电烤盘的制作方法
本发明涉及电烤盘。
背景技术:
通常情况下,在家庭或餐厅中,作为烹饪食物或烧烤肉类的设备通常多数使用燃气灶或燃气炉。这样的将燃气作为能量使用的现有的发热装置由于设施普及良好,因此具有易于使用且燃料成本低廉的优点,但是由于燃气管道设施是必不可少的,因此使用场所受到限制。此外,将燃气作为能量使用的设备由于直接通过燃烧来产生热,因此爆炸或火灾危险性非常高,因此最近的趋势是在家庭中安全性高的使用电能的发热设备例如电烤盘得到大量普及。
电烤盘属于通过接收电能来产生热量的电加热器。电加热器通常构成为,在本体内部存在利用电能来产生热量的电热部,并在电热部上部设置金属板或石板等烤盘,使电热部的热量传递至上部的烤盘。
这样的电烤板只要是具备电力设施的地方便可以在任何地方使用,与燃气管道设施相比,普及率相对好,因此具有几乎不受使用地点限制的优点。此外,与利用燃气的设备相比,相对来说不仅安全性高,便利性也优异。尽管如此,电烤炉与利用燃气的设备相比,使用率明显低,其主要原因可以认为是由火力相对低导致的烹饪质量下降。
具体而言,现有的电烤盘通常具备石头或金属材质的厚实的箅子即烤盘、和位于向上述烤盘的下侧分隔一定间隔的位置的电热部。此时,所使用的电热部呈线状,通常称为热丝,并配置为以锯齿形弯曲多次的状态。使用这样的热丝的现有的电烤盘存在施加在烤盘的热能不能均匀地传递的问题。此外,由于存在形成于烤盘和热丝之间的间隔,因此存在由于不能将热量直接施加到烤盘的区域而导致热损失大的问题。由于这些问题,使用热丝的现有的电烤盘,与利用燃气的设备相比,升温速度非常慢,为了在适当温度下烹饪,预热时间随之变长,因此食物的烹饪质量非常差。
另外,由于局部性的受热,所以用于烤盘的材料的种类,也根据其材料的比热而存在限制。例如,将石板作为烤盘使用时,由于比热比较高导致局部温度差严重,而且在温度差严重时,可能发生石板开裂的致命问题。
现有技术文献
专利文献
kr10-2014-0131757a(2014.11.14)
技术实现要素:
本发明的目的在于,为了克服上述现有的问题,提供具有优异的热效率,达到目标温度的反应时间快,从而缩短预热时间且烹饪品质优异的电烤盘。
本发明的另一目的在于,提供可以实质性地防止温度上升时根据烤盘的面积而产生温度偏差,且耐久性和安全性高的电烤盘。
根据本发明的电烤盘,包括:烤盘、与上述烤盘进行面接触的发热层和与上述发热层接触的电极,上述发热层由包括碳纳米管和硅系粘接剂的发热组成物形成。
在本发明的一例中,上述电极可以包括由正电极和负电极构成的多个单位电极对,上述单位电极对可以设置为彼此间隔开。
在本发明的一例中,上述发热层可以包括被上述单位电极对控制成不同温度的单位发热区域面,与上述发热层接触的烤盘的另一面可以包括与上述单位发热区域面相对应的多个单位烤盘区域面,上述单位烤盘区域面可以彼此独立地被控制温度。
根据本发明的一例的电烤盘,还包括与上述烤盘或上述发热层接触的温度传感器。
根据本发明的一例的电烤盘,还可以包括与上述单位发热区域面或上述单位烤盘区域面接触的多个温度传感器,通过上述温度传感器可以独立地控制上述单位烤盘区域面的温度。
在本发明的一个例中,上述单位发热区域面彼此组成或组成比可以相互不同,通过上述组成或组成比之差,可以独立地控制上述单位发热区域面的温度。
根据本发明的一例的电烤盘,还可以包括与上述烤盘或上述发热层接触的温度传感器。
根据本发明的一例的电烤盘,还可以包括向上述单位电极对独立地施加电力的电源部。
在本发明的一例中,上述电源部可以向上述发热层施加5至240v的电压。
在本发明的一例中,上述发热层的平均厚度可以为10μm至2mm。
在本发明的一例中,上述烤盘的平均厚度可以为5至50mm。
在本发明的一例中,可以在上述烤盘的一面形成上述电极后,以覆盖上述电极的方式涂覆上述发热组成物。
在本发明的一例中,可以在上述烤盘的一面涂覆上述发热组成物而形成发热层。
在本发明的一例中,上述发热组成物还可以包括粘合剂。
在本发明的一例中,上述发热组成物可以包括:碳纳米管1至50重量%、硅系粘接剂1至30重量%、粘合剂1至20重量%、分散剂1至20重量%和有机溶剂1至90重量%。
