KR20160131206A

KR20160131206A - 클래드재 및 이를 이용한 인덕션 렌지용 조리용기

Info

Publication number: KR20160131206A
Application number: KR1020150063058A
Authority: KR
Inventors: 김주홍
Original assignee: 김주홍
Priority date: 2015-05-06
Filing date: 2015-05-06
Publication date: 2016-11-16
Also published as: WO2016178538A1

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 클래드재는, 스테인레스 계열 또는 알루미늄(Al)을 포함하는 제1층; 및 철(Fe)과 구리(Cu)의 합금으로 제조되며, 상기 제1 층과 클래딩에 의해 접합되는 합금층;을 포함할 수 있다.

Description

클래드재 및 이를 이용한 인덕션 렌지용 조리용기{Clad materials and cooking container for induction range using the same}

본 발명은 클래딩에 의해 제조되는 클래드재 및 이를 이용한 인덕션 렌지용 조리용기에 관한 것이다.

일반적으로 인덕션 렌지(Induction Range)에는 전원을 공급받아 고전압이 인가되어 자기장을 발생하기 위한 코일이 내장되어 있으며, 이러한 인덕션 렌지는 코일에 고전압이 인가되면 자기장이 유도되고, 이 자기장이 미치는 영역에 있는 금속체가 가열되는 원리를 이용한 것이다.

이러한 인덕션 렌지는 불꽃이나 유해가스 등이 발생하지 않기 때문에 화재의 위험성이 없으며, 가스를 열원으로 사용할 시 필연적으로 발생하는 일산화탄소의 발생이 없고, 실내 산소의 소모가 적어 쾌적한 실내를 유지할 수 있는 특징이 있다.

또한, 인덕션 렌지는 용기를 가열하는 도중에 그릴에 손이 닿아도 화상의 우려가 없으며 불꽃이 없기 때문에 화재 및 폭발의 위험성이 없어 최근 많이 사용하고 있는 추세이다.

그러나, 이러한 인덕션 렌지에서 사용하기 위한 용기는, 인덕션 렌지에서 발생하는 자기장에 의해 자기 유도되도록 하기 위하여 그릴에 닿는 부분인 용기의 바닥면이 금속으로 이루어져야 한다. 즉, 조리용기의 바닥면이 철(Fe)성분을 함유하고 있어야만 한다.

따라서, 상기 인덕션 렌지는 자기장과 자기 감응이 가능한 금속재질로 이루어진 용기만이 사용 가능하게 되고, 조리용기의 대부분을 차지하는 알루미늄 등과 같은 비철금속으로 이루어진 용기나 석기 및 도자기 종류로 이루어진 용기는 사용이 불가능한 단점이 있다.

종래에는 인덕션 렌지에 사용하기 위한 용기를 제조함에 있어서, 비철금속, 석기 또는 도자기 종류 등으로 용기 본체를 제조한 후 용기 본체의 바닥면에 발열체로 자기장과 자기 감응이 가능한 금속판이 부착되는 형태로 제조하였다.

그러나, 상기와 같은 종래의 제조방법은 사용중 금속판이 용기 본체와 분리된다는 문제가 있으며, 제조공정 자체도 복잡하여 효율성이 저감된다는 문제가 있다.

본 발명의 목적은, 인덕션 렌지에 사용될 수 있는 용기를 클래딩에 의해 제조되도록 하여 제조의 효율성을 향상시키는 동시에 조리 시 조리 효율을 향상시키도록 하는 클래드재 및 이를 이용한 인덕션 렌지용 조리용기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 클래드재는, 상기 제1층과 상기 합금층 사이에 형성되며, 상기 제1층을 구성하는 성분과 상기 합금층을 구성하는 성분이 공존하는 혼합층;을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 클래드재의 상기 합금층은, 상기 철(Fe)이 5중량부 이상 50중량부 이하의 범위 내로 함유되어 유도 가열이 가능한 동시에 부식이 방지되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 클래드재의 상기 제1층은, 알루미늄(Al)을 포함하는 알루미늄층, 스테인레스 계열을 포함하는 스테인레스층 및 상기 알루미늄층과 상기 스테인레스층 사이에 형성되고 스테인레스와 알루미늄이 공존하는 중간층을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 클래드재의 상기 제1층은, 상기 합금층에 적어도 1회 반복하여 적층되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 클래드재의 상기 제1 층은, 자성에 반응하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 인덕션 렌지용 조리용기는, 클래드재의 상기 제1층이 가공되어 형성되며, 소정의 조리공간을 제공하는 용기본체부; 및 클래드재의 합금층이 가공되어 형성되며, 인덕션 렌지로부터 유도되는 자기장에 의해 가열되어 상기 용기본체부가 가열되도록 하는 용기가열부;를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 클래드재 및 이를 이용한 인덕션 렌지용 조리용기에 의하면, 인덕션 렌지에 사용될 수 있는 용기를 클래딩에 의해 제조되도록 하여 제조의 효율성을 향상시킬 수 있다.

