KR200409454Y1 - 은 나노가 함유된 저울 - Google Patents

Abstract

본원 고안은 금속, 세라믹, 합성수지 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어지고 재화의 무게 또는 생명체의 체중을 재는 저울(20)의 소재에 항균성 금속 재인 은 나노(120) 분말 또는 용액을 혼합(160)이나 코팅(180)하는 것에 관한 것으로 더욱 자세하게는 저울(20)의 소재 또는 표면에 은 나노(120)를 투입하여 투입된 은 나노(120) 에 의하여 저울(20)의 살균 및 항균 기능, 내열성과 내구성과 내화학성과 장식성을 갖는 기능성 저울(20)에 관한 것이다.

저울, 무게, 체중, 살균, 항균, 은, 나노, 원적외선, 음이온

Description

은 나노가 함유된 저울{Nano silver contain a weighing machine }

도 1은 본 고안에 있어 식품을 무게를 재는 통상의 스프링 저울의 실제사진이다.

도 2는 본 고안의 있어 체중을 재는 통상의 체중 저울의 실제사진이다.

도 3 은 본 고안의 있어 식품을 무게를 재는 통상의 전자 저울의 실제사진이다.

도 4는 본 고안의 있어 물품 또는 체중을 재는 통상의 전자 저울의 실제사진이다.

도 5는 본 고안의 있어 은 나노가 함유된 저울의 혼합 블록도 이다.

도 6은 본 고안의 은 나노가 함유된 저울의 습식 코팅의 블록도 이다.

도 7은 본 고안의 은 나노가 함유된 저울의 건식 코팅의 블록도 이다.

도 8은 본 고안의 은 나노가 코팅된 저울의 단면을 전자 현미경 (SAM)으로 20,000배 확대 촬영한 사진이다.

도 9는 본 고안의 은 나노가 코팅된 저울의 측면을 전자 현미경 (SAM)으로 20,000배 확대 촬영한 사진이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

20: 저울 본체 40: 표시부

60: 조작 부 80: 전원부

100: 계량 대 120: 은 나노

160: 혼합 180: 코팅

200: 증착, 적층, 침적, 박막, 도금, 분사

220: 용융 240: 융해

260: 건조 280: 교 반

300: 용통 320: 용출

340: 성형 360: 연화

380: 성형 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: 은 나노 타깃 600:1차 표면 가공

620:2차 표면 가공 640: 완성

본원 고안은 상기하였듯이 금속, 세라믹, 합성수지 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진 재화의 무게 또는 생명체의 체중을 재는 저울(20)에 관한 것으로 더욱 자세하게는 상기 저울의 소재에 은 나노(120) 혼합이나 코팅(180)하는 것에 관한 것으로 더욱 자세하게는 저울(20)의 소재 또는 몸체 표면에 은 나노를 투입하여 투입된 은 나노에 의하여 저울(20)의 살균 및 항균 기능과 내구성과 내화학성을 갖는 우수한 기능성 저울(20)에 관한 것이다.

저울은 선사시대부터 인류에 의해 사용되었는데, 이집트의 선사시대 무덤에서 분명히 저울이라고 볼 수 있는 것이 발견되었다. BC 5000∼BC 4000년경의 고대 이집트의 벽화나 파피루스에 오늘날의 천칭(天秤)과 거의 같은 저울의 그림이 그려져 있을 뿐만 아니라, BC 3000∼BC 2000년경의 메소포타미아나 인더스강 유역지방의 유적에서도 천칭의 일부분이나 여기에 사용된 것으로 추측되는 돌로 만든 분 동이 발굴되었으며 그 후 BC 1500년경 이집트 제18대 왕조의 시대의 유물이나 기록에 의하면, 접시를 매다는 방법 등이 매우 진보된 것을 볼 수 있으며, 발굴된 당시의 분 동의 크기를 고려할 때 당시의 저울은 최소한 0.5g 정도의 질량까지 측정하였을 것으로 생각된다. 그 후 계속 발전 된 천칭은 AD 2, 3세기경에는 구멍에 직접 끈을 매다는 대신에 오늘날과 같이 핀으로 중앙의 지점을 지지하였고, 또 중앙에 좌우의 균형을 맞추기 위한 지시바늘을 달기도 하였다.

이와 같은 천칭은 주로 귀금속, 보석 또는 의약 제 등을 계량하기 위하여 사용되었다. 그러나 천칭은 계량하고자 하는 물체와 같은 무게의 분 동을 필요로 하고 양쪽 무게를 지탱할 수 있는 튼튼한 지렛대를 필요로 하는 결점으로 인하여 일반화물이나 잡화 등과 같이 큰 물체를 계량하는 데는 적합하지 못하였다.

동양에서도 BC 2000년경 황허강[黃河] 유역의 한민족이 도량형제도(度量衡制度)를 이미 실시하였는데, 이것으로 미루어 그 훨씬 이전에 이미 이에 필요한 ‘형(衡)’ 인 무게를 측정하는 저울이 사용되고 있었다는 것으로 생각할 수 있다.

본원 고안에 있어 저울의 종류를 살펴보면

.장대저울: 추를 이용하여 질량을 재는 저울,

.양팔 저울: 두 물건의 질량을 비교 측정하는 저울,

.앉은뱅이저울: 야채 가게에서 식품의 무게를 잴 때 주로 사용

.전자저울: 무게 측정, 작은 무게의 물질을 측정, 정육점 등에서 고기류의 무게를 재고 값이 얼마인지를 알아볼 때 사용

.센티 그램 저울: 아주 작은 물질 무게 측정,

.용수철 저울: 용수철을 이용하여 탄성력을 쓴, 무게를 측정하는 저울로 실험실에서 추, 학용품 등의 비교적 작은 물체의 무게를 잴 때 주로 사용한다.

.체중계: 병원, 양호실, 목욕탕 등에서 사람의 체중을 잴 때 사용.

대부분의 아나 로그 저울은 스프링을 사용하고 요즈음 들어 그 사용 빈도가 높은 전자저울은 압력을 받으면 전기를 발생시키는 물질(압전소자)을 이용해서, 그 전기량으로 얼만큼 압력을 받고 있나 를 계산해서 무게 값으로 환산시켜 보여주게 되며

잘 알려져 있는 것처럼, 코일에 전류를 흘리면, 자력이 발생 되어 전자석이 되고, 영구자석과의 사이로 반발, 흡인력이 움직이게 되고 이 전자력의 크기는 코일에 흐르는 전류 강함에 바뀌게 된다. 그런데 균형이 떨어진 전류 강함을 무게로 환산하고, 그것을 디지털 표시하는 것이 전자 저울이며 전자저울은 그 이름이 표현하는 것처럼, 역시 저울의 원리를 이용하고 있지만, 左右 밸런스의 미묘한 변위를 전자력으로 가감(상태)하는 방식이다.

