DE112015005139T5

DE112015005139T5 - Kochgerät mit langer Lebensdauer

Info

Publication number: DE112015005139T5
Application number: DE112015005139.2T
Authority: DE
Inventors: Chung Kwon Park
Original assignee: Thermolon Korea Co Ltd
Current assignee: Thermolon Korea Co Ltd
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2017-08-24
Anticipated expiration: 2035-07-25
Also published as: DE112015005139B4; CN107072437A; US10602878B2; WO2016076508A1; CN107072437B; US20170325627A1; KR101510444B1

Abstract

Ein Kochgerät mit langer Lebensdauer, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenfläche der Keramikbeschichtung der Kochfläche des Kochgeräts eine transparente Beschichtung des Füllstoffe enthaltenden silanierten Substrats ausgebildet ist. Im Vergleich zu bestehenden emaillierten Kochgeräten hat das erfindungsgemäße Kochgerät die Vorteile und hervorragenden Eigenschaften der Leichtigkeit, der langen Haltbarkeit, die durch die von der transparenten Beschichtung geschützte Keramikbeschichtung ermöglicht wird, und der Antihafteigenschaften.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kochgerät mit langer Lebensdauer und insbesondere ein Kochgerät mit langer Lebensdauer, das die folgenden Merkmale aufweist: Auf der Außenfläche der Keramikbeschichtung der Kochfläche des Kochgeräts ist eine transparente Beschichtung des Füllstoffe enthaltenden silanierten Substrats ausgebildet, wodurch das Kochgerät leicht ist und ferner wird bei ihm die Keramikbeschichtung von der transparenten Beschichtung geschützt und somit die Haltbarkeit erhöht.
Stand der Technik
Typischerweise wird als Hauptkörpermaterial von Kochgeräten wie Bratpfanne und Kochtopf, bei denen aufgrund von Wärmeleitung hohe Temperaturen entstehen, hauptsächlich Stahl, Aluminium oder Edelstahl verwendet. Solche Kochgeräte werden nun auf ihre verschiedenen physikalischen Eigenschaften wie Haltbarkeit, Hitzebeständigkeit usw. untersucht und weiterentwickelt.
Dieser Erfindung vorausgehend hatte der Anmelder bereits zuvor eine keramische Beschichtungszusammensetzung zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit und Hitzebeständigkeit des Kochgeräts, dessen Hauptkörper aus Stahl oder Aluminium besteht, entwickelt, genauer gesagt, er hat ein Kochgerät mit einer Beschichtung einer keramischen Beschichtungszusammensetzung entwickelt, für das ihm das koreanische Patent Nr. 10-765382 "Beschichtungsaufbau für Kochgefäße" (erteilt am 2. Oktober 2007) und das koreanische Patent Nr. 10-0871877 "Kochgerät aus Stahl mit Keramikbeschichtung und dessen Herstellungsverfahren" (erteilt am 27. November 2008) erteilt wurde. Beim Kochgefäß aus Aluminiummaterial im koreanischen Patent Nr. 10-765382 "Beschichtungsaufbau für Kochgefäße" (erteilt am 2. Oktober 2007) ist durch Sandstrahlen ein unebener Abschnitt 2 auf der Außenfläche des Hauptkörpers 1 gebildet (siehe 1). Anschließend ist eine Aluminiumoxidbeschichtungsschicht 3, die auf einem Anodisierungsverfahren basiert, ausgebildet. Danach ist auf deren Außenseite eine Keramikbeschichtung 4 ausgebildet. Hierdurch werden die Korrosionsbeständigkeit und die Verschleißbeständigkeit verbessert. Der Aufbau des Kochgefäßes aus Stahlmaterial im koreanischen Patent Nr. 10-0871877 "Kochgerät aus Stahl mit Keramikbeschichtung und dessen Herstellungsverfahren" (erteilt am 27. November 2008) ist wie folgt aufgebaut (siehe 2): Auf der oberen und unteren Oberfläche des Hauptkörpers 1 ist jeweils ein unebener Abschnitt 2, 2' gebildet, wobei jeweils eine beschichtete Folie 3, 3' auf der unteren Oberfläche des unebenen Abschnitts 2, 2' und auf der Außenseite der oberen Kochfläche ausgebildet ist, anschließend ist jeweils eine Keramikbeschichtung 4, 4' auf der Außenseite der jeweiligen beschichteten Folien ausgebildet.
Das vom Anmelder patentierte Kochgerät weist zwar eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit und Verschleißbeständigkeit auf, jedoch kann es zu einer Beschädigung der Keramikbeschichtung kommen, da im Fall eines langfristigen Einsatzes die Kochfläche des Kochgeräts beim Kochen häufig mit Kochgeräten wie Pfannenwender oder Umrührlöffel in Kontakt kommt, wodurch die Eigenschaften der Korrosionsbeständigkeit und Verschleißbeständigkeit beeinträchtigt werden, was ferner zugleich zur Verschlechterung der Antihafteigenschaften führt.
Zur Überwindung der obigen Probleme hat der Anmelder das koreanische Patent Nr. 10-0871877 "Kochgerät aus Stahl mit Keramikbeschichtung und dessen Herstellungsverfahren" (erteilt am 27. November 2008) offenbart. Das Kochgerät aus Emaille aus dem koreanischen Patent Nr. 10-1104680 "Kochgerät aus Emaille mit einer Antihaft-Keramikbeschichtung" (erteilt am 4. Januar 2012) umfasst einen Hauptkörper 10 aus Stahlmaterial (siehe 3), wobei auf den zwei Seiten des Hauptkörpers jeweils eine untere und obere Emailleschicht 31 und 32 ausgebildet ist, wobei auf der Außenfläche der oberen Emailleschicht 32 eine Antihaft-Keramikbeschichtung 40 ausgebildet ist. Der Anmelder hat ein solches Kochgerät entwickelt und hierauf ein Patent erhalten.
