KR20160032899A - 스테인레스 스틸 재질의 가열조리판 제조방법 및 이 가열조리판이 적용된 조리기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 후라이팬이나 고기불판 등을 포함하는 각종 조리기구의 조리표면에 적용되는 가열조리판의 제조방법 및 이 가열조리판이 적용된 조리기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 0.2~1mm 두께의 스테인레스 스틸판을 프레스장치로 투입하여 평판 또는 구면판 형태를 가지는 기판에 걸쳐 소정의 무늬를 제공하는 패턴홀이 형성된 가열조리판을 성형한 다음, 이를 열처리로에 투입하여 기판 표면의 미세기공을 확장하는 열처리를 수행하거나, 해당 기판의 표면에 테플론 또는 수정도막을 코팅하거나, 상기 열처리를 거친 이후에 테플론 또는 수정도막을 코팅하는 과정을 거침으로서, 인체에 유해한 오염물질을 전혀 발생시키지 않으면서도 음식물의 부착(들러붙음)을 효과적으로 방지할 수 있고, 각종 조리기구에 용이하게 적용이 가능하며, 테플론 코팅층이나 수정도막의 적용시에도 그 부착력을 극대화시켜 해당 코팅층이 쉽게 벗겨지지 않는 우수한 기능의 가열조리판을 제공하는 동시에, 이 가열조리판을 알루미늄을 베이스로 하여 제작된 조리기구의 조리면에 장착시킴으로서, 가열조리판의 상부 표면이 조리기구의 조리면보다 높은 위치에 놓이도록 하여 조리기구의 세척작업시 발생하는 조리면의 손상을 최소화시키는 한편, 음식물의 조리시에는 패턴홀 부분이 소량의 기름성분을 머금고 있도록 하여 음식물의 부착을 한층 더 효과적으로 방지할 수 있도록 한 조리기구를 제공하기 위한 것이다.

Description

스테인레스 스틸 재질의 가열조리판 제조방법 및 이 가열조리판이 적용된 조리기구{Manufacturing method of stainless steel cooking plate and cooking device using thereof}

본 발명은 얇은 두께의 스테인레스 스틸판을 프레스장치로 투입하여 평판 또는 구면판 형태를 가지는 기판에 걸쳐 소정의 무늬를 제공하는 패턴홀이 형성된 가열조리판을 성형한 다음, 이를 열처리로에 투입하여 기판 표면의 미세기공을 확장하는 열처리를 수행하거나, 해당 기판의 표면에 테플론 또는 수정도막을 코팅하거나, 상기 열처리를 거친 이후에 테플론 또는 수정도막을 코팅하는 과정을 거침으로서, 인체에 유해한 오염물질을 전혀 발생시키지 않으면서도 음식물의 부착(들러붙음)을 효과적으로 방지할 수 있는 가열조리판을 제공하는 동시에, 이 가열조리판을 알루미늄을 베이스로 하여 제작된 후라이팬이나 고기불판 또는 냄비 등의 조리면에 장착시킨 조리기구를 제공하기 위한 것이다.

일반적으로 후라이팬이나 고기불판과 같은 조리기구 또는 음식물을 볶거나 굽거나 지지거나 부치는 용도로 사용되는 냄비 등의 조리기구는, 가볍고 열전도도가 우수한 알루미늄 소재를 이용하여 후라이팬이나 고기불판 또는 냄비 형상의 본체를 일차적으로 제작한 다음, 해당 본체상에 손잡이 등을 추가로 설치하는 동시에 본체의 조리면에는 음식물의 부착(들러붙음)을 방지하는 논스틱(Non-stick) 코팅층을 형성시키게 된다.

상기와 같이 각종 조리기구의 조리면에 적용되는 논스틱 코팅층의 대표적인 예로서 세라믹 코팅층과 테플론 코팅층을 들 수 있으나, 알루미늄을 베이스로 하는 조리기구의 표면에 해당 코팅층을 형성시키게 되면, 알루미늄 소재의 베이스판과 코팅층간의 밀착강도가 약하게 되어 코팅층이 쉽게 벗겨지는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 조리기구의 구입후 얼마의 사용기간이 지나지 않았음에도 불구하고 음식물이 조리면에 눌러 붙는 상황이 야기되었다.

특히, 조리기구의 빈번한 사용과 잦은 세척작업이 수행되는 음식점 등에서는 조리기구의 사용수명이 매우 짧게 되고, 조리면의 코팅층이 손상된 것만으로도 조리기구 자체를 새것으로 교체시켜야 함으로서 사용자들에게 상당한 경제적 부담을 안겨줄 뿐만 아니라, 테플론의 경우 과불화 화합물의 일종으로서 인체에 유해한 환경오염물질인 PFOA(Perfluorooctanoic Acid) 성분이 포함되어 있고, 최근에는 알루미늄 성분의 독성 문제도 부각되고 있으므로, 향후에는 테플론 코팅이 이루어진 알루미늄 조리기구의 사용에 다소의 규제나 제약이 발생할 것으로 예상된다.

상기와 같이 알루미늄 소재의 조리기구가 가지는 문제점을 보완하기 위하여 논스틱 코팅층의 밀착강도가 우수하고 무독성인 스테인레스 스틸 소재의 조리기구가 시판되고 있으나, 알루미늄 소재의 조리기구에 비하여 열전도도가 낮고, 고기불판과 같은 복잡한 조리기구 형태로의 성형작업이 까다로우며 그 가격 또한 고가인 단점이 있었고, 조리기구의 무게 역시 알루미늄 소재와 비교하여 무겁기 때문에 조리기구를 빈번하게 사용하는 업소용 제품으로는 바람직하지 못하였다.

