CN114365953B

CN114365953B - 锅盖与烹饪器具

Info

Publication number: CN114365953B
Application number: CN202111617189.5A
Authority: CN
Inventors: 陈天航; 潘广彬; 林东国; 孙华忠; 戴文俊
Original assignee: Zhejiang Futengbao Household Products Co ltd
Current assignee: Zhejiang Futengbao Household Products Co ltd
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2023-07-28
Anticipated expiration: 2041-12-27
Also published as: CN114365953A

Abstract

本申请涉及炊具技术领域，尤其涉及一种锅盖与烹饪器具。锅盖包括盖体及设置于盖体表面的防雾层，防雾层的材质包括SiO₂、TiO₂及含硅羟基的Si_xTi_yO中的至少一种；其中，0<x<0.5、0<y<0.5。本申请提供的锅盖，在锅盖的内表面制备具有防雾层，防雾层与水的结合力强，与脏污的结合力小，由此在清洁过程中，水分子易取代防雾层表面的脏污，使得锅盖兼具防雾与易清洁的优良性能。

Description

锅盖与烹饪器具

技术领域

本申请涉及炊具技术领域，尤其涉及一种锅盖与烹饪器具。

背景技术

在炊具行业中，传统的玻璃盖生产工艺包括切裁、磨边、清洗、烘干、加热、成型、冷却、包边等步骤，由此工艺步骤制备的玻璃盖产品仅拥有储热、储气等功能，但玻璃盖使用过程中，蒸发的水蒸汽接触温度较低的玻璃盖后，冷凝成为小水滴，玻璃盖上密集的小水滴造成光线折射、反射等，产生起雾现象；并且在玻璃盖使用后的清洁过程中，油污等污渍附着在玻璃盖上，难以清理。随着客户对产品的使用要求提高，现有的钢化玻璃盖与涂层已无法满足客户需求。

发明内容

本申请提供的锅盖与烹饪器具，通过在锅盖内表面设置防雾、易清洁的防雾层，提升用户的使用体验。

第一方面，本申请一种锅盖，所述锅盖包括盖体及设置于所述盖体表面的防雾层，所述防雾层的材质包括SiO₂、TiO₂及含硅羟基的Si_xTi_yO中的至少一种；其中，0<x<0.5、 0<y<0.5。

上述方案中，在锅盖的内表面制备具有防雾层，防雾层与水的结合力强，与脏污的结合力小，由此在清洁过程中，水分子易取代防雾层表面的脏污，使得锅盖兼具防雾与易清洁的优良性能。

在可行的实施方式中，所述防雾层的厚度为6μm～12μm。

上述方案中，将防雾层的厚度控制在此范围内，防雾层可起到更好的防雾与易清洁效果。防雾层过薄，防雾及易清洁的能力弱；防雾层过厚，制备成本升高。

在可行的实施方式中，所述防雾层的硬度≥8H。

在上述方案中，防雾层具有一定的硬度，可延长防雾层的使用寿命。

第二方面，本申请提供一种锅盖的制备方法，所述制备方法包括：

对锅盖粗胚进行预热处理；

将正硅酸乙酯、钛酸丁酯与添加剂搅拌均匀得到防雾涂料，雾化喷涂于所述锅盖粗胚上，得到防雾层，保温后得到锅盖；所述防雾层的材质包括SiO₂、TiO₂及含硅羟基的Si_xTi_yO中的至少一种；其中，0<x<0.5、0<y<0.5。

