조리 용기를 제조하는 방법
제1도는 디스크의 재료와는 다른 금속으로 된 격자가 적용되는 금속 디스크의 사시도. 제2도는 디스크 상에 격자를 드롭 단조하는 공정을 개략적으로 도시한 단면도. 제3도는 제2도의 부분(A) 의 상세한 확대도. 제4도는 드롭 단조 후에 디스크의 금속에 묻힌 격자를 도시한 제3도와 유사한 확대도. 제5도는 금속의 표면에 고정된 격자를 도시한 확대부분 평면도. 제6도는 제5도의 평면Ⅳ-Ⅳ의 단면도. 제7도는 판의 금속에 묻힌 천공된 시트를 양면에 구비하는 판의 단면도. 제8도는 판의 반대 측면에 위치하는, 상기 시트 또는 격자의 표면이 상기 제1 금속과 동일한 금속의 코팅에 의해 도포된 제품의 벽의 단면도. 제9도는 상기 제8도에 따른 본 발명의 변형 실시예의, 제8도에 유사한 단면도. 제10도는 드롭 단조에 의한 조립 전의 2개의 판과 3개의 천공된 박판을 도시한 단면도. 제11도는 드롭 단조후 얻어지는 복합판의 단면도. 제12도는 천공 시트의 부분 평면도. 제13도는 부분적으로 묻힌 천공 시트를 지지하는 판의 부분 단면도. 제14도는 2개의 천공 시트가 묻힌 복합판의 단면도. 제15도는 팽창된 시트의 형태인 금속 요소의 부분 평면도. 제16도는 바닥의 외부면에 격자를 지지하는 조리 용기의 단면도. 제17도는 제16도의 부분(B)의 상세한 확대도. 제18도는 바닥의 내부면에 격자를 지지하는 조리 용기의 단면도. 제19도는 제18도의 부분(C)의 상세한 확대도. * 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 1, 7, 8, 14, 15, 16 : 판 1a : 표면 2, 9 : 시트 3 : 해머 4, 10 : 개구 5 : 알루미늄 층 6 : 에나멜 층 6a : 상승부 13, 30 : 복합층 20, 25 : 용기 21, 26 : 바닥 27 : 코팅
본 발명은 상대적으로 연한 금속으로부터 제조된 판으로 구성되는 제품에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이 제품으로 구성된 조리 용기에 관한 것이다. 알루미늄은 다양한 장점을 가진 금속이다. 그것은 가볍고 용이하게 디프 드로잉(deep-drawing) 또는 드롭 단조(drop-forging) 가능하며 열을 잘 전도한다. 더욱이 그것은 비교적 싸다. 이러한 성질 때문에 알루미늄은 산업에서 널리, 특히 조리 용기 제조에 사용된다. 그러나 알루미늄은 단점이 있다. 무엇보다도 그것은 상대적으로 연해서 표면이 쉽게 긁힌다. 가정용에서 알루미늄은 종종 폴리테트라 플루오로에틸렌(polytetra-fluoroethylene)과 같은 비점착성층이나 에나멜 층으로 코팅된다 그러나 알루미늄이 너무나 연한 지지체이기 때문에 이러한 코팅의 수명은 제한된다. 더욱이 알루미늄 제품, 특히 조리 용기는 예를 들어 전기 가열판(hotplate)나 가스 버너에 의하여 발생된 열의 영향으로 쉽게 변형하는 경향이 있다. 이러한 어려움을 극복하기 위해 금속의 두께를 증가시키거나 알루미늄 벽에 스테인레스강 시트를 예를 들어 열간 스탬핑(hotstamping)에 의해 부착시키는 것이 가능하다. 그러나 이 경우에 제조 경비는 상당히 증가하고 열 전도율은 감소되어 조리 시간을 증가시킨다. 더욱이 알루미늄 용품은 유도 가열되지 않는다. 