KR20150128573A

KR20150128573A - 천연 광물에 포함된 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 제조방법

Info

Publication number: KR20150128573A
Application number: KR1020150062279A
Authority: KR
Inventors: 이종두
Original assignee: 이종두
Priority date: 2015-05-01
Filing date: 2015-05-01
Publication date: 2015-11-18
Also published as: WO2016178492A2; CN107548304A; KR101593108B1; WO2016178492A9; EP3290042A2; WO2016178492A3; EP3290042A4; US20180133249A1

Abstract

본 발명은 자연계에서 산출되는 광물로부터 추출된 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 제조방법에 있어서, (a) 상기 광물계 소마티드에서 광물계 소마티드를 배양하기 위해 소정의 고온으로 상기 광물계 소마티드를 재가열하는 분말 재가열 단계; (b) 상기 (a) 단계에 의해 가열된 상기 광물계 소마티드와 물 또는 증류수를 일정 비율로 혼합하여 교반기와 원심 분리기를 통해 상층부, 중간층부 및 하층부로 층분리된 광물계 소마티드로부터 광물계 소마티드를 분리하는 광물계 소마티드 분리단계; (c) 상기 (b) 단계에 의해 층분리된 중간층부를 소정의 온도로 가열하여 물 또는 증류수를 증발시킨 후 남은 순수한 광물계 소마티드만을 추출하고, 추출된 순수한 광물계 소마티드를 겔(GEL) 타입의 천연젤로 제조하는 천연젤 제조단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

천연 광물에 포함된 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 제조방법{Mineral-containing somatid natural gel and natural powder manufacturing method}

본 발명은 천연광물을 이용하여 다기능 천연젤을 제조하고, 그 천연젤을 이용한 천연 파우더를 제조하며, 이 다기능 천연젤 및 천연 파우더를 이용하여 각종 산업분야에 활용되는 첨단소재를 제조하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 천연광물 중에 존재하는 광물계 소마티드를 분리하고, 이 광물계 소마티드가 고농축 함유된 다기능 천연젤 및 천연 파우더로 제조하고, 이 다기능 천연젤 및 천연 파우더를 이용하여 금속재료, 고분자 재료, 세라믹 재료와, 식품 재료, 화장품 재료, 항암, 면역, 당뇨, 열합 치료제, 피부 치료제 및 제약 원료로 일정 비율로 첨가함으로써, 기존 재료에 면역 증강, 암세포 억제 및 피부 재생 등의 효과를 제공하는 천연 광물에 포함된 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 제조방법에 관한 것이다.

물질과 생명체의 중간체적 존재로 이해되고 있는 소마티드에 대해서는 150여년 전부터 베샹을 비롯하여 엔덜라인, 라이히, 라이프, 네상 등등이 계속 연구 하여왔다.

그러나, 이들 연구는 대부분 생체 소마티드에 집중되어 왔으며 이들의 생물학적 특성을 밝히는 데 초점이 맞추어져 왔으나, 베샹은 인체의 혈액 내에 존재하는 작은 미생물체인 microzyma가 혈액의 제3요소로서 물질과 생명체의 중간 영역에 있으며, 발효의 원인이고 생명체에서만 아니라 토양을 포함한 주변 환경에서도 관찰된다고 보고하였다.

특히, 자연계에서 채취한 탄산칼슘(calcium carbonate)을 이용하면 발효가 일어나지만 동일한 조성의 탄산칼슘으로서 화학적으로 합성된 순수한 것을 사용하면 발효가 일어나지 않는다는 사실로부터 자연계에 존재하는 천연소재에만 이들이 존재한다고 주장하였다. 그 후 추가적인 연구를 통해 이 작은 생명체가 토양(soil)만 아니라 습지(swamp), 굴뚝 검댕(chimney soot), 먼지(street dust), 공기, 물 등등에도 존재하는 것을 발견하였다. 이 작은 생명체는 숙주로 있던 동물체가 죽으면 이를 분해하고 그대로 자연으로 돌아간다. 이 생명체의 작용에 의해 생명체가 존재하게 되기도 하지만 동시에 생명체의 분해도 가능하게 되어 생명체의 물질적 순환이 일어난다고 주장하였다. 그는 포유류가 지구상에 등장하기 시작한 6백만 년 전의 대리석에서도 이 작은 생명체가 존재한다는 것을 확인하였다.

그리고, 최근에는 전술한 작은 미생물체인 microzyma에 대하여 연구한 네상은 도 1에 도시된 바와 같이, 30,000 배 이상으로 확대가 가능한 고배율의 특수 현미경을 통해 관찰된 작은 미생물체가 불멸의 존재(immortal being)로서 에너지 응결체이며, 생명 현상에 불가결한 존재라고 주장하면서 소마티드라 명명하였다.

한편, 인체에 순기능을 제공하는 소마티드를 획득하는 방법으로, 일본 공개특허 제2006-166738호 (2006.06.29)가 개시된 바 있다.

이 선행특허는 조개 화석을 0.1~5μm의 입경의 미립자로 하는 공정과, 이 미립자의 조개 화석 1g에 대해서 적어도 5cc의 비율로 물과 혼합 하는 공정과, 상기 미립자와 물의 혼산액을 적어도 4시간 보유하는 공정과, 상기 4시간 경과한 혼산액으로부터, 탄산 칼슘을 주성분으로 하는 침전물과 상등액을 분리하고, 게다가 징액을 고대 소마티드 함유수로 하는 것을 특징으로 하는 고대 소마티드의 채취 방법에 의해 소마티드를 획득하고 있다.

하지만, 종래 기술의 경우, 소마티드를 획득하기 위한 재료가 고대 조개화석에 한정되어 있고, 획득량 역시 매우 미미한 실정으로, 단순 연구의 목적으로는 활용이 가능할지 모르나, 실생활에 필요한 소재로 활용하기에는 다서 어려운 문제점이 있었다.

그리고, 전술한 소마티드는 최근 서울대학교의 소광섭 교수팀이 연구하여 다수의 논문으로 발표한 봉한관, 산알의 세포증식과의 연관성은 사람, 동물, 식물의 혈액과 수액에 존재하는 생체 소마티드와 유사한 면이 있다.

이와 같은 선행기술들에 따른 소마티드는 사람이나, 동식물의 생체 안에 존재하는 소마티드를 이용하여 연구해온 바, 생체환경의 특성상 다량의 소마티드를 배양추출하기가 용이하지 않으며, 소마티드를 이용하여 산업에 전반적으로 활용할 수 있는 융복합 산업용 소재로 활용할 수가 없었다.

일본 공개특허 제2006-166738호 (2006.06.29)

