MX2007007117A - Recubrimiento de liberacion de fluoropolimero que tiene propiedades mejoradas de transferencia de calor y resistencia a la abrasion. - Google Patents

Abstract

La invencion se relaciona con una estructura que comprende un substrato y un recubrimiento de liberacion horneado sobre el sustrato, el recubrimiento comprende un recubrimiento inferior y un recubrimiento superior de fluoropolimero, en donde el recubrimiento inferior contiene escamas magnetizables y una pluralidad de particulas de carburo de silicio. Los sustratos recubiertos de la invencion tienen propiedades mejoradas de transferencia de calor, resistencia mejorada a la abrasion y una buena liberacion.

Description

RECUBRIMIENTO DE LIBERACIÓN DE FLUOROPOLIMERO QUE TIENE PROPIEDADES MEJORADAS DE TRANSFERENCIA DE CALOR Y RESISTENCIA A LA ABRASIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con el campo de un sustrato que tiene un recubrimiento de liberación de fluoropolímero reforzado en el mismo. En particular, la invención se relaciona con el campo de utensilios de cocina que tienen un recubrimiento de liberación sobre los mismos, en donde el recubrimiento tiene propiedades mejoradas de transferencia de calor de manera tal que se requiere menos tiempo para alcanzar la temperatura de cocinado y al mismo tiempo presenta una resistencia mejorada a la abrasión.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Durante mucho tiempo ha sido deseable producir utensilios de cocina recubiertos que tengan una superficie de cocinado interior que tenga buenas propiedades de liberación y que al mismo tiempo presente buena resistencia a la abrasión. También es deseable que el calor se pueda transferir con rapidez a dichas superficies de cocinado sin necesidad de someter la superficie inferior exterior del recipiente de cocinado a calor excesivo. Los utensilios de cocina con recubrimiento de liberación que incluye un patrón REF.: 182136 conductor de calor que mejore la transferencia de calor y que distribuya uniformemente el calor en la superficie de cocinado se describen en la Patente de E.U.A. No. 6,114,028 para Muchin, et al. El patrón conductor de calor de Muchin está distribuido de manera que se extiende hacia fuera desde la región central de la superficie interior del recipiente de cocinado hacia la región periférica exterior. Esto facilita la transferencia de calor desde la región central a la región exterior y ayuda a mantener la totalidad de la superficie de cocinado a una temperatura uniforme, especialmente si el recipiente de cocinado se coloca sobre un elemento de calentamiento que tiene un diámetro menor que el diámetro del fondo del recipiente. No obstante, como se expone en la Patente de E.U.A. No. 6,248,435 para Leck, es común exponer los utensilios de cocina a calentamiento sobre la totalidad de la superficie plana del utensilio de cocina. De esta manera, Leck proporciona un acabado mejorado de liberación de transferencia de calor sobre el utensilio de cocina al recubrir el interior del utensilio de cocina con una mezcla de fluoropolímero y escamas magnéticas, tal como acero inoxidable y escamas orientadas magnéticamente para que se coloquen en la dirección de espesor del recubrimiento. No obstante, ambas Patentes que se mencionan en lo anterior se basan en escamas que se orientan magnéticamente para obtener propiedades térmicas mejoradas de los recubrimientos de liberación que se describen. El recubrimiento de inducir magnéticamente la orientación de las escamas requiere de equipo especial que puede estorbar la producción comercial eficaz de los utensilios de cocina. Invenciones recientes reconocen la ventaja de agregar un componente endurecedor de película de relleno inorgánico para ser el recubrimiento inferior de recubrimientos no adherentes de capas múltiples. Leck, en la Patente de E.U.A. No. 6,248,435 describe que este componente puede ser uno o más de los compuestos de silicato de metal tal como silicato de aluminio y óxidos de metal, tales como dióxido de titanio y óxido de aluminio. Thomas, en la Patente de E.U.A. No. 6,291,054 y Tannenbaum, en la Patente de E.U.A. No. 6,761,964 Al describe la ventaja de reforzar el recubrimiento inferior con partículas de carburo de silicio para resistencia a la abrasión superior. Sería deseable proporcionar utensilios de cocina que tengan mejores propiedades de transferencia de calor en comparación con las que se presentan por la técnica anterior para permitir que el utensilio de cocina se caliente incluso más rápido y que presente una resistencia a la abrasión buena y mejorada y al mismo tiempo que mantenga buenas características de liberación.

