水とミネラルについて

水・ミネラル研究

私たちの研究開発の根底には、「自然」のしくみを理解し、それを活かすことで人々の健康で豊かな生活を支えるという理念があります。特に、「水」や「ミネラル」は物質を構成する非常に重要な要素であると考え、基礎的な研究活動を続けています。

水は化学的にはH₂Oですが、私たちの考える「水」は純物質としてのH₂Oではなく、生活の中の水です。実際、自然の中に存在する水には、無機物も有機物も含まれ、飲む・洗う・溶かすといった、目的によっても適する水の性質は異なります。それでいて、水の中に含まれるものはごく微量（多くの成分はμg/L～mg/L）であることから、明確な違いを捉えるのは非常に難しくもあります。

「ミネラル」とは一般に有機物を構成する4元素（炭素・水素・窒素・酸素）を除く必須元素^※を指しますが、その他の微量元素についても研究対象としています。また、ミネラルは水だけでなく、あらゆる物質の性質を左右し、生体内でも様々な生理作用に関わっています。

水やミネラルを研究するということは、唯一無二の機能性を探し出す宝探しのようなことではなく、たくさんの人の中から性格と能力に合った仕事をマッチングするようなものです。含まれる成分の種類や量、どのような形態で存在するかによって、そのマトリックス（混合物）としての「水」、ミネラルそのものである「鉱物」がどのような物質的性質を持ち、どのような用途目的と適合するのか。

私たちの研究は、さまざまな「水」や「鉱物」の化学的性質、物理的性質を計測し、細胞を用いて生化学的評価も行い、人々の感覚的評価や現象論に科学的な知見を見出し、最適な用途に利用することを目的としています。

^※生物が摂取することで得る、生命維持にとって欠かせない元素

１．鉱物の利用

鉱物は地球上のあらゆる場所に存在し、私たちの生活とも密接にかかわっています。鉱物はその生成過程や含有元素の比率によってさまざまな性質を示し、それゆえにいろいろなものに加工されています。宝石や貴金属、建材や食器など、鉱物を原料とするものは身近なところにたくさんあります。
化粧品ともかかわりが深く、古くはアイシャドーや白粉などに使われてきました。発色や加工の容易さをもとに素材を選んだことで肌や体に健康被害が生じた歴史もあります。現在では鉱物の分類や精製・加工方法の発展に伴い、人体に無害で機能的なものを利用することができるようになりました。それぞれの性質に応じて顔料、賦形剤、増粘剤をはじめ、さまざまな用途に利用されています。

粘土（クレイ）の利用

粘土とは？: 土壌学的には微細（2 μm以下）な鉱物粒子のことを指しますが、水を含むことで粘性を持つ土という性質のほうがイメージしやすいかもしれません。
粘土鉱物は主に層（シート）状のケイ酸塩鉱物です。層状、と言っても原子レベルの大きさの為、肉眼で層状構造が観察できるわけではありません。そして、ケイ酸すなわちSi-Oの連続的な構造を基本として、そこに連結する金属元素の種類や含有する割合、あるいは生成時の温度や圧力などの条件によって物理的な構造が異なり、さまざまな性質の粘土鉱物に分類されます。どこかで、カオリンやタルクといった分類名を耳にしたこともあるのではないでしょうか。
粘土の一番の特徴は前述の「水を含むことで粘性を持つ」ということになりますが、陶器などその利用方法から考えると分かるように、水を含むときは粘性と可塑性（力を加えて変形させると、加える力を取り去っても変形した形状を保つこと）を持ち、これを焼成することで固結することもできます。つまり、自在に変形させることができるうえに、変形に伴って性質も変化するため、多くの用途に利用することができる鉱物というわけです。
また、粘土鉱物にはその層間に水を含むことで膨潤し大きな体積変化が起こるものもありますが、粒子間に存在する陽イオンの種類によってもその能力は変化するため、利用目的に適した陽イオン交換などの加工を施して原料化することも少なくありません。

粘土鉱物の成因: 一般的に粘土鉱物の成因は、
　①地表付近で常温の水と岩石の反応によって起こる『風化変成作用』
　②地下深部～地表付近で、高温の熱水と岩石の反応によって起こる『熱水変成作用』
　③地下深部で地下深部への埋没過程において、温度・圧力上昇による水と岩石の反応によって起こる『続成変成作用』
の大きく3つに分類されます。

化粧品と粘土: 粘土は、微細粒子であることから表面の凹凸の平滑化に役立ち、可塑性を持つことから液状やゲル状のものに配合することで密着性や安定性に役立ちます。こういった性質は、スキンケア製品からメイクアップ製品まで、さまざまな剤型の化粧品に幅広く利用されています。

粘土の特性と利用について

私たちは粘土の特性を生かし、様々な粘土鉱物を湿性パックに利用してきました。
初めは、粘土の吸着力に着目し、毛穴の汚れや古い角質を取り除く目的で、粘土鉱物を探していました。さらに研究を進めるうちに、強力なマイナスイオンや遠赤外線を発するもの、海洋性のミネラルが濃縮されたもの、備長炭の数十倍の多孔質を持ち、小さな汚れも吸着する働きのあるもの、保湿性を高め、肌を柔軟にするものなど、様々な原料ごとの特性を見出し、製品に活かしてきました。
利用目的に適した粘土として、独自に原料化したもの（名称：モシリクレイ）もあります。これは、北海道の断層帯が隆起した一部地域の地表下数～数十mに産出する粘土鉱物で、チキソトロピー（力をかけると粘度が低下し、時間と共に元の粘度に戻ること）を有し、滑らかな伸展性や密着性が特徴の粘土です。
モシリクレイは、『熱水変成作用』や『続成変成作用』による鉱物変成と粘土化、そして地殻変動による埋没などにより、『海洋ミネラル』を粘土の層間に有する特徴を持っています。

モシリクレイ
モシリクレイの電子顕微鏡画像（×300）

２．自然の水を利用・再現する

植物性温泉水

温泉の泉質は環境省の定めた「温泉法」により分類されます。
溶存物質、溶存ガスの種類や量に依存し、細かく分類がなされており、療養泉として効果効能の表現も可能です。
また、「日本三大美人の湯」「日本三大美肌の湯」など、特に肌に着目したものも知られています。
このように水に含まれる様々な成分により、「水」そのものの性質は大きく異なると考えられ、特に日本では火山の恩恵を受け各地に温泉が湧出することからも、古くから温泉の泉質の違いを感じ取ってきました。
私たちは各地の水をめぐり、ミネラルと水の関係性を研究していく中で、泉質に影響を及ぼすことができる全く別の要素があること、つまり環境由来の有機物を含むことで、無機的な性質の違いとは異なる水の多様性が生まれることに気づきました。
植物性温泉水は、地下深くに堆積した植物遺骸が特殊な条件下にあって、完全に分解することなく腐植物質として存在し、それが地下水脈に接することで湧水に含まれる、植物由来の有機物を含んだ温泉水です。
日本各地にある「黒湯」などの温泉の多くは、こういった腐植物質を含むことが分かっています。
「腐植物質」は化学構造が特定されない有機物であり、その構造は無数のバリエーションがあり物理・化学的特性も異なります。
腐植物質の研究は世界的にみても複雑で、解明されていないことが多く、特性も気候や基原生物などの環境依存性が高いことから現在も研究が継続されています。

植物性温泉水
北海道十勝川流域に湧出する弱アルカリ性温泉水