본 고안은 물품이나 재화 생명체의 무게를 잴 때 사용하는 저울에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 육류나 생선의 무게를 재는 저울과 또는 목욕탕 병원 등에서 불특정 다수가 맨발로 사용하는 체중계의 계량 대(100)와 사람의 손길이 닿는 조작

부(60)에 은 나노 분말 또는 이를 희석한 용액을 투입하여 상기 각종 병균을 전염시킬 수 있는 세균과 바이러스, 곰팡이를 살균할 수 있는 항 살균력을 갖는 은 나노가 함유된 저울에 관하여서이다.

상기하였듯이 저울은 여러 가지의 식품류와 불특정 다수의 사람의 체중을 재는데 사용하는데 오염된 식품을 저울에 올려놓고 중량을 재고나면 청결한 식품을 재더라도 오염된 식품의 몸체에서 눈에 보이지않는 각종 세균과 대장균과 바이러스가 그대로 전이될 수가 있고 시간이 지남에 따라 더욱 세균의 숫자는 기하급수적으로 늘어나게 된다 또한 공중시설의 체중계 또한 전염성 발 질환을 가진 환자가 체중을 재고나면 멀쩡한 사람이 자칫 감염될 수 있는 것이다.

본 출원인의 선행기술로는 출원번호 20-1985-0011667호 출원일자: 1985.09.12일

공개번호: 20-1987-0004597호 공개일자: 1987.04.20일

고안의 명칭: 자외선 살균장치가 부설된 저울이 개시되어 있는데 이를 살펴보면

중량감지기를 작동시키는 재치 판의 네모에서 하단에 탄 발 스프링을 탄력설치하고 재치 판의 저면 중앙부에는 재치 판의 하강에 의하여 작동되는 리미트 스위치를 형성하여 리미트 스위치가 작동됨에 따라 본체 상부에서 보호커버 내측 상부에 위치된 자외선 살균 등을 점등시키도록 하는 것을 특징으로 하는 자외선 살균장치가 부설된 저울로 기술되어있어 저울의 몸체를 자외선 살균기를 통하여 살균하는 기술 인데 이는 눈에 치명적인 자외선램프를 점등하므로 실용화되지 못하였고 그 구조와 설치가 복잡한 단점이 있다.

본원고안의 은 나노(120)가 함유된 저울(20)은 주위의 물리적, 전기적인 살균세척이 없이 저울(20)의 제조 시에 투입되므로 경제적이고도 살균력이 타의 추정을 불허한 강력한 항 살균 물질을 함유하고 있어 은 나노를 저울(20)의 소재에 투여하게 되면 지속적으로 아래와 같은 탁월한 이점을 얻을 수 있다.

은 나노(120)는 인체에 무해하고 염소계열보다 수십 배 강력한 살 균 역과 항균력이 있다.

그렇다면, 본원고안의 은 나노(120)가 함유된 저울(20)의 특징을 나열하여보면

1: 종래의 통상의 저울(20)에 비하여 은 나노(120)가 혼합(160) 또는 코팅(180)된 저울(20)은 표면 강도 강화와 살균 및 항균 기능과 내 부식성과 내화학성 장식 기능이 우수하고 사용시 몸에 좋은 음 이온과 원적외선이 발생하여 혈액순환과 내분비 활동을 왕성하게 되고 최근 문제가 되고 있는 환경 호르몬인 포름 알 데이트를 90% 이상 차단하여주고 항바이러스와 항알레르기 비타민 B6 에 의한 피부보호와 부드러운 촉감과 탈취 효과를 가진다.

2: 주변환경의 오염도에 따라 민감하게 변화되는 반응을 보이며

세균의 세포막과 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 은 나노(120)가 촉매작용을 하여 산소가 활성산소로 전환되어 살균 작용과 인체에서 분비되는 땀과 체액 타액 또는 분비물에 의해 번식하는 세균의 증식을 원천적으로 막아 주며 육안으로 볼 수 없는 오염된 식품의 질량측정시 발생하는 세균의 번식을 원천적으로 차단하여 준다.

3: 은 나노(120)는 물질과의 코팅(180)과 혼합(120), 투 입 등이 매우 쉽다.

본원 고안은 상기에서처럼 우수한 효과를 갖는 은 나노(120) 물질을 저울(20)에 혼합(160) 또는 코팅(180)하여 국민 보건향상에 기여할 수 있는 우수한 저울(20)을 완성하는데 그 목적이 있는 것이다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,

본 고안의 목적은 오염된 식품에 의한 세균번식의 방지와 지속적인 살균이 가능하며, 특히 불특정 다수가 사용하는 위생성이 떨어진 사우나나 목욕탕에서 전염성 보균자의 체액이 체중계에 묻어 다른 사람에게 전염될 수 있는 위험에서 벗어나 지속적으로 살균시키는 저울을 제공함에 있다.

본 고안은 상기하였듯이 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 고안은 종래의 은 분말과 은 이온과는 다른 기술인 은 나노(120) (Nano silver) 형태의 분말 또는 상기 분말을 희석한 은 나노(120) 용액을 저울(20)의

체중계의 계량 대(100)와 조작 부(60) 전체중량 100%에 대하여 은 나노(120) 0.001 내지 20중량%로 투입하고 또는 상기 은 나노 분말 또는 용액을 상기 저울 (20)의 계량 대(100)와 조작 부(60) 표면에 코팅되는 코팅 부 전체함량에 대하여 PPM 단위로 0.001 내지 5000PPM 사이의 PPM 단위로 증착, 적층, 박막, 침적, 도금, 분사 중 어느 하나의 코팅(180) 막을 형성하여 표면 강도 강화와 살균 및 항균 기능, 윤활기능과 내열성과 내구성과 장식성과 내 부식성과 내화학성을 갖는 우수한 기능성 저울(20)을 제조하는데 목적이 있으며 상기 코팅물질은 통상의 공지된 가소제와 같은 바람직한 코팅물질을 사용하여 코팅하게 되는 것이다.