Aunque se sabe que el acero inoxidable proporciona conductividad térmica aumentada, se ha encontrado que las escamas magnetizables, tal como escamas de acero inoxidable en un recubrimiento de liberación actúan como un material de refuerzo y llevan a cabo una transferencia de calor eficaz. Las escamas junto con partículas de carburo de silicio como un endurecedor de película de relleno inorgánico proporcionan un efecto sinergístico que suministra excelentes propiedades de transferencia de calor y una resistencia a la abrasión superior. Por lo tanto, la estructura de la presente invención es capaz de calentar más rápido en comparación con utensilios de cocina que usan recubrimientos de liberación conocidos de la técnica anterior y al mismo tiempo retiene excelentes características de liberación. Mediante "calentamiento más rápido" se quiere indicar que el recubrimiento de liberación de esta invención pueda alcanzar una temperatura de cocinado de 204°C (400°F) en menos tiempo que un sistema similar que no contiene una combinación de escamas magnetizable y partículas de carburo de silicio.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, se proporciona una estructura que comprende un sustrato y un recubrimiento de liberación horneado sobre el sustrato, el recubrimiento comprende un recubrimiento inferior y un recubrimiento superior de fluoropolímero, en donde el recubrimiento inferior contiene escamas magnetizables y una pluralidad de partículas de carburo de silicio.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención comprende una estructura que comprende un sustrato y un recubrimiento de liberación horneado sobre el sustrato. El recubrimiento de liberación comprende un recubrimiento inferior y un recubrimiento superior de fluoropolímero, en donde el recubrimiento inferior contiene escamas magnetizables de una pluralidad de partículas de carburo de silicio. El recubrimiento inferior comprende una capa de apresto y una capa intermedia colocada entre el apresto y el recubrimiento superior. El recubrimiento inferior puede ser cualquier recubrimiento debajo del recubrimiento superior y comprende una capa de apresto y/o una o más capas intermedias colocadas entre la capa de apresto y el recubrimiento superior. El "recubrimiento superior" es la parte superior o la superficie de recubrimiento la cual también puede comprender uno o más recubrimiento adicionales. El recubrimiento superior comprende un fluoropolímero el cual, cuando se hornea junto con el recubrimiento inferior, proporciona una superficie de liberación no adherente. El recubrimiento inferior, que incluye la capa intermedia, preferiblemente comprende un fluoropolímero .

Fluoropolímero El componente de fluoropolímero del recubrimiento de liberación el cual puede estar presente en la capa de apresto, la capa intermedia y el recubrimiento superior preferiblemente es politetrafluoroetileno (PTFE) que tiene una viscosidad de fusión de por lo menos 1 x 108 Pa»s a 380°C por sencillez en la formulación de la composición y el hecho de que PTFE tiene la mayor estabilidad térmica entre los fluoropolímeros . Dicho PTFE también puede contener una cantidad pequeña de modificador comonomérico que mejore la capacidad de formación de película durante el horneado (fusión), tal como perfluoroolefina, de manera principal hexafluoropropileno (HFP) o perfluoro (alquilvinil) éter, principalmente en donde el grupo alquilo contiene 1 a 5 átomos de carbono, prefiriéndose el perfluoro (propilviniléter) (PPVE) . La cantidad de dicho modificador será insuficiente para conferir susceptibilidad de fabricado por fusión al PTFE, que generalmente es no mayor de 0.5 moles%. El PTFE, también por sencillez, puede tener una viscosidad de fusión única, habitualmente de 1 x 109 Pa«s, pero una mezcla de PTFE que tengan viscosidades de fusión diferentes se pueden utilizar para formar el componente de fluoropolímero. El uso de fluoropolímero único en la composición, la cual es la condición preferida, significa que el fluoropolímero tiene una identidad química y una viscosidad de fusión únicas. Aunque se prefiere PTFE, el componente de fluoropolímero también puede ser un fluoropolímero susceptible de ser fabricado por fusión, ya sea combinado (mezclado) con PTFE, o en lugar del mismo. Los ejemplos de dichos fluoropolímeros susceptibles de ser fabricados por fusión incluyen copolímeros de TFE y por lo menos un monómero copolimerizable fluorado (comonómero) presente en el polímero en cantidad suficiente para reducir el punto de fusión de copolímero sustancialmente por debajo del homopolímero de TFE, politetrafluoroetileno (PTFE) , por ejemplo a una temperatura de fusión no mayor de 315°C. Los comonómeros preferidos con TFE incluyen los monómeros perfluorados tales como las perfluoroolefinas que tienen 3-6 átomos de carbono y perfluoro (alquilviniléteres) (PAVE) en donde el grupo alquilo contiene 1-5 átomos de carbono, especialmente 1-3 átomos de carbono . Los comonómeros preferidos especialmente incluyen hexafluoropropileño (HFP), perfluoro (etilviniléter) (PEVE) , perfluoro (propilviniléter) (PPVE) y perfluoro (metilviniléter) (PMVE). Los copolímeros de TFE preferidos incluyen FEP (copolímero de TFE/HFP) , PFA (copolímero de TFE/PAVE) , TFE/HFP/PAVE en donde PAVE es PEVE y/o PPVE y MFA ( FE/PMVE/PAVE, en donde el grupo alquilo de PAVE tiene por lo menos dos átomos de carbono) . El peso molecular de los copolímeros de tetrafluoroetileno susceptibles de ser fabricados por fusión no es importante excepto que puede ser suficiente para que sean formadores de película y sean capaces de sostener una conformación moldeada de manera que tengan integridad en la aplicación del apresto. Típicamente, la viscosidad de fusión será de por lo menos 1 x 102 Pa»s y puede variar hasta aproximadamente 60-100 x 103 Pa»s, determinado a 372 °C, de acuerdo con ASTM D-1238. El componente de fluoropolímero generalmente está disponible comercialmente como una dispersión del polímero en agua, el cual es la forma preferida de la composición de la invención para facilidad de aplicación y aceptabilidad ambiental. Mediante el término "dispersión" se quiere indicar que las partículas de fluoropolímeros están dispersadas de manera estable en el medio acuoso de manera que no se produce sedimentación de las partículas dentro del tiempo cuando se utilizará la dispersión; esto se obtiene por el tamaño pequeño de las partículas de fluoropolímero, típicamente con el orden de 0.2 micrómetros y el uso de tensioactivo en la dispersión acuosa por el fabricante de la dispersión. Tales dispersiones se pueden obtener directamente por el procedimiento conocido como polimerización por dispersión, opcionalmente seguido por concentración y/o adición del tensioactivo adicional. De manera alternativa, el componente de fluoropolímero puede ser un polvo de fluoropolímero tal como micropolvo de PTFE. En este caso, típicamente se utiliza un líquido orgánico con el fin de obtener una mezcla íntima del fluoropolímero y el aglutinante polimérico. El líquido orgánico se puede seleccionar debido a que un aglutinante se disuelve en ese líquido particular. Si el aglutinante no se disuelve dentro del líquido, entonces el aglutinante se puede dividir finamente y se puede dispersar con el fluoropolímero en el líquido. La composición de recubrimiento resultante puede estar constituida de fluoropolímero dispersado en el líquido orgánico y aglutinante polimérico, ya sea dispersado en el líquido o disuelto con el fin de alcanzar la mezcla íntima deseada. Las características del líquido orgánico dependerán de la identidad del aglutinante polimérico y de si se desea una solución o dispersión de la misma. Los ejemplos de dichos líquidos incluyen N-metilpirrolidona, butirolactona, solventes aromáticos con un punto de ebullición alto, alcoholes, mezclas de los mismos, entre otros . La cantidad del líquido orgánico dependerá de las características de flujo deseadas para la operación de recubrimiento particular.

