KR101452291B1 - 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 알루미늄 밑판에 유도가열이 구현되는 균일하고 안정된 코팅막을 구현하기 위하여, 알루미늄(Al)을 함유하여 이루어진 용기 몸체부 및 상기 용기 몸체부의 외측 바닥면에 코팅된 도금층을 포함한다. 상기 도금층은 철(Fe)과 니켈(Ni)을 함유하여 이루어지고, 상기 도금층의 두께는 150㎛ 내지 1000㎛의 범위를 가지는 유도가열이 가능한 주방용기 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법{Methods of fabricating cooking utensils for induction heating}
본 발명은 주방용기의 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법에 관한 것이다.
코일에서 발생한 자력선이 유도가열이 가능한 주방용기를 통과할 때 주방용기를 구성하는 물질의 저항성분에 의해서 와류전류가 생성되며, 이러한 와류전류는 상기 저항성분에 의해서 열로 변환되므로 주방용기 자체가 발열되어 조리가 수행될 수 있다.
금속을 함유하여 이루어진 주방용기의 유도가열은 특정한 주파수에서 발생되며 통상적으로 알루미늄 주방용기는 유도가열이 일어나지 않는다. 따라서 무게가 가벼워 많이 사용되는 알루미늄 주방용기에 유도가열의 적용은 기술적 해결이 요구된다.
알루미늄 주방용기에 유도가열을 구현하기 위하여 용기 밑판에 철판 클래딩기술이 시도되었다. 이 기술의 문제점으로 알루미늄판과 클래딩 철판의 열팽창 차이로 용기의 반복된 가열 사용시 철판이 이탈되거나 변형되는 문제가 발생되었다.
알루미늄 주방용기에 유도가열을 구현하기 위한 다른 기술적 방법으로 알루미늄 밑판에 철 용사코팅을 수행하는 방법이 시도되었다. 이러한 용사코팅 기술을 적용하는 경우, 완성품이 불량인 경우 부분적인 수리(repair)가 불가능하여 완성품 전체를 폐기해야 하기 때문에 제조단가가 높아지는 문제가 발생되며, 용사코팅의 특성상 알루미늄 주방용기의 두께가 얇으면 용사과정의 열에 의한 변형이 심해져서 사용할 수 없어 일정한 두께 이상이 필요하므로 경량화를 위한 얇은 두께의 알루미늄 주방용기 사용이 제한되는 문제가 발생된다.
상술한 바와 같이, 알루미늄 주방용기는 기존의 상용 주파수 영역에서 유도가열이 구현되지 않는다. 본 발명은 알루미늄 유도가열을 위한 철재의 열피로 문제와 용사코팅의 제조단가 및 경량화 문제를 해결하기 위한 것으로서, 알루미늄 밑판에 유도가열이 구현되는 균일하고 안정된 코팅 기술이 적용된 주방용기 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 의한, 유도가열이 가능한 주방용기가 제공된다. 상기 유도가열이 가능한 주방용기는, 알루미늄(Al)을 함유하여 이루어진 용기 몸체부 및 상기 용기 몸체부의 외측 바닥면에 코팅된 도금층을 포함한다. 상기 도금층은 철(Fe)과 니켈(Ni)을 함유하여 이루어지고, 상기 도금층의 두께는 150㎛ 내지 1000㎛의 범위를 가진다.
상기 유도가열이 가능한 주방용기에서, 상기 도금층은 Fe-Ni 45% 합금을 포함할 수 있다.
상기 유도가열이 가능한 주방용기에서, 상기 도금층은 상기 용기 몸체부의 외측 바닥면에서 상기 용기 몸체부의 외측 측면까지 연장되도록 코팅될 수 있다.
상기 유도가열이 가능한 주방용기에서, 상기 도금층은 상기 용기 몸체부의 내측 바닥면에 더 코팅될 수 있으며, 나아가, 내측 바닥면에서 상기 용기 몸체부의 내측 측면까지 연장되도록 더 코팅될 수도 있다.
상기 유도가열이 가능한 주방용기에서, 상기 도금층은 상용 주파수 영역에서 작동하는 인덕션 레인지에 의하여 유도가열될 수 있다.
상기 유도가열이 가능한 주방용기는 상기 용기 몸체부 및 상기 도금층 상에 형성된 세라믹 코팅층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 의한, 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법이 제공될 수 있다. 상기 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법은 알루미늄(Al)을 함유하여 이루어진 용기 몸체부를 제공하는 단계 및 상기 용기 몸체부의 외측 바닥면에 도금층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 도금층은 철(Fe)과 니켈(Ni)을 함유하여 이루어지고, 상기 도금층의 두께는 150㎛ 내지 1000㎛의 범위를 가진다.
상기 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법에서, 상기 도금층은 Fe-Ni 45% 합금으로 이루어질 수 있다.
상기 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법은 상기 용기 몸체부의 외측 바닥면에 도금층을 형성하는 단계 이전에, 도금층의 부착내구성을 향상시키기 위하여, 상기 알루미늄을 함유하여 이루어진 상기 용기 몸체부의 표면을 표면처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 알루미늄을 함유하여 이루어진 상기 용기 몸체부의 표면을 표면처리하는 단계는, 예를 들어, 상기 알루미늄을 함유하여 이루어진 상기 용기 몸체부의 표면을 부식시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법은 상기 용기 몸체부의 외측 바닥면에 도금층을 형성하는 단계 이후에, 상기 도금층 상에 세라믹 코팅층의 부착성을 향상시키기 위하여 상기 도금층 상에 샌드 블래스팅 등의 과정을 수행하는 단계 및 상기 용기 몸체부 및 상기 도금층 상에 세라믹 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 무게가 상대적으로 가벼운 알루미늄을 함유하여 이루어진 주방용기에 유도가열을 구현할 수 있으며, 알루미늄 주방용기의 두께를 얇게 하여 기존 유도가열 용기가 갖고 있는 경량화의 한계를 극복할 수 있으며, 열피로 현상을 개선할 수 있으며, 제조단가를 낮출 수 있으며, 외관이 미려한 주방용기 및 그 제조방법을 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기가 유도가열되는 개념을 도해하는 도면이다.
도 2 내지 도 4는 다양한 두께의 도금층이 형성된 본 발명의 비교예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이다.
도 5 내지 도 6은 다양한 두께의 도금층이 형성된 본 발명의 일 실시예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이다.
도 7 내지 도 8은 도금층 형성 후 샌드 블래스팅 처리에서 도금층이 파손된 본 발명의 비교예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이다.
