CN102407638B - 包括具有功能性设计的溶胶-凝胶涂层的器具以及制造这种器具的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种器具(1),该器具包括具有两个相对表面(21、22)的基底(2)和覆盖所述基底(2)的至少一个所述表面(21、22)的溶胶-凝胶涂层(3),其中所述溶胶-凝胶涂层(3)呈材料的连续薄膜的形式,所述材料包括由至少一种金属聚醇盐形成的基体和相对于涂层(3)的总重量占据至少5%的重量百分比的至少一种分散在所述基体中的金属氧化物。根据本发明,所述溶胶-凝胶涂层(3)被涂覆以功能性设计(4),所述功能性设计(4)包括至少一种光学不透明化学物质。本发明还涉及一种制造器具的方法。

Description

包括具有功能性设计的溶胶-凝胶涂层的器具以及制造这种器具的方法
本发明大致涉及一种具有覆盖有溶胶-凝胶的涂层的表面的器具,该涂层具有功能性设计。本发明还涉及一种制造这种器具的方法。
本发明所涉及的器具可以特别是烹饪器具,例如平底锅、炖锅、炒锅、烤架、熨斗或头发拉直器。
术语“功能性设计”在本发明中是指使得器具的使用者能够在其使用过程得到引导的设计。
术语“溶胶-凝胶涂层”在本发明中是指这样一种涂层,该涂层由来自基于液相前体的溶液的溶胶-凝胶合成产生,该溶胶-凝胶在低温下通过一系列化学反应(水解和缩合)转化为固体。由此获得的涂层可以是有机矿物或者完全是矿物。
术语“有机矿物涂层”在本发明中是指这样一种涂层,其网络基本上是无机的,但是却包括有机基团,特别是由于所使用的前体以及涂层的烘烤温度。
术语“完全矿物涂层”在本发明中是指完全由无机材料形成的涂层,其中没有任何有机基团。这种涂层也可通过溶胶-凝胶利用至少400℃的烘烤温度获得,或者由四乙氧基硅烷(TEOS)前体利用可低于400℃的烘烤温度获得。
在溶胶-凝胶涂层领域,这些由基于硅酮(硅烷)或铝(铝酸盐)的金属醇盐得到的涂层特别是已知的。
这些涂层当前在烹饪器具领域得到了广泛的开发,特别是作为覆盖内烹饪表面的不粘涂层。
这些通过来自金属聚醇盐前体的溶胶-凝胶合成的不粘涂层具有混合网络,这些网络通常由具有嫁接的烷基基团的氧化硅制成。与用于烹饪器具的基于聚四氟乙烯(PTFE)的传统不粘涂层相比,这种通过溶胶-凝胶获得的涂层的主要优点是,在300℃之上的温度具有非常好的性能。
这种涂层的配方在国际申请WO2008/010639中有描述。该文献特别涉及一种由来自硅烷基合成物的溶胶-凝胶形成的涂层,其中所述涂层被施加到一种用于烹饪器具的阳极氧化铝基板。
此外,该申请人开发了一种用于烹饪器具的这种类型的涂层。由此,属于该申请人的国际申请WO2008/142327和欧洲申请EP2139964描述了一种由来自基于至少一种金属醇盐和胶态金属氧化物的合成物的溶胶-凝胶形成的涂层,其中添加了非常少量的硅酮油。由此形成的涂层不仅耐高温,而且还能够暴露于本生灯的火焰(其温度高于600℃)中数分钟并随后快速恢复其疏水特性。
属于CERASOL HONG KONG LTD公司(该公司的特长是研发用于家用和工业用陶瓷涂层)的国际专利申请WO2007/104258和欧洲专利申请EP1835002描述了与PTFE涂层相比具有改善的耐磨性、硬度和耐久性的不粘涂层的配方和制造方法。这种不粘涂层涉及由底涂层和透明的修整层构成的两层涂层,底涂层包括胶态氧化硅、有机烷氧基硅烷(优选聚二甲基硅氧烷(PDMS)),修整层包括用以提供不粘特性的有机烷氧基硅烷胶态氧化硅(包括氟代烷氧基硅烷)和可选地PDMS。
最后,专利申请CN101502378详细描述了用于烹饪器具的涂层的配方,使得能够减少甚至消除食用油的氧化。这是一种由来自基于甲基三甲氧基硅烷(MTMS)或甲基三乙氧基硅烷(MTES)和胶态氧化铝弥散物的合成物的溶胶-凝胶形成的涂层,其中填充了不同的无机纤维,这些无机纤维包括纳米级银粉,使得油的氧化机制被阻止。
