WO2012138055A2 - 에너지 절감형 전자레인지용 트레이 구조 - Google Patents

에너지 절감형 전자레인지용 트레이 구조 Download PDF

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WO2012138055A2
WO2012138055A2 PCT/KR2012/001204 KR2012001204W WO2012138055A2 WO 2012138055 A2 WO2012138055 A2 WO 2012138055A2 KR 2012001204 W KR2012001204 W KR 2012001204W WO 2012138055 A2 WO2012138055 A2 WO 2012138055A2
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coating layer
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박충권
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(주)더몰론코리아
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    • H05B6/6491—Aspects related to microwave heating combined with other heating techniques combined with the use of susceptors
    • H05B6/6494—Aspects related to microwave heating combined with other heating techniques combined with the use of susceptors for cooking

Definitions

  • the present invention relates to an energy-saving microwave oven tray, and more particularly, by forming a ceramic coating layer on the upper surface of the microwave oven tray, thereby improving durability of the tray and heating temperature of the tray for a microwave oven for cooking food.
  • Compared to the conventional tray is related to an energy-saving microwave oven tray characterized in that the energy is reduced.
  • a microwave oven is a cooking utensil that uses high frequency to heat food. It uses the principle that molecules in the high frequency electric field vibrate violently and generate heat, and the cooking time is short. It is easy to cook, and it also has the advantage that vitamins do not dissolve in water.
  • a microwave oven having such characteristics is composed of a heating source that emits electromagnetic waves, a power supply, an operation panel, a cooling fan, a case, and the like, and a turn table for returning foods evenly to spread radio waves is built in.
  • a magnetron (4) that generates ultra-high frequency, and ultra-high frequency emitted from the magnetron (4) It consists of a waveguide (3) to be propagated, and a cooking chamber (9) in which ultra-high frequencies propagated in the waveguide (3) are transmitted to food. And a roller guide 2 mounted below the bottom plate 9a of the cooking chamber 9 and coupled to the motor 1 having the rotary shaft 1a upward, coupled to the rotary shaft 1a of the motor 1, and the roller.
  • the tray 8 is mounted on the upper surface of the guide 2 and the tray 8 on which the food container 5 is placed is rotated.
  • the tray body 10 is a ferrite pad layer 20 on the lower surface, Teflon (topefon) as shown in Figure 3 )
  • Teflon topefon
  • the ferrite coating layer 20 is formed on the lower surface of the tray body 10
  • the Teflon coating layer 30 is formed on the upper surface, respectively.
  • the present invention is to improve the problems as described above, by forming a ceramic coating layer on the upper surface of the conventional tray for use in a microwave oven instead of the Teflon coating layer that was conventionally coated, the durability of the tray is improved, cooking food It is an object of the present invention to provide a tray for an energy-saving microwave oven, characterized in that the heating temperature is higher than that of the conventional tray, and the power consumption is reduced by using energy with high efficiency.
  • the present invention is characterized by reducing the power consumption by applying the present invention without changing the existing microwave oven internal structure by forming a ceramic coating layer on the upper surface of the conventional tray.
  • the ceramic composition used to form the ceramic coating layer to increase the heating temperature in the microwave oven in the present invention used the inorganic ceramic coating composition of the Republic of Korea Patent No. 512599, the applicant has already been patented in Korea.
  • the present invention provides a tray for a microwave oven in which a ferrite coating layer is formed on a tray main body and a lower surface of the main body,
  • the tray main body is an energy-saving microwave oven tray, characterized in that the ceramic coating layer is formed on the upper surface as a means for solving the problem.
  • the ceramic coating layer using an inorganic ceramic composition consisting of 40-50% by weight of binder, 27-34% by weight of silica sol, 10-19% by weight of functional filler, 5-15% by weight of ceramic powder and 1-2% by weight of pigment Coating.
  • the binder is a silane compound as a binder for bonding the ceramic powder, and a silane having a chemical formula RnSiX 4-n or an oligomer derived therefrom.
  • RnSiX 4-n X is the same or different from each other, a hydrolyzable group or a hydroxyl group, the radicals R are the same or different from each other, and represent hydrogen, an alkyl group having less than 10 carbon atoms, and n is 0, 1 or 2 It is preferable.
  • the silica sol is made of 20 to 40 parts by weight of powdered silicon oxide having a particle size of 0.2 to 1.0 ⁇ m and 80 to 60 parts by weight of water.
  • the functional filler is used by selecting one or more of tourmaline, loess, chorionic mica, amethyst, raw ore, bamboo charcoal, Uwang wang, guinea stone, obsidian, ganban stone, light mineral stone, lava, ghost stone, the ceramic powder is strontium , Vanadium, zirconium, cerium, neodymium, lanthanum, barium, rubidium, cesium, gallium, characterized in that at least one selected to use.
