KR20220128572A

KR20220128572A - 제균용 컵의 제조방법

Info

Publication number: KR20220128572A
Application number: KR1020210033052A
Authority: KR
Inventors: 아키라 히라이
Original assignee: 긴미라이 가부시키가이샤
Priority date: 2021-03-14
Filing date: 2021-03-14
Publication date: 2022-09-21
Also published as: JP2022140853A

Abstract

본 발명은 제균용 컵의 제조방법 및 이에 의해 제조된 컵에 관한 것이며, 보다 상세하게는 요철 영역 상에 형성된 은 소결된 코팅층을 구비하는 제균용 컵의 제조방법 및 이에 의해 제조된 컵에 관한 것이다.

Description

제균용 컵의 제조방법{MAKING METHOD FOR STERILIZING CUP}

일반적인 식품 용기, 예를 들어, 진공 보틀·수통 등 휴대형의 물, 음료의 용기에 있어서 내용수를 음용할 때, 사람의 입술이 닿는 부위의 오염이나 때로는 음용자의 타액이나, 손가락 등에 부착되어 있는 잡균류·구내균(스트렙토코쿠스 무탄스) 등이 상기 수통 내부의 물에 혼입·부착됨으로써, 수통 내에 잡균류가 증식하거나 하는 폐해가 지적된다.

또한, 수통 내에 대장균 등의 유해 식중독균 또는 스트렙토코쿠스 무탄스가 부착되거나, 부패균이 증식하거나 할 위험성이 지적되며, 이들 균류의 증식을 방지하거나, 또한 사멸 배제시키기 위한 효과적 기능을 유지한 수통류에 대한 연구가 진행되고 있다.

참고문헌 : 한국공개특허공보 제10-2017-0075633호

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 샌드페이퍼 또는 샌드블라스터에 의하여 형성된 요철 영역 상에 은 소결된 코팅층을 구비하는 제균용 컵의 제조방법 및 이에 의해 제조된 컵을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시형태는 본 컵의 내측의 일부 또는 전면에 은 소결된 코팅층을 포함하는 제균용 컵의 제조방법이며, 상기 컵의 내측의 일부 또는 전부에 샌드블라스터 또는 샌드페이퍼를 사용하여 요철 영역을 형성하는 제1 단계; 물에 은염류 화합물 분말을 첨가하고 용해시켜 은염류 용해액을 제조하는 제2 단계; 상기 제2 단계의 은염류 용해액을 상기 제1 단계가 종료된 상기 컵의 내측의 일부 또는 전부에 형성된 요철 영역에 도포하는 제3 단계; 상기 컵의 내측의 일부 또는 전부에 형성된 요철 영역에 도포된 은염류 용해액을 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 1,000℃의 온도에서 소결하여, 상기 컵의 내측의 일부 또는 전부에 형성된 요철 영역의 표면 상에 은 소결된 코팅층을 형성하는 제4 단계;를 포함한다.

상기 컵의 재질은 금속, 유리 및 도자기에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

상기 제2 단계의 은염류 용해액에는 탈크 분말을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시형태의 제균용 컵은 컵의 내측의 일부 또는 전면에 은 소결된 코팅층을 포함하는 제균용 컵이며, 상기 컵의 내측의 일부 또는 전부에 요철 영역이 형성되고, 물에 은염류 화합물 분말을 첨가하고 용해시킨 은염류 용해액을 상기 요철 영역 상에 도포하여 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 1,000℃의 온도에서 소결하여, 상기 요철 영역의 표면 상에 소결된 은 함유 표면층이 형성된다.

