KR0174213B1 - 유도 가열 조리 용기 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도가열 조리용 용기에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 알미늄 또는 알미늄 합금을 유도가열 조리용으로 사용할 수 있도록 하기 위하여 알미늄이나 알미늄합금판 또는 알미늄합금주물로 형성되는 기물의 밑면에 접착성이 용이하게 하고 자성체를 갖는 금속강판 또는 스테인레스 강판을 견고하고 효율적으로 접착 결합 제작하도록 하는 유도가열 조리용기 및 그 제조방법에 관한 것으로 종래에는 알미늄 또는 알미늄합금 표면에 자성체를 갖는 철계분말을 용사하거나 철망 등을 매설하여 자성을 갖게 하는 공법이 있었으나 이는 제조경비도 비싸게 되고 또한 가열효율이 떨어지고 연질의 알미늄이 노출되어 훼손되는 결점이 있었다.

본 발명에서는 자성체를 갖는 자성체판과 알미늄 용기본체의 결합시 사이에 중간매개체를 삽입하고 드롭단조공정을 통한 금속간 이온확산접합법에 의하여 강력히 접착시킴으로써 유도가열 효과를 상승함과 동시에 부착면의 알미늄 표면노출이 전혀 없어 흠집 등의 염려가 없고, 또한 드롭 단조에 의해 알미늄 조직을 단련함으로서 내면의 알미늄 표면이 단련되고, 불소수지(폴리테트라)에칠렌 등 코팅후 사용할 때에도 그 내식성이 향상되도록 함을 특징으로 하는 것임.

Description

유도가열 조리 용기 및 그 제조방법

제1도는 본 발명의 제조 공정을 보여주는 계통도.

제2도는 본 발명의 가공 상태를 보여주는 도면.

제3도는 본 발명에 의한 가공 완료 상태의 용기 단면도.

제4도는 본 발명에 의한 가공물의 다른 실시예 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 용기본체 20 : 매개체

30 : 자성체판 31 : 구멍

32 : 굴곡부 40 : 단조용 펀치(Punch)

41 : 단조용 프레스 다이

본 발명은 유도가열 조리용 용기에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 알미늄 또는 알미늄합금을 유도가열 조리용으로 사용할 수 있도록 하기 위하여 알미늄 또는 알미늄합금으로 형성되는 기물의 밑면에 자성체를 갖는 금속 강판 또는 스테인레스 강판을 강고하고 효율적으로 접착 결합 제작하도록 하는 유도가열 조리용기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

알미늄 또는 알미늄합금은 가볍고 용이하게 깊은 성형이 되고 또한 기타 가공성이 매우 우수하며, 열전도성도 매우 좋으며 비교적 경제적이기 때문에 일반 일상생활에 널리 사용되고 있으며, 특히 가열 용기의 소재로 널리 사용되고 있다.

그러나 이러한 이점이 있는 반면 알미늄은 비교적 연질이기 때문에 그 표면에 흠집 등의 발생이 쉽고, 가열 조리용으로 사용할 때 형상의 변화 등이 일어나는 경향이 있다.

또한 알미늄은 비자성체이기 때문에 근래에 각광을 받고 있는 유도가열 조리기에는 가열이 되지 않는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 알미늄 또는 알미늄합금 표면에 자성체를 갖는 철계분말을 용사하여 자성을 갖게 하는 공법이 있었으나 이는 제조경비도 비싸게 되고 또한 가열 효율이 떨어지는 결점이 있다.

또한 선행 기술로서 일본 특개평 5-91950호에 개시된 바와 같이 개시된 바와 같이 알미늄 또는 알미늄합금보다 강한 금속을 그릿드상(철망상) 또는 강판에 다공을 천설한 자성체를 갖는 금속을 알미늄 또는 알미늄합금 표면에 단조 등의 공법으로 매설하기도 하여 유도 가열용으로 이용되면서 단조시의 알미늄 조직 단련으로 알미늄의 특성인 열질성을 보완하기도 하였다.

그러나 이와 같은 종래의 기술 역시 그릿드상(철망상)이나 강판에 다공을 천설한 것이므로 전면 가열이 불가능하여 가열 효율이 떨어지는 한편 알미늄 표면 노출이 많아서 노출된 부분의 알미늄 표면의 흠집 등을 보호하는데는 한계가 있었다.

