KR20110089505A - Ice tray and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고체에 열을 균일하게 전달하여 고체가 분리되는 시간을 단축시킴으로써 소비전력을 줄일 수 있는 아이스 트레이 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an ice tray and a method for manufacturing the same, which can reduce power consumption by uniformly transferring heat to a solid to shorten a time for separating the solid.
일반적으로 냉장고는 음식물을 냉동 또는 냉장 보관하도록 다수의 저장실이 구비되고, 음식물이 수납 및 취출되도록 저장실의 일면이 개방되어 형성된다.In general, a refrigerator is provided with a plurality of storage compartments for freezing or refrigerating food, and one side of the storage compartment is formed to open and store food.
이러한 냉장고에는 액체가 고체로 제조되도록 냉장고 본체 또는 냉장고 도어에 제빙장치가 구비될 수 있다.The refrigerator may be provided with an ice maker in the refrigerator body or the refrigerator door so that the liquid is made of a solid.
제빙장치는 저온의 환경에 위치되어야 하므로 외부와 단열되는 구조로 형성되어야 하며, 제빙장치의 측면과 냉장고 측면에는 냉동실의 냉기가 유입 또는 토출될 수 있도록 하는 유로가 형성될 수 있다.Since the ice making apparatus should be located in a low temperature environment, the ice making apparatus should be formed to be insulated from the outside, and a flow path may be formed at the side of the ice making apparatus and the side of the refrigerator to allow the cold air of the freezing compartment to be introduced or discharged.
제빙장치 내에는 냉기를 공급받아서 액체가 고체로 응고되는 과정이 일어나는 아이스 트레이(ice tray)가 제공될 수 있다. 예컨대, 아이스 트레이에 채워진 물이 냉기에 의하여 얼음으로 응고된다.An ice tray may be provided in the ice making apparatus, in which cold air is supplied and a process of solidifying liquid into a solid occurs. For example, water filled in the ice tray is coagulated with ice by cold air.
아이스 트레이에 형성된 고체는 열을 발생하는 아이스 트레이에 의하여 약간 융해됨으로써 아이스 트레이로부터 쉽게 분리될 수 있다.Solids formed in the ice tray can be easily separated from the ice tray by being slightly melted by the heat generating ice tray.
종래에는 얼음에 열을 전달하기 위하여 아이스 트레이의 하측에 코일히터 또는 시즈히터 등을 삽입하였다. 그러나 코일히터 또는 시즈히터로부터 발생한 열이 아이스 트레이를 통해야만 얼음에 전달되므로 열전달 효율이 저하되는 문제가 있다.Conventionally, a coil heater or a sheath heater is inserted in the lower side of the ice tray to transfer heat to the ice. However, since heat generated from the coil heater or the sheath heater is transferred to the ice only through the ice tray, there is a problem that the heat transfer efficiency is lowered.
또한, 코일히터 또는 시즈히터는 불균일하게 가열되어 아이스 트레이에 형성된 얼음의 융해 시간에 차이가 발생하여 아이스 트레이로부터 얼음을 완전히 분리하기 위해 요구되는 냉장고의 소비전력이 증가하며, 아이스 트레이로부터 다수의 얼음을 동시에 분리하지 못하는 문제점이 발생한다.In addition, the coil heater or the sheath heater is heated unevenly, causing a difference in the melting time of the ice formed in the ice tray, thereby increasing the power consumption of the refrigerator required to completely separate the ice from the ice tray, and a plurality of ice from the ice tray. There is a problem that can not be separated at the same time.
또한, 한국공개특허 제2009-119639호에는 탄소 섬유인 도전 볼이 폴리비닐부틸렌 내부에 혼합된 필름을 틀 상에 위치시키는 아이스 트레이를 개시하고 있다. 이 기술은 얼음에 열을 전달하기 위하여 탄소 섬유인 도전 볼이 포함된 필름을 사용하였으나, 이러한 필름은 아이스 트레이와 동일한 형태로 진공성형 등의 방법을 통하여 제조되어야 하므로 부품이 추가되고 제조 공정이 복잡하다. 또한, 필름은 진공성형으로 제조되므로 제조 과정에서 필름이 늘어나게 되어 상부 고정부는 두껍고 하부 인장부는 얇아지는 등의 두께 편차가 발생하여 필름이 전체적으로 동일한 열을 발생하지 못하며, 특히 가장 많이 늘어나는 끝단부는 찢어질 수도 있다.In addition, Korean Patent Publication No. 2009-119639 discloses an ice tray in which a conductive ball, which is carbon fiber, is placed on a frame of a film mixed inside polyvinyl butylene. This technology used a film containing conductive balls, which are carbon fibers, to transfer heat to the ice, but these films had to be manufactured in the same form as the ice tray by vacuum forming, so that parts were added and the manufacturing process was complicated. Do. In addition, since the film is manufactured by vacuum forming, the film is stretched in the manufacturing process, so that the thickness of the upper fixing part becomes thick and the lower tension part becomes thin such that the film does not generate the same heat as a whole. It may be.
결과적으로 얼음에 균일하게 열이 제공되지 못하거나 전류누설의 안전문제도 있을 수 있다. 또한, 필름 성형시 미세한 치수불량으로 필름이 틀에 완전히 밀착되지 못하여 불량을 유발하며, 필름 타입은 틀에 동일하게 밀착시키기 어려운 문제가 있다.
As a result, the ice may not be uniformly supplied with heat or there may be safety issues with current leakage. In addition, when the film is formed, the film is not closely adhered to the mold due to the poor size, causing defects, and the film type has a problem that it is difficult to closely adhere to the mold.
