APARATO CALENTADOR RECUBIERTO CON UN REVESTIMIENTO DE AUTO-LIMPIEZA
La presente invención se refiere a aparatos calentadores o destinados a calentarse cuando se utilizan y que comprenden un revestimiento de auto-limpieza. Ciertos aparatos calentadores, como por ejemplo, las bases de plancha o aún los aparatos de cocción, presentan cualidades de facilidad de uso y eficacia, dependientes además del estado y de la naturaleza de la superficie de su revestimiento. Las bases de plancha se pueden mejorar por el cuidado dado a las cualidades de deslizamiento de la superficie de planchador, combinadas con las cualidades que permiten la exposición más fácil de la ropa. Otra manera de obtener estas cualidades es recurrir a bases esmaltadas con un esmalte de aspecto liso, con eventualmente las líneas de espesor en exceso permitiendo exponer el tejido durante el desplazamiento de la plancha. Otras bases metálicas tratadas mecánicamente y/o recubiertas o no de un depósito para facilitar el deslizamiento, pueden convenir igualmente para un uso satisfactorio. Sin embargo, en el uso, la base puede empañarse al carbonizarse de manera más o menos difusa sobre su superficie de planchado, y de manera más o menos incompleta, de partículas orgánicas diversas captadas por frotamiento sobre los tejidos planchados.
Pero cuando la base se empaña, de la misma manera poco visible, pierde parcialmente sus cualidades de deslizamiento. De manera insensible, con el ensuciado, el planchado se vuelve más difícil. Además, el usuario teme al utilizar una plancha empañada, ya que puede alterar su ropa. Se conocen revestimientos de base de plancha, que comprenden una capa dura y resistente cubierta, como se indica por la patente US4862609, por una capa que mejora las propiedades de superficie. Pero esta patente no indica la solución para luchar contra el ensuciado. Las paredes de los aparatos de cocción se recubren igualmente de una capa esmaltada de aspecto liso para que las eventuales proyecciones de grasa o de alimentos no se adhieran a la superficie. Se conocen superficies de auto-limpieza esmaltadas, por ejemplo, en los hornos o utensilios de cocción tales como se describen, por ejemplo, en la patente US4029603 o la patente FR2400876. Sin embargo, estos revestimientos no proporciona satisfacción total en lo que respecta a sus propiedades de auto-limpieza. Por lo tanto existe la necesidad de un revestimiento de aparato calentador como los aparatos de cocción o las bases de plancha, que mantiene la superficie recubierta limpia de toda contaminación por las partículas orgánicas, y no se ensucia por uso normal, a manera de conservar sus cualidades iniciales.
La presente invención se refiere a un aparato calentador que comprende un soporte metálico del cual al menos una parte se recubre de un revestimiento de auto-limpieza, caracterizado porque el revestimiento comprende: a) una capa externa, en contacto con aire ambiental, que comprende al menos un catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de platinoides, b) al menos una capa interna, situada entre el soporte metálico y la capa externa, que comprende al menos un catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de elementos de transición del grupo Ib. La presente invención tiene igualmente por objeto un procedimiento para recubrir el soporte metálico de un aparato calentador con un revestimiento de auto-limpieza tal como lo anterior, caracterizado porque comprende las siguientes etapas: i) calentar la superficie de soporte metálico a recubrir en un horno a aproximadamente 400°C, ii) colocar la superficie de soporte metálico a recubrir bajo infrarrojo a una temperatura que va de 400°C a 600°C durante algunos segundos, Mi) pulverizar una solución de un precursor de catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de elementos de transición de grupo Ib sobre la superficie de soporte metálico a recubrir para obtener la capa interna, iv) calentar de nuevo la superficie de soporte metálico a recubrir, con la capa interna, en un horno a aproximadamente 400°C, v) colocar la superficie de soporte metálico a recubrir, con la capa interna, bajo infrarrojo a una temperatura que va de 400°C a 600°C durante algunos segundos, vi) pulverizar una solución de un precursor de catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de platinoides sobre la capa interna para obtener la capa externa, vii) recocer la superficie de soporte metálico recubierta de capas, interna y externa, bajo infrarrojo durante algunos minutos. Gracias a la invención, se obtiene un aparato del cual el revestimiento de auto-limpieza presenta una actividad catalítica particularmente excelente y del cual la adherencia al soporte metálico es muy buena. En efecto se ha constatado que la asociación de un catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de elementos de transición de grupo Ib en la capa interna con un catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de platinoides en la capa externa, aumenta en funcionamiento de la actividad de auto-limpieza de revestimiento de manera sinérgica. Gracias a la invención, las partículas orgánicas en contacto con la capa externa de revestimiento se oxidan cuando el aparato se calienta. Además, el efecto de sinergia obtenido por la asociación particular de una capa interna que comprende un catalizador de oxidación específico y de una capa externa que comprende un catalizador de oxidación específico diferente a aquel de la capa interna, permite obtener un revestimiento que presenta una actividad catalítica particularmente eficiente. Así, la superficie de revestimiento se regenera muy rápidamente. Por ejemplo, cuando el planchado con una plancha, las partículas orgánicas captadas por la base se oxidan. De alguna manera se queman cuando la plancha se calienta, el residuo sólido eventual pierde toda adherencia y se separa de la base. La base se mantiene apropiada. Del mismo modo, en un aparato de cocción tal como un horno, por ejemplo, las proyecciones de grasas presentes sobre la pared del horno, se oxidan en calor, el residuo sólido se separa de la pared que se mantiene apropiada. Además, gracias al procedimiento de la invención y en particular gracias a la exposición a infrarrojos de la superficie de soporte metálico a recubrir, la adherencia de revestimiento al soporte metálico es particularmente buena. Esta adherencia mejorada permite aumentar la resistencia a los frotamientos de revestimiento, esta propiedad siendo particularmente ventajosa en el caso de una base de plancha, por ejemplo. Por "aparato calentador", se entiende en el sentido de la presente solicitud, todo aparato, artículo o utensilio, que en el curso de su funcionamiento alcanza una temperatura al menos igual a 45°C, y de preferencia al menos igual a 90°C. El aparato puede alcanzar esta temperatura de funcionamiento por medios que son apropiados, como por ejemplo, una base calentadora integrada al aparato y proporcionada con elementos calentadores, o por medios exteriores. Tales aparatos son, por ejemplo, las bases de plancha, los aparatos de cocción, los hornos, las parrillas, los utensilios de cocina. La capa externa de revestimiento según la invención comprende un catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de platinoides. Por "platinoides", se extiende, en el sentido de la presente solicitud, los elementos teniendo propiedades análogas a aquellas del platino, y en particular, diferentes a platino, rutenio, rodio, paladio, osmio e iridio. De preferencia, la capa externa comprende un catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de paladio, óxidos de platino y sus mezclas. En la práctica, tales catalizadores de oxidación se conocen bien ellos mismos, así como sus procedimientos de obtención, si que haya necesidad de describir en detalle sus métodos de preparación respectivamente. Así, a manera de ejemplo, al tratar el platino como el catalizador de oxidación, su forma catalíticamente activa puede obtenerse por calcinación o descomposición de una sal ácida cloro-platínica u otro precursor. Como se entiende bien, el catalizador de oxidación retenido según la presente invención deberá permanecer suficientemente estable a la temperatura de funcionamiento del aparato, y en los límites de la duración de vida útil del aparato. La superficie de la capa externa está directamente en contacto con el aire ambiental y con las manchas orgánicas. Por "manchas orgánicas", se entiende en el sentido de la presente solicitud toda substancia combustible u oxidable en contacto con aire ambiental, completa o parcialmente. A manera de ejemplo, se puede citar todo residuo de fibras sintéticas, tales como las utilizadas en los artículos textiles, por ejemplo, de polímero orgánico tal como poliamida o poliéster, todo residuo orgánico de producto de lavado y eventualmente de producto de flexibilidad, toda sustancia orgánica como proyecciones de grasas o de alimentos. El catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de platinoides se distribuye sobre y/o en la capa externa de revestimiento, en donde está en contacto con las manchas, y según toda o parte de la capa externa, de manera continua o discontinua. En el caso de una base de plancha que comprende o no zonas de relieve, el catalizador de oxidación elegido entre los platinoides se distribuye sobre la superficie externa de la base, destinada a ponerse en contacto con la ropa. El revestimiento puede comprender, además el catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de platinoides, todo bajo capa de soporte interna catalíticamente inerte en lo que respecta a la oxidación. Este soporte adherente al soporte metálico y catalíticamente inerte es de preferencia elegido