KR100647036B1

KR100647036B1 - 알칼리환원수 제조용 필터 및 이를 이용한 장치

Info

Publication number: KR100647036B1
Application number: KR1020050045593A
Authority: KR
Inventors: 전형탁
Original assignee: (주)바이오세라
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2006-11-23

Abstract

본 발명은 알칼리환원수 제조 필터 및 그 필터를 장착한 장치에 관한 것으로서, 상기 알칼리 환원수 제조 필터는 파이워터볼 1 내지 99 중량%와 항균볼 99 내지 1중량%가 혼합된 제 1수용부; ORP볼 5 내지 95중량%, 알칼리볼 1 내지 50중량% 및 음이온볼 1 내지 30중량%가 혼합된 제 2수용부; 및 슈퍼 세라믹볼 1 내지 99중량%와 토르마린 볼 99 내지 1중량%가 혼합된 제 3수용부;를 가지고 물이 흐르는 방향을 따라 상기 수용부가 순차적으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 알칼리환원수 제조 필터는 천연 광물을 재료로 제조되는 세라믹 볼을 혼합하여 각각의 세라믹볼의 기능이 복합적으로 작용함으로써 물의 환원력을 증가시키고, 탈취 효과가 있으며, 물의 체내 흡수율을 높이고, 부드럽고 맛있는 알칼리환원수를 제공하며 세정효과가 우수하다.

알칼리환원수, 파이워터, 항균, 토르마린, 세라믹

Description

알칼리환원수 제조용 필터 및 이를 이용한 장치{Filter for generating alkaline reduced water and apparatus using the same}

도 1은 본 발명에 따라 제조되는 알칼리환원수 제조용 필터의 내부도이다.

<도면 주요부위에 대한 부호의 설명>

1 : 제 1 수용부 2 : 제 2 수용부 3 : 제 3 수용부

본 발명은 알칼리환원수 제조용 필터 및 이를 이용한 장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 파이워터볼, 항균볼, ORP볼, 알칼리볼, 음이온볼, 수퍼세라믹볼 및 토르마린 볼을 함유하는 알칼리환원수 제조용 필터 및 이를 이용한 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기분해가 충분히 된 알칼리수는 위장내 이상발효, 만성설사, 소화불량, 위산과다, 변비에 효과가 있는 점이 인정되어서 전해 알칼리수를 만들어 내는 대부분의 이온수기는 일본 뿐만 아니라 한국에서도 정수기로 보다는 의료용 물질 생성기로 인정받고 있다.

시중에서 볼 수 있는 알칼리수를 만드는 장치는 모두 직류전기를 이용해 물을 전기분해하는 시스템을 이용하고 있다. 하지만 전기분해수를 만들어내는 장치(이온수기)는 매우 고가인 것에 비해 광물 소재 세라믹을 이용하는 방법은 매우 저렴한 장점이 있다.

물과 접촉하여 수소를 발생하며 물을 알칼리성으로 바꾸어 줄 수 있는 미네랄들이 함유된 광물소재 세라믹 들이 있다. 수소보다 이온화 경향이 큰 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca)과 같은 미네랄들이 그런 성질들을 보인다. 마그네슘의 경우 물과 상대적으로 서서히 반응하기 때문에 알칼리수를 만들기 위해서 사용이 가능하다. 마그네슘 또는 칼슘은 물과 다음과 같이 반응한다.

[반응식 1]

M + 2H₂O → M²⁺ + 2OH^- + H₂ (H· + H· → H₂ ), M = Mg 또는 Ca

이렇게 형성된 수산기(OH^-)는 마그네슘의 표면에 부착되어 있는 상태로 적절하게 물을 알칼리성으로 만들어준다. 그리고 동시에 형성되는 수소(활성수소)는 물에 만병의 근원인 활성산소를 없애는 능력을 부여한다.

보통의 수돗물이나 정수기에서 나오는 물은 산화환원전위(Oxidation reduction Potential ; ORP) 값이 +200mV 내지 +500mV이나, 활성 수소가 생성된 물은 산화환원전위가 음의 값을 가지게 된다.