유도 가열 방법은 페라이트 스테인레스강과 같은 금속으로 만들어진 용기의 사용을 필요로 하기 때문이다. 본 발명의 목적은 금속의 특성을 개선하거나 금속이 특정한 용도에 사용될 수 있도록 금속 표면의 성질을 경제적인 방식으로 수정하는 것이다. 상대적으로 연한 제1 금속으로부터 만들어진 판으로 구성된, 본 발명에 따른 제품은 그 표면 중 하나에 제2 금속 또는 판보다 경한 합금으로 만들어진 천공 시트 또는 격자 형태의 금속 요소를 가지며, 상기 금속 요소는, 판에 적어도 부분적으로 묻히기 위해 냉간 스탬핑(cold stamping)이나 드롭 단조에 의하여 상기 판에 고정되는 특징을 갖는다. 드롭 단조는 적어도 부분적으로 격자를 금속의 표면에 묻기 위해 예를 들면 드롭 해머로 타격하거나, 예를 들어 롤의 표면에 의하여 강하게 가압하는 작업을 의미한다. 격자는 교차하는 철사로 구성된 금속 프레임뿐만 아니라 원형, 사각형 또는 다른 형상의 구멍을 갖는 천공 시트도 의미한다. 이리하여, 2개의 금속, 즉 베이스 금속과 격자를 형성하는 금속으로부텨 얻어지는 성질을 갖는 복합면이 얻어진다. 바꿔 말하면, 베이스 금속의 성질은 베이스 금속에 밀접하게 결합되는 격자에 의해 수정된다. 예를 들어, 격자가 베이스 금속보다. 경한 금속으로 만들어지면 격자의 존재는 베이스 금속의 표면을 경화시키는 효과를 갖는다. 더욱이, 연한 베이스 금속과 관련된 경한 금속 격자의 사용은 본 발명에 따른 제품의 생산에, 드롭 단조 중에 작은 접촉 표면을 갖는 경한 격자는 격자와 베이스 금속 사이에 우수한 결합이 되도록 연한 베이스 금속에 깊이 침투하기 때문에 매우 적합하다. 또한, 베이스 금속이 열의 영향으로 변형되기 쉽다면 격자의 존재는(격자가 가열시 열 팽창하는 금속으로 만들어진다면) 이 금속을 뚜렷하게 변형이 덜 되도록 할 것이다. 다른 응용에서, 베이스 금속이 비자성체이면(예를 들면 알루미늄의 경우), 상기 금 속의 표면에 고정된 자성 금속 격자의 존재는 상기 금속을 유도 가열 가능하게 한다. 모든 경우에 소정베이스 금속 상에 격자 형상 제2 금속을 제공하는 것은 경비에 별 영향을 미치지 않고 베이스 금속의 성질을 원상태로 유지할 수 있게 한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면 제품은 양면에 상기 정의에 따른 금속 요소를 갖는다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면. 상기 제품은, 판의 반대 측면인, 요소나 요소들의 표면이 제1 금속과 동일한 금속의 코팅으로 도포된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 요소가 고정되는 판의 각 면은 연속적인 에나멜 또는 플루오로카본수지(fluoro-carbon-resin)층으로 도포된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면 상기 제품은 그들의 경계면에 하나의 판의 금속과 다른 판의 금속에 부분적으로 묻힌 금속 요소가 제공된 서로 고정된 적어도 2개의 금속판을 구비한다. 그렇게 해서 본 발명은 조리 용기의 알루미늄 바닥이 강화되는 것과, 그들의 비점착성 코팅 수명의 증가를 가능하게 하고 부가된 격자가 페라이트 스테인레스강과 같은 자성 금속으로 만들어질 경우 유도 가열이 가능하게 한다. 