JP5789000B2 - 三次元パターンを有する焦げ付き防止コーティングを備える加熱調理具 - Google Patents
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Description
−装飾の形成のために印加された磁場の線が、支持体の表面に平行している範囲に対応する範囲A、及び
−磁性粒子が、結果的に支持体の表面に実質的に垂直に配向されるように、装飾の形成のために印加された磁場の線が、支持体の表面に実質的に垂直である範囲に対応する範囲Bが識別される。
−耐熱性粒子形態であり少なくとも200℃に耐える少なくとも1種のフッ素樹脂に基づく少なくとも1種の組成物を調製するステップ(前記フッ素樹脂は、単独であるか、又は少なくとも200℃に耐える耐熱性接着用樹脂と混合されている)、
−前記支持体の表面に前記組成物を塗布してフッ素樹脂を形成するステップ;
−350℃及び450℃の間の範囲にある温度において、三次元装飾を含む前記フッ素樹脂でコーティングされた前記加熱用品を硬化させて、連続網目を形成する焼結されたフッ素樹脂ベースの層を得るように前記層を焼結するステップ
を含む加熱用品を製造するための方法にも関する。
−少なくとも200℃に耐える少なくとも1種の耐熱性接着用樹脂との混合物の、少なくとも1種の粒子形態のフッ素樹脂に基づくプライマーベースの組成物を調製するステップ;
−少なくとも200℃に耐える粒子形態のフッ素樹脂ベースの仕上げ用組成物を調製するステップ(前記フッ素樹脂は、単独であるか又は少なくとも200℃に耐える少なくとも別の耐熱性フッ素樹脂との混合物であり、磁性粒子及び非磁性粒子の混合物をさらに含む);
−前記支持体の表面に前記プライマー組成物を塗布してプライマーベースの層を形成するステップ;
−前記プライマー組成物に前記仕上げ組成物を塗布して仕上げ層を形成するステップ;
−磁性粒子を配向させて前記層に三次元装飾を形成するように仕上げ層に磁界を印加するステップ;及び
−350℃及び450℃の間の範囲にある温度において前記コーティングされた物品を硬化させて前記プライマー層及び仕上げ層を焼結するステップ
を含む。
・支持体2を構成する金属又は金属合金のそれより大きい硬さ、
・支持体2を構成する金属又は金属合金の融点及び焦げ付き防止コーティング4の焼結された樹脂(複数可)の融点の間の範囲にある融点、並びに
・2μm及び20μmの間の範囲にある表面粗さRa。
支持体:
−脱脂され、両方のその主な面が紙やすりで磨かれ、4及び6μmの間の範囲にある測定された算術平均粗度Raを有する26cmの直径のアルミニウム支持体、
−単に脱脂された26cmの直径の滑らかなアルミニウム支持体、
−26cmの直径を有する(いくらか硬質の陽極処理又は封孔処理していない陽極処理(すなわち、多孔質皮膜を有するもの)による)陽極処理された支持体、
−それらの内面が紙やすりで磨かれ、2及び5μmの間の範囲にある測定された算術平均粗度Raを有する26cmの直径のステンレス鋼支持体。
−Dyneon社によってTF 5035Z TFの商品名で市販されている58%の乾燥物質を含むPTFE分散液、
−Huntsmann社によってDERUSSOLの商品名で市販されている25%の乾燥物質のカーボンブラックの分散液、
−可溶化されたPAI(分子量38000 重量で水/NMP 3/1の混合物中の9.5%の乾燥物質)、
−非イオン性界面活性剤としてのアルキルフェノールエトキシレート、
−GRACE DAVISON社によってLUDOX AM 30の商品名で市販されているコロイドシリカ:それは、30%の乾燥物質を含む水性分散液の形態の約220m2/gの比表面積を有する表面を改変されていないコロイドシリカである。
−Dyneon社によってTF 5035Zの商品名で市販されている220nmの粒径を有する58%の乾燥物質を含むPTFE分散液、
−Daikin社によってPolyflon(商標)D410の商品名で市販されている290nmの粒径を有する60%の乾燥物質を含むPTFE分散液、
−Dyneon社によってPFA 6910Zの商品名で市販されている90nmの粒径を有する50%の乾燥物質を含むPFA分散液、
