KR0138495B1 - 발포성 촉진 및 돌비 방지를 위한 다공성 박막 제조방법 및 그 용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄산음료를 따라 마시는 용기의 내부저면에 유리가루등을 열처리로 부착시켜 유리가루 사이에 작은기포가 형성되도록 함으로써 탄산음료를 따랐을때 탄산음료에 과포화된 탄산가스 기포의 지속적인 발포와 용액의 비등시 작은기포를 핵으로 하여 과열되는 에너지를 쉽게 방출시킴으로써 용액의 돌비방지를 특징으로 하는 발명이다.

Description

발포성 촉진 및 돌비 방지를 위한 다공성 박막 제조방법 및 그 용기

제1도는 본 발명의 유리가루가 융착된 용기의 단면도

제2도는 본 발명의 작은기포에 의한 발포성 원리를 나타낸 단면도

제3도는 본 발명의 유리가루에 의한 공간생성 예시도

제4도는 본 발명의 열분해에 의한 가공생성 예시도

제5도는 본 발명의 수세에 의한 기공생성 예시도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 용기2 : 기공

3 : 공간4 : 모세관

5 : 기포6 : 유리가루

7 : 열분해물질8 : 수용성물질

본 발명은 탄산음료를 컵등의 용기에 따랐을때 용기내의 음료에서 탄산가스의 기포를 지속적으로 발생시켜 용기저면에서 음료수면 위로 계속 발포할 수 있게하는 탄산음료의 발포 방법과 용액의 비등시 기포를 쉽게 발생시켜 용액의 돌비를 방지하기 위한 돌비방지 방법 및 그 용기에 관한 것이다.

본 발명은 용기의 내부 저면에 유리가루등을 열처리로 부착시켜 유리가루 사이에 작은 기포를 형성하도록 함으로써 탄산음료에 과포화된 탄산가스 기포의 지속적인 발포와 용액의 비등시 작은 기포를 핵으로하여 과열되는 에너지를 쉽게 방출시킴으로써 용액의 돌비방지를 할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 발명이다.

본 발명의 목적은 탄산음료를 컵등의 용기에 따랐을 때에도 발포 될 뿐만 아니라 따라두었을 때에도 투명한 유리컵내에서 지속적으로 탄산가스의 기포가 탄산음료 위로 발포되게 하여서 청량감과 미감을 주고 맥주, 샴페인, 콜라, 탄산소오다수 등의 탄산음료의 주요 품질 요인이 되는 거품의 유지력을 향상시킬 수 있는 컵등의 용기 및 시험·분석·가열·농축·조리시 용액이나 음식물을 끓일때 플라스크나 조리기구의 저면에 작은 공기기포를 잔류케하여 돌비를 방지하여 온화하게 끓일 수 있고 또 끓을때 미감을 주는 용기를 제공하는데 목적이 있다.

종래의 경우 탄산음료의 발포·촉진방법은 예리한 요입홈이나 거친면을 형성하거나 다공성을 가진 자기·사기·유리·금속류 등의 발포 촉진제를 매입, 형성하거나 거친면을 가진 물체를 접착제로 부착하는 방법이고, 돌비방지법은 다공질의 비등석을 용기에 넣어 돌비를 방지하는 방법등이 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 탄산음료의 발포촉진법은 미국 특허 제4,322,008호(us patent 4,322,008)에서 발포성을 주기위해 거친면을 용기 저면에 샌드 브라스팅(Sand blasting), 산침식(acid etching), 연마(grinding) 방법으로 또는 이와 같은 방법으로 제조한 동전크기의 거친면을 용기위에 기계적(mechenically)으로 접착하는 방법이 소개되고 있고 한국특허공고 91-6623에서는 예리한 요홈이나 다공성을 가진 자기·사기·유리·금속류 등의 무기질 발포촉진제를 매입 형성하는 기술이다.

전술한 거친면이나 예리한 요홈형성 또는 발포촉진제를 매입시키는 방법은 거친면이나 요홈형성시 발포성을 촉진시키는 핵이되는 작은 기포의 수 및 크기를 조절하기 어렵고, 용기의 표면을 심하게 손상시켜 용기자체의 물리화학적인 강도저하, 틈새에 이물질이 들어가서 청결성 저하·불투명화로 나쁜 외관, 곡면부위 작업이 어렵고, 별도의 거친면이나 요홈 형성의 공정이 필요하다. 또 탄산음료의 잔류물에 의한 거친면, 요홈의 봉쇄로 발포성 저하 및 착색을 할 수 없는 단점이 있다.

