KR101697870B1 - 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치 및 이를 포함하는 이온영동장치 - Google Patents

토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치 및 이를 포함하는 이온영동장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치 및 이를 포함하는 이온영동장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치는 토르마린이 200 내지 10000 매쉬(mesh)로 분쇄된 토르마린 분말 및 용매가 2 : 1 내지 1 : 2 중량비로 포함된 혼합물을 포함하는 토르마린 겔을 포함하고, 상기 토르마린 겔의 일면에 제 1금속 및 다른 일면에 제 2금속이 연결된 것일 수 있다.

Description

토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치 및 이를 포함하는 이온영동장치{MICRO CURRENT CELL USING THE TOURMAILINE AND IONTOPHORESIS DEVICES MANUFACTURED BY USING THE SAME}
본 발명은 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치 및 이를 포함하는 이온영동장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 토르마린을 겔화 시켜 안정적인 미세전류가 발생될 수 있도록 하고, 상기 미세전류를 활용한 이온영동 장치를 제공하기 위한 것이다.
이온영동 또는 이온영동요법(iontophoresis)은 환자의 피부를 통해 약물 또는 화학물질을 전달하기 위해 소전류(small current)(또는 전하)를 이용하는 것을 말한다.
이온영동요법의 응용분야는 상당히 넓으며, 관절염, 사마귀, 포진 및 기타 다수와 같은 많은 질환을 치료하는 데 사용될 수 있다. 즉 인제의 피부질환이나, 구강케어 등의 분야에서 미세전류를 전달하여 활용하는 수단이 제시되고 있다.
따라서 미세전류를 이용한 이용영동장치를 앞으로 보다 많은 분야에서 활용될 수 있고, 현재 미세전류를 제공하기 위한 다양한 수단들이 고안되고 있다.
토르마린은 육방정계에 속하는 천연 광물로 그 화학 성분은 철, 마그네슘, 알칼리금속 등과 알루미늄의 복잡한 붕규산염이다. 토르마린은 그 자체가 전기를 발생하는 특성 때문에 전기석이라고 불리며, 또한 지구상에 존재하는 광물 중에서 유일하게 영구적인 전기 특성을 가지고 있어서 극성 결정체라고도 불린다.
토르마린은 피에조전기(piezoelectricity)와 파이로전기(pyroelectricity) 특성을 모두 가지고 있는데 피에조 전기란 대칭을 이루는 결정체에 있어서 대칭의 중심에 결함이 있는 결정(結晶)에 특정 방향으로 압력을 가하면 결정의 특정방향 양단(兩端)에서 전기분극(電氣分極)을 나타내는 현상을 말한다.
파이로전기란 극성축(極性軸)을 갖고있는 결정에 온도변화를 주면 극성축 양단에 성질이 서로 다른 대전(帶電)을 나타내는 현상을 말한다. 토르마린이 피에조전기 특성과 파이로전기 특성을 함께 나타내는 이유는 토르마린의 결정은 각 결정 격자(格子)가 + 와 - 의 하전을 갖고 있는 이온결정으로 되어 있기 때문이다.
일반적인 이온결정체의 결정격자는 매우 규칙적으로 정렬(整列)되어 조립되어 있는데 반하여 토르마린의 결정격자는 의곡(뒤틀리게)되게 조립되어 있다. 이러한 현상을 자발의곡(self-distortion)이라 하고 토르마린과 같이 전하를 띠고 있는 이온결정에 있어서 격자점 의곡은 격자의 진동 패턴을 뒤틀리게 하여 대칭성을 잃은 격자 진동이 방출되는 전자에 영향을 주어 외부에는 전기적으로 중성을 나타내지 못하고 양극에 반대의 전하를 띠는 형태로 나타나게 되는 것으로 이 반대 되는 전하는 서로 전극의 접촉에 의한 흡착작용과 대전(帶電)한 전자가 순간적으로 방전되면서 반발작용을 영구적으로 일으킴으로 음이온을 발생시키고 공기중의 물 분자를 전기분해 시킨다
일반적인 종래의 기술은 토르마린을 일정한 크기로 분쇄하여 코팅함으로서 상기 토르마린에서 방출되는 음이온을 활용하는 방법을 개시하고 있다. 또한 일본에서는 토르마린을 200매쉬로 분쇄하여 전자파를 방지하는 파치칩이나 파워카드에 도포하여 전자파를 약 50%정도 감소시키는 방법이 개시된바 있다.
그러나 이는 토르마린의 음이온 방출 현상을 그대로 차용한 것이고 상기 토르마린에 대한 미약전류를 추출하여 필요한 곳에 전달하거나 상기 미약전류의 전력 효율 등을 향상시키는 방안은 개시된 바가 없다.
