KR20100123089A - 제빙 용기 및 이의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 하나 이상의 제빙을 위한 물을 수용하는 캐비티를 형성하는 제빙 용기에 있어서, 상기 제빙 용기의 내측 면에 소수성을 가지는 비젖음층이 형성되는 것을 특징으로 하는 제빙 용기에 관한 것이다.

냉장고, 제빙, 얼음, 용기

Description

제빙 용기 및 이의 제조 방법 {Iec tray and method for manufacturing the same}

본 발명은 제빙 용기 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉장고는 도어에 의해 차폐되는 내부의 저장공간에 음식물을 저온 저장할 수 있도록 하는 가전 기기로서, 냉동사이클을 순환하는 냉매와의 열교환을 통해 발생하는 냉기를 이용하여 저장공간의 내부를 냉각함으로써 저장된 음식물들을 최적상태로 보관할 수 있도록 구성된다.

이와 같은 냉장고는 식생활의 변화 및 제품의 고급화의 추세에 따라 점차 대형화 다기능화되고 있는 추세이며, 사용자의 편의를 고려한 다양한 구조 및 편의장치를 구비한 냉장고가 출시되고 있다.

그리고, 사용자의 편의를 위해 냉장고 내부에는 얼음을 만들도 저장하기 위한 제빙장치가 제공된다. 일반적으로 제빙장치는 주로 냉동실의 내부에 구비될 수 있으며, 다양한 형태를 가지도록 구성된다.

이와 같은 제빙장치는 통상 이빙을 위해, 히터를 가동시킨 후 이젝터를 회전시켜 얼음을 취출하거나, 얼음이 만들어지는 아이스트레이를 회전시킨 후 뒤틀리도 록 하여 얼음을 취출하는 구조를 가진다.

본 발명의 목적은, 제빙 용기의 내측 면에 소수성을 가지는 비젖음층이 형성되어 제빙 용기로부터 얼음을 용이하게 분리할 수 있는 제빙 용기를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 제빙 용기의 내측 면에 소수성을 가지는 비젖음층을 형성하여 제빙 용기로부터 얼음을 용이하게 분리할 수 있는 제빙 용기의 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 용기는, 적어도 하나 이상의 제빙을 위한 물을 수용하는 캐비티를 형성하는 제빙 용기에 있어서, 상기 제빙 용기의 내측 면에 소수성을 가지는 비젖음층이 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 제빙 용기 제조 방법은, 적어도 하나의 얼음 형상부를 구비하는 금속 기재를 준비하는 단계(ST10); 상기 금속 기재를 양극 산화 가공하여 상기 얼음 형상부의 외면에 미세 홀을 형성하는 단계(ST40); 상기 얼음 형상부의 외면에 비젖음성 물질을 코팅하여 상기 얼음 형상부 외면에 미세 홀에 대응하는 음극 복제 구조물을 형성하는 단계(ST50); 상기 음극 복제 구조물의 외면을 감싸도록 제빙 용기 틀을 형성하는 단계(ST60); 및 상기 음극 복제 구조물과 상기 제빙 용기 틀로부터 상기 금속 기재를 제거하는 단계(ST70)를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 제빙 용기의 표면에는 소수성을 가지는 비젖음층이 형성된다.

따라서, 제빙 완료후 상기 제빙 용기로부터 얼음을 이빙하는 과정에서 얼음의 표면과 제빙 용기의 표면이 서로 떨어질 수 있도록 가열하거나 과도한 물리적 에너지를 가하지 않고도 용이하게 얼음을 제빙 용기로 부터 분리할 수 있게 된다.

따라서, 제빙장치의 구성을 보다 간결하게 할 수 있음은 물론 냉각 효율을 저하시킬 뿐만 아니라 제빙 작업의 효율을 떨어뜨릴 수 있는 히터의 삭제로 냉각 효율과 제빙 작업 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 제빙 용기의 제조 방법에 의하면, 내측 표면이 소수성을 띠는 제빙 용기를 제조하여, 상기 제빙 용기로부터 얼음 제조 후에 중력만을 이용하여 얼음을 쉽게 분리할 수 있다.

따라서, 얼음을 분리하기 위한 별도의 에너지 공급이 요구되지 않아 에너지 소모를 줄일 수 있으며 이를 위한 불필요한 작업을 수행하지 않게 되므로 소비전력의 향상을 기대할 수 있게 된다.

