KR101826157B1 - 유도가열이 가능한 주방용기 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 물질을 함유하며, 외측 바닥면의 적어도 일부가 내측으로 함입된 적어도 하나 이상의 오목부를 가지는, 용기 몸체; 상기 용기 몸체의 적어도 일부 상에 형성되되, 적어도 오목부에 형성된, 절연층; 상기 오목부 내에 배치되며, 상기 절연층 상에 형성된, 금속전극층; 및 상기 금속전극층 상에 형성된 도금층;을 구비하는 유도가열이 가능한 주방용기를 제공한다.

Description

유도가열이 가능한 주방용기 및 그 제조방법{Cooking utensils for induction heating and method of fabricating the same}

본 발명은 주방용기 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 유도가열이 가능한 주방용기 및 그 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.

한국 특허공개번호 제20100117410호

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 도금층이 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 금속 물질을 함유하며, 외측 바닥면의 적어도 일부가 내측으로 함입된 적어도 하나 이상의 오목부를 가지는, 용기 몸체; 상기 용기 몸체의 적어도 일부 상에 형성되되, 적어도 오목부에 형성된, 절연층; 상기 오목부 내에 배치되며, 상기 절연층 상에 형성된, 금속전극층; 및 상기 금속전극층 상에 형성된 도금층;을 구비한다.

상기 유도가열이 가능한 주방용기에서, 상기 절연층은 도료코팅층 또는 아노다이징층을 포함할 수 있다.

상기 유도가열이 가능한 주방용기에서, 상기 적어도 하나 이상의 오목부는 상기 외측 바닥면의 테두리에 의하여 한정된 공간으로 이루어진 하나의 오목부로 이루어질 수 있다.

상기 유도가열이 가능한 주방용기에서, 상기 적어도 하나 이상의 오목부는 서로 이격된 복수개의 오목부를 포함할 수 있다.

상기 유도가열이 가능한 주방용기는, 상기 용기 몸체의 내측에 형성된 제 2 절연층; 상기 제 2 절연층 상에 형성된, 제 2 금속전극층; 및 상기 제 2 금속전극층 상에 형성된 제 2 도금층;을 더 구비할 수 있다.

상기 유도가열이 가능한 주방용기에서 상기 용기 몸체는 알루미늄을 함유하고, 상기 유도가열이 가능한 주방용기는 상기 외측 바닥면의 오목부 내에 형성되며, 상기 외측 바닥면과 상기 금속전극층 사이에 개재된, 발포알루미늄층;을 더 구비할 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 의한 유도가열이 가능한 주방용기가 제공된다. 상기 유도가열이 가능한 주방용기는 금속 물질을 함유하는 용기 몸체; 상기 용기 몸체 상에 형성된 절연층; 상기 절연층 상에 형성된 금속전극층; 및 상기 금속전극층 상에 형성된 도금층;을 구비하되, 상기 금속전극층의 측면의 적어도 일부는 상기 절연층에 의하여 둘러싸인다.

상기 유도가열이 가능한 주방용기에서, 상기 금속층은 물리적 기상 증착 공정, 화학적 기상 증착 공정 또는 원자층 증착 공정에 의하여 형성된 금속층이며, 상기 도금층은 철(Fe), 니켈(Ni) 및 코발트(Co) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 함유할 수 있다.

상기 유도가열이 가능한 주방용기는, 상기 금속전극층 및 상기 도금층을 외부로부터 밀봉하도록 상기 용기 몸체 상에 형성된 마감층;을 더 구비할 수 있다.

본 발명의 또 다른 관점에 의한 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법이 제공된다. 상기 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법은 금속 물질을 함유하며, 외측 바닥면의 적어도 일부가 내측으로 함입된 적어도 하나 이상의 오목부를 가지는, 용기 몸체를 제공하는 제 1 단계; 상기 용기 몸체의 적어도 일부 상에 배치되되, 적어도 오목부에 배치된, 절연층을 형성하는 제 2 단계; 상기 오목부 내에 배치되며, 상기 절연층 상에 배치된, 금속전극층을 형성하는 제 3 단계; 및 상기 금속전극층 상에 도금층을 형성하는 제 4 단계;를 포함한다.

