KR20120120523A

KR20120120523A - 미네랄 수용액 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20120120523A
Application number: KR1020110037927A
Authority: KR
Inventors: 문정진; 장형관; 김종갑; 박인재; 차세연; 강민
Original assignee: 전북대학교산학협력단; 문정진
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2012-11-02
Also published as: KR101246849B1

Abstract

본 발명은 다양한 미네랄 원소를 풍부하게 함유하고 있는 광물질을 이용한 미네랄 수용액 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 흑운모광분 30.0~40.0 중량%, 맥반석분 3.0~7.0 중량%, 일라이트분 3.0~7.0 중량%, 규석분 10.0~20.0 중량% 및 무수탄산나트륨(Na₂CO₃) 30.0~50.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 수용액과 그 제조방법을 제공한다. 본 발명의 미네랄 수용액은 인체에 유해한 중금속이 전혀 포함되지 않은 천연물질로 무항생제 가축의 살균 소독제, 사료 첨가제 및 음수 첨가제로 사용될 수 있다.

Description

미네랄 수용액 및 그 제조방법 {Minerals aqueous solution and its manufacturing method}

본 발명은 다양한 미네랄 원소를 풍부하게 함유하고 있는 광물질을 이용한 미네랄 수용액 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 미네랄 수용액은 인체에 유해한 중금속이 전혀 포함되지 않은 천연물질로 보다 상세하게는 항균 및 항산화 특성에 의한 대장균, 녹농균 등 각종 세균 및 바이러스에 대한 살균소독 기능과 암모니아가스, 아황산가스 등 유독가스를 분해, 발산시켜 축사 내 악취를 제거하는 무항생제 가축의 살균 소독제, 사료 첨가제 및 음수 첨가제로 사용될 수 있는 미네랄 수용액 및 그 제조방법에 관한 것이다.

물은 실질적으로 모든 생물의 신체기능에 관련되어 있다. 더욱이 물이 체내에서 순환율은 다른 어느 물질보다 매우 크다. 그러나 물은 어디에서나 쉽게 구할 수 있으므로 영양소라고 생각하지 않기 쉽지만 공기 중의 산소와 더불어 중요한 영양소이며 미네랄이다. 생물이 먹는 물은 물의 성질에 따라 각종 영양소의 소화, 흡수, 대사 작용, 배설 등 생물이 생존하고 생성활동을 하는데 중요한 역할을 한다. 생물의 체내에서 활용되는 물 공급경로는 음용수(77％), 영양을 흡수할 때의 산화경로(19％), 그리고 사료 또는 먹이(4％)에서 섭취를 한다. 특히, 생물의 물 부족은 배설작용에 장애가 발생하고 사료섭취량 저하를 동반하여 스트레스를 일으키거나 설사를 일으키는 원인이 되기도 한다. 그만큼 생물에 있어 물의 공급은 매우 중요하다.

미네랄(Mineral)이란 주로 광석에 포함된 광물질이나 철, 망간 등의 여러 가지 요소가 있으며 이들은 지하수가 땅속을 흐르며 돌이나 암반을 조금씩 녹여서 물에 흡수된다. 미네랄은 무기질이라도 아주 미량이기는 하지만 사람의 인체 또는 동식물에 필수적으로 필요한 요소이다.

일반적으로 국내의 미네랄 추출기술은 규산염계 광물에서 수용성 규산염을 만드는 것이 전부이며 맥반석, 일라이트, 규석 등은 광물 원재료 그대로 분말화하여 사용하고 있으므로 융,복합 미네랄 수용액에 비해서 성능 및 효과가 떨어지며 산업분야에 적용범위도 극히 제한적이다.

규산염을 이용하여 수용성 규산염을 만드는 기술은 국내 특허 출원 제 10-2010-0003586호에 기술되어 있는데 규산염광물 과 탄산칼슘광물 및 아연함유광물을 혼합하여 수용성규산염을 제조하는 방법이 제시되어 있다.

