KR20030084255A

KR20030084255A - 다수의 목적으로 사용이 가능한 바이오 세라믹 및 그의제조방법

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Publication number: KR20030084255A
Application number: KR1020020022871A
Authority: KR
Inventors: 전보술; 유은주
Original assignee: 전보술; 유은주
Priority date: 2002-04-26
Filing date: 2002-04-26
Publication date: 2003-11-01

Abstract

본 발명은 다수의 목적으로 사용이 가능한 바이오 세라믹 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 기존에 알려진 인간생활에 필요한 각종 성분을 함유하고 있는 기능성광물의 효용성을 높이기 위하여 음전자를 가지는 광물이나, 전위차가 높은 알칼리계 광물 일정량, 식물(茶)에서 추출한 항균, 살균등이 높은 사포닌 수용액 등을 투입 혼합하여 사용함으로서 원적외선방사, 음이온생성, 향균작용, 계면활성작용, 살균작용, 세정작용, 정수작용 등의 다양한 용도로 사용이 가능한 다기능성 바이오 세라믹이다.

상세하게는 광물(Mineral, 鑛物)이 가지고 있는 화학성분을 이용하여 인간이나 환경에 필요한 다기능성 바이오 세라믹을 제조하는 것으로 상기 목적을 달성하기 위하여 SiO2, Al2O3, MgO등의 함유량이 높은 천연광물(Tourmaline - 전기석, 맥반석, 제오라이트, 옥돌등)과, 음 전자를 가진 광물이나 전위차가 높은 알칼리계 광물원소(Li, Na, K, Rb, Cs, Fr등)일정량, 식물성 차(茶)에서 추출한 사포닌 류 수용액등을 혼합 숙성하여 사용함으로서, 기존의 천연광물에서 미흡한 향균, 음이온, 살균, 정수, 연수, 계면활성, 아토피 치료등의 각종 용도에 응용이 가능하고 다 기능적으로 사용이 가능한 성형 조성물을 제공하는 것이다.

Description

다수의 목적으로 사용이 가능한 바이오 세라믹 및 그의 제조방법{Omitted}

본 발명은 다수의 목적으로 사용이 가능한 바이오 세라믹 제조방법에 관한 것으로서, 기존에 사용이 되고 있는 천연광물(Tourmaline - 전기석, 맥반석, 제오라이트, 옥돌등)에 효용성을 높이기 위하여 알칼리계 광물 일정량, 식물(茶)에서 추출한 카테킨, 사포닌 수용액이나 을 투입 교반하여 사용함으로서 기존의 제한적인 용도에서 추가적으로 기능성을 높여 일상생활이나 환경에 유익하게 사용이 가능한 것이다.

본 발명에서 사용이 되는 천연광물인 Tourmaline의 특성에 인체에 악영향을 끼치지 않는 음 전자를 가진 광물이나 알칼리계 광물 일정량을 혼재시켜 그 기능성을 높여 다용도로 사용이 되는 다 기능성 성형조성물 제조방법이다.

전기석이라 불리는 Tourmaline 결정체는 0.06㎃의 미약전류가 흐르는 전기적 특성을 이용하여 물의 전기분해, 지속적인 음이온의 발생, 계면활성물질 생성, 원적외선의 발생, 약 알칼리 이온수 제조등의 효과가 있는 신비의 광물로 알려져 있지만, 그 일부의 효능은 발생량이 너무 적어 효과가 미흡한 것으로 나타나 있다.

이에 본 발명에서는 미흡한 부분을 보완하고 다 기능적으로 사용을 하기 위하여 음 전자를 가진 광물이나 알칼리계 광물 일정량을 혼재시켜고, 식물에서 추출한 항균물질을 혼합하여 항균력등을 높이는 다기능성 성형 조성물을 제조하는 것이다.

본 발명은 종래에 사용 되어온 기능성광물의 미흡한 부분을 보완하고 그 효용가치를 높이는 조성물로서 기존의 원적외선 효과 이외에 음이온 방사량의 확대, 항균작용, 아토피 치료, 신체의 신진대사 활성, 정수작용등의 기능을 확대 사용함으로서 고기능성의 성형 조성물을 얻을 수 있을 것이다.

