KR102122423B1 - 내부식성이 향상된 세라믹 코팅 유도가열 주방용기 제조방법 - Google Patents

내부식성이 향상된 세라믹 코팅 유도가열 주방용기 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예는 세라믹 코팅된 유도가열 주방용기 제조방법을 제공한다. 본 발명의 실시예따르면, 알루미늄 도금층이 형성된 철계 소재를 포함하는 강판을 절삭한 후, 절삭면에 노출된 철계소재의 노출을 해소하여 내부식성이 향상된 세라믹 코팅 유도가열 주방용기를 제공할 수 있다.

Description

내부식성이 향상된 세라믹 코팅 유도가열 주방용기 제조방법{A method of manufacturing a ceramic coated induction heating kitchen vessel with improved corrosion resistance}
본 발명은 유도가열 주방용기 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부식성이 향상된 세라믹 코팅 유도가열 주방용기에 관한 것이다.
주방용기로 사용되는 금속소재는 주로 탄소강, 주철, 스테인리스강과 함께 알루미늄이 많이 사용되고 있으며 이 중 알루미늄 소재는 철계 소재 대비 무게가 가벼운 특성으로 인해 주방용기 금속소재 중 50% 정도의 사용량을 보이고 있다.
유도가열용 주방용기를 제작하기 위해서는 자성체 소재가 필요하다. 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 있기 때문이다.
금속을 함유하여 이루어진 주방용기의 유도가열은 특정한 주파수에서 발생되며 통상적으로 비자성체인 알루미늄 주방용기는 유도가열이 일어나지 않는다. 따라서 무게가 가벼워 많이 사용되는 알루미늄 주방용기에 유도가열의 적용은 기술적 해결이 요구된다.
주방용기는 주로 판재 형태의 금속소재를 성형 후 표면에 테프론 혹은 세라믹 코팅을 적용하여 최종 제품으로 제작된다. 세라믹 코팅은 고경도 및 환경친화적인 장점을 가짐에도 불구하고, 세라믹 코팅의 고유 특징인 다공성 구조 때문에 적용될 수 있는 금속재료가 제한되는 문제점을 가지고 있다. 세라믹 코팅의 경우 알루미늄이나 티타늄 소재에는 산화막을 형성하기 때문에 균열이나 부식의 문제없이 잘 적용되고 있지만, 부식에 민감한 재료인 철계 소재에 적용시 문제가 발생하여 적용하는데 어려움이 있다.
즉, 세라믹 코팅층의 다공성 구조는 부식성 물질 (산소이온, 염소이온 등)들이 쉽게 통과할 수 있는 통로를 제공하기 때문에, 세라믹 코팅을 철강 소재에 적용할 경우, 부식이 발생하여 외관 불량은 물론 코팅층 기능 저하와 코팅층 박리 등의 문제점을 발생시킨다. 기공을 통해 들어온 부식성 물질이 철강 소재와 반응하여 철 산화물을 생성하는데, 이 철 산화물은 부피가 3배 이상 팽창하여 세라믹 코팅층에 인장 응력을 발생시켜 세라믹 코팅층을 균열, 혹은 박리시킨다.
또한, 유도가열 주방용기를 제조하기 위해 코팅된 철계 소재 강판을 절삭할 경우, 절삭면에 철계 소재가 노출되어 부식이 쉬워지는 문제점이 발생된다.