본 발명의 제균용 컵의 제조방법에 의하면, 제균용 컵의 내부의 측면에 제균 능력을 갖는 은 피막을 형성하여 매우 우수한 제균력을 갖는다. 본 발명에 의하면, 제균성 컵 내의 음료가 은 소결된 코팅층과 접촉하여 은 이온의 용출에 의하여 은 이온을 함유하는 음료가 구강 내의 유해균류를 제균할 수 있다. 특히, 1분 내지 5분 이내에 은 이온의 용출되고, 음료 내에서 용출된 은 이온에 의하여 구강 내 또는 체내에서 제균 효과가 있고, 또한 체내 산소 분자의 초미세화 현상에 기인하는 산소공급 효과에 의한 제균 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 제균성 컵의 측면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제균성 컵의 단면도를 나타낸다.
도 3은 컵의 내측의 일부에 형성된 요철 영역에 은 소결된 코팅층을 적층하는 방법을 나타내는 개략도를 나타낸다.
도 4는 컵의 내측의 일부 및 전부에 형성된 요철 영역에 은 소결된 코팅층을 적층하는 단계를 나타낸는 플로우차트를 나타낸다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 컵의 내측의 일부 또는 전면에 은(銀) 소결된 코팅층을 포함하는 제균용 컵의 제조방법에 관한 것이다. 하기에서 본 발명의 제균용 컵의 제조방법에 관하여 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 제균성 컵의 측면도이며, 도 2는 본 발명의 제균성 컵의 단면도이다. 도 2(a)는 컵의 내측의 일부에 형성된 요철 영역에 은 소결된 코팅층을 구비한 제균성 컵의 단면도를 나타내며, 도 2(b)는 컵의 내측의 전부에 형성된 요철 영역에 은 소결된 코팅층을 구비한 제균성 컵의 단면도를 나타낸다. 도 3은 컵의 내측의 일부에 형성된 요철 영역에 은 소결된 코팅층을 적층하는 방법을 나타내는 개략도이며, 도 4는 컵의 내측의 일부 및 전부에 형성된 요철 영역에 은 소결된 코팅층을 적층하는 단계를 나타내는 플로우차트이다.

본 발명의 제균성 컵을 제조하기 위해서, 하기 4단계를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 제균성 컵의 제조방법은, 컵의 내측의 일부 또는 전부에 샌드블라스터 또는 샌드페이퍼를 사용하여 요철 영역을 형성하는 제1 단계(S10), 물에 은염류 화합물 분말을 첨가하고 용해시켜 은염류 용해액을 제조하는 제2 단계(S20), 상기 제2 단계의 은염류 용해액을 상기 제1 단계가 종료된 상기 컵의 내측의 일부 또는 전부에 형성된 요철 영역에 도포하는 제3 단계(S30), 상기 컵의 내측의 일부 또는 전부에 형성된 요철 영역에 도포된 은염류 용해액을 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 1,000℃의 온도에서 소결하여, 상기 컵의 내측의 일부 또는 전부에 형성된 요철 영역의 표면 상에 은 소결된 코팅층을 형성하는 제4 단계(S40)를 포함할 수 있다.

샌드페이퍼를 사용하여 요철 영역(5)을 형성하는 제1 단계(S10)는 표면 입도가 큰 샌드페이퍼로 컵의 내측면을 연마하는 제1 공정(S11)을 수행한 후, 상기 제1 공정이 수행된 부분에 제1 공정에서 사용한 샌드페이퍼보다 표면 입도가 작은 샌드페이퍼로 연마하는 제2 공정(S12)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 공정은 10 grit 이상 100 grit 미만의 샌드페이퍼로 요철 영역(5)을 형성하고, 제2 공정은 200 grit 이상 1,000 grit 미만의 샌드페이퍼로 표면의 거칠기를 완화할 수 있다. 다만, 제1 공정보다 제2 공정을 너무 많이 하면 형성된 요철이 전부 평탄화되기 쉽기 때문에 제1 공정의 가공 시간보다 제2 공정의 가공시간을 적게하며, 예를 들어 제2 공정의 가공시간을 제1 공정의 가공시간보다 10% 내지 30%로 진행하는 것이 바람직하다.

샌드페이퍼는 컵의 내경보다 작은 원형의 전동샌드기의 외측에 샌드페이퍼를 부착하고 전동샌드기를 회전하여 컵의 내측에 요철을 형성할 수 있다.