상기 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법에서, 상기 제 3 단계에서 상기 금속전극층의 측면은 상기 절연층과 인접하도록 형성될 수 있다.

상기 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법은, 상기 제 1 단계 이후 및 상기 제 2 단계 이전에, 상기 용기 몸체의 외측 바닥면에 표면 미세 요철을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법은, 상기 제 3 단계 이후 및 상기 제 4 단계 이전에, 상기 금속전극층의 표면을 부식시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 실시예에 따르면, 무게가 상대적으로 가벼운 금속을 함유하여 이루어진 주방용기에 유도가열을 구현할 수 있으며, 금속 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. 나아가, 용기 몸체부 상에 균일한 품질의 도금층이 양호하게 부착될 수 있도록 제공함으로써 내구성이 증대된 주방용기 및 그 제조방법을 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열이 가능한 주방용기를 제조하는 방법을 순차적으로 도해하는 도면들이다.
도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 비교예에 따른 유도가열이 가능한 주방용기를 제조하는 방법을 순차적으로 도해하는 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 의하여 최종적으로 구현된 주방용기가 인덕션 레인지에 의하여 유도가열되는 구성을 개념적으로 도해하는 도면이다.
도 4 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기를 도해하는 도면들이다.

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 적어도 일부의 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

명세서 전체에 걸쳐서, 층 또는 영역과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 상기 다른 구성요소 "상에" 접하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다.

또한, "상의" 또는 "하의" 와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 위치 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 나아가, 이러한 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향 뿐만 아니라 구성요소의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 구성요소가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다.

도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열이 가능한 주방용기를 제조하는 방법을 순차적으로 도해하는 도면들이다.

도 1a를 참조하면, 용기 몸체(120)를 구비하는 주방용기(100a)가 제공된다. 용기 몸체(120)는 금속 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 용기 몸체(120)는 도전성 금속을 함유할 수 있다.

일 예로, 용기 몸체(120)는 알루미늄(Al)을 함유할 수 있다. 알루미늄으로 이루어진 용기 몸체(120)는 성형성이 우수하며 생산단가가 낮으며 대량생산이 가능한 다양한 제조 공정으로 구현될 수 있다. 알루미늄은 비중이 낮아 경량화에 유리하다.

다른 예로, 용기 몸체(120)는 마그네슘(Mg)을 함유할 수 있다. 마그네슘은 알루미늄에 비하여 무게가 약 37% 더 가벼울 뿐만 아니라(마그네슘의 비중:1.8, 알루미늄의 비중:2.87), 강도도 더 우수하며, 열전도율도 약 20% 더 높다. 또한, 인체를 구성하는 4대 미네랄 원소인 마그네슘은 인체에 무해하다. 나아가, 마그네슘은 전자파 차폐성이 우수하다.

용기 몸체(120)의 표면은 외측 바닥면(120a), 외측 옆면(120b), 내측 바닥면(120c), 내측 옆면(120d)을 포함할 수 있다. 주방용기(100a)의 내측은 요리 대상물이 수용되는 공간을 한정하는 부분으로 이해될 수 있으며, 주방용기(100a)의 외측은 가열원과 맞닿거나 가장 인접한 부분을 포함할 수 있다.

용기 몸체(120)는 오목부(C)를 가질 수 있다. 오목부(C)는 외측 바닥면(120a)의 적어도 일부가 내측으로 함입되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 오목부(C)는 외측 바닥면(120a)의 가운데 영역이 내측 바닥면(120c) 방향으로 함입되는 형상으로 구현될 수 있다. 이 경우, 외측 바닥면(120a)의 테두리(120S)는 오목부(C)의 공간을 한정할 수 있으며, 외측 바닥면(120a)의 테두리(120S)는 오목부(C)에 비하여 하방으로 상대적으로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 오목부(C)는 외측 바닥면(120a)의 테두리(120S)에 의하여 한정된 공간으로 이루어진 단일한 오목부일 수 있다. 오목부(C)는 형상에 따라 캐비티(cavity), 트렌치(trench), 홀(hole) 또는 공간(space) 등으로 이해될 수 있다.

