KR20230085359A - Art cloth or paper containing metal nano ion clusters - Google Patents
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- D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/32—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
- D06M11/36—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxides, hydroxides or mixed oxides; with salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
- D06M11/44—Oxides or hydroxides of elements of Groups 2 or 12 of the Periodic Table; Zincates; Cadmates
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- D—TEXTILES; PAPER
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- D06M11/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising
- D06M11/32—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
- D06M11/36—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with oxygen, ozone, ozonides, oxides, hydroxides or percompounds; Salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond with oxides, hydroxides or mixed oxides; with salts derived from anions with an amphoteric element-oxygen bond
- D06M11/46—Oxides or hydroxides of elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table; Titanates; Zirconates; Stannates; Plumbates
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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- D—TEXTILES; PAPER
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- D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
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Abstract
Description
오늘날 표준적인 영어로 캔버스(Canvas)라고 불리는 미술용 천은 거친 마포(麻布)삼베를 사용해 거기에 일종의 아교(阿膠, Glue)를 먹이고 다시 그 위에 백악(白堊)을 린시드유(Linseed oil), 포피유(Poppy oil)로 녹여서 칠하거나 그 위에 다시 아마의 씨에 함유된 건성 지방유인 아마인유(ㅣinseed oil), 밀타승(Lethargy, Lead Oxide),산화아연(Zinc oxide)등을 섞어서 제조하게된다.Today, the art fabric called Canvas in standard English uses rough hemp cloth, applied a kind of glue to it, and then chalked it up again with linseed oil and poppy. It is made by melting and painting with poppy oil, or by mixing linseed oil, which is a dry fatty oil contained in flax seeds, wheat tar-seed (Lethargy, Lead Oxide), and zinc oxide.
이러한 유화용 천은 화포(畵布)라고도 하며 60수 면사로 짠 평직물 중 하나로 씨실과 날실을 한 올씩 교차해서 짜며 유화 등 그림을 그릴 때 사용되는 억센 직물. 즉, 캔버스는 종이가 아니다. 그림 외에도 튼튼한 직물이 필요한 돛, 천막, 캔버스 백으로 사용될 때가 있으며, 신발 같은 제품에도 널리 활용되고 있다. This oil painting cloth, also called canvas, is one of the plain weave fabrics woven with 60-count cotton yarn, woven by crossing the weft and warp yarns one by one, and is a tough fabric used for painting such as oil paintings. In other words, canvas is not paper. In addition to paintings, it is sometimes used for sails, tents, canvas bags that require strong fabrics, and is also widely used for products such as shoes.
과거 복엽기(Biplane)시대에는 비행기 날개의 재료로도 쓰였으며 요즘은 캔버스라는 용어가 상기 유화와 동의어로까지 쓰이고 있다.In the past biplane era, it was also used as a material for airplane wings, and these days, the term canvas is even used as a synonym for the above oil painting.
본 발명은 상기 항균 미술용 천 또는 종이의 제조방법에 관한 것으로 항균 미술용 천 또는 종이재질로 이루어진 그림을 그리거나 붙이는 캔버스에 본원기술에 의하여 제조된 금속나노 이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이에 관한것이다.The present invention relates to a method for manufacturing the antibacterial art cloth or paper, and the art cloth or paper containing the metal nano ion cluster manufactured by the present technology on a canvas for drawing or attaching a picture made of antibacterial art cloth or paper material. It is about.
본 발명은 전술한바 대로 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이에 관한 것으로 천이나 종이재질로 이루어진 그림을 그리는 캔버스 제품은 필연적으로, 주변의 환경에 따라서 많은 세균, 진균 및 바이러스에 대해 양호한 성장 배지를 제공하는 섬유성 및 다공성 구조를 가진다. As described above, the present invention relates to art cloth or paper containing metal nanoion clusters, and a canvas product made of cloth or paper material for drawing pictures is inevitably good against many bacteria, fungi and viruses depending on the surrounding environment. It has a fibrous and porous structure that provides a growth medium.
또한, 대부분의 미생물에 대해 불량한 내성을 가지며, 따라서 본원은 캔버스로 사용하는 천 또는 종이의 항균 가공은 예술품을 곰팡이나 세균 등의 손상 없이 장기간 보관할 수 있으며 인체에 대한 유해성을 방지하기 위한 경제적이면서도 안전한 방식이다. In addition, it has poor resistance to most microorganisms, and therefore, the antibacterial processing of cloth or paper used as canvas in this application can store art for a long time without damage to mold or bacteria, and is economical and safe to prevent harm to the human body. way.
또한, 높은 습도 및 온도 값으로 인해 기후가 세균 성장에 유리한 국가에서는, 항균 특성을 갖는 제품이 실제로 매우 절실한 상황이다.Moreover, in countries where the climate is favorable for bacterial growth due to high humidity and temperature values, products with antibacterial properties are in fact in great demand.
일반적인 항균 발현을 위해서는 섬유 제품의 가공 단계에 특정한 화학제품의 적용을 통해 항균 물질의 혼입을 통해 수득된다. 예를 들어, 아염소산 나트륨은, 이들의 저장 안정성을 향상시키기 위해, 천과 같은 섬유 제품에서 통상적으로 사용되는 곰팡이 방지제 (Anti-mold agent)이다. For general antibacterial expression, it is obtained through the incorporation of antibacterial substances through the application of specific chemicals in the processing step of textile products. For example, sodium chlorite is an anti-mold agent commonly used in textile products such as cloth to improve their storage stability.
그러나 이것은 독성을 가지며 건강에 유해한 것으로 분류된다. 따라서, 상기 화학물질을 함유하는 천 제품은 신중하게 취급해야 하며, 당 업계에서는 끊임없이 이를 대체하기 위한 대안적인 더욱 안전한 화합물을 찾고 있었다.However, it is toxic and is classified as a health hazard. Therefore, fabric products containing these chemicals must be handled with care, and the art is constantly looking for alternative, safer compounds to replace them.
본원에서 제시하는 그림을 그리는 천이나 종이에 항 살균 물질을 도포하는 방법은 건식 스퍼터링(Sputtering)에 의하여 투입하는 방법이 현재까지 개발된 방법 중에 가장 안전하고 신속한 방법으로 알려져 있다.In the method of applying the antibacterial material to the drawing cloth or paper presented herein, the method of applying the antibacterial material by dry sputtering is known as the safest and fastest method among the methods developed to date.
이에, 본 발명자들은 미술용 천 또는 종이에 항균기능성 물질인 나노이온 클러스터를 물질을 이용하여 항균성능을 구현하고자 연구한 결과, 산업적으로 이용되는 금속 스퍼터링(Sputtering)방법을 이용하여 미술용 천 또는 종이 표면에 나노 클러스터(Clusters) 금속 화합물의 항균물질인 Cu(구리), Tim(티타늄), Zr(지르코니아). Ag(은), Zn(아연) 또는 상기 금속의 산화물(Oxide) 중 어느 하나 또는 하나 이상을 입자를 균일하게 분산 코팅하여 여러 가지 조건에서 시험하여본 결과 그림을 그리는 미술용 천 또는 종이에 나노 클러스터 금속 화합물(Metal compound)을 적용시 항 살균력이 매우 우수함을 확인함과 동시에 미술계 전반에 저변을 널리 확보할 수 있다는 확신을 가지고 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have studied to realize antibacterial performance by using nanoion clusters, which are antibacterial functional substances, on art cloth or paper, and as a result, art cloth or paper using industrially used metal sputtering Cu (copper), Tim (titanium), and Zr (zirconia), which are antibacterial substances of metal compounds with nano clusters on the surface. Ag (silver), Zn (zinc), or any one or more of the metal oxides (Oxide) uniformly dispersed and coated the particles and tested under various conditions. As a result, nano clusters on art cloth or paper for painting The present invention was completed with the conviction that antibacterial power is very excellent when a metal compound is applied, and at the same time, it is possible to secure a wide base throughout the art world.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 나노이온 클러스터를 그림이나 글씨를 쓰는 미술용 천 및 종이의 표면에 분사코팅 하여 장기간에 걸쳐 나노입자의 항균성을 유지할 수 있는 항균 나노이온 클러스터를 그림 및 종이 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to maintain the antibacterial properties of nanoparticles for a long period of time by spray-coating nanoion clusters on the surface of art cloth or paper for painting or writing. It is to provide a picture and paper of an antibacterial nanoion cluster and a manufacturing method thereof.
또한, 본 발명은 미술용 천 또는 종이에 나노이온 클러스터에 의한 항균성을 최대화할 수 있고 부가적으로 광 촉매를 부가하여 항균성을 더욱 높일 수 있는 미술용 천 및 종이 및 그 제조방법에 관한 것이다.In addition, the present invention relates to cloth and paper for art and a method for manufacturing the same, which can maximize antibacterial properties by nanoion clusters and further enhance antibacterial properties by adding a photocatalyst to the cloth or paper for art.
본원은 미술용 천 또는 종이 자체에서 살균과 멸균이 가능하여 이를 적용한 유화용 캔버스, 직물, 한지, 화선지 종이 등 그림이나 글씨를 작품으로 하는 미술계 여러 분야에 걸쳐 파급 적으로 사용할 수 있으며 이를 사용시 유해세균으로부터 값비싼 미술품이 손상되는 것을 방지하고 사용자나 관람자의 감염을 방지하거나 최소화할 수 있는데 그 목적이 있다.Since sterilization and sterilization are possible in the art cloth or paper itself, this application can be used extensively in various fields of the art world, such as canvas for oil painting, fabric, Korean paper, and Korean paper, which uses it as a work of art, and when used, harmful bacteria Its purpose is to prevent expensive artworks from being damaged and to prevent or minimize infection of users or spectators.
