DE102021006191A1

DE102021006191A1 - Tischfertiges Kochgeschirr aus einem polymeren Material

Info

Publication number: DE102021006191A1
Application number: DE102021006191.8A
Authority: DE
Inventors: Tanja Bendele
Original assignee: Foot Print Ug Haftungsbeschraenkt
Current assignee: Foot Print Ug Haftungsbeschraenkt
Priority date: 2021-12-15
Filing date: 2021-12-15
Publication date: 2023-06-15

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Kochgeschirr (0), insbesondere ein induktionsfähiges Kochgeschirr, zum Zubereiten und Servieren von Speisen, umfassend ein Gefäß (1) sowie optional einen Einsatz (2) und/oder einen Deckel (3). Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Kochgeschirrs (0) sowie die Verwendung dieses Kochgeschirrs (0) zum Zubereiten und Servieren von Speisen. Das Kochgeschirr (0) ist dabei aus einem polymeren Material, insbesondere mit einer Lichtdurchlässigkeit von größer gleich 90 %, hergestellt und damit transparent ausgebildet.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Kochgeschirr, insbesondere ein induktionsfähiges Kochgeschirr, zum Zubereiten und Servieren von Speisen, umfassend ein Gefäß sowie optional einen Einsatz und/oder einen Deckel. Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des Kochgeschirrs sowie die Verwendung des Kochgeschirrs zum Zubereiten und Servieren von Speisen, insbesondere zum Zubereiten von Speisen auf einem Induktionskochgerät und sofortigen Servieren derselben. Das Kochgeschirr ist dabei aus einem polymeren Material, insbesondere mit einer Lichtdurchlässigkeit von größer gleich 90 %, hergestellt und damit transparent ausgebildet.
Induktionskochgeräte ermöglichen die Zubereitung von Speisen mittels elektromagnetischer Induktion. Hierzu befinden sich unter einer Glaskeramik-Oberfläche flache Induktionsspulen aus Kupferdraht, welche ein elektromagnetisches Feld erzeugen. Dieses wird vom Boden eines geeigneten Induktionskochgeschirrs aufgenommen und in Wärme umgewandelt. Das Kochfeld an sich erwärmt sich dabei kaum, es nimmt nur ein wenig Rückwärme des Kochgeschirrs an.
Das vom Induktionskochgerät erzeugte elektromagnetische Wechselfeld übt eine Kraft auf die freien Elektronen im Boden des Induktionskochgeschirrs aus, so dass sich sogenannte Wirbelströme ausbilden. Diese ringförmigen Induktionsströme fließen jedoch nicht verlustfrei, weshalb ein Teil der elektrischen Energie in thermische Energie umgewandelt wird. Dabei variiert der elektrische Widerstand von Material zu Material: Edelstahl leitet beispielsweise deutlich schlechter als Kupfer oder Aluminium, so dass die freigesetzte Wärme bei Edelstahl entsprechend höher ist. Darüber hinaus kommt im Hinblick auf die Wärmeleistung der sogenannte Skin-Effekt zum Tragen. Dieser kommt dadurch zustande, dass die induzierten Wirbelströme ihrerseits ein Magnetfeld erzeugen, das dem Wechselfeld des Induktionskochgeräts entgegenwirkt und dieses daher in die untere Schicht des Bodens des Induktionskochgeschirrs verdrängt. Die Eindringtiefe des Wechselfeldes hängt dabei sowohl von der Frequenz des Wechselstroms als auch vom Material des Kochgeschirrs ab. So dringt das Wechselfeld beispielsweise tiefer in Aluminium oder Kupfer ein als in Edelstahl, weshalb ein Induktionskochgeschirr aus Aluminium oder Kupfer für eine Zubereitung von Speisen mittels Induktion weniger geeignet ist.
Kochgeschirr zur Verwendung auf Induktionskochgeräten zeichnet sich im Stand der Technik üblicherweise dadurch aus, dass es vollständig oder teilweise aus ferromagnetischen Materialien besteht. In diesen Materialien gibt es neben den Wirbelströmen noch eine weitere Wärmequelle, welche aufgrund des magnetischen Verhalten der Weiss-Bezirke zustande kommt. So sind die magnetischen Momenten in diesen mikroskopisch kleinen Bereichen ohne ein äußeres Magnetfeld zufällig orientiert und richten sich erst bei Anlegen des hochfrequenten Induktionswechselfeldes einheitlich aus. Dies führt dazu, dass die magnetischen Momente durch das wiederholte Ummagnetisieren des Induktionskochgeräts schnell hin- und herklappen, so dass zusätzliche Energie in Wärme umgewandelt wird.
Zur Verbesserung der beschriebenen induktiven Wärmeeffekte werden die im Stand der Technik verwendeten Kochgeschirre vielfach angepasst und/oder mit unterschiedlichem Zubehör versehen. Beispielsweise ist aus DE102013006649B4 ein Kochgeschirr bekannt, in welchem der Abstand der Außenoberfläche der Bodenwandung des Kochgeschirrs einen Abstand zu einer Kochzonenoberfläche eines Induktionskochgerätes zwischen 0,1 und 30 mm aufweist, um das Verhältnis von wärmeisolierender Wirkung zu Skin-Effekt zu regulieren. US3745290 offenbart doppelwandige Gefäße, die aufgrund einer induktiv erhitzbaren inneren Schicht mittels Induktion erhitzbar sind. Weiterhin offenbart US202315387A1 ein doppelwandiges Küchenutensil, das in seinem Bodenbereich eine Platte aufweist, die mittels Induktion erhitzbar ist. Für nicht Induktions-geeignete Kochtöpfe wird zudem in DE202010000766U1 eine magnetische Metallscheibe zur losen oder fixierten Befestigung auf dem Boden des Topfes offenbart.
