TWI466650B - 鍋具及其製造方法 - Google Patents

Description

鍋具及其製造方法

本發明是有關於一種鍋具及其製造方法，且特別是有關於一種適用於瓦斯爐及電磁爐之鍋具及其製造方法。

鋁鍋因為質量輕、方便攜帶、製作較鋼鍋快速且省能源、熱傳導快速等優點，而被民間一直當作是烹煮工具之一，例如鋁製飯鍋、鋁製蒸鍋、鋁製炒菜鍋等等。鋁鍋本身僅適用於瓦斯爐，習知的技術是以鍛造/焊接方式將導磁板強力黏合/接合於鋁鍋底部，使得鋁鍋亦適用於電磁爐。

然而，以鍛造/焊接方式製作的上述鍋具依照客戶訴怨統計，消費者有兩種在過去於瓦斯爐使用上之習慣會造成鍋具的損毀，如下所述：第一、假如當天鍋具內的食物未吃完，消費者將鍋具連同未吃完食物一起置入冰箱內如0℃之溫度冷凍保存，隔日再取出，並再次拿至電磁爐上加熱。第二、鍋具於瓦斯爐上煮熟食物(一般此煮熟參考溫度在100~260℃附近)，並將食物倒出後，直接以常溫15~30℃的清水沖刷並清洗鍋具。

雖然可能並非每日連續如此極端化地操作，但如此經過數月後，來自市場反應是導磁板會與鋁鍋分離或脫落，進而造成鍋具損毀，再也無法使用於電磁爐。

有鑑於此，本發明提供一種鍋具，合乎市場需求並符合上述消費習慣，在極冷極熱之使用操作下也不會造成鍋具損毀。

本發明另提供一種鍋具的製造方法，利用低溫熔射法快速成型兩層或兩層以上之金屬陶瓷複合層於鍋體之外底面上，簡單、容易且適合量產。

本發明提供一種鍋具，包括鍋體、具導磁特性之第一金屬陶瓷複合層及具導熱特性之第二金屬陶瓷複合層。鍋體具有外底面。第一金屬陶瓷複合層配置於鍋體之外底面上。第二金屬陶瓷複合層配置於第一金屬陶瓷複合層上。

在本發明之一實施例中，上述鍋體不具導磁特性。

在本發明之一實施例中，上述鍋體的材料包括鋁、銅、銀、鈦或其合金。

在本發明之一實施例中，上述第一金屬陶瓷複合層的金屬部分包括鐵、鈷、鎳或其合金，第一金屬陶瓷複合層的陶瓷部分包括氧化鐵、氧化鈷、氧化鎳或其組合，且金屬部分佔第一金屬陶瓷複合層的50~85 wt%。

在本發明之一實施例中，上述第二金屬陶瓷複合層的金屬部分包括鋁或其合金，第二金屬陶瓷複合層的陶瓷部分包括氧化鋁，且金屬部分佔第二金屬陶瓷複合層的20~85 wt%。

在本發明之一實施例中，上述第一金屬陶瓷複合層的厚度為150 μm至1.2 mm，且第二金屬陶瓷複合層的厚度為50 μm至200 μm。

在本發明之一實施例中，上述第一金屬陶瓷複合層及第二金屬陶瓷複合層以圓形、螺旋狀或同心圓之方式配置於整個或局部的外底面上。

在本發明之一實施例中，上述第一金屬陶瓷複合層與鍋體之外底面之間的拉伸鍵結值大於4000 Psi。

在本發明之一實施例中，上述第一金屬陶瓷複合層的平均殘值高斯值大於3 G，且第一金屬陶瓷複合層的中央殘值高斯值大於6 G。

在本發明之一實施例中，上述鍋具更包括具導磁特性之第三金屬陶瓷複合層，配置於鍋體之外底面與第一金屬陶瓷複合層之間。

在本發明之一實施例中，上述第三金屬陶瓷複合層與第一金屬陶瓷複合層的材料不同。

本發明另提供一種鍋具的製造方法。首先，提供鍋體，鍋體具有外底面。然後，以低溫熔射法於鍋體之外底面上形成具導磁特性之第一金屬陶瓷複合層。接著，以低溫熔射法於第一金屬陶瓷複合層上形成具導熱特性之第二金屬陶瓷複合層。

