JP2016532550A - ゲルマニウムイオン水の製造方法及びゲルマニウムイオン水を用いた農作物の栽培方法 - Google Patents

Abstract

本発明の一実施例によるゲルマニウムイオン水の製造方法は、二酸化トリウム（ＴｈＯ２）又はトリウム鉱石の粉末を水に投入して放射線放出溶液を製造する過程と、反応容器に二酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）粉末と水を混合し、前記反応容器を前記放射線放出溶液に浸されるように浸漬させる過程と、前記放射線放出溶液を加熱する過程と、を含む。

Description

本発明は、ゲルマニウムイオン水の製造方法及びゲルマニウムイオン水を用いた農作物の栽培方法に係り、より詳細には、放射線の電離作用を活用し、ゲルマニウムをイオン化してゲルマニウムイオン水を製造する方法及びゲルマニウムイオン水を用いた農作物の栽培方法に関する。

ゲルマニウムは有機物や無機物の多様な形で岩石と土壌、植物と動物に存在する。地殻におおよそ７ｐｐｍ程含まれており、アメリカの基準で、土で０．６〜１．３ｍｇＧｅ／ｋｇ、水で０．００４〜０．６ｍｇ Ｇｅ／Ｌが発見される微量元素（ｔｒａｃｅ ｅｌｅｍｅｎｔ）である。

ゲルマニウム化合物は、無機ゲルマニウム化合物（ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｇｅｒｍａｎｉｕｍ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）と有機ゲルマニウム化合物（ｏｒｇａｎｉｃ ｇｅｒｍａｎｉｕｍ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）とに大きく分類される。一般的に、ゲルマニウム−炭素結合がない塩や酸化物を無機ゲルマニウムに分類する。

代表的な無機ゲルマニウムであるＧｅＯ_２（ｇｅｒｍａｎｉｕｍ ｄｉｏｘｉｄｅ）やゲルマニウムシトラートラクタート（ｇｅｒｍａｎｉｕｍ ｃｉｔｒａｔｅ ｌａｃｔａｔｅ）は、腎毒性（ｎｅｐｈｒｏｔｏｘｉｃｉｔｙ）があって急性腎不全を起こして死に至ることもある。無機ゲルマニウムの毒性はゲルマニウムが生体組織に蓄積されることが原因とされている。

これとは別に、有機ゲルマニウムはゲルマニウム−炭素結合を持っているが、この結合は、ゲルマニウムが炭素と同じ１４族であるため、安定な結合状態を維持し、生体内でも容易に結合が切れることがなく、生体組織に蓄積されず、容易に排出されて毒性がほとんどない。

１９８０年代は有機ゲルマニウム化合物が抗癌效果と免疫調節機能を持つという多くの研究結果が出るにつれ、癌とＡＩＤＳの進行を止め、癌細胞を殺すことができる抗癌效果を持つ免疫増強剤として知られるようになった。多様な有機ゲルマニウム化合物が１９５０年代に初めてロシアのＭｉｒｏｎｏｖによって合成され始め、１９６６年ｂｉｓ（２−ｃａｒｂｏｘｙｅｔｈｙｌｇｅｒｍａｎｉｕｍ）ｓｅｓｑｕｉｏｘｉｄｅ（Ｏ_３（ＧｅＣＨ_２ＣＨ２ＣＯＯＨ）_２）が合成された。

その直後の１９６７年、同じ物質であるｂｉｓ（２−ｃａｒｂｏｘｙｅｔｈｙｌｇｅｒｍａｎｉｕｍ）ｓｅｓｑｕｉｏｘｉｄｅ、（Ｏ_３（ＧｅＣＨ_２ＣＨ_２ＣＯＯＨ）_２）が日本東京のアサイゲルマニウム研究所（Ａｓａｉ Ｇｅｒｍａｎｉｕｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ）で合成され、これをＧｅ−１３２と命名した。このＧｅ−１３２化合物に対する化学的構造と物理化学的性質は既に報告されている。

