KR20040053071A

KR20040053071A - 항균 기능을 가진 수세미

Info

Publication number: KR20040053071A
Application number: KR1020040039858A
Authority: KR
Inventors: 황영구
Original assignee: 황영구
Priority date: 2004-06-01
Filing date: 2004-06-01
Publication date: 2004-06-23

Abstract

본 발명은 인체에 큰 위해(危害)를 가져오는 각종 세균과 바이러스를 효과적으로 퇴치 및 예방하기 위한 새로운 항균기능을 가진 수세미에 관한 것이다.

본 발명에 따른 항균 기능을 가진 수세미는 항균물질을 수세미제조공정상에 내입하여 각종 수세미 제품을 제조함으로써, 수세미에 부착되어 각종 질병을 유발시키는 세균이나 바이러스를 효과적으로 예방 및 멸균할 수 있는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 항균 물질은 "산화아연"과 같은 산화물과 "벤토나이트,토르말린,탄화규소"와 같은 기타 물질로 구성된다.

본 발명에 따른 항균기능을 지는 수세미는 세균과 각종 바이러스를 효과적으로 박멸할 뿐만 아니라, 저렴한 가격으로 대량생산이 가능한 잇점을 지니고 있다.

Description

항균 기능을 가진 수세미{A scrub brush of antibiosis}

본 발명은 수세미에 점착되어 인체에 해를 끼치는 각종 세균 및 바이러스를예방 및 박멸하기 위하여 인체에 무해한 물질들로 새로운 항균물질을 생성하고 이를 내입하여 수세미를 제조하는 기술에 관한 것이다.

수세미는 주방에서 주로 사용되는데 음식물 등의 유기물을 닦아내는 과정에서 유기물입자들이 수세미에 점착되고 여기에 각종 세균과 바이러스등이 발생하는 근거를 미련하여 상당히 비위생적인 것이 사실이다.

하계에 특히 질병의 원인이 되는 각종 세균이나 바이러스등이 활발리 히 수세미에 발생하여 수세미로 설거지를 할 경우 눈에는 보이지 않지만 사실상 세균과 바이러스를 식기에 대량으로 묻히는 결과를 초래하고 있다.

최근 난방기술의 발달로 동계에도 집안의 기온이 올라가 여전히 세균과 바이러스 등이 수세미에서 활발히 생장하고 있다.

이로인래 각종 수인성 질병들에 노출된 가능성이 다분히 높다.

이와 같은 문제들을 해결하기 위한 항균수세미가 나와있지만 항균능력이 떨어지거나, 항균물질이 유기물로 구성되어 항균기간이 짧거나 제조단가가 상승하는 문제점등이 있었으며, 고온처리시 항균기능이 급격히 떨어지는 문제점등이 있었다.

또는 공업용 화학물질인 페놀류를 사용함으로써 인체에 유해한 페놀성분이 잔류하는 문제점등이 있었다.

이와 같이 기존의 항균 수세미는 인체에 유해한 성분들이 들어 있어 상용화가 어렵거나, 인체에 무해한 물질들로 구성되더라도 항균능력이 떨어져 실제로 적용하기가 어려운 경우가 많았다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 바와 같은 다양한 문제점들을 극복하여 저렴한 가격으로 양산이 가능하며, 인체에 유해성이 없으며 세균 및 바이러스를 효과적으로 박멸시킬 수 있는 수세미를 제공하는데 있다.

환경친화적인 화합물 및 혼합물을 활용하여 항균물질을 구성하고 이를 내입하여 수세미를 제조함으로써 인체에 유해성이 전혀 없으며, 세균 및 바이러스의 구제효율도 좋은 수세미라는 장점을 지니고 있다.

도1은 수세미의 제조공정 순서도이다

도2는 수세미 제조공정중 롤러(Roller)공정을 설명한 그림이다.

도3은 본 발명에 따른 항균물질을 투입하는 수세미 공정에 관한 설명도이다.

도4는 수세미의 단면을 나타낸 그림이다.

*＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

S21: 수세미용 부직포 S22: 제1차 롤러(Roller)

S23: 디핑(Dipping)용 통 S24: 제2차 롤러(Roller)

S25: 디핑용 액(색소,연마제,항균물질 등)

S26: 혼합용 회전봉

S41: 항균처리가 된 수세미

S42, S44: 스프레이공정에서 항균처리를 거친 수세미외피

S43: 롤러공정에서 항균 처리를 거친 수세미내피

본 발명에 따른 새로운 항균 기능을 가진 수세미는 "산화아연"과 같은 산화물과 "벤토나이트,토르말린,탄화규소"와 같은 기타 물질을 수세미제조공정상에 내입하여 제조한다.