Nachteilig an dem im Stand der Technik beschriebenen Kochgeschirr ist vielfach, dass dieses optisch nicht dazu anregt, nach dem Zubereiten der Speisen auch zum Servieren derselben verwendet zu werden. Lichtdurchlässige, insbesondere transparente Gefäße zum Servieren von Speisen ermöglichen es hingegen, das Gargut in optisch ansprechender Weise zu servieren, sind jedoch in aller Regel nicht mittels Induktionskochgeräten erhitzbar. Zudem ist das Kochgeschirr des Standes der Technik aus Metallen oder Legierungen von Metallen oder verträgt Material-bedingt kein Anbraten von Speisen in Ölen, also einer stark unterschiedlichen thermischen Beanspruchung des Materials. Glas oder keramische Kochgeschirre neigen zum Bersten unter den genannten Bedingungen. Wird das Gargut jedoch aus einem Kochgeschirr in ein Gefäß zum Servieren überführt, ist dies mit einem Verlust von Wärme verbunden, was einem Energieverlust gleichkommt und schlechtesten Falls dazu führt, dass die servierten Speisen beim Verzehr nicht mehr die gewünschte Temperatur aufweisen.
Es besteht daher Bedarf an einem Kochgeschirr, das sowohl zum Zubereiten und Garen von Speisen mithilfe von Induktionskochgeräten verwendbar ist, als auch zum Servieren derselben verwendet werden kann. Darüber hinaus besteht im Allgemeinen Bedarf an Kochgeschirr, das durch eine höhere Energieeffizienz seinen „CO₂-Abdruck“ verbessert. Dies kann umgesetzt werden durch eine Weiterverwendung der beim Zubereiten induzierten Wärme sowie durch geringere CO₂-Emission während der Fertigung und/oder während des Betriebs des Geschirrs.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Kochgeschirr bereitzustellen, welches durch den Einsatz von Induktionskochgeräten erhitzbar ist. Das Kochgeschirr soll durchlässig sein für ein elektromagnetisches Wechselfeld. Zusätzlich soll alternativ eine Lichtdurchlässigkeit, insbesondere Transparenz, optisch und ästhetisch dazu bereitstellbar sein, um die Speisen ansprechend zu servieren. Insbesondere sollte ein transparentes induktionsfähiges Kochgeschirr bereitgestellt werden, das durch ein einfaches, kostengünstiges und vielfach wiederholbares Verfahren herstellbar ist. Weiterhin bestand die Aufgabe, eine hohe Energieeffizienz des Kochgeschirrs zu erreichen und damit dessen CO₂-Abdruck zu verbessern.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Kochgeschirr gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zu Herstellung dieses Kochgeschirrs nach Anspruch 12 und eine Verwendung des Kochgeschirrs nach Anspruch 15. Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie in der Beschreibung detailliert offenbart.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, dass das Kochgeschirr aus einem polymeren Material, insbesondere ausgewählt aus Hochleistungspolymeren, hergestellt wird. Die Polymere sind besonders durchlässig für ein elektromagnetisches Wechselfeld. Besonders bevorzugt ist das polymere Material geeignet bis zu 150 °C, bevorzugt bis 270 °C, vorzugsweise bis 230 °C, besonders bevorzugt bis zu 270 °C thermisch erhitzt zu werden. Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn der Boden, insbesondere im Bereich der Oberseite des Bodens, vorzugsweise eine Oberflächenbeschichtung aus magnetisierbarem Material, wie ferromagnetischem Material, und/oder insbesondere von der Oberseite des Bodens bis zur Mitte des Bodens magnetisierbare Partikel aufweist und/oder ein Einsatz aus magnetisierbaren Material, insbesondere einem ferromagnetischen Material, auf der Oberseite des Bodens anordnenbar ist, insbesondere angeordnet ist. Das Kochgeschirr weist vorzugsweise eine teilweise bis vollständige Beschichtung und/oder optional im Boden magnetisierbare Partikel auf, in der und in denen mittels elektromagnetischem Wechselfeld eine erhöhte Temperatur induzierbar ist, insbesondere eine erhöhte Temperatur von größer gleich 50 °C, bevorzugt größer gleich 100 °C, besonders bevorzugt größer gleich 180 °C.
Bevorzugt kann Kochgeschirr aus einem Hochleistungspolymer mit einer Lichtdurchlässigkeit von größer gleich 90 %, bevorzugt größer gleich 95 %, besonderes bevorzugt größer gleich 99 %, hergestellt sein. Dieses Material hat den Vorteil, dass es aufgrund seiner Transparenz eine Beobachtung des Fortschritts bei der Zubereitung der betreffenden Speisen sowie ein optisch ansprechendes Servieren derselben ermöglicht. Darüber hinaus zeichnet sich das polymere Material durch eine niedrige Induktionsaufnahmefähigkeit auf, so dass das Kochgeschirr sich während des Zubereitungsprozesses nur unwesentlich erhitzt und daher problemlos zum Servieren an einen Tisch getragen und auf diesem abgestellt werden kann.
Dabei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass innerhalb des aus dem polymeren Material hergestellten Gefäßes des Kochgeschirrs ein Einsatz aus einem magnetisierbaren Material und/oder magnetischen Material, insbesondere ferromagnetischen Material, angeordnet wird, welcher durch seine Erhitzung eine Zubereitung der Speisen ermöglicht und zum Servieren entfernt werden kann.