在本发明的一例中,上述粘合剂可以包含选自乙基纤维素和硝化纤维素等中的任一种以上的有机粘合剂,上述分散剂可以包含选自含氨低聚物或聚合物的磷酸酯盐、磷酸的单酯或二酯、酸性二羧酸单酯、聚氨酯-多胺加合物、以及聚烷氧基单胺或二胺等中的任一种或两种以上,上述有机溶剂可以包含选自丙酮、甲基乙基酮、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、聚乙二醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、n-甲基-2-吡咯烷酮、己烷、环己酮、甲苯、氯仿、二氯苯、二甲苯、三甲苯、吡啶、甲基萘、硝基甲烷、丙烯腈、十八胺、苯胺、二甲基亚砜、二甘醇乙醚和萜品醇等中的任一种或两种以上。
根据本发明的电烤盘,具有最小化热损失而使热效率优异,到达目标温度的反应时间快而缩短预热时间且烹饪品质优异的效果。
另外,根据本发明的电烤盘,可以实质性地防止温度上升时根据烤盘的面积而产生温度偏差,具有耐久性和安全性高的效果。
即使是本发明中未明确提及的效果,能够由本发明的技术特征期待的说明书所记载的效果及其内在效果,也视为记载于本发明的说明书。
附图说明
图1是实施例1中制造的电烤盘的实际图像。
图2是将实施例1中制造的电烤盘用热像仪观察的热成像图像。
图3是表示实施例1中制造的电烤盘在各电压下随时间的流逝产生的烤盘温度变化的图表。
图4是表示实施例1中制造的电烤盘在各电压的变化下随时间的流逝产生的烤盘温度变化的图表。
图5是表示在相同的施加电压下实施例1和实施例2中制造的电烤盘的不同的烤盘厚度所带来的烤盘升温速度变化的图表。
图6是表示实施例1和实施例2中制造的电烤盘的对照组即现有的利用了热丝的电烤盘在相同的施加电压下随时间的流逝产生的烤盘温度变化的图表。
图7是表示根据本发明的一例的电烤盘的立体图,是电烤盘的下部的从下侧视角观察的立体图,即能够看到与发热层进行面接触的烤盘的另一面的视角下的立体图。
图8至图10是根据本发明的一例的电烤盘中的发热层和电极所在的烤盘下部的从下侧视角观察的图,即表示电烤盘的下部的图。
图11是表示根据本发明的一例的电烤盘中的容纳目标食材的电烤盘的上部的图,是烤盘上部的从上侧观察的视角。
具体实施方式
下面参考附图,对根据本发明的电烤盘进行详细地说明。
在本说明书中记载的图作为为了向本领域技术人员充分地传达本发明的思想的例子而提供。因此,本发明并不限定于提出的图,可以以其他形态具体化,上述图为了明确本发明的思想,可能有所夸张。
在本说明书中使用的技术术语和科学术语中,如果没有其他定义,则具有本领域技术人员通常理解的意思,在下述的说明和附图中,省略对于可能不必要地混淆本发明主旨的公知功能和构成的说明。
在本说明书中,使用的术语的单数形态只要没有特别的指示则可以解释为也包括复数形态。
在本说明书中,除非另有定义,否则没有特别提及而使用的%的单位是指重量%。
在本说明书中,提及的“层、“板”或“膜”的术语是指每种材料构成连续体(continuum),厚度相比宽度与长度具有相对小的尺寸(dimension)。根据此,在本说明书中,根据上述术语,不应解释为平的二维平面。
根据本发明的电烤盘,其特征在于,包括:烤盘、与上述烤盘进行面接触的发热层、以及与上述发热层接触的电极,上述发热层由包括碳纳米管和硅系粘接剂的发热组成物形成。
根据本发明的电烤盘通过包括与由包括碳纳米管和硅系粘接剂的发热组成物形成的发热层20进行面接触的烤盘10,将热损失最小化而热效率优异,到达目标温度的反应时间快,因此可以快速增加要被传递热能的目标的温度。不仅如此,将温度上升时根据烤盘10的面积产生的温度偏差最小化,具有耐久性和安全性高的效果。因此,上述电烤盘由于到达目标温度的反应时间快而缩短预热时间,且通过高的火力对烹饪目标快速传递高的热能,从而可以进一步提升烹饪目标的味道。
上述发热层20所面接触的烤板10的另一个面包括供要接收热能的目标接触和容纳的区域。在本说明书中提及的“目标”只要是利用电烤盘进行热处理就没有限制,作为一个例子,可以是指食材。
更优选为,与上述发热层接触的烤盘10的另一面具有可以调节为彼此不同温度的区域面,从而可以使位于上述区域面的多个目标被施加彼此不同的热能。作为为了其的手段,电极30可以包括由正电极和负电极组成的多个单位电极对31、32、33、34,上述单位电极对31、32、33、34可以与上述烤盘10的面接触,且彼此间隔开。此时,通过向彼此间隔开的单位电极对31、32、33、34施加彼此不同的电量(电压),以发热层20的由电极对31、32、33、34间的分隔空间而形成的分隔线为基准,在发热层20诱发局部温度偏差。通过这样的手段,发热层20可以包括可以具有彼此不同温度的多个单位发热区域面。即,上述发热层20可以包括被上述单位电极对31、32、33、34控制成不同的温度而具有彼此不同温度的单位发热区域面。此时,上述单位发热区域面可以彼此具有温度偏差,而且对应于上述发热层20的各单位发热区域面实质上可以是相同的物质,也可以是组成或组成比不同的其他物质。上述单位发热区域面为组成或组成比不同的其他物质时,它们可以为彼此邻接,即彼此间隔开或彼此接触或一体型,在制造效率层面一体型可能更好,但当然并不限定于此。