以後、Ｇｅ−１３２に対して多数の研究が行われ、Ｇｅ−１３２が免疫増強効果を持ち、インターフェロン誘導（ＩＦＮ ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ）、ＮＫ細胞活性の増加、細胞毒性貪食細胞（ｃｙｔｏｔｏｘｉｃ ｍａｃｒｏｐｈａｇｅｓ）の生成、抗癌效果などを含む多様な生物学的效能を示すということを明かして来た。
このような有機ゲルマニウムの效能を確保するために多方面での研究が進められている。

特許文献１には、スイカに無機形態のゲルマニウムを肥料として供給して、有機ゲルマニウムを含有したスイカを栽培する方法であって、水に純度９９．９９９％以上の二酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ_２）を濃度が合うように当量を計算した後、ステンレスバケツに入れて加熱し、粉末二酸化ゲルマニウムをイオン化して水耕栽培用養液肥料にイオン化された無機態のゲルマニウムを適正濃度で溶解させてスイカを栽培する方法が開示されている。

特許文献２には、イオン化溶媒剤を使ってセレニウム又はゲルマニウムを溶解させた後、ｐＨを調節し、不純物をろ過して精製原液を製造することでゲルマニウム機能水を製造する方法が開示されている。
また、特許文献３には、超音波システムを利用してゲルマニウムと触媒とを衝突させてイオン化及び溶解させ、更に水の温度を高めることで衝突及びイオン、溶解を活性化する方法が開示されている。

このように、従来は単にゲルマニウム又は二酸化ゲルマニウムを水に分散させてゲルマニウム水溶液を製造していた。しかしこの時、ゲルマニウムは水に溶解しにくいし、溶液に溶解しなかったゲルマニウム成分を別途にフィルターで分離しなければならないという煩しさが存在した。

また、溶解度が低いため、大量の粉末をゲルマニウム溶液に投入しなければならず、生産コストが増加するという問題があり、溶解したゲルマニウムが沈澱しながら凝結するし、これを防ぐために水酸化ナトリウムを用いるとしても、水酸化ナトリウムの添加量が５％を越えると親環境農業資材として利用できないという問題があった。

前記の背景技術として説明された事項は、本発明の背景に対する理解を増進するためのものであって、この技術分野において通常の知識を有する者に既に知られている従来技術に当たることを認めるものとして受け入れられてはならない。

韓国特許公開１０−２００４−００５２７４４号公報 韓国特許公開１０−２００４−００２８２９６号公報 韓国登録実用新案２０−０３４０５３６号公報

本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的はトリウムの放射線電離效果を応用し、より低い価格で效率的にゲルマニウムイオン水を製造する方法を提供することにある。

前記の目的を達成するために、本発明の一実施例によるゲルマニウムイオン水の製造方法は、二酸化トリウム（ＴｈＯ_２）又はトリウム鉱石の粉末を水に投入して放射線放出溶液を製造する過程、反応容器に二酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ_２）粉末と水とを混合して、前記反応容器が前記放射線放出溶液に浸されるように浸漬させる過程、及び前記放射線放出溶液を加熱する過程を含む。

前記放射線放出溶液を製造する過程は、水槽の中に５〜１０ｃｍの深さで二酸化トリウム（ＴｈＯ_２）又はトリウム鉱石の粉末を投入し、前記反応容器が浸される高さまで水を投入することができる。
前記浸漬させる過程は前記反応容器に前記二酸化ゲルマニウムを水１Ｌ当たり０．５〜１．５ｇを投入することである。

前記加熱過程の後で製造されたゲルマニウムイオン水に水を添加して希釈する過程を更に含むことができる。
前記加熱過程で、加熱温度は５０〜７０℃であり、加熱時間は３〜６時間であることができる。

