KR100918965B1

KR100918965B1 - 발열 법랑 유약 및 이에 도포된 발열 용기

Info

Publication number: KR100918965B1
Application number: KR1020090029558A
Authority: KR
Inventors: 이영구; 윤석헌; 박원현; 신현규; 손영민
Original assignee: 주식회사 유엔아이텍
Priority date: 2009-04-06
Filing date: 2009-04-06
Publication date: 2009-09-25
Also published as: CN102548920A; WO2010117137A2; JP2012522892A; JP5688643B2; CN102548920B; WO2010117137A3; US20120024845A1

Abstract

본 발명은 마크네트론을 이용하여 음식물을 조리하는 전자레인지에 사용하는 발열 용기에 관한 것으로써, 전자레인지의 조리실의 음식물이 고주파에 의해 조리되도록 마그네트론에서 발생되는 고주파를 일부 흡수하여 발열되는 발열 용기에 있어서, 발열 법랑 유약을 제조하고 법랑용 금속재질(저탄소 법랑용강판, 알루미늄, 스텐레스)의 용기에 상기 제조된 발열 법랑 유약을 도포하고 건조 후 유리화 소성하고 냉각하여 제조하는 전자레인지용 발열 법랑용기를 제작 함으로써 기존의 발열용기 제품(실리콘고무+페라이트)보다 고온에서도 견디며 높은 발열성능을 갖게 함으로서 고급화시킬 수 있다.

상기의 발열 법랑 유약의 제조 방법은 법랑처리에 상용되는 유약(유리질의 Frit)에 투자율이 높은 페라이트(MnZn계, MgCuZn계, NiZn계) 및 금속 연자성 재료 (Fe-Si계, Fe-Si-Al계, Fe-Si-B계 Fe-Si-B-Co 계, Fe-Ni계 외) 합금분말을 각각 또는 혼합 첨가하여 제조 함으로써, 전자레인지에서 마이크로웨이브(2.45GHz)를 흡수하여 열에너지로 변환되는 발열특성이 부여되는 발열 법랑 유약을 제조하는 것을 특징으로 한다.

법랑, 유약, 발열 용기

Description

발열 법랑 유약 및 이에 도포된 발열 용기{EXOTHERMIC GLAZE AND VESSEL SPED IT ON THE SURFACE}

본 발명은 마크네트론에서 발진하는 고주파를 이용하여 음식물을 조리하는 전자레지에 사용되는 발열 용기 및 그 표면에 도포되는 발열 법랑 유약에 관한 것으로서, 특히 음식물을 탑재하는 용기를 일반적인 법랑 용기를 제조시 법랑유약에 전자파를 흡수하여 열을 발생하는 발열물질을 혼합하여 발열 용기를 제조함으로서 기존의 제품보다 고온에 견디는 내열성 및 발열특성을 향상시킬 수 있는 전자레인지의 발열 용기에 관한 것이다.

일반적으로 전자레인지는 마그네트론에서 발진하는 2.45GHz의 고주파를 조리실로 방사하여 음식물의 분자배열을 진동시킴으로써 음식물을 조리하는 기구이다.

최근의 복합형 전자레인지에는 전자레인지 요리실의 내부에 열선을 설치하여 기존의 전기오븐의 역할을 겸할 수 있는 전자레인지가 증가추세에 있다. 그래서 전자레인지의 요리실 내부온도가 상승되어 열선에서 용기에 직접 열이 전달될 경우 300℃이상의 고온으로 상승 되면서 고온에 견딜 수 있는 발열 조리용기가 요구되고 있다.

그러나, 현재 대부분의 발열 조리용기는 고주파를 흡수하여 열로 변환시키도록 페라이트(FERRITE)를 실리콘 또는 고무에 섞어 이를 알루미늄 또는 일반법랑 용기 등의 하부에 부착한 형태로 사용되고 있기 때문에 열에 취약하여 열선이 조리실에 설치된 전기오븐 겸용 전자레인지에는 사용하기 어렵다는 문제가 있다.

상기 용도로 사용하기 위한 발열 기능을 부여하는 방법으로는 다음과 같은 방법이 있다

(1) 페라이트(FERRITE)를 실리콘 또는 고무에 섞어 이를 알루미늄 또는 법랑 용기 등의 하부에 부착한 형태로 현재 가장 많이 사용하고 있는 방법이다. 이 방법에 의한 발열용기를 1000W 출력의 전자레인지로 3분 가열할 경우 발열온도가 250℃이상은 발열이 되지 않고, 구성 재질이 고무로서 260℃이상의 온도에서는 변형이 발생하게 되어 고온에서의 사용이 불가능하다는 단점을 갖고 있다.

