가열조리기구용 법랑 및 넌스틱 코팅 방법 및 가열조리기구{METHOD FOR COATING ENAMELS AND NON-STICK CERAMICS FOR COOKING EQUIPMENT AND COOKING EQUIPMENT}
본 발명은 가열조리기구의 제조에 사용되는 법랑 및 넌스틱 코팅 방법 및 가열조리기구에 관한 것이다.
일반적으로 고온의 열을 전달받는 프라이팬, 냄비, 가스오븐레인지 또는 전자레인지의 캐비티 어셈블리와 같은 가열조리기구는 주철(Cast iron), 강철(Steel), 냉연강판 등을 포함하는 철강재, 스테인레스 스틸 및 동(Cu) 소재를 사용하여 본체를 제조하며, 이러한 본체의 내구성, 내열성 등을 향상시키기 위해 다양한 방법들의 표면 처리를 하고 있다. 이러한 표면 처리 방법으로 종래에는 세라믹과 장석, 규석, 형석, 붕사 등을 융합하여 가열조리기구의 본체에 코팅하는 법랑코팅이 주로 사용되고 있으나, 이러한 법랑코팅의 경우, 넌스틱 기능이 없어 조리시 음식물이 눌러붙는 문제가 발생하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 종래의 가열조리기구의 제조에 사용되는 법랑 및 넌스틱 코팅 방법과 관련하여, 선행기술인 한국등록특허 제10- 1104680호 (발명의 명칭: 난스틱 세라믹 코팅층을 구비한 법랑재 가열조리기구)는 가열조리기구의 본체의 양면에 법랑층을 형성시키고, 이 법랑층의 외부면에 넌스틱 세라믹 코팅층을 형성시켜 음식물의 가열조리시 음식물이 눌러붙지 않도록 하는 기술에 대해 개시하고 있다. 그러나, 법랑층이 형성된 가열조리기구 본체의 외부면에 넌스틱 세라믹 코팅층을 형성시키기 위해서는 샌딩블러스팅 처리를 통해 형성된 법랑층의 외부면의 조도(거칠기)를 부여하여 표면적을 확장시킨 다음에 넌스틱 세라믹 코팅층을 형성시켜야 하기 때문에, 별도의 약품 또는 추가적인 제조공정이 필요하며, 이로 인한 가열조리기구의 생산효율이 감소하게 되며, 내부식성, 내마모성 및 내열성이 상대적으로 감소하는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가열조리기구의 본체 양면에 법랑층 형성과 동시에 표면조도화를 진행함으로써, 추가적인 제조공정이 필요 없이, 가열조리기구의 제조에 사용되는 법랑 및 넌스틱 코팅 방법 및 가열조리기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명에 따른 법랑 및 넌스틱 코팅 방법은 (a) 철강재, 스테인레스 스틸 및 동 중 적어도 하나를 포함하는 본체에 법랑층을 형성하는 단계; (b) 법랑층에 법랑유약이 포함된 혼합물을 스프레이 방법으로 분사하여 법랑층의 표면을 조도화하는 단계; (c) 법랑층의 표면이 조도화된 본체를 건조 및 소성하는 단계; 및 (d) 소성된 본체에 넌스틱층을 코팅하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 가열조리기구는 철강재, 스테인레스 스틸, 동 중 적어도 하나를 포함하는 본체; 본체에 형성된 법랑층; 법랑층에 법랑유약이 포함된 혼합물을 스프레이 방법으로 분사하여 형성된 표면조도화층; 및 표면조도화층에 형성된 넌스틱층을 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단에 의하면, 법랑층 형성 후 넌스틱 코팅을 위해 별도 공정으로 샌딩블러스팅을 하거나 별도의 미립자의 규사가 함유된 표면조도화 공정을 할 필요가 없어, 생산비용 및 생산효율을 개선하는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 법랑층 및 넌스틱층이 형성된 가열조리기구의 단면도이다.