또한 국내특허 제 10-0700923-0000호는 규산염성분이 함유된 음용수 첨가용 알카리수의 제조방법이 기술되어 있는데 이 방법은 순수규산과 무수탄산나트륨, 헥사메타 인산나트륨, 피로인산나트륨, 탄산칼슘을 배합하여 규산염 수용액을 제조하는 방법을 제시하고 있다.

그러나 상기의 수용액들은 그 특허문헌에서 주장하는 바와 같은 만족할 만한 효과를 나타내지 못하였다. 따라서, 다양한 광물속에서 고순도 미네랄만을 추출하여 농,축산 분야에 효율적으로 사용될 수 있는 미네랄 수용액 및 그 제조방법의 제공이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 항균 및 항산화 특성에 의한 대장균, 녹농균 등 각종 세균 및 바이러스에 대한 살균소독 기능과 암모니아가스, 아황산가스 등 유독가스를 분해, 발산시켜 축사내 악취를 제거하는 환경개선제로서 무항생제 가축의 살균 소독제, 사료 첨가제 및 음수 첨가제로 사용될 수 있는 미네랄 수용액 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

흑운모광분 30.0~40.0 중량%, 맥반석분 3.0~7.0 중량%, 일라이트분 3.0~7.0 중량%, 규석분 10.0~20.0 중량% 및 무수탄산나트륨(Na₂CO₃) 30.0~50.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 수용액을 제공한다.

또한 본 발명은 흑운모광분 30.0~40.0 중량%, 맥반석분 3.0~7.0 중량%, 일라이트분 3.0~7.0 중량%, 규석분 10.0~20.0 중량% 및 무수탄산나트륨(Na₂CO₃) 30.0~50.0 중량%를 균일하게 배합한 후 용융시키는 것을 포함하는 미네랄 수용액 제조 방법을 제공한다.

본 발명의 미네랄 수용액은 인체에 유해한 중금속 이 전혀 포함되지 않은 천연물질로 무항생제 가축의 살균 소독제, 사료 첨가제 및 음수 첨가제로 사용될 수 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 흑운모광분 30.0~40.0 중량%, 맥반석분 3.0~7.0 중량%, 일라이트분 3.0~7.0 중량%, 규석분 10.0~20.0 중량%, 무수탄산나트륨(Na₂CO₃) 30.0~50.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 수용액을 제공한다.

본 발명에 사용된 흑운모의 성분은 하기 표 1과 같다.

흑운모의 성분

성분	SiO₂	Fe₂O₃	Al₂O₃	H₂O	MgO	Na₂O	K₂O	TCO₂	FeO	Cr₂O₃	F	P	S	BaO
백분율	41	1.2	16	1.0	21	0.5	10	0.4	7.8	0.4	2.2	<0.1	<0.1	0.5

흑운모는 운모중 검은색을 띠는 광석으로 신비의 약돌이라고 불리며 　형상은 차돌처럼 생겼으나 비늘같이 한 겹식 떨어지며 　광택이 나는 광석으로서 황토와 맥반석 보다 약 3배 이상 원적외선 방사율(94%)이 높으며 게르마늄 함유량이 36ppm에 이르고, 발암물질을 제거시키는 효능이 있으며 체내의 신진대사를 활발하게 하여 혈액순환과 만성기관지염, 신경성 위염과 허리, 궤양성 대장염, 빈혈, 동맥경화, 당뇨병, 관절염, 건경통, 요통등 노인병은 물론 각종 현대병에 효과가 있다는 연구 결과가 있다.

본 발명에 사용되는 흑운모는 30.0~40.0 중량%의 양으로 사용되는 것이 바람직한데, 30.0 중량% 이하일 경우 신진대사 활성화의 효과를 충분히 얻는데 문제가 있으며, 40.0 중량%를 초과하는 경우 부작용이 발생할 수 있다.

본 발명에서 사용된 맥반석의 성분은 하기 표 2와 같다.