Aufgrund der Emailschicht und der Keramikbeschichtung, die beim Hauptkörper ausgebildet sind, weist das obige Kochgerät aus Emaille eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und Verschleißbeständigkeit auf. Allerdings ist durch die eine glasartige Glasur verwendende Emailleschicht das Gewicht des Kochgerät erhöht, sodass aufgrund seines hohen Gewichts für Hausfrauen die Bedienung unkomfortabel ist.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, die oben dargestellten Probleme zu beseitigen und ein Kochgerät mit langer Lebensdauer bereitzustellen, das die folgenden Merkmale aufweist: Auf der Außenfläche der Keramikbeschichtung der Kochfläche des Kochgeräts ist eine transparente Beschichtung des Füllstoffe enthaltenden silanierten Substrats ausgebildet. Im Vergleich zu bestehenden emaillierten Kochgeräten besitzt das erfindungsgemäße Kochgerät die Vorteile der Leichtigkeit, der langen Haltbarkeit, die durch die von der transparenten Beschichtung geschützte Keramikbeschichtung gewährleistet ist, und guter Antihafteigenschaften.
Technische Lösung
Die vorliegende Erfindung stellt die folgende technische Lösung des Kochgeräts mit langer Lebensdauer bereit: Beim erfindungsgemäßen Kochgerät ist eine Keramikbeschichtung auf dem Hauptkörper aus Stahl- oder Aluminiummaterial ausgebildet und es ist eine transparente Beschichtung des Füllstoffe enthaltenden silanierten Substrats auf der Außenfläche der Keramikbeschichtung der Kochfläche ausgebildet.
Ferner besteht die zur Bildung der Keramikbeschichtung dienende keramische Beschichtungszusammensetzung aus den folgenden Elementen: 100 Gew.-Teile anorganisches Bindemittel, bestehend aus 50 bis 70 Gew.-% Silanverbindung und 30 bis 50 Gew.-% Kieselsol; 12 bis 25 Gew.-Teile funktionelle Füllstoffe; 6 bis 20 Gew.-Teile Keramikpulver, das durch Vermischung einer Substanz zur Ferninfrarotstrahlung und einer Substanz zur Anionenfreisetzung in einem Gewichtsverhältnis von 1 zu 1 gebildet ist; und 2 bis 18 Gew.-Teile Pigmentpulver.
In der vorliegenden Erfindung wird die Vermischung der zur Bildung der transparenten Beschichtung dienenden transparenten Beschichtungszusammensetzung in folgender Art und Weise vorgenommen: Bezogen darauf, dass 100 Gew.-Teile anorganisches Bindemittel aus 50 bis 70 Gew.-% Silanverbindung und 30 bis 50 Gew.-% Kieselsol bestehen, wird obiges mit 10 bis 15 Gew.-Teilen funktionelle Füllstoffe und mit 0,1 bis 5,0 Gew.-Teilen Glimmerteilchen oder plättchenförmigen Aluminiumoxidteilchen gemischt.
Vorteilhafte Effekte
Beim erfindungsgemäßen Kochgerät ist eine transparente Beschichtung des Füllstoffe enthaltenden silanierten Substrats auf der Außenfläche der Keramikbeschichtung der Kochfläche ausgebildet. Im Vergleich zu bestehenden emaillierten Kochgeräten besitzt das erfindungsgemäße Kochgerät die Vorteile der Leichtigkeit, der guten Korrosionsbeständigkeit, der guten Verschleißbeständigkeit und der guten Hitzebeständigkeit, wodurch die Haltbarkeit verbessert wird. Ferner besitzt das erfindungsgemäße Kochgerät gute Antihafteigenschaften.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren in schematischer Darstellung näher im Detail beschrieben. Es zeigt:
1 eine Schnittansicht des Aufbaus eines bestehenden aus Aluminium hergestellten Kochgefäßes mit Keramikbeschichtung;
2 eine Schnittansicht des Aufbaus eines bestehenden aus Stahl hergestellten Kochgefäßes mit Keramikbeschichtung;
3 eine Schnittansicht des Aufbaus eines bestehenden emaillierten Kochgefäßes mit Keramikbeschichtung;
4 eine Schnittansicht des Aufbaus des erfindungsgemäßen Kochgeräts, bei dem eine transparente Beschichtung auf dessen oberer Beschichtung ausgebildet ist.
Um ein vollständiges Verständnis des erfindungsgemäßen Kochgeräts bereitzustellen, werden nachfolgend die bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben. Es ist zu beachten, dass in der Beschreibung zur Verdeutlichung der technischen Konfiguration der vorliegenden Erfindung nur die wesentlichen Teile erläutert werden und auf eine Beschreibung der restlichen Teile verzichtet wurde, um hinsichtlich des wesentlichen Inhalts der Erfindung Verwirrungen zu vermeiden. Es versteht sich, dass die der Klarheit und Vereinfachung der Beschreibung dienenden Figuren allesamt nur schematische Darstellungen sind und jeweils nicht die exakten relativen Maße und Proportionen korrekt wiedergeben.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Kochgerät mit langer Lebensdauer unter Bezugnahme auf 4 detailliert beschrieben.
Das erfindungsgemäße Kochgerät mit langer Lebensdauer basiert auf dem folgenden Kochgerät: Auf dem Hauptkörper 10, der aus Stahlmaterial oder Aluminiummaterial besteht, wird die keramische Beschichtungsmittelzusammensetzung, welche vom Anmelder im koreanischen Patent Nr. 10-0512599 "Anorganische keramische Beschichtungsmittelzusammensetzung durch Anionenfreisetzung und Ferninfrarotstrahlung" (erteilt am 29. August 2005) offenbart wurde, verwendet, um dadurch eine Keramikbeschichtung 20 zu bilden.