上述方案中，采用喷涂工艺制备防雾层，得到的防雾层与锅盖连接紧密。

在可行的实施方式中，所述预热处理的温度为40℃～60℃，所述预热处理的时间为2min～6min。

在上述方案中，将锅盖粗胚进行预热过程，使得锅盖粗胚表面活化，利于防雾层的附着。

在可行的实施方式中，所述制备方法具有如下特征的至少一种：

(1)所述防雾涂料中所述正硅酸乙酯的质量占比为0％～20％；

(2)所述防雾涂料中所述钛酸丁酯的质量占比为0％～20％；

(3)所述添加剂包括催化剂、调节剂与溶剂中的至少一种；

(4)所述催化剂为冰醋酸；

(5)所述调节剂为水；

(6)所述溶剂包括无水乙醇、异丙醇中的至少一种。

上述方案中，将防雾涂料的成分及含量控制在此范围内，由此防雾涂料制备的防雾层机械性能好。

在可行的实施方式中，所述搅拌的时间为8h～12h。

上述方案中，将搅拌时间控制在此范围内，形成的防雾涂料成分均匀，有利于喷涂过程。

(1)所述喷涂的工艺包括空气喷涂、高压喷涂、静电喷涂及低流量中等压力喷涂中的至少一种；

(2)所述喷涂工艺为空气喷涂；

(3)所述空气喷涂的空气压力为0.3Mpa～0.4Mpa；

(4)所述保温的温度为70℃～150℃。

(5)所述保温的时间为3min～30min。

上述方案中，将喷涂工艺的参数控制在此范围内，喷涂得到的防雾层与锅盖的结合力强。

(1)所述防雾层的厚度为6μm～12μm；

(2)所述防雾层的硬度≥8H。

上述方案中，得到的防雾层具有高硬度、防雾、易清洁等优良性能。

第三方面，本申请提供一种烹饪器具，所述烹饪器具包括第一方面提供的锅盖或第二方面的制备方法得到的锅盖。

相比于现有技术，本申请的技术方案至少具有以下有益效果：

本申请提供的锅盖，在锅盖的内表面制备具有防雾层，防雾层与水的结合力强，与脏污的结合力小，由此在清洁过程中，水分子易取代防雾层表面的脏污，使得锅盖兼具防雾与易清洁的优良性能。

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。

在本说明书的描述中，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”可以是固定连接或者是可拆卸连接，或一体的连接，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申请中的具体含义。

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”。

玻璃盖使用过程中，蒸发的水蒸汽接触温度较低的玻璃盖后，冷凝成为小水滴，玻璃盖上密集的小水滴造成光线折射、反射等，产生起雾现象；并且在玻璃盖使用后的清洁过程中，油污等污渍附着在玻璃盖上，难以清理。鉴于此，本申请提供一种锅盖。

锅盖包括盖体及设置于盖体表面的防雾层，防雾层的材质包括SiO₂、TiO₂及含硅羟基的Si_xTi_yO中的至少一种；其中，0<x<0.5、0<y<0.5。

在防雾层中起防雾与易清洁作用的SiO₂、TiO₂及含硅羟基的Si_xTi_yO通过不同的方式与水分子结合，使得防雾层具有亲水特性。具体的Si_xTi_yO粒子的表面存在大量的硅羟基，在周围环境存在水分子时，硅羟基可以与水分子通过氢键结合，水分子附着在Si_xTi_yO粒子的表面；TiO₂粒子在使用过程中，在紫外线的照射作用下，TiO₂粒子的价电子被激发至最外层，形成电子-空穴对，周围环境的水分子与电子-空穴对结合，附着在TiO₂粒子的表面；SiO₂粒子因其粒子的表面形态，具备一定的亲水性。

一方面，水分子附着在SiO₂、TiO₂及含硅羟基的Si_xTi_yO表面形成水膜，在锅盖的使用过程中，其余烹饪器具产生的水分子通过氢键或范德华力等物理吸附的方式，与水膜结合，起到防雾的效果。另一方面，当使用过程中，油污等脏污附着在防雾层的表面时，加入水后，因防雾层具有亲水性，相比与脏污的结合力，与水的结合力更强，由此水分子易取代防雾层表面的脏污，使得防雾层具有易清洁的功能。

防雾层形成于锅盖的内表面，本申请提供的防雾层可以应用在不同使用用途的烹饪器具的锅盖上，例如炒锅、汤锅、奶锅、煎锅等，可根据实际需要进行选择防雾层的用途，在此不做限定。

