WO2024010183A1 - 조리기기 상판, 유리 세라믹 기판의 가공 방법 및 이를 포함하는 장치 - Google Patents

조리기기 상판, 유리 세라믹 기판의 가공 방법 및 이를 포함하는 장치 Download PDF

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WO2024010183A1
WO2024010183A1 PCT/KR2023/004975 KR2023004975W WO2024010183A1 WO 2024010183 A1 WO2024010183 A1 WO 2024010183A1 KR 2023004975 W KR2023004975 W KR 2023004975W WO 2024010183 A1 WO2024010183 A1 WO 2024010183A1
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glass ceramic
ceramic substrate
top plate
cooking appliance
beta
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PCT/KR2023/004975
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김형인
송지영
고영덕
김광주
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삼성전자주식회사
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    • C03C2218/11—Deposition methods from solutions or suspensions
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Definitions

  • the present invention relates to a high-strength and low-gloss cooking appliance top plate having concavo-convex portions having a predetermined surface roughness formed on the surface, a method of manufacturing the same, and a device including the same.
  • An induction heating device is a cooking device that heats and cooks food using the principle of induction heating.
  • the induction heating device includes a cooking appliance top on which a cooking vessel is placed, and an induction coil that generates a magnetic field when an electric current is applied.
  • the thermal efficiency (cooking container heating efficiency) of a gas range is about 45%, while the thermal efficiency of the induction heating device is as high as 90%, saving cooking time.
  • the induction heating device uses the cooking vessel itself as a heat source, there is no risk of fire or harmful gases being generated compared to gas ranges or kerosene stoves that burn fossil fuels and heat the cooking vessel through the heat of combustion.
  • the market is expanding recently because it is safe, non-stick, and easy to clean.
  • the top plate of the induction heating device is made of tempered glass such as glass ceramic to prevent it from being easily damaged due to frequent friction with the cooking vessel, but scratches occur when a load is applied at high temperatures. When scratches occur, contaminants become trapped in the scratches, causing a problem in that cleanability and aesthetics are deteriorated. Therefore, there is a need to develop a top material that has high strength and improved scratch resistance.
  • the present invention aims to provide a high-strength and low-gloss glass ceramic substrate with reduced friction coefficient and improved scratch resistance and surface hardness, and a method for manufacturing the same, by forming irregularities that satisfy a predetermined roughness on the surface of the glass ceramic and undergoing chemical strengthening treatment. do.
  • the glass ceramic substrate can be applied to the top of a cooking appliance that requires heat resistance or to the exterior of a device that requires scratch resistance.
  • a cooking vessel that can be heated by the cooking appliance may be placed on the top.
  • the upper plate may have an average surface roughness (Ra) of 0.1 to 1.0 ⁇ m and may include a glass ceramic substrate provided with chemically strengthened concavo-convex portions.
  • the glass ceramic substrate may include lithium aluminosilicate-based crystalline glass having Li 2 O, Al 2 O 3 and SiO 2 as a basic composition.
  • the glass ceramic substrate may include at least one crystal phase of beta-quartz, beta-spodumene, or beta-eucryptite.
  • the glass ceramic substrate may further include one or more elements selected from the group including V, Mg, P, Fe, Ti, and Zr.
  • the upper surface of the glass ceramic substrate is at least one of KNO 3 or NaNO 3 It may be chemically strengthened by ion exchange with a reinforcing salt.
  • the glass ceramic substrate may have a Vickers hardness of 950 to 1,200 Hv.
  • the glass ceramic substrate may have a friction coefficient of 0.42 to 0.71.
  • the printing layer includes: a background printing layer; And it may include a shielding printing layer provided below the background printing layer.
  • One embodiment of the present invention for achieving the above object includes forming an uneven portion having an average surface roughness (Ra) in the range of 0.1 to 1.0 ⁇ m on the upper surface of a glass ceramic substrate; and chemically strengthening the upper surface of the glass ceramic substrate on which the uneven portion is formed.
  • Ra average surface roughness
  • the glass ceramic substrate may include lithium aluminosilicate-based crystalline glass having Li 2 O, Al 2 O 3 and SiO 2 as a basic composition.
  • the glass ceramic substrate may include at least one crystal phase of beta-quartz, beta-spodumene, or beta-eucryptite.
  • the glass ceramic substrate may further include one or more elements selected from the group including V, Mg, P, Fe, Ti, and Zr.
  • the step of forming the uneven portion on the upper surface of the glass ceramic substrate may be performed by chemical etching, blasting, or a combination thereof.
  • the chemical strengthening treatment step includes at least one of KNO 3 or NaNO 3 This can be accomplished by ion exchange with reinforcing salts.
  • the chemical strengthening treatment step may include being performed for 10 to 60 minutes using KNO 3 at a concentration of 90 to 100 wt% as a strengthening salt.
  • an induction heating device may be provided.
  • the induction heating device includes a cooking appliance top plate on which a cooking vessel is mounted, and the top plate may include a glass ceramic substrate having an average surface roughness (Ra) of 0.1 to 1.0 ⁇ m and having chemically strengthened concavo-convex portions. Additionally, the induction heating device may include a plurality of induction heating coils that are installed below the top plate of the cooking appliance and heat the cooking vessel by generating a magnetic field when the cooking vessel is placed on the top plate.
  • the glass ceramic substrate may include lithium aluminosilicate-based crystalline glass having Li 2 O, Al 2 O 3 and SiO 2 as a basic composition.
  • the glass ceramic substrate may include at least one crystal phase of beta-quartz, beta-spodumene, or beta-eucryptite.
  • the glass ceramic substrate may have a Vickers hardness of 950 to 1,200 Hv.
  • the glass ceramic substrate may have a friction coefficient of 0.42 to 0.71.
  • the present invention relates to a crystalline cooking appliance top plate of high hardness and low gloss.
  • the surface of a glass ceramic substrate used in an environment requiring heat resistance such as induction (induction heating device) has a predetermined surface roughness range.
  • the uneven surface reduces the visibility of the substrate in a semi-transparent state, preventing internal structures of the cooking appliance, such as induction heating coils, from being visible, thereby providing an attractive appearance.
  • Figure 1 is a cross-sectional view showing the structure of a cooking appliance top plate according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing the structure of the top plate of a cooking appliance according to an embodiment of the present invention and an enlarged view of the uneven portion.
  • Figure 3 is an enlarged view showing the state of chemical strengthening in the uneven portion (area A of Figure 2) of the top plate of the cooking appliance according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a diagram showing the appearance of an induction heating device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a diagram showing a state in which the main body of the induction heating device and the top plate of the cooking appliance are separated according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is an exploded perspective view showing the configuration of the cooking appliance top plate and the induction heating coil of the induction heating device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7a is a photograph of an induction cooker manufactured with a conventional cooking appliance top plate without any uneven portions.
  • Figure 7b is a photograph of an induction made with a glass ceramic substrate having concavo-convex portions according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8a shows the friction coefficient of a conventional glass ceramic substrate without uneven portions under the condition of a measured load of 5N.
  • Figure 8b shows the friction coefficient of a glass ceramic substrate with uneven portions according to an embodiment of the present invention under the condition of a measured load of 5N.
  • Figure 9a shows the friction coefficient of a conventional glass ceramic substrate without uneven portions under the condition of a measurement load of 2N.
  • Figure 9b shows the friction coefficient of a glass ceramic substrate with concavo-convex portions according to an embodiment of the present invention under the condition of a measured load of 2N.
  • Figure 10 is a graph showing surface hardness according to chemical strengthening conditions of a glass ceramic substrate.
  • Figure 11 is a graph showing the friction coefficient according to the surface roughness of a glass ceramic substrate.
  • Figure 12 is a graph showing surface hardness according to chemical strengthening treatment time.
  • ⁇ unit may refer to a unit that processes at least one function or operation.
  • FIG 1 and 2 are cross-sectional views showing the structure of a cooking appliance top plate according to an embodiment of the present invention.
  • the cooking appliance top plate 20 includes a glass ceramic substrate 24 having a chemically strengthened concave-convex portion 24a on the upper surface.
  • the glass ceramic substrate 24 is a lithium aluminosilicate-based crystalline glass having Li 2 O, Al 2 O 3 and SiO 2 as a basic composition for heat resistance characteristics. You can.
  • one or more elements selected from the group including V, Mg, P, Fe, Ti, Cr, and Zr may be further included, but are not limited thereto. More specifically, the color implemented may vary depending on the content of elements contained in the glass ceramic substrate 24, and the content of V may be increased to implement a black color, and the content of V may be increased to implement a white color, and the content of P, Zr, etc. may be used to implement a white color. The content may be increased.
  • the glass ceramic substrate may include at least one crystal phase of beta-quartz, beta-spodumene, or beta-eucryptite.
  • the crystal phase of the glass ceramic substrate 24 varies depending on the crystallization temperature, and the color of the glass ceramic substrate 24 may vary depending on the crystal phase.
  • the glass ceramic substrate 24 may include at least one crystal phase of beta-quartz, beta-spodumene, or beta-eucryptite. there is. More specifically, when the glass ceramic has a beta-quartz crystal phase, a transparent color can be realized, and when the glass ceramic has a beta-spodumene crystal phase, a white color can be realized.
  • an uneven portion 24a is formed on the upper surface of the glass ceramic substrate 24 to improve scratch resistance, reduce visibility, and reduce friction coefficient. It is generally known that forming an uneven surface increases the friction coefficient, but in the present invention, it was found that the friction coefficient decreases when the surface roughness of the uneven portion is adjusted to a predetermined range.
  • the glass ceramic substrate 24 has an average surface roughness (Ra) in the range of 0.1 to 1.0 ⁇ m, preferably 0.3 to 0.9 ⁇ m, due to the uneven portion 24a formed on the surface, thereby reducing the coefficient of friction. and can reduce scratchability and visibility.
  • Ra average surface roughness
  • the friction coefficient is higher than before the formation of the uneven portion, so it is desirable to satisfy a surface roughness of 1.0 ⁇ m or less.
  • the friction coefficient of the surface of the glass ceramic substrate before forming the uneven portion is about 0.75 ⁇ m, but by forming the uneven portion on the surface of the glass ceramic substrate, the friction coefficient can be lowered to the range of 0.42 to 0.71 ⁇ m, thereby realizing a soft touch. there is.
  • the cooking appliance top plate 20 may be in a low-gloss and translucent state due to reduced visibility, and the internal structure of the device may not be visible in areas that are difficult to shield with a printing layer, which will be described later.
  • FIG. 7A shows a cooking appliance using a glass ceramic substrate without protrusions and convexities as the top plate
  • FIG. 7B shows a cooking appliance using a glass ceramic substrate with protrusions and protrusions.
  • a glass ceramic substrate without uneven portions has high gloss and visibility, but when uneven portions are formed on a glass ceramic substrate, surface gloss and visibility decrease as shown in FIG. 7B.
  • the formation of the uneven portion 24a may be performed by chemical etching, blasting, or a combination thereof.
  • Chemical etching treatment may be performed using an acidic solution containing fluorine as an etching solution.
  • etching solution containing fluorine
  • hydrofluoric acid (HF), silicofluoride (F 6 H 2 Si), etc. may be used as the etching solution. It is not limited to this.
  • Blasting treatment is performed on materials with high hardness such as boron carbide, industrial diamond, Al 2 O 3 , silicon carbide, glass bead, zirconia, and stainless shot. It can be performed using particles as a blasting surface treatment medium.
  • chemical etching treatment and blasting treatment may be performed in combination.
  • chemical etching may be additionally performed after blasting treatment, but is not limited thereto.
  • the surface of the glass ceramic substrate 24 on which the uneven portions are formed is chemically strengthened.
  • Chemical strengthening treatment involves at least one of KNO 3 or NaNO 3 It can be performed using a reinforcing salt, and specifically, chemical strengthening is achieved by ion exchange between lithium ions (Li + ) in the glass ceramic substrate 24 and cations (K + and/or Na + ) of the reinforcing salt.
  • FIG. 3 is an enlarged view of area A of FIG. 2 , showing a state in which the glass ceramic substrate 24 and the reinforcing salt are ion-exchanged when the uneven portion of the surface of the glass ceramic substrate 24 is chemically strengthened with KNO 3 .
  • the chemical strengthening treatment is preferably performed for 10 minutes or more using KNO 3 at a concentration of 90 to 100 wt% as a strengthening salt, and in terms of process efficiency and productivity, it is more preferable to carry out the chemical strengthening treatment for 10 to 60 minutes. desirable. Accordingly, in the present invention, excellent strength and surface hardness can be achieved even when chemical strengthening is applied for a short period of time.
  • glass ceramics require chemical strengthening for about 8 to 24 hours because ion migration and substitution are hindered by internal crystallinity.
  • the Vickers hardness of the glass ceramic substrate 24 is 950 Hv. It may be more than 950 to 1,200 Hv, and more preferably 1,000 to 1,200 Hv.
  • a printing layer 25 may be additionally provided on the lower part of the glass ceramic substrate 24 to achieve a desired color or to prevent the induction internal structure from being visible to the outside.
  • the printing layer 25 is based on a polyester polymer material and is made of titanium oxide (TiO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), glass beads, Si, Cr, Mg, etc., depending on the desired color. It can be included. To ensure ink heat resistance, large amounts of inorganic and metallic pigments may be added. Additionally, solvents and curing agents may include cyclohexane, trimethyl benzene, and methyl methacrylate, but are not limited thereto.
  • the printing layer 25 may include a background printing layer 25-1, for example, to differentiate the design by implementing a color that is visible to the outside, or to allow the user to heat the cooking vessel.
  • a base printing layer 25-1 may be provided on the lower part of the translucent glass ceramic substrate 24 to display a guide mark that guides the desired position.
  • a guide mark that guides the user to a position where the cooking vessel can be heated may be separately formed on the uneven portion 24a of the glass ceramic substrate 24 through glass printing.
  • Glass printing involves applying a pattern to glass ceramic with glass ink and then heating it to a predetermined temperature to allow the ink to seep into the glass ceramic.
  • the material used in glass printing can be used without any particular restrictions as long as it is a component generally known as glass ink. there is.
  • the printing layer 25 can be used without limitation as long as it is a shielding glass ink component used in conventional glass ceramic printing. It may include a printing layer 25-2, for example, In order to shield the internal structure of the device from being visible to the user, a shielding printing layer 25-1 may be provided below the background printing layer. Meanwhile, an uneven portion 24a is formed on the surface of the glass ceramic substrate 24. Surface hardness and scratch resistance are improved, but cleanability and stain resistance may be somewhat reduced. Accordingly, an anti-fouling layer (not shown) may be additionally formed on the glass ceramic substrate 24 on which the uneven portion 24a is formed to improve the cleanability and anti-fouling properties of the cooking appliance top plate 20.
  • the antifouling layer may include an inorganic material such as zirconium oxide (ZrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), etc. to improve surface slip properties and heat resistance, but is not limited thereto.
  • the antifouling layer may include an anti-finger printing (AF) coating layer.
  • the anti-fingerprint coating layer may be composed of a polymer PFPE (Perfluoro Polyether) bonded to a silane base used as a coupling agent, and zirconium oxide (ZrO 2 ) and titanium oxide to improve heat resistance. It may further include inorganic substances such as (TiO 2 ).
  • the above-described cooking appliance top plate can be applied as a top plate of an induction heating device.
  • Figure 4 is a diagram showing the appearance of an induction heating device according to an embodiment of the present invention.
  • the induction heating device 1 includes a main body 10 that forms the exterior of the induction heating device 1 and in which various parts constituting the induction heating device 1 are installed.
  • the main body 10 may be provided in a box shape with an open top.
  • a cooking appliance top plate 20 having a flat plate shape on which a cooking vessel can be placed may be provided on the upper surface of the main body 10.
  • heat-resistant glass with a lower thermal expansion coefficient than general glass was mainly used as a material for the top plate of an induction heating device, that is, the top plate 20 of a cooking appliance.
  • transparent heat-resistant glass has a low degree of freedom in the exterior pattern, which limits the pattern design.
  • the material applied to the top plate of the induction heating device must have a low coefficient of thermal expansion to protect against thermal shock.
  • glass ceramic is used as a substrate to maintain heat resistance properties required for induction heating devices.
  • the glass ceramic substrate 24 and the printing layer 25, which constitute the cooking appliance top plate 20, will be described.
  • Figure 6 is an exploded perspective view showing the configuration of the cooking appliance top plate and induction heating coil of the induction heating device according to an embodiment of the present invention.
  • the printing layer 25 is coupled to the lower surface of the glass ceramic substrate 24.
  • the glass ceramic substrate 24 has a flat shape so that a cooking vessel can be placed on it, and may be made of a material with a low coefficient of thermal expansion.
  • the glass ceramic substrate 24 may be made of a material that satisfies the heat resistance requirements required as a top plate material for a cooking device of an induction heating device.
  • the glass ceramic substrate 24 is provided with a chemically strengthened uneven portion 24a on its upper surface, and the uneven portion 24a has an average surface roughness (Ra) in the range of 0.1 to 1.0 ⁇ m.
  • Ra average surface roughness
  • the printed layer 25 differentiates the design by implementing a color that is visible to the outside, or provides a guide mark that guides the user to the location where the cooking vessel can be heated.
  • a base printing layer 25-1 may be provided on the lower part of the translucent glass ceramic substrate 24 to display. Additionally, a shielding printing layer 25-2 may be further provided below the background printing layer 25-1 to shield the internal structure of the device from being visible to the user.
  • a detailed description of the printing layer 25 is omitted since it is the same as that described for the above-mentioned cooking appliance top plate.
  • guide marks 21-1, 21-2, and 22 are provided on the glass ceramic substrate 24 having the concavo-convex portion 24a on the upper surface to guide the user to a position where the cooking vessel can be heated. may be formed additionally.
