WO2013169038A1

WO2013169038A1 - 탄소 코팅층을 갖는 조리용기 및 그 제조방법

Info

Publication number: WO2013169038A1
Application number: PCT/KR2013/004095
Authority: WO
Inventors: 노병오
Original assignee: Noh Byungoh
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2013-05-09
Publication date: 2013-11-14
Also published as: KR101359700B1; KR20130126390A

Abstract

본 발명은 조리용기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 금속 또는 비철금속 재질로 구성되는 용기체의 표면에 탄소 코팅층을 1차 형성하고, 그 상측으로 불소수지 또는 세라믹 코팅층을 형성하여 조리용기를 제조함에 있어서; 상기 탄소 코팅층은 탄소를 분말화 하거나 또는 탄소와 석탄을 건류하여 얻어진 콜타르를 150~200℃ 온도로 가열하면 벤젠고리를 가진 유기화합물은 열 분해되어 증발시켜 얻어진 탄소중합물을 6:4 또는 5:5 비율로 혼합하여 250~1000메쉬(mesh)로 분말화 하는 탄소분말 조성단계와; 열경화성수지와 용제를 혼합 조성하는 수지결합제 조성단계와; 상기 탄소분말과 수지결합제를 1:0.45~0.5 비율로 혼합하는 코팅물 제조단계와; 코팅물을 용기체에 도포 또는 스프레이 하는 코팅물 도포 단계와; 코팅물을 도포한 용기체를 200~450℃의 온도에서 10~30분 열처리하여 수지결합제를 연소시키는 열처리 단계;에 의해 이루어지도록 한 것이다.

Description

탄소 코팅층을 갖는 조리용기 및 그 제조방법

본 발명은 각종 음식물을 조리하는 용도로 사용하는 냄비, 프라이팬, 구이판, 밥솥 등과 같은 조리용기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 불소수지 또는 세라믹 코팅을 하기 전에 용기체의 표면에 탄소분말 코팅층을 더 형성하여 탈취효과와 다량의 원적외선방사로 수분증발을 최소화 하면서 조리물을 신속하게 익혀 맛을 향상시킬 수 있게 한 탄소 코팅층이 형성된 조리용기 및 그 제조방법을 제공코자 하는 것이다.

각종 음식물을 조리하는 용도로 사용하는 냄비, 프라이팬, 구이판, 밥솥 등과 같은 조리용기의 경우 내면에 코팅층을 형성하여 조리물이 눌어붙는 등의 문제점을 해결하고 있으며, 통상의 코팅층은 프라이머, 미드, 탑을 적층식으로 구성한 3중 코팅층 또는 세라믹 코팅층이 형성되어 있다.

이러한 3중 코팅층이나 세라믹 코팅층은 음식물로부터 나온 습기가 조리용기에 함유된 경우 이를 제거하는 기능을 가지고 있지 않아 부식의 우려가 있으며, 또한 생선이나 계란 프라이를 하는 경우 탈취하는 기능을 가지고 있지 않아, 조리 후 냄새가 배게 되는 문제점이 있었다.

근자에는 상기한 문제점을 해결하기 위한 수단으로 대한민국 공개특허공보(A) 10-2010-0073630호(2010.07.01.)의 탄소나노튜브 함유한 코팅층을 갖는 조리용기가 제공되고 있다.

이의 구성은 코팅층이 형성된 바닥과, 상기 바닥의 외주면에서 위쪽으로 돌출한 측벽으로 이루어진 조리용기에 있어서, 상기 코팅층에는 탄소나노튜브를 함유한 구성으로 이루어져 있는 것으로, 이는 상기한 3중 코팅층 또는 세라믹 코팅층을 구성하는 코팅물에 단순히 탄소나노튜브를 혼합하고 있는 구성이다. 그러나 이러한 구성의 조리용기는 탄소나노튜브의 함량이 낮아 기능성을 제공하는데 한계가 있었다.

또 대한민국 등록특허공보(B1) 10-0966080(2010.06.28.)의 조리용기 및 그 제조방법 및 등록실용신안공보(Y1) 20-0297924호(2002.12.12.)의 조리용 용기 등이 제공되고 있으며, 이들의 경우 조리용기 표면에 세라믹을 코팅하는 기술 등이 제안되고 있다.

