KR102467470B1 - 내변색성 및 내열성이 우수한 조리기구 제조방법 및 이에 의해 제조된 조리기구 - Google Patents

내변색성 및 내열성이 우수한 조리기구 제조방법 및 이에 의해 제조된 조리기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내변색성 및 내열성이 우수한 조리기구 제조방법 및 이에 의해 제조된 조리기구에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 조리기구 제조방법은 금속기재의 표면의 적어도 일부에 원색 또는 혼합색을 갖는 컬러코팅제를 도포하여 컬러코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 컬러코팅층 표면에 상기 컬러코팅층의 광 및 색상 변화없이 유지하기 위해 투명 탑코팅제를 도포하여 탑코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다.

Description

내변색성 및 내열성이 우수한 조리기구 제조방법 및 이에 의해 제조된 조리기구 {MANUFACTURING METHOD FOR KITCHEN APPLIANCES HAVING EXCELLENT HEAT RESISTANCE WITH DISCOLORATION RESISTANCE AND KITCHEN APPLIANCES PREPARED USING THE SAME}
본 발명은 내변색성 및 내열성이 우수한 조리기구 제조방법 및 이에 의해 제조된 조리기구에 관한 것이다.
가열용 조리기구인 프라이팬(frypan), 구이판 및 냄비 등은 스테인레스, 구리 및 알루미늄 등의 금속 소재로 이루어지며, 이 중에서 스테인레스 소재는 열전도성이 상대적으로 낮아 주로 구리 및 알루미늄 소재가 사용되며, 스테인레스 소재를 사용하는 경우 열원과 직접 접촉하는 부위에 구리 및 알루미늄 소재를 덧대어 사용하기도 한다.
한편 구리 및 알루미늄 소재의 조리기구를 가열하여 식재료를 조리하는 경우, 열원에 의해 쉽게 산화되거나 변색되기 때문에, 조리기구의 외부 표면에는 내열성 및 내식성을 갖는 코팅층을 형성하여 사용하고 있었다. 그러나, 열원과 접촉하는 코팅층은 시간이 지나면서 손상 또는 변색되어 외관이 저하되며, 코팅층과 소재 사이의 부착력이 저하되어 코팅층이 쉽게 탈락되는 문제가 있었다.
본 발명과 관련한 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2019-0115243호(2019.10.11. 공개, 발명의 명칭: 조리기구용 논스틱 조성물 및 이를 이용한 조리기구 표면의 논스틱층 결합방법)에 개시되어 있다.
본 발명의 하나의 목적은 내변색성, 내열성 및 내한열성이 우수한 조리기구 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 내마모성, 내구성 및 코팅층 사이의 부착력이 우수한 조리기구 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 코팅제의 혼합성 및 분산성이 우수하며, 열전도성 및 방오성이 우수한 조리기구 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 조리기구 제조방법에 의해 제조된 조리기구를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 관점은 조리기구 제조방법에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 조리기구 제조방법은 금속기재의 표면의 적어도 일부에 원색 또는 혼합색을 갖는 컬러코팅제를 도포하여 컬러코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 컬러코팅층 표면에 상기 컬러코팅층의 광 및 색상 변화없이 유지하기 위해 투명 탑코팅제를 도포하여 탑코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다.
한 구체예에서 상기 조리기구 제조방법은 상기 금속기재의 표면의 적어도 일부에 제1 수지, 제1 안료 및 제1 용제를 포함하는 컬러코팅제를 도포하여 컬러코팅층을 형성하는 단계; 및 상기 컬러코팅층 표면에 제2 수지 및 제2 용제를 포함하는 탑코팅제를 도포하고 열처리하여 탑코팅층을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 수지 및 제2 수지는 각각 메톡시 말단을 가지는 페닐실세스퀴옥산 구조의 디메틸, 메톡시페닐실록산을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 열처리는 220~330℃에서 이루어질 수 있다.
한 구체예에서 상기 컬러코팅제는 제1 수지 100 중량부, 제1 안료 5~40 중량부 및 제1 용제 20~80 중량부를 포함하고, 상기 탑코팅제는 제2 수지 100 중량부 및 제2 용제 20~70 중량부를 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 탑코팅제는 제2 수지 100 중량부에 대하여 광택제 1~30 중량부 및 기능성성분 5~25 중량부 중 하나 이상을 더 포함하며, 상기 기능성성분은 산화몰리브덴, 인산 에스테르 화합물 및 알콕시 실란 화합물 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 용제 및 제2 용제는 각각 알코올계 용제, 방향족 탄화수소계 용제 및 케톤계 용제 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 컬러코팅층을 형성하는 단계 이전에, 상기 금속기재의 표면을 샌드페이퍼로 그라인딩(grinding) 하여 전처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점은 상기 조리기구 제조방법에 의해 제조된 조리기구에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 조리기구는 금속기재; 상기 금속기재 표면의 적어도 일부에 형성되며, 원색 또는 혼합색을 갖는 컬러코팅층; 및 상기 컬러코팅층 표면에 형성되어 상기 컬러코팅층의 광 및 색상 변화없이 유지하기 위한 투명 탑코팅층;을 포함한다.
