KR101044578B1

KR101044578B1 - 온도제어층이 형성된 조리 가열기구

Info

Publication number: KR101044578B1
Application number: KR1020100134648A
Authority: KR
Inventors: 고영신
Original assignee: 고영신
Priority date: 2010-12-24
Filing date: 2010-12-24
Publication date: 2011-06-29
Also published as: US20120160109A1; CN102525247A; EP2468157A1; JP5405539B2; JP2012135603A; EP2468157B1; CN102525247B

Abstract

본 발명은 음식이 조리되는 가열부를 구비하는 조리 가열기구에 있어서,
상기 가열부의 일면에는 팽창흑연을 포함하는 온도제어층이 형성되고, 상기 온도제어층은 팽창흑연과 프리트(Frit)계 세라믹 물질이 10:1 ~ 10:3의 중량비로 혼합되어 형성되는 조리 가열기구를 개시한다.
본 발명에 따르면 온도제어층에 의해 조리 가열기구의 승온 속도가 완만하여 음식이 잘 숙성되고, 고열로 가열하여도 조리 가열기구의 온도가 350℃이상 올라가지 않아 음식이 타지 않는 장점이 있다.

Description

온도제어층이 형성된 조리 가열기구{APPARATUS FOR COOKING BY HEAT CONVECTION COMPRISING TEMPERATURE CONTROL LAYER}

본 발명은 조리 가열기구에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 조리 가열기구의 과도한 온도 상승을 억제하여 음식이 타지 않도록 제어하는 온도제어층이 형성된 조리 가열기구에 관한 것이다.

일반적으로 고온의 열을 전달받는 프라이팬, 냄비, 삼겹살 구이판 등의 가열 조리기구는 알루미늄 또는 스테인리스 소재를 사용하여 제조되고 있고, 최근에는 이런 소재들의 내구성, 내열성을 향상시키기 위하여 다양한 연구가 진행되고 있다.

그러나 이러한 소재로 제조된 가열 조리기구는 열 전달이 뛰어나 전달받는 열의 대부분을 조리 대상물에 전달하므로 가스레인지와 같은 가열장치를 이용하는 경우 가열시간이 3분을 경과하면 400℃ 이상으로 가열되어 음식이 타버리는 문제가 발생한다.

또한, 가열 조리기구의 사용자들은 음식물의 조리가 완료되는 것을 기다리지 않고 다른 일을 병행하는 것이 일반적이므로 순식간에 조리기구가 과열되어 큰 화재로 번지는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 조리 가열기구의 과도한 온도상승을 억제하여 음식이 타지 않도록 제어하는 온도제어층이 형성된 조리 가열기구를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 조리 가열기구는 음식이 조리되는 가열부를 구비하는 조리 가열기구에 있어서, 상기 가열부의 일면에는 온도를 제어하는 온도제어층이 형성되고, 상기 온도제어층은 팽창흑연을 포함한다.

온도제어층은 팽창흑연과 프리트(Frit)계 세라믹 물질이 혼합되어 0.2 ~ 10㎛의 두께로 형성될 수 있다. 그리고 온도제어층은 프리트(Frit)계 세라믹 물질과 팽창흑연이 10:1 ~ 10:3의 중량비로 혼합되어 형성될 수 있다. 이때 상기 프리트(Frit)계 세라믹 물질 대신 테프론이 혼합될 수도 있다.

또한 팽창흑연은 팽창 배율이 30 내지 150배이고, 평균 입도가 0.1 ~ 9㎛가 되도록 제어될 수 있다.

그리고 조리 가열기구는 프라이팬, 삼겹살 구이판, 솥뚜껑, 및 볶음 조리기구로 이루어지는 그룹에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 조리 가열기구 제조방법은 흑연을 250℃ ~ 800℃로 열처리하여 팽창흑연을 제조하는 제1단계와, 상기 팽창흑연을 0.1 ~ 9㎛의 크기로 분쇄하는 제2단계, 및 상기 분쇄된 팽창흑연에 프리트(Frit)계 세라믹 물질을 혼합하고, 액체에 섞어 조리기구의 내측면에 분사하여 온도조절층을 형성하는 제3단계를 포함할 수 있다.

그리고 프리트(Frit)계 세라믹 물질은 Na₂SiO₃, Al₂O₃-SiO₂ 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.

