KR20070037508A - 금속 비점착 코팅을 갖는 요리 식기 및 이의 제조 방법 - Google Patents

금속 비점착 코팅을 갖는 요리 식기 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본원 발명은 니켈-알루미늄에 기초한 니켈-알루미늄-몰리브덴(NiAlMo) 합금, 또는 크롬 카바이드에 기초한 니크롬-Cr3C2 합금으로 구성되는 금속 비점착 코팅을 갖는 요리 식기에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 금속 비점착 코팅으로 상기 요리 식기를 제조하는 고온 스프레이 공정에 관한 것이다. 본 발명에 따른 금속 비점착 코팅은 우수한 특성의 높은 충격 저항, 고온 저항, 내마모성을 갖는다.

Description

금속 비점착 코팅을 갖는 요리 식기 및 이의 제조 방법 {A COOKING CANTEEN WITH NON-STICKY METALLIC COATING AND THE PREPARING PROCESS THEREOF}
본 발명은 주방 기구에 관한 것이며, 특히 금속 비점착(non-stick) 코팅을 갖는 요리 기구에 관한 것이다.
현재, 시장에서 구입 가능한 비점착 요리 기구 대부분에는 플루오르폴리머 수지 또는 유사한 비금속 재료의 비점착 외부 코팅이 제공되며, 이는 약 6개월동안 사용된 후에 통상적으로 열화되기 시작한다. 따라서, 이러한 비점착 요리 기구는 항상 짧은 수명을 갖고, 이하 문제를 초래한다.
1. 플루오르폴리머 수지와 같은 비금속 재료의 코팅은 요리 기구의 기층과의 낮은 결합 강도를 갖는다. 코팅된 요리 기구가 작은 외력으로 충격을 받는다면, 비금속 코팅은 종종 손상될 수 있다. 따라서, 이러한 코팅을 갖는 종래의 비점착 요리 기구에는 그의 수명을 연장하기 위해 외력의 충격으로부터 요리 기구를 보호하는 특정 부속물이 통상 구비된다.
2. 통상, 플루오르폴리머 수지와 같은 비금속 재료의 코팅은 약 260 ℃까지의 온도에서만 견딜 수 있다. 그러나, 특히 중국인들에게는 260 ℃보다 높은 온도에서 요리를 행할 것이 통상 요구된다. 따라서, 비금속 코팅은 대부분의 경우에 만족스럽지 못하다. 또한, 요리가 300 ℃보다 높은 온도에서 행해지는 경우, 플루오르폴리머 수지는 분해될 수 있어서, 인간에게 해로운 플루오르 함유 가스를 방출한다.
3. 플루오르폴리머 수지와 같은 비금속 재료의 코팅은 낮은 내마모성을 갖고, 단기간의 시간 동안 이용된 후에 종종 상당히 손상된다. 손상은 유각류와 같은 단단한 셀을 갖는 재료가 요리되는 경우 더욱 심각하다. 중국 식당의 대부분에는, 팬(wok)으로 하는 요리는 매우 높은 온도를 요구하지만, 팬의 림부는 팬의 일부가 그 위에 임의의 요리 재료 없이 가열되는 "널 히팅(null-heating)"을 견디며, 따라서 항상 고온으로 유지된다. 그러나, 현재의 플루오르폴리머 비점착 요리 기구는 단지 낮은 내열성을 갖는다. 또한, 팬은 중국 식당에서 가장 빈번하게 사용되는 요리 기구들 중 하나이고, 따라서 팬은 충격 및 마모에 대한 우수한 저항을 갖는 것이 매우 요구된다. 그러나 ,현재의 플루오르폴리머 비점착 요리 기구는 이들 2개의 관점에서 좋지 못한 성능을 가져서, 짧은 수명을 갖는다. 그 결과, 많은 식당은 여전히 비점착 코팅이 없는 종래의 철 팬을 사용하여, 요리 작업 중에 많은 불편함을 야기한다.
이에 따라, 우수한 충격 저항, 내열성 및 내마모성을 갖는 금속 비점착 코팅을 갖는 요리 기구를 개발할 필요가 있다.