한 구체예에서 상기 조리기구는 금속기재; 상기 금속기재의 표면의 적어도 일부에 형성되는 컬러코팅층; 및 상기 컬러코팅층 표면에 형성되는 탑코팅층;을 포함하되, 상기 컬러코팅층은 제1 수지, 제1 안료 및 제1 용제를 포함하는 컬러코팅제로부터 형성되며, 상기 탑코팅층은 제2 수지 및 제2 용제를 포함하는 탑코팅제로부터 형성되는 것이며, 상기 제1 수지 및 제2 수지는 각각 메톡시 말단을 가지는 페닐실세스퀴옥산 구조의 디메틸, 메톡시페닐실록산을 포함한다.
본 발명의 조리기구 제조방법 및 이에 의해 제조된 조리기구는 내변색성, 내열성 및 내한열성이 우수하며, 가열시 열에 의한 컬러코팅층의 변색을 탑코팅층에 의해 용이하게 방지하여 컬러코팅층의 본래 색상과 모양을 고정 유지할 수 있고, 컬러코팅제 및 탑코팅제의 혼합성 및 분산성이 우수하며, 내마모성, 내구성 및 코팅층 사이의 부착력이 우수하며, 열전도성 및 방오성이 우수할 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 조리기구 제조방법을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1에 따른 조리기구의 사진이다.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
조리기구 제조방법
본 발명의 하나의 관점은 조리기구 제조방법에 관한 것이다. 도 1은 본 발명의 한 구체예에 따른 조리기구 제조방법을 나타낸 것이다. 상기 도 1을 참조하면, 상기 조리기구 제조방법은 (S10) 컬러코팅층 형성단계; 및 (S20) 탑코팅층 형성단계;를 포함한다.
한 구체예에서 상기 조리기구 제조방법은 (S10) 금속기재의 표면의 적어도 일부에 원색 또는 혼합색을 갖는 컬러코팅제를 도포하여 컬러코팅층을 형성하는 단계; 및 (S20) 상기 컬러코팅층 표면에 상기 컬러코팅층의 광 및 색상 변화없이 유지하기 위해 투명 탑코팅제를 도포하여 탑코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다.
예를 들면 상기 조리기구 제조방법은 (S10) 금속기재의 표면의 적어도 일부에 제1 수지, 제1 안료 및 제1 용제를 포함하는 컬러코팅제를 도포하여 컬러코팅층을 형성하는 단계; 및 (S20) 상기 컬러코팅층 표면에 제2 수지 및 제2 용제를 포함하는 탑코팅제를 도포하고 열처리하여 탑코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다.
보다 구체적으로 상기 조리기구 제조방법은 (S10) 금속기재의 표면의 적어도 일부에 제1 수지 100 중량부, 제1 안료 5~40 중량부 및 제1 용제 20~80 중량부를 포함하는 컬러코팅제를 도포하여 컬러코팅층을 형성하는 단계; 및 (S20) 상기 컬러코팅층 표면에 제2 수지 100 중량부 및 제2 용제 20~60 중량부를 포함하는 탑코팅제를 도포하고 열처리하여 탑코팅층을 형성하는 단계;를 포함하며, 상기 제1 수지 및 제2 수지는 각각 메톡시 말단을 가지는 페닐실세스퀴옥산 구조의 디메틸, 메톡시페닐실록산을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 조리기구 제조방법을 단계별로 상세히 설명하도록 한다.
(S10) 컬러코팅층 형성단계
상기 단계는 금속기재의 표면의 적어도 일부에 제1 수지 100 중량부, 제1 안료 5~40 중량부 및 제1 용제 20~80 중량부를 포함하는 컬러코팅제를 도포하여 컬러코팅층을 형성하는 단계이다.
상기 금속기재는 통상의 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면 상기 금속기재는 알루미늄(Al), 알루미늄 합금, 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 알루미늄 도금강, 철(Fe) 및 스테인레스 스틸 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 금속기재는 열원과 직접 접촉하는 부위를 냉간 압연 등을 이용하여 성형하여, 열원과 접촉하는 부위의 표면에 요철을 형성시킬 수 있다.
