相變材料在恒溫餐具中的應用研究

(佛山科學技術學院 廣東 佛山 528000)

一、背景

(一)市場分析。隨著二胎政策的開放，中國兒童數量明顯有所增加。根據國家統計局發布的 1‰抽樣調查推算數據，2016 全年出生人口達到 1786 萬人，成為 2000 年以來最高的出生人口年份。到2019 年我國 0-14 歲兒童數量約 2.3億人。而兒童數量的增多，間接反映兒童所需餐具的需求量擴大，恒溫餐具市場潛力不斷增大。

網絡數據顯示，線上市場近一年月總銷售額(淘寶天貓)約10.26億元，其中恒溫隔熱碗的總銷售額(淘寶天貓)約為7937.05萬元，約其中的占7.7%。2017年10月銷售額約為1億元,同比去年同月增長50.09%，占整個碗具市場的8.04%左右。可以明顯看出恒溫隔熱碗的快速增長趨勢。

(二)同類產品競爭分析

類型一體化注水碗分層注水碗USB智能控溫碗價格12～60元不等80～150元左右200～350元不等恒溫方式從小開口向碗底注入熱水分開兩層,向底層導入熱水并靠USB充電加熱保持恒溫結構一體化設計分層設計一體化設計,加入智能控制按鈕恒溫效果2小時左右持續2小時左右充電2小時可以使用90分鐘開關用手拔開用手旋開按鈕開關痛點熱水口窄小,容易燙傷造型寬扁,不方便使用高溫加速元件老化,故障率高

綜合上表對三款恒溫碗的結構、恒溫方式、效果和價格恒溫碗等的分析，我們得出，目前市面上的恒溫碗沒有從根本原因解決碗具的恒溫問題，結構的創新并沒有解決恒溫效果不夠，安全高效的需求，還需要引入新材料，從根本上解決安全好高效問題。

二、產品設計

(一)產品設計點。通過對兒童恒溫餐具使用情景與功能需求的調查，了解兒童對于恒溫餐具的多方面需求，分析所提及需求及痛點的發展性及改進價值，從各個角度尋找創新設計的更優切入點。

從材料入手，從根本解決恒溫效果與安全問題。通過對市面上恒溫餐具的控溫恒溫機理和材料進行研究，進而對比分析普通材料與相變儲能材料在功能上的差異。產品依據人機工程學原理，通過尋找相變儲能材料的溫度可控可持續、節能環保、性能穩定廉價易得、能反復使用等材料優勢，配置出37℃“固-固”相變材料并加以應用到產品中，以解決寶媽們苦惱的喂飯問題及呵護兒童腸胃健康為目的，進行符合兒童使用的新型恒溫餐具的創新設計開發。

(二)產品介紹

1.產品圖

2.使用情景模擬

(三)產品創新點

1.材料創新

(1)引領國家綠色環保設計領域的新潮流：水資源短缺的今天，注水碗的“無法循環利用水”的弊端已然會加劇水資源問題，相比之下，采用性能穩定、能多次循環使用的相變材料進行恒溫碗的創新設計，更顯綠色環保。

(2)控溫系統與相變材料的選擇與設計：相變材料是一種綠色環保、原料價廉易得、性能穩定、能反復使用的新型的恒溫材料；相對于傳統恒溫系統，其優點在于無線運行、恒溫效果持久、成本合適、安全性能高。

(3)實現恒溫餐具的功能創新：一般市場上的注水碗無法完全滿足寶媽們長時間喂養孩子“健康高效恒溫”的需求。相變的應用，使得餐具能在用戶需要的時間內保持飯菜的特定溫度，達到健康高效恒溫的效果。

(4)開拓恒溫餐具新市場：相比同類恒溫餐具，相變材料恒溫原理獨特，更具安全性高效性，材料結合功能。而且目前傳統恒溫餐具種類較少，未產業化、系統化，因此市場前景廣闊，市場競爭不激烈。

2.結構創新

(1)運用“包豪斯設計理念”：將“形式追隨功能”貫徹到產品設計中；

(2)采用“人機工程學原理”：設計符合人手抓握習慣的外觀結構，提升用戶體驗，實現用戶尊重的需求；

(3)在碗底吸盤及碗抓手處進行細節設計：

①放桌面上時，吸盤根據碗的重力直接吸住桌子，雙手扶住軟硅膠抓手，防止因為碗被打翻而燙傷；

②將抓手兩邊展開，軟硅膠增大了人行走時晃動的緩沖效果，可增大人端碗時的平穩性；

③喂飯情況下，監護人手端住吸盤位置，增加碗與手的接觸面積，減小碗對手的壓強在一定程度上減輕喂飯時手的強度。

(3)體現設計美感，符合社會對觀感的需求；

(4)融入情感化設計，使用戶用餐的同時保持愉快心情。

三、結論

研究顯示，37℃是人體口腔攝入食物的最適溫度。采用37℃“固-固”相變儲能新型材料作為恒溫材料，加以結構創新的新型恒溫餐具的設計，旨在解決吃食溫度過低的飯菜而導致兒童營養消化不良等的腸胃問題，以及傳統恒溫餐具功能單一、材料應用不合理、環保意識弱、安全性較低、缺乏人性關懷等痛點，填補相變材料在國內餐具領域應用的相對空白，為綠色環保事業做出強有力貢獻。