또한 종래의 돌비방지를 위한 비등석 첨가는 비등석의 혼입에 따른 비위생성, 분석의 오차발생, 비등석 투입 및 회수의 번거로움이 있다.

따라서 본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하기 위하여 유리·자기·사기 등의 용기 내부에 저융점의 유리가루를 직접 인쇄 또는 전사지 형태로 부착시켜 유리가루의 연화점 온도 부근으로 가열하여 용기에 유리가루를 반융상태로 용기에 부착시키거나 분말활성탄 같은 다공성 유기물을 유리가루와 혼합하여 반융상태로 용기에 부착시키거나 염화나트륨, 탄산나트륨 등의 수용성 물질의 분말을 유리가루와 혼합하여 반융상태로 용기에 부착후 수세하여 작은 기포 핵을 용기 내부에 잔류케 함으로써 이 작은 기포핵이 탄산음료의 발포성 촉진 또는 용액의 돌비방지를 하게하는 것이다.

여기서 탄산음료의 발포원리나 액체의 비등의 원리는 유사하여 작은 기포가 발포성 및 비등의 핵이 되는 것이다.

비등이나 탄산가스 발포현상은 용기의 벽 또는 액체안에 있는 작은 기포가 핵이되어 작은 기포 안으로 과포화된 탄산가스 또는 비등하는 액체가 기화되어 들어가서 그 늘어난 부피에 의한 부력이 부착력을 초과하였을 때 발포 또는 비등이 시작된다고 알려져 있으며 작은 기포가 유리등의 용기에 계속 존재해 있으면 이 기포를 핵으로 하여 계속적으로 발포 또는 비등을 하게 된다.

즉, 과포화된 탄산음료를 컵 등의 용기에 담아두거나 기화점 이상으로 가열된 액체가 용기에 담겨 있으면 탄산음료나 비등하는 액체는 작은 기포 경계면을 통하여 탄산가스나 액체의 증기가 작은 기포로 유입된다. 이때 작은 기포는 부피가 늘어난다.

부피가 늘어난 작은 기포는 원래의 작은 기포의 부피만큼(즉 핵의 부피만큼) 용기저면에 부착되어 남아있고 과포화된 탄산음료에서 유입된 탄산가스 양만큼 늘어난 탄산가스나 비등하는 액체에서 기화되어 유입된 부피만큼의 기포는 부력에 의하여 위로 떠오르게 된다.

용기에 부착되어 남아 있을 수 있는 작은 기포의 양은 용기의 재질, 탄산음료의 종류, 비등액체의 종류, 온도, 비중, 점도 등에 따라 차이가 있다.

용기에 부착되어 남아 있는 작은기포는 전술한 과정을 반복함으로써 작은 기포는 화학반응에서 촉매와 같은 역할을 하여 탄산음료의 발포성 및 비등성을 지속적으로 유지시킨다. 작은 기포가 발포성을 갖는 원리는 제2 도와 같이 한쪽끝이 막힌 모세관(4)으로써 현상을 설명할 수 있다. 제 2도는 시간이 경과함에 따라 작은기포(3)를 핵으로하여 탄산가스기포(5) 또는 비등하는 기포(5)의 생성을 나타낸다.

동일 조건하에서는 모세관의 직경이 작을 수록(즉, 작은기포의 부피가 작을수록) 발포 또는 비등하는 기포의 크기는 작고 1사이클(cycle)에 소요되는 시간이 짧아진다.

탄산음료의 발포성 촉진 및 용액의 돌비방지를 위한 다공성 박막의 작은 기포는 탄산가스의 미적인 기포 형성 및 온화한 비등을 위하여서는 발생하는 기포의 크기는 직경이 작을수록 더욱더 효과적이다.

