[发明专利]便于清洗的烹饪表面以及包括这种烹饪表面的烹饪用品或家电设备

说明书

本发明涉及用于食物烹饪的烹饪用品和家电设备的领域，更具体地涉及与待处理的食物接触的这些烹饪用品或家电设备的烹饪表面。

本发明旨在改善基于Ti、Zr、Nb的沉积的、呈碳化物、氮化物或者碳氮化物形式的烹饪表面，特别是在以本申请人名义的专利申请FR2848797、FR2883150和FR2897250中描述的烹饪表面。

这种烹饪表面特别是具有作为食物烹饪表面在其使用后便于清洗的特性，该清洗便利性可以通过容易去除在烹饪表面上碳化的元素的能力来表现。

不过，这些弄脏现象已在与某些食物接触的这些烹饪表面上观察到。这些弄脏现象发生在具有不同结构和成分的沉积上，在所述沉积之前进行的表面制备不会改变这些污迹的出现和/或规模。

对该现象的分析已尤其表明，这些污迹主要是在使用动物脂肪进行烹饪时，由于这些脂肪与表面的反应和/或由于表面的氧化而形成的。

本发明旨在通过增大对这种覆盖层的耐氧化性来大幅减少这些污迹的出现，而不降低这些表面固有的清洗便利性。

本发明是借助一种用于烹饪用品或者烹饪家电设备的食物烹饪表面来实现的，烹饪表面包括在基板上的Zr和/或Nb和/或Ti的沉积，制作过程包括对所述元素中的至少一个进行碳化和/或氮化的步骤，其特征在于，烹饪表面还包括Si的沉积，以便实现（Zr/Nb/Ti）-Si-（N/C）覆盖层。

术语“（Zr/Nb/Ti）-Si-（N/C）覆盖层”是指基于Zr和/或Nb和/或Ti的覆盖层，还包括元素Si，氮化和/或碳化的步骤发生在已提到的元素的沉积期间或之后。

因此，本发明拟通过在制作过程中添加硅来改善作为烹饪表面的基于Zr和/或Nb和/或Ti的呈碳化物、氮化物或者碳氮化物形式的公知层的化学惯性。

不同的研究和分析事实上已表明，根据制作条件，由于在烹饪表面内存在硅而有力地削减了污迹，甚至不存在污迹。

另外，不同的试验已表明，硅的添加还允许增大硬度、并因此增大抗划痕能力以及所制作的层的附着性。

出人意外地，硅的添加不仅没有降低这些层在其使用后作为烹饪表面便于清洗的能力，而且甚至增强了该特性，因此大幅改善了这些层的不同质量，超出了最初期望的目标。

根据一个优选实施方式，这些沉积是通过通常称为PVD的物理气相沉积实现的。物理气相沉积是一种公知的材料沉积方法，具有的优点是使用很少的材料并可以调节在基板上的材料的小厚度，以便实现烹饪表面，因此降低了这些材料的原料成本。该沉积技术还允许获得与基板的附着性强的沉积，这些沉积在该基板上进行。因此使在使用过程中，沉积剥离危险最小。该方面是重要的，因为烹饪表面应耐受在诸如包括所述烹饪表面的烹饪用品或者烹饪家电设备之类的烹饪用具中操作食物时由使用烹饪叉、烹饪刀和其它烹饪附件所产生的机械应力。

优选地，沉积是在反应条件下，即在存在诸如氮、乙炔、甲烷…之类的反应气体的情况下实现的，以便在沉积步骤期间执行碳化和/或氮化步骤，允许缩短处理时间，同时增大覆盖层的硬度。

优选地，Si的沉积是在与Zr和/或Nb和/或Ti的沉积相同的沉积步骤中实现的，以便还使沉积的成本和持续时间合理。

根据本发明的一个优选实施方式，烹饪表面包括（Zr/Nb）-Si-N的沉积，因为它们的耐氧化性更好。而且，在存在氮的情况下的沉积比在存在乙炔或甲烷的情况下的沉积更容易实现。

优选地，Si的原子含量介于1％和15%之间、且优选介于1％和5％之间。事实上显然，如以上所提到的在减少在烹饪表面上的污迹出现方面显著的效果仅对于大于1％的Si的原子含量是明显的，最小含量还允许覆盖层具有良好的抗划痕性。另外，非常高的Si含量妨碍所获得的层的结构变更，这会降低对于低的Si比率所获得的质量。

根据一个优选实施方法，Zr和/或Nb和/或Ti中的一种组分或多种组分的金属沉积层是在碳化和/或氮化阶段之前实现的，以便增强在覆盖层和基板之间的附着性。

而且，一个金属层的沉积比该相同层的使用反应气体的沉积更迅速，这允许沉积整体的更大速度。

为了优化该覆盖层的处理持续时间和成本，所实现的沉积的厚度介于2μm和10μm之间。

当使用物理气相沉积技术时，通过在基板和一个或多个靶之间施加电位差来获得利用物理过程的雾化，该一个或多个靶是通过将一个或多个具有期望成分的材料板材或板组装在导体支架上获得的，所述板材或板或是通过轧制、或是通过粉末烧结或者粉末的热喷镀、或是从浇铸获得的。一般地，可以使用任何物理气相沉积技术，例如在反应条件下利用阴极电弧的蒸发。