KR20010081074A - Method and apparatus for producing fullerene water - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건강수로서 뛰어난 플러렌을 함유하는 건강수의 제조방법 및 그 장치를 제공하는 것이다. 고압수중에서, 산소와 수소의 혼합 가스를 연소시키고, 그 연소 가스로 카본을 연소시킴으로써, 수중에서 물분자를 내포한 플러렌이 부유하는 플러렌수를 제조한다. 얻어진 플러렌수는 건강음료수로서 유용하다.The present invention provides a method and apparatus for producing healthy water containing fullerene which is excellent as healthy water. In high-pressure water, a mixed gas of oxygen and hydrogen is combusted, and carbon is combusted with the combustion gas to produce fullerene water in which fullerene containing water molecules is suspended in water. The obtained fullerene water is useful as a healthy beverage.
Description
오래 전부터, 숯이나 탄소(카본)에는 다양한 효용이 있었으며, 각 방면에서 다양하게 이용되어 왔고, 특히 탈취나 방부 작용 등이 중요시되어 왔다. 한편, 탄소의 건강이나 치료와 관련하여 인체에 미치는 효능도 인식되어 왔지만, 최근 사회의 건강에 대한 높은 관심에 따라, 건강 면에서의 탄소이용이 재인식되고 있으며, 비장탄(備長炭)이나 죽탄(竹炭) 등이 수질개선용이나 조리용으로 판매 사용되고 있는 등 점점 주목을 집중시키고 있다.For a long time, charcoal and carbon (carbon) have various utilities, and have been used in various ways, and deodorization and antiseptic action have been particularly important. On the other hand, the effects of carbon on the human body have been recognized in relation to the health and treatment of carbon, but recently, due to the high interest in the health of society, the use of carbon in health has been re-recognized, such as charcoal and bamboo charcoal. ) Is being used for water quality improvement and cooking.
숯, 탄소 재료의 이용분야에서 10수년정도 이전에 '플러렌'이라는 신규 재료가 발견되었는데, 플러렌은 다이아몬드와 그래파이트의 뒤를 잇는 제3의 결정체로서 인식되고 있으며, 1990년 독일과 미국의 공동 연구에 의해 특수한 조건에서 만든 검댕으로부터 플러렌의 단리(單離)에 성공하였고 1991년 칼륨 금속으로 도핑한 플러렌 필름이 임계온도 18K에서 초전도를 나타는 것이 보고된 이래, 플러렌에 대한 연구는 단숨에 가속되었다. 플러렌을 단리하는 대량생산법의 전망이 확실한 점과 플러렌이 나타내는 물성이 기초 및 응용의 양 영역 연구자의 호기심을 점점 불러일으키고 있다. 플러렌의 연구/기술 개발이 건강이란 측면으로 진전된다면, 노벨상의 대상도 될 수 있다고 기대되고 있는 바이다(谷垣勝己, 菊地耕一, 阿地波洋次, 入山啓治 저작 '플러렌', 산업도서 주식회사, 1992년 10월 초판, XVii).In the field of use of charcoal and carbon materials, a new material called fullerene was discovered about ten years ago. Fullerene is recognized as the third crystal after diamond and graphite, and was jointly researched by Germany and the United States in 1990. Fullerene has been successfully isolated from soot produced under special conditions, and fullerene research has been accelerated since it was reported in 1991 that fullerene films doped with potassium metal showed superconductivity at a critical temperature of 18K. The prospects for mass production of isolating fullerenes are clear, and the properties of fullerenes are drawing more curiosity for researchers in both basic and applied fields. If fullerene's research / technology development progresses in terms of health, it is expected that it will also be the object of the Nobel Prize. First edition of October, XVii).
플러렌은 60개의 탄소원자가 구형태의 구조를 이루는 것이 대표적으로, 오각형과 육각형을 조합한 모양의 축구공과 닮은 구조의 탄소분자로서, 물리적 화학적으로 안정된 분자이며, 도 4에 나타낸 물성을 갖는 것으로서 알려져 있다(전게서 p.16).Fullerene is a carbon molecule having a structure similar to a soccer ball having a combination of a pentagon and a hexagon, and having 60 carbon atoms in a spherical structure, and is known as a physical and chemically stable molecule and having physical properties shown in FIG. 4. (See p. 16).
플러렌의 화학 반응에 의한 합성은 아직 보고되지 않았지만, 상술한 바와 같이 물리적 수법에 의해 제조가 가능하게 되었고, 흑연을 아크 방전이나 레이저광 조사에 의해 기화시켜 탄소 증기를 발생시키고 이것을 냉각하여 검댕을 형성시키고 그 안에 플러렌을 생성시키는 방법이 대표적인 제조법이다. 이들 방법에 의해 얻어진 플러렌은 도 3에 나타낸 바와 같이 60개의 탄소 원자가 환상 구조를 이루는 축구공과 닮은 구조로서, 흑연으로부터 그래파이트가 단리되어 5개의 육각형 구조가 나팔꽃과 같은 구조가 되며, 이에 탄소원자가 재배열되어 환상(環狀)에 가까워지고,이어 에너지적으로 안정된 축구공 형상이 된다고 생각되고 있다. 검댕 중에 생성된 플러렌은 용매에 녹여 액체 컬럼 크로마토그라피법 등의 정제법에 의해 단리되어 정제된다.Synthesis by fullerene chemical reaction has not yet been reported, but it has been made possible by the physical method as described above, and graphite is vaporized by arc discharge or laser light irradiation to generate carbon vapor and cool it to form soot. And a method of producing fullerene therein is a typical manufacturing method. The fullerene obtained by these methods is a structure similar to a soccer ball having 60 carbon atoms in a cyclic structure, as shown in FIG. 3. Graphite is isolated from graphite, and five hexagonal structures are morning glory-like structures. It is thought to be close to an annular shape, and to become an energy stable soccer ball shape. The fullerene produced in soot is dissolved in a solvent and isolated and purified by purification methods such as liquid column chromatography.