대한민국공개특허 제10-2017-0017165호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 내부식성을 향상시키기 위한 유도가열 주방용기 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 내부식성을 향상시킨 유도가열 주방용기 제조방법를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 유도가열 주방용기 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유도가열 주방용기 제조방법은 철계 소재를 포함하는 강판 상부에 제1알루미늄 도금층 및 하부에 제2알루미늄 도금층을 형성하는 단계, 상기 알루미늄 도금층이 형성된 강판을 절삭하여 철계 소재가 노출된 측단면을 형성하는 단계, 상기 측단면에서 노출된 철계 소재의 일영역을 제거하여 제1알루미늄 도금층 돌출부 및 제2알루미늄 도금층 돌출부를 형성하는 단계, 상기 알루미늄 도금층 돌출부에 힘을 가해 상기 철계 소재가 노출된 측단면이 알루미늄 도금층으로 둘러싸인 강판을 형성하는 단계, 상기 알루미늄 도금층으로 둘러싸인 강판을 프레스 성형하여 제1알루미늄 도금층이 내측에 위치하는 주방용기 형태의 강판을 형성하는 단계 및 상기 주방용기 형태의 강판의 제1알루미늄 도금층 상에 세라믹 코팅층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1알루미늄 도금층 및 제2알루미늄 도금층을 형성하는 단계는 용융 알루미늄 도금법을 수행하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1알루미늄 도금층 및 제2알루미늄 도금층의 두께는 10㎛ 내지 30㎛ 인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1알루미늄 도금층 및 제2알루미늄 도금층을 형성하는 단계는 상기 철계 소재를 포함하는 강판과 상기 제1알루미늄 도금층 사이 및 상기 철계 소재를 포함하는 강판과 상기 제2알루미늄 도금층의 사이 각각에 금속간화합물층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 금속간화합물층의 두께는 1㎛ 내지 5㎛ 인 것을 특징으로 한다.
이때, 제1알루미늄 도금층 돌출부 및 제2알루미늄 도금층 돌출부를 형성하는 단계는 상기 측단면을 압착변형 또는 절단하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 주방용기 형태의 강판의 제2알루미늄 도금층 상에 외측 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예는 유도가열 주방용기를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유도가열 주방용기는 상기 본 발명의 일실시예에 따른 유도가열 주방용기 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 절삭시 철계 소재의 노출 문제를 해소하여 내부식성이 향상된 유도가열 주방용기의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 절삭시 노출되는 철계소재 부분을 알루미늄 도금층으로 덮어 외부로부터 부식물질이 침투하는 것을 방지하여 내부식성이 향상된 유도가열 주방용기의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 세라믹 코팅층과 철계 소재 강판 사이에 알루미늄 도금층을 도입하여 내부식성이 향상된 유도가열 주방용기의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유도가열 주방용기 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 철계 소재가 노출된 측단면을 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 알루미늄 도금층 돌출부를 도시한 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 철계 소재가 노출된 측단면이 알루미늄 도금층으로 둘러싸인 강판을 형성하는 단계를 도시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 측단면이 알루미늄 도금층으로 둘러싸인 강판을 도시한 모식도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 유도가열 주방용기 제조방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유도가열 주방용기 제조방법을 도시한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 상기 유도가열 주방용기 제조방법은 철계 소재를 포함하는 강판 상부에 제1알루미늄 도금층 및 하부에 제2알루미늄 도금층을 형성하는 단계(S100), 상기 제1알루미늄 도금층 및 제2알루미늄 도금층이 형성된 강판을 절삭하여 철계 소재가 노출된 측단면을 형성하는 단계(S200), 상기 측단면에서 노출된 철계 소재의 일영역을 제거하여 제1알루미늄 도금층 돌출부 및 제2알루미늄 도금층 돌출부를 형성하는 단계(S300), 상기 제1알루미늄 도금층 돌출부 및 제2알루미늄 도금층 돌출부에 힘을 가해 상기 철계 소재가 노출된 측단면이 상기 제1알루미늄 도금층(201) 및 제2알루미늄 도금층(202) 및 상기 제1알루미늄 도금층 돌출부(211) 및 제2알루미늄 도금층 돌출부(212)로 둘러싸인 강판을 형성하는 단계(S400), 상기 알루미늄 도금층으로 둘러싸인 강판을 프레스 성형하여 제1알루미늄 도금층이 내측에 위치하는 주방용기 형태의 강판을 형성하는 단계(500) 및 상기 주방용기 형태의 강판의 제1알루미늄 도금층 상에 세라믹 코팅층을 형성하는 단계(S600)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 상기 제1알루미늄 도금층(201) 및 제2알루미늄 도금층(202)을 형성하는 단계(S100)는 용융 알루미늄 도금법을 수행하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1알루미늄 도금층(201) 및 제2알루미늄 도금층(202)은 세라믹 코팅층의 다공성 특징으로 인하여 부식성 물질이 침투해 철계 소재를 포함하는 강판이 부식되는 것을 방지하는 역할 및 세라믹 코팅층과의 접착력을 높이는 역할을 수행한다.
