ES2379003T3 - Superficie de cocción fácil de limpiar y utensilio de cocina que comprende dicha superficie - Google Patents

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Abstract

Superficie de cocción de alimento para utensilio de cocina o aparato de cocción, caracterizada porque esta superficie de cocción es un compuesto elaborado a partir de una aleación cuyos dos principales constituyentes son el circonio y el cobalto.

Description

Superficie de cocci6n facil de limpiar y utensilio de cocina que comprende dicha superficie.
La presente invenci6n concierne al ambito de los artfculos destinados a la preparaci6n y a la cocci6n de los alimentos y de modo mas particular a la superficie de cocci6n de estos artfculos en contacto con los alimentos que hay que tratar.
Desde hace muchos aros, se han desarrollado esfuerzos importantes con el fin de facilitar la preparaci6n cotidiana de las comidas. Entre los progresos notables, los revestimientos a base de polfmeros fluorocarbonados como revestimiento antiadhesivo en los utensilios de cocina se han desarrollado rapidamente desde finales de los aros 1950. Tales revestimientos son mundialmente conocidos desde que el procedimiento presentado en la patente FR 1120749 ha permitido una fijaci6n segura de tales revestimientos sobre metales diversos, tales como el aluminio.
Sin embargo, estos revestimientos siguen siendo fragiles y resisten mal al rayado. Asf, se han desarrollado ardides con el fin de reforzar mecanicamente la capa sobre su soporte. Numerosas patentes de perfeccionamiento describen metodos y medios que permiten aumentar la resistencia al rayado de tales revestimientos, actuando sobre el revestimiento y/o sobre el substrato. A pesar de todo, tales revestimientos siguen siendo sensibles a la utilizaci6n repetida de materiales metalicos afilados o puntiagudos, tales como cuchillos o tenedores.
Paralelamente, se han llevado a cabo desarrollos sobre superficies resistentes mecanicamente en las que se ha ensayado mejorar la facilidad de limpieza. Aparecen, asf, dep6sitos metalicos, tales como el cromado sobre acero inoxidable, los casi cristales, o no metalicos (silicatos,.). Sin embargo, los resultados siguen siendo decepcionantes, en comparaci6n con los revestimientos de tipo PTFE.
Por el documento FR 2 848 797, se conoce igualmente una superficie de cocci6n compuesta en su mayorfa de circonio metalico, superficie que tiene una dureza muy buena, desde que la capa quede nitrurada o carburada, que presenta facilidades de limpieza satisfactorias, pero sin obtener la facilidad de limpieza de las capas de tipo PTFE.
La presente invenci6n pretende poner remedio a los inconvenientes antes citados de la tecnica anterior, proponiendo una superficie de cocci6n con mejores caracterfsticas de facilidad de limpieza, presentando de modo duradero una reducci6n de la adherencia de los alimentos durante la cocci6n, de resistencia a la corrosi6n, al tiempo que presente una buena resistencia mecanica, y especialmente una dureza elevada.
La presente invenci6n se consigue con una superficie de cocci6n de alimento para utensilio de cocina o aparato de cocci6n, caracterizada porque esta superficie de cocci6n es un compuesto elaborado a partir de una aleaci6n cuyos dos principales constituyentes son el circonio y el cobalto.
Las aleaciones metalicas a base de cobalto, son conocidas por su buena resistencia al desgaste.
En el transcurso de ensayos se ha constatado, de manera sorprendente, que aleaciones a base de cobalto y de circonio, presentaban igualmente propiedades de facilidad de limpieza cuando tales superficies eran utilizadas como superficies de cocci6n y permanecfan anclados a la superficie productos alimentarios, por ejemplo despues de la calcinaci6n de los productos puestos a cocer. Esta facilidad de limpieza puede ser expresada por la posibilidad de retirar facilmente elementos carbonizados de la superficie de cocci6n.
Esta facilidad de limpieza se ve completada, durante la realizaci6n del compuesto, por un aumento de la dureza del citado compuesto.
Ademas, la utilizaci6n de circonio permite obtener coloraciones de revestimiento muy variadas que no es posible obtener unicamente con el cobalto. Es posible entonces definir un color de revestimiento que permita al usuario identificar claramente que el revestimiento utilizado es especffico y corresponde a un revestimiento "facil de limpiar". Se puede incluso considerar asociar las diferentes coloraciones a los resultados de las pruebas de facilidad de limpieza de las superficies de cocci6n en funci6n de los alimentos, con el fin de que este c6digo de color permita a los usuarios identificar facilmente la superficie de cocci6n adecuada para hacer cocer un tipo de alimento dado (huevos, pescados, carne,.).
Ventajosamente, la aleaci6n comprende esencialmente circonio, cobalto y cromo. Las aleaciones de cobalto y de cromo, tales como las Alacrite®, son conocidas generalmente por su excepcional resistencia a la corrosi6n (esencialmente por el cromo), y su buena resistencia al desgaste (esencialmente por el cobalto). Estas son utilizadas esencialmente, en mecanica, en guarnici6n interior de cojinetes de pistones. Ciertos tipos de estos aceros son utilizados en el ambito medico para la realizaci6n de implantes y de pr6tesis.
La presencia de cromo permite por tanto reforzar la resistencia de la superficie de cocci6n a los agentes qufmicos y a la corrosi6n.
La elaboraci6n de la superficie de cocci6n comprende una etapa de dep6sito de los constituyentes, en un espesor apropiado, sobre un substrato, seguida de una nitruraci6n de los constituyentes. Tal nitruraci6n, esencialmente del
circonio, permite aumentar considerablemente la dureza de la superficie de cocci6n, al tiempo que aporta la diversidad de coloraciones obtenidas, esencialmente actuando sobre la estequiometrfa del nitruro de circonio.