도 1b를 참조하면, 용기 몸체(120)의 적어도 일부 상에 절연층(130)을 형성한다. 절연층(130)은 적어도 오목부(C) 내에 형성될 수 있다. 예를 들어, 절연층(130)은 오목부(C)를 한정하는 바닥면과 측면 상에 형성될 수 있다. 경우에 따라서는, 절연층(130)은 오목부(C)에 형성될 뿐만 아니라 오목부(C) 외의 용기 몸체(120)의 적어도 일부 상에 형성될 수 있다. 절연층(130)은 미감개선을 위하여 사용하는 도료코팅층을 포함할 수 있다. 또는 절연층(130)은 용기 몸체(120)를 구성하는 금속 재질을 아노다이징 처리함으로써 형성된 아노다이징층을 포함할 수도 있다.

용기 몸체(120)와 절연층(130)의 접착력을 증가시키기 위하여, 필요에 따라서는, 절연층(130)과 접하는 용기 몸체(120)의 적어도 일부분에 표면 미세 요철을 형성할 수도 있다. 상기 표면 미세 요철을 형성하기 위하여, 예를 들어, 절연층(130)과 접하게 되는 용기 몸체(120)의 적어도 일부분에 샌드 블래스팅(sand blasting) 공정을 수행할 수도 있다.

도 1c를 참조하면, 용기 몸체(120)의 외측 바닥면(120a) 중 오목부(C) 내에 금속전극층(142)을 형성한다. 금속전극층(142)은 절연층(130) 상에 형성된다. 금속전극층(142)의 측면의 적어도 일부는 절연층(130)에 의하여 둘러싸일 수 있다. 금속전극층(142)의 측면의 적어도 일부는 절연층(130)과 인접하도록 형성될 수 있다. 오목부(C) 내에만 금속전극층(142)을 형성하기 위하여 오목부(C)만을 노출시키는 마스크를 이용하여 후술하는 다양한 제조공정을 적용할 수 있다.

금속전극층(142)은, 물리적 기상 증착(Physical Vapor Deposition; PVD) 공정에 의하여 형성될 수도 있다. 물리적 기상 증착 공정은, 예를 들어, 진공 증착 공정 또는 스퍼터링 공정을 포함할 수 있다.

금속전극층(142)은 추후에 금속전극층(142) 상에 도금층(144)을 형성하는 도금공정에서 전극(또는 보조전극)으로 이용될 수 있다. 나아가, 금속전극층(142)은 절연층(130)과 도금층(144)과의 접착력(부착력)을 향상시키기 위한 접착층의 역할도 수행할 수 있다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 금속전극층(142)은 구리(Cu), 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co) 및 알루미늄(Al) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 함유할 수 있다. 이러한 물질의 종류는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상이 이러한 예시적인 물질의 종류에만 제한되는 것은 아니다.

이 밖에도 금속전극층(142)은 화학적 기상 증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 공정 또는 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD) 공정에 의하여 형성될 수도 있다. 한편, 금속전극층(142)은 상용 주파수 영역에서 작동하는 인덕션 레인지에 의하여 유도가열될 수 있는 물질을 포함하여 구성될 수 있다.

도 1d를 참조하면, 금속전극층(142) 상에 도금층(144)을 형성한다. 금속전극층(142)이 오목부(C) 내에 형성되므로 금속전극층(142) 상에서 구현되는 도금층(144)도 오목부(C)에 형성될 수 있다. 도금층(144)이 구현되는 도금공정에서 금속전극층(142)은 도금 전극(또는 도금 보조전극)으로 이용될 수 있다. 금속전극층(142)은 도금층(144)과 용기 몸체(120) 간의 접착력을 향상시키기 위한 접착층으로 이해될 수도 있다. 용기 몸체(120)의 외측 바닥면의 적어도 일부 상에 형성된 금속전극층(142) 및 도금층(144)을 외측 유도가열층(140)으로 명명할 수 있다. 특히, 금속전극층(142) 및 도금층(144)은 인덕션 레인지에 의하여 유도가열될 수 있는 물질을 포함할 수 있다.

