轻质炊具及其制造方法

专利名称：轻质炊具及其制造方法
技术领域：
本发明总体涉及炊具和烹饪容器，更具体地涉及轻质炊具和制造这种炊具的方法。
背景技术：
常规炊具制品典型地包括烹饪容器或盘以及用于操作和持有该容器或盘的手柄。 高级或高质量的此类炊具典型地包括由高级金属材料制成的容器部分。这种金属是导热的 且一般包括铁、铝、钛和/或钢。典型的高性能炊具具有优越的性能特征，例如耐用性、导热 性、清洁性、不粘性、外观，等等。然而，这种高性能或高质量的炊具趋于相当沉重。在使用 过程中，这种炊具还会保持或包含大量被烹饪的食物。炊具和食物的重量结合会导致炊具 制品是相当沉且笨重的，即使对于最有经验和最有资历的厨师来说也是如此。对沉重的包 含食物的炊具制品操作的困难会导致食物从该容器或盘中溢出或倒出。这种困难甚至会由 于加热的容器和厨师皮肤之间的意外或无意的接触而导致意外烫伤。为了减小炊具制品重量做了很多尝试。一种此类方法是减小材料量并由此减小烹 饪容器壁的厚度。这些尝试导致炊具看上去和感觉上变得廉价或便宜。这些尝试使得炊具 还降低了性能特征，包括减小了耐用性和保温性。

发明内容
在根据本发明教导的一个例子中，炊具制品具有泡沫芯，其具有暴露的外部表面 并能够由碳泡沫材料形成。在泡沫芯的外部表面上提供隔层。炊具制品具有面向上的食物 接触侧和与食物接触侧相反的面向下的热源侧。在一个例子中，至少部分隔层能够由铝形成。在一个例子中，泡沫芯能够为石墨泡沫材料。在一个例子中，至少部分隔层能够为喷涂金属材料。在一个例子中，至少部分隔层能够为喷涂铝层。在一个例子中，隔层能够由两个成型金属片构成。在一个例子中，隔层能够由两个成型金属片构成，其能够被硬钎焊到泡沫芯的外 部表面。在一个例子中，炊具制品能够包括容器，该容器具有中心部段和围绕该中心部段 周边的侧壁；以及从该侧壁的一部分向外延伸的手柄。在一个例子中，泡沫芯还具有中心部段和限定容器形状的侧壁。
在一个例子中，炊具制品能够包括隔层的外表面上的处理层。
在一个例子中，隔层能够为金属，该金属具有能够被阳极处理的外表面。
在一个例子中，能够在炊具制品的食物接触侧的处理层上提供不粘涂层。
在一个例子中，能够在炊具制品的食物接触侧的最外表面上提供不粘涂层。
在根据本发明教导的一个例子中，制造轻质炊具制品的方法包括由碳泡沫材料制 作泡沫芯容器。泡沫芯容器具有外部暴露表面，其具有面向上的食物接触侧和面向下的热 源侧。将隔层应用到泡沫芯容器的暴露表面，覆盖食物接触侧和热源侧。
在一个例子中，应用步骤能够包括将金属层粘结到泡沫芯的暴露表面上。
在一个例子中，应用步骤能够包括将金属层喷涂到泡沫芯的暴露表面上。
在一个例子中，应用步骤能够包括将铝层喷涂到泡沫芯的暴露表面上。
在一个例子中，应用步骤能够包括在泡沫芯周围压模铸造金属层。
在一个例子中，该方法能够包括在至少部分隔层的外表面上应用或产生处理层并 且能够包括将不粘涂层粘结到处理层。
在一个例子中，应用步骤能够包括将相同材料应用到泡沫芯容器的食物接触侧和 热源侧上。
在一个例子中，制作步骤能够包括由石墨泡沫材料制作泡沫芯容器。


本发明的目的、特征和优点将在结合附图阅读下列描述的基础上变得明显，其中
图1示出了根据本发明教导构造的平底锅形式的炊具制品的一个例子的立体图。
图2示出了图1所示的平底锅的剖视图。
图3示出了根据本发明教导构造的烤盘(griddle)形式的炊具制品的另一个例子 的立体图。
图4示出了图3所示的烤盘的剖视图。
图5示出了以图1中平底锅容器的构造形成或成形之后的泡沫芯基底。
图6示出了能够用于形成图5中平底锅泡沫芯的泡沫芯基底材料块。