본 발명에서는 제빙 용기의 형상을 고려한 금속 기재를 사용하고, 제빙 용기가 형성될 부분에 대응하여 금속 기재 본체에 금속막, 양극 산화층, 비젖음층, 및 제빙 용기 틀을 형성함으로써, 제빙 용기의 형상을 용이하게 형성할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. 그러나 본 발명은 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으 며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 냉장고 도어에 제빙장치가 장착된 부분 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 제빙 용기의 사시도이다. 그리고, 도 3은 도 1의 A-A'단면을 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 냉장고(1)는 케비넷(2)의 내부에 음식물의 저장을 위한 저장공간이 형성되며, 상기 저장공간은 도어(3)에 의해 선택적으로 차폐된다.

상기 케비넷(2) 내부의 저장공간은 필요에 따라 적어도 하나 이상으로 구획되어 냉장실과 냉동실을 형성하며, 상기 도어(3)는 냉장실과 냉동실 각각을 차폐할 수 있도록 구성된다.

그리고, 상기 도어(3)의 배면에는 제빙장치(100)가 장착된다. 이때, 상기 도어(3)가 냉장실 도어인 경우, 상기 제빙장치(100)는 상기 도어(3)에 제공되는 단열공간인 제빙실의 내측에 수용되고, 제빙작업을 위한 냉기를 별도 덕트에 의해 공급받을 수 있도록 구성된다.

반면에, 상기 도어(3)가 냉동실 도어인 경우에는 상기 제빙장치(100)는 냉동실 측으로 노출되며, 냉동실 내부로 공급되는 냉기에 의해 제빙작업을 수행할 수 있게 된다. 본 발명의 실시예에서는 제빙장치(100)가 냉동실 도어에 장착된 것을 예를 들어 설명하기로 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아님은 밝혀 둔다. 그리고, 이하에서 설명되는 제빙장치(100)는 도어(3) 뿐만 아니라 저장공간을 형성 하는 고내측에 구비될 수도 있다.

상기 제빙장치(100)는 전체적으로 제빙 용기(110)와 구동부(120)로 구성된다. 상기 제빙 용기(110)는 얼음을 만들기 위한 물을 수용하는 것으로, 다수의 격벽(112)에 의해 구획된 다수의 케비티(114)를 가지도록 형성되어 다수개의 얼음을 한번에 만들 수 있도록 형성된다.

상기 제빙 용기(110)는 알루미늄과 같은 금속소재로 형성될 수 있으며, 필요에 따라서는 플라스틱소재로 형성될 수 있다.

상기 제빙 용기(110)는 상기 도어(3)의 배면에 직접 장착될 수 있도록 장착부(116)가 형성될 수 있으며, 필요에 따라서는 제빙 용기(110)에 별도의 장착부(116)가 결합되도록 구성될 수도 있다.

상기 제빙 용기(110)의 일 측방에는 급수부(118)가 형성된다. 상기 급수부(118)는 제빙을 위한 물을 공급받기 위한 것으로, 상기 제빙 용기(110)의 각 케비티(114)로 물이 공급될 수 있도록 형성된다. 또한, 상기 급수부(118)는 상기 제빙 용기(110)에서의 제빙 상태에 따라 선택적인 물공급이 가능하도록 구성된다.

그리고, 상기 급수부(118)는 상기 도어(3)의 힌지측과 가까운 쪽에 위치하게 되며, 상기 힌지를 통해 급수를 위한 배관이 제공되는 경우 급수가 용이할 수 있도록 구성된다.

상기 제빙 용기(110)의 다른 측방에는 구동부(120)가 구비된다. 상기 구동부(120)는 상기 제빙 용기(110)에서 만들어진 얼음을 상기 제빙 용기(110)로 부터 이빙시키기 위한 이젝터(130)를 회전 시킬 수 있는 동력을 제공하는 것으로, 전기모터와 다수의 기어로 구성된다.

그리고, 상기 구동부(120)에는 이젝터(130)가 회전 가능하게 연결되며, 상기 이젝터(130)에는 이젝터 핀(132)이 연장 형성되어 상기 각각의 케비티(114)에 제빙된 얼음을 상기 제빙 용기(110) 밖으로 이빙 할 수 있도록 구성된다.

한편, 제빙 용기(110)에는 얼음이 저장되는 아이스뱅크(150) 내부의 얼음이 가득 차 있는 상태 인지를 감지하기 위한 검빙레버(140)가 회동 가능하게 제공된다. 그리고, 상기 검빙레버(140)는 만빙 감지시 상기 구동부(120)의 동작을 제한하여 얼음의 취출작업이 수행되지 않도록 할 수 있도록 구성된다.

그리고, 상기 제빙 용기(110)의 전단부에는 상기 이젝터(130)의 회전축 방향으로 경사지게 연장되어, 얼음의 취출시 얼음이 미끄러져 외부로 취출될 수 있도록 안내하는 스트리퍼(160)가 더 구비된다.

