KR102246917B1 - 바이오세라믹 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 약 45 중량% ∼ 약 55 중량%의 카올리나이트(Al2Si2O5(OH)4), 약 5 중량% ∼ 약 15 중량%의 전기석, 약 3 중량% ∼ 약 13 중량%의 산화알루미늄(Al2O3), 약 11 중량% ∼ 약 19 중량%의 이산화규소(SiO2), 및 약 3 중량% ∼ 약 13 중량%의 산화지르코늄(ZrO2)을 포함하는 바이오세라믹 조성물의 조성 및 용도에 관한 것이다.

Description

바이오세라믹 조성물{BIOCERAMIC COMPOSITIONS}
관련 출원 및 우선권 주장
본 문헌은 2012년 9월 26일 제출된 미국 가특허 출원 제61/705,986호 및 2013년 2월 6일 제출된 미국 특허 출원 제13/760,546호를 우선권으로 주장하며, 상기 출원들의 개시 내용은 본 출원에 참고로 인용되어 있다.
1800년, 영국의 F. W. 허셜 박사는, 강한 물리적 특성 및 뛰어난 열 활성을 갖는, 가시 광선 바로 너머의 0.7 ∼ 1000 마이크론 범위의 파장, 이른바 적외선을 발견하고 학계에 보고하였다. 물, 및 인간을 비롯한 생명체의 자연적인 공명 주파수 범위는 적외선 범위 내에 속한다. 예를 들어, 6 ∼ 18 ㎛의 파장 범위는, 그의 신체에 대한 활성화 효과 및 에너지 부여 효과 때문에 인체에 유익한 것으로 널리 알려져 있다. 실제로 인간 피부는 물 분자의 공명 주파수에 매우 근접한 9.36 ㎛의 적외선파를 방출하는데, 당연히 그러한 것은, 우리 신체의 약 70%가 물이기 때문이다. 적외선파는 이용 가능한 가장 안전하고 가장 이로운 에너지원일 수 있다.
미국 국립 보완 대체 의학 센터(NCCAM)에 따르면, "일부 CAM 프랙티스들은 건강에 영향을 주는 다양한 에너지 필드의 취급을 수반한다. 이러한 필드는 실존형(측정 가능) 또는 추정형(미측정)으로 특징지어 질 수 있다. 실존 형태의 에너지에 기반한 프랙티스는 그 수반되는 전자기장을 포함한다(예컨대, 자기 요법 및 광선 요법)."[What is Complementary and Alternative Medicine? (October 2008); 2012년 8월 31일 ht tp://nccam.nih.gov/health /whatiscam으로부터 검색].
바이오세라믹(bioceramic)은 유익한 적외선파를 방출하는 세라믹을 포함한다. 인간 건강에 대한 이들의 이로움 때문에, 현재 바이오세라믹은 생체의약품 및 생활 필수품을 비롯한 다양한 목적으로 사용되고 있다. 이는, 그들로부터 방출되는 적외선 방사의 효과, 예를 들어 식품의 신선도 유지, 탈취, 활성화 등을 비롯한 효과를 이용하고자 하는 것이다. 따라서, 추가의 유익한 효과를 제공하는 추가의 바이오세라믹 조성물 및 그의 용도를 개발할 필요가 있다.
여러 가지 구체예에 따르면, 바이오세라믹 조성물로서, 조성물의 총 중량에 대해 약 45 중량% ∼ 약 55 중량%의 카올리나이트(Al2Si2O5(OH)4), 약 5 중량% ∼ 약 15 중량%의 전기석, 약 3 중량% ∼ 약 13 중량%의 산화알루미늄(Al203), 약 11 중량% ∼ 약 19 중량%의 이산화규소(SiO2), 및 약 3 중량% ∼ 약 13 중량%의 산화지르코늄(ZrO2)을 포함하는 바이오세라믹 조성물이 제공된다. 한 구체예에서, 카올리나이트의 양은 조성물의 총 중량에 대해 약 45 중량% ∼ 약 50 중량% 범위이다. 다른 구체예에서, 카올리나이트의 양은 조성물의 총 중량에 대해 약 51 중량% ∼ 약 55 중량% 범위이다. 또 다른 구체예에서, 카올리나이트의 양은 조성물의 총 중량에 대해 약 47 중량% ∼ 약 53 중량% 범위이다. 추가의 구체예에서, 조성물 내의 임의의 입자의 가장 큰 치수는 약 0.5 ㎛ ∼ 약 25 ㎛이다.