また、本発明の一実施例によるゲルマニウムイオン水は、放射線による電離作用によってイオン化されたゲルマニウムイオンを含み、前記ゲルマニウムイオンの濃度は１２０ｐｐｍ以下である。

また、本発明の一実施例によるゲルマニウムイオン水を用いた農作物の栽培方法は、放射線による電離作用でイオン化されたゲルマニウムイオンを含み、前記ゲルマニウムイオンの濃度が１２０ｐｐｍ以下のゲルマニウムイオン水を、農作物が植栽されている土壌、又は農作物の葉面に撒布するか、又は水耕栽培液に投入して農作物を栽培することを特徴とする。

本発明によるゲルマニウムイオン水の製造方法によると、次のような效果がある。
第一、従来法より少ない量の二酸化ゲルマニウムを利用してゲルマニウムイオン水を製造することで、生産コストが低減され、容易にゲルマニウムイオン水を製造することができる。
第二、このように製造されたゲルマニウムイオン水を活用して農作物を栽培するようにし、従来法より農作物へのゲルマニウムの吸収率を向上させることができる。
第三、このように製造されたゲルマニウムイオン水は、アニオンの放出效果があって各種アニオン放出材として使うことができる。

本発明の一実施例によるゲルマニウムイオン水の製造装置を概略的に示した図面である。

ここで使われる専門用語は、単に特定の実施例を言及するためのものであって、本発明を限定することを意図しない。ここで使われる単数の形態は記載がこれと明白に反対の意味を示さない限り複数の形態も含む。明細書で使われる“含む”の意味は、特定の特性、領域、定数、段階、動作、要素及び／又は成分を具体化することであって、他の特定の特性、領域、定数、段階、動作、要素、成分及び／又は群の存在や付加を除くことではない。

別途定義はしていないが、ここで使われる技術用語及び科学用語を含む全ての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が一般的に理解する意味と同じ意味を持つ。普通使われる辞書に定義されている用語は、関連技術文献と現在開示されている内容に合う意味を持つと解釈されるし、定義されない限り理想的な意味や非常に公式的な意味として解釈されない。

以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施例によるゲルマニウムイオン水の製造方法について説明する。
本発明の一実施例によるゲルマニウムイオン水の製造方法は、二酸化トリウム（ＴｈＯ_２）又はトリウム鉱石の粉末を、水に投入し分散させて放射線放出溶液を製造する過程、反応容器に二酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ_２）粉末を水に混合し、前記反応容器が前記放射線放出溶液に浸されるように浸漬させる過程、及び該放射線放出溶液を加熱する過程を含む。

図１に示すように、先ず大型の水槽１０の内部へ水と二酸化トリウム（ＴｈＯ_２）又はトリウム鉱石の粉末を投入して放射線放出溶液を製造する。トリウム（Ｔｈ）は、自然放射性物質であって、トリウムから放出される電磁波がゲルマニウムの電子とぶつかりながら、電離作用によって直接又は間接的にゲルマニウムをイオン化させる役割をする成分である。この時、水槽１０では、二酸化トリウム（ＴｈＯ_２）又はトリウム鉱石が比重が大きいため低く敷かれるようになり、二酸化トリウム（ＴｈＯ_２）又はトリウム鉱石層の深さは、後で反応容器を充分に浸すことができるように５〜１０ｃｍであることが好ましい。

反応容器２０中で二酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ_２）粉末と水とを混合し、反応容器２０を水槽１０の中の放射線放出溶液４０に浸すように浸漬させる。この時使われる反応容器２０は１Ｌ又は２Ｌ容量のＰＥＴボトルを使うことができ、二酸化ゲルマニウムの投入量はゲルマニウムイオン水の中のゲルマニウムの濃度に対応する当量比を合わせて投入することが好ましい。本実施例では二酸化ゲルマニウムの投入量が０．５〜１．５ｇであることが好ましい。

