KR101472356B1

KR101472356B1 - 항균기능을 갖는 글라스 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101472356B1
Application number: KR20140039412A
Authority: KR
Inventors: 심원; 조영진
Original assignee: 주식회사 제이앤티씨
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2014-12-15

Abstract

본 발명은 나노 산화아연코팅층에 의한 항균기능을 갖는 글라스 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 잦은 터치가 이루어지는 터치조작기기용 글라스의 항균성을부여함과 동시에 오염방지와 표면슬립성을 가지며 항균층이 훼손이 방지될 수 있도록 한 것이다.
즉, 본 발명은 항균기능을 갖는 글라스에 있어서, 글라스의 표면에 나노 산화아연이 물리적 증기 증착법에 의하여 증착 형성된 나노 산화아연 항균층을 형성하고, 상기 나노 산화아연 항균층의 상면에 지문을 방지하고 오염방지, 표면슬립성을 가지며 나노 산화아연 항균층의 훼손이 방지되게 하는 지문방지층을 형성한 것이다.
따라서, 본 발명은 글라스의 표면에 물리적 증기 증착법에 의하여 글라스의 표면에 나노 산화아연 항균층을 형성하고, 상기 나노 산화아연 항균층의 표면에 지문방지층을 형성함으로써 스마트폰의 조작을 위한 글라스의 터치과정에 글라스 표면으로 전이된 세균들 번식이 나노 산화아연 항균층에 의하여 억제되어 항균효과가 향상되며, 상기 나노 산화아연 항균층이 지문방지층에 의하여 훼손이 방지되는 것이다.

Description

항균기능을 갖는 글라스 및 그 제조방법{A glass with the antibacterial function and its manufacturing method}

본 발명은 나노 산화아연코팅층에 의한 항균기능을 갖는 글라스 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 항균기능을 갖는 글라스에 있어서, 글라스의 표면에 나노 산화아연이 물리적 증기 증착법에 의하여 형성된 나노 산화아연 항균층을 형성하고, 상기 나노 산화아연 항균층의 상면에 지문을 방지하고, 표면슬립성을 좋게하며 나노 산화아연 항균층의 훼손이 방지되게 하는 지문방지층을 형성하여서, 잦은 터치가 이루어지는 터치조작기기용 글라스의 항균성을 부여함과 동시에 오염방지와 표면슬립성을 가지며, 항균층이 훼손이 방지될 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.

일반적으로, 터치조작기기는 디스플레이의 상면을 터치하여서 기기의 동작을 조작할 수 있도록 한 것이다.

이상과 같은 터치조작기기로는 스마트폰과 네비게이션 및 휴대단말기등이 있다.

또한, 상기 터치조작기기의 구성은 디스플레이의 상면에 터치패드가 구비되고 상기 터치패드의 상면에 이의 보호를 위한 글라스가 구비되는 것이다.

상기한 바와 같이 터치패드를 보호하기 위한 글라스가 구비된 터치조작기기 중 스마트폰은 모든 일을 처리할 수 있어 보통 사람들이 스마트폰의 터치조작을 하루에 1000회 정도 손에 접촉하고 있으며, 이를 기준으로 하면 한 달에 약 30,000회 정도, 년간 360,000회 정도 스마트폰의 글라스를 손으로 만지다 보니 눈에 보이지는 않지만 손에 묻어있는 여러 종류의 세균들이 글라스의 표면에 서식하고 있는 실정이다.

이런 스마트폰은 수분과 접촉하게 되면 고장의 원인이 됨으로 물로 닦거나 소독하지 못하고 사용되며 일반 물티슈로 닦아서 사용하고 있으나 이는 명확한 살균이 이루어지지 않는 문제점이 있어 특허공개 제2013-0050229호에 공개된 바와 같이 반투명 은 용액 액체를 글라스에 섬세하게 분사하거나 항균액체에 담구어 항균층을 형성하고, 상기 항균층의 상면에 고주파 코팅이나 유성성분의 열처리 코팅을 통하여 항균고착층을 형성하여 글라스의 표면의 세균서식이 억제되는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같이 은용액에 의하여 형성된 항균층은 그 가격이 고가로 형성되고, 광투과성이 저하되는 등의 문제점이 있었다.

