JP2017205058A - 解凍板 - Google Patents

Abstract

【課題】冷凍物をより迅速に解凍し、解凍までの所要時間を短縮できる解凍板を提供する。【解決手段】本発明の解凍板１００は、金属熱伝導基板（３）、セラミック熱伝導コーティング層（４）、無機コーティング層（５）を含む。セラミック熱伝導コーティング層は、金属熱伝導基板の上面に形成され、金属熱伝導基板の熱伝導性能を向上させる。無機コーティング層は、セラミック熱伝導コーティング層の上面に形成されている。セラミック熱伝導コーティング層の上面には、錐状のマイクロナノ構造アレイが形成されている。無機コーティング層は、錐状のマイクロナノ構造アレイの表面に沿って形成されているとともに、凹凸面である解凍面を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、解凍板に関し、特に、電力不要で冷凍物に対して解凍を行う解凍板に関する。

台湾実用新案登録第２１２８８４号において解凍皿が開示されており、この解凍皿は、解凍皿とトレイを含み、解凍皿がトレイ内に配置され、解凍対象の冷凍物を解凍皿上に置いて解凍を行うものである。この解凍皿の解凍メカニズムは、主に、解凍皿を構成する合金材料の高熱伝導性を利用して、外部と熱交換を行うことで達成される。

台湾実用新案登録第２１２８８４号明細書

しかしながら、この解凍皿は、高熱伝導性の合金材料で構成されているものの、その表面は、熱交換に不利である。具体的には、合金材料の表面は、水の分子を吸着しやすく、外部の流動空気と合金材料の表面との接触が阻害されるため、解凍速度が比較的遅い。これでは消費者のニーズを満たすことができないため、改善が待たれている。

本発明の目的は、冷凍物をより迅速に解凍し、解凍までの所要時間を短縮できる解凍板を提供することにある。

本発明の解凍板は、金属熱伝導基板、セラミック熱伝導コーティング層、無機コーティング層を含み、前記セラミック熱伝導コーティング層は、前記金属熱伝導基板の上面に形成され、前記金属熱伝導基板の熱伝導性能を向上し、前記無機コーティング層は、前記セラミック熱伝導コーティング層の上面に形成されており、前記セラミック熱伝導コーティング層の前記上面には、錐状のマイクロナノ構造アレイが形成されており、前記無機コーティング層は、前記錐状のマイクロナノ構造アレイの表面に沿って形成されているとともに、凹凸面である解凍面を有している。

好ましくは、前記金属熱伝導基板が、アルミニウム合金からなる。

好ましくは、前記無機コーティング層が、二酸化ケイ素及び二酸化チタンから構成される群より選択される少なくとも１種の無機物からなる。

好ましくは、前記セラミック熱伝導コーティング層が、無機熱伝導粉末を含む無機樹脂からなる。

好ましくは、前記無機樹脂は、ゾルゲル法で製造された無機樹脂である。

好ましくは、前記無機熱伝導粉末は、炭化ケイ素複合粉末を含む。

好ましくは、前記セラミック熱伝導コーティング層の厚さは、３０μｍ〜６０μｍである。

好ましくは、前記金属熱伝導基板の下面に複数の細長溝が形成され、前記金属熱伝導基板の熱伝導性能を高めるために、前記金属熱伝導基板の前記下面に形成された別のセラミック熱伝導コーティング層と、前記別のセラミック熱伝導コーティング層の下面に形成された別の無機コーティング層を含み、前記別のセラミック熱伝導コーティング層の前記下面には、錐状のマイクロナノ構造アレイが形成されており、前記別の無機コーティング層は、前記錐状のマイクロナノ構造アレイの表面に沿って形成されているとともに、凹凸面である解凍面を有している。

本発明の解凍板によれば、従来の合金製の解凍板よりも冷凍物をより迅速に解凍し、解凍までの所要時間を短縮できる。

本発明の解凍板の上面構造を示す立体外観図である。 本発明の解凍板の下面構造を示す立体外観図である。 本発明の解凍板の部分断面図である。 図３に示す解凍板の部分拡大図である。 本発明の解凍板表面の錐状マイクロナノ構造アレイを示す構造図である。 図４に示す解凍板の部分拡大図である。

図１と図２に本発明の解凍板１００の最良の実施例を示す。図１に示すように、解凍板１００の全体を見ると、解凍板１００の前端部には、吊り下げ孔１が形成されており、かつその上面１０１は、概ね平坦状であり、下面１０２には、複数の細長溝２が形成されている。図３に解凍板１００の部分断面図、図４に図３の解凍板１００の断面部分拡大図をそれぞれ示す。

