CN102641078B - 一种不粘炊具的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种不粘炊具及其制作方法。不粘炊具的炊具锅体的内表面设有凹凸不平的凸起结构，凸起结构上分布有颗粒结构，凸起结构及颗粒结构的外侧覆盖有的不粘涂层。炊具的制作方法包括如下步骤：1）炊具锅体成型；2）炊具锅体内表面处理，使炊具锅体的内表面形成凹凸不平的凸起结构；3）对上述经过粗化处理的锅具胚件进行熔射处理，使炊具锅体的凸起结构上分布有纳米级的硬质金属基或非金属基颗粒结构；4）对熔射处理后的炊具锅体内表面喷涂不粘涂料，在凸起结构及颗粒结构的外侧覆盖不粘涂层；5）喷涂后将其置于温度为350～440℃的烧结通道中烧结5～20分钟即可得到成品。本发明的不粘炊具的不粘效果好,耐磨性好。本发明制作工艺简单，适合大规模生产。
Description
技术领域
本发明是一种不粘炊具及其制作方法，属于不粘炊具及其制作方法的改造技术。
背景技术
不粘锅自发明以来就因为其易清洗、可轻松煎、炒食物而不粘锅，能最大限度的少油烟，可以减少现代人们追求绿色食品，低脂肪、低热量的需要的性能而备受大众的喜爱。但是目前市场主流的不粘锅都是依靠在表面喷涂一层聚氟树脂类的不粘涂料，依靠其强疏水性和低摩擦系数的特性，来实现食物不粘的。一旦不粘涂料脱落，就会导致不粘性能的大大降低。通过对荷叶的研究发现，荷叶表面上有许多微小的乳突，乳突的平均大小约为10微米，平均间距约12微米。而每个乳突有许多直径为200纳米左右的“小山包”，它上面长满绒毛，这样就形成一层纳米级的空气层。这就使得灰尘、雨水只能同叶面上“山包”的凸顶几个点接触。雨点在自身的表面张力作用下形成球状，水球在滚动中吸附灰尘，并滚出叶面，这就是“荷叶效应”。荷叶效应目前多应用在玻璃和油漆方面，应用在炊具方面很少，例如中国申请专利（申请号200810121299.0）涉及仿荷叶效应的制作方法，该方法是对内表面喷不锈钢丸，使表面形成一定的粗糙度；然后使用阳极氧化方法，在表面形成氧化层；最后再喷涂浸渍浓缩聚四氟乙烯分散液。虽然上述炊具能起到一定的不沾效果，但是其采用的是喷不锈钢丸作为粗化方式。虽然喷丸可以起到一定程度的冷作硬化作用，但是喷丸时磨损的不锈钢粉尘会附着在锅体表面，降低氧化层的附着力，同时在氧化层有部分破损时，不锈钢粉尘和金属基材会形成原电池造成腐蚀加剧。阳极氧化后的表面并不是凸起，而是形成微孔结构，这种微孔结构的不粘效果并不是很好。
发明内容
本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种确保不粘效果极佳,且耐磨性好的不粘炊具。本发明设计合理。方便实用。
本发明的另一目的在于提供一种工艺简单，适合大规模生产的不粘炊具的制作方法。
本发明的技术方案是：本发明的不粘炊具，炊具锅体的内表面设有凹凸不平的凸起结构，凸起结构上分布有颗粒结构，凸起结构及颗粒结构的外侧覆盖有的不粘涂层。
上述凸起结构为微米级的凸起结构；上述颗粒结构为纳米级金属颗粒或非金属颗粒。
上述不粘涂层为一种聚氟树脂或几种聚氟树脂的混合，或为能起到不粘效果的非聚氟树脂涂层。
上述凸起结构的微米级的凸起大小为10～40μm，其间距为20～50μm。
上述颗粒结构的纳米级的颗粒粒度为0.3～2μm，颗粒间距为1～2μm，粒度分布面积为占锅体内表面总面积的30%～70%。
上述不粘涂层的涂层厚度为5～50μm。
本发明的不粘炊具的制作方法，包括如下步骤：
1）炊具锅体成型：选择金属板制作成炊具锅胚；
2）炊具锅体内表面处理：将上述锅具胚件放入抛砂机或喷砂机内，进行抛砂或喷砂粗化处理，使炊具锅体的内表面形成凹凸不平的凸起结构；
3）熔射处理：对上述经过粗化处理的锅具胚件进行熔射处理，使炊具锅体的凸起结构上分布有颗粒结构，熔射材料是纳米级的硬质金属基或非金属基颗粒，熔射方式是超音速火焰喷涂或粉末喷涂；
