KR100949319B1

KR100949319B1 - 다용도 컵 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR100949319B1
Application number: KR1020090041774A
Authority: KR
Inventors: 서병규
Original assignee: 서병규
Priority date: 2009-05-13
Filing date: 2009-05-13
Publication date: 2010-03-23

Abstract

본 발명은 컵의 상부의 입구가 넓고 하부가 좁은 상광하협 형상의 구조에 있고, 컵 상부의 입구 모서리는 외측으로 벌어져 물을 마시거나 따를 때 원활하게 할 수 있고, 컵의 하부의 내부로 돌출되는 복수개 돌기는 식탁 또는 유리와 같이 바닥면이 매끄러운 재질의 표면에 물기가 있는 경우 또는 컵에 냉수가 담겨진 경우 냉기에 의한 이슬 맺힘으로 물기가 생기는 경우에 상기 식탁 또는 유리의 표면과 컵의 하부 사이에 들뜨는 현상으로 미끄러짐을 방지하기 위해 접촉면적을 최소화하고, 컵 측부의 내부 또는 외부에 복수개의 돌기는 컵을 세척한 후 뒤집어 적층하여 건조 또는 보관할 때 내부 공간에 잔류한 물이 용이하게 빠져나와 빠른 속도로 건조될 수 있고, 적층된 컵은 용이하게 분리할 수 있도록 하였다.

본 발명의 다른 목적은 컵이 용접에 의해 이중으로 형성되어 뜨거운 물이 담긴 컵을 잡을 경우 손에 화상이 방지될 정도의 열기가 차단되는 특징이 있다.

컵, 돌기, 모서리, 상부, 측부, 하부

Description

다용도 컵 및 그 제조방법{versatile of cup and a manufature making of cup}

본 발명은 다용도컵 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스테인리스 재질 컵 상부의 입구를 외측으로 벌어진 형태로 하여 물을 마시기 편하게 하였고, 컵 하부에는 복수개의 돌기를 성형하여 미끄러짐을 방지하였으며, 컵 측부의 중간 부분에 복수개의 돌기를 성형하여 뒤집어서 적층한 컵과 컵 사이에 공간이 형성되어 물 빠짐을 수월하게 하여 컵의 빠른 건조와 컵의 분리를 원활하게 한 것을 특징으로 한다.

일반적으로 물을 수월하게 마시고, 식탁 또는 유리와 같은 매끄러운 표면의 물기에 컵의 미끄러짐을 방지하고, 음식점, 고속도로 휴게소, 학교 급식소 등과 같이 물컵이 다량으로 사용되는 장소에서는 컵을 세척한 후 살균 건조기와 같은 한정된 공간에서 다수개의 컵을 뒤집어서 겹쳐 놓고 신속한 속도로 건조되는 공간의 효율성과, 살균 건조된 컵의 분리가 수월하여 공급이 원활하게 이루어지는 것도 중요한 요건이다.

도 1은 종래 기술에 따른 컵의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 컵이 겹쳐 진 상태를 도시한 단면도이다.

컵의 내부 공간(15)에 물을 담는 컵(11)은 상부가 넓고 하부가 좁은 상광하협 형태의 몸체(13)를 갖고 컵 상부의 입구 모서리는 안으로 구부러져 있다. 이러한 컵(11)은 세척한 후 도 2에 도시된 바와 같이 겹쳐서 적층하여 살균기 겸용 건조기와 같은 한정된 공간에 많은 개수를 보관할 수 있다.

도 3은 종래 기술에 따른 컵의 제조 공정 흐름도이다.

단계 1(S11)을 참조하면, 판상의 스테인리스 스틸을 컵(11)의 크기에 따라 원형으로 절단하여 재단한다.

단계 2(S12)를 참조하면, 원형으로 재단된 판상의 스테인리스 스틸을 원하는 몸체(13)의 형상으로 성형하고, 회전되는 몰드에 접촉시켜 압인하여 내부 공간(15)을 갖도록 성형한다.

단계 3(S13)을 참조하면, 성형된 몸체(13)의 내부공간(15)을 제 1 표면 처리한다. 상기 제 1 표면 처리는 산화크롬 또는 알루미나 등의 연마제와 스타린산을 혼합한 광택제를 사용하여 몸체(13) 내부 공간(15)의 표면을 광택 처리한다.

단계 4(S14)를 참조하면, 상기 몸체(13)의 상부 모서리를 연마한다. 판상의 스테인리스 스틸을 원형으로 절단할 때 절단된 면이 거칠게 절단되므로 매끈하게 곡면을 이루도록 연마된다.

단계 5(S15)를 참조하면, 외부 표면을 제 2 표면 처리한다. 상기 제 2 표면 처리는 제 1 표면 처리와 동일하게 산화크롬 또는 알루미나 등의 연마제와 스타린산을 혼합한 광택제를 사용하여 몸체(13)의 외부 표면을 광택 처리하여 컵(11)을 완성한다.

그러나 상술한 종래 기술에 따라 제조된 컵은 입구의 모서리가 안으로 구부러져 있어 물을 마시거나 따르고자 할 때, 모서리 안쪽으로 구부러진 각도에 의해 물을 마시거나 따르고자 할 때, 특히 물을 따르고자할 때에는 컵의 측부를 따라 물이 밑으로 흘러내려 바닥에 물을 적시는 경우가 발생하고, 또한 식탁 또는 유리와 같이 표면이 매끄러운 재질의 바닥면에 물기가 있는 경우, 상기 컵이 바닥면에 컵이 놓이면 컵 하부의 접촉면 사이에 공기의 유통이 없어 들뜨는 현상이 발생되어 컵이 정해진 방향 없이 미끄러지게 되어 옷을 적시는 사고가 발생되며, 컵을 세척 후 뒤집어 적층하여 건조 또는 보관할 때 컵과 컵 사이에 공간이 없어 잔류하는 물을 제거하기 어려울 뿐만 아니라 잔류된 물기에 의해 컵과 컵 사이에 진공상태가 될 수 있으므로 적층된 컵을 분리하기 어려운 문제점이 있다.

