KR20160036115A - 항균복합층이 구비된 제품의 코팅구조 및 그의 코팅방법 - Google Patents

항균복합층이 구비된 제품의 코팅구조 및 그의 코팅방법 Download PDF

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김성철
조용석
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김성철
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Abstract

본 발명은 항균복합층이 구비된 제품의 코팅구조 및 그의 코팅방법에 관한 것으로서, 제품에 항균물질과 이산화규소가 혼합된 항균복합층을 스퍼터링 방식으로 코팅함에 따라 상기 제품에 항균복합층의 코팅이 용이하게 형성되고, 작업 효율성 및 생산성이 향상되며, 내지문성 및 항균성을 향상시키도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 제품의 표면에 스퍼터링 방식에 의해 형성된 항균물질과 이산화규소가 혼합된 상태로 코팅되는 항균복합층; 상기 항균복합층의 표면에 코팅되어 내지문성 코팅층;으로 구성된 것이다.
또한, 본 발명은 치구에 제품을 장착하는 단계; 항균물질과 규소가 각각 장착된 각 음극전극이 설치된 진공챔버 내로 치구를 장입하는 단계; 진공챔버의 내부를 진공상태로 형성하는 단계; 진공챔버 내로 아르곤가스와 반응성가스를 투입하는 단계; 항균물질과 규소가 각각 넣어진 각 음극전극에 전압을 인가하는 단계; 아르곤가스에 의해 항균물질과 규소의 원자나 분자가 스퍼터링되면서 반응성가스와 결합하여 항균물질과 이산화규소를 형성하는 단계; 항균물질과 이산화규소가 혼합된 상태로 제품의 표면에 코팅되면서 항균복합층을 형성하는 단계; 항균복합층의 표면에 내지문성 코팅층을 형성하는 단계; 항균복합층과 내지문성 코팅층이 형성된 제품이 장착된 치구를 진공챔버의 외부로 빼내는 단계;로 이루어진 것이다.

Description

항균복합층이 구비된 제품의 코팅구조 및 그의 코팅방법{coating structurre for product having antimicrobialx composite Layer and coating method thereof}
본 발명은 코팅 대상물인 제품에 항균물질과 이산화규소가 혼합된 항균복합층을 스퍼터링 방식으로 코팅함에 따라 상기 제품에 항균복합층의 코팅이 용이하게 형성됨은 물론 코팅에 따른 작업 효율성 및 생산성이 향상되고, 상기 제품의 내지문성 및 항균성을 향상시키도록 하는 항균복합층이 구비된 제품의 코팅구조 및 그의 코팅방법에 관한 것이다.
일반적으로, 화면을 터치하여 사용하도록 터치패널이 구비된 휴대폰이나 노트북 및 태블릿PC, 키오스크 등의 각종 전자제품 또는, 여러 사람의 신체 접촉이 많은 의료용품이나 버스 손잡이 등의 제품을 사용할 때 상기의 제품에 사용자의 손이나 얼굴 등의 신체가 접촉될 경우 상기 신체에 있는 손때나 기름 및 화장품 등의 이물질이 부착되거나 또는 터치하는 손의 자국 즉, 지문과 같은 표식이 제품에 남아 있게 된다.
상기의 제품에 이물질이 부착되거나 또는 자국이 남아 있음으로 인해 상기 제품의 표면이 더러워지는 현상이 발생할 뿐만 아니라, 상기 제품에 부착되는 이물질 중 인체에 유해한 대장균이나 포도상구균 등과 같은 각종 병원균(세균)의 발생 및 번식할 수 있음에 따라 상기 제품에 피부가 접촉될 경우 상기의 세균에 의한 피부 트러블 및 각종 질병이 발생할 수 있다.
상기 제품에 자국이 남지않도록 내지문성 코팅방법으로는, 상기 제품의 표면에 미세 요철을 형성시켜 지문 방지효과를 얻는 AG(Anti-Glare)코팅방법, 지문 접착시 지문성분을 퍼지게 하는 IF(Invisible-Fingerprint)코팅방법, 세척성 및 슬립감 향상을 위해 스프레이를 분사 및 증착하는 코팅과 AF(Anti-Fingerprint)코팅방법 등이 있는데, 상기의 코팅방법들은 내지문성에는 효과가 있으나, 상기 제품에 부착되는 이물질에 의한 제품의 오염 및 제품에 세균이 발생, 번식하는 것을 방지할 수 없다.
