專利名稱：炊具涂覆層系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及加以涂復(fù)的炊具，特別地涉及一種具有不產(chǎn)生刮痕的不粘涂復(fù)層的炊具。
人們一直在想獲得一種不產(chǎn)生刮痕的不粘涂復(fù)層的炊具。已進(jìn)行過的努力是采用一種較硬的輔助性耐熱樹脂，包括全氟化碳聚合物樹脂，例如聚四氟乙烯(PTFE)，四氟乙烯與六氟丙烯的共聚物，已知的有氟化乙烯-丙烯(FEP)，或全氟烷基乙烯基醚與四全基乙烯的共聚物。雖在炊具與工業(yè)涂復(fù)層中還采用了各種顏料與填充劑，包括云母與膠態(tài)硅膠，但理想的防劃痕炊具涂復(fù)層仍未制成。
本發(fā)明提供了一種炊具，它具有涂復(fù)有抗劃痕不粘涂復(fù)層系統(tǒng)的金屬基底，其中上述涂復(fù)層系統(tǒng)具有施于金屬基底上的底涂層，粘附在上述底涂層上的中涂層與粘附在上述中涂層上的表面涂層。
上述底涂層包括約15至35重量百分比的煅燒氧化鋁，其顆粒平均直徑小于20微米;重量百分比約為35至70的全氟化碳聚合物，后者包括重量百分比為50至70的聚四氟乙烯與重量百分比為50至30的共聚物，該共聚物從氟化乙烯-丙烯和與四氟乙烯共聚的全氟烷基乙烯基醚中選出;以及約15至30重量百分比的輔助熱穩(wěn)定聚合物，它們選自聚酰胺一酰亞胺、聚苯撐硫與聚醚砜。
上述中間涂層包括有重量百分比為10至20的煅燒氧化鋁;重量百分比為90至80的全氟化碳聚合物，該聚合物中聚四氟乙烯與所述共聚物的重量百分比為80-90∶20-10;以及上述表面涂層為聚四氟乙烯。
本發(fā)明也提供制成該基底上的涂復(fù)層的方法。底涂層的涂布是采用常規(guī)方法，例如噴涂后再加以干燥以基本上除去所有的水份來防止從內(nèi)部產(chǎn)生損害，底涂層的干膜厚度(DFT)范圍為13至22.5μm，最好是17.5至20μm。而后中間涂層與表面涂層作濕式涂布并無須專門進(jìn)行過分干燥，其占厚度DFT值最好為32.5至45μm，表面涂層的DFT值最好為7.0至10μm，中間層最好平衡在7.5至10μmDFT之間。底涂層DFT值為中間層DFT值的1.5至2倍。
本發(fā)明涉及的是在底涂層中使用25-35%高百分比的微粒(平均小于10μm或最好是約3至5μm)煅燒氧化鋁陶瓷，同時仍保持膜層對基底的粘性比在不含瓷的20μm至13μm的底涂層可達(dá)到的更高。所達(dá)到的這種膜厚在與含10-25%的同樣的氧化鋁的中涂層相接合時不會發(fā)生起泡現(xiàn)象。共聚物可以使中涂層與底涂層之間的層間粘性得以維持。這種聯(lián)結(jié)增加了在該體系中涂復(fù)在底涂層上的最上膜層構(gòu)造中填料百分率。該基底層包含有PTFE/FEP或PFA的氟聚合同聚物/共聚物(最佳比率為60/40)，以實現(xiàn)在底涂層中的粘結(jié)，而在中涂層中含有PTFE/PFA的同聚物/共聚物混合體(最佳比率為85/15)以保持層間粘結(jié)。對現(xiàn)有體系的改進(jìn)取決于使用下述的指定為AIHAT(家庭中加速破壞試驗)的烹調(diào)試驗。
