KR101974032B1 - 고기능성 생산물을 위한 복합미네랄 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고기능성 생산물을 위한 복합미네랄 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 유황을 포함하는 미네랄; 사포닌 등의 기능성 원료; 및 분산매체를 포함하는 복합미네랄 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 유황을 준비하는 공정; 분산매체를 준비하는 공정; 및 유황, 사포닌 등의 기능성 원료 및 분산매체를 혼합하는 공정을 포함하는 복합미네랄 조성물의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 유황 등의 미네랄과 사포닌 등의 기능성 원료를 포함하여 친환경적이고 인체에 유익하다. 또한, 농산물, 축산물 및 수산물 등에 적용 시 고기능성의 농,축,수산물을 얻을 수 있으며 농,축,수산물의 성장을 증진시키고 질병이나 병충해 등을 효과적으로 예방할 수 있다. 아울러, 농약이나 항생제 등의 유해물질을 중화시켜 농지나 골프장 등과 같이 농약 등을 과다 사용하는 사업장 등에서 오염 토양의 복원과 친환경 유지를 위해 매우 유용하게 사용할 수 있다.

Description

고기능성 생산물을 위한 복합미네랄 조성물 및 그 제조방법 {COMPLEX MINERAL COMPOSITION FOR HIGH FUNCTIONAL PRODUCTS AND MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 고기능성 생산물을 위한 복합미네랄 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 하나의 실시형태에 따라서 유황(S) 및 아연(Zn) 등의 미네랄(mineral)과 사포닌(sponin)을 포함하여 친환경적이고 인체에 유익하며, 축산물 및 농산물 등에 적용 시에는 가축 및 농작물 등의 성장을 증진시키고 질병이나 병충해 등을 효과적으로 예방할 수 있는 고기능성 복합미네랄 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

복합미네랄 성분 중 주요성분인 유황(硫黃, sulfur)(S)은 인체 내에 다량 함유된 생체 원소인 수소, 산소 및 나트륨 등의 14종류 중에서 8번째로 큰 비중을 차지하고 있으며, 이는 인체에 유해한 중금속, 농약 및 항생제 등의 유해물질에 대한 중화 기능이 있는 것으로 알려져 있다. 유황(S)은 칼슘(Ca), 인(P) 및 나트륨(Na) 등의 원소와 함께 모든 생명체를 구성하는 필수 미네랄(mineral)로서, 이는 예로부터 신장을 보호하고, 근육과 뼈를 튼튼하며, 대장의 힘을 강화시켜 신진대사를 증진시키는 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 아울러, 유황(S)은 항균 및 항암 등의 효과와 함께 관절 등의 통증을 개선시켜 주는 효과가 있는 것으로도 알려져 있다. 유황의 효능과 관련해서는 동의보감, 본초강목, 본초내집, 중국의학대사전에 염증제거, 세포재생, 멸균작용을 하는 것으로 수록되어 있다.

또한, 유황은 토양이나 농작물에 적용 시 토양미생물을 활성화시켜 주고 산도를 조절할 수 있기 때문에 미생물과 산도의 이차원적인 분해 메카니즘을 동시에 기대할 수 있으며, 환경 부하량이 거의 없어 친환경 유기농 재료로서도 주목을 받고 있다. 일반적으로, 유황은 화산지역에서 용해되어 분출하는 황화수소와 이산화유황의 상호작용에 의하여 형성되거나, 광산에서 채광하는 등의 자연상태에서 얻어지고 있다. 그러나 유황은 독성이 강하고 중금속 등의 유해물질이 포함되어 있어, 사람이나 동물에 그대로 적용할 수는 없다. 이에 따라, 유황은 독성(유해물질)을 제거한 후에 사용되고 있으며, 유황을 독성이 없는 기능성 물질로 처리하는 과정을 통상 법제(法製)라고 한다.

예를 들어, 대한민국 공개특허 제10-1997-0025419호에는 유황을 법제(法製)하여 동물의 사료로 사용하는 기술이 제시되어 있으며, 동의보감 등의 일부 서적들에는 유황의 독성(유해물질)을 감소시켜 인체에 내복 가능한 것으로 제조하는 독성 제거 방법이 기술되어 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제10-2000-0024651호, 대한민국 공개특허 제10-2006-0108962호, 대한민국 특허등록 제10-0509656호 및 대한민국 특허등록 제10-1825333호 등에도 유황에 포함된 독성(유해물질)을 제거하는 방법이 제시되어 있다.

그러나 상기 선행 특허문헌들을 포함한 종래 기술에 따른 유황의 정제방법은 독성(유해물질)의 제거과정이 여러 단계로 이루어져 공정이 복잡하고, 독성(유해물질)의 제거과정에서 여러 재료(추출액, 한방약재, 생강, 마늘 등)가 사용되어 처리 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

또한, 종래 유황을 농작물이나 토양 등에 사용함에 있어, 법제 처리된 유황을 단순히 수돗물 등에 희석하여 사용하고 있어, 유황의 활용도가 떨어지고 만족할만한 효과를 거두지 못하고 있다.

대한민국 공개특허 제10-1997-0025419호 대한민국 공개특허 제10-2000-0024651호 대한민국 공개특허 제10-2006-0108962호 대한민국 특허등록 제10-0509656호 대한민국 특허등록 제10-1825333호

이에, 본 발명은 인체에는 물론 친환경 유기농 재료 등으로 유용하게 사용될 수 있는 복합미네랄 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다. 본 발명은 하나의 실시형태에 따라서, 유황(S)과 아연(Zn) 등의 복합미네랄을 포함하여, 예를 들어 축산물 및 농산물 등에 적용 시 가축 및 농작물 등의 성장을 증진시키고, 질병이나 병충해 등의 예방 및 방제효과를 향상시킬 수 있는 친환경적인 복합미네랄 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 데에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

유황을 포함하는 미네랄;

사포닌; 및

분산매체를 포함하는 복합미네랄 조성물을 제공한다.

본 발명의 실시형태에 따라서, 상기 미네랄은 2종 이상의 복합으로서, 유황 이외에 아연(Zn), 칼슘(Ca), 인(P), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg) 및 게르마늄(Ge) 등으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 아울러, 상기 분산매체는 수소수를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은,

유황을 준비하는 공정;

분산매체를 준비하는 공정; 및

유황, 사포닌 및 분산매체를 혼합하는 공정을 포함하는 복합미네랄 조성물의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서, 상기 분산매체를 준비하는 공정은 수소수 생성장치를 이용하여 나노크기로 클러스터화된 고기능성의 수소수를 제조할 수 있다. 이러한 수소수를 분산매체로 적용하는 경우, 복합미네랄을 통한 농/축산물의 완성도 높은 고품질 및 친환경적인 제품으로의 접근을 가능하게 할 수 있다.

본 발명에 따르면, 친환경적이고 인체에 유익하며, 친환경 유기농 재료로 유용하게 사용될 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명에 따르면, 예를 들어 축산물 및 농산물 등에 적용 시 가축 및 농작물 등의 증산 및 성장에 도움을 주며, 질병이나 병충해 등의 예방 및 방제효과를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 사용되는 자화장치의 실시형태를 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명에 사용되는 자화장치의 다른 실시형태를 보인 단면 구성도이다.
도 3은 상기 도 2에 보인 자화장치를 구성하는 자석 지지구의 제1구현예를 보인 분해 사시도이다.
도 4는 상기 도 2에 보인 자화장치를 구성하는 자석 지지구의 제2구현예를 보인 사시도이다.
도 5는 본 발명에 사용되는 수소수 생성장치의 실시형태를 보인 구성도이다.
도 6은 본 발명에 사용되는 수소수 생성장치를 구성하는 수소수 정화유닛의 구현예를 보인 단면도이다.
도 7은 본 발명에 사용되는 수소수 생성장치를 구성하는 수소수 정화유닛의 다른 구현예를 보인 단면도이다.
도 8는 본 발명에 사용되는 수소수 생성장치를 구성하는 제1미세화유닛의 구현예를 보인 단면도이다.
도 9는 도 8에 보인 제1미세화유닛의 일부분(베어링부)에 대한 횡단면도를 보인 것이다.
도 10은 도 8에 보인 제1미세화유닛의 일부분(베어링부)에 대한 종단면도를 보인 것이다.
도 11은 본 발명의 실시형태에 따른 제1미세화유닛을 구성하는 베어링부의 절단 사시도이다.
도 12는 본 발명의 실시형태에 따른 제1미세화유닛을 구성하는 베어링부의 유지부를 보인 사시도이다.
도 13은 도 12에 보인 유지부의 홀더와 탄성 연결부를 보인 사시도이다.
도 14는 도 12에 보인 유지부의 상부 연결부와 하부 연결부의 측면도이다.
도 15는 도 12에 보인 유지부의 상하 연결부를 나타내는 사시도 및 확대도이다.
도 16은 본 발명에 사용되는 수소수 생성장치를 구성하는 제2미세화유닛의 구현예를 보인 단면도이다.
도 17은 본 발명에 사용되는 수소수 생성장치의 다른 실시형태를 보인 구성도이다.

본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 "제1", "제2", "일측" 및 "타측" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 각 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.

본 명세서에서 "상에 형성", "상부에 형성", "하부에 형성", "상에 설치", "상측에 설치" 및 "하측에 설치" 등은, 당해 구성요소들이 직접 접하여 적층 형성(설치)되는 것만을 의미하는 것은 아니고, 당해 구성요소들 간의 사이에 다른 구성요소가 더 형성(설치)되어 있는 의미를 포함한다. 예를 들어, "상에 형성된다", "상에 설치된다" 라는 것은, 제1구성요소에 제2구성요소가 직접 접하여 형성(설치)되는 의미는 물론, 상기 제1구성요소와 제2구성요소의 사이에 제3구성요소가 더 형성(설치)될 수 있는 의미를 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어 '형성', '연결', '설치', '결합' 및 '체결' 등은, 두 개의 부재가 착탈(결합과 분리)이 가능하게 결합된 것은 물론, 일체 구조의 의미를 포함한다. 구체적으로, 본 명세서에서 사용되는 용어 '연결', '설치', '결합' 및 '체결' 등은, 예를 들어 강제 끼움 방식(억지 끼움 방식); 홈과 돌기를 이용한 끼움 방식; 및 나사, 볼트, 피스, 리벳 등의 체결 부재를 이용한 체결 방식 등을 통하여, 두 개의 부재가 결합과 분리가 가능하도록 결합되는 것은 물론 용접, 접착제 및/또는 일체적 성형 등을 통하여 두 개의 부재가 결합된 후, 분리가 불가능하게 구성된 의미를 포함한다. 또한, 상기 '설치'의 경우에는 별도의 결합력 없이 두 개의 부재가 적층(안착)되어 있는 의미도 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 실시형태를 도시한 것으로, 이는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공된다. 또한, 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 및/또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 고기능성 생산물을 위한 복합미네랄 조성물 및 그 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물은 다양한 분야에 적용될 수 있으며, 그 적용범위는 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물은 고품질 및 친환경적인 특성을 가지며, 이는 인체에는 물론 농업, 축산업 및/또는 수산업 등에 적용될 수 있다. 하나의 적용예에 따라서, 본 발명은 농작물, 과실수 및/또는 토양 등에 적용되는 농업용 복합미네랄 조성물 및 그 제조방법을 제공한다. 다른 적용예에 따라서, 본 발명은 가축의 사료 및/또는 음용수 등으로부터 적용되는 축산업용 복합미네랄 조성물 및 그 제조방법을 제공한다.

