具有配備有機(jī)礦物溶膠-凝膠涂層的表面的由聚碳酸酯制成的烹飪附件的制作方法
【專利說明】具有配備有機(jī)礦物溶膠-凝膠涂層的表面的由聚碳酸酯制 成的烹飪附件
[0001] 本發(fā)明總體涉及一種烹飪附件，尤其是在蒸汽式烹飪裝置中使用的烹飪附件，該 烹飪附件包括由聚碳酸酯制成的支撐部，所述支撐部具有至少一個(gè)用于與食物直接或間接 接觸的覆蓋有保護(hù)涂層的內(nèi)表面。本發(fā)明還涉及一種用于在由聚酯酸酯制成的支撐部的至 少內(nèi)表面上施加這種保護(hù)涂層的方法。
[0002] 首先，目的領(lǐng)域是用于蒸汽式烹飪裝置的烹飪附件（尤其是蒸汽式蒸煮器的筒、 柵欄和蓋），擴(kuò)展地是在能夠產(chǎn)生蒸汽的溫度下所使用的烹飪?cè)O(shè)備或附件（尤其是多功能 蒸煮器的蓋，又或者例如加熱機(jī)器或加熱攪拌器或混合器的加熱烹飪制備設(shè)備的碗、蒸汽 筐或蓋）
[0003] 這些附件通常由聚碳酸酯（PC)制成的支撐部構(gòu)成的。事實(shí)上，該聚合物具有透 明、輕便、抗沖擊的多種好的特性，以及良好的性價(jià)比等，但其還具有多種缺點(diǎn)：在熱且潮濕 的地方，PC傾向于引起雙酚A鹽析，需要避免其與食物的接觸。另外，聚碳酸酯傾向于容易 被劃破或弄臟。
[0004] 本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)聚碳酸酯保護(hù)涂層，其通過可容易工業(yè)化且不太貴的方法而 持久地克服了這些缺點(diǎn)。
[0005] 這些目的通過一種尤其用于在蒸汽式烹飪裝置中使用的烹飪附件而達(dá)到，所述烹 飪附件包括由聚碳酸酯制成的支撐部，所述支撐部具有至少一個(gè)用于與食物直接或間接接 觸的內(nèi)表面，其特征在于，溶膠-凝膠涂層覆蓋所述支撐部的所述表面，所述溶膠-凝膠涂 層是大密度有機(jī)礦物混合物涂層，所述溶膠-凝膠涂層呈現(xiàn)為包括由至少一種金屬聚烷氧 化物形成的基質(zhì)的材料的連續(xù)的薄層的形式，
[0006] 并且所述附件經(jīng)受等于或小于135°c的溫度的焙燒，所述溫度優(yōu)選地介于20°C和 135°C之間，并且更好地介于100°C和135°C之間，并且還更好地介于120°C和135°C之間。 [0007] 根據(jù)本發(fā)明的附件的溶膠-凝膠涂層是保護(hù)和保持涂層，所述保護(hù)和保持涂層還 具有很高的物理特性（尤其是疏水性）和機(jī)械特性（尤其是抗刮擦性）。另外，這種涂層是 透明的。
[0008] 有利地，所述金屬聚烷氧化物可在聚烷氧基硅烷中選擇。
[0009] 優(yōu)選地，所述聚烷氧基硅烷使用四乙氧基硅烷（TEOS)和/或甲基三乙氧基硅烷 (MTES)而獲得。
[0010] 更優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的溶膠-凝膠涂層可為聚烷氧基硅烷，所述聚烷氧基硅烷 使用四乙氧基硅烷（TEOS)和縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷而獲得，或者使用四乙氧 基硅烷（TEOS)以及由正辛基三乙氧基硅烷、1H，1H，2H，2H-全氟辛基三乙氧基硅烷和縮水 甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷的混合物而獲得。
[0011] 所加入的縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷僅允許改善所述溶膠-凝膠涂層的 柔性和撓性。
[0012] 另外，所述正辛基三乙氧基硅烷、1H，1H，2H，2H_全氟辛基三乙氧基硅烷和縮水甘 油醚氧基丙基三乙氧基硅烷的混合物允許增強(qiáng)溶膠-凝膠涂層的疏水性。
[0013] 有利地，根據(jù)本發(fā)明的溶膠-凝膠涂層還可包括至少一種膠態(tài)金屬氧化物，優(yōu)選 地，所述膠態(tài)金屬氧化物精細(xì)地分布在所述涂層的基質(zhì)中。該金屬氧化物通常呈聚合體的 形式，其尺寸小于1微米，甚至小于300或400納米。根據(jù)本發(fā)明的在溶膠-凝膠涂層的基 質(zhì)中的膠態(tài)金屬氧化物的存在允許獲得具有良好薄層凝聚力的薄層。
[0014] 作為可在根據(jù)本發(fā)明的溶膠-凝膠涂層中所使用的膠態(tài)金屬氧化物，尤其可引用 二氧化娃、氧化鋁、氧化鋪、氧化鋅、氧化軌和氧化錯(cuò)。
