CN107254574B - 一种对铸铁炊具进行表面处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对铸铁炊具进行表面处理的方法，该方法包括：1)将铸铁锅打磨清洁，打磨清洁的方法为先抛丸，再水洗，然后烘干，在其表面涂覆橄榄油，铸铁炊具表面涂覆植物油的厚度为10μm；2)将涂覆有植物油的铸铁炊具进行热处理；其中，所述热处理包括预热处理、高温烘烤处理和降温处理；所述预热处理包括从室温升温至300℃；所述高温烘烤处理包括将铸铁炊具置于500℃烘烤20分钟；所述降温处理包括从300℃降温至室温。该方法处理得到的铸铁炊具具有良好的抗氧化、防生锈的功能以及不粘特性，该炊具使用范围广且更长的使用寿命，该方法环保、简单，适合铸铁炊具处理的推广。

Description

一种对铸铁炊具进行表面处理的方法

本申请为申请人汪英杰的发明专利申请(发明名称为一种对铸铁炊具进行表面处理的方法和铸铁炊具，申请号为201510875545.1，申请日为2015.12.2)的分案申请。

技术领域

本发明涉及炊具的处理和制作工艺，具体地，涉及一种对铸铁炊具进行表面处理的方法和铸铁炊具。

背景技术

炊具与人的生活息息相关，其中铸铁炊具是最常见、最传统的的炊具之一。但铸铁炊具在空气和水同时存在时容易生锈使表面起氧化皮，严重影响外观和使用寿命。另外，为了减少油烟、生活更加环保，人们往往更喜欢使用易清洗、可轻松煎炒食物的不粘锅。

目前，本领域技术人员通常要对铸铁炊具表面进行处理，常见的方法如在炊具表面喷涂不粘涂料(如聚四氟乙烯)或者陶瓷涂层。CN102641078B公开了一种不粘炊具的制作方法，该方法通过炊具成型、表面处理、熔射处理、喷涂不粘涂料(聚氟树脂)、烧结等步骤完成不粘炊具的制作。该方法极其复杂，并且该类喷涂涂层的铸铁产品，涂层结合强度不高，一旦有部分被腐蚀涂层很快涨开，导致涂层大面积脱落，金属基体很快腐蚀生锈。并且这种特性决定了这种产品不能使用铁铲炒菜，大大限制了其应用。而陶瓷涂层的产品，由于陶瓷脆性大，使用过程中急冷急热会有炸裂的可能，而一旦出现裂痕，将无法修复，涂层大面积扩大，致使炊具金属基体腐蚀，大大减少使用寿命。另外，上述的方法都存在成本过高的问题。

因此，鉴于铸铁炊具在生活中的不可替代性，本领域亟需一种具有良好的抗氧化以及不粘性能、适用范围广的炊具以及炊具的处理方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有的铸铁炊具表面处的方法中成本高、工艺复杂且产品性能不好等缺陷，提供一种一种对铸铁炊具进行表面处理的方法和铸铁炊具。

本发明的发明人通过研究发现，将植物油涂覆到清洁打磨后的铸铁炊具后经过预热处理、高温烘烤处理和降温处理后得到的产品表面会形成黑色明亮的涂层，该涂层均匀覆盖炊具表面具有良好的抗氧化、防生锈的功能，并且处理后的炊具具有不粘特性，同时，该炊具通过热处理，降低了内应力、提高内部结构组织稳定性，增加了炊具的韧性，使得炊具不变形、不开裂，物理性能进一步提高。该方法成本低、简单易行，特别适合大批量炊具表面处理。

为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种对铸铁炊具进行表面处理的方法，该方法包括以下步骤：

1)将铸铁炊具打磨清洁后，在其表面涂覆植物油；

2)将涂覆有植物油的铸铁炊具进行热处理；

其中，所述热处理包括预热处理、高温烘烤处理和降温处理；所述预热处理包括从室温升温至300℃，所述高温烘烤处理包括将铸铁炊具置于300-600℃烘烤15-25分钟，所述降温处理包括从300℃降温至室温。本发明中，室温是指20±5℃。