现有技术已知的这些溶胶-凝胶涂层没有一种具有功能性指示器,即:使得沉积了相关涂层的器具的使用者得到支持和引导的指示器。
本发明的目的是为消费者提供如下器具:该器具包括由溶胶-凝胶合成的涂层,具有能够在使用中提供引导的功能性设计。
更具体地,本发明的目的是提供一种包括基底和溶胶-凝胶涂层的器具,基底具有两个相对的表面,溶胶-凝胶涂层覆盖所述基底的至少一个表面,其中所述溶胶-凝胶涂层呈现溶胶-凝胶材料的连续薄膜的形式,该溶胶-凝胶材料包括由至少一种金属聚醇盐(metal polyalkoxylate)制成的基体和相对于涂层的总重量占据至少5%的重量百分比的分散在所述基体中的至少一种金属氧化物。
根据本发明,所述溶胶-凝胶涂层被涂覆以功能性设计,该功能性设计包至少一种光学不透明的化学物质。
在本发明的上下文中,功能性指示器是一种主动或被动区别元件,具有至少在给定温度下与溶胶-凝胶涂层不同的颜色和/或亮度。
在为被动功能性指示器的情况下,该(或这些)区别是热稳定的(即,当器具温度改变时不发生变化),这些区别例如可以包括使得使用者能够在将处于器具中心的食物(在为烹饪器具的情况下)进行定位时受到视觉引导的刻度或标记。
在为主动功能性指示器的情况下,该(或这些)区别是热敏变色的(即,当器具温度改变时发生变化),这些区别因此可以为器具使用者指示在使用过程中涂层达到的温度。由此,在为烹饪器具的情况下,热敏变色的功能性指示器是有利的,因为在烹饪食品过程中,基于卫生和味觉原因(例如,为了在烤架或平底锅上炙烤牛排),并且为了限制有时出现的过热(这可劣化烹饪器具的涂层),对温度的良好控制是必要的。在为烫发器的情况下,热敏变色的功能性指示器使得使用者知道烫发器的最佳使用温度。最后,在为熨斗的情况下,热敏变色的功能性指示器使得能够阻止例如热的基部燃烧的风险(特别是当熨斗达到其工作温度并且温控器的指示灯熄灭时)。
作为可用于根据本发明的设计层中的光学不透明化学物质的示例,可以提及热稳定颜料、热敏变色颜料以及它们的薄片和混合物。
本发明意义上被动功能性指示器将仅包括作为光学不透明化学物质的热稳定颜料或薄片。
相反,本发明的意义上的主动功能性指示器将有必要包括作为光学不透明化学物质的热敏变色颜料合成物,其中具有至少一种优选半导体(SC)的热敏变色物质。
有利地,设计本身涂覆有连续透明修整层,修整层包括作为粘接剂的溶胶-凝胶材料,该溶胶-凝胶材料包括由至少一种金属聚醇盐制成的基体和相对于涂层的总重量占据至少5%的重量百分比的分散在所述基体中的至少一种胶态金属氧化物,以保证设计的完美的可视性。
透明修整层用于保护所述设计免于磨损(同时允许看见下面的设计)并且赋予整个涂层(即溶胶-凝胶涂层、所述设计和修整层)不粘特性。
所述设计可包括至少两个部分重叠的层。
此外,所述设计可包括至少一个不连续层。
优选地,所述设计可包括至少两个部分重叠的不连续层。
根据本发明的一个实施方式,基底的表面至少部分涂覆以不连续的设计,该设计包括多个图案,这些图案可分为下列两类:
-包括在温度上升时变暗的热敏变色颜料(例如铁氧化物)的图案,和
-包括在温度上升时变亮的热敏变色颜料(例如,由芘红(perylene red)和例如由FERRO公司制造的FA1120等黑色食品级颜料构成的颜料混合物)的图案。
根据本发明的另一实施方式,该热敏变色颜料合成物可包括:
-具有芯-包壳结构的合成颜料颗粒,其直径在20nm和25000nm之间,每个颜料颗粒包括:
●包括热敏变色并且在热作用下对脂类敏感(即在热作用下与油或脂肪接触能够破裂)的SC颜料的芯,以及
●透明和连续的固体包壳,由无机材料(优选氧化硅壳)或混合有机矿物材料形成,以及
