KR101888937B1 - 스트레스 경감 효과를 제공하는 세라믹조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 세라믹 조성물의 제조방법은 맥섬석 10 ~ 12 중량%와, 장석 5 ~ 8 중량%와, 산화철 22 ~ 25 중량%와, 토르말린 5 ~ 10 중량%와, 티탄계 복합체 10 ~ 13 중량%와, 운모석 5 ~ 8 중량% 로 구성된 무기질 성분과 나머지 바인더 성분 24 ~ 43 중량%를 칭량하여 준비하는 단계(S 210)와, 상기 준비단계에서 얻은 각 성분들을 혼련시키고 300 ~ 400메쉬의 범위로 균질하게 분말화시켜서 무기질 혼합물을 얻는 단계(S 220)와, 상기 무기질 혼합물을 소정의 형상으로 성형하는 단계(S 230)와, 상기 성형화된 무기질 혼합물을 300∼600℃의 저온 소성로에서 약 1∼2시간 동안 저온 가열한 다음, 900 ~ 1100℃의 소성로에서 약 4∼5시간 가열한 다음 냉각하는 1차 소성단계(S 240)와; 상기 1차 소성된 제품을 다시 1500∼1800℃의 고온 소성로에서 질소성분을 함유한 가스를 공급하면서 약 4∼6시간 동안 가열한 다음 서서히 냉각하는 2차 소성단계(S 250);를 포함하고 있다.
본 발명은 상기 제조방법에 의하여 수득되어지는 무기 세라믹 조성물로서, 인체 또는 동물 신체에 대한 스트레스를 경감시켜주는 기능을 포함하고 있다.

Description

스트레스 경감 효과를 제공하는 세라믹조성물{Ceramic composition providing relief stress effect}

본 발명은 스트레스 경감 효과를 주는 세라믹 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인체 또는 동물의 신체에 직접 접촉하거나 간접 접촉하였을 경우, 인체의 내부에 축적되어 있는 스트레스 또는 동물의 신체 내부에 쌓여 있는 스트레스를 완화시켜주고, 생활의 활력을 증진시켜줄 수 있는 세라믹 조성물에 관한 것이다.

오늘날 많은 현대인들은 사회가 나날이 복잡화되어지고, 산업화 도시화 되어지면서, 육체적 또는 정신적 스트레스에 무방비 상태로 노출되어 있으며, 이로 인하여 건강상 많은 문제점을 떠 안고 있다.

사회생활에서 접하게되는 스트레스는, 갑자기 닥쳐오거나 적응하기 어려운 생활환경에 처하게 되었을 때, 현대인들이 느끼게 되는 심리적이거나 신체적인 긴장상태로 정의할 수 있다.

이러한 스트레스는 외부환경에 적응하기 위한 것으로서, 뇌과학적인 측면에서 살펴볼 때, 스트레스가 긴장을 유발시키고, 긴장된 상태에서 자신을 보호하기 위해 시상하부-뇌하수체-부신계 등을 통하여, 뇌하수체 전엽에서 부신피질 자극호르몬 분비를 증가시켜서, 혈압을 상승시키고, 심박동수를 증가시켜서, 외부의 급박한 환경에 적절하게 대응할 수 있도록 해주게 된다. 이러한 스트레스는 생활의 활력소로서 작용하기도 한다.

스트레스의 자연적인 순리는 이러한 외부의 긴박한 순간이 지나게 되면, 다시 원래의 상태로 되돌아 오게 됨으로써, 스트레스를 소진시키고, 혈압 및 심박수를 정상적인 상태로 회복시키는 것이다.

그러나, 오늘날의 사회생활은 연속적으로 이어지는 긴장된 생활로 인하여, 이미 발생된 스트레스가 소진되어질 기회가 거의 없을 뿐만 아니라, 순간 순간 더 많은 스트레스가 쌓여져 가고 있는 실정이다.

스트레스가 장기적으로 지속되면 심장병, 위궤양, 고혈압 따위의 신체적 질환을 일으키기도 하고 불면증, 노이로제, 우울증 따위의 심리적 부적응을 나타내기도 한다. 갈등과 경쟁이 치열한 산업 사회에서는 사회가 구조적 또는 기능적으로 복잡하게 변화함에 따라, 이에 적응해야 하는 현대인들은 대부분 신체적/심리적 스트레스로부터 벗어날 기회를 맞이하기 힘들다.

오늘날 스트레스를 해소하는 방법들이 다양하게 등장하고 있다.

향기요법으로 알려진 방법의 경우에는, 천연 방향제를 이용하는 것인데, 향기요법에 적용되는 아로마 에센셜 오일의 향기 물질을 사용하거나, 천연 향기를 사용함으로써, 스트레스를 감소시키고, 자율신경의 균형성을 유지시켜 질병이나 몸의 부조화를 다스리는 것을 위주로 하고 있다.

한방요법으로 알려진 경우에도, 위와 동등한 원리를 이용하고 있는 것으로 추정되어진다. (특허등록공보 제10-1450813호)

한편, 인간의 눈을 통하여 입력되는 빛의 성질에 따라, 인간을 흥분시키거나 안정을 취할 수 있도록 해준다는 보고가 등장하면서, 빛에 의한 스트레스 해소 방법이 등장하고 있기도 하다. 이 방식에 따르면, 붉은 색이 자율신경계의 교감 신경을 촉진하고, 푸른 색은 부교감 신경을 촉진한다는 연구결과에 근거한 것으로서, 생체 리듬에 맞추어진 인간 중심의 빛 치유 컨텐츠를 통하여 스트레스를 완화시키는 것이라고 한다.(공개특허 제10-2017-113951호).

