KR100911788B1 - A cooking canteen with non-sticky metallic coating and the preparing process thereof - Google Patents
A cooking canteen with non-sticky metallic coating and the preparing process thereofInfo
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Abstract
본원 발명은 니켈-알루미늄에 기초한 니켈-알루미늄-몰리브덴(NiAlMo) 합금, 또는 크롬 카바이드에 기초한 니크롬-Cr3C2 합금으로 구성되는 금속 비점착 코팅을 갖는 요리 식기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 금속 비점착 코팅으로 상기 요리 식기를 제조하는 고온 스프레이 공정에 관한 것이다. 본 발명에 따른 금속 비점착 코팅은 우수한 특성의 높은 충격 저항, 고온 저항, 내마모성을 갖는다.The present invention relates to a cooking utensil having a metal non-stick coating composed of a nickel-aluminum-molybdenum (NiAlMo) alloy based on nickel-aluminum, or a nichrome-Cr 3 C 2 alloy based on chromium carbide. The present invention also relates to a hot spray process for producing said dishware with a metal non-stick coating. The metal non-adhesive coating according to the present invention has high properties of high impact resistance, high temperature resistance and wear resistance.
Description
본 발명은 주방 기구에 관한 것이며, 특히 금속 비점착(non-stick) 코팅을 갖는 요리 기구에 관한 것이다.The present invention relates to kitchen utensils, and more particularly to cooking utensils having a metal non-stick coating.
현재, 시장에서 구입 가능한 비점착 요리 기구 대부분에는 플루오르폴리머 수지 또는 유사한 비금속 재료의 비점착 외부 코팅이 제공되며, 이는 약 6개월동안 사용된 후에 통상적으로 열화되기 시작한다. 따라서, 이러한 비점착 요리 기구는 항상 짧은 수명을 갖고, 이하 문제를 초래한다.Currently, most non-stick cooking utensils available on the market are provided with a non-tacky outer coating of fluoropolymer resin or similar non-metallic material, which typically begins to degrade after about six months of use. Therefore, such non-stick cooking utensils always have a short life and cause the following problems.
1. 플루오르폴리머 수지와 같은 비금속 재료의 코팅은 요리 기구의 기층과의 낮은 결합 강도를 갖는다. 코팅된 요리 기구가 작은 외력으로 충격을 받는다면, 비금속 코팅은 종종 손상될 수 있다. 따라서, 이러한 코팅을 갖는 종래의 비점착 요리 기구에는 그의 수명을 연장하기 위해 외력의 충격으로부터 요리 기구를 보호하는 특정 부속물이 통상 구비된다.1. Coatings of nonmetallic materials, such as fluoropolymer resins, have a low bond strength with the base layer of the cooker. If the coated cooker is impacted by a small external force, the nonmetallic coating can often be damaged. Thus, conventional non-stick cooking utensils having such coatings are usually equipped with specific accessories that protect the cooker from the impact of external forces in order to extend its life.
2. 통상, 플루오르폴리머 수지와 같은 비금속 재료의 코팅은 약 260 ℃까지의 온도에서만 견딜 수 있다. 그러나, 특히 중국인들에게는 260 ℃보다 높은 온도에서 요리를 행할 것이 통상 요구된다. 따라서, 비금속 코팅은 대부분의 경우에 만족스럽지 못하다. 또한, 요리가 300 ℃보다 높은 온도에서 행해지는 경우, 플루오르폴리머 수지는 분해될 수 있어서, 인간에게 해로운 플루오르 함유 가스를 방출한다.2. Typically, coatings of nonmetallic materials, such as fluoropolymer resins, can only withstand temperatures up to about 260 ° C. However, especially for Chinese people, it is usually required to cook at temperatures higher than 260 ° C. Thus, nonmetallic coatings are not satisfactory in most cases. In addition, when cooking is performed at a temperature higher than 300 ° C., the fluoropolymer resin may decompose, releasing fluorine-containing gas that is harmful to humans.