본원 고안은 식품 또는 물품과 사람 또는 동물의 체중을 잴 때 사용하는 저울(20)의 소재 또는 몸체 표면에 은 나노(120) (Nano silver) 형태의 분말 또는 상기 분말을 희석한 은 나노(120) 용액을 혼합(120)과 코팅(180)에 관한 것으로서 더욱 자세하게는 통상의 금속, 세라믹, 합성수지 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진 저울(20)을 다양한 은 나노 제조법으로 이루어진 은 나노 (100) 분말 또는 이를 희석한 용액을 상기 저울(20)의 전체중량에 대하여 0.001 내지 20중량 %로 상기 저울(20)의 소재에 혼합(160)하여 성형(340) 또는 용출(320) 하거나 또는 상기 저울(20)의 소재 또는 몸체 표면에 투입되는 은 나노 용액의 농도는 PPM 단위로 저울(20)의 소재 또는 몸체 표면을 코팅하는 코팅 부에 코팅물질 전체 함량에 대하여 0.001 내지 5000PPM 사이의 PPM 단위의 함량으로 저울(20)의 표면에 상기 은 나노를 혼합 또는 증착, 적층, 박막, 침적, 도금, 분사중 어느 하나의 코팅(180) 막을 형성하고 상기 저울(20) 소재 또는 몸체 표면에 0.001 내지 1000㎛ (마이크로) 두 께로 건식 또는 습식 코팅(180)하고 저울(20)의 소재 또는 몸체 표면에 투입된 은 나노(120)의 미립자의 크기는 0.01 내지 500㎚의 입 경을 갖는 것이 특징으로 하는 은 나노가 함유된 저울(20)에 관한 것으로서,

물품이나 재화 생명체의 중량을 잴 때 사용하는 저울(20) 또는 체중계의 표면 강도 강화와 살균 및 항균 기능, 윤활기능과 내열성과 내구성과 내 부식성과 내화학성과, 음이온과 원 적외선 방출 기능을 갖는 기능성 저울(20)을 제조하는데 목적이 있다.

본원 고안의 이해를 돕기 위하여 본원 고안의 구성물질인 은과 은 나노(120) 자세히 설명하면 다음과 같다.

은의 원자량은 107.87amu이고 은(Ag)이 살균력을 지녔다는 건 동서고금을 막론하고 이미 오래전부터 알려져 왔다.

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.

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 경도HBS(10/500) 25~27, 인장 강도 12~16kgf/㎟이며, 주조한 것의 인장 강도는 약 29kgf/㎟까지 되고 연실율은 48~54%이며, 재결정 온도는 150℃이다.

본원 고안의 은 나노(120)는 Nano-technology(나노기술)의 한 분야로 은의 강력한 향 균 및 살균 기능, 전자파 차단 우수한 전기 전도성의 메커니즘을 이용한 첨단 항 살균제이다. 은 나노 (Nano silver)는 전통적인 항생 물질과는 달리 세균이 내성을 갖지 못한다는 것이며 은 나노는 현재까지의 실험결과 지상의 거의 모든 단세포 병균을 짧은 시간에 살균하는 것으로 확인되었다.

은 나노(120)의 제조법은 상기한 바와 같이 현재 아주 다양하게 출시되어있고 계속해서 좋은 방법들이 속속들이 계발되어 발전 되고 있는데 통상의 은 나노 분말의 제조법은 기상을 이용한 제조법, 액상을 이용한 제조법과 기계적 제조법으로 나뉠 수 있으며 또한 가스 응 발 응축법과 기상환원법 등이 있으며 또한, 기계적인 힘을 이용한 기계적 분쇄법이 있다,

상기의 제조분말의 입자크기 균일성이 좋고 고순도의 입자를 제조할 수 있으며 입자의 응집을 방지할 수 있는 좋은 장점과 단점은 실험 장치비가 비싸다는 단점이 있다.

또한, 액상을 이용한 제조법으로 상기 기상을 이용한 제조법보다 균일한 분말생산이 가능하고, 또한 저가의 장치비로 분말을 제조할 수 있는 장점이 있지만 개개 입자의 응집경향이 매우 강하며 또한 입자형상이 다소 불규칙하다는 단점이 있다.

다음으로, 계적, 제조법이 있는데, 제조공정상에서 발생하는 불순물의 혼입에 문제점이 있고 응 집화 현상이 심한 단점이 있는 반면에 여러 성분을 쉽게 혼합할 수 있는 장점이 있다.

본원 고안에서는 은 나노(120)의 제조법에 따라서 생산된 통상적인 은 나노(120) 본원 고안에 응용하여 기능성 항균성과 내화학성 표면 강도, 윤활력과 장식성과

부식방지 기능을 가진 저울(20)을 만드는데 본원고안의 특징이 있는 것이다.

본원 고안의 은 나노(120)는 0.01 내지 500nm의 입 경을 갖는 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.

은 나노(120)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, 은 나노(120)는 미립자로부터 지속적으로 항균력을 방출시켜 유해 균을 제어하므로 항균, 제 균 기능의 지속력이 뛰어나다.

따라서 은 나노에는 내성이 생기지 않고 은 나노는 표면 반응을 하여야 효과가 있 으며 모든 균을 99%다 죽일 수 있으며, 특히 일반 대장균, 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)까지도 99.9% 항균 및 살균을 할 수 있다.

또한, 은 나노(120)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 세균, 대장균, 바이러스, 곰팡이 균은 은 나노(120) 와 5분 이상 접촉하여 살 수 없다는 결과가 보고되어 있다.

본 고안은 상기하였듯이 식품 또는 물품과 사람 또는 동물의 체중을 잴 때 사용하는 계량 대(100)와 사람의 손길이 닿는 조작 부(60)를 포함한 저울(20)의 소재 또는 몸체 표면에 은 나노(120) (Nano silver) 형태의 분말 또는 상기 분말을 희석한 은 나노(120) 용액을 혼합(160) 또는 코팅(180)하여 저울(20)에 표면 강도 강화와 살균 및 항균 기능, 윤활기능과 내열성과 내구성과 내 부식성과 내화학성과 원적외선과 음이온 방출이 되는 우수한 기능성 저울(20)에 관한 것이다.

다음으로, 상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 은 나노(120)가 함유된 저울(20)의 도면을 간략하게 설명하면 다음과 같다.

이하 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 간략히 설명한다.

도 1은 본 고안에 있어 식품을 무게를 재는 통상의 스프링 저울의 실제사진이다.

도 2는 본 고안의 있어 체중을 재는 통상의 체중 저울의 실제사진이다.

도 3 은 본 고안의 있어 식품을 무게를 재는 통상의 전자 저울의 실제사진이다.

