KR19980016204U - 원적외선 방사 세라믹 - Google Patents

Abstract

본 고안은 광석을 이용한 소결 세라믹에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수밀을 유지한 다공성 구조물로 이루게 하여 각종 용기로 사용할 때,원적외선 방사로 인한 내용물의 신선도 유지등과 같이 내용물을 활성화되도록 한 원적외선 방사 세라믹에 관한 것이다.

본 고안의 원적외선 방사 세라믹은, 선택된 각각의 광석 원료를 입도 0.5~30㎛으로 미분화 분쇄하는 단계와, 미분화된 각각의 원료를 소정의 비율로 배합하는 단계와, 원심력에 의해 이물질 및 중사를 제거하는 원심분리 단계와, 소정의 제품 형태로 성형하는 단계와, 건조 및 870℃~1250℃에서 1~1.5시간 가열처리 단계와, 표면처리 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하며, 상기 광석 원료는 맥반석, 화강석, 명석, 자철석, 옥석, 장석인 것을 특징으로 한다.

이러한 본 고안은 그 입자가 수밀을 유지하는 분체이면서도 상호 응집되지 않는 구조체에 의해 식품의 보관시 광석 물질로 부터 원적외선이 방사되어 그 내용물을 활성화시키는 효과를 발휘한다.

Description

원적외선 방사 세라믹

본 고안은 광석을 이용한 소결 세라믹에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수밀을 유지한 다공성 구조물로 이루게 하여 각종 용기로 사용할 경우, 원적외선 방사로 인한 내용물의 신선도 유지등과 같이 내용물을 활성화되도록 한 원적외선 방사 세라믹에 관한 것이다.

일반적으로 도자기인 소결 세라믹(CERAMICS)은 신중하게 조절된 입자 크기를 갖는 분말을 제조할 필요가 있고, 석출방법과 마찬가지로, 예를 들면, 일반적으로 잘 해교되고, 침착물에 매우 적합한 유동성을 갖는 균질 현탁액을 형성할 필요가 있고, 소결에 의해 결합되는 입자의 크기를 좌우되는 적합한 소결 온도를 중요시한다.

입자를 응집시킴으로써 얻은 소결 세라믹 즉 도자기는 대체로 고령토를 주성분으로 하여 제조하여 표면에 유약처리하므로써, 외관의 미를 창출하게 되며, 동시에 수용된 내용물의 수밀을 유지하게 된다.

이에 따라 종래의 세라믹 용기는 단지 내용물을 담는 그릇에 불과할 뿐 그 내용물을 온전히 또는 오래 보관시키는 것이 쉽지 않았다.

예를 들면, 쌀 등의 곡물을 수용시킬 경우 벌레가 생기게 되고, 김치일 경우 신선도가 오래 유지되지 못하며, 컵으로 사용할 경우 그 내용물을 활성화시키지 못하는 등의 폐단이 있었다.

이러한 문제를 감안하여 최근에는 세라믹 용기로 부터 원적외선을 방사되게 하여 내용물을 보다 온전하게 또는 오래 보관하는 기술이 제안되고 있다.

원적외선이란 적외선 영역(파장 0.76~100㎛)에 있어서, 특히 파장 4~5㎛이상의 것을 말하는데 이것은 자연계에 존재하는 유기 고분자 화합물 분자의 고유 진동수에 가까와 이와 쉽게 공진함으로써 투과력이 약하고 흡수가 잘 이루어 진다.

이와 같은 원적외선의 성질은 유기 고분자 화합물로 이루어진 생물에의 흡수도가 높으므로 생체내의 분자를 자극하여 활성화시킴으로써, 생체를 보온하고, 식품의 선도를 유지하며, 제균, 탈취뿐 아니라 물이나 술 등을 숙성화시키는 효과가 있는 것으로 알려졌다.

이에 따라 최근에는 사우나 등의 건강기구 뿐이니라, 난방구, 정수기, 고기구이판 등의 조리기구에 이르기까지 원적외선을 널리 이용하는 추세에 있다.

이와 같은 원적외선을 상온에서 방사하는 물질로서 주로 사용되는 것은 규사 등을 주성분으로 하는 세라믹 입자계열인데, 종래에는 이 규사 등을 분쇄하거나 분급(分級)함으로써 원적외선 방사입자로 사용하였다.

그런데 볼밀(ball mill) 등 물리적인 분쇄 방법으로 형성할 수 있는 분쇄 한계 입경이나, 사진부식(photo etching) 등의 방법으로 제작되어 가장 미세한 분급을 행할 수 있는 체라 하더라도 그 분급한계 입경은 3㎛ 정도이므로 그 표면적이 충분히 크지 못하므로 원적외선 방사강도가 그다지 높지 못한 문제점이 있었다.

이와 같은 물리적 분해 또는 분급방법의 한계 이하의 입경을 갖는 입자를 형성하는 방법으로는 플라즈마 가열법 등을 들 수 있으나, 이는 제조원가가 매우 높을 뿐 아니라 형성된 입자의 형태가 구형이고, 표면도 광택면이 되므로 그 표면적이 작고 방사율도 낮은 문제점이 있었다.

한편 세라믹 원료로 적합함과 동시에 원적외선의 방사량이 많은 재료는 맥반석, 화강석, 명석, 자철석, 옥석, 장석 등의 광석에 있음이 알려 졌다.

