DE102013209707A1

DE102013209707A1 - KITCHEN EQUIPMENT WITH EASILY CLEANABLE SURFACES AND METHOD FOR THEIR APPLICATION

Info

Publication number: DE102013209707A1
Application number: DE102013209707.7A
Authority: DE
Inventors: Florian Eder; Roman Höller; Frank Jördens; Marek Maleika
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2014-11-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbringung von leicht reinigbaren Oberflächen in Küchengeräten, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Aufbringung der Oberflächenbeschichtung im Niederdruckplasma erfolgt. Ferner betrifft die Erfindung Küchengeräte, deren Oberflächen durch das vorgenannte Verfahren beschichtet wurden.The invention relates to a method for applying easily cleanable surfaces in kitchen appliances, which is characterized in that the application of the surface coating takes place in low-pressure plasma. The invention further relates to kitchen appliances whose surfaces have been coated by the aforementioned method.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbringung von leicht reinigbaren Oberflächen in Küchengeräten, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Aufbringung der Oberflächenbeschichtung im Niederdruckplasma erfolgt.The present invention relates to a method for applying easily cleanable surfaces in kitchen appliances, which is characterized in that the application of the surface coating is carried out in low-pressure plasma.

Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren Küchengeräte, deren Oberflächen durch das vorgenannte Verfahren beschichtet wurden. The present invention further relates to kitchen utensils whose surfaces have been coated by the aforesaid method.

Stand der TechnikState of the art

Verschiedene Küchengeräte (z. B. Backöfen, Grillgeräte, Mikrowellen) verschmutzen im Laufe ihrer Lebensdauer stark durch unterschiedlichste Fette und organische Materialien, die in Kontakt mit heißen Oberflächen kommen. Werden diese Materialien nicht zügig entfernt, so bilden sich hartnäckige Verkokungen, die meist nunmehr mit chemischen Reinigungsmitteln, abrasiven Scheuermedien oder durch Pyrolyse entfernbar sind. Various kitchen appliances (eg, ovens, grills, microwaves) are heavily contaminated by a variety of fats and organic materials that come into contact with hot surfaces during their lifetime. If these materials are not removed quickly, persistent coking forms, which are now usually removable with chemical cleaning agents, abrasive abrasives or pyrolysis.

Zur Lösung des beschriebenen Problems sind unterschiedliche Ansätze auf dem Markt verfügbar. Moderne Backöfen sind häufig mit einer hochporösen Beschichtung versehen, die in der Lage ist, Fettreste ohne Hochtemperaturpyrolyse bei relativ niedrigen Temperaturen (typischerweise 250°C) zu zersetzen (z. B. Markenname „ActiveClean“ der Firma BSH Bosch Siemens Hausgeräte). Der Selbstreinigungseffekt ist Folge der hochporösen Struktur der Keramikbeschichtung. Organische Ablagerungen werden durch die hochporöse Schicht aufgesogen und somit einer deutlich größeren Substratoberfläche ausgesetzt. Die thermische Zersetzung der so auseinandergespreiteten Ablagerungen gelingt dann bereits bei moderaten Temperaturen von 300°C (siehe z. B. DE 10143837 A1 ). To solve the problem described, different approaches are available in the market. Modern ovens are often provided with a highly porous coating, which is able to decompose fat residues without high-temperature pyrolysis at relatively low temperatures (typically 250 ° C) (eg brand name "ActiveClean" from BSH Bosch Siemens Hausgeräte). The self-cleaning effect is a consequence of the highly porous structure of the ceramic coating. Organic deposits are absorbed by the highly porous layer and thus exposed to a significantly larger substrate surface. The thermal decomposition of the spread-apart deposits then already succeeds at moderate temperatures of 300 ° C. (see, for example, US Pat. DE 10143837 A1 ).

