KR20210089925A

KR20210089925A - 내주면을 가공한 유기그릇 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20210089925A
Application number: KR1020200003109A
Authority: KR
Inventors: 박영자; 이상민
Original assignee: 박영자
Priority date: 2020-01-09
Filing date: 2020-01-09
Publication date: 2021-07-19
Also published as: KR102290756B1

Abstract

본 발명은 내주면을 가공한 유기그릇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 그릇의 가장자리를 내주면 안으로 말아 내리고, 가장자리의 외주면의 표면을 깎아 내리도록 가공한 유기그릇과 이 유기그릇을 열과 압연 등의 방법으로 제조하는 것에 관한 것이다.

Description

내주면을 가공한 유기그릇 및 그 제조방법{A bowl of tin and copper processed inner circumference and manufacturing method}

일반적으로 식기용에 적용되는 소재로는 스테인레스, 알루미늄, 플라스틱 등 다양한 소재를 들 수 있다. 그 중 특히 방짜유기가 항균성 및 고급스러운 색상으로 소비자들에게 건강식기로 소문이나 혼수용품 및 일상생활소품으로 인기를 끌고 있다.

그러나 종래의 제품은 옛스러운 디자인에 무거워서 자주 사용하기가 불편하다

그래서 가볍게 만들어 편리하게 사용해야 하는데 가볍게 만들기가 어렵고 만들어도 얇아서 가장자리가 울렁거리고, 얇아서 품위가 없어 보이며, 가장자리가 얇아서 금속의 강성으로 위험한 (손이나 다른 신체에 상처가 날수 있음) 문제가 있다.

또한 이와 관련하여 방짜유기를 대체하여 황동, 백동 등을 포함한 기존 동합금재로 제조된 유기 제품이 등장하고 있다.

그러나 이러한 기존 동합금재를 이용한 유기 제품은 방짜유기에 비해 색상이나 위생면에서 차이가 나서 소비자들에게 만족을 주지 못하고 있는 실정이다.

방짜유기란 구리(Cu)와 주석(Sn)을 78:22 중량 비율로 녹여 만든 놋쇠 덩어리를 불에 달구어 가며 망치로 두드려 형태를 만든 유기이다. 반면에, 주물유기는 쇳물을 일정한 틀에 부어 그릇을 만드는 방법이고, 반방짜유기는 주물로 먼저 기본 형체를 만든 후, 방짜기법으로 구체적인 형상을 완성하는 방법으로 제조된 유기이다.

이러한 제조 방법상의 차이로 인해, 주물유기는 두 사람 또는 소수의 인원으로 제조할 수 있는 반면에, 방짜유기는 용해 → 네핌질(넓힘질) → 우김질 → 냄질 → 닥침질 → 제질 및 담금질 → 벼름질 → 가질의 여러 공정을 거쳐야하기 때문에, 많은 인원과 숙련된 기술이 요구된다.

방짜유기 제조시 숙련된 기술이 요구되는 이유는, 동합금에서 주석(Sn) 함량 증가시 취성을 야기하는 δ 상(phase)이 형성되기 때문에, 이로 인해 균열(crack)이 쉽게 발생하기 때문이다.

따라서 제조 공정 중에 균열이 발생되지 않도록 β상이 존재하는 620~800℃ 구간에서 최소한의 가공도로 가공한 후, 열처리하고 다시 가공하는 과정을 반복하여야 하고, 이러한 가공 과정을 거쳐 고품질의 방짜유기를 제조하는 것은 전문 기능인이 아니면 수행하기 어렵다.

한편 이러한 구리합금용기는 아마도 청동기 시대로부터 사용되어 온 금속이나 우리의 유기는 전 세계적으로 거의 찾아볼 수 없는 합금형태이며 최근에는 이러한 형태의 유기합금의 생물학적인 특성에 대한 연구가 외국에서도 이루어지고 있는 실정이다.

구리는 일반적으로 생체에서 필요로 하는 필수 미량원소이다. 이들은 생체 내에서 많은 metalloenzyme과 단백질과 결합하여 전자 전달，산화환원 등의 중요한 반응에 관여하게 된다.

산화환원반응에서의 구리의 역할은 구리가 외부 화학적 환경에 따라서 1가에서 2가로의 전이가 되기 때문에 이러한 산화환원 반응에서 역할을 하게 된다.

그러나 구리에 대한 미생물의 생체 내에서의 요구량은 1-10 μM로 낮은 편이다.

반면에 과량의 구리는 호기성 세균에게는 독성을 보이게 된다.

이러한 구리의 독성작용은 핵산과 결합에 의하거나 효소의 촉매부위의 변형세포막의 산화 등에 기인한다고 보고되고 있다.

