KR20170100267A

KR20170100267A - 세라믹 코팅층을 구비하는 세라믹코팅 호일 제조방법과 이에 의해 제조된 세라믹코팅 호일

Info

Publication number: KR20170100267A
Application number: KR1020160022618A
Authority: KR
Inventors: 박재근
Original assignee: 대한화인세라믹 주식회사
Priority date: 2016-02-25
Filing date: 2016-02-25
Publication date: 2017-09-04

Abstract

본 발명은 세라믹 코팅층을 구비하는 세라믹코팅 호일 제조방법과 이에 의해 제조된 세라믹코팅 호일에 관한 것으로, 그 목적은 원적외선 방사, 항균력의 기능성에 의해 음식물이 쉽게 부패되는 것이 방지되고, 이형성에 의해 음식물이 달라붙는 것이 방지되는 세라믹코팅 호일 제조방법과 이에 의해 제조된 세라믹코팅 호일을 제공하는 것이다.
본 발명은, 무기세라믹 도료에 기능성물질이 혼합되어 무기세라믹 코팅액이 생성되고, 상기 무기세라믹 코팅액에 실리콘함유 세라믹 코팅액이 첨가혼합되어 혼합코팅액이 형성되며, 상기 혼합코팅액이 호일의 일면 또는 양면에 0.5∼20㎛ 두께로 코팅되어 원적외선 방사, 항균, 이형성을 구비한 기능성 세라믹 코팅층(10)이 형성되도록 되어 있다.

Description

세라믹 코팅층을 구비하는 세라믹코팅 호일 제조방법과 이에 의해 제조된 세라믹코팅 호일{Method for manufacturing foil with ceramic coating layer and foil manufactured thereby}

본 발명은 세라믹 코팅층을 구비하는 세라믹코팅 호일 제조방법과 이에 의해 제조된 세라믹코팅 호일에 관한 것으로, 원적외선 방출 및 항균성을 구비하면서 음식물이 달라붙지 않도록 기능성이 부여된 세라믹 코팅 호일 제조방법과 이에 의해 제조된 세라믹코팅 호일에 관한 것이다.

일반적으로 박지(薄紙) 형상으로 생산되는 알루미늄 호일은 육류, 생선 또는 채소 등의 식품을 포장하거나 오븐이나 고기구이판 등의 조리용 가열기에 사용되는 것으로, 대중식당 등에 사용할 수 있도록 지관 또는 말대에 말려진 것과 일반 가정에서 간단하게 사용할 수 있도록 소형으로 절단되어 케이스 내에 말려져 생산되는 것이 있다.

이와 같은 알루미늄 호일은 300∼400㎛의 알루미늄 후박판을 로울러로 4∼5회 압연하여 12∼20㎛의 두께로 형성시킨 다음 이를 일정한 규격으로 재단하여 조리용 및 기타 식품 포장용으로 사용하고 있다.

그러나 상기 알루미늄 호일은 매끄러운 표면을 구비하고 있어, 조리용 가열기 등의 상면에 밀착시켜 사용하게 되면 알류미늄의 고유특성 즉, 높은 열전도율 및, 연질 특성을 구비하고 있어, 알루미늄 호일로 바로 열이 전달되게 되며, 이로 인하여 볶음 또는 구이 등의 요리를 하거나 훈제 등의 요리시, 음식물 등이 손쉽게 타게 되거나 알루미늄 호일의 표면에 달라붙게 되는 현상이 발생되고 있었다.

또한, 종래의 알루미늄 호일의 두께는 얇기 때문에 쉽게 찢어지고, 음식물 등이 알루미늄 호일의 표면에 달라 붙을 경우, 쉽게 손상이 발생되는 등 여러가지 문제점이 있었다.

공개특허공보 공개번호 10-2012-0061344(2012.06.13)

본 발명의 목적은 무기세라믹 코팅액과 실리콘함유 세라믹 코팅액이 혼합된 혼합코팅액에 의해 알루미늄 또는 종이호일의 일면에, 세라믹 코팅층이 형성되도록 하여, 무기세라믹 코팅액에 의한 원적외선방사, 항균력의 기능성에 의해 음식물이 쉽게 부패되는 것이 방지되고, 실리콘함유 세라믹 코팅액의 이형성에 의해 음식물이 달라붙는 것이 방지되는 세라믹 코팅층을 구비하는 세라믹코팅 호일 제조방법과 이에 의해 제조된 세라믹코팅 호일을 제공하는 것이다.

본 발명은, 무기세라믹 도료에 기능성물질이 혼합되어 무기세라믹 코팅액이 생성되고, 상기 무기세라믹 코팅액에 실리콘함유 세라믹 코팅액이 첨가혼합되어 혼합코팅액이 형성되며, 상기 혼합코팅액이 호일의 일면 또는 양면에 0.5∼20㎛ 두께로 코팅되어 원적외선 방사, 항균, 이형성을 구비한 기능성 세라믹 코팅층(10)이 형성되도록 되어 있다.