한편, 상기 제1 단계에서 샌드블라스터를 사용하여 요철 영역(5)을 형성하는 단계는 콤프레셔에서 공급되는 고압의 공기를 사용하여 모래 입자를 분사하여, 상기 분사된 모래가 컵의 내측의 일부 또는 전부를 연마할 수 있다. 콤프레셔에서 공급되는 공기의 압력은 컵의 표면에 요철을 형성할 수 있으면 되고, 예를 들어 1bar 내지 10bar의 압력을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 모래 입자 외에도 세라믹 입자, 금속 입자 등을 사용할 수 있다.

샌드페이퍼나 샌드블라스터를 사용하여 요철 영역(5)을 형성한 후, 요철 영역(5)에 세정 공정 및 건조 공정을 수행하여 요철 영역(5)에 남은 오염 물질을 제거한다.

본 발명의 컵의 내측의 일부 또는 전부에 샌드블라스터 또는 샌드페이퍼를 사용하여 요철 영역(5)을 형성함으로써, 생성된 은 소결된 코팅층의 제균 효과를 높일 수 있는 장점이 있다. 특히, 컵의 내측의 측면의 일부 또는 전부에 샌드블라스터 또는 샌드페이퍼를 사용하여 요철 영역(5)을 형성함으로써 은 소결된 코팅층의 제균 효과를 높일 수 있다. 본 발명의 은 소결된 코팅층을 형성하기 위하여는 은염류 용해액을 컵의 표면에 도포하고 440℃ 내지 1,000℃의 온도, 또는 440℃ 내지 500℃의 온도에서 소결할 필요가 있다. 은염류 용해액을 컵의 표면에 도포를 할 때,

컵의 표면에 단위 면적당 도포되는 은염류 용해액의 양은 정해져 있다. 따라서, 컵의 표면이 평평한 면일 때보다 요철 영역(5)을 형성하게 되면 그 면적은 증가되게 되고, 은 소결된 코팅층을 형성한 후에도 물과의 접촉 면적은 증가하게 되어 제균 효과가 높아지게 된다. 나아가, 은염류 용해액은 액체이므로 컵의 측면에 은염류 용해액을 도포하게 되면, 도포된 은염류 용해액은 측면을 따라서 흘러 내리게 된다. 여기서, 컵의 측면에 요철 영역(5)을 형성하게 되면 요철 영역(5)에 형성된 크고 작은 요철 사이로 은염류 용해액은 접하게 되고 컵의 측면이 평평한 경우보다 더 많은 은염류 용해액이 도포된 상태로 소결되어 은 소결된 코팅층을 형성하게 된다. 따라서, 농도가 높은 은염류 용해액일수록 제균 효과가 높아지기 때문에, 높은 온도로 소결하는 과정에서 은염류 용해액의 용매는 증발하게되고, 사용된 은 염류 용해액의 농도보다 고농도의 은염류 용해액을 도포하여 소결하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 제1 단계 후 요철 영역(5)에 은염류 용해액의 균일한 도포를 위해서 요철 영역(5) 상에 친수성 처리를 할 수 있다. 미세한 요철 영역(5)에 은염류 용해액의 퍼짐성을 향상시기 위해서 친수성 처리를 할 수 있고, 친수성 처리는 은염류 용해액의 도포 전에 요철 영역(5)에 플라즈마 처리, 친수화제에 의한 처리 등 공지의 방법을 통하여 달성될 수 있다.

물에 은염류 화합물 분말을 첨가하고 용해시켜 은염류 용해액을 제조하는 제2 단계(S20)는, 물 100 중량부에 은 염류 화합물 분말 1 내지 30 중량부를 첨가 할 수 있다. 이 경우, 제조된 제균성 컵은 물과의 접촉에 의하여 용출되는 은 이온 효과를 발휘할 수 있다. 상기 은 염류 화합물이 탄산은, 염소산은, 염화은, 크롬산은, 바나듐산은, 망간산은, 질산은, 아질산은, 과염소산은, 인산은 및 아세트산으로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 화합물을 사용할 수 있고, 바람직하게는 질산은을 사용할 수 있다.