플러렌의 축구공과 같은 구조는 매스 스펙트럼(mass spectrum)의 C60의 피크나 X선에 의한 결정 구조 해석, 및18C-NMR 스펙트럼이나 적외선 흡수 스펙트럼 등에 의해 확정되어 있다.The structure, such as a soccer ball of fullerene, is determined by the C 60 peak of the mass spectrum, crystal structure analysis by X-rays, 18 C-NMR spectrum, infrared absorption spectrum, or the like.
이와 같이 플러렌은 제조법이나 정제법이 확립되고 그 물리적·화학적인 성질도 밝혀짐에 따라, 새로운 차세대 기능성 재료로서 주목을 모으고 있으며, 여러 가지 분야에서의 유용한 이용이 전개되기 시작하고 있다. 예를 들면 전자공학 분야에서는 초전도 재료나 반도체 재료 혹은 강자성 재료 등에, 물리 재료의 분야에서는 비선형 광학재료나 촉매 등에, 기계 재료로서는 마이크로 윤활재나 완충재 등에 응용하고 활용하는 기술이 점점 개발되고 있으며, 또한 생리활성재료나 식품재료 혹은 의약품 등에 이용하는 것도 제안되고 있다.As such, fullerene is attracting attention as a new next-generation functional material, as the production method and purification method are established and its physical and chemical properties are also revealed, and useful uses in various fields are beginning to develop. For example, in the field of electronic engineering, technologies for applying and utilizing superconducting materials, semiconductor materials or ferromagnetic materials, nonlinear optical materials and catalysts in the field of physical materials, microlubricants and buffer materials for mechanical materials, etc. are increasingly being developed. It has also been proposed to be used in active materials, food ingredients or pharmaceuticals.
또한, 상세한 것은 불명확하지만, 구형 구조의 내부에 K나 La 등의 금속 원자를 내포시킨 새로운 구조재료의 개발에도 흥미가 몰리고 있는 것도 보고되고 있다.In addition, although the details are unclear, it is also reported that there is interest in the development of new structural materials in which metal atoms such as K and La are contained in the spherical structure.
일반적으로 새로운 재료기술의 발전과 함께 특허 출원도 다수 보고되는 것이 보통인데, 플러렌의 경우도 예외가 아니다. 플러렌에 관한 특허 정보에서는 최근 플러렌의 제조법이나 정제법의 개량을 비롯해, 전자공학 분야나 물리재료 분야 혹은 기계 재료 등 여러 분야에 걸쳐 공개되고 있는데, 플러렌 자체의 생리활성재료나 식품재료 혹은 의약품 등으로의 이용과 관련된 공보 기술은 거의 개시되어 있지 않다. 그러나, 이들 분야에서 공개된 얼마 안 되는 기술을 보면, 일본국 특허 공개평10-45408호 공보에는 플러렌을 함유한 초미립 탄소 조성물 용액을 곡물 등의 식품에 함침시켜 높은 신선도와 고품질을 유지시키는 방법이, 일본국 특허 공개 평9-32276호 공보에는 플러렌이 활성화하는 일중항(singlet) 상태의 산소와 광선 조사에 의해 바이러스를 불활성화하는 방법이, 일본국 특허 공개 평9-278625호 공보에는 플러렌을 유성 성분으로 용해한, 도포색이 두드러지지 않고 썬 블록 효과가 뛰어난 썬 케어용 화장품 등이 보고되고 있다.In general, a number of patent applications are also reported with the development of new material technology, and fullerene is no exception. The patent information on fullerene has recently been disclosed in various fields such as electronics, physical materials, or mechanical materials, including improvements in the production and purification of fullerenes. There are very few published techniques related to the use of. However, in the few technologies disclosed in these fields, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-45408 discloses a method of maintaining high freshness and high quality by impregnating a solution of fullerene containing ultrafine carbon composition into food such as grains. Japanese Patent Laid-Open No. 9-32276 discloses a method of inactivating a virus by oxygen and light irradiation in a singlet state in which fullerene is activated. Japanese Patent Laid-Open No. 9-278625 discloses a fullerene. The cosmetics for sun care which melt | dissolved as an oil-based component, and which are excellent in a sun block effect, are not reported.
플러렌을 생리활성재료나 식품 재료 또는 의약품 등에 응용하는 것은 일상 생활에 직접 관련된 기술 개발로서 극히 중요하며, 이용 범위도 넓어질거라 예상되고 있고, 의학 분야에서는 플러렌이 생체가 갖는 면역 효과를 올리는 물질로서 암 치료 등의 방면에서 연구되고 있다. 예를 들면, 일정 분자량을 갖는 플러렌을 백혈구에 부여하면 면역 물질의 생산을 자극하고, 또 플러렌은 전부가 탄소로 이루어져 있으므로, 체내에서 파괴되는 속도가 매우 느리며, 동시에 일반적인 숯과 다른 크기의 나노미터 단위에 의해 장관에서의 흡수가 가능해지는 것이라 생각되고 있다.Application of fullerene to bioactive materials, food ingredients, and pharmaceuticals is extremely important as the development of technology directly related to daily life, and is expected to expand the range of use. In the medical field, fullerene is a substance that enhances the immune effect of living organisms. It is being studied in the field of treatment. For example, giving leukocytes with a certain molecular weight to leukocytes stimulates the production of immune substances, and since fullerenes are all made of carbon, their rate of breakdown in the body is very slow, and at the same time nanometers of a different size than ordinary charcoal It is thought that absorption in the intestine is enabled by the unit.
본 발명은 플러렌수에 관한 것으로, 60개의 탄소원자가 환상(環狀) 구조를 이루는 플러렌이 부유하는 물을 제조하는 방법과 제조하기 위한 장치 및 그로 인해 얻어진 건강 음료수에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to fullerene water, and to a method for producing water in which fullerenes having 60 carbon atoms in a cyclic structure are suspended, an apparatus for producing the same, and a healthy beverage obtained thereby.
