KR20060124838A - 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유리 용기 표면 상에 나노 실버를 코팅하여 항균 및 살균 효과를 배가시킬 수 있는 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따른 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법은 유리 용기를 준비하는 단계와, 상기 유리 용기의 표면 상에 용제, 천연수지, 실리카 바인더, 나노 실버 용액 등으로 구성되는 표면 코팅제를 도포하는 단계와, 상기 표면 코팅제가 도포된 유리 용기에 대하여 제 1 열처리 공정을 진행하여 상기 용제를 휘발시키는 단계와, 상기 제 1 열처리 공정이 완료된 유리 용기에 대하여 제 2 열처리 공정을 진행하여 상기 천연수지와 상기 나노 실버 용액 내에 함유되어 있는 나노 실버 입자로 구성되는 도막층 및 상기 도막층과 유리 용기 표면 사이에 개재되는 실리카 층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
나노, 실버, 용기

Description

나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법{Method for manufacturing nano silver coated-glass vessel}
도 1은 본 발명에 따른 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법을 설명하기 위한 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 단면 모식도.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>
201 : 유리 용기 202 : 실리카 층
203 : 천연수지 204 : 나노 실버 입자
본 발명은 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유리 용기 표면 상에 나노 실버를 코팅하여 항균 및 살균 효과를 배가시킬 수 있는 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법에 관한 것이다.
은(Silver, Ag)은 동서양을 막론하여 예로부터 살균 재료로 널리 사용되어 왔다. 고대 이집트에서는 살균 소독을 위해 은 판자를 사용했다고 하며 미국 서부개척시대에는 우유 그릇 속에 은화를 넣어 우유를 오래 보관했다고 한다. 또한, 인도에서는 부패하기 쉬운 음식은 은막으로 싸서 보관하기도 한다.
우리나라의 경우, 동의보감에 은이 간질 및 경기 및 정신질환과 냉대하와 같은 부인병 예방 및 치료에 효험이 있다고 하며 본초강목에는 은을 몸에 지니고 있으면 오장이 편안하고 심신이 안정되며 나쁜 기를 내쫓고 몸을 가볍게 해 명을 길게 한다고 되어 있다.
최근, 이러한 은과 나노 기술(Nano technology)이 접목된 '나노 실버(Nano silver)' 기술이 각광받고 있다. 나노 실버 기술은 살균에 탁월한 작용을 하는 은을 적은 양을 사용하여 높은 효과를 발휘하는 것을 목적으로 한다. 나노 실버 기술은 현재, 냉장고, 에어컨, 세탁기, 공기청정기, 김치냉장고와 같은 백색 가전에 적용되어 현재 많은 제품들이 출시되고 있다.
한편, 음식물, 음료 등을 보관하기 위해 유리 용기가 널리 사용되고 있는데 이러한 유리 용기는 음식물, 음료 등과 같은 내용물의 일정 시간 이상의 안정적인 보관을 위해 용기의 밀폐가 요구되며, 내용물과 접하는 용기 내측면에는 항균 역할을 수행하는 유기화합물 코팅제가 코팅된다.
용기의 밀폐 및 유기화합물 재질의 코팅제의 코팅을 통해 소정 기간 동안 용기 내의 내용물의 변질을 방지할 수 있으나, 장기간 보관시 상기 용기의 내측면에 코팅되었던 유기화합물 코팅제가 내용물과의 반응 또는 온도에 의한 변질 가능성이 없지 않다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 유리 용기 표면 상에 나노 실버를 코팅하여 항균 및 살균 효과를 배가시킬 수 있는 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법은 유리 용기를 준비하는 단계와, 상기 유리 용기의 표면 상에 용제, 천연수지, 실리카 바인더, 나노 실버 용액 등으로 구성되는 표면 코팅제를 도포하는 단계와, 상기 표면 코팅제가 도포된 유리 용기에 대하여 제 1 열처리 공정을 진행하여 상기 용제를 휘발시키는 단계와, 상기 제 1 열처리 공정이 완료된 유리 용기에 대하여 제 2 열처리 공정을 진행하여 상기 천연수지와 상기 나노 실버 용액 내에 함유되어 있는 나노 실버 입자로 구성되는 도막층 및 상기 도막층과 유리 용기 표면 사이에 개재되는 실리카 층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 용제는 전체 표면 코팅제 중량 대비 65∼90 wt% 이고, 상기 천연수지는 0.1∼30 wt% 이고, 상기 실리카 바인더는 0.1∼10 wt% 이고, 상기 나노 실버 용액은 1∼20 wt% 이다.
바람직하게는, 상기 용제는 디-리모닌(D-Limonene)을 함유하는 오렌지 오일이다.
바람직하게는, 상기 천연수지는 카다놀을 포함한다.
바람직하게는, 상기 나노 실버 용액은 50nm 이하의 나노 실버 입자가 소정의 고분자 물질에 함유되는 콜로이드상의 용액이다.