(2) 일본국 특허출원공개 평4-144198호는 50이상의 비유전율을 갖는 고유전율재료와, 50이하의 비유전율을 갖는 고유전재료를 분산질로하는 감쇠재를 적충하고, 상기 고유전율재료가 티탄산스트론타움이며, 상기 고유전정접재료가 탄화규소-탄화티탄고용체인 전자레인지용 발열용기가 개시되어 있다.

이와 같은 종래의 전자레인지용 발열용기는 고유전재료와 저유전재료의 조합에 의해 두께가 얇고 발열온도를 높일 수 있다는 효과가 있으나, 금속 플레이트의 하면에 수속재와 감쇠재가 적층되어 부착됨으로써 상술한 바와 같이 장시간 사용할 때에 접착부분에 잔류된 기름 찌꺼기 등이 탄화되어 국소적인 방전이 발생되게 되고 이 방전에 의해 금속플레이트로부터 수속재 및 감쇠재가 분리된다는 문제점이 있었다.

(3)대한민국 특허출원번호 특 1995-027690에서는 전자레인지용 발열용기가 글라스 또는 세라믹 재질로 고주파가 투과될 수 있는 재질로 이루어진 용기와, 상기 용기의 하부에 화학적 결합에 피복되어서 고주파를 흡수하여 열을 발생시키는 발열막으로 구성되며, 상기 발열용기는 고주파를 흡수하여 열을 발생할 수 있도록 주석(Sn), 망간(Mn), 마그네슘(Mg), 안티몬(Sb) 등을 주원료로하여 500℃이상의 고온에서 화학적결합에 의해 형성된 박막으로써 통상의 도포, 도장 또는 도금과는 구분된다. 그러나,이는 전자파가 투과되는 유리 및 세라믹 재질을 사용함으로 취급시 파손의 가능성이 높으며, 용기가 클 경우는 무게가 무거운 단점이 있다.

이상에서 살펴보았듯이 최근까지 사용되고 있는 전자레인지용 발열용기를 구현하는 방법은 사용온도, 취급의 편의성, 제조단가 등의 단점을 가지고 있으며, 특히, 복잡한 형상처리가 어려운 가공상의 문제가 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 상용되는 유약(유리질의 Frit)에 연자성 재료인 페라이트 또는 금속성 연자성합금분말 재료를 각각 또는 혼합 첨가하여, 전자레인지에서 마이크로웨이브(2.45GHz)를 흡수하여 열에너지로 변환되는 발열특성이 부여되는 발열 법랑 유약을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 본 발명의 법랑 발열 유약을 사용하여 이를 법랑용 금속 재질에 도포하여 발열성능 및 내열성, 편리성을 향상시키고 제조원가도 낮춘 발열 용기를 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 발열 법랑 유약은 유리질 성분의 법랑 유약(frit) 5∼75중량%, 연자성 분말 20∼93중량%, 점토 1~10 중량%, 아질산나트륨 0.1~1중량%을 혼합한 혼합물 100중량부에, 물 20-50중량부의 물을 첨가하여 제조된다.

바람직하게는, 여기서, 상기 연자성 분말은 페라이트계 분말 또는 연자성 금속합금분말을 포함하며, 상기 페라이트계 분말은 MnZn계 분말, MgCuZn계 분말, NiZn계 분말 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 연자성 금속합금 분말은 Fe-Si계, Fe-Si-Al계, Fe-Si-B계, Fe-Si-B-Co 계, Fe-Ni계, Fe-Ni-Mo계, Fe-Co계, Fe-Cr계, Fe-Cr-Si계 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

바람직하게는, 상기 혼합물 100중량부에 대해 0.1∼10중량부의 붕사가 추가로 포함된다.

본 발명의 발열 용기는 상기의 발열 법랑 유약을 금속 재질의 조리용기에 도포하고, 건조시킨 후, 유리화 소성하여 제조된다. 상기 발열 용기는 전자레인지용 피자판, 전자레인지용 트레이, 전자레인지용 생선구이판, 조리용 트레이를 포함한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 상용되는 법랑유약 조성에 연자성 재료 분말을 혼합 첨가하여 조성된 유약를 가지고 법랑강판 용기에 법랑처리 함으로써 기존의 법랑 제조공정에서 저렴한 제조원가로 전자레인지에서 마이크로웨이브(2.45GHz)를 흡수하여 열에너지로 변환되는 발열특성이 부여되는 전자레인지용 발열 법랑을 제조할 수 있으며, 기존의 전자레인지용 발열용기 제품(실리콘고무+페라이트)보다 고온에서도 견디며 높은 발열성능을 갖게 함으로서 고급화시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 종래의 전자레인지용 발열용기(실리콘고무 + 페라이트)는 전자레인지 내에서 3분 가열 시 발열온도가 200~230℃ 정도이며, 그 이상의 발열온도 상승이 힘들며, 280℃이상에서는 실리콘고무가 급격히 열화되어 수명이 다하게 되지만, 본 발명의 발열 용기는 동일 조건에서 그 보다 발열온도가 높고, 또한 300℃에서도 전혀 열화되지 않으며 발열온도의 조절이 가능하다는 장점이 있다.

