KR910001759B1 - 원적외선 방사물질을 포함한 피복용 중합체 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

원적외선 방사물질을 포함한 피복용 중합체 조성물

첨부된 도면은 본 발명에 의한 중합체 조성불의 원적외선 파장의 곡선도이다.

본 발명은 원적외선 방사물질을 포함하는 피복용 중합체 조성물에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 조리용기 및 작업전반에 걸쳐 물질에 대한 비점착성을 요구하는 제품과 열전단체 또는 열원체 분야에서 우수한 효과를 나타내는 피복용 중합체 조성물에 관한 것이다.

특히 본 발명의 주된 목적은 전기밥솥 및 전기밥통의 내피에 사용하므로써 쌀과 같은 곡류가 조리시 및 조리후에도 점착되지 않을 뿐만 아니라, 원적외선 방사물질을 포함하므로 해서 피복층 자체가 열원체로 변화되므로 복사열에 의한 열분포율 및 보온력을 극대화 함은 물론, 조리시간의 단축효과에 의한 에너지 절감효과 또한 기대할 수 있어 상품의 고급화에 따른 수요증가의 기대를 제공하는 것이다.

종래 시판되고 있는 전기밥솥 및 전기밥통등과 같은 조리용기의 내피에는 일명 테프론이라고 불리우는 불소수지가 피복되어 곡류등이 조리시 및 조리후에도 점착되는 경향을 방지하고 있으나, 테프론이 피복된 조리용기는 외부면에 전기 양극 산화피막을 형성한 관계고 열전도율이 저하됨은 물론, 테프론을 피복시에 알루미늄판이 연질화되므로 해서 알루미늄판 표면에 장시간이 소요되는 고::·의 표면처리를 행하여야 하는 문제점등이 있었으나, 본 발명은 종래 방법에 의한 단점등을 완전히 해소시킨 것으로, 표면처리에 소요되는많은 시설비 및 공해방지 시설에 소요되는 경비의 절같과 알루미늄보다 얇은 스테인레스 강판을 사용할 수있어 제품의 견고성과 경량화를 이를 수 있는 것이다.

본 발석자는 현금까지 일딴 소비자들에게 선호되고 있는 외국제 조리용기에 대한 실수요자들의 구매성향을 불식시키고 국내 제품의 기술 고급화를 연구 검토하던 중, 원적외선 방사물질이 갖는 특성을 이용하여 본발명을 완성하게 되었다.

즉. 본 발명자는 한국고유의 재래식 조리용기를 이용한 음식의 맛이 현대식 조리용기를 이용한 것보다 열의 전달이 고루 이루어져 본래의 맛을 그대로 유지하고 있음에 착안, 이를 연구하던중 우리 고유의 질그릇, 도기류등에는 천연 광물인 지르코늄, 티타늄, 망간 산화물, 산화철, 니켈산화물들의 성분이 미량 존재하므로써 이것들이 열을 받으면 원적외선 방사체의 소자가 되어 복사열을 발생한다는 것을 발견하였고, 가열을 중단하더라도 온도가 감소되는 동안에는 계속적으로 복사열을 발생시키므로써 음식의 맛 형성에 기여한다는것 또한 밝혀내었다.

일반적으로 태양광선을 분리하면 적외선을 가시광선과 마이크로파 사이에 있는 파장이 0.75-1000㎛에 걸친 광역의 전자파로 적외선은 다시 근.중.원석외선으로 구분되거나 또는 근적외선과 원적외선으로 구분되기도 한다.

이러한 구분도 파장으로 결정되기도 하지만 대체로 색온도의 파장이 2.5㎛에 상당하는 파장이상의 것은 육안으로 그 빛을 볼 수 없게 된다는 사실등으로 해서 1.5㎛를 경계로 2.5㎛ 이하는 중간적외선, 그 이상은 원적외선으로 불리워진다. 또한 열전달에 의한 분류에 의하면 적외선은 물체에 흡수, 반사, 투과하는 상태에 따라 근적외선과 원적치선으로 분류되기도 한다.

한편, 태양의 열이 우주공간인 진공 및 공기층을 통과하여 지구에 도달하여 지상의 물체들을 따뜻하게 하는 것은 복사되어진 적외선(열선, 방사선)이 물체에 흡수되어 그 분자속에서 공진되어 열로 변화되기 때문이며 이 가운데에서 열전달효율이 가장 현저한 것은 복사열로 본 발명에서는 이러한 특성을 이용하므로써 기대치 않았던 현저한 효과를 얻을 수 있었다.

본 발명의 원적외선 물질이 음식물의 맛에 미치는 영향은 다음과 같은 이론에 입각한 것이다.

