KR101889348B1 - Food dryer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무금속, 무코팅 히팅 와이어를 이용한 식품 건조기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수분에 산화되지 않으면서 박리가 되지 않는 무금속, 무코팅 히팅 와이어를 이용하여 식품을 건조함으로써 원적외선 파장에 의해 겉과 속이 일정하게 건조되면서 색상, 품비, 식감 등이 우수함은 물론 건조 후 수축된 식품에 수화 복원성이 좋고, 생물활성 성분에 파괴가 없는 무금속, 무코팅 히팅 와이어를 이용한 식품 건조기에 관한 것이다.The present invention relates to a food dryer using a metal-free, non-coated heating wire, and more particularly, to a food dryer using a metal-free, non-coated heating wire which is not oxidized The present invention relates to a food dryer using a metal-free, non-coated heating wire, which is excellent in color, breadth, and texture as the inside and outside are constantly dried and has good hydration stability to food shrunk after drying and is free from destruction of biological active ingredients.
일반적으로 식품 건조기는 야채, 과일, 열매, 육류, 식물 뿌리 등의 식품을 건조시켜 오랫동안 보관하기 위해 사용하는 것으로, 식품의 수분을 없애되 영양분을 지켜주면서 무기질이나 식이섬유의 함량을 높이며 맛을 유지시킬 수 있다. Generally, food dryers are used to dry foods such as vegetables, fruits, fruits, meats, and plant roots for a long time. They are used to remove moisture from food, protect nutrients, increase the content of minerals and dietary fiber, .
이러한 종래의 식품 건조기는 등록특허공보 제10-1378742호와 같이 모터를 감싸는 모터 케이스와; 상방향으로 돌출된 상기 모터의 축에 결합하여 회전하는 팬과; 상기 팬 주위를 둘러싸도록 설치되는 열선부착판에 열선이 감긴 형태를 갖는 히터와; 상기 팬과 히터를 덮도록 모터 케이스에 결합하는 덮개를 포함하며, 상기 덮개는 상면과, 상면 끝단에서 수직 하방향으로 돌출되며, 복수의 제1 측면 통 공과 상기 제1 측면 통 공보다 단면적이 작은 연속적인 복수의 제2 측면 통 공이 반복되도록 형성된 측면 및 상기 측면으로부터 연장되어 상기 모터 케이스와 결합하는 플랜지부로 구성되며, 상기 제1 측면 통 공과 대응되는 히터의 열선부착판에는 열선이 감기고 상기 제2 측면 통 공과 대응되는 열선부착판에는 열선이 감겨 있지 않으며, 상기 덮개의 내측 면에는 상기 팬의 회전방향으로 일정 각도 기울어진 경사 리브가 상기 제1 측면 통 공으로부터 연장되게 설치되어, 상기 열선에 의해 가열된 공기(열풍)는 팬에 의해 덮개의 측면통공 중 특히 제1 측면통공을 통해 주로 빠져나오고, 빠져나온 열풍은 상승하여 식품을 건조하는 구조로 이루어진다.Such a conventional food drier includes a motor case for enclosing a motor as in the case of Korean Patent Registration No. 10-1378742; A fan coupled to the shaft of the motor protruded upward; A heater having a shape in which a hot wire is wound on a hot-wire attaching plate provided so as to surround the fan; And a lid coupled to the motor case so as to cover the fan and the heater, wherein the lid includes: an upper surface; and a plurality of first side openings, And a flange portion extending from the side surface and engaged with the motor case, wherein the hot-wire attachment plate of the heater corresponding to the first side communication hole is wound with a hot wire, A slanting rib which is inclined at a predetermined angle in the rotating direction of the fan is provided on the inner side surface of the cover so as to extend from the first side passage, The heated air (hot air) escapes mainly from the side through holes of the lid, especially through the first side air holes, and the escaped hot air So that the food is dried.
이러한 종래의 식품 건조기는 팬으로부터 발생되는 바람을 이용하여 식품을 건조하게 되는데, 히터를 구성하는 소재 즉, 열선은 금속으로 이루어졌기 때문에 수분 등에 쉽게 산화될 수 있고, 물성이 저하되며, 전기 에너지 소모량이 많이 발생하는 문제점이 있다.The conventional food drier uses the wind generated from the fan to dry the food. Since the material constituting the heater, that is, the heat wire is made of metal, it can be easily oxidized to moisture and the like, There is a problem in that a large number of such problems occur.
