KR102175150B1 - 인덕션 렌지용 조리용기 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인덕션 렌지용 조리용기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인덕션 렌지에 사용되는 조리용기의 변형을 방지함으로써 내구성을 향상시킬 수 있도록 하고, 제조공정을 간소화하여 제조비용을 줄일 수 있도록 함과 동시에 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 인덕션 렌지용 조리용기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

인덕션 렌지용 조리용기 및 그 제조방법 {Cooking vessel for induction range and its manufacturing method}

본 발명은 인덕션 렌지용 조리용기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인덕션 렌지에 사용되는 조리용기의 변형을 방지함으로써 내구성을 향상시킬 수 있도록 하고, 제조공정을 간소화하여 제조비용을 줄일 수 있도록 함과 동시에 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 인덕션 렌지용 조리용기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

인덕션 렌지는 기존의 가스렌지나 전기렌지를 대체하는 조리기기로서 어떤 조리기기보다 안전하며 경제적이고 편리하며 깨끗하여 근래에 사용하는 가정이 늘고 있는 실정이다.

인덕션 렌지의 작동원리는 렌지 상판 아래에 있는 코일에 전류를 보내면 코일에 자력선이 발생하고 이 자력선이 상판 위에 놓인 조리용기의 바닥을 통과할 때, 조리용기의 재질에 포함된 저항성분(철 성분)에 의해서 와류전류를 생성시킨다. 이와 같이 조리용기 바닥에서 발생한 와류전류는 조리용기 자체에만 발열이 일어나도록 하므로 렌지 상판의 달구어짐이 없이 조리용기만 뜨거워지는 유도가열이 일어난다.

그러므로 조리용기를 들면 가열이 즉시 멈추게 되며, 상판을 손으로 만져도 뜨겁지 않아 안전하고 조리용기가 닿는 부분에서만 에너지가 생성되므로 에너지 효율이 높아 많이 사용하고 있는 것이다.

이와 같은 인덕션 렌지를 사용하기 위해서는 조리용기의 바닥면에 저항성분을 지닌 금속이 일체로 형성되어야 하나, 일반적으로 사용되고 있는 알루미늄 다이캐스팅 류의 조리용기는 자성을 가지지 않아 사용할 수 없는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 통상적인 알루미늄 다이캐스팅으로 제조된 조리용기의 바닥면에 자성을 가질 수 있는 금속을 일체로 만들어 생산하고 있다.

종래의 인덕션 렌지용 조리용기를 제조하기 위한 방법으로, 대한민국 등록특허공보 제10-1255330호에는 인덕션 레인지용 조리용기의 제조방법이 게재되어 있는데, 그 주요 기술적 구성은 알루미늄 다이캐스팅에 의해 용기를 성형하는 용기성형 단계; 상기 용기성형 단계에 의해 성형된 용기의 바닥면에 형성되어 있는 산화막을 제거하는 산화막 제거 단계; 상기 산화막 제거 단계에 의해 산화막이 제거된 용기의 외부 바닥면에 도전플레이트를 가용접하는 가용접 단계; 상기 용기와 상기 도전플레이트의 접합 부위를 고주파 가열하는 열처리 단계; 상기 용기와 상기 도전플레이트를 접합시키는 접합 단계 및; 상기 용기와 상기 도전플레이트를 코팅하는 코팅 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

하지만, 상기 종래기술은 도전플레이트를 결합시키기 위한 과정이 복잡할 뿐만 아니라, 용기의 코팅을 위해 샌딩과정을 포함하므로 조리용기의 제조에 소요되는 시간이 많이 걸리게 되어 생산성이 떨어지고, 코팅 후 조리용기의 표면이 매끄럽지 못하게 되는 단점이 있다.

그리고, 스테인레스나 알루미늄 재질로 이루어진 주방용기는 바닥 가열부의 특정 부분에 집중되는 열로 인하여 용기의 바닥면에 뒤틀림 등의 열변형 현상이 발생될 수 있는데, 이와 같은 열 변형 현상은 일반 가스 레인지용과 인덕션 레인지용에 따라 다르게 발생하여 음식물이 고르게 조리되지 않을 뿐만 아니라, 이로 인하여 음식의 맛을 저하시키는 등의 문제점이 있다.

특히, 인덕션 레인지용 주방용기의 경우 용기몸체의 바닥면이 일정하지 않음으로 인하여 인덕션 레인지의 기능을 상실하거나, 온도 제어가 불안정하기도 하며, 주방 용기의 변형으로 인해 음식물 조리중 사용하는 기름이 편중되어 조리하는 음식이 눌어붙거나 타는 현상이 발생하고, 심할 경우, 조리용 기름이 고온이 되어 인화하는 문제점이 발생될 수도 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 종래기술로 대한민국 등록특허공보 제10-1924091호에는 열변형 방지 조리용기가 게재되어 있는데, 그 주요 기술적 구성은 조리용기의 몸체부 외측 바닥면 중심부에 열변형을 방지하기 위한 변형방지홈이 형성된 것에 그 특징이 있다.