그래서, 이를 방지하기 위해 국내 공개실용신안공보 제20-2013-0006648호 '층간 항균층이 구비된 멀티코팅'이 개재되어 있는바, 상기의 층간 항균층이 구비된 멀티코팅은, 이-빔(E-Beam)방식의 층 구조 즉, 광반사율을 감소시켜 광투과율을 높이도록 고굴절물질층과 저굴절물질층이 교번하여 복수 층으로 반복 형성된 멀티코팅층과, 상기 멀티코팅층의 상면에 형성되어 멀티코팅층과 항균층을 연결하는 매개층인 베이스층과, 상기 베이스층의 상면에 형성되어 세균증식을 억제하는 항균층과, 상기 항균층의 상에 적층되어 항균층의 내구성을 향상시키기 위한 보호층으로 구성되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 항균물질 코팅은 제품의 내지문성 및 항균성은 있으나, 상기 제품의 표면에 복수 개의 층 즉, 고굴절물질층과 저굴절질층이 교번하여 복수 층을 반복 형성된 멀티코팅층과, 베이스층 및 항균층과 보호층 등 여러 번의 작업을 통해 각각 코팅하여야 함에 따라 상기 제품의 코팅 작업 공수가 늘어남으로 인한 작업의 어려움이 있음은 물론 작업 효율성 및 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.
국내 공개실용신안공보 제20-2013-0006648호(2013.11.20.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술에서의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 코팅 대상물인 제품에 은, 아연, 구리, 주석, 백금, 바륨, 마그네슘, 게르마늄, 티탄, 칼슝 중 어느 하나 또는, 2개 이상이 혼합된 항균물질과 이산화규소(SiO2)가 혼합된 항균복합층을 스퍼터링(sputtering) 방식으로 코팅함으로써, 상기의 제품에 항균복합층의 코팅 작업이 용이함에 따라 작업 효율성 및 생산성이 향상될 뿐만 아니라, 상기 제품의 내지문성 및 항균성을 향상시키도록 하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제품의 표면에 스퍼터링 방식에 의해 플라즈마 형태로 형성된 항균물질과 이산화규소가 혼합된 상태로 코팅되는 항균복합층; 상기 항균복합층의 표면에 코팅되어 내지문성 코팅층;으로 구성된 것을 특징으로 하는 항균복합층이 구비된 제품의 코팅구조가 제공된다.
또한, 본 발명은, 치구에 코팅하고자 하는 제품을 장착하는 단계; 항균물질이 장착된 음극전극과 규소가 장착된 음극전극이 각각 설치된 진공챔버 내로 상기 제품이 장착된 치구를 장입하는 단계; 스퍼터링 조건을 설정 및 진공챔버의 내부를 진공상태로 형성하는 단계; 상기 진공챔버 내로 아르곤가스와 반응성가스를 투입하는 단계; 상기 항균물질과 규소가 각각 장착된 각 음극전극에 전압을 인가하는 단계; 상기 아르곤가스에 의해 항균물질과 규소의 원자나 분자가 스퍼터링되면서 반응성가스와 결합하여 항균물질과 이산화규소를 형성하는 단계; 상기 항균물질과 이산화규소가 혼합된 상태로 제품의 표면에 부착 코팅되면서 항균복합층을 형성하는 단계; 열저항 가열식 방법을 이용하여 상기 항균복합층의 표면에 내지문성 코팅액을 코팅하여 내지문성 코팅층을 형성하는 단계; 상기 항균복합층과 내지문성 코팅층이 형성된 제품이 장착된 치구를 진공챔버의 외부로 빼내는 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 항균복합층이 구비된 제품의 코팅방법이 제공된다.
상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 진공챔버 내에서 스퍼터링(sputtering) 방식으로 코팅 대상물인 제품에 은, 아연, 구리, 주석, 백금, 바륨, 마그네슘, 게르마늄, 티탄, 칼슝 중 어느 하나 또는, 2개 이상이 혼합된 항균물질을 형성 및 규소를 이산화규소(SiO2)로 형성하여 상기의 항균물질과 이산화규소가 혼합된 상태로 제품의 표면에 코팅되어 항균복합층을 형성하고, 상기 항균복합층의 표면에 열저항 가열식 방법을 이용하여 내지문성 코팅층을 형성함으로써, 상기 진공챔버 내에서 한 번의 작업으로 제품에 항균복합층 및 내지문성 코팅층을 견고한 상태로 밀착 코팅하므로 인해 코팅 작업이 매우 손쉽고 용이하게 이루어지고, 상기 코팅작업에 따른 작업 효율성 및 생산성이 향상되는 효과가 있다.
