KR20200049725A - 유리화 코팅제로 코팅한 히터봉 및 그것의 제조 방법 - Google Patents

유리화 코팅제로 코팅한 히터봉 및 그것의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200049725A
KR20200049725A KR1020200048433A KR20200048433A KR20200049725A KR 20200049725 A KR20200049725 A KR 20200049725A KR 1020200048433 A KR1020200048433 A KR 1020200048433A KR 20200048433 A KR20200048433 A KR 20200048433A KR 20200049725 A KR20200049725 A KR 20200049725A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heater rod
coating
heating element
oxide
vitrification
Prior art date
Application number
KR1020200048433A
Other languages
English (en)
Inventor
이희복
최성진
Original Assignee
이희복
최성진
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 이희복, 최성진 filed Critical 이희복
Priority to KR1020200048433A priority Critical patent/KR20200049725A/ko
Publication of KR20200049725A publication Critical patent/KR20200049725A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/78—Heating arrangements specially adapted for immersion heating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D201/00—Coating compositions based on unspecified macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B3/00—Ohmic-resistance heating
    • H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
    • H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
    • H05B3/44—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible heating conductor arranged within rods or tubes of insulating material
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/017—Manufacturing methods or apparatus for heaters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/021—Heaters specially adapted for heating liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Resistance Heating (AREA)

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 히터봉은, 금속 발열체에 유리화 코팅제를 코팅한 발열부; 상기 히터봉이 외부 장치에 결합되어 체결되도록 하는 체결부; 및 상기 금속 발열체에 전기를 제공하기 위한 전극부를 포함하되, 상기 유리화 코팅제는 니켈 5~10%, 코발트 5~10%, 이산화규소 40~50%, 산화나트륨 5~10%, 산화칼륨 5~10%, 산화알루미늄 5~10%, 산화철 5~10%, 산화바륨 5~10%, 탄산칼슘 5~10%, 이산화타이타늄 5~10%, 증류수 1~3%, 바인더(Binder) 1~3%, 경화제(Hardener) 1~3%, 흑색무기안료 1~3%를 포함한다. 본 발명에 의하면 유리화 코팅제로 인해 부식이나 마모가 되지 않기 때문에 바닷물에서도 반영구적으로 사용될 수 있고, 강한 물리적 충격에 의해 일부 코팅막이 손상되어도 부식이 확산되지 않는다.

Description

유리화 코팅제로 코팅한 히터봉 및 그것의 제조 방법 {HEATER PIPE COATED WITH GLASSIFIED COATING MATERIAL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 히터봉에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 유리화 코팅제 및 그것으로 코팅한 히터봉에 관한 것이다.
히터봉은 전기 에너지를 열 에너지로 바꾸어 주는 발열 또는 가열 제품으로, 보일러, 전기로, 건조기, 욕조, 오븐, 족온기 등과 같이 산업용 또는 가정용 난방이나 가열 또는 조리 제품으로 널리 사용되고 있다. 히터봉은 외부의 물리적인 충격에도 견고하고 전기 열에너지의 열효율을 높일 수 있도록 용도에 따라 다양한 모양으로 제조될 수 있다.
도 1은 종래의 히터봉의 일 예를 보여주는 사진이다. 도 1의 히터봉은 보일러 등과 같이 물을 데우는 난방 장치에 주로 사용될 수 있다. 도 1을 참조하면, 히터봉(100)은 발열부(110), 체결부(120), 그리고 전극부(130)를 포함한다. 발열부(110)는 금속 보호관에 전열선을 코일(Coil) 모양으로 내장하고, 산화 마그네슘(MgO)과 함께 충진 압축함으로, 전기 에너지를 열 에너지로 바꾸어주는 금속 발열체이다. 체결부(120)는 히터봉(100)을 보일러 본체에 결합하기 위한 부분이다. 전극부(130)는 전기를 제공하기 위한 부분이다. 전극부(130)는 보일러에 결합되기 전에는 도 1에서 보는 바와 같이 보호캡에 씌워져 보호될 수 있다.