본 발명의 발열용기에 탑재된 음식물의 상면은 고주파에 의해 요리되고 동시 에 음식물의 하면이 접촉되어 고주파가 침투되지 못하는 음식물의 하면이 상기 발열용기에 의해서 발생되는 열에 의해 조리되게 된다.

또한, 본 발명의 발열 용기는 월등이 내열 특성이 우수하여 열선이 조리실에 설치된 전기오븐 겸용 전자레인지에서 사용이 가능할 뿐만 아니라 일반의 법랑냄비에 본 발명의 발열법랑유약을 도포하여 만들 경우 전자레인지에 사용이 가능하고 또한 일반 직화용 법랑 냄비로도 사용이 가능하게되어 다용도로 사용이 가능하다

일반적으로 법랑은 얇은 두께의 금속 소재를 다양한 형태로 형상화 한 후 법랑 유약을 도포 하여 열처리함으로 가공성이 우수한 특성을 가지고 있으며, 도포된 유리질은 내식성, 내마모성 내열성이 우수하고, 또한 표면이 미려한 특성이 있어 부식 또는 가열조건 등 열악한 환경에 사용되거나 외장 및 장식용으로 사용되어 왔으며, 고온에서도 인체에 무해함으로 냄비 구이용 불판 등 요리용으로 사용되고 있다. 이러한 장점에도 불구하고 전자렌지에서 2.45GHz의 고주파에 의한 발열 특성이 없어서 전자레인지용 발열 용기로서 사용할 수 없었으나, 본 발명의 발열 법랑 유약을 개발 함으로서 이를 해결함으로써 기존 전자레인지용 발열 용기 보다 발열 온도가 높으면서도 300℃ 이상의 온도에서도 가능하게 되었다.

본 발명의 발열 유약은 유리질 성분의 법랑 유약(유리질의 frit) 5∼75중량% 에, 연자성 분말 20∼93중량%, 점토 1~10 중량%, 아질산나트륨 0.1~1중량%을 혼합한 혼합물 100중량부에, 물 20-50중량부의 물을 첨가하여 제조된다. 상기 유약은 전자기파에 의해 발열하는 법랑용 발열 유약이다.

조리 용기는 법랑에 사용되는 금속 소재(강판, 알루미늄, 또는 스텐레스)을 전처리한 후, 상기 법랑용 발열 유약을 표면에 도포하고 유리화소성한 후 냉각시켜 법랑용 발열 유약이 도포된 발열 용기를 제작하게 된다.

여기서, '유리질 성분의 (일반) 법랑 유약'이라 함은 유리질의 Frit로서, 용기의 재질인 강판의 종류 및 소성온도, 기타 물성에 따라 조성 및 함량이 변하게 되는데, 주요 조성은 SiO₂, Na₂O, K₂O, CaF₂, Al₂O₃, B₂O₃, P₂O₅, Sb₂O₃, CoO, ZnO, BaO, CaO, SrO, TiO₂, ZrO, Li₂O, NiO, MnO, SnO₂ 등을 대부분 포함하는, 일반적으로 상용되고 있는 법랑유약 일체를 의미한다. 법랑 유약은 용기의 재질 또는 용도에 따라 그 조성이 약간씩 상이한데, 법랑 유약의 종류별 예로는 다음과 같은 것이 있다.

예1) 저탄소 강판용 법랑유약의 조성

Na₂O: 15.4 중량부, K₂O: 2 중량부, CaO: 1.5 중량부, BaO: 2.7 중량부, NiO: 2.5 중량부, CaO: 8 중량부, SiO₂: 42 중량부, A₂O₃: 3.3 중량부, MnO₂: 0.6 중량부.

예2) 저탄소 강판용 법랑유약의 조성

Na₂O: 9.8, K₂O: 2.5, Li₂O: 4.0, CaO: 1.5, BaO: 0.2, NiO: 0.2, CaO: 1.1, F₂: 1.2, SiO₂: 64.5, A₂O₃: 0.5, B₂O₃: 10.5, TiO₂: 3.8, MnO₂: 0.2.

