KR200381726Y1

KR200381726Y1 - 무세제 세척 및 항균,살균,탈취,공오 기능성을 갖는도자기류 제품

Info

Publication number: KR200381726Y1
Application number: KR20-2005-0001108U
Authority: KR
Inventors: 정동언
Original assignee: 정동언; 황경준
Priority date: 2005-01-13
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2005-04-14

Abstract

본 고안은 무세제 세척 및 항균, 살균, 탈취, 공오 기능을 갖는 도자기류 제품에 관한 것으로써, 종래에는 유기물질이 묻은 도자기류 제품을 깨끗하게 세척하려면 세제를 사용하여야만 하므로 수질을 악화시켜 환경오염이 심하고, 기존의 은나노를 이용한 항균방식은 산화은이 염화은 등에 착색되면 효과가 없어지며, 균사체가 기포면에 잔존하게 되는 단점이 있다.

이에 본 고안은 초벌구이된 도자기류 성형품(10)의 내/외 표면에 주석이 10~12부 함유된 유약 45~60중량%, 액상 광촉매 은계산화 티타니움 30~40중량%, 게르마늄 10~15 중량% 가 혼합된 유약층(20)을 입혀서 된 것으로서, 이러한 본 고안은 제품 표면에 완전 무기질의 고밀도 세라믹 도막이 입혀지고 미끄럼성이 좋은 친수성으로 부유물의 분리작용이 뛰어나므로 세제없이 물세척만으로도 도자기 제품의 표면에 묻은 유기물질의 제거가 가능하여 하수의 수질오염 및 환경오염을 줄일 수 있고 세척비용을 절감할 수 있으며, 자체적으로 항균, 살균, 탈취는 물론 먼지 등의 이물질로 잘 오염되지 않는 공오 기능이 뛰어난 것이다.

Description

무세제 세척 및 항균,살균,탈취,공오 기능성을 갖는 도자기류 제품{Ceramics goods having a water washing, protect bacillus, sterilization, deodorize, air pollution prevention}

본 고안은 무세제 세척 및 항균, 살균, 탈취, 공오 기능을 갖는 도자기류 제품에 관한 것으로써, 더욱 상세히는 각종 도자기류 제품 표면에 광촉매 은계산화 티타니움(TiO₂)과 게르마늄이 포함된 유약혼합물을 입혀서 세제 없이 물만으로도 깨끗한 세척이 가능토록 하므로서 환경오염을 줄이고 세척비를 절감할 수 있는 등 자체적으로 무세제 세척 및 항균, 살균, 탈취, 공오 기능을 갖는 도자기류 제품에 관한 것이다.

일반적으로 도자기류 제품이라 함은 가소성이 뛰어난 점토를 이용하여 소정 형태로 만들어진 것을 고열로 가열하여 구운 제품을 가리키며, 토기, 도기, 석기, 자기의 제품을 총칭한다고 할 수 있으며, 이러한 도자기류 제품은 식생활에 사용하는 각종 식기류와 장식용으로 사용되는 자기제품 외에도 각종 도자기류 건자재인 세면기, 타일, 양변기, 욕조 및 악세사리 등 기타 여러 방면으로 사용되고 있다.

상기의 각종 도자기류 제품은 대부분 골격성분인 규석(SiO₂), 성형성분인 점토, 소성성분인 장석ㆍ견운모 등을 분쇄 혼합한 것을 물과 잘 섞이도록 하는 배토과정을 거친 후 소정 형태로 만드는 성형과정, 요(가마)에 넣고 가열 소성하는 초벌구이 과정, 초벌구이된 제품의 표면에 유약을 바르고 다시 가열 소성하는 두벌구이 과정을 거쳐 만들어진다.

그런데, 상기와 같이 만들어지는 각종 도자기류 제품은 유약성분에 의해 물 등의 성분이 침투하지 못하므로 오염물질은 물로 세척할 수 있다. 하지만, 표면에 유기물질 등의 불순물이 묻어 있을 경우 이를 깨끗하게 세척하려면 세제를 사용하여야만 한다.