이때, 상기 제1알루미늄 도금층(201) 및 제2알루미늄 도금층(202)의 두께는 10㎛ 내지 30㎛ 인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제1알루미늄 도금층(201) 및 제2알루미늄 도금층(202)의 두께가 10 ㎛ 미만인 경우, 상기 세라믹 코팅층과의 접착력이 충분하지 않을 수 있다.
이때, 상기 제1알루미늄 도금층(201) 및 제2알루미늄 도금층(202)의 두께가 30 ㎛ 초과일 경우, 두꺼운 두께로 취성이 생겨 프레스 공정을 통한 소성 변형시 균열이 발생할 수 있다.
이때, 상기 제1알루미늄 도금층(201) 및 제2알루미늄 도금층(202)을 형성하는 단계(S100)는 상기 철계 소재를 포함하는 강판과 상기 제1알루미늄 도금층(201) 및 제2알루미늄 도금층(202) 사이에 금속간화합물층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 철계 소재를 포함하는 강판 상에 용융 알루미늄 도금법을 수행하여 제1알루미늄 도금층(201) 및 제2알루미늄 도금층(202)을 형성할 때 철계 소재를 포함하는 강판의 철과 제1알루미늄 도금층(201) 및 제2알루미늄 도금층(202)의 알루미늄간의 화합물이 형성되어 Fe-Al계 금속간 화합물층이 형성될 수 있다.
이러한 금속간 화합물층은 철계 소재를 포함하는 강판과 제1알루미늄 도금층(201) 및 제2알루미늄 도금층(202)의 접착력을 높여주고 철계 소재를 포함하는 강판의 내균열성 및 내부식성을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 금속간화합물층의 두께는 1㎛ 내지 5㎛ 인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 금속간 화합물층의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우, 상기 철계 소재를 포함하는 강판과 제1알루미늄 도금층(201) 및 제2알루미늄 도금층(202)의 접착력이 충분하지 않을 수 있다.
이때, 상기 금속간 화합물층의 두께가 5 ㎛을 초과하는 경우, 두꺼운 두께로 취성이 생겨 프레스 공정을 통한 소성 변형시 균열이 발생할 수 있다. 또한, 너무 두꺼운 금속간 화합물층을 형성시키면 제1알루미늄 도금층(201) 및 제2알루미늄 도금층(202) 두께의 손실을 가져 올 수 있다.
상기 제1알루미늄 도금층(201) 및 제2알루미늄 도금층(202)이 형성된 강판을 절삭하여 철계 소재가 노출된 측단면을 형성하는 단계(S200)는 상기 강판을 성형하여 주방용기 형태를 형성하기 위한 전단계로써 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 철계 소재가 노출된 측단면을 도시한 모식도이다.
도 2를 참조하면, 상부에 제1 알루미늄 도금층(201) 및 하부에 제2알루미늄도금층(202)이 형성된 강판(100)을 절삭하면, 철계 소재가 노출된 측단면(110)이 형성된다. 따라서 이대로 주방용기를 제조할 경우, 상기 철계 소재가 노출된 측단면(110)에서부터 철계 소재의 부식이 발생하여 주방용기의 내구성이 저하될 수 있다. 따라서, 이를 방지하기 위한 기술이 요구된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 강판(100)과 상기 제1알루미늄 도금층(201)사이에 제1금속간 화합물층(301)이 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 강판(100)과 상기 제2알루미늄 도금층(202)사이에 제2금속간 화합물층(302)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 측단면에서 노출된 철계 소재의 일영역을 제거하여 제1알루미늄 도금층 돌출부 및 제2알루미늄 도금층 돌출부를 형성하는 단계(S300)는 상기 철계 소재가 노출된 측단면의 가장자리를 따라 상기 철계 소재의 일부를 제거하는 단계일 수 있다.