도 2 및 도 3은 종래의 법랑층 및 넌스틱층이 형성된 가열조리기구의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 법랑 및 넌스틱 코팅 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 발명 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본 발명 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본 발명의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본 발명 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다. 본 발명은 가열조리기구의 제조에 사용되는 법랑 및 넌스틱 코팅 방법 및 가열조리기구에 관한 것이다. 도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 법랑층 및 넌스틱층이 형성된 본체의 단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 먼저, 철강재, 스테인레스 스틸, 동 중 적어도 하나를 포함하는 본체(10)에 법랑층(30)을 형성하고, 형성된 법랑층(30)에 법랑유약이 포함된 혼합물(31, 법랑유약혼합물)을 스프레이 방법으로 분사하여 법랑층(30)의 표면을 조도화하고, 법랑층(30)의 표면이 조도화된 본체(10)를 건조 및 소성한 후, 소성된 본체(10)에 넌스틱층(40)을 코팅한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가열조리기구는 철강재, 스테인레스 스틸, 동 중 적어도 하나를 포함하는 본체(10)와, 본체(10)에 형성된 법랑층(30)과, 법랑층(30)에 법랑유약이 포함된 혼합물(31)을 스프레이 방법으로 분사하여 형성된 표면조도화층(31)과, 표면조도화층(31)에 형성된 넌스틱층(40)을 포함한다. 이러한 본 발명에 따른 법랑 및 넌스틱 코팅 방법은 법랑층(30)의 표면 조도화 작업 시에 샌딩블러스팅 공정 또는 별도의 미립자의 규사가 함유된 표면조도화 공정을 할 필요가 없기 때문에 생산비용을 감소시키고, 생산효율을 증가시키는 효과가 있다. 이하에서는 종래의 법랑층 및 넌스틱층을 코팅하는 방법에 대한 문제점을 설명하고자 한다. 도 2 및 도 3은 종래의 법랑층 및 넌스틱층이 코팅된 가열조리기구에서 발생하는 문제점을 설명하기 위한 도면이다. 도 2 를 참조하면, 종래의 법랑층(30) 및 넌스틱층(40)을 코팅하는 방법은 철강재 소재의 본체(10) 외부에 법랑층(30)을 형성하고, 넌스틱층(40) 코팅시 밀착력을 높이기 위한 법랑층(30)의 표면조도화를 위해서 별도의 샌딩블러스팅 공정을 한 후 넌스틱층(40)을 코팅하였다. 이러한 넌스틱층(40)은 가열조리기구 특성상 수저 또는 금속주걱 등의 사용으로 인한 표면 마모 및 스크래치 등으로 넌스틱층(40)이 벗겨 졌을 시 또는 장시간 물에 노출 시, 도2의 B에 도시된 바와 같이, 샌딩블러스팅 공정으로 인해 손상된 법랑층(30)에 녹이 발생하는 문제가 있다. 도 3을 참조하면, 종래의 법랑층(30) 및 넌스틱층(40)을 코팅하는 방법은 철강재 소재의 본체(10) 외부에 법랑층(30)을 형성하고, 넌스틱층(40) 코팅시 밀착력을 높이기 위한 법랑층(30)의 외부면에 표면조도화를 위해서, 도3의 C에 도시된 바와 같이, 별도의 미립자 규사가 포함된 법랑층(30a)을 형성한 후 넌스틱층(40)을 코팅하였다. 이렇게 제작된 가열조리기구는 별도의 약품과 제조공정의 추가로 인해 생산효율이 나빠지며, 내부식성, 내마모성 및 내열성이 상대적으로 떨어지는 문제가 있다. 그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 법랑 및 넌스틱 코팅 방법은 본체(10)에 법랑층(30)을 형성하고, 형성된 법랑층(30)에 법랑유약이 포함된 혼합물(31)을 스프레이 방법으로 분사하는 공정만으로 법랑층(30)의 표면을 조도화할 수 있기 때문에, 법랑층(30)을 손상시키거나, 부가 물질을 포함한 법랑층(30a)을 추가적으로 형성할 필요가 없다. 이로 인해, 손상된 법랑층(30)에 철강재 소재의 본체(10)에 의한 녹이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 공정 단축으로 인한 비용 절감 및 생산효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 추가적인 법랑층(30a) 형성에 사용되는 법랑유약의 사용을 감소시킬 수 있어, 법랑 및 넌스틱 코팅 시에 사용되는 비용을 절감할 수 있다. 이하에서는 본 발명에 따른 법랑 및 넌스틱 코팅 방법에 대하여 상세하게 설명하고자 한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 법랑 및 넌스틱 코팅 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 우선, 주철, 강철, 냉연강판 등을 포함하는 철강재, 스테인레스 스틸 및 동 중 적어도 하나를 포함하는 본체(10)에 법랑층(30)을 형성한다(S110). 이어서, 형성된 법랑층(30)에 스프레이 방법으로 법랑유약이 포함된 혼합물(31)을 분사하여, 법랑층(30)의 표면을 조도화한다(S120). 다음으로, 법랑층(30) 의 표면이 조도화된 본체(10)를 건조 및 소성한다(S130). 마지막으로, 소성된 본체(10)에 넌스틱층(40)을 코팅한다(S140). S110 단계는 본체(10)를 법랑유약에 디핑(dipping) 방법 또는 본체(10)에 법랑유약을 스프레이 방법으로 도포함으로써, 법랑층(30)을 형성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예시적으로, 이러한 디핑 방법은 본체(10)를 법랑유약에 담갔다가 끌어 올림으로써 행하는 간단한 방법일 수 있다. S120 단계는 S110 단계에서 본체(10)에 법랑유약을 도포한 후 건조되기 전에 행해지는 것일 수 있다. 예시적으로, 우선, 본체(10)에 디핑 방법 또는 스프레이 방법으로 법랑유약을 도포함으로써, 법랑층(30)을 형성할 수 있다. 이어서, 법랑유약이 도포된 본체(10)가 건조되기 전에 법랑유약이 포함된 혼합물(31)을 스프레이 방법으로 분사함으로써, 법랑층(30)의 표면에 미세한 요철의 형상인 표면조도화층(31)을 형성할 수 있다. 이때, 도 1의 A에 도시된 바와 같이, 법랑유약이 포함된 혼합물(31)의 비중이 법랑층(30)보다 더 크기 때문에, 분사된 혼합물(31)은 건조되기 전의 법랑층(30)의 표면을 밀어내면서 파고들어, 혼합물(31)의 일부는 법랑층(30)과 중첩되는 형태이고, 혼합물(31)의 나머지 부분은 법랑층(30) 표면의 상부로 돌출된 형태로 건조됨으로써, 표면조도화층(31)이 형성될 수 있으나, 이에 한하는 것은 아니다. S120 단계에서, 법랑유약이 포함된 혼합물(31, 법랑유약혼합물)은 법랑유약 95 ~ 105 g, 바람직하게는 100g, 점토 5 ~ 8 g, 및 물 45 ~ 55g(바람직하게, 50g)을 포함할 수 있다. 여기서, 법랑유약은 여러가지 세라믹원료와 유리원료 등이 혼합된 것으로 약알칼리성을 나타내며, 금속의 부식을 억제하고 금속에 잘 밀착될 수 있다. 이때, 법랑유약혼합물(31)의 입도는 80 ~ 150메쉬(mesh)로 이루어질 수 있으며, 이러한 혼합물은 법랑층(30)의 표면조도를 높이게 되며, 이로 인해 넌스틱층(40)과의 밀착력을 높일 수 있어, 공정단계 축소로 인한 비용 감소 및 생산효율을 증가시킬 수 있다. 또한, S120 단계에서, 스프레이 방법으로 법랑유약혼합물을 분사할 시, 법랑유약혼합물(표면조도화층) (31)의 두께는 5 ~ 20미크론(㎛)의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명은 도 1의 A에 도시된 바와 같이, 법랑층(30)에 소량의 법랑유약혼합물을 스프레이 방법으로 일정량 분사하는 것으로 표면조도화를 달성할 수 있다. 