그 일례로 도자기류로 된 식기 제품을 예로 들어 설명하면 다음과 같다. 즉, 음식물을 담아 사용하는 도자기류 식기의 표면에는 다량의 유기물질 등 불순물이 흡착되며, 이러한 유기물질의 불순물은 아무리 물속에 오래 동안 식기를 잠겨 놓아도 식기 표면에서 잘 분리되지 않아 물로 여러번 세척하여도 깨끗한 세척이 안되므로 결국 세제(계면활성제)를 사용하여야만 하며, 기름기가 많이 묻어 있을 수록 다량의 세제가 사용된다.

일례로, 기름진 음식을 많이 제공하는 음식점 등에서는 세제를 다량 사용할 수 밖에 없으며 그럴 경우 세척수로 여러번 헹구어 주어야 하므로 결국 도자기류의 식기제품을 세척하는데 따르는 세제와 상수도 비용이 과다하게 소요됨은 물론 그 세제가 포함되어 하수구로 버려지는 세척수는 하수의 수질을 상당히 악화시키는 주 요인이 되어 환경오염을 가중시키게 되는 문제점이 되었다.

그리고 상기와 같이 세제를 사용하여 깨끗하게 세척하였더라도 자체적으로 항균 및 살균 기능이 없어서 음식물을 담았을 때 대장균이나 황색포도상구균 등이 쉽게 번식되어 담겨있는 음식물의 부패를 가중시키므로 냉장고에서도 음식물이 얼마 못가 변질되며, 대장균의 경우 균이 사멸한 뒤에도 엔도톡신이라는 독소가 나와 식중독사고를 일으키므로 발열과 함께 심한 경우 사망케하는 경우가 종종 있다.

따라서, 음식점 등지에서는 상기 도자기류 제품을 세척한 후에는 항균 및 살균을 위해 자외선등이 설치된 자외선 살균기에 넣어 보관하게 되며, 이는 전기료 등의 유지 비용이 많이 소요되는 결과로 이어진다. 그러므로 음식점 등의 영업소에서는 과다하게 소요되는 세제비용, 상수도비용, 전기료 등으로 인해 업소를 경영하는데 많은 지출 부담을 갖고 있어서 원가상승의 요인이 많다.

그리고 상기 기존의 도자기류 제품(식기, 장식용 자기, 건자재인 세면기, 타일, 양변기, 욕조 및 악세사리 등)은 자체적으로 냄새를 분해하는 탈취기능이 없고, 표면의 미끄럼성이 좋지않아서 오염물질이 쉽게 묻고 잘 떨어지지 않는 등 공오 기능이 떨어진다고 할 수 있다.

그리고 일반 유기계 항균제는 쉽게 만들 수 있지만 열에 약하고 분해력이 떨어지며 지속력이 없어서 균사체가 제품 표면에 잔존함과 아울러 발암성 물질이 발생되므로 도자기류 식기제품에는 사용할 수 없는 단점이 있다.

또한 광촉매는 나노크기의 미세한 입자로서 내산성, 내알카리성이 좋고 인체에 무해한 이산화티탄을 촉매로 주로 사용하며, 태양광과 형광등 등의 광원에서 나오는 빛의 에너지와 접촉하면 공기중의 수분과 산소에 의해 입자 표면에 강력한 산화물질을 생성하여 산화분해력을 갖으므로 유기물질의 분해효과가 뛰어나고 각종 세균을 죽이는 항균기능과 유해물질 및 악취 등을 제거하는 기능이 있다.

따라서 상기 광촉매는 발암물질로 아토피 피부염 등을 유발할 수 있는 포름알데히드나 두통과 구토, 중추신경계 장애 등을 유발하는 총휘발성 유기화합물의 분해효과가 좋아서 새집증후군을 예방하기 위한 기술로 활용하는 등 상기 광촉매는 산업 전 분야에 걸쳐서 매우 유용한 기술로 활용되고 있는 실정이다.

그리고 은(Ag)을 나노기술에 접목한 은나노기술(Nano Silver)은 강력한 항균과 살균의 특성을 발휘할 수 있는 것으로서, 대장균을 비롯한 각종 세균과 바이러스의 번식 억제 및 제거기능이 있고, 전자파를 차폐하는 기능이 뛰어나서 은나노기술은 현재 의류, 매트, 장판 등 각종 생할용품에 적용되고 있는 실정이다.

