VERWENDUNG DAVON

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines emaillierten Stahlbauteils, sowie ein emailliertes Stahlbauteil, das mit dem Verfahren erhältlich ist.

Stand der Technik

Emaillierte Stahlbauteile und Verfahren zum Herstellen von emaillierten Stahlbauteilen sind seit langem bekannt. Dabei ist ein wesentlicher Faktor, eine ausreichende Haftung vom Stahlsubstrat zum Email zu gewährleisten. Es ist bekannt, dass die Anwesenheit verschiedener Metalloxide, wie z.B. Nickeloxid, an der Grenzfläche zwischen Stahl und Email die Haftung verbessert. Im Stand der Technik werden insbesondere die folgenden Technologien verwendet, um eine ausreichende Haftung des Emails zur Stahlsubstrat auszubilden.

Erstens sind Verfahren zum Herstellen eines emaillierten Stahlbauteils bekannt, bei denen vor Applikation der Emailschicht eine metallische Grundierung aufgebracht wird um die Haftung zu verbessern. Ein entsprechendes Verfahren ist z.B. in der CH409573 offenbart. Die Grundschicht wird dabei elektrochemisch über einen Galvanisierungsprozess abgeschieden. Die metallische Grundschicht wird beim anschließenden Emaillierprozess zumindest zum Teil in eine Oxidschicht umgewandelt, was die Haftung des Emails zum Stahlsubstrat erhöht. Der Galvanisierungsprozess ist allerdings mit hohem energetischen und apparativen Aufwand verbunden und ist sehr umweit- und gesundheitsschädlich. Weiter kann die Haftung des Emails zu einigen Stahlsorten ungenügend sein.

Zweitens sind Verfahren bekannt, bei dem mehrere Emailschichten aufgetragen werden, wobei zumindest die erste Emailschicht mit Metalloxiden versetzt ist, die die Haftung zum Substrat zu erhöhen. Der Nachteil dieser herkömmlichen Verfahren ist, dass mehrere Emaillierschritte nötig sind, was aus Kostensicht und prozesstechnischer Sicht ungünstig ist. Weiter ist die Auftragung von Emailpulvern mit Metalloxiden, die die Haftung erhöhen, sehr schwierig, da diese gesundheits- und umweltschädlich sind.

Drittens sind einschichtige Direktemaillierverfahren bekannt, bei denen lediglich eine einzige Emailschicht auf die Substratoberfläche aufgetragen wird. Diese Emailschicht ist mit Metalloxiden versetzt, die die Haftung erhöhen. Solcher Verfahren haben allerdings den Nachteil, dass das Metalloxid nicht nur an der Grenzschicht, sondern über die gesamte Emailschicht vorhanden ist und deswegen eine relativ große Menge an Metalloxid nötig ist, um eine ausreichende Haftung zu gewährleisten. Die Anwesenheit von Metalloxiden an der Emailoberfläche kann außerdem weitere Nachteile, wie eine geringere chemische und mechanische Stabilität, wie Beständigkeit gegenüber Chemikalien, Wasser oder Dampf, Korrosionsbeständigkeit, Kratzfestigkeit oder Reinigbarkeit, bedingen. Weiter ist kann die Anwendung solcher emaillierten Stahlbauteile insbesondere bei Lebensmittelkontaktanwendung limitiert sein, da die potentiell gesundheitsschädlichen Metalloxide an der Emailoberfläche vorhanden sind.

Die im Stand der Technik bekannten Verfahren zum Herstellen von emaillierten Stahlgegenständen sind aus diesen Gründen verbesserungsfähig.

