CN114573320A - 烹饪器具及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种烹饪器具及其加工方法，烹饪器具包括陶瓷层，所述陶瓷层的成分包括陶土和多孔陶瓷粉末。本申请可以减小陶瓷材料制成的烹饪器具的重量，提高烹饪器具的使用体验。
Description
技术领域
本申请涉及厨用工具技术领域，尤其涉及一种烹饪器具及其加工方法。
背景技术
陶瓷材料导热慢，所以陶瓷材料制成的烹饪器具温升比较慢，使烹饪器具中食物受热均匀，保温效果较好，且能够使烹调食材的味道鲜美，而且还具有环保和耐腐蚀等特点，因此，陶瓷材料在烹饪器具领域越来越受到重视。
现有技术中，陶瓷材料制成的烹饪器具，主要采用天然陶土烧制而成，烧制定型后在表面上一层釉面使其具有一定的光泽，为了使烹饪器具导热均匀，并使烹饪器具结构强度满足使用要求，通常情况下烹饪器具具有较大的厚度，导致烹饪器具的重量比较重，影响烹饪器具的使用体验。
发明内容
本申请提供了一种烹饪器具及其加工方法，以减小陶瓷材料制成的烹饪器具的重量，提高烹饪器具的使用体验。
本申请的第一方面提供了一种烹饪器具，其包括陶瓷层，所述陶瓷层的成分包括陶土和多孔陶瓷粉末。
上述烹饪器具包括陶瓷层，陶瓷层的成分包括陶土和多孔陶瓷粉末，也就是说，将多孔陶瓷粉末加入陶土中，共同制成陶瓷层；由于多孔陶瓷粉末的密度小，孔隙率大，从而在保持陶瓷层体积不变的情况下，通过添加多孔陶瓷粉末能够减小陶瓷层的重量，进而减小烹饪器具的重量；而且多孔陶瓷粉末的导热率低，多孔陶瓷粉末的孔隙中存有空气，空气为热的不良导体，进一步降低多孔陶瓷粉末的导热系数，从而提高烹饪器具的保温效果；此外，由于多孔陶瓷粉末混入陶土中，并与陶土紧密结合，从而不会影响烹饪器具的结构强度，使烹饪器具的结构强度满足使用要求。
可选地，所述多孔陶瓷粉末的孔隙率为50％～95％，以有效降低烹饪器具的重量。
可选地，所述多孔陶瓷粉末占所述陶瓷层的质量比例为20％～50％，以有效降低烹饪器具的重量，并使烹饪器具保持较高的热振抗性，防止烹饪器具在使用过程中产生开裂。
可选地，所述多孔陶瓷粉末的粒度范围为100目～1000目，以使烹饪器具保持较高的热振抗性，防止烹饪器具在使用过程中产生开裂，并使多孔陶瓷粉末的孔隙结构保持完整，从而有效减小烹饪器具的重量。
可选地，所述多孔陶瓷粉末包括硅藻土粉末、沸石粉末或碳化硅气溶胶粉末中的一种或多种的混合。
本申请的第二方面提供了一种烹饪器具加工方法，其包括以下步骤：
步骤S1：将多孔陶瓷粉末和陶土按照预定比例混合均匀，形成泥料；
步骤S2：将所述泥料挤压成型，形成陶瓷层。
上述烹饪器具加工方法包括步骤S1和步骤S2；步骤S1包括将多孔陶瓷粉末和陶土按照预定比例混合均匀，形成泥料，增大泥料的孔隙率，减小泥料的密度；步骤S2包括将泥料挤压成型，形成陶瓷层，从而在陶瓷层中形成多孔疏松的结构，减小烹饪器具的重量。
可选地，所述步骤S1中，所述多孔陶瓷粉末与所述陶土的预定比例为质量比例(2～5):(8～5)，也就是说，多孔陶瓷粉末的质量比例为20％～50％。
可选地，所述步骤S1包括：
步骤S11：将多孔陶瓷粉末在分散剂中分散均匀，形成多孔陶瓷粉末悬浊液；
步骤S12：将多孔陶瓷粉末悬浊液与陶土均匀混合，形成所述泥料。