在一个电极对31、32、33、34中,位于正电极和负电极之间的区域以及包括其的发热层20根据施加到上述正电极和上述负电极的电压而发热,此时,上述区域可以是指上述单元发热区域面。因此,通过调节上述电极对31、32、33、34之间的间隔距离,可以调节单元发热区域面的形成位置和尺寸。
与上述发热层接触的烤盘10的另一面可以包括与上单位发热区域面相对应的多个单位烤盘区域面。此时,上述多个单位烤盘区域面可以被分隔,或可以不被分隔。如上所述,由于单位发热区域面能够独立地控制温度,因此从其接收热能的烤盘10可以包括独立地控制温度的单位烤盘区域面。上述单位烤盘区域面优选彼此为相同的材料,当然也可以是不同的材料。
如上所述,与上述发热层20进行面接触的烤盘10的另一面,可以在与单位发热区域面对应的位置处形成单位烤盘区域面。即,烤盘10可以包括多个单位烤盘区域面,上述单位烤盘区域面可以彼此独立地控制温度。具体而言,发热层20可以包括第一单位发热区域面至第n单位发热区域面,烤盘10可以包括第一单位烤盘区域面至第n单位烤盘区域面,上述n为2以上的自然数。在具有包括这样的能够独立地控制温度的单位烤盘区域面的结构时,例如,将第一单位烤盘区域面作为蔬菜类、第二单位烤盘区域面作为海鲜类、第三单位烤盘区域面作为肉类、第四单位烤盘区域面作为调味料类等的用途使用的例子那样,可以提供具有根据目标的种类划分的单位烤盘区域面的电烤盘。但是,上面说明的用途仅作为优选的一个例子进行的说明,作为上述用途并不限定于此,每个单位烤盘区域面当然可以容纳各种类型的目标。进一步,每个单位烤盘区域面可以容纳一种以上的目标,例如,2种以上的目标可以容纳在每个单位烤盘区域面。
不仅如此,尺寸大的目标食材可以在包括2个以上的单位烤盘区域面的大面积区域重叠而容纳。此时,当在2个以上的单位烤盘区域面之间分隔线以突出或凹陷的形态形成阶梯时,可以给予目标食材被烤架烘烤那样的效果。此时,分隔线的宽度越窄,越能提高目标食材被烤架烘烤那样的效果。
如上所述,上述单位烤盘区域面可以不被分隔,或可以被分隔。具体而言,上述单位发热区域面被分隔时,可以通过在单位烤盘区域面之间形成的分隔线来对其进行分隔,其结构没有特别限定,可以具有各种形状,作为一个例子,可以适用线性(纵、横)、同心圆、同心四角形、网格(围棋盘)型、曲线型等多种形状。此外,包括单位发热区域面的发热层20的面积,可以根据烹饪容器的尺寸、目标的量来适当地调整。
上述分隔线是为了区分单位烤盘区域面而分隔的,分隔可以由分隔线的突出或凹陷而形成的阶梯来形成,也可以没有阶梯而是用识别构件(油漆层、膜层等)等来分隔,优选用阶梯来形成。作为优选的一个例子,分隔线突出而形成时,即使在容纳于单位烤盘区域面的目标是液体的情况下,也可以防止目标移动到另一个单位烤盘区域面,这一层面上优异。当单位烤盘区域面彼此间隔开而形成时,其分隔距离,即分隔线的宽度不受限制,可以适当地调节,例如2至50mm,具体可以举出3至30mm。当通过突出或凹陷来形成分隔线时,突出高度或凹陷高度不受限制,例如可以为2至50mm,具体可以举出3至30mm。但是,其只是作为一个具体例子而进行的说明,本发明并不限定于此。
另外,上述单位烤盘区域面彼此之间可以具有高度差。作为具体例,可以以比第n单位烤盘区域高或低的高度形成第n+1单位烤盘区域面,上述n为1以上的自然数。
不仅如此,上述烤盘10为了稳定地容纳目标食材而可以包括与分隔线类似地包围单位烤盘区域面例如最外侧单位烤盘区域面的突出线10s。上述突出线的形状、结构、规格、尺寸等与上述分隔线中说明的相同。
尽管上述发热层20优选为一体型,但单位发热区域面可以彼此间隔开而分隔。单位发热区域面的间隔的距离,即间隔开的线的宽度没有限定,可以适当的调节,例如,为1至50mm,具体可以举出1至30mm。但是,其只是作为具体例而进行的说明,本发明并不限定于此。
上述分隔线、上述间隔线、上述间隔开的线可以为直线、曲线或由它们的组合而形成,当然也能够形成线的中间一部分断开或封闭的状态,例如单位发热区域面、单位烤盘区域面或电极10的一部分彼此不间隔开而是连接的结构。作为关于单位烤盘区域面的一个例子,单位烤盘区域面的一部分彼此不间隔开而是连接的部分作为排出通道,从目标食材中排出的液体物质可以通过贯通孔10h等排出。