●可选地,至少一种热稳定颜料,位于合成颜料颗粒的内部或外部,其中热稳定颜料是上面定义的颜料。
作为可在涂层以及修整层中用作粘接剂的金属聚醇盐,特别可以提及聚烷氧基硅烷(polyalkoxysilane)、铝酸盐、钛酸盐、锆酸盐、钒酸盐、硼酸盐及其混合物。
作为可在涂层以及修整层中使用的胶态金属氧化物的示例,特别可以提及氧化硅、氧化铝、氧化铈、氧化锌、氧化钒和氧化锆。优选的胶态金属氧化物是氧化硅和氧化铝。
优选地,所述设计没有热稳定粘接剂。在此情况下,对于某些类型的应用,为了使合成物的特性适应于涂覆过程,增加配方添加剂是必要的。由此,对于通过绢印(serigraphy)或移印(tempography)的涂覆,在设计层的合成物中存在至少一种增稠剂是必要的,所述增稠剂可以是有机的(尿烷、丙烯酸、纤维素基等)或无机的(热解硅石、Laponite等)。该设计的其他涂覆模式也是可能的,特别是通过喷洒、遮蔽、滚压、骤冷、涂漆、喷墨等。没有粘接剂的设计与相邻层(在此情况下是溶胶-凝胶层以及在有些情况下是修整层)的相容性是完美的:在设计上涂覆表面层过程中不存在可湿性问题,以及在烘烤后不存在层的开裂问题。此外,没有粘接剂的设计层的合成物易于适应于不同的涂覆过程,并且在经历时间后保持稳定。
然而,该设计还可包括至少一种至少在300℃热稳定的粘接剂,该粘接剂与涂层的溶胶-凝胶材料以及可能情况下与修整层的溶胶-凝胶材料相容。
作为能够在设计层中使用的热稳定粘接剂,可优选使用硅酮树脂或聚酯硅酮树脂。还可以使用溶胶-凝胶材料,该溶胶-凝胶材料包括由至少一种金属聚醇盐制成的基体和相对于涂层的总重量占据至少5%的重量百分比的分散在所述基体中的至少一种胶态金属氧化物。
还可以设想根据本发明的不同类型的器具,它们具有不同的形状并且由不同的材料制成。
由此,基底可以是选自金属、木材、玻璃、陶瓷和塑料的材料。
优选地,基底可以是阳极氧化或没有阳极氧化的铝制成的金属基底,或者是抛光的、拉丝的(brushed)或形成有微珠的(microbeaded)、喷砂的、化学处理的铝制成的金属基底,或者是抛光的、拉丝的或形成有微珠的不锈钢制成的金属基底,或者是锤击的(hammered)或抛光的铜制成的金属基底。
关于形状,基底必须具有器具的最终形状,因为在溶胶-凝胶沉积之后不能进行深拉。
在烹饪领域,还能够设想不同的基底形状,特别是如下用于或不用于烹饪食品的烹饪器具:
-相对表面的第一表面是内凹表面,设置在置于器具内部的食物那一侧,以及
-相对表面的第二表面是外凸表面,设置在热源侧。
作为根据本发明的烹饪器具的非限制性示例,还可以特别提及例如炖锅和平底锅、炒勺和炒锅、煎锅、烤架、制作糕点的模子和板以及烧烤板和烧烤架。
还可以设想不限于烹饪领域的其他类型的基底。由此,能够设想作为根据本发明的器具的示例的家用装置,或者用于汽车的塑料制成的部件或药品包装。
本发明还涉及制造根据本发明的器具的方法,包括下列步骤:
a)提供成型的金属基底,该金属基底包括两个相对的表面,然后
b)在所述基底的至少一个表面上形成溶胶-凝胶涂层,该步骤包括下列步骤:
-b1)制备溶胶-凝胶SG合成物,该合成物包括至少一种胶态金属氧化物和至少一种金属醇盐(metal alkoxide)前体;
-b2)在所述基底的至少一个表面上全部或局部施加至少一层具有至少5微米厚度的溶胶-凝胶SG合成物;然后
d)烘烤所述器具以获得至少1微米厚度的溶胶-凝胶涂层;
所述方法的特征在于还包括在烘烤步骤d)之前的形成功能性设计的步骤c),该步骤c)包括至少部分地在溶胶-凝胶涂层上施加至少一个具有设计合成物的层,该设计合成物包括至少一种光学不透明化学物质以形成设计,其中所述设计合成物的最小粘度为1.5Pa.s。
