ES2548066B1

ES2548066B1 - Placa de aparato doméstico con una placa base de aparato doméstico y una unidad de capas superficiales

Info

Publication number: ES2548066B1
Application number: ES201430536A
Authority: ES
Inventors: Hippolyte AMAVEDA; Luis Alberto ANGUREL LAMBAN; María Carmen Artal Lahoz; Miguel Ángel Buñuel Magdalena; Francisco Javier Ester Sola; Elena MARTÍNEZ SOLANAS; Mario Mora Alfonso; Fernando Planas Layunta; Javier Sanz Naval; María TOMÁS GIMENO
Original assignee: BSH Electrodomesticos Espana SA
Current assignee: BSH Electrodomesticos Espana SA
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2016-07-22
Anticipated expiration: 2034-04-10
Also published as: ES2548066A1; DE102015204965A1; DE102015204965B4

Abstract

Placa de aparato doméstico con una placa base de aparato doméstico y una unidad de capas superficiales.#La invención hace referencia a una placa de aparato doméstico (10), en particular, a una placa de campo de cocción, con una placa base de aparato doméstico (20) y con una unidad de capas superficiales (14).#Con el fin de reducir el gasto energético y en equipamiento para la producción de la unidad de capas superficiales (14), se propone que la unidad de capas superficiales (14) presente una o varias capas de silicato alcalino (30).#Asimismo, se propone un procedimiento (34) para la fabricación de una placa de aparato doméstico (10) según la invención, en particular, una placa de campo de cocción, con una placa base de aparato doméstico (20) y con una unidad de capas superficiales (14).

Description

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PLACA DE APARATO DOMESTICO CON UNA PLACA BASE DE APARATO DOMESTICO Y UNA UNIDAD DE CAPAS

SUPERFICIALES

DESCRIPCION

La invencion hace referenda a una placa de aparato domestico, en particular, a una placa de campo de coccion, con una placa base de aparato domestico y con una unidad de capas superficiales, segun el preambulo de la reivindicacion 1.

La presente invencion resuelve el problema tecnico, inter alia, de proporcionar una placa de aparato domestico generica con mejores propiedades en cuanto a su impermeabilidad al agua. Segun la invencion, este problema tecnico se resuelve a traves de las caracterlsticas de la reivindicacion 1, mientras que de las reivindicaciones secundarias se pueden extraer realizaciones y perfeccionamientos ventajosos de la invencion.

La invencion hace referencia a una placa de aparato domestico, en particular, a una placa de campo de coccion, con una placa base de aparato domestico y con una unidad de capas superficiales, donde la unidad de capas superficiales presente una o varias capas de silicato alcalino.

El termino "placa de aparato domestico” incluye el concepto de una unidad que este prevista para formar una superficie, en particular, una superficie de trabajo, como por ejemplo, un campo de coccion, y la cual presente una o mas placas base de aparato domestico y otras unidades y elementos, como por ejemplo, un recubrimiento de una o mas superficies de la placa base de aparato domestico. El termino "placa base de aparato domestico” incluye el concepto de una placa de uno o varios materiales de matriz, la cual este prevista para formar el cuerpo base de una placa de aparato domestico. De manera preferida, la placa base de aparato domestico es una placa de un material compuesto, el cual comprende un material de fibra incrustado en un material de matriz.

El termino "unidad de capas superficiales” incluye el concepto de una unidad que presente una o mas capas que cubran una o varias superficies de un cuerpo, en concreto, de una placa base de aparato domestico, donde el grosor de una capa sea diez o mas veces, de manera preferida, cien o mas veces menor que el grosor del cuerpo. De manera preferida, la unidad de capas superficiales comprende varias capas, por ejemplo, una o mas capas de selladura para sellar superficialmente un material poroso y una o mas capas hidrofugas de

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un material hidrofobo. Las capas pueden estar compuestas por diferentes materiales. La expresion consistente en que una capa este compuesta "por” un material determinado incluye el concepto relativo a una capa que este compuesta en gran medida o por completo por el material determinado. La expresion "compuesta en gran medida o por completo por el material determinado” incluye el concepto relativo a que el sesenta por ciento en volumen o mas, de manera ventajosa, el setenta por ciento en volumen o mas y, de manera preferida, el ochenta por ciento en volumen o mas de un material solido de la capa este compuesto por el material determinado. El termino "material solido” de la capa incluye el concepto de un porcentaje en volumen de la capa sin un porcentaje en volumen de poros de la capa. El termino "capa de silicato alcalino” incluye el concepto de una capa de uno o mas silicatos alcalinos. El termino "silicato alcalino” incluye el concepto de un mineral de silicato que presente la formula qulmica A2SiO3, donde "A” haga referencia a un metal alcalino, por ejemplo, litio, sodio o potasio. La capa de silicato alcalino puede estar formada por una capa en la que haya una mezcla de materiales de diferentes silicatos alcalinos, por ejemplo, una mezcla de silicato de litio y silicato de sodio.

La capa de silicato alcalino esta prevista para sellar superficialmente la placa base de aparato domestico. Las selladuras superficiales convencionales se producen aplicando una capa de esmalte o por compactacion superficial mediante irradiacion con laser. A traves de la forma de realization segun la invention, se puede proporcionar una capa de selladura para evitar que penetre agua, la cual sea producida con un menor gasto en equipamiento y/o con menos gasto energetico, sobre todo reduciendose el consumo de calor.