국내의 각종 특허 공보자료에는, 기능성 광물인 토르말린, 맥반석, 황토, 제오라이트, 옥, 게르마늄, 숯 등 화학적 성질을 이용하는 일상생활용품으로 건강 보조재 등의 다용도로 널리 사용이 되어 왔으며, 대부분 원적외선 방사, 음이온, 항균작용, 피로회복, 신진대사촉진 등의 효능이 있다고 알려져 있으나 이는 대부분 기능성 광물은 SiO₂, Al₂O₃등이 70∼85%이상이 함유되어, 40℃ 이상의 열을 가하면 원적외선등의 높은 방사에너지가 발생되어 인체에 유익하다고 알려져 있다. 또한 그 이외의 용도로 음이온발생, 정수시설, 항균 살균작용 등의 용도로 이용이 되지만 그 효과가 미흡하거나 낮아서 기능성 광물자체로만은 한계가 있는 것으로 각종 실험에서 나타나 있다.

이와 같이 기능성 광물은 인간생활에 필요한 각종 성분을 함유하고 있는 화학성분 때문에 유용하게 사용이 되고 있지만 실지 광물의 화학적인 성분을 분석하면 원산지와 불순물의 함유량에 따라 그 효능과 효과가 차이가 나타나지만, 대부분 원적외선 방사효과에 의존을 하고 그 원적외선은 일정온도 이상에서 그 효과가 발생함으로 전열체에 의한 침구류등에 한정 이용되고 있는 실정이다. 또한 일부 기능성 광물이나 숯등을 혼합하여 사용하는 방법이 제시되어 왔으나 그 기능성은 제한적이라 할 수가 있을 것이다.

음이온은 생리학적 효능과 효과가 우수하다고 알려지면서 음이온에 대한 연구가 활발히 진행이 되어왔다. 이처럼 건강과 밀접한 관계가 있는 음이온은 우리 몸 속에서 생성되기도 하지만 일부는 음이온수, 알칼리음료, 호흡기나 피부호흡을 통해 몸 속으로 들어온다. 따라서 음이온을 많이 섭취할수록 건강에는 도움이 된다. 쾌적한 자연상태를 기준으로 숲속과 폭포, 해안지역, 태양풍등의 공기 1cc당 음이온의 분포량은 800∼2,000개인 것으로 알려지고 있다.

이와 같이 음이온이 인체에 미치는 영향이나 그 우수성이 입증되면서 자연적인 이온발생(숯, 기능성 광물, 토르말린등)에서 전기를 이용한 코르나 방전방식, 전자방사식, 마이너스 전위 치료기등 다양한 제품이 나오고 있으며, 최근에는 에어콘에 음이온 발생기, 가정용 음이온 발생기, 음이온 치료기등이 사용되어 지고 있다.

본 발명은 대부분의 기능성 광물의 효능은 일반적으로 알려진 바와 같은 효능과 효과가 우수하다, 하지만 생육광선이라고 하는 원적외선의 방사능력은 우수하지만 기타 음이온의 생성, 약 알칼리 이온수, 탈취작용, 항균작용, 계면활성효과, 정수작용등은 각각의 천연광물에 함유된 성분과 조성물의 제조방법에 따라 차이가발생이 될 수 있다.

이에 본 발명에서는 Tourmaline에 합성이 되는 음 전자를 가진 광물이나 알칼리계 광물 일정량을 혼합시키는 방법과 양의 설정, 향균성을 높이기 위하여 식물에서 추출한 항균물질의 혼합과 상호작용에 대한 검토, 각각의 기능성 물질의 혼합과 제조시 성형물의 물성에 영향을 미치거나, 온도변화에 따른 물성의 변화등을 최소화하여, 기능성 조성물을 제작하는 방법등을 중심으로 기술적인 과제와 제작된 기능성 성형물을 여러 가지용도로 응용 할 수 있는 기능성 성형물의 제조방법이다.

