CN111108328A - 包含液体保留条带的玻璃陶瓷板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含液体保留条带的玻璃陶瓷板。用于烹饪设备的玻璃陶瓷板(100)包含：‑当板在使用时易于与液体接触的第一主面(101)，第二主面和边缘，和‑液体保留条带(103)，其被固定在所述第一主面(101)上并与其接触。保留条带(103)围绕所述第一主面的至少一个区域(104)，以形成液体保留容器，并且包含至少两个彼此内接并被亲水区(303)分隔开的疏水性子条带(103a‑b)，两个连续子条带之间的亲水区的宽度在500µm至2.5cm之间。

Description

包含液体保留条带的玻璃陶瓷板
本发明涉及一种用于烹饪设备的包含液体保留条带(cordon de rétention desliquides)的玻璃陶瓷板。当将玻璃陶瓷板用于烹饪设备时，保留条带使得可以将可能从烹饪用具或容器溢出的液体保留在板的表面上。
如今，玻璃陶瓷板在许多烹饪设备中被广泛用作为烹饪表面。它们是无机材料，最通常基于硅酸盐或铝硅酸盐。它们的主要优点是表面平坦性，低膨胀系数和抗热冲击性。
在玻璃陶瓷板上烹饪食物时，有时食物液体会从厨房用具或容器中溢出，并由于板的高平坦性而迅速散布在整个板的表面上。出于用户安全的原因和使用烹饪设备的环境的恶化的原因，优选地，这些不可预见的溢出在它从板的表面流出之前被保留在板上。
食物液体通常是水，水溶液或其中水是一种成分的有机溶液。
在现有技术中描述了以将液体保持在烹饪表面上为目的的各种系统或装置。
文件EP1178265 A1描述了一种包含玻璃陶瓷板的烹饪设备，该玻璃陶瓷板在其表面上直接蚀刻有沟槽，待保持的液体流入该沟槽中。然而，这种沟槽的蚀刻容易使玻璃陶瓷板局部变脆弱并且在产品的机加工或处理期间引起不适当的破裂。
文件FR2913098 A1提出了一种替代解决方案，其在于在烹饪容器的边缘上放置液位传感器，以在液位溢出之前警告液位的任何增加。主要缺点是每个容器都需要一个传感器。如果忘记或不激活传感器时，液体则不会被保留。
文件WO2011/056742 A1描述了一种设置于烹饪表面的周边或围绕所述表面的某些区域的疏水涂层，以形成保持储液器。这些疏水性涂层具有的优点是将一定量的液体保留在它们限定的储液器中。在这种类型的储液器中，液体通常采取膜的形式。因此，液体的体积由储液器的表面积和所形成的膜的高度限定。然而，在对与疏水性涂层接触的液体流动进行的研究的背景下，观察到在液体溢出过疏水性涂层之前，该膜所达到的高度小于理论毛细管高度。结果是保留的液体体积小于所希望的体积，并且保留时间短于预期的时间。其原因是液体在其流动期间固有的运动，这引起内部压力的局部变化。在液体和疏水性材料之间的界面处，局部压力变化可会使液膜不稳定，然后液膜溢出储液器。
现有技术中报道的用于定性被提供有由疏水性涂层限定的储液器的烹饪板的保留体积的大多数测量是根据其中没有液体流动的方案进行的。这些方案称为“静态”方案。因此，通常忽略了对应于大多数实际溢出情况的上述现象。这时，包含这种储液器的产品的性能似乎不如所述。
本发明解决了这些问题。发明人已经能够证实，沿着满足某些几何约束的图案的疏水区和亲水区的交替使得可以改善运动液体的保留，特别地减慢甚至停止其流动。当表征其疏水特性的参数满足某些标准时，疏水区的构件也可以增加该保留能力。
因此，本发明的一个主题是一种用于烹饪设备的玻璃陶瓷板，其包含：
-在该板使用期间时可能与液体接触的第一主面，第二主面和边缘，
-固定在所述第一主面上并与其接触的液体保留条带。
该玻璃陶瓷板的特征在于，所述保留条带：
-围绕所述第一主面的至少一个区域，以形成液体保留容器，以及
-包含至少两个彼此内嵌并由亲水区分开的疏水性子条带，两个连续子条带之间的亲水区的宽度处处至少大于500μm且小于阈值，所述阈值这样进行定义，使得当该亲水区中存在液体时，相对于在亲水区(其宽度大于所述阈值)中存在的相同液体，所述液体在溢流之前的保留时间或体积的变化小于5％。