도금층(144)은 철(Fe), 니켈(Ni) 또는 코발트(Co) 등의 자성재료를 함유할 수 있다. 다른 예로서, 도금층(144)은 철(Fe)과 니켈(Ni)을 함유할 수 있다. 예컨대, 도금층(144)은 니켈을 30% 내지 80% 함유하는, 철-니켈 합금을 포함할 수 있다. 구체적인 예를 들어, 도금층(144)은, 니켈을 45% 함유하는, Fe-Ni 45% 합금을 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 도금층(144)은 Fe-Ni계 합금인 인바(invar) 합금 또는 퍼멀로이(permalloy)를 포함할 수 있다. 나아가, 도금층(144)은 선택적으로 크롬(Cr)을 더 함유하여 이루어질 수도 있다. 상술한 도금층(144)의 조성은 이해를 돕기 위한 예시적인 조성이며 본 발명의 권리범위가 이러한 특정 조성에만 한정되는 것은 아니다.

한편, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기(100c)에서, 도금층(144)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(100c)는 인덕션 레인지에 의하여 단락 없이 인식되며 유도가열이 수행될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기(100c)에서, 도금층(144)의 두께는 더욱 더 엄격하게는 200㎛ 내지 400㎛의 범위를 가질 수 있다. 이 범위에서 유도가열이 가능한 주방용기(100c)는 물이 끓는 시간을 단축하면서 인덕션 레인지에 의하여 단락 없이 인식되며 유도가열이 수행될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기(100c)에서, 도금층(144)의 두께는 더욱 훨씬 더 엄격하게는 250㎛ 내지 400㎛의 범위를 가질 수 있다. 이 범위에서 유도가열이 가능한 주방용기(100c)는 용사코팅층이 형성된 주방용기와 동등하거나 그 이상의 성능을 가지면서 인덕션 레인지에 의하여 단락 없이 인식되며 유도가열이 수행될 수 있다.

본 발명의 변형된 실시예들에 따른 제조방법에서, 금속전극층(142) 상에 도금층(144)을 형성하기 이전에, 금속전극층(142) 표면의 적어도 일부를 부식시킬 수도 있다. 표면을 부식시킨 금속전극층(142) 상에 도금층(144)이 형성되는 경우 인덕션 레인지가 단락 없이 인식하여 유도가열이 원활하게 수행될 수 있다.

도 2a 내지 도 2b는 본 발명의 비교예에 따른 유도가열이 가능한 주방용기를 제조하는 방법을 순차적으로 도해하는 도면들이다.

먼저, 도 2a를 참조하면, 본 발명의 비교예에 따른 유도가열이 가능한 주방용기를 제조하기 위하여, 금속 물질을 함유하는 용기 몸체(120)를 준비한다. 본 발명의 실시예를 도해하는 도 1a와 비교하여, 본 발명의 비교예에서는, 외측 바닥면(120a)은 내측으로 함입된 오목부를 가지지 않으며 전체적으로 단차를 가지지 않는 평탄한 면으로 이루어진다. 계속하여, 오목부를 가지지 않는 외측 바닥면(120a) 상에 금속전극층(142)을 형성한다. 따라서, 금속전극층(142)은 모서리 부분(E)이 외부로 노출되게 된다.

도 2b를 참조하면, 금속전극층(142)을 전극(또는 보조전극)으로 이용한 도금공정을 통하여 금속전극층(142) 상에 도금층(144)을 형성한다. 하지만, 금속전극층(142)의 모서리 부분(E)에 전기장이 집중되어 도금층(144)이 비정상적으로 두꺼워지는 문제점이 발생할 수 있다. 이러한 도금층의 비정상부(144a)는 도금층 및 후속공정에서의 기계적, 물리적 또는 화학적으로 취약한 부분으로 확인되고 있다.