이때 제3단계는 상기 팽창흑연과 프리트(Frit)계 세라믹 물질을 10:1 ~ 10:3의 중량비로 혼합하고 물과 섞어 상기 조리 가열기구의 내측면에 분사하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 따르면 온도제어층에 의해 조리 가열기구의 승온 속도가 완만하여 음식이 잘 숙성되고, 고열로 가열하여도 조리 가열기구의 온도가 350℃이상 올라가지 않아 음식이 타지 않는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조리 가열기구의 사시도이고,
도 2는 도 1을 A-A'방향에서 본 단면도이고,
도 3은 일반 조리 가열기구와 본 발명의 실시예에 따른 조리 가열기구를 가열시 내측면에서의 온도 변화를 측정한 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 출원에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.

이제 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 상세하게 설명하고, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1을 참조할 때 본 발명의 실시예에 따른 조리 가열기구는 열과 접촉되는 가열부(10)와 손잡이로 구성되며, 상기 가열부(10)는 1차적으로 열을 직접 전달받는 외측면과, 상기 외측면의 반대면으로서 조리 대상물이 놓여져 열을 전달받을 수 있는 내측면으로 구성된다.

상기 조리 가열기구는 외측면이 열에 의하여 가열됨으로써 그 반대면인 내측면에서 음식이 조리될 수 있는 기구로서 그 종류에는 제한이 없다. 구체적인 예로는 일면 또는 양면 프라이팬, 삼겹살 구이판, 솥뚜껑, 및 기타 볶음 조리기구로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 하나일 수 있다.

상기 내측면에는 가열온도를 제어하는 온도제어층(20)이 형성된다. 상기 온도제어층(20)은 가열시 소정의 온도 이상으로 내측면이 가열되는 것을 방지하는 기능을 수행한다.

상기 온도제어층(20)은 상기 내측면에 일정한 두께로 형성되어 음식이 타지 않고 조리될 수 있도록 온도를 제어하는 역할을 수행하며, 음식을 조리하는 화력이 너무 높은 경우에도 상기 내측면을 음식이 조리될 수 있는 최적의 온도로 유지할 수 있는 장점이 있다.

상기 온도제어층(20)은 크게 팽창흑연과 프리트(Frit)계 세라믹 물질로 구성된다. 먼저 팽창흑연(Expendable Graphite)에 대하여 살핀다. 상기 팽창흑연은 인산흑연을 소정의 온도로 열처리하여 흑연의 층간 거리를 팽창시켜 제조한다.

일반적인 흑연의 층간거리는 3.40 ~ 3.55Å인 반면, 본 발명의 실시예에 따른 팽창흑연의 층간 거리는 3.40 ~ 3.55Å의 30 ~ 150배까지 팽창하게 된다.

이때 상기 팽창흑연의 층간 거리가 3.55Å의 30배 이하인 경우에는 일반적으로 음식이 조리되는 온도보다 높은 온도로 제어되어 쉽게 음식이 타버리는 문제가 있으며, 반대로 상기 팽창흑연의 층간 거리가 3.40 ~ 3.55Å의 150배 이상인 경우에는 가열온도가 떨어져 음식이 제대로 익지 않는 문제가 있다.

상기 프리트(Frit)계 세라믹 물질은 일반적인 범랑 코팅에 사용되는 물질이 모두 적용될 수 있으며, 구체적으로는 Na₂SiO₃, Al₂O₃-SiO₂ 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상의 물질로 구성될 수 있다.

상기 프리트(Frit)계 세라믹 물질은 팽창흑연과 10:1 ~ 10:3의 중량비로 혼합되어 구성된다. 상기 프리트(Frit)계 세라믹 물질은 상기 팽창흑연이 조리 가열기구의 내측면에 균일하게 도포될 수 있도록 하는 장점이 있고 부수적으로 원적외선 방출효과에 의하여 음식이 골고루 익을 수 있도록 하는 효과가 있다.

상기 프리트(Frit)계 세라믹 물질과 팽창흑연의 비가 10:1 미만인 경우에는 팽창흑연의 비율이 적어 원하는 온도로 조리 가열기구의 온도를 제어할 수 없는 문제가 있고, 10:3을 초과하는 경우에는 팽창흑연의 비율이 높아 코팅이 되지 않는 문제가 있다.