그러나 마그네슘 또는 칼슘의 경우는 물의 구조를 치밀하게 하기보다는 오히려 파괴하는 성질이 있으며, 물맛을 쓰게 하는 단점이 있다. 그렇기 때문에 마그네슘의 이런 단점들을 보완하기 위해서 특별한 자연계의 암석 및 특수하게 제조된 세라믹들을 사용함으로써 물맛이 보완되며 물의 구조가 치밀하게 변하게 된다. 이렇게 광물 소재의 세라믹 들을 조합하여 제조된 제품은 전기분해수를 만들어내는 장치(이온수기)에 비해 상대적으로 저렴한 가격 때문에 전기분해수를 만드는 시스템의 대안이 될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 알칼리환원수를 제조하는 필터에 있어서, 칼슘 또는 마그네슘을 이용하여 물의 산화환원전위를 낮추고 pH를 높이는 알칼리환원수를 제조함과 동시에 살균 및 탈취의 기능을 가지며, 물 맛을 증진시키고, 물의 체내 흡수가 잘되도록 하는 기능의 세라믹 성분들을 함유하는 필터를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에서 제조된 필터를 이용한 음용수 저장 용기 또는 정수 장치 및 각종 세정용 기기를 제공하는 데 있다.

본 발명은 알칼리환원수 제조 필터 및 그 필터를 장착한 장치에 관한 것으로서, 상기 알칼리 환원수 제조 필터는 파이워터볼 1 내지 99 중량%와 항균볼 99 내지 1중량%가 혼합된 제 1수용부; ORP볼 5 내지 95중량%, 알칼리볼 1 내지 50중량% 및 음이온볼 1 내지 30중량%가 혼합된 제 2수용부; 및 슈퍼 세라믹볼 1 내지 99중량%와 토르마린 볼 99 내지 1중량%가 혼합된 제 3수용부;를 가지고 물이 흐르는 방향을 따라 상기 수용부가 순차적으로 구성되는 것을 특징으로 하는 알칼리환원수 제조 필터 및 이를 이용한 음용수 저장 용기와 정수 장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 따른 알칼리환원수 제조 필터의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 알칼리환원수 필터의 내부도이다. 물이 흘러 가는 방향을 따라 제 1 수용부(1), 제 2 수용부(2) 및 제 3 수용부(3)으로 구획되어 있으며, 각 수용부 사이에는 메쉬 형태 혹은 통수가 가능한 구조로 되어 있다.

제 1 수용부에는 파이워터볼 1 내지 99 중량%와 항균볼 99 내지 1중량%가 혼합되어 충진된다. 파이워터볼은 파이활성 세라믹(상품화된 제품명임)으로서 산화규소50~64중량%, 산화알루미늄 30~40중량%, 산화철 2~8중량%, 산화칼슘 0.1~1.5중량%, 산화칼륨0.1~1.5중량%, 산화마그네슘 0.1~1.5중량%을 혼합하여 구상의 결정체로 성형한 것으로, 물분자의 단분자화 및 활성화를 통해 물의 체내 흡수율을 향상시키는 기능이 있다. 상기 항균볼은 산화규소 25~40중량%, 산화알루미늄 45~65중량%, 산화철 0.1~1중량%, 산화칼슘 0.1~1중량%, 산화나트륨 1~10중량%, 오산화인 0.1~1중량%, 산화티탄 1~10중량%, 산화지르코늄 1~20중량%, 산화은 0.1~5중량%, 산화아연 0.1~5중량%을 혼합하여 구상의 결정체로 성형한 것으로, 항균 및 살균 작용, 탈취 작용 및 중금속 제거의 기능이 있다.

제 2수용부에는 ORP볼 5 내지 95중량%, 알칼리볼 1 내지 50중량% 및 음이온볼 1 내지 30중량%가 혼합되어 충진된다. 상기 ORP볼은 마그네슘 80 내지 99중량%, 산화칼슘 0.1 내지 15중량% 및 산화철 0.1 내지 10중량%을 함유하는 구상의 혼합체로서, 전자를 방출하는 산화과정을 통해 물속의 수소이온을 수소로 전환하여 물의 환원력을 증가시키고, 수산이온을 발생시켜 pH를 증가시키는 기능을 한다. 상기 알칼리볼은 산화규소 20~40중량%, 산화알루미늄 45~65중량%, 산화철 0.1~1중량%, 산화칼슘 10~40중량%, 산화나트륨 0.1~2중량%, 오산화인 0.05~1중량%, 산화티탄 0.5~5중량%, 산화지르코늄 0.5~5중량%, 산화칼륨 0.5~5중량%, 산화마그네슘 0.05~2중량% 등을 혼합하여 구상의 결정체로 성형한 것으로, 칼슘을 다량 함유하여 용출된 칼슘은 물과 반응하여 알칼리환원수를 만들게 된다. 상기 음이온볼은 산화규소 40~60중량%, 산화알루미늄 10~30중량%, 산화지르코늄 10~30중량%, 산화칼륨 0.5~10중량%, 산화철 0.5~10중량%, 산화나트륨 0.1~5중량%, 산화티탄 0.1~2중량%, 산화아연 0.01~1중량% 등을 혼합하여 구상의 결정체로 성형한 것으로, 음이온 방출 및 용존 산소 농도를 증가시키는 기능이 있다.