도 9는 샌드 블래스팅 후에 세라믹 코팅층이 형성된 본 발명의 비교예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이다.
도 10 내지 도 11은 샌드 블래스팅 후에 세라믹 코팅층이 형성된 본 발명의 일 실시예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이다.
도 12 내지 도 13은 다양한 두께의 도금층이 형성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이다.
도 14 내지 도 15는 다양한 두께의 도금층이 형성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이다.
도 16은 용사코팅층이 형성된 본 발명의 비교예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진이다.
도 17은 용사코팅층이 형성된 본 발명의 다른 비교예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진이다.
도 18은 클래딩층이 형성된 본 발명의 또 다른 비교예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진이다.
도 19 내지 도 22는 다양한 조건에 따라 350㎛ 두께의 도금층이 형성된 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이다.
도 23은 250㎛ 두께의 도금층이 형성된 본 발명의 실시예에 따른 주방용기에서 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 24은 350㎛ 두께의 도금층이 형성된 본 발명의 실시예에 따른 주방용기에서 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 25는 본 발명의 비교예에 따른 주방용기와 350㎛ 두께의 도금층이 형성된 본 발명의 실시예에 따른 주방용기에서 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 26은 다양한 조건에 따라 350㎛ 두께의 도금층이 형성된 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 주방용기에서 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간을 비교하여 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기가 유도가열되는 개념을 도해하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기(100)는 용기 몸체부(120) 및 도금층(140)을 구비한다. 용기 몸체부(120)는 알루미늄(Al)을 함유하여 이루어질 수 있으며, 가열하고자 하는 대상물을 내측에 수용하는 내부공간을 포함할 수 있다. 도금층(140)은 용기 몸체부(120)의 외측 바닥면에 코팅되어 형성될 수 있다. 나아가, 도면에서는 도시되지 않았으나, 도금층(140)은 용기 몸체부(120)의 외측 바닥면에서 용기 몸체부(120)의 외측 측면의 적어도 일부까지 연장되도록 코팅되어 형성될 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 의하면, 도금층(140)은 용기 몸체부(120)의 내측 바닥면에 코팅되어 형성될 수 있다. 이 경우, 도금층(140)은, 선택적으로, 용기 몸체부(120)의 내측 측면의 적어도 일부까지 연장되도록 코팅되어 형성될 수도 있다. 여기에서, 용기 몸체부(120)의 내측은 상기 가열하고자 하는 대상물을 수용하는 공간을 정의할 수 있다.
본 발명의 변형된 다른 실시예에 의하면, 도금층(140)은 용기 몸체부(120)의 외측 바닥면 뿐만 아니라 용기 몸체부(120)의 내측 바닥면에도 코팅되어 형성될 수 있다. 이 경우, 선택적으로, 도금층(140)은, 용기 몸체부(120)의 외측 바닥면에서 용기 몸체부(120)의 외측 측면의 적어도 일부까지 연장되도록 코팅되며, 그리고/또는, 내측 바닥면에서 용기 몸체부(120)의 내측 측면의 적어도 일부까지 연장되도록 코팅되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기(100)에서, 도금층(140)은 철(Fe)과 니켈(Ni)을 함유하여 이루어지며, 예를 들어, 도금층(140)은, 니켈을 30% 내지 80% 함유하는, 철-니켈 합금을 포함할 수 있다. 예컨대, 도금층(140)은, 니켈을 45% 함유하는, Fe-Ni 45% 합금을 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 도금층(140)은 Fe-Ni계 합금인 인바(invar) 합금 또는 퍼멀로이(permalloy)을 포함할 수 있다. 나아가, 도금층(140)은 선택적으로 크롬(Cr)을 더 함유하여 이루어질 수도 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기(100)에서, 도금층(140)의 두께는 150㎛ 이상일 수 있으며, 엄격하게는, 150㎛ 내지 1000㎛의 범위를 가질 수 있으며, 더 엄격하게는 150㎛ 내지 500㎛의 범위를 가질 수 있다. 이 범위에서 유도가열이 가능한 주방용기(100)는 인덕션 레인지(300)에 의하여 단락없이 인식되며 유도가열이 수행될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기(100)에서, 도금층(140)의 두께는 더욱 더 엄격하게는 200㎛ 내지 400㎛의 범위를 가질 수 있다. 이 범위에서 유도가열이 가능한 주방용기(100)는 물이 끓는 시간을 단축하면서 인덕션 레인지(300)에 의하여 단락없이 인식되며 유도가열이 수행될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기(100)에서, 도금층(140)의 두께는 더욱 훨씬 더 엄격하게는 250㎛ 내지 400㎛의 범위를 가질 수 있다. 이 범위에서 유도가열이 가능한 주방용기(100)는 용사코팅층이 형성된 주방용기와 동등하거나 그 이상의 성능을 가지면서 인덕션 레인지(300)에 의하여 단락없이 인식되며 유도가열이 수행될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기(100)는, 도 1에서는 도시되지 않았지만, 용기 몸체부(120) 및 도금층(140) 상에 형성된 세라믹 코팅층(도 10 또는 도 11의 160)을 더 포함할 수 있다. 세라믹 코팅층(160)을 형성하는 단계 이전에 도금층(140) 상에 샌드 블래스팅(sand blasting) 공정을 선택적으로 수행할 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기(100)는 인덕션 레인지(300)에 의하여 유도가열될 수 있다. 인덕션 레인지(300)는 기존의 상용 주파수 영역에서 작동하는 인덕션 레인지를 포함할 수 있다. 인덕션 레인지(300)의 코일(320)에서 발생한 자력선(M)이 유도가열이 가능한 주방용기(100)의 바닥을 통과할 때에 도금층(140)을 구성하는 자성 재료(또는 철계 소재)의 저항에 의해서 와류전류가 생성될 수 있다. 와류전류는 저항에 의해서 열로 변환되므로 주방용기(100) 자체가 발열되어 조리 등이 수행될 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 4는 20㎛, 50㎛ 및 100㎛의 두께를 각각 가지는 Fe-Ni 45% 합금의 도금층이 형성된 본 발명의 비교예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이고, 도 5 및 도 6은 150㎛ 및 200㎛의 두께를 각각 가지는 Fe-Ni 45% 합금의 도금층이 형성된 본 발명의 일 실시예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이고, 도 16은 Φ14.3cm의 용사코팅층이 형성된 본 발명의 비교예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 주방용기(100)는, 세라믹 코팅층(160)을 형성하기 이전의 상태로서, 용기 몸체부(120) 및 용기 몸체부(120)의 외측 바닥면에 형성된 Fe-Ni 45% 도금층(140)을 포함한다. 도 16을 참조하면, 주방용기(200)는 용기 몸체부(220) 및 용기 몸체부(220)의 외측 바닥면에 형성된 용사코팅층(240)을 포함한다. 인덕션 레인지 상에 상기 주방용기들을 배치한 후에 1800W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓이는 실험을 수행한 결과를 표 1에서 요약하였다.
