KR20030017797A - 치아우식증(충치)예방을 위한 불소이온 용출 필터소재 및그 응용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 불소를 용출시키는 미네랄을 이용하여 음용수 안의 불소이온 함량을 인체에 무해하고 치아우식증(충치) 예방에 적합한 0.8∼1.2 ppm(mg/L)으로 보정함으로써, 치아우식증을 예방하는 음용수를 얻는 방법에 관한 것이다. 불소이온을 적정 농도까지 보정한 기능성 물을 얻기 위해 활성탄, 이온교환 섬유(또는 수지) 등과 함께 본 미네랄을 포함하는 카트리지를 제작하여 정수기의 필터 카트리지 최 후단에 설치하여 사용하거나 피쳐(주전자) 형태의 정수기에 사용하여 불소이온이 보정된 물을 얻고 이를 음용수로 사용하거나 가글하여 치아우식증을 예방할 수 있다. 본 발명으로 불소이온이 일정량으로 보정된 기능성 물을 손쉽게 만들어 음용수로 사용하여 치아우식증 예방에 크게 기여할 수 있다.

Description

치아우식증(충치)예방을 위한 불소이온 용출 필터소재 및 그 응용방법{Fluoride-releasing filter material for protecting carious teeth and its application}

현재 수돗물 불소화 사업이 일부 정수장에서 실시되고 있고 이를 전국적으로 확대하고자 하는 가운데 찬반양론이 뜨겁다. 찬성측은 치아우식증 예방을 위해 필요하다는 것이고 반대 측은 치아우식증 예방에 좋다 해도 다른 어떤 불소로 인한 부작용이 있을까 우려를 하고 있다. 그래서 수돗물 전체를 불소화하기보다 필요한 물만 또 필요한 사람에게 필요한 양만큼 불소화된 음용수를 만들 수 있도록 하고 이를 이용하도록 한다면 찬반 양측의 문제를 동시에 해결하는 것이므로 아주 적절하다 여겨진다. 이 발명은 치아우식증을 예방하는 불소이온 보정 음용수를 만드는 방법에 관한 것으로 가정에서 쉽게 사용할 수 있도록 정수기용 카트리지를 만들거나 다른 정수용물질, 활성탄, 이온교환수지등과 함께 사용하여 정수기 기능을 갖춘 것도 제조가 가능하며 가정에서 쉽게 불소 보정 음용수를 얻을 수 있고 이를 마시므로 치아우식증을 예방할 수 있도록 하기 위함이다.

본 발명은 치아우식증을 예방하기 위해 불소 이온를 첨가시킨 음용수를 제조하는 방법으로, 불소는 치아에 직접 작용하여 미세하게 생긴 치아우식증을 원상회복시켜 준다, 즉 탈화된 치질을 재 석회화하고 또한 불소이온이 위장에서 흡수되어 혈액을 통해 턱뼈 내에서 치질과 결합하여 치아우식증에 강한 치질을 만들어 준다. 특히 치아우식증 발생에 관여하는 S.mutans 라는 세균의 증식을 억제한다.

국내에서는 현재 몇 지방자치 단체에서 수돗물을 불소화하여 공급하고 있으나 전국적으로 찬반여론이 확대되어 있어 대부분의 지역에서 불소화된 물의 혜택을 받지 못하고 있다. 수돗물의 불소화에 사용되는 화약약품인 불화나트륨(NaF)과 불화규산(H₂SiF₆) 등은 대부분 독극물로 규정되어 취급이 어려우므로 개인적으로 불소화 물을 얻기는 어려운 실정이다. 개인적으로나 각 가정에서 불소화된 물이나 음료를 공급받는 방법은 아직 없으며, 불소처리 효과를 얻을 수 있는 방법은 치약이나 불소함유 치아세척액 정도로 한정되어 있다.

