KR100459933B1 - 원적외선을 방사하는 맥섬석 미립자 제조방법과 맥섬석 미립자로 형성된 세라믹을 갖는 용기 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원적외선을 방사하는 맥섬석 미립자 제조 방법과 이것으로 제조된 세라믹을 갖는 용기 및 용기 제조 방법에 관한 것으로 특히,

본 발명의 원적외선을 방사하는 맥섬석 미립자 제조 방법은 원광 중에 포함된 유기불순물들을 제거하는 세척단계 ; 세척된 맥섬석을 소정 크기로 분급하는 분급단계 ; 맥섬석을 원심사이클론에 넣어 원심력을 이용하여 무익한 중사(TiO₂Zr)를 제거하는 원심분리단계 ; 미립자가 혼합된 콜로이드 용액에 고분자 응집제를 투입하여 맥섬석 미립자가 응집되게 하는 침전단계 ; 수열분해법으로 미분화하는 미분화 단계 및 건조 단계로 이루어지고,

용기는 용기 본체의 내면 바닥에 소정의 두께로 맥섬석 세라믹층을 형성하되 용융시켜 용기 본체와 일체로 구성되고, 용기의 제조 방법은 상기의 세라믹 미립자의 제조 방법에 의해 제조된 세라믹 미립자를 소정의 형상으로 성형하고, 성형된 세라믹 조각을 기 제작된 용기의 내면 바닥에 안치한 후 1150∼1300℃에서 소성시켜 맥섬석 미립자가 용기 본체와 일체로 소성되게 함을 특징으로 하는 맥섬석 세라믹을 갖는 용기 제조 방법에 의해 이루어진다.

Description

원적외선을 방사하는 맥섬석 미립자 제조 방법과 맥섬석 미립자로 형성된 세라믹을 갖는 용기 및 그 제조방법{Manufacturing method of amphibole corpuscle and / receptacle Manufacturing method and receptacle with amphibole ceramics manufactured therefrom}

본 발명은 원적외선을 방사하는 맥섬석 미립자와 이로 만들어진 세라믹을 갖는 용기 및 그 제조 방법에 관한 것으로 특히, 응집력을 감소시켜 각 미립자의 표면적과 표면 조도를 증가시켜 원적외선의 방사량을 높일 수 있는 맥섬석 미립자 제조방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은 상기와 같이 원적외선 방사량이 향상된 맥섬석 미립자로 구성된 세라믹을 용기의 내면에 일체로 융착시켜 맥섬석 세라믹으로부터 방사되는 원적외선에 의해 식품의 향과 맛을 좋게 하고, 내용물의 신선도를 유지할 수 있고, 불순물을 정화할 수 있게 한 원적외선 방사 맥섬석 세라믹을 갖는 용기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은 고온에서 사용하여도 열팽창에 의하여 원적외선 방사 맥섬석 세라믹과 용기 본체로부터 분리되지 않게 한 원적외선 방사 맥섬석 세라믹을 갖는 용기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

산업의 발전과 더불어 많은 종류의 그릇이 개발되어 공급되고 있다.

반면에 농산물이나 수산물 등은 저렴한 생산비로 많은 양의 산출 및 보관성을 좋게 하기 위한 많은 종류의 화학 약물이 식품 첨가물로 사용되고 있다.

이러한 농약을 비롯한 식품 첨가물은 인체에 유해한 성분을 포함하고 있기에 이의 사용량이 제한되고 있으나 이러한 것들이 인체에 축적됨에 따라 새로운 질병들이 늘어가고 있는 실정이다.

이러한 유해 성분을 약화시키기 위한 용기들이 개발되어 사용되고 있다.

이러한 기능성 용기들은 대부분 소정의 기능성 암석이나 세라믹등을 그 내부에 부착하여 구성되어 있다.

이러한 기능성 용기 특히, 그 내부에 기능성 암석이나 세라믹을 부착하여 이루어진 용기는 용기가 가열되었을 때 열팽창율의 차이에 의해 기능성 암석이나 세라믹이 용기로부터 분리되어 용기 내에서 이동하여 용기를 파손시키는 문제가 있었다.

또한 상기와 같이 기능성 암석이나 세라믹이 도포된 용기에 있어서 도포 또는 부착된 기능성 암석이나 세라믹은 광석 원료를 분체화한 다음 기판재료에 습식으로 도포한 다음에 900℃ 정도에서 소성 또는 융착 · 코팅하든지 접착제와 혼합 · 접착하여 구성되며, 이렇게 만들어진 용기는 선별되지 않는 원광을 코팅 접착, 사용함으로써 원적외선 방사율이 낮고, 코팅두께가 얇아서 고온 하에서 장시간 사용시에는 용기와 분리되어 파손되는 문제점이 있다.

