KR200416138Y1

KR200416138Y1 - 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기

Info

Publication number: KR200416138Y1
Application number: KR2020060000485U
Authority: KR
Inventors: 권오갑
Original assignee: 주식회사 네패스
Priority date: 2006-01-06
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2006-05-12

Abstract

본 고안은 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기에 관한 것으로, 음용수용 페트병을 포함한 각종 음용수 용기의 내부에다가 진공상태에서 나노실버 스퍼터링 코팅 처리된 살균부재를 삽입함으로써 음용수에 은 이온 입자를 이용한 살균 작용을 통해 유체내부의 살균작용을 배가시켜 음용수의 초기 무균상태를 지속시킬 수 있도록 한 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기를 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안은 저장수를 내부에 저장하기 위한 용기몸체(4)가 구비되어져 있으며, 그 용기몸체(4)의 상단 입구부 내주연에 삽입되고, 그 상단에 안착턱(11)이 구비된 고정부재(10)와; 그 고정부재(10)의 내주연에 삽입되고 상기 안착턱(11)에 안착되도록 그 상단에 수직으로 절곡된 걸림턱(18)이 형성되어져 있으며, 용기 내부에 수직으로 입설되게 설치되고 외표면에 은나노 코팅층이 형성된 나노 실버 코팅부재(14)가 저장수에 침수되도록 이루어짐으로써 저장수의 살균 및 멸균을 통해 저장수의 장기 보관이 가능하도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기{BEVERAGE BOTTLE WITH A MEANS SPUTTERED NANO SILVER}

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기를 도시한 사시도,

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기를 도시한 측단면도,

도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기를 도시한 분리사시도,

도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 나노 실버의 이온 클러스트 스퍼터링의 상태를 나타내는 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

2:음용수 용기, 4:용기몸체,

6:뚜껑, 8:유통공,

10:고정부재, 12:중공부,

14:나노실버코팅부재, 16:저장수,

18:걸림턱, 20:입구부.

본 고안은 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기에 관한 것으로, 보다 상세하게 음용수용 페트병을 포함한 각종 음용수 용기의 내부에다가 진공상태에서 나노실버 스퍼터링 코팅 처리된 살균부재를 삽입함으로써 음용수에 은 이온 입자를 이용한 살균 작용을 통해 유체내부의 살균작용을 배가시켜 음용수의 초기 무균상태를 지속시킬 수 있도록 한 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 최근 용기형 음용수(생수, 음료수, 탄산수)의 대량생산 및 판매가 급증함에 따라 대량생산 대량 유통으로 인하여 일반 소비자가 늘 가까이서 음용수를 접하고 있으며 용도에 따라서는 음용수가 장기적으로 저장되어야 하는 경우가 많이 발생하고 있다.

특히, 일본이나 이스라엘 및 자연재해나 전쟁상황에 노출된 국가의 경우에는 국가에서 의무적으로 일정량의 식료품과 음용수를 각 가정마다 법으로 비치하도록 하고 있는 실정이다. 이런 경우, 식료품은 장기간 보관이 가능하여야 되므로, 건조된 음식품을 위주로 보관하며, 음용수의 경우에는 장기간 보관이 어려우므로 빈번하게 음용수를 교환해서 보관해야 된다는 문제점이 있었다.

또한, 생활수준이 높아지고 각종 일회용 페트용기, 용기팩(Pack) 등이 일상화됨에 따라 누구나 쉽게 음용수를 구입하여 소비하는 시대가 되었다. 그러나 보관물의 품질을 유지하기 위하여(박테리아의 증식, 냄새, 품질의 변화, 외부물질의 침투) 엄격하게 유통기한을 관리하게 되었으며, 제조 시에도 GMP기준에 의하여 엄격한 품질관리 규정에 의해 내용물의 품질을 관리하고 있다.

그러나, 장기간 보관 시에는 품질의 변화 내용을 확인할 수가 없어 그 내용물의 신선도와는 관계없이 유통기한의 경과에 따라 전량 폐기시키는 경우가 일반적이다. 그러나, 비상용 생수 등 6개월 이상 안전하게 보관해야하는 경우는 박테리아의 증식이나 탁도의 변화, 냄새 등을 분석하여 음용수 적합여부를 파악할 수는 있으나 실제로 일일이 판매 완료된 음용수 제품의 품질평가를 주기적으로 하기는 현실적으로 불가능하다. 또한, 계절에 따라 보관방법에 따라 그 품질의 유지 시간과 품질정도가 천차만별인 것 또한 주지의 사실이다.