본 발명에 의한 불소이온 보정 음료수는 치아우식증 예방에 좋은 음용수 기준치 이하의 불소화 음용수를 제조하는 미네랄 제조 방법에 관한 것으로서 이를 이용하여 누구나 손쉽게 불소화 음용수를 제조하여 마시거나 이용할 수 있도록 하는 제품으로서, 먼저 활성화한 인회석과 같이 불소 포함 광석만 단독으로 사용하거나 맥반석과 게르마늄과 같은 광물을 조합하여 사용할 수 있다. 이 경우 불소화는 물론 게르마늄이나 맥반석이 갖는 특성을 부가적으로 첨가시켜 기능화된 물을 제조할 수 있도록 하는 것으로서 제조방법을 보면 먼저 인회석을 처리하여 용출되어 나올수 있는 불소의 농도를 적당히 조절하고, 적당량의 광물을 카트리지에 넣어 정수기 후단 에 설치하여 정수된 후 불소이온 보정 음용수를 얻도록 한 것이다. 활성 인회석만 단독으로 사용하든지 활성탄 이온교환수지등을 함께 사용하여 정수기능을 갖춘 카트리지를 만들어 피쳐형 정수기겸용 카트리지로 사용할 수 있다.

광석의 크기는 지름이 0.5∼1.5mm 정도이며 비중은 약 1.3 정도 되며 물에 녹거나 분해되지 않고 단지 불소만 소량씩 용출되어 적정 농도를 유지할 수 있게 하였다.

정수기 후단에 연결하여 정수된 물이 이 불소화 카트리지를 통과할 때 카트리지속의 광물에서 불소가 적당량 용출되어 불소화된 음용수를 어느 때든지 필요에 따라 얻을 수 있고 이 음용수를 마시는 것 뿐 만아니라 양치 시, 치아 세척 시, 평상시에 탄산음료를 마신 뒤에 마시거나 가글할 때에도 사용할 수 있다. 특히 어린이들이 여름철 탄산수를 많이 마시게 되므로 치아우식증이 많이 발생하는데 이 불소화 물을 마시게 하거나 가글하게 되면 치아우식증을 사전에 예방할 수 있다.

[도 1] 일반 정수기형 카트리지

[도 2] 피쳐 정수기형 카트리지

[발명의 배경]

98년 조사에 따르면 우리나라 국민들의 95% 이상이 치아우식증을 겪고 있으며 특히 어린이에서는 그 수가 급격히 증가하는 상태이다. 이로 인해 치아우식증을 치료하는 비용과 치아우식증으로 인해 빠진 치아를 치료하는 비용으로 보험으로만 한해에도 2조원을 사용하고 있으며, 보험 혜택을 받지 못하는 비용을 포함하면 실로 엄청난 금액이 지출되고 있다. 이러한 치아우식증은 불소를 이용하여 쉽게 예방할 수 있는데, 특히 식수의 불소화로 치아우식증을 40∼60%까지 예방할 수 있다. 외국 사례의 경우 1945년 미국의 그랜드래피드시에서 처음으로 수돗물을 불소화시켜 현재까지 50년간 지속적으로 공급해 왔는데, 주민들의 치아우식증 예방효과가 높고, 인체에 대한 부작용이 거의 없으며 경제성이 있고 실천성이 있다고 판단되어 미국, 호주, 뉴질랜드, 홍콩과 북유럽 여러 지역으로 확대 실시되었다. 무엇보다 불소화된 물을 음용수로 사용하는 것은 불소를 이용한 여러 치아우식증 예방법 중에서도 가장 예방 효과가 높기 때문에, 세계보건기구에서는 수돗물의 불소화를 가장 효과적이고 경제적이며 안전한 치아우식증 예방사업으로 공인하고 적극적으로 장려하고 있다.

우리나라의 경우 1981년에 청주와 진해시를 시범 상수도수 불소화 대상 도시로 정하여, 0.7∼0.8ppm(mg/L)정도의 농도로 불소화를 시작한 결과 불소화 혜택을 입은 아동들은 평균 50∼65%정도의 치아우식증이 예방된 것으로 집계되었고, 음식물 섭취시 가장 많은 일을 하는 앞쪽에 있는 큰 어금니를 뽑는 율도 불소화지역에서 낮게 나타났다. 국내 치과협의회에서도 불소화된 물을 마시는 것을 치아 우식증을 예방할 수 있는 최선의 방법으로 적극 격려 하고 있다. 그러나, 수돗물의 불소화 사업은 지방단체들에 의한 끊임없는 찬반 논쟁으로 대부분의 지역이 불소화된 물의 혜택을 받지 못하고 있는 실정이다. 수돗물의 불소화에 사용되는 화약약품인 불화나트륨(NaF)과 불화규산(H₂SiF₆) 등은 대부분 독극물로 규정되어 있어 음용수의 불소화를 위해 일반인이 위의 약품들을 다루기는 어려운 문제이다.

