KR101364145B1 - 원적외선 방사 복합분말체 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 단위체 자체의 표면적을 최대로 증대시켜 원적외선과 음이온의 방사효율이 극대화될 수 있도록 한 원적외선 방사 복합분말체 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 원적외선 방사 복합분말체 제조방법은, 원적외선 방사체를 소직경의 제 1 분말, 중직경의 제 2 분말 및 대직경의 제 3 분말로 각각 분말화하는 제 1 단계와, 상기 제 1 및 제 2 분말을 콜로이드 은이온 용액에 투입한 후 교반하여 상기 제 2 분말의 표면에 상기 제 1 분말이 부착되도록 한 다음 여과한 후 건조시켜 제 1 복합분말체를 제조하는 제 2 단계와, 상기 제 1 복합분말체와 상기 제 3 분말을 콜로이드 은이온 용액에 투입한 후 교반하여 상기 제 3 분말의 표면에 상기 제 1 복합분말체가 부착되도록 한 다음 여과한 후 건조시켜 제 2 복합분말체를 제조하는 제 3 단계를 포함한다.

Description

원적외선 방사 복합분말체 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF FAR-INFRARED RAY EMITING POWDER}
본 발명은 원적외선과 음이온을 방사하는 원적외선 방사 복합분말체 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단위체 자체의 표면적을 최대로 증대시켜 원적외선과 음이온의 방사효율이 극대화될 수 있도록 한 원적외선 방사 복합분말체 제조방법에 관한 것이다.
원적외선이란 적외선중 파장이 다소 긴 2.5 내지 20㎛ 범위의 광에너지로서 일종의 전자파라 할 수 있다. 이러한 원적외선은 모든 재료에서 절대온도 0 K 이상의 온도에서 방사되지만, 특정 광물질의 경우 방사량이 매우 높은데 이를 원적외선 방사체라 한다.
원적외선은 방사에 의해 에너지가 전달되므로 에너지 효율이 높고 특히 인체에 유익한 효능이 있는 것으로 알려지면서, 원적외선 방사체는 생활용품에서부터 건축소재, 의료용에 이르기까지 다양한 분야에 걸쳐 사용되고 있다.
이와 같은 원적외선 방사체로는 옥, 맥반석등이 대표적인 재료로 잘 알려져 있으며, 그 외에도 전이금속계 산화물의 원적외선 방사효율이 높은 것으로 알려져 있다.
원적외선 방사체는 주로 분말 형태로 이용되므로 원적외선 방사분말 및 그 제조방법에 대한 연구가 행해져 왔는데, 그 일 예로 특허등록 제10-0074153호(1994.06.01. 등록)에는 알루미나 60%에 점토화 도석의 비가 1 : 1인 혼합물 13.3%, 탄소 13.3%, 산화제 1철 6.7%, 규석 6.7%의 조성비율로 혼합 구성됨을 특징으로 하는 원적외선 방사 분말의 조성물이 게시되어 있고, 한국특허공개 제10-1997-0059144호(1997.08.12.)에는 견운모, 알루미나, 맥반석을 각기 분쇄하여 분쇄한 시리사이드 알루미나, 맥반석을 회전통에 넣어 고속 회전에 의하여 고루 섞은 다음 1차 1100℃의 소성온도에서 소성시킨후 325메쉬로 분쇄하여, 상기의 혼합분쇄물 92%에 325메쉬로 분쇄한 유황 3%와 소금 5%를 첨가하여 고루 섞은 다음 2차로 1500℃ 내지 1600℃의 소성온도에서 48 내지 72시간 소성한 후 500메쉬로 분쇄하여 제조함을 특징으로 한 원적외선 방사분말 물질의 제조방법이 게시되어 있다.