上述烹饪器具加工方法的步骤S1包括步骤S11和步骤S12；步骤S11包括将多孔陶瓷粉末在分散剂中分散均匀，形成多孔陶瓷粉末悬浊液，提高多孔陶瓷粉末的分散性，防止多孔陶瓷粉末出现团聚现象，还能够使分散剂填充在多孔陶瓷粉末的孔隙中，防止多孔陶瓷粉末的孔隙结构被细粉堵塞；步骤S12包括将多孔陶瓷粉末悬浊液与陶土均匀混合，形成泥料，也就是说，多孔陶瓷粉末以悬浊液的形式混入陶土中，使多孔陶瓷粉末与陶土能够更容易地混合均匀。
可选地，所述分散剂的成分包括易挥发型物质，在烹饪器具的加工过程中，易挥发物质自多孔陶瓷粉末的孔隙中挥发出来，使多孔陶瓷粉末的孔隙内形成不含填充物质的中空结构，从而有效减小烹饪器具的重量。
可选地，所述步骤S12中，所述多孔陶瓷粉末悬浊液与所述陶土，通过球磨实现均匀混合，既能够使多孔陶瓷粉末与陶土充分混合，又能够将多孔陶瓷粉末与陶土进一步磨细，从而提高颗粒的一致性，并防止烹饪器具中出现较大的颗粒物，使烹饪器具的表面保持光洁。
可选地，所述步骤S2中，所述泥料在45℃～70℃温度范围内挤压成型，也就是说，采用热挤压法将泥料挤压成型，在挤压的过程中，使泥料中的一部分分散剂挥发，提高泥料的致密度，减少陶瓷层表面的孔隙。
可选地，所述步骤S2还包括，在所述泥料挤压成型之前，对所述泥料进行练泥处理，既能够使泥料中的成分更加均匀，又能够提高泥料的可塑性和致密度。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请实施例提供的烹饪器具的结构示意图。
附图标记：
1-陶瓷层；
10-陶土；
12-多孔陶瓷粉末。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个或两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。
如图1所示，本申请实施例提供了一种烹饪器具，其包括陶瓷层1，陶瓷层1可以构成烹饪器具的一部分，也就是说，烹饪器具1至少包括两层，其中一层为陶瓷层1；或者陶瓷层1也可以构成烹饪器具的全部，也就是说，陶瓷层1单独形成烹饪器具。陶瓷层1的成分包括陶土10和多孔陶瓷粉末12，也就是说，将多孔陶瓷粉末12加入陶土10中，共同制成陶瓷层1；由于多孔陶瓷粉末12的密度小，孔隙率大，从而在保持陶瓷层1体积不变的情况下，通过添加多孔陶瓷粉末12能够减小陶瓷层1的重量，进而减小烹饪器具的重量；而且多孔陶瓷粉末12的导热率低，多孔陶瓷粉末12的孔隙中存有空气，空气为热的不良导体，进一步降低多孔陶瓷粉末12的导热系数，从而提高烹饪器具的保温效果；此外，由于多孔陶瓷粉末12混入陶土10中，并与陶土10紧密结合，从而不会影响烹饪器具的结构强度，使烹饪器具的结构强度满足使用要求。另外，多孔陶瓷粉末12与陶土10的热膨胀系数相近，从而可以使陶瓷层1具有较高的热振抗性，使陶瓷层1的结构保持稳定，避免陶瓷层1受热开裂。
具体来说，通常情况下，陶土10为天然陶土，采用陶土10直接制成烹饪器具时，为使烹饪器具中的食材受热均匀，并使烹饪器具具有较高的结构强度，烹饪器具的厚度通常比较大，容积为2L的烹饪器具的重量可以达到1.7kg，导致烹饪器具的重量较重，使用者单手拿起烹饪器具时比较费力，当烹饪器具中盛满食材时，更难以拿起烹饪器具。采用本申请实施例提供的烹饪器具时，能够在保证烹饪器具的结构强度的同时，将陶瓷层1的重量减轻1/5～1/3，并使烹饪器具达到更好的保温效果。
进一步地，多孔陶瓷粉末12的孔隙率为50％～95％，例如，多孔陶瓷粉末12的孔隙率可以为50％、54％、58％、60％、63％、66％、70％、74％、78％、80％、82％、85％、88％、90％、92％或95％等，以有效降低烹饪器具的重量。当多孔陶瓷粉末12的孔隙率小于50％时，陶瓷层1内的空腔的过少，从而导致陶瓷层1的重量降低并不明显；当多孔陶瓷粉末12的孔隙率大于95％时，多孔陶瓷粉末12的强度过低，当多孔陶瓷粉末12与陶土10结合时，在挤压力作用下，多孔陶瓷粉末12的孔隙结构被破坏，导致陶瓷层1的实际孔隙率降低，从而导致陶瓷层1的重量降低并不明显。
进一步地，多孔陶瓷粉末12占陶瓷层1的质量比例为20％～50％，例如，多孔陶瓷粉末12占陶瓷层1的质量比例可以为20％、22％、25％、28％、30％、33％、35％、38％、40％、42％、45％、47％或50％等，以有效降低烹饪器具的重量，并使烹饪器具保持较高的热振抗性，防止烹饪器具在使用过程中产生开裂。当多孔陶瓷粉末12占陶瓷层1的质量比例小于20％时，多孔陶瓷粉末12的含量过小，陶瓷层1内的孔隙率过低，从而导致轻量化效果并不明显；当多孔陶瓷粉末12占陶瓷层1的质量比例大于50％时，多孔陶瓷粉末12的含量过多，导致陶瓷层1的热振抗性降低，也就是说，由于多孔陶瓷粉末12与陶土10的热膨胀系数存在一定差异，在同一加热温度下的体积变形量不同，从而导致陶瓷层1受热而开裂，难以保持结构的稳定性。
进一步地，多孔陶瓷粉末12的粒度范围为100目～1000目，例如，多孔陶瓷粉末12的粒度可以为100目、200目、300目、400目、500目、600目、700目、800目、900目或1000目等，以使烹饪器具保持较高的热振抗性，防止烹饪器具在使用过程中产生开裂，并使多孔陶瓷粉末12的孔隙结构保持完整，从而有效减小烹饪器具的重量。当多孔陶瓷粉末12的粒度大于100目时，多孔陶瓷粉末12的颗粒过大，使得多孔陶瓷粉末12的热变形量更大，容易在多孔陶瓷粉末12与陶土10的结合面产生裂纹，影响烹饪器具的正常使用。
进一步地，多孔陶瓷粉末12包括硅藻土粉末、沸石粉末或碳化硅气溶胶粉末中的一种或多种(包括两种或两种以上)的混合。其中，硅藻土粉末和沸石粉末为天然多孔陶瓷材料，制造方便，可以降低烹饪器具的生产成本；碳化硅气溶胶粉末的孔隙率可达90％以上，孔隙率高，能够明显减小烹饪器具的重量。
本申请实施例提供的烹饪器具可以采用的一种烹饪器具加工方法如下，其包括步骤S1和步骤S2。步骤S1包括将多孔陶瓷粉末12和陶土10按照预定比例混合均匀，形成泥料，增大泥料的孔隙率，减小泥料的密度；步骤S2包括将泥料挤压成型，形成陶瓷层1，从而在陶瓷层1中形成多孔疏松的结构，减小烹饪器具的重量。
进一步地，步骤S1中，多孔陶瓷粉末12与陶土10的预定比例为质量比例(2～5):(8～5)，例如，多孔陶瓷粉末12与陶土10的预定比例可以为质量比例2:8、2.5:7.5、3:7、3.5:6.5、4:6、4.5:5.5或5:5等，也就是说，多孔陶瓷粉末12的质量比例为20％～50％。
进一步地，步骤S1包括步骤S11和步骤S12。步骤S11包括将多孔陶瓷粉末12在分散剂中分散均匀，形成多孔陶瓷粉末悬浊液，提高多孔陶瓷粉末12的分散性，防止多孔陶瓷粉末12出现团聚现象，还能够使分散剂填充在多孔陶瓷粉末12的孔隙中，防止多孔陶瓷粉末12的孔隙结构被细粉堵塞；步骤S12包括将多孔陶瓷粉末悬浊液与陶土10均匀混合，形成泥料，也就是说，多孔陶瓷粉末12以悬浊液的形式混入陶土10中，使多孔陶瓷粉末12与陶土10能够更容易地混合均匀。
进一步地，分散剂的成分包括易挥发型物质，例如分散剂可以为聚乙烯醇水溶液或乙醇水溶液等，在烹饪器具的加工过程中，易挥发物质(例如聚乙烯醇或乙醇)自多孔陶瓷粉末12的孔隙中挥发出来，使多孔陶瓷粉末12的孔隙内形成不含填充物质的中空结构，从而有效减小烹饪器具的重量。
进一步地，步骤S12中，多孔陶瓷粉末悬浊液与陶土10，通过球磨实现均匀混合，既能够使多孔陶瓷粉末12与陶土10充分混合，又能够将多孔陶瓷粉末12与陶土10进一步磨细，从而提高颗粒的一致性，并防止烹饪器具中出现较大的颗粒物，使烹饪器具的表面保持光洁。例如，将多孔陶瓷粉末悬浊液与陶土一起加入球磨机中，加入水进行球磨，球磨时间为10h～30h。
进一步地，球磨之后的混合浆料还可以依次进行过筛、除杂和挤压工序，形成易于成型的泥料。其中，过筛工序采用160目～180目的晒网对混合浆料过筛，以去除混合浆料中的粗颗粒，进一步提高颗粒的一致性，防止烹饪器具中出现较大的颗粒物；除杂工序采用湿式磁选机除去混合浆料中的含铁杂质，防止烹饪器具中产生黑点等瑕疵；挤压工序采用压滤机挤压多余的水分，使泥料易于成型。
进一步地，步骤S2还包括，在泥料挤压成型之前，对泥料进行练泥处理，例如，将泥料投入真空练泥机中进行精炼，既能够使泥料中的成分更加均匀，又能够提高泥料的可塑性和致密度。
进一步地，步骤S2中，泥料可以挤入石膏模中挤压成型，泥料在45℃～70℃温度范围内挤压成型，例如，泥料挤压成型的温度可以为45℃、48℃、50℃、52℃、55℃、57℃、60℃、63℃、65℃、67℃或70℃等，也就是说，采用热挤压法将泥料挤压成型，在挤压的过程中，使泥料中的一部分分散剂挥发，提高泥料的致密度，减少陶瓷层1表面的孔隙。当泥料挤压成型的温度低于45℃时，温度过低，泥料中的分散剂未能充分挥发，导致泥料的致密度降低；当泥料挤压成型的温度高于70℃时，泥料中的水分蒸发过快，导致泥料容易出现裂纹，或者导致泥料过干而成型困难。
进一步地，步骤S2之后还包括步骤S3：上釉和烧结，以形成具有光泽的表面。上釉可以采用低温釉，也可以采用高温釉；当采用低温釉时，烧结温度为800℃～1000℃；当采用高温釉时，烧结温度为1200℃～1300℃。
为说明本申请实施例的上述烹饪器具的优良性能，将现有普通陶瓷材料制成的烹饪器具与本申请实施例提供的烹饪器具的结构强度和保温性能进行对比试验。对比试验结果参见表1和表2，其中，结构强度采用热冲击强度测试方法，保温性能采用保温试验方法。
热冲击强度测试方法具体包括：将试样放入己达到选定温度的加热设备内(选定温度为400℃，可控温度±10℃，也就是说，选定温度范围可以为390℃～410℃)，待温度回升到选定温度后，保温30min；试样保温结束后，取出样品，样品口沿与水面约成45°，以最快的速度投入水中(从取出样品到投入水中时间不得超过15s，水面应高出试样至少20mm，水温增加不应超过4℃)，浸泡10min，取出试样用布揩干，检查有无胎裂。
保温试验方法具体包括：将陶瓷煲样品加入1L自来水，并置于家用煤气灶上加热煮沸；样品内水煮沸后关火，置于煤气灶上自然冷却。从关火开始计时，并将温度传感器探头插入样品内的水中，注意探头不能接触煲底或煲壁，盖上煲盖；记录煲内水温从100℃降到50℃所需时间。
各组实施例的烹饪器具除了陶瓷层的材质不同之外，其它参数(例如烹饪器具的形状、尺寸、材质、厚度和成型工艺等)完全相同，并且其余实验条件也完全相同。其中，每一个样品编号所代表的为一组样品锅具，其实验结果为该组样品锅具实验结果的平均值。
需要说明的是，各组陶土+多孔陶瓷粉末制成的烹饪器具中，多孔陶瓷粉末的添加比例如下：
4#为20％，5#为40％，6#为60％；
14#为25％，15#为35％，16#为50％。
表1
表2
根据表1和表2的数据可以看出，添加多孔陶瓷粉末的烹饪器具的重量明显减轻，且多孔陶瓷粉末的含量越多，烹饪器具的重量越小；添加多孔陶瓷粉末的烹饪器具的保温性能明显提升，且多孔陶瓷粉末的含量越多，烹饪器具的保温性能越好。但多孔陶瓷粉末的含量应控制在一定范围内，才能够使烹饪器具保持较高的强度；当多孔陶瓷粉末的含量过高时，烹饪器具的表面产生裂纹，烹饪器具的热冲击强度测试不合格，导致烹饪器具的结构强度难以满足使用要求。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具包括陶瓷层(1)，所述陶瓷层(1)的成分包括陶土(10)和多孔陶瓷粉末(12)。
2.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述多孔陶瓷粉末(12)的孔隙率为50％～95％。
3.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述多孔陶瓷粉末(12)占所述陶瓷层(1)的质量比例为20％～50％。
4.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述多孔陶瓷粉末(12)的粒度范围为100目～1000目。
5.根据权利要求1所述的烹饪器具，其特征在于，所述多孔陶瓷粉末(12)包括硅藻土粉末、沸石粉末或碳化硅气溶胶粉末中的一种或多种的混合。
6.一种烹饪器具加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将多孔陶瓷粉末(12)和陶土(10)按照预定比例混合均匀，形成泥料；
步骤S2：将所述泥料挤压成型，形成陶瓷层(1)。
7.根据权利要求6所述的烹饪器具加工方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述多孔陶瓷粉末(12)与所述陶土(10)的预定比例为质量比例(2～5):(8～5)。
8.根据权利要求6所述的烹饪器具加工方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S11：将多孔陶瓷粉末(12)在分散剂中分散均匀，形成多孔陶瓷粉末(12)悬浊液；
步骤S12：将多孔陶瓷粉末(12)悬浊液与陶土(10)均匀混合，形成所述泥料。
9.根据权利要求8所述的烹饪器具加工方法，其特征在于，所述分散剂的成分包括易挥发型物质。
10.根据权利要求8所述的烹饪器具加工方法，其特征在于，所述步骤S12中，所述多孔陶瓷粉末(12)悬浊液与所述陶土(10)，通过球磨实现均匀混合。
11.根据权利要求6所述的烹饪器具加工方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述泥料在45℃～70℃温度范围内挤压成型。
12.根据权利要求6所述的烹饪器具加工方法，其特征在于，所述步骤S2还包括，在所述泥料挤压成型之前，对所述泥料进行练泥处理。
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2020
- 2020-11-30 CN CN202011380593.0A patent/CN114573320A/zh active Pending
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