KR101034685B1 - 식품, 막걸리 보관용 항균성 유리 - Google Patents

식품, 막걸리 보관용 항균성 유리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식품, 막걸리 보관용 항균성 유리 용기 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 자세하게는 식품 보관용 유리 용기, 저장성 유리 용기, 식기 유리 또는 막걸리 등의 전통주 유리 용기에 향균 특성 발현을 통하여 내용물의 변질을 억제하며, 신선도 유지 능력을 향상시켜 식품의 영양 유지와 소비자의 위생 안전을 위한 항균성 유리 용기에 관한 것으로, SiO2 60~75 중량 퍼센트, Al2O3 0.1~5 중량 퍼센트, Na2O 7~15 중량 퍼센트, CaO 5~15 중량 퍼센트, 및 B2O3 0.1~5 중량 퍼센트로 조성되는 원재료 및 상기 원재료에 혼합되어 용융되는 0.001 ~ 0.2 중량 퍼센트로 조성되는 제1 항균 성분을 포함하는 조성물 용융되어 형성되는 것을 특징으로 하는 항균성 유리 용기를 제공한다. 여기서 상기 제1 항균 성분은, Cr2O3 , SnO2, CuO 또는 Au 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

식품, 막걸리 보관용 항균성 유리{antibacterial glass}
본 발명은 식품, 막걸리 보관용 항균성 유리 용기 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 자세하게는 식품 보관용 유리 용기, 저장성 유리 용기, 식기 유리 또는 막걸리 등의 전통주 유리 용기에 항균 특성 발현을 통하여 내용물의 변질을 억제하며, 신선도 유지 능력을 향상시켜 식품의 영양 유지와 소비자의 위생 안전을 위한 항균성 유리 용기에 관한 것이다.
유리병과 유리 식기의 1차적 기능은 내용물의 변질 없이 장기간 원래의 상태를 유지하면서 장기 보존이 가능하여야 하며, 장기간 보관을 하더라도 내용물의 신선도가 오랫동안 유지되어야 좋은 용기에 해당된다.
따라서 유리병 또는 유리 식기의 내용물 보관 능력을 향상시키고 대장균 등과 같은 미생물에 대한 저항성을 높게 하여 식품 또는 내용물의 보존성을 높여야 하는 필요성이 제기되었다.
최근, 건재(建材), 가전제품(TV, PC, 휴대전화, 비디오카메라 등을 포함한다), 잡화, 또는 포장용 자재 등에 있어서, 항균효과를 부여하기 위해, 소정 입경의 혼합 항균성 유리를, 수지 중에 소정량 혼입시킨 항균성 수지 조성물이 사용되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 컵, 접시 또는 유리 용기 등의 유리 제품 내의 미생물 증식을 억제함으로써 식료품, 음료수, 주류 등의 변질 없이 장기간 보존이 가능할 수 있도록 항균 성분이 포함되거나 또는 추가적으로 항균 성분이 코팅된 유리를 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, SiO2 60~75 중량 퍼센트, Al2O3 0.1~5 중량 퍼센트, Na2O 7~15 중량 퍼센트, CaO 5~15 중량 퍼센트, 및 B2O3 0.1~5 중량 퍼센트로 조성되는 원재료 및 상기 원재료에 혼합되어 용융되는 0.001 ~ 0.2 중량 퍼센트로 조성되는 제1 항균 성분을 포함하는 조성물 용융되어 형성되는 것을 특징으로 하는 항균성 유리를 제공한다.
여기서 상기 제1 항균 성분은, Cr2O3 , SnO2, CuO 또는 Au 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서 바람직하게는 상기 제1 항균 성분은, Cr2O3, 0.1~0.2 중량 퍼센트 및 CuO 0.0001~0.02 중량 퍼센트를 포함하는 것을 특징으로 하거나 또는 Cr2O3, 0.1~0.2 중량 퍼센트 및 SnO2 0.001~0.005 중량 퍼센트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 상기 항균성 유리는 일실시예에 있어서, 상기 유리의 내측면에 제2 항균 성분이 코팅되는 것을 특징으로 할 수도 있다.
여기서 상기 제2 항균 성분은, SnO2를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
자세하게는 상기 유리의 표면에는, SnO2 0.001~0.2 중량 퍼센트가, 550 ~ 650 ℃ 사이의 온도에서 기체 상태로 상기 유리 용기 표면에 분사되어 상기 유리 용기 표면에 증착됨으로써 코팅되어 있는 것을 특징으로 할 수도 있다.
본 발명은 상술한 바와 같이 제1 항균 성분을 포함하는 항균성 유리를 제공함으로써, 상기 항균성 유리로 성형된 항균성 컵, 병 또는 식품 용기로 사용되는 유리 용기에 항균 특성을 부여하여 내용물의 장기 보관, 부패 방지 기능이 증대되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명인 항균성 유리의 실시예 및 비교예에 대한 실험예 1에 대해 도시한 그림이다.
도 2 및 도 3은 실험예 1에 있어서 초산균의 개체 변화에 대해 설명한 그래프이다.
도 4 및 도 5는 실험예 1에 있어서 호묘균의 개체 변화에 대해 설명한 그래프이다.
도 6 및 도 7은 실험예 1에 있어서 일반세균의 개체 변화에 대해 설명한 그래프이다.