또한, 제품에 코팅된 내지문성 코팅층에 의하여 상기 제품을 사용하는 과정에서 제품의 표면에 지문이나 자국 등이 남지 않음에 따라 상기 제품을 항상 깨끗한 상태를 유지할 수 있는 등 제품의 내지문성이 향상될 뿐만 아니라, 상기 제품에 코팅된 항균복합층에 의하여 상기 제품의 표면에 이물질의 부착 방지 및 각종 병원균(세균)의 발생이나 번식을 방지함에 따라 피부 트러블이나 각종 질병의 발생이 일어나지 않도록 하는 항균성이 향상되는 효과도 있다.
도 1은 본 발명 제품에 항균복합층과 내지문성 코팅층이 코팅된 구조를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명 제품에 항균복합층을 코팅하기 위한 진공챔버의 내부구조를 나타낸 구조도.
도 3은 본 발명 진공챔버 내에서 제품이 장착된 지그를 설치하는 상태를 나타낸 설치상태도.
도 4는 본 발명 제품에 항균복합층을 스퍼터링 방식으로 코팅하는 상태를 개략적으로 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명 제품에 항균복합층과 내지문성 코팅층을 코팅하는 방법을 나타낸 블록도.
이하, 본 발명에 따른 항균복합층이 구비된 제품의 코팅구조 및 그의 코팅방법은 첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 코팅 대상물인 제품(10)의 표면에는 스퍼터링(sputtering) 방식을 이용하여 아르곤가스에 의해 항균물질과 규소(Si)의 원자나 분자(M)가 스퍼터링(sputtering)되면서 반응성가스와 결합하여 항균물질과 이산화규소(SiO2)로 형성 및 상기 항균물질과 이산화규소가 혼합된 산화막이 코팅되는항균복합층(20)이 형성되어 있다.
상기 항균복합층(20)의 표면에는 항균복합층(20)을 보호함은 물론 제품10)의 표면에 이물질에 의한 오염방지 및 지문나 자국 등이 남아 있지 않도록 열저항 가열식 방법을 이용하여 내지문성 코팅액을 코팅하여 내지문성 코팅층(30)이 형성되어 있다. 상기 내지문성 코팅층(30)은 불소계열, 실리콘 계열의 방오코팅층으로 형성되어 있다.
상기 항균복합층(20)의 항균물질은 은(Ag), 아연(Zn), 구리(Cu), 주석(Sn), 백금(Pt), 바륨(Ba), 마그네슘(Mg), 게르마늄(Ge), 티탄(Ti), 칼슘(Ca) 중 어느 하나로 형성하거나 또는, 2개 이상이 혼합되어 있다.
상기 항균복합층(20)의 두께는 80~300Å로 형성되어 있는데, 상기 항균복합층(20)의 두께가 80Å이하로 형성되면 항균성능에 있어 불안정한 기능을 보이는 문제가 있고, 상기 항균복합층(20)의 두께가 300Å이상으로 형성되면 항균성은 뛰어나나 가시광선 투과율이 감소되어 모바일기기 디스플레이 패널용으로는 적합하지 않으며 최종 구성된 막 자체의 내구성이 저하되는 문제가 있다.
상기 제품(10)의 표면에 플라즈마 형태의 항균물질과 이산화규소가 혼합된 산화막을 코팅 즉, 항균복합층(20)을 코팅하는 작업이 이루어지는 진공챔버(40)가 구비되어 있으며, 상기 진공챔버(40)의 외관은 원형이나 타원형 및, 다각형(삼각, 사각, 육각, 팔각 등) 등 작업목적이나 효과 및 여건 또는 구매자의 요구조건 등에 따라 다양한 형상으로 형성할 수 있다.
상기 진공챔버(40)는 진공 배기 기능이 갖춰져 있으며 아르곤 가스와 반응성가스를 유입시키기 위한 가스밸브(41)이 형성되어 있다.
상기 항균복합층(20) 및 내지문성 코팅층(30)를 형성하기 위한 제품(10)이 하나 또는 복수 개가 장착됨은 물론 상기 제품(10)이 장착된 상태로 진공챔버(40) 내로 삽입 및 탈거되는 치구(60)가 구비되어 있다.
