애니닥터헬스케어의 ‘수소샘(SUSOSEM)’ 캔음료 - 특허기술

 

애니닥터헬스케어는 용기의 기술적인 한계를 극복하기 위해서 노력한 결과, 알루미늄 캔 용기에 수소를 안정하게 유지할 수 있는 기술을 개발하여 수소샘 제품을 내놓게 되었다. 또한 수소수가 항산화작용에 의해 미세먼지 등의 호흡기 질환에 대한 예방 효과가 있음을 알게 돼 동물시험 등을 통해 규명, 이를 근거로 수소수 장치와 미세먼지 등의 용도 특허등록하는데 성공했다.

 

애니닥터의 수소샘 제품은 용존수소량이 1200ppb 이상 함유돼 있으며, 유통기한도 2년간 유지할 수 있는 제품이다.

 

 

발명의 명칭 : 항산화 및 미세먼지 축적 억제 기능을 갖는 수소수의 제조 장치 및 방법과 이를 이용하여 제조된 수소수, 대한민국 특허등록번호/일자 : 1018262110000 (2018.01.31), 출원인 및 최종권리자 : 이성표, 발명자 : 이성표, 오경숙, 존속기간(예정) 만료일 : 2037년 06월 16일, 패밀리 특허번호 : CN109310957 A, US20190240628 A1, WO2017217830 A1

 

발명의 설명

기술분야

본 발명은 수소수의 제조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인체의 항산화 작용에 유효한 역할을 하는 용존수소를 수소 블로잉에 의해 풍부하게 함유되도록 할 수 있는 특유한 구성의 수소수 제조 장치 및 방법과 이를 이용하여 제조된 수소수의 미세먼지 축적 억제 용도에 관한 것이다.

 

배경기술

일반적으로 호흡을 통해 체내로 흡입된 산소는 산화과정에 이용되면서 일부는 여러 대사과정에서 생성되어 생체 조직을 공격하고 세포를 손상시키는 산화력이 강한 활성산소로 변하게 된다. 즉, 활성산소(oxygen free radical)는 호흡과정에서 몸속으로 들어간 산소가 산화과정에 이용되면서 여러 대사과정에서 생성되어 생체조직을 공격하고 세포를 손상시키는 산화력이 강한 산소를 말하며, 유해산소라고도 한다. 활성산소는 환경오염과 화학물질, 자외선, 혈액순환장애, 스트레스 등으로 과잉생산된 산소로서, 이렇게 과잉생산된 활성산소는 사람 몸속에서 산화작용을 일으킨다. 이렇게 되면 세포막, DNA, 그 외의 모든 세포 구조가 손상당하고 손상의 범위에 따라 세포가 기능을 잃거나 변질된다. 이와 함께 몸속의 여러 아미노산을 산화시켜 단백질의 기능 저하도 가져온다. 그리고 핵산을 손상시켜 핵산 염기의 변형과 유리, 결합의 절단, 당의 산화분해 등을 일으켜 돌연변이나 암의 원인이 되기도 한다. 또한 생리적 기능을 저하시켜 당뇨병, 뇌졸중, 심근경색증, 간염, 신장염, 아토피, 파킨슨병 등의 각종 질병과 노화의 원인이 되기도 한다.

이러한 활성산소에는 삼중항산소(보통의 산소분자)가 자외선의 영향으로 변한 일중항산소, 삼중항산소가 전자를 하나 받아 생성되는 수퍼옥사이드래디컬(Superoxide radical), 삼중항산소가 전자 두 개를 받으면 생성되는 과산화수소(H2O2), 이 과산화수수가 분해되어 발생한 하이드록실래디컬(Hydroxyl radical), 일산화질소, 이산화질소, 페르록시나이트, 수돗물에 들어 있는 치아염소산, 오존 등을 말한다. 다만, 여기서 활성산소는 산소이온(O2- )이 전자를 잃어 형성되는 산소원자(O)를 의미하지는 않는다.

 

 

한편, 위의 설명처럼 노화와 대다수 질병의 직접적인 원인이 되는 활성산소를 몸 밖으로 배출하는 데에 수소가 효능이 있다는 사실이 알려져 있는데, 프랑스의 루드르 샘물, 독일의 노르데나우 물, 멕시코의 트라코테 물, 인도의 나다나의 물 등 치유효과가 있다는 것으로 알려진 물들은 활성수소를 많이 함유하고 있다는 것이 공통점이다. 활성산소를 없애기 위해 비타민E, 비타민C, 요산, 빌리루빈, 글로타치온, 카로틴 등과 같은 항산화물질을 섭취하기도 하지만, 이러한 항산화물질은 자연적인 방법으로 섭취하는 것이 더욱 큰 효과가 있기 때문에, 이를 위해 물속에 수소를 존속시켜 마실 수 있도록 하는 수소수 제조장치가 제공되기도 하였다. 일반적으로 수소수는 자화처리, 초음파처리, 광석처리, 미네랄처리, 또는 전기분해 등의 방법에 의해 제조가 된다. 이들 방법 중 전기분해방법이 주로 사용되고 있는데, 전기분해에 의해 제조된 수소수를 전해 수소수라고도 한다.

