탈취용 조리용기 필터의 제조방법

탈취용 조리용기 필터의 제조방법{Method for manufacturing of filter for derization cooking vessel}

본 발명은 탈취용 조리용기 필터의 제조방법에 관한 것으로, 특히 세라믹입자를 덱스트린이 포함된 무기바인더로 접착한 후 조리용기의 뚜껑에 인입되도록 소성가공하여 조리용기의 조리시에 발생되는 음식냄새를 탈취할 수 있도록 하는 탈취용 조리용기 필터의 제조방법에 관한 것이다.

최근에는 건강에 의한 관심이 늘어남에 따라 자극적으로 조리되어 열량이 높아 성인병을 야기시키면서도 영양적인 면에서도 떨어지는 외식보다는 집에서 직접 조리하여 음식을 섭취하는 경우가 늘어나고 있는 추세이다.

이렇게 집에서 조리하는 음식은 보통 국이나 찌개를 기본으로 하여 튀기거나 찌는 종류의 음식이 많이 조리되고 있다. 하지만 실내에서 음식을 조리할 때에 음식물에서 발생되는 냄새가 확산되어 음식을 조리하고 난 후에는 실내에 악취가 발생되어 환기를 시켜도 실내에 불쾌한 악취가 남게 되어 주거환경이 저하되는 단점이 있어왔다.

따라서 보통 음식물의 조리를 할 때에는 환기를 시킨 상태에서 수행하거나 조리용기의 뚜껑을 필수적으로 닫은 상태에서 수행하게 되는데 겨울철의 경우 항상 환기를 시킬 수 없어 환경에 제약이 따르고 국이나 찌개의 경우 뚜껑을 닫아두어도 수증기와 함께 상기 조리용기 내부의 음식물이나 국물이 조리용기 외부로 끓어 넘치게 되어 음식물의 냄새가 발생되고 조리용기까지 훼손되는 문제점이 있었다.

이러한 단점을 보완하고자 음식물을 조리할 수 있도록 가스렌지가 설치되는 주방에 음식물을 조리시에 발생되는 고온,고압의 증기와 음식물 냄새를 흡입하여 외부로 배출할 수 있도록 렌지후드가 설치된다.

이러한 렌지후드에는 조리용기에서 발생되는 고온의 수증기와 각종 음식물의 냄새가 유입될 수 있도록 공기유입구가 형성되고, 상기 공기유입구를 통해 렌지후드 내부로 유입된 수증기와 음식물 냄새를 실외로 강제 배출하는 송풍휀이 설치된다.

그러나 상기 렌지후드는 일정한 기간동안 사용되면 공기유입구에 음식물 찌꺼기가 잔존하여 렌지후드가 노후되면 여전히 음식물 냄새가 발생되며, 또한 공기유입구를 계속적으로 정비를 하여야 되는 불편함이 있으며, 보통 조리용기와 렌지후드 사이가 일정한 거리만큼 이격되어 있어 조리용기에서 배출되는 고온의 수증기와 음식물 냄새가 완벽하게 렌지후드로 흡입되지 못하고 다시 실내로 확산되어 조리용기의 수증기와 냄새를 효과적으로 배출하기 어려운 문제점이 있어왔다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 세라믹입자를 덱스트린이 포함된 바인더로 접착한 후 조리용기의 뚜껑에 인입되도록 소성가공하여 세라믹입자로 하여금 조리용기의 조리시에 발생되는 수증기 내의 음식냄새를 걸러서 외부로 배출함으로서 음식냄새를 탈취할 수 있도록 하는 탈취용 조리용기 필터의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 탈취용 조리용기 필터의 제조방법은, 알루미나, 탄화규소, 뮬라이트, 모래로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상이 입자형태로 구성되는 세라믹입자를 준비하고, 준비된 세라믹입자의 표면에 액상의 탄화규소를 침지시켜 코팅하는 코팅단계; 장석 60 ~ 65 중량%, 산화규석 10 ~ 18중량%, 탄산칼슘 7 ~ 10중량%, 알루미나 5 ~ 10중량%, 고령토 5 ~7중량%로 이루어진 무기원료 45 ~ 55중량부, 물 40 ~ 50중량부, 해교제 3 ~ 8중량부가 혼합된 혼합물을 볼 분쇄기에 넣고 분말화시킨 후 분말화된 혼합물과 덱스트린을 혼합하여 무기바인더를 제조하는 무기바인더제조단계; 상기 코팅단계를 거친 세라믹입자에 무기바인더제조단계에서 제조된 무기바인더를 도포한 후 20 ~ 30시간 동안 숙성하는 도포단계; 상기 도포단계가 완료된 세라믹입자를 성형하고자 하는 성형틀에 인입하여 가압함으로서 필터 형태로 성형하는 성형단계; 상기 성형단계를 거친 필터를 80 ~ 100℃로 유지되는 건조로에 4 ~ 6시간 동안 건조하는 건조단계; 상기 건조단계를 거친 필터를 100 ~ 1250℃로 유지되는 건조로에서 소성가공하는 소성가공단계;로 이루어짐을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 세라믹 입자가 기공이 형성된 상태로 상호 접착되는 필터로 이루어짐으로서 조리용기의 조리시에 발생되는 수증기 내의 음식냄새를 걸러서 외부로 배출함으로서 별도의 탈취수단이 구비되지 않아도 효율적으로 음식냄새를 탈취할 수 있게 되어 음식물의 특유한 냄새가 실내로 확산되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 세라믹입자로 필터가 제조됨으로서 물로 씻어서 재사용이 가능하여 영구적인 수명을 가지면서도 폐기해도 재활용이 가능하여 공해를 유발하지 않은 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 탈취용 조리용기 필터의 제조방법을 나타내는 순서도,
도 2는 본 발명에 의해 제조된 필터 표면의 바람직한 형태를 나타내는 표면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 탈취용 조리용기 필터의 제조방법을 나타내는 순서도로서, 여기서 본 발명에 따른 탈취용 조리용기 필터의 제조방법은 도 1에 도시된 바와 같이 코팅단계(S100), 무기바인더제조단계(S200), 도포단계(S300), 성형단계(S400), 건조단계(S500), 소성가공단계(S600)가 순차적으로 수행되어 이루어진다.

코팅단계(S100)는 알루미나(alumina), 탄화규소(silicon carbide), 뮬라이트(mullite), 모래로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상이 입자형태로 구성되는 세라믹입자를 준비하고, 준비된 세라믹입자의 표면에 액상의 탄화규소를 침지시켜 코팅하는 단계이다.

상기 코팅단계(S100)에서 세라믹입자로 사용되는 성분에 대해 살펴보면 다음과 같다.

알루미나는 알루미늄의 산화물로서 실리카(silica)와 더불어 세라믹스의 가장 중요한 재료이다. 녹는점이 2,050℃이며 다이아몬드 다음가는 경도를 가졌고, 순수한 것은 절연체이다. 내열성ㆍ내약품성ㆍ강도 등 세라믹스에 요구되는 일반적인 성질을 거의 만족시키는 데다 값이 싸므로 세계적으로 가장 많이 이용되고 있다.

탄화규소는 비산화물 세라믹의 대표적인 존재로, 숫돌 따위의 연마재료, 또는 발열체와 바리스터 등의 전기재료, 내화물로서 없어서는 안 되는 공업용 재료이다. 실리카와 코크스를 원료로 하며, 전기로에서 열을 강하게 가하여 제조한다. 탄화규소는 SiC의 화학식으로 표시되는 난융성(難融性) 공유결합 화합물이며, 높은 경도, 높은 분해온도, 전기ㆍ열의 전도성을 특징으로 한다.

뮬라이트는 실리카ㆍ알루미나계의 내화물로서 1800℃ 이상의 온도에 견디므로, 전기로의 내화재료로서 뛰어난 것이 특징이다.

모래는 천연의 암석이 풍화, 침식 작용에 의해 붕괴해서 생긴 작은 알갱이로서 모래를 이용한 여과방법은 소규모 상수도와 빌딩, 공장 등에 이용될 만큼 효과가 탁월하다.

즉, 상기의 세라믹입자의 대표적인 불순물의 여과능력과 고온강도, 내열성, 내식이 우수한 성질로 인해 필터로 제조될 때에 고온으로 조리되는 조리용기의 냄새를 탈취할 수 있게 되는 것이다.

또한 코팅단계(S100)에서 탄화규소를 코팅하는 것은 액상의 탄화규소가 세라믹입자에 입혀짐으로서 후술되는 무기바인더와 함께 세라믹입자간의 접착력을 향상시킬 수 있도록 위함이다.

그리고 코팅단계(S100)에서 세라믹입자의 크기는 모두 동일한 크기로 형성하는 것이 바람직하며, 더욱 상세하게는 40 ~ 80mesh로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 세라믹 입자의 크기가 40mesh 이하일 때에는 필터를 이루는 세라믹입자의 입경이 커서 탈취효능이 저하되고, 세라믹 입자의 크기가 80mesh 이상일 때에는 기공이 작게 형성되어 공기가 배출되지 않아 필터로서의 기능이 상실되기 때문이다.

무기바인더제조단계(S200)는 세라믹입자를 서로 접착할 수 있는 바인더를 제조하기 위한 단계로서, 우선 장석 60 ~ 65 중량%, 산화규석 10 ~ 18중량%, 탄산칼슘 7 ~ 10중량%, 알루미나 5 ~ 10중량%, 고령토 5 ~7중량%로 이루어진 무기원료를 준비한다.

그리고 상기 준비된 무기원료 45 ~ 55중량부, 물 40 ~ 50중량부, 해교제 3 ~ 8중량부가 혼합된 혼합물을 볼 분쇄기에 넣고 분말화시킨 후 분말화된 혼합물과 덱스트린을 혼합하여 무기바인더를 제조하여 이루어지게 된다.

상기 혼합물이 볼 분쇄기에서 10㎛ 이하로 분쇄되는 것이 바람직하며, 이는 무기바인더로 제조될 때 분산이 잘 이루어지도록 하기 위함이다.

여기서 상기 덱스트린을 첨가하는 이유는 세라믹 입자 간의 기공을 형성하여 필터로 완성될 때 기공으로 하여금 음식냄새는 막아주고 공기만을 빠져나가게 하기 위함이고, 또한 분말화된 혼합물과 덱스트린은 6 : 0.8 ~ 1.2의 중량비율로 혼합함이 바람직하며, 이러한 중량비율로 혼합하였을 때 세라믹입자의 직경 대비 30% 정도의 기공이 형성되어 탈취효율을 더욱 향상시킬 수 있게 하기 위함이다.

도포단계(S300)는 상기 코팅단계(S100)를 거친 세라믹입자에 무기바인더제조단계(S200)에서 제조된 무기바인더를 도포한 후 20 ~ 30시간 동안 숙성하는 단계로서, 더욱 상세하게는 세라믹입자 100중량부에 대하여 무기바인더가 9 ~ 14중량부가 도포되는 것이 바람직하다.

이는 세라믹입자 표면에 골고루 입혀지면서도 세라믹입자의 기공크기 및 성형강도의 균일성을 담보하기 위함이다.

성형단계(S400)는 상기 도포단계(S300)가 완료된 세라믹입자를 필터 형태로 성형하는 단계로서, 조리용기의 크기에 맞게 성형하고자 하는 형태의 성형틀에 도포단계(S300)가 완료된 세라믹입자를 인입하여 가압함으로서 필터 형태로 성형하도록 한다.

여기서 상기 성형단계(S400)에서 세라믹입자를 가압할 때 세라믹입자는 무기바인더의 수분으로 인해 성형틀에 달라붙을 수 있어 가압하기 전 이형제를 세라믹입자에 혼합한 후 가압하는 것이 바람직하다.

즉, 세라믹입자의 100중량부에 대하여 올레인산과 경유를 1 : 1중량비율로 혼합된 이형제를 0.1 ~ 0.5 중량부를 혼합한 후 성형틀에서 가압성형하여 사용하며, 올레인산과 경유를 1: 1의 중량비율로 혼합하는 것은 올레인산이 동물유로서 윤활과 이형효과는 크지만 많은 양이 세라믹입자에 혼합되면 무기바인더로 접착된 세라믹입자 간의 접착력을 저해시킬 여지가 있기 때문이다.

건조단계(S500)는 성형단계(S400)를 거친 필터 내부에는 무기바인더가 일부 잔존하기 때문에 강도가 극히 나빠 소결 전에 필터 내부에 잔존된 무기바인더를 건조하기 위한 단계로서 성형단계(S400)를 거친 필터를 80 ~ 100℃로 유지되는 건조로에 4 ~ 6시간 동안 건조하여 이루어진다.

상기 건조단계(S500)를 거친 필터는 성형단계(S400)에서 가압됨에 따라 발생될 수 있는 버(burr)를 제거하는 것은 필요에 따라 수행될 수 있다.

소성가공단계(S600)는 상기 건조단계(S500)를 거친 필터를 100 ~ 1250℃로 유지되는 건조로에서 소성가공하는 단계이다.

더욱 상세하게는 100℃의 온도로 5시간동안 건조되고, 500℃의 온도로 6.5시간동안 건조되고, 1000℃의 온도로 1시간 동안 건조되고, 1250℃의 온도로 5시간 동안 건조되고, 상온에서 30분동안 건조되는 것이 바람직하며, 이는 필터를 서서히 소성함으로서 필터의 세라믹 입자 간에 형성되는 기공이 급속도로 건조함에 따라 터져버리는 것을 방지하면서도 보다 효과적인 소결작용이 이루어지게 하기 위함이다.

상기의 단계를 거친 필터는 도 2에 도시된 바와 같은 형태로 제조되어 조리용기에 인입됨으로서 음식냄새를 탈취할 수 있게 되는 것이다.

알루미나, 탄화규소, 뮬라이트(mullite), 모래로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상이 입자형태로 구성되며 입경의 크기가 40 ~ 80mesh로 유지되는 세라믹입자를 준비하고, 준비된 세라믹입자의 표면에 액상의 탄화규소를 침지시켜 코팅한다.

장석 60 ~ 65 중량%, 산화규석 10 ~ 18중량%, 탄산칼슘 7 ~ 10중량%, 알루미나 5 ~ 10중량%, 고령토 5 ~7중량%로 이루어진 무기원료 45 ~ 55중량부, 물 40 ~ 50중량부, 해교제 3 ~ 8중량부가 혼합된 혼합물을 볼 분쇄기에 넣고 분말화시킨 후 분말화된 혼합물과 덱스트린을 6 : 0.8 ~ 1.2의 중량비율로 혼합된 무기바인더를 제조한다.

상기 세라믹입자 100중량부에 대하여 무기바인더 9 ~ 14중량부를 도포한 후 20 ~ 30시간 동안 숙성한다.

상기 무기바인더가 도포된 세라믹입자 100중량부에 대하여 올레인산과 경유를 1 : 1의 중량비율로 혼합된 이형제를 0.1 ~ 0.5 중량부로 혼합한 후 성형틀에 인입하여 가압함으로서 필터 형태로 성형한다.

상기 필터를 80 ~ 100℃로 유지되는 건조로에 4 ~ 6시간 동안 건조하는 건조한다.

상기 필터를 100℃의 온도로 5시간동안 건조되고, 500℃의 온도로 6.5시간동안 건조되고, 1000℃의 온도로 1시간 동안 건조되고, 1250℃의 온도로 5시간 동안 건조되고, 상온에서 30분동안 건조하여 소결한다.

상기의 실시예1 방법으로 만들어진 필터를 장착한 조리용기와 렌지후드가 설치된 주방에서 사용되는 조리용기(비교예1)와 환기가 이루어진 환경의 주방에서 ㅅ사용되는 조리용기(비교예2)에 대해 탈취효율을 실시하여 그 결과를 하기 표 1에 나타난 바와 같다.

상기 표 1로부터 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1의 필터를 이용하여 음식을 조리할 때의 탈취효율이 가장 좋으며, 조리 후에도 비교예1과 비교하여도 탈취효율이 비슷한 것을 알 수 있다.

따라서 별도의 냄새 탈취수단을 구비하지 않아도 음식물 냄새를 탈취할 수 있게 됨을 알 수 있다.

S100 : 코팅단계 S200 : 무기바인더제조단계
S300 : 도포단계 S400 : 성형단계
S500 : 건조단계 S600 : 소성가공단계