즉, 상기 종래기술은 몸체부 외측 바닥면 중심부에 변형방지홈을 형성하여 몸체부 바닥면의 열변형과 열팽창에 의한 변형을 변형방지홈이 차단할 수 있도록 한 것에 그 특징이 있으나, 알루미늄 재질로 이루어진 조리용기 몸체와 발열판 역할을 하는 스테인레스 판재의 열팽창 계수의 차이로 인해, 조리용기 몸체와 발열판이 결합된 부분에서 열변형이 발생될 수 있고, 심할 경우 발열판이 몸체로부터 분리되는 등 내구성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

1. 대한민국 등록특허공보 제10-1255330호(2013. 04. 16. 공고) 2. 대한민국 등록특허공보 제10-1924091호(2018. 11. 30. 공고)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 인덕션 렌지에 사용되는 조리용기의 변형, 즉 조리용기 몸체와 몸체의 바닥면에 일체로 결합되는 스테인레스 발열판 사이의 열팽창계수 차이로 인한 몸체 바닥면의 열변형을 방지함으로써 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 인덕션 렌지용 조리용기 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명은 전체적인 조리용기의 제조과정을 단순화시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 조리용기의 제조비용을 저감시킬 수 있도록 하는 인덕션 렌지용 조리용기 및 그 제조방법을 제공함에 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,

조리용기 몸체와, 다수 개의 관통홀과 돌출부를 포함하여 이루어져 상기 몸체의 바닥면에 일체로 결합되는 스테인레스 발열판을 포함하여 구성되는 인덕션 렌지용 조리용기에 있어서, 상기 몸체의 바닥면 두께와 바닥면의 내측으로 삽입되는 돌출부의 깊이 사이의 비는 1 : 0.30 ~ 0.35인 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 스테인레스 발열판의 중심부에는 원형의 관통부가 형성되고, 상기 관통부의 내측에 위치되는 몸체의 바닥면에는 두 개 이상의 동심원을 이루는 변형방지홈이 일정 간격으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 몸체의 바닥면 두께와 변형방지홈의 깊이 사이의 비는 1 : 0.20 ~ 0.42인 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 스테인레스 발열판에 형성된 관통홀 사이의 공간에는 서로 일정 간격 이격되도록 하여 방사상으로 형성되는 다수 개의 제1절개홀과, 서로 일정 간격 이격되도록 하여 원주 방향으로 형성되는 다수 개의 제2절개홀이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2절개홀은 제1절개홀과 수직으로 교차되도록 형성되고, 하나의 제1절개홀에 두 개 이상의 제2절개홀이 동심호 형상으로 교차되도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2절개홀은 스테인레스 발열판의 중심에 가까울수록 그 길이가 짧게 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 인덕션 렌지용 조리용기의 제조방법은,

조리용기 몸체와, 다수 개의 관통홀과 돌출부를 포함하여 이루어져 상기 몸체의 바닥면에 일체로 결합되는 스테인레스 발열판 포함하여 구성되는 인덕션 렌지용 조리용기의 제조방법에 있어서, 조리용기 몸체를 형성하는 재질을 프레스를 이용하여 원형의 판재 형상으로 가공하는 제1프레스 가공단계와, 상기 몸체의 외측 바닥면에 결합될 스테인레스 발열판을 가공하여 결합시키는 스테인레스 발열판 결합단계와, 스테인레스 발열판이 결합된 상태의 원형 판재를 프레스를 이용하여 조리용기의 몸체 형상으로 가공하는 제2프레스 가공단계 및 프레스 가공된 조리용기 몸체의 내,외측면을 코팅하는 코팅단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 스테인레스 발열판 결합단계는, 프레스 가공된 원형의 판재에 결합될 스테인레스 발열판을 가공하는 스테인레스 발열판 가공단계와, 프레스 가공된 원형의 판재의 중심부에 변형방지홈을 동심원 형상으로 1차 가공하는 제1변형방지홈 가공단계, 유압프레스를 이용하여 변형방지홈이 1차 가공된 원형 판재에 스테인레스 발열판을 일체로 결합시킴과 동시에 동심원 형상의 변형방지홈을 추가적으로 가공하는 제2변형방지홈 가공단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 코팅단계는, 조리용기 몸체의 내측면에 테프론 코팅층을 형성시키는 제1코팅단계와, 조리용기 몸체의 외측면에 에나멜 내열도료를 이용한 내식성 코팅층을 형성시키는 제2코팅단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 코팅단계 이후에 코팅이 완료된 조리용기 몸체의 바닥면을 평탄화시키는 평탄화 가공단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 인덕션 렌지에 사용되는 조리용기 몸체와, 몸체의 바닥면에 일체로 결합되는 스테인레스 발열판 사이의 열팽창계수 차이로 인한 몸체 바닥면의 열변형을 방지할 수 있도록 함으로써 조리용기의 내구성을 향상시킬 수 있도록 하는 뛰어난 효과를 갖는다.

또한, 본 발명에 따르면 전체적인 조리용기의 제조과정을 단순화시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 조리용기의 제조비용을 저감시킬 수 있도록 하는 효과를 추가로 갖는다.