Ventajosamente, la elaboraci6n de la citada superficie comprende una etapa de carburaci6n o de carbonitruraci6n en superficie despues de la etapa de nitruraci6n, que permite aumentar mas la dureza en superficie de la capa, para hacerla casi insensible al rayado, sin alterar sus propiedades de facilidad de limpieza. Por otra parte, la etapa de nitruraci6n permite una buena adherencia de la capa de carburo o de carbonitruro de Co/Cr/Zr. Por otra parte, se conoce, en efecto, que es muy diffcil hacer adherir una capa de carburo o de carbonitruro sobre un substrato de tipo aluminio o acero inoxidable sin capa intermedia. Por otra parte, la velocidad de dep6sito de una capa de carburo es netamente superior a la velocidad de dep6sito de una capa de nitruro.
El gradiente de composici6n asf obtenido combina las propiedades de facilidad de limpieza de las superficies de aleaci6n de Co/Cr con el potencial elevado de endurecimiento, de coloraci6n y de resistencia a la corrosi6n de las capas de nitruro, carburo y carbonitruro de circonio. Las durezas obtenidas pueden llegar hasta 2500 Vickers para un carburo de circonio.
De acuerdo con un modo preferido de elaboraci6n, el dep6sito de los constituyentes sobre un substrato sera un dep6sito ffsico en fase de vapor a partir de uno o varios blancos macizos. En este ultimo caso, el blanco puede ser obtenido por ensamblaje sobre un substrato de cobre de una o varias chapas o placas de material que tenga la composici6n deseada, siendo obtenidas las citadas chapas o placas por sinterizado de polvo o proyecci6n termica de polvo, o bien obtenidas por colada. Estos blancos constituyen por tanto la fuente de los materiales que seran depositados sobre la superficie de cocci6n. De manera general, pueden utilizarse todas las tecnicas de dep6sito ffsico en fase de vapor.
Esta puesta en practica presenta la ventaja de utilizar poco material y de poder ajustar un pequero espesor de material sobre el substrato con miras a realizar la superficie de cocci6n. Esta tecnica de dep6sito permite, por otra parte, obtener dep6sitos en gran cohesi6n con el substrato sobre el cual son depositados. Se minimizan, asf, los riesgos de despegue del dep6sito en el transcurso de la utilizaci6n.
El substrato puede estar compuesto por una o varias chapas metalicas de los materiales siguientes: aluminio, acero inoxidable, fundici6n, acero, cobre.
Otras ventajas resultantes de los ensayos se pondran de manifiesto con la lectura de la descripci6n que sigue, en relaci6n con un ejemplo de ilustraci6n de la presente invenci6n dado a tftulo de ejemplo no limitativo.
Los diferentes ejemplos de realizaci6n de la invenci6n se refieren a un dep6sito, sobre un substrato de acero inoxidale, por PVD, de una aleaci6n Co/Zr utilizando los cuatro puntos eutecticos del diagrama binario del Co/Zr. El porcentaje, en peso, del circonio, en estos cuatro eutecticos, es por tanto de 14%, 57,5%, 74% y 85%. Una cara de este dep6sito ha sido sometida a un tratamiento mecanico de superficie, antes de la realizaci6n de ensayos, con el fin de hacerla similar a otras superficies de cocci6n para que puedan compararse los ensayos de evaluaci6n de la facilidad para limpiar de una superficie de este tipo, en una utilizaci6n de cocci6n domestica. El espesor depositado es del orden de algunas micras.
Despues del dep6sito de los constituyentes, la capa ha sido sometida a una nitruraci6n, y despues a una carbonitruraci6n. Cuanto mas larga sea la fase de carbonitruraci6n, mas dura sera la superficie.
El sistema de evaluaci6n de la facilidad de limpieza permite cuantificar las capacidades de una superficie de cocci6n para recuperar su aspecto de origen despues de la utilizaci6n. Este sistema de evaluaci6n comprende las etapas siguientes:
se recubre localmente la superficie de una mezcla alimentaria de compuesto conocida,
se carboniza esta mezcla en un horno en condiciones definidas, por ejemplo 210 °C durante 20 minutos,
despues del enfriamiento, se sumerge la superficie durante un tiempo controlado en una mezcla de agua y de detergente,
a continuaci6n, se aplica un tamp6n abrasivo bajo una tensi6n definida con la ayuda de un aparato de raspar (plin6metro) sobre la superficie manchada en un movimiento de vaiven durante un numero dado de ciclos,
se anota el porcentaje de la superficie limpiada correctamente y este caracteriza la facilidad de limpieza de la superficie de cocci6n.
Los ensayos realizados con diferentes tipos de superficie permiten, asf, evaluar comparativamente la calidad de las superficies en cuanto a su facilidad de limpieza.
Naturalmente, los ensayos se realizan respetando los mismos parametros para cada etapa del sistema de evaluaci6n: misma mezcla alimentaria, misma superficie de aplicaci6n de la mezcla alimentaria, misma temperatura de carbonizaci6n,.
La tabla comparativa siguiente muestra los resultados obtenidos en tres superficies de cocci6n diferentes, a saber un acero inoxidable pulido, un casi cristal, y la aleaci6n cobalto/circonio de acuerdo con uno de los eutecticos citados, depositada sobre acero inoxidable, nitrurada y carbonitrurada, tal como se describi6 anteriormente, despues de pulida, en una prueba severa con una compuesto alimentario a base de leche y de arroz considerada como diffcil de limpiar una vez carbonizada. Asf, una prueba de este tipo permite poner bien en evidencia las diferencias entre la calidad de limpieza de las superficies.
Acero inoxidable pulido
casicristales Aleaci6n Co/Zr nitrurada/carbonitrurada sobre acero inoxidable
Cantidad retirada de residuo carbonizado
50% �0% 90%
La tabla muestra sin ambig�edad los resultados muy interesantes obtenidos con la aleaci6n Co/Zr depositada sobre
acero inoxidable, y especialmente los resultados comparados con otras superficies de cocci6n. Otras pruebas reali
zadas sobre una base de aluminio muestran resultados analogos.
�ay que observar que el numero de ciclos de abrasi6n en el plin6metro ha sido fijado en 18. Este numero reducido
15 de ciclos pone bien en evidencia la calidad de facilidad de limpieza de la superficie de acuerdo con la invenci6n puesto que solamente queda el 10% de la superficie machada despues de 18 movimientos de vaiven del tamp6n abrasivo.
Ensayos repetitivos despues de la limpieza completa de la superficie muestran que no se altera la facilidad de limpieza de la aleaci6n presentada.
20 Cuando la puesta en practica de la invenci6n implica la utilizaci6n de un substrato, este esta compuesto entonces por una o varias chapas metalicas de los materiales siguientes: aluminio, acero inoxidable, fundici6n, acero, cobre.

