WO2023234555A1 - 쿡탑용 투명 세라믹 글라스 및 이를 포함하는 쿡탑 - Google Patents

쿡탑용 투명 세라믹 글라스 및 이를 포함하는 쿡탑 Download PDF

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WO2023234555A1
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glass
ceramic glass
cooktop
layer
transparent ceramic
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송지영
김형인
고영덕
김광주
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삼성전자주식회사
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Priority to US18/214,877 priority patent/US20230391662A1/en
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    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B7/00—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor
    • B24B7/20—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground
    • B24B7/22—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B7/24—Machines or devices designed for grinding plane surfaces on work, including polishing plane glass surfaces; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of the material of non-metallic articles to be ground for grinding inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain for grinding or polishing glass
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    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00—Details
    • F24C15/10—Tops, e.g. hot plates; Rings

Definitions

  • the present invention relates to transparent ceramic glass for cooktops and cooktops including the same.
  • An induction device (induction heating device) is used as a heat source to generate heat.
  • a cooktop (or hob) is used as a cooking device to heat food using an induction device.
  • Ceramic glass with excellent heat resistance is used on the top of the cooktop. Ceramic glass rarely experiences thermal shock fracture and has excellent mechanical strength and thermal conductivity.
  • Ceramic glass can be divided into white, black, and transparent ceramic glass depending on its color.
  • transparent ceramic glass has the problem of high visibility of scratches, which reduces aesthetics.
  • transparent ceramic glass has a problem in that color deformation occurs due to high temperature due to poor color heat resistance.
  • the purpose of the present invention to solve the above problems is to provide transparent ceramic glass for cooktops that controls surface roughness to reduce scratch visibility while realizing excellent cleaning properties, and a cooktop including the same.
  • Transparent ceramic glass for a cooktop includes a glass material including a concavo-convex layer etched on an upper surface; an upper printing layer formed on the uneven layer; and a lower printed layer formed below the glass material.
  • a method of manufacturing transparent ceramic glass for a cooktop includes manufacturing a ceramic glass precursor by melting ceramic glass powder and then cooling it; Heating the ceramic glass precursor to generate crystals in the ceramic glass; Cooling the ceramic glass in which the crystals have been formed; Etching and blasting the cooled ceramic glass surface; Polishing the etched and blasted ceramic glass; and printing the polished ceramic glass.
  • a cooktop includes a cooktop body; and a first glass provided on the upper part of the cooktop main body.
  • the first glass may include ceramic glass.
  • the ceramic glass includes a glass material including an uneven layer etched on an upper surface; an upper printing layer formed on the uneven layer; and a lower printed layer formed below the glass material.
  • transparent ceramic glass for cooktops which achieves excellent cleanability while reducing scratch visibility by realizing optimal surface roughness through etching, blasting, and polishing processes, and a cooktop including the same can be provided. there is.
  • the effects that can be achieved by the transparent ceramic glass for cooktops according to the embodiments of the present invention and the cooktop to which the same is applied are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be obtained from the description below. It will be clearly understandable to those with ordinary knowledge in the relevant technical field.
  • Figure 1 is a schematic diagram of transparent ceramic glass for a cooktop according to an embodiment.
  • Figure 2 is a flowchart of a method for manufacturing transparent ceramic glass for a cooktop according to an embodiment.
  • Figure 3 is an image taken of the transparent ceramic glass surface after etching and blasting.
  • Figure 4 is a diagram illustrating a cooktop according to one embodiment.
  • Figure 5 is an exploded perspective view of a cooktop according to one embodiment.
  • Figure 6 is a schematic diagram showing the scratch resistance test method.
  • Figure 7 is an image of the scratch test results for Comparative Example 4.
  • Figure 8 is an image of the scratch test results for Example 2.
  • Figure 9 is an image of the fingerprint visibility test results for Comparative Example 4.
  • Figure 10 is an image of the results of the fingerprint visibility test for Example 2.
  • Figure 11 is an image measuring the contact angle of transparent ceramic glass for a cooktop according to an embodiment.
  • Transparent ceramic glass for a cooktop includes a glass material having an uneven layer formed on the upper surface; an upper printing layer formed on the uneven layer; and a lower printed layer formed below the glass material.
  • it may further include an outermost coating layer provided on the upper printed layer.
  • Figure 1 is a schematic diagram of transparent ceramic glass for a cooktop according to an embodiment.
  • the transparent ceramic glass for a cooktop may include a glass material having an uneven layer on the upper surface, an upper printed layer, and a lower printed layer.
  • the glass material may include, in weight percent, Li 2 O: 3 to 10%, Al 2 O 3 : 15 to 25%, the remainder SiO 2 and impurities.
  • Li 2 O plays a role in improving the hardness of ceramic glass. Therefore, when the Li 2 O content is low, it may be difficult to sufficiently secure the hardness of the ceramic glass. However, if the Li 2 O content is excessive, manufacturing costs may increase.
  • Al 2 O 3 plays a role in improving the corrosion resistance and durability of ceramic glass. Therefore, when the content of Al 2 O 3 is low, the corrosion resistance and durability of the ceramic glass may be inferior. However, if the content of Al 2 O 3 is excessive, manufacturing costs may increase.
  • SiO 2 serves as a crystal nucleation agent in ceramic glass. Therefore, when the content of SiO 2 is low, crystals in the ceramic glass are not sufficiently formed, and the reflectance may decrease. However, if the SiO 2 content is excessive, the hardness and durability of ceramic glass may decrease.
  • the glass material may have a thickness of 3 to 5 mm. However, it is not limited to this, and the thickness of the glass material may vary depending on the purpose and shape.
  • the upper print layer may include at least one of a UX print layer and a UI print layer.
  • the upper printed layer may be formed to mark the center of the cooking pot on the upper part of the glass material.
  • the upper printed layer may be formed in a straight or cross shape to indicate the center of the cooking pot, but is not limited thereto.
  • the lower printed layer may include a high-saturation color layer and a heat-resistant shielding layer.
  • the disclosed invention relates to transparent ceramic glass, which, unlike black ceramic glass and white ceramic glass, can implement various high-saturation colors. Therefore, by providing the high-saturation color layer below the transparent ceramic glass, vivid high-saturation colors can be realized.
  • the heat-resistant shielding layer may serve to improve the high-temperature heat resistance of transparent ceramic glass. Therefore, the transparent ceramic glass including the heat-resistant shielding layer can maintain a high chroma color even when exposed to high temperatures for a long period of time.
  • the heat-resistant shielding layer may be an inorganic printed layer containing at least one of C, Si, Ti, Cr, Cu, and Al.
  • the outermost coating layer provided on the upper printing layer may include at least one of an antifouling coating, an oleophobic coating, and an anti-fingerprint coating.
  • an antifouling coating By forming the outermost coating layer, the transparent ceramic glass for cooktops can have a contact angle with water of 90 degrees or more. In other words, cleaning performance can be improved by increasing the contact angle through the outermost coating layer.
  • the transparent ceramic glass for cooktops may have a surface roughness Ra value of 3 to 5 ⁇ m through etching, blasting, and polishing processes described later.
  • the disclosed invention can simultaneously control scratch visibility and cleanability, which are trade-offs, by optimizing surface roughness.