제 3수용부에는 슈퍼 세라믹볼 1 내지 99중량%와 토르마린 볼 99 내지 1중량%가 혼합되어 충진된다. 상기 슈퍼 세라믹볼은 산화규소 40~60중량%, 산화알루미늄 5~25중량%, 산화지르코늄 20~50중량%, 산화칼륨 0.5~10중량%, 산화칼슘 0.5~10중량%, 산화철 0.1~5중량%, 산화티탄 0.1~5중량%, 산화하프늄 0.1~5중량%, 산화이트륨 0.01~1중량%을 혼합하여 구상의 결정체로 성형한 것으로, 물 맛을 향상시키고 원적외선을 방사하는 기능이 있다. 상기 토르마린 볼은 산화규소 20~60%, 산화알루미늄 20~40%, 산화철 2~10%, 산화나트륨 1~5%, 산화칼슘 1~5%, 산화칼륨 0.1~2%, 산화마그네슘 1~3% 및 산화티타늄 0.1~ 2%을 포함하여 구성되고, 규산염 광물로 영구전극을 갖는 특이성이 있어 물에 접촉할 경우 전기(약 0.06mA)를 통하게 되어 알칼리환원수 생성효과가 있다.

상기의 알칼리환원수 제조 필터 구성요소 속에 포함되어 있는 마그네슘은 알칼리환원수를 발생하는데 반응성이 높은 성분이며 물과 다음과 같은 반응에 의해 알칼리환원수가 생성되게 되는 것이다.

[반응식 2]

Mg + 2H₂O → Mg(OH)₂ + H₂ ↑ → Mg²⁺ + 2OH^- + H₂ ↑

마그네슘(Mg)은 원소기호 Mg, 원자번호 12, 전자수가 12인 알칼리토금속에 속하는 금속으로 원자구조에서 전자의 배열은 K전자껍질에 2개, L전자껍질에 8개, M 전자껍질에 2개의 전자를 보유하고 있으며, 이 전자 중 최외각 전자 2개는 불안정한 상태로 전자가 쉽게 방출될 수 있다. 즉 전자를 방출할 수 있다는 것은 산화될 수 있다는 것을 의미하며, 이 전자는 다른 물질을 환원시키게 된다. 마그네슘이 물과 반응할 경우, 마그네슘 한 분자와 물 2분자가 반응을 하게 되며, 이때 마그네슘은 유리되지 않고 수산화마그네슘이 형성되며, 이 과정에서 마그네슘에서 나온 전자의 일부는 수소기체 형성에 사용되고 나머지 전자는 물속에 남아있게 된다. 수산화마그네슘은 이온화되어 수산화기(OH^-)가 형성되며, 즉 마그네슘은 산화되고 대 신 물은 환원되어 환원수가 되게 된다.

상기의 알칼리환원수 제조 필터 구성요소 속에 포함되어 있는 산화칼슘은 다음과 같은 반응에 따라 수산화기가 생성되므로 pH가 높은 알칼리수를 형성시킨다.

[반응식 3]

CaO + 2 H₂O → Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2 OH^-

상기와 같이 마그네슘과 산화칼슘의 물과의 반응에서 형성된 수산화기(OH-)의 증가는 pH 값 상승을 유발시키며 이에 의해 알칼리수가 형성된다. 환원수라는 증거는 전자를 간접적으로 측정하는 ORP 측정기로 확인이 가능하며, 알칼리수는 pH측정기를 이용하여 확인할 수 있다.

본 발명의 알칼리환원수 제조용 필터에서 사용하는 물은 수돗물, 일반 정수기통과 물 및 생수 등으로 산화환원전위(Oxidation-Reduction Potental;ORP)가 통상 200mV 내지 500mV인 물을 사용하며 본 발명의 알칼수 환원수 제조용 필터에 통과시켜 제조된 알칼리환원수는 산화환원전위가 0 내지 -400mV이고, pH는 7.5 내지 8.5로서, 본 발명의 구성 성분들이 결합된 필터를 이용하는 경우 수돗물의 특유의 냄새가 사라지고 pH가 신체 체액에 근접하게 되고, 일정한 pH를 유지할 수 있어 음용수로 사용하기에 가장 적합한 상태를 유지하며 음용시 부드러운 촉감을 준다. 또한 음용수 뿐만 아니라 세정용으로도 사용할 경우 우수한 세정 효과를 나타낸다.

