KR101648947B1 - 비점착성 조리기구 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비점착성 조리기구 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 프라이머 코팅제 및 팽창 흑연을 포함하는 프라이머 코팅층; 탑 코팅제 및 팽창 흑연을 포함하는 비점착성 코팅층; 및 탑 코팅제를 포함하는 탑 코팅층을 포함하는 비점착성 조리기구에 관한 것이다.

Description

비점착성 조리기구 및 그 제조방법{Frying pan comprising nonstick protective coating layer}
본 발명은 주방에서 사용되는 조리기구 중 조리 비점착성 코팅용 조성물 및 이를 포함하는 프라이팬에 관한 것이다.
프라이팬은 음식조리기구의 대표적인 것으로, 내부에 기름을 두르고 여러 가지 필요한 음식을 지지거나 부쳐 만드는 운두(그릇이나 신 따위의 둘레나 둘레의 높이)가 높지 않은 일종의 넓적한 냄비를 일컫는 말이다. 프라이팬에는 조리물의 한쪽을 익힌 후 다른 쪽을 익히기 위하여 들어올려 조리물을 뒤집어 받을 수 있도록 하기 위해 긴 자루가 달려 있다.
프라이팬은 주로 일반스틸, 알루미늄합금, 알루미늄판재, 스텐레스스틸 등을 사용하여 제작되나 그 중에서도 가볍고, 성형이 용이하고, 제작비용이 저렴한 알루미늄 소재가 주로 사용된다.
알루미늄은 비중이 동(cu)의 1/3 수준인 2.7수준으로 가볍고, 열전도도 또한 동(cu)의 60%로 좋고, 용융점이 낮아 주형 다이캐스팅 주조가 용이하며, 외관은 은빛과 유사하여 아름답고 청결하여, 프라이팬과 같은 주방기구의 제작에 흔히 사용되고 있으며 그 중에서도 기계적 성질 및 주조성이 좋은 소위 알루미늄12종 합금이 많이 사용되고 있다.
여기서 다이캐스팅 주조란 다이 주조라고도 하는 것으로, 필요한 주조형상에 완전히 일치하도록 정확하게 기계가공된 강제(鋼製)의 금형(金型)에 용융금속(熔融金屬)을 주입하여 금형과 똑같은 주물을 얻는 정밀주조법이다. 그 제품을 다이캐스트 주물이라고 한다. 치수가 정확하므로 다듬질할 필요가 거의 없는 장점 외에 기계적 성질이 우수하며, 대량생산이 가능하여 주방기구 생산에 매우 유리하다.
그러나, 알루미늄 합금인 12종 재료가 내산성, 내식성에 약하기 때문에 사용 중에 발생하는 급열, 급랭의 반복에 의한 금속의 팽창, 수축의 반복, 사용자의 과실로 인한 바닥 코팅면의 손상 등으로 발생되는 바닥면의 산화, 코팅 벗겨짐, 부식, 음식물 눌어붙음 등에서 많은 문제점이 노출되고 있다. 또한, 인체에 알미늄이 축적될 경우 치매, 알츠하이머병의 원흉이 되고 있는 것으로 보고되고도 있다.
따라서 일상생활에서 알루미늄의 장점을 십분 활용하기 위해서는 알루미늄 프라이팬 내면 바닥면의 산화, 코팅벗겨짐, 부식, 음식물 눌어붙음 등에 의한 알루미늄의 유해성이 인체에 발휘되지 않도록 알루미늄 프라이팬 기재를 안전하게 코팅하는 것이 무엇보다 중요하다. 여기에서는 이와 같이 알루미늄 프라이팬 내면 바닥면의 산화, 코팅 벗겨짐, 부식, 음식물 눌어붙음 등에 의한 알루미늄의 유해성이 인체에 발휘되지 않도록 알루미늄 프라이팬의 내면이 안전하게 코팅된 프라이팬을 '넌스틱 프라이팬'이라 칭하기로 한다.