또한, 상기한 같이 도포 또는 침유에 의하여 형성된 항균층은 그 도포두께가 동일하지 않아 광투광성이 균일하지 않은 문제점이 있었다.

대한민국 특허공개 제2013-0050229호

이에, 본 발명은 상술한 바와 같이 종래 글라스의 항균층이 은용액에 의하여 형성됨으로 인하여 고가로 형성되고 광투광성이 저하되며 도포두께가 균일하게 형성되지 않는 문제점을 해결할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 항균기능을 갖는 글라스에 있어서, 글라스의 표면에 나노 산화아연이 물리적 증기 증착법에 의하여 형성된 나노 산화아연 항균층을 형성하고, 상기 나노 산화아연 항균층의 상면에 지문을 방지하고 나노 산화아연 항균층의 훼손이 방지되게 하는 지문방지층을 형성한 것이다.

따라서, 본 발명은 글라스의 표면에 물리적 증기 증착법에 의하여 글라스의 표면에 나노 산화아연 항균층을 형성하고, 상기 나노 산화아연 항균층의 표면에 지문방지층을 형성함으로써 스마트폰의 조작을 위한 글라스의 터치과정에 글라스 표면으로 전이된 세균들 번식이 나노 산화아연 항균층에 의하여 억제되어 항균효과가 발생하며, 상기 나노 산화아연 항균층이 지문방지층에 의하여 훼손이 방지되는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 일 실시 예를 보인 상세 측 단면도.
도 2 는 도 1 에 따른 제조과정을 보인 예시도.
도 3 은 본 발명에 따른 다른 실시 예로 상부 버퍼층을 실시할 것을 보인 상세 측 단면도.
도 4 는 도 2 에 따른 제조과정을 보인 예시도.
도 5 은 본 발명에 따른 다른 실시 예로 하부 버퍼층을 추가로 실시할 것을 보인 상세 측 단면도.
도 6 은 도 5 에 따른 제조과정을 보인 예시도.
도 7 은 본 발명에 사용한 물리적 증기 증착기의 예시도.

이하, 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 글라스 표면에 나노 산화 아연에 의하여 내구성을 갖는 항균층을 형성할 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.

즉, 본 발명은 항균기능을 갖는 글라스에 있어서, 도 1 에 도시된 바와 같이 플라즈마처리된 글라스(10)의 표면에 나노 산화아연이 물리적 증기 증착법에 의하여 증착 형성된 나노 산화아연 항균층(20)을 형성하고, 상기 나노 산화아연 항균층(20)의 상면에 지문을 방지하고 나노 산화아연 항균층(20)의 훼손이 방지되게 하는 지문방지층(30)을 형성한 것이다.

상기 지문방지층(30)은 불소화합물로 지문방지소재를 형성한 것이다.

한편, 본 발명의 실시에 있어 도 3 에 도시된 바와 같이 나노 산화아연 항균층(20)과 지문방지층(30) 사이에 상기 나노 산화아연 항균층(20)을 보호하고 지문방지층(30)의 결합력을 향상시키며 전체 두께를 조절할 수 있게 한 상부 버퍼층(41)을 형성하여 실시할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명의 실시에 있어 도 5 에 도시된 바와 같이 글라스(10)와 나노 산화아연 항균층(20) 사이에 나노 산화아연 항균층(20)의 결합력을 높이고 전체 두께를 조절할 수 있게 하부 버퍼층(42)을 형성하여 실시할 수 있는 것이다.

상기 상부 버퍼층(41)과 하부 버퍼층(42)은 규소산화물과 티타늄산화물, 주석산화물, 크롬산화물, 칼슘산화물 및 마그네슘산화물 중 중 어느 하나로 조성된 것이다.

한편, 나노 산화아연 항균층(20)은 2~100nm의 두께로 형성하며 바람직하게 2~50nm 로 실시하고 더욱 바람직하게는 2~20nm로 형성하여 실시할 수 있는 것이다.

또한, 상기 상부 버퍼층(41)과 하부 버퍼층(42)은 2~100nm로 두께로 형성하며, 바람직하게 50nm 이하로, 더욱 바람직하게는 2~20nm로 형성하여 실시할 수 있는 것이다.

상기 상부 버퍼층(41)과 하부 버퍼층(42)이 2nm 미만으로 형성되게 되면 결합력과 내구성이 급격히 저하되고, 100nm 이상으로 형성되게 되면 투과율이 저하되는 문제점이 있어 50nm 이하로 실시하되 더욱 바람직하게는 2~20nm로 실시함이 바람직한 것이다.

