BR102013004471A2 - Método de fabricação de um recipiente antiaderente para cozinhar alimentos, tal como panela para cozinhar ou artigo similar, dotado internamente de revestimento cerâmico - Google Patents

Abstract

MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM RECIPIENTE ANTIADERENTE PARA COZINHAR ALIMENTOS, TAL COMO PANELA PARA COZINHAR OU ARTIGO SIMILAR, DOTADO INTERNAMENTE DE REVESTIMENTO CERÂMICO. Trata-se de um método de fabricação de um recipiente antiaderente para cozinhar alimentos, tal como uma panela para cozinhar ou artigo similar, dotado internamente de revestimento cerâmico, que compreende as seguintes etapas: a- preparar um susbtrato de metal plano b- aquecer o dito substrato a uma temperatura compreendida entre 50<198>C e 80<198> C c- aplicar um revestimento de cerâmica do tipo SOL-GEL em forma líquida sobre pelo menos um primeiro lado do dito substrato d- secar o dito revestimento em aproximadamente 70<198> <sym> 10<198> para aproximadamente 6 a 8 minutos e- formar por fiação do dito substrato no formato final do dito recipiente para cozinhar f- polimerizar o dito revestimento cerâmico.

Description

“MÉTODO DE FABRICACÃO DE UM RECIPIENTE ANTIADERENTE PARA COZINHAR ALIMENTOS. TAL COMO PANELA PARA COZINHAR OU ARTIGO SIMILAR. DOTADO INTERNAMENTE DE REVESTIMENTO CERÂMICO”.

O presente pedido de patente para invenção industrial refere-se a

um método de fabricação de um recipiente antiaderente para cozinhar alimentos, tal como uma panela para cozinhar ou artigo similar, internamente dotado de revestimento cerâmico.

No estado da técnica, sabe-se sobre a aplicação interna de uma camada de revestimento antiaderente em um recipiente para cozinhar alimentos a fim de evitar que os alimentos grudem nas paredes do recipiente durante o cozimento.

De acordo com uma técnica conhecida, os ditos recipientes (que são tipicamente dotados de formato côncavo) são fabricados a partir de um disco de metal, tal como alumínio, que é primeiro formado por fiação e, então, aspergido internamente com uma ou mais camadas de PTFE.

Apesar de ser eficaz, tal técnica é prejudicada pelo tempo que é necessário para pintar o recipiente após a fabricação.

De fato, é intuitivamente evidente que tal operação de pintura é mais difícil e longa quando executada sobre o recipiente formado por fiação do que sobre o disco de metal plano que é o peça original usado para fabricar tal recipiente.

As técnicas de pintura sobre superfícies planas progrediram tanto que a aplicação de revestimento é mais conveniente economicamente e garante maior capacidade produtiva em relação à pintura executada sobre itens formados.

No que diz respeito à pintura em superfícies planas, as técnicas de revestimento por rolo e de revestimento por cortina permitem alcançar até mesmo maiores taxas de velocidade em relação à aplicação de revestimento com aspersão. Uma camada de revestimento particularmente interessante é um produto de cerâmica nanotecnológico obtido com a técnica SOL-GEL.

As características de tal revestimento serão discutidas em maiores detalhes na descrição abaixo.

De modo similar ao exemplo precedente com PTFE, o

revestimento de cerâmica é normalmente aplicado no interior do recipiente para cozinhar com aspersão após a formação por fiação do disco de metal (por exemplo, alumínio) no formato desejado.

Isso é necessário devido às características do revestimento de cerâmica serem tais que a alta fragilidade do dito material não permite a deformação do substrato de sustentação onde o dito revestimento é aplicado e, então, polimerizado (por meio de temperatura).

Além disso, em tal caso, portanto, as razões para a fabricação do recipiente através de formação por fiação do disco de metal primeiro e, então, 15 a aplicação do revestimento de cerâmica, são basicamente as mesmas que as do revestimento com PTFE; ademais, o fato de que o revestimento com SOLGEL é especialmente rígido dissuade qualquer outra possibilidade que forneça deformação do substrato onde o revestimento é aplicado.

O documento ns EP 1.080.806 revela um método para a produção 20 de um recipiente para cozinhar antiaderente, através do qual a superfície interna do substrato do recipiente é tratada com um revestimento antiaderente antes da formação do substrato revestido. Através disso, uma melhor integridade do revestimento é obtida, isto é, o revestimento não é sujeito à quebra ou dano durante a etapa de moldagem.

O documento ns U.S 4.607.512 revela um processo para

fabricação de um recipiente para cozinhar, em que um recipiente é formado através da aplicação de um revestimento de esmalte em uma parte central de um disco em branco. Um revestimento antiaderente com base em um polímero fluorado é aplicado em ambas as faces do disco em branco esmaltado.