본 발명을 알미늄 또는 종이 호일의 일측면 또는 양측면에 무기세라믹 코팅액에 의한 원적외선 방사 및 항균성, 실리콘함유 세라믹 코팅액에 의한 이형성을 동시에 구비하는 기능성 세라믹 코팅층이 형성되도록 되어 있어, 고온요리시, 음식물이 쉽게 달라붙지 않게 될 뿐 아니라, 원적외선 방사에 의해 음식물을 속까지 균일하게 익힐 수 있다.

본 발명은 세라믹 코팅층이 원적외선 방사 및 항균의 기능성을 구비하도록 되어 있어, 상온에서도 음식물이 쉽게 변질되지 않고 오랜기간동안 신선하게 보관될 수 있다.

본 발명은 세라믹 코팅층이 난연성을 구비하도록 되어 있어, 호일에 대한 난연효과가 있다.

본 발명은 무기세라믹 코팅액은 금속착화합물을 첨가에 의해 황토색이나 숯 같은 검정색 등의 색상구현이 가능하여, 다양한 색상의 호일을 제조할 수 있다.

본 발명은 무기세라믹 코팅액과 실리콘 함유 세라믹 코팅액의 상호보완작용에 의해 원적외선 방사, 항균성, 도막 유연성 및, 눌러붙지 않는 이형성 등의 기능성이 구비된 세라믹 코팅층이 형성되고, 이와 같은 기능성 세라믹 코팅층에 의해 호일의 강도가 더욱 향상되는 등 많은 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 제조공정을 보인 블록 예시도
도 2 는 본 발명에 따른 호일의 구조를 보인 예시도
도 3 은 본 발명에 따른 세라믹코팅 호일을 보인 사진 예시도

도 1 은 본 발명에 따른 제조공정을 보인 블록 예시도를, 도 2 는 본 발명에 따른 호일의 구조를 보인 예시도를, 도 3 은 본 발명에 따른 세라믹코팅 호일을 보인 사진 예시도를 도시한 것으로,

본 발명은 식품포장용이나 조리용으로 사용되는 두께 10∼100㎛의 알미늄호일이나 종이호일(20, 이하 '호일'이라 칭함)의 일면에 이형성, 원적외선 방사성 및 향균성을 가진 혼합코팅액이 도포, 경화되어 기능성 세라믹 코팅층(10)이 형성되도록 되어 있으며, 이와 같이 기능성 세라믹 코팅층이 형성된 세라믹코팅 호일(30)은 세라믹 코팅층(10)에 의해 식품포장 시에는 음식물의 변질이 방지되고, 조리용 가열기구로 요리 시에는, 음식물이 호일의 표면에 달라붙는 것을 방지할 뿐 아니라, 원적외선 방출에 의해 음식물이 속까지 골고루 익게 되는 특성을 구비한다.

즉, 본 발명은, 무기세라믹 도료에 기능성물질이 혼합되어 무기세라믹 코팅액이 생성되고, 상기 무기세라믹 코팅액에 실리콘함유 세라믹 코팅액이 첨가혼합되어 혼합코팅액이 형성되며, 상기 혼합코팅액이 호일(20)의 일면에 0.5∼20㎛ 두께로 코팅되어 기능성 세라믹 코팅층(10)이 형성되되,

상기 무기세라믹 도료는 실리콘 알콕사이드(일반식 R_nSi(-OR')₄ _-n : 일반식 중 R은 메틸, 에틸, 페닐, 또는 에폭시기, R'는 메틸, 에틸기) 와 실리카 졸을 산촉매하에 반응시켜 오르가노 폴리실록산 결합(RSiO)n이 형성된 도료이고,

상기 기능성물질은 금속산화물과 은이온계 무기항균제가 1 : 0.1 ∼ 1 : 1 비율로 혼합된 것이며,

상기 실리콘함유 세라믹 코팅액은 Si-O-Si-O의 구조를 구비하는 세라믹 물질(고형분 30∼50wt%)을 백금 또는 로듐촉매에 의해 부가반응된 것이 사용된다.

상기 무기세라믹 도료는 기능성 세라믹 코팅층의 경도 및 열전도 향상을 위하여 첨가되는 것으로, 오르가노 알콕실란과 콜로이달 실리카의 가수분해, 축합 및 중합 반응에 의해 오르가노 폴리실록산 결합이 생성된 투명 도료로, 실리콘 알콕사이드(일반식 R_nSi(-OR')₄ _-n : 일반식 중 R은 메틸, 에틸, 페닐, 또는 에폭시기, R'는 메틸, 에틸기)를 가수분해물 및 축합물로 환산하여 8∼50 중량%; 물 또는 유기용매를 분산매로 하는 콜로이드화합물을 고형분으로 환산하여 2∼40중량%; 저급알콜 8∼50중량%; 유기산 또는 무기산 0.1∼3중량%를 포함한다.

