REVESTIMIENTO PROTECTOR, RESISTENTE A LAS ALTAS TEMPERATURAS, TRANSPARENTE PARA DISPOSITIVOS DOMÉSTICOS Y MÉTODO PARA SU DEPOSICIÓN.

Utensilio doméstico, particularmente utensilio par cocinar, que comprende una superficie de acero inoxidable,

caracterizado porque esta superficie está provista con un revestimiento basado en óxido de silicio, aplicado a la superficie metálica por medio de depósito de vapor químico mejorado por plasma (PECVD), para mejorar la protección contra la oxidación a temperaturas elevadas

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E04101245.

Solicitante: WHIRLPOOL CORPORATION.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 2000 M-63 BENTON HARBOR, MICHIGAN 49022 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BUZZI ERMANNO, Doyle,John Piero, Friesen,Thomas.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 25 de Marzo de 2004.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C23C16/02H
  • C23C16/40B
  • C23C28/04 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL.C23C REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO DE MATERIALES METALICOS POR DIFUSION EN LA SUPERFICIE, POR CONVERSION QUIMICA O SUSTITUCION; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL (aplicación de líquidos o de otros materiales fluidos sobre las superficies, en general B05; fabricación de productos revestidos de metal por extrusión B21C 23/22; revestimiento metálico por unión de objetos con capas preexistentes, ver las clases apropiadas, p. ej. B21D 39/00, B23K; mecanizado del metal por acción de una fuerte concentración de corriente eléctrica sobre un objeto por medio de un electrodo B23H; metalización del vidrio C03C; metalización de piedras artificiales, cerámicas o piedras naturales C04B 41/00; pinturas, barnices, lacas C09D; esmaltado o vidriado de metales C23D; medios para impedir la corrosión de materiales metálicos, las incrustaciones, en general C23F; tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D, C25F; crecimiento de monocristales C30B; mediante metalización de textiles D06M 11/83; decoración de textiles por metalización localizada D06Q 1/04; detalles de aparatos de sonda de barrido, en general G01Q; fabricación de dispositivos semiconductores H01L; fabricación de circuitos impresos H05K). › C23C 28/00 Revestimiento para obtener al menos dos capas superpuestas, bien por procesos no previstos en uno solo de los grupos principales C23C 2/00 - C23C 26/00, bien por combinaciones de procesos previstos en las subclases C23C y C25D. › Revestimientos solamente de materiales inorgánicos no metálicos.
  • C23C30/00 C23C […] › Revestimiento con materiales metálicos, caracterizado solamente por la composición del material metálico, es decir, no caracterizado por el proceso de revestimiento (C23C 26/00, C23C 28/00 tienen prioridad).

Clasificación PCT:

  • C23C16/02 C23C […] › C23C 16/00 Revestimiento químico por descomposición de compuestos gaseosos, no quedando productos de reacción del material de la superficie en el revestimiento, es decir, procesos de deposición química en fase vapor (pulverización catódica reactiva o evaporación reactiva en vacío C23C 14/00). › Pretratamiento del material a revestir (C23C 16/04 tiene prioridad).
  • C23C16/32 C23C 16/00 […] › Carburos.
  • C23C16/40 C23C 16/00 […] › Oxidos.
  • C23C28/04 C23C 28/00 […] › Revestimientos solamente de materiales inorgánicos no metálicos.

Clasificación antigua:

  • C23C16/02 C23C 16/00 […] › Pretratamiento del material a revestir (C23C 16/04 tiene prioridad).
  • C23C16/32 C23C 16/00 […] › Carburos.
  • C23C16/40 C23C 16/00 […] › Oxidos.
  • C23C28/04 C23C 28/00 […] › Revestimientos solamente de materiales inorgánicos no metálicos.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2367989_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Revestimiento protector, resistente a las altas temperaturas, transparente para dispositivos domésticos y método para su deposición. La presente invención se refiere a un dispositivo doméstico, particularmente un utensilio para cocinar, que comprende una superficie metálica expuesta, por ejemplo una superficie de acero inoxidable o aluminio, que puede ser sometida a un deterioro mecánico (raspaduras), químico (manchado) y térmico (amarilleo) y que se puede aprovechar de una protección añadida contra el envejecimiento consecuente durante el uso ordinario. Es bien conocido que las partes metálicas usadas en el campo de los utensilios domésticos (por ejemplo, componentes de acero inoxidable y aluminio como encimeras de cocina, quemadores y tapaderas de gas, rejillas, parrillas de hornos, paneles frontales de hornos, rejillas de barbacoas, etc.) son expuestas a un entorno de temperaturas elevadas. Esta temperatura elevada puede inducir una oxidación acelerada sobre algunas superficies metálicas. El acero inoxidable, por ejemplo, es sometido así a un amarilleo estéticamente desagradable. En ciertos casos (es decir, en utensilios para cocinar con gas), el entorno hace adicionalmente posible la oxidación debido a la presencia de llamas cerca de las superficies metálicas. Además de ello, estas partes están sometidas a corrosión química y posibilidad de manchas provocadas por contacto con agentes de productos alimenticios y de limpieza, y los esfuerzos que acarrean tiempo y abrasión requeridos para limpiar estas superficies (por ejemplo, una superficie de acero inoxidable) pueden provocar raspaduras en las superficies, que pueden proporcionar seguidamente un sustrato rugoso sobre el que pueden atacar adicionalmente los vertidos de alimentos chamuscados. Además de ello, la supresión del material exógeno, como los residuos de incrustaciones por el agua evaporada, requiere normalmente agentes químicos que crean preocupaciones medioambientales crecientes. Además de ello, las marcas de huellas digitales, así como los halos y residuos de detergentes, son muy visibles y no son fáciles de suprimir sobre componentes de acero inoxidable. Además de ello, los componentes de aluminio no pueden ser sometidos a lavavajillas de forma seguro sin oscurecer su superficie, porque los detergentes alcalinos presentes en el jabón de lavar vajillas provocan un ataque químico al aluminio. Han sido aplicados métodos basados en sol-gel para depositar películas protectoras inorgánicas en la industria, pero las temperaturas y tiempos de curado necesarios para obtener revestimientos suficientemente densos, que hagan posibles buenas propiedades de barrera al oxígeno, provocan el amarilleo del sustrato de acero inoxidable. Además de ello, el máximo grosor del revestimiento conseguido mediante estos procedimientos conocidos es de uno o dos micrómetros, salvo que se aplique un procedimiento de revestimiento en múltiples etapas. Este bajo grosor puede reducir el rendimiento de barrera al oxígeno, en comparación con los revestimientos más gruesos (por ejemplo, 5 micrómetros) pero igualmente o más densos, constituidos por el mismo material. El documento US-A-5192410 describe una capa cerámica coloreada que incluye óxido de silicio para partes decorativas de edificios y automóviles. El documento JP 62087114 A describe un utensilio para cocinar de aluminio con un material de radiación en rayos IR lejanos. el documento JP 6110769 A describe una herramienta con bordes de acero inoxidable revestida con óxido de Si. El objeto de la presente invención es proporcionar partes metálicas usadas en el campo de utensilios domésticos con una protección mejorada contra la oxidación, corrosión, abrasión y mantenimiento de uso y agrietamientos a temperaturas elevadas. Un objetivo secundario es proporcionar partes de acero inoxidable usadas en utensilios domésticos, particularmente utensilios para cocinar, con una visibilidad inferior de manchas/huellas digitales y una supresión más fácil, en menos tiempo y más aceptable para el medio ambiente de halos residuales de detergente, incrustaciones inducidas por agua y huellas digitales en comparación con superficies de acero inoxidable limpias. Un objetivo adicional es hacer posible el lavado de vajillas (es decir, resistente a la corrosión alcalina) para componentes de aluminio. Según la invención, los solicitantes han encontrado que proporcionando a la superficie metálica de un utensilio doméstico, particularmente un utensilio para cocinar o un componente del mismo, una película de revestimiento basada en óxido de silicio, particularmente depositada sobre la superficie metálica por medio de depósito de vapor químico mejorado con plasma (PECVD), se obtiene un resultado muy bueno en términos de protección de la oxidación a temperaturas elevadas y el consecuente amarilleo del acero inoxidable y la estabilidad química, resistencia mejorada a las raspaduras superficiales y visibilidad reducida de manchas/suciedad, mientras se mejora la supresión de manchas de incrustaciones acuosas y marcas de huellas digitales. Mediante la expresión basada en óxido de silicio se quiere indicar cualquier tipo de capa cuya composición sea principalmente óxido de silicio, preferentemente con una composición química próxima a SiOx, en la que x puede variar en un intervalo predeterminado. La invención proporciona también un método para formar un revestimiento multi-capas protector y transparente depositado mediante técnicas de recubrimiento iónico usando un procedimiento de depósito de múltiples fases sobre acero inoxidable, acero, aluminio, hierro u otras superficies metálicas usadas en utensilios domésticos. El revestimiento resultante asegura una excelente barrera a la difusión de oxígeno y resistente a temperaturas elevadas, inhibiendo así la oxidación superficial a temperaturas elevadas y la consecuente decoloración/amarilleo de los sustratos metálicos expuestos al calor producido por calentadores que se instalan en utensilios domésticos. La superficie revestida proporciona adicionalmente una mejor resistencia a la corrosión, resistencia a la abrasión, facilidad de mantenimiento, menor visibilidad de halos inducidos por jabones domésticos, visibilidad recudida de 2 huellas digitales y más fácil supresión de huellas digitales, halos y residuos de incrustaciones acuosas, en comparación con las superficies de acero inoxidable limpias. Además de ello, los componentes de aluminio revestidos pueden ser colocados de forma segura en un lavavajillas sin ocasionar oxidación. Esta invención es particularmente útil para revestir metales usados en encimeras de cocinas a temperaturas elevadas, quemadores, tapaderas, cuencos, rejillas, estanterías, paneles externos de hornos y parrillas interiores, utensilios de cocina, piezas para barbacoas y otras partes que puedan aprovecharse de esta composición de revestimiento. El método y la composición proporcionan adicionalmente una buena adhesión del revestimiento al sustrato. Esta invención proporciona también un procedimiento de depósito para revestir una superficie con un revestimiento transparente de tipo vítreo que incorpora el depósito de al menos una capa de SiOx y, posiblemente, una capa de SiC. Las principales ventajas de la presente invención (composición de revestimiento y método de depósito) son las siguientes: Mantenimiento del color original del material del sustrato, acabado superficial y textura. Protección contra efectos no deseados provocados por una oxidación a temperaturas elevadas (es decir, decoloración o amarilleo) de componentes estándar de acero inoxidable. Mejora de la resistencia a la abrasión. Mejora de la resistencia a las manchas químicas. Reducción de la visibilidad de huellas digitales. Mejora de la resistencia al ataque y la supresión de huellas digitales e incrustaciones. Mejora de la durabilidad del producto. Mejora del rendimiento de limpieza. ES 2 367 989 T3 Debido a la composición de revestimiento y al método de depósito, este revestimiento, aunque exhiba las características anteriores, es también transparente, está exento de defectos estéticos, es duro, con buena adherencia, flexible y resistente a la humedad, a la luz UV, a las grasas, al vapor de agua, al impacto y a temperaturas hasta 600ºC. El método preferido par aplicar el revestimiento según la invención es mediante depósito de vapor químico mejorado con plasma (PECVD) de monómeros adecuados, que derivan de la vaporización de precursores adecuados y que interaccionan seguidamente para formar polímeros con otros monómeros en una cámara de depósito a vacío tras una iluminación con plasma obtenido a través de generadores de radio-frecuencia o microondas de aproximadamente unos pocos kW de potencia, mientras que el voltaje aplicado sobre el área de depósito es de aproximadamente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Utensilio doméstico, particularmente utensilio par cocinar, que comprende una superficie de acero inoxidable, caracterizado porque esta superficie está provista con un revestimiento basado en óxido de silicio, aplicado a la superficie metálica por medio de depósito de vapor químico mejorado por plasma (PECVD), para mejorar la 5 protección contra la oxidación a temperaturas elevadas. 2. Utensilio doméstico según la reivindicación 1, caracterizado porque el revestimiento comprende al menos una capa de SiOx, en que x está comprendido entre 1,8 y 2. 3. Utensilio doméstico según la reivindicación 2, caracterizado porque el grosor de la capa de SiOx está comprendido entre 2 y 8 micrómetros. 10 4. Utensilio doméstico según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre la superficie de acero inoxidable y el revestimiento basado en óxido de silicio se proporciona posiblemente una capa basada en carburo de silicio (SiC). 5. Utensilio doméstico según la reivindicación 4, caracterizado porque el grosor de la capa basada en SiC es menor que 0,2 micrómetros. 15 6. Método para proporcionar a una superficie de acero inoxidable para un utensilio doméstico, particularmente un utensilio par cocinar, un revestimiento resistente a la temperatura, caracterizado porque se deposita una película de óxido de silicio sobre dicha superficie por medio de PECVD, siendo el precursor hexametildisiloxano (HMDSO) o hexametildisilano (HMDS) 7. Método según la reivindicación 6, caracterizado porque, antes del depósito de la película de óxido de silicio, se 20 aplica una película de SiC a la superficie metálica por medio de PECVD. 8. Método según la reivindicación 7, caracterizado porque el precursor de la película de SiC es un silano o tetrametilsilano (TMS). 6

 

Patentes similares o relacionadas:

Revestimiento duro y elemento recubierto con un revestimiento duro, del 15 de Enero de 2020, de OSG Corporation: Un revestimiento duro que recubre la superficie de un substrato , de manera que dicho revestimiento duro tiene un espesor total de 0,5-20 μm y comprende […]

Recubrimiento duro y miembro cubierto con recubrimiento duro, del 8 de Enero de 2020, de OSG Corporation: Un recubrimiento duro que cubre una superficie de un sustrato, en donde dicho recubrimiento duro tiene un grosor total de 0,5-20 μm e incluye una […]

Herramienta de corte con capa de detección de desgaste, del 5 de Noviembre de 2019, de WALTER AG: Herramienta, compuesta por - un cuerpo de sustrato de metal duro, cermet, cerámica, acero o acero de corte rápido, - un revestimiento […]

Electrodo con un revestimiento, método para la producción del mismo y uso de un material, del 16 de Octubre de 2019, de Impact Coatings AB: Un electrodo de celda electroquímica , que comprende un sustrato conductor de electricidad y un revestimiento resistente a la […]

Herramienta de corte de metal con revestimiento multicapa, del 16 de Octubre de 2019, de WALTER AG: Una herramienta de corte de metal que comprende un cuerpo principal hecho de carburo cementado, cermet, cerámica, acero o acero de alta velocidad, […]

Recubrimiento de nanocapas para herramientas de alto rendimiento, del 11 de Septiembre de 2019, de Oerlikon Surface Solutions AG, Pfäffikon: Método de fabricación de un cuerpo recubierto que tiene al menos una superficie recubierta con un recubrimiento que comprende una estructura nanolaminada de nanocapas […]

Revestimiento de nitruro de aluminio y titanio con morfología adaptada para una resistencia mejorada al desgaste en operaciones de mecanizado y método para ello, del 14 de Agosto de 2019, de Oerlikon Surface Solutions AG, Pfäffikon: Revestimiento monocapa de (AI,Ti)N que exhibe dos partes de revestimiento diferentes, una parte de revestimiento A y una parte de revestimiento B, exhibiendo ambas partes […]

Procedimiento para la aplicación con resistencia adhesiva de una capa de sol-gel sobre una superficie metálica, del 3 de Julio de 2019, de SEPIES GmbH: Procedimiento para la aplicación con resistencia adhesiva de una capa de sol-gel sobre una superficie metálica, que comprende: - producir una capa […]

Utilizamos cookies para mejorar nuestros servicios y mostrarle publicidad relevante. Si continua navegando, consideramos que acepta su uso. Puede obtener más información aquí. .