이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예 및 실시예에 대해 설명할 것이다. 다만 본 발명을 설명함에 있어서 아래의 도면은 발명의 일 실시예를 표현한 것일 뿐 발명의 범위를 제한하고자 하는 취지는 아니다.
본 발명에 대하여 상세히 설명하기 위하여 본 명세서는, (1) 먼저본 발명의 일실시예에 있어서 항균성 유리에 대해서 설명하고, (2) 상기 항균성 유리로 형성된 항균성 유리 용기를 제조하는 방법에 대해서 설명할 것이다. 그리고 이의 효능을 입증하기 위하여, (3) 제1 항균 성분을 포함하는 유리 용기와 원재료로만 성형된 유리 용기의 항균 특성을 실험을 통해 비교한 실험예 1 및 (4) 본 발명에 따른 제1 항균 성분을 포함하는 유리 용기에 보관된 막걸리의 맛 및 원재료로만 성형된 유리 용기에 보관된 막걸리의 맛의 변화 정도에 대해 실험을 통해 비교한 실험예 2에 대해서 기술하고, (5) 본 발명에 따른 항균 성분이 외면에 도포된 유리 용기와 본 발명의 원재료로만 성형된 유리 용기의 항균력을 실험을 통해 비교한 실험예 3 및 (6) 본 발명인 항균성 유리 용기에 담긴 내용물의 신선도 유지 상황과 일반적인 페트병 및 캔에 담긴 내용물의 신성도 유지 상황을 비교한 실험예 4를 설명할 것이다.
(1) 본 발명인 항균성 유리는, 유리병 또는 유리 식기를 포함하는 유리 용기 등 다양한 유리 제품에 사용되는 유리에 있어서, SiO2 60~75 중량 퍼센트, Al2O3 0.1~5 중량 퍼센트, Na2O 7~15 중량 퍼센트, CaO 5~15 중량 퍼센트, 및 B2O3 0.1~5 중량 퍼센트로 조성되는 원재료 및 상기 원재료에 혼합되어 용융되는 0.001 ~ 0.2 중량 퍼센트로 조성되는 제1 항균 성분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, SiO2가 60~75 중량 퍼센트가 포함될 수 있다. 유리 성형 성분인 SiO2가 75 중량 퍼센트를 초과하면 용융 온도의 상승으로 제조에 어려움이 있으며, 60 중량 퍼센트 미만이면 화학적으로 안정된 유리를 제조하기 힘들다.
또한, 본 발명에는 Al2O3 0.1~5 중량 퍼센트가 포함될 수 있다. 바람직하게는 상기 Al2O3의 함유량은 0.5 중량 퍼센트 이상 4 중량 퍼센트 이하인 것을 특징을 할 수 있다. 왜냐하면 Al2O3의 함유량이 0.5 중량 퍼센트 미만이 되면, 조해 현상을 억제하는 효과가 발현되지 않는 경우가 있을 수 있고, 또한, Al2O3의 함유량이 4 중량 퍼센트를 초과하면, 항균효과가 발현되지 않는 경우가 있을 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명은 알칼리 금속산화물인 Na2O가 7~15 중량 퍼센트로 포함하는 것이 바람직하다. Na2O가 7 중량 퍼센트 미만이면 유리를 제조 온도로 고온을 필요로 하고, 성형성 저하로 문제가 발생하고, 15 중량 퍼센트를 초과하면 항균성이 떨어지므로 항균성을 지속할 수 없으며, 내변색성 및 내수성에 손상을 입을 수 있다.
또한, 본 발명에는 CaO 5~15 중량 퍼센트 및 B2O3 0.1~5.0 중량 퍼센트가 포함 될 수 있다. CaO 및 B2O3는 결정화 유리의 연화점을 낮추는 데 유효한 성분으로서, 상기 범위 내에서 첨가할 수 있다. 만약, 상기 범위를 초과하는 경우에는 이종(異種) 결정이 석출되기 쉬워져 실투성이 강해진다.
본 발명의 일실시예에 있어서 상기 원재료에 혼합되어 원재료의 용융 시 함께 용융되는 상기 제1 항균 성분은, Cr2O3, SnO2, CuO 또는 Au 중에서 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이 경우, 상기 제1 항균 성분은, 0.001~0.2 중량 퍼센트인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 Cr2O3, SnO2, CuO 또는 Au는 상기 원재료와 함께 혼합 용융되어 상기 유리 용기 내에서 항균 활성을 하게 된다.
또한, 본 발명에 동원되는 상기 제1 항균 성분이 원재료에 함유되는 경우에, 상기 항균 성분의 주석, 구리 등의 성분은 담체인 SiO2에 의해 지지된다. 따라서, 본 발명에 동원되는 상기 제1 항균 성분이 0.2 중량 퍼센트를 초과하면 SiO2에 의한 상기 제1 항균 성분의 지지가 불안정할 수 있고, 상기 제1 항균 성분이 0.2 중량 퍼센트에 미달하면 원하는 정도의 항균력을 획득할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
한편 본 발명의 일실시예에 있어서 상기 제1 항균 성분을 포함하는 항균성 유리 용기는, 상기 유리 용기의 내면 또는 외면에 제2 항균 성분이 추가적으로 코팅되어 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서 상기 제2 항균 성분은, SnO2 ,를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한 본 발명의 일실시예에 있어서 상기 제2 항균 성분은, 0.001~0.2 중량 퍼센트인 것을 특징으로 할 수도 있다.
