KR100696242B1 - 휴대용 알칼리 환원수 생성 필터 및 그 필터 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대용 알칼리 환원수 생성필터 및 그 필터 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다수 종류의 정화물질이 충진된 일종의 캡슐구조로써, 휴대, 보관, 세척, 교환 등 일련의 취급관계를 용이하게 하고 일정한 용량의 음료 용기이라면, 어떤 것이라도 쉽게 투입시켜 단순한 요동 작용에 의해 상기 음료 용기에 충진된 물을 정수 및 환원처리 되도록 하여, 언제 어디서나 장소에 구애받음 없이 사용자 인체에 유익한 알칼리 환원수를 공급할 수 있도록 한 휴대용 알칼리 환원수 생성필터 및 그 필터 제조방법에 관한 것으로 복잡한 기구적 구성 요소 또는 고정적 설치 공간, 기타 전문 설치 기술 등을 요하지 않는 단순한 소모성 제품구성에 따라 불필요한 비용 낭비의 문제점을 줄이는 효과를 제공한다.

알칼리 환원수, 필터, 마그네사이트, 토르말린, 캡슐

Description

휴대용 알칼리 환원수 생성 필터 및 그 필터 제조방법{A portable filter for manufacturing of reduced alkaline water and its preparing method}

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 알칼리 환원수 생성 필터의 모식도이다.

< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1: 캡슐 11: 캡슐 뚜껑 12: 캡슐 본체

2: 통수공 3: 수용 공간부

4: 유출차단망 5: 혼합정화물질

본 발명은 휴대용 알칼리 환원수 생성필터 및 그 필터 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다수 종류의 정화물질이 충진된 일종의 캡슐구조로써, 휴대 ,보관, 세척, 교환 등 일련의 취급관계를 용이하게 하고 일정한 용량의 음료 용기이라면, 어떤 것이라도 쉽게 투입시켜 단순한 요동 작용에 의해 상기 음료 용기에 충진된 물을 정수 및 환원처리 되도록 하여, 언제 어디서나 장소에 구애받음 없이 사용자 인체에 유익한 알칼리 환원수를 공급할 수 있도록 한 휴대용 알칼리 환원수 생성필터 및 그 필터 제조방법에 관한 것이다.

오늘날 급속한 산업화와 인구 증가로 인하여, 천혜의 자원인 물과 공기는 날로 심각한 상태로 훼손 오염되고 있는 상황이며, 이러한 자연자원의 훼손과 오염의 원인으로 인해, 인간생활에 필수불가결한 수자원, 즉 상수원 또한 그 오염의 위험수위를 넘어, 이제는 우리의 신체건강에 이르기 까지 상당한 위협을 가하고 있는 실정이다. 이에, 정부에서는 이러한 상수원의 오염된 물을 음용 가능한 생활용수로 공급하기 위한 방안으로 정수처리장 설비를 구축하고, 이어 이와같이 구축된 정수처리장을 통해 각종 오염물질이 포함된 물을 1차적으로 여과처리 함은 물론, 상기 여과 처리된 물에 재차 살균 소독제의 일종인 염소를 투입, 정수처리 하여, 이를 수도관을 통해 각 가정에 공급되게 하는 하나의 상수도 공급 시스템을 갖추고 있는 현실이다. 하지만, 상기 정수처리장에서 살균 소독제로 투입되는 염소는 물과 반응하는 강력한 산화력에 의해 우수한 살균 및 소독 효과를 제공하는 것이기는 하나, 이는 물질(염소) 특유의 자극적 냄새로 인해 음용시 불쾌한 느낌을 주는 것이며, 특히 그 성분에는 유기 염소계 용제 및 각종 발암성 화합물들이 다량 혼합되어 있고, 아울러 가정으로 공급되는 과정에 있어, 노후된 수도관으로 부터 유출되는 부식생성물의 추가 혼합으로 인해, 사실상 식수로는 거의 이용이 불가능한 문제점을 갖게 하는 것이었다. 따라서 근래에는 이러한 상수도 시설의 문제점으로 해결하기 위한 방안으로, 각종 정수기를 통해 물을 정제하고 나아가 알칼리 환원수로 전환하 기 위한 방법이 널리 개발 이용되고 있는 실정이다.