图7示出了图5中的泡沫芯基底的剖视图。
图8示出了隔层已经被应用或沉积到泡沫芯材料上之后的图7中的泡沫芯基底。
图9示出了隔层表面已经被阳极处理或以其他方式处理之后的图8中的泡沫芯基 底和隔层。
图10示出了不粘材料层已经被添加到容器表面之后的图9中的阳极处理或处理 的炊具容器。
图11示出了类似于图7所示的泡沫芯基底的替代例子，但是将硬钎焊成分添加到 泡沫芯材料的暴露表面。
图12示出了两个金属片已经被硬钎焊到泡沫芯基底上并且成形以使烹饪容器构 造成镜面之后的图11中的泡沫芯基底和硬钎焊成分。
具体实施方式
本文公开的炊具制品或产品解决或改进了一个或多个现有已知炊具的上面指出和/或其他的问题和缺点。在一个例子中，公开的炊具包括容器和用于持有该容器的手柄。 容器是轻质构造，提供了高质量的外观和高性能特征。在一个例子中，容器包括由导热隔层 围绕的导热泡沫材料的内芯。在一个例子中，隔层能够为已经喷涂到泡沫材料芯上的金属。 在另一个例子中，隔层能够被硬钎焊到泡沫芯上。在一个例子中，隔层能够为泡沫芯周围压 模铸造的金属层。在一个例子中，泡沫芯材料能够作为材料块被提供，并被加工或以其他方 式成形以限定炊具容器。公开的炊具产生了高级或高质量的产品，其与现有已知的高性能 炊具相比是非常轻质的。然而，公开的炊具也能够被产生成提供具有高性能特征的厚外观、 高质量或高性能的炊具产品。
现在转向附图，图1示出了根据本发明教导构造的平底锅20形式的炊具制品或产 品的一个例子。在本例中，平底锅20具有烹饪部分或容器22以及从该容器延伸的手柄M。 在本例中，容器22具有圆形构造，其具有大致平面的中心部段沈以及从该中心部段的周边 30向上延伸的侧壁观。侧壁从周边30逐渐向外向上弯曲并止于上边缘32。上边缘32限 定了暴露中心部段26以烹饪的容器22的开口或开顶。
在本例中，手柄M具有从侧壁28垂直于容器22延伸的细长握持部段34。如现有 技术已知的，握持部段34能够由使用者的一只手握持或抓握以保持和持有平底锅20。手 柄M还具有在握持部段34的一端整体形成的安装部段36 (仅在图1和2中以虚线示出)。 安装部段36能够附接到容器22从而将手柄M连接到该容器。手柄M的构造和结构能够 在本发明的精神和范围内显著变化。手柄M能够由一种或多种金属材料铸造、锻造或以其 他方式形成。在一个例子中，握持部段34能够包括耐热覆层材料，其外形能够以符合人体 工程学地适于符合手的形状，能够具有有手感的结构以改进握持，和/或包括附加的覆层 材料以增强摩擦，让使用者更易于抓握和保持平底锅20。手柄M的金属或其他基体材料也 能够变化并能够包括铝、铁、铜、粉末金属，等等。替代地，手柄24能够为非金属材料，例如 尼龙复合材料或其他适合材料，如下面的进一步讨论。手柄M能够构造成具有减小到导热 性使得手柄能够在烹饪时被舒服地握持。
图2示出了本例中平底锅20的容器22的剖视图。容器22通常具有轻质泡沫 芯40，其由适当地具有高导热性和热扩散性(为了烹饪目的)的材料构造。在一个例 子中，泡沫芯40能够由例如石墨泡沫的碳泡沫材料制作，其典型地具有铝重量的约1/5 的重量。特别适用于根据本发明教导的炊具使用的这种石墨泡沫材料例如在美国专利 No. 6，033，506 (Klett)、No. 6，037，032 (Klett 等)和 No. 6，576，168 (Hardcastle 等)中公 开。另外，这种碳和/或石墨泡沫材料可从Decatur，Texas的Poco Graphite, Inc.商业获 得(名为 P0C0F0AM)并可从 Pittsburgh，Pennsylvania 的 Koppers，Inc.商业获得(名为 KF0AM)。泡沫材料能够与本文公开的例子不同，只要该材料具有以下特征即其能够保持其 形状、相对较为坚固、具有良好的导热性及适于分散热量的热扩散性(为了烹饪)。
