KR20070005997A - 음이온 방출 실리콘 조성물, 그 제조방법 및 그 성형 방법 - Google Patents

음이온 방출 실리콘 조성물, 그 제조방법 및 그 성형 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음이온 방출 실리콘 조성물, 그 제조 방법 및 성형 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따르는 음이온 방출 실리콘 조성물은 이산화규소(SiO2) 1.0~2.5 중량부, 인산(P2O5) 20.0~30.0 중량부, 네오디뮴(Nd2O3) 7.5~8.5 중량부, 프라세오디뮴(Pr2O3) 5.0~6.0 중량부, 산화란탄(La2O3) 11.0~13.0 중량부, 산화세륨(CeO2) 25.0~35.0 중량부, 산화토륨(ThO2) 6.0~7.0 중량부로 혼합된 음이온 방출 세라믹 조성물과 토루말린 분말이 1:2의 중량비율로 혼합된 제1 음이온 방출 혼합 분말 5~15 중량부, 실리콘 고무 85~95 중량부, 검정안료 0.5~3 중량부, 및 경화제 0.5~3 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하며,
상기 음이온 방출 실리콘 조성물을 상부 금형 온도를 약150~170℃로 유지하고, 하부 금형 온도를 약155~175℃로 유지하면서 약 100∼140초 동안 1차 가료성형하는 단계와 약 180∼200℃ 분위기에서 약1.5∼2.5시간 동안 2차 가료하는 단계로 이루지는 방법으로 성형함으로써,
인체에 적합한 음이온이 방출되며 인체에 착용하는데 적합한 강도와 경도를 가지게 되는 성형물로 성형할 수 있는 효과가 있다.

Description

음이온 방출 실리콘 조성물, 그 제조방법 및 그 성형 방법{A silicon composition with radiating anion, a producing method thereof and a forming method therefrom}
본 발명은 음이온 방출 실리콘 조성물, 그 제조 방법 및 성형 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체에 가장 적합한 정도의 음이온이 방출되며, 인체에 착용하는데 알맞은 강도(경도)를 갖는 음이온 방출 실리콘 조성물, 그 제조 방법 및 성형 방법에 관한 것이다.
종래에는 목걸이, 팔찌, 귀걸이, 반지, 브로치 등의 장신구를 제조하기 위하여 제품의 표면에 도금처리를 하여 단지 표면을 아름답게 하거나, 부식되지 않도록 제조함으로써 외적인 아름다움만 강조했을 뿐, 인체의 신체적인 효능에 대하여는 전혀 고려하지 않았다.
현대 사회는 건강을 중요시 하고, 건강을 유지하기 위하여 웰빙을 지향하는 추세이다. 따라서, 인체에 착용하는 장신구 등도 외적인 아름다움 뿐만 아니라 인체에 유익한 효능을 주는 장신구에 대한 소비자들의 요구가 점점 늘어나고 있는 추 세이다.
최근들어, 인체에 유익한 효능을 주는 것에 대해 여러 가지 연구가 진행되어 왔고, 그 중 음이온을 함유한 제품에 대하여 개발을 시작하게 되었다.
음이온이란 음(-)전하를 띤 것의 통칭하는 의미로서, 일반적으로 중성인 원자가 외부의 충격에 의하여 원자 주변에 있는 전자를 잃으면 양(+)이온이 되며, 반대로 외부로부터 전자를 흡수하면 음(-)이온이 된다. 음이온을 섭취하면 세포의 신진대사를 촉진하고 활력을 증진시키며 피를 맑게 하고 신경안정과 피로회복, 식욕증진의 효과가 있어 공기 비타민이라고까지 불리운다. 쾌적한 자연상태를 기준으로 숲속, 온천, 폭포 해안지역은 공기 1cc당 음이온의 분포량이 3,000~4,000개인 것으로 추정되고 있으며, 이러한 음이온의 존재 때문에 상기 장소에 있으면 상쾌함을 느끼는 것이다.