Asimismo, se propone que la placa base de aparato domestico este compuesta en gran medida o por completo por un material compuesto que este producido parcialmente o por completo a traves de un proceso sol-gel, y el cual presente uno o varios materiales de matriz y uno o varios materiales de fibra ligados con el o los materiales de matriz. El termino "material de matriz” incluye el concepto de un material que este previsto para formar a partir del material compuesto un cuerpo base para un cuerpo, y para alojar el material de fibra. El material de matriz esta formado por un pollmero y/o configura enlaces qulmicos con el material de fibra y, de manera preferida, el material de matriz esta formado por una materia prima ceramica y presenta una fase gruesa y una fase fina, donde la fase gruesa conforma una matriz tridimensional, y la fase fina esta incrustada en la matriz tridimensional y, en concreto, las partlculas de la fase fina presentan enlaces qulmicos con partlculas de la fase gruesa. El termino "fase gruesa” incluye el concepto de una fase granular del material, cuyos granos presenten un tamano medio que sea diez o mas veces mayor que el tamano medio

de los granos de la fase fina. En principio, la fase gruesa y la fase fina pueden estar

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compuestas del mismo material o de diferentes materiales, y la fase gruesa y/o la fase fina pueden estar compuestas en cada caso por una mezcla de diferentes materiales. De manera preferida, tanto la fase gruesa como la fase fina estan formadas por materiales ceramicos, concibiendose tambien en principio que la fase gruesa y/o la fase fina esten formadas por materiales no ceramicos. El termino “previsto/a” incluye los conceptos de concebido/a y/o provisto/a de manera especlfica. La expresion consistente en que un objeto este previsto para una funcion determinada incluye el concepto relativo a que el objeto satisfaga y/o realice esta funcion determinada en uno o mas estados de aplicacion y/o de funcionamiento. El material ceramico esta formado de manera preferida por un material del grupo de sustancias de los oxidos, en particular, por oxido de aluminio (Al2O3), oxido de magnesio (MgO), dioxido de circonio (ZrO2), oxido de sodio (Na2O), oxido de calcio (CaO), oxido de potasio (K2O) y, de manera mas preferida, por dioxido de silicio (SiO2). Aunque se puede utilizar dioxido de silicio amorfo, en principio tambien son posibles otras modificaciones del dioxido de silicio, por ejemplo, el cuarzo. El material ceramico tambien puede estar formado en principio por una ceramica sin oxido, por ejemplo, por carburo de silicio (SiC).

El termino “material de fibra” incluye el concepto de un material en forma de fibra, el cual este previsto para ser incorporado en una matriz del material de matriz durante la production de un material compuesto, y configurar compuestos qulmicos con el material de matriz. Una composition material del material de matriz y del material de fibra puede coincidir entre si, por ejemplo, el material de matriz puede estar formado por una matriz porosa de dioxido de silicio y el material de fibra puede estar formado por fibras de dioxido de silicio amorfo. El termino “material compuesto” incluye el concepto de un material de dos o mas materiales individuales ligados entre si, el cual presente propiedades materiales que se diferencien de las propiedades materiales de los materiales individuales, a modo de ejemplo, materiales compuestos de fibras con fibras aplicadas en un material de matriz, o materiales compuestos estratificados, por ejemplo, materiales compuestos tipo sandwich. La expresion “producido parcialmente o por completo a traves de un proceso sol-gel” incluye el concepto relativo a que uno o mas pasos parciales de la produccion de uno o varios de los materiales individuales del material compuesto comprenda un proceso sol-gel. De manera preferida, el material de matriz ha sido producido a traves de un proceso sol-gel, donde de manera preferida el material de fibra haya sido embebido con una dispersion coloidal a partir de la cual se produzca el material de matriz en el proceso sol-gel, de forma que, al llevarse a cabo el proceso sol-gel para producir el material de matriz, se conformen compuestos qulmicos entre el material de matriz y el material de fibra. El termino “proceso sol-gel”

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incluye el concepto de un proceso de production para un material en el que como material inicial para la produccion sirva una suspension o dispersion coloidal del material, la cual se denomina sol, en un solvente, y en el cual el material sea transformado en una gelificacion en un gel, es decir, una matriz tridimensional de una sustancia solida con poros en los que pueda contenerse un llquido y/o un gas. En el sol pueden estar contenidos estabilizantes para estabilizar la suspension, agentes para la adaptation de un valor del pH de la suspension y/u otros aditivos. Tambien puede estar suspendida y/o disuelta una mezcla de varios materiales, donde uno de los materiales conforme la matriz tridimensional del gel como fase gruesa durante la gelificacion, y otro u otros materiales esten distribuidos en los poros como fase fina. Se puede conseguir una placa base de aparato domestico con una elevada resistencia a la flexion y con una dilatation termica ventajosamente pequena.

Ademas, se propone que la o las capas de silicato alcalino esten compuestas en gran medida o por completo por silicato de litio y/o silicato de sodio. El silicato de litio y/o silicato de sodio presentan en una solution ventajosas propiedades de humectacion para los materiales ceramicos. Es posible producir una capa de silicato alcalino que pueda producirse mediante una tecnica sencilla junto a la superficie superior de la placa base del aparato domestico.

Asimismo, se propone que la capa de silicato alcalino este compuesta parcialmente o por completo por silicato de calcio. El termino "silicato de calcio” incluye el concepto de un mineral de silicato alcalinoterreo con la formula qulmica CaSiO3. Preferiblemente, el silicato de calcio esta dispuesto en poros de la capa de silicato alcalino y/o de la superficie del material compuesto. En una solucion de silicato alcalino para la produccion de la capa de silicato alcalino se incorporan iones de calcio, los cuales reaccionan formando silicato de calcio insoluble en agua, se precipitan de la solucion y, al producirse la capa, se depositan en poros de la capa de silicato alcalino y/o de la superficie del material compuesto. Asl, es posible mejorar el efecto de selladura de la capa de silicato alcalino mediante una tecnica sencilla.

