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KR101411034B1 - 법랑용 조성물 및 그 법랑 조성물이 적용된 조리기기 - Google Patents

법랑용 조성물 및 그 법랑 조성물이 적용된 조리기기 Download PDF

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KR101411034B1
KR101411034B1 KR1020090080682A KR20090080682A KR101411034B1 KR 101411034 B1 KR101411034 B1 KR 101411034B1 KR 1020090080682 A KR1020090080682 A KR 1020090080682A KR 20090080682 A KR20090080682 A KR 20090080682A KR 101411034 B1 KR101411034 B1 KR 101411034B1
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Abstract

본 발명은 내열성, 내화학성, 내마모성 및 내오염성이 개선된 법랑용 조성물을 제공한다. 특히, 본 발명은 법랑의 내오염성, 내열성 및 내화학성을 개선시키기 위한 법랑용 조성물 및 각각의 성분의 조성비를 제공한다.
본 발명의 다른 실시예는 조리실이 형성되는 캐비티, 상기 조리실을 선택적으로 개폐하는 도어, 상기 조리실에서의 조리물의 가열을 위한 열을 제공하는 적어도 1개의 가열원 및 상기 캐비티의 내면에 코팅되는 상기의 법랑용 조성물에 의하여 형성되는 코팅층을 포함하는 조리기기를 제공한다.
법랑용 조성물, 인산염계, 내열성, 내오염성.

Description

법랑용 조성물 및 그 법랑 조성물이 적용된 조리기기{COMPOSITION FOR ENAMEL AND COOKING APPLIANCE TO APPLY THE SAME}
본 발명은 법랑 조성물 및 그 법랑 조성물이 적용된 조리기기에 관한 것이다.
법랑(enamel)은 금속판의 표면에 유리질 유약을 도포시킨 것이다. 일반적인 법랑은 전자레인지와 오븐과 같은 조리기기 등에 사용된다. 한편, 법랑은 유약의 종류 또는 용도에 따라, 산화를 방지하는 내산법랑, 고온에 견딜 수 있는 내열법랑 등으로 나뉜다. 또한, 법랑에 첨가되는 재료에 따라, 알루미늄법랑, 지르코늄법랑, 티탄법랑 및 소다유리법랑 등으로 분류된다.
일반적으로 조리기기는 가열원을 이용하여 음식물을 가열하여 조리하는 기기이다. 조리 과정에서 발생한 음식물 찌꺼기 등이 상기 조리기기의 캐비티 내벽에 묻게 되므로, 상기 조리기기에서 음식물의 조리가 완료된 경우, 상기 캐비티 내부를 청소할 필요가 있다. 또한, 음식물의 조리는 고온을 수반하고, 상기 캐비티 내벽 등은 유기물질 및 알칼리 성분에 노출된다. 따라서, 법랑을 조리기기에 사용하는 경우에, 이러한 법랑은 내열성, 내화학성, 내마모성 및 내오염성 등을 필요로 한다. 따라서, 법랑의 내열성, 내화학성, 내마모성 및 내오염성을 개선시키기 위한 법랑용 조성물이 필요하다.
본 발명의 목적은 내열성, 내화학성, 내마모성 및 내오염성이 개선된 법랑용 조성물을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 내오염성, 내열성 및 내화학성이 개선된 법랑용 조성물이 적용된 조리기기를 제공한다.
본 발명은 P2O5, SiO2, Al2O3, ZrO2, Na2O, K2O, Li2O, B2O3, ZnO, V2O5 및 SnO를 포함하는 법랑용 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 실시예는 조리실이 형성되는 캐비티, 상기 조리실을 선택적으로 개폐하는 도어, 상기 조리실에서의 조리물의 가열을 위한 열을 제공하는 적어도 1개의 가열원 및 상기 캐비티의 내면에 코팅되는 상기의 법랑용 조성물에 의하여 형성되는 코팅층을 포함한다.
