KR20020097104A - 산소발생 토양미생물 및 이를 이용한 생활용품 제조방법 - Google Patents

산소발생 토양미생물 및 이를 이용한 생활용품 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 산소발생 토양미생물 및 이를 이용한 생활용품 제조방법에 관한 것으로서, 충전 및 초지 과정 중 Ge-132와 KAl4(AlSi4O20)(OH4)를 일정비율로 혼합하여 충전 시 직접 주입하고 코타 시 용매제와 함께 도공하여 모든 종이가 반영구적으로 산소를 발생시키고 유독물질을 중화시켜 방출함으로 일정공간에서 생활하는 모든 인류와 경제 동물의 건강증진에 크게 기여할 수 있게된다.
위의 본 발명의 산소발생 종이 및 합성수지 장판의 제조방법은 Ge-132와 KAl4(AlSi4O20)(OH4)을 일정비율로 배합하여 산소발생 및 유독가스의 중화 능력을 함유한 희석액을 종이 제조의 일정공정에 투입하는 Genomics의 실험방법으로 광물질 System biology의 기법을 도입하여 저렴한 비용으로 제조하는 것을 특징으로 한다.

Description

산소발생 토양미생물 및 이를 이용한 생활용품 제조방법{A MANUFACTURE OF PAPER GENERATING OXYGEN}
본 발명은 산소가 발생되어지는 토양 미생물 및 이를 이용한 제조 방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 Ge-132 함유석, 비수변성 점토광물질 KAl4(AlSi4O20)(OH4)을 쇄분하여(평균입경 1.2㎛, 비표면적 5㎡/g,굴절율 1.597) 지렁이 소화기 내에서 무기물을 유기화하는 다양한 토양 미생물을 분리 배양한 배양액을 상기 쇄분된 두 가지 광물질과 일정비율로 우리나라 제지업계에서 주로 사용하는 중질탄산칼슘, 활석 등과 혼합하여 충전물을 조성하여 종이 제조 시 일정공정에서 첨가해 생산된 모든 종이류는 반영구적으로 산소를 발생시키고 건축물 및 다양한 생활용품으로부터 발생되는 유해가스를 중화시키는 기능을 가진 종이의 제조방법에 관한 것이다.
채륜이 종이를 발명한 후 우리나라 삼국시대 고구려로 전파된 제지기술을 일본 및 실크로드를 타고 서양에까지 알려진 이면에는 청주를 중심으로 한 중부 내륙 지방에서 제지술이 상당히 발달해 있었음을 나타내 주고 있다. 청주 흥덕사지에서 세계최초의 금속활판인쇄 직지심경이 제작되었다는 것만 보아도 청주를 중심으로한 충남북 내륙지방이 제지술의 메카임에 틀림없다. 작금에도 이 지역은 대규모 제지공장들이 운집해 있어 고부가가치를 창출하는 Bio제지산업의 중심지로 부상될 것이 틀림없다.
본 발명은 충전물에 Bio 충전액을 첨가 내지 도포함으로 추가적인 원가 상승을 최소화하고 종이강도, 일과보류도를 향상시킬 수 있으며 산소를 내뿜고 유해화학가스를 중화시키는 고품질 Bio 종이를 만들어 오염된 대기로 고통받는 현대인의 건강증진과 축사에서 사육되는 시험동물 및 경제가축의 건강 증진과 행복 추구에 일조하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 일반적인 제지 제조공정도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 산소발생 종이 생산을 위한 공정 개략도.
도 3은 본 발명 실시예에서의 가역반응 화학식을 나타낸 도면.
상기 목적은, 조성과정에서 무기상태의 Ge-132, KAl4(AlSi4O20)(OH4)와 지렁이 소화기관 안에서 서식하는 다양한 토양 미생물을 배양 후 원심분리하여 혼합, 상온에서 20일간 발효시켜 유기상태의 Ge-132, KAl4(AlSi4O20)(OH4)를 쇄분하여 충전물조성시 1차 첨가하고 도공액 조성시 2차 첨가해 산소발생 및 유해가스 중화 종이가제조되는 기술을 통해 이룰 수 있게된다.
본 발명의 토양미생물을 이용한 산소발생 종이의 제조방법은 지렁이가 토양속에 다양한 무기 미량원소를 유기화하여 배설하는 것에 착안하여 종이고유의 목적 외에 인류의 건강과 지구상 모든 생명체 건강을 증진시키며, 행복추구권을 만족시켜 줄 Bio제지의 원년이라 할 발명이다.