在实际应用过程中，为了防雾层在锅盖内表面附着力更强，锅盖的内表面为粗糙面，具体的，可通过控制制胚模具表面的粗糙度来实现锅盖的表面粗糙度，本申请中粗糙面的表面粗糙度Ra为0.1μm至0.4μm。

可选地，粗糙面的粗糙度Ra可以为0.1μm、0.2μm、0.3μm、0.4μm等，在此不做限定。粗糙度Ra为轮廓算术平均偏差，将粗糙度控制在该范围内，附着在锅盖内表面的防雾层与锅盖的结合能够具有较好的致密性，不易脱落，粗糙度过小或过大，容易导致防雾层与锅盖的结合力差，易脱落。优选的，粗糙面的表面粗糙度Ra为0.3μm，从而提高防雾层与锅盖的结合力。

为了防雾层起到更好的防雾及易清洁作用，锅盖使用的防雾层需要具备一定的厚度。本申请提供的防雾层的厚度为6μm～12μm，可选的，防雾层的厚度具体可以为6μm、 7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm等，可根据实际需要选择防雾层的厚度，在此不做限定。防雾层的厚度过薄，在锅盖的清洗过程中，容易被清洁球等清洗工具磨损，使用寿命变短，起不到防雾及易清洁效果；防雾层的厚度过厚，生产的成本升高。优选的，防雾层的厚度可以为8μm～11μm。

进一步的，为了延长防雾层的使用寿命。防止因磨损而被破坏，防雾层的硬度≥8H，可选的，防雾层的硬度具体可以为8H、9H、10H、11H、12H、13H、14H、15H、16H 等，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。防雾层的硬度过小，在锅盖的清洗过程中，容易被清洁球等清洗工具磨损，使用寿命变短，起不到防雾及易清洁效果。优选的，防雾层的硬度可以为8H～10H。

第二方面，本申请提供一种锅盖的制备方法，制备好锅盖粗胚后，可以通过在锅盖内表面喷涂一层防雾涂料后，煅烧形成防雾层。

作为本申请可选的技术方案，喷涂的工艺包括空气喷涂、高压喷涂、静电喷涂、低流量中等压力喷涂中的至少一种，可根据实际需要进行选择。本申请中，使用的喷涂工艺为空气喷涂。具体的，包括：

步骤S10，对锅盖粗胚进行预热处理；

步骤S20，将正硅酸乙酯、钛酸丁酯与添加剂搅拌均匀得到防雾涂料，雾化喷涂于所述工件上，得到防雾层，保温后得到锅盖；所述防雾层的材质包括SiO₂、TiO₂及含硅羟基的Si_xTi_yO中的至少一种；其中，0<x<0.5、0<y<0.5。

在步骤S10之前，还需要进行锅盖粗胚的预处理过程，预处理过程包括机械和化学处理，例如砂光、电晕、喷砂、化学蚀刻，使得锅盖的表面平整，并且具有一定的粗糙度，方便后续防雾层的制备。

在步骤S10中，锅盖的预热温度为40℃至60℃，预热时间为2min至6min，可选的，预热温度可以为45℃、50℃、55℃、60℃等，预热时间可以为2min、3min、4min、 5min、6min等。预热锅盖可以使锅盖的内表面活化，有利于防雾涂料与锅盖内表面的结合，可根据实际需要控制预热温度和预热时间，在此不做限定。

预热好的锅胚可进行喷涂防雾涂料，防雾涂料由正硅酸乙酯、钛酸丁酯与添加剂搅拌均匀得到，在防雾涂料中：

正硅酸乙酯的质量占比为0％～20％，可选的，正硅酸乙酯的质量占比具体可以为1％、4％、8％、12％、16％、20％等，在此不做限定。正硅酸乙酯在喷涂过程中进行水解缩合反应生成Si(OH)₄，Si(OH)₄之间或Si(OH)₄与未反应完的正硅酸乙酯之间发生缩合反应进一步形成二氧化硅，即Si(OCH₂CH₃)₄+2H₂O＝SiO₂+4C₂H₅OH，SiO₂粒子因其粒子的表面形态，具备一定的亲水性。

钛酸丁酯的质量占比为0％～20％，可选的，钛酸丁酯的质量占比具体可以为1％、4％、8％、12％、16％、20％等，在此不做限定。钛酸丁酯在喷涂过程中进行水解缩合反应生成Ti(OH)₄，Ti(OH)₄之间或Ti(OH)₄与未反应完的钛酸丁酯之间发生缩合反应进一步形成二氧化钛，即Ti(OC₄H₉)₄+2H₂O＝TiO₂+4C₄H₉OH，TiO₂粒子在使用过程中，在紫外线的照射作用下，TiO₂粒子的价电子被激发至最外层，形成电子-空穴对，周围环境的水分子与电子-空穴对结合，附着在TiO₂粒子的表面，具备亲水性。

除Si(OH)₄之间或Ti(OH)₄之间发生缩合反应外，也可异类分子之间发生缩合反应，即Si(OH)₄与Ti(OH)₄之间发生缩合反应，即Si(OH)₄+Ti(OH)₄→Si_xTi_yO+R，Si_xTi_yO产物中具有硅羟基，在周围环境存在水分子时，硅羟基可以与水分子通过氢键结合，水分子附着在Si_xTi_yO粒子的表面，具备亲水性。

与正硅酸乙酯及钛酸丁酯混合的添加剂包括催化剂、调节剂与溶剂中的至少一种，具体的，催化剂选用冰醋酸；调节剂选用水；溶剂包括无水乙醇、异丙醇中的至少一种，可根据实际需要选择添加剂中各成分的种类，在此不做限定。

将混合的添加剂、正硅酸乙酯及钛酸丁酯进行搅拌混合，搅拌时间为8h～12h。可选的，搅拌时间具体可以为8h、9h、10h、11h、12h等，在此不做限定。搅拌时间的长短影响制备出的防雾涂料的均匀度，防雾涂料混合均匀，形成的防雾层的机械性能好。优选的，搅拌时间具体可以为10h。

制备好防雾涂料后可进行喷涂过程，喷涂过程的空气压力为0.3Mpa至0.4Mpa，可选的，喷涂过程的空气压力具体可以为0.3Mpa、0.32Mpa、0.34Mpa、0.36Mpa、 0.38Mpa、0.4Mpa等，在此不做限定。喷涂过程的空气压力过高，防雾涂料雾化程度过大，使得防雾涂料分散严重，造成浪费，喷涂过程的空气压力过低，防雾涂料雾化程度过低，制备的防雾层致密度不高，不粘效果低。优选的，喷涂过程的空气压力可以为0.34Mpa。

防雾涂料喷涂完成后，将锅盖进行保温处理，将锅盖设置70℃至150℃温度区间下表面保温3min至30min，使得防雾层与锅盖内表面的结合更致密，防止防雾层在使用过程中脱落。可根据锅盖的用途实际选择保温时间与保温温度，在此不做限定。

经上述步骤S10、步骤S20得到锅盖。

本申请得到锅盖的防雾层的厚度为6μm～12μm，可选的，防雾层的厚度具体可以为6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm等，可根据实际需要选择防雾层的厚度，在此不做限定。防雾层的厚度过薄，在锅盖的清洗过程中，容易被清洁球等清洗工具磨损，使用寿命变短，起不到防雾及易清洁效果；防雾层的厚度过厚，生产的成本升高。优选的，防雾层的厚度可以为8μm～11μm。

防雾层的硬度≥8H，可选的，防雾层的硬度具体可以为8H、9H、10H、11H、12H、 13H、14H、15H、16H等，可根据实际需要进行选择，在此不做限定。防雾层的硬度过小，在锅盖的清洗过程中，容易被清洁球等清洗工具磨损，使用寿命变短，起不到防雾及易清洁效果。优选的，防雾层的硬度可以为8H～10H。