优选地，阈值为至多2.5cm。这时，两个连续的子条带之间的亲水区域的宽度将在500µm至2.5cm之间。
表述“在其使用期间”是指该玻璃陶瓷板用于烹饪设备中，并且在其适于与液体接触的表面上或上方使用或处理厨房用具或装有液体的容器。
在本文的其余部分中，出于清楚和简洁的原因，可以使用表述“玻璃陶瓷板的表面”或其等同形式。该表述表示玻璃陶瓷板的面的表面。
材料的疏水或亲水特性通常根据与材料表面接触的静态水滴形成的接触角的值来定义。接触线是在水、材料和空气之间的三重界面线。所谓的“静态”接触角对应于与水滴表面相切的平面与位于水滴下方的材料的表面的平面之间形成的角度。当该角度的值小于90°时，该材料被称为亲水性的；当其等于或大于90°时，该材料被称为疏水性的。
接触角的测量通常使用测角仪进行。仪器在表面上沉积一滴校准体积的水。借助摄像头，图像分析软件检测水滴的形状，基材的位置，然后测量接触角。测角仪的示例是DSA100或由Krüss公司出售的MobileDrop GH11测角仪。测量规程的一个例子是在标准ASTMD7334-08(2013)，Standard Practice for Surface Wettability of Coatings,Substrates and Pigments by Advancing Contact Angle Measurement中描述的规程。
对于本发明，材料的疏水或亲水特性是根据上述定义进行定义的。因此，由水滴在亲水区域上形成的接触角的值小于90°。由水滴在疏水性子条带上形成的接触角的值等于或大于90°。
在一种实施方案中，亲水区包含一个或多个沉积在玻璃陶瓷板的表面上的亲水涂层。这些亲水性涂层的目的是有利地增加该板表面的亲水性，以增加保留能力。
这些亲水涂层可以具有有机或无机性质。亲水涂层的一种或多种成分可以选自聚乙烯基，聚丙烯腈，聚丙烯酸甲酯，乙酸纤维素或乙酸乙烯酯和氯乙烯的共聚物。无机材料的例子是二氧化硅，氧化铝或氧化锆。
这些涂层可以根据选自化学液相沉积，化学气相沉积，真空化学沉积，丝网印刷，离心涂布，浸涂，喷射印刷沉积，3D印刷沉积的沉积方法进行沉积。
在一个优选的实施方案中，亲水区由未经任何表面处理的玻璃陶瓷板的表面形成，因为构成大多数玻璃陶瓷板的硅酸盐和铝硅酸盐是天然亲水性材料。该实施方案实现起来更快，更简单。
根据本发明，保留条带围绕玻璃陶瓷板的表面的至少一个区域，在烹饪或准备食物期间液体可能洒到该区域上。这时，它限定了用于保留或捕获液体的容器。从烹饪用具或容器溢出的液体散布在这样限定的区域上并形成薄膜，薄膜的流动被保留条带阻挡。
当将玻璃陶瓷板用于烹饪设备中时，烹饪用具或容器通常设置于玻璃陶瓷板的表面的区域上方，加热元件位于该区域下。保留条带可有利地围绕这些区域中的至少一个。
在一种实施方案中，将保留条带放置在距所述玻璃陶瓷板的边缘最多3cm，特别地最多2cm，甚至最多1cm的位置。这样放置在板的周边，单个保留条带就足以围绕玻璃陶瓷板的所有使用烹饪用具或容器的区域。该实施方案对于其中加热或烹饪区域由玻璃陶瓷板的表面的一个或多个部分形成的烹饪设备特别有利。由于它仅需要沉积一个条带，因此实现起来也更简单，更快。
在一个替代的实施方案中，多个保留条带被固定在玻璃陶瓷板的主面(在其使用过程中可能与液体接触)上。这些保留条带的每一个可以围绕表面的不同区域。这些区域可以彼此相距一定距离或彼此接触。这些不同保留条带中的某些可以是分开的或结合的，即它们可以具有或可以不具有共同的部分。优选地，这些保留条带围绕玻璃陶瓷板的区域，在该区域上使用能够容纳液体的烹饪用具或容器。
玻璃陶瓷板的被至少一个保留条带包围的区域的表面积有利地占玻璃陶瓷板的面的表面积的至少60％，特别地70％，优选80％，甚至90％。
保留条带的宽度可以有利地在2cm至6cm之间，特别地在3至6cm之间，甚至在3至5cm之间。
由疏水带限定的一个或多个区域的几何形状可以是任一种：矩形，圆形，椭圆形，三角形，梯形，平行六面体，或者可以采用美学图案的形状。几何形状的选择取决于由条带的沉积方法和玻璃陶瓷板的使用所施加的技术限制，或者取决于客户或实施本发明的人的审美口味。
根据本发明，保留条带包含至少两个彼此内嵌并被亲水区分开的疏水性子条带。换句话说，每个疏水性子条带分别限定了玻璃陶瓷板表面的区域。应用于疏水性子条带的表述“彼此内嵌”这时表示从玻璃陶瓷板的边缘开始与另一疏水性子条带连续的每个疏水性子条带位于由该另一疏水性子条带限定的玻璃陶瓷板的表面区域中。
连续的子条带必须足够接近，以使得在由保留条带限定的区域中由液体形成的膜的高度大于使用根据现有技术的保留条带所获得的并且仅包含单个子条带的高度。
只要在两个连续子条带之间的亲水区域的宽度每处都在500µm-2.5cm之间，尤其是在500µm-1.2cm之间，甚至在700µm-1.2cm之间，两个连续的子条带可以不规则或规则地间隔开。
另一方面，疏水性子条带的宽度可以有利地在5mm至20mm之间，特别地在7mm至18mm之间，甚至在10mm至15mm之间，而不会不利地影响保留效果。因此，该特征使得可以减少为了形成疏水性子条带所需的材料量。
液滴与材料表面的接触也可以使用其它两个接触角来表征：前进角θa和后退角θr。这两个角度被认为是动态的，因为它们对应于与材料表面接触的水滴(当水滴与材料的接触线在其体积增加或减小的作用下移动时)形成的接触角。接触线对应于在该水滴的水、材料的表面和大气之间的界面处形成的三重线。
更确切地，前进角θa是该接触线在水滴的水体积增加的作用下前进之前，与水滴的表面相切的平面与位于水滴下方的材料表面的平面之间形成的角度。
后退角θr是接触线在水滴的水体积减小的作用下后退之前，与水滴表面相切的平面与位于水滴下方的材料表面的平面之间形成的角度。
根据在现有技术中可用的当前知识，前进角θa可以被认为是表面的润湿或排斥特性的量度，而后退角θr可以被认为是水滴在表面上的粘附性的量度。
前进角和后退角的测量通常借助于与用于接触角测量的仪器相同的仪器进行。
所保留的液体的体积取决于由保留条带限定的区域的表面积以及由所形成的膜所达到的高度或厚度。但是，源自容器或器具的液体的流动通常是以一定的流量连续的。因此，液体从容器中溢出的时间长度同时取决于由保留条带限定的区域的表面积，流动的流速以及液体在容器中达到的最大高度。
在一个优选的实施方案中，当疏水性子条带与水接触时，所述疏水性子条带与液体之间的接触角的滞后H大于或等于20°，特别地大于或等于25°，甚至大于或等于30°，接触角的所述滞后H被定义为在一个所述疏水性子条带上的液体的前进角θa和后退角θr之间的差，换句话说，H＝θa–θr。令人惊奇地观察到，当这种磁滞的值大于或等于20°，特别地大于或等于25°，甚至大于或等于30°时，液体膜的最大高度，即保留的液体量增加。这时有利于保留该移动的液体。该滞后的值优选地小于或等于100。
当在子条带上的液体的前进角θa也在108-120°之间，特别地在110°-120°之间时，这种令人惊讶的效果是特别显著的。
存在非常种类繁多的疏水化合物或材料，可适合于形成疏水性子条带。在这些材料中，本领域技术人员可以特别选择这样的材料，该材料的其它性质，特别地热和/或机械性质，与玻璃陶瓷板的使用环境或应用相容。
例如，当将玻璃陶瓷板用于打算用于家庭使用的烹饪设备中时，本领域技术人员可以选择也能经受与热液体接触而不会失去疏水特性的疏水性材料，该热液体的温度通常在50℃-150℃之间。类似地，可以有利的是，疏水材料承受加热和冷却热循环而不恶化或丧失其疏水特性。
还可以有利地选择疏水材料，使得它们还具有高机械强度，特别地高耐磨性。事实上，当将玻璃陶瓷板用于家用烹饪设备时，它们经受与烹饪容器和/或器具在其表面上的运动有关的大量摩擦。如果疏水性子条带位于玻璃陶瓷板表面的其中这些运动是强烈且频繁的区域附近，它们也将必须具有耐磨性。另一方面，如果疏水性子条带远离这些区域，例如当将保留条带放置在玻璃陶瓷板的周边附近时，它们将受到较少的摩擦。因此，根据所述一个或多个保留条带的定位选择，并不总是需要高耐磨性。
特别可以适合于制备疏水性子条带的疏水材料可以是有机或无机的。有利地，疏水性子条带可以包含一种或多种有机或无机化合物，其表面张力至多为20mN.m-1，特别地至多15mN.m-1，甚至至多10mN.m-1。这种疏水性化合物通常还具有疏脂性或疏油性，这在从烹饪用具或容器溢出的液体富含脂肪物质时可以是有用的。
作为非限制性实例，疏水性子条带可包含一种或多种选自聚硅氧烷，有机硅氧烷，氟硅氧烷，碳氟化合物，氟聚合物，氟硅烷和它们的混合物的有机化合物。
同样作为非限制性实例，疏水性子条带可以包含一种或多种选自胶体二氧化硅，纳米粒子二氧化硅，石墨烯和它们的混合物的无机化合物。
疏水性子条带也可以是复合物，即可以包含总体上具有疏水特性的材料的混合物。例如，它们可以基于非疏水性材料和疏水性颗粒的混合物，所述疏水性颗粒赋予混合物疏水性。这些疏水性颗粒可以由上述疏水性材料组成。
通常，当液体流到玻璃陶瓷板上时，仅子条带的表面主要与液体接触。因此，仅这些表面具有疏水性就足够了。在这种情况下，子条带可以包含非疏水部分，在其上沉积有疏水涂层以为其在表面赋予疏水特性。例如，非疏水部分可以是搪瓷，并且疏水涂层可以基于上述疏水材料之一。这样的实施方案是特别有利的，因为搪瓷可以促进疏水涂层在玻璃陶瓷板表面上的粘附并提供额外的机械强度。
在该实施方案中，疏水性子条带包含疏水涂层。这时可以在两个步骤中沉积疏水性子条带。第一步，其中可以将搪瓷沉积在玻璃陶瓷板的表面上，然后第二步，其中将疏水性涂层沉积在搪瓷上。
除了形成它们的材料的种类之外，材料的疏水特性还取决于它们表面的形态。
在本发明的一个特定实施方案中，疏水性子条带的粗糙度参数Ra的值在1至10μm之间，优选在2至5μm之间。在本发明的另一种实施方案中，疏水性子条带的峰-谷参数Rz的值在5至50μm之间，优选在10至20μm之间。这两种实施方案可以组合。
用于参数Ra和Rz测量的规范在标准ISO 4288：1996，Geometrical ProductSpecifications (GPS) - Surface texture: Profile method — Terms, definitionsand surface texture parameters中进行了描述。在本发明中用于测量参数Ra和Rz的截止长度(波长截止)为2.5mm。
所描述的所有实施方案可以进行组合。
本发明的另一个主题是如上所述的玻璃陶瓷板的制备方法。在该制备方法中，疏水性子条带可以根据选自以下的方法一种或多种进行沉积：化学液相沉积，化学气相沉积，真空化学沉积(例如喷涂)，丝网印刷，离心涂布，浸涂，喷墨印刷，擦拭(wiping)，柔版印刷，磁控管阴极溅射，3D打印沉积。
本发明还涉及一种烹饪设备，其中使用了被提供有如上所述的液体保留条带的玻璃陶瓷板。
烹饪设备通常还包含控制和/或显示单元，其使得可以调节和/或显示例如与加热功率或温度有关的信息。这些单元可以被设置于玻璃陶瓷板的下方或上方，与玻璃陶瓷板接触或不接触。术语“下方”和“上方”是相对于可能与液体接触的主面的方向进行定义的：玻璃陶瓷板进行定向以使该面成为烹饪设备的上表面，在上表面上使用烹饪容器或器具。
例如，显示单元可以包含位于玻璃陶瓷板下方的用于保护信息的装置，该装置将光信号投射到与容易与液体接触的主面相反的面上。这时由于穿过玻璃陶瓷板的透明性可以看到投射的信息。
控制单元可以是包含放置在玻璃陶瓷板的板下方的检测装置的触摸装置。这些装置为板的某些区域提供了触摸指向功能，该功能可以借助于手指在容易与液体接触的主面的相应区域上的触摸或压力来激活。这时可以简单地通过手指的移动来执行烹饪设备的接通和加热功率的调节。或者，控制单元可以是被设置在可能与液体接触并且可以通过旋转来激活的面上的机械按钮。
当液体从烹饪容器溢出并流到玻璃陶瓷板的表面上时，有利的是，它不会到达控制单元。如果控制单元是例如机械按钮，则它们不会被损坏。如果这些单元是触摸设备，则触摸指向功能将不会因液体的存在而受到干扰。这时仍然可以安全地关闭烹饪设备。
优选地，根据本发明的烹饪设备还包含控制单元，该控制单元不包括在由保留条带限定的玻璃陶瓷板的区域内。
通过下面描述的附图和实施例说明了本发明的优点。
图1是根据本发明的第一种实施方案的玻璃陶瓷板的示意图。
图2是根据本发明的第二种实施方案的玻璃陶瓷板的示意图。
图3是图1的细节III的沿着平面A的横截面的示意图。
图4是图2的细节IV的沿着平面B的横截面的示意图。
图5是根据本发明的第三种实施方案的玻璃陶瓷板的示意图。
图6是包含根据本发明的第四种实施方案的玻璃陶瓷板的烹饪设备的示意图。
图1表示根据本发明的第一种实施方案的玻璃陶瓷板100。它包含主面101，当其在使用过程中时，该主面可能与液体接触。出于纯举例说明性目的，还示出了玻璃陶瓷板的面的区域102，当将玻璃陶瓷板用于烹饪设备中时，加热元件可位于该区域102下方。玻璃陶瓷板包含单个液体保留条带103，该单个液体保留条带围绕该板的主面101的可能与液体接触的区域104。保留条带103位于玻璃陶瓷板的周边附近，并且围绕玻璃陶瓷板的面的区域102，当玻璃陶瓷板用在烹饪设备中时，加热元件可位于该区域102下方。液体保留条带包含由亲水区303分开的两个疏水性子条带103a-103b。疏水性子条带和亲水区的交替表示在图3中，图3对应于细节III的沿着平面A的横截面。
图2表示根据本发明第二种实施方案的玻璃陶瓷板100。它包含主面101，当其在使用过程中时，该主面可能与液体接触。还示出了玻璃陶瓷板的表面的区域102，当将玻璃陶瓷板用于烹饪设备中时，加热元件可位于该区域下方。该玻璃陶瓷板包含单个液体保留条带201，该单个液体保留条带围绕板的主面101的可能与液体接触的区域104。保留条带201位于玻璃陶瓷板的周边附近，并且围绕玻璃陶瓷板的表面的区域102，当将玻璃陶瓷板用于烹饪设备中时，加热元件可位于该区域下方。液体保留条带包含由亲水区401和402隔开的三个疏水性子条带201a-201c。疏水性子条带和亲水区的交替表示在图4中，图4对应于细节IV的沿着平面B的横截面。
在图3中示出了图1的细节III的沿着平面A的横截面。玻璃陶瓷板100包含第一主面101，第二主面302和边缘301。在该板在使用时，主面101可能与液体接触。保留条带103被固定在可能与液体接触的主面101上并与之接触。它包含由亲水区303隔开的两个疏水性子条带103a-103b。两个连续的子条带可以不规则或规则地间隔开。疏水区的宽度每处都在500μm-2.5cm之间，特别地在500μm-1.2cm之间，甚至在700μm-1.2cm之间。疏水性子条带的宽度可以有利地在5mm至20mm之间，特别地在7mm至18mm之间，甚至在10mm至15mm之间。
图4表示图2的细节IV的沿着平面B的横截面。玻璃陶瓷板100包含第一主面101，第二主面302和边缘301。主面101在该板的使用过程中可能与液体接触。保留条带201被固定在可能与液体接触的主面101上并与之接触。它包含被两个亲水区401和402交替隔开的三个疏水性子条带201a-201c。三个连续的子条带可以不规则或规则地间隔开。疏水区的宽度每处都在500μm-2.5cm之间，特别地在500μm-1.2cm之间，甚至在700μm-1.2cm之间。疏水性子条带的宽度可以有利地在5mm至20mm之间，特别地在7mm至18mm之间，甚至在10mm至15mm之间。
图5表示根据第三种实施方案的玻璃陶瓷板100。该玻璃陶瓷板包含面101，当该板在使用过程中时，该面可能与液体接触。还示出了玻璃陶瓷板的表面的区域102，当将玻璃陶瓷板用于烹饪设备中时，加热元件可位于该区域下方。该玻璃陶瓷板包含两个液体保留条带501和502，它们围绕该板的可能与液体接触的表面的两个区域503和504。保留条带围绕玻璃陶瓷板的面的区域102，当玻璃陶瓷板用在烹饪设备中时，加热元件可位于区域102下方。每个液体保留条带501和502分别包含两个疏水性子条带501a-501b和502a-502b，它们被亲水区505和506分开。
在图6的俯视图中示出了包含根据图1的本发明的第一种实施方案的变型的玻璃陶瓷板的烹饪设备600。玻璃陶瓷板100包含在该板在使用过程中使用可能与液体接触的主面101。出于纯说明性目的，还示出了玻璃陶瓷板的面的区域102，当将玻璃陶瓷板用于烹饪设备中时，加热元件可位于该区域下方。玻璃陶瓷板包含单个液体保留条带103，该单个液体保留条带围绕板的主面101的可能与液体接触的区域104。保留条带103位于玻璃陶瓷板的周边附近，并且围绕玻璃陶瓷板的面的区域102，加热元件可位于该区域下方。液体保留条带包含由亲水区303隔开的两个疏水性子条带103a-103b。烹饪设备包含显示单元601和两个控制单元602。显示单元601和控制单元602不包括在由保留条带103限定的区域104内。
实施例
为了说明通过本发明获得的技术效果，将根据本发明的玻璃陶瓷板的两个实施例与具有根据现有技术的保留装置或系统的玻璃陶瓷板的两个实施例进行比较。
在实施例中使用的玻璃陶瓷板是可商购的铝硅酸锂玻璃陶瓷板。
在根据本发明的实例中，根据在图1中所示的布置，将包含两个疏水性子条带的保留条带固定在两个玻璃陶瓷板的面上并与之接触。对于每个玻璃陶瓷板，在表1中记录了每个疏水性子条带的宽度和将它们分开的亲水区的宽度(实施例1和2)。亲水区由未经过任何处理的玻璃陶瓷板的表面构成。
为了进行根据现有技术的玻璃陶瓷板的实施例，根据在图1中所示的相同布置，将仅包含单个疏水性子条带的保留条带固定到两个玻璃陶瓷板的面上并与之接触(实施例3和4)。实施例3和4是对比例。为了避免任何与保留条带的大小调整有关的实验偏差，调整了子条带的宽度，以使由子条带覆盖的表面积与由保留条带包围的区域的表面积与实施例1和实施例2相同。
在四个实施例中，被保留条带包围的区域(104)的表面积是相同的。
疏水性子条带基于氟化三氯硅烷。它们通过减压蒸发(化学气相沉积)进行沉积。在沉积过程中，玻璃陶瓷板在疏水性子条带之外的区域使用了不渗透氟化物的掩模进行了保护。
每个玻璃陶瓷板的保留性能通过以2.4至2.5ml/s的平均流速将水倒入由保留条带包围的区域的中心来评估。该流量代表从烹饪容器溢出的液体的流量。
测量了在溢出保留条带之前的最大保留体积和最大保留时间。结果记录在表1中。
根据本发明的实施例1和2与根据现有技术的对比例3和4的比较表明，根据本发明的玻璃陶瓷板允许在溢出之前使保留时间和保留液体体积增加7％至8％。
Figure 641578DEST_PATH_IMAGE001
用包含不同疏水化合物的疏水性子条带实施了根据本发明的玻璃陶瓷板的三个实施例。这些化合物中的一些是可商购的。
在每个实施例中，使用相同类型的玻璃陶瓷板，并且由保留条带包围的区域(104)的表面积是相同的。该玻璃陶瓷板是铝硅酸锂类型的。它代表了市售的玻璃陶瓷板。
对于每个实施例，表2指出了用于子条带的疏水性化合物的商品名称，化合物的类型，接触角θc，前进角θa，后退角θc和滞后H的值。
接触角，前进角和后退角使用由Krüss公司出售的DSA 100测角计进行测量。
在实施例5中，疏水性子条带基于硅酮(Diamon Fusion ultra (DFI))。通过喷雾或擦拭将它们分两步进行了沉积(化学液相沉积)。
在实施例6中，疏水性子条带基于二氧化硅和氟硅烷(SiF7E)。它们根据包含以下步骤的工序进行沉积：
•通过喷涂(化学液相沉积)沉积pH 2的在异丙醇中0.3重量％的水解TEOS溶液；
•干燥5分钟，
•通过喷涂或擦拭(化学液相沉积)沉积pH 2的SiF7E在异丙醇中的溶液，
•干燥15分钟。
在实施例7中，疏水性子条带基于产品Nanofilm ABW。
每个玻璃陶瓷板的保留性能已通过将水倒入被保留条带包围的区域的中心，并通过测量保留液膜的最大高度h和溢出到条带外之前的最大保留时间进行了评估。
在静态条件下，水缓慢沉积，同时注意使液体的运动最小化，并连续第测量所形成的水膜的高度，直止水溢出保留条带。
在动态条件下，以代表从烹饪容器溢流出的液体流量的流量倒水，并连续测量所形成的水膜的高度和时间，直止溢流过保留条带。针对三个流速值进行测量：1.8ml/s(流速1)，2.3ml/s(流速2)和2.7ml/s(流速3)。
测得的最大值在表2中给出。
实施例表明，与静态条件相比，在动态条件下，大于或等于20°的磁后值H增大了所保留薄膜的最大高度和在溢流之前的保留时间。保留时间特别地为2至4倍长，特别地在溢流流速较高时。
一方面实施例5和7与另一方面实施例7和8的比较表明，高的滞后值，特别地大于30的滞后值，允许更长的保留时间。
实施例6和7的比较表明，对于相似的前进角度值，滞后值的增加允许更长的保留时间。
Figure 464041DEST_PATH_IMAGE002
还进行了另外四个对比例，实施例8、9、10和11以说明本发明的技术效果。在这些实施例中，根据在图1中所示的布置，将包含两个疏水性子条带的保留条带固定在两个玻璃陶瓷板的面上并与之接触。对于每个玻璃陶瓷板，在表1中列出了每个疏水性子条带的宽度和将它们分隔的亲水性区的宽度。在实施例8、9和10中，在两个连续子条带之间的亲水性区的宽度在范围500µm–2.5cm之外。在实施例11中，亲水区的宽度在该范围之外。亲水区由未经过任何处理的玻璃陶瓷板的表面形成。为了比较目的，对于所有实施例8、9、10和11，被两个子条带包围的亲水区(303)的表面积是相同的。
疏水性子条带基于氟化三氯硅烷。它们通过减压蒸发进行沉积(化学气相沉积)。在沉积过程中，在疏水性子条带之外的玻璃陶瓷板区域使用了不渗透氟化物的掩模进行保护。
每个玻璃陶瓷板的保留性能通过以平均流速为2.4至2.5ml/s将水倒入由保留条带的连续子条带限定的亲水区的中心进行评估。该流量代表从烹饪容器溢出的液体的流量。
测量了在溢流超过亲水区之前的保留体积和最大保留时间。结果报告在表3中。
将根据本发明的实施例8和9的结果与实施例10的结果进行比较，表明根据本发明的玻璃陶瓷板，在从亲水区溢出之前保留的液体的体积方面，允许实现23％(对于实施例8)的增益和40％(对于实施例9)的增益，与包含保留条带(其包含两个限定了0.4cm的亲水区宽度的连续子条带)的板相比。与实施例9中的保留体积相比，包含保留条带(具有两个限定了大于2.5cm的亲水区宽度的连续子条带)的对比例11的增益为3％。当亲水区的宽度在500μm至2.5cm之间，并且更特别地在0.5cm至2.5cm之间时，体积和时间的增益是更特别地提高的。
表3 实施例8 实施例9 实施例10 实施例11 (对比)
疏水性子条带的数量 2 2 2 2
疏水性子条带的宽度(厘米) 1 1 1 1
亲水区的宽度(厘米) 1 2 0.4 3
在从亲水区溢出前的时间(秒) 27.1 30.5 21.7 31.6
在从亲水区溢出前的体积(毫升) 66.4 75.4 53.9 77.3

Claims (17)

1.一种用于烹饪设备的玻璃陶瓷板(100)，其包括：
-第一主面(101)，第二主面(302)和边缘(301)，其中第一主面(101)在该板在使用期间可能与液体接触，
-液体保留条带(103、201、501、502)，其被固定在所述第一主面(101)上并与其接触，
其特征在于，所述保留条带(103、201、501、502)：
-围绕所述第一主面的至少一个区域(104、503、504)以形成液体保留容器，和
-包含至少两个彼此内嵌并通过亲水区域(303、401-402、506、505)隔开的疏水性子条带(103a-b，201a-c，501a-b，502a-b)，在两个连续的子条带之间的亲水区的宽度每处都至少大于500µm，并且小于阈值，其中定义所述阈值以使得，在亲水区中存在液体时，在溢流之前所述液体的保留时间或体积的变化，相对于在其宽度大于所述值的亲水区域中存在的相同液体，小于5％。
2.根据权利要求1所述的玻璃陶瓷板(100)，使得所述阈值为至多2.5cm，在两个连续的子条带之间的亲水区的宽度在每处都为500μm至2.5cm。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的玻璃陶瓷板(100)，使得当所述疏水性子条带(103a-b，201a-c，501a-b，502a-b)与水接触时，在所述疏水性子条带与水之间的接触角的滞后H大于或等于20°，特别地大于或等于25°，甚至大于或等于30°，所述接触角的所述滞后H被定义为在所述疏水性子条带(103a-b，201a-c，501a-b，502a-b)上的水的前进角θa和后退角θr之间的差。
4.根据权利要求3所述的玻璃陶瓷板(100)，使得所述前进角在108°至120°之间，特别地在110°至120°之间。
5.如权利要求1至4中任一项所述的玻璃陶瓷板(100)，使得所述疏水性子条带(103a-b，201a-c，501a-b，502a-b)的宽度为5mm至20mm，特别地7mm至18mm，甚至10mm至15mm。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的玻璃陶瓷板(100)，使得所述疏水性子条带(103a-b，201a-c，501a-b，502a-b)的粗糙度参数Ra的值在1至10μm之间，优选在2至5μm之间。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的玻璃陶瓷板(100)，使得所述疏水性子条带(103a-b，201a-c，501a-b，502a-b)的峰-谷参数Rz的值在5至50μm之间，优选在10至20μm之间。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的玻璃陶瓷板(100)，使得所述保留条带(103、201、501、502)的宽度在2cm至6cm之间，特别地在3cm至6cm之间，甚至3至5cm之间。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的玻璃陶瓷板(100)，使得所述保留条带(103、201、501、502)被设置在距所述玻璃陶瓷板的边缘至多3cm，特别地至多2cm，甚至最多1厘米。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的玻璃陶瓷板(100)，使得所述玻璃陶瓷板的被至少一个保留条带(103、201、501、502)包围的区域(104、503、504)的表面积占玻璃陶瓷板的主面(101)的表面积的至少60％，特别地70％，优选80％，甚至90％。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的玻璃陶瓷板(100)，使得所述疏水性子条带(103a-b，201a-c，501a-b，502a-b)包含一种或多种有机或无机化合物，其表面张力为至多20mN.m-1，特别地至多15mN.m-1，甚至至多10mN.m-1。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的玻璃陶瓷板(100)，使得所述疏水性子条带包含一种或多种选自聚硅氧烷，有机硅氧烷，氟硅氧烷，碳氟化合物，氟聚合物，氟硅烷和它们的混合物的有机化合物。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的玻璃陶瓷板(100)，使得所述亲水区域(303、401-402、506、505)由没有经过任何表面处理的玻璃陶瓷板的表面形成。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的玻璃陶瓷板(100)，使得所述亲水区域(303、401-402、506、505)包含被沉积在玻璃陶瓷板的表面的一个或多个区域上的一个或多个亲水涂层。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的用于制备玻璃陶瓷板(100)的方法，其中，所述疏水性子条带(103a-b，201a-c，501a-b，502a-b)根据选自以下的一种或多种方法进行沉积：化学液相沉积，化学气相沉积，真空化学沉积，如喷涂，丝网印刷，离心涂布，浸涂，喷墨印刷沉积，擦拭(wiping)，柔版印刷，磁控管阴极溅射，3D打印沉积。
16.一种烹饪设备(600)，其包含根据权利要求1至15中任一项所述的玻璃陶瓷板(100)。
17.根据权利要求16所述的烹饪设备(600)，其还包含控制单元(602)，使得所述控制单元(602)不被包括在所述玻璃陶瓷板(100)的一个或多个由保留条带(103、201、501、502)限定的区域(104、503、504)内。
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