대한민국 공개특허 제 10-2009-0118347호

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 0.2~1mm 두께의 스테인레스 스틸판을 프레스장치로 투입하여 평판 또는 구면판 형태를 가지는 기판에 걸쳐 소정의 무늬를 제공하는 패턴홀이 형성된 가열조리판을 성형한 다음, 이를 열처리로에 투입하여 기판 표면의 미세기공을 확장하는 열처리를 수행하거나, 해당 기판의 표면에 테플론 또는 수정도막을 코팅하거나, 상기 열처리를 거친 이후에 테플론 또는 수정도막을 코팅하는 과정을 거침으로서, 인체에 유해한 오염물질을 전혀 발생시키지 않으면서도 음식물의 부착을 효과적으로 방지할 수 있고, 각종 조리기구에 용이하게 적용이 가능하며, 테플론 코팅층이나 수정도막의 적용시에도 그 부착력을 극대화시켜 해당 코팅층이 쉽게 벗겨지지 않는 우수한 기능의 가열조리판을 제공하는 것을 주된 기술적 과제로 한다.

이와 더불어, 상기 가열조리판을 알루미늄을 베이스로 하여 제작된 조리기구의 조리면에 장착시킴으로서, 가열조리판의 상부 표면이 조리기구의 조리면보다 높은 위치에 놓이도록 하여 조리기구의 세척작업시 발생하는 조리면의 손상을 최소화시키는 한편, 음식물의 조리시에는 패턴홀 부분이 소량의 기름성분을 머금고 있도록 하여 음식물의 부착을 한층 더 효과적으로 방지할 수 있도록 하며, 궁극적으로는 스테인레스 스틸 소재가 가지는 우수한 코팅성과 내부식성 및 무독성의 잇점을 알루미늄 소재가 가지는 우수한 가공성과 열전도도 및 경량화 특성에 맞추어 합리적으로 접목시킨 최적의 조리기구를 제공함은 물론, 필요시 가열조리판의 분리 및 교체가 가능한 경제적인 방식의 조리기구를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서의 본 발명은, 0.2~1mm의 두께를 가지는 스테인레스 스틸판을 프레스장치로 투입하여 평판 또는 구면판 형태를 가지는 기판에 걸쳐 소정의 무늬를 제공하는 패턴홀이 형성된 가열조리판으로 1차 성형하는 프레스 성형단계를 거친 다음, 프레스 성형된 가열조리판을 열처리로에 장입하여 500~800℃의 온도조건으로 2~4시간동안 유지시킴으로서 기판 표면의 미세기공을 확장시키는 열처리단계를 거치거나, 프레스 성형된 가열조리판에 있어 조리면을 제공하는 기판의 상부 표면에 테플론 수지를 코팅하는 테플론 코팅단계를 거치거나, 프레스 성형된 가열조리판에 있어 실리카졸 45~60중량%와 수정분말 40~55중량%가 혼합된 100중량%의 혼합물에 수정분말의 활성화를 위한 용제로서 염화메틸렌이 10~20중량%로 혼합된 수정막 코팅액을 조리면을 제공하는 기판의 상부 표면에 스프레이 방식으로 분사하여 수정도막을 코팅하는 수정도막 코팅단계를 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 제조방법은, 상기 프레스 성형단계와 열처리단계를 거친 이후에, 상기 테플론 코팅단계 또는 수정도막 코팅단계 중에서 택일한 단계를 추가로 거쳐서 이루어지는 것이며, 상기 수정도막 코팅단계는, 1차 코팅단계인 하도단계와 2차 코팅단계인 상도단계로 나뉘어 수행되고, 상기 하도단계와 상도단계의 사이에는 1차 코팅된 수정도막을 상온조건하에서 5~20분간 자연 건조시키는 과정이 수행되며, 상기 상도단계 이후에는 2차 코팅된 수정도막을 상온조건하에서 5~20분간 자연 건조시킨 다음, 100~200℃의 온도조건하에서 10~30분간 열건조시키는 과정이 수행되는 것을 특징으로 하고, 상기 프레스 성형단계에서는 각각의 패턴홀 내주연부를 1~2mm의 폭만큼 하부 방향으로 절곡시켜 기판의 하측 표면을 따라 엠보싱 형태의 압입돌출부를 형성시키는 과정이 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 조리기구는, 알루미늄 소재를 베이스로 하여 제작되고, 조리면을 제공하는 표면에 음식물의 부착을 방지하는 논스틱 코팅층이 형성된 조리기구에 있어서, 상기 조리기구의 조리면에 앞서 설명되어진 방법으로 제조된 스테인레스 스틸 재질의 가열조리판이 장착된 것이며, 상기 가열조리판 중에서 압입돌출부를 형성시키지 아니한 것은 기판을 관통하여 조리기구와 체결되는 조립나사에 의하여 조리면과 밀착 설치되도록 하고, 압입돌출부를 형성시킨 가열조리판은 기판의 하측 표면으로 돌출된 압입돌출부를 조리면으로 압입시키는 방식에 의하여 조리기구와 일체로 형성시키는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 스테인레스 스틸판의 프레싱 가공으로 성형된 기판의 열처리단계를 거쳐 기판 표면의 미세기공을 약 2배 정도로 확장시킴으로서, 음식물의 조리시 기판 표면의 확장된 미세기공으로 기름성분이 침투하여 음식물의 부착을 충분히 억제할 수 있는 수준의 유막을 형성토록 하며, 이로 인하여 논스틱 코팅층이 적용되지 아니한 스테인레스 스틸 재질의 기판 자체만으로도 유해한 오염물질을 전혀 발생시키지 않고 음식물이 부착되지 아니하며 각종 조리기구에 용이하게 적용이 가능한 우수한 기능의 가열조리판을 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 열처리단계를 거치지 않고 기판의 표면에 테플론 성분이나 수정도막을 직접 코팅하는 경우에도, 알루미늄 소재와 비교하여 그 부착력을 충분히 확보함으로서 해당 코팅층이 쉽게 벗겨지지 않도록 하는 효과가 있으며, 상기 수정도막은 인체에 무해하고 800℃의 고온에도 견딜 수 있는 우수한 코팅막을 제공하며, 상기 열처리단계를 거친 이후에 테플론 성분이나 수정도막을 코팅시키는 경우에는, 기판 표면의 확장된 미세기공을 통하여 테플론 성분이나 수정도막이 보다 치밀하게 침투됨에 따라, 기판과 코팅층간의 부착력 및 이에 따른 가열조리판의 내구성과 사용수명을 보다 더 극대화시킬 수 있는 효과를 제공한다.