Ademas, se propone que la capa de silicato alcalino presente un grosor de entre diez y cincuenta micrometros. Se puede conseguir una capa ventajosamente fina y estable.

El problema tecnico a que hace referencia la invencion tambien se resuelve mediante una

placa de aparato domestico, en particular, una placa de campo de coccion, con una placa

base de aparato domestico y con una unidad de capas superficiales, en particular, con una

unidad de capas superficiales que presente una o mas capas de silicato alcalino, donde la

unidad de capas superficiales presente una o mas capas de un material hlbrido organico-

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inorganico que este producido con una dispersion coloidal de dioxido de silicio como material precursor inorganico. El termino "material hlbrido organico-inorganico” incluye el concepto de un material compuesto de un material organico y un material inorganico, donde los materiales presenten enlaces qulmicos entre si. El termino "material precursor” incluye el concepto de una sustancia organica o inorganica, la cual sea transformada en un componente organico o inorganico del material hlbrido organico-inorganico al producirse este. De manera preferida, uno o mas de los materiales precursores estan formados por un monomero o un pollmero que, al producirse el material hlbrido organico-inorganico, se polimerice o cuyos pollmeros formen cadenas entre si dando lugar a pollmeros mayores. Los pollmeros del material hlbrido organico-inorganico producido estan reticulados a traves del otro u otros materiales precursores. De manera preferida, el material hlbrido organico-inorganico presenta propiedades hidrofugas. El material hlbrido organico- inorganico presenta partlculas de dioxido de silicio que son mayores que las partlculas de dioxido de silicio que aparecen en un material hlbrido organico-inorganico que haya sido producido con tetraetilortosilicato como material precursor inorganico, donde el material precursor organico sea identico. Una diferenciacion puede observarse, por ejemplo, mediante un microscopio electronico de transmision. Ya son conocidos los materiales hlbridos organicos-inorganicos con tetraetilortosilicato como material precursor inorganico. Al producirse un material hlbrido organico-inorganico con tetraetilortosilicato tiene lugar como primer paso de la reaccion una hidrolisis del tetraetilortosilicato, el cual reacciona a continuation en una reaccion de policondensacion con las agrupaciones de dioxido de silicio. Si se utiliza una dispersion coloidal de dioxido de silicio como material precursor inorganico, se puede prescindir del paso de la hidrolisis y abreviar la duration de la produccion.

Ademas, se propone que el material hlbrido organico-inorganico presente un polisiloxano, preferiblemente polidimetilsiloxano. El polidimetilsiloxano es un pollmero a base de silicio, y forma el al menos un material precursor organico. Gracias a que no es toxico y a que es inerte qulmicamente, se puede utilizar como material precursor organico de facil manejo para el material hlbrido organico-inorganico.

Asimismo, se propone un procedimiento para la fabrication de una placa de aparato domestico, donde, en al menos un paso del procedimiento, se embeba la superficie de la placa base de aparato domestico con una solution de silicato alcalino. La expresion "embeber la superficie” incluye el concepto de un procedimiento en el que un material llquido en gran medida o por completo sea aplicado al menos sobre una superficie de un cuerpo,

por ejemplo, aplicandose una capa del material llquido en gran medida o por completo sobre

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la superficie o por inmersion del cuerpo en el material ilquido en gran medida o por completo. La expresion "solucion de un material” incluye el concepto de una solucion en la que una cantidad de una sustancia este disuelta y/o suspendida en un solvente, donde el sesenta por ciento en volumen o mas, de manera ventajosa, el setenta por ciento en volumen o mas y, de manera preferida, el ochenta por ciento en volumen o mas de la cantidad de la sustancia disuelta y/o suspendida en el solvente este formado por el material. El material puede estar formado por una mezcla de materiales. Asimismo, el material esta formado por un material precursor de un material del que este compuesta la capa, y/o por el material de la capa. Dicha cantidad de la sustancia puede contener otras sustancias, como por ejemplo estabilizantes para estabilizar la suspension y/o agentes para ajustar el valor del pH. De manera preferida, la superficie se embebe mediante recubrimiento por inmersion. El termino “recubrimiento por inmersion” incluye el concepto de un procedimiento en el que un substrato se sumerja en una solucion y se saque de nuevo, quedando una fina pellcula de llquido de la solucion sobre el substrato. El grosor de la capa puede ajustarse a traves de una temperatura, de la humedad del aire, de la presion ambiente, asl como de la velocidad de extraction y el angulo de extraction con los que el substrato se extrae de la solucion. En caso de perdida de agua o de reduction del valor del pH, la solucion de silicato alcalino pasa a un estado gelatinoso que se transforma en una capa vltrea con el secado posterior y/o suministrandose calor. Se puede conseguir una production de la capa mediante un proceso tecnico sencillo.