优选地，为了进一步提高处理后铸铁炊具的抗氧化和不粘性能，在步骤1)中，铸铁炊具表面涂覆植物油的厚度为3-12μm，进一步优选为4-10μm。铸铁炊具表面涂覆植物油的厚度小于3μm时，效果很差，而大于12μm以上，对处理的效果增益不大，造成不必要的浪费。在本发明的步骤1)中，所述打磨清洁的方法可以根据本领域常规使用的方法，例如抛丸、水力清洗、然后烘干。

在本发明中，优选情况下，在步骤2)中，所述预热处理的升温速度为0.4-0.6℃/s。

在本发明中，优选情况下，在步骤2)中，所述高温烘烤处理的过程包括从300℃升至600℃的第一烘烤阶段和从600℃降至300℃的第二烘烤阶段，其中，所述第一烘烤阶段的升温速度和所述第二烘烤阶段的降温速度独立地为0.4-0.6℃/s。

在本发明中，优选情况下，在步骤2)中，所述降温处理的速度为0.15-0.3℃/s。

在本发明中，步骤2)的热处理过程可以独立在单一烤箱或烘箱中进行，也可以在同一烤箱或烘箱中进行，优选地，热处理过程在同一具有程序升温和程序降温的烤箱或烘箱中进行。本发明的热处理过程对铸铁炊具的物理性能也起到促进作用。

在本发明中，所述植物油并没有特别的限定，可以为本领域常用的植物油，例如所述植物油可以为可食用的植物油，所述可食用的植物油为花生油、大豆油、棉籽油、亚麻油、米糠油、玉米油、蓖麻油、橄榄油、棕榈油和菜籽油中的一种或多种。本发明的可食用油简单易得，不添加其他涂料添加剂，更加环保健康！

另一方面，本发明还提供一种铸铁炊具，所述铸铁炊具经过上述的对铸铁炊具进行表面处理的方法处理。本发明的铸铁炊具由于其更好的抗氧化，防止金属基体生锈，具有更长的使用寿命，另外，炊具在使用过程中食用油慢慢积碳会进一步加强涂层强度。本发明的铸铁炊具可以为本领域常见的炊具，例如锅、盆、烧烤盘、铁板烧等。

本发明提供的炊具，表面黝黑光亮，更加美观、健康环保。

与现有技术相比，本发明的优点在于：1.本发明提供的方法成本低、简单易行；2.本发明提供的方法中仅仅使用植物油，不添加其他化学成分，更加环保、健康；3.本发明的方法处理的铸铁炊具适用性更好、使用寿命更长。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

在以下实施例中，热处理的过程在高温(最高温800度)烤箱(苏州忆凯鑫自动化工业设备有限公司制造)中进行。

实施例1

一种对铸铁炊具进行表面处理的方法，该方法包括以下步骤：

1)将铸铁锅打磨清洁，打磨清洁的方法为先抛丸，再水洗，然后烘干，最后在其表面涂覆植物油(花生油)，铸铁炊具表面涂覆植物油的厚度为7μm；

2)将涂覆有植物油的铸铁炊具进行热处理；

其中，所述热处理包括预热处理、高温烘烤处理和降温处理；所述预热处理包括从室温升温至300℃，所述预热处理的升温速度为0.45℃/s；所述高温烘烤处理的过程包括从300℃升至600℃的第一烘烤阶段和从600℃降至300℃的第二烘烤阶段，其中，所述第一烘烤阶段的升温速度和所述第二烘烤阶段的降温速度均为0.5℃/s；所述降温处理包括从300℃降温至室温，所述降温处理的速度为0.25℃/s。经过处理后，得到处理后的铸铁锅A1。

实施例2

一种对铸铁炊具进行表面处理的方法，该方法包括以下步骤：

1)将铸铁锅打磨清洁，打磨清洁的方法为先抛丸，再水洗，然后烘干，在其表面涂覆植物油(橄榄油)，铸铁炊具表面涂覆植物油的厚度为10μm；

2)将涂覆有植物油的铸铁炊具进行热处理；

其中，所述热处理包括预热处理、高温烘烤处理和降温处理；所述预热处理包括从室温升温至300℃，所述预热处理的升温速度为0.6℃/s；所述高温烘烤处理的过程包括从300℃升至600℃的第一烘烤阶段和从600℃降至300℃的第二烘烤阶段，其中，所述第一烘烤阶段的升温速度为0.6℃/s和所述第二烘烤阶段的降温速度为0.4℃/s；所述降温处理包括从300℃降温至室温，所述降温处理的速度为0.15℃/s。经过处理后，得到处理后的铸铁锅A2。

