DE10314513A1

DE10314513A1 - Katalysatorsystem zum Geruchsabbau

Info

Publication number: DE10314513A1
Application number: DE10314513A
Authority: DE
Inventors: Thomas Copitzky; Frank JÖRDENS; Jürgen Salomon; Gerhard Schmidmayer
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-14
Also published as: WO2004087223A1; EP1613359A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Katalysatorsystem für Koch-, Brat-, Back- und Grillgeräte, umfassend (i) eine Beschichtung mit einer Struktur aus (a) porösen Teilchen A und (b) einem Binder, wobei die porösen Teilchen A in ihren Poren a keine feste oder flüssige Zweitphase aufweisen, und (ii) einen Geruchskatalysator, der durch Adsorption organischer Moleküle aus der Gasphase und ggf. durch ihre anschließende katalytische Zersetzung Gerüche mindert bzw. abbaut.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Katalysatorsystem für Koch-, Brat-, Back- und Grillgeräte. Die Erfindung betrifft außerdem ein Gerät zum Kochen, Braten, Backen und/oder Grillen, umfassend ein solches Katalysatorsystem.

Katalytisch aktive Beschichtungen in Haushaltsgeräten zur Selbstreinigung von Oberflächen oder zum Abbau von Gerüchen sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt:
Die DE-A 39 42 236 beschreibt Überzugsmittel in Koch-, Back-, Brat- und Grillgeräten. Diese sind gekennzeichnet durch einen Gehalt an Oxiden mindestens eines Metalls aus der Gruppe Cer, Natrium, Kalium Calcium, Mangan, Nickel und Kobalt, können außerdem aber auch Alkali- und/oder Erdalkalimetall-Verbindungen mit Tantaloxid, Nioboxid und/oder Zinndioxid enthalten. Die DE 39 42 236 beschreibt aber auch Überzugsmittel in Koch-, Back-, Brat-, Grillgeräten auf der Basis von Boriden, Carbiden, Siliciden oder Nitriden von Metallen aus der 4., 5. oder 6 Nebengruppe des PSE (z.B. Molybdändisilicid). Es werden Verfahren beschrieben, aus diesen Oxiden Katalysatormischungen herzustellen, diese optional auf porösen Silikaten und/oder Aluminaten zu fixieren und schließlich als Komponente in kommerziellen Emails einzusetzen. Die katalytische Wirkung dieser Beschichtungen wird beispielhaft am thermogravimetrischen Abbau von Sojaöl gezeigt. Eine gleichzeitige positive Wirkung auf andere Lebensmittelbestandteile oder eine geruchsmindernde Wirkung wird nicht beschrieben.

Die DE-A 199 15 378 beschreibt ebenfalls eine katalytische Zusammensetzung für Haushaltsgeräte. Die für die Herstellung einer derartigen Beschichtung nötige Beschichtungsmasse umfaßt ein (1) Polykondensat aus einem Silan oder einem davon abgeleiteten Oligomeren, optional eine Verbindung von glasbildenden Elementen sowie (2) Teilchen von einem oder mehreren Übergangsmetalloxiden, wobei das Gewichtsverhältnis von Übergangsmetalloxid-Teilchen zu Polykondensat 10 : 1 bis 1 : 10 beträgt. Beispiele für Übergangsmetalloxide sind die Oxide von La, Ce, Ti, Zr, V, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag oder Zn. Bei der Herstellung des Polykondensats oder der Beschichtungsmasse oder danach können der Beschichtungsmasse anorganische Partikel im Nanometer- oder Mikrometer-Maßstab, vor allem in Form eines Sols, zugegeben werden. Bevorzugte anorganische Partikel sind Al₂O₃, SiO₂, SnO₂, Eisenoxide und C (Graphit, Ruß). Dabei sind die Größenverhältnisse für die nanoskaligen Partikel so, daß die durchschnittliche Teilchengröße (Durchmesser) bei bis zu 300 nm liegt. Bevorzugt sind jedoch bis zu 50 bzw. bis zu 100 nm.

Die katalytische Wirkung dieser Beschichtungen insbesondere im Falle von Oxiden von Mn/Co/Ce- und Oxiden von Mn/Cu/Ce-Katalysatoren wird durch ihre geruchsmindernde Wirkung mit den Testsubstanzen Pyrazin, Thiazol, Maltol, Vanillin, 2,4-Decadienal gezeigt. Weiterhin kann die Beschichtung Oberflächenverschmutzungen entgegenwirken.

Die DE-A 28 28 613 beschreibt eine selbstreinigende Beschichtung für Herde, die eine poröse Schicht einer Grundmasse eines anorganischen Bindemittels mit einem Mattierungsmittel auf der Oberfläche, in dieser Schicht verteilte Teilchen eines Katalysators (der dazu neigt, als Ergebnis seiner katalytischen Wirkung seine Farbe zu verändern) und eine sich nicht verfärbende Substanz enthält. Die katalytische Wirkung wird durch wenigstens eines der Metalloxide Mn₂O₃, MnO₂ oder CuO und/oder durch eine feste Katalysatorsäure, z.B. Zeolith, erzielt. Eine geeignete Gruppe sich nicht verfärbender Substanzen sind demnach Ferrite, als Mattierungsmittel werden z.B. Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, ZrO₂, ZnO, CaO oder MgO vorgeschlagen. Genannte anorganische Bindemittel umfassen Fritten aus Borosilikatglas, Phosphat- und Bleifritten und Alkalimetallsilikate.

Eine weitere selbstreinigende Beschichtung ist in der DE-A 29 28 895 beschrieben. Auf dem Gegenstand, der selbstreinigend sein soll, wird ein Überzugsfilm, gebildet aus einer Masse, die einen Oxidationskatalysator, ein synthetisches Silikonharz als Bindemittel und ein organisches Lösungsmittel (LM) enthält, unter Erhitzen der Masse auf 300 bis 400°C ausgebildet. Der Katalysator ist vorzugsweise ein Edelmetall, ein Metalloxid oder ein Gemisch von zwei oder mehreren Metalloxiden, insbesondere Pt, Pd oder MnO₂, ein Cu-Oxid, ein Fe-Oxid, ein Ni-Oxid oder ein Cr-Oxid.