맥반석의 성분

성분	Al₂O₃	SiO₂	Fe₂O₃	CaO	MgO	K₂O	NA₂O	P₂O	MnO	Ti
백분율	13.7	70.9	3.4	1.6	0.7	2.4	3.5	0.1	0.2	0.1

맥반석은 화강섬록반암에 속한다. 석영과 장석이 섞여 보리밥으로 만든 주먹밥 같다고 하여 맥반석이라 불린다. 주성분은 무수규산, 산화알루미늄이다. 누런 백색을 띤 것은 여과제, 소염제등으로 쓰여 약석이라 불린다. 무기물과 미네랄이 풍부하게 함유가 되어 있어서 그 쓰임새가 날로 확대되고 있다. 맥반석은 이미 고대 때부터 많이 이용을 해왔는데 주로 환약을 정제할 때 여과재나 등창, 종기 등 각종 피부질환에 소염제로 사용되었다는 기록이 본초도경(송나라), 본초강목(명나라), 동의보감(조선시대)에 나와 있다. 현대에 와서는 맥반석의 강한 흡착, 무기질의 석출, 수질조절, 수중 용존산소량에 대한 연구가 활발하게 이루져 왔고, 식용, 화장품, 치약, 양어장, 폐수처리, 탈취제, 식물성장 촉진제, 의용약, 사우나 시설재, 원적외선 방사체 제조, 전자파 차단재, 건축 외장재 등에 이용되고 있다.

본 발명에 사용되는 맥반석은 3.0~7.0 중량%의 양으로 사용되는 것이 바람직한데, 3.0 중량% 이하일 경우 성장 촉진의 효과를 충분히 얻는데 문제가 있으며, 7.0 중량%를 초과하는 경우 부작용이 발생할 수 있다.

본 발명에서 사용된 일라이트의 성분은 하기 표 3과 같다.

일라이트의 성분

성분	Al₂O₃	SiO₂	Fe₂O₃	TiO₂	MgO	CaO	Na₂O	K₂O	P₂O₅
백분율	23.04%	66.14%	1.31%	0.34%	0.20%	0.01%	0.07%	5.92%	0.03%

일라이트는 단사정계에 속하는 운모족 광물로서, 중금속 및 유독가스에 대한 우수한 흡착 탈취 분해력, 상온에서의 높은 원적외선 방사와 음이온 발생 능력, 항균성과 항바이러스 능력 등이 인정되었으며, 이외에도 동물체내에서 비 특이적인 면역력을 강화시키고, 특정한 질병에 대해 치유효과를 나타내기도 하며, 생육을 촉진하는 특성 등이 있다.

본 발명에 사용되는 일라이트는 3.0~7.0 중량%의 양으로 사용되는 것이 바람직한데, 3.0 중량% 이하일 경우 면역력 강화의 효과를 충분히 얻는데 문제가 있으며, 7.0 중량%를 초과하는 경우 부작용이 발생할 수 있다.

본 발명에서 사용된 규석분 성분은 하기 표 4와 같다.

규석분의 성분

성분	Al₂O₃	SiO₂	Fe₂O₃	CaO	P₂O₅
백분율	0.15%	99.00%	0.10%	0.12%	0.01%

규석(실리카)은 지구 지각의 60% 이상을 차지하고 있는 광물로 경도가 큰 비금속 광물 중 하나이다. 규석은 Siloxane bond(Si-O-Si)를 가진 백색의 결정체로써 건축 재료, 첨단산업용 전자 칩, 농자재, 사료첨가제 등 다양하게 이용되고 있으며 중금속 및 유독가스에 대한 우수한 흡착 탈취 분해력, 상온에서의 높은 원적외선 방사와 음이온 발생 능력, 항균성과 항바이러스 능력 등이 있으며, 생육을 촉진하고 면역력을 강화하는 특성이 있다

본 발명에 사용되는 규석분은 10.0~20.0 중량%의 양으로 사용되는 것이 바람직한데, 10.0 중량% 이하일 경우 면역력 강화의 효과를 충분히 얻는데 문제가 있으며, 20.0 중량%를 초과하는 경우 부작용이 발생할 수 있다.

