搪瓷组合物、制备搪瓷组合物的方法和烹饪用具 |
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| 申请号 | CN202010107396.5 | 申请日 | 2020-02-21 | 公开(公告)号 | CN111606564A | 公开(公告)日 | 2020-09-01 |
| 申请人 | LG电子株式会社; | 发明人 | 具东建; 金辰坤; 金英锡; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了搪瓷组合物、制备搪瓷组合物的方法和烹饪用具。所述搪瓷组合物可以包含：15重量％至50重量％的五 氧 化二磷(P2O5)；1重量％至20重量％的 二氧化 硅 (SiO2)；1重量％至20重量％的氧化 硼 (B2O3)；5重量％至20重量％的氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)或氧化 钾 (K2O)中的一种或多种；1重量％至5重量％的氟化钠(NaF)、氟化 钙 (CaF2)或氟化 铝 (AlF3)中的一种或多种；1重量％至35重量％的氧化镁(MgO)、氧化钡(BaO)或 氧化钙 (CaO)中的一种或多种；以及5重量％至30重量％的二氧化 钛 (TiO2)、五氧化二 钒 (V2O5)、三氧化钼(MoO3)或氧化 铁 (Fe2O3)中的一种或多种。使用这种搪瓷组合物，可以在低温下进行清洁以进行 热分解 ，并且可以更完全地除去诸如脂肪等污染物。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种搪瓷组合物，其包含： |
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| 说明书全文 | 搪瓷组合物、制备搪瓷组合物的方法和烹饪用具技术领域[0001] 本文公开了搪瓷组合物、制备搪瓷组合物的方法和烹饪用具。 背景技术[0002] 搪瓷是将玻璃釉施加到金属板表面上的物质。普通搪瓷用于烹饪用具，例如微波炉和烤箱。例如，诸如电烤箱和燃气烤箱等烹饪用具是使用热源烹饪食物或其他物品(以下统称为“食物”)的设备。例如，在烹饪过程中产生的污染物附着到烹饪用具的腔体的内壁。因此，需要清洁腔体的内壁。搪瓷被涂覆在例如烹饪用具的腔体的内壁的表面上，并且有助于容易地除去附着到烹饪用具的污染物。在用于容易地清洁腔体的内壁的技术中，在高温下将污染物烧成灰烬的热解(热分解)工艺是众所周知的。已知包括例如五氧化二磷(P2O5)、二氧化硅(SiO2)和氧化硼(B2O3)等成分的搪瓷组合物是可以应用热解工艺的搪瓷组合物。 [0003] 但是，在众所周知的搪瓷组合物的情况下，热解(热分解)的温度为450至500℃。当在高温下长时间加热搪瓷涂层时，其耐久性可能降低。此外，由于现有技术的搪瓷组合物必须在高温下加热，因此在清洁上花费了大量能量。此外，在现有技术的搪瓷组合物的情况下，不容易除去如脂肪(包括牛油、猪油和家禽脂肪)等污染物。发明内容 [0004] 为了满足上述需求，本发明提供一种搪瓷组合物，其包含：15重量％至50重量％的五氧化二磷(P2O5)；1重量至20重量％的二氧化硅(SiO2)；1重量％至20重量％的氧化硼(B2O3)；5重量％至20重量％的氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)或氧化钾(K2O)中的一种或多种；1重量％至5重量％的氟化钠(NaF)、氟化钙(CaF2)或氟化铝(AlF3)中的一种或多种；1重量％至35重量％的氧化镁(MgO)、氧化钡(BaO)和氧化钙(CaO)中的一种或多种；和5重量％至30重量％的二氧化钛(TiO2)、五氧化二钒(V2O5)、三氧化钼(MoO3)或氧化铁(Fe2O3)中的一种或多种。 