使用陶瓷加热元件的加热炊具及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种制造采用陶瓷加热元件的加热炊具的方法和用此方法制造的加热炊具，所述方法包括：炊具主体制备步骤；加热元件材料制备步骤，制备选自作为强铁磁性物质的且粒径为3mm以下的轧钢皮、炼钢渣和磁铁矿(Fe3O4)中的至少一种作为微波吸收性陶瓷加热元件材料；无机粘合剂制备步骤，将乙酸添加到硅酸钠中并搅拌混合物30分钟至1小时以形成硅酸，添加溶剂使所述溶剂的含量为70‑92重量％并搅拌混合物2至3小时，从而制备胶体二氧化硅含量为8‑30重量％的胶体二氧化硅溶胶作为无机粘合剂；混合步骤，将20至40重量份的作为无机粘合剂的所述胶体二氧化硅溶胶与100重量份所述加热元件材料混合，形成加热元件糊状物；施涂步骤；和干燥和固化步骤。

Heating Cookers Using Ceramic Heating Elements and Their Manufacturing Method

The invention relates to a method for manufacturing a heating cooker using a ceramic heating element and a heating cooker manufactured by this method. The method comprises the following steps: the main preparation step of the cooker; the preparation step of the heating element material; the preparation of at least one of the rolled steel sheets, steelmaking slag and magnetite (Fe3O4) selected as a strong ferromagnetic material and less than 3 mm in diameter as microwave absorbing ceramic heating. Component materials; Inorganic binder preparation steps: adding acetic acid to sodium silicate and stirring mixture for 30 minutes to 1 hour to form silicic acid, adding solvent to make the content of the solvent 70 92 wt% and stirring mixture for 2 to 3 hours, thus preparing colloidal silica sol with 8 30 wt% colloidal silica content as inorganic binder; Mixing steps, 20 to 40 wt. The colloidal silica sol in weight as an inorganic binder is mixed with the heating element material in weight of 100 parts to form a paste for the heating element; the coating step; and the drying and curing steps.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用陶瓷加热元件的加热炊具及其制造方法
本专利技术涉及一种包括通过吸收微波而产生热量的陶瓷加热元件的加热炊具(例如烹饪锅或烹饪托盘)和所述加热炊具的制造方法，更具体而言，涉及一种包括释放高温热量并能够抵抗超高温度(耐热温度：800℃)的更高效更安全的陶瓷加热元件的加热炊具，以及所述加热炊具的制造方法。
技术介绍
