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KR20170051349A - 조리 용기 및 제조 방법 - Google Patents

조리 용기 및 제조 방법 Download PDF

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KR20170051349A
KR20170051349A KR1020160142904A KR20160142904A KR20170051349A KR 20170051349 A KR20170051349 A KR 20170051349A KR 1020160142904 A KR1020160142904 A KR 1020160142904A KR 20160142904 A KR20160142904 A KR 20160142904A KR 20170051349 A KR20170051349 A KR 20170051349A
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cooking vessel
aluminum
nickel
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유하 피미아
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피스카스 핀란드 오와이 에이비
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Abstract

본 발명은 조리 용기(1)에 관한 것으로서, 식품을 수용하기 위한 제1물질의 용기(3), 및 상기 조리 용기(1)에 대하여 유도 가열 능력을 제공하기 위하여 상기 용기(3)에 부착되는 제2물질로 된 바닥 부분(6)을 포함하는 것에 관한 것이다. 유도 가열 중에 조리 용기의 온도가 간단하게 또한 신뢰성 있게 결정될 수 있는 조리 용기를 제공하기 위하여 상기한 제2물질은 비-합금강 또는 저-합금강이다.

Description

조리 용기 및 제조 방법{A cooking vessel and manufacturing method}
본 발명은 인덕션 히터(induction heater: 유도가열기) 상에서 식품을 조리하기 위해 사용되는 주전자, 프라이팬 또는 포트와 같은 조리 용기(cooking vessel)에 관한 것이다.
인덕션 히터는 코일을 통해 공급되는 교류 전류로써 획득되는 자기 유도에 의한 조리 용기를 가열한다. 그 결과적인 자기장은 조리 용기에서, 특히 그 조리 용기의 바닥 부분에서 와전류(eddy current)를 유도하게 되는데, 이것은 그 조리 용기를 가열하는 데에 기여한다. 조리 용기를 위하여 유도 가열 능력을 제공하기 위해서는 그 조리 용기에 사용된 물질들에 대하여 고려가 필요하다. 실지로, 많은 종래기술의 조리 용기들은 바닥 부분에서는 페라이트계 스테인리스강(ferrite stainless steel)으로 제조되거나 또는 적어도 페라이트계 스테인리스 강을 함유하는 반면, 그 조리 용기의 나머지 부분은 또 다른 재료로써 제조된다.
종전에, 인덕션 히터의 조리 지지부(cooking support) 하부에 측정 코일을 갖는 측정 기구를 제공하는 것이 알려져 있다. 이러한 측정 기구는 조리 용기와 상호작용을 하는 하나의 유도 측정 공진회로(induction measuring resonant circuit)를 형성하게 된다. 이러한 유도 측정 공진회로는 그 조리 용기의 투자율(permeability) 또는 유도율(inductivity)에 종속하는 공진 주파수(resonant frequency)를 갖는다. 다음으로, 이러한 조리 용기의 투자율은 가열되는 조리 용기의 온도에 종속한다. 공진 주파수와 조리 용기의 온도 사이의 관계는 주파수에 기초하여 조리 용기의 온도를 결정하기 위해 활용될 수 있다. 실제의 구현에 있어, 사용되는 인덕션 히터 및/또는 사용자에게는 측정 주파수에 기초하여 현재의 온도에 대한 정보가 제공될 수 있다.
이러한 방식으로 수행되는 온도 측정에서의 문제점은 정확성 문제이다. 종래기술의 조리 용기들에 대한 실제의 테스트에 따르면, 종래기술의 해결책에서는 조리 용기를 가열하고 냉각하는 동작 사이에 히스테리시스(hysteresis: 자기 이력 현상)가 존재한다는 것을 보여주고 있다. 특정 주파수에서 실제 온도는 조리 용기가 20℃에서 250℃까지 가열되고 있는지 또는 250℃에서 20℃까지 냉각되고 있는지 여부에 따라서 70℃만큼 크게 변화할 수도 있다. 이러한 히스테리시스로 인하여 주파수에 기초하여 각각의 순간에 조리 용기의 정확한 온도를 결정하는 것은 불가한데, 특히 적어도 음식물을 가열하는 동안에 바람직한 정도의 정확성으로 온도를 결정하는 것은 가능하지 않다.