  • the guide marks 21-1, 21-2, and 22 are formed by applying a pattern to the surface of the uneven portion of the glass ceramic substrate 24 using glass ink through glass printing, and then heating it to a predetermined temperature so that the ink seeps into the glass ceramic. It can be formed by lifting it.
  • the material used for glass printing can be used without particular restrictions as long as it is a component commonly known as glass ink.
  • an antifouling layer may be additionally formed on the glass ceramic substrate 24.
  • an antifouling layer may be formed on the ultraprinted glass ceramic substrate 24.
  • the antifouling layer may include inorganic materials such as zirconium oxide (ZrO 2 ) and titanium oxide (TiO 2 ) to improve surface slip properties and heat resistance, but is not limited thereto.
  • the antifouling layer may include an anti-finger printing (AF) coating layer.
  • the anti-fingerprint coating layer may be composed of a polymer PFPE (Perfluoro Polyether) bonded to a silane base used as a coupling agent, and zirconium oxide (ZrO 2 ) and titanium oxide to improve heat resistance. It may further include inorganic substances such as (TiO 2 ).
  • PFPE Perfluoro Polyether
  • ZrO 2 zirconium oxide
  • TiO 2 titanium oxide
  • the number of guide marks corresponds to three, but the number of guide marks is not limited thereto, and may be included without limitation as long as it is two or more.
  • a user interface 23 may be provided on one side of the cooking appliance top plate 20 to receive control commands from the user and display operation information of the induction heating device 1 to the user.
  • the location of the user interface 23 is not limited to the top plate 20 of the cooking appliance, and may be provided in various locations such as the front and/or side of the main body 10.
  • Figure 5 is a diagram showing a state in which the main body of the induction heating device and the top plate of the cooking appliance are separated according to an embodiment of the present invention.
  • the induction heating device 1 is provided below the cooking appliance top plate 20 and includes a plurality of induction heating coils 31-1, 31 to heat the cooking vessel placed on the cooking appliance top plate 20. -2, 31-3; 31) and a heating layer 30 that implements a user interface 23 and includes a main assembly 32 that accommodates various electronic components.
  • the plurality of induction heating coils 31 are heated due to electromagnetic induction to heat the cooking vessel mounted on the cooking appliance top plate 20.
  • the induction heating coil 31 includes a coil wound in an approximately circular shape to form a magnetic field in a vertical direction when a current is applied.
  • the induction heating coil 31 is used as a heat source and is disposed on the lower side of the cooking appliance top plate 20 to transfer heat to the cooking appliance top plate 20.
  • Cooking containers such as pots are heated by heat conducted to the cooking appliance top 20.
  • the induction heating coil 31 is described as a heat source, but instead of the induction heating coil 31, an induction heater using an induction heating method or a radiant heater using an electric resistance method is used as the heat source. It could be.
  • each of the plurality of induction heating coils 31 may be provided at positions corresponding to the guide marks 21-1, 21-2, and 22.
  • the plurality of induction heating coils 31 include one first induction heating coil 31-1, another first induction heating coil 31-2, and one second induction heating coil 31- 3) may include.
  • the heating device 1 may include at least one first induction heating coil 31-1 and at least one second induction heating coil 31-3.
  • the number of first induction heating coils 31-1, 31-2 and the number of second induction heating coils 31-3 included in the induction heating device 1 can be included without limitation as long as it is one or more. .
  • Each of the plurality of induction heating coils 31 may generate a magnetic field and/or an electromagnetic field for heating the cooking vessel.
  • a magnetic field may be induced around the induction heating coil 31.
  • the magnetic field around the induction heating coil 31 can pass through the cooking appliance top 20 made of tempered glass and can reach the cooking container placed on the cooking appliance top 20.
  • Eddy currents may generate electrical resistance heat in cooking vessels. Electrical resistance heat is the heat generated in a resistive material when an electric current flows through it, and is also called joule heat. The cooking vessel is heated by this electrical resistance heat, and the cooking object contained in the cooking vessel (C) may be heated.
  • each of the plurality of induction heating coils 31 can heat the cooking container C using electromagnetic induction phenomenon and electrical resistance heat.
  • the heating layer 30 is located below the user interface 23 provided on one side of the cooking appliance top plate 20 and may include a main assembly 32 that implements the user interface 23.
  • the main assembly 32 is a printed board assembly (printed board assembly) that includes a display, switching elements, integrated circuit elements, etc. for implementing the user interface 23, and a printed circuit board (PCB) on which they are installed. PBA).
  • printed board assembly printed board assembly
  • PCB printed circuit board
  • the position of the main assembly 32 is not limited to that shown in FIG. 4 and may be placed in various positions.
  • the main assembly 32 may be disposed at the front and rear of the main body 10 separately from the heating layer 30.
  • a printed circuit board assembly (not shown) for operating the plurality of induction heating coils 31 may be provided below the plurality of induction heating coils 31.
  • the plurality of printed circuit board assemblies may be provided with a driving circuit for supplying driving current to the plurality of induction heating coils 31 and a control circuit for controlling the operation of the plurality of induction heating coils 31.
  • the induction heating device 1 includes a cooking appliance top 20 having a flat plate shape on which a cooking vessel is placed, a plurality of induction heating coils 31 for heating the cooking vessel, and a plurality of induction heating coils 31 for heating the cooking vessel. It may include a driving circuit and a control circuit for operating the heating coils 31.
  • the above-described induction heating device is only an example of a device according to an embodiment. That is, even if it is not the above-described induction heating device, the glass ceramic substrate on which the above-described concavo-convex portion is formed can be used in various types of commonly known devices without any particular restrictions on the appearance. Therefore, any device that includes the glass ceramic substrate on which the above-mentioned concavo-convex portions are formed as an exterior material can be included in an embodiment of the present invention.
  • the present invention there is a device equipped with a glass ceramic substrate as an exterior material, wherein the glass ceramic substrate is provided with a chemically strengthened uneven portion on the upper surface, and the uneven portion has an average surface roughness in the range of 0.1 to 1.0 ⁇ m.
  • a device having (Ra) can be provided.
  • the glass ceramic substrate on which the above-mentioned concavo-convex portions are formed may be applied as an exterior material for home appliances such as mobile back cover glass or refrigerators due to its high surface hardness, but may also be used in cooking appliances that require heat resistance such as induction cooking appliances and ovens. It is most desirable to apply
  • lithium aluminosilicate having a beta-quartz crystal phase was used as a glass ceramic substrate.
  • Figures 8a and 8b show the friction coefficients of the glass ceramic substrate before forming the uneven portion and the glass ceramic substrate after forming the uneven portion under the condition of a measured load of 5N, respectively, and Figures 9a and 9b show the friction coefficients of the glass ceramic substrate after forming the uneven portion, respectively, under the condition of a measured load of 2N. , shows the friction coefficient of the glass ceramic substrate before forming the uneven portion and the glass ceramic substrate after forming the uneven portion.
  • Table 1 and FIGS. 8A to 9B through this experiment, a predetermined surface roughness was obtained on the surface of the glass ceramic substrate. It was confirmed that the friction coefficient was lowered when the concavo-convex portion was formed. In terms of actual tactile feel, it was confirmed that the substrate of Preparation Example 1 had a softer tactile feel.
  • NG Scratches are observed with the naked eye.
  • glass ceramic substrates without irregularities were chemically strengthened according to the strengthening conditions 1 to 3 below.
  • As a glass ceramic substrate lithium aluminosilicate having a beta-quartz crystal phase was used.
  • Condition 1 The substrate was chemically strengthened in a solution of NaNO 3 and KNO 3 mixed at a weight ratio of 64:36 at 400°C for 3 hours (Preparation Example 2-1).
  • Condition 2 The substrate was chemically strengthened in a 100 wt% KNO 3 solution at 420°C for 20 minutes (Preparation Example 2-2).
  • Condition 3 The substrate was chemically strengthened in a solution of NaNO 3 and KNO 3 mixed at a weight ratio of 64:36 at 400°C for 3 hours, then chemically strengthened in a 100 wt% KNO 3 solution at 380°C for 20 minutes. was carried out (Condition 1+2: Preparation Example 2-3).
  • the surface hardness was the best at more than 1,000 Hv in condition 2, which was chemically strengthened by adding a high concentration of KNO 3 at a high temperature for a short time.
  • the lowest friction coefficient was shown at a surface roughness (Ra) of 0.3 ⁇ m, and when the surface roughness (Ra) exceeds 1.0 ⁇ m, the friction coefficient is similar to that of the glass ceramic substrate before uneven formation. You can see that it represents .

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Abstract

본 발명은의 조리기기 상판은 평균 표면조도(Ra)가 0.1 내지 1.0㎛이고 화학적으로 강화된 요철부가 구비된 유리 세라믹 기판을 포함할 수 있다. 상기 상판에는 상기 조리기기에 의해 가열되는 조리용기가 안치될 수 있다. 유리 세라믹 기판의 제조방법은 요철부를 갖는 상판을 형성하는 단계 및 요철부를 갖는 상판을 화학적으로 강화하는 단계를 포함할 수 있다. 유도 가열 장치는 조리기기 상판과 상기 상판에 안치된 조리용기를 가열하기 위한 복수의 유도 가열 코일을 포함할 수 있다.

Description

조리기기 상판, 유리 세라믹 기판의 가공 방법 및 이를 포함하는 장치
본 발명은, 표면에 소정의 표면조도를 갖는 요철부가 형성된 고강도 및 저광택 조리기기 상판, 이의 제조방법, 및 이를 포함하는 장치에 관한 것이다.
유도 가열 장치는 유도 가열의 원리를 이용하여 식품을 가열 조리하는 조리 장치이다. 유도 가열 장치는 조리 용기가 놓이는 조리기기 상판과, 전류가 인가되면 자기장을 발생시키는 유도 코일을 구비한다.
코일에 전류가 인가되어 자기장이 발생되면 조리 용기에 2 차 전류가 유도되고, 조리 용기 자체의 저항 성분에 의해 줄열(joule heat)이 발생하게 된다. 따라서, 고주파 전류에 의해 조리 용기가 가열되고 조리 용기에 담긴 식품이 조리되는 것이다.
이러한 유도 가열 장치는, 가스레인지의 열 효율(조리 용기 가열 효율)이 약 45%인 반면, 유도 가열 장치의 열 효율은 90% 정도로 높아, 조리시간을 절약할 수 있다.
또한, 유도 가열 장치는, 조리 용기 자체를 발열원으로 이용하므로, 화석 연료를 연소시켜 그 연소열을 통해 조리 용기를 가열하는 가스 레인지 또는 등유 풍로 등에 비하여 유해 가스의 발생이 없으며, 화재 발생의 위험이 없어 안전하고, 눌러 붙지 않아 청소가 용이하여 최근 시장이 확대되고 있다.
한편, 유도 가열 장치의 상판에는 조리 용기와의 마찰이 빈번하게 발생하여 쉽게 파손되지 않도록 유리 세라믹 등의 강화 유리로 구성되나, 고온에서 하중이 부가될 때 스크래치가 발생하게 된다. 스크래치가 발생하면, 스크래치에 오염원이 끼게 되어 청소성 및 심미성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 높은 강도를 가지면서도 내스크래치성이 향상된 상판 소재의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 유리 세라믹의 표면에 소정의 조도를 만족하는 요철을 형성하고, 화학강화 처리 함으로써, 마찰계수가 감소되고 내스크래치성 및 표면경도가 향상된 고강도 및 저광택 유리 세라믹 기판 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다. 상기 유리 세라믹 기판은 내열성이 요구되는 조리기기 상판 또는 내스크래치성이 요구되는 장치의 외장재에 적용될 수 있다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 상판을 구비한 조리기기에 있어서, 상기 조리기기에 의해 가열될 수 있는 조리용기가 상부에 배치될 수 있다. 상기 상판은 평균 표면조도(Ra)가 0.1 내지 1.0㎛이고 화학적으로 강화된 요철부가 구비된 유리 세라믹 기판을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유리 세라믹 기판은 Li2O, Al2O3 및 SiO2를 기본조성으로 갖는 리튬 알루미노실리케이트 (Lithium Aluminosilicate)계 결정질 유리를 포함할 수 있다. 상기 유리 세라믹 기판은, 베타-쿼츠(β-quarts), 베타-스포듀민(β-spodumene), 또는 베타-유크립타이트(β-Eucryptite) 중 적어도 하나 이상의 결정상을 포함할 수 있다. 상기 유리 세라믹 기판은, V, Mg, P, Fe, Ti 및 Zr를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 유리 세라믹 기판의 상부 표면은 KNO3 또는 NaNO3 중 적어도 하나 이상의 강화염과의 이온 교환에 의해 화학적으로 강화된 것일 수 있다.
또한, 상기 유리 세라믹 기판은 비커스 경도가 950 내지 1,200 Hv일 수 있다. 상기 유리 세라믹 기판은 마찰계수가 0.42 내지 0.71일 수 있다.
또한, 상기 유리 세라믹 기판의 하부에 구비되는 인쇄층;을 더 포함한다. 상기 인쇄층은, 바탕인쇄층; 및 상기 바탕인쇄층 하부에 구비되는 차폐인쇄층을 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는, 유리 세라믹 기판의 상부 표면에 0.1 내지 1.0㎛ 범위의 평균 표면조도(Ra)를 갖는 요철부를 형성하는 단계; 및 상기 요철부가 형성된 유리 세라믹 기판의 상부 표면을 화학강화 처리하는 단계;를 포함하는 유리 세라믹 기판의 가공 방법을 제공한다.
또한, 상기 유리 세라믹 기판은, Li2O, Al2O3 및 SiO2를 기본조성으로 갖는 리튬 알루미노실리케이트 (Lithium Aluminosilicate)계 결정질 유리를 포함할 수 있다. 상기 유리 세라믹 기판은, 베타-쿼츠(β-quarts), 베타-스포듀민(β-spodumene), 또는 베타-유크립타이트(β-Eucryptite) 중 적어도 하나 이상의 결정상을 포함할 수 있다. 상기 유리 세라믹 기판은, V, Mg, P, Fe, Ti 및 Zr를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 유리 세라믹 기판의 상부 표면에 요철부를 형성 단계는, 화학적 에칭 처리, 블라스팅 처리 또는 이들의 조합에 의해 수행되는 것일 수 있다.
또한, 상기 화학강화 처리 단계는, KNO3 또는 NaNO3 중 적어도 하나 이상의 강화염과의 이온 교환에 의해 수행될 수 있다. 상기 화학강화 처리 단계는, 90 내지 100 wt% 농도의 KNO3를 강화염으로 사용하여 10 내지 60분 동안 수행되는 것을 포함할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 유도 가열 장치가 제공될 수 있다. 상기 유도 가열 장치는, 조리 용기가 안착되는 조리기기 상판을 포함하고, 상기 상판은 평균 표면조도(Ra)가 0.1 내지 1.0㎛이고 화학적으로 강화된 요철부가 구비된 유리 세라믹 기판을 포함할 수 있다. 또한, 상기 유도 가열 장치는, 상기 조리기기 상판의 아래에 설치되어, 상기 조리용기가 상기 상판에 안치된 상태에서 자기장을 생성하여 상기 조리용기를 가열하는 복수의 유도 가열 코일을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유리 세라믹 기판은, Li2O, Al2O3 및 SiO2를 기본조성으로 갖는 리튬 알루미노실리케이트 (Lithium Aluminosilicate)계 결정질 유리를 포함할 수 있다. 상기 유리 세라믹 기판은, 베타-쿼츠(β-quarts), 베타-스포듀민(β-spodumene), 또는 베타-유크립타이트(β-Eucryptite) 중 적어도 하나 이상의 결정상을 포함할 수 있다.
또한, 또한, 상기 유리 세라믹 기판은 비커스 경도가 950 내지 1,200 Hv일 수 있다. 상기 유리 세라믹 기판은 마찰계수가 0.42 내지 0.71일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고경도 및 저광택의 결정질 조리기기 상판에 관한 것으로서, 구체적으로, 인덕션(유도 가열 장치)과 같은 내열성이 요구되는 환경에서 사용되는 유리 세라믹 기판 표면에 소정의 표면조도 범위의 요철을 구비함으로써 마찰계수를 감소시킬 수 있으며, 주방기구 등의 마찰 시 스크래치 발생을 저하시킬 수 있다.
또한, 요철 표면으로 인해 반투명 상태로 기판의 시인성이 감소되어 유도 가열 코일 등과 같은 조리기기 내부 구조가 시인되지 않도록 하여 미려한 외관을 제공할 수 있다.
또한, 세라믹 기판의 요철 표면에 화학강화를 적용하여 표면 강도 및 경도가 더욱 향상된 조리기기 상판을 제공할 수 있다.
또한, 특유의 표면 재질감을 부여함으로써, 인덕션과 같은 조리기기 상판뿐만 아니라, 모바일 백커버 글라스, 냉장고 등과 같은 장치의 외장재의 특징적인 디자인 요소로 적용이 가능하다.
본원에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기 상판의 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기 상판의 구조를 도시한 단면도 및 요철부의 확대도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기 상판의 요철부(도 2의 A 영역)에서 화학강화 상태를 보여주는 확대도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치의 본체와 조리기기 상판을 분리한 상태를 도시한 도면이다.
도 6은, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치의 조리기기 상판과 유도 가열 코일의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 7a는, 요철부가 형성되지 않은 종래의 조리기기 상판으로 제조된 인덕션의 사진이다.
도 7b는, 본 발명의 일 실시예에 따른 요철부가 형성된 유리 세라믹 기판으로 제조된 인덕션의 사진이다.
도 8a는, 측정 하중 5N의 조건에서, 요철부가 형성되지 않은 종래의 유리 세라믹 기판의 마찰계수를 나타낸 것이다.
도 8b는, 측정 하중 5N의 조건에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 요철부가 형성된 유리 세라믹 기판의 마찰계수를 나타낸 것이다.
도 9a는, 측정 하중 2N의 조건에서, 요철부가 형성되지 않은 종래의 유리 세라믹 기판의 마찰계수를 나타낸 것이다.
도 9b는, 측정 하중 2N의 조건에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 요철부가 형성된 유리 세라믹 기판의 마찰계수를 나타낸 것이다.
도 10은, 유리 세라믹 기판의 화학강화 조건에 따른 표면경도를 나타낸 그래프이다.
도 11은, 유리 세라믹 기판의 표면조도에 따른 마찰계수는 나타낸 그래프이다.
도 12는, 화학강화 처리 시간에 따른 표면경도를 나타낸 그래프이다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술사상이 이하에서 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 출원에서 사용하는 용어는 단지 특정한 예시를 설명하기 위하여 사용되는 것이다. 때문에 가령 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수여야만 하는 것이 아닌 한, 복수의 표현을 포함한다.
덧붙여, 본 출원에서 사용되는 "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 명확히 지칭하기 위하여 사용되는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것의 존재를 예비적으로 배제하고자 사용되는 것이 아님에 유의해야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진 것으로 보아야 한다. 따라서, 본 명세서에서 명확하게 정의하지 않는 한, 특정 용어가 과도하게 이상적이거나 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다. 가령, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, 본 명세서의 "약", "실질적으로" 등은 언급한 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.
또한, "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위하여 사용되며, 상기 하나의 구성요소들을 한정하지 않는다.
또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 개시된 발명의 일 실시예가 상세하게 설명된다. 첨부된 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낼 수 있다.
도 1 및 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 조리기기 상판의 구조를 도시한 단면도이다.
이하에서는, 도 1 및 2를 참조하여 조리기기 상판 및 유리 세라믹 기판의 가공 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 및 2를 참조하면, 조리기기 상판(20)은, 상부 표면에 화학적으로 강화된 요철부(24a)가 구비된 유리 세라믹 기판(24)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유리 세라믹 기판(24)은, 내열 특성을 위해 Li2O, Al2O3 및 SiO2를 기본조성으로 갖는 리튬 알루미노실리케이트 (Lithium Aluminosilicate)계 결정질 유리가 사용될 수 있다. 또한, 구현하고자 하는 색상에 따라 V, Mg, P, Fe, Ti, Cr 및 Zr를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 보다 구체적으로, 유리 세라믹 기판(24) 내 함유되는 원소의 함량에 따라 구현되는 색상이 달라질 수 있으며, 블랙 색상 구현을 위해 V의 함량이 증가될 수 있고, 화이트 색상 구현을 위해 P, Zr 등의 함량 증가될 수 있다.
또한, 상기 유리 세라믹 기판은, 베타-쿼츠(β-quarts), 베타-스포듀민(β-spodumene), 또는 베타-유크립타이트(β-Eucryptite) 중 적어도 하나 이상의 결정상을 포함할 수 있다.
유리 세라믹 기판(24)의 결정상은 결정화 온도에 따라 달라지며, 결정상에 따라 유리 세라믹 기판(24)의 색상이 달라질 수 있다. 예를 들어, 유리 세라믹 기판(24)은 베타-쿼츠(β-quarts), 베타-스포듀민(β-spodumene), 또는 베타-유크립타이트(β-Eucryptite) 중 적어도 하나 이상의 결정상을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 유리 세라믹이 베타-쿼츠 결정상을 갖는 경우, 투명한 색상을 구현할 수 있고, 베타-스포듀민 결정상을 갖는 경우 화이트 색상을 구현할 수 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 내스크래치성 향상, 시인성 및 마찰계수 감소를 위해 유리 세라믹 기판(24)의 상부 표면에 요철부(24a)를 형성한다. 일반적으로 요철 표면을 형성하면 마찰계수가 증가되는 것으로 알려져 있으나, 본 발명에서는 소정의 범위로 요철부의 표면조도를 조절하는 경우 마찰계수를 감소시키는 것을 발견하였다.
일 실시예에 있어서, 유리 세라믹 기판(24)은 표면에 형성된 요철부(24a)로 인해 0.1 내지 1.0㎛, 바람직하게는 0.3 내지 0.9㎛ 범위의 평균 표면조도(Ra)를 가짐으로써 마찰계수가 감소되고, 스크래치성 및 시인성을 감소시킬 수 있다. 특히, 표면조도 범위의 상한을 초과하는 경우, 요철부 형성 전보다 높은 마찰계수를 가지게 되므로 1.0㎛ 이하의 표면조도를 만족하는 것이 바람직하다. 구체적으로, 요철부 형성 전 유리 세라믹 기판 표면의 마찰계수는 약 0.75㎛이나, 유리 세라믹 기판 표면에 요철부 형성함으로써 마찰계수가 0.42 내지 0.71㎛의 범위로 낮아질 수 있으며, 이에 따라 부드러운 촉감을 구현할 수 있다. 또한, 조리기기 상판(20)은 시인성이 감소되어 저광택 및 반투명 상태일 수 있으며, 후술하는 인쇄층으로 차폐하기 어려운 영역에서 장치 내부구조가 시인되지 않도록 할 수 있다.
도 7a는, 조리기기 상판으로 요철부가 형성되지 않은 유리 세라믹 기판을 사용한 것이고, 도 7b는, 요철부가 형성된 유리 세라믹 기판을 사용한 조리기기의 모습이다. 도 7a와 같이 요철부가 형성되지 않은 유리 세라믹 기판은 광택 및 시인성이 높으나, 유리 세라믹 기판에 요철부를 형성하게 되면 도 7b와 같이 표면 광택 및 시인성이 낮아지게 된다.
일 실시예에 있어서, 요철부(24a) 형성은 화학적 에칭 처리, 블라스팅 처리 또는 이들의 조합에 의해 수행될 수 있다. 화학적 에칭 처리는 불소를 포함하는 산성 용액을 에칭액으로 사용하여 수행될 수 있고, 예를 들어, 에칭액으로 플루오린화 수소산(HF), 플루오린화 규소산(F6H2Si) 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 블라스팅 처리는 탄화붕소(Boron Cabide), 공업용 다이아몬드(Diamond), Al2O3, 탄화규소(Silicon Carbide), 글라스 비드(Glass Bid), 지르코니아(Zirconia), 스테인리스 샷(Stainless shot) 등 경도가 높은 파티클류를 블라스팅 표면처리 매체(media)로 사용하여 수행될 수 있다. 또한, 필요에 따라, 화학적 에칭 처리 및 블라스팅 처리가 복합적으로 수행될 수 있으며, 예를 들어, 블라스팅 처리 후 화학적 에칭을 추가로 수행할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
표면 경도 및 강도 향상을 위해 요철부가 형성된 유리 세라믹 기판(24)의 표면을 화학강화 처리한다. 화학강화 처리는, KNO3 또는 NaNO3 중 적어도 하나 이상의 강화염을 사용하여 수행될 수 있으며, 구체적으로, 유리 세라믹 기판(24) 내 리튬 이온(Li+)과 강화염의 양이온(K+ 및/또는 Na+) 간의 이온교환에 의해 화학강화 된다. 도 3은, 도 2의 A 영역 확대도로서, 유리 세라믹 기판(24) 표면의 요철부를 KNO3로 화학강화 처리하는 경우 유리 세라믹 기판(24)과 강화염이 이온교환된 상태를 도시한 것이다.
일 실시예에 있어서, 화학강화 처리는 90 내지 100 wt% 농도의 KNO3를 강화염으로 사용하여 10분 이상 수행하는 것이 바람직하고, 공정의 효율성 및 생산성 측면에서 10 내지 60분 동안 수행하는 것이 더욱 바람직하다. 이에, 본 발명에서는 화학강화를 단시간 적용함에도 우수한 강도 및 표면 경도를 달성할 수 있다. 일반적으로 유리 세라믹은 내부 결정성에 의해 이온 마이그레이션(migration) 및 치환이 방해되어 약 8~24 시간 동안 화학강화를 진행하여야 하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 8시간 이상의 장시간 화학강화와 1시간 이하의 단시간 화학강화가 표면경도 측면에서 유의미한 차이가 없으므로, 공정의 효율성 및 생산성 측면에서 단시간 화학강화를 진행하는 것이 바람직하다.
조리기기 상판(24)은 상부 표면에 지속적인 마찰이 발생하므로, 특히 표면부의 충격 강도 및 스크래치 감소를 위한 표면경도 및 강도 향상이 요구되며, 구체적으로, 유리 세라믹 기판(24)의 비커스 경도는 950 Hv 이상일 수 있고, 950 내지 1,200 Hv인 것이 바람직하고, 1,000 내지 1,200 Hv인 것이 더욱 바람직하다.
한편, 도 2를 참조하면, 유리 세라믹 기판(24)의 하부에는, 목적하는 색상 구현하거나 인덕션 내부구조가 외부에 시인되지 않도록 하기 위해 인쇄층(25)이 추가로 구비될 수 있다.
인쇄층(25)은, 폴리에스터계 고분자 물질을 베이스로 하여, 목적하는 색상에 따라 산화티타늄(TiO2), 산화규소(SiO2), 글라스 비드(Glass Bid), Si, Cr, Mg 등을 포함할 수 있다. 잉크 내열도 확보를 위해, 무기물 및 금속 안료가 다량 첨가될 수 있다. 또한, 용제 및 경화제로는 사이클로헥세인(Cyclohexane), 트리메틸 벤젠(Trimethyl benzene), 메틸 메타크릴레이트(Methyl methacrylate) 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에 있어서, 인쇄층(25)은 바탕인쇄층(25-1)을 포함할 수 있고, 예를 들어, 외부에 시인되는 색상을 구현하여 디자인을 차별화하거나, 사용자에게 조리 용기가 가열될 수 있는 위치를 안내하는 안내 마크 등을 표시하기 위해 반투명의 유리 세라믹 기판(24)의 하부에 바탕인쇄층(25-1)이 구비될 수 있다.
한편, 다른 실시예에 있어서, 유리 세라믹 기판 (24)의 요철부(24a) 상에 사용자에게 조리 용기가 가열될 수 있는 위치를 안내하는 안내 마크가 초자인쇄를 통해 별도로 형성될 수도 있다. 초자인쇄는, 유리 세라믹에 초자 잉크로 문양을 입힌 후 소정의 온도로 가열하여 잉크가 유리 세라믹 내로 스며들도록 하는 것으로서, 초자 인쇄에 사용되는 물질은 일반적으로 초자 잉크로 알려진 성분이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 인쇄층(25)은 차폐인, 종래 유리 세라믹의 초자인쇄에 사용되는 초자 잉크 성분이라면 제한 없이 사용할 수 있다.쇄층(25-2)을 포함할 수 있고, 예를 들어, 장치의 내부구조가 사용자에게 시인되지 않도록 차폐하기 위해 바탕인쇄층 하부에 차폐인쇄층(25-1)이 구비될 수 있다.한편, 유리 세라믹 기판 (24) 표면에 요철부(24a)가 형성됨으로써 표면경도 및 내스크래치성은 향상되나, 청소성 및 방오성은 다소 저하될 수 있다. 이에, 요철부(24a)가 형성된 유리 세라믹 기판 (24) 상에는 조리기기 상판(20)의 청소성 및 방오성 개선을 위한 방오층(미도시)이 추가로 형성될 수 있다. 방오층은, 예를 들어, 표면 슬립(slip)성 및 내열도 향상을 위해, 산화지르코늄(ZrO2), 산화티타늄(TiO2) 등과 같은 무기물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 방오층은 지문방지(Anti Finger Printing; AF) 코팅층을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 지문방지 코팅층은 커플링제(Coupling Agent)로 사용되는 실란계(Silane Base)에 고분자 PFPE(Perfluoro Polyether) 결합으로 구성될 수 있으며, 내열성 향상을 위한 산화지르코늄(ZrO2), 산화티타늄(TiO2) 등과 같은 무기물을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전술한 조리기기 상판은 유도 가열 장치의 상판으로 적용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 유도 가열 장치(1)는, 유도 가열 장치(1)의 외관을 형성하고, 유도 가열 장치(1)를 구성하는 각종 부품이 설치되는 본체(10)를 포함한다. 본체(10)는 상면이 개방된 박스 형상으로 마련될 수 있다.
본체(10)의 상면에는 조리 용기가 놓여질 수 있는 평판 형상을 갖는 조리기기 상판(20)가 마련될 수 있다.
종래에는, 유도 가열 장치의 상판, 즉 조리기기 상판(20)의 소재로서 열팽창계수가 일반 유리에 비해 낮은 내열 유리를 주로 사용하였다. 하지만, 투명한 내열 유리는 외관의 패턴 자유도는 낮아 패턴 디자인 설계에 제한이 있었다.
한편, 유도 가열 장치의 상판에 적용되는 소재는, 열충격에 의한 보호를 위해 열팽창계수가 낮아야 한다. 본 발명에서는, 유도 가열 장치에서 요구되는 내열 특성을 유지하기 위해 유리 세라믹을 기판으로 사용한다.
이하에서는, 조리기기 상판(20)의 구성인 유리 세라믹 기판(24) 및 인쇄층(25)에 대해서 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치의 조리기기 상판과 유도 가열 코일의 구성을 나타낸 분해 사시도이다. 도 5를 참조하면, 인쇄층(25)은 유리 세라믹 기판(24)의 하면에 결합된다.
유리 세라믹 기판(24)은 조리 용기를 올려 놓을 수 있도록 평판 형상을 갖고, 열팽창계수가 낮은 소재로 마련될 수 있다. 예를 들어, 유리 세라믹 기판(24)은 유도 가열 장치의 조리기기 상판 소재로서 요구되는 내열특성 조건을 만족시키는 소재로 마련될 수 있다.
유리 세라믹 기판(24)은 상부 표면에 화학적으로 강화된 요철부(24a)가 구비되며, 상기 요철부(24a)는 0.1 내지 1.0㎛ 범위의 평균 표면조도(Ra)를 갖는다. 유리 세라믹 기판(24)에 대한 구체적인 설명은 전술한 조리기기 상판(20)에 대하여 서술한 내용과 동일하므로 생략한다.
한편, 도 2를 참조하면, 인쇄층(25)은, 일 실시예에 있어서, 외부에 시인되는 색상을 구현하여 디자인을 차별화하거나, 사용자에게 조리 용기가 가열될 수 있는 위치를 안내하는 안내 마크 등을 표시하기 위해 반투명의 유리 세라믹 기판(24)의 하부에 바탕인쇄층(25-1)이 구비될 수 있다. 또한, 장치의 내부구조가 사용자에게 시인되지 않도록 차폐하기 위해 바탕인쇄층(25-1) 하부에 차폐인쇄층(25-2)이 더 구비될 수 있다. 인쇄층(25)에 대한 구체적인 설명은 전술한 조리기기 상판에 대하여 서술한 내용과 동일하므로 생략한다.
다른 실시예에 있어서, 상부 표면에 요철부(24a)가 구비된 유리 세라믹 기판 (24) 상에는 사용자에게 조리 용기가 가열될 수 있는 위치를 안내하는 안내 마크(21-1, 21-2, 22)가 추가로 형성될 수 있다. 이때, 안내 마크(21-1, 21-2, 22)는 초자인쇄를 통해 유리 세라믹 기판(24)의 요철부 표면에 초자 잉크로 문양을 입힌 후 소정의 온도로 가열하여 잉크가 유리 세라믹 내로 스며들도록 하여 형성될 수 있다. 또한, 초자 인쇄에 사용되는 물질은 일반적으로 초자 잉크로 알려진 성분이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 유리 세라믹 기판 (24) 상에는 방오층(미도시)이 추가로 형성될 수 있다. 예를 들어, 방오층은 초자인쇄된 유리 세라믹 기판(24) 상에 형성될 수도 있다. 요철부(24a)가 형성된 유리 세라믹 기판 (24) 상에 방오층이 형성되는 경우 조리기기 상판(20)의 청소성 및 방오성을 개선할 수 있다. 예를 들어, 방오층은 표면 슬립(slip)성 및 내열도 향상을 위해, 산화지르코늄(ZrO2), 산화티타늄(TiO2) 등과 같은 무기물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 방오층은 지문방지(Anti Finger Printing; AF) 코팅층을 포함하는 것일 수 있다. 예를 들어, 지문방지 코팅층은 커플링제(Coupling Agent)로 사용되는 실란계(Silane Base)에 고분자 PFPE(Perfluoro Polyether) 결합으로 구성될 수 있으며, 내열성 향상을 위한 산화지르코늄(ZrO2), 산화티타늄(TiO2) 등과 같은 무기물을 더 포함할 수 있다.
이하에서는, 안내 마크의 개수가 세 개에 해당하는 것으로 설명하나, 안내 마크의 개수는, 이에 한정되는 것은 아니며, 둘 이상의 개수이면 제한 없이 포함될 수 있다.
또한, 조리기기 상판(20)의 일 측에는 사용자로부터 제어 명령을 수신하고, 사용자에게 유도 가열 장치(1)의 동작 정보를 표시하는 유저 인터페이스(23)가 마련될 수 있다. 다만, 유저 인터페이스(23)의 위치는, 조리기기 상판(20) 상에 한정되는 것은 아니며, 본체(10)의 정면 및/또는 측면 등 다양한 위치에 마련될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도 가열 장치의 본체와 조리기기 상판을 분리한 상태를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 유도 가열 장치(1)는, 조리기기 상판(20)의 아래에 마련되어, 조리기기 상판(20) 상에 놓여진 조리 용기를 가열하는 복수의 유도 가열 코일(31-1, 31-2, 31-3; 31) 및 유저 인터페이스(23)를 구현하고, 각종 전자 부품을 수용하는 메인 어셈블리(32)를 포함하는 가열층(30)을 포함한다.