二酸化ゲルマニウムと水を投入した反応容器２０を水槽１０の中の放射線放出溶液４０に浸すように位置させる。この場合、二酸化トリウム（ＴｈＯ_２）粉末３０又はトリウム鉱石が水槽１０の底に低く敷かれる時は、前記反応容器２０が二酸化トリウム（ＴｈＯ_２）粉末３０又はトリウム鉱石の粉末に約５〜６ｃｍ程浸されるようにする。反応容器２０が水槽１０内で、水に浮かばないように水槽１０中の水の量を調節することが好ましい。

反応容器２０を放射線放出溶液３０に位置させた後、水槽１０の中央の支持台４０を介して加熱器５０を配置し、水槽１０内の放射線放出溶液３０を加熱して５０〜７０℃の温度で３〜６時間維持する。
前記のような過程を経た後、反応容器２０の内部を観察すると白色粉末の二酸化ゲルマニウムがイオン化されて透明になることを確認することができ、このようにイオン化された反応容器をビニルハウスの中に長期間放置しても緑藻が発生しない。

これは二酸化ゲルマニウムの成分の中で、ゲルマニウム成分は、イオン化され、酸素成分は、イオン化過程で放出され、また、イオン水に一部溶解されている酸素が持続的に放出されて緑藻が発生しなくなるためであり、トリウムから発生する放射線によって反応容器内で電離作用によるゲルマニウムのイオン化と殺菌作用が同時に行われるためである。

一方、ゲルマニウムイオン水の中のゲルマニウムイオンの濃度は、投入された二酸化ゲルマニウムの量によって決定されるし、水１Ｌに約１ｇのゲルマニウムを投入した場合には、６９４．１ｐｐｍのゲルマニウムイオン水を製造することが可能である。ゲルマニウムイオン水の用途によっては、水を更に添加してゲルマニウムイオンの濃度を調節することが可能であり、基準となる水の量の約１００倍の水を投入して希釈すると約６．９ｐｐｍのゲルマニウムイオン水を製造することが可能である。よって、本発明の実施例によって製造すると、高価の二酸化ゲルマニウムを従来のゲルマニウム溶液の製造に比べて最大１／２０まで減らし、生産コストを低減させることが可能である。

一方、本発明の一実施例によるゲルマニウムイオン水は、アニオン放出效果があって、建物の内装に噴霧してアニオンを発生させることができるだけでなく、各種内・外装材、塗料などの原料に混合して製造することでアニオンの発生效果を利用することができる。

そして、本発明の一実施例によるゲルマニウムイオン水は、農作物を栽培する時に活用する場合は、作物の特性によって多様な濃度に調節することが好ましい。より好ましくは、濃度が１２０ｐｐｍ以下であることができる。ゲルマニウムイオン水の濃度が１２０ｐｐｍを超過する場合は、ゲルマニウムは半導体としてゲルマニウム電子の数量が過多に撒布されて、相対的に電位が低い農作物は、電位が高いゲルマニウム成分を吸収しにくくなる。

農作物の栽培に使う場合、作物が植栽されている土壌に撒布したり、農作物の葉面に撒布したりすることが可能である。また、水耕栽培液に投入して農作物の水耕栽培に使われることがある。
以下、実施例を通じて本発明をより詳しく説明する。

（実施例）
二酸化トリウム約１０ｋｇを、水槽の中で、底に約１０ｃｍの厚さに広げて敷いて、水約１０Ｌを添加して棒で混合した後、水１Ｌ容量のＰＥＴ反応容器で二酸化ゲルマニウム１ｇと水１Ｌを混合し、二酸化トリウムの粉末層に５ｃｍ程浸されるように前記ＰＥＴ反応容器を位置させた。その後、電熱器を使って６０℃の温度で４時間３０分間維持してゲルマニウムイオン水を製造した。

製造したゲルマニウムイオン水から放出されるアニオンを確認するために、電荷粒子測定装置を利用して室内温度２７℃、湿度３４％、大気中のアニオン水１０６／ｃｃの条件でゲルマニウムイオン水から放出されるイオン水を測定し、表１に示す。