수소수는 알칼리 이온수 또는 수소풍부수 등으로도 불리며, 먹는물, 미용, 산업 및 농업용수 등으로 사용될 수 있다.

이처럼 수소수의 효능이 점차 알려지면서 최근에는 수소수를 만드는 장치가 다수 개발되고 있다. 하기 선행기술 문헌의 특허문헌 1에 공개된 「수소수 냉온수기 및 수소수 정수기」는 한가지 예로서, 앞서 언급한 바와 같이 전기분해에 의해 수소수를 생성하게 된다.

그러나, 이러한 종래의 수소수 제조/생성 장치는 단순히 물을 전기분해하여 수소수를 공급하기 때문에 수소의 농도가 낮다는 문제점이 있다. 즉, 전기분해에 의해 생성한 수소수의 수소농도는 약 0.2~0.6ppm으로서, 전기분해방식만으로는 그 이상의 수소 농도를 갖는 수소수를 제조하기 어려울 뿐만 아니라, 수소 함량의 보존에 대한 문제점을 극복하기 곤란하다. 수소는 다른 기체들과는 다르게 매우 가볍기 때문에, 특히 종래의 수소수들은 개봉 후에 수소가 급격히 빠져나가서, 최초에 담지하였던 수소농도를 유지하기 어려운 문제점이 있었다. 또한 실질적으로 체내에 유효한 정도로 작용하기 위해서는 상당한 장기복용이 요구되고 있는 실정이기 때문에, 좀 더 효율적이고 효과적으로 수소를 체내에 도입할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.

한편, 대기오염과 황사를 비롯하여 미세먼지에 대한 이슈가 나날이 커지면서 황사를 비롯하여 각종 미세먼지가 야기하는 인체에 대한 악영향과 관련하여 최근 여러 연구들이 수행되고 있다. 먼지는 입자의 크기에 따라 50㎛ 이하인 총 부유먼지(TSP, Total Suspended Particles)와 입자크기가 매우 작은 미세먼지(PM, Particulate Matter)로 구분한다. 미세먼지는 다시 지름이 10㎛보다 작은 미세먼지(PM10)와 지름이 2.5㎛보다 작은 미세먼지 (PM2.5)로 나뉜다. 세계보건기구(WHO)는 미세먼지(PM10, PM2.5)에 대한 대기질 가이드라인을 1987년부터 제시해 왔고, 2013년에는 세계보건기구 산하의 국제암연구소(IARC)에서 미세먼지를 사람에게 발암이 확인된 1군 발암물질(Group 1)로 지정하였다. Nel et al. Science, 2006의 보고에 의하면, 10μg/m3당  분진의 수와 표면적과 관련하여, 입자 지름이 2μm인 분진이 어떤 단위 공간에 2개 존재한다고 할 때 직경이 0.5μm인 분진은 같은 공간에 153개가 존재하고, 직경이 0.02μm인 분진은 2390000개 존재하는 것으로 보고하였다. 즉, 2 μm 이하의 분진이 cc(ml)당 2개가 있을 경우 그보다 작은 분진의 수는 수백, 수십만 배 이상이 존재한다. 따라서 실질적으로 미세먼지(초미세먼지)에 과량으로 노출되어있는 실정이다.

또한 미세먼지는 대기로 직접 배출된 ‘1차 생성 먼지’와 대기 중 오염 물질과 다단계 화학 반응이 일어나 형성된 ‘2차 생성 먼지’로 구분된다. 1차 생성된 미세먼지는 주로 유기탄소, 원소탄소, 재(중금속 포함) 등으로 이루어져 있다. 2차 미세먼지는 유기화합물이 수산화물이나 오존, 질산염 등과 산화 반응을 일으켜 변화된 ‘유기성 2차 먼지’와 이산화황, 질산염, 암모늄 등이 대기 중 암모니아와 황, 질산화합물과 반응해 생성되는 ‘무기성 2차 먼지’로 분류된다. 국내에서는 주로 화석연료를 연소할 때 발생하며, 석탄의존도가 70%인 중국발 미세먼지가 상당부분을 차지한다. 또한, 황사는 중국이나 몽골 등 아시아 대륙의 중심부에 있는 사막과 황토 지대의 미세한 모래나 황토 또는 먼지가 하늘에 떠다니다가 상층 바람을 타고 멀리까지 날아가 떨어지는 현상을 말하며 장거리 이동성 대기오염물질에 해당한다.

