DE3881857T2

DE3881857T2 - Mit Glasperlen gefüllte Email-Beschichtung für Kochgeräte und so bekleidete Kochgeräte.

Info

Publication number: DE3881857T2
Application number: DE88403336T
Authority: DE
Inventors: Henri Piera
Original assignee: SEB SA
Current assignee: SEB SA
Priority date: 1987-12-30
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1993-09-30
Anticipated expiration: 2008-12-28
Also published as: EP0323349B1; US4959256A; DE323349T1; FI885989A; JPH01215741A; EP0323349A2; DE3881857D1; ES2011604T3; FI93205C; CA1312795C; JPH0443858B2; FI93205B; ES2011604A4; EP0323349A3

Description

Die vorhegende Erfindung betrifft eine Emailbeschichtung für den Boden eines Kochgeräts, wie etwa einer Bratpfanne, einer Schmorpfanne oder dergleichen.
Die Erfindung bezieht sich auch auf Kochgeräte, die eine solche Emailbeschichtung enthalten.
Aus dem französischen Patent Nr. 2 544 338 der Anmelderin ist eine Beschichtung für den Boden von Kochgeräten bekannt, die eine erste Emailschicht umfaßt, die den Boden des Geräts völlig bedeckt und von einer zweiten, diskontinuierlichen Emailschicht überzogen ist, die nach dem Trocknen der ersten Emailschicht mittels Siebdruck aufgebracht wird und ein Dekor bildet. Diese beiden Emailschichten werden ausgehend von einer Emailfritte erhalten und gleichzeitig eingebrannt.
Das gleichzeitige Einbrennen der beiden Emailschichten erlaubt es, eine außergewöhnliche Haftung der beiden Schichten und eine exzellente Beständigkeit gegen die starken thermischen Schocks zu erhalten, denen die Emailbeschichtung ausgesetzt ist.
Die äußere, diskontinuierliche Schicht, die das Dekor bildet, erlaubt es nicht nur, die Schönheit des Bodens des Geräts zu verbessern, sondern bildet auch eine Verschleißschicht, die die sich darunterliegende Emailschicht gegen Stöße und Kratzer schützt. Die erhabenen Teile der Dekorschicht können sich nämlich abzunutzen, ohne daß diese Abnutzung den ästhetischen Aspekt der Emailbeschichtung zu sehr vermindert.
Dennoch nutzt sich diese oberste Emailschicht aufgrund ihres diskontinuierlichen Charakters zu schnell ab, besonders, wenn das Email ausgehend von einer Emailfritte für Aluminium ausgehend erhalten wird, die eine deutlich geringere Härte als diejenige der Emaillen für Stahl- oder Gußgeräte aufweist.
Um dieser relativ geringen Härte abzuhelfen und um den Widerstand gegen Abnutzung der äußeren, erhabenen Emailschicht zu erhöhen, hat die Anmelderin in ihrem französischen Patent No. 2 544 338 vorgeschlagen, diese Emailschicht mit harten und kantigen Partikeln zu bestücken, wie etwa aus Aluminiumoxid, aus Siliziumkarbid oder ähnlichem, von denen einige aus der Oberfläche der Emailschicht herausragen.
Diese harten und kantigen Partikel, die aus der Emailoberfläche herausragen, erhöhen indessen erheblich den Reibungskoeffizienten dieser Oberfläche, so daß sie schwer zu reinigen ist. Zusätzliche geben diese Partikel bei der Abnutzung dem erhabenen Emaildekor eine unästhetisches Aussehen.
Man kennt entsprechend dem französischen Patent FR-A 2 576 038 der Anmelderin eine Beschichtung, die aus zwei Emailschichten gebildet wird, die Glaskugeln enthalten, von denen wenigstens einige einen Durchmesser aufweisen, der größer ist als die Dicke der sie einschließenden Emailschicht, was sie sie über die Oberfläche der Schichten herausragen läßt. Jedoch sind die Glaskugeln der zweiten Schicht in der Mitte zwischen vier Glaskugeln der ersten Schicht angeordnet. Daher ist es schwierig, die Einbettungstiefe der Kugeln in der zweiten Schicht zu steuern, da diese Kugeln das Bestreben haben, sich zwischen den Glaskugeln der ersten Schicht einzudrücken und nicht aus der äußeren Schicht herauszuragen. Der Abnutzungswiderstand der Beschichtung ist dadurch vermindert.