이와 더불어, 상기 가열조리판이 장착된 조리기구에 따르면, 가열조리판의 상부 표면이 조리기구의 조리면보다 높게 되도록 하여 조리기구의 세척작업시 발생하는 조리면의 손상을 최소화시키는 효과가 있고, 음식물의 조리시에는 패턴홀 부분이 소량의 기름성분을 머금고 있도록 하여 음식물의 부착을 보다 확실하게 방지하는 효과가 있으며, 궁극적으로는 스테인레스 스틸 소재가 가지는 잇점을 알루미늄 소재가 가지는 특성에 맞추어 합리적으로 접목시킨 최적의 조리기구를 제공함은 물론이고, 필요시 가열조리판의 분리 및 교체가 가능한 경제적인 방식의 조리기구를 제공할 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 가지는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 가열조리판 제조방법의 일실시예를 나타내는 공정블록도.
도 2는 본 발명에 따른 가열조리판 제조방법의 다른 실시예를 나타내는 공정블록도.
도 3은 가열조리판의 평면도.
도 4는 도 3의 요부 확대 정단면도.
도 5 및 도 6은 가열조리판이 적용된 조리기구의 외관사시도.
도 7의 (가) 및 (나)는 가열조리판의 장착상태를 나타내는 요부 확대 단면도.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일실시예에 따른 가열조리판 제조방법은 도 1의 공정블록도에서와 같이 스테인레스 스틸판을 이용한 가열조리판의 프레스 성형단계(S1)를 거친 후, 가열조리판의 열처리단계(S2)와 테플론 코팅단계(S21)와 수정도막 코팅단계(S22) 중에서 택일한 단계를 거쳐서 이루어지며, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열조리판 제조방법은 도 2의 공정블록도에서와 같이 스테인레스 스틸판을 이용한 가열조리판의 프레스 성형단계(S1)와 가열조리판의 열처리단계(S2)를 거친 후, 테플론 코팅단계(S21)와 수정도막 코팅단계(S22) 중에서 택일한 단계를 거쳐서 이루어진다.

상기 각각의 실시예를 거쳐 제조된 가열조리판을 조리표면에 장착시켜 후라이팬이나 고기불판과 같은 조리기구 또는 음식물을 볶거나 굽거나 지지거나 부치는 용도로 사용되는 냄비 등의 조리기구를 제작하는 과정은, 알루미늄을 베이스로 하여 논스틱 코팅층이 형성된 베이스판에 가열조리판을 부착시키는 가열조리판 부착단계(S3)를 거친 후, 가열조리판이 부착된 베이스판을 조리기구의 형상에 맞추어 성형시키고, 필요시 손잡이 등을 연결시키는 조리기구 제작단계(S4)를 거쳐서 이루어진다.

이와는 달리, 알루미늄 소재의 베이스판으로 조리기구를 일차적으로 제작한 다음, 해당 조리기구의 조리면에 논스틱 코팅층을 형성시키는 방식으로도 조리기구가 제작될 수 있으므로, 이 경우에는 제작이 완료된 조리기구의 조리면에 본 발명의 가열조리판을 최종적으로 장착시키게 되며, 이는 본 발명에 의하여 제조된 가열조리판의 장착시점이 조리기구의 제작전이나 제작후 어느 시점이 되더라도 무방하다는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 가열조리판 제조방법의 제 1단계인 프레스 성형단계(S1)는, 0.2~1mm의 두께를 가지는 스테인레스 스틸판을 프레스장치로 투입하여 평판 또는 구면판 형태를 가지는 기판에 걸쳐 소정의 무늬를 제공하는 패턴홀(Pattern hole)이 형성된 가열조리판을 성형시키는 단계로서, 상기 가열조리판의 대표적인 형태를 도 3 및 도 4에 각각 도시하였다.

도면상 상기 기판(1a)은 원판 형태를 이루고 있으며, 상기 패턴홀(2)은 해당 기판(1a)의 전면(全面)에 걸쳐 일정한 간격을 두고 원형의 구멍으로 형성되어 있는 바, 상기 기판(1a)은 후라이팬이나 고기불판 또는 냄비 등과 같은 조리기구의 조리면 형상에 맞추어 사각판이나 다각판 또는 타원판의 형태로도 제작이 가능하고, 평판 형태 이외에도 구면판(球面板) 형태를 가질 수 있으며, 상기 패턴홀(2) 역시 마찬가지로 원형 구멍 이외에도 장공(슬릿:Slit) 형태나 타원 형태의 구멍 또는 사각형이나 다각형 구멍으로 형성될 수 있고, 패턴홀(2)의 배치간격이나 배치형태 또한 임의대로 조정이 가능함을 밝혀두는 바이다.

