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KR900002390B1 - 유도가열용 복합재료 - Google Patents

유도가열용 복합재료 Download PDF

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KR900002390B1
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Abstract

내용 없음.

Description

유도가열용 복합재료
제 1 도 및 2 도는 본 발명의 재료를 유도가열한 후의 가열특성을 나타낸다.
본 발명은 유도가열용 복합재료에 관한 것이다.
오랫동안 조리작업에 사용하기 위한 유용하고 만족스러운 유도 가열시스템을 개발하려고 노력하였다. 음식등을 조리하기 위하여 유도가열을 사용하는 것이 바람직하다는 것이 오랫동안 인정되었지만, 최근까지 조리 목적을 위하여는 매우 드물게 유도 가열 시스템을 사용하였다. 이 이유는 복잡하여 아마도 이전에 유도 조리용으로 필요했던 무거운 조리 도구에 관련된 소비자의 저항감과 어느 정도 관계가 있다.
조리도구는 경량이고, 기계적으로 튼튼하며, 내부식성이고 닦기 쉬우며 또한 신속하고 균일하게 가열되고, 내마모성이며 외관이 미려하고 경제적이어야 한다. 이러한 요건을 이루기 위하여, 알루미늄과 스테인레스 스티일이 자주 사용되었지만 이는 모두 특정 장점과 단점을 갖는다.
상술한 문제외에 유도 가열 성능을 고려할 때, 문제는 더욱 복잡해진다. 유도가열이 일어나기 위하여, 조리도구는 적어도 부분적으로 자기성이어야 한다. 따라서, 알루미늄과 비-자기성 스테인레스 스타일은 유도조리용으로 사용할 수 없다. 주철은 유도가열 조리 도구용으로 사용할 수 있지만 내부식성이 없고 불균일하게 가열되며 또한 무겁다.
적층 조리도구를 사용하여 이러한 문제를 극복하기 위하여 여러 가지 시도가 이루어졌다. 예를들면, 미합중국 특허 제 3,966,426호에는 동력을 발생시키기 위한 비교적 두꺼운 자기층, 고열 전도물질층 및 저자기층을 갖는 다층조리도구가 기재되어 있다. 미합중국 특허 제 3,650,710호에서는 스테인레스 스티일, 알루미늄 및 인광물질-니켈층의 구조를 사용하여 상기의 문제를 해결하려고 시도하였다.
최초로, 본 발명은 유도 가열시키는 데에 적합한 조리도구용 재료를 제조함에 있어서 내재된 모든 문제를 해결해 준다. 특히, 본 발명의 재료는 내부식성이 우수하고 경량이다.
본 발명은 a) 두께가 약 0.005인치 이하인 자기 페라이트(ferrite)스테인레스 스티일 층, 및 b) 이 자기층의 각 측면에 있는 두께가 약 0.005인치 이하인 비-자기오스테나이트(austenite)스테인레스 스티일 층으로 이루어지는, 유도가열에 적합한 복합재료로 이루어진다.
자기층은 두께가 약 0.0045 내지 0.005인치인 T-409 스테인레스 스티일이 바람직하며, 반면에 비자기층은 각각 두께가 약 0.004 내지 0.005 인치인 T-304 스테인레스 스티일이 바람직하다.
특히 바람직한 유도 가열용 복합재료는 a) 두면을 가지고 자기 유도 코일에 아주 근접하게 위치하며 두께가 0.005 인치 이하인 비-자기 오스테나이트 스테인레스 스티일 제 1 층, b) 상기 유도 코일에서 가장먼 제 1 층의 면에 결합되고 두께가 0.005인치 이하인 자기 페라이트 스테인레스 스티일 제 2 층, c) 제 2층에 결합되고 두께가 0.005 인치 이하인 비-자기 오스테나이트 스테인레스 스티일 제 3 층, d) 제 3 층에 결합되고 두께가 0.200인치 이하인 알루미늄 제 4 층 및 e) 제 4 층에 결합된 비-자기 오스테나이트 스테인레스 스티일 제 5 층으로 이루어진다.
제 4 층은 각 측면이 거의 순수한 알루미늄으로 피복된 알루미늄 합금 코어로 이루어지는 3중-플라이(ply)알루미늄 층(이의 두께는 약 0.020 내지 0.200 인치이다)이 바람직하며, 반면에 제 1층 및 제 3층은 각각 두께가 약 0.010내지 0.015 인치인 T-304 스테인레스 스티일이 바람직하다. 또한, 제 2 층은 두께가 약 0.0045 내지 0.005 인치인 T-409 스테인레스 스티일이 바람직하며 반면에 제 5 층은 두께가 약 0.010 내지 0.015 인치인 T-304 스테인레스 스티일이 바람직하다. 알루미늄 합금은 알루미늄 3003 또는 3004 중에서 선택되고 거의 순수한 알루미늄은 순도가 99.0 내지 99.75%인 재료가 특히 바람직하다.
본 발명의 마지막 부분은 전술한 재료로부터 제조된 조리도구로 이루어진다.
