KR20120028108A - 미네랄을 함유한 규소 수 제조 및 그 이용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인체의 신진 대사과정을 활발하게 제공하여 질병을 예방할 수 있도록 음용할 수 있는 물에 미네랄 성분이 포함된 규소수를 제공하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 규산염을 물에 포함시키기 위한 규산염(Silicate) 용해단계와; 수중에 용해된 규산염에 있어서 단독의 양이온을 제거하기 위한 양이온 제거단계와; 규산염의 농도를 적절히 유지하기 위한 희석단계와; 음용수 수질조건에 적합하도록 응용수의 수소이온농도를 조절하기 위한 pH 조절단계와; 음용수 중의 이물질이나 부유물질을 제거하기 위한 여과단계와; 규소수를 제조하는 과정 중 음용수 중에 발생된 감염된 세균을 박멸하기 위한 살균단계로 이루어져 종래의 규소의 함량이 저조한 음용수를 대체할 수 있는 공정이 간단하고, 가격 경쟁력을 갖춘 규소 수 제조방법 및 규소 수 제조장치에 관한 것이다.

Description

미네랄을 함유한 규소 수 제조 및 그 이용방법{Manufacturing method of water containing silicate}

본원은 인체의 신진 대사과정을 활발하게 제공하여 질병을 예방할 수 있도록 기능하는 미네랄을 함유한 규소 수를 제공하고 이를 이용하기 위한 기술에 관한 것이다.

무기질의 미네랄(Mineral)은 골격과 치아조직 등 체 조직의 구조적 형성에 관여하며, 정상적인 심장박동, 근육수축성 조절, 신경자극전달, 체액의 산-알칼리 평형에 관여하고, 대사작용 조절기능을 가지며, 세포활동에 관여하는 효소나 호르몬의 중요한 구성요소로 작용함은 물론 당질, 지질, 단백질의 분해과정 중 에너지를 내는 반응을 활성화시키는 중요한 역할을 하고 있다.

본원은 미네랄 부족으로 인한 성인병과 현대인의 반 건강상태의 가장 큰 원인인 미네랄 결핍을 방지하기 위하여 음용이나 식품가공의 공정수 물에 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 및 규소(Si)의 성분이 원하는 양만큼 포함하도록 제공하는 미네랄 성분이 포함된 규소 수 제조방법에 관한 것이다.

우리가 매일 마시는 물은 입->위장->간장->심장->혈액->세포->신장->배설 등의 순서로 순환하면서, 세포의 형태를 유지하고 대사작용을 높이며 혈액과 조직액의 순환을 원활하게 하고 영양소를 용해시키며, 이를 흡수, 운반해서 세포로 공급해 주고 체내에서 불필요한 노폐물을 체외로 배설시키며 혈액을 중성 내지 약 알카리성으로 유지시키고 체내의 열을 발산시켜서 체온을 조절하는 등의 생명유지에 필수적인 역할 즉 순환기능, 동화작용, 배설기능, 체온조절기능 등을 수행한다.

물은 산소와 함께 인체에 없어서는 안될 필수요소로서 소화를 비롯하여 흡수, 순환, 배설 등 각종 신진대사에 깊이 관여하고 있으며, 혈액과 림프를 구성하는 주요 성분이며, 체온을 유지하고 건강한 피부와 근육을 만들어주며 관절에는 윤활유 역할을 하기도 한다.

몸에서 물이 차지하는 비율은 60~85 %로서, 이 가운데 1~2 %가 빠져나가도 심한 갈증과 고통을 느끼고, 5 %가 빠져나가면 혼수상태, 12 %를 잃으면 사망에 이르게 되는바, 각 장기 및 기관에서 물이 차지하는 비중을 보면 폐와 간이 86 %, 신장과 혈액 83 %, 뇌와 심장 그리고 근육이 75 % 등으로 몸의 구성성분이 대부분 물로 구성되어 있다.

이에 따라 사람은 음식을 먹지 않고도 1개월 이상 생존할 수 있지만 물을 마시지 못하면 7일도 견디지 못하고 사망에 이르게 되며, 인체의 수분은 하루에 호흡 시 날숨으로 0.6ℓ, 피부 증발로 0.51ℓ, 대,소변으로 1.4ℓ등 총 2.5ℓ 정도가 빠져나가는 것으로 보고되고 있는 반면 음식섭취와 몸속의 대사과정을 통해 보충되는 양은 고작 1ℓ정도에 불과함에 따라 성인을 기준으로 하루 평균 1~2ℓ의 물을 추가로 마셔야 한다.

그렇지만 국내 성인의 하루 물 섭취량은 불과 0.61ℓ로 매우 부족한 실정이며, 더욱이 탈수현상을 일으키는 술과 담배, 커피 등에 의해 물의 필요성은 더더욱 크다 할 수 있는바, 예를 들면 알코올은 소변을 보는 과정에서 혈액 속의 수분을 함께 끌어내며, 담배연기는 호흡기 점막의 수분을 증발시키고, 커피에 들어있는 카페인 역시 탈수현상을 부추길 뿐만 아니라 다이어트를 위해 이뇨제를 먹을 경우 오줌으로, 사우나 한증막을 이용할 경우 땀으로 수분이 빠져나가며, 직장 스트레스로 인해 수분 배출이 더욱 촉진되기도 한다.

이에 따라 인체의 정상적인 대사과정을 통해 더욱 건강한 삶을 유지하기 위해서는 깨끗하고, 인체에 유익한 물을 많이 마셔야 하며, 특히 인체에 원활한 신진대사를 제공하고 건강한 삶을 유지하기 위해서는 미네랄이 포함된 물을 많이 마시도록 권장된다.

미네랄이란 인체를 구성하고 인체의 성장과 유지 등 생리활동에 필요한 원소 중 유기물의 주성분인 탄소(C), 수소(H), 질소(N), 산소(O)를 제외한 다른 원소를 통틀어 일컫는 말로서 우리가 주변에서 흔히 접할 수 있는 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 나트륨(Na), 칼륨(K), 아연(Zn), 요오드(I), 셀레늄(Se), 철(Fe) 등의 원소를 말하는바, 영양학적 측면에서 인체에 필요한 필수 영양소로 탄수화물, 지방, 단백질, 비타민, 미네랄의 5가지를 인간의 5대 영양소라 말하고 있다.

5대 영양소가 모두 충분하고, 균형있게 섭취하여 인체에서 흡수할 경우 체내에서는 적절한 기능을 발휘하게 되어 건강과 장수를 영유할 수 있으나 만약 이 중 한 가지라도 모자라게 된다면 생체기능은 정상적인 활동을 할 수 없게 되고 위험을 초래할 수 있으며, 특히 5대 영양소 중에서도 특히 중요한 것은 미네랄과 비타민이라 할 수 있는 바, 탄수화물, 지방, 단백질은 생체의 성장에 중요한 성분들이나 자활(Self activation)능력을 발휘할 수 없기 때문에 근본적인 생리기능을 발휘할 수 없으나, 미네랄이나 비타민은 이들 성분에 함께 포함되면 탄수화물, 지방, 단백질 등의 대사는 활성을 발휘하게 되어 더욱 에너지원으로서의 역할을 수행할 수 있게 된다.

이와 같이 미네랄이나 비타민인 경우 스스로는 에너지원이 될 수 없으나 탄수화물, 지방, 단백질 등이 기능을 원활하게 발휘할 수 있도록 촉매의 역할을 하는 인체에 매우 중요한 성분이라 할 수 있다.

지금까지 인체의 신진대사에 필요한 물을 공급/음용시키기 위한 수단으로 깨끗하고, 인체조직에 유익한 물을 제공하기 위하여 알칼리금속 및 토금속류가 포함된 미네랄수, 생수, 약수 또는 약 알칼리수 등이 다양하게 연구되어 왔고, 또한 부분적으로 개발/제공되어 많은 사람들이 인체에 유익한 물을 음용하고 있으나, 인체에 매우 유익한 규소성분이 포함된 미네랄수를 음용하도록 제공되는 방법이나 수단에 대해서는 아직 제공된바 없다.

인체의 신진대사를 조절해주는 역할을 하는 미네랄의 경우 몸 안에서 스스로 만들어지지 않기 때문에 지금까지 식품영양제 형태나 의약품 형태로 칼슘제, 마그네슘제 등으로 섭취해온 것으로, 미네랄이 포함된 음용수인 경우 알칼리금속 및 토금속류가 포함된 미네랄수를 제공하고 있고, 세계적으로 권위를 자랑하는 SCI(Science Citation Index)급 논문과 해외 유명 학술지 등에서 규소의 미네랄성분이 인체에 매우 유익한 정보를 제공한다고 증명하고 있을 뿐, 음용수 중에 규소성분이 함유된 물을 제조하여 공급하거나 이용하고자 하는 시도는 전무한 실정이 다.

그동안 규소가 인체에 미치는 영향을 연구한 사례로 뼈와 결합조직에 규소가 미치는 이로운 영향에 관한 해외사례 중, Silicon habe Beneficial Effect on Bone and Connective Tissue, Journal Bone 43(2008), 596~606.의 저널에서는 규소가 결핍된 사료를 섭취한 쥐에서 나타나는 길이 성장의 증가현상에서는 규소가 뼈와 결합조직에 이로운 영향을 미치고 있으며, 올쏘규산(Ortho silicate)을 통한 규소의 섭취량 증가가 뼈의 무기질 밀도의 증가와 연관성이 있음을 보여주는 역학적 연구결과에서 규소가 뼈와 결합조직에 이로운 영향을 주고 있음을 밝히고 있는 사례로 평가되고 있다.

또한, The Essentiality of Silicon in Biology, Chemical Society Reviews, 351~357, 1995.에서는 4주간에 걸쳐 규소가 함유된 사료를 먹은 시험군과 규소가 결핍된 시험군 간 비교 시험을 한 결과 규소가 함유된 식이를 섭취한 병아리는 정상적인 성장이 이루어지데 반해, 규소가 부족한 식이를 섭취한 병아리는 비정상적인 성장을 보여주고 있어 성장에 있어서 규소성분의 유익한 효과를 확인할 수 있었다 라고 설명하고 있다.

또한, Dietary silicon intake is positively associated with bone mineral density in men and pre menopausal women of the Framingham Offspring cohort, J Bone Miner Res. 2004 Feb; 19(2): 297~307. Epub 2003 Dec 16.에서는 규소 섭취에 대한 임상시험 결과를 보면 남성과 가임여성을 대상으로 엉덩이 뼈 부분 4곳의 골밀도 측정결과 규소의 섭취와 연관성이 있음을 밝히고 있는바, 일일 40 mg 이상 복용한 고농도군과 14 mg 이하를 투여한 저농도군을 비교한 결과 골밀도가 10 % 정도까지 차이가 있었다는 결과에서 보면, 남자와 젊은 여성은 규소를 섭취하는 것이 건강한 골격을 유지하는데 도움이 되며, 특히 피질(皮質)골에 대해서는 매우 유익한 것으로 확인되었다라고 설명하고 있다.

