티타늄 제품 표면처리의 모든 것!

[황산]

티타늄 제품 표면처리의 모든 것!

- 목 차 -

1. 티타늄 제품의 표면처리 방법 및 특징

2. 버닝칸 티타늄 식기 개발과정 및 주방용품 올바른 사용법(식약청 자료)

3. 물질특성분석센터(MCC)에서 전자현미경으로 측정한 표면상태 결과

4. 새롭게 개선한 오리지널 티타늄 볼 신상품 출시 안내

백두대간 오대산과 설악산권역 종주 8일차(2023년 8월 5일)

공룡능선

마등령삼거리 샘터에서 버닝칸 오리지널 티타늄 볼과 티타늄 알로이 망치-괭이의 표면처리 방식이 다르다는 것을 새삼스럽게 느꼈습니다.

티타늄 식기 표면처리에 관하여 개발자와 소비자 모두 알아야 할 필요성이 있다고 느껴 그동안 알아 본 지식을 공유하고자 합니다.

좌로부터 버닝칸 오리지널 티타늄 볼, 티타늄 알로이 망치-괭이, 타사 티타늄 볼

1. 티타늄 제품의 표면처리 방법 및 특징

1) 어떠한 표면처리도 하지 않은 티타늄 제품

순수 티타늄(Gr1) 소재로 만든 버닝칸 티타늄 멀티스토브는 사진을 찍어 확대해 보면 표면처리 흔적 없이 티타늄 소재 그대로 보이지만 제작과정상 생긴 약간의 기스는 있습니다.

2) 스테인리스 브러시로 마감한 제품

티타늄 알로이(Alloy, 합금) 소재로 만든 버닝칸 티타늄 알로이 압핀형 팩은 스테인리스 브러시로 마감하여 알곤 용접 자국이 그대로 보이고

버닝칸 팩과 동일한 소재로 만든 버닝칸 유니크 배낭 프레임도 스테인리스 브러시로 마감하여 작업과정에 생긴 알곤 용접자국 등이 보이지만 장기간 사용했어도 색상은 변하지 않았습니다.

3) 샌드페이퍼(Sandpaper)를 이용하여 헤어라인(hairline) 마감한 제품

순수 티타늄(Gr1) 소재로 만든 버닝칸 오리지널 티타늄 플레이트는 헤어라인(hairline) 마감으로 샌드페이퍼(Sandpaper)를 이용하여 수작업으로 갈고 닦아 표면이 머리 결처럼 보입니다.

모래를 종이에 도포했다는 뜻으로 부르기 시작한 샌드페이퍼를 이용하여 헤어라인으로 마감하는 것은 스테인리스 식기업체에서 사용하는 방식이지만 버닝칸에서 티타늄 업계 최초로 헤어라인으로 마감을 하였습니다.

티타늄에 헤어라인 표면처리를 하게 되면 표면이 스테인리스처럼 그대로 노출되어 티타늄 본래의 색상, 질감, 소재 등을 최대한 살릴 수 있어 깨끗하게 사용할 수 있다는 것이 장점입니다.

하지만 티타늄의 질기고 단단한 성질로 인해 불꽃이 많이 발생되는 등 헤어라인 작업과정이 까다롭고 복잡하여 생산성이 떨어져 업체에서 작업을 기피하고 있습니다.

4) 분사기를 이용하여 샌딩(Sandblast) 표면처리한 제품

분사기를 이용, 연마재를 고압으로 분사하여 샌딩(Sandblast) 표면처리한 제품은 잘 보이지는 않지만 자세히 보면 표면이 돌기모양을 하고 있습니다.

모래가 폭발한다는 뜻의 샌드블라스트(Sandblast)는 국내업계에서는 ‘샌딩’이라고도 하며 주로 녹 및 오염을 제거하거나 접착, 도금, 아노다이징, 도장, 코팅 등이 잘 되도록 작업전에 하는 과정입니다.

티타늄 식기 개발 당시에 샌딩 기계 및 연마재를 판매하는 한국네오 브라스트(www.knblast.com) 회사를 방문하여 알아보니

산화 알루미늄(Al2O3)이 95%이상 함유된 금강사(Aluminium Oxide)와 이산화 규소(SiO2)가 70%이상 함유된 글라스비드(Glass Beads) 소재가 제일 일반적이며 광범위하게 사용되고 있다고 합니다.