−4μmの粒径を有し、17m2/gのBET比表面積及び6g/10分のメルトフローインデックスMFRを有するDyneon社によってTF9207の照合記号で市販されているPTFE粉末、
−ECKART社によってSTAPA(登録商標)TA FERRICON 200の商品名で市販されている、18μm程度の直径D50及び28μm程度の直径D90を有する磁化できる鉄粒子、
−MERCK社によってIRIODIN(登録商標)111の商品名で市販されている約6μmの直径D90を有する層状の磁化できない雲母粒子、
−MERCK社によってCOLORONA BLACKSTAR BLUEの商品名で市販されている18及び23μmの間の範囲にあるD50直径及び43μm程度のD90直径を有する雲母又は酸化鉄の弱く磁化された粒子、
−Triton X100の名称で市販されている非イオン性界面活性剤としてのポリエトキシル化アルキルフェノール、
−溶媒としてのキシレン、
−湿潤剤としてのオレイン酸、
−pH調節剤としてのトリエタノールアミン、
−共溶媒としてのポリプロピレングリコール、
−BASF社によってULTRASON(登録商標)の名称で市販されている薄片形態のポリエーテルスルホン、
−NEP(溶媒)、
−DOW CORNING社によってPA56の名称で市販されているシリコーン展着剤。
耐摩耗性評価試験中の抗付着性の持続の評価
この試験において、焦げ付きミルク(burnt milk)タイプの抗付着性試験を、耐摩耗性試験と組み合わせる。
100:焦げ付きミルクの膜が、単に台所の水栓からの水の噴流を当てることによって完全に取り除かれることを意味し;
50:焦げた膜を完全に分離するために水の噴流下で対象に対して円運動も行わなければならないことを意味し;
25:10分の浸漬が必要であり、場合によって、膜を完全に除去するために湿ったスポンジでぬぐうことにより離脱を強いることも必要であり;
0:前述のプロセスをたどっても、焦げた膜の全て又は一部が付着したままであることを意味する。
0:S=0に相当し、抗付着性の完全な損失があることを意味し;
1:1及び250の間の範囲にあるSに相当し、試験の間に抗付着性の非常に急速な損失があることを意味し;
2:251及び500の間の範囲にあるSに相当し、試験の間に抗付着性の急速な損失があることを意味し;
3:501及び1000の間の範囲にあるSに相当し、試験の間に中程度の速度の抗付着性の損失があることを意味し;
4:1001及び1500の間の範囲にあるSに相当し、試験の間に抗付着性の緩慢な損失があることを意味し;
5:1501以上のSに相当し、試験の間に抗付着性の非常に緩慢な損失があることを意味する。
焦げ付き防止コーティングの抵抗性を、3年の期間の後の物品の老化をシミュレートするための使用試験を用いて、陽極処理アルミニウム若しくは陽極処理されていないアルミニウム又はステンレス鋼の支持体上で評価する。
−調理用品の内面に、240mm及び280mmの間の直径のフライパンについて2cm3程度の油の量の油で、柔らかい布を使用して植物油を引き;
−次いで、洗浄液を含有する熱水で物品を清掃し、次いで、最初に温水ですすぎ、次いで、冷水ですすぎ、最後に乾燥し;
−次いで、フライパン中で調理された卵の付着抵抗性を、以下の手順によって制御する。
・その内表面が、150℃及び170℃の間の範囲にある温度に加熱されるように、フライパンをホットプレート上に置き;
・卵を割り、フライパンの中心で、8から9分の間、脂肪を添加することなく調理し;
・卵を調理したら、卵をへらを用いて取り出し;
・次いで、パンを放置して周囲温度に冷却し;
・パンを湿らせたスポンジを使用して清掃する。
・単に取手を振っただけで卵全体が付着しないで出てきたら、100点が割り当てられ、
・卵全体が、残留物を残さず、へらを用いて付着しないで出てきたら、50点が割り当てられ、
・湿ったスポンジでこすることによって卵の残留物が取り除かれたら、25点が割り当てられ、
・湿ったスポンジを用いても卵の残留物が取り除かれないなら、0点が割り当てられる。
プライマーベースの組成物CP1を、以下の化合物を用いて得る。それらのそれぞれの量は、組成物の100g当たりのgで示されている。
プライマー組成物CPI:
PFA(50%乾燥物質) :9,1g
PTFE分散液(60%乾燥物質) :22.6g
カーボンブラック分散液(25%乾燥物質) :4.1g
水相+溶媒(NMP)中のPAI(9.5%乾燥物質):43.4g
アルキルフェノールエトキシレート(13%) :2.1g
コロイドシリカ(30%乾燥) :6.2g
NH4OH(d=0.9) :0.2g
水 :12.3g
合計 :100g
比較のため、以下の化合物を含む、非磁性粒子を含まない仕上げ組成物CFC1を得る。それらのそれぞれの量は、組成物の100g当たりのgで示されている。
CFC1の仕上げ組成物:
58%乾燥物質のPTFE分散液
(粒径220nm) :85.4g
アルキルフェノールエトキシレート :0.3g
キシレン :3g
オレイン酸 :0.1g
トリエタノールアミン :0.2g
磁性粒子 :1g
水 :9g
モノプロピレングリコール :1g
合計 :100g
仕上げ組成物CF2:
58%乾燥物質のPTFE分散液
(粒径220nm) :85.4g
アルキルフェノールエトキシレート :0.3g
キシレン :3g
オレイン酸 :0.1g
トリエタノールアミン :0.2g
磁性粒子 :0.83g
非磁性粒子(粒径D90 約6μm) :0.17g
水 :9g
モノプロピレングリコール :1g
合計 :100g
磁性粒子及び非磁性粒子の合計に対する磁性粒子の重量比で、仕上げ組成物CF3は、組成物CF2とは、CF2の17%の代わりに33%で異なる。
58%乾燥物質のPTFE分散液
(粒径220nm) :85.4g
アルキルフェノールエトキシレート :0.3g
キシレン :3g
オレイン酸 :0.1g
トリエタノールアミン :0.2g
磁性粒子 :0.67g
非磁性粒子(粒径D90 約6μm) :0.33g
水 :9g
モノプロピレングリコール :1g
合計 :100g
仕上げ組成物CF4:
58%乾燥物質のPTFE分散液
(粒径220nm) :85.4g
アルキルフェノールエトキシレート :0.3g
キシレン :3g
オレイン酸 :0.1g
トリエタノールアミン :0.2g
磁性粒子 :0.75g
非磁性粒子(粒径D90 約43μm) :0.25g
水 :9g
モノプロピレングリコール :1g
合計 :100g
PTFE及び等量の組成物CF4のPTFE分散液を置き換えているPFA分散液の混合物によって、仕上げ組成物CF5は、組成物CF4と異なる。
58%乾燥物質のPTFE分散液
(粒径220nm) :42.7g
58%の乾燥物質のPFA分散液
(粒径90nm) :42.7g
アルキルフェノールエトキシレート :0.3g
キシレン :3g
オレイン酸 :0.1g
トリエタノールアミン :0.2g
磁性粒子 :0.75g
非磁性粒子(粒径D90 約43μm) :0.25g
水 :9g
モノプロピレングリコール :1g
合計 :100g
PTFE分散液に100%乾燥物質のPTFE粉末を添加することによって、CF6の仕上げ組成物は、組成物CF5と異なる。
58%乾燥物質のPTFE分散液
(粒径220nm) :42.8g
100%乾燥物質のPTFE粉末 :4.3g
58%乾燥物質のPFA分散液
(粒径90nm) :38.4g
アルキルフェノールエトキシレート :0.3g
キシレン :3g
オレイン酸 :0.1g
トリエタノールアミン :0.2g
磁性粒子 :0.75g
非磁性粒子(粒径D90 約43μm) :0.25g
水 :9g
モノプロピレングリコール :1g
合計 :100g
100%乾燥物質のPTFE粉末によるPTFE分散液全部の置き換え及びポリエーテルスルホンの存在によって、仕上げ組成物CF7は、組成物CF6と主に異なる。
100%乾燥物質のPTFE粉末 :12g
ペレットのポリエーテルスルホン :12g
NEP(溶媒) :65g
キシレン :8g
シリコーン展着剤PA56 :2g
磁性粒子 :0.75g
非磁性粒子(粒径D90 約43μm) :0.25g
水 :9g
モノプロピレングリコール :1g
