EP2694720A1 - Verfahren für das beschichten einer aluminiumoberfläche eines aluminiumteils, aluminiumteil und bügeleisensohle aus aluminium - Google Patents

Verfahren für das beschichten einer aluminiumoberfläche eines aluminiumteils, aluminiumteil und bügeleisensohle aus aluminium

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Publication number
EP2694720A1
EP2694720A1 EP12718752.4A EP12718752A EP2694720A1 EP 2694720 A1 EP2694720 A1 EP 2694720A1 EP 12718752 A EP12718752 A EP 12718752A EP 2694720 A1 EP2694720 A1 EP 2694720A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
aluminum
coating
baked enamel
graphics
sole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12718752.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Carmelo Albandoz Ruiz De Ocenda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP2694720A1 publication Critical patent/EP2694720A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/16—Pretreatment, e.g. desmutting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
    • C25D11/02—Anodisation
    • C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
    • C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F75/00—Hand irons
    • D06F75/38—Sole plates

Definitions

  • Aluminum part, aluminum part and soleplate made of aluminum
  • the present invention relates to a method for coating an aluminum surface of an aluminum part, in particular for an aluminum soleplate of a steam iron, the surface of which is intended to be placed on the objects to be ironed, made of anodized aluminum and / or provided with a layer of anodized aluminum.
  • soleplates are made of metal, wherein the intended for laying on the objects to be ironed surface is polished. It has been thought that the best way to achieve a high ironing quality is to use a sole whose surface has as few as possible roughnesses so as to achieve good heat transfer between the sole and the fabrics to be ironed and simultaneously reduce the coefficient of friction, which improves the "sliding" of the iron on the fabrics.
  • the present invention has the object to overcome the known from the prior art disadvantage.
  • Method for coating an aluminum surface of an aluminum part, in particular an iron sole, the surface of which is provided to slide over the fabrics to be ironed during ironing characterized in that it comprises the following steps: a) applying a graphics of baked enamel (20) a part of an aluminum surface (1 1) of the sole,
  • the surface of the aluminum part treated by the method according to the invention is advantageously more durable, so that it is no longer necessary when applying the raised graphics of baked enamel (as is customary in the prior art) to apply a primer made of stoving enamel on the entire surface beforehand, which simplifies manufacturing and reduces costs.
  • the raised enamel graphics allow the contact surface of the sole with the fabrics to be ironed to be reduced and thus also the coefficient of friction, which advantageously simplifies the ironing and improves the quality of the ironing.
  • the raised baked enamel graphics enhance the distribution of the vapor between the sole and the fabric, and generally reduce the contact of the aluminum surface with respect to each contact during application of that surface.
  • the baked enamel graphic is applied to the aluminum surface of the aluminum part by serigraphy and / or pad printing and / or lithography and / or decalcomania. These techniques make it possible to produce baked enamel graphics with a very precise and precise course, that is, without edges that could interfere with the sliding of the sole.
  • the aluminum part is fired in an industrial furnace at temperatures of 450 ° C to 650 ° C, preferably from 500 ° C to 600 ° C for a period of 10 minutes, especially for a period of less than 15 minutes.
  • a layer of anodized aluminum having a thickness of 5 microns to 40 microns, more preferably 10 microns to 30 microns is obtained.
  • the anodization step is a hard anodizing to achieve a surface hardness of the aluminum having values of 750 to 950 according to Vickers, in particular from 800 to 900. Particularly good results have been obtained in embodiments in which the hardness of the soleplate under the baked enamel graph, when measured with a Vickers tip to which a force of 0.3 daN is applied, is preferably between 750 and 950, while the raised Preferably, the baked enamel finish may have a hardness of about 1,000.
  • the surface is polished to make it shine, preferably with a rag or the like. If the baked enamel graphic is to stand out in color, for example, for design purposes, good results have been achieved with baked enamel graphics with color pigments.
  • the color pigments are selected from the group of silicate paints which consist of two components and are therefore called two-component silicate paints or pure silicate paints.
  • One of the components is the so-called binder, which consists of liquid potassium silicate glass.
  • the other component consists of pigments and fillers. The two components are brought together just before processing and mixed together.
  • the silicate paints thus have only a limited processing and storage time.
  • silicate paints which are not very viscous (thixotropic) and which are heat-resistant (temperature-stable).
  • a particularly good adhesion of the enamel finish graphics on the anodized aluminum soleplates could be achieved with color pigments of a silicate color, in which the silicon components were replaced by aluminum.
  • the silicates in which this is the case are called aluminosilicates. If aluminum (Al 3+ , rather than Si 4+ ) is incorporated into the network of minerals, only the charge balance achieved by incorporation of further positively charged ions (cations) has to be taken into account, with the ratio between Al: Si not exceeding may be 1
  • the graphics of baked enamel is designed so that it becomes narrower towards the tip of the soleplate. This also advantageously reduces the coefficient of friction, in particular in the longitudinal direction of the soleplate, that is, in which the sole must be moved predominantly, so as to obtain a better ironing quality.