Aufgabe der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahren zum Herstellen eines emaillierten Stahlbauteils, das die mit den im Stand der Technik verbundenen Nachteile umgeht. Insbesondere ist die Aufgabe ein Verfahren bereitzustellen, bei dem eine hervorragende Haftung des Emails zum Stahlsubstrat auch bei einer geringen Gesamtmenge an Haftmetall erzielt wird, und bei dem eine Vielzahl von Stahlsorten als Substrat eingesetzt werden kann. Eine weitere Aufgabe des Verfahren ist, den energetischen und apparativen Aufwand, sowie die Umwelt- und Gesundheitsgefährdung zu reduzieren. Weiter ist eine Aufgabe, ein Verfahren zum Herstellen eines emaillierten Stahlbauteils bereitzustellen, das eine hervorragende chemische und mechanische Stabilität, wie Beständigkeit gegenüber Chemikalien, Wasser oder Dampf, Korrosionsbeständigkeit, Kratzfestigkeit und Reinigbarkeit, aufweist, und das ohne Einschränkungen für Lebensmittelkontaktanwendungen geeignet ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung das Bereitstellen eines emaillierten Stahlbauteils, das entsprechende Eigenschaften aufweist. Insbesondere ist eine Aufgabe das Bereitstellen eines emaillierten Stahlbauteils, das eine hervorragende Haftung des Emails zum Stahlsubstrat auch bei einer geringen Gesamtmenge an Haftmetall aufweist, und bei dem eine Vielzahl von Stahlsorten als Substrat eingesetzt werden kann. Eine weitere Aufgabe ist, ein emailliertes Stahlbauteil bereitzustellen, das eine hervorragende chemische und mechanische Stabilität, wie Beständigkeit gegenüber Chemikalien, Wasser oder Dampf, Korrosionsbeständigkeit, Kratzfestigkeit und Reinigbarkeit, besitzt. Eine weitere Aufgabe ist das Bereitstellen eins emaillierten Stahlbauteils, das für eine Vielzahl von Verwendungen, insbesondere für Verwendungen in Lebensmittelkontaktbereich, geeignet ist.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 13 definiert, die auch in Kombination untereinander umfasst sind. Weiter wird die Aufgabe durch das emaillierte Stahlbauteil gemäß Anspruch 14 gelöst. Die Aufgabe wird weiter durch die Verwendung des emaillierten Stahlbauteils nach Anspruch 15 gelöst.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines emaillierten Stahlbauteils, umfassend die Schritte Bereitstellen eines Stahlbauteils; Beschichten des Stahlbauteils mit einer Haftvermittlerschicht, umfassend mindestens ein Haftmetall, Haftmetalloxid oder ein Salz davon, und einen Binder; und Emaillieren des beschichteten Stahlbauteils.

Die Form und Art der Stahlbauteile bzw. der Stahlsubstrate ist nicht beschränkt. Insbesondere können flache Bauteile wie Bleche, Platten oder Folien verwendet werden, aber auch Bauteile mit dreidimensionalen Geometrien, wie tiefgezogene oder gegossene Formteile. Es können alle Stahlsorten verwendet werden, wie legierte oder nichtlegierte Stahlsorten, z.B. IF-Stahl oder EK-Stahl (siehe EN10209 z.B. DCOxEK) Stahl. Die Abscheidung der Schichten erfolgt erfindungsgemäß auf dem fertigen Stahlbauteil, d.h. das resultierende emaillierte Stahlbauteil wird nicht mehr umgeformt.

Erfindungswesentlich für das Verfahren ist insbesondere der Schritt des Beschichtens des Stahlbauteils vor der Emaillierung mit einer spezifischen Haftvermittlerschicht. Die Haftvermittlerschicht gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst mindestens ein Haftmetall, Haftmetalloxid oder ein Salz davon, und einen Binder. Die Haftvermittlerschicht dient als Primer und wird auch als Opferschicht bezeichnet, da sie in Ausführungsformen im anschließenden Emaillierprozess zumindest zum Teil aufgelöst wird. Die Anwesenheit des Binders und des Haftmetalls, Haftmetalloxids oder ein Salz davon in der Haftvermittlerschicht ist nötig, um die unten in Detail beschriebenen erfindungsgemäßen Vorteile zu erzielen.

Das Haftmetall kann in elementrarer Form, als Oxid oder als ein Salz davon eingesetzt werden. Das Haftmetall wird, falls es nicht als Oxid vorliegt, bei dem anschließenden Emaillierungsprozess oxidiert. Das resultierende Haftoxid gewährleistet die hervorragende Haftung des Emails auf dem Stahlsubstrat.

