KR101510444B1

KR101510444B1 - 내구성이 우수한 가열조리기구

Info

Publication number: KR101510444B1
Application number: KR20140157050A
Authority: KR
Inventors: 박충권
Original assignee: (주) 더몰론코리아
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2015-04-10
Also published as: DE112015005139B4; DE112015005139T5; US20170325627A1; CN107072437B; US10602878B2; WO2016076508A1; CN107072437A

Abstract

본 발명은 가열조리기구의 조리면의 세라믹 코칭층 외면에 충진제가 함유된 실란 화합물 기재의 투명 코팅층을 형성시킨 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 가열조리기구에 관한 것으로, 종래의 법랑재 가열조리기구에 비해 가벼우면서도 투명 코팅층이 세라믹 코팅층을 보호하여 내구성이 향상되고, 난스틱(non stick) 특성도 우수한 효과가 있다.

Description

내구성이 우수한 가열조리기구{Heating cookware having excellent durability}

본 발명은 내구성이 우수한 가열조리기구에 관한 것으로, 가열조리기구의 조리면의 세라믹 코칭층 외면에 충진제가 함유된 실란 화합물 기재의 투명 코팅층을 형성시킨 가열조리기구로서, 가벼우면서도 투명 코팅층이 세라믹 코팅층을 보호함에 따라 내구성을 향상시킨 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 가열조리기구에 관한 것이다.

통상적으로 고온의 열을 전달받는 프라이팬, 냄비 등과 같은 가열조리기구는 본체의 소재로서 주로 철강재 또는 알루미늄이나 스테인리스 소재를 사용하여 제조한다. 이러한 가열조리기구는 내구성, 내열성 등을 물성을 향상시키기 위한 다양한 방법들이 연구개발되고 있다.

본 출원인도 본체가 철강재 또는 알루미늄 소재인 가열조리기구의 내식성 및 내열성 등을 향상시키기 위한 세라믹 코팅조성물을 개발하여 특허등록 받은 바 있으며, 상기 세라믹 코팅조성물을 코팅한 가열조리기구를 개발하여 특허문헌 2 및 특허문헌 3으로 특허등록을 받은 바가 있다. 상기 특허문헌들의 가열조기기구를 살펴보면, 특허문헌 2의 알루미늄 소재의 가열조리용기는 도 1에 도시된 바와 같이, 알루미늄재 소재의 본체(1)의 외면에 샌드블라스터 작업 하여 요철부(2)를 형성시킨 다음 아노다이징(양극산화법)에 의한 산화알루미늄 피막층(3)을 형성시킨 후, 그 외부에 세라믹 코팅층(4)을 형성시켜 내식성, 내마모성 등을 향상시킨 가열조리용기이고, 특허문헌 3의 철강재 소재의 가열조리기구는 도 2에 도시된 바와 같이, 철강재 소재의 본체(1)의 상하면에 요철부(2, 2')를 각각 형성시키고, 상기 요철부(2, 2')의 바닥면과 상부 조리면의 외부에 화성피막층(3, 3')을 각각 형성시킨 다음 그 외부에 세라믹 코팅층(4, 4')을 형성시킨 구조의 가열조리기구이다.

본 출원인이 개발하여 특허등록 받은 가열조리기구들은 내식성, 내마모성 등의 물성을 향상시켰지만, 장기간 사용시에는 음식의 조리시 가열조리기구의 조리면이 주걱, 뒤집개 등의 조리기구와 빈번하게 접촉됨에 따라 세라믹 코팅층이 훼손되어 내식성, 내마모성 등의 물성이 저하되면서, 부수적으로 난스틱(non stick) 특성까지도 저하되는 문제점이 발생하였다.

따라서 본 출원인은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 방안으로 특허문헌 3의 법랑재 가열조리기구를 개발하여 특허등록을 받은 바가 있다. 특허문헌 4의 법랑재 가열조리기구는 도 3에 도시된 바와 같이, 철강재 소재의 본체(10)와, 이 본체는 양면에 하부 및 하부 법랑층(31, 32)이 각각 형성되고, 상부 법랑층(32)은 그 외부면에 난스틱 세라믹 코팅층(40)을 형성시킨 가열조리기구를 개발하여 특허등록 받은 바 있다.