또한 Bassler 박사는 1978년 영국 의학저널(British Medical Journal)에서 조직 내 규소 농도가 높은 운동선수보다 조직 내 규소 농도가 매우 낮은 운동선수는 근골격계 부상의 위험이 매우 높아진다고 제시하였으며, 규소가 결합 조직의 구조 성분상 중요하기 때문에 관절염이나 심장질환에 유용하다고 하였다.

더불어 T.J. Bassler 박사는 미국 내과 전문잡지(Annals of Internal Medicine)에서 마라톤 육상 선수들이 죽상경화증으로 인해 혈관 내 콜레스테롤과 지방성 물질이 축적되어 판을 만드는 현상인 죽상경화판((Atherosclerotic Plaques) 때문에 심장질환을 유발할 수 있다고 지적하였다.

또한 Zinc and silicon metabolism in highly trained athletes during heavy exercises, Voprosy Pitaniia, 1987 Jul-Aug; (4): 37~39.에서는 남자 스키선수들을 대상으로 한 30 km, 50 km의 스키 경지 중 신체적인 스트레스와 아연과 규소량의 상관관계에 관한 연구에서 혈장 내 아연과 규소 농도의 증가는 혈구에서 아연과 규소가 감소하는 것과 관련이 있다는 것을 발견하였으며, 아연과 규소 간의 균형 조사는 경기 시작 전날에 측정하였고, 아연과 더불어 신장과 장을 통한 규소의 체외 배출조사는 시합 당일에 측정하였다. 그 결과 규소의 체외 배출량이 시합 당일에 증가함이 확인되었고 마찬가지로 경기가 끝난 후 조사에서도 시합 당일보다는 미량원소의 손실이 현저히 낮아졌지만 시합 전보다는 높은 손실을 보였다.

따라서 강도 높은 훈련을 하는 운동선수들은 경기가 끝난 이후에도 아연(20~25 mg/day)과 규소(30~35 mg/day)가 포함된 미량원소의 섭취를 권장한다고 하였는바, 과격한 신체적인 활동을 하는 운동선수들에 있어서 결합조직(Connective tissue)의 형성에 필수적인 규소가 포함된 미네랄 함유 음료수의 섭취는 건염(Tendinitis)이나 힘줄 파열(Tendinous reptures)같은 부상을 감소시켜 줄 것으로 사료된다고 설명하고 있다.

또한, Effect of silicon supplement on osteopenia induced by ovariectomy in rats, Calcif Tissue Int. 2000 Jan; 66(1): 53~55. Calcified Tissue International.에서는 규소 보충이 쥐의 난소 절제로 인해 야기되는 골손실 예방효과와 골결핍증((Osteopenia)시 뼈 손실에 어떠한 영향을 미치는지 실험하였는바, 15무리의 쥐를 3개 그룹으로 나누어 첫 번째 난소 절제군은 500 mg/kg의 규소가 함유된 식이를 공급하였으며, 나머지 난소 절제군과 비절제군 그룹에는 이러한 규소 보충을 실시하지 않았는바, 뼈 축방향이나 난소를 절제한 부위와 주변 부위를 통해 자료를 얻은 결과 규소를 보충한 난소 절제 개체에서는 뼈의 손실이 나타나지 않은 결과를 제시하고 있다.

이와 같이 규소성분이 뼈의 형성을 촉진할 뿐만 아니라 뼈의 손실을 막아준다는 사실은 좀 더 세부적인 조사가 필요할 것이나 갱년기 여성의 퇴행성 골다공증에 있어서도 향후 치료요법으로 이용할 수 있을 것을 내다보고 있다고 설명하고 있다.

또한 인터넷 검색사이트 http://www.medical-hypotheses.com/article/... 등의 인터넷 검색결과에서 규소는 점액다당류(Mucopolysaccharide)와 콜라겐의 합성을 촉진하는데 있어서 생리학적으로는 필수적인 역할을 하지만 생물학적인 메카니즘 원리로는 그 역할이 명확하게 밝혀져 있지 않으나 토끼를 대상으로 한 실험에서 규소 섭취의 증가가 콜레스테롤에 의해 유발되는 죽종형성(Atherogenesis)을 방해한다는 보고에 비추어 볼 때 규소 보충이 내피에서 과다한 혈관 내막 증식((Intimal hyperplasia)을 억제하는 페파란 설페이트 프로테오글리칸(Heparan sulfate proteoglycan)의 생성을 자극할 것으로 예견되고, 이는 동맥경화를 예방하는 효과가 있는 것으로 파악된다.

또한, Silicon, a trace element essential for living organism. Recent knowledge on its preventive role in atherosclerotic process, aging and neoplasms, Clin Ter. 1991 Jun 15; 137(5); 343~350.에서는 생물의 생장을 위해 본질적으로 필요한 미량 원소인 규소가 동맥경화나 노화 및 신생물의 발생을 억제하는 역할에 대해서 기술하고 있으며, 규소가 동맥경화의 발병을 늦추고 관련 질병의 전이 속도를 감소시킨다는 연구결과도 보도된 바 있다고 설명하고 있고, Serum lipid picture of rabbits fed on silicate-supplemented atherogenic dietRev Med Chir Soc Med Nat Iasi, 1999 Jan-Jun; 103(1-2): 99~102.에서는 피부와 관련해서는 노화과정을 지연시키며, 모발의 광택, 탄력 그리고 원기를 향상시킴으로써 모발 미용효과를 보이며, 엘라스틴과 콜라겐의 합성과정에 관여함으로써 피부와 혈관 벽(Vascular walls)을 재생시키고 콜린 안정화 올소실리케이트(Choline-stabilized orthosilicate)는 생물학적으로 이용 가능한 규소의 형태이며, 동물의 진피 내 하이드록시프롤린(Hydroxyproline)의 농도를 증가시키는 것으로 나타났고 이를 20일 동안 섭취하면 피부 표면이나 피부의 물리적 성질 그리고 손상된 모발과 손톱에 좋은 효과를 미치는 것으로 나타났다 라 고 설명하고 있다.

치매는 대뇌에 광범위한 손상이나 기능부전을 일으키는 여러 가지 상태가 원인이 되어 일어나며 가장 흔한 원인은 뇌신경 세포의 퇴행으로 발생하는 알츠하이머병에 의한 치매이고, 두 번째가 고혈압과 당뇨병에 의하여 발생하는 뇌경색등 혈관성 치매이며, 그 외 감상선 기능 저하 등의 대사질환에 의한 것, 만성 약물 중 독이나 영양 결핍에 의한 독성/영양장애에 의한 것, 에이즈와 결핵 또는 세균성 뇌막염의 감염에 의한 것이거나 주요 우울증 등이 원인이 되는 것으로 보고되고 있고, 알츠하이머의 원인은 여러 가지 학설이 있으나 뇌에 베타 아밀로이드와 알루미늄(Al)의 축적이 원인인 것으로 알려져 있으며 현재 가장 명확한 것은 알루미늄 농도의 증가가 가장 큰 원인으로 해석할 수 있다.

인지기능의 상태에서 치매의 증상을 살펴보면 기억력의 장애(Memory impairment), 지남력의 상실(Disorientation), 언어의 장애(Disturbance of language), 실행증(Apraxia), 실인증(Agnosia), 집행기능의 장애(Disturbance in executive function), 정신의학적 증상(Psychiatric symptoms), 인격의 변화(Personality changes)가 있으며, 치매는 다양한 원인에 의하여 일어나고 치매로 진행되면 치료방법이 현재로서는 거의 없기 때문에 그 원인이 되는 질환 즉, 당뇨, 고혈압, 비만, 고지혈증, 뇌졸중 등의 예방하거나 이러한 질환이 일어날 수 있게 하는 생활 습관적 위험인자인 흡연, 음주, 스트레스와 불안, 뇌손상 등을 제거하는 것이 치매의 예방 방법이 될 것이며, 가장 중요한 원인인 알츠하이머를 방지함으로써 뇌의 알루미늄 축적을 예방하는 것이다.

The chemistry of Aluminium and Silicon in Reation to Alzheimers Disease., Clin. Chem. 34/2, 265-267(1988).에서는 규소가 알루미늄의 독성을 제거한다는 것은 일반적인 미네랄 정보를 통해 널리 알려진 사실이고 알루미노규산염(Aluminosilicate)은 알츠하이머 증후군을 유발하는 노인성 신경반(Senile Plaque)의 핵심적인 요소인 것으로 확인되었고, 신경섬유 매듭(Neurofibrillary tangles, NFT, 세포내의 신경원섬유의 얽힌 덩어리 혹은 매듭)이 있는 신경세포에서 알루미늄이 발견된 경우가 있다는 연구결과에서 보면 알루미늄이 규산과 반응하여 알루미노규산염을 형성하고, 그 후 구연산에 의해 가용성을 띠게 되고 pH 6.6 이하인 환경에서 알루미늄의 결합 대상이 규산염(규산의 수소 원자가 알루미늄, 칼슘, 마그네슘, 나트륨 따위의 금속 원자와 치환된 물질)에서 인산염으로 바뀐다는 사실은 이노시톨 인산염의 경우에서도 볼 수 있고, 알루미늄 양이온 근처의 인산염기에 대한 강력한 결합력과 phosphoinositide로부터 유도한 세포 내 전달체 체계 활동에서의 잠재적 효과에 주의를 환기시킨 결과로부터 알루미늄과 알츠하이머 증후군 사이의 관계를 좀 더 명확히 할 수 있을 것이다라고 설명하고 있다.

또한 Cognitive impairment and composition of drinking water in women:findings of the EPIDOS study 1-3: J Clin Nutr 2005; 81: 897~902.에서는 프랑스에서 시행된 한 전향적인 연구결과에 따르면 마시는 물(음료수)에 들어 있는 높은 규소 농도가 알츠하이머에 걸리지 않도록 보호할 수 있다고 하였는바, 토울로우스에 있는 카셀라르딧 병원의 길레트-구욘넷 박사와 동료 연구자들은 이전 연구에서 음료수에 들어 있는 알루미늄 및 규소와 인지 기능 저하 사이에 관련성이 존재함을 제시한 바 있는바, 인지기능에서 이들 요소의 역할을 추가 평가하기 위해 골다공증 연구의 역학이란 연구에 참여한 여자들을 대상으로 추가 조사가 있었고, 프랑스에 있는 5개의 도시 출신이면서 나이가 75세가 넘은 연구 대상자들은 1992년과 1994년 사이에 정신상태 평가 설문지를 사용하여 기준상태를 평가하였고, 그 결과를 미국 임상영양학 저널지(American Journal of Clinical Nutrition)에 보고하였는바, 이 연구에서 실리카 섭취량과 알츠하이머 간에 많은 연관성이 있다는 것을 파악하였으며, 혼돈 인자들에 대한 보정 후 알츠하이머를 가진 여성들은 알츠하이머가 없는 여자들에 비해 일일 규소 섭취량이 4 mg 이하일 가능성이 2.7배 더 높았다고 설명하고 있다.

