KR20060022740A - 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물에 관한 것으로, 본 발명 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물을 제조한 다음 상기에서 제조한 세라믹 조성물의 방사율 및 방사에너지를 조사한 후 항균성을 조사하고 무독성임을 입증함으로써 신규한 세라믹 조성물을 제공하는 뛰어난 효과가 있다.
항균, 원적외선, 원적외선 방사, 세라믹

Description

항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물{Ceramic composition having antibiosis for radiating far infrared ray}
도 1은 본 발명 원적외선 방사 및 항균용 세라믹 조성물의 방사율을 조사한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 2은 본 발명 원적외선 방사 및 항균용 세라믹 조성물의 방사에너지를 조사한 결과를 나타내는 그래프이다.
본 발명은 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물에 관한 것으로, 산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화티타늄, 산화망간, 산화아연, 산화철, 산화붕소, 산화구리 및 산화바륨을 혼합하여 소성시켜 제조한 신규한 세라믹 조성물에 관한 것이다.
세라믹(ceramic)은 무기물질이 주원료인 산화물(oxide), 질화물(nitride), 탄화물(carbide) 등의 재료를 의미한다. 이러한 재료들은 금속재료, 유기재료에 비하여 내식성, 내열성, 내마모성 등이 매우 크며, 광학적 기능, 생체적 기능, 전자기적 기능, 기계적 기능 등의 다양한 기능을 갖는다고 알려져 있다. 따라서, 시멘 트, 유리, 법랑, 내화물, 단열재, 건축용 점토제품, 도자기, 유리섬유 등 우리 주변에서 흔히 볼 수 있는 제품은 물론, 컴퓨터의 기억 소자, 반도체, 특수 무기 제품, 초전도 제품 등 첨단 제품의 주재료로 사용되고 있다.
특히, 최근에는 세라믹에 열을 가하게 되면 전자파의 일종인 원적외선이 방출된다고 알려지고 있어 세라믹을 이용한 보다 다양한 제품들이 개발되고 있다.
즉, 원적외선을 방출하는 세라믹을 함유함으로써 건강이 증진되도록 제조된 의복(대한민국 특허출원 제 2000-60176호), 세라믹이 함유되어 원적외선이 방출되는 파스(대한민국 특허출원 제 2002-15538호), 세라믹을 함유한 찜질용 매트(대한민국 특허출원 제 2000-58021호) 등 세라믹의 원적외선 방출을 이용한 제품들이 개발되고 있다.
원적외선은 인체에 유익한 광선으로 3∼1,000㎛사이의 파장이 매우 긴 빛이다. 이러한 원적외선은 생체활동을 촉진시키기 때문에 건강증진에 꼭 필요한 광선으로서, 인체의 체온을 적정으로 유지시켜 주거나, 청소년의 성장을 촉진시켜주고, 체내의 노폐물을 제거시켜 주는 등의 많은 효과가 있다고 알려져 있다.
또한, 최근에는 세라믹이 음이온을 방출한다는 것이 알려져 세라믹을 내장시킨 공기 청정제 등이 개발되어 시판되고 있다. 음이온은 전기를 띤 눈에 보이지 않는 미립자를 말하며, 공기가 맑은 산, 바닷가, 계곡 등에 많이 분포한다. 이러한 음이온은 혈액의 정화작용, 신진대사 촉진작용, 자율신경의 조절작용 등이 있다고 알려져 있다.
한편, 항균성 세라믹은 각종 산업의 기구, 설비, 식품 용기, 냉장고 부품, 필터 등의 각종 재료에 부가적으로 첨가하여 사용하는 등 그 용도가 날로 증대되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화티타늄, 산화망간, 산화아연, 산화철, 산화붕소, 산화구리 및 산화바륨을 혼합하여 소성시킴으로써 신규한 항균성과 원적외선 방사능이 우수한 세라믹 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 급성경구독성이 없을뿐만 아니라 피부자극 및 안자극이 없는 뛰어난 항균성 세라믹 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 상기 목적은 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물을 제조한 다음 상기에서 제조한 본 발명 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물의 방사율 및 방사에너지를 조사한 후 항균성을 조사하고 급성경구독성, 피부자극 및 안자극을 조사함으로써 달성하였다.
이하 본 발명의 구성을 설명한다.
본 발명은 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물을 제조하는 단계; 상기 단계의 본 발명 세라믹 조성물의 방사율 및 방사에너지를 조사하는 단계; 본 발명 세라믹 조성물의 항균성을 조사하는 단계; 및 본 발명 세라믹 조성물의 무독성, 피부자극 및 안자극을 조사하는 단계로 구성된다.
이하, 본 발명의 구성에 대해 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화칼슘, 산화마그네슘, 산화티타늄, 산화망간, 산화아연, 산화철, 산화붕소, 산화구리 및 산화바륨을 혼합하여 소성시켜 제조한 신규한 세라믹 조성물을 제공한다.