또한, 위의 방식들과는 달리, 학습기능 저하를 방지하고, 스트레스를 해소하며, 기억증진 기능을 활성화 하기 위하여, 전자기기를 이용한 방식들이 등장하고 있기도 하다.

그러나, 현재에 이르기까지 무기물질을 이용하여 제조된 세라믹 조성물에 의한 인체의 스트레스와 동물의 신체에 대한 스트레스를 완화시켜줄 수 있는 방식은 어느 곳에서도 소개된 바 없으며, 또한 이를 암시하고 있는 기술도 존재하지 않는 것으로 추정되어진다.

대한민국 특허등록 제10-1450813호 (등록공고일: 2014. 10. 7.); 대한민국 공개특허 제10-2017-113951호 (등록공고일: 2017. 10. 13.);

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본 발명은, 종래의 방법들과는 전혀 다른 것으로서, 인체 또는 동물의 신체에 직접 접촉하거나 간접 접촉하였을 경우, 인체의 내부에 축적되어 있는 스트레스 또는 동물의 신체 내부에 쌓여 있는 스트레스를 완화시켜주고, 생활의 활력을 증진시켜줄 수 있는 세라믹 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 세라믹 조성물의 제조방법은 맥섬석 10 ~ 12 중량%와, 장석 5 ~ 8 중량%와, 산화철 22 ~ 25 중량%와, 토르말린 5 ~ 10 중량%와, 티탄계 복합체 10 ~ 13 중량%와, 운모석 5 ~ 8 중량% 로 구성된 무기질 성분과 나머지 바인더 성분 24 ~ 43 중량%를 칭량하여 준비하는 단계(S 210)와, 상기 준비단계에서 얻은 각 성분들을 혼련시키고 300 ~ 400메쉬의 범위로 균질하게 분말화시켜서 무기질 혼합물을 얻는 단계(S 220)와, 상기 무기질 혼합물을 소정의 형상으로 성형하는 단계(S 230)와, 상기 성형화된 무기질 혼합물을 300∼600℃의 저온 소성로에서 약 1∼2시간 동안 저온 가열한 다음, 900 ~ 1100℃의 소성로에서 약 4∼5시간 가열한 다음 냉각하는 1차 소성단계(S 240)와; 상기 1차 소성된 제품을 다시 1500∼1800℃의 고온 소성로에서 질소성분을 함유한 가스를 공급하면서 약 4∼6시간 동안 가열한 다음 서서히 냉각하는 2차 소성단계(S 250);를 포함하고 있다.

본 발명은 상기 제조방법에 의하여 수득되어지는 무기 세라믹 조성물로서, 인체 또는 동물 신체에 대한 스트레스를 경감시켜주는 기능을 포함하고 있다.

본 발명은 인체 또는 동물의 신체에 직접 접촉하거나 간접적으로 접촉하였을 경우에, 인체의 내부 또는 동물 신체의 내부에 쌓여 있는 스트레스를 경감시켜줄 수 있는 장점이 있다. 여태까지 세라믹 조성물로서, 본 발명과 같은 기능을 보유하고 있는 사례는 보고된 바 없는 것으로 여겨진다.

본 발명은 인체 또는 동물의 신체에 쌓여 있는 스트레스를 완화시켜주게 되므로, 본 발명의 세라믹 조성물을 의류에 적용시켜 착용하였을 경우, 기능성 의류를 제조할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 동물의 신체에 누적되어 있는 스트레스에 대해서도, 이를 해소해주는 것으로 밝혀진 이상, 심한 스트레스에 노출되어 있는 경주용 동물들에 대해 유용한 대응책을 강구하는데 사용될 수 있을 것으로 여겨진다. 가장 유력한 사례로서는 경주용 경마에 사용되는 안장용 부품이나 동물의복용 부직포에 적용될 수 있을 것이다.

도 1a는 본 발명을 이용하여 만든 팔찌 세트를 사진으로 촬영한 것이고,
도 1b는 본 발명을 이용하여 만든 발찌 세트를 사진으로 촬영한 것이고,
도 1c는 본 발명을 이용하여 만든 목걸이를 사진으로 촬영한 것이며,
도 2는 본 발명을 이용하여 만든 조끼를 사진으로 촬영한 것이고,
도 3은 지각된 스트레스의 사전 및 사후의 변화를 도표로 나타낸 것이고,
도 4는 SDNN index에 관한 사전 및 사후 측정값을 도표로 나타낸 것이고,
도 5는 HRV index를 사전 및 사후 값으로 나타낸 것이며,
도 6은 pNN50에 관한 사전 및 사후 평균변화를 도표로 나타낸 것이며,
도 7은 본 발명의 실험에서 사용되었던 질문지의 샘플이다.

이하, 본 발명에 의한 스트레스 해소기능의 세라믹 조성물과 그의 제조방법을 더욱 구체적으로 설명한다. 본 발명에서 제공되는 구체적인 수치 또는 구체적인 실시예는 본 발명의 바람직한 실시 양태로서, 본 발명의 기술사상을 보다 상세하게 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 이에 한정되는 것이 아님은 명백하다. 또한, 본 발명의 명세서에 있어서, 이 기술분야에서 공지된 것으로서 통상의 기술을 가진 자에 의해 용이하게 창작될 수 있는 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

먼저, 본 발명에 의한 스트레스 해소기능의 세라믹 조성물은 다음과 같은 단계를 차례로 거쳐 제조되어진다.

본 발명은 맥섬석 10 ~ 12 중량%와, 장석 5 ~ 8 중량%와, 산화철 22 ~ 25 중량%와, 토르말린 5 ~ 10 중량%와, 티탄계 복합체 10 ~ 13 중량%와, 운모석 5 ~ 8 중량% 로 구성된 무기질 성분과 나머지 바인더 성분 24 ~ 43 중량%를 칭량하여 준비한다(S 210).