본 발명은 얼음 수용기의 모든 면에 코팅된 제1 절연 코팅층, 제1 절연 코팅층의 상면에 형성된 발열 코팅층, 발열 코팅층에 전력을 공급하는 전극층 및 발열 코팅층과 전극층의 상면에 형성되는 제2 절연 코팅층이 포함된 아이스 트레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is a first insulating coating layer coated on all sides of the ice container, a heat generating coating layer formed on the upper surface of the first insulating coating layer, an electrode layer for supplying power to the heating coating layer and the second insulating coating layer formed on the top surface of the heating coating layer and the electrode layer It is an object to provide an included ice tray.
또한, 본 발명은 응고된 고체에 균일하게 열을 전달하여 고체가 아이스 트레이로부터 분리되는 시간을 단축시킬 수 있는 아이스 트레이를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide an ice tray capable of uniformly transferring heat to the solidified solid to shorten the time for the solid to be separated from the ice tray.
또한, 본 발명은 아이스 트레이를 제조하는 방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
It is another object of the present invention to provide a method for producing an ice tray.
1. 얼음 수용기 및 상기 수용기에 구비되는 발열 코팅층을 포함하는 아이스 트레이.1. An ice tray comprising an ice container and a heat generating layer provided on the container.
2. 위 1에 있어서, 발열 코팅층은 얼음 수용기의 내부 면, 외부 면 또는 내부 면 및 외부 면에 형성되는 아이스 트레이.2. The ice tray of 1 above, wherein the exothermic coating layer is formed on the inner surface, the outer surface or the inner surface and the outer surface of the ice receiver.
3. 위 1에 있어서, 발열 코팅층은 도전체 0.1-20 중량%, 바인더 1-40중량% 및 용매 50-80중량%를 포함하는 조성물을 상기 수용기에 도포하여 형성된 것인 아이스 트레이.3. In the above 1, wherein the exothermic coating layer is formed by applying a composition containing 0.1-20% by weight of the conductor, 1-40% by weight of the binder and 50-80% by weight of the solvent to the receiver.
4. 위 3에 있어서, 상기 도전체는 탄소나노튜브 또는 탄소 섬유인 아이스 트레이.4. The ice tray according to 3 above, wherein the conductor is carbon nanotubes or carbon fibers.
5. 위 1에 있어서, 상기 수용기와 발열 코팅층 사이에 제1 절연 코팅층이 형성된 아이스 트레이.5. The ice tray according to the above 1, wherein a first insulation coating layer is formed between the receiver and the heating coating layer.
6. 위 5에 있어서, 상기 제1 절연 코팅층은 수용기의 모든 면을 덮도록 형성된 아이스 트레이.6. The ice tray of claim 5, wherein the first insulation coating layer is formed to cover all sides of the receiver.
7. 위 1에 있어서, 상기 발열 코팅층 상에 이 코팅층에 전력을 공급하기 위한 전극층을 덮도록 제2 절연 코팅층이 형성된 아이스 트레이.7. The ice tray according to the above 1, wherein a second insulating coating layer is formed on the heating coating layer to cover an electrode layer for supplying power to the coating layer.
8. 위 5 내지 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 절연 코팅층은 폴리우레탄수지 10-20 중량%, 합성고무 30-60 중량%, 폴리염화비닐 20-30 중량% 및 용매 10-20 중량%가 포함된 절연 코팅액 조성물로 형성된 아이스 트레이.8. according to any one of the above 5 to 7, wherein the first and second insulating coating layer is 10-20% by weight polyurethane resin, 30-60% by weight synthetic rubber, 20-30% by weight polyvinyl chloride and
9. 위 6에 있어서, 전극층은 금(Au), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 백금(Pt), 로듐(Rh), 백금-로듐 합금(Pt-Rh), 크롬(Cr) 및 은-팔라듐(Ag-Pd)으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 아이스 트레이.9. In the above 6, the electrode layer is gold (Au), aluminum (Al), copper (Cu), platinum (Pt), rhodium (Rh), platinum-rhodium alloy (Pt-Rh), chromium (Cr) and silver -Ice tray consisting of one or more selected from the group consisting of palladium (Ag-Pd).
10. 얼음 수용기의 내부 면, 외부 면 또는 내부 면 및 외부 면에 도전체 0.1-20 중량%, 바인더 1-40중량% 및 용매 50-80중량%를 포함하는 발열 코팅액 조성물을 도포하는 단계를 포함하는 아이스 트레이의 제조방법.10. Applying an exothermic coating composition comprising 0.1-20% by weight of conductor, 1-40% by weight of binder and 50-80% by weight of solvent to the inner, outer or inner and outer sides of the ice receiver. The manufacturing method of the ice tray to make.
11. 위 10에 있어서, 상기 발열 코팅액 조성물을 도포하기 전에 절연 코팅액 조성물을 얼음 수용기 전면에 도포하는 단계를 추가로 포함하는 아이스 트레이의 제조방법.11. The method according to the above 10, further comprising the step of applying the insulating coating liquid composition to the front surface of the ice receptor before applying the exothermic coating liquid composition.
12. 위 11에 있어서, 상기 발열 코팅액 조성물을 도포한 후에 발열 코팅액 상에 전극을 부착하는 단계를 추가로 포함하는 아이스 트레이의 제조방법.12. The method of claim 11, further comprising attaching an electrode on the exothermic coating solution after applying the exothermic coating solution composition.
13. 위 12에 있어서, 상기 전극을 부착하는 단계 후에 상기 발열 코팅층과 상기 전극을 모두 덮도록 절연 코팅액 조성물을 도포하는 단계를 추가로 포함하는 아이스 트레이의 제조방법.13. In the above 12, after the step of attaching the electrode manufacturing method of the ice tray further comprising the step of applying an insulating coating liquid composition to cover both the heating coating layer and the electrode.