상기 알칼리 환원수는 자체의 항산화작용과 체내에 존재하는 항산화작용을 증대시키고, 생체 내에서 산화적 피해를 유발하는 유리 잔기를 소거하고 DNA를 보호하며, 노화와 질병의 원인으로 알려진 활성 산소를 제거하는 효과가 있는 것으로 보고 되고 있다. 그리고 최근 연구에 따르면 동물 실험에서 체중증가, 성장속도 증가 및 체질개선효과가 있고, 당뇨와 아토피성 피부염에 효과가 있으며, 나아가 항암효과도 있는 것으로 증명되었으며, 2003년 Huang 등의 연구에 따르면 신부전증 말기 환자의 혈액투석시 알칼리 환원수를 이용하면 산화력 있는 물질의 감소와 백혈구와 내피세포들이 받는 산화에 의한 손상을 최소화할 수 있다는 것이 밝혀졌다.

그러나 상기와 같은 알칼리 환원수를 제공하기 위한 종래 정수기 및 알칼리 환원수기의 개략적인 구성형태를 살펴보면, 이는 수도꼭지에 연결 사용되는 배관형 및, 일정한 용기에 물을 저장한 후, 낙하작용에 의해 정수 처리하는 스탠드형, 그리고 외부 전원공급에 의해 물의 성분을 변환되게 하는 전기분해식 기기 등이 주류를 이루고 있는 것이고, 또한 이들을 사용하고자 함에 있어서는 모두 일정한 설치공간을 확보해야 함은 물론 전문적인 설치기술을 요해야 하는 구조적 특성을 갖는 것이었다. 이에, 상기 종래의 정수기 및 알칼리 환원수기는 일정한 설치공간을 요해야 하는 과다한 부피구성과 그에 따른 전문 설치 기술을 필요로 함으로써, 상대적으로 제품의 가격이 높을 수밖에 없었으며, 그 사용관계에 있어서 또한 한정된 위치에 고정되는 설치 특성으로 인해, 자유로운 원거리 이동(휴대) 사용이 불가능한, 상당한 제품 구조상의 문제점을 갖고 있었다. 한편, 상기 종래의 정수기 및 알 칼리 환원수기는 일정한 사용주기마다 필터의 교환 및 청소, 소독 등의 정기 점검을 필요로 하고, 이러한 정기점검 또한 전문기술자의 도움을 받아 행해야 하는 등, 매우 복잡하고, 번거로운 사용관계를 갖게 되는 것이었던바, 이에 제품의 관리 및 취급상에 있어서 또한 예견하지 못한 다양한 문제점들을 상존되게 하는 것이었다.

이에, 본 발명자들은 상기 종래 정수기 및 알칼리 환원수기 이용에 따른 제반적 문제점을 해결하고자 예의 연구한 결과 다수종류의 정화물질이 충진된 일종의 캡슐구조로써, 휴대 ,보관, 세척, 교환 등의 취급을 용이하게 하고 그 사용을 일정한 용량의 음료 용기로 확대할 수 있는 휴대용 알칼리 환원수 생성필터 및 그 필터의 제조방법을 제공하기에 이르렀다.

즉, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 측면은

다수 개의 통수공과 수용 공간부를 구비한 캡슐 뚜껑과 캡슐 본체로 구성된 캡슐을 형성하고,

상기, 캡슐 본체의 수용 공간부 내에 혼합정화물질을 충진된 유출차단망이 내설되도록 하되;

상기, 혼합정화물질은 마그네사이트, 토르말린, 은 제오톤, 지장적, 천기토, 귀광석, 세피올라이트, 코랄 샌드, 및 비장석의 혼합물로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용 알칼리 생성필터에 관한 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 한 측면은 상기 휴대용 알칼리 생성필터의 제조방법에 관한 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 알칼리 환원수 생성필터의 모식도로서, 그 구성을 살펴보면 캡슐(1), 캡슐본체 표면에 다수 개가 존재하는 통수공(2), 캡슐본체 내의 수용 공간부(3), 수용 공간부 내에 구비될 유출차단망(4) 및 유출차단망 내에 환원 작용제로 들어가는 혼합정화물질(5)로 이루어진다.

