KR101642701B1 - 식기 세척기 - Google Patents
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Abstract
면상 발열체를 이용한 식기 세척기가 개시되다. 본 발명의 일실시예의 식기 세척기는 일정량의 세척수가 수용되도록 수용 공간을 갖는 썸프 하우징; 상기 썸프 하우징과 연결되어 세척수를 분사노즐로 인도하는 펌프 하우징; 상기 펌프 하우징에 설치되어 상기 썸프 하우징을 통과하는 세척수를 소정 온도로 가열시키는 면상 발열체; 및, 상기 썸프 하우징과 연결되며 상기 면상 발열체에 의해 가열되어 상기 펌프 하우징을 통해 배출되는 세척수를 분사 노즐로 인도하는 적어도 하나의 출구를 갖는 출구 몸체를 포함하고, 상기 면상 발열체는 발열페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 3 내지 6중량부, 탄소나노입자 0.5 내지 30중량부, 혼합 바인더 10 내지 30중량부, 유기 용매 29 내지 83 중량부, 및 분산제 0.5 내지 5중량부를 포함하고, 상기 혼합 바인더는 에폭시 아크릴레이트 , 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지가 혼합되거나 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지가 혼합되는 발열 페이스트 조성물을 포함한다.
Description
본 발명은 면상 발열체를 이용한 식기 세척기에 관한 것이다.
본 발명은 세척수를 세척실 내로 배출하는 펌프 하우징에 면상 발열체를 설치함으로써, 세척수를 가열하는 가열부의 부피를 최소화하고, 또한 전력 소비량을 극히 낮출 수 있는 면상 발열체를 갖는 식기 세척기에 관한 것이다.
일반적으로 식기세척기는 세척수를 분사노즐을 통해 분사시킴으로써, 분사되는 수압에 의해 식기가 깨끗이 세척될 수 있도록 하는 장치이다. 이러한 식기 세척기는 통상 식기의 세척 효율을 높여주기 위해, 대용량의 시즈 히터에 의해 세척수를 소정의 온도로 가열시켜 세척실 내부로 분사시키는 썸프 하우징이 구비되어 있다.
즉, 상기 썸프 하우징은 일측에 펌프가 부착되어 세척수를 분사 노즐로 보낼 수 있도록 되어 있고, 또한 타측에는 대용량의 시즈 히터가 장착되어 썸프 하우징 내측의 세척수를 소정 온도로 가열할 수 있도록 되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 구조는 썸프 하우징의 내측으로 대용량의 시즈 히터가 지나가도록 설치되기 때문에, 상기 썸프 하우징을 통과하는 세척수의 압력을 낮추는 단점이 있다. 따라서, 종래에는 이러한 수압 손실을 보상하기 위해 고출력의 펌프를 사용하게 되고, 따라서 전력 소비가 커지는 문제가 있다.
또한, 종래에는 시즈 히터가 썸프 하우징 내측에 수용된 세척수 전체를 가열시켜주어야 하는 구조이기 때문에, 시즈 히터 자체의 전력 소모량이 크고, 따라서 전력 소비가 더욱 커지는 문제가 있다.
더불어, 종래에는 시즈 히터의 크기가 거의 썸프 하우징의 크기와 비슷함으로써, 식기 세척기의 활용 공간을 좁히는 문제도 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 면상 발열체를 이용하여 전력 소모를 최소화할 수 있는 식기 세척기를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 부피 및 수압 손실을 최소화할 수 있는 식기 세척기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 따른 식기 세척기는 일정량의 세척수가 수용되도록 수용 공간을 갖는 썸프 하우징; 상기 썸프 하우징과 연결되어 세척수를 분사노즐로 인도하는 펌프 하우징; 상기 펌프 하우징에 설치되어 상기 썸프 하우징을 통과하는 세척수를 소정 온도로 가열시키는 면상 발열체; 및, 상기 썸프 하우징과 연결되며 상기 면상 발열체에 의해 가열되어 상기 펌프 하우징을 통해 배출되는 세척수를 분사 노즐로 인도하는 적어도 하나의 출구를 갖는 출구 몸체를 포함하고, 상기 면상 발열체는 발열페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 3 내지 6중량부, 탄소나노입자 0.5 내지 30중량부, 혼합 바인더 10 내지 30중량부, 유기 용매 29 내지 83 중량부, 및 분산제 0.5 내지 5중량부를 포함하고, 상기 혼합 바인더는 에폭시 아크릴레이트 , 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지가 혼합되거나 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지가 혼합되는 발열 페이스트 조성물을 포함한다.