Ademas, se propone que, en al menos un paso del procedimiento, se efectue un tratamiento termico de la placa base de aparato domestico embebida con la solucion de silicato alcalino a una temperatura de entre 300° C y 400° C. El termino “tratamiento termico” incluye el concepto de un proceso en el que un producto intermedio sea calentado de manera dirigida hasta una temperatura determinada y mantenido en esta temperatura durante un tiempo determinado para ocasionar con la action termica modificaciones estructurales y/o reacciones qulmicas. De manera preferida, el tratamiento termico se efectua a una temperatura de 350° C, y el periodo de tiempo dentro del cual el producto intermedio se mantiene a la temperatura determinada asciende preferiblemente a entre media hora y dos horas, de manera mas preferida, a una hora. De manera preferida, la velocidad de calentamiento del producto intermedio asciende como maximo a 0,5° C/min, con lo que las grietas de tension provocadas por el calor en la capa de silicato alcalino se pueden reducir, si no evitar. El termino “producto intermedio” incluye el concepto de un producto producido parcialmente, el cual deba pasar todavla por otro u otros pasos de produccion para ser acabado. A traves del tratamiento termico, un gel producido a partir de la solucion de silicato

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alcalino es transformado en la capa vltrea. Asl, se puede producir la capa de manera tecnicamente sencilla y con poco gasto de energla.

Asimismo, se propone que, en al menos un paso del procedimiento, se embeba la superficie de la placa base de aparato domestico con una solucion de cloruro de calcio. La solucion con cloruro de calcio contiene material disuelto adicionalmente, del que esta compuesto al menos el material de matriz de la placa base de aparato domestico, por ejemplo, dioxido de silicio en un material de matriz de la placa base de aparato domestico que presente dioxido de silicio. De manera preferida, la superficie se embebe mediante recubrimiento por inmersion. Este paso del procedimiento se efectua antes de embeber la superficie con la solucion de silicato alcalino. Se consigue un enriquecimiento de una superficie de la placa base de aparato domestico con iones de calcio, los cuales se depositan como silicato de calcio en poros de la capa de silicato alcalino y/o de la superficie del material compuesto y mejoran el efecto de selladura de la capa de silicato alcalino. De esta forma es posible conseguir incorporar los iones de calcio de manera tecnicamente sencilla, y se puede evitar la precipitacion antes de tiempo del silicato de calcio en una solucion de silicato alcalino antes de embeber la placa base de aparato domestico.

Ademas, se propone un procedimiento para la fabrication de una placa de aparato domestico, donde, en al menos un paso del procedimiento, se embeba la superficie de la placa base de aparato domestico con una mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado. De manera preferida, la superficie se embebe mediante recubrimiento por inmersion, y la placa base de aparato domestico presenta ya una capa de silicato alcalino, embebiendose la capa de silicato alcalino con la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado. El polidimetilsiloxano hidroxilado presenta grupos hidroxilos mediante los cuales el polidimetilsiloxano hidroxilado puede reaccionar en una reaccion de policondensacion formando mayores pollmeros de polidimetilsiloxano dandose una deshidratacion. De manera preferida, el polidimetilsiloxano esta configurado como polidimetilsiloxano hidroxilado en la ultima position, en el que los grupos hidroxilos estan dispuestos en extremos de la cadena del pollmero. La mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado contiene dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado en un solvente. El dioxido de silicio y el polidimetilsiloxano hidroxilado no son mezclables entre si, asl que la mezcla presenta dos fases separadas. Es posible producir un material hlbrido organico-inorganico con un tiempo de production breve.

Asimismo, se propone que, en al menos un siguiente paso del procedimiento, se anada un catalizador de gelificacion a la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado.

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El termino “catalizador de gelificacion” incluye el concepto de un agente que al menos facilite la gelificacion de la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado. La gelificacion puede tener lugar sin que se anada el catalizador de gelificacion, aunque con dicho catalizador se acelera el transcurso de la gelificacion. En principio, se puede prever la adicion del catalizador de gelificacion para desencadenar la gelificacion. El termino “gelificacion” incluye el concepto de la formation de un gel. De manera preferida, el catalizador de gelificacion esta formado por formamida, la cual ocasiona un aumento progresivo del valor del pH de la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado, donde el aumento del valor del pH facilita la reaction de policondensacion entre el polidimetilsiloxano hidroxilado y el dioxido de silicio, y ademas reduce la tension superficial del agua en el gel originado, con lo que el agua se puede evaporar con mayor facilidad. La adicion de formamida a la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado no provoca la formacion de un gel. Se puede abreviar asl la duration de la production asl como aumentar la dureza y la densidad del gel.

Ademas, se propone que, en al menos un paso del procedimiento, se efectue un tratamiento con ultrasonidos para iniciar una gelificacion del dioxido de silicio y el polidimetilsiloxano hidroxilado. El termino “tratamiento con ultrasonidos” incluye el concepto de un paso del procedimiento en el que mediante ultrasonidos se aplique energla a la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado, la cual sirva como energla para iniciar la reaccion de gelificacion. El tratamiento con ultrasonidos se efectua con una frecuencia de entre 10 kHz y 40 kHz, preferiblemente, de entre 20 kHz y 30 kHz y, de manera mas preferida, de aproximadamente 24 kHz, y con una potencia de entre 10 W y 200 W. A traves de la densidad de la energla del ultrasonido aplicado se puede ajustar el tiempo de gelificacion del material hlbrido organico-inorganico. La energla ultrasonica se aplica mediante una sonda de ultrasonidos que esta en contacto con la fase de polidimetilsiloxano hidroxilado. De esta forma, se puede controlar con facilidad la reaccion de gelificacion.

Asimismo, se propone que, a traves del tratamiento con ultrasonidos, una densidad de energla de entre 300 J*cm-3 y 1.500 J*cm-3, de manera preferida de entre 600 J*cm-3 y 1.200 J*cm-3, sea aplicada a la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado. De manera preferida, a la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado se aplica a traves del tratamiento con ultrasonidos una densidad de energla de 600 J*cm-3. En caso de que se aplicase una densidad de energla de 1.200 J*cm-3, se conseguirla un tiempo de gelificacion de aproximadamente 15 minutos, aunque de manera preferida en la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado se aplica una densidad de

energla que provoque un tiempo de gelificacion de al menos media hora. Asl, es posible

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controlar el tiempo de gelificacion y, de esta forma, ajustar de manera dirigida propiedades de la capa del material hlbrido organico-inorganico.

Otras ventajas se extraen de la siguiente description del dibujo. En el dibujo esta representado un ejemplo de realization de la invention. El dibujo, la descripcion y las reivindicaciones contienen caracterlsticas numerosas en combination. El experto en la materia considerara las caracterlsticas ventajosamente tambien por separado, y las reunira en otras combinaciones razonables.

Muestran:

Fig. 1 una vista esquematica de un aparato domestico con una placa de

aparato domestico segun la invencion, la cual esta realizada como campo de coccion,

Fig. 2 una section a traves de la placa de aparato domestico segun la

invencion, y

Fig. 3 un diagrama de flujo del procedimiento segun la invencion para

fabricar una placa de aparato domestico.

La figura 1 muestra una placa de aparato domestico 10 realizada como placa de campo de coccion de un aparato domestico 28 realizado como cocina con una placa base de aparato domestico 20 y una unidad de capas superficiales 14. La placa de aparato domestico 10 sirve de superficie de colocation para baterla de coccion, como por ejemplo ollas y/o sartenes, para una cocina de induction y proporciona para ello cuatro zonas de coccion 12. La placa de aparato domestico 10 tambien puede utilizarse en principio para un campo de coccion convencional.

La placa de aparato domestico 10 comprende la placa base de aparato domestico 20 y la

unidad de capas superficiales 14, la cual presenta una capa de selladura 16 y una capa

hidrofuga 18 (figura 2). La capa de selladura 16 esta prevista para sellar superficialmente un

material poroso de la placa base de aparato domestico 20, y la capa hidrofuga 18 esta

prevista para evitar que penetre agua en un material de la placa base de aparato domestico

20 y de la capa de selladura 16. La capa hidrofuga 18 esta aplicada sobre la capa de

selladura 16 y forma una superficie de la placa de aparato domestico 10. En principio, la

unidad de capas superficiales 14 puede presentar mas capas, por ejemplo, capas de

selladura 16 adicionales y/o capas hidrofugas 18 adicionales y/o capas adicionales que

cumplan otras funciones. La placa base de aparato domestico 20 esta compuesta por un

material compuesto 22 que esta producido parcialmente mediante un proceso sol-gel, y el

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cual presenta un material de matriz 24 y un material de fibra 26 ligado con el material de matriz 24. El material de fibra 26 esta formado por fibras compuestas por dioxido de silicio amorfo en un noventa y cinco por ciento o mas, y las cuales presentan diametros de entre seis y nueve micrometros, y esta ligado con el material de matriz 24 a traves de enlaces qulmicos. En la figura 2, el material de fibra 26 aparece indicado mediante llneas onduladas. El material de fibra 26 esta incrustado en el material de matriz 24, donde areas externas de la placa base de aparato domestico 20 pueden en principio estar compuestas meramente por material de matriz 24.

El material de matriz 24 presenta una fase gruesa y una fase fina, donde la fase gruesa forma una matriz tridimensional porosa de granos con diametros de orden micrometrico, entre los cuales esta dispuesta la fase fina. La fase fina esta compuesta por granos con diametros de orden nanometrico que estan sinterizados entre si y con granos de la fase gruesa. La sinterizacion parcial de los granos de la fase fina entre si y con granos de la fase gruesa se provoca durante la production del material de matriz 24 mediante un tratamiento termico consistente en un proceso de sinterizacion. El material de matriz 24 esta formado por una sustancia ceramica.

En principio, la fase gruesa y la fase fina del material de matriz 24 pueden estar compuestas por diferentes sustancias o por la misma sustancia. En una variante de realization, tanto la fase gruesa como la fase fina estan compuestas por dioxido de silicio. En otra variante de realizacion, la fase gruesa esta compuesta por dioxido de silicio y la fase fina esta compuesta por oxido de aluminio.

La unidad de capas superficiales 14 presenta una capa de silicato alcalino 30, la cual forma la capa de selladura 16. En una primera variante de realizacion, la capa de silicato alcalino 30 esta compuesta esencialmente por silicato de litio (Li2SiO3), en una segunda variante de realizacion, esta compuesta esencialmente por silicato de sodio (Na2SiO3) y, en una tercera variante de realizacion, esta compuesta esencialmente por una mezcla de silicato de litio y silicato de sodio. La capa de silicato alcalino 30 esta compuesta por silicato de litio y/o por silicato de sodio en un ochenta por ciento en volumen o mas de un material solido de la capa, es decir, de un porcentaje en volumen de la capa sin un porcentaje en volumen de poros de la capa. Los poros de la capa de silicato alcalino 30 presentan un diametro considerablemente menor que los poros del material de matriz 24 de la placa base de aparato domestico 20, ascendiendo un diametro medio de los poros de la capa de silicato alcalino 30 a como maximo la decima parte del diametro medio de los poros del material de matriz 24. En otras variantes de realizacion alternativas, la capa de silicato alcalino 30 puede

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comprender tambien otros silicatos alcalinos, como por ejemplo silicatos de potasio o silicato de rubidio.

La capa de silicato alcalino 30 esta compuesta parcialmente por silicato de calcio (CaSiO3), el cual esta dispuesto en poros del silicato alcalino y/o de la superficie del material compuesto, y a traves del cual se aumenta el efecto de selladura de la capa de silicato alcalino 30. La capa de silicato alcalino 30 presenta un grosor de treinta micrometros, aunque, en formas de realization alternativas, las capas de silicato alcalino 30 pueden presentar en principio un grosor de entre diez y cincuenta micrometros.

La unidad de capas superficiales 14 presenta ademas una capa de un material hlbrido organico-inorganico 32, el cual esta producido con una dispersion coloidal de dioxido de silicio como material precursor inorganico. El material hlbrido organico-inorganico 32 presenta polidimetilsiloxano como fraction organica. La capa de material hlbrido organico- inorganico 32 conforma la capa hidrofuga 18 de la unidad de capas superficiales 14. El grosor de la capa de material hlbrido organico-inorganico 32 es inferior a diez micrometros. El material hlbrido organico-inorganico 32 es un material compuesto de polidimetilsiloxano y dioxido de silicio, donde las cadenas de pollmeros del polidimetilsiloxano estan unidas entre si a traves de granos de dioxido de silicio. Los granos de dioxido de silicio y las cadenas de pollmeros de polidimetilsiloxano estan enlazados entre si a traves de enlaces qulmicos. El material hlbrido organico-inorganico 32 presenta propiedades hidrofobas, de modo que el agua que incida sobre la capa de material hlbrido organico-inorganico 32 se queda en su superficie.

Segun la invention, la unidad de capas superficiales 14 puede presentar en principio una o mas capas de silicato alcalino 30 como capa de selladura 14 y una o mas capas hidrofugas 18 que esten hechas de un material hlbrido organico-inorganico 32 producido con un material precursor inorganico que no sea solution de dioxido de silicio, o que esten hechas de un material que no sea un material hlbrido organico-inorganico 32. La unidad de capas superficiales 14 tambien puede segun la invencion presentar una capa de selladura 16 que este hecha de un material que no sea un silicato alcalino, y como capa hidrofuga 18 una capa de material hlbrido organico-inorganico 32 producido con dispersion coloidal de dioxido de silicio como material precursor inorganico.

A continuation, se describe un procedimiento 34 para la fabrication de una placa de aparato domestico 10 segun la invencion. Antes del inicio del procedimiento 34, ha finalizado la fabricacion de una placa base de aparato domestico 20, la cual comprende un proceso sol-

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gel para producir el material compuesto 22. El procedimiento 34 describe la fabrication de la unidad de capas superficiales 14.

En un primer paso del procedimiento 36 del procedimiento 34, se embebe la superficie de la placa base de aparato domestico 20 con una solution de cloruro de calcio, preferiblemente. La solucion con cloruro de calcio esta compuesta por una dispersion coloidal de dioxido de silicio en agua y presenta un contenido de cloruro de calcio de medio mol por litro. Asimismo, la solucion con cloruro de calcio esta estabilizada en valor de pH de 1, de forma que se evita que se produzca una gelificacion del dioxido de silicio. En principio, con valores del pH de entre 1 y 2, las partlculas de dioxido de silicio estan rodeadas en una dispersion por una nube de partlculas de carga positiva, evitandose que las partlculas de dioxido de silicio interactuen entre si al repelerse mutuamente las nubes. Con un valor de pH mayor que 2, se inicia una gelificacion del dioxido de silicio. La superficie de la placa base de aparato domestico 20 se embebe siendo sumergida en un recipiente que contenga la solucion con cloruro de calcio. Como alternativa, se puede utilizar un procedimiento de barnizado por inmersion o la aplicacion de la solucion con cloruro de calcio sobre superficies de la placa base de aparato domestico 20.

En el siguiente paso del procedimiento 38, se efectua el secado de la placa base de aparato domestico 20 embebida con la solucion con cloruro de calcio durante un tiempo de secado de una hora a una temperatura de preferiblemente 40° C. En principio, el secado se puede realizar tambien a otras temperaturas, por ejemplo, a temperaturas mas elevadas, para reducir la duration del secado. Tras efectuarse el secado, se dispone de una placa base de aparato domestico 20 cuya superficie ha sido enriquecida con iones de calcio.

En el siguiente paso del procedimiento 40, se embebe la superficie de la placa base de aparato domestico 20 con una solucion de silicato alcalino. La solucion de silicato alcalino esta compuesta por una solucion acuosa en la que esta disuelto silicato alcalino. En la variante de realization en la que la capa de silicato alcalino 30 esta compuesta esencialmente por silicato de litio, una solucion de silicato de litio apropiada para producir la capa de silicato alcalino 30 presenta con un valor del pH de 11,5 un contenido de materia solida del veintiseis por ciento en peso, una relation de pesos de SiO2 a Li2O de 20:1, una densidad de 1,25 g/cm3 y una viscosidad de 20 mPas. En principio, tambien se pueden utilizar soluciones de silicato de litio con otra relacion de pesos de SiO2 a Li2O. En la variante de realizacion en la que la capa de silicato alcalino 30 esta compuesta esencialmente por silicato de sodio, una solucion de silicato de sodio apropiada para producir la capa de silicato alcalino 30 presenta con un valor del pH de 11,5 un contenido de materia solida del treinta y

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cinco por ciento en peso, una relacion de pesos de SiO2 a Na2O de 3,35:1, una densidad de 1,30 g/cm3 y una viscosidad de aproximadamente 100 mPas. En principio, tambien se pueden utilizar soluciones de sodio con otra relacion de pesos de SiO2 a Na2O, por ejemplo, con relaciones de pesos de entre 2,8 y 3,5. La superficie de la placa base de aparato domestico 20 se embebe con la solucion de silicato alcalino mediante un procedimiento de barnizado por inmersion.

En el siguiente paso del procedimiento 42, se efectua el secado de la placa base de aparato domestico 20 embebida con la solucion de silicato alcalino a una temperatura de preferiblemente 40° C durante un espacio de tiempo de entre una y dos horas. Los parametros del proceso temperatura y duracion del secado pueden ser adaptados para influenciar las propiedades de la capa de silicato alcalino 30. Por la perdida de agua durante el secado, comienza una gelificacion de los silicatos alcalinos a traves de la cual se genera un gel de silicato alcalino, es decir, una matriz tridimensional de silicato alcalino que al principio esta llena de solucion acuosa. Con el secado y un tratamiento termico de la placa base de aparato domestico 20 embebida con la solucion de silicato alcalino, efectuado en el siguiente paso del procedimiento 44 a una temperatura de 350° C durante una hora, prosigue la gelificacion y, a continuation, se deshidrata por completo el gel de silicato alcalino que se forma, de modo que se genera una capa de silicato alcalino 30 con consistencia vltrea. Durante la gelificacion, los iones de calcio con los que anteriormente se ha enriquecido la superficie de la placa base de aparato domestico 20 reaccionan con el dioxido de silicio y de la solucion de silicato alcalino se precipita silicato de calcio, que es insoluble en agua. El silicato de calcio se deposita dentro de poros de la matriz de silicato alcalino y/o de la superficie del material compuesto como consecuencia de su insolubilidad en agua, de modo que los poros quedan cerrados por el silicato de calcio. Por tanto, el efecto de selladura de la capa de silicato alcalino 30 se ve mejorado con la adicion de calcio durante la production. De manera preferida, el tratamiento termico se efectua a temperaturas de entre 300° C y 400° C. Al elevarse la temperatura hasta la temperatura del tratamiento termico, la velocidad de calentamiento es inferior a 0,5° C/min para evitar que se produzcan grietas en la capa de silicato alcalino 30 que se genera.

Para la produccion de la capa de material hlbrido organico-inorganico 32, en un primer paso del procedimiento 46, se anade un catalizador de gelificacion, que esta formado por formamida, a la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado. La mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado esta compuesta por una dispersion acuosa de polvo de dioxido de silicio disperso y por polidimetilsiloxano hidroxilado en la ultima

position, en el que los grupos hidroxilos estan dispuestos en extremos de la cadena de

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polimeros de polidimetilsiloxano. La dispersion acuosa de dioxido de silicio dispersa esta estabilizada con un valor del pH de 1 para evitar la gelificacion del dioxido de silicio. El polidimetilsiloxano hidroxilado en la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado presenta un peso molecular bajo de aproximadamente 550 g/mol, y tiene en la mezcla un porcentaje en peso de entre el diez y el veinte por ciento, en relacion a la cantidad de dioxido de silicio, aunque, de manera preferida, la fraccion de polidimetilsiloxano se encuentra cerca del diez por ciento en peso. El polidimetilsiloxano y la dispersion acuosa de dioxido de silicio acuoso no son mezclables entre si, as! que se forman dos fases separadas.

En el siguiente paso del procedimiento 48, se efectua un tratamiento con ultrasonidos para iniciar una gelificacion del dioxido de silicio y el polidimetilsiloxano hidroxilado. La energla ultrasonica se introduce en la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado mediante una sonda de ultrasonidos, pudiendo utilizarse, por ejemplo, la sonda de ultrasonidos UP200S de la empresa Hielscher Ultrasonics GmbH. La sonda de ultrasonidos se pone en contacto con la fase de polidimetilsiloxano durante el tratamiento con ultrasonidos. Mediante la energla suministrada a traves de la energla ultrasonica se desencadena una reaccion de policondensacion entre los grupos silanoles de las nanopartlculas de dioxido de silicio disperso y los grupos hidroxilos de los polimeros del polidimetilsiloxano, la cual conduce a la gelificacion de la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado. Mediante la reaccion de policondensacion entre un grupo silanol y un grupo hidroxilo se libera energla, la cual activa otras reacciones de policondensacion. Por tanto, el tratamiento con ultrasonidos sirve solo de activador de reacciones, pudiendo ajustarse el tiempo de gelificacion mediante la densidad de la energla aplicada. A traves del tratamiento con ultrasonidos, en la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado se aplica una densidad de energla de entre 300 J*cm-3 y 1.500 J*cm-3. De manera preferida, en la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado se aplica una densidad de energla de 1.200 J*cm-3, con la que se consigue un tiempo de gelificacion de quince minutos y, de manera mas preferida, en la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado se aplica una densidad de energla de 600 J*cm-3, con lo que se produce una gelificacion mas lenta y varias placas base de aparato domestico 20 pueden ser recubiertas con la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado.

En el siguiente paso del procedimiento 50, tras llevarse a cabo el tratamiento con ultrasonidos, se embebe la superficie de la placa base de aparato domestico 20 con la

mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado. Dicha superficie se embebe

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sumergiendose la placa base de aparato domestico 20, sobre la que preferiblemente esta aplicada una capa de selladura 16, de manera mas preferida, una capa de silicato alcalino 30, en la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado que ha sido tratada con ultrasonidos. Por tanto, la placa base de aparato domestico 20 se embebe con una mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado en la que ya ha comenzado la gelificacion.