상기한 대부분의 조리용기들은 기름찌꺼기나나 이물질이 잘 묻지 않도록 하여 세척을 용이하게 할 수 있도록 하고 또한 조리물이 눌어붙는 등의 문제점을 해결하는 정도의 기능성만 제공하고 있는 실정이다.

<선행기술문헌>

특허문헌

KR 1020100073630 A 2010.07.01.

KR 100966080 B1 2010.06.28.

KR 200297924 Y1 2002.12.12.

이에 본 발명자는 상기한 종래 조리용기의 제반 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것으로서, 본 발명에서는 불소수지 또는 세라믹 코팅을 하기 전에 용기체의 표면에 탄소분말 코팅층을 더 형성하여 탈취효과와 더불어 다량의 원적외선방사로 수분증발을 최소화 하면서 조리물을 신속하게 익혀 맛을 향상시킬 수 있게 한 탄소 코팅층이 형성된 조리용기 및 그 제조방법을 제공코자 하는 것이다.

과제 해결수단으로 본 발명에서는 금속 또는 비철금속 재질로 구성되는 용기체의 표면에 탄소 코팅층을 1차 형성하고, 그 상측으로 불소수지 또는 세라믹 코팅층을 형성하여 조리용기를 구성하되; 상기 탄소 코팅층은 탄소 또는 탄소와 석탄을 건류하여 얻어진 콜타르를 열분해하여 분쇄한 탄소중합물을 혼합한 것을 분말화한 것 중 어느 하나를 열경화성수지와 용제를 혼합한 수지조성물을 혼합하여 조성한 코팅물을 도포 또는 스프레이 하고 200~450℃의 온도로 열처리하여 수지결합제를 연소시켜서 구성하였다.

또한 용기체의 표면을 샌딩처리하여 탄소 코팅층의 결합력을 높일 수 있게 하거나, 상기 용기체의 표면에 일정간격으로 홈을 형성하여 탄소 코팅층의 결합력을 높일 수 있게 하였다.

그리고 본 발명에서는 금속 또는 비철금속 재질로 구성되는 용기체의 표면에 탄소 코팅층을 1차 형성하고, 그 상측으로 불소수지 또는 세라믹 코팅층을 형성하여 조리용기를 제조함에 있어서; 상기 탄소 코팅층은 탄소를 250~1000메시(mesh)로 분말화 하거나 또는 탄소와 석탄을 건류하여 생산한 콜타르를 150~200℃ 온도로 가열하면 벤젠고리를 가진 유기화합물은 열 분해되어 증발시켜 얻어진 탄소중합물을 4:6 또는 5:5 비율로 혼합하여 250~1000메시(mesh)로 분말화 하는 탄소분말 조성단계와; 열경화성수지와 용제를 혼합 조성하는 수지결합제 조성단계와; 상기 탄소분말 조성물과 수지결합제를 1:0.45~0.5 비율로 혼합하는 코팅물 제조단계와; 코팅물을 용기체에 도포 또는 스프레이 하는 코팅물 도포 단계와; 코팅물을 도포한 용기체를 200~450℃ 의 온도에서 10~30분 열처리하여 수지결합제를 연소시키는 열처리 단계;에 의해 이루어지도록 하였다.

또한 열경화성수지와 용제는 1:1비율로 혼합 조성하거나, 열경화성수지와 용제를 1:1비율로 혼합 조성한 수지혼합물과 용제를 다시 1:2비율로 혼합 조성토록 하여 스프레이 가능하도록 하였다.

본 발명에서 제공하는 탄소 코팅층이 형성된 조리용기 및 그 제조방법에 의하면 조리용기의 내면에 탄소 코팅층을 형성한 후 불소수지 또는 세라믹 코팅층으로 마감 처리한 것으로, 탄소의 탈취 효과에 의해 조리 후 조리용기에 배일 수 있는 냄새가 제거되는 효과가 있다.

또한 본 발명은 조리용기가 가열되는 과정에서 탄소 코팅층에서 다량의 원적외선이 방사되므로 조리물을 고르고 빠르게 익힐 수 있어 조리시간 단축이 가능하고, 단시간에 조리가 가능하여 조리물의 수분증발을 최소화 하면서 맛과 향을 보존하는데 도움을 줄 것으로 예상된다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 조리용기의 일 실시례를 보인 단면도

도 2, 도 3은 도 1의 확대 단면도

도 4는 본 발명에서 제공하는 조리용기의 제조방법을 보인 블록 순서도

이하에서 본 발명에서 제공하는 탄소 코팅층이 형성된 조리용기 및 그 제조방법에 대한 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 조리용기의 일 실시례를 보인 단면도를 도시한 것이고, 도 2, 도 3은 도 1의 확대 단면도를 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 탄소 코팅층이 형성된 조리용기(1)는 도시된 바와 같이 금속 또는 알루미늄, 스테인리스와 같은 비철금속 재질로 구성되는 용기체(2)의 표면에 탄소 코팅층(3)을 1차 형성하고, 그 상측으로 불소수지 또는 세라믹 코팅층(4)을 형성한 것을 특징으로 한다.

상기 탄소 코팅층(3)은 탄소분말을 열경화성수지와 용제를 혼합한 수지조성물을 혼합하여 조성한 코팅물을 도포 또는 스프레이 하여 200~450℃의 온도로 열처리하여 형성한 것이다.

상기 탄소분말은 참나무나 대나무 등으로 제조한 숯이나, 코크스, 흑연, 천연흑연, 인조흑연 등의 탄소를 분말화 하여 사용할 수 있다.

또한 본 발명에서는 탄소분말은 상기 탄소를 분말화 한 것과, 석탄을 건류하여 얻어진 콜타르를 150~200℃ 온도로 열분해한 탄소중합물을 분말화 한 것을 혼합한 탄소혼합물을 사용할 수 있다.

이때 본 발명은 용기체(2)의 내면에 도 2, 도 3과 같이 샌딩으로 인한 흠집면(2a)을 형성하거나 또는 일정 깊이로 홈(2b)을 형성하여 탄소 코팅층(3)의 결합력이 향상되게 한다.

도 4는 본 발명에서 제공하는 조리용기의 제조방법을 보인 블록 순서도를 도시한 것이다.

본 발명에서 제공하는 탄소 코팅층이 형성된 조리용기는 프레스, 주조 등 다양한 방법으로 용기체를 제조한 상태에서, 그 표면에 코팅층을 형성하여 조리용기를 완성토록 하는 것이다. 본 발명에서는 탄소 코팅층과 불소수지 또는 세라믹 코팅층 2겹으로 코팅한 것이며, 특히 탄소 코팅층의 코팅방법에 특징이 있는 것으로, 탄소 코팅은 탄소분말 조성, 수지결합제 조성, 코팅물 제조, 코팅물 도포, 열처리, 마감코팅에 의해 이루어진다.

1)탄소분말 조성

본 발명에서의 탄소분말은 참나무나 대나무 등으로 제조한 숯이나, 코크스, 흑연, 천연흑연, 인조흑연 등의 탄소를 분말화 하여 조성하거나, 탄소를 분말화 한 것과 석탄을 건류하는 과정에서 나오는 콜타르를 2차 가공한 것을 미분쇄한 탄소중합물을 분말화 한 것을 혼합하여 조성한다.

탄소분말 중 숯은 하기와 같은 방법에 의해 제조된다.

가마를 밀폐한 상태로 약 300℃에서 참나무, 대나무 등 원소재를 탄화하여 가마 입구를 서서히 넓혀 약 900~1,000℃에서 충분히 건류한 후에 목탄을 밖으로 끌어내어, 습하게 만든 소분(消紛)으로 덮어 냉각시켜서 제조한 것으로 이를 미분쇄하여 사용토록 한다.

그리고 탄소중합물은 하기와 같은 방법에 의해 제조된다.

석탄에서 코크스, 콜타르, 석유가스 등을 얻기 위해서 공기를 차단하고 석탄을 가열하는 석탄건류를 행하게 되는데, 건류하는 과정에서 나오는 콜타르(coal tar)는 상온에서는 딱딱한 고체이다.