상기 혼합 바인더는 에폭시 아크릴레이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여 폴리비닐 아세탈 수지 10 내지 150 중량부, 페놀계수지 100 내지 500 중량부가 혼합될 수 있다.
상기 식기 세척기는 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 실란 커플링제 0.5 내지 5 중량부를 더 포함할 수 있다.
상기 탄소나노뉴브입자는 다중벽 탄소나노뉴브 입자일 수 있다.
상기 유기 용매는 카비톨 아세테이트, 부틸 카비톨 아세테이트, DBE(dibasic ester), 에틸카비톨, 에틸카비톨아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 부탄올 및 옥탄올 중에서 선택되는 2 이상의 혼합 용매일 수 있다.
상기 발열 페이스트 조성물을 기판상에 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄 또는 콤마코팅하여 형성될 수 있다.
상기 기판은 폴리이미드 기판, 유리섬유 매트 또는 세라믹 유리일 수 있다.
상기 면상발열체 상부면에 코팅되는 것으로, 실리카 또는 카본븍랙과 같은 흑색 안료를 구비하는 유기물로 형성되는 보호층을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 면상 발열체는 고온에서도 내열성을 유지할 수 있어, 면상 발열체의 크기를 소형화 할 수 있고 결과적으로 식기 세척기의 활용 공간을 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 식기 세척기는 펌프 하우징은 세척수가 지나가는 통로에 세척수의 흐름에 방해를 주지 않는 면상 발열체를 설치함으로써, 수압 손실을 야기하지 않게 된다. 따라서, 본 고안은 고출력의 펌프를 사용할 필요가 없어 결국 전력 소비량을 최소화할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 식기 세척기는 면상 발열체가 썸프 하우징 내측에 수용된 세척수 전체를 가열하는 것이 아니라, 실제로 분사 노즐로 안내되는 출구 부위의 세척수만을 가열시켜 줌으로써, 면상 발열체에 의한 전력 소비량을 더욱 절감하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 면상 발열체를 갖는 식기 세척기의 주요 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 면상 발열체를 갖는 식기 세척기의 썸프 하우징과 펌프하우징을 도시한 상면 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 면상 발열체를 갖는 식기 세척기의 펌프 하우징이 결합된 것을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 발열 페이스트 조성물을 이용하여 제작한 면상발열체 시편의 이미지
도 5는 실시예 및 비교예에 따라 제조된 면상 발열체 샘플들의 발열안정성 시험 모습의 이미지.
도 2는 본 발명에 따른 면상 발열체를 갖는 식기 세척기의 썸프 하우징과 펌프하우징을 도시한 상면 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 면상 발열체를 갖는 식기 세척기의 펌프 하우징이 결합된 것을 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 발열 페이스트 조성물을 이용하여 제작한 면상발열체 시편의 이미지
도 5는 실시예 및 비교예에 따라 제조된 면상 발열체 샘플들의 발열안정성 시험 모습의 이미지.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 면상 발열체를 갖는 식기 세척기의 주요 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 면상 발열체를 갖는 식기 세척기의 썸프 하우징과 펌프 하우징을 도시한 상면 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 면상 발열체를 갖는 식기 세척기의 펌프 하우징이 결합된 것을 도시한 사시도이다.
도시된 바와 같이, 식기 세척기는 대략 바닥면에 일정량의 세척수를 모으는 썸프 하우징(100)이 설치되어 있고, 썸프 하우징(100)의 일측에는 세척수를 순환시키는 펌프 하우징(150)이 설치되어 있으며, 썸프 하우징(100)의 상부로는 다수의 세척수 분사 노즐(160)이 설치되어 있다.
