KR20230099949A - 중공이 구비되어 있는 이중 자기 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

중공이 구비되어 있는 이중 자기 및 그 제조 방법이 개시된다. 상기 중공이 구비되어 있는 이중 자기는, 지면에 의해 지지되는 하단 지지면(100); 상기 하단 지지면(100)의 엣지(edge) 영역에서 일정한 각도로 형성된 외주벽(110); 상기 외주벽(110)의 지면 반대쪽 일 단에서 상기 외주벽(110)과 소정의 각도를 형성하면서 내벽을 이루는 내주벽(120); 및 상기 내주벽(120)의 엣지 영역에서 하단 지지면(100)과 평행하게 형성된 내주 지지면(130)을 포함하고, 상기 하단 지지면(100)과 상기 외주벽(110), 상기 내주벽(120) 및 상기 내주 지지면(130)의 적어도 일부에 의해 밀폐된 중공이 형성된다.

Description

중공이 구비되어 있는 이중 자기 및 그 제조 방법{Double wall porcelain with hollow and manufacturing method therefor}

본 발명은 자기 및 그 제조방법에 관한 기술로, 더욱 상세하게는 중공이 구비되어 있는 이중 자기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

자기는 점토, 석영, 장석, 도석 등을 원료로 사용하여 적당한 비율로 배합한 다음, 높은 온도로 가열하여 유리화될 때까지 충분히 구워 굳힌 반투명체의 그릇으로서, 자기화되기 이전의 도자기는 태토의 굳기에 따라 토기(土器), 도기(陶器) 등으로 구분되기도 한다.

자기는 그 가열 온도와 배합 비율, 원료 등에 따라 다양한 강도를 가지며, 그 외관이 아름답고 수려함과 동시에 세척에도 용이한 장점이 있어, 컵이나 쟁반을 비롯하여 다양한 형태의 그릇으로 많이 사용되고 있다.

한편, 일반적인 보온용 식기의 경우, 스테인레스 등의 재질로 만들어지기 때문에 외부에 공간을 갖는 형태로 대량 생산하는 것이 용이하지만, 자기는 높은 온도로 가열하여 유리화되는 방식으로 성형되기 때문에 중공이 구비되어 있는 형태로 굽고자 할 경우, 균열이 발생하여 형태의 유지가 어려워 대량 생산이 어렵다.

또한, 보온용 식기들 중 일부의 경우 매우 높은 열 전도성을 갖는 재질로 만들어지기 때문에, 과도한 온도로 가열되면 오히려 사용자의 화상 위험이 있는 문제가 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 자기로서 대량생산이 용이할 만큼의 수율을 가지고, 보온성이 있는 자기의 연구와 개발이 시급한 실정이다.

상기 문제를 해결하기 위한 본 발명은, 중공이 있는 이중 벽 구조의 자기로 구성되어 단열 효과를 통한 보온성이 확보될 수 있는 이중 자기를 제공한다.

또한, 어느정도 가열 또는 냉각 되더라도 과도하게 뜨거워지거나 냉각되지 않아 사용자의 안전성을 보장할 수 있는 이중 자기 및 그 제조 방법을 제공한다.

또한, 축열물질이 주입되어 있어, 보온 및 보냉 성능이 탁월한 이중 자기 및 그 제조방법을 제공한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은, 중공이 있는 이중 벽 구조의 자기로 구성되어 단열 효과를 통한 보온성이 확보될 수 있는 이중 자기를 제공한다.

상기 중공이 구비되어 있는 이중 자기는, 지면에 의해 지지되는 하단 지지면(100); 상기 하단 지지면(100)의 엣지(edge) 영역에서 일정한 각도로 형성된 외주벽(110); 상기 외주벽(110)의 지면 반대쪽 일 단에서 상기 외주벽(110)과 소정의 각도를 형성하면서 내벽을 이루는 내주벽(120); 및 상기 내주벽(120)의 엣지 영역에서 하단 지지면(100)과 평행하게 형성된 내주 지지면(130)을 포함하고, 상기 하단 지지면(100)과 상기 외주벽(110), 상기 내주벽(120) 및 상기 내주 지지면(130)의 적어도 일부에 의해 밀폐된 중공이 형성된다.

상기 중공에서 상기 내주벽(120)과 상기 외주벽(110) 사이의 영역은 소정의 폭 이하로 제한되거나 상기 내주벽(120)의 적어도 일부가 상기 외주벽(110)과 맞닿도록 구성된다.