因为微波不产生二氧化碳或有害气体，它们被用作清洁能源。此外，与来自电加热器或气体能源的传导热相比，微波具有立即转化为热能的优异能力。因此，近年来微波已在各种工业应用中得到了应用，并提出了各种应用微波的手段和方法。基本的微波炉一般只使用微波来烹饪食物，因此存在以下问题：因为它不能产生高温热量，所以不能烘焙食物，并且由于同时加热食物内部和外部的电介质加热原理，食物中含有的水蒸发，使食物变得干硬，而且诸如鸡蛋等有壳的食物可能会爆炸。由于这些问题，微波炉通常用于简单的食品加热。为克服这些问题，微波炉的制造商还推出了配备有能够烘焙食物的器件(例如加热器)的微波炉。然而，尽管配备有加热器的微波炉能够有效地烘焙食物，它仍然存在价格昂贵且消耗大量电力的问题。然而，随着将微波转化为热能的加热元件用于微波炉加热手段的技术的发展，解决微波炉烹饪中出现的问题已成为可能。也就是说，有可能在短时间内烘焙食物，并且在不使食物变得干硬的情况下烹饪，而且还可能烹饪诸如鸡蛋等有壳食物而没有爆炸。相应地，已经推出了包括通过吸收微波来产生热量的加热元件的多种食物炊具，并且微波炉制造商也推出了配备有增加微波炉的烹饪能力的电加热器或加热托盘的组合型微波炉。近年来，已经开发出能够通过组合使用微波能和托盘(其能够代替消耗大量电力的电加热器)的放热能来烹饪食物的微波炉。这样可以减少烹饪和加热的能量，并在烹饪过程中在高温下用(远)红外线烘焙食物，从而减少气味和烟雾的产生。现将描述包括使用来自常规微波炉的微波来产生热量的加热元件的加热炊具的类型。首先，存在这样一种技术，其中硅橡胶和铁氧体通过模塑成型复合并贴附至托盘的底部，这项技术使用了复合的材料的加热能。在韩国专利10-0109938、韩国专利申请公开10-1996-0001644等中公开了该技术。采用以上技术制造的托盘目前被中国、美国、欧洲、日本、中国、韩国等的微波炉制造商主要用作内部部件，加热元件通过复合硅橡胶和铁氧体获得，并贴附至金属托盘的底部。因此，该加热元件的优点在于，因硅橡胶的物理性质而具有良好的粘附性，易于制造，并易于操作。然而，该加热元件的问题在于，因为硅橡胶用作铁氧体的粘合剂，加热元件的耐热温度限于硅橡胶的耐热温度。即，存在加热元件的温度不能升至250℃以上的限制，这是因为硅橡胶的耐热温度为约250℃。另外，还存在的问题是，当加热元件的温度达到250℃以上时，硅橡胶燃烧并冒烟，由于热膨胀而在底部形成气泡。由于这些原因，该托盘不适合作为产生高热的炊具，而当其用作食物炊具时，会消耗较长的加热时间用于烹饪，这是不方便的。其次，存在以下陶瓷加热材料技术：将陶瓷材料粘土与碳化硅、碳和其他金属氧化物等混合在一起作为加热材料，并在900℃至1300℃将混合物磁化。该技术公开在韩国专利申请10-2003-0033196、韩国专利申请10-2016-0010156、韩国专利10-1428945、韩国专利10-1317922等中。磁化陶瓷加热元件技术一般以三种方式应用。在一种方式中，将加热元件材料与陶瓷黏土捏合，然后模塑成型成加热容器，干燥并磁化，从而获得产品。该产品用作“磁化加热炊具”。在另一种方式中，将加热元件材料与陶瓷粘土混合并制成“磁化加热板”，将该磁化加热板设置在烹饪金属托盘的底部。由加热板产生的热量传导到金属盘，食物被传导热加热。在又一种方式中，将加热元件材料嵌入陶瓷容器的底部或涂布在该底部上，从而提供加热炊具。上述“磁化加热炊具”的优点在于，炊具由高强度陶瓷材料制成，因此是环境友好的，并且陶瓷炊具能够在高于常规陶瓷容器的温度下进行微波烹饪。然而，其问题是，由于微波是透过陶瓷或玻璃材料传播的，所以微波会透过正在烹饪的食物，由此使食物变干并使鸡蛋等有壳食物爆炸，这表明磁化加热炊具无法摆脱微波烹饪的限制。另外，还存在的缺点是，因为材料是陶瓷材料，因此当传播微波时容器本身变得非常热，因而会危害用户的安全，会造成烧伤，而且操作不便。另外，在通过对“磁化加热板”施加微波而产生的传导热来加热食物的技术中，出现的问题是当磁化加热板接收到高热量时，由于金属托盘的热膨胀和收缩，其粘附性降低，因此热传导不能顺利进行。由于该问题，向金属托盘的热传导速率较低，因此盘的温度较低，因而存在烹饪时间较长的不便之处。在包括使用常规微波炉的微波来产生热量的加热元件的加热炊具类型中，第三种技术公开于韩国专利申请公开10-2005-0080036和韩国专利申请公开10-2005-0090337等中。其中公开的一种是通过将作为主要成分的铁氧化皮(轧钢皮(millscale))与硅酮粘合剂混合、随后在高温下固化得到的。具体而言，其是如下获得的加热板：在300℃至400℃的温度下除去铁氧化皮(其含有铁氧化物作为主要成分(铁氧化物的含量为55重量％至88重量％)，粒径为0.01μm至1mm)中的水和气体1至3小时，将60重量％至90重量％的所得粉末与10重量％至40重量％的阻燃耐热性硅橡胶捏合，随后在300℃至350℃的温度下固化1至3小时。在以上技术中，硅橡胶(siliconerubber)用作基本粘合剂，不过，当在最终的固化步骤中通过在300℃至350℃燃烧而除去硅橡胶中含有的诸如硅油、硅酮橡胶(siliconegum)等成分时，硅橡胶中含有的无定形二氧化硅起到粘结加热元件的粘合剂的作用。在该技术中，出现的问题在于，因为基本粘合剂是硅橡胶，硅橡胶在高温(300℃至350℃)下的固化和从中除去气体都需要消耗时间，硅橡胶中含有的硅油或硅酮橡胶成分因在高温下燃烧而排放，造成环境污染问题。另外，上述技术存在的问题在于，必须要求陶瓷隔热材料和支撑体向上贴附并支撑加热元件。