또한, 본 발명의 법랑유약이 포함된 혼합물을 분사하는 것으로 표면조도화를 하면, 종래의 샌딩블러스팅을 통해 법랑을 손상시키거나 미립자 규사를 통한 추가 법랑을 형성함으로써 표면조도화하는 방법보다 밀착력을 높일 수 있다. 더불어, 넌스틱층(40)이 손상되는 경우에도, 손상된 법랑층(30)이 외부로 드러나지 않기 때문에 가열조리기구를 안전하게 장기간 사용할 수 있다. S130단계는 730 ~ 830 ℃의 온도에서 10 ~ 30분 동안 소성한다. 예시적으로, 본체(10)에 디핑 방법 또는 스프레이 방법을 통해 법랑층(30)을 형성하고, 형성된 법랑층(30)에 일정량의 법랑유약혼합물(31)을 스프레이 방법으로 분사하고, 건조시킨 후 본체(10)를 소성용 가마에 넣어 730 ~ 830 ℃의 온도에서 10 ~ 30분 동안 가열 용융시켜 소성할 수 있다. S140 단계에서, 넌스틱층(40)은 테프론 및 세라믹을 포함한다. 예시적으로, 본체(10)에 넌스틱층(40)을 코팅하는 방법은 디핑 방법 또는 스프레이 방법일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 붓칠, 롤코팅, 정전도장방법 등의 다양한 방법일 수 있다. 또한, 이러한 넌스틱층(40)은 내부식성, 내마모성 및 내열성 등이 우수하고, 가열조리시 음식물이 눌어붙는 문제점이 해결되는 장점이 있다. 이하에서는 본 발명에 따른 가열조리기구에 대하여 설명을 하고자 하며, 상술한 구성 중 동일한 기능을 수행하는 구성의 경우 설명을 생략하기로 한다. 본 발명에 따른 가열조리기구는 본체(10), 법랑층(30), 표면조도화층(31) 및 넌스틱층(40)을 포함한다. 본체(10)는 철강재, 스테인레스 스틸, 동 중 적어도 하나를 포함한다. 이러한 본체(10)는 법랑 및 넌스틱 코팅 전의 상태이며, 프라이팬, 냄비, 가스오븐레인지 또는 전자레인지의 캐비티 어셈블리에 적용될 수 있다. 법랑층(30)은 디핑 방법 또는 스프레이 방법으로 법랑유약을 본체(10)에 도포하여 형성된다. 표면조도화층(31)은 본체(10)에 도포된 법랑층(30)이 건조되기 전에 법랑유약이 포함된 혼합물(31)을 스프레이 방법으로 분사하여 형성된다. 또한, 법랑층(30)의 일부를 밀어낸 형태로, 분사된 혼합물(31)의 일부가 법랑층(30)과 중첩되도록 형성되고, 혼합물(31)의 나머지 부분은 법랑층(30) 표면의 상부로 돌출되도록 형성되는 형상일 수 있다. 다시 말하면, 건조되기 전의 법랑층(30)에 분사된 혼합물(31)로 인해, 표면조도화층(31)은 법랑층(30)의 상부에 미세한 요철의 형상으로 형성될 수 있으며, 표면 조도화를 달성할 수 있다. 이때, 혼합물(31)의 입도는 80 ~ 150 메쉬(mesh)로 이루어지고, 표면조도화층의 두께는 5 ~ 20미크론(㎛)일 수 있다. 넌스틱층(40)은 표면조도화층(31)에 형성되며, 테프론 및 세라믹을 포함할 수 있다. 따라서, 본 발명의 법랑 및 넌스틱 코팅 방법에 의해 제작된 가열조리기구는 법랑층(30)을 형성한 후, 법랑층(30)이 건조되기 전에 일정량의 법랑유약혼합물(31)을 분사함으로써 법랑층(30)의 표면을 조도화하기 때문에 종래의 샌딩블러스팅을 통해 법랑을 손상시키거나 미립자 규사를 통한 추가 법랑을 형성함으로써 표면조도화를 하는 방법보다 공정단계 축소 및 재료절감으로 인해 비용이 감소되고, 생산효율이 증가되는 효과가 있다. 더불어, 넌스틱층(40)이 벗겨지는 경우에도 손상된 법랑층(30)이 외부로 드러나지 않기 때문에 가열조리기구를 안전하게 오래 사용할 수 있으며, 종래의 법랑 제품의 음식이 달라붙는 단점과, 종래의 넌스틱 제품의 코팅이 벗겨졌을 경우 사용할 수 없었던 단점을 동시에 해결할 수 있다. 전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 본체
30, 30a: 법랑층
31: 표면조도화층, 법랑유약혼합물
40: 넌스틱층 |