  • the present invention by forming a ceramic coating layer on the upper surface of a tray for a microwave oven, the durability of the tray is improved, and the heating temperature of the microwave tray for cooking food is higher than that of a conventional tray.
  • This savings is an advantage.
  • the present invention by forming a ceramic coating layer on the upper surface of the conventional tray, it is possible to reduce the power consumption without changing the internal structure of the conventional microwave oven can be easily applied to the existing microwave oven, the demand will increase significantly. It is expected to be.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a structure of a conventional microwave oven and a structure in which ultra-high frequency is dispersed
  • FIG. 2 is a schematic view showing the structure of a conventional tray for a microwave oven
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a conventional tray for a microwave oven
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of a tray for a microwave oven according to the present invention
  • Example 6 is a photograph showing a measurement result of the thermal imaging camera of Example 1 according to the present invention.
  • FIG. 7 relates to a photograph showing the measurement result of the thermal imaging camera of Comparative Example 1.
  • the tray body 10 is characterized in that the ceramic coating layer 40 is formed on the upper surface.
  • a typical microwave tray is a structure in which a ferrite coating layer 20 is formed on a lower surface of the tray body 10, and a Teflon coating layer 30 is formed on an upper surface of the tray, respectively. While the heating temperature of the upper surface of the tray rises to about 195 ° C due to the emission of ultra-high frequency within the present invention, the present invention forms a ceramic coating layer 40 on the upper surface of the tray, so that the heating temperature of the upper surface of the tray is up to 257 ° C. As it rises, the time for cooking food is further shortened as compared to the conventional microwave oven, which can reduce power consumption.
  • the ceramic coating layer coated on the upper surface of the tray in the present invention is a layer coated to increase the heating temperature of the upper surface of the tray, the binder 40-50% by weight, silica sol 27-34% by weight, functional filler 10-19% by weight It is coated using an inorganic ceramic composition consisting of 5 to 15% by weight of ceramic powder and 1 to 2% by weight of pigment.
  • the binder serves to bind the inorganic ceramic component.
  • the mixing amount of the binder is less than 40% by weight, the inorganic ceramic composition may not be properly bonded during firing, and when the mixing amount of the binder exceeds 50% by weight, the inorganic ceramic composition is relatively larger than the mixing amount of the binder.
  • the mixing amount of the components decreases, mechanical properties of the ceramic coating layer may decrease.
  • the binder is a silane compound, and serves as a binder for bonding the ceramic powder.
  • the amount of the silane compound is mixed below the range defined above, the reactivity with the silica sol is lowered.
  • overreaction may occur to deteriorate the physical properties of the binder.
  • the silane compound is a silane having a formula of RnSiX 4 -n or an oligomer derived therefrom, wherein in formula RnSiX 4-n , X is the same as or different from each other, a hydrolyzable group or a hydroxyl group, and the radicals R are the same as or different from each other, Hydrogen and an alkyl group having less than 10 carbon atoms are represented, and n is preferably 0, 1 or 2.
  • the silane compound is more specifically methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, normal propyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, vinyltrimeth Methoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, normalpropyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, trifluoropropyltrimethoxysilane, tridecafluorooctyltrimeth It is preferable to select and use 1 type or more from oxysilane, tetraethoxysilane, or heptadecafluorodecyl trimethoxysilane.
  • the silica sol is an inorganic compound which is bonded by chemical reaction with the silane compound, and preferably 27 to 34% by weight is mixed. If the amount of silica sol is out of the above-defined range, the bonding strength of silicon-oxygen-metal (Si-O-Metal) between the methyltrimethoxysilane and tetraethoxysilane may be weakened, causing the phenomenon of peeling at high heat. There is.
  • the silica sol used in the present invention is preferably mixed with 60 to 80% by weight of water to 20 to 40% by weight of powder silicon oxide (SiO2) of 0.2 ⁇ 1.0 ⁇ m particle size, the mixing ratio of the components is limited above It is not necessarily applied only to one composition ratio, and considering the workability etc., the said mixing amount can be adjusted suitably as needed.
  • SiO2 powder silicon oxide
  • the size of the particles of the silica sol is preferably 0.2 ⁇ 1.0 ⁇ m, if the size of the silica sol particles outside the range of the particle size defined above, the size of the particles is too fine or too large to be uniformly dispersed in water. There is no fear.
  • the functional filler is a material that emits anions with far-infrared radiation
  • the amount of the functional filler is preferably 10 to 19% by weight.
  • the amount of the functional filler is less than 10% by weight, it is difficult to expect far infrared rays and anion release effects.