이와 같은 결점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명에서는 자성체를 갖는 강판 또는 스테인레스 강판과 알미늄 또는 알미늄합금표면을 드롭 단조 공정을 통한 금속간 이온 확산 접합법에 의하여 강력히 접착시킴으로써 유도 가열 효과를 상승함과 동시에 부착면의 알미늄 표면노출이 전혀 없어 흠집 등의 염려가 없고, 또한 드롭 단조에 의해 알미늄 조직을 단련함으로서 내면의 알미늄 표면이 단련되고, 불소수지(폴리테트라)에칠렌 등 코팅 후 사용할 때에도 그 내식성이 향상되도록 한 유도 가열 조리 용기 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 기물용기본체와 자성체의 사이에 중간 매개체를 삽입하여 적정 조건하에서 가공하여 강고한 접착력과 유도 가열 효과를 배가시킴과 동시에 내식성이 향상되도록 함을 특징으로 한다.

즉 알미늄재와 자성체를 갖는 금속이 상호 결합되어 형성되는 유도가열용 조리 용기의 제조에 있어서, 알미늄 또는 알미늄 합금소재에 의해 성형된 본체와, 자성체를 갖는 강판이나 스텐레스강판으로 된 자성체판과, 상기 본체와 자성체판의 사이에 열분포 조정용 중간매개체를 삽입하고 저항 스폿용접 등에 의한 가용접된 소재를 일반 대기상태의 가열로에서 350~550℃로 가열한 후 상기 가열된 소재를 단조용 프레스에서 2000kg/cm²~4000kg/cm²압력으로 순간 타압하여 본체와 중간 매개체와 자성체판을 접합 클래딩시키고 이의 내면에 폴리테트라 에칠렌 등의 논 스틱(none stick)성 도료를 코팅한 후 약 350~450℃ 사이로 가열하여 코팅을 소성시킴과 동시에 본체와 중간 매개판이 이온 확산 침투 공정을 병용함으로써 매개판과 자성체판도 이온확산 침투로 조직결합력이 성장하게 되어 강고히 접착되도록 하여 접착력을 강화함과 동시에 가열 효율이 증대되도록 함을 특징으로 하는 것이다.

이하 본 발명의 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 알미늄 또는 알미늄합금판에 의해 성형된 본체(10)와 강판이나 스텐레스강판으로서 자성체를 갖는 자성체판(30)과, 상기 본체(10)와 자성체판(30)의 사이에서 결합력 및 가열시 열분포조정기능을 하는 중간 매개체(20)를 먼저 스폿용접 등에 의한 가용접공정과; 상기 가용접된 소재를 일반 대기압상의 가열로에서 350~580℃로 가열하는 1차가열공정과; 상기 1차가열된 소재를 단조용 프레스다이(41)에 얹혀놓고, 단조용펀치(40)에 의해 2000kg/cm²~4000kg/cm²압력으로 타압하여 접촉시키는 단조공정과; 상기 단조공정을 완료한 후 내면에 폴리테트라 에칠렌 등의 논 스틱(none stick)성 도료를 코팅하는 과정과; 코팅한 후 약 350~450℃ 사이로 2차가열하여 코팅을 소성시킴과 동시에 본체(10)와 자성체판(30)이 이온 확산 침투로 결합조직을 성장하게 하여 강고히 부착되도록 하는 공정으로 이루어진다.

본 발명의 바람직한 실시예를 보다 구체적으로 기술한다.

[실시예 1]

A3003 계열의 알미늄합금 2.6t 판으로 직경 220mm, 높이 100mm로 기물본체(10)를 성형하고 이를 세척 크리닝한다.

A1100알미늄판 3t를 직경 200mm로 환절하여 열분포 조정용 중간 매개체(20)를 형성한 후 세척 크리닝한다.

자성체를 갖는 STS430계 0.5t의 강판을 직경 210mm로 환절하여 자성체판(30)을 형성한다.

기물본체(10)의 밑면에 중간 매개체(20)와 자성체판(30)을 저항 스폿용접 등으로 가용접하고 이를 500℃로 가열한 다음 1300Ton 단조 프레스에 의해 3500kg/cm²의 압력으로 순간 단조 형식으로 타압한다. 상기 기물본체(10)의 내면을 샌드 브라스한 후 불소수지(폴리테트라 에칠렌)를 통상의 코팅법으로 코팅한 후 430℃로 소성한다.