본 발명의 다른 특징과 장점은 아래의 설명으로부터 나타날 것이다. 상대적으로 연한 제1금속으로부터 만들어진 판으로 구성된 상기 제품은 상기 금속의 표면에 디스크의 형상으로 다른 금속의 격자(2)가 놓이고 상기 격자(2)가 상기 표면(1)에, 표면에 적어도 부분적으로 격자를 묻도록 드롭 단조에 의해 고정되는 점에서 특징이 있다(제1도 및 제2도 참조). 격자(2)는 바람직하게는 상기 표면(1)의 금속보다 경한 금속으로 만들어진다. 제3도는 격자(2)를 디스크(1)에 놓는 시작 단계를 확대하여 도시한다. 해머(3)에 의하여 격자(2)에 작용되는 힘의 영향으로 격자는 제4도에 도시된 바와 같이 디스크(1)의 금속 내로 가압된다(제2도 참조). 침입 깊이는 디스크(1)에 격자(2)를 부착시키는 힘과, 디스크(1)과, 격자(2)의 금속이 상대적인 경도와 격자(2)가 만들어진 철사의 직경에 의하여 좌우된다. 제4도의 경우, 격자(2)는 격자(2)의 철사 직경의 절반에 상당하는 깊이로 디스크(1)의 금속 내로 가압된다. 더 큰 드롭 단조 힘을 적용하면 격자(2)를 제6도에 도시된 바와 같이 디스크(1)에 완전히 묻는 것이 가능하다. 디스크(1)의 상대적으로 연한 금속은 바람직하게는 알루미늄이다. 그러나, 상기 금속은 동, 주석, 납 또는 이들 금속중 하나 이상의 합금 및 다른 금속이나 합금일 수 있다. 격자(2)는 철금속 또는 자성을 갖는 강으로 만들어질 수 있다. 이 경우 디스크(1)의 표면에 묻힌 격자(2)는 디스크를 강화하고 경화시킬 뿐만 아니라 디스크를 유도 가열 가능하게 한다. 그러므로, 격자(2)는 스테인레스강으로 만들어질 수 있다, 알루미늄 디스크(1)과 1mm 또는 그 이하의 직경의 철사로 구성된 스테인레스강 격자(2)의 드롭 단조 중에 가해지는 힘은 적어도 제곱 센티미터당 적어도 10톤이어야 한다. 격자(2)는 정사각, 직사각, 육각 또는 다른 형상의 임의의 그물을 가질 수 있다. 철사로 만들어지는 것 대신에 격자(2)는 절단된 금속 시트로 구성되거나 팽창된 금속의 형태일 수 있다. 제7도의 실시예에서, 금속 판(1)은 그 양면에 개구(4)와 함께 제공되는 박판 형태의 금속 요소(2)를 구비한다. 이들 2개의 요소(2)는 드롭 단조에 의해 판(1)의 금속에 완전히 묻힌다. 실제로, 판(1)의 금속은 시트(2)의 개구(4)를 완전히 메운다. 물론 시트(2)의 두께는 판(1)의 두께에 비해 얇다. 드롭 단조 작업은 시트(2)-판(1)-시트(2)의 샌드위치에 2개의 시트(2)가 판(1)의 금속에 침입가능하고 판의 금속이 시트의 개구(4)에 유입될 수 있는 충분한 압력을 가하는 것을 포함한다. 2개의 금속 요소 또는 시트(2)는 동일한 금속 또는 합금으로 만들어질 수 있다. 예를 들어 판(1)은 알루미늄이나 동과 같은 연한 금속으로 만들어질 수 있고 시트는 강과 같은 경한 금속으로 만들어질 수 있다. 이 경우, 경하고 마멸 및 기계적 충격에 저항성이 있는 양면을 갖는 복합판이 얻어진다. 또한, 복합판은 알루미늄의 본질적 성질(가벼움 및 양호한 열전도성) 또는 동의 본질적 성질(양호한 열전도성)은 유지하면서 기계적 또는 열적 응력에 의한 변형에 대한 명백히 개선된 저항성을 갖는다. 그러나, 2개의 금속 요소 또는 시트(2)는 다른 금속이나 합금으로 만들어질 수 있다. 