KR100777831B1 - 도자기 용기의 코팅 처리방법과 그 코팅 처리 방법으로처리된 도자기 용기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 도자기 용기의 코팅 처리 방법은 도자기 용기의 내부면을 샌드블라스트(sand blast)하여 요철을 형성시키고 상기 도자기 용기의 내부면을 프라이머 코팅제로 코팅하고 상기 도자기 용기를 300℃ 내지 500℃에서 소성하고 상기 소성된 도자기 용기의 내부면에 계면활성제가 포함된 유성 세라믹 코팅제를 도포하고 상기 유성 세라믹 코팅제 위에 수성 불소수지 코팅제를 더 도포하고 그리고 상기 불소수지가 도포된 도자기 용기를 100℃ 내지 400℃에서 건조시켜 상기 세라믹 코팅제와 상기 불소수지 코팅제를 융합시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 도자기 용기의 코팅처리 방법으로 이루어진다.

굽, SIC 붕판, 도자기 용기, 세라믹 원료, 유약, 1차 소성온도, 2차 소성온도, 전사지, 전자유도가열, 세라믹코팅, 불소수지코팅

Description

도자기 용기의 코팅 처리방법과 그 코팅 처리 방법으로 처리된 도자기 용기{A Method of Coating a Ceramic Container and the Product Using the Same}

제1도는 종래의 도자기 용기의 한 구체예의 개략적인 사시도이다.

제2도는 도 1에 도시된 용기의 저면을 나타내기 위한 엎어놓은 상태의 개략적인 사시도이다.

제3도는 본 발명에 따른 굽이 없는 평판 외부 바닥면에 전자유도가열 전사지가 전사된 도자기 용기의 개략적인 사시도이다.

제4도는 내부에 세라믹코팅과 불소수지코팅이 순차 이루어져 융합코팅된 도 3의 도자기 용기의 개략적인 사시도이다.

제5도는 내부에 코팅된 도 3의 도자기 용기의 단면도이다.

* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *

1 : 굽 2 : 붕판 접촉부

3 : 용기 내부 4 :용기 내부의 코팅

5: 세라믹 코팅제와 불소수지 코팅제가 융합된 층

발명의 분야

본 발명은 도자기 용기의 코팅처리방법 및 상기 방법을 이용하여 내부코팅된 도자기에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 도자기 용기를 특정한 방법으로 처리하여 비점착성을 향상시켜 인덕션 레인지에 적합한 도자기 용기에 관한 것이다.

발명의 배경

뚝배기, 냄비, 밥솥 등의 용도로 사용되고 있는 도자기 용기들은 우리 생활에 있어서 오랜 세월을 거쳐 널리 사용되어 왔다.

도자기 내부에 유약층이 음식물과 직접 접촉하는 경우 그 표면에 음식물이 달라붙거나 세척이 용이하지 않은 점이 있다(점착성). 이러한 점을 극복하기 위해 불소수지코팅이 이루어지기도 하나 불소수지코팅의 경우 사용온도가 낮아 장시간 조리시 성능이 저하되며 유독물질 발생가능성이 있으며, 세라믹 코팅의 경우 상기 불소 수지 코팅에 비해 미관상 색상 등에 있어 뛰어나지 못하다.

또한 이제까지 사용되어 왔던 모든 도자기 용기들은 그 바닥면에 굽이 형성되어 있다. 도 2에서 보는 바와 같이, 도자기 용기의 바닥면에는 적절한 모양으로 굽(1)이 형성되어 있다.

도자기 용기의 외부 바닥면에 형성되는 굽(1)은 도자기 제조 공정상 거의 필수적으로 형성된다. 도자기 용기를 제조하는 과정을 간략히 살펴보면, 원료를 사용하여 제조하고자 하는 형상의 도자기를 빚고, 그 위에 유약을 바른 다음, 유약을 바른 도자기를 SIC 붕판(이하 '붕판'이라 함)이라는 내열판 위에 올려놓고, 붕판과 함께 고온의 로(가마)에서 굽는 과정을 통하여 제조된다. 이때 용기의 저면에 굽을 형성하여, 그 돌출된 굽의 표면이 붕판과 접촉하게 된다. 따라서 굽의 표면에는 유약이 도포되지 않아서 세라믹 원료가 그대로 노출되는 구조를 이룬다.

물론 도자기 용기의 저면에 굽을 형성하지 않고 편평한 평면으로 제조하는 경우에는 외부 바닥면 전체에 유약이 도포되지 않고 그 결과 외부 바닥면 전체가 세라믹 원료 그대로 노출된다.

이처럼 굽이 형성되거나 외부 바닥면 전체가 유약이 도포되지 않은 평면인 도자기 용기는 여러 가지 문제점을 내포하고 있다.