  • the baked enamel graphics are furthermore preferably produced by vitrifying a composition of baked enamel particles. This vitrification or sintering effects rounding of the edges of the graphic and smoothing the surface of this graphic, which also promotes gliding (depending on the design of the graphic).
  • the soleplate according to the invention in particular for a steam iron whose surface is made of anodized aluminum for laying on the objects to be ironed and / or provided with a layer of anodized aluminum, is characterized in that on a part of the aluminum surface of a raised graphic Baking paint is applied.
  • the present invention is applied to any aluminum part in which the wear and friction resistance is to be improved, such as in an iron sole, but it is also applied to heating elements such as radiators, or in cooking pots or heat-resistant containers , or even on the upper surfaces of gas hobs, which are made of stainless steel today, which is why the invention surprisingly improves the state of the art of aluminum parts, in particular of soleplates.
  • Figure 2 shows the soleplate of Figure 1 in section, taken along the line AA, which has been coated with a method according to a first embodiment of the invention.
  • Figure 3 shows the soleplate of Figure 1 in section, taken along the line A-A, which has been coated with a method according to another embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows schematically the surface 1 1 of an iron sole 10 of a steam iron 1, which is provided with steam outlet openings 13.
  • At least the surface 1 1 of the sole 10, which is intended to come into contact with the substances to be ironed, consists for example of laminated aluminum, which is subsequently electrolytically oxidized. After a short time in the air, a thin natural oxide layer is formed as a result of the high affinity of aluminum for oxygen. This process is completed only after a few months and the resulting oxide layer is so thick that no oxygen diffusion takes place. The layer has reached at this time a thickness of about 0.05 ⁇ and is no longer thicker. However, this small layer thickness does not provide adequate protection.
  • the aluminum is protected on the surface 1 1 by anodic oxidation in an electrolyte by a thick layer of aluminum oxide, which is called in the German-speaking area ELOXAL (Electrolytically Oxidized Aluminum).
  • ELOXAL Electrically Oxidized Aluminum
  • the anodized coating not only gives excellent corrosion protection, but also a visually pleasing appearance, with the ability to color the aluminum surface in a variety of shades.
  • hard-anodizing is meant, in particular, a process for electrolytic oxidation of an aluminum material, for producing a protective layer on the aluminum material using a cooled electrolyte, in particular, acid.
  • the electrolyte used is preferably sulfuric acid, in particular 10 to 15 percent sulfuric acid.
  • the electric voltage is preferably gradually increased, starting from 10 V up to 100 V.
  • the electrolyte is preferably cooled to a temperature below 5 ° C, preferably below 3 ° C, and most preferably to about 0 ° C.
  • the thickness of the protective layer is at least 5 ⁇ m. In particular, the thickness is at least 10 ⁇ , preferably at least 20 ⁇ , and particularly preferably at least 30 ⁇ . In particular, the thickness of the protective layer is greater than the thickness of a layer of natural alumina which forms particularly on any aluminum part exposed to ambient air.
  • thickness of the protective layer is meant, in particular, the shortest distance between a surface of the aluminum base and a surface of the protective layer facing the aluminum base. This makes it possible to provide a surface of a soleplate with particularly advantageous mechanical, chemical and thermal properties.
  • the protective layer has a Vickers microhardness of at least 700 HV 25.
  • the microhardness according to Vickers is in particular at least 800 HV 25 and more preferably at least 900 HV 25.
  • a carrier for a cooking product with a particularly high mechanical resistance can be provided.
  • a raised graph of baked enamel 20 is applied to the aluminum surface 11 of the soleplate 10, which for example becomes narrower in the direction of the tip 12 of the soleplate 10 and which may preferably contain color pigments of a silicate color preferably the silicon components have been replaced by aluminum, which simplifies the burning of the enamel 20 with the aluminum 1 1; this is primarily to increase the variety of design options.
  • the raised graph of baked enamel 20 has rounded edges 21.
  • the baked enamel 20 graphic was preferably applied to the surface 1 1 by means of serigraphy and / or pad printing and / or lithography and / or decalcomania, starting from a composition of baked enamel particles, and baked with it in an oven, preferably an industrial oven at temperatures of 550 ° C to 600 ° C for a time of at least 15 minutes.
  • the individual lines of the graph of baked enamel 20 may have a thickness of 10 to 100 ⁇ .
  • the width of the individual lines of the baked enamel graphic 20 can be between a few hundredths of a millimeter and a few millimeters.
  • the baked enamel graphic may also include smaller cross sections of the surface of the stoving enamel (as exemplified in the region of the tip 12).
  • the soleplates 10 according to the invention can be produced as follows:
  • a graphic of baked enamel 20 is applied by means of serigraphy and / or pad printing in one or more steps with the aid of one or more printing stencils (in particular in the case of multicolored graphics).
  • This layer of baked enamel paint is optionally dried and baked in an industrial furnace at temperatures of 550 ° C to 600 ° C, followed by a waiting time of at least 15 minutes with the aluminum surface 1 1 of the soleplate 10.