이때 상기 프리트(Frit)계 세라믹 물질 대신 테프론을 혼합하여도 무방하다. 상기 테프론과 팽창흑연을 혼합하는 경우에는 10:3 ~10:6의 중량비로 혼합하는 것이 바람직하다. 중량비가 상기 범위를 벗어나는 경우 효과가 발현되지 않거나 코팅이 되지 않는 문제가 있다.

상기 온도제어층(20)은 상기 팽창흑연과 프리트(Frit)계 세라믹 물질이 혼합되어 상기 조리 가열기구의 내측면에 0.2 ~ 10㎛로 형성될 수 있다. 상기 온도제어층(20)이 0.2㎛ 이하로 형성된 경우에는 너무 얇아 원하는 온도 영역으로 충분히 제어될 수 없으며, 10㎛ 이상의 두께로 형성되는 경우에는 상기 조리 가열기구의 내측면에 균일한 두께로 형성되기 어려운 문제가 있다.

이때 상기 팽창흑연의 평균 입경이 0.1㎛ 이하인 경우에는 입자가 너무 작아 상기 온도제어층(20) 내부에서 분산되어 하부에서 가열되는 열을 제대로 차단하지 못하는 문제가 있으며, 평균 입경이 9㎛ 이상인 경우에는 팽창흑연의 입자가 커서 온도제어층(20)의 표면이 울퉁불퉁해져 음식에 고른 온도를 전달하기 어려운 문제가 있다. 따라서 상기 팽창흑연의 평균 입경은 0.1 ~ 9㎛인 것이 바람직하다.

또한 상기 온도제어층(20) 상면에는 테프론층(미도시)이 더 형성될 수도 있다. 상기 테프론층에 의하여 음식이 눌러 붙지 않는 효과가 있으며, 음식 조리 후 기름이나 이물질이 묻지 않아 세척이 용이한 장점이 있다.

상기 조리 가열기구의 외측 하면에는 상기 온도제어층(30)이 더 형성될 수 있다.(이하 "하부 온도제어층"으로 정의한다.)

상기 하부 온도제어층(30)의 구성은 상기 조리 가열기구의 내측면에 형성된 온도제어층(20)과 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 상기 하부 온도제어층(30)에 의하여 가열되는 온도를 2중으로 제어하게 되어 음식에 전달되는 온도를 더욱 균일하게 제어할 수 있는 장점이 있다. 이때 상기 하부 온도제어층(20)은 0.2 ~ 2㎛의 두께로 형성될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 조리 가열기구의 제조방법에 대하여 살핀다.

본 발명의 실시예에 따른 조리 가열기구의 제조방법은 흑연을 250℃ ~ 800℃로 열처리하여 팽창흑연을 제조하는 제1단계와, 상기 팽창흑연을 0.1 ~ 9㎛의 크기로 분쇄하는 제2단계, 및 상기 분쇄된 팽창흑연에 프리트(Frit)계 세라믹 물질과 물을 혼합하여 조리 가열기구의 내측면에 분사하는 제3단계를 포함한다.

먼저 팽창흑연을 제조하는 제1단계에 대하여 살펴보면, 인산흑연 의 층간에 화학품을 삽입(Intercalation)한다. 이때 상기 화학품으로는 황산 또는 알칼리 금속 등과 같이 일반적으로 흑연의 층간에 삽입될 수 있는 물질이 모두 적용될 수 있다.

이후, 이를 물(H₂O)로 세척하여 삽입된 화학품을 빼낸 후 건조시킨다. 이렇게 건조된 흑연을 진공 속에서 250 ~ 800℃에서 열처리하여 팽창흑연을 제조하게 된다. 상기와 같은 열처리를 통하여 팽창흑연의 층간 거리는 3.55Å의 30 ~ 150배 팽창하게 된다.

상기 팽창흑연을 분쇄하는 제2단계에 대하여 살펴보면, 상기 제1단계를 통해 제조된 팽창흑연을 0.1 ~ 9㎛의 크기로 분쇄한다. 이때 상기 분쇄방법에 대하여는 제약이 없고, 일반적인 팽창흑연의 분쇄방법이 모두 적용 가능하다.

다음으로 조리 가열기구의 내측면에 분사하는 제3단계에 대하여 살펴본다. 먼저 상기 제2단계를 통하여 프리트(Frit)계 세라믹 물질과 팽창흑연을 10:1 ~ 10:3의 중량비로 혼합한다.

