KR20190126661A - 생활용품의 표면처리방법 - Google Patents

생활용품의 표면처리방법 Download PDF

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Abstract

개시된 내용은 의료기, 섬유제품, 식품, 생활가전제품 등과 같은 생활용품의 표면처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실란화합물을 생활용품의 표면에 진공증착하여 항균 코팅막을 형성하는 항균코팅막형성단계, 상기 항균코팅막형성단계를 통해 항균 코팅막이 형성된 생활용품의 표면에 광물이온을 증착하는 광물증착막형성단계 및 상기 광물증착막형성단계를 통해 광물증착막이 형성된 생활용품에 희토류 분말에서 방출되는 원적외선을 조사하는 원적외선조사단계로 이루어진다.
상기의 과정을 통해 이루어지는 표면처리방법은 생활용품의 표면뿐만 아니라, 내부까지 살균과정이 진행되어 우수한 항균성을 나타내고 원적외선 및 음이온 등이 방출되어 식재료 등의 신선도를 오랜 기간 유지할 수 있는 생활용품을 제공한다.

Description

생활용품의 표면처리방법 {METHOD FOR TREATING A SURFACE OF DAILY SUPPLIES}
개시된 내용은 생활용품의 표면처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 의료기, 섬유제품, 식품, 생활가전제품 등과 같은 생활용품의 표면뿐만 아니라, 내부까지 살균과정이 진행되어 우수한 항균성을 나타내고 원적외선 및 음이온 등이 방출되어 식재료 등의 신선도를 오랜 기간 유지할 수 있는 생활용품을 제공하는 생활용품의 표면처리방법에 관한 것이다.
의료기, 섬유제품, 식품, 생활가전제품 등과 같은 생활용품은 항균성이 요구되고 있으며, 식재료 등과 같은 음식물을 담는 용기나 의복을 제조하는데 사용되는 섬유제품의 경우 원적외선 방사를 통해 다양한 기능성을 부여할 수 있다.
종래에는 생활용품의 표면에 항균코팅 등의 방법이나, 원적외선을 방출하는 광물등으로 이루어진 막을 형성하여 상기의 목적에 부합하고자 하는 노력이 주를 이루고 있다.
그러나, 상기의 방법들은 생활용품의 표면에 단순히 막을 형성하는 것으로, 생활용품의 내부에서 증식하는 세균 등에 대해서는 근본적인 차단이 어려운 문제점이 있었다.
한국특허공개 제10-2001-0100282호(2001.11.14) 한국특허공개 제10-2004-0102659호(2004.12.08)
개시된 내용은 생활용품의 표면뿐만 아니라, 내부까지 살균과정이 진행되며, 우수한 항균성을 나타내고 원적외선 및 음이온 등이 방출되어 식재료 등의 신선도를 오랜 기간 유지할 수 있는 생활용품이 제공되는 생활용품의 표면처리방법을 제공하는 것이다.
하나의 일 실시예로서 이 개시의 내용은 실란화합물을 생활용품의 표면에 진공증착하여 항균 코팅막을 형성하는 항균코팅막형성단계, 상기 항균코팅막형성단계를 통해 항균 코팅막이 형성된 생활용품의 표면에 광물이온을 증착하는 광물증착막형성단계 및 상기 광물증착막형성단계를 통해 광물증착막이 형성된 생활용품에 희토류 분말에서 방출되는 원적외선을 조사하는 원적외선조사단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생활용품의 표면처리방법에 대해 기술하고 있다.
바람직하기로는, 상기 진공증착은 80 내지 100℃의 온도에서 10 내지 30초 동안 이루어질 수 있다.
더 바람직하기로는, 상기 광물증착막형성단계는 광물을 녹인 후에 이온증착하여 이루어질 수 있다.
더욱 바람직하기로는, 상기 이온증착은 120 내지 1850℃의 온도와 1.5 내지 18V의 전압에서 10 내지 30초 동안 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 광물은 백금, 금, 은, 티탄, 칼슘, 규소, 마그네슘, 지르콘, 게르마늄, 아연, 구리, 알루미늄, 비스무트, 황, 셀렌, 스트론튬 및 희토류로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 원적외선조사단계는 상기 광물증착막형성단계를 통해 광물증착막이 형성된 생활용품을 고압력 밀폐기에 투입한 후에 희토류 분말을 상기 생활용품과 접촉되지 않도록 1루베당 1Kg 투입하고 1 내지 20bar의 압력에서 30 내지 180분 동안 가압하여 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하기로는, 상기 희토류 분말은 180 내지 60000 메시의 입자크기를 갖는 것일 수 있다.
이상에서와 같은 생활용품의 표면처리방법은 생활용품의 표면뿐만 아니라, 내부까지 살균과정이 진행되어 우수한 항균성을 나타내고 원적외선 및 음이온 등이 방출되어 식재료 등의 신선도를 오랜 기간 유지할 수 있는 생활용품을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 개시된 생활용품의 표면처리방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 개시된 생활용품의 표면처리방법에 사용되는 진공증착기를 나타낸 사진이다.
도 3은 개시된 생활용품의 표면처리방법에 사용되는 광물이온증착기를 나타낸 사진이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
개시된 생활용품의 표면처리방법은 실란화합물을 생활용품의 표면에 진공증착하여 항균 코팅막을 형성하는 항균코팅막형성단계(S101), 상기 항균코팅막형성단계(S101)를 통해 항균 코팅막이 형성된 생활용품의 표면에 광물이온을 증착하는 광물증착막형성단계(S103) 및 상기 광물증착막형성단계(S103)를 통해 광물증착막이 형성된 생활용품에 희토류 분말에서 방출되는 원적외선을 조사하는 원적외선조사단계(S105)로 이루어진다.
상기 항균코팅막형성단계(S101)는 실란화합물을 생활용품의 표면에 진공증착하여 항균 코팅막을 형성하는 단계로, 실란화합물을 진공증착기에 투입하고 80 내지 100℃의 온도로 가열하여 증발시킨 후에, 실란화합물이 증발되어 있는 진공증착기에 생활용품을 10 내지 30초 동안 투입하여 생활용품의 표면에 실란화합물이 증착되도록 하는 과정으로 이루어진다.