실험예 결과
도 2 (20㎛ 도금층) 인덕션 레인지가 인식 못함
도 3 (50㎛ 도금층) 인덕션 레인지가 인식하지만 100㎛ 도금층 보다 자주 단락 됨
도 4 (100㎛ 도금층) 인덕션 레인지가 인식하지만 단락됨
도 5 (150㎛ 도금층) 90℃까지 5분~5분 10초 소요(550mL, 1800w)
도 6 (200㎛ 도금층) 90℃까지 4분 30~40초 소요(550mL, 1800w)
도 16 (용사코팅층) 90℃까지 2분 20~30초 소요(550mL, 1800w)
표 1을 참조하면, 용기 몸체부(120)의 외측 바닥면에 20㎛의 도금층(140)이 형성된 경우 인덕션 레인지(300)가 인식을 못하여 유도가열이 수행되지 않았으며, 용기 몸체부(120)의 외측 바닥면에 100㎛의 도금층(140)이 형성된 경우 인덕션 레인지(300)가 인식은 하였으나 단락되어 유도가열이 원활하게 수행되지 않았다. 한편, 용기 몸체부(120)의 외측 바닥면에 150㎛ 또는 200㎛의 도금층(140)이 형성된 경우 인덕션 레인지(300)가 단락없이 인식하여 유도가열이 원활하게 수행되었다. 예를 들어, 150㎛의 도금층(140)에서는 1800W의 전력으로 550mL 용량의 물의 온도를 상온에서 90℃까지 상승시키는데 5분 내지 5분 10초가 소요되었으며, 200㎛의 도금층(140)에서는 1800W의 전력으로 550mL 용량의 물의 온도를 상온에서 90℃까지 상승시키는데 4분 30초 내지 4분 40초가 소요되었는바, 도금층(140)의 두께가 150㎛ 보다는 200㎛일 때 유도가열이 더 효과적으로 수행됨을 확인할 수 있었다.
도 7과 도 8은 각각 20㎛과 50㎛의 두께를 각각 가지는 Fe-Ni 45% 합금의 도금층 상에 샌드 블래스팅 공정을 수행한 본 발명의 비교예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이고, 도 9는 100㎛의 두께를 각각 가지는 Fe-Ni 45% 합금의 도금층 상에 샌드 블래스팅 공정을 수행한 후에 세라믹 코팅층이 형성된 본 발명의 비교예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이다. 도 10 및 도 11은 150㎛ 및 200㎛의 두께를 각각 가지는 Fe-Ni 45% 합금의 도금층 상에 샌드 블래스팅 공정을 수행한 후에 세라믹 코팅층이 형성된 본 발명의 일 실시예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이다. 도 9 내지 도 11을 참조하면, 주방용기(100)는, 샌드 블래스팅과 세라믹 코팅 공정을 수행한 상태로서, 용기 몸체부(120) 및 용기 몸체부(120)의 외측 바닥면에 형성된 Fe-Ni 45% 도금층(140)을 포함한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 용기 몸체부(120)의 외측 바닥면에 20㎛ 또는 50㎛의 도금층(140)이 형성된 경우, 샌드 블래스팅 공정에서 도금층(140)의 필링(peeling, P) 현상이 일어남을 확인할 수 있었다. 도 9를 참조하면, 100㎛의 도금층 및 세라믹 코팅층(160)을 포함하는 주방용기(100)는 인덕션 레인지(300)가 인식하지 못하였으며, 도금층(140)의 일부가 떨어져 부풀어 오르는 현상(P)이 일어남을 확인할 수 있었다. 도 10 및 도 11을 참조하면, 150㎛ 또는 200㎛ 두께의 도금층을 형성한 후에 샌드 블래스팅 공정을 수행할 경우 도금층의 필링 현상이 일어나지 않음을 확인하였다.
도 10에 개시된 150㎛ 두께의 도금층 상에 세라믹 코팅층(160)을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)를 인덕션 레인지 상에 배치한 후에 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓이는 실험을 10회 반복하여 수행한 결과를 표 2에서 요약하였다. 온도가 올라가는데 시간이 많이 소요되어 온도구간은 60℃까지 측정하였다. 이에 따르면, 예를 들어, 150㎛ 두께의 도금층과 세라믹 코팅층(160)이 형성된 유도가열이 가능한 주방용기(100)에 수용된 물을 유도가열하여 30℃에서 60℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 4분 29초로 나타났다.
1회 2회 3회 4회 5회 6회 7회 8회 9회 10회
30~35℃ 46초 40초 48초 33초 1분 02초 35초 35초 21초 37초 32초
~40℃ 1분 48초 1분 34초 1분 24초 1분 20초 2분 06초 1분 02초 57초 55초 1분 09초 1분 05초
~45℃ 2분 39초 2분 28초 2분 06초 2분 01초 2분 57초 1분 43초 1분 27초 1분 27초 1분 43초 1분 39초
~50℃ 3분 37초 3분 15초 2분 43초 2분 42초 3분 45초 2분 31초 2분 03초 2분 01초 2분 18초 2분 14초
~55℃ 4분 42초 4분 18초 3분 23초 3분 40초 4분 47초 3분 19초 2분 40초 2분 38초 3분 01초 2분 51초
~60℃ 5분 55초 5분 13초 4분 16초 4분 59초 5분 47초 4분 21초 3분 26초 3분 19초 3분 51초 3분 38초
도 11에 개시된 200㎛ 두께의 도금층 상에 세라믹 코팅층(160)을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)를 인덕션 레인지 상에 배치한 후에 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓이는 실험을 10회 반복하여 수행한 결과를 표 3에서 요약하였다. 이에 따르면, 예를 들어, 200㎛ 두께의 도금층과 세라믹 코팅층(160)이 형성된 유도가열이 가능한 주방용기(100)에 수용된 물을 유도가열하여 30℃에서 60℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 2분 1초이며, 30℃에서 80℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 3분 58초로 나타났다.