여기서, 썸프 하우징(100)은 세척수 수용 공간(112)을 갖는 주몸체(110)와, 주몸체(110)의 일측에 설치된 보조 몸체(120)와, 보조 몸체(120)의 상부에 설치된 출구 몸체(140)를 포함한다.
보조 몸체(120)의 최하단에는 모터(122)가 설치되고, 모터(122)의 회전축에는 적어도 하나의 통공(126)이 형성된 디스크(125)가 결합되어 있다. 디스크(125)는 보조 몸체(120)의 상측에 설치된 출구 몸체(140)에 결합되며, 모터(122)의 회전축 회전 각도에 따라 출구 몸체(140)에 형성된 두개의 출구(141)를 선택적으로 개방하도록 회전하는 디스크(125)의 통공(126)은 세개가 형성될 수 있다. 그리고, 출구 몸체(140)의 출구(141)에는 분사 노즐(160)이 연결되어 있다.
더욱이, 모터(122)의 회전축에는 캠판(123)이 더 결합되고, 캠판(123)의 일측에는 캠판(123)의 회전 각도에 따라 온,오프되는 마이크로 스위치(124)가 더 설치되어 있다. 도면중 미설명 부호 127은 마이크로 스위치(124)가 설치되고 모터(122)가 장착되는 커버이다.
펌프 하우징(150)은 주몸체(110)의 수용 공간(112)으로부터 보조 몸체(120)로 세척수를 인도하여 출구 몸체(140)로 세척수를 배출할 수 있도록 하는 것으로서, 일측은 보조 몸체(120)와 연결되고, 타측은 썸프 하우징(100)과 연결된다. 도면에서 도면 부호 111과, 121은 펌프 하우징(150)과 연결되는 파이프이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 펌프 하우징(150)은 일측이 개방된 제1몸체(151)와 제2몸체(153)로 이루어져 각각 개방된 측의 제1몸체(151)와 제2몸체(153)가 결합되어 이루어진다. 제1몸체(151)의 일면에는 썸프 하우징(100)과 연결되는 파이프(111)가 설치되도록 연결구(151a)가 형성되고, 측면에는 출구 몸체(140)의 하측에 위치된 보조 몸체(120)와 연결되는 파이프(121)가 설치되도록 연결구(미도시)가 형성된다. 또한, 도면중 미설명 부호 113은 배수 밸브가 연결되는 파이프이다.
여기서, 펌프 하우징(150)에는 면상 발열체(130)가 설치되어 있다. 즉, 면상발열체(130)는 제1몸체(151)와 제2몸체(153) 중 어느 하나의 일면에 선택되어 설치되거나, 양면에 모두 설치되어도 무방하다. 또한, 면상 발열체(130)는 제1몸체(151)에 설치된 경우 일면에 형성된 연결구(151a)를 막지 않도록 중심부가 개방된 도너츠형으로 형성되는 것이 좋다. 면상 발열체(130)의 상세 성분에 대해서는 후술하기로 한다.
이러한 면상 발열체(130)는 제1몸체(151)와 제2몸체(153)의 일면에 고정되는 절연체(131)와, 절연체(131)의 표면에 형성된 적어도 하나의 전극 패턴(132)과, 전극 패턴(132) 사이에 형성된 적어도 하나의 발열 패턴(133)으로 이루어져 있다. 물론, 전극 패턴(132)에는 전원 공급을 위한 배선이 연결된다.
여기서, 절연체(131)는 열전달이 우수한 알루미늄이나 스테인레스 철판면에 절연체를 형성하는 것으로 절연재료로는 폴리에스터, 폴리에칠렌, 폴리프로필렌, 폴리염화비닐(PVC), 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리우레탄, 에폭시, 에폭시 수지함침 유리직물, 테플론, 마이카판 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나가 가능하나, 본 발명에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다. 다만, 절연체(131)는 대략 100℃ 이상의 온도에서도 변형되지 않는 재료를 이용함이 좋다.
더불어, 전극 패턴(132)은 통상의 구리, 알루미늄 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나로 형성 가능하나, 본 발명에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
더욱이, 발열 패턴(133)은 탄소 잉크, 흑연 잉크 또는 그 등가물 중 선택된 어느 하나로 형성 가능하나, 본 발명에서 그 재질을 한정하는 것은 아니다.