또한, 종래 기술에 따라 제조된 컵은 뜨거운 물이 있는 경우 열의 전달성 때문에 컵이 뜨겁게 되어 물을 쉽게 마실 수 없고, 최악의 경우에는 입속 및 입술과 손에 화상을 입을 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 컵의 상부의 입구가 넓고 하부가 좁은 상광하협 형상의 구조이고, 컵 상부의 입구 모서리는 외측으로 벌어져 물을 마시거나, 따를 때 컵의 측부를 따라 밑으로 흘러내리는 일이 없이 원활하게 할 수 있고, 컵 하부의 돌출된 다수개의 돌기는 식탁 또는 유리와 같이 매끄러운 재질의 표면에 컵에 냉수가 담겨진 경우 냉기에 의한 이슬 맺힘으로 물기가 생기는 등의 경우 상기 표면과 컵 하부 사이에 공간이 발생되고, 접촉면적이 최소화되어 들뜨는 현상에 의한 컵의 미끄러짐을 방지하고, 컵 측부의 내부 또는 외부에 복수개의 돌기는 컵을 세척한 후 뒤집어 적층하여 건조 또는 보관할 때 내부 공간에 잔류한 물이 용이하게 빠져나와 빠른 속도로 건조될 수 있고, 적층된 컵은 용이하게 분리할 수 있도록 하였다.

본 발명의 다른 목적은 두 개의 컵을 용접하여 이중으로 형성되어 컵에 뜨거운 물이 담긴 경우 컵의 외부로 열기가 차단되어 손에 화상이 방지되는 다용도의 컵과 다용도 컵의 제조방법을 제공함에 있다.

다양한 용도의 컵에 있어서,

상기 컵(20)의 상부(21)와 하부(22)의 넓이에 있어서 상부(21)의 입구는 넓고 하부(22)는 좁은 상광하협의 형상과;

상기 컵(20) 상부(21)의 모서리(26)는 외측 상향으로 벌어진 형상으로서 경사진 각도는 50°~60°인 형태와;

상기 컵(20)의 하부(22)와 탁자의 표면(44) 사이의 접촉면에 물기에 의한 미끄럼을 방지하기 위한 제2공간(45)을 형성하는 컵(20) 하부(22)에 돌기가 복수개인 제1 돌기(27)와;

상기 컵(20) 측부(23)의 중간 부분에 컵(20) 표면의 내부 및 외부로 돌출된 제2 돌기(29, 29')는 컵(20)을 뒤집어서 적층하였을 경우 컵(20)과 컵(20)사이에 형성되는 제1공간(24)에 의해 컵(20)과 컵(20) 사이의 공기의 흐름을 원활하게 하고, 접촉면적을 최소화하여 상기 컵(20)들의 건조와 분리를 쉽게 할 수 있는 것이 특징이다.

상기 컵(20)들의 제1 돌기(27)와 제2 돌기(29, 29')의 각각의 개수는 3개 내지 5개인 것을 특징으로 하는 다용도 컵이다. 제1 돌기(27)의 모양은 원뿔형, 반월형, 삼각뿔형 중 어느 하나이다. 상기 컵(20) 측부(23)의 제2 돌기(29, 29')의 모양은 마름모형, 직사각형, 삼각형 중 어느 하나이다.

상기 컵(20)의 상부 모서리(26)의 어느 한 부분에 1°미만( 0°는 포함되지 않음)의 각도로 경사지게 홈(28)을 형성하는 것이 특징이고, 상기 컵(21)의 재질은 쉽게 녹슬지 않는 성질을 가지고 있는 STS 304(18Cr - 8Ni) 또는 STS 302(18Cr - 8Ni- 0.1C) 중 어느 하나인 스테인리스 강이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 기술내용을 살펴보면,

스테인리스 강(Stainless steel) 재질인 이중 컵을 사용한 다용도의 컵에 있어서,

상기 이중 컵의 안쪽인 내부몸체(40)와, 바깥쪽인 외부몸체(41)의 모서리의 접합 부분을 바깥쪽으로 피복아크용접 한 형태와; 상기 컵(30) 입구(35)의 모서리(36)는 외측 상향으로 50°내지 60°의 경사각으로 벌어진 형태와; 상기 컵(30)의 하부(32)는 제1돌기(37)를 성형하여 식탁 또는 유리의 매끄러운 표면 사이에 제2공간(45)을 형성시켜 컵(30)의 미끄럼을 방지하기 위한 형태와; 상기 컵(30)의 측부는 상기 컵(30)의 안쪽으로 복수개의 제2돌기(39)를 형성하여 뒤집어 겹쳐 놓은 컵(30)의 사이에 제1 공간(34)을 형성한 것을 특징으로 한다.

상기 컵(30)의 제1 돌기(37)와 제2 돌기(39)의 개수는 3개 내지 5개이고, 제1 돌기(37)의 모양은 원뿔형, 반월형, 삼각뿔형 중 어느 하나이고, 제2 돌기(39)의 모양은 마름모형, 직사각형, 삼각형 중 어느 하나이다.