이 때, 상기 캡슐(1)은 다수개의 통수공(2)를 갖고 있으며, 그 내측 면에 소정의 원형 공간구조를 이루는 수용 공간부를 갖는 캡슐 본체(12)와 캡슐 본체의 외측면 중앙둘레에 탈, 부착 결합수단인 캡슐 뚜껑(11)으로 구성된다.

한편, 상기 수용 공간부 내에 구비될 유출차단망(4) 내에는 혼합정화물질(5)이 충진되는데, 이 혼합정화물질은 마그네사이트, 토르말린, 은 제오톤, 지장적, 천기토, 귀광석, 세피올라이트, 코랄 샌드, 및 비장석의 혼합물로 구성된다.

상기 마그네사이트는 능고토석(菱苦土石)이라고도 하며, 탄산마그네슘이 주성분으로서 마름모결정을 이루기도 하지만, 대개는 조립질 또는 치밀질의 괴상(塊狀)인데, 때로는 토상(土狀)으로 산출되기도 한다. 굳기 3.5~4.5, 비중 3~3.1인 광 물로서, 무색·회색·백색이거나 황색·홍색을 띠며, 반투명하고, 특히 철분을 함유한 것은 황색·갈색 등의 색을 띤다. 차가운 묽은 염산에서는 거의 발포(發泡)하지 않으나, 뜨거운 염산에서는 발포하며 녹고 하소(瑕燒)하여 마그네시아를 만들며, 내화재료와 마그네슘의 원료로 중요한 광물이다.

상기 마그네사이트는 본 발명에 따른 환원수 생성필터 내에서 하기 반응식 1과 같은 화학 반응을 유도하여 체내 pH 수치 또는 ORP(oxidation reduction potential)을 변화시킨다.

본 발명의 혼합정화물질 내에서 상기 마그네사이트의 바람직한 함량은 49 내지 51 부피%, 보다 바람직하게는 50부피%이며, 이 범위 내에서 상기와 같은 환원 효과가 극대화된다.

또한, 상기 토르말린은 양극(+)과 음극(-)을 동시에 갖는 광물로서, 자연적인 전기분해 방식으로 물을 전기분해하는데 사용되어질 수 있다. 토르말린은 마찰에 의해 전기가 생성되며, 가열에 의해 양쪽 말단이 양, 음으로 대전된다. 뿐만 아 니라, 토르말린은 모든 광물 중에서 원적외선 복사체가 가장 뛰어나다. 원적외선의 열작용은 각종 질병의 원인이 되는 세균을 없애는 데 도움이 되고, 모세혈관을 확장시켜 혈액순환과 세포조직 생성에 도움을 준다. 또 세포를 구성하는 수분과 단백질 분자에 닿으면 세포를 1분에 2,000번씩 미세하게 흔들어줌으로써 세포 조직을 활성화하여 노화방지, 신진대사 촉진, 만성피로 등 각종 성인병 예방에 효과가 있다.

상기 토르말린은 본 발명의 혼합정화물질 내에서 6 내지 8부피%, 보다 바람직하게는 7부피%로 포함되는 것이 가장 효과적이다.

또한, 본 발명의 혼합정화물질 내에 포함되는 은 제오톤은 물 속의 색소, 세균 번식을 억제하는 탁월한 기능을 하므로 8 내지 10 부피%, 보다 바람직하게는 9부피%로 포함되는 것이 효과적이다.

그 밖에 지장석 8~10 부피%, 바람직하게는 9부피%, 천기토 2~4 부피%, 바람직하게는 3부피%, 귀광석 2~4 부피%, 바람직하게는 3부피% 또는 비장석 4~6 부피%, 바람직하게는 5부피%가 본 발명의 혼합정화물질 내에 포함되는데, 음이온 및 원적외선을 발생시키는 것으로 알려져 있다.

