CN114209203B - 一种烹饪容器及烹饪容器的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及炊具领域，具体而言，涉及一种烹饪容器及烹饪容器的制造方法。包括二层复合基体；凹凸纹理，所述凹凸纹理包括突起部以及由突起部围合而成的凹陷部，所述凹凸纹理包括化学腐蚀或机械压制而成的多个突起部，所述突起部可以为点状、线状或闭合网状；导热层，全部或局部喷涂导热材料于复合基体外表面，所述导热材料为铜或银导热材料；导磁层，喷涂导磁性材料在所述导热层外侧底部区域，所述导磁层具有电磁感应性能；防腐蚀层，喷涂在所述烹饪容器最外层。本发明烹饪容器相较于传统技术具有更好的不粘效果，结构稳定且传热快、受热均匀。

Description

一种烹饪容器及烹饪容器的制造方法

技术领域

本发明涉及炊具领域，具体而言，涉及一种烹饪容器及烹饪容器的制造方法。

背景技术

市面上最常见的不粘烹饪容器都是使用PTFE(特氟龙)分散乳液的涂层容器，因为PTFE的分子结构是大分子抱团结构，所以往往此类产品中需要添加大量的稳定助剂，另一方面国内烹饪习惯以高油高温、煎炸爆炒为主，而PTFE只在260摄氏度下处于稳定，所以此类不粘烹饪容器使用寿命比较短，特氟龙涂层对于使用要求也比较高，不能用金属钢丝球，不能用金属锅铲，一个不小心就会产生损坏。

于是市面上又出现了蜂窝不粘类烹饪容器，其具有微突晶纹，可以摆脱传统高氟龙涂层锅不能使用铁铲的限制，但是此类产品往往全器体采用封闭蜂窝晶纹，其清洁效果差于传统烹饪容器及特氟龙类烹饪容器，此外全封闭晶纹会导致容器烹饪过程中油体不易流动，出现容器锁油的问题，这点完全不符合烹饪容器的基本属性，达不到消费者的使用需求。并且此类晶纹容器一体成型网纹具有牢固程度不足，容易被铁铲铲坏的缺点。晶纹一体成型且晶纹宽度不足导致晶纹不受力，容器不耐用。即使市面上比较成熟的现有技术一体成形晶纹容器还存在对热量的利用率较低，热量传达慢的缺点，普通不锈钢材质由于热量传导慢，以至于底部接触热源位置单点受热，不能达到烹饪过程中容器均热的技术效果。

发明内容

本发明旨在提供一种烹饪容器及烹饪容器的制造方法，以解决现有技术中的不粘锅内表面的耐磨及抗刮性能低、热传导效率不高等问题，通过对导热层进一步工艺优化，能够达到容器烹饪过程中均热的技术效果。

为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种烹饪容器，其特征在于，包括：

二层复合基体；

凹凸纹理，包括突起部以及由突起部围合而成的凹陷部，所述凹凸纹理包括化学腐蚀或机械压制而成的多个突起部，所述突起部可以为点状、线状或闭合网状；

进一步地，设有导热层，喷涂导热材料于复合基体外表面，所述导热材料为铜或银导热材料；所述导热层设置在容器的底部及侧壁受热源或明火直接加热的位置，所述导热层采用冷喷涂的方式，喷涂前对基体表面进行磨砂预处理；所述铜或银导热材料为纯度>99％的纯铜或银，粒度范围为100-1000目；铜或银导热层的孔隙率小于1.5％；

进一步地，设有导磁层，喷涂导磁性材料在所述导热层外侧底部区域，所述导磁性材料为具有电磁感应性能的铁或铁素体不锈钢材料；

进一步地，设有防腐蚀层，喷涂防腐蚀材料于所述烹饪容器最外层；

进一步地，设有不粘涂层：将不粘材料喷涂在所述二层复合基体内表面凹陷部；

化学腐蚀或机械压制而成的突起部具有更稳定的结构和耐磨性能，提高了容器的耐磨及抗刮性能的同时，多点数的布置方式也能提高受热性，受热更均匀；导热层能够实现快速加热，提高热利用率，导磁层能够提高容器电磁率，实现燃气灶、电磁炉兼用。

在本方案中，所述烹饪容器底部突起部采用封闭式多边形闭合网状及点状结合的凹凸纹理构造组合；所述烹饪容器壁部采用开放式线点结合的凹凸纹理构造组合；所述二层复合基体为内不锈钢外铝、内铁外铝、内铝外铁、内铝外不锈铁中的一种；所述突起部硬度大于所述二层复合基体。