4）喷涂、烧结：对熔射处理后的炊具锅体内表面喷涂不粘涂料，在凸起结构及颗粒结构的外侧覆盖不粘涂层；
5）喷涂后将其置于温度为350～440℃的烧结通道中烧结5～20分钟即可得到成品。
上述步骤3）中，熔射所用的方式是超音速火焰喷涂或粉末喷涂；熔射所用丝线为含有纳米级颗粒的药丝丝材，药丝丝材中所包裹的纳米颗粒，熔射到锅体内侧的凹凸不平的小山峰上，或者直接喷涂纳米级颗粒，喷射角度控制在30-60°。
上述步骤4）中，喷涂分三次进行，分别喷涂底油、喷涂中油和喷涂面油，喷涂底油的厚度为2～4μm，喷涂中油的厚度为3～4μm，喷涂面油的厚度为5～7μm。
上述步骤1）的锅体成型选择金属板，采用旋压、铸造、冲压的成型工艺方法形成炊具结构，然后修理毛边，清理后形成炊具锅胚；上述步骤2）中，喷砂的空气要经过净化处理，对喷砂后的粗糙度的测量采用粗糙度测试仪，生产中的测试则采用粗糙度标准样块比较测定；所设步骤2）中，抛、喷砂所用的非金属磨料的粒度为20目～50目；上述步骤3）中，熔射时是熔射纳米级的颗粒，其粒度为100～500nm；上述步骤4）中，涂层厚度为10～15μm，烧结温度为380～420℃，时间为5～15分钟。
本发明由于采用炊具锅体的内表面设有凹凸不平的凸起结构，凸起结构上分布有颗粒结构，凸起结构及颗粒结构的外侧覆盖有的不粘涂层，本发明的凸起结构通过一定的粗化处理方式如喷砂、抛砂，使锅体内表面达到要求的粗糙度，此种处理方式的优点是由于金刚砂或白刚玉等都是非金属材质的磨料，性能稳定不导电，可以避免加工过程中带入金属粉尘，不会与锅体的金属基材形成原电池。然后将事先准备的纳米级硬质颗粒熔射到内表面，使小山峰上布满大大小小的纳米级颗粒，熔射的硬质颗粒可以使金属也可以是非金属。最后喷涂不粘涂料，喷涂分三次进行，分别喷涂底油、中油和面油。本发明表面的微结构是仿荷叶凸起、颗粒——绒毛的微米、纳米级结构，可以拥有良好的不粘性，熔射颗粒和基材结合紧密，附着力高，耐磨性好。本发明工艺方法简单，适合大规模生产。本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的不粘炊具。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例：
本发明的结构示意图如图1所示，本发明的不粘炊具，炊具锅体的内表面设有凹凸不平的凸起结构1，凸起结构1上分布有颗粒结构2，凸起结构1及颗粒结构2的外侧覆盖有的不粘涂层3。
上述凸起结构1为微米级的凸起结构；上述颗粒结构2为纳米级金属颗粒或非金属颗粒。
上述不粘涂层3为一种聚氟树脂或几种聚氟树脂的混合，或为能起到不粘效果的非聚氟树脂涂层。
上述凸起结构1的微米级的凸起大小为10～40μm，其间距为20～50μm。
上述颗粒结构2的纳米级的颗粒粒度为0.3～2μm，颗粒间距为1～2μm，粒度分布面积为占锅体内表面总面积的30%～70%。
上述不粘涂层3的涂层厚度为5～50μm。
本发明的不粘炊具的制作方法，包括如下步骤：
1）炊具锅体成型：选择金属板制作成炊具锅胚；
2）炊具锅体内表面处理：将上述锅具胚件放入抛砂机或喷砂机内，进行抛砂或喷砂粗化处理，使炊具锅体的内表面形成凹凸不平的凸起结构1；
3）熔射处理：对上述经过粗化处理的锅具胚件进行熔射处理，使炊具锅体的凸起结构1上分布有颗粒结构2，熔射材料是纳米级的硬质金属基或非金属基颗粒，熔射方式是超音速火焰喷涂或粉末喷涂；
4）喷涂、烧结：对熔射处理后的炊具锅体内表面喷涂不粘涂料，在凸起结构1及颗粒结构2的外侧覆盖不粘涂层3。
5）喷涂后将其置于温度为350～440℃的烧结通道中烧结5～20分钟即可得到成品。