또한 일상 생활에 적용하여 사용되는 방법과 용도에 따라 Tourmaline에 첨가되는 종류와 양을 조절하고, 제조방법의 변화로 여러 가지 용도의 기능성 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 다수의 목적으로 사용이 가능한 바이오 세라믹 제조방법에 관한 것으로서, 우선 기능성 천연광물의 특성과 효능에 대하여 비교하고, 첨가되는 음 전자를 가진 광물이나 알칼리계 광물의 종류와 성분에 대한 구성과 작용, 식물에서 추출 사용되는 항균제의 특성과 영향, 기능성 조성물의 제조방법등에 대하여 아래의 각종 비교표, 실험, 비교예 등에 나타나 있으나, 그 일부의 효능은 발생량이 너무 적어 효과가 미흡한 것으로 나타나 있다. 이에 본 발명에서는 미흡한 부분을 보완하고 다 기능적으로 사용을 하기 위하여 음 전자를 가진 광물이나 알칼리계 광물 일정량을 혼재시켜고, 식물에서 추출한 항균물질을 혼합하여 항균력등을 높이는 다기능성 성형 조성물을 제조하는 것이다.

이와같이 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 사용이 되는 각각의 기능성 조성물은

1) 토르말린(Tourmaline)(브라질산 - 원산지에 따라 성분이 차이가 날수 있음)을 평균입도 325∼600 mesh 이하의 미분말로 사용하며, 특성과 효능은 아래에서 상세하게 설명을 하였다.( 성분은 표 1 참고 )

2) 제오라이트(Zeolite) (한국산 - 원산지에 따라 성분이 차이가 날수 있음)을 평균입도 325∼600 mesh 이하의 미분말로 사용하며, 특성과 효능은 아래에서 상세하게 설명을 하였다.( 성분은 표 1 참고 )

3) 음전자를 가지는 천연광물은 대부분 규산이 풍부한 유리질 화산암으로 알칼리 휘석을 함유한 송지암, 흑운모, 흑요석, 진주암, 역청암등이 있으며, 본 발명에서 사용을 하면 HYDRONIUM 이온(H₃O ), HYDROXYL 음이온(H₃O₂－)을 대량으로 발생시킬 수 있으나, 본 발명에서는 알칼리계의 광물을 이용하여 실험과 그 효과를 입증하였다.

4) 광물의 화학성분을 음이온등의 발생이 우수한 알칼리계 광물인 Li, Na, K, Ca, Rb, Fr등과 항균작용 및 살균작용이 우수한 Al, Ag, Cu, 등을 혼합하여 사용이 가능하나, 본 발명에서는 식물에서 추출한 항균재를 사용함으로서 알칼리계 광물인 LiO, TiO₂, Na₂O, K₂O, CaO등의 일정량을 혼합하여 사용을 하여도 본 발명의 목적을 달성 할 수가 있다.

5) 다양한 종류의 식물에서는 사포닌 계통의 항균재가 함유되어 있으며 특히 일상생활에서 이용이 되는 차(茶), 인삼, 콩 등에서 많이 나타나고 있다. 일부 국내외에서는 항균재로 차에서 추출한 카테킨류를 이용한 공조기 필터로 사용이 되고 있지만, 본 발명에서는 상기의 토르말린 화합물에 항균기능을 함유하고 있어 일반적으로 사용이 되고 있는 사포닌 계통의 항균제를 사용하였으며, 그 사포닌의 추출한 수용액이나 정제가 되지 않은 미세 분말을 그대로 사용하여도 가능하다.

따라서 본 발명에서 사용이 되는 천연광물인 토르말린의 효능과 특성을 살펴보면 화학성분의 높은 비중을 차지하는 SiO₂, Al₂O₃등이 70∼85%이상이 함유(표 1)되어 있고, 5∼20㎛의 생육광선인 원적외선이 다량으로 방출하는 성질을 가지고 있다는 각종 실험결과(표2)와 강력한 열효과와 높은 침투력으로 인체에 혈액순환촉진 및 혈전용해등의 효과가 있다고 알려져 있으며, 또한 음이온이 지속적으로 발생(표 3)되는 기능성 물질이다.