따라서 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 공기 중에 떠도는 각종 바이러스 및 세균이 완성된 그림에 증식하는 것을 방지하며 이를 보관하거나 관람하는 사람들에게 각종 질병으로부터 사용자가 안전하도록 미술용 천 및 종이의 표면에 나노이온 클러스터 물질을 적용하여 코팅 제조하는데 목적이 있다.Therefore, the present invention to solve the problems of the prior art prevents various viruses and bacteria floating in the air from proliferating in the finished picture, and to keep or view it, art cloth and paper for users to be safe from various diseases. The purpose is to manufacture a coating by applying a nano-ion cluster material to the surface of.
현재, 시장에는 항균 특성이 있는 많은 종류의 섬유 제품이 있으며, 이들 제품의 대부분은 항균제로서 유기 또는 무기 입자를 사용한다. 예를 들어, 구리, 은, 주석 및 아연은, 이들의 효과적인 항균 또는 항진균 특성 때문에, 항균제로서 사용된다. Currently, there are many kinds of textile products with antibacterial properties on the market, and most of these products use organic or inorganic particles as antimicrobial agents. For example, copper, silver, tin and zinc are used as antimicrobial agents because of their effective antibacterial or antifungal properties.
되어 있다.has been
그러나 전형적으로 항균 첨가제가 섬유 또는 직물에 국소적으로 적용되고, 시간이 지남에 따라 탈피 또는 마모되며, 비효율적이 되는 경향이 있다는 것이다. However, typically antimicrobial additives are applied topically to fibers or fabrics, and over time they tend to shed or wear away and become ineffective.
따라서, 그림이나 글씨 등을 장시간 보관중에도 이들의 항균 효과를 유지하며, 우수한 질감, 평활성을 제공하는 항균 미술용 천 또는 종이에 대한 필요성이 늘 존재하였다.Therefore, there has always been a need for an antibacterial art cloth or paper that maintains its antibacterial effect even during long-term storage of pictures or writing and provides excellent texture and smoothness.
본 발명의 미술용 천 및 종이의 제조방법은 플라스마 챔버를 이용하여 미술용 천 또는 종이 표면에 항균활성을 가지는 나노 금속 합금 또는 산화물을 재질로 하는 나노 금속이온 클러스터 물질을 적용하여 코팅 제조함에 따라 미술용 천 또는 종이의 표면이 매우 부드럽고 신축성이 우수하며 항균성이 뛰어난 금속 나노 이온클러스터가 적용된 항균 미술용 천 또는 종이를 제공하는 데 있으며 이를 미술계 전반에 널리 사용하여 주위의 열악한 환경이나 곰팡이, 세균 등의 침범으로 값비싼 작품의 파손을 방지하고 이를 관람하는 국민보건 향상에 이바지하는데 본원의 목적이 있다.The method for manufacturing art cloth and paper of the present invention applies a nano-metal ion cluster material made of nano-metal alloy or oxide having antibacterial activity to the surface of art cloth or paper using a plasma chamber to produce a coating. To provide antibacterial art cloth or paper to which metal nano-ion clusters with excellent antimicrobial properties are applied, which have a very soft surface or excellent elasticity, and are widely used throughout the art world to protect against poor surroundings, mold, bacteria, etc. The purpose of this institute is to prevent damage to expensive works due to invasion and to contribute to the improvement of public health.
본 발명은 앞서 말했듯이 본 발명에 따른 나노이온 클러스터 물질을 활용한 미술용 천 또는 종이는 표면에 나노클러스터 항균 물질을 함유하고 있으므로 곰팡이를 비롯한 다양한 병원균에 의한 침투나 오염을 최소화할 수 있다.As described above, the present invention can minimize penetration or contamination by various pathogens, including fungi, because the art cloth or paper using the nano-ion cluster material according to the present invention contains a nano-cluster antibacterial material on the surface.
또한, 부가적으로 광 촉매(Photocatalysts)를 상기 미술용 천 또는 종이에 함유함에 따라 표면에 홉착되는 세균 등의 오염물의 분해를 수행하여 오염물에 의한 미술용 천 또는 종이의 손상뿐만 아니라 오염물로 인한 관람자의 질병 발생 역시 최소화할 수 있다.In addition, as photocatalysts are additionally contained in the art cloth or paper, contaminants such as bacteria adsorbed on the surface are decomposed, thereby preventing not only damage to the art cloth or paper caused by contaminants but also spectators due to contaminants. The incidence of disease can also be minimized.
아울러 산화에 의한 나노입자의 활성저하를 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 장기간에 걸쳐 나노입자를 방출할 수 있으므로 항균활성을 오랜 기간에 유지할 수 있고 나노입자의 항균활성이 작품의 천이나 종이 일측에 포함되는 광 촉매에 의하여 최대화될 수 있는 높은 항균활성을 가지는 미술용 천 또는 종이의 제조가 가능하다. In addition, it is possible not only to minimize the decrease in activity of nanoparticles due to oxidation, but also to release nanoparticles over a long period of time, so that antibacterial activity can be maintained for a long period of time, and the antibacterial activity of nanoparticles is contained on one side of the cloth or paper of the work. It is possible to manufacture cloth or paper for art with high antibacterial activity that can be maximized by photocatalysis.
아울러 나노입자의 코팅으로 유화, 아크릴 등 물감이 선명하게 발색되며 물감의 번짐이 적어 섬세한 표현이 가능한 장점도 가지고 있다.In addition, the coating of nanoparticles enables paints such as oil and acrylic to show vivid colors, and it has the advantage of being able to express delicately with little smearing of paint.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 균등물과 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.Effects according to the present invention are not limited by the contents exemplified above, and more various equivalents and effects are included in the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일 실시 예에 의한 미술용 천 또는 종이 스퍼터링 공정을 나타낸 그림.
도 2는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노 항균소재 입자에 의한 항균 나노이온 클러스터 코팅 원리를 나타낸 그림.
도 3은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노 항균소재 입자에 의한 나노이온 클러스터 챔버 구조 및 작동과정을 나타낸 그림.
도 4는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노 항균소재 입자에 의한 항균 나노이온 클러스터 코팅 공정도.
도 5는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 챔버에 타깃투입 후 전극을 가해 나노 이온이 방출되는 과정을 나타낸 공정도.
도 6은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터 롤투롤 코팅장비 개념도.
도 7은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터 롤투롤 코팅장비 공정도.
도 8은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이의 나노이온 클러스터 코팅 공정 조건표.
도 9는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 광 촉매와 나노이온 입자 항균금속들의 세포 멸균 사시도.
도 10은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터의 항균효과.
도 11은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 Cu Nanoparticles in coating film / Cu 나노이온 입자 코팅 전자현미경 사진.
도 12는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터 Cu NP 크기 재어 표면 형태의 SEM사진.
도 13은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터 두께및 전자현미경 사진.
도 14는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터의 결정조직과 다층 나노복합조직을 나타낸 그림이다.
도 15는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이에 코팅된 나노이온 클러스터 3,000배 SEM 현미경사진.
도 16은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이에 코팅된 나노이온 클러스터 20,000배 SEM 현미경사진.
도 17은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이에 코팅된 나노이온 클러스터 50,000배 SEM 현미경사진.
도 18은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이에 코팅된 나노이온 클러스터 20.000배 SEM 현미경사진.
도 19는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이에 코팅된 나노이온 클러스터 50.000배 SEM 현미경사진.
도 20은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이에 코팅된 나노이온 클러스터 50.000배 또 다른 SEM 현미경사진.
도 21은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이의 500배 현미경 SAM 확대사진.
도 22는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터 물질 Cu-CuOx 20nm-EDX 성분분석표.
도 23은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 한국의류사 연구원 항균시험 성적서 1.
도 24는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 한국의류사 연구원 항균시험 성적서 2.
도 25는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터 항균테스트 결과치.
도 26은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클로스터 코팅 미술용 천 또는 종이의 색상제어기술.
도 27은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 곰팡이가 핀 유화를 나타낸 그림이다.
도 28은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 곰팡이가 핀 동양화를 나타낸 그림이다.
도 29는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노사이즈 금속이온 코팅 불럭도.
도 30은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 캔버스를 나타낸 그림이다.
도 31은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 롤형태의 미술용 천또는 종이를 나타낸 그림이다.1 is a picture showing a sputtering process for art cloth or paper according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
Figure 2 is a picture showing the principle of antimicrobial nano-ion cluster coating by nano-antibacterial material particles according to one embodiment of the art cloth or paper containing the metal nano-ion cluster characterized in accordance with the present invention.
Figure 3 is a picture showing the nano-ion cluster chamber structure and operation process by the nano antibacterial material particles according to one embodiment of the art cloth or paper containing the metal nano-ion cluster characterized in accordance with the present invention.
Figure 4 is an antibacterial nano-ion cluster coating process by nano-antibacterial material particles according to an embodiment of the art cloth or paper containing the metal nano-ion cluster characterized in accordance with the present invention.
5 is a process diagram showing a process in which nano ions are released by applying an electrode after a target is introduced into a chamber according to one embodiment of a cloth or paper for art containing metal nano ion clusters, which is characterized according to the present invention.
Figure 6 is a conceptual diagram of nano-ion cluster roll-to-roll coating equipment according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nano-ion clusters characterized in accordance with the present invention.
Figure 7 is a nano-ion cluster roll-to-roll coating equipment process diagram according to an embodiment of the art cloth or paper containing the metal nano-ion cluster characterized in accordance with the present invention.
8 is a nano-ion cluster coating process condition table of art cloth or paper according to an embodiment of the art cloth or paper containing metal nano-ion clusters characterized in accordance with the present invention.
Figure 9 is a perspective view of cell sterilization of a photocatalyst and nanoion particle antimicrobial metals according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
10 is an antibacterial effect of nano-ion clusters according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nano-ion clusters characterized in accordance with the present invention.
11 is an electron micrograph of Cu Nanoparticles in coating film/Cu nanoion particle coating according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
Figure 12 is a SEM picture of the surface morphology of the nanoion cluster Cu NP size measurement according to an embodiment of the art cloth or paper containing the metal nanoion cluster characterized in accordance with the present invention.
13 is a nano-ion cluster thickness and an electron micrograph of an art cloth or paper containing metal nano-ion clusters characterized in accordance with the present invention according to an embodiment of the present invention.