도 4는 본 고안의 있어 물품 또는 체중을 재는 통상의 전자 저울의 실제사진이다.

도 1~4는 본 고안에 있어 통상의 다양한 저울(20)을 도시한 사진으로서 물품이나 사람이 올라가는 저울 본체(20)상부에 위치한 계량 대(100)와 중량의 현재 값을 나타내는 표시부(40)와 이를 조작하는 조작 부(60) 전원을 공급하는 전원부(80)로 이루어진 일반적으로 사용되고 있는 통상의 금속, 세라믹, 합성수지 중 선택된 어느 하나의 소재 원료로 이루어지고 아날로그와 전자저울로 이루어진 통상의 저울(20)을 사진으로 나타낸 것이고,

도 5는 본 고안의 은 나노가 함유된 금속, 세라믹, 합성수지 중 어느 하나의 소재로 이루어진 저울(20)의 혼합 블록도로서 저울(20)의 원료를 용 통(300)에 투입하여 가열하여 융해(240)나 용융(220)하고 은 나노(120) (Nano silver) 형태의 분말 또는 상기 분말을 희석한 은 나노(120) 용액을 투입하여 교 반(280) 후 성형 모듈(380)에 투입하여 성형(340) 후 서랭 과정을 거쳐 연마공정(460)을 거쳐서 완성(640)하게 되는 것으로 금속, 세라믹, 합성수지, 유리중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진 저울(20)의 소재 또는 몸체 표면의 전체중량 100중량%에 대하여 은 나노(120) (Nano silver) 형태의 분말 또는 상기 분말을 희석한 은 나노(120) 용액을 0.001 내지 20중량 %로 상기 저울(20)에 투입된 은 나노(120) 입자의 크기는 0.01 내지 500㎚의 입 경을 갖는 저울(20)에 관한 것이며 본원 고안의 저울(20)의 제조방법은 일반적으로 공지된 통상적인 저울(20)의 제조 과정을 따르게 되는 것이다.

도 6은 본 고안의 은 나노가 함유된 금속제 저울(20)의 습식코팅(180)의 블록도로서 본 고안의 은 나노(120) (Nano silver) 형태의 분말 또는 상기 분말을 희석한 은 나노(120) 용액이 상기 저울(20)의 표면에 0.01 내지 1000㎛ (마이크로) 두께로 증착, 침적, 적층, 박막, 도금,분사(200) 중 어느 하나의 방법으로 코팅(180) 과정의 블록도로서 이를 설명하면 다음과 같다.

코팅(180)은 일반적으로 크게 전기 코팅(180)인 증착, 박막 코팅(180)과 무 전해 코팅(180)인 적층, 침적 코팅(180)과 분사 코팅(180)으로 나눌 수 있으며 은 도금하면 은 이온이 포함된 용액이 필요하고 금 도금하려면 금 나노 이온이 포함된 용액이 필요하게 되는데 완성(640)된 저울(20)의 외부를 코팅(180)하기 위해서는 은 나노(120) 무 전해 도금 전기 도금하는 전해도금인 습식 도금 방법 또는 플라스마를 이용한 건식 도금 방법을 모두 이용할 수 있으며,

본원 고안은 통상의 코팅(180) 방법을 따르며 코팅(180)의 종류와 방법이 많아 이를 모두 나열할 수 없기에 바람직한 한실시 예로 먼저 은 나노를 도금하는 방법으로는 전해도금과 무 전해 도금으로 나누어지고 전해도금은 전류를 사용하고 무전 해도금은 말 그대로 전기를 사용하지 않고 화학반응을 통해 도금되는 방식으로 다시 말해서 도금이란 금속이온이 전자를 받아서 환원이 되어 특정표면에 달라붙는 것을 말하는데 일반적으로 알고 있는 도금은 정류기를 통해 나온 전기를 이용하여 도금하는 방식이 가장 많이 쓰인다.

그러나 기판(substrate)에 전기를 줄 수 없는 합성수지, 고무, 실리콘 류 같이 전기가 통하지 않는 곳에는 전기가 통하지 않아 이 위에 금속이 석출 되어 도금이 될 수가 없는데 이러한 경우 가장 많이 무 전해 도금을 통하여 피 상 체에 도금을 하게 된다.

무 전해 도금은 보통 2가지 방법이 있는데 하나는 ①환원 도금 ②치환 도금 방식이 있는데 환원 도금방식은 말 그대로 환원반응을 통해서 금속이 석출이 되는 도금 방식으로 합성수지 표면의 기름때라든지 지저분한 물질을 세척 화하고 기판 표면을 "+"상태로 활성화해주며. 조절시킬 때 계면활성제 성분을 사용하게 된다.

1) 촉매: 콜로이드 (Colloidal) 성분의 팔라듐(Palladium)을 "+" 활성화된 합성수지 표면에 부착을 시킨다…

2) 엑셀네이트 (Accelerator) :(팔라듐) Palladium 콜로이드에 포함되어 Pd를 보호하고 있는 Sn(Tin)을 제거하고 합성수지 표면에 Pd Metal이 석출이 되게 한다.

3) 무 전해 화학도금: 구리 이온, 에틸렌티아민 4초 산(EDTA), 수산화 나트륨(NaOH), 포름알데히드 성분들이 들어 있는데 Pd이 촉매 역할을 수행하게 되는데 이때 Na OH가 pH를 11 이상 올려주게 되면 포름 알데히드가 강력한 환원작용이 일어나며 이때 전자가 발생이 되며 이 전자가 구리 이온으로 흘러가 구리 이온이 Pd 촉매 위에 석출이 되어 도포가 되게 된다.

둘째 치환 도금에 대해서 알아보면 다음과 같다.

치환 도금 방식은 산화/환원력의 차이에 의해서 발생이 되며 치환 도금의 대표적인 물질은 Ni/Au, Ag 도금이 있으며 Ni을 무전 해 화학 동 도금 방식과 같은 방식을 써서 금속 표면에 전착을 시킨다. 그리고 나서 은 이온이 들어있는 용액에 담가두게 되면 은 이온이 원래 은 그 자체로 존재하려고 하는 환원력이 니켈보다 엄청나 게 강하기 때문에 니켈 금속을 가만히 두지 않고 니켈 내부에 있는 전자를 은 이온이 강제적으로 빼앗아 니켈은 산화가 되어 이온이 되고 은은 니켈로부터의 전자를 받아서 환원이 되어 전착이 되게 된다.