발생하는 기포의 직경이 작을수록 단위시간당 많은 기포를 형성하고 더 작은 기포가 형성되기에 액체표면까지 떠오르는 시간이 길어지고, 단위시간당 기포생성 숫자도 많아지기에 수많은 미세한 기포가 탄산음료나 비등액의 상부에 거품막을 형성할 수도 있다. 작은 기포를 용기의 저면에 생성시키기 위해서는 유리가루등을 용기의 저면 내부에 부착시켜 유리가루 연화점 부근의 온도로 가열하여 반융착시키면 작은 기포를 갖는 용기가 된다.

이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

사용하는 유리가루의 입자크기는 0.1∼50u 정도이며 유리가루의 조성은 용기의 융점·사용목적, 내알카리성, 내신성, 내열성, 물리적 강도의 요구성에 따라 조성이 달라지며 또 유리가루는 원하는 색에 따라 안료를 첨가할 수도 있다.

유리가루를 용기에 도포시키는 방법으로는 유리가루를 점착제와 혼합하여 용기의 표면에 직접 인쇄하거나 유리가루, 안료, 생유, 응집제, 해교제, oil 등을 혼합하여 폴리에틸렌 등의 방수 종이위에 원하는 문자·문양으로 인쇄한 전사지를 사용하여 용기의 내부표면에 부착한다.

유리가루의 문자·문양의 인쇄 또는 부착은 탄산음료의 발포시의 마감·비등액의 돌비방지의 효과, 용기의 용도, 용기의 모양, 열원의 종류, 열원의 위치에 따라 문자·문양의 모양 및 크기와 용기내부의 부착 위치가 달라질 수 있다.

용기에 도포할 유리가루의 박막 두께는 탄산음료의 발포, 열원의 종류, 유리가루, 박막의 요구강도, 인쇄도수, 용기의 용도 등에 따라 달라지지만 1∼100u 로 충분하다.

유리가루 박막의 면적은 50∼200ml의 탄산음료 용기나 50∼200㎖의 삼각플라스크 500∼5000㎖의 조리용 기구에 있어서 내부표면적의 1% 이하로도 충분한 발포성 촉진 또는 돌비 방지효과가 있다.

유리가루 박막과 용기사이의 부착력, 물리적 강도를 증대하는 방법으로 가열온도, 가열시간, 유리가루 입자의 크기, 유리가루 조성의 조절외에, 유리박막의 상층과 하층의 유리가루 조성을 달리하여 상층은 고온, 하층은 저온의 연화점을 갖도록 인쇄할 수도 있다.

유리 박막의 다공성은 제 3도처럼 유리가루(6)의 표면이 연화되어 유리가루가 융착되며 이때 유리가루(6) 사이의 공간(3)이 형성되게 하거나 제 4도 처럼 유리가루에 카본, 설탕, 전분등의 유기물(7)이나 탄산염, 질산염, 황산염 등의 물질(7)을 첨가하여 유리 박막의 가열 처리시 이들 물질의 열분해로 생성되는 이산화탄소(CO2), 물(H2O), 이산화질소(NO2), 이산화항(SO2) 등의 가스에 의하여 미세한 다공성(3)이 생성되게 하거나 제 5도처럼, 염화나트륨(NaCl), 탄산나트륨(NaCO3) 등의 수용성 물질의 분말(8)을 유리가루(6)와 오일등을 혼합하여 반융상태로 용기에 부착후 수세하여 다공성을 생성시킨다.

본 발명은 유리용기 제조의 일반적이 공정인 원료→용융→성형→열처리→서냉→검사의 공정에 인라인(In-Line)으로 작업할 수 있다.

본 발명의 발포성 촉진에 대한 효과는 탄산음료를 캔 등의 용기에 따랐을때, 종래의 용기는 큰 탄산가스 기포가 단시간에 생성되는데 비하여 의도적으로 탄산음료의 용기 저면에 작은 기포를 잔류시켜 작은 탄산가스 기포를 발생시켜 발포성을 촉진하여 동일 조건의 탄산음료를 보다 시원하고 맛있게 마시게 하는 구미를 느낄 뿐 아니라, 제 5도와 같이 맥주 등의 탄산음료는 표면에 거품막을 형성하여 산화를 최대한 방지하는 효과가 있다. 1ℓ이상의 대형 용기에 탄산음료를 따를때에는 판촉 및 선전 효과도 동시에 낼 수 있다.

