KR102623353B1

KR102623353B1 - 법랑 조성물 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 조리기기

Info

Publication number: KR102623353B1
Application number: KR1020210010594A
Authority: KR
Inventors: 김주형; 양재경; 김태호; 김태희; 신재영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2021-01-26
Filing date: 2021-01-26
Publication date: 2024-01-09
Also published as: US20240092686A1; WO2022164186A1; KR20220107680A; EP4286348A1

Abstract

우수한 청소 기능성을 가지며, 금속 재질의 모재에 법랑 코팅 구현시 가스 발생에 의한 결함 발생을 억제하여 우수한 내열 충격성 및 내구성을 확보한 법랑 조성물 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 조리기기에 대하여 개시한다.
또한, 본 발명에 따른 법랑 조성물은 유리를 구현하는 성분들과 촉매 성능을 갖는 성분들이 최적화된 성분계를 가짐으로써 우수한 내열 충격성 및 내구성을 갖는다.

Description

법랑 조성물 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 조리기기{COMPOSITION FOR ENAMEL, METHOD FOR PREPARATION THEREOF AND COOKING APPLIANCE USING THE SAME}

본 발명은 법랑 조성물 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 조리기기에 관한 것이다.

법랑(enamel)은 금속판의 표면에 유리질 유약을 도포시킨 것이다. 일반적인 법랑은 전자레인지와 오븐과 같은 조리기기 등에 사용된다. 전기오븐, 가스 오븐 등의 조리기기는 가열원을 이용하여 음식물을 조리하는 기기이다.

조리과정에서 발생한 오염물질 등이 조리기기의 캐비티(cavity) 내벽에 들러붙게 되므로, 캐비티 내벽을 청소할 필요가 있다. 또한, 법랑은 조리기기의 캐비티 내벽 표면 등에 코팅되어 조리기기에 묻은 오염물의 제거를 용이하게끔 한다.

일반적으로, 캐비티 내벽을 쉽게 청소할 수 있는 기술로는 고온에서 오염물을 태워 재로 만드는 열분해 방법이 알려져 있고, 열분해 방법이 적용되는 법랑 조성물로서 P₂O₅, SiO₂, B₂O₃ 등의 성분을 포함하는 법랑 조성물이 알려져 있다.

종래의 법랑 조성물은 고온에서 열처리하지 않으면 청소가 불가능하다. 따라서, 종래의 법랑 조성물은 조리기기의 내부에만 적용이 가능하고 조리기기의 외부에는 적용할 수 없었다

또한, 종래의 법랑 조성물은 대략 850℃ 이상의 높은 온도에서 소성되어 법랑 코팅층을 형성한다. 만약 금속 소재의 모재 표면에 법랑 조성물을 적용하고 850℃ 이상의 높은 온도에서 법랑 조성물을 소성하면, 상기 금속 소재의 모재의 구조가 변형되는 문제점이 발생할 수 있다.

또한, 종래의 법랑 조성물은 소, 돼지, 가금류 기름과 같은 오일류 오염물질을 제거하기 위해서 일정시간 수분에 의한 불림과정이 필요하여 청소 과정이 번잡한 문제가 있었다.

(특허문헌 1) KR 등록특허공보 제10-1385975호(2014.04.21. 공고)

본 발명의 목적은 우수한 청소 기능성을 가지며, 금속 재질의 모재에 법랑 코팅 구현 시 가스에 의한 기포 발생을 억제하여 우수한 내열 충격성 및 내구성을 확보한 법랑 조성물 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 조리기기를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 유리를 구현하는 성분들과 촉매 성능을 갖는 성분들이 최적화된 성분계를 가짐으로써 우수한 내열 충격성 및 내구성을 갖는 법랑 조성물을 제공하는 것이다.

아울러, 본 발명의 목적은 소성 온도를 낮추어 모재의 변형을 방지할 수 있는 법랑 조성물 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 조리기기를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 법랑 조성물은, 소성 온도를 낮추어 모재의 변형을 최소화하고 기포 발생을 억제하기 위해서, 비교적 높은 P2O5를 포함하고, 또한 내화학성을 증진시키지만 고온 점도를 증가시키는 Al, Ti 및 Zr 성분들과 내화학성을 감소시킴에도 고온 점도를 낮추는 R₂O 성분들의 함량이 조절된 성분계를 갖는다.