본 발명은 제1형태에 따라서 미네랄(mineral), 사포닌(sponin) 및 분산매체를 포함하는 복합미네랄 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물은 액상의 분산매체에 미네랄 및 사포닌 등이 분산된 혼합물로서, 이는 액상의 제형을 갖거나, 소정의 점도를 가지는 페이스트(paste)의 제형을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물은 미네랄, 사포닌 및 분산매체를 포함하되, 상기 미네랄은 적어도 유황(S)을 포함한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따라서, 상기 미네랄은 유황(S) 이외에 아연(Zn), 칼슘(Ca), 인(P), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg) 및 게르마늄(Ge) 등으로부터 선택된 하나 이상의 미네랄을 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물은 사포닌 이외의 다른 기능성 성분 및/또는 첨가제 등을 선택적으로 더 포함할 수 있다.

본 발명은 제2형태에 따라서 유황(S)을 준비하는 공정; 분산매체를 준비하는 공정; 및 유황(S), 사포닌 및 분산매체를 혼합하는 혼합 공정을 포함하는 복합미네랄 조성물의 제조방법을 제공한다. 이때, 상기 혼합 공정에서는 유황(S) 이외의 다른 미네랄, 사포닌 이외의 다른 기능성 성분 및/또는 첨가제 등으로부터 선택된 하나 이상을 더 혼합할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물의 제조방법을 설명하면서 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물의 실시형태를 함께 설명한다.

[1] 유황 준비 공정

본 발명에서, 유황은 특별히 제한되지 않으며, 이는 통상적으로 사용하는 것을 사용할 수 있다. 유황은, 예를 들어 자연에서 채취한 유황이나 화학 공정에서 얻어진 유황을 독성이 없는 기능성 물질로 처리한 법제유황(法製硫黃)을 사용할 수 있다. 또한, 상기 법제유황은, 예를 들어 사기그릇에 유황을 투입 및 밀봉한 후 가열한 다음 분말화한 것을 사용할 수 있다.

본 발명의 실시형태에 따라서, 상기 유황은 자화장치를 통해 정제된 것을 유용하게 사용할 수 있다. 즉, 상기 유황 준비 공정은 아래와 같은 유황 정제 공정을 포함할 수 있다. 이를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

상기 유황 정제 공정은 유황과 용매를 포함하는 유황용액을 제조하는 단계(제1단계); 및 상기 유황용액을 자석이 설치된 자화장치(D100)에 통과시키는 단계(제2단계)를 포함한다.

상기 제1단계는 유황을 용매(물 등)에 희석함으로써, 자화장치(D100) 내에서의 흐름을 용이하게 하고, 유황이 용매에 분산, 희석되어 자장의 인가 효율을 증가시키기 위한 단계로서, 이러한 제1단계에서 사용되는 유황은 통상적인 방법으로 처리된 분말상의 법제유황을 사용할 수 있다.

상기 제2단계는 유황에 포함된 중금속 등의 유해물질을 제거하기 위한 단계로서, 이러한 제2단계는 1회 또는 2회 이상 수회 반복 실시될 수 있다. 이때, 제2단계(유황용액을 자화장치(D100)에 통과시키는 단계)를 거친 유황용액은 그대로 유황 복합 조성물의 제조에 사용되거나, 또는 건조공정을 거쳐 분말화된 다음 유황 복합 조성물의 제조에 사용될 수 있다. 상기 유황용액은 자화장치(D100)를 통과하는 과정에서 중금속(납, 비소 등) 및 불용분 등의 유해물질이 제거 및 감소된다.

도 1을 참조하여 설명하면, 상기 자화장치(D100)는 예시적인 실시형태에 따라서 유황용액이 유입되는 유입구(D11)와, 유황용액이 토출되는 유출구(D12)를 가지는 자장 발생관(D40); 및 상기 자장 발생관(D40)에 설치된 자석(D50)을 포함한다. 상기 자석(D50)은 자장 발생관(D40)의 내부에 설치되거나, 자장 발생관(D40)의 외부 둘레에 부착, 설치될 수 있다. 도 1에는, 상기 자석(D50)이 자장 발생관(D40)의 외부 둘레에 부착되어지되, 결속밴드(D55)에 의해 부착된 모습을 예시하였다.

상기 자장 발생관(D40)은 도 1에 도시된 바와 같은 원통형(파이프)이나, 또는 다각통형(삼각통형, 사각통형 등) 등의 형상을 가질 수 있다. 상기 유황용액은, 별도로 설치된 흡입펌프(도시하지 않음)의 흡입력에 의해 자장 발생관(D40) 내부로 유입, 통과될 수 있다.

또한, 상기 자화장치(D100)는, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 다음과 같이 구성된 것이 바람직하다. 이하에서 설명되는 자화장치(D100)는, 유입되는 유황용액과 자석(D50)이 효율적으로 접촉되어 유해물질의 제거 및 감소 효율이 우수하여 본 발명에 바람직하게 적용된다. 이를 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 자화장치(D100)는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라서 커버(D10); 상기 커버(D10)에 결합된 하우징(D20); 상기 하우징(D20)에 내장된 유황 공급관(D30); 상기 유황 공급관(D30)의 상부에 설치된 자장 발생관(D40); 상기 자장 발생관(D40)에 내장된 자석(D50); 및 상기 자석(D50)을 지지하는 상/하부 지지구(D60)(D610)를 포함한다.

상기 커버(D10)는 유황용액이 유입되는 유입구(D11)와, 유황용액이 토출되는 유출구(D12)를 갖는다. 또한, 상기 커버(D10)는 유입구(D11)로 유입된 유황용액이 곧바로 유출구(D12)를 통하여 토출되는 것을 차단하는 차단부(D13)를 갖는다. 상기 차단부(D13)는 커버(D10)의 하부에 하향 돌출되어 형성되며, 이러한 차단부(D13)에 의해 유입구(D11)로 유입된 유황용액이 하우징(D20)을 경유하여 자화된 다음 토출된다.

상기 하우징(D20)은 커버(D10)에 나사식으로 결합될 수 있으며, O-링(O-ring)이나 실리콘 등의 실링수단에 의해 밀봉 결합된다. 이러한 하우징(D20)의 하부에는 유황 공급관(D30)이 내장되는 데, 이때 하우징(D20)과 유황 공급관(D30)의 사이에 유로(F2)가 마련되도록 내장된다. 즉, 하우징(D20)의 내경보다 유황 공급관(D30)의 외경이 더 작다. 또한, 하우징(D20)의 바닥에는 끼움부(D21)가 돌출 형성되어, 상기 끼움부(D21)에 유황 공급관(D30)이 끼움 결합되어 고정된다.

아울러, 상기 하우징(D20)의 바닥에는 하나 이상의 이격돌기(D22)가 돌출 형성되어, 상기 이격돌기(D22)에 의해 유황 공급관(D30)이 하우징(D20)의 바닥으로부터 이격되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 하우징(D20)의 바닥과 유황 공급관(D30)의 사이에는 유황용액이 통과하는 유로(F3)가 형성된다. 또한, 상기 유황 공급관(D30)의 벽체(D31)에는 유황용액이 유입되는 유입공(D32)이 형성되어 있다.

상기 유황 공급관(D30)의 상부에는 자장 발생관(D40)이 설치되는 데, 이때 유황 공급관(D30)과 자장 발생관(D40)은 단턱(DS)이 형성되어 상호 끼움, 결합될 수 있다. 또한, 상기 자장 발생관(D40)은 위와 같이 유황 공급관(D30)의 상부에 설치되어지되, 하우징(D20)의 내부에 내장되는데, 이때 하우징(D20)과의 사이에 유로(F1)가 마련되도록 내장된다. 즉, 하우징(D20)의 내경보다 자장 발생관(D40)의 외경이 더 작다. 아울러, 상기 자장 발생관(D40)에는 봉 형태의 자석(D50)이 내장되어, 여기서는 상기 봉 형태의 자석(D50)에 의해 자장이 발생된다. 이때, 봉 형태의 자석(D50; 이하, '자석봉'이라 한다)은 유황용액이 통과되는 유로(F4)가 마련되도록 자장 발생관(D40)에 내장된다. 즉, 자석봉(D50)의 외경이 자장 발생관(D40)의 내경보다 작다.

상기 자석봉(D50)은 자장 발생관(D40)의 내부에 상/하부 지지구(D60)(D610)를 통해 고정, 지지된다. 구체적으로, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 상기 상부 지지구(D610) 및 하부 지지구(D60)는 자석봉(D50)이 끼움, 고정되는 지지대(D61)(D611)가 형성되어 있으며, 이러한 상/하부 지지구(D60)(D610)는 자장 발생관(D40)의 상부 및 하부에 각각 끼움 고정되어, 자석봉(D50)을 자장 발생관(D40) 내부에 고정시킨다. 아울러, 유입구(D11) 및 유출구(D12)에는 유황용액의 유입/유출관(도시하지 않음)을 밀봉 결합하기 위한 커플링(D70)(coupling)이 설치될 수 있다.

도 4는 상기 자화장치(D100)를 구성하는 지지구(D60)(D610)의 제2구현예를 보인 사시도로서, 상기 지지구(D60)(D610) 중에서 하부 지지구(D60)가 유황 공급관(D30)에 일체로 결합된 모습을 보인 것이다. 즉, 도 4에 예시한 바와 같이, 상기 지지구(D60)(D610)는 유황 공급관(D30)이나 자장 발생관(D40)에 일체 성형 또는 용접 결합 등을 통하여 일체화될 수 있다.

따라서, 유입구(D11)로 유입된 유황용액은 유로(F1)(F2)를 따라 흐르면서 유입공(D32)을 통해 유황 공급관(D30)으로 유입된다. 그리고 유황 공급관(D30)으로 유입된 유황용액은 상승하여 자장 발생관(D40)으로 공급된다. 이때, 공급된 유황용액은 자장 발생관(D40)의 자석봉(D50)과 넓은 면적으로 직접 접촉되어, 유해물질의 제거 및 감소 효율이 향상된다. 즉, 유황용액은 유로(F4)를 따라 계속 상승하면서 수직방향으로 세워진 봉 형태의 자석봉(D50)과 직접 접촉함과 동시에 우수한 효율로 접촉되어, 자석봉(D50)의 강한 자기장을 인가받는다. 또한, 유입공(D32)을 통해 유황 공급관(D30) 내부로 유입된 유황용액은 와류(eddy flow)가 되면서 자장 발생관(D40)으로 상승된다. 이때, 도 4를 참조하면, 상승된 유황용액은 자석봉(D50)의 밑면과 부딪힌 다음, 지지대(D61)와 지지대(D61)의 공간을 통해 빠져 나와 회전하면서 상승하여 자석봉(D50)의 외주면과 접촉된다. 이에 따라, 자화능이 우수해져 유해물질의 제거 및 감소 효율이 향상된다. 이와 같이 자화된 유황용액은 유출구(D12)를 통하여 토출된다.