한편, 세피오라이트는 Mg₄Si₆O₁₅(OH)₂6H₂O의 화학식을 갖는 광물로서, 다양한 색으로 산출되며, 비중은 2.0이하, 경도가 2~2.5이고, 매우 높은 표면적, 우수한 흡착 능력, 탈색력, 결합력, 및 농밀화(thickening) 능력을 갖는 특징을 갖고 있다. 본 발명의 혼합정화물질 내에서는 2~4부피%, 바람직하게는 3부피%가 포함되는 것이 가장 효과적이다.

또한, 코랄샌드는 칼슘 용출 효과가 우수한 광물로서, 용출된 칼슘이 물과 반응하여 효과적으로 알칼리수 생성을 유발하는 기능을 한다. 본 발명의 혼합정화물질 내에서 8~10부피%, 바람직하게는 9부피%로 포함되는 것이 효과적이다.

한편, 상기 혼합정화물질의 구성 성분들은 하기와 같은 과정을 거쳐 볼 또는 칩 형으로 성형되어 상기 유출차단망(4) 내에 포함되고, 캡슐(1)의 수용 공간부(3) 내에 실장되게 된다.

즉, 상기 혼합정화물질의 성형 과정은 다음과 같은 세 단계로 이루어진다. 첫 번째 단계로 천기토, 세피오라이트 및 코랄샌드 분말을 혼합 교반한 후, 결착성형제로 성형하고, 1200℃에서 1시간 동안 소성한다(A). 다음으로, 은 제오톤, 지장석, 및 귀광석 분말을 혼합 교반한 후, 결착성형제로 성형하고, 1000℃에서 1시간 30분 동안 소성한다(B). 이어, 마그네사이트, 토르말린, 및 비장석 분말을 혼합 교반한 후 결착성형제로 190℃에서 성형한다(C).

상기 성형 또는 소성된 광물 (A)~(C)는 일정 부피비, 바람직하게는 (A):(B):(C)=1:1:1의 비로 혼합하여 볼 또는 칩형으로 가공한 뒤, 유출차단망 내에 충진 되고, 캡슐의 수용 공간부 내에 실장된다. 이 때, 상기 수용 공간부(3)로 충진 되는 혼합정화물질(5)은 유출차단망(4)에 의해 캡슐 본체(12)의 통수공(2) 외측으로 흘러나오는 것이 방지된다.

나아가, 상기와 같은 결합구성으로 이루어진 알칼리 환원수 생성필터는 소정의 용량을 갖는 음료 용기에 투입되어 다음과 같은 방식으로 사용될 수 있다. 먼저, 소정의 용량을 갖는 음료용기에 본 발명에 따른 알칼리 환원수 생성필터를 투입하고, 상기 알칼리 환원수 생성필터가 투입된 음료용기에 수돗물 등을 충진시킨 후, 음료용기를 밀폐시킨다. 이어, 이와 같은 상태로, 음료용기를 손으로 파지하고 요동작용을 부여하게 되면, 음료용기에 충진된 물은 캡슐 본체(12)의 통수공(2)을 통해 수용 공간부(3)로 충진된 혼합정화물질(5)과 반응하게 되는 것이다. 이 때, 혼합정화물질을 이루는 각 성분들은 상기한 바와 같이 물과 상호작용하면서, 상기 충진된 수돗물을 알칼리 환원수로 전환하게 되는 것이다.

상기 알칼리 환원수 생성필터는 수 차례 사용으로 인해 수돗물 등의 염소 성분이 혼합정화물질 표면에 축적된 경우, 구연산 등을 이용하여 세척해냄으로써 거의 반영구적으로 사용이 가능하다.

상기 혼합정화물질은 상기와 같은 천연 광물로 구성됨으로써 일반적으로 다음과 같은 효능을 갖고 있는 것으로 알려져 있다.

(1) 상온에서 사람과 같은 파장(8-12㎛)의 원적외선 다량 방사.