  • the amount of the functional filler is more than 19% by weight, the amount of the binder is relatively smaller than that of the functional filler. There is a fear that the state change and the adhesion of the coating film may be lowered.
  • Functional fillers usable in the present invention it is preferable to use at least one selected from tourmaline, loess, biotite, amethyst, raw ore, bamboo charcoal, Uranite, precious stone, obsidian, ganban stone, photonite, lava, ghost stone .
  • the ceramic powder in the present invention serves to improve the mechanical properties of the coating layer, and to increase the conductivity.
  • the mixing amount of the ceramic powder is preferably 5 to 15% by weight. When the mixing amount of the ceramic powder is less than 5% by weight, the mechanical properties and thermal conductivity of the coating layer may decrease, and the mixing amount of the ceramic powder is 15%. When the weight percentage is exceeded, the amount of the binder is decreased relative to the amount of the ceramic powder, so that the state change and the adhesion of the coating film may be lowered.
  • Ceramic powder usable in the present invention may be used by selecting one or more of quartz, monzonite, gneiss and rhyolite tuff, strontium, vanadium, zirconium, cerium, neodymium, lanthanum, barium, rubidium, cesium, It is preferable to select and use 1 or more types from gallium.
  • the pigment is mixed to show the color of the ceramic coating layer (40). It is preferable that the mixing amount of a pigment is 1-2 weight%, and it can mix and use suitably within the range defined above according to the color to desire.
  • the thickness of the ceramic coating layer 40 formed on the upper surface of the tray main body 10 is preferably 50 to 100 ⁇ m in consideration of the mechanical properties and thermal conductivity of the ceramic coating layer, and is limited only to the thickness defined above. Not applicable, the thickness of the ceramic coating layer 40 can be appropriately adjusted by the manufacturer's needs or design requirements.
  • the ferrite pad layer 20 formed on the lower surface of the tray body 10 is typically provided in the tray body 10 of the prior art, the ferrite pad layer 20 is a pad of a rubber sheet or the like A pad containing ferrite having good performance of absorbing microwaves, electromagnetic waves, and the like, and has a function of absorbing microwaves, electromagnetic waves, and the like to generate heat to the tray main body 10.
  • Microwave trays were calcined for 1 hour at a temperature of 300 ° C using an inorganic ceramic composition consisting of 50% by weight of binder, 34% by weight of silica sol, 10% by weight of functional filler, 5% by weight of ceramic powder and 1% by weight of pigment.
  • a ceramic coating layer having an average thickness of 50 ⁇ m was formed on the upper surface of the main body.
  • the thickness of the ferrite pad layer used on the lower surface of the tray for a microwave oven is 3 mm.
  • a Teflon coating layer having an average thickness of 50 ⁇ m was formed on the upper surface of the tray body for a microwave oven, and the thickness of the ferrite pad layer used for the lower surface of the tray for a microwave oven was 3 mm.
  • FIG. 1 is a graph showing the change in the tray temperature in the microwave oven of Example 1 and Comparative Example 1 according to the present invention.
  • Example 1 according to the present invention was confirmed that the temperature of the tray for the microwave oven appeared higher than the comparative example 1 in the same time, as described above, Example 1 has a higher heating temperature than the comparative example 1 Since the cooking time is shortened, power consumption can be reduced.
  • FIG. 6 is a photograph showing a measurement result of the thermal imaging camera of Example 1 according to the present invention
  • FIG. 7 is a photograph showing a measurement result of the thermal imaging camera of Comparative Example 1.
  • the present invention provides a tray for a microwave oven in which a ferrite coating layer is formed on a tray main body and a lower surface of the main body, wherein the tray main body is an energy-saving microwave oven tray having a ceramic coating layer formed on an upper surface thereof.
  • the ceramic coating layer is an inorganic ceramic composition consisting of binder 40-50% by weight, silica sol 27-34% by weight, functional filler 10-19% by weight, ceramic powder 5-15% by weight and pigments 1-2% by weight And coated.
  • the silane compound is a binder for bonding the ceramic powder, preferably a silane having a chemical formula RnSiX 4 -n or an oligomer derived therefrom.
  • RnSiX 4- n X is the same or different from each other, a hydrolyzable group or a hydroxyl group, the radicals R are the same or different from each other, and represent hydrogen, an alkyl group having less than 10 carbon atoms, and n is 0, 1 or 2 .
  • the silica sol is preferably made of 20 to 40 parts by weight of powdered silicon oxide having a particle size of 0.2 ⁇ 1.0 ⁇ m and 80 to 60 parts by weight of water.
  • the functional filler is preferably used by selecting one or more of tourmaline, loess, chorionic mica, amethyst, raw ore, bamboo charcoal, Uwang wang, guinea stone, obsidian, ganban stone, light mineral stone, lava, and ghost stone.