Aglutinante de Polímero La composición de la capa de apresto preferiblemente contiene un aglutinante de polímero resistente al calor. El componente de aglutinante está constituido de polímero el cual es formador de película ante el calentamiento a fusión y también es térmicamente estable. Este componente es bien conocido en aplicaciones de apresto para acabados no adherentes, para adherencia de una capa de apresto que contiene fluoropolímero a sustratos y para formación de películas dentro y como parte de una capa de apresto. El fluoropolímero por sí mismo tiene poca o nula adhesión a un sustrato liso. El aglutinante generalmente no contiene flúor y aún así se adhiere al fluoropolímero. Los aglutinantes preferidos son aquellos que son solubles o solubilizados en agua o una mezcla de agua y un solvente orgánico para el aglutinante, solvente el cual es miscible con agua. La solubilidad ayuda en la combinación del aglutinante con el componente de fluorocarburo en forma de dispersión acuosa. Un ejemplo del componente aglutinante es la sal de ácido poliámico la cual convierte a poliamidaimida (PAI) por horneado de la composición para formar la capa de apresto. Este aglutinante se prefiere debido a que la forma completamente imidizada obtenida por horneado de la sal de ácido poliámico, este aglutinante tiene una temperatura de servicio continua que excede de 250°C. La sal de ácido poliámico generalmente está disponible como ácido poliámico que tiene una viscosidad inherente de por lo menos 0.1 medida como una solución 0.5% en peso en N, N-dimetilacetamida a °C. Se disuelve en un agente coalescente tal como N-metilpirrolidona y un agente reductor de viscosidad como alcohol furfurílico y se hace reaccionar con una amina terciara, preferiblemente trietilamina para formar la sal, la cual es soluble en agua, como se describe con mayor detalle en la patente de E.U.A. 4,014834 (Concannon) . El medio de reacción resultante que contiene la sal de ácido poliámico después se puede combinar con la dispersión acuosa de fluoropolímero y debido a que el agente coalescente y el agente que reduce la viscosidad son miscibles en agua, la combinación produce una composición de recubrimiento uniforme. La combinación se puede obtener mediante mezclado simple de los líquidos juntos sin utilizar exceso de agitación de manera que se evite la coagulación de la dispersión acuosa del fluoropolímero. Otros aglutinantes que se pueden utilizar incluyen poliétersulfona (PES) y sulfuro de polifenileno (PPS, por sus siglas en inglés) . Cuando la composición de apresto se aplica como un medio líquido, en donde el líquido es agua y/o un solvente orgánico, las propiedades de adhesión descritas en lo anterior se manifestarán por sí mismas mediante secado y horneado de la capa de apresto junto con el horneado de la capa aplicada después del fluoropolímero para formar el recubrimiento no adherente del sustrato. Por sencillez, únicamente se puede utilizar el aglutinante para conformar el componente de aglutinante de la composición de la presente invención. No obstante, también se contempla para uso en esta invención aglutinantes múltiples, especialmente cuando se desean ciertas propiedades de uso final tal como flexibilidad, dureza o protección a la corrosión. Las combinaciones comunes incluyen PAI/PES, PAI/PPS y PES/PPS. La proporción del fluoropolímero y aglutinante, especialmente si la composición se utiliza como una capa de apresto sobre un sustrato liso, preferiblemente está en una proporción en peso de 0.5 a 2.0:1. Las proporciones en peso de fluoropolímero respecto al aglutinante descrito en la presente se basan en el peso de estos componentes en la capa aplicada formada por horneado de la composición después de aplicación a su sustrato. El horneado elimina los materiales volátiles presentes en la composición de recubrimiento, incluyendo la porción de sal de la sal del ácido poliámico conforme se producen enlaces imida durante el horneado . Por conveniencia, el peso del aglutinante, cuando la sal de ácido poliámico la cual se convierte a la poliamidaimida en la etapa de horneado, puede tomarse como el peso de ácido poliámico en la composición del inicio, por lo que la proporción en peso del fluoropolímero respecto al aglutinante se puede determinar a partir de la cantidad de fluoropolímero y aglutinante en la composición inicial. Cuando la composición de la invención está en forma de dispersión acuosa preferida, estos componentes constituirán aproximadamente 5 a 50% en peso de la dispersión total.

