KR20170050970A

KR20170050970A - 식기의 세라믹 코팅 방법

Info

Publication number: KR20170050970A
Application number: KR1020150153182A
Authority: KR
Inventors: 김종욱
Original assignee: 김종욱
Priority date: 2015-11-02
Filing date: 2015-11-02
Publication date: 2017-05-11

Abstract

본 발명은 식기의 세라믹 코팅 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스테인리스 스틸로 이루어지는 수저나 양식기 등의 표면에 세라믹 코팅을 수행할 때, 기존보다 낮은 저온에서 열처리를 수행하도록 하여 스테인리스 스틸과 세라믹 용재의 색이 변질되는 것을 방지하며, 고온을 유지하지 않아도 되므로 비용을 상당량 절감할 수 있는 식기의 세라믹 코팅 방법에 관한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 수저 또는 양식기의 표면을 처리하는 전처리단계와, 수저 또는 양식기를 일정 온도로 가열하는 예열단계와, 상기 예열단계에서 예열된 수저 또는 양식기에 세라믹 코팅층을 형성하는 코팅단계와, 코팅된 수저 및 양식기의 표면에서 이물질을 제거하는 후처리단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

식기의 세라믹 코팅 방법{the method of a ceramic coating}

본 발명은 식기의 세라믹 코팅 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스테인리스 스틸로 이루어지는 수저나 양식기 등의 표면에 세라믹 코팅을 수행할 때, 기존보다 낮은 저온에서 열처리를 수행하도록 하여 스테인리스 스틸과 세라믹 용재의 색이 변질되는 것을 방지하며, 고온을 유지하지 않아도 되므로 비용을 상당량 절감할 수 있는 식기의 세라믹 코팅 방법에 관한 것이다.

일반적으로 수저(숟가락과 젓가락)와 포크, 나이프와 같은 양식기는 대체적으로 스테인리스로 제작되어 내구성이 강한 장점이 있으나 손잡이의 장식 등을 미려하게 표현할 수 없는 단점이 있다.

이에 스테인리스를 사용하여 일체로 형성되는 수저의 고급화를 위하여 수저패턴의 손잡이 부분에 다양한 무늬를 도금하거나 무늬나 색상을 전사 코팅하는 예가 많다.

이 중에서 도금과 같은 경우에는 그 비용이 비싸기 때문에 비교적 저렴한 전사 코팅을 주로 하였는데, 도 1에는 종래의 수저패턴 전사코팅방법의 공정도가 도시되어 있다.

도 1과 같이 종래에 있어서 수저패턴에 색상이나 무늬를 전사코팅할 때에는 700℃~780℃에서 수저패턴을 열처리하는 단계와; 상기 열처리된 수저패턴을 2시간~4시간 정도 열이 식도록 냉각하는 단계와; 열이 식은 수저패턴의 전사 코팅을 하고자 하는 부위를 제외한 나머지 부분에 테이핑작업을 하는 단계와; 1차 안료를 전사 코팅하고자하는 부위에 도포하는 단계와; 테이프를 제거하고 1차 안료가 도포된 수저패턴을 700℃~780℃에 1차 열처리하는 단계와; 상기 1차 열처리된 수저패턴을 2시간~4시간 정도 열이 식도록 냉각하는 단계와; 열이 식은 수저패턴의 1차 도포된 부분에 2차 도포가 이루어지도록 테이핑작업을 재차하는 단계와; 2차 안료를 전사 코팅하고자 하는 부위에 도포하는 단계와; 테이프를 제거하고 2차 안료가 도포된 수저패턴을 다시 700℃~780℃에 2차 열처리하는 단계와; 상기 2차 열처리된 수저패턴를 2시간~4시간 정도 열이 식도록 놓아두는 단계와; 연마작업을 재차하는 단계와; 연마작업으로 인한 부유물을 세척하는 단계;로 이루어지는 방법을 주로 사용하였다.

상기 종래의 수저패턴 전사코팅방법은 여러 번에 걸친 열처리공정 및 냉각공정 그리고 안료 도포공정, 테이핑공정, 연마공정 등 공정 수가 너무 많아 전사코팅시간이 많이 소요될 뿐 아니라 인력과 비용이 많이 들게 되는 문제가 있었다.

