ES2330273T3 - Superficie de coccion de limpieza facil y articulo electrico domestico que comprende tal superficie. - Google Patents

Abstract

Superficie de cocción de alimentos para utensilio de cocina o aparato de cocción, caracterizado porque esta superficie de cocción es un depósito que contiene al menos un 30% de niobio.

Description

Superficie de cocción de limpieza fácil y artículo eléctrico doméstico que comprende tal superficie.

La presente invención se refiere al campo de los artículos destinados a la preparación y la cocción de alimentos, y más particularmente a la superficie de cocción de estos artículos en contacto con los alimentos a tratar.

Desde hace muchos años, se han desarrollado grandes esfuerzos con el fin de facilitar la preparación diaria de comidas. Entre los notables progresos, se han desarrollado rápidamente los recubrimientos basados en polímeros fluorocarbonados como recubrimiento adhesivo en los utensilios de cocina desde finales de los años 50. Dichos recubrimientos son mundialmente conocidos desde que el procedimiento presentado en la patente FR 1120749 permitió una fijación segura de dichos recubrimientos sobre metales diversos tales como aluminio.

Sin embargo, dichos recubrimientos siguen siendo frágiles y resisten mal el rayado. Así, se han desarrollado artificios con el fin de reforzar mecánicamente la capa sobre su soporte. Numerosas patentes de perfeccionamiento describen los métodos y medios que permiten elevar la resistencia al rayado de dichos recubrimientos, actuando sobre el recubrimiento y/o el sustrato. A pesar de todo, dichos recubrimientos siguen siendo sensibles al uso repetido de materiales metálicos agudos o puntiagudos, tales como cuchillos o tenedores.

Paralelamente, se han llevado a cabo desarrollos sobre superficies resistentes mecánicamente en las que se ha ensayado mejorar la facilidad de limpieza. Han aparecido así depósitos metálicos tales como cromado sobre acero inoxidable, cuasicristales o no metálicos (silicatos...). Los resultados siguen siendo sin embargo decepcionantes, particularmente en comparación con los recubrimientos de tipo PTFE.

Se conoce igualmente por el documento FR 2.848.797 una superficie de cocción compuesta en su mayoría por circonio metálico, superficie que posee una dureza muy buena, ya que la capa está nitrurada o carburada, que presenta facilidades de limpieza satisfactorias pero sin conseguir la facilidad de limpieza de capas de tipo PTFE.

La presente invención pretende remediar los inconvenientes anteriormente citados de la técnica anterior proponiendo una superficie de cocción con características mejoradas de facilidad de limpieza, que presentan de forma duradera una reducción de la adherencia de los alimentos en la cocción, así como después de la cocción, en la limpieza, resistencia a la corrosión, presentando una buena resistencia mecánica y particularmente una dureza elevada.

La presente invención se consigue con una superficie de cocción de alimentos para utensilios de cocina o aparatos de cocción, caracterizada porque esta superficie de cocción es un depósito que contiene al menos un 30% de niobio.

Los contenidos indicados son contenidos en peso.

El niobio es particularmente conocido por su elevado potencial de endurecimiento, su elevado punto de fusión, así como su buena resistencia a los agentes químicos. Se utiliza esencialmente en la elaboración de aceros, en particular en forma de carburo, así como en el campo médico, estando considerado el niobio como un elemento biocompatible.

Sorprendentemente, se ha comprobado en el transcurso de los ensayos que los depósitos que contienen un contenido significativo de niobio, hasta incluso una superficie de niobio puro, presentan igualmente propiedades de facilidad de limpieza cuando dichas superficies se utilizaban como superficie de cocción y los productos alimenticios quedaban pegados a la superficie, por ejemplo después de una calcinación de los productos cocidos. Esta facilidad de limpieza puede expresarse por la posibilidad de retirar fácilmente los elementos carbonizados de la superficie de cocción.

Ventajosamente, el depósito contiene circonio o titanio con un contenido inferior al 70%.

La utilización de circonio o titanio permite obtener tintes de recubrimiento muy variados que no es posible obtener únicamente con niobio. Es entonces posible definir un color de recubrimiento que permita identificar claramente, para el usuario, que el recubrimiento utilizado es específico y corresponde a un recubrimiento "fácil de limpiar".

Se pueden considerar incluso diferentes tintes para diferentes utilizaciones (huevos, pescados, carne...) con el fin de que los usuarios identifiquen fácilmente la mejor superficie de cocción para cocer un tipo de alimento dado.

Por otro lado, la utilización de circonio o titanio permite conservar las características de facilidad de limpieza y dureza, y esto incluso para proporciones elevadas de estos elementos.