Außerdem beeinflußt die Isoliereigenschaft der Emailschicht die Wärmeübertragung durch den Boden des Kochgerätes.
Das Dokument GB-A 2 063 246 beschreibt eine Emailbeschichtung, die fein verteilte Glimmerpartikel enthält, was eine Erhöhung der Wärmeübertragung erlaubt. Aber die zufällige Verteilung der Glimmerpartikel in dem Email stellt eine gute Verteilung der Wärme über die gesamte Fläche des Gerätebodens nicht sicher.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile von Emailbeschichtungen zu beseitigen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Emailbeschichtung für Kochgeräte, mit einer ersten Emailschicht, die in der Bodenzone nach dem Trocknen der ersten Schicht von einer zweiten Emailschicht überzogen ist, welche ihrerseits von einer dritten, ein Dekor bildenden, diskontinuierlichen Emailschicht überzogen ist, die nach dem Trocknen der ersten Schicht durch Siebdruck aufgebracht ist, wobei diese drei Schichten ausgehend von einer Emailfritte erhalten und gleichzeitig eingebrannt werden und die zweite Emailschicht sowie die dritte Emailschicht Glaskugeln enthalten, wovon wenigstens einige einen Durchmesser aufweisen, der größer als die Dicke der sie einschließenden Emailschicht ist, und aus der Oberfläche dieser Schichten herausragen.
Gemäß der Erfindung ist diese Emailbeschichtung dadurch gekennzeichnet, daß einige der Kugeln der diskontinuierlichen, dritten Schicht sich auf Kugeln der zweiten Schicht abstützen und daß die zweite Emailschicht wärmeleitende Schuppen enhält, die zueinander und zu der Oberfläche dieser Schicht parallel orientiert sind und sich teilweise überdecken.
Die über die Oberfläche der äußersten, diskontinuierlichen Emailschicht hervorstehenden Glaskugeln erlauben zum einen die Erhöhung der Verschleißfestigkeit dieser Schicht und eine Verminderung ihres Reibungskoeffizienten, so daß sie leicht zu reinigen ist und empfindliche Oberflächen nicht zerkratzt.
Zusätzlich hat die Anmelderin erstaunlicherweise festgestellt, daß die Glaskugeln trotz ihrer glatten und daher bezüglich ihrer Verankerung im Email wenig vorteilhaften Oberfläche fest im Email verankert sind, da die äußere, diskontinuierliche Emailschicht mittels Siebdruck aufgebracht wird. Beim Siebdruck wird nämlich Emailmasse mit einer Ziehklinge durch die Maschen eines Siebes hindurch aufgebracht, wodurch die Kugeln in die Emailschicht eingedrückt werden.
Weiterhin wird dieses Eindrücken der Kugeln in die äußere, diskontinuierliche Schicht durch das Vorhandensein von Glaskugeln in der darunterliegenden Emailschicht gesteuert, auf denen sich wenigstens einige der Kugeln der äußeren Emailschicht abstützen können.
Andererseits erlauben die Glaskugeln der darunterliegenden Emailschicht eine Erhöhung der Verschleißfestigkeit und eine Erleichterung der Reinigung jener Bereiche der Schicht, die nicht von der äußeren, diskontinuierlichen Schicht bedeckt sind.
Die parallele Ausrichtung der Schuppen wird durch die Ziehklinge des Siebdrucks erreicht.
Diese parallel zur Oberfläche der Emailschicht ausgerichteten Schuppen bilden in ihrem Inneren einen wärmeleitenden Schirm, welcher eine gleichmäßige Verteilung der Wärme über die gesamte Fläche des Bodens des Kochgeräts sicherstellt und die Wärmeübertragung durch die Emailbeschichtung erheblich vergrößert.
Auf diese Weise erlaubt die Verbindung der zweiten, kontinuierlichen Emailschicht mit der dritten, diskontinuierlichen Emailschicht das Erzielen eines Gesamteffektes, welcher durch eine einzige Schicht, die Kugeln und Schuppen gemeinsam enthält, nicht erzielt werden könnte.