또한, 도면에서는 면상 발열체(130)의 전극 패턴(132) 및 발열 패턴(133)은 다양한 형태로 변경 가능하다.
이하에서는 상기 면상 발열체(130)에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
면상 발열체는 후막 형성용 발열 페이스트 조성물(이하, 발열 페스트 조성물)을 기판 상에 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄(내지 롤투롤 그라비아 인쇄) 또는 콤마코팅(내지 롤투롤 콤마코팅)하여 형성될 수 있다.
먼저, 발열 페이스트 조성물에 대해 살펴보면, 구체적으로 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 3 내지 6중량부, 탄소나노입자 0.5 내지 30 중량부, 혼합 바인더 10 내지 30 중량부, 유기 용매 29 내지 83 중량부 및 분산제 0.5 내지 5 중량부를 포함한다.
상기 탄소나노튜브 입자는 단일벽 탄소나노튜브, 이중벽 탄소나노튜브, 다중벽 탄소나노튜브 또는 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 예컨대 상기 탄소나노튜브 입자는 다중벽 탄소나노튜브(multi wall carbon nanotube)일 수 있다. 상기 탄소나노튜브 입자가 다중벽 탄소나노튜브일 때, 직경은 5nm 내지 30nm 일 수 있고, 길이는 3㎛ 내지 40㎛일 수 있다.
상기 탄소나노입자는 예컨대 그라파이트 나노입자일 수 있으며, 직경은 1㎛ 내지 25㎛일 수 있다.
혼합 바인더는 발열 페이스트 조성물이 300℃ 가량의 온도 범위에서도 내열성을 가질 수 있도록 하는 기능을 하는 것으로, 에폭시 아크릴레이트(Epocy acrylate) 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(Hexamethylene diisocyanate), 폴리비닐 아세탈(Polyvinyl acetal) 및 페놀계 수지(Phenol resin)가 혼합된 형태를 갖는다. 예컨대 상기 혼합 바인더는 에폭시 아크릴레이트, 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지가 혼합된 형태일 수 있고, 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 폴리비닐 아세탈 및 페놀계 수지가 혼합된 형태일 수도 있다. 본 발명에서는 혼합 바인더의 내열성을 높임으로써, 300℃ 가량의 고온으로 발열시키는 경우에도 물질의 저항 변화나 도막의 파손이 없다는 장점을 갖는다.
여기에서 페놀계 수지는 폐놀 및 페놀 유도체를 포함하는 페놀계 화합물을 의미한다. 예컨대 상기 페놀 유도체는 p-크레졸(p-Cresol), o-구아야콜(o-Guaiacol), 크레오졸(Creosol), 카테콜(Catechol), 3-메톡시-1,2-벤젠디올(3-methoxy-1,2-Benzenediol), 호모카테콜(Homocatechol), 비닐구아야콜(vinylguaiacol), 시링콜(Syringol), 이소-유제놀(Iso-eugenol), 메톡시 유제놀(Methoxyeugenol), o-크레졸(o-Cresol), 3-메틸-1,2-벤젠디올(3-methoxy-1,2-Benzenediol), (z)-2-메톡시-4-(1-프로페닐)-페놀((z)-2-methoxy-4-(1-propenyl)-Phenol), 2,.6-디에톡시-4-(2-프로페닐)-페놀(2,6-dimethoxy-4-(2-propenyl)-Phenol), 3,4-디메톡시-페놀(3,4-dimethoxy-Phenol), 4-에틸-1,3-벤젠디올(4ethyl-1,3-Benzenediol), 레졸 페놀(Resole phenol), 4-메틸-1,2-벤젠디올(4-methyl-1,2-Benzenediol), 1,2,4-벤젠트리올(1,2,4-Benzenetriol), 2-메톡시-6-메틸페놀(2-Methoxy-6-methylphenol), 2-메톡시-4-비닐페놀(2-Methoxy-4-vinylphenol) 또는4-에틸-2-메톡시-페놀(4-ethyl-2-methoxy-Phenol) 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 혼합 바인더의 혼합 비율은 에폭시 아크릴레이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여 폴리비닐 아세탈수지 10 내지 150 중량부, 페놀계 수지 100 내지 500 중량부의 비율일 수 있다. 페놀계 수지의 함량이 100 중량부 이하인 경우 발열 페이스트 조성물의 내열 특성이 저하되며, 500 중량부를 초과하는 경우에는 유연성이 저하되는 문제가 있다(취성 증가).