Das resultierende Haftmetalloxid kann in Ausführungsformen zumindest zum Teil in die Emailschicht diffundieren. Somit entsteht in Ausführungsformen ein Konzentrationsgradient des Haftmetalloxides in der resultierenden Emailschicht, in der Art, das die Konzentration des Haftmetalls an der Grenzfläche zum Stahlsubstrat am größten ist und in Richtung der Oberfläche abnimmt. Erfindungsgemäß ist kein Haftmetalloxid an der Oberfläche der Emailschicht vorhanden. Die Verteilung des Haftmetalloxides in der Emailsicht kann mittels REM/EXD nachgewiesen werden.

Der Binder gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung des Haftmetalls, Haftmetalloxids oder eines Salzes davon in der Haftvermittlerschicht. Die Anwesenheit des Binders gewährleistet weiterhin, dass die Haftvermittlerschicht einfach und gleichmäßig aufgetragen werden kann. Der Binder ist so konfiguriert, dass er den Emaillierungsprozess nicht stört, und dass er in Ausführungsformen entweder beim anschließenden Emaillierungsschritt thermisch zersetzt wird und/oder sich mit der Emailschicht verbindet. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird weiter gewährleistet, dass das in der Haftvermittlerschicht enthaltene Haftmetall, Haftmetalloxid oder ein Salz davon nicht an der Oberfläche des emaillierten Stahlbauteils vorhanden ist, sondern sich lediglich an der Grenzschicht zwischen Stahlsubstrat und Email befindet. Dies wiederum bedingt eine Verbesserung der chemischen und mechanischen Stabilität der Beschichtung, insbesondere eine Verbesserung der Wasser-, Dampf-, Lebensmittel- und Korrosionsstabilität, im Vergleich zu herkömmlichen Direktemaillierungsverfahren. Durch die Abwesenheit von gesundheits- und umweltkritischen Haftmetall an der Oberfläche ist weiter gewährleistet, dass das emaillierte Stahlbauteil uneingeschränkt für Anwendungen mit Lebensmittelkontakt geeignet ist.

In Bezug auf das Verfahren ist auch vorteilhaft, dass eine Abscheidung des Haftmetalls über einen chemisch oder elektrochemischen Prozess vermieden wird, der aus Kosten- und Umweltgesichtspunkten nachteilig ist. Weiter kann die Emaillierung mit Emailpulvern ohne Haftmetallbestandteile durchgeführt werden, die sehr teuer und umweit- bzw. gesundheitskritisch sind. Gleichzeitig hat das erfindungsgemäße Verfahren in Bezug auf herkömmliche Direktemailverfahren den Vorteil, dass die Haftmetalle in geringeren Mengen eingesetzt werden können aber gleichzeitig eine hervorragende Haftung erzielt wird, d.h. das erfindungsgemäße Verfahren ist aus Kostensicht, sowie aus Umwelt- und Gesundheitsgesichtspunkten vorteilhaft.

Durch lässt sich eine verbesserte Emailhaftung trotz Einsatz von geringeren Mengen an Haftmetall erzielen. Weiter können durch die bessere Emailhaftung günstigere und bessere verfügbare Stahlsorten (zum Beispiel IF statt ED) eingesetzt werden. Das Aufbringen der Haftvermittlerschicht kann im Vergleich zum herkömmlichen Prozessen insgesamt einfacher und unkritischer, sowie weniger energieintensiv durchgeführt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Haftvermittlerschicht ein Sol-Gel-basiertes System, d.h. es kann aus mehreren Beschichtungsverfahren die für Sol-Gel Materialien geeignet sind, ausgewählt werden, wie z.B. Tauchen, Fluten oder Spritzen.

Dadurch lässt sich die Haftvermittlerschicht gleichmäßig, effektiv, kostengünstig und in geringen Schichtdicken applizieren. Weiter ist dadurch eine hervorragende Haftung vom Email an das Stahlsubstrat erzielbar. Sol-Gel-basierte Systeme sind in Stand der Technik bekannt. Zur Schichtherstellung werden die als Beschichtungslösungen verwendeten Sole zunächst auf die Substratoberfläche appliziert. Während des Beschichtungsvorganges und dem Trocknen des Sols erfolgen Hydrolyse- und Kondensationsreaktionen der verwendeten Prekursoren, bis die Aggregation der Solteilchen zu einem festen Gelfilm führt. Die Prekursoren umfassen die Eduktmaterialien zum Ausbilden der Schicht und insbesondere die Eduktmaterialien zum Bilden des Binders. Geeignete Prekursoren sind bekannt und erfindungsgemäß nicht beschränkt.