또한, 인체에 유해한 전자파가 발생하는 문제점이 있으며, 원적외선 램프 이용 시 전력 소모가 많이 소요되는 문제점이 있었다.Further, there is a problem that harmful electromagnetic waves are generated to the human body, and there is a problem that power consumption is much required when a far-infrared lamp is used.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안한 것으로, 수분에 산화되지 않으면서 박리가 되지 않는 무금속, 무코팅 히팅 와이어를 이용하여 식품을 건조함으로써 원적외선 파장에 의해 겉과 속이 일정하게 건조되면서 색상, 품비, 식감 등이 우수함은 물론 건조 후 수축된 식품에 수화 복원성이 좋고 생물활성 성분에 파괴가 없는 무금속, 무코팅 히팅 와이어를 이용한 식품 건조기를 제공하는데 그 목적이 있다.Disclosure of the Invention The present invention has been devised in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of drying a food by using a non- metal-free heating wire which is not oxidized by moisture and is not peeled off, It is an object of the present invention to provide a food dryer using a metal-free, non-coated heating wire which is superior in color, breadth, and texture, and which has good hydration stability and no breakage of bioactive components in shrunk food after drying.
본 발명의 또 다른 목적은 히팅 와이어를 휘거나 구부려도 CNT가 단선되지 않아 제품의 형상 및 공간에 구애받지 않고 히팅 와이어를 설치할 수 있는 무금속, 무코팅 히팅 와이어를 이용한 식품 건조기를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a food dryer using a metal-free, non-coated heating wire capable of installing a heating wire regardless of the shape and space of the product because the CNT is not broken even when the heating wire is bent or bent .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무금속, 무코팅 히팅 와이어를 이용한 식품 건조기는,According to an aspect of the present invention, there is provided a food dryer using a metal-free, non-coated heating wire,
내부에 공간을 가지는 본체; 본체 내에 설치되며 상부에 식품이 얹혀지고 다수의 통기공을 형성한 트레이; 열을 발생시키는 히팅 와이어; 모터에 의해 회전하여 히팅 와이어로부터 발생한 열을 트레이에 전달하는 팬; 을 포함함 식품 건조기에 있어서,A body having a space therein; A tray which is installed in the main body and on which food is placed and has a plurality of ventilation holes; A heating wire for generating heat; A fan that rotates by the motor to transfer heat generated from the heating wire to the tray; A food dryer comprising:
상기 히팅 와이어는, The heating wire
피마자유를 첨가하여 제조된 우레탄 특성의 아크릴계 음이온수지와 증류수를 혼합하여 아크릴계 음이온수지 분산액을 제조하고,An acrylic anion resin dispersion was prepared by mixing urethane-based acrylic anion resin prepared by adding castor oil and distilled water,
CNT와 그라파이트를 교반하면서 상기 아크릴계 음이온수지 분산액을 분무하여 혼합하하고,CNT and graphite were mixed while spraying the acrylic anion resin dispersion liquid with stirring,
상기 제 2 단계에 의해 혼합된 소재를 한 쌍의 압착롤 사이로 통과시켜 판상 형태로 펠렛화하고,The material mixed by the second step is passed through a pair of press rolls to be pelletized in a plate form,
상기 펠렛화한 소재에 카본 화이버와 고분자수지를 혼합하여 압출기를 통해 압출 성형됨을 특징으로 한다.The carbon fiber and the polymer resin are mixed with the pelletized material and extruded through an extruder.
또한, 상기 CNT는 18~25중량%, 그라파이트는 5~15중량%이고, 아크릴계 음이온수지 분산액은 0.6~1.44중량%(고형분 기준)이며, 상기 카본 화이버는 3~5중량%, 고분자수지는 PP, PE, TPU, PVC 중 선택 1종 또는 2종으로 73.4~53.56중량%로 제조됨을 특징으로 한다.In addition, the CNT is 18 to 25% by weight, the graphite is 5 to 15% by weight, the acrylic anion resin dispersion is 0.6 to 1.44% by weight (based on solid content), the carbon fiber is 3 to 5% by weight, , PE, TPU, and PVC, or 73.4 to 53.56% by weight.
또한, 상기 카본 화이버는 직경이 5~8㎛이고, 길이는 1~3mm임을 특징으로 한다.The carbon fiber has a diameter of 5 to 8 탆 and a length of 1 to 3 mm.
또한, 상기 압착롤은 직경이 300mm이고, 길이는 100mm이며, 온도는 200~250℃이고, 3~5RPM으로 회전시켜 수분이 증발된 것임을 특징으로 한다.The pressing roll has a diameter of 300 mm, a length of 100 mm, a temperature of 200 to 250 ° C, and water is evaporated by rotating at 3 to 5 RPM.
또한, 상기 히팅 와이어는 우레탄 수축 튜브로 감싸 이루어짐을 특징으로 한다.Also, the heating wire is wrapped with a urethane shrink tube.
본 발명에 따른 무금속, 무코팅 히팅 와이어를 이용한 식품 건조기는 저열량 건조로 색상, 품비, 식감 등이 우수하고, 원적외선 파장에 의해 겉과 속이 일정하게 건조되는 장점이 있으며, 건조시간이 단축되는 효과가 있다.The food dryer using the metal-free, non-coated heating wire according to the present invention is advantageous in that it has excellent color, bread size, and texture by drying with a low calorie value and has a merit that the outer surface and the inside are constantly dried by the far- .