본 발명은 맥섬석을 칭량하여 사용한다. 맥섬석은 사문암 원석을 채취하여 세척하고, 세척된 원료를 분쇄하여 분급을 행한 다음, 원심분리방식으로 중사를 제거하여 얻는다. 상기 맥섬석은 사문암 약 80 중량부와 각섬석 약 18 중량부 및 지르코늄실리케이트 2 중량부를 포함하고 있는 것이 바람직하고, 이것을 고온에서 소성한 다음, 분쇄하여 맥섬석 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 과정을 거쳐서 얻은 맥섬석은 원적외선을 발산하고 음이온을 생성하는 것으로 알려져 있다. 맥섬석은 전체 광물의 10 중량% 내지 12 중량%의 범위에서 사용한다. 상기 맥섬석을 전체 광물의 10 중량% 이하로 포함할 경우에는 원적외선 효과가 미약한 것으로 여겨지고, 12 중량% 이상 포함될 경우에는 다른 구성물질들과의 관계에서 오히려 원적외선 효과가 약화된 것으로 여겨지므로 바람직스럽지 못하다.

본 발명은 장석을 칭량하여 사용한다. 장석은 칼륨장석이나 나트륨장석 또는 칼슘장석을 포함하며, 일반적으로 일컬어지는 정장석이나 조장석 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 장석은 규산염의 일종으로서 전체 광물의 5∼8 중량% 만큼 칭량하여 사용한다. 상기 장석을 전체 광물의 5 중량% 이하로 포함할 경우에는 원적외선 발생의 효력이 미약한 것으로 여겨지고, 전체 광물의 8 중량% 이상 포함할 경우에는 투입량에 비하여 원적외선 발생 효과가 크지 않은 것으로 보인다.

또한, 본 발명은 산화철을 칭량하여 사용한다. 산화철은 천연자원으로서 적철광, 황철광 또는 자철광 등에서 얻어지는 것으로서, 각각 적색과 황색 및 흑색을 띄고 있는 것이어서 주로 안료의 원료로 사용되어 오고 있으며, 오늘날에는 순도가 높은 것들은 인체에 무해하여 식품, 약품 또는 화장품 용도로 사용되는 것으로 알려져 있다. 산화철은 그 색상으로 인하여 안료 또는 착색제로 사용되고 있으나, 본 발명에 있어서, 산화철(Fe₂O₃)은 각종 전자기기들로부터 방출되는 전자기파를 흡수하고, 그와 더불어 자기장을 흡수하는 기능을 담당하게 된다. 상기 산화철은 전체 광물의 22 ~ 25 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 산화철을 전체 광물의 22 중량% 이하로 포함할 경우에는 전자기파의 흡수율이 약한 것으로 보이고, 25 중량% 이상 포함할 경우에는 전자기파 흡수율에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 보인다.

본 발명은 토르말린을 칭량하여 사용한다. 상기 토르말린은 붕소를 함유하는 사이크로 규산염 광물로서, 피에조 전기와 파이로 전기의 특성을 가지고 있는 것으로 알려져 있고, 조성 중에 함유되어 있는 금속원소에 따라서 흑색, 청흑색, 청색, 녹색, 적색 등으로 다양한 색상을 가지고 있다. 토르말린은 그의 결정격자가 뒤틀림구조(Distortion)를 가지고 있어서, 격자의 진동패턴이 뒤틀려 있게 되고, 대칭성을 잃은 격자의 진동이 외부의 전자에 뒤틀림 영향을 주어서 외부에 대해 중성을 나타내지 못하고, 극성체에 전장을 놓아둘 경우, 전극의 분극현상을 발생시키고, 양극에 반대의 전하를 유도하는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 토르말린의 뒤틀린 격자구조가 다른 무기광물질들과 고온에서 반응함으로써, 전혀 예상하지 못한 놀라운 현상을 일으키는 것으로 추정되고 있다. 상기 토르말린은 전체 광물의 5 ~ 10 중량%를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 토르말린 성분에는 게르마늄 성분을 혼합하여 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 토르말린을 전체 광물의 5 중량% 이하로 포함할 경우에는 스트레스 해소에 미약한 것으로 보이고, 전체 광물의 10 중량% 이상을 포함할 경우에는 스트레스 해소 영향이 약한 것으로 보인다.

본 발명은 티탄계 복합체를 칭량하여 사용한다. 티탄계 복합체는 이산화티탄(TiO₂)을 주성분으로 한 것으로서, 바륨, 스트론튬, 칼슘, 및 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 금속 원소를 이산화티탄과 혼합한 다음, 그 혼합물을 고온에서 소성한 것을 포함하고 있다. 또한, 상기 타탄계 복합체는 티탄의 수화산화물, 함수산화물, 그리고 수화물을 포함한다. 상기 티탄계 복합체는 일반적으로 X-선 회절방식으로 측정할 경우 루틸형 결정, 아나타스형 결정, 부르카이트형 결정으로 나누어질 수 있다. 상기 티탄계 복합체는 전체 광물의 10 ~ 13 중량%의 범위 이내에서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 타탄계 복합체를 전체 광물의 10 중량% 이하로 포함할 경우에는 제품의 항균성이 약한 것으로 보이고, 전체 광물의 13 중량% 이상을 포함할 경우에는 투입량에 비하여 항균성이 향상되지 않으므로 바람직스럽지 못하다.