본 발명에서 사용된 무수탄산나트륨은 나트륨의 탄산염이다. 무색의 결정으로 물에 녹아 강한 알칼리성을 나타낸다. 유리, 비누, 도기(陶器), 종이, 염색, 세탁, 위산(胃酸)의 중화제 따위로 쓴다. 화학식은 Na₂CO₃ 이다. 규산염을 수용성으로 만들 때 촉매제의 역할을 한다.

본 발명에 사용되는 무수탄산나트륨은 30.0~50.0 중량%의 양으로 사용되는 것이 바람직한데, 30.0 중량% 이하일 경우 촉매제의 효과를 충분히 얻는데 문제가 있으며, 50.0 중량%를 초과하는 경우 부작용이 발생할 수 있다.

또한, 또한 본 발명은 흑운모광분 30.0~40.0 중량%, 맥반석분 3.0~7.0 중량%, 일라이트분 3.0~7.0 중량%, 규석분 10.0~20.0 중량% 및 무수탄산나트륨(Na₂CO₃) 30.0~50.0 중량%를 균일하게 배합한 후 용융시킨 미네랄 수용액 제조 방법을 제공한다.

상기 조성물의 제조방법을 상세히 기술하면 다음과 같다.

상기 배합된 재료를 용융시키기 위하여 사전에 용광로를 1,000~1,500℃로 유지한 다음 기 배합된 재료를 용광로에 서서히 투입하면서 용광로 온도를 1,600~1,800℃까지 가온 시키면 배합된 광분속에 포함된 불순물과 탄산가스는 완전 산화 되어 연통을 통하여 밖으로 배출되고 순수한 광물 원소만 용암상태로 남게 된다. 이때 수용성 미네랄 순도를 높이기 위하여 용광로를 1,600~1,800℃ 가온상태에서 2시간 이상 유지시킨 다음 특수 강제 용기에 배출하여 상온 상태에서 4시간 이상 자연 냉각시키면 냉각과정에서 수축되면서 불규칙한 크기로 고형물이 파쇄되는데 바로 이것이 물에 100% 용해되는 수용성 미네랄이며 이로써 1단계 융?복합 수용성미네랄 추출 공정이 완료된다.

1단계 추출 공정에서 생성된 수용성 미네랄 고체 덩어리를 다시 고농축용액으로 환원시키기 위하여 우선 파쇄기로 고체 덩어리를 가능한 5mm이하 크기로 미세하게 파쇄하여 이중특수용해탱크에 넣고 물(H2O)을 고체 중량의 50%중량을 투입한 후 130℃ 이상으로 강열하면서 2시간 이상 교반시키면 수용성미네랄이 융?복합된 고농축 미네랄 수용액이 형성되는 2단계 농축용액 제조공정이 끝난다.

본 미네랄 수용액은 고 농축된 용액으로 직접 사용에 제한성을 가지며 1단계 용광로에서 융합 과정과 2단계 수용액으로 제조한 후 희석하여 미네랄 수용액 10만 ppm부터 30만ppm 범주 내에서 다양한 수준의 제품을 만들 수 있다. 이 과정을 거쳐 제조된 고순도 미네랄 수용액은 하기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이 중금속이 검출되지 않는 무공해 수용액이다.

중금속 시험결과표

항목	단위	허용기준	결과치
납(Pb)	㎎/ℓ	0.05이하	불검출
수은(Hg)	㎎/ℓ	불검출	불검출
비소(As)	㎎/ℓ	0.05이하	불검출
카드뮴(Cd)	㎎/ℓ	0.01이하	불검출
6가크롬(Cr)	㎎/ℓ	0.05이하	불검출

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위 한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1 - 급성 독성 평가]

상기 제조방법에 따라 제조된 미네랄수용액을 물에 1/250, 1/500 로 희석하여 그룹별 10수씩 4주령 마우스에 2주간 급여하였고, 컨트롤로서, 10수의 4주령 마우스에 2주간 물을 급여하였다. 2주간 급여 후, 급성 신장독성을 유발하여 신장 손상에 의한 폐사율을 측정하였다. 그 결과, 물만 급여한 마우스(컨트롤) 그룹에서는 폐사율이 50% 이었으며, 미네랄수용액을 1/250, 1/500 로 희석하여 급여한 마우스 그룹에서는 20%의 폐사율을 보였다 (표6).