일반적으로, 음용수의 품질을 오랫동안 유지하기 위해서는 냉동냉장을 응용한 저장방법과 더불어 방부제를 이용한 방법, 정수기를 비롯한 필타(Filter) 정수장치, 삼투압방식의 막분리 방법 등의 방법이 많이 사용되고 있으며 이 또한 박테리아의 발생을 늦추고 음용수의 품질을 최대한 원래의 상태대로 유지하기 위한 노력의 일환이다. 그러나, 이러한 경우는 그 품질을 유지하기 위한 별도의 냉동 냉장 장치가 요구되므로 많은 에너지가 지속적으로 사용되어야만 장치의 가동이 가능하다는 문제점이 있었다.

따라서, 간편하게 용기에 부착하여 박테리아의 번식을 항구적으로 억제하는 기술이 제공된다면 그 안전성 또한 매우 높아지고 소비자들이 언제라도 안심하고 음용수를 사용할 수 있을 뿐만 아니라 별도의 살균 유닛을 구매하여 기존의 음용수병에 부착하여도 그 소기의 목적을 달성하게 된다.

본 고안은 상기한 종래 기술의 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 음용수용 페트병을 포함한 각종 음용수 용기의 내부에다가 진공상태에서 나노실버 스퍼터링 코팅 처리된 살균부재를 삽입함으로써 음용수에 은 이온 입자를 이용한 살균 작용을 통해 유체내부의 살균작용을 배가시켜 음용수의 초기 무균상태를 지속시킬 수 있도록 한 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면 저장수를 내부에 저장하기 위한 용기몸체(4)가 구비되어져 있으며, 그 용기몸체(4)의 상단 입구부 내주연에 삽입되고, 그 상단에 안착턱(11)이 구비된 고정부재(10)와; 그 고정부재(10)의 내주연에 삽입되고 상기 안착턱(11)에 안착되도록 그 상단에 수직으로 절곡된 걸림턱(18)이 형성되어져 있으며, 용기 내부에 수직으로 입설되게 설치되고 내부에 중공부(12)가 형성되어져 있고, 외표면에 다수개의 유통공(8)이 형성되며 외표면에 은나노 코팅층이 형성된 나노 실버 코팅부재(14)가 저장수에 침수되도록 이루어짐으로써 저장수의 살균 및 멸균을 통해 저장수의 장기 보관이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기가 제공된다.

바람직하게, 상기 나노 실버 코팅부재(14)는 10^-5 ~10^-7 토르(Torr:저항기체의 압력단위)정도의 진공도하에서 진공실 압력이 100² Torr 될 때까지 아르곤 가스를 유입시키고, 표적재료인 은나노 입자에 -500V ~ -5000V의 부전압을 가하여 글로우방전을 진행시키며, 상기 글로우 방전에 의해 발생되는 상기 아르곤 가스의 양이온을 음극으로 대전된 표적재료인 은나노 입자표면에 충돌시키고, 상기 은나노 입자와 상기 아르곤가스의 충돌로 은나노 입자가 증기상태의 원자형태로 방출되며, 상기 코팅부재의 표면에 증기상의 플라즈마 영역에서 은나노 코팅이 이루어지게 된 것을 특징으로 하는 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기가 제공된다.

바람직하게, 상기 나노 실버 코팅부재는 상기 아르곤가스의 양을 조절하여 은나노 코팅 두께를 조절하는 것을 특징으로 하는 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기가 제공된다.

바람직하게, 상기 나노 실버 코팅부재는 은나노 코팅층의 두께가 50nm 내지 500nm 인 것을 특징으로 하는 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기가 제공된다.

이하, 본 고안에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안의 일실시예에 따른 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기를 도시한 사시도이며, 도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기를 도시한 측단면도, 도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기를 도시한 분리사시도, 도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 나노 실버의 이온 클러스트 스퍼터링의 상태를 나타내는 도면이다.

이를 참조하면, 본 고안의 일실시예에 따른 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기(2)는 일반 음용수 용기와 마찬가지의 용기몸체(4)가 구비되어져 있으며, 그 용기몸체(4)의 상면에는 뚜껑(6)이 결합되어져 있다. 이러한 용기몸체(4) 및 뚜 껑(6)은 일반 음용수 용기가 모두 구비한 것으로, 본 고안만의 특징은 없다. 즉, 본 고안의 나노 실버 코팅부재는 종래의 모든 음용수 용기에 적용하여 사용할 수 있다.