본 발명의 돌비방지의 효과에 있어서는 작은 기포가 비등의 핵이 되어 비등함으로서 비등점 이상으로 액체가 과열되는 것을 방지하여 주방요리, 전자렌지 요리, 시험분서, 감압증류, 가열농축, 보일러등의 유리·사기 용기의 액체 가열시 돌비방지 효과가 있다.

실시예 1

700℃의 작업온도를 갖고 무게 중량비로 10μ 이상 : 49%, 5∼10u : 30%, 1.2∼5u : 4%, 1.2u 이하 : 10%의 조성비를 갖는 유리가루를 점착제와 10:8의 중량비로 혼합하여 200ml 소오다 유리컵 내부저면에 면적 0.3㎠, 두께 50u로 인쇄하여 24시간 건조한후 4℃/분으로 온도를 상승시키며 610℃로 10분 가열하여 유리가루를 반융시킨 후 상온으로 냉각시킨다. 제 1도와 같이 이 용기(1)에 맥주를 따라 부었을때 1시간 이상 발포가 계속되었다.

물을 넣고 끓인 경우에도 유리가루 박막에서 온화하게 비등하는 수증기 기포(5)로 인하여 돌비 방지의 효과가 있었다.

실시예 2

작업온도 720℃의 주방용기용 전사지를 2㎜×6㎜의 직사각형으로 절달후 150ml 소오다 유리잔의 내부저면에 부착후 4℃/분으로 온도를 상승시켜 620℃에서 10분간 반융시킨후 상온으로 냉각시켰다.

이 용기에 실시예 1과 같은 발포성 및 돌비방지 시험을 하여 동일한 효과를 얻었다.

실시예 2에서의 유리가루를 용기에 부착시 직사각형에 한정하지 않고, 용기의 용도, 모양에 따라 그림, 각종 문자 또는 도형을 표시할 수 있고 문양으로 표시할 수 있다

유리가루의 작업온도, 가열온도, 가열시간은 용기의 재질, 모양, 연화점, 사용목적에 따라 달리 할 수 있다.

실시예 3

작업온도 650℃의 유리가루의 분말카본(8)을 99:1로 혼합하여 실시예1과 같이 부착하여 600℃로 20분간 가열하여 상온으로 냉각한다.

이 용기의 발포성 및 돌비방지 효과는 실시예 2과 같다.

실시예 4

작업온도 700℃의 유리가루(6)와 소금(Nacl)(8)을 실시예 1과 같이 처리하여 610℃로 30분간 유지후 냉각하여 수세후 건조한다.

이 용기의 발포성 및 돌비방지 효과는 실시예 1과 같다.

Claims (4)

1. 탄산음료를 따라 마시는 용기, 탄산음료의 선전 판촉용기, 용액의 돌비를 방지하기 위한 용기의 일정공간 내부표면에 유리가루(6)을 도포하여 연화점 온도롤 가열 융착되게 함에 따라 유리가루(6)의 입자에 의한 작은공간(3)이 형성되어 탄산음료의 발포성 촉진 및 용액의 돌비방지를 특징으로 하는 다공성 박막제조방법
2. 제1항에 있어서 용기(1)의 내부표면에 유리가루(6)의 박막을 융착시키는 방법으로 유리가루 박막의 상층과 하층의 유리가루 조성을 달리하여 상층은 고온, 하층은 저온의 연화점을 갖도록 융착시키는 것을 특징으로 하는 다공성 박막제조방법
3. 제1항에 있어서 용기(1)의 내부표면에 유리가루(6)를 도포하되 유리가루(6)에 카본, 설탕, 전분등의 유기물이나 탄산염, 질산염, 황산염등의 열분해 물질(7)을 첨가하여 열융착시 이들물질(7)의 열분해로 생성되는 이산화탄소, 물, 이산화질소, 이산화황 등의 가스에 의하여 미세한 기공(2)이 형성되게 하는 것을 특징으로 하는 다공성 박막제조방법
4. 제1항에 있어서 용기(1)의 내부표면에 유리가루(6)를 도포하되 유리가루(6)에 염화나트륨, 탄산나트륨 등의 수용성물질의 분말(8)과 오일등을 혼합하여 융착시킨후 수세하여 다공을 형성하는 것을 특징으로 하는 다공성 박막제조 방법