본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해소함과 아울러, 조리 용기에서의 유도 가열 중에 그 온도가 간단하고 신뢰성 있게 결정될 수 있도록 하는 유도 가열 능력을 조리 용기에 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적은 독립 청구항 제1항에 따른 조리 용기와 독립 청구항 제8항에 따른 제조 방법으로써 달성된다.
비-합금강(unalloyed steel) 또는 저-합금강(low-alloyed steel)으로 제조된 바닥 부분을 사용하는 것은, 조리 용기의 온도가 증가하는 동안 그리고 그 온도가 감소하는 동안 모두다, 주파수에 기초하여 그 조리 용기의 온도를 정확하게 결정하는 것을 가능하게 하기 때문에, 조리 용기에 대해 탁월한 특성을 제공한다.
이하, 본 발명은 첨부한 도면을 참조하여 예시적인 방식으로 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 조리 용기의 제1 실시예를 예시한다;
도 2는 조리 용기의 제2 실시예를 예시한다;
도 3은 조리 용기의 제3 실시예를 예시한다; 그리고
도 4는 조리 용기의 제4 실시예를 예시한다.
도 1은 조리 용기(1)의 제1 실시예를 예시한다. 도 1은 조리 용기를 구성하는 다양한 부재들과 층들을 나타내기 위하여 그 조리 용기를 단면도로서 예시하고 있다. 조리 용기의 손잡이(2)는 단지 그것의 일부분만 점선으로 예시하고 있다.
도 1에서, 상기 조리 용기(1)는 예를 들어서 프라이팬인 것으로 간주 된다. 그러나 이것은 단지 하나의 가능한 조리 용기의 일례일 뿐이고, 실제로는 그 조리 용기는 프라이팬 대신에 주전자, 포트 또는 인덕션 히터에서 식품을 조리하기 위해 적합한 임의의 다른 조리 용기일 수도 있다. 이러한 관계에서, 상기한 '식품(foodstuff)'이라는 용어는 음식물을 조리하는 동안 가열이 필요한 임의의 재료를 총괄적으로 지칭하는 것이다.
상기 예시된 조리 용기(1)는 제1물질의 용기(3)를 포함한다. 사용 중, 이 용기(3)는 식품을 수용한다. 이러한 목적으로, 상기 용기는 단단한 바닥(4)과, 그리고 식품이 사용 중 용기(1)로부터 누출하지 않도록 보장하기 위하여 상기한 바닥(4)으로부터 위로 돌출되어 연장되는 가장자리 부분들(5)을 갖는다. 부가적으로, 여기에 예시되어 있지는 않지만, 상기한 용기에는 예를 들어, 뚜껑이 제공되어도 좋다. 상기 용기(3)를 제조하기 위해 사용되는 상기한 제1물질은 조리 용기들에 흔히 사용되는 어떤 재료이어도 좋다. 결과적으로, 상기 제1물질은 예를 들어, 알루미늄 또는 스테인리스 강일 수도 있다. 상기한 바닥(4)과 가장자리 부분들(5)의 재료 두께는 예컨대, 약 3-6mm 정도일 수도 있을 것이다. 필요하다면, 내부 표면에 식품이 눌어붙는 것을 방지하기 위하여 상기 용기(3)의 내부 표면을 덮는 비-접착성(non-stick) 물질의 코팅층이 제공되어도 좋다.
상기 조리 용기(1)는 부가적으로 제2물질로 이루어진 바닥 부분(6)을 포함하고 있다. 상기 바닥 부분의 두께는, 더 두꺼운 바닥 부분을 활용하는 것이 가능하기는 하지만, 0.1mm, 바람직하게는, 약 0.5mm를 초과할 수도 있다. 상기한 바닥 부분(6)은 조리 용기(1)에 대하여 유도 가열 능력을 제공한다. 따라서, 상기한 용기(3)는, 예를 들어, 알루미늄일 수도 있는데, 이것은 알루미늄은 인덕션 히터로써 가열하기에 적합하지는 않을지라도 상기 조리 용기(1)는 실제로 인덕션 히터로써 가열될 수 있다는 것을 그 바닥 부분(6)이 보장하기 때문이다. 바닥 부분(6)에 사용되는 상기한 제2물질은 비-합금강(unalloyed steel) 또는 저-합금강(low-alloyed steel)이다. 실제의 테스트에 따르면, 일단 비-합금강 또는 저-합금강이 바닥 부분(6)에 사용되면, 조리 용기(1)의 온도가 증가하는 동안 그리고 그 온도가 감소하는 동안 모두다, 주파수에 기초하여 인덕션 히터 상의 조리 용기(1)의 온도를 정확하게 결정하는 것이 가능하게 된다는 것을 보여주고 있다. 실제의 테스트에 따르면, 조리 용기의 온도는 이러한 방식으로 5℃ 미만의 오차로 측정 가능하다. 따라서, 바닥 부분에, 예컨대, 페라이트계 스테인리스강(ferritic stainless steel)을 포함하고 있는 종래기술의 조리 용기에서의 경우와 같은, 가열과 냉각 사이의 어떤 유사한 히스테리시스도 존재하지 않는다. 따라서, 측정된 주파수에 기초하여 측정 공진회로로써 매우 정확하게 온도를 결정하는 것이 가능하다.