상기와 같은 많은 연구논문 및 저널에서 규소의 효용성과 효과에 대해서 제시하는 결과에서 살펴볼 수 있듯이 규소성분의 효능은 삶을 살아가는 현대인들에게 필수적인 요소임에도 불구하고 지하수와 같은 물에 용해된 극미량의 규소에 의존할 뿐 아직까지 임의로 음용수에 규소성분과 미네랄 함량을 임의로 조절한 물을 제공하여 생물체에 유용하게 적용하고자 하는 시도는 없었던 것으로 파악된다.

본원은 상기 참고문헌 자료에서 언급한 바와 같이 규소성분이 치매예방은 물론 피부와 관련하여 노화과정을 지연시키며, 모발의 광택, 탄력 그리고 원기를 향상시킴으로써 피부와 혈관 벽을 재생시키고, 뼈의 콜라겐 합성과 연골조직 및 결합조직 등에 필요한 성분으로서 여성들의 골다공증 예방에 좋은 결과 등의 정보를 입수하고, 출원인은 규소를 함유한 규소 수를 어떻게 값싸게 만들어 이를 직접 음용하게 하거나, 또는 각종 식품이나 음료의 제조공정이나 조리공정의 공정수로 이용하여 식품이나 음료를 식음하고자 할 때 규소 수를 간접 식음시키거나, 또는 화장품이나 샴프, 헤어세정제와 같은 인체와 관련된 생활용품의 제조공정에 공정수로 규소 수를 사용하게 하거나 또는 목욕이나 세안수로 사용하게 하거나, 화장품이나 인체관련 용도에 사용되는 치약이나 비누나 세제 등의 제조공정수로 규소 수를 사용하여 인체나 피부에 유익을 줄 수 있는 방안을 찾고자 하는 과제를 갖고 시작된 발명이다.

본원은 거대한 시설이나 에너지가 필요없이 간단한 제조 공정에 의해 미네랄을 함유한 규소 수를 얻는 제조방법 및 그 제조장치와 규소 수를 이용하는 방법을 제공하고자 하는 목적을 갖는다.

본원은 음용수 중의 규소의 성분을 추가시키기 위하여 규소성분을 물에 포함시키기 위한 규산염(Silicate) 용해공정을 기본공정으로 갖고, 필요에 따라 수중에 용해된 규산염에 있어서 단독의 양이온을 제거하기 위한 양이온 제거공정이나 규산염의 농도를 적절히 유지하기 위한 희석공정이나 음용수 수질조건에 적합하도록 응용수의 수소이온 농도를 조절하기 위한 pH 조절공정이나 음용수 중의 이물질이나 부유물질을 제거하기 위한 여과공정이나 규소 수를 제조하는 과정 중 음용수 중에 발생된 감염된 세균을 박멸하기 위한 살균공정 중에서 선택되는 보조공정을 포함하여 음용수 수질기준에 적합하면서 규소성분은 물론 무기질의 미네랄 성분이 추가로 포함될 수 있는 규소 수를 얻을 수 있음을 확인하여 완성된 발명이다.

본원은 상기의 제조공정이 적용되면 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg), 칼륨(K)이 함유된 응용수에 규소(Si)의 성분이 더 함유되도록 조절이 가능하게 되어 골다공증 예방원소인 칼슘와 규소와 상호작용에 의한 골다공증 예방에 배가 효가를 얻을 수 있으며, 인체에 축적된 알츠하이머의 원인인 알루미늄(Al)이 규산과 반응하여 알루미노규산염을 형성하게 한 후 인체의 대사작용에 의한 알루미늄이 제거됨에 따라 알츠하이머병의 치료 또는 예방을 할 수 있으며, 탄력있는 피부와 모발에 우수한 기능을 부여하여 피부 미용에도 좋은 역할을 제공할 수 있음을 확인하고, 종래의 규소성분이 매우 부족한 음용수를 대체할 수 있는 규소의 성분이 포함된 규소 수를 제공할 수 있다.

생명현상에 중요한 역할을 하는 효소 단백질들이 작용하려면, 효소들은 각각 특정 금속을 필요로 하게 되고 칼슘과 인 같은 미네랄은 뼈의 주요 구성성분을 이루며, 인체의 전기적인 균형을 이루기 위해 나트륨, 칼슘 외에도 마그네슘, 칼륨 등이 필요한바, 미네랄은 우리 몸에서 불과 4 %정도밖에 차지하지 않지만, 생명현상에 작용하는 역할은 매우 크다 할 수 있으며, 미네랄 부족은 인체의 신진대사를 원활하게 제공하지 못하게 됨에 따라 대부분 만성질환의 주요 원인이 되는바 인체는 물과 식품을 통해 다양한 미네랄을 섭취하고 있으나, 섭취의 량은 미흡할 뿐만 아니라 섭취한다 할지라도 신진대사 작용이 활발히 진행되지 않는다.

따라서 본원의 기술사상이 적용되면 종래의 음용수에 포함된 부족한 알칼리 금속류 및 알칼리 토금속류의 미네랄 성분과 규소성분이 음용수와 함께 존재하여, 신경전달 물질인 미네랄 성분에 따른 신진대사 기능을 더욱 배가시켜 뼈, 관절을 더욱 튼튼하게 제공해 줄 뿐만 아니라 성인병을 예방해 줄 수 있으며, 인체에 축적된 알츠하이머의 원인인 알루미늄(Al)이 규산과 반응하여 알루미노규산염을 형성하게 한 후 인체의 대사작용에 의한 알루미늄이 제거됨에 따라 알츠하이머병의 치료 또는 방지를 할 수 있고, 탄력있는 피부와 모발에 우수한 기능을 부여하여 피부 미용에도 좋은 역할을 제공할 수 있어 건강학적, 미용학적 큰 장점을 나타낼 것으로 기대된다.

또한 종래의 음용수에 규소성분이 포함된 물을 얻기 위해서는 이산화규산(SiO₂)이 화학적으로 매우 안정한 산화물로서 물에 용출될 가능성이 희박하다는 문제점을 극복하고, 매우 간단한 방법에 의해 음용수수질기준에 적합하면서 음용수에 규소성분이 포함된 규소 수를 제조할 수 있다는 장점을 갖는다.

본 발명에 따른 규소 수 제조공정을 보다 구체적으로 살펴보면, 음용수 중의 규소성분을 추가시키기 위하여 규산성분을 물에 포함시키기 위한 규산염(Silicate) 용해공정을 기본공정으로 갖고, 필요에 따라 수중에 용해된 규산염에 있어서 단독의 양이온을 제거하기 위한 양이온 제거공정이나 규산염의 농도를 적절히 유지하기 위한 희석공정이나 음용수 수질조건에 적합하도록 응용수의 수소이온농도를 조절하기 위한 pH 조절공정이나 음용수 중의 이물질이나 부유물질을 제거하기 위한 여과공정이나 규소 수를 제조하는 과정 중 음용수 중에 발생된 감염된 세균을 박멸하기 위한 살균공정 중에서 선택되는 보조공정을 포함하여 규소수를 얻을 수 있는 제조방법을 제공하는 기술사상을 갖는다.

규소 수를 얻는 기존공정은 규산염(Silicate)을 물에 용해시켜 얻을 수 있는바, 규산염(Silicate)은 액상의 규산나트륨 1종(Na₂O: 17~18 %, SiO₂: 36~38 %), 액상의 규산나트륨 2종(Na₂O: 14~15 %, SiO₂: 34~36 %), 액상의 규산나트륨 3종(Na₂O: 9.0~10 %, SiO₂: 28~30 %), 액상의 규산나트륨 4종(Na₂O: 6.0~7.0 %, SiO₂: 23~25 %), 분말의 규산나트륨, 액상규산칼륨 중에서 1종 이상의 선택되어지는 규산염을 용해시켜서 물에 규산염이 규소(Si)로서 5.0 ppm 내지는 7.5 중량%가 포함되어 지도록 제공될 수 있고, 바람직하게는 50 ppm 내지는 5.0 중량%가 포함되어지는 것이 유리하고, 더욱 바람직하게는 350 ppm 내지는 2.0 중량%가 유리하고, 가장 바람직하게는 750 ppm 내지는 0.5 중량 %가 유리한 바, 물 속에 규산염이 규소로서 7.5 중량% 이상의 농도로 포함할 때 규소의 함량이 고농도를 유지할 경우 규소가 다량 함유하고 있음에 따라 본 발명의 기술사상에 부합된 건강학적, 미용학적 큰 효과를 가지고 있으며, 또한 일단 본 발명에 의한 고농도의 규소원소가 포함된 물을 제조하게 되면 각 분야에 필요로 하는 규소의 농도대로 간편하게 희석, 사용할 수 있다는 장점을 가지고 있으나, 규소성분이 장기간 물속에서 고농도로 유지될 때 물리, 화학적으로 매우 불안정한 특성을 나타내고 있어, 물에 용해되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 어긋난 불용성의 3차원적인 실리카가 생성됨에 따라 규소의 역할을 충분히 제공할 수 없다는 단점을 가지고 있으며, 규소의 함량이 규소로서 5.0 ppm 이하의 농도로 유지할 때 함량이 매우 낮아 규소로서의 건강학적, 미용학적 큰 효과를 제공할 수 없다는 문제점을 가지고 있음에 따라 상기 농도 범위로 규산염이 용해되는 것이 바람직하다.

본원의 보조공정으로서 상기에서 얻은 규산염 용해 수 중 양이온 제거단계가 필요할 수 있는바, 물에 용해된 규산염은 알칼리를 띠고 있음에 따라 규소수를 제공하기 위하여 규산염을 음용수에 첨가할 경우 pH가 급격히 알칼리화 됨에 따라 음용수 수질기준에 부적합한 결과를 나타낼 수 있으며, 규산염 중 규산나트륨을 사용할 경우 음용수 중에 나트륨(Na)의 함량이 높아짐에 따라 고혈압, 위암, 골다공증에 걸릴 위험이 높아질 수 있음에 따라 양이온, 음이온으로 구성된 규산염 중 양이온을 제거하는 것이 바람직하다.

따라서 양이온과 음이온이 서로 결합된 규산염을 이온교환 방법을 통해 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속류인 양이온을 제거할 수 있는바, 이온교환은 어느 물질을 염류의 수용액과 접촉시켜 두었을 때 그 물질 속의 이온은 용액 속으로 나오고, 용액 속의 이온이 그 물질 속으로 들어가는 현상 즉, 용액 중의 다양한 이온들과 불용성 수지(이온교환 수지) 사이에서 같은 하전(positive or negative)을 가진 이온들의 가역적 교환 이온교환체로서 이온교환 현상을 나타내는 물질을 사용하게 되는데, 본 발명에 사용하는 양이온 교환수지는 망상구조의 기초 고분자 모체에 교환기로서 술폰산기(-SO₃H)와 카르복실기(-COOH)등을 결합시킨 것을 양이온 교환수지라고 하며, Ca^{2 +}, Na⁺, H⁺ 등과 같은 양이온을 교환한다. 이 수지를 물에 침투시키면 교환기인 부분은 무기산과 같이 전리한다. 이온교환수지의 기초 고분자 모체부분을 R로 표시하면 양이온 교환수지로 R-SO₃H 또는 R-COOH로 표시할 수 있으며, 수중에서 다음과 같이 전리한다.