在实际应用过程中，水分子附着在SiO₂、TiO₂及含硅羟基的Si_xTi_yO表面形成水膜，在锅盖的使用过程中，其与烹饪器具产生的水分子通过氢键或范德华力等物理吸附的方式，与水膜结合，起到防雾的效果。另一方面，当使用过程中，油污等脏污附着在防雾层的表面时，加入水后，因防雾层具有亲水性，相比与脏污的结合力，与水的结合力更强，由此水分子易取代防雾层表面的脏污，使得防雾层具有易清洁的功能。

以下结合实施例进行防雾效果的具体测试：

实施例1：

对锅盖粗胚在45℃下预热2～6min；

将正硅酸乙酯、钛酸丁酯与添加剂搅拌10h后得到防雾涂料，在0.34Mpa的空气压力下喷涂于所述工件上，得到厚度为9.5μm的防雾层，在150℃下保温3min后得到锅盖。其中，正硅酸乙酯的质量占比为0％，钛酸丁酯的质量占比为8％，催化剂使用冰醋酸，调节剂使用水、溶剂使用无水乙醇。

实施例2：

对锅盖粗胚在45℃下预热2～6min；

将正硅酸乙酯、钛酸丁酯与添加剂搅拌10h后得到防雾涂料，在0.34Mpa的空气压力下喷涂于所述工件上，得到厚度为9.5μm的防雾层，在150℃下保温3min后得到锅盖。其中，正硅酸乙酯的质量占比为2％，钛酸丁酯的质量占比为6％，催化剂使用冰醋酸，调节剂使用水、溶剂使用无水乙醇。

实施例3：

对锅盖粗胚在45℃下预热2～6min；

将正硅酸乙酯、钛酸丁酯与添加剂搅拌10h后得到防雾涂料，在0.34Mpa的空气压力下喷涂于所述工件上，得到厚度为9.5μm的防雾层，在150℃下保温3min后得到锅盖。其中，正硅酸乙酯的质量占比为4％，钛酸丁酯的质量占比为4％，催化剂使用冰醋酸，调节剂使用水、溶剂使用无水乙醇。

实施例4：

对锅盖粗胚在45℃下预热2～6min；

将正硅酸乙酯、钛酸丁酯与添加剂搅拌10h后得到防雾涂料，在0.34Mpa的空气压力下喷涂于所述工件上，得到厚度为9.5μm的防雾层，在150℃下保温3min后得到锅盖。其中，正硅酸乙酯的质量占比为6％，钛酸丁酯的质量占比为2％，催化剂使用冰醋酸，调节剂使用水、溶剂使用无水乙醇。

实施例5：

对锅盖粗胚在45℃下预热2～6min；

将正硅酸乙酯、钛酸丁酯与添加剂搅拌10h后得到防雾涂料，在0.34Mpa的空气压力下喷涂于所述工件上，得到厚度为9.5μm的防雾层，在150℃下保温3min后得到锅盖。其中，正硅酸乙酯的质量占比为8％，钛酸丁酯的质量占比为0％，催化剂使用冰醋酸，调节剂使用水、溶剂使用无水乙醇。

实施例6：

对锅盖粗胚在45℃下预热2～6min；

将正硅酸乙酯、钛酸丁酯与添加剂搅拌10h后得到防雾涂料，在0.34Mpa的空气压力下喷涂于所述工件上，得到厚度为9.5μm的防雾层，在150℃下保温3min后得到锅盖。其中，正硅酸乙酯的质量占比为20％，钛酸丁酯的质量占比为0％，催化剂使用冰醋酸，调节剂使用水、溶剂使用无水乙醇。

实施例7：

对锅盖粗胚在45℃下预热2～6min；

将正硅酸乙酯、钛酸丁酯与添加剂搅拌10h后得到防雾涂料，在0.34Mpa的空气压力下喷涂于所述工件上，得到厚度为6μm的防雾层，在150℃下保温3min后得到锅盖。其中，正硅酸乙酯的质量占比为6％，钛酸丁酯的质量占比为2％，催化剂使用冰醋酸，调节剂使用水、溶剂使用无水乙醇。