이 경우 복합판은 다른 기계적 또는 열적 성질을 갖는 면들을 갖고 이는 어떤 응용에서는 유리할 수 있다. 이 경우에도 복합판은 판의 베이스 금속에 의해 제공되는 장점을 대부분 유지할 것이다. 제8도의 실시예에는 제1 금속과 다른 제2 금속으로 만들어진 개구가공(open-work) 시트 또는 격자가 냉간 스탬핑이나 드롭 단조에 의해 고정되는, 제1 금속으로 만들어진 판을 구비하는 조리 용기와 같은 제품의 벽이 부분 단면으로 도시되어 있다. 본 발명에 따르면 판의 반대 측면상의 상기 개구 가공 시트(2)의 표면은 상기 제1 금속과 동일한 금속으로 만들어진 코팅으로 도포된다. 그러므로 조리 용기의 경우, 판(1)은 알루미늄으로 만들어지고 개구가공 시트(2)는 알루미늄 층(5)로 도포된 강 시트로 만들어진다. 결과적으로, 상사 개구가공 시트(2)가 고정되는 판(1)의 표면과 시트(2)의 표면이 제8도에 도시된 바와 같인 연속적인 에나멜 층(6)으로 도포될 수 있다. 제8도의 예에서 에나멜 층(6)으로 도포되는 판(1)의 표면과 개구 가공시트(2)의 표면은 서로 정렬되어 위치한다. 그러므로 에나멜 층(6)은 개구가공 시트(2)를 완전히 가리게 된다. 시트(2)의 표면이 알루미늄 층(5)에 의해 도포됨으로써 에나멜(6)은 이 시트와 판(1)의 알루미늄 모두에 부착된다. 또한, 이 에나멜 층(6)은 강 시트를 특히 부식으로부터 보호하고 알루미늄 표면의 세척을 용이하게 한다. 개구 가공 강 시트(2)는 조리 용기의 바닥의 외부 표면 또는 내부 표면에 인접할 수 있다. 강이나 다른 철금속으로 만들어진 이 개구 가공 시트의 존재에 의하여 조리 용기는 알루미늄 용기의 고유한 장점은 모두 가지면서 유도 가열기에 사용될 수 있다. 제9도에 도시된 예에서 강 개구 가공 시트(2)의 표면은 알루미늄 판(1)의 표면(1a)에 대하여 돌출한다. 이 경우에 에나멜 코팅(6)은 개구 가공 시트(2)의 돌출부를 따라 오목부로 분리되는 상승부를 갖는다. 에나멜 층의 상승부(6a)는 에나멜의 마멸을 이산된 구역에 국한시켜 에나멜의 오목부가 원래의 광택을 유지할 수 있게 한다. 에나멜층(6)은 물론 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluorloethylene, PTFE)와 같은 플루오로카본 층으로 대체될 수 있다. PTFE의 알루미늄에의 부착은 알루미늄 표면에 부착 공동을 만드는 효과를 갖는 산 에칭 전처리에 의한다. 개구가공 시트(2)가 알루미늄층으로 도포되어 있으므로 이들 부착 공동은 개구 가공 시트(2)에도 만들어지며, 이는 PTFE 코팅이 판(1)의 알루미늄과 개구가공 시트(2) 모두에 부착되도록 한다. 제10도 및 제11도에 따른 실시예의 경우에 복합판(30)은 서로 고정되고 그 경계면에 판 중 하나(7)의 금속과 다른 판(8)의 금속에 부분적으로 묻히고 개구(10)을 갖는 금속 요소 또는 시트(9)가 제공되는 2개의 금속 판(7, 8)을 구비한다. 2개의 금속판(7, 8)은 동일하거나 다른 금속 또는 합금으로 만들어질 수 있다. 금속 시트(9)의 개구(10)으로의, 판(7, 8)의 금속의 유입은 2개의 판(7, 8) 사이의 우수한 결합을 얻을 수 있게 한다. 제10도 및 제11도의 예에서 2개의 금속 판(7, 8)은 그 외부 표면에, 상기 정의에 해당하는 금속 요소(11, 12)를 지지한다. 