이하, 본 발명의 제조방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

즉, 본 발명은 항균기능을 갖는 글라스의 제조방법에 있어서, 도 2 에 도시된 바와 같이 글라스(10) 표면에 증착효과를 높일 수 있게 플라즈마처리하는 플라즈마전처리과정(110)과, 상기 플라즈마전처리과정(110)을 통하여 플라즈마처리된 글라스(10)에 나노 산화아연을 물리적 증기 증착시키는 나노 산화아연 항균층 증착과정(120), 상기 나노 산화아연 항균층 증착과정(120)을 통하여 나노 산화아연 항균층(20)의 상면에 지문방지층(30)을 도포 형성하는 지문방지층 형성과정(130)으로 이루어진 것이다.

여기서, 상기 플라즈마전처리과정(110)은 나노 산화아연 항균층(20)의 표면에 고압의 플라즈마에 노출된 산소 또는 아르곤 기체 혹은 플라즈마에 노출된 산소와 아르곤 기체를 혼합한 혼합기체에 의하여 글라스(10) 표면을 이온화시켜 표면 결합력이 향상되게 하는 것이다.

그리고, 상기 나노 산화아연 항균층 증착과정(120)은 나노 입자화된 산화 아연을 물리적 증기 증착에 의하여 글라스(10) 표면에 나노 단위의 두께 증착 형성하는 것이다.

또한, 상기 지문방지층 형성과정(130)은 상기 산화 아연 항균층의 표면에 불소화합물로 형성한 지문방지소재를 이용하여 형성하는 것이다.

또한, 본 발명의 실시에 있어서 도 4 에 도시된 바와 같이 지문방지층 형성과정(130) 이전에 글라스(10) 표면에 규소산화물과 티타늄산화물, 주석산화물, 크롬산화물, 칼슘산화물 및 마그네슘산화물 중 중 어느 하나의 버퍼소재를 도포하여 지문방지층(30)의 접착력과 내구성을 높일 수 있게 한 상부 버퍼층(41)을 형성하는 상부 버퍼층 형성과정(141)을 추가로 실시할 수 있는 것이다

한편, 본 발명의 실시에 있어서 도 6 에 도시된 바와 같이 나노 산화아연 항균층 증착과정(120) 이전에 글라스(10) 표면에 규소산화물과 티타늄산화물, 주석산화물, 크롬산화물, 칼슘산화물 및 마그네슘산화물 중 중 어느 하나의 버퍼소재를 도포하여 접착력과 내구성을 높일 수 있게 한 하부 버퍼층(42)을 형성하는 하부 버퍼층 형성과정(142)을 추가로 실시할 수 있는 것이다

이하, 본 발명의 작용 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

상기한 바와 같이 플라즈마처리된 글라스(10)의 표면에 나노 산화아연이 물리적 증기 증착법에 의하여 증착 형성된 항균층(20)을 형성하고, 상기 나노 산화아연 항균층(20)의 상면에 지문을 방지하고 나노 산화아연 항균층(20)의 훼손이 방지되게 하는 지문방지층(30)을 형성하되, 글라스(10) 표면에 증착효과를 높일 수 있게 플라즈마처리하는 플라즈마전처리과정(110)과, 상기 플라즈마전처리과정(110)을 통하여 플라즈마처리된 글라스(10)에 나노 산화아연을 물리적 증기 증착시키는 나노 산화아연 항균층 증착과정(120), 상기 나노 산화아연 항균층 증착과정(120)을 통하여 나노 산화아연 항균층(20)의 상면에 지문방지층(30)을 도포 형성하는 지문방지층 형성과정(130)으로 이루어진 본 발명을 통하여 제조된 글라스는 항균글라스 및 은나노코팅층을 형성한 글라스와 대비하여 제조 비용이 저감되며, 광투과성이 향상되고 자외선 흡수 효과가 증대되는 것이다.

또한, 상기 나노 산화아연 향균층(20)이 산화된 아연으로 형성되어 있어 화학적 안정성을 가져 산화에 의한 변색 등이 방지되는 것이다.

또한, 황색포도상구균과 대장균을 이용한 항균실험 결과 99.9%의 항균효과를 갖는 것이다.