또한, 건조 후 수축된 식품에 수화 복원성이 좋고, 생물활성 성분에 파괴가 없으며, 히팅 와이어가 내한성, 내구성, 내화학성이 우수하면서 금속에 비해 무게가 매우 가벼워 취급이 용이하고, 저 전압에서도 발열 가능함은 물론 생산성이 우수하고 제조비가 매우 저렴하다.In addition, the shrinkable food after drying has good hydration stability, no breakage of bioactive components, and excellent heat resistance, durability, and chemical resistance of the heating wire, so it is light in weight compared to metal and easy to handle. But also the productivity is excellent and the manufacturing cost is very low.
또한, 히팅 와이어의 치수 안정성이 탁월하고 수축팽창률이 개선되어 쉽게 단락되지 않으며, 전원을 인가했을 때 저항 발열 원리로 열이 발생하며 원적외선 방사와 항균 효과 및 전자파를 차폐하는 효과가 있다.In addition, the dimensional stability of the heating wire is excellent and the shrinkage expansion rate is improved, so that it is not easily short-circuited. When the power is applied, heat is generated due to the resistance heating principle, and there is an effect of shielding far-infrared rays radiation, antibacterial effect and electromagnetic waves.
도 1, 2는 본 발명에 따른 무금속, 무코팅 히팅 와이어를 이용한 식품 건조기의 구조를 도시한 정면도.
도 3은 본 발명에 따른 무금속, 무코팅 히팅 와이어 제조과정을 도시한 공정도.1 and 2 are front views showing the structure of a food drier using a metal-free, non-coated heating wire according to the present invention.
3 is a process diagram showing a process for manufacturing a metal-free, non-coated heating wire according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 무금속, 무코팅 히팅 와이어를 이용한 식품 건조기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a food dryer using a metal-free, non-coated heating wire according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1, 2는 본 발명에 따른 무금속, 무코팅 히팅 와이어를 이용한 식품 건조기의 구조를 도시한 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 무금속, 무코팅 히팅 와이어 제조과정을 도시한 공정도이다.1 and 2 are front views showing the structure of a food dryer using metal-free and non-coated heating wires according to the present invention, and FIG. 3 is a process diagram illustrating a process for manufacturing a metal-free and non-coated heating wire according to the present invention.
이들 도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무금속, 무코팅 히팅 와이어를 이용한 건조기(100)는 내부에 공간을 가지는 본체(10); 본체(10)에 설치되며 상부에 식품이 얹혀지고 다수의 통기공(21)을 형성한 트레이(20); 본체(10)에 설치되어 열을 발생시키는 히팅 와이어(30); 모터(41)에 의해 회전하여 히팅 와이어(30)로부터 발생한 열을 트레이(20)로 전달하는 팬(40); 으로 이루어진다.As shown in these drawings, a
상기 본체(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 내부에 공간을 가지며, 원형, 사각 등의 형상으로 이루어지고, 상부가 개방된 형태로 이루어진다. 또한, 본체(10)에는 제어부와 전기적으로 연결되는 디스플레이부, 다수의 조작 스위치, 버튼 등을 설치하여 디스플레이부를 통해 현재상태를 확인하고, 버튼을 통해 원하는 온도로 조절할 수 있도록 한다.As shown in FIG. 1, the
상기 트레이(20)는 식품이 얹혀지는 것으로, 소정의 높이를 가지는 틀 형태로 이루어지되, 바닥에 공기가 통할 수 있는 통기공(21)이 다수 형성된다. 이러한 트레이(20)는 여러개 구비하여 많은 식품을 종류별로 담을 수 있도록 한다.The
상기 트레이(20)는 본체(10)의 상부에 연속해서 얹혀지는 구조를 가지며, 트레이(20)의 하부에 확장된 단턱(22)을 형성하여 연속해서 포개어지며 적층되도록 한다. 그리고 뚜껑(50)을 구비하여 제일 상부에 위치한 트레이(20)를 덮어 이물질의 유입을 방지하면서 밀폐되도록 한다.The
상기 본체(10)는 도 2 에 도시된 바와 같이 박스 형태로 사방이 밀폐되고, 정면에 도어가 구비된 형태의 것이 이용될 수 있다. 이런 경우, 본체(10)의 양 측벽에 안착턱(11)을 수직 방향으로 여러 개 형성하여 전방으로부터 트레이(20)가 슬라이딩하며 삽입되어 안착턱(11)에 안착되도록 한다. 이런 본체(10)에 사용되는 트레이(20)는 가장자리에 외향 플랜지(23)를 형성하여 안착턱(11)에 안착되도록 함이 바람직하다. 이런 박스 형태의 본체(10)는 배면에 히팅 와이어(30) 및 팬(40)이 설치될 수 있음을 밝혀둔다. As shown in FIG. 2, the
상기 히팅 와이어(30)는 본체(10)의 하부에 구비되어 전기적으로 연결되며, 본체(10)의 크기 및 트레이(20)의 개 수에 따라 여러개 설치될 수 있다. The