附图说明 [0005] 将参照以下附图对实施方式进行详细说明，其中，相同的附图标记指代相同的要素，并且： [0006] 图1是一个实施方式的烹饪用具的正透视图； [0007] 图2是图1中的烹饪用具的腔体的内表面的一部分的局部放大截面图； [0008] 图3是图1中的烹饪用具的门的内表面的一部分的放大截面图； [0009] 图4是一个实施方式的搪瓷组合物的制备方法的流程图。 具体实施方式[0010] 搪瓷组合物 [0011] 实施方式的搪瓷组合物可以包含：15重量％至50重量％的五氧化二磷(P2O5)；1重量％至20重量％的二氧化硅(SiO2)；1重量％至20重量％的氧化硼(B2O3)；5重量％至20重量％的氧化锂(Li2O)、氧化钠(Na2O)或氧化钾(K2O)中的一种或多种；1重量％至5重量％的氟化钠(NaF)、氟化钙(CaF2)或氟化铝(AlF3)中的一种或多种；1重量％至35重量％的氧化镁(MgO)、氧化钡(BaO)或氧化钙(CaO)中的一种或多种；以及5重量％至30重量％的二氧化钛(TiO2)、五氧化二钒(V2O5)、三氧化钼(MoO3)或氧化铁(Fe2O3)中的一种或多种。 [0012] P2O5是形成碱金属磷酸盐玻璃结构的成分。P2O5也是一种玻璃形成剂，其有助于向搪瓷组合物中添加大量的过渡金属氧化物，并且有助于水渗透到搪瓷表面和污染物之间，从而易于除去污染物。P2O5的含量为15重量％至50重量％。当包含大于50重量％的P2O5时，搪瓷组合物难以上釉，并且搪瓷组合物的热学性质可能劣化。另外，当包含少于15重量％的P2O5时，添加的过渡金属氧化物量减少。于是，清洁性能可能劣化。 [0013] SiO2是形成玻璃结构的成分。SiO2增强了玻璃结构的骨架并增强了搪瓷组合物的耐化学性。SiO2的含量为1重量％至20重量％。当包含大于20重量％的SiO2时，该成分妨碍过渡金属氧化物的添加，从而使清洁性能劣化。当包含少于1重量％的SiO2时，玻璃组成可能塌陷。 [0014] B2O3用作玻璃形成剂并帮助搪瓷组合物中的各种成分均匀地熔融。B2O3通过调节搪瓷组合物的热膨胀系数和熔融流动来增强涂层性能。可以包含1重量％至20重量％的B2O3。当包含大于20重量％的B2O3时，该成分可能妨碍过渡金属氧化物的添加，从而使清洁性能劣化。当包含少于1重量％的B2O3时，玻璃组成可能塌陷并且可能发生玻璃组成的结晶。 [0015] Li2O、Na2O和K2O改善了搪瓷组合物的清洁性能。搪瓷组合物中包含5重量％至20重量％的Li2O、Na2O或K2O中的一种或多种。当包含大于20重量％的Li2O、Na2O或K2O中的一种或多种时，玻璃的热膨胀系数可能极大地增加。因此，涂布性能可能劣化。当包含少于5重量％的Li2O、Na2O或K2O中的一种或多种时，清洁性能可能劣化。 [0016] NaF、CaF2和AlF3是控制搪瓷涂层的表面张力并改善搪瓷涂层的表面性质的成分。搪瓷组合物中包含1重量％至5重量％的NaF、CaF2或AlF3中的一种或多种。当包含大于5重量％的NaF、CaF2或AlF3中的一种或多种时，热学性质可能劣化。当包含少于1重量％的NaF、CaF2或AlF3中的一种或多种时，搪瓷涂层的表面性质可能劣化。 [0017] MgO、BaO和CaO是改善搪瓷涂层和基础金属板之间的粘附的成分。搪瓷组合物中包含1重量％至35重量％的MgO、BaO或CaO中的一种或多种。当包含大于35重量％的MgO、BaO或CaO中的一种或多种时，清洁性能可能劣化。当包含少于1重量％的MgO、BaO或CaO中的一种或多种时，搪瓷涂层和金属板之间的粘附可能降低。因此，玻璃稳定性可能降低。 [0018] TiO2、V2O5、MoO3和Fe2O3充当搪瓷涂层表面上的催化剂。因此，TiO2、V2O5、MoO3和Fe2O3容易使搪瓷涂层的表面和污染物脱离。TiO2、V2O5、MoO3或Fe2O3中的一种或多种的含量为5重量％至30重量％。当包含超过30重量％的TiO2、V2O5、MoO3或Fe2O3中的一种或多种时，搪瓷组合物难以上釉并且搪瓷组合物的热学性质劣化。当包含少于5重量％的TiO2、V2O5、MoO3或Fe2O3中的一种或多种时，搪瓷涂层表面上的催化反应发生的频率降低。因此，清洁性能可能劣化。 [0019] 接下来，搪瓷组合物可以还包含：1重量％至20重量％的氧化铝(Al2O3)；1重量％至5重量％的二氧化锆(ZrO2)；1重量％至10重量％的氧化锡(SnO)或氧化锌(ZnO)中的一种或多种。Al2O3、ZrO2、SnO和ZnO的上述成分可以提高弱碱金属磷酸盐玻璃结构的耐久性，并且可以改善搪瓷表面的硬度。当包含大于20重量％的Al2O3时，熔融温度升高并且熔融流动增加，从而降低搪瓷涂层的粘附。当包含大于5重量％的ZrO2时，或者当包含大于10重量％的SnO和/或ZnO时，可能不形成玻璃结构。另外，当各成分的含量小于其最小含量时，搪瓷涂层的耐久性可能降低。 [0020] 搪瓷组合物可以包含5重量％至15重量％的MoO3或V2O5中的一种或多种，并且可以包含5重量％至15重量％的MoO3或Fe2O3中的一种或多种，从而使清洁性能最大化，同时降低用于热分解的温度。Mo和V和/或Mo和Fe发挥降低用于除去污染物的热分解温度的功能。 [0021] 实施方式的搪瓷组合物具有如上所述的新组成比。因此，利用实施方式的搪瓷组合物，可以在350至380℃的温度范围内清洁污染物，该温度比现有技术的搪瓷组合物中除去污染物的温度低100℃。因此，实施方式的搪瓷组合物可以确保节能并减少花费在清洁上的时间。此外，实施方式的搪瓷组合物可以确保对诸如脂肪等污染物的完美清洁，并且可以确保烹饪用具的简便卫生管理。 [0022] 搪瓷组合物的制备方法 [0023] 实施方式的搪瓷组合物的制备方法100可以包括：提供搪瓷组合物的上述材料(110)；熔融所述材料(120)；以及将熔融的材料淬火(130)，从而形成搪瓷组合物。可以将材料充分混合然后熔融。材料可以在1200至1400℃的温度范围内熔融。另外，可以将材料熔融1至2小时。然后，可以通过冷却器(例如淬火辊)将熔融的材料快速冷却。 [0024] 烹饪用具 [0025] 实施方式的搪瓷组合物可以涂覆在目标对象的表面上。例如，目标对象可以是金属板、玻璃板或烹饪用具的全部或一部分。例如，搪瓷组合物可以涂覆在烹饪用具的腔体的内表面或烹饪用具的门的内表面上。 [0026] 参见图1，实施方式的烹饪用具1可以包括：形成有烹饪室的腔体11；打开和关闭烹饪室的门14；向烹饪室11供热的至少一个热源13、15和16，以及由涂覆在腔体11的内表面或门14的内表面上的实施方式的搪瓷组合物形成的涂层。腔体11可以具有长方体形状，其正面是开放的。热源13、15和16可包括将加热的空气排放到腔体11中的对流组件13、设置在腔体11的上部的上加热器15和设置在腔体11的下部的下加热器15。上加热器15和下加热器16可以设置在腔体11的内部或外部。热源13、15、16可以不包括所有的对流组件13、上加热器15和下加热器16。即，热源13、15、16可包括对流组件13、上加热器15和下加热器16中的任何一个或多个。 [0027] 参见图3和图4，例如，实施方式的搪瓷组合物可以通过干法或湿法涂覆在烹饪用具1的腔体11的内表面上或烹饪用具1的门14的内表面上。腔体11和门14可以包括金属板。使用实施方式的搪瓷组合物的涂层17、18可以以单层直接涂覆在金属板上。 [0028] 在干法中，可将搪瓷组合物的材料分散在有机粘合剂中，可以将混合的材料和有机粘合剂在球磨机中研磨，并且可以制得玻璃熔块。在湿法中，可将搪瓷组合物的材料分散在水(H2O)和颜料中，可以将混合的材料、水(H2O)和颜料在球磨机中研磨，可以制得玻璃熔块。 [0029] 然后，例如，可以通过喷雾法将按照干法或湿法制备的玻璃熔块施加在烹饪用具1的腔体11的内表面上或烹饪用具1的门14的内表面上。施加的玻璃熔块可以在600至900℃的温度范围内煅烧100至450秒，并且可以涂覆在烹饪用具1的腔体11的内表面或门14的内表面上。 [0030] 在下文中，将参照实施例对实施方式进行说明。 [0031] 实施例 [0032] 搪瓷组合物的制备方法 [0033] 制备具有下表1中所述的组成比的搪瓷组合物。在V型混合器中将各成分的原料充分混合3小时。