14 is a picture showing a crystal structure and a multi-layered nanocomposite structure of nano-ion clusters according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nano-ion clusters characterized in accordance with the present invention.
15 is a 3,000-fold SEM micrograph of nanoion clusters coated on art cloth or paper according to one embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
16 is a 20,000-fold SEM micrograph of nanoion clusters coated on art cloth or paper according to one embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
17 is a 50,000-fold SEM micrograph of nanoion clusters coated on art cloth or paper according to one embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
18 is a 20.000-fold SEM micrograph of nanoion clusters coated on art cloth or paper according to one embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
19 is a 50.000x SEM micrograph of nanoion clusters coated on art cloth or paper according to one embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
20 is another SEM photomicrograph of nanoion clusters coated on art cloth or paper according to one embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention, magnified 50.000 times.
21 is a 500-fold microscopic SAM magnified picture of art cloth or paper according to one embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
22 is a nano-ion cluster material Cu-
23 is an antibacterial test report of Korea Institute of Clothing and Textile Research according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
24 is an
25 is a nano-ion cluster antibacterial test result according to an embodiment of the art cloth or paper containing the metal nano-ion cluster characterized in accordance with the present invention.
26 is a color control technique of nanoion cluster-coated art cloth or paper according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
27 is a picture showing a moldy oil painting according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
28 is a picture showing a moldy oriental painting according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
29 is a block diagram of nano-sized metal ion coating according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nano-ion clusters characterized in accordance with the present invention.
30 is a picture showing an art canvas according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
31 is a picture showing a roll-type art cloth or paper according to an embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized by the present invention.
본원 발명은 상기한바 대로 항 살균 기능을 갖는 미술용 천 또는 종이에 관한 것으로 구체적으로는 상기 미술용 천 또는 종이 일면을 항균력이 탁월한 나노 금속이온 클러스터(Nano metal ion cluster)로 코팅하는 기술에 관하여서이다.As described above, the present invention relates to a cloth or paper for art having an antibacterial function, and specifically, to a technique of coating one surface of the cloth or paper for art with a nano metal ion cluster having excellent antibacterial activity. .
한편, 본원은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 실시 예들을 본문에서 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.On the other hand, since the present application can apply various changes and have various forms, embodiments will be described in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
최근 들어 나일론, 폴리에스테르 등 합성 원단이나 섬유 소재 분야는 소비자의 변화하는 요구에 따라 기능성 및 감성이 추가된 새로운 소재가 끊임없이 개발되어 출시되고 있고 본원에서와같이 항균특성(Antibacterial properties)이 있는 여러 종류의 기능성 섬유나 원단 등이 빠르게 출시되고 있지만 정작 그림이나 글씨를 그리거나 쓰는 미술용 천 또는 종이에 항균특성을 적용한 사례는 결코 찾아보기 어려웠다.Recently, in the field of synthetic fabrics or textile materials such as nylon and polyester, new materials with added functionality and sensibility are constantly being developed and released according to the changing needs of consumers, and various types with antibacterial properties as in this application Functional fibers and fabrics are rapidly being released, but it has never been difficult to find a case in which antibacterial properties are applied to art cloth or paper used for drawing or writing.
이러한 항균특성의 제어는 항균효과와 반응들이 강력하게 일어날 수 있도록 하는 항균소재의 종류 및 코팅된 항균소재의 입자크기와 조직에 의해 매우 다르게 되며, 특히 동일 종류의 소재의 크기가 20nm 이하의 초미세 크기로 작아질수록 항균효과가 급격하게 증대된다는 것이다.Control of these antibacterial properties is very different depending on the type of antibacterial material and the particle size and structure of the coated antibacterial material that allow antibacterial effects and reactions to occur strongly. As the size decreases, the antibacterial effect increases rapidly.
따라서 본원에서는 항균력이 우수한 소재 설계를 통하여 입자크기를 나노 사이즈 크기를 제어하여 금속 또는 금속 산화물을 이용한 항균코팅 기술을 그림을 그리거나 글씨를 쓰는 미술용 천 또는 종이에 대하여 완전하게 구현할 수 있다. Therefore, in the present application, it is possible to completely implement the antibacterial coating technology using metal or metal oxide for art cloth or paper for drawing or writing by controlling the nano size of the particle size through material design with excellent antibacterial activity.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시 예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. Hereinafter, various embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described in this specification may be modified in various ways. Particular embodiments may be depicted in the drawings and described in detail in the detailed description.
그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. However, specific embodiments disclosed in the accompanying drawings are only intended to facilitate understanding of various embodiments. Therefore, it should be understood that the technical idea is not limited by the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings, and includes all equivalents or substitutes included in the spirit and technical scope of the invention.
도면의 도 1~5는 본원 미술용 천 또는 종이에 적용할 스퍼터링 공정과 코팅원리를 나타낸 것이다.1 to 5 of the drawings show the sputtering process and coating principle to be applied to the art fabric or paper of the present application.
도 1은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일 실시 예에 의한 미술용 천 또는 종이 스퍼터링 공정을 나타낸 그림을 나타낸 것으로 본원의 스퍼터링(Sputtering)은 진공 증착법(Vacuum deposition method)의 일종으로 비교적 낮은 진공도(Vacuum too)에서 플라스마(Plasma)를 발생시켜 이온화한 아르곤 등의 가스를 가속하여 Target(타깃)에 충돌시켜 목적의 원자를 분출하며 그 근처에 있는 기판상에 막을 만드는 방법을 말한다고 할수있다. 1 shows a picture showing a sputtering process for art cloth or paper according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention, and the sputtering of the present invention is a vacuum deposition method It is a kind of (Vacuum deposition method) that generates plasma at a relatively low degree of vacuum (Vacuum too) to accelerate ionized gas such as argon to collide with the target to eject target atoms and to the substrate near it. It can be said that it refers to the method of making a film on top.
이러한 플라스마의 발생 방법은 여러 가지의 타입이 있으며 막을 형성하는 속도는 작으나, 타깃 뒤 측에 자석을 놓은 마그네트론형 타깃(Magnetron-type target)의 개발로 지금까지 사용된 것보다 100배 정도로 크게 되었다고 할수있다. There are various types of plasma generation methods, and the film forming speed is small, but with the development of a magnetron-type target with a magnet placed on the back side of the target, it can be said that it is about 100 times larger than the one used so far. there is.
또한, 합금의 스퍼터링(Sputtering)에서는 거의 합금의 조성대로 막을 형성할 수 있는 이점이 있고 반응성 가스를 이용하면 가스와의 반응물의 막 형성 반응 스퍼터링(Reaction sputtering)도 가능하며 기존의 스퍼터링을 적용한 코팅 기술은 주로 원자형태로 재료표면으로 이동하여 서로 합쳐지면 코팅층을 형성하는 공정으로 균일한 나노입자들을 적용하여 재료 표면에 코팅하기가 어려움이 있었다.In addition, alloy sputtering has the advantage of being able to form a film almost according to the composition of the alloy, and when using a reactive gas, reaction sputtering of a reactant with a gas is also possible, and coating technology using existing sputtering It is a process in which silver moves to the material surface in the form of atoms and forms a coating layer when they are combined with each other, and it was difficult to coat the material surface by applying uniform nanoparticles.
한편, 이를 개선한 본원에서는 진공챔버(140)에 금속 합금 또는 산화물(160)타깃(Target)을 투입하고 피코팅 소재(The coated material)로 그림이나 글씨를 쓰는 미술용 천 및 종이를 투입하는 스퍼터링 공정을 그림으로 나타낸 것이고;On the other hand, in the present invention, which has improved this, a metal alloy or
도 2는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노 항균소재 입자에 의한 항균 나노이온 클러스터 코팅 원리를 나타낸 그림;Figure 2 is a picture showing the principle of antibacterial nano-ion cluster coating by nano-antibacterial material particles according to an embodiment of the art cloth or paper containing the metal nano-ion cluster characterized in accordance with the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노 항균소재 입자에 의한 나노이온 클러스터 챔버(Chamber)구조및 작동 과정을 나타낸 그림;Figure 3 is a picture showing the structure and operating process of the nano-ion cluster chamber (Chamber) by nano antibacterial material particles according to one embodiment of the art cloth or paper containing the metal nano-ion cluster characterized in accordance with the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노 항균소재 입자에 의한 항균 나노이온 클러스터 코팅 공정도;Figure 4 is an antibacterial nano-ion cluster coating process diagram by nano anti-bacterial material particles according to an embodiment of the art cloth or paper containing the metal nano-ion cluster characterized in accordance with the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 챔버에 타깃투입 후 전극을 가해 나노 이온이 방출되는 과정을 나타낸 공정도로 챔버에 피코팅체를 투입하고 금속 나노이온 클러스터(Cluster)를 코팅하는 챔버및 챔버 가동 조건 등을 나타낸 것으로 이를 설명하면 다음과 같다.5 is a process diagram showing a process in which nano ions are released by applying an electrode after a target is introduced into a chamber according to an embodiment of a cloth or paper for art containing metal nano ion clusters characterized in accordance with the present invention; A chamber in which a sieve is introduced and a metal nanoion cluster is coated, and a chamber operation condition are shown, and the description is as follows.
먼저, 항균소재 타깃 및 피코팅 소재를 챔버(140)에 장착 후 진공(Vacuum)을 10-5 Torr 이하로 배기하는 진공 배기단계와; 진공 배기 후 비활성 기체인 First, a vacuum evacuation step of mounting the antibacterial material target and the material to be coated in the
Argon(아르곤) 가스를 주입하여 진공도가 5x10-3Torr ~5x10-4 Torr 범위가 되도록 Ar가스 주입 단계와;Ar gas injection step by injecting argon gas so that the degree of vacuum is in the range of 5x10-3 Torr to 5x10-4 Torr;
전원을 켜서 약 300V~1,000V 범위로 항균소재 타깃에 전기를 부가하여 방전반응을 일으키는 방전단계를 거치게 되면 Ar가스가 이온화되면서 이온화된 Ar가스가 타깃을 때리도록 하여 항균소재를 증발 및 이온화 시킨다.When the power is turned on and electricity is applied to the antibacterial material target in the range of about 300V to 1,000V and goes through a discharge step that causes a discharge reaction, the Ar gas is ionized and the ionized Ar gas hits the target to evaporate and ionize the antibacterial material.