이와 같은 실시예의 공정 결과로 만들어진 기물용기는 기물본체(10)와 열분포 조정용 중간 매개체(20)와 자성체판(30)이 상호간에 강고히 결합 부착되었으며, 유도 가열조리기 위에 얹어 놓고, 300℃로 가열후 급냉 등을 2500여회 시험 실시해본 결과 각 소재간의 떨어짐이나 변형이 발생하지 않았고 가열 효과도 좋았다.

[실시예 2]

Si 함유량이 12% 이상의 알미늄합금주물로 직경220mm, 높이 100mm 두께 2.6t로 기물본체(10)를 성형 주조하고 이를 세척 크리닝한다.

A1100 알미늄판 3t를 직경 200mm로 환절하여 열분포 조정용 중간 매개체(20)를 형성한 후 세척 크리닝한다.

자성체를 갖는 STS430계 0.5t의 강판을 직경 210mm로 환절하여 자성체판(30)을 형성한다.

기물본체(10)의 밑면에 중간 매개체(20)와 자성체판(30)을 저항 스폿용접 등으로 가용접하고 이를 500℃ 가열한 다음 1300Ton 단조 프레스에 의해 3500kg/cm²의 압력으로 순간 단조형식으로 타압한다.

상기 기물본체(10)의 내면을 샌드 브라스한 후 불소수지(폴리테트라 에칠렌)를 통상의 코팅법으로 코팅한 후 430℃로 소성한다.

이와 같은 실시예의 공정 결과로 만들어진 기물용기는 실시예 1의 단조에 의해 성형한 경우와 마찬가지로 기물본체(10)와 열분포 조정용 중간 매개체(20)와 자성체판(30)이 상호간에 강고히 결합 부착되었으며, 유도 가열 조리기 위에 얹어 놓고 350℃ 가열 후 급냉 등을 2500여회 시험 실시해 본 결과 각 소재간의 떨어짐이나 변형이 발생하지 않았고 가열 효과도 좋았다.

이상과 같은 본 발명에 의한 유도가열 조리용기는 기물본체와 자성체판간에 이온확산 침투로 결합조직이 성장하게 됨으로써 부착력을 강고히 하며, 가열변형율을 현저히 줄일 수 있음과 동시에 가열효율을 극대화하는 효과가 있다.

본 발명에서는 기물본체를 이루는 알미늄 또는 알미늄합금판과 중간매개체를 이루는 알미늄 또는 알미늄합금판이 같은 재질이거나 성분은 다르지만 같은 알미늄 계열을 사용함으로서 기물본체의 알미늄 인장강도와 매개체의 알미늄 인장강도를 필요에 다라 선택적으로 조정 삽입할 수 있으므로 가열변형율을 현저히 줄일 수 있게 된다.

또한 기물본체와 중간 매개체는 같은 알미늄계이므로 부착력을 강고히 하며, 상기 중간 매개체는 강판 또는 스테인레스 강판과도 접착력이 강한 인자를 삽입할 수 있으므로 알미늄재의 기물본체와 자성체인 강판 또는 스테인레스 강판의 부착력을 향상시킬 수 있으므로 매우 효과적인 제조공법이다.

즉 기물본체는 폴리테트라 에칠렌 코팅후 소성시 열풀림 등에 의한 관계로 강도보강을 위하여 평상시 A3003계이거나 A3004계열을 사용하나 상기 소재들은 자성체판의 강판 또는 스테인레스 강판과 접착성이 좋지 않기 때문에 중간 매개체를 A1100계열로 채용함으로써 기물본채의 A3003 또는 A3004계와 매개체의 A1100계는 동일 알루미늄계이므로 금속 이온간 친화력이 좋고 또 자성체판인 강판 또는 스테인레스강과 상기 매개체의 A1100계는 알미늄 순도가 높으므로 친화력이 강하여 각각의 부착력 강화를 얻을 수 있게 되는 것이다.

또한 기물본체(10)를 Si계 주물로 주조한 경우에 있어서는 자성체판(30)인 스테인레스 또는 강판의 확산 접합 클래딩이 사실상 어려워 종래에는 거의 실시되지 못하였다.

그러나 본 발명에 의하면 Si계 주물과 A1100계는 접착 친화력이 매우 좋으므로 실시예 2와 같이 A1100계의 매개체(20)를 사이에 두고 Si계 주물로된 기물본체(10)와 자성체판(30)간의 견고한 결합을 얻을 수 있다.