Das Kochgeschirr, insbesondere das induktionsfähige Kochgeschirr, umfasst daher vorzugsweise das Gefäß aus einem polymeren Material, insbesondere mit einer Lichtdurchlässigkeit von größer gleich 90 %, und den Einsatz aus einem magnetisierbaren Material und/oder magnetischen Material sowie optional einen Deckel, der auf das Gefäß aufgesetzt werden kann. Dabei ist das Gefäß derart ausgestaltet, dass der Boden des Gefäßes mit seiner Unterseite auf einem Induktionskochgerät positionierbar ist und bis zu seiner Oberseite für ein von einem Induktionskochgerät ausgehenden elektromagnetischen Wechselfeld durchdringbar ist, damit dieses zu dem innerhalb des Gefäßes angeordneten Einsatz gelangen kann. Dementsprechend darf der Boden nicht zu dick ausgebildet sein. Vorzugsweise weist der Boden eine Dicke von größer gleich 0,1 bis 30 mm, insbesondere eine Dicke von größer gleich 1 bis 20 mm auf. Besonders bevorzugt weist der Boden mit seiner Oberseite und Unterseite eine Dicke von kleiner 0,5 cm auf. Besonders bevorzugt ist die Unterseite des Bodens planar und/oder die Oberseite des Bodens ist planar optional weist die Oberseite Vertiefungen auf in die Fußelemente des Einsatzes eingreifen können.
Der Einsatz kann auf der Oberseite des Bodens des Gefäßes angeordnet werden und ist durch ein von dem Induktionskochgerät ausgehenden elektromagnetischen Wechselfeld erreichbar, insbesondere erhitzbar, so dass eine gezielte Zuleitung von Wärme an die zuzubereitenden, insbesondere zu garenden, Speisen erfolgen kann. Der Deckel kann das Gefäß durch Aufsetzen verschließen und so ein Entweichen der zugeführten Wärme verhindern. Das Gefäß und der Deckel können aus verschiedenen Materialien oder aus demselben Material hergestellt sein. Besonders bevorzugt sind das Gefäß und der Deckel aus demselben polymeren Material, insbesondere ausgewählt aus Hochleistungspolymeren, mit einer Lichtdurchlässigkeit von größer gleich 90 % hergestellt.
In diesem Zusammenhang beschreibt der Begriff Lichtdurchlässigkeit (so genannte Transmission) das Verhältnis von austretender Lichtintensität zur eingestrahlten Lichtintensität. Dabei unterscheidet man transparente Körper (Lichtdurchlässigkeit größer 90 %) und transluzente Körper (Lichtdurchlässigkeit kleiner 90 %). Demensprechend ist das Gefäß und optional der Deckel des erfindungsgemäßen Kochgeschirrs transparent ausgestaltet. Dies hat den Vorteil, dass die in dem Kochgeschirr befindlichen Speisen während der Zubereitung beobachtet und auf ästhetische Art und Weise serviert werden können.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Kochgeschirr, insbesondere induktionsfähiges Kochgeschirr, zum Zubereiten und Servieren von Speisen, umfassend ein Gefäß mit einem Boden und mindestens einer mit dem Boden werkstoffeinstückig verbundenen Seitenwand, wobei der Boden mit seiner Unterseite auf einem Induktionskochgerät positionierbar und bis zu seiner Oberseite für ein vom Induktionskochgerät ausgehendes elektromagnetisches Wechselfeld durchdringbar ist, sowie optional einen Einsatz aus einem magnetisierbaren Material und/oder magnetischen, insbesondere ferromagnetischen, Material, wobei das Gefäß aus einem polymeren Material hergestellt ist, wobei das polymere Material eine Lichtdurchlässigkeit von größer gleich 90 % aufweist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird unter Kochgeschirr jedwedes Gefäß verstanden, dass sich zur Zubereitung von warmen Speisen, insbesondere zum Erhitzen oder Warmhalten von Speisen, eignet, wobei die zugeführte Wärmeenergie von Kochgeräten wie beispielsweise Induktionskochgeräten stammen kann. Kochgeschirr ist demnach der Sammelbegriff für alle Küchengeräte, die zur Zubereitung warmer Speisen dienen, wobei Kochgeräte (Herde oder Kocher) die Hitze erzeugen. Hierzu zählen auch Gefäße, die für das Braten, Backen und für andere Formen der Nahrungszubereitung durch Hitzebehandlung dienen. Insbesondere umfasst der Begriff Kochgeschirr Kochtöpfe, Bratpfannen, Bräter, Kochkessel und/oder Kasserollen. Ebenso kann es sich bei dem Kochgeschirr um einen Wok handeln.
Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße Kochgeschirr zum sofortigen Servieren der zubereiteten Speisen vorgesehen. Es handelt sich daher vorzugsweise gleichzeitig um ein Tischgeschirr zum Servieren, insbesondere eine Servierschüssel oder eine Servierplatte. In diesem Sinne ist es bevorzugt, wenn das erfindungsgemäße Kochgeschirr, insbesondere das Gefäß und/oder der Deckel keine Griffe aufweist.
Das Kochgeschirr, insbesondere das Gefäß und/oder der Deckel ist erfindungsgemäß aus einem polymeren Material hergestellt. Hierunter wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Stoff umfassend Polymere, insbesondere ein Kunststoff, und damit Substanzen bestehend aus Makromolekülen mit kovalenten Bindungen verstanden. Das polymere Material kann vor der Herstellung des erfindungsgemäßen Kochgeschirrs eine beliebige Form aufweisen, insbesondere liegt es als Polymergranulat vor.
Da das erfindungsgemäße Kochgeschirr neben dem Zubereiten auch zum Servieren von Speisen vorgesehen ist, ist es gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass das polymere Material eine Lichtdurchlässigkeit von größer gleich 95 %, vorzugsweise größer gleich 99 %, aufweist. Je transparenter das Gefäß und/oder der Deckel des erfindungsgemäßen Kochgeschirrs ist, desto vorteilhafter gestaltet sich dessen Verwendung.