碳或石墨泡沫材料是相对多孔的，因此将它们自身形成炊具将是不适合的。因此， 如图2所示，泡沫芯40通常具有应用或布置在芯40的暴露表面42上的一个或多个附加材 料层。在本例中，至少隔层44直接靠泡沫芯40的暴露表面42提供。提供隔层44以至少 部分地封闭泡沫芯40上的多孔表面的孔。在一个例子中，隔层44能够为例如铝的金属，如 下所述。
隔层44能够被处理以在容器22隔层的外侧上产生保护涂层或保护层46。替代地，保护层46能够为在隔层44上应用的附加材料层，这取决于隔层材料的性质和其在应用 时的表面特征。在一个例子中，金属隔层44的暴露表面能够被阳极处理以产生处理层46， 这也在下面更详细地讨论。如图2所示，可选不粘涂层48或表面处理能够在容器22的暴露 表面的至少一部分的上方应用或在其上形成。在本例中，不粘层48在处理或阳极处理层46 的部分上或上方提供。泡沫芯40上的这些和可能的其他层的细节和选择在下面更详细地 讨论，以及用于制造包括这些附加层的容器22的多种可选方法也将在下面更详细地讨论。如对于本领域技术人员在阅读本公开后将显而易见的是，炊具制品(例如平底锅 20，包括容器22和手柄24)的构造和外形能够在本发明的精神和范围内显著变化。容器的 形状能够与平底锅20的圆形或圆形形状不同。侧壁能够为更高、更短、或多或少垂直、或多 或少圆形、直线性的、有角的，等等。容器的容积能够变化。如果需要的话，容器能够作为无 明显侧壁的板结构而提供。板结构能够为平坦的、平面的、有槽的或其他外形的。为了示出目的，在图3和4中以烤盘50的形式示出了炊具制品的替代例子。类似 于之前例子，烤盘50具有烹饪部分或容器52以及从容器一侧垂直延伸的手柄54。在本例 中，容器52能够具有大致矩形或方形构造，其具有圆角56和角之间的直边58。容器52具 有基本上平的且方形的中心部段60以及在边58和角56的每个处从中心部段的边缘向上 延伸的高度矮的侧壁62。在本例中，侧壁62止于上边缘64，该上边缘64比中心部段60高 出不多。在本例中，烤盘50代表常规烤盘构造。然而，烤盘50以与上述平底锅20相同的 特征制造，因此具有泡沫芯40、隔层44、处理层46和不粘层48，如图4所示。在本例中，手 柄54还具有在一端连接到安装部段68 (也仅在图3和4中以虚线示出)的细长握持部段 66。在本例中，安装部段68本质上是直线性的以符合其附接到的侧壁62的形状。在之前 例子中，手柄24上的安装部段36弯曲以符合弯曲侧壁28的外形。如图3所示，侧壁62中 的一个具有更高或升起的中间部段70。手柄54的安装部段68附接到该升起的中间部段 70。在每个公开的例子中，炊具制品(即平底锅20和烤盘50)在相应的中心部段26 和60的暴露的面向上侧具有食物接触表面80。炊具制品的每个在相应的中心部段26和 60的下侧还具有与食物接触侧80相反的热源侧82。热源侧82构造成抵靠、接触、搁在或 直接暴露于热源(例如电炉或煤气炉、明火、铁炉，等等)。不管炊具制品(尤其是容器部分)的形状和构造如何，炊具将典型地包括如本文 公开和描述的食物接触侧和热源侧。然而，如上所述，容器不需要具有侧壁。代替地，容器 能够以大致平板或没有侧壁的不平外形板的形式提供。替代地，侧壁的高度、形状和构造能 够根据本发明教导对于特定炊具制品而显著变化。