본 발명의 유도 조리도구 재료의 제조는 2단계로 수행한다. 첫째, 페라이트 스테인레스 스티일 층을 오스테나이트 스테인레스 스티일의 두층 사이에 샌드위치화 시키고, 모든면은 층을 팩(pack)형태로 조립하기전에 세척한다. 때때로, 팩이 형성됨에 따라 페라이트 스트일의 각 측면에 니켈층을 삽입하여 결합을 쉽게하는 것이 바람직할 수 있다. 이어서, 층을 바람직하게는 서브 아크(sub arc)용점에 의해 팩으로 조립한다. 이어서, 팩을 진공에 적용시키고 가열한 수 코일로 열간 압연시킨다. 코일의 모서리를 다듬과 어니일하고 세척한 후 냉간압연하여 두께를 더 감소시킨다. 어니일링, 세척 및 냉간압연을 여러번 되풀이하여 원하는 두께로 감소시킬수 있다. 일반적으로, 두께는 약 0.0135 내지 0.015 인치가 바람직하다. 세 개의 층은 모두 두께가 0.005 인치 이하이다. 자기층의 두께는 특히 중요하며 약 0.0045 내지 0.005 인치이다. 이러한 특정 두께의 자기재료는 최소 중량으로 최대 동력을 제공한다. 이 재료는 일반적인 공정으로 유도-가열 조리 도구를 제조하는데에 적합하다. 일반적으로, 본 발명의 재료는 형판(blank)으로 절단하고 주형으로 압축시킨 후 원하는 형태로 연신시킨다.
필요시, 전술한 재료를 다른층에 결합시켜 유도가열 조리도구 제조용의 7층 재료를 만든다. 이 경우, 재료는 후술하는 바와같이 더 소멸되기 때문에 두께가 충분히 감소되지 않을 것이다. 두께는 0.0165 인치 이하가 적절하다. 전술한 재료를 양쪽면이 거의 순수한 알루미늄으로 둘러싸인 알루미늄 합금 코어로 이루어지는 알루미늄 3중-플라이 재료의 층과 접촉시킨다. 이러한 알루미늄 3중 플라이는 시판되거나 가정에서 조립할 수 있다. 알루미늄 합금은 바람직하게는, 합금 3003 또는 3004이고 순수한 알루미늄은 99.0 내지 99.75% 순도이다. 사용되는 알루미늄 3중-플라이의 두께는 약 0.020 내지 0.200 인치이다. 두께가 약 0.010 내지 0.017 인치인 오스테나이트 스테인레스 스티일 마지막 층을 알루미늄 3중-플라이에 놓고 전 조립품을 용광로에 통과시킨 후 핀치밀(pinch mill)에 통과시켜 두께를 약간 감소시킨 후 더욱 격렬히 핀치시켜 두께를 더욱 감소시킨다. 이어서, 결합된 재료를 어니일시켜 결합강도를 증가시킨다. 이 재료는 오스테나이트 스테인레스 스티일 층만이 유도코일과 페라이트 스티일층 사이에 있도록 조립된다는 것은 본 분야의 전문가에서 명백하다. 알루미늄층은 코일로부터 떨어져 페라이트 층의 측면에 있으며 오스테나이트 스티일 최종층은 팬의 상부 또는 내부를 형성하며 조리되는 음식과 접촉한다.
또한, 본 발명의 재료는 모든 형태의 유도 가열 조리도구를 제조하는데에 적합하다. 일반적으로, 이 재료를 형판으로 절단하고, 주형으로 압축한 후 조리도구 산업분야에 잘 알려진 방법으로 프라이팬, 포트등의 형상으로 연신시킨다.
하기 실시예는 본 발명을 구체적으로 설명하여 본 발명의 범위가 이에 제한되지는 않는다.
[실시예 1]
총 두께가 2 인치인 409형 페라이트 스테인레스 스티일을 양면에 세척하고, 세척된 2인치 두께의 304형 오스테나이트 스테인레스 스티일의 두층사이에 놓는다. 이어서, 이 조립물을 팩으로 서브아크 용접하고 팩을 진공에 가하여 공기를 제거하고 밀봉시킨다. 이어서 팩을 가열하고 두께 약 0.140 인치의 코일로 열간압연시킨다. 코일의 모서리를 다듬고, 어니일하여 세척한 후 두께 약 0.070 인치로 냉간 압연시킨다. 다시, 재료를 세척하고 어니일한후 0.035 인치의 두께로 재압연시킨다. 최종적으로 어니일링 및 세척한 후, 마지막으로 재료를 냉간압연하여 0.015 인치의 두께로 만든다.
이어서, 이 재료를 원형 형판으로 절단하고, 프라이팬 주형으로 압축한 후 유도가열용 프라이팬과 같은 최종 형상으로 연신시킨다.
[실시예 2]
두께가 0.0165 인치인 실시예 1에서 제조한 재료를 거의 순수한 알루미늄 층으로 둘러싸인 알루미늄 합금 코어를 갖는, 두께가 0.069 및 0.095 인치인 시판 알루미늄 3중 플라이재료의 층과 접촉시킨다. 두께가 약 0.017 인치인 304형 스테인레스 스티일층을 알루미늄 3중 플라이 층상에 놓고 전 조립품을 약 650 내지 700°F로 가열한다. 재료를 핀치 밀 사이에 통과시켜 1 내지 3% 감소시킨 후 다시 핀치 밀 사이에 통과시켜 다시 10 내지 20% 감소시켜 최종 두께를 각각 0.090 및 0.110 인치로 만든다. 이어서, 결합된 재료를 650 내지 700°F에서 어니일하여 결합이 일어나게 한다.
[실시예 3]
실시예 2에 따라서 제조한 7 플라이 재료를 원형형판으로 절단하고 프라이팬 주형으로 압축시킨다. 409형 스테인레스 스티일이 304형 스테인레스 스티일 1층만에 의하여 표면으로부터 분리된 측면을 하부에 위치시켜 프라이팬의 바닥부를 형성시키는 것이 필요하다. 이어서, 주형된 형상을 프라이팬으로 연신시키고 이를 유도 코일상에서 가열한다. 하기표는 본 발명의 한가지 재료 및 자기 또는 동력층으로서 탄소강층을 갖는 한가지 대조재료를 나타낸다.
[표 1]
Figure kpo00001
표에 기재된 7 플라이팬을 유도 가열하여 관찰된 가열 성질을 제 1 도 및 제 2 도에 나타낸다.