본 발명에 동원되는 상기 제2 항균 성분이 항균성 유리의 내측면에 코팅되는 경우에, 상기 제2 항균 성분이 0.2 중량 퍼센트를 초과하면, 항균 기능은 증가할 수 있지만 항균성 유리의 코팅의 조직이 치밀하지 못하여 코팅 형성 후에 평활성이 좋지 않아 표면이 거칠어질 수 있다.
반대로 본 발명에 상기 제2 항균 성분이 0.001 중량 퍼센트 미만으로 포함되면 원하는 정도의 항균력을 획득할 수 없다.
상기 제2 항균 성분을 표면에 코팅하는 방법의 일례로 상기 제2 항균 성분 중 SnO2의 경우, 원재료 또는 원재료 및 제1 항균 성분이 용융되어 청징된 후 형성된 유리소지가 유리 용기로 성형된 후, 약 550~650℃ 사이의 온도에서, SnCl4 가스가 기체 상태로 상기 유리 용기의 내측면의 표면에 분사되면 상기 SnCl4 가스는 즉시 공기와 반응하여 산화하여 SnO2가 형성되고, 상기 SnO2가 상기 유리 용기의 표면에 증착함으로써 상기 유리 용기 표면이 상기 제2 항균 성분인 SnO2로 코팅된다.
이 경우 일실시예에 있어서는 상기 SnO2가 상기 표면 전체에 도포되어 있을 수도 있으나, 다른 일실시예에 있어서는 상기 SnO2가 상기 표면 일부에 부착되어 있을 수도 있다.
한편 본 발명은 일실시예에 있어서, 상기 원재료에 Fe2O3 0.1~1 중량 퍼센트가 더 포함될 수 있다. 상기 Fe2O3 함유량에 따라서 유리의 색상이 결정된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 원재료에 MgO 0.1~1 중량 퍼센트가 더 포함될 수 있다. 상기 MgO는 유리의 화학적 성질을 향상시키는 성분으로 사용되지만 일정량 이상 사용이 될 경우엔 용융 과정 중 실투가 발생할 가능성이 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 원재료에는 Li2O 0.1~1 중량 퍼센트가 더 포함될 수 있다. 이 경우, Li2O는 상기 함유량 범위에서 본 발명이 균일한 결정화 항균성 유리를 얻는데 도움을 준다. 즉, Li2O는 유리의 용융성, 성형성, 화학적 성질을 향상시키는 역할을 한다. 이 경우, Li2O의 함유량이 1 중량 퍼센트보다 많으면 결정성이 너무 강해져서, 결정화 유리중의 유리상의 비율이 불충분해질 수 있다.
또한, 본 발명은 일실시예에 있어서, K2O 0.1~1 중량 퍼센트를 더 포함할 수 있다. K2O는 유리의 원료 중 규사와 석회석 등에 부가물 형태로 첨가되는 성분으로 유리의 용융성과 화학적 성질에 좋은 효과를 발휘하게 된다.
또한, 본 발명은 일실시예에 있어서, ZrO2 0.1~1 중량 퍼센트를 더 포함할 수 있다. ZrO2는 상기 함유량의 범위 내에서 결정화 유리의 결정을 미세하게 하는 작용을 할 수 있다.
또한, 본 발명은 일실시예에 있어서, BaO 0.1~1 중량 퍼센트를 더 포함할 수 있다. BaO는 BaSO4 형태로 원료에 사용되어 용융 과정중 발생 가능한 기포를 억제하는 청징제 역할을 한다.
또한, 본 발명은 일실시예에 있어서, ZnO 0.1~1 중량 퍼센트를 더 포함할 수 있다. ZnO는 상기 함유량 범위 내에서 결정화 유리의 연화점을 저하시키는데 유효할 수 있다.
(2) 이하 본 발명의 일실시예에 있어서 상기 항균성 유리 용기의 제작 방법에 대해서 설명할 것이다.
유리병 또는 유리 식기를 포함하는 유리 제품을 위한 본 발명에 따른 항균성 유리 용기의 제조방법은, 먼저 ① 상기 유리제품을 제조하기 위한 유리의 원재료 및 제1 항균 성분이 계량되어 혼합되는 원료배합단계 ② 1500~1600℃를 유지할 수 있는 용해로에 투입된 상기 원재료 및 상기 제1 항균 성분은 용융되어 청징된 후 유리소지로 형성되는 유리용융단계 ③ 형성된 유리소지가 유리병 성형기에 의해 상기 유리제품으로 성형되는 유리 성형 단계 및 ④ 코팅된 유리제품을 상기 유리제품의 연하점 아래에서 서냉하는 서냉 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 일실시예에 있어서 상기 유리 성형 단계 후에, ③-1 성형된 유리제품의 내측면에 제2 항균 성분이 코팅되는 항균 성분 코팅단계를 추가적으로 포함할 수 있다.
상기 원료 배합 단계에서는 상기 유리제품을 제조하기 위한 유리의 원재료가 계량되어 혼합된다.