하지만 상기 은나노를 이용한 항균은 산화은이 염화은 등에 착색되면 효과가 없어지고, 균사체가 기포면에 잔존하게 되므로 이러한 점은 은나노의 단점이라고 할 수 있다.

따라서, 본 고안은 각종 도자기류 제품(식기, 장식용 자기, 건자재인 세면기, 타일, 양변기, 욕조 및 악세사리 등)이 갖고 있는 상기의 문제점을 해결하기 위해 개발된 것이다.

본 고안의 목적은 세제 없이 물만으로도 각종 도자기류 제품의 표면에 묻은 유기물질을 깨끗하게 세척 가능토록 하여 하수의 수질오염 및 환경오염을 줄일 수 있는 무세제 세척의 도자기류 제품을 제공하는데 있다.

본 고안의 다른 목적은 각종 도자기류 제품이 자체적으로 항균, 살균, 탈취, 공오 기능을 구비하여 세척 보관에 따른 유지비용을 줄일 수 있는 도자기류 제품을 제공하는데 있다.

이와 같은 본 고안은 백토로 성형하여 초벌구이된 도자기 제품에 액상 광촉매 은계산화 티타니움과 게르마늄이 포함된 유약을 발라 재벌구이 하면 되는 것으로서, 도자기 제품 표면에 입혀지는 유약에 포함된 광촉매 입자는 10nm 이하를 유지하여 도자기류 제품의 표면 입자밀도가 매우 미세하고 균일하게 처리될 수 있어 미끄럼성이 뛰어나므로 물만으로도 도자기 제품의 표면에 묻은 유기물질의 세척이 가능하고, 지속적으로 항균, 살균, 탈취, 방오 기능이 발휘되므로 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있다.

이하, 본 고안의 상기 목적을 효과적으로 달성할 수 있는 바람직한 실시예의 기술구성 및 작용을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안을 일례로 도자기류 제품 중 식기에 실시한 상태를 일부 절결하여 보인 정면도이고, 도 2 는 도 1 의 A 부분 확대도이다.

이에 도시된 바와같이 본 고안은 백토로 만들어진 성형품(10)의 내/외 표면에 주석이 함유된 유약과 광촉매 은계산화 티타니움 및 게르마늄이 혼합된 유약층(20)을 구비하여 된 도자기류 제품을 특징으로 하며, 이때 일반적으로 사용되는 광촉매는 100nm 크기의 입자이나, 본 고안에 사용되는 광촉매는 10nm 이하의 입자 크기 임을 특징으로 한다.

여기서 상기 은계산화는 은나노로 된 것을 고열로 산화(에이징)시켜서 입자를 더 미세하고 균일하게 처리한 것을 가리키는 것으로서 은나노 기술보다 더 향상된 기능의 것이며, 빛이 없어도 항균 및 살균기능이 뛰어나고, 탈취, 균사체의 분해, 발암물질의 제거, 공기 및 수질 정화 등의 기능이 반영구적으로 발휘된다.

즉, 일반 광촉매는 태양광이나 형광등의 자외선에 의해 화학반응을 일으키지만, 세라믹의 일종인 은계산화 티타니움은 빛이 전혀 없거나 미세한 빛만으로도 화학반응을 일으켜서 산화 분해작용을 발휘하므로 항균 및 살균 작용이 뛰어나고, 특히 산화 환원되지 않아 성형품(10)의 표면에 부착되어 있는 한 끊임없이 광촉매 반응을 발휘하며, 인체에 전혀 무해하면서도 환경정화가 가능한 것이다.

이하에서는 상기한 본 고안의 도자기류 제품이 만들어지는 과정을 공정별로 설명하기로 한다.

제1공정(광촉매 은계산화 기술이 가해진 유약혼합물 준비단계)

주석이 10~12부 함유된 유약 45~60중량%, 10nm 이하의 입자 크기인 액상 광촉매 은계산화 티타니움 30~40중량%, 게르마늄 10~15 중량% 를 혼합하여 유약혼합물을 준비한다.