前記表１の試験結果のようにゲルマニウムイオン水からアニオン発生效果が表れることを確認することができる。
また、ゲルマニウムイオン水に水を添加して水耕栽培に必要な濃度を調節した後、大根の芽、麦の芽、モヤシを対象にして水耕栽培を実施した。栽培後にゲルマニウムの吸収量を測定して下記のように、表２に示す。

実験例１ではゲルマニウムイオン水の濃度を６０に調節し、実験例２ではゲルマニウムイオン水の濃度を１０に調節した。この場合、実験例１で使用したゲルマニウムイオン水の電位が実験例２で使用したゲルマニウムイオン水の電位より６倍程高い。結果的に、実験例１でのゲルマニウムの吸収量はゲルマニウムイオン水の濃度に比べて約３．３倍吸収することが分かり、実験例２でのゲルマニウムの吸収量はゲルマニウムイオン水の濃度に比べて約２．６倍吸収したことが分かる。
また、実験例３及び実験例４の場合もゲルマニウムイオン水の濃度が低い場合、ゲルマニウムが作物にもっとよく吸収されることが分かる。

このように、ゲルマニウムの水溶液を使う場合には、従来の高価な二酸化ゲルマニウム粉末を多量使う場合と比べて、本発明によるゲルマニウムイオン水の場合には、少量の二酸化ゲルマニウムをイオン化して製造することができるので、対象作物に対する吸収率を大きく向上させることができるだけでなく、ゲルマニウムイオン水を製造する時必要となるゲルマニウム量を画期的に減らすことができて、より安価にゲルマニウム農作物を栽培することができるようになった。

以上、添付された図面を参照して本発明の実施例を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想や必須的特徴を変更せずに、他の具体的な形態で実施されることができることを理解できるであろう。

以上で記述した実施例は全ての面において例示的なものであって、限定的ではないと理解しなければならない。本発明の範囲は前記詳細な説明よりは、後述する特許請求の範囲によって示されるし、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその均等概念から導出される全ての変更、又は変更された形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されなければならない。

Claims (5)

1. 二酸化トリウム（ＴｈＯ_２）又はトリウム鉱石の粉末を水に投入して放射線放出溶液を製造する過程と、
   反応容器で二酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ_２）粉末と水とを混合し、前記反応容器を前記放射線放出溶液に浸すように浸漬させる過程と、
   前記放射線放出溶液を加熱する過程と、
   を含み、
   前記放射線放出溶液を製造する過程は、水槽の中に５〜１０ｃｍの深さで二酸化トリウム（ＴｈＯ_２）又はトリウム鉱石の粉末を投入し、
   前記反応容器を浸すことができる高さまで水を投入し、
   前記浸漬させる過程は、前記反応容器に前記二酸化ゲルマニウムを水１Ｌ当たり０．５乃至１．５ｇ投入することを特徴とするゲルマニウムイオン水の製造方法。
2. 前記加熱過程後に製造されたゲルマニウムイオン水に水を、更に添加して希釈する過程を含むことを特徴とする請求項１に記載のゲルマニウムイオン水の製造方法。
3. 前記加熱過程で、加熱温度は、５０乃至７０℃であり、加熱時間は、３乃至６時間であることを特徴とする請求項１に記載のゲルマニウムイオン水の製造方法。
4. 請求項１の方法で製造されてイオン化されたゲルマニウムイオンを含み、
   前記ゲルマニウムイオンの濃度は１２０ｐｐｍ以下であることを特徴とするゲルマニウムイオン水。
5. 請求項６のゲルマニウムイオン水を活用して農作物を栽培する方法であって、
   前記ゲルマニウムイオン水を農作物が植栽されている土壌又は農作物の葉面に撒布するか、又は水耕栽培液に投入して農作物を栽培することを特徴とするゲルマニウムイオン水を用いた農作物の栽培方法。

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