상기 중공과 맞닿는 외주벽(110)의 적어도 일부에 홀(hole)이 형성되도록 보조 성형 절차가 진행되고, 상기 보조 설형 절차 이후에, 고온에서 가열되는 전 또는 이후에, 상기 홀을 통해 축열물질(PCM, Phase change material)이 상기 중공에 주입된다.

상기 내주벽(120)의 일 측면이 일정한 각도의 홈을 형성하도록 성형되며, 상기 내주벽(120)의 일 측면과 마주보는 반대 측면은 상기 홈을 향하도록 돌출 형성되도록 성형된다.

상기 내주벽(120)의 일 측면과 마주보는 반대 측면은 지면에 가까워질 수록 돌출되는 길이가 증가하고, 지면에서 멀어질 수록 돌출되는 길이가 감소하도록 형성됨으로써, 상단에서 상기 이중 자기(10)에 담긴 음료나 각종 차 등을 관찰할 때 하트 모양의 형상으로 관찰된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중 자기 및 그 제조방법에 따르면, 중공이 있는 이중 벽 구조의 자기로 구성되어 단열 효과를 통한 보온성이 확보될 수 있다.

또한, 어느정도 가열 또는 냉각 되더라도 과도하게 뜨거워지거나 냉각되지 않아 사용자의 안전성을 보장할 수 있다.

또한, 축열물질이 주입되어 있어, 보온 및 보냉 성능이 탁월한 장점이 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 이중 자기를 측면에서 바라본 단면도이다.
도 2는 도 1에 따른 이중 자기에 주입되는 축열물질을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 따른 이중 자기의 구체적인 세부 구현예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 따른 이중 자기를 머그컵으로 구현한 예시를 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 이중 자기를 측면에서 바라본 단면도이다. 도 2는 도 1에 따른 이중 자기에 주입되는 축열물질을 설명하기 위한 도면이다.

도 1을 참조하면, 이중 자기(10)는 지면에 의해 지지되는 하단 지지면(100), 하단 지지면(100)의 엣지(edge) 영역에서 일정한 각도로 형성된 외주벽(110), 외주벽(110)의 지면 반대쪽 일 단에서 외주벽(110)과 소정의 각도를 형성하면서 내벽을 이루는 내주벽(120), 및 내주벽(120)의 엣지 영역에서 하단 지지면(100)과 평행하게 형성된 내주 지지면(130)을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중 자기(10)는, 하단 지지면(100)과 외주벽(110), 내주벽(120) 및 내주 지지면(130)의 적어도 일부에 의해 밀폐된 중공이 형성될 수 있다.

여기서 형성되는 중공은 이중 자기(10)의 하단부에 위치하도록 배치되기 때문에, 이중 자기(10)가 바닥에 놓여졌을 때 바닥 주변 온도에 의한 열 손실 또는 열 흡수를 효과적으로 차단하여 단열 효과를 얻을 수 있도록 구성된다.

한편, 이중 자기(10)는 중공에서 내주벽(120)과 외주벽(110) 사이의 영역은 소정의 폭 이하로 제한되거나 내주벽(120)의 적어도 일부가 외주벽(110)과 맞닿도록 구성될 수 있다.

내주벽(120)의 적어도 일부가 외주벽(110)과 상당부분 맞닿도록 구성됨으로써 고온에서 자기 형성의 안정성을 유지할 수 있도록 보조할 수 있다.

또한, 이중 자기(10)의 중공에서 내주 지지면(130)과 하단 지지면(100) 사이의 영역도 소정의 폭 이하로 제한될 수 있다. 이를 통해 자기 형성의 안정성을 향상시킬 수 있다.

외주벽(110)의 적어도 일 측면에는 손잡이가 구비될 수 있다.

일 실시예에 따른 이중 자기(10)는 도 1에 도시한 것과 같이 음용 가능한 차나 각종 음료 등을 담을 수 있는 컵일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 각종 접시나 그릇 등을 모두 포함하는 것으로 해석될 수 있다.