3. 플루오르폴리머 수지와 같은 비금속 재료의 코팅은 낮은 내마모성을 갖고, 단기간의 시간 동안 이용된 후에 종종 상당히 손상된다. 손상은 유각류와 같은 단단한 셀을 갖는 재료가 요리되는 경우 더욱 심각하다. 중국 식당의 대부분에는, 팬(wok)으로 하는 요리는 매우 높은 온도를 요구하지만, 팬의 림부는 팬의 일부가 그 위에 임의의 요리 재료 없이 가열되는 "널 히팅(null-heating)"을 견디며, 따라서 항상 고온으로 유지된다. 그러나, 현재의 플루오르폴리머 비점착 요리 기구는 단지 낮은 내열성을 갖는다. 또한, 팬은 중국 식당에서 가장 빈번하게 사용되는 요리 기구들 중 하나이고, 따라서 팬은 충격 및 마모에 대한 우수한 저항을 갖는 것이 매우 요구된다. 그러나 ,현재의 플루오르폴리머 비점착 요리 기구는 이들 2개의 관점에서 좋지 못한 성능을 가져서, 짧은 수명을 갖는다. 그 결과, 많은 식당은 여전히 비점착 코팅이 없는 종래의 철 팬을 사용하여, 요리 작업 중에 많은 불편함을 야기한다.3. Coatings of nonmetallic materials, such as fluoropolymer resins, have low wear resistance and are often quite damaged after being used for short periods of time. The damage is more serious when the material is cooked with a hard cell, such as a shellfish. In most Chinese restaurants, cooking with wok requires very high temperatures, but the rim of the pan withstands "null-heating" in which part of the pan is heated without any cooking ingredients thereon, Therefore it is always kept at a high temperature. However, current fluoropolymer non-stick cooking utensils only have low heat resistance. In addition, the pan is one of the most frequently used cooking utensils in Chinese restaurants, and therefore, the pan is highly required to have excellent resistance to impact and abrasion. However, current fluoropolymer non-stick cooking utensils have poor performance in these two respects and have a short lifespan. As a result, many restaurants still use conventional iron pans that are free of non-stick coatings, causing a lot of inconvenience during cooking.
이에 따라, 우수한 충격 저항, 내열성 및 내마모성을 갖는 금속 비점착 코팅을 갖는 요리 기구를 개발할 필요가 있다.Accordingly, there is a need to develop a cooking utensil having a metal non-stick coating having excellent impact resistance, heat resistance and abrasion resistance.
본 발명은 종래 기술의 단점을 극복하는 우수한 충격 저항, 내열성 및 내마모성을 갖는 금속 비점착 코팅을 갖는 요리 기구를 제공하는 것이다.The present invention provides a cooking utensil having a metal non-stick coating having excellent impact resistance, heat resistance and abrasion resistance which overcomes the disadvantages of the prior art.
본 발명의 일 태양에 따르면, 니켈-알루미늄(NiAl)으로 주로 구성되는 니켈-알루미늄-몰리브덴(NiAlMo) 합금 및 크로믹 카바이드(chromic carbide)(Cr3C2)로 주로 구성되는 니켈-크롬-크로믹 카바이드(nickel-chrome-chromic carbide)(NiCr-Cr3C2) 합금으로 구성되는 군으로부터 재료가 선택되는 금속 비점착 코팅으로 코팅된 음식 접촉면을 갖는 요리 기구가 제공된다.According to one aspect of the invention, a nickel-aluminum-molybdenum (NiAlMo) alloy mainly composed of nickel-aluminum (NiAl) and nickel-chromium-chromium mainly composed of chromic carbide (Cr 3 C 2 ) A cooking utensil is provided having a food contact surface coated with a metal non-stick coating wherein the material is selected from the group consisting of nickel-chrome-chromic carbide (NiCr-Cr 3 C 2 ) alloys.
양호하게, 작업할 때 열원과 직접 접촉하는 요리 기구의 열 접촉면도 금속 비점착 코팅으로 코팅된다.Preferably, the thermal contact surface of the cooking utensil, which is in direct contact with the heat source when working, is also coated with a metal non-stick coating.