Eine einen anorganischen Polymerisationsinhibitor enthaltende Beschichtung zur Erzeugung von selbstreinigenden Oberflächen ist in der DE-C 30 19 828 beschrieben. Die für die Herstellung der Beschichtung nötige Beschichtungsmasse wird in einem flüssigen Bindemittel, das einen Oxidationskatalysator (Metall oder Metalloxid) sowie den genannten Polymerisationsinhibitor enthält, dispergiert. Flüssige Bindemittel sind insbesondere in organischen Lösungsmitteln gelöste Silikonharze. Polymerisationsinhibitoren sind insbesondere Al(OH)₃, Sb₂O₃, Phosphat frittenmaterial oder ein Gemisch von wenigstens zwei von diesen, und Metalloxide/Metalle sind Oxide von V, Cr, Mo, Mn, Ni und Cu, speziell MnO₂, Ni₂O₃, CuO, oder Pt oder Pd, speziell kolloidales Pt oder Pd auf Al₂O₃.

Weiterhin bekannt sind Geruchskatalysatoren im Abluftkanal, die über eine zusätzliche Heizung verfügen, und so bei sehr hohen Temperaturen von 300-500°C sämtliche Komponenten der Abluft über das Temperaturfeld erfassen. Ein typisches Beispiel hierfür stellt der in der DE-A 199 15 377 beschriebene Katalysator dar.

Diese bis heute beschriebenen und kommerziell verfügbaren Möglichkeiten der katalytisch wirksamen Beschichtungen von Back-, Brat-, Grill-, Kochgeräten zeichnen sich allerdings durch folgende Nachteile aus:
Es existiert kein System in Koch-, Back-, Brat- und Grillgeräten, welches den Wirkungsgrad der Reinigung eines Gerätes durch entsprechende Kombination von geruchsmindernden und selbstreinigenden Elementen optimiert. Die bekannten Geräte sind vielmehr nach Kriterien der Speisenzubereitung und Energieeffizienz optimiert. So ist beispielsweise eine Erhöhung der aktiven Fläche eines Geruchskatalysators im Abluftkanal zur Umsetzung möglichst vieler Geruchsstoffe und Aerosole von Speiseresten reinigungstechnisch erwünscht, die dafür erforderliche höhere Lüfterleistung verhindert jedoch eine derartige Lösung.

Katalysatorsysteme, welche eine zusätzliche Heizung benötigen, wirken sich negativ auf den Energieverbrauch der Geräte aus. Die Fähigkeit zur Selbstreinigung ohne Zusatzheizung nimmt mit Belegung der Katalysatoren durch Speiserückstände relativ schnell ab.

Ermitteln läßt sich die Qualität und Haltbarkeit der zur Selbstreinigung befähigten Beschichtungen/Schichten von Koch-, Brat-, Back- und Grillgeräten an Hand der DIN ISO 8291 bei einer Schichtstärke von mindestens 150 μm. Die im Stand der Technik bekannten Beschichtungen können 5-10 Zyklen des Auftropfens von Sojaöl und anschließendes Erhitzen auf 250 ± 10°C aushalten, bevor eine Verlackung der Oberfläche (Beurteilung nach DIN ISO 8291 durch Auftreten von Glanz) auftritt.

Die gemäß Stand der Technik in den katalytisch wirksamen Beschichtungen enthaltenen Katalysatormischungen auf Basis von Cu, Co, Ni sind physiologisch nicht unbedenklich, solche auf Basis von Edelmetallen und Ce wirtschaftlich eher uninteressant, da sie zu teuer sind.

Der Abbau von Speiseresten und Gerüchen erfolgt durch Reaktion mit Luftsauerstoff. Eine Struktur, die diesbezüglich auch im verschmutzten Zustand dauerhaft optimale Bedingungen bzgl. Selbstreinigung und Geruchsminderung schafft, ist nicht bekannt.

Es besteht daher ein Bedarf an einem verbesserten Reinigungs- bzw. Beschichtungssystem in Koch-, Brat-, Back- und Grillgeräten oder deren Teilen, insbesondere in Öfen und Herden, das eine besser und länger anhaltende Wirkung von Selbstreinigung und Geruchsminderung auch ohne zusätzliche Heizung bewirkt und durch das ggf. gleichzeitig die Verwendung von physiologisch bedenklichem Material vermieden oder zumindest reduziert werden kann.

Die Erfinder haben diese Aufgabe mittels des Katalysatorsystems der vorliegenden Erfindung, bestehend aus der Kombination von (i) und (ii), wie nachfolgend beschrieben, gelöst.

Dementsprechend betrifft die vorliegende Erfindung gemäß einem Aspekt ein Katalysatorsystem für Koch-, Brat-, Back- und Grillgeräte, umfassend (i) eine zugleich selbstreinigende und geruchsmindernde Beschichtung mit einer Struktur aus (a) porösen Teilchen A und (b) einem Binder, wobei die porösen Teilchen A in ihren Poren a keine feste oder flüssige Zweitphase aufweisen, und (ii) einen üblichen Geruchskatalysator auf beispielsweise Metalloxid-Basis. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Gerät zum Kochen, Braten, Backen und/oder Grillen, z.B. ein Garofen, umfassend ein solches Katalysatorsystem.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich erfindungsgemäß um ein Katalysatorsystem, bei dem die Beschichtung (i) auf Elemente des Gerätes aufgebracht ist, die direkt mit Lebensmitteln verschmutzt werden, und/oder der Geruchskatalysator (ii) im Abluftkanal des Gerätes sitzt.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katalysatorsystems sieht thermisch und chemisch stabile, poröse Metalloxide, Carbide oder Nitride als poröse Teilchen A der Beschichtung (i) vor. Insbesondere können die porösen Teilchen A SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, SiC, Si₃N₄, C und B₂O₃, vorzugsweise γ-Al₂O₃ und SiO₂, sein.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Größe der Teilchen A (Teilchendurchmesser) 5 bis 100 μm, insbesondere 10 bis 80 μm, 20 bis 60 μm oder 30 bis 50 μm.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Katalysatorsystems sieht offenzellige Poren a der Teilchen A vor.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Binder der Beschichtung (i) eine anorganische Substanz und dauerhaft bis 500°C temperaturbeständig, insbesondere ein anorganisches Polymer wie ein Silikonharz oder ein anorganisches Sol, beide auf der Basis von Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, ZrO₂, SiC, Si₃N₄ oder B₂O₃ oder Gemischen von wenigstens zwei von diesen, ein offenzelliges oder dichtes Glas, ein polymeres Phosphat, ein Silikat, ein Ton oder Wasserglas.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform haben die Binder-Partikel einen Durchmesser von 0,5 bis 10 μm, insbesondere von 1 bis 5 μm.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Beschichtung (i) zusätzlich andere Sorten von Teilchen enthält, insbesondere Teilchen, die der Verringerung der Rauheit der Beschichtung, der Verbesserung der Bindung einerseits zwischen den Teilchen A und andererseits zwischen Beschichtung und Substrat, der Einstellung der Farbe oder der Verbesserung des thermischen Abbaus, der Haptik oder des Spreitungsvermögens dienen. Diese anderen Teilchen der Beschichtung (i) können z.B. nanoskalige Teilchen (Partikel B'), Teilchen im Mikrometer-Bereich (Partikel B), Farbkörper-Teilchen, Metalle, insbesondere Übergangsmetalle, oder Metalloxide, insbesondere Übergangsmetalloxide, sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Beschichtung (i) jedoch kein Oxid eines Nebengruppenmetalls, insbesondere kein physiologisch unverträgliches Oxid eines Nebengruppenmetalls, auf.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform sind die Teilchen B und B' der Beschichtung (i) thermisch und chemisch stabil. Dabei handelt es sich insbesondere um Metalloxide, Carbide und Nitride wie SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, SiC, Si₃N₄ und B₂O₃.