관련 선행기술을 보면, 선행기술 1(KR 10-2002-0062908 A)는 분말화 한 토르마린을 염료 또는 안료에 혼합하고 상기 염료 또는 안료를 방사공정에 적용하여 토르마린이 함유된 기능성 원단을 제조하기 위한 것이다. 다만 이는 상기 토르마린이 가진 본래의 음이온 발생의 성질을 일부 활용하는 것에 불과할 뿐 상기 토르마린의 음이온 방출 효과의 증대 내지 미세전류 발생효과 향상에 대한 것이 아니다.
선행기술 2(KR 10-2008-0026823 A)는 리튬이온 전지의 양극, 음극, 전해질, 분리막 등 구성부재의 일부 내지 전부에 토르마린을 첨가하는 것으로 토르마린 분말이 코팅된 것에 불과하여 토리마린의 미세전류 발생을 향상시킬 수 있는 방법에 대한 목적이 아니며, 미세전류 발생을 향상시키기 위한 구성이 제시된 바 없다. 즉 이는 토르마린이 가진 본래의 음이온 발생 성질을 일부 활용하는 것에 불과한 것일 뿐이어서 다른 종래 기술의 범위에 속하는 것으로 볼 수 있다.
KR 10-2002-0062908 A KR 10-2008-0026823 A
본 발명의 목적은 상온에서 토르마린을 이용하여 효과적으로 미세전류를 발생시킬 수 있는 토르마린을 이용한 미세전류 전지를 제공한다. 상기 토르마린을 이용한 미세전류 전지를 사용하는 경우 미세전류 발생이 상대적으로 오랫동안 지속되며, 미세전류의 발생 효율이 높고 안정적인 공급이 가능하다.
본 발명의 다른 목적 상기 토르마린을 이용한 미세전류 전지를 포함하는 이온영동장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치는 토르마린이 200 내지 10000 매쉬(mesh)로 분쇄된 토르마린 분말 및 용매가 2 : 1 내지 1 : 2 중량비로 포함된 혼합물을 포함하는 토르마린 겔을 포함하고, 상기 토르마린 겔의 일면에 제 1금속 및 다른 일면에 제 2금속이 연결된 것일 수 있다.
상기 혼합물은 직류전압이 인가되어 건조된 것이고, 수분함량이 0.1 내지 35중량% 미만인 것일 수 있다.
상기 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치는 상기 토르마린 겔의 내부에 금속구를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치는 상기 토르마린 겔이 물 100 중량부, 상기 물에 대하여 Si(OH)4가 1 내지 10중량부 및 Na2O가 0.00001 내지 0.7 중량부로 포함되고, pH가 6 내지 8인 첨가제가 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치는 상기 제 1금속이 상기 제 2금속에 비하여 이온화 경향이 낮은 금속인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 이온영동장치는 상기 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치를 포함하고, 미세전류를 방출하는 것일 수 있다.
상기 이온영동장치는 칫솔인 것일 수 있다.
상기 이온영동장치는 파스인 것일 수 있다.
상기 이온영동장치는 장신구인 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치는 토르마린이 200 내지 10000 매쉬(mesh)로 분쇄된 토르마린 분말 및 용매가 2 : 1 내지 1 : 2 중량비로 포함된 혼합물을 포함하는 토르마린 겔을 포함하고, 상기 토르마린 겔의 일면에 제 1금속 및 다른 일면에 제 2금속이 연결된 것일 수 있다.
본 발명 전반에 걸쳐 사용되는 미세전류 전달장치는 미세전류를 공급할 수 있는 장치로서 미세전류 전지, 미세전류 셀도 동일한 의미로 사용되는 것으로 정의한다.
토르마린은 일반적으로 열이나 압력을 가하지 않은 상태 즉, 상온에서 일정한 압력이 주어지지 아니하면 음이온이나 원적외선만 방출될 뿐 전류가 발생하지 않는다. 이는 명확하게 규명된 것은 아니나, 일정한 화학반응 내지는 상기 토르마린을 구성하는 전기를 띤 최소단위의 입자가 불규칙하게 배열되기 때문에 일정한 압력이나 열에너지가 가해져야 전류가 발생하는 것으로 생각된다.
따라서 토르마린은 분쇄하여 특정한 제품에 코팅 내지 표면코팅 하는 것만으로는 음이온 또는 원적외선의 방출 효과 이외에 미세전류를 발생시킬 수 없거나 일정한 세기의 미세전류를 규칙적으로 발산하게 할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서 자연석으로 존재하는 토르마린을 그대로 사용하는 경우 미세전류 발생 효과를 실질적으로 활용할 수 없다는 문제가 있다.