여기서 상기 원재료는 본 발명의 일실시예에 있어서, SiO2 60~75 중량 퍼센트, Al2O3 0.1~4 중량 퍼센트, Na2O 7~15 중량 퍼센트, CaO 5~15 중량 퍼센트, 및 B2O3 0.1~5 중량 퍼센트로 조성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 유리 용융 단계에서는 1500~1600℃를 유지할 수 있는 용해로에 상기 원재료 및 제1 항균 성분이 투입되고, 상기 원재료 및 상기 제1 항균 성분은 용융되어 청징된 후 유리소지로 형성된다.
본 발명의 일실시예에 있어서 상기 제1 항균 성분은 Cr2O3 ,, SnO2, CuO, 또는 Au 중에서 적어도 하나 이상이 선택된 것으로, 0.001~0.2 중량 퍼센트인 것을 특징으로 한다.
상기 제1 항균 성분은, 상기 원재료와 함께 용융되어 상기 유리 소지 내에 포함되게 된다.
상기 유리 용융 단계에 있어서 용해로는 1500~1600℃를 유지하기 위해 화석원료나 전기에너지가 투입될 수 있다. 다음, 용융된 원재료는 상층액 가운데 현탁 물질이나 콜로이드 알갱이들을 없애고 맑은 용액을 얻으면서 청징된다. 다음, 유리의 원재료가 용융된 유리소지(素地)는 온도를 일정하게 하면서 균질화된다.
상기 유리 성형 단계에서는 형성된 유리소지가 유리병 성형기에 의해 상기 유리병 또는 유리식기로 성형 된다. 본 발명에 동원될 수 있는 유리병 성형기로서는 IS machine, MDP, H-28 machine 등이 동원될 수 있다. 이를 통해, 유리소지는 소정의 형상의 유리병이나 유리식기로 성형 될 수 있다.
한편 본 발명의 일실시예에 있어서 상기 항균 성분 코팅단계에서는, 성형된 유리병의 내측면에 제2 항균 성분이 코팅될 수 있다. 이를 통해, 유리병 또는 유리 식기 등의 유리 용기의 항균 능력이 향상될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서 상기 제2 항균 성분은 SnO2인 것을 특징으로 할 수 있다. 자세하게는 상기 SnO2는 0.001~0.2 중량 퍼센트인 것을 특징으로 할 수 있다.
나아가, 본 발명은 유리병의 강도 저하 방지를 위해 유리병의 외측면에 산화 주석을 코팅할 수 있다. SnO2를 유리병 표면에 코팅할 경우 본 발명에 따른 유리병의 강도는 약 30% 정도 향상될 수 있다.
마지막으로 상기 서냉 단계를 통해 코팅된 유리제품을 상기 유리제품의 연하점 아래에서 서냉한다. 성형 된 유리제품은 열적으로 상당히 불안정한 상태로 잔류 응력을 갖어 가벼운 충격에도 쉽게 깨진다. 따라서, 유리의 연화점 아래 온도까지 올린 후 천천히 냉각시켜주는 서냉 공정을 거치게 되면 상기와 같은 잔류 응력이 제거될 수 있다. 이를 통해, 유리제품은 원래 유리가 갖는 고강도를 유지할 수 있다.
이를 위한 서냉 단계는 연속로인 Annealing Lehr를 통하여 약 550 ℃로 온도를 올린 후, 서서히 온도를 내려주게 되며 약 40분에서 1시간이 소요된다.
(3) 이하, 본 발명에 따른 제1 항균 성분을 포함하는 유리제품과 원재료로만 성형된 유리제품의 항균 특성을 실험을 통해 비교한 실험예 1에 대해 설명한다.
상기 실험예 1을 위해서 먼저 실시예 1 내지 실시예 4에 대해서 설명한다.
[실시예 1]
실시예 1에 따른 항균성 유리 용기를 제조하기 위하여, 원재료를, SiO2 71.47 중량 퍼센트, Al2O3 1.96 중량 퍼센트, Na2O 13.54 중량 퍼센트, CaO 10.26 중량 퍼센트, Fe2O3 0.18 중량 퍼센트, MgO 1.72 중량 퍼센트, K2O 0.69 중량 퍼센트 및 B2O3 0.05 중량 퍼센트로 준비하였고, 제1 항균 성분으로는 Cr2O3 0.17 중량 퍼센트 및 SnO2 0.002 중량 퍼센트를 준비하였다.
본 발명에 따른 상기 실시예 1의 항균성 유리 용기는, 상기 원재료 및 상기 제1 항균 성분이 1500℃를 유지할 수 있는 용해로에 투입되고, 상기 원재료 및 상기 제1 항균 성분은 용융되어 청징된 후 유리소지로 형성되는 유리용융단계, 상기 형성된 유리소지가 유리병 성형기에 의해 유리 용기로 성형되는 유리 성형 단계 및 상기 코팅된 유리 용기를 상기 유리제품의 연하점 아래에서 서냉하는 서냉단계를 거쳐 제조되었다.
[실시예 2]
실시예 2에 따른 항균성 유리 용기를 제조하기 위하여, 원재료를, SiO2 70.43 중량 퍼센트, Al2O3 2.52 중량 퍼센트, Na2O 13.68 중량 퍼센트, CaO 10.13 중량 퍼센트, Fe2O3 0.38 중량 퍼센트, MgO 1.74 중량 퍼센트 및 K2O 0.95 중량 퍼센트를 준비하였고, 제1 항균 성분으로는 Cr2O3 0.16 중량 퍼센트 및 CuO 0.013 중량 퍼센트를 준비하여, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 2를 제조하였다.
