KR102641751B1 - 기능성 금속 분말이 포함된 표면코팅층을 가지는 항균 및 탈취용 소성체 및 이의 제조방법 - Google Patents
기능성 금속 분말이 포함된 표면코팅층을 가지는 항균 및 탈취용 소성체 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
항균, 탈취, 원적외선 방사, 습도조절 등의 기능을 가지는 분상 성형재료와 기능성 금속 분말을 사용하여 제작된 항균 및 탈취용 소성체 및 이의 제조방법이 개시된다. 이를 위하여 미리 지정된 외형으로 성형된 분상 성형재료를 가열하여 소성된 입체, 및 상기 입체의 표면에 구비되고 바인더와 기능성 금속 분말 및 물이 포함된 혼합물로 구성되며 상기 혼합물을 가열하여 소성된 표면코팅층을 포함하는 항균 및 탈취용 소성체를 제공한다. 본 발명에 의하면, 소량의 기능성 금속 분말을 사용하더라도 기능성 금속 분말이 분상 성형재료의 내부에 위치하는 대신 표면에 노출되기 때문에 충분한 항균기능을 제공할 수 있으며, 분상 성형재료 대비 고가인 기능성 금속 분말의 사용량을 최소화시킬 수 있으므로 제작비용을 절감시킬 수 있다.
Description
본 발명은 곰팡이 발생을 억지하고, 악취나 대기오염물질을 정화할 수 있는 항균 및 탈취 기능을 가지는 항균 및 탈취용 소성체 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원적외선 방사기능, 습도조절기능, 항균기능을 갖도록 분상 성형재료와 기능성 금속 분말을 사용하여 제작된 항균 및 탈취용 소성체 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자연 친화성 황토는 인체에 유익한 원적외선을 방출하는 기능적인 특성을 지닌 것으로 알려져 있고, 이러한 황토에서 방출되는 원적외선은 혈액 순환과 함께 노폐물의 배출을 촉진하여 건강을 증진시켜 주는 물질 중의 하나이다.
또한, 황토는 음이온을 방출하는 것으로 알려져 있으며, 특히 황토에서 방출되는 음이온은 각종 오염으로부터 생활 주변에 방출된 양이온을 흡착 및 중화시켜 공기정화 및 악취를 제거하여 생활환경을 더욱 쾌적하게 하여 주는 작용도 한다.
아울러, 황토는 보온 및 보습을 비롯하여 단열 효과가 뛰어나기 때문에 전통 가옥의 건축 재료로도 많이 사용되고 있고, 최근 들어서는 생활용품에 접목시켜 건강증진 효과 등을 도모하고자 하는 다양한 연구가 이루어지고 있다.
한편, 황토블록에 대한 종래의 기술에 대해 살펴보면, 등록특허 제10-0703054호로 등록된 '황토블록 및 그의 제조방법'이 이미 널리 알려져 있다.
이러한 종래기술은 황토에 시멘트, 골재, 석분, 산화철, 로진 등의 재료를 배합 및 반죽하여 프레스금형에 투입하여 황토블록을 성형시켜 주게 된다.
하지만, 이와 같은 종래의 황토블록의 조성물은 시멘트 등과 같은 인체에 유해한 물질을 사용하기 때문에 주로 건축 및 토목 공사용으로 시공되는 블록(block) 예컨데, 공사용 벽돌과 같이 사용처가 제한되는 문제점이 있었다.
따라서, 이로 인해 인간의 건강과 밀접하게 관련된 용기, 매트, 방석, 의료기구 등과 같은 생활용품에 접목시켜 사용하기에는 많은 문제점이 있는 실정이다.
따라서, 본 발명의 제1 목적은 소량의 기능성 금속 분말을 사용하더라도 기능성 금속 분말의 항균기능이 극대화되도록 친환경적인 분상 성형재료에 기능성 금속 분말을 혼합하는 대신 분상 성형재료를 기반으로 제작된 소성체의 표면에 기능성 금속 분말을 코팅시켜 다양한 생활용품으로 사용할 수 있는 항균 및 탈취용 소성체를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 제2 목적은 기능성 금속 분말이 입체의 외부에 배치되도록 하여 소량의 기능성 금속 분말을 사용하더라도 충분한 항균기능을 제공할 수 있는 항균 및 탈취용 소성체를 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 미리 지정된 외형으로 성형된 분상 성형재료를 가열하여 소성된 입체, 및 상기 입체의 표면에 구비되고, 바인더와 기능성 금속 분말 및 물이 포함된 혼합물로 구성되며, 상기 혼합물을 가열하여 소성된 표면코팅층을 포함하는 항균 및 탈취용 소성체를 제공한다.