상기 토르마린 겔을 사용하는 경우 상기 토르마린 겔에 일정한 압력 내지 마찰이 가해지면 상온상태에서 미세전류가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 대하여 명확히 규명하기 어렵지만, 이는 자연석으로 존재하는 토르마린에 비하여 상기 토르마린 겔은 토르마린을 구성하는 전기를 띤 최소단위의 입자가 규칙적으로 재배열되었기 때문이라 여겨진다.
또한 상기 토르마린 겔을 사용하는 경우 자연석의 토르마린 또는 토르마린 분쇄물에 비하여 상대적으로 낮은 압력 내지 마찰에 의해 미세전류가 발생할 수 있다. 나아가 상기 토르마린 겔을 사용하는 경우 발생하는 미세전류가 일정하고, 미세전류의 세기가 상대적으로 강하다는 것을 확인할 수 있었다.
바람직하게 상기 토르마린 겔은 상기 토르마린 겔의 일면에 음극, 다른 일면에 양극을 이루는 금속을 연결하여 사용하는 것일 수 있다. 또한 더 바람직하게 상기 상기 양극은 상기 음극에 비하여 이온화 경향이 낮은 금속인 것일 수 있다. 바람직한 예시로서, 상기 양극을 이루는 금속은 구리(cu) 보다 이온화 경향이 낮은 것을 사용하는 것일 수 있고 상기 음극을 이루는 금속은 은(Ag) 이상의 이온화 경향을 가지는 것일 수 있다.
상기 토르마린 겔을 정지상태로 방치하는 경우 출력되는 미세전류가 감소하지만 흔들거나, 마찰시키는 등 기계적인 운동에너지를 가하면 발생되는 미세전류의 양이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 즉 공급되는 운동에너지에 의해 토르마린 겔이 유동하면서 상기 토르마린 겔에 포함된 전자가 방출되기 때문으로 여겨진다. 상기 방출된 전자는 상기 음극과 양극에 위치하는 금속의 전위 차에 의해 전자 이동으로 미세전류가 발생되는 것일 수 있다.
상기 토르마린 겔을 이용하는 경우 자연석인 토르마린에 비하여 훨씬 적은 운동에너지에 의해 미세전류가 발생할 수 있는 장점이 있다.
상기 용매는 물 또는 0.01 내지 1 중량%로 NaCl을 포함하는 수용액일 수 있다. 상기 0.01 내지 1 중량%로 NaCl을 포함하는 수용액을 사용하는 경우 미세전류의 출력이 높아지는 장점이 있다.
상기 토르마린 분말이 10,000 매쉬(mesh)를 초과하는 경우 상기 토르마린의 분말이 물과 혼합시 토르마린 분말이 엉켜 분산에 문제가 발생할 수 있고, 200 매쉬(mesh) 이하인 경우 상대적으로 큰 입자에 의해 가자 앉는 입자가 많아 원하는 형태로 가공하기 위한 성형성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
바람직하게는 상기 토르마린 분말은 1000 내지 5,000 매쉬(mesh)로 분쇄된 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 성형성이 좋고, 직류 전압 인가시 토르마린을 구성하는 전기를 띤 최소단위의 입자의 재배열이 용이한 장점이 있다.
상기 토르마린 및 용매의 혼합은 진동으로 분산시켜 혼합시키는 것이 바람직하다. 프로펠러가 구비된 교반기에 의한 분산은 미세 입자의 각 고른 분산이 어려운 단점이 있어 상기 직류 전압 인가 단계에서 입자 재배열 효과가 저하되어 미세전류의 발생효과가 떨어지는 문제가 있다.
상기 진동은 600 내지 3000rpm의 회전력에 의해 발생한 진동인 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 분산이 고르게 이루어지고 상기 직류 전압 인가 단계에서 입자 재배열 효과 우수할 수 있다.
바람직하게 상기 분쇄된 토르마린과 용매는 1 : 1 내지 1.5 : 1 중량비인 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 토르마린 물 혼합물의 성형성이 우수하고, 직류 전압 인가시 토르마린을 구성하는 전기를 띤 최소단위의 입자의 재배열이 용이한 장점이 있다.
상기 혼합물은 직류전압이 인가되어 건조된 것이고, 수분함량이 0.1 내지 35중량% 미만인 것일 수 있다.
구체적인 직류 전압인가 방법은 제1 금속 및 제 2금속을 금속판으로 제작하여 상기 토르마린 겔에 연결하고, 양쪽의 전극 중 음 전위가 낮은 금속에는 +전압을 가하고 음 전위가 높은 금속에는 -전압을 가한다. 이때 직류전기 성질을 갖고 있는 토르마린 입자들이 유동이 자유로운 겔 상태에서 양전하와 음전하끼리 당겨지려는 힘에 의해 음전하 금속 쪽으로는 입자의 +방향이, 양전하 금속 쪽으로는 입자의 -방향이 되게 배열이 이루어질 수 있다.
