ES2367989T3 - Revestimiento protector, resistente a las altas temperaturas, transparente para dispositivos domésticos y método para su deposición. - Google Patents
Revestimiento protector, resistente a las altas temperaturas, transparente para dispositivos domésticos y método para su deposición. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2367989T3 ES2367989T3 ES04101245T ES04101245T ES2367989T3 ES 2367989 T3 ES2367989 T3 ES 2367989T3 ES 04101245 T ES04101245 T ES 04101245T ES 04101245 T ES04101245 T ES 04101245T ES 2367989 T3 ES2367989 T3 ES 2367989T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- stainless steel
- coating
- utensil
- silicon oxide
- pecvd
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 230000008021 deposition Effects 0.000 title claims description 3
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 title 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010411 cooking Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 7
- UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C UQEAIHBTYFGYIE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 4
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims 3
- NEXSMEBSBIABKL-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilane Chemical compound C[Si](C)(C)[Si](C)(C)C NEXSMEBSBIABKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 12
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 6
- 238000004851 dishwashing Methods 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 239000003599 detergent Chemical group 0.000 description 4
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 4
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000021168 barbecue Nutrition 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 2
- 238000002845 discoloration Methods 0.000 description 2
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 244000056139 Brassica cretica Species 0.000 description 1
- 235000003351 Brassica cretica Nutrition 0.000 description 1
- 235000003343 Brassica rupestris Nutrition 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005979 Citrus limon Nutrition 0.000 description 1
- 244000131522 Citrus pyriformis Species 0.000 description 1
- 229910000589 SAE 304 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYSA-N bis(2-chloroethyl) sulfide Chemical compound ClCCSCCCl QKSKPIVNLNLAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000008960 ketchup Nutrition 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 235000010460 mustard Nutrition 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 230000003678 scratch resistant effect Effects 0.000 description 1
- 210000002374 sebum Anatomy 0.000 description 1
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229920005573 silicon-containing polymer Polymers 0.000 description 1
- -1 siloxanes Chemical class 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 1
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
- C23C28/04—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
- C23C28/044—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material coatings specially adapted for cutting tools or wear applications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C16/0272—Deposition of sub-layers, e.g. to promote the adhesion of the main coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/40—Oxides
- C23C16/401—Oxides containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C30/00—Coating with metallic material characterised only by the composition of the metallic material, i.e. not characterised by the coating process
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Cookers (AREA)
- Baking, Grill, Roasting (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
Utensilio doméstico, particularmente utensilio par cocinar, que comprende una superficie de acero inoxidable, caracterizado porque esta superficie está provista con un revestimiento basado en óxido de silicio, aplicado a la superficie metálica por medio de depósito de vapor químico mejorado por plasma (PECVD), para mejorar la protección contra la oxidación a temperaturas elevadas.
Description
La presente invención se refiere a un dispositivo doméstico, particularmente un utensilio para cocinar, que comprende una superficie metálica expuesta, por ejemplo una superficie de acero inoxidable o aluminio, que puede ser sometida a un deterioro mecánico (raspaduras), químico (manchado) y térmico (amarilleo) y que se puede aprovechar de una protección añadida contra el envejecimiento consecuente durante el uso ordinario.