상기 항균실험은 JIS Z 2801 시험규격에 따라 시행하였으며, 시험방법을 간단히 요약하면, 항균코팅 된 글라스를 에탄올로 닦은 후 대장균 및 황색포도상구균을 사용하여 항균능력을 분석하였다. 우선 보존균을 보통한천배지에 접종하고 37±1℃에서 24시간 배양한 후 보통한천배지에서 보통배지 20mℓ가 담긴 100mℓ 삼각플라스크에 접종하여 37±1℃에서 24시간 진탕 배양하였다.

배양 후 흡광광도계를 통해 생균수를 추정한 후, 생리식염수로 20배 희석한 후 4℃의 보통배지에서 생균수가 1~5×10⁵개(CFU)/mℓ 되도록 조제하여 접종액으로 하였다. 이 접종액을 배양접시 속에 있는 코팅시료와 대조시료에 0.4 mℓ 씩 접종 한 후 5.0㎝×5.0㎝ 피복필름을 덧씌우고 배양접시의 뚜껑을 닫고 밀봉하였으며, 대조시료 3검체, 코팅시료 3검체가 접종 된 배양접시를 35±1℃, 상대습도 90±5%, 24시간 동안 배양한 후 생균수를 계산했다. 상기한 바와 같이 하여 얻어진 항균 평가 결과를, 대조시료 생균수의 로그값과 항균가공시료를 24시간 배양 후 생균수의 로그값의 차인 항균활성치로 표기하여, 아래에 표1과 같이 나타내었다. 증감치 차는 값이 클수록 항균 효과가 높음을 나타내고 있다. 시료의 증식치 (F)는 시험기준법에 맞게 1.5 이상 이였으며, 감소율은 99.9%로 우수했다.

균주	Ma	Mb	Mc	항균활성치
황색포도상구균	2.4 x 10⁵	1.1 x 10⁷	< 10	6.0
대장균	2.2 x 10⁵	1.1 x 10⁷	< 10	6.0

M_a : 표준시료의 시험균 접종직후의 생균수의 평균

M_b : 표준시료의 일정시간 (24시간) 배양 후 생균수의 평균

M_c : 항균가공시료의 일정시간 (24시간) 배양 후 생균수의 평균

항균활성치 : log (M_b/ M_c)

한편, 본 발명의 실시에 있어 상부 버퍼층 형성과정(141)을 통하여 나노 산화아연 항균층(20)과 지문방지층(30) 사이에 이산화규소와 산화물, 산화칼슘 및 산화마그네슘 중 어느 하나의 버퍼소재로 이루어진 상부 버퍼층(41)을 형성하게 되면 지문방지층(30)의 부착력과 내구성이 향상되는 것이다.

또한, 본 발명의 실시에 있어 하부 버퍼층 형성과정(142)을 통하여 글라스(10) 표면과 나노 산화아연 항균층(20) 사이에 상기 복합조성 향균층(20)의 버퍼소재와 상부 버퍼층(41)과 하부 버퍼층(42)은 규소산화물과 티타늄산화물, 주석산화물, 크롬산화물, 칼슘산화물 및 마그네슘산화물 중 어느 하나로 이루어진 하부 버퍼층(42)을 형성하게 되면 나노 산화아연 항균층(20)의 부착력과 내구성이 향상되는 것이다.

또한, 상기 상부 버퍼층(41)과 하부 버퍼층(42)은 글라스(10)의 상부에 형성되는 나노 산화아연 항균층(20)과 함께 전체적인 코팅층의 두께와 광투과율을 용이하게 조절할 수 있는 것이다.

10 : 글라스
20 : 나노 산화아연 항균층
30 : 지문방지층
41 : 상부 버퍼층
42 : 하부 버퍼층
110 : 플라즈마전처리과정
120 : 나노 산화아연 항균층 증착과정
130 : 지문방지층 형성과정
141 : 상부 버퍼층 형성과정
142 : 하부 버퍼층 형성과정