Die Schuppen könnten nämlich nicht in der dritten, diskontinuierlichen Schicht allein enthalten sein, weil in diesem Fall die Haftung dieser Schicht unzureichend wäre. Außerdem wären die thermischen Eigenschaften aufgrund des diskontinuierlichen Charakters der Schicht nicht verbessert. Diese Eigenschaften werden nur dann erhalten, wenn die zweite, kontinuierliche Schicht Schuppen einschließt.
Vorzugsweises wird auch die zweite Emailschicht mittels Siebdruck aufgebracht, was ebenfalls eine genaue Steuerung des Eindrückens der Glaskugeln in die erste Emailschicht erlaubt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der maximale Durchmesser der Kugeln höhstens gleich der zweifachen Dicke der sie einschließenden Emailschicht.
Auf diese Weise sind alle Glaskugeln in die Emailschicht gemäß einer Tiefe eingebettet, die mindestens gleich deren Durchmesser ist, was eine sehr gute Verankerung der Kugeln in der Emailschicht sicherstellt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung liegt der Durchmesser der Glaskugeln zwischen 5 und 40 um, und der mittlere Durchmesser der Kugeln liegt zwischen 15 und 20 um.
Die Dicke jeder Emailschicht liegt zwischen 20 und 25 um.
Vorzugsweise enthält jede Emailschicht zwischen 5 und 20 Gew. % an Glaskugeln.
Unterhalb von 5 % Glaskugeln wird ihr Einfluß auf die Eigenschaften des Email vernachlässigbar, während oberhalb von 20 % die Haftung zwischen den Kugeln und dem Email verschlechtert wird.
Vorzugsweise enthält die zweite Emailschicht zwischen 2 und 10 Gew. % an Schuppen.
Unterhalb von 2 % Schuppen wird ihr Einfluß vernachlässigbar, während oberhalb von 10 % ihre Anwesenheit die Haftung der Emailschicht zu verschlechtern droht.
Diese Schuppen sind vorzugsweise aus Glimmer, überzogen mit einer feinen Schicht aus TiO&sub2; und/oder aus Fe&sub2;O&sub3;. Dieses ergibt eine kupferne Farbe, die der Emailbeschichtung ein attraktives, ästhetisches Aussehen gibt.
Die zweite und dritte Emailschicht enthalten vorteilhafterweise feste, Schmiereigenschaften aufweisende Partikel mit Lamellenstruktur, wie etwa Talkum, Graphit, Molybdänbisulfid, Vanadiumbisulfid, Bornitrid etc. und deren Gemische.
Diese Partikel mit Lamellenstruktur reduzieren beachtlich den Reibungskoeffizienten der Emailbschichtung und vermindern ebenfalls erheblich die Abrasionswirkung der Kochplatte auf das Gerät.
Bei der äußeren, diskontinuierlichen Schicht ergänzen die schmierenden Partikel die Wirkung der Kugeln und treten an deren Stelle, wenn letztere bis zur Oberfläche der Schicht abgenutzt sind.
Andere Eigenheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich noch aus der folgenden Beschreibung.
In den beigefügten, beispielhaft und nicht beschränkend gegebenen Zeichnungen zeigen:
- Fig. 1 einen Teilschnitt des Bodens eines Kochgerätes, welcher eine Emailbeschichtung gemäß der Erfindung enthält,
- Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht des Details A aus Fig. 1.
In den beigefügten Zeichnungen hat man den Boden 1, zum Beispiel aus Aluminium, eines Kochbehälters dargestellt, dessen mit den Nahrungsmitteln in Berührung kommende Innenfläche mit einer Antihaftschicht 2 überzogen ist, zum Beispiel aus Polytetrafluorethylen.
Die äußere Fläche des Bodens 1 ist mit einer Emailbeschichtung gemäß der Erfindung überzogen, die aus drei Schichten 7, 3 und 4 besteht. Die erste Emailschicht 7 überzieht die gesamte äußere Fläche des Geräts, während die beiden Emailschichten 3 und 4 ausschließlich in der Bodenzone 1 des Geräts aufgebracht sind.