음이온이 공기 1cc당 1,000개 이상으로 풍부해지면, 뇌에서 알파(α)파의 활동을 증가시켜서 천식과 편두통의 본질적인 요소가 되는 걱정과 긴장을 완화시켜 주며, 천식과 같은 호흡기 질환을 일으키는 신경 호르몬인 세로토닌(Serotonin)과 자유 히스타민(Free histamin)을 억제하여 정신 운동 수행능력과 긴장완화와 같은 효과가 있고, 이러한 음이온이 인체에 흡수되면 혈액중에 미네랄 성분이 칼슘, 나트륨, 칼륨 등의 이온화율을 상승시켜 혈액의 알칼리화가 진행되는 혈액의 정화작용, 혈액중에 음이온이 많아지면 세포막에서의 전기적 물질 교류를 촉진시켜 신진대사가 왕성해지므로 체내의 노폐물을 빠르게 배출시키는 세포의 활성화 작용, 혈청중에 포함된 면역성분인 글로부린(Globulin)의 양을 증가시켜 감염증세에 대한 저항력을 높일 수 있는 저항력 증가 작용, 인체의 모든 기관, 신경계통 및 혈액, 세포 임파액 등에 생기를 주어 자율신경계를 조절하여 약화된 기능을 강화시키고 활력을 주는 역할 등을 한다.
이러한 인체에 유익한 음이온을 이용하는 분야로는, 크게 음이온을 함유하는 음료, 섬유, 장신구, 헤어드라이어, TV, 공기청정기, 신발건조기, 전구 등 다양한 제품들이 있고, 음이온을 함유하는 광석 등을 사우나와 같은 시설에 이용하여 인체에 음이온의 흡수하는 방법 등이 있다.
음이온을 인위적으로 발생시키기 위한 방법으로, 전기적으로 음이온을 발생시켜 공기를 정화시키는 음이온 발생장치가 자동차용, 실내용 및 건물용 등으로 이용되고 있다. 그러나 전기적으로 음이온을 발생시키는 방식은 밀폐된 공간내에서의 일산화탄소 농도를 증대시키고 오존 발생이 인체의 기관지에 악 영향을 미친다는 연구결과가 보고되어 있다(1998. 5.25 한국 인삼연초연구원 참조). 또한, 시중에 시판되고 있는 대부분의 음이온 함유 제품들은 200 이하로 음이온을 방출함으로써 그 발생량이 극히 적기 때문에 충분한 효과를 얻을 수 없다는 문제점이 있으며, 또한 인체에 직접 착용하기에 적합한 강도(경도)를 유지하지 못하는 문제점이 있다.
이에, 본 발명자들은 인체에 가장 적합한 음이온을 방출할 수 있는 음이온 방출 실리콘 조성물에 대하여 연구하던 중, 상당히 높은 수치의 음이온을 방출하는 음이온 방출 세라믹 조성물을 완성하였으며, 상기 음이온 방출 세라믹 조성물을 최적의 비율로 혼합한 음이온 방출 실리콘 조성물에서 인체에 가장 적합한 음이온이 방출되며 인체에 착용하기에 알맞은 강도(경도)를 갖는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인체에 적합한 양의 음이온을 방출하는 한편, 팔찌 등 인체에 착용하는 장신구 등으로 만드는데 적당한 강도를 가지는 음이온 방출 실리콘 조성물, 그 제조 및 성형 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 음이온 방출 세라믹 조성물은 이산화규소(SiO2) 1.0~2.5 중량부, 인산(P2O5) 20.0~30.0 중량부, 네오디뮴(Nd2O3) 7.5~8.5 중량부, 프라세오디뮴(Pr2O3) 5.0~6.0 중량부, 산화란탄(La2O3) 11.0~13.0 중량부, 산화세륨(CeO2) 25.0~35.0 중량부, 산화토륨(ThO2) 6.0~7.0 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하며,
음이온 방출 실리콘 조성물은 상기 음이온 방출 세라믹 조성물과 토루말린 분말이 1:2의 중량비율로 혼합된 제1 음이온 방출 혼합 분말 5~15 중량부, 실리콘 고무 85~95 중량부, 검정안료 0.5~3 중량부, 및 경화제 0.5~3 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 음이온 방출 실리콘 조성물의 제조 방법은 각 입자 크기가 400~800메쉬(mesh)인 이산화규소(SiO2) 1.0~2.5 중량부, 인산(P2O5) 20.0~30.0 중량부, 네오디뮴(Nd2O3) 7.5~8.5 중량부, 프라세오디뮴(Pr2O3) 5.0~6.0 중량부, 산화란탄(La2O3) 11.0~13.0 중량부, 산화세륨(CeO2) 25.0~35.0 중량부, 산화토륨(ThO2) 6.0~7.0 중량부로 혼합하여 음이온 방출 세라믹 조성물을 조성하는 제1 단계;