侧壁能够构造成在侧壁的上边缘处或附 近接收盖以封闭容器和覆盖食物接触侧。类似地，炊具制品能够不具有手柄或者具有两个 或多个手柄或握把。手柄的形状和构造也能够与本文所示和描述的例子不同。例如，两个 手柄能够提供在锅状容器的相对侧。每个这种手柄能够为具有到容器的两个附接点和横向 手柄握把的常规U形。参照上述第一实施例的平底锅20，本文描述了用于根据本发明教导制作轻质性能 炊具的各种材料以及方法或工艺。图5以立体图示出了容器22的没有任何附加材料层的 泡沫芯40。在本例中，泡沫芯40本质上呈现并限定了容器22的总体最终形状。这种成形的泡沫芯40能够使用得到具体所需形状的多种不同方法或工艺由碳泡沫、石墨泡沫或其 他适合轻质材料产生。在一个例子中，Klett和Hardcastle的上述美国专利中所述的石墨泡沫的晶体结 构能够生长为图5所示的泡沫芯40的形状。该晶体结构能够使用本领域已知的技术或可 在未来开发的更适合的技术生长。在另一个例子中，石墨泡沫材料的块基底90能够如图6 所示生长或提供。基底90然后能够使用已知的常规方法或其他方法被切割、加工、钻孔和/ 或其他来成形泡沫材料。材料能够从块基底90移除以得到图5所示的泡沫芯40形状。在 另一个例子中，基体泡沫材料当被制造时能够被模制以得到所需容器构造，例如图5所示 的平底锅构造。还可行的是两种或多种此类方法或工艺用于得到完成的所需泡沫芯形状。如上所述，泡沫芯40的材料能够为适合的碳泡沫材料，例如Klett和Hardcastle 的前述专利中所公开的。在一个例子中，该材料能够为如上所述的石墨泡沫材料。然而，本 发明不旨在仅限于石墨泡沫，而是代替地能够包括其他适合的轻质泡沫状材料或其他适合 材料。这种芯材料应重量显著轻于金属，例如典型地用于炊具的铝。这种芯材料还应具有 适于烹饪的导热性和热扩散性特征。至少在炊具制品以应用和表面处理的所有材料层完成 之后，这种芯材还应具有能够承受烹饪的严格条件的强度和耐用性特征。参照公开的例子，石墨泡沫已知为相对多孔。材料内的孔或空间能够由液体或气 体填充以增强材料的各种属性，例如，热传递、泡沫膨胀、重量，和/或简单地除去芯中的空 气。在炊具制品被制造后，这种添加材料还应适于承受来自烹饪的重复加热和冷却的严格 条件。如图5所示，一对孔洞92穿过平底锅泡沫芯40的侧壁28形成。这些孔洞92在 组装时用于将手柄24附接到容器22。如本领域已知的，一旦完成了容器22的制作，手柄紧 固件94 (例如螺纹紧固件、铆钉，等等)能够用于将手柄24固定到容器。一旦泡沫芯40形 成为其所需形状和构造，附加的材料层能够按照对于具体应用的希望和需要添加到芯上， 以完成容器制作。在本例中，泡沫芯40的暴露表面42也为相对多孔的，因为泡沫芯40的基底材料 是多孔的。因此，单独的泡沫芯材料将不适于烹饪。在使用过程中将发生表面42的污染。 例如，来自直接在表面42上烹饪的食物的汁液或其他液体将被吸收到泡沫芯40中。如果 不能清洁的话，芯将变得难以使用。这种污染还将改变芯材料的热传递、热扩散性和保持性 能特征，并很可能将显著降低此类性能。结果，在本例中，隔层44被添加到泡沫芯40的暴露表面42。用于产生和应用隔 层44的材料和技术能够在本发明的精神和范围内变化。在一个优选例子中，隔层44由应 用到暴露表面42的金属材料形成以密封多孔材料。在其他例子中，隔层44能够为例如复 合材料或陶瓷材料的材料，其适于承受在高温下暴露同时仍提供可接受的导热性和热扩散 性以及较为耐用以承受烹饪和清洁的严格条件。为了实现良好的导热性和烹饪性能，需要泡沫芯40的暴露表面42和隔层44之间 的紧密接触。