상기 유황 정제 공정에 따르면, 유황에 포함된 중금속(납, 비소 등) 및 불용분 등의 유해물질이 효과적으로 제거, 감소된다. 구체적으로, 상기 자화장치(D100)의 자장 발생관(D40)을 통과하는 과정에서, 자석(D50)에 의해 발생된 자장에 의해 유황용액을 구성하는 물(용매)과 유해물질 등은 분리(이온화)와 재결합 과정을 거친다. 이에 따라, 물 분자는 작아지고 유해물질은 인체에 무해한 물질로 전이된다. 보다 구체적으로 렌츠, 플레밍 법칙에 의하여 자석(D50)과 직교하여 코일을 움직여주면 코일에 전류가 흐르게 되는데, 유황용액도 전해질로서 도체와 같으므로 자석(D50)에 의해 전기가 발생된다. 이때, 발생된 전기력에 의해 유황용액에 포함된 각종 유해물질(중금속 등)은 이온화되어 제거되거나, 그 함유량이 현저히 감소된다. 아울러, 전기력에 의해 유황용액에 포함된 불용분 등의 스케일은 분해 제거되거나, 미세화된다. 이에 따라, 상기 자화장치(D100)를 1회 또는 2회 이상 통과한 유황용액에는 중금속이나 불용분 등의 유해물질의 함유량이 최소화된다.

이상에서 설명한 유황 준비 공정을 통해 적어도 독성이 없는 법제유황을 준비하며, 바람직하게는 상기 자화장치(D100)를 통해 중금속이나 불용분 등의 유해물질이 최소화된 고순도의 정제 유황을 준비한다.

[2] 분산매체 준비 공정

본 발명에서, 분산매체는 액상으로서, 이는 미네랄(유황 등) 및 사포닌 등 기능성 원료를 분산시킬 수 있는 것이면 좋다. 상기 분산매체는 특별히 제한되지 않으며, 이는 예를 들어 수돗물, 정제수, 음이온화수 및/또는 수소수(hydrogen water) 등으로부터 선택될 수 있다.

본 발명의 실시형태에 따라서, 상기 분산매체는 수소수(hydrogen water)를 포함할 수 있다. 수소수는 물에 수소를 용존시켜 제조한 것으로서, 이는 알칼리 이온수 또는 수소 풍부수 등으로 불리며, 체내의 활성 산소를 중화시켜 각종 질병의 치료/예방, 건강의 증진 및/또는 체질의 개선 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 수소수는 아토피와 같은 피부염, 피부 미백, 노화 및 생활 습관병 등에 효과가 있고, 농작물의 성장 가속 및 병충해 예방 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

상기 분산매체 준비 공정은 위와 같은 여러 가지의 기능성을 가지는 수소수를 제조하는 공정을 포함할 수 있다. 이때, 상기 수소수를 제조하는 공정은 본 발명의 실시형태에 따른 수소수 생성장치를 이용하여, 적어도 고품질 및 친환경적인 특성을 가지는 수소수를 제조할 수 있으며, 이에 대해서는 후술한다.

[3] 혼합 공정

상기 분산매체(예를 들어, 수소수 등)에 미네랄과 사포닌(sponin)을 혼합한다. 이때, 상기 미네랄은 적어도 유황을 포함하며, 상기 유황은 전술한 바와 같은 자화장치(D100)를 통해 고순도로 정제된 것을 유용하게 사용할 수 있다. 상기 사포닌은 일반 산업분야(의료 및 식품 등)에 사용되고 있는 것으로서, 이는 통상과 같다. 상기 사포닌은, 예를 들어 인삼(또는 홍삼) 등으로부터 추출하여 사용할 수 있으며, 이는 또한 시중에서 판매되는 제품을 사용할 수 있다.

상기 혼합 공정에서는 분산매체(예를 들어, 수소수 등)에 유황과 사포닌을 혼합하되, 여기에 더하여 유황 이외의 다른 미네랄(이하, '제2미네랄'이라 한다)을 더 첨가, 혼합할 수 있다. 즉, 본 발명에서, 상기 미네랄은 유황으로부터 선택된 제1미네랄과, 유황 이외의 다른 미네랄로서의 제2미네랄로 구성된 복합이 될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물은 제1미네랄(유황), 제2미네랄(유황 이외의 다른 미네랄), 사포닌 등의 기능성 원료 및 분산매체를 포함하는 혼합 조성을 가질 수 있다.

본 발명에서, 상기 제2미네랄은 특별히 제한되지 않으며, 이는 통상적으로 미네랄이라 불리우는 것이면 좋다. 상기 제2미네랄은 시중에서 구입이 가능한 분말 제품을 사용할 수 있다.

상기 제2미네랄의 구체적인 종류(원소)는 주지된 바와 같다. 상기 제2미네랄은 1종 원소 또는 2종 이상의 원소를 포함하는 복합미네랄을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 2종 이상의 원소를 포함하는 복합미네랄을 사용할 수 있다. 상기 제2미네랄은 원소 주기율표에서 유황(S)을 제외한 원소로서 1족, 2족, 4족, 5족, 6족, 8족, 10족, 11족, 12족, 13족, 14족, 15족, 16족 및 17족 등에서 선택된 하나 이상의 원소를 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 상기 제2미네랄은 아연(Zn), 칼슘(Ca), 인(P), 나트륨(Na), 마그네슘(Mg), 게르마늄(Ge), 칼륨(K), 알루미늄(Al), 갈리움(Ga), 철(Fe), 구리(Cu), 코발트(Co), 티타늄(Ti), 망간(Mn), 크롬(Cr), 붕소(B), 지르코늄(Zr), 바나듐(V), 염소(Cl), 요오드(I), 셀레늄(Se), 불소(F), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni) 및 실리콘(Si) 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.

하나의 실시형태에 따라서, 상기 혼합 공정에서는 분산매체 100중량부에 대하여 미네랄 0.05 ~ 50중량부 및 사포닌 0.02 ~ 30중량부를 혼합할 수 있으나, 이에 의해 한정되는 것은 아니다. 각 성분의 사용량은 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물의 적용 용도 및 사용 목적 등에 따라 적절한 범위에서 조절될 수 있다.

또한, 상기 혼합 공정에서는 기능성 성분 및/또는 첨가제 등을 더 혼합할 수 있다. 상기 기능성 성분은 인체, 동물(가축 등), 식물(농작물 등) 및/또는 토양개선 등에 유익한 성분으로서, 이는 예를 들어 비타민 성분, 영양 성분, 약제 성분, 비료, 사료 성분, 사료 첨가제 및/또는 토양 개량제 성분 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 첨가제는, 예를 들어 분산제 및/또는 방향제 등으로부터 선택될 수 있다. 상기 기능성 성분과 첨가제의 구체적인 성분 및 함량은 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물의 적용 용도 및 사용 목적 등에 따라 적절하게 선택될 수 있다.

[4] 수소수 제조 공정

한편, 전술한 바와 같이, 상기 분산매체는 수소수를 유용하게 사용할 수 있으며, 상기 수소수는 본 발명의 실시형태에 따른 수소수 생성장치를 이용하여 제조할 수 있다. 상기 수소수 생성장치는 고품질 및 친환경적인 수소수를 높은 농도 및 미세 크기로 생성(제조)할 수 있다. 이를 첨부된 도 5 내지 도 17을 참조하여 설명한 다음과 같다.

먼저, 도 5를 참조하면, 상기 수소수 생성장치는 본 발명의 실시형태에 따라서, 외부에서 유입된 물(원수)로부터 수소수를 발생(전환)시키는 적어도 하나 이상의 수소수 발생유닛(20)(hydrogen water generation unit)과, 상기 수소수 발생유닛(20)의 후단에 설치되고, 수소수를 정화시키는 적어도 하나 이상의 수소수 정화유닛(30)(hydrogen water purification unit)과, 상기 수소수 정화유닛(30)의 후단에 설치되고, 수소수를 미세화시키는 적어도 하나 이상의 수소수 미세화유닛(40)(hydrogen water micro-bubbling unit)을 포함한다.

또한, 상기 수소수 생성장치는 다른 실시형태에 따라서, 필터유닛(10)(filter unit)을 더 포함할 수 있다. 이때, 필터유닛(10)은 상기 수소수 발생유닛(20)의 선단; 및/또는 수소수 발생유닛(20)과 수소수 정화유닛(30)의 사이 등에 설치될 수 있다. 바람직한 구현예에 따라서, 도 5에 예시한 바와 같이 상기 필터유닛(10)은 적어도 수소수 발생유닛(20)의 선단에는 설치되는 것이 좋다. 아울러, 상기 필터유닛(10), 수소수 발생유닛(20), 수소수 정화유닛(30) 및 수소수 미세화유닛(40)은 하나의 외장 케이스에 2개 이상이 내장 설치되거나, 각각 별개로 설치될 수 있다. 각 구성요소별로 예시적인 실시형태를 설명하면 다음과 같다.

(a) 필터유닛(10)

상기 필터유닛(10)은 외부로부터 유입되는 물(원수), 예를 들어 수돗물 등의 원수에 함유된 이물질이나 냄새 성분을 필터링(filtering)한다. 필터유닛(10)은 1개 또는 2개 이상 복수의 필터를 포함할 수 있다. 이때, 필터유닛(10)이 복수의 필터를 포함하는 경우, 상기 복수의 필터는 서로 다른 기능을 가지는 필터들의 조합으로 구성될 수 있다. 필터유닛(10)을 구성하는 필터는 통상적으로 사용되는 것으로부터 선택될 수 있다.

상기 필터유닛(10)은, 예를 들어 모래, 흙, 녹 찌꺼기 및 협잡물 등을 제거하는 스크린 필터; 냄새(물비린내), 가스 및 염소 등을 제거하는 카본 필터나 활성탄 필터; 및 각종 중금속이나 유기물을 제거하는 중공사막 필터나 역삼투 멤브레인 필터 등으로부터 선택된 하나 이상의 필터를 포함할 수 있다. 이때, 필터유닛(10)은 상기 필터들이 순차적으로 설치된 구조를 가질 수 있다. 하나의 구현예에 따라서, 필터유닛(10)은 스크린 필터, 활성탄 필터, 및 중공사막 필터의 적층 구조를 가질 수 있다.