R-SO₃H R-SO₃ ^- + H⁺

R-COOH R-COO^- + H⁺

이에 따라 본 발명에서는 물속에 용해된 규산염(Silicate) 중 양이온을 양이온 교환수지에 의해 이온교환되고, 고농도의 수용성 규산을 제조할 수 있게 된다.

상기 희석단계는 양이온 제거단계에서 만들어진 고농도의 규소수를 적용분야에 적합한 농도에 맞게 희석하기 위한 것으로써, 특별한 제한이 없으며, 수질의 상황이 먹는물 수질기준에 적합하면서 연령이나 사용분야에 따라 적절한 농도를 유지할 수 있도록 희석되면 가능하다 할 수 있다.

예를 들면 유아나 노약자들이 음용을 목적으로 할 경우 가능한 낮은 농도의 규소수를 음용하는 것이 바람직할 수 있으며, 20~30 대의 성인인 경우 고농도의 규소가 함유된 규소수를 음용하여도 무관하다 할 수 있다. 특히 피부 미용을 위해서라면 매우 높은 고농도의 규소수를 사용하여도 무관하다 할 수 있다.

본원의 보조공정으로서 pH 조절단계가 필요할 수 있는바, 국내에서 먹는 물 수질기준(pH 5.8~8.5)에 적합하도록 수소이온농도(pH)를 조절하는 단계로서, 상기 양이온 제거단계에 의해 처리된 물은 규산염의 농도가 높을수록 산성을 띠고 있음에 따라 희석단계에 의해 희석된 규소수의 수소이온 농도가 먹는 물 수질기준에 적합한 5.8~8.5을 유지할 필요가 있다.

이 때 양이온 제거단계에 의해 만들어진 산성의 규소수를 먹는물 수질기준에 적합하도록 염기성을 제공하면서 알칼리 금속 및 토금속류를 용해 및 용출방법에 의해 추가로 공급해주는 수단으로 인하여 수소이온농도를 먹는물 수질기준 범위로 유지할 수 있음과 동시에 미네랄 성분을 추가로 공급하는 1석2조의 효과를 도모할 수 있다.

이 때 수소이온농도를 조절하면서 칼슘, 마그네슘, 칼륨의 성분을 추가로 공급하기 위하여 산화칼슘(CaO), 수산화칼슘(Ca(OH)₂), 칼슘아스코베이트(ascorbic acid calcium salt, Ca(C₆H₇O₆)₂), 탄산칼슘(CaCO₃), 염화칼슘(CaCl₂), 초산칼슘마그네슘(Acetic acid calcium magnesium salt), 초산칼슘(C₄H₆CaO₄), 초산마그네슘(C₄H₆MgO₄), 탄산마그네슘-수산화마그네슘-5수화물[(MgCO₃)₄?Mg(OH)₂?5H₂O], 염화마그네슘(MgCl₂), 구연산마그네슘(Magnesium citrate), 수산화마그네슘(Mg(OH)₂), 산화마그네슘(MgO), 초산칼륨(CH₃COOK), 염화칼륨(KCl), 구연산칼륨(Potassium citrate), 수산화칼륨(KOH), 탄산칼륨(K₂CO₃), 탄산수소칼륨(KHCO₃), 수산화나트륨(NaOH), 탄산나트륨(Na₂CO₃), 탄산수소나트륨(NaHCO₃), 초산나트륨(CH₃COONa), 구연산나트륨(Sodium citrate), 탈크(Talc, Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂), 포르스테라이트(Forsterite, Mg₂SiO₄), 엔스테타이트(Enstatite, MgSiO₃), 클리노엔스테타이트(Clinoenstatite, MgSiO₃), 크리소타일(Chrysotile, Mg₃Si₂O₅(OH)₄), 리자다이트(Lizardite, Mg₃(OH)₄Si₂O₅), 스파다이트(Spadaite, MgSiO₂(OH)₂?H₂O), 세피오라이트(Sepiolite, Mg₄Si₆O₁₅(OH)₂?H₂O), 라후리나이트(Loughlinite, Na₂Mg₃Si₆)₁₆?H₂O), 에이펠라이트(Eifelite, KNa₃Mg₄Si1₂O₃₀) 중 선택되어지는 1종 이상의 알칼리 금속 또는 토금속류를 포함한 세라믹 분말을 공급하여 수소이온농도를 조절하면서 추가로 미네랄성분을 공급할 수 있다.

또한 본원의 보조공정으로서 여과단계가 필요할 수 있으며, 본 발명의 규소수를 제조하는 과정 중 외부로부터 불순물이 유입되거나, 규산염 중 양이온을 제거하기 위하여 공급된 양이온 교환수지나 수소이온농도를 조절하면서 추가로 미네랄 성분 제공하기 위하여 공급된 성분 등의 부유물질을 제거할 수 있다면 제한없이 가용가능하다 할 수 있다. 여과방식은 물리적 여과방식과 생물학적 여과방식이 있으나 본 발명을 위한 여과방법은 대체적으로 인체에 유해한 성분이 존재하지 않음에 따라 부유물질을 제거할 수 있는 물리적 여과방법을 이용하는 것이 바람직하다.

본원의 보조공정으로서 살균단계가 필요할 수 있는바, 규소수를 제조하는 과정 중 외부로부터 세균감염에 의한 병원성 세균을 사멸시키거나 비활동성으로 전환시키기 위한 목적으로 염소소독, 이산화염소, 오존처리, 자외선 UV 살균 소독, 은 이온 살균법, 살균 여과 방식, 고온 살균 소독, 저속 샌드 필터 방식 중 선택되어지는 살균방법에 의해 규소 수를 살균하도록 적용될 수 있다.

본원에 선택되어 사용될 수 있는 물의 살균방법의 예를 들어보면, 염소 살균방법은 염소 가스, 차염소산나트륨 혹은 클로로칼크를 물에 첨가하는 방식으로써, 그 필요량은 물 속의 잔류 염소량과 살균 정도의 필요에 따라 결정되고, 효과적인 살균 소독을 위해 최소한 20분 간격의 재투입이 바람직하나 염소 소독의 효과는 결정적으로 원수의 수소이온 농도에 따라 결정되며, 특히 유기물로 오염된 물의 냄새와 맛을 제거하기 위해 물에 염소 살균을 할 경우 원하지 않던 부산물인 THM(Trihalomethanes) 등의 발암물질인 할로겐 화합물이 형성될 수 있기 때문에 적정한 염소의 투입량을 주입해야 할 필요가 있으며, 염소 살균방법에 의한 규소수를 음용하기 위해서 가능한 끓여서 먹으면 THM이 생성되었다 할지라도 끓는 과정 중 휘발하여 제거될 수 있기 때문에 큰 문제가 없다고 설명할 수 있다.

이산화염소에 의한 살균방법은 살균 소독을 위한 하나의 도구로써, 이산화염소의 살균 소독력은 물의 수소이온 농도와는 상관없이 더 강하고, 이산화염소 자체의 화학적인 특성 때문에 염소에 의한 부산물 등을 형성하지 않고, 훨씬 긴 반감기로 수처리에서 더 나은 지속 작용을 할 수 있다는 나름대로 장점을 갖고 있다.

오존 처리는 수처리에 적합한 가장 강력한 살균제와 산화제로써, 이것의 가장 큰 장점은 오존 사용 시 원하지 않던 부산물이 생기지 않으며 오존 그 자체가 산소로 분해 될 뿐이라는 장점이 있으며, 이것의 단점은 물 속에서는 반감기가 낮고 용해도가 약하다는 것이다. 이에 따라 오존 사용은 병 포장 물의 살균 소독뿐만 아니라 제품의 살균 소독은 물론 식음료 산업과 화장품 산업에서의 헹굼 물의 살균 소독도 나날이 폭발적으로 증가하고 있는 추세에 있으며, 본 발명에 의해 제조된 규소수를 살균하기 위해서 본 오존처리 방법에 의한 살균방법을 이용하는 것이 가장 바람직하다 할 수 있다.

자외선 살균 소독에서는 물이 자외선의 짧은 파장에 노출되도록 하는 것으로 미생물 살균에 효과적이며 수질에는 아무 영향도 끼치지 않고, 산업적인 사용에서 제품수 또는 생산수는 물론 식수와 폐수 처리에 사용되고 있는 방법임에 따라 자외선에 의한 살균 소독방법을 이용하는 것도 바람직하다 할 수 있다.

은 이온 살군은 은 이온을 0.05 mg/l 에서 0.1 mg/l 의 농도로 물에 투여하는 방식으로써, 음 이온의 상호 작용이 알려지지 않았지만 살균제로서 작용하고 있고 살균효과가 나타나기까지는 몇 시간이 걸리고, 최근까지 이 살균 과정은 오직 선박의 식수공급이나 재해 지역의 식수 공급을 위한 살균법으로 사용되어 왔지만, 미량의 은이온이 인체에 음용될 경우 아직까지 인체에 미치는 영향에 대한 평가가 알려지지 않았기 때문에 가능한 이 방법을 피하는 것이 바람직할 수 있다.

필터를 이용하는 살균 여과 방식은 의료계나 의학계에 한 해서 제한적으로 사용되는 고비용 살균방법으로 이 방식은 0.5 ㎛ 기공 크기의 울트라 필터막을 사용함에 따라 세균번식을 방지하기 위하여 이 필터막들은 주기적으로 살균되어져야 하며, 간단한 울트라 필터는 가정용과 같이 용량이 적은 식수 필터에 사용되는 것이 바람직하다.

고온 살균 소독은 수질과는 관계없이 믿을 수 있는 살균과정으로써, 높은 에너지 사용과 최소한 섭씨 75℃의 물을 만드는데 드는 비용 때문에, 이 방식은 뜨거운 물 시스템에서 단지 레지오넬라균을 없애기 위해 주로 사용되어 왔고, 제약업계와 음식 산업 분야의 배관 살균을 위해서 그리고 미생물 실험실과 의료 관련 수질 위험 지역에서 나오는 폐수 등의 살균에 사용해 왔다.

저속 샌드 필터 방식은 미생물학 수치의 현저한 감소를 얻기 위해 대략 0.1 m/h 유속의 필터 속도를 가진 저속 샌드 필터 방식으로써, 이 기술은 주로 폐수 처리와 식수 처리에서 사용될 수 있지만 커다란 필터 표면과 필터 시스템에서의 유지 시간의 일정함이 요구되기 때문에 저속 샌드 필터는 식수 처리에서는 점차 더 사용이 줄고 있는 실정이며, 많은 경우에서 위험도 높은 원수에 특별히 추가적인 물 살균 소독이 더 필요하다는 단점을 가지고 있다.

본 발명의 규소수 제조공정에는 규소수를 사용하고자 하는 용처에 따라서 적당한 살균방법이 선택되어 사용될 수 있다.