그리고, 상기 제빙 용기(110)에는 제빙작업 중 상기 케비티 내부의 물이 넘쳐 흐르지 않도록 하는 물넘침 방지판(170)이 더 구비될 수 있다.

한편, 상기 제빙 용기(110)의 내측면에는 비젖음층(226)이 더 형성된다. 상기 비젖음층(226)은 상기 제빙 용기(110)에서 제빙되는 얼음이 제빙 용기(110)의 표면과 협착되지 않도록 하는 것으로, 제빙된 얼음의 취출을 용이하게 하기 위해서 형성된다.

상세히, 제빙을 위해 물이 수용되는 상기 제빙 용기(110)의 케비티(114) 내측면 즉, 제빙 용기(110)의 내측면과 각 격벽(112)의 양측면에는, 소수성을 가지는 비젖음층(226)이 형성된다. 상기 비젖음층(226)은 나노 스케일을 가지는 다수의 미 세 기둥 또는 홈 형상에 의해 형성된다. 그리고, 상기 비젖음층(226)은 상기한 미세 기둥 또는 홈의 종횡비가 크게 될 경우 젖음성이 최소화된 소수성 표면으로 형성된다.

이때, 상기 미세 기둥 또는 홈은 상기 케비티(114) 내에 수용되는 액체(물)와의 접촉각이 160°이상이 되도록 형성되며, 종횡비는 대략 100 내지 1900의 범위를 가지도록 형성되어 상기 제빙 용기(110)의 내측면이 극소수성을 가질 수 있게 된다.

이하, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 제빙장치의 작동을 도 1내지 도 3을 참조하여 살펴보기로 한다.

도면을 참조하면, 상기 도어(3)가 닫힌 상태에서 제빙을 위해서는 상기 급수부(118)를 통해 상기 제빙 용기(110)의 각 케비티(114) 내측에 물이 공급된다. 상기 각각의 케비티(114) 내측에 물이 일정 수위 이상 수용되면, 상기 급수부(118)를 통한 물공급이 중단된다.

그리고, 상기 냉동실 내부오 공급되는 냉기에 의해 상기 제빙 용기(110) 내측의 물은 제빙되어 얼음이 된다. 일정시간 경과 후 상기 제빙 용기(110) 내측의 물이 완전히 얼어 얼음의 생성이 완료되면, 얼음을 상기 제빙 용기(110)의 케비티(114) 내측에서 분리하여 이빙 시키게 된다.

이때, 상기 제빙 용기(110)의 내측에 형성된 얼음은 상기 비젖음층(226)과 접하고 있는 상태로, 상기 비젖음층(226)을 형성하는 다수의 미세 돌기 또는 홈의 종횡비에 의해 상기 제빙 용기(110)의 내측면과 부분적으로 들러붙게 되어 다수의 군락을 형성하여 마이크로 스케일의 굴곡을 형성하게 된다.

이와 같은 상태에서 상기 구동부(120)의 구동에 의해 상기 이젝터(130)가 회전하게 되면, 상기 이젝터 핀(132)은 상기 제빙 용기(110) 내부의 얼음을 밀어올여 상기 제빙 용기(110)로 부터 얼음을 분리할 수 있게 된다. 그리고, 분리된 얼음은 상기 스트리퍼를 통해서 미끄러지게 되어 아이스뱅크의 내측에 수용된다.

그리고, 전술한 바와 같은 제빙 및 이빙작업이 연속적으로 수행되면, 상기 아이스뱅크(150) 내부에 저장되는 얼음의 양이 증가하게 되며, 상기 아이스뱅크(150) 내부에 일정량 이상의 얼음이 저장되면, 상기 검빙레버(140)에 의해 만빙이 감지되어 상기 구동부(120)의 동작을 제한하게 된다.

이처럼, 본 실시예에 의한 제빙장치(100)에서는 제빙 완료된 얼음의 이빙을 위해서 별도의 히터와 같은 발열수단을 구비하지 않고 상기 이젝터(130)의 회전 동작 만으로 얼음을 상시 제빙 용기(110)로부터 분리하여 이빙할 수 있게 된다. 이는 상기 제빙 용기(110) 표면에 형성된 극소수성의 비젖음층(226)에 의해 가능하게 된다.

한편, 본 발명에 의한 제빙장치(100)는 전술한 실시예 외에도 다양한 실시예가 가능할 것이다. 즉, 본 발명에 의한 제빙장치(100)는 상기 이젝터(130)의 회전에 의해 이빙되는 제빙장치(100) 뿐만 아니라 제빙 용기(110) 자체의 회전에 의해 이빙되는 제빙장치(100)에도 적용 가능할 것이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 제빙장치의 사시도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 제빙 용기의 사시도이다. 그리고, 도 6은 도 5의 B-B'단 면을 도시한 단면도이다.