그리하면 이렇게 증발 및 이온화된 원자들에 자장을 가하면 증발된 중성입자(Neutral particle)들이 이온화되며 이러한 입자들이 서로 충돌하면서 정정 기력(Electrostatic force))에 의해 집합하며 수 나노(1~5nm) 직경 크기의 클러스터 입자들이 형성되어 피코팅재인 미술용 천 및 종이로 이동하며 코팅되게 된다.Then, when a magnetic field is applied to the evaporated and ionized atoms, the evaporated neutral particles are ionized, and as these particles collide with each other, they are gathered by electrostatic force and have a diameter of several nanometers (1 to 5 nm). Cluster particles of are formed and coated while moving to art cloth and paper, which are coated materials.
이와 같이 나노 클러스터의 크기는 주입 Ar가스의 양, 전원의 전압 및 전류제어, 자장의 세기를 조절하여 조정하게 되는 것이다.In this way, the size of the nano cluster is adjusted by adjusting the amount of injected Ar gas, voltage and current control of the power supply, and the strength of the magnetic field.
도 6은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터 롤투롤(Rolltop roll)코팅장비 개념도 이고 도 7은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터 롤투롤 코팅장비 공정도이다.6 is a conceptual diagram of a nano-ion cluster roll-to-roll coating equipment according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nano-ion clusters characterized in accordance with the present invention, and FIG. 7 is a feature according to the present invention. It is a nano-ion cluster roll-to-roll coating equipment process diagram according to an embodiment of the art cloth or paper containing the metal nano-ion cluster.
도 8은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 챔버(140)에 타깃투입 후 전극을 가해 나노 이온이 방출되는 과정을 나타낸 공정도를 나타낸 그림으로 이를 설명하면 다음과 같다.8 is a process diagram showing a process in which nano ions are released by applying an electrode after a target is introduced into the
먼저, 항균소재 타깃 및 피코팅 소재를 챔버(140)에 장착 후 진공을 10-5 Torr 이하로 배기하는 진공 배기단계와; 진공 배기 후 비활성 기체인 Argon(아르곤) 가스를 주입하여 진공도(Vacuum too)가 5x10-3Torr ~5x10-4 Torr 범위가 되도록 Ar가스 주입단계를 거친 후 증발 및 이온화된 원자들에 대하여 자장을 가하는 단계가 이루어지는데 이는 증발된 중성입자(Neutral particles)들 및 이온화된 입자들이 충돌하면서 정정 기력에 의해 집합하며 수 나노(1~20nm) 직경 크기의 클러스터 입자들이 형성되게 하는 일련의 과정이라고 볼수있다.First, a vacuum evacuation step of mounting the antibacterial material target and the material to be coated in the
더불어 일 실시 예에 의한 나노 금속이온 클러스터 적용한 코팅(180)공정을 좀 더 자세히 살펴보면 먼저, 본원의 미술용 천 또는 종이이나 직물이 투입되는 압력 챔버(140)는 바람직하게는 약 80~180℃의 온도와 약 1.8kg f/㎠~ 5kgf/㎠ 압력을 30분~180분 정도 유지하는 챔버(140)가 바람직하며 여기서 금속 또는 금속산화물(Metallic dxide)을 이온화하고 상기 미술용 천 또는 종이 (120) 에 나노 형태로 도포하게 되는데 상기 챔버설정 조건은 피코팅체의 재질이나 투입량 주위환경에 따라 수시로 달라질수있다.In addition, looking at the
아울러 바람직하게 적용되는 나노이온 클러스터 항균물질은 Cu(구리), Ti(티타늄), Zr(지르코니아). Zn(아연), AG(은)과 같은 여러 금속 또는 산화물 중 택일 된 어느 하나 또는 두 개의 물질로 이루어지며 바람직하게는 타깃의 형태로 이루어짐이 매우 바람직하다.In addition, preferably applied nano-ion cluster antimicrobial substances are Cu (copper), Ti (titanium), and Zr (zirconia). It is made of one or two materials selected from various metals or oxides such as Zn (zinc) and AG (silver), and is preferably made in the form of a target.
본원의 기술은 항균 특성이 있는 금속 및 산화물 재료들을 원자상태(The atomic state)로 증발 및 이온화(Ionization)시킨 후 직경 수 나노 크기의 입자들로 만들어 섬유, 폴리머 필름, 종이 등 표면에 용도에 따라 여러 가지 사이즈로 나노 두께로 코팅하는 기술이며 바람직하게는 나노 두께의 범위 : 1nm ~ 100nm / 항균 코팅 시 바람직한 코팅 두께는 1~20nm가 적당하다 하겠다. The technology of the present application evaporates and ionizes metal and oxide materials with antibacterial properties in an atomic state, and then makes them into particles with a diameter of several nanometers, which are then applied to the surface of fibers, polymer films, paper, etc. It is a technology of nano-thick coating in various sizes, and preferably, the range of nano-thickness: 1 nm to 100 nm / In the case of antibacterial coating, the preferred coating thickness is 1 to 20 nm.
한편, 본원의 나노 금속이온 클러스터 적용하는 코팅(180)장치 및 구성을 살펴보면; On the other hand, looking at the
- 장치의 구성 : 진공용 챔버(140), 진공펌프, 항균 금속 물질 타깃, 피코팅 소재, 전원 및 제어시스템, 진공 게이지, 가스공급 및 제어 시스템과 같은 다양한 장비가 구성된다.- Configuration of the device: Various equipment such as a
- 상기 챔버에 투입되는 바람직한 항균물질 타깃으로는 Cu, Ti, Zr. Zn Ag 또는 이들 금속의 산화물 등을 들수있다.- Preferred antibacterial substances introduced into the chamber include Cu, Ti, Zr. Zn Ag or oxides of these metals; and the like.
- 피코팅 소재로는 그림이나 글씨를 쓰는 미술용 천 또는 종이는 물론이고 합성 원단, 천연원단, 면, 실크, 폴리머필름, 금속, 유리, 세라믹 등 다양한 재료에 본원기술을 예의 적용할 수 있다.- As the material to be coated, the present technology can be applied to various materials such as synthetic fabrics, natural fabrics, cotton, silk, polymer film, metal, glass, ceramics, as well as art cloth or paper for drawing or writing.
다음으로, 본원의 나노 금속이온 클러스터를 적용한 코팅(180)공정을 살펴보면 다음과 같다.Next, look at the
한편, 본원에서는 광 촉매(TiOx)를 합성하여 코팅할 수 있는데 이러한 가시광선 광 촉매 소재는 Cu(구리)를 코팅한 TiOx 광 촉매 소재가 매우 바람직하다.Meanwhile, in the present application, a photocatalyst (TiOx) can be synthesized and coated. As such a visible ray photocatalyst material, a TiOx photocatalyst material coated with Cu (copper) is very preferable.
Cu는 광 촉매 효과가 우수하여 오염물질 제거 및 항균특성을 나타내지만 UV(자외선, Ultraviolet) 파장의 빛에서만 작용하는 물질적 특성이 있으며 Cu를 TiOx에서 코팅하면 가시광선 범위에서도 광 촉매 효과가 일어나 TiOx보다 우수한 광 촉매 효과로 우수한 항균특성이 나타나는 특성을 가지며 이를 사용하기 위해 Ti 전체중량 100중량비에 대하여 Cu 코팅량은 5~30중량부를 투입하여 사용할수있다.Cu has an excellent photocatalytic effect and exhibits pollutant removal and antibacterial properties, but it has material properties that act only on UV (ultraviolet) wavelength light. It has excellent antibacterial properties due to its excellent photocatalytic effect, and to use it, 5 to 30 parts by weight of Cu coating can be used with respect to 100 parts by weight of the total weight of Ti.
항균소재인 TiOx는 알려진 항균소재인 Cu는 내마모성이 약하며, 유해한 냄새를 유발하는 동시에 고온 다습한 환경에서는 산화되어 변색 및 수분과의 반응에 의한 유해 산화 화합물(Oxidizing compound)을 발생하여 인체에 유해한 것에 비하여 비해 상기 TiOx는 고온 다습한 분위기에서 비교적 안정한 화합물로 항균특성도 매우 우수하며 동시에 Cu 금속에 비해 강도도 높아 코팅시 쉽게 탈피가 안 되어 내구성이 타금속 이온에 비하여 우수한 물성을 가지고 있다.TiOx, an antibacterial material, has weak abrasion resistance, and causes a harmful odor. At the same time, it is oxidized in a high temperature and high humidity environment and generates discoloration and a harmful oxidizing compound by reaction with moisture, which is harmful to the human body. In comparison, the TiOx is a relatively stable compound in a high temperature and high humidity atmosphere, has excellent antibacterial properties, and at the same time has a high strength compared to Cu metal, so it is not easily peeled off during coating, so it has excellent physical properties compared to other metal ions.
이처럼 본원은 광 촉매/항균 복합코팅은 iOx와 CuOx 가시광선 영역에서도 광 촉매 효과 및 항균특성을 복합적인 반응으로 강력한 광 촉매(Photocatalyst) 효과를 얻게 되는 것이다.As such, the photocatalytic/antibacterial composite coating of the present application obtains a strong photocatalyst effect through a complex reaction of photocatalytic effect and antibacterial properties even in the visible light range of iOx and CuOx.
본원에서는 이처럼 상기 광 촉매 및 항균특성을 복합하는 코팅소재를 이온 나노클러스터 코팅 공정기술로 코팅된 입자들의 구조 및 크기를 적어도 1~20nm 범위의 크기를 자유롭게 제어하며 코팅하여 강력한 항균성능이 본원의 미술용 천 또는 종이에 나타나도록 코팅하는 효과적인 기술이라 할수있는 것이다.In the present application, the coating material combining the photocatalyst and antibacterial properties is coated by freely controlling the structure and size of the coated particles with the ion nanocluster coating process technology, at least in the range of 1 to 20 nm, so that the strong antibacterial performance is the art of the present application. It can be said to be an effective technique for coating to appear on cloth or paper.
다음으로, 내 마모, 항균 복합코팅을 살펴보면 다음과 같다.Next, look at the abrasion resistance and antibacterial composite coating as follows.
- 내 마모소재 금속과 Cu를 질소/산소 가스를 공급하며 동시에 코팅할 수 있다.- Abrasion-resistant metal and Cu can be coated simultaneously while supplying nitrogen/oxygen gas.
- 코팅시 질소(N2), 산소(O2) 가스를 복합코팅 종류에 따라 단독 또는 동시에 양을 제어하며 공급한다.- During coating, nitrogen (N2) and oxygen (O2) gases are supplied individually or simultaneously in controlled amounts depending on the type of composite coating.
- TiN, ZrN 합성시 질소만 공급.- When synthesizing TiN and ZrN, only nitrogen is supplied.
- TiOx, Zero 합성시 산소만 공급.- When synthesizing TiOx, Zero, only oxygen is supplied.
- TiONx, ZrONx 합성시 질소와 산소 동시 공급.- Simultaneous supply of nitrogen and oxygen when synthesizing TiONx and ZrONx.
- 코팅두께 : 5~50nm / 50nm 이상도 코팅.- Coating thickness: 5~50nm / 50nm or more are also coated.
- 코팅조직 : 내 마모 코팅 박막 층(Ti/ZrNx, Ti/ZrOx, Ti/ZrONx) 내에 항균 CuOx 나노입자들이 분산되게한다.- Coating structure: Antibacterial CuOx nanoparticles are dispersed in the wear-resistant coating thin film layer (Ti/ZrNx, Ti/ZrOx, Ti/ZrONx).
주요 제어방법으로는 전술한바 대로 진공챔버(140)내 압력 및 자기장을 3D로 구속하여 밀도를 높여 입자들이 원자와 충돌하면서 전하를 가지게 하면 입자들 간 정전기 현상에 의해 입자들이 서로 초 미세나노 입자(Ultra-fine nano particles)들로 결합하며 나노사이즈를 형성하게 된다.As the main control method, as described above, when the pressure and magnetic field in the
이러한 나노이온 클러스터를 항균 미술용 천 또는 종이에 이를 적용 코팅하여 섬유와 같은 유연성을 가지기 위해이온 클러스터의 직경은 전술한 바와 같이 나노 사이즈를 적어도 1~20nm 내 범위에서 코팅하는 것이 바람직하다.In order to apply and coat such nano-ion clusters to antibacterial art cloth or paper to have flexibility like fibers, the diameter of the ion clusters is preferably coated within a range of at least 1 to 20 nm as described above.
1nm 미만으로 나노를 제작하면 이온 클러스터의 크기에 비해 이온 클러스터의 간격이 좁아지게 되므로 나노의 형태를 유지하기가 힘들며 제품으로의 가치가 떨어지며 20nm 초과는 항균력을 나타내기에 충분한 양을 초과하므로 인해 많은 양의이온 클러스터를 사용함에 따라 가격 상승을 초래하게 되어 비경제적인 문제점이 발생하게 되는 것이다. If nano is manufactured to less than 1 nm, the spacing of the ion clusters becomes narrower compared to the size of the ion cluster, so it is difficult to maintain the shape of the nano and the value of the product decreases. As the ionic cluster is used, the price rises, resulting in uneconomical problems.
한편, 더욱 바람직하게는 상기 나노 금속 합금 또는 산화물을 재질로 하는 나노 금속이온 클러스터 금속은 Ti(티타늄), Zr(지르코니아). Zn(아연), Ag(은)중 택일 된 어느 하나의 물질 100중량에 대하여 Cu(구리)가 첨가하되 이때 첨가량은 1 내지 10중량 부인 것을 특징으로 하여 피코팅체인 미술용 천 또는 종이에 본원의 나노금속입자가 코팅된 항균 미술용 천 또는 종이가 완성되게 되는 것이다.On the other hand, more preferably, the nano-metal ion cluster metal made of the nano-metal alloy or oxide is Ti (titanium) or Zr (zirconia). Cu (copper) is added with respect to 100 weight of any one material selected from Zn (zinc) and Ag (silver), but at this time, the amount added is 1 to 10 parts by weight, so that the object to be coated is art cloth or paper of the present application Antibacterial art cloth or paper coated with nano-metal particles is completed.
다음으로, 도 9~10은 본원의 나노이온 클러스터의 항균효과를 나타낸 것이며 도 9는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 광 촉매와 나노이온 입자 항균금속들의 세포 멸균 사시도로 10은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터의 항균효과를 나타낸 것으로 이를 좀 더 설명하면 본원의 나노 금속이온 클러스터 항균소재들에 의한 항균은 크게 2가지 원리를 설명하면 이는 항균소재와 수분이 반응하면 H2O 물 분자가 해리되어 OH-O-와 같은 세포 분자들과 반응성이 높은 활성 라디칼(Radica)들이 발생하게 되며, 이러한 라디칼들이 항균소재 표면에 흡착된 유해 세균들의 표면과 반응하여 세균표면의 세포들의 결합을 끊게 되어 세포가 즉시 사멸하게 된다.Next, FIGS. 9 to 10 show the antibacterial effect of the nanoion cluster of the present application, and FIG. 9 is a photocatalyst according to an embodiment of an art cloth or paper containing a metal nanoion cluster characterized in accordance with the present invention. A perspective view of cell sterilization of nanoion particles and antibacterial metals, Figure 10 shows the antibacterial effect of nanoion clusters according to one embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters, characterized in accordance with the present invention. If the antibacterial effect of the nano metal ion cluster antibacterial materials of the present application is largely explained by two principles, this is that when the antibacterial material and moisture react, H2O water molecules are dissociated, resulting in active radicals highly reactive with cellular molecules such as OH-O- (Radica) are generated, and these radicals react with the surface of harmful bacteria adsorbed on the surface of the antibacterial material to break the bonds of cells on the surface of bacteria, resulting in immediate death of the cells.
바람직한 또 다른 사멸 원리로는 항균소재의 금속원자들이 이온화되어 직접 세균의 세포 결합구조를 끊으며 유해 세포들을 사멸시키게되는 것이다.Another preferable killing principle is that metal atoms of the antibacterial material are ionized to directly break the cell bonding structure of bacteria and kill harmful cells.
더불어 본원의 PDL 항균 시험법을 살펴보면 다음과 같다.In addition, the PDL antibacterial test method of the present application is as follows.
PDL 항균 시험법 (Revised from JIS Z 2801/ISO 22196 Protocol)PDL antibacterial test method (Revised from JIS Z 2801/ISO 22196 Protocol)
테스트하고자 하는 샘플의 원하는 크기로 준비한다. (ex. 1cm*1cm or 2cm*2cm)Prepare the desired size of the sample to be tested. (ex. 1cm*1cm or 2cm*2cm)
테스트하고자 하는 균 (S. aureus) stock 100 ul를 10ml Tryptic soy broth (TSB)에 키운다.100 ul stock of the bacteria to be tested (S. aureus) is grown in 10ml Tryptic soy broth (TSB).
균이 OD600=0.3까지 자랐을 때, 20ml glass vial에 600 ul 씩 접종한 뒤, 준비된 샘플의 코팅된 표면이 균과 접촉되도록 놓으며 37도 incubator(부화기관)에서 overnight incubation(하루 배양)한다.When the bacteria grow to OD600 = 0.3, inoculate 600 ul each into a 20ml glass vial, place the coated surface of the prepared sample in contact with the bacteria, and overnight incubation (culture for one day) in a 37 degree incubator.
Incubation(배양)이 끝난 샘플을 10ml 1X PBS buffer로 wash/shake out(혼합, 세척) 해준다.Wash/shake out (mix, wash) the sample after incubation with 10ml 1X PBS buffer.
Wash out(세척) 된 용액을 1X PBS buffer(완충)로 104배 희석하고, 희석된 균을 준비된 TSA (Tryptic soy agar미생물 배지) Plate(그릇)에 100 ul씩 도말한다.Wash out (washed) solution is diluted 104 times with 1X PBS buffer (buffer), and the diluted bacteria are spread on the prepared TSA (Tryptic soy agar microbial medium) Plate (bowl) by 100 ul.
도말된 TSA plate(생배지)를 37도 Incubator에서 overnight incubation 한다.The smeared TSA plate (live medium) is incubated overnight in a 37 degree incubator.
Incubation이 끝난 plate에 뜬 colony의 개수 (CFU)를 비교한다.Compare the number of colonies (CFU) on the plate after incubation.
모든 테스트는 Growth control (균 Only)과 Sterile control (Broth only)와 함께 진행한다. 항균력 분석은 다음 식을 따른다.All tests are performed with Growth control (Bacteria only) and Sterile control (Broth only). Antibacterial activity analysis follows the following equation.
다음으로, 도 11~25까지는 본원발명의 미술용 천 원단의 SAM, TEMP 사진과 더불어 다양한 항균 테스트를 제시한 자료이다.Next, FIGS. 11 to 25 are data presenting various antibacterial tests along with SAM and TEMP pictures of the art fabric of the present invention.
도 11은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속나노 이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 코팅 필름의 Cu 나노 입자(Cu Nanoparticles in coating film)11 is Cu Nanoparticles in coating film according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nano ion clusters characterized in accordance with the present invention.
전자현미경 사진.Electron microscope picture.
도 12는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속나노 이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터 Cu NP 크기 제어 표면 형태의 SEM사진.Figure 12 is a SEM picture of the nano-ion cluster Cu NP size control surface shape according to an embodiment of the art cloth or paper containing the metal nano-ion cluster characterized in accordance with the present invention.