使用的材料仅需要为烹饪安全的。在一个优选例子中，隔层44由例如铝、不 锈钢、钛和/或铜的金属形成。一种或多种此类材料能够应用到泡沫芯40的表面42上的 不同部分或区域以提供烹饪容器22的各表面的所需属性。在一个优选例子中，隔层44通过喷涂雾化金属(例如铝)到暴露表面42上而形成。金属喷涂技术是本领域已知的并且能够用于在泡沫芯上应用金属层。金属喷涂技术能 够以恒定的厚度应用金属层。此外，金属喷涂技术能够被控制以生产从极薄到很厚的金属 层。金属喷涂技术的使用还能够用于确保泡沫芯40的多孔表面42被完全覆盖和密封。
尽管隔层44的厚度能够变化，隔层能够由选定材料应用，该选定材料具有适于增 强泡沫芯材料强度和耐用性的厚度。为了最小化炊具制品的重量和最大化热传递，会需要 最小化隔层44的厚度。然而，该层在最低程度应为厚度足以完全密封泡沫芯40的多孔结 构。还能够应用隔层44以便增强完成的炊具制品的强度和耐用性。石墨泡沫材料已知为 在压缩下具有足够强度，但是具有的拉力强度特征会不适于承受烹饪的严格条件。隔层44 以在金属(例如铝)上喷涂形式的应用能够被执行以产生具有足以提高整体容器22的拉 力强度的厚度的层，由此使容器22及其泡沫芯40适于烹饪。如果泡沫芯40以比本例中公 开的可商业获得的碳泡沫产品更少的多孔和/或更坚固的材料提供，能够减小隔层44的厚 度，这可提高导热性并由此在使用过程中提高炊具的性能。
在公开的例子中，隔层通过在泡沫芯40的暴露表面42上喷涂铝层而形成。铝是非 常适合隔层44的材料，因为其是轻质的、耐用的、导热的、具有适合的高抗拉强度，并且是 炊具常用的。多种金属喷涂工艺在本领域中是已知的。在一个例子中，能够利用等离子喷 涂工艺，其将金属基体材料雾化成非常小的液滴尺寸。这能够导致十分光滑、均勻、一致的 隔层44。将金属液滴喷涂在泡沫芯40上确保了与表面42的紧密接触和多孔表面的密封。 在等离子喷涂工艺中，电弧在等离子枪的喷嘴内燃烧。电弧气体在其从等离子枪的喷嘴出 来时形成为等离子体射流。金属粉末颗粒喷射到射流中以熔融颗粒。然后颗粒以高速冲击 泡沫芯40的表面并粘结到暴露表面42。当冷却时，粘结的颗粒形成泡沫芯40上的金属层。 几乎任何材料能够使用这种等离子喷涂工艺喷涂，该材料包括金属(例如优选的铝)，以及 陶瓷，甚至塑性材料。泡沫芯40将保持较冷，因为等离子体位于等离子枪的喷嘴处。
在另一个例子中，电弧喷涂工艺能够用于将隔层材料(例如铝)喷涂到芯40的暴 露表面42上。在此类工艺中，铝原材料以线丝的形式提供，其使用电弧熔融。熔融材料使 用压缩空气射流雾化并向泡沫芯40的表面42推进。替代地，能够使用火焰喷涂工艺，由此 单线丝铝或其他原材料在氧气燃料气体火焰中熔融。熔融材料通过锥形压缩空气雾化并再 次向泡沫芯40推进。在另一个替代例子中，高速氧气燃料(HVOF)工艺能够用于在泡沫芯 40的暴露表面42上喷涂隔层44。在此工艺中，液体燃料和氧能够在高压下从预混合系统 供给到燃烧室中。液体燃料和氧在该燃烧室中燃烧以产生热的高压气流。该气流膨胀通过 喷嘴以增加离开喷嘴的气体速度。粉末或熔融金属能够被喷入气流，雾化该材料，然后向泡 沫芯40的暴露表面42推进。
在另一个例子中，泡沫芯40能够被浸入液体金属浴中。泡沫芯的不同部分能够按 需要浸入不同液体金属，从而对泡沫芯40的各选定表面应用不同的隔挡材料。另外地，芯 浸入的时间长度对于泡沫芯的不同部分能够变化。例如，泡沫芯40上的大致水平热源侧82 能够在熔融金属浴中浸入更长的时间段，使得多孔泡沫材料吸收更多的金属并因此可变得 更坚固且更导热。泡沫芯40的侧壁观能够浸入更短的时间段，从而具有更少的金属材料。 在另一个例子中，隔层44能够在泡沫芯40上方或周围精确压膜铸造。泡沫芯40能够被放 入压膜铸造模具内。例如铝的金属材料然后能够在泡沫材料周围压膜铸造。这种铸造层的 厚度能够为约0. 5mm到约2. 5mm，或者更厚(如果需要的话)。9