Im Sinne der Erfindung werden möglichst viele Oberflächen in Koch-, Brat-, Back- und Grillgeräten, speziell solche aus Metall, aus Glas oder mit Emailbeschichtung, die im Gebrauch direkt oder indirekt erhitzt und durch Lebensmittelreste verunreinigt werden, insbesondere alle mit dem Garraum in Kontakt stehenden festen und beweglichen Oberflächen, mit der selbstreinigenden Beschichtung (i) versehen, welche zugleich geruchsmindernd wirkt. Eine spezielle Ausführung der Beschichtung (i) wird im Anschluß als Ecolyse beschrieben. Insbesondere im Umluftbetrieb wird somit gewährleistet, daß verunreinigte Luft wiederholt an bzw. in die geruchsmindernde Beschichtung (i) gelangt und somit effektiv gereinigt werden kann (der Wirkungsgrad wird gesteigert). Eine weitere Reinigungsstufe wird durch den Geruchskatalysator (ii) bewirkt, der vorteilhafterweise im Abluftkanal positioniert ist. Da der Geruchskatalysator (ii) in diesem Fall nicht im direkten Kontakt mit den Speisen steht, und es sich flächenmäßig um die kleinere Beschichtung handelt, sind erfindungsgemäß kostenintensive und oder physiologisch bedenkliche Komponenten (z.B. Metall-, insbesondere Edelmetalloxide) dort anstelle von in der Beschichtung (i) bevorzugt. Sie (die Metalloxide) sind aber im weitaus geringeren Maße notwendig, als wenn der Geruchskatalysator (ii) ohne die Kombination mit der Beschichtung (i) verwendet würde. Auch eine zusätzliche Heizung im Abluftkanal ist nicht notwendig, kann aber gleichwohl vorgesehen werden.

Geruchskatalysator (ii) im Sinne der vorliegenden Erfindung ist jede im Stand der Technik beschriebene Oberfläche, die durch Adsorption organischer Moleküle aus der Gasphase und ggf. deren anschließende katalytische Zersetzung Gerüche unterdrückt oder abbaut, also beispielsweise – ggf. beheizbare – Zeolithe, Tone, Aerogele, Aktivkohle oder Keramik- bzw. Metallträger, die in Schwamm- oder Wabenstruktur oder auch als Folie ausgeführt sein können. Auch können o.g. Werkstoffe als Schüttgut zum Einsatz kommen. Diese Trägermaterialien können zusätzlich beschichtet sein, wobei der katalytisch wirksame Anteil der Beschichtung auf Edelmetallen, Lanthaniden, Actiniden, Oxiden oder Mischoxiden dieser oder anderer (Hauptgruppen-/Nebengruppen-/Übergangs-)Metalle basiert.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Geruchskatalysator (ii) eine katalytische Zusammensetzung, die herstellbar ist aus einer Beschichtungsmasse umfassend (1) ein Polykondensat aus einem Silan oder einem davon abgeleiteten Oligomeren, optional eine Verbindung von glasbildenden Elementen sowie (2) Teilchen von einem oder mehreren Übergangsmetalloxiden, wobei das Gewichtsverhältnis von Übergangsmetalloxid-Teil chen zu Polykondensat 10:1 bis 1:10 beträgt. In diesem Zusammenhang wird insbesondere auf die DE-A 199 15 377 und DE-A 199 15 378 verwiesen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist/sind das/die Übergangsmetalloxid/e des Geruchskatalysators (ii) aus den Oxiden von La, Ce, Ti, Zr, V, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag und Zn ausgewählt.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Geruchskatalysator (ii) des Katalysatorsystems unbeheizt.

Ein bevorzugter Geruchskatalysator (ii) ist der in den DE-As 199 15 377 und 199 15 378 beschriebene Katalysator.

Die höhere Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Katalysatorsystems im Vergleich zu anderen Systemen des Standes der Technik wird in dem nachstehenden Beispiel dargestellt.

Die Beschichtung (i)

Ausgehend vom Stand der Technik, der im wesentlichen qualitativ verschiedene Beschichtungsmassen bzw. Beschichtungen beschreibt, haben sich die Erfinder die Frage gestellt, ob es nicht möglich sein könnte, eine Verbesserung auf andere Art, das heißt, ohne die Verwendung von Metallen, Metall- und insbesondere Edelmetalloxiden zu erreichen. Insbesondere gingen die Überlegungen der Erfinder dahin, die Struktur der Beschichtung dahingehend zu verbessern, daß es dauerhaft einen ausreichenden Kontakt zwischen Lebensmittelrest (nachfolgend vereinfacht als "Verunreinigung" bezeichnet) einerseits und Sauerstoff und (z.B. oxidischer) Festphase (Dreiphasengrenze) andererseits gibt. Dies kann dadurch ermöglicht werden, daß ganz spezielle Hohlräume zur Verfügung gestellt werden, von denen mindestens eine Sorte zum Spreiten/Aufsaugen der beweglichen Lebensmittelreste und mindestens eine andere Sorte als Sauerstoffreservoir fungiert, in die die Lebensmittelreste aber nicht eindringen können. Auf diese Art wird die Fläche, an der der (thermische bzw. oxidative) Abbau stattfindet, maximiert, da in der Schicht selbst dauerhaft Sauerstoff vorhanden ist und der Abbau nicht ausschließlich auf Sauerstoffzufuhr von der Oberfläche und den Seiten angewiesen ist. Ein Verschließen der Oberfläche durch große Mengen an Lebensmittel führt daher nicht zur Blockade des Abbaus innerhalb der gesamten Schicht.

Weiterhin von Bedeutung ist, daß die beschichtete Oberfläche des Koch-, Brat-, Back- oder Grillgerätes bzw. seiner Teile mechanisch belastbar bleibt, das heißt, die Haftung der Beschichtung (i) auf ihrem Substrat, ihre Schlagfestigkeit, ihre chemische Beständigkeit, ihre "Beständigkeit gegenüber Temperaturwechseln sowie ihre Kratzfestigkeit müssen zufriedenstellend sein, was erfindungsgemäß erreicht wird.

Gemäß vorliegender Erfindung wird unter Verunreinigung bzw. Lebensmittelrest ein Lebensmittelrest verstanden, der bei den Betriebstemperaturen des Koch-, Brat-, Back- und Grillgerätes flüssig genug ist, in die Struktur der selbstreinigenden Beschichtung (i) einzudringen. Dabei kann es sich um bei den Betriebstemperaturen flüssige Fette/Öle, wäßrige Phasen (z.B. Salzlösungen) und mit diesen vermischte Kohlenhydrate/Eiweiße handeln. Die Verunreinigungen werden auch – als Geruch – in Form von Aerosolen oder Gasen über Lufttransport in die Beschichtung (i) eingetragen.

Die Beschichtungen (i) sind gemäß vorliegender Erfindung mit thermisch (dauerhaft bis 500°C) und chemisch stabilen, porösen, preiswerten und physiologisch verträglichen Oxiden, insbesondere Metalloxiden, aber auch solch stabilen Carbiden und Nitriden versehen. Bevorzugte Oxide sind ZrO₂, Al₂O₃ und SiO₂.

Offensichtlich ist der thermische Abbau und damit die selbstreinigende und geruchsmindernde Kraft der heute üblichen Beschichtungen von Teilen an bzw. in Koch-, Brat-, Back- oder Grillgeräten deshalb begrenzt, weil die Lebensmittelreste an der Festphase nicht mit genügend Sauerstoff in Kontakt kommen, der für den Abbau der Verunreinigungen zu (idealerweise) CO₂ und H₂O nötig ist. Die Erfinder haben deshalb Schichten mit Strukturen zur Verfügung gestellt, in die die Verunreinigungen eindringen, in denen sie gespreitet und im Idealfall vollständig zu CO₂ und H₂O abgebaut werden können.

Nachfolgend wird die Struktur der Beschichtung (i) gemäß der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Dabei werden die Begriffe "Teilchen" und "Partikel" synonym verwendet. Wenn von der Größe der Teilchen gesprochen wird, ist ihr Durchmesser gemeint.

Die zu erzeugende Beschichtung (i) mit der Fähigkeit zur Selbstreinigung und Geruchsminderung besteht aus wenigstens einer Sorte von Teilchen A mit offener Porosität. Die Größe der Teilchen beträgt 5 bis 100 μm. Bevorzugte Größen liegen bei 10 bis 80 μm, bei 20 bis 60 μm sowie bei 30 bis 50 μm. Die Poren a in den Teilchen A sind entweder in einer Größenordnung, daß die Verunreinigungen nicht eindringen können, erfahrungsgemäß unter 1 μm, bevorzugt 0,1 bis 0,6 μm. Im Falle von größeren Poren mit a ≥ 1μm werden die Teilchen A mit einer porösen Membran (Poren c) umhüllt. Diese Membran verhindert das Eindringen von Verunreinigungen in die porösen Teilchen A. Sie stellt aber auch die sogenannte Bindephase dar, gewährleistet also die Bindung der Teilchen A untereinander und zum Substrat (zur Oberfläche). Für den Fall, daß die Poren a genügend klein sind (a < 1 μm), kommt der Membran ausschließlich die reine Bindefunktion zu, d.h., die Membran muß in einem solchen Fall nicht notwendigerweise porös sein. In einem solchen Fall (der genügend kleinen Poren a), da nichtporöser Binder, z.B. Glas, verwendet werden kann, werden die Teilchen A jedoch nicht vollständig umhüllt, sondern vorzugsweise nur an den Kontaktpunkten zwischen zwei benachbarten Teilchen A mit dem Binder versehen. Dies garantiert, daß möglichst viele der Poren a für Luft zugänglich bleiben.

Chemisch gesprochen sind die Partikel A, wie oben erwähnt, thermisch und chemisch stabile, poröse Oxide, insbesondere Metalloxide, Carbide oder Nitride. Beispielhafte Vertreter sind die weiter unten für die Partikel B aufgeführten Substanzen. Besonders bevorzugt als Partikel A sind jedoch γ-Al₂O₃ und SiO₂.

Die Zwischenräume zwischen den Teilchen A (nachfolgend bezeichnet als Poren b) sind für das Eindringen und Spreiten der flüssigen Lebensmittelreste in die Beschichtung (i) verantwortlich. Ziel ist eine möglichst gute Verteilung/Spreitung der Verunreinigungen in der Beschichtung (i), um die Angriffsfläche für den thermischen Abbau zu maximieren. Die Größenverteilung der Poren b wird im wesentlichen von der Größe der Teilchen A und dem Volumenanteil ihrer Bindephase bestimmt. Die Menge des zu verwendenden Binders läßt sich durch Routineversuche leicht ermitteln, wenn berücksichtigt wird, daß die erfindungsgemäß vorteilhafteste Menge so groß ist, daß einerseits das Spreiten in den Poren b und andererseits eine ausreichende Qualität der mechanischen Eigenschaften (Kratzfestigkeit, Haftung auf dem Substrat) der Beschichtung (i) gewährleistet sind. Der Volumenanteil der Bindephase liegt erfindungsgemäß bei 5-40%, vorzugsweise bei 20-30% oder 15-25%.

Die Poren b zwischen den Teilchen A sind deutlich größer als die Poren a, so daß Verunreinigungen in die Struktur eindringen und spreiten können. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß immer (genug) Sauerstoff für den thermischen Abbau in Kontakt mit den zu entfernenden Verunreinigungen ist, insbesondere da sich die Poren a immer wieder regenerieren, d.h., Luft aufnehmen können.

Alle erfindungsgemäß genannten Porensysteme, d.h. die Poren a und b, aber auch die Poren des Binders, sofern vorhanden, liegen offenporös vor.