본원에서는 또한, (a) 기재 및 (b)　상기 기재 전반에 분산된 입자들을 포함하는 바이오세라믹 조성물을 포함하는 물품이 제공되며, 여기서 바이오세라믹 조성물은 이 바이오세라믹 조성물의 총 중량에 대해 약 45 중량% ∼ 약 55 중량%의 카올리나이트(Al2Si2O5(OH)4), 약 5 중량% ∼ 약 15 중량%의 전기석, 약 3 중량% ∼ 약 13 중량%의 산화알루미늄(Al2O3), 약 11 중량% ∼ 약 19 중량%의 이산화규소(SiO2), 및 약 3 중량% ∼ 약 13 중량%의 산화지르코늄(ZrO2)을 포함한다. 한 구체예에서, 기재는 1 이상의 탄성중합체를 포함한다. 다른 구체예에서, 기재는 폴리옥시벤질메틸렌글리콜언히드라이드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리락트산 및 폴리비닐 부티랄로부터 선택되는 중합체를 포함한다. 또 다른 구체예에서, 탄성중합체는 폴리클로로프렌, 나일론, 폴리비닐 클로라이드 탄성중합체, 폴리스티렌 탄성중합체, 폴리에틸렌 탄성중합체, 폴리프로필렌 탄성중합체, 폴리비닐 부티랄 탄성중합체, 실리콘, 열가소성 탄성중합체, 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
추가의 구체예에서, 기재는 양모, 실크, 면, 캔버스, 황마, 유리, 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 엘라스테인, 폴리클로로프렌, 연신 폴리테트라플루오로에틸렌 함유 적층 직물(expanded polytetrafluoroethylene-containing laminate fabric), 및 이들의 조합으로부터 선택되는 재료를 포함한다. 또 다른 구체예에서, 기재는 아연, 몰리브덴, 카드뮴, 스칸듐, 티탄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 지르코늄, 니오븀, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 탄탈, 텅스텐, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 주석, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 금속을 포함한다.
한 구체예에서, 물품은 의류, 보석류, 패치(예를 들어 피부에 부착하도록 제조된 패치, 예컨대 경피 패치, 경피 히드로겔 패치 등), 패드, 안창, 침구, 신체 지지대(body support), 폼 롤러(foam roller), 로션, 비누, 테이프, 유리 제품, 가구, 페인트, 잉크, 라벨, 카펫, 매트, 식품 및/또는 음료 용기, 음료 쿠지(drink koozie), 헤드웨어(headwear)(예를 들어 헬멧, 모자 등), 풋웨어(예를 들어 양말, 신발 등), 장갑, 및 이어폰으로부터 선택된다. 다른 구체예에서, 기재는 중합체를 포함하고, 음료 용기를 수용하도록 구성된 형상을 갖는다. 또 다른 구체예에서, 물품은 1 이상의 발광 다이오드(LED), 1 이상의 자석, 또는 이들의 조합을 더 포함한다.
중합체 물품을 제조하는 방법으로서, (a) 바이오세라믹 조성물의 총 중량에 대해 약 45 중량% ∼ 약 55 중량%의 카올리나이트(Al2Si2O5(OH)4), 약 5 중량% ∼ 약 15 중량%의 전기석, 약 3 중량% ∼ 약 13 중량%의 산화알루미늄(Al2O3), 약 11 중량% ∼ 약 19 중량%의 이산화규소(SiO2), 및 약 3 중량% ∼ 약 13 중량%의 산화지르코늄(ZrO2)을 포함하는 바이오세라믹 조성물을, 액체 또는 유체 형태일 때의 중합체 기재와 혼합하는 단계; 및 (b)　중합체 기재를 최종 형상 또는 형태로 성형하는 단계를 포함하는 방법이 또한 제공된다. 한 구체예에서, 카올리나이트의 양은 바이오세라믹 조성물의 총 중량에 대해 약 45 중량% ∼ 약 50 중량% 범위이다. 다른 구체예에서, 카올리나이트의 양은 바이오세라믹 조성물의 총 중량에 대해 약 51 중량% ∼ 약 55 중량% 범위이다. 또 다른 구체예에서, 카올리나이트의 양은 바이오세라믹 조성물의 총 중량에 대해 약 47 중량% ∼ 약 53 중량% 범위이다. 추가의 구체예에서, 상기 방법은 물품을 약 0.05 Hz ∼ 약 20 MHz의 주파수로 약 5 분 ∼ 약 10 분의 시간 동안 전자기 신호에 노출시키는 단계를 더 포함한다.
음료 내의 푸르푸랄 함량을 감소시키는 방법으로서, 푸르푸랄을 함유하는 음료를, 바이오세라믹 조성물의 총 중량에 대해 약 45 중량% ∼ 약 55 중량%의 카올리나이트(Al2Si2O5(OH)4), 약 5 중량% ∼ 약 15 중량%의 전기석, 약 3 중량% ∼ 약 13 중량%의 산화알루미늄(Al2O3), 약 11 중량% ∼ 약 19 중량%의 이산화규소(SiO2), 및 약 3 중량% ∼ 약 13 중량%의 산화지르코늄(ZrO2)을 포함하는 바이오세라믹 조성물에, 푸르푸랄 함량을 감소시키기에 적합한 시간 동안 노출시키는 것에 의한 방법이 또한 제공된다.