  • the transparent ceramic glass for cooktops can improve aesthetics by providing the high-saturation color layer at the bottom of the transparent ceramic glass. More specifically, the transparent ceramic glass including a black color layer may have a color difference L value of 25 to 30, and the transparent ceramic glass including a dark gray color layer may have a color difference L value of 30 to 35. , transparent ceramic glass including silver and pink color layers may have a color difference L value of 65 to 70, and transparent ceramic glass including a beige color layer may have a color difference L value of 70 to 75.
  • the transparent ceramic glass for cooktops may have a transmittance of 10 to 95%. Therefore, the ceramic glass for the cooktop can utilize high transmittance, use an LCD substrate at the bottom, and implement various colors.
  • the transmittance may be 30 to 80%, and more preferably, the transmittance may be 60 to 70%.
  • the transparent ceramic glass for cooktops may have a gloss of 2 to 10 GU at 60 degrees. Therefore, the transparent ceramic glass for cooktops can reduce scratch visibility by implementing low gloss.
  • a method of manufacturing transparent ceramic glass for a cooktop includes manufacturing a ceramic glass precursor (Precursor); generating crystals by heating the ceramic glass precursor; Cooling the ceramic glass in which the crystals have been formed; Etching and blasting the cooled ceramic glass; Polishing the etched ceramic glass; and printing the polished ceramic glass.
  • Precursor a ceramic glass precursor
  • generating crystals by heating the ceramic glass precursor Cooling the ceramic glass in which the crystals have been formed
  • Etching and blasting the cooled ceramic glass Etching and blasting the cooled ceramic glass
  • Polishing the etched ceramic glass and printing the polished ceramic glass.
  • Figure 2 is a flowchart of a method for manufacturing transparent ceramic glass for a cooktop according to an embodiment.
  • the method of manufacturing transparent ceramic glass for a cooktop includes a series of ceramic glass precursor manufacturing steps, crystal generation steps, cooling steps, etching and blasting steps, and polishing. It may include steps and printing steps.
  • the method of manufacturing transparent ceramic glass for cooktops may further include forming an outermost coating layer to further improve cleanability, if necessary.
  • the crystal generation step may include a primary heating step maintained at 600 to 800°C for 10 to 20 minutes and a secondary heating step maintained at 800 to 1000°C for 20 to 30 minutes.
  • nuclei for crystallization within the ceramic glass are created, and in the second heating step, crystallization can proceed based on the nuclei.
  • the temperature in the crystal generation step is too low or the holding time is short, the crystals may not be sufficiently created and color clarity and reflectivity may decrease. However, if the temperature of the crystal generation step is too high or the holding time is long, productivity may decrease. Therefore, it is desirable to set the temperature and holding time of the crystal generation step at an appropriate level.
  • a cooling step may be performed to lower the temperature of the ceramic glass that has undergone the crystal generation step to room temperature.
  • etching and blasting the surface of the cooled ceramic glass can be performed.
  • Figure 3 is an image taken of the transparent ceramic glass surface after etching and blasting.
  • an uneven layer can be formed by etching the surface of the ceramic glass.
  • the etched and blasted ceramic glass may have a surface roughness Ra of 5 to 15 ⁇ m.
  • the etching may be chemical etching.
  • the etching can be performed by precipitation treatment of ceramic glass in hydrofluoric acid. More specifically, the etching may be performed by spraying hydrofluoric acid on the surface of the transparent ceramic glass at room temperature and then precipitating the transparent ceramic glass in hydrofluoric acid for 60 to 180 minutes.
  • the blasting step can be performed using diamond or diamond + boron cabide.
  • a step of polishing the etched and blasted ceramic glass may be performed.
  • the polishing step may be performed for 5 to 10 minutes.
  • the surface roughness Ra value of the ceramic glass that has undergone the polishing step may be 3 to 5 ⁇ m.
  • the polished ceramic glass may be subjected to printing to form upper and lower printed layers.
  • the upper print layer may include at least one of a UX print layer and a UI print layer.
  • the lower printed layer may include a high-saturation color layer and a heat-resistant shielding layer.
  • At least one of an antifouling coating, an oleophobic coating, and an anti-fingerprint coating may be formed.
  • a cooktop includes a cooktop body; and a first glass provided on an upper portion of the cooktop main body, wherein the first glass includes a ceramic glass; wherein the ceramic glass includes a glass material having an uneven layer formed on an upper surface; an upper printing layer formed on the uneven layer; and a lower printed layer formed below the glass material.
  • the cooktop body includes a heater, and the cooktop includes a second glass disposed on the same line as the first glass; A coupling device provided to detachably couple the first glass and the second glass; a circuit board disposed below the second glass; and a coil seating plate disposed below the heater to seat the heater.
  • the ceramic glass may further include an outermost coating layer provided on top of the upper printed layer, and the lower printed layer may include a high-saturation color layer and a heat-resistant shielding layer, and the ceramic glass may have a surface roughness Ra value of 3. It may be 5 ⁇ m to 5 ⁇ m, and the ceramic glass may have a transmittance of 10 to 95%.
  • a cooktop according to an embodiment of the present invention includes a cooktop body; and a first glass provided on an upper portion of the cooktop body, wherein the first glass may include ceramic glass.
  • the cooktop body includes a heater, and the cooktop includes a second glass disposed on the same line as the first glass; A coupling device provided to detachably couple the first glass and the second glass; a circuit board disposed below the second glass; and a coil seating plate disposed below the heater to seat the heater.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a cooktop according to an example of the present invention
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a cooktop according to an example of the present invention.
  • the cooktop 1 may include a cooktop body 10 and a first glass 110 provided on the cooktop body 10. .
  • the cooktop 1 includes a heater (hereinafter, induction heating coil 11), a second glass 120, a coupling device 200, a circuit board 12, and a coil mounting plate ( 15) may be included.
  • the main body 10 can form the exterior of the cooking appliance 1.
  • the induction heating coil 11 is accommodated inside the main body 10 and can generate a magnetic field to induction heat the cooking vessel 2.
  • the induction heating coil 11 may be electrically connected to a main board (not shown) provided inside the main body 10 through a wire 11a.
  • the glass 100 may include first glass 110 forming the first area 101 and second glass 120 forming the second area 102.
  • the circuit board 12 may be placed below the second glass 120 .
  • the circuit board 12 may include a display unit 13 and a touch unit 14.
  • the display unit 13 may be disposed below the display unit 102a formed in the second area 102.
  • the display unit 13 can display whether the cooking vessel 2 is heated by the induction heating coil 11. Accordingly, the user can check whether the cooking vessel 2 is heated through the display unit 102a.
  • the touch unit 14 may be disposed below the input unit 102b formed in the second area 102.
  • the touch unit 14 can receive a touch signal from the input unit 102b.
  • the touch unit 14 may receive input using a capacitive touch method. However, it is not limited to this, and the touch unit 14 can also receive input through a pressure-sensitive touch method.
  • the user can adjust the current flowing through the induction heating coil through the input unit 102b and determine the degree to which the cooking vessel 2 is heated.
  • the induction heating coil 11 may be seated on the coil seating plate 15.
  • the coil seating plate 15 may be provided with a coil seating hole 15a for seating the induction heating coil 11.
  • a plurality of coil seating holes 15a may be provided.
  • the main body 10 may further include a first frame 16 to support the glass 100.