양호하게, 요리 기구의 음식 접촉면 상의 금속 비점착 코팅은 니켈-알루미늄(NiAl)으로 주로 구성되는 니켈-알루미늄-몰리브덴(NiAlMo) 합금으로 구성되는 하부 코팅과, 크로믹 카바이드(Cr3C2)로 주로 구성되는 니켈-크롬-크로믹 카바이드(NiCr-Cr3C2) 합금의 상부 코팅을 포함한다.Preferably, the metal non-adhesive coating on the food contact surface of the cooking utensil comprises a bottom coating consisting of a nickel-aluminum-molybdenum (NiAlMo) alloy consisting mainly of nickel-aluminum (NiAl) and a chromic carbide (Cr 3 C 2 ). Top coating of a predominantly composed nickel-chromium-chromic carbide (NiCr-Cr 3 C 2 ) alloy.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 금속 비점착 코팅을 갖는 요리 기구를 코팅하는 방법이 제공되며, 이 방법은,According to another aspect of the invention, there is provided a method of coating a cooking utensil having a metal non-stick coating, the method comprising:
러프닝(roughening) 및 클리닝(cleaning) 공정에 의해 요리 기구의 코팅될 표면을 처리하는 단계와,Treating the surface to be coated of the cooker by roughing and cleaning processes,
금속 비점착 코팅을 형성하기 위해 처리된 표면에 금속 코팅 재료를 고온 스프레이 공정에 의해 도포하는 단계를 포함한다.Applying a metal coating material to the treated surface by a hot spray process to form a metal non-stick coating.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 상기 방법은 폴리싱(polishing) 공정 및/또는 그라인딩(grinding) 공정에 의해 얻어지는 금속 비점착 코팅을 처리하는 단계를 더 포함한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the method further comprises treating the metal non-stick coating obtained by a polishing process and / or a grinding process.
본 발명의 금속 비점착 코팅은 종래의 비점착 코팅보다 많은 이점을 갖는다. 본 발명의 금속 비점착 코팅은 전적으로 금속 또는 금속 합금으로 제조되는 반면, 종래의 비점착 코팅은 비금속 및 금속 재료의 복합 코팅 또는 비금속 코팅이다. 비금속 재료가 비교적 제한된 온도 저항성(tolerance)을 갖기 때문에, 그로부터 제조된 종래의 비점착 코팅도 제한된 내열성을 갖는다. 반대로, 본 발명의 금속 비점착 코팅은 이러한 결점을 갖지 않는다. 또한, 금속 코팅이 비금속 코팅보다 높은 충격 저항 및 내마모성을 갖는다는 것은 당해 기술분야의 숙련자들에게 명백하다. 따라서, 어떠한 특정 부속물[예컨대, 스파툴라(spatula)]도 금속 코팅을 갖는 요리 기구에는 필요하지 않다. 또한, 고온 스프레이 공정에 의해 형성되는 금속 코팅은 요리 기구의 기층과 매우 잘 결합된다. 또한, 본 발명의 요리 기구 및 그 위의 코팅은 유사한 열팽창 계수를 갖는 금속 재료로 모두 제조되어, 본 발명의 요리 기구 상의 금속 비점착 코팅은 요리 기구가 고온에 있는 동안에 냉수로 세척되더라도 쉽게 열화되지 않을 것이다. 코팅 공정에 의해, 본 발명의 금속 비점착 코팅은 요리 기구의 기층의 재료 및 형상과 상관없이, 고온 스프레이 공정에 의해 높은 결합 강도로 요리 기구에 균일하게 인가될 수 있다.The metal non-stick coating of the present invention has many advantages over conventional non-tack coatings. The metal non-tack coating of the present invention is made entirely of metal or metal alloys, whereas conventional non-tack coatings are composite or non-metallic coatings of non-metals and metal materials. Since nonmetallic materials have a relatively limited temperature tolerance, conventional non-stick coatings made therefrom also have limited heat resistance. In contrast, the metal non-stick coating of the present invention does not have this drawback. It is also apparent to those skilled in the art that metal coatings have higher impact resistance and wear resistance than nonmetallic coatings. Thus, no particular accessory (eg, spatula) is necessary for a cooking utensil with a metal coating. In addition, the metal coating formed by the hot spray process bonds very well with the base layer of the cooking utensil. In addition, the cooker of the present invention and the coating thereon are both made of a metal material having a similar coefficient of thermal expansion, so that the metal non-stick coating on the cooker of the present invention is not easily degraded even if it is washed with cold water while the cooker is at a high temperature. Will not. By the coating process, the metal non-stick coating of the present invention can be uniformly applied to the cooking utensil at a high bonding strength by the hot spray process, regardless of the material and shape of the base layer of the cooking utensil.
이 후, 본 발명은 본 발명의 다양한 태양 및 이점을 도시한 이하 실시예에 의해 보다 상세히 도시될 것이다.The invention will now be illustrated in more detail by the following examples which illustrate various aspects and advantages of the invention.
본 발명의 태양에서, 금속 비점착 코팅을 갖는 요리 기구가 제공된다. 금속 비점착 코팅은 요리 기구의 작업면(음식 접촉면) 및/또는 열접촉면(하부면)에 도포될 수 있다.In an aspect of the present invention, a cooking utensil having a metal non-stick coating is provided. Metallic non-stick coatings may be applied to the working surface (food contact surface) and / or thermal contact surface (lower surface) of the cooking utensil.