상기 음용수 용기(2)는 그 용기몸체(4)의 상단에 용기입구(20)가 구성되어져 있으며, 그 용기입구(20)의 내부에는 용기입구(20)로부터 내부로 나노 실버 코팅부재(14)가 침수되도록 설치하기 위한 고정부재(10)가 제공되는 바, 그 고정부재(10)는 용기입구(20)의 내주연에 끼워지게 되며, 그 고정부재(10)의 내부에는 나노 실버 코팅부재(14)의 상단이 끼워진다.

상기 나노 실버 코팅부재(14)는 내부에 중공부(12)가 형성되어져 있으며, 그 외주연에 다수개의 유통공(8)이 천공되어져 있으며, 그 상단에는 상기 고정부재(10)의 안착턱(11)에 결합되는 걸림턱(18)이 형성되어져 있다. 따라서, 상기 고정부재(14)를 일반 음용수 용기(2)의 입구(20)에 끼워넣은 상태에서, 상기 나노 실버 코팅부재(14)를 그 고정부재(14)의 내측을 통해 고정시킬 수 있게 된다.

그러면, 상기 나노 실버 코팅부재(14)는 상기 음용수 용기(2)의 내부에 길이방향으로 설치되게 되므로 저장된 저장수(16)를 살균할 수 있으며, 바이러스의 발생을 억제케 한다. 또한, 저장수를 마시는 경우에는 용기의 뚜껑(6)을 제거한 후에 용기입구(20)를 입에 대고 마시면 내부에 저장된 저장수(16)가 상기 나노 실버 코팅부재(14)에 천공된 유통공(8)을 통해 나노 실버 코팅부재(14)의 내부로 유입되어 용기입구(20)로 흘러나오게 되어 저장수를 마실 수 있게 된다.

또한, 상기 나노 실버 코팅부재(14)의 세척시에는 상기 용기의 뚜껑(6)을 제 거한 후 상기 고정부재(10)를 용기입구(20)로부터 분리시키면 상기 고정부재(10)의 내부에 고정된 나노 실버 코팅부재(14)도 고정부재(10)와 함께 분리되게 된다. 그러면, 용이하게 상기 고정부재(10) 및 나노 실버 코팅부재(14)를 세척할 수 있게 된다.

한편, 상기 고정부재(10)와 나노 실버 코팅부재(14)를 이탈하여 다른 일반 음용수 용기(2)에 끼워넣어서 사용할 수도 있다. 최근에는 상기 음용수 용기(2)의 입구(20)의 내경이 표준화되어 있으므로 다양한 음용수 용기(2)에 상기 나노 실버 코팅부재(14)를 적용시켜 내부 저장수를 살균, 멸균, 바이러스 방지케 할 수 있으므로 편리하게 이용할 수 있다.

보다 상세하게, 나노 실버 코팅부재(14)에 행해지는 은나노 이온 클러스터 스퍼터링(sputtering) 공정은 고체 표면에 고 에너지의 입자를 충돌시키면 목표물질의 원자가 완전 탄성충돌에 의하여 운동량을 교환하면서 표면 밖으로 튀어나오게 하는 공정으로 이온(ion)물질의 원자간 결합에너지보다 큰 운동에너지로 충돌할 경우 이 이온의 충격에 의하여 물질의 격자간 원자가 다른 위치로 밀리게 되고 원자의 표면탈출이 발생하게 되는 공정을 이용하게 되는 것이다.

다시 말해, 진공이 유지된 쳄버내에 아르곤 가스(Ar)을 흘려주면서 목표물질(cathode)에 직류전원을 인가하면, 증착하고자 하는 코팅물과 목표물질 사이에 플라즈마가 발생한다. 이러한 플라즈마 내에는 고출력 직류 전류계에 의해서 음극(cathode)으로 가속되어 목표물질 표면에 충돌하게 되며, 이러한 충돌에너지에 의해 목표물질의 원자가 튀어 오르게 된다.

이러한 스퍼터링 공정은 그 종류에 따라 RF스퍼터링 방법, 마그네트론 스퍼터링 방법, 이온 스퍼터링 방법 등이 있으며 각각의 목적에 따라 표면의 이온화를 증가시키기 위한 여러 방법이 채택되고 있다.