본 발명에 있어 가열조리판(1)의 원소재가 되는 스테인레스 스틸판의 두께를 0.2~1mm로 한정하는 이유는, 0.2mm 미만의 두께를 가지는 스테인레스 스틸판으로 가열조리판(1)을 성형하게 되면, 각종 충격이나 하중에 의하여 가열조리판(1)이 쉽게 변형되거나 찢어질 우려가 높기 때문에 취급이나 관리 측면에서 바람직하지 못하며, 1mm를 초과한 두께의 스테인레스 스틸판으로 가열조리판(1)을 성형하게 되면, 프레스 성형작업이 다소 까다롭게 됨은 물론이고, 가열조리판(1)의 열전도도와 조리기구의 경량화 측면에서도 바람직하지 못하기 때문이다.

상기와 같이 0.2~1mm의 두께를 가지는 스테인레스 스틸판을 원소재로 하여 공지된 프레스 가공방식으로 가열조리판(1)을 성형하되, 도 4에 보다 명확하게 도시된 바와 같이, 각각의 패턴홀(2) 내주연부를 일정폭만큼 하부 방향으로 절곡시켜 기판(1a)의 하측 표면을 따라 엠보싱 형태의 압입돌출부(3)를 형성시키는 과정이 프레스 성형단계(S1)에 추가로 포함될 수 있다.

상기와 같이 기판(1a)의 하측 표면을 따라 엠보싱 형태의 압입돌출부(3)를 형성시키는 이유는, 본 발명에 의하여 제조된 스테인레스 스틸 재질의 가열조리판(1)을 이보다 연질(軟質:부드러운 재질)인 알루미늄 소재로 제작된 조리기구의 조리면으로 가압시켜 가열조리판(1)을 조리기구와 일체로 장착시키기 위한 것이며, 각각의 압입돌출부(3)가 하부 방향으로 돌출되는 폭은 가열조리판(1)의 용이한 압입작업과 조리기구로의 압입강도, 즉 조리기구에 대한 가열조리판(1)의 결합력을 동시에 고려하여 1~2mm 정도로 하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 상기 프레스 성형단계(S1)에서 패턴홀(2)이 형성된 기판(1a)을 성형시키는 작업 및 각각의 패턴홀(2) 내주연부를 하부로 절곡시켜 압입돌출부(3)를 형성시키는 작업을 1회의 프레스 가공으로 동시에 수행할 수도 있고, 패턴홀(2)이 형성된 기판(1a)을 1차 프레스 가공에 의하여 먼저 성형시킨 다음, 각각의 패턴홀(2) 내주연부를 2차 프레스 가공하여 압입돌출부(3)를 성형시키는 방식이 수행될 수도 있으며, 필요시 기판(1a)의 가장자리측에도 압입돌출부(3)와 동일한 방식으로 외곽돌출부(4)를 추가로 절곡 형성시킬 수 있다.

상기와 같은 프레스 성형단계(S1)를 거친 이후에는, 스테인레스 스틸 재질의 가열조리판(1) 표면에 부착된 이물질, 예를 들어 프레스유와 금속분 등을 제거하는 표면세척 및 건조단계(S11)를 거치게 되며, 상기 표면세척 및 건조단계(S11)는 필수적으로 거쳐야 하는 단계라기보다는 필요에 따라 선택적으로 수행되는 단계라 볼 수 있다.

상기와 같이 표면세척 및 건조단계(S11)를 선택적 단계로 하는 이유는, 스테인레스 스틸판 및 이로부터 성형되는 가열조리판(1) 자체가 비교적 단순한 형태를 가지기 때문에, 가열조리판(1)의 표면에 부착되는 이물질의 량 또한 매우 적게 되므로, 프레스 성형단계(S1)를 거친 이후에 작업자가 수건이나 장갑 등으로 간단하게 닦아낼 수 있는 수준이 된다.

그러나, 작업현장의 여건에 따라 다량의 프레스유나 금속분 등이 가열조리판(1)의 표면에 부착될 수도 있으므로, 이러한 경우에 한하여 가열조리판(1)의 표면세척 및 건조단계(S11)를 거치는 것이 바람직하며, 본 단계(S11)는 통상적으로 널리 적용되는 바와 같이 알칼리 세정액을 이용한 알칼리 세척이나 초음파 세척 또는 이들을 병용시킨 세척방식으로 표면 세척을 수행한 이후, 상온조건하에서 자연건조시키는 과정으로 수행된다.

상기 알칼리 세척은, 30~50℃의 알칼리 세정액이 저장된 세정조의 내부로 가열조리판(1)을 투입시켜 20~40분간 침지시켜 놓는 방식으로 수행되도록 하고, 상기 초음파 세척은 30~50℃의 세정액이 저장된 세정조의 내부로 가열조리판(1)을 투입시킨 상태에서, 세정조의 바닥측에 설치된 초음파진동자를 작동시켜 10~20분간 수행되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 알칼리 세척을 위한 세정액은 탄산칼륨이나 탄산나트륨 등의 탄산염을 0.1~0.5% 정도로 청수에 투입하여 용해시킨 알칼리 수용액이 주로 사용되고, 상기 초음파 세척을 위한 세정액은 비누액이 주로 사용되며, 상기 세정액의 온도범위와 세척시간의 범위는 세척작업의 종류에 맞추어 이물질의 충분한 제거와 세척시간에 따른 경제성을 모두 고려한 최적범위에 해당한다.