상기 콜로이드 화합물은 알콕실란을 가수분해하고 부착성 및 내마모성을 부여하기 위하여 첨가되는 것으로, 물 또는 유기용매를 분산매로 하고 있으며, 콜로이드 실리카, 실리카졸, 콜로이드 지르코니아, 콜로이드 알루미나 중에서 하나 이상을 선택 혼합된다.

상기 저급알콜은 분산용매, 희석, 저장안정성, 점도조절, 도막표면 레벨링 향상 등의 목적으로 첨가되고, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필알콜, n-부탄올, 이소부탄올로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상이 병용하여 첨가되며, 50중량%를 초과하여 첨가될 경우, 도장성 및 내식성이 저하되므로, 적정범위내에서 첨가된다.

상기 유기산 또는 무기산은 인산, 염산, 황산, 질산, 초산, 개미산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 병용하여 사용한다. 이와 같은 유기산 또는 무기산은 3중량%를 초과하면 pH 변화 및 수소결합력으로 인하여 도료 안정성에 저해가 된다.

이와 같은 무기세라믹 도료는 별도의 열처리과정없이 상온에서 형성될 수 있으며, 무기안료의 첨가에 의해 색상구현이 가능할 뿐 아니라, 실리콘함유 세라믹코팅액과 분리현상없이 균일하게 혼합되는 특성을 구비한다.

또한, 상기 무기안료는 0.1∼30중량% 범위내에서 첨가될 수 있으며, 무기안료로는 산화규소, 산화티탄, 산화철, 크롬 산화물, 또는 산화아연 또는 이들의 조합으로 이루어진 무독성 무기안료 군에서 선택된 하나이상이 첨가될 수 있다.

상기와 같은 무기세라믹 도료는 공지의 방법 즉, 오르가노 알콕실란과 콜로이달 실리카의 가수분해, 축합 및 중합 반응에 의해 오르가노 폴리실록산 결합이 생성되는 반응에 의해 이루어지므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

상기 기능성물질은 무기세라믹 도료에 원적외선 방사 및 항균성을 부여하기 위한 것으로, 무기세라믹 도료 100 중량부에 대하여 약 1∼10중량부로 첨가혼합되며, SiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, TiO₂, Fe₂O₃ 등의 원적외선 방사효능을 구비하는 하나 이상의 금속산화물과, 은이온계 무기 향균제가 1 : 0.1 ∼ 1 : 1 비율로 혼합되도록 되어 있다.

이와 같은 기능성물질은 무기세라믹 도료내에 첨가되어, 초음파나 임펠러 등에 의해 균일하게 교반혼합된다.

또한, 상기 기능성물질은 무기세라믹 도료의 제조 중간에 첨가되어도 무방하다.

상기에서와 같이, 무기세라믹 도료에 기능성물질이 균일분산된 무기세라믹 코팅액은, 실리콘함유 세라믹 코팅액내에서 균일하게 분산혼합되어 호일의 일면에 초내후성, 고온산화방지, 내화성, 내열성, 불연성, 원적외선 방사, 내마모성, 내오염성, 내습성, 항균탈취성, 방충성 등의 기능을 부여하는 기능성 세라믹 코팅층을 형성하게 된다.

상기 실리콘 함유 세라믹 코팅액은 이형성을 구비하고 있으며 도막의 표면이 매우 유연한 특성을 구비하고 있어, 알루미늄 호일 또는 종이 호일의 표면에 도포되어 코팅층이 유지되도록 하는 기능을 구비한다.

이와 같은 실리콘 함유 세라믹 코팅액은 Si-O-Si-O의 구조를 가져 이형성을 띠는 세라믹 물질(고형분 30∼50wt%)을 주제로 하고, 백금 또는 로듐촉매를 이용한 부가반응에 의해 형성된 것이 사용된다.

즉, 상기 실리콘 함유 세라믹 코팅액은 비닐기(또는 hexenyl기)를 함유하는 폴리실록산과 Si-H 결합을 가지는 폴리실록산을 유기반응성 플래티늄(또는 로듐) 촉매를 이용하여 부가반응시킴에 따라 실록산 사슬을 가교시킨 것이 사용된다.

이때, 상기 세라믹 물질(고형분 30∼50wt%)과 백금촉매는 100:1∼100:5의 중량비로 혼합된다. 또한, 상기 실리콘 함유 세라믹 코팅액은 Si-O-Si-O의 구조를 가져 이형성을 구비하고 박층 코팅이 가능한 공지의 실리콘 함유 세라믹 코팅액이 사용될 수 있다.