유기 용매는 상기 전도성 입자 및 혼합 바인더를 분산시키기 위한 것으로, 카비톨 아세테이트(Carbitol acetate), 부틸 카비톨 아세테이트(Butyl carbotol acetate), DBE(dibasic ester), 에틸카비톨(Ethyl Carbitol), 에틸카비톨아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르(dipropylene glycol methyl ether), 셀로솔브아세테이트(Cellosolve acetate), 부틸셀로솔브아세테이트, 부탄올(Butanol) 및 옥탄올(Octanol) 중에서 선택되는 2 이상의 혼합 용매일 수 있다.
한편, 분산을 위한 공정은 통상적으로 사용되는 다양한 방법들이 적용될 수 있으며, 예를 들면 초음파처리(Ultra-sonication), 롤밀(Roll mill), 비드밀(Bead mill) 또는 볼밀(Ball mill) 과정을 통해 이루어질 수 있다.
분산제는 상기 분산을 보다 원활하게 하기 위한 것으로, BYK류와 같이 당업계에서 이용되는 통상의 분산제, Triton X-100과 같은 양쪽성 계면활성제, SDS등과 가은 이온성 계면활성제를 이용할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 발열 페이스트 조성물은 발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 실란 커플링제 0.5 내지 5 중량부를 더 포함할 수 있다.
실란커플링제는 발열 페이스트 조성물의 배합시에 수지들간에 접착력을 증진시키는 접착증진제 기능을 한다. 실란 커플링제는 에폭시 함유 실란 또는 머켑토 함유 실란일 수 있다. 이러한 실란 커플링제의 예로는 에폭시가 함유된 것으로 2-(3,4 에폭시 사이클로헥실)-에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란이 있고, 아민기가 함유된 것으로 N-2(아미노에틸)3-아미토프로필메틸디메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2(아미노에틸)3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실, 3-트리에톡시실리-N-(1,2-디메틸뷰틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란이 있으며, 머켑토가 함유된 것으로 3-머켑토프로필메틸디메톡시실란, 3-머켑토프로필트리에톡시실란, 이소시아네이트가 함유된 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등이 있으며, 상기 나열한 것으로 한정되지 않는다.
여기에서 상기 기판은 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 플리이미드, 셀룰로스 에스텔, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로린트릴, 폴리술폰, 폴리에스테르술폰, 폴리비닐리덴플롤라이드, 유리, 유리섬유(매트), 세라믹, SUS, 구리 또는 알루미늄 기판 등이 사용될 수 있으며, 상기 나열된 것들로 한정되는 것은 아니다. 상기 기판은 발열체의 응용 분야나 사용온도에 따라 적절히 선택될 수 있다.
면상 발열체는 상기 기판 상에 본 발명의 실시예들에 따른 발열 페이스트 조성물을 스크린 인쇄 또는 그라비아 인쇄를 통해 원하는 패턴으로 인쇄하고, 건조 및 경화한 후에, 상부에 은 페이스트 또는 도전성 페이스트를 인쇄 및 건조/경화 시킴으로써 전극을 형성함으로써 형성될 수 있다. 또는 은 페이스트 또는 도전성 페이스트를 인쇄 및 건조/경화한 후에 상부에 본 발명의 실시예들에 따른 발열 페이스트 조성물을 스크린 인쇄 또는 그라비아 인쇄함으로써 형성하는 것도 가능하다.
한편, 상기 면상 발열체는 상부면에 코팅되는 보호층을 더 포함할 수 있다. 상기 보호층은 실리카(SiO₂)로 형성될 수 있다. 보호층이 실리카로 형성되는 경우에는 발열면에 코팅되더라도 발열체가 유연성을 유지할 수 있는 장점을 갖는다.