본 발명은 인회석과 같은 불소를 함유하고 있는 광물을 불화나트륨과 불화 규산을 이용하여 기능화 시킨 후 정수기 카트리지 형태로 가공하여 일반 정수기의 필터 카트리지 중 마지막 단계에 연결하거나 피쳐형 정수기의 카트리지 내부 성분에 포함시킴으로써, 일반인들이 쉽게 불소화된 음용수를 얻을 수 있도록 개발되었다.

불소화 구성물을 카트리지에 넣어 물이 통과 될 때 광물에서 불소이온이 용출되어 불소 이온 농도가 적정 권장 농도인 0.8ppm에서 1.2ppm 정도가 되고 1.5ppm이 넘지 않아야 음용수로서 적당하고 치아세척용이나 가글용으로 쉽게 사용할 수 있다.

이러한 적정 농도를 유지하도록 하는 인회석과 같은 불소를 함유하고 있는 광물과 5∼30% 농도의 불화나트륨 또는 불화규산 수용액 혼합물을 Ball Mill 내에넣고 일정한 크기로 분쇄한 후, 분쇄된 혼합물을 정수된 물로 세척하고 오븐 상에서 건조한다. 이는 인회석의 결정 내부의 구성물을 활성화하는 것으로 매우 중요하다.

정수기용으로 사용하기 위해서는 카트리지를 통과는 물의 유속이 중요하다.

표 3의 실험결과는 정수된 물이 불소화 카트리지를 통과하였을 때 물의 불소이온 농도를 측정한 것이다. 표 4은 불소화 카트리지를 통과한 후, 물의 성분 변화를 나타낸다. 실험 결과에서 나타난 것과 같이 불소성분의 증가외에 다른 성분들의 변화에 영향을 미치지 않았음을 알 수 있다. 이와 같이 필터 카트리지를 통과한 물이 적정 불소 농도인 0.8∼1.2ppm을 유지하도록 물을 활성화시키는 것과 순수하게불소 이온성분만 용출시켜 내기는 것이 본 기술의 핵심이다.

불소가 치아우식증(충치) 예방에 꼭 필요하다는 것을 알지만 수돗물을 불소화할 때 생길 수 있는 막연한 두려움 문제로 인해 수돗물 불소화가 어려워지고 있다. 상기 우려를 없애는 방법은 필요에 따라 필요한 물만 불소화하여 음용한다면 최선이다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 불소이온 보정 카트리지는 일반 정수기에 쉽게 부착하여 사용할 수 있기 때문에 적은 비용으로 쉽게 불소 보정 음용수를 얻을 수 있는 획기적인 발명이다. 특히 치아우식증 예방에 있어 불소화된 물을 음용수로 마시는 것이 50-65%의 예방 효과가 있어 기타 불소 치약 사용, 불소도포(20-30%의 예방효과)에 비해 그 효과가 월등하여 어린이는 물론 대부분의 사람들에게 필요한 것이다. 또한, 치아우식증 치료에 소요되는 연간 76,240억원의 진료 비용(1996년도 기준)을 절반 이하로 감소시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 치아우식증 예방용 음용수를 제조하는 방법에 있어서, 천연 인회석과 불소화합물 수용액을 혼합, 분쇄 및 세척 처리하여 적당량의 불소 이온이 연속적으로 용출하는 필터소재 및 이를 이용한 카트리지 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 불소화합물 수용액은 불화나트륨 또는 불화규산 중에 하나 또는 그 복합물로 수용액 중에 농도가 5-30%인 것을 특징으로 하는 필터소재 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 필터소재를 다른 맥반석이나 기타 정수용 활성탄, 이온교환섬유(또는 수지) 등을 함께 넣어 만든 일반 정수기용 카트리지 및 피쳐 정수기형 카트리지의 제조방법.