[0015] 有利地，使用膠態(tài)二氧化硅，所述膠態(tài)二氧化硅優(yōu)選地按照占所述溶膠-凝膠涂 層的總重量的至少20 %、更好地介于30 %和50 %之間且還更好地約40 %的重量而存在。膠 態(tài)二氧化硅的這種比例具有的效果是改善所形成的溶膠-凝膠涂層的機(jī)械性能（尤其是在 楊氏模量和由聚碳酸酯制成的支撐部的粘附性方面）。
[0016] 有利地，根據(jù)本發(fā)明的溶膠-凝膠涂層還可包括至少一種硅油，以便有利于在增 加稠密度之前在支撐部上涂抹溶膠。
[0017] 作為可在根據(jù)本發(fā)明的溶膠-凝膠涂層中所使用的硅油，可在苯基硅油、甲基苯 基硅油和甲基硅油中選擇。優(yōu)選地是在食用等級(jí)的范圍中所使用的硅油。
[0018] 優(yōu)選地，所述溶膠-凝膠涂層的薄層具有介于2和3 μ m之間的厚度。這種厚度足 夠用于涂層的保護(hù)性。由于在涂層中缺少顏料，這是方便的。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的附件可為蓋、烹飪支架、平底烹飪?nèi)萜?、汁液收集槽、具有可拆卸?不可拆卸的穿孔底部的蒸汽烹飪碗、蒸汽烹飪碗的可拆卸的穿孔底部、具有可拆卸的底部 的蒸汽烹飪碗的側(cè)壁。在烹飪碗的側(cè)壁類型的附件的情況中，由聚碳酸酯制成的支撐部?jī)H 部分地被溶膠-凝膠涂層覆蓋，而在烹飪碗的可拆卸底部類型的附件的情況中，所述支撐 部完全被覆蓋。
[0020] 本發(fā)明還涉及一種用于在烹飪附件的由聚碳酸酯制成的支撐部的至少一個(gè)表面 上施加有機(jī)礦物混合物的溶膠-凝膠涂層的方法，所述烹飪附件尤其用于在蒸汽式烹飪裝 置中使用，所述方法包括以下步驟：
[0021] i)如有需要，所述內(nèi)表面的處理；
[0022] ii)溶膠-凝膠合成物的制備，其包括：
[0023] -含水合成物A的制備，所述含水合成物A至少包括膠態(tài)金屬氧化物、溶劑，和可選 的至少一種硅油，所述溶劑至少包括乙醇；
[0024] -酸性溶液B的制備，所述酸性溶液B包括至少一種金屬醇鹽類型的前體；
[0025] -金屬醇鹽的溶液B與含水合成物A的混合，用于獲得溶膠-凝膠合成物SG，
[0026] iii)在所述內(nèi)表面上施加至少一層由步驟ii)所獲得的所述溶膠-凝膠合成物 SG ;然后
[0027] iv)如此通過步驟iii)被涂覆的所述附件在小于或等于135°C、優(yōu)選地介于20°C 和135°C之間、并且更好地介于100°C和135°C之間，并且還更好地介于120°C和135°C之間 的溫度下焙燒。
[0028] 包括由聚碳酸酯制成的支撐部的所述烹飪附件如前所限定。
[0029] 用于被溶膠-凝膠涂層覆蓋的所述支撐部的表面可在其涂覆之前經(jīng)受表面處理， 以便有助于涂層在所述支撐部上的粘附性。
[0030] 有利地，這種處理可由等離子或電暈類型的物理表面處理構(gòu)成，其具有的優(yōu)點(diǎn)是 方便溶膠的涂抹并且加強(qiáng)溶膠-凝膠涂層在支撐部上的粘附性（尤其通過表面的活化）。 這種處理還可由通過化學(xué)方法（尤其通過建立共價(jià)鍵）的表面處理構(gòu)成，例如通過浸入食 人魚溶液中〇1202和H #04的混合物）。
[0031] 涉及到溶膠-凝膠合成物的制備步驟ii)，其包括含水合成物A的制備步驟，該 含水合成物至少包括膠態(tài)金屬氧化物、溶劑，和可選的至少一種硅油，所述溶劑至少包括乙 醇。
[0032] 所述硅油和膠態(tài)金屬氧化物如前所述。
[0033] 基于乙醇的溶劑的存在的目的是改善含水合成物A與金屬醇鹽溶液B的兼容性。 作為根據(jù)本發(fā)明的含水合成物A中的溶劑，優(yōu)選地使用異丙醇。
[0034] 溶膠-凝膠合成物的制備步驟ii還包括酸性溶液B的制備步驟，酸性溶液B包括 至少一種金屬醇鹽類型的前體。
[0035] 作為前體，優(yōu)選地使用在由以下前體所構(gòu)成的組中所選擇的金屬醇鹽：
[0036] -滿足通式M1 (OR1) n的前體，
[0037] -滿足通式M2 (OR2) (H)R2'的前體，和
[0038] -滿足通式％(0馬)(11_2)1?3'2的前體，其中 ：
[0039] R1, R2，R3或 R 3' 表示烷基，
[0040] R2'表不烷基或苯基，
[0041] η是與金屬M(fèi)1,112或M 3的最大化合價(jià)對(duì)應(yīng)的整數(shù)，
[0042] M1, ]?2或 M 3表示在 Si，Zr，Ti，Sn，Al，Ce，V，Nb，Hf，Mg 或 Ln 中選擇的金屬。
[0043] 有利地，所述洛液B的金屬醇鹽是烷氧基硅烷。
[0044] 作為在本發(fā)明的方法的溶液B中使用的烷氧基硅燒，尤其可引用甲基三