이와 달리, 도 1a 내지 도 1c를 참조하여 설명한 본 발명의 실시예에서는, 도금층(144)을 형성하는 공정에서 금속전극층(142)의 모서리 부분에 절연체로 이루어진 절연층(130)이 배치되므로 전기장 집중 현상이 완화 내지 제거되어 도금층(144)의 비정상부(144a)가 발생되는 문제점을 극복할 수 있다. 나아가, 금속전극층(142)이 용기 몸체(120)의 테두리(120S) 측면에 형성된 절연층(130)과 접하도록 형성되는 경우, 도금층(144)이 형성되는 과정에서 모서리 부분에서 도금층(144)이 비정상적으로 두께가 두꺼워지는 것이 물리적으로 불가능하게 된다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따르면, 기계적, 물리적 또는 화학적으로 안정적이고 견고한 도금층을 가지는 유도가열이 가능한 주방용기를 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제조방법에 의하여 최종적으로 구현된 주방용기가 인덕션 레인지에 의하여 유도가열되는 구성을 개념적으로 도해하는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유도가열이 가능한 주방용기(100c)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 금속전극층(142) 및/또는 도금층(144)을 통과할 때에 금속전극층(142) 및/또는 도금층(144)을 구성하는 자성 재료(또는 철계 소재)의 저항에 의해서 와류전류가 생성될 수 있다. 와류전류는 저항에 의해서 열로 변환되므로 금속전극층(142) 및/또는 도금층(144) 자체가 발열되어 용기 몸체(120)까지 가열하여 조리 등이 수행될 수 있다.

도 4 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기를 도해하는 도면들이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열이 가능한 주방용기는 금속전극층(142) 및 도금층(144)을 외부로부터 밀봉하도록 용기 몸체(120) 및/또는 절연층(130) 상에 형성된 마감층(170)을 더 구비할 수 있다.

마감층(170)은 미감개선을 위하여 사용하는 도료코팅층을 포함할 수 있다.

또한, 마감층(170)은 도금층(144)의 표면을 아노다이징(anodizing) 처리함으로써 구현할 수도 있다. 이 경우, 마감층(170)의 접착력을 향상시키기 위하여, 마감층(170)을 형성하는 단계 이전에 도금층(144) 상에 샌드 블래스팅(sand blasting) 공정을 선택적으로 수행할 수도 있다.

또한, 용기 몸체(120)의 표면이 노출되는 경우, 마감층(170)은 노출된 금속 재질을 아노다이징 처리함으로써 형성된 아노다이징층을 더 포함할 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열이 가능한 주방용기를 구성하는 용기 몸체(120)는 외측 바닥면(120a)의 적어도 일부가 내측으로 함입된 오목부를 복수개 가질 수 있다. 각각의 오목부를 충전하는 절연층(130), 금속전극층(142)및 도금층(144)의 구성 및 제조방법은 앞에서 상술한 내용과 동일하다. 금속전극층(142)과 도금층(144)은 형성면적이 넓을수록 발생되는 응력이 증대되므로 박막의 필링(peeling)의 문제점이 발생될 수 있다. 하지만, 서로 이격된 복수개의 오목부를 형성하고 각각의 오목부 내에 개별적으로 금속전극층(142)과 도금층(144)을 형성하는 경우, 각각의 박막 형성면적이 작아지므로 유발되는 박막응력도 감소되며, 이에 따라, 박막 필링 현상을 방지할 수 있다는 유리한 효과를 기대할 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열이 가능한 주방용기는, 외측 바닥면(120a)의 오목부(C) 내에 형성되며, 외측 바닥면(120a)과 금속전극층(142) 사이에 개재된, 발포알루미늄층(141);을 더 구비할 수 있다.