在本發明之一實施例中，上述低溫熔射法的平均溫度不大於200 ℃。

在本發明之一實施例中，上述低溫熔射法包括電漿熔射法、電弧熔射法、火焰熔射法或高速火焰熔射法。

在本發明之一實施例中，於提供鍋體之後以及形成第一金屬陶瓷複合層之前，上述鍋具的製造方法更包括以低溫熔射法於鍋體之外底面上形成具導磁特性之第三金屬陶瓷複合層。

在本發明之一實施例中，上述第三金屬陶瓷複合層與第一金屬陶瓷複合層的材料不同。

在本發明之一實施例中，上述鍋體不具導磁特性。

在本發明之一實施例中，上述鍋體的材料包括鋁、銅、銀、鈦或其合金。

在本發明之一實施例中，上述第一金屬陶瓷複合層的金屬部分包括鐵、鈷、鎳或其合金，第一金屬陶瓷複合層的陶瓷部分包括氧化鐵、氧化鈷、氧化鎳或其組合，且金屬部分佔第一金屬陶瓷複合層的50~85 wt%。

在本發明之一實施例中，上述第二金屬陶瓷複合層的金屬部分包括鋁或其合金，第二金屬陶瓷複合層的陶瓷部分包括氧化鋁，且金屬部分佔第二金屬陶瓷複合層的20~85 wt%。

基於上述，本發明提供一種可適用於瓦斯爐以及電磁爐之鍋具及其製造方法，其鍋體之材質為不導磁之金屬材料，具體方式為採取低溫熔射法直接在鍋體之外底面上依序形成具導磁特性之第一金屬陶瓷複合層以及具導熱特性之第二金屬陶瓷複合層，能有效使原本非導磁鍋體也能在電磁爐上使用，並快速的達到煮沸點溫度，使鍋具擁有烹煮食物之實用功能。由於本發明所製作之具導磁特性之第一金屬陶瓷複合層與鍋體之外底面的附著性良好，因此可承受瞬間極大之高低溫差變化也不會與鍋體之外底面脫離而造成鍋具損毀。

為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1為依照本發明一實施例所繪示之鍋具的剖面示意圖。請參照圖1，本發明之鍋具10包括鍋體100、具導磁特性之第一金屬陶瓷複合層110以及具導熱特性之第二金屬陶瓷複合層120。鍋體100具有底部102及由底部102向上延伸的側壁104。底部102及側壁104界定出烹煮空間106。鍋體100之型式可為市售平底煎鍋、炒鍋、湯鍋或火鍋等型式。鍋體100亦可包括把手109。此外，鍋體100具有與加熱單元(未繪示)接觸的外底面108。加熱單元例如是瓦斯爐或電磁爐。

特別要注意的是，在本發明中，鍋體100不具導磁特性，也就是說，鍋體100本身不能在電磁爐上使用。鍋體100的材料包括鋁、銅、銀、鈦或其合金。

第一金屬陶瓷複合層110配置於鍋體100之外底面108上。第一金屬陶瓷複合層110的金屬部分包括鐵、鈷、鎳或其合金，第一金屬陶瓷複合層110的陶瓷部分包括氧化鐵、氧化鈷、氧化鎳或其組合，且金屬部分佔第一金屬陶瓷複合層110的50~85 wt%。

第一金屬陶瓷複合層110與鍋體100之外底面108之間的拉伸鍵結值例如是大於4000 Psi。因此，在反覆極冷極熱之極端化操作下，第一金屬陶瓷複合層110與鍋體100之外底面108仍不會分離或脫落。另外，第一金屬陶瓷複合層110的平均殘值高斯值大於3 G，且第一金屬陶瓷複合層110的中央殘值高斯值大於6 G，均比市購之鍋具的殘值高斯值來得高。因此，本發明的鍋具10於電磁爐上使用時，可以較市購之鍋具更快速地將水煮沸。