도 1은 본 발명에 따른 플러렌수의 제조 흐름도.1 is a flow chart of the production of fullerene water according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 플러렌수 제조장치를 나타내는 개략도.2 is a schematic view showing a fullerene water producing apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명의 물분자를 내포한 플러렌을 나타내는 결정 구조도.3 is a crystal structure diagram showing a fullerene containing a water molecule of the present invention.
도 4는 플러렌의 보고되고 있는 물성을 나타내는 도면.4 is a view showing reported physical properties of fullerene.
상술한 바와 같이 플러렌을 생리활성재료나 식품 재료 혹은 의약품 등의 분야에 응용하는 것은 매우 발전이 기대되고 있지만, 본 발명에서는 가히 무한대라 할 수 있는 플러렌의 유용성을, 특히 생리활성재료나 건강의약품 분야에서 살리기 위해 상기 과제 해결을 목표로 하는 것이다.As described above, the application of fullerene to the fields of bioactive materials, food ingredients, and pharmaceuticals is expected to develop very much. However, in the present invention, the fullerene has a limitless usefulness, particularly in the fields of bioactive materials and health medicines. It is aimed at solving the above problems in order to survive.
때문에, 본 발명자들은 플러렌을 함유한 물을 음용으로 제공함으로써, 건강상태의 개선, 예를 들면 간단히 생리활성기능이 높아지는 것을 발견하기에 이르러본 발명을 완성하였다.Therefore, the present inventors have completed the present invention by discovering that the health condition, for example, the physiologically active function is improved by providing water containing fullerene for drinking.
또한, 본 발명에서는 건강상태의 개선에 기여하는 플러렌을 함유한 물을 효율적으로 제조하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a method and apparatus for efficiently producing fullerene-containing water, which contributes to the improvement of the state of health.
즉, 본 발명은 상기 과제를 해결하여 플러렌의 기술개발과 응용면에서의 전개에 기여하고자 하는 것으로, 신규 플러렌수의 제조방법과 그 장치 및 신규의 플러렌수를 이용한 건강음료수를 개발한 것이다.In other words, the present invention is to contribute to the development and application of fullerenes by solving the above problems, and to develop a new fullerene water production method and apparatus and a healthy beverage using the new fullerene water.
또한, 본 발명에서는 물분자를 내포한 플러렌을 함유하는 물을 '플러렌수' 라 한다.In the present invention, the water containing the fullerene containing the water molecule is referred to as 'fullerene water'.
본 발명의 기본적 특징은 고압수중에서 플러렌을 제조하여 물분자를 내포한 플러렌 및 플러렌이 수중에 부유하는 음료수를 생성시키는 것에 있으며, 구체적으로는 다음의 (1)∼(4)에 나타낸 것이다.The basic feature of the present invention is to produce fullerene in high pressure water to produce fullerenes and fullerenes containing water molecules and floating beverages in water, specifically, shown in the following (1) to (4).
(1) 고압수중에서 산소와 수소의 혼합 가스를 연소시키고, 그 연소 가스로 그래파이트봉을 연소함으로써, 수중에서 물분자를 내포한 플러렌이 부유하는 플러렌수를 제조하는 방법.(1) A method for producing fullerene water in which fullerene containing water molecules is suspended in water by burning a mixed gas of oxygen and hydrogen in high pressure water and burning a graphite rod with the combustion gas.
(2) 고압수 수용탱크, 산소와 수소의 혼합 가스 분사노즐, 그래파이트봉, 점화 장치 및 연소실을 구비한, 수중에서 물분자를 내포한 플러렌이 부유하는 플러렌수를 제조하는 장치.(2) An apparatus for producing fullerene water in which fullerene containing water molecules is suspended in water, including a high pressure water holding tank, a mixed gas injection nozzle of oxygen and hydrogen, a graphite rod, an ignition device, and a combustion chamber.
(3) 산소와 수소의 혼합 가스 연료가 물의 전기분해에 의해 공급되는 것을 특징으로 하는 상기 (2)의 플러렌수를 제조하는 장치.(3) The apparatus for producing fullerene water of (2), wherein a mixed gas fuel of oxygen and hydrogen is supplied by electrolysis of water.
(4) 수중에서 물분자를 내포한 플러렌이 부유하는 플러렌수를 정제한 건강음료수.(4) Healthy drink water obtained by refining fullerene water in which fullerenes containing water molecules are suspended in water.
본 발명에서 가장 중요한 특징은 플러렌이 단순히 부유하는 플러렌수와 달리, 본 발명에서 얻어지는 플러렌수는 물분자를 내포한 플러렌이 수중에 부유하는 것으로, 이 내포 물분자가 플러렌 구조와 상관 작용하여 신규로 현저한 생리활성작용을 이룬다는 신규 지식에 기초한 것이다.The most important feature of the present invention is that, unlike fullerene water in which the fullerene is simply suspended, the fullerene water obtained in the present invention is fullerene containing water molecules suspended in water, and the contained water molecules interact with the fullerene structure. It is based on new knowledge that it achieves significant bioactivity.
본 발명의 물분자를 내포한 플러렌이 부유하는 플러렌수를 정제한 건강음료수는 최근 사회의 건강에 대한 높은 관심에 따라, 건강에 대한 요망에 충분히 부응할 수 있는 획기적인 음료가 될 것으로 예상되는데, 물분자를 내포한 플러렌이 왜 건강에 대한 효능을 가지며 또 어떠한 생리활성작용을 갖는가는 현재로서는 불명확하지만, 본 발명자들은 이들 메카니즘을 명확하게 하기 위해 예의 연구중이다.It is expected that the health beverage of purified fullerene water containing fullerenes containing water molecules of the present invention will be a breakthrough drink that can sufficiently meet the demand for health, according to the recent high interest in the health of society. It is currently unclear why fullerenes containing molecules have health effects and what biological activities, but the present inventors are working diligently to clarify these mechanisms.
