KR20210001140A - 상온에서 원적외선이 방사되는 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상온에서 원적외선이 방사되는 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중화맥반석, 진주석 및 목어석을 이용하여 원적외선 방사 특성을 갖도록 하는 조성물에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 중화맥반석, 진주석 및 목어석이 혼합 형성됨으로써 상온에서 피부 온도에 감응되어 원적외선 방사율이 0.92~0.93이고, 원적외선 방사에너지가 3.50~3.60×102W/m2·㎛인 것을 특징으로 하는 상온에서 원적외선이 방사되는 조성물을 기술적 요지로 한다.

Description

상온에서 원적외선이 방사되는 조성물{Body-on-infrared ray emitting composition}
본 발명은 상온에서 원적외선이 방사되는 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중화맥반석, 진주석 및 목어석을 이용하여 원적외선 방사 특성을 갖도록 하는 조성물에 관한 것이다.
적외선은 태양이 방출하는 빛을 프리즘으로 분산시켜 보았을 때 적색선의 끝보다 더 바깥쪽에 있는 전자기파를 말하는 것으로, 파장의 길이에 따라 0.75~3㎛의 것을 근적외선, 3~25㎛의 것을 단순히 적외선, 25㎛ 이상의 것을 원적외선이라 한다.
그 중 원적외선은 적외선 영역에서 가장 긴 파장을 지닌 전자기파의 일종으로, 태양광선 중 가장 순수하고 열효율이 높은 무색의 자연선이기 때문에 우수한 열작용과 강한 침투력을 가지고 있어 인체에 조사되면 피부 깊숙이 침투되면서 열작용을 유도해 인체에 가장 많은 유익함을 제공한다.
열작용의 경우, 각종 질병의 원인이 되는 세균을 없애는데 도움이 되고, 모세혈관을 확장시켜 혈액순환과 세포조직 생성에 도움을 준다. 또한 인체에 흡수될 때 일반 열보다 80배나 깊은 피부심층(4~5㎝)까지 침투하여 인체 내 세포를 구성하는 수분과 단백질 분자에 닿으면 세포를 1분에 2,000번씩 미세하게 흔들어줌으로써 세포를 활성화시켜 혈액순환을 촉진시키며 이런 과정 중에 지방분해와 피부 깊숙한 곳의 노폐물도 함께 배출시키는 작용을 하므로 노화방지, 신진대사 촉진 및 만성피로 등 각종 성인병 예방에 효과가 있다.
또한 일반적으로 빛은 파장이 짧으면 반사가 잘 되고 파장이 길면 물체에 도달했을 때 잘 흡수되는 성질이 있으므로, 침투력이 강해서 사람의 몸도 이 적외선을 쐬면 따뜻해진다. 예를 들어 30℃의 물 속에서는 따뜻한 기운을 거의 느끼지 못하지만 같은 온도의 햇볕을 쐬고 앉아 있으면 따스함을 느낄 수 있는데, 그 이유는 햇볕 속에 포함되어 있는 원적외선이 피부 깊숙이 침투하여 열을 만들기 때문이다.
이밖에도 원적외선은 발한작용 촉진, 통증완화, 중금속 제거, 숙면, 탈취, 방균, 곰팡이 번식방지, 제습 및 공기정화 등의 효과가 있어 건축자재, 주방기구, 의류, 의료기구 및 찜질방 등의 여러 분야에 이용되고 있다.
한편, 원적외선의 방사량이 높은 천연물질로는 게르마늄, 숯, 황토, 옥, 백운도 및 자수정 등이 있는데, 이에 대해 활발한 실험이 진행되고 있으며, 더 나아가 "광천수 부유 콜로이드를 함유한 원적외선 방출용 조성물(공개번호: 10-2013-0091266)"에서는 희귀 미네랄과 희토류 원소들이 다량 포함된 광천수 부유 콜로이드를 함유하여 원적외선을 방사하는 조성물을 제시하기도 하였다.
그러나 유효한 효과가 나타날 수 있는 정도로 원적외선 방사가 충분히 발생되지 않으면서 시간이 경과함에 따라 원적외선 방사 특성이 상실되는 문제점이 있으며, 높은 열이 가해질 때 비로소 원적외선이 방사되기 때문에 원적외선 방사 특성을 위해 많은 에너지를 소비할 수 밖에 없는 문제점이 있으므로, 이를 해소하기 위한 기술개발 연구가 절실히 요구되는 시점이다.