(세포활성 에너지 -> 인체 65조 개체의 세포를 활성화 촉진)

(2) 항균 또는 멸균: 대장균 5만마리와 일반세균 6만마리 2시간에 멸균(한국화학시험연구원 실험결과)

(3) 냄새제거의 효과: 2시간 이내에 탈취율 89% 달성(한국건자재시험연구원 실험결과)

(4) 수소환원 필터에서 천연금속촉매를 활성화시켜 활성수소의 생성을 촉진: 노화방지 및 각종 성인병 예방

(5) 음이온을 다량방사: 신체에 부족하기 쉬운 음이온 및 유기성 미네럴 다량 함유

이하, 실시예를 통하여 상기 본 발명에 관하여 보다 구체적으로 고찰해 보기로 하나, 이는 본 발명의 설명을 위한 것일 뿐 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것이 아니다.

제조에 1: 캡슐형 알칼리 환원수 생성 필터의 제조

도 1에 도시된 것과 같은 캡슐 구조를 통상의 폴리프로필렌 수지를 이용하여 제조하고, 하기 단계를 통해 칩형의 혼합정화물질을 제조하였다. 우선, 천기토 분말(사용량 기재要), 세피오라이트 분말 6ml 및 코랄샌드 분말 18ml를 혼합 교반한 후, 결착성형제로 성형하고, 1200℃에서 1시간 동안 소성하였다(A). 다음으로, 은 제오톤 분말 18ml, 지장석 분말 18ml, 및 귀광석 분말 10ml를 혼합 교반한 후, 결착성형제로 성형하고, 1000℃에서 1시간 30분 동안 소성하였다(B). 이어, 마그네사 이트 분말 100ml, 토르말린 분말 14ml, 및 비장석 분말 10ml을 혼합 교반한 후 결착성형제로 190℃에서 성형하였다(C). 끝으로 상기 성형된 칩을 A:B:C= 1: 1: 1의 비율이 되도록 혼합하여 유출차단망에 충진하고, 상기 캡슐의 수용 공간부에 실장한 후, 캡슐 뚜껑을 닫아 밀봉하였다.

제조예 2: 알칼리 환원수의 제조

상기에서 제조한 캡슐을 750ml 용량의 일반 PET 병에 투입하고, 수돗물 500ml를 채운 후, 수 차례 병을 흔들어 환원수 생성 필터와 수돗물이 충분히 상호 작용할 수 있도록 하고, 환원수를 제조하였다.

실험예 1: 환원수의 pH 측정

상기 제조예 2에서 사용한 수돗물과 휴대용 알칼리 환원수 생성 필터와 반응 후에 수득한 환원수의 pH를 각 5회 측정하였다. 그 결과는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.

구분	수돗물	알칼리 환원수
실험예 1-1	7.1	8.5
실험예 1-2	7.2	8.6
실험예 1-3	7.1	8.5
실험예 1-4	7.3	8.5
실험예 1-5	7.1	8.6

실험예 2:　Oxidative Stress에 의한 혈관내피세포 반응

① 실험방법

상기 제조예 2에서 수득한 환원수의 효능을 알기위해 혈관내피세포(실험 생쥐)를 ORP 및 pH가 다른 수돗물, 알칼리 환원수, 아스코르브산에 접촉시킨 후 과산화수소로 산화 스트레스를 일으킨 다음의 혈관 내피 세포의 반응을 관찰하였다. 혈관내피 세포는 혈액과 직접 접촉해있는 부위로서 산화 스트레스(oxidative stress)에 의해 민감하게 반응하며 또한 그 downstream signal이 잘 알려져 있다. 그 중에서도 혈관손상에 매우 민감하게 반응하고 중요한 매개과정으로 알려져 있는 칼슘반응과 ROS(Reactive Oxygen Species)생성 과정에 대한 영향을 조사하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