또한 700℃~780℃의 고온에서 열처리를 하기 때문에 수저패턴의 외부 표면이 까맣게 변질되고, 그에 따라 전사코팅 색상을 다양하게 할 수 없게 될 뿐 아니라 전사코팅 후에 재연마작업 및 세척작업을 하여야 번거로움이 있었다.

그래서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같은 한국등록특허 제10-1107151호에 기재된 기술이 제안되었는데, 그 기술적 특징은 수저패턴의 전사 코팅을 하고자 하는 부분에 금강사 가루를 고압으로 샌딩 처리하는 단계와; 180℃~220℃에서 수저패턴을 열처리하는 단계와; 수저패턴의 전사 코팅을 하고자 하는 부분을 제외한 나머지 부분에 테이핑작업을 하는 단계와; 50℃~70℃를 유지하면서 전사 안료를 금강사 가루가 샌딩된 곳에 도포하는 단계와; 180℃~220℃에서 전사 안료가 도포된 수저패턴을 재차 열처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그런데, 한국등록특허 제10-1107151호에 기재된 기술은 전체적인 공정은 단순화하여 보다 용이하게 전사 코팅을 수행할 수 있었으나, 전사 코팅 자체는 코팅된 부분의 내마모성 및 내구성이 높지 않기 때문에 장시간 사용할 경우 무늬나 색상이 손상되어 음식물이나 체내에 유입될 수 있어 인체에 악영향을 미치는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전처리단계, 예열단계, 코팅단계, 후처리단계를 통하여 식기의 표면에 인체에 무해한 세라믹을 코팅하도록 하여, 식기의 손잡이뿐만 아니라 음식물이나 사용자의 구강과 직접 접촉하는 부분에도 코팅할 수 있어 식기의 미관을 더욱 좋게 할 뿐만 아니라, 종래의 도금 또는 전사코팅 보다 내구성 및 내마모성이 좋아 장시간 사용하더라도 손상되지 않는 식기의 세라믹 코팅 방법을 제공하는 것이다.

그리고, 본 발명의 다른 목적은 전처리단계에서 샌드블라스트 처리 단계를 통하여 코팅될 부분의 표면을 거칠게 하여 세라믹용재가 보다 안정적으로 부착되도록 하며, 세라믹용재에 경화제를 일정량 혼합함으로써, 열처리 단계에서 종래처럼 700℃가 넘는 고온으로 열처리하지 않고 150 ~ 200℃의 저온으로 열처리를 진행할 수 있어 보다 용이하게 코팅할 수 있을 뿐만 아니라, 고온에 의해 세라믹용재의 색이 변질되는 것을 방지할 수 있는 식기의 세라믹 코팅 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 식기의 손잡이 부분에 세라믹 코팅을 함으로써, 식기의 날카로운 모서리 부분을 완화시켜 줌으로써, 식기의 사용 중 부상을 당할 위험성이 줄어들게 되는 식기의 세라믹 코팅 방법을 제공하는 것이다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은;