따라서 본원에서는 물 중에 규소성분을 함유하도록 규산염(Silicate)물질을 정수에 용해시켜서규소(Si)수를 얻는 규산염(Silicate) 용해공정을 기본공정으로 먼저 수행하고, 수중에 용해된 규산염 중의 단독 양이온을 제거하기 위한 양이온 제거공정을 순차적으로 수행하고, 규산염의 농도를 적절히 유지하기 위한 희석공정을 수행하며, 음용수 수질조건에 적합하도록 응용수의 수소이온농도를 조절하기 위한 pH 조절공정을 수행하고, 음용수 중의 이물질이나 부유물질을 제거하기 위한 여과공정을 수행하고, 규소 수를 제조하는 과정 중 음용수 중에 발생된 감염된 세균을 박멸하기 위한 살균공정을 수행하는 보조공정을 선택적으로 수행하여 규소 수를 얻어서 생체에 유용한 수단으로 적용되도록 사용될 수 있다.

본원에서 제공되는 규소 수를 유용하게 이용하기 위한 방법에 대하여 살펴보면, 우선적으로 규소 수가 사람을 포함한 동물이 마시는 음용수로 제공될 수 있다.

본원에서 제공되는 규소 수는 밥, 죽, 떡, 만두, 빵, 국수, 수제비, 부침개 중에서 선택되는 주식류나 국, 찌개, 전골, 선, 찜, 조림과 초, 볶음, 구이, 전, 편육, 순대, 나물, 쌈, 회, 수란, 마른반찬 중 선택되는 부식류를 가공하거나 조리할 때 가공용수, 조리용수로 사용될 수 있고, 상기 규소 수가 김장김치, 오이김치, 보쌈김치, 갓김치, 열무김치, 속박기 김치, 장김치, 나박김치, 복김치,미나리김치, 돌나물김치, 백김치, 양배추김치, 고들빼기김치, 총각김치, 가지김치, 파김치, 호박김치, 초김치, 시금치김치, 비늘김치, 물김치, 부추김치, 전복김치, 박김치, 채칼김치, 쌀겨김치, 고구마 줄기김치, 고추김치, 씀바귀김치, 열무김치,열무물김치, 오이소박이, 섞박지, 무동치미, 무깍두기, 굴깍두기, 젓국지, 무짠지, 무장아찌, 고추장아찌, 오이장아찌, 마늘장아찌, 배추장아찌, 더덕장아찌 중에서 선택되어지는 김치류나, 닭식해, 가자미식해, 정식해, 안동식해, 동태식해, 도루묵식해, 연안식해 중에서 선택되어지는 식해류나, 명란젓, 창란젓, 어리굴젓, 뱅어젓, 꼴뚜기젓, 조개젓, 조기젓, 황석어젓, 대합젓, 홍합젓, 멸치젓, 새우젓, 굴젓, 토하젓 중에서 선택되어지는 젓갈류나, 감주, 주스, 우유, 홍차, 두유, 수정과 중에서 선택되어지는 음류나, 소주, 포도주, 맥주, 막걸리, 민속주, 위스키 중에서 선택되어지는 알콜류나, 간장, 된장, 고추장 춘장 중에서 선택되어지는 장류 등을 만들 때 제조공정수로 사용될 수 있다.

또한 본원에서 제공되는 규소 수는 로션, 샴푸, 린스, 세안수, 세재, 세탁비누, 치약 중에서 선택되어지는 화장품이나 생활용품류의 제조공정수로 사용되는 경우 피부나 머릿결이나 잇몸에 이로움을 줄 수 있고, 사람이 사용하는 목욕용수나 세안수로 사용되는 경우에도 피부에 이로움을 줄 수 있도록 포함되어 사용될 수 있다.

상기에서 살펴본 바와 같이 인체에 섭취 및 음용된 미네랄 성분은 뼈, 근육, 피부, 혈액 등을 구성하는 주성분이면서 인체의 모든 신진대사를 조절해주는 역할을 하는 미네랄의 역할은 매우 중요하다 할 수 있으나, 미네랄은 음용 후 몸 안에서 스스로 만들어지지 않고, 식품 섭취나 음용수를 섭취하면서 보충해야 가능할 뿐만 아니라 세계적으로 권위를 자랑하는 SCI(Science Citation Index)급 논문과 해외 유명 학술지 등에서 규소의 미네랄성분이 인체에 매우 유익한 정보를 제공한다고 증명하고 있음에도 불구하고, 인체에 유익하고 필요로 하는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속류가 포함된 규소수를 제조할 수 있는 방법이 미진하거나 전무했던 종래의 기술의 제반 문제점을 개선 및 해소하는 효과를 갖는다.

본원 공정을 거치는 공법으로 적용되는 경우 먹는물(음용수) 수질기준을 벗어나지 않으면서, 대체적으로 간단한 공정에 의해 저렴한 가격으로 인체의 신진대사에 매우 유익하고, 필요로 하는 알칼리 금속 및 알칼리 토금속류와 규소의 미네랄 성분이 더 포함된 규소수를 제조할 수 있어, 종래의 단순히 미량 함유된 미네랄성분의 문제점을 크게 개선할 수 있도록 인체의 활발한 신진대사 제공하여 더욱 건강한 삶을 유지할 수 있는 규소수를 제공하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 규소수를 제조하기 위한 개략 공정도

본원의 기술사상을 구현하기 위한 발명의 실시내용을 실시예로 기재하기에 앞서, 본 출원의 명세서나 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 될 것이며, 본원의 보호범위는 본원발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 할 것이며, 본 명세서에 기재된 예시는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본원의 기술사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 할 것이다.

이하, 본 발명을 다음의 실시 예에 의하여 본원의 기술사상이 적용되는 예를 상세하게 설명하고자 한다.

실시 예 1

규소 수의 제조 가능성을 확인하기 위하여 (주)에스켐텍에서 구입한 액상 규산나트륨 3종 250 g을 정확히 측량한 후 500 ml의 볼륨메트릭 플라스크(Volumetric flask)로 희석시켜 용해시켰다. 유리 컬럼 내부에 삼양사 양이온교환수지(SK1BH)를 충진시키고, 컬럼 안에 희석된 액상 규산나트륨 용액을 통과시키게 하여 나트륨이 제거된 규소 수 용액을 제조하였다. 제조된 규소 수의 안정성을 확인하기 위하여 나트륨을 제거한 다음 1개월간 실내온도에서 방치 후 용액의 Si 함량을 확인하고자 하였다.

실시 예 2

규소수의 제조 가능성을 확인하기 위하여 (주)에스켐텍에서 구입한 액상 규산칼륨(Model: POSIL 45) 250 g을 정확히 측량한 후 500 ml의 볼륨메트릭 플라스크(Volumetric flask)로 희석하였다. 유리 컬럼 내부에 삼양사 양이온교환수지(SK1BH)를 충진시키고, 컬럼 안에 희석된 액상 규산칼륨 용액을 통과시키게 하여 칼륨이 제거된 규소수 용액을 제조하였다. 제조된 규소수의 안정성을 확인하기 위하여 나트륨을 제거한 다음 1개월간 실내온도에서 방치 후 용액의 Si 함량을 확인하였다.

실시 예 3

규소가 포함된 규소수가 수중에 공급된 칼슘과 마그네슘과 같은 알칼리 토금속류와의 반응 생성물의 가능성을 확인하기 위하여 실시 예 1에서 제조된 용액 100 ml와 포화된 수산화칼슘 용액 100 ml를 함께 혼합하고, 1개월간 실내온도에서 방치 후 용액의 Si 함량을 확인하였다.

실시 예 4

규소가 포함된 규소 수가 수중에 공급된 칼슘과 마그네슘과 같은 알칼리 토금속류와의 반응 생성물의 가능성을 확인하기 위하여 실시 예 2에서 제조된 용액 100 ml와 포화된 수산화칼슘 용액 100 ml를 함께 혼합하고, 1개월간 실내온도에서 방치 후 용액의 Si 함량을 확인하였다.

비교 예 1~2

규산나트륨과 규산칼륨을 희석하기 용액으로 정제된 3차 증류수를 이용하였다.

비교 예 3~4

증류수에 과잉의 수산화칼슘 분말을 측량한 후 1시간 동안 교반한 다음 여과하여 수산화칼슘의 포화용액을 제조하였다.

비교 예 1~4 및 실시 예 1~4의 결과를 표 1에 나타냈으며, Si의 분석은 Thermo Scientific iCAP 6500 duo Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer(ICP-AES)에 의해 측정되었다.

구분	Si(%)		Ca(ppm)
	결과치	이론치	결과치	이론치
실시 예 1	7.03	7.00	N. D.	-
실시 예 2	4.26	4.43	N. D.	-
실시 예 3	3.50	3.50	480	-
실시 예 4	2.12	2.21	476	-
비교 예 1	N. D.		N. D.
비교 예 2	N. D.		N. D.
비교 예 3	N. D.		965
비교 예 4	N. D.		965
N.D.는 non-detectable을 의미하며, 상기 시료의 검출한계는 Si: 0.1 ppm, Ca: 0.05 ppm임

상기 표 1에서 나타낸 바와 같이 본 발명에 의해 양이온이 제거된 규소수가 제조될 때 수중의 규소가 Si로서 7 % 농도로 용해된 규소수인 경우 물리적. 화학적으로 안정된 상태를 유지하고 있음을 확인할 수 있었으며, 이론치와 유사한 결과가 나타남을 확인할 수 있음에 따라 양이온이 제거된 고농도의 규소수를 각 분야의 용도에 맞게 적절히 희석하여 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다.

특히 알칼리 토금속류인 칼슘과 반응하여 불용성의 규산칼슘이 형성되지 않고, 수중에 이온상태로 함께 공존하고 있는 사실이 확인됨에 따라 본원의 기술사상과 같이 규소 수에 임의대로 미네랄 원소를 추가로 공급하는 경우에도 제조된 규소 수에 미치는 영향이 없음을 확인할 수 있었다.

따라서 본 발명에 의해 제조된 규소 수를 다양한 분야에 희석하여 사용할 수 있음을 확인할 수 있었다.

규소 수의 효과에 대한 실시예 5

상기 실시 예 1의 제조방법에 준해서 제조된 7.03 %의 고농도 규소수를 1/1,000배 생수에 희석하여 Si로서 70 ppm 농도가 유지되는 음용수를 제조한 후 폐경 후 여성(여성의 평균 나이는 57.3세) 47명에게 3개월간 음용하게 한 후 척추 골밀도를 확인하였다. 이 때 본 실험에 사용된 음용수의 pH는 6.9를 나타냈다.

규소 수의 효과에 대한 실시예 6

규소수에 초산칼슘 및 초산마그네슘을 공급하여 Si로서 70 ppm, Ca으로서 25 ppm, Mg로서 50 ppm 농도가 유지되는 음용수를 제조한 것을 제외하고 실시 예 5와 동일하게 수행하였다. 이 때 본 실험에 사용된 음용수의 pH는 7.2를 나타냈다.

규소 수의 효과에 대한 비교 실시예 5~6

규소 수의 효과에 대한 실시 예 5~6을 수행하기 전에 실험대상 폐경 후 여성 47명의 척추 골밀도를 측정한 결과자료로서, 비교 실시예 5~6과 규소 수의 효과에 대한 실시예 5~6의 결과를 표 2에 나타냈으며, 골밀도 측정은 특정인과 젊은 어른들의 정상 최대 골밀도값과의 차이를 정상골밀도 차이의 표준편차로 나누어 얻어내는 T-score로 나타냈으며, 표 2의 분석결과는 산출된 개개인의 골밀도의 결과를 총 합한 후 환자 수를 나눈 평균값으로 하였다.

