KR101725787B1 - 무균열 내열자기의 제조방법 및 이로부터 제조된 무균열 내열자기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무균열 내열자기의 제조방법에 관한 것으로서, 내열소지 조성물을 이용하여 물레성형법, 틀성형법, 이장주입성형법(Casting)등과 같은 성형방법으로 기물을 성형하고, 상기 성형된 기물을 소성하고, 상기 소성된 기물의 표면을 세라믹 코팅제로 코팅하고 열처리하여 무균열 내열자기를 제조한다.
본 발명에 따르면 내열자기의 표면 코팅층에 균열이 없어 조리시에 음식물이 눌러 붙지 않고 세척이 용이하며, 제조과정에서 내열자기에 기공과 표면 요철을 형성하므로 세라믹 코팅을 하기 위해 별도의 샌드 블라스트 작업을 할 필요가 없으며, 내열자기의 표면과 코팅층 사이의 접착력이 우수하여 장기간 사용하여도 코팅층이 탈착되거나 훼손되지 않는다.

Description

무균열 내열자기의 제조방법 및 이로부터 제조된 무균열 내열자기{Manufacturing method for non crazing heat resistant ceramic pottery and non crazing heat resistant ceramic pottery thereby}

본 발명은 무균열 내열자기의 제조방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 내열자기의 표면을 세라믹으로 코팅하여 내열자기 표면에서 균열이 없도록 하고, 상기 내열자기와 상기 세라믹 사이의 접착력을 증대시켜 내열자기에 코팅된 세라믹이 우수한 내구성을 갖도록 하는 무균열 내열자기의 제조방법에 관한 것이다.

음식물을 조리하는데 사용하는 주방 용기는 철제 또는 스테인리스, 알루미늄과 같은 금속소재로 제작되어 왔으나 근래에 좀더 맛있는 조리를 위하여 도자기를 주방 용기로 사용하는 것이 증대되고 있다.

도자기는 세라믹 재료로서 인체에 유해한 물질을 방출하지 않을 뿐 아니라 원적외선 등을 방출하여 인체에 유익한 영향을 주는 것으로 알려져 있다.

도자기를 주방용기로 사용하기 위해서는 직화나 전자레인지 등에 의한 조리시 균열이 발생하지 않도록 내열성이 높고, 가열과 냉각시에 수축성이 적은 내열성 소지(素地)를 사용하고 있다.

점토, 고령토, 산청토, 페타라이트 등의 무기물질을 혼합 반죽한 내열성 소지를 성형하고 건조하여 900 ℃ 이상의 온도에서 초벌구이하고, 그 다음에 유약을 도포하고 건조하여 1250 ℃이상의 온도에서 재벌구이하는 방식으로 내열 도자기를 제조하는 방법이 대한민국공개특허 제1996-0010579호에 기재되어 있다.

그러나 상기 유약을 도포하여 건조하고 재벌구이하는 과정에서 유약에서 균열이 발생하게 되고, 완성된 내열 도자기의 표면 균열 부위에 음식물 찌꺼기 또는 세균 등이 번식하게 됨으로써 주방 용도로서의 사용에 악영향을 미치는 문제점이 있다.

또한 도자기는 상기 표면 균열로 인해 조리 중에 음식이 도자기 표면에 달라붙는 문제가 있고, 세척시 세제의 유입으로 끓을 때 거품이 발생하는 등 세척이 매우 불편하며, 도자기 표면에 음식물이 눌러 붙기 때문에 미관상 좋지 않은 문제가 있다.

이를 해결하기 위해 도자기 표면에 폴리테트라풀루오로에틸렌(Poly Tetra Fluoro Ethylene, PTFE)를 함유한 유기도료를 코팅하는 방법이 알려져 있다.

그러나 상기 PTFE를 함유한 코팅층은 비점착 특성으로 음식물이 눌러 붙는 문제점은 해결되었지만, 고온에서 사용할 경우 인화?뭐걍核關? 불꽃에 접촉될 경우 쉽게 인화, 착화하여 화재가 발생할 수 있고, PFOA(Perfluorooctanoic Acid) 등의 인체에 유해한 환경호르몬을 용출할 수 있으며, 코팅층이 벗겨질 수 있으므로 내구성이 저하되는 문제점이 있다.

한편 도자기 표면에 코팅을 하기 위해서는 도자기 표면과 코팅 물질 사이에 접착력을 향상시키기 위해 샌드 블라스트(Sand blast) 등과 같은 전처리 공정이 필수적인데, 상기 샌드 블라스트 전처리 공정을 수행하더라도 접착력이 우수하지 못하여 PTFE를 함유한 코팅층이 벗겨질 수 있고, 상기 코팅층의 강도를 보완하기 위해 3회 이상 코팅하여야 하므로 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 내열자기의 표면의 코팅제로서 유약 또는 PTFE 이외의 코팅제를 대체하여 사용하되, 상기 대체된 코팅제와 내열자기의 표면 사이에서 결합을 증대하기 위한 무균열 내열자기의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 내열소지 조성물을 이용하여 기물을 성형하고 건조하는 단계; 상기 건조하는 단계에서의 기물을 가마에서 소성하여 1 ~ 30 부피%의 기공이 형성된 기물을 만드는 단계; 상기 기공이 형성된 기물에 세라믹 코팅제를 도포하는 단계; 및 상기 도포하는 단계의 기물을 열처리하는 단계를 포함하는 무균열 내열자기의 제조방법을 제공한다.

본 발명에 따르면 내열자기의 표면 코팅층에 균열이 없으므로 조리시에 음식물이 눌러 붙지 않고 수분이 내열자기 속으로 침투하기 어려워 표면 세척이 용이해지며, 상기 코팅층이 내열자기와 재질이 유사한 세라믹 재질로 이루어져서 가열된 상태에서 열이 오래 잔류하여 음식의 맛이 오래 유지되고 인체에 유해한 물질이 방출되지 않는다.

또한, 내열자기의 제조과정에서 성형된 기물의 표면에 요철이 형성되어 있으므로 세라믹 코팅을 하기 위해 상기 성형된 기물의 표면에 전처리로서 별도의 샌드 블라스트 작업을 할 필요가 없으며, 상기 표면의 확대된 표면적에 의해 성형된 기물의 표면과 코팅층 사이의 접착력이 우수하여 가혹한 조건에서 장기간 사용하여도 세라믹 코팅층이 탈착되거나 훼손되지 않는다.

또한, 내열자기의 제조과정에서 유약을 사용하지 않고 초벌구이와 재벌구이의 소성이 한단계에서 수행되어 제조방법이 간편해지고 낮은 온도에서 소성을 실시함으로써 에너지 비용이 절감되며, 초벌구이 및 재벌구이 없이 한차례만의 기물 소성으로 기공과 표면 요철이 형성되면서도 강도가 유지되는 것이 가능해진다.

본 발명의 무균열 내열자기는 내열소지 조성물을 이용하여 물레성형법, 틀성형법, 이장주입성형법(Casting)등과 같은 성형방법으로 기물을 성형하고, 상기 성형된 기물을 소성하여 기공이 형성된 기물을 만들어 상기 기공 및 기공에 의한 표면 요철에 의해 세라믹 코팅과 결합력을 향상시키고, 상기 기공이 형성된 기물의 표면을 세라믹 코팅제로 코팅하고 열처리하여 제조된다.

본 발명은 성형된 기물에 세라믹 코팅제와의 코팅 결합성 및 코팅 후의 내구성을 향상시키기 위하여 기공 및 표면 요철이 형성된 기물을 만드는 방법으로, 일반적으로 도자기 제조시 행하는 재벌소성 대신에 특정 조건에서 한차례 소성하는 가소성을 하거나, 기공을 형성할 수 있는 폴리머 비드, 발포제 등과 같은 기공형성제를 더 이용하여 소성하는 방법 등을 사용할 수 있다.

일반적인 도자기 제조방법으로 초벌소성 후에 재벌소성에 의해 재벌소성 온도에서 제조하게 되면 도자기의 기공이 모두 막혀 치밀질이 형성되며 기공이 존재하지 않게 된다. 이 경우 도자기 기물의 두께를 얇게 제조해도 사용에 적정한 강도를 유지할 수 있게 된다.

반면에 본 발명에서는 후술하는 바와 같이 소성 조건 및 온도를 적절히 유지하면서 가소성함으로써 적절한 강도를 가지면서도 기공을 포함하는 기물을 제조할 수 있다. 이때 상기 가소성에 의한 기공율은 1 ~ 30 부피%로 다양하게 나타나며, 기공을 포함하더라도 사용에 적절한 강도를 유지할 수 있게 된다.

이를 위한 내열소지 조성물은, 점토, 고령토, 산청토 및 산백토로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 도자기용 태토 및, 페타라이트, 실리카, 규석, 알루미나 및 산화리튬으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 무기물을 포함하는데, 상기 도자기용 태토에 상기 무기물을 물과 반죽하여 유동상으로 하여 성형작업을 할 수 있다.

이때, 상기 무기물의 입자 크기는 0.1 ~ 50 ㎛인 것이 내열소지 조성물에서 혼련성이 우수해지고, 후술하는 본 발명의 소성하는 조건에서 상기 도자기용 태토와 입자 크기의 차이로 인하여 열처리로 생성되는 가스의 배출 경로를 형성하여 소성된 기물에서 기공 및 표면 요철을 형성할 수 있으며, 한편, 균일하게 분포될 수 있어 제조되는 내열자기의 내열성을 향상시킬 수 있어 바람직하다.

본 발명에서 기공형성제를 더 이용하는 방법에 사용할 수 있는 내열소지 조성물은 점토, 고령토, 산청토 및 산백토로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 도자기용 태토와, 페타라이트, 실리카, 규석, 알루미나 및 산화리튬으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 무기물 및 기공형성제로서 폴리머 비드(Polymer bead)를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 폴리머 비드는 재질이 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리메틸메타크릴레이트와 같은 열가소성 합성수지를 사용할 수 있는데, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 올레핀계 합성수지를 사용하는 것이 인체에 좀더 무해할 수 있고, 고밀도 폴리에틸렌은 재질이 단단하고 수분과 친화력이 없고 습기 투과율이 낮아 취급이 용이하여 기공 형성 작업성이 좀더 우수해진다.

또한, 상기 폴리머 비드의 평균 입경은 1 ~ 200 ㎛인 것이 바람직한데, 상기 입경이 1 ㎛ 미만이면 소성시 폴리머 비드가 열분해되면서 발생하는 가스에 의해 성형된 기물에서 기공을 형성하게 되고 동시에 성형된 기물의 표면에 요철을 형성하게 되는데 상기 요철이 적어지고 요철의 깊이도 작아져서 표면적이 확대되지 않으므로 세라믹 코팅제가 흘러 침투하여 결합하는 효과가 감소되며, 입경이 200 ㎛ 초과하면 소성시 열분해되기 어려워서 소성 시간이 길어지고 열분해 과정에서 급격한 부피 팽창에 의한 가스의 배출로 내열소지의 소성 상태가 불량하여 내열자기의 강도를 저하시킬 수 있어 바람직하지 못하다.

한편, 상기 폴리머 비드의 함량은 상기 내열소지 조성물에서 물을 제외한 내열소지 조성물 기준으로 1 ~ 30 중량%인 것이 바람직하다.

이때, 상기 폴리머 비드의 함량이 1 중량% 미만이면 상기 성형된 기물에서 기공과 표면 요철이 적어지고 그 요철의 깊이도 작아져서 표면적이 확대되지 않으므로 세라믹 코팅층과 결합 효과가 감소되며, 상기 폴리머 비드의 함량이 30 중량%를 초과하면 소성 과정에서 열분해로 형성되는 기공이 너무 과다하여 세라믹 코팅이 과다해지고 열처리시 손상이 발생할 수 있고 기공의 과다 형성으로 최종적으로 제조되는 내열자기의 강도를 저하할 수 있으므로 바람직하지 못하다.

본 발명에서 기공형성제를 더 이용하는 방법에 사용할 수 있는 또 다른 내열소지 조성물은 점토, 고령토, 산청토 및 산백토로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 도자기용 태토와, 페타라이트, 실리카, 규석, 알루미나 및 산화리튬으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 무기물 및 기공형성제로서 발포제를 포함하여 이루어진다.

이때, 상기 발포제는 소듐 바이설페이트, 소듐 라우릴설페이트, 소듐 바이카보네이트, 암모늄 설페이트, 암모늄 퍼설페이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것이 상기 내열소지 조성물에서 발포력이 우수해지면서도 크기가 너무 커지지 않고 균일한 기공을 형성할 수 있어 바람직하다.

상기 발포제의 함량은 상기 내열소지 조성물에서 물을 제외한 내열소지 조성물 기준으로 0.1 ~ 5 중량%인 것이 바람직하다.

본 발명에서는 상기 내열소지 조성물을 이용하여 물레성형법, 틀성형법, 주입성형법등과 같은 다양한 성형방법을 사용하여 기물을 성형하고 성형된 기물을 건조할 수 있다.

상기 건조는 상기 성형된 기물을 통상의 방법으로 건조할 수 있으나, 제습 건조기에서 25 ~ 70 ℃온도로 3 ~ 96 시간 건조하는 것이 좀 더 바람직하다. 이때, 건조 온도가 25 ℃ 미만일 때에는 상기 내열소지에 잔존하고 있는 수분의 배출이 천천히 진행되어 건조 시간이 길어지고, 상기 건조 온도가 70 ℃ 초과일 때에는 상기 내열소지에 잔존하고 있는 수분의 배출이 급격히 진행되어 기공이 너무 많이 형성되거나 크게 되어 소성시 성형된 기물에 균열이 발생하여 내열자기가 깨지기 쉬운 상태가 될 수 있다.

이후, 상기 건조된 기물을 가마에서 소성한다.

상기 가마의 온도를 200 ~ 250 ℃까지 2 ~ 4 시간 동안 천천히 승온한 후에 200 ~ 250 ℃에서 2 ~ 3 시간 동안 상기 건조된 기물을 재건조하고, 그 다음에 1 ℃/분의 승온속도로 1200 ~ 1300 ℃까지 승온한 후에 1200 ~ 1300 ℃에서 1 ~ 6 시간 동안 상기 재건조된 기물을 소성할 수 있다.

이때, 1 ℃/분의 승온속도로 급격하지 않게 천천히 승온함으로써, 상기 내열소지 조성물에서 소결되는 성분 사이의 간극에 의해 균일한 분포의 기공을 형성하면서도 소성된 기물의 강도를 저하시키지 않게 된다.

상기 기공형성제가 폴리머 비드인 경우 상기 소성에서 상기 폴리머 비드가 열분해하여 가스로 변환되고 상기 열분해된 가스가 상기 기물로부터 모두 방출되면서 기물에서 기공과 표면 요철을 형성하게 되는데, 상기와 같이 천천히 승온함으로써 형성되는 기공과 표면 요철을 균일하게 하고 급격한 방출을 억제하여 내열소지의 소성이 균일하게 이루어져 균열이 발생하거나 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.

상기 소성할 때에 상기 가마의 승온속도를 빨리 할 경우 수분 및 기공형성제가 빠르게 가스화되어 성형된 기물의 벽면에 큰 기공을 형성하게 되므로, 결국 내열자기에 균열이 발생하여 깨지기 쉬운 상태가 되거나, 미처 성형된 기물 내로부터 빠져나가지 못한 가스에 의한 압력으로 내열자기가 변형되기 쉽다.

상기 형성된 요철 및 기공에 의해 후술하는 본 발명의 세라믹 코팅제가 소성된 기물의 표면에 전처리로서 별도의 샌드 블라스트 작업 없이 용이하게 도포되며, 소성된 기물의 요철에 의한 확대된 표면적에 의해 기물의 표면과 세라믹 코팅층 사이의 접착력이 우수하여 장기간 사용하여도 세라믹 코팅층이 탈착되거나 훼손되지 않는다.

이후, 상기 소성된 기물에 세라믹 코팅제를 도포할 수 있다.

상기 세라믹 코팅제는, 무기결합제로서 메틸트리메톡시실란에 실리카(SiO₂), 알루미나(Al₂O₃), 산화티탄(TiO₂) 등의 무기안료 및 산을 넣어 반응시킨 다음 알코올과 물을 넣고 볼 밀(Ball Mill) 등을 이용하여 분산시켜 제조하는 a액과, 무기결합제로서 메틸트리메톡시실란과 무기충전재로서 테트라메틸오르토실리케이트와 실리콘 오일을 포함하여 제조되는 b액을 서로 혼합한 실리콘 오일, 무기결합제 및 무기충전재로 구성된 조성물을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 메틸트리메톡시실란은 발수성 및 발유성이 우수하여 조리시에 음식물이 눌러 붙지 않도록 하며, 상기 테트라메틸오르토실리케이트는 상기 세라믹 코팅제가 도포되어 형성되는 코팅층의 경도를 증대하며, 상기 실리카, 알루미나 및 산화티탄은 상기 코팅층의 경도, 접착력 내마모성을 부여하기 위해 사용되며, 상기 실리콘 오일은 상기 세라믹 코팅제를 구성하는 성분들의 분산을 용이하게 하고 상기 무기결합제와 열처리 과정에서 상기 메틸트리메톡시실란과 수소결합과 가열경화에 의해 중축합하여 화학적 결합하여 코팅층의 경도와 발수성 및 발유성을 향상시킬 수 있다.

상기 도포는 상기 소성된 기물을 20 ~ 200 ℃가 되도록 예열하고, 상기 예열 된 기물의 표면에 상기 세라믹 코팅제를 담금법, 스프레이코팅법, 롤코팅법, 플로어코팅법 등과 같은 방법으로 도포하여 5 ~ 100 ㎛ 두께의 세라믹 코팅층을 형성할 수 있다.

상기 예열 온도가 20 ℃ 미만이면 광택이 나빠지고 점도가 저하되어 코팅액의 흐름 자국이 발생하고 매끈하지 못한 코팅층 외관을 나타내며, 상기 예열 온도가 200 ℃를 초과하면 상기 세라믹 코팅제가 코팅되는 코팅층이 거칠어지고 얼룩이 발생하고 기물의 표면과 접착이 불량해 지는 문제점이 있다.

상기 세라믹 코팅층의 두께는 5 ~ 100 ㎛가 바람직한데, 상기 두께가 5 ㎛ 미만이면 조리시에 음식물이 눌어붙을 수 있고 내구성 면에서 바람직하지 못하며 상기 두께가 100 ㎛를 초과하면 무균열 내열자기의 생산원가가 높아져 경제성 면에서 바람직하지 못하다.

상기 세라믹 코팅제는 기초 원료가 금속과 유기물로 이루어져 있고, 이들의 최종 반응물이 경화되어 무기질 도막을 형성할 때에 상기 유기물에 의해 균일하고 균열이 없는 도막을 형성하므로, 상기 소성된 기물에 세라믹 코팅제를 도포하여 형성된 세라믹 코팅층은 내열자기의 표면에서 균열이 없는 무균열 내열자기를 제공할 수 있다.

상기 세라믹 코팅제의 상품화 예로는 대한화인세라믹(주)의 NH-3000, NC-3000, NS-3000, NS-27, NK-27, NH-27 등이 있다.

이후, 세라믹 코팅제가 도포된 기물을 50 ~ 400 ℃에서 1 ~ 60분 동안 열처리하여 무균열 내열자기를 얻을 수 있다.

상기 열처리 온도가 50 ℃ 미만이거나 열처리 시간이 1분 미만이면 상기 세라믹 코팅제의 경화가 충분하지 못하여 경도가 낮아져서 조리시에 음식물이 눌러 붙을 수 있으며, 상기 온도가 400 ℃를 초과하거나 상기 시간이 60 분을 초과하면 생산성 면에서 바람직하지 못하다.

이하에 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

[실시예 1]

점토 250 g, 산청토 150 g, 페타라이트 500 g, 물 150 g을 혼합하고 토련하여 내열소지 조성물을 얻었다.

물레성형 기법을 이용하여 상기 내열소지 조성물을 물레의 회전 원판 위에 올려 넣고 물레를 회전시키면서 회전력과 마찰력을 이용하여 성형물을 얻었다.

상기 성형물을 탈형하고 정형한 후에 항온·항습 건조실에서 25 ℃의 온도와 50RH%의 습도 조건에서 건조하였다.

상기 건조된 성형물을 가마에 넣고, 가마의 온도를 250 ℃까지 3시간 동안 승온한 후에 250 ℃에서 1 시간 가열하고, 1 ℃/분의 승온속도로 1200 ℃까지 승온한 후에 1200 ℃에서 1 시간 동안 가열하여 소성하고 가마의 온도를 실온으로 낮추어 기물을 얻었다.

상기 기물을 150 ℃가 되도록 예열하고, 상기 예열된 기물의 표면에 세라믹 코팅제(NH-3000, 대한화인세라믹(주), 한국)를 에어 스프레이 건을 이용하여 스프레이코팅법으로 도포하여 세라믹 코팅층이 형성된 기물을 얻었다.

상기 세라믹 코팅층이 형성된 기물을 300 ℃에서 10분간 열처리하여 상기 세라믹 코팅층의 두께가 40 ㎛인 무균열 내열자기를 얻었다.

[실시예 2]

상기 실시예 1에서, 상기 내열소지 조성물을 점토 250 g, 산청토 150 g, 페타라이트 500 g, 폴리머 비드(폴리스티렌 비드 XPHERE-FPS, 평균입경 8 ㎛, 포세라(주), 한국) 100 g 및 물 200 g으로 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 세라믹 코팅층의 두께가 40 ㎛인 무균열 내열자기를 얻었다.

[실시예 3]

상기 실시예 2에서, 상기 성형물을 얻기 위해 틀 성형 기법을 이용하여 준비된 석고형틀에 상기 실시예 2의 내열소지 조성물을 가압하여 성형물을 얻는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법을 사용하여 세라믹 코팅층의 두께가 40 ㎛인 무균열 내열자기를 얻었다.

[실시예 4]

상기 실시예 2에서, 상기 성형물을 얻기 위해 이장주입성형기법을 이용하여, 점토 250 g, 산청토 150 g, 페타라이트 500 g, 폴리머 비드(폴리스티렌 비드 XPHERE-FPS, 평균입경 8 ㎛, 포세라(주), 한국) 100 g 및 물 1000 g을 혼합하고 토련하여 얻어진 내열소지 조성물을 준비된 석고형틀에 투입하고 일정 시간 이후에 아직 유동상의 상기 내열소지 조성물을 배출하여 석고형틀 벽에 성형된 성형물을 얻는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법을 사용하여 세라믹 코팅층의 두께가 40 ㎛인 무균열 내열자기를 얻었다.

[실시예 5]

상기 실시예 1에서, 상기 내열소지 조성물을 점토 250 g, 산청토 150 g, 페타라이트 500 g, 물 150 g 및 발포제로서 소듐 라우릴설페이트 9 g로 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 세라믹 코팅층의 두께가 40 ㎛인 무균열 내열자기를 얻었다.

상기 얻어진 무균열 내열자기에 대하여 하기의 시험방법에 의해 특성을 평가하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.

(시험방법)

1. 비점착성

200 ℃의 온도의 내열자기에서 달걀 흰자를 가열하고 30초 후에 자연적으로 박리되는 지를 20회 반복하여 측정한다.

상기 박리가 19~20회이면 매우 우수, 17~18회이면 우수, 15~16회이면 보통, 13~14회이면 불량, 11~12회이면 매우 불량으로 평가한다.

2. 부착성

세라믹 코팅층에 커터나이프를 사용하여 2 mm 간격으로 바둑판 무늬를 종,횡으로 각각 11개씩 흠집을 내어 100개의 셀을 만든 후 셀로판테이프(상표명: 3M사 제조, 상품명:스카치)를 붙이고 박리하여 100개중 박리되어 셀로판테이프에 부착된 셀의 수를 측정한다.

3. 내열내염수성

상기 얻어진 무균열 내열자기를 450~500 ℃에서 60 분간 가열하고 이를 20 ℃에서 5 % 소금용액에 60분간 침적하여 급냉시킨 후 상기 세라믹 코팅된 내열자기의 균열 및 박리 상태를 현미경을 통해 관찰한다.

4. 내후성

웨더미터에서 2000시간 처리 후 도막의 균열, 변색을 육안으로 관찰하여 평가한다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
비점착성	매우 우수	매우 우수	매우 우수	매우 우수	매우 우수
부착성 (박리된 셀 수)	0	0	0	0	0
내열내염수성	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음
내후성	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음	이상 없음

상기 표 1로부터 본 발명의 무균열 내열자기는 비점착성이 매우 우수하여 조리시 음식이 눌러 붙지 않음을 확인할 수 있으며, 부착성 평가 결과 셀로판테이프에 전사가 되지 않아 상기 내열자기와 상기 세라믹 코팅층 사이에 강한 접착력을 확인할 수 있다.

또한, 내열내염수성 시험 및 내후성 시험에서도 내열자기의 균열 및 박리가 없이 우수한 상태를 나타내는 결과로부터 본 발명의 무균열 내열자기는 세라믹 코팅층의 손상 없이 장기간 사용이 가능한 것을 확인할 수 있다.

Claims (13)

1. 점토, 고령토, 산청토 및 산백토에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 도자기용 태토, 페타라이트, 실리카, 규석, 알루미나 및 산화리튬에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 무기물, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드 및 폴리메틸메타크릴레이트에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어진 폴리머 비드 및 발포제를 포함한 내열소지 조성물을 이용하여 기물을 성형하는 단계;
   상기 기물을 25 ~ 70 ℃의 온도로 3 ~ 96 시간 동안 건조하는 단계;
   상기 건조하는 단계에서 얻어진 건조 기물을 가마에서 1 ℃/분의 승온속도로 1200 ~ 1300 ℃까지 승온하면서 소성하여 1 ~ 30 부피%의 기공이 형성된 기물을 만드는 단계;
   상기 기공이 형성된 기물에 세라믹 코팅제를 도포하여 코팅층을 형성하는 단계; 및
   상기 코팅층이 형성된 기물을 열처리하는 단계;를 포함하는 무균열 내열자기의 제조방법.
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5. 제 1항에 있어서,
   상기 무기물의 입자 크기는 0.1 ~ 50 ㎛인 것을 특징으로 하는 무균열 내열자기의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 폴리머 비드는 평균 입경이 1 ~ 200 ㎛인 것을 특징으로 하는 무균열 내열자기의 제조방법.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 폴리머 비드의 함량은 상기 내열소지 조성물에서 물을 제외한 내열소지 조성물 기준으로 1 ~ 30 중량%인 것을 특징으로 하는 무균열 내열자기의 제조방법.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 발포제는 소듐 바이설페이트, 소듐 라우릴설페이트, 소듐 바이카보네이트, 암모늄 설페이트, 암모늄 퍼설페이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 무균열 내열자기의 제조방법.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 발포제의 함량은 상기 내열소지 조성물에서 물을 제외한 내열소지 조성물 기준으로 0.1 ~ 5 중량%인 것을 특징으로 하는 무균열 내열자기의 제조방법.
10. 제 1항에 있어서,
    상기 기공이 형성된 기물을 만드는 단계에서 상기 가마의 온도를 200 ~ 250 ℃까지 2 ~ 4 시간 동안 승온한 후에 200 ~ 250 ℃에서 2 ~ 3 시간 동안 상기 건조된 기물을 재건조하고, 그 다음에 1 ℃/분의 승온속도로 1200 ~ 1300 ℃까지 승온한 후에 1200 ~ 1300 ℃에서 1 ~ 6 시간 동안 상기 재건조된 기물을 소성하는 것을 특징으로 하는 무균열 내열자기의 제조방법.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 세라믹 코팅제는, 무기결합제로서 메틸트리메톡시실란에 실리카, 알루미나, 산화티탄의 무기안료 및 산을 넣어 반응시킨 다음 알코올과 물을 넣고 볼 밀을 이용하여 분산시켜 제조하는 a액과, 무기결합제로서 메틸트리메톡시실란과 무기충전재로서 테트라메틸오르토실리케이트와 실리콘 오일을 포함하여 제조되는 b액을 서로 혼합하여 제조된 실리콘 오일, 무기결합제 및 무기충전재를 포함한 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하는 무균열 내열자기의 제조방법.
12. 제 1항에 있어서,
    상기 세라믹 코팅제가 도포된 기물을 열처리하는 단계는 50 ~ 400 ℃에서 1 ~ 60분 동안의 조건으로 열처리하는 것을 특징으로 하는 무균열 내열자기의 제조방법.
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