복수의 유도 가열 코일(31)은 전자기 유도로 인해 가열되어 조리기기 상판(20)에 안착된 조리 용기를 가열한다.
유도 가열 코일(31)은 전류가 인가되면 수직 방향으로 자기장을 형성시키도록 대략 원형으로 감겨 있는 코일을 포함한다. 유도 가열 코일(31)은 열원으로 사용되며 조리기기 상판(20)의 하측에 배치되어 조리기기 상판(20)로 열을 전달한다. 냄비 등의 조리 용기는 조리기기 상판(20)로 전도된 열에 의해 가열된다. 본 발명에서 유도 가열 코일(31)을 열원으로 설명하였지만, 유도 가열 코일(31) 대신에 유도 가열 방식을 이용하는 인덕션 히터(Induction Heater)나 전기 저항 방식을 이용하는 레디언트 히터(Radiant Heater)가 열원이 될 수도 있다.
이 때, 복수의 유도 가열 코일(31) 각각은, 안내 마크(21-1, 21-2, 22)에 대응되는 위치에 마련될 수 있다.
구체적으로, 복수의 유도 가열 코일(31)은, 하나의 제1 유도 가열 코일(31-1), 다른 하나의 제1 유도 가열 코일(31-2) 및 하나의 제2 유도 가열 코일(31-3)을 포함할 수 있다.
도 4 및 도 5는, 두 개의 제1 유도 가열 코일(31-1, 31-2)과 하나의 제2 유도 가열 코일(31-3)이 마련되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 유도 가열 장치(1)는, 적어도 하나의 제1 유도 가열 코일(31-1) 및 적어도 하나의 제2 유도 가열 코일(31-3)을 포함할 수 있다.
즉, 유도 가열 장치(1)에 포함되는 제1 유도 가열 코일(31-1, 31-2)의 개수 및 제2 유도 가열 코일(31-3)의 개수 각각은 하나 이상이면 제한없이 포함될 수 있다.
복수의 유도 가열 코일(31) 각각은, 조리 용기를 가열하기 위한 자기장 및/또는 전자기장을 생성할 수 있다.
예를 들어, 유도 가열 코일(31)에 구동 전류가 공급되면, 유도 가열 코일(31)의 주변에 자기장이 유도될 수 있다.
특히, 유도 가열 코일(31)에 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 전류, 즉 교류 전류가 공급되면, 유도 가열 코일(31)의 주변에 시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 자기장이 유도될 수 있다.
유도 가열 코일(31) 주변의 자기장은 강화 유리로 구성된 조리기기 상판(20)를 통과할 수 있으며, 조리기기 상판(20) 위에 놓여진 조리 용기에 도달할 수 있다.
시간에 따라 크기와 방향이 변화하는 자기장으로 인하여 조리 용기에는 자기장을 중심으로 회전하는 와전류(eddy current)가 발생할 수 있다. 이와 같이, 시간적으로 변화하는 자기장으로 인하여 와전류가 발생하는 현상을 전자기 유도 현상이라 한다. 와전류로 인하여 조리 용기에는 전기 저항 열이 발생할 수 있다. 전기 저항 열은 저항체에 전류가 흐를 때 저항체에 발생하는 열로써, 줄 열(joule heat)이라고도 한다. 이러한 전기 저항 열에 의하여 조리 용기가 가열되며, 조리 용기(C)에 담긴 조리 대상이 가열될 수 있다.
이처럼, 복수의 유도 가열 코일(31) 각각은, 전자기 유도 현상과 전기 저항 열을 이용하여 조리 용기(C)를 가열할 수 있다.
또한, 가열층(30)은, 조리기기 상판(20)의 일측에 마련된 유저 인터페이스(23)의 하부에 위치하고, 유저 인터페이스(23)를 구현하는 메인 어셈블리(32)를 포함할 수 있다.
메인 어셈블리(32)는, 유저 인터페이스(23)를 구현하기 위한 디스플레이, 스위칭 소자, 집적 회로 소자 등과, 이들이 설치되는 인쇄 회로 기판(printed circuit board, PCB)을 포함하는 인쇄 기판 어셈블리(printed board assembly, PBA)일 수 있다.
메인 어셈블리(32)의 위치는, 도 4에 도시된 바에 한정되지 않으며, 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 유저 인터페이스(23)가 본체(10)의 전면에 설치되는 경우, 메인 어셈블리(32)는, 가열층(30)과 별도로 본체(10)의 전면 후방에 배치될 수 있다.
복수의 유도 가열 코일(31)의 아래에는 복수의 유도 가열 코일(31)을 가동하기 위한 인쇄 회로 기판 어셈블리(미도시)가 마련될 수 있다. 복수 인쇄 회로 기판 어셈블리에는 복수의 유도 가열 코일(31)에 구동 전류를 공급하기 위한 구동 회로와 복수의 유도 가열 코일(31)의 동작을 제어하기 위한 제어 회로 등이 마련될 수 있다.
이상에 설명된 바와 같이, 유도 가열 장치(1)는 조리 용기가 놓이는 평판 형상을 갖는 조리기기 상판(20)와, 조리 용기를 가열하기 위한 복수의 유도 가열 코일들(31)과, 복수의 유도 가열 코일들(31)을 가동하기 위한 구동 회로 및 제어 회로를 포함할 수 있다.
한편, 전술한 유도 가열 장치는 일 실시예에 따른 장치의 예시에 불과하다. 즉, 전술한 유도 가열 장치가 아니더라도 전술한 요철부가 형성된 유리 세라믹 기판은 통상적으로 알려진 다양한 종류의 장치의 외관에 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 따라서, 전술한 요철부가 형성된 유리 세라믹 기판을 외장재로 구비하는 장치이면 본 발명의 실시예에 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유리 세라믹 기판이 외장재로 구비되는 장치로서, 상기 유리 세라믹 기판은, 상부 표면에 화학적으로 강화된 요철부가 구비되며, 상기 요철부는 0.1 내지 1.0㎛ 범위의 평균 표면조도(Ra)를 갖는 것인, 장치를 제공할 수 있다. 전술한 요철부가 형성된 유리 세라믹 기판은, 예를 들어, 높은 표면경도로 인해 모바일 백커버 글라스나, 냉장고 등의 가전기기의 외장재로 적용될 수도 있으나, 인덕션 조리기기, 오븐 등과 같은 내열성가 요구되는 조리기기에 적용되는 것이 가장 바람직하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
제조예 1: 표면 요철부가 형성된 유리 세라믹 기판의 제조
유리 세라믹 기판으로는 베타-쿼츠 결정상을 갖는 리튬 알루미노실리케이트를 사용하였다.
유리 세라믹 기판 표면에 요철을 형성하기 위해, 탄화붕소(Boron Cabide) 및 공업용 다이아몬드를 사용하여 블라스팅 공정을 수행하였으며, 이때, 평균 표면조도(Ra)는 0.66㎛ 였다.
실험예 1-1: 요철부 유무에 따른 마찰계수 비교
요철부 형성에 따른 마찰계수 감소 효과를 확인하기 위해, 요철 형성 전 유리 세라믹 기판과 요철이 형성된 상기 제조예 1의 유리 세라믹 기판의 마찰계수를 5N 하중 및 2N 하중의 조건에서 각각 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1 및 도 8a 내지 도 9b에 나타내었다.
마찰계수 요철 X (비교예 1) 요철 O (제조예 1)
하중 5N 0.750 0.580
하중 2N 0.722 0.503
도 8a 및 도 8b는, 각각 측정 하중 5N의 조건에서 요철부 형성 전 유리 세라믹 기판 및 요철부 형성 후 유리 세라믹 기판의 마찰계수를 나타낸 것이고, 도 9a 및 도 9b는, 각각 측정 하중 2N의 조건에서, 요철부 형성 전 유리 세라믹 기판 및 요철부 형성 후 유리 세라믹 기판의 마찰계수를 나타낸 것이다.상기 표 1 및 도 8a 내지 도 9b를 참조하면, 본 실험을 통해 유리 세라믹 기판의 표면에 소정의 표면조도로 요철부를 형성하였을 때 마찰계수가 낮아지는 것을 확인하였다. 실제 촉감 역시 제조예 1의 기판이 더욱 부드러움 촉감을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
실험예 2-1: 요철부 유무에 따른 내스크래치성 비교
요철부 형성에 따른 내스크리치성 향상 효과를 확인하기 위해, 요철 형성 전 유리 세라믹 기판과 요철이 형성된 상기 제조예 1의 유리 세라믹 기판에 각각 1kg의 하중으로 1회 및 10회 스크래치 실험을 수행하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
< 내스크래치성 판단 기준 >
NG: 육안으로 스크래치가 관찰됨
OK: 육안으로 스크래치가 관찰되지 않음
구분 1kg/1회 1kg/10회
요철 X (비교예 1) NG NG
요철 O (제조예 1) OK OK
상기 표 2를 참조하면, 요철 형성 전 유리 세라믹 기판은 스크래치가 육안으로 관찰되었으나, 요철이 형성된 상기 제조예 1의 유리 세라믹 기판은 스크래치가 육안으로 관찰되지 않았다. 즉, 화학강화 처리 전 요철 형성 만으로도 상기 제조예 1의 유리 세라믹 기판의 내스크래치성이 향상된 것을 확인할 수 있었다.