본 고안은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 수밀을 유지한 다공성 구조물로 이루게 하여 각종 용기로 사용할 경우, 원적외선 방사로 인한 내용물의 신선도 유지등과 같이 내용물을 활성화되도록 한 원적외선 방사 세라믹을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 원적외선 방사 세라믹은, 선택된 각각의 원료 광석을 소정의 입도로 분쇄하는 단계와, 미분화된 각각의 원료를 소정의 비율로 배합하는 단계와, 배합된 원료에서 이물질 및 중사를 제거하는 원심분리 단계와, 이물질 및 중사가 제거된 원료를 반죽하여 소정의 제품형상으로 성형하는 단계와, 성형된 필터를 소정 온도와 소정 시간으로 굽는 단계 및 표면처리 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 상기 원료 광석은 맥반석, 화강석, 명석, 자철석, 옥석, 장석인 것을 특징으로 한다.

도면은 본 고안에 따른 세라믹 용기를 설명하기 위한 단면도이다.

이하에 본 고안에 따른 세라믹 제조방법의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저 적절한 원료를 선택하게 되는데, 가장 바림직한 원료 광석은 맥반석, 화강석, 명석, 자철석, 옥석, 장석이다.

맥반석은 황백색의 천연석으로 예로 부터 정수작용이 있는 돌로 알려져 있다.

화강석은 산성 심성암으로 조립 결정질의 암석이며, 주성분은 석영, 칼리장석, 사장석, 운모, 각린 등이다.

명석은 화산암에 화산성 가스의 황이 작용하여 또는 지하수중에 존재하는 황산이 알루미나질인 암석에 작용하여 생긴 것으로서, 그 명반은 황산염이 만드는 복염으로서 칼륨명반과 암모늄명반이 있다.

자철석은 화성암, 맥성암 등의 소량 성분을 이루며, 화학조성은 산화철로서 때로는 마그네슘, 드물게는 니켈로 치환된다.

옥석은 모서리가 둥글고 큰 천연석이다.

장석은 주로 제도업에 쓰이는 것으로서, Or, Ab, An 3성분의 고용체이다.

다음 선택된 상기 원료 광석을 분쇄장치에 투입하여 각각 분쇄시킨다.

이때 성형후 원적외선이 가장 원활하게 방사할 수 있는 미분화 입도는 0.5~30㎛인 것으로 나타났다.

다음 미분화된 각각의 원료를 소정의 비율로 배합한다.

비교적 동일한 비율로 배합시키되, 물을 자화시키는 자철석과, 각종 미네랄 성분을 충분히 함유하며 도자기 원료로 크게 쓰이는 장석의 비율을 보다 높게 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 미분화 및 배합된 원료에는 원적외선을 방사하는 물질뿐 아니라, 각종 이물질 및 입경이 유사한 중사(TiO₂Zr)등이 포함되어 있는데, 특히 중사는 방사 파장이 짧고 방사 강도도 낮으며 그 비중이 커서 원료의 하부에 모여 균일한 품질의 세라믹 입자를 얻는 것을 방해하게 되므로 이를 제거해 내는 것이 요구된다.

이를 위해 원심 사이클론 등에 투입하여 유효한 물질과 중사의 비중 처리를 이용한 원심력에 의해 이물질 및 중사를 제거한다.(원심분리 단계)

다음 원심분리 단계를 거친 원료를 반죽하여 소정의 제품 형태로 성형한다.

이와 같이 성형한 미소성 세라믹 제품을 저온 건조한 다음, 가열처리 단계를 수행시게 된다.

즉 400 ~500℃의 온도 범위에서 불활성개스나 질소기류 분위기에서 1차 열처리하고, 서서히 온도를 상승시켜 870℃~1240℃에서 가열시킨 다음 900℃까지 급냉후 5시간에 걸쳐 400℃까지 서냉한 다음 400℃이하에서는 자연 냉각시키므로서 제품을 완성하게 된다.

위 단계에서 사용된 결합제 등의 원료는 제품의 물리적 특성이나 기능에 큰 영향을 미치므로 주의를 요하지 않으면 않된다.

마지막으로 성형 완성된 세라믹 제품의 표면처리 단계가 개시된다.

즉 제품용기로서 외관처리인 것이다.

통상 유약을 바르는 종래의 방법과는 달리 바람직하게는 주로 맥반석을 주 원료로 한다.

이에 따라 맥반석의 다공성 조직에 의해 원적외선의 방사 기능을 하는 세라믹의 다공성 조직 특성을 저해하지 않게 됨과 동시에 제품의 외관 즉 미관창출을 이루게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안 방법에 따라 제조된 세라믹은 그 입자가 미분체이며 상호 응집되지 않고 소결되지만 수밀을 유지하게 되고, 최적의 원적외선 방사가 가능한 입자와 최적의 기공율을 지니게 되어 각종 용기로 사용할 경우, 원적외선 방사로 인한 내용물의 신선도 유지등과 같이 내용물을 활성화시켜 내용물의 온전한 보존 및 장시간의 보관이 가능하게 되며, 특히 그 내용물을 섭취시 건강에 유효하게 되는 등의 효과를 발휘한다.

이상의 본 고안은 기재된 실시예에만 한정되는 것이 아니고 본 고안의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 당업자에 의해 본 고안을 다양하게 변경하여 실시할 수 있음은 자명하므로 이와 같이 변경된 실시예들은 첨부의 특허청구의 범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (3)

1. 선택된 각각의 광석 원료를 입도 0.5~30㎛으로 미분화 분쇄하는 단계와, 미분화된 각각의 원료를 소정의 비율로 배합하는 단계와, 원심력에 의해 이물질 및 중사를 제거하는 원심분리 단계와, 소정의 제품 형태로 성형하는 단계와, 건조 및 870℃~1250℃에서 가열처리 단계와, 완성된 제품의 표면처리 단계에 의해서 제조된 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 세라믹.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 광석 원료는 맥반석, 화강석, 명석, 자철석, 옥석, 장석인 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 세라믹.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 세라믹의 표면은 유약처리 대신에 맥반석을 주 원료로 하여 표면처리된 것을 특징으로 하는 원적외선 방사 세라믹.