또한, 본 발명에 따르면 원형의 판재의 중심부에 변형방지홈을 1차 가공한 상태에서 스테인레스 발열판을 결합시키고, 스테인레스 발열판을 결합시킨 상태에서 몸체의 형상을 가공하도록 함으로써 조리기구의 제조 과정에서 발생될 수 있는 가공오차 및 불량률을 최소화할 수 있는 효과를 추가로 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 인덕션 렌지용 조리용기를 나타낸 저부 사시도.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 분리 사시도.
도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 조리용기 몸체 바닥면을 부분적으로 확대하여 나타낸 도면.
도 4는 도 1에 나타낸 본 발명 중 스테인레스 발열판의 다른 실시예를 나타낸 평면도.
도 5는 본 발명에 따른 인덕션 렌지용 조리용기의 제조과정을 나타낸 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 인덕션 렌지용 조리용기 및 그 제조방법의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 인덕션 렌지용 조리용기를 나타낸 저부 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 본 발명의 분리 사시도이며, 도 3은 도 1에 나타낸 본 발명의 조리용기 몸체 바닥면을 부분적으로 확대하여 나타낸 도면이고, 도 4는 도 1에 나타낸 본 발명 중 스테인레스 발열판의 다른 실시예를 나타낸 평면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 인덕션 렌지용 조리용기의 제조과정을 나타낸 흐름도이다.

본 발명은 인덕션 렌지에 사용되는 조리용기의 변형을 방지함으로써 내구성을 향상시킬 수 있도록 하고, 제조공정을 간소화하여 제조비용을 줄일 수 있도록 함과 동시에 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 인덕션 렌지용 조리용기(100) 및 그 제조방법에 관한 것으로, 먼저 본 발명에 따른 인덕션 렌지용 조리용기(100)(이하, '조리용기(100)'라 한다)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 조리용기 몸체(110)와 스테인레스 발열판(120)을 포함하여 이루어진다.

보다 상세히 설명하면, 상기 조리용기 몸체(110)(이하, '몸체(110)'라 한다)는 평평한 형상의 바닥면(112)과, 상기 바닥면(112)의 가장자리에서 상향으로 절곡 형성되는 측면부를 포함하여 이루어져 전체적으로 오목한 형상을 이루도록 형성되고, 내측에 형성되는 공간부에서 음식물의 조리가 이루어지도록 하는 것으로, 가벼우면서도 열전도율이 높은 알루미늄 재질로 이루어져 사용이 편리하고 음식물의 조리가 신속하게 이루어질 수 있도록 구성되어 있다.

이때, 도시하지는 않았지만, 상기 몸체(110)의 상단 일측에 공지의 다양한 형상의 손잡이들이 결합될 수 있음은 물론이다.

다음, 상기 스테인레스 발열판(120)(이하, '발열판(120)'이라 한다)은 몸체(110)의 외측 바닥면(112)에 일체로 결합되어 조리용기(100)가 인덕션 렌지에 감응할 수 있도록 하는 역할을 하는 것으로, 상기 발열판(120)에는 다수 개의 관통홀(122)이 형성되고, 상기 관통홀(122)의 외주연에 돌출부(124)가 형성되어 상기 돌출부(124)가 몸체(110)의 바닥면(112) 내측으로 삽입 결합되도록 구성되어 있다.

즉, 후술하겠지만 상기 발열판(120)에 형성된 다수의 돌출부(124)가 알루미늄 재질로 이루어지는 몸체(110)와의 강도 차이에 의해 몸체(110)의 바닥면(112) 내측으로 강제 압입되어 발열판(120)이 몸체(110)의 바닥면(112) 내측에 일체로 결합된다.

이때, 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 발열판(120)에 형성되는 다수의 관통홀(122)은 반경 방향으로 서로 직경이 다른 관통홀(122)들이 교대로 배치되도록 형성될 수 있는데, 이는 발열판(120)의 강도를 유지하면서도 몸체(110)와 발열판(120) 사이의 접합면적을 증가시킬 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 상기 관통홀(122)의 직경을 작게 하여 다수 개를 형성시킬 경우, 몸체(110)와 발열판(120) 사이의 접합면적을 증가시킬 수는 있겠으나, 접합면적에 비해 결합력을 크게 하기 어려울 뿐만 아니라 발열판(120) 자체의 강도가 떨어지게 될 우려가 있고, 관통홀(122)의 직경을 크게 할 경우, 몸체(110)와 발열판(120) 사이의 접합면적이 줄어들게 되어 몸체(110)와 발열판(120) 사이의 결합력을 유지하는 것이 어렵게 되는 단점이 있는 것임에 비해, 상기한 바와 같이 직경이 서로 다른 관통홀(122)을 반경 방향으로 번갈아 형성시키는 경우 발열판(120) 자체의 강성을 유지하면서도 돌출부(124)와 몸체(110) 사이의 결합 면적을 크게 함으로써 결합력을 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 몸체(110) 바닥면(112)의 내측으로 삽입되는 돌출부(124)의 깊이는 몸체 바닥면(112) 두께(t)의 0.30 ~ 0.35 배가 되도록 하는 것이 바람직한데, 이는 몸체(110)와 발열판(120)의 열팽창계수 차이로 인해 몸체(110)에 결합된 발열판(120)에 변형이 발생되거나 발열판(120)이 몸체(110)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있도록 하기 위함이다.