이 예에서 예를 들어 알루미늄으로 만들어진 2개의 판(7, 8)로부터 만들어진 복합판(30)은, 알루미늄보다 더큰 경도와 기계적 강도를 갖는 금속의 3개의 층(9, 11, 12)로 강화되어 판의 기계적 성질이 상당이 향상되도록 한다. 더욱이 천공 시트(9, 11, 12)의 존재는 두께가 얇기 때문에 밀도에 거의 영향을 미치지 않으므로 밀도는 알루미늄의 밀도에 가까이 유지된다. 물론 천공 시트(9)는 필요한 성질에 따라 다른 2개의 시트(11, 12)와 다른 유형일 수 있다. 제14도의 실시예에서, 복합 판(13)은 서로 고정되고 그 경계면 상에 상기 정의에 해당하는 금속요소 또는 시트(17, 18)이 제공되는 3개의 금속판(14, 15, 16)을 구비한다. 이 실시예에서 천공 금속 시트(17, 18)은 다음의 2가지 기능을 갖는다. 첫째, 그들은 판(15)와 판(14, 16)과의 결합을 시트(17, 18)의 개구로의 판 금 속의 유입에 의하여 확실하게 할 수 있다. 또한, 이들 박판(17, 18)은 복합 판(13)을 기계적 응력에 보다 더 저항할 수 있도록 강화 또는 보강되도록 한다. 3개의 판(14, 15, 16)은 알루미늄과 같은 동일한 금속으로 만들어질 수 있다. 그러나, 그들은 예상되는 용도에 따라 다른 금속으로 만들어질 수 있다. 그러므로 2개의 외측 판(14, 16)은 동으로 그리고 내측판(15)는 알루미늄으로 만들어질 수 있다. 그러므로 내측판(15)는 외부에 열전도성을 향상시킬 수 있는 2개의 동층에 의해 둘러싸일 수 있다. 제15도는 상기 천공 시트를 대체할 수 있는, 팽창된 금속으로 만들어진 시트(19)를 도시한다. 물론 상기 시트는 다양한 산업 응용에 직접 사용되거나 디프로잉에 의해 다양한 제품 생산의 기초로서, 특히 조리 용기에 그 바닥이 기계적 또는 열적 응력에 기인한 변형이나 마멸에 더 큰 저항을 갖도록 이용될 수 있다. 제16도는 1 내지 3mm의 두께의 알루미늄 시트로 만들어진 프라이팬, 스튜 남비 또는 케이크 틀과 같은 조리 용기를 도시한다. 용기(20)의 바닥(21)의 외부면에, 제17도에 도시된 바와 같이 금속으로 바로 가압되는 페라이트 스테인레스 강 격자(2)가 드롭 단조에 의해 묻힌다. 용기(2)의 바닥에 묻힌 격자(2)는 용기에 다음과 같은 기술적 장점을 부여한다. a) 마멸에 보다 더 저항할 수 있게 하는 용기 바닥의 경화 b) 온도 변화에 의해 발생하는 변형에 대한 바닥의 저항성의 개선, 이로 인하여 바닥은 평면으로 유지되고 전기가열판에 의한 열전달이 최적으로 유지된다. c) 용기는 자성인 스테인레스 강의 존재에 의하여 유도 가열 가능하다. d) 알루미늄이 우수한 열전도체이므로 격자의 스테인레스강에 의해 저장된 열은 알루미늄 바닥(21)에 신속히 그리고 균일하게 전달된다. e) 스테인레스강 격자가 불연속적이므로 용기의 바닥을 통한 열전달을 감소된 값으로 조절하여 음식의 급격하고 과도한 가열을 피하는 것이 가능하다. f) 격자의 존재는 제조 경비에 약간의 영향만을 미치며 알루미늄 용기의 디프 드로잉을 전혀 방해하지 않는다. 결과적으로, 상기 조리 용기는 알루미늄 사용에 의한 장점을 모두 가지면서 스테인레스 강 격자에 의한 장점도 갖는다. 유도 가열 가능성이 필요하지 않으면 격자는 통상의 강이나 알루미늄보다 경한 임의의 금속으로 제조될 수 있다. 