전술한 원적외선 방사분말 및 그 제조방법은, 원적외선 방사효율의 증대 및 부가기능(예: 항균 등)의 제공을 위해 원적외선 방사물질에 다른 성분을 더 첨가하는 데 국한되어 있어, 실제 원적외선 방사효율을 증대시키는 데에 한계가 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 단위체 자체의 표면적을 최대로 증대시켜 원적외선과 음이온의 방사효율이 극대화될 수 있도록 한 원적외선 방사 복합분말체 제조방법을 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 목적은, 원적외선 방사체를 소직경의 제 1 분말, 중직경의 제 2 분말 및 대직경의 제 3 분말로 각각 분말화하는 제 1 단계와, 상기 제 1 및 제 2 분말을 콜로이드 은이온 용액에 투입한 후 교반하여 상기 제 2 분말의 표면에 상기 제 1 분말이 부착되도록 한 다음 여과한 후 건조시켜 제 1 복합분말체를 제조하는 제 2 단계와, 상기 제 1 복합분말체와 상기 제 3 분말을 콜로이드 은이온 용액에 투입한 후 교반하여 상기 제 3 분말의 표면에 상기 제 1 복합분말체가 부착되도록 한 다음 여과한 후 건조시켜 제 2 복합분말체를 제조하는 제 3 단계를 포함하는 원적외선 방사 복합분말체 제조방법을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 원적외선 방사체는 귀양석, 토르말린 및 맥반석 중 하나 이상으로 형성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제 1 분말은 1 내지 10 nm의 직경을 가지고, 상기 제 2 분말은 50 내지 100 nm의 직경을 가지며, 상기 제 3 분말은 500 내지 1000 nm의 직경을 가진다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제 2 및 제 3 단계에서 상기 콜로이드 은이온 용액은 순은을 100 내지 200 배수의 정제수에서 전기분해하여 제조되고, 상기 제 2 및 제 3 단계에서 상기 교반은 상기 콜로이드 은이온 용액을 60 내지 90℃ 온도로 0.5 내지 7시간 동안 가열함과 동시에 30 내지 180 rpm의 교반속도로 행해지며, 상기 제 2 및 제 3 단계에서 상기 건조는 60 내지 90℃의 열풍에 의해 행해진다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제 2 복합분말체는 일반도료, 시온도료, 축광도료, 시광도료, 매니큐어, 비료, 제품성형용 합성수지 및 건축용 내외장재 중 하나에 0.01 내지 4 중량%의 양으로 첨가된다.
본 발명에 따른 원적외선 방사 복합분말체 제조방법에 따르면, 대직경의 제 3 분말의 외주면에는 다수의 중직경의 제 2 분말이 부착되고, 제 3 분말에 부착된 중직경의 제 2 분말의 외주면에는 다수의 소직경의 제 1 분말이 부착됨에 따라, 동일직경을 가지는 통상의 원적외선 방사분말보다 훨씬 더 큰 표면적을 가지는 원적외선 방사분말이 제조될 수 있으며, 이로 인해 원적외선 및 음이온의 방사효율이 대폭 증대되는 탁월한 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 원적외선 방사 복합분말체 제조방법에 따르면, 소직경의 제 1 분말, 중직경의 제 2 분말 및 대직경의 제 3 분말의 상호 부착시 콜로이드 은이온 용액이 분말부착을 위한 일종의 코팅액으로 작용함에 따라 콜로이드 은이온 용액에 의한 항균효과와 원적외선 방출효과가 부가적으로 제공될 수 있는 탁월한 효과가 있다.
본 발명에 따른 원적외선 방사 복합분말체 제조방법에 따라 제조된 원적외선 방사분말이 일반도료, 시온도료, 축광도료, 시광도료, 매니큐어, 비료, 제품성형용 합성수지 및 건축용 내외장재에 혼합될 경우 각 제품의 기능성의 향상은 물론, 원적외선 및 음이온의 방사에 의해 인체에 유익한 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명에 따른 원적외선 방사 복합분말체 제조방법의 공정순서도.
도 1은 본 발명에 따른 원적외선 방사 복합분말체 제조방법에 의해 제조된 원적외선 방사분말의 개략구조도.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 원적외선 방사 복합분말체 제조방법은, 단위체 자체의 표면적을 최대로 증대시켜 원적외선과 음이온의 방사효율이 극대화될 수 있도록 하기 위한 것으로, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이 원적외선 방사체를 소직경의 제 1 분말(10), 중직경의 제 2 분말(20) 및 대직경의 제 3 분말(30)로 각각 분말화하는 제 1 단계와, 제 1 및 제 2 분말(10 및 20)을 콜로이드 은이온 용액에 투입한 후 교반하여 제 2 분말(20)의 표면에 제 1 분말(10)이 부착되도록 한 다음 여과한 후 건조시켜 제 1 복합분말체를 제조하는 제 2 단계와, 제 1 복합분말체와 제 3 분말(30)을 콜로이드 은이온 용액에 투입한 후 교반하여 제 3 분말(30)의 표면에 제 1 복합분말체가 부착되도록 한 다음 여과한 후 건조시켜 제 2 복합분말체를 제조하는 제 3 단계를 포함한다.