본 발명은 운모석을 칭량하여 사용한다. 운모석은 운모가 풍해하여 생성된 일라이트(illite)와, 백운모가 풍해하여 이루어진 견운모(sericite)와, 백운모를 포함한다. 운모석은 자체 함수 기능으로 보습효과가 크고, 직사광선을 방지하며 활도가 높고, 원적외선(파장 3∼25 마이크론)을 85∼90% 방사할 뿐만 아니라, 흡착력과 원적외선 방사의 이중 작용으로 탈취 능력이 우수한 것으로 알려져 있다. 상기 운모석은 전체 광물의 5 ~ 8 중량%의 범위 이내에서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 운모석은 고온에서 소성됨으로써 다른 광물질과의 혼용성을 배가하는 것으로 여겨진다. 상기 운모석을 전체 광물의 10 중량% 이하로 포함할 경우에는 상기 토르말린과 더불어 스트레스 해소에 미약한 것으로 보이고, 전체 광물의 13 중량% 이상을 포함할 경우에는 역시 상기 토르말린과 더불어 스트레스 해소에 관한 영향력이 약한 것으로 보인다.

본 발명은 나머지 성분을 칭량하여 바인더로 사용한다. 바인더는 위에서 설명한 무기물질들을 덩어리지도록 해주는 것으로서, 메틸셀룰로오스, 카르복실메틸셀룰로오스, 나트륨카르복실 메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스류; 폴리비닐알콜 등의 알코올류; 파라핀 왁스, 마이크로 크리스탈린 왁스와 같은 왁스류; EVA, 폴리에틸렌, 액정폴리머 등의 열가소성 수지 등을 예시할 수 있다. 상기 바인더 성분에는 분산제와 용매를 포함할 수 있다. 분산제로서는 질산, 황산, 염산 등의 무기산; 옥살산, 시트르산, 아세트산과 같은 유기산; 메탄올, 에탄올, 프로판올 등과 같은 알코올류; 폴리카르복실산암모늄, 폴리옥시알킬렌알킬에테르 등과 같은 계면활성제 등을 예시할 수 있고, 용매로서는 물, 또는 알코올류를 예시할 수 있다. 이때, 상기 알코올류로서는 메탄올, 에탄올, 부탄올, 프로판올, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜 등을 예시할 수 있다. 상기 바인더 성분은 전체 광물의 24 ~ 43 중량%의 범위 이내에서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 바인더 성분이 전체 광물의 24 중량% 이하로 포함될 경우에는 바인더로서의 접착력이 약한 반면에, 43 중량% 이상으로 포함될 경우에는 바인더 성분이 상대적으로 많아서 바람직스럽지 못하다.

본 발명은 상기 준비단계(S 210)에서 얻은 각 성분들을 혼련시키고 300 ~ 400메쉬의 범위로 균질하게 분말화시켜서 무기질 혼합물을 얻는 단계(S 220)를 포함하고 있다.

상기 무기질 혼합물의 수득 단계(S 220)는 각각의 성분들을 미세하게 분말화시키고 혼련하는 것으로서, 아래의 고온 소성단계에서 각각의 성분들이 상호간에 균일하게 반응하는데 도움을 주기 위함이다. 각각의 성분들이 미세하게 분말화되어 있지 않은 경우, 이들을 칭량하여 투입하고, 볼밀에 의해 분말화하게 된다. 최종적인 분말은 대략 300 메쉬 내지 400 메쉬의 범위가 바람직하다. 분말화 방식은 통상적인 방법으로 진행될 수 있다.

본 발명은 전단계(S 220)에서 얻은 무기질 혼합물을 소정의 형상으로 성형하는 성형 단계(S 230)를 포함하고 있다.

상기 성형 단계(S 230)는 통상적인 방법으로 진행될 수 있다. 예컨대, 기계성형, 주입성형, 또는 가압성형 방식들 중에서 어느 하나의 방식으로 수행되어진다. 성형단계를 거치게 되면, 분말상의 혼합물이 판상체, 원통형 기둥체, 또는 펠렛형상체 등으로 변환되어진다.

본 발명은 성형화된 무기질 혼합물을 저온에서 바인더 성분을 제거하고, 비교적 고온에서 소성작업을 진행하고 냉각하는 1차 소성단계(S 240)를 포함하고 있다.

상기 1차 소성단계(S 240)는 전단계(S 230)에서 성형화된 무기질 혼합물을 300∼600℃의 저온 소성로에서 약 1∼2시간 동안 저온 가열하는 바인더 성분의 탄화단계를 실시한다. 이 단계에서는 소정의 형상으로 성형된 무기질 성형체 중에서 바인더 성분을 탄화시켜서 제거하게 된다. 상기 바인더 성분은 기본적으로 유기물질들로 구성되어 있으므로, 적어도 300도 이상에서 탄화되어지게 되고, 탄화되어 제거되어지면, 그 공간으로 고온의 열이 통과하게 된다. 상기 바인더 성분이 제거되어지면, 그 무기질 성형체에는 미세한 간극들이 존재하게되고, 그 간극을 통하여 고온의 열이 직접 전달될 수 있는 미세한 통로가 대신 생성되어지게 된다.

상기 1차 소성단계(S 240)는 비교적 고온에서 소성하는 단계를 포함하고 있다. 이는 상기 바인더 성분의 탄화단계를 거친 이후, 이를 다시 900 ~ 1100℃의 소성로에서 약 4∼5시간 가열한 다음, 냉각하는 단계로 진행될 수 있다. 이 단계에서는 무기질 성분들이 1차적으로 가열되어 내부의 조직이 변화를 가져올 수 있는 기반을 제공한다. 1차 소성 시간은 4 시간 내지 5 시간 진행하는 것이 바람직하고, 이어서 냉각시킨다. 냉각방식은 강제 냉각 방식 보다는 자연 냉각방식이 더 바람직하다.

본 발명은 상기 1차 소성된 제품을 다시 1500∼1800℃의 고온 소성로에서 질소성분을 함유한 가스를 공급하면서 약 4∼6시간 동안 가열한 다음 서서히 냉각하는 2차 소성단계(S 250)를 포함하고 있다.