종래의 히터봉은 처음 사용 후 얼마의 기간 동안에는 높은 열효율을 보여주지만, 시간이 지남에 따라 도 1의 아래 사진에 보는 바와 같이 발열부(110)에서 금속관에 부식 등이 발생함으로, 열효율이 급격히 떨어질 수 있다. 또한, 발열부(110)의 부식으로 생긴 스케일은 인체에도 해로울 수 있다.
본 발명은 상술한 기술적 과제를 해결하기 위한 것으로써, 본 발명의 목적은 마모나 부식에 강하고 반영구적으로 사용할 수 있는 유리화 코팅제로 코팅한 히터봉 및 그것의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 히터봉은, 금속 발열체에 유리화 코팅제를 코팅한 발열부; 상기 히터봉이 외부 장치에 결합되어 체결되도록 하는 체결부; 및 상기 금속 발열체에 전기를 제공하기 위한 전극부를 포함하되, 상기 유리화 코팅제는 니켈 5~10%, 코발트 5~10%, 이산화규소 40~50%, 산화나트륨 5~10%, 산화칼륨 5~10%, 산화알루미늄 5~10%, 산화철 5~10%, 산화바륨 5~10%, 탄산칼슘 5~10%, 이산화타이타늄 5~10%, 증류수 1~3%, 바인더(Binder) 1~3%, 경화제(Hardener) 1~3%, 흑색무기안료 1~3%를 포함한다.
실시 예로서, 상기 외부 장치는 보일러일 수 있다. 상기 유리화 코팅제는 분말 형태로 제조될 수 있다. 상기 유리화 코팅제는 금속 물질을 혼합하여 조성물을 제조하고, 상기 조성물을 열처리하여 비정질 소결체를 제조하고, 상기 비정질 소결체를 분쇄하여 주원료를 제조하고, 상기 주원료에 부원료를 첨가하고, 습식 밀링하고, 건조하는 방법으로 제조될 수 있다. 상기 부원료는 상기 이산화규소 또는 아산화타이타늄일 수 있다.
본 발명의 다른 일면은 히터봉의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 히터봉은, 금속 발열체에 유리화 코팅제를 코팅한 발열부; 상기 히터봉이 외부 장치에 결합되어 체결되도록 하는 체결부; 및 상기 금속 발열체에 전기를 제공하기 위한 전극부를 포함한다. 상기 히터봉의 제조 방법은, 상기 유리화 코팅제를 상기 금속 발열체에 코팅하는 단계; 상기 코팅된 금속 발열체를 건조하는 단계; 상기 건조한 금속 발열체를 열처리 또는 휴징처리하는 단계; 및 상기 열처리 또는 휴징처리된 금속 발열체를 상온에서 냉각하는 단계를 포함한다. 상기 유리화 코팅제는 니켈 5~10%, 코발트 5~10%, 이산화규소 40~50%, 산화나트륨 5~10%, 산화칼륨 5~10%, 산화알루미늄 5~10%, 산화철 5~10%, 산화바륨 5~10%, 탄산칼슘 5~10%, 이산화타이타늄 5~10%, 증류수 1~3%, 바인더(Binder) 1~3%, 경화제(Hardener) 1~3%, 흑색무기안료 1~3%를 포함한다.
실시 예로서, 상기 유리화 코팅제는 금속 물질을 혼합하여 조성물을 제조하고, 상기 조성물을 열처리하여 비정질 소결체를 제조하고, 상기 비정질 소결체를 분쇄하여 주원료를 제조하고, 상기 주원료에 부원료를 첨가하고, 습식 밀링하고, 건조하는 방법으로 제조된다. 상기 부원료는 상기 이산화규소 또는 아산화타이타늄일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 히터봉은 뛰어난 내마모성, 내열성, 내식성, 내약품성, 반영구적인 탈취 및 항균 기능, 자정 능력을 갖는다. 또한, 본 발명의 히터봉은 유리화 코팅제로 인해 바닷물에서도 반영구적으로 사용될 수 있고, 강한 물리적 충격에 의해 일부 코팅막이 손상되어도 부식이 확산되지 않는다.