Es bien conocido que las partes metálicas usadas en el campo de los utensilios domésticos (por ejemplo, componentes de acero inoxidable y aluminio como encimeras de cocina, quemadores y tapaderas de gas, rejillas, parrillas de hornos, paneles frontales de hornos, rejillas de barbacoas, etc.) son expuestas a un entorno de temperaturas elevadas. Esta temperatura elevada puede inducir una oxidación acelerada sobre algunas superficies metálicas. El acero inoxidable, por ejemplo, es sometido así a un amarilleo estéticamente desagradable. En ciertos casos (es decir, en utensilios para cocinar con gas), el entorno hace adicionalmente posible la oxidación debido a la presencia de llamas cerca de las superficies metálicas. Además de ello, estas partes están sometidas a corrosión química y posibilidad de manchas provocadas por contacto con agentes de productos alimenticios y de limpieza, y los esfuerzos que acarrean tiempo y abrasión requeridos para limpiar estas superficies (por ejemplo, una superficie de acero inoxidable) pueden provocar raspaduras en las superficies, que pueden proporcionar seguidamente un sustrato rugoso sobre el que pueden atacar adicionalmente los vertidos de alimentos chamuscados. Además de ello, la supresión del material exógeno, como los residuos de incrustaciones por el agua evaporada, requiere normalmente agentes químicos que crean preocupaciones medioambientales crecientes. Además de ello, las marcas de huellas digitales, así como los halos y residuos de detergentes, son muy visibles y no son fáciles de suprimir sobre componentes de acero inoxidable. Además de ello, los componentes de aluminio no pueden ser sometidos a lavavajillas de forma seguro sin oscurecer su superficie, porque los detergentes alcalinos presentes en el jabón de lavar vajillas provocan un ataque químico al aluminio.
Han sido aplicados métodos basados en sol-gel para depositar películas protectoras inorgánicas en la industria, pero las temperaturas y tiempos de curado necesarios para obtener revestimientos suficientemente densos, que hagan posibles buenas propiedades de barrera al oxígeno, provocan el amarilleo del sustrato de acero inoxidable. Además de ello, el máximo grosor del revestimiento conseguido mediante estos procedimientos conocidos es de uno o dos micrómetros, salvo que se aplique un procedimiento de revestimiento en múltiples etapas. Este bajo grosor puede reducir el rendimiento de barrera al oxígeno, en comparación con los revestimientos más gruesos (por ejemplo, 5 micrómetros) pero igualmente o más densos, constituidos por el mismo material.
El documento US-A-5192410 describe una capa cerámica coloreada que incluye óxido de silicio para partes decorativas de edificios y automóviles. El documento JP 62087114 A describe un utensilio para cocinar de aluminio con un material de radiación en rayos IR lejanos. el documento JP 6110769 A describe una herramienta con bordes de acero inoxidable revestida con óxido de Si.
El objeto de la presente invención es proporcionar partes metálicas usadas en el campo de utensilios domésticos con una protección mejorada contra la oxidación, corrosión, abrasión y mantenimiento de uso y agrietamientos a temperaturas elevadas. Un objetivo secundario es proporcionar partes de acero inoxidable usadas en utensilios domésticos, particularmente utensilios para cocinar, con una visibilidad inferior de manchas/huellas digitales y una supresión más fácil, en menos tiempo y más aceptable para el medio ambiente de halos residuales de detergente, incrustaciones inducidas por agua y huellas digitales en comparación con superficies de acero inoxidable limpias. Un objetivo adicional es hacer posible el lavado de vajillas (es decir, resistente a la corrosión alcalina) para componentes de aluminio.
Según la invención, los solicitantes han encontrado que proporcionando a la superficie metálica de un utensilio doméstico, particularmente un utensilio para cocinar o un componente del mismo, una película de revestimiento basada en óxido de silicio, particularmente depositada sobre la superficie metálica por medio de depósito de vapor químico mejorado con plasma (PECVD), se obtiene un resultado muy bueno en términos de protección de la oxidación a temperaturas elevadas y el consecuente amarilleo del acero inoxidable y la estabilidad química, resistencia mejorada a las raspaduras superficiales y visibilidad reducida de manchas/suciedad, mientras se mejora la supresión de manchas de incrustaciones acuosas y marcas de huellas digitales. Mediante la expresión “basada en óxido de silicio” se quiere indicar cualquier tipo de capa cuya composición sea principalmente óxido de silicio, preferentemente con una composición química próxima a SiOx, en la que x puede variar en un intervalo predeterminado.