La formamida, que ha sido anadida con anterioridad a la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado, reduce la tension superficial del agua en el gel de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado, de modo que el agua puede ser eliminada con mayor rapidez en los siguientes pasos del procedimiento 52, 54. En el siguiente paso del procedimiento 52, se realiza un secado de la placa base de aparato domestico 20, embebida con la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado, a una temperatura de 40° C durante un espacio de tiempo de entre una y dos horas, durante el cual continua y/o se finaliza la gelificacion. En el siguiente paso del procedimiento 54, se efectua un tratamiento termico a una temperatura de 350° C durante una hora. La velocidad de calentamiento durante el calentamiento hasta la temperatura del tratamiento termico es inferior a 0,5° C/min. En principio, se pueden escoger otras temperaturas y duraciones del secado y del tratamiento termico para ajustar propiedades de la capa de material hlbrido organico- inorganico 32.

Al efectuarse los pasos del procedimiento 36, 38, 40, 42 y 44, se produce la capa de silicato alcalino 30 y, con los pasos del procedimiento 46, 48, 50, 52 y 54, se produce la capa de material hlbrido organico-inorganico 32. En principio, tambien es posible que unicamente se realicen los pasos del procedimiento 36, 38, 40, 42 y 44, y que la placa base de aparato domestico 20 se utilice con la capa de silicato alcalino 30 como placa de aparato domestico 10, o que se aplique sobre la capa de silicato alcalino 30 una capa hidrofuga 18 producida de otro modo. Tambien es posible que se lleven a cabo unicamente los pasos del procedimiento 46, 48, 50, 52 y 54 para generar una capa de material hlbrido organico- inorganico 32 sobre una placa base de aparato domestico 20, donde la placa base de aparato domestico 20 ya presente una capa de selladura 16 que sea distinta de una capa de silicato alcalino 30. Los pasos del procedimiento 36, 38, 40, 42 y 44 para producir la capa de silicato alcalino 30 y los pasos del procedimiento 46, 48, 50, 52 y 54 para producir la capa de material hlbrido organico-inorganico 32 pueden llevarse a cabo en principio en placas base de aparato domestico 20 de los materiales y formas mas diversos.

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Simbolos de referencia

Placa de aparato domestico

Zona de coccion

Unidad de capas superficiales

Capa de selladura

Capa hidrofuga

Placa base de aparato domestico

Material compuesto

Material de matriz

Material de fibra

Aparato domestico

Capa de silicato alcalino

Material hlbrido organico-inorganico

Procedimiento

Paso del procedimiento

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Placa de aparato domestico, en particular, placa de campo de coccion, con una placa base de aparato domestico (20) y con una unidad de capas superficiales (14), caracterizada porque la unidad de capas superficiales (14) presenta una o varias capas de silicato alcalino (30).
2. Placa de aparato domestico segun la reivindicacion 1, caracterizada porque la placa base de aparato domestico (20) esta compuesta al menos en parte por un material compuesto (22) que esta producido parcialmente o por completo a traves de un proceso sol-gel, y el cual presenta uno o varios materiales de matriz (24) y uno o varios materiales de fibra (26) ligados con el o los materiales de matriz (24).
3. Placa de aparato domestico segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque la o las capas de silicato alcalino (30) estan compuestas al menos en parte por silicato de litio y/o silicato de sodio.
4. Placa de aparato domestico segun una de las reivindicaciones enunciadas

anteriormente, caracterizada porque la o las capas de silicato alcalino (30) estan compuestas parcialmente o por completo por silicato de calcio.
5. Placa de aparato domestico segun una de las reivindicaciones enunciadas

anteriormente, caracterizada porque la capa de silicato alcalino (30) presenta un grosor de entre diez y cincuenta micrometros.
6. Placa de aparato domestico, en particular, placa de campo de coccion, segun el preambulo de la reivindicacion 1 y en particular segun la reivindicacion 1, caracterizada porque la unidad de capas superficiales (14) presenta una o mas capas de un material hlbrido organico-inorganico (32) que esta producido con una dispersion coloidal de dioxido de silicio como material precursor inorganico.
7. Placa de aparato domestico segun la reivindicacion 6, caracterizada porque el material hlbrido organico-inorganico (32) presenta polidimetilsiloxano.

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8. Procedimiento para la fabrication de una placa de aparato domestico (10) segun una de las reivindicaciones enunciadas anteriormente, caracterizado porque, en al menos un paso del procedimiento (40), se embebe la superficie de la placa base de aparato domestico (20) con una solution de silicato alcalino.
9. Procedimiento segun la reivindicacion 8, caracterizado porque, en al menos un paso del procedimiento (44), se efectua un tratamiento termico de la placa base de aparato domestico (20) embebida con la solucion de silicato alcalino a una temperatura de entre 300° C y 400° C.
10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 8 o 9, caracterizado porque, en al menos un paso del procedimiento (36), se embebe la superficie de la placa base de aparato domestico (20) con una solucion de cloruro de calcio.
11. Procedimiento para la fabricacion de una placa de aparato domestico (10) segun una de las reivindicaciones 1 a 7, en particular, procedimiento segun una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque, en al menos un paso del procedimiento (50), se embebe la superficie de la placa base de aparato domestico (20) con una mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado.
12. Procedimiento segun la reivindicacion 11, caracterizado porque, en al menos un paso del procedimiento (46), se anade un catalizador de gelificacion a la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado.
13. Procedimiento segun la reivindicacion 11 o 12, caracterizado porque, en al menos un paso del procedimiento (48), se efectua un tratamiento con ultrasonidos para iniciar una gelificacion del dioxido de silicio y el polidimetilsiloxano hidroxilado.
14. Procedimiento segun la reivindicacion 13, caracterizado porque, a traves del tratamiento con ultrasonidos, una densidad de energla de entre 300 J*cm-3 y 1.500 J*cm-3 es aplicada a la mezcla de dioxido de silicio y polidimetilsiloxano hidroxilado.