14. 위 13에 있어서, 상기 발열 코팅액 조성물은 도전체 0.1-20 중량%를 용매 50-80중량%에 분산시킨 후 이 분산액에 바인더 1-40중량%를 첨가하여 제조되는 것인 아이스 트레이의 제조방법.14. In the above 13, wherein the exothermic coating liquid composition is prepared by dispersing 0.1-20% by weight of the conductor in 50-80% by weight of the solvent and then adding 1-40% by weight of the binder to the dispersion Way.
15. 위 10 또는 14에 있어서, 도전체는 탄소나노튜브 또는 탄소 섬유인 아이스 트레이 제조방법.15. In the above 10 or 14, the conductor is carbon nanotube or carbon fiber ice tray manufacturing method.
16. 위 12에 있어서, 전극은 금(Au), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 백금(Pt), 로듐(Rh), 백금-로듐 합금(Pt-Rh), 크롬(Cr) 및 은-팔라듐(Ag-Pd)으로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 아이스 트레이 제조방법.
16. In the above 12, the electrode is gold (Au), aluminum (Al), copper (Cu), platinum (Pt), rhodium (Rh), platinum-rhodium alloy (Pt-Rh), chromium (Cr) and silver -Ice tray manufacturing method consisting of one or more selected from the group consisting of palladium (Ag-Pd).
본 발명의 아이스 트레이는 고체에 균일하게 열을 전달하여 고체가 아이스 트레이로부터 분리되는 시간을 단축시킴으로써 소비전력이 감소될 뿐만 아니라 다수의 고체를 동시에 분리할 수 있다.The ice tray of the present invention transmits heat uniformly to the solid to shorten the time for the solid to be separated from the ice tray, thereby reducing power consumption and separating multiple solids at the same time.
또한, 본 발명의 아이스 트레이는 발열 코팅층이 고체가 위치하는 홈(내부 면)에 구비될 경우 열전달 효율이 더욱 우수하다.In addition, the ice tray of the present invention is more excellent in heat transfer efficiency when the exothermic coating layer is provided in the groove (inner side) where the solid is located.
또한, 본 발명의 아이스 트레이는 종래와 같이 발열 필름을 적용하는 것이 아니라 조성물로 발열 코팅층을 제공하므로 제조공정이 간단하며, 발열 코팅층 전면에서 균일하게 발열이 일어난다. In addition, the ice tray of the present invention does not apply the exothermic film as in the prior art, but provides a exothermic coating layer as a composition, and thus the manufacturing process is simple, and exothermic occurs uniformly in front of the exothermic coating layer.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아이스 트레이의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an ice tray according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 얼음 수용기 및 상기 수용기의 모든 면에 코팅된 제1 절연 코팅층, 제1 절연 코팅층 상에 형성된 발열 코팅층, 발열 코팅층에 전력을 공급하는 전극층 및 발열 코팅층과 전극층의 상면에 형성되는 제2 절연 코팅층을 포함함으로써, 종래 발열 필름으로는 적용하기 어려운 모서리 부분에도 균일하게 도포되어 응고된 고체에 균일하게 열을 전달하여 고체가 아이스 트레이로부터 분리되는 시간을 단축시킬 수 있는 아이스 트레이 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention provides an ice container and a first insulating coating layer coated on all sides of the container, a heating coating layer formed on the first insulating coating layer, an electrode layer for supplying power to the heating coating layer, and a second insulating layer formed on the top surface of the heating layer and the electrode layer. By including a coating layer, evenly applied to the corners that are difficult to apply to conventional heating film in the ice tray and its manufacturing method that can uniformly transfer heat to the solidified solid to shorten the time that the solid is separated from the ice tray It is about.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 아이스 트레이의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an ice tray according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 아이스 트레이(1)는 얼음 수용기(10)에 제1 절연 코팅층(20), 발열 코팅층(30), 전극층(40) 및 제2 절연 코팅층(50)이 구비된다. As shown in FIG. 1, the
얼음 수용기(10)는 액체 또는 고체를 수용하는 홈이 형성되며, 홈의 형상은 사각형, 반원형 등 개구가 있는 모든 다각형의 형상을 포함할 수 있다. The
또한, 얼음 수용기(10)의 재질은 열전도율이 좋은 것이 바람직하며, 예로는 알루미늄 또는 합성수지 등이 있다. In addition, the material of the
절연 코팅층(20, 50)은 얼음 수용기(10)와 발열 코팅층과의 절연성이 우수한 합성수지 및 용매를 포함하는 절연 코팅액 조성물로 코팅된 것으로서, 절연 코팅액 조성물로는 폴리우레탄수지 10 내지 20 중량%, 합성고무 30 내지 60 중량%, 폴리염화비닐 20 내지 30 중량% 및 용매 10 내지 20 중량%를 포함하는 것이 바람직하다.The insulating coating layers 20 and 50 are coated with an insulating coating liquid composition containing a synthetic resin and a solvent having excellent insulating properties between the
이때, 폴리우레탄수지의 함량이 10 중량% 미만인 경우에는 절연성 및 방수성이 저하되며, 함량이 20 중량% 초과인 경우에는 방수성이 저하된다.At this time, when the content of the polyurethane resin is less than 10% by weight, the insulation and waterproofing is lowered, and when the content is more than 20% by weight, the waterproofing is lowered.
또한, 폴리염화비닐의 함량이 20 중량% 미만인 경우에는 절연성이 저하되며, 함량이 30 중량% 초과인 경우에는 아이스 트레이가 발열될 때 인체에 해를 끼치는 물질이 방출된다.In addition, when the content of polyvinyl chloride is less than 20% by weight, the insulation is lowered, and when the content is more than 30% by weight, substances that harm the human body are released when the ice tray is heated.