상기 법랑재 가열조리기구는 본체에 형성시킨 법랑층과 세라믹 코팅층에 의해 내식성, 내마모성 등의 물성은 대단히 우수하지만 유리질 소재의 유약을 사용하여 형성시킨 법랑층에 의해 가열조리기구가 중량화됨에 따라 무거워서 가정주부들이 사용하기에는 많은 불편한 점이 있었다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허 제10-0512599호(2005년 08월 29일 등록) 음이온방출 및 원적외선방사 무기질 세라믹 코팅제 조성물 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허 제10-765382호(2007년 10월 02일 등록) 가열조리용기의 코팅층 구조 특허문헌 3 : 대한민국 등록특허 제10-0871877호(2008년 11월 27일 등록) 세라믹 코팅 철강재 가열조리기구 및 그 제조방법 특허문헌 4 : 대한민국 등록특허 제10-1104680호(2012년01월04일) 난스틱 세라믹 코팅층을 구비한 법랑재 가열조리기구

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 방안으로 도출된 것으로, 가열조리기구의 조리면의 세라믹 코칭층 외면에 충진제가 함유된 실란 화합물 기재의 투명 코팅층을 형성시킨 가열조리기구로서, 종래의 법랑재 가열조리기구에 비해 가벼우면서도 투명 코팅층이 세라믹 코팅층을 보호함에 따라 내구성을 향상되고, 난스틱(non stick) 특성도 우수한 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 가열조리기구를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은 철강재 소재 또는 알루미늄재 소재의 본체에 세라믹 코팅층을 형성시킨 가열조리기구에 있어서, 상기 가열조리기구의 조리면의 세라믹 코칭층 외면에 충진제가 함유된 실란 화합물 기재의 투명 코팅층을 형성시킨 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 가열조리기구를 과제 해결 수단으로 한다.

그리고 상기 세라믹 코팅층을 형성시키기 위한 세라믹 코팅조성물은 실란 화합물 50~70 중량%와 실리카졸 30~50 중량%로 이루어진 무기질 결합제 100 중량부와, 기능성 충진제 12~25 중량부와, 원적외선 방사물질과 음이온 방출물질을 1 : 1 중량비로 혼합시킨 세라믹 파우더 6~20 중량부 및 안료분 2~18 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 투명 코팅층을 형성시키기 위한 투명 코팅조성물은 실란 화합물 30~50 중량%와 실리카졸 50~70중량%로 이루어진 무기질 결합제 100 중량부에 대하여 기능성 충진제 10~15 중량부 및 0.1~5.0 중량부의 운모 또는 판상 알루미나 입자가 혼합된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 가열조리기구의 조리면의 세라믹 코칭층 외면에 충진제가 함유된 실란 화합물 기재의 투명 코팅층을 형성시킨 가열조리기구로서, 종래의 법랑재 가열조리기구에 비해 가벼우면서도 내식성, 내마모성, 내열성 등이 우수하여 내구성이 향상되고, 난스틱(non stick) 특성도 우수한 효과가 있다.

도 1은 종래의 세라믹 코팅층이 형성된 알루미늄재 가열조리용기의 단면 구조를 나타낸 도면이고,
도 2는 종래의 세라믹 코팅층이 형성된 철강재 가열조리기구의 단면 구조를 나타낸 도면이며,
도 3은 종래의 세라믹 코팅층이 형성된 법랑재 가열조리기구의 단면 구조를 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 투명 코팅층의 상도층이 형성된 가열조리기구의 단면 구조를 나타낸 도면이다

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 내구성이 우수한 가열조리기구를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 그리고 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다. 또한 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 내구성이 우수한 가열조리기구를 첨부된 도면인 도 4를 중심으로 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 내구성이 우수한 가열조리기구는 철강재 소재 또는 알루미늄재 소재의 본체(10)에 본 출원인이 이미 등록받은 바 있는 특허문헌 1의 세라믹 코팅제 조성물을 사용하여 세라믹 코팅층(20)을 형성시킨 가열조리기구를 대상으로 한다.

