JP7344576B2 - 気泡/金属イオン複合体の製造装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、簡便に、効率よく、気泡/金属イオン複合体を製造できる製造装置を提供することである。
気体及び金属イオン水を混合し、金属イオンと水酸化物イオンとが再結合する前に気泡と金属イオンとを複合化させて気泡/金属イオン複合体含有水を生成させる複合体形成部とを備える点を要旨とする。
金属イオン発生部で金属イオン水を生成させた後、複合体形成部で気体及び金属イオン水を混合して気泡/金属イオン複合体含有水を生成させるか、
または金属イオン発生部で金属イオン水を生成させながら複合体形成部で気体及び金属イオン水を混合することを繰り返して、気泡/金属イオン複合体含有水を生成させることにより気泡/金属イオン複合体を製造する点を要旨とする。
金属粒子の含有量(重量%)は、金属粒子及び炭粒子の重量に基づいて、10~90が好ましく、さらに好ましくは20~80、特に好ましくは24~70である。
炭粒子の含有量(重量%)は、金属粒子及び炭粒子の重量に基づいて、10~90が好ましく、さらに好ましくは20~80、特に好ましくは30~76である。
なお、金属イオン水の生成と気体及び金属イオン水の混合を直列的に繰り返す場合、金属イオン生成部及び複合体形成部の複数個が直列的に繋がっていてもよいし、これらが一体化していてもよい(一体化している場合、金属イオン生成部及び複合体形成部のそれぞれが明確に区別できない場合も含む。)。
木質廃パレット(南洋材)を破砕して得たチップ(最長長さ2~10cm)を、縦型炭化炉(草・木チップ連続製炭機、TYPE180kg/Hr、村井鉄工所)で炭化させた後(700~800℃、30~40分間)、目開き2.8mmの金網を通過させて、最長長さ0.1~2.8cmの炭粒子(C1)を得た。炭粒子(C1)の精練度は3であった。
炭粒子(C1)30g及び金属粒子{M1;マグネシウム、株式会社関東金属、粒度分布(メッシュ/重量%):+8/0、+10/20.4、+40/79.2、-40/0.4、谷と山との差20~1500μmの蛇腹状凹凸を持つ。}70gをプラスチック製カートリッジ(内径25mm、長さ350mmの円筒形であり、底面及び上面に内径15mmの水の出入口を有する。)に詰め、この底部の水の入口に循環ポンプの吐出口を配管し、上部の水の出口は貯水タンクへ配管した。貯水タンクには循環ポンプの吸込口への配管と水の流入口と金属イオン水の排出口を設けて、金属イオン発生部を得た。
備長炭(精錬度2)を破砕してから、目開き2.8mmの金網を通過させて、最長長さ0.1~2.8cmの炭粒子(C2)を得た。
「炭粒子(C1)30g及び金属粒子{M1;マグネシウム}70g」を「炭粒子(C2)76g及び金属粒子(M1;マグネシウム)24g」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明の気泡/金属イオン複合体の製造装置(2)を調製した。
「金属粒子{M1;マグネシウム}」を「金属粒子{M2;アルミニウム、アルミダライ粉、有限会社古谷商店、谷と山との差10~1500μmの蛇腹状凹凸を持つ}」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明の気泡/金属イオン複合体の製造装置(3)を調製した。
「炭粒子(C1)30g及び金属粒子{M1;マグネシウム}70g」を「炭粒子(C3;ヤシガラ活性炭)76g及び金属粒子{M3;亜鉛、亜鉛ダライ粉、有限会社古谷商店、谷と山との差10~500μmの蛇腹状凹凸を持つ。}24g」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明の気泡/金属イオン複合体の製造装置(4)を調製した。
「炭粒子(C1)30g及び金属粒子{M1;マグネシウム}70g」を「炭粒子(C2)76g及び金属粒子{M4;鉄、鉄切り子、有限会社古谷商店、谷と山との差5~100μmの蛇腹状凹凸を持つ。}24g」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、本発明の気泡/金属イオン複合体の製造装置(5)を調製した。
特許文献1の実施例1において、Agプレートをマグネシウムプレートに変更したこと以外同様にして、金属イオン水生成装置(h1)を得た。
なお、「金属粒子{M1;マグネシウム}70g」を「金属粒子(銀)70g」に変更したこと以外、実施例1と同様にして、金属イオン水生成装置を調製したが、銀イオンは発生しないことを確認した(銀の酸化還元電位が高いため、金属粒子及び炭粒子、水により部分電池を構成できず、電子の授受もできないので、結果として銀イオンが発生しない。)ので、上記の通り電気分解を試みた。
実施例1で調製した金属イオン発生部と同じものを用いて、この流入口と、水の流入口を持つ複合体形成部(UFBノズル組み込み高圧ポンプ、株式会社シバタ)の排出口とを配管して、比較用の金属イオン発生装置(h2)を得た(金属イオン発生部と複合体形成部との結合を実施例とは後先逆にした例:特許文献1に記載された装置の順序で構成した。)。
なお、金属イオン発生部の排出口は、気泡/金属イオン複合体含有水の排出口に相当する。