국내 공개특허공보 제10-2013-0091266호, 2013.08.16.자 공개.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 중화맥반석, 진주석 및 목어석을 이용하여 원적외선 방사 특성을 갖도록 하는 상온에서 원적외선이 방사되는 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원적외선이 방사되는 조성물에 있어서, 중화맥반석, 진주석 및 목어석이 혼합 형성됨으로써 상온에서 피부 온도에 감응되어 원적외선 방사율이 0.92~0.93이고, 원적외선 방사에너지가 3.50~3.60×102W/m2·㎛인 것을 특징으로 하는 상온에서 원적외선이 방사되는 조성물을 기술적 요지로 한다.
바람직하게는 상기 원적외선이 방사되는 조성물은 상기 중화맥반석 30~35중량부, 상기 진주석 30~35중량부 및 상기 목어석 30~35중량부가 혼합 형성되되, 상기 중화맥반석, 상기 진주석 및 상기 목어석이 동일 중량비율로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 원적외선이 방사되는 조성물은, 실리콘(Si) 58.37~59.25wt%, 알루미늄(Al) 17.42~18.22wt%, 철(Fe) 9.75~9.93wt%, 칼륨(K) 6.02~6.80wt%, 티타늄(Ti) 5.44~5.92wt%, 칼슘(Ca) 0.99~1.07wt% 및 잔부 성분 0.28~0.56wt%를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 원적외선이 방사되는 조성물은, 상기 중화맥반석, 상기 진주석 및 상기 목어석을 분쇄 및 혼합한 후 열처리하여 형성되는 분말 형태인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는 상기 원적외선이 방사되는 조성물은, 300~500mesh의 입자 크기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 과제의 해결 수단에 의한 본 발명에 따른 상온에서 원적외선이 방사되는 조성물은, 의복에 코팅 또는 인쇄되어 전기적인 가열을 할 필요없이 상온에서 인체의 피부에 접촉되면서 피부 온도에 감응해 0.92~0.93의 원적외선 방사율 및 3.50~3.60×102W/m2·㎛의 원적외선 방사에너지를 가짐으로써, 원적외선 공명 공진 작용을 통해 피부에 흡수되는 과정에서 각종 냄새 완화, 생식기 주변 혈액순환 촉진, 세포 재생 및 통증 완화 등의 다양한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사율 및 방사에너지 그래프.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 샘플.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 XRF 그래프.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사율 변화 그래프.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사전달률 변화 그래프.
도 6는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간당 전달 변화 그래프.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사에너지 변화 그래프.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 전달률 변화 그래프.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간당 에너지 전달 변화 그래프.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
통상적인 원적외선은 목욕탕이나 찜질방과 같이 실온이 상온보다 높을 때 방사되는 반면, 본 발명에 따른 원적외선이 방사되는 조성물은 상온에서 피부에 접촉되면서 피부 온도에 감응되어 원적외선 방사율이 0.92~0.93이고, 원적외선 방사에너지가 3.50~3.60×102W/m2·㎛인 것이 특징이다. 이러한 특징은 중화맥반석 30~35중량부, 진주석 30~35중량부 및 목어석 30~35중량부 각각을 동일 중량비율로 이루어지도록 준비하여 분쇄 및 혼합한 후 열처리하여 분말 형태로 형성되도록 함으로써 달성될 수 있다.
단, 본 발명에서 '상온'이라 함은 통상의 15~25℃ 무풍상태에서 의복을 벗고 있을 때의 체온이 36~37℃인 상태를 의미한다.
우선, 중화맥반석, 진주석 및 목어석 각각이 가진 특징을 설명해 보고자 한다.
첫째, 중화맥반석은 연한색의 광물질로써 일반 맥반석에 사장석이 보통 55% 함유된 것과 달리 사장석과 정장석이 70~80% 함유되되, 사장석 함량이 정장석 함량보다 많으며, 석영 함량은 15% 이하로 이루어진 구성이다.