그리고 본체(10)의 하부 중앙에는 모터(41)가 수직으로 구비되고 모터(41)의 축에는 팬(40)이 설치된다. A
따라서, 전원이 공급되면 모터(41)가 구동하여 팬(40)이 회전하고, 이와 동시에 히팅 와이어(30)의 발열이 시작되어 주변의 가온된 공기는 팬(40)에 의해 트레이(20)에 전달되어 각 트레이(20)에 담겨진 식품을 건조하게 된다. 이때, 각 트레이(20)는 통기공(21)을 통해 제일 상부에 위치한 트레이(20)까지 가온된 공기가 전달된다.Accordingly, when the power is supplied, the
상기 히팅 와이어(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 피마자유를 첨가하여 제조된 우레탄 특성의 아크릴계 음이온수지와 증류수를 혼합하여 아크릴계 음이온수지 분산액을 제조하는 제 1 단계와, CNT와 그라파이트를 교반하면서 상기 아크릴계 음이온수지 분산액을 분무하여 혼합하는 제 2 단계와, 상기 제 2 단계에 의해 혼합된 소재를 한 쌍의 압착롤 사이로 통과시켜 판상 형태로 펠렛화 하는 제 3 단계와, 상기 펠렛화한 소재에 카본 화이버와 고분자수지를 혼합하는 제 4 단계와, 상기 제 4 단계에 의해 혼합된 소재를 트윈 압출기로 공급하여 히팅 와이어를 성형하는 제 5 단계에 의해 제조된다. 3, the
상기 제 1 단계는 아크릴계 음이온수지 분산액을 제조하는 단계이다.The first step is a step of preparing an acrylic anion resin dispersion.
폴리에틸렌글리콜, 아크릴산, 벤젠, 황산을 교반기에서 충분히 교반하여 중간반응수지를 제조하고, 제조된 중간반응수지에 아크릴산, 아크릴로니트릴, 증류수, 과황산암모늄, 황화수소나트륨을 투입하여 우레탄 특성의 아크릴계 음이온수지를 제조한다.Acrylate, acrylonitrile, distilled water, ammonium persulfate and sodium hydrogen sulfide are added to the intermediate reaction resin to prepare an acrylic resin anion resin having an urethane property .
일반적으로 아크릴계 수지는 내열성이 낮은 단점을 가지는데, 피마자유를 추가로 첨가하면 아크릴계 수지의 내열성이 향상되고, 유연성이 부여되어 최종적으로 제조되는 히팅 와이어의 충격강도가 향상된다.In general, the acrylic resin has a disadvantage of low heat resistance. When the castor oil is further added, heat resistance of the acrylic resin is improved, flexibility is imparted, and the impact strength of the finally produced heating wire is improved.
제조된 우레탄 특성의 아크릴계 음이온수지와 증류수를 혼합하여 아크릴계 음이온수지 분산액을 제조한다. 여기서 아크릴계 음이온수지의 함량이 높을수록 분산액의 점도가 높아지는데, 분산액의 점도가 높을수록 분산액을 CNT에 분무할 때 CNT에 고르게 잘 분무되지 않고, 반대로 아크릴계 음이온수지의 함량이 낮아지면 분산액의 점도가 낮아져 CNT에 분무하기는 용이하지만 CNT와 혼합되는 아크릴계 음이온수지의 함량을 적당한 수준으로 조절하기 위해서는 분산액을 상대적으로 많이 분무해야 한다. 그러나 분산액을 많이 분무하면 분산액이 분무된 CNT가 과도하게 많은 수분을 함유하게 되므로 CNT를 펠렛화 하는 과정에서 상대적으로 많은 양의 수분을 증발시켜야 하므로 생산성이 저하되고 에너지도 많이 소요된다. 이러한 점들을 고려하여 아크릴계 음이온수지 5~10중량%와 증류수 90~95중량%를 혼합하여 아크릴계 음이온수지 분산액을 제조함이 바람직하다.An acrylic anion resin dispersion having a urethane property is mixed with distilled water to prepare an acrylic anion resin dispersion. The higher the content of the acrylic-based anion resin, the higher the viscosity of the dispersion. The higher the viscosity of the dispersion, the less uniformly sprayed on the CNT when the dispersion is sprayed on the CNT. On the contrary, if the content of the acrylic- It is easy to spray on CNT. However, in order to adjust the content of the acrylic anion resin mixed with CNT to an appropriate level, the dispersion must be sprayed relatively more. However, when the dispersion is sprayed a lot, the CNT sprayed with the dispersion contains excessive moisture, so that a relatively large amount of water must be evaporated in the process of pelletizing the CNT, so that the productivity is lowered and energy is also increased. Considering these points, it is preferable to prepare an acrylic-based anion resin dispersion by mixing 5-10 wt% of an acrylic-based anion resin and 90-95 wt% of distilled water.
상기 제 2 단계는 CNT와 그라파이트를 교반하면서 아크릴계 음이온수지 분산액을 분무하여 혼합하는 단계이다.The second step is a step of spraying and mixing an acrylic anion resin dispersion while stirring CNT and graphite.