제 1 단계는 원적외선 방사체를 소직경의 제 1 분말(10), 중직경의 제 2 분말(20) 및 대직경의 제 3 분말(30)로 각각 분말화하는 단계이다.
여기서 원적외선 방사체는 귀양석, 토르말린 및 맥반석 중 하나 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
귀양석은 지각변동 과정에서 고온열수작용에 의해 형성된 광산에 존재하는 암석으로 군마장석이라고도 하는 장석의 종류이다. 귀양석의 주성분은 산화규소 75.50%, 산화알루미늄 14.00%, 산화칼륨 4.50%, 산화나트륨4.30%, 산화칼슘 0.34%이다. 귀양석에는 백색계 귀양석과 적색계 귀양석의 두 종류가 있는데, 백색계 귀양석은 원적외선 방사율이 상온(25)에서 96%로 천연광석 중에서 제일 높은 수치를 나타내고 있고, 적색계 귀양석은 음이온 발생량이 최대 24,140개/cc로 천연광석 중에서 제일 높은 수치를 나타내고 있다. 2000년 3월 워터사이언스 연구회의 발표에 의하면, 국내외의 기능소재 25가지 중에서 귀양석이 음이온 발생량이 최대 9,451(개/cc)이며, 원적선방사율이 평균 96%로 최고의 수치를 나타내어 일약 각광을 받고 있으며, 천연 기능소재로서 물의 정화, 도료, 조습제, 필터, 화장품, 입욕제, 침상구, 기능성 카펫트 등 산업, 생활부분에서 응용이 진행되어 가고 있다. 귀양석은 최근 일본 등 동양에서 발견된 광석으로 아직 정식 광물명이 정해지지 않았다.
토르말린은 수정과 같은 결정구조를 가지는 육방정계에 속하는 광물로, 마찰에 의해 전기가 생기고 가열하면 양끝이 양·음으로 대전되기 때문에 전기석으로 명명된다.
맥반석은 화강섬록반암에 속하는 광물로, 석영과 장석이 섞여 보리밥으로 만든 주먹밥같다고 하여 맥반석이라 불린다. 주성분으로는 무수규산, 산화알미늄, 산화 제이철이 함유되어 있기 때문에 강력한 원적외선을 방출하는 광물로 적정량 혼합 첨가한다.
또한 제 1 분말(10), 제 2 분말(20) 및 제 3 분말(30)의 직경 설명에서 소직경, 중직경 및 대직경은 상대적인 크기를 나타내는 것로서, 소직경의 제 1 분말(10)은 1 내지 10 nm의 직경을 가지고 중직경의 제 2 분말(20)은 50 내지 100 nm의 직경을 가지며 대직경의 제 3 분말은 500 내지 1000 nm의 직경을 가지는 것이 바람직하지만, 실시예에 따라서는 소직경의 제 1 분말(10)은 1 내지 10 ㎛의 직경을 가지고 중직경의 제 2 분말(20)은 50 내지 100 ㎛의 직경을 가지며 대직경의 제 3 분말은 500 내지 1000 ㎛의 직경을 가질 수도 있다.
제 2 단계는 중직경의 제 2 분말(20)의 표면에 소직경의 제 1 분말(10)이 부착되도록 하는 단계로서, 이 제 2 단계에서는 제 1 및 제 2 분말(10 및 20)을 콜로이드 은이온 용액에 투입한 후 교반하여 제 2 분말(20)의 표면에 제 1 분말(10)이 부착되도록 한 다음 여과한 후 건조시켜 제 1 복합분말체를 제조한다.
분산매로 작용하는 콜로이드 은이온 용액은 중직경의 제 2 분말(20)의 표면에 소직경의 제 1 분말(10)이 균일하게 부착 코팅되도록 하는 일종의 부착코팅액으로 작용하는 것으로, 순은을 100 내지 200 배수의 정제수에서 전기분해하여 제조되는 것이 바람직하다.
제 2 단계에서 교반은 제 1 및 제 2 분말(10 및 20)을 콜로이드 은이온 용액에 투입한 후 60 내지 90℃ 온도로 0.5 내지 7시간 동안 가열함과 동시에 통상의 회전식 교반기에 의해 30 내지 180 rpm의 교반속도로 행해지는 것이 바람직하고, 여과는 통상의 콜로이드 용액의 여과와 마찬가지로 반투막에 의해 행해지며 건조는 60 내지 90℃의 열풍에 의해 행해지는 것이 바람직하다.
제 3 단계는 대직경의 제 3 분말(30)의 표면에 전술한 제 2 단계에서 제조된 제 1 복합분말체가 부착되도록 하는 단계로, 제 2 단계에서 제조된 제 1 복합분말체와 제 3 분말(30)을 콜로이드 은이온 용액에 투입한 후 교반하여 제 1 복합분말체가 부착되도록 한 다음 여과한 후 건조시켜 제 2 복합분말체를 제조한다.
분산매로 작용하는 콜로이드 은이온 용액은 대직경의 제 3 분말(30)의 표면에 제 2 단계에서 제조된 제 1 복합분말체가 균일하게 부착 코팅되도록 하는 일종의 부착코팅액으로 작용하는 것으로, 순은을 100 내지 200 배수의 정제수에서 전기분해하여 제조되는 것이 바람직하다.
제 3 단계에서 교반은 제 1 복합분말체와 제 3 분말(30)을 콜로이드 은이온 용액에 투입한 후 60 내지 90℃ 온도로 0.5 내지 7시간 동안 가열함과 동시에 통상의 회전식 교반기에 의해 30 내지 180 rpm의 교반속도로 행해지는 것이 바람직하고, 여과는 통상의 콜로이드 용액의 여과와 마찬가지로 반투막에 의해 행해지며 건조는 60 내지 90℃의 열풍에 의해 행해지는 것이 바람직하다.
백색계 귀양석을 정밀볼밀장치에 투입하여 1 내지 10 nm의 직경범위의 제 1 분말(10)과 50 내지 100 nm의 직경범위의 제 2 분말(20)과 500 내지 1000 nm의 직경범위의 제 3 분말(30)을 제조하였다. 그 다음에 순은을 100 배수의 정제수에서 전기분해하여 제조한 콜로이드 은이온 용액에 제 1 및 제 2 분말(10 및 20)을 투입한 후 90℃ 온도로 7시간 동안 가열함과 동시에 통상의 회전식 교반기에 의해 180 rpm의 교반속도로 교반한 후, 반투막을 통해 여과한 다음 90℃의 열풍으로 건조하여 원적외선 방사분말을 제조하였다.
실시예 1에 따라 제조된 각각의 원적외선 방사분말 1g과 동일 직경범위의 통상의 백색계 귀양석 분말 1g의 원적외선 방사량을 확인한 결과, 실시예 1에 따라 제조된 각각의 원적외선 방사분말이 동일 직경범위의 통상의 백색계 귀양석 분말보다 1.74배의 원적외선 방사량을 나타내었다.
토르말린 광석을 정밀볼밀장치에 투입하여 1 내지 10 nm의 직경범위의 제 1 분말(10)과 50 내지 100 nm의 직경범위의 제 2 분말(20)과 500 내지 1000 nm의 직경범위의 제 3 분말(30)을 각각 제조하였다. 그 다음에 순은을 150 배수의 정제수에서 전기분해하여 제조한 콜로이드 은이온 용액에 제 1 및 제 2 분말(10 및 20)을 75℃ 온도로 4시간 동안 가열함과 동시에 통상의 회전식 교반기에 의해 100 rpm의 교반속도로 교반한 후, 반투막을 통해 여과한 다음 75℃의 열풍으로 건조하여 원적외선 방사분말을 제조하였다.
실시예 2에 따라 제조된 각각의 원적외선 방사분말 1g과 동일 직경범위의 통상의 토르말린 분말 1g의 원적외선 방사량을 확인한 결과, 실시예 2에 따라 제조된 각각의 원적외선 방사분말이 동일 직경범위의 통상의 토르말린 분말보다 약 1.52배의 원적외선 방사량을 나타내었다.