상기 컵(30)은 재질은 쉽게 녹슬지 않는 성질을 가지고 있는 STS 304(18Cr - 8Ni) 또는 STS 302(18Cr - 8Ni- 0.1C) 중 어느 하나인 스테인리스 강인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법을 살펴보면,

다양한 용도의 컵을 제조하는 방법에 있어서,
스테인리스 강의 얇은 강판을 컵의 형태를 원형으로 절단하여 재단하는 재단단계(S21);
상광하협형상의 몰드를 사용하여 얇은 강판을 컵의 내부공간으로 형성하며, 컵 모서리의 기울기가 50°내지 60°정도의 각도로 상향 경사지게 벌어진 컵의 형태를 성형하는 성형 단계(S22);
성형된 컵(20) 모서리의 끝 부분을 일정하게 절단하고, 상기 모서리를 연마하는 모서리 연마 단계(S23);
성형된 컵 하부(22)의 외측과, 컵 측부(23) 중간 부분의 내측 또는 외측을 코이닝(Coining)작업으로 복수개의 제1, 제2 돌기를 형성하고, 컵 상부(21)의 모서리(26)에 1°미만(0°는 미포함)의 경사진 각도로 홈(28)을 성형하는 제1, 2 돌기 및 홈 성형하는 단계(S24);
컵에 연마재를 가볍게 누르면서 컵의 내부는 윗부분부터 아랫부분을 방향으로 반복 작업하고, 이어서 컵의 모서리는 컵의 내부에서 외부 방향으로 회전시키고, 이어서 컵의 외부는 윗부분부터 아랫부분을 방향으로 반복 작업하여 연마 자국을 없애는 1차 광택작업;
상기 1차 작업 후에 컵(20)을 회전시키고, 연마기를 사용하여 상기 1차 작업과 같은 방법으로 작업하는 2차 광택작업;
2차 작업 후에 컵(20)을 회전시키고, 연마기를 사용하여 상기 1차 작업과 같은 방법으로 작업하여 연마 광택작업을 마무리하는 3차 연마 광택작업의 연마광택 단계(S25);
상기 연마 광택 작업 후 컵 표면에 잔존하는 연마가루, 기름 등의 불순물을 이온교환수로 세척한 후 건조시키는 탕세 건조 단계(S26);로 형성된 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명의 다른 실시예에 따른 제조방법을 살펴보면,

다양한 용도의 컵을 제조하는 방법에 있어서,
스테인리스 강의 얇은 강판을 이중 컵의 내부몸체(40)의 형태를 원형으로 절단하여 재단하는 제 1 재단(S31)과,
상광하협형상의 몰드를 사용하여 얇은 강판을 컵의 내부공간으로 형성하며, 컵 모서리의 기울기가 50°내지 60°정도의 각도로 상향 경사지게 벌어진 컵의 형태를 성형하는 제 1 성형(S32)과,
상기 내부몸체(40)로 사용되는 컵(30)의 측부(33) 중간 부분에 컵의 안쪽으로 코이닝(Coining)작업하여 복수개의 제2 돌기(39)를 성형하는 제2돌기 성형(S33)의 P31단계 ;
스테인리스 강의 얇은 강판을 절단기를 사용하여 원형으로 절단하되 이중 컵의 외부몸체는 내부몸체보다 작게 절단하여 재단하는 제2 재단(S34)과,
상광하협형상의 몰드를 사용하여 얇은 강판을 컵의 내부공간으로 형성하며, 컵 모서리의 기울기가 50°내지 60°정도의 각도로 상향 경사지게 벌어진 컵의 형태를 성형하는 제2 성형(S35)과,
상기 외부몸체(41) 하부의 외측을 코이닝(Coining)작업으로 복수개의 돌기(37)를 형성시키는 제1 돌기(37) 성형(S36)의 P32단계;
이중 컵의 내부몸체와 외부몸체의 피복아크용접시 상기 내부몸체의 모서리의 벌어진 끝 부분을 바깥으로 표출시켜 상기 외부몸체의 모서리 끝 부분과 용접하는 용접작업(S37)과,
컵의 용접부위의 용접부분을 보호하기 위해 용접자국이 없어질 때까지 용접부위를 연마하는 용접연마작업(S38)과,
컵의 모서리 부분을 반복 작업하여 연마자국을 없애는 모서리 연마작업(S39)과,
컵(30)에 연마재를 가볍게 누르면서 상기 컵의 내부는 윗부분부터 아랫부분을 방향으로 반복 작업하고, 이어서 상기 컵의 모서리는 컵의 내부에서 외부 방향으로 회전시키고, 이어서 상기 컵의 외부는 윗부분부터 아랫부분을 방향으로 반복 작업하여 연마 자국을 없애는 1차 광택작업;
상기 1차 작업 후에 컵(30)을 회전시키고, 연마기를 사용하여 상기 1차 작업과 같은 방법으로 작업하는 2차 광택작업;
2차 작업 후에 컵(30)을 회전시키고, 연마기를 사용하여 상기 1차 작업과 같은 방법으로 작업하여 연마 광택작업을 마무리하는 3차 연마 광택작업의 연마 광택 단계(S40);
연마 광택 작업 후 컵(30) 표면에 잔존하는 연마가루, 기름 등의 불순물을 이온교환수로 세척한 후 상기 컵(30)을 건조시키는 탕세 건조 단계(S41)의 P33단계;로 형성된 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명은 하나의 컵에 용도를 다양화하기 위하여, 컵 상부의 모서리를 외측으로 벌어지게 하여 물의 섭취를 편리하게 하고, 컵 하부의 외측으로 복수개의 돌기를 성형하여 식탁이나 유리와 같은 매끄러운 표면에 물기에 의한 미끄러짐을 방지하였다. 또한, 컵 측부의 중간 부분에 복수개의 돌기를 성형하여 세척 후 살균 건조기에 뒤집어서 적층할 때 컵과 컵 사이의 공간에 의해 물이 수월하게 빠져 건조가 신속하여 살균 건조를 위한 열의 전달시간이 절약되고, 적층된 컵을 용이하게 분리할 수 있는 편리함이 있으며, 또한 컵을 이중으로 하여 뜨거운 물이 담겨진 경우 컵 외부에 열을 차단하여 컵을 손으로 잡을 경우 화상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