청동(bronze)의 한 성분인 구리는 스테인레스 스틸이나 플라스틱 소재와 비교하여 여러 가지 미생물에 항균 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 따라서 구리와 그 구리 함유 물질은 살균제，살조제，곰팡이제거제，축산첨가물，식품첨가물，식물항균제，기타 보존제로 활용되어 왔다.

아울러 이들 물질은 박테리오파지의 저 감화에도 효능이 있는 것으로 보고되었다.

유기의 살균효과에 대한 보고에 의하면 구리합금은 스테인레스 스틸보다는 더 높은 병원균의 비활성화에 관여한다고 했다.

병원에서 기회감염을 줄이기 위하여 초기에는 청동을 문고리로의 사용이 권장되었다, 그러나 현재의 병원의 작업 공간 환경과 기기 등에서의 스테인레스 스틸의 적용은 권장되고 있지 않은 상태이다.

그러나 병원 공간 내에서의 구리합금의 사용은 Clostridium difficile의 감염을 줄일 수도 있을 것으로 제안되었다.

더구나 식품제조가공 공간에서의 호기성 세균에 대한 연구에서 세포사멸을 보여 주기도 하였다.

식중독은 그 원인물질에 따라 생물학적 식중독, 화학적 식중독, 자연독식중독으로 분류한다.

이러한 식중독 가운데 약 90%는 생물학적 식중독이 차지하고 있기 때문에 이러한 식중독을 제어하는 것이 전체 식중독 환자를 줄일 수 있는 방법이 될 수 있다.

이러한 생물학적 특히, 세균성 식중독을 일으키는 인자들은 우리나라에서는 병원성 E. coli, Salmonella spp.이 제일 큰 문제가 되고 있으며 최근에는 식품 기 준 규격에 B. cereus의 정량기준이 설정되었고 유아용 식품에서 E. sakazakii 오염이 사회적인 이슈로 떠오르고 있다.

한국등록특허 제1495608호 한국등록특허 제1259587호 한국공개특허 제2004-0077237호 한국공개특허 제2004-0097421호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 넓은 턱 형상이 가장자리 중앙부위에 위치하게 하고, 얇게 만들어진 제품의 가장자리 내주면 또는 외주면의 밖 또는 안으로 말아 내리거나, 두께를 두껍게 만들어 가장자리에서 일정한 두께를 유지하고 밖의 표면을 깎아 내어 가볍게 하거나, 얇게 만들어진 제품의 가장자리의 안쪽으로 말아 내리고, 두껍게 만들어 가장자리에서 일정한 두께를 유지하고 안쪽의 표면을 깎아 내어 가볍게 할 수 있어 얇아서 가장자리가 울렁거리고, 얇아서 품위가 없어 보이며, 가장자리가 얇아서 금속의 강성으로 위험하여, 손이나 다른 신체에 상처가 날수 있는 종래의 문제를 해결한 내주면을 가공한 유기그릇 및 그 제조방법을 제공하는 데 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 연속주조기를 통해 구리 및 주석을 혼합한 용융물을 제조하는 단계; 용융물을 용융로의 하부에서 배출되어 판상 블록으로 제조되는 단계; 상기 판상 블록을 절단하여 일정 넓이의 판재로 만들고, 상기 판재를 롤러로 이동시키면서 가열하는 단계; 상기 가열된 판재를 압연 롤러에 넣어 압연된 판재를 원형 판재로 절단하는 단계; 상기 절단된 원형 판재를 소금물로 냉각하는 단계를 포함하며, 상기 일정 형상물은 내주면 쪽으로 말리도록 가공된다.

상기 가열하는 단계는 탄소발열봉이 복수개 장착되는 탄소 발열 히터부를 통해 가열한다.

상기 절단하는 단계는 절단면에 세척액을 동시에 주입하면서 절단한다.

상기 용융물에는 인(P), 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 알루미늄(Al) 또는 망간(Mn)으로부터 선택된 하나 이상이 더 용융된다.

상기 내주면 쪽으로 말리도록 가공하는 것은 가장자리의 안으로 말아 내리고, 상기 가장자리의 외주면의 표면을 깎아 내리도록 가공한다.

본 발명은 연속주조기를 통해 구리 및 주석을 혼합한 용융물을 제조하는 단계; 상기 용융물을 용융로의 하부에서 배출되어 판상 블록으로 제조되는 단계; 상기 판상 블록을 절단하여 일정 넓이의 판재로 제조하는 단계; 상기 판재를 롤러로 이동시키면서 1차 가열하는 단계; 상기 가열된 판재를 롤러에 넣어 1차 압연하는 단계; 상기 1차 압연된 판재를 원형 조각으로 절단하는 단계; 상기 원형 조각을 롤러에 넣어 2차 압연하는 단계; 상기 2차 압연된 판재를 컨베이어에 이송시키면서 2차 가열하는 단계; 상기 2차 가열된 판재를 프레스하여 일정 형상물을 제조 단계; 상기 일정 형상물을 전체 물 중량 중 2 중량비의 소금물로 냉각하는 단계; 상기 냉각된 일정 형상물을 선반을 통해 안쪽에서 바깥쪽 방향으로 가공하는 단계; 상기 일정 형상물에 광택을 더하는 광택 단계;를 포함한다.