예3) 알루미늄의 유약의 조성

이산화규소(SiO₂) 26∼30 중량%, 산화리디움(LiO₂) 4∼5 중량%, 이산화주석(SnO₂) 30∼34 중량%, 소석회 14∼18 중량%, TiO₂ 6∼8 중량%, 초석 5∼6 중량%, 초산가리 3∼5중량%, 안티몬(Sb) 0.5∼1 중량%, 카드늄(Cd)0.4∼1 중량%.

예4) 원적외선 방사 유약

장석 7∼20%, 형석 2∼8%, 붕사 20∼35%, 코발트 0.1∼2%, 맥반석 20∼40%, 알루미나 5∼17%, 산화니켈 1∼1.2%, 초석 3∼4%, 소다회 4∼6%, 망간 0.5∼5%.

저탄소 강판용 법랑유약의 조성은 2가지의 예가 개시되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 법랑 유약의 조성은 설명이나 이해를 위한 예에 불과할 뿐, 반드시 상기의 조성에 국한되는 것이 아님은 물론이다.

또한, "연자성 분말"이라 함은 자성을 띠는 분말을 의미하는 것으로, 페라이트 분말 또는 연자성 금속합금 분말을 의미한다. 페라이트 분말은 MnZn계, MgCuZn계, 또는 NiZn계를 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 연자성 페라이트(soft ferrite)가 사용될 수 있다. 연자성 금속 합금 분말은 Fe-Si계, Fe-Si-Al계, Fe-Si-B계, Fe-Si-B-Co계, Fe-Ni계, Fe-Ni-Mo계, Fe-Co계, Fe-Cr계, 또는 Fe-Cr-Si계 등을 포함하되, 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 연자성 금속 합금 분말을 포함한다.

분말의 크기는 100㎛이하가 좋으며 원형 또는 판상이 모두 가능하고, 배합시는 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

이와 같은 "연자성 분말"은 전자부품의 전파 노이즈를 감소시키 위한 전자파 흡수체로도 사용되고 있는데, 이는 연자성 재료가 자기적 손실에 의해 마이크로웨이브의 전자기파를 흡수하여 열에너지로 전환하게 하는 특성을 이용한 것이다.

본 발명에는 연자성(분말)재료의 전파흡수기능 보다는 발열효과를 활용하는 것으로, 상기와 같이 제조되는 마이크로웨이브에 의한 발열성능을 갖는 발열 유약은 연자성재료의 함량이 증가할수록 발열 온도가 높게 나타나는 경향이 있으나, 너무 많은 함량을 첨가할 경우에는 유리질의 함량 부족으로 법랑용 금속과의 결합상태가 저하되면서 강도 외 물성이 저하되는 경향이 있다.

페라이트 단독으로 사용는 경우보다 금속연자성 분말을 일부 혼합하거나 금속분말 1종 단독 혹은 금속 분말 2종이상 혼합하여 사용할 경우 발열성능 및 강도가 향상되는데, 연자성금속분말은 세라믹보다 법랑용 금속과 열팽창계수가 유사하여 강도 및 법랑용 금속과의 결합성이 우수한 장점이 있다.

자성분말의 종류, 함량, 입자크기에 따라 법랑 유리질의 표면 광택도가 달라 짐으로 발열 용기의 사용 목적에 따라 이를 조정하여 제조한다. 상기와 같이 발열 법랑의 유약 조성비를 결정하고 이 조성물을 볼 밀( ball mill)이용하여 혼합 분쇄하고, 도포 방법에 적합한 농도로 수분량을 조절하여 발열법랑유약을 제조한다.

"점토"는 천연산의 미립자의 집합체로 수분을 가한 상태에서는 가소성(plasticity)이 생기며, 건조하면 강성(elasticity)을 나타내고, 고온에서 구우면 소결(sintering)하는 특성을 갖고 있기 때문에, 수분을 함유한 유약에서 점토를 첨가하면 가소성(plasticity)의 향상으로 점도가 커져 법랑용 금속표면에 일정 두께로 도포하기가 유리하며, 유약 도포를 한 후 건조하면 강성을 갖게 하는 역할을 하게 된다.

"아질산나트륨(NaNO₂)"은 수분이 함유된 유약에 법랑용 금속을 디핑(dipping)하여 도포할 경우 유약이 계속 안 흐르도록 점도를 높여 주는 역할을 한다.