Aufgrund der erforderlichen Temperaturbeständigkeit beim Zubereiten der Speisen, ist das polymere Material dabei vorzugsweise aus Hochleistungskunststoffen ausgewählt. Hochleistungskunststoffe, auch Hochleistungspolymere, High-Performance-Polymers, Hochtemperatur-Kunststoffe, Hightech-Kunststoffe oder Hochleistungsthermoplaste, sind eine Untergruppe der thermoplastischen Kunststoffe, die sich von technischen Kunststoffen und Standardkunststoffen insbesondere durch ihre Temperaturbeständigkeit, aber auch in Bezug auf Chemikalienbeständigkeit und mechanische Eigenschaften unterscheiden. So eignen sie sich in Bezug auf ihre Wärmebeständigkeit sowie ihre mechanischen Eigenschaften in besonderem Maße zur Herstellung von thermisch oder mechanisch stark beanspruchten Bauteilen. Hochtemperaturpolymere sind definitionsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass sie einer Dauergebrauchstemperatur von 150 °C und mehr standhalten. Einige der Polymere haben eine Dauergebrauchstemperatur von über 250 °C.
In diesem Sinne ist es bevorzugt, wenn das Kochgeschirr, insbesondere das Gefäß und/oder der Deckel, aus einem hitzebeständigen polymeren Material, vorzugsweise ausgewählt aus Hochleistungsthermoplasten, hergestellt ist, um insbesondere den Temperaturanforderungen beim Garen von Speisen gerecht zu werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das polymere Material ausgewählt aus i) Thermoplasten, ii) Faser-verstärkten Thermoplasten, iii) gefüllten Thermoplasten, insbesondere mit anorganischen Partikeln gefüllten Thermoplasten, und/oder iv) beschichteten Thermoplasten. Thermoplasten im Sinne der Erfindung sind polymere Kunststoffe, die thermoplastische Verformbarkeit in einem bestimmten Temperaturbereich aufweisen. Thermoplasten können reversibel beliebig oft in den schmelzflüssigen Zustand überführt werden und sind schweißfähig.
Vorzugsweise umfassend die Thermoplaste oder sind die Thermoplaste ausgewählt aus Hochleistungsthermoplasten. Insbesondere umfassen die Thermoplaste, insbesondere sind ausgewählt aus, in einer weiter bevorzugten Ausführungsform in i), ii), iii) und/oder iv) ausgewählt aus Polyaryletherketonen (PAEK), insbesondere Polyetherketon (PEK), Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyetherketonketon (PEKK), Polysulfon (PSU), Polyarylsulfon (PAS), Polyethersulfon (PES), Polyphenylsulfon (PPSU), Polyphenylsulfid (PPS), Polyimid (PI), Polyetherimid (PEI) und/oder Polyamidimid (PAI) sowie Polymerblends oder Co-Polymere von mindestens einem oder zwei der genannten Polymere.
Polyaryletherketone (PAEK) sind eine Familie von teilkristallinen Thermoplasten mit hoher Temperaturstabilität und hoher mechanischer Festigkeit, deren Molekülgerüst abwechselnd Keton- und Ethergruppen enthält. Die verbindende Gruppe R zwischen den funktionellen Gruppen besteht aus einer 1,4-substituierten Arylgruppe. PAEKs haben eine Dauerbetriebstemperatur von 250 °C und können bei kurzfristiger Belastung bis zu 350 °C standhalten. Die Zugfestigkeit liegt bei etwa 85 MPa und sein Elastizitätsmodul bei etwa 4.100 MPa.
Polysulfone sind eine Klasse thermoplastischer Hochleistungskunststoffe, die bekannt ist für ihre Zähigkeit und Stabilität bei hohen Temperaturen. Technisch verwendete Polysulfone enthalten eine Aryl-SO₂-Aryl-Untereinheit. Dies betrifft insbesondere Polysulfon (PSU), Polyarylsulfon (PAS), Polyethersulfon (PES) und Polyphenylsulfon (PPSU). Sie sind im Temperaturbereich von -100 °C bis +200 °C einsetzbar und verfügen über herausragende Wärme- und Oxidationsbeständigkeit, Hydrolysebeständig gegen wässrige und alkalische Medien und gute elektrische Eigenschaften.
Polyphenylsulfid (PPS) ist ein teilkristalliner Kunststoff, dessen aromatische Monomereinheiten über Schwefelatome miteinander verbunden sind. Der Werkstoff zeichnet sich durch sehr hohe Wärmeformbeständigkeiten, eine hohe Chemikalienbeständigkeit und Steifigkeit aus.
Polyimide sind Kunststoffe, deren wichtigstes Strukturmerkmal die Imidgruppe darstellt. Polyimide können weitere Strukturelemente wie Ethergruppen, Polyetherimid (PEI), oder Amidgruppen, Polyamidimid (PAI), enthalten.
Die erfindungsgemäß verwendeten Thermoplaste können ii) Faser-verstärkt, iii) gefüllt, insbesondere mit anorganischen Partikeln, vorzugsweise mit mineralischen Füllstoffen, gefüllt, und/oder iv) beschichtet sein. Zur Verstärkung werden in erster Linie Glas-, aber auch Kohlenstoff- und Aramidfasern eingesetzt. Als Füllstoffe finden vorzugsweise Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Kaolin, Glimmer, Talkum oder Quarz Verwendung. Die Partikelgrößen der Füllstoffe können von 10 nm bis 500 Mikrometer betragen. Bevorzugt sind Partikelgrößen im Bereich von 10 nm bis 250 Mikrometer. Die Beschichtung kann eine Teflon-, Silikon- oder Keramikschicht umfassen. Insbesondere kann es erfindungsgemäß bevorzugt sein, wenn die die Thermoplaste in ii), iii) und/oder iv) ausgewählt sind aus ii) Glasfaser-, Silica-, Korund- und/oder Kaolin-verstärkten Thermoplasten, iii) mit Graphit, SiO₂ und/oder ZrO₂ gefüllten Thermoplasten, insbesondere mit einem Füllgrad von kleiner gleich 70 Massen-%, alternativ mit Glashohlkugeln gefüllten Thermoplasten, und/oder iv) mit Teflon, Silikon und/oder Keramik beschichteten Thermoplasten. Besonderes bevorzugt sind die Thermoplaste ausgewählt aus geschäumten Thermoplasten, optional ii) Faser-verstärkt, iii) gefüllt und/oder iv) beschichtet.