중화맥반석에는 인체에 필수적인 칼륨, 칼슘, 나트륨, 마그네슘, 인 등의 원소와 아연, 철, 셀레늄, 동, 스트론튬, 요오드, 플루오린, 편규산 등 18가지 종류의 미량원소가 포함되어 있다. 일반적으로 중화맥반석에서 용출하는 액체 중 4가지 미량원소(편규산, Sr, Zn, F)는 중국 국가음료수, 광천수 표준에 적합하고 천연적인 영양원이다. 이러한 중화맥반석 내에는 대량의 지르콘이 함유되어 있으며 인체에 유익한 원적외선을 방출할 수 있어 상온 조건 하에서 원적외선 복사율은 0.88~0.92, 상온조건에서 세균 억제율의 경우 대장균, 황색포도상균 감소율 90%로 세균 생장을 효과적으로 억제하며, 유해물질 구조의 활성 에네르기를 방사한다. 또한 오염된 물 속에 존재하는 병을 일으키는 유기분자를 분해하며 물이 썩는 것을 방지하여 좋은 질량의 물을 얻을 수 있도록 하는데 효과가 있다.
둘째, 진주석은 Pearl stone이라고도 부르며, 천연 SiO2가 70wt% 이상 함유된 유리를 의미하는 구성이다.
진주석은 점성의 용암(화산용암)이나 마그마가 지표의 호수로 흘러들어 급격한 냉각에 의해 형성된 화산암의 일종으로, 화산지대에서 채취한 퍼라이트 원석(정석)을 1,000~1,300℃로 소성 팽창하여 만들어진 것을 천연 무기재료인 진주석이라 통칭하며, 이러한 소성 팽창 가공을 통해 이루어진 수많은 기공들로 인하여 우수한 경량성, 단열성, 보비성, 배수성 등의 우수한 성능을 보유한 진주석이 만들어진다. 이러한 진주석은 다공성을 가짐에 따라 수분 흡수력과 습도 유지력을 향상시키는 장점이 있고 경량성 및 강도가 높은 성질이 있어 제품의 무게를 경량화시키고 내구성을 좋게 하는 장점이 있다. 또한 진주석은 2.5mm 이하의 표준 입도, 0.16kg/ℓ의 겉보기 비중, 4.0(ℓ/kg)의 최대 용수량, 0.045Kcal/mh ℃의 열전도율을 가지며, 건조시 전기 저항률이 무한대이고, 수분 함침시 전기 저항률이 약 350KΩ·m 일 수 있다. 진주석은 수분 0.06%, 유기물질 2.14% 및 광물질 97.4%로 이루어지는데, 광물질은 Ca, Ag, Mg, P, Na, Si, K, Al, Fe, S, Ni, Cl, Co, Ge, Mn, Se, Cr, Ce, Cu, As, Pb, Bi, Zn, Sn, Cd 및 An으로 총 26종으로 구성될 수 있다. 단, 진주석은 진주약석이라고 불리기도 한다.
셋째, 목어석은 중공상태로 이루어지고 그 내부에 알갱이 또는 분말 또는 액체형태로 채워진 구성이다.
표면은 토갈색, 오렌지색, 자홍색 또는 흑색으로 반금속 광택을 나타낸다. 모스경도는 약 5.5이고 비중은 3.6로써 표면이 견고하고 부드럽다. 목어석 광물질의 주요성분은 갈철광으로써 Fe2O3의 함량이 20~78%이고, 기타 구성물질은 일반적으로 인산염이며 소량의 편규산염 및 스트론튬(Sr), 셀레늄(Se), 몰리브덴(Mo), 리튬(Li), 아연(Zn) 등 미량원소도 함유되어 있다. 특히 목어석에서 방출되는 미량 원소 중 스트론튬(Sr), 셀레늄(Se)의 함량이 비교적 높아 항노화 효과가 있고 동맥경화 예방 등 효능이 있으며, 장기간 사용시 인체에 필요한 여러가지 미량원소를 보충할 수 있을 뿐만 아니라 생리기능을 조절해 신진대사를 촉진시킬 수 있다.
다음으로, 중화맥반석, 진주석 및 목어석의 원적외선 방사율 및 방사에너지를 측정하여 원료들 간의 혼합률 결정에 대하여 설명해 보고자 한다.