바닥면이 긁혀져 코팅이 벗겨지면, 코팅이 벗겨진 부위에 음식물이 눌어붙게 되어, 조리물의 산 성분에 접촉되어 기재가 부식되고, 눌어 붙어 있는 음식물을 섭취하게 되는 경우 체내에 알루미늄성분의 축적을 피할 수 없게 될 뿐아니라, 세척도 매우 어려워진다.
반면에 스텐레스스틸은 스틸에 크롬과 니켈을 혼합하여 만든 금속으로 알칼리성 물질이나 산성 물질에 변하지 않고 잘 견디는 금속이다.
스텐레스 스틸 제품은 외관이 수려하고, 내식성이 우수하고, 음식물이 눌러붙지 않아서, 반영구적 사용이 가능하므로 주방용품 특히 프라이팬의 소재로 많이 사용되고 있다.
그러나 스텐레스 스틸은 단위당 가격이 알루미늄합금보다 비싸서 경제적이지 못하고 또한 스텐레스 스틸 소재의 프라이팬은 알루미늄 소재의 프라이팬보다 상대적으로 무거워서 조리자에게 무리를 주기 때문에 프라이팬 소재로서 보편화할 수 없는 한계를 지니고 있다.
이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하고자, 조리 중 음식의 재료가 달라붙어 조리기구의 수명을 저하시키는 것을 방지할 수 있는 비점착성 조리기구를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 조리 중 음식의 재료가 달라붙어 조리기구의 수명을 저하시키는 것을 방지할 수 있는 비점착성 조리기구의 제조방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 프라이머 코팅제 및 팽창 흑연을 포함하는 프라이머 코팅층; 탑 코팅제 및 팽창 흑연을 포함하는 비점착성 코팅층; 및 탑 코팅제를 포함하는 탑 코팅층을 포함하는 비점착성 조리기구를 제공한다.
상기 프라이머 코팅제 또는 탑 코팅제는 플루오로카본; 아크릴 수지; 입경 5~15㎛의 무기입자; 및 물을 포함하는 코팅용 조성물을 포함할 수 있다.
상기 프라이머 코팅제 또는 탑 코팅제는 바인더 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 프라이머 코팅층은 프라이머 코팅제 70~95 중량% 및 팽창 흑연 5~30중량%를 포함할 수 있다.
상기 비점착성 코팅층은 탑 코팅제 70~95 중량% 및 팽창 흑연 5~30중량%를 포함할 수 있다.
상기 프라이머 코팅층, 비점착성 코팅층 및 탑 코팅층은 그 두께가 각각 같거나 다르며, 1~30㎛일 수 있다.
상기 조리기구는 후라이팬, 밥솥 및 제빵기 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다.
본 발명은 또한, (S1) 프라이머 코팅제 및 팽창 흑연을 배합한 후 조리기구의 조리면에 코팅하여 프라이머 코팅층을 형성하는 단계; (S2) 탑 코팅제 및 팽창 흑연을 배합한 후 상기 프라이머 코팅층 상에 코팅하여 비점착성 코팅층을 형성하는 단계; 및 (S3) 탑 코팅제를 상기 비점착성 코팅층 상에 코팅하여 탑 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 비점착성 조리기구 제조방법을 제공한다.
상기 (S1) 단계 이전에, 상기 조리기구의 조리면을 샌딩 처리하여 불순물을 제거하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 (S1) 단계 이전에, 상기 조리기구의 조리면을 20~70℃로 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (S1) 단계 이후에, 250~500℃에서 20~60분 동안 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 (S3) 단계 이후에, 250~500℃에서 20~60분 동안 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 층간 거리가 긴 팽창흑연을 이용하여 조리기구의 조리면을 코팅함에 따라 조리기구의 조리면의 온도를 낮추게 되므로 음식이 잘 타지 않고 고르게 가열되게 하고, 또한, 팽창 흑연은 미끄러운 특성을 나타내므로 음식이 달라 붙는 것을 방지하여 조리기구의 수명을 연장시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 비점착성 조리기구의 종단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 비점착성 조리기구 제조방법의 순서도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 조리기구의 종단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 프라이머 코팅제 및 팽창 흑연을 포함하는 프라이머 코팅층(10); 탑 코팅제 및 팽창 흑연을 포함하는 비점착성 코팅층(20); 및 탑 코팅제를 포함하는 탑 코팅층(30)을 포함하는 비점착성 조리기구에 관한 것이다.