또한, 상온에서 원적외선을 방사하는 세라믹 재료는 볼밀(ball mill) 등 물리적인 방법으로 분쇄하여 분급을 행하는 경우에도 입경이 300mesh정도이므로 그 표면적이 충분히 크지 못한 문제점이 있으며, 입자간의 부착력이 중력에 의한 반발력보다 커서 형성된 입자가 상호 쉽게 응집되므로 이에 의해 입자들이 덩어리를 형성하여 표면적이 감소하여 원적외선의 방사량이 낮아지는 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로 표면적 및 표면조도가 높아 원적외선의 방사량이 높은 맥섬석 미립자를 제공함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 원적외선 방사량이 높은 맥섬석 미립자로 만들어진 세라믹을 용기의 내면에 일체로 융착시켜 맥섬석 세라믹으로부터 방사되는 원적외선에 의해 식품의 향과 맛을 좋게 하고, 내용물의 신선도를 유지할 수 있고, 불순물을 정화할 수 있게 한 원적외선 방사 맥섬석 세라믹을 갖는 용기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 고온에서 사용하여도 열팽창에 의하여 원적외선 방사 맥섬석 세라믹과 용기 본체로부터 분리되지 않게 한 원적외선 방사 맥섬석 세라믹을 갖는 용기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 용기의 서로 다른 예를 도시한 단면도들이고,

도 2내지 도 4는 본 발명에 따른 용기의 일 예를 촬영한 사시 및 평면 사진이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 용기 본체 20 : 맥섬석 세라믹층

상기와 같은 본 발명의 목적은 천연으로 산출된 맥섬석을 세척하여 원광 중에 포함된 염분, 세균 및 부식물 등의 유기불순물들을 제거하는 세척단계; 세척된 맥섬석을 소정 크기로 분급하는 분급단계; 분급된 맥섬석을 원심사이클론에 넣어 원심력을 이용하여 무익한 중사(TiO₂Zr)를 제거하는 원심분리단계 ; 폴리에테르계, 우레탄변성폴리에테르계, 폴리아크릴산계, 변성아크릴산계 고분자 중 어느 하나인 고분자 응집제를 중사가 제거된 맥섬석 미립자가 혼합된 콜로이드 용액에 전체중량에 대하여 2.5내지 6중량%를 투입하여 맥섬석 미립자가 응집되어 침전되게 하는 침전단계 ; 침전된 맥섬석 미립자를 수열분해법으로 미분화하되, 불포화지방산을 유기 용매로 희석하고 염화철 안정제를 1내지 5% 첨가하여 이루어진 응집 방지제를 수증기 중에 전체중량에 대하여 2내지 5%를 투입하며 미분화하는 미분화 단계 및 ; 미분화된 맥섬석 미립자를 건조시키는 건조 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 세라믹 미립자의 제조 방법에 의해 이루어진다.

또한 본 발명의 목적은 상기와 같이 조성된 세라믹 미립자를 이용하여 용기를 제조하되 용기 본체의 내면 바닥에 0.1내지 3mm의 두께로 맥섬석 세라믹층을 형성하되 용융시켜 용기 본체와 일체로 형성됨을 특징으로 하는 원적외선을 방사하는 맥섬석 세라믹을 갖는 용기와

상기의 세라믹 미립자의 제조 방법에 의해 제조된 세라믹 미립자를 소정의 형상으로 성형하고, 성형된 세라믹 조각을 기 제작된 용기의 내면 바닥에 안치한 후 1150∼1300℃에서 소성시켜 맥섬석 미립자가 용기 본체와 일체로 소성되게 함을 특징으로 하는 맥섬석 세라믹을 갖는 용기 제조 방법에 의해 이루어진다.

이하 상기와 같은 본 발명에 따른 원적외선을 방사하는 맥섬석 미립자 제조 방법과 맥섬석 미립자로 형성된 세라믹을 갖는 용기 및 그 제조방법의 일 실시예를 상세하게 설명한다.

먼저, 맥섬석 미립자를 제조하는 과정을 설명하면, 원료를 투입하여 불순물을 제거하는 세척단계와, 세척된 원료를 소정 입경 이하로 조정하는 분급단계와, 분급된 원료에서 중사를 제거하는 원심 분리단계와, 중사가 제거된 원료의 수분을 제거하는 침전단계와, 침전된 원료를 미분화 및 건조시키는 미분 및 건조단계로 이루어진다.