구분	골밀도(T-score)
실시 예 5	-2.096
실시 예 6	-1.484
비교 예 5~6	-2.636
T-score : 정상: -1 이내 골결핍 혹은 낮은 골밀도군 : -1 ~ -2.5 골다공증 : -2.5 이하 심한 골다공증은 -2.5 이하의 T-score를 보임과 동시에 한 부위 이상의 비외상성 골절(feagility fracture)이 동반될 때

표 2에 나타낸 바와 같이 폐경 후 골다공증을 앓고 있는 여성환자들에게 단독의 규소수를 음용하게 하였을 경우 골다공증의 수치가 낮아짐을 확인할 수 있었으며, 특히 뼈의 성분인 칼슘성분을 부가적으로 공급하여 음용하게 하였을 경우 골다공증의 수치가 휠씬 낮아짐을 확인할 수 있음에 따라 본 발명에 의한 규소수가 포함된 미네랄를 함께 음용하게 할 경우 신진대사를 더욱 활성화시켜 골다공증 예방에 기여할 수 있을 것으로 예측할 수 있다.

규소 수의 효과에 대한 닭 적용 실시 예 7

상기 실시 예 1의 제조방법에 준해서 제조된 7.03 %의 고농도 규소수를 1/100배 수돗물에 희석하여 Si로서 700 ppm 농도가 유지되는 음용수를 제조한 후 pH를 7.0으로 맞춘 다음 5개월간 토종닭의 음용수로 제공하면서 성장속도를 확인하였다. 본 실험에 사용된 닭은 20마리의 수컷 토종닭을 대상으로 실험하였으며, 부화한 지 1주일 경과한 날부터 음용수로 제공하였다. 토종닭의 성장속도는 본 발명의 음용수를 제공한 날부터 매월 토종닭 20마리의 무게를 각각 측량하고, 총합을 확인한 후 실험 대상 마리수로 나눈 평균값의 무게로 확인하였다.

규소 수의 효과에 대한 닭 적용 실시 예 8

수산화칼슘 및 돌로마이트(Dolomite)의 포화용액을 혼합하여 Si로서 700 ppm, Ca으로서 76 ppm, Mg로서 64 ppm 농도가 유지되는 음용수를 제조한 것을 제외하고는 실시 예 7과 동일하게 수행하였다.

비교 예 7~8

음용수로 단독의 수돗물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 7~8과 동일하게 수행하였으며 실시 예 7~8의 결과 대비를 표 3에 나타냈다.

구분	토종닭의 체중(kg)
	1개월 후	2개월 후	3개월 후	4개월 후	5개월 후
실시 예 7	0.448	0.985	1.424	1.865	2.325
실시 예 8	0.459	1.044	1.672	2.064	2.572
비교 예 7~8	0.397	0.872	1.294	1.763	2.146

비교 예 7~8 및 실시 예 7~8에 나타낸 바와 같이 토종닭에 단순히 수돗물을 음용수로 5개월간 주었을 경우 수컷 토종닭의 평균 체중은 2.146 kg인 반면, 본 발명에 의한 단독의 규소수와, 규소수에 미네랄 성분을 함께 공급하였을 때 단독의 규소를 제공하였을 경우 2.325 g으로서 체중이 8.34 % 높아졌음을 확인할 수 있으며, 규소수에 미네랄 성분이 함께 제공하였을 경우 체중이 19.8 % 높아진 결과를 확인할 수 있었다. 이에 따라 본 연구의 규소 수를 동물의 사료제조공정수로 사용하거나 음용수에 공급할 경우 축산, 가축분야에도 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

치매환자를 대상으로 한 실시예 9

치매의 원인인 알루미늄을 본 발명에 의한 규소 수에 의해 저감될 수 있는 가능성을 확인하기 위하여, 식사에 필요한 주식류, 부식류, 김치류, 젓갈류 및 음용류, 장류 등 본 실험에 참여할 치매환자가 섭취할 모든 음식에 상기 실시 예 1의 제조방법에 준해서 제조된 7.03 %의 고농도 규소수를 희석하여 주식류를 포함시켜, 모든 음식에 Si로서 평균 150 ppm 농도가 유지하도록 준비하였다. 이 때 정확한 실험결과를 위해서 조리를 할 때 알루미늄의 공급원이 될 수 있는 알루미늄 식기류 및 양은 그릇, 또 알루미늄 호일(Aluminum foil) 등을 사용하지 않았으며, 본 실험에 참여한 치매환자의 평균 나이는 66.5이었으며, 18명(남자: 7명, 여자: 11명)의 치매환자를 대상으로 매월 1회 실험하였으며, 총 3개월에 걸쳐 총 3회 실시하였다.

치매환자를 상대로 알루미늄 량을 확인하기 위하여 주식류를 포함한 모든 음식에 규소수가 포함된 날로부터 각각 1개월 경과 후의 환자들의 혈액을 채취하여 극초단파 전처리기(CEM사 Microwave digestion system, MARS X press)에 의해 전치리 한 후 Thermo Scientific iCAP 6500 duo Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometer(ICP-AES)에 의해 알루미늄을 정량 분석을 실시하였으며, 이 때 알루미늄의 분석결과는 산출된 개개인의 혈중 알루미늄 결과를 총 합한 후 환자 수를 나눈 평균값으로 하였다.

비교 예 9

실시예 9를 수행하기 직전에 혈액을 채취한 후 극초단판 전처리기로 전처리한 후 ICP/ES에 의해 알루미늄을 정량 분석하였으며, 정상인과 치매환자와의 알루미늄 농도차이를 확인하기 위하여 23세의 건강한 남성의 혈중 알루미늄 량을 확인하였으며 실시예 9와의 대비결과를 표 4에 나타냈다.

구분	Al(ppb)
실시 예 9	1개월 경과	2개월 경과		3개월 경과
	194.8	116.9		42.54
비교 예 9	실험전 치매환자		정상인
	232.8		3.24

표 4에 나타낸 바와 같이 알루미늄의 공급원을 차단하면서 치매환자 18명에게 본 발명의 규소수가 포함된 모든 식단을 준비하고, 3개월간 규소가 포함된 음식을 섭취하게 하였을 때 정상인과 같은 낮은 농도의 알루미늄 결과는 나타나지는 않았으나, 연속적으로 노인들의 혈중 알루미늄 농도 감소되고, 3개월 경과 후 초기 알루미늄의 농도보다 4~5배가 낮아짐이 확인됨에 따라 본 발명의 규소수를 음식에 포함시키고, 치매환자 또는 치매가 예상되는 환자에게 장시간 음용하거나 섭취하게 할 경우 알루미늄에 의한 치매 원인을 줄이거나 방지 또는 치료할 수 있음을 예상할 수 있었다.

또한 발명자는 본원의 규소 수가 화장품 제조공정에 가공수로서의 활용 가능성을 확인하기 위하여 발명자 여식의 고교친구들을 대상으로 사전에 충분한 설명을 한 후 관능검사를 실시하고자 하였다.

화장품 제조공정에 사용되는 가공수 로서의 활용가능성을 확인하기 위한 실시 예 10

상기 실시예 1의 제조방법에 준해서 제조된 7.03 %의 고농도 규소수 250 g을 측량하고, pH를 7.0으로 맞춘 다음 헤어샴프에 포함되는 계면활성제를 측량한 후 500 ml로 희석하여 Si로서 3.51 % 포함된 헤어샴프를 제조하고, 여성 45명(평균나이 24.8세)을 대상으로 머리카락의 윤기를 확인하고자 하였다.

화장품 제조공정의 가공수 로서의 활용가능성을 확인하기 위한 실시 예 11

상기 실시 예 10의 제조방법에 준해서 제조된 7.03 %의 고농도 규소수 250 g을 측량하고, pH를 7.0으로 맞춘 다음 바디샴프에 포함되는 계면활성제를 측량한 후 500 ml로 희석하여 Si로서 3.51 % 포함된 바디샴프를 제조하고, 여성 12명, 남성 14명으로서 이 때 실험에 참가한 사람들의 평균나이 37.7세이었으며, 바디샴프를 이용한 실험대상인들의 피부 탄력성을 조사하고자 하였다.

화장품 제조공정의 가공수 로서의 활용가능성을 확인하기 위한 실시 예 12

단독의 규소수가 피부에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 세수를 한 후 상기 실시 예 1의 제조방법에 준해서 제조된 7.03 %의 고농도 규소수 원액을 pH를 7.0으로 맞춘 다음 스킨을 사용하듯이 손바닥에 적당히 묻히고, 손바닥 및 손등을 비벼 마찰에 의해 건조시킨 다음 고농도 규소수에 대한 피부 보습성을 조사하고자 하였다.

비교 예 10

시판되는 헤어샴푸 제조 함량과 동일하게 계면활성제를 첨가한 것을 제외하고 실시 예 10과 동일하게 수행하였다.

비교 예 11

시판되는 바디샴푸(Body shampoo) 제조 함량과 동일하게 계면활성제를 첨가한 것을 제외하고 실시 예 11과 동일하게 수행하였다.

비교 예 12

세수를 한 후 손바닥과 등에 어떠한 방법을 동원하지 않고, 단지 수건으로 닦아주는 방법으로 비교하고자 하였다.

관능검사는 발명자 여식의 고등학교 친구들 15명을 대상으로 헤어샴프에서는 머리카락의 윤기를 중심으로, 바디샴프에서는 피부의 탄력성을 중심으로, 세안스킨에서는 피부 보습성을 중심으로 9점 항목척도법(9점:대단히 좋다, 1점:대단히 싫다)에 의해 실시하고 비교 예 10~12의 결과와 실시 예 10~12의 결과를 평균점수로 비교하여 표 5에 나타냈다.

구분	모발 윤기성	피부의 탄력성 & 보습성
실시 예 10	8.6	-
실시 예 11	-	8.2
실시 예 12	-	7.8
비교 예 10	6.3	-
비교 예 11	-	5.8
비교 예 12	-	4.5

표 5에 나타난 결과로부터 헤어샴프나 바디샴프나 세안스킨수에 있어서 규소수가 포함되지 않았을 때보다 규소수를 포함하였을 때 머릿결 및 피부의 탄력성, 피부보습성이 더욱 향상되는 결과를 확인할 수 있음으로부터 화장품 분야에 적용될 가능성이 높고, 특히 모발 윤기성 및 피부탄력성 향상에 효과가 있을 것으로 예상된다.