粘度的测量可通过粘度测量表(例如由BROOKFIELD公司销售的粘度测量表)或者流变仪(例如由GEMINI公司销售的流变仪)在室温下和1和1000s-1之间的剪切速率下进行。
对溶胶-凝胶涂层和修整层的烘烤因此同时进行。
金属醇盐见上面的定义。其优选是选自胶态氧化硅和/或胶态氧化铝的胶态金属氧化物。
优选地,对于前体,使用选自下列组的金属醇盐:
-满足通式M1(OR1)n的前体,
-满足通式M2(OR2)(n-1)R2′的前体,
-满足通式M3(OR3)(n-2)R32的前体,
其中R1、R2、R3 or R3′是指一个烷基基团,R2′是指一个烷基或苯基基团,n是对应于金属M1、M2或M3的最大价的整数,并且M1、M2或M3是指选自Si、Zr、Ti、Sn、Al、Ce、V、Nb、Hf、Mg或Ln的金属。
有利地,SG溶液的金属醇盐是烷氧基硅烷。
作为可用于根据本发明的方法的SG溶液的烷氧基硅烷的示例,可以特别提及甲基三甲氧基硅烷(methyltrimethoxysilane)(MTMS)、四乙氧基硅烷(tetraethoxysilane)(TEOS)、甲基三乙氧基硅烷(methyltriethoxysilane)(MTES)、二甲基二甲氧基硅烷(dimethyldimethoxysilane)及其混合物。
优选使用MTES和TEOS烷氧基硅烷,因为它们的优点是不包含甲氧基基团。事实上,甲氧基的水解导致在溶胶-凝胶配方中形成甲醇,考虑到甲醇的毒性类别,这在施加过程中需要额外的预防措施。与此相反,乙氧基基团的水解仅形成乙醇,乙醇具有更令人接受的分类并且因此对溶胶-凝胶涂层具有较少的使用限制。
有利地,根据本发明的方法还可在形成功能性设计的步骤c)和烘烤器具的步骤d)之间包括在所述设计上施加连续的透明修整层的步骤c’),该步骤c’)包括:
-制备透明的溶胶-凝胶SG’合成物,该溶胶-凝胶SG’合成物包括至少一种胶态金属醇盐和至少一种金属氧化物前体;然后
-在所述设计上和可能不被所述设计覆盖的部分溶胶-凝胶涂层上施加至少一层在湿态下具有至少1微米厚度的溶胶-凝胶SG’合成物。
有利地,所述设计可以没有热稳定粘接剂并且包括作为增稠剂的一种阴离子聚电解质(anionic polyelectrolyte),该阴离子聚电解质的数量为所述设计的总重量的2%至20%(重量百分比)。
在下面的示例中将更加详细地描述本发明。在示例中,除非另有说明,所有的百分比和部分以重量来表示。有利地,所述设计没有热稳定粘接剂并且包括作为增稠剂的一种阴离子聚电解质,该阴离子聚电解质的数量为所述设计的总重量的2%至20%。
示例
产品
功能性设计层
热稳定性颜料:
-钛氧化物(白色)(Kronos公司的RN56级),
-多硫化物钠硅铝酸盐(polysulfide sodium aluminosilicate),深蓝色(Holliday Pigments公司的CM13级),
-耐受大于或等于200℃的温度的任何其他颜料;
热敏变色颜料:
-由拜耳公司以名称Bayferrox销售的铁氧化物Fe2O3
-芘红,组合了热稳定性黑色食品级颜料(Ferro公司的FA1220);
-薄片:Merck公司的Iriodin 100薄片;
-增稠剂:甲级丙烯酸和丙烯酸酯共聚物;
-溶剂:丙二醇。
底涂层和修整涂层
-呈30%氧化硅的水溶液形式的胶态氧化硅,由Clariant公司以商品名Klebosol销售,
-异丙醇,
-由FERRO公司以商业名称FA1220销售的黑色食品级颜料,
-溶胶-凝胶聚合前体:甲级三乙氧基硅烷MTES,
-有机酸:醋酸。
示例1:根据本发明的烹饪器具的示例的制造
根据本发明的烹饪容器以如下参考作为非限制性示例的附图所述方式制造:
-图1是根据本发明的烹饪容器的第一示例的横截面视图,该烹饪容器具有设置在溶胶-凝胶涂层上的热敏变色设计,没有修整层;