金属喷涂提供了适于本发明的优点。金属喷涂工艺允许人们非常精确地控制应用 到泡沫芯40的金属层的厚度。类似于上述浸入工艺，金属喷涂技术能够允许将不同的材料 喷涂到泡沫芯的不同的表面上，和/或将不同的金属层厚度喷涂到芯的不同部分上。更厚 的金属层能够仅应用到泡沫芯可能需要或可从更厚的金属层或隔挡材料层获益的那些部 分。例如，如果需要的话，当利用上述浸入方法时，泡沫芯的热源侧能够形成为具有更厚的 喷涂金属层。图8示出了具有应用的隔层44的泡沫芯40。在实践中，金属喷涂隔层44的厚度 能够在约0. 002英寸到约0. 250英寸之间任意的范围，对于铝尤其如此。泡沫芯40能够形 成为具有足够薄的厚度以提供良好的导热性，然而泡沫芯40能够形成为具有足够厚的厚 度，这样整体炊具制品20类似于或相似于标准全金属炊具，尤其是那些被认为是高质量或 高性能的炊具制品。在一个例子中，泡沫芯40能够具有约0. 10英寸到约0. 50英寸的厚 度。为了组装多种现有的高性能炊具产品，能够提供具有在约0. 18英寸到约0. 30英寸之 间厚度的泡沫芯。在一个例子中，作为有用的金属层，能够提供像0. 020英寸一样薄的喷涂 铝的隔层44。然而，在测试过程中，显示出这种薄隔层几乎太薄了，因此其在应用时不能放 平整。在优选例子中，能够提供具有约0. 040到0. 045英寸厚度的铝喷涂隔层44。常规高性能铝炊具制品的总厚度在容器的大部分中典型为约0. 188英寸厚。使用 本文公开的轻质炊具和方法，例如平底锅20的高性能炊具制品能够被生产为具有约0. 27 到0. 28英寸的厚度，甚至比常规高性能产品更厚。这能够导致例如平底锅20的炊具与常规 高性能炊具制品具有类似或相同的外观。然而，平底锅20能够具有常规铝制品约1/3的最 终组装重量。本文公开的炊具制品能够形成为重量像0. 5磅一样小直到约2. 5磅并且大部 分形成为具有约0. 75磅到约1. 5磅之间的重量。本文公开和描述的炊具制品的总壁厚能 够为像0. 012英寸一样小到约0. 75英寸，并且在一个例子中能够在约0. 30英寸到约0. 40 英寸之间。在公开的例子中，烹饪容器的总壁厚与炊具重量的比能够为约0. 2到约0. 5，并 且能够在约0. 24到约0. 4的优选范围中。本发明允许高性能炊具制品被生产为具有相当 低的厚度与重量比，而与常规高性能炊具制品一样厚，甚至更厚。能够在隔层44上添加、应用或产生附加层。在一个例子中，能够在铝层上喷涂不 锈钢层以提供不同的外观、不同的强度和耐用性特征，等等。在另一个例子中，铝隔层44的 外表面能够在隔层44上硬阳极处理形成阳极处理层或处理层46。例如，如果隔层是铝，铝 的暴露表面能够被硬阳极处理，其在表面处增加了自然氧化层的厚度。这导致了增加的表 面硬度。硬化或处理层46因此与下面的铝基体材料相比将具有提高的耐腐蚀性和耐磨性。 如果需要的话，铝阳极处理或处理层46还将允许表面被染色或上颜色，并且如果添加另一 层的话能够提高粘性。图9示出了隔层的铝表面已经被阳极处理之后的图8所示的泡沫芯 40和喷涂金属容器22。在另一个替代例子中，隔层44表面能够被氮化以直接在隔层上产生不粘属性。在 进一步的例子中，不粘层48能够应用到隔层44，或在本例中应用到阳极处理或以其他方式 处理的层46。典型的不粘材料层48能够以烤漆涂层、瓷性涂层、或者使用含氟聚合物制剂 (其聚四氟乙烯为标准活性成分)的单层或多层涂层的形式提供。这些类型的涂层在本领 域中是已知的并且能够以常规方式应用。图10示出了不粘材料层48已经被应用到中心部 段26的食物接触侧80和侧壁28的内部表面84之后的图9中的阳极处理容器。还在图10中示出了完整手柄对，其包括握持部段32和安装部段34。