entre los compuestos de aluminio o de silicio, como por ejemplo, de alúmina bajo forma divida o partículas, esmalte, politetrafluoroetileno y sus mezclas. En una forma preferida de realización de la invención, el soporte catalíticamente inerte en lo que respecta a la oxidación es un esmalte de baja porosidad y/o rugosidad, en la escala micrométrica y/o nanométrica. El esmalte es, por ejemplo, un esmalte vitrificado. El esmalte debe ser de preferencia duro, tener un buen deslizamiento y resistir a la penetración de vapor o humedad calientes. La capa externa de revestimiento tiene de preferencia un espesor, medido según el método RBS descrito en el Ejemplo 1 de la presente solicitud, que va de 10 nanómetros a 500 nanómetros, y de preferencia aún que va de 20 nanómetros a 120 nanómetros. El catalizador de oxidación de la capa externa siendo activo a una temperatura de revestimiento superior o igual a 90°C, limpia dicho revestimiento cuando este último se calienta al menos a tal temperatura. La capa interna comprende al menos un catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de elementos de transición de grupo Ib, de preferencia elegido entre los óxidos de cobre, óxidos de plata y sus mezclas. En la práctica, tales catalizadores de oxidación se conocen bien ellos mismos, así como sus procedimientos de obtención, sin que haya la necesidad de describir en detalle sus métodos de preparación respectivamente. A manera de ejemplo, al tratar el óxido de plata como catalizador de oxidación, se puede utilizar como precursor de nitrato de plata comercial vendido por la sociedad Aldrich. De preferencia, la capa interna catalíticamente activa tiene un espesor, medido según el método RBS descrito en el Ejemplo 1 de la presente solicitud, que va de 20 nanómetros a 50 nanómetros. De preferencia, el catalizador de oxidación presente en la capa interna tiene una buena afinidad con el catalizador de oxidación presente en la capa externa. En efecto, después de la aplicación sobre el soporte de capas, interna y externa, el soporte se recoce y, cuando esta etapa, el catalizador de oxidación presente en la capa interna puede difundirse en la capa externa y el catalizador de oxidación presente en la capa externa puede difundirse en la capa interna. En una forma preferida de realización de la invención, la capa externa comprende como catalizador de oxidación un óxido de paladio y la capa interna comprende como catalizador de oxidación un óxido de plata. En una forma aún preferida de realización de la invención, el óxido de plata se ha difundido en la capa externa y la capa externa comprende entonces una mezcla de óxido de paladio y de óxido de plata. Se ha observado un efecto de sinergia particular al nivel de la actividad catalítica de revestimiento en tal forma de realización de la invención. En una forma preferida de realización de la invención, el aparato calentador está bajo la forma de una base de plancha que comprende una superficie de planchado y el revestimiento recubre la superficie de planchado.
En otra forma preferida de realización de la invención, el aparato calentador es un aparato de cocción que comprende paredes susceptibles de entrar en contacto de machas orgánicas y el revestimiento recubre estas paredes. En un primer modo de funcionamiento, el catalizador se trata a la temperatura de funcionamiento del aparato y el revestimiento se mantiene apropiado a medida del uso del aparato. En un segundo modo de funcionamiento, cuando una fase dicha de auto-limpieza, previa o posterior al uso del aparato, este último se regula a una temperatura elevada, igual o superior a las temperaturas de funcionamiento más altas, se deja entonces en espera durante un tiempo predeterminado, durante el cual el catalizador de oxidación produce su efecto. El usuario puede así mantener su aparato regularmente, sin esperar un ensuciado nefasto. El soporte metálico del aparato según la invención puede ser a base de todo metal corrientemente empleado en el dominio de aparatos calentadores como el aluminio, acero o aún el titanio. Este soporte metálico puede el mismo recubrirse de una capa protectora, como por ejemplo, una capa esmaltada antes de recubrirse por el revestimiento de la presente invención. Así, en una forma preferida de realización de la invención, el aparato comprende una capa intermedia de esmalte situada entre el soporte metálico y la capa interna catalíticamente activa de revestimiento. La aplicación de capas catalíticamente activas, interna y externa, sobre el soporte metálico, recubiertas o no por una capa esmaltada, se hace de preferencia por pirólisis, por calentamiento de la superficie a recubrir después de pulverización sobre esta superficie caliente de una solución que contiene un precursor de catalizador de oxidación. Por "precursor", se entiende bajo forma química o fisicoquímica, el