技术实现思路
[技术问题]因此，完成本专利技术是为了解决现有技术中出现的上述问题，本专利技术的目的是提供一种包括加热元件的微波炉用加热炊具，所述加热元件具有优异的耐热性和持久性，并与炊具底部牢固贴附，甚至能够抵抗超高温，并且保持无裂纹或热损伤，即使在经历热膨胀或收缩时也是如此。本专利技术的另一个目的是提供一种包括加热元件的微波炉用加热炊具，所述加热元件具有很强的吸收微波并产生热的能力，其包含轧钢皮、炼钢渣或磁铁矿作为加热材料，其为铁磁性材料。[技术方案]为实现以上目的，本专利技术提供了一种制造包含陶瓷加热元件的陶瓷炊具的方法，所述方法包括：炊具主体制备步骤，所述步骤通过模塑成型(molding)来制备炊具主体；加热元件材料制备步骤，所述步骤制备选自作为铁磁性材料的且粒径为3mm以下的轧钢皮、炼钢渣和磁铁矿(Fe3O4)中的任何一种或多种作为微波吸收性陶瓷元件材料；无机粘合剂制备步骤，所述步骤将乙酸添加到硅酸钠中，随后搅拌30分钟至1小时，由此形成硅酸，然后在所述硅酸中加入溶剂以使所述溶剂的含量为70重量％至92重量％，随后搅拌2至3小时，从而制备胶体二氧化硅含量为8重量％至30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造包括陶瓷加热元件的陶瓷炊具的方法，所述方法包括：炊具主体制备步骤，所述步骤通过模塑成型来制备炊具主体；加热元件材料制备步骤，所述步骤制备选自作为铁磁性材料的且粒径为3mm以下的轧钢皮、炼钢渣和磁铁矿(Fe3O4)中的任何一种或多种作为微波吸收性陶瓷元件材料；无机粘合剂制备步骤，所述步骤将乙酸添加到硅酸钠中，随后搅拌30分钟至1小时，由此形成硅酸，然后在所述硅酸中加入溶剂以使所述溶剂的含量为70重量％至92重量％，随后搅拌2至3小时，从而制备胶体二氧化硅含量为8重量％至30重量％的胶体二氧化硅溶胶作为无机粘合剂；混合步骤，所述步骤将20重量份至40重量份的作为所述无机粘合剂的所述胶体二氧化硅溶胶与100重量份所述加热元件材料混合，由此制得加热元件糊状物；施涂步骤，所述步骤将通过所述混合得到的所述加热元件糊状物施涂至所述炊具主体的底部；和干燥和固化步骤，所述步骤干燥并固化施涂至所述炊具主体的底部的所述加热元件糊状物，由此形成固体加热元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.25 KR 10-2016-00497991.一种制造包括陶瓷加热元件的陶瓷炊具的方法，所述方法包括：炊具主体制备步骤，所述步骤通过模塑成型来制备炊具主体；加热元件材料制备步骤，所述步骤制备选自作为铁磁性材料的且粒径为3mm以下的轧钢皮、炼钢渣和磁铁矿(Fe3O4)中的任何一种或多种作为微波吸收性陶瓷元件材料；无机粘合剂制备步骤，所述步骤将乙酸添加到硅酸钠中，随后搅拌30分钟至1小时，由此形成硅酸，然后在所述硅酸中加入溶剂以使所述溶剂的含量为70重量％至92重量％，随后搅拌2至3小时，从而制备胶体二氧化硅含量为8重量％至30重量％的胶体二氧化硅溶胶作为无机粘合剂；混合步骤，所述步骤将20重量份至40重量份的作为所述无机粘合剂的所述胶体二氧化硅溶胶与100重量份所述加热元件材料混合，由此制得加热元件糊状物；施涂步骤，所述步骤将通过所述混合得到的所述加热元件糊状物施涂至所述炊具主体的底部；和干燥和固化步骤，所述步骤干燥并固化施涂至所述炊具主体的底部的所述加热元件糊状物，由此形成固体加热元件。2.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括在所述炊具主体制备步骤之后的表面处理步骤，所述表面处理步骤处理所述炊具主体的底部表面以增大所述加热元件与所述炊具主体的底部之间的粘附性。3.如权利要求2所述的方法，其中所述表面处理步骤包括在所述炊具主体的所述底部表面上执行选自砂磨和无光泽搪瓷层涂布的一个或多个过程。4.如权利要求1所述的方法，其中所述施涂步骤包括将所述加热元件材料和所述无机粘合剂的混合物施涂至选自所述炊具主体的上表面和下表面的任一表面上。5.如权利要求1所述的方法，其中所述炊具主体制备步骤包括在所述炊具主体的底部上形成加热元件槽，并且所述施涂步骤包括将所述加热元件糊状物施涂至所述加热元件槽。6.如权利要求5所述的方法，所述方法还包括在所述炊具主体制备步骤之后的表面处理步骤，所述表面处理步骤处理所述加热元件槽的表面以增大所述加...

【专利技术属性】
技术研发人员：金钟贤，
申请(专利权)人：佩利科技有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR