DE20121109U1 - Einsatzteil für Grills oder Backöfen, insbesondere Grillrost - Google Patents
Einsatzteil für Grills oder Backöfen, insbesondere GrillrostInfo
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Description
porta Patentanwälte
Dipl.Phys. Ulrich Twelmeier Dr. techn. Woldemor Leitner Dr. phil. not. Rudolf Bauer-1990 Dipl. Ing. Helmut Hubbuch -1991 European Patent Attorneys
EA01E006DEU/MS01S125/TW-Dr. Mm/ms/13.12.2001 Fritz Eichenauer GmbH & Co. KG, Georg-Todt-Straße 1-3, D-76870 Kandel
Die Erfindung betrifft ein Einsatzteil für Grills oder Backöfen, insbesondere einen Grillrost, welches eine mit einer Beschichtung überzogene Oberfläche aufweist. Beschichtete Grillroste, beispielsweise mit einer Beschichtung aus Chrom oder Email sind bekannt. Eine Aufgabe derartiger Beschichtungen ist es, das Material des Grillrostes vor Oxidation zu schützen. Darüberhinaus können Beschichtungen durch eine schmutzabweisende Wirkung auch die Reinigung erleichtern und einem Anhaften von Schmutz und Grillgut entgegenwirken.
Nachteilig an den bekannten Beschichtungen von Grillrosten ist, daß diese Beschichtungen den extremen thermischen Belastungen beim Gebrauch nur ungenügend standhalten und zum Abblättern oder Abplatzen neigen. Werden Grillroste nämlich ins Feuer gehalten, so werden sie stellenweise Temperaturen von mehreren 1000C ausgesetzt. Da die Temperatur in einer Flamme im Bereich weniger Millimeter um 4000C und mehr abfallen kann, kommen zu diesen hohen Temperaturbelastungen auch noch extreme Temperaturgradienten hinzu.
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Insbesondere diese Temperaturgradienten bewirken aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Materialien der Beschichtung und des Grillrostes thermische Spannungen, welche zu einem Abblättern oder Abplatzen der Beschichtung führen. Außerdem haben diese Beschichtungen keine zufriedenstellende Antihaftwirkung.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Weg aufzuzeigen, wie Einsatzteile für Grills oder Backöfen, insbesondere Grillroste, mit einer dauerhaften und feuerbeständigen Beschichtung versehen werden können, welche eine verbesserte Antihaftwirkung aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen Grillrost mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Beschichtung des Einsatzteiles für Grills oder Backöfen ein anorganisches Polykondensat enthält. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß eine solche Beschichtung sowohl die nötige Temperaturbeständigkeit aufweist, als auch zuverlässig an dem Grillrost haftet und eine gute Antihaftwirkung hat. Anorganische Polykondensate, insbesondere die bevorzugt verwendeten polykondensierten Silane, bieten eine einfache Möglichkeit zum Ausbilden hitzebeständiger Schichten. Vorteilhaft ist eine solche Beschichtung darüberhinaus auch kratzfest und gegen die üblichen chemischen Reinigungsmittel beständig. Weitere Einsatzteile für Grills oder Backöfen sind neben den erwähnten Grillrosten beispielsweise Backbleche.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Beschichtung nanoskalige Teilchen insbesondere SiO2-Teilchen enthält. Bei einem solchen Nanokomposit ergänzen sich vorteilhaft die Materialeigenschaften der nanoskaligen SiO2-Teilchen, welche grundsätzlich amorph oder kristallin sein können, mit den Materialeigenschaften der diese Partikel umgebenden Matrix aus einem
anorganischen Polykondensat. Vorteilhaft weist eine solche Beschichtung eine höhere mechanische und chemische Beständigkeit sowie eine ausgezeichnete Haftung auf Metalloberflächen auf. Unter nanoskaligen Partikel sind Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von nicht mehr als 200 nm, bevorzugt 100 nm, besonders bevorzugt 50 nm und insbesondere 30 nm zu verstehen.