Die Art des Haftmetalls ist nicht limitiert. Es können ein, zwei oder mehrere Haftmetalle, Haftmetalloxide oder Salze davon eingesetzt werden, d.h. das Haftmetall kann sowohl in elementarer Form als auch in kationischer Form eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Haftmetall ausgewählt aus der Gruppe, umfassend Nickel, Kobalt, Kupfer, Zinn, Eisen, Molybdän oder Arsen, bevorzugt Nickel, Kupfer, Eisen oder Molybdän. Der Einsatz dieser Haftmetalle bedingt eine besonders gute Haftung der Emailschicht zum Stahlsubstrat. Falls das Haftmetall in elementarer Form eingesetzt wird, erfolgt in Ausführungsformen bei der anschließenden Emaillierung eine Oxidation zum Haftmetalloxid. Die Art Oxides ist nicht eingeschränkt. Es können aller Arten von Oxides oder Salzen davon eingesetzt werden. Bevorzugte anorganische Salze sind z.B. Silikate, Aluminate oder Halogenide, wie Chloride. In einer alternativen Ausführungsform können organische Anionen, wie z.B. polymere organische Anionen, eingesetzt werden. Insbesondere bevorzugt ist, dass das Haftmetall bereits als Oxid eingesetzt wird, d.h. dass keine Oxidation vom elementaren Haftmetall erfolgen muss, wie es z.B. bei herkömmlichen Verfahren mit metallischer Grundschicht nötig ist. Das erfindungsgemäße Verfahren hat somit in Bezug auf das herkömmliche Verfahren zum Herstellen eines emaillierten Stahlbauteils, bei denen vor Aufbringen der Emailschicht eine metallische Grundierung aufgebracht wird, den Vorteil einer höheren Flexibilität, z.B. in Bezug auf die ersetzbaren Haftmetalle und Emailsorten.

Die Konzentration des Haftmetalls oder des Salzes davon in der Haftvermittlerschicht ist nicht beschränkt. Geeignete Konzentrationen des Haftmetalls oder des Salzes davon liegen z.B. im Bereich von 1 bis 95 Gew.-%, bevorzugt 20 bis 90 Gew.-%, mehr bevorzugt 40 bis 80 Gew.-%, weiter bevorzugt 50 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Haftvermittlers. Der die Art des Binders ist nicht beschränkt. Es können ein, zwei oder mehr unterschiedliche Binder eingesetzt werden. Der Binder stellt die Hauptkomponente, d.h. die Matrix des Haftvermittlers bei der Applikation dar. Der Binder gewährleistet eine gute Applizierbarkeit und eine homogene Verteilung des Haftmetalls oder des Salzes davon in der Haftvermittlerschicht. Hauptaufgabe: Fixiert die Haftvermittlerschicht auf dem Bauteil bis zur Emaillierung

In Ausführungsformen ist der Binder ein anorganischer Binder. Bevorzugt wird der anorganische Binder über einen Sol-Gel-Prozess gebildet (Sol-gel ist teilweise organisch). Anorganische Binder haben den Vorteil, dass eine gute Kompatibilität der Haftvermittlerschicht mit der Emailschicht, die in der Regel auf Silikat- oder Oxid-basierten Systemen besteht, vorhanden ist. Somit lässt sich eine besonders gute Haftung erzielen. Weiter ist eine gute Kompatibilität insbesondere zu den Haftmetallen, insbesondere Haftmetalloxiden vorhanden.