  • the particles of the stoving enamel are vitrified , Sintering rounds off the edges 21 of the baked enamel graphic and smoothing of the surface, which compensates for all acute angles and irregularities.
  • the surface After curing the stoving lacquer, the surface is fed to an operation for anodizing, preferably for hard anodizing.
  • anodizing preferably for hard anodizing.
  • a better adhesion of the enamel and a higher hardness of the aluminum is achieved.
  • the concrete design is not limited, the friction coefficient per unit area between the surface 1 1 of the sole 10 and the materials to be ironed (not shown) can be lowered so that the ironing is simplified and the quality of the Bügeins is improved.
  • the baked enamel 20 image on the surface 11 of the sole 10 can significantly reduce the contact area between the sole 10 and the fabric to be ironed.
  • the "sliding" of the sole 10 is considerably improved, without resulting in unaesthetic wear of the graphic 20, as is the case in the prior art.
  • a graphics of baked enamel 20 according to the invention finally causes a distance of a few tenths of micrometers between the surface 1 1 and the sole 10, in which the steam outlet openings 13 can open, so that advantageously formed by the graph 20 channels for the distribution of the vapor, which improves the effect of the steam on the surface of the fabrics.
  • the present invention surprisingly improves the state of the art of soleplates 10, in which at least the surface 1 1 consists of anodized aluminum. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Herstellung einer Bügeleisensohle (10), dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst: das Aufbringen einer Grafik aus Einbrennlack (20) auf einem Teil einer Aluminiumoberfläche (11) der Sohle; deren Oberfläche dazu vorgesehen ist, beim Bügeln über die zu bügelnden Stoffen zu gleiten, Brennen der Bügeleisensohle (10) um den Einbrennlack (20) zu härten und Eloxieren der Aluminiumoberfläche (11), die mit der Grafik aus Einbrennlack (20) versehen ist, um die Oberflächenhärte des nicht mit dem Einbrennlack versehenen Aluminiums zu erhöhen. Die vorliegende Erfindung verbessert überraschend den Stand der Technik der Bügeleisensohlen (10), bei denen zumindest die Oberfläche (11) aus eloxiertem Aluminium mit Einbrennlack besteht.

Description

Verfahren für das Beschichten einer Aluminiumoberfläche eines
Aluminiumteils, Aluminiumteil und Bügeleisensohle aus Aluminium
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für das Beschichten einer Aluminiumoberfläche eines Aluminiumteils, insbesondere für eine Aluminiumsohle eines Dampfbügeleisens, deren für das Auflegen auf die zu bügelnden Gegenstände vorgesehene Oberfläche aus eloxiertem Aluminium besteht und/oder mit einer Schicht aus eloxiertem Aluminium versehen ist.
Es ist bekannt, dass Bügeleisensohlen aus Metall bestehen, wobei die für das Auflegen auf die zu bügelnden Gegenstände vorgesehene Oberfläche poliert ist. Es wurde davon ausgegangen, dass das beste Mittel, um eine hohe Bügelqualität zu erreichen, darin besteht, eine Sohle zu verwenden, deren Oberfläche so wenig Rauigkeiten wie möglich aufweist, um so eine gute Wärmeübertragung zwischen der Sohle und den zu bügelnden Stoffen zu erreichen und gleichzeitig den Reibbeiwert zu verringern, was das "Gleiten" des Bügeleisens auf den Stoffen verbessert.
Diese polierten Sohlen sind jedoch empfindlich gegenüber Schrammen und Flecken, insbesondere wenn sie aus Aluminium bestehen oder mit einer Aluminiumschicht versehen sind.
Um Schrammen und Flecken zu vermeiden, ist es bekannt, die Bügeleisensohlen mit einer glatten Farbschicht oder Lackschicht zu versehen.
Ein ähnlicher Schutz gegenüber Schrammen wird erreicht, wenn eloxiertes Aluminium verwendet wird, da das eloxierte Aluminium härtere Eigenschaften aufweist als nicht eloxiertes Aluminium.
Um die Gleiteigenschaften und/oder den optischen Eindruck oder das Design der Bügeleisensohle zu verbessern, ist es letztendlich auch bekannt, auf der Bügeleisensohle farbige erhabene Grafiken aufzubringen, insbesondere wenn die Sohle eine Farbschicht oder Lackschicht aufweist. Als versucht wurde, auch auf Sohlen aus eloxiertem Aluminium bunte Grafiken aufzubringen, stellte sich schnell heraus, dass aufgrund der vielen Bügelvorgängen die farbige Grafik nicht ausreichend haltbar anhaftet, so dass in der Praxis keine Sohlen aus eloxiertem Aluminium mit bunten aufgebrachten Grafiken gefunden werden, was auf diese unzureichende Qualität zurückzuführen ist.