상기 2차 소성단계(S 250)는 1차 무기질 성형체의 소성단계를 경과한 성형체에 대하여 2차적으로 더욱 고온에서 실시되어진다. 2차 무기질 성형체의 소성단계는 1차 소성된 제품을 다시 1500∼1800℃의 고온 소성로에서 대략 4시간 내지 6시간 동안 실시한다. 이 경우, 질소성분을 함유한 가스를 공급하면서 소성하는 것이 좋다. 1500∼1800℃의 고온에서 소성할 경우, 각 무기질 성분들의 내부 결정조직들이 변형을 가져오면서, 상호간에 반응을 일으키는 것으로 추정되어지고, 그 결과는 통상적으로 예측할 수 없는 현상으로까지 발전한 것으로 확인되고 있다. 이 과정에서는 상기 1차 소성온도 보다 고온으로 가열하는 것이 중요하고, 또한 이 과정에서 질소성분을 함유한 가스를 공급하는 것이 중요하다.

고온에서 소성작업을 마친 이후에는, 다시 서서히 자연냉각시켜서, 상온으로 회귀한다. 냉각 이후에는 미세하게 분쇄하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 제반 단계를 거쳐 수득된 무기 세라믹 조성물을 제공한다.

본 발명에 의한 상기 무기 세라믹 조성물은 그 외관상으로 볼 때 진한 회색 내지 흑색을 이루고 있으며, 미세하게 분말화된 상태에서도 동일하다.

본 발명에 의한 상기 무기 세라믹 조성물은 이를 합성수지와 혼합하여 기능성 장식물로서 팔찌, 발찌, 그리고 목걸이의 형태로 만들어 사용할 수 있고, 또한, 합성섬유와 혼합하여 기능성 직물원단으로 만들어 조끼 또는 의복의 형태로 제조한 후, 이를 착용할 수 있다.

본 발명에 의한 상기 무기 세라믹 조성물을 이용하여, 기능성 장식물과 기능성 직물로 만들고, 이것을 이용한 각각의 제품들을 착용한 경우에, 스트레스 감소의 효과가 있는 것으로 확인되었다.

이하, 본 발명에 의한 무기 세라믹 조성물 및 이것을 이용한 각각의 실시예에 관하여, 구체적으로 이를 설명하고자 한다.

《실시예 1》 : 세라믹 조성물의 제조방법

맥섬석 11 kg, 장석 7 kg, 산화철 23 kg, 토르말린 7 kg, 티타늄 복합체 12 kg, 운모석 7 kg 을 각각 칭량하고, 이들을 깨끗이 수세한 다음, 바인더 성분(메틸셀룰로오스와 에탄올) 33 kg 과 혼합하였다. 이들을 10 X 20 X 5 센티미터의 형태로 성형한 다음, 이것을 소성로에 넣고 서서히 가열하여 소성로의 온도가 약 350 ℃에 도달하였을 때, 그 상태에서 약 1.5 시간 동안을 유지하였고, 이것을 다시 서서히 자연냉각하였다. 자연냉각후, 2차 소성로에 넣고 서서히 가열하여 소성로의 온도가 1000 ℃에 도달한 상태에서 약 4.5 시간을 유지하였고, 다시 자연냉각하였다. 다시 자연냉각된 중간제품을 3차 소성로에 넣고 약 1100 ℃에 도달하였을 때부터 3차 소성로에 질소 가스를 주입하였으며, 이전보다 서서히 가열하여 약 1650℃에 도달하였고, 이 상태에서 약 5시간을 유지하였다. 다시 자연냉각하고, 볼밀에 의해 미세하게 분말화하였다.

이 상태에서 외관상으로 관찰된 세라믹 조성물은 검은 색을 띠고 있었다.

《실시예 2》 : 기능성 합성수지 장식물의 제조

본 발명에 의한 무기 세라믹 조성물은 미세 분말의 형태로 얻어진 것이므로, 그 효과를 확인하기 위하여, 합성수지 성분에 혼합하여, 사람들이 착용할 수 있는 장식물로서 발찌와 팔찌 및 목걸이의 형태로 제조하여 사용하였다.

이를 위하여, 상기 실시예 1에서 얻은 무기 세라믹 조성물 70 중량%와 ABS 합성수지 펠렛 30 중량%를 사출성형기에 투입하고, 작은 목걸이 비즈를 성형하였다. 목걸이 비즈의 형상은 양쪽으로 약간 길게 형성된 직사각형 형태와 양쪽으로 약간 길면서 납작한 바둑돌의 형태로 각각 성형하였다.

상기 양쪽으로 약간 길게 형성된 직사각형 형태의 목걸이 비즈 12개를 그 중앙에서 연결하여 하나의 팔찌를 만들고, 이와 동일하게 다른 하나의 팔찌를 만들었다. 도 1a는 이와 같이 만든 팔찌 세트를 사진으로 촬영한 것이다.

또한, 상기 양쪽으로 약간 길게 형성된 바둑돌 형태의 목걸이 비즈 13개를 그 중앙에서 연결하여 하나의 발찌를 만들고, 이와 동일하게 다른 하나의 발찌를 만들었다. 도 1b는 이와 같이 만든 팔찌 세트를 사진으로 촬영한 것이다.

또한, 상기 양쪽으로 약간 길게 형성된 직사각형 형태의 목걸이 비즈 28개를 그 중앙에서 연결하여 하나의 목걸이를 만들었다. 도 1c는 이와 같이 만든 목걸이를 사진으로 촬영한 것이다.