그리고, 본 발명에 따른 가열조리기구는 가열조리기구의 본체(10) 외면에 형성시킨 세라믹 코칭층(20)을 보호하기 위하여 가열조리기구의 조리면에 해당되는 부분에 형성된 세라믹 코칭층(20a)의 외면에 충진제가 함유된 실란 화합물 기재의 투명 코팅층(30)을 형성시킨 것을 특징으로 한다.

따라서, 종전의 특허문헌 1 또는 특허문헌 2의 가열조리기구는 세라믹 코팅층의 조리면이 음식의 조리시 주걱, 뒤집개 등의 조리기구와 빈번하게 접촉되어 세라믹 코팅층이 훼손되는 문제점이 있었지만, 본 발명은 이를 보완하고자 세라믹 코팅층(20a)의 외면에 기능성 충진제가 함유된 실란 화합물 기재의 투명 코팅층(30)을 형성시켜 세라믹 코팅층(20a)을 보호함으로써 내구성이 향상되며, 아울러 상기 투명 코팅층(30)에 의해 난스틱(non stick) 특성도 향상된다.

참고로, 본 발명에서 '세라믹 코칭층(20a)의 외면'이라 함은 가열조리기구에서 음식을 조리하기 위한 면을 의미한다. 첨부된 도면인 도 4에서 부호 20a는 가열조리기구 본체(10)의 조리면에 코팅된 세라믹 코팅층을 의미하고, 부호 20b는 가열조리기구 본체(10)의 하부 면으로 가열원과 접촉되는 부분의 세라믹 코팅층을 의미한다.

본 발명에서 가열조리기구의 본체(10)의 외면에 형성시킨 세라믹 코팅층(20)은 가열조리기구의 내식성, 내열성 등의 기계적 물성을 보강하여 가열조리기구의 본체(10)를 보호하기 위해 형성시킨 코팅층이다.

이하, 세라믹 코팅층(20)을 형성시키기 위한 세라믹 코팅조성물에 대하여 상세히 설명하면 아래의 내용과 같다.

상기 세라믹 코팅층(20)을 형성시키기 위한 세라믹 코팅조성물은 상기 세라믹 코팅층을 형성시키기 위한 세라믹 코팅조성물은 실란 화합물 50~70 중량%와 실리카졸 30~50 중량%로 이루어진 무기질 결합제 100 중량부와, 기능성 충진제 12~25 중량부와, 원적외선 방사물질과 음이온 방출물질을 1 : 1 중량비로 혼합시킨 세라믹 파우더 6~20 중량부 및 안료분 2~18 중량부로 이루어진다.

세라믹 코팅조성물에서 무기질 결합제는 철강재 또는 알루미늄 소재의 본체(10)에 접착되어 세라믹 코팅층의 코팅막을 형성시켜 가열조리기구의 내열성, 내식성 등의 기계적 물성을 향상시키는 작용을 한다.

그리고 무기질 결합제의 구성성분인 실란 화합물은 실리카졸과의 화학 반응하여 결합되는 것으로서, 실란 화합물의 혼합량이 상기에서 한정한 범위를 벗어날 경우 실란 화합물과 실리카졸의 결합력의 저하로 고열에서 박리현상이 일어날 우려가 있다. 그리고 상기 실란 화합물은 구체적으로는 화학식이 R_nSiX_4-n인 실란 또는 그로부터 파생된 올리고머를 사용하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 실란 화합물의 화학식 R_nSiX_4-n에서 X는 서로 같거나 다르고, 가수분해 가능한 기 또는 히드록시기이고, 라디칼 R은 서로 같거나 다르고, 수소, 탄소수 10 미만의 알킬기를 나타내고, n은 0, 1 또는 2인 실란이 하나 이상 사용된다.