다음은 본원 고안의 전해도금인 전기 코팅(180)에 대하여 설명하기로 한다.

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

코팅(180)하는 목적은 물품의 외관을 아름답게 마무리하고, 내식성(耐蝕性)을 높이고, 마모와 부식에 대해서 강하게 하고, 기타 필요한 표면성질을 얻기 위해서이지만 본원 고안은 오염된 식료품이나 인체 분비물에 의한 저울(20)의 항균력과 살균력을 높이기 위함이다.

본원고안의 전기도금의 일반적인 순서는 금속으로 이루어진 저울(20)의 금속 표면에 구리로 초벌 도금(500)하고 두 번째로 은 나노(120) 코팅(180)이 잘 입혀지도록 예비 도금공정인 니켈을 도금(520)하는데 이 과정을 필요에 따라 생략할 수도 있고 마지막은 은 나노(120) 코팅(180) 하도 록 한다.

은 나노(120) 음극으로 하고 전착(電着)시키고자 하는 금속을 양극으로 하여, 전착하고자 하는 나노 은 이온을 함유한 전해액 속에 넣고, 직류 전기를 통하면 은 나노(120) 이온이 상기 저울(20)의 표면에 달라붙게 되는 것이다.

상기 저울(20)을 은 나노(160)를 코팅(180) 하는 과정을 살펴보면 완성(640)된

저울(20)에 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(480)에 은 나노(120) (Nano silver)로 코팅(180)하고자 하는 저울(20)을 수용하는 용기에 저울(20)을 수납하고 + 극 쪽에 저울(20)과 연결해주고 -극 쪽에는 은 나노 판(580)을 연결시켜 주고 은 나노(120) 이온이 포함된 은 나노(120) 용액을 주입하고 +,-극에 직류 전기를 흘려주면 되고 서서히 저울(20)에 은 나노(120) (Nano silver)로 코팅(180)이 되게 되고 코팅(180) 된 은 나노(120) (Nano silver) 저울(20)을 다시 한 번 세척공정(420)과 건조(260) 공정(260)을 거친 후 건조(260)하여 완성(640) 후 포장하게 되는 것이다.

상기에서처럼 전극의 -극에는 코팅(180)할 물체(저울(20)을 달고, +극에는 은 나노 판(580))을 부착하여 은의 양이온과 음이온이 떨어지게 되는데 여기서 전자는 -극인 저울(20)이 있는 쪽으로 가고 물론 수용액에는 은 나노(120) (Nano silver) 이온이 들어있어 -극에 전자가 오게 되면 저울(20) 주변에 수용액에 있던 은 나노(120) (Nano silver) 이온이 달라붙게 되고 이렇게 해서 저울(20)은 나노(120) (Nano silver) 습식 코팅(180)이 되는 것이다.

상기 은 나노(120) (Nano silver) 습식 코팅(180)의 코팅(180)두께는 0.001㎛ 내지 1000㎛ (마이크로미터)의 두께로 코팅(180)을 하고 이를 중량비로 저울(20)의 전체에 0.001 내지 20중량 %로 투입하며 상기 은 나노(120)의 입자의 크기는 0.01 내지 500㎚의 입 경으로 코팅(180)하도록 한다.

또한, 상기 은 나노(120) 코팅(180)의 실시 예는 통상의 코팅(180) 방법을 따르 고 코팅(180) 물질을 나 노화된 은 나노(120) 물질로 사용하였음에 본원고안의 특징이 있는 것이다.

도 7은 본 고안의 은 나노가 함유된 저울(20)의 건식 코팅(180)의 블록도로서 금속, 세라믹, 합성수지, 유리중 선택된 어느 하나의 소재의 저울(20)을 모두 코팅(180)할 수 있는데 본 고안의 저울(20)의 건식 도금인 플라스마 코팅(180)방법인 스터퍼링, 증착, 박막을 살펴보면 다음과 같다.

플라스마 (plasma)는 고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체상태로서 전하 분리 도가 상당히 높으면서도 전체적으로는 음과 양의 전하 수가 같아서 중성을 띠는 기체로서.

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 상태 로 변화하고 수만℃온도에서 기체는 전자와 원자핵으로 분리되어 플라스마 (Plasma) 상태가 된다.

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 몸체와는 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), 의료기 코팅(180)들 새로운 응용 분야가 활발히 개척되고 있다.

또한, 공구의 내 마모 코팅(180), 장식용 코팅(180), 반도체 소자의 제조 시 접점에서 확산장벽으로 이용되는 반응성 이온 플레이팅이나 스퍼터링, 박막방법 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(180)(coating)시켜 내열, 내 식, 내 마모성 등을 크게 높일 수 있는 것이다.

또한, 초미립자 제조가 가능하고 열 플라스마 (Plasma)의 고온, 고활성을 이용하 여 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 알곤 및 기타 불활성 가스를 주입한 후 전기적인 방전을 일으키면 챔버(400) 내 투입된 기체들이 이온화되며 이때 이온화된 기체가 투입된 은 나노(120) 타깃(은 나노 판)(580)과 충돌하여 은 나노(120) 원자들이 기체상태로 튀어나와 피 도금 체(저울(20))에 코팅(180) 되는 공정으로 도금 시간에 따라 획기적으로 나노 단위로 두께를 제어할 수 있는 것이다.

증착 원리는 펌프의 작동으로 진공상태의 챔 버(chamber) 안에 위치한 증착 재료(target)에 높은 출력의 빛을 모으면 그 펄스가 증착 재료인 은 나노 저울의 온도를 급격히 올려 표면에서 폭발적인 기화 즉, 용 발이 일어나게 된다.

상기 코팅체인 저울의 홀더를 증착 타깃(580) 가까이 놓으면 용 발 된 재료가 기판에 날라와 균일하게 증착되는 것이며 저온 증착 단계와, 저온 증착 단계의 증착 온도보다 온도를 높여서 나머지 막을 증착하는 고온 증착 단계를 포함하는 두 단계 증착 방법과 상기 레이저 증착 방법을 사용함이 극히 바람직하다.