《실시예 3》 : 기능성 조끼의 제조

본 발명에 의한 무기 세라믹 조성물의 성능을 확인하기 위하여, 상기 실시예 1의 무기 세라믹 조성물 38 중량%와 폴리에스텔 41 중량%와 레이온 21 중량%로 구성된 합성섬유를 제조하고, 이것을 이용하여 조끼용 겉감 직물을 제조하였다. 또한, 상기 실시예 1의 무기 세라믹 조성물 45 중량%와 통상의 PVC 레쟈 성분 55 중량%를 이용하여 얇고 가벼운 PVC 합성수지 시이트를 제조하고, 이것을 조끼 내부의 중간 안감용 직물로 제조하였다. 한편, 통상적인 방법으로 제조된 그물망형 안감을 준비하였다.

상기 조끼용 겉감 직물과, 상기 조끼용 안감 직물과, 상기 그물망형 안감 직물을 이용하여, 통상적인 형태의 조끼 제품을 제조하였다.

도 2a는 실시예 3에 의하여 제조된 조끼를 사진으로 촬영한 것이고, 도 2b는 상기 도 2a의 조끼를 더욱 확대하여 우측 상단을 촬영한 것이다.

《실시예 4》 : 본 발명의 실험을 위한 사전 준비 및 절차

본 발명에 의한 무기 세라믹 조성물의 스트레스 완화 효과를 객관적으로 확인하기 위하여, 아래와 같이 준비하고, 실험 계획을 수립하여 진행하였다.

1). 실험대상 학생들의 선정:

본 발명의 실질적인 효과 측정 연구의 대상자는 제주시 H대학교 마사학부에 재학 중인 1학년부터 3학년을 대상으로 지원자를 모집하였다. 모집된 대상자들에게 연구의 목적과 내용 위험요소 및 사생활 보호 등에 대하여 충분히 설명한 후, 자율적 의지로 연구에 참여 동의서를 받았다. 최종 분석 대상자는 현재 건강상의 문제가 없는 일반 학생 15명으로 남학생 8명, 여학생 7명을 대상으로 분석하였다. 전체 분석 대상자의 평균연령은 22.6세였다.

2). 지각된 스트레스 척도:

본 실험연구에서는 지각된 스트레스의 변화 정도를 알아보기 위하여 Cohen, Kamarck 과 Mermelstein(1983)이 개발한 척도를 Cohen과 Williamson(1991)이 요인 분석을 통하여 단축형 문항으로 만들었고, 이를 이정은(2005)이 번안한 척도를 사용하였다. 본 실험연구에서는 현 상황에서 주관적으로 지각되는 스트레스의 정도를 알아보기 위하여 용어로 바꾸어 사용하였다. 척도는 현 상황에서 얼마나 통제 불가능하고, 예측할 수 없으며, 과도한 부담이 느껴지는지에 대한 질문으로 총 10문항으로 구성되어 있다. 각 문항에 대한 응답은 5점 Likert식 척도로 ‘전혀 아니다’1점에서 ‘매우 그렇다’5점으로 채점하여 측정하였다. 이 척도에서 4, 5, 7, 8번 문항은 역점수로 채점되며 점수가 높을수록 지각된 스트레스 수준이 높다. 이정은(2005)의 연구에서 신뢰도 계수(Cronbach's α)는 .83이었으며, 본 실험연구의 Cronbach's α는 .62로 나타났다.

3). 심박변이도 측정 및 분석:

자율신경의 교감신경과 부교감신경은 길항적으로 작용하여 심박이 빨라지고 늦어지는 직접적인 원인이 되며, 이러한 자율신경은 시간에 따른 심박의 주기적 변화를 나타내는 심박변이도(Heart Rate Variability; HRV)로 평가할 수 있다. 심박변이도 측정은 편안한 의자에 앉아 양 팔목, 양 발목에 전극을 부착하는 3채널 표준사지유도 유선 심전도 측정시스템인 QECG-3(LXC3203, Laxtha Ins., Korea)을 사용하였다. 심박변이도 지표 중 시간영역 분석은 SDNN(standard deviation of the NN (R-R) intervals) index, RMSSD(root mean square of the successivedifferences), pNN50(the proportion of NN50 divided by the total numberofNN intervals) 지표를 분석하였다. 주파수 영역 분석은 교감신경 조절 지표인 LF(low frequence: 0.04~0.15Hz) 대역과 미주신경 조절지표로 부교감신경 활성을 반영하는 HF(high frequence: 0.15~0.4Hz), 그리고 자율신경계의 전체적인 균형정도를 반영하는 LF/HF ratio를 산출하여 비교하였다. 분석에는 총 5분간의 측정데이터를 분석에 사용하였다.

《실시예 5》: 무기 세라믹 조성물에 의한 스트레스 완화 효과의 측정실험:

1). 실험의 방식:

본 발명에 의한 무기 세라믹 조성물의 스트레스 완화 효과를 객관적으로 확인하기 위하여, 대학생들을 대상으로 하였고, 상기 실시예 2에 의하여 제조된 팔찌, 발찌 및 목걸이와, 상기 실시예 3에 의한 조끼를 상기 대학생들이 착용한 상태에서, 그 전후의 상태를 측정함으로써, 그 효과를 입증하기로 하였다.

2). 실험절차:

본 발명의 실험설계는 본 발명의 무기 세라믹 조성물로 제작된 'Marence 제품'(도 1a 내지 도 1c의 팔찌와 발찌 및 목걸이, 도 2의 조끼를 의미함. 이하, 동일함)을 실험 대상에 응한 학생들이 착용하기 전과, 착용한 이후의 HRV와 지각된 스트레스의 변화를 검증하는 설계로 이루어졌다.