Claims (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Superficie de cocci6n de alimento para utensilio de cocina o aparato de cocci6n, caracterizada porque esta superficie de cocci6n es un compuesto elaborado a partir de una aleaci6n cuyos dos principales constituyentes son el circonio y el cobalto.
    5 2. Superficie de cocci6n de alimento para utensilio de cocina o aparato de cocci6n de acuerdo con la reivindicaci6n precedente, caracterizada porque los tres principales constituyentes de la aleaci6n son el circonio, el cobalto y el cromo.
  2. 3. Superficie de cocci6n de alimento para utensilio de cocina o aparato de cocci6n de acuerdo con una de las reivin
    dicaciones precedentes, cuya elaboraci6n esta caracterizada por una etapa de nitruraci6n de la aleaci6n despues 10 del dep6sito de los constituyentes, en un espesor apropiado, sobre un substrato.
  3. 4.
    Superficie de cocci6n de alimento para utensilio de cocina o aparato de cocci6n de acuerdo con la reivindicaci6n precedente, caracterizada porque la elaboraci6n de la citada superficie comprende una etapa de carburaci6n o de carbonitruraci6n en superficie despues de la etapa de nitruraci6n.
  4. 5.
    Superficie de cocci6n de alimento para utensilio de cocina o aparato de cocci6n de acuerdo con la reivindicaci6n
    15 3, caracterizada porque el dep6sito es realizado por dep6sito ffsico en fase de vapor a partir de uno o varios blancos macizos.
    �. Superficie de cocci6n de alimento para utensilio de cocina o aparato de cocci6n de acuerdo con la reivindicaci6n precedente, caracterizada porque el dep6sito es realizado a partir de un blanco obtenido por ensamblaje sobre un substrato de cobre de una o varias chapas o placas de material que tiene la composici6n deseada, siendo obtenidas
    20 las citadas chapas o placas por sinterizado de polvo o proyecci6n termica de polvo, o bien por colada.
  5. 7. Superficie de cocci6n de alimento para utensilio de cocina o aparato de cocci6n de acuerdo con la reivindicaci6n 3, caracterizada porque el substrato esta compuesto por una o varias chapas metalicas de los materiales siguientes: aluminio, acero inoxidable, fundici6n, acero, cobre.
  6. 8. Utensilio de cocina o aparato de cocci6n que comprende una superficie de cocci6n de alimento de acuerdo con 25 una de las reivindicaciones 1 a 7.
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