즉, 상기 돌출부(124)의 깊이가 몸체 바닥면(112) 두께(t)의 0.3배가 되는 것은 발열판(120)의 결합력을 유지할 수 있도록 하는 최소 깊이로, 상기 돌출부(124)의 깊이가 몸체 바닥면(112) 두께(t)의 0.3배 미만이 되는 경우에는 몸체(110)의 재질인 알루미늄과, 발열판(120)의 재질은 스테인레스 사이의 열팽창계수 차이로 인한 열변형, 즉 음식물 조리시마다 반복적으로 조리용기(100)에 가해지는 열로 인한 열변형에 의해 발열판(120)의 결합력이 약화되거나 심한 경우에는 몸체(110)의 바닥면(112)으로부터 발열판(120)이 분리되는 문제점이 발생될 우려가 있다.

또한, 상기 돌출부(124)의 깊이가 몸체 바닥면(112) 두께(t)의 0.35배가 되는 것은 발열판(120)을 몸체 바닥면(112)에 결합시키는 과정에서 변형이 발생되지 않도록 하는 최대 깊이로, 상기 돌출부(124)의 깊이가 몸체 바닥면(112) 두께(t)의 0.35배를 초과하게 되면, 돌출부(124)의 길이가 너무 길어지게 되어 발열판(120)을 몸체 바닥면(112)에 결합시키는 과정에서 돌출부(124)에 변형이 발생되거나 그에 따라 발열판(120)과 몸체(110) 사이의 결합이 제대로 이루어지지 않게 될 우려가 있다.

한편, 상기 발열판(120)의 중심부에는 원형의 관통부(126)가 형성되는데, 상기 관통부(126)는 인덕션 렌지에 구비되는 온도센서의 급격한 온도변화를 방지하는 역할을 하는 것이다.

보다 상세히 설명하면, 일반적으로 인덕션 렌지의 중심부에는 조리용기(100)에 결합된 발열판(120)이 과열되는 것을 방지하기 위한 온도센서가 설치되는데, 온도센서가 설치된 인덕션 렌지의 중심부 상에 발열판(120)이 직접 위치되는 경우, 발열판(120)에서 발생된 열이 직접 인덕션 렌지의 온도센서로 전달되어 온도센서의 온도변화가 급격히 이루어지게 되고, 그에 따라 인덕션 렌지의 온/오프가 빈번하게 발생되어 에너지 효율이 떨어지게 되는 문제점이 있는 것임에 비해, 발열판(120)의 중심부, 즉 온도센서가 설치된 부분의 상부에 관통부(126)를 형성시키는 경우, 발열판(120)으로부터 발생된 열이 직접 온도센서로 전달되지 않게 되므로 온도센서의 급격한 온도변화를 방지할 수 있게 되고, 그에 따라 인덕션 렌지의 빈번한 온/오프 발생을 방지할 수 있게 되는 것이다.

다음, 상기 발열판(120)에 형성되는 다수의 관통홀(122) 사이의 공간에는 슬릿(slit) 형상의 제1 및 제2절개홀(128a,128b)이 형성되는데, 상기 제1 및 제2절개홀(128a,128b)은 알루미늄 재질의 몸체(110)와 스테인레스 재질의 발열판(120)의 열팽창계수의 차이에 의한 몸체(110) 또는 발열판(120)의 뒤틀림이나 변형을 완화시키는 역할을 하는 것이다.

보다 상세히 설명하면, 상기 제1절개홀(128a)은 발열판(120)의 내주연과 외주연 사이, 즉 발열판(120)의 관통부(126)와 가장자리의 사이에 직선 형상을 이루도록 하여 방사상으로 형성되는 것으로, 일정 간격을 이루도록 하여 다수 개가 형성되어 발열판(120)의 횡방향, 즉 원주 방향으로의 열변형을 완화시킬 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 상기 제2절개홀(128b)은 발열판(120)에 형성되는 관통홀(122) 사이의 공간에 원호 형상을 이루도록 하여 원주 방향으로 형성되는 것으로, 마찬가지로 일정 간격을 이루도록 하여 다수 개가 형성되어 발열판(120)의 중심 방향, 즉 반경 방향으로의 열변형을 완화시키는 역할을 하게 된다.

즉, 몸체(110)의 재질로 사용되는 알루미늄의 경우 열팽창계수가 약 23×10^-6 /℃ 이고, 발열판(120)의 재질로 사용되는 스테인레스의 열팽창계수는 약 17 ~ 18×10^-6 /℃로 차이가 있고, 몸체(110)의 바닥면(112)에 반복적으로 열이 가해질 경우 상대적으로 열팽창계수가 큰 알루미늄 재질의 몸체(110)가 스테인레스 재질의 발열판(120)에 비해 상대적으로 더 많은 변형을 일으키게 되어 몸체 바닥면(112)의 가장자리부가 발열판(120)이 결합된 방향으로 휘어지는 문제가 발생될 수 있다.