본 발명에 따른 법랑용 조성물은 내열성, 내화학성, 내마모성 및 내오염성을 개선한다. 특히, 상기 법랑용 조성물을 조리기기의 캐비티 내면에 사용할 경우에, 상기 법랑용 조성물은 내열성이 뛰어나 고온에서도 잘 견디고, 내오염성이 뛰어나 조리 후 조리기기의 세척을 용이하게 하고, 내화학성이 뛰어나 유기 물질 및 알칼리계 화학성분에도 변성되지 않고, 장기간 사용하더라도 부식되지 않는다. 또한, 상기 법랑용 조성물은 프릿들을 혼합하지 않고 단일 유리 프릿으로 제조함으로써, 제조 에너지 비용의 절감 및 공정을 단순화할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 법랑용 조성물을 보다 상세하게 설명하고, 상기 법랑용 조성물을 적용한 조리기기에 관하여 설명한다.
본 발명에 따른 법랑용 조성물은 P2O5, SiO2, Al2O3, ZrO2, Na2O, K2O, Li2O, B2O3, ZnO, V2O5 및 SnO를 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 법랑용 조성물로 이루어진 법랑은 P2O5를 포함하는 인산염계 법랑이다. 인산염계 법랑은 친수성 물질이므로 물과의 결합이 용이하다. 유기물질과 친수성 물질은 서로 잘 섞이지 않는다. 따라서, 유기물질로 오염된 조리기기 등을 물로 세척하는 경우에, 상기의 법랑이 코팅된 조리기기는 세척이 용이하다는 장점을 갖는다. 즉, 법랑에 함유된 P2O5의 함량이 크면 클수록, 법랑의 친수성이 커진다. 따라서, 상기의 법랑이 코팅된 물질은 내오염성이 증가된다. 결국, P2O5의 함량에 따라 세척의 정도가 달라지는데, 하기의 실험예에서 P2O5의 함량에 따른 청소성능을 상세하게 설명한다.
상기 법랑용 조성물에서, P2O5, SiO2, Na2O, K2O, Li2O는 유리 조성물의 기본적인 성분이다. 특히, SiO2는 유리를 형성하는 데에 관련되고, 상기 SiO2의 함량에 따라 유리는 높은 내산성을 가질 수 있다.
Al2O3, V2O5는 알칼리 포스페이트(phosphate) 유리 구조의 낮은 화학적 내구 성을 구조적 안정화를 통해 보완해 주는 역할을 한다. 그리고, 상기 Al2O3, V2O5는 높은 내열성(전이온도), 표면 경도와도 관련된다.
ZrO2, SnO는 무기물로서 매우 안정한 재료이고, 유리를 구성하는 성분을 균일하게 녹임으로써 유리의 내화학성을 증가시킨다. 그리고, 상기 ZrO2, SnO는 알칼리 이온의 이동을 방해함으로써 비저항을 증가시켜 건식 공정의 법랑의 부착성을 향상시킨다.
B2O3는 각 성분들이 균일하게 녹도록 하며, 상기 B2O3의 함량에 따라 유리의 열팽창 계수가 조절된다. ZnO의 함량에 따라 유리의 표면 장력이 조절되고, 법랑의 제작 특성, 즉 코팅에 영향을 미친다.
그리고, 상기의 조성물을 구성하는 성분의 중량%의 범위는 바람직하게는 하기의 표 1과 같다.
성분 중량%
P2O5 24.8 내지 32.3
SiO2 10.8 내지 20.2
Al2O3 10.2 내지 21.4
ZrO2 5.0 내지 14.9
Na2O 9.0 내지 20.8
K2O 5.0 내지 15.2
Li2O 0.4 내지 5.3
B2O3 1.0 내지 10.0
ZnO 0.3 내지 10.0
V2O5 0.9 내지 10.0
SnO 0.5 내지 5.0
상기의 조성물을 구성하는 성분의 더 바람직한 중량%의 범위는 하기의 표 2와 같다.
성분 중량%
P2O5 25.1 내지 31.1
SiO2 14.8 내지 19.4
Al2O3 12.2 내지 28.4
ZrO2 6.4 내지 11.7
Na2O 9.5 내지 16.7
K2O 8.9 내지 14.2
Li2O 0.45 내지 3.4
B2O3 1.5 내지 8.0
ZnO 0.7 내지 8.0
V2O5 0.9 내지 8.0
SnO 0.5 내지 4.0
또한, 상기의 법랑용 조성물은 BaO 및 TiO2 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 법랑용 조성물에서, 상기 BaO는 0.3 중량% 내지 5.0 중량%이고, 상기 TiO2는 0.1 중량% 내지 5.0 중량%의 범위 일 수 있다.