상기 컬러코팅제는, 상기 금속기재의 외주면의 일부에 도포될 수 있다. 예를 들면 하기 도 1(a)와 같이, 금속기재(100)의 표면의 일부에 컬러코팅제를 도포하여 컬러코팅층(110)을 형성할 수 있다.
한 구체예에서 금속기재의 표면에 하나의 컬러코팅층을 도포하여 하나의 컬러코팅층을 형성할 수 있다. 다른 구체예에서 금속기재의 표면에 서로 다른 색상을 갖는 다수 개의 컬러코팅제를 도포하여, 서로 다른 컬러코팅층을 형성할 수 있다.
한 구체예에서 상기 컬러코팅층을 형성하는 단계 이전에, 상기 금속기재의 컬러코팅층 또는 탑코팅층이 도포되는 표면을 샌드페이퍼로 그라인딩(grinding) 하여 전처리하는 단계;를 더 포함할 수 있다. 예를 들면 180~220번의 샌드페이퍼를 이용하여 상기 금속기재의 표면을 그라인딩(grinding) 하여 전처리할 수 있다. 상기 전처리시 상기 컬러코팅층 및 탑코팅층의 부착성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서, 상기 컬러코팅제를 도포하기 전에, 상기 금속기재의 컬러코팅층 또는 탑코팅층이 도포되는 표면을 그라인딩 후, 샌드 블래스팅(sand blasting) 처리하여 전처리할 수 있다. 상기 샌드 블래스팅하여 전처리시, 상기 금속기재의 표면적이 증가하여, 상기 컬러코팅층 및 탑코팅층의 부착성이 우수할 수 있다.
상기 제1 수지는 메톡시 말단을 가지는 페닐실세스퀴옥산 구조의 디메틸, 메톡시페닐실록산(Dimethyl, methoxyphenyl siloxane with phenyl silsesquioxane, methoxy-terminated)을 포함한다. 상기 제1 수지를 포함시 상기 컬러코팅층의 내열성, 내한열성 및 내변색성이 우수하며, 열원에 의한 가열시에도 변색 방지효과가 우수할 수 있다.
상기 제1 안료는 유기계 안료, 무기계 안료 및 카본블랙 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 유기계 안료는 컬러 인덱스(C. I.) 피그먼트 옐로, C. I. 피그먼트 오렌지, C. I. 피그먼트 옐로, C. I. 피그먼트 블루, C. I. 피그먼트 그린 및 C. I. 피그먼트 레드 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 무기계 안료는 페릴렌 레드, 망간 페라이트 블랙, 구리 크로마이트 블랙, 비스무스 바나데이트, 수산화철 옐로우, 산화크로뮴 그린 및 코발트 알루미네이트 블루 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 안료는 상기 제1 수지 100 중량부를 기준으로 5~40 중량부 포함된다. 상기 제1 안료를 5 중량부 미만으로 포함시 컬러코팅층의 외관성이 저하되며, 40 중량부를 초과하여 포함시 컬러코팅제의 혼합성 및 내열성이 저하되고 가열시 쉽게 변색될 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 용제는 알코올계 용제, 방향족 탄화수소계 용제 및 케톤계 용제 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 종류의 용제를 포함시, 상기 제1 수지 및 제1 안료의 혼합성과 분산성이 우수할 수 있다.
상기 알코올계 용제는 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올 및 이소부틸 알코올을 포함할 수 있다.
상기 방향족 탄화수소계 용제는 벤젠, 톨루엔 및 크실렌 중 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 케톤계 용제는 메틸이소부틸 케톤을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 용제는 알코올계 용제, 방향족 탄화수소계 용제 및 케톤계 용제를 1:0.5~1.5:1~3 중량비로 포함할 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 컬러코팅제의 혼합성과 분산성이 우수하고, 경화속도의 조절과 작업성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제1 용제는 상기 제1 수지 100 중량부를 기준으로 20~80 중량부 포함된다. 상기 제1 용제를 20 중량부 미만으로 포함시 상기 컬러코팅제의 혼합성과 분산성이 저하되며, 80 중량부를 초과하여 적용시 컬러코팅층의 경화 시간이 지연되며, 컬러코팅층의 경화 후 외관결함이 발생하거나, 부착성과 내열성이 저하될 수 있다.
한 구체예에서 상기 컬러코팅제를 패드 인쇄 또는 도포 후 건조할 수 있다. 상기 건조는 40~150℃의 조건으로 실시할 수 있다. 상기 조건에서 컬러코팅층의 내구성이 우수할 수 있다. 예를 들면 40~60℃로 실시할 수 있다.