상기 1차 가열하는 단계와 2차 가열하는 단계는 탄소발열봉이 복수개 장착되는 탄소 발열 히터부를 통해 가열한다.

상기 일정 형상물은 내주면 쪽으로 말리도록 가공된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 얇아서 가장자리가 울렁거리고, 얇아서 품위가 없어 보이며, 가장자리가 얇아서 금속의 강성으로 위험하며, 손이나 다른 신체에 상처가 날수 있는 종래의 문제를 해결하였다.

또한 본 발명은 구리와는 다르게 강한 경도를 갖고 있는 유기 소재는 Salmonella spp.를 포함한 주요한 Gram(-) 세균의 교차오염을 효과적으로 저 감화할 수 있다.

또한 본 발명은 탄소 발열체를 사용하여 전기누전이나 감전, 과열로 인한 화재위험을 감소시킬 수 있게 되고 전력소비를 줄일 수 있다.

또한 본 발명은 넓은 턱(형상)이 가장자리 중앙부위에 위치하게 하고, 얇게 만들어진 제품의 가장자리(내주면 또는 외주면)의 밖 또는 안으로 말아 내리거나, 두께를 두껍게 만들어 가장자리에서 일정한 두께를 유지하고 밖의 표면을 깎아 내어 가볍게 하거나, 얇게 만들어진 제품의 가장자리의 안쪽으로 말아 내리고, 두껍게 만들어 가장자리에서 일정한 두께를 유지하고 안쪽의 표면을 깎아 내어 가볍게 할 수 있다.

도 1은 종래 발명에 따른 모심 공법과 본 발명의 유기 공법의 특성과 한국화학융합시험연구원의 실험 결과(SEM 사진)를 보여주는 사진 도면이다.
도 2는 종래 발명에 따른 가볍고 살균력이 좋은 유기그릇을 만들기 어려운 이유를 체계적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 내주면을 가공한 유기그릇의 제조 방법을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 그릇 형태, 말림 위치, 모양 등을 자세히 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균력 실험 데이터를 보여주는 그래프 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 예를 들어 외주면은 그릇의 외부면 또는 바깥쪽을 말하며, 내주면은 그릇 내부면의 외주면에 맞대응되는 부분이다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 1은 SEM 사진으로 (a; 본 발명)에서 (b; 종래 발명)로 갈 경우 가열 및 압연 횟수가 적어지는 경우를 보여준다.

구체적으로 본 발명에 따른 내주면을 가공한 유기그릇을 위한 모심 공법은 다년간 연구한 기술로 1차로 350 ~ 450 톤의 압연과 2차적으로 150 ~ 250 톤의 압연을 통해 3 ~ 4회 이상 면을 고르게 하기 위해 반복한다.

만일 손으로 할 경우 4 ~ 6 kg의 압연으로 3 ~ 4회 이상 면을 고르게 하기 위해 강한 힘으로 반복하면 기포가 없어져 가벼운 중량의 유기그릇을 제조할 수 있다.

즉 이렇게 강한 힘으로 반복적으로 두드릴수록 기포가 없어지기 때문에 가벼운 모심 탄생의 기반이 된다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 연속주조기(1)를 통해 구리 및 주석을 혼합한 용융물을 제조하는 단계(S11), 상기 용융물을 용융로의 하부에서 배출되어 판상 블록으로 제조되는 단계(S12), 상기 판상 블록을 절단기(2)로 절단하여 일정 넓이의 판재로 제조하는 단계(S13), 상기 판재를 롤러로 이동시키면서 가열기(3)로 1차 가열하는 단계(S14, S15), 상기 가열된 판재를 롤러에 넣어 압연기(4)로 1차 압연하는 단계(S16), 상기 1차 압연된 판재를 절단기(5)로 원형 조각으로 절단하는 단계(S17), 상기 원형 조각을 롤러에 넣어 압연기(6)로 2차 압연하는 단계(S18), 상기 2차 압연된 판재를 컨베이어에 이송시키면서 가열기(7)로 2차 가열하는 단계(S19), 상기 2차 가열된 판재를 프레스기(8)로 프레스하여 일정 형상물을 제조 단계(S20), 상기 일정 형상물을 냉각기(9) 내의 전체 물 중량 중 2 중량비의 소금물로 냉각하는 단계(S21), 상기 냉각된 일정 형상물을 가공기(10)를 통해 안쪽에서 바깥쪽 방향으로 가공하는 단계(S22), 상기 일정 형상물에 광택을 더하는 광택 단계(S23)를 포함한다.