도 1은 종래의 히터봉의 일 예를 보여주는 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 히터봉을 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 유리화 코팅 발열부의 A 부분을 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 유리화 코팅제의 구성 물질, 화학식, 그리고 성분 비율을 보여주는 도표이다.
도 5는 도 4에 도시된 구성 물질로 제조한 분말 형태의 유리화 코팅제를 보여주는 사진이다.
도 6은 도 3에 도시된 유리화 코팅제의 제조 방법을 보여주는 순서도이다.
도 7은 도 6에 도시된 방법에 따라 제조된 유리화 코팅제를 사용하여 도 2의 사진에 도시된 바와 같은 히터봉을 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 히터봉의 다양한 예를 보여주는 사진이다.
이하에서, 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로, 본 발명의 실시 예들이 명확하고 상세하게 기재될 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 히터봉을 보여주는 도면이다. 도2를 참조하면, 히터봉(1000)은 유리화 코팅 발열부(1100), 체결부(1200), 그리고 전극부(1300)를 포함한다. 전극부(1300)는 전극 단자(1310)를 포함한다. 체결부(1200)와 전극부(1300)는 도 1에서 설명한 종래의 히터봉과 동일한 구성 및 동작 원리를 갖는 바, 여기에서는 이들에 대한 상세한 설명은 생략하고, 이하에서는 주로 유리화 코팅 발열부(1100)의 구성 및 제조 방법이 상세하게 설명될 것이다.
유리화 코팅 발열부(1100)는 도 1의 발열부(110), 즉 금속 발열체 표면을 유리화 코팅한 것으로, 유리화 코팅제는 초활성 에너지(super activity energy)를 갖는 코팅 소재이다. 도 2의 아래 사진은 금속 발열체 표면을 유리화 코팅한 유리화 코팅 발열부(1100)를 보여준다. 유리화 코팅 발열부(1100)는 기존의 세라믹이나 글라스, 수지 코팅제 등과 비교할 때, 뛰어난 내마모성, 내열성, 내식성, 내약품성, 반영구적인 탈취 및 항균 기능, 자정 능력을 갖는다. 또한, 유리화 코팅 발열부(1100)는 바닷물에서도 반영구적으로 사용될 수 있고, 강한 물리적 충격에 의해 일부 코팅막이 손상되어도 부식이 확산되지 않는다.
도 3은 도 2에 도시된 유리화 코팅 발열부의 A 부분을 보여주는 단면도이다. 도 3을 참조하면, 유리화 코팅 발열부(1100)는 금속 발열체(1110)와 유리화 코팅제(1120)를 포함한다. 유리화 코팅제(1120)는 초활성 에너지(super activity energy)를 갖는 코팅 소재로서, 금속 발열체(1110)의 마모와 부식을 방지할 수 있다. 또한, 유리화 코팅제(1120)는 열에 강하고, 산성 또는 알카리성 약품에도 강하고, 반영구적인 탈취 및 항균 기능을 갖는다. 따라서 유리화 코팅 발열부(1100)는 염수에서도 반영구적으로 사용될 수 있고, 외부의 물리적 충격에 강하고, 충격에 의해 일부 코팅막이 손상되어도 부식이 확산되지 않는다.