합성고무의 함량이 30 중량% 미만인 경우에는 절연성이 저하되며, 함량이 60 중량% 초과인 경우에는 적층되는 면과의 접착성 저하된다.If the content of the synthetic rubber is less than 30% by weight, the insulation is lowered, and if the content is more than 60% by weight, the adhesion to the laminated surface is lowered.
제1 절연 코팅층(20)은 얼음 수용기(10)의 내부 면 및 외부 면 등의 모든 면을 덮도록 코팅된 층으로서 외부로 전류가 방출되는 것을 방지하고 접착면과의 접착성을 증대시킬 수 있으며, 얼음 수용기(10)에 5 내지 250 ㎛의 두께로 도포된다.The first insulating
여기서 내부 면은 홈이 형성된 쪽의 면이며, 외부 면은 홈이 형성되지 않은 쪽의 면을 의미한다.Here, the inner surface is the surface of the grooved side, and the outer surface means the surface of the side where the groove is not formed.
또한, 제1 절연 코팅층(20)은 얼음 수용기의 재질이 절연 성능이 부족한 경우 및 얼음 수용기와 발열 코팅액 조성물과의 접착성이 부족한 경우 형성하는 것으로서, 얼음 수용기의 재질이 절연성과 접착성이 만족할 경우에는 생략할 수 있다.In addition, the first
또한, 제2 절연 코팅층(50)은 발열 코팅층(30) 및 전극층(40)의 상면에 코팅되어 발열 코팅층(30) 및 전극층(40)을 모두 덮도록 형성된 층으로서 5 내지 250 ㎛의 두께로 도포된다. In addition, the second
제1 절연 코팅층(20)의 두께가 5 ㎛ 미만인 경우에는 얼음 수용기(10)의 외부 면에 제1 코팅층(20)만 형성된 경우 얼음 수용기(10)를 통해 전기가 외부로 방출되고 얼음 수용기 및 발열 코팅층과의 접착력이 저하될 수 있으며, 두께가 250 ㎛ 초과인 경우에는 도막이 탈락될 수 있으며 아이스 트레이의 제조비용이 상승한다.When the thickness of the first insulating
또한, 제2 절연 코팅층(20)의 두께가 5 ㎛ 미만인 경우에는 전기가 외부로 방출되고 방수성능이 저하되며, 두께가 250 ㎛ 초과인 경우에는 도막이 탈락될 수 있으며 고체가 분리되기까지 시간이 지연된다. In addition, when the thickness of the second insulating
발열 코팅층(30)은 제1 절연 코팅층(20) 상에 도전체 0.1 내지 20 중량%, 바인더(고형분 30%기준) 1 내지 40 중량% 및 용매 50 내지 80 중량%가 포함된 발열 코팅액 조성물로 코팅된 층이다. The
발열 코팅층(30)이 형성되는 면은 얼음 수용기(10)의 모든 면을 코팅한 제1 절연 코팅층(20) 중에서 내부 면, 외부 면, 또는 내부 면 및 외부 면 쪽의 제1 절연 코팅층(20) 상면에 발열 코팅층(30)이 형성되는 것이다. 고체가 분리되는 시간, 소비전력, 열전달 효율 등을 고려하여 얼음 수용기(10)의 내부 면에 구비되는 것이 바람직하지만, 제품의 구성상 특징에 따라 얼음 수용기(10)의 외부 면, 또는 내부 면 및 외부 면에 구비될 수 있다. The surface on which the
이때, 도전체는 탄소나노튜브 또는 탄소 섬유이다.In this case, the conductor is carbon nanotube or carbon fiber.
탄소나노튜브(CNT)는 카본나노섬유의 일종이며 탄소에 의해 만들어지는 육원환 네트워크가 단층 또는 다층의 동축관상으로 이루어진다. Carbon nanotubes (CNT) is a kind of carbon nanofibers, and the hexagonal network made of carbon consists of a single layer or a multilayer coaxial tube.
발열 코팅액 조성물에 사용된 탄소나노튜브의 평균 직경은 100 nm 이하, 바람직하게는 0.7 내지 100 nm이고, 평균 길이는 1,000 ㎛ 이하, 바람직하게는 2 nm 내지 1,000 ㎛이며, 다중벽, 이중벽 또는 단일벽 구조의 탄소나노튜브를 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The average diameter of the carbon nanotubes used in the exothermic coating liquid composition is 100 nm or less, preferably 0.7 to 100 nm, and the average length is 1,000 μm or less, preferably 2 nm to 1,000 μm, and is multi-walled, double-walled, or single-walled. Carbon nanotubes having a structure may be used alone or in combination of two or more thereof.
탄소나노튜브의 평균 직경이 평균 직경이 100 nm 초과인 경우에는 전도성이 저하되며, 발열 코팅액 조성물을 제조시 분산성이 저하되며 두껍게 코팅해야하는 문제점이 발생한다.When the average diameter of the carbon nanotubes is more than 100 nm in average diameter, the conductivity is lowered, the dispersibility is lowered when the exothermic coating liquid composition is prepared, there is a problem that a thick coating.
또한, 탄소나노튜브의 평균 길이가 1,000 ㎛ 초과인 경우에는 코팅액 제조시 분산성이 많이 저하되는 문제가 발생한다.In addition, when the average length of the carbon nanotubes is more than 1,000 ㎛ occurs a problem that the dispersibility is greatly reduced during the preparation of the coating liquid.
탄소 섬유의 평균 길이는 1,000 ㎛ 이하, 바람직하게는 5 내지 1,000 ㎛ 인 것이 바람직하다.The average length of the carbon fibers is preferably 1,000 µm or less, preferably 5 to 1,000 µm.
