CN114667417A - 部件、特别是燃气灶具的具有不粘和/或不湿涂层的顶板和/或燃烧器帽、包括此类部件的燃气灶具和用于制造部件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种部件、特别是用于燃气灶具(1)的顶板(2)和/或用于燃气灶具(1)的燃气燃烧器(5a，5b)的燃烧器帽(6a，6b)，该顶板和/或该燃烧器帽具有可通过一种过程获得的不粘和/或不湿涂层(12)，该过程的特征在于以下步骤：a)提供部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，该顶板和/或该燃烧器帽具有上表面(7a)和底表面(11b)，b)优选地，通过机械处理、物理处理或化学处理，特别是通过喷砂和/或激光处理和/或表面活化处理、特别是等离子体处理和/或用以形成底层(13)的上釉过程，对部件、特别是顶板或燃烧器帽的至少上表面进行预处理，以用于提供具有适合于施加不粘和/或不湿涂层的粗糙度的表面，因此将搪瓷层施加到部件、特别是顶板或燃烧器帽的上表面上，c)将不粘和/或不湿涂层(12)施加到部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)的上表面(11a)、或底层(13)的表面(14a)，其中，不粘和/或不湿涂层(12)包括至少一个层(17)，该至少一个层是通过溶胶‑凝胶过程从包括硅溶胶和硅烷的第一组合物获得的。本发明进一步涉及一种烹饪器具(1)、特别是包括此类部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)的燃气灶具，并且涉及一种用于制造此类部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)的方法。

Description

部件、特别是燃气灶具的具有不粘和/或不湿涂层的顶板和/ 或燃烧器帽、包括此类部件的燃气灶具和用于制造部件的 方法
本申请要求2019年11月15日提交的欧洲专利申请号EP 19209417.5和2020年4月07,3日提交的国际专利申请号PCT/CN 2020/083446的优先权权益，这些专利申请的披露内容通过援引以其全文并入本文。
技术领域
本发明涉及一种部件、特别是燃气灶具的顶板和/或用于燃气灶具的燃气燃烧器的燃烧器帽，该顶板和/或该燃烧器帽具有不粘和/或不湿涂层。进一步，本发明涉及一种烹饪器具、特别是具有此类部件的燃气灶具。此外，本发明涉及一种用于制造部件、特别是燃气灶具的顶板和/或用于燃气灶具顶板的燃气燃烧器的燃烧器帽的方法，其中，不粘和/或不湿涂层被施加到该部件上。
背景技术
客户面临的一个问题是：在使用之后，尤其是在食物(诸如，奶酪、酱汁、油、脂肪等)从平底锅或锅中飞溅出来并燃烧到部件的表面上之后，清洁燃气灶具的部件(诸如，燃气灶具的顶板或燃气灶具的燃气燃烧器的燃烧器帽)。因此，市场上有不同的方法来使清洁更容易，例如涂有搪瓷的顶板，搪瓷比不锈钢更容易清洁并且对冲击和划痕不那么敏感。
所述涂层的一个缺点是：它们通常分两步施加，并且在其制造过程期间需要高燃烧温度，这导致成本高而并且工作量大。在第一步中，将搪瓷涂层的第一层(例如，花岗岩搪瓷)施加到顶板，该第一层用于提供良好粘附性质并具有深色。在第二步中，将具有浅色的第二层施加到第一层。之后，涂层必须在超过800℃的高燃烧温度下烧制。此外，需要改进此类表面的可清洁性。
发明内容
本发明的目的是提供以下各者：部件、特别是燃气灶具的顶板和/或用于燃气灶具的燃气燃烧器的燃烧器帽；一种包括此类部件的烹饪器具；以及一种用于制造此类部件的方法，它们具有改进的性质，特别是在清洁行为方面。
这些和其他问题通过所附独立权利要求的主题来解决。
本发明的第一个目的通过根据权利要求1的部件、特别是燃气灶具的或用于燃气灶具的顶板和/或燃气灶具的或用于燃气灶具的燃气燃烧器的燃烧器帽来实现。
可通过一种过程获得(或：通过一种过程制备)部件、特别是燃气灶具的顶板和/或用于燃气灶具的燃气燃烧器的燃烧器帽，该顶板和/或该燃烧器帽在表面上具有不粘和/或不湿涂层，该过程的特征在于以下步骤：
a)提供无涂层的部件、特别是顶板或燃烧器帽(特别是板状顶板)，该顶板或该燃烧器帽具有上表面和底表面，
b)优选地，通过机械处理、物理处理或化学处理，特别是通过喷砂和/或激光处理和/或表面活化处理、特别是等离子体处理和/或用以形成底层(13)的上釉过程，对部件、特别是顶板或燃烧器帽的至少上表面进行预处理，以用于提供具有适合于施加不粘和/或不湿涂层的粗糙度的表面，因此将搪瓷层施加到部件、特别是顶板或燃烧器帽的上表面，
c)将不粘和/或不湿涂层直接或间接地施加到部件、特别是顶板或燃烧器帽的经预处理的上表面，其中，不粘和/或不湿涂层包括至少一个层，该至少一个层是通过溶胶-凝胶过程从包括硅溶胶和硅烷的第一组合物获得的。
换句话说：不粘和/或不湿涂层是溶胶-凝胶涂层。该至少一个层(下文也称为基础层)由包括硅溶胶和硅烷的缩合反应产物的基质组成。因此，通过溶胶-凝胶过程从第一组合物获得必须以如此的方式理解，以致借助于包括至少硅溶胶和硅烷的水状混合物的水解和缩合(缩聚)来获得第一层。因此，将第一组合物的起始材料(即，至少硅溶胶、硅烷和水(如果需要的话))混合在一起并进行搅拌。然后，由此获得的混合物被施加到部件的上表面并且进行干燥以获得第一层。例如从EP 2 177 580B1中得知具有一个层的此类涂层。