1회 2회 3회 4회 5회 6회 7회 8회 9회 10회
30~35℃ 18초 15초 15초 17초 14초 21초 13초 18초 17초 17초
~40℃ 33초 33초 31초 35초 30초 36초 25초 37초 37초 40초
~45℃ 54초 52초 54초 56초 50초 54초 48초 56초 52초 1분 00초
~50℃ 1분 14초 1분 15초 1분 17초 1분 20초 1분 13초 1분 20초 1분 07초 1분 19초 1분 09초 1분 20초
~55℃ 1분 41초 1분 35초 1분 37초 1분 38초 1분 33초 1분 41초 1분 28초 1분 41초 1분 40초 1분 45초
~60℃ 2분 04초 2분 01초 1분 54초 2분 02초 1분 57초 2분 08초 1분 53초 2분 05초 1분 59초 2분 08초
~65℃ 2분 37초 2분 26초 2분 18초 2분 28초 2분 23초 2분 33초 2분 21초 2분 32초 2분 24초 2분 31초
~70℃ 3분 06초 3분 01초 2분 53초 2분 55초 2분 47초 3분 02초 2분 43초 3분 02초 2분 49초 2분 58초
~75℃ 3분 34초 3분 29초 3분 22초 3분 25초 3분 16초 3분 25초 3분 15초 3분 34초 3분 14초 3분 34초
~80℃ 4분 16초 4분 03초 3분 52초 3분 57초 3분 52초 3분 55초 3분 46초 4분 03초 3분 50초 4분 03초
도 16에 개시된 Φ14.3cm의 용사코팅층(240)을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(200)를 인덕션 레인지 상에 배치한 후에 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓이는 실험을 5회 반복하여 수행한 결과를 표 4에서 요약하였다. 이에 따르면, 예를 들어, 용사코팅층이 형성된 유도가열이 가능한 주방용기(200)에 수용된 물을 유도가열하여 60℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 1분으로, 30℃에서 80℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 1분 49초로 나타났다.
1회 2회 3회 4회 5회
30~35℃ 6초 9초 7초 6초 9초
~40℃ 17초 17초 16초 11초 18초
~45℃ 29초 23초 24초 22초 38초
~50℃ 41초 33초 34초 34초 47초
~55℃ 54초 45초 46초 44초 55초
~60℃ 1분 03초 1분 00초 53초 58초 1분 08초
~65℃ 1분 13초 1분 15초 1분 03초 1분 07초 1분 21초
~70℃ 1분 24초 1분 29초 1분 21초 1분 18초 1분 30초
~75℃ 1분 37초 1분 46초 1분 29초 1분 30초 1분 41초
~80℃ 1분 47초 1분 55초 1분 46초 1분 45초 1분 54초
앞에서 살펴본 표 2 내지 표 4의 실험결과를 평균처리한 결과를 표 5에 정리하였다. 상기 평균처리는 표 2의 데이타에 대해서는 10회 평균하였고, 표 3의 데이타에 대해서는 3회 평균하였으며, 표 4의 데이타에 대해서는 5회 평균하였다. 표 5에 따르면, 150㎛의 도금층이 형성된 주방용기는 30℃ 내지 60℃의 온도구간에서 255W(61cal/sec)의 발열량이 관측되었으며, 200㎛의 도금층이 형성된 주방용기는 30℃ 내지 80℃의 온도구간에서 481W(115cal/sec)의 발열량이 관측되었으며, 용사코팅층이 형성된 주방용기는 30℃ 내지 80℃의 온도구간에서 1,054W(252cal/sec)의 발열량이 관측되었다.
Figure 112014015868018-pat00001
도 12 및 도 13은 250㎛ 및 350㎛의 두께를 각각 가지는 Fe-Ni 45% 합금의 도금층이 형성된 본 발명의 다른 실시예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이다. 용기 몸체부(120)의 외측 바닥면에 250㎛ 또는 350㎛의 도금층(140)이 형성된 경우 인덕션 레인지가 단락없이 인식하여 유도가열이 원활하게 수행되었다.
도 12에 개시된 250㎛ 두께의 도금층을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)를 인덕션 레인지 상에 배치한 후에 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓이는 실험을 10회 반복하여 수행한 결과를 표 6에서 요약하였다. 이에 따르면, 예를 들어, 250㎛ 두께의 도금층이 형성된 유도가열이 가능한 주방용기(100)에 수용된 물을 유도가열하여 30℃에서 60℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 1분 34초로, 30℃에서 80℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 2분 49초로 나타났다.
1회 2회 3회 4회 5회 6회 7회 8회 9회 10회
30~35℃ 15초 15초 10초 13초 13초 14초 16초 11초 12초 17초
~40℃ 28초 31초 24초 25초 28초 26초 30초 24초 27초 31초
~45℃ 44초 46초 38초 42초 45초 43초 48초 41초 43초 44초
~50℃ 1분 01초 58초 52초 58초 1분 02초 1분 00초 1분 04초 55초 59초 1분 00초
~55℃ 1분 20초 1분 14초 1분 07초 1분 15초 1분 21초 1분 19초 1분 21초 1분 15초 1분 18초 1분 20초
~60℃ 1분 38초 1분 33초 1분 25초 1분 35초 1분 39초 1분 35초 1분 37초 1분 34초 1분 35초 1분 34초
~65℃ 1분 56초 1분 50초 1분 42초 1분 52초 1분 58초 1분 54초 1분 55초 1분 52초 1분 53초 1분 52초
~70℃ 2분 16초 2분 08초 2분 01초 2분 11초 2분 17초 2분 10초 2분 15초 2분 12초 2분 12초 2분 12초
~75℃ 2분 31초 2분 28초 2분 19초 2분 30초 2분 39초 2분 31초 2분 33초 2분 30초 2분 33초 2분 32초
~80℃ 2분 47초 2분 48초 2분 36초 2분 49초 2분 54초 2분 46초 2분 51초 2분 54초 2분 54초 2분 54초
도 13에 개시된 350㎛ 두께의 도금층을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)를 인덕션 레인지 상에 배치한 후에 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓이는 실험을 10회 반복하여 수행한 결과를 표 7에서 요약하였다. 이에 따르면, 예를 들어, 350㎛ 두께의 도금층이 형성된 유도가열이 가능한 주방용기(100)에 수용된 물을 유도가열하여 30℃에서 60℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 1분 13초로, 30℃에서 80℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 2분 13초로 나타났다.