상기와 같이, 발열판(120)에 제1 및 제2절개홀(128a,128b)을 형성시키는 경우, 열팽창계수의 차이에 따른 몸체(110)와 발열판(120)의 팽창 정도의 차이를 제1 및 제2절개홀(128a,128b)이 어느 정도 보상할 수 있게 되므로 열팽창계수의 차이에 따른 몸체(110)와 발열판(120)의 열변형을 완화시킬 수 있게 되는 것이다.

이때, 상기 제2절개홀(128b)은 방사상으로 형성된 제1절개홀(128a)에 수직으로 교차되도록 형성될 수 있는데, 도 4에 나타낸 바와 같이, 하나의 제1절개홀(128a)에 두 개 이상의 제2절개홀(128b)을 동심호(同心弧) 형상을 이루도록 형성시킴으로써 상기 제1 및 제2절개홀(128a,128b)에 의한 몸체(110)와 발열판(120)의 열변형 완화 효과를 향상시킬 수 있도록 구성할 수도 있다.

또한, 상기 발열판(120)은 중심부로부터 멀어질수록 변형이 발생되기 쉬우므로, 동심호(同心弧) 형상을 이루도록 형성된 제2절개홀(128b)은 발열판(120)의 중심에 가까울수록 그 길이를 짧게 형성하고, 중심으로부터 멀어질수록 그 길이가 길어지도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 몸체(110)의 재질과, 발열판(120)의 재질로 사용되는 스테인레스의 종류에 따라 열팽창계수가 달라질 수 있으므로, 몸체(110)와 발열판(120)의 열팽창계수 차이에 따라 상기 제1 및 제2절개홀(128a,128b)의 폭 또는 길이를 다르게 형성시킬 수도 있음은 물론이다.

상기 제1 및 제2절개홀(128a,128b)은 레이저 가공을 통해 형성될 수 있는데, 이로 인해 상기 제1 및 제2절개홀(128a,128b)의 일측 단부에는 원형의 홀이 형성될 수 있다.

다음, 상기 몸체 바닥면(112)의 중심부, 즉 발열판(120)에 형성된 관통부(126) 내측에 위치되는 몸체(110)의 바닥면(112)에는 환형의 변형방지홈(114)이 형성되는데, 상기 변형방지홈(114)은 몸체(110)의 바닥면(112)이 열팽창하는 것을 제한하여 몸체(110)의 변형을 방지하는 역할을 하는 것이다.

보다 상세히 설명하면, 인덕션 렌지에 의해 조리용기(100)가 발열되면 발열판(120)으로부터 몸체(110)로 열이 전도되는데, 상기 발열판(120)으로부터 몸체(110)의 중심 방향으로 전도되는 열에 의한 열팽창은 몸체(110)의 중심부에서 서로 충돌되어 몸체(110)의 바닥면(112) 중심부가 바깥쪽 또는 안쪽으로 볼록하게 부풀어오르는 변형이 발생된다.

그리고, 이와 같이 변형이 발생된 조리용기(100)에 조리를 하게 되면, 열분포가 고르게 이루어지지 않아 조리가 신속하게 이루어지지 않을 뿐만 아니라 유도가열이 균일하게 이루어지지 않게 되어 열효율이 저하되는 문제점이 발생되게 된다.

따라서, 상기 발열판(120)의 관통부(126)에 대응되는 몸체(110)의 바닥면(112) 중심부에 환형의 변형방지홈(114)을 형성하여 발열판(120)으로부터 몸체(110)의 중심방향으로 전달되는 열에 의한 몸체(110) 중심방향으로의 열팽창을 차단함으로써 몸체 바닥면(112)의 중심부가 팽창되어 부풀어 올라 변형되는 것을 방지할 수 있도록 구성된 것이다.

이때, 상기 변형방지홈(114)은 동심원 형상을 이루도록 하여 다수 개가 형성될 수도 있는데, 변형방지홈(114)의 깊이는 몸체 바닥면(112) 두께(t)의 0.20 ~ 0.42 배가 되도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 상기 변형방지홈(114)의 깊이가 몸체 바닥면(112) 두께(t)의 0.20 배 미만일 경우, 전술한 변형방지홈(114)의 작용 효과, 즉 몸체(110) 중심방향으로의 열팽창 차단 효과가 미비하여 몸체 바닥면(112) 중심부의 변형 방지가 제대로 이루어지지 않을 우려가 있고, 상기 변형방지홈(114)의 깊이가 몸체 바닥면(112) 두께(t)의 0.42 배를 초과하는 경우 몸체(110) 중심방향으로의 열팽창 차단은 효과적으로 이루어지지만, 변형방지홈(114)이 형성된 부분에서의 몸체 바닥면(112) 두께가 너무 얇아지게 되어 구조적 강성이 저하될 뿐만 아니라, 그로 인한 변형이 발생될 우려가 있으므로, 상기 변형방지홈(114)의 깊이는 몸체 바닥면(112) 두께(t)의 0.20 ~ 0.42 배가 되도록 하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 인덕션 렌지용 조리용기 제조방법의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 인덕션 렌지용 조리용기 제조방법은 도 5에 나타낸 바와 같이, 크게 제1프레스 가공단계(S10), 스테인레스 발열판 결합단계(S20), 제2프레스 가공단계(S30) 및 코팅단계를 포함하여 이루어진다.