상기 프라이머 코팅제 또는 탑 코팅제는 플루오로카본; 아크릴 수지; 입경 5~15㎛의 무기입자; 및 물을 포함하는 코팅용 조성물을 포함할 수 있으며, 상기 프라이머 코팅제 또는 탑 코팅제는 바인더 수지를 더 포함할 수 있으며, 상기 프라이머 코팅제 또는 탑 코팅제는 서로 같거나 다를 수 있다.
상기 플루오로카본은 전체 함량 중 50~65 중량%일 수 있으며, PFTE(polytetrafluoroethylene), FEP(tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene), PFA(tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymers) 및 ETFE(ethylene-tetrafluoroethylene copolymers) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 아크릴 수지는 전체 함량 중 5~15 중량%일 수 있다. 상기 아크릴 수지는 당업계에서 통상적으로 사용되는 아크릴 수지를 제한없이 사용할 수 있으나, 다만, Tg(유리전이온도)가 40~70℃인 아크릴 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 무기 입자는 전체 함량 중 3~10 중량%일 수 있으며, 상기 무기 입자는 알루미나(alumina), 지르코니아(zirconia), 실리콘 카바이드(silicon carbide), 티타늄 카바이드(titanium carbide), 알루미늄 보라이드(aluminum boride) 및 크리스토발라이트(cristobalite) 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 특히 실리콘 카바이드일 수 있다.
상기 바인더 수지는 내열성 바인더 수지일 수 있으며, 예컨대, 폴리아믹산 수지(polyamic acid resin, PAR)일 수 있다.
상기 팽창흑연은 그라파이트(graphite) 층간화합물로 만들어지는 것으로 층간화합물의 층간 거리는 일반적인 흑연의 층간 거리인 3.40~3.55Å 의 30~150배까지 팽창되어 102~532.5Å 일 수 있다. 상기 팽창흑연의 층간 거리가 102Å 미만이면 음식이 조리되는 온도보다 높은 온도로 제어되어 쉽게 음식이 타버릴 수 있고, 532.5Å 초과이면 가열온도가 저하되어 음식이 제대로 익지 않을 수 있다.
상기 팽창흑연은 평균입경 0.1~9㎛인 입자일 수 있으며, 상기 팽창흑연의 평균입경이 0.1㎛ 미만이면 입자가 과도하게 작아 조리기구의 비점착성 코팅층 내부에서 분산되어 하부에서 가열되는 열을 제대로 차단하지 못할 수 있고, 9㎛ 초과이면 입자가 커서 비점착성 코팅층의 표면이 울퉁불퉁해져 음식에 고른 온도를 전달하기 어려울 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 프라이머 코팅층은 프라이머 코팅제 70~95 중량% 및 팽창 흑연 5~30 중량%를 포함할 수 있다.
상기 프라이머 코팅제는 조리기구의 표면 경도를 향상시키기 위하여 그 함량을 70~95 중량%로 최적화하는 것일 바람직하며, 이에 따라 조리기구의 조리면에 표면 기스의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 상기 팽창 흑연이 5 중량% 미만이면 비점착성 특성이 유지되는 기간이 단축될 수 있고, 상기 팽창 흑연이 30 중량% 초과면 팽창 흑연 함량이 증가함에 따라 비점착성 특성이 유지되는 기간이 더 이상 증가하지 않으면서 오히려, 팽창 흑연의 함량이 증가함에 따라 비용이 증가할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 비점착성 코팅층은 탑 코팅제 70~95 중량% 및 팽창 흑연 5~30중량%를 포함할 수 있다.
상기 탑 코팅제는 상기 비점착성 코팅층 형성하는 매트릭스 역할을 하면서 팽창 흑연이 적절한 함량을 포함되어 비점착성을 나타낼 수 있도록 상기 비점착성 코팅층 내에 70~95 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
또한, 상기 팽창 흑연이 5 중량% 미만이면 비점착성 특성이 유지되는 기간이 단축될 수 있고, 상기 팽창 흑연이 30 중량% 초과면 팽창 흑연 함량이 증가함에 따라 비점착성 특성이 유지되는 기간이 더 이상 증가하지 않으면서 오히려, 팽창 흑연의 함량이 증가함에 따라 비용이 증가할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 프라이머 코팅층, 비점착성 코팅층 및 탑 코팅층은 그 두께가 각각 같거나 다르며, 1~30㎛일 수 있다.
상기 프라이머 코팅층의 두께가 1㎛ 미만이면 조리기구의 조리면의 표면경도가 저하되면 표면 기스가 발생하거나 충분한 양의 팽창 흑연이 포함될 수 없어 비점착성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 프라이머 코팅층의 두께가 30㎛ 초과이면 프라이머 코팅층의 두께가 과도하게 두꺼워져 열전달이 어려워 조리기구 고유의 기능이 저하될 수 있다.
또한, 상기 비점착성 코팅층의 두께가 1㎛ 미만이면 비점착성 특성이 저하될 수 있고, 30㎛ 초과이면 비점착성 특성은 더 이상 향상되지 않고 오히려 조리기구가 두꺼워지기만 하는 문제가 있다.
또한, 상기 탑 코팅층의 두께가 1㎛ 미만이면 상기 비점착성 코팅층 보호 효과가 저하되고 30㎛ 초과이면 비점착성 특성이 저하되고 조리기구가 두꺼워지는 문제가 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 조리기구는 후라이팬, 밥솥 및 제빵기 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있으나, 열을 가하여 사용되는 조리기구라면 이에 제한되는 것은 아니다.
예컨대, 상기 조리기구는 일반스틸, 알루미늄 합금, 알루미늄 판재 및 스테인레스 스틸을 포함하는 재질로 제조된 것일 수 있으며, 비전기식 조리기구 또는 전기식 조리기구를 광범위하게 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 비점착성 조리기구 제조방법의 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명은 또한, (S1) 프라이머 코팅제 및 팽창 흑연을 배합한 후 조리기구의 조리면에 코팅하여 프라이머 코팅층을 형성하는 단계; (S2) 탑 코팅제 및 팽창 흑연을 배합한 후 상기 프라이머 코팅층 상에 코팅하여 비점착성 코팅층을 형성하는 단계; 및 (S3) 탑 코팅제를 상기 비점착성 코팅층 상에 코팅하여 탑 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 비점착성 조리기구 제조방법에 관한 것이다.
일 구현예에 따르면, 상기 (S1) 단계 이전에, 상기 조리기구의 조리면을 샌딩 처리하여 불순물을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 샌딩 처리하여 코팅층이 형성될 표면을 깨끗하게 마무리할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 (S1) 단계 이전에, 상기 조리기구의 조리면을 20~70℃로 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 프라이머 코팅제 및 팽창 흑연을 포함하는 프라이머 코팅제를 차가운 표면엔 도포하여 코팅을 하게 되면 코팅면이 쉽게 벗겨지므로 조리면을 20~70℃, 바람직하게는 40℃로 가열하여 코팅면이 잘 형성될 수 있는 조건을 마련할 수 있다.
그 후, 상기 (S1) 단계에서는 프라이머 코팅제 및 팽창 흑연을 배합한 후 조리기구의 조리면에 코팅하여 프라이머 코팅층을 형성할 수 있다. 이때, 상기 프라이머 코팅제 및 팽창 흑연이 균일하게 배합될 수 있도록 2~24시간 동안 배합할 수 있다.
배합이 완료되면, 조리기구의 조리면에 도포하여 프라이머 코팅층을 형성할 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 (S1) 단계 이후에, 250~500℃에서 20~60분 동안 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 건조시키는 단계는 프라이머 코팅층을 조리면에 견고하게 접착되는 동시에 비점착성 코팅층이 잘 형성될 수 있는 정도로 건조될 수 있도록 상술한 바와 같은 온도 및 시간 동안 건조시킬 수 있다. 예를 들어, 건조로에서 건조할 수도 있다.