원적외선 방사성능을 측정하기 위해 퓨리에 변환 적외선 분광계(Fourier Transform Infrared Spectrometer)(FT-IR)(M2410, MIDAC Corp., USA)를 사용하여 KFIA(Korea Far Infrared Association)-FI-1005 방법에 준해 5~20㎛ 파장에서 실험하였다.
즉 원적외선 방사성능은 원적외선 방사율(emissivity)과 원적외선 방사에너지(emissive power)로 측정되는데, 원적외선 방사율은 흑체의 온도가 인체의 체온과 유사한 37℃일 때 흑체에서 방출되는 원적외선의 양을 측정하고, 장착된 샘플의 표면온도가 37℃일 때 샘플에서 방사되는 원적외선의 양을 측정하여 다음의 식 1에 의해 측정할 수 있다. 단, [식 1]의 Es(λ, T)는 샘플 표면의 적외선 방사에너지(emissive power)를, Eb(λ, T)는 흑체의 적외선 방사에너지(emissive power)를 나타낸다.
[식 1]
Figure pat00001
정리하자면, 퓨리에 변환 적외선 분광계는 마이컬슨 간섭계(Michelson interferometer)라는 장치를 사용하는데, 마이컬슨 간섭계는 빛 파장의 정밀한 측정을 위해 A. Michelson이 고안한 것으로 광원(source)은 광선분산기(beam splitter)에서 두 개의 빛으로 나누어지면서 각각 정지 거울(stationary mirror)과 이동식 거울(movable mirror)에서 반사된 다음 각각의 빛이 광선분산기로 되돌아오고 다시 반사되어 검출기(detector)에서 합쳐지는데, 이때 샘플을 간섭계에 투입하여 간섭상관도를 기록하고, 흑체의 간섭상관도를 기준으로 샘플과의 에너지 비를 계산하여 원적외선 방사율을 구할 수 있다.
이상과 같은 방법으로, 중화맥반석으로 이루어진 sample 1, 진주석으로 이루어진 sample 2 및 목어석으로 이루어진 sample 3의 원적외선 방사율과 방사에너지 값과 함께, 중화맥반석과 진주석이 1:1 중량비율로 이루어진 sample 4, 중화맥반석과 목어석이 1:1 중량비율로 이루어진 sample 5, 진주석과 목어석이 1:1 중량비율로 이루어진 sample 6의 원적외선 방사율과 방사에너지 값과, 중화맥반석, 진주석 및 목어석이 1:1:1 중량비율로 이루어진 sample 7의 원적외선 방사율과 원적외선 방사에너지를 각각 측정하여 아래와 같이 표 1에 나타내었다.
No. 성분 원적외선 방사율 원적외선 방사에너지
(W/m2·㎛, 37℃)
대조군 polypropylene 0.853 3.29×102
sample 1 중화맥반석 0.895 3.43×102
sample 2 진주석 0.854 3.30×102
sample 3 목어석 0.892 3.44×102
sample 4 중화맥반석+진주석
(1:1 중량비율)		 0.871 3.36×102
sample 5 중화맥반석+목어석
(1:1 중량비율)		 0.894 3.44×102
sample 6 진주석+목어석
(1:1 중량비율)		 0.873 3.37×102
sample 7 중화맥반석+진주석+목어석
(1:1:1 중량비율)		 0.921 3.55×102
상기의 표 1에서와 같이 중화맥반석, 진주석 및 목어석 중 1종이거나, 2종을 1:1의 중량비율로 혼합한 경우 오히려 방사에너지가 낮게 나타났으나, 중화맥반석, 진주석 및 목어석을 동일한 중량비율인 1:1:1로 혼합한 경우에는 방사율과 방사에너지가 증가함을 알 수 있었다.
중화맥반석, 진주석 및 목어석 중 2종이 혼합된 경우 오히려 방사에너지의 감소를 보인 반면, 3종 모두 혼합된 경우 방사율이 가장 높게 나타난 이유는 중화맥반석, 진주석 및 목어석 각각의 원료 내에 원적외선을 방사하는 산화규소나 게르마늄, 지르콘 등의 성분들 간의 공간에 진주석이 차지하여 일정한 거리가 만들어져 유지되거나 진주석이 가지는 단열성 등에 의해 외부로부터 전달된 열 또는 에너지의 보존성이 높아지기 때문에 방사에너지의 상승이 있게 되는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사율 및 방사에너지 그래프이다. 도 1을 참조하면, x축은 방사율, y축은 방사에너지를 의미하는 것으로, polypropylene으로 이루어진 대조군 대비 단독의 중화맥반석은 방사율이 0.895, 방사에너지가 343W/m2·㎛이고, 단독의 진주석은 방사율이 0.854, 방사에너지가 330W/m2·㎛이며, 단독의 목어석은 방사율이 0.892, 방사에너지가 344W/m2·㎛임을 알 수 있다.