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, den aus dem Stand der Technik bekannte Nachteil zu überwinden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren für das Beschichten einer Aluminiumoberfläche eines Aluminiumteils, ein Aluminiumteil, das nach diesem Verfahren beschichtet wurde und eine Bügeleisensohle, die mit einem derartigen Verfahren hergestellt wird, mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Die abhängigen Ansprüche betreffen Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen, die getrennt oder jeweils miteinander kombiniert eingesetzt werden können.
Verfahren für das Beschichten einer Aluminiumoberfläche eines Aluminiumteils, insbesondere einer Bügeleisensohle, deren Oberfläche vorgesehen ist, um beim Bügeln über die zu bügelnden Stoffen zu gleiten, dadurch gekennzeichnet, dass dieses folgende Schritte umfasst: a) das Aufbringen einer Grafik aus Einbrennlack (20) auf einem Teil einer Aluminiumoberfläche (1 1 ) der Sohle,
b) das Brennen der Bügeleisensohle (10), um den Einbrennlack (20) zu härten, und c) das Eloxieren der Aluminiumoberfläche (1 1 ), um die Oberflächenhärte der Aluminiumoberfläche zu erhöhen.
Die Oberfläche des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Aluminiumteils ist vorteilhafterweise beständiger, so dass es bei Aufbringen der erhabenen Grafiken aus Einbrennlack nicht mehr erforderlich ist (wie es nach dem Stand der Technik üblich ist), vorher auf der ganzen Oberfläche eine Grundierung aus Einbrennlack aufzubringen, was die Herstellung vereinfacht und die Kosten reduziert. Dennoch ermöglichen es die erhabenen Grafiken aus Einbrennlack, die Kontaktoberfläche der Sohle mit den zu bügelnden Stoffen zu reduzieren und somit auch den Reibbeiwert, was das Bügeln vorteilhaft vereinfacht und die Qualität des Bügeins verbessert. Im Falle eines Dampfbügeleisens verbessern die erhabenen Grafiken aus Einbrennlack zusätzlich die Verteilung des Dampfs zwischen der Sohle und dem Stoff und reduzieren allgemein den Kontakt der Aluminiumoberfläche in Bezug auf jeden Kontakt beim Auflegen dieser Oberfläche.
Überraschend wurde nachgewiesen, dass der Einbrennlack beständiger ist, wenn er auf dem nicht eloxierten Aluminium gebrannt wird und danach das Ganze eloxiert wird, so dass auch erhabene Grafiken aus Einbrennlack nachhaltig aufgebracht werden können.
Die Grafik aus Einbrennlack wird durch Serigrafie und/oder Tampondruck und/oder Lithographie und/oder Abziehbilderverfahren auf die Aluminiumoberfläche des Aluminiumteils aufgebracht. Diese Techniken ermöglichen es, Grafiken aus Einbrennlack mit einem sehr genauen und präzisen Verlauf herzustellen, das heißt, ohne Kanten, die das Gleiten der Sohle beeinträchtigen könnten.
Das Aluminiumteil wird in einem Industrieofen bei Temperaturen von 450° C bis 650° C, vorzugsweise von 500° C bis 600° C für einen Zeitraum von 10 Minuten, insbesondere für einen Zeitraum von weniger als 15 Minuten gebrannt.
Während des Schritts zum Eloxieren wird eine Schicht von eloxiertem Aluminium mit einer Dicke von 5 Mikrometern bis 40 Mikrometern, insbesondere von 10 Mikrometern bis 30 Mikrometern erhalten. Bei dem Schritt zum Eloxieren handelt es sich um ein Harteloxieren, um eine Oberflächenhärte des Aluminiums mit Werten von 750 bis 950 nach Vickers, insbesondere von 800 bis 900 zu erzielen. Es wurden besonders gute Ergebnisse erzielt in Ausgestaltungen, bei denen die Härte der Bügeleisensohle unter der Grafik aus Einbrennlack bei Messung mit einer Vickers-Spitze, auf die eine Kraft von 0,3 daN aufgebracht wird, vorzugsweise zwischen 750 und 950 liegt, während die erhabene Grafik aus Einbrennlack vorzugsweise eine Härte von ungefähr 1.000 aufweisen kann. Nach dem Schritt des Eloxierens, wird die Oberfläche poliert, um sie zum Glänzen zu bringen, vorzugsweise mit einem Lappen oder etwas Ähnlichem. Wenn sich die Grafik aus Einbrennlack farblich abheben soll, zum Beispiel aus Gründen des Designs, wurden mit Grafiken aus Einbrennlack mit Farbpigmenten gute Ergebnisse erzielt.
Erfindungsgemäß werden die Farbpigmente aus der Gruppe der Silikatfarben gewählt, die aus zwei Komponenten bestehen, und daher Zweikomponenten-Silikatfarben oder reine Silikatfarben genannt werden. Einer der Komponenten ist das sogenannte Bindemittel, das aus flüssigem Kaliwasserglas besteht. Die andere Komponente besteht aus Pigmenten und Füllstoffen. Die beiden Komponenten werden erst kurz vor der Verarbeitung zusammengebracht und miteinander verrührt. Die Silikatfarben haben also nur eine begrenzte Verarbeitungs- und Lagerzeit.