본 산소발생종이의 유독가스 제거 기능을 가진 종이의 개발은 공해로 얼룩진 금세기에 꼭 필요한 기술이다. 본 산소 발생 종이의 유독가스 중화 능력은 아쉽게도 포름 알데히드계 유독가스 중화능력만 확인되었지 그 밖의 유독가스에 대한 연구는 진행되지 않고 있다. 권련지의 경우 연소담배로부터 나오는 유해가스는 40%이상 중화되어 담배 맛이 순해지므로 순한 담배 제조에 크게 이용될 것이다. 펄프 제조 시 목제로부터 공기 중으로 배출되는 살균, 살충 능력을 가진 유익한 휘발성 물질을 아로마 시스템으로 회수하는데 설치비가 고가이기 때문에 아로마 시스템 운영의 경제성 확보가 시급한 기술과제이다.
* 육류 포장용지로 쓸 경우 육류 특유의 비린내가 거의 나오지 않으며 농산물 포장용지로 쓸 경우 과채류의 신선도를 향상시킨다.
* 신문용지의 경우 인쇄시 선명도가 뛰어났으며 석유, 콩기름으로 인쇄했을 경우 그 특유의 냄새가 거의 나지 않았다.
* 필기용지의 경우 신문용지와 비슷했으나 산소 발생으로 인하여 머리가 맑아졌다.
* 벽지의 경우 실외온도 30℃ 일 때 신축건물에 일반벽지를 도배하고 창문을 달아놓았을 경우 파리가 3-4일 정도 생존했지만 산소발생벽지의 경우 18일 정도 살아있었다.
* 합성수지 장판에 위의 기술을 도입했을 때 1평방㎡당 산소 발생량이 0.8ppm 증가되었다.
* 종이 기저귀 및 생리대 제조시 위 기술을 응용한 결과 목재펄프를 이용할 경우 아기의 피부 짓무름이 발생하지 않았다. 그 특유의 부드러움과 흡수성이 뛰어나 섬유 기저귀를 할 때보다 우는 횟수가 50%이상 줄어들었다. 또한 생리대의 경우 위생성을 높여 불괘감을 줄일 수 있다.
산소발생 측정 (윙클러-아지드화나트륨 변법)
1. 황산망간과 알칼리성 요오드칼륨용액을 넣을 때 생기는 수산화제일망간이 용존산소에 의하여 산화되어 수산화제이망간으로 되고, 황산 산성에서 용존산소량에 대응하는 요오드를 유리한다
2. 유리한 요오드를 티오황산나트륨으로 적정하여 용존산소의 양을 정량하는 방법이다
이 방법은 아질산염 5mg/ℓ이하, 제일철염 1.0㎖/ℓ이하에서 방해를 받지 않는다. 이 실험의 정량범위는 0.1mg/ℓ이상이다.
실험재료 및 시약
1. 재료 : 메스피펫(10㎖), 피펫필러, 비이커, 뷰렛
2. BOD병 : 마개를 닫았을 때 내용량이 정확하게 300㎖가 되어야 한다.
3. 시약 : 황산 망간용액, 전분용액, 황산, 알칼리성 요오드화칼륨-아지드화나트륨 용액, 0.025N-티오황산나트륨 용액
시험 결과 계산
DO농도(mg/l)=a ×f ×v1/v2 ×1000/(v1-R) ×0.2
a : 적정에 사용된 0.025N-티오황산나트륨 액(㎖)
f : 0.025N-티오황산나트륨 액의 역가
v1 : 전체의 시료량(㎖)
v2 : 적정에 사용한 시료량(㎖)
R : 황산망간용액과 알칼리성 요오드화칼륨-아지드화나트륨 용액 첨가량
지종별 산소발생 측정표 (용존산소 5㎖/ℓ시험수)
지 종 시료투입량(g) 용존산소 발생량(5㎖/)
신문용지 100 10 이상
인쇄용지 100 10 이상
필기용지 100 10 이상
도회용지 100 10 이상
복사사진용지 100 8 이상
전산용지 100 8 이상
권련용지 100 7 이상
박엽지, 위생용지 100 10 이상
상기 표 1,2를 보았을 때 왕성한 산소발생을 확인할 수 있었다. 다만 위 시험에서 용존산소량이 이 이상이면 포화상태가 되기 때문에 그 이상의 수치는 정량하지 못하였다.
산소발생 도배지로 도배한 방(76㎡: 가로4m, 세로5m, 높이2m)에 책, 신문지 비치 할 경우 공기중 산소농도
지 종 도배면적(m2) 산소농도(%)
일반벽지 56 21.07
산소발생벽지 56 24.16
산소발생벽지 및A4용지 10kg, 신문지 10kg 56 24.71
상기 표 3의 측정%는 일별, 계절별로, 최대 2~4%의 변화를 보였으며 한여름 고온 다습한 날씨에는 산소%가 급격히 발생하므로 4계절 내내 숲속의 상쾌함을 맛볼 수 있었다.