현재는 다양한 연마재를 이용하여 산업 및 생활용품 등 금속제품의 표면처리에도 많이 사용하고 있는데 주방 식기로는 티타늄 업계에서만 유일하게 샌딩으로 표면처리를 하고 있습니다.

샌딩 기계

샌딩한 제품은 연마재 성분, 굵기, 형태와 분사기 압력 및 속도 그리고 샌딩 횟수 등에 따라 표면의 형태 및 색상이 다르게 나타나는데 티타늄 알로이(Alloy, 합금) 소재로 만든 버닝칸 티타늄 알로이 망치-괭이는 손잡이가 잘 미끄러지지 않도록 하기 위해 입자가 아주 굵은 금강사를 고압으로 분사한 것으로 사진을 찍어 확대하여 보거나 만져보면 표면이 오돌토돌하다는 것을 느낄 수 있습니다.

그리고 제작과정에서 생긴 용접 자국이 망치-괭이 색상과 동일하게 회색으로 변하여 깨끗하게 보입니다.

티타늄 알로이 망치-괭이는 제가 2017년 출시했을 때부터 지금까지 오래 사용하였더니 샌딩으로 고착된 성분이 미세하게 벗겨지면서 본래 티타늄 색상에 조금은 가깝게 변하였습니다.

위는 새 제품, 아래는 사용한 제품

샌딩은 가공이 쉽고 이물질이 쉽게 없어져 작업이 수월하며 새 제품을 받았을 때 색을 입힌 것처럼 깨끗해 보입니다.

코팅, 도금, 아노다이징 등이 잘 붙도록 작업전에 하는 샌딩은 좋지만 티타늄 식기에 샌딩한 타사 새 제품을 확대하여 사진을 찍어보면 표면 구조에 미세한 틈이 있어 손의 지문이나 음식 성분 및 얼룩 등이 미세한 사이로 잘 묻을 수밖에 없는 구조입니다.

2. 버닝칸 티타늄 식기 개발과정 및 주방용품 올바른 사용법(식약청 자료)

버닝칸 티타늄 그릴팬을 개발할 당시 세척의 편의를 위해 코팅을 할 것인지 건강을 위해 무 코팅으로 할 것인지 결정하는 과정에 샌딩을 한 후 코팅을 하여 필드 테스트해 본 결과 티타늄 소재의 두께가 얇아 코팅 기능이 떨어졌고, 코팅 또한 빨리 벗겨져 환경 및 건강을 생각하는 소비자 입장에서 교체 및 재 코팅 비용도 생각하게 되었습니다.

코팅업체에서는 소재가 저렴한 알루미늄을 두껍게 제작하기를 권하였으나 식약청 자료에서 식품용 금속제 주방용품 올바른 사용법을 보면

산화피막이 벗겨지면 알루미늄이 용출될 우려가 있으므로 오래 사용하여 색상이 변한 알루미늄 식품용기는 교체하여 사용하는 것이 바람직하다고 합니다.

그리고 불소수지 코팅된 프라이팬 및 불판 등 피막 처리된 제품들은 일일섭취한계량(TDI) 대비 0.003%로 안전한 수준이라고 하지만 자연적으로 잘 분해되지 않아 자연계나 체내에 축적될 가능성이 있다고 합니다.

또한 식품용 금속제로 스테인리스 등 새 제품에는 연마제가 남아있을 수 있어 처음 사용 전에 종이 타월에 식용유를 적당히 묻혀 표면을 닦아 내고 세척한 후, 식초에 물을 넣고 10분 정도 끓여 깨끗이 세척하면 안전하게 사용할 수 있다고 합니다.

※ 식약청 자료 바로가기

☞ https://impfood.mfds.go.kr/CFBBB02F02/getCntntsDetail?cntntsSn=282428

이러한 이유로 건강을 생각하여 순수 티타늄(Ti) 소재는 가장 무해하다는데 코팅으로 덮어 버리면 티타늄을 사용하는 의미가 없어 세척이 조금은 불편하더라도 버닝칸은 지문방지 코팅 등 어떠한 코팅도 하지 않기로 하였습니다.

그후에 타사 티타늄 그릴들 대부분이 샌딩처리를 하여 회색 색상을 띄고 있어 이와 같이 해보려고 티타늄 그릴팬을 입자가 고운 금강사와 글라스비드를 이용하여 2회 샌딩 표면 처리하여 삼겹살을 구워 보았는데 이때 기름 및 얼룩 등이 바로 생겼고 세척이 쉽지 않았으며 잘 닦이지 않는다는 것을 알고서 비위생적일수도 있다는 생각이 들었습니다.