上述电烤盘还可以包括与上述烤盘10或上述发热层20接触的温度传感器。可以通过温度传感器实时地测量烤盘10的温度,可以根据测量值调节施加到发热层20的电量来控制烤盘10的温度。具体而言,当从预设为目标温度的烤盘10向目标传递热能时,可能由于烤盘10的温度瞬间降低,或者由于其他环境条件而烤盘10的温度发生改变,从而很难向目标按要求量精确地提供热能。但是,通过利用上述温度传感器实时测量烤盘10的温度,可以实时修正从发热层20传递至烤盘10的热能的量,从而能够进行维持目标温度等的精密的控制。特别是,根据本发明的电烤盘通过具有使上述发热层20与烤盘10的一面进行面接触的结构,可以仅通过1个或少量的温度传感器以没有局部温度偏差的方式精确地测量温度,从而可以覆盖烤盘10的大面积。
另外,上述温度传感器可以具备2个以上,此时,温度传感器可以在烤盘10或发热层20上以规定间隔隔开。由此能够检测局部的温度偏差,能够确认烤盘10或发热层20是否破损等,能够精确地控制温度。
进一步,通过使用2个以上的上述温度传感器,可以独立地控制烤盘10的特定区域面的温度。具体而言,可以在单位发热区域面或单位烤盘区域面分别对应地设置温度传感器。即,上述电烤盘还可以包括与上述单位发热区域面或上述单位烤盘区域面接触的多个温度传感器,通过上述温度传感器可以独立地控制上述单位发热区域面或上述单位烤盘区域面的温度。因此,通过温度传感器可以实时地测定烤盘10的各单位烤盘区域面的温度,并且可以根据测定的值调节施加在各单位发热区域面或电极30的电量,从而独立地控制烤盘10的各单位烤盘区域面的温度。
上述单位发热区域面的组成或组成比可以相同,也可以不同。即便单位发热区域面的组成或组成比相同或不同,也可以如上所述通过调节施加在各单位发热区域面或电极30的电量,从而独立地控制烤盘10的各单位烤盘区域面的温度。
上述单位发热区域面的组成或组成比不同时,由于每个上述单位发热区域面的从电能转换为热能的热转换效率不同,因此可以自动地使与上述单位发热区域面分别对应的烤盘10的特定区域面的温度不同。例如,与热转换效率高的单位发热区域面对应的烤盘10的区域面,维持比与热转换效率低的单位发热区域面对应的烤盘10的区域面高的温度。因此,即便不调节施加在发热层20的电量、或者施加在发热层20的电量相同,也可以赋予烤盘10的每个区域面不同的温度。作为使上述单位发热区域面的组成或组成比不同的手段,可以通过改变后述的发热组成物的组成或组成比来从发热组成物形成发热层20。
还可以包括控制部,该控制部从上述温度传感器接收上述单位烤盘区域面或单位发热区域面的温度信息,并独立地控制施加到上述单位发热区域面或电极30的电量,从而独立地控制上述单位烤盘区域面的温度。可以使用各种控制手段,如根据从温度传感器测定的各温度值,使用户调节单位烤盘区域面的温度,或者自动调节单位烤盘区域面的温度。由于这样的控制部的具体结构和设置位置是公知技术,因此可以参考公知技术,例如,可以设置在电烤盘的内部、外部或远离外部的位置,当然不仅限于此。例如,控制部可以是模拟类型、数字类型或它们的混合类型,此外,还可以具备供用户容易地进行控制的物理调节部。上述物理调节部可以具有按钮型或旋转型等机械形态,或者以电子型等多种形态实现。另外,还可以具备根据情况能够通过公知的手段将从烤盘10传导的热量最小化的导热减小构件等。不仅如此,上述电烤盘还可以具备显示从上述温度传感器接收的温度值的显示器部。由于显示器部的具体结构和设置位置为广泛公知的技术,因此可以参考公知技术,例如,可以设置在电烤盘的外表面或远离外部的位置,当然并不限定于此。
上述温度传感器可以使用接触式传感器、非接触式传感器或两者,但接触式传感器能够显著提高温度控制的精确度,这一层面优选。具体而言,温度传感器其类型不受很大的限制,作为一个例子,可以举出半导体(semiconductor)类型、热电偶(thermocouple)类型、热电阻(resistancetemperaturedetector,rtd)类型、ntc热敏电阻(ntcthermistor)类型等。
上述电烤盘还可以包括向上述电极30施加电力的电源部。此时,电源部作为可以供应电能的手段,是公知的,因此不受限制。电源的具体结构和设置位置为公知的技术,因此参考公知技术即可,例如可以设置在电烤盘的内部、外表面或远离外部的位置,当然并不限定于此。