表达“不粘”指示抵抗粘附食物(诸如，奶酪、酱汁、油、脂肪等)的表面，这准许容易清洁部件、特别是顶板或燃烧器帽。表达“不湿”是指拒绝液体(例如，水)的表面。该性质由水滴与该水滴所在的表面之间的大接触角来证明，其中，期望至少95度的接触角。
然而，根据本发明，部件、特别是顶板或燃烧器帽的“上表面”是指向用户和/或提供或包围燃气灶具的烹饪区域的表面。因此，部件、特别是顶板或燃烧器帽的“底表面”是背向用户和所述烹饪区域的表面。为清楚起见，我们在下文中主要提及顶板，但解释以相同方式适用于燃气灶具的其他部件。
本发明的理念是提供一种具有容易清洁效果的部件，借此表面的接触角显示出大于95度。通过溶胶-凝胶过程施加不粘和不湿涂层具有以下优点：不需要用于将不粘涂层施加在部件上的处于高温下的燃烧过程，这节省了能量。除了良好的清洁行为之外，所述涂层显示出良好的耐磨性和大的表面硬度，这导致寿命增加。
不粘和/或不湿涂层到部件的预处理表面的粘附可以特别地取决于表面粗糙度。本发明人惊人地发现，对于不粘和/或不湿涂层的粘附性质来说，在施加不粘和/或不湿涂层之前对表面的预处理且特别地对表面的粗糙化是有利的。不进行此类预处理、特别地此类粗糙化，不粘和/或不湿涂层的该至少一个层、以及任何后续层可能剥离。因此，有利的表面结构可以降低不粘和/或不湿涂层的剥离风险，且同时允许减少涂层的量且因此降低成本。然而，太高的表面粗糙度也可能是不利的，因为涂层的粘附可能不是最佳的和/或所需要的涂层量将比必要的更高。
与已知的喷砂方法相比，通过激光对表面的预处理可以特别地有利，因为有可能集成到其他生产设备中，例如与现有激光焊接线相关，其中喷砂设备可能需要全新设备和特定的壳体、保护等。此外，它在不需要过程材料(比如，在喷砂中通常施加的刚玉粉末)方面也是有利的。此外，它在减少处理期间出现的污物方面也是有利的，并且与标准喷砂方法相比，有利地减少了在预处理步骤之后和/或在涂布之前的进一步表面清洁。而且，有利地增加了表面参数值的再现性。
本领域技术人员将认识到，可以应用各种激光方法和激光设备来实现所描述的优选表面粗糙度。通过示例，在根据本发明的预处理步骤中，可以应用CL100型激光器，其具有254mm的焦点宽度、1064nm的波长、以及具有吸力去除的光学系统STAMP10。由此，表面处理速度可以根据期望的结果并且用本领域技术人员公知的方法进行调整。例如，此类表面处理速度可以是大致10m2/sec或更高。
根据本发明，可以通过凭借上釉过程施加底层(因此是通过施加搪瓷层)到表面来对部件的表面进行粗糙化和/或保护部件的表面免受腐蚀。上釉过程特别包括：将搪瓷粉末施加到部件的上表面上，并且加热搪瓷粉末以用于向底层提供表面，该表面具有适合于施加不粘和/或不湿涂层的粗糙度和/或是耐腐蚀的。
此类底层对所有基础材料都是有用的，以便使部件为后续涂层作准备，因此用于提供良好的润湿性和清洁的表面以在整个表面上获得良好的粘附性能并且不粘和/或不湿涂层不脱离。
此外，所述底层可以为部件的表面提供耐腐蚀性，使得在部件由本身无腐蚀性的材料制成的情况下，它还起到保护层的作用。因此，通过上釉过程对部件的上表面进行粗糙化在机械处理(比如，喷砂或通过激光处理)方面是有利的，因为仅须实施一个单个过程步骤以便形成具有良好粗糙度的表面，并且与在第一步中施加保护层以及在第二步中对保护层的表面进行粗糙化相比，特别附加地是无腐蚀性的。
部件可以由不同材料制成，该材料适合于预期用途，诸如不锈钢或本身无腐蚀性的另一种材料(例如，铝或铝合金)，或者由玻璃、特别是回火玻璃制成，或者由玻璃陶瓷制成。然而，由不锈钢制成的部件的缺点是它们很昂贵。因此，在优选的替代方案中，部件由腐蚀性钢制成，特别地，所谓的低碳钢是部件的优选材料。此类常用低碳钢的示例典型地包含小百分比的碳、大致约0.05％至0.30％碳。
在由腐蚀性材料制成的部件的情况下，部件优选地设置有(或：包括)被施加到部件的至少上表面的保护层(或：无腐蚀性层)，并且其中，所述保护层通过喷砂和/或激光处理和/或上釉过程进行预处理，因此施加搪瓷层以用于提供具有适合于施加不粘和/或不湿涂层的粗糙度的表面，并且施加不粘和/或不湿涂层的该至少一个层被施加到所述保护层。例如，部件的表面通过喷漆而涂有此类保护层。
这是由于以下原因所致：不粘和/或不湿涂层本身不保护基础材料或基底(因此是部件)免受腐蚀。因此，如果部件由任何腐蚀性材料制成，则附加的腐蚀防护层是有利的，使得不粘和/或不湿涂层也可以与本身腐蚀的基础材料或基底一起使用。如果基础材料本身是无腐蚀性的，因此部件由不锈钢或另一种无腐蚀性材料制成，则施加用于腐蚀防护的保护层的步骤可以是可选的。
根据优选实施例，所述保护层是搪瓷层和/或铝层和/或包括铝的层。
优选地，保护层的厚度在50μm与250μm之间、特别是在100μm与200μm之间。
保护层和/或底层可以由所谓的焦酚或玻化搪瓷制成，该焦酚或该玻化搪瓷基本由融化和熔融的玻璃粉末组成。为了将所述搪瓷层施加到部件，需要从约820℃至840℃的高燃烧温度。
另一种保护层和/或底层可以由具有在450℃与560℃之间的低软化点(相应地，低玻璃化转变温度)的搪瓷(所谓的“低温搪瓷”)制成。软化点被定义为如下的温度(相应地，温度范围)，即，在该温度下，当温度增加时，材料(例如，搪瓷)从其硬的且相对易碎的状态转变为融化或橡胶状状态。因此，所述低温搪瓷可以在较低的燃烧温度下被施加到部件的表面。所述搪瓷是例如包括氧化铝的铝搪瓷。