바람직하게는, 상기 나노 실버 용액의 나노 실버 입자의 농도는 500∼2000ppm 이다.
바람직하게는, 상기 제 1 열처리 공정은 80∼120??의 온도 하에서 5∼15분간 진행한다.
바람직하게는, 상기 제 2 열처리 공정은 200∼350??의 온도 하에서 5∼15분간 진행한다.
본 발명의 특징에 따르면, 음식물, 음료 등의 내용물을 보관하는 유리 용기에 있어서 유리 용기 표면 상에 나노 실버 입자들을 안정적으로 고착시켜 항균 및 살균 작용을 극대화하여 내용물의 장기간 보관을 담보할 수 있게 된다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 나노 실버가 코팅된 유리 용기를 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법을 설명하기 위한 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 단면 모식도이다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이 나노 실버가 함유된 표면 코팅제를 조제한다 (S101). 상기 표면 코팅제는 용제, 천연수지, 실리카 바인더, 나노 실버 용액이 포함되어 구성된 혼합물이다. 상기 표면 코팅제의 구체적인 조성비 및 표면 코팅제를 구성하는 각 구성요소의 역할을 설명하면 다음과 같다.
상기 용제는 기본적으로 표면 코팅제를 구성하는 제반 구성요소의 용제로써의 역할을 수행하며 이에 부가하여, 표면 코팅제의 점도 조절 역할을 수행한다. 상기 용제는 천연 물질의 용제가 사용되는 것이 바람직하며 구체적으로, 디-리모닌(D-Limonene)이 90% 이상 함유된 오렌지 오일이 사용될 수 있다. 또한, 상기 용제는 전체 표면 코팅제 질량 대비 65∼90 wt% 정도 사용되는 것이 바람직하다.
상기 천연수지는 후술하는 소성 공정에 의해 상기 나노 실버 용액에 함유되어 있는 나노 실버 입자들과 함께 소정의 도막층을 형성하여 상기 나노 실버 입자들을 안정적으로 고정화시키는 역할을 수행한다. 상기 천연수지는 천연 카다놀이 사용될 수 있으며, 상기 천연수지의 전체 표면 코팅제 대비 함유량은 0.1∼30 wt% 정도가 바람직하다.
상기 실리카 바인더는 상기 나노 실버 입자들과 천연수지로 구성되는 소정의 도막과 유리 표면 사이를 매개하여 상기 도막층을 유리 표면 상에 접착시키는 역할을 수행하며, 전체 표면 코팅제 질량 대비 0.1∼10 wt% 정도 사용되는 것이 바람직하다.
상기 나노 실버 용액은 50nm 이하의 입자 크기를 갖는 나노 실버 입자들이 소정의 폴리머 내에 포함된 콜로이드상의 용액이 사용되는 것이 바람직하다. 콜로이드상의 나노 실버를 사용하는 이유는 나노 실버 입자의 보존 기간을 늘리고, 분 말 형태의 나노 실버 입자 사용시 사람의 호흡기 내로 나노 실버 입자가 흡입되어 인체에 악영향을 끼치는 것을 방지하기 위함이다. 한편, 상기 콜로이드상의 나노 실버 용액은 500∼2000ppm 정도의 나노 실버 농도가 적당하며, 전체 표면 코팅제 질량 대비 상기 나노 실버 용액의 중량은 1∼20% 정도가 바람직하다.
상기와 같은 구성요소들로 구성되는 표면 코팅제가 준비되면 상기 표면 코팅제의 유리 용기 표면 상으로의 도포 과정이 진행된다(S102). 상기 표면 코팅제의 도포는 크게 두 가지 방법을 이용할 수 있다. 하나는 스프레이 방식으로서, 상기 유리 용기의 표면 상에 상기 표면 코팅제를 뿌려 표면 코팅제를 피복하는 방법이고, 다른 하나는 디핑(deeping) 방식으로서, 표면 코팅제 용액이 담겨져 있는 소정의 표면 코팅제 저장조에 피복하고자 하는 유리 용기를 담그어 해당 유리 용기의 표면 상에 표면 코팅제를 피복하는 방법이다.
이와 같이 유리 용기의 표면 상에 표면 코팅제가 피복된 상태에서 열처리 과정이 진행된다. 상기 열처리 과정은 세부적으로 제 1 열처리 공정과 제 2 열처리 공정으로 구분되며 상기 제 1 열처리 공정은 예열 공정, 제 2 열처리 공정은 소성 공정으로 칭하기로 한다. 상기 예열 공정과 소성 공정은 터널 킬른(tunnel type kiln)과 같은 소정의 열처리 장치를 통해 진행된다.
먼저, 상기 예열 공정은 상기 표면 코팅제가 피복된 유리 용기를 상기 열처리 장치 내에 안착시킨 상태에서 80∼120??의 온도 하에서 5∼15분간 진행된다(S103). 상기 예열 공정을 통해 상기 표면 코팅제를 구성하는 용제 예를 들어, 천연 용제인 오렌지 오일이 휘발된다(S104).