그리고, 상기 법랑용 조성물은 CoO 및 Fe2O3 중 하나 이상을 혼합한 혼합물을 더 포함할 수 있다. 상기 법랑용 조성물에서, 상기 CoO 및 Fe2O3를 혼합한 혼합물은 0.1 중량% 내지 1.0 중량%의 범위일 수 있다.
상기 BaO, TiO2 및 상기 혼합물은 법랑의 제작 특성, 즉 코팅에 영향을 미친다.
하기의 실험예에서, 법랑용 조성물의 성분의 함량은 하기의 표와 같다. 본 발명의 보호 범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술 분야에서 평균적 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량, 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 평균적 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호 범위에 속하게 될 것이다.
<실험예 1>
유리의 제조
하기와 같은 각 성분의 원재료를 조합하여 V-혼합기(V-mixer)에서 3시간 동안 충분히 혼합하였다. 여기서, P2O5의 원재료로 NH4H2PO4, AlPO4, Al(PO3)3를 사용하며, Na2O의 원재료로 Na2CO3를 사용하며, K2O의 원재료로 K2CO3를 사용하며, Li2O의 원재료로 Li2CO3를 사용하며, 나머지 성분은 표 3과 같이 사용한다.
충분히 혼합된 조성물을 1550℃에서 1시간 내지 2시간 동안 충분히 용융시킨 후, 증류수 또는 냉각장치(chiller)를 이용하여 급냉시킨 후 건조시켜 유리 프릿(frit)을 수득하였다.
상기 과정에서 수득한 유리 프릿에 0.1 중량% 내지 1 중량%의 유기 폴리실옥산(organopolysiloxane)(예를 들어, DOW Corning 1107)과 아세톤을 50:50의 중량비로 혼합하여 분쇄기(ball mill)로 5시간 내지 7시간 동안 분쇄한 후 건조하였다.
상기의 과정을 거친 유리 프릿을 325 메쉬 시브(sieve)(ASTM C285-88)에 통과시켜 입경을 45 ㎛이하로 제어하였다.
조성물(A)
성분 중량%
P2O5 26.7
SiO2 18.5
Al2O3 14.8
ZrO2 7.6
Na2O 13.2
K2O 13.1
Li2O 0.5
B2O3 1.8
V2O5 1.4
SnO 1.2
ZnO 1.2
법랑의 제조
제조된 법랑용 유리 프릿을 200×200(mm) 및 두께 1(mm)의 저탄소강 시트에 일반적인 코로나 방전 건(Corona discharge gun)을 이용하여 스프레이 하였다. 방전 건의 전압은 40 kV 내지 100 kV 조건으로 제어하였다. 저탄소강 시트에 스프레이되는 유리 프릿의 양은 370 g/㎡ 이다. 상기와 같은 법랑용 유리 프릿이 스프레이된 저탄소강을 820℃ 내지 850℃의 온도조건으로 150초 내지 350초 동안 소성하였다.
특성의 평가
열팽창계수와 유리의 내열특성 측정을 위해 펠릿형 시편을 법랑의 소성 조건과 같은 조건으로 소성하였으며, 시편의 양면을 평행하게 연마한 뒤 TMA(Thermo Machnical Analyzer)를 사용하여 승온속도 10℃/분으로 하여 Ts(연화점) 직후까지, 전이온도, 연화점 및 열팽창계수를 측정하였다. 측정결과 Tg(전이온도)는 478℃이고, Ts(연화점)는 563℃이고, CTE(열팽창계수)는 145×10-7/℃이었다.
법랑용 조성물(A)의 청소성능을 측정하였다. 청소성능의 측정방법은 시험체(200×200(mm)에 법랑이 코팅된 시편) 표면에 오염물로서 닭기름 또는 몬스터 메쉬(monster mesh) 1g 정도를 골고루 얇게 브러쉬(brush)로 바른 다음, 오염물이 도포된 시험체를 항온기 속에 넣고, 240℃의 온도 및 1시간의 조건에서 오염물을 고착화시켰다. 고착화 이후, 시험체를 자연 냉각한 후, 경화 정도를 확인한 다음 25℃의 물이 있는 수조 속에 10분 동안 침지시켰다. 이후 젖은 헝겊으로 2.5 kgf 이하의 힘으로 경화된 닭기름을 닦았다. 지름 5cm의 바닥이 평탄한 봉을 사용하여 오염된 법랑 표면에서 닦아지는 부분을 균일화하였다. 이때 닦은 왕복 횟수를 측정하여 이를 청소 횟수로 정의하며, 평가 지표는 다음과 같다. 이와 같은 방법을 통해 측정한, 조성물(A)로 이루어진 법랑의 청소성능은 5이었다. 하기의 표 4는 청소성능에 관한 것이다.