또한, 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 미리 지정된 외형으로 분상 성형재료를 성형하는 성형단계와, 성형된 분상 성형재료를 가열하여 입체를 생성하는 1차 소성단계와, 상기 입체를 바인더와 기능성 금속 분말 및 물이 포함된 혼합물에 침지시켜 상기 입체의 표면에 상기 혼합물을 코팅시키는 코팅단계, 및 상기 입체에 코팅된 혼합물을 가열하여 표면코팅층을 형성하는 2차 소성단계를 포함하는 항균 및 탈취용 소성체의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 소량의 기능성 금속 분말을 사용하더라도 기능성 금속 분말이 분상 성형재료의 내부에 위치하는 대신 표면에 노출되기 때문에 충분한 항균기능을 제공할 수 있으며, 분상 성형재료 대비 고가인 기능성 금속 분말의 사용량을 최소화시킬 수 있으므로 제작비용을 절감시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 분상 성형재료로 소성된 입체의 표면에 표면코팅층이 구비되더라도 습도조절 기능과 탈취 기능을 제공할 수 있다.
아울러, 본 발명은 다양한 모양으로 항균 및 탈취용 소성체를 제작할 수 있으므로 유골함, 제습용품, 습도조절용품, 신발탈취용품 등의 다양한 생활용품을 제작할 수 있다. 이와 같이 제작된 유골함은 세균의 번식과 유골의 부패를 방지할 수 있으므로 유골을 장기간 변질 없이 보관할 수 있는 환경을 제공한다. 그리고 신발탈취용품은 신발에 잔존하는 습기와 무좀균 등의 각종 세균을 제거할 수 있을 뿐만 아니라 탈취효과를 제공할 수 있으므로, 신발사용의 만족도를 증가시킬 수 있다. 또한, 제습용품과 습도조절용품은 가구, 신발장 내부의 습기를 제거하여 보관물품의 훼손을 방지할 수 있다.
그리고 본 발명은 중금속을 사용하지 않기 때문에 친환경적이며, 식재료 보관함에도 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 항균 및 탈취용 소성체를 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명에 따른 항균 및 탈취용 소성체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 항균 및 탈취용 소성체를 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 및 탈취용 소성체의 항균성능을 실험한 시험성적서이다.
도 2는 본 발명에 따른 항균 및 탈취용 소성체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 항균 및 탈취용 소성체를 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 항균 및 탈취용 소성체의 항균성능을 실험한 시험성적서이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 기능성 금속 분말이 포함된 표면코팅층을 가지는 항균 및 탈취용 소성체를 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 항균 및 탈취용 소성체를 나타내는 사진이며, 도 2는 본 발명에 따른 항균 및 탈취용 소성체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 항균 및 탈취용 소성체는 분상 성형재료를 소성하여 생성된 입체(100), 및 기능성 금속 분말(210)이 포함된 혼합물로 상기 입체(100)의 표면을 코팅한 후 소성하여 구비된 표면코팅층(200)을 포함한다.
이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 항균 및 탈취용 소성체는 입체(100)를 포함한다.
상기 입체(100)는 미리 지정된 외형으로 성형된 분상 성형재료를 가열하여 소성되는 것으로, 사용된 공간의 수분을 흡수하여 습도조절 기능과 부패방지 기능 및 탈취 기능을 제공할 수 있다. 이때, 성형에 사용되는 분상 성형재료로는 황토, 백토, 화산재, 제올라이트, 일라이트, 맥반석, 토르말린, 자광석, 고령토 또는 수산화인회석 중에서 선택하거나 이들을 혼합하여 구형 등으로 소성하여 제조할 수 있다.
이때, 황토로는 100 내지 500㎛의 직경을 갖는 황토분말을 사용하는 것이 바람직하며, 황토분말 65~90 중량%와 물 10~35 중량%의 비율로 혼합하여 황토 성형체를 형성할 수 있다.
상기 미리 지정된 외형으로는 구체 구조, 식재료 보관함 구조, 신발탈취용품 구조 등이 사용될 수 있다.