이와 달리, 도 1에서와 같이 중화맥반석, 진주석 및 목어석이 1:1:1의 중량비율로 혼합된 sample 7의 경우에는 방사율이 0.921, 방사에너지가 355W/m2·㎛로써, sample 7의 원적외선 방사 특성이 sample 1 내지 6에 비하여 탁월함을 알 수 있다. 단, 도 1에 sample 4 내지 6의 방사율과 방사에너지는 표시하지 않았으나, sample 1 내지 3과 비슷한 수치임이 표 1을 통해 확인 가능하다.
따라서 중화맥반석, 진주석 및 목어석 중 1종 또는 2종으로 이루어진 경우보다 중화맥반석, 진주석 및 목어석을 1:1:1의 중량비율로 혼합 형성한 경우 원적외선 방사율 및 원적외성 방사에너지가 상대적으로 더 우수하다.
이렇게 중화맥반석, 진주석 및 목어석을 1:1:1의 중량비율로 혼합된 원적외선이 방사되는 조성물은 300~500mesh의 평균 입자 크기로 이루어지는 것이 좋은데, 300mesh 미만이면 입자가 너무 커 제품 적용에 제한이 생기기 때문에 제품성이 없게 되며, 500mesh를 초과하면 입자가 미세하여 제품성이 좋을 수는 있으나, 공정상 흩날림이 발생해 입자의 유실률이 높아질 우려가 있으므로, 원적외선이 방사되는 조성물을 이루는 중화맥반석, 진주석 및 목어석은 300~500mesh의 입자 크기를 가지는 것이 바람직하다.
아울러 중화맥반석, 진주석 및 탈취기능이 강한 목어석으로 이루어진 광물분말을 1차 혼합한 후, 이러한 광물분말 25~35wt%에다가 점토 65~75wt%를 2차 혼합하여 볼 형태로도 제조할 수 있는데(가장 바람직하게는 광물분말 30wt%와 점도 70wt%), 이때 광물분말이 25wt% 미만이면 목적으로 하는 수준의 원적외선 방사량이 나타나지 못하고, 35wt%를 초과하면 볼 형태의 구체를 형성하는 과정에서 점성에 문제가 발생할 뿐만 아니라 볼이 완성되더라도 강도에 영향을 미칠 수 있으므로, 25~35wt%의 광물분말과 65~75wt%의 점토를 혼합한 후 미량의 물을 첨가하여 반죽을 만들어 직경 1mm 이내의 볼을 제조한 다음 자연건조시킨 후 950~1,300℃의 온도에서 구워내 마무리할 수 있다. 이런 과정으로 제조된 볼은 인위적으로 가열을 하지 않아도 상온에서 피부에 접촉되면서 피부 온도에 감응되어 원하는 목적의 원적외선 방사율 및 원적외선 방사에너지를 얻을 수 있다.
다음으로, 방사율과 방사에너지의 수치가 높은 sample 7에 대하여 XRF(X-Ray Fluorescence Spectrometry) 장비를 이용하여 국제 공인시험기관인 '한국고분자시험연구소(주)'에서 한 성분 측정에 대하여 설명해 보고자 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 샘플이다. 도 2는 방사율 및 방사에너지가 가장 높은 sample 7을 근거로 중화맥반석, 진주석 및 목어석을 1:1:1의 혼합비율로 분쇄 및 혼합하여 10g씩 별도의 3회(Batch)로 나누어 도 2-(a), 도 2-(b) 및 도 2-(c)의 개별 샘플로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 XRF 그래프이다. 도 3-(a)는 도 2-(a)에 나타낸 샘플을 성분분석하여 XRF 그래프로 나타낸 것이고, 도 3-(b)는 도 2-(b)에 나타낸 샘플을 성분분석하여 XRF 그래프로 나타낸 것이며, 도 3-(c)는 도 2-(c)에 나타낸 샘플을 성분분석하여 XRF 그래프로 나타낸 것이다.