상기의 과정을 통해 실란화합물로 이루어진 항균코팅막이 형성된 생활용품은 항균성 뿐만 아니라, 발수성이 향상되어 수분으로 인해 세균 등이 증식되는 것을 억제할 수 있으며, 내오염성도 향상된다.
이때, 상기 실란화합물은 상기와 같이 증발되어 생활용품의 표면에 코팅막을 형성할 수 있는 것이면, 특별히 한정되지 않고 어떠한 것이든 사용가능하나, 헥사키스(모노알킬아미노)디실란 또는 헥사키스(에틸아미노)디실란 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 광물증착막형성단계(S103)는 상기 항균코팅막형성단계(S101)를 통해 항균 코팅막이 형성된 생활용품의 표면에 광물이온을 증착하는 단계로, 상기 항균코팅막형성단계(S101)를 통해 실란화합물로 이루어진 항균 코팅막이 형성된 생활용품을 광물이온증착기에 투입하고 스퍼터링 또는 음극 스퍼터링으로 120 내지 1850℃의 온도로 가열되어 광물에서 생성된 이온을 진공 증착시켜 생활용품의 표면에 광물이온이 증착되어 이루어진 코팅막을 형성하고, 진공을 해제하는 과정으로 이루어진다.
상기 광물증착막형성단계(S103)에서 광물의 증착은 광물을 녹인 후에, 녹은 광물에서 발생하는 광물 이온을 생활용품의 표면에 증착할 수 있도록 광물이온증착기를 이용하여 이루어지는데, 상기 광물이온증착기를 이용한 이온증착의 조건은 120 내지 1850℃의 온도와 1.5 내지 18V의 전압에서 10 내지 30초 동안 이루어지는 것이 바람직하다.
더욱 상세하게는, 상기 광물이온증착기에 구비된 증발기에 광물을 투입하고 전류를 텅스텐으로 이루어진 열원에 공급하게 되면, 광물의 녹는점까지 온도가 증가하게 되는데, 이때, 전류는 텡스텐으로 이루어진 열원의 형상(W타입, 달팽이타입, 나선형타입, 스프링타입, 깔대기타입 및 수평단지형타입 등)에 따라 1.5 내지 18V량으로 조절하여 10 내지 30초 동안 공급하게 된다.
이때, 상기 광물은 백금, 금, 은, 티탄, 칼슘, 규소, 마그네슘, 지르콘, 게르마늄, 아연, 구리, 알루미늄, 비스무트, 황, 셀렌, 스트론튬 및 희토류로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지며, 300 내지 20000메시의 입자크기를 갖도록 분말화 된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 각 광물의 녹는점에 맞도록 이온증착기의 가열 조건을 조절해야 한다.
또한, 상기 희토류는 스칸디움, 이트리움, 란타늄, 세륨, 파라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메티움, 사마륨, 유로피움, 가도리늄, 테르븀, 다이스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 튤륨, 디테르븀 및 루테튬으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어진다.
상기에 나열된 광물의 녹는점은 Pt(백금)의 경우 1770℃, Au(금)의 경우 1064℃, Ag(은)의 경우 962℃, Ti(티탄)의 경우 1660℃, Ca(칼슘)의 경우 850℃, Si(규소)의 경우 1412℃, Mg(마그네슘)의 경우 649℃, Zr(지르콘)의 경우 1850℃, Ge(게르마늄)의 경우 938℃, Zn(아연)의 경우 420℃, Cu(구리)의 경우 1083℃, Al(알루미늄)의 경우 659℃, Bi(비스무트)의 경우 217℃, S(황)의 경우 119℃, Se(셀렌)의 경우 217℃, Sr(스트론튬)의 경우 769℃ 및 희토류 광물의 경우 대체적으로 935℃를 나타내기 때문에, 증착에 적용되는 광물의 녹는점을 고려하여 이온증착기의 가열조건을 조절하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 과정을 통해 형성되는 광물증착막은 300 내지 20000메시의 입자크기를 갖도록 분말화 된 광물이 사용되어 투명하게 형성되기 때문에, 생활용품 본래에 색을 유지할 수 있다.
또한, 상기 광물증착막은 우수한 항균성능을 나타낼 뿐만 아니라, 광물증착막에서 방출되는 원적외선 및 음이온 등에 의해 식재료용 용기로 적용되면 식재료의 신선도를 오랜 기간 유지시킬 수 있다.
상기 원적외선조사단계(S105)는 상기 광물증착막형성단계(S103)를 통해 광물증착막이 형성된 생활용품에 희토류 분말에서 방출되는 원적외선을 조사하는 단계로, 상기 광물증착막형성단계(S103)를 통해 광물증착막이 형성된 생활용품을 고압력 밀폐기에 투입한 후에 희토류 분말을 상기 생활용품과 접촉되지 않도록 1루베당 1Kg 투입하고 1 내지 20bar의 압력에서 30 내지 180분 동안 가압하여 이루어진다.
상기 희토류 분말은 180 내지 60000 메시의 입자크기를 갖는 것이 바람직한데, 상기의 입자크기를 갖는 희토류 분말은 1 내지 20bar의 압력에서 다량의 원적외선을 방출하기 때문에, 고압력 밀폐기에 투입된 생활용품의 내부로 희토류 분말에서 방출되는 원적외선이 전달되어 생활용품 내부까지 살균과정이 진행되어 항균성능이 월등하게 향상된 생활용품을 제공할 수 있다.
이때, 상기 생활용품이 금속재질로 이루어진 경우에는 8 내지 20bar의 압력을 가하는 것이 바람직하며, 상기 생활용품과 상기 희토류 분말은 서로 접촉되지 못하도록 차단막 등을 형성한 후에 원적외선을 조사하는 과정을 진행하는 것이 바람직하고, 원적외선조사단계(S105)가 완료된 후에는 희토류 분말을 회수기로 회수한 후에 연속적으로 순환시켜 사용한다.
또한, 상기 희토류는 스칸디움, 이트리움, 란타늄, 세륨, 파라세오디뮴, 네오디뮴, 프로메티움, 사마륨, 유로피움, 가도리늄, 테르븀, 다이스프로슘, 홀뮴, 에르븀, 튤륨, 디테르븀 및 루테튬으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어진다.
상기의 과정을 통해 이루어지는 생활용품의 표면처리방법은 생활용품의 표면뿐만 아니라, 내부까지 살균과정이 진행되어 우수한 항균성을 나타내고 원적외선 및 음이온 등이 방출되어 식재료 등의 신선도를 오랜 기간 유지할 수 있는 생활용품을 제공한다.
S101 ; 항균코팅막형성단계
S103 ; 광물증착막형성단계
S105 ; 원적외선조사단계