또한, 법랑용 조성물(A)로 이루어진 법랑의 내산 및 내알칼리 성능을 측정하였다. 내산성은 시트르산 10% 용액을 소성된 법랑 시편 위에 몇 방울씩 떨어뜨리고, 15분 후에 용액을 깨끗이 닦아낸 후 표면 변화를 관찰하였다. 내알칼리성 평가는 내산성 평가와 같은 방법으로 하되 시약으로 무수 탄산 나트륨 10% 용액을 사용하였다.
그 결과, 법랑용 조성물(A)로 이루어진 법랑의 내산 성능은 A, 내알칼리 성능은 AA이었다. 여기서, 내산 성능 및 내알칼리 성능을 나타내는 정도는, ASTM, ISO 2722 방법에 의해 평가하였으며, AA는 매우 우수함, A는 우수함, B는 보통, C는 낮음, D는 매우 낮음을 의미한다.
청소 횟수(횟수) 레벨(level)
1 ~ 5 5
6 ~ 15 4
16 ~ 25 3
26 ~ 50 2
51 ~ 1
<실험예 2>
유리의 제조
표 5과 같은 성분 및 상기 성분의 중량%로 실험예 1과 동일한 방법으로 유리 프릿을 제조하였다. 실험예 1과 비교하여 BaO, TiO2 및 CoO+Fe2O3가 첨가되었고, 각각의 성분의 중량%가 달라졌다.
조성물(B)
성분 중량%
P2O5 26.35
SiO2 18
Al2O3 15
ZrO2 8
Na2O 13
K2O 12
Li2O 0.5
B2O3 1.9
V2O5 1.5
SnO 1.2
BaO 0.8
ZnO 1
TiO2 0.25
CoO+Fe2O3 0.5
법랑의 제조
상기 실험예 1의 방법과 동일한 방법으로 법랑을 제조하였다.
특성의 평가
상기 실험예 1과 동일하게 특성을 평가하였으며, 조성물(B)로 이루어진 유리의 열특성은 전이온도는 475℃이고, 연화점 567℃이고, 열팽창계수는 150×10-7/℃이었다. 조성물(B)로 이루어진 법랑의 청소 성능은 5이고, 내산 성능은 A, 내알칼리 성능은 AA이었다. 즉, 유리의 전이온도, 연화점, 열팽창계수는 상기 실험예 1과 차이가 있으나, 청소성능, 내산 성능 및 내알칼리 성능은 동일하였다.
<실험예 3>
유리의 제조
표 5과 같은 성분 및 상기 성분의 중량%로 실험예 1의 방법과 동일한 방법으로 유리 프릿을 제조하였다. 상기 과정으로 수득한 유리 프릿을 표 6와 같이 배합하여 습식 분쇄기 또는 그와 유사한 기능을 하는 혼합기로 10시간 내지 20시간 동안 혼합하여 슬립(slip)을 제조하였다. 상기 제조된 슬립의 입도를, 55cc 슬립이 400 메쉬를 통과한 후 시브(sieve)를 통과하지 못한 프릿이 1g 내지 3g 남아있는 정도로 입도를 제어하였다.
성분 배합비(중량%)
조성물 B 50
물 50
볼 클레이(ball clay) 10
아초산 0.25
붕사(borax) 0.1
알루미늄 산화물 2
H500 1.5
H575 1.5
질산 나트륨 0.3
법랑의 제조
제조된 습식 법랑용 슬립을 200×200(mm) 및 두께 1(mm)의 저탄소강 시트에 일반적인 에어 스프레이 건(air spray gun)으로 스프레이하였다. 상기 스프레이 방법이 아닌 침지(dipping) 방법으로도 샘플의 제조가 가능하다. 저탄소강에 스프레이 되는 유리 프릿의 양은 370 g/㎡이었다. 슬립은 저탄소강에 코팅된 후 별도의 건조 공정(200℃ 내지 250℃, 5분 내지 10분)을 거쳤다. 상기와 같은 법랑용 유리 프릿이 스프레이 되고 건조공정을 거친 저탄소강 시트를 820℃ 내지 850℃의 온도조건으로 150초 내지 350초 동안 소성하였다.