도 4는 도 3에 도시된 유리화 코팅제의 구성 물질, 화학식, 그리고 성분 비율을 보여주는 도표이고, 도 5는 도 4에 도시된 구성 물질로 제조한 분말 형태의 유리화 코팅제를 보여주는 사진이다. 도 4를 참조하면, 유리화 코팅제(1120)는 니켈(Ni) 5~10%, 코발트(Co) 5~10%, 이산화규소(SiO2) 40~50%, 산화나트륨(Na2O) 5~10%, 산화칼륨(K2O) 5~10%, 산화알루미늄(Al2O3) 5~10%, 산화철(Fe2O3) 5~10%, 산화바륨(BaO) 5~10%, 탄산칼슘(CaCO3) 5~10%, 이산화타이타늄(TiO2) 5~10%, 증류수(H2O) 1~3%, 바인더(Binder) 1~3%, 경화제(Hardener) 1~3%, 흑색무기안료 1~3%를 포함한다.
유리화 코팅제(1120)는 열 전도율이 높은 물질을 포함하고 있다. 또한, 유리화 코팅제(1120)는 금속 분말/파우더, 카본 블랙, 카본 분말/파우더, 그라파이트 분말/파우더, 또는 이들의 다양한 조합을 포함할 수 있다. 유리화 코팅제(1120)가 이들의 혼합물인 경우, 바인더(binder), 경화제(hardener), 분산제(dispersing agent), 그리고 용제(solvent)를 더 포함할 수 있다.
바인더(binder)는 금속 분말/파우더, 카본 블랙, 카본 분말/파우더 및 그라파이트 분말/파우더 중 적어도 하나, 분산제, 경화제 등이 적절하게 결합할 수 있도록 한다. 예를 들어, 바인더는 수용성 물질이거나, 또는 아크릴, 우레탄, 에폭시, 실리콘 등일 수 있다. 경화제(hardener)는 금속 발열체(1110)의 외부에 도포되는 유리화 코팅제(1120)의 강도를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 경화제는 유기 과산화물(Organic Peroxide), 이소시아네이트계(isocyanate), 아조계(azo dyes), 아민계(Amine), 아미다졸계 등을 포함할 수 있다. 그러나 경화제는 이에 한정되지 않으며, 유리화 코팅제(1120)의 강도를 향상시킬 수 있는 다양한 물질들을 포함할 수 있다.
분산제(dispersing agent)는 금속 분말/파우더, 카본 블랙, 카본 분말/파우더 및 그라파이트 분말/파우더 중 적어도 하나와 바인더를 적절히 분산시켜 고르게 분포할 수 있도록 한다. 예를 들어, 분산제는 계면 활성제, 고분자 물질, 펩타이저 등 흡착성 물질일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 입자들이 응집하는 것을 방지하는 다양한 물질들이 사용될 수 있다. 용제(solvent)는 바인더의 농도를 조절하는데 사용될 수 있다. 용제는 에탄올(ethanol), 메탄올(methanol), 메틸에틸케톤(Methyl ethyl keton; MEK), 메틸이소부틸케톤(Methyl isobutyl ketone; MIBK), 톨루엔(toluene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 휘발성 물질일 수 있다. 용제는 유리화 코팅제(1120)을 건조하는 과정에서 증발되거나, 소각될 수 있다. 흑색무기안료는 예를 들어, Cu02, CrO2일 수 있다.
도 6은 도 3에 도시된 유리화 코팅제의 제조 방법을 보여주는 순서도이다. 도 6을 참조하면, 유리화 코팅제(1120)를 제조하기 위해, S110 단계에서는 니켈 5~10%, 코발트 5~10%, 산화나트륨 5~10%, 산화칼륨 5~10%, 산화알루미늄 5~10%, 산화철 5~10%, 산화바륨 5~10%, 탄산칼슘 5~10%을 혼합하여 조성물을 제조한다. 조성물에 포함되는 구성 물질은 주원료를 이루는 비정질 소결체를 제조하기 위한 재료 성분으로, 완성된 유리화 코팅제의 용융 온도 및 모재와의 부착성, 표면 광택성, 비결정 등에 영향을 주므로 이를 고려하여 각 구성요소의 조성비를 결정할 수 있다.
