[發(fā)明專(zhuān)利]具有選擇性粘接層的炊具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480028342.2
• 申請(qǐng)日: 2014-03-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105407767B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 威廉·A·格羅爾;約翰·沃特金斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 全包層金屬制品公司
• 主分類(lèi)號(hào): A47J27/022
• 分類(lèi)號(hào): A47J27/022;A47J36/02;A47J37/10
• 代理公司: 北京萬(wàn)慧達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11111
• 代理人: 白華勝,王蕊

相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考

本申請(qǐng)要求了2013年3月15日提交的題目為“具有選擇性粘接(bonded)層的炊具”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No.61/787041的優(yōu)先權(quán)，該文獻(xiàn)其全部?jī)?nèi)容由此被引用作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及炊具及其制造方法，更具體地說(shuō)涉及具有多層選擇性粘接復(fù)合結(jié)構(gòu)的炊具，該結(jié)構(gòu)提供改進(jìn)的烹調(diào)性能并且清潔更方便。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及將多層材料粘接(bonding)在一起來(lái)制作出近凈成形的復(fù)合坯件以便減少?gòu)U料損耗的方法。

背景技術(shù)

長(zhǎng)期以來(lái)已知的是，制造多層粘接復(fù)合炊具，其中各種材料粘接在一起以將每種材料的所期望物理特性組合成復(fù)合體。例如，不銹鋼的耐腐蝕性對(duì)于烹調(diào)表面以及炊具的外表面而言是理想的，但是不銹鋼的導(dǎo)熱性相對(duì)較低。另一方面，鋁和/或銅具有更高的導(dǎo)熱性并且已經(jīng)用來(lái)粘接在不銹鋼上以提供公知的復(fù)合炊具制品例如鍋、平底鍋等。在美國(guó)專(zhuān)利Nos.4004892、6267830和7820304中披露了這些公知的復(fù)合炊具結(jié)構(gòu)和制造方法，這里只是提及一些。

粘接的鋁和/或銅層在賦予更高導(dǎo)熱性以便加熱更快的同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致在烹調(diào)表面上的熱點(diǎn)，這會(huì)使得所要烹調(diào)的食物粘連并且使得不銹鋼烹調(diào)表面更難清潔。也可以將不粘表面例如PTFE材料施加在烹調(diào)表面上以解決粘鍋問(wèn)題，但是在PTFE烹調(diào)表面下面的表面還是容易出現(xiàn)熱點(diǎn)，這些熱點(diǎn)會(huì)使得PTFE由于局部熱點(diǎn)而過(guò)早地?zé)嵬嘶虼私档土似涫褂脡勖Ｒ虼耍抑耙呀?jīng)研制出一種復(fù)合結(jié)構(gòu)，它具有至少一層導(dǎo)熱性較低的不銹鋼或鈦粘接芯層，它在復(fù)合材料中用作“阻熱層”以使得施加在炊具上的熱量徑向傳導(dǎo)，從而防止沿著烹調(diào)表面出現(xiàn)熱點(diǎn)。因此，PTFE(或類(lèi)似材料)不粘表面的使用壽命延長(zhǎng)。例如參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利Nos.6926971、7278231和7906221，所有都是Willian A.Grall的專(zhuān)利。還已知的是，常規(guī)PTFE不粘表面在采用金屬工具的情況下容易刮壞，因此在這種不粘涂層的情況下必須更加小心以便延長(zhǎng)其使用壽命。即使在小心使用的情況下，PTFE涂層的使用壽命也有限，因?yàn)樵谕繉又械挠袡C(jī)材料容易隨著時(shí)間自然退化并且喪失其潤(rùn)滑性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的多層復(fù)合炊具包括有選擇性粘接(或連接)在一起的至少兩層材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，該炊具的最終烹調(diào)表面具有多個(gè)基本上均勻間隔開(kāi)的凸起波紋(dimpled)部或鼓泡，并且在相鄰?fù)蛊鸬墓呐葜g具有平坦表面。所述至少兩層中的帶有凸起鼓泡的第一層通過(guò)在高溫下施加壓力固態(tài)粘接在下面的第二層上。由于相對(duì)于粘接層的表面沿著垂直方向施加的壓力或力以及高溫，所以在凸起鼓泡區(qū)域中在第一層和第二層之間的粘接小于在相鄰?fù)蛊鸸呐葜g的平坦區(qū)域之間的粘接。由于這種粘接差異，與通過(guò)凸起鼓泡傳導(dǎo)的熱能相比，來(lái)自烹調(diào)范圍或諸如此似熱量的更大量熱能通過(guò)平坦表面?zhèn)鲗?dǎo)傳遞。這樣，平底鍋受熱均勻，并且凸起鼓泡消除或減小了粘鍋問(wèn)題。

在本發(fā)明的一個(gè)當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施方案中，復(fù)合炊具采用平底煎鍋形式，例如包括三層選擇性粘接的材料。在該實(shí)施方案中，這三層包括帶有波紋部或鼓泡的不銹鋼材料烹調(diào)表面，該烹調(diào)表面選擇性粘接至鋁材料內(nèi)部芯層，該內(nèi)部芯層又均勻粘接至形成平底煎鍋外部的不銹鋼材料底層。在烹調(diào)表面上的波紋部或鼓泡由多孔模板形成，該多孔模板在選擇性粘接操作之前設(shè)置在不銹鋼層的外側(cè)上。在這個(gè)三層平底煎鍋的實(shí)施例中，將一疊三層材料(在該情況下為不銹鋼、鋁和不銹鋼)彼此層疊放置(一個(gè)放在另一個(gè)上面)，并且將多孔模板設(shè)置于用來(lái)形成烹調(diào)表面的不銹鋼層的外側(cè)并且與之相鄰。然后將鋁和不銹鋼層設(shè)置在下方。向?qū)盈B排列施加例如15000psi至35000psi的力。該力沿著于層疊材料層的平面垂直的方向施加，在施加力的期間同時(shí)將該層疊件加熱至500至1000°F。在所施加的垂直力和高溫作用下，在這些材料層之間出現(xiàn)固態(tài)粘接。高溫還使得內(nèi)部鋁層壓靠在不銹鋼層上尤其是壓在具有設(shè)置在其外表面上的多孔模板的第一不銹鋼層上熱膨脹。熱膨脹的鋁層壓靠在第一不銹鋼層上，從而使得不銹鋼向外變形進(jìn)入到模板中的通孔或孔中以在模板的間隔開(kāi)的通孔上形成波紋部或鼓泡。在模板中的通孔之間的平坦空間接觸不銹鋼的上表面以便在第一不銹鋼層和下面的鋁層之間實(shí)現(xiàn)非常強(qiáng)的粘接(bond)，同時(shí)在不銹鋼和鋁之間的粘接在鼓泡的區(qū)域中最少或不存在。在鋁和下面的第二不銹鋼層之間的粘接相當(dāng)均勻，這是因?yàn)樵阡X和下面的第二不銹鋼層之間是平坦表面。因?yàn)樵诠呐輩^(qū)域中的粘接選擇地不存在或減小，所以在那些區(qū)域中的導(dǎo)熱性同樣減小，從而減少了在接觸鼓泡/波紋部區(qū)域的食物上的熱點(diǎn)。