図３と図４に示すように、解凍板１００は、金属熱伝導基板３と、金属熱伝導基板３の上面全体に形成されたセラミック熱伝導コーティング層４と、セラミック熱伝導コーティング層４の上面全体に形成された無機コーティング層５（図１〜図５において、不図示）とを含む。つまり、金属熱伝導基板３は、解凍板１００のコア層であり、セラミック熱伝導コーティング層４が中間層であり、無機コーティング層５が最外層である。金属熱伝導基板３の下面には、複数の細長溝２が形成されている。なお、無機コーティング層５の厚さＴは、ナノレベル（１ｎｍ≦Ｔ<１０００ｎｍ）であるため、無機コーティング層５は、図１〜図５において示していない。

次に、図４を用いて、解凍板１００の多層構造について説明する。説明を簡略化するため、ここでは解凍板１００の上面１０１に形成された多層構造を説明するが、解凍板１００の下面１０２に、多層構造が形成されていてもよい。金属熱伝導基板３は、熱伝導性に優れた金属の基板であり、この金属材料としては、例えばアルミニウム合金など、熱伝導性が高い合金材料から選択される。

セラミック熱伝導コーティング層４は、熱伝導性に優れたセラミックの層である。セラミック熱伝導コーティング層４は、スプレーコーティング等のコーティング工程により金属熱伝導基板３の上面３０に形成され、金属熱伝導基板３の吸熱または放熱を補助し、金属熱伝導基板３に最大の熱伝導効果を発揮させる。つまり、セラミック熱伝導コーティング層４は、金属熱伝導基板３の熱伝導性能を高めるために用いられる。

無機コーティング層５は、無機物から構成される層である。無機コーティング層５は、セラミック熱伝導コーティング層４と同様に、スプレーコーティング等のコーティング工程によりセラミック熱伝導コーティング層４の上面４０に形成される。無機コーティング層５は、二酸化ケイ素及び二酸化チタンからなる群より選択される少なくとも１種の無機物から構成することができ、酸化防止と耐磨耗特性を備えており、一種の保護層に相当する。

熱伝導を効果的に補助するために、セラミック熱伝導コーティング層４は、無機樹脂を主体とし、無機熱伝導粉末を添加したものを用いることができる。つまり、セラミック熱伝導コーティング層４は、無機熱伝導粉末を含む無機樹脂から構成することができる。最良の実施例において、無機樹脂は、ゾルゲル法（Ｓｏｌ−Ｇｅｌ）で製造された無機樹脂である。ゾルゲル法は、酸化ケイ素または金属酸化物を溶液の状態（Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）から加水分解、縮合、重合等の反応を経た後、徐々にゲル(Ｇｅｌ)の状態を形成し、これを凝固する方法である。製造される無機樹脂は、酸化ケイ素または金属酸化物からなり、多孔性、高表面積の網状構造を備える。セラミック熱伝導コーティング層４は、ゾルゲル法の薄膜形成過程において無機熱伝導粉末を導入して形成した無機樹脂である。無機熱伝導粉末は、熱伝導性に優れた無機物の粉末であり、好ましくは、炭化ケイ素複合粉末が用いられる。炭化ケイ素複合粉末は、炭化ケイ素と炭化ケイ素以外の無機物を少なくとも１種類含む粉末である。炭化ケイ素複合粉末は、セラミック熱伝導コーティング層４に、優れた熱伝導性と抗菌性を与える。

図３と図４に示すように、本発明の解凍板１００の厚さの設計において、金属熱伝導基板３の厚さは、約６ｍｍとすることができ、セラミック熱伝導コーティング層４の厚さは、３０μｍ〜６０μｍ、好ましくは４０μｍ〜５０μｍとすることができる。無機コーティング層５の厚さは、ナノレベルであり、測定することができない。セラミック熱伝導コーティング層４及び無機コーティング層５の厚さは、非常に薄いが、いずれもセラミック材料から成るため、耐熱性に優れているだけでなく、極めて優れた剛性も備えている。

さらに特別なのは、細かく見ると、本発明の解凍板１００の上面１０１は、セラミック熱伝導コーティング層４と無機コーティング層５の両者によって（共同で）、図５の顕微鏡写真の構造図に示すように、錐状（円錐形状又は多角錐形状）のマイクロナノ構造アレイを備えた解凍面を形成する。具体的には、図６に示すように、セラミック熱伝導コーティング層４には、無機コーティング層５に向かって突出する錐状の凸部４１が複数設けられ、これらの凸部４１が規則的に配置されている。セラミック熱伝導コーティング層４の上面４０には、これらの凸部４１により、錐状のマイクロナノ構造アレイ（錐状の凸部４１が規則的に配列される微小構造）が形成される。無機コーティング層５は、所定の厚さを有し、凹凸面であるマイクロナノ構造アレイの表面（セラミック熱伝導コーティング層４の上面４０）に沿って形成される。このため、無機コーティング層５の上面５０は、マイクロナノ構造アレイの表面と同様に、凹凸面となる。この凹凸面が、解凍対象である冷凍物（例えば、冷凍食材）を載置する解凍面を構成する。解凍板１００の下面１０２にも、セラミック熱伝導コーティング層４および無機コーティング層５を形成する場合には、下面１０２を、上面１０１と同様の解凍面（凹凸面）とすることができる。