Die Pyrolyse stellt einen weiteren Ansatz dar. Bei der Pyrolyse ( EP 0 995 951 B1 ) bzw. thermokatalytischen ( DE 10 2008 039 684 A1 ) Selbstreinigung wird eine thermochemische Spaltung organischer Verbindungen erreicht, bei der durch hohe Temperaturen (> 450°C) ein Bindungsbruch innerhalb großer Moleküle in kleinere erzwungen wird. Im Gegensatz zu anderen Reinigungsmethoden geschieht dies ausschließlich unter der Einwirkung von Wärme und ohne Einsatz von Chemikalien. Diese pyrolytische Reinigung ist wegen der erforderlichen hohen Temperaturen aufwändig bei der Konstruktion und Materialauswahl der Herde und aufgrund stetig steigender Energiekosten unwirtschaftlich. Pyrolysis represents another approach. In pyrolysis ( EP 0 995 951 B1 ) or thermocatalytic ( DE 10 2008 039 684 A1 ) Self-cleaning achieves a thermochemical cleavage of organic compounds, where high-temperature (> 450 ° C) bonding forces large molecules into smaller ones. In contrast to other cleaning methods, this happens exclusively under the influence of heat and without the use of chemicals. This pyrolytic cleaning is expensive because of the high temperatures required in the design and material selection of the flock and uneconomical due to steadily rising energy costs.

Eine andere Klasse von Herden ist mit einem speziellen Dampf-Reinigungsprogramm ausgestattet. Hier wird eine bestimmte Menge Wasser (mehrere hundert ml), die mit einigen Tropfen Spülmittel versehen ist, in die Backofenmulde gegeben und im Ofen verdampft und umgewälzt. Auf diese Weise wird eine vergleichsweise energieeffiziente Reinigung des Backofens möglich, die allerdings nur für die Entfernung leichter und vor allem frischer Verunreinigungen geeignet ist. Another class of herds is equipped with a special steam cleaning program. Here is a certain amount of water (several hundred ml), which is provided with a few drops of detergent, placed in the oven cavity and evaporated in the oven and circulated. In this way, a comparatively energy-efficient cleaning of the oven is possible, which is suitable only for the removal of light and especially fresh contaminants.

Ferner werden abweisende Sol-Gel-Schichten auf Alkylsilan-Basis zur Erleichterung der Reinigbarkeit von Backöfen eingesetzt. Eine Ausführung dieses Ansatzes ist die Beschichtung von metallischen Oberflächen basierend auf Monolagen- oder Sol-Gel-Schichtsystemen (Sol-Gel-Antihaft-Beschichtung) (z. B. DE 19714949 A1 ), die eine gute Haftung auf der metallischen Oberfläche zeigen sowie eine gute Kratzfestigkeit und niedrige Oberflächenenergie von < 20 mN/m aufweisen. Unter moderaten Bedingungen (Temperatur bis ca. 180°C) weisen die Schichtsysteme im Vergleich zu unbeschichteten metallischen Oberflächen eine verbesserte Reinigbarkeit auf. Bei höheren Temperaturen (d.h. oberhalb 200°C) und insbesondere fettigen Verschmutzungen lassen sich solche Schichtsysteme nicht mehr leicht bzw. nur unter Zerstörung des Schichtsystems reinigen. Dies bedeutet letztendlich eine unbefriedigend kurze Haltbarkeit bzw. eingeschränkte Temperatureinsetzbarkeit der Beschichtungen. Furthermore, repellent sol-gel layers based on alkylsilane are used to facilitate the cleanability of ovens. One embodiment of this approach is the coating of metallic surfaces based on monolayer or sol-gel coating systems (sol-gel non-stick coating) (e.g. DE 19714949 A1 ), which show good adhesion to the metallic surface and have a good scratch resistance and low surface energy of <20 mN / m. Under moderate conditions (temperature up to about 180 ° C), the coating systems have improved cleanability compared to uncoated metallic surfaces. At higher temperatures (ie above 200 ° C) and in particular greasy soiling such layer systems can no longer be cleaned easily or only with destruction of the layer system. This ultimately means an unsatisfactorily short shelf life or limited temperature applicability of the coatings.

Die hervorragenden Antihaft-Eigenschaften und guten Reinigungseigenschaften von Antihaft-Schichten auf Teflon-Basis sind im Küchenbereich besonders von den Pfannenbeschichtungen bekannt und finden eine breite Anwendung. Trotzdem werden Teflon-basierte Schichten bisher nicht im Backofen eingesetzt, einerseits, weil deren Aufbringung einen zusätzlichen Auftrags- und Aushärteschritt erfordern würde, andererseits, weil die hierfür verwendeten Materialzusammensetzungen den hohen Wandtemperaturen, die auch deutlich über den eingestellten Ofentemperaturen von 250°C liegen können, eine langsame Degradation und damit einen Eigenschaftsverlust der Schichten mit sich bringen würden. Zudem bieten die aktuell verfügbaren Materialien nicht die erforderliche mechanische Stabilität, um eine Dauerwirksamkeit über die gesamte Ofenlebensdauer zu gewährleisten. The outstanding non-stick properties and good cleaning properties of Teflon-based non-stick coatings are well-known in the kitchen sector especially for pan coatings and are widely used. Nevertheless, Teflon-based coatings are not yet used in the oven, on the one hand, because their application would require an additional application and curing step, on the other hand, because the material compositions used for this purpose, the high wall temperatures, which may well be above the set furnace temperatures of 250 ° C. , a slow degradation and thus a loss of property of the layers would bring. In addition, the currently available materials do not provide the required mechanical stability to ensure endurance throughout the oven life.