磷酸二氢铵(NH4H2PO4)用作五氧化二磷(P2O5)的原料，碳酸钠(Na2CO3)、碳酸钾(K2CO3)和碳酸锂(Li2CO3)分别用作Na2O、K2O和Li2O的原料。将混合的材料在1300℃下充分熔融1.5小时，并在淬火辊中迅速冷却。然后获得碎玻璃。 [0034] 为了生产熔块(粉末)，用球磨机控制通过上述过程获得的碎玻璃的初始粒度，使用喷射磨机研磨约5小时，然后通过325目筛(ASTM C285-88)，以使碎玻璃的粒径限制在45μm以下。 [0035] 表1 [0036] [0037] 搪瓷组合物样品的制备 [0038] 接着，将使用实施例1至4和比较例1至2的搪瓷组合物制造的熔块用电晕放电枪分别喷涂到200×200mm且厚度为1mm以下的低碳钢板上。将电晕放电枪的电压控制在40kV至100kV的条件下，并且喷涂在低碳钢板上的熔块的量为300g/㎡。将喷涂有熔块的低碳钢板在830℃至870℃的温度下煅烧300至450秒，从而在低碳钢板的一个表面上形成涂层。在这种情况下，涂层形成为具有约80μm至250μm的厚度。通过这样做，制备了实施例1至4和比较例1至2的样品。 [0039] 实验例 [0040] 如下评价上述实施例和比较例的样品的性能。表3示出了结果。 [0041] 1.对鸡油作为污染物的清洁性能 [0042] 用刷子均匀地将1克鸡油作为污染物薄薄地涂在样品表面上，在样品中，金属基材(100×100(mm))上涂覆有搪瓷组合物。然后将施加有污染物的样品置于恒温器中，并将污染物在250至290℃的温度范围内固定1小时。在固定污染物后，将样品自然冷却，并在350℃的温度下燃烧一小时。然后，用经室温水润湿的煎锅用厨房刷用3kgf以下的力清洁硬化的污染物。使用具有平坦底部且直径为5cm的棒将样品的污染表面的清洁部分均匀化。 [0043] 2.对怪兽肉泥(Monster Mash)的清洁性能 [0044] 使用与上述方法相同的方法评价对怪兽肉泥的清洁性能。测量对样品进行的来回清洁运动的次数，并将该频率定义为来回清洁运动的次数。表2示出了清洁性能的评价指标。 [0045] 表2 [0046]来回清洁运动的次数 水平 1～5 LV.5 6～15 LV.4 16～25 LV.3 26～50 LV.2 51～ LV.1 [0047] 表3 [0048] [0049] 如图4所示，实施例具有优异的清洁性能。比较例的清洁性能不如实施例优异，因为比较例的组成不如实施例的组成。 [0050] 本文公开的实施方式提供了可以具有比现有技术的搪瓷组合物更低的清洁温度的新型搪瓷组合物。本文公开的实施方式还提供了可以更完全地除去诸如脂肪等污染物的新型搪瓷组合物。 [0051] 为了提供热分解的加热温度低于现有技术搪瓷组合物并且降低了清洁能耗的新型搪瓷组合物，该搪瓷组合物可以包含：15重量％至50重量％的P2O5；1重量％至20重量％的SiO2；1重量％至20重量％的B2O3；5重量％至20重量％的Li2O、Na2O或K2O中的一种或多种；1重量％至5重量％的NaF、CaF2或AlF3中的一种或多种；1重量％至35重量％的MgO、BaO或CaO中的一种或多种；以及5重量％至30重量％的TiO2、V2O5、MoO3或Fe2O3中的一种或多种。为了提供可以对诸如脂肪等污染物的清洁性能最大化的基于磷酸盐的搪瓷组合物，该搪瓷组合物可以包含5重量％至15重量％的MoO3或V2O5中的一种或多种，以及5重量％至15重量％的MoO3或Fe2O3中的一种或多种。 [0052] 搪瓷组合物可以包含新的基于磷酸盐的玻璃组合物，从而使得可以在比现有技术的搪瓷组合物的温度低约100℃的温度下进行清洁。因此，所述搪瓷组合物可以确保在清洁时节省能量，这与现有技术的搪瓷组合物不同。 [0053] 更彻底地除去如脂肪等污染物的搪瓷组合物可以确保改善的烹饪用具的卫生状况。搪瓷组合物可以以单层直接涂覆在基础金属板上，而没有中间缓冲层，从而简化了制造。 [0054] 参照附图中示出的实施方式对实施方式进行了说明。然而，实施方式并不限于本文阐述的实施方式和附图。