  • the first frame 16 may be provided to support the glass 100 at the top.
  • the first frame 16 may be formed to extend upward from all four ends of the coil seating plate 15. The first frame 16 is provided so that the glass 100 can be seated and supported on the main body 10.
  • the first glass 110 includes an upper printed layer (heating area guide, 101a, 101b, 101c) and can support the cooking container 2.
  • a cooking vessel 2 may be placed in the first area 101.
  • the second glass 120 includes a second area 102, and the second area 102 may include a display unit 102a and an input unit 102b.
  • the display unit 102a may be formed in the second area 102 to display various information about the cooking appliance 1, and the input unit 102b may be formed in the second area 102 to receive control commands from the user. .
  • the first glass 110 and the second glass 120 are physically separated and can be separably coupled by the coupling device 200.
  • the first glass 110 and the second glass 120 may be separably coupled to each other using a coupling device 200.
  • the first glass 110 forms a first area 101, and the cooking vessel 2 may be placed in the first area 101.
  • the cooking vessel 2 placed on the first glass 110 may be inductively heated by a magnetic field generated by the induction heating coil 15.
  • the second glass 120 forms a second area 102 separated from the first area 101, and in the second area 102, the temperature of the cooking vessel 2 and the elapsed cooking time are displayed through the display unit 102a. and/or cooking information of the cooking appliance 1 including date/time may be displayed.
  • the second area 102 may be provided with an input unit 102b that receives a control command from the user to turn on/off the cooking appliance 1 or control the temperature of the cooking vessel 2.
  • the input unit 102b can receive input through the user's touch.
  • the second glass 120 may be tempered glass.
  • the first glass 110 and the second glass 120 may be formed of different materials.
  • the first glass 110 may be made of ceramic glass with excellent heat resistance, and the second glass 120 may transmit a touch signal to the circuit board 12 provided below through touch. It can have characteristics.
  • the first glass 110 and the second glass 120 may be separably coupled to each other by the coupling device 200.
  • the second glass 120 can be detachably coupled to the first glass 110 by the coupling device 200.
  • the second glass 120 may be coupled to the front of the first glass 110.
  • the second glass 120 may cover one side of the first glass 110 when combined with the first glass 110.
  • the second glass 120 corresponding to the second area 102 can be separated and replaced, thereby facilitating after-sales service. can do.
  • Table 1 below shows the vertical force at the time of scratch occurrence in the comparative examples and examples.
  • Comparative Example 1 is transparent ceramic glass without a coating
  • Comparative Example 2 is transparent ceramic glass with an ALSiN coating layer
  • Comparative Example 3 is transparent ceramic glass with a DLC coating layer
  • Example 1 has an uneven layer according to an embodiment. It is a transparent ceramic glass.
  • the scratch resistance test was performed as a variable load scratch test.
  • Figure 7 is a schematic diagram showing the scratch resistance test method.
  • variable load scratch test as a scratch resistance test method was measured using Fischerscope ®-HM2000 equipment in accordance with ASTM c-1624-05 Scratch Testing. At this time, the vertical force applied to the specimen was constantly increased from 0.5N to 20N, and the scratch behavior was observed through an optical or electron microscope while moving the specimen at a speed of 240 mm/s.
  • Comparative Examples 2 and 3 with a coating layer had better scratch resistance than Comparative Example 1 without a coating layer.
  • Example 1 had the best scratch resistance by forming an uneven layer rather than a coating layer.
  • Table 2 below shows the surface roughness Ra and scratch visibility of comparative examples and examples.
  • Comparative Example 4 is transparent ceramic glass without coating and the lower printed layer color is black
  • Comparative Example 5 is transparent ceramic glass without coating and the lower printed layer color is pink
  • Example 2 is a transparent ceramic glass with an uneven layer and a black lower printed layer
  • Example 3 is a transparent ceramic glass with an uneven layer and a pink lower printed layer.
  • Surface roughness Ra was measured by measuring the vertical movement of a stylus moving perpendicular to the specimen measurement surface using a surface roughness meter at room temperature (25°C).
  • the sandpaper was reciprocated at 100 rpm using an abrasion tester, and then the degree of scratches was observed using an optical microscope. At this time, if the scratch width exceeds 5mm, it is Lv.1, if the scratch width is between 2.5mm and 5mm or less, it is Lv.2, if the scratch width is between 1.0mm and 2.5mm, it is Lv.3, and the scratch width is 0.1mm. If the scratch width is less than 1.0mm, it is indicated as Lv.4, and if the scratch width is less than 0.1mm, it is indicated as Lv.5.
  • FIG. 8 is an image showing the scratch test results for Comparative Example 4
  • FIG. 9 is an image showing the scratch test results for Example 2. Referring to Figures 8 and 9, it can be seen that the transparent ceramic glass according to one embodiment has significantly low scratch visibility by forming an uneven layer.
  • Table 3 below shows the degree of gloss and fingerprint visibility of comparative examples and examples.
  • the degree of fingerprint visibility was indicated by pressing the comparative example and example specimens with a finger for 10 seconds and then measuring the color difference value ( ⁇ E) between the part pressed by the finger and the part not pressed.
  • the color difference value ( ⁇ E) was measured using the L*a*b* color difference meter and Spectrophotometer CM-2600d.
  • Comparative Examples 4 and 5 showed very high gloss, and the color difference between the part pressed by the finger and the part not pressed was measured to be relatively large. That is, Comparative Examples 4 and 5 had high fingerprint visibility.
  • Examples 2 and 3 including the uneven layer showed low gloss, and the color difference value between the part pressed by the finger and the part not pressed was very low. That is, Examples 2 and 3 had low fingerprint visibility.
  • Figure 10 is an image of the fingerprint visibility test results for Comparative Example 4
  • Figure 11 is an image of the fingerprint visibility test results for Example 2.
  • the transparent ceramic glass according to one embodiment has significantly low fingerprint visibility by forming an uneven layer.
  • the cleaning property was evaluated by applying cooking oil to a portion of the surface of the specimens of Example 2 and Comparative Example 6, heating them at 220°C for 30 minutes, and measuring the color difference value ( ⁇ E) before and after heating.
  • Comparative Example 6 is a transparent ceramic glass with a surface roughness Ra value of 7 ⁇ m because no polishing step was performed.
  • Example 2 showed a color difference value ( ⁇ E) of 0.6, while Comparative Example 6 showed a color difference value ( ⁇ E) of 1.5.
  • ⁇ E color difference value
  • Heat resistance evaluation was performed by heating the specimens (width 100 mm It was shown.
  • Example 3 had a heat-resistant shielding layer, so the color difference value ( ⁇ E) was 0.4, whereas Comparative Example 5 did not have a heat-resistant shielding layer, so the color difference value ( ⁇ E) was 1.35. That is, it was confirmed that the transparent ceramic glass according to one embodiment has excellent heat resistance as there is almost no color change even when exposed to high temperatures for a long time through the heat-resistant shielding layer.
  • the contact angle measurement test was measured by dropping 1.0 ⁇ l of water on the specimen at room temperature (25°C) using contact angle measuring equipment from KRUSS.
  • Figure 12 is an image measuring the contact angle of transparent ceramic glass for a cooktop according to an embodiment.