이때, 상기 제1알루미늄 도금층 돌출부(211) 및 제2알루미늄 도금층 돌출부(212)를 형성하는 단계(S300)는 상기 측단면을 압착변형 또는 절단하여 형성하는 것을 특징으로 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 제1알루미늄 도금층 돌출부(211) 및 제2알루미늄 도금층 돌출부(212)를 도시한 모식도이다. 이때, 도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시예에 따라 철계 소재가 노출된 측단면의 일영역을 제거하여 형성된 제1알루미늄 도금층 돌출부(211) 및 제2알루미늄 도금층 돌출부(212)를 나타낸 모식도이다.
도 3을 참조하면, 상기 제1알루미늄 도금층 돌출부(311) 및 상기 제2알루미늄 도금층 돌출부(312)는 철계 소재를 포함하는 강판(100) 측단면의 일영역(400)을 제거하여 형성할 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 강판(100)과 상기 제1알루미늄 도금층 돌출부(211)사이에 형성된 제1금속간 화합물층 돌출부(311)가 형성될 수 있다. 한편, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 강판(100)과 상기 제2알루미늄 도금층 돌출부(212)사이에 형성된 제2금속간 화합물층 돌출부(312)가 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1알루미늄 도금층 돌출부(211) 및 제2알루미늄 도금층 돌출부(212)에 힘을 가해 상기 철계 소재가 노출된 측단면이 상기 제1알루미늄 도금층 돌출부(211) 및 제2알루미늄 도금층 돌출부(212)를 포함하는 알루미늄 도금층(200, 도 5 참조)으로 둘러싸인 강판을 형성하는 단계(S400)는 상기 측단면에 노출된 철계소재를 알루미늄 도금층으로 덮어 내부식성을 향상시키기 위해 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 철계 소재가 노출된 측단면이 알루미늄 도금층으로 둘러싸인 강판을 형성하는 단계를 도시한 모식도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 측단면이 알루미늄 도금층으로 둘러싸인 강판을 도시한 모식도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 제1알루미늄 도금층 돌출부(211) 및 제2알루미늄 도금층 돌출부(212)에 힘을 가해 상기 철계 소재가 노출된 측단면이 제1알루미늄 도금층 돌출부(211) 및 제2알루미늄 도금층 돌출부(212)를 포함하는 알루미늄 도금층(200, 도 5 참조)으로 둘러싸인 강판을 형성하는 단계(S400)는 상기제1알루미늄 도금층 돌출부(211) 및 제2알루미늄 도금층 돌출부(212)의 외측 방향에서 철계 소재를 포함하는 강판(100) 측단면의 일영역(400) 내측 방향으로 힘을 인가할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1알루미늄 도금층 돌출부(311) 상측에서 하측인 철계 소재를 포함하는 강판(100) 측단면의 일영역(400) 내측 방향으로 제1힘(1)을 인가할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2알루미늄 도금층 돌출부(312) 하측에서 상측인 철계 소재를 포함하는 강판(100) 측단면의 일영역(400) 내측 방향으로 제2힘(2)을 인가할 수 있다.
이에 따라, 상기 측단면에 노출된 철계 소재가 상기 제1알루미늄 도금층 돌출부(311) 및 상기 제2알루미늄 도금층 돌출부(312)로 인해 둘러싸이게 된다.
이에 따라, 철계 소재가 노출된 측단면이 알루미늄 도금층(200)으로 둘러싸인 강판(101)을 형성할 수 있다.
이때, 상기 철계소재를 포함하는 강판(100)과 상기 제1알루미늄 도금층 돌출부(211) 사이에 제1금속간 화합물층 돌출부(311)가 형성되고, 상기 철계소재를 포함하는 강판(100)과 상기 제2알루미늄 도금층 돌출부(212) 사이에 제2금속간 화합물층 돌출부(312)가 형성된 경우, 철계 소재가 노출된 측단면이 금속간 화합물층(300) 및 알루미늄 도금층(200)으로 둘러싸인 강판(101)을 형성할 수 있다.