탄소 섬유의 평균 길이가 1,000 ㎛ 초과인 경우에는 코팅액 제조시 분산성이 많이 저하되는 문제가 발생한다.If the average length of the carbon fiber is more than 1,000 ㎛ occurs a problem that the dispersibility is much lowered during the production of the coating liquid.
발열 코팅액 조성물에서 도전체의 함량은 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 14 중량% 이며, 함량이 0.1 중량% 미만인 경우에는 전기 전도도가 저하되어 발열이 일어나기 어려우며, 함량이 20 중량% 초과인 경우에는 분산성이 떨어져 일부에서는 발열이 심하게 일어나고 다른 일부에서는 발열이 일어나지 않는다.In the exothermic coating liquid composition, the content of the conductor is 0.1 to 20% by weight, preferably 0.1 to 14% by weight, and when the content is less than 0.1% by weight, the electrical conductivity decreases, so that it is difficult to generate heat, and the content is more than 20% by weight. In some cases, dispersibility is poor, and in some cases, fever is severe and in others, fever is not generated.
바인더는 폴리우레탄수지, 비닐수지, 에폭시수지, 폴리에스테르수지, 멜라민 수지 중에서 선택된 하나 또는 2종 이상을 사용한다.The binder uses one or two or more selected from polyurethane resins, vinyl resins, epoxy resins, polyester resins, and melamine resins.
바인더(고형분 30%기준)의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 절연 코팅층(20, 50)과의 접착력이 저하되며, 함량이 40 중량% 초과인 경우에는 발열 코팅액 조성물의 흐름성이 떨어져 도포하기 어려우며 전기 전도도가 저하된다. When the content of the binder (based on 30% solids) is less than 1% by weight, the adhesive strength with the insulating coating layers 20 and 50 is lowered. When the content is more than 40% by weight, the flowability of the exothermic coating liquid composition is difficult to apply. The electrical conductivity is lowered.
발열 코팅층(30)의 두께는 1 ㎛ 이상, 바람직하게는 1 내지 250 ㎛이다. 두께가 1 ㎛ 미만인 경우에는 도막이 탈락되는 문제가 발생하며 코팅층이 너무 얇아 열분포가 고르지 못한 문제가 발생할 수 있다. 또한, 두께가 너무 두꺼우면 전력소모가 많이 발생한다.The thickness of the
절연 코팅액 조성물 및 발열 코팅액 조성물에 사용된 용매는 디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈, 디메틸아세트아미드, 디메틸설폭사이드, 메틸에틸케톤, 클로로포름, 피리딘 중에서 선택된 하나 또는 2종 이상이다. The solvent used in the insulating coating liquid composition and the exothermic coating liquid composition is one or two or more selected from dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, methyl ethyl ketone, chloroform and pyridine.
전극층(40)은 발열 코팅층(30)에 전력을 공급하기 위해 구비되는 것으로서, 구체적으로 예를 들면 금(Au), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 백금(Pt), 로듐(Rh), 백금-로듐 합금(Pt-Rh), 크롬(Cr) 및 은-팔라듐(Ag-Pd) 중에서 선택된 하나 또는 2종 이상의 전극으로 형성된다. The
전극층(40)은 도 1에 도시된 바와 같이 발열 코팅층(30)의 일측에 형성되거나 발열 코팅층(30) 전면 또는 일부 면에 형성될 수도 있다.As shown in FIG. 1, the
전력이 전극층(40)에 인가되면 전극층(40)을 통해 발열 코팅층(30)에 전류가 흘러 발열 코팅층(30)이 발열하게 된다.When power is applied to the
아이스 트레이(1)에서는 냉기에 의하여 액체가 고체로 응고되는 과정이 일어나며, 액체는 물, 주스 등의 음용 가능한 액상 형태의 물질이고 고체는 액체가 결빙된 얼음이 될 수 있다.
In the
또한, 본 발명은 아이스 트레이 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention provides an ice tray manufacturing method.
먼저, 0.1 내지 20 중량%의 탄소나노튜브 또는 탄소 섬유를 50 내지 80 중량%의 용매에 분산시킨다. 균일한 분산을 위하여 초음파 분산법이나 볼 밀링법을 이용하게 되며, 탄소나노튜브 또는 탄소 섬유의 용량 및 용매의 량에 따라 진동수 10 내지 60 KHz, 파워 100 내지 700 W인 초음파분산기로 10 내지 100분 동안 적용하여 용매에 탄소나노튜브 또는 탄소섬유가 균일하게 분산이 되도록 한다.First, 0.1 to 20% by weight of carbon nanotubes or carbon fibers are dispersed in 50 to 80% by weight of a solvent. Ultrasonic dispersion method or ball milling method is used for uniform dispersion, and it is 10 to 100 minutes with an ultrasonic disperser having a frequency of 10 to 60 KHz and a power of 100 to 700 W depending on the capacity of carbon nanotubes or carbon fibers and the amount of solvent. It is applied during the carbon nanotubes or carbon fibers in the solvent to be uniformly dispersed.
제조된 분산용액에 바인더(고형분 30%기준) 1 내지 40 중량%를 첨가하여 40 내지 70분 동안 3-롤 밀(Roll Mill)로 밀링(Milling)하여 발열 코팅액 조성물을 제조한다. 이때, 첨가되는 바인더는 용매에 희석된 것을 사용하는 것이 바람직하다.1 to 40% by weight of a binder (based on a solid content of 30%) was added to the prepared dispersion solution, and the exothermic coating solution composition was prepared by milling with a 3-roll mill for 40 to 70 minutes. At this time, it is preferable that the binder added is diluted with a solvent.
또한, 별도로 폴리우레탄수지 10 내지 20 중량%, 합성고무 30 내지 60 중량%, 폴리염화비닐 20 내지 30 중량% 및 용매 10 내지 20 중량%가 포함된 절연 코팅액 조성물을 제조한다.In addition, an insulation coating solution composition including 10 to 20 wt% of polyurethane resin, 30 to 60 wt% of synthetic rubber, 20 to 30 wt% of polyvinyl chloride, and 10 to 20 wt% of solvent is prepared.