第二金屬陶瓷複合層120配置於第一金屬陶瓷複合層110上。第二金屬陶瓷複合層120的金屬部分包括鋁或其合金，第二金屬陶瓷複合層120的陶瓷部分包括氧化鋁，且金屬部分佔第二金屬陶瓷複合層120的20~85 wt%。第二金屬陶瓷複合層120不但可以提升鍋具10的加熱速率，也可以保護第一金屬陶瓷複合層110不受外界(如水氣)污染或破壞。

此外，第一金屬陶瓷複合層110的厚度例如為150 μm至1.2 mm，且第二金屬陶瓷複合層120的厚度例如為50 μm至200 μm。

在一實施例中，第一金屬陶瓷複合層110及第二金屬陶瓷複合層120的形狀為圓形，配置於鍋體100之局部的外底面108上，如圖2A所示。當然，呈圓形的第一金屬陶瓷複合層110及第二金屬陶瓷複合層120也可以配置於鍋體100的整個外底面108上(未繪示)。

在另一實施例中，第一金屬陶瓷複合層110及第二金屬陶瓷複合層120是以螺旋狀之方式配置於鍋體100的外底面上，如圖2B所示。

再又一實施例中，第一金屬陶瓷複合層110及第二金屬陶瓷複合層120是以同心圓之方式配置於鍋體100的外底面上，如圖2C所示。相鄰同心圓的間距可以相同或不同。

在上述的實施例中，是以依序配置具導磁特性之第一金屬陶瓷複合層110以及具導熱特性之第二金屬陶瓷複合層120於鍋體100之外底面108上為例來說明之，但本發明並不以此為限。換言之，本發明並不對鍋體100之外底面108上之塗層的數目作限制。本領域具有通常知識者應瞭解，依使用者的需求，本發明之導磁塗層及導電塗層均可以為單層或多層，且其配置方式也可以有多種變化。

在一實施例中(未繪示)，本發明之鍋具10可更包括具導磁特性之第三金屬陶瓷複合層。第三金屬陶瓷複合層配置於鍋體100之外底面108與第一金屬陶瓷複合層110之間，以增進鍋體100之外底面108與第一金屬陶瓷複合層110之間的黏著力，避免塗層由鍋具之外底面108剝離。舉例來說，當第一金屬陶瓷複合層110的材料為鈷及氧化鈷時，第三金屬陶瓷複合層的材料可以為鐵及氧化鐵，其中鈷及氧化鈷可以增加抗腐蝕性，而鐵及氧化鐵可以增加黏著性。

第三金屬陶瓷複合層的厚度例如為150 μm至1.2 mm。第三金屬陶瓷複合層與第一金屬陶瓷複合層110的材料可以相同或不同。

在又一實施例中(未繪示)，本發明之鍋具10可更包括具導熱特性之第四金屬陶瓷複合層。第四金屬陶瓷複合層配置於上述第三金屬陶瓷複合層與第一金屬陶瓷複合層110之間。第四金屬陶瓷複合層的厚度例如為50 μm至200 μm。第四金屬陶瓷複合層與第二金屬陶瓷複合層120的材料可以相同或不同。

接下來，將說明本發明之鍋具的製造方法。首先，請參照圖3A，提供鍋體100。鍋體100具有底部102、側壁104、外底面108及把手109。鍋體100的材料及構件之連接關係如圖1所描述，於此不再贅述。然後，以低溫熔射法於鍋體100之外底面108上形成具導磁特性之第一金屬陶瓷複合層110。

接著，請參照圖3B，以低溫熔射法於第一金屬陶瓷複合層110上形成具導熱特性之第二金屬陶瓷複合層120。至此，完成鍋具10的製作。

上述低溫熔射法的平均溫度不大於200 ℃。低溫熔射法包括電漿熔射法、電弧熔射法、火焰熔射法或高速火焰熔射法。第一金屬陶瓷複合層110及第二金屬陶瓷複合層120的材料如圖1所描述，於此不再贅述。

在本發明之鍋具的製造方法中，以低溫熔射法連續地製作第一金屬陶瓷複合層110及第二金屬陶瓷複合層120於鍋體100之外底面108上，快速、簡單且適合量產。

在一實施例中，於提供鍋體100之後以及形成第一金屬陶瓷複合層110之前，更包括以低溫熔射法於鍋體100之外底面108上形成具導磁特性之第三金屬陶瓷複合層。第三金屬陶瓷複合層與第一金屬陶瓷複合層110的材料相同或不同。

在又一實施例中，於形成上述第三金屬陶瓷複合層之後以及形成第一金屬陶瓷複合層110之前，更包括以低溫熔射法於上述第三金屬陶瓷複合層上形成具導熱特性之第四金屬陶瓷複合層。第四金屬陶瓷複合層與第二金屬陶瓷複合層120的材料相同或不同。

以下，將列舉多個實例來證明本發明的功效。

實驗組為本發明之鍋具，其中鋁鍋上以電漿熔射法依序噴塗導磁層及導熱層。鋁鍋的外底面的直徑為175mm。導磁層的組成為鐵及氧化鐵之金屬陶瓷複合層，其中鐵與氧化鐵之比率為79 wt%比21 wt%。導磁層與鋁鍋之拉伸鍵結值為6096 Psi。導熱層的組成為鋁及氧化鋁之金屬陶瓷複合層，其中鋁與氧化鋁之比率為75 wt%比25 wt%。

對照組一之鍋具為鋁鍋上以電弧熔射法噴塗AISI 420之導磁層。

對照組二之鍋具為市售304不鏽鋼鍋具。

表1為實驗組與對照組之鍋具的測試結果。

請參照表1，比較實驗組及對照組一、二，得知本發明之鍋具較市售之鍋具擁有較高的中央殘磁高斯值及平均殘磁高斯值。因此，本發明的鍋具於電磁爐上使用時，可以較市購之鍋具更快速地將水煮沸。

此外，於鍋內裝600ml的水置於電磁爐上加熱，發現實驗組及對照組二之鍋具中的水可達煮沸溫度(100℃)，但對照組一之鍋具中的水僅達80℃，無法將水煮沸。也就是說，對照組一之鍋具僅能用來加熱食物，無法用來烹煮食物。雖然實驗組及對照組二之鍋具均能用來烹煮食物，但實驗組之鋁鍋較對照組二之不銹鋼鍋重量輕、成本低且製造容易，更能吸引製造商的青睞。

另外，本發明之鍋具亦有模擬消費者使用狀況進行測試。第一種狀況，將本發明之鍋具於0 ℃冰點冷卻後，再於電磁爐上加熱至鍋內水達沸騰溫度，反覆測試至少10次，發現試驗後塗層不會由鍋具之底部剝離。第二種狀況，將本發明之鍋具於瓦斯爐上空燒至260 ℃附近，再以常溫水淬火至60 ℃附近，反覆測試至少10次，發現試驗後塗層也不會由鍋具之底部剝離。

綜上所述，本發明提供一種簡單量產的方法，以低熱熔射法依序噴塗具導磁特性之第一金屬陶瓷複合層及具導熱特性之第二金屬陶瓷複合層於不導磁之金屬鍋體之外底面上。因此，所形成之具導磁特性之金屬陶瓷複合層與鍋體之外底面之附著性良好，可承受瞬間極大之高低溫差變化也不會與鍋體之外底面脫離而造成鍋具損毀。

此外，本發明之方法比傳統機械加壓、焊接法或燒結法快速，不需作熱處理。本發明之方法亦無電鍍法殘留酸或鹼液等長期碰觸之傷害，或污染食物或其他環保問題。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．鍋具

100．．．鍋體

102．．．底部

104．．．側壁

106．．．烹煮空間

108．．．外底面

109．．．把手

110．．．具導磁特性之第一金屬陶瓷複合層

120．．．具導熱特性之第二金屬陶瓷複合層

圖1為依照本發明一實施例所繪示之鍋具的剖面示意圖。

圖2A為依照本發明一實施例所繪示之鍋具之外底面的上視示意圖。

圖2B為依照本發明另一實施例所繪示之鍋具之外底面的上視示意圖。

圖2C為依照本發明又一實施例所繪示之鍋具之外底面的上視示意圖。

圖3A至3B為依照本發明一實施例所繪示之鍋具之製造方法的剖面示意圖。

10．．．鍋具

100．．．鍋體

102．．．底部

104．．．側壁

106．．．烹煮空間

108．．．外底面

109．．．把手

110．．．具導磁特性之第一金屬陶瓷複合層

120．．．具導熱特性之第二金屬陶瓷複合層

Claims (11)