도 4내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 제빙장치(200)는 전체적으로 프레임(210)과 제빙 용기(220)를 포함하여 구성된다.

상기 프레임(210)은 냉장고 도어의 배면에 장착되는 것으로, 아래에서 상세하게 설명할 제빙 용기(220)가 회전 가능한 상태로 장착될 수 있도록 구성된다.

상세히, 상기 프레임(210)에는 상기 프레임(210)이 상기 도어의 배면을 형성하는 도어라이너(미도시)에 고정 장착될 수 있도록 하는 장착부(212)가 형성되며, 제빙 용기(220)의 양측단과 축결합될 수 있도록 형성된다.

그리고, 상기 프레임(210)의 일측방에는 상기 제빙 용기(220)를 회전시키기 위한 동력을 제공하는 구동부(230)가 형성된다. 상기 구동부(230)에는 전기모터(미도시)와 적어도 하나 이상의 기어(미도시)가 구비되며, 상기 기어는 상기 제빙 용기(220)의 회전축과 연결되어 상기 전기모터의 회전에 의해 상기 제빙 용기(220)가 회전 될 수 있도록 구성된다.

또한, 상기 프레임(210)에는 상기 제빙 용기(220)의 상방에 배치되어 상기 제빙 용기(220) 둘레로 물이 넘치는 것을 방지하는 물넘침 방지 커버(240)가 더 구비될 수 있다.

상기 물넘침 방지 커버(240)는 상방으로 개구되도록 형성되며, 상기 제빙장치(200)의 상방에 제공되는 물탱크(미도시)에서 공급되는 물이 제빙 용기(220)로 공급될 수 있도록 구성된다.

물론 상기 제빙장치(200)는 상기 도어외에 상기 케비넷 내부의 저장공간에 제공될 수도 있으며, 하나의 프레임(210)에 다수의 제빙장치(200)가 상하 또는 좌우로 다수개 배치될 수도 있을 것이다.

한편, 상기 제빙 용기(220)는 얼음을 만들기 위한 물을 수용하는 것으로, 금속 또는 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제빙 용기(220)의 양측 중앙에는 측방으로 돌출되는 회전축이 구비되며, 상기 회전축은 상기 프레임(210)의 양측에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 이때, 상기 구동부(230)와 인접한 회전축은 상기 구동부(230) 내측의 모터와 연동하여 회전 될 수 있도록 구성된다.

상기 제빙 용기(220)는 격벽(222)에 의해 다수의 케비티(224)로 구획되어 형성된다. 상기 케비티(224)는 얼음을 성형하기 위해 물이 수용되는 공간으로, 다수개가 일렬 또는 이열 이상으로 연속하여 형성될 수 있다.

그리고, 상기 케비티(224)는 상방으로 개구된 육면체 모양으로 형성될 수 있으며, 제빙되는 얼음의 형상에 따라 다양한 다각형 형상 또는 반구 형상 등 다양하게 형성될 수 있을 것이다.

한편, 상기 케비티(224)의 내측면 또는 상기 제빙 용기(220)의 상면에는 비젖음층(226)이 형성된다. 상기 비젖음층(226)은 상기 제빙 용기(220)에서 제빙된 얼음이 상기 제빙 용기(220)의 표면과 협착되지 않도록 하는 것으로, 소수성을 가지도록 형성된다.

상기 비젖음층(226)의 상세한 구조 및 그 형상은 전술한 실시예와 동일하며, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

따라서, 상기 제빙 용기(220)에 공급된 물이 얼어 제빙 완료되면, 상기 구동 부(230)의 동작에 의해 상기 제빙 용기(220)는 180°회전 하게 된다. 이때, 상기 케비티(224) 내부에 각각 형성된 얼음들은 상기 제빙 용기(220)의 표면과 서로 들러붙은 상태가 아니므로 상기 제빙 용기(220)의 회전시 중력에 의해 하방으로 낙하하여 상기 제빙 용기(220)로 부터 이빙된다.

상기 제빙장치(200)의 하방에는 아이스뱅크가 제공될 수 있으며, 상기 아이스뱅크에 상기 제빙장치(200)에서 이빙되는 얼음들이 저장될 수 있게 된다.

이하에서는 본 발명의 실시예들에 따른 제빙 용기의 제조방법에 관하여 도면을 참고하여 설명한다. 이하에서 설명되는 제빙 용기는 설명과 이해의 편의를 위해 전술한 다른 실시예의 제빙 용기를 기준으로 설명하는 것일 뿐 본 발명은 다른 제빙 용기에도 적용 가능함을 미리 밝혀 둔다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 용기의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 제조 방법은, 금속 기재 본체를 준비하는 단계(ST10), 금속 기재 본체에 금속막을 형성하여 금속 기재를 형성하는 단계(ST20), 금속막에 미세 요철을 형성하는 단계(ST30), 금속막에 양극 산화층을 형성하는 단계(ST40), 양극 산화층에 비젖음층을 형성하는 단계(ST50), 제빙 용기 틀을 형성하는 단계(ST60), 및 금속 기재를 제거하는 단계(ST70)를 포함한다. 이러한 각 단계를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 용기의 제조 방법에 사용되는 금속 기재 본체의 정면 사시도이고, 도 8b는 도 8a의 금속 기재 본체의 배면 사시도이 다. 도 9a 내지 도 9g는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 용기의 제조 방법의 각 단계를 도 8a의 C-C' 선을 기준으로 도시한 개략도들이다.

도 8a, 도 8b 및 도 9a에 도시된 바와 같이, 기판(310a)과, 상기 기판(310a)에 형성되는 복수의 얼음 형상부(310b)를 포함하는 금속 기재 본체(310)를 준비한다(ST10). 여기서 얼음 형상부(310b)라 함은 제빙 용기(220)에 의해 형성될 얼음의 형상에 대응하는 형상을 가지는 부분으로, 제빙 용기(220)의 케비티(224) 형상을 형성하게 된다.

본 실시예에서는, 일례로 얼음이 실질적인 육면체 형상을 가질 수 있도록 상기 얼음 형상부(310b)가 실질적인 육면체 형상으로 형성되었으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 따라서 상기 얼음 형상부(310b)는 제빙되는 얼음의 형상에 대응여 다양한 형상을 가질 수 있다. 그리고 본 실시예에서는 상기 기판(310a)에 복수의 얼음 형상부(310b)가 형성된 것을 일례로 하였으나, 적어도 하나의 얼음 형상부(310b)만을 구비하여 제빙 용기로서 기능할 수 있으면 본 발명이 적용될 수 있다.

본 실시예에서는, 사전 준비 작업으로서, 과염소산(perchloric acid)과 에탄올(ethanol)을 일정 비율(일례로 1:4)로 혼합한 용액에 상기 금속 기재 본체(310)를 담근 후, 전해 연마(electropolishing)하여 상기 금속 기재 본체(310)의 표면을 평탄화할 수 있다.

이어서, 도 9b에 도시된 바와 같이, 상기 금속 기재 본체(310)의 일면(312a), 즉 상기 얼음 형상부(310b)와 상기 기판(310a)에서 상기 얼음 형상 부(310b)가 형성되는 면에 금속막(314)을 형성하여 금속 기재(300)를 형성한다(ST20).

상기 금속막(314)은 상기 금속 기재 본체(310)를 금속 용융액에 담군 후 꺼내어 건조 경화하는 것에 의해 형성될 수 있다. 그리고, 상기 금속 기재 본체(310)가 금속 용융액에 담기는 시간과 상기 금속 기재 본체(310)의 표면 마찰력과 같은 여러 조건에 따라 코팅되는 상기 금속막(314)의 두께가 달라질 수 있다.

한편, 상기 금속막(314)은 상기 얼음 형상부(310b)가 형성된 면에만 형성되도록 금속 용융액 내에서 금속 기재 본체(310)의 위치를 조절할 수 있다. 또는, 금속 기재 본체(310)의 전체면에 금속막을 코팅한 후 얼음 형상부(310b)가 형성되지 않은 면(312b)의 코팅을 제거할 수도 있다.

또한, 상기 금속막(314)은 금속 포일(foil)과 같이 성형된 후 상기 금속 기재 본체(310)의 상기 얼음 형상부(310b)가 형성된 면에 부착하여 형성될 수 있다. 금속 포일을 부착할 때는 금속 기재 본체(310)와 금속막(314) 사이로 공기가 유입되지 않도록 금속 포일을 순차적으로 압착할 수 있다.

이때, 상기 금속막(314)은 양극 산화에 의해 쉽게 미세 홀이 형성되는 성질을 가지는 알루미늄으로 이루어질 수 있다.

이어서, 도 9c에 도시된 바와 같이, 상기 금속 기재(300)에 미세 입자를 분사시켜 미세 요철(316)을 형성한다(ST30). 이러한 미세 요철(316)은 도 10에 도시된 입자 분사기(10)를 이용하여 미세 입자(11)를 상기 금속 기재(300)에 분사하여 형성될 수 있다. 입자 분사기(10)에 의해 미세 입자(11)가 임의의 속도와 압력으로 상기 금속 기재(300)의 금속막(314)에 충돌되고, 상기 미세 입자(11)의 충격 에너지에 의해 상기 금속막(314)에 미세 요철(316)이 형성된다.

상기 미세 요철(316)은 요(凹)부의 깊이, 철(凸)부의 깊이, 또는 철부 사이의 간격으로 그 크기를 판단한다. 상기 미세 요철(316)의 크기는 미세 입자(11)의 분사 속도, 분사 압력, 및 크기에 따라 달라진다. 즉, 이러한 요소들을 사전에 설정 적용함으로써 적절한 크기의 상기 미세 요철(316)을 형성할 수 있다.

본 실시예에서 입자 분사기(10)는 일례로 모래 입자를 분사하는 샌드 블라이터이다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니며 금속구와 같은 미세 입자를 분사하는 입자 분사기(10)가 적용될 수도 있다.

이어서, 도 9d에 도시된 바와 같이, 상기 금속 기재(300)에 양극 산화 가공(anodizing)을 하여 상기 금속막(314)의 외면에 미세 홀이 형성된 양극 산화층(320)을 형성한다(ST40). 이러한 양극 산화 단계를 도 11 및 도 12를 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.

도 11는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 용기의 제조 방법에서 양극 산화층을 형성하는 단계에 사용되는 양극 산화 장치의 개략도이고, 도 12는 미세 홀이 형성된 양극 산화층을 도시한 도면이다.

본 실시예의 양극 산화 장치(20)의 양극 산화용 본체(21)의 내부 수용 공간에는 전해질 용액(23)(일례로 0.3M 옥살산 C₂H₂O₄ 또는 인산)이 일정량 채워지고, 이 전해질 용액(23)에 상기 금속 기재(300)가 담겨진다.

상기 양극 산화 장치(20)는 전원 공급부(25)를 구비하는데, 상기 전원 공급부(25)의 양극 및 음극 중 어느 하나에 상기 금속 기재(300)가 연결되고, 상기 전원 공급부(25)의 양극 및 음극 중 나머지 하나에 다른 금속 기재(26)가 연결된다. 본 실시예에서 다른 금속 기재(26)는 일례로 백금 소재로 이루어질 수 있다. 그러나 다른 금속 기재(26)는 전원 인가가 가능한 전도체로 이루어지면 족하며, 본 발명이 그 구성 물질에 한정되는 것은 아니다.

일례로, 상기 금속 기재(300)와 다른 금속 기재(26)를 설정된 거리(일례로 50 mm)로 유지된 상태로 설치하고, 상기 전원 공급부(25)가 상기 금속 기재(300)와 다른 금속 기재(26)에 설정된 정전압(일례로 60V)을 인가한다. 이때, 상기 전해질 용액(23)을 일정 온도(일례로 15℃)로 유지하면서, 용액 농도의 국부적인 편향을 박기 위하여 교반기(stirrer)로 교반시킨다. 그러면, 상기 금속 기재(300)의 표면에 양극 산화층(320)으로서 알루미나가 형성된다. 상기 양극 산화층(320)이 형성된 상기 금속 기재(300)를 전해질 용액(23)으로부터 꺼내어, 탈 이온 수에서 세척(일례로 약 15분간)한 후 설정된 온도(일례로 60℃)의 오븐에서 일정 시간(일례로 약 1시간) 동안 건조한다. 그러면, 상기 금속 기재(300)의 양극 산화층(320)에는 도 6에 도시된 바와 같이 나노 미터 수준의 직경을 가지는 미세홀(321)이 형성된다.

이어서, 도 9e에 도시된 바와 같이, 양극 산화층(320)에 비젖음성 물질을 코팅하여 미세홀(321)에 대응하는 음극 복제 구조물에 의해 형성되는 비젖음층(226)을 형성한다(ST50). 이러한 비젖음층 형성 단계(ST50)를 도 13 및 도 14를 참조하여 좀더 상세하게 설명한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 용기의 제조 방법에 사용되는 음극 복제 장치를 나타낸 개략도이고, 도 14는 도 13의 D-D' 선에 따른 음극 복제 장치의 단면도이다.

음극 복제 장치(30)는, 음극 복제용 본체(31)와, 상기 음극 복제용 본체(31) 내에 일정한 수용 공간을 갖는 수용부(32), 상기 수용부(32)에 수용되는 비젖음성 용액(33), 상기 음극 복제용 본체(31)의 측면을 따라 마련되어 상기 수용부(32)의 비젖음성 고분자 용액(33)이 고체화되도록 응고시키는 냉각부(34)를 구비한다.