특성의 평가
상기 실험예 1과 동일하게 특성을 평가하였으며, 조성물(B)로 이루어진 유리의 열특성은 전이온도는 476℃이고, 연화점은 567℃이고, 열팽창계수는 150×10-7/℃이었다. 조성물(B)로 이루어진 법랑의 청소 성능은 5이고, 내산 성능은 A, 내알칼리 성능은 AA이었다. 즉, 유리의 전이온도, 연화점, 열팽창계수는 상기 실험예 1과 차이가 있으나, 청소성능, 내산 성능 및 내알칼리 성능은 동일하였다.
<실험예 4>
유리의 제조
표 7과 같은 성분 및 상기 성분의 중량%로 실험예 1과 동일한 방법으로 유리 프릿을 제조하였다. 실험예 1과 비교하여 BaO 및 TiO2가 첨가되었고, 각각의 성분의 중량%가 달라졌다.
조성물(C) 조성물(D) 조성물(E) 조성물(F) 조성물(G)
성분 중량% 중량% 중량% 중량% 중량%
P2O5 29.3 25 24.4 24.5 28.22
SiO2 18.4 17.4 17.24 17 20.19
Al2O3 14.8 13.7 15.6 13.5 15.68
ZrO2 7.9 7.4 7.3 9.2 9.80
Na2O 11.3 12.7 12.2 12.3 9.80
K2O 12.1 12.5 12.1 12.2 9.70
Li2O 0.5 0.48 0.48 0.48 0.49
B2O3 1.8 6.4 6.3 6.41 1.76
V2O5 0.49 0.99 0.97 0.98 0.98
SnO 1.2 1.18 1.17 1.18 1.18
BaO 0.78 0.8 0.8 0.8 0.78
ZnO 1.18 1.2 1.2 1.2 1.18
TiO2 0.25 0.25 0.24 0.25 0.24
법랑의 제조
상기 실험예 1 또는 실험예 3의 방법으로 법랑을 제조하였다.
특성의 평가
상기 실험예 1과 동일하게 특성을 평가하였으며, 조성물(C)로 이루어진 유리의 열특성은 전이온도는 477℃이고, 연화점 557℃이고, 열팽창계수는 110×10-7/℃이었다. 조성물(C)로 이루어진 법랑의 청소 성능은 5이고, 내산 성능은 AA, 내알칼리 성능은 AA이었다. 즉, 유리의 전이온도, 연화점, 열팽창계수는 상기 실험예 1과 차이가 있고, 청소성능 및 내알칼리 성능은 동일하나, 내산 성능은 AA로 더 좋아졌다.
조성물(D)로 이루어진 유리의 열특성은 전이온도는 463℃이고, 연화점은 551℃이고, 열팽창계수는 145×10-7/℃이었다. 조성물(D)로 이루어진 법랑의 청소 성능은 5이고, 내산 성능은 A, 내알칼리 성능은 AA이었다. 즉, 유리의 전이온도, 연화점, 열팽창계수는 상기 실험예 1과 차이가 있으나, 청소성능, 내산 성능 및 내알칼리 성능은 동일하였다.
조성물(E)로 이루어진 유리의 열특성은 전이온도는 460℃이고, 연화점은 552℃이고, 열팽창계수는 133×10-7/℃이었다. 조성물(E)로 이루어진 법랑의 청소 성능은 5이고, 내산 성능은 A, 내알칼리 성능은 AA이었다. 즉, 유리의 전이온도, 연화점, 열팽창계수는 상기 실험예 1과 차이가 있으나, 청소성능, 내산 성능 및 내알칼리 성능은 동일하였다.
조성물(F)로 이루어진 유리의 열특성은 전이온도는 454℃이고, 연화점은 542℃이고, 열팽창계수는 140×10-7/℃이었다. 조성물(F)로 이루어진 법랑의 청소 성능은 5이고, 내산 성능은 A, 내알칼리 성능은 AA이었다. 즉, 유리의 전이온도, 연화점, 열팽창계수는 상기 실험예 1과 차이가 있으나, 청소성능, 내산 성능 및 내알칼리 성능은 동일하였다.