발포알루미늄은 내부에 많은 기공을 가진 금속 소재로서 밀도가 0.2 내지 0.4 g/cm³ 로서 알루미늄의 1/10, 철의 1/30 정도로 매우 가벼운 재료이며, 다공성 구조체로서 에너지 흡수율이 높은 재료이다. 발포알루미늄은 열전도도가 0.2 내지 0.4 W/mㅇK 이며, 녹는점이 약 780℃ 이상으로 나타나는 열특성을 가질 수 있다. 발포알루미늄층(141)은 상용 주파수 영역에서 작동하는 인덕션 레인지에 의하여 유도가열될 수 있는 물질을 포함하여 구성될 수도 있다. 발포알루미늄은 표면이 울퉁불퉁하여 단위부피당 표면적이 증대되고 표면거칠기가 증대되므로, 발포알루미늄층(141)과 도금층(144) 간의 접합력은 현저하게 개선될 수 있다. 따라서, 발포알루미늄층(141)은 도금층(144)과의 접착력(부착력)을 향상시키기 위한 접착층의 역할을 수행할 수 있다. 발포알루미늄은 알루미늄 용융액에 증점제와 발포제를 첨가하는 방법 등을 사용함으로써 제조할 수 있다. 예를 들어, 발포알루미늄은 알루미늄 조성이 90% 이상인 스폰지 형상으로 발포시켜 제조한 금속 소재일 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기에서 발포알루미늄층(141)은 다양한 방식으로 구현할 수 있다.

발포알루미늄층(141)은 전자파 차폐성을 가진다. 도 6을 함께 참조하면, 예를 들어, 발포알루미늄층(141)은 얇은 두께로 90dB 이상의 전자파 차폐 성능을 유지할 수 있으므로 인덕션 레인지(300)의 코일(320)에서 발생한 자력선(M)이 발포알루미늄층(141)을 통과하여 용기 몸체부(120) 및 용기 몸체부(120) 내에 적재된 음식물에 영향을 미치는 것을 최소화할 수 있다. 한편, 인덕션 레인지(300)는 불이나 연소가스로 인한 위험은 적지만, 사용법에 따라서는, 국제 안전 기준치를 초과한 전자파가 발생될 수 있다. 세계보건기구의 협력기관인 국제비전리방사선보호위원회(ICNIRP)는 인체를 전자파로부터 지키기 위한 지침을 작성하여 인덕션 레인지가 방출하는 전자파와 관련하여 허용 한도를 정해 놓았다. 실제로, 인덕션 레인지(300) 상에 유도가열이 가능한 주방용기을 올린 다음, 유도가열을 구현하고 전자파를 측정한 결과, 인덕션 레인지(300)의 정면 및 주변 보다 주방용기의 바닥면 바로 위에서 가장 높은 전자파가 측정되었다. 따라서, 본 발명의 실시예들에 따른 유도가열이 가능한 주방용기에서 전자파 차폐성을 가지는 발포알루미늄층(141)을 도입하는 경우 전자파로부터 인체를 보호할 수 있다는 유리한 효과를 기대할 수 있다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열이 가능한 주방용기는, 용기 몸체(120)의 내측 바닥면의 적어도 일부 상에 형성된 내측 유도가열층(150)을 더 포함할 수 있다. 나아가, 내측 유도가열층(150)은 용기 몸체(120)의 내측 바닥면에서부터 내측 옆면의 적어도 일부까지 신장하도록 형성할 수도 있다. 유도가열이 가능한 내측 유도가열층(150)이 적어도 용기 몸체(120)의 내측 바닥면에 형성되므로, 요리 대상물에 대한 가열 효율이 더 향상될 수 있다. 용기 몸체(120)와 내측 유도가열층(150) 사이에 상술한 절연층(130)이 개재될 수 있다.

내측 유도가열층(150)은 제 2 금속전극층(152) 및 제 2 도금층(154)의 적층체로 구성될 수 있다. 따라서, 제 2 금속전극층(152)은 용기 몸체(120)와 도금층(144)과의 직접 접착(부착)에 따른 접착력 불량의 문제점을 해결할 수 있는 접착층의 역할을 수행할 수 있다.