La invención proporciona también un método para formar un revestimiento multi-capas protector y transparente depositado mediante técnicas de recubrimiento iónico usando un procedimiento de depósito de múltiples fases sobre acero inoxidable, acero, aluminio, hierro u otras superficies metálicas usadas en utensilios domésticos. El revestimiento resultante asegura una excelente barrera a la difusión de oxígeno y resistente a temperaturas elevadas, inhibiendo así la oxidación superficial a temperaturas elevadas y la consecuente decoloración/amarilleo de los sustratos metálicos expuestos al calor producido por calentadores que se instalan en utensilios domésticos. La superficie revestida proporciona adicionalmente una mejor resistencia a la corrosión, resistencia a la abrasión, facilidad de mantenimiento, menor visibilidad de halos inducidos por jabones domésticos, visibilidad recudida de huellas digitales y más fácil supresión de huellas digitales, halos y residuos de incrustaciones acuosas, en comparación con las superficies de acero inoxidable limpias. Además de ello, los componentes de aluminio revestidos pueden ser colocados de forma segura en un lavavajillas sin ocasionar oxidación.
Esta invención es particularmente útil para revestir metales usados en encimeras de cocinas a temperaturas elevadas, quemadores, tapaderas, cuencos, rejillas, estanterías, paneles externos de hornos y parrillas interiores, utensilios de cocina, piezas para barbacoas y otras partes que puedan aprovecharse de esta composición de revestimiento. El método y la composición proporcionan adicionalmente una buena adhesión del revestimiento al sustrato.
Esta invención proporciona también un procedimiento de depósito para revestir una superficie con un revestimiento transparente de tipo vítreo que incorpora el depósito de al menos una capa de SiOx y, posiblemente, una capa de SiC.
Las principales ventajas de la presente invención (composición de revestimiento y método de depósito) son las siguientes:
Mantenimiento del color original del material del sustrato, acabado superficial y textura.
Protección contra efectos no deseados provocados por una oxidación a temperaturas elevadas (es decir, decoloración o “amarilleo”) de componentes estándar de acero inoxidable.
Mejora de la resistencia a la abrasión.
Mejora de la resistencia a las manchas químicas.
Reducción de la visibilidad de huellas digitales.
Mejora de la resistencia al ataque y la supresión de huellas digitales e incrustaciones.
Mejora de la durabilidad del producto.
Mejora del rendimiento de limpieza.
Debido a la composición de revestimiento y al método de depósito, este revestimiento, aunque exhiba las características anteriores, es también transparente, está exento de defectos estéticos, es duro, con buena adherencia, flexible y resistente a la humedad, a la luz UV, a las grasas, al vapor de agua, al impacto y a temperaturas hasta 600ºC.
El método preferido par aplicar el revestimiento según la invención es mediante depósito de vapor químico mejorado con plasma (PECVD) de monómeros adecuados, que derivan de la vaporización de precursores adecuados y que interaccionan seguidamente para formar polímeros con otros monómeros en una cámara de depósito a vacío tras una iluminación con plasma obtenido a través de generadores de radio-frecuencia o microondas de aproximadamente unos pocos kW de potencia, mientras que el voltaje aplicado sobre el área de depósito es de aproximadamente unos pocos de cientos de voltios. Los precursores preferidos son siloxanos y/o silanos (por ejemplo, hexametildisiloxano (HMDSO) y tetrametilsilano (TMS)). El procedimiento de PECVD es bien conocido, por ejemplo, a partir del documento US2002/0100420, y no necesita ser descrito aquí en detalle.
La composición de revestimiento puede ser definida generalmente como SiOx, en la que x está comprendido preferentemente entre 1,8 y 2. Pueden estar presentes otros elementos en el revestimiento, como carbono e hidrógeno, pero su concentración en peso normalmente será menor que 1%.