O documento ns W02007/104258 revela uma composição de revestimento cerâmico antiaderente para utensílio de cozinha preparada a partir de materiais híbridos orgânico-inorgânico, incluindo sol de sílica, MTMS, FAS e PDMS usando o processo de sol-gel.

O documento ns W02010/123294 revela um método de processamento de recipiente para cozinhar que envolve a formação de uma camada de revestimento base sobre uma base e uma camada de impressão sobre a camada de revestimento base.

O propósito da presente invenção é o de superar tal método de fabricação de recipientes para cozinhar, que fornece a aplicação da camada antiaderente necessariamente após a formação por fiação.

O objeto da presente invenção é um método de fabricação de um recipiente antiaderente para cozinhar alimentos, tal como panela para cozinhar ou artigo similar, internamente dotado de revestimento cerâmico, de acordo com a primeira reivindicação anexa.

As características adicionalmente vantajosas são o objeto das

reivindicações dependentes, que são destinadas como uma parte integral da presente descrição.

Retornando ao revestimento usado para o método de fabricação de recipientes para cozinhar, de acordo com a presente invenção, em que o dito revestimento consiste em um produto de cerâmica nanotecnológica com a técnica SOL-GEL.

É um produto híbrido orgânico-inorgânico que combina as propriedades antiaderentes e a resistência química de um revestimento orgânico com a dureza excelente e o comportamento térmico de um revestimento fabricado a partir de um material cerâmico inorgânico e é extremamente adequado para entrar em contato com alimentos.

Tal revestimento é do tipo assim chamado “nanotecnológico” e é fabricado de acordo com a técnica “SOL-GEL”: a mesma forma, agrega e aumenta diretamente sobre a sustentação a partir de partículas nanométricas (10-9m, um milionésimo de um milímetro), ao contrário de esmalte vitrificado tradicional que é gerado a partir de pós com dimensões milhares de vezes maiores do que se fundem para formar um filme vítreo.

Tal revestimento é obtido a partir de um líquido orgânico em solução alcoólica, chamado “SOL” que, após algumas reações químicas, após ser aspergido sobre a peça e cozido no forno, o mesmo é primeiro convertido em um “GEL” e, então, torna-se cerâmica, com a evaporação do álcool.

As reações da técnica SOL-GEL são conhecidas por um especialista do campo e, portanto, são brevemente mencionadas na presente descrição.

O termo "SOL-GEL" indica uma suspensão coloidal com a

capacidade de solidificar através da formação de um gel que é, então, aquecido para formar óxidos com alta pureza.

Tal técnica é conhecida e usada para a produção de cerâmicas, fabricação de partes através de moldagem, produção de aerogel e revestimentos muito finos de óxidos de metal.

A SOL é composta de partículas sólidas com diâmetro de algumas centenas de nanômetros, usualmente sais de metal inorgânico, silício nesse caso, suspenso em fase líquida.

Em um processo sol-gel típico, a partir de uma suspensão coloidal (SOL), uma série de reações de hidrólise e polimerização leva as partículas a uma nova fasè, chamada GEL.

O esquema geral das reações da técnica SOL-GEL, que causam a formação do revestimento é mostrado abaixo:

i (hidrólise) |

-Si-O-CaH3 +H2O -- -Si-OH +C2H5OH

I ” I

I ( (condensação) ( (

- Si-O-C3Hs + - Si- OH =±: -Si-O-Si- + CaHsOH

I I I I

O material de revestimento é um silicato (e, portanto, revestimento do tipo cerâmico) com as seguintes características:

- antiaderente: o revestimento é caracterizado pela alta compacidade, ausência de porosidade e alta hidrofobicidade de superfície;

- alta resistência à temperatura: o revestimento não se decompõe e não é danificado ao ser exposto a temperaturas altas durante um longo

tempo, ademais, mesmo em caso de superaquecimento, o mesmo não gera fumaça e resiste de modo excelente a choques térmicos;

- aderência e resistência a arranhões: o revestimento adere em qualquer tipo de alumínio dotado de perfil de dureza adequado ou outro

material de metal escolhido para fabricar o fundo e o revestimento e resiste de modo excelente a arranhões;

- resistência química: o revestimento resiste à lavagem com sabão e também em lavadora de pratos a temperatura alta e ao teste de corrosão de sal;

- resistência à abrasão: o revestimento resiste aos testes de

abrasão tradicionais.

Uma vantagem adicional de tal material é que o mesmo se polimeriza em forno de secagem a 200°C reduzindo, assim, os custos com energia e limitando o dióxido de carbono (C02) no meio ambiente.

A ideia da presente invenção é aplicar o revestimento de

cerâmica ao substrato de metal plano, em forma líquida, e secá-lo a uma temperatura de 70°±100C.

De tal maneira que o revestimento não se polimerize até uma situação de reticulação completa e final e preserve relativa elasticidade de modo que o mesmo possa seguir a curvatura do material base sobre o qual o mesmo é aplicado, sem quebra ou dano.