대상물의 표면을 처리하는 전처리단계와, 대상물을 일정 온도로 가열하는 예열단계와, 상기 예열단계에서 예열된 대상물에 세라믹 코팅층을 형성하는 코팅단계와, 상기 코팅단계를 거친 대상물을 열처리 단계와, 코팅된 수저 및 양식기의 표면에서 이물질을 제거하는 후처리단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 전처리단계는 대상물의 표면에 코팅할 부분이 드러나도록 테이프를 부착하는 테이핑단계와, 코팅할 부분에 금강사를 분사하여 요철을 형성하는 샌드블라스트 처리 단계와, 코팅할 부분의 분진을 에어블라스트 방법으로 제거하는 분진 제거 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 코팅단계는 예열단계를 통하여 예열된 코팅부에 세라믹용재와 경화제를 혼합한 코팅액을 도포하는 세라믹 도포 단계와, 코팅액이 도포된 대상물을 자연 건조하는 건조단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 코팅액은 세라믹용재와 경화제를 6.5~7.5 : 2.5~3.5의 비율로 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 열처리단계에서는 150 ~ 200℃로 열처리하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 코팅단계 이후에 이중코팅단계가 더 포함되되, 상기 이중코팅단계는 세라믹 코팅층의 표면에 안료를 도포하고 투명 세라믹 용재로 이루어지는 코팅액을 도포하는 투명 세라믹 도포 단계와, 코팅액이 도포된 대상물을 자연 건조하는 건조단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 예열단계에서는 30 ~ 40℃의 온도로 대상물을 가열하는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 전처리단계, 예열단계, 코팅단계, 후처리단계를 통하여 식기의 표면에 인체에 무해한 세라믹을 코팅하도록 하여, 식기의 손잡이뿐만 아니라 음식물이나 사용자의 구강과 직접 접촉하는 부분에도 코팅할 수 있어 식기의 미관을 더욱 좋게 할 뿐만 아니라, 종래의 도금 또는 전사코팅 보다 내구성 및 내마모성이 좋아 장시간 사용하더라도 손상되지 않는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 전처리단계에서 샌드블라스트 처리 단계를 통하여 코팅될 부분의 표면을 거칠게 하여 세라믹용재가 보다 안정적으로 부착되도록 하며, 세라믹용재에 경화제를 일정량 혼합함으로써, 열처리 단계에서 종래처럼 700℃가 넘는 고온으로 열처리하지 않고 150 ~ 200℃의 저온으로 열처리를 진행할 수 있어 보다 용이하게 코팅할 수 있을 뿐만 아니라, 고온에 의해 세라믹용재의 색이 변질되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 식기의 손잡이 부분에 세라믹 코팅을 함으로써, 식기의 날카로운 모서리 부분을 완화시켜 줌으로써, 식기의 사용 중 부상을 당할 위험성이 줄어들게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래의 전사 코팅 방법의 흐름도이다.
도 2는 종래의 개선된 전사 코팅 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 식기의 세라믹 코팅 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 식기의 세라믹 코팅 방법으로 제작된 식기의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 식기의 세라믹 코팅 방법으로 제작된 식기단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 식기의 세라믹 코팅 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 식기의 세라믹 코팅 방법의 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명에 따른 식기의 세라믹 코팅 방법의 흐름도이고, 도 4는 본 발명에 따른 식기의 세라믹 코팅 방법으로 제작된 식기의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 식기의 세라믹 코팅 방법으로 제작된 식기단면도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 식기의 세라믹 코팅 방법의 흐름도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 식기의 세라믹 코팅 방법의 흐름도이다.

본 발명은 스테인리스 스틸로 이루어지는 수저나 양식기(스푼, 포크, 나이프 등) 등의 대상물 표면에 세라믹 코팅층을 형성하는 식기의 세라믹 코팅 방법에 관한 것으로 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 그 구성은 수저나 양식기 등의 대상물(100)의 표면을 처리하는 전처리단계(S100)와 대상물(100)을 일정 온도로 가열하는 예열단계(S200)와 상기 예열단계(S200)에서 예열된 대상물(100)에 세라믹 코팅층을 형성하는 코팅단계(S300)와, 상기 코팅단계를 거친 대상물을 열처리 단계(S400)와, 코팅된 대상물(100)의 표면에서 이물질을 제거하는 후처리단계(S500)로 이루어진다.

여기서, 상기 대상물(100)은 우리나라에서 음식을 먹기 위하여 주로 사용하는 수저나 서양에서 음식을 먹기 위하여 사용하는 스푼, 포크, 나이프와 같은 양식기를 포함하는 것으로, 대상물(100)은 스테인리스 스틸로 통상적인 제조방법을 사용하여 제조된다.

그리고, 상기 전처리단계(S100)는 대상물(100)의 표면에서 코팅을 할 부분만 드러나고 나머지 부분은 테이프를 부착하는 테이핑단계(S110)와 샌드블라스트 처리 단계(S120)와 코팅할 부분의 분진을 제거하는 분진 제거 단계(S130)로 이루어진다.