이하 본 발명의 실시를 위한 내주면을 가공한 유기그릇의 제조 방법에 대하여 자세히 설명한다.

본 발명의 일실시예로서 연속주조기를 통해 구리 및 주석을 혼합한 용융물을 제조한다.

그리고 용융물을 용융로의 하부에서 배출되어 판상 블록으로 제조한다.

상기 판상 블록을 절단하여 일정 넓이의 판재로 만들고, 상기 판재를 롤러로 이동시키면서 가열한다.

여기에서 가열한 후 압연하는 단계가 복수 번 반복될 수 있다.

계속하여 상기 가열된 판재를 압연 롤러에 넣어 압연된 판재를 원형 판재로 절단한다.

마지막으로 상기 절단된 원형 판재를 소금물로 냉각한다.

구체적으로 보면, 본 발명은 연속주조기(1)를 통해 구리 및 주석을 혼합한 용융물을 제조하는 단계(S11), 상기 용융물을 용융로의 하부에서 배출되어 판상 블록으로 제조되는 단계(S12), 상기 판상 블록을 절단기(2)로 절단하여 일정 넓이의 판재로 제조하는 단계(S13), 상기 판재를 롤러로 이동시키면서 1차 가열하는 단계(S14, S15), 상기 가열된 판재를 롤러에 넣어 압연기(4)로 1차 압연하는 단계(S16), 상기 1차 압연된 판재를 절단기(5)로 원형 조각으로 절단하는 단계(S17), 상기 원형 조각을 롤러에 넣어 압연기(6)로 2차 압연하는 단계(S18), 상기 2차 압연된 판재를 컨베이어에 이송시키면서 가열기(7)로 2차 가열하는 단계(S19), 상기 2차 가열된 판재를 프레스기(8)로 프레스하여 일정 형상물을 제조 단계(S20), 상기 일정 형상물냉각기(9) 내의 전체 물 중량 중 2 중량비의 소금물로 냉각하는 단계(S21), 상기 냉각된 일정 형상물을 가공기(10)를 통해 안쪽에서 바깥쪽 방향으로 가공하는 단계(S22), 상기 일정 형상물에 광택을 더하는 광택 단계(S23)를 포함한다.

상기 소금물을 분사노즐에 의해 내부에 고르게 분사시켜서 표면적을 크게 함으로써, 열 전달 속도가 빠른 복수개의 탄소발열봉에 의해 발생된 고온의 복사열을 이용하여 물의 온도를 순식간에 끌어올린다.

또한 상기 가열기(3, 7)와 압연기(4, 6) 등은 동일한 장치를 사용할 수도 있고, 다른 형태나 온도의 장치를 사용할 수도 있다.

상기 (S17) 절단하는 단계는 절단면에 고압의 공기를 동시에 주입하면서 절단한다.

상기 (S22) 단계 후에 상기 일정 형상물은 내주면 쪽으로 말리도록 가공되어, 종래의 얇아서 가장자리가 울렁거리고, 얇아서 품위가 없어 보이며, 가장자리가 얇아서 금속의 강성으로 위험하며, 손이나 다른 신체에 상처가 날수 있는 문제를 해결하였다.

여기에서 가벼움의 기준은 윗지름 11cm(±5mm), 높이 6.5cm(±5mm), 아랫지름 6cm(±5mm), 용량 350ml(±20ml), 무게 200g 이하 기준이다.

본 발명은 넓은 턱(형상)이 가장자리 에 위치하게 하고, 얇게 만들어진 제품의 가장자리(내주면 또는 외주면)의 밖 또는 안으로 말아 내린다.

예를 들어 유기그릇의 가장자리 중앙부분인

, 가장자리 외주면인

, 가장자리 외주면인

, 가장자리 내주면인

등을 형상을 갖는다.

상기 형상은 세부적으로

,

중 하나로 이루어진다.

본 발명의 일실시예로서 도 4에 도시된 바와 같은 형상을 이룰 수도 있다.

구체적으로 도담스타일 모양(본 발명의 내부면 모양)으로서 (a) 원형 : 정원형이나 모든 타원형 모양에 적용(상, 하, 좌, 우 어느 방향으로 넓거나 좁은 모양 모두 해당됨)되고, 가벼워서 가장자리를 넓고 굵게 만드는 모든 도형 모양에 적용된다.

(b) 삼각형 : 정삼각형, 직각삼각형, 이등변삼각형 모두 적용(각각 모서리 둥근형도 모두 적용)된다.

(c) 사각형 : 정사각형, 직사각형, 마름모, 사다리꼴 모두 적용(각각 모서리 둥근형도 모두적용)된다.