上述步骤3）中，熔射所用的方式是超音速火焰喷涂或粉末喷涂；熔射所用丝线为含有纳米级颗粒的药丝丝材，药丝丝材中所包裹的纳米颗粒，熔射到锅体内侧的凹凸不平的小山峰上，或者直接喷涂纳米级颗粒，喷射角度控制在30-60°。
上述步骤4）中，喷涂分三次进行，分别喷涂底油、喷涂中油和喷涂面油，喷涂底油的厚度为2～4μm，喷涂中油的厚度为3～4μm，喷涂面油的厚度为5～7μm。
上述步骤1）的锅体成型选择金属板，采用旋压、铸造、冲压的成型工艺方法形成炊具结构，然后修理毛边，清理后形成炊具锅胚；上述步骤2）中，喷砂的空气要经过净化处理，对喷砂后的粗糙度的测量采用粗糙度测试仪，生产中的测试则采用粗糙度标准样块比较测定；所设步骤2）中，抛、喷砂所用的非金属磨料的粒度为20目～50目；上述步骤3）中，熔射时是熔射纳米级的颗粒，其粒度为100～500nm；上述步骤4）中，涂层厚度为10～15μm，烧结温度为380～420℃，时间为5～15分钟。
下面是本发明锅体选择不同金属板或选择不同熔射颗粒的实施例：
实施例1：锅体基材是铝板，熔射所用丝线为含有纳米级颗粒的药丝丝材，药丝含有不锈钢颗粒，使用本方法得到铝-纳米、微米颗粒不锈钢熔射层-不粘蜡质层结构的仿荷叶不沾结构。
本实施例中，步骤5）喷涂后将其置于温度为350℃的烧结通道中烧结20分钟即可得到成品。
上述步骤3）中，熔射所用的方式是超音速火焰喷涂；熔射所用丝线为含有纳米级颗粒的药丝丝材，药丝丝材中所包裹的纳米颗粒，熔射到锅体内侧的凹凸不平的小山峰上，或者直接喷涂纳米级颗粒，喷射角度控制在30°。
上述步骤4）中，喷涂分三次进行，分别喷涂底油、喷涂中油和喷涂面油，喷涂底油的厚度为2μm，喷涂中油的厚度为3μm，喷涂面油的厚度为5μm。
上述步骤1）的锅体成型选择金属板，采用旋压、铸造、冲压的成型工艺方法形成炊具结构，然后修理毛边，清理后形成炊具锅胚；上述步骤2）中，喷砂的空气要经过净化处理，对喷砂后的粗糙度的测量采用粗糙度测试仪，生产中的测试则采用粗糙度标准样块比较测定；所设步骤2）中，抛、喷砂所用的非金属磨料的粒度为20目；上述步骤3）中，熔射时是熔射纳米级的颗粒，其粒度为100nm；上述步骤4）中，涂层厚度为10μm。
实施例2：锅体基材是铝板，熔射所用丝线为含有纳米级颗粒的药丝丝材，药丝含有无机非金属颗粒Al3O2，使用本方法得到铝-纳米、微米颗粒无机非金属Al3O2熔射层-不粘蜡质层结构的仿荷叶不沾结构。
本实施例中，步骤5）喷涂后将其置于温度为440℃的烧结通道中烧结5分钟即可得到成品。
上述步骤3）中，熔射所用的方式是粉末喷涂；熔射所用丝线为含有纳米级颗粒的药丝丝材，药丝丝材中所包裹的纳米颗粒，熔射到锅体内侧的凹凸不平的小山峰上，或者直接喷涂纳米级颗粒，喷射角度控制在60°。
上述步骤4）中，喷涂分三次进行，分别喷涂底油、喷涂中油和喷涂面油，喷涂底油的厚度为4μm，喷涂中油的厚度为4μm，喷涂面油的厚度为7μm。
上述步骤1）的锅体成型选择金属板，采用旋压、铸造、冲压的成型工艺方法形成炊具结构，然后修理毛边，清理后形成炊具锅胚；上述步骤2）中，喷砂的空气要经过净化处理，对喷砂后的粗糙度的测量采用粗糙度测试仪，生产中的测试则采用粗糙度标准样块比较测定；所设步骤2）中，抛、喷砂所用的非金属磨料的粒度为50目；上述步骤3）中，熔射时是熔射纳米级的颗粒，其粒度为500nm；上述步骤4）中，涂层厚度为15μm。
实施例3：锅体基材是铁或者不锈钢，熔射所用丝线为含有纳米级颗粒的药丝丝材，药丝含有不锈钢颗粒，使用本方法得到铝-纳米、微米颗粒不锈钢熔射层-不粘蜡质层结构的仿荷叶不沾结构。
本实施例中，步骤5）喷涂后将其置于温度为420℃的烧结通道中烧结10分钟即可得到成品。
上述步骤3）中，熔射所用的方式是超音速火焰喷涂；熔射所用丝线为含有纳米级颗粒的药丝丝材，药丝丝材中所包裹的纳米颗粒，熔射到锅体内侧的凹凸不平的小山峰上，或者直接喷涂纳米级颗粒，喷射角度控制在45°。