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 천연광물 중에 존재하는 광물계 소마티드를 고농축으로 추출하여 다기능 천연젤을 제조하고, 그 천연젤을 이용한 천연 파우더를 제조하며, 이들을 이용하여 금속재료, 고분자 재료, 세라믹 재료와, 식품 재료, 화장품 재료, 제약 원료, 항암, 면역, 당뇨, 열합 치료제, 피부 치료제 및 제약 원료로 제조하기 위해 일정 비율로 융복합시키거나, 독립적으로 활용함으로써, 기존 재료에 면역 증강, 암세포 억제 및 피부 재생 등의 효과를 제공하는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 첨단 소재 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 광물계 소마티드로부터 1,000℃의 고온에서 10시간 가열하고, 36%의 농도를 가지는 염산에 2시간 침전후에도 죽지 않고 살아서 에너지를 발산하는 광물계 소마티드가 포함된 천연젤 및 천연 파우더를 추출하여 기존의 모든 산업용 소재와 일정 비율로 융복합하여 소재 기능을 부가시키는 다기능 첨단 산업용 첨단 소재를 보다 쉽고 편리하며, 저렴한 비용으로 용이하게 대량 생산이 가능한 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 첨단 소재 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 산화를 억제하고 환원을 유도하며, 비접촉 방식으로 생체의 면역력을 향상시키고, 생체 대사작용을 활성화시키며, 항산화 및 항노화 작용을 유발하는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 첨단 소재 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 금속, 고분자, 세라믹 등의 일반 소재와 융합하여 소재의 특성을 향상시키는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 첨단 소재 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 Sio₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO₃, K 등의 성분을 함유하고 있는 천연광물 중에 존재하는 광물계 소마티드만을 분리 및 추출하여 금, 철, 은, 동, 아연, 스테인레스, 티타늄을 포함하는 금속재료, PBT, PET, PE 나일론, 에폭시, 실리콘을 포함하는 고분사 소재, 시멘트, 탄소, 폐라이트와 같은 세라믹 소재 등의 산업용 재료와 일정 비율로 융복합할 수 있는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 첨단 소재 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자연계에서 산출되는 광물로부터 추출된 광물계 소마티드 분말을 이용한 힐링 다기능 캘비 천연젤 및 캘비 천연 파우더 제조방법에 있어서, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO₃, K 등의 성분이 독립적으로 함유되어 있거나, 모두 함유되어 있는 광물을 채취하는 광물 채취단계; 상기 광물 채취단계에 의해 채취된 광물들을 320 mesh 이하의 광물분말로 분쇄하는 광물 분쇄단계; 상기 광물분말을 200℃ ~ 1,000℃의 고온에서 1시간 ~ 2시간 동안 가열하여 불순물과 잔류 유기물들을 제거하는 잔류 유기물 열처리 단계; 상기 잔류 유기물 열처리가 완료된 광물분말에 물 또는 증류수를 중량비로 일정 비율 혼합하고, 상온에서 숙성 및 발효시키는 분말 숙성단계; 숙성 및 발효가 이루어진 혼합물로부터 수분을 제거하고, 수분이 제거된 혼합물을 180℃의 온도에서 3시간 이상 건조하여 광물계 세라믹 파우더만을 혼합물로부터 분리하는 세라믹 파우더 분리단계; 상기 세라믹 파우더를 100℃ ~ 1,000℃의 고온으로 재가열하는 분말 가열단계; 재가열된 광물계 세라믹 파우더로부터 광물계 소마티드를 분리하는 광물계 소마티드 분리단계; 상기 광물계 소마티드를 100 ~ 600℃의 온도로 1시간 ~ 10 시간 동안 가열에 의해 건조시켜 수분, 증류수, 이온수만을 증발시킨 후, 광물계 소마티드를 겔(Gel) 타입의 천연젤로 제조하는 천연젤 제조단계; 및 상기 천연젤을 열처리 하여 천연 파우더로 제조하는 천연 파우더 제조단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 광물 채취단계는 황토, 맥반석, 옥, 게리마늄, 토르말린, 제오라이트, 고령토, 벤토나이트, 수정을 포함하는 천연광물인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 광물들을 알루미나볼밀(알루미나 회전 연마)과 제트밀(jet mill)을 이용하여 건식 또는 습식 공법 중 어느 하나의 공법으로 분쇄하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 광물 분쇄단계는 분쇄가 완료된 광물분말은 Sio₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO₃, K의 성분들이 각각 독립적으로 함유되어 있거나, 또는 모두 포함되어 있는 분말만을 분류하는 광물분말 분류 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 분말 숙성단계는 상기 광물분말 10 ~ 80중량%와, 물 또는 증류수 20 ~ 90중량%를 혼합하여 혼합물을 구성하는 혼합단계와, 혼합이 완료되면, 이 혼합물을 소정의 용기에 저장한 뒤, 2일 ~ 60일 동안 1℃ ~ 100℃의 온도에서 숙성이 이루어지도록 하면서 숙성에 의한 발효가 진행되도록 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 광물계 세라믹 파우더 분리단계는 숙성된 혼합물을 소성기 안으로 투입하고, 180℃ 이내의 고온에서 30분~2시간 회전시켜 수분을 제거한 후, 건조기를 통해 100℃~200℃의 온도로 3시간 동안 가열에 의한 건조가 이루어지도록 하는 1차 가열 단계와, 상기 1차 가열 단계 이후, 400℃ ~ 1,000℃의 고온으로 가열하여 건조가 이루어지도록 하는 2차 가열 단계를 통해 광물분말로부터 광물계 세라믹 파우더를 분리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 광물계 소마티드 분리단계는 광물계 세라믹 파우더를 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수와 혼합하여 교반기에 넣고, 24시간 동안 교반하는 교반단계와, 상기 교반단계가 완료되면, 1 ~ 24시간 동안 원심분리기를 통해 광물계 세라믹 파우더와 광물계 소마티드의 원심분리가 이루어지도록 하는 광물계 소마티드 분리단계와, 상기 원심분리가 완료되면, 3 ~ 72시간 동안 침전시켜 광물계 세라믹 파우더와 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수를 층분리시키는 층분리단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 층분리 단계는 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수가 위치하는 최상층부와, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO₃, K 등의 성분들이 모두 함유된 광물계 세라믹 파우더가 위치하는 최하층부와, 광물계 소마티드가 위치하는 현탁액으로 구성된 중간층부로 분리되며, 상기 현탁액으로 이루어진 중간층부만을 취하는 방법을 통해 광물계 소마티드를 분리하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 천연젤은 천연젤은 SiO₂40 ~ 80중량%, Al₂O₃10 ~ 35중량%, Fe₂O₃5 ~ 10중량%, MgO₃ 3 ~ 7중량%, K2 ~ 8중량% 가 각각 독립적으로 함유되어 있거나, 모두 함유된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 광물계 소마티드 천연 파우더 제조단계는 상기 천연젤을 100 ~ 800℃의 온도로 2시간 ~ 20 시간 동안 건조하는 1차 ㅇ열처리 단계와, 오토클레이브로 121℃에 15분간 2회 다시 가압 살균 처리하는 2차 열처리 단계를 통해 제조되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 광물계 소마티드 천연 파우더 제조단계는 상기 2차 열처리 단계 이후, 열처리된 고형물을 100 ~ 800℃의 온도로 2시간 ~ 20 시간 동안 더 건조시키는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 광물 중에 존재하는 광물계 소마티드를 이용하여 다기능 천연젤 및 천연 파우더로 제조하여 금, 철, 은, 동, 아연, 스테인레스, 티타늄을 포함하는 금속재료, PBT, PET, PE 나일론, 에폭시, 실리콘을 포함하는 고분사 소재, 시멘트, 탄소, 폐라이트와 같은 세라믹 소재 등의 산업용 재료와 일정 비율로 융복합하여 융복합 첨단 소재를 제조함으로써, 세계 경제발전 및 일자리 창출에 큰 기여를 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 광물계 소마티드의 생명활동을 통하여 발산되는 에너지 작용에 의해 유해성과 생체에 부작용이 없고, 비접촉으로 생체나 유리를 투과하여 생체 내의 물을 구조화시켜 활성산소를 5배 이상 저감시키고, pH를 중성으로 유지시키는 항산화 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 광물계 소마티드의 생명활동을 통하여 발산되는 에너지 작용에 의해 암세포 억제, 면역증강, 피부재생을 비롯한 자체발열, 냉감, VOC탈취, 유해전자파 차폐 흡수, 방열 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 광물계 소마티드의 생명활동을 통하여 발산되는 에너지 작용에 의해 실내의 습도 조절 및 온도 조절이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 분산성이 우수한 광물계 소마티드가 포함된 융복합 항산화 다기능 첨단세라믹 소재를 이용하여 암, 당뇨, 혈압, 뇌졸중, 에이즈, 파킨슨병, 대사성질병, 심장질환, 장기이식에 사용되는 제약, 바이오 및 식품을 제조하여 인간 뿐만 아니라, 동물 및 식물을 건강하게 치료할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 분산성이 우수한 광물계 소마티드가 포함된 융복합 항산화 다기능 첨단세라믹 소재를 이용하여 핵융합, 핵 관련 시설, 레이더 차폐, 흡수, 무기 열분산 코팅제, 국방 무기, 비무기 관련 융복합 소재 및 우주선, 비행기, 선박, 자동차용 융복합 첨단 소재를 제조함으로써, 세계 경제발전 및 일자리 창출에 큰 기여를 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 분산성이 우수한 광물계 소마티드가 포함된 융복합 항산화 다기능 첨단세라믹 소재를 이용하여 시멘트, 타일, 벽돌, 페인트, 보온재, 바닥재, 창호 등 기타 건축 자재, 토양 개량제, 친환경 비료, 농약, 비닐 보온재 등 농업용 자재를 제조함으로써, 세계 경제발전 및 일자리 창출에 큰 기여를 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 분산성이 우수한 광물계 소마티드가 포함된 융복합 항산화 다기능 첨단세라믹 소재를 이용하여 수질 개선, 녹조 개선, 폐수 정화, 독성매연 정화, 백화현상 개선, 기름 정수 등의 친환경 소재를 제조함으로써, 인류 건강 및 동식물의 건강을 증진시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 분산성이 우수한 광물계 소마티드가 포함된 융복합 항산화 다기능 첨단세라믹 소재를 이용하여 IT, 전자, 반도체, LCD, LED, 3D 등 첨단 소재용 융복합 첨단 소재를 제조함으로써, 세계 경제발전 및 일자리 창출에 큰 기여를 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 분산성이 우수한 광물계 소마티드가 포함된 융복합 항산화 다기능 첨단세라믹 소재를 이용하여 고분자 수지, 섬유, 의류, 화학 소재를 제조하여 생활의 편리한 의류를 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 분산성이 우수한 광물계 소마티드가 포함된 융복합 항산화 다기능 첨단세라믹 소재와 섬유, 케미컬 등의 고분자 소재와 융합이 용이하고, 철, 비철, 세라믹을 비롯한 산업 전반에 이용되는 타 재료와 융복합 소재로 개발이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 생체에 이롭거나 해롭지 않은 세포나 미생물은 공격하거나 죽이지 않고, 고온이나 극한 환경에서 생존하도록 보호시키는 작용을 하며, 생물체에 해로운 병원성 세균이나 항생제에 내성이 생긴 슈퍼박테리아 억제(항균)시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 400배 이상으로 확대가 가능한 고배율의 위상차 현미경을 통해 촬영된 혈액 내에 포함된 소마티드를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광물계 소마티드 추출 방법 및 이를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광물계 세라믹 파우더 분리 과정을 나타낸 순서도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광물계 소마티드를 이용하여 항산화 기능을 가지는 천연젤 및 천연 파우더를 제조하는 과정을 나타낸 순서도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 건조가 완료된 광물분말을 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 도 3에 의해 추출된 광물계 소마티드를 400배 및 1000배 위상차 전자 현미경으로 촬영한 도면,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 방법을 통해 추출된 최상층부를 FT-IR로 분석한 결과를 나타낸 도면,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 방법을 통해 추출된 최상층부를 건조하여 SEM으로 관찰한 결과를 나타낸 도면,
도 9 및 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 방법을 통해 추출된 중간층부를 건조하여 SEM으로 관찰한 결과를 나타낸 도면,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 방법을 통해 1차 배양에 의한 실험 결과를 나타낸 도면,
도 12 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 방법을 통해 2차 배양에 의한 광물계 소마티드와 미생물종의 탐색 및 기능성을 분석한 결과를 나타낸 도면,
도 15 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 방법을 통해 2차 배양에 의한 광물계 소마티드와 미생물종의 효능 실험 결과를 나타낸 도면,
도 18 내지 도 20은 본 발명에 따른 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드의 VOC탈취, 암모니아 탈취 실험 결과를 나타낸 도면,
도 21 및 도 22는 본 발명에 따른 광물계 소마티드의 전자파 흡수능력 및 전자파 차폐율 실험을 위한 광물계 소마티드가 포함된 패널을 나타낸 도면,
도 23 내지 도 25는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드의 전자파 흡수능력 실험 결과를 나타낸 도면,
도 26은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드의 전자파 차폐율에 대한 실험 결과를 나타낸 도면,
도 27은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드의 발열능력에 대한 실험 결과를 나타낸 도면,
도 28 내지 도 30은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드의 자체 전류 충전 여부에 대한 실험 결과를 나타낸 도면,
도 31은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드의 제타포텐셜(zeta potential) 측정실험 결과를 나타낸 도면,
도 32 및 33은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드의 항산화 효과 확인 실험을 나타낸 도면,
도 34 및 도 35는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드의 광전자증배관을 이용하여 생체광자 발생량을 통한 조직괴사 방지 및 항산화 기능을 측정한 결과를 나타낸 도면,
도 36 및 도 37은 생체광자 방출량을 재검증하기 위해 초기 16시간 동안 방치한 결과를 나타낸 그래프 및 데이터 표,
도 38 및 도 39는 생체광자 방출량을 재검증하기 위해 7일 동안 방치한 결과를 나타낸 그래프 및 데이터 표,
도 40은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드의 라만 분광분석 결과를 나타낸 도면,
도 41 내지 도 46은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드의 산화 방지 효능 실험을 나타낸 도면,
도 47 내지 도 49는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다기능 천연젤 및 천연 파우더에 UV, 자외선 및 가시광선을 조사하였을 때 에너지가 발생하는 반응에 대한 실험결과를 나타낸 도면,
도 50 내지 도 52는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다기능 천연젤 및 고형물에 UV, 자외선 및 가시광선을 조사하였을 때 발생하는 물의 에너지 반응을 나타낸 도면,
도 53 내지 도 56은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드 천연 파우더에 UV, 자외선 및 가시광선을 조사하였을 때 발생하는 식용유의 에너지 반응을 나타낸 도면,
도 57은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광물계 소마티드 현탁액을 1000배 위상차 전자 현미경으로 촬영한 도면,
도 58 내지 도 65는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다기능 천연젤 및 천연 파우더의 FT-IR, TGA, XRF, XRD 실험결과를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속" 된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

