KR200404444Y1

KR200404444Y1 - 기능성 바늘

Info

Publication number: KR200404444Y1
Application number: KR20050025010U
Authority: KR
Inventors: 양원동
Original assignee: 양원동
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2005-12-22

Abstract

본원 고안은 옷을 꿰매거나 재봉틀에 의한 직조, 봉 조, 뜨개질,십자수, 낚시시 사용하는 바늘에 관한 것으로서 더욱 자세하게는 통상의 금속으로 이루어진 바늘의 표면에 나노 사이즈의 실버를 상기 바늘의 몸체에 코팅(360)하여 바늘을 항 살균하고 윤활작용으로 바늘이 삽입이 뛰어난 기능성 바늘에 관한 것이다.

Description

기능성 바늘{ Multi niddle }

본원 고안은 상기하였듯이 옷을 꿰매거나 재봉틀에 의한 직조, 봉 조, 십자수,뜨개질, 낚시시 사용하는 바늘에 관한 것으로서 더욱 자세하게는 통상의 금속으로 이루어진 바늘의 표면에 나노 사이즈의 실버를 상기 바늘의 몸체에 코팅(360)하여 바늘을 항 살균하고 윤활작용으로 바늘이 삽입이 뛰어난 기능성 바늘에 관한 것이다.

얼마 전 매스컴 등을 통해서 알려진 바와 같이 사람의 손에는 보통 세균이 20만 마리/㎠~ 30만 마리/㎤ 이상의 세균이 잠복해 있으며 세척과 살균을 게을리하게 되면 검출되는 세균의 숫자는 대략 500만/㎠ ~3200/㎠ 만 마리 대장균은 3500/㎠ ∼1100/㎠ 만 마리로 조사되고 심한 경우는 진드기나 곰팡이 균, 기생충까지 발견된 것이 얼마 전 공중파로 보도되었으며 특히 사람의 손에 접촉하게 되는 바늘(20)은 오염이 되어 작업시 손에 찔리게 되면 곧바로 세균감염이나 파상풍까지 걸릴 수 있다.

본원 고안 이전에 선행기술을 살펴보면 본 출원인이 출원한 출원번호 10-2004-0076334 출원일 2004-09-23 나노 실버가 함유된 침과

출원번호 10-2005-0013882 출원일자 2005-02-19 은 나노가 함유된 기능성 침과

출원번호 10-2005-0015419 2005-02-24 금 나노가 함유된 기능성 침

출원번호 10-2005-0015431 2005-02-24 백금 나노가 함유된 기능성 침

출원번호 10-2005-0021523 2005-03-15 나노실버가 함유된 침

출원번호 10-2005-0044032 2005-05-25 한방용 스퍼트링 귀금속 침

출원번호 10-2005-0048226 2005-06-07 토르 말린이 함유된 침

출원번호 10-2004-0079953 2004-10-07 나노 실버가 함유된 주사기

출원번호 10-2005-0021174 2005-03-14 나노실버가 함유된 주사기

출원번호 10-2005-0021176 2005-03-14 은나노가 함유된 주사기란 이름으로 다수의 출원과 실용신안을 등록받은 적이 있다.

상기의 기술은 한방용 침과 주사기에 관한 것이고 본원 고안은 상기의 침과 주사기에 비하여 그 쓰임새와 용도가 가정이나 산업체 낚시시 사용하는 통상적인 바늘에 관한 것이다.

본원고안의 나노 실버 160)가 함유된 바늘(20)은 주위의 물리적이나 전기적인 살균이나 세척이 없이 바늘(20)제조 시에 투입되므로 경제적이고도 살균력과 지속 격이 타의 추정을 불허한 강력한 나노 실버(160) 물질을 함유하고 있어 지속적으로 아래와 같은 탁월한 이점을 얻을 수 있다.

나노 실버(160)는 인체에 무해하고 염소계열보다 수십 배 강력한 살 균 역과 항균 역 제독 역이 있다.

그렇다면, 나노 실버가 함유된 기능성 바늘(20)의 특장점을 살펴보면

1: 은을 나노 화 시키면 항균, 살균, 탈취, 제독 기능이 어떠한 살균제보다 우수하다는 것이다.

2: 주변환경의 오염도에 따라 민감하게 변화되는 반응을 보이며

세균의 세포막 (SH, COOH, OH) 등과 강하게 결합하여 세균의 세포막을 파괴 혹은 세포의 기능을 교란하여 지속적인 항 살균 작용을 나타낸다.

최근 연구 결과에 의하면 650종의 세균과 바이러스를 멸균할 수 있으며 유해 균, 곰팡이 균, 무좀균, 알레르기 균등에 번식 억제 및 항 살균기능이 탁월하여 문제가 되고 있는 병원 내에서 2차 감염을 방지하고 은이 촉매작용을 하여 산소가 활성산소로 전환되어 살균 작용과 인체에서 분비되는 땀이나 체액 타액 또는 분비물에 의해 번식하는 세균의 증식을 원천적으로 막아 준다.

3: 제전기능이 있다. 나노 실버(160) 는 뛰어난 전기 도전성을 가지며 정전기 발생 방지와 유해전자파 차단에도 큰 구실을 한다.

4: 나노 실버(160) 는 물질과의 코팅(180)이나 혼합(200), 투 입 등이 매우 쉽고 금속제나 합성수지 와도 잘 융합이 된다.

5: 또한 몸에 좋은 음 이온이 발생하며 항균성과 내열성, 내마모성, 내 부식성 및 녹 발생의 방지와 윤활기능을 갖는 우수한 품질의 바늘이 탄생하게 되는 것이다.

본 고안은 상기하였듯이 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 고안은 일반적인 은 이온과는 다른 기술인 은(Ag)을 나노 형태의 분말 또는 상기 분말을 희석한 나노 실버(160) 용액을 만든 후에 바늘(20) 몸체 전체 중량100중량%에 대하여 0.1내지 10중량%로 PPM으로 나노 실버를 0.1 내지 20 PPM 기준 범위의 함량비로 혼합(200)이나 코팅(180)하여 항균 기능과 살균 기능과 바늘(20)의 첨단 부와 표면이 표면이 매끄러워 작업능률이 향상되고 작업시 손을 찔려도 은 나노의 항 살균력으로 세균감염이 차단되고 음 이온 방사기능을 갖는 우수한 기능성 바늘(20)을 완성하는데 목적이 있다.

본원 고안은 금속, 합성수지, 실리콘, 고무, 세라믹, 광물질 중 어느 하나의 재질로 이루어진 바늘(20)에 관한 것으로서 상기 바늘(20) 몸체 전체 중량 100중량%를 기준으로 나노 실버(160) (Nano silver) 형태의 분말 또는 상기 분말을 희석한 나노 실버(160) 용액을 0.1 내지 10중량%로 PPM으로 바늘(20)의 총함량에 100ｇ 당 0.1 내지 20 PPM의 나노 실버를 함유하여 혼합(200) 또는 코팅(180)하는 것에 관한 것이다.

상기 바늘(20)에 투입된 나노 실버(160)의 입자의 크기는 0.1 내지 15㎚의 입경의 크기로 상기 바늘(20)의 몸체에 투입되어 코팅(180) 막을 형성하여 항균 및 살균 작용을 갖도록 하는 것이다.

또한, 금속 소재로 이루어진 바늘(20)의 몸체를 전기 분해에 의한 습식 도금 또는 플라스마에 의한 건식 코팅할 수 있는데 습식 도금 방법은 + 극 쪽에 금속의 바늘(20)을 부착하고 -극 쪽에는 은덩이를 부착하여 도금하며 플라스마에 의한 건식 코팅은 세척공정과 헹굼 공정을 거치고 건조(260) 후 바늘(20)을 고정대에 부착한 후 챔버(400)로 투입되어 플라스마로 바늘(20) 내 외부를 코팅(180)할 수 있는 것이다.

또한, 금속, 합성수지, 고무, 세라믹 중 어느 하나의 소재로 이루어진 바늘(20)을 코팅(180)하기 위하여 제조 공정이나 성형(340)공정 또는 완성공정 중 바람직한 어느 한 공정에서 나노 실버(160)를 투입하거나 또는 바늘(20)의 몸체를 플라스마 챔버(400) 안에서 코팅(180)두께 l∼5㎛의 두께로 나노 실버(160) 플라스마 코팅(180) 막을 형성하며 나노 실버(160) 분말과 이를 희석한 나노 실버(160) 용액을 상기 바늘의 전체중량 100중량%에 대하여 0.1 내지 10중량%로 세라믹소재의 바늘(20) 소재에 투입하여 교 반(280) 하여 성형(340)하고 이를 불 소성 또는 소성하여 건조(260)하게 된다.