상기 진공챔버(40) 내에는 제품(10)이 장착된 치구(60)를 삽입된 상태에서 고정하기 위한 구조물이 형성되어 있고, 상기 진공챔버(40)의 내부에는 항균물질이 장착 즉, 타켓(target) 방식으로 장착되는 제1음극전극(70)이 설치되어 있고, 상기 진공챔버(40)의 내부에는 규소가 장착 즉, 타켓(target) 방식으로 장착되는 제2음극전극(80)이 설치되어 있다.
상기 진공챔버(40) 내에는 열저항 가열식 방식으로 항균복합층(20)의 표면에 내지문성 코팅액이 담겨진 복수 개의 코팅액통(91)이 구비된 내지문 코팅장치(90)가 설치되어 있다.
상기 각 제1,2음극전극(70,80)은 진공챔버(40)의 내부 외주면에 설치되어 있고, 상기 내지문 코팅장치(90)는 진공챔버(40)의 중앙부에 설치되어 있는데, 상기 각 제1,2음극전극(70,80)과 내지문 코팅장치(90)는 상기에서와 같은 구조로 설치하는 것을 비롯하여 상기 진공챔버(40) 내에 다양한 방법으로 설치가능하다.
상기 제품(10)이 장착되는 치구(60)는 양극(+)을 띠는 양극전극으로 형성되어 있고, 상기 각 제1,2음극전극(70,80)은 음극(-)을 띠도록 형성되어 있다.
상기 제품(10)의 표면에 항균복합층(20)이 일정 두께로 균일하게 코팅할 수 상기 진공챔버(40) 내에서 항균물질과 규소를 스퍼터링 시간은 4~5분 정도이며, 상기 스퍼터링 시간을 4분 이하로 할 경우 일정 두께의 항균복합층(20)을 얻을 수 없으며, 상기 스퍼터링 시간을 5분 이상으로 할 경우 항균복합층(20)을 비롯한 전체적인 두께가 두꺼워짐은 물론 작업시간이 늘어나 작업 효율성이 저하된다.
또한, 상기 스퍼터링되면서 형성된 항균물질과 이산화규소의 비는 50:50wt%이고, 상기 조성비를 구성할 때 항균성능, 막 내구성능, 공정시간 등을 고려하며, 여기서 항균물질의 비율은 40~60wt%로 형성하는 것이 바람직하며, 상기 항균복합층(20)의 중량 가감시 즉, 각각의 제1,2음극전극(70,80)에 인가되는 전압을 조절하여 항균복합층(20)의 두께 가감시 항균성능은 최종 항균복합층의 두께에 따라 결정되나, 항균물질의 비율을 높일 시 내구성이 저하될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명은, 코팅하고자 하는 제품(10)을 하나 또는 복수 개를 치구(60)에 장착하고 나서 상기 치구(60)에 장착된 제품(10)의 표면으로 공기를 분사 즉, 에어건을 이용하여 이온화된 공기를 제품(10)의 표면으로 분사하여 상기 제품(10)의 표면에 있는 먼지 및 정전기를 제거한다.
이때, 상기 치구(60)에는 제품(10)을 양면테이프 및 고정지그를 사용하여 장착할 수 있는데, 상기 장착방법으로는 상기의 방법은 물론 치구(60)에 재품(10)을 견고하게 장착할 수 있다면 어떠한 방법으로 장착하여도 무방하고, 상기 치구(60) 및 장착방법에 따라 상기 제품(10)을 후술할 코팅하고자 하는 물질을 3D 또는 삼차원으로 코팅 가능하다.
상기 표면에 먼지 및 정전기가 제거된 제품(10)이 장착된 치구(60)를 도 3에서와 같이 진공챔버(40) 내로 장입 즉, 진공챔버(40)의 일면에 회동가능하게 설치된 도어(50)를 회동시켜 진공챔버(40)의 내부를 개방한 후 상기 개방된 진공챔버(40) 내로 제품(10)이 장착된 치구(60)를 장입하여 고정 설치한다.
그런 다음, 상기 진공챔버(40) 내에 제품(10)의 표면에 항균복합층(20)를 형성하기 위해 항균물질이 타켓 방식으로 장착된 제1음극전극(70) 및 규소가 타켓 방식으로 장착된 제2음극전극(80)을 고정 설치하고나서 스퍼터링 조건에 따른 설정을 한 후 상기 진공챔버(40) 측으로 도어(50)을 회동시켜 닫음으로 상기 진공챔버(40)의 내부를 진공상태로 형성한다.