본 발명은 종래 기술의 단점을 극복하는 우수한 충격 저항, 내열성 및 내마모성을 갖는 금속 비점착 코팅을 갖는 요리 기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 니켈-알루미늄(NiAl)으로 주로 구성되는 니켈-알루미늄-몰리브덴(NiAlMo) 합금 및 크로믹 카바이드(chromic carbide)(Cr3C2)로 주로 구성되는 니켈-크롬-크로믹 카바이드(nickel-chrome-chromic carbide)(NiCr-Cr3C2) 합금으로 구성되는 군으로부터 재료가 선택되는 금속 비점착 코팅으로 코팅된 음식 접촉면을 갖는 요리 기구가 제공된다.
양호하게, 작업할 때 열원과 직접 접촉하는 요리 기구의 열 접촉면도 금속 비점착 코팅으로 코팅된다.
양호하게, 요리 기구의 음식 접촉면 상의 금속 비점착 코팅은 니켈-알루미늄(NiAl)으로 주로 구성되는 니켈-알루미늄-몰리브덴(NiAlMo) 합금으로 구성되는 하부 코팅과, 크로믹 카바이드(Cr3C2)로 주로 구성되는 니켈-크롬-크로믹 카바이드(NiCr-Cr3C2) 합금의 상부 코팅을 포함한다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 금속 비점착 코팅을 갖는 요리 기구를 코팅하는 방법이 제공되며, 이 방법은,
러프닝(roughening) 및 클리닝(cleaning) 공정에 의해 요리 기구의 코팅될 표면을 처리하는 단계와,
금속 비점착 코팅을 형성하기 위해 처리된 표면에 금속 코팅 재료를 고온 스프레이 공정에 의해 도포하는 단계를 포함한다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 상기 방법은 폴리싱(polishing) 공정 및/또는 그라인딩(grinding) 공정에 의해 얻어지는 금속 비점착 코팅을 처리하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 금속 비점착 코팅은 종래의 비점착 코팅보다 많은 이점을 갖는다. 본 발명의 금속 비점착 코팅은 전적으로 금속 또는 금속 합금으로 제조되는 반면, 종래의 비점착 코팅은 비금속 및 금속 재료의 복합 코팅 또는 비금속 코팅이다. 비금속 재료가 비교적 제한된 온도 저항성(tolerance)을 갖기 때문에, 그로부터 제조된 종래의 비점착 코팅도 제한된 내열성을 갖는다. 반대로, 본 발명의 금속 비점착 코팅은 이러한 결점을 갖지 않는다. 또한, 금속 코팅이 비금속 코팅보다 높은 충격 저항 및 내마모성을 갖는다는 것은 당해 기술분야의 숙련자들에게 명백하다. 따라서, 어떠한 특정 부속물[예컨대, 스파툴라(spatula)]도 금속 코팅을 갖는 요리 기구에는 필요하지 않다. 또한, 고온 스프레이 공정에 의해 형성되는 금속 코팅은 요리 기구의 기층과 매우 잘 결합된다. 또한, 본 발명의 요리 기구 및 그 위의 코팅은 유사한 열팽창 계수를 갖는 금속 재료로 모두 제조되어, 본 발명의 요리 기구 상의 비점착 금속 코팅은 요리 기구가 고온에 있는 동안에 냉수로 세척되더라도 쉽게 열화되지 않을 것이다. 코팅 공정에 의해, 본 발명의 금속 비점착 코팅은 요리 기구의 기층의 재료 및 형상과 상관없이, 고온 스프레이 공정에 의해 높은 결합 강도로 요리 기구에 균일하게 인가될 수 있다.
이 후, 본 발명은 본 발명의 다양한 태양 및 이점을 도시한 이하 실시예에 의해 보다 상세히 도시될 것이다.
본 발명의 태양에서, 금속 비점착 코팅을 갖는 요리 기구가 제공된다. 금속 비점착 코팅은 요리 기구의 작업면(음식 접촉면) 및/또는 열접촉면(하부면)에 도포될 수 있다.