본 발명 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물의 가장 바람직한 조성비는 산화규소(SiO2) 79.3중량부, 산화알루미늄(Al2O3) 11.7중량부, 산화지르코늄(ZrO 2) 2.4중량부, 산화칼슘(CaO) 2.2중량부, 산화마그네슘(MgO) 2.5중량부, 산화티타늄(TiO2) 1.8중량부, 산화망간(MnO) 0.27중량부, 산화아연(ZnO) 0.16중량부, 산화철(Fe2O3) 0.11중량부, 산화붕소(B2O3) 0.011중량부, 산화구리(CuO) 0.003중량부 및 산화바륨(BaO) 0.067중량부이며 이들 혼합물을 소성로에서 1300~1500℃에서 12시간 가열하여 소성물을 얻은 다음 이를 분쇄하여 선별기에서 500매쉬 이상의 고운 입자만 선별하여 소성로에 다시 넣어 동일한 온도에서 동일한 시간 동안 소성시켜 제조한다.
본 발명에 있어서 세라믹 조성물의 조성비의 한정은 가장 바람직한 수치를 개시하였으나 일정 범위내의 수치의 변경은 당업자간에 용이하게 변경할 수 있는 것으로 그 효과가 유사한 것임을 실험 결과 확인하였다.
본 발명에서 상기 혼합물의 입자 크기가 250매쉬 이하로 굵은 경우에는 세라믹 조성물의 용도가 한정되고 원적외선 방사능 및 항균성과 같은 효능이 떨어지게 된다. 따라서, 본 발명에서 가열전 혼합물의 입자 크기는 500매쉬 이상이 바람직하다.
본 발명의 구성요소로서 아연은 생체 내에서 단백질 합성과 탄수화물의 대사에 꼭 필요한 영양소로서 발육, 번식 등 세포 증식에 반드시 필요한 영양소이다. 아연은 200여개의 효소 구성 성분으로 호르몬의 합성, 저장, 분비, 외상과 화상 치료, 생식기관의 발육, 면연기능과 항체 형성에도 필수적인 기능을 함으로써 정상적인 면역 체계를 유지시켜 여러 가지 환경적인 악조건에 대항하는 생체 대응 능력을 향상시킨다. 뿐만 아니라 비타민 A와 β-카로틴의 체내 이송과 이동에도 관여, 설사 예방 및 정상적인 발정유지와 수태율을 향상시킨다.
구리는 혈정 알부민과 결합하여 간에서 세루로프라스민(Ceruloplasmin)(α-글로불린 산화효소(α-globulin oxidase)라고도 함)으로 바뀌어 철분의 이동에 중요한 역할을 하며, 조혈작용에 관여하고, H2O2의 전환을 도와 점막세포와 조직을 보호하고 T-세포, B-세포, 대식세포와 같은 면역 체계 유지에 관여한다.
망간의 요구량은 아연의 1%, 구리의 20%에 불과하지만 흡수는 섭취량의 10% 미만으로 매우 낮고, 골격 형성과 연결조직을 성장시키며, 탄수화물, 지방, 단백질의 대사작용에 관여하는 여러 효소의 보조인자로 지방과 콜레스테롤 분해에 촉매작용을 하고 비타민 대사에 필요한 에너지를 생성하며 이 밖에도 성호르몬과 콜레스테롤 합성에 관여하고 비타민 K와 상승작용으로 혈액을 응고시키는데 중요한 작용을 하며 중앙 신경조직의 건강 유지 및 스트레스에 대한 저항력을 향상시키는 기능을 수행한다.
철분은 함량의 10% 이하만 흡수된다. 섭취된 철분은 2가(Fe++) 상태로 혈류 에 의해 이동 및 트랜스페린(transferrin)으로 변환되어 가용성인 페리틴(ferritin)과 헤모시데린(hemosiderin)으로 저장된다. 철분은 산소 운반을 담당하는 헤모글로빈의 주성분으로 빈혈을 예방 및 치료하고 각종 효소계에 작용하여 단백질 합성에 관여하며 면역 항체 형성에 관여하여 면역 기능을 강화한다. 또한 락토페린(Lactoferrin)(유즙철)의 구성성분으로 항균 작용을 하고 육색을 결정하는 미오글로빈(myoglobin)을 구성하여 육색을 선홍색으로 개선하는 기능을 한다.
이하 본 발명을 다음과 같은 실시예 및 실험예에 의하여 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 다음의 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이 것들만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 본 발명 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물의 제조
산화규소(SiO2) 79.3중량부, 산화알루미늄(Al2O3) 11.7중량부, 산화지르코늄(ZrO2) 2.4중량부, 산화칼슘(CaO) 2.2중량부, 산화마그네슘(MgO) 2.5중량부, 산화티타늄(TiO2) 1.8중량부, 산화망간(MnO) 0.27중량부, 산화아연(ZnO) 0.16중량부, 산화철(Fe2O3) 0.11중량부, 산화붕소(B2O3) 0.011중량부, 산화구리(CuO) 0.003중량부 및 산화바륨(BaO) 0.067중량부를 혼합하여 소성로에서 1300~1500℃로 12시간 소성로에서 가열한 다음 이를 분쇄하여 선별기에서 500매쉬 이상의 입자만을 선별한 다음 다시 소성로에 투입하여 동일 온도에서 동일 시간 도안 소성하여 본 발명 세라믹 조성물을 제조하였다.
실험예 1: 본 발명 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물의 방사율 및 방사에너지 조사
상기 실시예 1에서 제조한 본 발명 세라믹 조성물의 방사율 및 방사에너지를 한국건자재시험연구원에 의뢰하여 조사한 결과 방사율(5~20㎛)은 0.913이었으며 방사에너지(W/㎡)은 3.68×102이었다(표 1 참고). 상기 결과를 도 1 및 도 2에 나타내었다.
본 발명 세라믹 조성물의 방사율 및 방사에너지
방사율(5~20㎛) 방사에너지(W/㎡)
0.913 3.68×102
[주] 1. 방사에너지는 FT-IR분광계를 이용한 흑체대비 측정결과임. 2. 측정시 온도는 40℃로 함.