(d) 스타일 위치 : 가벼워서 가장자리를 넓고 굵게 만들 때 위치에 상관없이 모두 적용된다.

즉 본 발명은 두툼한 턱(스타일 위치 상)이 중앙부위에 위치하게 하거나, 얇게 만들어진 제품의 가장자리를 밖으로 말아 내리거나, 얇게 만들어진 제품의 가장자리를 안으로 말아 내리거나, 제품을 두껍게 만들어 가장자리에서 일정한 두께를 유지하고 밖의 표면을 깎아 내어 가볍게 할 수 있다.

또는 유기그릇 제품을 두껍게 만들어 가장자리에서 일정한 두께를 유지하고 안쪽표면을 깎아 내어 가볍게 할 수 있다.

한편 도 4의 도담스타일 그릇 모양을 보면, 본 발명은 가벼워서 가장자리를 넓고 굵게 만드는 모든 그릇형태에 적용된다

즉 본 발명은 가벼워서 가장자리를 넓고 굵게 만드는 유기는 제작공법이 단조나 주조나 수작업 등 모든 제작공법에 적용된다

이 때 얇게 만들어진 제품의 가장자리의 밖으로 말아 내림, 두께를 두껍게 만들어 가장자리에서 일정한 두께를 유지하고 밖의 표면을 깎아 내어 가볍게 하거나, 얇게 만들어진 제품의 가장자리의 안쪽으로 말아 내리고, 두껍게 만들어 가장자리에서 일정한 두께를 유지하고 안쪽의 표면을 깎아 내어 가볍게 할 수 있다.

이 때 형틀에 밀착된 내주면을 가공한 유기그릇을 흡착시킨 샤프트가 회전하는 동안 일정 형상의 가공체를 왕복 이동시키도록 설치된다.

따라서 본 발명은 가벼워서 가장자리를 넓고 굵게 만들 때 위치에 상관없이 모두 적용될 수 있는 데, 예를 들어 가벼워서 가장자리를 넓고 굵게 만드는 모든 그릇형태에 적용되거나, 가벼워서 넓고 굵게 가장자리를 만들 때 형상에 관계없이 적용되고 제조공법의 단조기법, 주조기법, 수 작업등 모든 제작공법에 적용 된다

한편 상기 가열하는 단계에서 가열기(7)는 탄소발열봉이 복수개 장착되는 탄소 발열 히터부를 통해 가열한다.

상기 탄소발열봉은 복사열 전달능력이 탁월하여 진공상태를 통과하는 특성이 있으며, 복사열은 빛의 속도로 열을 전달하므로, 온도 상승 효과가 매우 높으며, 에너지 절감 효과가 탁월한 특징이 있다.

탄소발열봉을 복수개 수납시켜 고온의 복사열을 발생하고, 발생된 고온의 복사열을 고압탱크 내부로 공급하는 가열부가 구비된다. 상기 가열부는 상기 고압탱크 내부에 구비되어 온수를 가열하는 역할을 하는 것으로, 그 수량과 형상은 배치 형태에 따라 다양하게 구성될 수 있다.

상기 탄소발열봉은 원형 유리관의 내부에 수용되고 두 가닥 이상의 탄소섬유 다발을 꼬아서 형성된 탄소발열체가 길이방향으로 길게 나선형태로 감아져 형성되므로 효과적으로 발열온도를 높일 수 있다.

상기 탄소발열체는 종래의 니크롬선에 비해 발열하는데 시간이 짧고 발열 후 물성 변화가 적어 수명이 매우 길다.

본 발명은 탄소발열체의 저항열에 의해서 복사 및 전도에 따른 가열방식이므로 연소식과는 달리 공기오염물질을 발생시키지 않으며, 약전류를 흐르게 하여 적은 소비전력만으로도 빠르게 고온 발열을 하게 되므로 종래의 니크롬선을 이용한 방열관에서 자주 발생되는 전기누전이나 감전, 과열로 인한 화재위험을 감소시킬 수 있게 되고 전력소비를 줄일 수 있다.

다른 실시예로서 상기 탄소발열봉이 복수개 수납되어 발생된 복사열을 이용하여 100℃의 가열실, 130~150℃의 1차 가열실, 및 200℃의 2차 가열실로 이루어지고, 각 가열실 사에에는 연결통로가 형성된다.

이러한 다중 가열로 인해 얇아서 가장자리가 울렁거리고, 얇아서 품위가 없어 보이며, 가장자리가 얇아서 금속의 강성이 떨어지는 것을 해결할 수 있다.

유기그릇의 살균 효과 실험 결과 및 고찰

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에서 살균효과 검증에 사용되는 균주 Salmonella enterica subsp. Typhimurium ATCC 12023, S. Typhimurium ATCC 14028, E. coli 0157:H7 NCTC 12079, E, coli 0157:H7 505B, E. sakazakii ATCC 51329， E sakazakii NCTC 2949, B. cereus KCCM 1094, B. cereus KCCM 40935 등이 사용되었다.

배양된 배양액을 각각의 금속 그릇에 떨어뜨려 일정 시간이 지난 후에 다시 회수하여 선택배지에서 생균수를 측정하였다.

본 발명은 유기의 비교예로서 스테인레스 스틸，주석，구리，청동 구리합금을 일정크기로 만들어 사용하였다.

이러한 스테인레스 스틸은 74% Fe, 18% Cr, 8% Sn로 이루어져 있고 유기는 78% Cu와 22% Sn로 구성되어 있으며, 주석과 구리 합금은 각각 100% 주석과 구리로 만들어져 있다.

유기 그릇의 살균력 측정 방법

종류	내용
tin1	1번의 가열 및 압연
tin2	2번의 가열 및 압연
tin3	2번의 가열, 압연 및 프레스
tin1'	1번의 가열 및 압연 + 내주면 가공
tin2'	2번의 가열 및 압연 + 내주면 가공
tin3'	2번의 가열, 압연 및 프레스 + 내주면 가공

본 실험에는 항균력을 알기 위해 대조구 금속으로 스테인레스 스틸，유기 그릇(상기 표 1의 tin1 ~ tin3'), 100% 주석, 100% 구리 합금 상에서 노출시간에 따른 생균수를 측정하였다.

상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 유기 그릇은 1번의 가열 및 압연(tin1), 2번의 가열 및 압연(tin2), 2번의 가열, 압연 및 프레스(tin3) 공정으로 생산된 것을 실험에 사용하였다.

그리고 상기 1번의 가열 및 압연(tin1), 2번의 가열 및 압연(tin2), 2번의 가열, 압연 및 프레스(tin3) 공정으로 생산된 것 각각에 내주면으로 말리도록 가공(tin1', tin2', tin3')하여 상기 내부면 주변에서의 균주 상태를 관찰하였다.

또한 실험 대상 균주로는 총 8개의 균주이며 각각 두 종의 S. Typhimurium, E, coli 0157:H7, B.cereus, E. sakazakii 공시균주를 3반복 실험하였다.

상기 S.Typhimurium의 경우 100% 구리에서 24시간에 8 log CFU/mL 모두 사멸하는 것으로 나타났고 본 발명에 따른 유기 그릇은 24시간째에 4 log CFU/mL의 생균수를 보이다가 그 후 시간이 지날수록 약간 증가하는 것으로 나타났다.

또한 전통 식기인 유기 소재로 항 미생물 특성을 연구하기 위해 7~8 log CFU/mL의 초기균수로 이들 합금표면에서 건조한 후 생존력 즉정결과 Gram(+) 세균인 B. cerews는 24시간째 이후로 3 ~ 4 log CFU/mL로 생균수를 유지하고 있어 금속의 종류와 관계없이 높은 생존율을 보여 주었다.

그러나 Gram(-) 세균인 S. Typhimurium, E. coli, E. sakazakii는 구리표면> 유기 그릇 내주면 말림 가공 표면〉주석표면〉스텐인레스 스틸 표면 순으로 항균성이 높은 것으로 나타났다.

그러므로 전통적으로 우리가 사용해 왔던 청동 놋그릇 유기소재에 Typhimurium, E.coli 0157, E.sakazakii 등의 식중독 세균이 노출시 스테인레스 스틸보다는 사멸이 잘 일어나기 때문에 본 발명에 따른 내주면을 가공한 유기그릇을 식품제조 환경에서 활용하여 교차오염을 줄일 수 있다.

결론적으로, 청동합금인 우리 전통 식기 놋그릇 유기 소재의 항미생물 특성을 연구하기 위해 주요한 식중독 세균인 Salmonella spp., E. coli 0157, E. sakazakii, B. cereus의 배양액을 유기 그릇(본 발명)，구리，주석，스테인레스 스틸 합금에 노출 건조 후 생균정도를 분석하였다.

이들 금속표면에서의 살균력 측정 결과 Gram(-) 세균인 S. Typhimurium，E. 와 E.sakazakii는 구리가 가장 높았고 유기 표면，주석표면，스테인레스 스틸 금속표면 순으로 항균성이 높은 것으로 나타났다.

그러나 Gram(+)의 살균효과는 어느 금속표면에서도 살균효과가 거의 나타나지 않았다.

S.Typhimurium, E. coli와 E. sakazakii의 구리이온(Cu⁺²) 최소생육저해 농도는 25 ppm이었지만 B. cereus의 경우는 50 ppm으로 높은 것으로 나타났다.

따라서 구리와는 다르게 강한 경도를 갖고 있는 본 발명에 따른 유기는 Salmonella spp.를 포함한 주요한 Gram(-) 세균의 교차오염을 효과적으로 저감화할 수 있다.