  • the ceramic powder is preferably used by selecting one or more of strontium, vanadium, zirconium, cerium, neodymium, lanthanum, barium, rubidium, cesium, gallium.
  • the present invention by forming a ceramic coating layer on the upper surface of a conventional tray used for a microwave oven instead of the Teflon coating layer, which is conventionally coated, the durability of the tray is improved and the heating temperature for cooking food is higher than that of the conventional tray.
  • a ceramic coating layer on the upper surface of a conventional tray it is possible to reduce the power consumption by applying the present invention without changing the existing microwave oven internal structure. It is expected to be widely used.

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Abstract

본 발명은 전자레인지용 트레이 상부 면에 세라믹 코팅층을 형성시킨 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 전자레인지용 트레이 구조에 관한 것으로, 트레이의 내구성이 향상되고, 음식물을 조리하기 위한 가열온도가 종래의 트레이에 비해 높아 고효율의 에너지 사용으로 소비전력이 절감되는 것이 장점이다. 특히 본 발명은 통상적인 트레이의 상부 면에 세라믹 코팅층을 형성시킴으로써, 기존의 전자레인지 내부 구조를 변경시키기 않고도 소비전력을 절감시킬 수 있으므로 기존의 전자레인지에 쉽게 적용할 수 있어 그 수요가 대폭 증가할 것으로 기대된다.

Description

에너지 절감형 전자레인지용 트레이 구조
본 발명은 에너지 절감형 전자레인지용 트레이에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자레인지용 트레이 상부 면에 세라믹 코팅층을 형성시킴으로써, 트레이의 내구성이 향상되고, 음식물을 조리하기 위한 전자레인지용 트레이의 가열온도가 종래의 트레이에 비해 높아 에너지가 절감되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 전자레인지용 트레이에 관한 것이다.
전자레인지는 고주파를 사용하여 음식물을 가열하는 조리 기구로서, 고주파 전장(電場) 중의 분자가 심하게 진동하여 발열하는 원리를 이용한 것으로 조리시간이 짧고, 삶는 요리나 또는 찜 요리의 경우에는 냄비를 쓰지 않고도 손쉽게 조리할 수 있으며 비타민이 물에 녹아 흘러나가지 않는다는 장점도 있다. 이와 같은 특성을 갖는 전자레인지는 전자파를 쏘는 가열원, 전원, 조작판, 냉각팬, 케이스 등으로 구성되어 있고, 또한 전파가 골고루 미치도록 음식물을 돌려주는 턴테이블(turn table)이 내장되어 있다.
통상적인 종래의 전자레인지 구조를 개략적으로 살펴보면, 대한민국 공개실용신안공보 실2000-14786호에 도 1에 도시된 바와 같이 초고주파가 발생되는 마그네트론(4)과, 상기 마그네트론(4)에서 방출된 초고주파가 전파되는 도파관(3)과, 상기 도파관(3)에서 전파된 초고주파가 음식물에 유전되는 조리실(9)로 이루어져 있다. 그리고 조리실(9)의 저판(9a) 하부에 설치되고 상방으로 회전축(1a)을 구비한 모터(1), 상기 모터(1)의 회전축(1a)에 결합되는 롤러 가이드(2)와, 상기 롤러 가이드(2)의 상면에 안착되고 음식용기(5)가 올려 놓여지는 트레이(8)가 회전되는 구성으로 이루어진다.
전자레인지용 트레이의 단면 구조를 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같고, 트레이 본체(10)는 도 3에 도시된 바와 같이 하부 면에 페라이트(ferrite) 패드층(20), 상부 면에 테프론(teflon) 코팅층(30)이 각각 형성된 구조로서, 트레이 본체(10)의 하부 면에 페라이트 코팅층(20)이 형성되고, 상부 면에 테프론 코팅층(30)이 각각 형성된 구조로서, 전자레인지 내에서 발산하는 초고주파를 페라이트(ferrite) 패드층(20)에서 흡수하여 트레이 상부 면의 가열온도가 최대 160℃ 정도까지 올라가면서, 트레이 상부 면에 놓은 음식물은 전파가 음식물에 포함된 수분의 물 분자를 진동시켜 열을 내는 방식인 유전가열(誘電加熱) 방식에 의해 짧은 시간 내에 조리되어 진다.
