KR20170002349U - 인덕션 렌지용 세라믹 용기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 인덕션 렌지용 세라믹 용기에 관한 것으로, 용기 형태로 형성되는 용기본체와 용기본체의 표면에 형성되는 유약층 및 유약층의 하부면에 도포되어 형성되는 금속분말을 포함하는 도막층의 구성으로 이루어진다. 이러한 구성을 통해 본 고안에 따른 인덕션 렌지용 세라믹 용기는 세라믹 소재의 흡수율을 0.2%이하로 낮추고, 유약층과 도막층의 열팽창률을 같도록 하여 장기간 사용하여도 유약층과 도막층이 박리되는 현상을 방지하며, 고온에서도 유약층의 균열되는 것을 방지하여 내구성이 뛰어나다는 장점이 있다.

Description

인덕션 렌지용 세라믹 용기{Ceramic vessel for induction ranges}

본 고안은 인덕션 렌지용 세라믹 용기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세라믹 소재의 흡수율을 0.2% 이하로 낮추고, 유약층과 도막층의 열팽창계수를 동일하게 하여 장기간 사용하여도 유약층과 도막층이 박리되는 현상을 방지하고, 고온에서도 유약층의 균열을 방지하는 내구성이 뛰어난 인덕션 렌지용 세라믹 용기에 관한 것이다.

일반적으로, 주방용 가열기로 사용되고 있는 인덕션 렌지(Induction Range)는 IH방식(Induction heater)의 조리기기를 말하며, IH 방식이란 전자유도 가열식 조리기기를 의미한다.

전술한 바와 같은 인덕션 렌지는 상판 아래에 있는 코일에 고전압이 인가될 경우 코일 주변에 자기장이 유도되어 자기장의 영향력 내에 있는 조리 용기의 바닥을 자기장이 통과시 용기의 재질에 포함된 금속체가 가열되는 원리를 이용한 것이다.

한편, 전술한 인덕션 렌지는 금속체만 가열하므로 렌지 상판의 달구어짐이 없이 금속체 윗부분의 내용물만 뜨거워지는 유도가열이 일어난다. 따라서, 용기를 들어 인덕션 렌지의 자장의 영향력에서 벗어나게 되면 조리 용기의 가열이 즉시 멈추고, 용기가 닿는 부분에서만 에너지가 생성되므로 에너지효율이 높다.

또한, 전술한 인덕션 렌지는 불꽃이 발생하지 않으므로 화재의 위험성이 없고, 가스 등의 연료를 연소하지 않으므로 일산화탄소를 포함하는 연소가스의 발생이 없어 인체에 무해할 뿐만아니라 실내 산소의 소모가 없어 쾌적한 실내를 유지할 수 있다. 특히, 인덕션 렌지는 금속체에만 감응하여 용기를 가열하기 때문에 상판에 손이 닿아도 화상을 입지 않아 매우 안전하게 사용할 수 있다는 장점이 있다.

전술한 바와 같은 장점 이외에도 인덕션 렌지는 전열선으로 가열하는 핫플레이트에 비해 열효율이 40% 정도 높아 짧은 시간에 낮은 소비전력으로 급속한 가열이 가능하고, 무게가 가벼워 가정용 전기가 공급되는 곳이라면 어디에서나 휴대하면서 사용할 수 있다는 장점이 있다.

아울러, 전술한 바와 같은 인덕션 렌지는 나무나 물 및 세라믹 등의 물질에서는 자력선이 거의 차단되지 않으므로 식탁 밑에 인덕션 렌지를 설치해 놓고 목재로 만들어진 식탁판을 통과한 자력선을 이용하여 식탁 위에서 조리를 하는 언더렌지라는 제품이 출시되고 있다.

전술한 바와 같은 인덕션 렌지를 이용하여 음식물을 조리하기 위해서는 인덕션 렌지에서 발생하는 자장에 의해 유도가열될 수 있도록 조리 용기 자체에 철(Fe) 성분을 함유하고 있어야 하므로, 비철금속 해당하는 알루미늄이나 비금속에 해당하는 내열유리 및 도자기류 즉, 세라믹제 조리용기의 경우 그 사용이 불가능한 문제점이 있었다.