한 구체예에서 상기 컬러코팅층은 두께가 1~50㎛일 수 있다. 상기 두께 조건에서 컬러코팅층의 부착성, 외관성, 내열성 및 내구성이 우수할 수 있다. 예를 들면 25~35㎛일 수 있다.
한 구체에에서 상기 컬러코팅제를 도포하기 전에, 상기 전처리된 금속기재의 표면에 프라이머제를 도포하여 프라이머층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 프라이머층은 불소계 수지를 포함하는 프라이머제로부터 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 불소계 수지는 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE), 테트라플루오르에틸렌-헥사플루오르프로필렌 공중합체(FEP), 테트라플루오르에틸렌-퍼플루오르 알킬비닐에테르 공중합체(PFA) 및 폴리불화비닐리덴(PVDF) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 불소계 수지를 적용시, 프라이머층의 내약품성, 내마모성, 내구성 및 내열성이 우수할 수 있다. 예를 들면 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 및 테트라플루오르에틸렌-헥사플루오르프로필렌 공중합체(FEP) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 프라이머제는, 용제를 더 포함할 수 있다. 상기 용제는, 물, 탄소수 1~10의 알코올 등을 하나 이상 포함할 수 있다. 한 구체예에서 상기 탄소수 1~10의 알코올은 메탄올 및 에탄올 중 하나 이상 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
상기 용제는 상기 불소계 수지 100 중량부에 대하여 10~500 중량부 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함시, 상기 프라이머제 구성 성분의 점도 조절이 용이하며, 분산성 및 작업성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 프라이머제는 계면활성제, 레벨링제, 소포제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는, 상기 불소계 수지 100 중량부에 대하여 0.1~20 중량부 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 프라이머층의 두께는 5~30㎛일 수 있다. 상기 두께 조건에서 프라이머층의 내구성이 우수할 수 있다.
(S20) 탑코팅층 형성단계
상기 단계는 상기 도 1(b)와 같이 컬러코팅층 표면에 제2 수지 및 제2 용제를 포함하는 탑코팅제를 도포하고 열처리하여 탑코팅층을 형성하는 단계이다.
예를 들면 상기 컬러코팅층 표면에 제2 수지 100 중량부 및 제2 용제 20~70 중량부를 포함하는 탑코팅제를 도포하고 열처리하여 탑코팅층을 형성하는 단계일 수 있다.
한 구체예에서 탑코팅층(120)은 컬러코팅층(110) 표면에 형성되거나, 하기 도 1(b)와 같이 컬러코팅층(110) 및 금속기재(100)의 표면에 형성될 수 있다. 다른 구체예에서 탑코팅층(120)은 프라이머층(미도시), 컬러코팅층(110) 및 탑코팅층(120) 표면에 형성될 수 있다.
상기 탑코팅층의 형성시, 조리기구의 가열시 열에 의한 컬러코팅층의 변색을 용이하게 방지할 수 있다.
상기 제2 수지는 메톡시 말단을 가지는 페닐실세스퀴옥산 구조의 디메틸, 메톡시페닐실록산(Dimethyl, methoxyphenyl siloxane with phenyl silsesquioxane, methoxy-terminated)을 포함한다. 상기 제2 수지를 포함시 상기 탑코팅층의 내구성, 내열성, 내한열성 및 내변색성이 우수하며, 열원에 의한 가열시에도 변색 방지효과가 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 용제는 알코올계 용제, 방향족 탄화수소계 용제 및 케톤계 용제 중 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 종류의 용제를 포함시, 상기 탑코팅제 구성 성분의 혼합성과 분산성이 우수할 수 있다.
상기 알코올계 용제는 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올 및 이소부틸 알코올을 포함할 수 있다.
상기 방향족 탄화수소계 용제는 벤젠, 톨루엔 및 크실렌 중 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 케톤계 용제는 메틸이소부틸 케톤을 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 용제는 알코올계 용제, 방향족 탄화수소계 용제 및 케톤계 용제를 1:0.5~1.5:1~3 중량비로 포함할 수 있다. 상기 범위로 포함시 상기 탑코팅제의 혼합성과 분산성이 우수하고, 경화속도의 조절과 작업성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 제2 용제는 상기 제2 수지 100 중량부를 기준으로 20~70 중량부 포함된다. 상기 제2 용제를 20 중량부 미만으로 포함시 상기 탑코팅제의 혼합성과 분산성이 저하되며, 70 중량부를 초과하여 적용시 탑코팅층의 경화 시간이 지연되며, 탑코팅층의 경화 후 외관결함이 발생하거나, 부착성과 내열성이 저하될 수 있다.
