CN101400287A - 易洗的烧煮表面和包含这种表面的家用电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于厨房用具或烧煮器具的食物烧煮表面，其特征在于这种烧煮表面是含有至少30％铌的沉积物。有利地，该沉积物含有锆或钛，其含量小于70％。

Description

易洗的烧煮表面和包含这种表面的家用电器

技术领域

本发明涉及烹调和烧煮(cuisson)食物用制品的领域，并且更具体地涉及这些制品与待处理食物接触的烧煮表面。

背景技术

为了使每日餐食的准备更加便利，多年来人们已经付出了巨大的努力。在这些显著的进展当中，将基于碳氟聚合物的涂层用作厨房用具中的防粘涂层从1950年代末开始已经得到了快速的发展。自从专利FR1120749中提出的方法使得能够将这种涂层确实固定在各种金属(如铝)上起，这种涂层就在世界范围内广为人知。

不过，这种涂层仍然是不牢固的并且耐刮痕性差。因而出现了用于使涂层在其载体上得到机械加固的发明。众多改进专利描述了可以通过对涂层和/或底材产生影响来提高这种涂层的耐刮痕性的方法和手段。但是，这种涂层仍然容易受到锐利或尖细金属材料(如刀或叉)的反复使用的影响。

同时，研究也引向了尝试着提高易洗性的机械耐性的表面。还出现了金属沉积物如不锈钢上镀铬、准晶体、或者非金属(硅酸盐等)。其结果仍然令人失望，尤其是在与PTFE类型的涂层比较时。

由文献FR2848797还已知主要由金属锆构成的烧煮表面，该表面具有非常良好的硬度，一旦该层被氮化或者碳化，则具有令人满足的易洗性，但不能达到PTFE类型的层的易洗性。

发明内容

本发明旨在通过提供下面这样的烧煮表面来克服现有技术的上述缺陷，该烧煮表面具有改进的易洗性，在烧煮时、以及在烧煮后、在清洗时耐久地呈现出食物粘着性下降，具有耐腐蚀性，同时具有良好的机械强度，尤其是提高的硬度。

本发明通过用于厨房用具或烧煮器具的食物烧煮表面来实现，其特征在于这种烧煮表面是含有至少30％铌的沉积物。

给出的含量是重量含量。

铌尤其以其高硬化潜力、其高熔点以及其良好的耐化学试剂性而著称。铌主要用于炼钢，特别是碳化物形式的钢，以及用在医学领域中，铌被认为是生物相容性元素。

在试验过程中出人意料地观察到，当这些表面被用作烧煮表面并且食品留在该表面上时(例如在烧烤要烧煮的食品后)，包含显著量铌的沉积物，甚至纯铌的表面还具有易洗性。这种易洗性可以表现为能够容易地除去烧煮表面上的碳化物质。

有利地，该沉积物含有锆或钛，其含量小于70％。

锆或钛的使用使得能够获得单独使用铌所无法获得的非常多样的涂层色调。因而可以确定涂层的颜色，该颜色使得使用者能够清楚地识别所使用的涂层是特定的并且对应于“易洗”涂层。

甚至可以考虑不同的用途(蛋、鱼、肉等)使用不同的色调，以便使用者能够容易地识别对于所提供食物类别的烧煮来说良好的烧煮表面。

此外，锆或钛的使用使得能够保持易洗性和硬度特性，即使对于高比例的这些元素来说也是如此。

该烧煮表面的制造在于由一个或多个实心靶(cible massive)在底材上的各组分的气相物理沉积。通常可以使用任何气相物理沉积技术。沉积物的厚度为2-10μm。

这种实施方式的优点在于使用少量的材料，并且可以使材料的薄厚度配合底材，以获得烧煮表面。这种沉积技术此外还可以获得与底材具有高附着力的沉积物，其中所述沉积物沉积在所述底材上。由此尽可能减少了在使用过程中沉积物的脱落。

有利地，该制造包括各组分中的至少一种组分的碳化和/或氮化步骤。这种步骤可以在沉积之前实现，各组分预先被碳化或氮化，或者在沉积过程中实现，通过在沉积腔室中引入反应性气体来进行。

这类步骤使得能够显著地提高烧煮表面的硬度，同时提供所得色调的多样性，这主要依赖于锆或钛的氮化物、碳化物或碳氮化物的化学计量，碳氮化物以其高硬度而著称。

在一种具体制造方式中，第一氮化步骤将在后面的表面碳化或碳氮化步骤之前进行，所述氮化步骤使得碳化物或碳氮化物层的良好附着性成为可能。这是因为，还已知的是：如果没有中间层的话，将所用某些成分(composés)的碳化物或碳氮化物层附着到铝或不锈钢类型的底材上是非常困难的。此外，碳化物层的沉积速度显著大于氮化物层的沉积速度。

这类成分将易洗性与锆、钛和铌的氮化物、碳化物和碳氮化物层提高的硬化潜力、着色和耐腐蚀性结合在了一起。对于锆的碳化物或氮化物来说，所得硬度可高达2400维氏硬度。

有利地，不同组分的金属沉积层在碳化和/或氮化阶段之前实现。这样的顺序可以改善耐腐蚀性并且获得比直接沉积各成分的碳化物、氮化物或碳氮化物最好的层附着性。

此外，金属层的沉积要比利用反应性气体的这种同样层的沉积快，这样可以从整体上具有更快的沉积速度。

根据一种优选的制造方式，该沉积物由靶来实现，所述靶通过在导电底材上装配一个或多个具有所寻求组成的材料的片材或板材来获得。因此称其为整体靶或拼接靶。

所述片材或板材优选通过轧制获得。不过在本发明的范围内也可以使用其它技术：粉末烧结、粉末热喷涂，或者铸造获得。

这些靶因而构成了将沉积到烧煮表面的材料的来源。

底材可以由下述材料的一个或多个金属板材构成：铝、不锈钢、生铁、钢、铜。

具体实施方式

结合以非限定性实例的形式给出的用于对本发明进行说明的若干实施例，在阅读以下的说明之后，通过试验得到的其它优点将会变得显而易见。

本发明的不同实施例涉及通过PVD法在不锈钢底材上沉积包含显著量铌的化合物。所用的所有底材都是以类似的方式制备的：进行涂金刚砂和/或机械抛光，任选地之后进行喷丸处理或微球化(microbillage)类型的机械制备，然后离子清洗。

所给出的不同沉积物如下所示：

- C1：碳化铌

- C2：氮化铌

- C3：锆(50％)和铌(50％)。在各组分沉积之后，该层进行氮化。

易洗性的评价体系可以量化烧煮表面在使用之后恢复其原始外观的能力。这个评价体系包括下面的步骤：

- 用已知组成的食物混合物部分覆盖表面，

- 在确定的条件(如210℃下20分钟)下在炉中使该混合物碳化，

- 在冷却之后，将该表面浸入到水和洗涤剂的混合物中，浸入的时间为可控的时间，

- 随后借助于研磨设备(plynomètre)，在确定的应力下，以给定的循环数将往复运动的磨团施加到弄脏的表面上，

- 记录恰当洗涤的表面的百分数，并表征烧煮表面的易洗性。

因此，对不同类型的表面所进行的试验可以对比评价在易洗性方面的表面质量。

当然，对于该评价体系的每一步来说，在遵守相同参数的情况下进行试验：相同的食物混合物、相同的食物混合物的应用表面、相同的碳化温度，等等。

下面的对比表格示出了，在使用基于奶和米饭(它们以一旦碳化而难以洗涤而著称)的食物组成的严格试验中，在抛光之后的三种不同的烧煮表面(即镜面不锈钢，准晶体，以及如上所述的沉积在不锈钢上，氮化然后碳氮化的依据所述共晶体之一的钴/锆合金)上获得的结果。这个试验因而可以很好地揭示出表面洗涤质量之间的差别。

 

	镜面不锈钢	准晶体	C1	C2	C3
						除去的碳化残余物的量	50％	60％	100％	100％	95％

该表显示出在不锈钢上沉积的C1，C2，C3层的优异性能，并且尤其是与其它烧煮表面相比较的结果。对铝基所进行的其它试验也表明了类似的结果。

需要指出，在plynomètre上的磨擦循环数被设定为18。这个减少的循环数清楚地表明了本发明表面的易洗性质量，因为在磨团的18次往复运动之后，其只剩下5％的弄脏的表面。

在表面完全洗涤之后重复的试验表明了所提供的合金的易洗性没有改变。

本发明并不限于所述实施例。事实上可以在大范围内改变烧煮表面中存在的锆的量，当然同时也会略微降低硬度，但可以增强并提供更为多样化的涂层色调。

同样，通过改变氮化比率，可以获得由不锈钢提供的金属外观的不同色调。因此可以得到黄色、赭色、琥珀色、黑灰色、烟灰色、紫色、蓝色等色调。

也可以在PVD沉积阶段之后进行这个通过氮化的着色阶段。例如，部件(具有其沉积物)可以在炉中在氮气氛(任选地添加氧气)下进行后处理。

铌的添加元素也可以是钛，以赋予其不同于不锈钢的着色。

Claims (8)

1.用于厨房用具或烧煮器具的食物烧煮表面，其特征在于这种烧煮表面是含有至少30％铌的沉积物。

2.根据上一个权利要求的用于厨房用具或烧煮器具的食物烧煮表面，其特征在于该沉积物含有锆或钛，其含量小于70％。

3.根据上述权利要求之一的用于厨房用具或烧煮器具的食物烧煮表面，该烧煮表面的制造在于由一个或多个实心靶在底材上的各组分的气相物理沉积。

4.根据上一个权利要求的用于厨房用具或烧煮器具的食物烧煮表面，该烧煮表面的制造的特征在于在沉积之前或之中的各组分中的至少一种组分的碳化和/或氮化步骤。

5.根据上述权利要求之一的用于厨房用具或烧煮器具的食物烧煮表面，其特征在于不同组分的金属沉积层在碳化和/或氮化阶段之前实现。

6.根据上述权利要求之一的用于厨房用具或烧煮器具的食物烧煮表面，其特征在于所实现的沉积物的厚度为2-10μm。

7.根据上一个权利要求的用于厨房用具或烧煮器具的食物烧煮表面，其特征在于该沉积物由靶来实现，所述靶通过在导电底材上装配一个或多个具有所寻求组成的材料的片材或板材来获得，所述片材或板材要么通过轧制，要么通过粉末烧结或粉末热喷涂，要么通过铸造获得。

8.根据权利要求3的用于厨房用具或烧煮器具的食物烧煮表面，其特征在于底材由下述材料的一个或多个金属板材构成：铝、不锈钢、生铁、钢、铜。