Bevorzugt enthält die Beschichtung nanoskalige Teilchen in einem Volumenanteil von 10% bis 80%, bevorzugt 20% bis 50%. Vorzugsweise enthält die Beschichtung nanoskalige SiO2-Teilchen in einer Matrix aus polykondensierten Silanen in einer solchen Menge, daß das Verhältnis der Si-Atome in den polykondensierten Silanen zu den Si-Atomen in den SiO2-Teilchen im Bereich von 5:1 bis 1:2, bevorzugt im Bereich von 4:1 bis 2:1 liegt. Geringere Mengen an nanoskaligen SiO2-Teilchen führen zu einem Verspröden der Beschichtung, während zu große Mengen an SiO2-Teilchen zu einer schlechteren Haftung der Schicht führen.
Wie beispielsweise in der DE 197 14 949 A1 beschrieben ist, läßt sich ein solches Nanokomposit in einem Sol-Gel-Prozeß aufbringen und ergibt eine Beschichtung, welche nanoskalige Partikel, die in eine glasartige Matrix eingebettet sind, enthält. Der Sol-Gel-Prozeß ermöglicht vorteilhaft nicht nur ein einfaches Aufbringen der Beschichtung, beispielsweise durch Aufsprühen eines Beschichtungs-Sols oder Eintauchen des Grillrostes in ein Bad, sondern liefert auch ohne Schwierigkeiten hermetisch abschließende Schichten mit einer Dicke von einigen Mikrometern.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Beschichtung ein Alkali- oder Erdalkalimetalloxid enthält. Vorteilhaft wird dadurch eine dichtere und damit widerstandsfähigere Beschichtung erreicht. Oxide von Alkali- und Erdalkalimetallen bewirken vorteilhaft auch eine verbesserte Anpassung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Beschichtung an den thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Materials des Grillrostes, so daß die Haftung der Beschichtung weiter verbessert wird. Besonders bevorzugt ist Natriumoxid.
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Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Beschichtung im wesentlichen amorph ist. Es hat sich gezeigt, daß eine im wesentlichen amorphe Schicht, welche bereichsweise durchaus Kristallitte enthalten mag, in besonderem Maße schmutzabweisend ist, so daß sich Reste von Grillgut mühelos entfernen lassen.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Beschichtung durch Hydrolyse und Polykondensation eines oder mehrerer Silane gebildet ist, von welchen mindestens eines fluoriert ist. Diese Maßnahme hat den Vorteil, die Antihaftwirkung der Schicht weiter zu verbessern.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Beschichtung eingefärbt ist. Eine farbige Beschichtung ist nicht nur optisch ansprechend, sie hat auch den weiteren Vorteil, daß es bei einer farbigen Beschichtung möglich ist, eine optische Kontrolle, insbesondere durch Augenschein, durchzuführen, ob die Beschichtung gleichmäßig und lückenlos aufgetragen wurde.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Figur 1
einen erfindungsgemäßen Grillrost, und
Figur 2 der in Figur 1 gezeigte Grillrost im Querschnitt entlang der Linie A-A.
Der in Figur 1 gezeigte Grillrost 1 weist an seiner Oberfläche eine Beschichtung 2 auf, welche ein anorganisches Polykondensat enthält. Diese Beschichtung aus polykondensierten Silanen stellt ein Nanokomposit dar und enthält nanoskalige SiO2-Teilchen, welche in eine Matrix aus polykondensierten Silanen eingebettet sind. Diese Matrix aus polykondensierten Silanen verbindet sich ausgezeichnet
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mit nanoskaligen SiO2-Teilchen und bildet dabei eine glasartige Beschichtung 2, welche außerordentlich widerstandsfähig ist. Insbesondere ergänzen sich die Materialeigenschaften der polykondensierten Silane und der nanoskaligen SiO2-Teilchen, so daß sich sowohl eine kratzfeste und chemisch beständige als auch durch ihre Elastizität thermische Spannungen ausgleichende Beschichtung 2 ergibt.