상술한 바와 같이 플러렌 자체의 공업적 생산규모에 따른 제조법은 확립되어 있지만, 그 중에서 전극의 흑연을 아크 방전이나 레이저광 조사에 의해 기화하여 탄소 증기를 발생시키고, 이것을 냉각하여 검댕을 형성시키며, 그 중에 플러렌을 생성시키는 방법이 대표적인 제조법이다. 또한, K나 La 등의 금속 원자를 내포시킨 프러렌 분자도, K나 La를 아크 방전이나 레이저광 조사에 의해 흑연과 동시에 기화시킴으로써 제조되고 있는데, 본 발명은 플러렌 자체의 제조에 관한 것이 아니며, 물분자를 내포한 플러렌을 함유하는 물의 제조에 관한 것임을 특징으로 한다.As mentioned above, although the manufacturing method according to the industrial production scale of fullerene itself is established, the graphite of an electrode is vaporized by arc discharge or laser light irradiation, and carbon vapor is generated, it is cooled, and soot is formed, A method of producing fullerene in the gas is a typical manufacturing method. In addition, although the fullerene molecule containing metal atoms, such as K and La, is produced by vaporizing K and La simultaneously with graphite by arc discharge or laser light irradiation, this invention does not concern manufacture of fullerene itself, It relates to the production of water containing a fullerene containing water molecules.
본 발명에서 얻어지는 물분자를 내포한 플러렌수는 종래 제조되지 않은 신규의 생산물로, 또 본 발명에서는 그 제조를 위해 종래 알려져 있는 바와 같은 아크 방전이나 레이저광 조사에 의한 기화수법을 사용하지 않고 연소법에 의해 플러렌을 함유하는 물을 제조하는 새로운 방법을 개시하는 것이다.The fullerene water containing the water molecule obtained in the present invention is a novel product not manufactured conventionally, and in the present invention, the fullerene water is used in the combustion method without using the vaporization method by arc discharge or laser light irradiation as known in the prior art for the production thereof. A new method for producing water containing fullerene is disclosed.
본 발명자는 플러렌수를 효율적이고 경제적으로 제조하는 것과 음용으로 제공하는 것을 고려하여 예의 검토한 결과, 수소와 산소를 연소시키고 그 연소 가스중에 순수한 그래파이트봉을 삽입하여 가열하는 방법을 생각해 냈으며, 물과 카본 이외의 물질을 만들지 않도록 하기 위해 수중에서 수소와 산소를 연소시키는 데, 고압수중에서 연소시켜 플러렌수를 제조할 수 있었다.The present inventors have diligently considered the production of fullerene water in an efficient and economical manner and provide it for drinking, and have come up with a method of burning hydrogen and oxygen and inserting a pure graphite rod into the combustion gas to heat it. In order to prevent the production of materials other than carbon, hydrogen and oxygen were burned in water, and fullerene water could be produced by burning in high pressure water.
또한, 본 발명에서 얻어진 플러렌수에 함유되는 플러렌의 양은 미량이며, 분석 한계를 넘고 있기 때문에 간단하게 특정할 수는 없지만, 정밀 분석에 의해 확인이 가능하다. 상기 제조법으로 수중에 발생하는 탄소 구조체가 모두 플러렌은 아니며, 미연소 카본도 포함된다. 또한, 음용상의 미연소 카본양에도 제한이 있기 때문에, 반응시키는 시간과 연소시키는 연료 양의 제어가 필요하며, 반응 시간이 짧은 경우에는 제조한 물이 일정 효과를 갖지 않고, 또 반응 시간이 너무 길면 물의 맛에 떫은 맛이 나서 음용에 적합하지 않다.In addition, the amount of fullerene contained in the fullerene water obtained by this invention is a trace amount, and since it has exceeded the analysis limit, it cannot simply identify, but can confirm by precise analysis. Not all carbon structures generated in the water by the above production method are fullerenes, and unburned carbon is also included. In addition, since the amount of unburned carbon in the drinking phase is limited, it is necessary to control the reaction time and the amount of fuel to be burned. If the reaction time is short, the produced water does not have a constant effect and the reaction time is too long. The taste of water is so good that it is not suitable for drinking.
본 발명에서는 상술한 바와 같이 피가공수 중에서 물분자를 내포한 플러렌이부유하는 플러렌수를 제조하는 방법 및 그것을 실시하기 위한 장치를 새로이 개발한 것이다.In the present invention, as described above, a new method for producing fullerene water contained in fullerene containing water molecules in the water to be processed and a device for carrying out the same are newly developed.
도면에 의해 본 발명의 방법 및 장치를 상세하게 설명한다.The method and apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 플러렌수의 제조 흐름도, 도 2는 본 발명에 따른 플러렌수의 제조를 위한 내압(耐壓)용기를 나타내는 도면, 도 3은 본 발명에서 얻어진 플러렌수의 결정 구조도, 도 4는 플러렌 자체의 물성을 나타내는 도면이다.1 is a flow chart of the production of fullerene water according to the present invention, Figure 2 is a view showing a pressure-resistant container for the production of fullerene water according to the present invention, Figure 3 is a crystal structure diagram of the fullerene water obtained in the present invention, 4 is a view showing the physical properties of the fullerene itself.