내주면을 가공한 유기그릇의 살균 효과 실험 결과 및 고찰

도 5 a와 도 5b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 내주면을 가공한 유기그릇은 tin1>tin2>tin3>tin1'>tin2'>tin3'순서로 살균력이 높아 졌으며, 이하 외주면을 가공한 종래의 유기그릇과 비교하여 설명한다.

여기에서 살균 효과 측정 위치는 상기 도 4의 모양 중 하나의 내주면 가공면 또는 그 주변이다.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 유기그릇(tin3')과 종래의 유기 그릇을 비교한 도면이다.

스테인레스 스틸과 주석 합금에서는 완만한 기울기로 72시간이 지난 후에도 6 log CFU/mL의 생균수를 유지해 약간만 사멸이 일어난 것으로 보이는데 이는 금속의 영향보다는 건조에 의한 사멸도 있다(도5 a).

E. coli 0157은 전반적으로 급격한 기울기를 보이며 생균수의 감소를 나타내었는데 구리와 본 발명에 따른 유기에서 모두 48시간 이내에 사멸하는 것으로 나타났으며 스테인레스 스틸과 주석 합금에서는 72시간까지 1~2 log CFU/mL의 생균이 측정되었다(도 5 b).

sakazakii의 경우에는 Typhimurium과 유사한 결과를 나타내었다(도 5c). 결과를 종합해 볼 때 Gram(-) 세균인 Typhimurium과 E. coli, sakazakii는 100% 구리 ㅋ 유기 그릇(tin1>tin2>tin3>tin1'>tin2'>tin3')> 100%주석〉스테인레스 스틸 순으로 항균성이 높은 것으로 나타났다.

그러나 Gram(+) 세균인 B. 는 24시간째 이후로 3~4 log CFU/mL로 생균수를 유지하고 있어 금속의 종류와 관계없이 생균수를 유지하는 것으로 보인다(도5 d).

본 발명에 따른 유기 그릇의 항균성 측정에서 E. coli 와 S. Typhimurium이 25℃에서 16시간 배양됐을 때 10⁷ ~ 10⁸ CFU/mL의 생균수를 보였다.

또한 Gram(-) 균주인 E. coli 와 S. Typhimurium이 Gram(+) 균주인 B. cereus와 S. aureus 보다 항균 효과가 높다고 보고하여 동일한 결과를 보임을 알 수 있었다.

위의 결과를 볼 때 유기는 스테인레스 스틸보다는 오염된 세균을 사멸하는 효과가 클 것으로 보이며 식품 보관 공간에서의 활용으로 교차오염을 줄일 수 있을 것으로 보인다.

세균별 구리이온 농도별 살균력 분석 구리이온에 대한 각각의 세균 저해농도를 알기위해 증류수에 용해한 CuS04 수용액 1mL을 9mL의 세균 함유 액과 혼합하여 저해농도를 최종 농도가 0, 10, 25, 50 ppm이 되도록 조정하였다. 대상 균주는 S. Typhimurium ATCC 14028, B. cereus KCCM 40935, E, coli 0157:H7 505B, E. sakazakii ATCC 51329를 사용하였다.

결과를 보면 각각 구리(Cu2+) 이온의 최소생육저해농도는 S. Typhimurium의 경우 25 ppm, B. cereus는 50 ppm, E. coli 0157: H7과 E. sakazakii ATCC 51329는 25 ppm으로 나타났다.

본 실험결과가 다소 높은 농도에서 생육이 저해되는 것으로 보이나 10~25 ppm 사이에 15 ppm 간격이 있어 유사한 결과를 얻는다.

각 세균별로 생육저해 농도가 다른 이유로 세균마다 다른 구리 독성의 극복 기작이 있다고 생각할 수 있다.

예를 들어 Gram(+) 균인 B.cereus와, S.aureus는 비교적 생육저해농도가 높아 구리이온에 저항성이 큰 것으로 나타났다.

즉 구리(100%) 금속의 경우 사멸률을 뛰어났으나 변형이 쉽고 부식과 심한 변색을 야기하기 때문에 실제 주방에 적용이 힘들다.

따라서 본 발명에 따른 강한 경도를 갖고 있으며 변색이 적고 사용할수록 광이 나는 유기 그릇을 주방 환경에 적용시킬 경우 sakazakii를 포함한 Gram(-) 세균의 효과적인 살균 효과를 도모할 수 있다.

한편 본 발명의 다른 실시예로서 에너지 절감을 위해 압연기(6), 가열기(7)에 전력을 공급하는 태양광 패널에 역전류 방지 다이오드를 통해 연결된 충전기와 다시 역전류 방지 다이오드를 통해 연결된 배터리를 포함한다.