본 발명의 다용도 컵은, 하나의 컵에 물의 음용, 미끄러짐 방지, 빠른 건조 등의 다양한 기능을 갖춘 것으로서, 상기 기능을 갖추기 위해서는 절단(cutting), 구부림(bending), 프레스(press), 접합 등이 용이한 재질이 사용된다, 상기 재질로 적당한 것은 쉽게 녹이 슬지 않는 오스테나이트계 스테인리스 강(Stainless steel)으로서 철을 주성분으로 하고, 크롬 18 중량%, 니켈 8 중량%를 포함되어 매우 안정된 산화피막이 형성되는 STS 304(18Cr - 8Ni) 또는 STS 302(18Cr - 8Ni-0.1C)를 사용하고 있다. 상기 스테인리스 강 재질은 표면이 아름답고, 내식성이 우수하며, 내마모성이 크고, 고온강도(용융온도가 1400정도, 내산화성이 800~850, 휨 500이상)가 크며, 광택이 우수한 것이 특징이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명은 일 실시 예에 따라 제조된 컵의 사시도이고, 도 5a, 5b는 도 4의 단면도이며, 도 6a, 6b은 도 4에 도시된 컵을 적층하여 겹쳐진 상태를 도시한 단면도이고, 도10과 도11은 도5 및 도6의 사용 상태도이다. 도 7은 도4의 다른 실시예의 사시도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 컵(20)은 상부(21), 하부(22), 측부(23)에 특수한 기능을 부여한 것이다.

상기 컵(20)의 각 부분별 구성을 살펴보면,

상기 컵(20)의 상부(21)는, 물을 마시거나 따르고자할 때 유용한 것으로서, 상기 컵(20)의 윗부분은 넓고 아랫부분은 좁은 상광하협 형상이고, 상기 입구(25)의 모서리(26)는 외측 상향으로 50°내지 60°정도의 경사각으로 벌어진 형태로 하여 물을 마시고자 할 때는 상기 입구(25)의 모서리(26)와 입이 닿는 부분이 자연스럽게 접촉되어 외부로 흘리지 않고 마실 수 있으며, 또한 물을 따르고자할 때에도 컵의 측부를 따라 밑으로 흘러내리지 않고, 원하는 방향으로 수월하게 따를 수 있다.

상기 컵(20)의 하부(22)는, 컵과 매끄러운 표면 사이에 공간이 없을 때 들뜸 현상에 의한 컵(20)의 미끄럼 방지를 위한 것으로서, 도 10을 참조하면, 상기 컵(20) 하부(22)에 돌출된 복수개의 제1 돌기(27)를 형성하여, 식탁 또는 유리(43)와 같은 매끄러운 표면(44)에 물기가 있는 경우 상기 컵(20)의 제1 돌기(27)와 상기 표면(44) 사이에 제2공간(45)이 형성되어서, 컵과 표면 사이의 접촉면적이 적게되어 상기 컵(20)과 표면(44)에 들뜨게 되는 현상이 없어지므로 상기 컵(20)의 미끄럼을 방지할 수 있는 것이다. 이때 미끄럼 방지를 위한 제1 돌기(27)의 모양과 개수에 있어서, 모양은 원뿔형이나 삼각뿔형이고 바람직하고, 개수는 3개 내지 5개 정도로 하는 것이 적당하다.

상기 컵(20)의 측부(23)는, 컵(20)의 건조와 분리를 수월하게 하기 위한 것으로서, 도 11을 참조하면, 상기 컵(20)의 중간 부분에 복수개의 돌기를 컵의 안쪽으로 제2돌기(29) 또는 컵의 바깥쪽으로 복수개의 제2 돌기(29')를 형성하여 음식점, 고속도로 휴게소, 학교 급식소와 같이 컵이 다량으로 사용되는 장소에서 유용한 것이다. 상기 컵(20)의 건조 과정을 살펴보면, 컵(20)을 세척한 후 살균건조기(42)와 같이 한정된 공간에 컵(20)을 뒤집어 겹쳐 놓고 다량의 컵을 살균 및 건조할 때, 컵(20)과 컵(20) 사이의 돌기에 의한 제1 공간(24)이 발생되어 세척한 물이 수월하게 빠져나오게 되어 컵에 물기가 적게 남아있게 되면 건조에 필요한 열이 물기가 적은 컵에는 더욱 빠르게 전달되어 건조속도가 빠르게 되고, 제1 공간(24)에 의해 상기 컵(20)들이 손쉽게 분리되어 공급을 원활하게 할 수 있는 것이다. 이때 컵과 컵 사이의 접촉 공간을 원활하게 하기 위하여 제2 돌기(29, 29')의 모양과 개수에 있어서, 모양은 마름모형, 직사각형, 삼각형 등이 바람직하고, 개수는 3개 내지 5개 정도가 적당하다.

상기 컵(20) 상부의 모서리(26)에 형성된 홈(28)은, 물을 마시거나, 따르고자 할 때 좀 더 수월하게 하기 위한 것으로서, 도 7을 참조하면, 상기 홈(28)은 컵 모서리 부분에 1°미만( 0°는 미포함)의 각도로 경사지게 홈을 형성한다. 이때 홈(28)의 개수는 1개 내지 3개 정도로 하는 것이 바람직하다.

도 8 및 도 9는 도 4의 또 다른 실시 예로서, 도 8은 본 발명에 다른 실시 예에 따라 제조된 컵의 단면도이고, 도 9는 컵을 적층하여 겹쳐진 상태를 도시한 단면도이다.

본 발명은 스테인리스 강(Stainless steel) 재질을 사용한 다용도의 컵에 있어서, 두 개의 컵을 피복아크용접(이하, 용접이라 함)한 것으로서, 상기 용접된 컵의 안쪽은 내부몸체(40), 바깥쪽은 외부몸체(41)로 구별한 이중 컵에 관한 것이다. 상기 용접된 이중 컵의 상부(31), 하부(32), 측부(33)에 대하여 살펴보면,

삭제

상기 컵(30)의 상부(31)는, 물을 마시거나 따르고자할 때 유용한 것으로서, 상기 컵(30)의 윗부분은 넓고 아랫부분은 좁은 상광하협 형상이고, 상기 컵(30) 입구(35)의 모서리(36)는 외측 상향으로 50°내지 60°의 경사각으로 벌어진 형태이고, 이는 물을 마시고자 할 때 상기 입구(35)와 입이 닿는 부분이 자연스럽게 접촉되어 외부로 흘리지 않고 마실 수 있으며, 또한 물을 따르고자할 때에도 컵의 측부를 따라 밑으로 흘러내리지 않고, 원하는 방향으로 수월하게 따를 수 있다.