Die bisher beschriebenen Prozesse bzw. Oberflächenbeschichtungen lösen die genannten Probleme also nur unzureichend. Grund für die schlechte Reinigbarkeitsergebnisse im Falle der abweisenden Beschichtungen ist der, dass bei deren Entwicklung vorrangig Wert auf eine möglichst schlechte Benetzbarkeit durch wässrige oder ölige Medien gelegt wurde. Da es in der Praxis ohnehin zu einer Zwangsvernetzung kommt und das benetzende Material durch die Temperatureinwirkung sowieso ein- oder verbrennt, ist bei der Konzipierung von Antihaft-Beschichtungen Wert auf eine möglichst glatte und hoch gleitfähige Oberfläche zu legen, die zudem noch ein Minimum an polaren Gruppen aufweist. Dies ist nach aktuellem Kenntnisstand durch nasschemische Beschichtungssysteme kaum zu realisieren. The processes or surface coatings described so far only insufficiently solve the problems mentioned. Reason for the poor cleanability results in the case of the repellent coatings is that in their development priority was given to the lowest possible wettability by aqueous or oily media. Since in practice anyway comes to a forced networking and the wetting material anyway by the effect of temperature on or burn, is in the design of Non-stick coatings value the smoothest possible and highly lubricious surface, which also has a minimum of polar groups. This is hardly realizable on the basis of current knowledge by wet-chemical coating systems.

Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Erfindungsgemäß wird das beschriebene Verschmutzungsproblem durch die Aufbringung einer Beschichtung im Niederdruckplasma gelöst.According to the described pollution problem is solved by the application of a coating in the low-pressure plasma.

Im Einzelnen stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Aufbringung von leicht reinigbaren Oberflächen auf Küchengeräten bereit, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens eine Oberfläche des Küchengeräts durch einen Beschichtungsvorgang im Niederdruckplasma beschichtet wird.In particular, the present invention provides a method for applying easily cleanable surfaces to kitchen appliances, which is characterized in that at least one surface of the kitchen appliance is coated by a coating process in low-pressure plasma.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Küchengerät ein Backofen. Vorzugsweise wird in dieser Ausführungsform das für den Beschichtungsvorgang erforderliche Niederdruckplasma im Backofeninnenraum erzeugt. Das Niederdruckplasma kann hierbei im Backofeninnenraum unter Verwendung einer sich darin befindenden Einkoppelelektrode, welche über eine Durchführung mit einem sich außerhalb des Backofeninnenraums befindlichen Generator verbunden ist, gezündet werden. Bevorzugt wird hierbei ein Plasmagenerator mit einer Ausgangsfrequenz im Bereich von 1 kHz bis 1 GHz als Energiequelle für das Niederdruckplasma verwendet. In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform weist die Einkoppelelektrode eine Geometrie auf, welche der Geometrie des Backofeninnenraums nachgebildet ist. In a preferred embodiment, the kitchen appliance is an oven. Preferably, in this embodiment, the low pressure plasma required for the coating process is generated in the oven interior. In this case, the low-pressure plasma can be ignited in the oven interior using a coupling-in electrode located therein, which is connected via a passage to a generator located outside the oven interior. In this case, a plasma generator with an output frequency in the range from 1 kHz to 1 GHz is preferably used as the energy source for the low-pressure plasma. In a further preferred embodiment, the coupling-in electrode has a geometry that is modeled on the geometry of the oven interior.