Die Art des anorganischen Binders ist nicht beschränkt. Bevorzugt ist der anorganische Binder ein Oxid-basierter Binder, der insbesondere bevorzugt ausgewählt ist aus Aluminiumoxid-basierten Bindern, Titanoxid-basierten Bindern oder Silikat-basierten Bindern. Solche Bindertypen sind allgemein bekannt und werden hier nicht weiter erläutert. Diese Systeme besitzen der Vorteil, dass sie leicht und kostengünstig verfügbar sind und mit gängigen Emailschichten kompatibel sind. Weiter lässt sich damit das Haftvermittlersystem variabel und leicht einstellen und bedingt zudem eine hervorragende Haftung. Auch besteht eine hohe Kompatibilität zu einer Vielzahl von Haftmetallen bzw. Haftmetalloxiden.

In alternativen Ausführungsformen ist der Binder ein organischer Binder. Die Art des organischen Binders ist nicht beschränkt. Für den anschließenden Emaillierprozess ist es aber dabei nötig, der sich der organische Binder beim Emaillierschritt thermisch zersetzt. Der Binder ist bevorzugt ein Binder auf Polymerbasis. Organische Binder und insbesondere polymere organische Binder sind leicht und kostengünstig erhältlich und auftragbar.

Es ist bevorzugt, dass der Binder auf Polymerbasis ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend Epoxid-basierte Binder, Acrylat-basierte Binder, wie Poly(meth)acrylat-Binder, Polyester-basierte Binder, Polyurethan-basierte Binder, Polycarbonat-basierte Binder, Gummi-basierte Binder, wie Gummi Arabicum-Binder, oder Kombinationen davon. Diese Binder sind leicht und vollständig thermisch zersetzbar und bedingen deswegen besonders vorteilhafte Hafteigenschaften des resultierenden emaillierten Stahlbauteils. Auch besteht eine hohe Kompatibilität zu einer Vielzahl von Haftmetallen bzw. Haftmetalloxiden. In Ausführungsformen ist der organische Binder ein polymerer anionischer Binder. Dies hat den Vorteil, dass damit Haftvermittlersysteme mit einem hohen Anteil an Haftmetallkationen hersteilen lassen, die leicht applizierbar sind.

Erfindungsgemäß sind auch alle anderen Arten von Bindersystemen umfasst, wie z.B. organisch-anorganische Hybridsysteme. Weiter können in einigen Ausführungsformen zum Binder anorganische Partikel, wie Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Titanoxid oder Zirkoniumoxid Partikel zugesetzt werden. Insbesondere sind Nanopartikel-enthaltende Bindersysteme umfasst, die besonders gute Hafteigenschaften bedingen.

Der Haftvermittler umfasst in Ausführungsformen weitere Komponenten bzw. Additive wie z.B. Füllstoffe, Kompatibilitätsverbesserer, Stabilisatoren, Farbstoffe, Antioxidationsmittel, Thixotropierungsmittel usw. Diese sind herkömmlich bekannt und werden hier nicht weiter erläutert. In Ausführungsformen sind die weiteren Komponenten bzw. Additive in einer Gesamtmenge im Bereich von 10 Gew.-% oder weniger, bevorzugt 1 bis 0,001 Gew.-%, mehr bevorzugt 0,1 bis 0,01 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Haftvermittlers, vorhanden.

Die Auftragungsart der Haftvermittlerschicht ist erfindungsgemäß nicht beschränkt. Es können alle herkömmlichen Beschichtungsprozesse verwendet werden.

In Ausführungsformen erfolgt das Beschichten über einen Nassbeschichtungsprozess. Dabei wird der Haftvermittler in flüssiger Form aufgetragen, z.B. als Lösung, Dispersion, Suspension oder Emulsion. Die Konzentration des Haftvermittlers ist nicht limitiert und liegt z.B. im Bereich von 1 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 70 Gew.-%, mehr bevorzugt 20 bis 50 Gew.-%. Die Art des Nassbeschichtungsprozesses ist erfindungsgemäß nicht limitiert. Geeignete Nassbeschichtungsprozesse sind in Stand der Technik bekannt. Bevorzugt erfolgt das Aufträgen über einen Tauch-, Sprüh- oder Spritzprozess. Es sind aber auch alle anderen gängigen Applikationsweisen erfindungsgemäß umfasst. Nassbeschichtungsprozesse erlauben eine gleichmäßige, effektive und kostengünstige Auftragung der Haftvermittlerschicht.