측정기기 사양
측정방식 전기화학식(Electrochemical Cell)
측정범위 O2 :0~25%, Co : 0~400 ppm
출력 4~20mA, 0~20mV
전원 110/220 VAC, 60Hz
상기 표 1, 2, 3, 4에서 알 수 있듯이 본 발명은 공해로 찌들어 가는 현대인의 일상에 쾌적한 생활공간을 제공할 뿐 아니라 신발 깔창으로 사용하여 발냄새 제거와 혐기성 진균인 무좀발생을 낮추어줬으며 기저귀, 생리대 등으로 사용함으로 영유아 및 질병과 장애로 고통받는 지구촌 수 많은 환자들의 삶의 질을 향상시켜주고 유독 가스 중화 및 악취제거에도 효과가 있으며 Co, So2, No2, NH3,등의 가스에 미미한 변화가 있음을 감안하면 훼손된 대기환경의 복원에도 크게 기여할 수 있는 유익한 발명임에 틀림없다.
펄프 제조시 목제로부터 분출하는 살균과 방충력을 가진 여러 종류의 휘발산을 본 출원인이 개발한 아로마 시스템으로 농축액화 하였다가 종이 제조 시 첨가하므로 종이의 천연향과 살균, 살충 능력을 더욱 향상시켜 종이의 보관성 및 공기 청정능력 능력 향상에 절대적 기여를 할 것이다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 살펴보기로 한다.
그 중 대표적인 미생물을 소개하면 질소고정 효소를 가진 동정된Clostridium pasteurianum, C.pasteurianum, Azotobacter cbroococcum, Klebsiella pneumoniae 등이 있다.
이들 미생물은 두 개의 단백질로 구성되어 있는 니트로게나아제라는 효소가 있는데 Mg2+이온이 있어야 효소작용이 일어난다. 표 1의 Ge-132, KAl4(AlSi4O20)(OH4)속에는 다량의 Mg2+이온이 존재하고 있어 니트로게나아제의 작용으로 N2가 고정되는데 N2가 고정되기 전에 공기나 물속의 H+이온 환원결합으로 H2분자를 형성해 줌과 동시에 공기나 물속의 산소가 격렬하게 반응하여 방출된다.
설명하면 지렁이 소화관내에 서식하는 다양한 미생물이 소화관내로 유입되는 흙과 무기물에서 다량의 유기 미네랄과 유기질을 배설하는 과정에서 산소는 대량 방출하는 원리를 이용한 것으로 도 2의 공정에서 유·무기 산소발생 기질을 가진 20여종의 산소생성물질이 추출된다. 그 중 몇 가지만 기술하면 메틸 이소부틸 케톤(methyl isobutyl keton peroxide), 아세틸 퍼록시드(acetyl peroxide), 하이드로 퍼록사이드(hydro peorodxide), 헥사논 디퍼옥시드(cyclo hexanone diperoxide), 아염소산 나트륨(Naclo·Nh20), 아황산 나트륨(NO2S2O8)등이 지렁이의 소화관내에서 천연 생합성된다.
산소발생 아포형성 미생물 제조는 영하20℃에서 120℃ 사이에서 제조된다.
<실시예>
도 2에 나타낸 공정은 AccuprepTMGel Purification Kit로 low-melting, TAE, TBE agrose gel에서 약 70bp-10kbp 회수율 70% 이상의 20여가지의 DNA fragment를 만들어 elution volume 20㎕를 조성한다. 도 2에서 앞의 3가지 혼합 공정에서 생긴 물질들을 지렁이에게 1개월간 먹인 후 초강풍으로 열풍건조와 냉동건조 한 후 전자 현미경으로 산소발생기전을 가진 아포형성미생물 및 유·무기 산소발생물질 약 40여종을 추출하여 제지 제조공정에 투입 생산된 종이가 일정한 온도와 습도 변화가 있는 곳에 사용될 경우 종이속에 포함되어 있는 Ge-132와 KAl4(AlSi4O20)(OH4)성분과 상호작용하여 신선한 산소를 방출한다. 이는 물리적 화학적 방법에 의한 산소발생이 아닌 유·무기 광물질과 미생물간 상호의 생화학적반응으로 산소가 발생되는 것이다.