제조예 2: 유리 세라믹 기판의 화학강화
강화조건에 따른 강화효과를 비교하기 위해, 요철이 형성되지 않은 유리 세라믹 기판을 각각 하기 강화조건 1 내지 3에 따른 방법으로 화학강화 처리하였다. 유리 세라믹 기판으로는 베타-쿼츠 결정상을 갖는 리튬 알루미노실리케이트를 사용하였다.
1) 조건 1: 기판을 NaNO3 및 KNO3를 64:36의 중량비로 혼합한 용액에 400℃에서 3시간 동안 화학강화를 진행하였다 (제조예 2-1).
2) 조건 2: 기판을 100wt% KNO3 용액에 420℃에서 20분 동안 화학강화를 진행하였다 (제조예 2-2).
3) 조건 3: 기판을 NaNO3 및 KNO3를 64:36의 중량비로 혼합한 용액에 400℃에서 3시간 동안 화학강화를 진행한 후, 100wt% KNO3 용액에 380℃에서 20분 동안 화학강화를 진행하였다 (조건 1+2: 제조예 2-3).
실험예 2: 강화조건에 따른 표면경도 비교
화학강화 조건에 따른 표면경도를 비교하기 위해, 화학강화 처리 전 유리 세라믹 기판과 상기 제조예 2에서 조건 1~3에 따른 방법으로 화학강화 처리된 기판의 비커스 경도를 측정하여, 하기 표 3 및 도 10에 나타내었다.
화학강화 강화 X (비교예 2) 조건 1 (제조예 2-1) 조건 2 (제조예 2-2) 조건 3 (제조예 2-3)
비커스 경도 (Hv) 853.8 993.1 1130.6 984.4
상기 표 3 및 도 10를 참조하면, 고농도의 KNO3에 고온에서 짧은 시간 투입하여 화학강화 처리한 조건 2에서 표면경도가 1,000 Hv 이상으로 가장 우수한 것을 확인할 수 있다.
실험예 3: 표면조도에 따른 마찰계수 비교
요철부의 표면조도 값에 따른 마찰계수를 비교하기 위해, 요철 형성 전 유리 세라믹 기판과 요철이 형성된 유리 세라믹 기판의 표면조도 별 마찰계수를 5N 하중의 조건에서 각각 측정하여, 하기 표 4 및 도 11에 나타내었다.
표면조도(㎛) 요철 X(비교예 1) Ra 0.3 Ra 0.7 Ra 1.0 Ra 2.0 Ra 4.0 Ra 6.0
마찰계수 0.75 0.42 0.54 0.71 0.93 1.37 1.85
상기 표 4 및 도 11를 참조하면, 표면조도(Ra) 0.3㎛에서 가장 낮은 마찰계수를 나타내었고, 표면조도(Ra) 1.0㎛을 초과하는 경우, 요철 형성 전 유리 세라믹 기판의 마찰계수와 유사한 수준을 나타내는 것을 확인할 수 있다.
실험예 4: 강화시간에 따른 표면경도 비교
화학강화 시간에 따른 표면경도를 비교하기 위해, 실험예 2에서 가장 표면경도 향상 효과가 우수하였던 상기 제조예 2의 조건 2에서 화학강화 처리 시간만 변경하여 이의 비커스 경도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5 및 도 12에 나타내었다.
강화시간 강화 X (비교예 2) 20분 1시간 4시간 8시간
표면경도(Hv) 853.8 1130.6 1127.3 1132.9 1172.8
상기 표 5 및 도 12를 참조하면, KNO3로 화학강화 처리 시 화학강화 전 대비 표면경도가 현저히 증가하였다. 그러나, 강화시간이 증가하여도, 20분 화학강화 처리 대비 표면경도에 유의미한 차이는 없었다. 따라서, 유리 세라믹 기판의 표면강도 향상을 위해 단시간 화학강화 처리하는 것이 공정 효율 및 생산성 측면에서 바람직할 것으로 예상된다.
상술한 바에 있어서, 본 발명의 예시적인 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 다음에 기재하는 청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 조리기기에 의해 가열될 수 있도록 조리용기가 안착되는 조리기기 상판에 있어서,
    평균 표면조도(Ra)가 0.1 내지 1.0㎛이고 화학적으로 강화된 요철부가 구비된 유리 세라믹 기판을 포함하는, 조리기기 상판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유리 세라믹 기판은,
    Li2O, Al2O3 및 SiO2를 기본조성으로 갖는 리튬 알루미노실리케이트 (Lithium Aluminosilicate)계 결정질 유리를 포함하며,
    베타-쿼츠(β-quarts), 베타-스포듀민(β-spodumene), 또는 베타-유크립타이트(β-Eucryptite) 중 적어도 하나 이상의 결정상을 포함하는, 조리기기 상판.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유리 세라믹 기판은, V, Mg, P, Fe, Ti 및 Zr를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 더 포함하는, 조리기기 상판.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 유리 세라믹 기판의 상부 표면은 KNO3 또는 NaNO3 중 적어도 하나 이상의 강화염과의 이온 교환에 의해 화학적으로 강화된 것인, 조리기기 상판.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유리 세라믹 기판은,
    비커스 경도가 950 내지 1,200 Hv이고,
    마찰계수가 0.42 내지 0.71인, 조리기기 상판.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유리 세라믹 기판의 하부에 구비되는 인쇄층;을 더 포함하며,
    상기 인쇄층은, 바탕인쇄층; 및 상기 바탕인쇄층 하부에 구비되는 차폐인쇄층을 포함하는 것인, 조리기기 상판.
  7. 유리 세라믹 기판의 상부 표면에 0.1 내지 1.0㎛ 범위의 평균 표면조도(Ra)를 갖는 요철부를 형성하는 단계; 및
    상기 요철부가 형성된 유리 세라믹 기판의 상부 표면을 화학강화 처리하는 단계;를 포함하는, 유리 세라믹 기판의 가공 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 유리 세라믹 기판은,
    Li2O, Al2O3 및 SiO2를 기본조성으로 갖는 리튬 알루미노실리케이트 (Lithium Aluminosilicate)계 결정질 유리를 포함하며,
    베타-쿼츠(β-quarts), 베타-스포듀민(β-spodumene), 또는 베타-유크립타이트(β-Eucryptite) 중 적어도 하나 이상의 결정상을 포함하는 것인, 유리 세라믹 기판의 가공 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 유리 세라믹 기판은, V, Mg, P, Fe, Ti, Cr 및 Zr를 포함하는 군에서 선택된 1종 이상의 원소를 더 포함하는 것인, 유리 세라믹 기판의 가공 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 유리 세라믹 기판의 상부 표면에 요철부를 형성 단계는, 화학적 에칭 처리, 블라스팅 처리 또는 이들의 조합에 의해 수행되는 것인, 유리 세라믹 기판의 가공 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 화학강화 처리 단계는, KNO3 또는 NaNO3 중 적어도 하나 이상의 강화염과의 이온 교환에 의해 수행되는, 유리 세라믹 기판의 가공 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 화학강화 처리 단계는, 90 내지 100 wt% 농도의 KNO3를 강화염으로 사용하여 10 내지 60분 동안 수행되는 것인, 유리 세라믹 기판의 가공 방법.
  13. 조리 용기가 안착되는 조리기기 상판; 및
    상기 조리기기 상판의 아래에 설치되어, 상기 조리용기가 상기 상판에 안치된 상태에서 자기장을 생성하여 상기 조리용기를 가열하는 복수의 유도 가열 코일;을 포함하고,
    상기 조리기기 상판은, 평균 표면조도(Ra)가 0.1 내지 1.0㎛이고 화학적으로 강화된 요철부가 구비된 유리 세라믹 기판을 포함하는, 유도 가열 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 유리 세라믹 기판은,
    Li2O, Al2O3 및 SiO2를 기본조성으로 갖는 리튬 알루미노실리케이트 (Lithium Aluminosilicate)계 결정질 유리를 포함하며,
    베타-쿼츠(β-quarts), 베타-스포듀민(β-spodumene), 또는 베타-유크립타이트(β-Eucryptite) 중 적어도 하나 이상의 결정상을 포함하는, 유도 가열 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 유리 세라믹 기판은,
    비커스 경도가 950 내지 1,200 Hv이고,
    마찰계수가 0.42 내지 0.71인, 유도 가열 장치.
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