1회 2회 3회 4회 5회 6회 7회 8회 9회 10회
30~35℃ 7초 9초 10초 10초 9초 10초 9초 10초 10초 11초
~40℃ 20초 19초 23초 19초 15초 18초 22초 23초 25초 26초
~45℃ 36초 29초 33초 33초 25초 31초 37초 33초 33초 34초
~50℃ 48초 39초 47초 47초 38초 46초 50초 46초 51초 52초
~55℃ 1분 05초 53초 59초 58초 51초 58초 1분 04초 59초 58초 1분 05초
~60℃ 1분 20초 1분 06초 1분 11초 1분 11초 1분 06초 1분 10초 1분 17초 1분 12초 1분 16초 1분 22초
~65℃ 1분 34초 1분 20초 1분 25초 1분 22초 1분 21초 1분 27초 1분 32초 1분 26초 1분 32초 1분 34초
~70℃ 1분 49초 1분 36초 1분 41초 1분 36초 1분 36초 1분 42초 1분 45초 1분 40초 1분 48초 1분 53초
~75℃ 2분 04초 1분 50초 1분 56초 1분 52초 1분 53초 1분 57초 1분 59초 1분 55초 2분 01초 2분 05초
~80℃ 2분 17초 2분 06초 2분 11초 2분 11초 2분 12초 2분 09초 2분 12초 2분 13초 2분 22초 2분 26초
앞에서 살펴본 표 4, 표 6 및 표 7의 실험결과를 평균처리한 결과를 표 8에 정리하였다. 상기 평균처리는 표 4의 데이타에 대해서는 5회 평균하였고, 표 6의 데이타에 대해서는 10회 평균하였으며, 표 7의 데이타에 대해서는 10회 평균하였다. 표 8에 따르면, 250㎛의 도금층이 형성된 주방용기는 30℃ 내지 80℃의 온도구간에서 677W(162cal/sec)의 발열량이 관측되었으며, 350㎛의 도금층이 형성된 주방용기는 30℃ 내지 80℃의 온도구간에서 861W(206cal/sec)의 발열량이 관측되었으며, 용사코팅층이 형성된 주방용기는 30℃ 내지 80℃의 온도구간에서 1,054W(252cal/sec)의 발열량이 관측되었다.
Figure 112014015868018-pat00002
도 14 및 도 15는 알루미늄을 함유하여 이루어진 용기 몸체부(120)의 표면을 부식시킨 이후에 250㎛ 및 350㎛의 두께를 각각 가지는 Fe-Ni 45% 합금의 도금층이 형성된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이다. 표면을 부식시킨 용기 몸체부(120)의 외측 바닥면에 250㎛ 또는 350㎛의 도금층(140)이 형성된 경우 인덕션 레인지가 단락없이 인식하여 유도가열이 원활하게 수행되었다.
도 14에 개시된 표면이 부식된 용기 몸체부에 250㎛ 두께의 도금층을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)를 인덕션 레인지 상에 배치한 후에 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓이는 실험을 10회 반복하여 수행한 결과를 표 9에서 요약하였다. 이에 따르면, 예를 들어, 표면이 부식된 용기 몸체부(120)에 250㎛ 두께의 도금층이 형성된 유도가열이 가능한 주방용기(100)에 수용된 물을 유도가열하여 30℃에서 60℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 1분 14초로 , 30℃에서 80℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 2분 13초로 나타났다.
1회 2회 3회 4회 5회 6회 7회 8회 9회 10회
30~35℃ 9초 15초 8초 10초 9초 7초 11초 10초 14초 9초
~40℃ 20초 27초 17초 22초 20초 19초 22초 20초 23초 18초
~45℃ 33초 40초 28초 34초 31초 33초 33초 32초 32초 30초
~50℃ 44초 52초 41초 44초 47초 42초 46초 46초 45초 45초
~55℃ 59초 1분 05초 54초 58초 1분 03초 57초 1분 01초 1분 04초 1분 00초 58초
~60℃ 1분 15초 1분 18초 1분 11초 1분 13초 1분 18초 1분 10초 1분 13초 1분 18초 1분 16초 1분 10초
~65℃ 1분 30초 1분 30초 1분 24초 1분 28초 1분 32초 1분 24초 1분 27초 1분 30초 1분 33초 1분 23초
~70℃ 1분 41초 1분 41초 11분 42초 1분 43초 1분 47초 1분 37초 1분 42초 1분 45초 1분 46초 1분 38초
~75℃ 1분 56초 1분 56초 1분 58초 1분 58초 2분 01초 1분 54초 1분 57초 1분 59초 2분 01초 2분 00초
~80℃ 2분 09초 2분 16초 2분 10초 2분 22초 2분 14초 2분 08초 2분 12초 2분 14초 2분 16초 2분 15초
도 15에 개시된 표면이 부식된 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)를 인덕션 레인지 상에 배치한 후에 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓이는 실험을 3회 반복하여 수행한 결과를 표 10에서 요약하였다. 이에 따르면, 예를 들어, 표면이 부식된 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층이 형성된 유도가열이 가능한 주방용기(100)에 수용된 물을 유도가열하여 30℃에서 60℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 52초로, 30℃에서 80℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 1분 34초로 나타났다.
1회 2회 3회
30~35℃ 8초 10초 9초
~40℃ 18초 17초 18초
~45℃ 27초 24초 28초
~50℃ 36초 33초 36초
~55℃ 46초 43초 47초
~60℃ 51초 50초 56초
~65℃ 1분 01초 58초 1분 05초
~70℃ 1분 14초 1분 09초 1분 16초
~75℃ 1분 28초 1분 24초 1분 23초
~80℃ 1분 37초 1분 29초 1분 36초
앞에서 살펴본 표 4, 표 9 및 표 10의 실험결과를 평균처리한 결과를 표 11에 정리하였다. 상기 평균처리는 표 4의 데이타에 대해서는 5회 평균하였고, 표 9의 데이타에 대해서는 10회 평균하였으며, 표 10의 데이타에 대해서는 3회 평균하였다. 표 11에 따르면, 표면이 부식된 용기 몸체부에 250㎛의 도금층이 형성된 주방용기는 30℃ 내지 80℃의 온도구간에서 861W(206cal/sec)의 발열량이 관측되었으며, 표면이 부식된 용기 몸체부에 350㎛의 도금층이 형성된 주방용기는 30℃ 내지 80℃의 온도구간에서 1,221W(292cal/sec)의 발열량이 관측되었으며, 용사코팅층이 형성된 주방용기는 30℃ 내지 80℃의 온도구간에서 1,054W(252cal/sec)의 발열량이 관측되었다. 특히, 표면이 부식된 용기 몸체부에 350㎛의 도금층이 형성된 주방용기는 용사코팅층이 형성된 주방용기보다 물이 80℃의 온도까지 오르는데 소요되는 시간이 약 15초 더 빠른 것으로 나타났다.