상기 얻어진 음이온 방출 세라믹 조성물과 토루말린 분말을 1:2의 중량 비율로 혼합하여 제1 음이온 방출 혼합 분말을 조성하는 제2 단계;
상기 제1 음이온 방출 혼합 분말 5~15 중량부와 실리콘 고무 85~95 중량부를 혼합하고, 검정안료 0.5~3 중량부를 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 여기에 경화제 0.5~3 중량부를 가하고 약 4∼6분 동안 약50∼70℃에서 혼합하는 제3 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 조성된 음이온 방출 실리콘 조성물을 성형하는 방법에 있어서 , 상기 성형 방법은 상부 금형 온도를 약150~170℃로 유지하고, 하부 금형 온도를 약155~175℃로 유지하면서 약 100∼140초 동안 1차 가료성형하는 단계;
약 180∼200℃ 분위기에서 약1.5∼2.5시간 동안 2차 가료하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따르는 음이온 방출 세라믹 조성물은 이산화규소(SiO2) 1.0~2.5 중량부, 인산(P2O5) 20.0~30.0 중량부, 네오디뮴(Nd2O3) 7.5~8.5 중량부, 프라세오디뮴(Pr2O3) 5.0~6.0 중량부, 산화란탄(La2O3) 11.0~13.0 중량부, 산화세륨(CeO2) 25.0~35.0 중량부, 산화토륨(ThO2) 6.0~7.0 중량부로 이루어지는 혼합분말로 조성된다. 상기 음이온 방출 세라믹 조성물의 음이온 방출량은 46,678 이온/3.63g 으로, 인체에 가장 적합한 음이온 방출량이 500~1000인 것에 비해 다량의 음이온이 발생되어 오히려 인체에 부작용을 나타낼 염려가 있다.
상기 조성된 음이온 방출 세라믹 조성물을 토루말린 분말과 1:2의 중량비율로 혼합하여 제1 음이온 방출 혼합 분말을 조성한다.
상기 토루말린(tourmaline)은 통상 전기석이라 불리우며, 경도가 7.25, 비중이 3.05인 육각정계로서 보석으로 많이 사용되고 있으며, 굴절율이 1.62~1.64, 복굴절율은 0.018, 색상은 녹색, 청색 등을 포함하여 일곱 가지의 색이다. 그중 보석으로서 가치가 없는 불투명한 토루말린이 주로 공업용으로 사용된다. 토루말린은 극성결정체로서 영구적으로 약 0.06A의 미세전류가 흐른다. 또한 토루말린은 압전성이 있어 사람의 손이나 그밖의 도구로 수직압력이나 전단응력을 가하면 주위의 물분자를 수소이온과 수산이온으로 분리하며, 이때 토루말린의 음극전위에 수소이온이 끌려가서 수소분자 상태의 공기로 방출된다. 또한, 수산이온(OH-)은 주위의 물분자와 결합하여 히드록실이온(H3O2-)으로되며 이러한 입자들이 음이온으로 측정되는 것이다. 뿐만아니라 히드록실이온(H3O2-)은 계면활성 물질이기 때문에 친수성 을 부여하여 정전기를 제거하는 유익한 성질이 있다.
본 발명에 따르는 음이온 방출 실리콘 조성물은 상기 제1 음이온 방출 혼합 분말 5~15 중량부, 실리콘 고무 (TR55™) 85~95 중량부, 검정안료 0.5~3 중량부, 및 경화제 0.5~3 중량부를 포함하여 이루어진다.
실리콘 고무는 경도가 55 이상, 인장강도가 50 ㎏f/㎠ 이상으로, 내열성 및 내한성이 매우 뛰어나기 때문에 광범위한 온도에서 사용할 수 있으며, 또한, 생체에 대한 독성이 약하기 때문에 의약품용 병마개, 각종 의료용 고무관, 식품제조용 컨베이어벨트와 롤, 커피포트와 자(jar)류의 패킹 등에도 쓰인다. 실리콘 고무에는 실온에서 단단해지는 액체상태고무, 즉 RTV(room temperature vulcanization)형 실리콘 고무도 있다. 이에는 1액형과 2액형이 있으며, 모두 고무분자사슬 말단에 반응기를 가진 액체상태고무인데, 1액형은 공기 중의 수분과 반응하고, 2액형은 양쪽 성분액이 반응해서 고무분자사슬의 연장·다리걸침이 이루어진다. 또한, 이형성(離型性)이 좋아 치수안정성이 뛰어난 형이 만들어지므로 폴리우레탄 등의 주형제품(注型製品)의 형이나 치과용의 인상재(印象材)등 광범위하게 사용되고 있다. 본 발명에서 사용한 실리콘 고무의 함량이 85 중량부 이하이면 성형품이 너무 무르게 되고, 95 중량부 이상이면 너무 딱딱해지는 경향이 있다.
검정안료는 일반도색시 발생하는 도색의 들뜸현상을 배제하기 위하여 사용하며, 경화제로는 에폭시수지를 사용한다.
상기 음이온 방출 세라믹 분말이 5 중량부 이하이면 음이온이 너무 적게 방출되어 인체에 유익함이 없고, 15 중량부 이상이면 음이온이 너무 많이 방출되어 인체에 부작용을 가져올 수 있다.
본 발명의 음이온 방출 실리콘 조성물의 성형 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
이산화규소(SiO2) 1.0~2.5 중량부, 인산(P2O5) 20.0~30.0 중량부, 네오디뮴(Nd2O3) 7.5~8.5 중량부, 프라세오디뮴(Pr2O3) 5.0~6.0 중량부, 산화란탄(La2O3) 11.0~13.0 중량부, 산화세륨(CeO2) 25.0~35.0 중량부, 산화토륨(ThO2) 6.0~7.0 중량부로 혼합된 음이온 방출 세라믹 조성물과 토루말린 분말이 1:2의 중량비율로 혼합된 제1 음이온 방출 혼합 분말 5~15 중량부와 실리콘 고무 (TR55™) 85~95 중량부를 혼합하고, 검정안료 0.5~3 중량부를 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 여기에 경화제 0.5~3 중량부를 가하고, 4∼6분 동안 50∼70℃ 이하에서 혼합한다. 상기에서 제조한 실리콘 혼합물을 금형에 적당한 크기로 올려 놓고, 100∼140초 동안 1차 가료한다. 이때 금형의 상판 온도는 150~170℃이며, 금형의 하판 온도는 155~175℃이다. 1차 가료된 제품의 버(burr)를 제거하고, 오븐 온도 180~220℃에서 1.5~2.5시간 동안 2차 가료한다. 그리고 마지막으로 세정작업을 추가하여 장신구로 성형되는 것이다.
상기와 같이 성형된 음이온 방출 실리콘 조성물의 음이온 방출량은 인체에 적합한 500~1,000 이온/10g 의 범위 내에 속하므로 반지, 팔찌, 목걸이 또는 귀걸이와 같은 장신구로 유용하게 사용할 수 있으며, 인장강도는 50㎏f/㎠이상으로 유지되고 경도도 55이상으로 유지되어 장신구로 성형하여 몸에 착용하였을때 착용감 이 좋은 상태를 유지할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시 예를 제시한다. 그러나 하기의 실시 예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 음이온 방출 세라믹 조성물의 제조
이산화규소(SiO2) 1.70 중량부, 인산(P2O5) 25.46 중량부, 네오디뮴(Nd2O3) 7.98 중량부, 프라세오디뮴(Pr2O3) 5.31 중량부, 산화란탄(La2O3) 11.87 중량부, 산화세륨(CeO2) 30.08 중량부, 산화토륨(ThO2) 6.38 중량부로 혼합하고, 혼합분말의 입자크기는 600 메쉬로 하였다. 이때, 상기와 같은 조성으로 이루어지는 음이온 방출 세라믹 조성물의 음이온 방출량은 46,678 이온/3.63g 이었다.
상기에서 얻어진 음이온 방출 세라믹 조성물과 토루말린 분말을 1:2의 중량비율로 혼합하여 제1 음이온 방출 혼합 분말을 제조하였다.
실시예 2 : 본 발명에 따른 음이온 방출 실리콘 조성물 함유 장신구
상기 실시예 1에서 얻은 제1 음이온 방출 혼합 분말 9 중량부와 실리콘 고무 (TR55™) 91 중량부를 혼합하고, 검정안료 1 중량부를 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 여기에 경화제 1 중량부를 가하고, 5분 동안 60℃ 이하에서 혼합하였다.
상기에서 제조한 실리콘 혼합물을 금형에 적당한 크기로 올려 놓고, 120초 동안 1차 가료하였다. 이때 금형의 상판 온도는 160℃이며, 금형의 하판 온도는 165℃이다. 1차 가료된 제품의 버(burr)를 제거하고, 오븐 온도 200℃에서 2시간 동안 2차 가료하여 성형하였다. 상기와 같이 성형하여 반지, 팔찌, 목걸이 또는 귀걸이와 같은 장신구를 제조하는 것이 가능하다.
실험예 1 : 음이온 방출성 시험
본 발명의 음이온 방출 실리콘 조성물을 원적외선 협회의 응용평가연구원에 의뢰하여 습식분석법으로 음이온을 측정하였다.