El grosor del revestimiento de SiOx es preferentemente entre 2 y 8 micrómetros. Con el fin de mejorar la adhesión del revestimiento de SiOx y de mejorar las propiedades de barrera al oxígeno del revestimiento global, se aplica de forma preliminar una capa de “cebador” basada en SiC a la superficie metálica, con un grosor preferido inferior a 0,2 micrómetros. La capa de SiC ofrece la ventaja de acomodar la tensión de tracción a compresiva, dependiendo de las condiciones del crecimiento. La capa de base de SiC es aplicada también por medio de una técnica de PECVD, usando, por ejemplo, tetrametilsilano (TMS) como precursor.
El solicitante ha descubierto también que la composición según la presente invención es la mejor para reducir la visibilidad de huellas digitales sobre superficies metálicas de los utensilios domésticos. El sebo humano está compuesto por diferentes grasas que tienen un índice de refracción de aproximadamente 1,4-1,5. El índice de refracción de SiOx es también de aproximadamente 1,4-1,5. Esto permite que las huellas digitales sean menos visibles cuando son depositadas sobre SiOx. Por el contrario, las huellas digitales depositadas sobre una superficie metálica, que tiene un índice de refracción esencialmente imaginario y es básicamente reflexiva, interfiere más con los rayos luminosos que impactan sobre la superficie de forma visible.
Cuando una superficie de acero inoxidable tiene que ser revestida, el método comprende preferentemente una etapa preliminar para la pasivación del sustrato de acero inoxidable en baños de solución de ácido cítrico. Esto mejora la resistencia a la oxidación del revestimiento. Además de ello, es preferido desengrasar el sustrato metálico y aplicar un ataque químico superficial para suprimir todas las impurezas superficiales.
La superficie metálica, después de su revestimiento por medio de PECVD, es tratada preferentemente en una atmósfera de oxígeno y nitrógeno, llevado a cabo así un tratamiento de estabilización formando óxido de silicio a partir del silicio libre que permanece en la superficie de la película de óxido de silicio.
La solución técnica según la presente invención es particularmente útil para encimeras de acero inoxidable de cocinas domésticas eléctricas o de gas, estructuras de quemadores de aluminio, tapaderas que quemadores, parrillas de quemadores, paneles externos (por ejemplo, panel de control, marco de puertas, panel para salpicaduras, cajón frontal de calentamiento, etc.), paneles exteriores de acero inoxidable de campanas extractoras de cocina (por ejemplo, panel frontal, superior y lateral), superficies de acero inoxidable de placas de cocción eléctricas y cuencos de acero inoxidable para placas de resistencias eléctricas.
Ejemplos de componentes revestidos según la invención
Se recogen a continuación algunos ejemplos que muestras las propiedades mecánicas y químicas mejoradas, observadas cuando se compartan muestra de acero AISI 304 revestidas con PECVD y sin revestir que medían 150 x 150 x 1 mm (con acabado de 2B y acabado con cepillado).
-
- Los resultados de un ensayo de dureza al rayado con lápiz (método de ensayo estándar ASTM D3363-00 para la dureza de una película mediante ensayo con lápiz) realizado sobre cupones revestidos y sin revestir muestran que el acero inoxidable revestido puede soportar en exceso la dureza del lápiz 9H, mientras que el acero inoxidables sin revestir es raspado por un lápiz de grado H.
-
- El ensayo de la resistencia a las raspaduras (método de ensayo estándar ASTM G171-03 para la dureza frente a raspaduras de materiales usando un estilete de diamante) realizado sobre cupones revestidos y sin revestir muestra que el acero inoxidable revestido puede soportar una fuerza de 1 Newton sin raspaduras, mientras que el acero inoxidable sin revestir es raspado aplicando 0,25 Newton.
-
- El ensayo de la abrasión de Taber (método de ensayo estándar ASTM D4060-95 para la resistencia a la abrasión de revestimientos orgánicos mediante abrasímetro de Taber) indica que no se observa ningún desgaste después de 2.000 ciclos sobre el cupón de acero inoxidable revestido.
-
- Los ensayos de propensión a las manchas (métodos de ensayo estándar ASTM D4828-94(2003)e1 para la capacidad práctica de lavado de revestimientos orgánicos) realizados sobre cupones revestidos y sin revestir han mostrado que no se observaron manchas ni a temperatura ambiente ni a 90ºC, mientras que muchas manchas (mostaza, Ketchup, agua salada, limón) atacan al acero inoxidable sin revestir.
-
- Se han realizado ensayos de diferencia de color (práctica estándar ASTM E805-01a para la identificación de métodos instrumentales para la medición del color o la diferencia de color de materiales) sobre cupones revestidos y sin revestir, para establecer el cambio de color antes y después de una exposición a temperaturas elevadas.
-
- Los ensayos de resistencia al desgaste, realizados colocando una esponja de 10 x 10 mm de área en contacto con el cupón y haciéndolo pasar sobre la superficie con cargas crecientes de peso (150 g, 200 g, 250 g, 300 g, 350 g) ha mostrado que el acero inoxidable revestido es más resistente a las raspaduras que el acero inoxidable sin revestir, para diferentes grados de esponjas domésticas.
-
- Unas estructuras de quemadores de aluminio revestidas y sin revestir fueron tratadas por medio de un ciclo de lavado de vajillas con un detergente lavavajillas disponible en el comercio. El quemador sin revestir estaba completamente cubierto con una incrustación gris, mientras que el quemador revestido estaba intacto, y resistió sin degradación 20 ciclos más de lavado de vajillas.
-
- Una parrilla de acero revestido con cromo revestido y sin revestir usada como una parrilla de horno fue tratada a través de un ciclo a temperatura elevada de auto-limpieza pirolítica (aproximadamente 500ºC). El quemador sin revestir estaba completamente cubierto por incrustaciones de óxidos azul oscuro, moradas y amarillas, mientras que la parrilla revestida estaba intacta y resistió sin degradación 10 ciclos pirolíticos más.
-
- Un disco calentador de acero inoxidable sin revestir usado como cocedor de agua fue usado durante un período de tiempo prolongado y los residuos de incrustaciones acuosas que se constituían en la parte superior de la superficie caliente pudieron ser fácilmente suprimidos de la parte revestida, y no tan fácilmente de la superficie de acero inoxidable sin revestir.
Ejemplo de método de depósito
El material del sustrato se limpia a fondo usando productos de limpieza alcalinos y/o cavitación por ultrasonidos en baños de agua desmineralizada, si fuera compatible con la química del sustrato. La parte seguidamente se aclara en agua desmineralizada y seguidamente se seca. Se efectúa una inspección visual bajo luz fluorescente de neón para segurar la limpieza de la parte. La parte se coloca en la cámara de enfriamiento colocándola en un soporte de partes
que ha sido diseñado de forma que el flujo de plasma y el fluido eléctrico de HF se distribuyan uniformemente sobre la parte. El soporte de partes puede ser parte de un dispositivo portador, que hace posible una carga y descarga más fácil de la cámara. Las paredes de la cámara están acolchadas con paneles, preferentemente hechos de aluminio, de forma que estas partes puedan ser fácilmente retiradas y fácilmente deslustradas con chorro de arena 5 (el dispositivo portador y el soporte de partes están hechos también preferentemente de aluminio por la misma razón). Se cierra la puerta de la cámara y comienza el procedimiento de revestimiento. Un período inicial de 3 a 4 minutos está dedicado a hacer un vacío en la cámara: este período depende de la capacidad de bombeo y las dimensiones de la cámara, así como del vacío que se necesite obtener (normalmente < 1,5 Pa). Seguidamente se activa una fase de limpieza con plasma (ataque químico) de aproximadamente 1 a 5 minutos usando gas argón (Ar) 10 en la cámara, par suprimir cualquier partícula de suciedad restante. Seguidamente se hace crecer una capa interfacial opcional de SiC en aproximadamente 10 a 30 segundos sobre la superficie de la parte, usando TMS como gas precursor. Después de esto, se hace crecer el revestimiento de SiOx sobre la superficie expuesta, en aproximadamente 30 a 90 minutos, usando HMDSO como gas precursor. El crecimiento de polímeros de silicona (SiC y SiOx) se produce a un voltaje o potencia del campo eléctrico predefinido, que depende de la geometría y la
15 estructura de los componentes o partes que estén siendo revestidos. Opcionalmente puede ser aplicado un tratamiento oxidante posterior usando oxígeno durante aproximadamente 1 a 5 minutos. Opcionalmente puede ser aplicado un tratamiento posterior anti-iridescente basado en tetrafluorometano (CF4) y O2 durante aproximadamente 1 a 10 minutos. Se hace funcionar un vaciado final de la cámara, que requiere aproximadamente 30 segundos.