또한 본 발명은 가열단조 형식의 공법이므로 기물본체의 단조로 인하여 조직이 단련되므로 상기 본체에 폴리테트라 에칠렌(NONE STICK성) 코팅시 그 기재 기물본체가 단단하여 코팅의 접착력 및 내구성이 향상되었으며 조직단련에 의하여 가열변형이 현저히 축소되므로 유도가열 조리용으로써 사용이 가능하게 된 것이다.

또한 본 발명은 제4도에 도시된 바와 같이 다양한 형태로 용기본체(10)와 자성체(30)를 결합시킬 수 있다.

즉 제4(a)도와 같이 자성체(30)의 하단에 구멍(31)을 형성하고 단조 공정을 거쳐서 중간 매개체(20)가 상기 구멍(31) 부위의 자성체면과 일치되게 할 수도 있다.

또한 단조 공정시 금형의 형상을 구성하여 단조 공정함으로서 제4(b)도에 도시된 바와 같이 자성체(30)의 둘레에 굴곡부(32)가 형성되어 캡슐형으로 매개체(20)가 함몰되도록 할 수도 있다.

또는 제4(c)도에 도시된 바와 같이 캡슐형으로써 자성체(30)에 구멍(31)을 형성함과 굴곡부(32)가 형성되도록 할 수도 있다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 유도가열 조리용기는 밑면의 전판 가열이 가능하게 되어 열효율을 높일 수 있게 되며, 자성체 강판 또는 스테인레스 강판 등을 타공 등에 의한 공정의 번거로움 없이도 강고한 접착이 가능하게 되고 또한 비교적 재질이 연질인 알미늄재질이 표면에 노출되지 않아 사용할 때 흠집 등을 방지할 수 있게 되며 내면의 코팅면의 내구성 또한 향상되게 한 것으로 산업상 매우 유용한 기술인 것이다.

Claims (3)

1. 알미늄재와 자성체를 갖는 금속이 상호 결합되어 형성되는 유도가열용 조리용기의 제조방법에 있어서, 알미늄 또는 알미늄합금 소재에 의해 성형된 본체(10)와, 자성체를 갖는 강판이나 스텐레스 강판으로 된 자성체판(30)과, 상기 본체(10)와 자성체판(30)의 사이에 열분포 조정용 중간 매개체(20)를 삽입하고 저항 스폿용접 등에 의한 가용접된 소재를 일반 대기상태의 가열로에서 350~550℃로 가열한 후 상기 가열된 소재를 단조용 프레스에서 2000kg/cm²~4000kg/cm²압력으로 순간 타압하여 본체(10)와 중간 매개체(20)와 자성체판(30)을 접합 클래딩시키고 이의 내면에 폴리테트라 에칠렌 등의 논스틱(none stick)성 도료를 코팅한 후 약 350~450℃ 사이로 가열하여 코팅을 소성시킴과 동시에 본체(10)와 중간 매개체(20)가 이온확산 침투 공정을 병용함으로써 매개판(20)과 자성체판(30)도 이온 확간 침투로 조직결합력이 성장하게 되어 강고히 접착되도록 하는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 유도가열 조리용기.
2. 제1항에 있어서, 상기 기물본체(10)는 알미늄 또는 알미늄합금 주물로 성형하고 이에 알미늄 또는 알미늄합금판의 중간 매개체(20)와 강판 또는 자성체를 갖는 스테인레스 강판으로 된 자성체판(30)을 저항 스폿용접한 후 청구범위 제1항과 동일한 공정으로 제조됨을 특징으로 하는 유도가열 조리용기.
3. 알미늄판 또는 알미늄합금판 또는 알미늄 주물을 몸체(10)로하고 그 밑에 알미늄 또는 알미늄합금판을 중간 매개판(20)으로 하고 그 밑에 강판 또는 자성체를 가진 스테인레스 강판(30)을 저항 스폿용접으로 가접하여 이를 약 350~550℃로 가열한 후 2000kg/cm²~4000kg/cm²압력으로 순간 타압하여 본체(10)와 중간 매개체(20)와 자성체판(30)을 접합 클래딩시키고 이의 내면에 공지의 코팅방법에 의해 내면 코팅을 한 후 350~450℃ 사이에서 코팅의 소성과 동시에 클래딩 한 각각의 금속이온확산 침투공정을 병용으로 실시하여 금속간 이온 확산 결합력을 증대시켜 더욱 강고히 접착되어 제조됨을 특징으로 하는 유도가열 조리용기 제조방법.