도 1은 여러 가지 구체예에 따라 제조한 바이오세라믹 조성물의, 500× 배율에서의 전자 현미경 화상이고,
도 2는 직물(88% 폴리아미드 및 12% 엘라스테인)에 함침된, 도 1에서 또한 분석된 바이오세라믹 조성물의 분광 투과율의 그래프이며,
도 3은 도 1에서 또한 분석된 바이오세라믹 조성물의 분광 투과율의 그래프이고,
도 4는 음료 쿠지 내의 음료 용기의 정면도이며,
도 5는 바이오세라믹 조성물에 노출되기 전의 10 mL 맥주 샘플의 질량 스펙트럼이고,
도 6은 푸르푸랄의 질량 스펙트럼이며,
도 7은 (a)　바이오세라믹 조성물에 노출되기 전의 10 mL 맥주 샘플의 질량 스펙트럼과 (b)　푸르푸랄의 질량 스펙트럼의 오버레이이고,
도 8은 (a)　바이오세라믹 조성물에 노출된 후의 10 mL 맥주 샘플의 질량 스펙트럼과 (b)　푸르푸랄의 질량 스펙트럼의 오버레이이다.
본원에 사용된 바로는, 단수형의 "한", "하나의" 및 "그"는, 문맥에 명백하게 달리 명시되지 않은 한, 복수형 지시사를 포함한다. 달리 정의되지 않은 한, 본원에 사용된 모든 과학 기술 용어는 당업자가 통상적으로 알고 있는 바와 동일한 의미를 갖는다. 본원에 사용된 바로는, 용어 "∼를 포함한다"는 "∼를 포함하나 그에 한정되지 않는다"를 의미한다.
바이오세라믹의 생물학적 효과는, 적외선 주파수 범위가 물 및 생물의 자연적인 공명 주파수 범위라는 사실에 기초한다. 생물의 상당한 부분이 물을 포함하기 때문에, 바이오세라믹으로부터 방출되는 물의 공명 주파수는 물을 활성화시키고 생물에 영향을 줄 수 있다.
본원은, 조성물의 총 중량에 대해 약 45 중량% ∼ 약 55 중량%의 카올리나이트(Al2Si2O5(OH)4), 약 5 중량% ∼ 약 15 중량%의 전기석, 약 3 중량% ∼ 약 13 중량%의 산화알루미늄(Al2O3), 약 11 중량% ∼ 약 19 중량%의 이산화규소(SiO2), 및 약 3 중량% ∼ 약 13 중량%의 산화지르코늄(ZrO2)을 포함하는 바이오세라믹 조성물을 기술한다. 한 구체예에서, 바이오세라믹 조성물 중의 카올리나이트의 양은, 조성물의 총 중량에 대해 대략 45 중량%, 46 중량%, 47 중량%, 48 중량%, 49 중량%, 50 중량%, 51 중량%, 52 중량%, 53 중량%, 54 중량% 및 55 중량%이다. 다른 구체예에서, 카올리나이트의 양은 조성물의 총 중량에 대해 약 45 중량% ∼ 약 50 중량% 범위이다. 또 다른 구체예에서, 카올리나이트의 양은 조성물의 총 중량에 대해 약 51 중량% ∼ 약 55 중량% 범위이다. 추가의 구체예에서, 카올리나이트의 양은 조성물 총 중량에 대해 약 47 중량% ∼ 약 53 중량% 범위이다. 한 구체예에서, 바이오세라믹 조성물 내의 임의의 입자의 가장 큰 치수는 약 0.5 ㎛ ∼ 약 25 ㎛ 범위이다. 다른 구체예에서, 바이오세라믹 조성물 내의 임의의 입자의 가장 큰 치수는 약 1　㎛ ∼ 약 20 ㎛ 범위이다. 또 다른 구체예에서, 바이오세라믹 조성물 내의 임의의 입자의 가장 큰 치수는 약 2 ㎛ ∼ 약 15 ㎛ 범위이다.
본원에서 사용한 바로는, 용어 "전기석"은 광물 원석 기술 분야에 공지되어 있는 그의 의미를 갖는다. 예를 들어, 전기석은, "The Mineral & Gemstone Kingdom" 웹사이트(http://www.minerals.net/tourmaline_chemical_formula.aspx)에 따르면, "동일한 결정 격자를 갖는 등정형 광물의 그룹이다. 전기석 그룹의 각 구성원은, 그들의 원소 분포에서의 작은 차이로 인해 자기 자신만의 화학식을 갖는다". 상기 웹사이트로부터 직접 가져온 말에 따르면:
전기석 그룹의 단순한 일반식은 하기와 같다:
X1Y3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4
상기 식에서, X = Na 및/또는 Ca이고, Y = Mg, Li, Al 및/또는 Fe2+이다.
이는 다음의 식을 생성한다: (Na,Ca)(Mg,Li,Al,Fe2+)3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4
일부 흔치 않은 변형에서, Al이 다른 원소로 치환될 수 있다. 예를 들어, 유바이트에서, Al은 Mg로 부분적으로 치환된다.
이는, 상기 식을 하기 식으로 확장시킨다:
(Na,Ca)(Mg,Li,Al,Fe2+)3(Al,Mg,Cr)6(BO3)3Si6O18(OH)4
버거라이트(buergerite)는 OH 라디칼 대신에 3개의 O 원자 및 1개의 F 원자를 함유한다. 버거라이트 분자는 또한 3+ 산화 상태의 Fe 원자를 함유한다.