제18도에는 예를 들어 스테인레스 강이나 다른 상대적을 경한 강으로 제조된 격자(2)가 바닥(26)의 내부면에 마련된 다른 알루미늄 조리 용기(25)가 도시되어 있다. 제19도에서 상기 격자(2)가 바닥(6)의 금속에 단지 부분적으로 파묻혀서 바닥(26)의 내부면으로부터 돌출하는 것을 알 수 있다. 이 예에서, 예를 들어 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluorloethylene)으로 제조된 비점착성 코팅(27)이 바닥(26)의 내부면과 격자(2)를 도포한다. 격자가 표면에 대해 돌출하기 때문에 코팅(27)은 격자의 철사를 따라 상승부를 형성한다. 이 실시예에 의해 제공되는 기술적 장점은 다음과 같다. 용기의 바닥(26)의 표면으로부터 돌출하는 격자(2)의 존재는 그 표면을 경화시키며 이는 비점착 코팅이 날카로운 기구의 작용에 더욱 저항할 수 있게 한다. 실제로, 스테인레스 강 격자가 알루미늄 표면으로부터 돌출되는 까닭에 날카로운 기구는 연한 알루미늄 표면에 미치지 않는다. 결과적으로 날카로운 기구는 격자의 돌출부에만 영향을 미치므로 격자에 도포된 코팅의 일부부만이 손상을 입는다. 그러나 이 손상은 매우 작은 구역에 국한된 까닭에 사실상 거의 보이지 않을수 있다. 또한, 격자(2)에 의해 비점착성 코팅이 용기의 내표면에 균일한 상승부가 형성됨으로써 음식의 용기의 표면과의 접촉 면적을 제한시켜서 음식의 표면에의 부착을 부가적으로 제한하게 한다. 상기 장점을 충분히 실현하기 위해 격자의 인접한 철사의 간격은 수 mm를 넘지 않는다는 장점이 있다. 본 발명은 조리 기구 제조 이외의 분야에도 적용될 수 있다. 사실 다른 금속으로 제조된 격자를 묻음으로써 임의의 금속 표면의 성질을 개선하는 본원 발명의 필요한 임의의 기술 분야에 응용될 수 있다. 이러한 격자는 임의의 형상의 그물을 형성하도록 용접되거나 짜여진 철사로 구성될 수 있다. 또한, 격자의 철사는 원형 단면 대신에 사각형 또는 다른 단면일 수 있다. 마찬가지로 설명된 실시예에서 원형 단면 철사로 구성된 격자는 예를 들어 알루미늄으로 제조되고 예를 들어 약 1.5mm 떨어진 0.75mm와 동등한 직경의 원형 구멍이 천공된 시트로 대체될 수 있다. 물론 본 발명은 상기한 바람직한 실시예로 제한되지 않으며 본 발명의 범위에서 벗어남이 없이 많은 수정이 가해질 수 있다. 특히 상기한 제품의 다양한 실시예는 그들 사이나 선행 기술의 다른 공정과 복합 결합의 주제를 형성하여 제품의 특성, 특히 그렇게 해서 얻어지는 조리 용기의 특성을 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 더욱 향상시킬 수 있다. 그중에서도 특히, 다양한 형상의 금속 요소 시트 또는 격자를 사용하고 상기 요소 중 하나를 판들 중 하나의 표면이나 적어도 2개의 금속 판 사이에 냉간 또는 열간 스탬핑 또는 롤링에 의하여 묻어서 경계면을 구성하는 것이 가능하다. 판 사이에 금속 요소를 삽입시키으로써 다수개의 층을 구비하는 복합판이 형성된다. 단일 또는 복합 판의 면 중 적어도 하나에, 상기 판의 표면을 구성하는 금속과 동일한 금속으로 제조된 코팅이 그 외부면에 제공되거나 제공되지 않는 격자 또는 시트를 묻고 그리고 나서 이 표면에 에나멜 또는 플루오로카본 수지 코팅을 선택적으로 적용하는 것이 가능하다. |