Die drei Emailschichten 7, 3 und 4 werden ausgehend von einer Emailfritte erhalten, die bei sich mit dem Schmelzpunkt des Aluminiums vertragenden Temperaturen in der Größenordnung von 500 bis 600º C gebrannt wird.
Die erste Schicht 7 wird durch Aufspritzen eines wäßrigen Emailfritteschlammes erhalten. Die zweite Emailschicht 3 wie auch die dritte, diskontinuierliche und ein erhabenes Dekor bildende Schicht 4 werden durch Siebdruck nach Trocknung der ersten Schicht 7 aufgebracht, und die drei Schichten werden gleichzeitig eingebrannt.
Die zwei Emailschichten 3 und 4 schließen Glaskugeln 5 und 6 ein, bei denen der Durchmeser von wenigstens einigen größer ist als die Dicke der Emailschichten 3 und 4 und die über deren Oberfläche herausragen. Man sieht in den Fig. 1 und 2 auch, daß wenigstens einige der Kugeln 6 der äußeren Schicht 4 sich auf Kugeln 5 der zweiten Schicht abstützen.
Bei dem Aufbringen mittels Siebdruck wird die die Emailfritte und die Kugeln 5 und 6 enthaltende Masse durch die Maschen eines Siebes mittels einer Ziehklinge gedrückt, die die Kugeln 5 und 6 in ihre entsprechende Emailschicht eindrückt. Auf diese Weise stützen sich die Kugeln 5 der zweiten Schicht 3 auf der Oberfläche der ersten Emailschicht 7 ab, während die Kugeln 6 der dritten Schicht 4 sich auf den Kugeln 5 der zweiten Schicht 3 abstützen.
Der maxiale Durchmesser der Kugeln 5 und 6 ist höchstens gleich der doppelten Dicke der Emailschichten 3 und 4.
Der Durchmesser dieser Kugeln 5 und 6 liegt vorzugsweise zwischen 5 und 40 um, und ihr mittlerer Durchmesser liegt zwischen 15 und 20 um, während die Dicke jeder Emailschicht 3 und 4 vorzugsweise zwischen 20 und 25 um liegt.
Auf diese Weise ragen wenigstens einige der Kugeln 5 und 6 aus der Oberfläche der Emailschichten 3 und 4 heraus. Alle Kugeln sind jedoch in die Emailschicht gemäß einer Tiefe eingebettet, die mindestens gleich ihrem Durchmesser ist. Daraus resultiert eine sehr gute Verankerung des Kugeln 5 und 6 im Email.
Jede Emailschicht 3, 4 enthält zwischen 5 und 20 Gew. % an Glaskugeln.
Beim Aufbringen der dritten Emailschicht 4 können deren Kugeln 6 sich nicht in die zweite Emailschicht 3 eindrücken, da die hierin enthaltenen Kugeln 5 das Eindrücken der Kugeln 6 beschränkt. Die Glaskugeln 6 der äußeren Emailschicht 4 erlauben es ihr, der Abnutzung zu widerstehen und auf diese Weise das ästhetische Aussehen des erhabenen, durch diese Schicht 4 gebildeten Dekors zu erhalten.
Zusätzlich tragen die Kugeln 6 dank ihrer glatten Oberfläche durch das Herausragen zu den Antihaft-Eigenschaften der Emailschicht 4 bei, die die Reinigung dieser Schicht erheblich vereinfachen.
Außer den oben genannten Eigenschaften schützen die Kugeln 5 die nicht von der diskontinuierlichen Schicht 4 überzogenen Bereiche der Emailschicht 3 gegen Abnutzung, wobei gleichzeitig die Reinigung dieser Oberflächen vereinfacht wird.
Entsprechend einer wichtigen Besonderheit der vorliegenden Erfindung enthält die zweite Emailschicht 3 Schuppen 9, die untereinander und zur Oberfläche dieser Schicht 3 parallel ausgerichtet sind. Darüberhinaus überdecken sie sich wenigstens teilweise in der Art der Ziegel eines Daches.
Diese zweite Emailschicht 3 enthält zwischen 2 und 10 Gew. % Partikel 9. Diese Schuppen 9 sind vorzugsweise aus Glimmerlamellen gebildet, die mit einer feinen Schicht aus TiO&sub2; und/oder aus Fe&sub2;O&sub3; überzogen sind, was ihnen ein metallisches, kupfernes Aussehen gibt.
Diese Schuppen 9 weisen eine Länge zwischen 10 und 70 um auf und eine mittlere Dicke in der Größenordnung von 2 um. Die parallele Ausrichtung der Schuppen 9 wird erhalten durch die beim Aufbringen der Emailschicht 3 verwendete Ziehklinge.