Eine solche Beschichtung läßt sich, wie beispielsweise in der DE 197 14 949 A1 beschrieben ist, durch Hydrolyse und Polykondensation von Silanen erzeugen und durch einen Sol-Gel-Prozeß aufbringen. Das Aufbringen kann beispielsweise durch Tauchen, Bestreichen oder Aufsprühen erfolgen. Anschließend wird das Beschichtungs-Sol an der Luft getrocknet und dann bei mindestens 3500C bis 500°C in Luft oder Stickstoffatmosphäre ausgehärtet. Die sich ergebende Beschichtung ist mechanisch und chemisch widerstandsfähig, haftet gut auf Stahl und anderen metallischen Werkstoffen, welche für Grillroste 1 und andere Ein-Satzteile für Grills oder Backöfen infrage kommen, und bietet einen zuverlässigen Schutz vor Oxidation des Materials des Grillrostes 1. Außerdem hat die Beschichtung eine gute Antihaftwirkung.
Die Beschichtung enthält femer Natriumoxid, welches den Wärmeausdehnungskoeffizienten der Beschichtung 2 an jenen von Stahl annähert, so daß ein Abplatzen der Beschichtung aufgrund von thermischen Spannungen verhindert ist.
Eine gut geeignete Beschichtung läßt sich beispielsweise auf folgendem Wege herstellen: 25 ml Methyltriethoxysilan werden mit 7 ml Tetraethoxysilan und 0,8 g Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid mindestens zwölf Stunden bei Raumtemperatur gerührt, bis sich das gesamte Hydroxid gelöst hat und eine klare gelbe Lösung vorliegt, wobei sich nanoskalige SiO2-Teilchen in situ bilden. Zur Erhöhung des Gehaltes an nanoskaligen SiO2-Teilchen lassen sich den Ausgangssubstanzen auch einige Gramm eines Kiesel-Sols (z.B. Bayer-Kiesel-Sol Typ 300) zusetzen. Anschließend werden 3,2 ml Wasser bei Raumtemperatur langsam
,&iacgr;&iacgr;· ·
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zugetropft, wobei sich die Lösung erwärmt. Nach Beendigung der Wasserzugabe wird die klare gelbe Lösung bei Raumtemperatur gerührt, bis sie wieder abgekühlt ist, und anschließend über einen Filter mit einer Porengröße von 0,8 &mgr;&igr;&eegr; filtriert. Zum besseren Aufbringen der Lösung kann dieses Grundmaterial mit einem Lösungsmittel (z.B. Isopropanol), vorzugsweise mit einem höhersiedenden Lösungsmittel, und Benetzungshilfsmitteln ergänzt werden. Dieses Natrium bzw. Kaliumsilikatbeschichtungs-Sol wird anschließend auf die Oberseite des Gefäßbodens aufgesprüht, getrocknet und bei mindestens 35O0C bis 5000C unter Stickstoff oder Luftatmosphäre ausgehärtet und verdichtet. Anstelle des Methyltriethoxysilan lassen sich bevorzugt insbesondere auch Methytrimethoxysilan, Ethyltriethoxysilan oder Methyltrimethoxysilan verwenden. Anstelle von Tetraethoxysilan ist auch Tetramethoxysilan gut geeignet.
Um eine farbige Beschichtung zu erhalten, können dem Beschichtungs-Sol temperaturbeständige Farbstoffe, beispielsweise Azofarbstoffe wie Methylorange, Alizaringelb oder Kongorot oder auch Dispersionsfarbstoffe, Triphenylmethanfarbstoffe oder färbende Metallsalze zugefügt werden.