实施例3

一种对铸铁炊具进行表面处理的方法，该方法包括以下步骤：

1)将铸铁锅打磨清洁，打磨清洁的方法为先抛丸，再水洗，然后烘干，在其表面涂覆植物油(菜籽油)，铸铁炊具表面涂覆植物油的厚度为4μm；

2)将涂覆有植物油的铸铁炊具进行热处理；

其中，所述热处理包括预热处理、高温烘烤处理和降温处理；所述预热处理包括从室温升温至300℃，所述预热处理的升温速度为0.4℃/s；所述高温烘烤处理的过程包括从300℃升至600℃的第一烘烤阶段和从600℃降至300℃的第二烘烤阶段，其中，所述第一烘烤阶段的升温速度为0.4℃/s和所述第二烘烤阶段的降温速度独立地为0.6℃/s；所述降温处理包括从300℃降温至室温，所述降温处理的速度为0.3℃/s。经过处理后，得到处理后的铸铁锅A3。

实施例4

一种对铸铁炊具进行表面处理的方法，该方法包括以下步骤：

1)将铸铁锅打磨清洁，打磨清洁的方法为先抛丸，再水洗，然后烘干，在其表面涂覆植物油(大豆油)，铸铁炊具表面涂覆植物油的厚度为12μm；

2)将涂覆有植物油的铸铁炊具进行热处理；

其中，所述热处理包括预热处理、高温烘烤处理和降温处理；所述预热处理包括从室温升温至300℃，所述预热处理的升温速度为0.45℃/s；所述高温烘烤处理包括将铸铁炊具置于500℃烘烤20分钟；所述降温处理包括从300℃降温至室温，所述降温处理的速度为0.25℃/s。经过处理后，得到处理后的铸铁锅A4。

实施例5

根据实施例1的对铸铁炊具进行表面处理的方法，所不同的是，在步骤1)中所述预热处理的升温速度为2℃/s；经过处理后，得到处理后的铸铁锅A5。

实施例6

根据实施例1的对铸铁炊具进行表面处理的方法，所不同的是，在步骤2)中所述第一烘烤阶段的升温速度和所述第二烘烤阶段的降温速度均为3℃/s；经过处理后，得到处理后的铸铁锅A6。

实施例7

根据实施例1的对铸铁炊具进行表面处理的方法，所不同的是，在步骤2)中所述降温处理的速度为2℃/s；经过处理后，得到处理后的铸铁锅A7。

实施例8

根据实施例1的对铸铁炊具进行表面处理的方法，所不同的是，在步骤1)中所述铸铁炊具表面涂覆植物油的厚度为1μm；经过处理后，得到处理后的铸铁锅A8。

对比例

如实施例1的对铸铁炊具进行表面处理的方法，所不同的是，步骤2)的热处理过程为直接将涂覆有植物油的铸铁锅置于400℃中烘烤20分钟，经过处理后，得到处理后的铸铁锅D1。

测试例

将实施例1-8以及对比例得到的处理后的铸铁锅A1-A8以及D1进行性能测定。具体地：

1、作为重复使用和应用为容器的部分的涂层，检测树脂类或聚合物类涂层或其他物质中萃取物的含量，根据美国食品和药品管理局相关规定(Test for F.D.A.Regulationon Resinous and Polymeric Coating，U.S.Food and Drug Administration 21 CFRPart 175.300,clause c3)进行，测试结果如表1所示。