본 발명의 요리 기구의 금속 비점착 코팅은 크로믹 카바이드(Cr3C2)로 주로 구성되는 니켈-크롬-크로믹 카바이드(NiCr-Cr3C2) 합금 및 니켈-알루미늄(NiAl)으로 주로 구성되는 니켈-알루미늄-몰리브덴(NiAlMo) 합금 등의 금속 재료로 순수하게 제조된다. 금속 비점착 코팅은 니켈-알루미늄(NiAl)으로 주로 구성되는 니켈-알루미늄-몰리브덴(NiAlMo) 합금으로만 제조될 수 있다. 다르게는, 금속 비점착 코팅은 크로믹 카바이드(Cr3C2)으로 주로 구성되는 니켈-크롬-크로믹 카바이드(NiCr-Cr3C2) 합금으로만 제조될 수 있다.
또한, 전술된 2개의 금속 합금 각각은 많은 우수한 성능을 갖는다. 예를 들어, 니켈-알루미늄(NiAl)으로 주로 구성되는 니켈-알루미늄-몰리브덴(NiAlMo) 합금의 코팅은 우수한 접착 및 높은 연성을 갖고, 크로믹 카바이드(Cr3C2)로 주로 구성되는 니켈-크롬-크로믹 카바이드(NiCr-Cr3C2) 합금의 코팅은 우수한 결합 강도(8,000 psi이상), 높은 표면 경도(HRC 50 이상) 및 높은 내마모성 및 내열성(약 800 ℃)를 갖는다.
본 발명의 양호한 실시예에서, 본 발명의 금속 비점착 코팅은 니켈-알루미늄(NiAl)으로 주로 구성되는 니켈-알루미늄-몰리브덴(NiAlMo) 합금의 하부 코팅 및 크로믹 카바이드(Cr3C2)로 주로 구성되는 니켈-크롬-크로믹 카바이드(NiCr-Cr3C2) 합금의 상부 코팅을 포함한다. 이러한 복합 코팅은 각 합금의 이점을 가지며, 이에 의해 단일 합금의 코팅보다 우수한 특성을 갖는다. 마찬가지로, 또한 복합 코팅은 요리 기구의 열접촉면에 도포될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 따르면, 사용되는 금속 합금은 와이어, 분말 및 로드를 포함하는 종래의 형태일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 금속 비점착 코팅은 이하 공정에 의해 요리 기구 상에 형성될 수 있다.
1. 요리 기구의 코팅될 표면은 러프닝 및 클리닝 공정에 의해 처리된다.
코팅될 표면 처리는 블라스팅 공정과 같은 종래 방법에 의해 달성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 블라스팅 공정은 표면과 코팅 사이의 견고한 접착을 가능하게 하기 위해, 표면을 거칠게 하도록(Ra 1 내지 6의 표면 거칠기) 상승된 압력에서 적절한 입자 크기를 갖는 알루미늄 산화물 샌드, 강옥(corundum) 샌드 및 석영 샌드 등의 고속 입자가 표면에 충격을 가함으로써 수행될 수 있다.
2. 그 후, 처리된 표면은 고온 스프레이 공정에 의해 금속 재료로 코팅되며, (와이어, 분말 또는 로드 형태의) 금속 재료는 고속 입자로 전환되고, 처리된 표면에 인가되어서, 금속 비점착 코팅을 형성한다.
여기에 사용되는 고온 스프레이 공정이 고속 또는 초음속 플라즈마 용사, 고속 또는 초음속 화염 용사(HVAF, HVOF), 고속 또는 초음속 아크 용사 및 폭발 용사에 적절한 종래의 용사 장비를 이용하여 수행될 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예에 따르면, 금속 재료의 입자는 고온 스프레이 공정 중에 적어도 초당 150 미터, 즉 초당 150 미터 이상의 속도로 처리된 표면에 인가된다.