S120 단계에서는 조성물을 열처리하여 비정질 소결체로 제조한다. 열처리 과정은 약 900~1800도에서 약 30분~12시간 동안 수행될 수 있다. 이와 같은 열처리 후 상온으로 냉각시킨다. 열처리 및 냉각 시의 승온 속도와 냉각 속도는 특별히 제한이 없으며, 승온 또는 냉각 속도를 일정하게 유지하면서 승온 또는 냉각을 수행할 수 있고, 승온 또는 냉각속도를 점진적 또는 불연속적으로 다양하게 변화시키면서 승온 또는 냉각시킬 수도 있다. 이와 같은 열처리 과정을 거쳐서 비정질 소결체 또는 프릿(frit)을 제조할 수 있다.
S130 단계에서는 비정질 소결체를 분쇄하여 분말 형태의 주원료로 제조한다. 비정질 소결체는 통상의 분쇄 과정을 거쳐서 분말로 제조할 수 있다. 분말 입자의 크기는 10nm~1mm일 수 있으며, S140 단계에서 추가되는 부원료와의 혼합 및 유동성을 고려할 때 0.8~150㎛의 크기를 갖는 것이 바람직하다.
S140 단계에서는 제조된 분말 형태의 주원료에 부원료(예를 들면, 이산화규소(SiO2) 40~50% 및/또는 이산화타이타늄(TiO2) 5~10%를 첨가한다. S130 단계에서 제조된 주원료와 추가되는 부원료 SiO2 및/또는 TiO2를 혼합한다.
S150 단계에서는 주원료에 부원료를 첨가한 다음에 기계적 합금화를 위해 습식 밀링을 한 후 건조한다. 밀링 처리시 혼합 분말 내의 각 구성 성분의 분산을 용이하게 하고, 도막 형성시 균일성을 확보하기 위한 점도를 부가하기 위해 분산제를 투여할 수 있다. 습식 밀링은 건식 밀링에 비해 배합된 원료의 분산 및 혼합이 더 용이하고 응집체와 응집체 사이의 기공이 발생할 가능성을 줄일 수 있어 건조할 때 밀도가 높은 구형 분말이나 치밀한 소결체의 형성이 가능한 장점이 있다. 습식 밀링 후 건조시켜서 분말 형태로 제조할 수도 있고, 습식 밀링한 후 슬러리 상태 그대로 유리화 코팅제(1120)로서 사용할 수도 있다.
도 7은 도 6에 도시된 방법에 따라 제조된 유리화 코팅제를 사용하여 도 2의 사진에 도시된 바와 같은 히터봉을 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 6에 의해 제조된 유리화 코팅제(1120)는 저온 소결이 가능해지면서 다양한 종류의 금속 발열체(1110)에 코팅될 수 있다. 종래에는 금속 발열체에 코팅제가 고착되도록 하기 위해서는 1100℃ 내지 1700℃의 온도에서 소결시키는 과정을 거치기 때문에 이러한 온도를 견딜 수 있는 것만이 금속 발열체만 사용될 수 있다. 그러나 본 발명의 유리화 코팅제(1120)는 최저 용융 온도인 600℃ 이하에도 소결이 가능하므로 납, 주석과 같이 저온에서 용융되는 일부 금속 물질을 제외한 어떠한 금속 제품에도 적용할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 히터봉의 제조 방법은 종래에 비해 제조 작업이 간편한데, 금속 발열체(1110)에 유리화 코팅제(1120)를 여러 가지 바업으로 코팅할 수 있다(S210). 금속 발열체(1110)에 유리화 코팅제(1120)를 코팅하는 방법으로는, 딥코팅(dip coating), 스핀 코팅(spin coating), 분체 코팅, 스프레이 용사 코팅(spray coating), 브러시법(brushing) 등 여러 가지가 있다.