상기와 같이 프레스 성형단계(S1) 또는 표면세척 및 건조단계(S11)를 거친 후에는, 가열조리판(1)을 열처리로에 장입하여 500~800℃의 온도조건으로 2~4시간동안 유지시키는 열처리단계(S2) 또는, 조리면을 제공하는 기판(1a)의 상부 표면에 테플론 수지를 코팅하는 테플론 코팅단계(S21) 또는, 조리면을 제공하는 기판(1a)의 상부 표면에 수정막 코팅액을 스프레이 방식으로 분사하여 수정도막을 코팅하는 수정도막 코팅단계(S22) 중에서 택일한 단계를 거침으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 가열조리판(1)의 제조방법이 완료된다.

상기의 열처리단계(S2)는 프레스 성형단계(S1)를 거쳐 일차 제작된 가열조리판(1)의 기판(1a) 표면에 존재하는 미세기공, 다시 말해서 스테인레스 스틸판 자체에 존재하는 표면결함으로서의 핀홀(Pin-hole)이나 프레스 가공시 발생한 표면결함으로서의 미세균열(Micro crack) 등을 열처리전과 비교하여 약 2배 정도로 확장시키는 단계가 된다.

통상적으로 금속표면의 미세결함은 해당 금속소재를 구조물 용도로 사용하는 측면에서는 제거의 대상이 되지만, 본 발명에서와 같이 스테인레스 스틸판을 조리기구용 가열조리판(1)으로 사용하는 측면에 있어서는, 상기 표면결함이 음식물의 조리시 발생하는 기름성분을 함유하여 음식물의 부착을 효과적으로 차단할 수 있는 유막(油膜)을 기판(1a) 표면에 제공할 수 있는 유용한 대상이므로, 기판(1a) 표면에 형성된 미세기공 등을 열처리를 통하여 확장시키도록 한 것이다.

이러한 관점에서, 상기 열처리단계(S2)는 스테인레스 스틸의 일반적인 열처리와는 그 목적과 방식이 상이하게 되는 것인 바, 500℃ 미만의 온도조건과 2시간 미만의 처리시간으로는 미세기공의 확장효과를 달성하기 어렵고, 800℃를 초과한 온도조건과 4시간을 초과한 처리시간은 가열조리판(1) 자체의 과도한 산화를 유발시켜 별도의 후처리 공정이 요구되므로, 본 단계(S2)에서의 열처리 온도와 열처리 시간을 500~800℃와 2~4시간으로 각각 한정한 것이다.

또한, 열처리의 대상이 되는 가열조리판(1)이 0.2~1mm 정도의 얇은 두께를 가지므로, 급속한 가열 및 냉각에 따른 가열조리판(1)의 변형이나 손상을 방지할 수 있도록, 열처리로의 내부온도를 상승 및 하강시키는 온도구배는 분당 10~15℃ 정도로 하는 것이 바람직하고, 열처리가 완료된 가열조리판(1)은 열처리로의 내부온도를 상온(30℃ 내외) 수준까지 하강시킨 상태에서 열처리로에서 빼내는 것이 바람직하다.

한편, 상기 테플론 코팅단계(S21)는 후라이팬이나 고기불판 등의 조리기구에 범용적으로 사용되는 테플론 코팅방식과 동일한 공지기술에 해당하므로 이에 대한 세부적인 설명은 생략하기로 하며, 상기 수정도막 코팅단계(S22)에 사용되는 수정막 코팅액은 실리카졸(Silica sol) 45~60중량%와 수정분말 40~55중량%가 혼합된 100중량%의 혼합물에 수정분말의 활성화를 위한 용제로서 염화메틸렌(Methylene chloride)이 10~20중량%로 혼합된 것이 사용된다.

상기 수정분말은 천연 수정을 미크론(Micron) 단위의 미세한 입자로 분쇄시킨 것으로서, 각종 장식품의 표면경화 및 광택의 목적으로 널리 사용되는 것이고, 상기 실리카졸은 수정분말 입자를 서로 강하게 응집시키기 위한 가교제의 용도 및 음식물의 조리시 가해지는 가열온도에 대한 내열성을 부여하기 위하여 첨가되는 첨가제로서, 실리카졸과 수정분말의 혼합비율은 50:50을 기준으로 하되, 수정도막의 코팅작업을 보다 원활하게 수행할 수 있도록 실리카졸의 첨가량을 수정분말의 첨가량보다 10~20중량% 정도 늘리는 것이 바람직하다.

상기 염화메틸렌은 실리카졸과 수정분말의 혼합물을 액상의 형태로 조성시킴으로서 공지의 스프레이건 등을 사용하여 수정도막의 코팅작업을 스프레이 방식으로 수행할 수 있도록 한 것이며, 실리카졸과 수정분말이 혼합된 100중량%의 혼합물을 기준으로 염화메틸렌이 10중량% 미만으로 첨가되면, 수정막 코팅액의 점성이 높게 되어 스프레이 방식의 코팅작업에 적합하지 못하고, 염화메틸렌의 첨가량이 20중량%를 초과하게 되면, 수정도막의 코팅작업 이후 용제성분의 건조시간이 불필요하게 지연되는 단점이 있으므로 앞서 언급된 혼합비율로 하는 것이 바람직하다.

상기 수정막 코팅액을 이용하여 기판(1a)의 표면에 수정도막을 코팅하는 수정도막 코팅단계(S22)는, 1차 코팅단계인 하도(下鍍)단계와 2차 코팅단계인 상도(上鍍)단계로 나뉘어 수행되며, 상기 하도단계와 상도단계의 사이에는 1차 코팅된 수정도막을 상온조건하에서 5~20분간 자연 건조시키는 과정이 수행되고, 상기 상도단계 이후에는 2차 코팅된 수정도막을 상온조건하에서 5~20분간 자연 건조시킨 다음, 100~200℃의 온도조건하에서 10~30분간 열건조시키는 과정이 수행된다.

상기 하도단계와 상도단계는 수정막 코팅액이 저장된 공지의 스프레이건 등을 이용하여 수정막 코팅액을 기판(1a)의 표면으로 분무시키는 과정이 되며, 각각의 자연건조단계는 수정막 코팅액에 포함된 용제성분, 즉 염화메틸렌의 휘발건조를 위한 단계로서, 염화메틸렌이 10~15중량%로 첨가된 경우는 5~10분 정도의 건조시간이 필요하고, 염화메틸렌이 15~20중량%로 첨가된 경우는 10~20분 정도의 건조시간이 필요하다.

그리고, 상기 열건조단계는 수정분말 성분이 포함된 수정도막의 최종 경화단계로서, 100℃ 미만의 온도조건과 10분 미만의 건조시간에서는 수정도막의 충분한 표면강도를 확보하기 어렵고, 200℃를 초과한 온도조건과 30분을 초과한 건조시간은 수정도막의 표면경화 측면에 비하여 에너지의 낭비와 건조시간의 지연과 같은 비경제적인 요인이 크게 되므로, 앞서 설명되어진 온도조건과 시간조건의 범위내에서 수정도막의 열건조 작업을 수행하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 방식으로 조성된 수정도막은 인체에 무해하고 800℃의 고온에도 견딜 수 있는 우수한 기능의 논스틱(Non-stick) 코팅막이 되며, 수정도막의 코팅두께는 나노스프레이건과 같은 특수장비를 이용할 경우 0.2㎛ 수준의 두께로 조성이 가능하고, 일반적인 스프레이건을 사용하더라도 10㎛ 수준의 두께로 조성시킬 수 있으며, 테플론 코팅단계(S21)를 거쳐 조성되는 테플론 코팅층의 두께는 통상 0.1mm 내외가 된다.

보다 더 바람직한 방법으로는, 도 2의 공정블록도에서와 같이 상기 열처리단계(S2)를 거친 이후에, 조리면을 제공하는 기판(1a)의 상부 표면에 테플론 수지를 코팅하는 테플론 코팅단계(S21) 또는, 조리면을 제공하는 기판(1a)의 상부 표면에 수정막 코팅액을 스프레이 방식으로 분사하여 수정도막을 코팅하는 수정도막 코팅단계(S22) 중에서 택일한 단계를 추가로 거치도록 하는 것이며, 각각의 단계에 대한 세부적인 내용은 앞서 설명된 것과 동일하게 이루어진다.

상기와 같이 열처리단계(S2)를 거친 이후에 테플론 성분이나 수정도막을 기판(1a)의 표면에 코팅시키게 되면, 기판(1a) 표면의 확장된 미세기공을 통하여 테플론 성분이나 수정도막이 보다 치밀하게 침투될 수 있으며, 이로 인하여 프레스 성형단계(S1)를 거친 기판(1a)의 표면에 테플론 성분이나 수정도막을 코팅시킨 것과 비교할 경우, 기판(1a)과 코팅층간의 부착력 및 이에 따른 가열조리판(1)의 내구성과 사용수명을 보다 더 극대화시킬 수 있는 것이다.

도 5 및 도 6에서는 본 발명에 의하여 제조된 가열조리판(1)이 장착된 조리기구로서 후라이팬(10)과 고기불판(10')을 대표적인 예로 도시하였는 바, 상기 후라이팬(10)은 바닥부(11a)와 측면부(11b)로 이루어지는 팬몸통(11)에 팬손잡이(12)가 연결 설치된 것이고, 상기 고기불판(10')은 기름성분이 흘러내릴 수 있도록 한 구면판(球面板)(13)의 가장자리를 따라 불판테두리(14)가 일체로 형성되는 한편, 상기 구면판(13)과 불판테두리(14)의 연결부위에 해당하는 기름받이홈(15)을 따라 일정한 간격을 두고 기름배출공(16)과 운반구멍(17)이 형성된 것이다.

상기와 같은 후라이팬(10)과 고기불판(10')에 있어, 본 발명에 의하여 제조된 가열조리판(1)은 후라이팬(10)의 조리면에 해당하는 바닥부(11a) 표면과 고기불판(10')의 조리면에 해당하는 구면판(13)의 표면에 각각 장착되며, 후라이팬(10)에 장착되는 가열조리판(1)은 바닥부(11a)와 대응하는 평판 형태를 가지는 것이고, 고기불판(10')에 장착되는 가열조리판(1)은 구면판(13)과 대응하는 구면판 형태를 가지는 것이다.

도 1 및 도 2의 공정블록도를 기초로 하여 가열조리판 부착단계(S3) 및 조리기구 제작단계(S4)를 간략하게 설명한 부분에서 이미 언급되어진 바와 같이, 알루미늄 소재를 베이스로 하여 논스틱 코팅층이 형성된 베이스판을 일차적으로 제작하고, 해당 베이스판을 성형하여 후라이팬(10)이나 고기불판(10')과 같은 조리기구를 최종적으로 제작할 경우, 상기 가열조리판(1)은 도 7의 (가)에서와 같이 기판(1a)을 관통하여 베이스판(18)과 체결되는 조립나사(5)에 의하여 논스틱 코팅층이 형성된 베이스판(18)의 표면과 밀착 설치되거나, 도 7의 (나)에서와 같이 기판(1a)의 하측 표면으로 돌출된 압입돌출부(3)를 논스틱 코팅층이 형성된 표면으로 압입시키는 방식에 의하여 베이스판(18)과 일체로 형성될 것이다.

이와는 달리, 알루미늄 소재의 베이스판(18)으로 후라이팬(10)이나 고기불판(10')과 같은 조리기구를 일차적으로 제작한 다음, 해당 조리기구의 조리면, 즉 바닥부(11a)나 구면판(13) 표면에 논스틱 코팅층을 최종적으로 코팅시키는 경우, 상기 가열조리판(1)은 도 7의 (가) 또는 (나)에 도시된 방식 중 택일한 방식에 의하여 후라이팬(10)의 바닥부(11a) 또는 고기불판(10')의 구면판(13)으로 직접 장착될 것이며, 본 발명의 가열조리판(1)이 적용되는 조리기구는 도 5 및 도 6에 도시된 형태의 후라이팬(10)이나 고기불판(10') 이외에도 다른 여러 가지 형태의 조리기구에 광범위하게 적용이 가능함은 물론이다.

도 7의 (가)에 도시된 장착방식은 0.2~0.4mm 두께의 가열조리판(1)에 적합하고, 도 7의 (나)에 도시된 장착방식은 압입돌출부(3)와 외곽돌출부(4)를 그 돌출길이에 해당하는 1~2mm의 깊이(t)만큼 압입시키기 위하여 비교적 고압의 압착하중이 적용되므로 0.5~1mm 두께의 가열조리판(1)에 적합하며, 도 7의 (가)에 도시된 장착방식에 있어 조립나사(5)의 체결부위는 기판(1a)의 가장자리측을 따라 일정한 간격을 두고 다수 개소에 배치시키는 것이 바람직하며, 필요시 패턴홀(2)이 형성되지 아니한 기판(1a)의 다른 부분에도 조립나사(5)의 체결이 가능하다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 스테인레스 스틸판의 프레싱 가공으로 성형된 기판(1a)의 열처리단계(S2)를 거쳐 기판(1a) 표면의 미세기공을 약 2배 정도로 확장시킴으로서, 음식물의 조리시 기판(1a) 표면의 확장된 미세기공으로 기름성분이 침투하여 음식물의 부착을 충분히 억제할 수 있는 수준의 유막을 형성토록 하며, 이로 인하여 논스틱 코팅층이 적용되지 아니한 스테인레스 스틸 재질의 기판(1a) 자체만으로도 유해한 오염물질을 전혀 발생시키지 않고 음식물이 부착되지 아니하며 각종 조리기구에 용이하게 적용이 가능한 우수한 기능의 가열조리판(1)을 제공할 수 있다.

또한, 상기 열처리단계(S2)를 거치지 않고 기판(1a)의 표면에 테플론 성분이나 수정도막을 직접 코팅하는 경우에도, 알루미늄 소재와 비교하여 그 부착력을 충분히 확보함으로서 해당 코팅층이 쉽게 벗겨지지 않도록 할 수 있으며, 상기 열처리단계(S2)를 거친 이후에 테플론 성분이나 수정도막을 코팅시키는 경우에는, 기판(1a) 표면의 확장된 미세기공을 통하여 테플론 성분이나 수정도막이 보다 치밀하게 침투되도록 함으로서, 기판(1a)과 코팅층간의 부착력 및 이에 따른 가열조리판(1)의 내구성과 사용수명을 보다 더 극대화시킬 수 있는 것이다.

이와 더불어, 상기 가열조리판(1)이 장착된 조리기구에 따르면, 도 7의 (가) 및 (나)에서와 같이 가열조리판(1)의 상부 표면이 기판(1a)의 두께에 해당하는 0.2~1mm의 간격(d)을 두고 조리기구의 조리면보다 높게 위치되도록 함으로서, 조리기구의 세척작업시 발생하는 조리면의 손상을 최소화시킬 수 있는 동시에, 음식물의 조리시에는 패턴홀(2) 부분이 소량의 기름성분을 머금고 있도록 하여 음식물의 부착을 보다 더 확실하게 방지할 수 있다.

궁극적으로는, 스테인레스 스틸 소재가 가지는 우수한 코팅성과 내부식성 및 무독성의 잇점을 알루미늄 소재가 가지는 우수한 가공성과 열전도도 및 경량화 특성에 맞추어 합리적으로 접목시킨 최적의 조리기구를 제공할 수 있으며, 도 7의 (가)에 도시된 방식에 의하면, 필요시 조리기구로부터 가열조리판(1)만을 분리하여 이를 새것으로 교체시킬 수 있으므로, 조리면의 코팅층 손상시 조리기구 자체를 폐기 처분하였던 종래의 경우와 비교하여 한층 더 경제적인 방식의 조리기구를 제공할 수 있는 것이다.

1 : 가열조리판 1a : 기판 2 : 패턴홀
3 : 압입돌출부 4 : 외곽돌출부 5 : 조립나사
10 : 후라이팬 10' : 고기불판 11 : 팬몸통
11a : 바닥부 11b : 측면부 12 : 팬손잡이
13 : 구면판 14 : 불판테두리 15 : 기름받이홈
16 : 기름배출공 17 : 운반구멍 18 : 베이스판

Claims (7)

1. 후라이팬(10)이나 고기불판(10')을 포함하는 각종 조리기구의 조리표면에 적용되는 가열조리판(1)의 제조방법에 있어서,
   0.2~1mm의 두께를 가지는 스테인레스 스틸판을 프레스장치로 투입하여 평판 또는 구면판 형태를 가지는 기판(1a)에 걸쳐 소정의 무늬를 제공하는 패턴홀(2)이 형성된 가열조리판(1)으로 1차 성형하는 프레스 성형단계(S1)와,
   상기 프레스 성형단계(S1)를 거친 후, 가열조리판(1)을 열처리로에 장입하여 500~800℃의 온도조건으로 2~4시간동안 유지시킴으로서 기판(1a) 표면의 미세기공을 확장시키는 열처리단계(S2)를 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 재질의 가열조리판 제조방법.
2. 후라이팬(10)이나 고기불판(10')을 포함하는 각종 조리기구의 조리표면에 적용되는 가열조리판(1)의 제조방법에 있어서,
   0.2~1mm의 두께를 가지는 스테인레스 스틸판을 프레스장치로 투입하여 평판 또는 구면판 형태를 가지는 기판(1a)에 걸쳐 소정의 무늬를 제공하는 패턴홀(2)이 형성된 가열조리판(1)으로 1차 성형하는 프레스 성형단계(S1)와,
   상기 프레스 성형단계(S1)를 거친 후, 조리면을 제공하는 기판(1a)의 상부 표면에 테플론 수지를 코팅하는 테플론 코팅단계(S21)를 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 재질의 가열조리판 제조방법.
3. 후라이팬(10)이나 고기불판(10')을 포함하는 각종 조리기구의 조리표면에 적용되는 가열조리판(1)의 제조방법에 있어서,
   0.2~1mm의 두께를 가지는 스테인레스 스틸판을 프레스장치로 투입하여 평판 또는 구면판 형태를 가지는 기판(1a)에 걸쳐 소정의 무늬를 제공하는 패턴홀(2)이 형성된 가열조리판(1)으로 1차 성형하는 프레스 성형단계(S1)와,
   상기 프레스 성형단계(S1)를 거친 후, 실리카졸 45~60중량%와 수정분말 40~55중량%가 혼합된 100중량%의 혼합물에 수정분말의 활성화를 위한 용제로서 염화메틸렌이 10~20중량%로 혼합된 수정막 코팅액을 조리면을 제공하는 기판(1a)의 상부 표면에 스프레이 방식으로 분사하여 수정도막을 코팅하는 수정도막 코팅단계(S22)를 거쳐서 이루어지며,
   상기 수정도막 코팅단계(S22)는, 1차 코팅단계인 하도단계와 2차 코팅단계인 상도단계로 나뉘어 수행되며, 상기 하도단계와 상도단계의 사이에는 1차 코팅된 수정도막을 상온조건하에서 5~20분간 자연 건조시키는 과정이 수행되고, 상기 상도단계 이후에는 2차 코팅된 수정도막을 상온조건하에서 5~20분간 자연 건조시킨 다음, 100~200℃의 온도조건하에서 10~30분간 열건조시키는 과정이 수행되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 재질의 가열조리판 제조방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 열처리단계(S2)를 거친 후에는, 조리면을 제공하는 기판(1a)의 상부 표면에 테플론 수지를 코팅하는 테플론 코팅단계(S21) 또는 실리카졸 45~60중량%와 수정분말 40~55중량%가 혼합된 100중량%의 혼합물에 수정분말의 활성화를 위한 용제로서 염화메틸렌이 10~20중량%로 혼합된 수정막 코팅액을 조리면을 제공하는 기판(1a)의 상부 표면에 스프레이 방식으로 분사하여 수정도막을 코팅하는 수정도막 코팅단계(S22) 중에서 택일한 단계를 추가로 거쳐서 이루어지며,
   상기 수정도막 코팅단계(S22)는, 1차 코팅단계인 하도단계와 2차 코팅단계인 상도단계로 나뉘어 수행되며, 상기 하도단계와 상도단계의 사이에는 1차 코팅된 수정도막을 상온조건하에서 5~20분간 자연 건조시키는 과정이 수행되고, 상기 상도단계 이후에는 2차 코팅된 수정도막을 상온조건하에서 5~20분간 자연 건조시킨 다음, 100~200℃의 온도조건하에서 10~30분간 열건조시키는 과정이 수행되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 재질의 가열조리판 제조방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프레스 성형단계(S1)에서는 각각의 패턴홀(2) 내주연부를 1~2mm의 폭만큼 하부 방향으로 절곡시켜 기판(1a)의 하측 표면을 따라 엠보싱 형태의 압입돌출부(3)를 형성시키는 과정이 포함되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 재질의 가열조리판 제조방법.
6. 알루미늄 소재를 베이스로 하여 제작되고, 조리면을 제공하는 표면에 음식물의 부착을 방지하는 논스틱(Non-stick) 코팅층이 형성된 조리기구에 있어서,
   상기 조리기구의 조리면에는 청구항 제 1항 내지 제 4항 중에서 택일한 방법으로 제조된 스테인레스 스틸 재질의 가열조리판(1)이 장착되며,
   상기 가열조리판(1)은 기판(1a)을 관통하여 조리기구와 체결되는 조립나사(5)에 의하여 조리면과 밀착 설치되는 것을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 재질의 가열조리판이 적용된 조리기구.
7. 알루미늄 소재를 베이스로 하여 제작되고, 조리면을 제공하는 표면에 음식물의 부착을 방지하는 논스틱(Non-stick) 코팅층이 형성된 조리기구에 있어서,
   상기 조리기구의 조리면에는 청구항 제 5항의 방법으로 제조된 스테인레스 스틸 재질의 가열조리판(1)이 장착되며,
   상기 가열조리판(1)은 기판(1a)의 하측 표면으로 돌출된 압입돌출부(3)를 조리면으로 압입시키는 방식에 의하여 조리기구와 일체로 형성됨을 특징으로 하는 스테인레스 스틸 재질의 가열조리판이 적용된 조리기구.

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