조성물(G)로 이루어진 유리의 열특성은 전이온도는 488℃, 연화점은 598℃, 열팽창계수는 110×10-7/℃이었다. 조성물(G)로 이루어진 법랑의 청소성능은 5, 내산성능은 AA, 내알칼리성능은 AA이었다. 즉, 유리의 전이온도, 연화점, 열팽창계수는 상기 실험예 1과 차이가 있고, 청소성능 및 내알칼리 성능은 동일하나, 내산 성능은 AA로 더 좋아졌다.
<실험예 5>
표 8과 같이 SnO 함량을 0.5 중랑% 내지 4 중량% 범위로 변화시키면서 실험하였다.
조성 H-1 H-2 H-3 H-4 H-5
P2O5 26.3 26.2 25.9 25.7 25.4
SiO2 18.3 18.2 18.0 17.8 17.7
Al2O3 14.7 14.6 14.5 14.3 14.2
ZrO2 7.8 7.8 7.7 7.6 7.6
Na2O 13.2 13.1 13.0 12.9 12.7
K2O 13.1 13.1 12.9 12.8 12.7
Li2O 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
B2O3 1.9 1.9 1.8 1.8 1.8
V2O5 1.5 1.5 1.4 1.4 1.4
SnO 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0
BaO 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
ZnO 1.2 1.2 1.2 1.1 1.1
TiO2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
실험예 1과 같은 방법으로 유리 프릿을 제조하여 5×5×15(mm) 크기로 펠릿 샘플을 제조하였으며, 소성 조건은 850℃, 5분으로 하였다.
도 1은 상기 방법으로 제조된 샘플(H-1 내지 H-5)들을 시트르산(citric acid) 10% 용액 10 mL에 10시간 동안 유지시킨 후 중량 손실 %(weight loss %)를 측정한 결과이다.
도 1의 결과로부터 SnO 첨가량이 4 중량%까지 증가함에 따라, 상기 법랑 조성물의 내산성이 증가하는 것을 알 수 있었다.
비교예
표 9와 같은 성분 조성의 일반적인 법랑의 청소성능과 본 발명의 법랑 조성물의 청소성능을 비교 실험을 하였다.
일반적인 법랑의 조성물
성분 중량%
SiO2 60
B2O3 14
Na2O 13
CaO 1.5
CuO 1.5
Li2O 1
TiO2 2
ZrO2 2
Al2O3 1
MgO 1
ZnO 1
NiO 1.2
Co2O3 0.8
실험예 1과 같은 방법으로 유리를 제조하고, 법랑을 제조하여 청소성능을 평가하였을 때, 일반 법랑은 청소 횟수가 51회 이상으로 레벨 1이고, 상기에서 언급된 바와 같이 본 발명의 조성은 청소 횟수가 레벨 5를 나타내었다.
상기의 비교 실험 결과를 통해 본 발명의 법랑 조성물의 청소성능은 일반적으로 조리기기 및 오븐 레인지에 사용되는 붕소 규산염(boron silicate)계 법랑 조성에 비해 월등하며, 이는 조리기기 및 오븐 레인지의 청소를 용이하게 할 수 있다는 것을 나타낸다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 법랑용 조성물은 실험예 1의 실시 결과 청소성 뿐만 아니라 내열, 내화학성이 종래의 법랑 조성과 대비하여 급격히 증가하였다. 또한, 실험예 1의 실시결과 2번의 프릿 제조공정이 단축되었으며, 이는 수십 ~ 수백 kWh의 에너지 절감 효과도 있다.
또한, 전기 및 가스 오븐에 상기 법랑 조성물을 적용한 결과 종래의 청소기능성 법랑과 대비하여 뛰어난 내열, 내화학성이 있다. 따라서, 종래와 대비하여 높은 내열 특성은 오븐의 설계 및 다양한 가열기 적용에 대한 용이성을 높여줌으로써, 오븐 본래의 기능인 조리성능 향상 및 열효율 향상 효과가 기대된다. 또한, 종래와 대비하여 높은 내화학성 및 내마모성은 오븐의 내구성을 향상시킨다.
그리고, 종래의 다수개의 프릿을 사용하여 법랑을 제조하는 기술은 제조 공정이 복잡하였으나, 상기의 법랑용 조성물은 프릿들을 혼합하지 않고 단일 유리 프릿으로 제조함으로써, 제조 에너지 비용의 절감 및 공정을 단순화할 수 있다.