더욱 구체적으로 상기 실란 화합물은 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 노르말프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 노르말프로필트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란, 테트라에톡시실란 또는 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 실리카졸은 무정질 실리카 미립자가 수중에서 콜로이드 미립자를 형성하여 실란 화합물과 화학반응으로 결합되는 것으로서, 실리카졸의 혼합량이 상기 범위를 벗어날 경우에는 실란 화합물의 결합력의 약화로 물성이 저하될 우려가 있다. 그리고 상기 실리카졸은 0.2~1.0㎛ 입자크기의 이산화규소(SiO₂) 분말 20~40 중량%에 분산매로 물 60~80 중량%를 혼합시켜 사용하는 것이 바람직하며, 이때 이산화규소(SiO₂) 분말 및 물의 함량이 상기 범위를 벗어날 경우, 실리카졸이 수중에서 콜로이드 미립자가 형성되지 않을 우려가 있다.

본 발명에서 세라믹 코팅조성물의 구성성분인 기능성 충진제는 세라믹 코팅층 의 내구성, 내열성 등의 기계적 물성을 향상시키기 위한 작용을 하며, 세라믹 코팅조성물의 기능성 충진제의 혼합량이 상기에서 한정한 혼합량 범위 미만이 될 경우에는 내구성, 내열성 등의 기계적 물성의 떨어져서 세라믹 코팅층의 내구성이 저하할 우려가 있고, 기능성 충진제의 혼합량이 상기에서 한정한 혼합량 범위를 초과할 경우에는 기능성 충진제의 혼합량에 비해 상대적으로 무기질 결합제 또는 세라믹 파우더 등과 같은 구성성분들의 혼합량이 적어짐에 따라 세라믹 코팅층이 제대로 형성되지 아니하여 세라믹 코팅층의 내구성이 저하할 우려가 있다.

상기 기능성 충진제는 제올라이트(Zeloite), 일라이트(Illite), 세피얼라이트(Sepiolite), 벤토나이트(Bentonite), 흄드실리카(Fumed silica), 에어로실 실리카(Aerosil Silica), 이산화규소 또는 비장탄 중에서 선택된 1종 또는 그 이상의 혼합물로 이루어진다.

본 발명에서 세라믹 파우더는 도막의 기계적 물성을 향상시키고, 원적외선 방사와 음이온을 방출하는 작용을 하며, 세라믹 파우더의 혼합량이 상기에서 한정한 혼합량 범위 미만이 될 경우 원적외선 및 음이온 방출 효과를 기대할 수 없고, 세라믹 파우더의 혼합량이 상기에서 한정한 혼합량 범위를 초과할 경우 도막의 상태변화 및 접착력이 저하될 우려가 있다. 상기 세라믹 파우더는 음이온 방출량 및 원적외선 방사량을 감안하여 음이온 방출물질과 원적외선 방사물질을 1 : 1 중량비로 혼합시키는 것이 바람직하다. 상기에서 원적외선 방사물질은 40℃에서 원적외선 방사율이 90% 이상인 석영, 몬조나이트, 편마암류 및 유문암질 응회암과 같이 천연광물질군으로부터 1종 또는 그 이상을 선택한 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기에서 음이온 방출물질은 스트론튬, 바나듐, 지르코늄, 세륨, 네어디뮴, 란탄, 바륨, 류비듐, 세슘, 갈륨 중에서 선택된 하나의 희토류 천연석으로부터 1종 또는 그 이상을 선택한 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명에 따른 무기질 세라믹 코팅제는 코팅층의 색상을 내기 위해 안료를 사용하며, 안료의 혼합량은 상기에서 혼합량의 범위를 한정한 바 있지만 안료의 색상 또는 소비자의 요구나 제조자의 필요에 따라 상기에서 정한 범위에만 반드시 한정되는 것은 아니고 안료의 채도, 명도 등에 따라 적절히 조정되어 질 수 있고, 그리고 안료의 종류는 특별히 한정하는 것은 아니고 통상적인 안료 중에서 적절히 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 가열조리기구의 본체(10)에 형성시키는 세라믹 코팅층(20)의 두께는 20~100 ㎛인 것이 바람직하지만, 제조자의 필요나 또는 수요자의 요구에 의해 코팅층의 두께는 상기에서 한정한 두께의 범위를 벗어날 수 있다.

한편, 본 발명에서 투명 코팅층(30)은 가열조리기구의 본체(10) 외부에 코팅된 세라믹 코팅층(20a)의 조리면에 해당되는 부분의 외면에 형성시켜 세라믹 코팅층(20a)을 보호하며, 또한 난스틱(non stick) 특성도 부여되는 코팅층이다.