-图2是根据本发明的烹饪容器的第二示例的横截面视图,该烹饪容器具有设置在溶胶-凝胶涂层上的热敏变色设计,该烹饪器具本身涂覆有修整层;
-图3是图1和2中示出的根据发明的容器的示例的俯视图;
-图4是根据本发明的烹饪容器的第三示例的横截面视图,该烹饪容器具有呈圆点形式的热稳定设计,该圆点设置在容器的内表面的中心;
-图5是根据本发明的烹饪容器的第四示例的俯视图,该烹饪容器具有呈同心环形式的热稳定设计。
图1至5示出的相同元件由相同的附图标记标出。
图1-5通过示例示出了根据本发明的烹饪器具,煎锅1包括设置有抓握把手6的呈中空壳体形式的金属基底2,其中基底2具有被加热和容纳被烹饪的食物的内表面21和用于设置在热源上的外表面2。
在图1示出的根据本发明的烹饪器具的第一可选实施方式中,事先至少已经除去油污和灰尘的内表面1被覆盖以溶胶-凝胶类型的涂层3。通常,该涂层可包括黑色的食品级颜料,例如FA1200。
为了促进溶胶-凝胶涂层3在基底2的内表面21上的粘接,内表面被预处理(例如通过喷砂)以增加其单位面积。
溶胶-凝胶涂层3至少由不连续的设计4覆盖,该不连续的设计4包括多个图案41、42,这些图案分为两类,如图3所示:
-图案41,包括铁氧化物Fe2O3,该铁氧化物是当温度上升时变暗的热敏变色颜料,以及
-图案42,包括随着温度增加变亮的热敏变色颜料混合物,该混合物由芘红和FA1220构成。
根据在示例2中描述的设计层的实施方式,具有其两类不同图案41、42的设计4通过移印施加。
如图2(以及用于图案分布的图3)所示,根据本发明的烹饪器具的第二可选实施方式与第一可选实施方式(图1中示出)的不同之处在于:透明的修整层5施加在设计4和没有由设计4的图案41、42覆盖的溶胶-凝胶涂层部分3上,根据本发明示例4中描述的实施方式。
不粘性能
对于图1示出的涂层:它是可接受的,因为容易通过刮铲从涂层上去除一个煎蛋。
对于图2示出的涂层:相对于图1示出的涂层获得的性能,其不粘性能 得到明显改进,因为在这种涂层上的煎蛋随着器具的简单运动而滑动。
耐磨性
-对于图1示出的涂层:它是可接受的,因为该涂层可经受500号砂纸的通过而对设计没有任何损伤(耐磨性)。
-对于图2示出的涂层:与图1示出的涂层获得的性能相比,其耐磨 性得到明显改善,因为该涂层可经受5000号砂纸的通过而对设计没有任何损伤。
在根据图4示出的本发明的烹饪器具的第三实施方式中,该设计4包括设置在器具1的中心的中心点43。该点43包括热稳定颜料,例如白色的二氧化钛(Kronos公司的RN56级)或深蓝色的多硫化物钠硅铝酸盐(HollidayPigments公司的CM13级)。这种图案43使得能够标识烹饪器具(通过使用类型:例如,蓝色图案43用于特定的鱼烹调用途,红色图案用于特定的肉烹饪用途,绿色图案用于特定的蔬菜烹饪用途,等等)。
在图5示出的根据本发明的烹饪用具的第四可选实施方式中,设计4由包括薄片(例如,Merck公司的Iriodin 100)的同心环44构成。这种图案使得能够帮助消费者合适地定位在器具中烹饪的食品。
示例2:设计层4的制造
两种颜料膏首先以如下方式制备:
-第一颜料膏通过将50g铁氧化物Fe2O3分散在100g的水中获得,而
-第二颜料膏通过将35g的芘红和15g的FA1220分散在100g的水中获得。
每个图案41、42的合成物(或配方)的不同之处仅在于所使用的颜料的性质,因此不同之处在于所使用的颜料膏。每种合成物因此包括用水溶解的颜料膏和例如丙二醇等较重的溶剂的混合物,以控制配方的干燥。因此,获得了两种弥散物,它们每种随后借助于阴离子聚电解质(甲基丙烯酸和丙烯酸酯共聚物)进行充分粘稠化,以获得适于通过移印进行涂覆的流变学性质。
由此获得的两种粘稠化的合成物(一种基于第一颜料膏,另一种基于第二颜料膏)以连续图案的形式并且以如下方式被涂覆在至少一层中:
-直接涂覆在图1示出的根据本发明的烹饪器具的第一可选实施方式的基底2的内表面21上,
-或者涂覆在图1示出的根据本发明的烹饪器具的第二和第三可选实施方式的溶胶-凝胶涂层3上。
在这些粘稠化的合成物被多层涂覆的情况下,在进行下一层涂覆之前对每一层进行干燥。
上述两种粘稠化的合成物被涂覆在相邻区域以改善颜色改变区域的可读性(即:使用者可更容易地理解由热敏变色图案41、42提供的指示)。
示例3:溶胶-凝胶涂层3的形成
溶胶-凝胶合成物以包括成分A和成分B的双成分形式制备:
-成分A包括胶态氧化硅的弥散物、使得成分B的金属前体水解的水、使得成分A和成分B得到良好相容的异丙醇以及黑色食品级颜料,
-成分B包括作为溶胶-凝胶前体的甲基三乙氧基硅烷,其使得形成涂层的基体,同时仅仅拒绝乙醇(其是无毒的挥发性有机化合物(VOC),与导致形成甲醛(一种有毒VOC)的甲基三甲氧基硅烷不同),以及催化溶胶-凝胶反应的醋酸。
这两种成分A和B可以这种独立形式保存六个月多的时间。
然后,成分A和B在混合器中结合以产生亲密混合物并且启动水解反应。然后需要在实际涂覆之前使得混合物成熟24小时,使得水解和缩合反应充分进行。混合物的罐藏时间至少为72小时。
然后,混合物被过滤在具有40微米直径的小孔的不锈钢格栅上,然后利用气枪以一层中具有至少5至50微米的厚度进行如下涂覆:
-直接地并且整体地涂覆在根据第二和第三实施方式(分别在图2和3中示出)基底2的内表面上,
-或者涂覆在根据图1所示的第一实施方式的设计4和基底2的内表面部分21上,所述部分21没有被设计4的图案41、42覆盖。
在多层涂覆的情况下,在进行下一层涂覆之前对每层进行干燥。
由此得到涂层3,涂层3又随后经受15分钟250℃的烘烤。
示例4:修整层5的形成
修整层5以与溶胶-凝胶涂层3相同的方式形成,其仅有的区别是该修整层必须保持透明。
成分A’和B’(分别对应于示例3中的成分A和B)的配方、过程和涂覆与示例3中描述的相同。
基于甲基三乙氧基硅烷OK的涂层的基体的甲基基团在所述层5上赋予了不粘特性。这些不粘特性可通过在修整层5中添加硅酮油得到改善,如欧洲专利申请EP2139964所述。
一旦所有层都被涂覆并且干燥,器具在250℃下烘烤15分钟。对溶胶-凝胶涂层3的烘烤和对修整层5的烘烤必须同时进行。
当然,本发明不限于上述示例(主要是烹饪器具),能够在不超出本发明的范围的情况下设想其他类型的加热器具(例如熨斗、烤架板等)。

Claims (17)

1.一种器具(1),包括具有两个相对表面(21、22)的基底(2)和覆盖所述基底(2)的至少一个所述表面(21、22)的溶胶-凝胶涂层(3),其中所述溶胶-凝胶涂层(3)呈材料的连续薄膜的形式,所述材料包括由至少一种金属聚醇盐形成的基体和相对于所述涂层(3)的总重量占据至少5%的重量百分比的至少一种分散在所述基体中的金属氧化物,
其特征在于,所述溶胶-凝胶涂层(3)被涂覆以功能性设计(4),所述功能性设计(4)包括至少一种光学不透明化学物质,所述功能性设计(4)选自以下组分:没有热稳定粘接剂的组分和包括作为粘接剂的硅酮树脂或者硅酮聚酯树脂的组分。
2.如权利要求1所述的器具(1),其特征在于,所述功能性设计(4)被覆盖以连续的透明修整层(5),所述修整层(5)包括作为粘接剂的溶胶-凝胶材料,所述溶胶-凝胶材料包括由至少一种金属聚醇盐形成的基体和相对于所述涂层(3)的总重量占据至少5%的重量百分比的至少一种分散在所述基体中的胶态金属氧化物。
3.如权利要求1所述的器具(1),其特征在于,所述功能性设计(4)包括至少两个局部重叠的层。
4.如权利要求1所述的器具(1),其特征在于,所述功能性设计(4)包括至少一个不连续层。