본 발명의 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO₃, K 가 함유된 광물계 소마티드만을 추출하고, 이 광물계 소마티드를 겔(GEL) 타입의 천연젤과 천연 파우더로 제조하여 TV 케이스, 반도체 칩, 동(銅)선, 열분산용 코팅제, 전자파 차폐용 코팅제 및 합금이나 합성제 등과 같은 산업용 소재와 융복합함으로써, 전반적인 산업에 사용되는 융복합 항산화 소재를 쉽고 편리하며 저렴한 비용으로 대량 생산이 용이하게 하기 위하여 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같은 공정을 실시하였다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광물계 소마티드 추출 방법 및 이를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더의 제조 공정을 개략적으로 나타낸 블록도로서, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO₃, K 등의 성분들이 각각 독립적으로 함유되어 있거나, 또는 모두 함유된 천연광석을 채취하는 천연광물 채취공정(210), 채취된 천연광물을 분쇄하는 광물 분쇄공정(220), 분쇄된 광물분말을 열처리하는 열처리 공정(230), 열처리 공정(230)에 의해 열처리가 이루어진 광물분말을 숙성 및 발효시키고, 발효가 이루어진 광물분말을 건조시키는 광물분말 숙성 및 발효공정(240), 광물분말 숙성 및 발효공정(240)을 통해 발효가 완료된 광물분말에 포함된 광물계 세라믹 파우더를 분리하기 위해 발효된 광물분말을 일정 시간 동안 고온으로 가열하여 광물분말로부터 광물계 세라믹 파우더를 분리하는 분리공정(250)을 통해 천연광물에 포함된 광물계 세라믹 파우더를 분리하는 광물계 세라믹 파우더 분리공정(200)이 진행된다.

또한, 광물계 소마티드 제조공정(200)에 의해 제조된 광물계 소마티드를 이용하여 천연젤을 제조하기 위해 광물계 세라믹 파우더를 2차 가열하는 가열공정(310), 가열된 광물계 세라믹 파우더를 교반 및 원심분리를 통해 광물계 세라믹 파우더로부터 광물계 소마티드를 분리하는 교반 및 원심분리 공정(320), 분리된 광물계 소마티드의 층분리 현상을 통해 현탁액을 추출하고, 이 현탁액을 건조 및 열처리하는 현탁액 건조공정(330), 건조된 현탁액에 포함된 수분을 제거하여 젤 상태의 광물계 소마티드만을 채취하는 수분 제거공정(340)을 통해 광물계 소마티드가 포함된 천연젤 제조공정(300)이 수행된다.

또한, 천연젤 제조공정(300)에 의해 제조된 천연젤을 가공하여 천연 파우더를 제조하기 위하여 천연젤을 열처리하는 2차 열처리 공정(410), 열처리된 천연젤의 수분을 제거하는 2차 수분제거공정(420), 수분이 제거된 상태의 고형물을 분쇄하는 고형물 분쇄공정(430)을 통해 천연 파우더를 제조하는 천연 파우더 제조공정(400)이 수행된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광물계 세라믹 파우더 분리 과정을 나타낸 순서도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 광물계 세라믹 파우더 분리 방법은 광물 채취단계(S210), 광물 분쇄단계(S220), 잔류 유기물 열처리 단계(S230), 분말 숙성단계(S240), 세라믹 파우더 분리단계(S250)을 포함하여 구성된다.

광물 채취단계(S210)는 천연광물 채취공정(210)에 의해 진행되는 단계로서, 이끼, 곰팡이가 없고 식물이 건강하게 잘 자라는 특정 지역의 표층을 걷어낸 다음, SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO₃, K 등의 성분이 독립적으로 함유되어 있거나, 모두 함유되어 있는 광물을 채취하는 단계로서, 동양의 여러 의학 자료 및 고전 자료들을 통해 알려지고 있는 약석 또는 오색혈토(five colored stone)로 불리며, 치유기능이 있는 것으로 알려진 광물을 채취하는 단계이다.

이러한 광물 채취단계(S210)는 황토, 맥반석, 옥, 게리마늄, 토르말린, 제오라이트, 고령토, 벤토나이트, 수정을 포함하는 천연광물 중에서 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO₃, K 등의 성분들이 각각 독립적으로 함유되어 있거나, 또는 모두 함유된 장석 계열의 점토광물을 채굴하되, 생체에 유해한 중금속이나 방사능 물질이 없고, 오염되지 않은 천연광물을 땅속에서 채굴한다.

광물 분쇄단계(S220)는 광물 분쇄공정(220)을 통해 채취된 광물들을 알루미나볼밀(알루미나 회전 연마)과 제트밀(jet mill)을 이용하여 건식 또는 습식 공법 중 어느 하나의 공법으로 320 mesh 이하의 광물분말로 분쇄하는 단계이다.

아울러, 분쇄가 완료된 광물분말은 Sio₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO₃, K 등의 성분들이 각각 독립적으로 함유되어 있거나, 또는 모두 포함되어 있는 분말만을 분류 및 추출하도록 하는 광물분말 분류 단계를 더 수행함이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.

잔류 유기물 열처리 단계(S230)는 열처리 공정(230)에 의해 분쇄된 광물분말을 200℃ ~ 1,000℃의 고온에서 1시간 ~ 2시간 동안 가열하여 불순물과 잔류 유기물들을 제거하는 단계로서, 잔류 유기물 열처리 단계를 거치면서 광물분말들의 응집 현상을 완화시키고, 광물분말의 유동도를 극대화시키도록 한다.

분말 숙성단계(S240)는 광물분말 숙성공정(240)에 의해 광물분말 내에서 휴먼 상태로 존재하는 광물계 소마티드를 활성화하기 위한 단계로서, 광물분말과 물 또는 증류수를 중량비에 의해 일정한 비율로 혼합하고, 상온에서 일정한 시간 동안 숙성 및 발효시키는 단계이다.

이러한 분말 숙성단계(S240)는 광물분말 10 ~ 80중량%와, 물 또는 증류수 20 ~ 90중량%를 혼합하여 혼합물을 구성하는 혼합단계와, 혼합이 완료되면, 이 혼합물을 소정의 용기에 저장한 뒤, 2일 ~ 60일 동안 1℃ ~ 100℃의 온도에서 숙성이 이루어지도록 하면서 숙성에 의한 발효가 진행되도록 하는 단계로서, 광물분말이 가지는 자체의 성분들에 의한 자연 발효가 이루어지도록 하는 단계이다.

하지만, 이에 한정하는 것은 아니며, 바람직하게는, 광물분말 75중량%와, 물 또는 증류수 25중량%를 혼합하여 혼합물을 구성하고, 이 혼합물을 스테인레스 용기, 또는 세라믹 용기에 저장한 뒤, 완전히 밀폐한 상태에서 적어도 15일 이상 상온에서 숙성 및 발효가 이루어지도록 하는 것이다.

특히, 본 발명의 분말 숙성단계(S240)는 숙성이 이루어지면서 발효 효율이 더욱 극대화될 수 있도록 하기 위하여 발효균으로, 우뭇가사리로 이루어진 천연 식물의 뿌리, 줄기, 잎의 추출물을 더 포함하여 숙성 및 발효가 이루어지도록 할 수 있으며, 이때, 발효균은 광물분말 및 증류수의 총 중량에 5중량%를 초과하지 않는 범위로 포함되어 발효가 이루어지도록 함이 바람직하다.