이는 상기 식을 하기 식으로 더 확장시킨다:
(Na,Ca)(Mg,Li,Al,Fe2+,Fe3+)3(Al,Mg,Cr)6(BO3)3Si6O18(OH,O,F)4
최종적으로, 상기 웹사이트는 전기석 그룹의 각 구성원의 화학식을 제공한다:
철전기석: NaFe2+ 3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4
갈전기석: NaMg3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4
엘바이트: Na(Li,Al)3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4
리디코타이트: Ca(Li,Al)3Al6(BO3)3Si6O18(OH)4
유바이트: Ca(Mg,Fe2+)3Al5Mg(BO3)3Si6O18(OH)4
버거라이트: NaFe3+ 3Al6(BO3)3Si6O18O3F
여러 가지 구체예는 또한, 바이오세라믹 조성물을 도입한 물품들을 포함한다. 한 구체예에서, 바이오세라믹 조성물은 물품 표면의 적어도 일부에 코팅으로서 존재하거나, 물품 자체의 제조 전 또는 제조 도중에 기재에 직접 혼입된다. 다른 구체예에서, 기재는 중합체 재료, 클로스(cloth) 재료, 또는 금속 재료이다.
예를 들어 한 구체예에서, 중합체 물품은 바이오세라믹 조성물을, 액체 또는 유체 형태일 때의 중합체 기재와 혼합함으로써 제조된다. 이어서, 바이오세라믹/중합체 재료는 최종의 원하는 형상 또는 형태로 성형된다. 중합체 기재에 혼입되는 바이오세라믹 조성물의 양은 임의의 적합한 양일 수 있다. 한 구체예에서, 바이오세라믹 조성물은 물품의 총 중량에 대해 약 1 중량% ∼ 약 35 중량%의 양으로 첨가된다. 다른 구체예에서, 바이오세라믹 조성물은 물품의 총 중량에 대해 약 3 중량% ∼ 약 25 중량%의 양으로 첨가된다. 또 다른 구체예에서, 바이오세라믹 조성물은 물품의 총 중량에 대해 약 5 중량% ∼ 약 15 중량%의 양으로 첨가된다. 추가의 구체예에서, 바이오세라믹 조성물은 물품의 총 중량에 대해 약 7 중량% ∼ 약 13 중량%의 양으로 첨가된다. 다른 구체예에서, 중합체 기재는 이하에 보다 상세히 논할 클로스 기재의 형태이다.
중합체 기재는, 바이오세라믹 조성물을 포함하는 물품의 제조에 유용한 임의의 중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 중합체 기재는 1 이상의 탄성중합체 또는 1 이상의 비탄성중합체를 포함할 수 있다. 본원에 사용된 바로는, 용어 "중합체"는 단독중합체, 공중합체, 가교 중합체 및 중합체계, 연속상 및/또는 분산상을 포함하는 중합체 블렌드 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
탄성중합체는, 예를 들어 천연 고무, 합성 고무, 고무형 재료 및 고무 유사 중합체 재료와 같은 점탄성 중합체를 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 합성 고무의 한 예는 폴리클로로프렌(네오프렌)이다. 한 구체예에서, 탄성중합체는 폴리클로로프렌, 나일론, 폴리비닐 클로라이드 탄성중합체, 폴리스티렌 탄성중합체, 폴리에틸렌 탄성중합체, 폴리프로필렌 탄성중합체, 폴리비닐 부티랄 탄성중합체, 실리콘, 열가소성 탄성중합체, 및 이들의 조합으로부터 선택된다.
열가소성 탄성중합체(TPE)는 탄성중합체 재료 및 열가소성 재료의 조합으로부터 얻어지는 복합 재료이다. TPE는 열가소성 재료의 연속상에서 분산되고 가교되는 탄성중합체 재료이다. 통상적인 TPE의 예로는 Advanced Elastomers Systems, Inc.로부터 입수 가능한 Santoprene® 및 DSM Elastomers, Inc로부터 입수 가능한 Sarlink®가 있다.
한 구체예에서, 비탄성중합체는 폴리옥시벤질메틸렌글리콜언히드라이드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 부티랄, 폴리락트산 등을 포함하나 이에 한정되지 않는 중합체의 군으로부터 선택된다.
클로스 기재 및 바이오세라믹 조성물을 포함하는 물품에 있어서, 바이오세라믹 조성물을 함유하는 액체 또는 유체 담체를 이용하는, 클로스/직물 업계에 공지된 임의의 공정에 의해, 바이오세라믹 조성물을 클로스에 적용할 수 있다. 예를 들어, 실크 스크린 인쇄법이 이용될 수 있다. 실크 스크린 인쇄는, 복제될 화상의 영역에서는 잉크에 투과성인 채로 남아있고 다른 영역에서는 불투과성인, 매우 미세한 메쉬를 갖는 직물을 포함하는, 프레임 또는 체로 일컬어지는 형체를 이용하는 인쇄법이다. 한 구체예에서, 바이오세라믹 조성물은 잉크에 혼입된 다음, 클로스 기재의 표면의 적어도 일부분에 실크 스크리닝될 수 있다.
다른 구체예에서, 바이오세라믹 조성물은 하나 이상의 액체 중합체(예를 들어 폴리에스테르 및/또는 기타 등등)과 배합된다. 이어서, 바이오세라믹/중합체 조성물은 당업계에 공지된 방법으로 압출되어 클로스 기재의 제조에 사용되는 섬유를 형성한다.