일 실시예에 따른 이중 자기(10)는, 2장의 점토들(또는 원재료들)을 각각 성형하고 중공이 형성되도록 하단부가 이격되게 붙인 후, 가열함으로써 성형될 수 있다. 다만, 이렇게 2장의 점토들을 각각 성형하여 붙인 후 가열하는 경우(예를 들어, 내컵과 외컵을 각각 성형하고, 이를 붙여 가열하는 경우), 강도가 떨어지거나, 형태 유지가 어려울 뿐만 아니라 고온에서 구울 때 균열이 발생할 가능성이 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 이중 자기(10)는, 1장의 점토를 이용하여 하단 지지면(100)과 외주벽(110)을 성형한 후, 외주벽(110)의 일 단과 다른 1장의 점토를 접합시키는 2차 성형을 할 수 있다. 다음으로, 외주벽(110)의 일 단과 접합된 점토를 지면 방향으로 오목하게 성형함으로써 3차 성형을 할 수 있다.

제 1 내지 제3 차 성형이 완료되면, 고온에서 가열함으로써 이중 자기(10)를 제조할 수 있다. 이때, 제1 내지 제3 차 성형 이후에, 외주벽(110)의 적어도 일부에 홀이 형성되도록 성형하는 보조 성형 절차가 추가될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에서, 이중 자기(10)는, 1장의 점토를 이용하여 미리 설정된 기준 두께 이상의 두께를 갖는 하단 지지면(100)과 외주벽(110)을 성형하고, 하단 지지면(100)의 일 측을 관통하는 홀을 생성하고, 생성된 홀을 통해 하단 지지면(100)의 내부에 있는 점토를 배출시켜 중공을 형성하도록 구성될 수 있다. 이 경우에는 보조 성형 절차가 생략되거나 홀의 크기를 재조정하는 방식으로 수행될 수 있다.

상술한 성형 절차들이 완료된 이후, 기 설정된 시간 동안 건조하는 절차가 더 포함될 수 있다.

또한, 건조하는 절차 이후에, 건조된 이중 자기를 미리 정의된 온도에서 초벌 소성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 미리 정의된 온도는 900℃ 내지 970℃의 온도 또는 1200℃ 이하의 온도일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

초벌 소성하는 단계 이후에, 초벌 소성된 이중 자기에 유약을 시유하는 유약 시유 단계; 및 기 설정된 시간 동안 상기 이중 자기에 시유된 유약의 건조를 실시한 후, 건조가 완료된 상기 이중 자기를 미리 정의된 제2 온도에서 재벌 소성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 제2 온도는 앞선 온도보다 높은 온도인 1150℃ 내지 1250℃의 온도 또는 1200℃ 이상의 온도일 수 있다. 이때, 재벌 소성하는 단계에서의 가마는, 1.6 내지 2.0mm의 직경을 갖는 가스 노즐이 구비된 가스 가마일 수 있다.

상기 유약 시유 단계는, 이중 자기를 상기 유약에 담궈 담금 시유 처리하는 제1 시유 단계; 및 상기 제1 시유 단계에서 시유한 상기 유약의 건조가 완료된 후, 상기 이중 자기의 표면에 상기 유약을 분무하여 분무 시유하는 제2 시유 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이중 자기(10)의 경우, 중공과 맞닿는 외주벽(110)의 적어도 일부에 홀(hole)이 형성되도록 보조 성형 절차가 진행된 후, 고온에서 가열되는 전 또는 이후에, 홀을 통해 축열물질(PCM, Phase change material, 상변화물질로도 지칭될 수 있음)이 중공에 주입될 수 있다.

여기서, 축열 물질은, 고체에서 액체로 변화할 때 열을 흡수에 내부에 저장했다가 다시 액체에서 고체로 변화할 때 저장했던 열을 방출하며, 이때 온도 범위와 필요에 따라 적정 에너지를 저장하고 온도를 유지하는 역할을 한다.

일 실시예에서 상변화 물질은, 별도의 쉘(shell)을 통해 캡슐화(capsulation)되어 있을 수 있다. 예를 들어, 상변화 물질은 하기 표에 따른 파티클 크기(particle size), 쉘 종류, 녹는점, 용융점, 물질 형태(phase)들 중 하나를 갖도록 결정될 수 있다.

한편, 축열물질이 중공에 주입된 이후에는, 외주벽(110)의 적어도 일부에 형성된 홀을 폐쇄시키는 2차 가공 절차가 수행될 수 있다. 예를 들어, 미리 홀에 대응하는 형상으로 성형된 폐쇄커버를 홀에 결합시킬 수 있으며, 이때, 홀에 폐쇄커버를 결합시킨 후에, 2차 가열을 통해 추가 성형이 수행될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예 따른 이중 자기의 특징을 나타낸 표는 다음과 같다.