La elaboración de la superficie de cocción consiste en una deposición física en fase de vapor de los constituyentes sobre un sustrato, a partir de uno o varios blancos sólidos. De manera general, pueden utilizarse todas las técnicas de deposición física en fase de vapor. Los grosores de los depósitos están comprendidos entre 2 y 10 \mum.

Este uso presenta la ventaja de utilizar poca materia y de poder ajustar un grosor bajo de material sobre el sustrato con vistas a realizar la superficie de cocción. Esta técnica de deposición permite, por otro lado, obtener depósitos de alta cohesión con el sustrato sobre el que se depositan. Se minimizan así los riesgos de desprendimiento del depósito en el transcurso de la utilización.

Ventajosamente, la elaboración incluye una etapa de carburación y/o de nitruración de al menos uno de los constituyentes. Dicha etapa puede realizarse antes de la deposición, estando previamente carburados o nitrurados los constituyentes, o durante la deposición, mediante la introducción en el recinto de deposición de gases reactivos.

Dichas etapas permiten aumentar considerablemente la dureza de la superficie de cocción, aportando diversidad a los tintes obtenidos, esencialmente regulando la estequiometría del nitruro, carburo o carbonitruro de circonio o titanio, siendo conocidos los carbonitruros por su elevada dureza.

En un modo de elaboración específico, se realizará una primera etapa de nitruración antes de una etapa posterior de carburación o carbonitruración en superficie, permitiendo dicha etapa de nitruración una buena adherencia de la capa de carburo o de carbonitruro. Efectivamente, es conocido por otro lado que es muy difícil adherir una capa de carburo o carbonitruro de ciertos compuestos utilizados sobre un sustrato de tipo aluminio o acero inoxidable sin una capa intermedia. Por otro lado, la velocidad de deposición de una capa de carburo es netamente superior a la velocidad de deposición de una capa de nitruro.

Dichos compuestos aúnan las propiedades de facilidad de limpieza con un potencial elevado de endurecimiento, coloración y resistencia a la corrosión de las capas de nitruro, carburo y carbonitruro de circonio, titanio y niobio. Las durezas obtenidas pueden ir hasta 2.400 Vickers para un carburo o nitruro de circonio.

Ventajosamente, se realiza una capa de deposición metálica de diferentes constituyentes antes de la fase de carburación y/o de nitruración. Dicha secuencia permite mejorar la resistencia a la corrosión y procura una mejor adherencia de la capa que una deposición directa de carburo, nitruro o carbonitruro de los componentes.

Además, la deposición de una capa metálica es más rápida que la deposición de esta misma capa con un gas reactivo, lo que permite una velocidad global de deposición mayor.

Según un modo de elaboración preferido, se realiza la deposición a partir de un blanco obtenido mediante ensamblado sobre un sustrato conductor de una o varias chapas o placas de material que tiene la composición buscada. Se hablará entonces de blanco monobloque o de mosaico.

Las planchas o placas se obtienen preferiblemente por laminación. Sin embargo, pueden utilizarse otras técnicas en el marco de la invención: sinterización de polvo, proyección térmica de polvo o también resultar de colada.

Estos blancos constituyen por lo tanto la fuente de los materiales que se depositarán sobre la superficie de cocción.

El sustrato puede estar compuesto por una o varias planchas metálicas de los materiales siguientes: aluminio, acero inoxidable, hierro colado, acero y cobre.

Aparecerán otras ventajas resultantes de los ensayos con la lectura de la descripción siguiente, en relación con varios ejemplos de ilustración de la presente invención dados a modo de ejemplo no limitante.

Los diferentes ejemplos de realización de la invención se refieren a la deposición sobre un sustrato de acero inoxidable mediante PVD de un compuesto que comprende niobio de manera significativa. Todos los sustratos utilizados se preparan de forma análoga, experimentando un esmerilado o pulido mecánico, eventualmente seguido de una preparación mecánica de tipo graneado o chorreado, y después una limpieza iónica.

Los diferentes depósitos presentes son los siguientes:

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C1: carburo de niobio,

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C2: nitruro de niobio

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C3: circonio (al 50%) y niobio (al 50%). Después de la deposición de los constituyentes, la capa ha experimentado una nitruración.

El sistema de evaluación de la facilidad de limpieza permite cuantificar las capacidades de una superficie de cocción de recuperar su aspecto original después del uso. Este sistema de evaluación comprende las etapas siguientes:

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se recubre localmente la superficie con una mezcla alimenticia de composición conocida;

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se carboniza esta mezcla en un horno en condiciones definidas, por ejemplo 210ºC durante 20 minutos;

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después de enfriar, se empapa la superficie durante un tiempo controlado en una mezcla de agua y detergente;

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se aplica a continuación un tampón abrasivo a una presión definida con la ayuda de un aparato de esmerilar (plinómetro) sobre la superficie ensuciada en un movimiento de vaivén durante un número dado de ciclos;

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se observa el porcentaje de superficie limpiado correctamente y se caracteriza la facilidad de limpieza de la superficie de cocción.