상기 컵(30)의 하부(32)는, 컵(30)의 미끄럼을 방지하기 위한 것으로서, 도 10을 참조하면, 상기 컵(30) 하부(32)에 돌출된 복수개의 제1 돌기(27)를 형성하여, 식탁 또는 유리(43)와 같은 매끄러운 표면(44)에 물기가 있는 경우 상기 컵(30)의 제1 돌기(37)와 상기 표면(44) 사이에 제2공간(45)이 형성되어서, 컵과 표면 사이의 접촉면적이 적게되어 상기 컵(30)과 표면(44)에 들뜨게 되는 현상이 없어지므로 상기 컵(30)의 미끄럼을 방지할 수 있는 것이다. 이때 미끄럼 방지를 위한 제1 돌기(37)의 모양과 개수에 있어서, 모양은 원뿔형이나 삼각뿔형이고 바람직하고, 개수는 3개 내지 5개 정도가 적당하다.

상기 컵(30)의 측부는, 컵(30)의 건조를 수월하게 하기 위한 것으로서, 도 11을 참조하면, 상기 컵(30)의 중간 부분에 복수개의 돌기를 컵의 안쪽으로 제2돌기(39)를 형성하여 음식점, 고속도로 휴게소, 학교 급식소와 같이 컵이 다량으로 사용되는 장소에서 유용한 것이다. 상기 컵(30)의 건조 과정은, 컵(30)을 세척한 후 살균건조기(42)와 같이 한정된 공간에 컵(30)을 뒤집어 겹쳐 놓고 다량의 컵을 살균 및 건조할 때, 컵(30)과 컵(30) 사이의 돌기에 의한 제1 공간(34)이 발생되어 세척한 물이 수월하게 빠져나오게 되어 컵에 물기가 적게 남아있게 되면 건조에 필요한 열이 물기가 적은 컵에는 더욱 빠르게 전달되어 건조속도가 빠르게 되고, 제1 공간(34)에 의해 상기 컵(30)들이 손쉽게 분리되어 공급을 원활하게 할 수 있는 것이다. 이때 컵과 컵 사이의 접촉 공간을 원활하게 하기 위하여 제2 돌기(39)의 모양과 개수에 있어서, 모양은 마름모형, 직사각형, 삼각형 등이 바람직하고, 개수는 3개 내지 5개 정도가 적당하다.

상기 이중컵의 또 다른 면을 살펴보면, 상기 컵(30) 안에 뜨거운 물이 있는 경우, 컵(30)은 내부몸체(40)와 외부몸체(41)가 용접된 이중으로 된 것이므로 내부의 뜨거운 물은 외기(外氣)와의 열 교환이 억제되어 컵을 사용할 때 손에 화상을 입는 것을 방지할 수 있다.

도 12는 도 4 내지 도 6에 도시된 컵(20)의 제조공정을 나타내는 단계별 흐름도이고, 도 13은 도 8 및 도 9에 도시된 컵(30)의 제조공정을 나타내는 단계별 흐름도이다.
도 12를 참조하여 단계별 제조공정에 의한 컵(20) 제조방법의 일 실시예를 살펴보면,

첫째, 재단 단계(S21)는,

스테인리스 강의 얇은 강판을 절단기를 사용하여 원형으로 절단하여 컵 형태로 재단하되 사용할 수 있는 크기에 따라 면적을 한정하여 원형으로 절단하여 재단한다.

둘째, 성형 단계(S22)는,

회전속도가 1500 ~ 1800rpm인 회전기에 상광하협형상의 몰드를 고정시킨 후, 원형으로 재단된 얇은 강판을 상기 몰드 위에 고정시키고, 상기 얇은 강판의 중심방향으로 끝 부분이 둥글고 길이가 긴 쇠막대기를 누르면서 컵의 내부공간을 형성하며, 계속된 동작으로 상기 쇠막대기를 약간 기울여 바깥방향으로 빼내면서 컵 모서리의 기울기가 50°내지 60°정도의 각도로 상향 경사지게 벌어진 컵의 형태를 성형한다.

셋째, 모서리 연마 단계 (S23)는,

성형된 컵(20) 모서리(26)의 성형과정에서 상기 모서리(26)의 끝 부분은 거칠고 일정하지 않아 끝 부분을 일정하게 절단하고, 상기 모서리(26)의 끝 부분은 연마기로 모서리를 연마한다. 이때, 연마기의 회전속도는 1000 내지 1500rpm, 연마재의 입도는 #100 ~ #200이고, 상기 연마재의 재질은 알루미늄 옥사이드를 사용한다.

넷째, 제1, 제2 돌기 및 홈을 성형하는 단계(S24)는,

성형된 컵 하부(22)의 바깥쪽으로 복수개의 제1돌기(27)와 컵 측부의 중간 부분에 상기 컵(20)의 안쪽에 복수개의 제2돌기(29) 또는 바깥쪽에 복수개의 제2 돌기(29')를 형(型)틀에 강하게 누르는 코이닝(Coining)작업하고, 컵 상부(21)의 모서리(26) 어느 한 부분에 1°미만(0°는 미포함)의 경사진 각도로 홈(28)을 프레스 작업한다. 상기 홈은 1개 내지 3개 정도가 바람직하고, 제1돌기(27) 및 제2돌기(29, 29')의 개수는 3개 내지 5개 정도가 적당하다.

다섯째, 연마 광택 단계 (S25)는,

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1차 연마 광택작업은, 연마기를 사용하여 컵에 연마재를 가볍게 누르면서 컵의 내부는 윗부분부터 아랫부분을 방향으로 반복 작업하고, 이어서 컵의 모서리는 컵의 내부에서 외부 방향으로 회전시키고, 이어서 컵의 외부는 윗부분부터 아랫부분을 방향으로 반복 작업하여 연마 자국을 없애는 광택작업을 한다. 이때 연마기의 회전속도는 2000 ~ 2300rpm, 연마재의 입도는 #320 ~ #400이다.