본 발명의 코팅 방법은 금속 발열체(1110)의 종류 및 형태 또는 원하는 코팅막의 두께에 따라서 적절하게 선택될 수 있다. 보다 바람직하게, 본 발명에 따른 유리화 코팅제(1120)를 이용한 코팅층 형성 단계는 딥 코팅(dip coating), 스프레이 용사 코팅, 또는 분체 코팅에 의해 수행될 수 있다. 특히, 스프레이 용사 코팅은 단시간에 입자의 가열, 가속, 용융, 충돌, 변형, 응고 및 냉각의 과정을 반복으로 유리화 코팅을 수행하는 방법으로서, 코팅층의 형성 속도가 빠르고 두꺼운 피막을 형성할 수 있다.
계속해서 도 7을 참조하면, 본 발명의 히터봉 제조 방법은 코팅된 히터봉을 건조한다(S220). 건조 과정은 예컨대 코팅 후 1분 내지 24시간 동안 상온 내지 150℃에서 수행할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 건조한 히터봉을 열처리 또는 휴징처리(S230)한 다음에, 상온에서 냉각하면 된다(S240). 종래의 히터봉 제조 방법과 비교하면 코팅층 형성 전에 산화 방지를 위한 피막 처리와 후공정인 그라인딩 및 광택 공정을 생략할 수 있다. 또한, 종래의 테프론 코팅 방법에 의하면, 코팅 작업에 6시간 이상이 소요되고, 코팅 두께도 100~600um이다. 그러나 본 발명의 히터봉 제조 방법에 의하면, 같은 양의 코팅 작업에 시간은 1시간 정도 줄고 코팅 두께는 150~300um이다. 즉, 본 발명에 의하면, 코팅 공정 시간과 코팅 두께를 줄이면서도 내구성을 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 히터봉의 다양한 예를 보여주는 사진이다. 본 발명의 히터봉은 도 2에 도시된 것 이외에도, 도 8에 도시된 바와 같이, 금속 발열체를 이용하여 물이나 공기를 가열하는 다른 종류의 히터봉에도 모두 적용될 수 있다. 본 발명은 히터봉(1000)의 금속 발열체(1110)에 도 6의 방법으로 제조된 유리화 코팅제(1120)를 도 7의 제조 방법으로 간단하게 제조할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 유리화 코팅제는 히터봉과 같은 금속 발열체 이외에도, 가열 장치에도 적용될 수 있다. 가열 조리 기기의 경우 일반적으로는 알루미늄과 스테인레스 소재를 많이 사용하지만 강도, 저렴한 비용, 재사용 측면을 고려할 때는 철 소재가 바람직한데도, 공기 중에 방치할 경우 산화되며 열을 가할 경우 산화가 가속되고 부식이 되는 단점이 있다. 그러나 본 발명의 유리화 코팅제는 철의 열팽창 계수와 유사하도록 조성이 이루어져 있어 박리 현상이 발생하지 않고 양학적 결합인 알로이 현상에 따라 부착력이 뛰어나 철에 적용하는 경우 별도의 산화 피막 처리를 하지 않고도 우수한 부착력, 표면 경도, 및 내산화성을 얻을 수 있다.