실험예 2: 본 발명 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물의 항균성 조사
상기 실시예 1에서 제조한 본 발명 세라믹 조성물의 항균성을 한국건자재시험연구원에 의뢰하여 ASTM G-21(균성장 테스트)의 시험방법을 통해 하기와 같이 조사하였다.
아스퍼질러스 니거 ATCC 9642(Aspergillus niger ATCC 9642), 페니실륨 피노필룸 ATCC 11797(Penicillium pinophilum ATCC 11797), 차에토뮴 글로보섬 ATCC 6205(Chaetomium globosum ATCC6205), 글리오시아듐 우이렌스 ATCC 9645(Gliosiadium uirens ATCC 9645) 및 아우레오바시듐 풀루란스 ATCC 15233(Aureobasidium pullulans ATCC 15233)의 곰팡이 균주들을 혼합한 혼합균주를 본 발명 세라믹 조성물을 함유한 배지에 접종한 후 4주 동안 배양한 결과 배양 후 1주, 2주, 3주 및 4주에 시료에서 균의 성장을 조사한 결과 각각에서 10% 미만으로 균이 성장하였음을 확인할 수 있었다(표 2 참조).
본 발명 세라믹 조성물의 항균성 조사결과
시료명 시험항목 배양기간
본 발명 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물 항곰팡이 시험 1주 2주 3주 4주
1* 1* 1* 1*
[주] 1*: 시료에서 균의 성장이 10% 미만으로 자람