Claims (16)
1. Einsatzteil für Grills oder Backöfen, insbesondere Grillrost, welches eine mit einer Beschichtung (2) überzogene Oberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) ein anorganisches Polykondensat enthält.
2. Einsatzteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) polykondensierte Silane enthält.
3. Einsatzteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) nanoskalige Teilchen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von nicht mehr als 200 nm, bevorzugt nicht mehr als 100 nm, besonders bevorzugt nicht mehr als 50 nm, insbesondere nicht mehr als 30 nm, enthält.
4. Einsatzteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung nanoskalige Teilchen in einem Volumenanteil zwischen 10% und 80%, bevorzugt zwischen 20% und 50%, enthält.
5. Einsatzteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) nanoskalige SiO2 Teilchen enthält.
6. Einsatzteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) die nanoskaligen SiO2-Teilchen in einer solchen Menge enthält, daß das Verhältnis der Si-Atome in den polykondensierten Silanen zu den Si-Atomen in den SiO2 Teilchen im Bereich von 5 : 1 bis 1 : 2, bevorzugt im Bereich von 4 : 1 bis 2 : 1 liegt.
7. Einsatzteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) ein Alkali- oder Erdalkalimetalloxid enthält.
8. Einsatzteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) Natriumoxid enthält.
9. Einsatzteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) durch einen Sol-Gel-Prozeß aufgebracht ist.
10. Einsatzeil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) im wesentlichen amorph ist.
11. Einsatzteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) thermisch zu einer glasartigen Schicht verdichtet ist.
12. Einsatzteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) durch Hydrolyse und Polykondensation von Ethoxy- und/oder Methoxysilanen gebildet ist.
13. Einsatzteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) durch Hydrolyse und Polykondensation eines oder mehrere Silane, welche einen Methyl-, Ethyl- oder Phenylrest aufweisen, gebildet ist.
14. Einsatzteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) durch Hydrolyse und Polykondensation mindestens eines der folgenden Silane, Methyltrimethoxysilan, Ethyltriethoxysilan, Methyltriethoxysilan oder Ethyltrimethoxysilan in Kombination mit mindestens einem der folgenden Silane Tetramethoxysilan oder Tetraethoxysilan gebildet ist.
15. Einsatzteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) durch Hydrolyse und Polykondensation von einem oder mehreren Silanen gebildet ist, von welchen mindestens eines fluoriert ist.
16. Einsatzteil nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung (2) eingefärbt ist.
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| DE20121109U Expired - Lifetime DE20121109U1 (de) | 2001-12-14 | 2001-12-14 | Einsatzteil für Grills oder Backöfen, insbesondere Grillrost |
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|---|---|
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004027717A1 (de) * | 2004-06-07 | 2005-12-22 | Accuride International Gmbh | Beschichtete Teleskopschiene |
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-
2001
- 2001-12-14 DE DE20121109U patent/DE20121109U1/de not_active Expired - Lifetime
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004001097B4 (de) * | 2004-01-05 | 2014-06-05 | Epg (Engineered Nanoproducts Germany) Ag | Metallische Substrate mit verformbarer glasartiger Beschichtung |
| DE102004027717A1 (de) * | 2004-06-07 | 2005-12-22 | Accuride International Gmbh | Beschichtete Teleskopschiene |
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| WO2007082620A3 (de) * | 2006-01-17 | 2008-04-10 | Bsh Bosch Siemens Hausgeraete | Pyrolysefester beschichtungslack |
| US8003723B2 (en) | 2006-01-17 | 2011-08-23 | Bsh Bosch Und Siemens Hausgeraete Gmbh | Pyrolysis resistant coating finish |
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| DE102014019997B4 (de) * | 2013-12-13 | 2025-05-28 | Rational Aktiengesellschaft | Gargutträger |
| DE102014101440A1 (de) * | 2014-02-05 | 2015-08-06 | AMT Alumetall Gießtechnik GmbH | Gargutträger |
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