보다 구체적으로, 본 발명에 따른 법랑 조성물은 P₂O₅ 15 ~ 25 중량%, SiO₂ 10 ~ 25 중량%, Al₂O₃ 12 ~ 16 중량%, ZrO₂ 0.1 ~ 4 중량%, Na₂O 및 K₂O 가운데 1종 이상 10 ~ 25 중량%, Li₂O 0.5 ~ 3 중량%, B₂O₃ 14 ~ 20 중량%, TiO₂ 0.5 ~ 4 중량%, CoO 0.5 ~ 1.2 중량% 및 NiO 1 ~ 4 중량%를 포함하는 성분계를 갖는다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 법랑 조성물은 ZnO 5 중량% 이하를 더 포함할 수 있고, NaF 5 중량% 이하를 더 포함할 수 있으며, Fe₂O₃1 중량%; 이하를 더 포함할 수 있으며, CuO0.5 중량% 이하를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 법랑 조성물은 유리를 구현하는 성분들과 촉매 성능을 갖는 성분들이 최적화된 성분계를 가짐으로써 상온에서 물 불림 없이도 모든 오염물에 대해서 손쉽게 청소가 가능해질 수 있다.

아울러, 본 발명에 따른 법랑 조성물은 비교적 낮은 온도에서 소성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 법랑 조성물이 적용된 모재의 변형이 최소화될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 법랑 조성물은 고온 점도를 개선하여 소성 과정에서 기포가 발생되지 않는다.

또한, 본 발명의 법랑 코팅층은 유리를 구현하는 성분들과 촉매 성능을 갖는 성분들이 최적화된 성분계를 가짐으로써 우수한 내열 충격성 및 내구성을 갖는다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조리기기를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 그레이트 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 3은 실시예와 비교예의 법랑 코팅 표면에 대한 사진이다.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 법랑 조성물 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 조리기기를 설명하도록 한다.

법랑 조성물

일반적으로, 조리기기의 탑 플레이트는 철 성분의 금속 소재로 이루어진다. 상기 탑 플레이트의 표면 청소를 용이하게 하기 위해서, 상기 탑 플레이트의 표면에 법랑 조성물을 적용할 수 있다. 하지만 종래의 법랑 조성물은 대략 850℃ 이상의 높은 온도에서 소성되어 법랑 코팅층을 형성한다. 만약 탑 플레이트의 표면에 종래의 법랑 조성물을 적용하고 850℃ 이상의 높은 온도에서 법랑 조성물을 소성하면, 상기 탑 플레이트에 뒤틀림이 발생하여 상기 탑 플레이트의 구조가 변형될 수 있다.

이에 따라 모재의 변형을 방지할 수 있는 새로운 법랑 조성물이 요구되며, 본 발명은 소성 온도를 810℃ 이하로 낮추어 모재의 변형을 방지할 수 있는 법랑 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명의 실시예에에 따른 법랑 조성물은 고온 점도를 낮추어 기포 발생을 억제하고 유리를 구현하는 성분들과 촉매 성능을 갖는 성분들이 최적화된 성분계를 가짐으로써 우수한 내열 충격성 및 내구성을 갖는다.

이를 위한 본 발명에 따른 법랑 조성물은 P₂O₅ 15 ~ 25 중량%, SiO₂ 10 ~ 25 중량%, Al₂O₃ 12 ~ 16 중량%, ZrO₂ 0.1 ~ 4 중량%, Na₂O 및 K₂O 가운데 1종 이상 10 ~ 25 중량%, Li₂O 0.5 ~ 3 중량%, B₂O₃ 14 ~ 20 중량%, TiO₂ 0.5 ~ 4 중량%, CoO 0.5 ~ 1.2 중량% 및 NiO 1 ~ 4 중량%를 포함하는 성분계를 갖는다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 법랑 조성물의 각 성분의 역할 및 그 함량에 대하여 상세히 설명하도록 한다.

P₂O₅는 알칼리 포스페이트 유리 구조(alkali phosphate glass structure)를 형성하는 기능을 하는 성분이다. 또한, P₂O₅는 법랑 조성물 내 다량의 전이금속산화물의 첨가를 용이하게 하는 글라스 포머(glass former)이고, 법랑 표면과 오염물질 사이에 물이 침투하는 것을 도와주어 오염물질을 쉽게 제거하는 기능을 갖는다. P₂O₅는 본 발명에 따른 법랑 조성물 전체 중량의 15 ~ 25 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 범위로는 18 ~ 24 중량%를 제시할 수 있다. P₂O₅가 25 중량%를 초과하여 다량 첨가될 경우에는 법랑 조성물의 유리화가 어려워질 수 있고 법랑 조성물의 열 물성이 저하될 수 있다. 반대로, P₂O₅가 15 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 전이금속산화물의 첨가량이 줄어들어 청소 기능이 저하될 수 있다.

SiO₂는 유리 구조를 형성하는 성분으로 유리 구조의 골격을 강화시켜 법랑 조성물의 내화학성을 향상시키고 촉매로 작용하는 금속산화물의 특성 발현을 용이하게 하는 성분이다. 촉매 금속산화물은 타 성분들에 비해 내열성이나 내화학성이 열등하기 때문에 법랑 조성물에 다량이 함유될 수 없다. 그러나, SiO₂는 기공 사이즈(pore size)가 큰 구조를 가지기 때문에 SiO₂가 적정량 포함되면 법랑 조성물 내 촉매 금속산화물의 용해도를 높일 수 있다. 이에 따라 SiO₂와 촉매 금속산화물의 함량비를 적절하게 제어하여 내열성 및 내화학성이 우수하면서도 촉매 금속산화물의 특성을 발현시킬 수 있다.

SiO₂는 본 발명에 따른 법랑 조성물 전체 중량의 10 ~ 25 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 범위로는 13 ~ 20 중량%를 제시할 수 있다. SiO₂가 25 중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 다른 성분의 첨가를 방해하여 청소 기능이 저하되는 문제가 생길 수 있다. 반대로, SiO₂가 25 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 내화학성 향상 효과를 제대로 발휘하기 어렵다.

Al₂O₃는 알칼리 포스페이트 유리 구조의 약한 내구성을 보완하며, 법랑 표면의 경도를 향상시키는 효과가 있다. Al₂O₃는 본 발명에 따른 법랑 조성물 전체 중량의 12 ~ 16 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 범위로는 13 ~ 15 중량%를 제시할 수 있다. Al₂O₃가 16 중량%를 초과하여 과도하게 첨가될 경우에는 용융온도가 높아지고 융합 흐름(Fusion flow)이 증가하여 법랑 코팅층의 밀착성이 저하될 수 있다. 반대로, Al₂O₃가 12 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 법랑 코팅층의 내구성이 저하될 수 있다.

ZrO₂는 알칼리 포스페이트 유리 구조의 화학적 내구성을 증가시키고 부착성 및 내열성을 향상시키는 성분이다. ZrO₂는 0.1 ~ 4 중량% 포함되는 것이 바람직하다. ZrO₂가 4 중량%를 초과하여 과도하게 첨가될 경우에는 오히려 법랑 코팅층의 밀착성 및 내열성을 저하시킬 수 있다. 반대로 ZrO₂가 0.1 중량% 미만으로 첨가되는 경우 화학적 내구성이 저하될 수 있다.

Na₂O 및 K₂O는 P₂O₅와 함께 작용하여 청소 성능을 증진시키는 역할을 하는 성분이다. Na₂O 및 K₂O는 본 발명에 따른 법랑 조성물 전체 중량의 10 ~ 25 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. Na₂O 및 K₂O가 25 중량%를 초과하여 다량 첨가될 경우에는 유리의 열팽창계수를 극단적으로 증가시켜 코팅 성능이 저하되는 문제가 있다. 반대로, Na₂O 및 K₂O가 10 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 청소 성능이 저하되는 문제가 있다.

Li₂O는 철을 주성분으로 하는 금속 재질의 탑 플레이트에 코팅되는 법랑 코팅층의 표면에서 가스 발생을 억제하는 촉매로서 기능하는 성분이다.

Li₂O는 본 발명에 따른 법랑 조성물 전체 중량의 0.5 ~ 3 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하다. Li₂O가 3 중량%를 초과하여 다량 첨가될 경우에는 다른 성분의 첨가를 방해하여 내구성이 저하되는 문제가 생길 수 있다. 반대로, Li₂O가 0.5 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 가스 발생 억제 효과가 충분히 발현되기 어렵다.