이때, 상기 알루미늄 도금층으로 둘러싸인 강판을 프레스 성형하여 제1알루미늄 도금층이 내측에 위치하는 주방용기 형태의 강판을 형성하는 단계(500)는 판재를 프레스함으로써 용기의 형태를 성형하는 단계로, 필요에 따라 다양한 형태의 주방용기로 성형할 수 있다.
예를 들어, 상기 주방용기 형태의 강판의 제1알루미늄 도금층 상에 세라믹 코팅층을 형성하는 단계(S600)는 분무법 (spray)을 통해 알루미늄 도금층 상에 세라믹 코팅층을 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 세라믹 코팅층은 SiO2, Al2O3, CaO, BaO, ZnO, K2O, Na2O, F, NiO, CoO, MnO2 또는 BeO를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 세라믹 코팅층의 두께는 20㎛ 내지 60㎛로 형성할 수 있다.
이때, 상기 세라믹 코팅층의 두께가 20㎛ 미만인 경우에는 코팅층의 내구성, 내마모성과 같은 기계적 물성과 내식성과 같은 화학적 물성이 저하될 우려가 있다.
이때, 상기 세라믹 코팅층의 두께가 60㎛를 초과하는 경우에는 기계적 화학적 물성이 향상되나 열전도율이 저하될 우려가 있다.
이러한 세라믹 코팅층은 음식물이 조리되는 과정에서 음식물이 용기의 표면에 가급적 달라붙지 않도록 하는 역할을 수행한다.
이때, 상기 주방용기 형태의 강판의 제1알루미늄 도금층 상에 세라믹 코팅층을 형성하는 단계(S600) 다음에, 상기 주방용기 형태의 강판의 제2알루미늄 도금층 상에 외측 코팅층을 형성하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 주방용기 형태의 강판의 제2알루미늄 도금층 상에 외측 코팅층을 형성하는 단계(미도시)는 외부 접촉에 의한 스크래치 현상을 방지하기 위해 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 외측 코팅층을 형성하는 단계(미도시)는 물리적 기상 증착법 또는 화학기상 증착법을 통해 수행할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 공지된 다양한 증착법을 사용하여 코팅층을 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 외측 코팅층은 테프론, 티타늄, 불소수지, 세라믹 또는 에나멜 도료를 포함할 수 있다.
경우에 따라, 상기 알루미늄 도금층으로 둘러싸인 강판을 프레스 성형하여 제1알루미늄 도금층이 내측에 위치하는 주방용기 형태의 강판을 형성하는 단계(500) 및 세 상기 주방용기 형태의 강판의 제1알루미늄 도금층 상에 세라믹 코팅층을 형성하는 단계(S600) 사이에 상기 알루미늄 도금층 표면을 샌드 블라스팅 하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 알루미늄 도금층 표면을 샌드 블라스팅 하는 단계(미도시)는 알루미늄 도금층 표면에 도포되는 세라믹 코팅층 과의 접착력을 위해 샌드 블라스팅 작업으로 일정 수준의 조도를 형성하기 위해 수행할 수 있다.
이때, 샌드 블라스팅 작업수행 시 도금층 두께를 일부 손실하게 되는데, 이 손실분과 형성된 조도를 고려하여 알루미늄 도금층의 두께를 10㎛ 내지 30㎛ 가 되도록 최종적으로 일정 수준 이상의 도금층 두께를 형성하는 것이 바람직하다.
실시예
본 발명의 실시예에 따라 유도가열 주방용기를 제조하였다.
먼저, 3mm 두께의 알루미늄 도금강판을 프레스절단을 수행하여 철계 소재가 노출된 측단면을 형성하였다.