본 발명의 요리 기구의 금속 비점착 코팅은 크로믹 카바이드(Cr3C2)로 주로 구성되는 니켈-크롬-크로믹 카바이드(NiCr-Cr3C2) 합금 및 니켈-알루미늄(NiAl)으로 주로 구성되는 니켈-알루미늄-몰리브덴(NiAlMo) 합금 등의 금속 재료로 순수하게 제조된다. 금속 비점착 코팅은 니켈-알루미늄(NiAl)으로 주로 구성되는 니켈-알루미늄-몰리브덴(NiAlMo) 합금으로만 제조될 수 있다. 다르게는, 금속 비점착 코팅은 크로믹 카바이드(Cr3C2)으로 주로 구성되는 니켈-크롬-크로믹 카바이드(NiCr-Cr3C2) 합금으로만 제조될 수 있다.Metal-free pressure-sensitive adhesive coating on the cooking utensil of the present invention are photochromic carbide (Cr 3 C 2) Nickel is mainly composed of - mainly composed of aluminum (NiAl) - chromium-photochromic carbide (NiCr-Cr 3 C 2) alloy, and nickel It is made purely of metal materials such as nickel-aluminum-molybdenum (NiAlMo) alloy. Metallic non-stick coatings can only be made of nickel-aluminum-molybdenum (NiAlMo) alloys which are mainly composed of nickel-aluminum (NiAl). Alternatively, a metal-free adhesive coating photochromic carbide (Cr 3 C 2) to be mainly composed of nickel can be prepared only as a photochromic alloy carbide (NiCr-Cr 3 C 2) - chrome.
또한, 전술된 2개의 금속 합금 각각은 많은 우수한 성능을 갖는다. 예를 들어, 니켈-알루미늄(NiAl)으로 주로 구성되는 니켈-알루미늄-몰리브덴(NiAlMo) 합금의 코팅은 우수한 접착 및 높은 연성을 갖고, 크로믹 카바이드(Cr3C2)로 주로 구성되는 니켈-크롬-크로믹 카바이드(NiCr-Cr3C2) 합금의 코팅은 우수한 결합 강도(8,000 psi이상), 높은 표면 경도(HRC 50 이상) 및 높은 내마모성 및 내열성(약 800 ℃)를 갖는다.In addition, each of the two metal alloys described above has many excellent performances. For example, a coating of a nickel-aluminum-molybdenum (NiAlMo) alloy mainly composed of nickel-aluminum (NiAl) has excellent adhesion and high ductility, and nickel-chromium mainly composed of chromic carbide (Cr 3 C 2 ). Coatings of -chromic carbide (NiCr-Cr 3 C 2 ) alloys have good bond strength (8,000 psi or more), high surface hardness (HRC 50 or more), and high wear and heat resistance (about 800 ° C.).
본 발명의 양호한 실시예에서, 본 발명의 금속 비점착 코팅은 니켈-알루미늄(NiAl)으로 주로 구성되는 니켈-알루미늄-몰리브덴(NiAlMo) 합금의 하부 코팅 및 크로믹 카바이드(Cr3C2)로 주로 구성되는 니켈-크롬-크로믹 카바이드(NiCr-Cr3C2) 합금의 상부 코팅을 포함한다. 이러한 복합 코팅은 각 합금의 이점을 가지며, 이에 의해 단일 합금의 코팅보다 우수한 특성을 갖는다. 마찬가지로, 또한 복합 코팅은 요리 기구의 열접촉면에 도포될 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the metal non-tack coating of the present invention is mainly composed of a bottom coating and a chromic carbide (Cr 3 C 2 ) of a nickel-aluminum-molybdenum (NiAlMo) alloy composed mainly of nickel-aluminum (NiAl). Top coating of the nickel-chromium-chromic carbide (NiCr-Cr 3 C 2 ) alloy that is constructed. Such composite coatings have the advantages of each alloy, thereby having properties that are superior to coatings of single alloys. Likewise, the composite coating can also be applied to the thermal contact surface of the cooking utensil.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 사용되는 금속 합금은 와이어, 분말 및 로드를 포함하는 종래의 형태일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.According to certain embodiments of the invention, the metal alloy used may be, but is not limited to, conventional forms including wires, powders, and rods.