또한, 전술한 문제점을 해결하기 위해 전통 용기인 세라믹 용기(뚝배기)를 인덕션 렌지에 사용하기 위한 시도가 이루어지고 있으나, 뚝배기와 같은 세라믹 용기는 열 충격에 취약하고 특히, 장기간 사용 시 바닥면에 형성되는 도막층이 용기에서 박리되기 때문에 오래 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-1047355호 대한민국 등록특허 제10-0976210호 대한민국 등록특허 제10-1304445호

전술한 선행기술문헌 중 특허문헌 1에는 얇은 두께로 성형 가능하면서 충분한 강도와 내열성을 발휘하여 조리시간을 단축할 수 있는 친환경 인덕션 레인지용 도자기 및 그 제조방법에 관한 기술이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 1의 친환경 인덕션 레인지용 도자기의 경우 흡수율이 2∼5%이기 때문에 장기간 사용 시 용기 하부의 도막층이 쉽게 분리되어 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.

한편, 특허문헌 2에는 페탈라이트를 주원료로 구성하고 여기에 팽창계수가 페탈라이트 다음으로 낮은 코디어라이트 샤모트(Cordierite chamotte)를 첨가하여 본체를 구성한 인덕션히터용 내열용기 및 인덕션히터용 내열용기의 제조방법에 관한 기술이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 2의 인덕션히터용 내열용기는 수분 흡수 및 방출이 가능하기는 하나 수분 흡수와 방출이 반복되면서 은박막층(도막층)이 쉽게 분리되어 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다.

그리고, 특허문헌 3에는 고순도로 정제한 저열팽창 천연 무기질 원료를 이용하여 저열팽창 무균열/무흡수성 내열자기를 제작하고, 인덕션 감응체를 전사 혹은 핸드페인팅 기법으로 부착하여 고온 소성한 인덕션 겸용 직화 내열자기에 관한 기술이 개시되어 있다. 그러나, 특허문헌 3의 인덕션 겸용 직화 내열자기는 수분 흡수율이 5% 내외이기 때문에 상기한 문헌들과 마찬가지로 장기간 사용 시 도막층이 쉽게 분리되어 내구성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 고안은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 용기본체의 유약층과 동일한 열팽창계수를 갖는 도막층을 형성한 구조의 세라믹 용기를 제조함으로써 장기간 사용하여도 유약층과 도막층이 박리되지 않도록 한 인덕션 렌지용 세라믹 용기를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 고안에 따른 기술의 다른 목적은 용기본체의 유약층과 동일한 열팽창계수를 갖는 도막층을 형성한 구조의 세라믹 용기를 제조함으로써 고온에서도 유약층의 균열을 방지할 수 있는 내구성이 뛰어나 세라믹 용기를 공함에 함에 있다.

아울러, 본 고안에 따른 기술의 또 다른 목적은 세라믹 소재의 흡수율을 0.2% 이하로 낮춘 구조의 세라믹 용기를 제조함으로써 용기의 오염이 없도록 하여 위생성을 겸비할 수 있도록 함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위해 구성되는 본 고안은 다음과 같다. 즉, 본 고안에 따른 인덕션 렌지용 세라믹 용기는

본 고안의 기술에 따르면 내구성이 뛰어나 고열에 의해서도 균열이 없으며, 열전달이 뛰어나 음식물 조리가 신속이 되는 효과가 있다.

또한, 본 고안에 따른 기술은 유약층과 도막층의 열팽창률을 동일하게 함으로써 고열에 의해 유약층의 균열이 발생되는 것을 최소화하고, 유약층과 도막층이 서로 박리되지 않기 때문에 내구성이 증대되어 세라믹 용기의 수명이 길어지는 효과가 있다.

아울러, 본 고안에 따른 기술은 IH용 전기 압력 밥솥, 다양한 산업분야(전자, 화학분야), 의료 및 식품분야 등 다양한 분야에서 사용이 가능하므로 사용성이 증대되는 효과가 있다.

도 1 은 본 고안에 따른 기술의 인덕션 렌지용 세라믹 용기를 개략적으로 나타낸 단면도.
도 2 는 본 고안에 따른 기술의 인덕션 렌지용 세라믹 용기를 제조하는 공정을 보인 순서도.

본 고안을 충분히 이해하기 위해서 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

본 고안의 실시 예에 따른 기술은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

또한, 본 실시 예에 따른 기술은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 고안을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

따라서, 본 고안에 따른 기술은 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다.

또한, 본 고안의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 고안의 인덕션 렌지용 세라믹 용기 및 그 제조방법을 설명한다.