여기서, 상기 진공챔버(40) 내에 코팅하고자 하는 제품(10)이 장착된 치구(60)를 장입 고정 설치하기 전에 상기 각 제1,2음극전극(70,80)을 먼저 설치할 수도 있는데, 이는 코팅 작업 목적이나 효과 및 여건 또는 작업자의 작업방법 등에 따라 다양한 방법으로 진행가능하도록 하기 위함이다.
상기 각 제1,2음극전극(70,80)은 진공챔버(40) 내에 고정 설치 또는 착탈가능하게 설치가능한 구조로 형성되어 있으며, 상기 진공챔배(40) 내에는 내지문성 코팅층(30)을 형성하기 위한 복수 개의 코팅액이 담겨진 코팅액통(91)이 구비된 내지문 코팅장치(90)가 설치되어 있다.
이와 같은 상태에서, 상기 도어(50) 또는 진공챔버(40)에 형성된 가스밸브(41)를 통해 상기 진공챔버(40) 내로 이온화된 아르곤(Ar)가스와 반응성가스를 투입하는데, 상기 반응성가스는 후술할 항균물질과 규소가 스퍼터링되면서 반응 형성되어 혼합된 항균물질과 이산화규소를 제품(10)의 표면에 부착 즉, 코팅하기 위해 산화막 형태로 형성하기 위한 산소 또는 질소 중 어느 하나를 선택하여 사용하며, 이중 산소를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 아르곤가스의 투입량은 최소로 하여 스퍼터링 속도 및 양을 조절하여 후술할 항균물질과 규소의 스퍼터링 작업이 원활하게 이루어지도록 한다. 상기 아르곤가스는 5~30sccm정도가 적정 투입량으로서, 상기 아르곤가스의 투입량이 30sccm이상이면 스터퍼링 속도가 높아져 항균복합층(20)의 두께 제어가 어려워 균일한 막을 얻을 수 없음은 물론 내구성이 저하되는 문제가 있다.
상기 제품(10)에 항균물질과 규소를 스퍼터링하기 전에 공정 프로세스에 따라 상기 진공챔버(40) 내로 투입된 아르곤가스는 상기 제품(10)의 표면을 플라즈마 에칭처리함으로써, 상기 제품(10)의 표면에 있을 수 있는 이물질 즉, 유기오염물질 등을 제거하도록 하여 상기 제품(10)의 표면에 스퍼터링되면서 반응성가스와 결합하여 형성된 항균물질과 이산화규소가 혼합된 산화막 즉, 항균복합층(20)의 밀착력을 향상시키도록 한다.
상기 아르곤가스와 반응성가스가 투입된 진공챔버(40) 내의 진공 적정 압력이 도달하게 되면 상기 항균물질과 규소가 각각 타켓 방식으로 장착된 각 제1,2음극전극(70,80)에 전압(음극)을 인가한다.
그러면, 상기 투입된 이온화된 아르곤가스(Ar)는 각 제1,2음극전극(70,80) 측으로 가속되어 상기 이온화된 아르곤가스에 의해 상기 항균물질과 규소는 스퍼터링되면서 상기 항균물질 및 규소의 원자나 분자(M) 형태로 떨어져 나와 반응성가스 이온과 반응하여 항균물질과 이산화규소(SiO2)로 변환되어 산화막으로 형성된다.
즉, 상기 스퍼터링된 항균물질과 규소는 상기 투입된 반응성가스인 산소의 음이온과 반응하면서 산화막이 형성되고, 상기 산화막은 양극을 띠는 치구(60) 측으로 이동하여 제품(10)의 표면에 부착 즉, 항균물질과 이산화규소가 혼합된 산화막인 항균복합층(20)이 코팅된다.
상기 항균물질과 이산화규소가 혼합된 항균복합층(20)은 기존에 형성된 항균물질만으로 코팅된 항균층보다 빛의 굴절률이 낮으며, 빛을 흡수하지 않고 투과시키는 성질이 있으므로 모바일기기 디스플레이 패널용으로는 적합함은 물론 최종 구성된 막 자체의 내구성이 향상된다.