먼저 수세미의 제조공정을 살펴보면 다음과 같다.

[그림1]에서 본 바와 같이 수세미는 크게 "제면공정(S11)→롤러공정(디핑공정)(S12)→스프레이공정(S13)→건조공정(S14)→절삭공정(S15)"의 5가지 공정으로 이루어진다.

제면(製綿)공정(S11)이란 나일론을 원사로 하여 부직포를 짜서 글자그대로 수세미의 면을 만드는 공정이다. 부직포란 짜거나 뜨지 않은, 즉 직조하지 않고 만든 천으로 수세미의 경우, 나일론 원사를 바람에 날려 스크린 위에 포착시키고 이렇게 하여 모아진 랜덤웨브(무작위로 배열시키는 것)를 눌러 정리한다. 웨브형태로 된 섬유는 서로 결합된 상태로 된다. 이 결합이 흩어지지 않고 유지되도록 결합제인 아크릴을 부직포위에 살포한다.

제면공정을 통하여 제조된 수세미용 부직포(S21)는 롤러공정(S12)을 통하여 색소와 연마제가 투입된다.

롤러(Roller)공정(S12)이란 디핑(Dipping) 공정이라고도 한다. 제면공정(S11)을 통해 제조된 수세미용 부직포(S21)는 롤러(S22)를 지나면서 압착되고 다시 색소와 연마제가 들어 있는 통(S23)을 지나면서 색깔이 입혀지고 동시에 연마제가 결합되어 단단한 조직이 된다. 색소와 연마제가 담겨있는 통(S23)에 담겨졌다가 다시 나온 부직포는 롤러(S24)를 다시 지나 압착된다. 이 과정에서 색소와 연마제가 부직포에 깊게 배어들고, 짜는 과정을 통하여 불필요한 색소와 연마제는 제거된다.

또한 롤러(S24)를 다시지남으로 인하여 부직포의 두께가 일정하게 유지될 수 있다. 편평도를 높이기 위한 과정이라고 보면 된다.

스프레이(Spray)공정(S13)이란 롤러공정(S12)을 통해 색깔까지 입혀진 수세미에 분무기를 통하여 연마제를 다시한번 도포함으로써 수세미의 강도를 보다 높이는 과정이다.

스프레이 공정(S13)뒤에는 건조과정(S14)을 통하여 수세미를 완성하게 된다. 건조는 자연건조와 인공건조방식이 있다, 자연건조는 그늘에서 말리는 것이며, 인공건조는 강제통풍으로 건조시키는 것이다.

건조과정을 거친 수세미는 원하는 규격에 따라 절삭하여 상품으로 완성되게 된다(S15).

수세미의 제조공정에서 항균물질은 롤러공정(S12)과 스프레이공정(S13) 두과정에서 처리된다.

그럼, 본 발명에 따른 항균물질을 살펴보고자 한다.

산화아연(ZnO)이란 산소와 아연의 화합물로, 화학식량 81.4, 녹는점은 가압하에서 1975℃, 비결정형의 비중이 5.47, 결정형의 비중은 5.78이고, 용해도는 0.42mg/100ml(을 18℃)이다. 공업약품·의약품·안료 등에서는 아연화(亞鉛華)·아연백(亞鉛白) 등으로 부르며, 천연에서 홍아연석으로 산출된다.

옥살산아연 ZnC₂O₄를 400℃에서 열분해하거나 염기성탄산아연 ZnCO₃·3Zn(OH)₂를 열분해하여 만든다. 공업적으로는 금속아연을 연소시켜서 만든 다.

순수한 것은 상온에서 무색의 결정(홍아연석은 육방정계) 또는 분말이다.250℃ 이상으로 가열하면 노란색이 되지만 냉각과 동시에 원상태로 되돌아 간다. 강열(强熱)하면 1atm에서는 약 1300℃에서 승화되기 시작한다. 가시광선은 잘 반사하지만 자외선은 잘 흡수한다. 태양빛에 의해 인광(燐光)을 내며 음극선·양극선 등에 의해 초록·보라 등으로 발광하고, 가열하면 흰색의 열발광을 한다. 가열해도 분해되지 않는다. 양쪽성 산화물로서 산에는 녹아 아연염을 만들고, 수산화알칼리 수용액에는 녹아서 아연산염을 만든다. 또한 암모니아수·탄산암모늄수용액에서도 착염을 만들며 녹는다. 산화코발트 CoO와 강열하면 코발트그린이라는 안료를 얻을 수 있다.

백색 안료로서 페인트·그림물감 등으로 사용된다. 그 밖에 시멘트·에나멜·유탁(乳濁)유리 등의 용도가 있으며 고무충전제 등에도 사용된다. 입자가 고운 상질(上質)의 것은 의약품·화장품·치과충전제로서 이용되고 있으며, 메탄올(메틸알코올) 합성용 촉매이기도 하다.

탄화규소(SiC)는 탄소와 규소의 화합물이다. 카보런덤이라고도 한다. 순수한 것은 무색투명한 육각판상 결정이지만, 보통은 녹색이나 흑자색을 띤다. 화학식량 40.1, 녹는점 2700℃ 이상, 비중 3.21이며 굳기가 높아 가루로 만들어서 연마재로 쓰인다. 1891년 처음으로 등장한 인조연마재는 미국의 E.G. 애치슨이 발명하고 미국의 카보런덤사에서 상품화한 것이다. 카보런덤은 그 회사의 상품명이다. 92년 공업적으로 제조가 가능해졌다. 규사 SiO₂와 코크스 C와의 혼합물을 전기저항로에서 가열하고, 또한 고온(2000℃)으로 용융하여 냉각시켜 제조한다.

SiO₂+3C→SiC+2CO

순수한 것은 약간 녹색을 띤 무색 육방정계에 속하며, 굴절률이 2.65로 크므로 큰 결정은 거울처럼 빛난다. 화학적으로 비활성이고 1000℃ 이하에서는 산소 고온에서도 다른 원소와 작용하지 않고 산에도 영향을 받지 않으나 수산화알칼리에는 분해된다. 알루미늄·마그네슘·칼슘·흑연·규소의 홀원소물질 등의 불순물에 의하여 청색·회색 검은색 등이 된다. 연마재 외에 저항발열체로 이용되며, 비직선적인 전류-전압 특성을 가진 반도체이기 때문에 발리스타로서 사용된다. 기상반응법으로 만든 단결정 섬유는 서메트용 강화재, 내열성 단열재로 이용된다.

벤토나이트(Bentonite)는 몬모릴로나이트를 주성분으로 하고 석영·크리스로밸라이트·장석·제올라이트 등을 함유한 점토. 암석의 풍화생성과정에서 생성된 점토광물이다. 결정구조를 갖는 미세한 입자이며, 수분을 흡착하면 부피가 커지는 팽윤성이 큰 물질이다. 이와 같은 점토는 몬모릴로나이트군에 속하며, 대표적인 몬모릴로나이트와 함께 특이한 물리성을 가진다. 칼슘과 마그네슘이 함유된 규산알루미나 복합체인데, 강한 흡습성은 이 화학조성에 유래하는 구조에 의한다. 땅속에 응회암질이암이나 화산회암이 있을 때, 그 풍화분해의 과정에서 벤토나이트가 생성되는데, 이것이 땅사태 발생의 원인이 된다. 완만한 속력으로 계속되는 땅사태현상의 대부분은 땅속의 어떤 깊이에서 생성된 팽윤성 점토가 땅사태면(面)을 형성하기 때문으로 짐작되며, 이 점토를 땅사태점토라 한다. 이름은 미국 와이오밍주의 벤튼지방에서 산출된 점에 연유하며, 주물용 사형바인더, 농약 캐리어, 토양 개량제,도료 조제등에 쓰인다.

토르말린은 전기석 (電氣石 tourmaline)이라고도 한다. 화학조성식 WX₃Y₆(BO₃)3Si₆O₁₈(OH, F)₄. 전기석류 광물의 총칭. 일반적으로 삼각기둥 또는 짧은 기둥모양이며, 기둥면에는 뻗은 방향과 평행한 세로선이 현저하게 발달되어 있다. 육방정계이고 굳기는 7∼7.5, 비중은 3.0∼3.3, 색깔은 무색이거나 홍색·녹색·흑갈색이다.

라듐의 발견으로 노벨물리학상을 받은 퀴리부부의 남편인 삐에르가 광물학자인 형 자크의 도움을 받아서 1880년 어느 날, 토르마린의 결정이 외부로부터 압력을 받으면 결정표면에 전하(전기)가 생기는 것을 발견하였다. 이후로 토르마린을 전기석이라는 별칭을 얻게 되었다.

1986년경 일본의 한 연구소에서 토르마린은 아무리 작게 분쇄하여도 각각 그 결정의 양단에 플러스극과 마이너스극이 존재하고 있으며 1000℃ 가까이 가열하지 않는한 영구히 감쇠하지 않는 전극을 갖고 있는 것으로 밝혀졌다. 그리고 토르마린 결정의 플러스극과 마이너스극을 연결하면 0.06mA의 미약전류가 흐르는 것이 증명되었다.