상기에 기재된 실험결과 이외에도 발명자는 더욱 많은 실험과정을 시행오차 과정을 거치면서 규소 수가 인체에 유익하게 작용하는 정확한 메카니즘은 규명하지 못하지만 세계적으로 권위를 자랑하는 SCI(Science Citation Index)급 논문과 해외 유명 학술지 등에서 언급하고 있는 규소성분 및 미네랄성분이 생체기능을 더욱 활성화시켜 인체에 매우 건강한 삶을 제공할 수 있다고 하는 가능성의 제시에 충분한 이유와 근거가 있다고 인식하게 되었고, 발명자는 규소를 함유한 규소 수를 어떻게 값싸게 만들어 이를 직접 음용하게 하거나, 또는 각종 식품제조공정이나 조리공정의 공정수로 이용하여 식품을 식음 할 때 규소 수를 간접 식음시키도록 하거나, 또는 화장품이나 샴프, 헤어 세정제와 같은 인체와 관련된 생활용품 제조공정의 공정수로서 규소 수를 사용하게 하여 피부와 머릿결을 윤택하게 하거나 목욕이나 세안수로 사용하여 인체나 피부에 유익을 줄 수 있는 방안을 줄 수 있는 결과를 확인하고자 수년간 연구하여 왔고, 본원에 제시된 결과로부터 많은 의문점을 현장에서 확인하고 출원에 이르게 되었으며, 본 발명에 따른 간단한 제조공법에 따라 가격 경쟁력을 갖춘 규소 수를 얻고, 이 규소 수를 적용하여 사람이나 동물의 건강을 도모하고 삶을 윤택하게 할 수 있는 규소 수의 이용방법에 관한 기술사상을 개시하고자 하였다.

본원에서 제공되는 규소 수를 얻기 위해 적용되는 규소 수의 개략적인 제조공정도는 도 1에 제시되어 있는바, 그 일 적용실시양태는 규산염 용해단계-> 양이온 제거단계-> 희석단계-> pH 조절단계 -> 여과단계 - > 살균단계의 공정으로 적용될 수 있음이 도 1에 제시되어 있다.

본원에서 규소 수를 얻기 위한 제조장치의 일 적용예를 도 2를 통하여 설명하여 보면, 도 2a는 규소 수를 얻기 위한 메인구성을 나타낸 것이고, 도 2b는 상기 메인구성에 병열로 연결되어 선택적으로 적용되어 원하는 농도의 규소 수를 얻기 위한 장치의 적용예를 나타낸 것이다.

도 2a는 본원에서 적용 가능한 규소 수 제조장치(30)가 상부 하우징부에 2개의 여재층을 갖고 하부하우징에 필터부를 갖는 단순구성으로 상향류 흐름구조로 제공될 수 있는 실시양태를 나타내고자 한 것으로, 상부로 여재층1(31)에는 여재층2를 먼저 거치면서 만들어진 규소 수의 pH 수치를 조절함과 동시에 미네랄 성분을 포함시키기 위한 내용물이 담기고, 여재층2(32)에는 본원에서 제공하고자 하는 규소성분을 물에 함유시키기 위해 액상의 규산나트륨 1종(Na₂O: 17~18 %, SiO₂: 36~38 %), 액상의 규산나트륨 2종(Na₂O: 14~15 %, SiO₂: 34~36 %), 액상의 규산나트륨 3종(Na₂O: 9.0~10 %, SiO₂: 28~30 %), 액상의 규산나트륨 4종(Na₂O: 6.0~7.0 %, SiO₂: 23~25 %), 분말의 규산나트륨, 액상규산칼륨 중에서 선택되어지는 규산염(Silicate)물질이 여재층2(32)에 채워지는 구성을 갖도록 제공되고 제조장치(30)의 유입부(34)로는 수돗물이나 정수(淨水)가 유입되어 먼저 필터부(33)를 통하여 이물질이나 부유물이 여과된 후 여재층2(32)을 거치면서 규소 수를 얻을 수 있는바, 실제 본원의 규소 수 제조장치(30)가 제공될 때에는 반복적인 실험을 통하여 여재층1(31)과 여재층2(32)의 높이를 조절하면서 또한 규산염과 미네랄 물질의 사용량을 조절하며 최적 상태의 규소 수가 제공되도록 실험이 필요할 것이다.

본원에서 제공되는 제조장치의 상부 여재층1(31)에는 산화칼슘(CaO), 수산화칼슘(Ca(OH)₂), 칼슘아스코베이트(ascorbic acid calcium salt, Ca(C₆H₇O₆)₂), 탄산칼슘(CaCO₃), 염화칼슘(CaCl₂), 초산칼슘마그네슘(Acetic acid calcium magnesium salt), 초산칼슘(C₄H₆CaO₄), 초산마그네슘(C₄H₆MgO₄), 탄산마그네슘-수산화마그네슘-5수화물[(MgCO₃)₄?Mg(OH)₂?5H₂O], 염화마그네슘(MgCl₂), 구연산마그네슘(Magnesium citrate), 수산화마그네슘(Mg(OH)₂), 산화마그네슘(MgO), 초산칼륨(CH₃COOK), 염화칼륨(KCl), 구연산칼륨(Potassium citrate), 수산화칼륨(KOH), 탄산칼륨(K₂CO₃), 탄산수소칼륨(KHCO₃), 수산화나트륨(NaOH), 탄산나트륨(Na₂CO₃), 탄산수소나트륨(NaHCO₃), 초산나트륨(CH₃COONa), 구연산나트륨(Sodium citrate), 탈크(Talc, Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂), 포르스테라이트(Forsterite, Mg₂SiO₄), 엔스테타이트(Enstatite, MgSiO₃), 클리노엔스테타이트(Clinoenstatite, MgSiO₃), 크리소타일(Chrysotile, Mg₃Si₂O₅(OH)₄), 리자다이트(Lizardite, Mg₃(OH)₄Si₂O₅), 스파다이트(Spadaite, MgSiO₂(OH)₂?H₂O), 세피오라이트(Sepiolite, Mg₄Si₆O₁₅(OH)₂?H₂O), 라후리나이트(Loughlinite, Na₂Mg₃Si₆)₁₆?H₂O), 에이펠라이트(Eifelite, KNa₃Mg₄Si1₂O₃₀) 중에서 선택되는 성분이 재치되어 여재층1을 거치며 얻어진 규소 수의 pH 수치를 조절함과 동시에 미네랄 성분을 포함시켜 상부 배출구(35)를 통해 배출시키는 시스템으로 제공될 수 있는바, 하부로 마련되는 필터부(33)는 부유물의 유입을 차단하도록 기능하는 것으로, 중앙부로 막힘구조(33a)를 갖고, 유입수가 중앙으로 흐르지 않고 측부로 분산되어 여과재(33b)를 거쳐 여과되는 구조를 이루며, 또한 여과재(33b)의 내구성을 높이기 위해 여과재의 중앙에 다공구조의 스텐레스판재 심지부(33c)를 갖고 심지부의 상하 외면을 여과재(33b)가 감싼 구조로 제공될 수 있으며, 필터부(33)를 거친 유입수는 여재층2(32)을 거치며 규소 수를 얻게 되는바, 여재층2(32)에는 여재받침부(32a)의 중앙부에 유입부를 갖고 유입된 용수가 규산염(Silicate)물질이 충진된 다수개의 격벽(32b)을 거치며 흐르도록 유도되되, 다수개의 격벽(32b)은 일측은 상부통수구(32c), 타측은 하부통수구(32d)를 교호적으로 갖도록 제공되고 격벽사이에는 규산염(Silicate)물질이 충진되어 있어서 유입된 물이 한쪽 만을 경유하여 흐르지 않고 전체 격벽 사이에 충진된 규산염(Silicate)물질을 경유하여 여재층1(31)으로 보내지게 되며, 여재층1(31)도 지그재그 형태로 흐름을 유도하기 위하여 여재받침부(31a)의 중앙부는 막히고 외측 격벽(32b) 외부쪽으로 유입수가 들어가서 미네랄 용출성분이 충진된 다수개의 격벽(31b)을 거치며 지그재그 흐름을 이루도록 격벽(31b)이 일측에 부분적으로 상부통수구(31c), 타측에 부분적으로 하부통수구(31d)를 갖도록 제공되어 유입된 규소 수가 미네랄 용출성분과 충분히 접촉되어 pH수치가 조절된 규소 수로 변환시켜 중앙의 배출공(31e)을 거쳐 상부 배출구(35)를 통해 배출시키는 구성으로 제공될 수 있으며, 상부하우징을 이루는 여재층1(31)이나 여재층2(32) 및 프레필터(33)를 감싸는 하부하우징은 오링이나 기타 실링재로 수밀구조를 이루면서 볼팅체결되거나 상부하우징과 하부하우징 사이에 암수 결합구조를 갖는 구성으로 제공되어 필요한 경우 상부하우징과 하부하우징을 쉽게 분리시켜 여재를 교환하거나 청소를 해줄 수 있도록 제공되는 것이 바람직하며, 하부하우징 저부 일측으로는 필터층을 통과하지 않는 찌끼를 배출하기 위한 드레인부(36)를 갖는 구성으로 규소 수 제조장치가 제공될 수 있는 적용예를 나타낸 것이다.

도 2b는 도 2a의 규소 수 제조장치에 선택적으로 연결되어 사용될 수 있는 챔버나 필터구조를 나타내고자 한 것으로, 예를 들면 챔버 1(41)에는 양이온 제거공정을 수행하는 이온교환수지가 들어 있어서 제거공정을 수행할 수 있도록 제공되고,챔버 2(42)에는 규소 수를 얻기 위한 공정 중에 원하지 않는 이물질 성분이나 부유물질을 제거하기 위한 필터형태로 제공되고, 챔버 3(43)에는 규소 수 제조하는 과정 중 음용수 중에 발생된 감염된 세균을 박멸하기 위한 살균필터로 제공되고, 챔버 4(44)에는 최종적으로 음용수로 제공하기 위한 희석이나 기능원료 추가공정을 수행하는 실시양태로 적용되어 최종적으로 최상조건의 규소 수를 얻어서 규소 수 저류조(50)에 저장되어 각종 식품의 가공공정의 공정수 등으로 이용되도록 제공될 수 있다.

도 2를 통하여 제시된 적용양태는 다중급식이용시설 등에 설치되어 사용될 수 있는 규소 수 정수기 형태를 제시한 것이나, 본원의 기술사상이 가정용 정수기로 소규모로 제공될 수 있음도 당연하다 할 것이다.