상기와 같이 조성물이 준비되면 액체 또는 고체를 수용하는 홈이 형성된 얼음 수용기(10)를 세척 후 전면에 절연 코팅액 조성물을 도포하여 제1 절연 코팅층(20)을 형성한다.When the composition is prepared as described above, after washing the
얼음 수용기(10)에 형성된 제1 절연 코팅층(20) 중에서 내부 면, 외부 면, 또는 내부 면 및 외부 면 쪽의 절연 코팅층(20) 상면에 발열 코팅액 조성물을 도포하여 발열 코팅층(30)을 형성한다. 바람직하기로는 발열 코팅층(30)은 얼음 수용기(10)의 내부 면에 형성되는 것이다. The exothermic coating solution composition is applied to the inner surface, the outer surface, or the upper surface of the insulating
형성된 발열 코팅층(30)에 전력을 공급하기 위하여 발열 코팅층(30)의 상에, 예컨대 발열 코팅층(30)의 일측, 전면 또는 일부 면에 전극을 부착한다.In order to supply power to the formed
발열 코팅층(30)과 전극을 모두 덮도록 제2 절연 코팅층(50)을 형성함으로써 전류가 외부로 방출되지 않으며, 고체가 용이하게 분리될 수 있도록 한다. 이때, 제2 절연 코팅층(50)은 발열 코팅층(30)이 얼음 수용기(10)의 내부 면에만 형성되는 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 얼음 수용기의 내부 면에만 형성된다. 또한, 발열 코팅층(30)이 얼음 수용기(10)의 외부 면에만 형성되는 경우에는 얼음 수용기(10)의 외부 면에만 형성되고, 발열 코팅층(30)이 얼음 수용기(10)의 내부 면 및 외부 면에 형성되는 경우에는 얼음 수용기(10)의 내부 면 및 외부 면 모두 형성된다. By forming the second insulating
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, preferred examples are provided to aid the understanding of the present invention, but the following examples are merely for exemplifying the present invention, and it will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope and spirit of the present invention. It is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.
[실시예][Example]
제조예 1. 절연 코팅액 조성물 제조Preparation Example 1 Insulating Coating Composition
폴리우레탄수지 18 중량%, 합성고무 51 중량%, 폴리염화비닐 21 중량%, 용매 10 중량%를 교반하여 절연 코팅액 조성물을 제조하였다.
18% by weight of polyurethane resin, 51% by weight of synthetic rubber, 21% by weight of polyvinyl chloride, and 10% by weight of a solvent were stirred to prepare an insulating coating solution composition.
제조예 2. 발열 코팅액 조성물 제조Preparation Example 2 Preparation of Exothermic Coating Liquid Composition
디메틸포름아미드 60 중량%에 평균 직경이 10nm이며, 평균 길이가 5㎛인 탄소나노튜브를 1.7 중량%를 첨가한 후 진동수 20 KHz, 파워 700 W가 발생되는 초음파분산기((주)울쏘하이텍, ULH-700S)로 30분간 분산하여 분산액을 제조하였다. Ultrasonic disperser with a frequency of 20 KHz and 700 W of power after adding 1.7 wt% of carbon nanotubes with an average diameter of 10 nm and an average length of 5 μm to 60 wt% of dimethylformamide. -700 S) was dispersed for 30 minutes to prepare a dispersion.
디메틸포름아미드에 희석된 폴리우레탄수지(고형분 30%) 38.3 중량%를 상기 제조된 분산액에 첨가한 후 교반기로 20분간 교반하고 3-롤 밀로 60분 동안 밀링하여 발열 코팅액 조성물을 제조하였다.
38.3% by weight of a polyurethane resin (30% solids) diluted in dimethylformamide was added to the prepared dispersion, followed by stirring for 20 minutes with a stirrer and milling for 60 minutes with a 3-roll mill to prepare an exothermic coating solution composition.
제조예 3. 발열 코팅액 조성물 제조Preparation Example 3 Exothermic Coating Liquid Composition
상기 제조예 2와 동일하게 실시하되, 디메틸포름아미드 60 중량%, 탄소나노튜브를 10 중량%, 폴리우레탄수지(고형분 30%) 30 중량%로 첨가하여 사용하였다.
In the same manner as in Preparation Example 2, 60% by weight of dimethylformamide, 10% by weight of carbon nanotubes, and 30% by weight of polyurethane resin (solid content: 30%) were used.
제조예 4. 발열 코팅액 조성물 제조Preparation Example 4 Exothermic Coating Liquid Composition
상기 제조예 2와 동일하게 실시하되, 탄소나노튜브 대신에 평균 길이가 3,000㎛인 탄소 섬유를 사용하였다.
The same process as in Preparation Example 2, Instead of carbon nanotubes, carbon fibers having an average length of 3,000 μm were used.
제조예 5. 발열 코팅액 조성물 제조Preparation Example 5 Preparation of Exothermic Coating Liquid Composition
상기 제조예 2와 동일하게 실시하되, 디메틸포름아미드 50 중량%, 평균 직경이 120nm이며, 평균 길이가1,500㎛인 탄소나노튜브를 22 중량%, 폴리우레탄수지(고형분 30%) 28 중량%로 첨가하여 사용하였다.
In the same manner as in Preparation Example 2, 50% by weight of dimethylformamide, an average diameter of 120nm, 22% by weight of carbon nanotubes having an average length of 1,500㎛, polyurethane resin (solid content of 30%) 28% by weight Was used.