게르마늄 광석을 정밀볼밀장치에 투입하여 1 내지 10 nm의 직경범위의 제 1 분말(10)과 50 내지 100 nm의 직경범위의 제 2 분말(20)과 500 내지 1000 nm의 직경범위의 제 3 분말(30)을 각각 제조하였다. 그 다음에 순은을 200 배수의 정제수에서 전기분해하여 제조한 콜로이드 은이온 용액에 제 1 및 제 2 분말(10 및 20)을 60℃ 온도로 0.5시간 동안 가열함과 동시에 통상의 회전식 교반기에 의해 30 rpm의 교반속도로 교반한 후, 반투막을 통해 여과한 다음 60℃의 열풍으로 건조하여 원적외선 방사분말을 제조하였다.
실시예 3에 따라 제조된 각각의 원적외선 방사분말 1g과 동일 직경범위의 통상의 게르마늄 분말 1g의 원적외선 방사량을 확인한 결과, 실시예 3에 따라 제조된 각각의 원적외선 방사분말이 동일 직경범위의 통상의 게르마늄 분말보다 약 1.35배의 원적외선 방사량을 나타내었다.
따라서, 본 발명에 따른 원적외선 방사 복합분말체 제조방법에 의해 제조된 원적외선 방사분말은 도 2에 도시되는 바와 같이 대직경의 제 3 분말(30)의 외주면에 다수의 중직경의 제 2 분말(20)이 부착되고 제 3 분말(30)에 부착된 중직경의 제 2 분말(20)의 외주면에는 다수의 소직경의 제 1 분말(10)이 부착됨에 따라, 동일직경을 가지는 통상의 원적외선 방사분말보다 훨씬 더 큰 표면적을 가지며, 이로 인해 원적외선 및 음이온의 방사효율이 대폭 증대된다. 또한, 소직경의 제 1 분말(10), 중직경의 제 2 분말(20) 및 대직경의 제 3 분말(30)의 상호 부착시 콜로이드 은이온 용액이 분말부착을 위한 일종의 코팅액으로 작용함에 따라 콜로이드 은이온 용액에 의한 항균효과와 원적외선 방출효과가 부가적으로 제공된다.
아울러 본 발명에 따른 원적외선 방사 복합분말체 제조방법에 따라 제조된 원적외선 방사분말이 일반도료, 시온도료, 축광도료, 시광도료, 매니큐어, 비료, 제품성형용 합성수지 및 건축용 내외장재에 혼합될 경우 각 제품의 기능성의 향상은 물론, 원적외선 및 음이온의 방사에 의해 인체에 유익한 효과를 발휘할 수 있음은 자명하다.
1 : 원적외선 방사분말
10 : 제 1 분말
20 : 제 2 분말
30 : 제 3 분말

Claims (5)

  1. 원적외선 방사체를 소직경의 제 1 분말, 중직경의 제 2 분말 및 대직경의 제 3 분말로 각각 분말화하는 제 1 단계;
    상기 제 1 및 제 2 분말을 콜로이드 은이온 용액에 투입한 후 교반하여 상기 제 2 분말의 표면에 상기 제 1 분말이 부착되도록 한 다음 여과한 후 건조시켜 제 1 복합분말체를 제조하는 제 2 단계; 및
    상기 제 1 복합분말체와 상기 제 3 분말을 콜로이드 은이온 용액에 투입한 후 교반하여 상기 제 3 분말의 표면에 상기 제 1 복합분말체가 부착되도록 한 다음 여과한 후 건조시켜 제 2 복합분말체를 제조하는 제 3 단계를 포함하는 원적외선 방사 복합분말체 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 원적외선 방사체는 귀양석, 토르말린 및 맥반석 중 하나 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 복합분말체 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 분말은 1 내지 10 nm의 직경을 가지고, 상기 제 2 분말은 50 내지 100 nm의 직경을 가지며, 상기 제 3 분말은 500 내지 1000 nm의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 복합분말체 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 2 및 제 3 단계에서 상기 콜로이드 은이온 용액은 순은을 100 내지 200 배수의 정제수에서 전기분해하여 제조되고, 상기 제 2 및 제 3 단계에서 상기 교반은 상기 콜로이드 은이온 용액을 60 내지 90℃ 온도로 0.5 내지 7시간 동안 가열함과 동시에 30 내지 180 rpm의 교반속도로 행해지며, 상기 제 2 및 제 3 단계에서 상기 건조는 60 내지 90℃의 열풍에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 복합분말체 제조방법.
  5. 삭제
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