In einer ferner bevorzugten Ausführungsform kann das vorangehend genannte Verfahren zudem mindestens einen der folgenden Verfahrensschritte umfassen: Einspeisen eines oder mehrerer Precursor(en) zur Beschichtung des Ofeninnenraums über die Ventilatoröffnung; und Evakuieren des Ofeninnenraums mit einer Pumpe zur Erzeugung des Niederdrucks. Hierbei umfassen ein oder mehrere Precursor(en) vorzugsweise eine Fluor und Kohlenstoff enthaltende Verbindung, besonders bevorzugt Fluorkohlenstoffe, eine siliciumorganische Verbindung und/oder einen oder mehrere Kohlenwasserstoff(e).In a further preferred embodiment, the above-mentioned method may further comprise at least one of the following method steps: feeding one or more precursors for coating the furnace interior via the fan opening; and evacuating the furnace interior with a low pressure generating pump. Here, one or more precursors preferably comprise a fluorine and carbon-containing compound, more preferably fluorocarbons, an organosilicon compound and / or one or more hydrocarbons.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist es möglich, durch kontinuierliche Veränderung des Verhältnisses mindestens zweier, während des Beschichtungsvorgangs im Niederdruckplasma eingespeister Precursoren eine Gradientenbeschichtung zu erzeugen. Alternativ kann durch den Austausch mindestens zweier Precursoren während des Beschichtungsvorgangs eine mehrlagige Beschichtung erzeugt werden. In a preferred embodiment, it is possible to produce a gradient coating by continuously changing the ratio of at least two precursors fed in during the coating process in the low-pressure plasma. Alternatively, by replacing at least two precursors during the coating process, a multilayer coating can be produced.

Die vorliegende Erfindung stellt zudem ein Küchengerät bereit, dessen Oberfläche zumindest teilweise nach den vorstehend beschriebenen Verfahren beschichtet wurde, gekennzeichnet dadurch, dass die beschichtete Oberfläche praktisch keine polaren Gruppen aufweist. Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Küchengerät ferner entweder eine durch kontinuierliche Veränderung des Verhältnisses mindestens zweier, während des Beschichtungsvorgangs im Niederdruckplasma eingespeister Precursoren erzeugte Gradientenbeschichtung oder eine durch den Austausch mindestens zweier Precursoren während des Beschichtungsvorgangs erzeugte mehrlagige Beschichtung auf. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Küchengerät ein Backofen. In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform stellen die Innenwände des Backofens die beschichtete Oberfläche dar. The present invention also provides a kitchen utensil whose surface has been at least partially coated by the methods described above, characterized in that the coated surface has virtually no polar groups. Preferably, the kitchen appliance according to the invention further comprises either a gradient coating produced by continuously changing the ratio of at least two precursors fed in the low-pressure plasma during the coating process or a multilayer coating produced by the replacement of at least two precursors during the coating process. In a preferred embodiment, the kitchen appliance is an oven. In a further preferred embodiment, the inner walls of the oven represent the coated surface.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Eine beispielhafte Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf erläutert, welche schematisch das Prinzip der Plasmabeschichtung im Ofen darstellt. An exemplary embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to FIG which illustrates schematically the principle of the plasma coating in the oven.

Während der Einlass des Precursors in den Ofeninnenraum (1) über die Ventilatoröffnung (2) erfolgen kann, ist es möglich, den Abpumpvorgang über eine an die Öffnung in der Bodenplatte (3) angeschlossene Pumpe (5) durchzuführen. Als Plasma-Energiequelle wird ein Generator (6) verwendet, der über eine Durchführung (7) mit der sich im Offeninnenraum (1) befindenden Einkoppelelektrode (4) verbunden ist und sie somit von außen mit elektrischer Spannung zu beaufschlagen vermag. While the inlet of the precursor into the furnace interior ( 1 ) over the fan opening ( 2 ), it is possible, the Abpumpvorgang over a to the opening in the bottom plate ( 3 ) connected pump ( 5 ). As a plasma energy source, a generator ( 6 ), which has an implementation ( 7 ) in the open space ( 1 ) are located Einkoppelelektrode ( 4 ) And thus it is able to act from the outside with electrical voltage.