도 2에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 플러렌수의 제조장치(1)는 플러렌수 제조를 위한 내압용기(2), 원료가스 발생을 위한 물 분해장치(3) 및 프러렌수의 여과장치(4)로 이루어져 있다.As shown in FIG. 2, the apparatus for producing fullerene water 1 according to the present invention includes a pressure vessel 2 for producing fullerene water, a water decomposition device 3 for generating raw gas, and a filtration device for fullerene water 4. Consists of
본 발명의 내압용기(2)의 기본구조는 고압수 수용탱크(5), 산소와 수소의 혼합가스 분사노즐(14), 연소실(6), 및 그래파이트봉(10)을 구비한, 물분자를 내포한 플러렌이 부유하는 플러렌수를 제조하는 장치이다. 부설하는 것으로서, 원료의 수소 가스와 산소를 공급하기 위한 물의 전기분해장치(9) 및 얻어진 플러렌수의 여과 장치(4)가 있다.The basic structure of the pressure-resistant container 2 of the present invention is a water molecule having a high-pressure water tank 5, a mixed gas injection nozzle 14 of oxygen and hydrogen, a combustion chamber 6, and a graphite rod 10. It is an apparatus which manufactures the fullerene water which the fullerene contained is floating. There is an electrolysis device 9 of water for supplying hydrogen gas and oxygen of a raw material, and the filtration device 4 of the fullerene water obtained as laying.
본 발명의 내압용기(2)는 금속제, 보다 바람직하게는 강제의 고압수 수용탱크(5)로 이루어져 있으며, 이 고압수 수용탱크(5)에서 물 전기분해장치(3)에서 발생된 수소 가스 공급로(16)와 산소 공급로(17)로부터 공급된 산소와 수소의 혼합 가스를, 분사 노즐(14)로부터 연소실(6)로 고압으로 내뿜도록 하고 있다. 연소실(4) 내부에 그래파이트봉(10)이 공급 실린더(13)로부터 연소량에 따라 점차 송출되도록 되어 있다. 수소 가스와 산소의 혼합 가스는 점화 장치(11)에 의해 점화되며, 카본 혹은 물 분자를 내포한 플러렌이 가압수(9)중으로 방출된다. 이들을 포함하는 고압수(9)는 고압수 수용탱크 바닥부의 취출구(8)로부터 외부로 취출하여 적절히 여과 장치(4)에서 순차적으로 여과된다.The pressure-resistant container 2 of the present invention is composed of a metal, more preferably a forced high-pressure water tank 5, the hydrogen gas supply from the high-pressure water tank (5) generated by the water electrolysis device (3) The mixed gas of oxygen and hydrogen supplied from the furnace 16 and the oxygen supply passage 17 is blown out from the injection nozzle 14 into the combustion chamber 6 at high pressure. The graphite rod 10 is gradually discharged from the supply cylinder 13 in the combustion chamber 4 in accordance with the amount of combustion. The mixed gas of hydrogen gas and oxygen is ignited by the ignition apparatus 11, and fullerene containing carbon or water molecules is discharged into the pressurized water 9. The high pressure water 9 including these is taken out from the outlet 8 of the bottom portion of the high pressure water receiving tank and filtered out sequentially by the filtration device 4 as appropriate.
이 동안, 원료 가스 발생을 위한 물 전기분해장치(3)로 바꿔, 수소 가스 및 산소 가스의 고압 봄베를 이용하는 것도 가능하다. 단, 본 발명에서와 같이 물의 전기분해에 의해 공급되는 산소와 수소는 완전히 순수한 가스가 되어 있으며, 연료 가스인 원료 가스를 효율적으로 공급할 수 있는 이점이 있다.In the meantime, it is also possible to switch to the water electrolysis apparatus 3 for source gas generation, and to use the high pressure cylinder of hydrogen gas and oxygen gas. However, as in the present invention, oxygen and hydrogen supplied by electrolysis of water are completely pure gas, and there is an advantage that the source gas, which is a fuel gas, can be efficiently supplied.
본 발명에서는 물 제조의 원료로서, 원료 가스 발생을 위한 물 전기분해장치(3)에서 물의 전기분해에 의해 수소 가스(16) 및 산소(17)를 발생시키는 예에서, 18, 18' 및 19는 각 각 음극판, 양극판을 나타낸다. 상술한 바와 같이 수소 가스 및 산소로서, 각 수납 봄베로부터 직접적으로 고압수 수용탱크(5)내로 공급하는 것은 물론 가능하다.In the present invention, in the example of generating hydrogen gas 16 and oxygen 17 by electrolysis of water in the water electrolysis device 3 for generating the raw material gas, 18, 18 'and 19 Each negative electrode plate and a positive electrode plate are shown. As described above, it is possible to supply the hydrogen gas and the oxygen directly into the high pressure water storage tank 5 directly from each storage cylinder.
본 장치에서는 전기 분해에 의해 발생된 수소(16)와 산소(17)를, 펌프를 통해 노즐(14)로부터 연소실(6)로 분사하여 혼합 가스를 완전히 연소시키고, 완전한 초고온 수증기 가스의 연소상태로 만든다. 이 연소 가스중에 순수한 그라파이트봉(10)을 삽입하여 가열 연소시키도록 한다. 그라파이트봉은 연소량에 따라 일정량씩 실린더(13)내로부터 공급된다. 연소시에는 수소 가스(16)와 산소(17)의 혼합비가 엄격하게 2 : 1이 되도록 제어할 필요가 있다. 또한, 압력 조절밸브(7)를 설치하여 고압수 수용탱크내의 압력을 조정할 필요도 있다.In this apparatus, hydrogen (16) and oxygen (17) generated by electrolysis are injected into the combustion chamber (6) from the nozzle (14) by means of a pump to completely burn the mixed gas, and to burn the complete ultra high temperature steam gas. Make. Pure graphite rods 10 are inserted into the combustion gas to be heated and burned. The graphite rod is supplied from the cylinder 13 by a predetermined amount in accordance with the combustion amount. At the time of combustion, it is necessary to control so that the mixing ratio of the hydrogen gas 16 and oxygen 17 is 2: 1. It is also necessary to provide a pressure regulating valve 7 to adjust the pressure in the high pressure water holding tank.