Claims (6)
- REIVINDICACIONES1. Utensilio doméstico, particularmente utensilio par cocinar, que comprende una superficie de acero inoxidable, caracterizado porque esta superficie está provista con un revestimiento basado en óxido de silicio, aplicado a la superficie metálica por medio de depósito de vapor químico mejorado por plasma (PECVD), para mejorar la5 protección contra la oxidación a temperaturas elevadas.
-
- 2.
- Utensilio doméstico según la reivindicación 1, caracterizado porque el revestimiento comprende al menos una capa de SiOx, en que x está comprendido entre 1,8 y 2.
-
- 3.
- Utensilio doméstico según la reivindicación 2, caracterizado porque el grosor de la capa de SiOx está comprendido entre 2 y 8 micrómetros.
- 10 4. Utensilio doméstico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre la superficie de acero inoxidable y el revestimiento basado en óxido de silicio se proporciona posiblemente una capa basada en carburo de silicio (SiC).
- 5. Utensilio doméstico según la reivindicación 4, caracterizado porque el grosor de la capa basada en SiC es menor que 0,2 micrómetros.
- 15 6. Método para proporcionar a una superficie de acero inoxidable para un utensilio doméstico, particularmente un utensilio par cocinar, un revestimiento resistente a la temperatura, caracterizado porque se deposita una película de óxido de silicio sobre dicha superficie por medio de PECVD, siendo el precursor hexametildisiloxano (HMDSO) o hexametildisilano (HMDS)
- 7. Método según la reivindicación 6, caracterizado porque, antes del depósito de la película de óxido de silicio, se 20 aplica una película de SiC a la superficie metálica por medio de PECVD.