上述步骤4）中，喷涂分三次进行，分别喷涂底油、喷涂中油和喷涂面油，喷涂底油的厚度为3μm，喷涂中油的厚度为3.5μm，喷涂面油的厚度为6μm。
上述步骤1）的锅体成型选择金属板，采用旋压、铸造、冲压的成型工艺方法形成炊具结构，然后修理毛边，清理后形成炊具锅胚；上述步骤2）中，喷砂的空气要经过净化处理，对喷砂后的粗糙度的测量采用粗糙度测试仪，生产中的测试则采用粗糙度标准样块比较测定；所设步骤2）中，抛、喷砂所用的非金属磨料的粒度为40目；上述步骤3）中，熔射时是熔射纳米级的颗粒，其粒度为200nm。
实施例4：锅体基材是铁或者不锈钢，熔射所用丝线为含有纳米级颗粒的药丝丝材，药丝含有无机非金属颗粒Al3O2，使用本方法得到铝-纳米、微米颗粒无机非金属Al3O2熔射层-不粘蜡质层结构的仿荷叶不沾结构。
本实施例中，步骤5）喷涂后将其置于温度为400℃的烧结通道中烧结12分钟即可得到成品。
上述步骤3）中，熔射所用的方式是粉末喷涂；熔射所用丝线为含有纳米级颗粒的药丝丝材，药丝丝材中所包裹的纳米颗粒，熔射到锅体内侧的凹凸不平的小山峰上，或者直接喷涂纳米级颗粒，喷射角度控制在50°。
上述步骤4）中，喷涂分三次进行，分别喷涂底油、喷涂中油和喷涂面油，喷涂底油的厚度为3.5μm，喷涂中油的厚度为3.5μm，喷涂面油的厚度为6.5μm。
上述步骤1）的锅体成型选择金属板，采用旋压、铸造、冲压的成型工艺方法形成炊具结构，然后修理毛边，清理后形成炊具锅胚；上述步骤2）中，喷砂的空气要经过净化处理，对喷砂后的粗糙度的测量采用粗糙度测试仪，生产中的测试则采用粗糙度标准样块比较测定；所设步骤2）中，抛、喷砂所用的非金属磨料的粒度为35目；上述步骤3）中，熔射时是熔射纳米级的颗粒，其粒度为400nm。
Claims (3)
1.一种不粘炊具的制作方法，其特征在于包括如下步骤：
1）炊具锅体成型：选择金属板制作成炊具锅胚；
2）炊具锅体内表面处理：将上述锅具胚件放入抛砂机或喷砂机内，进行抛砂或喷砂粗化处理，使炊具锅体的内表面形成凹凸不平的凸起结构（1）；
3）熔射处理：对上述经过粗化处理的锅具胚件进行熔射处理，使炊具锅体的凸起结构（1）上分布有颗粒结构（2），熔射材料是纳米级的硬质金属基或非金属基颗粒，熔射方式是超音速火焰喷涂或粉末喷涂；
4）喷涂、烧结：对熔射处理后的炊具锅体内表面喷涂不粘涂料，在凸起结构（1）及颗粒结构（2）的外侧覆盖不粘涂层（3）；
5）喷涂后将其置于温度为350～440℃的烧结通道中烧结5～20分钟即可得到成品；其中
步骤3）中，熔射所用丝线为含有纳米级颗粒的药丝丝材，药丝丝材中所包裹的纳米颗粒，熔射到锅体内侧的凹凸不平的小山峰上，或者直接喷涂纳米级颗粒，喷射角度控制在30-60°。
2.根据权利要求1所述的不粘炊具的制作方法，其特征在于上述步骤4）中，喷涂分三次进行，分别喷涂底油、喷涂中油和喷涂面油，喷涂底油的厚度为2～4μm，喷涂中油的厚度为3～4μm，喷涂面油的厚度为5～7μm。
3.根据权利要求1所述的不粘炊具的制作方法，其特征在于上述步骤1）的锅体成型选择金属板，采用旋压、铸造、冲压的成型工艺方法形成炊具结构，然后修理毛边，清理后形成炊具锅胚；上述步骤2）中，喷砂的空气要经过净化处理，对喷砂后的粗糙度的测量采用粗糙度测试仪，生产中的测试则采用粗糙度标准样块比较测定；所设步骤2）中，抛、喷砂所用的非金属磨料的粒度为20目～50目；上述步骤3）中，所述药丝丝材中所包裹的纳米颗粒和所述直接喷涂的纳米级颗粒，所述颗粒的粒度均为100～500nm；上述步骤4）中，涂层厚度为10～15μm，烧结温度为380～420℃，时间为5～15分钟。
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