B₂O₃는 유리 형성제로서 역할을 하며. 법랑 조성물의 각 성분들이 균일하게 용해시키는 역할을 하는 성분이다. 또한, B₂O₃는 법랑 조성물의 열팽창 계수와 고온 퍼짐성을 조절하여, 코팅 성능을 향상시키는 역할을 한다. 아울러, B₂O₃는 법랑의 소성 공정 시 적정한 점도를 유지하게 하며 법랑 조성물이 결정화가 일어나지 않게 제어하는 역할을 한다. B₂O₃는 본 발명에 따른 법랑 조성물 전체 중량의 14 ~ 20 중량%의 함량비로 첨가되는 것이 바람직하며, 보다 바람직한 범위로는 15 ~ 19 중량%를 제시할 수 있다. B₂O₃가 20 중량%를 초과하여 과다 첨가될 경우에는 타 성분들의 첨가를 방해하여 청소기능이 저하되는 문제가 생길 수 있다. B₂O₃가 14 중량% 미만으로 첨가될 경우에는 유리 조성이 붕괴될 수 있고 법랑 조성물의 결정화가 발생할 수 있다.

TiO₂는 Al₂O₃와 함께 알칼리 포스페이트 유리 구조의 약한 내구성을 보완하며, 법랑 표면의 경도를 향상시키는 역할을 하는 성분이다. TiO₂는 0.5 ~ 4 중량% 포함된다. TiO₂가 4 중량%를 초과하여 과도하게 첨가될 경우에는 용융온도가 높아지고 융합 흐름(Fusion flow)이 증가하여 법랑 코팅층의 밀착성이 저하될 수 있다. 반대로, TiO₂가 0.5 중량 % 미만으로 포함되면 본 발명의 법랑 코팅층의 내구성이 저하될 수 있다.

CoO는 밀착성을 향상시키기 위해 본 발명의 법랑 조성물에 0.5 ~ 1.2 중량% 포함된다. CoO가 1.2 중량%를 초과하여 과도하게 첨가될 경우 타 성분의 첨가를 방해하여 청소 성능 등 다른 성능의 저하가 발생할 수 있다. 반대로 CoO가 0.5 중량% 미만으로 포함될 경우 밀착성이 저하될 수 있다.

NiO는 CoO와 마찬가지로 모재와의 밀착 성능을 보다 강화하는 성분이다. 뿐만 아니라, NiO는 블랙 색상의 법랑 코팅을 구현할 수 있는 성분이다. 블랙 색상의 법랑 코팅을 구현하기 위해 본 발명의 법랑 조성물은 NiO를 1 중량% 이상 포함한다. 반대로 NiO가 1 중량% 미만으로 포함되면 밀착 성능이 저하되고 블랙 색상의 법랑 코팅을 구현할 수 없다.

아울러, 본 발명의 법랑 조성물은 ZnO 5 중량% 이하를 더 포함할 수 있고, NaF 5 중량% 이하를 더 포함할 수 있으며, Fe₂O₃1 중량% 이하를 더 포함할 수 있으며, CuO0.5 중량% 이하를 더 포함할 수 있다.

ZnO는 코팅층의 표면 장략을 조절하기 위해 5중량% 이하로 포함될 수 있다.

NaF는 Li₂O와 함께 법랑 코팅시 점도를 조절하는 역할을 하는 성분이다. 만일, 소성온도에서 점도가 너무 높으면 표면 결함이 발생할 수 있기 때문에 NaF 및 Li₂O의 첨가로 점도를 적절히 제어할 수 있다.점도 개선

본 발명의 법랑 조성물은 밀착 성능을 향상시키기 위해서 Fe₂O₃와 CuO를 더 포함할 수 있다. Fe₂O₃1 가 1 중량%를 초과하여 포함되거나 CuO가 0.5 중량%를 초과하여 포함되면 오히려 타 성분의 첨가를 방해하고, 블랙 색상의 법랑 코팅을 구현하기 어려운 문제가 있다.