Für die hier in Frage stehende Anwendung wurden insbesondere mit nicht sehr dickflüssigen (thixotropen) Silikatfarben (SIL), die wärmebeständig (temperaturstabil) sind, gute Ergebnisse erzielt.
Eine besonders gute Haftfähigkeit der Grafiken aus Einbrennlack auf den Bügeleisensohlen aus eloxiertem Aluminium konnte mit Farbpigmenten einer Silikatfarbe erreicht werden, bei der die aus Silizium bestehenden Komponenten durch Aluminium ersetzt wurden. Die Silikate, bei denen dies der Fall ist, werden Alumosilikate genannt. Wenn in dem Netz aus Mineralien Aluminium (Al3+, anstatt Si4+) eingebaut wird, muss lediglich der Ladungsausgleich berücksichtigt werden, der durch den Einbau weiterer positiv geladener Ionen (Kationen) erreicht wird, wobei das Verhältnis zwischen AI:Si Nicht über dem Wert 1 liegen darf. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, ist die Grafik aus Einbrennlack so ausgestaltet, dass sie zur Spitze der Bügeleisensohle hin schmaler wird. Dies verringert außerdem vorteilhaft den Reibbeiwert, insbesondere in die Längsrichtung der Bügeleisensohle, das heißt, in die die Sohle vorwiegend bewegt werden muss, um so eine bessere Bügelqualität zu erhalten.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, wurden gute Ergebnisse erzielt, wenn die Ränder der Grafik aus Einbrennlack rund ausgestaltet waren. Diese Rundungen verbessern ebenfalls beträchtlich das Gleiten und dies sogar unabhängig von der Gleitrichtung.
Die Grafiken aus Einbrennlack werden weiterhin bevorzugt durch Vitrifizierung einer Zusammensetzung aus Einbrennlackpartikeln hergestellt. Diese Vitrifizierung oder dieses Sintern bewirkt eine Rundung der Ränder der Grafik und ein Glätten der Oberfläche dieser Grafik, was ebenfalls (in Abhängigkeit der Ausgestaltung der Grafik) das Gleiten fördert.
Die erfindungsgemäße Bügeleisensohle, insbesondere für ein Dampfbügeleisen, deren für das Auflegen auf die zu bügelnden Gegenstände vorgesehene Oberfläche aus eloxiertem Aluminium besteht und/oder mit einer Schicht aus eloxiertem Aluminium versehen ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Teil der Aluminiumoberfläche eine erhabene Grafik aus Einbrennlack aufgebracht ist. Wie bereits erwähnt, wird die vorliegende Erfindung bei jedem beliebigen Aluminiumteil angewandt, bei dem die Verschleiß- und Reibbeständigkeit verbessert werden soll, wie zum Beispiel bei einer Bügeleisensohle, wobei sie jedoch auch bei Heizelementen wie Heizkörpern, oder bei Kochtöpfen oder bei hitzebeständigen Behältern angewandt wird, oder sogar bei den oberen Oberflächen von Gaskochfeldern, die heutzutage aus Edelstahl bestehen, weshalb die Erfindung den Stand der Technik von Aluminiumteilen überraschend verbessert, insbesondere von Bügeleisensohlen. Außerdem kann sie angewandt werden für die Oberflächen von Haarglättern, Wasserkochern, in der Ansaugöffnung von Staubsaugern und bei Dekorationen von Aluminiumplatten. Sie ist besonders vorteilhaft in Speisebehältern zum Garen im Ofen, da hart eloxiertes Aluminium bei Vorgängen bei hohen Temperaturen kaum die Farbe ändert, weshalb es im Ofen in einem Pyrolyse-Vorgang gereinigt werden kann. Diese Erfindung wird außerdem anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, auf das sie jedoch nicht beschränkt ist, sowie anhand der Zeichnung. In dieser wird folgendes schematisch gezeigt:
Figur 1 die Oberfläche einer Bügeleisensohle eines Dampfbügeleisen aus eloxiertem
Aluminium; und Figur 2 die Bügeleisensohle der Figur 1 im Schnitt, entlang der Linie A-A, die mit einem Verfahren nach einer ersten Ausführung der Erfindung beschichtet wurde.
Figur 3 die Bügeleisensohle der Figur 1 im Schnitt, entlang der Linie A-A, die mit einem Verfahren nach einer weiteren Ausführung der Erfindung beschichtet wurde.
In der nachfolgenden Beschreibung der Figuren, kennzeichnen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Bauteile.
Die Figur 1 zeigt schematisch die Oberfläche 1 1 einer Bügeleisensohle 10 eines Dampfbügeleisens 1 , die mit Dampfaustrittsöffnungen 13 versehen ist.