이때 얼룩을 없애는 방법을 알아보니 PB-1세정제로 지울 수 있다고 하여 테스트를 해보았지만 기름 성분이라 그런지 지워지지 않았고, 욕실이나 주방에 사용하는 세정제 성분을 식기용으로 사용하기에는 너무 강하다고 생각하여 샌딩으로 표면 처리하는 방법도 포기하였습니다.

그때 당시 깨끗이 사용할 수 있는 방법은 없는지 수많은 샌딩업계 및 연마재 소재 공급업체들을 돌아다니며 금강사, 글라스비드 뿐만 아니라 다양한 연마재 소재를 구하여 샌딩 처리해보고 문의 및 조언을 구한 결과, 한결같이 하는 말이 눈으로 보이지 않게 고압으로 두드려 놓았기 때문에 연마재 성분 및 굵기에 따라 정도의 차이는 있지만 그 미세한 틈으로 얼룩 및 지문 등이 어쩔 수 없이 생길 수밖에 없다고 합니다.

또한 그때 당시 버너 불로 열변형 테스트를 하면서“바렐 후 샌딩” 이라고 매직으로 표시한 제품이 있었는데 이번에 사진을 찍기 위해 강한 PB-1 세정제로 지워보려고 하였으나 지워지지 않았습니다.

이런 현상으로 물을 끓이거나 음식을 조리하거나 담아 먹는데 사용하는 버닝칸 티타늄 식기의 표면처리를 샌딩이 아닌 헤어라인 마감을 하였습니다.

이와 같이 여러가지 이유로 가공은 어렵지만 깨끗하고 건강하게 사용할 수 있도록 수도권에 있는 헤어라인 업체는 거의 다 방문하며 찾아본 결과 저의 사정을 알게 된 50년 경력 장인 사장님이 도와주어 헤어라인 마감으로 티티늄 그릴팬과 함께

오리지널 티타늄 플레이트와 볼을 출시하였던 것입니다.

3. 물질특성분석센터(MCC)에서 전자현미경으로 측정한 표면상태 결과

대부분의 소비자를 포함하여 저 또한 티타늄 제품을 개발하기 전에는 티타늄 특성상 지문 및 얼룩 등이 쉽게 생긴다고 잘못 알고 있었습니다.

그래서 정확한 표면상태를 알기 위해 한국과학기술연구원(KIST)에서 소개를 받은 물질특성분석센터(www.mcc-korea.com)에서

상담을 받은 후 시료를 만들어 표면상태 측정을 의뢰하였습니다.

직경 3mm, 두께 0.5t

초음파세척후 전자현미경(SU5000)을 이용하여 100배로 촬영한 결과

어떠한 표면처리도 하지 않은 티타늄 본래의 소재(포스코, Gr1)는 원래 두꺼운 소재를 얇게 자른 결이 보입니다.

샌드페이퍼(Sandpaper)로 헤어라인(hairline) 마감한 시료는 티타늄 본래의 구조와 별로 차이가 나지 않는다는 것을 확인할 수 있습니다.

금강사(Aluminium Oxide)로 샌딩 표면처리한 시료는 연마재 모양이 삐죽삐죽하여 표면도 삐쭉삐쭉한 형상을 하고 있습니다.

글라스비드(Glass Beads)로 샌딩(sandblast) 표면처리한 시료는 연마재 모양이 볼 형태로 배껍질처럼 오돌토돌한 형상입니다.

샌딩한 표면 상태를 보면 금강사는 삐쭉삐쭉하여 스테인리스 등 단단한 금속에 적합하고 글라스비드는 볼 형태로 연한 알루미늄 등에 적합하여 샌딩업계에서 단단한 금속은 1차 금강사로 샌딩하고 2차 글라스비드로 다시 한번 샌딩을 한다고 합니다.

샌딩은 표면을 강하게 두드려 놓아 삐죽삐죽하거나 오돌오돌한 형상이 확연히 나타나고 있으며 지문 및 얼룩이 많이 생기고 세척도 쉽지 않는 구조로 확인이 되었습니다.

또한 분사기를 이용하여 고압으로 샌딩한 시료가 손으로 하는 헤어라인 시료보다 본래 소재인 티타늄 표면을 더 많이 덮고 있는 것을 확인할 수 있습니다.