이처럼 도 2의 샘플을 이용해 도 3에 따른 XRF 성분 결과는 다음과 같이 표 2에 나타내었다.
도 3-(a) 도 3-(b) 도 3-(c) Mean SD CV%
Si(silicon) 59.13 58.98 58.31 58.81 0.44 0.74
Al(Aluminum) 17.53 17.65 18.27 17.82 0.40 2.23
Fe(Iron) 9.94 9.79 9.79 9.84 0.09 0.88
K(Potassium) 6.57 5.97 6.69 6.41 0.39 6.02
Ti(Titanium) 5.52 5.96 5.57 5.68 0.24 4.24
Ca(Calcium) 1.00 1.07 1.01 1.03 0.04 3.69
기타(Mn, V) 0.31 0.58 0.36 0.42 0.14 34.47
표 2를 참조하면, Si(silicon) 58.81±0.44wt%, Al(Aluminum) 17.82±0.40wt%, Fe(Iron) 9.84±0.09wt%, K(Potassium) 6.41±0.39wt%, Ti(Titanium) 5.68±0.24wt%, Ca(Calcium) 1.03±0.04wt%, 기타(Mn, V) 0.42±0.14wt%의 무기성분으로 구성되어 있음이 확인된다.
즉 중화맥반석, 진주석 및 목어석이 1:1:1의 중량비율로 이루어진 경우 Si(silicon) 58.37~59.25wt%, Al(Aluminum) 17.42~18.22wt%, Fe(Iron) 9.75~9.93wt%, K(Potassium) 6.02~6.80wt%, Ti(Titanium) 5.44~5.92wt%, Ca(Calcium) 0.99~1.07wt% 및 기타(Mn, V) 0.28~0.56wt%로 이루어질 수 있다. 단, 기타(Mn, V) 0.28~0.56wt%의 경우 잔부 성분을 의미한다.
마지막으로, 원적외선 방사율 및 원적외선 방사에너지를 통한 원적외선 방사 특성에 대하여 설명해 보고자 한다.
방사율의 경우, 일반적으로 어떤 물체가 방사하는 전자파 에너지는 동일 온도의 흑체가 방사하는 에너지보다 상대적으로 작은데, 이때 물체로부터 방사되는 원적외선의 양과 흑체로부터 방사되는 원적외선 양과의 비율을 방사율이라고 하며, 보통 그 값은 0에서 1까지이다.
방사에너지의 경우, 물체의 에너지가 다른 레벨로 이동할 때 발생하는 에너지원이다. 원적외선 방사는 원자간 결합의 진동, 분자간의 상호작용에 기초하여 에너지가 전이됨으로써 발생한다. 이러한 방사에너지는 문체 표면의 단위면적당 단위시간에 반구면 공간 전체에 방사되는 에너지로 그 양은 W/m2·㎛으로 표시한다.
앞선 표 1에서 polypropylene으로 이루어진 대조군의 경우에는 방사율이 0.853, 방사에너지가 329W/m2·㎛인 반면, 중화맥반석, 진주석 및 목어석이 1:1:1의 중량비율로 이루어진 경우에는 방사율이 0.921, 방사에너지가 355W/m2·㎛임을 확인할 수 있는데, 이를 통해 시간 경과에 따라 polypropylene으로 이루어진 대조군의 방사율과 방사에너지에 대비하여 본 발명의 원적외선 방사 특성을 알아보기로 한다.
이와 관련하여, 중화맥반석, 진주석 및 목어석이 1:1:1의 중량비율로 혼합된 경우 방사율이 0.921이고, 이러한 0.921에서 대조군의 방사율corr을 뺀 값이 0.068이며, 체온과 유사한 37℃에서 방사에너지가 355W/m2·㎛인 것을 이용해 방사율 변화, 방사전달률 및 시간당 전달 변화를 측정해 보았다.