이하에서는 본 발명에 따른 면상 발열체를 갖는 식기세척기의 작동을 상세하게 설명한다.
먼저, 썸프 하우징(100)중 대용량의 주몸체(110)로부터의 세척수는 펌프 하우징(150)의 구동에 의해 제1몸체(151)와 연결된 파이프(111)를 따라서 펌프 하우징(150)으로 인입된다.
이때, 펌프 하우징(150)은 제1몸체(151)와 제2몸체(153)의 일면에 설치된 면상 발열체(130)에 의해 세척수가 가열된다. 가열되는 세척수는 60~100℃ 가까이 온도가 급상승한다.
면상 발열체(130)에 의해 가열된 세척수는 제1몸체(151)의 측면과 연결된 파이프(121)를 통해 보조 몸체(120)로 인도된다.
보조 몸체(120)로 인도된 세척수는 상측에 위치된 출구 몸체(140)의 어느 한 출구(141) 또는 두 개의 출구를 따라서 분사 노즐(100)로 인도된다.
여기서, 보조 몸체(120)의 최하단에는 모터(122)가 설치되어 있는데, 이러한 모터(122)의 회전축에는 다수의 통공(126)을 갖는 디스크(125)가 설치되어 있다. 물론, 이러한 디스크(125)의 통공(126)은 출구 몸체(140)중 하나 또는 두 개의 출구(141)와 연통될 수 있다. 따라서, 디스크(125)의 회전 각도에 따라서 세척수의 출구 방향이 결정된다.
이와 같이, 본 발명은 세척수의 흐름에 전혀 방해가 되지 않는 펌프 하우징(150)에 면상 발열체(130)가 설치됨으로써, 세척수의 수압을 떨어뜨리지 않게 된다. 따라서, 본 발명은 저출력의 펌프를 사용할 수 있게 되고, 따라서 전력 소비량을 낮출 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 대용량의 주몸체(110)에 수용된 세척수 전체를 가열하는 것이 아니라, 펌프 하우징(150)에 인입된세척수만을 가열하면 됨으로, 가열에 필요한 전력 소비량도 크게 낮출 수 있게 된다.
마지막으로, 본 발명은 부피가 매우 작은 면상 발열체(130)를 설치함으로써, 식기 세척기의 활용 공간이 매우 커지게 된다.
이하, 본 발명에 따른 후막 형성용 발열 페이스트 조성물 및 이를 이용한 면상 발열체를 시험예를 통하여 상세히 설명한다. 하기 시험예는 본 발명을 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명이 하기 시험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
시험예
(1) 실시예 및 비교예의 준비
하기 [표1]과 같이 실시예(3종류) 및 비교예(3종류)를 준비하였다. [표 1]에 표기된 조성비는 중량%로 기재된 것임을 밝혀둔다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
| CNT 입자 | 4 | 5 | 6 | 4 | 5 | 6 |
| CNP 입자 | 8 | 9 | 15 | - | - | - |
| 혼합 바인더 | 20 | 15 | 22 | - | - | - |
| 에틸셀룰로오스 | - | - | - | 10 | 12 | 14 |
| 유기용매 | 63 | 67 | 52 | 82 | 79 | 76 |
| 분산제(BYK) | 5 | 4 | 5 | 4 | 4 | 4 |
실시예들의 경우 CNT 입자와, CNP 입자(실시예 1 내지 3)를 [표 1]의 조성에 따라 카비톨아세테이트 용매에 첨가하고 BYK 분산제를 첨가한 후, 60분간 초음파 처리를 통해 분산액 A를 제조하였다. 이후, 혼합 바인더를 카비톨아세테이트 용매에 첨가한 후 기계적 교반을 통해 마스터 배치를 제조하였다. 다음으로 상기 분산액 A 및 마스터배치를 기계적 교반을 통해 1차 혼련한 후에 3-롤-밀 과정을 거쳐 2차 혼련함으로써 발열 페이스트 조성물을 제조하였다.