법랑 조성물 제조 방법

본 발명의 실시예에 따른 법랑 조성물 제조 방법은 상술한 법랑 조성물 원료를 준비 및 제공하는 단계와, 법랑 조성물 원료를 용융하는 단계와, 용융된 법랑 조성물을 냉각하는 단계를 포함한다.

본 단계에서, 용융은 1,300 ~ 1,500℃의 온도에서 30 ~ 60분 동안 실시하는 것이 바람직하다.

이후, 용융된 법랑 조성물은 칠러 등이 사용되어, 퀀칭 롤러에 의해 급냉 방식으로 냉각될 수 있다. 이에 따라, 상기 법랑 조성물이 형성될 수 있다.

조리기기

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 조리기기를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 그레이트 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 조리기기(100)는 캐비닛(10), 쿡탑 유닛(20) 및 오븐 유닛(30)을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 조리기기(100)는 드로워 유닛(40) 및 컨트롤 패널(50)을 더 포함할 수 있다.

캐비닛(10)은 조리기기(100)의 외관을 형성하는 것으로, 육면체의 박스 형상을 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

쿡탑 유닛(20)은 캐비닛(10)의 상부에 장착되며, 버너(5)에 의해 가열되는 조리물을 지지하기 위한 적어도 하나의 그레이트(25)를 갖는다.

또한, 쿡탑 유닛(20)은 탑 플레이트(21) 및 조작 노브(27)를 더 포함한다. 이때, 탑 플레이트(21) 상에 4개의 버너(5)가 설치된 것으로 도시하였으나, 이는 예시적인 것으로 버너(5)의 수는 다양하게 적용될 수 있다는 것은 자명한 사실일 것이다. 이러한 버너(5)는 공기와 혼합된 혼합 가스를 연소시켜서 조리물의 가열을 위한 화염을 발생시킨다. 그리고, 조작 노브(27)는 버너(5)의 동작을 조작하기 위해 장착된다.

오븐 유닛(30)은 쿡탑 유닛(20)의 하방에 해당하는 캐비닛(10)의 내부에 배치되어, 조리실을 형성하는 캐비티와, 조리실을 선택적으로 개폐하는 도어(31)를 갖는다. 즉, 오븐 유닛(30)에는 조리물이 조리되는 조리실이 구비된다. 그리고, 조리실은 도어(31)에 의하여 선택적으로 개폐된다. 도시되지는 않았으나, 조리실의 내부에는 조리물의 가열을 위한 가열원, 예를 들면, 브로일 버너, 베이크 버너 및 컨벡션 장치 중 적어도 1개가 장착되어 있을 수 있다.

드로워 유닛(40)은 오븐 유닛(30)의 하방에 해당하는 캐비닛(10)의 내부에 배치될 수 있다. 이러한 드로워 유닛(40)은 조리물이 담기는 용기를 워밍하는 역할을 한다. 드로워 유닛(40)은 캐비닛(10)의 내부 및 외부로 인출되고, 용기가 수납되는 드로워(41)를 포함한다.

컨트롤 패널(50)은 쿡탑 유닛(20)의 후방에 해당하는 캐비닛(10)의 상면 후단에 배치될 수 있다. 컨트롤 패널(50)은 오븐 유닛(30) 및 드로워 유닛(40)의 동작을 위한 신호를 입력 받고, 오븐 유닛(30) 및 드로워 유닛(40)의 동작에 관한 정보를 표시한다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 조리기기(100)는 법랑 코팅층(15)을 더 포함한다.

상기 법랑 코팅층(15)은 810 ℃ 이하에서 소성될 수 있고, 바람직하게는 블랙 색상을 가질 수 있다.

이러한 법랑 코팅층(15)은 탑 플레이트(21)의 표면에 형성된다. 이때, 도 2에서는 법랑 코팅층(15)이 쿡탑 유닛(20)의 탑 플레이트(21)에 코팅된 것을 일 예로 나타낸 것이다.

법랑 코팅층(15)은 상술한 본 발명의 법랑 조성물로부터 형성된다. 여기서, 법랑 코팅층(15)은 탑 플레이트(21)의 노출면 전체를 덮도록 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 법랑 코팅층은 유리를 구현하는 성분들과 촉매 성능을 갖는 성분들이 최적화된 성분계를 가짐으로써 상온에서 물 불림 없이도 모든 오염물에 대해서 손쉽게 청소가 가능해질 수 있다.