Die Beschichtungsmasse, die die Grundlage für die erfindungsgemäß zu erzeugende Beschichtung (i) darstellt, kann aber noch weitere Sorten von Teilchen enthalten, die (a) der Verringerung der Rauheit der Beschichtung (i) und der Verbesserung der Haptik, (b) der Verbesserung der Bindung einerseits zwischen den Teilchen A und andererseits zwischen Beschichtung und Substrat, (c) der Einstellung der Farbe oder (d) der Verbesserung des thermischen Abbaus oder des Spreitungsvermögens (um nur einige Beispiele zu nennen) dienen.

Beispiele für Teilchen, die unter (a), aber auch (b) fallen, sind nanoskalige Teilchen (Partikel B'), Teilchen im Mikrometer-Bereich (Partikel B) sowie Farbkörper-Teilchen (z.B. Spinelle):
Ein Beispiel zu (c) sind Spinelle, und schließlich sind physiologisch unbedenklich Oxide von Übergangsmetallen, insbesondere die Oxide von Zr und Ti, ein Beispiel zu (d).

Im Fall der Teilchen B und B' ist deren chemische Zusammensetzung nicht weiter von Bedeutung. Entscheidend ist allein, daß die Teilchen, wie oben beschrieben, thermisch und chemisch stabil sind. Sie dürfen, müssen allerdings nicht, porös sein. Geeignete Substanzen als nanoskalige bzw. Mikrometer-Partikel sind Oxide, speziell Metalloxide, Carbide und Nitride, zum Beispiel SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, SiC, Si₃N₄ und B₂O₃, insbesondere α-Al₂O₃. Die Wahl der stofflichen Zusammensetzung der Partikel B und B' ist nicht abhängig von der chemischen Zusammensetzung der Partikel A. Das heißt, wenn die Partikel A nach einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform Al₂O₃ sind, können die Partikel B bzw. B' ebenfalls Al₂O₃, genauso gut aber auch SiO₂, TiO₂, ZrO₂, SiC, Si₃N₄, B₂O₃ oder ein Spinell (oder eine andere stabile Komponente) sein. Bevorzugt sind alle solche Partikel, die preiswert und gesundheitlich unbedenklich sind.

Von Bedeutung sind hingegen die Größenordnungen der Partikel B und B'. Die nanoskaligen Partikel B' haben einen Durchmesser von bis zu 100 nm, sind vorteilhafterweise aber nur 20 bis 60 nm. Die Partikel im Mikrometer-Bereich haben stattdessen einen Durchmesser von 0,5 bis 10 um, wobei für diese Teilchen B die zusätzliche Einschränkung gilt, daß sie mindestens fünfmal, höchstens aber zwanzigmal kleiner sind als die Teilchen A.

Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Poren a frei von festen oder flüssigen Zweitphasen. Dies gilt für die Zeit des Gebrauchs des Koch-, Brat-, Back- und Grillgerätes, aber auch für das unbenutzte Gerät. Mit anderen Worten, es ist besonders bevorzugt, daß die Poren a kein Metalloxid, keinen Farbkörper, keine Partikel B oder B' und auch keine Verunreinigungen (ausgenommen solche im gasförmigen Zustand) aufnehmen bzw. aufweisen. Demnach sind die Poren a erfindungsgemäß entweder genügend klein, so daß nichtgasförmige Verunreinigungen beim Gebrauch des Gerätes einerseits und Metalloxid, Farbkörper, Partikel B oder B' etc. bei der Herstellung der Beschichtung (i) andererseits nicht in die Poren a eindringen können, oder mittels der oben beschriebenen porösen Membran (Poren c) am Eindringen in die Poren a gehindert werden. Durch diese Struktur steht für den thermischen Abbau der Verunreinigungen neben dem Luftsauerstoff in den Poren b insbesondere auch der Luftsauerstoff der Poren a zur Verfügung.

Die oben schon genannte poröse Membran ist ein poröser Kleber (nachfolgend auch als porö-ser Binder bezeichnet) bzw. besteht aus einem solchen. Dabei handelt es sich um einen anorganischen temperaturbeständigen Binder, vorzugsweise um ein anorganisches Polymer (z.B. Silikonharze und polymere Phosphate) oder um ein anorganisches Sol, beide auf der Basis von z.B. Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, ZrO₂, P₂O₅, SiC, Si₃N₄ oder B₂O₃ oder Gemischen von diesen.

Weitere Beispiele für den Kleber/Binder sind Glas (z.B. offenzelliges, aber auch dichtes Glas), das nur bis zu seinem Erweichungspunkt (T_E) bzw. auf eine Temperatur etwas unterhalb T_E erhitzt worden ist, und Silikate wie Tone oder Wasserglas.

Die Größe der Binder-Partikel beträgt im Fall eines Sols bekannterweise 100 nm oder weniger, wobei der Durchmesser der Teilchen 5 bis 100 nm, vorzugsweise 20 bis 80 nm sein kann. Im Fall, daß ein Binder auf Basis von Glas oder Ton etc. verwendet wird, sind Durchmesser von 0,5 bis 10 μm, insbesondere 1 bis 5 μm erfindungsgemäß bevorzugt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Beschichtung (i) einen üblichen Metall- bzw. Metalloxid-Katalysator (Oxidationskatalysator und/oder Polymerisationsinhibitor) auf, der zu unterscheiden ist von dem Geruchskatalysator (ii) als Bestandteil des erfindungsgemäßen Katalysatorsystems (erfindungsgemäß können Geruchskatalysator (ii) und Metall- bzw. Metalloxid-Katalysator zwar aus demselben Material sein, müssen es aber nicht; abgesehen davon, daß der Metall- bzw. Metalloxid- bzw. Oxidationskatalysator/Polymerisationsinhibitor nicht notwendiger Bestandteil der Beschichtung (i) ist). Gemäß der vorliegenden Erfindung sind grundsätzlich alle im Stand der Technik für die Selbstreinigung von Backöfen beschriebenen Katalysatoren als Metall- bzw. Metalloxid- bzw. Oxidationskatalysator/Polymerisationsinhibitor geeignet. In diesem Zusammenhang wird verwiesen auf die einleitend zitierten Druckschriften. Möglich ist die Verwendung von Oxiden von La, Ce, Ti, V, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag oder Zn, speziell MnO₂, Ni₂O₃, CuO oder Cr₂O₃, aber auch die von Pt und Pd. Auch beliebige Gemische der genannten Oxide sind erfindungsgemäß als Metall- bzw. Metalloxid- bzw. Oxidationskatalysator/Polymerisationsinhibitor geeignet. Allerdings gilt auch für diesen Fall: der Katalysator sollte vorteilhafterweise ungiftig und preiswert sein.

Das Metalloxid bzw. das Gemisch der Metalloxide weist Partikelgrößen von unter 100 nm bis zu 0,5, 1 oder sogar 2 μm auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist es jedoch Teilchendurchmesser von deutlich unter 1 μm auf. Der Teilchendurchmesser beträgt vorzugsweise 500 nm oder weniger, 300 nm oder weniger, 200 nm oder weniger und besonders bevorzugterweise 100 nm oder weniger.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht darin, dem Oxidationskatalysator/Polymerisationsinhibitor eine oder mehrere Substanzen zuzusetzen, die die Temperatur, bei der der Oxidationskatalysator/Polymerisationsinhibitor eine gute Umsatzrate aufweist, auf Temperaturen von 200 bis 250°C senkt/senken. Diese Temperatur entspricht üblicherweise den Arbeitstemperaturen im Garraum der Koch-, Brat-, Back- und Grillgeräte. Substanzen im Sinne dieser Ausgestaltung sind Elemente der 1. und 2. Hauptgruppe des PSE, das heißt z.B. Natrium, Kalium, Magnesium, Calcium oder Strontium.

Die erfindungsgemäße Beschichtungsmasse enthält gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform einen anorganischen Farbkörper bzw. ein sich nicht verfärbendes Material, der/das dafür Sorge trägt, daß eventuell auftretende Farbänderungen in Folge eines Wertigkeitswechsels des Metalls des Katalysators überdeckt werden.

Geeignete anorganische Farbkörper sind insbesondere Spinelle wie MgAl₂O₄, MgFe₂O₄, MnFe₂O₄, FeAl₂O₄, NiAl₂O₄ oder MgCr₂O₄. Andere geeignete sich nicht verfärbende Materialien sind SiC und Graphit. Der Teilchendurchmesser der optional verwendeten Farbkörper beträgt 0,2 bis 5 μm, vorzugsweise 0,5 bis 3 μm.

Gemäß einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform weist die Beschichtung optische Sprenklungen oder Granitierungen auf, um eventuelle optische Verschmutzungen zu kaschieren. In Fall der Sprenklung wird nur eine Farbkomponente, im Fall der Granitierung werden wenigstens zwei Farbkomponenten verwendet. Geeignete Farbkomponenten sind z.B. Spinelle, aber auch Al₂O₃, TiO₂, ZrO₂ und Gemische von diesen. Der Durchmesser dieser Komponenten liegt bei 50 bis 2000 μm.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform werden als Partikel A SiO₂, als Partikel B α-Al₂O₃, ein nanoskaliger Sol-Gel-Binder auf der Basis von TiO₂ bzw. TiO_x, als Farbkörper ein Spinell (MnFe₂O₄) mit einem Durchmesser von 1-3 μm und als Sprenkelung TiO₂ einer Größe von 500-1000 μm verwendet. Die Partikel A weisen eine Größe von 30-50 μm auf und werden in einer Menge von 50-80, insbesondere 60-70 Gew.-% eingesetzt. Die Partikel B weisen dagegen eine Größe von 0,7-1 μm auf und werden in einer Menge von 10-20 Gew.-%, speziell 15-20 Gew.-%, eingesetzt. Der Sol-Gel-Binder macht 7-15 Gew.-%, speziell 10 Gew.-% aus, der Farbkörper und die Sprenkelung machen jeweils 1-3 Gew.-% aus, wobei 2 und 1 Gew.-% besonders vorteilhafte Werte sind.

Erfindungsgemäß beträgt die Dicke der Beschichtung (i) wenigstens 50 μm, vorzugsweise 100 bis 500 μm, besonders bevorzugt sind jedoch Dicken von 150 bis 450 μm, speziell von 200 bis 400 μm oder 250 bis 350 μm. Größere Schichtdicken sind zwar technisch realisierbar und auch sinnvoll, aus wirtschaftlichen Gründen jedoch wenig interessant. Beträgt die Dicke der Beschichtung (i) hingegen weniger als 50 μm, bietet diese kein genügend großes Porenvolumen der Poren a, b und ggf. c für die Aufnahme von einerseits Verunreinigungen (nur in Poren b) und andererseits Luft (in Poren a, b, c).

Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung handelt es sich bei der zu beschichtenden Oberfläche um emaillierte Oberflächen, z.B. emaillierten Stahl, das ist ein Stahl, der mit einer Emailschicht einer Dicke in der Größenordnung von 100 μm, die dem Korrosionsschutz dient. versehen ist.

Für die Herstellung der erfindungsgemäßen selbstreinigenden und geruchsmindernden Beschichtung (i) bieten sich insbesondere vier Varianten an. Erfindungsgemäß ist es dabei bevorzugt, daß die Poren a frei bleiben von jeglicher Festphase und somit maximale Aufnahmekapazität für Luft haben. Dies läßt sich insbesondere dadurch erreichen, daß die verwendeten Teilchen (Farbkörper, Teilchen B und B', Metalloxid etc.) nicht wesentlich kleiner sind als die Poren a. Eine weitere Möglichkeit, die Poren a von Festphase freizuhalten, besteht darin, partikuläre Systeme zu verwenden. Auf Grund ihres Zeta-Potentials dringen die Teilchen nicht in die Poren ein, obwohl bzw. auch wenn letztere deutlich größer sind als die Teilchen.

Nachfolgend sollen vier verschiedene Herstellungsverfahren der selbstreinigenden und geruchsmindernden, bereits oben als Ecolyse bezeichneten Beschichtung (i) kurz beschrieben werden.

Bei dem ersten Verfahren (Variante 1) werden die Partikel A (z.B. Al₂O₃) mit einem wäßrig oder organisch (alkoholisch) dispergierten Binder (der Binder darf keinesfalls gelöst vorliegen, da in diesem Fall die Poren a der Partikel A mit fester Phase gefüllt würden! Dasselbe gilt für alle optional verwendeten/verwendbaren Komponenten) und optional mit (a) Teilchen B und/oder B' sowie (b) anorganischem Farbkörper (z.B. einem Spinell) und/oder (c) einem und/oder weiteren Additiven zu einem Schlicker aufbereitet, der auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht und dort zu einem sogenannten Biskuit getrocknet wird. Dann erfolgt ein Einbrand bei 500 bis 800°C und ein Abkühlungsschritt.