Diese Schuppen 9

- erhöhen zum einen die thermischen Leitfähigkeit der Emailbeschichtung und gewährleistet eine gleichmäßigen Verteilung der Wärme über die gesamte Fläche des Bodens 1 des Gerätes, und
- erhöhen zum anderen den Widerstand gegen Verschmutzung der Emailschicht 3; der von den Schuppen 9 gebildet Schirm überdeckt nämlich die Verunreinigungen, die in die Poren der Emailschicht 3 eindringen könnten.
Die beiden Emailschichten 3 und 4 enthalten vorzugsweise auch feste, Schmiereigenschaften aufweisende Partikel mit Lamellenstruktur, wie etwa Talkum, Graphit, Molybdänbisulfid, Vanadiumbisulfid, Bornitrid und deren Gemische.
Diese schmierenden Partikel erleichtern das Aufbringen der Emailschichten 3 und 4 mittels Siebdruck und vergrößern deren Antihaft-Eigenschaften.
Es wird anschließend ein Ausführungsbeispiel der Emailbeschichtung gemäß der Erfindung gegeben.
Man spritzt auf die Außenfläche des Geräts einen wäßrigen Emailfritteschlamm, um die erste Schicht 7 auszubilden. Nach der Trocknung dieser ersten Schicht 7 bringt man auf ihr in der Bodenzone 1 mittels Siebdruck eine zweite, von einer ölhaltigen Paste ausgehende Emailschicht 3 auf, enthaltend:
a) 100 Gewichts-Teile einer Emailfritte für Aluminium, enthaltend zum Beispiel:
34 % SiO&sub2;
20 % Na&sub2;O
10 % K&sub2;O
2 % Li&sub2;O
20 % TiO&sub2;
2 % Al&sub2;O&sub3;
2 % P&sub2;O&sub5;
10 % V&sub2;O&sub5;
b) 0 bis 5 Teile Mineralpigmente, die bis zu einer Temperatur von mindestens gleich 600º C hitzebeständig sind.
c) 2 bis 10 Teile Glimmerschuppen, die mit TiO&sub2; und mit Fe&sub2;O&sub3; umhüllt sind und deren Länge zwischen 10 und 70 um liegt,
d) 5 bis 20 Teile Glaskugeln, deren Durchmesser zwischen 5 und 40 um und deren mittlerer Durchmesser zwischen 15 und 20 um liegt,
e) 25 bis 45 Teile Kiefernöl und
f) 2 bis 10 Teile Talkum, Graphit oder Molybdänbisulfid.
Diese Schicht wird getrocknet. Nach der Trocknung weist der erhaltene, getrocknete Emailauftrag eine Dicke in der Größenordnung von 25 bis 30 um auf.
Auf diesen Emailauftrag bringt man mittels Siebdruck eine dritte, diskontinuierliche Emailschicht auf, welche die gleiche Zusammensetzung wie die zweite Schicht hat, jedoch keine Schuppen enthält.
Die erhaltenen drei Emailschichten werden dann gleichzeitig bei einer Temperatur in der Größenordnung von 550º C eingebrannt.
Die so erhaltene Emailbeschichtung bietet eine sehr gute Widerstandsfähigkeit gegen thermische Schocks (Aufheizung auf 400º C, dann Tauchen in kaltes Wasser).