상기와 같이 이루어진 무기세라믹 코팅액과 실리콘 함유 세라믹 코팅액은 초음파나 임펠러에 의해 균일교반되어 혼합코팅액으로 생성된다. 이때, 상기 무기세라믹 코팅액과 실리콘함유 세라믹 코팅액은 1 : 8∼9.5 의 중량비로 혼합되며, 바람직하게는 약 1 : 9 중량비로 혼합된다.

또한, 상기와 같은 혼합코팅액은 희석용매에 의해 약 1∼10 배 범위내에서 희석되어 호일의 일면에 약 0.5∼5㎛의 도막두께를 구비하도록 롤코팅 또는 그라비아 인쇄되고, 후드형 건조기에서 약 140∼200℃에서 약 10∼20초동안 건조되어 기능성 코팅층을 형성하게 된다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명하면 다음과 같다.

실시예

무기세라믹 도료에 기능성 물질로 황색무기안료와 산화알루미늄을 첨가하여, 무기세라믹 코팅액을 생성하고, 상기 무기세라믹 코팅액과 실리콘함유 세라믹 코팅액을 혼합하여 혼합코팅액을 형성한 후, 이를 희석용매(톨루엔)에 의해 희석하여, 롤코팅방식에 의해 알미늄 호일의 일면에 코팅도포한 다음, 후드형 건조기내에서 약 160∼180℃로 약 20초동안 건조하였다.

이때, 상기 무기세라믹 코팅액 및 혼합코팅액은 아래 [표1] 및 [표2]에 따라 배합하였으며, 건조기내 건조 후, 코팅도막의 형성 유무 및 권취작업시의 코팅도막 손상여부를 확인하여 도 3 및 [표3]에 나타내었다. 도 3 은 무기세라믹 코팅액(유색)에 의해 형성된 알루미늄 호일을 보인 사진예시도로, 알루미늄 호일의 표면에 황색의 기능성 세라믹 코팅층이 안정적으로 형성되어 있음을 알 수 있다.

[표1]

[표2]

[표3]

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

(10) : 세라믹 코팅층
(20) : 호일
(30) : 세라믹코팅 호일

Claims

무기세라믹 도료에 기능성물질이 혼합되어 무기세라믹 코팅액이 생성되고, 상기 무기세라믹 코팅액에 실리콘함유 세라믹 코팅액이 첨가혼합되어 혼합코팅액이 형성되며, 상기 혼합코팅액이 호일의 일면에 0.5∼20㎛ 두께로 코팅 또는 인쇄되어 세라믹 코팅층이 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 세라믹코팅 호일 제조방법.
청구항 1 에 있어서;
상기 무기세라믹 도료는, 실리콘 알콕사이드(일반식 R_nSi(-OR')₄ _-n : 일반식 중 R은 메틸, 에틸, 페닐, 또는 에폭시기, R'는 메틸, 에틸기) 와 콜로이드 화합물을 산촉매하에 반응시켜 오르가노 폴리실록산 결합(RSiO)n이 형성된 도료이고,
상기 기능성물질은, 금속산화물과 은이온계 무기항균제가 1 : 0.1 ∼ 1 : 1 비율로 혼합된 것이며,
상기 실리콘함유 세라믹 코팅액은, Si-O-Si-O의 구조를 구비하는 세라믹 물질을, 백금 또는 로듐촉매에 의해 부가반응되어 생성된 것을 특징으로 하는 세라믹코팅 호일 제조방법.
청구항 2 에 있어서;
상기 무기세라믹 도료는, 실리콘 알콕사이드(일반식 R_nSi(-OR')_4-n : 일반식 중 R은 메틸, 에틸, 페닐, 또는 에폭시기, R'는 메틸, 에틸기)를 가수분해물 및 축합물로 환산하여 8∼50 중량%; 물 또는 유기용매를 분산매로 하는 콜로이드화합물을 고형분으로 환산하여 2∼40중량%; 저급알콜 8∼50중량%; 유기산 또는 무기산 0.1∼3중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹코팅 호일 제조방법.
청구항 2 에 있어서;
상기 기능성물질은 무기세라믹 도료 100 중량부에 대하여 1∼10중량부로 첨가혼합되는 것을 특징으로 하는 세라믹코팅 호일 제조방법.
청구항 1 에 있어서;
상기 혼합코팅액은 무기세라믹 코팅액과 실리콘함유 세라믹 코팅액이 1 : 8∼9.5 의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 세라믹코팅 호일 제조방법.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 따른 세라믹코팅 호일 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 세라믹코팅 호일.