제2공정(백토에 의한 1차 성형단계)

통상의 도자기 제품들과 같이 골격성분(규석)과 성형성분(점토 또는 백토) 및 소성성분(견운모, 장석, 도석 등)을 혼합하여 소정 형상의 도자기류 성형품(10)을 만든다.

제3공정(초벌구이 단계)

상기 성형된 도자기류 성형품(10)을 가마에 넣고 800 ~ 900℃ 의 온도에서 4 ~ 6 시간에 걸쳐 초벌구이 단계를 행한다.

제4공정(유약혼합물 도포 단계 )

상기 1공정의 액상 유약혼합물에 초벌구이된 성형품(10)을 넣어서 성형품(10)의 내/외 표면에 유약혼합물이 고르게 입혀지는 도포단계를 수행한다.

제5공정(두벌구이 단계)

상기 유약혼합물이 입혀진 성형품(10)을 가마에 넣고 다시 1200 ~ 1300℃ 의 온도에서 11 ~ 13 시간에 걸쳐 두벌구이를 행한 다음 상온에서 자연 냉각하여 소성시키면 성형품(10)의 내/외 표면에 유약층(20)이 형성된 본 고안의 도자기류 제품이 완성된다.

이러한 본 고안은 유약에 함유된 주석의 용융점이 낮아 간극을 세밀히 이루게 되며 물의 정화작용과 보온 및 보냉 효과가 탁월하다. 그리고, 광촉매 은계산화 티타니움은 10nm 이하의 미세한 입자로 성형품(10)의 표면에 고밀도의 완전한 무기도막(얇은 수막)을 형성하여 주므로 부유물들의 분리가 용이하게 되며, 특히 게르마늄이 성형품(10)의 표면 미끄럼성을 향상시켜 주므로 성형품(10)의 표면에 묻은 유기물질을 물만으로도 세척이 가능하다.

본 고안에 의한 도자기류 제품에 묻은 오염물질을 물만으로 세척하여 제거한 시혐결과는 다음과 같다.

아래의 [표1]과 [표2]는 본 고안에 의한 도자기류 제품(무세제 도기그릇)에 식용유와 마요네즈의 오염물질을 각각 약 1~2g 정도를 정확하게 무게를 달아 그릇에 골고루 묻힌 후 식기 세척기 중앙에 세워놓고 물 이외의 다른 세제류를 전혀 사용하지 않고 10분간과 1시간 동안 세척과정에 의해 세척한 다음 건조하여 측정한 각각의 결과이며, 오염물질 제거에 따른 계산식은 아래와 같다.

오염물질 제거율(%)= 100 - (오염물질 잔류량 ×100/오염물질 첨가량)

[표 1] 10분 세척과정 후 결과

시험항목

단 위

10분 세척 후

식용유(시료 A)

마요네즈(시료 B)

X1

X2

X3

X4

X5

X6

오염물질게거율

%

99.0

99.2

99.1

99.6

99.5

[표2] 1시간 세척과정 후 결과

시험항목	단 위	1시간 세척 후
		식용유(시료 A)			마요네즈(시료 B)
		X7	X8	X9	X10	X11	X12
오염물질제거율	%	100	100	100	100	100	100

상기 시험결과에 의해 본 고안의 도자기류 제품은 표면에 묻은 유기물질(식용유와 마요네즈)을 물만으로 세척한 결과 식기세척기에서 10분간 세척하였을 때의 오염물질 제거율은 식용유가 평균 99.1%, 마요네즈가 99.5% 임을 알 수 있고, 1시간 세척한 후의 오염물질 제거율은 식용유와 마요네즈 모두 100% 제거됨을 알 수 있다.

본 고안이 실시된 도자기류 제품으로 항균력을 시험한 결과는 다음과 같다.