Die Zündung des für die Beschichtung erforderlichen Plasmas direkt im Ofeninnenraum hat den Vorteil, dass der gesamte Innenraum mit einer leicht zu reinigenden Oberfläche beschichtet wird. Ferner kann dadurch, dass das Plasma unmittelbar im Backofen ohne die Nutzung des für derartige Prozesse üblichen Vakuumreaktors erzeugt wird, sowohl die Prozess-/Taktzeit optimiert werden (kurze Abpumpzeiten, kurze Homogenisierungszeiten) wie auch der apparative Aufwand in der Fertigung gering gehalten werden. So beträgt die Gesamtbeschichtungszeit mit dem beispielhaft dargestellten Aufbau etwa 10 min (inkl. Rüsten, Pumpen und Belüften), wodurch das erfindungsgemäße Verfahren selbst im Vergleich zu herkömmlichen Lackierverfahren wirtschaftlich äußerst vorteilhaft ist. The ignition of the plasma required for the coating directly in the furnace interior has the advantage that the entire interior is coated with an easy-to-clean surface. Furthermore, the fact that the plasma is generated directly in the oven without the use of the usual for such processes vacuum reactor, both the process / cycle time can be optimized (short Abpumpzeiten, short homogenization times) as well as the equipment cost in manufacturing are kept low. Thus, the total coating time with the construction shown by way of example is about 10 minutes (including equipping, pumping and aerating), whereby the method according to the invention is extremely economically advantageous even in comparison with conventional coating methods.

Generell ist ein Niederdruckplasma dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in dem Plasma den mittleren Atmosphärendruck unterschreitet, d.h. weniger als 1013,25 hPa beträgt. Vorzugsweise beträgt der Plasmadruck 0,1 bis 1000 Pa, besonders bevorzugt 10 bis 500 Pa.In general, a low-pressure plasma is characterized in that the pressure in the plasma the below atmospheric pressure, ie less than 1013.25 hPa. Preferably, the plasma pressure is 0.1 to 1000 Pa, more preferably 10 to 500 Pa.

Als Energiequelle für das Plasma können prinzipiell alle derzeit verfügbaren Generatoren zum Einsatz kommen. Beispielsweise können Radiofrequenz- oder Hochfrequenzgeneratoren verwendet werden (vom kHz-Bereich bis zum GHz-Bereich). Wird mit Frequenzen im GHz-Bereich ionisiert, bieten sich handelsübliche Mikrowellen-Hornstrahler zur Anregung des Gases an. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden kHz- oder MHz-Quellen (d. h. Plasmageneratoren mit einer Ausgangsfrequenz im Bereich von 1 kHz bis 1 GHz) verwendet. In principle, all currently available generators can be used as the energy source for the plasma. For example, radio-frequency or high-frequency generators can be used (from the kHz range to the GHz range). When ionizing at frequencies in the GHz range, commercially available microwave horns are used to excite the gas. In a particularly preferred embodiment, kHz or MHz sources (i.e., plasma generators having an output frequency in the range of 1 kHz to 1 GHz) are used.

Als Einkoppelelektroden sind unterschiedliche geometrische Ausführungen denkbar. Bevorzugt wird jedoch eine Form, welche die Geometrie des Backofens nachbildet, so dass überall weitgehend gleiche Abscheideraten und damit vorteilhaft uniforme Schichtdicken erzielt werden. Als Ausgangsmaterial für die Einkoppelelektroden können unter anderem Lochbleche verwendet werden.As coupling electrodes different geometric designs are conceivable. However, preference is given to a shape which simulates the geometry of the oven, so that substantially identical deposition rates and thus uniform layer thicknesses are achieved everywhere. As starting material for the coupling electrodes, perforated sheets can be used inter alia.

Als Precursoren werden bevorzugt Fluor und Kohlenstoff enthaltende Verbindungen eingesetzt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden Fluorkohlenstoffe wie z.B. Perfluorcyclobutan (PFCB) verwendet. Als bevorzugt geeignete Precursoren können Organosiliziumverbindungen oder Fluorkohlenstoffe (eingesetzt werden. Je nach einzustellendem mechanischen Belastungsgrad der Beschichtung kann es vorteilhaft sein, zusätzlich siliciumorganische Precursoren oder Kohlenwasserstoffe einzusetzen. Im Prozess gestaltet sich dies derart aus, dass entweder Mehrschichtaufbauten realisiert werden oder durch kontinuierliche Veränderungen der Precursorgasanteile Gradientenschichten abgeschieden werden, die substratseitig sehr hart und widerstandsfähig sind und in Richtung Backraum immer mehr polymere und dafür schlecht anhaftende Eigenschaften aufweisen. The precursors used are preferably fluorine and carbon-containing compounds. In a particularly preferred embodiment, fluorocarbons such as e.g. Perfluorocyclobutane (PFCB) used. Depending on the mechanical stress level of the coating to be adjusted, it may be advantageous to additionally use organosilicon precursors or hydrocarbons, which in the process is such that either multilayer structures are realized or by continuous changes of the precursor gas constituents Gradient layers are deposited, the substrate side are very hard and resistant and in the direction of the baking chamber more and more polymeric and poorly adhering properties.