합성수지로 이루어진 바늘(20)은 이 물질을 제거 후에 용통(300) 에 투입하여 가열하여 용융(220) 또는 융해(240)하여 연화(360)시키고 상기 소재에 (미 도시) 도료와 가교제 와 경화 제를 상기 바늘(20) 전체중량 100중량% 에 대하여 0.1 내지 10 중량%로 투입하고 바늘(20)의 색상을 내기 위하여 안료가 제조 공정 중에 바늘(20) 전체중량 100중량%를 기준으로 0.1 내지 10중량%로 투입하여 성형 된 성형모듈(380)에서 사출 성형 되며 바늘(20) 표면에 바탕색을 도장한 후 이를 건조(260)하는 건조(260) 단계와 거친 바늘(20) 표면으로부터 표면 저항을 낮추는 표면 저항 코팅(180)을 하게 되는 것이다.

이해를 돕기 위하여 본원 고안의 구성물질인 은과 나노 실버(160)를 자세히 설명하면 다음과 같다.

나노 실버(160)의 주성분인 은(銀)은 금과 같이 고대로부터 가치가 높은 귀금속으로 인정되어 채취의 대상이 되어 왔고 화폐로서의 가치뿐만 아니라 현대 산업에서는 중요한 산업재료로 각광받고 있고 은의 생산은 금의 생산과 여러 면에서 비례 되고 있다. 은은 일찍이 유럽의 지중해 연안 지역에서 채광되었는데, 미주 발견 이전에는 잉카와 아즈텍으로부터 은이 생산되었고, 이후 페루, 볼리비아로부터 생산된 은이 유럽으로 유입되었으며 이러한 은의 유출 량은 1520년이래 1800년까지

꾸준한 증가세를 보였으나, 19세기 초 미국서부에서 많은 양의 은광이 발견된 이래로 감소하게 되었다. 현재 세계의 주요 은 생산국은 러시아(13.8%),캐나다(13.5%), 멕시코(13%), 페루(13%),미국(11%), 호주(8%), 폴란드(6%) 이고 우리 나라의 은의 매장량은 1천7백만 톤이며, 가 채 량은 약 9백2십만 톤에 이르고 있으며 2002년 기준, 우리 나라에서 생산된 은은 약 5천kg이며, 이는 국내 총 수요량의 1.2%에 달하는 매우 미미한 양이다.

은의 특성: 은의 색상은 우아한 회백색의 금속이나 분말의 경우에는 회색을 띠 우며 비중은 10~12, 모스 경도 는 2.5~3, 용 융(80)점은 960.5℃이다.

특히 은의 용 융(80)점은 고 온도계의 온도 보 정에 매우 중요한 것으로서 과학, 공업상 온도의 기준이 되고 있고 은은 금속 중 최고의 전도체로, 접점 및 그 밖의 전자용에 포괄적으로 사용된다. 광학적으로는 가시광선에 대한 반사율이 90%로 금속 중 백금처럼 가장 우수한 편에 속하며 순은의 경우 대기 중에 방치하던가 또는 가열하여도 녹이 생기지 않으나, 다만 유황과 유화수소에는 반응하여 유화 은을 만들어서 검게 변하므로 카메라의 필름 등은 특히 주의해야 한다.

또한, 은에 함유되어 있는 불순물(O₂) 등의 양에 따라 기계적 성질이 변하게 되고 열 풀림 처리한 고 순도의 은의 경도는 브리넬 경도 HBS(10/500) 25~27, 인장 강도 12~16kgf/㎟이며, 주조한 것의 인장 강도는 약 29kgf/㎟ 까지 되고 재결정 온도는 150℃이다.

특히 순은의 경우 가공 경화된 것은 일반 상온에서도 다시 재결정하여 부드럽게 연화되는 것이 특징이며 전연 성과 유연성은 금 다음으로 풍부하여 얇은 은 판인 은박의 경우 0.2㎛의 두께까지 얇게 펼 수 있다.

은 (silver)의 효능은 고대로부터 몸에 착용하면 신체의 컨디션에 따라 광택이나 컬러가 변하여 자신이 느끼지 못하는 신체의 불균형을 검사할 수 있는 도구로 사용되기도 하였고 (은 반지의 광택이 탁해지면 몸이 피로하거나, 생체 리듬이 낮은 경우에 해당함), 동의보감에서는 간질과 경기 등 정신질환과 부인병의 예방과 치료에 효험이 있다고 하고 은을 분말 화하여 복용하는 한약재로서 역할도 하였고, 은은 몸에 지니고 있으면 오장(五臟)이 편안하고 심신(心身)이 안정되며, 사기(邪氣)를 내 쫓고 몸을 가볍게 하여 명을 길게 한다고 본초강목에서 기록하고 있다.

또한, 중세에 흑사병이 만연했을 때는 은 식기나 은 집기류를 많이 갖고 있었던 귀족이나 왕족들에게는 흑사병이 걸리지 않았는데 이는 은에서 발생하는 음이온이 흑사병 균을 살균할 정도로 방출되어 전염병으로부터 상대적으로 안전할 수 있었다고 하며 왕실이나 국빈을 모시는 자리에는 빠짐없이 은제품이 애용되고 있었다고 한다.

나노 실버의 이해를 돕기 위하여 본원 고안에 나노 실버(Nano silver)추출 방법과 특징에 대하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.

은의 원자량은 107.87amu이고 은(Ag)이 살균력을 지녔다는 건 동서고금을 막론하고 이미 오래전부터 알려져 왔다. 나노 실버는 우리 나라의 정부 산하단체인 생명공학 회사가 처음으로 개발한 물질 명이자 브랜드 명 나노기술(Na no-technology)과 은(silver)의 합성어로 나노 실버라 명명되었고;

나노 실버는 Na no-technology(나노기술)의 한 분야로 은의 강력한 향 균 및 살균 기능, 전자파 차단 우수한 전기 전도성의 메커니즘을 이용한 첨단 항 살균제이다. 나노 실버는 전통적인 항생 물질과는 달리 세균이 내성을 갖지 못한다는 것이며 나노 실버는 현재까지의 실험결과 지상의 거의 모든 단세포 병균을 짧은 시간에 살균하는 것으로 확인되었다.

현재 분말과 용액으로 이루어져 있는 나노 실버를 기반으로 하는 다양한 제품군이 수없이 고안되고 실생활에 제품화되어 생산되고 있으며 나노 실버로 불리는 이 기술은 은(銀)을 나노미터(10억 분의 1m) 수준 즉 0.000000001m로 작게 입 자화한 것을 말하며 1그램의 은을 나 노화하면 10경의 입자를 만들 수 있다.

그러므로 은(Age)을 초미립자 형태로 나 노화한 나노 실버는 은이 가지고 있는 여러 특성 중 항균력 탈취 역, 식품의 보존시간 연장 등의 뛰어난 효능을 활용해 제작된 신개념이다.

예로부터 은은 동서양을 막론하고 세균을 막아줄 뿐 아니라 소독하는 물질로 인정받아 왔으며 현재 사용되고 있는 나노 실버의 추출방법은 증류수에 은(Age 99.9%)을 투 입 하고 저온에서 저 전류를 발생시켜 은이 포함된 화합물을 전기 분해하여 각 분자가 가지고 있는 +, - 극을 이용한 전기영동을 실시한 후 은(Age 99.9%)을 모을 수 있으며 그 밖에도 액상 환원법, 그라인딩 (grinding) 등의 물리적인 방법으로 제조할 수 있으며 안정적인 나노 실버(Nano silver)를 얻기 위해서는 상기의 전기 분해 법을 많이 사용하고 있다.

일반 살균개념의 기계나 살균제 등에도 은 이온이 쓰이고 현재 쓰이고 있는 모든 은제품은 분해해서 얻은 은이며, 첨가량도 극미량이고 은의 살균력은 상품에 따라 차이를 보이지만 최대 99%의 항 살균 효과를 얻을 수 있다.