따라서 본 발명의 유리화 코팅제는 가열 조리 기구나, 제빵용 받침, 산업용 금형 코팅 등의 가열 용도 뿐만 아니라 반도체, 전자재료, 건축용 내외장 패널 등에 적용하여 고열 환경이나 열악한 외부 환경에서도 내열성, 내구성, 부착강도, 고경도 등의 물성이 유지될 수 있다. 조리 기구는 고기 구이판, 냄비, 프라이팬, 전기오븐, 가스 오븐, 가스 쿡탑, 전기 쿡탑, 전기 프라이팬, 전기 그릴, 전기 밥솥, 전자 레인지, 토스터, 튀김기, 및 커피메이커 등과 같이 전기 및 가스 또는 마이크로웨이브를 이용하여 음식물을 가열하고 조리하는 모든 형태의 기구일 수 있다. 또 다른 실시 예로서, 본 발명은 철판, 스테인레스판, 및 알루미늄판 중에서 선택된 하나의 금속제 본 발명에 따라 제조된 유리화 코팅제를 직접 코팅시켜서 제조된 유리화 코팅 제품을 제공할 수 있다. 유리화 코팅 제품의 코팅층의 두께는 20-20,000㎛일 수 있다. 코팅층의 두께는 코팅의 횟수, 금속제의 크기, 또는 코팅 방법에 따라 조절할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 유리화 코팅제(1120)는 다른 물질과 결합되어도 연필 경도 9H 이상 또는 모스 경도 7.5 이상의 내마모성, 높은 온도에서도 산화나 박리되지 않는 고유의 탁월한 내열성, 산이나 알카리에 대해 뛰어난 내식성을 갖는 내약품성, 반영구적인 탈취 및 항균 기능, 알파 에너지에 의한 자정 능력 등을 가질 수 있다. 유리화 코팅제(1120)는 해상의 포화 농도의 염수에서도 반영구적으로 사용할 수 있고, 강한 물리적 충격에 의해 일부 코팅막이 손상되어도 부식이 확산되지 않는다. 본 발명의 실시 예에 따른 유리화 코팅제는 기존의 세라믹이나 글라스, 수지 코팅제와는 비교될 수 없는 기술적 및 경제적 차별적 효과를 갖는다.
상술한 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술한 실시 예들 이외에도, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들도 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술한 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 히터봉에 있어서,
    금속 발열체에 유리화 코팅제를 코팅한 발열부;
    상기 히터봉이 외부 장치에 결합되어 체결되도록 하는 체결부; 및
    상기 금속 발열체에 전기를 제공하기 위한 전극부를 포함하되,
    상기 유리화 코팅제는 니켈 5~10%, 코발트 5~10%, 이산화규소 40~50%, 산화나트륨 5~10%, 산화칼륨 5~10%, 산화알루미늄 5~10%, 산화철 5~10%, 산화바륨 5~10%, 탄산칼슘 5~10%, 이산화타이타늄 5~10%, 증류수 1~3%, 바인더(Binder) 1~3%, 경화제(Hardener) 1~3%, 흑색무기안료 1~3%를 포함하는 히터봉.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부 장치는 보일러인 것을 특징으로 하는 히터봉.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리화 코팅제는 분말 형태로 제조되는 히터봉.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리화 코팅제는 금속 물질을 혼합하여 조성물을 제조하고, 상기 조성물을 열처리하여 비정질 소결체를 제조하고, 상기 비정질 소결체를 분쇄하여 주원료를 제조하고, 상기 주원료에 부원료를 첨가하고, 습식 밀링하고 건조하는 방법으로 제조되는 히터봉.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 부원료는 상기 이산화규소 또는 아산화타이타늄인 것을 특징으로 하는 히터봉.
  6. 히터봉의 제조 방법에 있어서,
    상기 히터봉은,
    금속 발열체에 유리화 코팅제를 코팅한 발열부;
    상기 히터봉이 외부 장치에 결합되어 체결되도록 하는 체결부; 및
    상기 금속 발열체에 전기를 제공하기 위한 전극부를 포함하고,
    상기 히터봉의 제조 방법은,
    상기 유리화 코팅제를 상기 금속 발열체에 코팅하는 단계;
    상기 코팅된 금속 발열체를 건조하는 단계;
    상기 건조한 금속 발열체를 열처리 또는 휴징처리하는 단계; 및
    상기 열처리 또는 휴징처리된 금속 발열체를 상온에서 냉각하는 단계를 포함하되,
    상기 유리화 코팅제는 니켈 5~10%, 코발트 5~10%, 이산화규소 40~50%, 산화나트륨 5~10%, 산화칼륨 5~10%, 산화알루미늄 5~10%, 산화철 5~10%, 산화바륨 5~10%, 탄산칼슘 5~10%, 이산화타이타늄 5~10%, 증류수 1~3%, 바인더(Binder) 1~3%, 경화제(Hardener) 1~3%, 흑색무기안료 1~3%를 포함하는 히터봉의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 유리화 코팅제는 금속 물질을 혼합하여 조성물을 제조하고, 상기 조성물을 열처리하여 비정질 소결체를 제조하고, 상기 비정질 소결체를 분쇄하여 주원료를 제조하고, 상기 주원료에 부원료를 첨가하고, 습식 밀링하고, 건조하는 방법으로 제조되는 히터봉의 제조 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 부원료는 상기 이산화규소 또는 아산화타이타늄인 것을 특징으로 하는 히터봉의 제조 방법.