- 8. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque el precursor de la película de SiC es un silano o tetrametilsilano (TMS).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP04101245.1A EP1580299B2 (en) | 2004-03-25 | 2004-03-25 | Protective coating for domestic appliances |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2367989T3 true ES2367989T3 (es) | 2011-11-11 |
| ES2367989T5 ES2367989T5 (es) | 2021-06-14 |
Family
ID=34854707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES04101245T Expired - Lifetime ES2367989T5 (es) | 2004-03-25 | 2004-03-25 | Revestimiento protector para dispositivos domésticos |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7683293B2 (es) |
| EP (1) | EP1580299B2 (es) |
| BR (1) | BRPI0501083A (es) |
| CA (1) | CA2502124C (es) |
| ES (1) | ES2367989T5 (es) |
| PL (1) | PL1580299T5 (es) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20070068505A1 (en) * | 2005-09-27 | 2007-03-29 | Cadima Paul B | Gas fired cooktop and method of assembling |
| CN2907504Y (zh) * | 2006-05-15 | 2007-06-06 | 毛昱峰 | 慢炖锅覆膜外壳 |
| US20080115778A1 (en) * | 2006-11-22 | 2008-05-22 | Paul Bryan Cadima | Grate apparatus and method |
| DE102008059909A1 (de) | 2008-12-02 | 2010-06-10 | Paul Hettich Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung von Beschlägen, Seitengittern und Gargutträgern für Hochtemperaturanwendungen und metallisches Bauteil |
| DE102010063887B4 (de) * | 2010-12-22 | 2012-07-19 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Verfahren zum Herstellen eines pyrolysetauglichen Bauteils eines Gargeräts sowie pyrolysetaugliches Bauteil für ein Gargerät |
| FR2992313B1 (fr) * | 2012-06-21 | 2014-11-07 | Eurokera | Article vitroceramique et procede de fabrication |
| MX350444B (es) | 2012-12-19 | 2017-09-06 | Mabe S A De C V * | Recubrimiento de facil limpieza aplicado en superficies metalicas de acero inoxidable empleadas en la fabricacion de electrodomesticos. |
| US9841195B2 (en) | 2013-02-28 | 2017-12-12 | Haier Us Appliance Solutions, Inc. | Non-stick, pyrolytic coatings for heating devices |
| DE102013206065A1 (de) * | 2013-04-05 | 2014-10-09 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Bauteil für ein Gargerät |
| DE102013209707A1 (de) * | 2013-05-24 | 2014-11-27 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Küchengeräte mit leicht reinigbaren oberflächen und verfahren zu deren aufbringung |
| US10441349B2 (en) | 2015-10-29 | 2019-10-15 | Covidien Lp | Non-stick coated electrosurgical instruments and method for manufacturing the same |
| US10368939B2 (en) | 2015-10-29 | 2019-08-06 | Covidien Lp | Non-stick coated electrosurgical instruments and method for manufacturing the same |
| US20170261211A1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-09-14 | Foremost Groups, Inc. | Cooktop |
| US10927473B2 (en) | 2016-09-22 | 2021-02-23 | Apple Inc. | Oxide coatings for metal surfaces |
| JP6978841B2 (ja) * | 2017-02-28 | 2021-12-08 | クリナップ株式会社 | 調理器具用の表面処理金属部材、調理器具 |
| US10973569B2 (en) | 2017-09-22 | 2021-04-13 | Covidien Lp | Electrosurgical tissue sealing device with non-stick coating |
| US10709497B2 (en) | 2017-09-22 | 2020-07-14 | Covidien Lp | Electrosurgical tissue sealing device with non-stick coating |
| US11207124B2 (en) | 2019-07-08 | 2021-12-28 | Covidien Lp | Electrosurgical system for use with non-stick coated electrodes |
| US11369427B2 (en) | 2019-12-17 | 2022-06-28 | Covidien Lp | System and method of manufacturing non-stick coated electrodes |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2606510A (en) * | 1947-01-28 | 1952-08-12 | Dow Corning | Cooking utensil, its method of preparation, and the baking of bread therein |
| JPS61110769A (ja) * | 1984-11-05 | 1986-05-29 | Tai Gold Kk | 料理用刃物 |
| JPS6287114A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | 松下電器産業株式会社 | 遠赤外線調理器 |
| US5192410A (en) * | 1988-07-28 | 1993-03-09 | Nippon Steel Corporation | Process for manufacturing multi ceramic layer-coated metal plate |
| US5554681A (en) * | 1995-08-04 | 1996-09-10 | Coatings America Inc. | Heat resistant multi-color textured powder coatings |
| ES2256948T3 (es) | 1997-06-16 | 2006-07-16 | Robert Bosch Gmbh | Procedimiento y dispositivo para el recubrimiento en fase de vacio de un sustrato. |
| US6077567A (en) * | 1997-08-15 | 2000-06-20 | University Of Cincinnati | Method of making silica coated steel substrates |
| JP2001252184A (ja) * | 2000-03-09 | 2001-09-18 | Tokai Konetsu Kogyo Co Ltd | 電磁調理器用の土鍋 |
| US7488515B2 (en) * | 2004-03-19 | 2009-02-10 | All-Clad Metalcrafters Llc | Method of making non-stick cookware |
-
2004
- 2004-03-25 PL PL04101245T patent/PL1580299T5/pl unknown
- 2004-03-25 EP EP04101245.1A patent/EP1580299B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2004-03-25 ES ES04101245T patent/ES2367989T5/es not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-03-22 CA CA2502124A patent/CA2502124C/en not_active Expired - Fee Related
- 2005-03-23 BR BR0501083-7A patent/BRPI0501083A/pt not_active Application Discontinuation
- 2005-03-25 US US11/090,429 patent/US7683293B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL1580299T3 (pl) | 2011-11-30 |
| EP1580299B1 (en) | 2011-08-10 |
| US7683293B2 (en) | 2010-03-23 |
| BRPI0501083A (pt) | 2005-11-01 |
| CA2502124C (en) | 2011-12-13 |
| EP1580299B2 (en) | 2020-10-21 |
| ES2367989T5 (es) | 2021-06-14 |
| EP1580299A1 (en) | 2005-09-28 |
| US20050269310A1 (en) | 2005-12-08 |
| PL1580299T5 (pl) | 2020-12-28 |
| CA2502124A1 (en) | 2005-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2367989T3 (es) | Revestimiento protector, resistente a las altas temperaturas, transparente para dispositivos domésticos y método para su deposición. | |
| KR101354464B1 (ko) | 내구성 및 비변색성의 다층 세라믹 코팅을 갖는 순수 구리 취사도구 및 금속 제품 및 이의 제조 방법 | |
| ES2753972T3 (es) | Superficies metálicas con capa protectora de vidrio o de tipo cerámico, delgada, con alta resistencia química y propiedades antiadherentes mejoradas | |
| TWI497019B (zh) | 烹調器具及其製造方法 | |
| ES2642767T3 (es) | Acristalamiento de control solar | |
| JP5548994B2 (ja) | 特に高温用途のための部品を製造する方法、及び部品 | |
| JP4012939B2 (ja) | 水使用住宅設備機器の製造方法および水使用住宅設備機器 | |
| JP2005088588A (ja) | 物体の保護層、ならびに保護層を製造する方法および配置 | |
| JP5403094B2 (ja) | 調理器具の製造方法 | |
| RU2510055C1 (ru) | Инфракрасный отражатель | |
| JP5435395B2 (ja) | ガラス物品の製造方法 | |
| JP2009178631A (ja) | 防汚性製品の製造方法 | |
| KR20110133469A (ko) | 에나멜 코팅, 코팅된 물품 및 물품의 코팅 방법 | |
| US9873947B2 (en) | Easy clean coating applied on stainless steel metallic surfaces used in the manufacture of household appliances | |
| JP5673286B2 (ja) | 耐食性及び耐指紋性に優れた物品及び調理器具並びに耐食性及び耐指紋性に優れた物品の製造方法 | |
| EP2938755B1 (en) | Surface treatment process of stainless steel | |
| KR101066539B1 (ko) | 전기밥솥용 내솥의 제조방법 | |
| CN113784803B (zh) | 卫生设备部件 | |
| JP2010037173A (ja) | 防汚性製品及びその製造方法 | |
| JP7426029B2 (ja) | アルミニウムおよびアルミニウム合金製器具およびその製造方法 | |
| ES2408592T3 (es) | Recubrimiento de artículos cerámicos vitrificados por el procedimiento pvd | |
| CN113825733B (zh) | 玻璃陶瓷制品 | |
| JP2014040367A (ja) | ガラス物品 | |
| JP6908982B2 (ja) | 表面処理金属部材、加熱器具 | |
| JPH04322618A (ja) | 金属容器および調理器 |