2차 연마 광택작업은, 상기 1차 작업 후에 컵(20)을 회전시키고, 연마기를 사용하여 상기 1차 작업과 같은 방법으로 작업을 한다. 이때 연마기의 회전속도는 2300 ~ 2500rpm, 연마재의 입도는 #600 ~ #800이다.

3차 연마 광택작업은, 상기 2차 작업 후에 컵(20)을 회전시키고, 연마기를 사용하여 상기 1차 작업과 같은 방법으로 작업하여 연마 광택작업을 마무리한다. 이때 연마기의 회전속도는 2500 ~ 2800rpm, 연마재의 입도는#800 ~ #1000이다. 상기 1차 내지 3차 연마 광택작업에서 사용되는 연마재의 재질은 건식연마에 적합한 알루미늄 옥사이드를 사용한다.

여섯째, 탕세 건조 단계(S26)는,

연마 광택작업이 마무리 작업 후 컵 표면에 잔존하고 있는 연마가루, 기름 등의 불순물을 이온교환수로 세척하고, 불순물을 제거한 후에는 바람을 이용하여 건조시킨다.

도 13을 참조하여 단계별 제조공정에 의한 컵(30) 제조방법의 다른 실시예를 살펴보면,

다른 실시 예에 따른 컵(30)의 제조방법은 크게 3단계로 구분할 수 있다.

첫째, 컵의 내부몸체(40)를 만드는 단계로서, 제1 재단(S31), 제1성형(S32) 및 제1돌기 성형(S33)의 P31단계,

둘째, 컵의 외부몸체(41)를 만드는 단계로서, 제2 재단(S34), 제2성형(S35) 및 제2돌기 성형(S36)의 P32단계,

셋째, 컵의 내부몸체(40)와 외부몸체(41)를 접합 및 연마하여 컵을 완성하는 단계로서, 용접 작업(S37), 용접부 연마작업(S38), 접합된 컵의 입구 모서리를 연마하는 모서리 연마작업(S39), 접합된 컵의 연마 광택 작업(S40), 마무리된 연마 광택의 불순물을 제거하는 탕세 건조작업(S41)의 P33 단계로 구분할 수 있다.

각 단계별 공정을 구체적으로 살펴보면,

첫째, P31단계의 순서별 공정에서,

제 1 재단(S31)은, 스테인리스 강의 얇은 강판을 절단기를 사용하여 원형으로 절단하여 이중 컵의 내부몸체의 컵 형태로 재단한다.

제 1 성형(S32)은, 회전속도가 1500 ~ 1800rpm인 회전기에 상광하협형상의 몰드를 고정시킨 후, 원형으로 재단된 얇은 강판을 상기 몰드 위에 고정시키고, 상기 얇은 강판의 중심방향으로 끝 부분이 둥글고 길이가 긴 쇠막대기를 누르면서 컵의 내부공간을 형성하며, 계속된 동작으로 상기 쇠막대기를 약간 기울여 바깥방향으로 빼내면서 컵 모서리의 기울기가 50°내지 60°정도의 각도로 상향 경사지게 벌어진 내부몸체(40)형태의 컵을 성형한다.

제1돌기 성형(S33)은, 상기 외부몸체 하부의 외측으로 밀폐된 형(型)속에서 강하게 누르는 코이닝(Coining)작업으로 복수개의 제1돌기를 형성한다. 상기 제1 돌기의 개수는 3개 내지 5개인 것이 바람직하다.

둘째, P32단계의 순서별 공정에서,

제2 재단(S34)은, 스테인리스 강의 얇은 강판을 절단기를 사용하여 원형으로 절단하되 이중 컵의 외부몸체는 내부몸체보다 작게 절단하여 재단한다.

제2 성형(S35)은, 회전속도가 1500 ~ 1800rpm인 회전기에 상광하협형상의 몰드를 고정시킨 후, 원형으로 재단된 얇은 강판을 상기 몰드 위에 고정시키고, 상기 얇은 강판의 중심방향으로 끝 부분이 둥글고 길이가 긴 쇠막대기를 누르면서 컵의 내부공간을 형성하며, 계속된 동작으로 상기 쇠막대기를 약간 기울여 바깥방향으로 빼내면서 컵 모서리의 기울기가 50°내지 60°정도의 각도로 상향 경사지게 벌어진 외부몸체(41)형태의 컵을 성형한다.

제2돌기 성형(S36)은, 상기 이중 컵의 내부몸체(40)로 사용되는 컵(30)의 측부(33) 중간 부분에 컵의 안쪽 방향으로 코이닝(Coining)작업하여 복수개의 제2 돌기를 형성한다. 상기 제2 돌기의 개수는 3개 내지 5개인 것이 바람직하다.

셋째, P33단계의 공정에서,

용접작업(S37)은, 컵의 내부몸체와 외부몸체의 접촉면을 아크용접으로 접합하는 것으로서, 내부몸체와 외부몸체의 피복아크용접시 상기 내부몸체의 모서리의 벌어진 끝 부분을 바깥으로 표출시켜 상기 외부몸체의 모서리 끝 부분과 용접하는 작업이다. 아크용접 중에서 피복아크용접(SMAW), 서브머지드아크용접(SAW), 보호가스금속마크용접(GMAW MIG), 불활성가스 텅스텐 아크용접(TIG)등이 있으나, 본원 발명은 피복제를 바른 용접봉과 모재사이에서 전기아크용접에 의해 발생되는 열을 이용하여 용접하는 피복아크용접(SMAW: Shield Metal Arc Welding)으로 하고 있으며, 상기 용접법은 전체 발열량의 60~75%가 양극측에서 발생하므로 모재가 얇은 곳에 사용되는 모재를 "-"로 하는 역극성(reverse polarity)으로 하고, 이때 사용되는 용접전류는 용접봉의 직경 26에 적합한 50~70A 정도이다. 상기 용접법의 특징은 장비가 단순하고, 저렴하고, 이동이 용이하고, 전방향(全方向)의 용접이 가능하고, 용접 면적이 3mm이하의 범위에 적당한 장점이 있는 반면, 균열과 같은 용접의 불연속성과, 거칠은 비드(bead)등의 결과를 가져올 수 있는 단점이 있으나, 이는 연마작업에 의해 상기 단점을 극복해 표면을 매끄럽게 할 수 있다.