KR1020200048433A 2020-04-22 2020-04-22 유리화 코팅제로 코팅한 히터봉 및 그것의 제조 방법 KR20200049725A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200048433A KR20200049725A (ko) 2020-04-22 2020-04-22 유리화 코팅제로 코팅한 히터봉 및 그것의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200048433A KR20200049725A (ko) 2020-04-22 2020-04-22 유리화 코팅제로 코팅한 히터봉 및 그것의 제조 방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180132492 Division 2018-10-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200049725A true KR20200049725A (ko) 2020-05-08

Family

ID=70678011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200048433A KR20200049725A (ko) 2020-04-22 2020-04-22 유리화 코팅제로 코팅한 히터봉 및 그것의 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20200049725A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101493951B1 (ko) 저온 융착형 친환경 세라믹 코팅 조성물 및 이를 이용한 코팅 제품
CN102083621B (zh) 包括搪瓷覆层的物品
KR101104680B1 (ko) 난스틱 세라믹 코팅층을 구비한 법랑재 가열조리기구
JP2624291B2 (ja) 遠赤外線ヒータ
JP2013541812A (ja) セラミックガラスを利用した面状発熱体
CN106221559B (zh) 一种普通钢耐高温防氧化涂料及其使用方法
EP1290086A1 (en) Hybrid coating compositions
CN111606566A (zh) 搪瓷组合物、制备搪瓷组合物的方法和烹饪用具
CN111606570B (zh) 搪瓷组合物、制备搪瓷组合物的方法和烹饪用具
CN101786860A (zh) 微波发热体及其制造方法
KR101970758B1 (ko) 법랑 코팅층이 형성된 세라믹 코팅 가열조리기구
CN108033768A (zh) 具有耐高温、防爆釉面的白瓷壶及其制备方法
CN112408786A (zh) 一种掺入废瓷粉的无光彩色釉料及陶瓷制品和制备方法
CN108585493B (zh) 一种耐高温石墨烯釉水的制备方法
CN206080225U (zh) 锅具及烹饪器具
EP3786122B1 (en) Enamel composition, manufacturing method therefor, and cooking utensils
CN108610671A (zh) 导磁银浆涂料、陶瓷器皿及其制备方法和烹饪器具
CN106136850A (zh) 烹饪容器的制作方法、烹饪容器及烹饪器具
KR20200049725A (ko) 유리화 코팅제로 코팅한 히터봉 및 그것의 제조 방법
KR101431148B1 (ko) 저온 소결형 세라믹 코팅제의 제조방법 및 이를 이용한 코팅 제품
KR20210130492A (ko) 유리화 코팅제 히터봉을 갖는 전기 보일러
CN114981374A (zh) 耐热涂料组合物
JPS635340B2 (ko)
KR102038939B1 (ko) 주름무늬 형성이 가능한 무기질 세라믹 코팅제 조성물
KR102551772B1 (ko) 구리파우더가 함유된 코팅제 및 이를 이용한 조리기구의 코팅방법

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent