KR20160123695A - 세라믹 조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 세라믹 조성물 및 그 제조방법으로, 몬모릴나이트, 밴토나이트, 알루미나 및 게르마늄이 포함된 산성백토에 제오라이트계 촉매제를 가한 후 소결하여 다공성의 볼 형상으로 이루어진 세라믹 조성물로서, 상기 세라믹 조성물의 조성비에 따른 중량%는 산성백토 75% 내지 85%, 게르마늄 10%내지 20%, 촉매제 5%내지 10% 를 포함하고, 상기 산성백토의 조성비에 따른 중량%는 몬모릴나이트 65%, 밴토나이트 35% , 알루미나 5%가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

세라믹 조성물 및 그 제조방법{Ceramic composition and manufacturimg method}

본 발명은 세라믹 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열방사율이 높고 잠열효과가 높은 덩어리 형상의 세라믹 조성물로서 열을 가한 세라믹 조성물에서 방사되는 복사열로 원적외선 효과에 의한 식자재의 내외부의 균일한 가열이 가능하여 식재료의 탄화현상을 방지하며, 볼 형상의 세라믹 조성물의 기공 구조로서 기름이나 연기와 화염, 및 유해한 물질 생성을 근본적으로 차단할 수 있도록 하는 세라믹 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 숯, 장작, 나무펠렛, 잣껍질, 석탄, 고체알콜 등의 연료를 열원으로 하여 소고기, 돼지고기, 닭고기, 오리고기, 생선을 포함하는 해산물 등의 육류를 굽는 통상적인 방식은, 화로를 구성하는 구이본체 내에 연료로서 예를 들면, 숯불을 넣고 구이본체 위에 석쇠를 올려놓은 후, 석쇠 위에 고기를 올려놓고 숯불로 직접 가열하는 것이다.

이러한 통상적인 화로를 이용한 고기 구이 방식은, 숯불의 열로 고기의 표면을 직접 가열하기 때문에, 고기의 표면이 열에 심하게 노출되어 과도하게 구워지거나 또는 까맣게 타버려 맛있는 구이를 즐길 수 없으며, 고기를 구울 때 연기와 냄새가 발생하게 되므로 냄새가 옷에 배어 불쾌하고 특히 실내에서는 숯불 구이를 즐길 수 없는 단점이 있다.

또한, 숯불의 열이 그대로 구이본체의 상부를 통해 외부로 방출되므로 열효율이 낮아 숯의 사용량이 증가하게 되고, 고기를 구울 때 고기의 기름이나 양념 물이 숯불 위에 떨어지면 더 많은 연기와 함께 불꽃이 발생함과 동시에, 불완전 연소가 일어나게 되고, 이로 인해 기름 등이 타면서 발생하는 유해가스와 연기의 그을음이 고기에 닿게 되어 발암물질을 생성하게 되므로 고기 구이를 기피하는 주요 원인이 되었으며, 숯불의 세기를 점점 약화시켜 구이를 하는 동안 숯불을 자주 갈아 주어야 하는 단점이 있었다.

또한, 종래 직접 열에 의한 통상적인 화로구이기는 구이물의 표면으로부터 익히는 직접 가열방식으로 인하여 표면의 지방과 함께 육질의 수분도 함께 빠져, 고기의 맛이 떨어지고 조리 후 시간이 지남에 따라 고기가 딱딱해져 구이 요리의 맛을 급속히 저하시키는 문제점을 갖고 있었다.

이러한 문제점을 해소하고자 원적외선을 방출하는 세라믹 소재를 이용하여 고기를 직, 간접적으로 굽는 방식을 사용하기도 했으나 세라믹 소재자체 열전도율과 열용량이 낮거나 세라믹 코팅처리된 소재로는 열효율과 원적외선 방사량이 떨어지고 구이용 식재료가 검게 타거나 눌러붙는 등 기대에 못 미치는 상태에 머물고 있다.

본 발명은 상기와 같이 종래의 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 주된 목적은 구이물을 직접 열이 아닌 가열된 세라믹볼로부터 발산되는 원적외선과 잠열된 복사열에 의하여 가열함으로써 구이물이 타지않고 구워질 수 있도록 하는 볼 형상의 세라믹 조성물의 기공 구조로서 연기와 화염, 및 유해한 물질 생성을 근본적으로 차단할 수 있도록 하는 세라믹 조성물 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 세라믹 조성물은, 몬모릴나이트, 밴토나이트, 알루미나 및 게르마늄이 포함된 산성백토에 제오라이트계 촉매제를 가한 후 소결하여 다공성의 볼 형상으로 이루어진 세라믹 조성물로서, 상기 세라믹 조성물의 조성비에 따른 중량%는 산성백토 75% 내지 85%, 게르마늄 10%내지 20%, 촉매제 5%내지 10% 를 포함하고, 상기 산성백토의 조성비에 따른 중량%는 몬모릴나이트 65%, 밴토나이트 35% , 알루미나 5%가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 세라믹 조성물은, 몬모릴나이트, 밴토나이트, 알루미나 및 게르마늄이 포함된 산성백토에 제오라이트계 촉매제를 가한 후 소결하여 다공성의 볼 형상으로 이루어진 세라믹 조성물로서, 상기 세라믹 조성물의 조성비에 따른 중량%는 산성백토 70% 내지 85%, 게르마늄 5%내지 20%, 페트라이트 5% 내지 15%, 촉매제 5%내지 10% 를 포함하고, 상기 산성백토의 조성비에 따른 중량%는 몬모릴나이트 65%, 밴토나이트 35% , 알루미나 5%가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 세라믹 조성물에 있어서, 상기 세라믹 조성물은 산성백토를 주성분으로 하고 보조성분으로 게르마늄, 제오라이트계 촉매제를 혼합하고 1000℃ 내지 1200℃ 정도로 11시간 내지 13시간 동안 가열 소성하여 제조되는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 세라믹 조성물에 있어서, 상기 세라믹 조성물의 산성백토는 규산염백토로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 세라믹 조성물의 제조 방법은, 점토 상태의 산성백토를 틀에 넣고 구형 또는 판형 등 일정한 크기로 잘라내는 단계; 세라믹 볼 형태로 건조시킨 후 1000℃ 내지 1200℃ 정도로 11 내지 13시간 동안 가열하는 소성 공정 단계; 세라믹 볼 형성 과정에서 제오라이트 계열의 촉매제를 가하는 단계; 및 상기 세라믹 볼 중심에 게르마늄을 농축시키기 위해서 토련기 또는 혼련기를 사용하여 구심력에 의해 산성백토에 혼합된 게르마늄 성분을 결집시킨 후 성형기를 거쳐 형태를 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 조성물의 제조 방법.

본 발명에 따른 세라믹 조성물을 조리 장치에 이용하면, 가열된 세라믹볼로부터 발산되는 원적외선과 잠열된 복사열에 의하여 가열함으로써 구이물이 타지않고 구워질 수 있도록 하고 연기와 화염, 및 유해한 물질 생성을 근본적으로 차단할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에 따른 세라믹 조성물은 축열하여 발열하는 기능성을 가지므로 내열소재 또는 발열소재로써 난방용, 산업용으로 주로 사용할 수 있다.

또한, 다수의 기공을 가지는 표면 구조에 의하여 탈취소재로도 사용할 수 있으며, 물속에서 투입하여 물을 정화하는 용도로도 활용할 수 있는 효과도 있다.

도1은 본 발명에 따른 세라믹 조성물의 파쇄된 단면 사진이다.
도2는 본 발명에 따른 세라믹 조성물로서 세라믹 볼의 제조 공정 순서도이다.
도3은 본 발명에 따른 세라믹 조성물을 이용한 조리 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도4는 본 발명에 따른 세라믹 조성물을 이용한 또 다른 조리 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 세라믹 볼을 이용한 조리 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명에 따른 세라믹 조성물의 파쇄된 단면 사진이다.

도1에 도시된 세라믹 조성물은 열방사율이 높고 잠열효과가 높은 덩어리 형상의 세라믹 조성물로서 산성백토를 함유하고 있는 세라믹 볼의 파쇄된 내부 단면 사진이다.

도1에서 흰색　또는 회색으로 보이는 부분이 주성분인 산성백토이고 상기 중심에 빨간색으로 보이는 부분은 게르마늄이 세라믹 볼 중심에 농축된 상태를 나타낸다.

즉, 상기 세라믹 조성물은 몬모릴나이트, 밴토나이트, 알루미나 및 게르마늄이 포함된 산성백토에 제오라이트계 촉매제를 가한 후 소결하여 다공성의 볼 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 덩어리 형상의 세라믹 조성물인 세라믹 볼의 조성비에 따른 중량%는 산성백토 75%~85%, 게르마늄 10%~20%, 촉매제 5%~10% 를 포함한다.

여기에서, 상기 산성백토에는 몬모릴나이트 65%, 밴토나이트 35%, 알루미나 5%가 포함되어 있다.

상기 제오라이트계 촉매제 성분은 산성백토와 게르마늄 성분이 서로 흡착되어 활성화되도록 하고, 생성된 세라믹 볼에서 쉽게 탈착할 수 있도록 하면서 세라믹 볼이 생성된 전후에서 일정한 상태를 유지하게 된다.

본 발명에 따른 세라믹 조성물은 복사열과 원적외선의 방출 효율을 높이기 위해서 산성백토는 규산염백토로서 작은 볼 형태로 만든 후 이를 건조시킨 후 고온상태에서 소결하여 다공성의 세라믹 재질을 만들어 낼 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 덩어리 형상의 세라믹 조성물인 세라믹 볼은 산성백토를 주성분으로 하고 보조성분으로 게르마늄, 페트라이트 점토, 촉매제를 혼합하고 1000℃ ~ 1200℃ 정도로 11~13시간 동안 소성하여 제조된다.

상기 실시예에 의한 세라믹 조성물은 뛰어난 내열, 축열, 발열기능을 가지게 된다.

상기 실시예에 의하면, 본 발명에 따른 덩어리 형상의 세라믹 조성물인 세라믹 볼의 조성비에 따른 중량%는 산성백토 70%~85%, 게르마늄 5%~15%, 페트라이트 5%~15%, 촉매제 5%~10% 를 포함한다.

여기에서, 상기 산성백토에는 몬모릴나이트 65%, 밴토나이트 35% , 알루미나 5%가 포함되어 있다.

한편, 도2는 본 발명에 따른 세라믹 조성물로서 세라믹 볼의 제조 공정 순서도이다.

도2를 참조하여 본 발명에 따른 세라믹 조성물로서 세라믹 볼의 제조 공정은 다음과 같이 진행된다.

먼저, 점토 상태의 산성백토를 틀에 넣고 구형 또는 판형 등 일정한 크기로 잘라낸다(S10).

이후에, 세라믹 볼 형태로 건조시킨 후 약 1000℃ ~ 1200℃ 정도로 11~13시간 동안 가열하는 소성 공정을 통하여 제조된다(S20).

이때, 제오라이트 계열의 촉매제를 가함으로써 세라믹 볼 형성 과정에서 흡착력을 높여주는 기능을 하게 된다(S30).

상기 세라믹 볼 중심에 게르마늄을 농축시키기 위해서 토련기 또는 혼련기를 사용하여 구심력에 의해 산성백토에 혼합된 게르마늄 성분을 결집시키고 그 후 성형기를 거쳐 형태가 완성된다(S40).

도3은 본 발명에 따른 세라믹 조성물을 이용한 조리 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도3을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 세라믹 볼을 이용한 조리 장치는 상부 개방형의 수용공간이 형성된 구이판(11)과, 상기 구이판(11) 아래에 수용되는 연소실을 구비하는 화로용기(10)를 포함하여 구성된다.