具体地：容器水容量＝450000mg；0.005％容器水容量＝22.5mg；

食物接触表面积＝40.3in²；相关0.005％容器水容量的限制＝0.56mg//in²

固定限制(fixed limit)＝18mg//in²；高温灭菌(120℃)后使用。

表1

	水中氯仿可提取物(mg/in<sup>2</sup>)	庚烷中氯仿可提取物(mg/in<sup>2</sup>)
			A1	＜0.1	＜0.1
A2	＜0.1	＜0.1
			A3	＜0.1	＜0.1
A4	＜0.1	＜0.1
			A5	＜0.1	＜0.1
A6	＜0.1	＜0.1
			A7	＜0.1	＜0.1
A8	＜0.1	＜0.1
			D1	＜0.2	＜0.3

从表1中的数据，可以看出，本发明处理的铸铁炊具符合食品和药品相关的规定。

2、根据美国食品和药品管理局的CPG7117.05关于其他金属要求的测试样品溶出性铅，A1-A8以及D1均符合上述文件的要求。

3、耐腐蚀试验

根据NFD21-511不沾涂层的测试方法，具体地：将10％NaCl溶液(蒸馏水和氯化钠配置)加入A1-A8及D1、未处理的铸铁锅中，加至1/2容积处，加热至沸腾，保持微沸20小时，中途不加蒸馏水以保持溶液浓度，清洗并烘干，结果如表2所示。

表2

4、不粘性试验

根据NFD21-511不沾涂层的测试方法，具体地：用干净的水清洗A1-A8及D1、未处理的铸铁锅的内表面，加热使其内表面温度保持在150-170℃，将打破的鸡蛋放入锅内，不加入食用油，加热至鸡蛋烧熟为止，最后用塑料/木质刮铲将鸡蛋出锅。结果标准：用刮铲使鸡蛋残渣完全脱落即为不粘性好(7-10分)，如果鸡蛋参展没有完全脱落，则不一块湿纱布容易清洗则为一般(4-6分)，用湿纱布不能清洗掉则为不好(1-3分)，分数越高说明不粘性越好，具体结果如表3所示。

表3

	结果
		A1	好(9分)
A2	好(9分)
		A3	好(9分)
A4	好(8分)
		A5	好(8分)
A6	好(7分)
		A7	好(7分)
A8	一般(6分)
		D1	一般(5分)
未处理铸铁锅	不好(2分)

从表3的结果可以看出，本发明的铸铁铁锅具有良好的不粘性。本发明的进一步测试发现，本发明的铸铁锅在上述测试进行过20次时仍然具有良好的不粘性，值得注意的是发明人将上述测试方法中的塑料/木质刮铲换成铁铲仍然能够实现良好的不粘性，锅内部表面没有出现异常。另外发明人还使用购买的聚四氟乙烯的不粘锅进行了上述测试，不粘性能特别好(10分)，但是，当塑料/木质刮铲换成铁铲时，不粘锅内部表面会出现较多划痕，清洗干净后，仍然存在，说明破坏了聚四氟乙烯涂层。

综上，本发明提供了方法处理后的铸铁炊具具有良好的耐腐蚀、防生锈、抗氧化性，还具有不错的不粘特性，同时该炊具适用性更好(如不怕铁铲、撞击)且更长的使用寿命，该方法成本较低，简单易行，更加环保健康，具有巨大的应用价值。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (2)

1.一种对铸铁炊具进行表面处理的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)将铸铁锅打磨清洁，打磨清洁的方法为先抛丸，再水洗，然后烘干，在其表面涂覆橄榄油，铸铁炊具表面涂覆橄榄油的厚度为10μm；

2)将涂覆有橄榄油的铸铁炊具进行热处理；

其中，所述热处理包括预热处理、高温烘烤处理和降温处理；所述预热处理包括从室温升温至300℃，所述预热处理的升温速度为0.6℃/s；所述高温烘烤处理的过程包括从300℃升至600℃的第一烘烤阶段和从600℃降至300℃的第二烘烤阶段，其中，所述第一烘烤阶段的升温速度为0.6℃/s和所述第二烘烤阶段的降温速度为0.4℃/s；所述降温处理包括从300℃降温至室温，所述降温处理的速度为0.15℃/s。

2.一种铸铁炊具，其特征在于，所述铸铁炊具经过权利要求1所述的对铸铁炊具进行表面处理的方法处理。