상기 세척 단계는 채광된 광물을 선광하여 불순물이 적은 원광을 세라믹재료를 사용한다. 채광된 원광에는 염분이 부착되어 있고, 세균이나 부식물 등 유기 불순물들이 포함되어 있으므로 이를 세척탱크에 투입하여 세척한다.

상기 세척 단계에서 세척된 원광은 분급 단계에서 소정의 입경 이하의 크기로 분쇄된다.

상기 분급 단계는 세척된 맥섬석 미립자를 포함한 분체를 적절한 분급 장치에 투입하여 소정 입경 이하의 원료만을 분급하여 이후의 분리 단계를 수행함에 적당한 크기의 원광만을 분리해낸다.

분급된 맥섬석 미립자에는 이와 입경이 유산한 크기의 광물인 중사(TiO₂Zr) 등이 포함되는데 이러한 중사 등은 원적외선의 방사파장이 짧고, 강도도 낮으며, 비중이 커서 원료의 하부에 모여 균일한 품질의 맥섬석 미립자를 얻기가 어려우므로 이를 제거하는 것이 바람직하다.

분리 단계에서는 분급된 원료를 원심사이클론(cyclone)에 넣어 원심력을 이용하여 중사 등의 불순물을 제거한다.

중사 등의 불순물이 제거된 맥섬석 미립자는 세척할 때 공급된 세척수와 혼합된 상태이므로 죽과 같은 콜로이드 상태이다.

상기와 같이 콜로이드 상태의 맥섬석 원광으로부터 수분을 제거해야 하며, 이때 고분자 응집제를 투입하여 맥섬석 미립자가 응집되어 침전하게 한다.

상기 침전 단계에서 침전된 세라믹 입자를 미분화 단계를 통해 미분화한다.

상기 미분화 단계는 맥섬석 미립자를 로터리 킬런(rotary kiln)에 넣어 수증기를 투입하여 가열과 급랭을 반복하는 수열 분해법을 이용하며, 이때 맥섬석 미립자는 더욱 작은 입경의 미립자가 된다.

이때 투입되는 수증기는 건조된 원료에 다시 수분이 부착되지 않도록 고온 건조한 과열증기를 사용한다.

상기 미분화 단계에서 수열 분해된 맥섬석 미립자는 분급 단계에서 분쇄된 입경보다 훨씬 작은 1㎛이하의 입경이 되어 표면적이 현저하게 증대된다.

일반적으로 미분입자의 표면적은 그 입경의 제곱에 반비례하므로 그 표면적이 수열 분해되기 전보다 약 9배정도 증대된다.

또한 수열분해는 가열과 냉각을 반복함에 따라 맥섬석 미립자가 팽창 및 수축을 반복하면서 분쇄되는 것이므로 분쇄된 형태가 불규칙하고, 표면 조도(roughness)도 높아, 플라즈마 가열법에 의해 제조된 동일 입경의 입자보다 표면적이 현저히 증대된다.

상기의 과정에 의해 만들어진 맥섬석 미립자는 부착력이 반발력보다 커서, 쉽게 응집되는 분체의 일반적 특성을 가지고 있어서, 애써서 미분화시킨 맥섬석 미립자가 실제 사용할 때에는 다시 응집되어 버리는 문제점이 발생하게 된다.

이러한 문제점에 해결하기 위하여 상기 미분화 단계에서 가열된 원료입자에 투입되는 수증기에 응집 방지제를 혼입시킨다.

응집 방지제로서는 식물성유지인 불포화지방산을 알코올 등의 유기용매로 희석하고, 불포화 지방산의 열분해를 방지하는 염화철 안정제를 미량 첨가하여 혼합한 것으로서 이를 수열분해시에 수증기에 혼입시켜 가열된 세라믹 입자원료에 투입한다.

첨가된 염화철 안정제는 원료입자 사이에 혼입된 불포화 지방산은 미세한 유막을 형성하여 계면활성제 구실을 수행하여 미분화 된 세라믹입자의 응집을 방지한다.

이 방법에 따라 제조된 세라믹 입자는 그 입자가 미분체로 상호 응집되지 않아 종래 방법에 의한 세라믹 입자에 비하여 표면적과 표면조도가 현저하게 증대되어서 원적외선 방사량과 강도가 아주 높을 뿐 아니라, 에너지의 효율을 높일 수 있으며, 기능향상에 비하여 제조원가가 높지 않는 장점이 있다.