상기 혼합물질을 물 또는 알코올에 섞어 조리 가열기구에 0.2 ~ 10 ㎛의 두께로 도포되도록 분사한다. 이후, 400 ~ 500℃의 온도로 가열 후 상온까지 냉각하여 상기 온도조절층이 상기 조리 가열기구의 내측면에 유효하게 고정되도록 한다.

이때 상기 프리트(Frit)계 세라믹 물질 대신 테프론을 팽창흑연과 10:3 ~ 10:6의 중량비로 혼합할 수도 있다. 또한, 하부 온도조절층을 조리 가열기구의 하부에 전술한 방법과 동일하게 형성할 수도 있다.

이하에서는 일반 프라이팬과 본 발명의 실시예에 따른 온도제어층이 형성된 프라이팬을 일반 가정용 가스레인지에 가열하여 승온 온도 및 시간을 측정한 결과에 대하여 설명한다.

도 3은 일반 조리 가열기구와 본 발명의 실시예에 따른 조리 가열기구를 가열시 내측면에서의 온도 변화를 측정한 그래프이다. 도 3을 참조할 때 일반 조리 가열기구는 30초 후 200℃로 가열되고, 1분 후에는 300℃로 온도가 상승하고, 약 2분 경화 후에는 450℃까지 온도가 시간에 따라 연속적으로 상승하는 것을 알 수 있다.

이에 반해 본 발명의 실시예에 따른 조리 가열기구는 30초 후 145℃로 가열되고, 1분 후에는 200℃로 온도가 상승하고, 약 2분 후에는 250℃로 온도가 상승하였음을 알 수 있다. 또한 약 5분이 경과한 후에도 온도는 약 300℃에서 유지되고 있음을 확인할 수 있다.

이러한 결과를 토대로 본 발명의 실시예에 따른 조리 가열기구를 이용하는 경우 온도 상승 시간이 딜레이(delay) 되는 것을 확인할 수 있고, 특히 최대 승온 온도가 350℃로 유지되어 음식 조리시간을 경과한 경우에도 음식물이 타지 않게 됨을 자명하게 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 조리 가열기구 20: 온도제어층
30: 하부 온도제어층

Claims

음식이 조리되는 가열부를 구비하는 조리 가열기구에 있어서,
상기 가열부의 일면에는 팽창흑연을 포함하는 온도제어층이 형성되고, 상기 온도제어층은 팽창흑연과 프리트(Frit)계 세라믹 물질이 10:1 ~ 10:3의 중량비로 혼합되어 형성되는 조리 가열기구.
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제1항에 있어서, 상기 팽창흑연은 팽창 배율이 30 내지 150배인 조리 가열기구.
제1항에 있어서, 상기 팽창흑연의 평균 입도는 0.1 ~ 9㎛인 조리 가열기구.
제1항에 있어서, 상기 온도제어층의 두께는 0.2 ~ 10㎛인 조리 가열기구.
제1항에 있어서, 상기 조리 가열기구는 프라이팬, 삼겹살 구이판, 솥뚜껑, 및 볶음 조리기구로 이루어지는 그룹에서 선택되는 어느 하나인 조리 가열기구.
제1항에 있어서, 상기 온도제어층의 상부에는 테프론 코팅층이 더 형성되는 조리 가열기구.
제1항에 있어서, 상기 조리 가열기구의 외측면에는 하부 온도제어층이 더 형성되고, 상기 하부 온도제어층은 0.2 ~ 2㎛의 두께로 형성되는 조리 가열기구.
흑연을 250℃ ~ 800℃로 열처리하여 팽창흑연을 제조하는 제1단계;
상기 팽창흑연을 0.1 ~ 9㎛의 크기로 분쇄하는 제2단계; 및
상기 분쇄된 팽창흑연과 프리트(Frit)계 세라믹 물질을 10:1 ~ 10:3의 중량비로 혼합하고, 액체에 섞은 후 조리기구의 내측면에 분사하여 온도조절층을 형성하는 제3단계;를 포함하는 조리 가열기구 제조방법.
제11항에 있어서, 프리트(Frit)계 세라믹 물질은 Na₂SiO₃, Al₂O₃-SiO₂ 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 어느 하나 이상인 조리 가열기구 제조방법.
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