Claims (7)

  1. 실란화합물을 생활용품의 표면에 진공증착하여 항균 코팅막을 형성하는 항균코팅막형성단계;
    상기 항균코팅막형성단계를 통해 항균 코팅막이 형성된 생활용품의 표면에 광물이온을 증착하는 광물증착막형성단계; 및
    상기 광물증착막형성단계를 통해 광물증착막이 형성된 생활용품에 희토류 분말에서 방출되는 원적외선을 조사하는 원적외선조사단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생활용품의 표면처리방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 진공증착은 80 내지 100℃의 온도에서 10 내지 30초 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 생활용품의 표면처리방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 광물증착막형성단계는 광물을 녹인 후에 이온증착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생활용품의 표면처리방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 이온증착은 120 내지 1850℃의 온도와 1.5 내지 18V의 전압에서 10 내지 30초 동안 이루어지는 것을 특징으로 하는 생활용품의 표면처리방법.
  5. 청구항 1 또는 3에 있어서,
    상기 광물은 백금, 금, 은, 티탄, 칼슘, 규소, 마그네슘, 지르콘, 게르마늄, 아연, 구리, 알루미늄, 비스무트, 황, 셀렌, 스트론튬 및 희토류로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 생활용품의 표면처리방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 원적외선조사단계는 상기 광물증착막형성단계를 통해 광물증착막이 형성된 생활용품을 고압력 밀폐기에 투입한 후에 희토류 분말을 상기 생활용품과 접촉되지 않도록 1루베당 1Kg 투입하고 1 내지 20bar의 압력에서 30 내지 180분 동안 가압하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 생활용품의 표면처리방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 희토류 분말은 180 내지 60000 메시의 입자크기를 갖는 것을 특징으로 하는 생활용품의 표면처리방법.
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