상기 구체 구조는 1㎜ 내지 20㎜의 직경을 갖는 구체로 형성될 수 있다.
상기 식재료 보관함 구조는 내부에 식재료를 보관할 수 있는 빈 공간이 형성된 직육면체형으로 형성될 수 있다.
상기 신발탈취용품 구조는 운동화 내부의 빈 공간에 내삽될 수 있는 블록구조로 형성될 수 있다.
상기 입체(100)의 소성은 700 내지 900℃로 진행될 수 있다. 이때, 입체(100)의 소성온도가 700℃ 미만이면 입체(100)의 내구성이 저하되는 문제가 발생될 수 있으며, 입체(100)의 소성온도가 900℃를 초과하면 기능의 향상 없이 제작비용이 증가되는 문제가 발생될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 항균 및 탈취용 소성체는 표면코팅층(200)을 포함한다.
상기 입체는 황토, 백토, 화산재, 제올라이트, 일라이트, 맥반석, 토르말린, 자광석, 고령토 또는 수산화인회석 중에서 선택하거나 이들을 혼합하여 구형 등으로 소성하여 제조할 수 있다.
상기 표면코팅층(200)은 입체(100)의 표면에 구비되는 것으로, 바인더와 기능성 금속 분말(210) 및 물이 포함된 혼합물로 구성되며, 상기 혼합물을 가열하여 소성된다. 필요에 따라, 표면코팅층(200)은 입체(100)의 표면에 코팅된 혼합물을 음지에서 4~6시간 동안 자연 건조시킨 후 가열하여 소성시킬 수 있다.
상기 바인더는 입체(100)로부터 표면코팅층(200)이 박리되지 않도록 부착력을 부여해 주는 것으로, 이러한 목적을 달성할 수 있다면 어떠한 바인더를 사용하더라도 무방하다.
특정 양태로서, 본 발명에 따른 바인더는 수산화알루미늄 인산염과 실리카 졸 및 물을 포함하며, 선택적으로 도데케인싸이올(dodecanethiol, HSC12H25)을 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 수산화알루미늄 인산염은 고온과 저온의 반복에 따른 열충격이 복수회 발생되더라도 표면코팅층(200)의 크랙 발생이나 표면코팅층(200)의 탈리가 일어나지 않게 유연성을 부여하는 것으로, 인산 및 수산화알루미늄이 혼합되어 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 수산화알루미늄 인산염은 인산 100 중량부와, 인산 100 중량부를 기준으로 수산화알루미늄 20 내지 30 중량부를 포함할 수 있다. 여기서 수산화알루미늄이 20 중량부 미만으로 첨가되는 경우 표면코팅층(200) 표면의 취성이 줄어드는 문제점이 발생하고, 30 중량부를 초과하는 경우 산과 반응 과정에서 투명한 액체를 얻을 수 없는 문제점이 있다. 이때, 취성이 줄어든다는 의미는 모재인 입체(100)와 표면코팅층(200) 간의 열팽창계수가 달라 입체(100)와 표면코팅층(200)의 팽창정도가 다름에 따라 입체(100)의 표면에서 표면코팅층(200)이 탈리되는 문제점이 발생하는 것을 의미한다.
상기 실리카 졸은 바인더에 포함된 금속입자 사이에 존재하여 입자간의 결합력을 강하게 하는 결합재의 역할을 수행하는 것으로, 바인더의 부착력을 증가시키는 동시에 건조속도도 향상시키는 기능을 제공한다.
또한, 실리카 졸에는 초기 막 형성 특성을 향상시키기 위해 알칼리금속 실리케이트, 암모늄 실리케이트, 또는 사차 암모늄 실리케이트가 혼합될 수 있다. 이때, 알칼리금속 실리케이트로는 리튬 실리케이트, 나트륨-리튬 실리케이트, 또는 칼륨 실리케이트가 사용될 수 있다.
아울러, 실리카 졸은 수산화알루미늄 인산염 100 중량부 당 40 내지 60 중량부의 범위로 첨가될 수 있다. 이때, 실리카 졸의 함량이 40 내지 60 중량부를 초과하면 표면코팅층(200)과 입체(100) 사이의 결합력이 줄어드는 문제가 발생될 수 있다.
상기 물은 바인더의 용매로 사용되는 것으로, 수산화알루미늄 인산염과 실리카 졸을 혼합시켜 안정적으로 분산시키는 역할을 수행한다. 이러한 물로는 정제수, 증류수 등이 사용될 수 있다.