30 : 규소 수 제조장치 31 : 여재층 1
32 : 여재층 2 33 : 필터부
34 : 유입부 35 : 상부 배출구
36 : 드레인부 41 : 챔버 1
42 : 챔버 2 43 : 챔버 3
44 : 챔버 4 50 : 저류조

Claims (13)

1. 음용수 수질기준에 적합하도록 제공되는 물 중에 알칼리금속 및 알칼리토금속류의 미네랄 성분과 규소의 성분을 함유하도록 제공되는 규소 수의 제조방법에 있어서,
   규소성분을 물에 함유시키기 위해 액상의 규산나트륨 1종(Na₂O: 17~18 %, SiO₂: 36~38 %), 액상의 규산나트륨 2종(Na₂O: 14~15 %, SiO₂: 34~36 %), 액상의 규산나트륨 3종(Na₂O: 9.0~10 %, SiO₂: 28~30 %), 액상의 규산나트륨 4종(Na₂O: 6.0~7.0 %, SiO₂: 23~25 %), 분말의 규산나트륨, 액상규산칼륨 중에서 선택되어지는 규산염(Silicate)물질을 정수에 용해시켜서 규소(Si)수를 얻는 규산염(Silicate) 용해공정을 기본공정으로 포함하고,
   수중에 용해된 규산염 중의 단독 양이온을 제거하기 위한 양이온 제거공정이나, 규산염의 농도를 적절히 유지하기 위한 희석공정이나, 음용수 수질조건에 적합하도록 응용수의 수소이온농도를 조절하기 위한 pH 조절공정이나, 음용수 중의 이물질이나 부유물질을 제거하기 위한 여과공정이나, 규소 수를 제조하는 과정 중 음용수 중에 발생된 감염된 세균을 박멸하기 위한 살균공정 중에서 선택되는 보조공정을 포함하여 규소 수를 얻는 것을 특징으로 하는 규소 수 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기의 규소 수 제조공정 중 규산염이 용해된 물 중에 단독의 양이온 물질을 제거시키기 위한 공정이 필요한 경우 이온교환수지의 기초 고분자 모체부분을 R로 표시할 때 R-SO₃H 또는 R-COOH로 표시되는 양이온교환수지를 사용하여 규산염 중의 양이온만 흡착 제거시키는 제거공정이 추가되는 것을 특징으로 하는 규소 수 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기의 규소 수 제조공정으로 만들어진 규소 수에 음용수 수질조건에 적합한 수소이온농도(pH)로 조절하고 미네랄성분을 함유하도록 하기 위하여 산화칼슘(CaO), 수산화칼슘(Ca(OH)₂), 칼슘아스코베이트(ascorbic acid calcium salt, Ca(C₆H₇O₆)₂), 탄산칼슘(CaCO₃), 염화칼슘(CaCl₂), 초산칼슘마그네슘(Acetic acid calcium magnesium salt), 초산칼슘(C₄H₆CaO₄), 초산마그네슘(C₄H₆MgO₄), 탄산마그네슘-수산화마그네슘-5수화물[(MgCO₃)₄?Mg(OH)₂?5H₂O], 염화마그네슘(MgCl₂), 구연산마그네슘(Magnesium citrate), 수산화마그네슘(Mg(OH)₂), 산화마그네슘(MgO), 초산칼륨(CH₃COOK), 염화칼륨(KCl), 구연산칼륨(Potassium citrate), 수산화칼륨(KOH), 탄산칼륨(K₂CO₃), 탄산수소칼륨(KHCO₃), 수산화나트륨(NaOH), 탄산나트륨(Na₂CO₃), 탄산수소나트륨(NaHCO₃), 초산나트륨(CH₃COONa), 구연산나트륨(Sodium citrate), 탈크(Talc, Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂), 포르스테라이트(Forsterite, Mg₂SiO₄), 엔스테타이트(Enstatite, MgSiO₃), 클리노엔스테타이트(Clinoenstatite, MgSiO₃), 크리소타일(Chrysotile, Mg₃Si₂O₅(OH)₄), 리자다이트(Lizardite, Mg₃(OH)₄Si₂O₅), 스파다이트(Spadaite, MgSiO₂(OH)₂?H₂O), 세피오라이트(Sepiolite, Mg₄Si₆O₁₅(OH)₂?H₂O), 라후리나이트(Loughlinite, Na₂Mg₃Si₆)₁₆?H₂O), 에이펠라이트(Eifelite, KNa₃Mg₄Si1₂O₃₀) 중에서 선택되는 성분을 용출 또는 용해시키는 방법에 의해 수소이온농도를 조절함과 동시에 미네랄성분을 함유시키도록 제공되는 것을 특징으로 하는 규소 수 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기의 규소 수 제조공정 중 살균공정이 필요한 경우 염소소독, 이산화염소, 오존처리, 자외선 UV 살균 소독, 은 이온 살균법, 살균 여과방법, 고온 살균 소독, 저속 샌드필터 방식 중에서 선택되어지는 살균처리공정이 추가되는 것을 특징으로 하는 규소 수 제조방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기의 규소 수 제조공정 중 여과공정이 필요한 경우 물리적 여과방식이나 생물학적 여과방식 중에서 선택되는 여과수단에 의해 수중의 이물질이나 부유물질을 제거시키는 공정이 추가되는 것을 특징으로 하는 규소 수 제조방법.
6. 물 중에 규소성분을 함유하도록 규산염(Silicate)물질을 정수에 용해시켜서규소(Si)수를 얻는 규산염(Silicate) 용해공정을 기본공정으로 포함하고, 수중에 용해된 규산염 중의 단독 양이온을 제거하기 위한 양이온 제거공정이나, 규산염의 농도를 적절히 유지하기 위한 희석공정이나, 음용수 수질조건에 적합하도록 응용수의 수소이온농도를 조절하기 위한 pH 조절공정이나, 음용수 중의 이물질이나 부유물질을 제거하기 위한 여과공정이나, 규소 수를 제조하는 과정 중 음용수 중에 발생된 감염된 세균을 박멸하기 위한 살균공정 중에서 선택되는 보조공정을 수행하여얻은 규소 수의 이용방법에 있어서,
   상기 규소 수가 사람을 포함한 동물이 마시는 음용수로 제공되는 것을 특징으로 하는 규소 수의 이용방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 규소 수가 밥, 죽, 떡, 만두, 빵, 국수, 수제비, 부침개 중에서 선택되는 주식류나 국, 찌개, 전골, 선, 찜, 조림과 초, 볶음, 구이, 전, 편육, 순대, 나물, 쌈, 회, 수란, 마른반찬 중 선택되는 부식류를 가공하거나 조리하는 용수로 사용되는 것을 특징으로 하는 규소 수의 이용방법.
8. 제5항에 있어서,
   상기 규소 수가 김장김치, 오이김치, 보쌈김치, 갓김치, 열무김치, 섞박지 김치, 장김치, 나박김치, 복김치, 미나리김치, 돌나물김치, 백김치, 양배추김치, 고들빼기김치, 총각김치, 가지김치, 파김치, 호박김치, 초김치, 시금치김치, 비늘김치, 물김치, 부추김치, 전복김치, 박김치, 채칼김치, 쌀겨김치, 고구마 줄기김치, 고추김치, 씀바귀김치, 열무김치, 열무물김치, 오이소박이, 섞박지, 무동치미, 무깍두기, 굴깍두기, 젓국지, 무짠지, 무장아찌, 고추장아찌, 오이장아찌, 마늘장아찌, 배추장아찌, 더덕장아찌 중에서 선택되어지는 김치류나, 닭식해, 가자미식해, 정식해, 안동식해, 동태식해, 도루묵식해, 연안식해 중에서 선택되어지는 식해류나, 명란젓, 창란젓, 어리굴젓, 뱅어젓, 꼴뚜기젓, 조개젓, 조기젓, 황석어젓, 대합젓, 홍합젓, 멸치젓, 새우젓, 굴젓, 토하젓 중에서 선택되어지는 젓갈류나, 감주, 주스, 우유, 홍차, 두유, 수정과 중에서 선택되어지는 음류나, 소주, 포도주, 맥주, 막걸리, 민속주, 위스키 중에서 선택되어지는 알콜류나, 간장, 된장, 고추장 춘장 중에서 선택되어지는 장류의 제조공정수로 사용되는 것을 특징으로 하는 규소 수의 이용방법.
9. 제5항에 있어서,
   상기 규소 수가 로션, 샴푸, 린스, 세안수, 세재, 세탁비누,치약 중에서 선택되어지는 화장품류나 생활용품류의 제조공정수로 사용되는 것을 특징으로 하는 규소 수의 이용방법.
10. 제5항에 있어서,
    상기 규소 수가 욕조의 목욕수나 세안수로 사용되는 것을 특징으로 하는 규소 수의 이용방법.
11. 음용수 수질기준에 적합하도록 제공되는 물 중에 알칼리금속 및 알칼리토금속류의 미네랄 성분과 규소의 성분을 함유하도록 제공되는 규소 수의 제조장치에 있어서,
    규소성분을 물에 함유시키기 위해 액상의 규산나트륨 1종(Na₂O: 17~18 %, SiO₂: 36~38 %), 액상의 규산나트륨 2종(Na₂O: 14~15 %, SiO₂: 34~36 %), 액상의 규산나트륨 3종(Na₂O: 9.0~10 %, SiO₂: 28~30 %), 액상의 규산나트륨 4종(Na₂O: 6.0~7.0 %, SiO₂: 23~25 %), 분말의 규산나트륨, 액상규산칼륨 중에서 선택되어지는 규산염(Silicate)물질을 정수에 용해시켜서 규소(Si)수를 얻는 규산염(Silicate) 용해수단과,
    상기의 용해공정을 통하여 얻은 규소 수의 수소이온농도(pH)를 조절하고 미네랄성분을 함유하도록 하기 위하여 산화칼슘(CaO), 수산화칼슘(Ca(OH)₂), 칼슘아스코베이트(ascorbic acid calcium salt, Ca(C₆H₇O₆)₂), 탄산칼슘(CaCO₃), 염화칼슘(CaCl₂), 초산칼슘마그네슘(Acetic acid calcium magnesium salt), 초산칼슘(C₄H₆CaO₄), 초산마그네슘(C₄H₆MgO₄), 탄산마그네슘-수산화마그네슘-5수화물[(MgCO₃)₄?Mg(OH)₂?5H₂O], 염화마그네슘(MgCl₂), 구연산마그네슘(Magnesium citrate), 수산화마그네슘(Mg(OH)₂), 산화마그네슘(MgO), 초산칼륨(CH₃COOK), 염화칼륨(KCl), 구연산칼륨(Potassium citrate), 수산화칼륨(KOH), 탄산칼륨(K₂CO₃), 탄산수소칼륨(KHCO₃), 수산화나트륨(NaOH), 탄산나트륨(Na₂CO₃), 탄산수소나트륨(NaHCO₃), 초산나트륨(CH₃COONa), 구연산나트륨(Sodium citrate), 탈크(Talc, Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂), 포르스테라이트(Forsterite, Mg₂SiO₄), 엔스테타이트(Enstatite, MgSiO₃), 클리노엔스테타이트(Clinoenstatite, MgSiO₃), 크리소타일(Chrysotile, Mg₃Si₂O₅(OH)₄), 리자다이트(Lizardite, Mg₃(OH)₄Si₂O₅), 스파다이트(Spadaite, MgSiO₂(OH)₂?H₂O), 세피오라이트(Sepiolite, Mg₄Si₆O₁₅(OH)₂?H₂O), 라후리나이트(Loughlinite, Na₂Mg₃Si₆)₁₆?H₂O), 에이펠라이트(Eifelite, KNa₃Mg₄Si1₂O₃₀) 중에서 선택되는 성분을 용출 또는 용해시키는 수단을 포함하여 제공되는 것을 특징으로 하는 규소 수 제조장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 규소 수 제조장치에 이온교환수지가 들어 있는 챔버에 통과시켜 양이온 제거공정이 수행되는 수단이 추가되어 제공되는 것을 특징으로 하는 규소 수 제조장치.
13. 제11항에 있어서,
    상기 규소 수 제조장치나 음용수 중에 발생된 감염된 세균을 박멸하기 위한 살균필터가 추가되어 제공되는 것을 특징으로 하는 규소 수 제조장치.

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