Als Beispiele für siliciumorganische Precursoren seien Organosilane oder Siloxane wie z.B. Hexamethyldisiloxan (HMDSO) genannt.As examples of organosilicon precursors are organosilanes or siloxanes such. Called hexamethyldisiloxane (HMDSO).

Weiterhin kann das Prozessgas neben den Fluor und Kohlenstoff enthaltenden Verbindungen und siliciumorganischen Precursoren oder Kohlenwasserstoffen zusätzliche Restgase, wie etwa Edelgase (z. B. Argon), Sauerstoff, Stickstoff, Kohlendioxid, Tetrachlorkohlenstoff und Gasgemische enthalten, sofern sich dies nicht nachteilig auf die Prozessführung und die resultierende Beschichtung auswirkt. Furthermore, the process gas may contain, in addition to the compounds containing fluorine and carbon and organosilicon precursors or hydrocarbons, additional residual gases, such as noble gases (eg argon), oxygen, nitrogen, carbon dioxide, carbon tetrachloride and gas mixtures, provided this does not adversely affect the process management and the resulting coating affects.

Die Beschichtungsdicke kann je nach Bedarf und Precursor-Zusammensetzung gewählt werden. Im Allgemeinen beträgt die Einzelschichtdicke weniger als 100 μm, vorzugsweise etwa 10 nm bis etwa 10 μm. The coating thickness can be selected as needed and precursor composition. In general, the single-layer thickness is less than 100 μm, preferably about 10 nm to about 10 μm.

Somit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren nicht zuletzt aufgrund der auf einfache Art und Weise erzeugbaren Schichteigenschaften eine wirksame und vor allem vergleichsweise kostengünstige und dauereffiziente Lösung der eingangs beschriebenen Probleme. Im Vergleich zu nasschemisch aufgebrachten Oberflächen ist es mittels geeigneter Precursor- und Verfahrensparameter möglich, absolut unpolare Oberflächen zu erzeugen, die praktisch keine polaren Gruppen, die eine Anhaftung fördern würden, mehr aufweisen.Thus, not least because of the layer properties which can be generated in a simple manner, the method according to the invention makes possible an effective and, above all, comparatively cost-effective and long-term solution to the problems described above. Compared to wet-chemically applied surfaces, it is possible, by means of suitable precursor and process parameters, to produce absolutely non-polar surfaces which have virtually no more polar groups which would promote adhesion.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ebenfalls ein Küchengerät bereitgestellt, dessen Oberfläche zumindest teilweise nach den vorstehend beschriebenen Verfahren beschichtet wurde. According to the present invention, there is also provided a kitchen utensil whose surface has been at least partially coated by the methods described above.

Das Küchengerät entsprechend der vorliegenden Erfindung umfasst sowohl nicht-elektrische Küchengeräte (wie z. B. Kochgeschirr, Pfannen, Bräter) als auch elektrische Küchengeräte wie etwa Backöfen, Grillgeräte, oder Mikrowellen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Küchengerät ein Backofen. The kitchen appliance according to the present invention includes both non-electrical kitchen appliances (such as cookware, pans, roasters) and electrical kitchen appliances such as ovens, grills, or microwaves. In a preferred embodiment, the kitchen appliance is an oven.

Die beschichtete Oberfläche des erfindungsgemäßen Küchengeräts ist generell dadurch gekennzeichnet, dass sie praktisch keine polaren Gruppen aufweist. Vorzugsweise beträgt der polare Anteil der Oberflächenenergie weniger als 5 mN/m, ferner bevorzugt weniger als 1 mN/m, besonders bevorzugt weniger als 0,5 mN/m, speziell bevorzugt 0 mN/m. Die Messung der Oberflächenenergie sowie die Ermittlung deren polarer und disperser Anteile erfolgen nach gängigen, dem Fachmann bekannten Verfahren (z. B. Kontaktwinkelmessung und Verfahren nach ZISMAN bzw. OWEN, WENDT, RABEL & KAELBE). The coated surface of the kitchen appliance according to the invention is generally characterized by having virtually no polar groups. The polar fraction of the surface energy is preferably less than 5 mN / m, more preferably less than 1 mN / m, particularly preferably less than 0.5 mN / m, especially preferably 0 mN / m. The measurement of the surface energy and the determination of its polar and disperse fractions are carried out by customary methods known to the person skilled in the art (eg contact angle measurement and methods according to ZISMAN or OWEN, WENDT, RABEL & KAELBE).

In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erfindungsgemäße Küchengerät eine mehrlagige Beschichtung auf, die dadurch realisiert wird, dass die Abscheidung der plasmapolymeren Schicht unter Verwendung mindestens zweier Precursoren erfolgt. Wie vorangehend beschrieben kann hierbei die Grenze zwischen den Lagen unscharf (Gradientenschichten durch kontinuierliche Veränderungen der Precursorgasanteile) oder klar definiert sein (in dem Fall, dass das die eingespeisten Precursoren während dem Niederdruckplasmaprozess ausgetauscht werden). In a preferred embodiment, the kitchen appliance according to the invention has a multilayer coating, which is realized by depositing the plasma polymer layer using at least two precursors. As described above, in this case, the boundary between the layers may be blurred (gradient layers by continuous changes in the precursor gas portions) or clearly defined (in the case that the supplied precursors are exchanged during the low-pressure plasma process).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 10143837 A1 [0004] DE 10143837 A1 [0004]
EP 0995951 B1 [0005] EP 0995951 B1 [0005]
DE 102008039684 A1 [0005] DE 102008039684 A1 [0005]
DE 19714949 A1 [0007] DE 19714949 A1 [0007]

Claims

Verfahren zur Aufbringung von leicht reinigbaren Oberflächen auf Küchengeräten, gekennzeichnet dadurch, dass mindestens eine Oberfläche des Küchengeräts durch einen Beschichtungsvorgang im Niederdruckplasma beschichtet wird.Process for the application of easily cleanable surfaces on kitchen appliances, characterized in that at least one surface of the kitchen appliance is coated by a coating process in low-pressure plasma.

Verfahren zur Aufbringung von leicht reinigbaren Oberflächen auf Küchengeräten nach Anspruch 1, wobei das Küchengerät ein Backofen ist. A method for applying easily cleanable surfaces to kitchen appliances according to claim 1, wherein the kitchen appliance is an oven.

Verfahren zur Aufbringung von leicht reinigbaren Oberflächen auf Küchengeräten nach Anspruch 2, wobei das für den Beschichtungsvorgang erforderliche Niederdruckplasma im Backofeninnenraum (1) erzeugt wird. Method for applying easily cleanable surfaces on kitchen appliances according to claim 2, wherein the low-pressure plasma required for the coating process in the oven interior ( 1 ) is produced.

Verfahren zur Aufbringung von leicht reinigbaren Oberflächen auf Küchengeräten nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei das Niederdruckplasma im Backofeninnenraum (1) unter Verwendung einer sich darin befindenden Einkoppelelektrode (4), welche über eine Durchführung (7) mit einem sich außerhalb des Backofeninnenraums (1) befindlichen Generator (6) verbunden ist, gezündet wird. Process for the application of easily cleanable surfaces on kitchen appliances according to one of claims 2 or 3, wherein the low-pressure plasma in the oven interior ( 1 ) using a coupling electrode located therein ( 4 ), which have an implementation ( 7 ) with an outside of the oven interior ( 1 ) generator ( 6 ), is ignited.

Verfahren zur Aufbringung von leicht reinigbaren Oberflächen auf Küchengeräten nach Anspruch 4, wobei der Generator (6) ein Plasmagenerator mit einer Ausgangsfrequenz von 1 kHz bis 1 GHz ist. Method of applying easily cleanable surfaces to kitchen appliances according to claim 4, wherein the generator ( 6 ) is a plasma generator with an output frequency of 1 kHz to 1 GHz.

Verfahren zur Aufbringung von leicht reinigbaren Oberflächen auf Küchengeräten nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei die Einkoppelelektrode (4) eine Geometrie aufweist, welche der Geometrie des Backofeninnenraums (1) nachgebildet ist. Method for applying easily cleanable surfaces to kitchen appliances according to one of Claims 4 or 5, the coupling-in electrode ( 4 ) has a geometry which corresponds to the geometry of the oven interior ( 1 ) is modeled.