나노 실버(160) 는 초미립자로서 유해 균에 직접 작용하여, 유해 균의 세포막을 직접 녹이고, 유해 균의 전자 전달계를 방해해서 제 균을 하므로 확실하고 탁월한 항균, 제 균 역 (99.9%)을 가지고 있다( 참고로 바이러스 크기는 약 10nm 이다.)

나노 실버(160)의 주요 항균 메커니즘은 유해 균의 세포막을 녹여서 세포 내의 효소와 작용하여 영양 물질의 대사기능 즉 영양물질유입 및 배출을 차단하고 유해 균의 호흡기능과 생성을 막아 유해 균의 생육정지 및 재생 능력을 파괴하여 유해 균을 사멸한다.

또한, 나노 실버(160)는 미립자로부터 지속적으로 항균력을 방출시켜 유해 균을 제어하므로 항균/제 균 기능의 지속력이 뛰어나므로 따라서 나노 실버에는 내성이 생기지 않고 나노 실버(160) 는 표면 반응을 하여야 효과가 있으며 모든 균을 99%다 죽일 수 있으며, 특히 일반 대장균이나 식중독 균등에 효과가 있다.

나노 입자가 작으면 작을수록 살균 및 항균력이 우수하며 지금까지 실험한 자료들을 검토하여 볼 때 대장균, 황색 포도상구균, 살모넬라균, 비브리오 균, 이질균, 폐렴균, 장티푸스균 및 내성이 가장 강한 MRSA(메티실린 내성 황색포도상구균)까지 99.9% 항균 및 살균을 할 수 있다.

은(Age)이 이온 상태 또는 메탈 상태로 존재를 하여도 그것이 용매에 의해 콜로이드 상태로 존재하면 나노 콜로이달 실버(Colloidal Silver)라고 지칭할 수 있고 나노 실버 에서도 입자를 최소화한 나노 실버가 항균력이 가장 좋다.

또한, 나노 실버(160)는 일반 화학 항균제나 염소계 살균제와는 다르게 순수한 실버의 초미립자이므로, 고온에서도 탁월한 항균, 제 균 역 (99.9%)을 가지고 있으며 인체에 무독성, 무 자극성이며 세균이나 대장균 바이러스 곰팡이 균 나노 실버 실버와 5분 이상 접촉하여 살 수 없다는 연구 결과가 속속 보고되어 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 기능성 바늘(20)의 도면을 간략하게 설명하면;

도 1 은 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 가정용 바늘의 전체 사시 도로서 가정에서 사용하는 바늘의 뾰족 부(40) 와 손잡이(60)와 바늘귀(80)로 이루어진 가정용 바늘을 사시 도로 나타낸 것이고,

도 2 은 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 수예용 바늘의 촬영사진으로 수예나 뜨개질,십자수시 사용하는 바늘의 뾰족부(40) 와 손잡이(60)와 바늘귀(80)로 이루어진 수예용 바늘을 사진으로 나타낸 것이다.

도 3 은 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 재봉틀용 바늘의 촬영 사진으로 재봉틀용 바늘의 뾰족 부(40) 와 손잡이(60)와 바늘귀(80)로 이루어진 재봉틀용 바늘을 사진으로 나타낸 것이다.

도 4 은 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 낚시용 바늘의 전체 사시 도로서 낚시시 사용하는 뾰족부(40) 와 바늘귀(80)로 이루어진 낚시용 바늘을 사시 도로 나타낸 것이고,

도 5 는 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 나노 실버 가 함유된 기능성 바늘의 혼합 과정의 블록도로서

금속, 합성수지, 세라믹, 중 어느 하나의 재질로 이루어진 바늘(20)에 나노 실버(160) (Nano silver) 형태의 분말 또는 상기 분말을 희석한 나노 실버(160) 용액이 상기 바늘(20) 몸체 전체중량 100중량% 에 대하여 0.1 내지 10중량%로 혼합(200) 또는 코팅(180)하기 위하여 가열하여 융해(240)나 용융(220)한 후 이를 연화(360)하여 나노 실버(160)를 투입하여 혼합(200) 후 교 반(280)하여 성형(340) 모듈(380)에 투입하여 성형(340) 후 서냉 과정을 거쳐 연마공정(480)과 바늘(20)의 커팅 작업 후 완성하게 되는 것이며,

상기 바늘(20)의 전체 소재에 나노 실버(160) 를 바늘(20) 몸체 전체중량 100중량%를 기준으로 0.1 내지 10중량% 중 어느 하나의 바람직한 중량비로 투입하고 그 외 금속은 바늘(20) 몸체 전체중량 100중량%에 대하여 스테인리스 스틸 20 내지 99중량%, 철 10 내지 99중량%, 티탄 10 내지 99중량%로 투입하거나.

금 또는 금 나노 0.1 내지 10중량%, 아연 또는 아연 나노 0.1 내지 10중량%, 백금 또는 백금 나노 0.1 내지 10중량%의 합금으로 바늘(20)에 투입하여 제조되는 것도 가능하다.

도 6 은 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 나노 실버 가 함유된 기능성 바늘의 습식 도금 과정의 블록도로서 완성된 바늘(20)의 내 외부를 코팅(180)하기 위해서는 나노 실버(160)를 전기 도금하는 습식 도금 방법 또는 플라스마를 이용한 건식 도금 방법을 모두 이용할 수 있의며,

본원 고안은 통상의 도금방법을 따르며 도금(180)의 종류와 방법이 많아 이를 모두 나열할 수 없기에 바람직한 한 실시 예로 도 6의 바늘(20)의 습식 전기 도금에 대하여 먼저 설명하기로 한다.

코팅(160) 또는 도금(160)은 일반적으로 크게 전기도금(160)과 무 전해 도금(160)으로 나눌 수 있으며 은 도금하면 은 이온이 포함된 용액이 필요하고 금 도금하려면 금 나노 이온이 포함된 용액이 필요하게 되는데.

금속의 이온을 함유한 용액에 전극을 넣고 전류를 통하게 하면 음극에서 금속이온이 방전해서 석 출(析出) 하게 되고 이것을 이용하여 음극에 놓은 물품 표면에 금속의 얇은 막을 만든다.

도금(160)하는 목적은 물품의 외관을 아름답게 마무리하고, 내식성(耐蝕性)을 높이고, 마모와 부식에 대해서 강하게 하고, 기타 필요한 표면성질을 얻기 위해서

본원고안의 전기도금의 일반적인 순서는 금속으로 이루어진 바늘(20)의 금속 표면에 구리로 초벌 도금(520)하고 두 번째로 나노 실버(160) 도금(180)이 잘 입혀지도록 예비 도금공정인 니켈을 도금(540)하는데 이 과정을 필요에 따라 생략할 수도 있고 마지막에 나노 실버(160) 를 도금(180) 하도 록 한다.

나노 실버(160)를 음극으로 하고 전착(電着)시키고자 하는 금속을 양극으로 하여, 전착하고자 하는 나노 은 이온을 함유한 전해액 속에 넣고, 직류 전기를 통하면 나노 실버 이온이 바늘(20)의 표면에 달라붙게 되는 것이다.

상기 바늘(20)을 나노 실버를 도금(180) 하는 과정을 살펴보면 완성된 바늘의 몸체에 불순물을 털어내는 세척공정(420)과 헹굼 공정(440)을 거치고 마포(麻布)로 연마공정(460)을 거친 뒤 다시 깨끗한 물로 세척(洗滌)하여 도금액에 담근다.

도금 탱크(500)에 나노 실버(Nano silver)로 도금(180)하고자 하는 바늘(20)을 수용하는 용기에 바늘(20)을 수납하고 + 극 쪽에 바늘(20)과 연결해주고 -극 쪽에는 고체화된 나노 실버 판(580)을 연결시켜 주고 나노 실버(160) 이온이 포함된 용액을 주입하고 +,-극에 직류 전기를 흘려주면 되고 서서히 바늘(20)에 나노 실버 (Nano silver)로 코팅(180)이 되게 되고 코팅(180) 또는 도금된 나노 실버(Nano silver) 바늘(20)을 다시 한 번 세척공정(420)과 건조 공정(260)을 거친 후 건조하여 완성 후 포장하게 되는 것이다.

상기에서처럼 전지의 -극에는 도금(180)할 바늘(20)을 달고, +극에는 나노 실버 판(580)을 부착하여 은의 양이온과 음이온이 떨어지게 되는데 여기서 전자는 -극인 바늘이 있는 쪽으로 가고 물론 수용액에는 나노 실버(Nano silver) 이온이 들어있어 -극에 전자가 오게 되면 바늘(20) 주변에 수용액에 있던 나노 실버(Nano silver) 이온이 달라붙게 되고 이렇게 해서 바늘(20)이 나노 실버(Nano silver) 습식 도금(180)이 되는 것이다.

상기 바늘(20)에 대한 나노 실버(Nano silver) 습식 도금(180)의 코팅두께는 l㎛∼5㎛ (마이크로미터)의 두께로 코팅(180)을 하고 이를 중량비로 바늘(20)의 전체중량 100중량% 에 대하여 0.1 내지 10중량%로 상기 바늘(20)에 투입된 나노 실버(160)의 입자의 크기는 0.1 내지 15㎚의 입 경으로 하고 이를 PPM 단위로 바늘(20)의 함량에 나노 실버(160)를 0.1 내지 20PPM 사이의 바람직한 PPM 함량비로 도금하도록 한다.

또한, 상기 나노 실버 도금(180)의 실시 예는 통상의 도금(180) 방법을 따르고 도금(180) 물질을 나 노화된 나노 실버(160) 물질과 나노 실버(160)의 입자의 크기가 0.1 내지 15㎚의 입 경의 크기이고 코팅시 코팅두께는 l㎛∼5㎛ (마이크로미터)의 두께로 코팅(180) 되었음이 본원고안의 특징이 있는 것이다.

다음으론 도 7은 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 나노 실버 가 함유된 기능성 바늘의 건식 도금인 플라스마 코팅 과정의 블록도로서 본원 고안의 기능성 바늘(20)의 플라스마(plasma)와 코팅(180) 방법에 대하여 상세히 알아보면 다음과 같다.

플라스마 (plasma)는 고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체상태로 전하 분리 도가 상당히 높으면서도 전체적으로는 음과 양의 전하 수가 같아서 중성을 띠는 기체상태가 되며 전하 분리 도가 상당히 높으면서도 전체적으로는 음과 양에 전하 수가 같아서 중성을 띄는 기체이다.

원거리작용을 하는 쿨롬 힘이 전하 사이에 작용하므로 근거리의 국부상태(局部狀態)보다는 먼 곳의 상태의 영향을 받아서 전체가 함께 움직이는 집단행동을 하는 특성을 지니고 있다. 1928년 미국의 I.랭뮤어가 전기방전시 생긴 이온화된 기체에 플라스마(Plasma)라는 개념을 쓴 것이 최초이다.

플라스마(Plasma)는 그리스어(語)의πλσμα, -ατos,τ 로 부터 유래한 말로서 그 원래 뜻은 틀에 넣어서 만든 것, 조립된 것이란 뜻이고 집단행동의 특성이 말해주듯이 실제로 플라스마 (Plasma)를 다루는 데는 외부에서 쉽게 조절된다고 하기보다는 플라스마(Plasma) 자체가 멋대로 행동하는 것이 보통이어서 원래 붙여진 이름이 잘못된 것이라는 견해도 있어 고체, 액체 ,기체(물질의 세 상태)에 이어 플라스마 (Plasma)를 제4의 물질상태라 한다.

물체는 온도를 차차 높여가면 거의 모든 물체가 고체로부터 액체 그리고 기체 상태로 변화하고 수만℃ 온도에서 기체는 전자와 원자핵으로 분리되어 플라스마 (Plasma) 상태가 된다.

일상 생활에서는 플라스마 (Plasma)가 흔하지 않으나 우주 전체를 보면 흔하다고 할 수 있고 그것은 우주 전체의 99%가 플라스마 (Plasma) 상태라고 추정되기 때문이고 그 예로 형광등 속의 전류를 흐르게 하는 전도용 기체, 로켓이나 번개 칠 때 기체 속에 섞여 있는 이온화된 기체, 북극 지방의 오로라, 대기 속의 전리층 등이 있으며, 대기 밖으로 나가면 지구 자기장 속에 이온들이 잡혀서 이루어진.

밴앨런대(帶), 태양으로부터 간헐적으로 쏟아져 나오는 태양풍(太陽風) 속에 플라스마 (Plasma)가 존재하고 별 내부나 그를 둘러싸고 있는 주변 기체, 별 사이의 공간을 메우고 있는 수소 기체는 플라스마(Plasma) 상태이다.

플라스마(Plasma)를 이루는 각 개체가 전기(電氣)를 띠고 있어서 중성 기체와는 성격이 판이하고 전기 전도도 가 크고 금속 전도체와 같이 전류가 표면에만 국한되어 흐르며, 내부에는 거의 흐르지 않으며 밖에서 전기장과 자기장을 가하면 전하로서 힘을 직접 받아서 쉽게 영향을 받지만 전하 밀도가 커짐에 따라 개개의 운동과는 다른 집단운동을 하고 핵융합(核融合)에서 필요로 하는 자기폐쇄(磁氣閉)란 전하가 자기력선을 따라가는 것을 이용한 것이며 자기력선을 적당히 변형시켜서 공간의 한 장소에 국한시켜 놓음으로써 플라스마(Plasma)를 그곳에 가두어 두려는 것이다.

종래는 지구 주위와 천체의 플라스마(Plasma)와 관련되어 지구물리학과 천체물리학에서 플라스마 연구가 시행되어 왔으나 근래에는 플라스마의 전기적 성질을 이용한 전자기 유체역학(MHD)적 발전, 우주 장거리 여행용 로켓의 이온엔진 및 핵융합 연구 등을 위해서 연구가 진행되고 있으며 우리나라 대학의 이공계에 플라스마(Plasma)학과 가 생긴지도 오래되었다.

이처럼 플라스마(Plasma)의 고온과 활발한 화학적 성질은 종래의 방법으로 얻기 어려운 극한 환경을 제공하여 신물질의 합성, 금속이나 고분자의 표면의 성질을 바꾸어 본체와는 다른 물리적, 화학적 성질을 주는데 이용이 될 수 있는데,

대표적인 일 예로 다이아몬드는 그것이 갖는 높은 경도, 열 전도도, 굴절률, 큰 밴드 갭 등의 뛰어난 물성 때문에 보석으로뿐 아니라 공업적으로도 매우 중요한 재료이며 다이아몬드의 인공적인 합성은 1950년대에 미국의 GE 회사에서 개발한 고온, 고압 법이 주로 쓰여 왔으나 80년대 초에 소련에서 메탄가스 플라스마로부터 저압에서 다이아몬드를 박 막 형태로 얻어질 수 있다는 게 밝혀져 이를 이용한 반도체 소자, 공구코팅(180), 광학부품 코팅(180), 음향 기기는 새로운 응용 분야가 활발히 개척되고 있다.

또한, 공구의 내 마모 코팅(180), 장식용 코팅(180), 반도체 소자의 제조 시 접점에서 확산장벽으로 이용되는 반응성 이온 플레이 팅이나 스퍼터링 방법 등을 통해 건식법으로 만들 수 있다.

또한, 고분자의 표면을 질소나 산소 플라스마(Plasma) 등으로 처리하면 고분자의 표면에 친수성이나 소수성을 줄 수 있거나 제 전성, 양색 성, 심색 성 등을 향상시킬 수 있으며, 금속재료를 질소나 메탄가스 플라스마(Plasma)와 접촉을 시키며 바이어스를 가하면 표면에 질 화나 침 탄 층이 형성되어 금속의 경도, 내 마모성, 내 부식성 등을 개선할 수 있다.

플라스마(Plasma)를 이용한 표면 코팅(180) 및 개질 기술로서 얻을 수 있는 효과 중 일부는 종래의 습식 도금이나 코팅(180)방법으로도 얻을 수 있으나 환경오염 문제를 고려하면 플라스마(Plasma)를 이용한 건식 방법이 많은 장점을 갖게 되며 열 플라스마의 적용하여 플라스마 용접, 절단과 플라스마(Plasma)의 고온을 이용한 재료의 가공과 플라스마(Plasma)를 용사 할 수 있으며 고 융점 분말을 플라스마(Plasma)로 녹여 고체 표면 위에 코팅(coating)시켜 내열, 내 식, 내 마모성 등을 크게 높일 수 있는 것이다.

또한, 초미립자 제조가 가능하고 열 플라스마 (Plasma)의 고온, 고활성을 이용하여 합성된 입자를 급랭시켜 초미립자로 합성하여 플라스마(Plasma) 화학적 또는 물리적으로 증착하고 플라스마(Plasma)를 이용한 기능성 막을 생성하고 열 플라스마의 고온, 고 활성을 이용하여 폐기물을 분해 및 유리 화 시킬 수 있는 장점이 있는 것이다.

이처럼 플라스마 코팅(180)은 진공 챔버(400)를 진공으로 하고 아르곤 및 기타 불활성 가스를 주입한 후 전기적인 방전을 일으키면 챔버(400)내 투입된 기체들이 이온화되며 이때 이온화된 기체가 투입된 나노 실버(160) 타깃(580)(나노 실버 판)과 충돌하여 나노 실버 (160) 원자들이 기체상태로 튀어나와 피 도금 체(바늘)에 도금(160) 되는 공정으로 도금 시간에 따라 획기적으로 나노 단위로 두께를 제어할 수 있는 것이다.

다음으로, 본원 고안의 플라스마(Plasma)를 이용한 바늘(20)의 코팅(180) 공정에 관하여 간략하게 설명하면 다음과 같다.

완성된 바늘(20)의 표면에 이물질을 세척하기 위하여 세척 통에 바늘(20)을 투입하고 세척액을 주입하고 세척기를 이용하여 금속 재인 바늘(20)의 내부 또는 외부의 제조 공정에서 붙어 있는 불순물을 세척하는 세척공정(420)을 거치고 헹굼 공정(460)을 거치고 건조기에서 건조공정(440)을 거치게 하여 수분을 증발시킨 후 바늘(20)을 고정대에 부착한 상태로 챔 버 (400)로 투입되어 진공 하에서 플라스마로 바늘(20) 내부 또는 외부를 멸균 처리공정(580)을 거친 후 상기 바늘(20) 몸체의 표면 가공 작업을 시행하게 된다.

다음으론 플라스마(Plasma) 멸균 공정(580)과 나노 실버 (160) 1차 표면 가공 (600) 작업을 시행 후 나노 실버 (160)로 코팅(180)한 바늘(20)의 표면 접착력 향상과 바늘(20)의 뾰 족부의 강도와 삽입시 동통을 완화하기 위하여 바늘(20) 첨단부 "즉" 뾰쪽부(40) 의 각도 조절을 위한 플라스마 2차 뾰쪽 부 표면가공(620) 및 강화 처리를 시행한다.

다음으로, 진공 마크네트론 스터퍼링 플라스마 도금(160) 법에 의해 최종적으로 나노 실버 (160)를 상기 바늘(200)몸체에 플라스마 도금(180) 또는 코팅(180)하는데 있어서 플라스마 도금 코팅(180) 두께 0.0l㎛ 내지 50㎛ (마이크로미터)의 바람직한 두께로 플라스마 (Plasma)로 코팅(180) 하여 완성하거나 또는 바늘(20)의 금속 소재에 나노 실버 (160) 물질을 바늘(20)의 전체중량 100중량%에 대하여 0.1 내지 10중량%로 첨가하고 나머지 금속 소재의 바늘(20) 전체중량 100중량%에 대하여 스테인리스 스틸 20 내지 99중량%, 철 10 내지 99중량%, 티탄 10 내지 99중량%로 투입하거나, 금 또는 금 나노 0.1 내지 10중량%, 아연 또는 아연 나노 0.1 내지 10중량%, 백금 또는 백금 나노 0.1 내지 10중량%의 합금으로 나노 실버 (160)를 혼합(200)하거나 코팅(180)하고 PPM 단위로 상기 바늘(20)의 총함량에 대하여 PPM으로 나노 실버를 0.1 내지 20PPM 사이의 PPM 단위로 혼합(200) 하여 나노 실버 (160)를 합금으로 제조하는 것도 가능하며 바늘(20)을 상기 공정을 이용한 플라스마를 이용하여 세라믹으로 코팅(180)하는 것도 가능하고 금속이 아닌 합성수지, 세라믹 재질의 바늘(20)의 소재에 혼합(200)이나 코팅(180)하는 것도 물론 가능하다 하겠다.

이로써 나노 실버 (160)로 혼합(200)이나 코팅(180) 된 바늘(20)이 완성되었으며 포장 후 이를 의료기관이나 실험실에 유통하게 되어 위생적이며 효과적으로 사용할 수 있는 것이다.

상기 나노 실버 (160) 혼합(200), 코팅 또는 도금(160) 방법은 통상의 바늘(20)의 혼합(200), 도금 또는 코팅(180)공정을 따르게 됨을 당업자는 이해할 수 있어야 한다.

도 8은 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 나노 실버가 함유된 기능성 바늘의 제조 과정의 블록 도를 그림으로 나타낸 것으로 롤(Roll) 모양의 Wire를 펴서 요구하는 길이로 절단하는 직선공정과 길이에 있어서 일정한 바늘 공간을 만들고 단삭 별의 각도와 크기를 결정하는 단삭 단계와,

상기 바늘의 스탬프 하거나 펀치 함으로써 치수를 결정하는 삼 연동 단계와

명시된 홈의 깊이, 넓이, 길이에 따라 바늘 줄 기부에 일면 또는 양면 홈을 가공하는 구절단계와.

바늘 끝의 첨단부인 뾰쪽부를 가공하는 형상을 가공하는 첨두 단계와

구멍을 내는 작업과 홈을 형성하는 과정에서 발생 된 바(burr)를 제거하는 바우 공정 단계와,

탄소 조절 강화, 정확한 경화를 통한 최적의 경도, 유연성과 견고함을 갖도록 하는 열처리 단계와,

고속 봉제시 재봉사의 끊어짐을 방지하기 위하여 구멍 내부와 가장자리를 둥글고 매끄럽게 가공하는 바우 공정과 바늘 표면에 나노 실버를 도금하기 위한 바늘의 전에 표면에 최종 광택을 내는 표면처리공정 후 본원 고안의 기능성 바늘을 완성하게 되는 것이고 이로써 바늘의 표면에 나노 실버 층을 형성함으로써 항균성과 내열성, 내마모성, 내 부식성 및 녹 발생의 방지와 윤활기능을 갖게 되는 것이다.

한편, 합성수지, 또는 금속, 고무, 세라믹, 실리콘 중 어느 하나의 소재로 이루어진 바늘(20)의 사출 과정이나 성형(340)과정을 살펴보면 다음과 같다.

합성수지에 이 물질을 제거 후에 용 통(300)에 투입하여 용융(220)하여 연화(360)시키고 상기 소재에 도료와 가 교제와 경 화제를 상기 바늘(20)의 전체중량 100중량%를 기준으로 하여 0.1 내지 5중량%와 기타 (미도 시) 첨가제를 투입하고 상기 재료에 전체중량 100중량%에 대하여 나노 실버(160) (Nano silver) 형태의 분말 또는 상기 분말을 희석한 나노 실버(160) 용액을 0.1 내지 10중량%와 나노 실버(160) 미립자의 크기는 0.1 내지 15㎚의 입 경을 갖게 하고 경화를 응집을 촉진하기 위하여 경화제 또는 응집 제가 상기 바늘(20) 또는 바늘 연결부(90) 전체 중량에 대하여 1 내지 5중량%를 투입하고 바늘(20)의 색상을 내기 위하여 안료가 0.1 내지 5중량%를 성형 된 성형모듈(380)에 투입하여 사출 또는 성형(340)하고 서 냉하여 건조(260)공정을 거치고 검사 후 포장하고 완성하는 단계를 블록도로 나타낸 것으로 사출 성형(340)의 종류와 방법을 설명하면 다음과 같다.

1, 사출 성형(injection molding)

상기 바늘(20)의 성형(340)재료를 가열 용융(220) 시켜 미리 닫힌 금형의 캐비티에 사출 충전한 후 고화 또는 경화시켜 성형품으로 하는 성형 법으로 복잡한 형상의 제품을 대량 생산하는데 적합하여 압출 성형법과 함께 성형(340)가공의 대 분야를 이루고 있다.

사출 성형에 이용되는 성형재료는 열 가소성 수지가 주이나 열 경화성 수지, 고무, 발포 성형재료 등 거의 모든 성형재료에 미치고 있으며 성형재료의 종류 성형품 형상 생산량 등을 고려한 각종 가공기나 금형 구조가 개발되고 있다.

성형은 ①형체, ②사출, ③보압(캐비티에 충전된 재료의 역류를 방지하고 냉각에 의해 추출하는 이 일련의 공정이 1 사이클로서 반복됨)인 라인 스크류식 사출 성형기는 표준적인 종류로 스크루가 성형재료의 가 소화에 의해 후퇴하여 사출할 때는 스크루가 전진하여 성형재료를 압출하고 열 경화성 수지의 성형에도 이 형식의 성형기가 이용된다.

열 가소성 수지의 경우에 비해 금형을 가열하여 수지를 경화시키면 가열실린더의 온도를 낮게 하여 수지가 고화하지 않도록 하는 등의 점이 다르고 그 때문에 실린더의 가열방식이나 스크루의 형상 등이 다소 차이가 있다.

다음으로, 사출 성형조건을 결정하는 방법으로는;

1, 압출 성형(extrusion)

종이, 포, 셀로판, 비닐, 필름, 금속 막 등의 각종의 박 층 기재의 표면에 열가소성 합성수지 재료에 나노 실버(160) 를 투입하고 압출기 사용하여 가열 용융(220)하여 유동 상태로 한 뒤 T대 에서 엷은 필름상으로 압출하는 동시에 연속으로 압착하는 가공법이다. 기재의 특성과 압출하여 압착하는 열 가소성 합성수지의

특징(방수성, 방습성, 내 화학 약 품성, 유연성 강인성, 통기성, 열 봉 합성, 그외) 조합으로 여러 가지 용도에 적응하는 포장 용적 층 재료를 만들며 그러나 현재 실용하고 있는 것의 주류는 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 염화 비닐렌 수지 등이다.

2, 압축 성형 (compression- molding)

열 경화성 수지의 가장 보통의 성형 법으로 나노 실버(160)를 투입한 성형재료를 가열한 금형의 움푹 팬 곳(캐비티 라고 한다)에 넣어 압축 성형기(프레스)에 의해 바늘(20)을 가압 성형한다.

바늘(20)의 성형 재료는 캐비티 속에서 가열되어서 일단 유동상태로 되어 캐비티 의 구석구석까지 퍼짐과 동시 화학반응을 일으켜서 경화하므로 적당한 시간(경화시간이라고 한다) 후 금형을 열고 성형품을 꺼내 플래시 제거 등의 뒤 마무리 가공을 하여 제품을 얻을 수 있고 성형가공공정을 크게 나누면 성형공정과 마무리 가공이 된다.

성형공정을 ① 성형재료 가공 칭량(秤量)(터브렛 기계를 사용해서 터브랫 가공으로 할 경우도 있다) ② 캐비티 에 재료의 장 입(이전에 예열할 경우도 있다)

③ 가압 조작(저압 가압, 고압 가압) ④ 경화공정 ⑤ 성형품 꺼냄 금형의 청소 등으로 된다.

마무리 가공 공정에는 ① 플래시 뗌 ② 광택 냄 등이 있으며 그리고 대형 품이나 살 두꺼운 것 성형에는 능률과 품질 향상을 위해서 보통 고주파 예열을 하고 경화시간은 성형온도나 성형품의 살 두께에 따라 최적 경화 도가 얻어지도록 적당히 정해야 한다. 열가소성 수지에도 살 두꺼운 제품의 성형이나 소 규막 생산의 경우 압축 성형을 하는데 이 경우 요령은 성형재료를 가열 가압 부 형(賦形) 한 후 금형을 냉각해서 성형품을 꺼내는 것이다. 일반으로 압축 성형에서는 사출 성형이나 트랜스퍼 성형에 비해 유전 재나 분자의 배양이 적어 내부 응력이 적은 성형품을 얻기 쉬운 것이 특징이다.

3, 압출 블로우 성형(extrusion-blow molding)

나노 실버(160) 가 투입된 합성수지를, 가열 용융(220)하여 압출기에서 튜브 상으로 연속적으로 압출한 파리 손 1개 또는 2개 이상의 금형에 끼워 넣고 닫고 그 상하를 봉한 뒤 맨드렐에서 파리 손안에 공기를 불어넣어서 팽창시켜, 파리 손은 그 금형 내벽에 밀착시켜서 바늘(20)의 제품을 만드는 방법이며 현재 가장 보급되고 있는 블로우 성형 방법이다.

4, 중공 성형(Blow molding)

분할 금형 내에 가열로서 연화(360)하여 열가소성 합성수지 재와 나노 실버(160)가 투입된 파리 손 또는 시트를 공기 압 등을 사용하여 부풀게 하고, 금형에 밀착시키면 동시에 냉각하여 공중 체를 얻는 방법이다. 중공성형 또는 취입 성형이라 하고 통상 가열 용융(220)한 열가소성 합성수지 성형재료를 압출하여 또는 사출 방식에 따라 튜브 상으로 예비 성형한 파리 손 또는 2장 맞춘 시트를 블로 성형(340)용 금형 내에 삽입하여 가열 연화(360)한 뒤 그런 내부에 공기를 취입하여 중공제품을 성형(340)한다. 블로 성형에는 파리 손의 상태 성형방식 등에 따라 여러 가지 형식이 있고 그 대표적인 것에 인젝션 불로 성형, 압출 블로 성형, 시트 블로법(시트 파리 손 법), 다이렉트 블로 성형, 블로 성형 등이 있다.

5, 진공 성형(Vacuum forming)

나노 실버(160) 가 투입된 열가소성 합성수지 소재를 가열 연화(360)한 뒤,

형 위에 올려놓고, 곧바로 혀와 시트의 간극을 진공 하여 형의 표면에 밀착시키는 동시에 냉각하여 성형품의 현상을 고정한 뒤, 반대로 공기를 흡입하여 성형품을 꺼내는데 자형을 사용하는 경우는 스트레이트 포밍 이라 하고, 웅형을 사용하는 경우는 드레이프 포밍 이라 한다.

6. 진공 증착,

진공 증착의 간단한 개요는 나노 실버 (160)가 투입된 금속 또는 비금속의 작은 조각을 진공 속에서 가열하여 그 증기를 물체 표면에 부착시키는 일을 일컫는다.

즉, 고 진공 상태 속에 피복될 물체(증착을 원하는 물체)와 그 표면에 부착시키려는 금속( Al )이나 크롬( Cr) 조각을 끼운 텅스텐 코일에 전류를 흘러 고 진공 상태 속에서 가열하여 부착시키는 방식을 이용하고 있다.

진공 증착의 작업 공정은 여기서 BASE와 TOP에서 사용되는 도료는 우레탄 아크릴네이트, 모 노마 제와 그 외 기타조제로 구성되어 있으며 이 페인트의 유광, 무 광 여부에 따라 여러 형태의 제품을 나타낼 수 있다.

또한, 탑 플랜트 (TOP PAINT) 분사 시 염료를 추가하여 원하는 어떤 색상이든 표현할 수도 있는 것이다.

이로 서 합성수지, 고무재질로 이루어진 바늘(20)의 성형(340) 방법에 대하여 알아보았고 아울러 본원 고안의 기능성 바늘(20) 또는 바늘(20)의 일반적인 코팅(180) 과정을 간략하게 설명하면 다음과 같다.

상시 바늘(20)의 물질을 제거하는 전 처리 단계와, 이 전 처리 단계를 거친 바늘(20)의 표면에 바탕색을 도장한 후 이를 건조(260)하는 코팅(180)단계를 거쳐

바늘(20)의 표면에 도료와 나노 실버(160) 재를 혼합(200)하여 분사 코팅(180)하는 코팅(180)과정과 이 코팅(180)과정을 거친 후 서냉 공정을 거치고 건조(260) 후 완성하는 단계를 블록도로 나타낸 것이다.

도 9 는 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 나노 실버가 함유된 기능성 바늘의 세라믹 소재의 바늘의 제조 과정의 블록도로서 세라믹의 소재인 유리와 도자기 광물질 소재로 이루어진 바늘(20)을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 유리에 대하여 설명하면 유리는 규산염 유리 규사(또는 규석) 형태로 천연으로 존재하는 무수규산(실리카)을 주체로 하는 가장 일반적인 유리이고 나트륨 석회유리, 칼륨 석회유리, 납유리, 바륨유리 등 망 목 수식 산화물을 포함하고 있는 것 이외에 규산 만으로 만들어진 규산 유리(석영유리) 등 많은 종류가 있다.

유리는 수정(석영)성분인 실리카(산화 규소: 모래의 주성분)를 탄산나트륨(소다회) 및 탄산칼슘(석회석)과 섞어 높은 온도로 가열해 만든다. 실리카 유리에 무수(無水) 붕산을 섞으면 붕소 규산 소다 유리가 되며 흔히 파이렉스 유리라 부른다.

그리고 크리스털 유리는 일반 유리제품과 다르게 산화 납과 탄산칼륨이 교묘히 혼합(200)되어 두드리면 쇳소리가 나는 납유리이다.

유리의 착색 원인이 되는 불순물, 특히 산화철의 함유량이 적은(보통 0.012% 이하) 칼륨 석회 유리가 사용하여 두꺼워도 투명도가 높고, 빛에 대한 굴절률이 큰 유리일수록 반사율도 높고 빛의 산란도 큰 법인데, 산화 납을 함유하게 하여 굴절률을 높여 아름다운 광택을 지닌다.

유리 품의 제조법은 만들어지는 그릇의 모양이나, 건축용, 광학용 등의 사용 목적에 따라 다르다. 또, 공예 적인 것, 대량 생산을 해야 하는 것 등 생산방식에 따라서도 각각 다른 기술이 사용된다.

보통 손작업에 의한 방식에는 공중 불기, 틀 불기, 기계방식이 있으며, 소량 생산방식에는 도가니를 사용하는 방식, 데이 탱크를 사용하는 방식, 소형 탱크를 사용하는 방식, 대형 탱크를 사용하는 방식 등 여러 가지 제조방식이 있는데

본 고안의 나노 실버(160) 가 함유된 유리 재질의 바늘(20)의 여러 가지의 제조법을 설명하면 다음과 같은 바람직한 방법들이 있다.

1,(공중 불기) 녹은 유리 덩어리를 1.5m 정도의 가는 쇠파이프(이것을 불 대라고하며, 크리스마스 트리용 꼬마 전구 등 간단히 만들 수 있는 것은 유리 덩어리에서 관을 끌어내어 불대로 사용한다) 끝에 말아 올린 다음 굴려서 고르게 하고, 불 대의 한쪽 끝에서 입으로 불어 제품을 만드는 방법이다.

또 먼저 압축공기를 넣어 어느 정도의 크기로 만든 다음, 사람이 입으로 불어서 성형(340)하는 방법도 사용된다.

2,(틀 불기) 불 대 끝에 녹은 유리를 말아 올려 어느 정도의 크기로 분 다음, 이것을 나무, 그라 하이트, 쇠 등으로 만든 틀 속에 넣고 다시 불어서 일정한 형태로 만드는 방법이다. 또, 오목한 틀에 녹은 유리를 일정하게 잘라 넣고 볼록한 틀로 눌러 찍어 만드는 방법도 있는데 이 방법은 유리 그릇을 반양산 적(半量産的)으로 만들 때 사용된다.

그 외에도 푸르콜법, 콜번법, 피츠버그 법이 있으며, 플로트 법이 있으며 본원 고안의 유리 재의 바늘(20)은 상기의 바람직한 어느 하나의 유리 재료와 만드는 방법 중에 나노 실버(160) 를 투입하여 제조하는 것은 지극히 당연하다.

다음은 나노 실버(160)의 단면과 측면과 표면을 각각 전자현미경으로 촬영한 사진을 본원 고안의 이해를 위하여 도면에 그림과 사진으로 나타내었고 이를 설명하면,

도 10은 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 나노 실버가 함유된 바늘의 단면을 전자 현미경으로 60,000배 확대 촬영한 사진이다.

도 11은 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 나노 실버가 함유된 바늘의 측면을 전자 현미경으로 80,000배 확대 촬영한 사진이다.

도 12는 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 나노 실버가 함유된 바늘의 표면을 전자 현미경으로 50,000배 확대 촬영한 사진이다.

도 13은 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 나노 실버를 설명하기 위한 나노 실버의 입체 구조 도이다.

도 14는 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 나노 실버가 투입된 균주의 항균력 시험사진.

도 15는 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 나노 실버가 투입된 황색 포도상 구균, 폐렴균, 박테리아.MRSA(메티실린 내성 황색포도상구균) 균 항균도 시험사진.

본원 고안은 상기하였듯이 바늘(20) 전체중량 100중량%에 대하여 나노 실버(160)를 0.1 내지 10중량%로 혼합(200)하여 투입하거나 PPM 단위로 바늘(20)의 함량에 나노 실버를 0.1 내지 20PPM 기준 범위의 함량비로 혼합(200)하여 가 소성하여 용융(220)하고 교반(280) 후에 바늘(20)을 성형(340) 틀에 주입하여 완성하는 것이다.

이상에서 본원 고안의 바늘(20)의 전반적인 구성에 대하여 상세하게 살펴보았으며 본원 고안의 바늘(20)의 살균을 위해서는 나노 실버 (160)가 지극히 바람직하며 혼합(200) 량은 금속, 세라믹, 합성수지로 이루어진 바늘(20) 전체중량 100중량%에 대하여 각각 0.1 내지 10중량%가 바람직하다.

0.1중량% 이하에서는 항 살균 효과가 충분히 나타나지 않으며 10중량% 이상에서는 가격상승과 점성이 너무 커 삽입시 휘어지는 현상이 나타나게 되므로 본 고안의 바늘(20)을 제조하는 것이 곤란하기 때문이다.

상기 나노 실버(160) 의 미립자의 크기는 1 내지 15nm의 범위 내에서 바람직한 어느 한 범위가 선택되는데 1nm이하인 경우에는 바늘(20)표면이 코팅(180)이 부드럽지않고 요철이 발생하고 15nm이상인 경우는 은 나노가 너무 미세하여 상기 바늘(20) 몸체에 잘 붙지않고 여러 번 코팅(180)하여야 하는 단점이 있다.

또한, 상기 바늘(20) 몸체 표면에 나노 실버(160)의 코팅(180)두께는 1~5㎛의 두께를 갖게 되는데 1㎛ 이하에서는 코팅(180)이 약하여 삽입시 상기 코팅(180) 부가 쉽게 손상되거나 벗겨질 수 있고 윤활작용과 항균작용을 크게 기대할 수 있으며 5㎛ 이상에서는 상기 바늘(20)의 표면이 너무 두꺼워지고 직물 등에 삽입되는 첨단부가 무뎌지고, 원가가 상승하고 상기 코팅(180)부위가 엠보싱 화 되어 표면의 거칠기가 증가하는 현상이 나타나게 된다.

본 고안은 상기하였듯이 강력한 항균 살균작용과 윤활작용을 하는 나노 실버(160) (Nano silver) 형태의 분말 또는 상기 분말을 희석한 나노 실버(160) 용액을

바늘(20)의 총중량 100중량%를 기준으로 하여 나노 실버(160)를 0.1 내지 10중량% 중에 바람직한 어느 하나의 중량비를 혼합(200)하거나 코팅(180)하고 또는 PPM 단위로 바늘(20)의 함량에 나노 실버를 0.1 내지 20 PPM 기준 범위의 함량비로 혼합(200)하여 바늘(20)을 제조하여 바늘(20) 내 외부의 화학물질을 제독하고 외부 환경에 의하여 번식할 수 있는 곰팡이나 바이러스 세균의 번식을 보다 원천적으로 차단하여 깨끗한 바늘(20)을 사용할 수 있는 것이다.

본 고안은 바늘(20)과 바늘 연결부(90)에 나노 실버(160) (Nano silver)를 첨가하거나 상기 바늘(20)의 내 외부에 코팅(180) 또는 혼합(200)하여 바늘(20)의 살균 및 항균 기능과 윤활작용이 탁월하여 작업 도가 향상되는 기능성 바늘(20)을 가지도록 함에 특징이 있다.