유약이 도포되지 않은 표면이 존재함으로써 그 내부로 수분이 흡수된다. 수분이 흡수되면 요리를 할 경우에 끓는 시간이 길어지고 그만큼 에너지의 소비량이 증가된다. 수분 외에도 기름 등이 흡수되거나 표면에 묻게 되어 위생적으로 또는 미관상 깨끗하지 못하다.

또한 굽 표면이나 유약이 도포되지 않은 표면은 세라믹 입자가 그대로 노출되어 매끄럽지 못한 표면을 형성하며, 이러한 용기들이 식탁 등에 놓이게 될 때 흠집을 발생시키고 있다. 또한 굽이 형성된 도자기 용기는 최근 등장하고 있는 전자 유도 (Induction Heating)방식의 열기구에 사용할 수 없다.

전자유도 방식으로 용기에 자력을 가하여 용기 자체에서 열이 발생하는 원리의 조리기의 한 형태인 인덕션 레인지를 이용하기 위해서 요리 용기의 외부 바닥면은 완전한 평면을 이루어야 한다. 상기 가열방식 열기구에 사용할 수 있도록 내열 유리 냄비와 같은 내열 유리 용기가 사용되고 있다. 그러나 이러한 내열 유리 용기를 사용하여 요리한 음식은 좋은 맛을 내지 못하고 있다.

본 발명자는 이러한 점에 착안하여 도자기 용기의 굽을 형성하지 않고 평면을 이루면서 전체 표면에 유약이 도포되고 외부에 전사지를 전사할 수 있으며 저면에는 전자유도가열(Induction heating)할 수 있고 그 내부를 세라믹코팅과 불소수지코팅이 융합되게 코팅된 도자기용기와 그 제조방법을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 도자기 내부에 세라믹코팅과 불소수지코팅을 순차 실시하여 융합함으로써 음식물이 달라붙지 않을 뿐만 아니라, 내부의 색상이 우수한 도자기용기의 코팅처리 방법 및 상기 방법으로 처리된 도자기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 굽을 형성하지 않고 평평한 외부 바닥면을 갖고 있어 외부 표면 전체에 유약이 도포되고, 미려한 외관을 제공할 수 있는 도자기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 코팅제에 기능성 첨가제를 첨가하여 코팅막의 강도 향상, 항균, 탈취 등의 효과를 갖는 도자기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전자유도가열을 가능하게 하는 인덕션 레인지에 적합한 도자기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

발명의 요약

본 발명의 도자기 용기 코팅 방법은 도자기 용기의 내부면을 샌드블라스트(sand blast)하여 요철을 형성시키고, 상기 소성된 도자기 용기의 내부면에 계면활성제가 포함된 유성 세라믹 코팅제를 도포하고 상기 유성 세라믹 코팅제 위에 수성 불소수지 코팅제를 더 도포하고 그리고 상기 불소수지가 도포된 도자기 용기를 100℃ 내지 400℃에서 건조시켜 상기 세라믹 코팅제와 상기 불소수지 코팅제를 융합시키는 단계로 이루어진다.

상기 유성 세라믹 코팅제는 규석을 포함한다.

상기 유성 세라믹 코팅제는 산화티타늄, 색상부여제, 은나노, 황토, 토르마린, 수정, 옥, 숯 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 유성 세라믹 코팅제는 10∼30 ㎛의 두께로 스프레이 분사하고, 상기 불소수지 코팅제는 10∼30 ㎛의 두께로 도포할 수 있다.

상기 도자기 용기는 외부 바닥면이 평평한 것을 포함할 수 있다.

상기 도자기 용기의 외부 바닥면은 전사지가 부착될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

본 발명의 도자기 용기의 코팅처리 방법은 도자기 용기의 내부면을 샌드블라스트(sand blast)하여 요철을 형성시키고, 상기 소성된 도자기 용기의 내부면에 계면활성제가 포함된 유성 세라믹 코팅제를 도포하고, 상기 유성 세라믹 코팅제 위에 수성 불소수지 코팅제를 더 도포하고, 그리고 상기 불소수지가 도포된 도자기 용기를 100℃ 내지 400℃에서 건조시켜 상기 세라믹 코팅제와 상기 불소수지 코팅제를 융합시키는 단계로 이루어진다.

본 발명의 하나의 구체예에서는 상기 도자기 용기는 약 700∼1200℃, 바람직하게는 약 800∼1100℃의 온도에서 1차 소성하고, 유약을 도포한 후, 다시 약 1000∼1400℃ 바람직하게는 약 1100∼1300℃의 온도에서 2차 소성한 것이다.

상기 도자기 용기는 바람직하게는 외부 바닥면이 평평한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 구체예에서는 상기 도자기 용기는 상기 2차 소성된 도자기 용기 외부에 전사지를 부착하여 650∼1000℃, 바람직하게는 750∼900℃, 바람직하게는 850℃에서 전사한 도자기 용기를 코팅처리한다.