상기 제품(10)의 표면에 항균복합층(20)이 코팅 형성한 후, 열저항 가열식 방법을 이용하여 상기 항균복합층(20)의 표면에 내지문성 코팅액이 코팅된 내지문성 코팅층(30)을 형성한다.
즉, 상기 진공챔버(40) 내에 설치된 내지문 코팅장치(90)에 구비된 복수 개의 코팅액통(91)에 담겨진 코팅액은 열저항 가열식 방법에 의해 코팅액통(91)의 외부로 빠져나와 상기 항균복합층(20)의 표면에 부착 즉, 코팅되면서 내지문성 코팅층(30)을 형성한다.
상기 진공챔버(40) 내에서 제품(10)에 항균복합층(20)과 내지문성 코팅층(30)이 형성되면, 상기 도어(50)를 회동시켜 진공챔버(4)의 내부를 개방한 후 상기 진공챔버(40)의 내부로부터 항균복합층(20)과 내지문성 코팅층(30)이 형성된 제품(10)이 장착된 치구(60)를 상기 진공챔버(40)의 외부로 빼낸다.
그런 다음, 상기 제품(10)에 코팅된 항균복합층(20)과 내지문성 코팅층(30)의 발수성 성능을 시험하는데, 즉 접촉각 측정기를 이용하여 항균복합층(20)과 내지문성 코팅층(30)이 코팅된 제품(10)의 표면에 물방을 떨어뜨린 다음 상기 떨어뜨린 물방울과 계면을 갖는 각도를 측정하여 상기 항균복합층(20) 및 내지문성 코팅층(30)의 발수성 성능 시험한다.
내마모 테스트 E-Beam Sputter
접촉각 항균력 접촉각 항균력
초기 114 99.9/99.9 115 99.9/99.9
3000회 109 99.9/99.9 114 99.9/99.9
5000회 65 87.6/83.4 112 99.9/99.9
10000회 59 76.5/74.2 98 99.9/99.9`
상기에서 보는 바와 같이, [표 1]은 기존 E-Beam 방식과 본 발명의 Sputter 방식에서 접촉각 및 항균력을 비교한 것으로서, 상기 기존 E-Beam 방식보다 본 발명 서퍼터(Sputter) 방식으로 제품의 표면에 항균복합층을 형성할 경우 접촉각과 항균력이 향상되는 것을 알 수 있다.
내마모 테스트 항균물질(5분) 항균물질+이산화규소(5분)
접촉각 항균성 접촉각 항균성
초기 57 99.9/99.9 58 99.9/99.9
3000회 49 87.5/65.2 51 99.9/99.9
5000회 32 76.1/80.4 49 99.9/99.9
상기에서 보는 바와 같이, [표 2]는 항균물질만 코팅하는 코팅층과 상기 항균물질과 이산화규소를 혼합하여 코팅하는 항균복합층에 대한 내마모성을 비교한 것으로서, 상기 스퍼터링 방식으로 항균물질과 이산화규소가 혼합된 상태로 코팅된 항균복합층에서 내마모성이 더 우수한 것을 알 수 있습니다.
내마모 테스트 SiO2(4kw)+항균물질(3kw)-AF Sio2(4kw)+항균물질(4kw)-AF
접촉각 항균력 접촉각 항균력
초기 113 99.9/99.9 114 99.9/99.9
3000회 100 99.9/99.9 96 99.9/99.9
kw: Sputtering Power, 높을수록 많이 코팅됨.
상기에서 보는 바와 같이, [표 3]은 항균물질과 이산화규소간 배합비에 따른 접촉각과 항균성을 비교한 것으로서, 상기 항균물질과 이산화규소간의 배합에 따른 항균복합층의 접촉각과 항균력은 거의 유사하므로 상기 항균력과 내구성이 갖는 박막을 형성하기 위해 항균물질과 이산화규소 간의 배합비를 적절하게 조절하여야 한다는 것을 알 수 있다.
내마모 테스트 항균물질+SiO2
(1분)		 항균물질+SiO2
(3분)		 항균물질+SiO2
(5분)		 항균물질+SiO2
(7분)
접촉각 항균력 접촉각 항균력 접촉각 항균력 접촉각 항균력
초기 114 99.9/99.9 114 99.9/99.9 114 99.9/99.9 115 99.9/99.9
10000회 101 87.5/92.6 97 99.9/99.9 98 99.9/99.9 70 99.9/99.9
상기에서 보는 바와 같이, [표 4]는 항균복합층의 두께와 내마모 성능을 비교한 것으로서, 상기 항균복합층의 두께가 얇으면 항균효과는 저하되고, 상기 항균복합층의 두께가 두꺼우면 내구성에 영향을 미치는 것을 알 수 있다.