Um durch das elektromagnetische Wechselfeld eines Induktionskochgerätes erhitzbar zu sein muss ein Material eine Induktionsaufnahmefähigkeit aufweisen. Ferromagnetische Materialien, wie beispielsweise Eisen, Cobalt und Nickel, weisen eine hohe Induktionsaufnahmefähigkeit auf. Bei Materialverbundstoffen, die ferromagnetisches Material enthalten, korreliert die Induktionsaufnahmefähigkeit mit dem Anteil ferromagnetischen Materials. Nicht ferromagnetische Metalle weisen eine mittlere Induktionsaufnahmefähigkeit auf. Nicht magnetische Materialien wie beispielsweise Glas, Glaskeramik, Keramik, Kunststoffe oder ähnliche weisen eine geringe Induktionsfähigkeit auf.
Daher weist das polymere in einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
insbesondere im Bereich der Oberseite des Bodens, vorzugsweise unter der Oberfläche der Oberseite des Bodens, magnetisierbare Partikel und/oder magnetische Partikel, vorzugsweise ferromagnetische, Partikel auf. Ferromagnetische Partikel können Späne, Staub oder Schnitzel ferromagnetischer Metalle wie Eisen, Cobalt oder Nickel oder Mischungen dieser Metalle umfassen. Besonders bevorzugt sind magnetisierbare Materialien oder Metallpartikel aus Eisen, Cobalt und/oder Nickel als auch magnetisierbare Legierungen umfassend mindestens eines dieser Metalle. Alternativ umfasst das erfindungsgemäße Kochgeschirr in einer besonderes bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, ferner einen Einsatz, welcher auf der Oberseite des Bodens anordenbar ist, wobei der Einsatz aus einem magnetisierbaren Material und/oder magnetischen Material, vorzugsweise einem ferromagnetischen Material, hergestellt ist.
Ferromagnetismus ist die bekannteste Art des Magnetismus von Festkörpern. Sie wird dadurch erklärt, dass die magnetischen Momente (Elementarmagnete) der Atome des Materials dazu neigen, sich parallel auszurichten. Als reine Metalle sind Eisen, Cobalt und Nickel bei Raumtemperatur (ca. 20 °C) ferromagnetisch. Bei tieferen Temperaturen sind auch einige Lanthanoide ferromagnetisch. Zusätzlich sind zahlreiche Legierungen ferromagnetisch.
Die Verwendung des Einsatzes im erfindungsgemäßen Kochgeschirr ermöglich eine Zubereitung der darin befindlichen Speisen. Er kann gegebenenfalls vor dem Servieren entfernt werden.
Der Einsatz kann als einheitliche Platte, insbesondere runde Platte, ausgebildet oder zur Vergrößerung der Oberfläche mit Durchlässen versehen sein. Insbesondere kann der Einsatz in Form eines Siebes vorliegen. Weiterhin kann es erfindungsgemäß bevorzugt sein, wenn die Unterseite des Einsatzes von der Oberseite des Bodens des Gefäßes beabstandet ist. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Einsatz daher an seiner Unterseite mindestens ein Fußelement, insbesondere mindestens zwei bis 20 Fußelemente, auf, welches die Unterseite des Einsatzes von der Oberseite des Bodens beabstandet hält. Die Fußelemente können in Form von Ausbuchtungen in der Unterseite des Einsatzes vorliegen. Ebenso kann das Fußelement ein umlaufender Rand sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Einsatz zudem mindestens ein sich von seiner Unterseite zu seiner Oberseite erstreckendes Verwirbelungselement umfassen, das eine erste Öffnung in der Unterseite des Einsatzes und eine zweite Öffnung in der Oberseite des Einsatzes umfasst, wobei die erste Öffnung und die zweite Öffnung in Bezug auf Rotationsachse des Einsatzes versetzt angeordnet sind. Im Rahmen der Erfindung wird unter Verwirbelungselement ein Element zur Verwirbelung von Fluiden verstanden, insbesondere zur Verwirbelung von kochendem Wasser, das zum Garen von Speisen verwendet wird. Insbesondere kann der Einsatz mit Verwirbelungselementen die Form eines Propellers aufweisen, um einen Sog in den zuzubereiten Speisen oder dem zur Zubereitung zu verwendenden, kochendem Wasser zu erzeugen. Die Oberseite des Einsatzes ist vorzugsweise kleiner gleich 2 cm von Unterseite des Bodens des Kochgeschirrs beabstandet, insbesondere kleiner gleich 1,5 cm, weiter bevorzugt kleiner gleich 1 cm, besonders bevorzugt kleiner gleich 0,7 cm. Der Abstand zwischen der Oberseite des Einsatzes und der Unterseite des Bodens entspricht dem Abstand der Oberseite des Einsatzes zur Oberfläche eines Induktionskochfeldes. Dieser Abstand kann mit dem erfindungsgemäßen Kochgeschirr minimiert werden, so dass die Erhitzung des Einsatzes besonders effizient erfolgen kann.