한편, 전자레인지의 소비전력을 절감하기 위한 방안으로 다양한 기술이 개발되어 특허출원되고 있으며, 이러한 기술로서 대한민국 공개실용신안공보 실1999-4980호, 대한민국 등록실용신안공보 제20-157101호, 대한민국 등록실용신안공보 제20-154581호 등은 전자레인지의 캐비티 장치 등의 개선이나 또는 조리실 내에 분할판 등을 설치하여 에너지의 활용도를 높여 소비전력을 절감시키는 기술들이 알려져 있지만, 상기와 같은 고안들의 경우에는 전자레인지의 내부구조를 개선해야 하는 문제점들이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 방안으로, 전자레인지용으로 사용하는 통상적인 트레이의 상부 면에 종래에 코팅하였던 테프론 코팅층 대신 세라믹 코팅층을 형성시킴으로써, 트레이의 내구성이 향상되고, 음식물을 조리하기 위한 가열온도가 종래의 트레이에 비해 높아 고효율의 에너지 사용으로 소비전력이 절감되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 전자레인지용 트레이를 제공함을 과제로 한다.
따라서, 본 발명은 통상적인 트레이의 상부 면에 세라믹 코팅층을 형성시킴으로써, 기존의 전자레인지 내부 구조를 변경시키기 않고도 본 발명을 적용시켜 소비전력을 절감시킬 수 있는 것이 특징이다.
특히 본 발명에서 전자레인지 내부의 가열온도를 높이고자 세라믹 코팅층을 형성시키기 위해 사용하는 세라믹 조성물은 본 출원인이 이미 국내에서 특허등록 받은 바 있는 대한민국 등록특허 제512599호의 무기질 세라믹 코팅제 조성물을 사용하였다.
본 발명은 트레이 본체와 본체의 하부 면에 페라이트 코팅층이 형성된 전자레인지용 트레이에 있어서,
상기 트레이 본체는 상부 면에 세라믹 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 전자레인지용 트레이를 과제 해결 수단으로 한다.
그리고 상기 세라믹 코팅층은 바인더 40~50 중량%, 실리카졸 27~34 중량%, 기능성 충진제 10~19 중량%, 세라믹 파우더 5~15 중량% 및 안료 1~2 중량%로 이루어진 무기질 세라믹 조성물을 사용하여 코팅시킨다.
또한 상기 바인더는 세라믹 파우더를 결합시키기 위한 결합제로서 실란 화합물이며, 화학식이 RnSiX4-n인 실란 또는 그로부터 파생된 올리고머이다. 단, 상기 화학식 RnSiX4-n에서 X는 서로 같거나 다르고, 가수분해 가능한 기 또는 히드록시기이고, 라디칼 R은 서로 같거나 다르고, 수소, 탄소수 10 미만의 알킬기를 나타내고, n은 0, 1 또는 2인 것이 바람직하다.
그리고 상기 실리카졸은 0.2~1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소 20~40 중량부와 물 80~60 중량부가 혼합되어 이루어진다.
또한 상기 기능성 충진제는 토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석 중에서 1종 이상을 선택하여 사용하며, 상기 세라믹 파우더는 스트론튬, 바나듐, 지르코늄, 세륨, 네어디뮴, 란탄, 바륨, 류비듐, 세슘, 갈륨 중에서 1종 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 전자레인지용 트레이의 상부 면에 세라믹 코팅층을 형성시킴으로써, 트레이의 내구성이 향상되고, 음식물을 조리하기 위한 전자레인지용 트레이의 가열온도가 종래의 트레이에 비해 높아 고효율의 에너지 사용으로 소비전력이 절감되는 것이 장점이다. 특히 본 발명은 통상적인 트레이의 상부 면에 세라믹 코팅층을 형성시킴으로써, 기존의 전자레인지 내부 구조를 변경시키기 않고도 소비전력을 절감시킬 수 있으므로 기존의 전자레인지에 쉽게 적용할 수 있어 그 수요가 대폭 증가할 것으로 기대된다.
도 1은 종래의 통상적인 전자레인지의 구조와 초고주파가 분산되는 구조를 도시한 개략도이고,
도 2는 종래의 전자레인지용 트레이의 구조를 나타낸 개략도이며,
도 3은 종래의 전자레인지용 트레이의 단면 구조를 나타낸 단면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 전자레인지용 트레이의 단면 구조를 나타낸 단면도이며,
도 5는 본 발명에 따른 실시 예 1과 이와 대비되는 비교 예 1의 전자레인지 내의 트레이 온도 변화를 나타낸 그래프이고,
도 6은 본 발명에 따른 실시 예 1의 열 화상 카메라의 측정결과를 나타낸 사진이며,
도 7은 비교 예 1의 열 화상 카메라의 측정결과를 나타낸 사진에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하며, 상세한 설명에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도의 구성 및 작용에 대한 언급 및 도면의 도시는 간략히 하였다.
본 발명은 도 4에 도시된 바와 같이, 트레이 본체(10)와 본체의 하부 면에 페라이트 코팅층(20)이 형성된 전자레인지용 트레이에 있어서,
상기 트레이 본체(10)는 상부 면에 세라믹 코팅층(40)이 형성된 것을 특징으로 한다.
일반적인 전자레인지용 트레이는 도 3에 도시된 바와 같이, 트레이 본체(10)의 하부 면에 페라이트 코팅층(20)이 형성되고, 트레이의 상부 면에 테프론 코팅층(30)이 각각 형성된 구조로서, 전자레인지 내에서 초고주파의 발산에 의해 트레이 상부 면의 가열온도가 195℃ 정도까지 올라가는데 반해, 본 발명은 트레이의 상부 면에 세라믹 코팅층(40)을 형성시킴으로써, 트레이 상부 면의 가열온도가 최고 257℃까지 올라감에 따라, 종래의 전자레인지에 비해 음식물을 조리하는 시간이 더욱 단축되므로 소비전력을 절감시킬 수 있는 것이 특징이다.
그리고 본 발명에서 트레이의 상부 면에 코팅시킨 세라믹 코팅층은 트레이 상부 면의 가열온도를 높이기 위해 코팅시킨 층으로써, 바인더 40~50 중량%, 실리카졸 27~34 중량%, 기능성 충진제 10~19 중량%, 세라믹 파우더 5~15 중량% 및 안료 1~2 중량%로 이루어진 무기질 세라믹 조성물을 사용하여 코팅시킨다.
본 발명에서 상기 바인더는 상기 무기질 세라믹 조성성분을 결합시키는 역할을 한다. 바인더의 혼합량이 40 중량% 미만이 될 경우에는 상기 무기질 세라믹 조성성분들이 소성시 제대로 결합되지 않을 우려가 있고, 바인더의 혼합량이 50 중량%를 초과할 경우에는 바인더의 혼합량에 비해 상대적으로 무기질 세라믹 조성성분들의혼합량이 적어짐에 따라 세라믹 코팅층의 기계적 물성이 저하할 우려가 있다.
또한 상기 바인더는 실란 화합물로서, 세라믹 파우더를 결합시키기 위한 결합제의 역할을 한다. 실란 화합물의 혼합량이 상기에서 한정한 범위 미만 혼합될 경우에는 실리카졸과의 반응성이 저하되며, 상기에서 한정한 범위를 초과하여 혼합될 경우에는 과반응이 일어나 결합제로서의 물성이 저하될 우려가 있다.
그리고 상기 실란 화합물은 화학식이 RnSiX4-n인 실란 또는 그로부터 파생된 올리고머이며, 상기 화학식 RnSiX4-n에서 X는 서로 같거나 다르고, 가수분해 가능한 기 또는 히드록시기이고, 라디칼 R은 서로 같거나 다르고, 수소, 탄소수 10 미만의 알킬기를 나타내고, n은 0, 1 또는 2인 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용하는 실란 화합물의 예를 구체적으로 들면, 상기 실란 화합물은 더욱 구체적으로는 메틸트리메톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 노르말프로필트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 노르말프로필트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 트리데카플루오로옥틸트리메톡시실란, 테트라에톡시실란 또는 헵타데카플루오로데실트리메톡시실란 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 실리카졸은 실란 화합물과 화학 반응하여 결합되는 무기질 화합물로서, 27~34 중량%가 혼합되는 것이 바람직하다. 실리카졸의 혼합량이 상기에서 한정한 범위를 벗어날 경우에는 메틸트리메톡시실란과 테트라에톡시실란 간에 규소-산소-금속(Si-O-Metal)의 결합력이 약화되어 고열에서 박리되는 현상이 발생할 우려가 있다.
아울러 본 발명에서 사용하는 실리카졸은 0.2~1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소(SiO2) 20~40 중량%에 물 60~80 중량%를 혼합시키는 것이 바람직하며, 상기 구성성분의 혼합비는 상기에서 한정한 조성비에만 반드시 적용되지 아니하고, 작업성 등을 고려하여 필요에 따라서는 상기 혼합량을 적절히 조정할 수 있다.
또한 실리카졸의 입자의 크기는 0.2~1.0 ㎛가 바람직하며, 실리카졸의 입자의 크기가 상기에서 한정한 입자 크기의 범위를 벗어날 경우에는 입자의 크기가 너무 미세하거나 또는 커서 물에 균일하게 분산되지 않을 우려가 있다.
그리고 상기 기능성 충진제는 원적외선 방사와 함께 음이온을 방출하는 물질로서, 기능성 충진제의 혼합량은 10~19 중량%인 것이 바람직하다. 기능성 충진제의 혼합량이 10 중량% 미만이 될 경우에는 원적외선 및 음이온 방출 효과를 기대하기 어렵고, 기능성 충진제의 혼합량이 19 중량%를 초과할 경우에는 기능성 충진제의 혼합량에 비해 상대적으로 바인더의 혼합량이 적어지므로 도막의 상태변화 및 접착력이 저하될 우려가 있다.