如对于本领域技术人员在阅读本公开后将显而易见的是，泡沫芯40上的各材料 层的成分、数量和应用能够在本发明的精神和范围内变化。如果需要的话，能够在中心部段 26的热源侧82上提供暴露的铜层。容器的其余表面能够具有除了铜以外的暴露材料，例如 铝或不锈钢。这种结构能够提供特定的性能特征和模仿一些高性能或高端炊具的外观。
能够使用除了上述金属喷涂或金属浴工艺以外的方法和工艺将隔层44应用或粘 结到泡沫芯。图11和12描绘了使用不同工艺形成的炊具制品的一个替代例子。如图11所 示，泡沫芯40能够产生和形成为模仿烹饪容器的形状，例如图5的平底锅容器22。硬钎焊 成分100能够应用到芯40的暴露表面42。适合的硬钎焊成分的例子包括铝/锌合金(例 如允许50% -50%铝和锌)或铝/硅成分(例如78% -12%成分的铝和硅)。
如图12所示，两个金属片102和104能够形成为产生隔层的底和外侧部分(片 102)和隔层的上和内侧部分(片106)。如上所述，需要泡沫芯40和隔层44之间的紧密接 触。在本例中，当使用应用的热量硬钎焊时，硬钎焊成分应被应用从而在金属片102和104 与芯之间留下非常少或几乎不留下气穴。而且，金属片应被形成为非常紧密地匹配泡沫芯 的形状和外形从而避免缺少紧密接触。金属片能够使用模制、冲压、压制和/或其他适合技 术预形成。预形成片然后能够硬钎焊到泡沫芯40。通过硬钎焊成分100将在泡沫芯40和 片102、104之间产生基本上连续的结合。
两个金属片102、104的自由边缘106、108分别延伸超过容器侧壁28的上边缘32。 这些自由边缘106、108然后能够弯曲、滚制、压制或以其他方式相互邻接并且然后能够焊 接或以其他方式结合在一起。结合的暴露边缘106、108然后能够加工或以其他方式处理以 完成容器的边缘。
如上所述，手柄M54还能够改变材料和结构。在一个替代例子中，手柄能够由类 似的泡沫芯轻质结构制作。然而，优选的是手柄由具有较差导热性的材料制造。能够使用 P0C0F0AM或KFOAM碳泡沫材料。然而,例如来自GLS Corporation的GRAVI_TECHTM的工程 设计塑性材料能够用于所有或部分手柄结构。本文所述的手柄和炊具容器之间的连接能够 为常规种类或者能够为了考虑或容纳泡沫芯40材料而修改(如果需要的话)。
本文公开和描述的每一个层都能够被进一步处理、抛光、用砂纸磨、喷气、上漆、上 颜色、模具成型(died)、使其具有有手感的结构和/或其他。这种附加工艺能够用于产生最 终炊具制品的特定外观。这种工艺还能够在次级层上使用，使得随后应用的层在使用过程 中更好地粘结或更好地执行。例如，在应用附加层或者处理或阳极处理其表面之前，隔层能 够被处理以使表面光滑并降低表面粗糙度。
尽管某些炊具制品或产品及其制造方法已经根据本公开的教导在本文描述，本专 利的覆盖范围不限于此。相反，本申请覆盖彻底落入可容许等同物范围内的本公开教导的 所有实施例。
权利要求
1.一种炊具制品，包括泡沫芯，其具有暴露的外部表面并由碳泡沫材料形成；以及在所述泡沫芯的外部表面上的隔层；其中，所述炊具制品具有面向上的食物接触侧和与所述食物接触侧相反的面向下的热 源侧。
2.根据权利要求1所述的炊具制品，其特征在于，至少部分所述隔层为铝。
3.根据权利要求1所述的炊具制品，其特征在于，所述碳泡沫材料为石墨泡沫。
4.根据权利要求1所述的炊具制品，其特征在于，至少部分所述隔层为喷涂金属材料。
5.根据权利要求4所述的炊具制品，其特征在于，所述喷涂金属材料为铝。
6.根据权利要求1所述的炊具制品，其特征在于，所述隔层由两个金属片构成。
7.根据权利要求6所述的炊具制品，其特征在于，所述两个金属片被硬钎焊到所述泡 沫芯的外部表面。
8.根据权利要求1所述的炊具制品，进一步包括容器，其具有中心部段和围绕所述中心部段周边的侧壁；以及从所述侧壁的一部分向外延伸的手柄。
9.根据权利要求8所述的炊具制品，其特征在于，所述泡沫芯还具有中心部段和限定 所述容器形状的侧壁。
10.根据权利要求1所述的炊具制品，进一步包括位于所述隔层的外表面上的处理层。
11.根据权利要求10所述的炊具制品，其特征在于，所述隔层为金属并且所述外表面 被阳极处理以产生所述处理层。
12.根据权利要求10所述的炊具制品，进一步包括在所述炊具制品的食物接触侧的处 理层上的不粘涂层。
13.根据权利要求1所述的炊具制品，进一步包括在所述炊具制品的食物接触侧的最 外表面上的不粘涂层。
14.一种制造轻质炊具制品的方法，所述方法包括以下步骤由碳泡沫材料制作泡沫芯容器，所述泡沫芯容器具有外部暴露表面，其具有面向上的 食物接触侧和面向下的热源侧；以及在所述泡沫芯容器的暴露表面上应用隔层，覆盖所述食物接触侧和所述热源侧。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述应用步骤包括将金属层粘结到所 述泡沫芯的暴露表面上。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述应用步骤包括将金属层喷涂到所 述泡沫芯的暴露表面上。
17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述应用步骤包括将铝层喷涂到所述 泡沫芯的暴露表面上。
18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述应用步骤包括在所述泡沫芯周围 压模铸造金属层。
19.根据权利要求14所述的方法，进一步包括以下步骤在至少部分所述隔层的外表面上应用或产生处理层；以及将不粘涂层粘结到所述处理层。
20.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述应用步骤包括将相同材料应用到 所述泡沫芯容器的食物接触侧和热源侧上。
21.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述制作步骤包括由石墨泡沫材料制 作所述泡沫芯容器。
全文摘要
本发明涉及轻质炊具及其制造方法。具体地，提供了一种轻质炊具制品，其具有泡沫芯，该泡沫芯具有暴露的外部表面。泡沫芯由碳泡沫材料形成并且在所述泡沫芯的外部表面上具有隔层。炊具制品具有面向上的食物接触侧和与食物接触侧相反的面向下的热源侧。一种制造该制品的方法包括由碳泡沫材料制作泡沫芯容器，以及将隔层应用到所述泡沫芯容器的暴露表面上，覆盖食物接触侧和热源侧。
文档编号A47J27/00GK102028394SQ20101052215
公开日2011年4月27日 申请日期2010年9月28日 优先权日2009年9月29日
发明者D·C·穆西尔, N·C·弗雷奇尔 申请人:卡发隆公司