상기한 콜타르를 용기에 담아 150~200℃ 온도로 가열하면 벤젠고리를 가진 유기화합물은 열 분해되어 증발(또는 연소)되고, 탄소원자가 고리 모양의 구조를 가지지 않은 지방족화합물(脂肪族化合物, aliphatic compound)과 탄소원자가 고리 모양으로 결합하고 있는 화합물 중 방향족화합물이 아닌 지방족고리화합물(脂肪族─化合物, alicyclic compound)들만 남게 부산물인 탄소중합물을 미분쇄하여 사용토록 한다.

본 발명에서는 상기와 같이 콜타르를 2차 가공한 부산물 및 숯은 습식 분쇄하여 250~1000메쉬(mesh)로 미분쇄토록 함이 바람직하다.

상기 탄소와 탄소중합물을 혼합하여 사용하는 경우 탄소와 탄소중합물의 혼합비는 6:4 또는 5:5가 바람직하다.

2)수지결합제 조성

본 발명의 수지결합제는 열경화성수지(熱硬化性樹脂, thermosetting resin)에 용제를 혼합한 수지결합제를 사용하게 된다.

열경화성수지는 페놀수지, 요소수지, 멜라민수지와 같은 축중합형 또는 에폭시수지, 폴리에스터수지와 같은 첨가중합형을 사용토록 한다.

그리고 상기 용제로는 알코올 또는 벤젠을 사용토록 한다.

상기 열경화성수지와 용제는 1:1: 비율로 혼합 조성하며, 이들 수지결합제는 상기한 탄소분말을 용기에 접착시키는 결합제이다.

상기 수지결합제는 스프레이용으로도 제공될 수 있으며, 스프레이용은 상기와 같이 제조한 수지결합제에 용제를 더 첨가한 것으로, 바람직하기로는 수지결합제와 용제를 1:2비율로 혼합토록 한다.

(3) 코팅물 제조

상기와 같이 구성한 탄소분말과 수지결합제를 혼합하는 방법으로 코팅물을 제조한다.

혼합비는 탄소분말과 수지결합제를 1:0.45~0.5 비율로 교반기를 이용하여 혼합한다.

(4) 코팅물 도포

용기체의 내면에 상기와 같이 제조된 코팅물을 얇게 도포한다.

이때 용기체의 내면은 결합력을 높일 수 있도록 샌딩처리하거나, 표면 전체를 일정간격으로 홈을 형성토록 한다.

코팅물을 도포는 붓을 이용한 도포, 스프레이를 이용한 도포가 적용될 수 있다. 또한 필요에 따라서 붓을 이용한 도포가 이루어진 상태에서 스프레이를 이용한 도포를 더 행하여 표면 상태를 좋게 할 수도 있다.

상기 코팅물은 0.1~1mm 두께로 도포토록 한다.

(5) 열처리

상기와 같이 내부 표면에 코팅물을 도포한 용기체를 열처리한다.

본 발명에서의 열처리는 수지결합제를 연소시키는 방법으로 제거함과 동시에 온도 상승에 따라 탄소분말을 코크스 형태로 서서히 변화시켜 용기체의 표면에 증착하기 위한 것이다.

열처리는 200~450℃ 전후의 온도에서 10~30분 정도가 바람직하며, 400℃ 내외에서 이상적인 작업이 이루어질 수 있다. 200℃이하로 온도가 낮으면 수지결합제를 완전하게 연소시키기 어려우며, 450℃ 이상 고온에서는 탄소분말이 연소될 수 있으므로 주의토록 한다.

열처리 과정에서 탄소분말은 금속 재질의 용기체에 막 형태로 코팅이 이루어지는데, 이때 코팅의 조직은 수지결합제가 연소됨으로 해서 발생한 미세 기공이 형성된 구성으로 이루어진다.

(6)마감코팅

상기와 같이 용기체에 탄소 코팅층을 형성한 상태에서 불소수지 또는 세라믹 코팅을 행하여 조리용기를 완성토록 한다.