세라믹 파우더 분리단계(S250)는 광물계 세라믹 파우더 분리공정(250)에 의해 숙성 및 발효가 이루어진 혼합물로부터 수분을 제거하고, 수분이 제거된 혼합물을 180℃의 온도에서 3시간 이상 건조하여 광물계 세라믹 파우더만을 혼합물로부터 분리하는 단계이다.

이와 같은 광물계 세라믹 파우더 분리단계(S250)는 숙성된 혼합물을 소성기 안으로 투입하고, 180℃ 이내의 고온에서 30분~2시간 회전시켜 수분을 제거한 후, 건조기를 통해 100℃~200℃의 온도로 3시간 동안 가열에 의한 건조가 이루어지도록 하는 1차 가열 단계와, 400℃ ~ 1,000℃의 고온으로 가열하여 건조가 이루어지도록 하는 2차 가열 단계를 통해 광물분말로부터 광물계 세라믹 파우더를 분리하는 것이다.

도 5는 숙성 및 건조가 끝난 혼합물의 표면을 SEM으로 관찰한 결과를 나타낸 것으로, 도 5의 (a)와 (b)는 숙성이 끝난 후 1차 건조한 분말의 표면을 관찰한 것이며, (c)는 400℃ ~ 1,000℃에 1시간 동안 2차 건조가 이루어진 혼합물의 표면을 다시 관찰한 결과이다.

즉, 본 발명의 광물계 소마티드는 전술한 숙성 및 건조가 끝난 혼합물, 다시말해 광물계 세라믹 파우더의 속에 미세한 이물질과 같은 형태로 구성되는 것이며, 이를 100℃ ~ 1,000℃에 1시간 동안 가열하는 단계를 더 수행함으로써, 생체 소마티드와 유사한 거동을 보이는 다량의 광물계 소마티드가 활발하게 생존해 있는 것을 확인할 수 있었다.

다시말해, 본 발명에서는 순수한 광물계 소마티드만을 광물계 세라믹 파우더로부터 분리하기 위하여 100℃ ~ 1,000℃의 고온으로 가열 및 건조하여 광물계 소마티드를 제외한 나머지 유기물 성분들을 연소시키는 것이다.

특히, 도 5의 (c)의 경우, 숙성이 끝난 후 제조가 완료된 분말을 100℃ ~ 1,000℃에 1시간 동안 가열한 후, 이를 위상차 현미경으로 관찰한 결과, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 그 형상이 보다 균일하게 구성되었으며, 고온에서 가열하였음에도 불구하고 활발하게 움직이는 것을 확인할 수 있다. 도 6의 (b)는 고배율로 관찰하기 위하여 기름속에 분말을 넣어 광물계 소마티드의 움직임을 고정시킨 후에 1,000배로 촬영한 사진이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 3에 의해 제조된 광물계 세라믹 파우더를 이용하여 항산화 기능을 가지는 천연젤 및 천연 파우더를 제조하는 과정을 나타낸 순서도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 전술한 S210 ~ S250 단계를 통해 분리된 광물계 세라믹 파우더 중에서도 1,000℃의 고온에서 10시간 가열하여도 죽지 않고, 살아있는 미생물로 만 이루어진 광물계 소마티드만을 분리하고, 분리된 광물계 소마티드를 겔(GEL) 타입의 천연젤로 제조하는 것으로, 이러한 광물계 소마티드는 분말 가열 단계(S310), 광물계 소마티드 분리단계(S320)를 통해 광물계 세라믹 파우더로부터 분리된다.

즉, 본 발명의 광물계 소마티드는 광물계 세라픽 파우더를 10시간 동안 1,000℃의 고온으로 가열한 후에도 생존하는 것을 의미하는 것이다.

또한, 전술한 S310 및 S320 단계를 통해 분리된 광물계 소마티드는 천연젤 제조단계(S330), 광물계 소마티드 천연 파우더 제조단계(S340)를 통해 천연젤 및 천연 파우더로 제조된다.

여기서, 광물계 소마티드라 함은, 네상이 생체 소마티드에 대해 가장 작은 에너지 응결체이면서 물질과 생물의 중간 존재라고 한 의미에 주목하여 자연계에 존재하는 광물계 소마티드 중에서도 생명력을 향상시켜 건강하게 자라는 에너지적 작용을 하는 소마티드를 양자에너지 생명체라는 의미에서 광물계 소마티드라고 명명하였다.

분말 가열 단계(S310)는 도 3에 의해 추출된 광물계 소마티드에서 광물계 소마티드를 분리하기 위해 100℃ ~ 1,000℃의 고온으로 10시간 동안 재가열하는 단계이다.

이는, 베샹과 네상의 연구에 의해 보고된 바와 같이, 소마티드는 고온의 열에도 죽지 않는다는 결과를 확인하기 위해 광물계 소마티드를 고온의 온도로 재가열하는 것이다.

광물계 소마티드 분리단계(S320)는 전술한 S310 단계에 의해 가열된 광물계 세라믹 파우더로부터 광물계 소마티드를 분리하는 단계로서, 가열된 광물계 세라믹 파우더와 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수를 교반기를 통해 일정 비율로 혼합하여 혼합물로 구성한 후, 이 혼합물을 원심 분리기를 통해 원심 분리하여 층분리 현상이 이루어지도록 함으로써, 광물계 세라믹 파우더로부터 광물계 소마티드를 분리한다.

이러한, 광물계 소마티드 분리단계(S320)는 광물계 세라믹 파우더를 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수와 혼합하여 교반기에 넣고, 24시간 동안 통상의 일반 교반기, 또는 자기 교반(magnetic stirring)을 한 다음, 1 ~ 24시간 동안 교반기와 원심분리기로 돌린 후, 3 ~ 72시간 동안 침전시켜 광물계 세라믹 파우더와 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수를 층분리시키는 것으로, 광물계 세라믹 파우더의 층분리 현상이 이루어지도록 하는 것이다.

아울러, 침전이 마무리되면, 최상층부에는 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수가 위치하고, 최하층부에는 SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO₃, K 등의 성분들이 모두 함유된 세라믹 분말 즉, 광물계 세라믹 파우더가 위치하며, 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수와 광물계 세라믹 파우더의 사이, 즉 중간층부에는 고농도의 광물계 소마티드가 위치하는 현탁액으로 구성되며, 본 발명에서는 도 57에 도시된 바와 같이, 현탁액으로 이루어진 중간층부만을 취하는 방법을 통해 분리하는 것이다.

한편, 광물계 소마티드 분리단계(S320)를 통해 층분리된 내용물중, 최상층부를 광학 현미경으로 관찰한 결과, 숙성 및 건조가 완료된 광물계 세라믹 파우더에서 직접 관찰할 때와는 달리 소마티드가 소량 존재하는 것이 관찰되었다.

즉, 추출된 최상층부를 FT-IR로 분석한 결과 도 7의 (a)에서와 같이 이산화규소와 알루미나 피크가 보였으나, data fitting을 통해 분석한 결과 도 7의 (b)에서와 같이 C-H stretching에 해당하는 band가 발견되었으며, 이것은 탄소유기화합물이 존재함을 의미한다.

또한, 최상층부를 건조하여 SEM으로 관찰한 결과, 도 8과 같은 결과가 도출되었다.

도 8의 (a)와 (b)를 살펴보면, 광물계 세라믹 파우더 표면에 대략적인 원형의 형태로 이루어진 포자 형상이 존재하고 있는 것을 확인할 수 있었다.

그리고, 원심분리를 한 후 최하층에 위치한 분말은 주로 광물계 세라믹 파우더가 관찰되었으며, 그 중간층에서는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 소량의 광물계 세라믹 파우더와 표면에 동글한 포자 형상으로 이루어진 다량의 광물계 소마티드가 혼합된 것이 관찰되었다.

아울러, 전술한 광물계 소마티드 분리단계(S320)에 의해 분리된 중간층부를 소정의 온도로 가열하여 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수를 증발시킨 후, 남은 순수한 광물계 소마티드를 추출하고, 추출된 순수한 광물계 소마티드를 겔(GEL) 타입의 천연젤로 제조하는 천연젤 제조단계(S330)를 수행한다.

이때, 천연젤 제조단계(S330)는 중간층부를 최소 100℃ 이상의 온도로 가열함으로써, 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수를 증발시켜 젤 상태의 광물계 소마티드만을 채취하는 것이다. 즉, 천연젤은 순수한 광물계 소마티드만으로 이루어지는 것이다.

이와 같은 천연젤 제조단계는 중간층부에 해당하는 현탁액을 건조기에 투입한 후, 100 ~ 600℃의 온도로 1시간 ~ 10 시간 동안 가열에 의해 건조가 이루어지도록 함으로써, 현탁액에 포함된 수분, 증류수, 이온수만을 증발시킨 후, 고농도의 광물계 소마티드를 겔(Gel) 타입의 천연젤로 추출하는 단계이다.

아울러, 전술한 S330 단계에 의해 제조된 천연젤은 SiO₂40 ~ 80중량%, Al₂O₃10 ~ 35중량%, Fe₂O₃5 ~ 10중량%, MgO₃ 3 ~ 7중량%, K2 ~ 8중량% 가 각각 독립적으로 함유되어 있거나, 모두 함유된 것으로, 이후, 제조된 천연젤을 식품원료, 제약원료, 항암 치료제, 주사제 및 면역 증강제의 조성물과 일정 비율로 혼합하여 사용할 수 있을 것이다.

또한, 상기 S330 단계를 통해 제조된 천연젤을 2차 열처리, 2차 건조 및 고형물 분쇄공정을 통해 광물계 소마티드 천연 파우더를 제조하는 광물계 소마티드 천연 파우더를 제조단계를 수행한다.(S340)

광물계 소마티드 천연 파우더 제조단계(S340)는 S330 단계를 통해 추출된 다기능 천연젤의 오염의 가능성을 배제하기 위하여 오토클레이브로 121℃에 15분간 2회 다시 가압 살균 처리하는 2차 열처리 과정을 수행함으로써, 천연 분말을 추출할 수 있을 것이다.

즉, 본 발명의 광물계 소마티드 천연 파우더 제조단계는 상기 S330 단계에 의해 제조된 다기능 천연젤을 100 ~ 800℃의 온도로 2시간 ~ 20 시간 동안 건조하고, 오토클레이브 살균하는 2차 열처리 공정을 수행하여 순수한 광물계 소마티드 천연 파우더를 제조하기 위한 고형물을 제조하고, 이 고형물을 분쇄하여 천연 파우더를 제조하는 단계이다.

또한, 광물계 소마티드 천연 파우더 제조단계(S340)는 전술한 2차 열처리 공정에 의해 열처리된 고형물을 건조기에 저장한 후, 100 ~ 800℃의 온도로 2시간 ~ 20 시간 동안 건조시켜 천연젤에 포함된 수분을 완전히 제거함으로써, 고농축 고형물 즉, 고형물의 제조가 이루어지도록 한다.

이후, 전술한 고형물을 분쇄기를 통해 2나노미터 크기 범위를 가지는 입자로 분쇄하여 천연 파우더를 제조하는 단계이다.

전술한 바와 같은 방법에 의해 제조된 천연젤 및 고형물은 천연 파우더로 제조하기 전의 상태로서, 물이 10 ~ 90중량%가 함유된 상태로 구성되며, 특히 고형물은 중량 대비 물이 11% 포함된 상태의 것이고, 아토피, 창상육창, 화상, 피부치료 연고제용 첨가제 메디컬, 식품, 제약의 첨가제 원료로 사용될 수 있을 것이다.

아울러, 제조된 광물계 소마티드 천연 파우더는 식품 첨가제, 면역 증강제, 항암제, 숙취 해소제, 혈압 조정용 약, 당뇨약, 피로회복제 등에 일정 비율로 혼합되어 사용될 수 있으며, IT 전자 코팅제 및 각종 산업용 원료로 사용될 수 있을 것이다.

실험 1.

전술한 각 단계들에 의해 제조된 광물계 소마티드 천연 파우더를 종균으로 하여 광물계 소마티드를 배양한 배양 실험을 실시하였다.

배양 결과, 광물계 소마티드가 열처리하기 전과 같이 활발하게 움직이며, 매우 얇은 막과 같은 것이 형성되는 것이 관찰되었다.

이를 확인하기 위해 설탕물 10중량%, 물, 또는 증류수로 이루어진 수용액 90중량%의 비율로 이루어진 용액에 배양된 배양 생산물을 넣고, 7일 동안 실온에서 방치한 후, 관찰을 한 실험을 실시하였다.

실험결과, 가열 처리한 직후의 광물계 소마티드의 배양 생산물에서는 도 11의 (a)와 같이, S310 단계의 방식으로 가열처리한 직후에는 아무런 특이한 것이 관찰되지 않았으나, 1일 후에는 도 11의 (b)에서처럼 구형의 형상을 가진 구체들이 다량 발생하기 시작하였으며, 이들을 자세히 관찰한 결과 도 11의 (c)와 (d) 와 같이, 외곽에 뚜렷한 경계를 구분하는 막이 존재하는 것으로 나타났다.

또한, 염료로 염색하여 관찰한 결과 도 11의 (e)와 같이, 인지질층이 존재하는 것이 확인되었으며, 도 11의 (f), (g)에서와 같이 DNA도 감지되었다.

이것은 광물계 소마티드에 의해 자기 조직이 일어나면서 핵산과 세포가 형성되는 과정을 의미하는 것으로, 광물계 소마티드가 세포의 형태로 발전하였다기 보다는 광물계 소마티드 자체는 그대로 있으면서 주변의 영양물질들을 조합하여 세포질을 만들어내는 것임을 나타내는 것이다.

실험 2.

아울러, 도 47에 도시된 바와 같이, 전술한 단계들에 의해 제조된 다기능 천연젤, 또는 천연 파우더에 UV, 자외선 및 가시광선을 조사하였을 때 발생하는 반응에 대한 실험을 실시하였다.

실험결과, 자외선을 조사하면, 즉각적으로 수분이 기화되면서 탈수가 진행되고, 이와 동시에 광물계 소마티드의 활동성이 증가하면서 도 48 및 도 49에 도시된 바와 같이, 전자기파 반응성 에너지가 발생하는 것을 확인할 수 있었다.

즉, 도 50 내지 도 52에 도시된 바와 같이, 천연젤 및 고형물에 포함된 물이 UV, 자외선 및 가시광선을 조사하였을 때, 광물계 소마티드가 발산하는 에너지에 의해 빛의 중심으로 물이 원통형의 도넛 형태로 지속적으로 회전하면서 에너지를 발산하여 소정의 동력을 발생시키고 있음을 확인할 수 있었다.

또한, 도 53 내지 도 56에 도시된 바와 같이, 천연 파우더에 포함된 식용유에 UV, 자외선 및 가시광선을 조사하였을 때, 광물계 소마티드가 발산하는 에너지에 의해 빛의 를 중심으로 식용유가 원통형의 도넛 형태로 지속적으로 회전하면서 에너지를 발산하여 소정의 동력을 발생시키고 있음을 확인할 수 있었다.

여기서, 도 48은 UV를 조사하였을 때, 광물계 소마티드의 변화를 나타낸 실험 결과로서, 붉은색 원이 UV 조사 범위를 나타내는 것이고, 이 UV 조사 범위 내부에 존재하는 광물계 소마티드의 에너지 증폭현상으로 인한 변화를 나타낸 도면이다. 또한, 도 49는 자외선을 조사한 결과로서, 자외선이 조사된 범위 주변으로 수분이 기화되는 현상을 나타내고 있다.

이는, 본 발명의 다기능 천연젤, 또는 천연 파우더는 UV, 자외선 및 가시광선을 조사하였을 때, 빛과 반응하여 광물계 소마티드가 발산하는 에너지의 증폭이 이루어지고, 이 증폭되는 에너지 효과에 의해 다양한 산업용 원료로 활용할 수 있을 것이다.

실험 3.

이하에서는 광물계 소마티드 중에서 초고온 전처리 공정이 완료된 광물분말의 미생물 융합 가능성을 조사하고, 잠재적으로 존재하는 미생물종을 탐색·동정함은 물론, 다양한 병원성 세균에 대한 항균능력을 정성 및 정량적으로 실험하였다.

1. 광물분말에 포함된 미생물종의 탐색 및 기능성을 분석하기 위해 도 12에 도시된 바와 같이, 2종의 시료(시료 A, 시료 B)를 전처리 공정을 수행한 후, 실험을 실시하였다.

이후, 전처리 공정이 완료된 시료 A, 및 시료 B에 포함된 미생물 배양을 수행하였으며, 도 13에 도시된 바와 같이, 미생물종 탐색 및 분리, 동정을 위한 전략 모식도에 의해 실시하였다.

2. 광물계 소마티드 및 다수의 미생물종이 포함된 광물분말의 미생물 융합 가능성을 조사하기 위한 미생물 배양 배지로서, 일반적으로 널리 사용되고 있는 최소영양배지와 복합영양배지를 이용하였다.

최소영양배지로서 Yeast Extract Minimal Medium (YEM)을 Na2HPO4·12H2O 3.5g, K2HPO4 1.0g, MgSO4·7H2O 0.03g, NH4Cl 0.5g, Yeast extract 4.0g, D.W. upto 1L 의 조성으로 제조하여 멸균 후 사용하였다.

복합영양배지로서 Tryptic Soy Broth(TSB, BD & Company)를 사용하고, 고체배지는 YEM과 TSB 조성에 1.5% (w/v) Bacto-agar를 추가하여 만들었다.

미생물 배양은 32℃에서 24~72시간 동안 유지하며, 호기성 배양과 혐기성 배양을 시도하였으며, 액체 호기성 배양의 경우, 진탕배양기를 이용하여 250 rpm 조건으로 미생물 배양을 시도하였고, 혐기성 배양을 위하여, 자동혐기성 및 미호기성 세균배양시스템(Anoxomat Mark II System)을 이용하여 협기배양을 실시하였다.

3. 모든 분리된 미생물종은 도 14에 도시된 바와 같이, 미생물종 동정을 위하여 현미경 관찰을 통해 세포 모양을 관찰한 뒤, CTAB 방법을 이용하여 genomic DNA를 분리 정제하였으며, BLAST 프로그램(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)을 이용하여 분석하였다.

4. 실험 결과, 시료 A 및 시료 B로부터 총 53종의 생체에 무해한 호기성 미생물을 순수 분리하였으며, 그 중 24종에 대한 분자유전학적 동정을 미생물종 동정을 수행한 결과, 24종의 미생물종은 광물성 파우더의 시료 중 A 유래의 미생물종이 13종, B 유래의 미생물종이 11종이 탐색되었고, 배양 전 고온·고압 습열멸균을 수행한 A와 B로부터 분리된 미생물종이 3종이었던 반면, 멸균을 수행하지 않은 A와 B로부터 21종이 분리되었음을 확인할 수 있었다.

또한, 멸균을 수행하지 않은 A와 B로부터 분리된 미생물에는 1㎛ 크기의 아주 작은 미생물도 존재하는 것으로 나타났다. 특기할 점은 여기에서도 배양에 사용한 페트리 접시의 바닥에 얇은 막 형태의 것이 형성된 점인데 이는 상기 S340 단계를 통한 실험 결과와 유사한 결과로 나타내고 있다.

특히, 실험상의 오류 여부를 확인하고자 배양된 미생물들을 따로 분리하여 121℃ 에서 15분 간 오토클레이브로 살균 처리 한 후, 재 배양한 결과 배양이 이루어지지 않았으나, 배양되지 않은 일반 환경 미생물을 광물계 소마티드 천연 파우더과 함께 배지에 넣고, 다시 121℃ 에서 15분 간 살균 처리 한 후 배양한 결과 배양이 됨을 확인하였다.

이와 같은 결과를 통해 광물계 소마티드는 일반 미생물들을 극한의 환경에서 보호하고 살리는 작용을 하는 것을 확인할 수 있었으며, 이와 동시에 미생물만을 분리하여 광물계 소마티드 천연 파우더가 없는 상태에서 가압 살균 처리한 다음에 증식 여부를 확인한 결과, 모두 사멸하여 아무런 미생물 증식이 일어나지 않았다는 점이다.

이것은 광물계 소마티드 천연 파우더가 고온에서 일반 환경 미생물이 견디어낼 수 있도록 피난처를 제공하였거나, 광물계 소마티드 천연 파우더가 에너지적 작용을 통해 일반 미생물들이 고온에서 견디어 낼 수 있도록 하는 것임을 확인할 수 있는 것이다.

실험 4.

이하에서는, 전술한 광물계 소마티드의 기능 및 효과를 파악하기 위한 실험을 실시하였으며, 특히 배양 전 고온·고압 습열멸균을 수행한 광물성 파우더 즉, 광물계 소마티드의 항균능에 대한 정성 및 정량적 분석을 위하여, 미국 CLSI(Clinical Laboratory Standards Institute) 지침서에 명시된 표준방법에 따라 디스크 확산법, Broth dilution 방법을 이용하여 다음과 같이 수행하였다

1.디스크 확산법

실험조건

항균능 시험 대상균주를 Mueller Hinton Broth (MHB, BD & Company)에 35℃, 2-6시간 동안 배양하여 균 농도를 McFarland No. 0.5로 조정한 후, 멸균면봉을 이용하여 Mueller Hinton Agar (MHA)에 접종하였다. 이때, 균을 희석한 후 15분 이내에 접종하였고, 균 접종시 페트리디쉬를 60°로 회전하면서 3회 연속 도포하였다.

도포한 배지를 3∼5분간 상온에서 말리고, 15분 이내에 50%(w/v) 광물계 소마티드의 현탁액을 접종루프를 이용하여 접종하였다. 50%(w/v) 광물계 소마티드 현탁액은 0.15M NaCl을 함유한 멸균식염수에 광물계 소마티드를 1:1의 비율로 혼합하여 제조하였으며, 35℃에서 16∼18시간 배양 후 균억제대(inhibitionzone)의 크기를 관찰하여 항균효과를 측정하였다.

실험결과

도 15에 도시된 바와 같이, 디스크 확산법을 이용한 항균효과 조사 결과, S. aureus와 K. pneumoniae에서 균억제대(붉은색 원형으로 표시)가 형성되는 것을 확인하였다. 하지만, 그 외 세균종의 경우, 이러한 균 억제대 형성을 관찰하지 못하였다. 이러한 결과는, 이유를 알 수 없으나, 광물계 소마티드가 S. aureus와 K. pneumoniae에서 상대적으로 강한 항균효과를 발휘하고 있음을 확인할 수 있었다.

2. Broth dilution 방법

실험조건

단일 콜로니로부터 계대배양을 통해 활성화시킨 뒤, 멸균식염수 3㎖에 접종하여 McFarland 표준탁도 0.5가 되도록 조정하였다. 조정된 균액 100㎕를 멸균식염수100 ml을 담겨있는 플라스크에 희석하여, 균 농도를 1×105 CFU/㎖로 맞춘 뒤, 광물계 소마티드 현탁액을 최종농도 1%, 2%가 되도록 첨가하여 실온에서 반응하였다. 0, 6, 24, 48, 72시간 간격으로 균액 1㎖을 채취하여 균수를 측정 비교하였다.

실험결과

Broth dilution 방법을 이용하여 E. coli ATCC 25922 및 S. aureus ATCC 29213의 항균효과에 대한 정량적 분석을 실시한 결과, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, E. coli와 S. aureus 모두 1-2%(w/v) 광물계 소마티드 현탁액에 대하여 배양 후 6시간부터 빠르게 항균효과가 나타남을 확인하였다. 6시간 후에 균 생존율은 현탁액의 농도와 상관없이 약 93% 정도 감소한 것을 확인할 수 있었다.

실험 5.

전술한 단계에 의해 추출된 광물계 소마티드의 기능 및 효과를 파악하기 위해 광물계 소마티드의 VOC탈취, 암모니아 탈취 실험을 실시하였다.

VOC탈취 실험

도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광물계 소마티드를 이용한 VOC탈취실험은 최소 30분이 지난 후, 87.8%의 탈취율을 나타내고 있으며, 120분을 경과하면, 89.6%의 탈취율을 보이고 있음을 알 수 있다.

암모니아 탈취 실험

도 20에 도시된 바와 같이, 초기농도 100ppm에서 0.5시간이 지난 후, 1ppm 미만으로 큰 변화가 발생한 것을 확인되었다.

이에, 본 발명의 광물계 소마티드는 VOC탈취, 암모니아 탈취에 큰 효과를 가지고 있음을 알 수 있다.

실험 6.

- 전자파 흡수능력 및 전자파 차폐 측정 능력에 대한 실험

전자파 흡수능력 및 전자파 차폐 측정 능력에 대한 실험은 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 카본, 송진, 황토를 배합하여 평평하게 만든 전자파흡수체에 대한 Time Domain Reflectivity Test 방법을 이용하여 간이 시설을 이용하여 전자파 흡수능력을 검증하였으며, 전자파 차폐율에 대한 IEEE Std 299 & MIL-STD-188-125 방법을 이용하여 차폐 측정 시설을 이용하여 전자파 차폐 능력을 검증하였다.

상기 전자파 흡수능력 및 전자파 차폐 측정 능력에 대한 실험 중, 전자파 흡수능력은 본 발명의 광물계 소마티드가 60%, 수치 30% 및 송진 10%로 이루어진 패널을 이용하였으며, 이로 인한 실험 결과, 도 23 및 도 24에 도시된 도면과 같은 전자파 흡수율을 보이고 있다.

또한, 전자파 차폐율은 광물계 소마티드가 60%, 탄소 35% 및 송진 5%로 이루어진 패널을 이용하였으며, 이로 인한 실험 결과, 도 25 및 도 26에 도시된 그래프와 같은 전자파 차폐율을 보이고 있다.

실험 7.

- 광물계 소마티드의 발열성능 실험

본 발명의 광물계 소마티드를‘EL610 제설제’ 실험방법에 따라 test하고, -12℃와 -5℃에서 얼음을 녹일 수 있는지 확인하여 광물계 소마티드의 발열성능을 실험하였다.

실험결과, 도 27에 도시된 바와 같이, -12℃ 조건 하에서 실험 시료는 얼음을 완전하게 녹이지는 못했으나, 실험 완료후, 시료를 확인한 결과 시료 입자가 동글동글하게 뭉쳐져 있음을 확인할 수 있다.

실험 8.

- 광물계 소마티드의 전류 발산 효과에 대한 실험

광물계 소마티드의 전류 발산 효과에 대한 실험을 실시한 것으로, 도 28 내지 도 30에 도시된 바와 같이, 0.1mV 이하로 방전된 전기 컨덴서가 광물계 소마티드에 의해 자체 충전이 이루어지고 있음을 알 수 있다.

실험결과, 본 발명의 광물계 소마티드로부터 이격되는 거리가 각각 15cm(보라색), 1m(자주색), 1.8m(연미색) 및 3.0m(연파란색)에 위치하도록 하고, 일정 시간동안 콘덴서의 충전 여부를 확인한 결과, 26.5시간 ~ 168시간동안 최소 12.9mV ~ 최대 164.1mV의 전류가 자체 충전되고 있음을 확인할 수 있었다.

실험 9.

- 광물계 소마티드의 제타포텐셜(zeta potential) 측정실험

1. 시료정보

(1) 시료명 : 퀀텀 나노 파우더(이하, 광물계 소마티드)

2. 분석방법

2-1. 제타포텐셜(Zeta-potential)

(1) 측정장비: Photal OTSUKA ELECTRONICS사 Zeta-potential & Particle size Analyzer ELSZ-2

(3) 원리 : Electrophoretic light scattering(Laser Doppler)

(4) Light source : Laser diode

(5) 측정범위

- Concentration range : 0.001 % ~ 40 %*1

*- Zeta potential : -200 ~ 200 mV

- Electric mobility : -10 ~ 10 ㎛·cm/sec·V

2-1-1. 분산용매 조건

(1) solvent : H2O

(2) Temperature : 25 ℃

(3) Refractive Index : 1.332 8

(4) Viscosity : 0.887 8 cp

(5) Dielectric constant : 78.3

3. 분석 결과

3-1. 분산안정성 측정

- 제타포텐셜(분산안정성) 측정결과

시료명	단위	분석결과
Koptri-1330182-1	mV	-37.74

전술한, 광물계 소마티드의 제타포텐셜(zeta potential) 측정실험은 도 31에 도시된 바와 같이, 생체 소마티드가 음전하를 띠고 있다는 네상의 주장에 따라 광물계 소마티드 천연 파우더의 제타 포텐셜을 측정한 실험으로서, 자연 상태에서 제타 전위가 37.7 mV로서 상당히 높은 값이 나왔다.

아울러, 광물계 소마티드가 음전하로 대전되어 있다면 양이온 치환용량(Cation Exchange Capacity)에서도 여느 세라믹과 다를 것이라 판단하여 이를 측정하였다.

여기에서도 CEC 값이 99.87 cmol+/kg 으로서 상당히 높은 값을 얻을 수 있었으며, 광물계 소마티드 천연 파우더가 음전하에 의해 대전되어 있으므로 환원력이 높을 것으로 예상된다.

실험 10.

- 광물계 소마티드의 항산화 효과 실험

광물계 소마티드가 혼합된 용액의 항산화 효과를 다시 확인하고자 도 32 및 도 33에 도시된 바와 같이, 광물계 소마티드의 항산화 효과 실험 결과로서, 광물계 소마티드 천연 파우더의 상, 하층은 적정량의 물 또는 증류수에서 광물계 소마티드 천연 파우더를 1G의 중력에서 1시간동안 침전시킨 후, 분리된 상하층을 채취하여 사용하였다.

콩나물은 줄기부분을 일정한 크기로 절단 채취하여 각 현탁액에 담궈 둔 후, 그의 시간적 변화를 약 140시간 동안 관찰하였다. 각 용질은 0.01g/ml의 농도로 물 또는 증류수에 현탁하여 콩나물에 적용하였다. 그 후 현탁액의 감소를 감안하여 1일 1회 물 또는 증류수 0.1ml을 추가 도포하였다.

도 32는 140 시간 후에 변한 모습을 나타낸 도면이다. 도 32의 (a)는 물 또는 증류수, 도 32의 (b) 및 (c)는 광물계 소마티드로서 각기 하층액, 상층액이며, 도 32의 (d)는 실리카가 섞인 물이다. 또한, 용매로서 DW 10ml를 사용하였다.

도시된 바와 같이, 광물계 소마티드 현탁액의 상, 하층액 (b, c)에서 방치한 콩나물의 상태는 대조군인 SiO₂(d)나 비처리(a) 실험군에 비해 월등한 조직괴사 방지 및 변성억제 효과를 보였다. 노랗게 변성이 일어난 비처리군 콩나물과 SiO₂처리군의 콩나물에 비해 분리한 광물계 소마티드 현탁액에서 방치한 콩나물은 원상태를 유지하고 있었다.

결론적으로, 물 또는 증류수나 실리카를 풀은 물에 넣어둔 콩나물 줄기는 산화되어서 조직 세포가 변성되거나 괴사되면서 줄기가 풀어졌으나 광물계 소마티드를 풀은 물에서는 싱싱한 채로 줄기의 형상이 유지되고 있는 것을 확인할 수 있다. 원심 분리 후 광물계 소마티드를 분리하여 채취한 위치, 즉 중층액이나 상징액 여부에 관계없이 효과는 거의 동일하였다. 이것은 광물계 소마티드가 상징액에서도 소량 존재함을 의미한다.

실험 11.

실험 11은 전술한 광물계 소마티드의 항산화 효과 실험에 이어 동일한 조건 하에, 광전자증배관을 이용하여 생체광자 발생량을 측정하였다.

- 광물계 소마티드의 광전자증배관을 이용하여 생체광자 발생량측정 실험

모든 유기체는 그들이 가지고 있는 세포들간의 생화학 작용에 의해 생성된 매우 미세한 광자가 방출되는데 이 방사광자를 생체광자라고 한다. 생체광자는 현재 항산화와 관련하여 연구가 활발히 이루어지고 있는 연구 분야로 생체광자의 방출량이 곧 산화의 척도는 아니지만 세포의 생멸과 관련하여 중요한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다.

도 34는 광전자증배관을 이용하여 생체광자 발생량을 측정한 결과 그래프로서, 생체광자의 방출량의 시간별 유형은 모두 비슷하였고, 평균 방출량에 있어서 차이가 발생하였다. 도 35는 각 시료별 생체광자의 8분간 평균 방출량을 나타낸 도면이다.

결과적으로, 콩나물의 생체광자 방출량은 물 또는 증류수와 SiO₂에 담궈둔 시료에서 엇비슷하게 가장 높게 측정되었다. 따라서 SiO₂에는 항산화 효과가 없다는 것을 알 수 있다. 광물계 소마티드의 상, 하층에 담궈둔 콩나물에서 측정된 생체광자의 방출량은 비슷하게 낮게 측정되었다. 육안상으로 변성된 콩나물에서 생체광자 방출량이 높은 것은 식물의 생체광자 선행연구에서 산화작용을 하는 제초제가 식물에게 데미지를 줄 때 생체광자가 증가하는 것과 관련이 있는 것으로 생각된다. 따라서 광물계 소마티드 상에서 산화를 억제하는 효과를 가진 것으로 확인되었으며, 이를 콩나물의 시간별 변성에 따른 생체광자 방출량의 변화를 재검증하였다.

도 36 및 도 37은 생체광자 방출량을 재검증하기 위해 초기 16시간 동안 방치한 결과를 나타낸 그래프 및 데이터 표이다.

측정 결과를 볼 때 16시간까지의 절단된 콩나물 조각들 간의 상태는 서로 비슷한 것으로 생각되며 아직 생명력을 유지하고 있는 것으로 보인다. 가시적으로 관찰되는 콩나물 조각의 상태와 생체광자의 방출량은 서로 관련성이 있다는 것이 재확인 되었으며, 약간 높게 측정된 SiO₂실험군의 생체광자의 평균 방출량은 가시적인 변성정도와 유사하게 측정수치를 보였다.

이를 볼 때, 광물계 소마티드의 주성분인 SiO₂가 생체상에서 변성억제력이 없는 것이 더욱 명확한 것으로 판단되며, 상대적으로 광물계 소마티드의 특정요소가 상처가 난 식물의 변성억제력이 있는 것을 확인할 수 있었다.

또한, 도 38 및 도 39는 생체광자 방출량을 재검증하기 위해 7일 동안 방치한 결과를 나타낸 그래프 및 데이터 표이다.

약 7일간의 생체광자 방출정도를 측정한 결과, 광물계 소마티드의 식물에서의 변성억제력은 분명히 존재하는 것으로 관찰되며, 7일의 기간 동안 광물계 소마티드를 제외한 모든 처치군이 변성되었음을 확인할 수 있었다.

차후 이를 동물세포에서 세포 생존율 측정기법(MTT assay) 및 항산화력 측정(DPPH assay)등을 통한 추가적인 유기체에 미치는 영향을 알아보는 실험을 진행함과 동시에 메커니즘 연구를 할 예정에 있다.

또한, 광물계 소마티드의 환원력이 비접촉 방식으로도 작용하는 것을 확인하기 위하여 물이 들어 있는 비커를 광물계 소마티드 융합 분말 위에 올려놓는 비접촉 방법으로 ph와 산화환원전위(ORP)를 측정하였다.

측정결과, ph가 약 알칼리 쪽으로 변하였고 ORP가 50 mV에서 10 mV로 감소하여 유지되었다. 물의 ph가 약알칼리쪽으로 변하였다는 것은 물의 H+이온의 농도가 줄어들었음을 의미하므로 물의 음전하 양이 증가하였음을 의미한다.

산화환원전위가 감소한 것도 결국 물의 음전하양이 증가하였다는 것과 같다. 이 결과들은 광물계 소마티드 융합 분말이 물과 직접 닿지 않아도 광물계 소마티드가 발산하는 에너지에 의해 비접촉 방식으로 유리 비이커를 투과하여 환원작용을 일으킨다는 것을 의미한다.

실험 12.

- 광물계 소마티드의 라만 분광분석 실험

라만 분광분석 결과. 도 40에 도시된 바와 같이, 직접 광물계 소마티드 천연 파우더를 물에 넣은 다음에 얻어진 결과로서 광물계 소마티드 천연 파우더가 친수성이 매우 크다는 것을 알 수 있다. (a)는 물 또는 증류수, (b)는 분말을 풀은 직후, (c)는 3일 후, (d)는 4일 후에 측정한 결과이다.

실험 13.

- 광물계 소마티드의 산화 방지 효능 실험

1. 실험 조건

광물계 소마티드의 산화 방지 효능은 도 41에 도시된 바와 같이, 식염수를 이용하여 못의 산화를 촉진시켰고 대조군으로 광물계 소마티드의 주성분인 SiO₂를 추가하여 임상효과 주체의 타겟을 더욱 한정하였다. 광물계 소마티드는 1G의 중력에서 2층으로 침전되는 것이 확인되어 이를 분리 추출하여 산화억제 효과의 타겟을 추적하였다.

2. 실험 방법

일한 농도와 양의 식염수에 대못을 담궈 둔 후 시간별 녹슨 정도를 측정하였으며, 못이 담겨있는 용액의 조성은 도 42와 같다.

광물계 소마티드 현탁액에 사용된 광물계 소마티드와 SiO₂의 양은 각 0.1g/ml로 고정하였고, 상하층액은 0.1g/ml의 농도로 물 또는 증류수에 광물계 소마티드 현탁액을 현탁하여 도 43에 도시된 바와 같이, 1g에서 1시간동안 침전시켜 분리 추출한 시료를 다시 식염수로 이루어진 용매에 현탁시킨 것이다.