내마모 테스트 Ar/O2:50/450 Ar/O2:20/480
접촉각 항균력 접촉각 항균력
초기 113 99.9/99.9 113 99.9/99.9
3000회 100 99.9/99.9 105 99.9/99.9
상기에서 보는 바와 같이, [표 5]는 아르곤가스(Ar)과 산소(O2)의 분압 차이(작업시간 5분, Power 항균, SiO2 각 4kw)따른 접촉각과 항균성을 비교한 것으로서, 상기 아르곤가스(Ar)의 양이 50sccm 보다 20sccm으로 작업할 경우 항균복합층의 내마모성은 상승되는 것을 알 수 있다.
따라서, 항균물질(Power:3kw)와 이산화규소(Power:4kw)의 복합층을 4~5분정도 Ar:O2=20:480으로 스퍼터링 방식으로 코팅하였을 경우 제품(10)의 표면에 최적의 항균박막 즉, 항균복합층(20)을 코팅할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 항균복합층이 구비된 제품의 코팅구조 및 그의 코팅방법은 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있으므로 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되는 것이다.
10: 제품 20: 항균복합층
30: 내지문성 코팅층 40: 진공챔버
41: 가스밸브 50: 도어
60: 치구 70,80: 제1,2음극전극
90: 내지문 코팅장치 91: 코팅액통

Claims (7)

  1. 제품의 표면에 스퍼터링 방식에 의해 형성된 항균물질과 이산화규소가 혼합된 상태로 코팅되는 항균복합층;
    상기 항균복합층의 표면에 코팅되어 내지문성 코팅층;으로 구성된 것을 특징으로 하는 항균복합층이 구비된 제품의 코팅구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    항균복합층의 항균물질은 은, 아연, 구리, 주석, 백금, 바륨, 마그네슘, 게르마늄, 티탄, 칼슘 중 어느 하나로 형성하거나 또는, 2개 이상이 혼합된 것을 특징으로 하는 항균복합층이 구비된 제품의 코팅구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    항균복합층의 두께는 80~300Å인 것을 특징으로 하는 항균복합층이 구비된 제품의 코팅구조.
  4. 치구에 코팅하고자 하는 제품을 장착하는 단계;
    항균물질이 장착된 음극전극과 규소가 장착된 음극전극이 각각 설치된 진공챔버 내로 상기 제품이 장착된 치구를 장입하는 단계;
    스퍼터링 조건을 설정 및 진공챔버의 내부를 진공상태로 형성하는 단계;
    상기 진공챔버 내로 아르곤가스와 반응성가스를 투입하는 단계;
    상기 항균물질과 규소가 각각 장착된 각 음극전극에 전압을 인가하는 단계;
    상기 아르곤가스에 의해 항균물질과 규소의 원자나 분자가 스퍼터링되면서 반응성가스와 결합하여 항균물질과 이산화규소를 형성하는 단계;
    상기 항균물질과 이산화규소가 혼합된 상태로 제품의 표면에 부착 코팅되면서 항균복합층을 형성하는 단계;
    열저항 가열식 방법을 이용하여 상기 항균복합층의 표면에 내지문성 코팅액을 코팅하여 내지문성 코팅층을 형성하는 단계;
    상기 항균복합층과 내지문성 코팅층이 형성된 제품이 장착된 치구를 진공챔버의 외부로 빼내는 단계;로 이루어짐을 특징으로 하는 항균복합층이 구비된 제품의 코팅방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    접촉각 측정기를 이용하여 표면에 항균복합층이 코팅된 제품에 떨어뜨린 물방울과 계면을 갖는 각도를 측정하여 발수성 성능 시험하는 단계;가 더 포함됨을 특징으로 하는 항균복합층이 구비된 제품의 코팅방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    제품에 항균물질과 규소를 스퍼터링하기 전에 진공챔버 내로 아르곤가스를 투입하여 제품의 표면을 플라즈마 에칭처리하는 단계;가 더 포함됨을 특징으로 하는 항균복합층이 구비된 제품의 코팅방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    반응성가스는 산소 또는 질소인 것을 특징으로 하는 항균복합층이 구비된 제품의 코팅방법.

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