그 후, 상기 (S2) 단계에서는 탑 코팅제 및 팽창 흑연을 배합한 후 상기 프라이머 코팅층에 코팅하여 비점착성 코팅층을 형성할 수 있다. 이때, 상기 탑 코팅제 및 팽창 흑연이 균일하게 배합될 수 있도록 2~24시간 동안 배합할 수 있다.
배합이 완료되면, 상기 프라이머 코팅층에 도포하여 비점착성 코팅층을 형성할 수 있다. 상기 비점착성 코팅층을 형성한 후에는 건조하지 않고 탑 코팅층을 형성할 수 있다.
그 후, 상기 (S3) 단계에서는 탑 코팅제를 상기 비점착성 코팅층에 코팅하여 탑 코팅층을 형성할 수 있다. 탑 코팅층 형성시 팽창 흑연을 배합하게 되면 조리시 음식물이나 손에 팽창 흑연이 뭍어날 수 있으므로, 탑 코팅층 형성시에는 팽창 흑연을 사용하지 않는 것이 바람직하다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 (S3) 단계 이후에, 250~500℃에서 20~60분 동안 건조시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 건조시키는 단계는 프라이머 코팅층, 비점착성 코팅층 및 탑 코팅층 상호간 또한 조리면에 견고하게 부착될 수 있도록 상술한 바와 같은 온도 및 시간 동안 건조시킬 수 있다. 예를 들어, 건조로에서 건조할 수도 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
10: 프라이머 코팅층
20: 비점착성 코팅층
30: 탑 코팅층

Claims (12)

  1. 프라이머 코팅제 70~95 중량% 및 팽창 흑연 5~30 중량%를 포함하는 프라이머 코팅층;
    탑 코팅제 70~95 중량% 및 팽창 흑연 5~30 중량%를 포함하는 비점착성 코팅층; 및
    탑 코팅제를 포함하는 탑 코팅층을 포함하며,
    상기 프라이머 코팅제 및 탑 코팅제는 플루오로카본; 아크릴 수지; 입경 5~15㎛의 무기입자; 물; 및 폴리아믹산 수지(polyamic acid resin, PAR)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비점착성 조리기구.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프라이머 코팅층, 비점착성 코팅층 및 탑 코팅층은 그 두께가 각각 1~30㎛인 것을 특징으로 하는 비점착성 조리기구.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조리기구는 후라이팬, 밥솥 및 제빵기 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 비점착성 조리기구.
  8. (S1) 프라이머 코팅제 70~95 중량% 및 팽창 흑연 5~30 중량%를 배합한 후 조리기구의 조리면에 코팅하여 프라이머 코팅층을 형성하는 단계;
    (S2) 탑 코팅제 70~95 중량% 및 팽창 흑연 5~30 중량%를 배합한 후 상기 프라이머 코팅층 상에 코팅하여 비점착성 코팅층을 형성하는 단계; 및
    (S3) 탑 코팅제를 상기 비점착성 코팅층 상에 코팅하여 탑 코팅층을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 프라이머 코팅제 및 탑 코팅제는 플루오로카본; 아크릴 수지; 입경 5~15㎛의 무기입자; 물; 및 폴리아믹산 수지(polyamic acid resin, PAR)를 포함하는 것을 특징으로 하는 비점착성 조리기구 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (S1) 단계 이전에, 상기 조리기구의 조리면을 샌딩 처리하여 불순물을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비점착성 조리기구 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 (S1) 단계 이전에, 상기 조리기구의 조리면을 20~70℃로 가열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비점착성 조리기구 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 (S1) 단계 이후에, 250~500℃에서 20~60분 동안 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비점착성 조리기구 제조방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 (S3) 단계 이후에, 250~500℃에서 20~60분 동안 건조시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비점착성 조리기구 제조방법.
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KR101044578B1 (ko) * 2010-12-24 2011-06-29 고영신 온도제어층이 형성된 조리 가열기구

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