下面的表格所示的成份最好用來制造三涂層。其中“%干基重”是最終的涂復(fù)體系的量值。在組份中的“濕基重”在表示百分率方面不是標(biāo)準(zhǔn)化的。“%固形物”是指組分。它們的混合和應(yīng)用屬于現(xiàn)有技術(shù)?；椎闹苽淇梢越柚F(xiàn)有技術(shù)，例如蝕刻、擦砂或噴砂、燒結(jié)、硬涂層陽極處理、火焰或等離子噴涂，或它們的組合。在本試驗中所使用的基底是采用噴砂以達(dá)到4.5至5μm的表面起伏。所用的PTFE是杜邦的分散系T30，F(xiàn)EP是杜邦的分散系TE9075。PFA是采用粘度為20至40×105泊[20至40×104帕秒]的溶液。在涂復(fù)中涂層與表面涂層之前要對底涂層進(jìn)行干燥以除去水份，而往中涂層上涂復(fù)表面涂層時，并不需要先對中涂層加以干燥，在該涂層系形成之后以通常的技術(shù)方式使其固化，例如427℃的溫度下處理5分鐘。每一涂層所施加的劑量予以調(diào)整至得到所要求的DFT。雖在固化后對底涂層與中涂層的厚度加以測量會很困難，但在制作過程中時底涂層的DFT是已知的。表面涂層的DFT則易于測量。
底涂層組分濕基重%固形物%干基重糠醇1.6聚酰胺酸的AITine鹽15.92918.24去離子水40.8--PTFE分散系10.96025.90FEP分散系8.15517.65氧化鋁分散系12.05023.75群青分散系3.0526.17氧化鐵分散系0.3550.66碳黑分散系4.1254.07膠態(tài)硅膠3.2303.56100.00
底涂層組份濕基重%固形物%干基重PTFE分散系47.660.067.11PFA8.460.011.84碳黑分散系4.225.02.47去離子水4.2--氧化鋁分散系13.550.015.86群青分散系0.552.00.61辛酸鈰,表面活化劑溶液10.55.0-聚丙烯分散系-可分解聚合物10.240.0-TiO2涂復(fù)云母薄片 0.9 - 2.11100.00底涂層組份濕基重%固形物%干基重PTFE分散系71.560.099.0去離子水2.0--TiO2涂復(fù)云母 0.4 - 1.0辛酸鈰,表面活化劑12.05.0-聚丙烯分散系-可分解聚合物13.440.0-該AIHAT試驗包括一系列使用普通家用金屬廚具(叉、刮勺、攪拌器、刀子)的高熱烹煮(246-274℃)循環(huán)。本發(fā)明與先有的市場上的廚具涂復(fù)系統(tǒng)相比提供了最好的防止擦傷和刮痕的能力。刮痕系指一種實際上并不使涂層產(chǎn)生實質(zhì)上的變形的擦傷，它就象確實的擦傷同樣可見并在此處加以相同處理。加強了高結(jié)構(gòu)性能的底涂層與加強的中涂層可用于涂復(fù)通常的表面涂層，它被認(rèn)為是可以使用并仍能減少擦傷。
AIHAT過程過程1-雞蛋。
A.把整個雞蛋注于溫度為260-274℃的平底鍋中心。煎炸3分鐘。用金屬刮勺掀動。再煎另一面1分鐘。再掀動雞蛋5次。用刀把雞蛋切成9個相等的小塊。記下溫度。把蛋移出。(所有用刮勺的掀動以一擊完成)B.使用120cc1B混合物(下面描述)。注入平底鍋后用4齒叉攪炒，共作圓周動作60次。保持叉與鍋之間的角度為90°。用高壓熱水把蛋從平底鍋中除去。
過程2-漢堡牛肉餅與蕃茄醬。
A.把平底鍋熱至246-260°。把解凍的1/2漢堡牛肉餅煎3分鐘。用金屬刮勺掀動。把漢堡牛肉餅置于鍋邊。用金屬叉在涂層表面以“Z”字型運動方式攪動10次，再以反“Z”方向攪動10次。叉的角度為90°。
B、加入180cc蕃茄醬2B(下面描述)，用攪拌器攪動并烹調(diào)至體積減少至1/3，攪動時運行路線為曲折形，共50次。使用接觸式高溫計來測量平底鍋中心與連接把手的側(cè)壁處之間的中點處的溫度。