자세하게는 본 발명에서 사용되는 토르마린(Tourmaline)은 6각 주상형의 결정을 갖는 붕규산염으로 0.06㎃의 미약전류가 흐르는 전기적 특성을 지닌 천연광물로 전기적 특성을 이용하여 물의 전기분해, 지속적인 음이온의 발생, 계면활성물질 생성, 원적외선의 발생등의 효과가 있는 신비의 광물로 알려져 있다. 이에 토르말린 원석이나 분말은 수분에 닿으면 순간적으로 수분에 방전을 하며 이때 물은 전기분해가 되고 물분자(H₂O)는 수소이온(H+)과 수산이온(OH-)로 나누어지며

H ₂ O ＝ H (수소이온) ＋ OH (수산이온) - (a)

분리된 수소이온(H+)은 마이너스 전극에 끌려서 거기에서 방출되는 전자와 결합되어 HYDRONIUM 이온(H₃O)을 대량으로 발생시킴으로서 물이 알카리 이온수가 된다.

H (수소이온) ＋ H ₂ O(물) → H ₃ O (HYDRONIUM ION) - (b)

또 수산이온(OH-)은 주변의 물 분자와 결합하여 HYDROXYL(H₃O₂－) 음이온이라고 하는 계면활성물질이 되어 물이 연수로 변하며, 음이온수가 된다.

OH (수산이온) ＋ H ₂ O(물) → H ₃ O ₂ (HYDROXYL ION) - (c)

5∼20㎛파장의 전자파인 원적외선 에너지를 방사하여 물의 내부에 함유된 유독가스나 중금속류가 제거되어 음료용으로도 적합하며, 계면활성이 높아 세정작용도 우수하며, 본 발명에서 첨가되는 음 전자를 가진 광물이나 알칼리계 광물을 첨가함으로 HYDRONIUM(H₃O )이온, HYDROXYL(H₃O₂－)음이온을 많이 발생을 시킨다.

따라서 토르말린합성물은 물을 전기분해하여 알칼리 음이온수를 생성시키고 최적의 7.4pH를 유지하여 물의 분자집단(클러스터)을 작게 만들어 미네랄이 풍부한 물로 변화시키는 작용을 한다. 또한 계면활성물질을 생성하여 물중의 염소, 냄새, 중금속등의 유해물질을 분해하고, 세제를 적게 써도 세탁효과를 높일수 있는 효과와 사람은 알칼리 음이온수를 마시므로 몸을 약알칼리성으로 바꾸며 혈액중 나트륨이나 칼슘의 이온화 양을 증가시키고 산성화되어 있는 혈액을 약알칼리로 바꾸어세포의 활성화, 저항력의 증진, 혈액정화, 자율신경에 영향을 주어 신진대사 활성, 피부질환의 치유등의 효과를 나타낸다.

이와 같이 Tourmaline의 전기적인 특성은 상기의 효능 이외에도 신비한 광물로 아려지면서 광석에서 생성되는 음이온, 미약전류로 물의 전기분해로 나타나는 알칼리성 음이온수, 원적외선의 발생 등으로 인체와 환경에 미치는 영향등에 대한 연구가 진행되고 있으며, 일부 안정성과 독성시험에서는 인체에 무해하다는 시험결과가 나타나 있다. 이에 본 발명에서는 상기의 다양한 효능을 가지고 있지만 일부 미흡한 음이온 발생, 항균작용, 계면활성등을 높이기 위해 제오라이트, 알칼리 성질을 가지는 광물등을 혼합하여 사용함으로서 그 기능을 향상시킬 수 있을 것이다.

Zeolite는 보편적으로 사용하는 광물로서 나트륨, 칼륨의 알칼리 금속과 칼슘 등의 알칼리 토금속을 함유하고 있으며, 다공질 구조를 가지고 있어 제오라이트는 흡착, 흡습, 이온 교환성 등이 우수하여 그 용도가 매우 넓어 다용도로 사용이 되고 있다.

제오라이트 세공 속에 존재하는 양이온들은 수용액 중에서 다른 여러 가지 금속 및 유기 양이온으로 용이하게 교환되므로 이러한 성질을 이용하여 물 속의 칼슘(Ca2+)과 마그네슘(Mg2+)을 소디움(Na+) 이온으로 교환시켜 주어 경수(hard water)를 연수(soft water)로 변환시켜주는데 널리 사용되고 있으며, 특히 제오라이트 세공 속의 표면적은 보통 1,000㎡/g에 이르며 다양한 분자들을 흡착시킬 수 있어 흡착제로서도 활발히 사용되고 있다.