시간 방사율 방사율corr 방사전달률(%) 시간당 전달
0 0.853 0 0 0
0 0.853 0 0 0
1 0.857 0.004
(0.857-0.853)		 5.9
(0.004/0.068×100)		 5.9
((0.004/1)/0.068×100)
1 0.858 0.005
(0.858-0.853)		 7.4
(0.005/0.068×100)		 7.4
((0.005/1)/0.068×100)
16 0.865 0.012
(0.865-0.853)		 17.6
(0.012/0.068×100)		 1.1
((0.012/16)/0.068×100)
16 0.867 0.014
(0.867-0.853)		 20.6
(0.014/0.068×100)		 1.3
((0.014/16)/0.068×100)
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사율 변화 그래프이다. 도 4 및 표 3을 참조하면, 방사율corr이 1시간에서 각각 0.004, 0.005으로 계산되고, 16시간에서 각각 0.012, 0.014로 계산됨에 따라 시간이 지나면서 방사율이 증가함을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사전달률 변화 그래프이다. 도 5 및 표 3을 참조하면, 1시간에서 각각 5.9, 7.4로 계산되고, 16시간에서 각각 17.6, 20.6으로 계산됨에 따라 시간이 지나면서 시간당 방사전달률이 증가함을 알 수 있다.
도 6는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간당 전달 변화 그래프이다. 도 6 및 표 3을 참조하면 1시간에서 각각 5.9, 7.4, 16시간에서 각각 1.1, 1.3으로 각각 계산됨을 알 수 있으며, 시간이 지남에 따라 전달 변화는 다소 감소함을 알 수 있다.
이어서 polypropylene으로 이루어진 대조군 대비 시간에 따른 원적외선 방사에너지의 변화를 알아보기로 하며, 이를 표 4에 나타내었다.
시간 W/m2·㎛(37℃) 에너지전달률(%) 시간당에너지전달
0 329 0 0 0
0 329 0 0 0
1 330 1
(330-329)		 3.8 3.8
1 331 2
(331-329)		 7.7 7.7
16 333 4
(333-329)		 15.4 1.0
16 334 5
(334-329)		 19.2 1.2
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방사에너지 변화 그래프이다. 우선 polypropylene으로 이루어진 대조군의 방사에너지는 329W/m2·㎛인데, 상온에서의 체온과 유사한 37℃ 조건으로 1시간에서는 각각 330에서 329를 뺀 1, 331에서 329를 뺀 2이고, 16시간에서는 각각 333에서 329를 뺀 4, 334에서 329를 뺀 5로 계산됨에 따라 시간이 지나면서 방사에너지가 증가함을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 전달률 변화 그래프이다. 우선 중화맥반석, 진주석 및 목어석이 1:1:1의 중량비율로 혼합된 경우의 원적외선 방사에너지는 355W/m2·㎛로써, 355에서 대조군의 방사에너지인 329를 빼면 26인데, 이를 이용해 도 8을 참조하면, 1시간에서는 330에서 329를 뺀 후 26을 나눈 다음 100을 곱한 1/26×100으로 계산하여 3.8과, 331에서 329를 뺀 후 26을 나눈 다음 100을 곱한 2/26×100으로 계산하여 7.7이며, 16시간에서는 333에서 329를 뺀 후 26을 나눈 다음 100을 곱한 4/26×100으로 계산하여 15.4과, 334에서 329를 뺀 후 26을 나눈 다음 100을 곱한 5/26×100으로 계산하여 19.2로 각각 계산됨에 따라 시간이 지남에 따라 에너지전달률이 증가함을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시간당 에너지 전달 변화 그래프이다. 도 9를 참조하면, 330에서 329를 뺀 1에다가 1시간을 나눈 후 355에서 329를 뺀 26을 나눈 다음 100을 곱한 (1/1)/26×100으로 계산된 3.8과, 331에서 329를 뺀 2에다가 1시간을 나눈 후 다시 355에서 329를 뺀 26을 나눈 다음 100을 곱한 (2/1)/26×100으로 계산된 7.7과, 333에서 329를 뺀 4에다가 16시간을 나눈 후 다시 355에서 329를 뺀 26을 나눈 다음 100을 곱한 (4/16)/26×100으로 계산된 1.0과, 334에서 329를 뺀 5에다가 16시간을 나눈 후 355에서 329를 뺀 26을 나눈 다음 100을 곱한 (5/16)/26×100으로 계산된 1.2가 각각 나타낸 것임을 알 수 있다.