잉크 또는 다른 액체/유체 담체에 첨가되는 바이오세라믹 조성물의 양은 임의의 적합한 양일 수 있다. 한 구체예에서, 바이오세라믹 조성물의 양은 담체 및 바이오세라믹 조성물의 총 중량에 대해 약 1 중량% ∼ 약 35 중량% 범위이다. 다른 구체예에서, 바이오세라믹 조성물의 양은 담체 및 바이오세라믹 조성물의 총 중량에 대해 약 3 중량% ∼ 약 25 중량% 범위이다. 또 다른 구체예에서, 바이오세라믹 조성물의 양은 담체 및 바이오세라믹 조성물의 총 중량에 대해 약 5 중량% ∼ 약 15 중량% 범위이다. 추가의 구체예에서, 바이오세라믹 조성물의 양은 담체 및 바이오세라믹 조성물의 총 중량에 대해 약 7 중량% ∼ 약 13 중량% 범위이다.
본원에서 유용한 클로스 기재는, 클로스 제조 기술 분야의 당업자에게 공지된 임의의 방법에 의해 제조된 직물 또는 방직물 기재를 포함한다. 그러한 기술로는 직조, 편직, 크로셰(crocheting), 펠팅, 매듭 짓기(knotting), 결합 등이 있으나, 이에 한정되지 않는다. 클로스 기재에 적합한 출발 물질은, 천연 또는 합성(예컨대 중합체) 섬유 및 필라멘트를 포함한다. 한 구체예에서, 클로스 기재는 양모, 실크, 면, 캔버스, 황마, 유리, 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 엘라스테인, 폴리클로로프렌, 연신 폴리테트라플루오로에틸렌 함유 적층 직물(예를 들어 Gore-Tex® 직물), 및 이들의 조합으로부터 선택되는 재료를 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
금속 기재를 포함하는 물품에 있어서, 바이오세라믹 조성물은, 금속 가공 업계에 공지된 임의의 공정에 의해 액체/유체 형태의 금속에 적용될 수 있다. 예를 들어, 바이오세라믹 조성물은 페인트, 밀봉제, 바니시 등과 같은, 그러나 이들로 한정되지 않는 액체/유체 담체에 혼입되고, 금속 기재의 표면의 적어도 일부분에 도포될 수 있다. 페인트 또는 다른 액체/유체 담체에 첨가되는 바이오세라믹 조성물의 양은 임의의 적합한 양일 수 있다. 한 구체예에서, 페인트 또는 다른 액체/유체 담체에 첨가되는 바이오세라믹 조성물의 양은, 담체 및 바이오세라믹 조성물의 총 중량에 대해 약 1 중량% ∼ 약 35 중량% 범위이다. 다른 구체예에서, 페인트 또는 다른 액체/유체 담체에 첨가되는 바이오세라믹 조성물의 양은, 담체 및 바이오세라믹 조성물의 총 중량에 대해 약 3 중량% ∼ 약 25 중량% 범위이다. 또 다른 구체예에서, 페인트 또는 다른 액체/유체 담체에 첨가되는 바이오세라믹 조성물의 양은, 담체 및 바이오세라믹 조성물의 총 중량에 대해 약 5 중량% ∼ 약 15 중량% 범위이다. 추가의 구체예에서, 페인트 또는 다른 액체/유체 담체에 첨가되는 바이오세라믹 조성물의 양은, 담체 및 바이오세라믹 조성물의 총 중량에 대해 약 7 중량% ∼ 약 13 중량% 범위이다.
본원에서 사용하기에 적합한 금속 기재는, 바이오세라믹 조성물을 포함하는 물품의 제조에 유용한 임의의 금속 기재를 포함한다. 예시적인 금속 기재는 순금속 및 합금을 포함한다. 한 구체예에서, 금속 기재는 아연, 몰리브덴, 카드뮴, 스칸듐, 티탄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 지르코늄, 니오븀, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 은, 탄탈, 텅스텐, 레늄, 오스뮴, 이리듐, 백금, 금, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 주석 등으로부터 선택된다.
바이오세라믹 조성물의 혼입이 가능한, 실제적으로 임의의 물품이 적합하다. 한 구체예에서, 물품은 의류(예컨대 의복), 보석류, 패치(예를 들어 피부에 부착하도록 제조된 패치, 예컨대 경피 패치, 경피 히드로겔 패치 등), 패드, 안창, 침구, 신체 지지대, 폼 롤러, 로션, 비누, 테이프, 유리 제품, 가구, 페인트, 잉크, 라벨, 카펫, 매트, 식품 및/또는 음료 용기, 음료 쿠지(예컨대 병 또는 캔), 헤드웨어(예컨대 헬멧, 모자 등), 신발류(예컨대 구두, 운동화, 샌들 등), 이어폰 등으로부터 선택된다.