비교예들의 경우 CNT 입자를 [표 1]의 조성에 따라 카비톨아세테이트 용매에 첨가하고 BYK 분산제를 첨가한 후, 60분간 초음파 처리를 통해 분산액을 제조하였다. 이후, 에틸셀룰로오스를 카비톨아세테이트 용매에 첨가한 후 기계적 교반을 통해 마스터 배치를 제조하였다. 다음으로 상기 분산액 B 및 마스터배치를 기계적 교반을 통해 1차 혼련한 후에 3-롤-밀 과정을 거쳐 2차 혼련함으로써 발열페이스트 조성물을 제조하였다.
(2) 면상 발열체 특성 평가
실시예 및 비교예에 따른 발열 페이스트 조성물을 10×10cm 크기로 폴리이미드 기판 위에 스크린 인쇄하고 경화한 후에, 상부 양단에는 은 페이스트 전극을 인쇄하고 경화하여 면상 발열체 샘플을 제조하였다.
관련하여 도 4는 본 발명에 따른 발열 페이스트 조성물을 이용하여 제작한 면상 발열체 시편의 이미지이다. 도 4(a)는 폴리이미드 기판 위에 발열 페이스트 조성물이 스크린 인쇄되어 형성된 면상 발열체이다. 도 4(b)는 유리섬유 매트 위에 발열 페이스트 조성물이 스크린 인쇄되어 형성된 면상 발열체이다. 도 4(c) 및 도 4(d)는 도 4(a)의 면상 발열체 상부에 보호층을 코팅한 경우의 이미지이다.(도 4(c)는 검은색 보호층 코팅, 도 4(d)는 녹색 보호층 코팅).
도 4(a)에 나타난 것과 같은 면상 발열체 샘플(실시예) 및 상기 비교예에 따라 제조된 면상 발열체 샘플들의 비저항을 측정하였다 인가되는 전압/전류는 표2에 표기됨). 또한, 인가되는 전압/전류에 따른 승온 효과를 확인하기 위해 상기 실시예 및 비교예에 해당하는 면상 발열체를 각각 40℃, 100℃ 및 200℃까지 승온시키고, 상기 온도에 도달하였을 때의 DC 전압 및 전류를 측정하였다.
또한, 각 샘플들에 대하여 200℃에서의 발열안정성을 테스트하였다. 관련하여, 도 5에서는 실시예 및 비교예에 따라 제조된 면상 발열체 샘플들의 발열안정성 시험 모습의 이미지를 나타내었으며, 시험결과는 하기 [표 2]에 정리하였다.
| 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
| 비저항(×10ˇ²Ωcm | 1.9 | 2.55 | 2.96 | 9.73 | 8.52 | 6.23 |
| 40℃ 도달 DC 구동 전압/전류 | 5V/0.2A | 6V/0.2A | 7V/0.2A | 20V/0.3A | 16V/0.2A | 12V/0.2A |
| 100℃ 도달 DC 구동 전압/전류 | 9V/0.5A | 12V/0.4A | 14V/0.5A | 48V/0.7A | 40V/0.7A | 26V/0.6A |
| 200℃ 도달 DC 구동 전압/전류 | 20V/0.6A | 24V/0.7A | 24V/1.0A | - | - | - |
| 발열안정성(day) | 20일 이상 | 20일 이상 | 20일 이상 | 불량 | 불량 | 불량 |
상기 [표 2]를 참조하며, 비저항은 실시예들에 해당하는 면상 발열체가 비교예들에 해당하는 면상 발열체보다 작게 측정되었으며, 이에 따라 각 온도 에 도달하기 위해 필요한 구동 전압/전류 역시 실시예들에 해당하는 면상 발열체가 비교예들에 해당하는 면상 발열체보다 작게 측정되었다. 즉 실시예들에 해당하는 면상 발열체가 비교예보다 저전압 및 저전력으로 구동 가능함을 확인할 수 있었다.
또한, 실시예 1 내지 3에 따른 면상 발열체에서는 200℃의 발열 구동하에서도 20일간 안정성이 유지되는 것으로 나타나는 반면에(별도의 보호층 없음), 비교예 1 내지 3에서는 200℃의 발열 구동시 2시간 이내에 발열부 표면이 부풀어 오르는 불량 현상이 관찰되었다. 즉 실시예들에 해당하는 면상 발열체가 비교예보다 200℃이상의 고온에서도 안정적으로 구동 가능함을 확인할 수 있었다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였다. 그러나 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 기술의 구체적 적용에 따른 단순한 설계변경, 일부 구성요소의 생략, 단순한 용도의 변경 등의 형태로 본 발명을 다양하게 변형할 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함됨은 자명하다.