시험균주(공시균주번호)	균주 1: 황색포도당상구균(ATCC 6538)	균주 2 : 대장균(ATCC 25922)
접종균 농도(CFU/㎖)	1.4 ×10⁵	1.6 ×10⁵
증가율(F)	47 배	48 배
M_a	1.4 ×10⁵	1.6 ×10⁵
M_b	6.6 ×10⁶	7.7 ×10⁶
M_c	＜ 10	＜ 10
감소율(%)	99.9	99.9
바이온계면활성제 종류	TWEEN 80 (0.05%)

주) ＜ = 미만 , CFU = Colony Forming Unit

<시험방법>

표준피복필름 : Stomacher 400?POLY-BAG

시험조건: 시험균액을 35 ±1 ℃, RH 90 ±5 % 에서 24시간 정치 배양 후 균수측정

시험시료 표면적 : 25㎠

광 원 : 형광등 600 lux

감소율(%) : [(M_b- M_c)] ×100

증가율(F) : M_b/ M_a (31.6 배 이상)

M_a : 대조시료의 초기 균수(평균치)

M_b : 24시간 배양 후 대조시료의 균수(평균치)

M_c : 24시간 배양 후 시험시료의 균수(평균치)

상기 시험결과에서와 같이 24시간 배양때 47~48배 이상 배양되던 균수가 본 고안의 도자기류 제품에서는 99.9% 감소되어 멸균되는 것으로서 그 항균 기능이 상당히 뛰어난 것임을 알 수 있다.

이상에서와 같이 본 고안은 각종 도자기류 제품의 내/외 표면에 완전 무기질의 고밀도 세라믹 도막이 입혀지면서 상온하에서 도막의 고경도화를 실현이 가능하여 내구성이 좋으면서도 미끄럼성이 좋은 친수성으로 부유물의 분리작용이 뛰어나 이물질이 잘 떨어지므로 건물 외벽의 타일에 적용시 빗물 등에 의한 물세척만으로도 깨끗한 세척이 가능한 것으로서, 각종 도자기류 제품의 표면에 묻은 유기물질을 세제없이 물만으로도 깨끗하게 제거할 수 있다.

즉, 본 고안을 도자기류 제품인 식기, 장식용 자기, 건자재인 세면기, 타일, 양변기, 욕조 등의 제품에 적용할 경우 동 제품들이 자체적으로 항균, 살균, 탈취 및 공오 기능을 갖고 있으므로 세제를 사용하지 않고서도 물 세척만으로 깨끗한 세척이 가능하여 하수의 수질오염 및 환경오염을 줄일 수 있고 세척비용을 절감할 수 있다.

그리고, 본 고안을 식기에 이용할 경우 음식점에서 식기의 세척 보관에 따른 유지비용을 상당히 줄일 수 있으며, 균의 세포막을 파괴 사멸시켜서 높은 항균 및 살균효과가 높고 산화 분해작용에 의해 곰팡이균의 발생을 억제하므로 청결하고 위생적으로 도자기류 제품을 보관 및 사용할 수 있다.

또한, 주변의 냄새인자를 산화 분해시켜서 높은 소취력을 발휘하므로 도자기류 식기에 적용시 담긴 음식물 등에서 나는 냄새제거 효과가 뛰어나고, 음식물의 부패도를 낮추어 주어 장기 보관이 가능하며, 유해물질인 다이옥신 등의 유해물질 제거효과가 뛰어나므로 생활용 도자기류 제품 어디에나 활용하면 주변의 공지를 정화시켜 주는 효과도 있다.

도 1 은 본 고안을 일례로 도자기류 식기제품에 실시한 상태를 일부 절결하여 보인 정면도이고,

도 2 는 도 1 의 A 부분 확대도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 성형품

20 : 유약층

Claims

초벌구이된 도자기류 성형품(10)의 내/외 표면에 유약층을 입혀 도자기 제품을 형성함에 있어서,

주석이 10~12부 함유된 유약 45~60중량%, 액상의 광촉매 은계산화 티타니움 30~40중량%, 게르마늄 10~15 중량% 가 혼합된 유약층(20)을 상기 성형품(10)의 내외 표면에 입혀서 된 것을 특징으로 하는 무세제 세척 및 항균,살균,탈취,공오 기능성을 갖는 도자기류 제품.
제1항에 있어서,

상기 유약층(20)을 구성하는 광촉매 은계산화 티타니움은, 입자크기가 10nm 이하인 것임을 특징으로 하는 무세제 세척 및 항균,살균,탈취,공오 기능성을 갖는 도자기류 제품.