이상과 같이 물이 본 발명에 따른 알칼리환원수 제조 필터의 충진물질을 통과하면서 고품질의 알칼리환원수가 형성되고, 동시에 물의 항균작용, 원적외선 방 출효과, 음이온방출효과, 산화환원효과뿐만 아니라 물의 맛이 향상되게 된다. 금속만을 이용한 전기 분해방식은 반응이 급격히 일어나 압력이 크게 발생하는데 비하여, 본 발명의 방법과 알칼리환원수전환 필터를 이용한 경우는 압력이 발생되지 않아 매우 안정적이게 된다.

본 발명은 또한 상기 알칼리환원수 제조 필터를 장착한 음용수 저장 용기를 제공한다. 통상의 가정용 음용수통 또는 휴대용 물병 등에 본 발명에 따른 필터를 장착하여 사용할 경우 수돗물 또는 일반 정수기물이 간편하게 알칼리환원수로 전환된다.

또한 본 발명은 상기 알칼리환원수 제조 필터를 장착한 정수 장치를 제공한다. 통상의 가정용 정수 장치는 수도물로부터 입자성 물질을 여과하는 침전필터; 상기 침전필터에서 생성된 1차정수로부터 염소 또는 산화물질을 여과하도록 된 카본필터; 상기 카본필터에서 생성된 2차정수로부터 중금속 또는 이온성 물질을 여과하여 최종여과수를 생성하는 멤브레인을 포함하여 구성되며, 용도나 정수 방식에 따라 이온교환필터 등도 사용가능하다. 이러한 통상의 정수 장치에 본 발명의 알칼리환원수 제조 필터를 추가하거나 통상의 정수 장치에서 사용하는 필터 중 어느 하나를 본 발명의 알칼리환원수 제조 필터로 대체하여 구성함으로써 알칼리환원수를 생성하는 정수 장치를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 필터는 음용수를 제조하거나 저장하는 장치 뿐만아니 라, 샤워기, 식기세척기 또는 세탁기 등에 장착하여 세정 용도로 사용할 수 있다. 본 발명의 필터를 통과한 물은 물의 클러스터가 작아져 물의 활성이 증가하는 특성을 가지고 있어 이는 물의 용해력 및 물의 침투력을 증가시키게 되기 때문으로 추정된다. 따라서 본 발명에 따른 필터를 장착하여 사용할 경우 본 발명의 필터를 통과한 물이 계면활성제와 유사한 특성을 가지게 되어 세정용도로 사용할 경우 우수한 세정 효과를 가지게 된다.

본 발명을 이하의 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하나, 본 발명이 이들 실시예에 국한되는 것은 아니다.

[실시예 1]

제 1 수용부에는 파이워터볼 30g 및 항균볼 30g을 혼합하여 충진하고, 제 2 수용부에는 ORP볼 50g, 알칼리볼 5g 및 음이온볼 5g을 혼합하여 충진하고, 제 3 수용부에는 슈퍼세라믹볼 40g 및 토르마린볼 30g을 혼합하여 충진하여 음용수 저장용기에 사용되는 세라믹 필터를 제작하였다.

[실시예 2]

실시예 1에서 제작된 필터를 2L 용량의 음용수 저장용기에 장착하여 2L의 수돗물을 필터 통과 후 경과시간에 따라 pH 및 산화환원전위를 측정하였다. 측정시 온도는 25℃였고, 측정장비는 미국 오리온사의 520A+을 사용하였으며, pH측정용 전 극은 ThermoOrion(9157BN, USA)을, 산화환원전위 측정 전극은 Sure-Flow Combo Redox/ORP(9678BN, USA)이었다.

[표 1]

[실시예 3]

물의 활성을 간접적으로 확인하기 위하여 파이워터볼 15g, 항균볼 15g, ORP볼 25g, 알칼리볼 2.5g, 음이온볼 2.5g, 슈퍼세라믹볼 20g 및 토르마린볼 15g을 혼합하여 통수가 가능한 스틱에 충진하여 필터를 제작하였다.(도 2 참조) 실온에서 도 2에서 나타낸 바와 같이 500ml의 수돗물을 양쪽 비이커에 붓고, 동일한 양의 녹차 잎을 띄운 후 오른쪽 비이커에만 필터를 넣어 5분 후 변화를 관찰한 결과 수돗물만 있는 비이커에는 녹차 성분이 거의 우러나지 않은 반면 본 발명에 따른 필터 구성성분들이 함유된 필터가 담지된 비이커에 담긴 물은 녹차 성분이 잘 우러나는 것을 색깔로서 확인할 수 있었다. 이는 필터의 구성 성분이 물 분자의 활성을 높여주기 때문으로 추정된다.