본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 얻어지는 금속 비점착 코팅은 폴리싱 공정 및/또는 그라인딩 공정에 의해 추가로 처리된다. 폴리싱 공정 및 그라인딩 공정에 사용되는 장비는 공기 구동되거나 모터 구동될 수 있는 스텐레스 강 브러시, 샌드페이퍼 휠 브러시, 사포, 마모 원형 디스크 및 폴리싱 휠을 구성하는 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 다른 양호한 실시예에 따르면, 폴리싱 공정 및/또는 그라인딩 공정에 의해 처리된 후에, 0.01 ㎜ 내지 0.25 ㎜ 범위의 두께는 금속 비점착 코팅에 달성된다.
종래의 플루오르폴리머 코팅보다 우수한 본 발명의 금속 비점착 코팅의 이점은 이하의 표에 도시된 바와 같다.
항목 플루오르폴리머 코팅 금속 비점착 코팅
비점착 성능 우수 매우 양호
오일 연기 보통 적음
열 전도성 보통 매우 양호
결합 강도 보통(≤3,000psi) 매우 양호(≥8,000psi)
화학 저항 우수 우수
내열성 아주 낮음(≥260℃) 꽤 양호(≤800℃)
내마모성 낮음 우수
충격 저항 낮음 우수
표면 경도 낮음(1 내지 4H) 높음(≥HRC50)
특정 부속물 필요 불필요
열 충격 저항성 낮음(온도의 갑작스런 변화에 대한 낮은 저항) 매우 양호
수명 약 2 내지 9개월 영구적
본 발명이 양호한 실시예 및 설명에 의해 구체적으로 개시되었지만, 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 본 발명에 대한 변형 및 변경은 당해 기술 분야의 통상의 지식을 갖는 자에 의해 이루어질 수 있고 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 범위 내에 있다는 것을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 금속 비점착 코팅으로 코팅되는 음식 접촉면을 갖는 요리 기구이며,
    금속 비점착 코팅은 니켈-알루미늄으로 주로 구성되는 니켈-알루미늄-몰리브덴 합금과, 크로믹 카바이드로 주로 구성되는 니켈-크롬-크로믹 카바이드 합금으로 구성되는 군으로부터 선택되는 재료로 제조되는 요리 기구.
  2. 제1항에 있어서, 요리 기구는 금속 비점착 코팅으로 코팅되는 열접촉면을 더 포함하는 요리 기구.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속 비점착 코팅은 니켈-알루미늄으로 주로 구성되는 니켈-알루미늄-몰리브덴 합금의 하부 코팅과, 크로믹 카바이드로 주로 구성되는 니켈-크롬-크로믹 카바이드 합금의 상부 코팅을 포함하는 요리 기구.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 금속 비점착 코팅은 0.01 ㎜ 내지 0.25 ㎜ 범위의 두께를 갖는 요리 기구.
  5. 요리 기구를 금속 비점착 코팅으로 코팅하는 방법이며,
    러프닝 및 클리닝 공정에 의해 요리 기구의 코팅될 표면을 처리하는 단계와,
    금속 비점착 코팅을 형성하기 위해 처리된 표면에 금속 코팅 재료를 고온 스프레이 공정에 의해 도포하는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 코팅될 표면의 처리는 블라스팅 공정에 의해 수행되는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 블라스팅 공정은 표면을 거칠게 하도록 상승된 압력에서 적절한 입자 크기를 갖는 알루미늄 산화물 샌드, 강옥 샌드 및 석영 샌드로 구성되는 군으로부터 선택되는 고속 입자로 코팅될 표면에 충격을 가함으로써 수행되는 방법.
  8. 제5항에 있어서, 고온 스프레이 공정은 고속 또는 초음속 플라즈마 용사 공정, 고속 또는 초음속 화염 용사 공정, 고속 또는 초음속 아크 용사 공정 및 폭발 용사 공정으로 구성되는 군으로부터 선택되는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 고온 스프레이 공정에서, 금속 코팅 재료는 금속 입자로 전환되고, 적어도 초당 150 미터의 속도로 처리된 표면에 도포되는 방법.
  10. 제5항에 있어서, 그라인딩 공정 및/또는 폴리싱 공정에 의해 얻어지는 금속 비점착 코팅을 처리하는 단계를 더 포함하는 방법.
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