KR101530763B1 - 주방용기 코팅용 은나노 조성물 및 그 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법 - Google Patents

주방용기 코팅용 은나노 조성물 및 그 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주방용기 코팅용 은나노 조성물 및 그 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실리콘 유도체, 무기바인더, 무기안료, 은나노 분말 및 분산제로 이루어지며, 실리콘 유도체, 무기바인더 및 무기안료를 혼합하는 제1혼합단계, 상기 제1혼합단계를 통해 제조된 혼합물에 은나노분말 및 분산제를 혼합하는 제2혼합단계, 상기 제2혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 스프레이로 주방용기에 코팅하는 제1코팅단계, 상기 제1코팅단계를 거친 주방용기을 상기 조성물에 함침하는 제2코팅단계 및 상기 제2코팅단계를 거쳐 코팅막이 형성된 주방용기을 건조하는 건조단계를 통해 코팅되는 주방용기 코팅용 은나노 조성물에 관한 것이다.

Description

주방용기 코팅용 은나노 조성물 및 그 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법 {NANO SILVER COMPOSITION FOR COATING KITCHEN CONTAINER AND METHOD OF COATING WITH THE COMPOSITION}
본 발명은 주방용기 코팅용 은나노 조성물 및 그 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수명이 긴 은나노 코팅층을 제공하며, 원적외선 방사율이 높아 인치에 유익할 뿐만 아니라, 음식물의 잡 냄새를 없애주고, 연료비를 절감시켜주는 주방용기 코팅용 은나노 조성물 및 그 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법에 관한 것이다.
본 발명은 주방용기 코팅용 은나노 조성물 및 그 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수명이 긴 은나노 코팅층을 제공하며, 원적외선 방사율이 높아 인치에 유익할 뿐만 아니라, 음식물의 잡 냄새를 없애주고, 연료비를 절감시켜주는 주방용기 코팅용 은나노 조성물 및 그 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법에 관한 것이다.
일반적으로 가정에서 주로 사용되는 주방용기은 음식물과 자주 접하게 되어 세균 및 박테리아가 증식하여 비위생적인 문제점이 있으며, 최근에는 이러한 주방용기의 위생 문제를 개선하고자 항균 및 살균 기능을 갖는 은나노 입자를 혼합하여 제조되는 젖병, 물통, 그릇 및 덮개 등이 개발되고 있다.
은나노 입자를 이용하는 대표적인 방법은 물품 제조시 마스터 배치(MASTER BATCH)에 일정량의 은나노 입자를 혼합하여 제조하는 방법과 물품의 표면에 은나노 코팅을 하여 제조하는 방법이 있는데, 마스터 배치에 은나노 입자가 혼합되어 제조되는 물품은 직접 세균과 접촉하여야 항균 및 살균 기능을 갖는 은나노 입자가 물품의 내측에 위치되어 직접적인 항균 및 살균 기능이 적거나 전혀 무효한 문제점이 있었다.
또한, 물품의 표면에 은나노 코팅을 하는 경우에는 래커(LACKER)와 같은 유기코팅제와 함께 혼합하거나, 세라믹코팅제(CERAMIC GLAZE)와 같은 무기코팅제와 혼합하여 스프레이, 스퍼터링 등의 방법으로 코팅하게 되는데, 유기코팅제의 경우 제조공정이 단순하고 뜨임온도가 낮으며 투명도가 높지만 내열성이 약하고 용매에 쉽게 녹는 단점이 있고, 무기코팅제의 경우 내열성이 좋고 UV 차단성이 높으며 용매에 쉽게 녹지 않지만 제조공정이 복잡하고 뜨임온도가 높으며 투명도가 낮고 코팅층이 쉽게 벗겨지는 문제점이 있었다.