제 2 도금층(154)을 형성하는 도금공정에서 제 2 금속전극층(152)은 도금 전극(또는 도금 보조전극)으로 이용될 수 있다. 금속전극층(142)과 제 2 금속전극층(152)을 구성하는 물질은 동일할 수 있다. 또한, 도금층(144)과 제 2 도금층(154)을 구성하는 물질은 동일할 수 있다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않으며, 예를 들어, 제 2 금속전극층(152) 및/또는 제 2 도금층(154)은 유도가열이 가능한 물질로 구성되는 한, 금속전극층(142) 및/또는 도금층(144)과 상이한 물질로 구성될 수 있다.

금속전극층(142)을 형성하는 단계와 제 2 금속전극층(152)을 형성하는 단계는 동시에, 순차적으로, 또는 역순으로 수행될 수 있다. 또한, 도금층(144)을 형성하는 단계와 제 2 도금층(154)을 형성하는 단계도 동시에, 순차적으로, 또는 역순으로 수행될 수 있다.

지금까지 본 발명의 다양한 실시예들을 도면을 참조하여 설명하였는 바, 이를 바탕으로 다양한 변형 조합 실시예들이 가능하다. 예를 들어, 도 4, 도 5, 도 6 및 도 7에 도시된 실시예들의 임의의 조합으로 구현된 유도가열이 가능한 주방용기를 제공할 수 있다. 구체적인 예로서, 도 5 및 도 7에 도시된 실시예의 조합에 따르면, 용기 몸체(120)의 외측 바닥면(120a)은 서로 이격된 복수개의 오목부를 가지며, 각각의 오목부에 발포알루미늄층(141), 금속전극층(142) 및 도금층(144)이 형성될 수 있다. 또 다른 구체적인 예로서, 도 4 및 도 5에 도시된 실시예의 조합에 따르면, 내측 유도가열층(150)과 외측 유도가열층(140)을 밀봉하도록 마감층(170)이 용기 몸체(120)의 내측 및 외측에 각각 형성될 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100c, 100d : 유도가열이 가능한 주방용기
120 : 용기 몸체
120a : 용기 몸체의 외측 바닥면
130 : 절연층
140 : 외측 유도가열층
141 : 발포알루미늄층
142 : 금속전극층
144 : 도금층
170 : 마감층
300 : 인덕션 레인지

Claims (13)