상기 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치는 상기 제 1금속이 상기 제 2금속에 비하여 이온화 경향이 낮은 금속인 것일 수 있다.
상기 입자의 재배열에 의해 전자의 방출이 보다 효과적이고 일정하게 이루어질 수 있다. 따라서 유동성 있는 겔화 및 상기 입장의 규칙적인 배열로 전자 방출에 더 유리한 물성을 갖출 수 있다.
상기 토르마린에 인가되는 직류 전압은 0.8 내지 12V 인 것일 수 있다.
상기 직류 전압이 0.8V 미만인 경우 상기 재배열 효과가 저하되며, 12V를 초과하는 경우 과전압에 의해 재배열이 오히려 규칙적이지 않게 형성되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 건조단계는 상기 토르마린 겔을 가압하면서 건조하여 상기 토르마린 겔을 제조하는 것일 수 있다. 상기 가압방향은 상기 직류전압 방향과 평행한 방향인 것일 수 있다. 상기 가압에 의하는 경우 재배열 된 토르마린이 건조과정에서 재배열 형태가 깨지지 않아 보다 미세전류를 발생시키는데 보다 안정성이 높은 장점이 있다.
상기 건조단계를 거친 토르마린 겔은 수분함량이 20% 미만인 것일 수 있으며, 상기 건조단계를 거치 토르마린 겔은 고형의 성상을 포함하는 것으로 본다.
본 발명의 명세서 전반에 걸쳐 겔은 사전적 의미의 겔 뿐만 아니라 탄성 또는 유동성을 가지지는 형상을 포함하는 것으로 정의한다.
상기 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치는 상기 토르마린 겔의 내부에 금속구를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 금속구를 포함하는 경우 상기 토르마린 겔에 마찰 기타 힘이 가해지는 경우 상기 토르마린 겔로 전달되는 충격이 증가하여 방출되는 전자의 양이 증가할 수 있다.
또한 상기 금속구는 속이 비어 있는 것일 수 있다. 속이 비어 있는 금속구를 사용하는 경우 겔 성상의 토르마린을 겔 성상이 깨질 정도의 충격을 주지 않으면서도 상기 토르마린 겔에 효과적으로 충격을 전달하여 전자의 방출을 효과적으로 높일 수 있다. 또한 상기 토르마린 겔을 포함하는 미세전류 발생장치의 무게가 크게 증가하지 않는 장점이 있다.
상기 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치는 상기 토르마린 겔이 물 100 중량부, 상기 물에 대하여 Si(OH)4가 1 내지 10중량부 및 Na2O가 0.00001 내지 0.7 중량부로 포함되고, pH가 6 내지 8인 첨가제가 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 토르마린 겔은 물 100 중량부, 상기 물에 대하여 Si(OH)4가 1 내지 10중량부 및 Na2O가 0.00001 내지 0.7 중량부로 포함되고, pH가 6 내지 8인 첨가제를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 첨가제를 더 포함하는 경우 안정적인 겔화가 가능하고 상대적으로 많은 함량의 수분을 함유하여 미세전류의 전해액 역할을 수행함으로 안정적인 미세전류의 방출을 하게 할 수 있다.
상기 Si(OH)4는 그 자체로서 불안정한 상태로서 응집하려는 성향이 있으며, 상기 토르마린 혼합물과 섞이면서 겔화가 일어나고 상대적으로 많은 함량의 물을 함유하면서 안정적인 겔화가 이루어질 수 있다.
상기 Si(OH)4는 1중량부 미만으로 포함되는 경우 상기 Si(OH)4 입자 간 거리가 멀어 응집효과가 일어나지 않으며, 10 중량부를 초과하는 경우 상기 토르마린 혼합물과 섞이기 전에 겔화가 진행되어 혼합 자체가 불가능하다는 문제가 있다.
바람직하게 상기 Si(OH)4는 3 내지 6 중량부로 포함되는 것일 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 효과적인 겔 성상으로 안정적인 미세전류 수득이 가능한 토르마린 겔을 제조할 수 있다.
한편, 상기 Na2O는 상기 Si(OH)4의 응집을 저해하는 역할을 수행하는 것으로서, 상기 0.00001 중량부 미만으로 포함되는 경우 상기 Si(OH)4가 바로 응집이 개시되어 토르마린 혼합물과 섞을 수 없는 문제가 있고, 0.7 중량부를 초과하는 경우 겔화가 진행되지 않아 상기 첨가제 사용에 따른 효과를 얻을 수 없다는 단점이 있다.