토르말린은 전기성을 통한 항균기능을 지닌 것으로도 알려져 있다.

상기 구성요소와 구성비는 반복실험을 통하여 최고의 황금비율을 찾아낸 결과이다.

이렇게 제조하여 만든 신 항균물질을 사용하여 각종 응용상품을 제조하여 시용하면 세균과 바이러스의 발생을 예방 및 구제할 수 있다.

그 작용 매커니즘을 살펴보면 산화아연(ZnO)과 탄화규소(SiC)가 세균과 바이러스의 외피를 파괴하여 형체를 붕괴하고 또한 유전자에 손상을 주어 멸균기능을 수행한다. 벤토나이트와 토르말린은 촉매적 역할을 수행하여 본 물질의 항균성을 원활히 하는 동시에 항균능력을 촉진시킨다. 다시말해 반응속도를 증가시켜 짧은 시간내에 항균효과가 나타나도록 한다.

*산화아연,탄화규소:항균기본물질 + 벤토나이트,토르말린:항균보조기능,반응촉매기능→세균 및 바이러스 박멸

＜실 시 예＞

10㎠의 수세미위에 본 발명에 따른 항균물질을 1mm 두께로 도포하고 실험한 결과 [ 표2 ] 와 같은 결과가 나왔다.

*사용균주:Escherichia coliATCC 25922

*(CPU/40P)란 부피 0.04ml 부피에 세균의 개체수가 얼마인가를 나타내는 용어이다. 예를 들어, 376 (CPU/40P)란 부피 0.04ml 내에 세균의 개체수가 376 Unit 임을 이미한다.

위의 구성비로 구성된 항균물질을 수세미 제조공정상에 투입하는 방법은 다음과 같다.

(1). 수세미 제조공정상에서 롤러공정(S12)에서 수세미용 부직포(S21)가 색소와 연마제가 들어있는 통(S23)을 지날 때 통에 미리 상술한 공정으로 제조한 항균물질을 700-1000Mesh로 파쇄하여 내입한다.

(2).색소와 연마제, 항균물질이 든 통(S23)을 잘 젖는다. 통내에 젖는 장치가 내장되어 있어 회전봉(S26)을 통하여 원활히 이를 구현할 수 있다.

(3).항균물질의 첨가비율은 색소 500g/kg, 연마제 200g,/kg, 항균물질 100g/kg, 점착제 및 기타첨가제 200g/kg 의 비율로 구성한다. 다시말해 도핑(Dopping)에 필요한 물질이 10％를 항균물질로 채우도록 한다.

(4).통(S23)을 지나면서 수세미용 부직포(S21)가 도핑된다. 이때 색소 및 연마제와 함께 항균물질도 점착된다. 통(S23)에서 나온 도핑된 부직포가 롤러(S24)를 다시 지나면서 부직포내에 골고루 강하게 퍼지면서 점착된다.

(5). 스프레이공정(S13)에서 분무기에 연마제와 항균물질 및 액상 점착제를 함께 놓고 살포한다. 이때 연마제 200g/kg, 항균물질 100g/kg, 기타 액상점착제 700g/kg 비율로 구성하여 살포한다. 다시말해 10％비율로 항균물질을 분무하는 것이다.

상술한 바와 같이 항균물질은 롤러공정(S12)과 스프레이공정(S13)에서 두번 투입되도록 한다. 이는 수세미의 내피(S43)와 외피(S42,S44) 모두에 골고루 항균물질이 점착되어 수세미를 장기간 사용하여 외피가 손상되고 내피를 사용하는 경우에도 그대로 항균력을 지니도록 하기 위함이다. 이를 경우 장기간 항균력을 지닌 수세미를 활용할 수 있는 장점을 지니게 된다.

상술한 방법으로 제조한 항균기능을 지닌 수세미를 사용할 경우 각종 질병의 원인인 세균과 바이러스를 박멸할 수 있어 위생적인 식생활이 가능하다. 또한 저렴한 가격으로 양산이 가능하며, 인체에 유해성이 없으며 세균 및 바이러스를 효과적으로 박멸할 수 있다.

본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부한 특허등록청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims

"산화아연(ZnO)40-45％, 탄화규소(SiC) 20-30％, 벤토나이트 15-25％, 토르말린 10-30％"로 구성된 항균물질을 롤러공정(Dipping 공정이라고도 함)과 스프레이(Spray)공정에 두 번 투입하여 제조한 항균기능을 가진 수세미