Weiterhin kann der Einsatz in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einer Antihaftbeschichtung versehen sein, um ein Anhaften der zuzubereitenden Speisen an der Oberfläche des Einsatzes zu verhindern. Vorzugsweise handelt es sich bei der Antihaftbeschichtung um eine Beschichtung umfassend mindestens ein Antihaft-Material ausgewählt aus Polytetrafluorethylen (PTFE), Perfluoroctansäure (PFOA), Fluorethylenpropylen (FEP), Tetrafluorethylenperfluormethyl-vinylether (MFA), Perfluoralkoxy-Polymere (PFA), Keramik oder Emaille. Des Weiteren kann der Einsatz mit einer Silberbeschichtung oder Kupferbeschichtung versehen sein, die optional mit einem Antihaft-Material beschichtet ist. Silber und Kupfer leiten die Wärme sehr gut aus dem Einsatz an die äußere Oberfläche des Einsatzes. Gleichfalls kann das Kochgeschirr an seinen Innenwänden mit einem Antihaft-Material beschichtet sein. Am Boden kann das Antihaft-Material auf einer auf der Oberseite und optional im Bereich der Oberseite des Bodens vorhandenem magnetisierbaren Material aufgebracht sein.
Um ein verbessertes Garergebnis zu erreichen und um die Energieeffizienz des Prozesses zu optimieren ist es wünschenswert, während des Zubereitens der Speisen einen geringen Wärmeaustrag sicher zu stellen. Zu diesem Zweck umfasst das Kochgeschirr in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ferner einen Deckel, optional mit Kondensationselementen auf seiner Innenseite, der auf die mindestens eine Seitenwand des Gefäßes aufsetzbar ist. Durch den Deckel können die betreffenden Speisen in einem geschlossenen Raum zubereitet werden. Der Deckel kann weiterhin mit mindestens einer Öffnung und/oder mindestens einem Ventil versehen sein, um die Luft in diesem geschlossenen Raum auszutauschen. Optional kann das Kochgeschirr umfassend das Gefäß und einen Deckel mit Ventil zudem als Dampfdruck-Topf verwendet werden.
Zur Reduktion des Wärmeaustrags kann es gemäß einer Ausführungsform weiterhin besonders bevorzugt sein, wenn das Gefäß, insbesondere der Boden und/oder die Seitenwand, und optional der Deckel a) aus einem geschäumten polymeren Material hergestellt und/oder b) doppelwandig ausgebildet ist. Ist das Material geschäumt wird bevorzugt ein geschlossenzelliges geschäumtes Material verwendet.
Geschäumte polymere Material sind insoweit vorteilhaft im Sinne der Erfindung, da sie eine geringe Wärmeleitfähigkeit und gute Verarbeitbarkeit beispielsweise durch Thermoplastischen Schaumguss (TSG) aufweisen. Charakteristisch für alle Polymerschäume ist die geringe Dichte, das hohe Absorptionsvermögen für plötzlich einwirkende Kräfte und die geringe Wärmeleitfähigkeit. Beim Schäumvorgang entstehen Lufträume, die in einem Werkstoffgerüst dauerhaft fixiert werden. Grundsätzlich werden drei Verfahren unterschieden, mit denen sich Polymerschäume herstellen lassen: physikalisches, chemisches und mechanisches Schäumen. Beim physikalischen Schäumen wird einem thermoplastischen Kunststoff ein Treibmittel zugesetzt, das nach Erhitzen im schmelzflüssigen Werkstoff verdampft und nach Abkühlung Hohlräume bildet. Chemisches Schäumen geht auf die Ausgasung einer flüchtigen Komponente in Folge einer Reaktion zweier Substanzen zurück.
Darüber hinaus kann das Gefäß und/oder der Deckel doppelwandig ausgebildet sein, wobei vorzugsweise in dem zwischen einer Innen- und Außenwand des Gefäßes und/oder des Deckels liegenden Hohlraum ein Vakuum erzeugt wird. Auf diese Weise kann ebenfalls eine isolierende Wirkung erzielt werden.
Das erfindungsgemäße Kochgeschirr, insbesondere das Gefäß und/oder der Boden kann durch verschiedene Verfahren zur Verarbeitung polymerer Materialien hergestellt werden. insbesondere kommen hierbei Heißisostatisches Pressen, Sintern und/oder Spritzgießen in Betracht.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines Kochgeschirrs, umfassend ein Gefäß und optional einen Deckel, wobei das Gefäß einen Boden, der mit seiner Unterseite auf einem Induktionskochgerät positionierbar und bis zu seiner Oberseite für ein vom Induktionskochgerät ausgehendes elektromagnetisches Wechselfeld durchdringbar ist, und mindestens eine mit dem Boden werkstoffeinstückig verbundenen Seitenwand umfasst, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

I. Bereitstellen eines Spritzgusswerkzeugs in Form des Gefäßes und optional des Deckels,
II. Plastifizieren eines polymeres Materials, insbesondere ausgewählt aus Hochleistungspolymeren, mit einer Lichtdurchlässigkeit von größer gleich 90 %, vorzugsweise in Form eines Polymergranulats, sowie Einspritzen des plastifizierten polymeren Materials in das Spritzgusswerkzeug, und optional

III. Abkühlen sowie Entformen des Gefäßes und optional des Deckels, und optional
IV. Anordnen eines Einsatzes aus einem magentisierbaren Material und/oder magnetischen Material, vorzugsweise einem ferromagnetischen Material, auf der Oberseite des Bodens des Gefäßes.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden das Gefäß und optional der Deckel mittels Thermoplastischem Schaumguss (TSG) hergestellt. Thermoplastischem Schaumguss (TSG) ist ein Verfahren zur Herstellung von Formteilen polymerer Materialien, das sich gegenüber vergleichbaren Verfahren wie beispielsweise dem Hochdruckspritzgießen dadurch unterscheidet, dass dem Kunststoffgranulat bei der Herstellung ein chemisches Treibmittel beigefügt wird. Thermoplastischer Schaumguss ermöglicht eine größere Entwurfsfreiheit im Vergleich zum Spritzgießen und mehr Möglichkeiten für unterschiedliche Wanddicken. Insbesondere eignet sich der Thermoplastische Schaumguss um geschäumtes polymeres Material mit geringer Wärmeleitfähigkeit herzustellen. Der Thermoplastische Schaumguss kann auf jeder konventionellen Spritzgussmaschine durchgeführt werden. Die Einspritzdrücke sind im Vergleich zum konventionellen Spritzgießen erheblich niedriger, was den Thermoplastischen Schaumguss zu einer preiswerten Fertigungstechnologie selbst für kleine und mittlere Stückzahlen macht. Dementsprechend kann eine einfache und kostengünstige Herstellung des erfindungsgemäßen Kochgeschirrs ermöglicht werden.