아울러, 본 발명의 법랑 코팅층은 고온 점도를 개선하여 소성 과정시 우수한 고온 퍼짐성을 확보할 수 있으므로, 탑 플레이트에 법랑 코팅을 실시할 시 가스 발생에 의한 결함 억제 효과로 크랙 등의 불량을 미연에 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명에 따른 법랑 조성물은 비교적 낮은 온도에서 소성될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 법랑 조성물이 적용된 모재의 변형이 최소화될 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.

여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

1. 법랑 조성물의 제조

표 1에 기재된 조성비를 갖는 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1에 따른 법랑 조성물을 제조하였다. 이때, 각 성분의 원재료들을 V-혼합기(V-mixer)에서 3시간 동안 충분히 혼합하였다. 여기서, Na₂O, K₂O, Li₂O의 원재료는 각각 Na₂CO₃, K₂CO₃, Li₂CO₃ 를사용하였으며, 나머지 성분은 표 1에 기재된 성분과 동일한 것을 사용하였다. 혼합된 재료를 1,400℃에서 50분 동안 용융시키고, 퀀칭 롤러(quenching roller)에서 급냉시켜 유리 컬릿을 수득하였다.

다음으로, 유리 컬릿에 0.5wt%의 유기 폴리실옥산(organopolysiloxane, DOW Corning 1107)을 첨가한 아세톤을 혼합한 후, 분쇄기(ball mill)로 5시간 동안 분쇄하고 건조한 후, 325 메쉬 시브(ASTM C285-88)에 통과시켜 45㎛ 이하의 입경을 갖도록 제어하였다. 이와 같이, 메쉬 시브를 통과한 분말을 법랑 조성물 프릿(frit)으로 사용하였다.

(단위 : 중량%)

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
P₂O₅	22.2	23.2	23.2	12
SiO₂	18.3	17.3	17.3	28
Al₂O₃	14.1	14.1	14.1	10
ZrO₂	2.2	2.2	2.2	18
Na₂O	9.2	8.2	8.2	12
K₂O	9.2	7.2	7.2	2.1
Li₂O	0.7	0.7	0.7	4
B₂O₃	16.6	17.6	17.9	2
ZnO	0.5	0	0	8.2
TiO₂	2	2	2	2
NaF	1.4	1.9	1.9	0
CoO	1	1	1	0
Fe₂O₃	0.3	0.3	0	1.5
NiO	2.1	2.1	2.1	0.2
CuO	0.2	0.2	0.2	0
V₂O₃	0	0	0	0
SnO	0	0	0	0
Total	100	100	100	100

법랑 시편 제조

실시예 1 ~ 3 및 비교예 1에 따른 법랑 조성물을 이용하여 제조한 법랑 조성물 프릿(frit)들을 각각 가로 200mm, 세로 100mm 및 두께 1mm의 주철 시트에 코로나 방전 건(Corona discharge gun)을 이용하여 스프레이 하였다. 방전 건의 전압은 40 ~ 100kV 조건으로 제어하였으며, 주철 시트에 스프레이 코팅되는 프릿(frit)의 양은 300g/㎡이었다.

법랑 조성물 프릿(frit)이 스프레이 코팅된 철강 시트를 810℃의 온도에서 600sec 동안 소성하여 철강 시트의 일면에 200㎛ 두께의 코팅층을 형성하였다. 이를 통해, 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1에 따른 법랑 시편을 제조하였다.

2. 물성 평가

표 2는 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1에 따른 법랑 시편들에 대한 물성 평가 결과를 나타낸 것이다.

1) 연화점 및 열팽창계수

실시예 1 ~ 3 및 비교예 1에 따른 법랑 시편들의 양면을 평행하게 연마한 뒤 TMA(Thermo Machnical Analyzer)를 사용하여 승온속도 10℃min으로 하여 Ts(연화점) 직후까지 가열하여 연화점 및 열팽창계수를 측정하였다.

2) 내화학성

실시예 1 ~ 3 및 비교예 1에 따른 법랑 시편들의 내산 성능 및 내염기 성능을 측정하였다. 내산성 평가는 시트르산 10wt% 용액을 법랑 시편 위에 몇 방울씩 떨어뜨리고, 15분 후에 용액을 깨끗이 닦아낸 후 표면 변화를 관찰하였다.