교반기에서 CNT 18~25중량%와 그라파이트 5~15중량% 및 아크릴계 음이온수지의 고형분 0.6~1.44중량%가 되는 비율로 분무 후 혼합한다. 여기서 아크릴계 음이온수지가 고형분 기준으로 0.6중량% 미만으로 혼합되면 CNT 입자들 사이의 계면접착력이 상대적으로 약하기 때문에 후술하는 CNT를 펠렛화 하는 과정에서 CNT의 계면접착력이 저하되고, 수분 증발 후 CNT펠렛의 부피 축소효과도 저하된다.In a stirrer, the mixture is sprayed at a ratio of 18 to 25 wt% of CNT, 5 to 15 wt% of graphite, and 0.6 to 1.44 wt% of solid component of acrylic anion resin. When the acrylic anion resin is mixed in an amount of less than 0.6% by weight based on the solids content, the interfacial adhesion between the CNT particles is relatively weak, so that the interfacial adhesion of the CNT is lowered in the process of pelletizing the CNT described later. The volume reduction effect also deteriorates.
그리고 펠렛화 하는 과정에서 CNT 펠렛이 적절히 부서져야 CNT와 그라파이트 및 고분자수지와의 분산성이 향상되어 CNT가 고르게 잘 분산되는데, 아크릴계 음이온수지가 고형분 기준으로 1.44중량%를 초과하여 혼합되면 CNT 입자들 사이의 계면접착력이 과도하게 강해져서 펠렛화 하는 과정에서 CNT펠렛이 적절히 부서지지 않게 되므로 오히려 CNT의 분산성이 저하되는 결과가 초래된다.When CNT pellets are properly broken in the process of pelletization, the dispersibility of CNT, graphite and polymer resin is improved and the CNTs are uniformly dispersed. When the acrylic anion resin is mixed in an amount exceeding 1.44 wt% based on the solids content, The CNT pellets are not properly broken in the process of pelletizing, resulting in a deterioration of the dispersibility of CNTs.
한편, 분산액이 분무되면 CNT가 물을 흡수하여 CNT의 부피가 축소되고, 이에 따라 CNT의 겉보기밀도가 상승되는데, 이에 의해서도 CNT와 아크릴계 음이온수지의 분산성이 상승되는 효과를 얻게 된다.On the other hand, when the dispersion is sprayed, the CNT absorbs water to reduce the volume of the CNTs, thereby increasing the apparent density of the CNTs, thereby increasing the dispersibility of the CNTs and the acrylic anion resin.
CNT는 SWCNT(단중벽)와 MWCNT(다중벽)가 있으며, SWCNT의 사용시 물리적 특성과 기능적인 효과의 상승을 얻을 수도 있으나, SWCNT의 생산성과 경제성을 고려할 때 MWCNT를 사용하는 것이 바람직하며, MWCNT로 직경 5~20nm(나노미터), 길이 20~30㎛(마이크로미터)를 사용하고 그라파이트는 1~15㎛(마이크로미터)의 입자크기를 사용한다.CNT has SWCNT (single wall) and MWCNT (multiwall). When SWCNT is used, physical properties and functional effects can be increased. However, considering the productivity and economical efficiency of SWCNT, MWCNT is preferable and MWCNT A diameter of 5 to 20 nm (nanometer) and a length of 20 to 30 μm (micrometer) are used, and a graphite particle size of 1 to 15 μm (micrometer) is used.
상기 제 3 단계는 혼합된 소재를 한 쌍의 압착롤 사이를 통과시켜 판상 형태로 펠렛화 하는 단계이다.The third step is a step of pelletizing the mixed material in a plate form through a pair of press rolls.
상기 제 2 단계에 의해 혼합된 소재는 우레탄 특성의 아크릴계 음이온수지가 첨가되어 고분자수지의 분산성을 좋게 하고 한 쌍의 열 압착롤 사이를 통과시켜 판상 형태의 펠렛을 생산한다. 이때, 2개의 열 압착롤은 직경이 300mm, 길이 100mm로 온도는 200~250℃로 하며, 음이온수지에 수분(H20)을 증발시킬 수 있도록 RPM 3~5로 통과시켜 분당 300~400g이 되게 한다. 여기서 판상 펠렛의 겉보기 밀도는 0.3~0.4g/cc로 그라파이트의 이형특성으로 분산성이 우수하지만 CNT 단일소재는 0.2g/cc 이상이면 분산성에 문제가 있다. 또한, 겉보기 밀도가 0.3~0.4g/cc로 고분자수지와 컴파운딩 시 비산의 문제점이 없고 혼합 시 골고루 분산 가능하며 트윈 스크류 압출 시 호퍼에서 스크류 투입이 원활하게 된다. 여기서 RPM 속도가 3 이하가 되면 수분증발은 빠르게 될 수 있으나 겉보기 밀도가 O.4g/cc 이상이 되면 분산성의 이슈가 있을 수 있고 RPM 속도가 5 이상이면 수분증발량이 저하되어 고분자 수지의 물성변화를 줄 수 있다.The material mixed by the second step is added with an acryl-based anion resin having urethane properties to improve the dispersibility of the polymer resin and pass between the pair of thermocompression rolls to produce a plate-like pellet. At this time, the two thermocompression rolls are 300 mm in diameter and 100 mm in length, temperature is 200 to 250 ° C., and 300 to 400 g per minute is passed through RPM 3-5 to evaporate water (H 2 O) to the anion resin . Here, the apparent density of the plate-shaped pellets is 0.3 to 0.4 g / cc, which is excellent in dispersibility due to the mold-releasing property of graphite. However, when the CNT single material is 0.2 g / cc or more, there is a problem in dispersibility. In addition, it has an apparent density of 0.3 ~ 0.4 g / cc and it can disperse evenly when mixed with a polymer resin without compounding. It is possible to smoothly inject a screw into a hopper when a twin screw is extruded. If the RPM velocity is less than 3, the water evaporation can be accelerated. However, if the apparent density is more than 0.4 g / cc, there may be an issue of dispersion. If the RPM velocity is 5 or more, You can give.