Um den Wärmestrom aus dem erfindungsgemäßen Kochgeschirr weiter zu reduzieren kann es zudem vorteilhaft sein, in den Seitenwänden des Gefäßes einen Hohlraum zu erzeugen und diesen gegebenenfalls zu evakuieren. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden demnach das Gefäß, insbesondere der Boden und/oder die Seitenwand, und optional der Deckel mit je einer Innen- und Außenwand sowie einem dazwischenliegenden Hohlraum ausgebildet. Vorzugsweise wird sodann in dem Hohlraum ein Vakuum erzeugt.
Gleichfalls Gegenstand der Erfindung ist das Zubereiten und Servieren von Speisen, wobei die Speisen A) durch Positionierung des Kochgeschirrs, insbesondere der Unterseite des Bodens des Gefäßes, auf einem Induktionskochgerät zubereitet werden, und optional B) in dem Kochgeschirr serviert werden.
Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert, ohne die Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele zu begrenzen. Es zeigen:

1: Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Kochgeschirrs 0
2: einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Kochgeschirrs 0 mit Einsatz 2
3: einen Einsatz 2 für ein erfindungsgemäßes Kochgeschirr

Die 1a und 1b zeigen je eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen induktionsfähiges Kochgeschirrs 0 zum Zubereiten und Servieren von Speisen auf einem Induktionskochgerät. Das Kochgeschirr 0 umfasst ein Gefäß 1 mit einem Boden 10 und einer mit dem Boden 10 werkstoffeinstückig verbundenen Seitenwand 11, wobei der Boden mit seiner Unterseite 10A auf den Induktionskochgerät positioniert und bis zu seiner Oberseite 10B für ein vom Induktionskochgerät ausgehendes elektromagnetisches Wechselfeld durchdringbar ist. Das Kochgeschirr 0 umfasst ferner einen Einsatz 2 (1b) bzw. einen Deckel 3 (1a), wobei das Gefäß 1 und der auf die Seitenwand 11 des Gefäßes aufgesetzte Deckel 3 aus einem polymeren Material, insbesondere mit einer Lichtdurchlässigkeit von größer gleich 90 %, hergestellt sind. Der auf der Oberseite 10B des Bodens 10 des Gefäßes 1 angeordnete Einsatz 2 ist aus einem magnetisiebaren Material, insbesondere ferromagnetischen Material, hergestellt und kann mittels des Induktionskochgerätes erhitzt werden. Dies gilt ebenso für die im Bereich der Oberseite 10B des Bodens 10 des Gefäßes 1 dargestellten magnetisierbaren, vorzugsweise ferromagnetischen, Partikel. Das erfindungsgemäße Kochgeschirr 0 eignet sich sowohl zum Zubereiten als auch zum Servieren von Speisen.
2 zeigt einen Ausschnitt aus dem erfindungsgemäßen Kochgeschirr gemäß 1b. Der auf der Oberseite des Bodens des Gefäßes angeordnete Einsatz 2 aus einem magnetisierbaren Material, vorzugsweise einem ferromagnetischen Material, weist an seiner Unterseite 2A mehrere Fußelemente 20 auf, welche die Unterseite 2A des Einsatzes 2 von der Oberseite des Bodens 10 beabstandet halten. Die Fußelemente 20 sind als Ausstülpungen in der Unterseite 2A des Einsatzes 2 ausgebildet. Auf der Oberseite 2B des Einsatzes 2 können die zuzubereitenden Speisen positioniert werden.
3 zeigt eine Ausführungsform eines Einsatzes 2 für ein erfindungsgemäßes Kochgeschirr mit Verwirbelungselementen 21. Die Verwirbelungselemente erstrecken sich der Unterseite zur Oberseite des Einsatzes 2 und umfassen eine erste Öffnung 21a in der Unterseite des Einsatzes und eine zweite Öffnung 21b in der Oberseite des Einsatzes, wobei die erste Öffnung 21a und die zweite Öffnung 21b in Bezug auf Rotationsachse des Einsatzes 2 versetzt angeordnet sind. Die Verwirbelungselemente 21 können insbesondere zur Verwirbelung von kochendem Wasser, das zum Garen von Speisen verwendet wird, verwendet werden, indem in dem zur Zubereitung zu verwendenden kochenden Wasser ein Sog erzeugt wird.
Bezugszeichenliste

0: Kochgeschirr
1: Gefäß des Kochgeschirrs 0
10: Boden des Gefäßes 1
10A: Unterseite des Bodens 10
10B: Oberseite des Bodens 10
11: Seitenwand des Gefäßes 1, werkstoffeinstückig verbunden mit dem Boden 10
2: Einsatz des Kochgeschirrs 0
2A: Unterseite des Einsatzes 2
2B: Oberseite des Einsatzes 2
20: Fußelement des Einsatzes 2
21: Verwirbelungselement des Einsatzes 2
21a: erste Öffnung des Verwirbelungselements 21 in der Unterseite 2A des Einsatzes 2
21b: zweite Öffnung des Verwirbelungselements 21 in der Oberseite 2A des Einsatzes 2
3: Deckel des Kochgeschirrs 0

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013006649 B4 [0005]
US 3745290 [0005]
US 202315387 A1 [0005]
DE 202010000766 U1 [0005]

Claims

Kochgeschirr (0), insbesondere induktionsfähiges Kochgeschirr (0), zum Zubereiten und Servieren von Speisen, umfassend ein Gefäß (1) mit einem Boden (10) und mindestens einer mit dem Boden (10) werkstoffeinstückig verbundenen Seitenwand (11), wobei der Boden (10) mit seiner Unterseite (10A) auf einem Induktionskochgerät positionierbar und bis zu seiner Oberseite (10B) für ein vom Induktionskochgerät ausgehendes elektromagnetisches Wechselfeld durchdringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß (1) aus einem polymeren Material hergestellt ist.
Kochgeschirr (0) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Material eine Lichtdurchlässigkeit von größer gleich 95 %, vorzugsweise größer gleich 99 %, aufweist.
Kochgeschirr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Material ausgewählt ist aus i) Thermoplasten, ii) Faser-verstärkten Thermoplasten, iii) gefüllten Thermoplasten, insbesondere mit anorganischen Partikeln gefüllten Thermoplasten, und/oder iv) beschichteten Thermoplasten.
Kochgeschirr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Thermoplaste in i), ii), iii) und iv) ausgewählt sind aus Polyaryletherketonen (PAEK), insbesondere Polyetherketon (PEK), Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyetherketonketon (PEKK), Polysulfon (PSU), Polyarylsulfon (PAS), Polyethersulfon (PES), Polyphenylsulfon (PPSU), Polyphenylsulfid (PPS), Polyimid (PI), Polyetherimid (PEI) und/oder Polyamidimid (PAI).
Kochgeschirr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Material, insbesondere im Bereich der Oberseite (10B) des Bodens (10), magnetisierbare Partikel und/oder magnetische Partikel, vorzugsweise ferromagnetische Partikel aufweist.
Kochgeschirr (0) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend einen Einsatz (2), welcher auf der Oberseite (10B) des Bodens (10) anordenbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (2) aus einem magnetisierbaren Material und/oder magnetischen Material, vorzugsweise einem ferromagnetischen Material, hergestellt ist.
Kochgeschirr (0) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (2) an seiner Unterseite (2A) mindestens ein Fußelement (20) aufweist, welches die Unterseite (2A) des Einsatzes (2) von der Oberseite (10B) des Bodens (10) beabstandet hält.
Kochgeschirr (0) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (2) mindestens ein sich von seiner Unterseite (2A) zu seiner Oberseite (2B) erstreckendes Verwirbelungselement (21) umfasst, das eine erste Öffnung (21a) in der Unterseite (2A) des Einsatzes (2) und eine zweite Öffnung (21b) in der Oberseite (2B) des Einsatzes (2) umfasst, wobei die erste Öffnung (21a) und die zweite Öffnung (21 b) in Bezug auf Rotationsachse des Einsatzes (2) versetzt angeordnet sind.
Kochgeschirr (0) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (2) mit einer Antihaftbeschichtung versehen ist.
Kochgeschirr (0) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend einen Deckel (3), der auf die mindestens eine Seitenwand (11) des Gefäßes (1) aufsetzbar ist
Kochgeschirr (0) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß (1), insbesondere der Boden (10) und/oder die Seitenwand (11), und optional der Deckel (3) a) aus einem geschäumten polymeren Material hergestellt und/oder b) doppelwandig ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Kochgeschirrs (0), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend ein Gefäß (1) und optional einen Deckel (3), wobei das Gefäß (1) einen Boden (10), der mit seiner Unterseite (10A) auf einem Induktionskochgerät positionierbar und bis zu seiner Oberseite (10B) für ein vom Induktionskochgerät ausgehendes elektromagnetisches Wechselfeld durchdringbar ist, und mindestens eine mit dem Boden (10) werkstoffeinstückig verbundenen Seitenwand (11) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst: I. Bereitstellen eines Spritzgusswerkzeugs in Form des Gefäßes (1) und optional des Deckels (3), II. Plastifizieren eines polymeres Materials mit einer Lichtdurchlässigkeit von größer gleich 90 % sowie Einspritzen des plastifizierten polymeren Materials in das Spritzgusswerkzeug, und optional Einbringen magentisierbarer und/oder magnetischer Partikel, vorzugsweise ferromagnetischer Partikel, in den Bereich der Oberseite (10B) des Bodens (10) des Gefäßes (1), und III. Abkühlen sowie Entformen des Gefäßes (2) und optional des Deckels (3), und optional IV. Anordnen eines Einsatzes (2) aus einem magentisierbaren Material und/oder magnetischen Material, vorzugsweise einem ferromagnetischen Material, auf der Oberseite (10B) des Bodens (10) des Gefäßes (1).
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß (1) und optional der Deckel (3) mittels Thermoplastischem Schaumguss (TSG) hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Gefäß (1), insbesondere der Boden (10 und/oder die Seitenwand (11), und optional der Deckel (3) mit je einer Innen- und Außenwand sowie einem dazwischenliegenden Hohlraum ausgebildet werden und in dem Hohlraum ein Vakuum erzeugt wird.
Verwendung eines Kochgeschirrs (0) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder erhältlich nach einem der Ansprüche 12 bis 14 zum Zubereiten und Servieren von Speisen, wobei die Speisen A) durch Positionierung des Kochgeschirrs (0), insbesondere der Unterseite (10A) des Bodens (10) des Gefäßes (1), auf einem Induktionskochgerät zubereitet werden, und optional B) in dem Kochgeschirr (0) serviert werden.