此外，本领域普通技术人员可以在技术精神的范围内进行各种修改。而且，尽管在实施方式的描述中没有明确说明，但是根据本公开的构成的效果和可预期的效果应当包括在范围内。 [0055] 将理解的是，当一个要素或层被称为在另一要素或层“上”时，该要素或层可以直接在另一要素或层上或在中间要素或层上。相反，当一个要素被称为“直接在”另一要素或层“上”时，则不存在中间要素或层。如本文所使用的，术语“和/或”包括关联的所列项目的一个或多个的任何和所有组合。 [0056] 将理解，尽管术语第一、第二、第三等在本文中可能用于描述各种要素、成分、区域、层和/或部分，但是这些要素、成分、区域、层和/或部分应不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元素、成分、区域、层或部分与另一元素、成分、区域、层或部分区分开。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，第一要素、成分、区域、层或部分可以被称为第二要素、成分、区域、层或部分。 [0057] 为了便于说明，本文中可能使用了诸如“下”和“上”等空间相对术语以描述一个要素或特征与图中所示的其他要素或特征的关系。将理解的是，除了附图中描绘的取向之外，空间相对术语还意图涵盖装置在使用或工作中的不同取向。例如，如果图中的装置被翻转，则相对于其他要素或特征被描述为“下”的要素将相对于所述其他要素或特征取向为“上”。因此，示例性术语“下”可以涵盖上和下两种取向。设备可能以其他方式取向(旋转90度或处于其他取向)，本文使用的空间相对描述语相应地进行解释。 [0058] 本文所使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的，而并非旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。将进一步理解的是，术语“包含”和/或“包括”在本说明书中使用时指定存在所述特征、整数、步骤、操作、要素和/或成分，但并不排除存在或加入一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、要素、成分和/或其组合。 [0059] 在此参照作为本公开的理想化的实施方式(以及中间结构)的示意图的截面图对本公开的实施方式进行了说明。这样，例如由于制造技术和/或公差导致的图示形状的变化是可以预期的。因此，本公开的实施方式不应被解释为局限于本文所示的区域的具体形状，而应包括例如由制造引起的形状偏差。 [0060] 除非另有定义，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。还将理解的是，诸如在常用字典中定义的那些等术语应被解释为具有与其在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且除非在此另有如此的明确定义，否则其不会被理想化或过度形式化地解释。 [0061] 在本说明书中任何提及“一个实施方式”、“实施方式”、“示例性实施方式”等意味着关于该实施方式描述的特定特征、结构或特征可包括在至少一个实施方式中。这些短语在说明书中各个地方的出现不一定都指同一实施方式。此外，当关于任何实施方式描述特定特征、结构或特征时，可以认为，结合其他实施方式来实现这种特征、结构或特征在本领域技术人员的能力范围内。 [0062] 尽管已经参照其多个示例性实施方式对实施方式进行了说明，但是应该理解，本领域技术人员可以设计出落入本公开的原理的精神和范围之内的许多其他修改和实施方式。更具体地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内的主题组合排列的组成部分和/或排列中，各种变化和修改都是可能的。除了组成部分和/或排列的变化和修改之外，替代使用对于本领域技术人员也是显而易见的。 |
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