[실시예 3]
실시예 3에 따른 항균성 유리 용기를 제조하기 위하여, 원재료를, SiO2 72.67 중량 퍼센트, Al2O3 2.53 중량 퍼센트, Na2O 13.24 중량 퍼센트, CaO 10.09 중량 퍼센트, Fe2O3 0.04 중량 퍼센트, MgO 0.31 중량 퍼센트, K2O 0.25 중량 퍼센트 및 및 B2O3 0.12 중량 퍼센트를 준비하였고, 제1 항균 성분으로는 SnO2 0.003 중량 퍼센트를 준비하여, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시예 3을 제조하였다.
[실시예 4]
실시예 4에 따른 항균성 유리 용기를 제조하기 위하여, 원재료를, SiO2 72.94 중량 퍼센트, Al2O3 1.82 중량 퍼센트, Na2O 13.99 중량 퍼센트, CaO 10.36 중량 퍼센트, Fe2O3 0.0476 중량 퍼센트, MgO 0.15 중량 퍼센트 및 K2O 0.42 중량 퍼센트를 준비하였고, 제1 항균 성분으로는 SnO2를 준비하였다.
다음으로 상기 실시예 4는, 준비된 원재료가 1500℃를 유지할 수 있는 용해로에 투입되고, 상기 원재료는 용융되어 청징된 후 유리소지로 형성되는 유리용융단계, 상기 형성된 유리소지가 유리병 성형기에 의해 유리 용기로 성형되는 유리 성형 단계, 상기 성형된 유리 용기의 내측면에 준비된 항균 성분인 SnCl4가 기체 상태로 상기 유리 용기 표면에 분사되어 상기 유리 용기 표면에서 증착 및 산화됨으로써, 항균 성분인 SnO2가 상기 유리 용기 내측면에 코팅되는 항균 성분 코팅단계 및 상기 코팅된 유리 용기를 상기 유리제품의 연하점 아래에서 서냉하는 서냉단계를 거쳐 제조되었다.
이하 비교예 1 및 비교예 2에 대해서 설명한다.
[비교예 1]
비교예 1에 따른 유리 용기는, SiO2 72.94 중량 퍼센트, Al2O3 1.82 중량 퍼센트, Na2O 13.99 중량 퍼센트, CaO 10.36 중량 퍼센트, Fe2O3 0.0476 중량 퍼센트, MgO 0.15 중량 퍼센트 및 K2O 0.42 중량 퍼센트를 포함하는 원재료를 종래의 유리 제조 기법을 이용하여 제조하였다.
[비교예 2]
비교예 2에 따른 유리 용기는, SiO2 71.84 중량 퍼센트, Al2O3 2.37 중량 퍼센트, Na2O 13.21 중량 퍼센트, CaO 10.50 중량 퍼센트, Fe2O3 0.3295 중량 퍼센트, MgO 0.87 중량 퍼센트 및 K2O 0.87 중량 퍼센트를 포함하는 원재료를 종래의 유리 제조 기법을 이용하여 제조하였다.
[비교예 3]
마지막으로 비교예 3으로써 종래의 PET 통을 준비하였다.
본 실험예 1을 위하여 상기 실시예 1 내지 실시예 4 및 상기 비교예 1 내지 비교예 3에 다음의 표와 같은 양의 초산균, 효모균 및 일반세균을 투입한 생막걸리를 주입하였다.
균수(cfu x 106/g)
초산균 116
효모균 98
일반세균 130
(cfu : colony forming unit)
상기 생막걸리의 주입 시 동량의 산소를 유지하기 위하여 용기의 최상단에서 40mm를 남기고 막걸리를 주입하였다. 이는 호기성 세균에 반응하는 산소의 양을 동일하게 하기 위함이다.
상기 균을 함유한 생막걸리를 담은 상기 실시예 1 내지 실시예 4 및 상기 비교예 1 내지 비교예 3를 상온 및 냉장(약 7.4℃)에서 보관한 후 10일, 20일 및 30일 경과 후 해당균의 개체수를 나타내기 위하여 106배로 희석하고, 그 액을 도 1에 시된 바와 같이 페트리디쉬에 1㎖ 채취 후 각 균에 맞는 배지를 선택하여 실온(27℃) 및 냉장(약 7.4℃)에서 72시간 동안 배양하였다.
각 균의 측정은 각각의 보관 조건 하에서 각 실시예 및 실험예 별로 균을 채취하여 3일 동안 성장시켰다. 그리고 페트리디쉬에서 균의 숫자를 직접 카운트하여였다.
이하 상기 실험 결과에 대해서 설명한다.
도 2 및 도 3은 초산균의 개체 변화에 대해 설명한 그래프이다. 여기서 도 2는 상기 초산균을 냉장 상태에서 배양한 결과에 대한 그래프이고, 도 3은 상기 초산균을 상온에서 배양한 결과에 대한 그래프이다.
도 2 및 도 3에서, 가로축의 BG(Cu첨가 항균유리병)은 실시예 2를, 일반 백색은 비교예 1을, 백색항균은 실시예 3을, 항균유리+주석코팅은 실시예 4를, Amber는 비교예 2를 EG(항균 녹색유리병)은 실시예 1을, PET는 비교예 1을 의미한다.