상기 제 4 단계는 펠렛화한 소재에 카본 화이버와 고분자수지를 혼합하는 단계이다.The fourth step is a step of mixing the carbon fiber and the polymer resin into the pelletized material.
제 3 단계에 의해 펠렛화 된 소재에 카본 화이버 3~5중량%와 PP, PE, TPU, PVC 중 선택 1종 또는 2종의 고분자수지를 혼합하는 단계이다. 그리고 카본 화이버는 직경 5~8㎛, 길이 1~3mm를 사용한다.3 to 5% by weight of carbon fiber and one or two polymer resins selected from PP, PE, TPU and PVC are mixed with the pelletized material by the third step. The carbon fiber has a diameter of 5 to 8 μm and a length of 1 to 3 mm.
여기서 카본 화이버의 길이가 3mm 이상이면 혼합 시 분산성의 문제와 혼합 후 호퍼에서 트윈 스크류로 투입되는 부분에서 균일한 투입의 문제가 있을 수 있고 lmm 이하이면 카본 화이버 컷팅 시 작업성이 떨어질 수 있다.If the length of the carbon fiber is more than 3 mm, there may be a problem of dispersibility in mixing and a problem of uniform introduction in a portion injected from a hopper into a twin screw after mixing. When the length is less than 1 mm, workability in cutting carbon fibers may be deteriorated.
상기 제 5 단계는 제 4 단계에 의해 혼합된 소재를 트윈 압출기로 공급하여 와이어를 성형하는 단계이다.In the fifth step, the mixed material is fed to a twin extruder to form a wire.
싱글 압출기는 분산 및 컴파운딩 효과가 떨어지므로 트윈 압출기를 이용하되, 스크류 온도를 230~250℃로 하고, 다이스는 21O~220℃로 하여 생산하며, 다이스의 노즐 직경은 O.l~l0mm이다. 그리고 연신을 하게 되면 전기전도성이 나빠질 수 있으므로 무연신 와이어 생산을 한다. Since a single extruder has a low dispersion and compounding effect, a twin extruder is used, the screw temperature is set to 230 to 250 ° C, and the dies are produced at 21 to 220 ° C. The nozzle diameter of the die is 0.1 to 10 mm. If the wire is stretched, the electric conductivity may be deteriorated.
상기 제 5 단계 이후 우레탄 수축튜브로 히팅 와이어 표면을 감싸는 제 6 단계를 더 포함할 수 있다.And a sixth step of wrapping the surface of the heating wire with the urethane shrinking tube after the fifth step.
탄소계는 난연 특성을 가지며 상기와 같은 방법의 소재는 난연성이 Vl으로 난연 특성을 보강하고 절연특성의 안전성을 확보하기 위해 기존의 난연특성이 있는 우레탄 수축튜브를 사용하여 전원인가 시 절연되게 하고 난연 특성이 Vo가 되게 한다. 이중 압출기로 와이어 코어와 표면을 난연 소재로 동시에 압출하여 생산할 수도 있지만 일정한 길이로 절단을 하여 양쪽 끝의 (+ )극 (-)극의 전원을 결합할 때 이중압출기로 생산된 와이어는 와이어 코어와 표면이 붙어 있어 전원연결의 어려움이 발생될 수 있다.The carbon-based material has flame-retardant characteristics. The material of the above-mentioned method has a flame retardancy V1 to reinforce the flame-retardant property and to secure the insulation property, the urethane- Let the characteristic be Vo. Although the wire core and the surface can be produced by extruding simultaneously with the flame retardant by a double extruder, when the power is connected to the (+) and (-) poles at both ends by cutting to a certain length, The surface is attached, which may cause difficulty in power connection.
(비교 예 1)(Comparative Example 1)
상기와 같은 방법으로 제조된 히팅 와이어의 PP소재 수축률 실험은 표 1과 같다.Table 1 shows the shrinkage percentage of the PP material of the heating wire manufactured by the above method.