한 구체예에서 상기 탑코팅제는 상기 제2 수지 100 중량부에 대하여 광택제 1~30 중량부 및 기능성성분 5~25 중량부 중 하나 이상 더 포함할 수 있다.
상기 광택제는 통상적인 것을 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 광택제는 상기 제2 수지 100 중량부를 기준으로 1~30 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량으로 포함시 상기 탑코팅제의 혼합성 및 내열성과 외관이 우수할 수 있다.
상기 기능성성분은 상기 탑코팅제의 층간 부착력, 경도 등의 내구성 및 내스크래치성 등을 더욱 향상시키기 위해 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 기능성성분은 산화몰리브덴(MoO3), 인산 에스테르 화합물 및 알콕시 실란 화합물 중 하나 이상 포함할 수 있다.
상기 산화몰리브덴은 내열성, 부착성 향상을 위해 포함될 수 있다. 한 구체예에서 상기 산화몰리브덴은 평균입경(D50)이 1~50㎛일 수 있다. 상기 범위에서 분산성 및 혼합성이 우수할 수 있다.
상기 인산 에스테르계 화합물은, 본 발명의 탑코팅층의 내구성 및 기재와의 부착성 향상을 목적으로 포함될 수 있다. 상기 인산 에스테르계 화합물은 하이드록시기 및 카르복실기 중 하나 이상을 포함하는 인산 에스테르계 화합물일 수 있다.
상기 알콕시 실란 화합물은 상기 금속기재, 컬러코팅층 및 탑코팅층 사이의 부착력과, 내구성을 향상시키기 위해 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 알콕시 실란은 글리시독시프로필트리메톡시실란, 머캅토프로필트리메톡시실란, 메타크릴로일프로필트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 메타크릴로일프로필트리에톡시실란 및 글리시독시프로필트리에톡시실란 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 기능성성분은 산화몰리브덴(MoO3), 인산 에스테르 화합물 및 알콕시 실란 화합물을 1:2~3:2~5 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비 범위로 포함시 상기 탑코팅제의 혼합성 및 분산성이 우수하고, 탑코팅층의 내열성, 부착성 및 내구성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 탑코팅제를 패드 인쇄 또는 도포 후 건조할 수 있다. 한 구체예에서 상기 건조는 50~150℃의 조건으로 실시할 수 있다. 상기 조건에서 탑코팅층의 내구성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 상기 탑코팅층의 두게는 5~25㎛ 일 수 있다. 상기 두께 조건에서 탑코팅층의 내구성이 우수할 수 있다. 예를 들면 10~15㎛ 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 열처리는 220~330℃에서 이루어질 수 있다. 상기 조건에서 상기 컬러코팅제 및 탑코팅제가 용이하게 경화되어 내구성, 부착성, 내변색성 및 내열성이 우수할 수 있다. 예를 들면 250~320℃에서 이루어질 수 있다. 예를 들면 280~320℃ 에서 이루어질 수 있다.
조리기구 제조방법에 의해 제조된 조리기구
본 발명의 다른 관점은 상기 조리기구 제조방법에 의해 제조된 조리기구에 관한 것이다. 한 구체예에서 상기 조리기구는 금속기재; 상기 금속기재 표면의 적어도 일부에 형성되며, 원색 또는 혼합색을 갖는 컬러코팅층; 및 상기 컬러코팅층 표면에 형성되어 상기 컬러코팅층의 광 및 색상 변화없이 유지하기 위한 투명 탑코팅층;을 포함한다.
예를 들면 상기 조리기구는 금속기재; 상기 금속기재의 표면의 적어도 일부에 형성되는 컬러코팅층; 및 상기 컬러코팅층 표면에 형성되는 탑코팅층;을 포함하되, 상기 컬러코팅층은 제1 수지, 제1 안료 및 제1 용제를 포함하는 컬러코팅제로부터 형성되며, 상기 탑코팅층은 제2 수지 및 제2 용제를 포함하는 탑코팅제로부터 형성되는 것이며, 상기 제1 수지 및 제2 수지는 각각 메톡시 말단을 가지는 페닐실세스퀴옥산 구조의 디메틸, 메톡시페닐실록산을 포함한다.
예를 들면 상기 컬러코팅층은 제1 수지 100 중량부, 제1 안료 5~40 중량부 및 제1 용제 20~80 중량부를 포함하는 컬러코팅제로부터 형성되며, 상기 탑코팅층은 제2 수지 100 중량부 및 제2 용제 20~70 중량부를 포함하는 탑코팅제로부터 형성되는 것이며, 상기 제1 수지 및 제2 수지는 각각 메톡시 말단을 가지는 페닐실세스퀴옥산 구조의 디메틸, 메톡시페닐실록산을 포함할 수 있다.
한 구체에에서 상기 탑코팅층은 컬러코팅층 표면에 형성될 수 있다. 다른 구체예에서 상기 탑코팅층은 컬러코팅층 및 금속기재 표면에 형성될 수 있다.
상기 컬러코팅제 및 탑코팅제는 전술한 것과 동일한 것을 사용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한 구체예에서 상기 컬러코팅층은 두께가 1~50㎛일 수 있다. 상기 두께 조건에서 컬러코팅층의 부착성, 외관성, 내열성 및 내구성이 우수할 수 있다. 예를 들면 25~35㎛일 수 있다.
한 구체예에서 상기 탑코팅층의 두게는 5~25㎛ 일 수 있다. 상기 두께 조건에서 탑코팅층의 내구성이 우수할 수 있다. 예를 들면 10~15㎛ 일 수 있다.
한 구체예에서 상기 탑코팅제는 상기 제2 수지 100 중량부에 대하여 광택제 1~30 중량부 및 기능성성분 5~25 중량부 중 하나 이상 더 포함할 수 있다.
상기 광택제는 상기 탑코팅제의 투명성을 저해하지 않으면서, 광택 효과를 발현하는 것이면 제한 없이 사용할 수 있다.
한 구체예에서 상기 광택제는 상기 제2 수지 100 중량부를 기준으로 1~30 중량부 포함될 수 있다. 상기 함량으로 포함시 상기 탑코팅제의 혼합성 및 내열성과, 투명성을 저해하지 않으면서 외관이 우수할 수 있다.
상기 기능성성분은 상기 탑코팅제의 층간 부착력, 경도 등의 내구성 및 내스크래치성 등을 더욱 향상시키기 위해 포함될 수 있다.
한 구체예에서 상기 기능성성분은 산화몰리브덴(MoO3), 인산 에스테르 화합물 및 알콕시 실란 화합물 중 하나 이상 포함할 수 있다.
한 구체예에서 상기 기능성성분은 산화몰리브덴(MoO3), 인산 에스테르 화합물 및 알콕시 실란 화합물을 1:2~3:2~5 중량비로 포함할 수 있다. 상기 중량비 범위로 포함시 탑코팅층의 내열성, 부착성 및 경도 등의 내구성이 우수할 수 있다.
한 구체예에서 금속기재의 표면은 프라이머층이 더 형성되며, 상기 프라이머층 표면에 컬러코팅층 및 탑코팅층 중 하나 이상이 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 프라이머층은 불소계 수지를 포함하는 프라이머제로부터 형성될 수 있다.
한 구체예에서 상기 프라이머층의 두께는 5~30㎛일 수 있다. 상기 두께 조건에서 프라이머층의 내구성이 우수할 수 있다.
본 발명의 조리기구 제조방법 및 이에 의해 제조된 조리기구는 내변색성 및 내열성이 우수하고, 상기 조리기구의 가열시 열에 의한 컬러코팅층의 변색을 탑코팅층이 용이하게 방지하며, 컬러코팅제 및 탑코팅제의 혼합성 및 분산성이 우수하며, 내마모성, 내구성 및 코팅층 사이의 부착력이 우수하며, 열전도성 및 방오성이 우수할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예 및 비교예
실시예 및 비교예에 사용된 성분은 하기와 같다.
(1) 컬러코팅제
(A) 제1 수지: 메톡시 말단을 가지는 페닐실세스퀴옥산 구조의 디메틸, 메톡시페닐실록산(Dimethyl, methoxyphenyl siloxane with phenyl silsesquioxane, methoxy-terminated, CAS number: 68957-04-0)을 사용하였다.
(B) 제1 안료: 제1 안료로 C.I. 피그먼트 오렌지 71(3,3
Figure 112021081783363-pat00001
테트라하이드로-3,6-다이옥소피롤로[3,4c]피롤-1,4-다이일)비스벤조나이트릴)를 사용하였다.
(C) 제1 용제: 이소부틸알코올, 크실렌 및 메틸이소부틸케톤을 1:1~1.5:1~1.5 중량비로 혼합하여 사용하였다.
(2) 탑코팅제
(D) 제2 수지: (D1) 메톡시 말단을 가지는 페닐실세스퀴옥산 구조의 디메틸, 메톡시페닐실록산(Dimethyl, methoxyphenyl siloxane with phenyl silsesquioxane, methoxy-terminated, CAS number: 68957-04-0)을 사용하였다. (D2) 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE) 및 테트라플루오르에틸렌-헥사플루오르프로필렌 공중합체(FEP)를 사용하였다.