도 13은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터 두께및 전자현미경 사진.13 is a nano-ion cluster thickness and an electron micrograph of an art cloth or paper containing metal nano-ion clusters characterized in accordance with the present invention according to an embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터의 결정조직과 다층 나노 복합조직을 나타낸 그림이다.14 is a picture showing the crystal structure of the nano-ion cluster and the multi-layered nanocomposite structure according to one embodiment of the art cloth or paper containing the metal nano-ion cluster characterized in accordance with the present invention.
도 15는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이에 코팅된 나노이온 클러스터 3,000배 SEM 현미경사진.15 is a 3,000-fold SEM micrograph of nanoion clusters coated on art cloth or paper according to one embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
도 16은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이에 코팅된 나노이온 클러스터 20,000배 SEM 현미경사진.16 is a 20,000-fold SEM micrograph of nanoion clusters coated on art cloth or paper according to one embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
도 17은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이에 코팅된 나노이온 클러스터 50,000배 SEM 현미경사진.17 is a 50,000-fold SEM micrograph of nanoion clusters coated on art cloth or paper according to one embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
도 18은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이에 코팅된 나노이온 클러스터 20.000배 SEM 현미경사진.18 is a 20.000-fold SEM micrograph of nanoion clusters coated on art cloth or paper according to one embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
도 19는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이에 코팅된 나노이온 클러스터 50.000배 SEM 현미경사진.19 is a 50.000x SEM micrograph of nanoion clusters coated on art cloth or paper according to one embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
도 20은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이에 코팅된 나노이온 클러스터 50.000배 또 다른 SEM 현미경사진.20 is another SEM photomicrograph of nanoion clusters coated on art cloth or paper according to one embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention, magnified 50.000 times.
도 21은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 천 또는 종이의 500배 현미경 SAM 확대사진으로 본원의 나노이온 클러스터 미술용 천 또는 종이에 나노입자를 적용하여 골고루 코팅됨을 알수가있다.21 is a 500-fold microscopic SAM magnification picture of art cloth or paper according to an embodiment of the art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention, the nanoion cluster art cloth or paper of the present invention It can be seen that the nanoparticles are applied to the paper and coated evenly.
도 22는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터 물질 Cu-CuOx 20nm-EDX 성분분석표.22 is a nano-ion cluster material Cu-
도 23은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 한국의류사 연구원 항균시험 성적서 1이고 도 24는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 한국의류사 연구원 항균시험 성적서 2이며 도 25는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 천의 일실시예에 의한 나노이온 클러스터 항균테스트 결과치로 본원의 미술용 천 또는 종이의 항균력이 99.99%로 나온 실험데이터를 첨부한 것이다.23 is
도 26은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노이온 클로스터 코팅 미술용 천 또는 종이의 색상제어기술로 본원에서는 내 마모/내스크래치 항균소재 및 코팅기술을 발현할 수 있는데 이를 살펴보면 다음과 같다.26 is a color control technology of nanoion cluster-coated art cloth or paper according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention, in which abrasion/scratch resistance Antibacterial materials and coating technologies can be developed, which are as follows.
내 마모/내스크랫치 기본 소재로는 TiN, ZrN, TiOx, ZrOx, TiONx, ZrONx 등Wear-resistant/scratch-resistant basic materials include TiN, ZrN, TiOx, ZrOx, TiONx, ZrONx, etc.
- 항균 소재 : Cu 내 마모 소재 내 바람직한 일실시예의 코팅량은 상기 금속 100에 대하여 20~50 중량부가 매우 바람직하다.- Antibacterial material: The coating amount of a preferred embodiment in the Cu wear-resistant material is very preferably 20 to 50 parts by weight based on 100 of the metal.
- 내 마모/항균 코팅 : TiCuNx, ZrCuNx, TiCuOx, ZrCuOx, TiCuONx, ZrCuONx- Anti-abrasion/antibacterial coating : TiCuNx, ZrCuNx, TiCuOx, ZrCuOx, TiCuONx, ZrCuONx
- TiCuNx, ZrCuNx : 노랑~골드 색을 띤다.- TiCuNx, ZrCuNx: Yellow to gold color.
- TiCuOx, ZrCuOx : 투명색상을 띈다.- TiCuOx, ZrCuOx: It has a transparent color.
- TiCuONx, ZrCuONx : 약한 노란색을 띠며 본원에서 자유롭게 색상을 변화하여 널리 사용할 수 있다.- TiCuONx, ZrCuONx: It has weak yellow color and can be widely used by freely changing color in the present application.
도 27은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노사이즈 금속이온 코팅 불럭도로 상기 미술용 천 또는 종이의 외피(20)와 내피(40) 중 택일 된 어느 한 면이나 양면이 나노 금속 합금 또는 산화물을 재질로 하는 나노 금속이온 클러스터 물질을 적용하여 코팅된 것을 특징으로 한다.27 is a nano-sized metal ion coating block diagram of an art cloth or paper containing metal nanoion clusters according to an embodiment of the present invention. ) It is characterized in that either one side or both sides of the selected one is coated by applying a nano metal ion cluster material made of a nano metal alloy or oxide.
상기한바 대로 상기 금속 화합물의 항균물질은 Cu(구리), Tim(티타늄), Zr(지르코니아). Ag(은), Zn(아연) 중 선택된 적어도 어느 하나 또는 두 개의 물질이며 상기 금속화합물의 산화물을 더 포함하게 되며 항균소재 타깃 및 피코팅 소재인 미술용 천 및 종이를 챔버(140)에 투입 및 장착 후 진공을 10-5 Torr 이하로 배기하는 진공 배기단계와; 진공 배기 후 비활성 기체인 Argon(아르곤) 가스를 주입하여 진공도가 5x10-3Torr ~5x10-4 Torr 범위가 되도록 Ar가스 주입단계와;As described above, the antimicrobial substances of the metal compound are Cu (copper), Tim (titanium), and Zr (zirconia). It is at least one or two materials selected from Ag (silver) and Zn (zinc) and further includes an oxide of the metal compound, and the antibacterial material target and the coating material, cloth and paper for art, are introduced into the
전원을 켜서 300V~1,000V 범위로 항균소재 타깃에 전기를 부가하여 항균소재를 증발 및 이온화 방전반응(Discharge reaction)을 일으키는 방전단계와;A discharge step of turning on the power and adding electricity to the antibacterial material target in the range of 300V to 1,000V to evaporate and ionize the antibacterial material and cause a discharge reaction;
이를 거쳐 Evaporate(증발) 및 이온화된 원자들에 자장을 가하는 단계와;Applying a magnetic field to Evaporate (evaporation) and ionized atoms through this;
증발된 중성입자들 및 이온화된 입자들 및 원자들이 충돌하면서 정정 기력에 의해 집합하며 수나노(1~20nm) 직경 크기의 클러스터입자들이 형성되는 단계와;A step of forming cluster particles having a size of several nanometers (1 to 20 nm) in diameter while the evaporated neutral particles, ionized particles, and atoms collide and collect by the correcting energy;
피코팅체인 상기 미술용 천 또는 종이로 이동하며 코팅하는 단계를 거치게 되며 여기서 상기 미술용 천 또는 종이에 코팅된 나노 클러스터의 사이즈는 주입 Ar가스의 량, 전원의 전압 및 전류제어, 자장의 세기에 의하여 자유로이 조절할 수 있는 것을 특징으로 한다.It moves to the art cloth or paper, which is the object to be coated, and goes through a coating step, where the size of the nano-cluster coated on the art cloth or paper depends on the amount of injected Ar gas, voltage and current control of the power supply, and strength of the magnetic field. It is characterized in that it can be freely adjusted by
아울러 상기 나노 금속 합금 또는 산화물을 재질로 하는 나노 금속이온 클러스터금속을 원자상태로 증발 및 이온화시킨 후 직경 1nm ~ 20nm 미술용 천 또는 종이 중 선택된 어느 일면에 적용 코팅하는 것을 특징으로 하며 상기 나노 금속 합금 또는 산화물을 재질로 하는 나노 금속이온 클러스터 금속에 대하여 Cu를 TiOx에 첨가하여 가시광선(Visible light)범위에서도 광 촉매 효과가 일어나게 하는 것을 본원의 구성으로 하게 되는 것이다.In addition, after evaporating and ionizing the nano metal ion cluster metal made of the nano metal alloy or oxide in an atomic state, it is characterized in that it is applied and coated on any one surface selected from art cloth or paper having a diameter of 1 nm to 20 nm. Alternatively, it is the configuration of the present application that a photocatalytic effect occurs even in the visible light range by adding Cu to TiOx for a nano metal ion cluster metal made of oxide.
도 27은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 곰팡이가 핀 유화를 나타낸 그림이다.27 is a picture showing a moldy oil painting according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention.
도 28은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 곰팡이가 핀 동양화를 나타낸 그림이고 도 29는 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 나노사이즈 금속이온 코팅 불럭도.28 is a picture showing a moldy oriental painting according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention, and FIG. 29 is a metal nanoion cluster characterized in accordance with the present invention. Nano-sized metal ion coating block diagram according to an embodiment of the art cloth or paper containing.