용접연마작업(S38)은, 연마기를 사용하여 용접부위의 용접부분을 보호하기 위해 용접자국이 없어질 때까지 연마 작업한다. 이때 연마기의 회전속도는 1500 내지 2000rpm이고, 연마재의 입도는 #200 ~ #400인 것을 사용하며, 연마재의 재질은 건식연마에 적합한 알루미늄 옥사이드를 사용한다.

모서리 연마작업(S39)은, 연마기를 사용하여 모서리 부분을 반복 작업하여 연마자국을 없앤다. 이때 연마기의 회전속도는 2000 내지 2300rpm이고, 연마재의 입도는 #400 ~ #600인 것을 사용하며, 연마재의 재질은 건식연마에 적합한 알루미늄 옥사이드를 사용한다.

연마광택작업(S40)은, 1차 내지 3차 연마광택작업으로 한다.

1차 연마 광택작업은, 연마기를 사용하여 컵에 연마재를 가볍게 누르면서 컵의 내부는 윗부분부터 아랫부분을 방향으로 반복 작업하고, 이어서 컵의 모서리는 컵의 내부에서 외부 방향으로 회전시키고, 이어서 컵의 외부는 윗부분부터 아랫부분을 방향으로 반복 작업하여 연마 자국을 없애는 광택작업을 한다. 이때 연마기의 회전속도는 2000 ~ 2300rpm이고 연마재의 입도는 #320 ~ #400이다.

2차 연마 광택작업은, 상기 1차 작업 후에 컵(20)을 회전시키고, 연마기를 사용하여 상기 1차 작업과 같은 방법으로 연마광택 작업을 한다. 이때, 연마기의 회전속도는 2300 ~ 2500rpm이고, 연마재의 입도는 #600 ~ #800이다.

3차 연마 광택작업은, 상기 2차 작업 후에 컵(20)을 회전시키고, 연마기를 사용하여 상기 1차 작업과 같은 방법으로 작업하여 연마 광택작업을 마무리한다. 이때 연마기의 회전속도는 2500 ~ 2800rpm이고, 연마재의 입도는 #800 ~ #1000이다. 상기 1차 내지 3차 연마 광택작업에 사용되는 연마재는 건식연마에 적합한 알루미늄 옥사이드와 같은 재질의 연마분을 사용한다.

탕세 건조 단계(S26)는, 연마 광택작업이 마무리 작업 후 컵 표면에 잔존하고 있는 연마가루, 기름 등의 불순물을 이온교환수로 세척하고, 불순물을 제거한 후에는 바람을 이용하여 건조시킨다.

상술한 바와 같이 본 발명은 실시 예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

도 1은 종래 기술에 따른 컵의 단면도.

도 2는 도 1에 도시된 컵을 적층하여 겹쳐진 상태를 도시한 단면도.

도 3은 종래 기술에 따른 컵의 제조 공정 흐름도.

도 4는 본 발명에 일 실시 예에 따라 제조된 컵의 사시도.

도 5a, 도5b는 도 4의 단면도.

도 6a, 도 6b는 도 4에 도시된 컵을 적층하여 겹쳐진 상태를 도시한 단면도.

도 7은 도4의 다른 실시 예의 사시도.

도 8은 본 발명에 다른 실시 예에 따라 제조된 컵의 단면도.

도 9는 도 8에 도시된 컵을 적층하여 겹쳐진 상태를 도시한 단면도.

도 10 및 도 11은 도 4 내지 도 7의 일 실시 예에 따른 컵의 사용상태도.

도 12는 도 4 내지 도 6b에 컵의 제조공정을 나타내는 단계별 흐름도.
도 13은 도 8 및 도 9에 도시된 컵의 제조공정을 나타내는 단계별 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

20, 30 : 컵 21, 31 : 상부

22, 32 : 하부 23, 33 : 측부

24, 34 : 제 1 공간 25, 35 : 입구

26, 36 : 모서리 27, 37 : 제1 돌기

28 : 홈 29, 29': 제2 돌기

39 : 제2돌기 40 : 내부 몸체

41 : 외부 몸체 42 : 살균건조기

43 : 식탁 또는 유리탁자 44 : 표면

45 : 제2공간

Claims

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스테인리스 강(Stainless steel) 재질인 이중 컵을 사용한 다용도의 컵에 있어서,

상기 이중 컵의 안쪽인 내부몸체(40)와, 바깥쪽인 외부몸체(41)의 모서리의 접합 부분을 외측에서 피복아크용접 한 형태와;

상기 컵(30) 입구(35)의 모서리(36)는 외측 상향으로 50°내지 60°의 경사각으로 벌어진 형태와;

상기 컵(30)의 하부(32)는 제1돌기(37)를 성형하여 식탁 또는 유리의 매끄러운 표면 사이에 제2공간(45)을 형성시켜 컵(30)의 미끄럼을 방지하기 위한 형태와;

상기 컵(30)의 측부는 상기 컵(30)의 안쪽으로 복수개의 제2돌기(39)를 형성하여 뒤집어 겹쳐 놓은 컵(30)의 사이에 제1 공간(34)을 형성한 것을 특징으로 하는 다용도 컵.
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다양한 용도의 컵을 제조하는 방법에 있어서,

스테인리스 강의 얇은 강판을 컵의 형태를 원형으로 절단하여 재단하는 재단단계(S21);