본 발명의 알칼리환원수 제조 필터는 전기 분해 방식에 의한 알칼리환원수 제조 방법의 비효율성과 단점을 보완함으로써 간편하고 경제적으로 알칼리환원수를 생성시킬 수 있으며, 이러한 알칼리환원수 제조 필터를 채용한 음용수 보관 용기나 정수 장치 등에 응용하여 손쉽게 알칼리환원수를 제조할 수 있다는 장점이 있다. 또한 본 발명의 성분으로 구성된 필터를 사용할 경우 일반 음용수 등의 특유의 냄새를 제거할 수 있고, 인체의 체액과 유사한 약알칼리성을 유지하여 음용수로서 더욱 부드러운 미감을 줄 수 있는 장점이 있다. 또한 샤워기, 세탁기 또는 식기세척기 등 세정 용도로 사용하는 경우에 우수한 세정 효과를 제공한다.

Claims

알칼리환원수 제조 필터에 있어서,

파이워터볼 1 내지 99 중량%와 항균볼 99 내지 1중량%가 혼합된 제 1수용부;

마그네슘 80 내지 99중량%, 산화칼슘 0.1 내지 15중량% 및 산화철 0.1 내지 10중량%을 함유하는 구상의 혼합체인 ORP볼 5 내지 95중량%, 알칼리볼 1 내지 50중량% 및 음이온볼 1 내지 30중량%가 혼합된 제 2수용부; 및

산화규소 40~60중량%, 산화알루미늄 5~25중량%, 산화지르코늄 20~50중량%, 산화칼륨 0.5~10중량%, 산화칼슘 0.5~10중량%, 산화철 0.1~5중량%, 산화티탄 0.1~5중량%, 산화하프늄 0.1~5중량%, 산화이트륨 0.01~1중량%를 혼합하여 제조한 구상의 결정체인 슈퍼 세라믹볼 1 내지 99중량%와 토르마린 볼 99 내지 1중량%가 혼합된 제 3수용부;

를 가지고 물이 흐르는 방향을 따라 상기 수용부가 순차적으로 구성되는 알칼리환원수 제조용 필터.
제 1항에 있어서,

상기 항균볼은 산화규소 25~40중량%, 산화알루미늄 45~65중량%, 산화철 0.1~1중량%, 산화칼슘 0.1~1중량%, 산화나트륨 1~10중량%, 오산화인 0.1~1중량%, 산화티탄 1~10중량%, 산화지르코늄 1~20중량%, 산화은 0.1~5중량% 및 산화아연 0.1~5중량%를 혼합하여 제조한 구상의 결정체인 것을 특징으로 하는 알칼리환원수 제조용 필터.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 알칼리볼은 산화규소 20~40중량%, 산화알루미늄 45~65중량%, 산화철 0.1~1중량%, 산화칼슘 10~40중량%, 산화나트륨 0.1~2중량%, 오산화인 0.05~1중량%, 산화티탄 0.5~5중량%, 산화지르코늄 0.5~5중량%, 산화칼륨 0.5~5중량% 및 산화마그네슘 0.05~2중량%를 함유한 구상의 결정체인 것을 특징으로 하는 알칼리환원수 제조용 필터.
제 4항에 있어서,

상기 음이온볼은 산화규소 40~60중량%, 산화알루미늄 10~30중량%, 산화지르코늄 10~30중량%, 산화칼륨 0.5~10중량%, 산화철 0.5~10중량%, 산화나트륨 0.1~5중량%, 산화티탄 0.1~2중량% 및 산화아연 0.01~1중량%를 함유한 구상의 결정체인 것을 특징으로 하는 알칼리환원수 제조용 필터.
삭제
제 1항, 제2항, 제4항 또는 제5항에서 선택되는 어느 한 항의 알칼리환원수 제조용 필터를 물 주입부에 장착한 음용수 저장 용기.
제 1항, 제2항, 제4항 또는 제5항에서 선택되는 어느 한 항의 알칼리환원수 제조용 필터를 장착한 정수 장치.
제 8항에 있어서,

상기 정수 장치는 카본 필터, 침전필터, 멤브레인필터 및 이온교환필터로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 필터를 더 장착한 정수 장치.
제 1항, 제2항, 제4항 또는 제5항에서 선택되는 어느 한 항의 알칼리환원수 제조용 필터를 장착한 샤워기.
제 1항, 제2항, 제4항 또는 제5항에서 선택되는 어느 한 항의 알칼리환원수 제조용 필터를 장착한 세탁기.
제 1항, 제2항, 제4항 또는 제5항에서 선택되는 어느 한 항의 알칼리환원수 제조용 필터를 장착한 식기세척기.