이러한 미세먼지(초미세먼지)는 크기가 작아서 호흡기의 최말단 부위 기관지와 폐포에까지 도달한다. 미세먼지 등이 폐포에 침착되면 진폐증이 발생하고, 폐조직이 망가지게 된다. 또한 혈관을 따라 체내로 이동하여 들어감으로서 신체내 염증을 자주 일으키고, 세포를 병들게 한다. 구체적으로 진폐증은 폐에 분진이 침착하여 이에 대해 조직 반응이 일어난 상태의 호흡기 질환을 의미한다. 분진이란 고체의 무생물 입자를 말하고, 폐의 조직 반응이란 폐 세포의 염증, 섬유화 또는/및 손상(흉터) 증상을 모두 포함하는 의미이다.

대기오염과 황사 등을 비롯하여 미세먼지로 인한 질환(특히, 호흡기 질환)으로부터의 건강 위협을 받고 있는 현대사회에서는, 단회성 약물 투여에 그치는 단발적인 예방법 또는 치료법이 아니라 일상생활에서 간편한 방식으로 장기적으로 미세먼지의 체내 축적(침착)을 예방, 차단하고 발발된 상기 질환을 즉각적으로 개선할 수 있는 수단을 필요로 한다.

 

 

선행기술문헌

특허문헌

특허문헌 1. 대한민국 특허공개번호 제10-2011-0052404호(2011.05.18. 공개)

 

발명이 이루고자 하는 기술적 과제

전술한 바와 같이, 종래의 수소수 제조장치는 물을 전기분해하여 수소수를 제조하기 때문에 수소의 농도가 너무 낮고, 제조된 수소의 함량을 유통기한 동안 보존하기도 곤란한 문제가 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 개발된 본 발명의 목적은, 수소의 농도를 포화상태까지 높임으로써 고농도의 수소수를 제공함과 아울러, 시중에서 유통함에 있어서 고농도의 수소 함량을 유지하면서 유통기한을 충분히 연장할 수 있을 뿐만아니라, 항산화 및 미세먼지 축적 억제 작용의 기능을 갖는 수소수의 제조 장치 및 방법과 그 수소수를 제공하는 데에 있다.

따라서 본 발명의 목적은 수소수 제조 용수를 정수 및 살균하는 정수/살균부; 상기 정수/살균부에서 정수 및 살균된 용수에 수소가스를 공급하여 수소수를 형성하는 수소수 형성부; 상기 수소수 형성부에서 형성된 수소수를 수소수 용기에 포장하는 수소수 포장부; 상기 수소수 포장부를 경유한 상기 수소수 용기의 내부에 수소가스를 블로잉에 의해 포화상태까지 주입하는 수소 블로어; 및 상기 블로잉 이후에 상기 수소수 용기를 밀봉시켜 상기 수소가스의 누설을 차단하는 시밍부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소수의 제조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 수소수 제조 용수를 정수 및 살균하는 제1공정; 상기 정수 및 살균된 용수에 수소가스를 공급하여 수소수를 형성하는 제2공정; 상기 제2공정에서 형성된 수소수를 수소수 용기에 포장하는 제3공정; 상기 제3공정을 경유한 상기 수소수 용기의 내부에 수소가스를 블로잉에 의해 포화상태까지 주입하는 제4공정; 및 상기 블로잉 이후에 상기 수소수 용기를 밀봉시켜 상기 수소가스의 누설을 차단하는 제5공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 수소수의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 상기 본 발명의 수소수를 유효성분으로 포함하는 체내 미세먼지 축적 억제용 또는 체내 미세먼지 배출용 조성물, 진폐증의 예방, 개선 및 치료용 조성물, 미세먼지로부터 유발되는 알레르기 또는 염증의 예방, 개선 및 치료용 조성물을 제공하는 것이다.

 

발명의 효과

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 기대된다.

첫째, 수소 블로잉에 의해 수소의 농도를 포화상태까지 높임으로써 고농도의 수소수를 제공할 수 있게 된다.

둘째, 종래에 수소 함량의 보존에 대한 문제점으로 인해 유통기한이 4개월~6개월 이내라는 한계점을 극복하고, 수소수 용기에 충전 포장함으로써 유통기한을 2년으로 연장하여 시중의 유통 매장에서 판매하는 데에 아무런 문제가 없이 유통이 가능하게 된다.

셋째, 본 발명에 따라 제조된 수소수는 향후에 음료, 의료, 화장품, 농업 등의 산업분야에서 유용하게 활용될 수가 있다. 상기 본 발명의 수소수는 항산화 기능이 탁월할 뿐만아니라, 일반적인 물과는 달리 체내 미세먼지의 축적을 억제하며 폐에 미세먼지가 축적(침착)되어 생기는 질병인 진폐증을 예방, 개선 및 치료하는 효과가 탁월하고, 미세먼지로부터 유발되는 알레르기 또는 염증의 예방, 개선 및 치료 효과가 현저하다.

 

▲ 도 1. 본 발명에 따른 수소수 제조 장치의 실시예를 나타낸 구성도