본 발명에 따른 법랑용 조성물은 건식 코팅 및 소성 후 50℃ 내지 300℃ 범위에서 평균 열팽창계수가 110 × 10-7/℃ 내지 155 × 10-7/℃인 것을 특징으로 한다. 따라서, 법랑 구성 재료로 접착 후에 접착면에 가해지는 변형을 압축으로 해서 접착면의 파괴를 막을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 법랑용 조성물은 내열성 등이 우수하다. 또한, 소성온도는 820℃ 내지 850℃로서 경질 프릿(hard frit) 위에 장착되어 청소기능을 발현하는 2차 건식 코팅 후 열처리된 법랑 제조공정에 적합하다. 따라서, 종래의 습식 법랑 제품에 적용되던 법랑용 조성물이 갖는 특성과 소성 온도 조건을 충분히 만족할 수 있는 대체품으로 제조될 수 있는 효과를 갖는다.
이하에서는, 본 발명에 따른 조리기기를 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 조리기기의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 조리기기(1)는, 조리실(12)이 형성되는 캐비티(11), 상기 조리실(12)을 선택적으로 개폐하는 도어(14), 상기 조리실(12)에서의 조리물의 가열을 위한 열을 제공하는 적어도 1개의 가열원(13, 15, 16) 및 상기 캐비티의 내면에 코팅되는 코팅층을 포함한다.
구체적으로, 상기 캐비티(11)는 대략 전면이 개구되는 육면체 형상으로 형성될 수 있다. 상기 가열원은 상기 캐비티(11)의 상측에 배치되는 상부 히터(15) 및 상기 캐비티(11)의 하측에 배치되는 하부 히터(16)를 포함한다. 상기 상부 히터(15) 및 상기 하부 히터(16)는 상기 캐비티(11)의 내부 또는 외부에 구비될 수 있다. 또한, 상기 캐비티(11)의 후측에는 상기 캐비티(11) 내부로 가열된 공기가 토출되도록 하는 컨벡션 어셈블리(13)가 제공될 수 있다. 또한, 상기 코팅층은 실험예 1 내지 실험예 5의 법랑용 조성물을 포함하는 법랑으로 코팅된다.
도 3을 참조하면, 상기 조리실(12)의 내면, 즉 상기 캐비티(11)의 내면에는 코팅층(17)이 구비된다. 실질적으로는, 상기 캐비티(11)를 형성하는 플레이트의 표면에 상기 코팅층(17)이 구비된다. 상기 코팅층(17)은 상기 캐비티(12)의 내면의 내열성, 내화학성 및 내오염성을 향상시키는 역할을 한다.
도 4를 참조하면, 상기 도어의 이면에는 코팅층(18)이 구비된다. 특히, 조리실(12)이 차페된 상태에서, 상기 조리실(12)과 마주보는 도어(14)의 이면에 코팅층(18)이 구비된다. 상기 코팅층(18)은 상기 도어(12)의 이면의 내열성, 내화학성 및 내오염성을 향상시키는 역할을 한다. 즉, 도어(14)의 이면도 상기 캐비티(11)의 내면과 동일한 효과를 갖는다.
따라서, 상기 캐비티(11)의 내면 및 도어(14)의 이면에는 코팅층들(17, 18)이 구비되기 때문에, 상기 캐비티(11) 내면 및 도어(14)의 이면은 내열성이 개선되어 고온에서의 조리 및 세척에도 장기간 견딜 수 있다. 또한, 상기 캐비티(11)의 내면 및 도어(14)의 이면은 내오염성이 개선되어, 상기 캐비티(11)의 내면 및 도어(14)의 이면이 유기 물질로 오염되는 것을 감소시키고, 상기 캐비티(11)의 내면 및 도어(14)의 이면의 세척이 용이하다. 또한, 상기 캐비티(11)의 내면 및 도어(14)의 이면은 내화학성이 개선되어, 유기 물질 및 알칼리계 화학성분에도 변성되지 않고, 장기간 사용하더라도 부식되지 않는다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 평균적 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 내열성, 내화학성, 내마모성 및 내오염성이 개선된 법랑용 조성물을 제공한다. 특히, 본 발명은 법랑의 내오염성, 내열성 및 내화학성을 개선시키기 위한 법랑용 조성물 및 각각의 성분의 조성비를 제공한다. 또한, 본 발명은 가정용 오븐 등의 캐비티 내부 표면에 오븐 제품의 사용 후 필연적으로 발생하는 캐비티 내부 표면의 각종 오염물을, 상기의 법랑용 조성물을 캐비티 내부 표면에 구현하여 실온 또는 열간에서 손쉽게 세척하는 조리기기에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 법랑용 조성물의 SnO 첨가량 증가에 따른 내산성 증가를 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 법랑용 조성물을 포함하는 법랑으로 구성된 조리기기를 나타낸다.