(b) 수소수 발생유닛(20)

상기 수소수 발생유닛(20)은 물(원수)을 유입하여 수소수(물 + 수소)를 발생시킨다. 이때, 바람직한 구현예에 따라서, 수소수 발생유닛(20)은 필터유닛(10)의 후단에 설치되어, 필터유닛(10)을 통해 필터링된 물을 유입하여 수소수를 발생시킨다. 즉, 상기 수소수 발생유닛(20)은 필터유닛(10)을 통해 필터링된 물을 유입하여, 유입된 물의 일부 또는 전부를 수소수로 변환시킨다.

본 발명에서, 상기 수소수 발생유닛(20)은 유입된 물로부터 수소수를 생성(변환)시킬 수 있는 수소수 생성기(변환기)를 포함하는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 상기 수소수 발생유닛(20)은, 예를 들어 필터유닛(10)을 통해 필터링된 물의 일부를 저장하는 저장조와, 상기 필터유닛(10)을 통해 필터링된 물의 일부를 유입시켜 수소수를 생성(변환)하는 수소수 생성기(변환기)와, 상기 저장조의 물과 수소수 생성기(변화기)의 수소수를 혼합하는 혼합조를 포함할 수 있다. 이러한 수소수 발생유닛(20)은 수소수 생성에 이용되는 통상적인 방식으로서, 이는 예를 들어 전해(전기 분해), 무전해, 자력, 저온 열분해, 광촉매 및/또는 발효 방식 등을 이용하는 구성 요소를 포함할 수 있다.

본 발명의 구현예에 따라서, 상기 수소수 발생유닛(20)은 물의 전기 분해를 통해 수소수를 생성하는 전해 방식; 수소보다 이온화 경향이 큰 금속을 이용하여 수소수를 생성하는 무전해 방식; 및/또는 자기장을 이용하여 수소수를 생성하는 자력 방식 등의 구성 요소를 포함할 수 있다.

본 발명의 제1구현예에 따라서, 상기 수소수 발생유닛(20)은 전해 방식을 이용하는 것으로서, 전해조, 상기 전해조 내에 설치된 전극(양극과 음극), 및 상기 전극(양극과 음극)에 전류를 인가하는 전원 공급부를 포함할 수 있다. 본 발명의 제2구현예에 따라서, 상기 수소수 발생유닛(20)은 무전해 방식을 이용하는 것으로서, 반응조와, 상기 반응조 내에 설치되고 수소보다 이온화 경향이 큰 금속을 포함할 수 있다. 이때, 상기 금속은, 예를 들어 마그네슘(Mg) 및/또는 칼슘(Ca) 등으로부터 선택될 수 있다.

또한, 본 발명의 제3구현예에 따라서, 상기 수소수 발생유닛(20)은 자력 방식을 이용하는 것으로서, 자기장을 발생시키는 자력 발생기를 포함할 수 있다. 상기 자력 발생기는, 예를 들어 50 가우스(G, Gauss) 이상, 200 가우스(G) 이상, 500 가우스(G) 이상, 또는 1,000 가우스(G) 이상의 자기장을 발생시키는 것으로부터 선택될 수 있다.

본 발명에서, 상기 전해 방식, 무전해 방식 및 자력 방식 등을 이용하는 수소수 발생유닛(200)은 통상과 같은 구성을 가지므로, 이에 대한 보다 구체적인 설명을 생략한다. 또한, 상기 수소수 발생유닛(20)은 광을 전사하는 광원을 더 포함할 수 있다. 상기 수소수 발생유닛(20)은, 예를 들어 자력 발생기와 광원을 포함하여, 광자화를 통해 수소수를 발생시킬 수 있다.

(c) 수소수 정화유닛(30)

상기 수소수 정화유닛(30)은 수소수 발생유닛(20)에서 발생된 수소수를 유입시켜 수소수를 정화시킨다. 앞서 언급한 바와 같이, 수소수 발생유닛(20)을 통해 생성(제조)된 수소수에는 대부분의 경우 중금속, 치아염소산염 및/또는 금속염 등의 불순물 성분이 함유되어 있다. 수소수 정화유닛(30)은 위와 같은 불순물 성분들을 정화, 제거한다. 도 6에는 본 발명의 실시형태에 따른 수소수 정화유닛(30)이 도시되어 있다.

도 6을 참조하면, 상기 수소수 정화유닛(30)은 하우징(320)과, 상기 하우징(320) 내에 설치된 세라믹 정화층(340)을 포함할 수 있다. 상기 하우징(320)은 수소수 발생유닛(20)으로부터 생성된 수소수가 유입되는 유입구(321)와, 적어도 세라믹 정화층(340)과의 접촉에 의해 정화된 수소수가 배출되는 하나 이상의 유출구(322)를 갖는다. 또한, 상기 세라믹 정화층(340)은 다공성의 세라믹 성형체(342)가 적층(집합)되어 구성될 수 있다.

하나의 구현예에 따라서, 상기 하우징(320)은 원통형의 본체(324)와, 상기 본체(324)의 상부에 밀폐 결합된 상부 캡(325)과, 상기 본체(324)의 상부에 밀폐 결합된 하부 캡(326)을 포함한다. 이때, 상기 세라믹 정화층(340)은 본체(324)에 설치되고, 상기 유입구(321)는 상부 캡(325)에 형성되며, 상기 유출구(322)는 하부 캡(326)에 형성될 수 있다. 상기 하우징(320)은, 예를 들어 플라스틱재로 구성될 수 있다.

보다 구체적인 구현예에 따라서, 상기 수소수 정화유닛(30)은 위와 같은 하우징(320)과, 상기 하우징(320) 내의 상부에 설치된 제1지지부재(351)와, 상기 하우징(320) 내의 하부에 설치된 제2지지부재(352)와, 상기 하우징(320) 내에 설치된 원통형의 내측 여과 스크린(331)과, 상기 하우징(320) 내에 설치되고 상기 내측 여과 스크린(331)의 외측에 설치된 원통형의 외측 여과 스크린(332)과, 상기 내측 여과 스크린(331)과 외측 여과 스크린(332)의 사이에 충전된 세라믹 정화층(340)과, 상기 제2지지부재(352)의 하부에 설치된 정화필터(360)를 포함할 수 있다.

상기 제1지지부재(351)와 제2지지부재(352)는, 예를 들어 플라스틱재 또는 금속재로 구성된다. 이때, 제1지지부재(351)는 내측 여과 스크린(331)과 외측 여과 스크린(332)의 상단을 지지하고, 제2지지부재(352)는 내측 여과 스크린(331)과 외측 여과 스크린(332)의 하단을 지지하여 고정한다. 이러한 제1지지부재(351)와 제2지지부재(352)는, 예를 들어 원반형의 형상을 가질 수 있다.

또한, 상기 제1지지부재(351)는 하우징(320)의 상부 캡(325) 내에 위치하되, 본체(324)의 상단에 밀착 설치된다. 또한, 제1지지부재(351)는 내측 여과 스크린(331)과 외측 여과 스크린(332)의 상단을 지지하기 위한 것으로서, 하향으로 돌출된 제1지지부(351b)가 형성되어 있다. 아울러, 제1지지부재(351)에는 유입구(321)로 유입된 수소수를 본체(324) 내의 제1공간(S1)으로 인입시키기 위한 인입구(351a)가 형성되어 있다. 상기 인입구(351a)는 복수 개일 수 있다.

상기 제2지지부재(352)는 하우징(320)의 하부 캡(326) 내에 위치하되, 본체(324)의 하단에 밀착 설치된다. 또한, 제2지지부재(352)는 내측 여과 스크린(331)과 외측 여과 스크린(332)의 상단을 지지하기 위한 것으로서, 상향으로 돌출된 제2지지부(352b)가 형성되어 있다. 아울러, 제2지지부재(352)에는 본체(324) 내의 제2공간(S2)으로 유입된 수소수를 유출구(322)로 토출시키기 위한 토출구(352a)가 형성되어 있다.

상기 내측 여과 스크린(331)과 외측 여과 스크린(332)은 수소수 내에 잔존하는 이물질 등을 여과하기 위한 것으로서, 이는 예를 들어 금속 망(metal mesh) 등으로부터 선택될 수 있다. 또한, 내측 여과 스크린(331)과 외측 여과 스크린(332)은 세라믹 정화층(340)의 측면을 지지하여, 세라믹 정화층(342)의 이탈을 방지한다. 내측 여과 스크린(331)과 외측 여과 스크린(332)은 원통형의 형상으로서, 하우징(320)의 본체(324) 내에 설치되되, 상기 제1지지부재(351)와 제2지지부재(352)의 사이에 설치되어, 제1지지부(351b)와 제2지지부(352b)에 의해 고정된다. 이때, 내측 여과 스크린(331)은 본체(324)의 대략 중앙에 설치되고, 상기 외측 여과 스크린(332)은 내측 여과 스크린(331)의 외측에 설치된다.

상기 세라믹 정화층(340)은 내측 여과 스크린(331)과 외측 여과 스크린(332)의 사이에 충전된다. 세라믹 정화층(340)은 복수의 세라믹 성형체(342)가 적층(집합)되어 구성되며, 상기 세라믹 성형체(342)는 다공성이다. 이러한 세라믹 성형체(342)의 구체적인 구성은 후술한다.

상기 정화필터(360)는 하우징(320)의 하부 캡(326) 내에 설치되되, 상기 제2지지부재(352)의 하부에 설치된다. 정화필터(360)는 제2지지부재(352)의 토출구(352a)를 통해 토출된 수소수를 정화시킨다. 정화필터(360)는, 예를 들어 수소수에 잔존하는 냄새(물비린내), 가스, 염소 및/또는 중금속 등의 성분을 제거할 수 있는 필터로부터 선택될 수 있다. 정화필터(360)는, 구체적인 예를 들어 카본 필터 및/또는 활성탄 필터 등으로부터 선택될 수 있다.

따라서, 수소수 발생유닛(20)에서 생성된 수소수는 하우징(320)의 유입구(321) 및 제1지지부재(351)의 인입구(351a)를 통과한 다음, 본체(324) 내의 제1공간(S1)을 따라 외측 여과 스크린(332), 세라믹 정화층(340) 및 내측 여과 스크린(331)을 순차적으로 통과한다. 이때, 외측 여과 스크린(332)을 통과하면서 1차적으로 이물질이 여과된다. 그리고 세라믹 정화층(340)을 통과하면서 적어도 중금속, 치아염소산염 및/또는 금속염 등의 성분이 정화, 제거된다. 이후, 내측 여과 스크린(331)을 통과하면서 2차적으로 이물질이 여과된다.

또한, 상기 내측 여과 스크린(331)을 통과한 수소수는 본체(324) 내의 제2공간(S2) 및 제2지지부재(352)의 토출구(352a)를 따라 정화필터(360)을 통과한 다음, 하우징(320)의 유출구(322)를 통해 배출된다. 이때, 정화필터(360)를 통과하면서 수소수에 잔존하는 냄새(물비린내), 가스, 염소 및/또는 중금속 등의 성분이 제거된다. 이에 따라, 유출구(322)를 통해 배출되는 수소수는 고품질 및 높은 농도를 갖는다.

한편, 본 발명에서, 상기 세라믹 성형체(342)는 천연 광물을 주재료로 하는 다공성의 소성체로서, 이는 예를 들어 구형(spherical shape), 펠릿(pellet) 및/또는 플레이트(flake) 등의 형상을 가질 수 있다. 도 6에는 구형의 세라믹 성형체(342)가 적용된 모습을 보인 것이다. 본 발명에서, 구형은 완전한 구형만을 의미하는 것은 아니다. 이러한 세라믹 성형체(342)는, 예를 들어 2mm ~ 12mm의 평균 직경을 가질 수 있으며, 보다 구체적인 예를 들어 5mm ~ 8mm의 평균 직경을 가질 수 있다. 세라믹 성형체(342)는, 예를 들어 제올라이트(zeolite), 토르말린(tourmaline), 자철광석(magnetite), 장석(feldspar), 알루미나(aluminum oxide), 마그네시아(magnesium oxide), 백토(white clay), 아파타이트(apatite) 및 벤토나이트(bentonite) 등으로부터 선택된 하나 이상의 천연 광물을 고온에서 소성한 소성체로부터 선택된다. 세라믹 성형체(342)는, 바람직하게는 제올라이트(zeolite) 등과 같은 규산염 광물의 소성체로부터 선택될 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 세라믹 성형체(342)는 다수의 기공(pore)을 가지는 다공성이다. 세라믹 성형체(342)는, 예를 들어 35% ~ 60%의 기공도와, 1.2g/ ~ 3.5g/의 밀도를 가질 수 있다. 이러한 범위의 기공도와 밀도를 가지는 경우, 정화능이 우수하면서 양호한 강도를 가질 수 있다. 본 발명에서, 기공도는 세라믹 성형체(342)의 전체 체적 중에서 기공이 차지하는 체적 비율(%)을 의미한다. 기공도는, 구체적으로 아래의 수학식에 따른다.

[수학식]

기공도(%) = (Vp/V) x 100

(위 식에서, V는 세라믹 성형체(342)의 전체 체적이고, Vp는 세라믹 성형체(342)에 형성된 기공의 전체 체적이다.)

본 발명에서, 상기 세라믹 성형체(342)의 기공도는 정화능에 중요한 인자로 작용할 수 있다. 기공도가 35% 미만인 경우 중금속, 치아염소산염 및/또는 금속염 등의 정화능(흡착능)이 다소 미미할 수 있다. 그리고 기공도가 60%를 초과하는 경우 기계적 강도가 낮아 내구성이 떨어질 수 있다. 이와 같은 이유로 세라믹 성형체(342)의 밀도는 1.2g/ ~ 3.5g/인 것이 좋다. 세라믹 성형체(342)의 기공도 및/또는 밀도는, 예를 들어 천연 광물의 입자 크기 및/또는 기공 형성제의 함량 등의 조절을 통해 제어될 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 세라믹 성형체(342)은 전술한 바와 같은 천연 광물을 분쇄한 천연 광물 입자와, 기공 형성을 위한 기공 형성제를 혼합한 혼합물을 얻은 다음, 상기 혼합물을 소정의 형상(예를 들어, 구형)의 성형체로 성형한 후, 고온에서 소성함으로써 제조할 수 있다. 또한, 상기 혼합물은 천연 광물 입자와 기공 형성제를 포함하되, 무기 결합제를 더 포함할 수 있다. 이때, 천연 광물 입자의 크기, 기공 형성제의 함량 및/또는 무기 결합제의 함량 등을 조절하여, 기공도와 밀도를 상기와 같은 범위를 갖도록 제조할 수 있다.

상기 천연 광물 입자는 기공도와 밀도를 고려하여, 예를 들어 0.5 ~ 50㎛의 평균 입자 크기를 갖는 것으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는 5 ~ 30㎛의 평균 입자 크기, 더욱 바람직하게는 10 ~ 15㎛의 평균 입자 크기를 가지는 것으로부터 선택될 수 있다.

상기 기공 형성제는 유기물로부터 선택된다. 고온 소성 시, 상기 기공 형성제(유기물)의 소진(消盡) 제거에 의해, 다수의 기공이 형성되어, 세라믹 성형체(342)는 다공성을 갖는다. 기공 형성제는 고온 소성에 의해 소진 제거되어 다수의 기공을 형성시킬 수 있는 것이면 좋다. 기공 형성제는, 예를 들어 수지(resin)로부터 선택될 수 있으며, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 기공 형성제는, 구체적으로 열가소성 수지 및 열경화성 수지로부터 선택된 하나 이상을 포함한다. 기공 형성제는, 구체적인 예를 들어 폴리비닐알코올(PVA), 폴리비닐부티랄(PVB), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 아크릴 수지, 우레탄 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지 및 불포화 폴리에스테르 수지 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 기공 형성제는, 형태 유지 기능을 겸할 수 있다. 즉, 기공 형성제는 소성 전까지 세라믹 성형체(342)가 소정의 형상(예를 들어, 구형)을 유지할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 기공 형성제는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 천연 광물 입자 100 중량부에 대하여 0.8 ~ 15중량부를 사용할 수 있다. 이때, 기공 형성제의 함량이 0.8중량부 미만인 경우에는 기공도가 너무 낮아져 정화능이 떨어질 수 있고, 이와는 반대로 15중량부를 초과하는 경우에는 기공도가 너무 높아져 기계적 강도가 낮아질 수 있다.

상기 무기 결합제는 소성에 의해 천연 광물 입자를 결합시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않는다. 무기 결합제는, 예를 들어 소성 시 용융 접착성을 가질 수 있는 것으로부터 선택될 수 있다. 이때, 본 발명에서, 무기 결합제는 무기물만을 의미하는 것은 아니며, 무기-유기 복합물을 포함한다.

본 발명의 예시적인 형태에 따라서, 상기 무기 결합제는 실리케이트(silicate)를 포함하는 것이 좋다. 상기 실리케이트는, 특히 천연 광물 입자가 제올라이트 등과 같이 적어도 규소(Si)를 포함하는 규산염 천연 광물인 경우에 본 발명에 유용하다. 즉, 실리케이트는 제올라이트 등과 같은 규산염 천연 광물 입자의 결합력 향상에 유리하다. 이때, 실리케이트는 에틸 실리케이트(ethyl silicate)로부터 선택되는 것이 바람직하다. 실리케이트는, 보다 바람직하게는 에틸 실리케이트 중에서 적어도 테트라에틸 오르또실리케이트(TEOS, Tetraethyl Orthosilicate)를 포함하는 것이 좋다. 이러한 테트라에틸 오르또실리케이트(TEOS)는 소성 시 규산염 광물 입자 표면에 코팅되어 입자의 소결성을 크게 증가시키며, 이에 따라 소성 후에는 광물 입자들 간의 우수한 결합력이 도모된다.

또한, 상기 무기 결합제는 특별히 한정하는 것은 아니지만, 상기 천연 광물 입자 100중량부에 대하여 0.5 ~ 12중량부가 사용될 수 있다. 이때, 무기 결합제의 함량이 0.5중량부 미만인 경우, 천연 광물 입자 간의 결합력이 약해질 수 있고, 무기 결합제의 함량이 12중량부를 초과하는 경우, 과잉 사용에 따른 결합력 향상 미미할 수 있고, 상대적으로 천연 광물 입자와 유기물의 사용량이 낮아져 양호한 기공도를 보이기 어려울 수 있다.

바람직한 실시형태에 따라서, 상기 세라믹 성형체(342)는 염 성분 흡수제를 더 포함한다. 상기 염 성분 흡수제는 수소수에 포함된 치아염소산염 및 금속염 등의 염 성분(불순물)을 흡수(흡착), 제거(흡착)하는 것으로서, 이는 바람직하는 규산지르코늄(Zirconium Silicate)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 염 성분 흡수제로서 사용되는 규산지르코늄은 염 성분 중에서도 치아염소산염을 효과적으로 흡수, 제거할 수 있다. 구체적으로, 규산지르코늄은 다른 금속화합물에 비하여 수소수 내에 포함된 염 성분 중에서도 치아염소산염을 효과적으로 흡수, 제거하여 고농도 및 고순도를 구현한다. 이러한 염 성분 흡수제(규산지르코늄)은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 상기 천연 광물 입자 100중량부에 대하여 0.2 ~ 10중량부로 포함될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시형태에 따라서, 상기 세라믹 성형체(342)는 천연 광물 입자, 기공 형성제 및 무기 결합제를 포함하되, 여기에 더하여 염 성분 흡수제(규산지르코늄)를 더 포함하는 혼합물을 소정의 형상(예를 들어, 구형이나 펠릿 형상 등)으로 성형한 다음, 이를 고온 소성함으로써 제조될 수 있다. 이때, 고온 소성에 의해, 기공 형성제(유기물)가 소진 제거되어 기공이 형성되면서 천연 광물 입자들 간이 무기 결합제를 매개로 하여, 우수한 결합력으로 소결, 결합된다. 이러한 소성 과정에서, 소성 온도는 양호한 소결성을 위해, 1,000℃ 이상, 구체적인 예를 들어 1,000℃ ~ 1,500℃의 온도가 바람직하다. 소성 온도가 1,000℃ 미만인 경우, 소결성이 다소 미미할 수 있다. 그리고 소성 온도가 1,500℃를 초과하는 경우, 소결체에 예를 들어 미세 크랙이 발생할 수 있다. 또한, 소성 시간은 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 2시간 이상, 구체적인 예를 들어 2시간 내지 24시간이 될 수 있다. 소성 시간은, 보다 구체적인 예를 들어 5시간 내지 15시간이 될 수 있으나, 이는 소성 온도 등에 따라 달라질 수 있다.

상기와 같은 세라믹 성형체(342)는 우수한 정화능과 함께 양호한 기계적 강도를 갖는다. 구체적으로, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라서 세라믹 성형체(342)가 천연 광물 입자, 기공 형성제 및 무기 결합제를 포함하되, 여기에 더하여 염 성분 흡수제(규산지르코늄)를 더 포함하는 소성체인 경우, 수소수에 함유된 중금속, 치아염소산염 및/또는 금속염 등을 효과적으로 정화(흡착), 제거하며, 기계적 강도가 높아 우수한 내구성을 갖는다.

도 7에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 수소수 정화유닛(30)을 보인 것이다. 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시형태에 따라서, 상기 수소수 정화유닛(30)은 상기 원통형의 내측 여과 스크린(331)의 내부에 설치된 수직관(370)을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 내측 여과 스크린(331)을 통과한 수소수는 수직관(370)을 따라 흐른다. 보다 구체적으로, 상기 수직관(370)은 원통형 또는 다각형(사각형 등) 등의 관 형상으로서, 하우징(320) 본체(324)의 중앙에 수직으로 설치, 즉 내측 여과 스크린(331)의 내부 중앙에 수직으로 설치된다.