상기 pH는 임의적으로 조절되는 것으로 상기 범위에 의하는 경우 첨가제의 불안정성이 높아 토르마린 혼합물과 섞을 때 응집력이 높아지는 장점이 있다. 상기 범위를 벗어나는 경우 겔화가 일어나지 않거나 섞기 전에 Si(OH)4가 응집을 시작하여 상기 첨가제를 사용할 수 없다는 문제가 있다.
한면, 상기 pH의 조절은 이온교환수지를 사용하여 조절하는 것일 수 있으며, 이에 한정하는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 사용할 수 있는 모든 방법을 포함하는 것으로 본다.
한편, 상기 토르마린 겔의 제조방법은 200 내지 10000 매쉬(mesh)로 분쇄된 토르마린을 용매와 2 : 1 내지 1 : 2 중량비로 혼합하는 혼합물 제조단계; 상기 혼합물에 진동을 가하여 교반하는 교반단계 및 상기 토르마린 겔을 건조하여 토르마린 겔을 제조하는 건조단계를 포함하는 것일 수 있다.
상기 토르마린 겔의 제조방법은 상기 교반단계 이후에 교반단계를 거친 혼합물에 직류 전압이 인가된 토르마린 겔을 제조하는 직류 전압 인가 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 토르마린 겔의 제조방법은 상기 토르마린 겔의 내부에 금속구가 더 포함되는 것일 수 있다.
상기 토르마린 겔의 제조방법은 상기 혼합물 제조단계 이후에 상기 혼합물에 대하여 물 100 중량부, 상기 물에 대하여, Si(OH)4가 1 내지 10중량부 및 Na2O가 0.00001 내지 0.7 중량부로 포함되고, pH가 6 내지 8인 첨가제를 혼합시키는 겔화 단계를 더 포함되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 미용전류를 이용한 이온영동장치는 상기 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치를 포함하고, 미세전류를 방출하는 것일 수 있다.
상기 이온영동장치는 이온영동요법 장치와 같은 의미로 미세전류 발생하여 이온영동요법 기타 미세전류를 활용하기 위해 제공되는 물품을 모두 포함하는 것으로 정의한다. 바람직하게 상기 물품의 일부가 인체에 닿아 상기 미세전류가 상기 인체에 전달되는 것일 수 있다.
상기 미용전류를 이용한 이온영동장치는 사용자가 위 제품을 흔들거나 기타 방법으로 상기 미용전류를 이용한 이온영동장치에 포함된 토르마린 겔에 운동에너지를 제공하여 미세전류가 발생되도록 하는 것이다. 따라서 간편하게 사용할 수 있으며, 상기 토르마린 겔에서 방출된 미세전류를 활용하여 이온영동요법에 따른 일정한 효과를 누릴 수 있는 장점이 있다.
상기 이온영동장치는 칫솔인 것일 수 있다. 상기 칫솔을 사용하는 경우 칫솔에 미생물 제거 및 상기 사용자의 치아에 있는 플러그 제거 효과를 높여 잇몸 질환 개선 또는 양치 후 상쾌한 느낌을 높일 수 있다는 장점이 있다.
상기 이온영동장치는 파스인 것일 수 있다. 상기 파스를 사용하는 경우 미세전류의 공급에 따른 이온영동요법에 따라 상기 파스의 사용자에 대한 통증완화에 도움이 될 수 있다.
상기 이온영동장치는 장신구인 것일 수 있다. 상기 장신구는 착용자의 피부에 직접 접촉되는 것일 수 있다. 바람직한 예시로 팔찌 또는 목걸이인 것일 수 있다. 상기 장신구를 사용하는 경우 이온영동요법에 따라 사용자에 대한 통증완화에 도움이 될 수 있다.
상기 토르마린 겔을 포함하는 미세전류 발생장치가 상기 이온영동장치에 설치되어 미세전류가 공급되는 구체적인 방법은 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 사용할 수 있는 방법을 모두 포함하는 것으로 해석한다.
상기 언급한 사항은 본 발명의 일실시예 및 바람직한 실시예 따라 발명의 내용을 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐 상기 실시예에 의하여 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 토르마린을 이용한 미세전류 전지는 토르마린 겔을 이용하여 미세전류를 발생시킬 수 있다.
상기 토르마린을 이용한 미세전류 전지는 토르마린을 단순히 코팅한 경우에 비하여 상대적으로 낮은 압력 및 온도에서도 음이온 발생 및 미세전류 발생의 효율이 더 높고, 안정적인 미세전류를 발생시킬 수 있다.
따라서 상기 미세전류 전지를 활용하여 이온영동장치 분야에 적용할 수 있고 궁극적으로 상기 토르마린의 활용분야를 보다 넓게 할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 토르마린을 이용한 미세전류 발생 장치에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 토르마린을 이용한 미세전류 발생 장치에 관한 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토르마린을 이용한 미세전류 발생 장치의 미세전류 측정에 관한 것이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[제조예1: 토르마린 겔의 제조예]
하기의 표 1과 같은 조성에 따라 실시예 및 비교예에 대한 토르마린 겔을 제조하고 상기 토르마린 겔을 밀폐하면서 상기 토르마린 겔 양쪽에 2개의 금속판을 연결하였다. 절연튜브로는 폴리아세탈(POLYACETAL)을 사용하여 상기 토르마린 겔을 밀폐하였고, 미세전류를 확인하기 위해 양극과 음극의 금속판을 연결하였다. 하기의 토르마린 겔은 본 발명에 따른 토르마린 겔의 제조방법에 따라 제조되었다.
상기 첨가제는 pH 7.3, Si(OH)4가 4.2 중량%, Na2O가 0.18 중량%가 포함된 실릭신산을 사용하였다. 첨가제는 토르마린 분말의 100중량에 대하여 40 중량부로 사용하였다.
가열압력은 12㎏/㎠이고, 가열온도는 180 ℃, 전극 면적은 1.4㎠인 것을 사용하였으며, 양극(제1금속)에는 구리, 음극(제2금속)에는 아연을 연결하였다.
하기의 비교예 1은 토르마린 원석의 분말 자체를 사용한 것이다.
토르마린분말:물
(중량비)		 겔용량 입자 크기 전원인가 첨가제 사용
실시예1 15 : 10 2.3ml 3000mesh 인가 -
실시예2 15 : 10 2.3ml 3000mesh 인가 사용
실시예3 15 : 10 2.3ml 3000mesh - -
비교예1 1: 0 - - - -
비교예2 15 : 10 2.3ml 100mesh 인가 -
비교예3 15 : 10 2.3ml 12000mesh 인가 -
비교예4 7 : 18 2.3ml 3000mesh 인가 -
비교예5 18 : 7 2.3ml 3000mesh 인가 -
[실험예1: 토르마린 겔에 대한 미세전류 측정]
상기 표 1에 따른 실시예 및 비교예에 대하여 21 ℃를 유지한 상태에서 동일한 압력을 가하면서 발생되는 미세전류를 측정하였고, 그 결과를 하기의 표 2에 나타내었다.
전압(V) 전류(㎂)
실시예1 0.25 63
실시예2 0.28 70
실시예3 불검출 불검출
비교예1 불검출 불검출
비교예2 불검출 불검출
비교예3 불검출 불검출
비교예4 불검출 불검출
비교예5 불검출 불검출
상기 표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 토르마린을 이용한 미세전류 셀의 미세전류 발생이 더 원활함을 알 수 있다. 실시예 1 및 2에 의하는 경우 미세전류 방출효과가 우수하고 특히 상기 실시예 2에 의하는 경우 가장 높은 전류가 발생되는 것을 확인할 수 있었다.
따라서 상기 첨가제 사용에 따른 겔 성상의 한정화로 보다 우수한 미세전류 방출효과를 확인할 수 있었다. 또한, 상기 실시예 1과 실시예 3을 비교하면 직류전압 인가에 따라 미세전류가 발생할 수 있고 그 효율이 높아진다는 것을 확인할 수 있다.
한편, 비교예의 경우 미세전류가 검출되지 않았는데, 비교예 2의 경우 토르마린 입자가 너무 작아 고르게 분산되지 않고 뭉쳐지는 문제가 있었으며, 비교예 3의 경우 토르마린 입자가 상대적으로 너무 커서 가라앉는 입자 들이 많아 겔화 진행이 어려웠다. 또한 비교예 4의 경우 물의 함량이 상대적으로 높아 겔화된 성상이 좋지 않았으며 않았고, 비교예 5의 경우에도 물의 함량이 적어 분산에 어려운이 있었다.
[제조예2: 토르마린 겔을 이용한 미세전류 전달장치의 제조예]
상기 실시예 1에 조건을 유지하면서 하기의 표 3에 나타난 조건을 유지하면서 금속판의 종류를 변경하여 토르마린 겔을 포함하는 셀을 제조하였다.
토르마린분말:물
(중량비)		 겔용량 입자
크기		 인가
전압		 가열
압력		 가열
온도		 전극
면적		 양극
(제1금속)		 음극
(제2금속)
실시예1 15 : 10 2.3ml 3000mesh 7.2V 12㎏/㎠ 180 C° 1.4㎠ 구리 아연
실시예4 15 : 10 2.3ml 3000mesh 7.2V 12㎏/㎠ 180 C° 1.4㎠ 황동 알루미늄
실시예5 15 : 10 2.3ml 3000mesh 7.2V 12㎏/㎠ 180 C° 1.4㎠ 철 스테인레스
실시예6 15 : 10 2.3ml 3000mesh 7.2V 12㎏/㎠ 180 C° 1.4㎠ 백금 은
실시예7 15 : 10 1.3ml 1000mesh 6.8V 9㎏/㎠ 160 C° 0.8㎠ 구리 아연
실시예8 15 : 10 1.3ml 1000mesh 6.8V 9㎏/㎠ 160 C° 0.8㎠ 황동 알루미늄
실시예9 15 : 10 1.3ml 1000mesh 6.8V 9㎏/㎠ 160 C° 0.8㎠ 철 스테인레스
실시예10 15 : 10 1.3ml 1000mesh 6.8V 9㎏/㎠ 160 C° 0.8㎠ 백금 은
[실험예2: 토르마린 겔을 이용한 미세전류 전달장치에 대한 미세전류 측정]
상기 표 1에 따른 실시예 및 비교예에 대하여 21 ℃를 유지한 상태에서 동일한 압력을 가하면서 발생되는 미세전류를 측정하였고, 그 결과를 하기의 표 4에 나타내었다.
전압(V) 전류(㎂)
실시예1 0.25 63
실시예4 0.16 25
실시예5 불검출 불검출
실시예6 0.02 0.5
실시예7 0.12 7
실시예8 0.09 3
실시예9 불검출 불검출
실시예10 불검출 불검출
상기 표 4를 참조하면, 상기 실시예 1에 의한 조성이 바람직한 것을 확인할 수 있다, 특히 실시예 5의 경우 전압이 7.0V 미만, 압력이 10㎏/㎠ 미만이 되는 경우로서, 입자의 크기가 1000메시 이하로 되는 경우 양극에 연결되는 금속의 종류에 따른 미세전류 발생에 제한이 생기는 것을 확인할 수 있다.
또한, 제1금속은 구리, 제2금속은 아연이 미세전류 발생 효과가 우수하였으며 다른 금속을 사용한 경우 보다 미세전류 발생의 안정성 및 지속성이 월등하게 우수하였다.
[실험예 3: 토르마린을 이용한 미세전류를 방출하는 이온영동장치]
상기 실시예 1을 사용하여 미세전류가 방출될 수 있도록 하는 구성을 포함하는 칫솔, 파스 및 팔찌를 제조하여, 30명의 사람이 반복적으로 이를 사용하여 상기 토르마린을 이용한 전지를 사용한 제품의 효과를 확인하였다. 하기의 실험결과는 상기 기간 내 하기에서 구분한 효과가 나타난 시험군의 인원수를 나타낸 것으로 짧은 기간 내에 많은 시험군의 인원이 효과를 느낄수록 우수한 것이다.
실험종류 실험조건 실험결과(시험군 인원: 30명)/(단위: 명)
개선증상 3일 내 7일 내 20일 내
칫솔 출력전압
출력전류
출력형태		 0.54V
36㎂
직류		 양치질 후 상쾌함 12 5 2
백태제거 효과 17 7 3
헛 구역질 감소 15 4 2
잇몸상태 개선 1 9 14
출력전압
출력전류
출력형태		 0.54V
36㎂
120Hz		 양치질 후 상쾌함 21 6 2
백태제거 효과 19 6 2
헛 구역질 감소 16 6 4
잇몸상태 개선 1 11 15
출력전압
출력전류
출력형태		 0.27V
16㎂
직류		 양치질 후 상쾌함 21 6 2
백태제거 효과 16 8 4
헛 구역질 감소 14 3 4
잇몸상태 개선 2 12 14
출력전압
출력전류
출력형태		 0.27V
16㎂
82Hz		 양치질 후 상쾌함 19 5 2
백태제거 효과 14 7 3
헛 구역질 감소 13 3 3
잇몸상태 개선 0 8 13
실험종류 실험조건 실험결과(시험군 인원: 50명)/(단위: 명)
개선증상 3일 내 7일 내 20일 내
목걸이,
팔찌		 출력전압
출력전류
출력형태		 0.54V
36㎂
직류		 목,어깨 결림 현상 34 9 0
팔,다리 저림 현상 32 5 0
엘보 등 외상 통증 31 4 0
디스크성 통증 0 3 7
출력전압
출력전류
출력형태		 0.54V
36㎂
120Hz		 목,어깨 결림 현상 32 6 0
팔,다리 저림 현상 31 5 0
엘보 등 외상 통증 28 4 1
디스크성 통증 0 1 8
출력전압
출력전류
출력형태		 0.27V
16㎂
직류		 목,어깨 결림 현상 33 7 0
팔,다리 저림 현상 32 5 0
엘보 등 외상 통증 28 3 0
디스크성 통증 0 2 7