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Los ensayos llevados a cabo sobre diferentes tipos de superficie permiten evaluar comparativamente así la calidad de las superficies en cuanto a su facilidad de limpieza.

Por supuesto, los ensayos se realizan respetando los mismos parámetros para cada etapa del sistema de evaluación: misma mezcla alimenticia, misma superficie de aplicación de la mezcla alimenticia, misma temperatura de carbonización, ...

La tabla comparativa siguiente muestra los resultados obtenidos sobre tres superficies de cocción diferentes, a saber, un acero inoxidable pulido, un cuasicristal y la aleación de cobalto/circonio según una de las mezclas eutécticas citadas, depositada sobre acero inoxidable, nitrurada y después carbonitrurada tal como se describe anteriormente, después de pulido, en un ensayo riguroso con una composición alimenticia basada en leche y arroz considerada como difícil de limpiar una vez carbonizada. Dicho ensayo permite poner así en evidencia las diferencias entre la calidad de limpieza de las superficies.

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La tabla destaca las excelentes propiedades de las capas C1, C2 y C3 depositadas sobre acero inoxidable, y particularmente los resultados comparados con otras superficies de cocción. Otros ensayos conducidos sobre una base de aluminio muestran resultados análogos.

Ha de observarse que el número de ciclos de abrasión con el plinómetro se fija en 18. Este número reducido de ciclos pone bien en evidencia la calidad de facilidad de limpieza de la superficie según la invención, ya que no queda más de un 5% de superficie ensuciada después de 18 movimientos de vaivén del tampón abrasivo.

Los ensayos repetitivos después de la limpieza completa de la superficie muestran que la facilidad de limpieza de la aleación presente no se ha alterado.

La presente invención no está limitada a los ejemplos de realización mencionados. En efecto, puede modificarse en gran medida la cantidad de circonio presente en la superficie de cocción, ciertamente reduciendo ligeramente la dureza, pero permitiendo acentuar y proponer tintes de recubrimiento más diversificados.

Igualmente, al hacer variar el índice de nitruración, es posible obtener tintes diferentes del aspecto metálico presentado por el acero inoxidable. Pueden obtenerse así tintes amarillo, ocre, ambarino, antracita, gris ahumado, violeta, azul ...

Esta fase de coloración por nitruración puede realizarse así después de la fase de deposición PVD. Por ejemplo, la pieza, con su depósito, puede tratarse posteriormente en un horno en atmósfera de nitrógeno con adición eventual de oxígeno.

El elemento de adición al niobio puede ser también titanio, de forma que le dé una coloración diferente a la del acero inoxidable.

Claims (8)

1. Superficie de cocción de alimentos para utensilio de cocina o aparato de cocción, caracterizado porque esta superficie de cocción es un depósito que contiene al menos un 30% de niobio.

2. Superficie de cocción de alimentos para utensilio de cocina o aparato de cocción según la reivindicación precedente, caracterizada porque el depósito contiene circonio o titanio con un contenido inferior al 70%.

3. Superficie de cocción de alimentos para utensilio de cocina o aparato de cocción según una de las reivindicaciones precedentes, cuya elaboración consiste la deposición física en fase vapor de los constituyentes sobre un sustrato, a partir de uno o varios blancos sólidos.

4. Superficie de cocción de alimentos para utensilio de cocina o aparato de cocción según la reivindicación precedente, cuya elaboración se caracteriza por una etapa de carburación y/o de nitruración de al menos uno de los constituyentes, antes o después de su deposición.

5. Superficie de cocción de alimentos para utensilio de cocina o aparato de cocción según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque se realiza una capa de deposición metálica de diferentes constituyentes antes de una fase de carburación y/o de nitruración.

6. Superficie de cocción de alimentos para utensilio de cocina o aparato de cocción según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el grosor del depósito realizado está comprendido entre 2 y 10 \mum.

7. Superficie de cocción de alimentos para utensilio de cocina o aparato de cocción según la reivindicación precedente, caracterizada porque la deposición se realiza a partir de un blanco obtenido mediante ensamblado sobre un sustrato conductor de una o varias planchas o placas de material que tiene la composición buscada, obteniéndose dichas planchas o placas por laminación, por sinterización de polvo o proyección térmica de polvo, o bien procedentes de colada.

8. Superficie de cocción de alimentos para utensilio de cocina o aparato de cocción según la reivindicación 3, caracterizada porque el sustrato está compuesto por una o varias planchas metálicas de los materiales siguientes: aluminio, acero inoxidable, hierro colado, acero y cobre.