즉, 모든 유기물질들을 이루고 있는 분자는 화학적으로 결합된 원자들로 구성되어 있는 것으로 원자간의 결합력에 의해 상호 결합된 원자는 마치 여러개의 볼이 스프링으로 연결되어 있는 것과 같은 비슷한 운동을 하고 있는 상태로 분자의 구조를 이루고 있으며 모든 분자는 분자중의 원자질량과 결합력에 따라 결정되는신축, 변각 및 회전진동의 고유진동수를 가지고 있츠며 일반적으로 유기물질은 3㎛ 이상의 파장에 상당하는 고유진동수를 갖고 있기 때문에 적외선에서 복사되는 적외선의 파장이 이러한 유기물질의 고유진동수와 일치하게 되면 적외선 에너지는 분자내에 홉수되어 분자의 진동에너지로 전환되어 분자의 온도를 상승시키는 결과를 초래한다. 그러나 입사된 적외선의 파장이 상이한 것은 분자구조에 적응치 못하고 그대로 통과하게 되므로 분자의 온도 상승에는 어떠한 영향도 미치지 못하는 것이다.

따라서 파장이 짧은 근적외선의 경우는 유기물질에 흡수되지 못하고 통과하지만 파장이 2.5㎛ 이상인 원적외선의 경우에는 쉽게 유기물질에 흡수되므로써 영향을 줄 수가 있는 것이다. 또한 특기할 만한 것으로는 고분자 물질이 갖는 원적외선의 흡수량은 50% 이상이므로 음식물의 가열시 원적외선을 이용할 경우에는 각기 맛을 내는 성분들의 화학적 결합을 활성화시키므로써 맛의 향상을 기할 수 있는 것이다.

그 예로서 원적외선 발열체로 달걀을 익힐 경우, 노른자위부터 익는 것으로 이를 증명할 수 있으며 낮은 온도에서도 빨리 익힐 수 있음은 물론 맛이 좋은 결과를 알 수 있었다.

본 발명에서 사용한 시판의 원적외선 방사체 (이하 화인세라믹 후릿트라 한다. Fine Ceramic Frit)는 희유금속인 지르코늄. 티타늄 좀더 구체적으로는 ZrO₂.SiO₂, 45중량부, Ti₂O₃15중량부, 점토 25중량부, Fe₂O₃5중량부 및 MnO₂5중량부를 혼합하여 침수, 산화, 양생, 건조후 1200℃의 고온에서 소성하겨 분말화한것으로 알려지고 있으며 주성분은 철산화물, 지르코늄, 티타늄, 규사, 망간산화물 및 니켈산화물등의 원적외선 방사물질을 포함하는 것으로 침투력, 심달력이 우수한 것임은 물론, 내약품성, 내식성, 내열성, 내습성 및 고강도를 갖는 인체에 무해한 것일 뿐만 아니라 2.5-5O㎛ 정도의 파장을 갖는 원적외선(첨부도면참조)을 방사하는 한편, 열을 흡수하면서 열원체로 변화되기 때문에 0 9 이상의 열전도성을 갖는 특징이 있는 것이었다.

한편, 본 발명에 사용된 플구오로카본 중합체로서는 전기적, 물리적, 기계적 특성이 우수함은 물론, 내약품성, 내열성, 윤활성, 비점착성등이 우수하므로 식품공업, 일반산업 및 공업분야에 널리 사용되고 있는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리클로로트리 플루오로에틸렌(PCTFE) , 테트라플루오로에틸렌(TFE), 헥사플루오로푸로필렌 (HFP)의 공중합체(FET), 폴리플루오로화비닐리덴(PVDF) , 폴리 플루오르화비닐(PVF) 및 불소고무수지등이 있으며 플루오르 카본중합체의 결합수지로서는 폴리페닐렌설파이드수지, 폴리에테르설폰수지, 폴리아미드이미드수지, 폴리이미드수지, 골리설폰수지 및 이와 유사한 것으로 플루오르카본중합체와 결합성 및 혼합성이 양호한 것이면 어느 것이라도 사용이 가능하며, 유기결합제로서는오르가닉 티타네이트 및 실란커플링제등을 사용하여 유기고분자물과 무기물의 결합을 안정하게 유지할 수 있었다.

다음의 실시예에서 본 발명을 좀더 구체적으로 설명한다.

[실시예 1]

폴리테트라플추오로에틸렌(훽스트사, Hostaflon 5032,5033) 15-25%, 화인세라믹후릿트 8-25%. 오르가닉티타네이트(Til사, Tilcom TIPT) 1% 이하, 및 용매로써 물 또는 N-메틸-2-피로리돈을 40-65%의 범위로 혼합하여 다양한 종류의 혼합물을 얻은 다음, 같은 용매로 피복-하기에 알맞은 점도를 갖도록 유지시킨 후 금속재의 표면에 피복하고 소성하였다. 소성온도와 시간을- 400℃와 15분으로 하여 행하였다.