상기 불소수지 또는 세라믹 코팅의 경우 스프레이법 등 다양하게 실시되고 있는 공지기술로서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략토록 한다.

이상과 같이 구성 및 제조되는 본 발명은 탄소의 탈취 효과에 의해 조리 후 조리용기에 배일 수 있는 냄새가 제거되는 효과를 제공할 수 있는 것이며, 탄소 코팅층에서 다량의 원적외선이 방사되므로 조리물을 고르고 빠르게 익힐 수 있어 조리시간 단축이 가능하고, 단시간에 조리가 가능하여 조리물의 맛과 향을 향상시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

본 발명은 탄소 코팅층이 형성된 조리용기 및 그 제조방법에 관한 것이므로 산업상 이용가능성이 있다.

Claims

금속 또는 비철금속 재질로 구성되는 용기체(2)의 표면에 탄소 코팅층(3)을 1차 형성하고, 그 상측으로 불소수지 또는 세라믹 코팅층(4)을 형성하여 조리용기를 구성하되;

상기 탄소 코팅층(3)은 탄소분말을 열경화성수지와 용제를 혼합한 수지조성물을 혼합하여 조성한 코팅물을 도포 또는 스프레이 하고 200~450℃의 온도로 열처리하여 수지결합제를 연소시켜서 구성한 것을 특징으로 하는 탄소 코팅층이 형성된 조리용기.
청구항 1에 있어서;

상기 탄소분말은 숯, 코크스, 흑연, 천연흑연, 인조흑연의 탄소를 분말화 하여 조성한 것이나, 탄소를 분말화 한 것과 석탄을 건류하는 과정에서 나오는 콜타르를 2차 가공한 것을 미분쇄한 탄소중합물을 분말화 한 것을 혼합하여 조성한 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 탄소 코팅층이 형성된 조리용기.
청구항 1에 있어서;

상기 용기체(2)의 표면에 샌딩처리로 흠집면(2a)을 형성하여 탄소 코팅층(3)의 결합력을 높일 수 있게 한 것을 특징으로 하는 탄소 코팅층이 형성된 조리용기.
청구항 1에 있어서;

상기 용기체(2)의 표면에 일정간격으로 홈(2b)을 형성하여 탄소 코팅층(3)의 결합력을 높일 수 있게 한 것을 특징으로 하는 탄소 코팅층이 형성된 조리용기.
금속 또는 비철금속 재질로 구성되는 용기체의 표면에 탄소 코팅층을 1차 형성하고, 그 상측으로 불소수지 또는 세라믹 코팅층을 형성하여 조리용기를 제조함에 있어서;

상기 탄소 코팅층은 탄소를 250~1000메쉬(mesh)로 분말화 하는 탄소분말 조성단계와;

열경화성수지와 용제를 혼합 조성하는 수지결합제 조성단계와;

상기 탄소분말과 수지결합제를 1:0.45~0.5 비율로 혼합하는 코팅물 제조단계와;

코팅물을 용기체에 도포 또는 스프레이 하는 코팅물 도포 단계와;

코팅물을 도포한 용기체를 450℃ 전후의 온도에서 10~30분 열처리하여 수지결합제를 연소시키는 열처리 단계;에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 조리용기 제조방법.
청구항 5에 있어서;

상기 탄소분말은 탄소를 250~1000메쉬(mesh)로 분말화 한 것과, 석탄을 건류하여 생산한 콜타르를 150~200℃ 온도로 가열하면 벤젠고리를 가진 유기화합물은 열 분해되어 증발시켜 얻어진 탄소중합물을 250~1000메쉬(mesh)로 분말화 한 것을 6:4 또는 5:5 비율로 혼합한 것을 특징으로 하는 조리용기 제조방법.
청구항 5에 있어서;

상기 열경화성수지와 용제는 1:1비율로 혼합 조성하는 것을 특징으로 하는 조리용기 제조방법.
청구항 5에 있어서;

상기 열경화성수지와 용제를 1:1비율로 혼합 조성한 수지혼합물과 용제를 다시 1:2비율로 혼합 조성한 것을 특징으로 하는 조리용기 제조방법.