上述电极30只要是具有导电性的公知的电极30材料即可,通常主要使用电解铜箔、压延铜箔、铜箔之类的铜系电极30,但除此以外可以使用各种金属或具有导电性的物质。此外,电极30的形态和结构只要具有导电性即可,不会设限。电极30的厚度同样只要具有耐久性的程度就可以适当地设置,不会设限,例如可以为1至1000μm。但是,其只是作为一个具体例进行的说明,不应解释为本发明必须限定于此。
上述电极30为正极31a、32a、33a、34a和负极31b、32b、33b、34b,可以以电极对与上述发热层20接触。即,电极30可以包括分别与单位发热区域面接触的多个单位电极对31、32、33、34。具体而言,第一单位电极对31a、31b可以彼此间隔开且与第一单位发热区域面21接触,第二单位电极对32a、32b可以彼此间隔开且与第二单位发热区域面22接触,第三单位电极对33a、33b可以彼此间隔开且与第三单位发热区域面23接触,第四单位电极对34a、34b可以彼此间隔开且与第四单位发热区域面24接触。此时,上述单位电极对31、32、33、34可以彼此独立地从电源接受电力。即,可以从电源分别施加不同电量的电能到单位电极对31、32、33、34。
作为一个具体例,单位电极对31、32、33、34的正电极或负电极可以为两端没有连接的形态,也可以为两端连接的封闭形态。正电极或负电极为封闭形态时,即,两端连接时,在两端连接而形成的内部空间可以设置相反电极(正电极或负电极)。具有这样的结构时,可以具有更有效的热效率和性能。更具体而言,如图9所示,可以设置具有封闭曲线的环形的电极(正极或负极)和位于上述电极内部的相反电极(负极或正极)。
上述电极30只要与发热层20接触而能够施加电能,则其形态、结构和形成方法不会设限,作为一个例子可以例示如下所示的方法。作为一个具体例子,可以举出在烤盘10的一面形成电极30之后将用于形成发热层20的发热组成物覆盖于上述电极30而涂覆的方法,或者在烤盘10的一面涂覆上述发热组成物而形成发热层25之后,在上述发热层20上形成电极30的方法等。此时,在烤盘10或发热层20形成(接合)电极30的方法,可以缘于在发热组成物的固化而形成发热层20的过程中的接合特性,也可以是通过公知的导电性粘合组合物来接合的方法。作为导电性粘合组合物的一个例子,可以举出包括碳纳米管-银复合物的环氧树脂组合物。但是,其只是作为优选例子而进行的说明,当然本发明并不限定于此。
根据本发明的电烤盘,与作为热丝的发热部形成于烤盘10的现有的电烤盘不同,发热部作为层,与烤盘10的一面直接面接触而存在,因此与现有相比,烤盘10与发热部的接触面积大,可以快速对烤盘10施加高的热能。作为具体例,根据本发明的一例的电烤盘可以满足下述关系式1。在下述关系式1中,ah为与烤盘10接触的发热层20的面积,at为烤盘10的整体面积。其中,“烤盘10的整体面积”可以是指每单位面积热导率相似或实质上相同的供热传导的烤盘10的整体面积,具体而言,可以是指与容纳被传递热能的目标的整体区域对应的烤盘10的整体面积,即,上述单位烤盘区域面的整体面积。
[关系式1]
0.5≤ah/ag≤1
对于将作为热丝的发热部形成于烤盘10的现有的电烤盘而言,作为热丝和烤盘10的接合手段,使用粘合组合物,而具有在热丝和烤盘10之间存在间隔空间的部位,或者即便初期没有上述部位,但随着长时间的使用,日后形成上述间隔空间的概率大。因此,现有的利用了热丝的电烤盘,不仅具有非常低的热效率,而且存在升温速度非常低等限制。但是,根据本发明的电烤盘,通过包括由上述发热组成物形成的发热层20,使得烤盘10和发热层20直接面接触,由此不仅具有高的热效率,而且具有升温速度非常快的效果。
根据本发明的电烤盘,作为上述发热组成物的发热层20以面接触的方式形成于烤盘10的一面,并且在形成(制造)过程中,即便烤盘10的一面不平坦或不光滑等表面粗糙度高出一定程度的状态下,也以高的紧贴力和粘合力形成。因此,由于在发热层20和烤盘10之间实质上没有间隔,因此可以实现高的热效率和反应速度。作为一个例子,即使应与发热层20面接触的烤盘10的一面具有100至1000μm的表面粗糙度,也能够以高的紧贴力和结合力制造,而不会在发热层20和烤盘10之间形成间隔空间。
上述烤盘10和上述发热层20的厚度虽然是可以根据要求目的和规模而适当的调节的事项,但各厚度优选具有后述范围的平均厚度。
上述发热层20的平均厚度可以为10μm至2mm。如果满足这点,可以防止由于厚度太薄而需要高电压的问题、以及由于厚度太厚导致发热层20产生裂纹或面电阻大幅降低而导致实际发热困难的问题。
上述烤盘10的平均厚度为5至50mm,具体可以为5至30mm。如果满足这点,可以最小化由于厚度太薄导致保温性降低而向外部容易损失热量的问题、以及由于厚度太厚而需要长的预热时间和大的电力消耗的问题。
上述烤盘10的材质可以根据被传递热能的目标而适当的调节。具体而言,只要是具有能够长时间经受5~350℃的耐热性,并且能够通过发热层20导热的物质,则没有限制。
作为上述烤盘10的种类,可以使用包括选自金属系、陶瓷系、碳系以及高分子系中的任一种或两种以上。作为上述金属系的具体例,可以包括选自不锈钢、铁、铜、镁、铝和它们的合金等中的任一种或两种以上。作为上述陶瓷系的具体例,可以包括选自花岗岩、大理石、火山石、玉石、滑石等的各种岩石类或矿类;玻璃、耐热玻璃、石英、陶瓷制品等的矿物衍生烧制类;以及选自ti、mg、cu、au、ag、cr、pt、fe、al和si等中的金属氧化物等中的任一种或两种以上。作为上述碳系的具体例,可以包括选自石墨、碳纳米管、碳纤维、金刚石、类金刚石碳(diamond-likecarbon,udc)和石墨烯等中的任一种或两种以上。作为上述高分子系的具体例,可以包括选自合成高分子类、天然高分子类、木材类和纸等纸浆类等中的任一种或两种以上。上述烤盘10可以烧烤一般的食材,只要具有可以烧烤食材程度的充分的耐热性则没有限制,但使用上述的岩石类或矿物类时可以提升食材的味道,这一点上更好。但是,其只是作为具体例进行的说明,根据被传递热能的目标的具体种类,可以适当的调节,因此不应解释为本发明必须限定于此。
上述烤盘的形状没有限制,当然可以具有圆形、椭圆形、n角形(n为3以上)、具有曲面和平面的形态等多种形态。
上述电烤盘还可以包括覆盖发热层30和/或电极30的绝缘膜。绝缘膜作为通过覆盖发热层20和/或电极30而能够防止电流向没有要求的通道流动的部件,优选电阻高,作为其具体种类参考公知的文献即可。作为具体例,通过涂覆已知的绝缘膏使其固化,从而可以在发热层30和电极30上形成绝缘层。作为上述绝缘膏的具体例,可以包含绝缘陶瓷粉末和有机粘合剂,可以举出在25℃下具有1000至80000cps的粘度的物质。但是,其只是作为优选例进行的说明,本发明当然不限定于此。
施加在上述发热层20的电压可以根据发热层20的厚度、电极30间的间隔距离等多种条件而进行控制,只要是能够达到目标温度的程度则可以适当的调节,例如可以为5至240v,但当然不限定于此。具体而言,根据本发明的一例的电烤盘在被施加50至70v的电压时,能够在初期的10分钟期间具有8至30℃/min的升温速度。此外,通过调节发热层20的组成,具有用12v这样的低电压的dc电源也能够使用的效果。
如上所述,根据本发明的电烤盘,通过使发热层20与烤盘10面接触,并且由包含碳纳米管和硅系粘接剂的发热组成物形成上述发热层,由此实现了上述效果。
另外,由于上述发热层20能够根据其组成或组成比而具有不同的热转换效率,因此具有能够使每个单位发热区域面自动维持彼此不同温度的效果。
下面,更具体地说明上述发热层20、形成其的发热组成物的组成/组成比和其的形成方法。
上述发热组成物包含碳纳米管和硅系粘接剂。
上述碳纳米管(carbonnanotube,cnt)使用通常已知的即可。作为碳纳米管的具体例,可以举出单壁碳纳米管(singlewallcnt)、双壁碳纳米管(doublewallcnt)和多壁碳纳米管(multiwallcnt)等,可以包含它们中的两种以上。碳纳米管的平均直径和平均长度没有限制,作为一例分别可以为0.9~3.0nm和0.1~30μm。但是,其只是作为具体例进行的说明,本发明当然不限定于此。
上述硅系粘接剂可以为具有硅(si)原子和氧(o)原子交替的硅氧烷主链的高分子,可以具有主要在各自的硅原子上通常结合有两个烷基(甲基,乙基,丙基等)或苯基(-c6h5)等的有机基团的结构。作为具体例,硅系粘接剂可以为在硅氧烷主链上结合有氢、羟基、甲基和/或苯基。此时,硅氧烷主链,即,sio2的含量对于整体硅系粘接剂整体重量为45至65重量%,优选例可以为47至63重量%。
作为优选例,上述硅系粘接剂可以是具有羟基官能团的硅烷醇(silanol)基团为佳,优选地对于硅系粘接剂整体重量为0.1至10重量%,更优选为1至6重量%为佳。如果满足,则可以进一步提高烤盘与发热层20的接合特性,可以进一步提高热传导率,可以防止干燥性、强度、柔软性、可加工性的降低。但是,其只是作为优选例进行的说明,本发明当然不限定于此。
作为优选例。上述硅系粘接剂为了进一步提高热稳定性,甲基和苯基的比例在一定比例范围内为佳。具体而言,对于上述甲基和苯基的比例,相对于甲基1摩尔,苯基为0.3至2.5摩尔,优选地相对于甲基1摩尔,苯基为0.4至2.0摩尔。如果满足,则可以进一步提高电烤盘、具体而言烤盘10的耐久性,能够在更高的温度下长时间使用,并且能够减少由急剧的温度变化所带来的烤盘的耐久性的降低。此外,可以防止机械强度和耐热性的降低与防水性和可加工性的降低。但是,其只是作为优选例进行的说明,本发明当然不限定于此。
上述硅系粘接剂由于加热而官能团间可以发生键合而固化,优选交联度为55至80%,在可加工性和机械物性层面可以优选重均分子量为1000至400000。但是,其只是作为优选例进行的说明,本发明当然不限定于此。
上述组合物的组成比没有限制,优选为碳纳米管1至50重量%和硅系粘接剂1至30重量%,更具体地可以包含碳纳米管3至40重量%和硅系粘接剂2至20重量%。此时,上述组合物还可以包含有机溶剂,其含量可以用作残留量。
上述有机溶剂没有限制,例如,可以包含选自丙酮、甲基乙基酮、甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、乙二醇、聚乙二醇、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、n-甲基-2-吡咯烷酮、己烷、环己酮、甲苯、氯仿、二氯苯、二甲苯、三甲苯、吡啶、甲基萘、硝基甲烷、丙烯腈、十八胺、苯胺、二甲基亚砜、二甘醇乙醚和萜品醇等中的任一种或两种以上。
在优选例中,上述发热组成物还包含选自粘合剂和分散剂等中的任一种以上为佳。上述粘合剂包含在发热组成物中时,提高发热组成物的可加工性,发热组成物涂覆在烤盘10而形成发热层20时,此过程中与烤盘10的粘附性可以进一步提高。
上述粘合剂不限定于制造方法等,但具有一定的粘度对提高发热组成物的涂覆性层面有益。作为具体例,上述粘合剂可以在25℃下具有10至50000cps(centipoise:厘泊)的粘度。
上述粘合剂可以包含选自乙基纤维素和硝化纤维素等中的任一种以上的有机粘合剂。这样的有机粘合剂,不仅耐高温,接合和耐久性优异,而且具有在相对低的电压下也有效地发热的效果。但是,其只是作为优选例进行的说明,不应解释为本发明必须限定于此。
上述粘合剂在包含于发热组成物时,对于发热组成物整体重量包含1至20重量%,优选地包含3至15重量%为佳。但是,其只是作为优选例进行的说明,本发明当然不限定于此。
上述分散剂可以包含选自含氨低聚物或聚合物的磷酸酯盐、磷酸单酯或双酯、酸性二羧酸单酯、聚氨酯-多胺加合物、以及聚烷氧基单胺或二胺等中的任一种或两种以上,本发明当然不限定于此。
上述分散剂在包含于组成物时,对于组成物整体重量包含1至20重量%,优选地包含2至10重量%为佳。但是,其只是作为优选例进行的说明,本发明当然不限定于此。
在优选的一例中,上述发热组成物还包括粘合剂、分散剂和有机溶剂时,其的组成比可以优选包括碳纳米管1至50重量%、硅系结合剂1至30重量%、有机粘合剂1至20重量%、分散剂1至20重量%和有机溶剂1至90重量%。但是,其只是作为优选例进行的说明,本发明当然不限定于此。
上述发热层20其形成方法没有限制,作为一例,可以举出将包括碳纳米管和硅系粘接剂的发热组成物涂覆在烤盘10的一面而形成的方法、将由上述发热组成物制造的膜接合在上述烤盘10的一面而形成的方法等多种方法。具体而言,发热层20的形成方法有将发热组成物涂覆在烤盘10的一面而固化的方法、将发热组成物固化而制造的膜附着在烤盘10的一面的方法等。涂覆可以利用公知的多种手段,作为一个例子,可以举出喷涂法、浸涂法、涂覆法等多种方法。固化可以使用热固化、自然固化、光固化等的公知的多种方法,只要使用适用于发热组成物的固化的方法即可。此外,涂覆可以实施2次以上,膜可以层叠2层以上而形成发热层20。
上述发热组成物在烤盘10上形成发热层20之前可以为浆料状或膜状。具体而言,发热组成物涂覆在烤盘10的一面而形成发热层20时,上述发热组成物可以为浆料状。发热组成物为浆料状时,在烤盘10形成发热层20的过程中,发热组成物可以具有固体和液体之间的硬度的状态的粘度。
下面,通过本发明的实施例进行详细地说明,但它们只是为了更详细地说明本发明而进行的,本发明的权利范围并不限定于下述的实施例。
[制造例1]
<发热组成物的制造>
在锥形瓶中加入1.5g的碳纳米管(韩华纳米技术有限公司),投入作为有机溶剂的33.75g的α-萜品醇(α-terpineol)、1.25g的乙基纤维素(ethylcellulose)、5g的硅系粘接剂(rsn-0806,道康宁)和0.75g的分散剂(disperbyk-192,byk)。接着,将上述锥形瓶安装在搅拌机,搅拌60分钟以充分分散,从而制造了发热组成物。
[实施例1]
将具有300mm×195mm的面积和20mm的厚度的石板(长寿石)作为烤盘准备。用乙醇洗涤烤盘表面,并在250℃下进行30分钟的热处理,来去除可能存在于烤盘表面的杂质等。
在上述处理后的烤盘的下表面以湿厚度600μm涂覆上述制造例1中制造的发热组成物,在300℃下进行30分钟的热固化,而将发热层涂敷在烤盘。再次重复这样的涂覆过程,而最终制造在烤盘的下表面涂覆湿厚度为1.2mm的发热层的电烤盘。此时,上述发热层的面积为220mm×160mm。
另外,在上述发热层的两端部分别接合一对铜电极,此时,如图7所示,将从发热层的最外端向内侧的宽度为1cm的铜电极以两端部作为长度方向接合成线状。铜电极和发热层的接合使用了环氧银浆(elcoat,cans,目录号:a-200)。
为了上述铜电极和发热层的总面积的绝热和绝缘,将绝缘膏(accupastetminsulatingpaste),柏业有限公司,目录号:tc-5000)涂敷在铜电极和发热层而形成绝缘膜。
[实施例2]
除了将实施例1中的20mm的烤盘替换为厚度为15mm的烤盘之外,实施了与实施例1相同的方法。
[实验例1]
<电烤盘的不同电压下的升温速度评价>
为了测试实施例1中制造的电烤盘的不同电压下的升温速度,在电烤盘的电极的两端连接变压器(slideac),分别施加50、60和70v的电压,用热像仪(tis50,fluke)测定了电烤盘的石板的温度。
其结果,如图2所示可确认,当施加一定的电压时,石板均匀地发热,从可以实质性地防止根据面积产生温度偏差。
图3是表示在各施加电压下随时间的流逝产生的石板温度的图表,由此可以确认,施加电压越增加,石板的温度也增加。具体而言,以50v施加电压时,到达240℃的时间需要约43分钟,以60v施加电压时,需要约18分钟,以70v施加电压时,需要约12分钟。当比较0~10分钟的升温速度时,可以确认在50v的施加电压下具有约9.5℃/min的升温速度,在60v的施加电压下具有约13.1℃/min的升温速度,在70v的施加电压下具有约18℃/min的升温速度。
[实验例2]
<电烤盘的不同电压下的温度维持评价>
为了评价在实施例1中制造的电烤盘的温度是否在不同电压下维持恒定,而在70v的施加电压下维持10分钟后减少至40v,总共施加电压60分钟,用热像仪(tis50,fluke)测定了石板的温度。
其结果,如图4所示,确认了约45分钟以后维持220℃。由此可知,在实施例1中制造的电烤盘通过施加电压可以精确地控制温度。
[实验例3]
<不同烤盘厚度下的升温速度评价>
为了评价电烤盘的不同烤盘厚度下的升温速度,而对在实施例1和实施例2中制造的只有厚度彼此不同的各电烤盘施加70v的电压,测定了升温至240℃为止的时间。
其结果,如图5所示可以确认,烤盘的厚度为20mm时,到达240℃所需要的时间约为14分钟左右,烤盘的厚度为15mm时,到达240℃所需要的时间为10分钟左右,升温速度更快。当对实施例1和实施例2的0~10分钟的升温速度进行比较时可知,烤盘的厚度为20mm时,具有18℃/min的升温速度,烤盘的厚度为15mm时,具有24℃/min的升温速度。因此,可知电烤盘的烤盘厚度越薄,烤盘的预热时间越短。
[实验例4]
<与现有利用热丝加热器的电烤盘的比较评价>
为了评价实施例1中制造的电烤盘、与作为对照组的现有的利用热丝加热器的电烤盘的热效率特性,而用热像仪(tis50,fluke)测定了在恒定电压下随时间的流逝产生的烤盘的温度变化。
现有的利用热丝加热器的电烤盘是设置热丝加热器并在该热丝加热器上放置烤盘来进行加热的方式。这样的现有的电烤盘只有热丝加热器发热,因此可以确认烤盘整体升温所需要的时间很长。
具体而言,如图6所示,可以确认现有的电烤盘无法达到240℃,而是维持约180℃。此外,可以确认到达最大温度的时间超过了25分钟。相反,在图6中可以确认,实施例1和实施例2中制造的电烤盘,到达240℃的升温速度明显比现有的利用热丝加热器的电烤盘快。
因此可知,根据本发明的电烤盘,即便在低电压下到达目标温度的速度也比热丝加热器方式的现有的电烤盘快,热效率非常优异。
符号说明
10:烤盘,10s:突出线,
10h:贯通孔,20:发热层,
30:电极,31a(31b):第一单位电极,
32a(32b):第二单位电极,33a(33b):第三单位电极,
34a(34b):第四单位电极
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