Zumindest die Oberfläche 1 1 der Sohle 10, die vorgesehen ist, um in Kontakt mit den zu bügelnden Stoffen zu treten, besteht beispielhaft aus laminiertem Aluminium, das im Anschluss elektrolytisch oxidiert wird. Dabei entsteht bereits nach kurzer Zeit an der Luft eine dünne natürliche Oxidschicht in Folge der hohen Affinität von Aluminium zu Sauerstoff. Dieser Prozess ist erst nach einigen Monaten beendet und die entstandene Oxidschicht ist so dick, dass keine Sauerstoffdiffusion mehr stattfindet. Die Schicht hat zu diesem Zeitpunkt eine Dicke von ungefähr 0,05 μηη erreicht und wird nicht mehr dicker. Diese geringe Schichtdicke gibt jedoch keinen ausreichenden Schutz. Daher wird das Aluminium an der Oberfläche 1 1 durch anodische Oxidation in einem Elektrolyt durch eine dicke Schicht aus Aluminiumoxid geschützt, die im deutschsprachigen Bereich ELOXAL genannt wird (Elektrolytisch Oxidiertes Aluminium). Technisch korrekt wird dieses Verfahren Anodisieren genannt und das Produkt anodisiertes Aluminium. Durch die Eloxal-Schicht erhält man nicht nur einen hervorragenden Korrosionsschutz, sondern auch ein optisch ansprechendes Aussehen, mit der Möglichkeit, die Aluminiumoberfläche in einer Vielzahl von Farbtönen zu färben.
Insbesondere ist es bevorzugt, einen Vorgang zum Hartexloxieren anzuwenden, der eine größere Härte und Reibbeständigkeit verleiht, als das normale Eloxieren. Wenn die Rede davon ist, dass die Oberfläche als Schutzfläche "hart eloxiert" wurde, so ist darunter insbesondere zu verstehen, dass die Schutzschicht durch Harteloxieren hergestellt wurde. Unter "Harteloxieren" ist insbesondere ein Verfahren für eine elektrolytische Oxidierung eines Aluminiummaterials zu verstehen, für das Erzeugen einer Schutzschicht auf dem Aluminiummaterial, bei dem ein gekühlter Elektrolyt verwendet wird, insbesondere, Säure. Als Elektrolyt wird bevorzugt Schwefelsäure eingesetzt, insbesondere 10- bis 15-prozentige Schwefelsäure. Während der elektrolytischen Oxidation wird bevorzugt allmählich die elektrische Spannung erhöht, ausgehend von 10 V bis zu 100 V. Der Elektrolyt wird bevorzugt auf eine Temperatur unter 5° C gekühlt, vorzugsweise unter 3° C, und ganz besonders bevorzugt auf ungefähr 0° C.
Durch eine Kühlung des Elektrolyts können bei der elektrolytischen Oxidation höhere Stromstärken erreicht werden, wodurch es möglich ist, eine vorteilhaft dicke Schicht aus Aluminiumoxid zu erzeugen, die mechanisch und chemisch eine besonders hohe Beständigkeit aufweist. Auf diese Weise ist es weiterhin möglich ein unvorteilhaftes Ausbleichen der Farbe der Oberfläche des Aluminiumteils zu verhindern.
In einer bevorzugten Ausführung wird vorgeschlagen, dass die Dicke der Schutzschicht mindestens 5 μηη beträgt. Insbesondere beträgt die Dicke mindestens 10 μηη, vorzugsweise mindestens 20 μηη, und besonders bevorzugt mindestens 30 μηη. Die Dicke der Schutzschicht ist insbesondere größer als die Dicke einer Schicht aus natürlichem Aluminiumoxid, die sich insbesondere auf jedem Aluminiumteil bildet, das der Umgebungsluft ausgesetzt ist. Unter "Dicke" der Schutzschicht ist insbesondere der kürzeste Abstand zwischen einer Oberfläche des Aluminiumgrundteils und einer Oberfläche der Schutzschicht, die dem Aluminiumgrundteil gegenüber liegt, zu verstehen. Hierdurch ist es möglich, eine Oberfläche einer Bügeleisensohle mit besonders vorteilhaften mechanischen, chemischen und thermischen Eigenschaften bereitzustellen.
In einer besonders bevorzugten Ausführung wird vorgeschlagen, dass die Schutzschicht eine Mikrohärte nach Vickers von mindestens 700 HV 25 aufweist. Die Mikrohärte nach Vickers beträgt insbesondere mindestens 800 HV 25 und besonders bevorzugt mindestens 900 HV 25. So kann ein Träger für ein Kochprodukt mit einer besonders hohen mechanischen Beständigkeit bereitgestellt werden. Um die Eigenschaften beim Bügeln und Gleiten zu verbessern, wird auf der Aluminiumoberfläche 1 1 der Bügeleisensohle 10 eine erhabene Grafik aus Einbrennlack 20 aufgebracht, die beispielhaft in Richtung der Spitze 12 der Bügeleisensohle 10 schmaler wird, und die bevorzugt Farbpigmente einer Silikatfarbe enthalten kann, in der vorzugsweise die Siliziumkomponenten durch Aluminium ersetzt wurden, was das Brennen des Einbrennlacks 20 mit dem Aluminium 1 1 vereinfacht; dies dient in erster Linie dazu, die Vielzahl der Designmöglichkeiten zu erhöhen.