Bei einem zweiten Verfahren (Variante 2) schließt sich an den Abkühlschritt aus Variante 1 ein Aufspritzen des z.B. Metalloxid-Katalysators (MeO oder Me₂O) z.B. in Form einer (partikulären) Dispersion von Metalloxid oder Metallhydroxid oder Metalloxyhydroxid (z.B. Me₂O(OH)₂) an. Das Entfernen des LMs und das optionale Überführen der Salze in die Oxidform erfolgt thermisch.

Bei einer dritten Variante der Herstellung der Beschichtung (i) vermischt man ggf. zunächst die Partikel A mit partikulärem Metalloxid, Metallhydroxid oder Metalloxyhydroxid bzw. mit Teilchen B und/oder B'. Nachfolgend wird das Gemisch getrocknet und calciniert, woraufhin ein Pulver, das ggf. MeO oder Me₂O enthält, erhalten wird. Dieses Pulver wird dann wie in der ersten Variante mit einem wäßrig oder organisch (alkoholisch) dispergierten Binder (es darf keine Lösung sein) und ggf. einem anorganischen Farbkörper (z.B. einem Spinell) und weiteren Additiven zu einem Schlicker aufbereitet, der auf die zu beschichtende Oberfläche aufgetragen und dort zum Biskuit getrocknet wird. Dann erfolgt ein Einbrand bei 500 bis 800°C, bei dem die Schicht verfestigt wird und ggf. flüchtige Bestandteile ausgetrieben werden.

Die vierte Variante entspricht schließlich Variante 3, mit der Einschränkung, daß die Partikel A "mit einem organischen Polymer (z.B. Cellulose) beschichtet bzw. versiegelt werden, so daß sie anschließend mit einer Lösung eines Metallnitrats in Kontakt gebracht werden können, ohne daß die Poren a mit Metallnitrat (nach dem Einbrand mit Metalloxid) oder anderen Schlickerkomponenten angefüllt sind. Durch das Erhitzen wird nicht nur das Metallnitrat in Metalloxid überführt, vielmehr wird auch die Cellulose pyrolysiert. Die weiteren Schritte sind identisch denen von Variante 3, d.h., mit dispergiertem Binder wird ein Schlicker bereitet.

In allen vier Varianten kann das Aufbringen des Schlickers elektrophoretisch, mittels Spritz-Verfahren oder durch Eintauchen erfolgen.

Erfolgt der Einbrand bei Temperaturen deutlich oberhalb 500°C und handelt es sich bei dem zu beschichtenden Teil z.B. um emaillierten Stahl, erweicht das Email, so daß unter Einsinken der Schicht eine verbesserte Haftung zwischen Substrat und Beschichtung (i) erzielt wird.

Standard
Die Geruchsminderung bzgl. der Testsubstanzen wurde in Anlehnung an die Richtlinie VDI 4300, Blatt 6, bzw. DIN EN ISO 16017-1 (Flüchtige organische Verbindungen (VOC) in der Innenraumluft) jeweils durch gaschromatographische Analyse der Raumluft bestimmt. Dazu wurde zuerst mit einem Herd ohne jegliche katalytische Beschichtung folgender Versuch durchgeführt: In einem hermetisch abgeschlossen Versuchsraum (16 m³) werden unter den jeweils angegebenen Bedingungen (Temperatur, Dauer, Beheizungsart) 15,0 mg Pyrazin, 100 mg Maltol, 100 mg Vanillin und 50 μl 2,4-Decadienal verdampft, ein Aliquot der Raumluft auf einem Thermodesorptionsröhrchen gesammelt, die Analyten nach Thermodesorption durch GC/MS bestimmt und die entsprechenden Flächen im Chromatogramm mit Hilfe zweier interner Standards gleich 100% gesetzt.
Zur Bestimmung der Abbauraten wurden dann nacheinander jeweils einer der vier zu untersuchenden Herde (siehe Versuche A-D) in derselben Weise verwendet wie zuvor der Herd ohne jede katalytische Beschichtung. Durch Vergleich der in den Versuchen A-D erhaltenen Messwerte mit dem, der für den Herd ohne katalytische Einbauten erhalten wurde, kann eine prozentuale Verminderung (Abbaurate) bestimmt werden.
Daraus ergibt sich, dass sich die genannten Werte ausschließlich auf den Abbau der Testsubstanzen in der Gasphase beziehen (also Geruchsabbau).
Versuch A mit konventioneller Katalyse (Stand der Technik)
Das Backrohr eines Einbaubackofens mit einer konventionellen katalytischen Beschichtung (bei dem katalytischen Email handelt es sich um die handelsübliche Sorte CK 700/2 der Fa. DOM-Email, Köln) dient als Vergleichsversuch. Es wird kein Katalysator in den Wrasenabstrom des Ofens eingebaut. In einem Prüfraum (16 m³) ohne Luftaustausch werden die Testsubstanzen (2,4-Decadienal als ein Vertreter für Fette, Maltol, Vanillin und Pyrazin) bei 180°C in der Betriebsart 3D-Umluft verdampft und 60 min lang eine Raumluftprobe auf einem Thermodesorptionsröhrchen gesammelt. Analog verfährt man mit einem unpräparierten Herd unter identischen Bedingungen. Nach gaschromatographischer Analyse der zwei Raumluftproben werden die Flächeninhalte der Analyten anhand eines internen Standards normalisiert und miteinander verglichen, indem man die aus dem Versuch mit dem unpräparierten Herd stammenden Flächeninhalte jeweils gleich 100% setzt und durch Differenzbildung die – die einzelnen Testsubstanzen betreffende – prozentuale Abbaurate bestimmt. In diesem Versuch wurden für den konventionellen Katalysator folgende Abbauwerte bestimmt: Pyrazin 0 %; 2,4-Decadienal 24 %, Maltol 62 %, Vanillin 25 %.
Versuch B mit Beschichtung (i) (Ecolyse)
Das Backrohr eines Einbaubackofens mit einer als Ecolyse bezeichneten Beschichtung (= Beschichtung (i) gemäß vorliegender Erfindung) dient als weiterer Vergleichsversuch. Es wurden keine physiologisch bedenklichen Katalysatoren verwendet. Es wird kein Katalysatoren den Wrasenabstrom des Ofens eingebaut. Die weitere Versuchsdurchführung und Auswertung erfolgt analog Versuch A, wobei die Herde in Versuch B in der Betriebsart Oberhitze/Unterhitze bei 310°C 60 min betrieben wurden. Es ergaben sich folgende, wesentlich bessere Abbauraten: Pyrazin 28 %; 2,4-Decadienal 63 %, Maltol 71 %, Vanillin 64 %.
Versuch C nur mit Geruchskatalysator gemäß DE-A 199 15 378
In den Abluftkanal eines Einbaubackofens ohne katalytische Beschichtung wird ein Geruchskatalysator, wie er in der DE-A 199 15 378 beschrieben wird, eingebaut. Am Gerät werden keine Veränderungen am Lufthaushalt vorgenommen. Der Herd wird wiederum in der Betriebsart Oberhitze/Unterhitze bei 310°C 60 min betrieben. Die geruchsmindernde Wirkung wurde wie gewohnt bestimmt. Es ergaben sich folgende Abbauraten: Pyrazin 28%; 2,4-Decadienal 45%, Mal1tol 55%, Vanillin 46%..
Versuch D mit Kombination von Beschichtung (i) (Ecolyse) und Geruchskatalysator (ii) gemäß DE-A 199 15 378
Das Backrohr eines Einbaubackofens wird mit einer als Ecolyse bezeichneten Beschichtung (= Beschichtung (i) gemäß vorliegender Erfindung) ausgestattet. Es wurden keine physiologisch bedenklichen Katalysatoren verwendet. Zusätzlich wird der Katalysator gemäß DE-A 199 15 378 aus Beispiel 3 in den Wrasenabstrom des Ofens eingebaut. Die weitere Versuchsdurchführung sowie die Auswertung erfolgten bei 180°C und 60 min Betriebsdauer in der Betriebsart 3D-Umluft. Der Wirkungsgrad des erfindungsgemäßen Reinigungssystems bezüglich des Abbaues von Pyrazin, 2,4-Decadienal, Maltol und Vanillin in der Abluft übertrifft den Wirkungsgrad der anderen Systeme (aus den Versuchen A-C) überraschend deutlich. Die Geruchsminderung (Abbaurate) beträgt für Pyrazin 88 %, für 2,4-Decadienal 98 %, für Maltol 100 % und für Vanillin 99 %.