내염기성 평가는 내산성 평가와 같은 방법으로 실시하되 시약으로 무수 탄산 나트륨 10wt% 용액을 사용하였다. 여기서, 내산 성능 및 내염기 성능을 나타내는 정도는 ASTM ISO 2722 방법에 의해 평가하였으며, AA는 매우 우수함, A는 우수함, B는 보통, C는 낮음, D는 매우 낮음을 의미한다.

3) 청소 성능

청소 성능의 측정방법은 실시예 1 ~ 3 및 비교예 1에 따른 법랑 시편들의 표면에 오염물로서 올리브오일 1g을 골고루 얇게 브러쉬(brush)로 바른 다음, 오염물이 도포된 시편들을 항온기 속에 넣고, 240℃의 온도 및 1시간의 조건에서 오염물을 고착화시켰다.

고착화 이후, 시편들을 자연 냉각한 후, 경화 정도를 확인한 다음 25℃의 물이 있는 수조 속에 10분 동안 침지시켰다. 다음으로, 젖은 헝겊으로 2.5kgf 이하의 힘으로 경화된 올리브오일을 닦았다. 지름 5cm의 바닥이 평탄한 봉을 사용하여 오염된 법랑 표면에서 닦아지는 부분을 균일화하였다. 이때, 닦은 왕복 횟수를 측정하여 이를 청소 횟수로 정의하였다.

4) 점도 개선 효과

실시예 1과 비교예 1의 시편에 대해, 810℃의 온도에서 600sec 동안 소성 소성 후 공냉 과정에서 기포 발생 여부 및 표면 불량 발생 여부를 관찰하였다.

실시예 1과 비교예 1의 시편의 기포 발생 여부에 대한 결과는 도 3에 도시하였다.

구분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1
연화점(℃)	565	498	514	558
열팽창계수	106×10^-7/℃	114×10^-7/℃	115×10^-7/℃	96×10^-7/℃
내산 성능	AA	A	AA	AA
내염기 성능	AA	AA	AA	AA
청소 성능	5	5	5	3

표 1 및 표 2에 도시된 바와 같이, 실시예 1에 따른 법랑 시편의 경우, 연화점이 565℃이고, 열팽창계수가 106×10^-7/℃이었으며, 내화학성은 AA로 매우 우수하며, 청소성능은 5로 측정되어 매우 우수한 특성을 나타내는 것을 확인하였다.

또한, 실시예 2에 따른 법랑 시편 역시, 연화점이 498℃이고, 열팽창계수가 114×10^-7/℃이었으며, 내화학성은 A로 우수하며, 청소성능은 5로 측정되어 매우 우수한 특성을 나타내는 것을 확인하였다.

아울러, 실시예 3에 따른 법랑 시편은 연화점이 514℃이고, 열팽창계수가 115×10^-7/℃이었으며, 내화학성은 AA로 매우 우수하며, 청소성능은 5로 측정되어 매우 우수한 특성을 나타내는 것을 확인하였다.

반면, 비교예 1에 따른 법랑 시편은 연화점이 558℃이고, 열팽창계수는 96×10^-7/℃이었다. 또한, 비교예 1에 따른 법랑 시편은 내화학성은 AA로 매우 우수하였으나, 청소성능이 3으로 측정되어 보통 수준에 불과하였다.

이와 같이, 비교예 1에 따른 법랑 시편의 경우, 청소성능이 좋지 않은 것을 알 수 있는데, 이는 P₂O₅가 본 발명에서 제시하는 범위에 미달하여 소량 첨가되는데 기인한 것으로 파악된다.