먼저, 상기 제1프레스 가공단계(S10)는 조리용기(100)의 몸체(110)로 사용할 재질, 즉 알루미늄을 프레스기를 이용하여 원형의 판재 형상으로 가공하는 단계이다.

즉, 종래에는 프레스 가공 등을 통해 조리용기(100)의 몸체(110) 형상을 전체적으로 가공한 후, 외측 바닥면(112)에 발열판(120)을 결합시키는 방법을 사용하였으나, 발열판(120)을 몸체(110)에 결합시키는 과정에서 발생되는 압력에 의해 가공된 몸체(110)의 형상이 변형될 우려가 있고, 이러한 변형을 방지하기 위하여 보다 작은 압력으로 발열판(120)을 결합시킬 수 있도록 하기 위해서는 몸체(110)에 발열판(120)의 돌출부(124)가 삽입될 수 있도록 하는 삽입홈 등을 미리 가공하여야 하므로 몸체(110)의 가공에 소요되는 시간과 비용이 증가하게 되는 문제점이 있으므로, 본 발명에서는 도 2에 나타낸 바와 같이, 몸체(110)를 평판 형상으로 1차 프레스 가공한 상태에서, 발열판(120)을 결합시킨 후 후술할 2차 프레스 가공을 통해 전체적으로 오목한 형상의 몸체(110)를 형성시킬 수 있도록 구성하였다.

다음, 상기 스테인레스 발열판 결합단계(S20)는, 제1프레스 가공단계(S10)에서 가공된 원형의 판재 형상의 일측면에 발열판(120)을 결합시키는 단계에 관한 것으로, 스테인레스 발열판 가공단계(S22), 제1변형방지홈 가공단계(S24) 및 제2변형방지홈 가공단계(S26)를 포함하여 이루어진다.

보다 상세히 설명하면, 상기 스테인레스 발열판 가공단계(S22)는 몸체(110)의 외측 바닥면(112)에 결합되는 발열판(120)을 가공하는 단계에 관한 것으로, 발열판(120)의 재질로는 STS 304를 포함하는 STS 300 계열이나, STS 430을 포함하는 STS 400 계열이 사용될 수 있다.

즉, 상기 스테인레스 발열판 가공단계(S22)에서는 스테인레스 재질의 판재를 원형으로 가공한 후, 펀칭 가공을 통해 다수의 관통홀(122)을 형성하는데, 이러한 과정에서 상기 관통홀(122)의 외주연에는 돌출부(124)가 형성된다.

이때, 상기 돌출부(124)의 길이는 전술한 바와 같이, 발열판(120)이 몸체(110)에 결합되었을 때 몸체 바닥면(112)의 내측으로 삽입되는 돌출부(124)의 깊이가 몸체 바닥면(112) 두께(t)의 0.30 ~ 0.35 배가 되도록 하며, 상기 관통홀(122)은 반경 방향으로 서로 직경이 다른 관통홀(122)들이 교대로 배치되도록 형성될 수 있다.

다음, 발열판(120)의 중심부에 원형의 관통부(126)를 형성한 후 레이저 가공을 통해 관통홀(122) 사이의 공간에 제1 및 제2절개홀(128a,128b)을 형성시키는 과정에 의해 발열판(120)의 가공이 완료된다.

다음, 상기 제1변형방지홈 가공단계(S24)는 몸체(110)의 외측 바닥면(112) 중심부에 변형방지홈(114)을 형성시키는 과정으로, 제1프레스 가공단계(S10)에서 가공된 원형의 판재 중심부에 동심원 형상의 돌출부(124)가 형성된 금형(미도시)을 프레스하여 제1변형방지홈(114)이 1차적으로 형성되도록 한다.

다음, 상기 제2변형방지홈 가공단계(S26)는 제1변형방지홈 가공단계(S24)를 통해 원형의 판재 중심부에 형성된 변형방지홈(114)을 추가적으로 가공하여 변형방지홈(114)을 완성시키는 과정으로, 스테인레스 발열판 가공단계(S22)에서 가공된 발열판(120)을 원형의 판재 상에 안치시킨 상태에서 전술한 동심원 형상의 돌출부(124)가 형성된 금형을 이용한 프레스 가공을 통해 발열판(120)을 원형의 판재에 일체로 결합시킴과 동시에 변형방지홈(114)의 형상을 완성시킬 수 있도록 한다.

즉, 발열판(120)의 돌출부(124)가 원형 판재의 상면과 맞닿도록 위치시킨 상태에서 약 1,000t의 유압프레스, 즉 중심부에 동심원 형상의 돌출부(124)가 형성된 유압프레스로 발열판(120) 위에 압력을 가해주면 스테인레스 재질의 발열판(120)과 알루미늄 재질의 원형 판재 사이의 강도 차이에 의해 발열판(120)의 돌출부(124)가 원형 판재의 내측으로 파고 들어가 일체로 결합되고, 이 과정에서 원형 판재의 중심부에는 몸체 바닥면(112) 두께(t)의 0.20 ~ 0.42 배가 되는 깊이를 갖는 변형방지홈(114)이 형성된다.