상기 2차 소성된 도자기 용기의 내부 표면을 표면처리하기 위하여 먼저 샌드블라스트(sand blast)하는 전처리 과정을 거친다. 상기 샌드블라스트(sand blast) 처리는 바람직하게는 고압의 압축 공기와 작은 입자의 모래를 같이 분사하여 이루 어지며, 내부표면을 깨끗이 하고 미세한 요철면(凹凸面)을 형성시킨다. 이와 같이 내부 표면에 요철면을 따라 코팅시킴으로써 청소시 음식물등이 쉽게 제거될 수 있는 것이다.

상기 샌드블라스트 처리된 도자기 용기는 내부면을 프라이머 코팅제로 도포하여 소성한 후, 유성 세라믹 코팅제를 도포할 수 있다. 이때 프라이머 코팅후, 소성 온도는 300℃ 내지 500℃가 바람직하다. 상기 프라이머 코팅제는 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 실시할 수 있으며, 상업적 구입이 용이하다.

상기 유성 세라믹 코팅제에 포함된 계면활성제는 규석(SiO₂)을 포함하고 있으며, 산화티타늄, 색상부여제, 용매 등을 더 포함할 수 있다. 상기 계면활성제는 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 잘 알려져 있으며, 상업적 구입이 용이하다. 상기 색상부여제는 천연광물에서 추출한 안료가 바람직하게 사용될 수 있으며, 산화티타늄은 코팅 막의 강도를 향상시키고 항균 및 탈취 기능을 갖도록 하기 위해 더 첨가될 수 있다.

또한 상기 첨가제 외에도 유성 세라믹 코팅제는 은나노, 황토, 토르마린, 수정, 옥, 숯 등의 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상의 혼합물로도 사용이 가능하다.

상기 세라믹 코팅제를 코팅하는 도포 방식에는 딥(dip)코팅, 흘림(flow)법, 스프레이(spray)법 등이 있으며, 이중 스프레이법이 바람직하며, 코팅막의 두께는 코팅 대상의 종류와 형태에 따라 적절하게 선택된다.

본 발명의 하나의 구체예에서는 유성 세라믹 코팅제는 10∼30 ㎛의 두께로 스프레이 분사한다.

상기 세라믹 코팅에 이어 수성 불소수지 코팅제를 코팅한다. 상기 유성 세라믹 코팅제에는 계면 활성제가 들어 있어 불소수지코팅제와의 융합을 가능하게 한다.

상기 불소수지코팅제에는 불소수지와 함께 조개껍질과 같은 패각분말을 더 첨가할 수 있다.

본 발명의 하나의 구체예에서는 상기 불소수지 코팅제는 10∼30 ㎛의 두께로 도포한다. 도포방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 실시될 수 있다.

상기 불소수지가 도포된 도자기 용기는 약 100℃ 내지 400℃, 바람직하게는 약 150 내지 350℃의 온도에서 건조시켜 상기 세라믹 코팅제와 상기 불소수지 코팅제를 융합시킨다. 이때 건조시간은 약 10분 내지 40분으로 수행하며, 바람직하게는 약 15분 내지 35분이다.

융합된 층의 세라믹의 역할은 SiO₂의 화학적 조성을 가져 용기와 기능성기를 연결하며, 코팅 전체의 뼈대로 기능과 비점착성 즉 음식물이 용기에 달라붙지 않게 한다. 또한 융합 코팅층의 불소수지의 역할은 세라믹과 함께 비점착성을 강화하고 우수한 색상을 가지게 한다.

본 발명은 상기의 방법으로 내부코팅처리된 도자기 용기를 제공한다. 이와 같이 내부코팅 처리된 도자기 용기는 음식물이 들러붙지 않기 때문에 특히 전자유도가열에 바람직하게 사용될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 용기 내부에 코팅이 된 도자기의 사시도이다. 코팅제는 가열되거나 음식물과 접촉하거나 조리 중 음식물이 비산되어 접촉할 수 있는 모든 부위에 코팅이 가능하다. 도 5는 본 발명에 따른 굽이 없는 도자기의 단면도로서 내부 코팅층, 즉 유성세라믹 코팅제와 수성 불소수지 코팅제가 융합된 층(5)이 나타나 있다. 도 3, 도 4 및 도 5에서 특정 형태를 갖는 도자기 용기를 도시하고 있으나 이러한 도자기 용기는 단지 예시적으로 설명하기 위한 것이고, 본 발명은 실제 어떠한 도자기 용기에도 적용될 수 있다.

본 발명에서는 전자유도가열에 더욱 적합하게 하기 위하여, 바람직하게는 외부 바닥면이 평평한 도자기 용기를 사용한다.

도 1은 종래의 도자기 용기의 한 구체예의 개략적인 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 도자기 용기의 외부 바닥면을 나타내기 위해 엎어놓은 상태를 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 종래의 도자기 용기는 외부 바닥면에 적절한 모양으로 굽(1)이 형성되어 있고 굽의 표면에는 유약이 도포되지 않아서 세라믹 원료가 그대로 노출되는 구조를 이룬다. 이는 도자기 용기의 제조 공정 과정에서 도자기를 붕판 위에 올려놓은 채로 고온의 로에서 굽기 때문에 붕판과 접촉되는 굽의 표면에는 유약이 도포될 수 없고 따라서 굽의 표면에 세라믹 원료가 그대로 노출되는 것이다.

이와 같이 굽 표면의 세라믹 원료가 그대로 노출되는 종래의 도자기 용기는 외관상 보기에 좋지 않을뿐더러 노출된 면을 통해 수분 및 이물질이 흡수되어 위생상 좋지 않다. 뿐만 아니라, 최근 등장하고 있는 인덕션 레인지와 같은 열기구는 불꽃이 직접 요리 용기에 닿지 않고 간접적으로 요리 용기를 가열하는 방식으로서 접촉면이 넓을수록 열효율이 크기 때문에 용기의 저면이 완전한 평면을 이루어야 하는데, 도 2에 도시된 바와 같이 굽(1)이 형성된 종래의 도자기 용기는 이러한 상기 방식의 열기구에 적합하지 않다. 물론 종래의 방식에 의해서도 도자기 용기의 외부 바닥면에 굽을 형성하지 않고 편평한 평면으로 제조할 수 있다. 그러나 이러한 경우에는 저면 전체에 유약이 도포되지 않으므로 저면 전체가 세라믹 원료 그대로 노출되게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 도자기 용기는 외부 바닥면 전체에 유약이 도포될 수 있도록 도자기 용기에 굽을 형성하지 않고 외부 바닥면이 평평한 것을 사용한다.

본 발명의 하나의 구체예에서는 상기 도자기 용기는 약 700∼1200℃, 바람직하게는 약 800∼1100℃의 온도에서 1차 소성하고, 유약을 도포한 후, 다시 약 1000∼1400℃ 바람직하게는 약 1100∼1300℃의 온도에서 2차 소성한 것을 사용하여 내부코팅처리한다. 바람직하게는 2차 소성시 도자기 용기를 붕판 위에 엎어놓고 소성하여 굽이 형성되어 있지 않은 편평한 저면 전체에 유약이 도포될 수 있도록 한다. 도자기 용기에 유약을 도포하는 방법 및 로에서 소성하는 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

상기 2차 소성과정을 거친 도자기 용기는 전사지를 부착할 수 있다. 상기 전 사지는 일반전사지를 사용하거나, 전자유도가열 효율을 더욱 향상시키기 위하여 인덕션 전사지를 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 인덕션 전사지는 은가루가 도포된 인덕션 전사지이다.

상기 전사지가 부착된 도자기 용기는 650∼1000℃, 바람직하게는 750∼900℃, 더 바람직하게는 850℃ 에서 전사한 다음, 본 발명의 방법과 같이 내부면을 코팅한다.

이상에서와 같은 방법으로 도자기 용기 전체에 유약이 도포될 수 있고 하이라이트 불판으로 대표되는 간접가열방식 열기구에도 적합한 편평한 외부저면을 갖는 도자기 용기로서 외부에 전사지를 전사할 수 있고, 내면에는 세라믹코팅과 불소수지코팅이 융합된 도자기 용기를 제조할 수 있게 된다.

본 발명은 도자기 내부에 세라믹코팅과 불소수지코팅을 순차 실시하여 융합함으로써 음식물이 달라붙지 않을 뿐만 아니라, 내부의 색상이 우수하고 굽을 형성하지 않고 평평한 외부 바닥면을 갖고 있어 외부 표면 전체에 유약이 도포되고, 미려한 외관을 제공하고 코팅제에 기능성 첨가제를 첨가하여 코팅막의 강도 향상, 항균, 탈취 등의 효과를 갖고 전자유도가열을 가능하게 하는 인덕션 레인지에 적합하도록 도자기를 제공하는 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의 하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (8)

1. 도자기 용기의 내부면을 샌드블라스트(sand blast)하여 요철을 형성시키고, 상기 요철이 형성된 도자기 용기의 내부면에 유성 세라믹 코팅제를 도포하고, 상기 유성 세라믹 코팅제 위에 수성 불소수지 코팅제를 더 도포한 후, 상기 도자기를 100℃ 내지 400℃에서 건조시켜 상기 세라믹 코팅제와 상기 불소수지 코팅제를 융합시키고, 외부 바닥면에는 굽이 없는 평평한 면에 은가루가 도포된 인덕션 전사지가 부착된 것을 특징으로 하는 인덕션 레인지용 도자기 용기.
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