100; 썸프 하우징 110; 주몸체
111; 파이프 112; 수용 공간
120; 보조 몸체 121; 파이프
122; 모터 123; 캠판
124; 마이크로 스위치 125; 디스크
126; 통공 130; 면상 발열체
131; 절연체 132; 전극 패턴
133; 발열 패턴 140; 출구 몸체
141; 출구 150; 펌프하우징
151 : 제1몸체 153 : 제2몸체
111; 파이프 112; 수용 공간
120; 보조 몸체 121; 파이프
122; 모터 123; 캠판
124; 마이크로 스위치 125; 디스크
126; 통공 130; 면상 발열체
131; 절연체 132; 전극 패턴
133; 발열 패턴 140; 출구 몸체
141; 출구 150; 펌프하우징
151 : 제1몸체 153 : 제2몸체
Claims (8)
- 일정량의 세척수가 수용되도록 수용 공간을 갖는 썸프 하우징;
상기 썸프 하우징과 연결되어 세척수를 분사노즐로 인도하는 펌프 하우징;
상기 펌프 하우징에 설치되어 상기 썸프 하우징을 통과하는 세척수를 소정 온도로 가열시키는 면상 발열체; 및,
상기 썸프 하우징과 연결되며 상기 면상 발열체에 의해 가열되어 상기 펌프 하우징을 통해 배출되는 세척수를 분사 노즐로 인도하는 적어도 하나의 출구를 갖는 출구 몸체를 포함하고,
상기 면상 발열체는
발열페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 탄소나노튜브 입자 3 내지 6중량부, 탄소나노입자 0.5 내지 30중량부, 혼합 바인더 10 내지 30중량부, 유기 용매 29 내지 83 중량부, 및 분산제 0.5 내지 5중량부를 포함하고,
상기 혼합 바인더는 에폭시 아크릴레이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 100 중량부에 대하여 폴리비닐 아세탈 수지 10 내지 150 중량부, 페놀계수지 100 내지 500 중량부가 혼합되는 발열 페이스트 조성물을 포함하는 식기 세척기.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
발열 페이스트 조성물 100 중량부에 대하여 실란 커플링제 0.5 내지 5 중량부를 더 포함하는 식기 세척기.
- 제1항에 있어서,
상기 탄소나노튜브입자는 다중벽 탄소나노튜브 입자인 식기 세척기.
- 제1항에 있어서,
상기 유기 용매는 카비톨 아세테이트, 부틸 카비톨 아세테이트, DBE(dibasic ester), 에틸카비톨, 에틸카비톨아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 부탄올 및 옥탄올 중에서 선택되는 2 이상의 혼합 용매인 식기 세척기.
- 제1항에 있어서, 상기 면상 발열체는
상기 발열 페이스트 조성물을 기판상에 스크린 인쇄, 그라비아 인쇄 또는 콤마코팅하여 형성되는 식기 세척기.
- 제6항에 있어서,
상기 기판은 폴리이미드 기판, 유리섬유 매트 또는 세라믹 유리인 식기 세척기.
- 제6항에 있어서,
상기 면상 발열체 상부면에 코팅되는 것으로, 실리카 또는 카본븍랙과 같은 흑색 안료를 구비하는 유기물로 형성되는 보호층을 더 포함하는 식기 세척기.
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|---|---|---|---|
| KR1020150069503A KR101642701B1 (ko) | 2015-05-19 | 2015-05-19 | 식기 세척기 |
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|---|---|
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| KR (1) | KR101642701B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11564553B2 (en) | 2019-11-12 | 2023-01-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Dish washer |
| US11696370B2 (en) | 2020-04-22 | 2023-07-04 | Whirlpool Corporation | Household appliance with immersible heater |
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2015
- 2015-05-19 KR KR1020150069503A patent/KR101642701B1/ko active IP Right Grant
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