연소실(6)내에서 고온으로 가열 연소된 카본(12)은 연소실(4)로부터가압수(9)중으로 방출되면, 카본의 일부는 결정구조를 취하게 된다. 이 결정구조는 코란뉼렌(corannulene)이라 불리는 육각형 구조가 5개 모여 나팔꽃과 같은 형상을 한 탄소 구조라 생각되며, 또한 이에 탄소가 재배열되어 환상에 가깝게 되며, 이 때 물분자 1개를 에워싸 물분자보다도 큰 바구니 구조를 갖는 플러렌이 물분자를 내포하여, 에너지적으로 안정된 축구공 형상이 되는 것이라 생각된다.When carbon 12 heated and burned at a high temperature in the combustion chamber 6 is discharged from the combustion chamber 4 into the pressurized water 9, a part of the carbon has a crystal structure. This crystal structure is thought to be a carbon structure in which five hexagonal structures called corannulene gather together to form a morning glory. Also, carbon is rearranged to become an annular shape, and the water molecule is surrounded by water. It is thought that fullerene which has a basket structure larger than a molecule contains a water molecule and becomes an energy stable soccer ball shape.
이와 같이 그라파이트봉의 연소에 의해 발생된 주된 플러렌은 C60의 것으로, 상술한 바와 같이 물분자보다도 큰 바구니 구조를 갖는 플러렌이 물분자를 내포한다. 이 구조는 모식도로 도 3에 나타낸 바와 같이 축구공용의 구조 중에 점선의 원형으로 표시되는 물분자가 내포된 상태이다.The main fullerene produced by the combustion of the graphite rod in this manner is C 60 , and as described above, the fullerene having a larger basket structure than the water molecule contains water molecules. As shown in Fig. 3, this structure is a state in which water molecules indicated by dotted circles are contained in the structure for a soccer ball.
이와 같은 상태의 플러렌 구조의 것이 발생된 결과, 소수성이 매우 강한 탄소 분자가 안정된 상태로 수중에 부유하여, 활성제를 사용하지 않아도 겉보기상 용해 상태가 되는 것이라 추측된다.As a result of the formation of a fullerene structure in such a state, it is assumed that carbon molecules having a very high hydrophobicity are suspended in water in a stable state, and are apparently dissolved even without using an active agent.
예를 들면 1톤의 플러렌수를 제조하는 생산 스케쥴에서는 매초 5L정도의 혼합 가스 분사량으로 2시간정도가 좋으며, 또 가스 압력을 너무 가하면, 장치의 구조가 파괴될 위험이 있다. 또한, 압력이 적으면, 연소실로부터 가스가 공중으로 뿜어올려져, 가열된 카본이 그대로 기포에 감싸여 물 위로 발산되어 버리게 되어, 플러렌의 발생 상태가 나빠진다. 이 때의 바람직한 기압은 3.5 기압 정도이다. 고압수 수용탱크내의 고압으로 가압한 물의 압력은 2기압으로 한다. 이 장치의 조작은 고압수 수용탱크(5)내로 고압의 수소 가스(16), 산소(17)를 펌프를 통해노즐(14)로부터 분사하고, 점화 장치(11)에 의해 점화하여 초고온의 수증기 가스 연소상태로 만들어, 그 연소 가스중에 순수한 그래파이트봉(10)을 삽입하여 연소시킨다.For example, in a production schedule for producing 1 ton of fullerene water, a mixed gas injection amount of about 5 L per second is good for about 2 hours, and if the gas pressure is applied too much, there is a risk of destroying the structure of the apparatus. In addition, when the pressure is low, gas is blown out of the combustion chamber into the air, and the heated carbon is directly wrapped in the air bubble and is released over the water, resulting in a poor state of fullerene generation. Preferable air pressure at this time is about 3.5 atmospheres. The pressure of the pressurized water in the high pressure water holding tank is 2 atm. Operation of the device is performed by injecting high pressure hydrogen gas 16 and oxygen 17 into the high pressure water receiving tank 5 from the nozzle 14 through a pump, and igniting by the ignition device 11 to obtain a very high temperature steam gas. The combustion state is made by inserting a pure graphite rod 10 into the combustion gas.
또한, 이 장치에서는 물과 카본 혹은 플러렌 이외의 물질을 만들지 않도록 하기 위해, 수중에서 수소와 산소를 연소시키는 것을 필수로 하고 있는 것으로, 이 때 불순물을 함유하지 않고 순수하게 수중에서 수소와 산소를 연소시키기 위해, 고압 하에서 연소시키는 것이 필요하다. 또한, 그래파이트봉을 삽입하는 위치는 혼합 가스가 완전히 연소되어 완전한 초고온의 수증기 가스가 되는 곳으로 하지 않으면 안된다. 물분자가 내포된 생성된 플러렌은 소수성이 매우 강한 탄소 분자이므로 안정된 상태로 수중에 부유하여, 활성제를 사용하지 않아도 겉보기에 용해된 상태가 된다. 이렇게 하여 제조된 신규의 플러렌수는 취출구로부터 취출하여 적절히 여과 장치에 공급된다.In addition, in this apparatus, it is essential to burn hydrogen and oxygen in water in order not to make materials other than water and carbon or fullerene. At this time, hydrogen and oxygen are burned purely in water without containing impurities. In order to achieve this, it is necessary to burn under high pressure. In addition, the position where the graphite rod is inserted must be a place where the mixed gas is completely combusted to become a complete ultra high temperature steam gas. The resulting fullerenes containing water molecules are suspended in water in a stable state because they are very hydrophobic carbon molecules, and are apparently dissolved without using an active agent. The new fullerene water produced in this way is taken out from a blower outlet, and is supplied to a filtration apparatus suitably.
본 발명의 다른 특징은 상술한 바와 같이 하여 제조된, 수중에서 물분자를 내포한 플러렌이 부유하는 플러렌수를 정제하여 건강 음료수로 만드는 점에 있으며, 생성된 물에는 미연소 카본이 다량 부유하고 있어, 그대로는 음용에 적합하지 않기 때문에 여과에 의한 정제가 필요하다.Another feature of the present invention is that the fullerenes containing the water molecules in the water, prepared as described above, purify the fullerenes suspended in the water to make healthy drinks, and the produced water is rich in unburned carbon. As it is not suitable for drinking as it is, purification by filtration is necessary.
이 때, 여과 방법은 생성된 카본 혹은 플러렌을 필요 이상으로 제거하지 않도록 하기 위해, 이온 교환이나 역투과막 등의 방법을 사용하지 않으며, 음용에 적합한 물을 만들기 위해 다음과 같은 필터 장치의 사용이 바람직하다. 즉, 필터에는 중공계막(中空系膜:hollow fiber membrane)이 바람직하며, 고압수 수용 탱크로부터배출된 고압수를 순차적으로 중공계막으로 여과를 행하면, 플러렌수의 특성상 및 필터의 수명 면에서도 바람직하며, 이로 인해 식품 위생 규격에도 맞는 음료수를 제조할 수 있다.At this time, the filtration method does not use a method such as ion exchange or reverse permeation membrane in order not to remove the generated carbon or fullerene more than necessary, and it is preferable to use the following filter device to make water suitable for drinking Do. That is, a hollow fiber membrane is preferable for the filter, and filtration of the high pressure water discharged from the high pressure water holding tank with the hollow membrane is preferable in view of the characteristics of the fullerene water and the life of the filter. This makes it possible to produce beverages that meet the food hygiene standards.
또한, 생성된 플러렌은 나노미크론의 크기이므로 통상의 필터로는 여과가 곤란하지만, 극히 미량의 플러렌이 본 발명에서 얻어지는 고압수 중에 포함될 것이라 생각된다.In addition, although the produced fullerene is nano-micron in size, it is difficult to filter by a normal filter, but it is thought that an extremely small amount of fullerene is contained in the high pressure water obtained by this invention.
이하, 실시예에 기초하여 본 발명의 실시 형태를 구체적으로 설명한다. 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described concretely based on an Example. This invention is not limited to this.
(실시예)(Example)
도 2에 본발명의 제조장치의 대표적인 실시예가 도시되어 있으며, 고압수 수용탱크(5), 산소와 수소의 혼합 가스 분사 노즐(14), 및 그래파이트봉(10)을 구비한, 수중에서 물분자를 내포한 플러렌이 부유하는 플러렌수의 제조장치가 도시된다.A representative embodiment of the manufacturing apparatus of the present invention is shown in FIG. 2, which has a high pressure water receiving tank 5, a mixed gas injection nozzle 14 of oxygen and hydrogen, and a graphite rod 10. The manufacturing apparatus of the fullerene water in which the fullerene containing this is suspended is shown.
고압수 수용탱크(5)는 금속제의 초고압에 내성을 갖는 내압 탱크로서, 수소 공급로(16)와 산소공급로(17)로부터 공급된 산소와 수소로 이루어진 혼합 가스를 분사 노즐(14)로부터 연소실(6)로 분사하고, 연소실 내부로 그라파이트봉(10)이 실린더(13)로부터 공급되고 있다. 고압수 수용탱크(5)내는 압력 조절밸브(7)로 압력 제어할 필요가 있다. 혼합 가스는 점화 장치(11)에 의해 점화되며, 카본 내지 물분자를 내포한 플러렌(12)이 가압수중으로 방출된다. 물분자를 내포한 플러렌이 부유하는 플러렌수는 취출구(8)로부터 외부로 취출한다. 취출된 플러렌수는 적절하게 여과장치(4)(21∼24)를 거쳐 제품이 된다.The high pressure water receiving tank 5 is a pressure resistant tank that is resistant to ultra high pressure made of metal, and the mixed gas composed of oxygen and hydrogen supplied from the hydrogen supply passage 16 and the oxygen supply passage 17 is discharged from the combustion chamber 14 through the combustion chamber 14. (6), the graphite rod 10 is supplied from the cylinder 13 into the combustion chamber. The pressure control valve 7 in the high pressure water storage tank 5 needs to be pressure-controlled. The mixed gas is ignited by the ignition device 11, and the fullerene 12 containing carbon or water molecules is discharged into the pressurized water. The fullerene water in which the fullerene containing the water molecule floats is taken out from the outlet 8 to the outside. The fullerene water taken out is suitably made into a product through the filtration apparatus 4 (21-24).
이 장치의 조작에 대해 설명하면, 상술한 바와 같이 가압 탱크(5)내에 고압 하에서 수소와 산소를 공급하여 혼합 가스를 노즐(14)로부터 분사함으로써 점화장치(11)에 의해 점화한 후 혼합 가스를 완전히 연소시켜 완전한 초고온의 수증기 가스 연소 상태로 만든다. 그 연소 가스중에 그래파이트봉(10)을 삽입하여 연소시킨다. 노즐내에서 고온에 가열된 카본이 가압수중에 방출되었을 때, 그 탄소의 일부가 결정 구조를 취하며, 이에 탄소 원자가 재배열되어 환상에 가까워지며, 이 때 물분자를 에워싸 내포하고, 이어 에너지적으로 안정된 축구공 형상이 된다. 물분자가 내포되는 생성된 플러렌은 소수성이 매우 강한 탄소분자이므로 안정된 상태로 수중에 부유하고 있어, 활성제를 사용하지 않아도 겉보기에 용해된 상태가 된다.Referring to the operation of the device, as described above, hydrogen and oxygen are supplied into the pressurized tank 5 under high pressure to inject the mixed gas from the nozzle 14 to ignite the mixed gas after ignition by the ignition device 11. Complete combustion results in a complete ultra high temperature steam gas combustion. The graphite rod 10 is inserted and burned in the combustion gas. When carbon heated to a high temperature in the nozzle is released into the pressurized water, part of the carbon takes a crystalline structure, and carbon atoms are rearranged to become cyclic, thereby enclosing water molecules, and then energy. It becomes the stable soccer ball shape. The resulting fullerenes containing water molecules are suspended in water in a stable state because they are very hydrophobic carbon molecules, and are apparently dissolved without using an active agent.
이렇게 제조된 신규의 플러렌수는 취출구로부터 취출하여 여과 장치(4)로 보낸다. 여과 장치(4)는 중공계막에서 50미크론, 25미크론, 3미크론, 0.5미크론 및 0.1미크론의 순으로 여과하여, 최종적으로는 극히 미량의 플러렌이 함유되는 플러렌수를 얻을 수 있다.The new fullerene water thus produced is taken out from the outlet and sent to the filtration apparatus 4. The filtration device 4 is filtered in the order of 50 microns, 25 microns, 3 microns, 0.5 microns and 0.1 microns in a hollow membrane, and finally, fullerene water containing an extremely small amount of fullerene can be obtained.
실시 조건(예)Conduct condition (example)
제조 탱크 내압 : 압력 2기압Production tank internal pressure: pressure 2 atmospheres
혼합 가스 : 5리터/sec (3.5 기압)Mixed gas: 5 liters / sec (3.5 atmospheres)
분사시간 : 2시간Injection time: 2 hours
그래파이트 공급량 : 1.5kg/2hGraphite Supply: 1.5kg / 2h
생성 플러렌수 : 약 1톤Fullerenes produced: about 1 ton
생성된 플러렌수를 50미크론, 이어 25미크론, 3미크론, 0.5미크론, 0.1미크론의 중공계막에서 순차적으로 여과를 행하여, 물분자를 내포한 플러렌이 부유하는 플러렌 건강음료수를 얻었다.The resulting fullerene water was filtered in sequential order at 50 microns, then 25 microns, 3 microns, 0.5 microns, and 0.1 microns hollow membrane to obtain a fullerene healthy beverage containing fullerene containing water molecules.
건강음료수의 시음Tasting of Healthy Drinks
성인남녀 52명의 평가단에 의해, 물분자를 내포한 플러렌이 부유하는 플러렌 건강음료수를 시음하고, 건강 증진 및 생리활성기능으로의 효능과 효과를 확인하였다.The evaluation of 52 adult men and women was conducted to sample the fullerene healthy drink with fullerene containing water molecules, and to confirm the efficacy and effect as a health promotion and physiologically active function.
시음조건과 평가 결과Tasting Conditions and Evaluation Results
1일 시음량 : 컵 1잔정도 5명1 day tasting: about 1 cup 5 people
3잔까지 22명It is 22 people to three cups
4잔이상 22명22 people over 4 cups
맛 : 맛있다 39명Flavor: Tasty 39
맛없다 13명Taste 13
냄새 : 신경쓰이지 않는다 51명Smell: I don't care 51 people
신경쓰인다 1명One to care
효능예 : 컨디션 증진 22명Efficacy example: physical condition enhancement 22 people
식욕 증진 32명Appetite Enhancement 32
약리효과 보조 11명Pharmacological effect assistant 11 people
변비 해소 4명4 constipation relief
피로 회복 49명Fatigue Recovery 49
혈당치 저하 3명3 lower blood sugar levels
설사 개선 3명3 diarrhea improvement
위장 쾌조 17명17 gastrointestinal comfort
피부거침회복 8명Skin roughness recovery 8 people
어깨결림 회복 16명16 stiff shoulder recovery
눈피로 회복 1명1 eye recovery
통풍 해소 1명One gout cancellation
혈압 저하 5명Blood pressure drop five
신장결석 해소 1명Kidney stones resolved 1 person
폐암진행정지 1명1 lung cancer stop
상기 평가 결과에 따르면, 시음 단계에서는 '(맛)이 맛있다'라고 느끼는 사람은 '맛없다'라고 느끼는 사람의 3배정도가 되며, 냄새에 대해서 대부분의 사람이 '(냄새) 신경쓰이지 않는다'라고 답변하고 있는 것을 보면, 본 발명에서 얻어지는 플러렌수가 대다수의 사람에게 마시기 쉬운 음료임을 알 수 있다.According to the evaluation result, in the tasting stage, the person who feels that the taste is delicious is about three times that of the person who feels that it is tasteless, and most people say that they do not care about the smell. It can be seen that the fullerene water obtained in the present invention is a beverage that is easy to drink to most people.
또한, 시음한 사람들 중에서는 피로회복, 식욕 증진, 컨디션 증진, 위장 쾌조, 어깨결림 해소, 변비 해소 등의 면에서 개선 효과를 보이고 있는 사람이 많은 것으로 보아, 본 발명의 플러렌수는 건강음료로서 충분한 효과를 발휘하는 것이라 생각된다.In addition, many people tasting have shown improvement effects in terms of fatigue recovery, appetite improvement, condition improvement, gastrointestinal comfort, shoulder stiffness, constipation, and the like. It seems to be effective.
본 발명은 신규의 플러렌수 제조방법과 그 장치 및 신규의 플러렌수를 이용한 건강 음료수를 제공하는 것으로, 플러렌을 간단히 효율적으로 제조할 수 있다. 또한, 물분자를 내포한 플러렌이 부유하는 플러렌수는 다수의 평가단에 의한 시음 시험에서 보면, 건강 음료로서 현저한 효과가 있는 것이다.The present invention provides a novel fullerene water production method, a device thereof, and a healthy beverage using the new fullerene water, and thus, the fullerene can be easily and efficiently produced. In addition, the fullerenes in which fullerenes containing water molecules are suspended have a remarkable effect as a health drink in tasting tests by a large number of evaluation stages.
또한, 본 발명의 플러렌수는 건강 증진 작용 외에 면역력의 향상 등 생리활성면에서의 용도가 기대된다.In addition, the fullerene water of the present invention is expected to be used in terms of physiological activity such as improvement of immunity in addition to health promoting action.
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