(E) 제2 용제: 이소부틸알코올, 크실렌 및 메틸이소부틸케톤을 1:1~1.5:1~1.5 중량비로 혼합하여 사용하였다.
(F) 기능성 성분: 산화몰리브덴(MoO3), 카르복실기 함유 인산 에스테르 화합물 및 알콕시 실란 화합물(글리시독시프로필트리에톡시실란)을 1:2:3 중량비로 혼합하여 사용하였다.
실시예 1~2 및 비교예 1~7
(1) 금속기재 준비 및 전처리: 금속기재를 공지된 방법으로 성형하여 바닥부와 상기 바닥부의 가장자리를 절곡하여 테두리부를 형성하고, 상기 테두리부의 일측에 손잡이용 부재를 고정 결합하여 손잡이부를 형성하였다. 이때 가열을 위한 열원과 직접적으로 접촉하는 바닥부 중심을 성형하여 원형태의 요철을 다수 개 형성하였다. 그 다음에 상기 금속기재의 바닥부와 테두리부의 외부를 샌드페이퍼(180~220번)으로 그라인딩하여 전처리하였다.
(2) 컬러코팅층 형성: 상기 전처리된 금속기재의 바닥부 및 테두리부의 일부에, 하기 표 1 조건의 컬러코팅제를 도포 및 건조하여 하기 도 1(a)와 같이 두께 25~30㎛의 컬러코팅층을 형성하였다.
(3) 탑코팅층 형성: 상기 금속기재의 전처리된 바닥부와, 컬러코팅층의 표면에 표 1 조건의 탑코팅제를 도포하고 40~60℃에서 건조하여 하기 도 1(b)와 같이 두께 두께 10~15㎛의 탑코팅층을 형성하였다.
(4) 열처리: 상기 컬러코팅층 및 탑코팅층이 형성된 부위를 280~320℃에서 20~25분 동안 열처리하여 경화하였다.
Figure 112021081783363-pat00002
물성 평가 방법
상기 실시예 1~2 및 비교예 1~7에 대하여, 하기 항목에 따라 복합코팅층의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 외관: 실시예 및 비교예의 컬러코팅층 및 탑코팅층의 외관 변색여부, 균열 발생여부를 육안으로 관찰하여 하기 4가지 기준으로 평가하였다(◎: 이상없음, ○: 극히 일부가 균열발생, △: 일부 균열 발생 X: 심한 균열 발생).
(2) 혼합성 및 분산성 평가: 실시예 및 비교예의 컬러코팅제와 탑코팅제 제조시의 혼합성 및 분산성을 육안으로 관찰하여 하기 4가지 기준으로 평가하였다(◎: 매우양호, ○: 양호, △: 일부 미분산됨, X: 분산되지 않음).
(3) 내식성 평가: 상기 실시예 및 비교예의 조리기구를, 5% NaCl 용액에 3000 시간 동안 침지한 다음 꺼내어, 상기 실시예 및 비교예의 탑코팅층의 도막 부식 상태를 육안으로 관찰하여 하기 4가지 기준으로 평가하였다(◎: 도막 부식 없음, ○: 극히 일부가 부식발생, △: 일부 부식 발생, X: 심한 부식 발생).
(4) 도막경도: 상기 실시예 및 비교예의 탑코팅층의 도막경도를 MIT-UNI Pencil(mitsubishi사 제조)을 이용하여 평가하였다.
(5) 부착성 평가: 상기 실시예 및 비교예의 코팅층에 대하여, JIS K 5400에 의거하여 크로스 컷 테이프 박리 시험으로 금속기재-컬러코팅층-탑코팅층 사이의 부착성을 평가하였다. 1.5mm x 1.5mm 사이즈로 형성된 크로스컷 전체 수(100개)에 대하여, 박리되지 않은 크로스컷의 수를 나타내었다.
(6) 내마모성 평가: 상기 실시예 및 비교예 조리기구의 탑코팅층이 형성된 표면에 taber 마모 시험기를 이용하여 GS-17, 3 kg의 하중 및 60 rpm의 속도로 15000 회 회전시킨 후 도막의 손상여부를 확인하여 하기 4가지 기준으로 평가하였다((◎: 손상이 발생하지 않음, ○: 도막의 극히 일부가 손상, △: 도막의 일부가 손상됨, X: 도막의 대부분이 손상됨).