제조예 6. 발열 코팅액 조성물 제조Preparation Example 6 Exothermic Coating Solution Composition
상기 제조예 3과 동일하게 실시하되, 디메틸포름아미드 50 중량%, 평균 길이가 3,000㎛인 탄소 섬유를 30 중량%, 폴리우레탄수지(고형분 30%) 20 중량%로 첨가하여 사용하였다.
In the same manner as in Preparation Example 3, 50 wt% of dimethylformamide and 30 wt% of carbon fiber having an average length of 3,000 μm were used by adding 20 wt% of polyurethane resin (solid content of 30%).
실시예 1.Example 1.
세척된 얼음 수용기의 모든 면에 건조도막두께가 100㎛가 되도록 제조예 1에서 제조된 절연 코팅액 조성물을 도포하여 제1 절연 코팅층을 형성하였다. 그 후 얼음 수용기 내부 면 쪽에 건조도막두께가 30㎛가 되도록 제조예 2에서 제조된 발열 코팅액 조성물을 도포하여 발열 코팅층을 형성하였다. 판상의 구리를 발열 코팅층 일측에 적층하고 발열 코팅층과 구리 상면에 건조도막두께가 100㎛가 되도록 제조예 1에서 제조된 절연 코팅액 조성물을 도포하여 제2 절연 코팅층을 형성함으로써 아이스 트레이를 제조하였다. 이때, 조성물들은 스프레이 또는 붓으로 도포되었다.
The insulating coating liquid composition prepared in Preparation Example 1 was applied to all surfaces of the washed ice container to have a dry coating thickness of 100 μm, thereby forming a first insulating coating layer. Thereafter, the exothermic coating solution composition prepared in Preparation Example 2 was applied to the inner surface of the ice receiver to have a dry coating thickness of 30 μm, thereby forming an exothermic coating layer. The ice tray was manufactured by laminating a plate-like copper on one side of the exothermic coating layer and applying the insulating coating solution composition prepared in Preparation Example 1 so that the dry coating thickness was 100 μm on the exothermic coating layer and the upper surface of the copper. At this time, the compositions were applied by spray or brush.
실시예 2.Example 2.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 제조예 2에서 제조된 발열 코팅액 조성물 대신에 제조예 3에서 제조된 발열 코팅액 조성물을 사용하였다.
The same procedure as in Example 1, except that the exothermic coating solution composition prepared in Preparation Example 3 was used instead of the exothermic coating solution composition prepared in Preparation Example 2.
실시예 3.Example 3.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 제조예 2에서 제조된 발열 코팅액 조성물 대신에 제조예 4에서 제조된 발열 코팅액 조성물을 사용하였다.
The same procedure as in Example 1 was carried out, but the exothermic coating solution composition prepared in Preparation Example 4 was used instead of the exothermic coating solution composition prepared in Preparation Example 2.
실시예 4.Example 4.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 얼음 수용기 외부 면 쪽에 발열 코팅층을 형성한 후 발열 코팅층과 구리 상면에 제조예 1에서 제조된 절연 코팅액 조성물을 도포하여 제2 절연 코팅층을 형성하였다.
In the same manner as in Example 1, but after forming the exothermic coating layer on the outer surface of the ice receptor, the insulating coating liquid composition prepared in Preparation Example 1 was applied to the exothermic coating layer and the copper upper surface to form a second insulating coating layer.
실시예 5.Example 5.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 얼음 수용기 내부 면 및 외부 면 쪽에 발열 코팅층을 형성한 후 발열 코팅층과 구리 상면에 제조예 1에서 제조된 절연 코팅액 조성물을 도포하여 제2 절연 코팅층을 형성하였다.
In the same manner as in Example 1, but after forming the heat-generating coating layer on the inner surface and the outer surface of the ice receptor, the second insulating coating layer was formed by applying the insulating coating liquid composition prepared in Preparation Example 1 on the heating coating layer and the upper copper surface.
비교예 1.Comparative Example 1.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 제조예 2에서 제조된 발열 코팅액 조성물 대신에 제조예 5에서 제조된 발열 코팅액 조성물을 건조도막두께가 0.5㎛가 되도록 사용하였다.
In the same manner as in Example 1, but instead of the exothermic coating solution composition prepared in Preparation Example 2, the exothermic coating solution composition prepared in Preparation Example 5 was used so that the dry coating thickness is 0.5㎛.
비교예 2.Comparative Example 2
상기 실시예 3과 동일하게 실시하되, 제조예 4에서 제조된 발열 코팅액 조성물 대신에 제조예 6에서 제조된 발열 코팅액 조성물을 건조도막두께가 0.5㎛가 되도록 도포하였으며, 제2 절연 코팅층의 두께가 100㎛가되도록 하였다.
In the same manner as in Example 3, but instead of the exothermic coating solution composition prepared in Preparation Example 4, the exothermic coating solution composition prepared in Preparation Example 6 was applied so that the dry coating thickness is 0.5㎛, the thickness of the second insulating coating layer 100 Was made to be μm.
비교예 3.Comparative Example 3
탄소 섬유인 도전 볼이 접착 필름인 폴리비닐부틸렌 내부에 혼합된 필름을 틀 상에 위치시킨 후, 필름을 보호하기 위하여 보호층을 구비하여 아이스 트레이를 제조하였다.
After placing the film mixed with the conductive ball of carbon fiber inside the polyvinyl butylene, which is an adhesive film, on the mold, an ice tray was prepared by providing a protective layer to protect the film.