ここで、解凍面を形成する方法としては、例えば、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）粉末を含む無機コーティング層５の原料を、セラミック熱伝導コーティング層の上面にコーティングし、これを高温で焼成する方法を挙げることができる。なお、当該方法で得られる解凍面は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）により構成される。

このように、凹凸面である解凍面が形成されることにより、食材の解凍過程において生じる凝集水分子が解凍板１００の上面１０１上に付着しにくく、水分子が付着しても、解凍面を構成する凸部の先端において、冷凍物との接触（熱交換）を確保できる。また、冷凍物を解凍面に載置したとき、冷凍物と解凍板１００の間に隙間を形成することができ、外部空気がより容易に解凍板１００と冷凍物の間に入り込み、熱交換の進行を加速する。これによって、外部環境が零下の低温でも、外部環境の温度が冷凍物の温度よりも高ければ、熱交換が継続的に進行し、解凍が継続的に進行する。このため、先行技術と比較して、本発明の解凍板は、冷凍物の解凍速度を高め、解凍までの所要時間を短縮することができる。

１００ 解凍板
１０１ 上面
１０２ 下面
１ 吊り下げ孔
２ 細長溝
３ 金属熱伝導基板
３０ 上面
４ セラミック熱伝導コーティング層
４０ 上面
４１ 凸部
５ 無機コーティング層
５０ 上面

熱伝導を効果的に補助するために、セラミック熱伝導コーティング層４は、無機樹脂を主体とし、無機熱伝導粉末を添加したものを用いることができる。つまり、セラミック熱伝導コーティング層４は、無機熱伝導粉末を含む無機樹脂から構成することができる。最良の実施例において、無機樹脂は、ゾルゲル法（Ｓｏｌ−Ｇｅｌ）で製造された無機樹脂である。ゾルゲル法は、酸化ケイ素または金属酸化物を溶液の状態（Ｓｏｌｕｔｉｏｎ）から加水分解、縮合、重合等の反応を経た後、徐々にゲル(Ｇｅｌ)の状態を形成し、これを凝固する方法である。製造される無機樹脂は、酸化ケイ素または金属酸化物からなり、多孔性、高表面積の網状構造を備える。セラミック熱伝導コーティング層４は、ゾルゲル法の薄膜形成過程において無機熱伝導粉末を導入して形成した無機樹脂である。無機熱伝導粉末は、熱伝導性に優れた無機物の粉末であり、好ましくは、炭化ケイ素複合粉末が用いられる。炭化ケイ素複合粉末は、炭化ケイ素と炭化ケイ素以外の無機物を少なくとも１種類含む粉末である。炭化ケイ素複合粉末は、セラミック熱伝導コーティング層４に、優れた熱伝導性を与える。

Claims (5)

1. 上面と下面を備えた金属熱伝導基板と、
   前記金属熱伝導基板の前記上面に形成され、前記金属熱伝導基板の熱伝導性能を高めるセラミック熱伝導コーティング層と、
   前記セラミック熱伝導コーティング層の上面に形成された無機コーティング層を含み、
   前記セラミック熱伝導コーティング層の前記上面には、錐状のマイクロナノ構造アレイが形成されており、
   前記無機コーティング層は、前記錐状のマイクロナノ構造アレイの表面に沿って形成されているとともに、凹凸面である解凍面を有していることを特徴とする解凍板。
2. 前記金属熱伝導基板は、アルミニウム合金からなり、
   前記無機コーティング層は、二酸化ケイ素及び二酸化チタンから構成される群より選択される少なくとも１種の無機物からなり、
   前記セラミック熱伝導コーティング層は、無機熱伝導粉末を含む無機樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の解凍板。
3. 前記無機熱伝導粉末が炭化ケイ素複合粉末を含むことを特徴とする請求項２に記載の解凍板。
4. 前記セラミック熱伝導コーティング層の厚さが３０μｍ〜６０μｍであることを特徴とする請求項３に記載の解凍板。
5. 前記金属熱伝導基板の前記下面に複数の細長溝が形成され、
   前記金属熱伝導基板の前記下面に形成され、前記金属熱伝導基板の熱伝導性能を高める別のセラミック熱伝導コーティング層と、
   前記別のセラミック熱伝導コーティング層の下面に形成された別の無機コーティング層を含み、
   前記別のセラミック熱伝導コーティング層の前記下面には、錐状のマイクロナノ構造アレイが形成されており、
   前記別の無機コーティング層は、前記錐状のマイクロナノ構造アレイの表面に沿って形成されているとともに、凹凸面である解凍面を有していることを特徴とする請求項１に記載の解凍板。