实施例8：

对锅盖粗胚在45℃下预热2～6min；

将正硅酸乙酯、钛酸丁酯与添加剂搅拌10h后得到防雾涂料，在0.34Mpa的空气压力下喷涂于所述工件上，得到厚度为12μm的防雾层，在150℃下保温3min后得到锅盖。其中，正硅酸乙酯的质量占比为6％，钛酸丁酯的质量占比为2％，催化剂使用冰醋酸，调节剂使用水、溶剂使用无水乙醇。

对比例1：

对锅盖粗胚在45℃下预热2～6min，得到锅盖。

对锅盖产品进行测试，包括：

硬度测试：GB/T6739-1996《漆膜硬度铅笔测定法》手动测量涂层硬度。

熏蒸测试：在容器内加入1/3水，用接触式温度计测量玻璃产品内表面温度，观察室温至100℃并维持30s过程中的雾化情况。

模拟测试：容器内加入2/3容积的水、5g酱油、50g猪肉排后微沸2h。

寿命测试：以模拟测试→洗涤剂清洗→晾干→熏蒸测试为一个循环，若熏蒸测试有明显起雾，则停止测试。

附着牢度测试：百格法检测涂层附着牢度。

易清洁测试：模拟测试后，静置2h，用冷水冲洗15s，观察冲洗后清洁情况。

耐刮性测试：玻璃盖清洗晾干之后，使用绒布以21N的力，来回刮擦500次后，清水清洗后晾干，进行熏蒸测试，观察雾化情况。该过程为一个循环。

根据实施例1至8及对比例1的结果可知：

相比于不设置防雾层，采用添加剂、正硅酸乙酯及钛酸丁酯在锅盖上制备的防雾层，锅盖的防雾及易清洁效果好；并且，将正硅酸乙酯与钛酸丁酯在防雾涂料中的含量分别控制在2％～6％，防雾层的防雾及易清洁效果最优；同时，将防雾层的厚度控制在一定的范围内，防雾层的使用寿命更长，提升用户体验。

Claims

1.一种锅盖的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

对锅盖粗胚进行预热处理；

将正硅酸乙酯、钛酸丁酯与添加剂搅拌均匀得到防雾涂料，其中，所述防雾涂料中所述正硅酸乙酯的质量占比为0％～20％，所述防雾涂料中所述钛酸丁酯的质量占比为0％～20％；

将所述防雾涂料雾化喷涂于所述锅盖粗胚上，得到防雾层，保温后得到锅盖；其中，所述正硅酸乙酯在喷涂过程中进行水解缩聚反应生成SiO₂，所述钛酸丁酯在喷涂过程中进行水解缩聚反应生成TiO₂，所述正硅酸乙酯与所述钛酸丁酯在喷涂过程中进行水解缩聚反应生成含硅羟基的Si_xTi_yO，以使所述防雾层的材质包括SiO₂、TiO₂及含硅羟基的Si_xTi_yO，0<x<0.5、0<y<0.5。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预热处理的温度为40℃～60℃，所述预热处理的时间为2min～6min。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具有如下特征的至少一种：

(1)所述添加剂包括催化剂、调节剂与溶剂中的至少一种；

(2)所述催化剂为冰醋酸；

(3)所述调节剂为水；

(4)所述溶剂包括无水乙醇、异丙醇中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的时间为8h～12h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具有如下特征的至少一种：

(2)所述喷涂工艺为空气喷涂；

(3)所述空气喷涂的空气压力为0.3Mpa～0.4Mpa；

(4)喷涂后所述防雾层的保温的温度为70℃～150℃；

(5)喷涂后所述防雾层的保温的时间为3min～30min。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法具有如下特征的至少一种：

(1)所述防雾层的厚度为6μm～12μm；

(2)所述防雾层的硬度≥8H。

7.一种烹饪器具，其特征在于，所述烹饪器具包括权利要求1～6任一项所述的制备方法得到的锅盖。