본 발명에서 사용가능한 기능성 충진제는 토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석 중에서 1종 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 세라믹 파우더는 코팅층의 기계적 물성을 향상시키고, 전도성을 높이는 기능의 역할을 한다. 본 발명에서 세라믹 파우더의 혼합량은 5~15 중량%가 바람직하며, 세라믹 파우더의 혼합량이 5 중량% 미만이 될 경우에는 코팅층의 기계적 물성과 열전도성이 저하할 우려가 있고, 세라믹 파우더의 혼합량이 15 중량%를 초과할 경우에는 세라믹 파우더의 혼합량에 비해 상대적으로 바인더의 혼합량이 적어지므로 도막의 상태변화 및 접착력이 저하될 우려가 있다.
본 발명에서 사용가능한 세라믹 파우더는 석영, 몬조나이트, 편마암류 및 유문암질 응회암 중에서 1종 이상을 선택하여 사용하고, 스트론튬, 바나듐, 지르코늄, 세륨, 네어디뮴, 란탄, 바륨, 류비듐, 세슘, 갈륨 중에서 1종 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 안료는 세라믹 코팅층(40)의 색상을 나타내기 위해 혼합한다. 안료의 혼합량은 1~2 중량%인 것이 바람직하며, 원하고자 하는 색상에 따라 상기에서 한정한 범위 내에서 적절히 혼합하여 사용할 수 있다.
그리고 본 발명에서 트레이 본체(10)의 상부 면에 형성시키는 세라믹 코팅층(40)의 두께는 세라믹 코팅층의 기계적 물성이나 열전도성 등을 고려하여 50~100 ㎛가 바람직하며, 반드시 상기에서 한정한 두께에만 적용되지 아니하고, 제조자의 필요나 설계요건에 의해 세라믹 코팅층(40)의 두께는 적절히 조정되어 질 수 있다.
한편, 본 발명에서 트레이 본체(10)의 하부 면에 형성시킨 페라이트 패드층(20)은 통상적으로 종래의 트레이 본체(10)에 구비된 구조로서, 상기 페라이트 패드층(20)은 고무판의 패드 등에 마이크로파 및 전자파 등을 흡수하는 성능이 좋은 페라이트(ferrite)를 함유시킨 패드로서, 마이크로파 및 전자파 등을 흡수하여 트레이 본체(10)를 발열시키는 기능을 한다.
이하, 본 발명의 구성을 실시 예를 통해 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 다만 아래의 실시 예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리 범위가 이들 실시 예에 한정되는 것으로 해석되어 져서는 아니 된다.
1. 전자레인지용 트레이의 제작
(실시 예 1)
바인더 50 중량%, 실리카졸 34 중량%, 기능성 충진제 10 중량%, 세라믹 파우더 5 중량% 및 안료 1 중량%로 이루어진 무기질 세라믹 조성물을 사용하여 300℃의 온도에서 1시간 동안 소성처리하여 전자레인지용 트레이 본체의 상부 면에 평균두께 50 ㎛의 세라믹 코팅층을 형성시켰다. 본 실시 예에서 전자레인지용 트레이 하부 면에 사용한 페라이트 패드층의 두께는 3 mm이다.
(비교 예 1)
전자레인지용 트레이 본체의 상부 면에 평균두께 50 ㎛의 테프론 코팅층을 형성시키고, 전자레인지용 트레이 하부 면에 사용한 페라이트 패드층의 두께는 3 mm이다.
2. 전자레인지용 트레이의 온도 측정
실시 예 1 및 비교 예 1의 전자레인지용 트레이를 장착한 전자레인지(700W)에 닭다리 2개를 넣고 전원을 켠 후, 5 분까지의 경과시간에 대하여 적외선 열 영상 카메라를 사용하여 전자레인지용 트레이의 온도를 측정한 결과 아래 [표 1]의 내용과 같이 실시 예 1은 최대 257 ℃까지 온도가 상승한 것이 확인되었고, 비교 예 1은 최대 195 ℃까지 온도가 상승한 것이 확인되었다. 참고로, 도 5는 본 발명에 따른 실시 예 1과 이와 대비되는 비교 예 1의 전자레인지 내의 트레이 온도 변화를 나타낸 그래프이다.