  • the transparent ceramic glass for a cooktop according to one embodiment had a contact angle with water of 90 degrees or more by forming an outermost coating layer. That is, the transparent ceramic glass for cooktops according to one embodiment can further improve cleaning properties by increasing the contact angle.

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Abstract

일 실시예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스는, 상부 표면에 에칭된 요철층을 포함하는 글라스 소재; 상기 요철층 상부에 형성되는 상부 인쇄층; 및 상기 글라스 소재 하부에 형성되는 하부 인쇄층;을 포함할 수 있다.

Description

쿡탑용 투명 세라믹 글라스 및 이를 포함하는 쿡탑
본 발명은 쿡탑용 투명 세라믹 글라스 및 이를 포함하는 쿡탑에 관한 것이다.
열을 발생시키기 위한 열원으로서　인덕션　장치(유도가열장치)가 사용되고 있다. 특히,　인덕션　장치를 이용하여 음식물을 가열하기 위한 조리기기로서 쿡탑(또는, 호브)이 사용되고 있다.
일반적으로 쿡탑의 상부에는 내열성이 우수한 세라믹 글라스를 사용하고 있다. 세라믹 글라스는, 열충격 파단이 거의 발생하지 않고, 기계적 강도 및 열전도도가 우수하다.
세라믹 글라스는 색상에 따라 화이트, 블랙 및 투명 세라믹 글라스로 나뉠 수 있다. 이 중 투명 세라믹 글라스는 스크래치에 대한 시인성이 높아 심미감을 떨어뜨린다는 문제가 있다. 또한, 투명 세라믹 글라스는 컬러 내열성이 떨어져 고온에 의한 색변형이 일어난다는 문제가 있다.
종래에는 투명 세라믹 글라스에 별도의 코팅층을 형성시켜 문제점을 해결하고자 하였다. 그러나, 코팅층을 형성시킨 투명 세라믹 글라스는, 코팅층 형성 비용이 추가로 발생하고 스크래치 시인성 극복에 한계가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 표면조도를 제어하여 스크래치 시인성을 낮추면서도 우수한 청소성을 구현한, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스 및 이를 포함하는 쿡탑을 제공하는데 있다.
일 실시예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스는, 상부 표면에 에칭된 요철층을 포함하는 글라스 소재; 상기 요철층 상부에 형성되는 상부 인쇄층; 및 상기 글라스 소재 하부에 형성되는 하부 인쇄층;을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스 제조방법은, 세라믹 글라스 파우더를 용융시킨 후 냉각하여 세라믹 글라스 전구체(Precursor)를 제조하는 단계; 상기 세라믹 글라스 전구체를 가열하여 세라믹 글라스 내 결정을 생성하는 단계; 상기 결정이 생성된 세라믹 글라스를 쿨링하는 단계; 상기 쿨링한 세라믹 글라스 표면을 에칭 및 블라스팅(Blastin)하는 단계; 상기 에칭 및 블라스팅한 세라믹 글라스를 폴리싱(Polishing)하는 단계; 및 상기 폴리싱한 세라믹 글라스를 인쇄하는 단계;를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 쿡탑은, 쿡탑 본체; 및 상기 쿡탑 본체의 상부에 마련되는 제1글라스;를 포함할 수 있다. 상기 제1 글라스는 세라믹 글라스;를 포함할 수 있다. 상기 세라믹 글라스는, 상부 표면에 에칭된 요철층을 포함하는 글라스 소재; 상기 요철층 상부에 형성되는 상부 인쇄층; 및 상기 글라스 소재 하부에 형성되는 하부 인쇄층;을 포함할 수 있다.
개시된 발명의 일 예에 의하면, 에칭, 블라스팅 및 폴리싱 공정을 통해 최적의 표면조도를 구현함으로써, 스크래치 시인성을 낮추면서도 우수한 청소성을 구현한, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스 및 이를 포함하는 쿡탑을 제공할 수 있다.
다만, 본 발명의 실시예들에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스 및 이를 적용한 쿡탑이 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 일 실시예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스의 모식도이다.
도2는, 일 실시예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스 제조방법의 흐름도이다.
도 3은, 에칭 및 블라스팅 후 투명 세라믹 글라스 표면을 촬영한 이미지이다.
도 4는, 일 실시예에 따른 쿡탑을 도시한 도면이다.
도 5는, 일 실시예에 따른 쿡탑의 분해 사시도이다.
도 6은, 내스크래치 시험 방법을 나타낸 모식도이다.
도 7은, 비교예4에 대한 스크래치 시험 결과를 촬영한 이미지이다.
도 8은, 실시예2에 대한 스크래치 시험 결과를 촬영한 이미지이다.
도 9는, 비교예4에 대한 지문 시인성 시험 결과를 촬영한 이미지이다.
도 10은, 실시예2에 대한 지문 시인성 시험 결과를 촬영한 이미지이다.
도 11은, 일 실시예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스의 접촉각을 측정한 이미지이다.
이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
일 실시예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스는, 상부 표면에 요철층이 형성되는 글라스 소재; 상기 요철층 상부에 형성되는 상부 인쇄층; 및 상기 글라스 소재 하부에 형성되는 하부 인쇄층;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 상부 인쇄층의 상부에 마련되는 최외곽 코팅층;을 더 포함할 수 있다.
도 1은, 일 실시예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스의 모식도이다.
도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스는, 상부 표면에 요철층이 형성되는 글라스 소재, 상부 인쇄층 및 하부 인쇄층을 포함할 수 있다.
상기 글라스 소재는, 중량%로, Li2O: 3 내지 10%, Al2O3: 15내지 25%, 나머지 SiO2 및 불순물을 포함할 수 있다.
Li2O는 세라믹 글라스의 경도를 향상시키는 역할을 수행한다. 따라서, Li2O의 함량이 낮은 경우에는, 세라믹 글라스의 경도를 충분하게 확보하기 어려울 수 있다. 그러나, Li2O의 함량이 과다한 경우에는, 제조비용이 상승할 수 있다.
Al2O3는 세라믹 글라스의 내식성 및 내구성을 향상시키는 역할을 수행한다. 따라서, Al2O3의 함량이 낮은 경우에는, 세라믹 글라스의 내식성 및 내구성이 열위해질 수 있다. 그러나, Al2O3의 함량이 과다한 경우에는, 제조비용이 상승할 수 있다.
SiO2는 세라믹 글라스 내 결정핵 생성제 역할을 수행한다. 따라서, SiO2의 함량이 낮은 경우에는, 세라믹 글라스 내 결정이 충분하게 생성되지 않아 반사율이 떨어질 수 있다. 그러나, SiO2의 함량이 과다한 경우에는, 세라믹 글라스의 경도 및 내구성이 떨어질 수 있다.
또한, 통상의 제조과정에서 원료 또는 주위 환경으로부터 의도되지 않는 불순물들이 불가피하게 혼입될 수 있으므로, 이를 배제할 수는 없다. 이들 불순물들은 통상의 제조과정의 기술자라면 누구라도 알 수 있는 것이기 때문에 그 모든 내용을 특별히 본 명세서에서 언급하지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 세라믹 글라스에서, 상기 글라스 소재는, 두께가 3 내지 5mm일 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니고, 목적 및 형상에 따라 상기 글라스 소재의 두께가 달라질 수 있다.
상기 상부 인쇄층은, UX 인쇄층 및 UI 인쇄층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 상부 인쇄층은, 상기 글라스 소재 상부에 화구 중앙을 표시하기 위해 형성될 수 있다. 상기 상부 인쇄층은, 화구 중앙을 표시하기 위해 일자 또는 십자 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 하부 인쇄층은, 고채도 컬러층 및 내열 차폐층을 포함할 수 있다.
개시된 발명은 투명 세라믹 글라스에 관한 것으로써, 블랙 세라믹 글라스 및 화이트 세라믹 글라스와 달리 다양한 고채도 컬러를 구현할 수 있다. 따라서, 상기 고채도 컬러층을 투명 세라믹 글라스 하부에 마련함으로써, 선명한 고채도 컬러를 구현할 수 있다.
상기 내열 차폐층은, 투명 세라믹 글라스의 고온 내열성을 향상시키는 역할을 할 수 있다. 따라서, 상기 내열 차폐층을 포함하는 투명 세라믹 글라스는, 장시간 고온에 노출되어도 고채도 컬러를 유지할 수 있다.
상기 내열 차폐층은, C, Si, Ti, Cr, Cu 및 Al중 적어도 하나를 포함하는 무기 인쇄층일 수 있다.
상기 상부 인쇄층의 상부에 마련되는 최외곽 코팅층은, Antifouling 코팅, Oleophobic 코팅 및 Anti-fingerprint 코팅 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 최외곽 코팅층을 형성시킴으로써, 상기 쿡탑용 투명 세라믹 글라스는 물과의 접촉각이 90도 이상일 수 있다. 즉, 상기 최외곽 코팅층을 통해 접촉각을 높여 청소성을 향상시킬 수 있다.
상기 쿡탑용 투명 세라믹 글라스는, 후술하는 에칭, 블라스팅 및 폴리싱 공정을 통해 표면조도 Ra 값이 3 내지 5㎛일 수 있다.
표면조도 Ra 값이 3㎛ 미만인 경우에는, 세라믹 글라스의 스크래치 시인성이 높아져 심미감이 떨어질 수 있다. 그러나, 표면조도 Ra 값이 5㎛를 초과하는 경우에는, 세라믹 글라스의 청소성이 떨어질 수 있다. 즉, 개시된 발명은 표면조도를 최적화함으로써 트레이드 오프 관계인 스크래치 시인성과 청소성을 동시에 제어할 수 있다.
상기 쿡탑용 투명 세라믹 글라스는, 상기 고채도 컬러층을 투명 세라믹 글라스 하부에 마련함으로써, 심미감을 향상시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 블랙 컬러층을 포함하는 투명 세라믹 글라스는, 색차계 L 값이 25 내지 30일 수 있고, 다크그레이 컬러층을 포함하는 투명 세라믹 글라스는, 색차계 L 값이 30 내지 35일 수 있고, 실버 및 핑크 컬러층을 포함하는 투명 세라믹 글라스는, 색차계 L 값이 65 내지 70일 수 있고, 베이지 컬러층을 포함하는 투명 세라믹 글라스는 색차계 L 값이 70 내지 75일 수 있다.
상기 쿡탑용 투명 세라믹 글라스는, 투과율이 10 내지 95%일 수 있다. 따라서 상기 쿡탑용 세라믹 글라스는 높은 투과율을 활용하여, 하부에 LCD 기판을 사용할 수 있고, 다양한 컬러를 구현할 수 있다. 바람직하게는, 투과율이 30 내지 80%일 수 있고, 더욱 바람직하게는, 투과율이 60 내지 70%일 수 있다.
상기 쿡탑용 투명 세라믹 글라스는, 60도 Gloss(광택도)가 2 내지 10 GU일 수 있다. 따라서, 상기 쿡탑용 투명 세라믹 글라스는, 낮은 광택도를 구현함으로써 스크래치 시인성을 낮출 수 있다.
다음으로, 본 발명의 다른 일 측면에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스의 제조방법에 대하여 설명한다.
일 실시예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스의 제조방법은, 세라믹 글라스 전구체(Precursor)를 제조하는 단계; 상기 세라믹 글라스 전구체를 가열하여 결정을 생성하는 단계; 상기 결정이 생성된 세라믹 글라스를 쿨링하는 단계; 상기 쿨링한 세라믹 글라스를 에칭 및 블라스팅(Blasting)하는 단계; 상기 에칭한 세라믹 글라스를 폴리싱(Polishing)하는 단계; 및 상기 폴리싱한 세라믹 글라스를 인쇄하는 단계;를 포함할 수 있다.
도 2는, 일 실시예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스 제조방법의 흐름도이다.
도 2를 참고하면, 개시된 발명의 일 예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스의 제조방법은, 일련의 세라믹 글라스 전구체 제조단계, 결정 생성 단계, 쿨링 단계, 에칭 및 블라스팅(Blasting)단계, 폴리싱(Polishing) 단계 및 인쇄 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 쿡탑용 투명 세라믹 글라스 제조방법은 필요에 따라 청소성을 더욱 향상시키기 위해 최외곽 코팅층 형성 단계를 더 포함할 수 있다.
먼저, 세라믹 글라스 파우더를 준비한 다음, 1400 내지 1600℃에서 용융시킨 후 상온까지 40℃/min 이하의 냉각속도로 냉각하여 세라믹 글라스 전구체를 제조한다.
다음으로, 세라믹 글라스 내 결정을 생성시키기 위한, 결정 생성 단계를 수행한다. 상기 결정 생성 단계는, 600 내지 800℃에서 10 내지 20분간 유지하는 1차 가열단계 및 800 내지 1000℃에서 20 내지 30분간 유지하는 2차 가열단계를 포함할 수 있다.
1차 가열단계를 통해 세라믹 글라스 내 결정화를 위한 핵을 생성시키고, 2차 가열단계에서는, 상기 핵을 바탕으로 결정화가 진행될 수 있다.
결정 생성 단계의 온도가 너무 낮거나 유지 시간이 짧은 경우에는, 결정이 충분하게 생성되지 않아 컬러 선명도 및 반사도가 떨어질 수 있다. 그러나, 결정 생성 단계의 온도가 너무 높거나 유지 시간이 긴 경우에는, 생산성이 떨어질 수 있다. 따라서 적정 수준의 결정 생성 단계 온도 및 유지 시간을 설정하는 것이 바람직하다.
상기 결정 생성 단계를 거친 세라믹 글라스의 온도를 상온으로 낮추기 위해 쿨링하는 단계를 수행할 수 있다.
다음으로, 상기 쿨링한 세라믹 글라스의 표면을 에칭 및 블라스팅(Blasting)하는 단계를 수행할 수 있다.
도 3은, 에칭 및 블라스팅 후 투명 세라믹 글라스 표면을 촬영한 이미지이다.
에칭 및 블라스팅 단계에서는 세라믹 글라스 표면을 에칭함으로써 요철층을 형성시킬 수 있다. 에칭 및 블라스팅한 세라믹 글라스는 표면조도 Ra가 5 내지 15㎛일 수 있다.
도 3을 참고하면, 에칭 및 블라스팅한 투명 세라믹 글라스 표면은 균일한 요철층이 형성되었다는 것을 확인할 수 있다.
상기 에칭 은 화학 에칭일 수 있다. 상기 에칭은 세라믹 글라스를 불화수소산 내 침전 처리함으로써 수행될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 에칭은, 상온에서 상기 투명 세라믹 글라스 표면에 불화수소산을 뿌린 다음, 상기 투명 세라믹 글라스를 불화수소산에 60 내지 180분간 침전시킴으로써 수행될 수 있다.
상기 블라스팅 단계는, 다이아몬드 또는 다이아몬드+ Boron Cabide를 활용하여 수행될 수 있다.
다음으로, 상기 에칭 및 블라스팅한 세라믹 글라스를 폴리싱(Polishing)하는 단계를 수행할 수 있다.상기 폴리싱 단계는, 5 내지 10분간 수행될 수 있다. 폴리싱 단계를 수행한 세라믹 글라스의 표면조도 Ra 값은 3 내지 5 ㎛일 수 있다.
그 후, 폴리싱된 세라믹 글라스는 상부 및 하부 인쇄층을 형성시키기 위해 인쇄하는 단계가 수행될 수 있다.
상기 상부 인쇄층은, UX 인쇄층 및 UI 인쇄층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 하부 인쇄층은, 고채도 컬러층 및 내열 차폐층을 포함할 수 있다.
상기 최외곽 코팅층 형성 단계에서는, Antifouling 코팅, Oleophobic 코팅 및 Anti-fingerprint 코팅 중 적어도 하나를 형성시킬 수 있다.
다음으로, 개시된 발명의 다른 일 측면에 따른 쿡탑에 대하여 설명한다.
일 실시예에 따른 쿡탑은, 쿡탑 본체; 및 상기 쿡탑 본체의 상부에 마련되는 제1글라스;를 포함하고, 상기 제1 글라스는 세라믹 글라스;를 포함하고, 상기 세라믹 글라스는, 상부 표면에 요철층이 형성되는 글라스 소재; 상기 요철층 상부에 형성되는 상부 인쇄층; 및 상기 글라스 소재 하부에 형성되는 하부 인쇄층;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 쿡탑 본체는, 히터를 포함하고, 상기 쿡탑은, 상기 제1글라스와 동일 선상에 배치되는, 제2글라스; 상기 제1글라스와 상기 제2글라스가 분리 가능하게 결합되도록 마련되는, 결합장치; 상기 제2글라스 하부에 배치되는, 회로기판; 및 상기 히터 하부에 배치되어 상기 히터를 안착시키는, 코일 안착판;을 포함할 수 있다.
상기 상부 인쇄층의 상부에 마련되는 최외곽 코팅층;을 더 포함할 수 있고, 상기 하부 인쇄층은, 고채도 컬러층 및 내열 차폐층을 포함할 수 있고, 상기 세라믹 글라스는, 표면조도 Ra 값이 3 내지 5 ㎛일 수 있고, 상기 세라믹 글라스는, 투과율이 10 내지 95%일 수 있다.
상기 글라스 소재에 대한 설명은 상술한 바와 같으며, 이하 상기 쿡탑에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 쿡탑은, 쿡탑 본체; 및 상기 쿡탑 본체의 상부에 마련되는 제1글라스;를 포함하고, 상기 제1글라스는 세라믹 글라스;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 쿡탑 본체는, 히터를 포함하고, 상기 쿡탑은, 상기 제1글라스와 동일 선상에 배치되는, 제2글라스; 상기 제1글라스와 상기 제2글라스가 분리 가능하게 결합되도록 마련되는, 결합장치; 상기 제2글라스 하부에 배치되는, 회로기판; 및 상기 히터 하부에 배치되어 상기 히터를 안착시키는, 코일 안착판;을 포함할 수 있다.
도 5는, 본 발명의 일 예에 따른 쿡탑을 도시한 도면이고, 도6은, 본 발명의 일 예에 따른 쿡탑의 분해 사시도이다.
도 5 및 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 예에 따른 쿡탑(1)은, 쿡탑 본체(10) 및 상기 쿡탑 본체(10)의 상부에 마련되는 제1글라스(110)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 예에 따른 쿡탑(1)은, 히터(이하, 유도가열코일(11)), 제2글라스(120), 결합장치(200), 회로기판(12) 및 코일 안착판(15)을 포함할 수 있다.
본체(10)는 조리기기(1)의 외관을 형성할 수 있다. 유도가열코일(11)은 본체(10) 내부에 수용되고, 조리 용기(2)를 유도 가열하도록 자기장을 발생시킬 수 있다. 유도가열코일(11)은 전선(11a)을 통해 본체(10) 내부에 마련된 메인기판(미도시)과 전기적으로 연결될 수 있다.
글라스(100)는 제1영역(101)을 형성하는 제1글라스(110)와, 제2영역(102)을 형성하는 제2글라스(120)를 포함할 수 있다.
회로기판(12)은 제2글라스(120)의 아래에 배치될 수 있다. 회로기판(12)은 디스플레이부(13) 및 터치부(14)를 포함할 수 있다. 디스플레이부(13)는 제2영역(102)에 형성되는 표시부(102a)의 아래에 배치될 수 있다. 디스플레이부(13)에서는 유도가열코일(11)에 의해 조리 용기(2)가 가열되는지 여부를 표시할 수 있다. 따라서, 사용자는 표시부(102a)를 통해 조리 용기(2)의 가열 여부를 확인할 수 있다. 터치부(14)는 제2영역(102)에 형성되는 입력부(102b)의 아래에 배치될 수 있다. 터치부(14)는 입력부(102b)로부터 터치 신호를 입력 받을 수 있다. 예를 들어, 터치부(14)는 정전식 터치 방식으로 입력을 받을 수 있다. 다만 이에 제한되는 것은 아니고 터치부(14)는 감압식 터치 방식으로도 입력을 받을 수 있다. 사용자는 입력부(102b)를 통해 유도가열코일에 흐르는 전류를 조절할 수 있고, 조리 용기(2)가 가열되는 정도를 결정할 수 있다.
코일 안착판(15)에는 유도가열코일(11)이 안착될 수 있다. 코일 안착판(15)에는 유도가열코일(11)을 안착시키기 위한 코일 안착홀(15a)이 마련될 수 있다. 코일 안착홀(15a)은 복수로 마련될 수 있다.
본체(10)는 글라스(100)가 지지될 수 있도록 마련되는 제1프레임(16)을 더 포함할 수 있다. 제1프레임(16)은 상부에 글라스(100)가 지지될 수 있도록 마련될 수 있다. 제1프레임(16)은 코일 안착판(15)의 사방 단부에서 상측으로 연장되어 형성될 수 있다. 제1프레임(16)은 글라스(100)가 본체(10)에 안착 및 지지될 수 있도록 마련된다.
제1글라스(110)는 상부 인쇄층(heating area guide, 101a, 101b, 101c)을 포함하며 조리 용기(2)를 지지할 수 있다. 제1영역(101)에는 조리 용기(2)가 배치될 수 있다.
제2글라스(120) 제2영역(102)을 포함하고, 제2영역(102)은 표시부(102a)와 입력부(102b)를 포함할 수 있다. 표시부(102a)는 조리기기(1)에 관한 각종 정보를 표시하도록 제2영역(102)에 형성되고, 입력부(102b)는 사용자로부터 제어 명령을 입력 받도록 제2영역(102)에 형성될 수 있다.
제1글라스(110)와 제2글라스(120)는 물리적으로 분리되어 있으며, 결합장치(200)에 의해 분리 가능하게 결합될 수 있다. 제1글라스(110)와 제2글라스(120)는 결합장치(200)에 의해 분리 가능하게 결합될 수 있다.
제1글라스(110)는 제1영역(101)을 형성하고, 제1영역(101)에는 조리 용기(2)가 배치될 수 있다. 제1글라스(110)에 배치된 조리 용기(2)는 유도가열코일(15)에 의해 발생된 자기장에 의해 유도 가열될 수 있다.
제2글라스(120)는 제1영역(101)과 분리된 제2영역(102)을 형성하고, 제2영역(102)에는 표시부(102a)를 통해 조리 용기(2)의 온도, 조리 경과 시간 및/또는 날짜/시간을 포함하는 조리기기(1)의 조리 정보가 표시될 수 있다.
또한, 제2영역(102)에는 조리기기(1)를 온/오프 시키거나 조리 용기(2)의 온도를 제어하도록 사용자로부터 제어 명령을 입력 받는 입력부(102b)가 마련될 수 있다. 입력부(102b)는 사용자의 터치에 의해 입력을 받을 수 있다.
제2글라스(120)는 강화글라스가 될 수 있다. 제1글라스(110)와 제2글라스(120)는 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1글라스(110)는 내열성이 우수한 세라믹 글라스로 이루어질 수 있고, 제2글라스(120)는 터치를 통해 하측에 마련되는 회로기판(12)에 신호를 전달하도록 터치 신호를 전달할 수 있는 특성을 가질 수 있다.
제1글라스(110)와 제2글라스(120)는 결합장치(200)에 의해 서로 분리 가능하게 결합될 수 있다. 구체적으로 제2글라스(120)는 결합장치(200)에 의해 제1글라스(110)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 제2글라스(120)는 제1글라스(110)의 전방에 결합될 수 있다. 제2글라스(120)는 제1글라스(110)와 결합 시 제1글라스(110)의 일측을 커버할 수 있다.
또한, 제2영역(102)에 위치하는 회로기판(12) 등의 수리 및 고장 시 제2영역(102)에 해당하는 제2글라스(120)의 분리 및 교체가 가능하여 A/S를 용이하게 할 수 있다.
이하에서, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 실시예 및 비교예를 기재한다. 다만, 하기 기재는 본 발명의 내용 및 효과에 관한 일 예에 해당할 뿐, 본 발명의 권리범위 및 효과가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
{실시예}
<내스크래치 시험>
아래 표 1에는, 비교예와 실시예의 스크래치 발생 시점의 수직힘을 나타냈다.
비교예 1은 코팅이 없는 투명 세라믹 글라스이고, 비교예 2는 ALSiN 코팅층이 있는 투명 세라믹 글라스이고, 비교예 3은 DLC 코팅층이 있는 투명 세라믹 글라스이고, 실시예 1은 일 실시예에 따라 요철층이 있는 투명 세라믹 글라스이다.
내스크래치 시험은, 가변하중 스크래치 실험으로 수행했다.
도 7은, 내스크래치 시험 방법을 나타낸 모식도이다.
도 7을 참고하면, 내스크래치 시험 방법으로써 가변하중 스크래치 실험은, ASTM c-1624-05 Scratch Testing에 의거하여, Fischerscope ®-HM2000장비를 활용해 측정했다. 이때, 시편에 가하는 수직힘은 0.5N에서 20N까지 일정하게 증가시키고, 240mm/s의 속도로 시편을 이동시키면서, 광학 또는 전자 현미경을 통해 스크래치 거동을 관찰했다.
구분 스크래치 발생 시점의 수직힘
(N)
비교예1 11.5
비교예2 12.2
비교예3 13.0
실시예1 17.0
표 1을 참고하면, 코팅층이 있는 비교예 2 및 3이 코팅층이 없는 비교예 1보다 내스크래치성이 더 우수하다는 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 실시예 1은 코팅층이 아닌 요철층을 형성시킴으로써 내스크래치성이 가장 우수하다는 것을 알 수 있었다.
<스크래치 시인성 시험>
아래 표 2에는, 비교예와 실시예의 표면조도 Ra 및 스크래치 시인성 정도를 나타냈다.
비교예 4는 코팅이 없고 하부 인쇄층 색이 블랙인 투명 세라믹 글라스이고, 비교예 5는 코팅이 없고 하부 인쇄층 색이 핑크인 투명 세라믹 글라스이다. 실시예2는 요철층이 있고 하부 인쇄층 색이 블랙인 투명 세라믹 글라스이고, 실시예 3은 요철층이 있고 하부 인쇄층 색이 핑크인 투명 세라믹 글라스이다.
표면조도 Ra는, 상온(25℃)에서 표면조도 측정기를 통해, 시편 측정면과 수직으로 움직이는 촉침의 상하 움직임량을 측정하여 수행했다.
스크래치 시인성 시험은, 내마모테스트기를 활용하여 100rpm으로 샌드페이퍼를 왕복한 다음, 광학 현미경으로 스크래치 발생 정도를 관측했다. 이 때, 스크래치 발생 폭이 5mm를 초과하면 Lv.1, 스크래치 발생 폭이 2.5mm 초과 5mm 이하이면 Lv.2, 스크래치 발생 폭이 1.0mm 이상 2.5mm 이하이면 Lv.3, 스크래치 발생 폭이 0.1mm 초과 1.0mm 미만이면 Lv.4, 스크래치 발생 폭이 0.1mm 이하이면 Lv.5로 나타냈다.
구분 표면조도 Ra(㎛) 샌드페이퍼 왕복 횟수 (회) 시험 결과
비교예4 0.05 1 Lv.1
10 Lv.1
25 Lv.1
50 Lv.1
비교예5 0.01 1 Lv.3
10 Lv.3
25 Lv.3
50 Lv.3
실시예2 4.85 1 Lv.5
10 Lv.5
25 Lv.5
50 Lv.5
실시예3 4.73 1 Lv.5
10 Lv.5
25 Lv.5
50 Lv.5
표 2를 참고하면, 비교예 4 및 비교예 5를 비교할 때, 하부 인쇄층이 블랙인 투명 세라믹 글라스가 반사율이 높아 스크래치 시인성이 높은 것으로 나타났다. 즉, 반사율이 높을수록 스크래치 시인성이 높은 것을 확인할 수 있었다.
또한, 비교예 4 및 비교예 5는 표면 조도가 지나치게 낮아 스크래치 시인성이 높았지만, 실시예 2 및 실시예 3은 요철층을 형성시킴으로써 표면 조도를 최적화하여 스크래치 시인성을 낮추었다.
도 8은, 비교예4에 대한 스크래치 시험 결과를 촬영한 이미지이고, 도 9는, 실시예2에 대한 스크래치 시험 결과를 촬영한 이미지이다. 도 8 및 도 9를 참고하면, 일 실시예에 따른 투명 세라믹 글라스는 요철층을 형성시킴으로써 스크래치 시인성이 현저히 낮다는 것을 확인할 수 있다.
<지문 시인성 시험>
아래 표 3에는, 비교예와 실시예의 광택도 및 지문 시인성 정도를 나타냈다.
광택도는, ASTM D523. D2457에 의거하여, 상온에서, 60°의 측정 각도로, 모델명이 BYK #4446인 광택계를 이용하여 측정했다.
지문 시인성 정도는, 비교예 및 실시예 시편에 대해 10초간 손가락으로 누른 후, 손가락으로 누른 부분과 누르지 않는 부분의 색차값(△E)을 측정하여 나타냈다.
색차값(△E)은, L*a*b* 색차계를 Spectrophotometer CM-2600d 를 이용하여 측정했다.
구분 광택도
(GU)		 색차값
비교예4 92.3 1.5
비교예5 106 1.2
실시예2 4.2 0.1
실시예3 2.5 0.1
표 3을 참고하면, 비교예 4 및 비교예 5는 광택도가 매우 높게 나타났고, 손가락으로 누른 부분과 누르지 않은 부분의 색차값이 비교적 크게 측정되었다. 즉, 비교예 4 및 비교예 5는 지문 시인성이 높았다.
그러나, 요철층을 포함하는 실시예 2 및 실시예 3은 광택도가 낮게 나타났고, 손가락으로 누른 부분과 누르지 않은 부분의 색차값이 매우 낮았다. 즉, 실시예 2 및 실시예 3은 지문 시인성이 낮았다.
도 10은, 비교예4에 대한 지문 시인성 시험 결과를 촬영한 이미지이고, 도 11은, 실시예2에 대한 지문 시인성 시험 결과를 촬영한 이미지이다.
도 10 및 도 11을 참고하면, 일 실시예에 따른 투명 세라믹 글라스는 요철층을 형성시킴으로써 지문 시인성이 현저히 낮다는 것을 확인할 수 있다.
<청소성 평가>
청소성 평가는, 식용유를 실시예 2 및 비교예 6 시편 표면 일부에 도포한 다음, 220℃에서 30분간 가열한 후, 가열 전 후의 색차값(△E)을 측정하여 나타냈다.
비교예 6은, 폴리싱 단계를 수행하지 않아 표면조도 Ra 값이 7 ㎛인 투명 세라믹 글라스이다.
실시예 2는 색차값(△E)이 0.6으로 나타난 반면, 비교예 6은 색차값(△E)이 1.5로 나타났다. 즉, 일 실시예에 따른 투명 세라믹 글라스는 폴리싱 공정을 통해 표면조도를 최적화 함으로써 청소성도 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
<내열성 평가>
내열성 평가는, 실시예 3 및 비교예5 의 시편(가로 100mm X 세로 100mm)에 대해 350℃로 100시간 가열한 다음, 오염원을 스크래퍼 또는 물로 제거 후, 오염 전 후의 색차값(△E)을 측정하여 나타냈다.
실시예 3은 내열 차폐층을 갖추었으므로 색차값(△E)이 0.4로 나타난 반면, 비교예 5는 내열 차폐층이 없었으므로 색차값(△E)이 1.35로 나타났다. 즉, 일 실시예에 따른 투명 세라믹 글라스는 내열 차폐층을 통해 고온에서 장시간 노출되어도 색변화가 거의 없어 내열성이 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
<접촉각 측정 시험>
접촉각 측정 시험은, 상온(25℃)에서, KRUSS사의 접촉각 측정장비를 이용하여, 1.0μl의 물을 시편에 떨어뜨려 측정했다.
도 12는, 일 실시예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스의 접촉각을 측정한 이미지이다.
도 12를 참고하면, 일 실시예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스는, 최외곽 코팅층을 형성시킴으로써 물과의 접촉각이 90도 이상을 만족하였다. 즉, 일 실시예에 따른 쿡탑용 투명 세라믹 글라스는, 접촉각을 높여 청소성을 더욱 향상시킬 수 있다.
(부호의 설명)
1: 쿡탑 10: 쿡탑 본체
20: 세라믹 글라스

Claims (15)

  1. 상부 표면에 에칭된 요철층을 포함하는 글라스 소재;
    상기 요철층 상부에 형성되는 상부 인쇄층; 및
    상기 글라스 소재 하부에 형성되는 하부 인쇄층;을 포함하는, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상부 인쇄층의 상부에 마련되는 최외곽 코팅층;을 더 포함하는, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 글라스 소재는,
    두께가 3 내지 5mm인, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부 인쇄층은,
    UX 인쇄층 및 UI 인쇄층 중 적어도 하나를 포함하는, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하부 인쇄층은,
    고채도 컬러층 및 상기 고채도 컬러층 하부에 형성되는 내열 차폐층을 포함하는, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내열 차폐층은,
    C, Si, Ti, Cr, Cu 및 Al중 적어도 하나를 포함하는 무기 인쇄층인, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스.
  7. 제1항에 있어서,
    상부 표면에 에칭된 요철층은 표면조도 Ra 값이 3 내지 5 ㎛인, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스.
  8. 제1항에 있어서,
    상부 표면에 에칭된 요철층을 포함하는 글라스 소재는 투과율이 10 내지 95%인, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스.
  9. 제1항에 있어서,
    상부 표면에 에칭된 요철층을 포함하는 글라스 소재는 60도 Gloss(광택도)가 2 내지 10 GU인, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스.
  10. 제2항에 있어서,
    상부 표면에 에칭된 요철층을 포함하는 글라스 소재는 물과의 접촉각이 90도 이상인, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스.
  11. 세라믹 글라스 파우더를 용융시킨 후 냉각하여 세라믹 글라스 전구체(Precursor)를 제조하는 단계;
    상기 세라믹 글라스 전구체를 가열하여 세라믹 글라스 내 결정을 생성하는 단계;
    상기 결정이 생성된 세라믹 글라스를 쿨링하는 단계;
    상기 쿨링한 세라믹 글라스 표면을 에칭 및 블라스팅(Blasting)하는 단계;
    상기 에칭 및 블라스팅한 세라믹 글라스를 폴리싱(Polishing)하는 단계; 및
    상기 폴리싱한 세라믹 글라스를 인쇄하는 단계;를 포함하는, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 에칭하는 단계는,
    상기 쿨링한 세라믹 글라스를 불화수소산에 60 내지 180분간 침전하여 수행되는, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 에칭 및 블라스팅한 세라믹 글라스는 표면조도 Ra가 5 내지 15 ㎛인, 쿡탑용 투명 세라믹 글라스 제조방법.
  14. 쿡탑 본체; 및
    상기 쿡탑 본체의 상부에 마련되는 제1글라스;를 포함하고,
    상기 제1 글라스는 세라믹 글라스;를 포함하고,
    상기 세라믹 글라스는,
    상부 표면에 에칭된 요철층을 포함하는 글라스 소재;
    상기 요철층 상부에 형성되는 상부 인쇄층; 및
    상기 글라스 소재 하부에 형성되는 하부 인쇄층;을 포함하는, 쿡탑.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 쿡탑 본체는, 히터를 포함하고,
    상기 쿡탑은,
    상기 제1글라스와 동일 선상에 배치되는, 제2글라스;
    상기 제1글라스와 상기 제2글라스가 분리 가능하게 결합되도록 마련되는, 결합장치;
    상기 제2글라스 하부에 배치되는, 회로기판; 및
    상기 히터 하부에 배치되어 상기 히터를 안착시키는, 코일 안착판;을 포함하는, 쿡탑.
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