제 1 증착 조건하에서, 소정 두께의 은 나노 막을 본원 고안의 저울의 표면에 1차 증착하는 제 1단계; 및 상기 제 1 증착 조건과 상이하도록 변경된 증착 조건하에서, 상기 1차 증착된 은 나노 막 위에 다시 코팅 막을 2차 증착하는 제 2단계를 포 함하여 이루어지는 타깃(580)과 코팅체인 저울을 챔 버(400) 내에 위치시키는 단계와; 은 타깃(580)과, 상기 타깃(580)으로부터 떨어지게 되어 대향 하도록 배열된 상기 타깃(580)을 제공하여 플라스마 장치 내에 불활성 가스에 노출하는 단계; 적어도 하나의 반응성 가스를 상기 플라즈마 장치 내에 공급하는 단계;

전원을 상기 플라즈마장치에 공급하는 단계;

상기, 작용에 의하여 20∼400℃ 온도에서 상기 저울의 표면에 은 나노 막을

막을 두께로 증착하는 단계; 및 상기 증착 단계 이후에 챔 버(400)의 온도를

50∼200℃로 상승시킨 후 상기 1차 저울의 표면에 은 나노 미립자를 0.001 내지 1000㎛ (마이크로) 두께로 코팅(180) 증착하는 단계를 포함하여

불활성 가스(320)를 챔버(400) 내로 도입하는 단계 및; 저울(20)과 홀더와 저울의 표면에 수직인 축 주위에서 상기 저울(20)의 효과적인 코팅을 위하여 저울(20)이 부착된 침 홀더(미도 시)를 회전시키는 회전체가 부착된 챔버(400)와 스퍼터링 을 위한 가스를 상기 챔버(400) 내로 도입하는 가스 입구 포트와;

상기 챔버(400) 내에 설정된 스퍼터링에 의하여 은 나노 입자를 방출하는 타깃(580)과; 상기 저울(20)의 표면은 대부분의 입자가 플라즈마에 의하여 타깃(580)으로부터 방출되는 방향에 수직으로 설치됨이 바람직하다.

본 고안의 플라즈마 스퍼터링(Sputtering) 에서는 이온을 생성하기 위해 진공 챔버(400)를 사용하는데, 챔버(400) 내에서 생성된 이온들로 하여금

저울(20)의 표면에 고진공 상태에서 고체를 증발시켜 박막(thin film)이나 후 막(thick film)을 형성하게 되는데 우선 코팅입자를 생성하기 위해 알곤(Ar) 가스 를 사용하고 소스 물질과 저울(20)은 고전압 전원에 연결된 반대편의 평행 판 위에 놓이게 되는데 증착되는 과정은 먼저 챔버(400)를 진공펌프의 작동으로 진공으로 만든 다음 낮은 압력의 스퍼터링 기체, 보통 알곤을 챔버(400)내로 흘려주게 되는 것이다.

전극에 전압을 가해주게 되면 알곤 기체(Ar+)를 이온화하고 플레이트 간에 금속이온이 발생하게 되고 소스 물질로 덮여있는 플레이트는 음 전위로 유지되므로 알곤 이온은 소스물질이 덮여있는 플레이트로 가속되게 되는데 알곤 이온의 충격으로 소스원자와 분자들은 플레이트로부터 방출되어 저울(20)의 표면으로 날아가 증착이 되는 원리이다.

한편, 불활성 (주로 알곤) 챔버(400) 내의 0.001 내지 0.10 torr의 진공 중에서 전극 간에 수천 볼트의 고전압을 인가하여 이상방전을 일으켜 불활성 이온을 타깃(580)에 충돌시켜 그 운동량 변환으로 타깃(580)물질이 기체로 날아 흩어져 저울의 홀더에 부착된 저울(20)의 표면에 도달하여 코팅하는 기술로서 기체 이온을 이용한 고집적 응고법이다.

타깃(580)의 지름은 예를 들면 200mm이고, 타깃(580)과 저울(20)과 홀더

사이의 거리는 예를 들면 200mm이고 대부분의 입자가 방출되는 영역이 타깃(580)의 지름이 100mm인 영역이 될 수 있도록 타깃(580)의 후방 측 근처에 위치된다.

이와 같이 구성된 스퍼터링 장치에서, 타깃(580)과 저울(20) 사이의 거리는 일반적인 스퍼터링 기술의 지름보다 더 길게 되고, 스퍼터링은 낮은 압력에서 수행됨으로써, 입자는 스퍼터링 가스의 분자에 의해 분산되지 않고 코팅체인 저울(20)에 도달 할 수 있는 것이다.

한편, 상기 저울(20)의 원주 부에서, 스퍼터링에 의하여 타깃(580)의 원주영역으로부터 배출되는 입자의 수는 타깃(580)의 중앙부로부터 방출되는 입자보다 작게 나 노화 되게 된다.

따라서, 산화 규소 막(260)에 형성된 관통 구멍에서, 상기 내부 벽 표면에 형성된 Ti막은 저울(20)의 중앙에 보다 가까이 있는 부분에서의 두께보다 저울(20)의 원 주부에 더 가까운 부분에서 더 두꺼운 두께를 가진다.

상기 저울(20)은 저울의 표면이 대부분의 입자가 스퍼터링에 의하여 타깃(580)으로부터 방출되는 방향에 배향되며, 저울(20)에 수직인 선은 타깃(580)의 중심을 거의 관통할 수 있는 방법으로 상기 저울의 홀더가 위치된다.

그 다음 스퍼터링 가스가 챔버(400)내로 투입되고 결과적으로, 스퍼터링 가스의 분자의 평균 자유 경로가 타깃(580)의 중심과 저울(20) 사이의 거리보다 더 길게 되면서, 상기 저울(20)은 저울의 표면에 수직인 축 주위에서 회전될 수 있는 상태에서, 입자는 스퍼터링에 의하여 타깃(580)으로부터 방출된다.

상기 대부분의 입자가 스퍼터링에 의하여 타깃(580)으로부터 방출되는 방향은 타깃(580)의 표면에 수직인 방향이 지극히 바람직하다.

본원 고안의 플라즈마는 고체의 표면에 고에너지의 입자를 충돌시키면, 은 나노 타깃(580)(target) 물질의 원자가 완전탄성 충돌에 의해 운동량을 교환하여 표면에서 밖으로 튀어나오게 된다.

진공 중에서 target에 (-)의 전압을 걸어주고 알곤(Ar), 헬륨, 질소 가스를 포함한 불활성 가스를 넣고 적정한 고출력 진공 펌프를 가동하여 진공을 걸어주면 백열 (glow) 방전이 일어나고 타깃(580) 쪽에 자기장을 걸어주면 증발이 촉진되게 된다.

본 고안의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 플라스마 건식 증착법을 이용한 낮은 반가 전폭 및 낮은 거칠기와 높은 윤활 도와 항균력을 가진

은 나노 초미립자 막을 제조하는 방법을 제공하는 데에 있다.