도 30은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 미술용 캔버스를 나타낸 것이고 도 31은 본 발명에 따른 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이의 일실시예에 의한 롤 형태의 미술용 천 또는 종이를 나타낸 그림으로 상기 미술용 천 또는 종이의 내피(40)와 외피(20), 중 적어도 어느 하나가 나노 금속이온 클러스터를 적용하여 코팅되거나 양면 모두가 코팅 제작되며 상기 나노 금속이온 클러스터를 적용한 미술용 천 또는 종이의 재질은 천연섬유나 합성섬유로 종이의 재료인 펄프, 한지를 포함한 섬유사를 더 포함할수 된다.30 shows a canvas for art according to an embodiment of art cloth or paper containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention, and FIG. 31 shows a canvas for art containing metal nanoion clusters characterized in accordance with the present invention. As a picture showing a roll-type art cloth or paper according to an embodiment of one art cloth or paper, at least one of the
이와 같이 상기 미술용 천 또는 종이의 내피(40)와 외피(20) 중 적어도 어느 하나가 나노 금속이온 클러스터를 적용하여 코팅되거나 또는 양면 모두가 코팅 제작되며 미술용 천 또는 종이 부재에 대하여 1 내지 30mm의 나노사이즈의 금속 나노 이온클러스터를 적용하여 코팅시키는 것을 특징으로 한다.In this way, at least one of the
한편, 내마모성 소재 금속과 Cu를 질소/산소 가스를 공급하며 동시 코팅하며 코팅시 질소(N2), 산소(O2) 가스를 복합코팅 종류에 따라 단독 또는 동시에 공급하거나 또는 TiN, ZrN 합성시에는 질소만 공급하고 TiOx, Zero 합성시에는 산소만 공급하며 TiONx, ZrONx 합성시에는 질소와 산소를 동시에 공급하여 코팅할수도있다.Meanwhile, Nitrogen/Oxygen gas is supplied to the wear-resistant metal and Cu, and simultaneous coating is performed. During coating, Nitrogen (N2) and Oxygen (O2) gas are supplied individually or simultaneously depending on the type of composite coating, or only nitrogen is used when synthesizing TiN and ZrN. When synthesizing TiOx and Zero, only oxygen is supplied. When synthesizing TiONx and ZrONx, nitrogen and oxygen can be supplied at the same time for coating.
더불어서 상기 챔버(140)에 미술용 천 또는 종이를 투입하고 상기 표면에 Cu(구리), Ti(티타늄), Zr(지르코니아). Zn(아연),Ag(은) 중 선택된 적어도 어느 하나 또는 두 개의 나노이온 클러스터 물질을 함께 방전하여 코팅하는 것도 가능하다.In addition, cloth or paper for art is put into the
상기하였듯이 상기 챔버(140)는 80~180℃의 온도와 1.8kgf/㎠~ 5kgf/㎠ 압력을 30분~180분을 유지하는 챔버(140)이며 상기 클러스터 나노이온 형태로 상기 챔버(140) 내에 미술용 천 또는 종이의 표면에 분사 코팅하며 상기 미술용 천 또는 더욱 바람직하게는 본원 미술용 천 또는 종이는 천연원단 또는 합성 원단이며 합성 원단으로는 폴리에스테르계, 폴리아크릴계, 폴리아크릴로니트릴계, 폴리아미드계, 폴리염화비닐계, 폴리우레탄계, 폴리올레핀계, 폴리플루오로에틸렌계, 페놀, 요소, 멜라민, 에폭시 수지로 이루어진 합성수지, 펄프를 포함한 한지와 도화지 군에서 적어도 1군 또는 1군 이상이 선택되어 금속 나노이온 클러스터를 적용하여 코팅 제조됨을 본원의 특징으로 한다.As described above, the
더불어 상기 나노이온 클러스터 물질은 상기 미술용 천 또는 종이 100을 기준으로 0.001 내지 1중량 부로 코팅됨을 특징으로 하며 상기 미술용 천 또는 종이에 코팅된 금속 나노이온 클러스터의 두께가 0.01 내지 100nm의 나노사이즈 범위에 포함됨을 특징으로 한다.In addition, the nanoion cluster material is characterized in that it is coated in an amount of 0.001 to 1 part by weight based on 100 of the art cloth or paper, and the thickness of the metal nanoion cluster coated on the art cloth or paper is in the nanosize range of 0.01 to 100 nm. characterized in that it is included in
상기 미술용 천 또는 종이에 투입된 금속 나노이온 클러스터 항균물질은 Cu(구리), Ti(티타늄), Zr(지르코니아). Zn(아연) 중 택일 된 어느 하나 또는 두 개의 물질로 이루어진 타깃으로 구성된 것을 특징으로 한다.The metal nanoion cluster antibacterial substance injected into the art cloth or paper is Cu (copper), Ti (titanium), or Zr (zirconia). It is characterized in that it consists of a target made of any one or two materials selected from Zn (zinc).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made within the scope of the technical spirit of the present invention. will be clear to those who have knowledge of
한편, 본원은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 실시 예들을 본문에서 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.On the other hand, since the present application can apply various changes and have various forms, embodiments will be described in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명은 전술하였듯이 나노이온 클러스터를 그림이나 글씨를 쓰는 미술용 천 및 종이에 코팅하여 장기간에 걸쳐 나노입자의 항균성을 유지할 수 있는 미술용 천 및 종이 및 그 제조방법을 제공하는 것이며 미술용 천 또는 종이에 나노이온 클러스터에 의한 항균성을 최대화할 수 있고 부가적으로 광 촉매를 부가하여 항균성을 더욱 높일 수 있는 항균성을 보유한 미술용 천 및 종이 및 그 제조방법에 관한 것이다.As described above, the present invention provides art cloth and paper and a manufacturing method capable of maintaining the antibacterial properties of nanoparticles for a long period of time by coating nanoion clusters on art cloth and paper for painting or writing, and art cloth or paper for art. The present invention relates to art cloth and paper having antibacterial properties capable of maximizing antibacterial properties of paper by nanoion clusters and further enhancing antibacterial properties by additionally adding a photocatalyst, and a manufacturing method thereof.
아울러 본 발명은 미술용 천 또는 종이에 나노이온 클러스터를 적용 코팅함에 따라 표면이 매우 부드럽고 신축성이 우수하며 물감이 번지지 않으며 더불어 항균성이 뛰어난 나노 이온클러스터 항균 미술용 천 또는 종이를 제공하여 전 세계적으로 저변을 확대하는 데 목적이 있으며 예술계 전반에 본원 제품의 상품을 널리 확보할 수 있다.In addition, the present invention provides a nano-ion cluster antibacterial art cloth or paper with a very soft surface, excellent elasticity, no paint smearing, and excellent antibacterial properties by applying nano-ion clusters to art cloth or paper. The purpose is to expand the art world, and the products of this product can be widely secured throughout the art world.
20: 미술용 천 또는 종이 외피 40: 미술용 천 또는 종이 내피
140: 챔버 160: 금속 합금 또는 산화물
180: 나노 금속이온 클러스터 코팅 200: 나노이온 클러스터 코팅층20: Art cloth or paper outer shell 40: Art cloth or paper inner shell
140: chamber 160: metal alloy or oxide
180: nano metal ion cluster coating 200: nano ion cluster coating layer
Claims (16)
상기 미술용 천 또는 종이의 표면에 항균활성을 가지는 물질인 나노 금속 합금 또는 산화물을 재질로 하는 나노 금속이온 클러스터 입자를 적용하여 코팅 제조되되; 상기 금속 화합물의 항균물질은 Cu(구리), Tim(티타늄), Zr(지르코니아). Ag(은), Zn(아연) 또는 상기 금속들의 합금 및 산화물들 중 선택된 적어도 어느 하나 또는 두 개의 물질로 구성되어 상기 미술용 천 또는 종이표면에 분사 코팅된 것을 특징으로 하는 금속나노 이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이.In the art cloth or paper that uses any one of the paintings or letters selected from oil painting canvas, fabric, Korean paper, and rice paper as a work of art,
A coating is prepared by applying nano metal ion cluster particles made of a nano metal alloy or oxide, which is a material having antibacterial activity, to the surface of the art cloth or paper; Antimicrobial substances of the metal compound are Cu (copper), Tim (titanium), Zr (zirconia). It contains a metal nano-ion cluster, characterized in that it is composed of at least one or two materials selected from Ag (silver), Zn (zinc), or alloys and oxides of the above metals and spray-coated on the surface of the art cloth or paper. A piece of art cloth or paper.
상기 금속화합물의 산화물을 항균소재 타깃 및 피코팅 소재인 그림이나 글씨를 쓰는 미술용 천 및 종이를 챔버(140)에 장착 후 진공을 10-5 Torr 이하로 배기하는 진공 배기단계와; 진공 배기 후 비활성 기체인 Ar(아르곤) 가스를 주입하여 진공도가 5x10-3Torr ~5x10-4 Torr 범위가 되도록 가스 주입단계와;
전원을 켜서 300V~1,000V 범위로 항균소재 타깃에 전기를 부가하여 항균소재를 증발 및 이온화 방전반응을 일으키는 방전단계와;
이를 거쳐 증발 및 이온화된 원자들에 고밀도 구속 자장을 2차원 또는 3차원으로 가하는 자장 가압 단계와;
증발된 중성입자들 및 이온화된 입자들 및 원자들이 충돌하면서 정정 기력에 의해 집합하며 수나노(1~20nm) 경 크기의 클러스터입자들이 형성되는 단계와;
피코팅체인 미술용 천 또는 종이로 이동하며 이를 코팅하는 단계를 거치는 것을 특징으로 하는 금속나노 이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이.According to claim 1,
A vacuum evacuation step of mounting the oxide of the metal compound to the chamber 140 with an antibacterial material target and a coating material, such as art cloth or paper for writing pictures or letters, and then evacuating the vacuum to 10 -5 Torr or less; A gas injection step of injecting Ar (argon) gas, which is an inert gas, after vacuum evacuation so that the vacuum degree is in the range of 5x10-3 Torr to 5x10-4 Torr;
A discharge step of turning on the power and adding electricity to the antibacterial material target in the range of 300V to 1,000V to cause evaporation and ionization discharge reaction of the antibacterial material;
a magnetic field pressurization step of applying a high-density confinement magnetic field in two dimensions or three dimensions to the evaporated and ionized atoms;
A step of forming cluster particles of a size of several nanometers (1 to 20 nm) by colliding with evaporated neutral particles, ionized particles, and atoms by a static energy;
Art cloth or paper containing metal nano-ion clusters, characterized in that it moves to art cloth or paper, which is a coated body, and goes through a step of coating it.