进一步地，所述不锈钢化学重量百分比为C：0.02-0.10％，Si：0.20-0.90％， Mn：1.0-19.0％，P≤0.05％，S≤0.10％，Cr：15.0-23.0％，Ni：1.50-15.0％，N： 0.10-0.90％；余量为Fe和不可避免的杂质。

另一方面，所述所述导磁层厚度为0.2mm～0.7mm，导磁有效直径≥120mm，导磁有效面积为≥70％。

另一方面，所述导热层厚度为0.1mm～1.5mm、导热系数为300W/(m*K)～ 500W/(m*K)

另一方面，所述烹饪容器外表面含有铜或银导热层位置车削，形成外露铜或银材质的导热层，所述外露导热层能够更好的提高能量利用率，由于铜和银具有较好的导热性，能够使提升容器整体均热性能，解决传统的烹饪容器由于在使用时只是容器底部受热导致容器立壁部分受热慢的技术问题，传统不粘烹饪容器在煮制、炖制、炸制时会出现升温异常缓慢的问题，导热层的加入能够很好的解决上述问题；另一方面外露导热层还有阻火的作用，家用燃气灶应用平底容器大火烹饪时，会遇到火苗沿着容器外壁上窜伤手致不能正常操作的问题，车削形成的外露导热层能够在一定程度上阻止火苗上窜。此外根据锅体外形及展示需求，通过外露层，消费者可以清楚的看到锅体材料内部结构，了解到锅具有快速导热功能，增进购买的意愿；外露材质具有的特有金属色泽同时起到产品美观的作用。

本发明的第二目的在于提供一种烹饪容器的制作方法，具体如下：

一种烹饪容器的制造方法，其特征在于，包括：

制造表面纳米化不锈钢基体：所述不锈钢化学重量百分比为：C： 0.02-0.10％，Si：0.20-0.90％，Mn：1.0-19.0％，P≤0.05％，S≤0.10％，Cr：15.0-23.0％， Ni：1.50-15.0％，N：0.10-0.90％；余量为Fe和不可避免的杂质。

凹凸纹理制备：通过对不锈钢薄板的预处理，制备多个突起部，包括点状、线状或闭合网状突起部；所述预处理包括冲孔、整平、切割、去刺、成型、电镀、磨光、折弯中的工艺组合，此工艺制备的突起部具有更稳定的结构和耐磨性能的同时，提高了容器的致密性。

功能层的喷涂：

导热层，喷涂导热材料于复合基体外表面，所述导热材料为铜或银导热材料；所述导热层设置在锅体的底部及侧壁受热源或明火直接加热的位置，在容器基体外表面用20至60目的不规则棕刚玉砂粒做喷砂表面处理，清理干净后，通过高压冷喷涂在所述基体表面喷涂厚度为0.1-0.35mm的铜或银层，所述高压冷喷涂，其采用的工作气体是氮气或氩气，喷涂时喷枪移动速度为1-1000mm/s，喷枪加热温度为300-1000℃，喷涂距离为5-50mm；喷涂时控制基材的转速在50-500RPM，基材温度<200℃；所述铜或银导热材料为纯度>99％的纯铜或银，粒度范围为 100-1000目；铜或银层的孔隙率小于1.5％；采用高压喷涂的工艺，其优点在于喷涂速率高，对基体热影响小，晶粒生长速度极慢；涂层的残余应力较低，且均为压应力，降低了对涂层厚度的限制，采用高压冷喷涂的涂层致密，气孔少，致密度可达98％，根本上提高了涂层导热率；此外，高压冷喷涂的涂层厚度及喷涂位置便于控制，能够节约原材料，喷涂飞溅的粉末也可以回收再利用，另一方面比起现有技术的固定板材导热层，喷涂涂层能达到容器轻量化的技术效果。

导磁层，喷涂导磁性材料在所述导热层外侧底部区域，所述导磁层应用具有电磁感应性能的铁或铁素体不锈钢材料，所述导磁层可通过冷喷涂、等离子热喷涂、钎焊、摩擦焊等工艺与锅体复合联结；

防腐蚀层，喷涂在所述烹饪容器最外层；

进一步地，所述凹凸纹理也可以利用蚀刻、物理压制的方法对不锈钢表面直接进行处理，达到预设的凹凸纹理形状，蚀刻及物理压制等方法，成本低，效率高，且形状多变，能够进一步的满足消费者的多方面需求。

进一步地，包括外露导热层：所述烹饪容器外表面含有铜或银导热层位置车削，形成外露导热层。

进一步地，所述不锈钢成分中含有特殊金属元素，例如，特殊金属元素可以是铜，铜具有杀菌抗菌的效果，铜离子能够阻止细菌呼吸，从而阻止了细菌繁殖破坏了细菌的DNA。

进一步地，所述制造方法还包括不粘涂层的制备，将不粘材料喷涂在所述二层复合基体内表面，通过打磨工艺去除突起部上的不粘材料，本发明也进一步的添加不粘涂层，由于容器表面已进行过纳米化处理，不粘涂层会更加牢固，解决现有技术容器涂层易脱落的技术难题，本技术方案优选含钛树脂不粘涂层，该涂层强度高，结合牢固；所述喷涂优选高压冷喷涂，冷喷涂易于控制涂层厚度，能够保证涂层与前述方案中纳米级突起外形保持一致，此外，高压冷喷涂工艺涂层结合强度较高，可达到100MPa以上，完全能够满足烹饪容器强负荷和长寿命的要求。

附图说明

图1为烹饪容器结构切面图。

其中：1、二层复合基体；2、导热层；3、导磁层、4、防腐蚀层。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1：本发明提出了一种烹饪容器，如图1所示，烹饪容器包括：二层复合基体、凹凸纹理、导热层、导磁层、防腐蚀层、不粘涂层；凹凸纹理，包括突起部以及由突起部围合而成的凹陷部，所述凹凸纹理包括化学腐蚀或机械压制而成的多个突起部，所述突起部可以为点状、线状或闭合网状；

在本实施方式中，设有导热层，喷涂导热材料于复合基体外表面，所述导热材料为铜或银导热材料；所述导热层设置在容器的底部及侧壁受热源或明火直接加热的位置，所述导热层采用冷喷涂的方式，喷涂前对基体表面进行磨砂预处理；所述铜或银导热材料为纯度>99％的纯铜或银，粒度范围为100-1000目；铜或银导热层的孔隙率小于1.5％；

在本实施方式中，设有导磁层，喷涂导磁性材料在所述导热层外侧底部区域，所述导磁性材料为具有电磁感应性能的铁或铁素体不锈钢材料；

在本实施方式中，设有防腐蚀层，喷涂防腐蚀材料于所述烹饪容器最外层；

在本实施方式中，设有不粘涂层：将不粘材料喷涂在所述二层复合基体内表面凹陷部；

化学腐蚀或机械压制而成的突起部具有更稳定的结构和耐磨性能，提高了容器的耐磨及抗刮性能的同时，多点数的布置方式也能提高受热性，受热更均匀；导热层能够实现快速加热，提高热利用率，导磁层能够提高容器电磁率，实现燃气灶兼用。

在本实施方式中，所述烹饪容器外表面含有铜或银导热层位置车削，形成外露铜或银材质的导热层，所述外露导热层能够更好的提高能量利用率，由于铜和银具有较好的导热性，能够使提升容器整体均热性能，解决传统的烹饪容器由于在使用时只是容器底部受热导致容器立壁部分受热慢的技术问题，传统不粘烹饪容器在煮制、炖制、炸制时会出现升温异常缓慢的问题，导热层的加入能够很好的解决上述问题；另一方面外露导热层还有阻火的作用，家用燃气灶应用平底容器大火烹饪时，会遇到火苗沿着容器外壁上窜伤手致不能正常操作的问题，车削形成的外露导热层能够在一定程度上阻止火苗上窜。此外根据锅体外形及展示需求，通过外露层，消费者可以清楚的看到锅体材料内部结构，了解到锅具有快速导热功能，增进购买的意愿；外露材质具有的特有金属色泽同时起到产品美观的作用。

实施例2：本发明还提供了一种不锈钢，所述不锈钢化学重量百分比为C： 0.02-0.10％，Si：0.20-0.90％，Mn：1.0-19.0％，P≤0.05％，S≤0.10％，Cr：15.0-23.0％， Ni：1.50-15.0％，N：0.10-0.90％；余量为Fe和不可避免的杂质。

实施例3：本发明还提出了一种上述烹饪容器的制造方法，该制造方法包括：

制造表面纳米化不锈钢基体：凹凸纹理制备：通过对不锈钢薄板的预处理，制备多个突起部，包括点状、线状或闭合网状突起部；所述预处理包括冲孔、整平、切割、去刺、成型、电镀、磨光、折弯中的工艺组合；此工艺制备的突起部具有更稳定的结构和耐磨性能的同时，提高了容器的致密性。

功能层的喷涂：

导热层，喷涂导热材料于复合基体外表面，所述导热材料为铜或银导热材料；所述导热层设置在锅体的底部及侧壁受热源或明火直接加热的位置，在容器基体外表面用20至60目的不规则棕刚玉砂粒做喷砂表面处理，清理干净后，通过高压冷喷涂在所述基体表面喷涂厚度为0.1-0.35mm的铜或银层，所述高压冷喷涂，其采用的工作气体是氮气或氩气，喷涂时喷枪移动速度为1-1000mm/s，喷枪加热温度为300-1000℃，喷涂距离为5-50mm；喷涂时控制基材的转速在50-500RPM，基材温度<200℃；所述铜或银导热材料为纯度>99％的纯铜或银，粒度范围为 100-1000目；铜或银层的孔隙率小于1.5％；采用高压喷涂的工艺，其优点在于喷涂速率高，对基体热影响小，晶粒生长速度极慢；涂层的残余应力较低，且均为压应力，降低了对涂层厚度的限制，采用高压冷喷涂的涂层致密，气孔少，致密度可达98％，根本上提高了涂层导热率；此外，高压冷喷涂涂层厚度及喷涂位置便于控制，能够节约原材料，喷涂飞溅的粉末也可以回收再利用，另一方面比起现有技术的固定板材导热层，喷涂涂层能达到容器轻量化的技术效果。

导磁层，喷涂导磁性材料在所述导热层外侧底部区域，所述导磁层应用具有电磁感应性能的铁或铁素体不锈钢材料，所述导磁层可通过冷喷涂、等离子热喷涂、钎焊、摩擦焊等工艺与锅体复合联结；

防腐蚀层，喷涂在所述烹饪容器最外层；

在本实施方式中，所述凹凸纹理也可以利用化学蚀刻、物理压制的方法对不锈钢表面直接进行处理，达到预设的凹凸纹理形状，蚀刻及物理压制等方法，成本低，效率高，且形状多变，能够进一步的满足消费者的多方面需求。

在本实施方式中，包括外露导热层：所述烹饪容器外表面含有铜或银导热层位置车削，形成外露导热层。

在本实施方式中，所述不锈钢成分中含有特殊金属元素，例如，特殊金属元素可以是铜，铜具有杀菌抗菌的效果，铜离子能够阻止细菌呼吸，从而阻止了细菌繁殖破坏了细菌的DNA。在本实施方式中，特殊金属元素也可以替换为其他具有功能性效果的金属元素；此外还可以在容器表面喷涂具有杀菌效果的涂层，能够达到同样效果。

实施例4：形成表面纳米化不锈钢也可以采用比较成熟的机械加工法，所谓机械加工法主要有表面机械研磨、表面机械碾磨、表面机械滚压、超声喷丸等，机械加工法相对于烹饪容器制造行业属于已经成熟的技术，这里不作赘述；此外可以采用表体沉降凝结法，利用预先制备的纳米颗粒材料，通过物理压力或化学黏合方式固结在容器表面；也可以在材料表面预先形成纳米结构层后，而后对材料进行化学处理，形成与基体成分不同的固溶物或化合物。

实施例5：不粘涂层的制备，将不粘材料喷涂在所述二层复合基体内表面，通过打磨工艺去除突起部上的不粘材料，在容器表面喷涂不粘涂层属于现有常见技术，这里不做赘述，需要说明的是，本实施方式中，可以采用高压冷喷涂的方式进行喷涂处理，不粘涂层会更加牢固，解决现有技术容器涂层易脱落的技术难题，本技术方案优选含钛树脂不粘涂层，该涂层强度高，结合牢固；所述喷涂优选高压冷喷涂，冷喷涂易于控制涂层厚度，能够保证涂层与前述方案中纳米级突起外形保持一致，此外，高压冷喷涂工艺涂层结合强度较高，可达到100MPa以上，完全能够满足烹饪容器强负荷和长寿命的要求。此外为加强容器表层结构稳定，可以对容器表层预先硬化处理。

在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实验组或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实验组或示例中以合适的方式结合。

Claims (7)

1.一种烹饪容器，其特征在于，包括：

二层复合基体；

凹凸纹理，所述凹凸纹理包括突起部以及由突起部围合而成的凹陷部，所述凹凸纹理包括化学腐蚀或机械压制而成的多个突起部，所述突起部为点状、线状或闭合网状；

导热层，喷涂导热材料于复合基体外表面，所述导热材料为铜或银导热材料；所述导热层设置在容器的底部及侧壁受热源或明火直接加热的位置，所述导热层采用冷喷涂的方式，喷涂前对基体表面进行磨砂预处理；所述铜或银导热材料为纯度>99%的纯铜或银，粒度范围为100-1000目；铜或银导热层的孔隙率小于1.5%；

导磁层，喷涂导磁性材料在所述导热层外侧底部区域，所述导磁性材料为具有电磁感应性能的铁或铁素体不锈钢材料；

防腐蚀层，喷涂防腐蚀材料于所述烹饪容器最外层；

不粘涂层，将不粘材料喷涂在所述二层复合基体内表面凹陷部；

所述不锈钢化学重量百分比为：C ：0.02-0.10%，Si：0.20-0.90%，Mn ：1.0-19.0%，P≤0.05%，S≤0.10%，Cr ：15.0-23.0%，Ni ：1.50-15.0%，N：0.10-0.90%；余量为Fe和不可避免的杂质；

所述烹饪容器外表面导热层位置车削，形成外露铜或银材质的导热层。

2.根据权利要求1所述的一种烹饪容器，其特征在于，所述导磁层厚度为0.2mm～0.7mm，导磁有效直径≥120mm，导磁有效面积为≥70%。

3.根据权利要求1所述的一种烹饪容器，其特征在于，所述导热层厚度为0.1mm～1.5mm、导热系数为300 W/（m*K）～500W/（m*K）。

4.一种烹饪容器的制造方法，其特征在于，包括：

制造不锈钢基体：所述不锈钢化学重量百分比为：C ：0.02-0.10%，Si：0.20-0.90%，Mn：1.0-19.0%，P≤0.05%，S≤0.10%，Cr ：15.0-23.0%，Ni ：1.50-15.0%，N：0.10-0.90%；余量为Fe和不可避免的杂质；

凹凸纹理制备：通过对不锈钢薄板的预处理，制备多个突起部，包括点状、线状或闭合网状突起部；所述预处理包括冲孔、整平、切割、去刺、成型、电镀、磨光、折弯中的工艺组合；

功能层的喷涂：

导热层，喷涂导热材料于复合基体外表面，所述导热材料为铜或银导热材料；所述导热层设置在锅体的底部及侧壁受热源或明火直接加热的位置，在容器基体外表面用20至60目的不规则棕刚玉砂粒做喷砂表面处理，清理干净后，通过高压冷喷涂在所述基体表面喷涂厚度为0.1-0.35mm的铜或银层，所述高压冷喷涂，其采用的工作气体是氮气或氩气，喷涂时喷枪移动速度为1-1000mm/s，喷枪加热温度为300-1000℃，喷涂距离为5-50mm；喷涂时控制基材的转速在50-500RPM，基材温度<200℃；所述铜或银导热材料为纯度>99%的纯铜或银，粒度范围为100-1000目；铜或银层的孔隙率小于1.5%；

导磁层，喷涂导磁性材料在所述导热层外侧底部区域，所述导磁层应用具有电磁感应性能的铁或铁素体不锈钢材料，所述导磁层可通过冷喷涂、等离子热喷涂、钎焊、摩擦焊工艺与锅体复合联结；

防腐蚀层，喷涂在所述烹饪容器最外层；

所述烹饪容器外表面含有铜或银导热层位置车削，形成外露导热层。

5.根据权利要求4所述的一种烹饪容器的制造方法，其特征在于，所述凹凸纹理形成预先利用蚀刻、物理压制的方法对不锈钢表面直接进行处理，达到预设的凹凸纹理形状。

6.根据权利要求5所述的一种烹饪容器的制造方法，其特征在于，所述不锈钢成分中含有特殊功能性金属元素。

7.根据权利要求4-6任一项所述的一种烹饪容器的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括不粘涂层的制备，将不粘材料喷涂在所述容器内表面，通过打磨工艺去除所述突起部上的不粘材料。

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