상기 예열 공정이 완료된 상태에서, 200∼350??의 온도 하에서 5∼15분간 열처리하는 소성 공정이 진행된다(S105). 여기서, 상기 예열 공정과 소성 공정은 동일한 열처리 장치 내에서 연속적으로 진행되거나 예열 공정 및 소성 공정이 개별적으로 진행될 수도 있다.
상기 소성 공정을 통해 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 천연수지(203)와 나노 실버 입자(204)들은 소정의 도막층(205)을 형성하여 상기 나노 실버 입자(204)들이 상기 도막층(205) 내에 안정적으로 고정화되며 상기 도막층(205)과 유리 용기(201)의 표면 상에는 실리카 층(202)이 개재되어 상기 나노 실버 입자들이 함유되어 있는 도막층이 상기 유리 용기의 표면 상에 접착되도록 한다(S106).
한편, 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조된 나노 실버가 코팅된 유리 용기를 대상으로 항균력 시험을 진행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 항균력 시험 방법으로 필름 압착법을 이용하였으며 시험 대상 균주는 대장균(Escherichia coli ATCC 8739)과 포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC 6538)이다.
항균력 시험 방법을 구체적으로 설명하면, 상기 대장균과 포도상구균을 대상으로 각각 대조군과 시험군(본 발명의 유리 용기) 시료를 준비하고 각각의 대조군 및 시험군 시료에 전배양한 균액을 일정 농도로 접촉한 직후 회수한 현탁액으로부터 초기 균수를 측정한 다음, 접종 직후 24시간 동안 37??로 유지되는 인큐베이터에서 배양 후 회수하여 잔존 균수를 측정하였다. 참고로, 상기 대조군은 멸균백을 사용하였으며 각 시료의 크기는 5cm x 5cm 이다.
상기 항균력 시험의 결과는 아래의 <표 1>과 같으며, 항균력을 구하는 공식 은 다음의 <수학식 1>과 같다.
항균력(%) = 100 x (대조군 24시간 후의 균수 - 시험군 24시간 후의 균수) /
(대조군 24시간 후의 균수)
균주명 시료 초기균수 (CFU/㎖) 24시간후의 균수 (CFU/㎖) 항균력 (%)
Escherichia coli (ATCC 8739) 대조군 2.3 x 106 1.2 x 107 -
시험군 2.4 x 106 3.1 x 102 99.9
Staphylococcus aureus (ATCC 6538) 대조군 4.3 x 105 2.1 x 106 -
시험군 4.3 x 105 1.0 x 102 99.9
상기 <표 1>에 나타난 바와 같이 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 유리 용기 즉, 나노 실버가 코팅된 유리 용기(시험군)의 경우 대장균 및 포도상구균에 대한 항균력이 매우 우수함을 알 수 있다.
본 발명에 따른 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.
음식물, 음료 등의 내용물을 보관하는 유리 용기에 있어서 유리 용기 표면 상에 나노 실버 입자들을 안정적으로 고착시켜 항균 및 살균 작용을 극대화하여 내용물의 장기간 보관을 담보할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 유리 용기를 준비하는 단계;
    상기 유리 용기의 표면 상에 용제, 천연수지, 실리카 바인더, 나노 실버 용액으로 구성되는 표면 코팅제를 도포하는 단계;
    상기 표면 코팅제가 도포된 유리 용기에 대하여 제 1 열처리 공정을 진행하여 상기 용제를 휘발시키는 단계;
    상기 제 1 열처리 공정이 완료된 유리 용기에 대하여 제 2 열처리 공정을 진행하여 상기 천연수지와 상기 나노 실버 용액 내에 함유되어 있는 나노 실버 입자로 구성되는 도막층 및 상기 도막층과 유리 용기 표면 사이에 개재되는 실리카 층을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 용제는 전체 표면 코팅제 중량 대비 65∼90 wt% 이고, 상기 천연수지는 0.1∼30 wt% 이고, 상기 실리카 바인더는 0.1∼10 wt% 이고, 상기 나노 실버 용액은 1∼20 wt% 인 것을 특징으로 하는 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 용제는 디-리모닌(D-Limonene)을 함유하는 오렌지 오일인 것을 특징으로 하는 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 천연수지는 카다놀을 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 나노 실버 용액은 50nm 이하의 나노 실버 입자가 소정의 고분자 물질에 함유되는 콜로이드상의 용액인 것을 특징으로 하는 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 나노 실버 용액의 나노 실버 입자의 농도는 500∼2000ppm 인 것을 특징으로 하는 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 열처리 공정은 80∼120??의 온도 하에서 5∼15분간 진행하는 것을 특징으로 하는 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 열처리 공정은 200∼350??의 온도 하에서 5∼15분간 진행하는 것을 특징으로 하는 나노 실버가 코팅된 유리 용기의 제조방법.
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