(%)PP
(%)
(%)CNT
(%)
(%)Graphite
(%)
(%)Anion resin
(%)
(Ω/□)Surface resistance
(Ω / □)
상기 데이터는 5회씩 측정한 평균치이며, 실험 1과 실험 2를 비교 시 CNT가 첨가되면 수축률은 개선되었음을 알 수 있다. 실험 2와 실험 3은 그라파이트보다는 카본 화이버 첨가 시 수축률이 많이 개선되었고, 실험 3과 실험 4 비교 시 침상구조의 CNT와 카본 화이버 함량이 많을수록 수축률은 더 좋은 결과를 얻을 수 있으며, 표면저항은 CNT의 함량이 많을수록 저 저항의 특성을 얻을 수 있었다.The data are the average values measured five times, and it can be seen that the shrinkage ratio is improved when CNT is added when the experiment 1 and the experiment 2 are compared. In Experiment 2 and Experiment 3, the shrinkage rate of carbon fiber was improved more than that of graphite. Compared to Experiment 3 and Experiment 4, the shrinkage rate was better as the content of CNT and carbon fiber in the needle structure was larger. The higher the content, the lower the resistance.
(비교 예 2)(Comparative Example 2)
비교 예 1에서 실험 2, 실험 3, 실험 4 데이터로 압출 와이어를 생산하여 일정시간이 경과 된 후 on / off 횟수에 따라 표면온도 변화의 측정은 표 2와 같다.Table 2 shows the measurement of the surface temperature change according to the number of on / off times after the elapse of a certain time after producing the extruded wire with the data of Experiment 2, Experiment 3 and Experiment 4 in Comparative Example 1.
2Experiment
2
3Experiment
3
4Experiment
4
DC12V인가(온도℃/전류A)With DC12V (temperature ℃ / current A)
실험조건은 히팅 와이어 굵기 4mm, 길이 100mm, 실내온도 18℃, 인가 전원 DC 12V이며, 온도측정시간은 인가 전원 20분 후 표면온도 측정 후 전원을 off 하여 히팅 와이어의 표면온도가 20분 동안 실내온도 18℃가 되게 하고 다시 전원을 인가하여 횟수로 체크하였다.The test conditions were as follows: heating wire thickness 4mm, length 100mm, room temperature 18 ℃, DC 12VDC,
상기 온도와 전류는 같은 방법으로 히팅 와이어를 교제한 후 5회씩 측정한 후 평균값이다.The temperature and the current are average values after 5 times of heating wire bonding after the same method.
상기 실험 비교 시 실험 2는 on/off 횟수가 많을수록 전류가 떨어지고 온도 특성도 나빠졌다. 즉 CNT는 PP소재의 수축 팽창률에 따라 단선이 되는 특성의 결과를 얻었고, 실험 3과 실험 4 비교 시 실험 3에서 카본 화이버의 수축률 개선으로 전류의 특성과 온도 특성이 다소 변화는 있었으나, 실험 2와 비교 시 우수한 특성을 보였으며, 실험 4의 경우는 전류의 변화없이 아주 우수한 결과를 얻을 수 있었다. 이것은 그라파이트 소재가 CNT 및 카본 화이버의 그물망 구조 사이에서 지속적인 연결구조를 유지시켜주는 결과였다.In Experiment 2, the current decreased and the temperature characteristic deteriorated as the number of on / off times increased. That is, CNT obtained the characteristic of disconnection according to the shrinkage expansion rate of PP material. In comparison with Experiment 3 and Experiment 4, the characteristics of current and temperature characteristic were slightly changed due to improvement of shrinkage ratio of carbon fiber in Experiment 3, In the case of Experiment 4, excellent results were obtained without changing the current. This was a result of the graphite material maintaining a continuous connection structure between the network structure of CNTs and carbon fibers.
실험 4의 데이터로 시험방법 KFIA-FI-1005(적외선 분광광도계에 의한 방사율 및 방사에너지 측정방법)로 30mm*30mm*lOmm(두께) 시편을 제조하여 원적외선 실험결과 표 3과 같았다.30 mm * 30 mm * 10 mm (thickness) specimen was prepared by the test method KFIA-FI-1005 (method of measuring the emissivity and radiant energy by infrared spectrophotometer).
6Experiment
6
상기와 같이 온도 60℃ 에서 90%의 방사율 효과를 얻을 수 있었다.As described above, a 90% emissivity effect was obtained at a temperature of 60 占 폚.