상기 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 실시예 및 비교예 중 초산균 성장 억제 능력은, 실시예 1이 가장 우수하였고, 실시예 3, 비교예 1 및 실시예 2 순임을 알 수 있다. 비교예 2는 초산균 억제 능력이 낮았고, 비교예 3은 초산균의 성장을 조절하지 못함을 알 수 있다.
상기 실험에 사용된 초산균은 대표적인 호기성 세균으로 발효 식품의 신맛을 만드는 원인균으로, 초산균의 성장을 제어할 수 있는 기능 부여가 가능할 경우 유통 기한에 따라 제품의 맛을 변화를 제어할 수 있게 된다.
따라서 본 발명에 있어서 항균성 유리 용기는, 초산균의 성장을 제어하여, 유통 기한에 따른 제품의 맛의 변화를 제어할 수 있게 됨을 알 수 있다.
도 4 및 도 5는 호묘균의 개체 변화에 대해 설명한 그래프이다. 여기서 도 4는 상기 호묘균을 냉장 상태에서 배양한 결과에 대한 그래프이고, 도 5는 상기 호묘균을 상온에서 배양한 결과에 대한 그래프이다.
도 4 및 도 5에서, 가로축의 BG(Cu첨가 항균유리병)은 실시예 2를, 일반 백색은 비교예 1을, 백색항균은 실시예 3을, 항균유리+주석코팅은 실시예 4를, Amber는 비교예 2를 EG(항균 녹색유리병)은 실시예 1을, PET는 비교예 1을 의미하는 것은 초산균의 경우와 동일하다.
상기 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 실시예 및 비교예 중 초산균 성장 억제 능력은, 상기 초산균의 경우와 동일하게 실시예 1이 가장 우수하였고, 실시예 3, 비교예 1 및 실시예 2 순임을 알 수 있다. 마찬가지로 비교예 2는 초산균 억제 능력이 낮았고, 비교예 3은 초산균의 성장을 조절하지 못함을 알 수 있다.
상기 실험에 사용된 효모균은 발효 과정에서 탄산을 만들어 내용물의 분압을 높이고, 음식물에 톡 쏘는 맛을 내는 특징이 있다. 따라서 효모균 역시 기능성 항균 용기를 이용하여 균의 성장 발달을 제어할 수 있다면 식품의 맛과 유통기한의 제어가 가능해진다.
따라서 본 발명에 있어서 항균성 유리 용기는, 효모균의 성장을 제어하여, 유통 기한에 따른 제품의 맛의 변화를 제어할 수 있게 됨을 알 수 있다.
도 6 및 도 7은 일반세균의 개체 변화에 대해 설명한 그래프이다. 여기서 도 6은 상기 일반세균을 냉장 상태에서 배양한 결과에 대한 그래프이고, 도 7을 상기 일반세균을 상온에서 배양한 결과에 대한 그래프이다.
도 6 및 도 7에서, 가로축의 BG(Cu첨가 항균유리병)은 실시예 2를, 일반 백색은 비교예 1을, 백색항균은 실시예 3을, 항균유리+주석코팅은 실시예 4를, Amber는 비교예 2를 EG(항균 녹색유리병)은 실시예 1을, PET는 비교예 1을 의미하는 것은 초산균의 경우와 동일하다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 일반 세균을 억제하는 능력은, 실시예 및 비교예 중 실시예 1, 비교예 1 및 실시예 2의 순으로 나타났다. 따라서 본 발명의 일실시예에 있어서 상기 항균성 유리 용기는 일반 세균을 억제하는 능력이 우수하다는 것을 알 수 있다.
(4) 이하, 본 발명에 따른 제1 항균 성분을 포함하는 유리 용기에 보관된 막걸리의 맛 및 원재료로만 성형된 유리 용기에 보관된 막걸리의 맛의 변화 정도에 대해 실험을 통해 비교한 실험예 2에 대해 설명한다.
상기 실험예 2를 위하여 상기 실험예 1에서 사용된 실시예 1 내지 실시예 4, 비교예 1 내지 비교예 3이 사용되었다.
상기 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1 내지 비교예 3에 각각 막걸리를 담은 후, 평균 보관온도 7.5℃의 냉장고에 30일 동안 보관한 후, 상기 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1 내지 비교예 3에 담긴 막걸리의 맛을 관찰하였다.
그 결과를 다음의 [표 2]로 정리하였다.
용기 종류 신 맛 탄산 가스 막걸리 맛 냄새
실시예 1 약 많음 양호 없음
실시예 2 약 많음 양호 없음
실시예 3 강 적음 시큼 없음
실시예 4 강 적음 시큼 없음
비교예 1 강 적음 시큼 없음
비교예 2 약 많음 양호 없음
비교예 3 강 적음 변질 부폐
상기 표 2에 나타난 실험 결과에 따르면 실시예 1, 실시예 2 및 비교예 2의 유리 용기에는 탄산가스가 많이 차 있는 상태였으며, 상기 용기에 담긴 막걸리 맛은 신맛이 약하였으며, 전체적으로 막걸리 고유의 맛을 느낄 수 있었다.
실시예 2, 실시예 4 및 비교예 1에 담긴 막걸리는 용기에 탄산 가스가 거의 없었으며 신맛이 강하게 느껴졌다.