상기 압연기(6), 가열기(7)에 전력을 공급하는 태양광 패널에 역전류 방지 다이오드를 통해 연결된 충전와 다시 역전류 방지 다이오드를 통해 연결된 배터리와 상기 배터리의 직류(DC)를 전송받아 교류(DC)로 변환하는 인버터에 교류 부하가 연결되어 사용된다.

또한 상기 압연기(6), 가열기(7)는 압연용 가열로로 대체하여 사용할 수 있으며, 오래 사용할 수록 온도 분포와 압력 분포가 넓어지는 문제가 발생하는 데, MFA 온도 제어기 또는 PID 제어기를 사용하여 이를 안정적으로 제어할 수 있어, 대량 생산시 금속의 강성이 떨어지는 문제를 해결할 수 있다.

특히 온도 헌팅을 예방하기 위해 MFA 온도 제어기의 MIMO 특성을 사용하여 제어 가능하다.

따라서 불안정한 제어 특성에 따른 품질 제어를 사전에 예방할 수 있다.

또한 냉각기(9)의 냉기 배출구의 수직 절단면이 “ㅁ”구조인 사각 기둥 또는 직육면체 형태를 가져, 일정한 두께를 유지하는 가장 자리 위치 표면에 정확하게 주입할 수 있음에 따라, 얇게 만들어진 제품의 다른 부분에 배출되어 품질에 문제가 발생하는 것을 사전에 차단할 수 있다.

1 : 연속주조기
2 : 절단기
3 : 가열기
4 : 압연기
5 : 절단기
6 : 압연기
7 : 가열기
8 : 프레스기
9 : 냉각기
10 : 가공기

Claims

연속주조기를 통해 구리 및 주석을 혼합한 용융물을 제조하는 단계;
용융물을 용융로의 하부에서 배출되어 판상 블록으로 제조되는 단계;
상기 판상 블록을 절단하여 일정 넓이의 판재로 만들고, 상기 판재를 롤러로 이동시키면서 가열하는 단계;
상기 가열된 판재를 압연 롤러에 넣어 압연된 판재를 원형 판재로 절단하는 단계;
상기 절단된 원형 판재를 소금물로 냉각하는 단계;를 포함하며,
상기 일정 형상물은 내주면 쪽으로 말리도록 가공되는 것을 특징으로 하는 내주면을 가공한 유기그릇 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 가열하는 단계는 탄소발열봉이 복수개 장착되는 탄소 발열 히터부를 통해 가열하는 것을 특징으로 하는 내주면을 가공한 유기그릇.
제1항에 있어서,
상기 용융물에는 인(P), 실리콘(Si), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 나트륨(Na), 알루미늄(Al) 또는 망간(Mn)으로부터 선택된 하나 이상이 더 용융되는 것을 특징으로 하는 내주면을 가공한 유기그릇 제조 방법.
제1항에 있어서,
상기 내주면 쪽으로 말리도록 가공하는 것은 가장자리의 안으로 말아 내리고, 상기 가장자리의 외주면의 표면을 깎아 내리도록 가공하는 것인 것을 특징으로 하는 내주면을 가공한 유기그릇 제조 방법.
연속주조기를 통해 구리 및 주석을 혼합한 용융물을 제조하는 단계;
상기 용융물을 용융로의 하부에서 배출되어 판상 블록으로 제조되는 단계;
상기 판상 블록을 절단하여 일정 넓이의 판재로 제조하는 단계;
상기 판재를 롤러로 이동시키면서 1차 가열하는 단계;
상기 가열된 판재를 롤러에 넣어 1차 압연하는 단계;
상기 1차 압연된 판재를 원형 조각으로 절단하는 단계;
상기 원형 조각을 롤러에 넣어 2차 압연하는 단계;
상기 2차 압연된 판재를 컨베이어에 이송시키면서 2차 가열하는 단계;
상기 2차 가열된 판재를 프레스하여 일정 형상물을 제조 단계;
상기 일정 형상물을 전체 물 중량 중 2 중량비의 소금물로 냉각하는 단계;
상기 냉각된 일정 형상물을 선반을 통해 안쪽에서 바깥쪽 방향으로 가공하는 단계;
상기 일정 형상물에 광택을 더하는 광택 단계;를 포함하는 내주면을 가공한 유기그릇 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 1차 가열하는 단계와 2차 가열하는 단계는 탄소발열봉이 복수개 장착되는 탄소 발열 히터부를 통해 가열하는 것을 특징으로 하는 내주면을 가공한 유기그릇 제조 방법.
제5항에 있어서,
상기 일정 형상물은 내주면 쪽으로 말리도록 가공되는 것을 특징으로 하는 내주면을 가공한 유기그릇 제조 방법.
제5항의 제조 방법에 의해 제조되는 내주면을 가공한 유기그릇.