상기 화로 용기(10) 내에는 열을 발생시킬 수 있도록 숯, 장작, 나무팰렛, 석탄, 등을 넣을 수 있고 직접적인 열원으로서 가스로가 들어 있을 수도 있으며, 상기 연소실(15)의 열원(12)에 의해 연소실(15)의 상측에 안치된 구이판(11)의 음식물을 조리하는 직화 구이용 조리 장치로 구성된다.

상기 연소실(15)에 수용된 숯불 등이나 열원에서 발생되는 직화열에 의해 연소실(15)의 상측에 안치된 구이판(11)의 음식물이 조리되도록 되어 있고, 상기 구이판(11)은 상기 화로용기(10)를 구성하는 격벽의 내부에 착탈 가능하게 수용하여 거치되도록 되어 있다.

상기 연소실(15)은 상부가 상기 구이판(11)에 의하여 폐쇄되고 내부에 숯과 같은 연료나 가스로와 같은 열원을 넣을 수 있는 공간을 형성하도록 상기 화로용기(10)의 격벽구조로 되어 있다.

또한, 상기 연소실(15) 상부에 배치되며 하부의 직화열을 그대로 받아들일 수 있는 타공형 구조로 그 위에 직화구이용 음식재료를 지지하도록 된 받침망(14)이 구비된다.

상기 받침망(14)은 구이판(11)의 내경 형태에 따라 원형 또는 네모 등의 테두리를 갖는 형태로 제작된 석쇠형태로 이루어져 있고, 경우에 따라서는 손잡이가 달린 일반 석쇠를 받침대로 이용할 수 있다.

상기 받침망(14) 하부와 상기 연소실의 상부 사이에는 다수의 세라믹 볼(13)이 펼쳐서 배치되어 있다.

상기 세라믹 볼(13)은 연소실(15)의 직화열에 가열되면, 세라믹 볼(13)에는 열이 흡수되어 함열된 상태가 되어 다시 복사열을 방출할 뿐만 아니라 세라믹 볼에서 원적외선이 방출된다.

세라믹 볼(13)에서 열을 흡수한 후 여기에서 방사되는 열과 방출되는 원적외선으로 고기를 직, 간접적으로 가열하여 굽기 때문에, 고기의 표면을 태우지 않고 내부까지 고르게 익힐 수 있고, 기름이 잘 빠지면서도 육즙은 소실되지 않아 맛과 영양이 좋은 고기 맛을 낼 수 있으며, 조리시간을 단축시킬 수 있게 된다.

이를 위해서는 세라믹 볼(13)로부터 방출되는 원적외선의 양이 많아야 하고, 세라믹 볼 자체의 열전도율과 열용량이 높아야 한다.

본 발명에 따른 세라믹 볼(13)은 복사열과 원적외선의 방출 효율을 높이기 위해서 산성백토(규산염백토)를 작은 볼 형태로 만든 후 이를 건조시킨 후 고온상태에서 소결하여 다공성의 세라믹 재질을 만들어 낸 것이다.

도4는 본 발명에 따른 세라믹 조성물을 이용한 또 다른 조리 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.

도4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 세라믹 볼을 이용한 조리 장치는 상부 개방형의 수용공간이 형성된 조리용기 본체(41)와, 상기 조리용기 본체(41) 아래에 수용되는 연소실(45)을 구비하는 화로용기(40)를 포함하여 구성된다.

상기 화로 용기(40) 내에는 열을 발생시킬 수 있도록 숯, 장작, 나무팰렛, 석탄, 등을 넣을 수 있고 직접적인 열원(42)으로서 가스로가 들어 있을 수도 있으며, 상기 연소실(45)의 직화열을 그대로 받아들여 연소실(45)의 상측에 안치된 조리용기 본체(41)의 음식물을 조리하게 된다.

이때, 조리용기 본체(41)는 상기 연소실(45) 상부에 배치되며 하부의 직화열을 그대로 받아들일 수 있고 그 내부에 튀김용 기름(46)이 들어있고 기름이 가열되면서 상기 튀김용 기름 속에 있는 음식물이 조리되는 것이다.