마지막으로 비교예 3에 담긴 막걸리는 맛이 변질되어 먹을 수가 없었다.
(5) 이하, 본 발명에 따른 원재료 및 제1 항균 성분을 포함하는 항균성 유리 용기 및 원재료 및 제1 항균 성분을 포함하는 유리 용기 외면에 제2 항균 성분이 도포된 항균성 유리 용기의 항균력을 실험을 통해 비교한 실험예 3에 대해서 설명한다.
실험을 위한 항균특성 측정조건으로, 세균 측정용 배지 및 순수배양균 회석용인 LB배지를 준비하였다. 다음, 접종 균주로 균주 번호가 ATCC 10536인 대장균(E.Coil) 1*104 균을 준비하였다. 다음, 0.85% 생리식염수 버퍼로 균을 희석하였다. 다음, 배양기간은 시험일로부터 24hr로 하였고, 배양온도는 35~37℃로 유지하였다.
즉, 전날 배양된 배지의 균을 채취하여, 0.85% 농도인 생리식염수 2ml로 균을 희석하여 원액으로 하였다. 상기 원액은 균의 개수가 1*108 cfu로 설정하였지만, 페트리디쉬에서 균의 카운팅이 어려울 수 있어, 상기 원액을 가지고 0.85% 농도인 생리식염수 9ml를 사용하여 균 단계 희석하였다. 왜냐하면, 본 발명을 위한 실험에 사용된 페트리디쉬 규격은 Φ9cm 에서 카운팅하기 수월한 최대 균의 개수는 300개 이하이기 때문이다.
다음, 각각의 준비된 시료를 페트리디쉬 중심에 놓고, 균이 접종된 배지를 만든 후, 준비된 시료에 균이 접종된 배지를 시료가 충분히 덮이도록 깔고, 24hr 동안 35~37℃로 배양하였다.
이하, 비교예에 대해 설명한다.
[비교예 4]
비교예 4에 따른 유리제품의 성형을 위해 원재료를, SiO2 73 중량 퍼센트, Al2O3 2 중량 퍼센트, Na2O 13 중량 퍼센트, CaO 11.497 중량 퍼센트, 및 B2O3 0.5 중량 퍼센트로 준비하였고, 제1 항균 성분으로 SnO2를 0.006 중량 퍼센트로 준비하였다.
상기 비교예 4의 유리제품은, 준비된 원재료 및 제1 항균 성분이 1500℃를 유지할 수 있는 용해로에 투입되고, 상기 원재료 및 상기 제1 항균 성분은 용융되어 청징된 후 유리소지로 형성되는 유리 용융 단계, 상기 형성된 유리소지가 유리병 성형기에 의해 상기 유리 용기로 성형되는 유리 성형 단계 및 상기 유리 용기의 연하점 아래에서 서냉하는 서냉단계를 거쳐 제조되었다.
이하, 실시예 5에 대해 설명한다.
[실시예 5]
본 발명에 따른 실시예 5를 위해 원재료를, SiO2 73 중량 퍼센트, Al2O3 2 중량 퍼센트, Na2O 13 중량 퍼센트, CaO 11.497 중량 퍼센트, 및 B2O3 0.5 중량 퍼센트로 준비하였고, 제1 항균 성분으로 SnO2를 0.006 중량 퍼센트로, 제2 항균 성분으로 SnO2를 0.006 중량 퍼센트로 준비하였다.
상기 비교예 4과 달리, 본 발명에 따른 실시예 5의 유리 용기는, 준비된 원재료 및 제1 항균 성분이 1500℃를 유지할 수 있는 용해로에 투입되고, 상기 원재료 및 상기 제1 항균 성분은 용융되어 청징된 후 유리소지로 형성되는 유리용융단계, 상기 형성된 유리소지가 유리병 성형기에 의해 유리 용기로 성형되는 유리 성형 단계, 상기 성형된 유리 용기의 내측면에 준비된 항균 성분인 SnCl4가 기체 상태로 상기 유리 용기 표면에 분사되어 상기 유리 용기 표면에서 증착 및 산화됨으로써, 항균 성분인 SnO2가 상기 유리 용기 내측면에 코팅되는 항균 성분 코팅단계 및 상기 코팅된 유리 용기를 상기 유리제품의 연하점 아래에서 서냉하는 서냉단계를 거쳐 제조되었다.
즉, 상기 실시예 5의 경우 상기 비교예 4과 달리 성형된 유리제품의 내측면에 항균 성분인 SnO2가 코팅되는 경우를 상정하여 제품을 성형하였다.
상기 비교예 4 및 상기 실시예 5를 이용한 실험 결과, 유리 조성에 항균 성분만을 갖는 시료 즉 비교예 4보다 상기 유리 용기 내측면에 항균 성분이 추가적으로 코팅된 항균성 유리 용기 즉, 실시예 5가 전체적으로 균의 밀도가 약 1/1000 정도 낮게 나왔다.
즉, 다시 말하면 대조군인 비교예 4보다 실시예 5에서 균의 성장이 억제되었음을 알 수 있다.
(6) 이하, 또 다른 실험예로써 본 발명에 따른 유리병에 담긴 내용물의 신선도 유지 상황과 일반적인 페트병 및 캔에 담긴 내용물의 신성도 유지 상황을 비교한 실험예 4에 대해 설명한다.