Ademais, a reticulação parcial que se segue ao dito aquecimento forma superficialmente um filme altamente resistente com boas propriedades antiaderentes, que pode resistir à tensão mecânica típica de formação por fiação. Assim, o revestimento da invenção pode ser aplicado a um disco de metal que será subsequentemente formado por fiação superando, assim, os problemas dos métodos conhecido no estado da técnica.

A polimerização completa, que é necessária para que o revestimento tenha as características típicas acima mencionadas que se originam a partir da reticulação completa, é obtida após formar, através da passagem no forno de cozimento na temperatura conhecida para tal tipo de materiais.

O método de fabricação da presente invenção para a produção de tal recipiente para cozinhar, em um formato básico, compreende pelo menos as seguintes operações:

a- preparar um disco de metal;

b- aquecer o dito disco de metal a uma temperatura compreendida entre 50°C e 80°C c- aplicar um revestimento de cerâmica do tipo SOL-GEL em

forma líquida sobre pelo menos um lado do dito disco de metal;

d- secar o dito revestimento a aproximadamente 70° ±10°C por aproximadamente 6 a 8 minutos;

e- formar por fiação o dito disco no formato final do dito recipiente para cozinhar;

f- polimerizar o dito revestimento cerâmico.

Preferencialmente, a operação de aquecimento b) do dito substrato é executada a uma temperatura compreendida entre 60°C e 70°C.

Se o recipiente for projetado para ter as paredes externas dotadas de revestimento, operações adicionais podem ser fornecidas sobre o lado externo do disco, que é o lado adaptado para ser a superfície externa do recipiente, tal como:

a1- preparar um lado externo do dito disco por meio de Iixamento a2- aplicar um revestimento adicional sobre o dito lado externo do

disco; a3- fixar através de cozimento o disco do dito revestimento

adicional.

As operações a1) a2) a3) são preferencialmente executadas antes da dita operação b).

Em algumas versões diferentes, a operação c) é precedida pela

preparação do lado interno, em que o revestimento de cerâmica do tipo SOLGEL em forma líquida é aplicado.

Tal preparação é a mesma que a operação a1) para a preparação do lado externo do disco e fornece:

a1- preparar um lado interno do dito disco por meio de lixamento.

Referindo-se às operações a2) e c) para aplicação de um revestimento, que são também a uma adicional à operação a2) (adaptada para ser aplicada sobre a superfície externa do recipiente) e a uma dentre o tipo SOL-GEL em forma líquida (adaptada para ser aplicada sobre a superfície 15 interna do recipiente), o método de aplicação é um dentre os métodos conhecidos para aplicação sobre superfícies planas, tais como revestimento por rolo, revestimento por cortina ou aspersão em uma ou mais camadas de acordo com a espessura requerida.

Obviamente, modificações podem ser fornecidas no método 20 acima mencionado relevantes à adição de operações especiais (decoração por serigrafia, decoração por tampão ou outros tipos de decoração, além de camadas de finalização); ademais, apesar ter sido feito referência a um disco de metal, tal substrato de metal plano pode também ter um formato diferente, tal como retangular, oval ou formato similar, correspondente aos recipientes 25 com formatos diferentes do cilíndrico, tal como, por exemplo, assadeiras retangulares, panelas de gotejamento ou artigos similares.

Claims (5)

1. Método de fabricação de um recipiente antiaderente para cozinhar alimentos, preferencialmente uma panela para cozinhar ou artigo similar, internamente dotado de revestimento cerâmico, CARACTERIZADO pelo fato de compreender pelo menos as seguintes etapas: a- preparar um substrato de metal plano; b- aquecer o dito substrato a uma temperatura compreendida entre50 0C e 80°C; c- aplicar um revestimento de cerâmica do tipo SOL-GEL em forma líquida sobre pelo menos um primeiro lado do dito substrato; d- secar o dito revestimento a 70° ±10°C por um tempo compreendido entre 6 e 8 minutos; e- formar por fiação o dito substrato no formato final do dito recipiente para cozinhar; f- polimerizar o dito revestimento cerâmico.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de também compreender as seguintes etapas: a1- preparar um segundo lado do dito substrato por meio de lixamento; a2- aplicar um revestimento adicional sobre o dito segundo lado; a3- fixar o dito revestimento adicional através de aquecimento do dito substrato, sendo que as ditas etapas a1) a2) a3) são preferencialmente executadas antes da dita etapa b).

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de também compreender a seguinte etapa: b2- preparar o dito primeiro lado por meio de lixamento; sendo que a dita etapa b2) é executada antes da dita etapa c).

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa para a aplicação de revestimento compreende um ou mais revestimento por rolo e/ou revestimento por cortina e/ou operações de aspersão.

5.Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita etapa de aquecimento b) do dito substrato é executada a uma temperatura compreendida entre 60°C e 70°C