Das Merkmal des erfindungsgemäßen Kochgeräts mit langer Lebensdauer besteht darin, dass zum Schützen der Keramikbeschichtung 20 des Hauptkörpers 10 des Kochgeräts eine transparente Beschichtung 30 des Füllstoffe enthaltenden silanierten Substrats auf der auf der Kochfläche des Kochgeräts ausgebildeten Außenfläche der Keramikbeschichtung 20a, ausgebildet ist.
Bei den Kochgeräten im koreanischen Patent Nr. 10-0512599 "Anorganische keramische Beschichtungsmittelzusammensetzung durch Anionenfreisetzung und Ferninfrarotstrahlung" (erteilt am 29. August 2005) oder im koreanischen Patent Nr. 10-765382 "Beschichtungsaufbau für Kochgefäße" (erteilt am 2. Oktober 2007) existiert das Problem, dass es zu einer Beschädigung der Keramikbeschichtung kommen kann, da die Kochfläche der Keramikbeschichtung beim Kochen häufig mit Kochgeräten wie Pfannenwender oder Umrührlöffel in Kontakt kommt. Zur Beseitigung dieses Problems ist in der vorliegenden Erfindung eine transparente Beschichtung 30 des funktionelle Füllstoffe enthaltenden silanierten Substrats auf der Außenfläche der Keramikbeschichtung 20a ausgebildet, um die Keramikbeschichtung 20a zu schützen und somit die Korrosionsbeständigkeit und die Verschleißbeständigkeit zu verbessern. Gleichzeitig werden durch die transparente Beschichtung 30 zusätzlich die Antihafteigenschaften verbessert.
Der verwendete Ausdruck "die Außenfläche der Keramikbeschichtung 20a" bezieht sich auf die zum Kochen von Speisen dienende Oberfläche des Kochgeräts. In 4 bedeutet das Bezugszeichen 20a die Keramikbeschichtung, die auf die Kochfläche des Hauptkörpers 10 des Kochgeräts aufgetragen ist, und das Bezugszeichen 20b die Keramikbeschichtung, die auf die untere Fläche des Hauptkörpers 10 des Kochgeräts aufgetragen ist und mit der Hitzequelle in Kontakt kommt.
Der Zweck der auf der auf der Außenfläche des Hauptkörpers 10 des Kochgeräts gebildeten Keramikbeschichtung 20 besteht in der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit und Hitzebeständigkeit, um den Hauptkörper 10 des Kochgeräts zu schützen.
Im Folgenden wird die keramische Beschichtungszusammensetzung zur Bildung der Keramikbeschichtung 20 detailliert beschrieben:
Die keramische Beschichtungszusammensetzung dient zur Bildung der oben genannten Keramikbeschichtung 20. Die keramische Beschichtungszusammensetzung zur Bildung der Keramikbeschichtung besteht aus den folgenden Elementen: 100 Gew.-Teile anorganisches Bindemittel, bestehend aus 50 bis 70 Gew.-% Silanverbindung und 30 bis 50 Gew.-% Kieselsol; 12 bis 25 Gew.-Teile funktionelle Füllstoffe; 6 bis 20 Gew.-Teile Keramikpulver, das durch Vermischung einer Substanz zur Ferninfrarotstrahlung und einer Substanz zur Anionenfreisetzung in einem Gewichtsverhältnis von 1 zu 1 gebildet ist; und 2 bis 18 Gew.-Teile Pigmentpulver.
In der keramischen Beschichtungszusammensetzung dient das anorganische Bindemittel zum Haften auf dem Hauptkörper 10 aus Stahl- oder Aluminiummaterial und somit zur Bildung der Beschichtungsfolie der Keramikbeschichtung, wodurch die mechanischen Eigenschaften wie Korrosionsbeständigkeit und Hitzebeständigkeit verbessert werden können.
Die als Komponente des anorganischen Bindemittels dienende Silanverbindung ist mit dem Kieselsol durch eine chemische Reaktion verbunden. Wenn die Mischungsmenge der Silanverbindung außerhalb des oben definierten Bereichs liegt, kann es dazu führen, dass bei einer hohen Temperatur ein aufgrund einer Abnahme der Bindungskraft zwischen der Silanverbindung und dem Kieselsol verursachte Ablösen auftritt. Vorzugsweise wird für die Silanverbindung insbesondere das Silan mit der Formel R_nSiX_4-n oder ein davon abgeleitetes Oligomer verwendet.
In der Formel für Silanverbindungen R_nSiX_4-n steht das X für gleiche oder verschiedene hydrolysierbare Gruppen oder Hydroxylgruppen und die freien Radikale R sind gleiche oder verschiedene Alkylgruppen mit weniger als 10 Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen, wobei n = 0, 1 oder 2 ist, wobei diese Silanverbindung mehr als einmal verwendet wird.
Insbesondere werden für die Silanverbindung vorzugsweise eine oder mehrere der folgenden Substanzen ausgewählt und verwendet: Methyltrimethoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, n-Propyltrimethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, Vinyltrimethoxysilan, Methyltriethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, n-Propyltriethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Vinyltriethoxysilan, Trifluorpropyltrimethoxysilan, Tridecafluoroctyltrimethoxysilan, Tetraethoxysilan oder Heptadecafluordecyltrimethoxysilan.