Insbesondere liegt der Haftvermittler beim Nassbeschichtungsprozesses in der Form einer wässrigen Lösung vor, wobei das das Lösungsmittel Wasser umfasst. Die Art des Lösungsmittels kann aber variiert werden. Insbesondere sind Lösungsmittelmischungen erfindungsgemäß umfasst, wie z.B. Gemische aus Wasser und Alkoholen, wie Ethanol, Isopropanol oder t-Butylalkohol. Die Mischungsverhältnisse sind nicht limitiert und liegen z.B. im Bereich von 90:10 bis 10:90, bevorzugt von 80:40 bis 20:80, mehr bevorzugt von 60:40 bis 40:60 (Wasser : Alkohol). So ist eine besonders kostengünstige, effektiver und umweltfreundliche Auftragung möglich. Analog dazu kann der Haftvermittler in der Form einer wässrigen Dispersion, Suspension oder Emulsion vorliegen.

Im Fall einer Applikation der Haftvermittlerschicht über einen Nassbeschichtungsprozess umfasst das Verfahren bevorzugt weiter einen Schritt des Trocknens des beschichteten Bauteils vor dem Emaillieren. Das Trocknen kann zum Beispiel bei Temperaturen über Raumtemperatur von 21 °C erfolgen, wie z.B. im Bereich von 30 bis 200 °C, bevorzugt bei 50 bis 100 °C. Die Trocknung kann z.B. mit IR-Bestrahlung oder mit heißer Luft erfolgen. Dies erlaubt eine kostengünstige und schnelle Verfahrensführung, wobei sich insbesondere Stahlbauteile mit einer komplexen dreidimensionalen Geometrie (z.B. mit Hinterschneidungen) gut beschichten lassen.

In einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform der Nassbeschichtung erfolgt die Beschichtung in einer kommerziell erhältlichen, serienmäßigen Tauch- oder Spritzwaschanlage. Dabei wird das Verfahren so durchgeführt, dass nach dem Waschen und ggf. Vorbehandeln des Stahlsubstrats die Applikation der Haftvermittlerschicht im Spülbad einer bestehenden Waschanlage erfolgt. Anschließend erfolgt ein Trocknen in der Trocknungsstufe der Emaillierungswaschanlage und die Applikation der Emailschicht. Dies hat den Vorteil, dass die Trocknungsstufe der Waschanlage für das Trocknen der Haftvermittlerschicht benützt werden kann und keine zusätzliche Trocknung nach dem Aufbringen der Haftvermittlerschicht nötig ist. Diese Ausgestaltung des Verfahrens ist deswegen aus energetischer Sicht besonders vorteilhaft. Alternativ zum Nassbeschichtungsprozess kann in Ausführungsformen das Beschichten über einen Pulverbeschichtungsprozess erfolgen. Geeignete Prozessbedingungen für Pulverbeschichtungen sind allgemein bekannt und erfindungsgemäß nicht limitiert. Das Aufträgen in Form einer Pulverbeschichtung hat den Vorteil, dass die Beschichtung sehr effektiv, kostengünstig und mit wenig apparativem Aufwand durchgeführt werden kann. Insbesondere entfällt bei einer Pulverbeschichtung der Schritt des Trocknens, der bei einem Nassbeschichtungsprozess nötig ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren weiter einen Schritt des Reinigens des Stahlbauteils vor dem Beschichten. Geeignete Reinigungsprozesse sind erfindungsgemäß nicht limitiert. Bevorzugt ist der Schritt des Reinigens aber ausgewählt aus der Gruppe umfassend Waschen, Glühen, Entfetten, Beizen oder Kombinationen davon. So kann eine besonders effektive und kostengünstige Reinigung erfolgen.

Die Substratoberfläche kann vor dem Aufbringen des Haftvermittlers auch mechanisch, beispielsweise durch einen Strahlprozess unter Verwendung von Glasgranulat oder Korund, aufgeraut oder anderweitig chemisch oder physikalisch behandelt werden, um eine verbesserte Haftung zu erzielen. Alternativen zur mechanischen Aufrauhung sind beispielsweise Beizen, Ätzen, Bedampfen, Erodieren oder Fräsen. Daneben werden gegebenenfalls die zu beschichtenden Substrate zur Entfernung von Schmutz- und Fettresten durch Eintauchen der Substrate in Reinigungsbäder, beispielsweise gefüllt mit einer üblichen Detergenzlösung, gereinigt. Gegebenenfalls kann dieser Prozess durch Applikation von Ultraschall unterstützt werden.