이러한 전후 관계에서, 비-합금강 및 저-합금강이라는 용어들은, 탄소를 함유하지만, 공기와 습기에 노출될 때 부식을 방지하는 첨가물로 처리되지 않았거나 그것이 제공되지 않은 강을 지칭한다. 하나의 대안은, 이러한 강은 0.1-5% 범위의 탄소를 함유하고, Si, Mn, Al, Ti 및 Cu와 같은 합금 성분들의 전체 비율이 8%를 초과하지 않는 것이다. 또 다른 하나의 대안은, 그 강이 전기강(electrical steel)으로서 흔히 지칭되는 비-합금강, 달리 말하면, 0.005% 미만의 탄소를 함유하지만 실리콘을 함유하는 강이다.
상기 예시된 예에서, 바닥 부분(6)은 코팅층(7)에 의해 상기 용기(3)에 부착된다. 하나의 대안은, 크롬(chromium), 니켈, 알루미늄 또는 구리의 코팅층(7)을 활용하는 것이다. 이것은 코팅층(7)만으로도 바닥 부분(6)에 용기(3)를 부착하는 것을 가능하게 만든다. 따라서, 이러한 부착을 위한 어떠한 부가적인 기계적 또는 다른 부착 수단이 필요하지 않게 된다. 하나의 대안은 충격 접합(impact bonding)에 의해 부착을 행하는 것이다. 이러한 충격 접합에서는 상기한 바닥 부분(6)과 용기(3)는 그들 사이의 코팅층(7)을 사이에 두고 서로에 대해 배열된다. 이 위치에서, 부재들을 함께 압착하기 위하여 고압이 활용되며, 이렇게 함으로써 부재들 사이의 마찰력은 그 부재들이 함께 접합되는 상황으로 이르게끔 한다.
상기한 코팅층(7)의 두께는 구현 형태에 따라서 변화할 수도 있다. 알루미늄의 용기(3)가 사용되는 경우, 이 용기는 크롬, 니켈, 알루미늄 또는 구리의 코팅층(7)이 상기한 용기(3)와 바닥 부분(6) 사이에 배열되는 형태로 충격 접합에 의해 비-합금강 또는 저-합금강의 바닥 부분(6)에 부착될 수도 있다. 그 경우에, 크롬, 니켈, 알루미늄 또는 구리의 양은 약 50 - 180mg/m2일 수 있는데, 이것은 실제의 구현 시에는 매우 얇은, 실제로는 약 0.2㎚ - 30㎛ 정도가 될 수도 있는 코팅층(7)으로 귀착될 것이다. 그러나 다른 구현의 용기들에서는 상이한 두께의 코팅층들이 사용될 수도 있다.
도 2는 조리 용기의 제2 실시예를 예시하고 있다. 도 2의 실시예는 도 1의 실시예와 매우 유사하다. 따라서, 아래의 설명에서, 도 2의 실시예는 주로 이러한 실시예들 간의 차이점을 지적함으로써 설명될 것이다.
도 2에서, 상기 용기(3)는 도 1과 결부하여 설명되는 것으로서 구현되고 있다. 그러나 상기한 바닥 부분(6')은 전기 크롬 코팅 강(Electrically Chromium Coated Steel: ECCS) 플레이트로 제조된다. 그것의 상부 및 하부 표면들이 코팅층(7')으로 코팅되는 비-합금강 또는 저-합금강으로 이루어진 이러한 ECCS 플레이트들은 상업적으로 이용 가능하다.
상기한 바닥 부분(6')을 제조하기 위해 ECCS 플레이트를 활용하는 것의 이점은 그 제조 공정이 매우 간단하게 된다는 것이다. 그 공정은 적절한 크기의 바닥 부분(6')을 절단하여 이 바닥 부분(6')을 충격 접합에 의해 상기한 용기(3)에 부착하는 것이면 충분하다.
도 3은 조리 용기의 제3 실시예를 예시하고 있다. 도 3의 실시예는 도 1의 실시예와 매우 유사하다. 따라서, 아래의 설명에서, 도 3의 실시예는 주로 이러한 실시예들 간의 차이점들을 지적함으로써 설명될 것이다.
도 3에서, 상기한 용기(3)와 바닥 부분(6)은 도 1과 결부하여 설명되는 것과 같이, 코팅층(7)으로써 서로 부착되도록 구현된다. 선택적으로는, 도 2와 결부하여 설명된 것과 같이 바닥 부분(6')을 활용하는 것이 가능하다.
도 3에서, 조리 용기에는 부가적인 부식 방지용 층(8”)이 포함된다. 상기 예시된 예에서, 부식 방지용 층은 상기한 용기(3)의 외면 전체를 따라서, 또한 바닥 부분(6)의 외면 전체를 따라서 연장되는 하나의 연속적인 층으로서 추가된다. 상기한 부식 방지용 층(8”)은 예를 들면, 실리콘 폴리에스터(silicone polyester) 층 또는 세라믹 졸-겔(slo-gel) 코팅으로서 구현될 수도 있다. 실리콘 폴리에스터는 실리콘을 포함하는 폴리에스터 코팅이다. 세라믹 졸-겔 코팅은 실록산계 비-유기 화합물(siloxane based non-organic compound), 실례로서는 실리콘 글라스(silicone glass)이다.
상기 예시된 조리 용기는, 예를 들어, 도 2에 예시된 것과 같은 식품을 수용하기 위한 제1물질로 된 용기(4)를 시초에 제공함으로써 제조될 수도 있다. 상기한 제1물질은 예를 들어, 스테인리스강 또는 알루미늄일 수도 있다. 상기 용기의 바닥에 맞도록 된 크기의 제2물질로 된 바닥 부분(6 또는 6')(도 1 또는 2에서 예시된 것과 같은)이 사용된다. 상기한 제2물질은 비-합금강 또는 저-합금강이다. 상기한 바닥 부분 및 용기는 그들 사이에 코팅층을 개재하여 서로의 위에 배열된다.
여기서 “코팅층(coating layer)”이라는 용어는, 그 용기의 바닥 위에 또는 바닥 부분의 표면상과 같이 한 물체의 표면 위에, 스프레이(spraying) 또는 전해 코팅(electrolytic coating)과 같은 적절한 코팅 공정에 의해 인가되는 하나의 물질 층을 지칭한다. 따라서, 원료 물질은 실질적으로는 크롬, 니켈, 알루미늄 또는 구리 단독으로 이루어지는 화합물이다. 실제의 응용에서, 대부분 경우의 코팅층에서 크롬, 니켈, 알루미늄 또는 구리의 양은 50%를 초과한다.
일단 바닥 부분과 용기가 그들 사이에 코팅층을 개재하여 서로의 위에 배열되고 나면, 상기한 바닥 부분과 용기는 서로 부착된다. 이것은 충격 접합에 의해 실현될 수도 있는데, 이로써 상기한 코팅층은 어떠한 부가적인 부착 수단이 없이도 그 바닥 부분에 용기를 부착하게 된다.
도 4는 조리 용기(1''')의 제4 실시예를 예시하고 있다. 도 4의 실시예는 도 2의 실시예와 매우 유사하다. 따라서, 아래에서, 도 4의 실시예는 주로 이러한 실시예들 간의 차이점들을 지적함으로써 설명될 것이다.
도 4에서, 상기 조리 용기(1''')는 두 층의 ECCS 플레이트와 조합하여 구성되는 알루미늄의 용기(3), 달리 말하면, 상부 및 하부 면들이 코팅층에 의해 코팅되는 비-합금강 또는 저-합금강의 플레이트를 포함한다.
상기 용기의 내면 상에는 상기 용기(4)의 내부 저면을 덮도록 제1 ECCS 플레이트(9)가 배열된다. 이 플레이트는 상부 및 하부의 크롬 코팅층들을 가질 수도 있다. 그 경우, 상기 용기 내에 부가적인 코팅층들을 제공하는 것은 불필요하지만, 대신에 식품은 상기 ECCS 플레이트(9)의 상부 표면에 직접 접촉하도록 할 수도 있다. 당연히, 원한다면, 상기한 ECCS 플레이트(9)의 상부 표면을 덮는 부가적인 코팅층이 배열될 수도 있다.
상기 용기(4)의 외부 저면은, 도 2와 결부하여 전술한 바와 같이, 바닥 부분(6')과 코팅층들(7')을 제공하는 제2 ECCS 플레이트에 의해 덮이게 된다. 또한, 이 경우에는, 상기한 바닥 부분(6')은 크롬의 코팅층(7')으로 코팅된 상부 및 하부 표면들을 갖는 비-합금강 또는 저-합금강으로 이루어질 수도 있다.
이전의 실시예들과 결부하여 설명하였듯이, 마찬가지로, 상기한 조리 용기(1"")는 도 4에 예시된 위치들에 상기한 ECCS 플레이트들과 용기를 배열하고, 그 다음에는 다른 부착 수단을 활용하지 않고 충격 접합에 의해 부착이 수행됨으로써 제조될 수도 있다.
전술한 설명과 첨부한 도면들은 본 발명을 단지 예시하는 것으로만 의도된다는 것을 이해하여야 할 것이다. 본 발명은 발명의 영역으로부터 벗어남이 없이 변경 및 변형될 수 있다는 것이 당해 기술분야의 전문가에게는 명백할 것이다.

Claims (10)

  1. 조리 용기(1, 1', 1", 1"")에 있어서,
    식품을 수용하기 위한 제1물질의 용기(3); 및
    비-합금강 또는 저-합금강인 제2물질로 된 바닥 부분(6, 6')으로서, 상기 바닥 부분은 상기 조리 용기(1, 1', 1", 1"")에 대하여 유도 가열 능력을 제공하기 위하여 상기 용기(3)에 부착되는 것인 바닥 부분을 포함하되;
    상기 제2물질은 크롬, 니켈, 알루미늄 또는 구리의 코팅층으로 코팅되며; 그리고
    상기 용기(3) 및 바닥 부분은 상기 코팅층(7, 7')에 의해 서로에 대해 부착되는 것인 조리 용기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코팅층은 크롬, 니켈, 알루미늄 또는 구리로 이루어지고, 그리고 크롬, 니켈, 알루미늄 또는 구리의 양은 약 50 - 180 mg/m2인 것인 조리 용기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코팅은 약 0.2㎚ - 30㎛의 두께를 갖는 크롬, 니켈, 알루미늄 또는 구리의 얇은 층인 것인 조리 용기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 물질은 알루미늄인 것인 조리 용기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 물질은 스테인리스강인 것인 조리 용기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 바닥 부분(6, 6')은 0.1mm, 바람직하게는, 약 0.5mm를 초과하는 두께를 갖는 것인 조리 용기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바닥 부분(6, 6')의 외부 표면들은 부식 방지용 층(8")에 의해 보호되는 것인 조리 용기.
  8. 조리 용기(1, 1', 1", 1"")를 제조하기 위한 방법에 있어서,
    식품을 수용하기 위한 제1물질의 용기(3)를 제공하는 동작;
    비-합금강 또는 저-합금강인 제2물질로 된 바닥 부분(6, 6')을 제공하는 동작;
    상기 용기(3) 및 바닥 부분(6. 6') 사이에 크롬, 니켈, 알루미늄 또는 구리의 코팅층(7)을 개재하여 서로의 위에 상기 용기(3) 및 바닥 부분(6, 6')을 배열하는 동작; 및
    상기 코팅층(7)이 상기 바닥 부분에 상기 용기를 부착하도록 충격 접합에 의해 상기 바닥 부분(6. 6')을 상기 용기(3)에 접합하는 동작을 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 코팅층은 크롬, 니켈, 알루미늄 또는 구리로 이루어지고, 그리고 크롬, 니켈, 알루미늄 또는 구리의 양은 약 50 - 180 mg/m2인 것인 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 코팅은 약 0.2㎚ - 30㎛의 두께를 갖는 크롬, 니켈, 알루미늄 또는 구리의 얇은 층인 것인 방법.
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