상기의 도 4 내지 도 9를 통하여 다음과 같이 표 5로 정리해 보았다.
시간(hour) 방사전달률(%) 에너지전달률(%) W/m2·㎛(37℃)
0.3 1.2 0.8 0.20
0.5 3.5 2.9 0.75
1 6.6 5.8 1.50
2 9.7 8.7 2.25
3 11.6 10.3 2.69
4 12.9 11.5 3.00
5 13.9 12.5 3.24
6 14.7 13.2 3.44
7 15.4 13.9 3.61
8 16.0 14.4 3.75
9 16.5 14.9 3.88
10 17.0 15.4 3.99
11 17.4 15.7 4.09
12 17.8 16.1 4.19
13 18.2 16.4 4.28
14 18.5 16.8 4.36
15 18.8 17.0 4.43
16 19.1 17.3 4.50
17 19.4 17.6 4.57
18 19.6 17.8 4.63
19 19.9 18.0 4.69
20 20.1 18.2 4.74
표 5의 방사전달률(%)은 4.5084×LN(시간)+6.6176으로 계산되고, 에너지전달률(%)은 4.1616×LN(시간)+5.7692으로 계산되며, W/m2·㎛(37℃)는 26×에너지전달률/100으로 계산될 수 있으며, 시간이 경과함에 따라 방사전달률, 에너지전달률 및 방사에너지가 증가함을 알 수 있다.
따라서 본 발명은 polypropylene으로 이루어진 대조군 대비 중화맥반석, 진주석 및 목어석이 1:1:1의 중량비율로 이루어진 경우 상온에서 피부에 접촉되면서 피부 온도에 감응되어 원적외선 방사율과 원적외선 방사에너지가 높음에 따라, 인체에 흡수되면 몸 안의 원자와 분자가 서로 진동하여 열반응을 일으키는 공명 공진 작용을 통해 피부에 흡수되는 과정에서 각종 냄새 완화, 생식기 주변 혈액순환 촉진, 세포 재생 및 통증 완화시키는 특징이 있다.
특히 공명이란 어떤 진동수가 울리면 같은 진동수를 가진 다른 진동체가 따라서 울리는 현상을 말하며, 공진이란 공명과 같은 현상이지만 원자나 분자 사이에서 공명으로 인하여 회전하고 움직임의 진폭이 크게 증가하는 현상을 말하는 것으로, 그 진동이 활발해지면 열에너지가 높아져서 체내 세포의 활성화 및 대사 촉진이 됨으로써, 노폐물을 동반한 땀이 자연스레 배출되게 하는데에 의미가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다.
본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 원적외선이 방사되는 조성물에 있어서,
    중화맥반석, 진주석 및 목어석이 혼합 형성됨으로써 상온에서 피부 온도에 감응되어 원적외선 방사율이 0.92~0.93이고, 원적외선 방사에너지가 3.50~3.60×102W/m2·㎛인 것을 특징으로 하는 상온에서 원적외선이 방사되는 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원적외선이 방사되는 조성물은 상기 중화맥반석 30~35중량부, 상기 진주석 30~35중량부 및 상기 목어석 30~35중량부가 혼합 형성되되,
    상기 중화맥반석, 상기 진주석 및 상기 목어석이 동일 중량비율로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온에서 원적외선이 방사되는 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원적외선이 방사되는 조성물은,
    실리콘(Si) 58.37~59.25wt%, 알루미늄(Al) 17.42~18.22wt%, 철(Fe) 9.75~9.93wt%, 칼륨(K) 6.02~6.80wt%, 티타늄(Ti) 5.44~5.92wt%, 칼슘(Ca) 0.99~1.07wt% 및 잔부 성분 0.28~0.56wt%를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 상온에서 원적외선이 방사되는 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 원적외선이 방사되는 조성물은,
    상기 중화맥반석, 상기 진주석 및 상기 목어석을 분쇄 및 혼합한 후 열처리하여 형성되는 분말 형태인 것을 특징으로 하는 상온에서 원적외선이 방사되는 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 원적외선이 방사되는 조성물은,
    300~500mesh의 입자 크기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 상온에서 원적외선이 방사되는 조성물.
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