또한, 조리 시 조리 효율을 향상시킬 수 있는 동시에 부식 가능성을 최소화하여 내구성 및 수명을 극대화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 클래드재를 도시한 개략단면도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 클래드재를 도시한 개략단면도.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 클래드재를 도시한 개략단면도.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 클래드재를 이용하여 제조되는 인덕션 렌지용 조리용기를 도시한 개략단면도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 클래드재를 이용하여 제조되는 인덕션 렌지용 조리용기를 도시한 개략단면도.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 클래드재를 도시한 개략단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 클래드재(100)는 제1층(110) 및 상기 제1 층(110)과 클래딩에 의해 접합되는 합금층(120)을 포함할 수 있다.

여기서, 클래딩은 다양한 접합기술 중 한 분야로, 모재 금속에 피재를 기계적 또는 물리적으로 접합시키는 접합 방법으로, 폭발력을 이용한 압접(Explosive impact bonding), 전자기적 반발력을 이용한 압접(EMIB, Electromagnetic impact bonding), 열간 정수압 가공(HIP, Hot isostatic pressing), 압연(Mechanical bonding) 등이 있다.

이들 접합방법 중 압연(Mechanical bonding)이 가장 경제적이며, 가장 널리 응용되는 방법이다.

제1층(110)은 스테인레스 계열 또는 알루미늄(Al) 등을 포함하는 층일 수 있으며, 합금층(120)은 철(Fe)과 구리(Cu)의 합금으로 제조되며, 상기 제1 층(110)과 클래딩에 의해 접합될 수 있다.

이때, 상기 제1층(110)과 상기 합금층(120) 사이에는 혼합층(130)이 형성될 수 있으며, 상기 혼합층(130)은 상기 제1층(110)을 구성하는 성분과 상기 합금층(120)을 구성하는 성분이 공존할 수 있다.

예를 들어, 제1층(110)이 스테인레스 계열을 포함하는 층이고, 합금층(120)이 철(Fe)과 구리(Cu)의 합금으로 제조되는 층인 경우, 상기 제1층(110)과 상기 합금층(120)을 클래딩 공법, 즉, 기계적 또는 물리적으로 접합시키는 경우, 기계적 또는 물리적인 외력에 의해 상기 제1층(110)의 스테인레스 계열과 상기 합금층(120)에 포함된 철(Fe)과 구리(Cu)의 합금이 혼합되는 층인 혼합층(130)이 발생되게 된다.

이는 기계적 또는 물리적인 외력에 의해 제1층(110)에 포함된 스테인레스 계열의 원소(원자)가 합금층(120)으로 확산되고, 동시에 합금층(120)에 포함된 철(Fe)과 구리(Cu)의 합금의 원소(원자)가 상기 제1층(110)으로 확산되기 때문이다.

이로 인해 상기 제1층(110)과 합금층(120) 사이에는 스테인레스 계열과 철(Fe)과 구리(Cu)의 합금이 공존하는 혼합층(130)이 형성되게 된다.

한편, 스테인레스 계열의 농도는 제1층(110)으로부터 혼합층(130)을 향하여 감소하게 되며, 철(Fe)과 구리(Cu)의 합금의 농도는 합금층(120)으로부터 혼합층(130)을 향하여 감소하게 된다.

상기 합금층(120)을 구성하는 철(Fe)과 구리(Cu)의 함량비는 본 발명의 제1 실시예에 따른 클래드재(100)를 이용하여 인덕션 렌지용 조리용기(400, 도 4 참조)를 제조하는 경우 유도 가열의 측면 및 부식 방지의 측면에서 결정될 수 있다.

즉, 철(Fe)은 상기 합금층(120) 내에서 5중량부 이상 50중량부 이하의 범위 내로 함유될 수 있으며, 상기 철(Fe)의 함량이 5중량부 미만이 되면 본 발명의 제1 실시예에 따른 클래드재(100)를 이용하여 인덕션 렌지용 조리용기(400)를 제조하는 경우 유도 가열의 측면에서 문제가 발생되어 열효율이 저감되게 된다.

또한, 상기 철(Fe)의 함량이 50중량부를 초과하게 되면, 철(Fe)의 함량이 너무 많게 되어 부식 가능성이 높아지게 된다.

따라서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 클래드재(100)를 이용하여 인덕션 렌지용 조리용기(400)를 제조하는 경우, 합금층(120)에 함유되는 철(Fe)의 함량은 5중량부 이상 50중량부 이하의 범위 내로 함유되는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 클래드재를 도시한 개략단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 클래드재(200)는 제1층(210)과 비교하여 합금층(220)이 작게 형성될 수 있으며, 이는 본 발명의 제2 실시예에 따른 클래드재(200)를 이용하여 인덕션 렌지용 조리용기(500, 도 5 참조)를 제조하는 경우 용기의 바닥면에만 합금층(220)이 존재하도록 하기 위함이다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 클래드재를 도시한 개략단면도이다.