catalizador de oxidación, que es susceptible de llegar a, o liberar este último por todo tratamiento apropiado, por ejemplo, pirólisis. En una forma de realización del procedimiento según la invención, la superficie de soporte metálico a recubrir se calienta en un horno a aproximadamente 400°C después colocada muy brevemente, por ejemplo, durante algunos segundos, bajo infrarrojo, hasta alcanzar una temperatura superficie que puede ir de 400°C a 600°C. Esta operación ablanda la superficie de soporte y permite aumentar la adherencia ulterior de revestimiento. Una solución de precursor de catalizador de oxidación elegido entre los elementos de transición de grupo Ib se pulveriza sobre la superficie de soporte metálico. Al contacto de la superficie, el precursor se oxida y se fija sobre el soporte y el agua se evapora. Una capa de espesor que va de 20 a 50 nm se deposita. El soporte se enfría muy rápidamente. Se calienta de nuevo en el horno a 400°C después bajo infrarrojo a una temperatura que puede ir de 400°C a 600°C durante algunos segundos. Una solución de precursor de catalizador de oxidación elegido entre los platinoides se pulveriza por arriba de la capa interna. Una capa de espesor que va de 20 a 50 nm se deposita. El soporte así recubierto se recoce enseguida bajo infrarrojo durante algunos minutos, por ejemplo, durante cinco minutos. Se obtiene un soporte recubierto de un revestimiento del cual las propiedades de auto-limpieza son particularmente buenas. La invención se comprenderá mejor con la lectura de los siguientes ejemplos y de los diseños anexos. La figura 1 es una vista en corte de una base de plancha según la invención, La figura 2 es una vista en corte de una base de plancha según la invención que comprende una capa protectora esmaltada. Al referirse a la figura 1 , se presenta en corte un aparato calentador 1 bajo la forma de una base de plancha que comprende un soporte metálico 2 recubierto de una capa interna 3 y una capa externa 4. La base comprende igualmente una base calentadora 6 proporcionada con elementos calentadores 7. El soporte 2 y la base 6 se ensamblan por medios mecánicos o por pegamento. La capa interna 3 comprende un catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de elementos de transición de grupo Ib y la capa externa 4 comprende un catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de platinoides. Al referirse a la figura 2, se representa en corte una base de plancha 1 que comprende un soporte metálico 2 recubierto de una capa intermedia 5, una capa interna 3 y una capa externa 4. La base comprende igualmente una base calentadora 6 proporcionada con elementos calentadores 7, pegados sobre el soporte 2. La capa interna 3 comprende un catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de elementos de transición de grupo Ib y la capa externa 4 comprende un catalizador de oxidación elegido entre los óxidos de platinoides. La capa protectora 5 se esmalta. Ejemplo 1 Una base apropiada para la plancha de aluminio esmaltado se coloca sobre un soporte de aluminio de aproximadamente 2 cm para conserva mejor el calor. El ensamble se calienta a 400°C en un horno. La base, con el soporte, se coloca durante algunos segundos bajo infrarrojo hasta alcanzar una temperatura superficie comprendida entre 400°C y 600°C. Nitrato de plata, venido por la sociedad Aldrich, se coloca en solución en agua a 4 g/l y se pulveriza por medio de un pistolete neumático sobre la base. Una capa de aproximadamente 40 a 50 nm, medida según el método RBS, se deposita. El método RBS (Espectroscopia de Difusión Posterior Rutherford) es una técnica de análisis en base a la interacción elástica entre un haz de hierro 4He2+ y las partículas componentes de la muestra. El haz de alta energía (2 eV) acuña la muestra, los iones retrodifundidos se detectan bajo un ángulo teta. El espectro así adquirido representa la intensidad de iones detectados en función de su energía y permite determinar el espesor de la capa. Este método se describe en W.K. Chu and G. Langouche, MRS Bulletin, Enero 1993, p. 32. Después de la aplicación de esta capa interna, la base se calienta de nuevo en horno a 400°C después se coloca durante algunos segundos bajo infrarrojo a una temperatura comprendida entre 400°C y 600°C. Una solución acuosa de nitrato de paladio estabilizada por el ácido nítrico, vendida por la sociedad Metalor, se pulveriza por medio de un pistolete neumático sobre la base. Una capa de aproximadamente 40 a 50 nm, medida según el método RBS descrito arriba, se deposita. Después de la aplicación de esta capa externa, el ensamble se recoce bajo infrarrojo a 500°C durante tres minutos. Se obtiene una base de plancha de la cual el revestimiento de auto-limpieza se adhiere particularmente bien a la base y pose una buena actividad catalítica y conserva sus cualidades de deslizamiento.