본 발명의 금속 비점착 코팅은 이하 공정에 의해 요리 기구 상에 형성될 수 있다.The metal non-stick coating of the present invention can be formed on a cooking utensil by the following process.
1. 요리 기구의 코팅될 표면은 러프닝 및 클리닝 공정에 의해 처리된다.1. The surface to be coated of the cooker is treated by roughing and cleaning processes.
코팅될 표면 처리는 블라스팅 공정과 같은 종래 방법에 의해 달성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 블라스팅 공정은 표면과 코팅 사이의 견고한 접착을 가능하게 하기 위해, 표면을 거칠게 하도록(Ra 1 내지 6의 표면 거칠기) 상승된 압력에서 적절한 입자 크기를 갖는 알루미늄 산화물 샌드, 강옥(corundum) 샌드 및 석영 샌드 등의 고속 입자가 표면에 충격을 가함으로써 수행될 수 있다.Surface treatment to be coated can be accomplished by conventional methods such as blasting processes. More specifically, the blasting process is an aluminum oxide sand, corundum with an appropriate particle size at elevated pressures to roughen the surface (surface roughness of Ra 1 to 6) to enable a firm adhesion between the surface and the coating. ) High speed particles such as sand and quartz sand can be performed by impacting the surface.
2. 그 후, 처리된 표면은 고온 스프레이 공정에 의해 금속 재료로 코팅되며, (와이어, 분말 또는 로드 형태의) 금속 재료는 고속 입자로 전환되고, 처리된 표면에 인가되어서, 금속 비점착 코팅을 형성한다.2. The treated surface is then coated with a metal material by a hot spray process, and the metal material (in the form of wires, powders or rods) is converted into high speed particles and applied to the treated surface, thereby applying a metallic non-tack coating. Form.
여기에 사용되는 고온 스프레이 공정이 고속 또는 초음속 플라즈마 용사, 고속 또는 초음속 화염 용사(HVAF, HVOF), 고속 또는 초음속 아크 용사 및 폭발 용사에 적절한 종래의 용사 장비를 이용하여 수행될 수 있다.The hot spray process used herein can be performed using conventional spray equipment suitable for high speed or supersonic plasma spray, high speed or supersonic flame spray (HVAF, HVOF), high speed or supersonic arc spraying, and explosion spraying.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 금속 재료의 입자는 고온 스프레이 공정 중에 적어도 초당 150 미터, 즉 초당 150 미터 이상의 속도로 처리된 표면에 인가된다.According to a preferred embodiment of the invention, particles of metal material are applied to the treated surface at a rate of at least 150 meters per second, ie at least 150 meters per second, during the hot spray process.
본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 이렇게 얻어지는 금속 비점착 코팅은 폴리싱 공정 및/또는 그라인딩 공정에 의해 추가로 처리된다. 폴리싱 공정 및 그라인딩 공정에 사용되는 장비는 공기 구동되거나 모터 구동될 수 있는 스텐레스 강 브러시, 샌드페이퍼 휠 브러시, 사포, 마모 원형 디스크 및 폴리싱 휠을 구성하는 군으로부터 선택될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the metal non-stick coating thus obtained is further treated by a polishing process and / or a grinding process. The equipment used for the polishing process and the grinding process can be selected from the group consisting of stainless steel brushes, sandpaper wheel brushes, sandpaper, wear circular disks and polishing wheels, which can be air driven or motor driven.
본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 폴리싱 공정 및/또는 그라인딩 공정에 의해 처리된 후에, 0.01 ㎜ 내지 0.25 ㎜ 범위의 두께는 금속 비점착 코팅에 달성된다.According to another preferred embodiment of the invention, after being processed by the polishing process and / or the grinding process, a thickness in the range of 0.01 mm to 0.25 mm is achieved for the metal non-stick coating.
종래의 플루오르폴리머 코팅보다 우수한 본 발명의 금속 비점착 코팅의 이점은 이하의 표에 도시된 바와 같다.The advantages of the metal non-tack coating of the present invention over conventional fluoropolymer coatings are shown in the table below.
본 발명이 양호한 실시예 및 설명에 의해 구체적으로 개시되었지만, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 본 발명에 대한 변형 및 변경은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 갖는 자에 의해 이루어질 수 있고 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 범위 내에 있다는 것을 알 수 있다.Although the present invention has been specifically disclosed by preferred embodiments and descriptions, modifications and variations of the present invention without departing from the spirit of the invention may be made by those skilled in the art and such modifications and changes It can be seen that is within the scope of the present invention.
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