다음, 삼각뿔 금형 다이 또는 사각 금형 다이를 이용하여 상기 측단면에서 노출된 철계 소재의 일영역을 제거하여 상기 측단면의 철계 소재 부분에 홈을 형성하였다. 이때, 제거된 일영역 상하에 알루미늄 도금층 돌출부가 형성되었다.
다음, 상, 하 금형 다이를 통해 상기 알루미늄 도금층 돌출부를 변형시켜 상기 측단면이 알루미늄도금층으로 덮힌 구조를 형성하였다.
다음, 샌드 블라스팅 공정을 통해 알루미늄 도금층에 3 ㎛ 수준의 조도를 형성하였다.
이때, 상기 블라스팅은 알루미나, 혹은 SUS볼을 이용하여, 압력 4 bar조건에서 20 ㎛ 두께의 알루미늄 도금층이 약 7~10 ㎛ 정도 손실과 함께 3 ㎛의 조도가 형성되었다.
다음, 스프레이 분무법을 이용하여 20 ㎛ 두께의 세라믹 코팅층 형성하였다.
다음, 상기 세라믹 코팅층을 경화하기 위해 200~250 ℃에서 열처리를 수행하였다.
본 발명의 실시예에 따르면, 절삭시 철계 소재의 노출 문제를 해소하여 내부식성이 향상된 유도가열 주방용기의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 절삭시 노출되는 철계소재 부분을 알루미늄 도금층으로 덮어 외부로부터 부식물질이 침투하는 것을 방지하여 내부식성이 향상된 유도가열 주방용기의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 세라믹 코팅층과 철계 소재 강판 사이에 알루미늄 도금층을 도입하여 내부식성이 향상된 유도가열 주방용기의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 유도가열 주방용기를 설명한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 유도가열 주방용기는 상기 본 발명의 일실시예에 따른 유도가열 주방용기 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 유도가열 주방용기는 철계 소재를 포함하는 강판으로 구성된 몸체부, 상기 몸체부 상에 위치하는 알루미늄 도금층 및 상기 알루미늄 도금층 상에 위치하는 코팅층을 포함할 수 있다.
이때, 상기 철계소재를 포함하는 강판을 알루미늄 도금층으로 코팅함으로써, 상기 몸체부에 침식물질이 침투하는 것을 방지하여 유도가열 주방용기의 내부식성을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 알루미늄 도금층은 용융도금법에 의해 형성된 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 알루미늄 도금층의 두께는 10㎛ 내지 30㎛ 인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 알루미늄 도금층의 두께가 10 ㎛ 미만인 경우, 상기 세라믹 코팅층과의 접착력이 충분하지 않을 수 있다.
이때, 상기 알루미늄 도금층의 두께가 30 ㎛ 초과일 경우, 두꺼운 두께로 취성이 생겨 균열이 발생할 수 있다.
이때, 상기 몸체부와 알루미늄 도금층 사이에 금속간 화합물층을 더 포함할 수 있다.
이러한 금속간 화합물층은 철계 소재를 포함하는 강판과 알루미늄 도금층의 접착력을 높여주고 철계 소재를 포함하는 강판의 내균열성 및 내부식성을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 금속간화합물층의 두께는 1㎛ 내지 5㎛ 인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 금속간 화합물층의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우, 상기 철계 소재를 포함하는 강판과 알루미늄 도금층의 접착력이 충분하지 않을 수 있다.
이때, 상기 금속간 화합물층의 두께가 5 ㎛을 초과하는 경우, 두꺼운 두께로 취성이 생겨 프레스 공정을 통한 소성 변형시 균열이 발생할 수 있다.
예를 들어, 상기 세라믹 코팅층은 SiO2, Al2O3, CaO, BaO, ZnO, K2O, Na2O, F, NiO, CoO, MnO2 또는 BeO를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 세라믹 코팅층의 두께는 20㎛ 내지 60㎛일 수 있다.
이때, 상기 세라믹 코팅층의 두께가 20㎛ 미만인 경우에는 코팅층의 내구성, 내마모성과 같은 기계적 물성과 내식성과 같은 화학적 물성이 저하될 우려가 있다.