상기 실험예 4를 위해, 본 발명에 따른 유리제품의 성형을 위해 원재료를, SiO2 73 중량 퍼센트, Al2O3 2 중량 퍼센트, Na2O 13 중량 퍼센트, CaO 11.497 중량 퍼센트, 및 B2O3 0.5 중량 퍼센트로 준비하였고, 제1 항균 성분 및 제2 항균 성분으로 SnO2를 0.003 중량 퍼센트로 준비하였다.
다음, 본 발명에 따른 유리병은, 준비된 원재료 및 제1 항균 성분이 1500℃를 유지할 수 있는 용해로에 투입되고, 상기 원재료 및 상기 제1 항균 성분은 용융되어 청징된 후 유리소지로 형성되는 유리용융단계, 상기 형성된 유리소지가 유리병 성형기에 의해 유리 용기로 성형되는 유리 성형 단계, 상기 성형된 유리 용기의 내측면에 준비된 항균 성분인 SnCl4가 기체 상태로 상기 유리 용기 표면에 분사되어 상기 유리 용기 표면에서 증착 및 산화됨으로써, 항균 성분인 SnO2가 상기 유리 용기 내측면에 코팅되는 항균 성분 코팅단계 및 상기 코팅된 유리 용기를 상기 유리제품의 연하점 아래에서 서냉하는 서냉단계를 거쳐 제조되었다.
실험 방법으로, 본 발명에 따른 유리병 및 일반적인 PET, 캔 3 가지 용기에 부패가 비교적 빨리 진행되는 내용물인 바나나를 각각 25℃인 상온과 4℃인 냉장 상태 보관 후, 일정 기간 경과 후 내용물의 부패 및 원형 유지 정도를 육안 비교하였다. 페트병은 일반적으로 시중에 유통되는 아세틱 재질의 병을 사용하였고, 캔은 steel 재질을 사용하였다.
비교결과는 다음의 [표 3]으로 정리하였다.
날짜 상온(바나나) 냉장(바나나)
유리병 페트병 캔 유리병 페트병 캔
1 일차 시작 시작
2 일차 변화없음 변화없음
3 일차 B C A A B C
4 일차 A B C A B C
5 일차 A B C A C B
6 일차 A B C A C B
7 일차 A B C A C B
상기 표 3에서 A(상), B(중), C(하)는 육안관찰시의 상중하를 나타낸 것이며, 동일한 일차에서 유리병, 페트병, 캔에 담긴 바나나의 신선도 유지 상태를 상대 비교한 것이다.
먼저, 상온 상태의 보관 실험 결과에 대해 설명한다.
보관 후 2 일차 경과 후 바나나의 신선도는 1 일차에 비해 급속히 떨어지기 시작하였으며, 2 일차의 경우 유리병 내의 신선도 상태가 A, 페트병 내의 신선도 상태가 C, 캔 내의 신선도 상태가 B로 육안관찰되었다.
페트병의 경우 6 일차에 바나나에서 곰팡이가 발생하였고, 7 일차에 곰팡이가 전 날차 보다 증가하였다.
캔의 경우, 5 일차에 바나나에서 수분이 발생하였고, 6 일차에 전 날차 보다 수분이 증가하였고, 7 일차에 바나나에서 애벌레가 발생하였다.
다음, 냉장 상태 보관의 경우를 설명하면 유리병의 경우 10 일차가 경과하여도 내용물인 바나나의 신선도에 큰 변화가 관찰되지 않았다.
상기 기술한 바와 같은 실험예 4를 통하여, 항균 성분 SnO2를 이용한 항균성 유리 용기는 음식물의 신선도를 유지하는데 있어서, 종래의 PET병, 캔 등보다 훨씬 높은 효과를 발휘함을 알 수 있다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 권리 범위는 상기 기술한 실시예에 한정되지 아니하며 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명의 기본 개념을 이용한 당해 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 균등 범위 내의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (7)

  1. SiO2 60~75 중량 퍼센트, Al2O3 0.1~5 중량 퍼센트, Na2O 7~15 중량 퍼센트, CaO 5~15 중량 퍼센트, 및 B2O3 0.1~5 중량 퍼센트로 조성되는 원재료; 및 상기 원재료에 혼합되어 용융되는 Cr2O3, SnO2, CuO 또는 Au 중에서 적어도 하나 이상을 포함하되 0.001 ~ 0.25 중량 퍼센트로 조성되는 제1항균 성분;을 포함하는 항균성 유리에 있어서,
    상기 유리 표면에 코팅되는 제2 항균 성분;을 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성 유리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 항균 성분은, SnO2를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성 유리.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리의 표면은,
    550 ~ 650 ℃ 사이의 온도에서 기체 상태의 SnCl4 가스가 상기 유리 용기 표면에 분사되어 상기 유리 표면에서 산화됨으로써 생성된 SnO2가 증착되어있는 것을 특징으로 하는 항균성 유리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 항균 성분은, Cr2O3, 0.1~0.2 중량 퍼센트 및 CuO 0.0001~0.02 중량 퍼센트를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성 유리.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 항균 성분은,
    Cr2O3, 0.1~0.2 중량 퍼센트 및 SnO2 0.001~0.005 중량 퍼센트를 포함하는 것을 특징으로 하는 항균성 유리.
  6. 삭제
  7. 삭제
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