다른 구체예에서, 물품은 셔츠, 바지, 반바지, 드레스, 치마, 재킷, 모자, 속옷, 양말, 챙모자, 장갑, 스카프, 기저귀 등으로부터 선택되는 의류이다. 또 다른 구체예에서, 물품은 팔찌, 목걸이, 귀걸이, 메달리온(medallion), 펜던트, 반지 등으로부터 선택되는 보석류이다. 또 다른 구체예에서, 물품은 담요, 시트, 베개, 베갯잇, 이불, 이불 커버, 매트리스 커버, 매트리스 패드 등으로부터 선택되는 침구이다. 다른 구체예에서, 물품은 무릎 아대, 팔꿈치 지지대, 압박용 팔 슬리브, 압박용 다리 슬리브, 팔목 아대 등으로부터 선택되는 신체 지지대이다.
경우에 따라, 물품은 1 이상의 발광 다이오드(LED), 1 이상의 자석, 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.
경우에 따라, 물품은 주파수 발생기, 즉, 선택된 주파수 또는 주파수들에서 전자기 신호(음향 또는 전파)를 방출하는 신호 발생기를 이용하는 물품 상에 각인(imprinting)된 하나 이상의 추가 주파수를 더 포함할 수 있다. 시판되는 주파수 발생기의 예로는 Rife Machines(예를 들어 ProWave 101; F-Scan2; TrueRife F-117; Wellness Pro 2010; Global Wellness; GB4000; GB4000 BCX Ultra 등)이 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 일반적으로 주파수 발생기는, 이후에 연결 케이블을 통해 시판의 주파수 각인판(예를 들어 SP9 또는 SP12 와류 주파수 각인판)에 전송되는 선택 주파수를 생성한다. 한 구체예에서, 주파수 또는 주파수들은 약 0.05 Hz ∼ 약 20 MHz 범위이다. 다른 구체예에서, 주파수 또는 주파수들은 약 5 Hz ∼ 약 5 MHz 범위이다. 추가의 구체예에서, 주파수 또는 주파수들은 약 100 Hz ∼ 약 0.1 MHz 범위이다. 또 다른 구체예에서, 주파수 또는 주파수들은 약 1 KHz ∼ 약 10 KHz 범위이다. 선택된 주파수 또는 주파수들로 각인될 물품은 발생기에 의해 방출되는 주파수에 노출된다. 이를 완수하기 위해, 물품은 각인판에 배치되고 각인을 위해 선택된 주파수 또는 주파수들의 신호에 노출될 수 있다. 한 구체예에서, 각인 공정은, 각인될 주파수의 양 및 선택된 각인 프로그램에 따라 사이클당 약 5분 ∼ 10분이 소요된다. 다른 구체예에서, 각인 공정은 각인될 주파수의 양 및 선택된 각인 프로그램에 따라 사이클당 약 5분, 6분, 7분, 8분, 9분 또는 10분이 소요된다. 각인된 물품은, 물품에 혼입되는 바이오세라믹 조성물로부터 방출된 파와 함께 접촉시에 사용자에게 주파수 각인을 전달할 수 있다.
다른 구체예는, 바이오세라믹 조성물을 함유하거나 바이오세라믹 조성물과 인접하는 용기에 음료를 노출시킴으로써 음료를 상쾌하게 하는 방법을 포함한다. 예를 들어, 한 방법은 푸르푸랄을 함유하는 맥주를 바이오세라믹 조성물에 노출시킴으로써, 맥주 내의 푸르푸랄 함량을 감소시킬 수 있다. 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 바이오세라믹 조성물은, 예컨대 음료 쿠지(12)를 통해 맥주 용기(10) 표면의 적어도 일부분에 혼입되거나 도포될 수 있다. 한 구체예에서, 바이오세라믹 조성물은, 차후 쿠지(12)의 형성에 사용될 발포 전구체와 혼합된다. 다른 구체예에서, 바이오세라믹 조성물은 업계에 공지된 임의의 코팅법[예를 들어, 바이오세라믹 조성물을 함유하는 액체 담체를 분무, 페인팅, 디핑 등에 의해 쿠지(12)에 도포하는 것]에 의해 쿠지(12) 표면의 적어도 일부분에 도포된다. 쿠지(12)에 혼입되거나 도포되는 바이오세라믹 조성물의 양은, 임의의 적합한 양일 수 있다. 한 구체예에서, 바이오세라믹 조성물의 양은, 쿠지 내의 발포체의 약 1 중량% ∼ 약 35 중량% 범위이다. 다른 구체예에서, 바이오세라믹 조성물의 양은, 쿠지 내의 발포체의 약 3 중량% ∼ 약 25 중량% 범위이다. 또 다른 구체예에서, 바이오세라믹 조성물의 양은, 쿠지 내의 발포체의 약 5 중량% ∼ 약 15 중량% 범위이다. 또 다른 구체예에서, 바이오세라믹 조성물의 양은, 쿠지 내의 발포체의 약 7 중량% ∼ 약 13 중량% 범위이다.
