DE602004004548T2

DE602004004548T2 - Leicht zu reinigende kochfläche und elektrisches haushaltsgerät mit dieser

Info

Publication number: DE602004004548T2
Application number: DE602004004548T
Authority: DE
Inventors: Alain Coudurier
Original assignee: SEB SA
Current assignee: SEB SA
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2007-11-22
Anticipated expiration: 2024-09-03
Also published as: WO2005025394A2; RU2006111709A; EP1662953A2; EP1662953B1; US20060278212A1; US7566472B2; WO2005025394A3; ATE352242T1; FR2859618A1; DE602004004548D1; FR2859618B1; RU2355280C2; CN1849088B; CN1849088A; ES2279450T3; JP4755986B2; JP2007504871A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Gegenstände zum Zubereiten und Kochen von Lebensmitteln und insbesondere die in Kontakt mit den zu behandelnden Lebensmitteln stehende Kochfläche dieser Gegenstände.
Seit vielen Jahren wurden große Anstrengungen unternommen, um die tägliche Zubereitung von Mahlzeiten zu vereinfachen. Unter den nennenswerten Fortschritten haben sich die Beschichtungen auf der Basis von Fluorkohlenstoff-Polymeren als Antihaftbeschichtung in den Kochutensilien seit dem Ende der 1950er Jahre rasch entwickelt. Solche Beschichtungen sind weltweit bekannt, seitdem das in der Patentschrift FR 1120749 dargestellte Verfahren eine sichere Befestigung solcher Beschichtungen auf verschiedenen Metallen wie Aluminium ermöglicht hat.
Das Dokument GB 220 710 beschreibt eine Legierung für eine Fläche zum Kochen von Lebensmitteln.
Solche Beschichtungen bleiben jedoch zerbrechlich. Es wurden somit Tricks entwickelt, um die Schicht auf ihrem Substrat mechanisch zu verstärken. Zahlreiche Verbesserungspatente beschreiben Verfahren und Mittel, die es ermöglichen, den Kratzwiderstand solcher Beschichtungen zu erhöhen, indem auf die Beschichtung und/oder auf das Substrat eingewirkt wird. Solche Beschichtungen bleiben jedoch gegenüber der wiederholten Benutzung von scharten oder spitzen Materialien aus Metall wie Messern oder Gabeln empfindlich.
Parallel dazu wurden Entwicklungen auf mechanisch widerstandsfähigen Oberflächen durchgeführt, um deren vereinfachte Reinigung zu verbessern. So sind metallische Überzüge wie die Verchromung von nichtrostendem Stahl, die Quasikristalle oder nicht metallische Überzüge (Silikate, ...) entstanden. Die Ergebnisse sind jedoch enttäuschend insbesondere im Vergleich mit den Beschichtungen vom Typ PTFE.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf, die zuvor genannten Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen, indem eine Kochfläche mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer vereinfachten Reinigung und der Korrosionsbeständigkeit vorgeschlagen wird, die aber gleichzeitig mechanisch zuverlässig ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird durch eine Fläche zum Kochen von Lebensmitteln für ein Küchenutensil oder Kochgerät erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, dass diese Kochfläche eine kristalline Metallzusammensetzung ist, die einen Gewichtsanteil von mindestens 50 Kobalt und mindestens 18% Chrom enthält.
Unter dem Ausdruck "Metallzusammensetzung" ist eine Zusammensetzung zu verstehen, die im Wesentlichen aus Metalllegierungen besteht, wobei deren Kombination mit Sauerstoff ausgenommen in der Form von Spuren ausgeschlossen ist, die aus dem Herstellungsverfahren herrühren und nicht bewusst beabsichtigt sind.
Die Metalllegierungen auf der Basis von Kobalt, wie Alacrite^®, sind allgemein für ihre außergewöhnliche Beständigkeit gegenüber Korrosion (im Wesentlichen durch Chrom) und ihre gute Verschleißbeständigkeit (im Wesentlichen durch Kobalt) bekannt. Sie werden im Wesentlichen in der Mechanik als Innenfutter für Kolbenlager verwendet. Bestimmte Sorten werden im medizinischen Bereich für die Herstellung von Implantaten und Prothesen verwendet.
Es wurde im Laufe von Versuchen überraschenderweise festgestellt, dass einen Hauptanteil von Kobalt und Chrom enthaltende Legierungen, ebenfalls Eigenschaften hinsichtlich einer vereinfachten Reinigung aufweisen, wenn solche Oberflächen als Kochfläche verwendet werden und an der Oberfläche beispielsweise nach einem Verkohlen der gegarten Lebensmittel Reste haften bleiben. Diese vereinfachte Reinigung kann sich dadurch bemerkbar machen, dass die verkohlten Teile von der Kochfläche leicht zu entfernen sind.
Vorteilhafterweise enthält die kristalline Metallzusammensetzung mindestens 5% eines oder mehrerer der folgenden Metalle: Wolfram, Nickel, Molybdän. Das Zusetzen solcher Materialien ermöglicht es hauptsächlich, die Härte zu erhöhen, was einen erhöhten Widerstand der Beschichtung ganz besonders gegenüber der mechanischen Stöße verleiht.
Vorzugsweise enthält die Legierung mindestens 60% Kobalt, mindestens 25% Chrom und mindestens 5% Molybdän.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die Fläche zum Kochen von Lebensmitten für ein Küchenutensil oder Kochgerät durch das Abscheiden einer geeigneten Dicke des Metalls auf einem Substrat erhalten. Dieses Abscheiden kann durch das eine oder andere der folgenden Verfahren erhalten werden: Thermisches Spritzen eines Pulvers mit geeigneter Korngröße, Abscheiden durch Elektrophorese eines Pulvers im Mikron- oder Submikronbereich, Kathodenzerstäubung eines massiven Targets. Im letzteren Fall kann das Target durch Zusammenfügen eines oder mehrerer Bleche oder Platten aus einem Material mit der gesuchten Zusammensetzung auf einem Kupfersubstrat erhalten werden, wobei die Bleche oder Platten entweder durch Sintern von Pulver oder thermisches Spritzen von Pulver oder als Gusserzeugnis erhalten werden. Im Allgemeinen können alle physikalischen Dampfabscheidungsverfahren angewandt werden. Weitere Techniken wie das Heißpressen oder das elektrolytische Abscheiden können auch angewandt werden.
Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass wenig Material verwendet wird und eine geringe Materialdicke auf dem Substrat eingestellt werden kann, um die Kochfläche herzustellen.
Diese Techniken ermöglichen zudem alle, Abscheidungen starker Kohäsion mit dem Substrat zu erhalten, auf welchem sie abgeschieden sind. Somit wird die Gefahr des Ablösens der Schicht während der Benutzung minimiert.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird die Fläche zum Kochen von Lebensmitteln für ein Küchenutensil oder Kochgerät durch Zusammenfügen eines kristallinen Metallblechs mit der gesuchten Zusammensetzung auf einem Substrat erhalten. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, den bekannten Verfahren zum Zusammenfügen von Metallen näher zu kommen, so dass bekannte Techniken ohne besondere Weiterentwicklung übernommen werden können.
Das Zusammenfügen des Blechs auf dem Substrats kann mittels einer der folgenden Techniken in bekannter Weise erfolgen: Paketwalzen, Löten, Warmschmieden. Auch das Sprengplattieren kann in Betracht gezogen werden.
Vorteilhafterweise werden das Blech und das Substrat nach dem Zusammenfügen einem Formungsschritt durch Tiefziehen unterzogen. Das Substrat kann aus einem oder mehreren Metallblechen aus folgenden Materialien bestehen: Aluminium, nichtrostender Stahl, Gusseisen, Stahl, Kupfer.
Weitere Vorteile, die aus den Tests hervorgehen, ergeben sich beim Lesen der folgenden Beschreibung eines beispielhaften, jedoch nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
Das Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft die Abscheidung einer zusammengesetzten Legierung (im Gewicht): 65% Co, 28% Cr, 5,5% Mo auf einem Aluminiumsubstrat durch ein PVD-Verfahren, wobei die weiteren Elemente unter 1% liegen. Eine Seite dieser Abscheidung wurde vor der Durchführung von Versuchen einer mechanischen Oberflächenbehandlung unterworfen, damit sie weiteren Kochflächen ähnlich wird, um die Versuche über die Ermittlung der Vereinfachung des Reinigens einer solchen Fläche bei der Verwendung im Haushalt vergleichen zu können.
Das System zur Ermittlung der Vereinfachung der Reinigung ermöglicht es, die Fähigkeiten einer Kochfläche zu quantifizieren, nach dem Verwenden ihr ursprüngliches Aussehen wieder zu erlangen. Dieses Ermittlungssystem umfasst folgende Schritte:

– die Oberfläche wird lokal mit einem Lebensmittelgemisch bekannter Zusammensetzung bedeckt,
– dieses Gemisch wird in einem Ofen unter vorgegebenen Bedingungen, beispielsweise 20 Minuten lang bei 210°, verkohlt,
– nach Abkühlung wird die Oberfläche in einer Mischung aus Wasser und Spülmittel während einer kontrollierten Zeit eingeweicht,
– ein Scheuerschwamm wird anschließend unter einer vorgegebenen Vorspannung mit Hilfe eines Scheuergeräts (sogenannter Plynometer) auf der verschmutzten Fläche mit einer Hin- und Herbewegung während einer bestimmten Anzahl von Zyklen angewendet,
– der Anteil der ordentlich gereinigten Fläche wird notiert und kennzeichnet die Vereinfachung der Reinigung der Kochfläche.

Die bei verschiedenen Typen von Flächen durchgeführten Versuche ermöglichen somit, die Qualität der Flächen hinsichtlich ihrer vereinfachten Reinigung vergleichsweise zu ermitteln.
Selbstverständlich wurden bei den Versuchen die gleichen Parameter für den jeweiligen Schritt des Ermittlungssystems eingehalten: gleiches Lebensmittelgemisch, gleiche von dem Lebensmittelgemisch betroffene Fläche, gleiche Verkohltemperatur, etc.
Die folgende Vergleichstabelle zeigt die bei drei verschiedenen Kochflächen erhaltenen Ergebnisse, nämlich bei einem polierten nichtrostenden Stahl, einem Quasikristall und der auf nichtrostendem Stahl abgeschiedenen Kobalt/Chrom-Legierung, wie zuvor beschrieben, nach einem Poliervorgang und bei einem strengen Versuch mit einer Lebensmittelzusammensetzung auf der Basis von Milch und Reis, die als schwer zu reinigen gilt, wenn sie verkohlt ist. Der Versuch ermöglicht somit, die Unterschiede in der Qualität der Reinigung der Flächen deutlich aufzuzeigen.
Die Tabelle zeigt eindeutig die sehr interessanten mit der auf nichtrostendem Stahl abgeschienen Co/Cr-Legierung erhaltenen Ergebnisse und insbesondere die mit anderen Kochflächen verglichenen Ergebnisse. Weitere auf der Basis von Aluminium durchgeführten Versuche zeigen ähnliche Ergebnisse,
Es ist anzumerken, dass die Anzahl der Scheuerzyklen auf dem Plynometer auf 18 festgelegt wurde. Diese geringe Anzahl von Zyklen zeigt deutlich die Qualität der vereinfachten Reinigung der erfindungsgemäßen Fläche, da nach 18 Hin- und Herbewegungen mit dem Scheuerschwamm nur noch 10% der verschmutzten Stelle übrig bleiben.
Wiederholte Versuche nach der vollständigen Reinigung der Oberfläche zeigen, dass die vereinfachte Reinigung der gezeigten Legierung nicht verändert wird.
Wenn die Ausführung der Erfindung die Verwendung eines Substrats notwendig macht, besteht dieses dann aus einem oder mehreren Metallblech(en) aus folgenden Materialien: Aluminium, nichtrostendem Stahl, Gusseisen, Stahl, Kupfer.

Claims

Fläche zum Kochen von Lebensmitteln für ein Küchenutensil oder Kochgerät, dadurch gekennzeichnet, dass diese Kochfläche eine Metallzusammensetzung ist, die einen Gewichtsanteil von mindestens 50 Kobalt und mindestens 18% Chrom enthält.
Fläche zum Kochen von Lebensmitteln für ein Küchenutensil oder Kochgerät nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallzusammensetzung einen Gewichtsanteil von mindestens 5% eines oder mehrerer der folgenden Metallen enthält: Wolfram, Nickel, Molybdän.
Fläche zum Kochen von Lebensmitteln für ein Küchenutensil oder Kochgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallzusammensetzung einen Gewichtsanteil von mindestens 60 Kobalt, mindestens 25% Chrom und mindestens 5% Molybdän enthält.
Fläche zum Kochen von Lebensmitteln für ein Küchenutensil oder Kochgerät nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung einen Gewichtsanteil von 65% Kobalt, 28% Chrom, 5,5% Molybdän enthält, wobei die weiteren Bestandteile geringer als 1% sind.
Fläche zum Kochen von Lebensmitteln für ein Küchenutensil oder Kochgerät nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass diese Fläche durch das Abscheiden des Metalls in einer geeigneten Dicke auf einem Substrat erhalten wird.
Fläche zum Kochen von Lebensmitteln für ein Küchenutensil oder Kochgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abscheiden durch Kathodenzerstäubung eines massiven Targets erfolgt.
Fläche zum Kochen von Lebensmitteln für ein Küchenutensil oder Kochgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Target durch Zusammenfügen eines oder mehrerer Bleche oder Platten aus einem Material mit der gesuchten Zusammensetzung auf einem Kupfersubstrat erhalten wird, wobei die Bleche oder Platten entweder durch Sintern von Pulver oder thermisches Spritzen von Pulver oder als Gusserzeugnis erhalten werden.
Fläche zum Kochen von Lebensmitteln für ein Küchenutensil oder Kochgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch Zusammenfügen eines kristallinen Metallblechs mit der gesuchten Zusammensetzung auf einem Substrat erhalten wird.
Fläche zum Kochen von Lebensmitteln für ein Küchenutensil oder Kochgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusammenfügen mittels einer der folgenden Techniken erfolgt: Paketwalzen, Löten, Warmschmieden.
Fläche zum Kochen von Lebensmitteln für ein Küchenutensil oder Kochgerät nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech und das Substrat nach dem Zusammenfügen einem Formungsschritt durch Tiefziehen unterzogen werden.
Fläche zum Kochen von Lebensmitteln für ein Küchenutensil oder Kochgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus einem oder mehreren Metallblechen aus folgenden Materialien besteht: Aluminium, nichtrostender Stahl, Gusseisen, Stahl, Kupfer.