또한, 상기 수직관(370)은, 수소수가 유입되는 유입부(370a)와, 수소수가 유출되는 유출부(370b)를 가지되, 상기 유입부(370a)는 하우징(320) 본체(324)의 상측에 위치하고, 상기 유출부(370b)는 하우징(320) 본체(324)의 하측에 위치할 수 있다. 이때, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 유입부(370a)는 상부로 확개된 구조를 가질 수 있다. 아울러, 상기 유출부(370b)는 제2지지부재(352)의 토출구(352a)와 연통되게 설치될 수 있다. 상기 유출부(370b)는, 예를 들어 제2지지부재(352)의 제2지지부(352b)와 나사산(S)을 통해 결합될 수 있다.

위와 같은 수직관(370)이 설치된 경우, 상기 내측 여과 스크린(331)을 통과한 수소수는 본체(324) 내의 제2공간(S2)을 따라 수직관(370)의 유입부(370a)로 유입된 다음, 수직관(370)의 유출부(370b)를 따라 정화필터(360)을 통과한 다음, 하우징(320)의 유출구(322)를 통해 배출된다. 본 발명에 따르면, 상기 수직관(370)의 설치에 의해, 예를 들어 본체(324) 내에서 수소수의 체류 시간이 증가되어 정화능이 개선될 수 있다. 구체적으로, 내측 여과 스크린(331)을 통과한 수소수는 곧바로 배출되지 않고, 수직관(370)에 의해 상향되어 본체(324) 내에서 체류 시간이 증가된다. 이에 따라, 수소수는 세라믹 정화층(340)과의 접촉 시간이 길어져 보다 개선된 정화가 진행될 수 있다.

또한, 본 발명에서, 상기 수직관(370)은 금속관, 플라스틱관 및 세라믹관 등으로부터 선택될 수 있다. 아울러, 상기 수직관(370)은 적어도 표면(내부면 및/또는 외부면)에 다공성을 가지는 세라믹관으로부터 선택될 수 있다. 수직관(370)이 다공성의 세라믹관으로 구성되는 경우, 염 성분 등의 흡착, 제거 기능을 가져 정화능이 더욱 개선될 수 있다. 이때, 상기 수직관(370)은 중공의 관 형상을 가지되, 상기 세라믹 성형체(342)와 동일한 재질로 구성될 수 있다.

구체적으로, 상기 수직관(370)은 35% ~ 60%의 기공도를 가지되, 천연 광물 입자, 기공 형성제 및 무기 결합제를 포함하거나, 여기에 더하여 염 성분 흡수제를 더 포함하는 혼합물의 소성체로 구성될 수 있다. 이러한 수직관(370)을 구성하는 천연 광물 입자, 기공 형성제, 무기 결합제 및 염 성분 흡수제(규산지르코늄) 등은 상기 세라믹 성형체(342)를 설명한 바와 같으므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

이상에서 설명한 수소수 정화유닛(30)에 따르면, 다공성의 세라믹 성형체(342)에 의해 수소수에 함유된 염 등의 성분이 효과적으로 제거되어, 고농도 및 고순도를 가지는 수소수를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 도 6에 예시한 바와 같은 수소수 정화유닛(30)은 구조적으로 간단하면서 효율적인 정화가 진행될 수 있다. 그리고 도 7에 예시한 바와 같이, 수직관(370)을 더 포함하는 경우, 체류 시간의 증가에 의해 정화능이 더욱 개선될 수 있다.

(d) 수소수 미세화유닛(40)

상기 수소수 미세화유닛(40)은 수소수 정화유닛(30)에서 정화된 수소수를 미세화시킨다. 상기 수소수 미세화유닛(40)은 정화된 수소수를 마이크로미터(㎛) 이하의 크기로 미세화시킬 수 있는 것으면 특별히 제한되지 않는다. 상기 수소수 미세화유닛(40)은, 구체적으로 정화된 수소수를 수십 마이크로미터(㎛) 이하의 크기, 바람직하게는 나노미터(nm)의 크기로 초미세화시킬 수 있는 것이면 좋다. 이러한 상기 수소수 미세화유닛(40)은 액체 분무분야 등에서 사용되는 미세화 버블 장치로서, 예를 들어 마이크로 버블 발생기 및/또는 나노 버블 발생기 등으로부터 선택될 수 있다.

상기 수소수 미세화유닛(40)은 수소수 정화유닛(30)에서 정화된 수소수를, 예를 들어 20㎛ 이하의 크기, 구체적인 예를 들어 4 ~ 12㎛의 크기로 미세시킬 수 있는 장치로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 200nm 이하의 크기, 더욱 바람직하게는 50nm 이하의 나노 크기로 초미세화시킬 수 있는 장치로부터 선택될 수 있다. 위와 같은 크기로 미세화되는 경우, 수소수의 침투력 및 활성도 등이 향상되고 수소의 용존 시간이 길어질 수 있다.

본 발명의 실시형태에 따라서, 상기 수소수 미세화유닛(40)은 수소수 정화유닛(30)와 연결된 제1미세화유닛(40A)과, 상기 제1미세화유닛(40A)과 연결된 제2미세화유닛(40B)을 포함할 수 있다.

도 8 내지 도 10에는 상기 제1미세화유닛(40A)의 예시적인 실시형태가 도시되어 있다. 도 9는 제1미세화유닛(40A)의 일부분에 대한 횡단면도(도 8의 A-A'선 단면도)이고, 도 10은 1미세화유닛(40A)의 일부분에 대한 종단면도이다.

도 8 내지 도 10을 참고하면, 상기 제1미세화유닛(40A)은 관 형태의 케이스(41)와, 상기 케이스(41) 내에 설치된 회전축(S)과, 상기 회전축(S)에 결합된 복수의 임펠러(42)(impeller)와, 상기 회전축(S)에 결합된 하나 이상의 컷기어(43)(cut gear)와, 상기 회전축(S)과 케이스(41)의 사이에 설치된 베어링부(400)를 포함할 수 있다. 이때, 케이스(41)의 일측에는 정화된 수소수가 인입되는 인입부(41a)가 형성되어 있으며, 상기 인입부(41a)는 수소수 정화유닛(30)의 유출구(322)(도 6 및 도 7 참고)와 연결된다.

또한, 상기 제1미세화유닛(40A)은 케이스(41)의 일측(도 8에서 하측)에 설치된 모터(M)를 포함하며, 상기 모터(M)는 회전축(S)의 회전을 위한 구동력을 제공한다. 그리고, 상기 케이스(41)의 타측(도 8에서 상측)에는 토출관(44)이 결합되고, 상기 토출관(44)에는 개폐밸브(V)가 설치되어 있다. 아울러, 상기 토출관(44)의 말단에는 미세화된 수소수가 토출되는 토출부(44a)가 형성되어 있다.

상기 컷기어(43)는 수소수를 미세화시킨다. 이러한 컷기어(43)는 회전축(S)의 축 둘레면을 따라 설치된 하나 이상의 내기어(43a)와, 상기 내기어(43a)와 대응하여 케이스(41)의 내벽면을 따라 설치된 하나 이상의 외기어(43b)를 포함한다. 이때, 내기어(43a)와 외기어(43b)는 복수의 대경부(La)(Lb) 및 소경부(Sa)(Sb)가 각각 교대로 형성된 구조를 갖는다. 바람직하게는, 내기어(43a)의 대경부(La)들은 외기어(43b)의 대경부(Lb)들과 상호 대응하고, 내기어(43a)의 소경부(Sa)들은 외기어(43b)의 소경부(Sb)들과 상호 대응하도록 배열된 구조를 갖는다. 여기서, 대응은 도 8에 보인 바와 같이, 대경부(La)(Lb)는 대경부(La)(Lb)끼리, 소경부(Sa)(Sb)는 소경부(Sa)(Sb)끼리 서로 근접해 있음을 의미한다. 또한, 상기 각각의 대경부(La)(Lb) 및 소경부(Sa)(Sb)의 끝단은 날카로운 칼날 형태를 가질 수 있다. 이러한 내기어(43a)와 외기어(43b)를 포함하는 컷기어(43)는 케이스(41) 내에 1개 또는 2개 이상 다단으로 설치될 수 있다.

따라서, 상기 모터(M)의 구동에 의해, 회전축(S)이 회전하면, 관 형태의 케이스(41) 내에 설치된 복수의 임펠러(42)들이 고속으로 회전하게 된다. 이와 함께, 회전축(S)에 결합된 내기어(43a)가 고속으로 회전하게 된다. 그리고 인입부(41a)를 통해 유입된 수소수는 컷기어(43)를 고속으로 통과한다. 즉, 수소수는 고속 회전하는 내기어(43a)와, 이와 대응하는 외기어(43b)의 사이를 고속으로 통과한다. 이때, 수소수는 내기어(43a)와 외기어(43b)의 대경부(La)(Lb) 및 소경부(Sa)(Sb)와 부딪혀 마이크로미터(㎛) 크기, 바람직하게는 나노미터(nm) 크기로 파쇄되어 미세화된다. 또한, 미세화되는 과정에서 캐비테이션(cavitation)이 발생하여 미세 버블이 생성되며, 이러한 미세 버블은 수소수 내에 수소의 용존률을 최대화시킨다.

본 발명에서, 상기 제1미세화유닛(40A)은 위와 같은 과정으로 수소수를 미세화시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 이는 통상적인 버블 발생기를 사용할 수 있다. 이때, 제1미세화유닛(40A)을 구성하는 상기 베어링부(400)는 본 발명의 실시형태에 따라서 다음과 같이 구성되는 것이 바람직하다. 이를 도 11 내지 도 15를 참조하여 설명한다.

먼저, 도 11 내지 도 13을 참조하면, 상기 베어링부(400)는 회전축(S)과 케이스(41)의 마찰을 방지하고 회전축(S)의 원활한 회전 등을 도모하기 위한 것으로서, 이는 주지된 바와 같이 내륜(420); 외륜(410); 및 상기 내륜(420)의 중앙부에 원주 방향으로 배치되고 외륜(410) 방향으로 돌출되며 상기 내륜(420)을 폭 방향 분할하는 분리벽(430)을 포함한다. 상기 내륜(420)은 회전축(S)에 결합되고, 외륜(410)은 케이(41)의 내벽면에 결합된다. 또한, 상기 분리벽(430)의 양측에는 다수 개의 회전볼, 즉 전동볼(440)이 설치된다. 그리고 상기 분리벽(430) 상부에는 다수 개의 롤러(450)가 배치된다. 이러한 전동볼(440)과 롤러(450)에 의해 상기 회전축(S)에 작용되는 하중이 지지된다. 이러한 베이링 구조는 일반적인 것으로서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 실시형태에 따라서, 상기 베어링부(400)는 전동볼(440)을 지지하는 유지부(500)를 포함한다. 도 8을 참조하면, 상기 유지부(500)는 길이 방향으로 개방부(511)가 다수 개 이격되어 형성되고 판체 형상인 유지부 본체(510)와, 상기 개방부(511) 사이에 형성된 홀더(520)를 포함한다. 상기 개방부(511)에 전동볼(440)이 장착되되, 전동볼(440)의 양측이 홀더(520)에 접하도록 장칙된다.

상기 유지부 본체(510)는 탄성 재질로 구성된다. 즉, 유지부 본체(510)는 얇은 두께를 가지는 판체 형상의 탄성 재질로 구성되되, 길이 방향으로 다수 개위 개방부(511)가 형성되어 있다. 그리고 이러한 상기 개방부(511)의 양측에는 홀더(520)가 각각 배치된다. 또한, 상기 홀더(520)는 원판체 형상이고, 이의 양측면은 오목하게 형성되어 전동볼(440)의 양측이 밀착된다.

상기 외륜(410)과 내륜(420)에는 삽입홈(412,422)이 각각 형성되어 상기 유지부 본체(510)가 삽입된다. 상기 삽입홈(412,422)은 외륜(410)과 내륜(420)의 두께 방향으로 형성되어 상기 유지부 본체(510)의 측면이 삽입된다. 즉, 유지부 본체(510)는, 그의 측면이 외륜(410)과 내륜(420)의 각 삽입홈(412,422)에 삽입, 설치되어 안정적으로 고정된다.

상기 전동볼(440)은 상기 다수 개의 개방부(511) 중 하나의 개방부(511)를 건너서 배치된다. 즉, 상기 전동볼(440)은 하나의 개방부(511)를 걸러서 간헐적으로 설치된다. 이때, 도 9를 참조하면, 상기 개방부(511) 중 전동볼(440)이 배치되는 않은 개방부(511)에는 탄성 연결부(EB)가 설치된다. 즉, 전동볼(440)이 배치되지 않은 홀더(520)와 홀더(520)의 사이에는 탄성 연결부(EB)가 설치된다.

상기 탄성 연결부(EB)는 홀더(520)의 상하 향으로 배치되는 상부 연결부(530)와 하부 연결부(540)를 포함한다. 도 10을 참조하면, 상기 상부 연결부(530)는 마주보는 홀더(520)의 내측면에서 수평 방향으로 각각 배치되는 탄성 재질의 제1상부 수평 바아(531) 및 제2상부 수평 바아(532)와, 상기 제1상부 수평 바아(531)의 일 측에 배치되고 상호 교차되는 형상이며 탄성 재질인 제1상부 교차 바아(533)와, 상기 제1상부 교차 바아(533)와 제2상부 수평 바아(532) 사이에 배치되고 상호 교차되는 형상이며 탄성 재질인 제2상부 교차 바아(534)를 포함한다.

즉, 상기 제1상부 수평 바아(531)와 제2상부 수평 바아(532)는 수평 방향으로 배치되고 상기 제1상부 수평 바아(531)와 제2상부 수평 바아(532) 사이에는 제1상부 교차 바아(533)와 제2상부 교차 바아(534)가 연이어 배치된다. 아울러, 상기 제1상부 수평 바아(531)와 제1상부 교차 바아(533)의 마주보는 측단에는 탄성 재질인 제1상부 연결부(535)가 배치된다. 이러한 제1상부 연결부(535)는 예를 들어 구 형상 또는 원통 형상을 가지며 상기 제1상부 수평 바아(531)와 제1상부 교차 바아(533)가 삽입되어 설치될 수 있다.

또한, 상기 제2상부 수평 바아(532)와 제2상부 교차 바아(534)의 마주보는 측단에는 탄성 재질인 제5상부 연결부(539)가 배치된다.

아울러, 상기 인접하는 제1상부 교차 바아(533)와 제2상부 교차 바아(534)의 마주보는 측단에는 탄성 재질인 제3상부 연결부(537)가 배치된다. 이와 함께, 상기 제1상부 교차 바아(533)의 교차되는 부분에는 탄성 재질인 제2상부 연결부(536)가 배치되며, 상기 제2상부 교차 바아(534)의 교차되는 부분에는 탄성 재질인 제4상부 연결부(538)가 배치된다.

상기 하부 연결부(540)는 상기 상부 연결부(530)의 하측에 배치되고 상기 마주보는 홀더(520) 내부에 순착적으로 배치되는 제1하부 교차 바아(541)와 제2하부 교차 바아(542) 그리고 제3하부 교차 바아(543)을 포함한다.

상기 제1하부 교차 바아(541)의 교차되는 부분에는 탄성 재질인 제1하부 연결부(544)가 배치되고, 제2하부 교차 바아(542)의 교차되는 부분에는 탄성 재질인 제3하부 연결부(546)와 제3하부 교차 바아(543)의 교차되는 부분에는 탄성 재질인 제5하부 연결부(548)가 배치된다. 또한, 상기 제1하부 교차 바아(541)와 제2하부 교차 바아(542)의 마주보는 측단에는 탄성 재질인 제2하부 연결부(545)와 상기 제2하부 교차 바아(542)와 제3하부 교차 바아(543)의 마주보는 측단에는 탄성 재질인 제4하부 연결부(547)가 배치된다.

이러한 상부 연결부(530)와 하부 연결부(540)에 의해 상기 홀더(520)가 상호 근접되거나 멀어지는 방향으로 작용되는 힘을 흡수할 수 있다. 또한, 상기 홀더(520)에 다양한 방향으로 작용되는 힘을 상기 상부 연결부(530)와 하부 연결부(540)가 흡수한다. 이러한 탄성 연결부(EB)에 의해 전동볼(440)이 안정적으로 작동되도록 할 수 있다.

한편, 도 14를 참조하면, 상기 제1상부 연결부(535)와 제1하부 연결부(544)는 상하 방향 배치되고 동일 선(I)상에 배치된다. 또한, 상기 제2상부 연결부(536)와 제2하부 연결부(545)는 동일 선상(II)에 배치되며, 상기 제3상부 연결부(537)는 제3하부 연결부(546)는 동일 선상(III)에 배치되며, 상기 제4상부 연결부(538)는 제4하부 연결부(547)는 동일 선상(IV)에 배치되며, 상기 제5상부 연결부(539)는 제5하부 연결부(548)는 동일 선상(V)에 배치된다.

또한, 도 15를 참조하면, 상기 상부 연결부(530)와 하부 연결부(540) 사이에는 상하부 연결부(550)가 배치된다. 이러한 상기 상하부 연결부(550)는 원통 형상이고 상기 상부 연결부(530)와 하부 연결부(540)가 관통하여 설치된다. 이때, 상기 상하부 연결부(550)는 상호 이격된 한 쌍의 연결부 본체(551)와, 상기 연결부 본체(551) 사이에 배치되는 탄성 연결부재(552)를 포함한다.

위와 같은 구성에 의해 홀더(520)의 상하 방향으로 작용되는 힘이 흡수되어 베이링부(400)의 안정적인 작동이 도모된다. 이에 따라, 상기 회전축(S)의 진동없이 고속 회전이 가능하여, 상기 제1미세화유닛(40A)에 의한 수소수의 효율적인 미세화가 극대화될 수 있다.

한편, 상기 제2미세화유닛(40B)은 제1미세화유닛(40A)의 후단에 설치되어 수소수를 재차 미세화시킨다. 도 16에는 본 발명의 실시형태에 따른 제2미세화유닛(40B)의 요부 구성도가 예시되어 있다.

도 16을 참고하면, 상기 제2미세화유닛(40B)은 원형 단면 또는 사각형 단면 등의 형상을 가지는 관형의 구조를 가질 수 있다. 이러한 제2미세화유닛(40B)은, 수소수가 고압으로 통과되는 유로부(46)와, 수소수가 충돌되는 하나 이상의 임팩트부(48)(impact part)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 유로부(46)는 예시적인 실시형태에 따라서, 상기 제1미세화유닛(40A)으로부터 수소수가 고압으로 유입되는 제1유로(46-1)와, 상기 제1유로(46-1)의 직경(D1)보다 작은 직경(D2)을 가지는 제2유로(46-2)와, 상기 제2유로(46-2)의 직경(D2)보다 큰 직경(D3)를 가지는 제3유로(46-3)을 포함할 수 있다. 이때, 제1유로(46-1)와 제3유로(46-3)는 동일한 직경(D1 = D3)을 가질 수 있으며, 제2유로(46-2)는 제1유로(46-1)의 30% 내지 70%에 해당하는 직경(D2)을 가질 수 있다.

상기 임팩트부(48)는 제1유로(46-1)를 통과한 수소수가 충돌되는 제1임팩트부(48-1)와, 제2유로(46-2)를 통과한 수소수가 충돌되는 제2임팩트부(48-2)를 포함할 수 있다. 즉, 도 12에 보인 바와 같이, 제1임팩트부(48-1)는 제1유로(46-1)와 제2유로(46-2)의 사이에 위치된 벽면이고, 제2임팩트부(48-2)는 제2유로(46-2)와 제3유로(46-3)의 사이에 위치된 벽면이 될 수 있다. 아울러, 제2유로(46-2)는 제1유로(46-1)와 90도(angle)의 각도를 이루며, 제3유로(46-3)는 제2유로(46-2)와 90도의 각도를 이룬다.

위와 같은 제2미세화유닛(40B)에는 수소수가 고압으로 유입된다. 구체적으로, 상기 제2미세화유닛(40B)의 입구측 및/또는 출구측에는 고압 펌프(도시하지 않음)가 설치되고, 상기 고압 펌프의 펌핑력에 의해 수소수는 고압으로 유입될 수 있다. 수소수는 고압 펌프에 의해, 예를 들어 800kg/㎠ 이상, 구체적으로는 800kg/㎠ ~ 2500kg/㎠, 또는 1,200kg/㎠ ~ 2500kg/㎠의 고압으로 각 유로(46)(46-1)(46-2)(46-3)를 통과할 수 있다. 이때, 제1유로(46-1)는 상기 제1미세화유닛(40A)의 토출부(44a)와 연결되고, 제3유로(46-3)은 분사 노즐(50)과 연결될 수 있다.

따라서, 상기 제1미세화유닛(40A)에 의해 미세화된 수소수는 제2미세화유닛(40B)에 의해 재차 미세화되어 나노미터(nm)의 초미세 크기로 버블화된다. 구체적으로, 수소수는 제1미세화유닛(40A)을 통과하는 과정에서 마이크로미터(㎛)로 거의 대부분이 미세화된 다음, 제2미세화유닛(40B)의 유로부(46)(46-1)(46-2)(46-3)를 고압으로 통과하면서 임팩트부(48)(48-1)(48-2)와의 고속 충돌에 의해, 나노미터(nm)의 초미세 크기로 버블화된다.

보다 구체적으로, 수소수는 제1유로(46-1)를 고압으로 통과하여 제1임팩트부(48-1)에서의 벽면 충돌과 함께 수소수 클러스터(cluster) 상호간의 충돌에 의해 1차적으로 미세하게 파쇄된다. 이후, 상기 제1유로(46-1)의 직경(D1)보다 작은 직경(D2)을 가지는 제2유로(46-2)를 통과하면서 속도 차이 및 마찰 저항에 의해 클러스터 간의 끊어짐이 발생되고, 이후 제2임팩트부(48-2)에서의 벽면 충돌과 함께 클러스터 간의 충돌에 의해 2차적으로 미세화된다. 다음으로, 제2유로(46-2)의 직경(D2)보다 큰 직경(D3)을 가지는 제3유로(46-3)을 통과하면서 직경 확장에 의한 압력차에 의해, 클러스터 분산이 일어나 더욱 미세화된다. 이에 따라, 제2미세화유닛(40B)를 통과한 수소수는 균일한 크기를 가지면서 나노미터(nm)의 초미세 크기로 버블화된다.