이어서, 쿠지(12)는 푸르푸랄로 오염된 맥주를 함유하는 병 또는 캔(10) 둘레에 배치된다. 병 또는 캔(10)은, 푸르푸랄 함량을 감소시키기에 적합한 시간 동안 쿠지(12) 중에 유지된다. 한 구체예에서, 시간은 대략 수 분(예를 들어 5분 미만, 5분, 10분, 15분, 15분 초과 등)이다. 바이오세라믹 조성물은 또한, 음료 용기(예를 들어 캔, 병 등등) 중에 또는 음료 용기 표면에 혼입되거나, 처리할 맥주 또는 다른 음료를 함유하는 병 또는 캔에 부착될 라벨 또는 스티커 중에 또는 그 위에 혼입될 수 있다. 물 또는 임의의 다른 음료는, 유사한 방식으로 바이오세라믹 조성물로 또한 처리될 수 있다.
하기의 비제한 실시예는 본 발명을 더 예증하기 위한 것이다.
실시예
< 실시예 1: 바이오세라믹 분말 조성물의 제조 >
카올리나이트는 브라질 아마존주 내의 파린칭스 시티의 교외에서 채취한다. 상기 도시는 로어(lower) 아마존 지역(좌표: 위도: 남위 2° 37' 42" / 경도: 그리니치 서경 56° 44' 11", 해발 50 m)에 위치한다.
채취한 카올리나이트는 과산화수소(H2O2)로 세정하고, 건조되도록 둔다. 이어서 건조된 카올리나이트는 미세하게 분쇄하고, 전기석, 산화알루미늄(Al2O3), 이산화규소(SiO2) 및 산화지르코늄 (ZrO2)과, 균일한 혼합물이 얻어질 때까지 혼합한다. 생성된 바이오세라믹 조성물은 50 중량%의 카올리나이트, 10 중량%의 전기석, 18 중량%의 산화알루미늄, 14 중량%의 이산화규소 및 8 중량%의 산화지르코늄을 함유한다. 도 1의 전자 현미경 화상은 조성물이 1 마이크로미터보다 작은 바이오세라믹 입자를 포함하고 있음을 입증한다.
< 실시예 2: 직물의 함침 >
88 중량%의 폴리아미드 및 12 중량%의 엘라스테인을 포함하는 클로스 기재를 얻었다. 실시예 1의 방법에 따라 제조한 바이오세라믹 조성물을 플라스티솔 잉크에 10 중량%의 양으로 혼입하고 혼합하였다. 그 혼합물을, 종래의 실크스크린 공정을 이용하여 클로스 기재에 도포하였다. 도 2는 클로스 기재에 침착된 바이오세라믹 조성물의 분광 투과율 그래프이다. 도 3은 바이오세라믹 조성물 단독의 분광 투과율 그래프이다. 도 2 및 도 3에서 숫자 표기된 피크는, 바이오세라믹 조성물이 적외선 방사를 흡수함을 나타낸다.
< 실시예 3: 음료의 상쾌함 >
독립 기포형의 압출된 폴리스티렌 발포체를 포함하는 음료 쿠지를 얻었다. 실시예 1의 방법에 따라 제조한 바이오세라믹 조성물을, 플라스틱계 페인트에 페인트 조성물의 10 중량%의 양으로 혼입하고 혼합하였다. 그 혼합물을, 쿠지의 내표면에 도포하였다. 바이오세라믹 조성물을 플라스틱의 10 중량%의 양으로 함유하는, 압출된 플라스틱 조성물을, 종래의 압출 공정을 이용하여 또한 제조하였다. 압출된 플라스틱 조성물을 쿠지의 저부에 놓았다.
쿠지 중의 바이오세라믹 조성물에 아직 노출되지 않은 맥주의 10 mL 샘플을 기체 크로마토그래피-질량 분석(GC-MS)을 이용하여 분석하였다(도 5). 도 5와 도 6(푸르푸랄의 질량 스펙트럼)을 비교하여, 맥주 샘플 중의 푸르푸랄에 상응하는 피크의 존재를 확인하였다(도 7).
이어서, 상기 샘플을 얻은 동일한 맥주를 함유하는 캔을 바이오세라믹 처리된 쿠지 내에 10 분간 두었다. 처리된 쿠지는 캔의 외표면의 약 2/3를 피복하였다. 10 분간의 노출 시간 직후, 맥주의 샘플을 캔으로부터 취하고 GC-MS를 이용하여 분석하였다(도 8). 이 분석으로 맥주로부터의 푸르푸랄의 소멸을 확인하였다. 도 8에 나타난 바와 같이, 처리된 맥주의 질량 스펙트럼은 푸르푸랄에 상응하는 피크를 포함하지 않았다.
본 명세서 내에 언급된 모든 공보는, 특허 공보와 비특허 공보 모두, 이 발명과 관련된 당업자의 수준을 시사한다. 이들 공보 전부는 본원에서, 각 개개의 공보가 참고로 인용되어 있는 것으로서 구체적으로 및 개별적으로 명시된 것과 동일한 정도로 완전히 참고로 인용되어 있다.