도 1 은 본 고안에 따른 기술의 인덕션 렌지용 세라믹 용기를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 인덕션 렌지용 세라믹 용기는 내열 세라믹으로 형성되어지되 용기 형태로 형성되는 용기본체(10)가 구비된다.

전술한 바와 같은 용기본체(10)를 구성하는 내열 세라믹은 뜨거운 열에서도 균열이 가지 않도록 하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

구체적으로, 전술한 내열 세라믹은 카오린 37∼41중량%, 스포듀민 27∼33중량%, 활석 7∼9중량%, 점토12∼14중량%, 장석7∼9중량%, 지르콘 1∼3중량%로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 바와 같은 내열 세라믹의 가장 이상적인 조성비는 카오린 39중량%, 스포듀민 30중량%, 활석 8중량%, 점토13중량%, 장석8중량% 및 지르콘 2중량%의 비율로 세라믹 원료를 분쇄하여 배합하는 것이 바락직하다.

전술한 바와 같은 내열 세라믹의 이상적인 조성비를 통해 열전달이 뛰어나며 고열에서도 내구성이 뛰어나 균열이 발생되지 않는 세라믹 용기를 제조할 수 있게 된다. 이때, 용기본체(10)를 조성하는 각각의 성분들은 약 45㎛크기의 입자로 형성되도록 분체 과정과 건식 및 습식방법을 통하여 형성된다.

본 고안을 구성하는 유약층(20)은 스포듀민 53∼56중량%, 카오린 8∼10중량%, 장석 14∼16중량%, 규석 11∼14 중량%, 활석 4∼6중량%, 산화아연 1∼4중량%, 탄산바륨 0.3∼1.0중량%로 구성된다.

전술한 바와 같은 유약층(20)을 형성하는 유약조성물의 가장 이상적인 조성비는 스포듀민 54.5중량 %, 카오린 9.5중량%, 장석 15중량%, 규석 12.5 중량%, 활석 5.5중량%, 산화아연 2.5중량% 및 탄산바륨 0.5중량%로 혼합 조성되는 것이 바람직하다.

한편, 전술한 바와 같은 유약조성물의 이상적인 조성비를 통해 열충격에 의해서도 유약층(20)의 균열이 발생되지 않게 된다.

또한, 전술한 바와 같은 유약층(20)의 구성에서 규석을 함유하여야만 안정성으로 인해 팽창계수를 줄여 광택과 함께 유면을 평활하게 하고, 이로 인해 미세균열이 발생되지 않아 음식물 찌꺼기가 배지되지 않게 된다.

아울러, 전술한 유약조성물의 구성에서 용기 표면의 광택과 열충격에 의한 무균열을 유지하여야 되기 때문에 가장 이상적인 배합비로 조성함이 양호하다 할 것이다.

본 고안을 구성하는 도막층(30)은 은분말 70∼85중량%와 플럭스(flux) 15∼25중량%로 구성된다.

전술한 바와 같은 도막층(30)은 인덕션 렌지를 통해 세라믹 용기를 가열하는 경우 인덕션 렌지의 유도가열에 의해 열전달이 세라믹 용기 전체에 골고루 퍼지도록 하여 용기본체(10)의 내부의 내용물이 보다 빨리 그리고 효율적인 음식물의 조리가 이루어지도록 한다.

한편, 전술한 도막층(30)은 가장 이상적으로 열이 균일하게 전달되도록 하기 위해서 은분말 80중량%와 플럭스 20중량%의 조성비로 배합되어야만 열전달이 가장 효율적으로 이루어지게 된다.

전술한 바와 같은 본 고안에 따른 인덕션 렌지용 세라믹 용기의 구성에서 용기본체(10)를 구성하는 카오린과 지르콘의 조성비는 음식물의 조리 및 용기 세척시 용기본체(10)로 스며드는 음식물이나 세제 즉, 음식물이나 세제의 흡수율을 0.2% 이내로 하기 위한 것이다. 이는 기존 세라믹 용기의 흡수율이 5∼6%로서 세척시 세제가 흡수되기 때문이다.

또한, 전술한 바와 같은 본 고안의 구성에서 유약층(20)과 도막층(30)은 동일한 열팽창을 유지하도록 하기 위해 앞서 기술한 바와 같은 조성비로 배합된다. 이러한 조성비로 조성비로 배합하여야만 유약층(20)과 도막층(30)이 서로 박리되지 않기 때문에 내구성이 향상되는 것이다.

이하, 본 고안에 따른 기술의 인덕션 렌지용 세라믹 용기 제조방법에 대하여 살펴보기로 한다.

도 2 는 본 고안에 따른 기술의 인덕션 렌지용 세라믹 용기를 제조하는 공정을 보인 순서도이다.

우선, 본 고안에 따른 인덕션 렌지용 세라믹 용기의 제조 과정을 설명하기에 앞서 후술할 내열 세라믹, 유약 및 도막 소재의 조성비는 앞서 기술한 인덕션 렌지용 세라믹 용기와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 2 에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 기술의 인덕션 렌지용 세라믹 용기 제조방법은 우선, 내열 세라믹 소재를 분쇄하여 용기 형태로 성형(S10)하게 된다.

다음으로, 단계(S10) 과정을 통해 성형된 용기를 850∼ 950℃(바람직하게는 900℃ 정도)의 온도 조건하에서 초벌구이(S20)를 하게 된다.

전술한 바와 같이 단계(S20) 과정을 통해 초벌구이를 마친 용기를 냉각시킨 후 용기 표면에 유약을 시유(S30)하게 된다.

다음으로, 단계(S30) 과정을 통해 용기 표면에 유약을 시유한 다음에는 건조시킨 뒤 1200∼1300℃(바람직하게는 1250℃ 정도)의 온도 조건하에서 재벌구이(S40)를 하게 된다.

한편, 전술한 단계(S40) 과정을 통해 재벌구이된 용기 하부의 유약층 하부면 상에 도막 소재를 도포(S50)하게 된다.

다음으로, 전술한 바와 같이 도막 소재가 도포된 용기를 상회구이를 하여 도막층을 형성(S60)하게 된다.

전술한 단계(S60) 과정에서 도막층은 유도 자기장을 발생시켜 용기 내부의 내용물의 가열을 빠르게 유도하기 때문에 신속한 음식물 조리가 이루어지개 한다.

또한, 전술한 도막층은 도막 재료를 도포한 뒤 구워서 형성할 수도 있으나, 작업 공정의 간소화 및 편리성을 위하여 도막 재료가 도포된 전사지를 이용하여 형성할 수도 있다.

전술한 바와 같이 본 고안에 따른 인덕션 렌지용 세라믹 용기 제조는 인덕션 렌지용을 기준으로 설명하였으나, 내구성이 뛰어나기 때문에 IH용 전기 압력 밥솥, 다양한 산업분야(전자, 화학분야), 의료 및 식품분야 등 다양한 분야에서 적용될 수 있음은 물론이다.

이상에서 설명된 본 고안에 따른 인덕션 렌지용 세라믹 용기의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 고안이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 본 고안은 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 고안은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10. 용기본체
20. 유약층
30. 도막층

Claims (5)

1. 전자유도 가열식 조리기기에서 사용할 수 있도록 하는 인덕션 렌지용 세라믹 용기에 있어서,
   내열 세라믹으로 성형되어 소성된 용기본체;
   상기 용기본체의 표면에 시유되는 유약조성물의 소성을 통해 일정 두께로 형성된 유약층; 및
   상기 용기본체 하부 바닥면의 상기 유약층 하부면에 도포 또는 프린팅을 통해 일정 두께로 형성되어지되 상기 유약층과 동일한 열팽창계수로 형성되어 금속분말이 함유된 도막층을 포함한 구성으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 세라믹 용기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 용기본체는 카오린 37∼41중량%, 스포듀민 27∼33중량%, 활석 7∼9중량%, 점토12∼14중량%, 장석7∼9중량% 및 지르콘 1∼3중량%의 비율로 혼합 조성된 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 세라믹 용기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 유약층을 형성하는 유약조성물은 스포듀민 53∼56중량%, 카오린 8∼10중량%, 장석 14∼16중량%, 규석 11∼14 중량%, 활석 4∼6중량%, 산화아연 1∼4중량% 및 탄산바륨 0.3∼1.0중량%의 비율로 혼합 조성된 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 세라믹 용기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 도막층은 은분말 70∼85중량%와 플럭스 15∼25중량%의 비율로 혼합 조성되는 도막 소재를 통해 형성된 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 세라믹 용기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 세라믹 용기는 0.2% 이하의 흡수율을 갖는 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 세라믹 용기.

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