1. 금속 물질을 함유하며, 외측 바닥면의 적어도 일부가 내측으로 함입된 적어도 하나 이상의 오목부를 가지는, 용기 몸체;
   상기 용기 몸체의 적어도 일부 상에 형성되되, 적어도 오목부에 형성된, 절연층;
   상기 오목부 내에 배치되며, 상기 절연층 상에 형성된, 금속전극층;
   상기 금속전극층을 도금전극으로 이용하여, 상기 금속전극층 상에 형성된 도금층;
   상기 용기 몸체의 내측에 형성된 제 2 절연층;
   상기 제 2 절연층 상에 형성된, 제 2 금속전극층; 및
   상기 제 2 금속전극층 상에 형성된 제 2 도금층;
   을 구비하고,
   상기 용기 몸체부의 외측 바닥면의 테두리는 상기 절연층으로 덮여지고 상기 오목부에 비하여 하방으로 상대적으로 돌출되어, 상기 도금층이 형성되는 동안 전기장 집중 현상을 제거함으로써, 상기 도금층이 비정상적으로 두께가 두꺼워지는 것을 방지하고,
   인덕션 레인지에 의하여 단락없이 인식되며 유도가열이 수행되도록, 상기 도금층의 두께는 150 μm 내지 1000 μm의 범위를 가지는, 유도가열이 가능한 주방용기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 절연층은 도료코팅층 또는 아노다이징층을 포함하는, 유도가열이 가능한 주방용기.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나 이상의 오목부는 상기 외측 바닥면의 테두리에 의하여 한정된 공간으로 이루어진 하나의 오목부로 이루어진, 유도가열이 가능한 주방용기.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나 이상의 오목부는 서로 이격된 복수개의 오목부를 포함하는, 유도가열이 가능한 주방용기.
5. 삭제
6. 금속 물질을 함유하며, 외측 바닥면의 적어도 일부가 내측으로 함입된 적어도 하나 이상의 오목부를 가지는, 용기 몸체;
   상기 용기 몸체의 적어도 일부 상에 형성되되, 적어도 오목부에 형성된, 절연층;
   상기 오목부 내에 배치되며, 상기 절연층 상에 형성된, 금속전극층; 및
   상기 금속전극층을 도금전극으로 이용하여, 상기 금속전극층 상에 형성된 도금층;
   을 구비하고,
   상기 용기 몸체는 알루미늄을 함유하고,
   상기 외측 바닥면의 오목부 내에 형성되며, 상기 외측 바닥면과 상기 금속전극층 사이에 개재된, 발포알루미늄층;을 더 구비하고,
   상기 용기 몸체부의 외측 바닥면의 테두리는 상기 절연층으로 덮여지고 상기 오목부에 비하여 하방으로 상대적으로 돌출되어, 상기 도금층이 형성되는 동안 전기장 집중 현상을 제거함으로써, 상기 도금층이 비정상적으로 두께가 두꺼워지는 것을 방지하고,
   인덕션 레인지에 의하여 단락없이 인식되며 유도가열이 수행되도록, 상기 도금층의 두께는 150 μm 내지 1000 μm의 범위를 가지는, 유도가열이 가능한 주방용기.
7. 삭제
8. 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 금속전극층은 물리적 기상 증착 공정, 화학적 기상 증착 공정 또는 원자층 증착 공정에 의하여 형성된 금속층이며, 상기 도금층은 철(Fe), 니켈(Ni) 및 코발트(Co) 중에서 선택된 적어도 어느 하나를 함유하는, 유도가열이 가능한 주방용기.
9. 제 1 항 내지 제 4 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 금속전극층 및 상기 도금층을 외부로부터 밀봉하도록 상기 용기 몸체 상에 형성된 마감층;을 더 구비하는, 유도가열이 가능한 주방용기.
10. 금속 물질을 함유하며, 외측 바닥면의 적어도 일부가 내측으로 함입된 적어도 하나 이상의 오목부를 가지는, 용기 몸체를 제공하는 제 1 단계;
    상기 용기 몸체의 적어도 일부 상에 배치되되, 적어도 오목부에 배치된, 절연층을 형성하는 제 2 단계;
    상기 오목부 내에 배치되며, 상기 절연층 상에 배치된, 금속전극층을 형성하는 제 3 단계;
    상기 금속전극층을 도금전극으로 이용하여, 상기 금속전극층 상에 도금층을 형성하는 제 4 단계;
    상기 용기 몸체의 내측에 제 2 절연층을 형성하는 제 5 단계;
    상기 제 2 절연층 상에 제 2 금속전극층을 형성하는 제 6 단계; 및
    상기 제 2 금속전극층 상에 제 2 도금층을 형성하는 제 7 단계;
    를 포함하고,
    상기 용기 몸체부의 외측 바닥면의 테두리는 상기 절연층으로 덮여지고 상기 오목부에 비하여 하방으로 상대적으로 돌출되어, 상기 도금층이 형성되는 동안 전기장 집중 현상을 제거함으로써, 상기 도금층이 비정상적으로 두께가 두꺼워지는 것을 방지하고,
    인덕션 레인지에 의하여 단락없이 인식되며 유도가열이 수행되도록, 상기 도금층의 두께는 150 μm 내지 1000 μm의 범위를 가지는, 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3 단계에서 상기 금속전극층의 측면은 상기 절연층과 인접하도록 형성된, 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법.
12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 단계 이후 및 상기 제 2 단계 이전에, 상기 용기 몸체의 외측 바닥면에 표면 미세 요철을 형성하는 단계;를 더 포함하는, 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법.
13. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 3 단계 이후 및 상기 제 4 단계 이전에, 상기 금속전극층의 표면을 부식시키는 단계;를 더 포함하는, 유도가열이 가능한 주방용기의 제조방법.

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