도 3을 참조하면, 제1층(310)은 알루미늄(Al)을 포함하는 알루미늄층(312), 스테인레스 계열을 포함하는 스테인레스층(316) 및 상기 알루미늄층(312)과 상기 스테인레스층(316) 사이에 형성되고 스테인레스와 알루미늄이 공존하는 중간층(314)을 구비할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 제3 실시예에 따른 클래드재(300)는 철(Fe)과 구리(Cu)의 합금으로 제조되는 합금층(320), 알루미늄(Al)을 포함하는 알루미늄층(312) 및 스테인레스 계열을 포함하는 스테인레스층(316)을 클래딩하여 제조될 수 있으며, 상기 합금층(320)과 상기 알루미늄층(312) 사이에는 기계적 또는 물리적인 외력에 의해 상기 합금층(320)에 포함된 철(Fe)과 구리(Cu)의 합금과 알루미늄(Al)이 혼합되는 혼합층(330)이 발생되게 된다.

그리고, 스테인레스층(316)과 알루미늄층(312) 사이에는 기계적 또는 물리적인 외력에 의해 상기 스테인레스 계열과 알루미늄(Al)이 공존하는 중간층(314)이 발생되게 된다.

이는 기계적 또는 물리적인 외력에 의해 스테인레스 계열의 원소(원자)가 알루미늄층(312)으로 확산되고, 동시에 알루미늄(Al)은 스테인레스층(316)으로 확산되게 때문이다.

상기와 같은 제1층(310)은 합금층(320)에 적어도 1회 이상 반복하여 적층될 수 있으며, 사용 용도에 따라 적층수는 가변적일 수 있다.

한편, 제1층(310)은 자성에 반응하지 않을 수 있으며, 이를 위해 상기 제1층(310)이 스테인레스 계열을 포함하는 경우, 상기 스테인레스 계열은 비자성인 30계열일 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 클래드재를 이용하여 제조되는 인덕션 렌지용 조리용기를 도시한 개략단면도이며, 도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 클래드재를 이용하여 제조되는 인덕션 렌지용 조리용기를 도시한 개략단면도이다.

도 4를 참조하면, 인덕션 렌지용 조리용기(400)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 클래드재(100)의 제1층(110)이 가공되어 형성되고 소정의 조리공간(S)을 제공하는 용기본체부(410) 및 상기 클래드재(100)의 합금층(120)이 가공되어 형성되고, 인덕션 렌지로부터 유도되는 자기장에 의해 가열되어 상기 용기본체부(410)가 가열되도록 하는 용기가열부(420)를 포함할 수 있다.

상기 인덕션 렌지용 조리용기(400)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 클래드재(100)를 프레스로 가압하거나 그 밖의 가공 방법으로 제조될 수 있으며, 내측면 및 외측면은 각각 제1층(110) 및 합금층(120)이 노출될 수 있다.

도 5를 참조하면, 인덕션 렌지용 조리용기(500)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 클래드재(200)를 가공하여 제조될 수 있으며, 도 4에 도시된 인덕션 렌지용 조리용기(400)와 비교하여 합금층(220)이 바닥면에만 존재할 수 있다.

따라서, 상기 인덕션 렌지용 조리용기(500)의 내측면 및 바닥면을 제외한 외측면은 제1층(210)이 노출될 수 있으며, 바닥면은 합금층(220)이 노출될 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

100, 200, 300: 클래드재
110, 210, 310: 제1층
120, 220, 320: 합금층
130, 230, 330: 혼합층

Claims

스테인레스 계열 또는 알루미늄(Al)을 포함하는 제1층; 및
철(Fe)과 구리(Cu)의 합금으로 제조되며, 상기 제1 층과 클래딩에 의해 접합되는 합금층;을 포함하는 클래드재.
제1항에 있어서,
상기 제1층과 상기 합금층 사이에 형성되며, 상기 제1층을 구성하는 성분과 상기 합금층을 구성하는 성분이 공존하는 혼합층;을 더 포함하는 클래드재.
제1항에 있어서, 상기 합금층은,
상기 철(Fe)이 5중량부 이상 50중량부 이하의 범위 내로 함유되어 유도 가열이 가능한 동시에 부식이 방지되도록 하는 것을 특징으로 하는 클래드재.
제1항에 있어서, 상기 제1층은,
알루미늄(Al)을 포함하는 알루미늄층, 스테인레스 계열을 포함하는 스테인레스층 및 상기 알루미늄층과 상기 스테인레스층 사이에 형성되고 스테인레스와 알루미늄이 공존하는 중간층을 구비하는 것을 특징으로 하는 클래드재.
제4항에 있어서, 상기 제1층은,
상기 합금층에 적어도 1회 반복하여 적층되는 것을 특징으로 하는 클래드재.
제1항에 있어서, 상기 제1 층은,
자성에 반응하지 않는 것을 특징으로 하는 클래드재.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 클래드재의 상기 제1층이 가공되어 형성되며, 소정의 조리공간을 제공하는 용기본체부; 및
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 클래드재의 합금층이 가공되어 형성되며, 인덕션 렌지로부터 유도되는 자기장에 의해 가열되어 상기 용기본체부가 가열되도록 하는 용기가열부;를 포함하는 인덕션 렌지용 조리용기.