Verfahren zur Aufbringung von leicht reinigbaren Oberflächen auf Küchengeräten nach einem der Ansprüche 2 bis 6, welches ferner mindestens einen der folgenden Verfahrensschritte umfasst: Einspeisen eines oder mehrerer Precursor(en) zur Beschichtung des Ofeninnenraums (1) über die Ventilatoröffnung (2); und Evakuieren des Ofeninnenraums (1) mit einer Pumpe (5) zur Erzeugung des Niederdrucks. Method for applying easily cleanable surfaces to kitchen appliances according to one of claims 2 to 6, which further comprises at least one of the following method steps: feeding one or more precursors (or) for coating the oven interior ( 1 ) over the fan opening ( 2 ); and evacuating the oven interior ( 1 ) with a pump ( 5 ) for generating the low pressure.

Verfahren zur Aufbringung von leicht reinigbaren Oberflächen auf Küchengeräten nach Anspruch 7, wobei mindestens ein Precursor eine Fluor und Kohlenstoff enthaltende Verbindung umfasst. A method for applying easily cleanable surfaces to kitchen appliances according to claim 7, wherein at least one precursor comprises a fluorine and carbon containing compound.

Verfahren zur Aufbringung von leicht reinigbaren Oberflächen auf Küchengeräten nach Anspruch 7, wobei mindestens ein Precursor Fluorkohlenstoffe umfasst. A method for applying easily cleanable surfaces to kitchen appliances according to claim 7, wherein at least one precursor comprises fluorocarbons.

Verfahren zur Aufbringung von leicht reinigbaren Oberflächen auf Küchengeräten nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei ein oder mehrere Precursor(en) ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Fluor und Kohlenstoff enthaltenden Verbindungen, siliciumorganischen Verbindungen und/oder Kohlenwasserstoffen. A method for applying easily cleanable surfaces to kitchen appliances as claimed in any one of claims 7 to 9, wherein one or more precursors are selected from the group consisting of fluorine and carbon containing compounds, organosilicon compounds and / or hydrocarbons.

Verfahren zur Aufbringung von leicht reinigbaren Oberflächen auf Küchengeräten nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei durch kontinuierliche Veränderung des Verhältnisses mindestens zweier, während des Beschichtungsvorgangs im Niederdruckplasma eingespeister Precursoren eine Gradientenbeschichtung erzeugt wird; oder durch den Austausch mindestens zweier Precursoren während des Beschichtungsvorgangs eine mehrlagige Beschichtung erzeugt wird. A method for applying easily cleanable surfaces to kitchen appliances according to any one of claims 7 to 10, wherein by continuously changing the ratio of at least two, during the coating process in the low pressure plasma fed precursors a gradient coating is generated; or by the replacement of at least two precursors during the coating process, a multilayer coating is produced.

Küchengerät, dessen Oberfläche zumindest teilweise nach dem Verfahren gemäß der Ansprüche 1 bis 11 beschichtet wurde, ferner gekennzeichnet dadurch, dass die beschichtete Oberfläche praktisch keine polaren Gruppen aufweist. Kitchen utensil whose surface has been at least partially coated by the process according to claims 1 to 11, further characterized in that the coated surface has virtually no polar groups.

Küchengerät nach Anspruch 12, welches ferner entweder eine durch kontinuierliche Veränderung des Verhältnisses mindestens zweier, während des Beschichtungsvorgangs im Niederdruckplasma eingespeister Precursoren erzeugte Gradientenbeschichtung oder eine durch den Austausch mindestens zweier Precursoren während des Beschichtungsvorgangs erzeugte mehrlagige Beschichtung aufweist. The kitchen appliance according to claim 12, which further comprises either a gradient coating produced by continuously changing the ratio of at least two precursors fed in the low-pressure plasma during the coating process or a multilayer coating produced by the replacement of at least two precursors during the coating process.

Küchengerät nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei das Küchengerät ein Backofen ist. Kitchen appliance according to one of claims 12 or 13, wherein the kitchen appliance is an oven.

Küchengerät nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die die Innenwände eines Backofens die beschichtete Oberfläche darstellen. Kitchen utensil according to one of claims 12 to 14, wherein the inner walls of a baking oven represent the coated surface.