Claims

항균기능을 갖는 글라스에 있어서;
글라스(10)의 표면에 고압의 플라즈마에 노출된 산소 또는 아르곤 중 어느 하나 이상의 기체에 의하여 글라스(10) 표면을 이온화시켜 표면 결합력이 향상되게 플라즈마처리된 글라스(10)의 표면에 나노 산화아연이 물리적 증기 증착법에 의하여 나노 단위의 두께 증착 형성된 나노 산화아연 항균층(20)을 형성하고,
상기 나노 산화아연 항균층(20)의 상면에 지문발생을 방지하고 표면슬립성을 지니며 나노 산화아연 항균층(20)의 훼손을 방지되는 지문방지층(30)을 형성하며,
상기 지문방지층(30)은 불소화합물로 형성한 지문방지소재를 이용한 것을 특징으로 하는 나노 산화아연코팅층에 의한 항균기능을 갖는 글라스.
제 1 항에 있어서;
나노 산화아연 항균층(20)과 지문방지층(30) 사이에 상기 나노 산화아연 항균층(20)을 보호하고 지문방지층(30)의 결합력을 향상시키며 전체 두께를 조절할 수 있게 상부 버퍼층(41)을 형성한 것을 특징으로 하는 나노 산화아연코팅층에 의한 항균기능을 갖는 글라스.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서;
글라스(10)와 나노 산화아연 항균층(20) 사이에 나노 산화아연 항균층(20)의 결합력을 높이고 전체 두께를 조절할 수 있게 하부 버퍼층(42)을 형성한 것을 특징으로 하는 나노 산화아연코팅층에 의한 항균기능을 갖는 글라스.
제 3 항에 있어서;
상기 상부 버퍼층(41)과 하부 버퍼층(42)은 규소산화물과 티타늄산화물, 주석산화물, 크롬산화물, 칼슘산화물 및 마그네슘산화물 중 어느 하나로 조성된 것을 특징으로 하는 나노 산화아연코팅층에 의한 항균기능을 갖는 글라스.
항균기능을 갖는 글라스의 제조방법에 있어서;
글라스(10) 표면에 증착효과를 높일 수 있게 플라즈마처리하는 플라즈마전처리과정(110)과, 상기 플라즈마전처리과정(110)을 통하여 플라즈마처리된 글라스(10)에 나노 산화아연을 물리적 증기 증착시키는 나노 산화아연 항균층 증착과정(120), 상기 나노 산화아연 항균층 증착과정(120)을 통하여 나노 산화아연 항균층(20)의 상면에 지문방지층(30)을 도포 형성하는 지문방지층 형성과정(130)으로 이루어지되,
상기 플라즈마전처리과정(110)은 글라스(10)의 표면에 고압의 플라즈마에 노출된 산소 또는 아르곤 중 어느 하나 이상의 기체에 의하여 글라스(10) 표면을 이온화시켜 표면 결합력이 향상되게 이루어지고,
상기 나노 산화아연 항균층 증착과정(120)은 나노 입자화된 산화 아연을 물리적 증기 증착에 의하여 글라스(10) 표면에 나노 단위의 두께 증착 형성하여 이루어지며,
상기 지문방지층 형성과정(130)은 상기 산화 아연 항균층의 표면에 불소화합물로 형성한 지문방지소재를 이용하여 이루어진 것을 특징으로 하는 나노 산화아연코팅층에 의한 항균기능을 갖는 글라스의 제조방법.
제 5 항에 있어서;
지문방지층 형성과정(130) 이전에 글라스(10) 표면에 버퍼소재를 도포하여 지문방지층(30)의 접착력과 내구성을 높일 수 있게 한 상부 버퍼층(41)을 형성하는 상부 버퍼층 형성과정(141)을 추가로 이루어진 것을 특징으로 하는 나노 산화아연코팅층에 의한 항균기능을 갖는 글라스의 제조방법.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서;
나노 산화아연 항균층 증착과정(120) 이전에 나노 산화아연 항균층(20) 표면에 버퍼소재를 도포하여 접착력과 내구성을 높일 수 있게 한 하부 버퍼층(42)을 형성하는 하부 버퍼층 형성과정(142)을 추가로 이루어진 것을 특징으로 하는 나노 산화아연코팅층에 의한 항균기능을 갖는 글라스의 제조방법.
제 7항에 있어서;
상기 버퍼소재는 규소산화물과 티타늄산화물, 주석산화물, 크롬산화물, 칼슘산화물 및 마그네슘산화물 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 나노 산화아연코팅층에 의한 항균기능을 갖는 글라스의 제조방법.
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