본 실시예에서는 폴리테트라플루오로에틸넨과 화인세라믹 후릿츠의 비율이 1 1.5 이상인 경우에는 피복성이 저하되고 이들의 비율이 3 : 1 이하인 경우에는 원적외선 파장이 감소되기 때문에 본 발명의 목적을 이룰 수 없음을 발견하였다. 또한 본 실시예에서는 플루테트라플루오로에틸렌과 화인세하믹후릿트의 비율을1 : 1.5의 비율로 하여 금속재 표면에 1차 피복을 행하고 2차로 폴리데트라플루오로애틸렌만을 피복하여도 본 발명의 효과를 얻을 수도 있었다.

[실시예 2]

폴리테트라플루오로에틸렌 (ICI사, FLON L-170)을 10-15%, 화인세라믹후릿트를 15-30%, 오로가닉티타네이트(Til사, Tilcom TIPT)를 1% 이하, 폴린에텔설폰,(ICI사, Victrix 4100)을 12-15%, 용매로 물 또는 N-메틸-2-피로리돈 및 에틸렌 글리콜을 40-60%, 비이온성 계면활성제 (Triton X-100)를 0.5%의 범위로 혼합한 다양한 종류의 혼합물을 얻은 다음, 같은 용매로 피복하기에 알맞은 점도를 갖도록 유지시킨 후 금속재 표면에 피복하고 실시예 1의 방법으로 소성하였다

본 실시예에서도 실시예 1과 같은 결과를 발견하였으며, 제품의 이형성을 향상시키기 위해서 폴리에텐설폰과 화인세라믹후릿트의 비율을 1:1.5로 하여 1차 피복을 행한 후 폴리에텔설폰과의 비율을 1.5 : 1로 하여 2차 피복을 행하여도 동일한 효과를 얻을 수 있음을 발견하였다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 피복용 중합체 조성물을 금속재의 표면에 피복하고 소성한 결과, 다음과 같은 특성을 지닌 것으로 나타났다.

표 1. 소성후 피복층의 일반적인 특싱

1) 최고사용온도 : 연속 290℃ 단속 400℃

2) 피복층리 인장강도 : 650-850kg/㎠

3) 금속면의 대한 밀착력 : 100/100cross cut

4) 내굴곡성 (180° 2mm) : 우수

5) Pin Hole성 : 우수

6) Dupon식 낙추 충격 : 양호

7) 마모지수 CS-10. 750g. 1000rpm : 48

8) 마찰계수 : 9.8m/m 139rpm 누적하중 PV=175 0.116

9) 피복층의 경도 : 연필경도 H-3H

10) 내약품성 : 모든산, 알칼리에 견딤.

11) 인체에 미치는 특성 : 없음

12) 비점착성 : 우수

13) 원적외선 파장 : 2.5-50

14) 윤활성, 열전도성, 열복사성, 열방열성 : 우수

[실시예 3]

실시예 1 및 2에서 제조한 혼합물을 열교환기의 파이프에 피복한 결과, 열전도율 및 열효율이 향상되었을뿐 만 아니라 스케일이 부착되지 않아 청관제를 사용하여 박리제거하는 불편을 해소할 수 있었다.

[실시예 4]

본 발명에 의한 혼합물을 고무공업에 있어서의 각종 타이어 금형 및 신발금형등에 피복하므로써 고무의 부착을 방지할 수 있었음은 물론, 복사열에 의한 고무의 융점과 결합력을 급속히 증진시켜 고무의 성질을 향상시킬 수 있어 작업시간을 단축하였을 뿐만 아니라 이형제를 사용하여야 하는 문제점을 완전 해소할 수 있었다.

[실시예 5]

본 발명에 의한 혼합물을 자동차 엔진의 냉각수 라인에 피복하여 스케일의 생성 및 열전도율의 저하를 방지하므로써 냉각효율을 향상시킬 수 있었다.

[실시예 6]

본 발명에 의한 혼합물을 자동차 배기관에 내열도료로 피복하므로써 금속의 부식성을 방지할 수 있었으며 배기가스의 고온열을 즉시 복사열로 방출시켜 배기관의 내열성 및 내구성을 오래 지속시킬 수 있었다. 또한 흙 및 분진등의 점착이 곤란하므로 미관이 우수한 시각적 효과도 얻을 수 있었다.

[실시예 7]

본 발명에 의한 혼합물을 전기 난로등 전자제품의 발열부 방사판에 피복하므로써 방열효과를 최대한 발휘할 수 있었다.

[실시예8]

본 발명에 의한 혼합물을 냉장고, 냉동기내의 파이프 라인에 피복하므로써 산화 및 부식방지등은 물론, -250℃의 최저온인 온도에서도 내구성이 있어 제품의 고급화를 기할 수 있었으며 일반 도료를 사용하는 경우에 야기되는 열전도율 저하의 방지와 냉온의 전도율 및 방사능력이 우수하였다.

Claims (1)

1. 플루오로카본중합체와 파장이 2.5-1000㎛인 원적외선 방사물질로 제도된 화인세라믹후릿트를 1 : 1.5 - 3 : 1의 비율로 혼합함을 특징으로 하는 원적외선 방사물질을 포함한 피복용 중합체 조성물.

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