5.如权利要求4所述的器具(1),其特征在于,所述功能性设计(4)包括至少两个局部重叠的不连续层。
6.如权利要求1至5中任一项所述的器具(1),其特征在于,所述光学不透明化学物质选自热稳定颜料、热敏变色颜料、薄片及其混合物。
7.如权利要求6所述的器具(1),其特征在于,所述功能性设计(4)包括作为光学不透明化学物质的热敏变色颜料合成物,所述热敏变色颜料合成物具有至少一种热敏变色颜料。
8.如权利要求7所述的器具(1),其特征在于,所述至少一种热敏变色颜料是半导体的(SC)的材料。
9.如权利要求8所述的器具(1),其特征在于,所述热敏变色颜料合成物包括:
-具有芯-包壳结构的合成颜料颗粒,其直径在20nm和25000nm之间,每个颜料颗粒包括:
-包括热敏变色并且在热作用下对脂类敏感的半导体颜料的芯,以及
-透明和连续的固体包壳,由无机材料或混合有机矿物材料形成。
10.如权利要求9所述的器具(1),其特征在于,所述热敏变色颜料合成物还包括至少一种位于合成颜料颗粒的内部或外部的热稳定颜料。
11.如权利要求9所述的器具(1),其特征在于,所述合成颜料颗粒的包壳是氧化硅壳体。
12.如前述权利要求1至5中任一项所述的器具(1),其特征在于,所述器具是烹饪器具(1),其相对表面的一个表面是内凹表面(21),所述内凹表面设置在置于所述器具(1)内部的食物一侧,其相对表面的第二个表面是设置在热源侧的外凸表面(22)。
13.如前述权利要求1至5中任一项所述的器具(1),其特征在于,所述基底(2)由选自金属、木材、玻璃、陶瓷和塑料的材料制成。
14.如权利要求13述的器具(1),其特征在于,所述基底是阳极氧化或没有阳极氧化的铝制成的金属基底,或者是抛光的、拉丝的或形成有微珠的、喷砂的、化学处理的铝制成的金属基底,或者是抛光的、拉丝的或形成有微珠的不锈钢制成的金属基底,或者是锤击的或抛光的铜制成的金属基底。
15.一种制造如权利要求1-14任一项所述的器具(1)的方法,包括下列步骤:
(a)提供成型的金属基底,该金属基底包括两个相对的表面(21、22),然后
(b)在所述基底(2)的至少一个表面(21、22)上形成溶胶-凝胶涂层(3),该步骤包括下列步骤:
-(b1)制备溶胶-凝胶SG合成物,该合成物包括至少一种胶态金属氧化物和至少一种金属醇盐前体;
-(b2)在所述基底(2)的至少一个表面(21、22)上全部或局部施加至少一层具有至少5微米厚度的溶胶-凝胶SG合成物;然后
(d)烘烤所述器具(1)以获得至少1微米厚度的溶胶-凝胶涂层(3);
所述方法的特征在于还包括在烘烤步骤(d)之前的形成功能性设计(4)的步骤(c),该步骤(c)包括至少部分地在溶胶-凝胶涂层(3)上施加至少一个具有设计合成物的层,该设计合成物包括至少一种光学不透明化学物质以形成功能性设计(4),其中所述设计合成物的最小粘度为1.5Pa.s。
16.如权利要求15所述的方法,其特征在于,所述方法在形成功能性设计(4)的步骤(c)和烘烤器具的步骤(d)之间还包括在所述功能性设计(4)上施加连续的透明修整层(5)的步骤(c’),该步骤(c’)包括:
–制备透明的溶胶-凝胶SG’合成物,该溶胶-凝胶SG’合成物包括至少一种胶态金属醇盐和至少一种金属氧化物前体;然后
–在所述功能性设计(4)上和可能不被所述功能性设计(4)覆盖的溶胶-凝胶涂层(3)部分上施加至少一层在湿态下具有至少1微米厚度的溶胶-凝胶SG’合成物。
17.如权利要求15或16所述的方法,其特征在于,所述功能性设计(4)中没有热稳定粘接剂并且包括作为增稠剂的一种阴离子聚电解质,该阴离子聚电解质的数量为所述功能性设计(4)的总重量的2%至20%。
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