Figure 112014015868018-pat00003
한편, 본 발명의 비교예로서, 도 16을 참조하여, 용사코팅층(Φ14.3cm)이 형성된 본 발명의 비교예에 따른 주방용기를 앞에서 설명하였다. 나아가, 도 17은 용사코팅층(Φ17.4cm)이 형성된 본 발명의 다른 비교예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진이다. 도 18은 클래딩층(Φ16.2cm)이 형성된 본 발명의 또 다른 비교예에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진이다.
도 17을 참조하면, 주방용기(200)는 용기 몸체부(220) 및 용기 몸체부(220)의 외측 바닥면에 형성된 용사코팅층(240)을 포함한다. 도 17에 개시된 Φ17.4cm의 용사코팅층(240)을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(200)를 인덕션 레인지 상에 배치한 후에 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓이는 실험을 5회 반복하여 수행한 결과를 표 12에서 요약하였다. 이에 따르면, 예를 들어, Φ17.4cm의 용사코팅층이 형성된 유도가열이 가능한 주방용기(200)에 수용된 물을 유도가열하여 60℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 1분 1초로, 30℃에서 80℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 1분 50초로 나타났다.
1회 2회 3회 4회 5회
30~35℃ 10초 7초 6초 8초 7초
~40℃ 21초 13초 14초 17초 15초
~45℃ 32초 31초 27초 28초 25초
~50℃ 44초 45초 37초 37초 36초
~55℃ 55초 55초 49초 48초 48초
~60℃ 1분 07초 1분 04초 58초 1분 00초 59초
~65℃ 1분 20초 1분 15초 1분 11초 1분 12초 1분 09초
~70℃ 1분 32초 1분 28초 1분 25초 1분 22초 1분 20초
~75℃ 1분 45초 1분 39초 1분 38초 1분 34초 1분 32초
~80℃ 1분 57초 1분 53초 1분 54초 1분 47초 1분 43초
도 18을 참조하면, 주방용기(200)는 용기 몸체부(220) 및 용기 몸체부(220)의 외측 바닥면에 형성된 클래딩층(260)을 포함한다. 도 18에 개시된 Φ16.2cm의 클래딩층(260)을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(200)를 인덕션 레인지 상에 배치한 후에 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓이는 실험을 5회 반복하여 수행한 결과를 표 13에서 요약하였다. 이에 따르면, 예를 들어, Φ16.2cm의 클래딩층이 형성된 유도가열이 가능한 주방용기(200)에 수용된 물을 유도가열하여 60℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 1분 22초로, 30℃에서 80℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 2분 43초로 나타났다.
1회 2회 3회 4회 5회
30~35℃ 15초 18초 14초 13초 12초
~40℃ 26초 29초 24초 25초 25초
~45℃ 43초 42초 36초 36초 38초
~50℃ 58초 54초 46초 48초 50초
~55℃ 1분 14초 1분 10초 1분 00초 1분 04초 1분 06초
~60℃ 1분 27초 1분 23초 1분 20초 1분 22초 1분 22초
~65℃ 1분 45초 1분 41초 1분 39초 1분 40초 1분 39초
~70℃ 2분 05초 1분 59초 2분 00초 1분 59초 1분 59초
~75℃ 2분 25초 2분 23초 2분 19초 2분 23초 2분 20초
~80℃ 2분 46초 2분 44초 2분 37초 2분 49초 2분 39초
앞에서 살펴본 표 4, 표 12 및 표 13의 실험결과를 평균처리한 결과를 표 14에 정리하였다. 표 14에 따르면, Φ14.3cm의 용사코팅층이 형성된 주방용기는 30℃ 내지 80℃의 온도구간에서 1054W의 발열량이 관측되었으며, Φ17.4cm의 용사코팅층이 형성된 주방용기는 30℃ 내지 80℃의 온도구간에서 1046W의 발열량이 관측되었으며, Φ16.2cm의 클래딩층이 형성된 주방용기는 30℃ 내지 80℃의 온도구간에서 706W의 발열량이 관측되었다.
Figure 112014015868018-pat00004
도 19 내지 도 22는 다양한 조건에 따라 350㎛ 두께의 도금층이 형성된 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 주방용기의 외측 바닥면을 나타내는 사진들이다. 구체적으로, 도 19 및 도 20은 표면을 부식시키지 않은 용기 몸체부(120)의 외측 바닥면에 350㎛의 도금층(140)이 형성된 주방용기의 외측 바닥면을 나타내며, 도 21 및 도 22는 표면을 부식시킨 용기 몸체부(120)의 외측 바닥면에 350㎛의 도금층(140)이 형성된 주방용기의 외측 바닥면을 나타낸다. 한편, 도 19 및 도 21에서는, 외측 바닥면의 중앙부(C)까지 도금층(140)이 형성되었으며, 도 20 및 도 22에서는 외측 바닥면의 중앙부(C)에는 도금층(140)이 형성되지 않았다.
도 19에 개시된 표면이 부식되지 않은 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층(140)을 외측 바닥면의 중앙부(C)까지 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)를 인덕션 레인지 상에 배치한 후에 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓이는 실험을 10회 반복하여 수행한 결과를 표 15에서 요약하였다. 이에 따르면, 예를 들어, 표면이 부식되지 않은 용기 몸체부(120)에 350㎛ 두께의 도금층이 형성된 유도가열이 가능한 주방용기(100)에 수용된 물을 유도가열하여 30℃에서 60℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 1분 9초로, 30℃에서 80℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 2분 1초로 나타났다.