또한, 물은 수산화알루미늄 인산염 100 중량부 당 40 내지 60 중량부의 범위로 첨가될 수 있다. 여기서, 물이 40 중량부 미만이면 수산화알루미늄 인산염과 실리카 졸이 반응할 때 굳어 버리는 현상이 생기고, 60 중량부를 초과하면 표면코팅층(200)이 입체(100)로부터 쉽게 탈리되는 문제가 발생될 수 있다.
상기 도데케인싸이올은 표면코팅층(200)에 초소수성을 부여하기 위한 것으로, 수산화알루미늄 인산염 100 중량부 당 2 내지 5 중량부의 범위로 첨가될 수 있다.
한편, 기능성 금속 분말은 크게 보면 항균작용, 탈취 작용, 습도조절, 원적외선 방사 등의 역할을 하며, 예를 들면 구리, 은, 산화아연 등을 예시할 수 있다. 구체적으로 작은 입자의 크기와 큰 표면적으로 인해 세균의 세포막에 직접적으로 작용하는 고정형 항균제의 역할도 수행할 수 있고, 다공성 구조에 따라 높은 탈취성능을 가질 뿐만 아니라. 산소나 물 분자와의 반응을 통해 활성산소를 생성하거나 금속 양이온을 방출하는 방출형 항균제의 역할도 수행할 수 있다.
구체적으로, 기능성 금속 분말은 구리 분말, 산화아연 분말, 은 분말 및 이산화티탄 분말 중에서 하나 이상 선택된 분말을 포함하는 금속분말 혼합물일 수 있다. 이때, 금속혼합물은 구리 분말 2 내지 68 중량%, 산화아연 분말 2 내지 68 중량%, 및 이산화티탄 분말 0.8 내지 30 중량%로 구성될 수 있다.
필요에 따라, 기능성 금속 분말은 상기 금속혼합물에 산화알루미늄 분말, 산화마그네슘 분말, 지르코늄 분말, 은 분말, 겨자 분말, 옻나무 수액 중 어느 하나 이상이 더 포함되어 구성될 수 있다. 이때, 상기 기능성 금속 분말은 금속혼합물 100 중량부를 기준으로 산화알루미늄 분말 2 내지 20 중량부, 산화마그네슘 분말 2 내지 12 중량부, 지르코늄 분말 1 내지 10 중량부, 은 분말 0.8 내지 20 중량부, 겨자 분말 1 내지 10 중량부, 옻나무 수액 0.5 내지 10 중량부 중 어느 하나 이상이 더 포함되어 구성될 수 있다.
상기 구리 분말, 산화아연 분말, 산화마그네슘 분말, 은 분말은 항균성능을 제공하는 기능성 금속 분말이며, 상기 산화알루미늄 분말, 지르코늄 분말은 탈취작용을 하는 기능성 금속 분말이다. 이와 같이, 항균기능과 탈취기능을 나타내는 성분을 나누어 제시하였으나 이는 각 성분의 주된 작용을 기준으로 구분한 것이며, 각 성분은 추가적인 다른 작용도 할 수 있다.
상기 이산화티탄 분말은 소성체의 항균이나 탈취 기능을 향상시키기 위해 촉매로 작용하는 기능성 금속 분말이다.
이러한 기능성 금속 분말은 1㎚ 내지 80㎛의 직경을 갖는 분말로 형성될 수 있다.
필요에 따라, 기능성 금속 분말은 나노미터의 직경을 갖는 금속 분말과 마이크로미터의 직경을 갖는 금속 분말이 혼합되어 구성될 수 있다. 이는, 기능성 금속 분말을 구성하는 금속 분말이 마이크로미터의 거칠기와 나노미터의 거칠기를 이중으로 형성하여 표면코팅층(200)에 초소수성 표면을 구현함으로써, 세균이 항균 및 탈취용 소성체의 표면에 부착되는 것을 방지하기 위함이다.
일 실시 양태로서, 본 발명에 따른 기능성 금속 분말로 단일의 금속 분말이 사용되면, 나노미터 직경을 갖는 단일의 금속 분말과 마이크로미터 직경을 갖는 단일의 금속 분말이 함께 사용될 수 있다. 예를 들면, 기능성 금속 분말로는 1㎚ 내지 80㎚의 직경을 갖는 구리 분말과 1㎛ 내지 80㎛의 직경을 갖는 구리 분말이 함께 사용될 수 있다.