[실시 예 1]

출 원인은 이를 실험하기 위하여 고 순도로 안정적으로 은 이온을 생성하는 나노 실버 제조기 주)코코 실버의 제품을 구입하여 은 막대를 D/C 전류로 분해하여 얻은 20PPM의 순수한 나노 실버 콜로이드용액(Silver Colloidal Solution)을 만들어 놓고 살균된 탱크에 제조된 나노 실버 용액 수를 20L 투입하여 세균의 기준치가 높은 현재 가정에서 2년간 사용 중인 스텐레스 스틸 소재의 바늘 10개와 봉제공장에서 사용하는 재봉틀용 바늘 10개와 낚시용 바늘 10개를 각각 구입하여 나노 은 용액에 각각 60분씩 함침시켜 은 이온을 침착한 후 건조(260)기에서 60 분간 건조(260)한 후에 은용 액 처리 전후를 황색 포도상 구균, 폐렴균, 박테리아,MRSA(메티실린 내성 황색포도상구균) 균 수를 측정하여 평균적으로 얻은 값을 아래 분석표로 간략하게 나타내었으며 출원인이 기대하는 좋은 결과치와 산업상으로 충분히 적용할 수 있음을 확인하고 본원 고안을 완성하기에 이르렀다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 고안은 상기의 많은 장점을 지닌 나노 실버(160) (Nano silver) 분말 혹은 은 (AG) 나노(160) 용액을 바늘(20) 전체중량 100중량%에 대하여 0.1내지 10중량%로 나노 실버(160) 를 제조 공정 중이나 최종 공정 중 바람직한 어느 한 과정에서 혼합(200) 또는 코팅(180)하고 또는 PPM 단위로 바늘(20)의 총함량에 나노 실버(160) 를 0.1내지 20PPM 기준범위의 함량비로 혼합(200)하여 제조함으로 작업률 향상과 국민의 건강과 보건과 위생에 효과가 있는 목적이 있다.

상기에서는 본 고안의 구체 예나 바람직한 실시 예를 용이하게 설명하였고

본 고안이 속하는 당업자는 아래의 특허청구 범위에 기재된 본 고안의 사상과 범위, 특허의 영역에서 멀어지지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 변형이나 수정, 치환할 수 있음이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

아래의 표는 황색 포도상 구균, 폐렴균, 박테리아,MRSA(메티실린 내성 황색포도상구균) 균에 나노 실버(160) 분말을 균주와 시료 전체중량에 대하여 5중량%로 투입하여 30분 후 상기 균이 사멸하는 도표를 일 실시 예로 나타낸 것으로 나노 실버(160) 가 탁월한 살균력이 있음을 알 수 있었다.

시험과목	단위	균주의 수	나노 첨가 5중량%(30분 경과 후)
황색 포도상구균	CFU/㎖	3.4 X 10³	0
폐렴군	CFU/㎖	3.1 X 10³	0
MRSA(메티실린 내성 황색포도상구균)	CFU/㎖	1.3 X 10²	0
박테리아	CFU/㎖	3.4 X 10²	0

(본 시험 성적서는 한국 화학시험연구원의 분석자료임)

도 1 은 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 가정용 바늘의 전체 사시도.

도 2 은 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 수예용 바늘의 촬영사진.

도 3 은 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 재봉틀용 바늘의 촬영사진.

도 4 은 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 낚시용 바늘의 전체 사시도.

도 5 는 본 고안의 기능성 바늘의 혼합 과정의 블록도 이다.

도 6 은 본 고안의 기능성 바늘의 습식 도금 과정의 블록도 이다.

도 7은 본 고안의 기능성 바늘의 건식 도금인 플라스마 코팅 과정의 블록도 이다.

도 8 은 본 고안의 기능성 바늘의 제조 과정의 블록도 이다.

도 9 는 본 고안의 기능성 바늘의 세라믹 소재의 바늘의 제조 과정의 블록도 이다.

도 15는 본 고안의 기능성 바늘에 있어서 나노 실버가 투입된 황색 포도상 구균, 폐렴균, 박테리아.

MRSA(메티실린 내성 황색포도상구균) 균 항균도 시험사진.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

20: 바늘 40: 뾰쪽부

60: 손잡이 80: 바늘귀

160: 나노 실버 180: 코팅, 도금

200: 혼합 220: 용융

240: 융해 260: 건조

280: 교 반 300: 용통

320: 사출 340: 성형

360: 연화 380: 금형 모듈

400: 챔버 420: 세척공정

440: 헹굼 공정 460: 연마 공정

480: 도금 탱크 500: 초벌 도금

520: 니켈 도금 540: 가스 주입 공정

560: 멸균 공정 580: 나노 실버판, 타깃

600:1차 표면 가공 620:2차 표면 가공

630: 소성

Claims

금속, 합성수지, 실리콘, 고무, 세라믹, 광물질 중 어느 하나의 재질로 이루어진 바늘(20)에 있어서, 상기 바늘(20) 몸체 전체 중량 100중량%에 대하여 나노 실버(160) (Nano silver) 형태의 분말 또는 상기 분말을 희석한 나노 실버(160) 용액을 0.1 내지 10중량%가 혼합(200) 또는 코팅(180)된 것을 구성으로 하는 것을 특징으로 하는 기능성 바늘.
청구항 제 1항에 있어서,

나노 실버(160)가 상기 바늘(20) 표면 코팅 체 총함량에 대하여 PPM으로 0.1 내지 20 PPM 단위로 코팅된 것이 특징인 기능성 바늘.
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청구항 제 1항에 있어서.

바늘(20) 몸체의 전체중량 100중량% 에 대하여 나노 실버(160) (Nano silver) 형태의 분말 또는 상기 분말을 희석한 나노 실버(160) 용액이 0.1 내지 10중량%로

혼합(200) 후 성형(340) 또는 사출된 것이 특징인 기능성 바늘.
청구항 1항 또는 5항 중 어느 한 항에 있어서.

바늘(20) 몸체에 투입된 나노 실버(160) (Nano silver) 입자 크기는 1 내지 15㎚의 입경인 것을 특징으로 하는 기능성 바늘.
청구항 제1 항에 있어서.

금속 소재로 이루어진 바늘(20)의 코팅(180)방법은 습식 도금 또는 플라스마에 의한 건식 코팅(180)의 방법을 택한 것을 특징으로 기능성 바늘.
청구항 제 7항에 있어서.

상기 바늘(20)의 습식 코팅(180) 방법은 + 극 쪽에 금속의 바늘(20)을 부착하고 -극 쪽에는 나노 타깃(580)을 부착하여 나노 실버로 전기 도금되는 것을 특징으로 하는 기능성 바늘.
청구항 제 8항에 있어서.

플라스마 코팅(180)을 위하여 세척공정과 헹굼 공정을 거치고 건조(260) 후

바늘(20)을 고정대에 부착한 후 챔버(400) 로 투입되어 은 타깃(580)을 부착하여 플라스마로 바늘(20) 내 외부와 뾰쪽부(40)를 코팅하고 상기 뾰쪽부의 각도 조절을 위한 플라스마 2차 뾰쪽부(40) 표면 가공 코팅(180)된 것을 특징으로 하는 기능성 바늘.
청구항 제 9항에 있어서,

금속, 합성수지, 고무, 세라믹 중 어느 하나의 소재재료로 이루어진 바늘(20) 몸체를 코팅(180)하기 위하여 성형(340)공정이나 완성공정에서 상기나노 실버물질을 투입하거나 또는 바늘(20)의 몸체를 플라스마 챔버(400) 안에서 나노 실버은덩이 또는 은 타깃(580)을 부착하여 코팅(180)두께 l∼5㎛의 두께로 나노 실버(160) 플라스마 코팅(180) 막을 형성하는 것을 특징으로 하는 기능성 바늘.
청구항 제 10항에 있어서,

바늘(20)을 플라스마를 이용하여 세라믹으로 l∼5㎛의 두께로 코팅 막을 형성하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 바늘.
청구항 제 11항에 있어서,

나노 실버(160) (Nano silver) 형태의 분말 또는 상기 분말을 희석한 나노 실버(160) 용액을 상기 세라믹 바늘(20)소재에 투입하여 교 반(280)하여 성형(340)하고 이를 불 소성 또는 소성 하여 건조(260) 후 완성한 것이 특징인 기능성 바늘.
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