(두께 ㎛)First Insulation Coating Layer
(Thickness μm)
(100)Production Example 1
(100)
(100)Production Example 1
(100)
(100)Production Example 1
(100)
(100)Production Example 1
(100)
(100)Production Example 1
(100)
(100)Production Example 1
(100)
(100)Production Example 1
(100)
(두께 ㎛)Exothermic coating layer
(Thickness μm)
(30)Preparation Example 2
(30)
(30)Preparation Example 3
(30)
(30)Preparation Example 4
(30)
(30)Preparation Example 4
(30)
(30)Preparation Example 4
(30)
(0.5)Preparation Example 5
(0.5)
(0.5)Preparation Example 6
(0.5)
(두께 ㎛)Second insulating coating layer
(Thickness μm)
(100)Production Example 1
(100)
(100)Production Example 1
(100)
(100)Production Example 1
(100)
(100)Production Example 1
(100)
(100)Production Example 1
(100)
(100)Production Example 1
(100)
(100)Production Example 1
(100)
시험예.Test example.
1. 표면저항 : 발열 코팅층까지 형성한 후 표면저항측정기(Mitsubishi Chemical 사, MCP-T610)로 표면저항을 측정하였다. 이때, 비교예 3는 필름까지 구비한 후 표면저항을 측정하였다.1. Surface resistance: The surface resistance was measured using a surface resistance measuring instrument (Mitsubishi Chemical, MCP-T610) after forming up to the exothermic coating layer. At this time, Comparative Example 3 was equipped with a film and then measured the surface resistance.
2. 고체 분리 시간: 전극층에 전원(220VAC)을 가할 때부터 고체가 아이스 트레이로부터 분리될 때까지의 시간을 측정하였다.
2. Solid Separation Time: The time from the application of power (220VAC) to the electrode layer until the solids were separated from the ice tray was measured.
(옴/sq)Surface resistance
(Ohm / sq)
시간 (초)Solid separation
Time in seconds
위 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 제조된 실시예 1 내지 5의 아이스 트레이는 비교예 1 내지 3에 비하여 표면저항이 낮으므로 전류가 원활히 흐르고 있음을 알 수 있다. 또한, 실시예 1 내지 5는 고체(얼음)가 아이스 트레이로 부터 분리되는 시간이 짧으므로 발열 코팅층 전면에서 균일하게 발열되고 있다는 것을 알 수 있다. As shown in Table 2, it can be seen that the ice trays of Examples 1 to 5 manufactured according to the present invention have a low surface resistance compared to Comparative Examples 1 to 3, so that the current flows smoothly. In addition, Examples 1 to 5 show that the solid (ice) is separated from the ice tray in a short time, so that it is uniformly generated on the front surface of the heat generating coating layer.
이때, 실시예 1 내지 5, 비교예 1 및 2는 정확한 표면저항을 측정하기 위하여 제2 절연 코팅층을 형성하기 전 즉, 발열 코팅층까지 형성한 후 측정하였다.
In this case, Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 and 2 were measured before forming the second insulating coating layer, that is, even after forming the exothermic coating layer in order to measure the accurate surface resistance.
1: 아이스 트레이 10: 얼음 수용기
20: 제1 절연 코팅층 30: 발열 코팅층
40: 전극층 50: 제2 절연 코팅층 1: ice tray 10: ice receptor
20: first insulating coating layer 30: heat generating coating layer
40: electrode layer 50: second insulating coating layer
Claims (16)
An ice tray comprising an ice container and a heat generating layer provided on the container.
The ice tray of claim 1, wherein the exothermic coating layer is formed on an inner face, an outer face, or an inner face and an outer face of the ice receiver.
The ice tray of claim 1, wherein the exothermic coating layer is formed by applying a composition including 0.1-20 wt% of a conductor, 1-40 wt% of a binder, and 50-80 wt% of a solvent to the receiver.
The ice tray of claim 3, wherein the conductor is carbon nanotubes or carbon fibers.
The ice tray of claim 1, wherein a first insulating coating layer is formed between the receiver and the heat generating coating layer.
The ice tray of claim 5, wherein the first insulation coating layer is formed to cover all sides of the receiver.
The ice tray according to claim 1, wherein a second insulating coating layer is formed on the exothermic coating layer to cover an electrode layer for supplying power to the coating layer.
The method according to any one of claims 5 to 7, wherein the first and second insulating coating layer is 10-20% by weight polyurethane resin, 30-60% by weight synthetic rubber, 20-30% by weight polyvinyl chloride and solvent 10-20 Ice tray formed of an insulating coating liquid composition containing weight%.
The method according to claim 6, wherein the electrode layer is gold (Au), aluminum (Al), copper (Cu), platinum (Pt), rhodium (Rh), platinum-rhodium alloy (Pt-Rh), chromium (Cr) and silver-palladium Ice tray consisting of one or more selected from the group consisting of (Ag-Pd).
Ice comprising applying an exothermic coating composition comprising 0.1-20% by weight of conductor, 1-40% by weight of binder and 50-80% by weight of solvent to the inner, outer or inner and outer sides of the ice receiver How to make a tray.
The method of claim 10, further comprising applying the insulating coating liquid composition to the entire surface of the ice container before applying the exothermic coating liquid composition.
The method of claim 11, further comprising attaching an electrode on the exothermic coating solution after applying the exothermic coating solution composition.
The method of claim 12, further comprising applying an insulating coating liquid composition to cover both the heating coating layer and the electrode after attaching the electrode.
The method of claim 13, wherein the exothermic coating liquid composition is prepared by dispersing 0.1-20% by weight of the conductor in 50-80% by weight of a solvent and then adding 1-40% by weight of the binder to the dispersion.
15. The method of claim 10 or 14, wherein the conductor is carbon nanotube or carbon fiber.
The method of claim 12, wherein the electrode is made of gold (Au), aluminum (Al), copper (Cu), platinum (Pt), rhodium (Rh), platinum-rhodium alloy (Pt-Rh), chromium (Cr) and silver-palladium Ice tray production method consisting of one or more selected from the group consisting of (Ag-Pd).
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