(7) 내열성 평가: 상기 실시예 및 비교예 조리기구를 260℃에서 10분 동안 가열후, 상온까지 급랭 후, 코팅층의 손상여부를 확인하여 하기 4가지 기준으로 평가하였다((◎: 손상이 발생하지 않음, ○: 도막의 극히 일부가 크랙 발생 또는 손상, △: 도막의 일부가 크랙 발생 또는 손상, X: 도막의 대부분이 크랙발생 또는 손상).
(8) 내한열성 평가: 상기 실시예 및 비교예 조리기구를 -20℃에서 2시간 동안 방치한 다음, 60℃에서 2시간 방치하는 것을 1 사이클로 하여 100 사이클 반복 후, 코팅층의 손상여부를 확인하여 하기 4가지 기준으로 평가하였다((◎: 손상이 발생하지 않음, ○: 도막의 극히 일부가 크랙 발생 또는 손상, △: 도막의 일부가 크랙 발생 또는 손상, X: 도막의 대부분이 크랙발생 또는 손상).
Figure 112021081783363-pat00003
하기 도 2는 실시예 1에 따라 제조된 조리기구를 나타낸 것이다. 상기 도 2 및 표 2의 결과를 참조하면, 본 발명의 실시예 1~2는 코팅제의 분산성과 혼합성이 우수하고, 외관, 내식성, 부착성, 내열성 및 내마모성 등의 물성이 우수하였으며, 상기 조리기구의 가열시 열에 의한 컬러코팅층의 변색을 탑코팅층이 용이하게 방지한 반면, 본 발명의 조건을 벗어나 적용한 비교예 1~7의 경우 실시예 1~2에 비해 코팅제의 혼합성 및 분산성이 저하되거나, 외관에 변색 또는 크랙이 발생하였고, 내식성, 부착성, 내열성 및 내마모성 등의 물성이 저하되는 것을 알 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 금속기재 110: 컬러코팅층
120: 탑코팅층

Claims (8)

  1. 금속기재의 표면의 적어도 일부에 원색 또는 혼합색을 갖는 컬러코팅제를 도포하여 컬러코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 컬러코팅층 표면에 상기 컬러코팅층의 광 및 색상 변화없이 유지하기 위해 투명 탑코팅제를 도포하여 탑코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 조리기구 제조방법이며,
    상기 조리기구 제조방법은,
    상기 금속기재의 표면의 적어도 일부에 제1 수지, 제1 안료 및 제1 용제를 포함하는 컬러코팅제를 도포하여 컬러코팅층을 형성하는 단계; 및
    상기 컬러코팅층 표면에 제2 수지 및 제2 용제를 포함하는 탑코팅제를 도포하고 열처리하여 탑코팅층을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 제1 수지 및 제2 수지는 각각 메톡시 말단을 가지는 페닐실세스퀴옥산 구조의 디메틸, 메톡시페닐실록산을 포함하는 것을 특징으로 하는 조리기구 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 열처리는 220~330℃에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 조리기구 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 컬러코팅제는 제1 수지 100 중량부, 제1 안료 5~40 중량부 및 제1 용제 20~80 중량부를 포함하고,
    상기 탑코팅제는 제2 수지 100 중량부 및 제2 용제 20~70 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 조리기구 제조방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 탑코팅제는 제2 수지 100 중량부에 대하여,
    광택제 1~30 중량부 및 기능성성분 5~25 중량부 중 하나 이상을 더 포함하며,
    상기 기능성성분은 산화몰리브덴, 인산 에스테르 화합물 및 알콕시 실란 화합물 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 조리기구 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 용제 및 제2 용제는 각각 알코올계 용제, 방향족 탄화수소계 용제 및 케톤계 용제 중 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 조리기구 제조방법.
  7. 금속기재;
    상기 금속기재 표면의 적어도 일부에 형성되며, 원색 또는 혼합색을 갖는 컬러코팅층; 및
    상기 컬러코팅층 표면에 형성되어 상기 컬러코팅층의 광 및 색상 변화없이 유지하기 위한 투명 탑코팅층;을 포함하며,
    상기 컬러코팅층은 제1 수지, 제1 안료 및 제1 용제를 포함하는 컬러코팅제로부터 형성되며,
    상기 탑코팅층은 제2 수지 및 제2 용제를 포함하는 탑코팅제로부터 형성되는 것이며,
    상기 제1 수지 및 제2 수지는 각각 메톡시 말단을 가지는 페닐실세스퀴옥산 구조의 디메틸, 메톡시페닐실록산을 포함하는 것을 특징으로 하는 조리기구.
  8. 삭제
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