다른 실시 양태로서, 본 발명에 따른 기능성 금속 분말로 2종 이상의 금속 분말이 사용되면, 나노미터 직경을 갖는 제1 금속 분말과 마이크로미터 직경을 갖는 제2 금속 분말이 함께 사용될 수 있다. 이때, 제2 금속 분말은 제1 금속 분말로 선택된 금속 분말을 제외한 금속 분말이다. 예를 들면, 기능성 금속 분말로는 1㎚ 내지 80㎚의 직경을 갖는 산화아연 분말과 1㎛ 내지 80㎛의 직경을 갖는 구리 분말이 함께 사용될 수 있다.
상기 표면코팅층(200)의 소성은 130 내지 200℃로 진행될 수 있다. 이때, 표면코팅층(200)의 소성온도가 130℃ 미만이면 표면코팅층(200)의 소성시간이 증가되어 입체(100)에 불균일한 표면을 형성할 수 있으며, 입체(100)의 소성온도가 200℃를 초과하면 표면코팅층(200)에 크랙이 형성되거나 기능성 금속 분말이 열화되는 문제가 발생될 수 있다.
상기 표면코팅층(200)을 구성하는 혼합물은 바인더 및 기능성 금속 분말(210) 및 물을 포함하며, 선택적으로 옻나무 수액, 겨자 분말, 또는 이들 모두를 더 포함할 수 있다. 이때, 옻나무 수액은 방습, 방수기능을 표면코팅층(200)에 제공한다.
보다 구체적으로, 본 발명에 따른 혼합물은 바인더 60 내지 76 중량%와, 기능성 금속 분말 0.3 내지 5 중량%, 및 물 19 내지 35 중량%가 혼합될 수 있다. 이때, 물로는 증류수, 정제수 등이 사용될 수 있다.
이러한 혼합물은 바인더와 기능성 금속 분말(210)과 물 및 추가 구성을 혼합기에 투입한 후 300 내지 1,100RPM으로 혼합시킬 수 있다.
아울러, 표면코팅층(200)은 충분한 항균기능을 제공할 수 있도록 30㎛ 내지 300㎛의 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 표면코팅층(200)이 30㎛ 미만의 두께로 형성되면 곰팡이 발생을 방지할 수 있을 정도의 항균력을 제공할 수 없는 문제가 발생될 수 있으며, 표면코팅층(200)이 300㎛를 초과하는 두께로 형성되면 항균 기능의 변화는 크지 않고 제작비만 증가되는 문제가 발생된다.
이러한 표면코팅층(200)은 구리분말의 직경 길이보다 긴 두께 길이를 갖도록 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 항균 및 탈취용 소성체를 제조방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 항균 및 탈취용 소성체의 제조방법은 미리 지정된 외형으로 분상 성형재료를 성형하는 성형단계(S100)와, 성형된 분상 성형재료를 가열하여 입체(100)를 생성하는 1차 소성단계(S200)와, 상기 입체(100)를 바인더와 기능성 금속 분말(210) 및 물이 포함된 혼합물에 침지시켜 입체(100)에 혼합물을 코팅시키는 코팅단계(S300), 및 상기 입체(100)에 코팅된 혼합물을 가열하여 표면코팅층(200)을 형성하는 2차 소성단계(S400)를 포함한다.
상기 성형단계(S100)에서는 미리 제작된 성형기구를 사용해 구체 구조, 유골함 구조, 식재료 보관함 구조, 신발탈취용품 구조 등의 미리 지정된 외형으로 분상 성형재료를 성형한다.
상기 1차 소성단계(S200)에서는 상기 성형단계(S100)를 통해 성형된 분상 성형재료를 노(furnace) 등의 소성기구에 투입한 후 소성기구를 통해 700 내지 900℃로 성형된 분상 성형재료를 가열하여 입체(100)를 소성한다.
상기 코팅단계(S300)에서는 상기 1차 소성단계(S200)를 통해 생성된 입체(100)를 바인더와 기능성 금속 분말(210) 및 물이 포함된 혼합물에 침지시켜 입체(100)에 혼합물을 40㎛ 내지 400㎛의 두께로 코팅시킨다.