본원에서는 특정한 구체예와 관련하여 본 발명을 기술하였으나, 이들 구체예는 단지 본 발명의 원리 및 적용의 예시임이 이해되어야 한다. 따라서, 하기의 특허청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 발명의 개념 및 범위를 벗어나지 않으면서, 예시적 구체예에 다수의 변형이 이루어질 수 있고 다른 방식이 고안될 수 있음이 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. 바이오세라믹(bioceramic) 조성물로서, 조성물의 총 중량에 대해
    a) 45 중량% ∼ 55 중량%의 카올리나이트(Al2Si2O5(OH)4);
    b) 5 중량% ∼ 15 중량%의 전기석;
    c) 3 중량% ∼ 18 중량%의 산화알루미늄(Al2O3);
    d) 11 중량% ∼ 19 중량%의 이산화규소(SiO2); 및
    e) 1 이상의 추가적인 산화물을
    을 포함하는 바이오세라믹 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 1 이상의 추가적인 산화물은 산화지르코늄(ZrO2)인 것인 바이오세라믹 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 산화지르코늄(ZrO2)은 조성물의 총 중량에 대해 3 중량% ∼ 13 중량%인 것인 바이오세라믹 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 산화지르코늄(ZrO2)은 조성물의 총 중량에 대해 8 중량%인 것인 바이오세라믹 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 이산화규소(SiO2)는 조성물의 총 중량에 대해 14 중량%인 것인 바이오세라믹 조성물.
  6. 제3항에 있어서, 산화알루미늄(Al2O3)은 조성물의 총 중량에 대해 18 중량%인 것인 바이오세라믹 조성물.
  7. 45 중량% ∼ 55 중량% 범위인 1 이상의 카올리나이트(Al2Si2O5(OH)4); 5 중량% ∼ 15 중량% 범위인 1 이상의 전기석; 산화알루미늄(Al203); 이산화규소(SiO2); 및 1 이상의 추가적인 산화물을 포함하는 바이오세라믹 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 산화알루미늄(Al203)의 양이, 조성물의 총 중량에 대해 3 중량% ∼ 18 중량% 범위인 바이오세라믹 조성물.
  9. 제7항에 있어서, 이산화규소(SiO2)의 양이, 조성물의 총 중량에 대해 11 중량% ∼ 19 중량% 범위인 바이오세라믹 조성물.
  10. 제7항에 있어서, 1 이상의 추가적인 산화물은 산화지르코늄(ZrO2)인 것인 바이오세라믹 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 조성물 내의 임의의 입자의 가장 큰 치수가 0.5 ㎛ ∼ 25 ㎛인 바이오세라믹 조성물.
  12. 제7항에 있어서, 물품 내에 혼입되거나 또는 물품 상에 도포되며, 상기 물품은
    (a) 기재, 및
    (b) 제7항의 바이오세라믹 조성물
    을 포함하는 것인 바이오세라믹 조성물.
  13. 제12항에 있어서, 기재는 폴리옥시벤질메틸렌글리콜언히드라이드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐 부티랄, 폴리락트산, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 중합체를 포함하는 것인 바이오세라믹 조성물.
  14. 제12항에 있어서, 기재는 폴리클로로프렌, 나일론, 폴리비닐 클로라이드 탄성중합체, 폴리스티렌 탄성중합체, 폴리에틸렌 탄성중합체, 폴리프로필렌 탄성중합체, 폴리비닐 부티랄 탄성중합체, 실리콘, 열가소성 탄성중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 탄성중합체를 포함하는 것인 바이오세라믹 조성물.
  15. 제12항에 있어서, 기재는 양모, 실크, 면, 캔버스, 황마, 유리, 나일론, 폴리에스테르, 아크릴, 엘라스테인, 폴리클로로프렌, 연신 폴리테트라플루오로에틸렌 함유 적층 직물(expanded polytetrafluoroethylene-containing laminate fabric), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 재료를 포함하는 것인 바이오세라믹 조성물.
  16. 제12항에 있어서, 물품은 의류, 보석류, 패치, 패드, 안창, 침구, 신체 지지대(body support), 폼 롤러(foam roller), 로션, 비누, 테이프, 유리 제품, 가구, 페인트, 잉크, 라벨, 카펫, 매트, 식품 및/또는 음료 용기, 음료 쿠지(drink koozie), 헤드웨어(headwear), 신발류 및 이어폰으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 바이오세라믹 조성물.
  17. 물품을 제조하는 방법으로서,
    a. 45 중량% ∼ 55 중량%의 카올리나이트(Al2Si2O5(OH)4); 5 중량% ∼ 15 중량%의 전기석; 3 중량% ∼ 18 중량%의 산화알루미늄(Al203); 11 중량% ∼ 19 중량%의 이산화규소(SiO2); 및 1 이상의 산화물을 포함하는 바이오세라믹 조성물을 형성하는 단계, 및
    b. 바이오세라믹 조성물을 물품에 적용하는 단계
    를 포함하는, 물품을 제조하는 방법.
  18. 제17항에 있어서, 적용 단계는 실크 스크린 인쇄를 포함하는 것인 방법.
  19. 제17항에 있어서, 1 이상의 산화물은 산화지르코늄(ZrO2)인 것인 방법.
  20. 제18항에 있어서, 바이오세라믹 조성물은, 조성물의 총 중량에 대해 3 중량% ∼ 13 중량%의 산화지르코늄(ZrO2), 11 중량% ∼ 19 중량%의 이산화규소(SiO2), 및 18 중량%의 산화알루미늄(Al2O3)을 포함하는 것인 방법.
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