例如从WO 02/02471 A1或GB 718,132中得知此类常规搪瓷的组合物。WO 02/02471 A1披露了一种用于形成搪瓷釉面涂层的搪瓷组合物，该搪瓷组合物包括玻璃组分，该玻璃组分包括至少第一玻璃熔块，该第一玻璃熔块包括按重量计从约30％至约45％的P205、从约20％至约40％的A1203、从约15％至约35％的Li20和Na20和K20、高达约15％的B203、高达约15％的MgO和CaO和SrO和BaO和ZnO、高达约10％的Ti02和Zr02、以及高达约10％的Si02。该玻璃组分还可以包括至少第一玻璃熔块和第二玻璃熔块的共混物。GB 718,132披露了碱金属磷酸铝玻化搪瓷熔块。
另一种保护层和/或底层可以由催化搪瓷制成，例如从EP 0 565 941 A1中得知，其披露了一种包括搪瓷熔块的催化活性涂层组合物，该搪瓷熔块例如包含SiO2、B2O3、TiO2、ZrO2、P2O5、Fe2O3、Al2O3、碱金属氧化物和碱土金属氧化物。涂层进一步包括惰性物质(诸如例如，使用石英、长石或氧化铝)和氧化催化剂。例如从披露了一种用于烹饪器具的催化活性搪瓷层的GB 1 418 842中得知另一种催化搪瓷，其中，将包含氧化铁和/或氧化钛的天然来源的氧化物和/或混合氧化物添加到包含典型的硅酸盐和氧化物的搪瓷熔块。
此外，所谓的包括一般玻璃类组分和添加剂组分的底涂层组合物可以用于形成保护层和/或底层，从而提供粗糙和粘结表面的效果。此类底涂层例如在US 8,778,455 B2中描述，并且包括以下各者的组合作为玻璃类组分、以及添加剂(诸如，氟或NO2)：一种或多种碱金属氧化物(诸如，Na2O或Ka2O)、一种或多种碱土金属氧化物(诸如，ZnO或BaO)、以及一种或多种的各种过渡金属氧化物(诸如，Al2O3、SiO2、TiO2、ZrO2、P2O5或Co2O3)。
根据优选实施例，底层、特别是可通过上釉过程获得的搪瓷层的层厚度在5μm与100μm之间，特别是在10μm与80μm之间、更特别地在20μm与50μm之间。典型的搪瓷厚度通常大于100μm。发明人惊人地发现，上文提及的搪瓷组合物允许形成更薄的层，这些层给出有利的粗糙表面。
为了提供不粘和/或不湿涂层的良好粘附性质，对表面进行预处理以提供部件的表面，该表面具有适合于施加不粘和/或不湿涂层的粗糙度。在优选实施例中，用预处理步骤实现的部件的表面和/或底层的表面和/或保护层的表面的表面粗糙度在Ra 0.01μm至10.00μm之间、更优选地在Ra 0.10μm至5.00μm之间、仍更优选地在Ra 0.20μm至5.00μm之间、仍更优选地在Ra 0.50μm至5.00μm之间、仍更优选地在Ra 2.00μm至5.00μm之间、仍更优选地在Ra 2.50μm至5.00μm之间。
本发明人惊人地发现，在以上极限内的此类有利的粗糙度进一步改进了不粘和/或不湿涂层的后续层或者第一或任何后续层到部件或保护层和/或底层的粘附，以降低涂层的剥离风险，且同时降低成本，因为涂层的量以有利的方式减少。
总之，可以获得具有此类良好粗糙度的表面，特别是通过施加如前文提及的已知搪瓷的底层。甚至可以实施对表面的机械、物理或化学处理、特别是激光处理，以实现所需的粗糙度。
在上文提及的极限内的较低表面粗糙度可以是有利的，因为可以减少不粘和/或不湿涂层的量。
优选地，表面粗糙度小于Ra 10.00μm、优选地小于Ra 7.50μm、更优选地小于Ra5.00μm。
在上文提及的极限内的较高表面粗糙度可以是有利的，因为这将改进不粘和/或不湿涂层的粘附能力。
优选地，表面粗糙度大于Ra 0.01μm、优选地大于Ra 0.10μm、更优选地大于Ra0.20μm、仍更优选地大于Ra 0.50μm、仍更优选地大于Ra 1.00μm、仍更优选地大于Ra 2.00μm。
本领域技术人员知道各种标准方法来确定表面粗糙度值Ra。特别地，可以优选地根据与ISO 4287:1997标准相同的BS EN ISO 4287:2000英国标准来确定表面粗糙度。
在优选实施例中，陶瓷不粘和/或不湿涂层包括至少第一层和第二层，其中，第一层被施加到部件的经预处理的上表面或底层的表面或保护层的预处理表面，并且其中，第二层被施加到第一层，使得获得包括具有基础层和顶层的涂层的部件。
特别地，第二层通过溶胶-凝胶过程从第二组合物获得，该第二组合物包括硅溶胶、硅烷和硅氧烷、特别是聚二甲基硅氧烷。也从EP 2 177 580 B1中得知至少具有第二层的此类涂层。
换句话说：第二层(下文也称为顶层)由包括硅溶胶、硅烷和硅氧烷的缩合反应产物的基质组成。因此，通过溶胶-凝胶过程从第二组合物获得必须以如此的方式理解，以致借助于包括至少硅溶胶、硅烷和硅氧烷的水状混合物的水解和缩合(缩聚)来获得第二层。因此，将第二组合物的起始材料(即，至少硅溶胶、硅烷、硅氧烷和水(如果需要的话))混合在一起并进行搅拌。然后，由此获得的混合物被施加到第一层的上表面并且进行干燥以获得第二层。
优选地，既在第一组合物和/或第二组合物中和/或又在第一层和/或第二层中，硅溶胶的存在量为15wt％至70wt％、特别是存在量为30wt％至70wt％，和/或硅烷的存在量为2wt％至70wt％、特别是存在量为10wt％至40wt％。
特别地，在第一组合物和/或第二组合物中和/或在第一层和/或第二层中，硅烷是有机烷氧基硅烷、特别是甲基三甲基氧基硅烷、和/或含氟烷氧基硅烷。
第一组合物和/或第二组合物和/或在第一层和/或第二层中可以包括催化剂、特别是酸性催化剂、更优选地是包含一个或多个羧基和/或矿物酸(例如，盐酸、硫酸或硝酸)的有机化合物。作为合适催化剂的示例，在此可以提及不同的一元羧酸或二羧酸，比如甲酸、醋酸或草酸。
已表明，有利的是既在第一组合物和第二组合物中和/或又在第一层和/或第二层中，催化剂的存在量为0.1wt％至5wt％、特别是存在量为0.1wt％至2wt％。该催化剂一般用作水解和缩合反应中的催化剂并且防止太慢的交联。
在另一个优选实施例中，第一组合物和/或第二组合物和/或在第一层和/或第二层中包括溶剂、特别是有机溶剂。有机溶剂的示例为醇类溶剂，例如甲醇、乙醇或丙醇。
特别地，溶剂的存在量为10wt％至60wt％、特别是存在量为10wt％至40wt％。
和第二组合物或第二层相似，在优选实施例中，第一组合物或第一层也可以包括硅氧烷。所述硅氧烷特别是聚二甲基硅氧烷。
在第一组合物或第一层中以及在第二组合物或第二层中，硅氧烷的有利量是在0.1wt％至2wt％之间。
在优选实施例中，第一组合物或第一层和/或第二组合物或第二层包括颜料和/或染料和/或填充材料和/或进一步的添加剂。特别地，耐温的无机颜料是有利的。
另外，如果需要的话，将水添加到第一组合物和/或第二组合物。
除了机械功能和易于清洁行为之外，燃气灶具的部件、特别是顶板也可以设置有特定的印刷品，以用于施加用户界面的由用户所触摸的产品名称和/或符号。期望在不需要去除印刷区域中的涂层的情况下且在不会恶化部件的可清洁性的情况下施加此类印刷品。根据优选实施例，部件包括此类印刷品，其中，涂层的上表面的至少一部分提供活化表面区域，该活化表面区域特别是通过活化过程活化的，该活化过程与活化过程之前涂层的剩余表面或未活化的表面部分相比增加活化表面区域内的表面张力。所述活化过程特别是通过使用等离子体技术的活化过程来活化的。然后，将印刷品(或印刷材料)施加到活化表面区域，因此施加在涂层表面的为此或其上已实施活化过程的那些部分上。印刷品的施加特别是借助于油墨技术来实施的，诸如绢印或移印。
由此，部件包括印刷品，但仍显示出良好的清洁行为。在涂层上执行初步活化过程局部地增加了表面张力，使得涂层在所述活化区域中显示出良好的粘附性质，以便后续施加印刷品。所述活化持续数天，从而允许方便地施加符号等，特别是通过使用传统的油墨技术。由于印刷品是在不需要去除所述涂层的部分的情况下被施加到涂层的(例如，通过之前的激光处理)，因此避免了附加的腐蚀问题。
优选实施例的特征在于使用等离子体技术执行的活化过程。特别地，使用等离子体技术枪或针，它在涂层的待处理的暴露表面部分上或上方移动并以经过所述区域的方式执行活化过程。涂层基本是非极性的，并且显示出不湿性质。由于等离子体内的活化过程所致，得以在涂层的暴露表面处形成极性基团，这些极性基团增加了涂层的表面的润湿性。随后，印刷品可以粘附到表面。
为了执行快速且具成本效益的处理，可以通过限制到接收印刷品的一个或多个区域来执行活化过程。因此，没有任何印刷品的区域可以被排除在此类处理之外。为了达到这个目标，涂层的暴露表面被至少部分地覆盖，因此在执行活化过程之前覆盖空白或非印刷区域，以便限制其上执行活化过程的暴露表面部分，特别是通过借助于相应的覆盖元件或覆盖器件来覆盖暴露表面部分。替代地，等离子体技术枪或针可以在经过空白或非印刷区域时被停用。
本发明的第二个目的通过根据权利要求18的烹饪器具、特别是燃气灶具来实现。
此类烹饪器具包括：顶板，其包括至少一个烹饪区域；以及至少一个燃气燃烧器，其用于加热该至少一个烹饪区域。烹饪器具进一步包括根据本发明的顶板和/或燃烧器帽。
根据本发明的烹饪器具或相应地燃气灶具可以体现为不同类型的燃气灶具，包括不锈钢或搪瓷钢灶具中的经典燃烧器、玻璃或玻璃陶瓷上的燃气燃烧器、以及在玻璃陶瓷下面带有燃气红外辐射器的燃气-玻璃-陶瓷烹饪灶具。
燃气燃烧器可以具有本领域技术人员公知的各种设计，一般来说包括燃烧器帽、燃烧器冠、火花塞和热电偶。
烹饪器具可以包括设置为附接到烹饪器具和/或顶板的进一步的部件，例如炉栅或锅托架或控制面板。
本发明的第三个目的通过根据权利要求19的用于制造部件、特别是顶板或燃烧器帽的方法来实现。
用于制造在上表面上具有不粘和/或不湿涂层的部件、特别是顶板或燃烧器帽的此类方法包括至少以下步骤：
首先，提供无涂层的部件、特别是顶板(特别是平面状的)和/或燃烧器帽，该顶板和/或该燃烧器帽各自具有上表面和底表面。
其次，通过机械处理、物理处理或化学处理、特别是通过喷砂和/或激光处理和/或用以形成底层的上釉过程，对部件、特别是顶板或燃烧器帽的至少上表面进行预处理，以提供具有适合于施加不粘和/或不湿涂层的粗糙度的表面。
换句话说：在将不粘和/或不湿涂层或(如果有用的话)保护层施加到部件、特别是顶板或燃烧器帽之前，例如通过清洁和/或干燥上表面和/或活化上表面，优选地通过喷砂和/或激光处理和/或用以在上表面上形成底层的上釉过程对表面进行粗糙化来制备无涂层的部件、特别是顶板或燃烧器帽的表面，以便实现保护层或不粘和/或不湿涂层的更好粘附。
关于表面的预处理和粗糙化，我们明确参考关于用于不同层的不同方法和材料所描述的解释和示例，特别是在保护层和/或底层的背景中所描述的不同搪瓷组合物、以及在部件、特别是顶板或燃烧器帽的背景中所描述的不粘和/或不湿涂层的组合物。
第三，将不粘和/或不湿涂层的至少一个层施加到部件、特别是顶板或燃烧器帽的经预处理的上表面或底层的表面。
根据优选实施例，在预处理的上釉过程期间，将搪瓷粉末施加到部件、特别是顶板或燃烧器帽的上表面上，并且加热搪瓷粉末以用于向底层提供上表面，该上表面具有适合于施加不粘和/或不湿涂层的粗糙度。
根据优选实施例，保护层(特别是搪瓷层和/或铝层和/或包括铝的层)被施加到部件、特别是顶板或燃烧器帽的至少上表面，并且通过喷砂和/或激光处理和/或用以形成底层的上釉过程对保护层的表面进行预处理。
换句话说：在将不粘和/或不湿涂层施加到保护层的表面之前，制备保护层的表面，例如通过清洁和/或干燥上表面和/或活化上表面，优选地通过例如通过机械处理、特别是喷砂、激光处理或化学处理部件、特别是顶板或燃烧器帽的上表面来对表面进行粗糙化，以便实现不粘和/或不湿涂层的更好粘附。甚至在此还优选的是，保护层的表面通过上釉过程制成和/或进行粗糙化，特别是通过施加底层。
因此，底层通过上釉过程被施加到部件、特别是顶板或燃烧器帽的上表面，该底层的表面粗糙度在Ra 0.01μm至10.00μm之间、更优选地在Ra 0.10μm至5.00μm之间、仍更优选地在Ra 0.20μm至5.00μm之间、仍更优选地在Ra 0.50μm至5.00μm之间、仍更优选地在Ra2.00μm至5.00μm之间、仍更优选地在Ra 2.50μm至5.00μm之间，和/或该底层的层厚度在5μm与100μm之间、特别是在10μm与80μm之间、更特别地在20μm与50μm之间。所述性质可以通过使用先前所描述的搪瓷组合物(因此是常规搪瓷、催化搪瓷或所谓的底组合物)来实现。我们明确地参考在部件、特别是顶板或燃烧器帽的保护层和底层的背景下所描述的解释和示例。
在优选实施例中，不粘和/或不湿涂层包括第一层和第二层，其中，第一层被施加到部件、特别是顶板或燃烧器帽的上表面或底层的表面或保护层的预处理表面，并且其中，第二层被施加到第一层，使得获得包括具有基础层和顶层的涂层的顶板。
为了在有涂层的表面上施加印刷品，根据优选实施例，该方法可以附加地包括如下步骤：在涂层的表面的至少一部分上执行活化过程以便提供活化表面区域，其中，活化过程特别增加活化表面区域内的表面张力，特别是通过使用等离子体技术执行活化过程；以及将印刷品施加到活化表面区域，特别是借助于油墨技术。
在所附权利要求中阐述了本发明的新颖性和发明性特征。
附图说明
将参考附图进一步详细描述本发明，在附图中：
图1展示了根据本发明的实施例的具有顶板的燃气灶具的俯视图，
图2A展示了具有燃烧器帽的燃气燃烧器的第一实施例，
图2B展示了具有燃烧器帽的燃气燃烧器的第二实施例，
图3详细展示了根据本发明的第一实施例的顶板的截面图，
图4详细展示了根据本发明的第二实施例的顶板的截面图，
图5详细展示了根据本发明的实施例的涂层的截面图。
具体实施方式
图1展示了燃气灶具1的实施例的俯视图。燃气灶具1包括部件，该部件实际上是根据本发明的顶板2，该顶板是板状的并且具有不同尺寸的示例性四个烹饪区域3，在这些烹饪区域上将放置用于烹饪食物的平底锅或锅。
燃气灶具1进一步包括控制面板4，该控制面板具有若干个操作和显示元件，例如烹饪水平显示或设定旋钮。此外，燃气灶具可以包括可以放置在顶板2上的炉栅或锅托架(未示出)。
燃气灶具1进一步包括用于加热烹饪区域的燃气燃烧器5a、5b。此类燃气燃烧器5a、5b的两个实施例在图2A和图2B中示例性地示出。根据第一实施例的燃气燃烧器5a包括所制备的并具有根据本发明的不粘和/或不湿涂层的盘状燃烧器帽6a、燃烧器冠7a、火花塞8a和热电偶9a。根据第二实施例的燃气燃烧器5b包括所制备的并具有根据本发明的不粘和/或不湿涂层的环状燃烧器帽6b、燃烧器冠7b、火花塞8b和热电偶9b。
顶板2可以由腐蚀性材料制成，特别是低碳钢、或玻璃或玻璃陶瓷。顶板2包括上表面11a、底表面11b、以及用于插入燃气燃烧器4a、4b的开口。当然，顶板2可以具有不同于图1中所示的设计的其他形状或开口。
根据本发明的部件的层、涂层和制造过程在以下关于顶板2的图3至图5中进行描述。图2中所示的燃烧器帽6a、6b也可以具有此类层、涂层和制造过程。
图3示出了根据第一实施例的顶板2的截面图，其中可以看到层结构。通过以下过程来获得顶板2，其中，通过上釉过程对顶板2的上表面11a进行预处理以在所述表面7a上形成由底涂层组合物形成的底层13，该底涂层组合物在约820℃的温度下已燃烧到顶板2。一般来说，搪瓷底涂层的上釉温度可以在680℃与820℃之间，具体取决于搪瓷底涂层的具体配方。所述底层13或相应地搪瓷层具有上表面14a和底表面14b，并且在其上表面14a处显示出约2μm至3.5μm的表面粗糙度Ra。底层13的厚度为约20μm。底层13还显示出耐腐蚀性质，使得得以保护顶板2免受腐蚀，这在所述顶板2为节省成本而由腐蚀性材料(例如，低碳钢)制成的情况下是特别有用和必要的。本发明人惊人地发现，如此小的厚度和小的粗糙度显示出足以施加包括至少一个层17的不粘和/或不湿涂层12的良好粘附性质，该至少一个层是通过溶胶-凝胶过程从第一组合物获得的，该第一组合物包括硅溶胶和硅烷以及根据本发明的实施例的如前文所描述的呈有用量的进一步组分(比如，溶剂或添加剂)。
图4示出了根据第二实施例的顶板2的截面图，其中可以看到层结构。顶板2目前由腐蚀性材料制成，使得在预处理步骤之前保护层15被施加到顶板2的上表面11a以用于防止顶板2腐蚀，保护层15具有上表面16a和底表面16b。之后，为获得具有不粘和/或不湿涂层12的顶板2，通过喷砂或激光处理对所述保护层15进行预处理，以通过喷砂实现保护层的表面16a的表面粗糙度在约2μm与3.5μm之间、或通过激光处理实现表面粗糙度小于1μm。本发明人惊人地发现，即使通过激光处理来实现的表面粗糙度较小，也可以获得良好的粘附行为，这可能是由于与喷砂表面相比更细粒度的结构所致。保护层15的层厚度为约150μm。特别是在保护层15是铝层或包括铝的层的情况下，可以有用的是：实施上釉过程以在保护层15的表面16a上形成底涂层13(以虚线示出)，从而受益于由表面粗糙度在2μm至3.5μm之间的底组合物制成的搪瓷层的良好粘附性质。
图5示出了根据第三实施例的顶板2的截面图，该第三实施例与根据图3的第一实施例的不同之处在于：不粘和/或不湿涂层12包括第一层17和第二层18，其中，第一层17被施加到底层13的表面14a，并且其中，第二层18被施加到第一层17。第二层18是通过溶胶-凝胶过程从包括硅溶胶、硅烷和硅氧烷的第二组合物获得的。
当然，即使是根据图4中所示的第二实施例的顶板2也可以具有包括第一层17和第二层18的不粘和/或不湿涂层12，其中，第一层17被施加到保护层15的表面16a，并且其中，第二层18被施加到第一层17。
第一层17和(如果存在的话)第二层18两者都是通过溶胶-凝胶过程获得的。为了产生第一层17，将胶态硅溶胶(其为纯SiO2)、有机烷氧基硅烷(其为有机-无机杂化材料且目前是甲基三甲氧基硅烷)和酸性催化剂(目前是醋酸)在室温下进行混合并搅拌约2小时，以便实现缩合反应。有机烷氧基硅烷的重量比例为约10wt％至40wt％，硅溶胶的存在量为30wt％至70wt％。按0.1wt％至2wt％的量添加醋酸足以使缩合反应加速。
然后，按10wt％至40wt％的量添加溶剂(目前是丙醇)。添加颜料，并且在这一步可以附加地添加进一步的添加剂。
为了产生第二层18，将胶态硅溶胶、硅氧烷和溶剂(甚至在此为丙醇)进行混合。然后，添加有机烷氧基硅烷和酸性催化剂(目前是醋酸)。将甚至所述混合物在室温下进行混合并搅拌约2小时。有机烷氧基硅烷的重量比例为约10wt％至40wt％，硅溶胶的存在量为30wt％至70wt％，醋酸的存在量为0.1wt％至2wt％。按0.1wt％至2wt％的量添加硅氧烷(目前是聚二甲基硅氧烷)。
然后，按10wt％至40wt％的量添加溶剂(目前甚至在此为丙醇)。添加颜料，并且在这一步可以附加地添加进一步的添加剂。
为了制造在其上表面11a上具有不粘和/或不湿涂层12的顶板2，顶板2具有上表面11a和底表面11b。在进一步的步骤中，对顶板2的上表面11a进行预处理，以便提供良好的粘附性质和表面粗糙度，从而以便随后施加不粘和/或不湿涂层12(图3)。附加地或在替代方案中，将保护层15施加到顶板2的上表面11a，并且对所述保护层15进行预处理(图4)。对顶板2的表面7a或(如果存在的话)保护层15的表面16a进行的预处理特别是通过喷砂、激光处理或用于形成底层13的上釉过程来实施的。
上釉过程特别是通过以下步骤来实施的：将搪瓷粉末施加到顶板2的上表面11a上和/或保护层15的表面16a上，并且加热搪瓷粉末以用于向底层13提供表面14a，该表面具有适合于施加不粘和/或不湿涂层12的粗糙度。
之后，将不粘和/或不湿涂层12的至少一个层施加到顶板2的上表面11a或(如果存在的话)保护层15的上表面16a或底层13的表面14a。
在施加包括至少两个层17、18(图5)的不粘和/或不湿涂层12的情况下，第一层17被施加到顶板2的上表面11a底层13的表面14a或保护层15的表面16a，并且第二层18被施加到第一层17。两个层17、18都具有背向顶板2的底表面17a、18a、以及面向顶板2的上表面17b、18b。
本发明(因此部件、特别是具有不粘和/或不湿涂层12的顶板2和具有此类顶板2的烹饪器具1)显示出改进的清洁行为。涂层12是耐磨的并且显示出更大的表面硬度，这导致寿命增加。此外，涂层12在顶板2上(特别是在底层13的表面14a或保护层15的表面16a上)显示出良好的粘附性质。由于通过溶胶-凝胶过程来制造涂层12，因此不需要在高温下的(第二)燃烧步骤。
顶板2可以进一步包括印刷品(未示出)，该印刷品被施加(特别是通过油墨技术)到涂层12的表面，特别是施加到已通过使用等离子体技术活化的表面区域，以便增加表面张力。
尽管本文已参考附图描述了本发明的展示性实施例，但是将理解，本发明不限于那些确切的实施例，并且本领域技术人员可以在其中实现各种其他改变和修改而不背离本发明的范围或精神。因此，所有此类改变和修改都旨在被包括在如由所附权利要求定义的本发明的范围内。
附图标记清单
1 燃气灶具
2 顶板
3 烹饪区域
4 控制面板
5a，5b 燃气燃烧器
6a，6b 燃烧器帽
7a，7b 燃烧器冠
8a，8b 火花塞
9a，9b 热电偶
10 控制面板
11a 顶板的上表面
11b 顶板的底表面
12 不粘和/或不湿涂层
13 底层
14a 底层的上表面
14b 底层的底表面
15 保护层
16a 保护层的上表面
16b 保护层的底表面
17 不粘和/或不湿涂层的第一层
17a 第一层的上表面
17b 第一层的底表面
18 不粘和/或不湿涂层的第二层
18a 第二层的上表面
18b 第二层的底表面

Claims (23)

1.一种部件、特别是燃气灶具(1)的顶板(2)和/或用于燃气灶具(1)的燃气燃烧器(5a，5b)的燃烧器帽(6a，6b)，该顶板和/或该燃烧器帽具有可通过一种过程获得的不粘和/或不湿涂层(12)，该过程的特征在于以下步骤：
a)提供该部件、特别是该顶板(2)或该燃烧器帽(6a，6b)，该顶板或该燃烧器帽具有上表面(11a)和底表面(11b)，
b)优选地，通过机械处理、物理处理或化学处理，特别是通过喷砂和/或激光处理和/或表面活化处理、特别是等离子体处理和/或用以形成底层(13)的上釉过程，对该部件、特别是该顶板或该燃烧器帽的至少该上表面进行预处理，以用于提供具有适合于施加不粘和/或不湿涂层的粗糙度的表面，因此将搪瓷层施加到该部件、特别是该顶板或该燃烧器帽的上表面上，
c)将该不粘和/或不湿涂层(12)施加到该部件、特别是该顶板(2)或该燃烧器帽(6a，6b)的上表面(11a)、或该底层(13)的表面(14a)，其中，该不粘和/或不湿涂层(12)包括至少一个层(17)，该至少一个层是通过溶胶-凝胶过程从包括硅溶胶和硅烷的第一组合物获得的。
2.根据权利要求1所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
该部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)由腐蚀性材料、特别是腐蚀性钢制成，或者由无腐蚀性材料、特别是不锈钢制成，或者由玻璃、特别是回火玻璃制成，或者由玻璃陶瓷制成。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
该部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)设置有被施加到该部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)的至少该上表面(11a)的保护层(15)，所述保护层(15)通过喷砂和/或激光处理和/或上釉过程进行预处理，以用于提供具有适合于施加该不粘和/或不湿涂层(12)的粗糙度的表面(16a)，并且该不粘和/或不湿涂层(12)的该至少一个层(17)被施加到所述保护层(15)的表面(16a)。
4.根据权利要求3所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
该保护层(15)是搪瓷层和/或铝层和/或包括铝的层。
5.根据权利要求3或4中任一项所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
该保护层(15)的厚度在50μm与250μm之间、特别是在100μm与200μm之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
该底层(13)、特别是可通过该上釉过程获得的搪瓷层的层厚度在5μm与100μm之间，特别是在10μm与80μm之间、更特别地在20μm与50μm之间。
7.根据前述权利要求中任一项所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
该部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)的上表面(11a)和/或该底层(13)的表面(14a)和/或该保护层(15)的表面(16a)的表面粗糙度在Ra 0.01μm至10.00μm之间、更优选地在Ra 0.10μm至5.00μm之间、仍更优选地在Ra 0.20μm至5.00μm之间、仍更优选地在Ra0.50μm至5.00μm之间、仍更优选地在Ra 2.00μm至5.00μm之间、仍更优选地在Ra 2.50μm至5.00μm之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
该不粘和/或不湿涂层(12)包括至少第一层和第二层(17，18)，其中，该第一层(17)被施加到该部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)的上表面(11a)、或该底层(13)的表面(14a)或该保护层(15)的表面(16a)，并且其中，该第二层(18)被施加到该第一层(17)。
9.根据权利要求8所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
该第二层(18)是通过溶胶-凝胶过程从第二组合物获得的，该第二组合物包括硅溶胶、硅烷和硅氧烷。
10.根据前述权利要求中任一项所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
在该第一组合物和/或该第二组合物内，该硅溶胶的存在量为15wt％至70wt％、特别是存在量为30wt％至70wt％，和/或该硅烷的存在量为2wt％至70wt％、特别是存在量为10wt％至40wt％。
11.根据前述权利要求中任一项所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
该硅烷是有机烷氧基硅烷、特别是甲基三甲基氧基硅烷、和/或含氟烷氧基硅烷。
12.根据前述权利要求中任一项所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
该第一组合物和/或该第二组合物包括：溶剂、特别是有机溶剂；和/或催化剂、特别是酸性催化剂、更优选地是包含一个或多个羧基和/或矿物酸的有机化合物。
13.根据权利要求12所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
该溶剂的存在量为10wt％至60wt％、特别是存在量为10wt％至40wt％，和/或该催化剂的存在量为0.1wt％至5wt％、特别是存在量为0.1wt％至2wt％。
14.根据前述权利要求中任一项所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
该第一组合物包括硅氧烷、特别是聚二甲基硅氧烷。
15.根据权利要求9至14所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
该硅氧烷的存在量为0.1wt％至2wt％。
16.根据前述权利要求中任一项所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，
其特征在于，
该第一组合物和/或该第二组合物包括颜料和/或染料和/或填充材料和/或进一步的添加剂。
17.根据前述权利要求中任一项所述的部件，
其特征在于，
该涂层(12)的表面的至少一部分提供活化表面区域，该活化表面区域特别是通过增加该活化表面区域内的表面张力的活化过程活化的、更特别是通过使用等离子体技术的活化过程活化的，并且其中，印刷品被施加到该活化表面区域，特别是借助于油墨技术。
18.一种烹饪器具(1)、特别是燃气灶具(1)，包括：
-顶板(2)，该顶板包括至少一个烹饪区域(3)，
-至少一个燃气燃烧器(4a，4b)，该至少一个燃气燃烧器用于加热该至少一个烹饪区域(3)，
其特征在于，
该烹饪器具(1)包括根据权利要求1至16中任一项所述的部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)。
19.一种用于制造特别是用于燃气灶具(1)的顶板(2)和/或用于燃气灶具(1)的燃气燃烧器(5a，5b)的燃烧器帽(6a，6b)的方法，该顶板和/或该燃烧器帽在至少上表面(11a)上具有不粘和/或不湿涂层(12)，该方法的特征在于至少以下步骤：
-提供部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)，该顶板和/或该燃烧器帽具有上表面(11a)和底表面(11b)，
-通过机械处理、物理处理或化学处理，特别是通过喷砂和/或激光处理和/或用以形成底层(13)的上釉过程，对该部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)的至少该上表面(11a)进行预处理，
-将该不粘和/或不湿涂层(12)的至少一个层(17)施加到该部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)的上表面(11a)或底层(13)的表面(14a)。
20.根据权利要求19所述的用于制造部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a、6b)的方法，
其特征在于，
将保护层(15)、特别是搪瓷层和/或铝层和/或包括铝的层施加到该部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)的至少该上表面(11a)，并且通过喷砂和/或激光处理和/或用以形成底层(13)的上釉过程，对该保护层(15)的表面(16a)进行预处理。
21.根据权利要求19至20中任一项所述的用于制造部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a、6b)的方法，
其特征在于，
将搪瓷粉末施加到该部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a，6b)的上表面(11a)上和/或该保护层(15)的表面(16a)上，并且加热该搪瓷粉末以用于向底层(13)提供表面(14a)，该表面具有适合于施加该不粘和/或不湿涂层的粗糙度。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的用于制造部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a、6b)的方法，
其特征在于，
该不粘和/或不湿涂层包括第一层和第二层(17，18)，其中，该第一层(17)被施加到该部件、特别是顶板(2)和/或燃烧器帽(6a、6b)的上表面(11a)或该底层(13)的表面(14a)或该保护层(15)的表面(16a)，并且其中，该第二层(18)被施加到该第一层(17)。
23.根据权利要求19至22中任一项所述的用于制造部件的方法，
其特征在于进一步包括以下步骤：
-在该涂层(12)的表面的至少一部分上执行活化过程以便提供活化表面区域，其中，该活化过程特别增加该活化表面区域内的表面张力，特别是通过使用等离子体技术执行活化过程，
-将印刷品施加到该活化表面区域，特别是借助于油墨技术。
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