実施例4で調製した金属イオン発生部と同じものを用いて、この流入口と、水の流入口を持つ複合体形成部(UFBノズル組み込み高圧ポンプ、株式会社シバタ)の排出口とを配管して、比較用の金属イオン発生装置(h3)を得た(金属イオン発生部と複合体形成部との結合を実施例とは後先逆にした例:特許文献1に記載された装置の順序で構成した。)。
なお、金属イオン発生部の排出口は、気泡/金属イオン複合体含有水の排出口に相当する。
実施例1~5で調製した気泡/金属イオン複合体の製造装置(1)~(5)を用いて、金属イオン発生部の貯水タンクに水道水5Lを注水し、これを循環ポンプでプラスチック製カートリッジ及び貯水タンク間を4L/分の流量で1時間循環させてから、金属イオン発生部の金属イオン水の排出口から金属イオン水を排出させて、複合体形成部の流入口へ流入させて、2L/分の流量で気泡/金属イオン複合体含有水の排出口から、気泡/金属イオン複合体含有水を排出させた。
また、金属イオン水を水道水に変更したこと以外、上記と同様にして気泡含有水を調製した。
また、電極間に電解をかけずに(電気分解をせずに)マイクロバブルを含む水を調製した。
また、複合体形成部の排出口から排出された気泡含有水の一部を保存した。
ゼータ電位測定装置(Zeta View、 Particle Metrix GmbH)を用いて、気泡/金属イオン複合体含有水及び金属イオン水について、それぞれゼータ電位(1;mV)を測定し、同様に、気泡含有水及びマイクロバブルを含む水について、それぞれゼータ電位(2;mV)を測定し、それぞれ3回の測定値の平均値を下表に示した。
また、同時に、気泡/金属イオン複合体含有水、金属イオン水、気泡含有水及びマイクロバブルを含む水に含まれる気泡の個数平均粒子径(nm)及び気泡数(個)を測定し、それぞれ3回の測定値の平均値を下表に示した。
同じ金属イオン同士において、ゼータ電位(1)及びゼータ電位(2)の差が大きい程、気泡/金属イオン複合体の含有量が多いと考えられる。また、気泡数が多い程、気泡/金属イオン複合体の含有量が多いと考えられる。
一方、気泡の表面はマイナスに帯電しており、金属イオンと水酸化物イオンとが再結合する前に、気泡と金属イオンとを複合化できれば、高濃度の金属イオンを含む水を調製できる。
そして、本発明の気泡/金属イオン複合体の製造装置は、金属イオンと水酸化物イオンとが再結合する前に、気泡と金属イオンとを複合化でき、安定な(沈殿しがたい)気泡/金属イオン複合体を容易に調製できる。
また、本発明の気泡/金属イオン複合体の製造装置によれば、腐食性気体(たとえば水素が金属容器を脆くするような場合)であっても、腐食性気体が金属イオンと複合化する(腐食性気体が金属イオンにより覆われる)ことにより、その腐食性を低減できると期待できる。また、溶解度の低い気体(1気圧、20℃の水1cm3に溶解する気体の溶解度(cm3)として、空気0.019、酸素0.031、二酸化炭素0.88、水素0.019等)であっても、水に高濃度で保持することが期待できる。また、気体が複合体を形成しており、各種材料を透過しにくいため、保存容器の選択の幅が広がることが期待できる。
このような小さな気泡/金属イオン複合体は、気泡と共に金属イオンを細胞内に容易に取り込むことができると考えられる。そうすると、ヒトや動物、植物の疲労回復、成長、疾患改善(頭皮ケア、アトピーケア等)等のために、気体と共に金属イオンを細胞表面(皮フ等)から直接吸収させることができる。
2 複合体形成部
3 プラスチック製カートリッジ
4 循環ポンプ
5 貯水タンク
6 水の流入口
7 金属イオン水の排出口
8 金属イオン水の流入口
9 高圧ポンプ
10 気体を細分化させる部材
11 気泡/金属イオン複合体含有水の排出口
Claims (5)
- 金属粒子及び炭粒子から構成され水と接触することにより金属イオン水を生成させる金属イオン発生部と、
気体及び金属イオン水を混合し、金属イオンと水酸化物イオンとが再結合する前に気泡と金属イオンとを複合化させて気泡/金属イオン複合体含有水を生成させる複合体形成部とを備えることを特徴とする気泡/金属イオン複合体の製造装置。 - 金属粒子が、マグネシウム、アルミニウム、亜鉛及び鉄からなる群より選ばれる少なくとも1種の粒子である請求項1に記載の気泡/金属イオン複合体の製造装置。
- 気体が空気、酸素、二酸化炭素及び水素からなる群より選ばれる少なくとも1種である請求項1又は2に記載の気泡/金属イオン複合体の製造装置。
- 気泡/金属イオン複合体含有水に含まれる気泡の個数平均粒子径が0.02~100μmである請求項1~3のいずれかに記載の気泡/金属イオン複合体の製造装置。
- 請求項1~4のいずれかに記載された気泡/金属イオン複合体の製造装置を用いて、
金属イオン発生部で金属イオン水を生成させた後、複合体形成部で気体及び金属イオン水を混合して気泡/金属イオン複合体含有水を生成させるか、
または金属イオン発生部で金属イオン水を生成させながら複合体形成部で気体及び金属イオン水を混合することを繰り返して、気泡/金属イオン複合体含有水を生成させることにより気泡/金属イオン複合体を製造することを特徴とする製造方法。
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