이때, 상기 샌드블라스트 처리 단계(S120)는 테이핑되지 않아 외부로 노출되는 코팅 부분에 미세한 금강사를 분사하여 표면에 요철을 형성하도록 하는 단계로서, 요철에 의해 표면이 거칠게 되면 코팅단계(S300)에서 세라믹을 코팅할 때, 세라믹이 대상물(100)에 보다 견고하게 부착되도록 한다.

또한, 상기 분진 제거 단계(S130)에서는 금강사에 의해 형성된 요철에 금강사 가루 또는 대상물(100)의 표면이 깍이는 과정에서 형성된 분진들이 남게 되는데, 이러한 분진은 에어컴프레셔 등을 이용하여 압축공기를 분사하여 분진을 제거하게 된다.

여기서, 상기 샌드블라스트 처리 단계(S120)에서 사용하는 금강사는 70 ~ 100 목의 금강사를 사용하게 된다.

한편, 상기 예열단계(S200)에서는 전처리단계(S100)를 거친 대상물(100)을 일정온도로 가열하게 하는데, 대상물(100)을 가열하는 온도는 30 ~ 40℃를 유지하도록 가열하게 된다.

그래서, 상기 예열단계(S200)를 통하여 대상물(100)을 일정 온도로 가열하게 되면 뒤에 시행할 코팅단계(S300)에서 코팅액을 용이하게 도포할 수 있을 뿐만 아니라, 코팅액이 대상물(100)의 표면에 보다 견고하게 부착되게 된다.

그리고, 상기 코팅단계(S300)는 예열단계(S200)를 통하여 예열된 대상물(100)의 코팅부 표면에 코팅액을 도포하는 세라믹 도포 단계(S310)와 코팅액이 도포된 대상물(100)을 건조하는 건조단계(S320)로 이루어진다.

여기서, 상기 세라믹 도포 단계(S310)에서 도포하는 코팅액은 세라믹용재와 경화제를 혼합하여 형성되는데, 상기 코팅액은 세라믹용재와 경화제를 6.5~7.5 : 2.5~3.5의 비율(단위 : 중량부)로 혼합하여 이루어진다.

이때, 상기 경화제를 2.5 중량부 보다 적게 혼합할 경우 열처리 단계(S400)에서 열처리할 때 열처리 온도가 너무 높아지게 되며, 경화제를 3.5 중량부 보다 많이 혼합할 경우 열처리 단계(S400)를 통하여 대상물(100)의 표면에 형성되는 세라믹 코팅층(210)의 강도가 저하되게 되므로 외부의 충격에 의해 쉽게 파손되는 문제점이 있다.

그리고, 상기 세라믹용재는 티타니아, 지르코니아, 실리카, 알루미나의 혼합물을 졸겔법을 이용하여 조제된 것이다.

한편, 상기 건조단계(S320)에서는 가열수단 등을 사용하지 않고 자연건조하게 되며, 상기 열처리 단계(S400)에서는 건조된 대상물(100)을 150 ~ 200℃의 온도로 가열하여 열처리하게 된다.

이때, 열처리 온도를 150℃ 미만으로 할 경우에는 코팅액의 세라믹이 안정적으로 경화되지 않게 되어 대상물(100)의 표면에서 쉽게 분리되거나 파손되는 문제점이 있고, 200℃ 보다 높은 온도로 열처리할 경우에는 코팅액의 색이 변색될 수 있고, 높은 온도에 의한 열처리비용이 증가하는 등의 문제점이 있다.

따라서, 상기 열처리 단계(S400)에서는 150 ~ 200℃의 온도로 열처리를 수행함으로써, 최상의 세라믹 코팅층(210)을 형성할 수 있게 된다.

그리고, 상기 후처리단계(S500)에서는 전처리단계(S100)에서 부착한 테이프를 분리하거나, 테이프를 부착하기 위한 접착물질 등을 대상물(100)의 표면에서 알콜 등을 사용하여 제거하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예로 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 코팅단계(S300) 이후에 이중코팅단계(S300')가 더 수행되게 되는데, 상기 이중코팅단계(S300')는 코팅단계(S300)에서 형성된 세라믹 코팅층(210)의 상부에 투명 세라믹 용재와 경화제로 이루어지는 코팅액을 안료의 상부에 도포하는 투명 세라믹 도포단계(S310')와 안료 및 투명한 코팅액이 도포된 대상물(100)을 자연상태에서 건조하는 건조단계(S320')로 이루어진다.

여기서, 상기 투명 세라믹 도포단계(S310')에서는 단순히 투명 세라믹 용재와 경화제로 이루어지는 코팅액만을 도포할 수도 있고, 코팅액 도포전에 다양한 무늬를 띄도록 다양한 색상의 안료를 무늬에 따라 세라믹 코팅층(210)의 표면에 도포하는 안료 도포과정을 더 포함할 수도 있다.

이때, 상기 열처리 단계(S400)는 전술한 바와 같이 150 ~ 200℃의 온도로 열처리를 하게 되며, 이렇게 저온으로 열처리를 수행하여 같이 도포된 안료가 변색되는 것을 안정적으로 방지할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 도 다른 실시 예로 도 7에 도시된 바와 같이 코팅단계(S300) 이후에 실리콘층 형성 단계(S300")가 더 형성되는데, 상기 실리콘층 형성단계(S300")는 세라믹 코팅층(210)의 외측에 실리콘층(미도시)을 더 형성하게 된다.

그래서, 상기 세라믹 코팅층(210)의 외측에 실리콘층을 형성함으로써, 보다 용이하게 다양한 무늬를 추가할 수 있으며, 세라믹 코팅층(210)을 안정적으로 보호할 수 있게 된다.

한편, 나머지 구성들은 전술한 구성과 동일하므로 별도의 설명은 생략하도록 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

100 : 대상물 210 : 세라믹 코팅층
S100 : 전처리단계 S200 : 예열단계
S300 : 코팅단계 S300' : 이중코팅단계
S400 : 후처리단계

Claims

대상물의 표면을 처리하는 전처리단계와,
대상물을 일정 온도로 가열하는 예열단계와,
상기 예열단계에서 예열된 대상물에 세라믹 코팅층을 형성하는 코팅단계와,
상기 코팅단계를 거친 대상물을 열처리 단계와,
코팅된 수저 및 양식기의 표면에서 이물질을 제거하는 후처리단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식기의 세라믹 코팅 방법.
제1항에 있어서,
상기 전처리단계는 대상물의 표면에 코팅할 부분이 드러나도록 테이프를 부착하는 테이핑단계와,
코팅할 부분에 금강사를 분사하여 요철을 형성하는 샌드블라스트 처리 단계와,
코팅할 부분의 분진을 에어블라스트 방법으로 제거하는 분진 제거 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식기의 세라믹 코팅 방법.
제2항에 있어서,
상기 코팅단계는 예열단계를 통하여 예열된 코팅부에 세라믹용재와 경화제를 혼합한 코팅액을 도포하는 세라믹 도포 단계와,
코팅액이 도포된 대상물을 자연 건조하는 건조단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식기의 세라믹 코팅 방법.
제3항에 있어서,
상기 코팅액은 세라믹용재와 경화제를 6.5~7.5 : 2.5~3.5의 비율로 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 식기의 세라믹 코팅 방법.
제1항에 있어서,
상기 열처리단계에서는 150 ~ 200℃로 열처리하는 것을 특징으로 하는 식기의 세라믹 코팅 방법.
제3항에 있어서,
상기 코팅단계 이후에 이중코팅단계가 더 포함되되,
상기 이중코팅단계는 세라믹 코팅층의 표면에 안료를 도포하고 투명 세라믹 용재로 이루어지는 코팅액을 도포하는 투명 세라믹 도포 단계와,
코팅액이 도포된 대상물을 자연 건조하는 건조단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식기의 세라믹 코팅 방법.
제1항에 있어서,
상기 예열단계에서는 30 ~ 40℃의 온도로 대상물을 가열하는 것을 특징으로 하는 식기의 세라믹 코팅 방법.