도 3은 도 2의 캐비티 내면의 일부를 확대하여 나타낸다.
도 4는 도 2의 도어의 이면의 일부를 확대하여 나타낸다.

Claims (9)

  1. 법랑용 조성물에 있어서,
    P2O5, SiO2, Al2O3, ZrO2, Na2O, K2O, Li2O, B2O3, ZnO, V2O5 및 SnO를 포함하고,
    상기 P2O5는 24.8 중량% 내지 32.3 중량%이고;
    상기 SiO2는 10.8 중량% 내지 20.2 중량%이고;
    상기 Al2O3는 10.2 중량% 내지 21.4 중량%이고;
    상기 ZrO2는 5.0 중량% 내지 14.9 중량%이고;
    상기 Na2O는 9.0 중량% 내지 20.8 중량%이고;
    상기 K2O는 5.0 중량% 내지 15.2 중량%이고;
    상기 Li2O는 0.4 중량% 내지 5.3 중량%이고;
    상기 B2O3는 1.0 중량% 내지 10.0 중량%이고;
    상기 ZnO는 0.3 중량% 내지 10.0 중량%이고;
    상기 V2O5는 0.9 중량% 내지 10.0 중량%이고; 및
    상기 SnO는 0.5 중량% 내지 5.0 중량%인 것을 특징으로 하는 법랑용 조성물.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 P2O5는 25.1 중량% 내지 31.1 중량%이고;
    상기 SiO2는 14.8 중량% 내지 19.4 중량%이고;
    상기 Al2O3는 12.2 중량% 내지 28.4 중량%이고;
    상기 ZrO2는 6.4 중량% 내지 11.7 중량%이고;
    상기 Na2O는 9.5 중량% 내지 16.7 중량%이고;
    상기 K2O는 8.9 중량% 내지 14.2 중량%이고;
    상기 Li2O는 0.45 중량% 내지 3.4 중량%이고;
    상기 B2O3는 1.5 중량% 내지 8.0 중량%이고;
    상기 ZnO는 0.7 중량% 내지 8.0 중량%이고;
    상기 V2O5는 0.9 중량% 내지 8.0 중량%이고; 및
    상기 SnO는 0.5 중량% 내지 4.0 중량%인 것을 특징으로 하는 법랑용 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    BaO 및 TiO2 중 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 법랑용 조성 물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 BaO는 0.3 중량% 내지 5.0 중량%이고; 및
    상기 TiO2는 0.1 중량% 내지 5.0 중량%인 것을 특징으로 하는 법랑용 조성물.
  6. 제 1 항, 제 3항 및 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    CoO 및 Fe2O3 중 하나 이상을 혼합한 혼합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 법랑용 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    50℃ 내지 300℃ 범위에서 평균 열팽창계수가 110 × 10-7/℃ 내지 155 × 10-7/℃인 것을 특징으로 하는 법랑용 조성물.
  8. 조리실이 형성되는 캐비티;
    상기 조리실을 선택적으로 개폐하는 도어;
    상기 조리실에서의 조리물의 가열을 위한 열을 제공하는 적어도 1개의 가열원; 및
    상기 캐비티의 내면에 코팅되는 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5항 및 제 7 항 중 어느 한 항의 법랑용 조성물에 의하여 형성되는 코팅층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 조리기기.
  9. 조리실이 형성되는 캐비티;
    상기 조리실을 선택적으로 개폐하는 도어;
    상기 조리실에서의 조리물의 가열을 위한 열을 제공하는 적어도 1개의 가열원; 및
    상기 캐비티의 내면 및 상기 조리실이 차페된 상태에서, 상기 조리실과 마주보는 상기 도어의 이면에 코팅되는 제 1 항, 제 3 항 내지 제 5항 및 제 7 항 중 어느 한 항의 법랑용 조성물에 의하여 형성되는 코팅층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 조리기기.
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