② 결과

알칼리 환원수는 산화 스트레스에 의해 혈관세포가 손상되어 나타내는 혈관내피 세포내 칼슘농도의 급격한 증가가 다른 시험군에 비해 이러한 현상을 억제 하는 것으로 나타났다. 이 결과가 시사하는 바는 혈관내피 세포가 산화스트레스에 의해 손상되고 염증을 일으키고 나아가 artherosclerosis 등 많은 질환으로부터 야기되는 혈관성질병을 초기에 억제할 수 있다는 근거를 제시하는 결과이다. 따라서 환원수의 이러한 작용의 분자생물학적 실험이 수행되었고 환원수의 기능과 효용이 어느 정도 밝혀진 만큼 환원수는 건강음료 뿐만 아니라 치료적 측면에서도 유용하게 이용할 수 있는 이론적 토대를 구축한 것이라고 할 수 있다.

구분	수돗물	알칼리 환원수
실험예 2	230	-300

이상, 본 발명에 따른 휴대용 알칼리 환원수 생성필터 및 그 필터 제조방법은 휴대 ,보관, 세척, 교환 등 일련의 취급관계를 편리하도록 한 캡슐구조로써, 일정한 용량의 수돗물을 충진 시킬 수 있는 음료용기이라면, 어떤 것에도 투입 가능하여 단순한 요동에 의해 상기 음료용기에 충진된 물을 정수 및 환원 처리할 수 있도록 한 것으로, 이는 시간 장소에 구애받지 않고 인체에 유용한 알칼리 환원수를 공급하는 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 외벽에 다수개의 통수공(2)를 갖고 그 내측 면에 소정의 원형 공간구조를 이루는 수용 공간부(3)를 갖는 캡슐 본체(12)와, 상기 캡슐 본체의 외측면 중앙둘레에 탈, 부착 결합수단인 캡슐 뚜껑(11)을 결합시켜 캡슐(1)을 형성하고;

   상기, 캡슐 본체(12)의 수용 공간부(3) 내에 혼합정화물질(5)이 충진된 유출차단막(4) 수용되도록 하되;

   상기, 혼합정화물질(5)은 마그네사이트 49~51 부피%, 토르말린 6~8 부피%, 은 제오톤 8~10 부피%, 지장석 8~10 부피%, 천기토 2~4 부피%, 귀광석 4~6 부피%, 세피오라이트 2~4 부피%, 코랄샌드 8~10 부피%, 및 비장석 4~6 부피%로 이루어짐을 특징으로 하는 휴대용 알칼리 환원수 생성필터.
2. 1) 천기토 2~4 부피%, 세피오라이트 2~4 부피% 및 코랄샌드 분말8~10 부피%를 혼합 교반한 후, 결착성형제로 성형하고, 1200℃에서 1시간 동안 소성하여 광물 혼합물 (A)를 수득하는 단계;

   2) 은 제오톤 8~10 부피%, 지장석 8~10 부피% 및 귀광석 분말 4~6 부피%를 혼합 교반한 후, 결착성형제로 성형하고, 1000℃에서 1시간 30분 동안 소성하여 광물 혼합물 (B)를 수득하는 단계;

   3)　마그네사이트　49~51 부피%, 토르말린　6~8 부피%, 및 비장석 분말　4~6 부피%를 혼합 교반한 후 결착성형제로 190℃에서 성형하여 광물 혼합물 (C)를 수득하는 단계;

   4)　상기 1)~3)단계에서 수득한 광물 혼합물 (A)~(C)를 (A):(B):(C)=1: 1: 1의 비로 혼합하여 볼 또는 칩형으로 가공하는 단계;

   5) 다수개의 통수공(2)과 수용 공간부(3)를 구비한 캡슐 본체(12)를 형성하고; 상기 캡슐 본체의 외측면 중앙둘레에 탈, 부착 결합수단인 캡슐 뚜껑(11)을 결합시켜 캡슐(1)을 형성하는 단계; 및

   6) 유출차단망(4) 내에 상기 4)단계에서 수득한 볼 또는 칩형의 광물로 이루어진 혼합정화물질을 충진하고, 캡슐의 수용 공간부 내에 실장하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리 환원수 생성필터의 제조방법.

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