지금 가지고 있는 티타늄 제품을 스마트폰으로 사진을 찍어 표면을 확인해 보면 표면처리 방법을 확인할 수 있을 것이고, 오래 되어 닳았다면 새 제품일 때보다 색상이 조금은 변했을 것이며 표면 또한 닳은 흔적이 남아 있을 것입니다.

백두대간 속리산권역 종주 중 사용한 버닝칸 티타늄 볼(좌)과 함께한 회원님이 사용한 타사 샌딩 표면처리 티타늄 제품(우)

이와 같이 티타늄 식기 표면처리에 관한 방법, 특징, 성분, 표면 상태 및 구조와 세척방법 등 소비자 및 개발자로서 정확히 알고 있을 필요가 있다고 생각이 들어 알아본 정보를 함께 공유합니다.

티타늄 특성 때문이 아닌 표면을 샌드블러스트(샌딩) 처리를 하여 지문 및 얼룩 등이 쉽게 생긴다는 것을 알려드리니 티타늄 제품 구입 및 사용하는데 도움이 되었으면 합니다.

항상 건강하시고 즐거운 백패킹 되시기를 바라며 앞으로도 더욱 좋은 제품으로 보답하겠습니다. 감사합니다.

4. 새롭게 개선한 오리지널 티타늄 볼 신상품 출시 안내

수납이 용이하면서 손으로 잡기 좋게 개선한 오리지널 티타늄 볼을 다음주 월요일(12월 11일)에 출시합니다.

티타늄 볼의 측면 엠보 구조가 상단부에 위치하여 손으로 잡기 용이한 것도 있지만 끓인 커피를 티타늄 볼에 따르고 바로 맨손으로 잡고 먹었는데 구조 특성상 닿는 면적이 적어 손이 그렇게 뜨겁지 않다는 것을 슬로우 지리산 종주(2023년 10월 23일~30일)를 하면서 커피를 마실 때 마다 확인하였습니다.

밥공기 사이즈로

밥/국/반찬 그릇

또는 식수보충 및 물/음료/막걸리 컵 등 다용도로 사용하기 좋습니다.

볼 타입 디자인으로 시에라 타입보다 용량이 크고 맵시도 있으며 바닥이 넓어 안정적입니다.

볼 타입으로 유일하게 동일한 제품끼리 겹쳐 세트로 사용하기 좋고 기존 볼 제품보다 부피가 작아서 휴대 간편합니다.

자세한 설명은 다음주 월요일(12월 11일) 출시할 때 상세페이지에서 안내할 예정이며 버닝칸 카페에서만 출시기념으로 5일간만 무료배송으로 판매하니 이때 주문하시면 좋을 것 같습니다. 감사합니다.

[심플맨]

역시
대단하십니다
잘보고 갑니다

[황산]

잘봐주셔서 감사합니다

티타늄 식기 표면처리에 관한 내용을 틈틈히 알아보고 정리하는데 약 5개월 가량 걸린 것 같습니다.

[라헬]

티타늄에 대한 내용중
이보다 더 꼼꼼하고 자세한 설명은 처음 봅니다
티타늄이 이렇게 만들어지는것도 처음 알았구요ᆢ
개발하시느라 고생하셨습니다ᆢ^^
사용할때 도움이 많이 될거같아요ᆢ^^

[황산]

감사합니다

알려드릴 내용은 더 많지만 너무 지루할까봐 줄이고 줄였습니다 ㅎㅎ

[월암]

역쉬최고입니다
다양하고 유익한 정보 이런공간을 통해서
접할수있어서 감사드립니다
다양한 아웃도어장비에
심혈을기울이는 황산님께
응원하겠습니다

[황산]

응원해주신 덕분에 지식을 공유한 보람을 느낍니다
감사합니다.

더 좋은 제품으로 보답하겠습니다

[stopusa]

"배려와 열정."
많이 배우고 있습니다.

나이에 상관없이 꿈을 꾸게 만드는
"백두대간 황산로드"는 또 어떠한지요.

고맙습니다.
새해 복 많이 받으세요.

[황산]

저 또한 알아보는 과정에 더 많은 것을 배우는 것 같습니다.

고맙습니다. 감사합니다

[와콜]

황산님! 그열정과 회원들의 건강까지 고려하시고
오해가 없도록 지식까지 방출하시는 용기를 무한히 칭찬합니다.
정말 고맙습니다.

[황산]

개발자로서 해야할 일을 한 것인데 칭찬을 해주시니 몸 둘바를 모르겠습니다

제가 더 고맙습니다

[솔숲향기]

좋은 정보 감사합니다.

[황산]

저도 감사합니다