바람직하게는, 붕사를 첨가할 수도 있다. 붕사는 유약처리후 유리화 소성단계에서 온도를 낮출 때 사용한다. 즉, 보통(붕사의 첨가가 없는 경우) 820-850℃에서 유리화소성시키나, 붕사를 첨가하게 되면 740-780℃에서 유리화소성시킬 수 있다. 알루미늄을 강판으로 사용할 경우에는 더 낮은 온도에서 유리화소성시킬 수 있음은 물론이다.

한편, 혼합물에 혼합되는 물 이외에, 신나, 알콜 등의 휘발성 용매를 첨가하여 건조속도를 높일 수도 있다.

다음으로, 발열용 법랑유약을 이용하여 전자레인지용 발열 조리 용기를 제작하는 방법을 설명하기로 한다.

먼저, 법랑용 발열 유약이 표면에 잘 도포되도록 법랑용 금속(강판, 알루미늄, 또는 스텐레스)을 산세, 중화처리하는 전처리를 실시한다.

그런 후, 금속제 조리용기 표면에 발열용 법랑 유약을 골고루 도포한 후, 고온을 가하여 유리화소성시킨다. 전자레인지용 발열용기는 용도에 따라 다양한데 크게는 전자레인지에서 발열이 안되는 일반의 법랑용기에 전자레인지에서 용기가 발열되는 특성을 부여하는 것이다. 도 1, 2, 3에서와 같은 피자구이판 등 각종구 이용 법랑용기와 전골용 냄비 및 찜 요리기 등과, 전자레인지 요리실의 하단 또는 중단, 상단에 설치하여 사용할 수 있는 도 4, 5와 같은 각종 전자레인지 및 복합 전자오븐렌지의 규격에 적합한 전용 발열요리용기에 사용하는 것을 목적으로 한다.

이와 같은 다양한 용도에 적합한 발열용기에 적용하기 위해서는 발열용기의 발열온도, 표면의 광택도, 기계적 강도, 열충격성, 색상 및 형태 등에 따라 상기 발열법랑유약의 도포방법 도포두께 및 도포횟수 등을 차별화할 수 있다.

유리화 소성온도는 법랑용 금속이 알미늄합금일 경우에는 400∼500℃에서, 저탄소 법랑용 강판일 경우에는 740∼850℃에서 일반적으로 소성하는 등 법랑용 금속에 따라 유리화 소성온도를 달리하고, 제품의 제조공정 및 제품특성에 따라 유약을 저온용, 또는 고온용으로 조성을 조절하여 소성온도를 조절할 수 있다.

상기와 같이 다양한 전자레인지용 발열용기를 발열용 법랑유약을 이용하여 구현하는데 있어서는 법랑용금속에 법랑유약을 도포하는 방법도 중요한 요소이다.

도 6a 내지 도 6e는 외부 바닥면에 발열 법랑 유약이 도포된 예들을 도시한다. 도 6a와 도 6d와 같이, 법랑용 금속(10)에 일반 법랑 유약(11)을 도포한 후 외부 바닥면에 본 발명의 발열 법랑 유약(12)을 도포할 수 있으며, 외부 바닥면이 무광택이라도 문제가 되지 않는 냄비나, 구이판에 적용이 가능하다. 도 6b와 같이, 발열 법랑유약(12) 상에 다시 일반 법랑 유약(11)을 도포할 수도 있다. 외부 바닥면에 광택이 필요할 경우는 도 6b 또는 도 6e와 같이 세라믹 코팅 유약(13) 또는 광택유약을 도포할 수 있다.

도 7a 내지 도 7d는 내부 안쪽 바닥면에 발열 법랑 유약이 도포된 예들을 도 시한다. 도 7a는 법랑용 금속(10)에 일반 법랑 유약(11)을 전체적으로 도포한 후 내부 안쪽 바닥면에 발열 법랑 유약(12)을 도포한 경우를 나타내며, 도 7b는 법랑용 금속(10)에 일반 법랑 유약(11)을 내부 안쪽 바닥면을 제외한 전체 부분에 도포하고, 내부 안쪽 바닥면은 발열 법랑 유약(12)를 도포하고, 그 위에 일반 법랑유약을 도포한 경우를 나타내며, 도 7c는 발열용 법랑 유약(12) 상에 세라믹 코팅 유약(13) 또는 광택유약을 도포한 경우를 도시하며, 도 7d는 법랑용 금속(10)에 일반 법랑(11)을 내부 안쪽 바닥면을 제외한 전체 부분에 도포하고, 내부 안쪽 바닥면은 발열용 법랑유약(12)만을 도포한 경우를 도시한다.

도 8a 내지 도 8b는 금속제 조리용기의 전체 표면에 발열 법랑 유약이 도포된 예들을 도시한다. 도 8a는 발열 법랑유약(12)만을 도포한 경우를 도시하며, 도 8b는 발열 법랑 유약(12) 상부에 일반 법랑 유약(11)을 도포한 경우를 도시한다. 표면의 광택도가 떨어지면 추가적으로 광택 또는 색상을 조절하여 추가로 법랑 유약을 도포할 수 있다.

상기와 같이 법랑용 발열유약의 도포방법은 발열 법랑의 용도 및 생산 공정, 발열온도, 기타 요구되는 특성에 따라 선정할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

상용되고 있는 법랑유약용 유리질의 프리트[(Frit),SiO2, Al2O3, Na2O, K2O, CaO, NiO, CoO, CuO, MnO, BaO, F, B2O3 등의 조성]에 점토(clay) 및 아질산나트 륨(NaNO2)를 하기 표 1과 같이 첨가된 상용유약 조성에 연자성재료인 페라이트 및 연자성 금속 합금분말( FeSiAl계, FeSi계)의 종류 및 함량을 변화시키면서 첨가하여 12종의 유약들의 조성비를 결정하고, 이 조성물에 각각 40Wt%의 물을 추가한 후 알루미나볼 밀(Alumina ball mill)을 이용하여 평균 100㎛의 입자크기로 분쇄해서 발열 법랑용 유약의 시편을 제조하였다.

상용 법랑용 열간압연강판을 두께 0.8 mm, 100*150 mm 사각형으로 시편을 제작하고, 상기 강판들을 수산화나트륨(NaOH)를 사용하여 탈지한 후, 발열 법랑 유약을 200㎛ 두께 이상으로 도포한 후, 100℃에서 2시간 건조시키고 건조된 시편을 830℃의 노내에서 5분간 유약층을 유리화 소성하고, 공기 중으로 급냉시킨 후, 시편의 마이크로웨이브에 의한 발열 효과를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

표 1. 조성

실시예	배합 비율(wt%)
	법랑 유약	연자성 분말			점토 (clay)	아질산나트륨 (NaNO₂)
	법랑 유약	연자성 금속분말 (FeSiAl)	연자성금속분말 (FeSi)	페라이트분말 (MnZn-Ferrite)	점토 (clay)	아질산나트륨 (NaNO₂)
실시예 1	52.5	43.8			3.5	0.2
실시예 2	44.4	51.8			3.6	0.2
실시예 3	41.2	55			3.6	0.2
실시예 4	24.0	71.9			4.0	0.2
실시예 5	19.2	76.7			3.9	0.2
실시예 6	41.2		55		3.6	0.2
실시예 7	70.9			23.6	5.3	0.2
실시예 8	63.0			31.5	5.3	0.2
실시예 9	40.2			53.6	6.0	0.2
실시예 10	38.5			57.8	3.5	0.2
실시예 11	29.5	54.3		12	4.0	0.2
실시예 12	22.5	61.4		12	3.9	0.2

표 2. 발열온도 측정 결과

실시예	발열 온도 측정 결과(1000W 전자레인지, ℃)				열충격(350Å℃에서 급랭) 급랭	비고
실시예	1분 가열	2분 가열	3분 가열	5분가열	열충격(350Å℃에서 급랭) 급랭	비고
실시예1	220	230	257	266	◎	◎ 매우우수 ○ 우수 △ 보통
실시예2	179.5	251	273	280	◎
실시예3	233	282	290	319	◎
실시예4	223	311	313	320	◎
실시예5	266.5	334	343	350.5	◎
실시예6	223	248	267	280	◎
실시예7	97	138.5	152.5	163.5	○
실시예8	150	124	166	168	○
실시예9	162	207	212	213	△
실시예10	169	208	220	224	△
실시예11	232	308	337	337	○
실시예12	240	309	321	342	○

표1과, 표2의 실시예1에서 알 수 있는 바와 같이 금속자성 분말인 FeSiAl계 분말을 상용 법랑 유약 조성에 43.8 wt% 첨가하여 제작된 발열법랑 시편을 1000W 전자레인지 내에서 3분간 가열한 경우 그 시편의 표면 온도가 257℃로 상승하는 마이크로웨이브(2.45GHz)에 의한 발열효과를 확인할 수 있었다.

또한 표 1과, 표 2의 실시예1,2,3,4,5에서와 같이 금속자성 분말인 FeSiAl계 분말의 함량을 증가할 경우 제작된 시편의 발열 온도가 점점 상승함을 확인 할 수 있었으며, 법랑용강판과의 결합 상태도 양호하여, 충격에도 쉽게 파손되지 않았고, 350℃의 시편을 실온의 물에 급냉하여도 크랙이 발생하지 않아 열 충격성이 우수함을 알 수 있었다.

표1과, 표2의 실시예 6에서는, 금속자성 분말인 FeSiAl계 대신에 금속 자성 분말인 FeSi계로 대체하여 발열법랑유약을 제조할 경우에도 시편을 1000W 전자레인지 내에서 3분간 가열한 경우 그 시편의 표면 온도가 267℃로 상승하는 마이크로웨 이브(2.45GHz)에 의한 발열효과를 확인할 수 있었으나, FeSiAl계 금속자성분말을 동일함량 추가한 실시예3보다는 다소 발열성능이 떨어짐을 알 수 있었다.

또한, 표1과 표2의 실시예7,8,9,10는 금속 자성 분말을 자성세라믹인 MnZn계 페라이트로 대체하여 함량을 23.6~57.8Wt%로 조절하여 상기와 동일한 방법으로 발열법랑유약을 제조하고, 이를 사용하여 발열법랑시편을 제작하여 마이크로웨이브 (2.45GHz)에 의한 발열효과를 측정한 결과인데, 자성세라믹인 MnZn계 페라이트의 함량이 증가하면 1000W 전자레인지 내에서 3분간 가열한 경우 그 시편의 표면 온도가 220℃로 상승하는 마이크로웨이브 (2.45GHz)에 의한 발열효과를 확인할 수 있었다. 그러나 연자성금속분말과 비교할 경우 발열 효과가 약간 떨어졌다.

실시예11,12에서 연자성 금속분말과 페라이트를 혼합할 경우는 연자성 금속 분말을 단독으로 사용한 경우보다 발열효과가 약간 떨어지는 경향을 보였으나, 제품의 특성에 따라 혼합하여 사용할 수 있었다.

다음으로, 발열 법랑 유약의 조성 및 함량을 조절하여 발열법랑 유약을 상기의 방법으로 제조하고, 법랑시편의 크기를 전자레인지에 실제 사용하는 전자레인지 전용 용기의 크기로 제작한 법랑시편에 상기 제조된 발열 법랑 유약의 단위 면적당 도포량(g/cm²)을 0.14~0.3 g/cm²으로 조정하여 도포하고 건조, 유리화 소성한후 건조시켜 법랑시편을 제작하였다. 이를 표 3에 표시하였다.

표 3. 조성 및 시편의 규격, 코팅량

실시예	발열 법랑 유약의 조성(wt%)					발열 법랑 시편 규격
실시예	법랑유약 (frit)	연자성금속 분말(FeSiAl)	페라이트분말 (MnZn-Ferrite)	점토 (clay)	아질산나트륨(NaNO₂)	용기규격 (mm)	코팅량 (g/cm²)
실시예13	14.6	76.7	5.1	3.4	0.2	Φ206	0.15
실시예14	14.6	81.8		3.4	0.2	Φ206	0.14
실시예15	19.2	76.7		3.9	0.2	Φ206	0.15
실시예16	19.2	76.7		3.9	0.2	Φ206	0.21
실시예17	19.2	76.7		3.9	0.2	328*233	0.23
실시예18	19.2	76.7		3.9	0.2	328*233	0.3

상기 실시예 13-18의 각각의 법랑 시편을 1000W 전자레인지에 넣어, 발열 온도를 측정하고 그 결과를 표 4에 기술하였다.

표 4. 발열온도

실시예	발열 온도 측정결과(1000W 전자레인지, ℃)
실시예	1분 가열	2분 가열	3분 가열	5분 가열
실시예13	123.5	180	208	256
실시예14	129	206	244	273
실시예15	137	188.5	223	272
실시예16	162	225	260	305
실시예17	130	207	215	286
실시예18	117	199	231	290

상기 표를 참조하면, 실시예14와 실시예15에서, 금속자성분말의 함량이 증가하면 3분간 전자레인지에서 가열시 온도가 증가하며, 실시예15와 실시예16, 실시예17과 실시예18을 각각 비교해 보면 법랑용기의 단위면적당 발열법랑 유약의 량(두께)이 증가할수록 발열 온도가 증가함을 알 수 있다.

또한, 실시예16과 실시예17을 비교해 보면 동일 조건으로 발열법랑 유약을 도포하고, 동일 조건에서 발열온도를 측정할 경우 법랑용기의 크기가 커질수록 발열온도는 떨어지는 것을 알 수 있다. 즉 발열 법랑용기의 크기에 따라 발열 법랑 유약에 사용되는 자성재료의 종류 및 함량과 도포할 법랑용기의 단위면적 당 유약의 중량(두께)를 조절함으로써 발열법랑의 발열온도를 조정할 수 있음으로, 사용목 적에 적합한 전자레인지용 발열 법랑 용기의 설계가 가능 함을 알 수 있다.