상기 실시예 1에서 제조한 음이온 방출 실리콘 조성물의 음이온 방출 분석에 사용한 기기는 유도결합플라즈마 방출분광기(Inductively coupled plasma-optical emission spectrometry, ICP-OES; PERKIN-ELMER OPTIMA 330 DV) 이었다.
측정한 결과는, 본 발명에 따라 제조된 음이온 방출 실리콘 조성물의 음이온 방출량은 500 이온/10g 이상으로 측정되었다.
따라서, 본 발명에 따른 음이온 방출 실리콘 조성물은 인체에 적합한 음이온 방출량인 500~1,000 이온/10g 의 범위 내에 속하므로, 반지, 팔찌, 목걸이 또는 귀걸이와 같은 장신구에 유용하게 사용할 수 있다.
상기에서 경도는 Sare "A" 단위이다.
본 발명의 음이온 방출 실리콘 조성물은 인체에 적합한 500~1,000 이온/10g의 음이온을 방출하며 인체에 착용하기 적합한 강도(경도)를 구비함으로써, 혈액 정화, 세포 활성화, 면역력 증가, 신경 안정, 호흡기 및 장기 향상, 피로감 경감 등 인체에 유익한 효과를 가져다주므로, 반지, 팔찌, 목걸이 또는 귀걸이와 같은 인체 착용하는 장신구에 유용하게 사용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 이산화규소(SiO2) 1.0~2.5 중량부, 인산(P2O5) 20.0~30.0 중량부, 네오디뮴(Nd2O3) 7.5~8.5 중량부, 프라세오디뮴(Pr2O3) 5.0~6.0 중량부, 산화란탄(La2O3) 11.0~13.0 중량부, 산화세륨(CeO2) 25.0~35.0 중량부, 산화토륨(ThO2) 6.0~7.0 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음이온 방출 세라믹 조성물.
  2. 제1 항의 음이온 방출 세라믹 조성물과 토루말린 분말이 1:2의 중량비율로 혼합된 제1 음이온 방출 혼합 분말 5~15 중량부, 실리콘 고무 85~95 중량부, 검정안료 0.5~3 중량부, 및 경화제 0.5~3 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음이온 방출 실리콘 조성물.
  3. 제2 항의 음이온 방출 실리콘 조성물을 만드는 방법에 있어서, 상기 방법은 각 입자 크기가 400~800메쉬(mesh)인 이산화규소(SiO2) 1.0~2.5 중량부, 인산(P2O5) 20.0~30.0 중량부, 네오디뮴(Nd2O3) 7.5~8.5 중량부, 프라세오디뮴(Pr2O3) 5.0~6.0 중량부, 산화란탄(La2O3) 11.0~13.0 중량부, 산화세륨(CeO2) 25.0~35.0 중량부, 산 화토륨(ThO2) 6.0~7.0 중량부로 혼합하여 음이온 방출 세라믹 조성물을 조성하는 제1 단계와;
    상기 얻어진 음이온 방출 세라믹 조성물과 토루말린 분말을 1:2의 중량 비율로 혼합하여 제1 음이온 방출 혼합 분말을 조성하는 제2 단계와;
    상기 제1 음이온 방출 혼합 분말 5~15 중량부와 실리콘 고무 85~95 중량부를 혼합하고, 검정안료 0.5~3 중량부를 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 여기에 경화제 0.5~3 중량부를 가하고 약 4∼6분 동안 약50∼70℃에서 혼합하는 제3 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음이온 방출 실리콘 조성물을 만드는 방법.
  4. 상기 제2 항의 음이온 방출 실리콘 조성물 또는 제3 항의 방법으로 조성된 음이온 방출 실리콘 조성물을 성형하는 방법에 있어서, 상기 방법은 상부 금형 온도를 약150~170℃로 유지하고, 하부 금형 온도를 약155~175℃로 유지하면서 약 100∼140초 동안 1차 가료성형하는 단계;
    약 180∼200℃ 분위기에서 약1.5∼2.5시간 동안 2차 가료하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 음이온 방출 실리콘 조성물 성형 방법.
  5. 제2 항의 음이온 방출 실리콘 조성물이 제4 항의 성형 방법으로 성형되는 장 신구는 반지, 팔찌, 목걸이 또는 귀걸이 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 장신구.
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CN115925393A (zh) * 2022-11-17 2023-04-07 佛山市陶莹新型材料有限公司 一种空气净化陶瓷材料及其制备方法

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