상기 미술용 천 또는 종이에 코팅된 나노 클러스터의 사이즈는 주입 Ar가스의 량, 전원의 전압 및 전류제어, 자장의 세기에 의하여 조절할 수 있으며;
상기 나노 금속, 합금 또는 산화물을 원자상태로 증발시켜 이온화시킨 후 직경 1nm ~ 20nm 크기로 나노 금속이온 클러스터 입자들을 상기 미술용 천 또는 종이 또는 섬유 일면에 코팅하여 완성하는 것을 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이.According to claim 2,
The size of the nano-cluster coated on the art cloth or paper can be controlled by the amount of injected Ar gas, voltage and current control of the power supply, and strength of the magnetic field;
After ionization by evaporating the nano metal, alloy or oxide in an atomic state, nano metal ion cluster particles having a diameter of 1 nm to 20 nm are coated on the surface of the art cloth, paper or fiber to complete the metal nano ion cluster. Art cloth or paper containing
상기 나노 금속 합금 또는 산화물을 재질로 하는 나노 금속이온 클러스터 금속에 대하여 Cu를 TiOx에 첨가하여 가시광선 범위에서도 광 촉매 효과가 일어나게 하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이.The method of claim 3,
For art containing metal nanoion clusters, further comprising adding Cu to TiOx for the nano metal alloy or nano metal ion cluster metal made of oxide to cause a photocatalytic effect even in the visible light range. cloth or paper.
상기 나노 금속 합금 또는 산화물을 재질로 하는 나노 금속이온 클러스터 금속은
Ti(티타늄), Zr(지르코니아). Zn(아연),Ag(은), 중 택일 된 어느 하나의 물질 100중량에 대하여 Cu(구리)가 첨가하되 첨가량은 30 내지 50중량 부이며
Cu(구리), Ti(티타늄), Zr(지르코니아). Zn(아연), Ag(은)중 택일 된 어느 하나의 물질 재료를 사용하여 Ar 및 O2 가스를 사용하여 TiOx 합금 산화물을 적용 코팅하는 것을 특징으로 하는 금속나노 이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이.The method of claim 4,
The nano metal ion cluster metal made of the nano metal alloy or oxide is
Ti (titanium), Zr (zirconia). Cu (copper) is added with respect to 100 weight of any one of Zn (zinc) and Ag (silver), but the amount of addition is 30 to 50 parts by weight
Cu (copper), Ti (titanium), Zr (zirconia). Art cloth or paper containing metal nano-ion clusters characterized in that TiOx alloy oxide is applied and coated using Ar and O2 gas using any one of Zn (zinc) and Ag (silver) material .
내 마모소재 금속과 Cu를 질소/산소 가스를 공급하며 동시에 미술용 천 및 종이에
코팅하며 코팅시 질소(N2), 산소(O2) 가스를 복합코팅 종류에 따라 단독 또는 동시에 공급하며;
TiN, ZrN 합성시에는 질소만 공급하고 TiOx, Zero 합성시에는 산소만 공급하고 TiONx, ZrONx 합성시에는 질소와 산소를 동시에 공급하는 것을 특징으로 하는 금속 나노 이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이.According to claim 6.
Nitrogen/oxygen gas is supplied to abrasion-resistant metal and Cu, and at the same time, it is applied to art cloth and paper.
During coating, nitrogen (N2) and oxygen (O2) gases are supplied singly or simultaneously depending on the type of composite coating;
Art cloth or paper containing metal nano-ion clusters, characterized in that only nitrogen is supplied during TiN and ZrN synthesis, only oxygen is supplied during TiOx and Zero synthesis, and nitrogen and oxygen are simultaneously supplied during TiONx and ZrONx synthesis.
상기 나노 금속이온 클러스터를 적용한 미술용 천 또는 종이 재질은 천연섬유나 합성섬유로 이루어진 섬유사를 더 포함하되; 상기 미술용 천 또는 종이의 내피(40)와 외피(20) 중 어느 하나가 나노 금속이온 클러스터를 적용하여 코팅되거나 또는 양면 모두가 나노 금속이온 클러스터를 적용하여 1 내지 30mm의 금속 나노 이온클러스터를 코팅시키는 것을 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이The method of claim 8,
The cloth or paper material for art to which the nano-metal ion cluster is applied further includes fiber yarns made of natural fibers or synthetic fibers; One of the inner skin 40 and the outer skin 20 of the art cloth or paper is coated by applying nano metal ion clusters, or both sides are coated with nano metal ion clusters of 1 to 30 mm. Art cloth or paper containing metal nanoion clusters, characterized in that
상기 미술용 천 또는 종이는 압력 챔버에 투입되고 챔버(140)는 80~180℃의 온도와 1.8kgf/㎠~ 5kgf/㎠ 압력을 30분~180분에서 금속 나노이온 클러스터가 상기 미술용 천 또는 종이 직물 또는 미술용 천 또는 종이의 표면에 분사 코팅하며; 상기 챔버(140)에 미술용 천 또는 종이를 투입하고 상기 미술용 천 또는 종이 표면에 Cu(구리), Ti(티타늄), Zr(지르코니아). Zn(아연),Ag(은) 중 선택된 적어도 어느 하나 또는 두 개의 나노이온 클러스터 물질을 함께 방전하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 금속나노 이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이The method of claim 9,
The art cloth or paper is put into a pressure chamber, and the chamber 140 is subjected to a temperature of 80 to 180 ° C and a pressure of 1.8 kgf / cm 2 to 5 kgf / cm 2 for 30 to 180 minutes. Spray coating on the surface of paper fabric or art cloth or paper; Art cloth or paper is put into the chamber 140, and Cu (copper), Ti (titanium), or Zr (zirconia) is applied to the surface of the art cloth or paper. Art cloth or paper containing metal nano-ion clusters characterized in that at least one or two nano-ion cluster materials selected from Zn (zinc) and Ag (silver) are coated by discharging together
상기 챔버(140)는 80~180℃의 온도와 1.8kgf/㎠~ 5kgf/㎠ 압력을 30분~180분을 유지하는 챔버(140)이며, 상기 클러스터 나노이온 형태로 상기 챔버(140) 내에
미술용 천 또는 종이의 표면에 분사 코팅하는 것을 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이.The method of claim 10,
The chamber 140 is a chamber 140 that maintains a temperature of 80 to 180 ° C and a pressure of 1.8 kgf / cm 2 to 5 kgf / cm 2 for 30 to 180 minutes.
Art cloth or paper containing metal nanoion clusters, characterized in that spray-coated on the surface of the art cloth or paper.
상기 미술용 천 또는 종이에 있어 합성수지 계로는 폴리에스테르계, 폴리아크릴계, 폴리아크릴로니트릴계, 폴리아미드계, 폴리염화비닐계, 폴리우레탄계, 폴리올레핀계, 폴리플루오로에틸렌계, 페놀, 요소, 멜라민, 에폭시 수지로 이루어진 합성수지 군에서 적어도 1군 또는 1군 이상이 선택되어 금속 나노이온 클러스터가 상기 미술용 천 또는 종이에 코팅되어 제조되는 것을 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이.The method of claim 12,
In the above art cloth or paper, synthetic resins include polyester, polyacrylic, polyacrylonitrile, polyamide, polyvinyl chloride, polyurethane, polyolefin, polyfluoroethylene, phenol, urea, and melamine. Art cloth or paper containing metal nanoion clusters, characterized in that at least one group or more than one group is selected from the synthetic resin group consisting of epoxy resin and the metal nanoion cluster is coated on the art cloth or paper. .
상기 미술용 천 또는 종이에 투입된 나노이온 클러스터 물질은 상기 미술용 천 또는 종이 100중량을 기준으로 0.001 내지 1중량 부로 코팅되며; 상기 미술용 천 또는 종이에 코팅된 금속 나노이온 클러스터의 두께가 0.01 내지 100nm의 범위에 포함됨을 특징으로 하는 금속나노 이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이.The method of claim 13,
The nanoion cluster material added to the art cloth or paper is coated in an amount of 0.001 to 1 part by weight based on 100 weight of the art cloth or paper; Cloth or paper for art containing metal nano-ion clusters, characterized in that the thickness of the metal nano-ion cluster coated on the art cloth or paper is in the range of 0.01 to 100 nm.
상기 미술용 천 또는 종이에 투입된 금속 나노이온 클러스터 항균물질은 Cu(구리), Ti(티타늄), Zr(지르코니아). Zn(아연),Ag(은) 또는 이 금속들의 산화물 중 택일 된 어느 하나 또는 두 개의 물질로 이루어진 타깃으로 구성되며;
나노 클러스터의 금속 크기는 주입 Ar가스의 량, 전원의 전압 및 전류제어, 자장의 세기를 조절하여 조정하게 되는 것을 특징으로 하는 금속 나노이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이.The method of claim 14,
The metal nanoion cluster antibacterial substance injected into the art cloth or paper is Cu (copper), Ti (titanium), or Zr (zirconia). It consists of a target made of one or two materials selected from Zn (zinc), Ag (silver) or oxides of these metals;
Art cloth or paper containing metal nano-ion clusters, characterized in that the metal size of the nano-cluster is adjusted by adjusting the amount of injected Ar gas, voltage and current control of the power supply, and the strength of the magnetic field.
상기 미술용 천 또는 종이에 코팅되는 나노 금속 합금 또는 산화물을 재질로 하는 나노 금속이온 클러스터 금속은 Ti(티타늄), Zr(지르코니아). Zn(아연),Ag(은) 중 택일 된 어느 하나의 물질 100중량에 대하여 Cu(구리)가 첨가하되 첨가량은 1 내지 10중량 부이며 피코팅체인 미술용 천 또는 종이에 나노금속입자가 코팅되는 것을 특징으로 하는 금속나노 이온 클러스터를 함유한 미술용 천 또는 종이.The method of claim 15,
Nano metal ion cluster metals made of nano metal alloys or oxides coated on the art cloth or paper are Ti (titanium) and Zr (zirconia). Cu (copper) is added with respect to 100 parts by weight of any one of Zn (zinc) and Ag (silver), but the added amount is 1 to 10 parts by weight, and nano-metal particles are coated on art cloth or paper, which is a coated object. Cloth or paper for art containing metal nano-ion clusters, characterized in that.
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