실험예 3: 본 발명 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물의 급성독성, 피부자극 및 안자극 조사
본 발명 세라믹 조성물의 급성독성을 알아보기 위하여 한국화학시험연구원에 의뢰하여 래트(rat)에 본 발명 세라믹 조성물을 5g/kg까지 경구 투여하였으나 사망 동물이 발생하지 않아 개략의 치사량치의산출은 불가능하였다(표 3 참조).
본 발명 세라믹 조성물의 급성독성 조사결과
시험항목 결과 시험방법
급성독성 ①최고농도인 5g/kg B.W.에서 사망동물이 발생하지 않아 개략의 치사량치의산출은 불가능하였음. ②특이한 임상증상은 관찰되지 않음. ③5% 이내의 체중변화를 보임. ④부검시 특이한 병변은 관찰되지 않음. 식품의약품안전청고시 제1999-61호

본 발명 세라믹 조성물에 대하여 한국화학시험연구원에 의뢰하여 피부자극 조사를 실시한 결과 파우더 도포부위의 홍반과 가피형성 부종들의 자극성은 인정되지 않았으며, 드레이즈(Draize)의 P.I.I의 산출에 의한 피부1차 자극율은 “0”으로 평가되었다(표 4 참조).
본 발명 세라믹 조성물의 피부자극 조사결과
시험항목 결과치 시험방법
피부자극시험(P.I.I.*) "0"(비자극성) 식품의약품안전청고시 제 1999-61호
[주] *: 일차자극지수(Primary Iritation Index, Sum of Mean/4)

본 발명 세라믹 조성물의 안자극을 조사하기 위하여 한국화학시험연구원에 의뢰하여 조사한 결과 본 발명 세람기 조성물을 식염수에 용해한 용액을 토끼의 안점막에 점적 투여한 결과 급성안자극지수가 "0"으로 거의 자극이 없는 무독성으로 판정되었다(표 5 참조).
본 발명 세라믹 조성물의 안자극 조사결과
시험항목 결과치 시험방법
안자극시험(A.O.I*) "0"(무자극물) 식품의약품안전청고시 제1999-61호
[주] *: 급성안자극지수(Acute Ocular Irritation Index)

상기와 같이 본 발명 세라믹 조성물은 고온 소성으로 모든 독성을 산화시키는 방법을 취하여 인체에 대한 무독성으로 제품의 사용 방법과 그 사용처를 다양화시킬 수 있었다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물은 원적외선 방사능이 뛰어나고 향균성이 우수할뿐만 아니라 무독성이므로 도자기, 유리제품, 식기, 건축자재, 동물사료 등 다양한 산업분야에 그 이용성이 기대되어 산업전반에 걸쳐 유용하게 활용될 수 있는 매우 뛰어난 발명인 것이다.

Claims (1)

  1. 산화규소(SiO2) 79.3중량부, 산화알루미늄(Al2O3) 11.7중량부, 산화지르코늄(ZrO2) 2.4중량부, 산화칼슘(CaO) 2.2중량부, 산화마그네슘(MgO) 2.5중량부, 산화티타늄(TiO2) 1.8중량부, 산화망간(MnO) 0.27중량부, 산화아연(ZnO) 0.16중량부, 산화철(Fe2O3) 0.11중량부, 산화붕소(B2O3) 0.011중량부, 산화구리(CuO) 0.003중량부 및 산화바륨(BaO) 0.067중량부를 혼합하여 얻은 혼합물을 1300~1500℃에서 12시간 가열하여 소성물을 얻은 다음 이를 분쇄하여 선별기에서 500매쉬 이상의 고운 입자만 선별하여 소성로에 다시 넣어 1300~1500℃에서 12시간 소성시켜 제조한 항균성 원적외선 방사용 세라믹 조성물.
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