Die Schichtdicke der resultierenden Haftvermittlerschicht ist erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. In Ausführungsformen wird die Haftvermittlerschicht in einer Schichtdicke im Bereich von 25 pm oder weniger, bevorzugt 0,01 -20pm, mehr bevorzugt 0,05-15 pm, weiter bevorzugt 0,1-10pm aufgetragen. Dadurch lässt sich eine hervorragende Haftung in Kombination mit einer effektiven und kostengünstigen Verfahrensführung erzielen. Die Schichtdicke der Haftvermittlerschicht wird mittels Weißlicht-Interferenz oder Röntgenfluoreszenz gemessen.

Emaillierprozesse zum Applizieren der Emailschicht, wie Prozessbedingungen und Edukt- und Emailzusammensetzungen, sind herkömmlich bekannt und werden hier nicht weiter erläutert. Email im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Masse mit anorganischer Zusammensetzung, meist auf der Basis von Silikaten und Oxiden, die durch Schmelzen, Sintern oder Fritten, was einen kurz vor dem Zusammenschmelzen abgebrochenen Schmelzvorgang bedeutet, in meist glasig erstarrter Form hergestellt wird. Diese Masse wird, manchmal mit Zusätzen, in der Regel in einer oder mehreren Schichten auf ein Trägermaterial aufgebracht und bei hohen Temperaturen und kurzer Brenndauer geschmolzen, wobei meist ein Überzug des Trägermaterials angestrebt wird.

Die Schichtdicke der resultierenden Emailschicht ist erfindungsgemäß nicht eingeschränkt. In Ausführungsformen wird die Emailschicht in einer Schichtdicke im Bereich von 1 mm oder weniger, bevorzugt 1-500 pm, mehr bevorzugt 5-250 pm, weiter bevorzugt 10-180 pm aufgetragen. Dadurch lassen sich besonders gute chemische und mechanische Eigenschaften des Emails, eine hervorragende Haftung zum Substrat in Kombination mit einer effektiven und kostengünstigen Verfahrensführung erzielen. Die Schichtdicke der Emailschicht wird mittels mikroskopisch an einem Querschliff gemessen.

Die Erfindung umfasst weiter ein emailliertes Stahlbauteil, das mit dem oben beschriebenen Verfahren erhältlich ist. Das erfindungsgemäße Stahlbauteil unterscheidet sich strukturell von emaillierten Stahlbauteilen, die mit den oben beschriebenen herkömmlichen Verfahren hergestellt wurden. Deswegen besitzen die erfindungsgemäßen emaillierten Stahlbauteile eine verbesserte Haftung des Emails zum Stahlsubstrat, auch bei einer geringen Gesamtmenge an Haftmetall. Deswegen kann eine Vielzahl von Stahlsorten als Substrat eingesetzt werden. Weiter weist das emailliertes Stahlbauteil eine hervorragende chemische und mechanische Stabilität, wie Beständigkeit gegenüber Chemikalien, Wasser oder Dampf, Korrosionsbeständigkeit, Kratzfestigkeit oder Reinigbarkeit, auf. Das emaillierte Stahlbauteil ist zusätzlich für eine Vielzahl von Verwendungen, insbesondere für Verwendungen in Lebensmittelkontaktbereich, geeignet.

Emaillierte Stahlbauteile gemäß der vorliegenden Erfindung sind für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet. Insbesondere können die emaillierten Stahlbauteile in einem Küchengerät, bevorzugt einem Backofen, insbesondere als Backrohr, Backblech oder Mulde, sowie als Zubehörteil in oder am Garraum, wie z.B. Heißluftleitbleche, Grillroste, Grillspießgestänge, Aufnahmegitter für Backbleche, Teleskopauszüge, Schwadenleisten, und/oder Luftausblasblenden verwendet werden.