또한, 종래의 전자렌지용 발열용기(실리콘고무 + 페라이트)는 전자레인지 내에서 3분 가열 시 발열온도가 200~230℃ 정도이며, 그 이상의 발열온도 상승이 힘들며, 280℃이상에서는 실리콘고무가 급격히 열화되어 수명이 다하게 되지만, 본 발명품은 동일 조건에서 그 보다 발열온도가 높고, 또한 300℃에서도 전혀 열화되지 않으며 발열온도의 조절이 가능하다는 것을 확인할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 금속제 조리용기의 예를 도시하는 데, 도 1은 전골용 냄비, 도 2는 찜 요리기, 도 3은 피자구이판을 도시한다.

도 4 내지 도 5는 금속제 조리용기의 예로서, 전자레인지 또는 복합 오븐렌지에 들어가는 전용 발열 용기의 예를 도시한다.

도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 발열 법랑 유약이 도포된 금속제 조리용기의 단면도로서, 외부 바깥쪽 바닥면에 발열 법랑 유약이 도포된 예들을 도시하며,

도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 발열 법랑 유약이 도포된 금속제 조리용기의 단면도로서, 내부 안쪽 바닥면에 발열 법랑 유약이 도포된 예들을 도시하며,

도 8a 내지 도 8b는 본 발명의 발열 법랑 유약이 도포된 금속제 조리용기의 단면도로서, 금속제 조리용기의 전체 표면에 발열 법랑 유약이 도포된 예들을 도시한다.

도 9는 도 8a와 같이 금속제 조리용기 표면에 발열 법랑유약을 도포한 후의 금속제 조리 용기의 사진이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10: 금속제의 조리용기

11: 일반 법랑유약

12: 본 발명의 발열 법랑 유약

13: 세라믹 코팅 유약

Claims

금속재질의 용기 표면에 도포하여 금속 용기를 발열시키기 위한 발열 법랑 유약에 있어서,

유리질 성분의 법랑 유약(frit) 5∼75중량%, 연자성 분말 20-93중량%, 점토 1~10 중량%, 아질산나트륨 0.1~1중량%을 혼합한 혼합물 100중량부에, 물 20-50중량부를 첨가하여 제조된 발열 법랑 유약.
제 1항에 있어서,

상기 연자성 분말은 페라이트계 분말 또는 연자성 금속합금분말을 포함하며,

상기 페라이트계 분말은 MnZn계 분말, MgCuZn계 분말, NiZn계 분말 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며,

상기 연자성 금속합금 분말은 Fe-Si계, Fe-Si-Al계, Fe-Si-B계, Fe-Si-B-Co 계, Fe-Ni계, Fe-Ni-Mo계, Fe-Co계, Fe-Cr계, Fe-Cr-Si계 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 발열 법랑 유약.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 혼합물 100중량부에 대해 0.1∼10중량부의 붕사가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 발열 법랑 유약.
금속재질의 발열 용기에 있어서,

유리질 성분의 법랑 유약(frit) 5∼75중량%, 연자성 분말 20∼93 중량%, 점토 1~10 중량%, 아질산나트륨 0.1~1중량%을 혼합한 100중량부의 혼합물에 20-50중량부의 물을 첨가하여 제조된 발열 법랑 유약을 금속 재질의 조리용기에 도포하고, 건조시킨 후, 유리화 소성하여 제조된 것을 특징으로 하는 발열 용기.
제 4항에 있어서,

상기 발열 용기는 전자레인지용 피자판, 전자레인지용 트레이, 전자레인지용 생선구이판, 조리용 트레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 발열 용기.
제 4항 또는 제5항에 있어서,

상기 연자성 분말은 페라이트계 분말 또는 연자성 금속합금분말을 포함하며,

상기 페라이트계 분말은 MnZn계 분말, MgCuZn계 분말, NiZn계 분말 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며,

상기 연자성 금속합금 분말은 Fe-Si계, Fe-Si-Al계, Fe-Si-B계, Fe-Si-B-Co 계, Fe-Ni계, Fe-Ni-Mo계, Fe-Co계, Fe-Cr계, Fe-Cr-Si계 및 이의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 발열 용기.
제 6항에 있어서,

상기 혼합물 100중량부에 대해 0.1∼10중량부의 붕사가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 발열 용기.