1. 一種鍋具，包括：一鍋體，具有一外底面；具導磁特性之一第一金屬陶瓷複合層，配置於該鍋體之該外底面上，其中該第一金屬陶瓷複合層的一金屬部分包括鐵、鈷、鎳或其合金，該第一金屬陶瓷複合層的一陶瓷部分包括氧化鐵、氧化鈷、氧化鎳或其組合，且該金屬部分佔該第一金屬陶瓷複合層的50~85wt%；具導熱特性之一第二金屬陶瓷複合層，配置於該第一金屬陶瓷複合層之外表面上，且其中該第二金屬陶瓷複合層的一金屬部分包括鋁或其合金，該第二金屬陶瓷複合層的一陶瓷部分包括氧化鋁，且該金屬部分佔該第二金屬陶瓷複合層的20~85wt%；以及具導磁特性之一第三金屬陶瓷複合層，配置於該鍋體之該外底面與該第一金屬陶瓷複合層之間，其中該第三金屬陶瓷複合層與該第一金屬陶瓷複合層的材料不同。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鍋具，其中該鍋體不具導磁特性。
3. 如申請專利範圍第2項所述之鍋具，其中該鍋體的材料包括鋁、銅、銀、鈦或其合金。
4. 如申請專利範圍第1項所述之鍋具，其中該第一金屬陶瓷複合層的厚度為150μm至1.2mm，且該第二金屬陶瓷複合層的厚度為50μm至200μm。
5. 如申請專利範圍第1項所述之鍋具，其中該第一金 屬陶瓷複合層及該第二金屬陶瓷複合層以圓形、螺旋狀或同心圓之方式配置於整個或局部的該外底面上。
6. 如申請專利範圍第1項所述之鍋具，其中該第三金屬陶瓷複合層與該鍋體之該外底面之間的拉伸鍵結值大於4000Psi。
7. 如申請專利範圍第1項所述之鍋具，其中該第一金屬陶瓷複合層的平均殘值高斯值大於3G，且該第一金屬陶瓷複合層的中央殘值高斯值大於6G。
8. 一種鍋具的製造方法，包括：提供一鍋體，該鍋體具有一外底面；以一低溫熔射法於該鍋體之該外底面上形成具導磁特性之一第一金屬陶瓷複合層，其中該第一金屬陶瓷複合層的一金屬部分包括鐵、鈷、鎳或其合金，該第一金屬陶瓷複合層的一陶瓷部分包括氧化鐵、氧化鈷、氧化鎳或其組合，且該金屬部分佔該第一金屬陶瓷複合層的50~85wt%；以及以該低溫熔射法於該第一金屬陶瓷複合層之外表面上形成具導熱特性之一第二金屬陶瓷複合層，其中該低溫熔射法的平均溫度不大於200℃，其中該第二金屬陶瓷複合層的一金屬部分包括鋁或其合金，該第二金屬陶瓷複合層的一陶瓷部分包括氧化鋁，且該金屬部分佔該第二金屬陶瓷複合層的20~85wt%，其中在提供該鍋體之後以及形成該第一金屬陶瓷複合層之前，更包括以該低溫熔射法在該鍋體的該外底面上 形成具有導磁特性的一第三金屬陶瓷複合層，該第三金屬陶瓷複合層與該第一金屬陶瓷複合層的材料不同。
9. 如申請專利範圍第8項所述之鍋具的製造方法，其中該低溫熔射法包括電漿熔射法、電弧熔射法、火焰熔射法或高速火焰熔射法。
10. 如申請專利範圍第8項所述之鍋具的製造方法，其中該鍋體不具導磁特性。
11. 如申請專利範圍第10項所述之鍋具的製造方法，其中該鍋體的材料包括鋁、銅、銀、鈦或其合金。