제오라이트는 이온교환과 흡착력등이 우수하여 식품첨가물로 사용이 되고 있고, 가축의 사료에 소량을 섞어주면 가축이 성장이 촉진되고, 토양개량제등으로 사용을 하면 식물 성장이나 발아에도 좋은 효과를 보인다고 알려져 있다. 또한 외국에서는 제오라이트로 벽돌을 생산하여 건축자재로 사용한 건축물은 보온이 잘되며 특히 여름에는 습기를 흡수하여 건조하게 해주며 겨울에는 오히려 습기를 방출하여 적당한 습도를 유지하는데 탁월한 성능을 발휘한다고 한다. 제오라이트의 안정성과 독성시험에 대하여서는 미국을 중심으로 많은 시험결과 무해한 것으로 판명이 되었다.

이에 본 발명의 세부적인 구성과 작용을 살펴보면 상기의 기능성 광물의 효능과 특성은 표1, 표2, 표3에서 나타나 있지만 대부분 기타의 잡석 함유량이 많거나, 알칼리계 금속 함유량이 적어 그 효능이 일반적으로 알려진 바와 같이 높지가 않다. 이에 본 발명에서는 기능성 광물을 각각 325∼600mesh 이하로 미 분쇄하고, 혼합비율 합계량 100중량%로 할때 토르말린 25 ∼ 65 중량%, 제오라이트 5 ∼ 10중량%, 알칼리계 금속광물 LiO 0.5 ∼ 10 중량%, TiO₂0.5 ∼ 10 중량%, Na₂O 0.5 ∼ 10 중량%, K₂O 0.5 ∼ 10 중량%, CaO 0.5 ∼ 10 중량%, B₂O₂0.5 ∼ 10 중량% 등을 충분히 혼합하며, 이때 혼합기의 내부온도는 100∼120℃ 에 넣어 0.5시간 이상 충분히 혼합하는 것이 바람직하다.

이때 기능성 광물의 평균입경이 325∼600mesh 이상일 경우에는 성형물 제조시 표면이 거칠거나 뭉쳐지는 경우가 발생할 수가 있어 평균적으로 325∼600mesh 이하가 바람직하며, 상기의 기능성 광물은 수분 함유량이 평균적으로 8∼15% 가 되어 혼합시 뭉쳐지거나, 균일하게 혼합이 되지 않아 적정한 열을 가하면서 혼합하는 것이 바람직하다.

이렇게 합성이 된 기능성 광물 혼합체의 항균력은 미세한 전류에 의하여 향균, 살균효과가 있으나 그 효과가 미흡하여 식물에서 추출한 사포닌 계통의 항균물질을 성형시 일정비율의 물과 혼합하여 사용을 하여야 한다. 식물에서 추출한 항균재는 녹차, 홍차, 우롱차, 감잎차, 둥굴레차등 미세하게 분쇄한 분말을 사용하거나, 물 500cc에 100g의 차를 넣어 약 1시간 이상 가열하여 추출된 액체를 사용하여도 무방하며, 상기 조성된 기능성 화합물 100중량%에 차 분말 3∼10 중량%를 첨가하거나, 차에서 추출한 액체 5∼12 중량%를 첨가하여 성형하는 것이 바람직하다. 또한 항균성을 가지는 은, 동, 아연 등의 금속이온을 함유하여 사용을 할 수가 있으나 이들 물질은 녹는점이 낮아 혼합시 어려운 점이 발생되거나 성형시 뭉쳐지는 경우가 발생하여 일상적으로 사용을 하는 차의 분말이나 추출물을 사용하였다.

상기의 방법으로 조성된 기능성 복합물의 100중량%에 식물에서 추출한 사포닌계 수용액 5∼18 중량%, 초기 성형성을 유지하기 위한 천연접착제인 전분, 섬유소유도체, 당밀 등 5∼10 중량%를 혼합하여 상온에서 4시간이상 숙성을 시킨 후 성형기에서 250∼350kgf/㎠의 압력으로 성형물을 제조하여, 상온에서 24시간 이상 건조를 시킨 후 90∼120℃의 간접 열에 의하여 8시간이상 충분히 건조를 시키거나, 진공으로 성형물을 건조하여 성현물의 수분 함유량 9% 이하로 건조하여야 하며, 건조된 성형물은 소성온도 500∼700℃이하에서 약 12시간이상 소성을 하여야 한다.