상기의 코팅 방법을 정리하여보면 완성(640)된 저울(20)의 표면에 이물질을 세척하기 위하여 세척 통에 저울(20)을 투입하고 세척액을 주입하고 세척기를 이용하여 저울(20)의 내부 또는 외부의 제조 공정에서 붙어 있는 불순물을 세척하는 세척공정(420)과 헹굼 공정(440)을 거치고 건조기에서 건조(260)를 거치게 하여 저울표면의 수분을 증발시킨 후 저울(20)을 고정대인 홀더 (미 도시)에 부착한 상태로 플라즈마챔 버 (400)로 투입되어 진공 하에서 가스를 주입하고 플라스마로 저울(20) 외부를 멸균 처리공정(560)을 거친 후 은 나노(120) 표면 가공 코팅을 시행하게 된다.

다음으론 플라스마(Plasma) 멸균 공정(560)과 은 나노(120) 1차 표면 가공 (600) 작업을 시행 후 은 나노(120)로 코팅(180)한 저울(20)의 표면 접착력 향상과 저울(20)의 강도를 높이기 위한 플라스마 2차 표면가공(620) 및 강화 처리를 시행하게 되는 것이다.

[실시 예 1]

다음의 조건에 따라 은을 플라즈마에 의한 건식 스퍼터링 법으로 증착 실험을 하였 다.

증착 과정,

장소: S대학 플라즈마 센터.

장비 스팩

CHAMBER size 850W×850L×700H

TARGET size: 375×120

TARGET 1PART 2EA (TOTAL:6EA)

MAGNET 1PART 2EA (TOTAL:6EA)

POWER DC OR RF

MBP + SCREW PUMP 7000L/MIN

TURBO MOLECULAR PUMP 3000 M3/H

홀더: 회전, 홀더

기본압력: 10 -５ 토르 이하

사용기체: Ar(99.99%), 산소(99.999%)

공정 압력(Ar Pressure) 1~10 mtorr

가스 유량(Gas Flow) 9-100 cc/min

온도(Temperature) 상온(Room Temperature)

전력: 10~150 W

은 타깃: 순도 99.99% Ag

코팅 체: 저울의 계량 대

챔버 온도: 80℃

코팅시간: 120분

먼저, 증착 전력을 120 W로 설정한 후 증착 압력을 변화시켜 가면서 코팅체인 나노 단위로 은 나노 막을 제조하였으며, 상기 막의, 증착 압력 변화에 따른 전기 비저항 특성 및 접착력 특성의 변화를 도시한 것으로서, 증착 압력이 10 mtorr 일 때 전기 비저항이 5.014 μΩ cm으로 가장 작았으며, 그 이상의 증착 압력에서는 전기 비저항이 증가하는 경향을 나타내었고 저울(20)의 표면에 코팅된 은이 나노 단위로 그 표면이 매우 부드러웠고 균일도도 일정하게 나타나게 형성되었다.

상기에서처럼 본 고안의 증착 단계를 이용한 스퍼터링 방법을 실시하기 위한 장치는 챔버(400) 내에는 음극이 설치되고, 상기 음극의 몸체에는 은 타깃 (580)이 부착되어 있고 타깃(200)에는 DC 바이어스를 인가하기 위한 전력이 설치되어 있다.

그리고 타깃 (580)과 동일한 축 상으로 평행하게 대향 하는 양(＋)의 극(陽極)이 설치되고, 양극(240)의 상부에는 저울(20)을 수용하는 저울 회전 홀더가 위치한다.

또한, 챔버(400)의 내부의 산소 및 알 곤을 포함한 불활성 기체를 투입하고 챔버(400) 내부의 진공 발생을 위하여 진공 펌프를 포함한 진공 시스템이 설치된다.

이와 같은 장치를 이용하여 플라즈마에 의한 스퍼터링 증착을 수행할 때,

발생한 (＋)로 이온화된 기체가 음의 바이어스 전압이 가해진 은 타깃(580)에 충돌하여 떨어져 나온 입자가 저울(20) 쪽으로 날아가서 저울(20)의 표면에 곧바로 증착되게 되는 것이다.

상기 은 나노(120)를 플라즈마 코팅(140)하는데 있어서 플라즈마 코팅(140)

두께는 001 내지 1000㎛ (마이크로)의 바람직한 두께로 플라즈마 (Plasma)로 코팅(140)하여 완성(640)하거나 또는 저울(20)의 몸체 표면에 은 나노(120) 물질을 저울(20)의 계량 대(100)와 조작 부(60)를 포함한 저울 전체 중량 100중량 %에 대하여 0.001 내지 10중량 %로 투입하거나 저울(20)의 표면에 은 나노(120)를 증착 두께는 0.01 내지 1000㎛ (마이크로) 두께로 증착, 적층, 침적, 박막, 도금, 분사 (180) 중 어느 하나의 방법으로 코팅(140)하는 것도 가능하다 하겠다.

다음은 본원 고안의 은 나노(120)의 단면과 측면과 표면을 각각 전자현미경으로 사진을 본원 고안의 이해를 위하여 도면에 그림으로 나타내었고 이를 설명하면.

이로써 은 나노(120)로 혼합(160)이나 코팅(180)된 저울(20)이 완성(640)되었으며 사용시에 청결하고 위생적이며 효과적으로 사용할 수 있는 것이다.

다음은 본원 고안의 은 나노(120)의 단면과 측면과 표면을 각각 전자현미경으로 사진을 본원 고안의 이해를 위하여 도면에 그림으로 나타내었고 이를 설명하면.

도 8은 본 고안의 은 나노가 코팅된 저울의 단면을 전자 현미경 (SAM)으로 20,000배 확대 촬영한 사진이고,

도 9는 본 고안의 은 나노가 코팅된 저울의 측면을 전자 현미경 (SAM)으로 20,000배 확대 촬영한 사진으로 신림동 소재 S대학 재료공학부 sam 실에서 촬영한 사진

이다.

이상에서 본원 고안의 저울(20)의 전반적인 제조과정과 구성에 대하여 상세하게 살펴보았으며 본원 고안의 저울(20)의 항 살균력과 표면 강화와, 윤활작용, 내열성과 내구성과 장식성과 음이온과 원적외선 방출을 위해서는 은 나노(120)가 지극히 바 람직하며 혼합(160) 량은 저울(20)의 전체중량에 대하여 0.001 내지 20중량 %가 바람직하다.