Wie in der Figur 2 in einem vergrößerten Querschnitt zeigt, in einem Schnitt entlang der Linie A-A, weist die erhabene Grafik aus Einbrennlack 20 gerundete Ränder 21 auf.
Die Grafik aus Einbrennlack 20 wurde vorzugsweise durch Serigrafie und/oder Tampondruck und/oder Lithographie und/oder Abziehbilderverfahren auf die Oberfläche 1 1 aufgebracht, ausgehend von einer Zusammensetzun aus Einbrennlackpartikeln, und wurde mit dieser in einem Ofen eingebrannt, vorzugsweise einem Industrieofen bei Temperaturen von 550°C bis 600°C für eine Zeit von mindestens 15 Minuten. Die einzelnen Linien der Grafik aus Einbrennlack 20 können eine Dicke von 10 bis 100 μηη aufweisen. Die Breite der einzelnen Linien der Grafik aus Einbrennlack 20 kann zwischen einigen Hundertstel Millimeter und einigen Millimetern betragen. Die Grafik aus Einbrennlack kann auch kleinere Querschnitte der Oberfläche des Einbrennlacks umfassen (wie beispielhaft im Bereich der Spitze 12 gezeigt wird).
Die erfindungsgemäßen Bügeleisensohlen 10 können wie folgt hergestellt werden:
Auf die Aluminiumoberfläche 1 1 einer Bügeleisensohle 10 wird durch Serigrafie und/oder Tampondruck in einem oder mehreren Schritten mit Hilfe einer oder mehrerer Druckschablonen (insbesondere im Falle mehrfarbiger Grafiken) eine Grafik aus Einbrennlack 20 aufgebracht. Diese Schicht der Grafik aus Einbrennlack wird gegebenenfalls getrocknet und in einem Industrieofen bei Temperaturen von 550° C bis 600° C eingebrannt, danach folgt eine Wartezeit von mindestens 15 Minuten mit der Aluminiumoberfläche 1 1 der Bügeleisensohle 10. Beim Einbrennen werden die Partikel des Einbrennlacks vitrifiziert. Ein Sintern bewirkt eine Abrundung der Ränder 21 der Grafik aus Einbrennlack und ein Glätten der Oberfläche, wodurch hier alle spitzen Winkel und Unregelmäßigkeiten ausgeglichen werden.
Nach dem Härten des Einbrennlacks, wird die Oberfläche einem Vorgang zum Eloxieren zugeführt, vorzugsweise zum Harteloxieren. So wird eine bessere Anhaftung des Einbrennlacks und eine größere Härte des Aluminiums erreicht. Es kommt nicht zu Mikrorissen im Einbrennlack. Durch diesen Vorgang wird eine Oberfläche erhalten, wie die, die in der Figur 3 gezeigt wird.
Wenn der Vorgang zum Eloxieren vorher stattfindet, wird eine Oberfläche erhalten, wie die, die in der Figur 2 gezeigt wird.
Durch passend gewählte Grafiken aus Einbrennlack 20, deren konkrete Ausgestaltung jedoch nicht beschränkt ist, kann der Reibbeiwert pro Flächeneinheit zwischen der Oberfläche 1 1 der Sohle 10 und den zu bügelnden Stoffen (nicht dargestellt) so heruntergesetzt werden, dass das Bügeln vereinfacht wird und die Qualität des Bügeins verbessert wird.
In Abhängigkeit der Ausgestaltung, kann die Grafik aus Einbrennlack 20 auf der Oberfläche 1 1 der Sohle 10 die Kontaktfläche zwischen der Sohle 10 und dem zu bügelnden Stoff beträchtlich verringern. Insbesondere im Falle von abgerundeten und glatten Profilen einer Grafik 20 wird außerdem das "Gleiten" der Sohle 10 beträchtlich verbessert, ohne dass es zu unästhetischen Abnutzungen der Grafik 20 kommt, wie dies im Stand der Technik der Fall ist. Eine erfindungsgemäße Grafik aus Einbrennlack 20 bewirkt letztendlich eine Distanz von einigen Zehnteln Mikrometern zwischen der Oberfläche 1 1 und der Sohle 10, in der die Dampfaustrittsöffnungen 13 münden können, so dass durch die Grafik 20 vorteilhaft Kanäle für die Verteilung des Dampfs ausgebildet werden können, was die Wirkung des Dampfs auf der Oberfläche der Textilstoffe verbessert.