Claims

Katalysatorsystem für Koch-, Brat-, Back- und Grillgeräte, umfassend (i) eine Beschichtung mit einer Struktur aus (a) porösen Teilchen A und (b) einem Binder, wobei die porösen Teilchen A in ihren Poren a keine feste oder flüssige Zweitphase aufweisen, und (ii) einen Geruchskatalysator, der durch Adsorption organischer Moleküle aus der Gasphase und ggf. durch ihre anschließende katalytische Zersetzung Gerüche mindert bzw. abbaut.
Das Katalysatorsystem nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung (i) auf Elemente des Gerätes aufgebracht ist, die direkt mit Lebensmitteln verschmutzt werden, und/oder der Geruchskatalysator (ii) im Abluftkanal des Gerätes sitzt.
Das Katalysatorsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Geruchskatalysator (ii) unbeheizt ist.
Das Katalysatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Geruchskatalysator (ii) ein Geruchskatalysator auf Metalloxid-Basis ist.
Das Katalysatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Geruchskatalysator (ii) eine katalytische Zusammensetzung darstellt, die herstellbar ist aus einer Beschichtungsmasse umfassend ein (1) Polykondensat aus einem Silan oder einem davon abgeleiteten Oligomeren, optional eine Verbindung von glasbildenden Elementen sowie (2) Teilchen von einem oder mehreren Übergangsmetalloxiden, wobei das Gewichtsverhältnis von Übergangsmetalloxid-Teilchen zu Polykondensat 10:1 bis 1:10 beträgt.
Das Katalysatorsystem nach Anspruch 5, wobei das/die Übergangsmetalloxid/e ausgewählt ist/sind aus den Oxiden von La, Ce, Ti, Zr, V, Cr, Mo, W, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Ag und Zn.
Das Katalysatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die porösen Teilchen A der Beschichtung (i) thermisch und chemisch stabile, poröse Metalloxide, Carbide oder Nitride sind.
Das Katalysatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die porösen Teilchen A SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, SiC, Si₃N₄, C und B₂O₃, vorzugsweise γ-Al₂O₃ und SiO₂ sind.
Das Katalysatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Größe der Teilchen A (Teilchendurchmesser) 5 bis 100 μm, insbesondere 10 bis 80 μm, 20 bis 60 μm oder 30 bis 50 μm beträgt.
Das Katalysatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Poren a der Teilchen A offenzellig sind.
Das Katalysatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Binder anorganisch und dauerhaft bis 500°C temperaturbeständig, insbesondere ein anorganisches Polymer wie ein Silikonharz oder ein anorganisches Sol, beide auf der Basis von Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, ZrO₂, SiC, Si₃N₄ oder B₂O₃ oder Gemischen von wenigstens zwei von diesen, ein offenzelliges oder dichtes Glas, ein polymeres Phosphat, ein Silikat, ein Ton oder Wasserglas ist.
Das Katalysatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Binder-Partikel einen Durchmesser von 0,5 bis 10 μm, insbesondere 1 bis 5 μm aufweisen.
Das Katalysatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung (i) zusätzlich andere Sorten von Teilchen enthält, insbesondere Teilchen, die der Verringerung der Rauheit der Beschichtung, der Verbesserung der Bindung einerseits zwischen den Teilchen A und andererseits zwischen Beschichtung und Substrat, der Einstellung der Farbe oder der Verbesserung des thermischen Abbaus, der Haptik oder des Spreitungsvermögens dienen.
Das Katalysatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die anderen Sorten von Teilchen der Beschichtung (i) nanoskalige Teilchen (Partikel B'), Teilchen im Mikrometer-Bereich (Partikel B), Farbkörper-Teilchen, Metalle, insbesondere Übergangsmetalle, Metalloxide, insbesondere von Übergangsmetallen, sind.
Das Katalysatorsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Beschichtung (i) kein Oxid eines Nebengruppenmetalls, insbesondere kein physiologisch unverträgliches Oxid eines Nebengruppenmetalls enthält.
Das Katalysatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Teilchen B und B' thermisch und chemisch stabil, insbesondere Metalloxide, Carbide und Nitride wie SiO₂, TiO₂, Al₂O₃, ZrO₂, SiC, Si₃N₄ und B₂O₃, sind.
Gerät zum Kochen, Braten, Backen und/oder Grillen, umfassend das Katalysatorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.