표 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 이중 자기(10)는, 축열물질을 주입하여 보온 및/또는 보냉 성능이 탁월할 뿐만 아니라, 전자 레인지에서 3 내지 4분 정도만 가열하더라도 40분 이상 보온 기능이 유지될 수 있으며, 냉공도에서 1시간 가량 냉동시에도 40분 이상 보냉이 유지되는 효과가 있다.

도 3은 도 1에 따른 이중 자기의 구체적인 세부 구현예를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 이중 자기(10)는 내주벽(120)의 일 측면이 일정한 각도의 작은 홈을 형성하도록 성형될 수 있으며, 내주벽(120)에서 일 측면과 마주보는 반대 측면은 작은 홈을 향하도록 돌출 형성될 수 있다.

이때, 반대 측면은 지면에 가까워질 수록 돌출되는 길이가 증가하고, 지면에서 멀어질 수록(컵의 상단에 가까울 수록) 돌출되는 길이가 감소하도록 형성될 수 있다.

상술한 형태로 내주벽(120)이 성형될 경우, 상단에서 이중 자기(10)에 담긴 음료나 각종 차 등을 관찰할 때 하트 모양의 형상으로 보일 수 있다.

특히, 내주벽(120)에서 반대 측면이 지면에 가까워질 수록 돌출되는 길이가 증가하고, 지면에서 멀어질 수록 돌출되는 길이가 감소하도록 형성되기 때문에, 담겨있는 음료의 양에 관계없이 항상 일정한 형태의 하트 모양이 관찰될 수 있어 심미적인 효과와 사용자의 만족도가 크게 향상될 수 있는 장점이 있다.

도 4는 도 1에 따른 이중 자기를 머그컵으로 구현한 예시를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하면, 이중 자기(10)는 내부에 중공이 있는 머그컵 형태로 구현될 수 있다. 특히 도 4에서와 같이 이중 자기(10)의 외주벽(110)에 특정 캐릭터를 새기거나, 고온에서 굽기 전에 특정 모양으로 외주벽(110)을 커트하고, 구움으로써 굿즈 형태로 활용 가능할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 중공이 구비되어 있는 이중 자기로서,
   지면에 의해 지지되는 하단 지지면(100);
   상기 하단 지지면(100)의 엣지(edge) 영역에서 일정한 각도로 형성된 외주벽(110);
   상기 외주벽(110)의 지면 반대쪽 일 단에서 상기 외주벽(110)과 소정의 각도를 형성하면서 내벽을 이루는 내주벽(120); 및
   상기 내주벽(120)의 엣지 영역에서 하단 지지면(100)과 평행하게 형성된 내주 지지면(130)을 포함하고,
   상기 하단 지지면(100)과 상기 외주벽(110), 상기 내주벽(120) 및 상기 내주 지지면(130)의 적어도 일부에 의해 밀폐된 중공이 형성된, 중공이 구비되어 있는 이중 자기.
2. 청구항 1에서,
   상기 중공에서 상기 내주벽(120)과 상기 외주벽(110) 사이의 영역은 소정의 폭 이하로 제한되거나 상기 내주벽(120)의 적어도 일부가 상기 외주벽(110)과 맞닿도록 구성되는, 중공이 구비되어 있는 이중 자기.
3. 청구항 1에서,
   상기 중공과 맞닿는 외주벽(110)의 적어도 일부에 홀(hole)이 형성되도록 보조 성형 절차가 진행되고,
   상기 보조 설형 절차 이후에, 고온에서 가열되는 전 또는 이후에, 상기 홀을 통해 축열물질(PCM, Phase change material)이 상기 중공에 주입되는, 중공이 구비되어 있는 이중 자기.
4. 청구항 3에서,
   상기 내주벽(120)의 일 측면이 일정한 각도의 홈을 형성하도록 성형되며,
   상기 내주벽(120)의 일 측면과 마주보는 반대 측면은 상기 홈을 향하도록 돌출 형성되도록 성형되는, 중공이 구비되어 있는 이중 자기.
5. 청구항 4에서,
   상기 내주벽(120)의 일 측면과 마주보는 반대 측면은 지면에 가까워질 수록 돌출되는 길이가 증가하고, 지면에서 멀어질 수록 돌출되는 길이가 감소하도록 형성됨으로써,
   상단에서 상기 이중 자기(10)에 담긴 음료나 각종 차 등을 관찰할 때 하트 모양의 형상으로 관찰되는, 중공이 구비되어 있는 이중 자기.

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