다음으로 도 3을 참조하면, 실시예 1에 따른 법랑 코팅의 표면은 기포가 발생되지 않았지만, 비교예 1에 따른 법랑 코팅의 표면은 기포가 발생되어 있는 것을 확인할 수 있다. 도시하진 않았지만, 실시예 1과 마찬가지로 실시예 2 내지 3의 법랑 코팅의 표면에서도 기포가 발생되지 않았다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

100 : 조리기기
5 : 버너
10 : 캐비닛
15 : 법랑 코팅층
20 : 쿡탑 유닛
21 : 플레이트
25 : 그레이트
27 : 조작 노브
30 : 오븐 유닛
31 : 도어
40 : 드로워 유닛
41 : 드로워
50 : 컨트롤 패널

Claims

P₂O₅ 18 ~ 23.2 중량%;
SiO₂ 10 ~ 25 중량%;
Al₂O₃ 12 ~ 16 중량%;
ZrO₂ 0.1 ~ 4 중량%;
Na₂O 및 K₂O 가운데 1종 이상 10 ~ 25 중량%;
Li₂O 0.5 ~ 3 중량%;
B₂O₃ 16.6 ~ 19 중량%;
TiO₂ 0.5 ~ 4 중량%;
CoO 0.5 ~ 1.2 중량%; 및
NiO 1 ~ 4 중량%;를 포함하는 법랑 조성물로서,
상기 법랑 조성물로부터 형성된 법랑 코팅층은 810 ℃ 이하에서 소성되는
법랑 조성물.
제1항에 있어서,
ZnO 5 중량% 이하;를 더 포함하는
법랑 조성물.
제1항에 있어서,
NaF 5 중량%; 이하를 더 포함하는
법랑 조성물.
제1항에 있어서,
Fe₂O₃1 중량%; 이하를 더 포함하는
법랑 조성물.
제1항에 있어서,
CuO0.5 중량%; 이하를 더 포함하는
법랑 조성물.
P₂O₅ 18 ~ 23.2 중량%;
SiO₂ 10 ~ 25 중량%;
Al₂O₃ 12 ~ 16 중량%;
ZrO₂ 0.1 ~ 4 중량%;
Na₂O 및 K₂O 가운데 1종 이상 10 ~ 25 중량%;
Li₂O 0.5 ~ 3 중량%;
B₂O₃ 16.6 ~ 19 중량%;
TiO₂ 0.5 ~ 4 중량%;
CoO 0.5 ~ 1.2 중량%; 및
NiO 1 ~ 4 중량%;를 포함하는 법랑 조성물 원료를 제공하는 단계;
상기 법랑 조성물 원료를 용융하는 단계; 및
상기 용융된 법랑 조성물을 냉각하는 단계;를 포함하며,
상기 법랑 조성물로부터 형성된 법랑 코팅층은 810 ℃ 이하에서 소성되는
법랑 조성물 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 법랑 조성물 원료는
ZnO 5 중량% 이하;를 더 포함하는
법랑 조성물 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 법랑 조성물 원료는
NaF 5 중량%; 이하를 더 포함하는
법랑 조성물 제조 방법.
제6항에 있어서,
상기 법랑 조성물 원료는
Fe₂O₃1 중량%; 이하를 더 포함하는
법랑 조성물 제조 방법.
제6항에 있어서,
CuO0.5 중량%; 이하를 더 포함하는
법랑 조성물 제조 방법.
캐비닛;
상기 캐비닛의 상단에 장착되며, 탑 플레이트를 포함하는 쿡탑 유닛;
상기 쿡탑 유닛의 하방에 해당하는 상기 캐비닛의 내부에 배치되어, 조리실을 형성하는 캐비티와, 상기 조리실을 선택적으로 개폐하는 도어를 갖는 오븐 유닛; 및
상기 탑 플레이트의 표면에 코팅된 법랑 코팅층;을 포함하며,
상기 법랑 코팅층은
P₂O₅ 18 ~ 23.2 중량%;
SiO₂ 10 ~ 25 중량%;
Al₂O₃ 12 ~ 16 중량%;
ZrO₂ 0.1 ~ 4 중량%;
Na₂O 및 K₂O 가운데 1종 이상 10 ~ 25 중량%;
Li₂O 0.5 ~ 3 중량%;
B₂O₃ 16.6 ~ 19 중량%;
TiO₂ 0.5 ~ 4 중량%;
CoO 0.5 ~ 1.2 중량%; 및
NiO 1 ~ 4 중량%;를 포함하는 법랑 조성물로부터 형성되며,
상기 법랑 코팅층은 810 ℃ 이하에서 소성되는
조리기기.
삭제
제11항에 있어서,
상기 탑 플레이트는
블랙 색상을 갖는
조리기기.