또한, 은나노 입자를 코팅하는 경우에는 필요 이상의 두께로 코팅하게 되면 효과와 무관하게 제조단가가 상승하고 은나노 입자가 뭉치는 현상이 발생되며, 제품의 불량발생률이 높아지므로 인해 항균 및 탈취효과가 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 수명이 긴 은나노 코팅층을 제공하며, 원적외선 방사율이 높아 인치에 유익할 뿐만 아니라, 음식물의 잡 냄새를 없애주고, 연료비를 절감시켜주는 주방용기 코팅용 은나노 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 스프레이 공법으로 코팅층을 형성하여 제조비용이 증가되지 않고, 실리콘유도체, 무기바인더 및 무기안료가 사용되어 우수한 내열성을 나타내는 코팅층을 형성하는 은나노 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 실리콘 유도체, 무기바인더, 무기안료, 은나노 분말 및 분산제로 이루어지는 것을 특징으로 하는 주방용기 코팅용 은나노 조성물을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 주방용기 코팅용 은나노 조성물은 실리콘 유도체 100 중량부, 무기바인더 0.5 내지 40 중량부 및 무기안료 0.1 내지 0.5 중량부, 은나노 분말 5 내지 20 중량부 및 분산제 0.5 내지 5 중량부로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 실리콘유도체는 오르가노폴리실록산, 메틸트리메톡시실란 및 테트라에톡시실란으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 무기바인더는 실란계, 실라제인계 및 실록산계로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 은나노분말은 50 내지 200 나노미터의 입자크기를 갖는 것으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은 실리콘 유도체, 무기바인더 및 무기안료를 혼합하는 제1혼합단계, 상기 제1혼합단계를 통해 제조된 혼합물에 은나노분말 및 분산제를 혼합하는 제2혼합단계, 상기 제2혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 스프레이로 주방용기에 코팅하는 제1코팅단계, 상기 제1코팅단계를 거친 주방용기을 상기 조성물에 함침하는 제2코팅단계 및 상기 제2코팅단계를 거쳐 코팅막이 형성된 주방용기을 건조하는 건조단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 은나노 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법을 제공함에 의해서도 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 코팅막은 25 내지 35 마이크로미터의 두께로 형성되는 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 건조단계는 75 내지 85℃의 온도에서 5분간 진행된 후에, 140 내지 160℃의 온도에서 10분을 진행되고, 250 내지 350℃의 온도에서 15분 동안 진행되는 것으로 한다.
본 발명에 따른 주방용기 코팅용 은나노 조성물은 수명이 긴 은나노 코팅층을 제공하며, 원적외선 방사율이 높아 인치에 유익할 뿐만 아니라, 음식물의 잡 냄새를 없애주고, 연료비를 절감시켜주는 탁월한 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 은나노 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법은 스프레이 공법으로 코팅층을 형성하여 제조비용이 증가되지 않고, 실리콘유도체, 무기바인더 및 무기안료가 사용되어 우수한 내열성을 나타내는 코팅층을 형성하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 은나노 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법을 나타낸 순서도이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 주방용기 코팅용 은나노 조성물은 실리콘 유도체, 무기바인더, 무기안료, 은나노 분말 및 분산제로 이루어지며, 실리콘 유도체 100 중량부, 무기바인더 0.5 내지 40 중량부 및 무기안료 0.1 내지 0.5 중량부, 은나노 분말 5 내지 20 중량부 및 분산제 0.5 내지 5 중량부로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 실리콘 유도체는 내열성이 우수하며, 본 발명에 따른 주방용기 코팅용 은나노 조성물이 주방용기에 잘 코팅될 수 있도록 접착력을 부여하는 역할을 하는데, 오르가노폴리실록산, 메틸트리메톡시실란 및 테트라에톡시실란으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 무기바인더는 0.5 내지 40 중량부가 첨가되며, 본 발명에 따른 주방용기 코팅용 은나노 조성물을 물리적으로 결속시켜주는 역할을 하며, 내열성이 우수한 실란계, 실라제인계 및 실록산계로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상으로 이루어지는데, 상기 무기바인더의 비 점착성을 향상시키기 위해 상기 무기바인더 100 중량부 대비 불소분말 또는 불소계 화합물 1 내지 3 중량부가 더 첨가될 수도 있다.
상기 무기바인더의 함량이 0.5 중량부 미만이면, 본 발명에 따른 주방용기 코팅용 은나노 조성물의 점도가 낮아져, 코팅과정이 제대로 진행되지 않고, 상기 무기바인더의 함량이 40 중량부를 초과하게 되면 점도가 지나치게 증가하여 균일한 코팅이 이루어지지 않는다.
상기 무기안료는 0.1 내지 0.5 중량부가 첨가되며, 본 발명에 따른 주방용기 코팅용 은나노 조성물에 다양한 색상을 부여하는 역할을 하며, 내열성이 우수한 특성을 나타내는데, 인체에 유해한 중금속 성분을 제외하고 내열성이 우수한 것이면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 산화티타늄, 카본블랙, 실리카 및 탄산칼슘 등으로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 은나노 분말은 5 내지 20 중량부가 첨가되며, 50 내지 200 나노미터의 입자크기를 갖는데, 본 발명에 따른 주방용기 코팅용 은나노 조성물에 항균성을 부여하고, 원적외선을 다량 방출하여 인체에 유익하며, 본 발명에 따른 은나노 조성물이 코팅된 주방용기으로 음식을 조리하게 되면, 음식물의 잡 냄새가 없어지며, 가열되는 속도가 약 20% 정도 증가하여 연료비를 절감시켜주는 효과를 나타낸다.