실험을 위하여, 실험실시 7일 전에 모집공고를 한 후, 모집 대상자들을 선정하였다. 실험 대상자들에게는 실험에 대한 순서와 설명을 하였으며, 평소와 같은 일상생활을 하도록 하였다. 사전 검사는 지각된 스트레스 질문지를 실시한 후, 심전도 검사를 실시하였으며, 사후 검사는 사전 검사를 마친 후, 상기 팔찌를 각각 양쪽의 팔목에, 상기 발찌를 각각 양쪽의 발목에, 상기 목걸이를 착용대상자의 목에 걸었고, 상기 조끼를 가슴에 착용하였다. 상기 'Marence 제품'을 착용한 다음 15분이 경과된 시점에서, 사후 검사를 실시하였다. 사후 검사는 사전 검사와 같은 순서로 지각된 질문지와 심전도 순으로 측정하였다. 생체신호 측정은 전문가 2인과 연구보조원 2명이 2일 동안 실시하였다. 도 7은 본 발명의 실험에서 사용되었던 질문지에 관한 것이다.

지각된 스트레스 질문지는 자기기입식으로 실시하였다. HRV 측정은 편안한 의자에 앉게 한 후, 양쪽 손목과 발목에 집게전극을 이용한 심전도 3채널을 부착한 다음, 눈을 감고 5분 동안 측정하였다.

3). 자료분석:

본 발명의 무기 세라믹 조성물로 제작된 'Marence 제품'을 착용하기 전과 착용한 이후에, 실험대상자들의 지각된 스트레스와 심박변이도의 차이가 있는지 알아보기 위하여, 각 변인에 대한 사전 값과 사후 값에 대한 평균과 표준편차를 알아보고, 사전 값과 사후 값의 평균변화가 통계적으로 유효한지 알아보기 위하여, 대응표본 t-검정(paired t-test)을 실시하였다. 통계분석에 사용된 프로그램은 SPSS 18.0이었다.

4). 지각된 스트레스의 변화:

본 발명에서는 특정 스트레스를 지칭하지 않고, 개인이 현재 주관적으로 느끼고 있는 스트레스 변화를 알아보았다.

분석한 결과, 아래의 표 1과 같이, 지각된 스트레스(t=2.415)가 상기 'Marence 제품'을 착용하기 이전에 비하여 상기 'Marence 제품'을 착용한 이후에 유의하게 감소한 것으로 나타났다.

지각된 스트레스에 대한 사전 및 사후 대응표본 t-검정

유의	사전	사후	df	t값	유의확률
	M(SD)	M(SD)
지각된 스트레스	25.400(5.329)	22.600(5.803)	14	2.415	.030
p<.05

도 3은 지각된 스트레스의 사전 및 사후의 변화를 도표로 나타낸 것이다. 도 3에 의하면, 상기 'Marence 제품'을 착용한 이후 값의 평균(22.60)이 그 제품의 착용 이전 값의 평균(25.40)에 비하여, 2.80 정도 낮게 나타나고 있음을 알 수 있다. 따라서, 상기 'Marence 제품'을 착용한 이후에, 제품 착용자는 지각된 스트레스가 감소함을 보여준 것으로 평가되었다.

5). 심박변이도의 변화:

자율신경계는 교감신경계(sympathetic nerve: SN)와 부교감신경계arasympathetic nerve: PSN)로 구분되고, SN과 PSN의 활성비율은 신체의 스트레스 상태를 반영하는 민감한 변수 중의 하나이다.

이러한 심박변이도를 측정분석한 결과는 아래의 표 2와 같았다.

심박변이도에 대한 사전 및 사후 대응표본 t-검정

요인	사전	사후	df	t값	유의확률
	M(SD)	M(SD)
SDNN index(ms)	43.974(11.183)	49.543(14.349)		-2.550	.023*
norm LF(nu)	50.043(3.582)	50.056(4.640)	14	-0.012	.991
norm HF(nu)	9.957(3.582)	49.943(4.640)	14	0.012	.991
LF/HF ratio	1.011(0.147)	1.018(0.192)	14	-0.159	.876
HRV index(%)	14.050(4.074)	15.700(4.481)	14	-2.632	.020*
pNN50(%)	58.188(11.876)	53.689(13.493)	14	2.567	.022*
RMSSD(ms)	31.897(15.695)	33.275(16.485)	14	-0.952	.357
SDSD(ms)	38.524(18.347)	40.893(19.078)	14	-1.372	.192
*p<.05

그 측정값을 살펴본 결과, SDNN index(t=-2.550), HRV index(t=-2.6320)는 상기 'Marence 제품'의 착용 이전에 비해 상기 'Marence 제품'의 착용 이후에 유의하게 증가하였으며, pNN50(t=2.567)은 상기 'Marence 제품'의 착용 이전에 비해 그 착용 이후에 유의하게 감소하였다.

평균값의 변화가 통계적으로 유의하게 나타난 SDNN index, HRV index, pNN50의 사전과 사후 평균값의 변화는 도 4 내지 도 6과 같다.

도 4는 SDNN index(the mean of the 5-minute standard deviations of NN intervals)에 관한 사전 및 사후 측정값을 도표로 나타낸 것이다. 도 4에 의하면, 사전 값(43.974)에 비해, 사후 값이(49.543)으로 측정되었으므로, 5.572만큼 증가하였다. SDNN index는 정상 심박간격에 대한 5분간 표준편차의 평균으로 스트레스에 대한 생리적 회복탄력성을 반영하며, 생리적으로 건강할수록 SDNN index 값도 증가하고, 스트레스에 대한 저항력도 강함을 의미한다.

도 5는 HRV(heart rate variability) index를 사전 및 사후 값으로 나타낸 것이다. 도 5에 의하면, 사전 값(14.050)에 비해, 사후 값이 (15.7000)으로 확인되었으므로, 1.650만큼 증가하였다. HRV Index는 RR간격의 확률분포도의 기화학적 모양에 대한 특징을 정량화한 변수로 이 값이 클수록 건강한 상태를 의미한다.