출력전압
출력전류
출력형태		 0.27V
16㎂
82Hz		 목,어깨 결림 현상 36 11 1
팔,다리 저림 현상 35 10 2
엘보 등 외상 통증 33 7 4
디스크성 통증 0 6 14
실험종류 실험조건 실험결과(시험군 인원: 30명)/(단위: 명)
개선증상 3일 내 7일 내 20일 내
파스 출력전압
출력전류
출력형태		 0.54V
36㎂
직류		 팔,다리 관절 통증 14 9 1
마우스 엘보등 외상 12 11 2
근육통 통증 15 4 0
출력전압
출력전류
출력형태		 0.54V
36㎂
120Hz		 팔,다리 관절 통증 16 10 0
마우스 엘보등 외상 13 11 3
근육통 통증 17 3 0
출력전압
출력전류
출력형태		 0.27V
16㎂
직류		 팔,다리 관절 통증 18 11 0
마우스 엘보등 외상 16 11 1
근육통 통증 19 6 2
출력전압
출력전류
출력형태		 0.27V
16㎂
82Hz		 팔,다리 관절 통증 17 10 1
마우스 엘보등 외상 14 10 1
근육통 통증 16 5 0
상기 표 5를 참조하면, 출력전압 0.1 내지 1.3V 출력전류 13 내지 120㎂에서 전기칫솔 사용자에 대한 효과가 우수함을 확인할 수 있었다. 또한 0.5V, 30㎂ 기준으로 이상에서는 50 내지 300㎐의 구형파가 직류보다 효과적이라는 것을 알 수 있었다.
참고로, 참여자 구강건강상태 상-5명, 중-16명, 하-9명이었는데, 구강건강 상태가 좋을수록 효과가 늦거나 없다는 것을 확인할 수 있었다.
상기 표 6을 참조하면, 출력전압 0.1 내지 1.3V 출력전류 13 내지 120㎂에서 원통형튜브로 목걸이 팔찌 형태로 실험하였고, 0.5V, 30㎂ 기준으로 이상에서는 50 내지 300㎐의 구형파가 직류보다 효과적이라는 것을 확인할 수 있었다.
참고로 시험에 참여한 참가자는 통증상태 심함-25명, 보통-15명, 안아픔-10명이었는데, 통증이 심할수록 효과가 빠르고. 건강한 사람은 상대적으로 효과가 없다는 것을 확인할 수 있었다.
상기 표 7을 참조하면, 출력전압 0.1 내지 1.3V 출력전류 13 내지 120㎂에서 코인형태의 파스로 통증부위에 부착 실험하였다. 0.5V, 30㎂ 기준으로 이상에서는 50 내지 300㎐의 구형파가 직류보다 효과적이라는 것을 확인할 수 있었다.
목걸이 파스에 비하여 통증감소 시간이 단축되었는데, 이는 통증부위에 직접 붙여서 단축됨으로 생각된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
001: 절연튜브
002: 금속캡
003: 음극
004: 양극
005: 토르마린 겔

Claims (9)

  1. 토르마린이 200 내지 10000 매쉬(mesh)로 분쇄된 토르마린 분말 및
    용매가 2 : 1 내지 1 : 2 중량비로 포함된 혼합물을 포함하는 토르마린 겔을 포함하고,
    상기 토르마린 겔의 일면에 제 1금속 및 다른 일면에 제 2금속이 연결된 것이고
    상기 토르마린 겔은
    물 100 중량부,
    상기 물에 대하여 Si(OH)4가 1 내지 10중량부 및
    Na2O가 0.00001 내지 0.7 중량부로 포함되고,
    pH가 6 내지 8인 첨가제를 포함하는 것인
    토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 토르마린 겔의 내부에 금속구를 더 포함하는 것인
    토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제 1금속은 상기 제 2금속에 비하여 이온화 경향이 낮은 금속인 것인
    토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치.
  6. 제 1항에 따른 토르마린을 이용한 미세전류 전달 장치를 포함하고,
    미세전류를 방출하는 것인
    토르마린을 이용한 미세전류를 방출하는 이온영동장치.
  7. 제 6항에 따른 이온영동장치는 칫솔인 것인
    토르마린을 이용한 미세전류를 방출하는 칫솔.
  8. 제 6항에 따른 이온영동장치는 파스인 것인
    토르마린을 이용한 미세전류를 방출하는 파스.
  9. 제 6항에 따른 이온영동장치는 장신구인 것인
    토르마린을 이용한 미세전류를 방출하는 장신구.
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