상기 은나노 분말의 효과에 대해 상세하게 살펴보면, 원적외선은 태양으로부터 방사되는 여러 가지 광선중의 한가지로 동물이나 식물에게 없어서는 안될 중요한 가시광선이며, 이는 인체의 세포 활성화를 도와주며 혈액순환을 원활하게 해준다.
또한, 원적외선은 주로 태양에 의해 공급을 받지만 여러 가지 광물질을 조합하여 생체리듬에 알맞은 원적외선 세라믹을 만들 수도 있는데, 은에는 인체에 해로운 물질이 없고 원적외선 방사율도 높게 나오며, 은이온(델타이온)이 많이 함유되어 있다.
또한, 상기 은나노 분말이 코팅된 주방용기으로 음식을 조리하는 과정에서는 은나노 분말이 코팅된 주방용기에서는 강력한 원적외선과 강력한 이온화로 인한 회전돌기의 기를 발생시켜 눈에 보이지 않는 진동을 만들어 주므로 연기와 냄새의 발생이 현저하게 줄어들게 되는데, 특히, 생선의 비린내와 같은 음식냄새를 현저하게 줄여주며, 고기를 구울 때 나오는 기름이 고체화되는 시간이 길어지므로, 많은 양의 고기를 미리 구울 수 있게 된다.
이때, 상기 은나노 분말의 함량이 5 중량부 미만이면, 항균효과와 원적외선의 방출량이 미미하며, 은나노 분말의 함량이 20 중량부를 초과하게 되면, 제조비용을 증가시키게 된다.
상기 분산제는 0.5 내지 5 중량부가 첨가되며, 상기 은나노 분말이 상기 무기바인더에 고르게 분산되도록 하는 역할을 하는데, 상기 은나노 분말을 상기 무기바인더에 고르게 분산시킬 수 있는 것이면, 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌세틸에테르, 폴리옥시오틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌올레익에테르, 폴리옥시에틸렌트리데실에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴아민, 폴리옥시에틸렌올레익아민 및 폴리옥시에틸렌탤로아민으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나로 이루어지는 것이 바람직하다.
이때, 상기 분산제의 함량이 0.5 중량부 미만이면, 은나노 분말의 분산이 제대로 이루어지지 않고, 상기 분산제의 함량이 5 중량부를 초과하게 되면, 상기 실리콘 유도체, 무기바인더, 무기안료 및 은나노 분말의 함량이 상대적으로 줄어들어 상기 조성물의 물성이 저하된다.
또한, 본 발명에 따른 은나노 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법은 실리콘 유도체, 무기바인더 및 무기안료를 혼합하는 제1혼합단계(S101), 상기 제1혼합단계(S101)를 통해 제조된 혼합물에 은나노분말 및 분산제를 혼합하는 제2혼합단계(S103), 상기 제2혼합단계(S103)를 통해 제조된 혼합물을 스프레이로 주방용기에 코팅하는 제1코팅단계(S105), 상기 제1코팅단계(S105)를 거친 주방용기을 상기 조성물에 함침하는 제2코팅단계(S107) 및 상기 제2코팅단계(S107)를 거쳐 코팅막이 형성된 주방용기을 건조하는 건조단계(S109)로 이루어진다.
상기 제1혼합단계(S101)는 실리콘 유도체, 무기바인더 및 무기안료를 혼합하는 단계로, 실리콘 유도체 100 중량부, 무기바인더 0.5 내지 40 중량부 및 무기안료 0.1 내지 0.5 중량부를 교반기에 투입하고 2시간 동안 교반하여 혼합물을 제조하는 단계다.
상기 제2혼합단계(S103)는 상기 제1혼합단계(S101)를 통해 제조된 혼합물에 은나노분말 및 분산제를 혼합하는 단계로, 상기 제1혼합단계를 통해 제조된 혼합물에 함유된 실리콘 유도체 100 중량부 대비 은나노 분말 5 내지 20 중량부 및 분산제 0.5 내지 5 중량부를 더 투입하고, 2시간 동안 교반하는 단계다.
상기 제2혼합단계(S103)를 통해 투입된 은나노 분말은 상기 분산제로 인해 상기 무기바인더에 고르게 분산되어 균일한 물성을 나타내는 주방용기 코팅용 은나노 조성물이 제공된다.