合計 :100g
アルミニウム支持体の面の一方を、通常、組成物CP1でコーティングして、湿ったプライマー層を形成し、次いで、湿ったプライマー層上に、仕上げ組成物のCFC1(比較例)及びCF2からCF7(発明による実施例)までのうち1つをコーティングして、仕上げ層を形成する。
本出願者らは、それらの性質を変えること以外は、以前と同様にアルミニウム支持体を処理する。陽極処理アルミニウム支持体をアルミニウム支持体の代わりに使用し、焦げ付き防止コーティングの実現について、プライマー組成物CP1並びに仕上げ組成物CF3及びCF4のみを使用する。
フェライトステンレス鋼支持体上の焦げ付き防止コーティングの実現
本出願者らは、フェライトステンレス鋼の支持体以外は、陽極処理アルミニウム又は陽極処理されていないアルミニウムの支持体を使う以前のものと同様に処理する。焦げ付き防止コーティングの実現のために、プライマー組成物CP1及び仕上げ組成物CF3のみを使用する。
Claims (24)
- 加熱用支持体(2)を備え、前記支持体(2)は、焦げ付き防止コーティング(4)で覆われた表面(3)を備え、前記焦げ付き防止コーティング(4)は、連続網目を形成する少なくとも1つのフッ素樹脂ベースの焼結層(5、5’)を備える加熱用品(1)において、
前記焼結層(5、5’)は、磁性粒子(50)及び非磁性粒子(51)の混合物をさらに含み、
前記磁性粒子の一部は、支持体(2)の表面に対して角度αで傾いており、
他の磁性粒子は、支持体(2)に実質的に平行であり、そのため三次元装飾を形成する、
ことを特徴とする加熱用品(1)。 - 前記磁性粒子(50)の一部の傾斜角αは、20°及び89°の間の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の加熱用品(1)。
- 前記磁性粒子(50)の一部の傾斜角αは、45°及び89°の間の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の加熱用品(1)。
- 磁性粒子(50)及び非磁性粒子(51)の前記混合物は、前記フッ素樹脂ベースの焼結層(5、5’)の重量の1重量%及び5重量%の間を占めることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の加熱用品(1)。
- 磁性粒子(50)及び非磁性粒子(51)の前記混合物は、前記フッ素樹脂ベースの焼結層(5、5’)の重量の2重量%及び3重量%の間を占めることを特徴とする請求項4に記載の加熱用品(1)。
- 磁性粒子及び非磁性粒子の前記混合物中の非磁性粒子(51)の百分率は、磁性粒子及び非磁性粒子の前記混合物の合計重量に対して15重量%及び40重量%の間の範囲にあることを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の加熱用品(1)。
- 前記磁性粒子(50)は、23μm以下の寸法D50を示すことを特徴とする請求項1から5のいずれか一項に記載の加熱用品(1)。
- 前記非磁性粒子(51)は、前記磁性粒子の寸法の20%及び250%の間の範囲にある寸法D90を示すことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の加熱用品(1)。
- 前記磁性粒子及び非磁性粒子は、薄片(6)の形態であることを特徴とする請求項1から8のいずれか一項に記載の加熱用品(1)。
- 前記磁性粒子及び/又は非磁性粒子は、表面が着色されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の加熱用品(1)。
- 前記磁性粒子及び/又は前記非磁性粒子は、コアシェル構造を示すことを特徴とする請求項10に記載の加熱用品(1)。
- 前記非磁性粒子は、雲母、アルミニウム又は二酸化チタンをコーティングした雲母で構成されることを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の加熱用品(1)。
- 前記磁性粒子は、鉄、酸化鉄、鉄をコーティングしたアルミニウム、又は鉄をコーティングした雲母で構成されており、前記鉄がフェライト形態であることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の加熱用品(1)。
- 前記焼結層(5、5’)は、単一のフッ素樹脂又はフッ素樹脂の混合物を、フッ素樹脂だけで、又は他の耐熱性樹脂との混合物中に含むことを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の加熱用品(1)。
- 前記フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレンとペルフルオロプロピルビニルエーテルとのコポリマー(PFA)、及びテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとのコポリマー(FEP)、並びにそれらの組合せの中から選択されることを特徴とする請求項14に記載の加熱用品(1)。
- 前記加熱用品(1)は、前記支持体(2)の前記表面(3)を覆っている、連続的又は不連続的な硬い基層を備え、前記硬い基層は、前記焦げ付き防止コーティング(4)で覆われていることを特徴とする請求項1から15のいずれか一項に記載の加熱用品(1)。
- 前記硬い基層は、以下の特徴:
・前記支持体(2)を構成する金属又は金属合金の硬さより大きな硬さ、
・前記支持体(2)を構成する金属又は金属合金の融点及び前記焦げ付き防止コーティング(4)の焼結された樹脂(複数可)の融点の間の範囲にある融点、並びに
・2μm及び20μmの間の範囲にある表面粗さRa、
を有する粗いエナメル層であることを特徴とする請求項16に記載の加熱用品(1)。 - 前記硬い基層は、セラミック材料及び/又は金属材料及び/又はポリマー材料で作られていることを特徴とする請求項16に記載の加熱用品(1)。
- 前記焦げ付き防止コーティング(4)は、
−フッ素樹脂、及び可能ならば、接着用樹脂、無機充てん剤若しくは有機充てん剤及び/又は顔料を含むプライマーベース(8、8’)の少なくとも1つの層、並びに
−前記プライマーベース(8、8’)の層を覆い、磁性粒子及び非磁性粒子の混合物をさらに含む、少なくとも1つのフッ素樹脂ベースの焼結仕上げ層(5、5’)、
を備えることを特徴とする請求項1から18のいずれか一項に記載の加熱用品(1)。 - 前記焦げ付き防止コーティング(4)は、少なくとも1種の熱変色性SC顔料を有する熱変色性顔料組成物を含む少なくとも1種のパターンを備えることを特徴とする請求項1から19のいずれか一項に記載の加熱用品(1)。
- 加熱用支持体(2)を備える加熱用品(1)を製造する方法であって、以下のステップ:
−粒子形態の少なくとも1種のフッ素樹脂に基づく少なくとも1種の組成物を調製するステップであって、前記フッ素樹脂は、単独であるか、又は少なくとも200℃に耐える耐熱性接着用樹脂との混合物であるステップ、
−前記支持体(2)の表面上に前記組成物を塗布して、フッ素樹脂層を形成するステップ、
−350℃及び450℃の間の範囲にある温度において、三次元装飾を含む前記フッ素樹脂層をコーティングされた前記加熱用品(1)を硬化させて、連続網目を形成するフッ素樹脂ベースの焼結層(5、5’)を得るように前記層を焼結するステップ、
を含む方法において、
前記フッ素樹脂ベースの組成物が、磁性粒子及び非磁性粒子の混合物をさらに含み、前記磁性粒子の一部を配向させて前記層に三次元装飾を形成するように、磁界が、前記硬化ステップの前に前記フッ素樹脂層に印加されることを特徴とする方法。 - 前記磁界の印加は、前記フッ素樹脂ベースの組成物の塗布後で前記硬化ステップの前に達成することを特徴とする請求項21に記載の方法。
- 前記フッ素樹脂ベースの組成物は、5μm以下の寸法を有するフッ素樹脂粒子を含むことを特徴とする請求項21又は22に記載の方法。
- 前記フッ素樹脂粒子は、90nm及び300nmの間の範囲にある寸法を有することを特徴とする請求項23に記載の方法。
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