상기 2차 소성단계(S400)에서는 상기 코팅단계(S300)를 통해 입체(100)에 코팅된 혼합물을 음지에서 4시간 내지 6시간 동안 건조시킨 후 130 내지 200℃로 30분 내지 60분 동안 가열하여 입체(100)의 표면에 30㎛ 내지 300㎛ 두께로 소성된 표면코팅층(200)을 형성한다.
예컨대, 2차 소성단계(S400)는 130℃로 60분 동안 입체(100)에 코팅된 혼합물을 가열하거나, 200℃로 30분 동안 입체(100)에 코팅된 혼합물을 가열하여 입체(100)의 표면에 표면코팅층(200)을 형성한다.
이때, 표면코팅층(200)의 소성시간이 30분 미만이면 사용기간이 경과됨에 따라 입체(100)로부터 표면코팅층(200)이 박리되는 문제가 발생될 수 있으며, 소성시간이 60분을 초과하면 표면코팅층(200)의 색상이 어두워지는 문제가 발생될 수 있다.
이러한 성형단계(S100)와, 1차 소성단계(S200)와, 코팅단계(S300), 및 2차 소성단계(S400)에서는 전술한 항균 및 탈취용 소성체에 포함된 세부구성들이 사용되므로, 중복되는 내용은 생략한다.
이후 상기 제작된 볼들은 다시 분쇄과정을 거쳐서 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 제작된 볼을 밀에서 500 메쉬 내지 5000메쉬로 분쇄하여 무기광물분말과 폴리에틸렌칩을 마스터배치의 칩으로 제조하고(1 단계), 두 개 물질을 교반하여 혼합물을 압출한다(2단계). 이어서 상기 압출물을 절단하여 마스터배치 칩을 제조한다. 이와 같이 제작된 마스터배치 칩을 용융지수가 20 내지 30G/min, 190도에서 성형하여 밀도가 약 0.9 내지 0.95g/cm2 인 제2폴리에틸렌 칩을 제작할 수도 있다. 이러한 분쇄된 볼을 이용하여 선도유지 필름 등에 사용할 수도 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예 및 실험예를 통하여 보다 구체적으로 기술한다. 다만 본 실시예 및 실험예는 상술한 발명의 특정예의 이해를 돕기 위한 것으로 이에 의하여 권리범위 등이 제한적으로 해석되어서는 아니된다.
바인더의 제조
1. 인산 5㎏과 수산화알루미늄 1.25㎏을 혼합하여 수산화알루미늄 인산염을 생성하였다.
2. 상기 수산화알루미늄 인산염 6.25㎏과, 실리카 졸 2.5㎏, 및 증류수 2.5㎏을 교반기에 천천히 투입한 다음, 혼합 용액이 맑아질 때까지 90℃로 반응시켜 바인더를 생성하였다.
혼합물 제조
전술한 바인더 7㎏과 기능성 금속 분말 0.2㎏ 및 증류수 2.8㎏을 각각 교반기에 투입한 후 교반시켜 혼합물을 생성하였다. 이때, 기능성 금속 분말은 전체 100 중량%를 기준으로 구리 분말 45 중량%, 산화아연 분말 45 중량%, 이산화티탄 분말 10 중량%로 혼합된 기능성 금속 분말을 사용하였다.
[실시예 1]
1. 2:8의 비율로 물과 황토를 혼합한 후 10㎜ 직경을 갖는 구형으로 황토를 성형하였다.
2. 성형된 황토를 노에 투입한 후 800℃로 가열하여 구형의 입체를 생성하였다.
3. 상기 입체를 전술한 혼합물에 침지시켜 입체의 표면에 혼합물을 115㎛의 두께로 코팅시켰다.
4. 혼합물이 코팅된 입체를 노에 투입한 후 200℃로 가열하여 100㎛ 두께의 표면코팅층을 갖는 항균 및 탈취용 소성체를 제작하였다.
[실험예 1]
실시예 1을 통해 제조된 항균 및 탈취용 소성체와 대조군인 시료에 대장균(Escherichia coli ATCC 25922)을 접종한 후 초기 대장균의 농도와 24시간 후의 대장균 농도를 측정하였다. 이때, 실험에 따른 대장균 변화 결과를 도 4 및 도 5로 나타내었다.
도 4와 도 5를 참조하면, 대조군인 시료의 대장균은 증가되나 항균 및 탈취용 소성체에 접종된 대장균은 99.9%로 감소되는 것으로 관찰되었다.