Claims

1. Emailbeschichtung für Kochgeräte, mit einer ersten Emailschicht (7), die in der Bodenzone (1) nach dem Trocknen der ersten Schicht von einer zweiten Emailschicht (3) überzogen ist, welche ihrerseits von einer dritten, einen Dekor bildenden diskontinuierlichen Emailschicht (4) überzogen ist, die nach dem Trocknen der ersten Schicht durch Siebdruck aufgebracht ist, wobei diese drei Schichten (7, 4) ausgehend von einer Emailfritte erhalten und gleichzeitig eingebrannt werden und die zweite Emailschicht (3) sowie die dritte Emailschicht (4) Glaskugeln (5, 6) enthalten, wovon wenigstens einige einen Durchmesser haben, der größer als die Dicke der sie einschließenden Emailschicht ist, und aus der Oberfläche dieser Schichten herausragen, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Kugeln (6) der diskontinuierlichen dritten Schicht (4) sich auf Kugeln (5) der zweiten Schicht (3) abstützen und daß die zweite Emailschicht (3) wärmeleitende Schuppen (9) enthält, die zueinander und zu der Oberfläche dieser Schicht parallel orientiert sind und sich teilweise überdecken.

2. Emailbeschichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht (3) sowie die dritte Schicht (4) durch Siebdruck aufgebracht sind.

3. Emailbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Durchmesser der Kugeln (5, 6) höchstens zweimal der Dicke der sie einschließenden Emailschicht (3, 4) entspricht.

4. Emailbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Glaskugeln (5, 6) zwischen 5 und 40 Mikrometern (um) enthalten ist, wobei der Durchschnittsdurchmesser dieser Kugeln zwischen 15 und 20 Mikrometern (um) enthalten ist.

5. Emailbeschichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der zweiten (3) und dritten Emailschicht (4) zwischen 20 und 25 Mikrometern (um) enthalten ist.

6. Emailbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Emailschicht (3, 4) zwischen 5 und 20 Gew.% Glaskugeln enthält.

7. Emailbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Emailschicht (3) zwischen 2 und 10 Gew.% Schuppen (9) enthält.

8. Emailbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuppen (9) aus Glimmer bestehen, das von einer dünnen Schicht aus TiO&sub2; und/oder aus Fe&sub2;O&sub3; überzogen ist.

9. Emailbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schuppen (9) eine zwischen 10 und 70 Mikrometern (um) enthaltene Länge sowie eine Durchschnittsdicke in der Größenordnung von 2 Mikrometern (um) aufweisen.

10. Emailbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Emailschichten (3, 4) feste Partikel mit Lamellenstruktur, die Schmiereigenschaften aufweisen, enthalten.

11. Emailbeschichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Partikel mit Lamellenstruktur aus den folgenden Verbindungen ausgewählt sind: Talkum, Graphit, Molybdänbisulfid, Vanadiumbisulfid, Bornitrid und deren Gemische.

12. Kochgerät mit einer Emailbeschichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11.