Claims (12)

  1. 두께가 약 0.005 인치 이하인 자기 페라이트 스테인레스 스티일층, 및 이 자기층의 각 측면에 있는, 두께가 약 0.005인치 이하인 비-자기 오스테나이트 스테인레스 스티일 층으로 이루어지는, 유도가열용으로 적합한 복합재료.
  2. 제 1 항에 있어서, 자기층이 두께가 약 0.0045 내지 0.005인치인 T-409 스테인레스 스티일인 재료.
  3. 제 1 항에 있어서, 비-자기층이 각각 두께가 약 0.004 내지 0.005 인치인 T-304 스테인레스 스티일인 재료.
  4. 두면을 가지고 자기 유도코일에 아주 근접하게 위치하며 두께가 0.005 인치 이하인 비-자기 오스테나이트 스테인레스 스티일 제 1 층 상기 유도 코일에서 가장 먼 제 1층의 면에 결합되고 두께가 0.005인치 이하인 자기 페라이트 스테인레스 스티일 제 2층 : 제 2층에 결합되고 두께가 0.005인치 이하인 비-자기오스테나이트 스테인레스 스티일 제 3 층, 제 3 층에 결합되고 두께가 0.200인치 이하인 알루미늄 제 4 층; 및 제 4 층에 결합된 비-자기오스테나이트 스테인레스 스티일 제 5 층으로 이루어지는 유도 가열용으로 적합한 복합재료.
  5. 제 4 항에 있어서, 제 4 층이 각면이 거의 순수한 알루미늄으로 피복된 알루미늄 합금 코어로 이루어지는 3중-플라이 알루미늄층(이는 두께가 약 0.020 내지 0.200인치이다)인 재료.
  6. 제 4 항에 있어서, 제 1 층 및 제 3 층이 각각 두께 약 0.004 내지 0.005 인치의 T-304 스테인레스 스티일인재료.
  7. 제 4 항에 있어서, 제 2 층이 두께 약 0.0045 내지 0.0005 인치의 T-409 스테인레스 스티일인 재료.
  8. 제 4 항에 있어서, 제 5 층이 두께 약 0.010 내지 0.015 인치의 T-304 스테인레스 스티일인 재료.
  9. 제 5 항에 있어서, 알루미늄 합금이 알루미늄 3003 또는 3004인 재료.
  10. 제 5 항에 있어서, 거의 순수한 알루미늄이 99.0 내지 99.75% 순도인 재료.
  11. 제 1항의 복합재료로 생성된, 유도가열로 사용하기 적합한 조리도구.
  12. 제 4항의 복합재료로 생성된, 유도가열로 사용하기 적합한 조리도구.
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