Kieselsol ist eine Substanz, die dadurch entsteht, dass amorphe Siliciumdioxidteilchen in Wasser Microbeads bilden und dann mit der Silanverbindung durch eine chemische Reaktion verbunden werden. Wenn die Mischungsmenge des Kieselsols außerhalb des oben definierten Bereichs liegt, kann es dazu führen, dass seine physikalischen Eigenschaften sich infolge der geschwächten Bindungskraft der Silanverbindung verschlechtern. Vorzugsweise wird Kieselsol in folgender Art und Weise verwendet und vermischt: 20 bis 40 Gew.-Teile Siliciumdioxidpulver (SiO₂) mit einer Partikelgröße von 0,2 bis 1,0 μm werden mit 60 bis 80 Gew.-Teilen Wasser vermischt, wobei beim Vermischen das Kieselsol als Dispergiermittel dient. Wenn der Gehalt an Siliciumdioxidpulver (SiO₂) und an Wasser außerhalb der oben definierten Bereiche liegt, kann es dazu führen, dass sich beim Kieselsol im Wasser keine Microbeads bilden.
In der vorliegenden Erfindung dienen die als Komponente der keramischen Beschichtungszusammensetzung dienenden funktionellen Füllstoffe zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Keramikbeschichtung, wie z. B. Haltbarkeit und Hitzebeständigkeit. Wenn die Mischungsmenge der funktionellen Füllstoffe der Keramikbeschichtung kleiner als die oben definierte Mischungsmenge ist, kann es dazu führen, dass die mechanischen Eigenschaften wie Haltbarkeit und Hitzebeständigkeit geschwächt werden, was zu einer verringerten Haltbarkeit der Keramikbeschichtung führen kann. Wenn die Mischungsmenge der funktionellen Füllstoffe der Keramikbeschichtung größer als die oben definierte Mischungsmenge ist, kann es dazu führen, dass bezüglich der Mischungsmenge der funktionellen Füllstoffe die Mischungsmenge der anderen Komponenten wie anorganisches Bindemittel oder Keramikpulver verringert wird. Dadurch kann die Keramikbeschichtung nicht richtig ausgebildet werden, was zu einer verringerten Haltbarkeit der Keramikbeschichtung führen kann.
Für die funktionellen Füllstoffe werden aus den folgenden Stoffen ein oder mehrere ausgewählt und vermischt: Zeolith, Illit, Sepiolith, Bentonit, pyrogene Kieselsäure, Aerosil Silica, Siliciumdioxid oder Holzkohle.
In der vorliegenden Erfindung dient das Keramikpulver dazu, die mechanischen Eigenschaften der Beschichtung, der Ferninfrarotstrahlung und der Anionenfreisetzung zu verbessern. Wenn die Mischungsmenge des Keramikpulvers kleiner als die oben definierte Mischungsmenge ist, kann es dazu führen, dass die Ferninfrarotstrahlung und die Anionenfreisetzung nicht funktionieren. Wenn die Mischungsmenge des Keramikpulvers größer als die oben definierte Mischungsmenge ist, kann es zu einer Zustandsänderung und Reduzierung der Beschichtungsfolie führen. Unter Berücksichtigung der Menge der Anionenfreisetzung und der Ferninfrarotstrahlung wird das Keramikpulver vorzugsweise mit einer Substanz zur Ferninfrarotstrahlung und einer Substanz zur Anionenfreisetzung in einem Gewichtsverhältnis von 1 zu 1 vermischt. In der obigen Zusammensetzung werden für die Substanz zur Ferninfrarotstrahlung vorzugsweise aus den folgenden natürlichen Mineralien ein oder mehrere ausgewählt und vermischt: Quarz, Monzonit, Gneis und rhyolitischer Tuff, bei 40°C mit einem Emissionsgrad der Ferninfrarotstrahlung von mehr als 90%. In der obigen Zusammensetzung werden für die Substanz zur Anionenfreisetzung aus den folgenden seltenen Substanzen vorzugsweise eine oder mehrere ausgewählt und vermischt: Strontium, Vanadium, Zirkonium, Cerium, Neodym, Lanthanum, Barium, Rubidium, Cäsium, Gallium.
Für die Farberscheinung der Beschichtung werden ferner für das erfindungsgemäße anorganische keramische Beschichtungsmittel Pigmente verwendet. Die Mischungsmenge der Pigmente ist oben definiert, jedoch ist die Pigmentfarbe aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen der Verbraucher oder Hersteller nicht darauf beschränkt. Die Farben und die Helligkeit der Pigmente können in geeigneter Weise angepasst werden. Ferner ist der Pigmenttyp nicht einer besonderen Einschränkung unterworfen und kann in geeigneter Weise aus der Auswahl an gängigen Pigmenttypen ausgewählt werden.
In der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der Keramikbeschichtung 20 des Hauptkörpers 10 des Kochgeräts vorzugsweise 20 bis 100 μm. Jedoch kann die Dicke der Keramikbeschichtung gemäß den Anforderungen der Verbraucher oder Hersteller außerhalb des obigen definierten Dickenbereichs liegen.
In der vorliegenden Erfindung ist eine transparente Beschichtung 30 auf der Außenfläche in äquivalenter Weise zur Kochfläche der auf dem Hauptkörper des Kochgeräts befindlichen Keramikbeschichtung 20a ausgebildet. Auf diese Weise dient sie zum Schützen der Keramikbeschichtung 20a und sorgt außerdem für die Antihafteigenschaften.
Die transparente Beschichtungszusammensetzung zur Bildung der transparenten Beschichtung 30 wird in folgender Art und Weise vermischt: Bezogen darauf, dass 100 Gew.-Teile anorganisches Bindemittel aus 50 bis 70 Gew.-% Silanverbindung und 30 bis 50 Gew.-% Kieselsol bestehen, wird obiges mit 10 bis 15 Gew.-Teilen funktionelle Füllstoffe und mit 0,1 bis 5,0 Gew.-Teilen Glimmerteilchen oder plättchenförmigen Aluminiumoxidteilchen gemischt.
Das als transparente Beschichtungszusammensetzung dienende anorganische Bindemittel dient zur Bildung der transparenten Beschichtung 30 auf der Außenfläche der Keramikbeschichtung 20a. Das anorganische Bindemittel wurde bereits bei der Beschreibung der keramischen Beschichtungszusammensetzung detailliert beschrieben, weshalb hier auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird.
Ferner dienen die funktionellen Füllstoffe zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften wie Verschleißbeständigkeit und Haltbarkeit. Die funktionellen Füllstoffe wurden bereits bei der Beschreibung der keramischen Beschichtungszusammensetzung detailliert beschrieben, weshalb hier auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet wird.
Ferner werden die als transparente Beschichtungszusammensetzung dienenden fein pulverisierten Teilchen von Glimmerteilchen oder plättchenförmigen Aluminiumoxidteilchen in der transparenten Beschichtung 30 dispergiert, um somit einen glitzernden Perleffekt zu haben. Wenn die Mischungsmenge der Glimmerteilchen oder der plättchenförmigen Aluminiumoxidteilchen kleiner als die oben definierte Mischungsmenge ist, kann es dazu führen, dass sich der Perleffekt der transparenten Beschichtung 30 reduziert. Wenn die Mischungsmenge der Glimmerteilchen oder der plättchenförmigen Aluminiumoxidteilchen größer als die oben definierte Mischungsmenge ist, werden die Glimmerteilchen oder die plättchenförmigen Aluminiumoxidteilchen in der transparenten Beschichtung 30 zu stark dispergiert, was zu einer Verringerung des Perleffekts führt. Vorzugsweise beträgt die Größe der Glimmerteilchen oder der plättchenförmigen Aluminiumoxidteilchen 10 bis 50 μm. Jedoch kann die Größe gemäß den Anforderungen der Verbraucher oder Hersteller außerhalb des obigen definierten Teilchengrößenbereichs liegen.
In der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der transparenten Beschichtung 30, die auf die Außenfläche der Kochfläche der Keramikbeschichtung 20a des Kochgeräts beschichtet wird, vorzugsweise 20 bis 100 μm. Jedoch kann die Dicke der Beschichtung gemäß den Anforderungen der Verbraucher oder Hersteller außerhalb des obigen definierten Dickenbereichs liegen.
Im Vergleich zu bestehenden emaillierten Kochgeräten, wie sie oben bereits erwähnt wurden, besitzt das erfindungsgemäße Kochgerät, bei dem auf der Außenfläche der Keramikbeschichtung der Kochfläche des erfindungsgemäßen Kochgeräts eine transparente Beschichtung des Füllstoffe enthaltenden silanierten Substrats ausgebildet ist, die Vorteile der Leichtigkeit, der guten Korrosionsbeständigkeit und der guten Verschleißbeständigkeit, wodurch die Haltbarkeit verbessert wird. Ferner besitzt das erfindungsgemäße Kochgerät gute Antihafteigenschaften.
Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Kochgeräts mit langer Lebensdauer ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen anhand derer die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden soll, ohne die Erfindung auf diese zu beschränken.
1. Zubereitung der keramischen Beschichtungszusammensetzung
[Herstellungsbeispiel 1]
Die keramische Beschichtungszusammensetzung wird durch Mischen von 100 Gew.-Teilen anorganisches Bindemittel, 12 Gew.-Teilen funktionelle Füllstoffe, 6 Gew.-Teilen Keramikpulver und 2 Gew.-Teilen schwarzes Pigment hergestellt. Das anorganische Bindemittel besteht aus 50 Gew.-% Silanverbindung und 50 Gew.-% Kieselsol. Für die Silanverbindung wird Methyltrimethoxysilan verwendet. Das Kieselsol ist eine Mischung aus 40 Gew.-% Siliciumdioxidpulver mit einer Teilchengröße von 0,2 bis 1,0 μm und 60 Gew.-% Wasser. Die funktionellen Füllstoffe sind eine Mischung aus Zeolith und Illit im Mischungsverhältnis 1 zu 1. Das Keramikpulver ist eine Mischung aus dem als Substanz zur Ferninfrarotstrahlung dienenden Quarz, Monzonit und dem als Substanz zur Anionenfreisetzung dienenden Vanadium im Mischungsverhältnis 1 zu 1 zu 1.
[Herstellungsbeispiel 2]
Die keramische Beschichtungszusammensetzung wird durch Mischen von 100 Gew.-Teilen anorganisches Bindemittel, 25 Gew.-Teilen funktionelle Füllstoffe, 20 Gew.-Teilen Keramikpulver und 18 Gew.-Teilen schwarzes Pigment hergestellt. Das anorganische Bindemittel besteht aus 30 Gew.-% Silanverbindung und 70 Gew.-% Kieselsol. Für die Silanverbindung wird Methyltrimethoxysilan verwendet. Das Kieselsol ist eine Mischung aus 20 Gew.-% Siliciumdioxidpulver mit einer Teilchengröße von 0,2 bis 1,0 μm und 80 Gew.-% Wasser. Die funktionellen Füllstoffe sind eine Mischung aus Zeolith und Illit im Mischungsverhältnis 1 zu 1. Das Keramikpulver ist eine Mischung aus dem als Substanz zur Ferninfrarotstrahlung dienenden Quarz, Monzonit und dem als Substanz zur Anionenfreisetzung dienenden Vanadium im Mischungsverhältnis 1 zu 1 zu 1.
2. Zubereitung der transparenten Beschichtungszusammensetzung
[Herstellungsbeispiel 3]
Bezogen darauf, dass 100 Gew.-Teile anorganisches Bindemittel aus 30 Gew.-% Silanverbindung und 70 Gew.-% Kieselsol bestehen, werden 10 Gew.-Teile funktionelle Füllstoffe mit 0,1 Gew.-Teilen Glimmerteilchen mit einer Teilchengröße von 10 μm gemischt, um eine transparente Beschichtungszusammensetzung zuzubereiten. Hierbei werden für das anorganische Bindemittel und für die funktionellen Füllstoffe jeweils das gleiche anorganische Bindemittel und die gleichen funktionellen Füllstoffe wie im unter dem ersten Punkt gezeigten Herstellungsbeispiel 1 verwendet.
[Herstellungsbeispiel 4]
Bezogen darauf, dass 100 Gew.-Teile anorganisches Bindemittel aus 50 Gew.-% Silanverbindung und 50 Gew.-% Kieselsol bestehen, werden 15 Gew.-Teile funktionelle Füllstoffe mit 5,0 Gew.-Teilen Glimmerteilchen mit einer Teilchengröße von 10 μm gemischt, um eine transparente Beschichtungszusammensetzung zuzubereiten. Hierbei werden für das anorganische Bindemittel und für die funktionellen Füllstoffe jeweils das gleiche anorganische Bindemittel und die gleichen funktionellen Füllstoffe wie im unter dem ersten Punkt gezeigten Herstellungsbeispiel 1 verwendet.
3. Herstellung eines Kochgeräts mit langer Lebensdauer
[Ausführungsbeispiel 1]
Die durch das im Herstellungsbeispiel 1 gezeigte Verfahren zubereitete keramische Beschichtungszusammensetzung mit einer Dicke von 60μm wird auf der Außenfläche des aus Stahlmaterial hergestellten Hauptkörpers 10 des wie in 4 gezeigten Kochgeräts beschichtet und dann zur Bildung der Keramikbeschichtung 20 bei einer Temperatur von 270°C für 15 Minuten erhitzt. Anschließend wird die durch das im Herstellungsbeispiel 3 gezeigte Verfahren zubereitete transparente Beschichtungszusammensetzung mit einer Dicke von 20μm auf der Außenfläche an den der Kochfläche entsprechenden Stellen der Keramikbeschichtung 20a beschichtet und dann zur Bildung der transparenten Beschichtung 30 bei einer Temperatur von 270°C für 15 Minuten erhitzt. Auf diese Weise wird das Kochgerät hergestellt.
[Ausführungsbeispiel 2]
Die durch das im Herstellungsbeispiel 1 gezeigte Verfahren zubereitete keramische Beschichtungszusammensetzung mit einer Dicke von 60μm wird auf der Außenfläche des aus Stahlmaterial hergestellten Hauptkörpers 10 des wie in 4 gezeigten Kochgeräts beschichtet und dann zur Bildung der Keramikbeschichtung 20 bei einer Temperatur von 270°C für 15 Minuten erhitzt. Anschließend wird die durch das im Herstellungsbeispiel 4 gezeigte Verfahren zubereitete transparente Beschichtungszusammensetzung mit einer Dicke von 20μm auf der Außenfläche an den der Kochfläche entsprechenden Stellen der Keramikbeschichtung 20a beschichtet und dann zur Bildung der transparenten Beschichtung 30 bei einer Temperatur von 270°C für 15 Minuten erhitzt. Auf diese Weise wird das Kochgerät hergestellt.
[Ausführungsbeispiel 3]
Die durch das im Herstellungsbeispiel 2 gezeigte Verfahren zubereitete keramische Beschichtungszusammensetzung mit einer Dicke von 60μm wird auf der Außenfläche des aus Stahlmaterial hergestellten Hauptkörpers 10 des wie in 4 gezeigten Kochgeräts beschichtet und dann zur Bildung der Keramikbeschichtung 20 bei einer Temperatur von 270°C für 15 Minuten erhitzt. Anschließend wird die durch das im Herstellungsbeispiel 3 gezeigte Verfahren zubereitete transparente Beschichtungszusammensetzung mit einer Dicke von 20μm auf der Außenfläche an den der Kochfläche entsprechenden Stellen der Keramikbeschichtung 20a beschichtet und dann zur Bildung der transparenten Beschichtung 30 bei einer Temperatur von 270°C für 15 Minuten erhitzt. Auf diese Weise wird das Kochgerät hergestellt.
[Ausführungsbeispiel 4]
Die durch das im Herstellungsbeispiel 2 gezeigte Verfahren zubereitete keramische Beschichtungszusammensetzung mit einer Dicke von 60μm wird auf der Außenfläche des aus Stahlmaterial hergestellten Hauptkörpers 10 des wie in 4 gezeigten Kochgeräts beschichtet und dann zur Bildung der Keramikbeschichtung 20 bei einer Temperatur von 270°C für 15 Minuten erhitzt. Anschließend wird die durch das im Herstellungsbeispiel 4 gezeigte Verfahren zubereitete transparente Beschichtungszusammensetzung mit einer Dicke von 20μm auf der Außenfläche an den der Kochfläche entsprechenden Stellen der Keramikbeschichtung 20a beschichtet und dann zur Bildung der transparenten Beschichtung 30 bei einer Temperatur von 270°C für 15 Minuten erhitzt. Auf diese Weise wird das Kochgerät hergestellt.
[Vergleichsbeispiel 1]
Die durch das im Herstellungsbeispiel 1 gezeigte Verfahren zubereitete keramische Beschichtungszusammensetzung mit einer Dicke von 60μm wird auf der Außenfläche des aus Stahlmaterial hergestellten Hauptkörpers 10 des Kochgeräts beschichtet und dann zur Bildung der Keramikbeschichtung 20 bei einer Temperatur von 270°C für 15 Minuten erhitzt. Auf diese Weise wird das Kochgerät hergestellt.
[Vergleichsbeispiel 2]
Die durch das im Herstellungsbeispiel 2 gezeigte Verfahren zubereitete keramische Beschichtungszusammensetzung mit einer Dicke von 60μm wird auf der Außenfläche des aus Stahlmaterial hergestellten Hauptkörpers 10 des Kochgeräts beschichtet und dann zur Bildung der Keramikbeschichtung 20 bei einer Temperatur von 270°C für 15 Minuten erhitzt. Auf diese Weise wird das Kochgerät hergestellt.
3. Bewertung des Kochgeräts
Bewertungen zur Stoßfestigkeit, Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und zu den Antihafteigenschaften der in den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigten Kochgeräte.
3.1 Stoßfestigkeitstest
Beim Verfahren nach KS D 6711 wird zur Erfassung des Risszustands der Beschichtung des Kochgeräts eine Stahlkugel von 200 ± 1 g aus einer Höhe von 25 cm in Richtung des Stahlmaterials mit der Keramikbeschichtung fallen gelassen.
Der Stoßfestigkeitstest wurde an den in den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigten Kochgeräten durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass es bei allen Beschichtungsfolien der in den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigten Kochgeräte zu keiner Rissbildung oder keinem Ablösen gekommen ist.
3.2 Hitzebeständigkeitstest
Beim Verfahren nach JIS K 5400 wird das Kochgerät bei einer Temperatur von 250°C für 24 Stunden erhitzt, anschließend wird der Hitzebeständigkeitstest zur Erfassung des Risszustands der Beschichtung des Kochgeräts durchgeführt. Der Hitzebeständigkeitstest wurde bei den in den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigten Kochgeräten durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass es bei allen Beschichtungsfolien der in den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigten Kochgeräte zu keiner Rissbildung oder keinem Ablösen gekommen ist.
3.3 Korrosionsbeständigkeitstest
Beim Verfahren nach JIS K 5400 wird das Kochgerät für 720 Stunden in eine 5 %ige H₂SO₄-Lösung getränkt und dann herausgenommen, um den Korrosionszustand der Beschichtungsfolie des Kochgeräts zu erfassen. Der Korrosionsbeständigkeitstest wird bei den in den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigten Kochgeräten durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass alle Beschichtungsfolien der in den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigten Kochgeräte keine Korrosion aufweisen.
3.4 Bewertung der Antihafteigenschaften
Es wird ein Verfahren durchgeführt, bei dem das Kochgerät unter Verwendung einer Heizplatte erhitzt wird. Wenn die Oberflächentemperatur der Kochfläche 150°C erreicht, werden zur visuellen Beurteilung, wie stark das Eigelb und das Eiweiß an der Kochfläche haften, Eier in die Kochfläche geschlagen, die dann auf dieser für 2 Minuten verbleiben.
Bewertung der Antihafteigenschaften: Wenn die Eier sauber entfernt werden konnten, wird dies mit 5 Punkten bewertet; wenn von den Eiern 10 % anhaftet, wird dies mit 4 Punkten bewertet; wenn von den Eiern 25 % anhaftet, wird dies mit 3 Punkten bewertet; wenn von den Eiern 50 % anhaftet, wird dies mit 2 Punkten bewertet; wenn von den Eiern 75 % anhaftet, sind die Eier schwer zu entfernen, was dann mit 1 Punkt bewertet wird.
Zur Bewertung der Antihafteigenschaften wird nach einer zehnmaligen Durchführung ein Durchschnittswert ermittelt und dieser anschließend abgerundet. Als Ergebnis wurden die in den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 gezeigten Kochgeräte mit 5 Punkten bewertet. Die in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigten Kochgeräte wurden hingegen mit 3 Punkten bewertet.
Aus den Ergebnissen der Bewertungen zur Stoßfestigkeit, Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und zu den Antihafteigenschaften der in den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 und in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigten Kochgeräte können folgende Fakten festgehalten werden: Die Stoßfestigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit der auf die Kochfläche beschichteten transparenten Beschichtung 30 der in den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 gezeigten Kochgeräte und die Stoßfestigkeit, Hitzebeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Keramikbeschichtung 20 der in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigten Kochgeräte sind gleich. Dennoch sind die Antihafteigenschaften der in den Ausführungsbeispielen 1 bis 4 gezeigten Kochgeräte besser als die der in den Vergleichsbeispielen 1 und 2 gezeigten Kochgeräte.
Somit lässt sich folgende Tatsache ableiten: Bei den Kochgeräten der Vergleichsbeispiele 1 und 2 ist nur die Keramikbeschichtung 20 ausgebildet. Zum Schützen der Kochfläche der Keramikbeschichtung 20a ist hingegen bei den Kochgeräten der Ausführungsbeispiele 1 bis 4 die transparente Beschichtung 30 auf der Außenfläche der Keramikbeschichtung 20a ausgebildet. Daher ist die Haltbarkeit der Kochgeräte der Ausführungsbeispiele 1 bis 4 im Vergleich mit der Haltbarkeit der Kochgeräte der Vergleichsbeispiele 1 und 2, bei denen nur die Keramikbeschichtung 20 ausgebildet ist, besser.
Um ein vollständiges Verständnis des erfindungsgemäßen Kochgeräts bereitzustellen, wurden oben bereits die bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren detailliert beschrieben. Die vorstehende Beschreibung stellt nur bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht die Schutzansprüche beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann auf diesem Gebiet vorgenommen werden können, fallen in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
Ausführungen der Erfindung
In der vorliegenden Erfindung dient ein Kochgerät mit langer Lebensdauer als zur Ausführung geeigneten Ausgestaltung, dadurch gekennzeichnet, dass eine Keramikbeschichtung beim aus Stahlmaterial oder Aluminiummaterial hergestellten Hauptkörper des Kochgeräts ausgebildet ist, wobei eine transparente Beschichtung des Füllstoffe enthaltenden silanierten Substrats auf der Außenfläche der Keramikbeschichtung der Kochfläche des Kochgeräts ausgebildet ist.
Ferner besteht die zur Bildung der Keramikbeschichtung dienende keramische Beschichtungszusammensetzung vorzugsweise aus den folgenden Elementen: 100 Gew.-Teile anorganisches Bindemittel, bestehend aus 50 bis 70 Gew.-% Silanverbindung und 30 bis 50 Gew.-% Kieselsol; 12 bis 25 Gew.-Teile funktionelle Füllstoffe; 6 bis 20 Gew.-Teile Keramikpulver, das durch Vermischung einer Substanz zur Ferninfrarotstrahlung und einer Substanz zur Anionenfreisetzung in einem Gewichtsverhältnis von 1 zu 1 gebildet ist; und 2 bis 18 Gew.-Teile Pigmentpulver.
Ferner wird die Vermischung der zur Bildung der transparenten Beschichtung dienenden transparenten Beschichtungszusammensetzung vorzugsweise in folgender Art und Weise vorgenommen: Bezogen darauf, dass 100 Gew.-Teile anorganisches Bindemittel aus 50 bis 70 Gew.-% Silanverbindung und 30 bis 50 Gew.-% Kieselsol bestehen, wird obiges mit 10 bis 15 Gew.-Teilen funktionelle Füllstoffe und mit 0,1 bis 5,0 Gew.-Teilen Glimmerteilchen oder plättchenförmigen Aluminiumoxidteilchen gemischt.
Nützlichkeit für die Industrie
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kochgerät, bei dem eine transparente Beschichtung des Füllstoffe enthaltenden silanierten Substrats auf der Außenfläche der Keramikbeschichtung der Kochfläche des Kochgeräts ausgebildet ist. Im Vergleich zu bestehenden emaillierten Kochgeräten besitzt das erfindungsgemäße Kochgerät die Vorteile der Leichtigkeit, der guten Korrosionsbeständigkeit, der guten Verschleißbeständigkeit und der guten Hitzebeständigkeit, wodurch die Haltbarkeit verbessert wird. Ferner besitzt das erfindungsgemäße Kochgerät gute Antihafteigenschaften. Es ist zu erwarten, dass diese von der Industrie weit verbreitet genutzt werden.

Claims

Ein Kochgerät mit langer Lebensdauer, bei dem eine Keramikbeschichtung beim aus Stahlmaterial oder Aluminiummaterial hergestellten Hauptkörper ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine transparente Beschichtung des Füllstoffe enthaltenden silanierten Substrats auf der Außenfläche der Keramikbeschichtung der Kochfläche des Kochgeräts ausgebildet ist.
Kochgerät mit langer Lebensdauer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Bildung der Keramikbeschichtung dienende keramische Beschichtungszusammensetzung aus den folgenden Elementen besteht: 100 Gew.-Teile anorganisches Bindemittel, bestehend aus 50 bis 70 Gew.-% Silanverbindung und 30 bis 50 Gew.-% Kieselsol; 12 bis 25 Gew.-Teile funktionelle Füllstoffe; 6 bis 20 Gew.-Teile Keramikpulver, das durch Vermischung einer Substanz zur Ferninfrarotstrahlung und einer Substanz zur Anionenfreisetzung in einem Gewichtsverhältnis von 1 zu 1 gebildet ist; und 2 bis 18 Gew.-Teile Pigmentpulver.
Kochgerät mit langer Lebensdauer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vermischung der zur Bildung der transparenten Beschichtung dienenden transparenten Beschichtungszusammensetzung in folgender Art und Weise vorgenommen wird: Bezogen darauf, dass 100 Gew.-Teile anorganisches Bindemittel aus 50 bis 70 Gew.-% Silanverbindung und 30 bis 50 Gew.-% Kieselsol bestehen, wird obiges mit 10 bis 15 Gew.-Teilen funktionelle Füllstoffe und mit 0,1 bis 5,0 Gew.-Teilen Glimmerteilchen oder plättchenförmigen Aluminiumoxidteilchen gemischt.
Kochgerät mit langer Lebensdauer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Silanverbindung die Formel R_nSiX_4-n verwendet wird, wobei in der Formel das X für gleiche oder verschiedene hydrolysierbare Gruppen oder Hydroxylgruppen steht und die freien Radikale R gleiche oder verschiedene Alkylgruppen mit weniger als 10 Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen sind, wobei n = 0, 1 oder 2 ist, wobei diese Silanverbindung mehr als einmal verwendet wird.
Kochgerät mit langer Lebensdauer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die funktionellen Füllstoffe aus den folgenden Stoffen ein oder mehrere ausgewählt und vermischt werden: Zeolith, Illit, Sepiolith, Bentonit, pyrogene Kieselsäure, Aerosil Silica, Siliciumdioxid oder Holzkohle.
Kochgerät mit langer Lebensdauer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das für das Keramikpulver aus den Substanzen zur Ferninfrarotstrahlung, wie z. B. Quarz, Monzonit, Gneis und rhyolitischer Tuff, und aus den Substanzen zur Anionenfreisetzung, wie z. B. Strontium, Vanadium, Zirkonium, Cerium, Neodym, Lanthanum, Barium, Rubidium, Cäsium und Gallium, ein oder mehrere ausgewählt werden, wobei die Substanz zur Anionenfreisetzung und die Substanz zur Ferninfrarotstrahlung in einem Gewichtsverhältnis von 1 zu 1 vermischt werden.
Kochgerät mit langer Lebensdauer nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass Kieselsol in folgender Art und Weise verwendet und vermischt wird: 20 bis 40 Gew.-Teile Siliciumdioxidpulver mit einer Partikelgröße von 0,2 bis 1,0 μm werden mit 60 bis 80 Gew.-Teilen Wasser vermischt.