이와 같은 방법에 의해 제조된 히팅 와이어가 설치된 식품 건조기는 저열량 건조로 색상, 품비, 식감 등이 우수하고, 원적외선 파장에 의해 겉과 속이 일정하게 건조되며, 식품의 건조시간이 단축된다. 또한, 건조 후 수축된 식품에 수화 복원성이 좋고, 생물활성 성분에 파괴가 없으며, 히팅 와이어가 내한성, 내구성, 내화학성이 우수하면서 금속에 비해 무게가 매우 가벼워 취급이 용이하고, 저 전압에서도 발열 가능함은 물론 생산성이 우수하고 제조비가 매우 저렴하다. 그뿐만 아니라 히팅 와이어의 치수 안정성이 탁월하고 수축팽창률이 개선되어 쉽게 단락되지 않아 본체의 형상에 맞추어 휘어서 설치 가능하고, 협소한 공간에서 설치 가능하다. 또한, 전원을 인가했을 때 저항 발열 원리로 열이 발생하며 원적외선 방사와 항균 효과 및 전자파를 차폐하는 효과가 있다.The food drier equipped with the heating wire manufactured by this method is excellent in color, size, and texture by drying with a low calorie amount, and the inside and outside of the food is dried constantly by the far infrared rays, and the drying time of the food is shortened. In addition, the shrinkable food after drying has good hydration stability, no breakage of bioactive components, and excellent heat resistance, durability, and chemical resistance of the heating wire, so it is light in weight compared to metal and easy to handle. But also the productivity is excellent and the manufacturing cost is very low. In addition, the dimensional stability of the heating wire is excellent and the shrinkage expansion rate is improved, so that it is not easily short-circuited, so that it can be installed in a narrow space according to the shape of the main body. In addition, when power is applied, heat is generated due to the principle of resistance heating, and there is an effect of shielding far-infrared radiation, antibacterial effect and electromagnetic wave.
100 : 건조기 10 : 본체
11 : 안착턱 20 : 트레이
21 : 통기공 22 : 단턱
23 : 외향 플랜지 30 : 히팅 와이어
40 : 팬 41 : 모터
50 : 뚜껑100: dryer 10: main body
11: seating chin 20: tray
21: vent hole 22: step
23: outward flange 30: heating wire
40: fan 41: motor
50: Lid
Claims (5)
상기 히팅 와이어는 피마자유를 첨가하여 제조된 우레탄 특성의 아크릴계 음이온수지와 증류수를 혼합하여 아크릴계 음이온수지 분산액을 제조하고, CNT와 그라파이트를 교반하면서 상기 아크릴계 음이온수지 분산액을 분무하여 혼합하며, 상기 혼합된 소재를 한 쌍의 압착롤 사이로 통과시켜 판상 형태로 펠렛화하고, 상기 펠렛화한 소재에 카본 화이버와 고분자수지를 혼합하여 압출기를 통해 압출 성형된 것이며,
상기 CNT는 18~25중량%, 그라파이트는 5~15중량%이고, 아크릴계 음이온수지 분산액은 0.6~1.44중량%(고형분 기준)이며, 상기 카본 화이버는 3~5중량%, 고분자수지는 PP, PE, TPU, PVC 중 선택 1종 또는 2종으로 73.4~53.56중량%로 제조되고,
상기 카본 화이버는 직경이 5~8㎛이고, 길이는 1~3mm임을 특징으로 하는 무금속, 무코팅 히팅 와이어를 이용한 식품 건조기.
A body 10 having an interior space and an open top; And a plurality of ventilation holes 21 formed at the bottom thereof so as to allow food to be contained therein. The stepped portion 22 is formed with an extended step 22 at a lower portion thereof, A tray (20) stacked on the tray; A lid 50 covering the uppermost tray 20 to prevent foreign matter from entering; A heating wire (30) wrapped in a urethane shrinking tube and provided at a lower portion of the main body (10) to generate heat; A fan 40 which is rotated by the motor 41 to transfer heat generated from the heating wire 30 to the tray 20; A food dryer comprising:
The heating wire may be prepared by mixing acrylate anion resin having urethane properties prepared by adding castor oil and distilled water to prepare an acrylic anion resin dispersion, spraying and mixing the acrylate anion resin dispersion while stirring CNT and graphite, The material is extruded through an extruder by passing through a pair of compression rolls to form a pellet in the form of a plate, mixing the carbon fiber and the polymer resin in the pelletized material,
Wherein the carbon-fiber is 3 to 5% by weight, the polymeric resin is PP, PE (polyethylene terephthalate), or a mixture thereof. , TPU, and PVC, which are selected from the group consisting of 73.4 to 53.56% by weight,
Wherein the carbon fiber has a diameter of 5 to 8 탆 and a length of 1 to 3 mm.
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| KR (1) | KR101889348B1 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101666884B1 (en) * | 2016-03-02 | 2016-10-17 | 에콜바이오텍(주) | Manufacturing method of metal-free CNT Composite materials having excellent electromagnetic wave shielging and electric resistance, CNT Composite materials, product manufactured thereby |
| KR101666881B1 (en) | 2016-03-02 | 2016-10-24 | 에콜바이오텍(주) | Manufacturing method of metal-free CNT Composite materials having excellent chemical resistance and electric resistance, CNT pellet used the same that, product manufactured thereby |
| KR101688880B1 (en) * | 2016-03-08 | 2016-12-23 | 주식회사 가남 | High-efficiency heat dissipation material for solar inverters and manufacturing method of the same |
-
2017
- 2017-04-24 KR KR1020170052054A patent/KR101889348B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
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