Die vorliegende Erfindung verbessert überraschend den Stand der Technik von Bügeleisensohlen 10, bei denen mindestens die Oberfläche 1 1 aus eloxiertem Aluminium besteht. Bezugszeichenliste
I Dampfbügeleisen 10 Bügeleisensohle
I I Oberfläche der Bügeleisensohle 10 aus eloxiertem Aluminium
12 Spitze der Bügeleisensohle
13 Dampfaustrittsöffnungen
20 Grafik aus Einbrennlack
21 Ränder der Grafik aus Einbrennlack 20

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Verfahren für das Beschichten einer Aluminiumoberfläche (1 1 ) eines Aluminiumteils (10), insbesondere einer Bügeleisensohle, deren Oberfläche (1 1 ) dazu vorgesehen ist, um über die beim Bügeln zu bügelnde Stoffen zu gleiten, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Schritte umfasst:
a) das Aufbringen einer Grafik aus Einbrennlack (20) auf einem Teil einer Aluminiumoberfläche (1 1 ) der Sohle,
b) das Brennen der Bügeleisensohle (10), um den Einbrennlack (20) zu härten, und
c) das Eloxieren der Aluminiumoberfläche (1 1 ), um die Oberflächenhärte der Aluminiumoberfläche zu erhöhen.
Verfahren für das Beschichten einer Aluminiumoberfläche (1 1 ) eines Aluminiumteils (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt c) zunächst vor Schritt a) ausgeführt wird.
Verfahren für das Beschichten einer Aluminiumoberfläche (1 1 ) eines Aluminiumteils (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Schritt c) nach Schritt b) ausgeführt wird und dass im Schritt c) die mit der Grafik aus gehärtetem Einbrennlack (20) versehene Aluminiumoberfläche (1 1 ) eloxiert wird, um die Oberflächenhärte zumindest der Aluminiumoberfläche, die nicht mit Einbrennlack versehen ist, zu erhöhen.
Verfahren für das Beschichten einer Aluminiumoberfläche (1 1 ) eines Aluminiumteils (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Grafik aus Einbrennlack (20) durch Serigrafie und/oder Tampondruck und/oder Lithographie und/oder Abziehbilderverfahren auf die Aluminiumoberfläche (1 1 ) aufgebracht, wird.
Verfahren für das Beschichten einer Aluminiumoberfläche (1 1 ) eines Aluminiumteils (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sohle in einem Industrieofen bei Temperaturen von 450° C bis 650° C, vorzugsweise von 500° C bis 600° C für eine Zeit von mindestens 10 Minuten, insbesondere für eine Zeit von mindestens 15 Minuten gebrannt wird.
Verfahren für das Beschichten einer Aluminiumoberfläche (1 1 ) eines Aluminiumteils (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Schritt des Eloxierens eine Schicht aus eloxiertem Aluminium von mehr als 5 Mikrometern, vorzugsweise mehr de 10 Mikrometern, besonders bevorzugt von mehr als 20 Mikrometern und ganz besonders vorteilhaft von mehr als 30 Mikrometern erhalten wird.
Verfahren für das Beschichten einer Aluminiumoberfläche (1 1 ) eines Aluminiumteils (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Eloxierens ein Vorgang des Harteloxierens ist, um eine Oberflächenhärte des Aluminiums nach Vickers von mehr als 700 HV 25, vorzugsweise mehr als 800 HV 25 und besonders bevorzugt von mehr als 900 HV 25 zu erreichen.
Verfahren für das Beschichten einer Aluminiumoberfläche (1 1 ) eines Aluminiumteils (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass nach den Schritten a), b) und c) die Oberfläche poliert wird, um sie zum Glänzen zu bringen, vorzugsweise mit einem Lappen oder etwas Ähnlichem.
Aluminiumteil, wie zum Beispiel eine Bügeleisensohle, ein Küchenutensil, ein Behälter, ein Heizelement oder eine Arbeitsplatte mit einer äußeren Oberfläche (1 1 ), die durch das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche beschichtet wurde.
10. Aluminiumteil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grafik aus Einbrennlack (20) Farbpigmente enthält.
1 1. Aluminiumteil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbpigmente aus der Gruppe der Silikatfarben gewählt werden.
12. Aluminiumteil nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Silikatfarbe eine nicht sehr dickflüssige, wärmebeständige Silikatfarbe ist.
13. Aluminiumteil nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikatfarbe Aluminium enthält.
14. Aluminiumteil nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Grafik aus Einbrennlack (20) durch ein Sintern einer Zusammensetzung von Einbrennlackpartikeln gebildet wird.
15. Aluminiumteil nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder (21 ) der Grafik aus Einbrennlack (20) abgerundet ausgebildet sind.
16. Bügeleisensohle (10), hergestellt durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere, für ein Dampfbügeleisen (1 ), wobei auf einem Teil ihrer Aluminiumoberfläche (1 1 ), die für das Auflegen auf den zu bügelnden Stoffen vorgesehen ist, eine erhabene Grafik aus Einbrennlack (20) aufgebracht ist und bei der zumindest die Oberfläche (1 1 ) die nicht mit Einbrennlack beschichtet ist aus eloxiertem Aluminium besteht und/oder mit einer Schicht aus eloxiertem Aluminium versehen ist, insbesondere aus hart eloxiertem Aluminium.
17. Bügeleisensohle (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Grafik aus Einbrennlack (20) so ausgebildet ist, dass sie in Richtung der Spitze der Bügeleisensohle (12) schmaler wird.
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