[發明專利]一種紫砂內膽及其制備工藝

有效

• 申請號: 202010722015.4
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111958819B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 鐘培;韋軍寧;鄭華強;靳藝凱;王雙喜
• 申請（專利權）人: 汕頭大學
• 主分類號: B28C3/00
• 分類號: B28C3/00;B28B11/04;A47J36/00;A47J36/04;A47J36/02
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 曹江;周增元

本發明涉及一種紫砂內膽及其制備工藝，由內層到外層依次為紫砂層、過渡涂層、發熱層和密封層；所述過渡涂層主要成分為高熔點高導熱玻璃和3~100微米粒徑的高導熱陶瓷粉體；所述發熱層主要成分為430不銹鋼粉、導熱導電金屬粉和低溫玻璃粉；密封層主要成分為無機色料和低溫玻璃粉。本發明在傳統紫砂內膽的基礎上增加了過渡涂層、發熱層和密封層，解決了傳統紫砂內膽不能在電磁爐上加熱、鍋體泄露、發熱層高溫易氧化等問題。

技術領域

本發明屬于紫砂內膽領域，尤其涉及一種能用于電磁感應加熱的紫砂內膽及其制備工藝。

背景技術

紫砂富含人體所需的多種元素，具有色澤古樸，質地堅硬，耐冷熱急變性好等突出優點，尤其適用于煮一些營養滋補品，對食物中營養和藥用成分有很好的輔助作用。紫砂鍋是中國飲食文化中具有特殊價值的傳統手工藝品，采用優質天然紫砂精工陶制內膽，對人體安全無害。近年來由于生產工藝的進步與創新，應用范圍也越來越廣，品種、款式和產量都有了大幅提高。

隨著紫砂器具消費市場逐步升溫，已有廠家推出了紫砂電熱內膽，但由于紫砂內膽氣密性較差，容易泄露鍋內液體，且紫砂體與發熱層膨脹系數不匹配，容易導致發熱層開裂；而且現有紫砂鍋體加熱速率低，加熱均勻性差。紫砂內膽就是基于這種市場背景，在原有的紫砂內膽的基礎上，設計出一種符合中國的傳統飲食習慣，集煮、燉、煨等功能于一體的家庭電熱炊具。紫砂內膽在傳統紫砂內膽的基礎上增加了過渡涂層、發熱層和密封層，其中過渡涂層防止發熱層氧化的同時，還擁有良好的導熱能力和與紫砂內膽相匹配的熱膨脹系數，解決了傳統紫砂內膽不能在電磁爐上加熱、鍋體易泄露、發熱層易氧化等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種紫砂內膽及其制備工藝，以解決傳統紫砂內膽不能在電磁爐上加熱、鍋體易泄露、發熱層易氧化等問題。

一種紫砂內膽，由內層到外層依次為紫砂層、過渡涂層、發熱層和密封層；所述過渡涂層由高熔點高導熱玻璃和3~100微米粒徑的高導熱陶瓷粉體組成；所述發熱層由電磁發熱金屬相、導熱導電金屬相以及低溫玻璃相組成；所述密封層包含低溫玻璃粉和色料；所述低溫玻璃粉的導熱性能低于所述紫砂層。過渡層高熔點高導熱玻璃是保證其使用的時候玻璃層不會熔化，從而破壞發熱層的發熱能力。發熱層中的低溫玻璃相與密封層中低溫玻璃粉組分可以一樣，也可以不一樣。所述低溫玻璃粉的導熱性能低于所述紫砂層，有利于內膽向上導熱。

本發明的過渡涂層由高熔點高導熱玻璃和3~100微米粒徑的高導熱陶瓷粉體組成，既能解決了金屬發熱層與紫砂鍋底熱匹配的問題，還能解決紫砂內膽氣密性較差，液體泄露到發熱層而影響使用效果和使用壽命的問題。

高導熱陶瓷粉體的粒徑的大小也是本發明的關鍵因素之一，如果選擇粒徑過小的高導熱陶瓷粉體，比如納米級，納米高導熱陶瓷粉體會包覆在玻璃層里，玻璃成為隔熱層，導致過渡層熱導率降低，延長加熱沸騰所需的時間，還會降低內膽的使用壽命。如果選擇粒徑過大的話，可能導致過渡層太厚，加大制備難度，甚至會產生微裂紋。本發明選擇3~100微米的粗粒徑可以保證陶瓷相穿透玻璃層，導熱能力最佳。

進一步的，所述過渡涂層由60~80%堇青石玻璃和20~40% 3~100微米粒徑的高導熱陶瓷粉體組成。高熔點高導熱玻璃和高導熱陶瓷粉體的組分和含量是本發明的關鍵因素之一。首先，過渡層膨脹系數接近紫砂層熱膨脹系數和發熱層的熱膨脹系數的平均值比較好。第二，高熔點高導熱玻璃和高導熱陶瓷粉體的比例過多或過少都會影響內膽的使用壽命。第三，高導熱陶瓷粉體過多的話，密封性能會受影響。第四，高熔點高導熱玻璃含量越高加熱至100℃所用時間越多。

進一步的，所述過渡涂層厚度低于高導熱陶瓷粉體的粒徑尺寸，從而使得過渡層具有更好的導熱性能。進一步的，所述高導熱陶瓷粉體為Al₂O₃、Si₃N₄、AlN中的一種或其混合物。

進一步的，所述發熱層的電磁發熱金屬相為430不銹鋼粉、導熱導電金屬相為銅、銀、金、鎳等金屬中的一種或多種混合物。