EP0839216B1 - Procede de production d'un revetement anti-adhesif et objets pourvus d'un tel revetement - Google Patents

Procede de production d'un revetement anti-adhesif et objets pourvus d'un tel revetement Download PDF

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EP0839216B1
EP0839216B1 EP95938434A EP95938434A EP0839216B1 EP 0839216 B1 EP0839216 B1 EP 0839216B1 EP 95938434 A EP95938434 A EP 95938434A EP 95938434 A EP95938434 A EP 95938434A EP 0839216 B1 EP0839216 B1 EP 0839216B1
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coating
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layer
metal surface
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Fissler GmbH
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B05D5/08—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface
    • B05D5/083—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface involving the use of fluoropolymers
    • B05D5/086—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures to obtain an anti-friction or anti-adhesive surface involving the use of fluoropolymers having an anchoring layer

Definitions

  • the invention relates to a method for generating a Non-stick coating on the surface of a proportionate soft metal substrate according to claim 1 and one thereafter manufactured article according to claim 24.
  • DE-AS 15 46 934 describes a method for forming a Polytetrafluoroethylene protective layer on cleaned and anodized aluminum objects known in which after cleaning the metal surface a strong intermediate etching treatment in hydrochloric acid and an anodic oxidation is carried out according to the direct current sulfuric acid method, around both the surface abrasion resistance and the scratch resistance and thus the lifespan of the polytetrafluoroethylene layer to increase.
  • the etching treatment produces in the Undercut hollows, their Walls by anodizing with an anodized layer of hard to be coated.
  • the anodized layer is in turn porous and absorbent and takes the protective layer made of polytetrafluoroethylene good on. With the anodic oxidation the in itself a soft surface of the undercut cavities Hardness, the abrasion and the applied protective layer Scratch resistance there.
  • EP-OS 0 424 072 describes a process for the production of an aluminum cookware with a non-stick layer Known for contact with the food, at which a Aluminum substrate at least in the surface area of the to be applied roughened and then anodized becomes.
  • the non-stick layer is then immediately on the anodized surface applied, to improve the Abrasion resistance and scratch resistance the anodization layer generated by hard anodization and the hard anodization layer with a thickness between 15 and 50 ⁇ m.
  • the non-stick layer can be polytetrafluoroethylene (PTFE).
  • the surface roughness is determined by means of etching or sandblasting generated only to improve liability.
  • EP-OS 0 594 374 describes a method for forming a Surface of a cooking vessel facing a cooking material with a Discloses aluminum substrate in which the aluminum substrate first hard anodized, then preferably a layer of material made of ceramic, aluminum oxide or stainless steel sprayed on and then applied a non-stick layer is, the spray layer in the form of hemispherical Particle is formed, whereby the anchoring effect for the non-stick layer is to be improved.
  • EP-OS 0 365 485 discloses a method for producing a non-stick coating in which an aluminum / titanium oxide layer is sprayed onto a surface of a vessel roughened by sandblasting at a temperature of the vessel of at least 400 ° C. After cooling, a fluoropolymer layer is applied and sintered at over 300 ° C.
  • the "roughness depth" which is not defined in more detail, should be between approximately 100 and 200 ⁇ m.
  • a similar process is known from GB-A-2 277 466, in which the roughness depths R a are 4.5-5.5 ⁇ m and 5.0-8.0 ⁇ m, respectively.
  • the object of the present invention is a method and to propose an object manufactured thereafter which is a high quality of the non-stick layer due to functional separation regarding abrasion resistance and scratch resistance is achieved. This task is carried out with the characteristics of Claim 1 solved.
  • R a , R y , P c and t p are the quantities defined in DIN 4762 and 4768 (for determination using the tactile cut method) for the arithmetic mean roughness (R a ), the ten-point height (R z ) and the maximum profile height (R y ), the peak number (P c ) and the profile load share (t p ) (synonymous with the material share M r ).
  • R a is the arithmetic mean of the absolute values of the profile deviations within a reference distance
  • R z is the mean of the absolute values of the heights of the five highest profile peaks and the absolute values of the depths of the five deepest profile troughs within a reference distance
  • R y is the distance between the line of the profile tips (upper contact line) and the line of the profile valleys (lower contact line) within a reference distance
  • P c is the parameter (used by many manufacturers) for the number of profile features per cm that exceed the set upper cutting level and subsequently fall below the lower one
  • t p that in% of the ratio of the load-bearing length of the profile to the reference distance at a certain cutting level.
  • the brackets behind P c indicate the bandwidth determined by the lower and upper cutting level in ⁇ m.
  • Layers that are both wear-resistant and non-stick are designed so that two different Different layers on top of each other or next to each other Perform functions.
  • This principle of separation of functions will used in an optimal manner according to the invention by on a relatively soft (metallic) substrate with (according to roughness depth and the load-bearing component) of a roughness created in a hard material layer (one or more layers) is applied.
  • a hard material layer On this hard material layer then becomes a non-stick layer (one or multilayer), preferably made of a fluorocarbon resin applied, which is particularly in the wells of Hard material layer.
  • the exposed surface of the Non-stick layer can affect the surface roughness Compensate the hard material layer more or less, d. H. e.g. B. also be flat.
  • the hard material tips take over the function of power transmission, while the majority of the area (90 to 99%) the Non-stick effect takes over.
  • the non-stick coating optimal abrasion resistance properties, Scratch resistance and non-stick effect are given.
  • the relatively small one but not too low a share of the surface so that a least possible damage to the non-stick layer if not too large areas between two tips of the roughened Surface is reached.
  • the metal substrate for example shaped the metal substrate, then to achieve the desired one Roughness blasted, the blasted surface possibly chemically cleaned or pickled, then the hard material layer generated or applied, and then the non-stick layer, for example. made of polytetrafluoroethylene (PTFE) or the like. Non-stick systems applied and finally baked or sintered.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the non-stick coating produced with the method according to the invention is not only ideal as an interior pan coating, but also for other household appliances, such as irons, cake and casserole dishes, as well as for machine elements, where there is non-stick effect and wear resistance arrives, as with rollers, injection or casting molds and the like ..

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Claims (25)

  1. Procédé de production d'un revêtement anti-adhésif sur la surface d'un substrat métallique relativement doux, dans lequel on dépolit la surface métallique et on la garnit d'une couche de matériau à résistance mécanique élevée mono- ou multicouche puis d'une couche anti-adhésive mono- ou multicouche, la rugosité de surface de la surface métallique et/ou de la couche de matériau à résistance mécanique élevée satisfaisant aux valeurs caractéristiques suivantes :
    Ra
    compris entre 8 et 30 µm ; et
    Pc (1, 3)
    compris entre 20 et 45 1/cm ; et
    Tp [10%]
    compris entre 1 et 3 %,
    Ra étant la rugosité moyenne arithmétique, Pc le nombre de crêtes et tp le pourcentage de portée du profil selon DIN 4762.
  2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la couche de matériau à résistance mécanique élevée est formée par conversion de la surface métallique ou en tant que couche thermique projetée, et la rugosité de surface de la couche de matériau à résistance mécanique élevée satisfait, en raison du dépolissage de la surface métallique, aux valeurs caractéristiques suivantes :
    Ra
    compris entre 8 et 15 µm (couche de conversion) ou compris entre 10 et 25 µm (couche thermique projetée) ; et
    Pc (1, 3)
    compris entre 25 et 40 1/cm (couche de conversion) ou compris entre 20 et 45 1/cm (couche thermique projetée) ; et
    Tp [10%]
    compris entre 1 et 2 (couche de conversion) ou entre 1 et 3 (couche thermique projetée).
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la hauteur sur dix points Rz, en tant que valeur caractéristique de la rugosité de surface de la surface métallique et/ou de la couche de matériau à résistance mécanique élevée selon DIN 4762, est comprise entre 40 et 180 µm.
  4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel la hauteur de profil maximale Ry, en tant que valeur caractéristique de la rugosité de surface de la surface métallique et/ou de la couche de matériau à résistance mécanique élevée selon DIN 4762, est comprise entre 50 et 250 µm.
  5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, dans lequel le pourcentage de portée du profil tp [20 %], en tant que valeur caractéristique de la rugosité de surface de la surface métallique et/ou de la couche de matériau à résistance mécanique élevée selon DIN 4762, est compris entre 1 et 10 %.
  6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la couche de matériau à résistance mécanique élevée est formée par conversion de la surface métallique ou en tant que couche thermique projetée et la hauteur sur dix points Rz, en tant que valeur caractéristique de la rugosité de surface de la surface métallique selon DIN 4762, est comprise entre 40 et 80 µm (couche de conversion) ou entre 40 et 120 µm (couche thermique projetée).
  7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la couche de matériau à résistance mécanique élevée est formée par conversion de la surface métallique ou en tant que couche thermique projetée et la hauteur de profil maximale Ry, en tant que valeur caractéristique de la rugosité de surface de la surface métallique selon DIN 4762, est comprise entre 50 et 120 µm (couche de conversion) ou entre 50 et 150 µm (couche thermique projetée).
  8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel la couche de matériau à résistance mécanique élevée est formée par conversion de la surface métallique ou en tant que couche thermique projetée, et le pourcentage de portée du profil tp [20 %], en tant que valeur caractéristique de la rugosité de surface de la surface métallique selon DIN 4762, est compris entre 1 et 8 (couche de conversion) ou entre 1 et 10 (couche thermique projetée).
  9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel le substrat métallique est un substrat en aluminium, en alliage d'aluminium, en alliage de magnésium et/ou en alliage de cuivre.
  10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, dans lequel la couche de matériau à résistance mécanique élevée est formée par anodisation dure.
  11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10, dans lequel la couche anti-adhésive se compose d'une résine de fluorocarbone.
  12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel la couche anti-adhésive se compose de polytétrafluoroéthylène (PTFE), d'un copolymère de tétrafluoroéthylène-hexafluoropropylène (FEP) ou d'un copolymère de tétrafluoroéthylène-éthylène (ETFE).
  13. Procédé selon l'une des revendications 1 à 12, dans lequel la génération de la rugosité de surface de la surface métallique est réalisée par grenaillage avec un agent de grenaillage.
  14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel le grenaillage se fait par grenaillage par injection, par grenaillage au jet ou par grenaillage à turbine.
  15. Procédé selon la revendication 13 ou 14, dans lequel le grenaillage est réalisé avec un agent de grenaillage inorganique (céramique) ou de métal dur.
  16. Procédé selon l'une des revendications 13 à 15, dans lequel le grenaillage est réalisé avec Al2O3 (corindon, corindon mixte ou corindon raffiné), SiC ou CB4.
  17. Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, dans lequel le grenaillage de la surface métallique se fait au moyen d'un agent de grenaillage ayant une granulométrie au moins égale à K30 (50 à 700 µm).
  18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel la granulométrie est comprise entre K24 (595 à 841 µm) et K20 (841 à 1 190 µm).
  19. Procédé selon l'une des revendications 1 à 18, dans lequel la couche de matériau à résistance mécanique élevée est réalisée avec une épaisseur > 10 µm.
  20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel la couche de matériau à résistance mécanique élevée est réalisée avec une épaisseur comprise entre 30 et 100 µm.
  21. Procédé selon l'une des revendications 1 à 20, dans lequel la couche de matériau à résistance mécanique élevée est générée en tant que couche par anodisation, en tant que couche thermique projetée ou en tant qu'autre couche de conversion.
  22. Procédé selon la revendication 21, dans lequel la couche de matériau à résistance mécanique élevée est générée en tant que couche par anodisation dure, et la couche projetée est générée par métallisation à la flamme, par projection au plasma, par métallisation à la flamme à vitesse élevée et/ou par pulvérisation par détonation.
  23. Procédé selon l'une des revendications 1 à 22, dans lequel la surface à recouvrir est une surface interne de poêle.
  24. Objet comportant au moins une zone de surface qui présente un revêtement anti-adhésif selon l'une des revendications 1 à 23.
  25. Objet selon la revendication 24, caractérisé en ce qu'il est conçu en tant qu'équipement ménager, élément de machine, moule à injection ou moule de coulage.
EP95938434A 1995-11-08 1995-11-08 Procede de production d'un revetement anti-adhesif et objets pourvus d'un tel revetement Expired - Lifetime EP0839216B1 (fr)

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