상기 제2 단계의 은염류 용해액을 상기 제1 단계가 종료된 상기 컵의 내측의 일부 또는 전부에 형성된 요철 영역(5)에 도포하는 제3 단계(S30)는 컵을 은염류 용해액에 함침하여 도포층을 형성할 수 있고, 컵의 내부에만 은염류 용해액을 주입하고, 또는 상기 주입된 은염류 용해액을 컵으로부터 외부로 쏟아내어 도포층을 형성할 수 있고, 또는 은염류 용해액을 스프레이를 통하여 컵의 내측에 분사하여 도포층을 형성할 수 있다. 물은 컵 내부에서 은 소결된 코팅층과 접촉하여 은 이온 용출효과가 얻어지는 점을 감안하면, 컵의 내부에만 은염류 용해액을 주입하고, 상기 주입된 은염류 용해액을 컵으로부터 외부로 쏟아내어 도포층을 형성하는 것이 바람직하다.

컵의 내측의 일부 또는 전부에 형성된 요철 영역(5)의 표면 상에 은 소결된 코팅층을 형성하는 제4 단계(S40)는 상기 컵의 내측의 일부 또는 전부에 형성된 요철 영역(5)에 도포된 은염류 용해액을 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 1,000℃의 온도에서 소결하여 달성될 수 있다. 여기서, 은 염류 용해액을 코팅하여 은 소결된 코팅층을 형성하기 위해서는 가열 공정이 필요하다. 예를 들어, 질산은의 융점은 212℃이며, 질산이 분해되는 온도는 440 ℃이다. 따라서, 소결 온도로 질산이 분해 할 수 있는 440℃ 내지 1,000℃의 온도를 사용할 수 있다. 상기 질소 분위기는 질소 함량이 99vol % 이상 100vol % 이하이며, 바람직하게는 질소 함량이 100vol %에서 소결한다.

상기 컵의 재질은 금속, 유리 및 도자기에서 선택된 어느 하나인 것을 사용할 수 있다. 유리의 경우 소결온도를 유리의 녹는점보다 낮게 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제2 단계의 은염류 용해액에는 탈크 분말을 포함할 수 있다. 상기 탈크 분말의 입자의 직경은 1μm ~ 20μm 를 사용할 수 있다. 상기 탈크는 활석을 분말로 한 것이며, 성분 조성은 3MgO·4SiO·H2O이다. 은염류 용해액 100중량부에 탈크 분말 1중량부 내지 5중량부를 사용할 수 있다. 탈크 분말을 포함하는 염류 용해액을 요철 영역(5)에 도포하게 되면, 탈크 분말과 요철 영역(5)의 요철 사이에 은염류 용해액은 계면을 형성하게 되고, 더 많은 은염류 용해액을 도포하게 되어 소결 후 높은 제균 효과를 얻을 수 있다. 또한, 탈크 분말에 친수성 처리되어 은염류 용해액이 탈크 분말의 표면에서 퍼짐성을 좋게할 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위, 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100, 200, 300 : 제균성 컵
10, 20 : 은 소결된 코팅층
5 : 요철 영역

Claims

컵의 내측의 일부 또는 전면에 은 소결된 코팅층을 포함하는 제균용 컵의 제조방법이며,
상기 컵의 내측의 일부 또는 전부에 샌드블라스터 또는 샌드페이퍼를 사용하여 요철 영역을 형성하는 제1 단계; 물에 은염류 화합물 분말을 첨가하고 용해시켜 은염류 용해액을 제조하는 제2 단계; 상기 제2 단계의 은염류 용해액을 상기 제1 단계가 종료된 상기 컵의 내측의 일부 또는 전부에 형성된 요철 영역에 도포하는 제3 단계; 상기 컵의 내측의 일부 또는 전부에 형성된 요철 영역에 도포된 은염류 용해액을 질소 분위기 하에서 440℃ 내지 1,000℃의 온도에서 소결하여, 상기 컵의 내측의 일부 또는 전부에 형성된 요철 영역의 표면 상에 은 소결된 코팅층을 형성하는 제4 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제균용 컵의 제조방법.