하나의 구현예에 따라서, 수소수는 상기 제1미세화유닛(40A)에 의해 대부분이 20㎛ 이하, 구체적으로는 4㎛ ~ 12㎛의 크기로 미세화되고, 상기 제2미세화유닛(40B)에 의해 200nm 이하, 구체적으로는 2nm ~ 100nm의 크기로 초미세화될 수 있다. 이와 같이, 나노미터 크기로 초미세화된 경우, 수소수의 생체 침투력 및 활성도 등이 더욱 향상되고 수소의 용존 시간이 효과적으로 길어질 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 수소수 생성장치는 분사 노즐(50)(도 5 참고)를 더 포함할 수 있다. 상기 분사 노즐(50)은 수소수 미세화유닛(40)의 후단에 연결되어 생성된 수소수를 분사시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으며, 이는 통상적으로 설치되는 것을 사용할 수 있다.

또한, 도 17은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 수소수 생성장치의 구성도이다. 도 17을 참고하면, 본 발명에 따른 수소수 생성장치는 첨가물 공급부(60)와 혼합부(70)를 더 포함할 수 있다. 상기 혼합부(70)는 수소수 정화유닛(30)과 수소수 미세화유닛(40)의 사이; 및/또는 수소수 미세화유닛(40)의 후단에 설치될 수 있다. 상기 혼합부(70)는 수소수와 첨가물 공급부(60)로부터 공급된 첨가물을 혼합할 수 있는 것이면 좋다. 상기 혼합부(70)는, 예를 들어 혼합조와 교반기를 포함할 수 있다. 이때, 상기 혼합부(70)가 수소수 미세화유닛(40)의 후단에 설치되는 경우, 상기 분사 노즐(50)은 혼합부(70)에 연결될 수 있다.

상기 첨가물 공급부(60)는 수소수에 첨가할 수 있는 첨가물을 공급할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 상기 첨가물은 다양한 성분으로부터 선택될 수 있으며, 이는 예를 들어 음용수, 음료, 의료, 화장품, 농업, 수산업 및/또는 축산업 등의 적용 분야에 따라 다양한 성분으로부터 선택될 수 있다. 상기 첨가물은, 예를 들어 비타민 성분, 영양 성분, 약제 성분, 비료 성분 및/또는 토양 개량제 성분 등을 포함할 수 있다. 이때, 하나의 실시형태에 따라서, 상기 첨가물 공급부(60)에서 공급되는 첨가물은 전술한 바와 같은 미네랄(유황 등) 및/또는 사포닌 등 기능성 원료로부터 선택될 수 있다.

이상에서 설명한 수소수 생성장치에 따르면, 예를 들어 다음과 같은 작용 효과를 갖는다.

먼저, 상기 다공성의 세라믹 성형체(342)에 의해 수소수에 함유된 염 등의 성분이 효과적으로 제거되어, 높은 농도 및 고순도를 가지는 수소수를 용이하게 생성(제조)할 수 있다. 또한, 상기 제1미세화유닛(40A) 및 제2미세화유닛(40B)에 의해 수소수가 마이크로미터(micoro-meter)의 크기, 바람직하게는 나노미터(nano-meter)의 크기로 초미세화되어 침투력 및 활성도 등이 향상된다. 부가적으로, 수소수를 미세화시키는 제1미세화유닛(40A)의 베어링부(400)가 구조적으로 개선되어 안정적인 구동되며, 이에 따라 회전축(S)이 진동없이 고속으로 회전되어 수소수의 미세화를 효율적으로 구현할 수 있다.

위와 같은 수소수 생성장치를 통해 생성된 수소수는 육각고리 형태의 이온화수로서, 생체 세포가 좋아하는 pH 7.2 ~ 7.4 정도의 액성을 갖는다. 또한, 나노 크기의 클러스터로서 생체 침투력 및 활성도 등이 높다. 이에 따라, 체내의 활성 산소를 효율적으로 중화시켜 각종 질병의 치료나 체질의 개선 등을 도모할 수 있다. 아울러, 토양에 적용 시 토양을 중화시키고, 토양 속의 중금속 및 독성물질을 분해시키며, 식물 액포에 영양소 흡수력을 개선할 수 있다. 그리고, 축산 동물에 적용 시 결합성과 탄력성의 개선으로 육질이 부드럽고 쫄깃하게 하며, 축산 동물의 면역력, 수태율 및 산란 등을 증가시킬 수 있다. 그리고 체내 흡수율을 높임으로 동물성사료의 소화분해를 도와 악취의 근원적 원인인 분뇨의 암모니아 및 황화수소 등 악취농도의 질을 개선하여 축사 내/외부의 악취를 저감하는 효과를 나타낼 수 있다.

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물은 다양한 용도/분야에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물은 사람이나 축산물(소, 돼지, 말, 양, 닭, 오리 등)의 음용수로 사용될 수 있다. 아울러, 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물은, 예를 들어 수산물(어류 등)의 양식에 사용되거나, 농작물 및 과실 등을 재배하기 위한 수분 공급수로 사용될 수 있으며, 이에 더하여 사료 첨가제, 액상 비료(액비) 및 토양 개량제 등의 유효성분으로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 여러 가지의 기능성 효과를 기대할 수 있다. 예를 들어, 적어도 미네랄에 의해 생체 내의 효소 작용 활성화, 세포 신진대사 증진, 생체 구성요소(아연, 칼슘, 인 등)를 보충하여 생체 기관 형성, 체액의 약알칼리성 유지 및 비타민 활성화 등을 도모할 수 있다. 아울러, 사포닌 등 기능성 원료에 의해 면역력 증가, 항암, 항산화 및 콜로스테롤 저하 등을 도모할 수 있다.

부가적으로, 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물은 친환경 또는 유기농자재로서, 농작물이나 과실 등에 적용 시 병/해충 면역력 증가, 수확량 증가, 수확 시기 단축, 당도 및 신선도 증대 등을 도모하여 고품질 및 친환경의 농작물이나 과실을 생산할 수 있다. 아울러, 고품질의 친환경 농작물 생장에 도움을 줄 수 있어 생산성을 향상시키며, 가축 사육 음용시 흡수가 용이하고, 악취 저감에 따른 부수적 효과를 기대할 수 있어 축사 환경개선 및 친환경 축산물을 생산할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 복합미네랄 조성물은 농산물, 축산물 및 수산물 등에 적용 시 고기능성의 농,축,수산물을 얻을 수 있다. 아울러, 환경 부담이 적고 농약이나 항생제 등의 유해물질에 대한 중화기능을 가짐으로 인해, 농지나 골프장 등과 같이 농약 등을 과다 사용하는 사업장 등에서 오염된 토양을 복원시킬 수 있으며 농,축,수산물의 친환경 유지를 위해 매우 유용하게 사용할 수 있다.

D10 : 커버 D20 : 하우징
D30 : 유황 공급관 D40 : 자장 발생관
D50 : 자석 D100 : 자화장치
10 : 필터유닛 20 : 수소수 발생유닛
30 : 수소수 정화유닛 40 : 수소수 미세화유닛
40A : 제1미세화유닛 40B : 제2미세화유닛
50 : 분사 노즐 60 : 첨가물 공급부
70 : 혼합부 320 : 하우징
321 : 유입구 322 : 유출구
324 : 본체 325 : 상부 캡
326 : 하부 캡 331 : 내측 여과 스크린
332 : 외측 여과 스크린 340 : 세라믹 정화층
342 : 세라믹 성형체 351 : 제1지지부재
352 : 제2지지부재 360 : 정화필터
370 : 수직관 400 : 베어링부
410 : 외륜 412, 422 : 요홈부
420 : 내륜 430 : 분리벽
440 : 전동볼 500 : 유지부
510 : 유지부 본체 520 : 홀더
530 : 상부 연결부 540 : 하부 연결부

Claims (5)

1. 유황을 준비하는 공정;
   분산매체를 준비하는 공정; 및
   유황, 사포닌 및 분산매체를 혼합하는 공정을 포함하고,
   상기 분산매체를 준비하는 공정은 수소수를 제조하는 공정을 포함하며,
   상기 수소수를 제조하는 공정은 수소수 생성장치를 이용하여 수소수를 제조하되,
   상기 수소수 생성장치는,
   물을 유입하여 수소수를 발생시키는 수소수 발생유닛(20)과,
   상기 수소수 발생유닛(20)에서 발생된 수소수를 정화시키는 수소수 정화유닛(30)과,
   상기 수소수 정화유닛(30)에서 정화된 수소수를 미세화시키는 수소수 미세화유닛(40)을 포함하고,
   상기 수소수 미세화유닛(40)은,
   상기 수소수 정화유닛(30)과 연결된 제1미세화유닛(40A)과,
   상기 제1미세화유닛(40A)과 연결된 제2미세화유닛(40B)을 포함하며,
   상기 제1미세화유닛(40A)은,
   케이스(41);
   상기 케이스(41) 내에 설치된 회전축(S);
   상기 회전축(S)에 결합된 복수의 임펠러(42);
   상기 회전축(S)에 결합되고, 수소수를 미세화시키는 컷기어(43); 및
   상기 회전축(S)과 케이스(41)의 사이에 설치된 베어링부(400)를 포함하되,
   상기 베어링부(400)는,
   내륜(420);
   외륜(410); 및
   상기 내륜(420)의 중앙부에 원주 방향으로 배치되고 외륜(410) 방향으로 돌출되며, 상기 내륜(420)을 폭 방향 분할하는 분리벽(430);
   상기 분리벽(430)의 양측에 설치되는 다수 개의 전동볼(440);
   상기 분리벽(430) 상부에 배치되는 다수 개의 롤러(450); 및
   상기 전동볼(440)을 지지하는 유지부(500)를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합미네랄 조성물의 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 유지부(500)는,
   길이 방향으로 개방부(511)가 다수 개 이격되어 형성되고 판체 형상인 유지부 본체(510)와,
   상기 개방부(511) 사이에 형성되고 상기 개방부(511)에 장착되는 전동볼(440) 양 측이 접하는 홀더(520)를 포함하고,
   상기 전동볼(440)은 상기 다수 개의 개방부(511) 중 하나의 개방부(511)를 건너서 배치되고,
   상기 개방부(511) 중 전동볼(440)이 배치되는 않은 개방부(511)의 홀더(520) 사이에는 탄성 연결부(EB)가 설치되며,
   상기 외륜(410)과 내륜(420)에는 삽입홈(412,422)이 각각 형성되어 상기 유지부 본체(510)가 삽입되는 것을 특징으로 하는 복합미네랄 조성물의 제조방법.
   
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