본 발명에 따른 미네랄수용액의 급성 신장독성에 대한 예방효과

시험그룹	폐사율 (%)	폐사체/전체 마리수	비고
정상 마우스(음성컨트롤)	0	0/10
물 급여 마우스(양성컨트롤)	50	5/10	급성신장독성 유발
미네랄수용액 1/250 급여 마우스	20	2/10	급성신장독성 유발
미네랄수용액 1/500 급여 마우스	20	2/10	급성신장독성 유발

[실시예 2- 살균소독 효력 평가]

본 발명에 의한 미네랄수용액에 대해서 살균소독 효력을 평가하였다. 평가방법은 국립수의과학검역원에서 제시한 “소독제 효력시험 지침”에 따라 수행하였다.살균소독 효력평가의 대상으로 세균은 가금의 살모넬라증과 사람에서 식중독의 원인균인 Salmonella typhymurium을 공시하였고, 바이러스는 저병원성 조류인플루엔자인 H9N2를 공시하였다.

살균소독 효력평가 결과, 미네랄수용액의 세균에 대한 유효소독 농도는 각각 증류수 조건에서 1/32, 경수 조건에서 1/16, 유기물 조건에서 1/8의 희석배수로 나타났으며, 바이러스에 대한 유효소독 농도는 각각 증류수 조건에서 1/8, 경수 조건에서 1/8, 유기물 조건에서 1/2의 희석배수로 나타났다 (표 7).

본 발명에 따른 미네랄수용액의 세균과 바이러스에 대한 살균소독 효력

시험 조건	S. typhimurium (유효 희석배수)	조류인플루엔자 H9N2 (유효 희석배수)
증류수	1/32	1/8
경수	1/16	1/8
유기물	1/8	1/2

[실시예 3 -탈취 효력 평가]

본 발명에 의한 미네랄수용액에 대해서 탈취 효력을 평가하였다. 평가방법은 악취의 원인중 하나인 암모니아를 대상으로 수행하였으며, 인도페놀법에 따라 암모니아 농도를 측정하여, 미네랄 용액 처리군과 타사제품 가정용 탈취제 처리군에 대해서 암모니아 저감정도를 평가하였다.

탈취 효력평가 결과, 미네랄수용액의 암모니아 저감정도는 15.88% ± 1.9로 나타났으며, 양성대조군으로 사용한 타사제품의 가정용 탈취제의 경우 11.19% ± 1.1로 나타났다. (표 8).

본 발명에 따른 미네랄수용액의 암모니아 저감율

시험 조건	암모니아 저감율 (%)
미네랄수용액 처리군	15.88 ± 1.9
타사제품 가정용 탈취제 처리군	11.19 ± 1.1

Claims

흑운모광분 30.0~40.0 중량%, 맥반석분 3.0~7.0 중량%, 일라이트분 3.0~7.0 중량%, 규석분 10.0~20.0 중량% 및 무수탄산나트륨(Na₂CO₃) 30.0~50.0 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 미네랄 수용액.
흑운모광분 30.0~40.0 중량%, 맥반석분 3.0~7.0 중량%, 일라이트분 3.0~7.0 중량%, 규석분 10.0~20.0 중량% 및 무수탄산나트륨(Na₂CO₃) 30.0~50.0 중량%를 혼합하는 단계; 균질하게 배합하는 단계; 용융시키는 단계를 포함하는 미네랄 수용액 제조 방법.
제 1항의 미네랄 수용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 사료첨가제 .
제 1항의 미네랄 수용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 음수첨가제 .
제 1항의 미네랄 수용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 살균소독제.