상기 양극 산화층(320)이 형성된 상기 금속 기재(300)가 비젖음성 용액(33)에 담겨지면, 상기 금속 기재(300)의 양극 산화층(320)에 비젖음성 물질이 코팅되어 비젖음성 물질층이 형성된다. 즉, 비젖음성 용액(33)이 상기 양극 산화층(320)의 미세홀(321)에 주입되고, 상기 음극 복제 장치(30)의 냉각부(34)가 작동되어 상기 금속 기재(300) 주위에 접하는 비젖음성 물질이 응고된다.

이와 같이 본 실시예에서는 상기 양극 산화층(320)의 외면에 비젖음성 물질을 코팅시킴으로써 미세홀(321)에 대응하는 음극의 형상 표면을 갖는 음극 복제 구조물에 의해 형성되는 비젖음층(226)을 형성한다. 상기 비젖음층(226)은 미세홀(321)에 대응하는 음극 복제 구조물의 형상 표면이므로, 상기 미세홀(321)들에 각각 대응하여 다수 개의 기둥들을 구비하게 된다.

이러한 비젖음성 용액(33)은 비젖음성 고분자 물질로 이루어질 수 있으며, 일례로 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene, PFTE), 플루오로화에틸렌프로필렌 (Flurionated ethylene propylene, FEP), 퍼플루오로알콕 시(Perfluoroalkoxy, PFA) 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다.

이어서, 도 9f에 도시된 바와 같이, 상기 음극 복제 구조물에 의해 형성되는 비젖음층(226)의 외면에 외부 형성 물질을 도포하여 제빙 용기 틀(340)을 형성한다(ST60). 즉 본 실시예에서 제빙 용기 틀(340)은 기판(310a)에서 얼음 형상부(310b)가 형성된 면과 얼음 형상부(310b)를 감싸도록 형성된다.

본 실시예에서는 이러한 제빙 용기 틀(340)이 제빙 용기로 사용할 수 있는 물질, 즉 적어도 제빙 온도에서 견딜 수 있는 정도의 강도 등을 가지는 물질로 이루어진다. 상기 제빙 용기 틀(340)은 점착성을 갖는 소재로서 비젖음층(226)의 굴곡된 외면에 부착될 수 있도록 유연한(flexible) 특성을 갖는다. 이를 고려하여 제빙 용기 틀(340)은 플라스틱 소재로 형성될 수 있으며, 필요에 따라서는 금속 소재로 형성되는 것도 가능할 거것이다.

이어서, 상기 비젖음층(226)과 상기 제빙 용기 틀(340)로부터 상기 양극 산화층(320)과 상기 금속 기재(300)을 제거한다(ST70). 이때 상기 금속 기재 본체(310)가 비금속 재질인 경우에는 기계적인 방식에 의해 분리 제거되고, 금속 재질인 경우에는 식각과 같은 화학적 방식에 의해 제거된다. 상기 금속막(314)과 양극 산화층(320)은 상기 금속 기재 본체(310)를 제거한 후에 습식 식각 등으로 제거한다.

이에 의해, 도 9g에 도시된 바와 같이, 얼음이 형성될 내부 공간을 제공하는 상기 얼음 형성부(150)가 구비된 상기 제빙 용기 틀(340)과, 상기 제빙 용기 틀(340)의 내측 표면에 형성되는 비젖음층(226)을 포함하는 제빙 용기(220)가 제조 된다.

상기 비젖음층(226)은 표면에 형성되는 음극 복제 구조물로 인해 그 내부 표면에 다수 개의 미세한 기둥들이 형성되어 마이크로 또는 나노 스케일의 구조를 가지는 소수성 표면을 형성한다. 즉 상기 비젖음층(226)은 표면이 연꽃 잎과 같은 단면 구조로 이루어짐으로서 젖음성이 최소화된 소수성 표면 성질을 가지게 된다. 이에 의해 액체와의 접촉각이 160°이상으로 극도로 높아질 수 있다.

그리고 상술한 다수 개의 기둥들은 종횡비(직경에 대한 길이의 비)가 크게 되면(예를 들어, 종횡비가 100 내지 1900의 범위 내) 부분적으로 들러붙는 현상이 발생되면서 다수의 군락을 형성하여 마이크로 스케일의 굴곡을 형성할 수 있다. 이에 의해 상기 제빙 용기(220)의 내면을 극소수성으로 형성할 수 있다.

따라서, 상기 제빙 용기(220)는 얼음이 형성되는 내측 표면이 소수성을 띠므로, 얼음 제조 후에 중력만을 이용하여 상기 제빙 용기(220)로부터 얼음을 쉽게 분리할 수 있게 되어, 별도의 에너지 공급이 요구되지 않아 에너지 소모를 줄일 수 있으며 별도의 에너지 공급을 위한 불필요한 작업을 수행하지 않아도 된다.