[실험예 2]
실시예 1을 통해 제조된 항균 및 탈취용 소성체에 곰팡이균(Trichophyton rubrum ATCC 28188)을 접종한 후 24시간 후의 곰팡이 성장 유무를 측정하였다. 이때, 실험에 따른 곰팡이균 변화 결과를 도 6 및 도 7로 나타내었다.
도 6과 도 7을 참조하면, 본 발명의 항균 및 탈취용 소성체에서 곰팡이균은 미성장하는 것으로 관찰되었다.
[실험예 3]
실시예 1을 통해 제조된 항균 및 탈취용 소성체와 대조군인 시료에 녹농균(Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442)을 접종한 후 초기 녹농균의 농도와 24시간 후의 녹농균 농도를 측정하였다. 이때, 실험에 따른 대장균 변화 결과를 도 8 및 도 9로 나타내었다.
도 8과 도 9를 참조하면, 대조군인 시료의 녹농균은 증가되나 항균 및 탈취용 소성체에 접종된 녹농균은 99.9%로 감소되는 것으로 관찰되었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 입체 200 : 표면코팅층
210 : 기능성 금속 분말
210 : 기능성 금속 분말
Claims (9)
- 미리 지정된 외형으로 성형된 분상 성형재료를 700 내지 900℃로 가열하여 소성된 입체; 및
상기 입체의 표면에 구비되고, 바인더와 기능성 금속 분말 및 물이 포함된 혼합물로 구성되며, 상기 혼합물을 130 내지 200℃로 가열하여 소성된 표면코팅층을 포함하고,
상기 기능성 금속 분말은 1㎚ 내지 80㎚의 직경을 갖는 금속 분말과 1㎛ 내지 80㎛의 직경을 갖는 금속 분말이 혼합되어 구성되며,
상기 바인더는 수산화알루미늄 인산염, 실리카 졸, 물, 도데케인싸이올을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 및 탈취용 소성체.
- 삭제
- 제1 항에 있어서, 상기 혼합물은
겨자 분말 및 옻나무 수액을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 및 탈취용 소성체.
- 제1 항에 있어서, 상기 기능성 금속 분말은
구리 분말 2 내지 68 중량%, 산화아연 분말 2 내지 68 중량%, 및 이산화티탄 분말 0.8 내지 30 중량%로 구성된 금속혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 및 탈취용 소성체.
- 제4 항에 있어서, 상기 기능성 금속 분말은
상기 금속혼합물에 산화알루미늄 분말, 산화마그네슘 분말, 지르코늄 분말, 은 분말 중 어느 하나 이상이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 항균 및 탈취용 소성체.
- 제5 항에 있어서, 상기 기능성 금속 분말은
상기 금속혼합물 100 중량부를 기준으로 산화알루미늄 분말 2 내지 20 중량부, 산화마그네슘 분말 2 내지 12 중량부, 지르코늄 분말 1 내지 10 중량부, 은 분말 0.8 내지 20 중량부 중 어느 하나 이상이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 항균 및 탈취용 소성체.
- 제1 항에 있어서, 상기 바인더는
수산화알루미늄 인산염 100 중량부와,
실리카 졸 40 내지 60 중량부, 및
물 40 내지 60 중량부을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 항균 및 탈취용 소성체.
- 제1 항에 있어서, 상기 미리 지정된 외형은
운동화 내부의 빈 공간에 내삽될 수 있는 블록구조인 것을 특징으로 하는 항균 및 탈취용 소성체.
- 미리 지정된 외형으로 분상 성형재료를 성형하는 성형단계;
성형된 분상 성형재료를 700 내지 900℃로 가열하여 입체를 생성하는 1차 소성단계;
상기 입체를 바인더와 기능성 금속 분말 및 물이 포함된 혼합물에 침지시켜 상기 입체의 표면에 상기 혼합물을 코팅시키는 코팅단계; 및
상기 입체에 코팅된 혼합물을 130 내지 200℃로 가열하여 표면코팅층을 형성하는 2차 소성단계를 포함하고,
상기 기능성 금속 분말은 1㎚ 내지 80㎚의 직경을 갖는 금속 분말과 1㎛ 내지 80㎛의 직경을 갖는 금속 분말이 혼합되어 구성되며,
상기 바인더는 수산화알루미늄 인산염, 실리카 졸, 물, 도데케인싸이올을 포함하는 것을 특징으로 하는 항균 및 탈취용 소성체의 제조방법.
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