상기 투명 코팅층(30)을 형성시키기 위한 투명 코팅조성물은 실란 화합물 30~50 중량%와 실리카졸 50~70중량%로 이루어진 무기질 결합제 100 중량부에 대하여 기능성 충진제 10~15 중량부 및 0.1~5.0 중량부의 운모 또는 판상 알루미나 입자가 혼합된다.

상기 투명 코팅조성물의 구성성분인 무기질 결합제는 세라믹 코팅층(20a)의 외면에 투명 코팅층(30)을 형성시키는 작용을 하며, 무기질 결합제에 대해서는 상기 세라믹 코팅조성물에서 이미 상세히 설명한 바 있으므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.

또한 기능성 충진제는 투명 코팅층(30)의 내마모성, 내구성 등의 기계적 물성을 향상시키기 위한 작용을 하며, 기능성 충진제에 대해서는 상기 세라믹 코팅조성물에서 이미 상세히 설명한 바 있으므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다.

또한 투명 코팅조성물에 사용하는 운모 또는 판상 알루미나 입자는 잘게 분쇄한 입자로서, 투명 코팅층(30) 내에서 분산되어 반짝거리는 펄(pearl)의 효과를 나타내는 작용을 한다. 운모 또는 판상 알루미나 입자의 혼합량은 상기에서 한정한 혼합량 범위 미만이 될 경우에는 투명 코팅층(30)의 펄(pearl) 효과가 저하할 우려가 있고, 운모 또는 판상 알루미나 입자의 혼합량이 상기에서 한정한 혼합량 범위를 초과할 경우에도 운모 또는 판상 알루미나 입자가 투명 코팅층(30) 내에 많이 분산됨에 따라 도리어 펄(pearl) 효과가 상쇄될 우려가 있다. 상기 운모 또는 판상 알루미나 입자의 크기는 10~50 ㎛인 것이 바람직하지만, 제조자의 필요나 또는 수요자의 요구에 의해 입자의 크기는 상기에서 한정한 입자 크기의 범위를 벗어날 수 있다.

또한 본 발명에서 가열조리기구의 세라믹 코팅층(20a)의 조리면의 외부에 코팅시키는 투명 코팅층(30)의 두께는 20~100 ㎛인 것이 바람직하지만, 제조자의 필요나 또는 수요자의 요구에 의해 코팅층의 두께는 상기에서 한정한 두께의 범위를 벗어날 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가열조리기구의 조리면의 세라믹 코칭층 외면에 충진제가 함유된 실란 화합물 기재의 투명 코팅층을 형성시킨 가열조리기구로서, 종래의 법랑재 가열조리기구에 비해 가벼우면서도 내식성, 내마모성, 내열성 등이 우수하여 내구성이 향상되고, 난스틱(non stick) 특성도 우수한 효과가 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내구성이 우수한 가열조리기구를 아래 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 아래의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

1. 세라믹 코팅조성물의 제조

(제조예 1)

무기질 결합제 100 중량부, 기능성 충진제 12 중량부, 세라믹 파우더 6 중량부 및 블랙색상 안료 2 중량부를 혼합하여 세라믹 코팅 조성물을 제조하였다. 상기 무기질 결합제는 실란 화합물 50 중량%, 실리카졸 50 중량%로 이루어지는 것을 사용하였고, 실란 화합물은 메틸트리메톡시실란을 사용하고, 실리카졸은 0.2~1.0㎛ 입자크기의 분말 이산화규소 40 중량% 및 물 60 중량% 혼합시킨 것을 사용하였다. 또한 기능성 충진제는 제올라이트(Zeloite), 일라이트(Illite)를 1 : 1로 혼합한 것을 사용하였고, 세라믹 파우더는 원적외선 방사물질인 석영, 몬조나이트와 음이온 방출물질인 바나듐을 각각 1 : 1 : 1로 혼합한 파우더를 사용하였다.