유아용 기저귀 및 환자용 기저귀인 경우 대소변을 배설할 경우 적당한 온도와 습도가 아포형성 미생물을 자극하여 즉시 토양미생물 본래의 기능으로 돌아오므로 대소변을 분해시켜 다량의 산소가 발생하는 동시에 악취 또한 제거된다. 또 피부의 짓무름이 발생되지 않는다. 질병 및 장애로 인해 기저귀를 착용할지라도 냄새가 나지 않아 환자 간호에 많은 도움을 주고 환자 자신도 자신감 넘치는 대인관계를 이룰 수 있다. 이때 악취가 나지 않는 원인은 글루탐산탈수효소(Glutamate dehydrogenase)에 의해 도 3에 도시된 가역반응으로 인해 악취가 제거되는 것이다.
또한 강력한 항균능력이 있는 유기물이 생성되며 신선한 산소의 대량방출로 인해 세균성 혐기균들이 번식을 방해하므로 욕창 등이 생기지 않는다.
여성용 생리대의 경우 착용감이 산뜻하고 특유의 이취가 나지 않는다. 혐기성 세균 증식을 막아주어 위생적이다.
따라서, 본 발명은 분자생물학의 실험방법보다 진일보한 Genomics의 실험방법으로 광물질 System biology의 새장을 열어 식품 및 약품에 이용할 경우 값싼 비용으로 적은 양의 섭취에도 불구하고 우리의 건강을 유지할 수 있는 길이 열릴 것이다. 종이를 쓰는 모든 환경을 쾌적하게 바꾸어주므로 환경혁명의 길이 열린다.
이상에서 살펴본 바와같은 본 발명에 따른 효과는 다음과 같다.
첫째 : 화폐용지에 사용하므로 은행은 물론 돈을 보관하는 금고 및 지갑에서 산소가 방출됨으로 인해 신용카드나 전자화폐의 순기능보다 건강을 생각하는 현대인이 즐겨 소지하고 있게 되어 생활에 활력소가 된다.
둘째: 종이를 사용하는 모든 사무실, 서재, 식품용기에서 끊임없이 산소가 방출됨으로 인해 업무능률이 향상되고 밀폐된 현대의 빌딩구조속에서 두통등에 시달리는 사무실 근로자의 건강증진에 기여를 할 것이다.
셋째: 벽지류에 사용됨으로 인해 쾌적한 주거환경을 조성할 수 있다. 특히 목재펄프를 이용하여 벽지를 만들 경우 산소 발생량이 배가된다. 버려지는 간벌재를 활용하여 종이를 제조함으로 인해 산림자원의 재분배를 통한 임목축적율이 향상되어 대기환경의 혁명적 개선을 이룰 수 있다.
넷째: 모든 신발류 특히 산업용 특수화, 군수용 전투화, 방한화 깔창, 구두 깔창, 운동화 깔창으로 만들 경우 산소부족으로 인한 발의 질병을 막아줄 뿐 아니라 생산성증가와 전투력을 증강할 수 있고 발냄새 제거 효과가 있다.
다섯째: 소아용, 환자용 기저귀를 목재펄프로 만들 경우 대소변 냄새가 나지 않으며 소아 회음부, 항문의 짓무름 현상이 생기지 않으므로 소아 및 일반환자의 기저귀 혁명이 예상된다.
여섯째: 여성생리대의 경우 산뜻한 착용감, 이취해소, 세균감염예방 효과를 볼 수 있다.
일곱째: 식품용기로 사용할 경우 용존 산소가 증가되어 식품의 신선도를 유지할 수 있다. 혐기성 세균 증식이 억제됨으로 인해 식품 안전도를 향상시킨다.

Claims (6)

  1. Ge-132 함유수, 쇄분한 KAl4(AlSi4O20)(OH4), 20여종의 DNA fragment를 혼합하여 만든 혼합물을 지렁이에게 1개월간 먹인 후 분리 정제된 산소발생 기전을 가진 아포형성 미생물.
  2. 종이의 제조과정에 있어 충전과정 및 초지과정에서 청구항 1의 방법으로 제조된 미생물이 첨가되어지는 것을 특징으로 하는 토양 미생물이 포함된 산소발생종이 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 충전과정 및 초지과정에서는 초기 펄프과정에서 추출한 휘발성 물질이 함께 첨가되어짐을 특징으로 하는 토양 미생물이 포함된 산소발생종이 제조방법.
  4. 청구항 2의 방법으로 생산된 종이로 만든것을 특징으로 하는 토양 미생물이 포함된 포장용기.
  5. 청구항 1의 방법으로 생산된 미생물이 포함된것을 특징으로 하는 벽돌 타일류.
  6. 청구항 1의 방법으로 생산된 미생물이 포함된것을 특징으로 하는 합성수지 장판류.
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