이때 소성온도는 700℃ 이상으로 상승을 시키면 토르말린의 전기적 특성이급격히 저하되거나 전기적 특성이 완전히 상실될 수가 있어 바람직하게는 600 ∼ 650℃의 온도에서 12시간 이상 소성(소결)을 시키는 것이 바람직하다. 또한 점결재는 천연물을 사용하여야 하며, 초기 성형성을 유지하고 소성온도 200 ∼ 250℃에서 완전히 분해가 되어 잔재물이 남지 않아야 기능성 화합 성형물의 기능과 효과에 영향을 미치지 않는다. 성형물을 충분히 건조후 소성(소결)을 시키는 것은 성형물의 수분함유량이 높으면 소성시 표면의 갈라짐이나 형태의 변화가 일어날수가 있어 반드시 수분함유량이 9% 이하로 하여야 우수한 성형물을 얻을 수가 있다.

상기의 방법으로 혼합된 기능성 광물 기능성 광물의 화학적 성분의 혼합비율이 평균적으로 Al₂O₃14 ∼ 17%, SiO₂48 ∼ 53%, Fe₂O₃6 ∼ 8%, CaO 6 ∼ 8%, K₂O 7 ∼ 8%, Na₂O 6 ∼ 7%, TiO₂4 ∼ 6%, B₂O₂4 ∼ 6% 등으로 합성이 되는 것이 각종 시험에서 가장 우수하게 나타났으며, 원적외선방사, 음이온생성, 향균작용, 계면활성작용, 살균작용, 세정작용, 정수작용 등에 우수한 효과가 있어 정수기의 필터, 공조기 필터, 탈취제, 목욕 보조제, 가정용 정수보조제 등의 다양한 용도로 사용이 가능한 다기능성 바이오 세라믹이다. 기능과 효과에 대하여 자세하게 아래에서 살펴보면

(1) 인체에 유해한 생육광선인 원적외선 발생이 우수하다.

토르말린 합성물은 물질의 분자진동과 같은 5∼20㎛ 파장대를 가지고 있어, 물질에 흡수되어 나타나는 열효과가 우수하며, 강력한 열효과와 높은 침투력으로 인체의 모세혈관 운동을 촉진시켜 혈액순환 촉진 및 혈전용해의 효과가 있으며, 물질의 분자가 활성화되어 충돌에 의한 에너지를 열로 방사하여 체내에 축척된 노폐물 및 중금속을 배출시켜 신진대사를 촉진시기는 효과가 있다. 또한 원적외선은 세포조직의 활성화로 피부의 노폐물을 제거하고 피부호흡을 활성화하여 피로회복등에도 상당한 효과가 있다. 토르말린 합성물의 방사율과 방사에너지는 기능성광물에서 나타내는 원적외선보다 우수하다는 실험을 표2에서 나타내었다.

(2)음이온의 발생과 음이온수

최근 음이온에는 정신을 안정시켜 호흡기 기능을 높이는 효과가 알려져 최근에는 상당한 관심을 받고 있는데, 따라서 이온은 그 물질의 원자핵의 수가 우위인 경우에는 양이온, 또 주위궤도의 전자의 수가 우위인 경우 음이온이라 불리며 마이너스전자(e-) 그 자체가 음이온을 의미하기도 한다. 또한 각종 실험 결과 음이온은 피로의 경감, 피로회복, 작업효율의 향상, 집중력의 향상, 호흡기능의 개선, 혈압의 안정, 체온의 유지, 면역력의 향상, 아토피 치료 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 이에 음이온의 발생은 지각의 암반 속, 태양풍, 레나드 효과, 천연광물, 숲속 등에서 자연적으로 발생이 되지만 최근에는 인공적으로 발생을 시켜 의료용 등으로 사용이 되고있다.