0.001중량% 이하에서는 윤활력과 내열성과 내구성과 표면 강도 강화와 항 살균 효과가 전혀 나타나지 않으며 20중량% 이상에서는 가격상승과 점성이 너무 커지고 단가가 상승하고 강도가 저하되어 본 고안의 저울(20)을 제조하는 것이 현실적으로 곤란하기 때문이다.

본 고안은 상기하였듯이 강력한 항균 살균작용과 내열성과 내구성을 갖는 은 나노(120) 물질을 상기 저울(20)의 원료 소재인 금속, 세라믹, 합성수지 중 선택된 어느 하나의 재질로 이루어진 저울(20)의 전체 중량 100중량%에 대하여 0.001 내지 20중량 %로 중에 바람직한 어느 하나의 중량 %로 혼합(160)하거나 또는 코팅(180)시 코팅(180)두께는 저울(20)의 표면에 0.001 내지 1000㎛의 두께로 하여 저울(20)을 완성하게 되는 것이다.

본 고안은 저울(20)에 은 나노(120) (Nano silver)를 혼합(160)하거나 저울(20)의 외부 표면에 상기 은 나노(120)를 0.001 내지 1000㎛ (마이크로) 두께로 증착, 침적, 적층, 박막, 도금 분사 중 어느 하나의 바람직한 방법으로 코팅(180) 하여 저울(20)의 표면 강도 강화와 살균 및 항균 기능, 윤활기능과 내열성과 내구성과 장식성과 내 부식성과 내화학성을 갖는 우수한 기능성 저울(20)을 가지도록 함에 특징이 있다.

상기 코팅 부에 코팅물질은 통상의 공지된 가소제, 합성수지, 중합체, 무기화합물과 같은 코팅원료에 상기 은 나노를 혼합하여 코팅하게 되는 것이다.

또한, 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 은 나노(120) (Nano silver) 분말 또는 이를 희석한 나노 은 (Ag) 용액을 상기 저울(20)의 금속, 세라믹, 합성수지 중 어느 하나의 재질로 이루어진 저울의 몸체

전체중량 100중량%에 대하여 은 나노(120) 0.001 내지 20중량 %까지 사이의 어느 하나의 일정한 중량비로 혼합(160)하거나 또는 은 나노(120) 물질을 저울(20)의 외부에 0.001 내지 1000㎛ (마이크로) 두께로 증착, 침적, 적층, 박막, 도금,분사(200)중 어느 하나의 바람직한 방법으로 코팅(180)하여 저울(20)의

사용시에 발생 되는 2차적인 세균 감염 방지와 표면강화와 내열성과 내구성과 윤활작용과 음이온과 원적외선 발생 효과를 가질 수 있으며 상기 저울의 은 나노(120)의 혼합 중량은 0.001 내지 20중량 %와 PPM으로 저울(20)의 소재 또는 몸체 표면에 은 나노 용액을 코팅 부의 코팅물질 전체함량에 대하여 0.001 내지 5000 PPM 단위가 적합한데 0.001중량%에서는 투입량이 너무 미미하여 상기의 기대효과를 바랄 수 없고 20중량 %이상에서는 은이 고가인 관계로 제조비용이 상승하고 점도가 높아서 혼합이 어렵게 되고 코팅시 저울의 표면에 코팅 체에 대하여 은 나노의 PPM함량은 0.001 내지 5000 PPM 정당한데 상기 코팅물질의 함량에 0.001 PPM에서는 상기 세균 감염 방지와 내열성과 내구성과 장식성과 윤활작용과 음이온과 원적외선 발생 효과를 전혀 가질 수 없으며 5000 PPM 함량이 너무 높아 코팅하기가 어렵다.

본원 고안은 계량 대(100)와 사람의 손길이 닿는 조작 부(60)를 포함한 저울(20)의 소재 또는 몸체 표면에 투입된 은 나노(120)의 미립자의 크기는 0.01 내지 500㎚의 입 경을 갖으며 코팅두께는 저울(20) 표면에 0.001 내지 1000㎛ (마이크로) 두께로 코팅(180)됨이 바람직한데 0.001㎛에서는 코팅 막이 너무 얇아 코팅 효과나 색 변화를 전혀 기대할 수 없고 1000㎛ 이상에서는 코팅 막이 지나치게 두꺼워 상기 저울의 제조비용 증가와 두께가 너무 두꺼워지게 된다.

상기에서는 본 고안의 구체 예나 바람직한 실시 예를 용이하게 설명하였고 본 고안이 속하는 당업자는 아래의 특허청구 범위에 기재된 본 고안의 사상과 범위가 고안의 영역에서 멀어지지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 변형이나 수정시킬 수 있음이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 금속, 세라믹, 합성수지 중 어느 하나의 재질로 이루어진 물품과 생명체의 중량을 재는 저울(20)에 있어서.

   은 나노 (100) 분말 또는 용액을 상기 저울(20)의 소재 전체중량 100중량%에 대하여 0.001 내지 20중량%가 혼합(160)되어 성형(340) 또는 코팅(180)된 구성을 갖는 것이 특징인 은 나노가 함유된 저울.
2. 청구항 제1항에 있어서,

   표시부(40)와 이를 조작하는 조작 부(60)와 전원을 공급하는 전원부(80)로 구성된 상기 저울(20)의 소재 또는 몸체 표면에 은 나노 용액을 코팅 부 전체함량에 대하여 0.001 내지 5000 PPM 단위로 상기 저울(20)의 표면에 혼합 또는 증착, 적층, 박막, 침적, 도금, 분사중 어느 하나의 코팅(180) 막이 형성된 것을 더 포함하는 것이 특징인 은 나노가 함유된 저울.
3. 청구항 제 2항에 있어서,

   상기 은 나노(120) 분말 또는 이를 희석한 은 나노 용액이 저울(20) 표면에 습식 또는 건식 코팅(180) 된 것을 특징으로 하는 은 나노가 함유된 저울.
4. 청구항 제 3항에 있어서,

   상기 저울의 표면에 은 타깃(580)을 부착하고 전원을 공급하여 0.001 내지 1000㎛ (마이크로) 두께로 건식 코팅인 플라스마에 의한 스터퍼링 된 것을 특징으로 하는 은 나노가 함유된 저울.
5. 청구항 제 1항 또는 2항 중 어느 한 항에 있어서,

   저울(20)의 소재 또는 몸체 표면에 투입된 은 나노(120)의 미립자의 사이즈는 0.001 내지 500㎚의 입 경을 갖는 것이 특징인 은 나노가 함유된 저울.

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