이때, 상기 제1변형방지홈 가공단계(S24)에서 원형 판재의 중심부에 변형방지홈(114)을 1차적으로 가공하였으므로, 1차 가공된 변형방지홈(114)과 발열판(120)의 중심부에 형성된 관통부(126)의 상대위치 비교를 통해 발열판(120)을 원형 판재의 상부 정확한 위치에 위치시킬 수 있으므로 발열판(120)의 결합 위치 오차에 의한 불량 발생을 방지할 수 있게 된다.

다음, 상기 제2프레스 가공단계(S30)는 발열판(120)이 결합되고, 변형방지홈(114)이 형성된 상태의 원형 판재를 프레스 가공을 통해 조리용기(100)의 몸체(110) 형상으로 가공하는 과정으로, 발열판(120)이 결합된 면이 외측 바닥면(112)이 되도록 한 상태에서 원형 판재의 가장자리 부분을 반대방향, 즉 발열판(120)이 결합된 면과 반대되는 방향으로 절곡시켜 프라이팬, 냄비 등의 조리용기 몸체(110) 형상을 형성하게 된다.

다음, 상기 코팅단계(S40)는 제2프레스 가공단계(S30)에서 프레스 가공된 조리용기 몸체(110)의 내,외측면을 코팅하여 코팅층을 형성시키는 단계에 관한 것으로, 제1 및 제2코팅단계(S42,S44)를 포함하여 이루어진다.

즉, 상기 제1코팅단계(S42)는 몸체(110)의 내측면에 논스틱성을 향상시킬 수 있도록 하는 테프론 코팅층을 형성시키는 과정으로, 이러한 제1코팅단계(S42)는 약 420℃ ~ 470℃의 온도에서 약 25분 동안 이루어진다.

이때, 상기 몸체(110)의 내측면에 형성되는 코팅층으로는 테프론 코팅층 이외에도 내마모성과 내식성을 향상시킬 수 있도록 하는 다이아몬드 코팅층이나 티타늄 코팅층이 형성될 수도 있음은 물론이다.

다음, 상기 제2코팅단계(S44)는 몸체(110)의 외측면에 코팅층을 형성시키는 과정으로, 내열성과 내식성이 우수한 에나멜 내열도료를 이용한 내식성 코팅층을 형성하여, 다양한 색상을 표현할 수 있도록 구성되어 있는데, 전술한 제1코팅단계(S42)와 마찬가지로 약 420℃ ~ 470℃의 온도 조건 하에서 이루어진다.

다른 실시예로, 상기 코팅단계(S40)에서는 아노다이징(anodizing) 기법을 이용한 경질 코팅이 이루어질 수도 있는데, 상기 경질 코팅은 몸체(110)의 경도, 내식성 및 내마모성을 향상시키기 위한 것으로 몸체(110)의 내,외측면에 모두 이루어진다.

즉, 전술한 제1 및 제2코팅단계(S42,S44)를 수행하는 대신 몸체(110)의 내,외측면에 아노다이징에 의한 경질 코팅층을 형성시키는 것으로 코팅단계(S40)를 수행하는 것이다. 이때, 상기 경질 코팅을 수행하기 전에 몸체(110)의 외측면을 채색한 상태에서 경질 코팅을 실시할 수도 있으며, 이러한 경질 코팅 과정은 이미 공지된 것이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명에 따른 인덕션 렌지용 조리용기의 제조방법은 평탄화 가공단계(S50)를 더 포함하여 구성될 수도 있는데, 상기 평탄화 가공단계(S50)는 코팅이 완료된 몸체(110)의 바닥면(112)을 최종적으로 평탄화시키는 과정으로, 스테인레스 발열판 결합단계(S20), 제2프레스 가공단계(S30) 및 코팅단계(S40)에서 발생될 수 있는 몸체 바닥면(112)의 변형을 프레스를 이용한 가압 등의 방법을 통해 평탄화시킬 수 있도록 하는 것이다.

따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 인덕션 렌지용 조리용기(100) 및 그 제조방법에 의하면, 인덕션 렌지에 사용되는 조리용기 몸체(110)와, 몸체(110)의 바닥면(112)에 일체로 결합되는 스테인레스 발열판(120) 사이의 열팽창계수 차이로 인한 몸체 바닥면(112)의 열변형을 방지할 수 있도록 함으로써 조리용기(100)의 내구성을 향상시킬 수 있고, 전체적인 조리용기(100)의 제조과정을 단순화시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있도록 함과 동시에 조리용기(100)의 제조비용을 저감시킬 수 있으며, 원형의 판재의 중심부에 변형방지홈(114)을 1차 가공한 상태에서 스테인레스 발열판(120)을 결합시키고, 스테인레스 발열판(120)을 결합시킨 상태에서 몸체(110)의 형상을 가공하도록 함으로써 조리기구의 제조 과정에서 발생될 수 있는 가공오차 및 불량률을 최소화할 수 있는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.

전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.