상광하협형상의 몰드를 사용하여 얇은 강판을 1500 내지 1800rpm의 회전속도로 회전시키면서 컵의 내부공간으로 형성하며, 컵 모서리의 기울기가 50°내지 60°정도의 각도로 상향 경사지게 벌어진 컵의 형태를 성형하는 성형 단계(S22);

성형된 컵(20) 모서리의 끝 부분을 일정하게 절단하고, 입도 #100~#200인 연마재를 사용하여 1000 내지 1500rpm의 회전속도로 상기 모서리를 연마하는 모서리 연마 단계(S23);

성형된 컵 하부(22)의 외측과, 컵 측부(23) 중간 부분의 내측 또는 외측을 코이닝(Coining)작업으로 복수개의 제1, 제2 돌기를 형성하고, 컵 상부(21)의 모서리(26)에 1°미만(0°는 미포함)의 경사진 각도로 홈(28)을 성형하는 제1, 2 돌기 및 홈 성형하는 단계(S24);

입도가 #320~#400인 연마재를 2000 내지 2300rpm의 회전속도로 컵을 누르면서 컵의 내부는 윗부분부터 아랫부분을 방향으로 반복 작업하고, 이어서 컵의 모서리는 컵의 내부에서 외부 방향으로 회전시키고, 이어서 컵의 외부는 윗부분부터 아랫부분을 방향으로 반복 작업하여 연마 자국을 없애는 1차 광택작업;

상기 1차 작업 후에 컵(20)을 회전시키고, 입도가 #600~#800인 연마재와, 2300 내지 2500rpm의 회전속도로 연마기를 사용하여 상기 1차 작업과 같은 방법으로 작업하는 2차 광택작업;

2차 작업 후에 컵(20)을 회전시키고, 입도가 #800~#1000인 연마재와, 2500 내지 2800rpm의 회전속도로 연마기를 사용하여 상기 1차 작업과 같은 방법으로 작업하여 연마 광택작업을 마무리하는 3차 연마 광택작업의 연마광택 단계(S25);

상기 연마 광택 작업 후 컵 표면에 잔존하는 연마가루, 기름 등의 불순물을 이온교환수로 세척한 후 건조시키는 탕세 건조 단계(S26);로 형성된 것을 특징으로 하는 다용도 컵 제조방법.
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다양한 용도의 컵을 제조하는 방법에 있어서,

스테인리스 강의 얇은 강판을 이중 컵의 내부몸체(40)의 형태를 원형으로 절단하여 재단하는 제 1 재단(S31)과,

상광하협형상의 몰드를 사용하여 얇은 강판을 1500 내지 1800rpm의 회전속도에서 컵의 내부공간으로 형성하며, 컵 모서리의 기울기가 50°내지 60°정도의 각도로 상향 경사지게 벌어진 컵의 형태를 성형하는 제 1 성형(S32)과,

상기 내부몸체(40)로 사용되는 컵(30)의 측부(33) 중간 부분에 컵의 안쪽으로 코이닝(Coining)작업하여 복수개의 제2 돌기(39)를 성형하는 제2돌기 성형(S33)의 P31단계 ;

스테인리스 강의 얇은 강판을 절단기를 사용하여 원형으로 절단하되 이중 컵의 외부몸체는 내부몸체보다 작게 절단하여 재단하는 제2 재단(S34)과,

상광하협형상의 몰드를 사용하여 얇은 강판을 1500 내지 1800rpm 회전속도에서 컵의 내부공간으로 형성하며, 컵 모서리의 기울기가 50°내지 60°정도의 각도로 상향 경사지게 벌어진 컵의 형태를 성형하는 제2 성형(S35)과,

상기 외부몸체(41) 하부의 외측을 코이닝(Coining)작업으로 복수개의 돌기(37)를 형성시키는 제1 돌기(37) 성형(S36)의 P32단계;

이중 컵의 내부몸체와 외부몸체의 피복아크용접시 상기 내부몸체의 모서리의 벌어진 끝 부분을 바깥으로 표출시켜 상기 외부몸체의 모서리 끝 부분과 용접하는 용접작업(S37)과,

컵의 용접부위의 용접부분을 보호하기 위해 용접자국이 없어질 때까지 용접부위를 입도가 #200~#400인 연마재를 사용하여 1500 내지 2000rpm의 회전속도로 연마하는 용접연마작업(S38)과,

컵의 모서리 부분을 입도가 #400~#600인 연마재를 사용하여 1500 내지 2000rpm의 회전속도에서 반복 작업하여 연마자국을 없애는 모서리 연마작업(S39)과,

컵(30)에 입도가 #320~#400인 연마재를 2000 내지 2300rpm의 회전속도를 가지고 누르면서 상기 컵의 내부는 윗부분부터 아랫부분을 방향으로 반복 작업하고, 이어서 상기 컵의 모서리는 컵의 내부에서 외부 방향으로 회전시키고, 이어서 상기 컵의 외부는 윗부분부터 아랫부분을 방향으로 반복 작업하여 연마 자국을 없애는 1차 광택작업;

상기 1차 작업 후에 컵(30)을 회전시키고, 입도가 #600~#800인 연마재를 2300 내지 2500rpm의 회전속도를 가지고 연마기를 사용하여 상기 1차 작업과 같은 방법으로 작업하는 2차 광택작업;

2차 작업 후에 컵(30)을 회전시키고, 입도가 #800~#1000인 연마재를 2500 내지 2800rpm의 회전속도를 가지고 연마기를 사용하여 상기 1차 작업과 같은 방법으로 작업하여 연마 광택작업을 마무리하는 3차 연마 광택작업의 연마 광택 단계(S40);

연마 광택 작업 후 컵(30) 표면에 잔존하는 연마가루, 기름 등의 불순물을 이온교환수로 세척한 후 상기 컵(30)을 건조시키는 탕세 건조 단계(S41)의 P33단계;로 형성된 것을 특징으로 하는 다용도 컵 제조방법.
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