1회 2회 3회 4회 5회 6회 7회 8회 9회 10회
30~35℃ 8초 12초 12초 11초 11초 11초 10초 11초 8초 10초
~40℃ 24초 22초 24초 22초 21초 26초 21초 22초 19초 19초
~45℃ 33초 32초 36초 34초 30초 37초 31초 35초 30초 31초
~50℃ 48초 44초 47초 47초 42초 49초 42초 45초 40초 41초
~55℃ 1분 00초 57초 59초 1분 00초 55초 59초 54초 59초 51초 53초
~60℃ 1분 13초 1분 09초 1분 10초 1분 12초 1분 08초 1분 11초 1분 07초 1분 09초 1분 06초 1분 05초
~65℃ 1분 28초 1분 22초 1분 22초 1분 26초 1분 21초 1분 25초 1분 19초 1분 21초 1분 20초 1분 18초
~70℃ 1분 42초 1분 35초 1분 36초 1분 40초 1분 34초 1분 36초 1분 33초 1분 31초 1분 32초 1분 31초
~75℃ 1분 56초 1분 48초 1분 50초 1분 55초 1분 45초 1분 51초 1분 46초 1분 43초 1분 45초 1분 45초
~80℃ 2분 13초 2분 00초 2분 02초 2분 05초 1분 57초 2분 01초 1분 59초 1분 55초 1분 56초 2분 02초
~85℃ 2분 29초 2분 11초 2분 12초 2분 19초 2분 13초 2분 13초 2분 16초 2분 08초 2분 11초 2분 14초
~90℃ 2분 39초 2분 23초 2분 25초 2분 34초 2분 31초 2분 28초 2분 34초 2분 22초 2분 28초 2분 28초
도 20에 개시된 표면이 부식되지 않은 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층(140)을 외측 바닥면의 중앙부(C)는 제외하고 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)를 인덕션 레인지 상에 배치한 후에 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓이는 실험을 10회 반복하여 수행한 결과를 표 16에서 요약하였다. 이에 따르면, 예를 들어, 표면이 부식되지 않은 용기 몸체부(120)에 350㎛ 두께의 도금층이 형성된 유도가열이 가능한 주방용기(100)에 수용된 물을 유도가열하여 30℃에서 60℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 1분으로, 30℃에서 80℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 1분 48초로 나타났다.
1회 2회 3회 4회 5회 6회 7회 8회 9회 10회
30~35℃ 11초 11초 9초 6초 11초 9초 10초 11초 9초 9초
~40℃ 22초 20초 16초 21초 22초 17초 18초 21초 17초 19초
~45℃ 35초 31초 25초 32초 35초 25초 26초 31초 26초 27초
~50℃ 41초 40초 37초 44초 45초 35초 35초 41초 35초 37초
~55℃ 53초 51초 54초 55초 55초 44초 44초 53초 47초 48초
~60℃ 1분 06초 1분 00초 1분 04초 1분 06초 1분 02초 55초 53초 1분 04초 59초 59초
~65℃ 1분 18초 1분 09초 1분 18초 1분 18초 1분 14초 1분 07초 1분 03초 1분 16초 1분 10초 1분 10초
~70℃ 1분 29초 1분 22초 1분 30초 1분 31초 1분 27초 1분 19초 1분 13초 1분 29초 1분 22초 1분 22초
~75℃ 1분 42초 1분 32초 1분 40초 1분 43초 1분 38초 1분 31초 1분 31초 1분 42초 1분 34초 1분 35초
~80℃ 1분 56초 1분 44초 1분 55초 1분 56초 1분 47초 1분 42초 1분 42초 1분 52초 1분 47초 1분 46초
~85℃ 2분 07초 1분 55초 2분 08초 2분 06초 1분 56초 1분 51초 1분 52초 2분 02초 1분 58초 1분 56초
~90℃ 2분 17초 2분 06초 2분 23초 2분 16초 2분 09초 2분 00초 2분 00초 2분 12초 2분 08초 2분 07초
도 21에 개시된 표면을 부식시킨 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층(140)을 외측 바닥면의 중앙부(C)까지 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)를 인덕션 레인지 상에 배치한 후에 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓이는 실험을 10회 반복하여 수행한 결과를 표 17에서 요약하였다. 이에 따르면, 예를 들어, 표면을 부식시킨 용기 몸체부(120)에 350㎛ 두께의 도금층이 형성된 유도가열이 가능한 주방용기(100)에 수용된 물을 유도가열하여 30℃에서 60℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 47초로, 30℃에서 80℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 1분 25초로 나타났다.
1회 2회 3회 4회 5회 6회 7회 8회 9회 10회
30~35℃ 9초 6초 8초 8초 6초 8초 6초 9초 6초 6초
~40℃ 17초 14초 16초 13초 16초 16초 14초 15초 14초 14초
~45℃ 26초 23초 26초 19초 23초 24초 22초 23초 25초 22초
~50℃ 34초 29초 35초 27초 32초 30초 29초 31초 34초 31초
~55℃ 43초 38초 44초 35초 40초 38초 37초 39초 43초 42초
~60℃ 52초 45초 51초 43초 48초 46초 45초 45초 51초 52초
~65℃ 1분 01초 53초 1분 00초 51초 57초 54초 53초 53초 1분 01초 1분 03초
~70℃ 1분 09초 1분 02초 1분 11초 1분 01초 1분 05초 1분 04초 1분 00초 1분 04초 1분 09초 1분 11초
~75℃ 1분 17초 1분 13초 1분 21초 1분 13초 1분 14초 1분 13초 1분 09초 1분 13초 1분 21초 1분 21초
~80℃ 1분 25초 1분 22초 1분 33초 1분 20초 1분 24초 1분 21초 1분 19초 1분 26초 1분 30초 1분 33초
~85℃ 1분 31초 1분 35초 1분 43초 1분 36초 1분 35초 1분 33초 1분 31초 1분 38초 1분 42초 1분 43초
~90℃ 1분 37초 1분 42초 1분 51초 1분 44초 1분 48초 1분 43초 1분 45초 1분 46초 1분 50초 1분 50초
도 22에 개시된 표면을 부식시킨 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층(140)을 외측 바닥면의 중앙부(C)를 제외하고 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)를 인덕션 레인지 상에 배치한 후에 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓이는 실험을 10회 반복하여 수행한 결과를 표 18에서 요약하였다. 이에 따르면, 예를 들어, 표면을 부식시킨 용기 몸체부(120)에 350㎛ 두께의 도금층이 형성된 유도가열이 가능한 주방용기(100)에 수용된 물을 유도가열하여 30℃에서 60℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 50초로, 30℃에서 80℃까지 올리는 데 소요되는 시간은 평균적으로 1분 26초로 나타났다.