10次烹煮循環(huán)伴隨兩次洗碗機循環(huán)。第一次洗滌在10次烹煮循環(huán)中完成，而第二次在10次烹煮循環(huán)結(jié)束時進(jìn)行。然后作出評估。
1B.混合物470cc水;
2打雞蛋;
120克鹽;
用攪拌器混合。
2B.蕃茄醬120克鹽;
用水稀釋成3.8升制品;
徹底攪勻。
AIHAT試驗結(jié)果評價用數(shù)字分為10級，10為最佳，以有經(jīng)驗的試驗者的判斷為基礎(chǔ)抗刮痕等級系統(tǒng)A3-4系統(tǒng)B5-6系統(tǒng)C7-8本發(fā)明9
權(quán)利要求
1.一種炊事用具，具有金屬基底，其中涂復(fù)有抗刮痕不粘涂復(fù)層系統(tǒng)，該涂復(fù)層系統(tǒng)由涂復(fù)于金屬基底上的底涂層，粘附于上述底涂層之上的中涂層與粘附于上述中涂層之上的表面涂層構(gòu)成，上述底涂層包括約15至35重量百分比的呈平均直徑小于20微米的顆粒狀的煅燒氧化鋁；重量百分比約為35至70的全氟化碳聚合物，后者包括重量百分比為50至70的聚四氟乙烯與重量百分比為50至30的共聚物，該共聚物從氟化乙烯-丙烯和與四氟乙烯共聚的全氟烷基乙烯基醚中選出；以及重量百分比為約15至30的輔助穩(wěn)定聚合物，它們選自聚酰胺-酰亞胺、聚苯撐硫與聚醚砜，上述中涂層包括有重量百分比為10至20的上述氧化鋁；重量百分比為90至80的上述全氟化碳聚合物，聚四氟乙烯與上述共聚物的重量百分比為80-90∶20-10，以及上述表面涂層為聚四氟乙烯。
2.按權(quán)利要求1的用具，其中底涂層中的全氟化碳聚合物包括約55-65%的聚四氟乙烯與約45-35%的共聚物。
3.按權(quán)利要求2的用具，其中共聚物為氟化乙烯-丙烯。
4.按權(quán)利要求3的用具，其中共聚物為全氟烷基乙烯基醚與四氟乙烯的共聚物。
5.按權(quán)利要求2的用具，其中底涂層的全氟化碳聚合物包括約60%的聚四氟乙烯與約40%的共聚物。
6.按權(quán)利要求1的用具，其中中涂層的全氟化碳聚合物包括約85%的聚四氟乙烯與約15%的上述共聚物。
7.按權(quán)利要求6的用具，其中共聚物為氟化乙烯-丙烯。
8.按權(quán)利要求6的用具，其中共聚物為全氟烷基乙烯基醚共聚物與四氟乙烯的共聚物。
9.按權(quán)利要求1的用具的制造方法，其中底涂層系噴涂而成并在施加中涂層之前加以干燥，整個涂層系統(tǒng)在提高的溫度下在涂層系統(tǒng)涂布完工后加以熟化。
10.按權(quán)利要求9的方法，其中噴涂在干燥的底涂層上以構(gòu)成中涂層與表面涂層的組合物為可分解的聚合物與在熟化過程中促進(jìn)聚合物分解的氧化催化劑。
11.按權(quán)利要求9的方法，其中底涂層的干膜厚度(DFT)為約13至22.5μm，而涂復(fù)系統(tǒng)的DFT約為32.5至45μm。
12.按權(quán)利要求11的方法，其中底涂層的DFT為中涂層的DFT的1.5至2.0倍。
全文摘要
金屬炊具，具有多層涂覆層系統(tǒng)。包括具有較多的Al
文檔編號C09D127/12GK1087579SQ93118819
公開日1994年6月8日 申請日期1993年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年8月28日
發(fā)明者K·巴特扎 申請人:納幕爾杜邦公司