상기 연소실(45)은 상부가 폐쇄되고 내부에 연료 또는 열원을 넣을 수 있는 격벽구조로 되어 있고, 상기 조리용기 본체(41)는 상기 화로용기(40)를 구성하는 격벽의 내부에 착탈 가능하게 수용하여 거치되도록 되어 있다.

여기에서, 상기 기름이 들어있는 조리용기 본체(41) 바닥에는 그 하부에서 가열되면서 열을 품고 원적외선 및 복사열을 방출하는 다수의 세라믹 볼(43)이 펼쳐서 배치되어 있다.

상기 세라믹 볼(43)은 몬모릴나이트, 밴토나이트, 알루미나 및 게르마늄이 포함된 산성백토에 제오라이트계 촉매제를 가한 후 소성하여 다공성의 볼 형상으로 이루어진 것으로 도3에 도시된 실시예에서 상세하게 기재된 것과 동일한 것이다.

상기 도3, 도4에서 도시된 실시예는 세라믹 조성물인 세라믹 볼을 조리 용기에 적용한 것이지만, 본 발명에 따른 세라믹 볼은 잠열효과가 뛰어나면 원적외선을 복사하기 때문에, 내열소재로써 우수한 기능성을 가진다.

또한, 본 발명에 따른 세라믹 조성물은 축열하여 발열하는 기능성을 가지므로 내열소재 또는 발열소재로써 난방용, 산업용으로 주로 사용할 수 있다.

한편, 다수의 기공을 가지는 표면 구조에 의하여 탈취소재로도 사용할 수 있으며, 물속에서 투입하여 물을 정화하는 용도로도 활용할 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다

10, 40 : 화로용기 11 : 구이판
12, 42 : 열원 13, 43 : 세라믹 볼
14 : 받침망 15, 45 : 연소실

Claims (5)

1. 몬모릴나이트, 밴토나이트, 알루미나 및 게르마늄이 포함된 산성백토에 제오라이트계 촉매제를 가한 후 소결하여 다공성의 볼 형상으로 이루어진 세라믹 조성물로서,
   상기 세라믹 조성물의 조성비에 따른 중량%는 산성백토 75% 내지 85%, 게르마늄 10%내지 20%, 촉매제 5%내지 10% 를 포함하고,
   상기 산성백토의 조성비에 따른 중량%는 몬모릴나이트 65%, 밴토나이트 35% , 알루미나 5%가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 조성물.
2. 몬모릴나이트, 밴토나이트, 알루미나 및 게르마늄이 포함된 산성백토에 제오라이트계 촉매제를 가한 후 소결하여 다공성의 볼 형상으로 이루어진 세라믹 조성물로서,
   상기 세라믹 조성물의 조성비에 따른 중량%는 산성백토 70% 내지 85%, 게르마늄 5% 내지 20%, 페트라이트 5% 내지 15%, 촉매제 5%내지 10% 를 포함하고,
   상기 산성백토의 조성비에 따른 중량%는 몬모릴나이트 65%, 밴토나이트 35% , 알루미나 5%가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 조성물.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 세라믹 조성물은 산성백토를 주성분으로 하고 보조성분으로 게르마늄, 제오라이트계 촉매제를 혼합하고 1000℃ 내지 1200℃ 정도로 11시간 내지 13시간 동안 가열 소성하여 제조되는 것을 특징으로 하는 세라믹 조성물.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 세라믹 조성물의 산성백토는 규산염백토로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세라믹 조성물.
5. 점토 상태의 산성백토를 틀에 넣고 구형 또는 판형 등 일정한 크기로 잘라내는 단계;
   세라믹 볼 형태로 건조시킨 후 1000℃ 내지 1200℃ 정도로 11 내지 13시간 동안 가열하는 소성 공정 단계;
   세라믹 볼 형성 과정에서 제오라이트 계열의 촉매제를 가하는 단계; 및
   상기 세라믹 볼 중심에 게르마늄을 농축시키기 위해서 토련기 또는 혼련기를 사용하여 구심력에 의해 산성백토에 혼합된 게르마늄 성분을 결집시킨 후 성형기를 거쳐 형태를 완성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 조성물의 제조 방법.

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