본 발명은 인덕션 렌지용 조리용기 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인덕션 렌지에 사용되는 조리용기의 변형을 방지함으로써 내구성을 향상시킬 수 있도록 하고, 제조공정을 간소화하여 제조비용을 줄일 수 있도록 함과 동시에 생산성을 향상시킬 수 있도록 하는 인덕션 렌지용 조리용기 및 그 제조방법에 관한 것이다.

100 : 조리용기 110 : 몸체
112 : 바닥면 114 : 변형방지홈
120 : (스테인레스) 발열판 122 : 관통홀
124 : 돌출부 126 : 관통부
128a : 제1절개홀 128b : 제2절개홀
S10 : 제1프레스 가공단계 S20 : 스테인레스 발열판 결합단계
S22 : 스테인레스 발열판 가공단계 S24 : 제1변형방지홈 가공단계
S26 : 제2변형방지홈 가공단계 S30 : 제2프레스 가공단계
S40 : 코팅단계 S42 : 제1코팅단계
S44 : 제2코팅단계 S50 : 평탄화 가공단계

Claims (10)

1. 조리용기 몸체와, 다수 개의 관통홀과 돌출부를 포함하여 이루어져 상기 몸체의 바닥면에 일체로 결합되는 스테인레스 발열판을 포함하여 구성되는 인덕션 렌지용 조리용기에 있어서,
   상기 몸체의 바닥면 두께와 바닥면의 내측으로 삽입되는 돌출부의 깊이 사이의 비는 1 : 0.30 ~ 0.35인 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 조리용기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 스테인레스 발열판의 중심부에는 원형의 관통부가 형성되고, 상기 관통부의 내측에 위치되는 몸체의 바닥면에는 두 개 이상의 동심원을 이루는 변형방지홈이 일정 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 조리용기.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 몸체의 바닥면 두께와 변형방지홈의 깊이 사이의 비는 1 : 0.20 ~ 0.42인 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 조리용기.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 스테인레스 발열판에 형성된 관통홀 사이의 공간에는 서로 일정 간격 이격되도록 하여 방사상으로 형성되는 다수 개의 제1절개홀과, 서로 일정 간격 이격되도록 하여 원주 방향으로 형성되는 다수 개의 제2절개홀이 구비된 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 조리용기.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 제2절개홀은 제1절개홀과 수직으로 교차되도록 형성되고, 하나의 제1절개홀에 두 개 이상의 제2절개홀이 동심호 형상으로 교차되도록 형성된 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 조리용기.
   
6. 제 5항에 있어서,
   상기 제2절개홀은 스테인레스 발열판의 중심에 가까울수록 그 길이가 짧게 형성된 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 조리용기.
   
7. 조리용기 몸체와, 다수 개의 관통홀과 돌출부를 포함하여 이루어져 상기 몸체의 바닥면에 일체로 결합되는 스테인레스 발열판 포함하여 구성되는 인덕션 렌지용 조리용기의 제조방법에 있어서,
   조리용기 몸체를 형성하는 재질을 프레스를 이용하여 원형의 판재 형상으로 가공하는 제1프레스 가공단계와,
   상기 몸체의 외측 바닥면에 결합될 스테인레스 발열판을 가공하여 결합시키는 스테인레스 발열판 결합단계와,
   스테인레스 발열판이 결합된 상태의 원형 판재를 프레스를 이용하여 조리용기의 몸체 형상으로 가공하는 제2프레스 가공단계 및
   프레스 가공된 조리용기 몸체의 내,외측면을 코팅하는 코팅단계를 포함하여 구성되되,
   상기 스테인레스 발열판 결합단계에서는 조리용기 몸체의 바닥면 두께와 바닥면의 내측으로 삽입되는 스테인레스 발열판의 돌출부 깊이 사이의 비가 1 : 0.30 ~ 0.35가 되도록 스테인레스 발열판을 결합시키는 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 조리용기의 제조방법.
   
8. 제 7항에 있어서,
   상기 스테인레스 발열판 결합단계는,
   프레스 가공된 원형의 판재에 결합될 스테인레스 발열판을 가공하는 스테인레스 발열판 가공단계와,
   프레스 가공된 원형의 판재의 중심부에 변형방지홈을 동심원 형상으로 1차 가공하는 제1변형방지홈 가공단계,
   유압프레스를 이용하여 변형방지홈이 1차 가공된 원형 판재에 스테인레스 발열판을 일체로 결합시킴과 동시에 동심원 형상의 변형방지홈을 추가적으로 가공하는 제2변형방지홈 가공단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 조리용기의 제조방법.
   
9. 제 7항에 있어서,
   상기 코팅단계는,
   조리용기 몸체의 내측면에 테프론 코팅층을 형성시키는 제1코팅단계와,
   조리용기 몸체의 외측면에 에나멜 내열도료를 이용한 내식성 코팅층을 형성시키는 제2코팅단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 조리용기의 제조방법.
   
10. 제 7항에 있어서,
    상기 코팅단계 이후에 코팅이 완료된 조리용기 몸체의 바닥면을 평탄화시키는 평탄화 가공단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인덕션 렌지용 조리용기의 제조방법.
    

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