(제조예 2)

무기질 결합제 100 중량부, 기능성 충진제 25 중량부, 세라믹 파우더 20 중량부 및 블랙색상 안료 18 중량부를 혼합하여 세라믹 코팅 조성물을 제조하였다. 상기 무기질 결합제는 실란 화합물 30 중량%, 실리카졸 70 중량%로 이루어지는 것을 사용하였고, 실란 화합물은 메틸트리메톡시실란을 사용하고, 실리카졸은 0.2~1.0㎛ 입자크기의 분말 이산화규소 20 중량% 및 물 80 중량% 혼합시킨 것을 사용하였다. 또한 기능성 충진제는 제올라이트(Zeloite), 일라이트(Illite)를 1 : 1로 혼합한 것을 사용하였고, 세라믹 파우더는 원적외선 방사물질인 석영, 몬조나이트와 음이온 방출물질인 바나듐을 각각 1 : 1 : 1로 혼합한 파우더를 사용하였다.

2. 투명 코팅조성물의 제조

(제조예 3)

실란 화합물 30 중량%와 실리카졸 70중량%로 이루어진 무기질 결합제 100 중량부에 대하여 기능성 충진제 10 중량부 및 입자의 크기가 10 ㎛인 운모 0.1 중량부를 혼합하여 투명 코팅조성물을 제조하였다. 상기 무기질 결합제 및 기능성 충진제는 각각 상기 1의 제조예 1과 동일한 무기질 결합제 및 기능성 충진제를 사용하였다.

(제조예 4)

실란 화합물 50 중량%와 실리카졸 50중량%로 이루어진 무기질 결합제 100 중량부에 대하여 기능성 충진제 15 중량부 및 입자의 크기가 10 ㎛인 운모 5.0 중량부를 혼합하여 투명 코팅조성물을 제조하였다. 상기 무기질 결합제 및 기능성 충진제는 각각 상기 1의 제조예 1과 동일한 무기질 결합제 및 기능성 충진제를 사용하였다.

3. 내구성이 우수한 가열조리기구의 제조

(실시예 1)

도 4에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 가열조리기구의 철강재 소재의 본체(10)의 외면에 상기 제조예 1의 방법에 의해 제조한 세라믹 코팅 조성물을 사용하여 60㎛의 두께로 코팅한 다음 270℃의 온도에서 15분간 가열하여 세라믹 코팅층(20)을 형성시킨 다음 조리면의 위치에 해당하는 세라믹 코팅층(20a)의 외면에 상기 제조예 3의 방법에 이해 제조한 투명 코팅조성물을 사용하여 20㎛의 두께로 코팅한 다음 270℃의 온도에서 15분간 가열하여 투명 코팅층(30)을 형성시킨 가열조리기구를 제조하였다.

(실시예 2)

도 4에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 가열조리기구의 철강재 소재의 본체(10)의 외면에 상기 제조예 1의 방법에 의해 제조한 세라믹 코팅 조성물을 사용하여 60㎛의 두께로 코팅한 다음 270℃의 온도에서 15분간 가열하여 세라믹 코팅층(20)을 형성시킨 다음 조리면의 위치에 해당하는 세라믹 코팅층(20a)의 외면에 상기 제조예 4의 방법에 이해 제조한 투명 코팅조성물을 사용하여 20㎛의 두께로 코팅한 다음 270℃의 온도에서 15분간 가열하여 투명 코팅층(30)을 형성시킨 가열조리기구를 제조하였다.

(실시예 3)

도 4에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 가열조리기구의 철강재 소재의 본체(10)의 외면에 상기 제조예 2의 방법에 의해 제조한 세라믹 코팅 조성물을 사용하여 60㎛의 두께로 코팅한 다음 270℃의 온도에서 15분간 가열하여 세라믹 코팅층(20)을 형성시킨 다음 조리면의 위치에 해당하는 세라믹 코팅층(20a)의 외면에 상기 제조예 3의 방법에 이해 제조한 투명 코팅조성물을 사용하여 20㎛의 두께로 코팅한 다음 270℃의 온도에서 15분간 가열하여 투명 코팅층(30)을 형성시킨 가열조리기구를 제조하였다.

(실시예 4)

도 4에 도시된 바와 같은 구조를 갖는 가열조리기구의 철강재 소재의 본체(10)의 외면에 상기 제조예 2의 방법에 의해 제조한 세라믹 코팅 조성물을 사용하여 60㎛의 두께로 코팅한 다음 270℃의 온도에서 15분간 가열하여 세라믹 코팅층(20)을 형성시킨 다음 조리면의 위치에 해당하는 세라믹 코팅층(20a)의 외면에 상기 제조예 4의 방법에 이해 제조한 투명 코팅조성물을 사용하여 20㎛의 두께로 코팅한 다음 270℃의 온도에서 15분간 가열하여 투명 코팅층(30)을 형성시킨 가열조리기구를 제조하였다.

(비교예 1)

가열조리기구의 철강재 소재의 본체(10)의 외면에 상기 제조예 1의 방법에 의해 제조한 세라믹 코팅 조성물을 사용하여 60㎛의 두께로 코팅한 다음 270℃의 온도에서 15분간 가열하여 세라믹 코팅층(20)을 형성시킨 가열조리기구를 제조하였다.

(비교에 2)

가열조리기구의 철강재 소재의 본체(10)의 외면에 상기 제조예 2의 방법에 의해 제조한 세라믹 코팅 조성물을 사용하여 60㎛의 두께로 코팅한 다음 270℃의 온도에서 15분간 가열하여 세라믹 코팅층(20)을 형성시킨 가열조리기구를 제조하였다.

3. 가열조리기구의 평가

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1, 2에 따른 가열조리기구에 대한 내충격성, 내열성, 내식성 및 난스틱(non stick) 특성의 항목을 평가하였다.

3.1 내충격성 시험

KS D 6711의 방법에 따라 세라믹 코팅 철강재에 200±1g 강제 볼(steel ball)을 25cm 위에서 낙하시켜 가열조리기구의 코팅층의 도막 균열상태를 파악하기 위하여 실시하였다.

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 , 2의 가열조리기구에 대한 내충격성 시험을 실시한 결과 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 , 2의 가열조리기구 모두 코팅층의 도막에 균열이나 박리 현상이 전혀 발견되지 않았다.

3.2 내열성 시험

JIS K 5400의 방법에 따라 내열성 시험은 가열조리기구를 250℃의 온도에서 24 시간 동안 가열한 다음 가열조리기구의 코팅층의 도막 균열상태를 파악하기 위하여 실시하였다.

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 , 2의 가열조리기구에 대한 내열성 시험을 실시한 결과 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 , 2의 가열조리기구 모두 코팅층의 도막에 균열이나 박리 현상이 전혀 발견되지 않았다.

3.3 내식성 시험

JIS K 5400의 방법에 따라 가열조리기구를 5% H₂SO₄ 용액에 720시간 침적시킨 다음 꺼내어 가열조리기구의 코팅층의 도막 부식상태를 파악하기 위하여 실시하였다.

실시예 1 내지 4 및 비교예 1 , 2의 가열조리기구에 대한 내열성 시험을 실시한 결과 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 , 2의 가열조리기구 모두 코팅층의 도막에 부식 현상이 전혀 발견되지 않았다.

3.4 난스틱(non stick) 특성 평가

전기 핫 플레이트로 가열조리기구를 가열하고 조리면의 표면 온도가 150℃에 도달했을 때, 조리면에 계란을 깨어 2분간 정치시킨 다음 계란의 노른자와 흰자가 조리면에 달라붙는 정도를 육안으로 판단하기 위해 실시하였다.

난스틱(non stick) 특성 평가는 계란이 깨끗이 제거가 되면 5점, 계란이 10% 정도 들러붙어 있으면 4점, 계란이 25% 정도 들러붙어 있으면 3점, 계란이 50% 정도 들러붙어 있으면 2점, 계란이 75% 이상 들러붙어 계란의 제거가 힘든 경우에는 1점으로 산정하였다.

난스틱 특성 평가는 10회 실시한 평균값을 정수로 산정한 결과 실시예 1 내지 4의 가열조리기구는 5점인데 반해, 비교예 1 및 2의 가열조리기구는 3점으로 평가되었다.

상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1, 2의 가열조리기구에 대한 내충격성, 내열성, 내식성 및 난스틱(non stick) 특성의 항목을 평가한 결과, 실시예 1 내지 4의 가열조리기구는 조리면에 코팅시킨 투명 코팅층(30)의 내충격성, 내열성, 내식성의 물성이 비교예 1, 2의 가열조리기구의 세라믹 코팅층(20)의 내충격성, 내열성, 내식성의 물성과 동등한 것을 확인할 수 있었지만, 난스틱 내구성은 실시예 1내지 4가 비교예 1,2 보다 우수한 것을 학인할 수 있었다.

따라서, 비교예 1, 2의 가열조리기구는 세라믹 코팅층(20)만을 형성시킨 가열조리기구인데 반해, 실시예 1 내지 4의 가열조리기구는 세라믹 코팅층(20a)의 조리면을 보호하기 위해 세라믹 코팅층(20a)의 외면에 투명 코팅층(30)을 부가하여 형성시킴으로써 세라믹 코팅층(20)만 형성된 비교예 1, 2의 가열조리기구에 비해 내구성이 더욱 우수한 것을 추정할 수 있다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 내구성이 우수한 가열조리기구를 상기한 설명 및 도면에 따라 설명하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

10 : 본체 20, 20a, 20b : 세라믹 코팅층
30 : 투명 코팅층

Claims

삭제
철강재 소재 또는 알루미늄재 소재의 본체에 세라믹 코팅층을 형성시킨 가열조리기구에 있어서,
상기 가열조리기구의 조리면의 세라믹 코칭층 외면에 충진제가 함유된 실란 화합물 기재의 투명 코팅층을 형성시키되,
상기 세라믹 코팅층을 형성시키기 위한 세라믹 코팅조성물은 실란 화합물 50~70 중량%와 실리카졸 30~50 중량%로 이루어진 무기질 결합제 100 중량부와, 기능성 충진제 12~25 중량부와, 원적외선 방사물질과 음이온 방출물질을 1 : 1 중량비로 혼합시킨 세라믹 파우더 6~20 중량부 및 안료분 2~18 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 가열조리기구
제 2 항에 있어서,
상기 투명 코팅층을 형성시키기 위한 투명 코팅조성물은 실란 화합물 30~50 중량%와 실리카졸 50~70중량%로 이루어진 무기질 결합제 100 중량부에 대하여 기능성 충진제 10~15 중량부 및 0.1~5.0 중량부의 운모 또는 판상 알루미나 입자가 혼합된 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 가열조리기구.
제 2 항에 있어서,
상기 실란 화합물은 화학식이 R_nSiX_4-n이고,
상기 화학식에서, X는 서로 같거나 다르고, 가수분해 가능한 기 또는 히드록시기이고, 라디칼 R은 서로 같거나 다르고, 수소, 탄소수 10 미만의 알킬기를 나타내며, n은 0, 1 또는 2인 실란이 하나 이상 사용되는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 가열조리기구.
제 2 항에 있어서,
상기 기능성 충진제는 제올라이트(Zeloite), 일라이트(Illite), 세피얼라이트(Sepiolite), 벤토나이트(Bentonite), 흄드실리카(Fumed silica), 에어로실 실리카(Aerosil Silica), 이산화규소 또는 비장탄 중에서 선택된 1종 또는 그 이상의 혼합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 가열조리기구.
제 2 항에 있어서,
상기 세라믹 파우더는 원적외선 방사물질인 석영, 몬조나이트, 편마암류 및 유문암질 응회암과 음이온 방출물질인 스트론튬, 바나듐, 지르코늄, 세륨, 네어디뮴, 란탄, 바륨, 류비듐, 세슘, 갈륨 중에서 각각 1종 또는 그 이상을 선택하여 음이온 방출물질과 원적외선 방사물질을 1 : 1 중량비로 혼합한 혼합물인 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 가열조리기구.
제 2 항 및 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 실리카졸은 0.2~1.0 ㎛ 입자 크기의 분말 이산화규소(SiO₂) 20~40 중량%에 물 60~80 중량%를 혼합시킨 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 가열조리기구.