面活性剤とゲル化剤とを含む温水に気体を導入することで形成された泡沫を、増粘剤を含む水溶液からなる粘性液中に気泡として分散させる粘性気泡液の製造方法であって、
   請求項１または２に記載の粘性気泡液の製造装置を使用して、上記第１の容器内の上記温水に上記気体を導入することで上記泡沫を形成するとともに、形成された上記泡沫を、上記第２の容器に移動させることで、上記粘性液中に気泡として分散させることを特徴とする粘性気泡液の製造方法。
4. 上記泡沫の形成は、上記温水の温度を５０℃〜７０℃の範囲内に維持した状態で上記温水に上記気体を導入することにより行われることを特徴とする請求項３に記載の粘性気泡液の製造方法。