본 고안의 일 실시예에 따른 음용수용 용기내부의 나노 실버 코팅부재(14)에 은나노를 진공 증착하기 위한 방법으로는 상기한 RF 스퍼터링 방법, 마그네트론 스퍼터링 방법, 이온 스퍼터링 방법중 어떤 방법을 사용하여도 무관하나, 특히 이온 스퍼터링이나 RF 스퍼터링 방법을 적용함이 바람직하다.

이하, 본 고안의 일실시예에 따른 음용수 용기 내부의 나노실버 코팅부재에 은나노 진공 증착과정으로 이온 스퍼터링 방법을 기술한다.

이온 스퍼터링의 경우, 초기에는 진공증착과 동일한 10^-5~10^-7Torr정도의 진공도를 유지하나 플라즈마를 발생시킬 수 있는 아르곤 가스를 진공실 압력이 100² Torr 될 때까지 유입시키고, 표적재료에 높은 부전압(-500V~-5000V)을 걸어 음극으로 만든다. 이때, 아르곤 가스가 유입된 플라즈마 상태의 영역을 CDS라 한다.

그리고, 통상적인 글로우 방전에 의해 발생한 높은 에너지(1000eV)를 가진 불활성가스 양이온이 음극으로 대전된 표적재료인 은나노 입자 표면에 충돌하여 표적재료인 은나노를 원자형태로 방출시키며 진공 증착의 경우보다 높은 10 ~ 40eV 정도 에너지를 가진 증기상이 피처리물 측으로 이동하여 응축되게 함으로써 코팅층을 형성하는 방법이다.

게다가 본 고안은 은나노 스퍼터링 처리된 나노 실버 코팅부재(14)를 적용하여 음용수 용기 내부에 장착함으로써 용기내부의 음용수에 탈취 및 살균의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 비 표적물이고 순수 100% PET이용하되 은나노 코팅두께가 50nm 내지 500nm인 것이 바람직하다. 이러한 코팅두께는 글로우 방전시 필요한 전계전압 및 살균 효과를 고려하여 정해진 범위로서, 은나노 코팅두께가 50nm 내지 500nm이면, 적정한 전계전압을 이용할 수 있으며, 살균 효과에서도 해당 부피의 음용수를 살균하기에 충분한 정도이다.

본 고안의 방법에 사용되는 스퍼터링 방법을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

클러스터 이온 스퍼터링은 에너지를 가진 입자에 의해 플라즈마 상태에서 이온화된 원자가 가속되어 은나노입자에 충돌하게 되고, 그로 인해 이탈된 은나노 원자들이 코팅하고자 하는 물체인 스트로우의 표면에 증착된다.

다시 말해, 피처리물과 마주보는 기판 표면(알루미늄 박판)에서 불활성 가스인 아르곤 가스가 글로우 방전에 의하여 플라즈마를 형성하고 음극인 표적재료 표면에 아르곤 이온이 충돌하는 이온 폭격을 일으켜 은나노 입자가 증기상으로 방출하게 되는 것이다.

보다 상세하게, 상기 이온 스터터링의 경우, 초기에는 진공증착과 동일한 10^-5 ~10^-7 토르정도의 진공도를 유지하나 플라즈마를 일으킬 수 있는 아르곤 가스가 진공실 압력이 100²Torr 될 때까지 아르곤 가스를 유입시키고, 표적재료에 높은 부전압(-500V~-500V)을 걸어 음극으로 만든다. 이때, 아르곤 가스가 유입된 플라즈마 상태의 영역을 CDS(112)라 한다.

이때, 정규 글로우 방전에 의해 발생한 높은 에너지(1000eV)를 가진 불활성가스 양이온(114)이 음극으로 대전된 표적재료인 은나노입자 표면(110)에 충돌하여 표적재료인 은나노를 원자형태(116)로 방출시키며 진공 증착의 경우보다 높은 10 ~ 40eV 정도 에너지를 가진 증기상이 피처리물(나노실버 코팅부재)쪽으로 이동하여 응축되게 함으로써 표면층(118)을 형성하는 방법이다.

이러한 방법은 화학적 혹은 열적반응 과정이 아니며 물리적 과정에 의해 (운동량을 이용) 증기상을 만드는 방법으로 재질에 무관하게 표적재료로 사용할 수 있는 장점이 있으며 일반적으로 DC방법을 사용하나 비전도성 표적재료의 경우에는 AC과정인 RF전위를 이용하여 스퍼터링한다.