토르말린 합성물의 전류는 자장을 형성하는 것이 아니고 플러스에서 마이너스로 전자가 흘러가 전장을 형성하고 있기 때문에 가까운 공기중의 수분이 전기분해되어 음이온을 방출하는 것으로, 전기적 특성으로 발생하는 음이온이 인간의 몸을 알칼리성 체질로 개선시키고 산화방지와 체질개선, 면역력을 높여주는 역할을 한다. 토르말린 합성물을 물에 넣어 수분이 닿으면 순간적으로 수분에 방전을 하며 이때 물은 전기분해가 되고 물분자(H₂O)는 수소이온(H+)과 수산이온(OH-)로 나누어지며, 분리된 수소이온(H+)은 마이너스 전극에 끌려서 거기에서 방출되는 전자와 결합되어 HYDRONIUM 이온(H₃O )을 대량으로 발생시킴으로서 물이 알카리 이온수가 된다.

(3) 계면 활성작용이 크다.

수산이온(OH-)은 주변의 물분자와 결합하여 HYDROXYL(H₃O₂－) 음이온이라고 하는 계면활성물질이 되어 물이 연수로 변하며, 음이온수가 된다. 5∼20㎛파장의 전자파인 원적외선 에너지를 방사하여 물의 내부에 함유된 유독가스나 중금속류가 제거되어 음료용으로도 적합하며, 계면활성이 높아 세정작용도 우수하며, 본 발명에서 첨가되는 음 전자를 가진 광물이나 알칼리계 광물을 첨가함으로 HYDRONIUM(H₃O)이온, HYDROXYL(H₃O₂－)음이온의 발생량이 많아지며, 양이온들은 수용액 중에서 다른 여러 가지 금속 및 유기 양이온으로 용이하게 교환되므로 이러한 성질을 이용하여 물 속의 Ca2+, Mg2+, Fe2+을 소디움(Na+) 이온으로 교환시켜 주어 경수(hard water)를 연수(soft water)로 변환시켜 계면 활성력을 지속적으로 높이는 것이다.

따라서 토르말린합성물은 물을 전기분해하여 알칼리 음이온수를 생성시키고 최적의 7.4pH를 유지하여 물의 분자집단(클러스터)을 작게 만들어 미네랄이 풍부한 물로 변화시키는 작용을 한다. 또한 계면활성물질을 생성하여 물중의 염소, 냄새, 중금속등의 유해물질을 분해하고, 세제를 적게 써도 세탁효과를 높일수 있는 효과와 사람은 알칼리 음이온수를 마시므로 몸을 약알칼리성으로 바꾸며 혈액중 나트륨이나 칼슘의 이온화 양을 증가시키고 산성화되어 있는 혈액을 약알칼리로 바꾸어 세포의 활성화, 저항력의 증진, 혈액정화, 자율신경에 영향을 주어 신진대사 활성, 피부질환의 치유등의 효과를 나타낸다.

4) 향균 및 살균작용이 우수하다.

토르말린 합성물은 자체에 함유된 알칼리성 광물에서 항균 및 살균작용과 물의 전기분해에서 발생되는 소디움(Na+) 이온에서 항균 및 살균작용이 있으나, 그 효과가 미흡하여 식물에서 추출한 항균 수용액을 사용함으로서 그 효과를 더 높일수 있다. 또한 pH7.4의 약알칼리 음이온수 변화와, HYDRONIUM(H₃O )이온의 생성으로 수도배관의 부식을 방지하거나 제거하게 된다.

3(Fe ₂ O ₃ ) + 2(H ₃ O+) --> 2(Fe ₃ O ₄ ) + 3(H ₂ O)

5) 기타 탈취작용, 염소제거, 물의 세정작용, 아토피 피부 개선등의 일상생활 속에서의 효과나 환경개선등의 다양한 용도로 사용이 가능 할 것이다.

이와 같이 본 발명의 방법으로 제조한 다 기능성 바이오 세라믹은 상기에서 기술한 혼합물의 비율과 온도(실시예 1), 성형물의 성형 방법과 숙성건조(실시예 2), 성형물의 탄화와 진공활성화 방법(실시예 3)등을 자세히 설명을 하고 다음의 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

(실시 예 1)

기능성 광물중 토르말린 100중량% 성형물과 토르말린을 주재료로 합계량 100중량%로 알칼리성 광물을 일정비율로 혼합하여 혼합된 화학성분이 표4의 비율로 하여, 식물성 항균 수용액 18%를 넣어 상기의 방법으로 분말과 성형물을 각각 제조하였다.