도 6은 pNN50(the proportion of NN50 divided by the total numberofNN intervals)에 관한 사전 및 사후 평균변화를 도표로 나타낸 것이다. 도 6에 의하면, 사전 값(58.188)에 비해, 사후 값이 (53.689)으로 확인되었으므로 4.499만큼 감소하였다. pNN50은 위상 분포를 표시한 그래프에서 두 점 사이의 거리가 50ms이내에 해당하는 점들의 비율을 의미하며 그 값이 작을수록 건강한 상태를 의미한다.

이상에서 본 발명에 의한 세라믹 조성물의 특성을 구체적으로 측정하여 제시하였으나, 이는 본 발명의 성질을 확인하는 과정에서 인지된 사항을 중심으로 한 것이며, 본 발명의 모든 특징이 위에서 언급한 항목에만 적용되는 것이라고 한정하여 해석되어서는 아니될 것이다.

또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 명세서의 기재내용에 의하여 다양한 변형 및 모방을 행할 수 있을 것이나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어난 것이 아님은 명백하다고 할 것이다.

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Claims (7)

1. 맥섬석 10 ~ 12 중량%와, 장석 5 ~ 8 중량%와, 산화철 22 ~ 25 중량%와, 토르말린 5 ~ 10 중량%와, 티탄계 복합체 10 ~ 13 중량%와, 운모석 5 ~ 8 중량% 로 구성된 무기질 성분과 나머지 바인더 성분 24 ~ 43 중량%를 칭량하여 준비하되, 상기 바인더 성분은 메틸셀룰로오스, 카르복실메틸셀룰로오스, 나트륨카르복실 메틸셀룰로오스, 폴리비닐알콜, 파라핀 왁스, 마이크로 크리스탈린 왁스, EVA, 폴리에틸렌과, 분산제로서 질산, 황산, 염산, 옥살산, 시트르산, 아세트산, 폴리카르복실산암모늄, 폴리옥시알킬렌알킬에테르와, 용매로서 물을 포함하여 구성되어 있는 원료물질의 준비단계(S 210)와,
   상기 준비단계에서 얻은 각 성분들을 혼련시키고 300 ~ 400메쉬의 범위로 균질하게 분말화시켜서 무기질 혼합물을 얻는 단계(S 220)와,
   상기 무기질 혼합물을 소정의 형상으로 성형하는 단계(S 230)와,
   상기 성형화된 무기질 혼합물을 300∼600℃의 저온 소성로에서 1∼2시간 동안 저온 가열한 다음, 900 ~ 1100℃의 소성로에서 4∼5시간 가열한 다음 냉각하는 1차 소성단계(S 240)와;
   상기 1차 소성된 제품을 다시 1500∼1800℃의 고온 소성로에서 질소성분을 함유한 가스를 공급하면서 4∼6시간 동안 가열한 다음 냉각하는 2차 소성단계(S 250)와;
   상기 2차 소성단계를 마치고, 그 외관상으로 볼 때 회색 내지 흑색을 이루고 있으며, 인체에 대하여 스트레스 감소 효과를 가지고 있는 무기 세라믹 소성체를 얻고, 그 무기 세라믹 소성체를 최종적으로 분말화시켜서 얻는 것을 포함하고 있는 것을 특징으로 한, 무기 세라믹 조성물의 제조방법.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 의하여 수득된 무기 세라믹 조성물로서,
   상기 무기 세라믹 조성물은 합성수지와 혼합하여 팔찌, 발찌, 그리고 목걸이의 형태로 만들어 기능성 장식물로서 사용되어지거나, 합성섬유와 혼합하여 기능성 조끼 또는 기능성 의복의 형태로 제조하고, 이를 착용하여 사용됨으로써, 인체에 대하여 스트레스 감소 효과를 제공하는 것을 특징으로 한, 무기 세라믹 조성물.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 스트레스 감소 효과는
   무기 세라믹 조성물 70 중량%와 ABS 합성수지 펠렛 30 중량%를 사출성형기에 투입하고, 목걸이 비즈를 성형한 다음, 상기 목걸이 비즈를 이용하여 팔찌와 발찌와 목걸이를 만들고,
   또한, 상기 무기 세라믹 조성물 38 중량%와 폴리에스텔 41 중량%와 레이온 21 중량%로 구성된 조끼용 겉감 직물을 제조하고, 상기 무기 세라믹 조성물 45 중량%와 PVC 레쟈 성분 55 중량%를 이용하여 조끼 내부의 중간 안감용 직물로 제조하고, 상기 조끼용 겉감 직물과 상기 조끼 내부의 중간 안감용 직물과 그물망형 안감을 이용하여 조끼 제품을 만들고,
   착용대상자가 상기 팔찌와 상기 발찌와 상기 목걸이를 착용하고, 상기 조끼 제품을 착용한 이후,
   착용 대상자의 지각된 스트레스의 사전 및 사후의 변화를 측정함으로써, 얻어지는 것을 특징으로 한, 무기 세라믹 조성물.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 스트레스 감소 효과는
   SDNN index(the mean of the 5-minute standard deviations of NN intervals)에 관한 사전 및 사후 측정값의 변화를 측정함으로써, 얻어지는 것을 특징으로 한, 무기 세라믹 조성물.
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 스트레스 감소 효과는
   HRV(heart rate variability) index 에 관한 사전 및 사후 측정값의 변화를 측정함으로써, 얻어지는 것을 특징으로 한, 무기 세라믹 조성물.
   
7. 제 4항에 있어서,
   상기 스트레스 감소 효과는
   pNN50(the proportion of NN50 divided by the total numberofNNintervals)에 관한 사전 및 사후 평균변화를 측정함으로써, 얻어지는 것을 특징으로 한, 무기 세라믹 조성물.

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