상기와 같은 방법에 의해 제조된 맥섬석 미립자는 소정의 형상 즉, 용기의 바닥면의 형상과 동일 또는 유사한 형상으로 형성되고, 형성된 맥섬석 조각을 이미 만들어진 용기의 바닥면에 올려놓은 후 하기의 과정에 의해 소정시켜 용기를 제작한다.

맥섬석 조각이 바닥면에 올려진 용기를 1150∼1300℃의 온도에서 12시간내지 14시간 가열하여 맥섬석 조각이 융용되어 용기의 내면 바닥에 융착되게 한다.

상기와 같은 과정으로 만들어진 용기는 도 1에 도시한 바와 같이 바닥의 일부 또는 전부에 원적외선을 방사하는 맥섬석 세라믹이 일체로 형성된다.

그 일예를 도 2에 사진으로 도시하였다.

맥섬석 세라믹의 화학성분은 표 1과 같다.

상기와 같은 방법에 의해 제조된 맥섬석 미립자를 일체로 소성시킨 용기는도 1에 도시한 바와 같이 용기 본체(10)의 바닥면에 소정의 두께로 맥섬석 세라믹층(11)이 형성되고 이 맥섬석 세라믹층(11)은 도시한 바와 같이 용기의 소성시 일체로 소성되므로 그 가장자리 부분이 용기 본체(10)의 바닥면과 가연스럽게 이어지도록 용융되어 접착된다.

상기 세라믹층(11)은 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 그 평면의 형상을 원형 내지는 다각형으로 형성할 수 있다.

상기와 같은 과정으로 제조되는 원적외선을 방사하는 맥섬석 미립자는 표면적과 표면조도가 커 원적외선이 방사량이 상승될 뿐만 아니라 서로 다른 미립자와 응집되지 않고 각각 존재함으로 이것으로 만들어진 맥섬석 세라믹 또한 방사되는 원적외선의 양이 많아 보다 그에 따른 효과를 상승시킬 수 있다.

상기 맥섬석 세라믹이 일체로 구성된 용기는 맥섬석 세라믹으로부터 방사되는 원적외선이 대상물에 조사되어 분자활성화를 촉진시키는 역할을 하므로 용기에 보관된 식품을 부드럽게 가열할 수 있고, 식품을 구성하고 있는 물분자를 활성화시켜 표면과 속을 동시에 가열하여 맛있게 조리되게 하는 효과가 있다.

또한, 용기에 저장된 물의 맛을 좋게 하고, 식품을 오래동안 상하지 않게하여 신선도를 유지시키는 효과가 있다.

본 발명은 원적외선을 방사하는 맥섬석 세라믹을 갖는 용기는 용기에 묻어 있는 세균을 살균하는 작용을 하므로 보다 깨끗한 용기의 상태를 유지할 수 있게한다.

이상에서 설명한 것은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (4)

1. 천연으로 산출된 맥섬석을 세척하여 원광 중에 포함된 염분, 세균 및 부식물 등의 유기불순물들을 제거하는 세척단계;

   세척된 맥섬석을 소정 크기로 분급하는 분급단계;

   분급된 맥섬석을 원심사이클론에 넣어 원심력을 이용하여 무익한 중사(TiO₂Zr)를 제거하는 원심분리단계 ;

   폴리에테르계, 우레탄변성폴리에테르계, 폴리아크릴산계, 변성아크릴산계 고분자 중 어느 하나인 고분자 응집제를 중사가 제거된 맥섬석 미립자가 혼합된 콜로이드 용액에 전체중량에 대하여 2.5내지 6중량%를 투입하여 맥섬석 미립자가 응집되어 침전되게 하는 침전단계 ;

   침전된 맥섬석 미립자를 수열분해법으로 미분화하되, 불포화지방산을 유기 용매로 희석하고 염화철 안정제를 1내지 5% 첨가하여 이루어진 응집 방지제를 수증기 중에 전체중량에 대하여 2내지 5%를 투입하며 미분화하는 미분화 단계 및 ;

   미분화된 맥섬석 미립자를 건조시키는 건조 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 세라믹 미립자의 제조 방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 기재된 방법에 의해 제조된 세라믹 미립자를 이용하여 만들어진 소정의 수용 공간을 갖는 용기에 있어서,

   상기 용기 본체(10)의 내면 바닥에 0.1내지 3mm의 두께로 맥섬석 세라믹층(11)을 형성하되 용융시켜 용기 본체와 일체로 형성됨을 특징으로 하는 원적외선을 방사하는 맥섬석 세라믹을 갖는 용기.
4. 삭제