시료는 도 44에 도시된 바와 같이, 실온에서 약 95시간 방치한 후 녹슨 정도를 측정하여 광물계 소마티드의 산화억제력을 비교하였으며, 도 45에 도시된 바와 같이, 다른 대조군에 비해 광물계 소마티드 현탁액 하층의 산화억제력이 가장 큰 것으로 나타났다. 육안으로 관찰된 시료의 상대적인 산화억제력은 도 46과 같다.

3. 실험 결과

상기 실험에서 광물계 소마티드 현탁액의 산화 억제효과는 육안으로도 확연히 알 수 있을 정도로 매우 명확하게 나타나고 있음을 확인할 수 있다.

분석 결과는 광물계 소마티드 현탁액의 산화억제력의 주체가 1G의 중력에서 1시간 동안 침전된 전체시료의 하층으로 분리되는 물질에 존재하는 것을 알 수 있으며, 주성분인 SiO₂에서 기인하는 것이 아닌 것으로 나타났다.

실험 14.

- 다기능 천연젤 및 천연 파우더의 FT-IR, TGA, XRF, XRD 실험

1. 의뢰기관: 한국표준과학연구원

2. 시료명: Koptri-1420155

3. 실험방법: FT-IR, TGA, XRF, XRD

4-1. 실험결과

- 광물계 소마티드(시료명: Koptri-1420155)의 분석결과 도 58에 도시된 바와 같이, 수분이 약 89% 함유된 것으로 나타나 있으며, 특정 유기성분, CaCO₃ Carbon black 등이 함유되지 않은 것으로 나타난 바 있으며, 수분을 제외한 Sio₂ 는 7중량%, Al₂O₃는 2중량%, Fe₂O₃는 1중량%, K는 1중량%가 각각 함유되어 있음을 확인할 수 있었다.

4-2. FT-IR(Fourier Transform Unfra-Red Spectrophotometer) 실험결과

(1) 측정기기: jasco ft-ir 4100

(2) 측정모드: ATR mode

(3) Resolution: 4cm^-1

(4) Scna 수: 32

(5) FTIR Library List

- FT-IR 분석 결과, 도 60 내지 도 62에 도시된 바와 같이 건조 전, H2O 성분이 확인되었으며, 건조 후, SiO2 의 spectrum과 상당히 휴사한 성분이 확인되었다.

4-3. TGA(Thermogravimetric Analyzer) 실험결과

(1) 측정기기; TA Instrument, Q500

(2) 승온속도 : 10℃/min

(3) 온도범위: RT ~ 800℃

(4) 분위기: N₂

(5) 실험결과

도 63에 도시된 바와 같이, 건조 전, Char yield at 800℃(%)가 11.00이었는데 반해, 건조 후, Char yield at 800℃(%)가 92.34로 분석되었음을 확인할 수 있었다.

4-4.XRF(X-Ray Fluorescence Spectrometer) 실험결과

(1) 측정기기 Shimadzu 사 720

(2) 분위기: Vacuum

(3) Collimator: 10mm

(4) 분석모드: 도 59에 도시된 바와 같이, Na~U(Ti~U, Na~Sc), XRF는 아래 원소주기율표에 표시된 바와 같이, 측정범위의 원소들만을 100%로 설정한다.

(5) 실험결과

도 64 및 65에 도시된 바와 같이, Sio₂ 는 6.70중량%, Al₂O₃는 1.67중량%, Fe₂O₃는 1.04중량%, K는 0.76중량%가 각각 함유되어 있음을 확인할 수 있었다.

이에, 본 발명의 다기능 천연젤, 또는 천연 파우더는 전술한 각종 실험결과를 바탕으로 조직 괴사방지, 피부재생, 암세포 억제, 면역 조절 T세포 증가와 같은 효과를 기대할 수 있으며, 더불어 관절염이나 노화 방지와 같은 효과, 전자파 차폐흡수, 방열효과, 강도 신도 개선, 대장균, 포도산균, 폐렴균, 슈퍼박테리아 항균, VOC 제거, 폐수, 정수, 공기정화 등 산업용 융복합 원료로 활용할 수 있을 것이다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 하며, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

자연계에서 산출되는 광물로부터 추출된 광물계 소마티드 분말을 이용한 힐링 다기능 캘비 천연젤 및 캘비 천연 파우더 제조방법에 있어서,
SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO₃, K 등의 성분이 독립적으로 함유되어 있거나, 모두 함유되어 있는 광물을 채취하는 광물 채취단계;
상기 광물 채취단계에 의해 채취된 광물들을 320 mesh 이하의 광물분말로 분쇄하는 광물 분쇄단계;
상기 광물분말을 200℃ ~ 1,000℃의 고온에서 1시간 ~ 2시간 동안 가열하여 불순물과 잔류 유기물들을 제거하는 잔류 유기물 열처리 단계;
상기 잔류 유기물 열처리가 완료된 광물분말에 물 또는 증류수를 중량비로 일정 비율 혼합하고, 상온에서 숙성 및 발효시키는 분말 숙성단계;
숙성 및 발효가 이루어진 혼합물로부터 수분을 제거하고, 수분이 제거된 혼합물을 180℃의 온도에서 3시간 이상 건조하여 광물계 세라믹 파우더만을 혼합물로부터 분리하는 세라믹 파우더 분리단계;
상기 세라믹 파우더를 100℃ ~ 1,000℃의 고온으로 재가열하는 분말 가열단계;
재가열된 광물계 세라믹 파우더로부터 광물계 소마티드를 분리하는 광물계 소마티드 분리단계;
상기 광물계 소마티드를 100 ~ 600℃의 온도로 1시간 ~ 10 시간 동안 가열에 의해 건조시켜 수분, 증류수, 이온수만을 증발시킨 후, 광물계 소마티드를 겔(Gel) 타입의 천연젤로 제조하는 천연젤 제조단계; 및
상기 천연젤을 열처리 하여 천연 파우더로 제조하는 천연 파우더 제조단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 광물 채취단계는 황토, 맥반석, 옥, 게리마늄, 토르말린, 제오라이트, 고령토, 벤토나이트, 수정을 포함하는 천연광물인 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 광물들을 알루미나볼밀(알루미나 회전 연마)과 제트밀(jet mill)을 이용하여 건식 또는 습식 공법 중 어느 하나의 공법으로 분쇄하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 광물 분쇄단계는
분쇄가 완료된 광물분말은 Sio₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO₃, K의 성분들이 각각 독립적으로 함유되어 있거나, 또는 모두 포함되어 있는 분말만을 분류하는 광물분말 분류 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 분말 숙성단계는
상기 광물분말 10 ~ 80중량%와, 물 또는 증류수 20 ~ 90중량%를 혼합하여 혼합물을 구성하는 혼합단계와, 혼합이 완료되면, 이 혼합물을 소정의 용기에 저장한 뒤, 2일 ~ 60일 동안 1℃ ~ 100℃의 온도에서 숙성이 이루어지도록 하면서 숙성에 의한 발효가 진행되도록 하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 광물계 세라믹 파우더 분리단계는
숙성된 혼합물을 소성기 안으로 투입하고, 180℃ 이내의 고온에서 30분~2시간 회전시켜 수분을 제거한 후, 건조기를 통해 100℃~200℃의 온도로 3시간 동안 가열에 의한 건조가 이루어지도록 하는 1차 가열 단계와,
상기 1차 가열 단계 이후, 400℃ ~ 1,000℃의 고온으로 가열하여 건조가 이루어지도록 하는 2차 가열 단계
를 통해 광물분말로부터 광물계 세라믹 파우더를 분리하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 제조방법.
제 1 항에 있어서,
광물계 소마티드 분리단계는
광물계 세라믹 파우더를 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수와 혼합하여 교반기에 넣고, 24시간 동안 교반하는 교반단계와,
상기 교반단계가 완료되면, 1 ~ 24시간 동안 원심분리기를 통해 광물계 세라믹 파우더와 광물계 소마티드의 원심분리가 이루어지도록 하는 광물계 소마티드 분리단계
상기 원심분리가 완료되면, 3 ~ 72시간 동안 침전시켜 광물계 세라믹 파우더와 물 또는 증류수, 또는 탈 이온수를 층분리시키는 층분리단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 제조방법.
제 7 항에 있어서,
상기 층분리 단계는
물 또는 증류수, 또는 탈 이온수가 위치하는 최상층부와,
SiO₂, Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO₃, K 등의 성분들이 모두 함유된 광물계 세라믹 파우더가 위치하는 최하층부와,
광물계 소마티드가 위치하는 현탁액으로 구성된 중간층부로 분리되며,
상기 현탁액으로 이루어진 중간층부만을 취하는 방법을 통해 광물계 소마티드를 분리하는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 천연젤은 천연젤은 SiO₂40 ~ 80중량%, Al₂O₃10 ~ 35중량%, Fe₂O₃5 ~ 10중량%, MgO₃ 3 ~ 7중량%, K2 ~ 8중량% 가 각각 독립적으로 함유되어 있거나, 모두 함유된 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 광물계 소마티드 천연 파우더 제조단계는
상기 천연젤을 100 ~ 800℃의 온도로 2시간 ~ 20 시간 동안 건조하는 1차 열처리 단계와,
오토클레이브로 121℃에 15분간 2회 다시 가압 살균 처리하는 2차 열처리 단계를 통해 제조되는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 제조방법.
제 10 항에 있어서,
상기 광물계 소마티드 천연 파우더 제조단계는
상기 2차 열처리 단계 이후, 열처리된 고형물을 100 ~ 800℃의 온도로 2시간 ~ 20 시간 동안 더 건조시키는 것을 특징으로 하는 광물계 소마티드를 이용한 다기능 천연젤 및 천연 파우더 제조방법.