본 고안에서 적용하는 클러스터 이온 소스를 적용하는 클러스터 스퍼터링은 사이즈를 자유자재로 스퍼터링하여 안정된 나노구조의 클러스터를 제어함으로써 순수한 박막증착을 구현할 수 있다.

그리고 본 방법은 코팅전 피처리물을 양극으로 활용하여 글로우 방전시키므로 스퍼터링에 의한 표면의 산화물 및 불순물의 제거가 가능하고 표면의 활성화로 코팅층의 접착성이 우수한 효과가 발생된다.

상기한 구성의 본 고안의 일실시예에 따른 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기(2)는 은나노 코팅이 이루어진 나노 실버 코팅부재(14)를 충분히 음용수 용기(2)의 내부에 침수될 수 있도록 나노 실버 코팅부재(14)를 용기(2)의 길이방향으로 입설된 상태로 고정시킴으로써 내부에 저장된 저장수(16) 전체에 고른 살균효과를 제공할 수 있다.
또한, 상기 나노 실버 코팅부재(14)의 세척시에는 상기 용기의 뚜껑(6)을 제거한 후 상기 고정부재(10)를 용기입구(20)로부터 분리시키면 상기 고정부재(10)의 내부에 고정된 나노 실버 코팅부재(14)도 고정부재(10)와 함께 분리되게 된다. 그러면, 용이하게 상기 고정부재(10) 및 나노 실버 코팅부재(14)를 세척할 수 있게 된다.

한편, 본 고안의 실시예에 따른 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기는 단지 상기한 실시예에 한정되는 것이 아니라 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변경이 가능하다.

상기한 바와 같이, 본 고안에 따른 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기는 스퍼터링 공정을 이용한 은나노 증착방법을 통해 음용수 용기의 내부에 은나노 증착 코팅부재를 설치하여, 살균 및 멸균, 바이러스 발생을 억제하는 효과가 있으며, 용기의 내부에 나노 실버 코팅부재를 용이하게 착탈할 수 있으므로 세척이 편리하고, 일반 용기의 내부에 쉽게 나노 실버 코팅부재를 삽입하여 사용할 수 있으므로 사용상 편의성이 매우 높다는 장점이 있다.

Claims

저장수를 내부에 저장하기 위한 용기몸체(4)가 구비되어져 있으며, 그 용기몸체(4)의 상단 입구부 내주연에 삽입되고, 그 상단에 안착턱(11)이 구비된 고정부재(10)와; 그 고정부재(10)의 내주연에 삽입되고 상기 안착턱(11)에 안착되도록 그 상단에 수직으로 절곡된 걸림턱(18)이 형성되어져 있으며, 용기 내부에 수직으로 입설되게 설치되고 내부에 중공부(12)가 형성되어져 있고, 외표면에 다수개의 유통공(8)이 형성되며 외표면에 은나노 코팅층이 형성된 나노 실버 코팅부재(14)가 저장수에 침수되도록 이루어짐으로써 저장수의 살균 및 멸균을 통해 저장수의 장기 보관이 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기.
제 1 항에 있어서, 상기 나노 실버 코팅부재(14)는 10^-5 ~10^-7 토르(Torr:저항기체의 압력단위)정도의 진공도하에서 진공실 압력이 100² Torr 될 때까지 아르곤 가스를 유입시키고, 표적재료인 은나노 입자에 -500V ~ -5000V의 부전압을 가하여 글로우방전을 진행시키며, 상기 글로우 방전에 의해 발생되는 상기 아르곤 가스의 양이온을 음극으로 대전된 표적재료인 은나노 입자표면에 충돌시키고, 상기 은나노 입자와 상기 아르곤가스의 충돌로 은나노 입자가 증기상태의 원자형태로 방출되며, 상기 코팅부재의 표면에 증기상의 플라즈마 영역에서 은나노 코팅이 이루어지게 된 것을 특징으로 하는 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기.
제 2 항에 있어서, 상기 나노 실버 코팅부재는 상기 아르곤가스의 양을 조절하여 은나노 코팅 두께를 조절하는 것을 특징으로 하는 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기.
제 2 항에 있어서, 상기 나노 실버 코팅부재는 은나노 코팅층의 두께가 50nm 내지 500nm 인 것을 특징으로 하는 나노 실버 코팅부재가 구비된 음용수 용기.