본 실시예에서는 제빙 용기(220)가 형성될 부분, 즉 금속 기재 본체(310)에서 얼음 형상부(310b)가 형성된 면에만 금속막(314)을 형성하여 이 부분에서만 양극 산화층(320)이 형성되도록 한다. 이에 의해 제빙 용기(220) 형상을 좀더 용이하게 형성할 수 있다.

한편, 상술한 실시예에서는 금속 기재 본체와 이의 일부 표면에 형성된 금속막을 구비한 금속 기재를 사용하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 금속 기재 전체가 금속으로 이루어지고 이 금속 기재 전체에 양극 산화층, 음극 복제 구조물 등을 형성한 후, 금속 기재를 제거하기 전에 불필요한 부분의 양극 산화층, 음극 복제 구조물(즉 금속 기재에서 얼음 형성부가 형성되지 않은 면에 형성된 양극 산화층, 음극 복제 구조물)을 제거하여 원하는 모양의 제빙 용기를 형성할 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 냉장고 도어에 제빙장치가 장착된 부분 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 제빙 용기의 사시도이다.

도 3은 도 1의 A-A'단면을 도시한 단면도이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 제빙장치의 사시도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 제빙 용기의 사시도이다.

도 6은 도 5의 B-B'단면을 도시한 단면도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 용기의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 용기의 제조 방법에 사용되는 금속 기재 본체의 정면 사시도이다.

도 8b는 도 8a의 금속 기재 본체의 배면 사시도이다.

도 9a 내지 도 9g는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 용기의 제조 방법의 각 단계를 도 8a의 C-C' 선을 기준으로 도시한 개략도들이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제빙 용기의 제조 방법에서 양극 산화층을 형성하는 단계에 사용되는 양극 산화 장치의 개략도이다.

도 11은 미세 홀이 형성된 양극 산화층을 도시한 도면이다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제빙 용기의 제조 방법에 사용되는 음극 복제 장치를 나타낸 개략도이다.

도 13은 도 12의 D-D'단면을 도시한 단면도이다.

Claims (11)

1. 적어도 하나 이상의 제빙을 위한 물을 수용하는 캐비티를 형성하는 제빙 용기에 있어서,

   상기 제빙 용기의 내측 면에 소수성을 가지는 비젖음층이 형성되는 것을 특징으로 하는 제빙 용기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 비젖음층의 표면은 다수의 미세 요철 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 제빙 용기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 비젖음층의 표면은 음극 복제 구조물에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 제빙 용기.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 비젖음층은 폴리테프라플루오로에틸렌(PFTE), 플루오로화에틸렌프로필렌(FEP), 퍼플루오로알콕시(PFA) 중의 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 제빙 용기.
5. 적어도 하나의 얼음 형상부를 구비하는 금속 기재를 준비하는 단계(ST10);

   상기 금속 기재를 양극 산화 가공하여 상기 얼음 형상부의 외면에 미세 홀을 형성하는 단계(ST40);

   상기 얼음 형상부의 외면에 비젖음성 물질을 코팅하여 상기 얼음 형상부 외면에 미세 홀에 대응하는 음극 복제 구조물을 형성하는 단계(ST50);

   상기 음극 복제 구조물의 외면을 감싸도록 제빙 용기 틀을 형성하는 단계(ST60); 및

   상기 음극 복제 구조물과 상기 제빙 용기 틀로부터 상기 금속 기재를 제거하는 단계(ST70)를 포함하는 제빙 용기의 제조 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 얼음형상부는 기판의 일면에 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 제빙 용기의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 ST40단계 이전에는,

   상기 금속 기재의 외면에 금속막을 형성하는 단계(ST20)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 제빙 용기의 제조 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 금속막은 코팅에 의해 상기 금속 기재의 외면에 형성되는 것을 특징으로 하는 제빙 용기의 제조 방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 금속막은 포일(Foil) 형상으로 형성되어 상기 금속 기재의 외면에 부착되는 것을 특징으로 하는 제빙 용기의 제조 방법.
10. 제 5 항에 있어서,

    상기 ST20단계 이후에는,

    상기 금속막에 미세요철을 형성하는 단계(ST30)가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 제빙 용기의 제조 방법.
11. 제 5 항에 있어서,

    상기 ST60 단계에서는,

    상기 제빙 용기 틀은 적어도 상기 얼음 형상부를 감싸도록 외부 형성 물질이 도포되어 형성되는 것을 특징으로 하는 제빙 용기의 제조 방법.

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