표 1 (단위 : ℃)
구분 시작 1 분 경과 3분 경과 5분 경과
실시 예 1 15 80 150 195
비교 예 1 15 100 190 257
따라서, 본 발명에 따른 실시 예 1은 비교 예 1에 비해 동일한 시간 내에서 전자레인지용 트레이의 온도가 높게 나타난 것을 확인할 수 있었으며, 이와 같이 실시 예 1이 비교 예 1에 비해 가열온도가 높아 음식물의 조리시간이 짧아지게 되므로 소비전력을 절감할 수 있다.
참고로, 도 6은 본 발명에 따른 실시 예 1의 열 화상 카메라의 측정결과를 나타낸 사진이며, 도 7은 비교 예 1의 열 화상 카메라의 측정결과를 나타낸 사진에 관한 것이다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 에너지 절감형 전자레인지용 트레이를 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 트레이 본체와 본체의 하부 면에 페라이트 코팅층이 형성된 전자레인지용 트레이에 있어서, 상기 트레이 본체는 상부 면에 세라믹 코팅층이 형성된 에너지 절감형 전자레인지용 트레이를 발명의 실시를 위한 형태로 한다.
한편, 상기 세라믹 코팅층은 바인더 40~50 중량%, 실리카졸 27~34 중량%, 기능성 충진제 10~19 중량%, 세라믹 파우더 5~15 중량% 및 안료 1~2 중량%로 이루어진 무기질 세라믹 조성물을 사용하여 코팅시킨 것이 바람직하다.
아울러, 상기 실란 화합물은 세라믹 파우더를 결합시키기 위한 결합제로서, 화학식이 RnSiX4 -n인 실란 또는 그로부터 파생된 올리고머인 것이 바람직하다.
단, 상기 화학식 RnSiX4 -n에서 X는 서로 같거나 다르고, 가수분해 가능한 기 또는 히드록시기이고, 라디칼 R은 서로 같거나 다르고, 수소, 탄소수 10 미만의 알킬기를 나타내고, n은 0, 1 또는 2이다.
또한, 상기 실리카졸은 0.2~1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소 20~40 중량부와 물 80~60 중량부가 혼합되어 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 상기 기능성 충진제는 토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석 중에서 1종 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 세라믹 파우더는 스트론튬, 바나듐, 지르코늄, 세륨, 네어디뮴, 란탄, 바륨, 류비듐, 세슘, 갈륨 중에서 1종 이상을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 전자레인지용으로 사용하는 통상적인 트레이의 상부 면에 종래에 코팅하였던 테프론 코팅층 대신 세라믹 코팅층을 형성시킴으로써, 트레이의 내구성이 향상되고, 음식물을 조리하기 위한 가열온도가 종래의 트레이에 비해 높아 고효율의 에너지 사용으로 소비전력이 절감될 뿐만 아니라 통상적인 트레이의 상부 면에 세라믹 코팅층을 형성시킴으로써, 기존의 전자레인지 내부 구조를 변경시키기 않고도 본 발명을 적용시켜 소비전력을 절감시킬 수 있음에 따라 산업상 널리 이용될 것으로 기대된다.

Claims (6)

  1. 트레이 본체와 본체의 하부 면에 페라이트 코팅층이 형성된 전자레인지용 트레이에 있어서,
    상기 트레이 본체는 상부 면에 세라믹 코팅층이 형성된 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 전자레인지용 트레이.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 세라믹 코팅층은 바인더 40~50 중량%, 실리카졸 27~34 중량%, 기능성 충진제 10~19 중량%, 세라믹 파우더 5~15 중량% 및 안료 1~2 중량%로 이루어진 무기질 세라믹 조성물을 사용하여 코팅시킨 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 전자레인지용 트레이.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 실란 화합물은 세라믹 파우더를 결합시키기 위한 결합제로서, 화학식이 RnSiX4-n인 실란 또는 그로부터 파생된 올리고머인 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 전자레인지용 트레이.
    단, 상기 화학식 RnSiX4-n에서 X는 서로 같거나 다르고, 가수분해 가능한 기 또는 히드록시기이고, 라디칼 R은 서로 같거나 다르고, 수소, 탄소수 10 미만의 알킬기를 나타내고, n은 0, 1 또는 2.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 실리카졸은 0.2~1.0㎛ 입자크기의 분말 산화규소 20~40 중량부와 물 80~60 중량부가 혼합되어 이루어진 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 전자레인지용 트레이.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 기능성 충진제는 토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 죽탄, 의왕석, 귀양석, 흑요석, 맥반석, 광명석, 용암, 귀신석 중에서 1종 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 전자레인지용 트레이.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 세라믹 파우더는 스트론튬, 바나듐, 지르코늄, 세륨, 네어디뮴, 란탄, 바륨, 류비듐, 세슘, 갈륨 중에서 1종 이상을 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 전자레인지용 트레이.
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