상기 제1코팅단계(S105)는 상기 제2혼합단계(S103)를 통해 제조된 혼합물을 스프레이로 주방용기에 코팅하는 단계로, 상기 제2혼합단계(S103)를 통해 제조된 혼합물은 스프레이를 통해 분무될 수 있을 정도의 점도를 나타내기 때문에, 스프레이를 이용하여 주방용기에 균일하게 코팅하는 단계다.
또한, 스프레이를 이용하여 주방용기에 형성되는 코팅층의 두께는 45 내지 55 마이크로미터가 적당한데, 코팅층의 두께가 45 마이크로미터 미만이면, 코팅층의 두께가 지나치게 얇아 쉽게 손상될 수 있으며, 코팅층의 두께가 55 마이크로미터를 초과하게 되면 제조비용을 증가시키게 된다.
이때, 상기 스프레이는 상기 혼합물을 주방용기의 표면에 분무하여 고르게 도포할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 스프레이 건이 별도로 구비된 공업용 스프레이 장치를 이용하는 것이 바람직하다.
상기 제2코팅단계(S107)는 상기 제1코팅단계(S105)를 거친 주방용기을 상기 혼합물에 함침하는 단계로, 상기 제1코팅단계(S105)를 통해 코팅층이 형성된 주방용기의 표면에 형성된 은나노층을 상기 건조단계(S109)나, 조리과정에서 발생하는 열로부터 보호하고, 음식물이 주방용기에 달라붙는 것을 차단하기 위해 상기 혼합물에 함침하여 25 내지 35 마이크로미터의 코팅막을 형성하는 단계다.
상기 코팅막의 두께가 25 마이크로미터 미만이면, 상기 제1코팅단계(S105)를 통해 형성된 은나노 층이 열로 인해 손상될 수 있으며, 음식물이 달라붙지 않는 논스틱(Non-Stick)성이 저하되며, 상기 코팅막의 두께가 35 마이크로미터 이상이면, 제조비용을 증가시키게 된다.
상기 건조단계(S109)는 상기 제2코팅단계(S107)를 거쳐 코팅막이 형성된 주방용기를 건조하는 단계로, 상기 건조단계(S109)는 건조기를 이용하여 이루어지며, 열에 의해 상기 제1코팅단계(S105)를 통해 형성된 은나노 층이 녹아내리는 것을 방지하기 위해 건조기의 온도를 75 내지 85℃로 조절한 상태에서 5분간 진행된 후에, 건조기의 온도를 140 내지 160℃의 온도로 승온시킨 상태에서 10분간 더 진행하고, 최종적으로 건조기의 온도를 250 내지 350℃로 승온시킨 상태에서 15분 동안 더 진행하여 이루어진다.
상기의 건조단계(S109)를 거치면, 300 내지 400℃의 고온에서도 손상되지 않는 내열성을 나타내며, 원적외선이 다량방출되는 코팅층이 형성된다.
따라서, 본 발명에 따른 주방용기 코팅용 은나노 조성물 및 그 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법은 수명이 긴 은나노 코팅층을 제공하다.
또한, 원적외선 방사율이 높아 인치에 유익할 뿐만 아니라, 음식물의 잡 냄새를 없애주고, 연료비를 절감시켜주며, 저렴한 제조비용과 우수한 내열성을 나타내는 코팅층을 제공한다.
S101 ; 제1혼합단계
S103 ; 제2혼합단계
S105 ; 제1코팅단계
S107 ; 제2코팅단계
S109 ; 건조단계

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 실리콘 유도체, 무기바인더 및 무기안료를 혼합하는 제1혼합단계;
    상기 제1혼합단계를 통해 제조된 혼합물에 은나노분말 및 분산제를 혼합하는 제2혼합단계;
    상기 제2혼합단계를 통해 제조된 혼합물을 스프레이로 주방용기에 코팅하는 제1코팅단계;
    상기 제1코팅단계를 거친 주방용기을 상기 혼합물에 함침하는 제2코팅단계; 및
    상기 제2코팅단계를 거쳐 코팅막이 형성된 주방용기을 건조하는 건조단계;로 이루어지며,
    상기 코팅막은 25 내지 35마이크로미터의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 은나노 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 건조단계는 75 내지 85℃의 온도에서 5분간 진행된 후에, 140 내지 160℃의 온도에서 10분을 진행되고, 250 내지 350℃의 온도에서 15분 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 은나노 조성물을 이용한 주방용기의 코팅방법.
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