1회 2회 3회 4회 5회 6회 7회 8회 9회 10회
30~35℃ 7초 6초 6초 7초 6초 7초 8초 7초 9초 8초
~40℃ 17초 15초 12초 13초 16초 15초 16초 15초 19초 15초
~45℃ 25초 23초 19초 21초 26초 24초 23초 24초 29초 23초
~50℃ 33초 31초 30초 27초 36초 33초 32초 34초 39초 30초
~55℃ 40초 40초 38초 34초 45초 40초 40초 44초 48초 40초
~60℃ 47초 48초 47초 46초 53초 49초 52초 53초 58초 50초
~65℃ 55초 56초 59초 55초 59초 57초 58초 1분 03초 1분 08초 1분 00초
~70℃ 1분 03초 1분 03초 1분 07초 1분 04초 1분 09초 1분 06초 1분 04초 1분 13초 1분 17초 1분 09초
~75℃ 1분 11초 1분 13초 1분 16초 1분 13초 1분 18초 1분 14초 1분 13초 1분 23초 1분 26초 1분 23초
~80℃ 1분 19초 1분 22초 1분 26초 1분 22초 1분 26초 1분 24초 1분 23초 1분 31초 1분 35초 1분 32초
~85℃ 1분 27초 1분 31초 1분 35초 1분 29초 1분 38초 1분 33초 1분 31초 1분 36초 1분 43초 1분 42초
~90℃ 1분 36초 1분 36초 1분 43초 1분 36초 1분 46초 1분 39초 1분 43초 1분 44초 1분 49초 1분 49초
앞에서 살펴본 표 15 내지 표 18의 실험결과를 평균처리한 결과를 표 19에 정리하였다. 표 19에 따르면, 표면을 부식시키지 않은 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층(140)을 외측 바닥면의 중앙부(C)를 포함하여 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)는 30℃ 내지 90℃의 온도구간에서 924W의 발열량이 관측되었으며, 표면을 부식시키지 않은 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층(140)을 외측 바닥면의 중앙부(C)를 제외하고 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)는 30℃ 내지 90℃의 온도구간에서 1071W의 발열량이 관측되었으며, 표면을 부식시킨 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층(140)을 외측 바닥면의 중앙부(C)를 포함하여 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)는 30℃ 내지 90℃의 온도구간에서 1313W의 발열량이 관측되었으며, 표면을 부식시킨 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층(140)을 외측 바닥면의 중앙부(C)를 제외하고 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)는 30℃ 내지 90℃의 온도구간에서 1351W의 발열량이 관측되었다.
Figure 112014015868018-pat00005
도 23은 250㎛ 두께의 도금층이 형성된 본 발명의 실시예에 따른 주방용기에서 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 23을 참조하면, 표면을 부식시키지 않은 용기 몸체부에 250㎛ 두께의 도금층(140)을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)에서보다 표면을 부식시킨 용기 몸체부에 250㎛ 두께의 도금층(140)을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)에서 동일한 조건에서 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간이 더 짧은 것을 확인하였다.
도 24은 350㎛ 두께의 도금층이 형성된 본 발명의 실시예에 따른 주방용기에서 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 24를 참조하면, 표면을 부식시키지 않은 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층(140)을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)에서보다 표면을 부식시킨 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층(140)을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)에서 동일한 조건에서 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간이 더 짧은 것을 확인하였다.
도 25는 본 발명의 비교예에 따른 주방용기와 350㎛ 두께의 도금층이 형성된 본 발명의 실시예에 따른 주방용기에서 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 25를 참조하면, 도 16 내지 도 18에 개시한 본 발명의 비교예들에 따른 용사코팅층(240)이나 클래딩층(260)이 형성된 주방용기(200)들에서보다 표면을 부식시킨 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층(140)을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)에서 동일한 조건에서 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간이 더 짧은 것을 확인하였다.
도 26은 다양한 조건에 따라 350㎛ 두께의 도금층이 형성된 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 주방용기에서 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 26을 참조하면, 350㎛(1)의 그래프는 도 19에 개시된 주방용기(100)에서 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간을 나타낸 것이며, 350㎛(2)의 그래프는 도 20에 개시된 주방용기(100)에서 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간을 나타낸 것이며, 350㎛(3)의 그래프는 도 21에 개시된 주방용기(100)에서 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간을 나타낸 것이며, 350㎛(4)의 그래프는 도 22에 개시된 주방용기(100)에서 2100W의 전력으로 550mL 용량의 물을 끓일때 온도가 상승하는 데 소요되는 시간을 나타낸 것이다. 이에 따르면, 동일한 조건에서 물을 끓일 때, 표면을 부식시키지 않은 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층(140)을 외측 바닥면의 중앙부(C)를 포함하여 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)에서 온도가 상승하는 데 소용되는 시간이 가장 길며, 표면을 부식시키지 않은 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층(140)을 외측 바닥면의 중앙부(C)를 제외하고 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)에서 온도가 상승하는 데 소용되는 시간이 그 다음으로 길며, 표면을 부식시킨 용기 몸체부에 350㎛ 두께의 도금층(140)을 형성한 유도가열이 가능한 주방용기(100)에서 온도가 상승하는 데 소용되는 시간이 가장 짧은 것을 확인할 수 있다.
이하에서, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 실험예들을 개시한다. 본 실험예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 하기 실험예들에 한정되는 것은 아니다.
100 : 유도가열이 가능한 주방용기
120 : 용기 몸체부
140 : 도금층
160 : 세라믹 코팅층
300 : 인덕션 레인지

Claims (11)

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  8. 알루미늄(Al)을 함유하여 이루어진 용기 몸체부를 제공하는 단계;
    상기 알루미늄을 함유하여 이루어진 상기 용기 몸체부의 표면을 부식시키는 단계; 및
    상기 용기 몸체부의 외측 바닥면에 도금층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 알루미늄을 함유하여 이루어진 상기 용기 몸체부의 표면을 부식시키는 단계;는 상기 용기 몸체부의 외측 바닥면에 도금층을 형성하는 단계; 이전에 수행되며,
    상기 도금층은 철(Fe)과 니켈(Ni)을 함유하여 이루어지고, 상기 도금층의 두께는 150㎛ 내지 1000㎛의 범위를 가지는, 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 도금층은, 니켈을 30% 내지 80% 함유하는, 철-니켈 합금을 포함하는, , 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 용기 몸체부의 외측 바닥면에 도금층을 형성하는 단계; 이후에,
    상기 도금층 상에 샌드 블래스팅을 수행하는 단계; 및
    상기 용기 몸체부 및 상기 도금층 상에 세라믹 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함하는, 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법.
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