(실시 예 2)

기능성 광물중 맥반석 100중량% 성형물과 맥반석을 주재료로 합계량 100중량%로 알칼리성 광물을 일정비율로 혼합하여 혼합된 화학성분이 표4의 비율로 하여, 식물성 항균 수용액 18%를 넣어 상기의 방법으로 분말과 성형물을 각각 제조하였다.

(실시 예 3)

기능성 광물중 옥(경옥) 100중량% 성형물과 옥(경옥) 주재료로 합계량 100중량%로 알칼리성 광물을 일정비율로 혼합하여 혼합된 화학성분이 표4의 비율로 하여, 식물성 항균 수용액 18%를 넣어 상기의 방법으로 분말과 성형물을 각각 제조하였다.

(실험 예1)

원적외선의 방사율과 방사에너지를 상기 실시 예 1,2,3을 이용하여 각각 40℃에서 FT-IR Spectrometer를 이용한 Black body 대비 시험을 실시하여 아래의 표4에서 나타내었다.

(실험 예2)

음이온 발생량을 일반 대기중과 물속에서 각각 음이온이 발생되는 음이온 수를 측정하였다. 공기중의 음이온양의 측정은 각각의 합성 성형물 100g 을 50㎤의 투명 용기에 넣어 AIR ION COUNTER(MADE IN USA)넣어 측정한 결과치를 나타내었으며, 물 1,000cc에 각각 합성 성형물 300g 을 넣어 측정한 결과를 표 5에서 나타 내었다.

(실험 예3)

잔류염소의 측정과 아토피치료 보조재로서의 각각 시험을 하였다. 잔류 염소 측정은 시약(O-Tolidine 용액)을 수돗물에 몇 방울 떨어뜨려 측정한 결과 모든 합성 성형물에서 약간의 시간차이는 있지만 시간이 지남에 따라 투명하게 나타났으며, 토르말린합성물 분말을 전분과 향균 수용액을 각각 혼합하여 아토피 피부에 20분간 도포하여 실험한 결과 붉은 반점이 없어지고 가려움이 없어지는 것으로 나타났다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 다수의 목적으로 사용이 가능한 바이오 세라믹 및 그의 제조방법은 기존에 알려진 인간생활에 필요한 각종 성분을 함유하고 있는 기능성광물의 효용성을 높이고, 향균력이 높은 사포닌 수용액 등을 투입 혼합하여 사용함으로서 원적외선방사, 음이온생성, 향균작용, 계면활성작용, 살균작용, 세정작용, 정수작용 등의 다양한 용도로 사용이 가능한 다기능성 바이오 세라믹이다.

또한 본 발명에 의하여 제조된 바이오 세라믹은 정수기 필터, 음이온 발생기, 아토피 피부 치료 보조재, 건축용 자재, 공조기 공기정화 필터, 침구류, 일상생활용품, 탈취제, 목욕보조재 등의 성형물에 따라 다양한 용도로 사용이 가능한 발명이다.

Claims

기능성 광물인 토르말린, 맥반석, 옥돌등에 알칼리계 광물을 혼합한 화학적 성분이 평균적으로 Al₂O₃14 ∼ 17%, SiO₂48 ∼ 53%, Fe₂O₃6 ∼ 8%, CaO 6 ∼ 8%, K₂O 7 ∼ 8%, Na₂O 6 ∼ 7%, TiO₂4 ∼ 6%, B₂O₂4 ∼ 6% 등으로 이르게 하는 기능성 광물 합성과 각각의 합성물에 식물성 향균제인 사포닌 계통의 추출물을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에서 항균성을 가지는 은, 동, 아연 등의 금속이온을 함유하여 사용을 하거나, 식물에서 추출한 사포닌 계통의 항균물질 (녹차, 홍차, 우롱차, 감잎차, 둥굴레차 등)을 미세하게 분쇄한 분말을 사용하거나, 물에 차를 넣어 가열하여 추출된 액체를 사용하는 것을 특징으로 하는 제조방법.
제 1항에 있어서 각각의 합성물을 성형하여 수분 9%이하로 숙성 건조하고, 소성온도 500 ∼ 700℃이하에서 약 20시간이상 소성을 하여 제조하는 것을 특징으로 하는 방법.