이때, 상기 세라믹 코팅층의 두께가 60㎛를 초과하는 경우에는 기계적 화학적 물성이 향상되나 열전도율이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 절삭시 철계 소재의 노출 문제를 해소하여 내부식성이 향상된 유도가열 주방용기를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 절삭시 노출되는 철계소재 부분을 알루미늄 도금층으로 덮어 외부로부터 부식물질이 침투하는 것을 방지하여 내부식성이 향상된 유도가열 주방용기를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 세라믹 코팅층과 철계 소재 강판 사이에 알루미늄 도금층을 도입하여 내부식성이 향상된 유도가열 주방용기를 제공할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1 : 제1힘
2 : 제2힘
100 : 철계 소재를 포함하는 강판
110 : 철계 소재를 포함하는 강판의 측단면
200 : 알루미늄 도금층
201 : 제1알루미늄 도금층
202 : 제2알루미늄 도금층
211 : 제1알루미늄 도금층 돌출부
212 : 제2알루미늄 도금층 돌출부
300 : 금속간 화합물층
301 : 제1금속간 화합물층
302 : 제2금속간 화합물층
310 : 금속간 화합물층 돌출부
311 : 제1금속간 화합물층 돌출부
312 : 제2금속간 화합물층 돌출부
400 : 철계 소재를 포함하는 강판 측단면의 일영역

Claims (8)

  1. 철계 소재를 포함하는 강판 상부에 제1알루미늄 도금층 및 하부에 제2알루미늄 도금층을 형성하는 단계;
    상기 제1알루미늄 도금층 및 제2알루미늄 도금층이 형성된 강판을 절삭하여 철계 소재가 노출된 측단면을 형성하는 단계;
    상기 측단면에서 노출된 철계 소재의 일영역을 제거하여 제1알루미늄 도금층 돌출부 및 제2알루미늄 도금층 돌출부를 형성하는 단계;
    상기 제1알루미늄 도금층 돌출부 및 제2알루미늄 도금층 돌출부에 힘을 가해 상기 철계 소재가 노출된 측단면이 상기 제1알루미늄 도금층 돌출부 및 제2알루미늄 도금층 돌출부로 둘러싸인 강판을 형성하는 단계;
    상기 제1알루미늄 도금층 및 제2알루미늄 도금층과 상기 제1알루미늄 도금층 돌출부 및 제2알루미늄 도금층 돌출부로 둘러싸인 강판을 프레스 성형하여 제1알루미늄 도금층이 내측에 위치하는 주방용기 형태의 강판을 형성하는 단계; 및
    상기 주방용기 형태의 강판의 제1알루미늄 도금층 상에 세라믹 코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열 주방용기 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1알루미늄 도금층 및 제2알루미늄 도금층을 형성하는 단계는 용융 알루미늄 도금법을 수행하는 것을 특징으로 하는 유도가열 주방용기 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1알루미늄 도금층 및 제2알루미늄 도금층의 두께는 10㎛ 내지 30㎛ 인 것을 특징으로 하는 유도가열 주방용기 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1알루미늄 도금층 및 제2알루미늄 도금층을 형성하는 단계는 상기 철계 소재를 포함하는 강판과 상기 제1알루미늄 도금층 사이 및 상기 철계 소재를 포함하는 강판과 상기 제2알루미늄 도금층의 사이 각각에 금속간화합물층이 형성되는 것을 특징으로 하는 유도가열 주방용기 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 금속간화합물층의 두께는 1㎛ 내지 5㎛ 인 것을 특징으로 하는 유도가열 주방용기 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1알루미늄 도금층 돌출부 및 제2알루미늄 도금층 돌출부를 형성하는 단계는 상기 측단면을 압착변형 또는 절단하여 형성하는 것을 특징으로 하는 유도가열 주방용기 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 주방용기 형태의 강판의 상기 제2알루미늄 도금층 상에 외측 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열 주방용기 제조방법.
  8. 제1항의 유도가열 주방용기 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 유도가열 주방용기.
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