Partículas de carburo de silicio El recubrimiento inferior de la presente invención contiene partículas de carburo de silicio, el cual es un componente endurecedor de película de relleno inorgánico. Preferiblemente, la capa de apresto comprende partículas de carburo de silicio. Este material es inerte con respecto a los otros componentes de la composición y térmicamente estable a su temperatura de horneado eventual el cual fusiona al fluoropolímero y al aglutinante. El endurecedor de película es insoluble en agua de manera que típicamente es dispersable de manera uniforme pero no se disuelve en la forma de dispersión acuosa de la composición de la invención. Preferiblemente, las partículas de carburo de silicio tienen un tamaño de partícula promedio medio en el intervalo de aproximadamente 3 a aproximadamente 100 micrómetros de manera más preferible en el intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 45 micrómetros. Las partículas de carburo de silicio del endurecedor de película inorgánico preferiblemente tienen una dureza Knoop de 2500. La dureza Knoop es una escala para describir la resistencia de un material a la elaboración de muescas o raspado. Los valores para la dureza de minerales y materiales cerámicos se incluyen en el Handbook of Chemistry, 77th Edición, 12-186,187 se basan en el material de referencia de Shackelford y Alexander, CRC Materials Science y Engineering Handbook, CRC Press, Boca Ratón FL, 1991. El componente endurecedor de película imparte durabilidad a la composición de polímero no adherente aplicada como un recubrimiento sobre un sustrato al desviar las fuerzas abrasivas aplicadas a la superficie de recubrimiento y al resistir la penetración de objetos afilados que han penetrado al recubrimiento superior del fluoropolímero. Las partículas de carburo de silicio del endurecedor de película inorgánico preferiblemente tienen una proporción dimensional (como se define en lo anterior) no mayor de 2.5, y de manera más preferible no mayor de 1.5. Las partículas preferidas de esta invención, las cuales son capaces de desviar fuerzas abrasivas aplicadas al recubrimiento que contiene las partículas, tienen una proporción dimensional no mayor de 2.5 y un tamaño en donde el diámetro más grande la partícula es de por lo menos 50% del espesor de recubrimiento y no exceden de 125% del espesor de la película de recubrimiento. En una modalidad preferida en donde el apresto es el recubrimiento inferior y contiene partículas de SiC, el apresto comprende por lo menos 2% en peso de partículas SiC, preferiblemente 2-45% en peso.

Otros Rellenos Además de las partículas grandes y partículas pequeñas de partículas de carburo de silicio, las composiciones de recubrimiento no adherentes de la capa de apresto y la capa intermedia de esta invención pueden contener otros materiales de relleno que tengan una dureza Knoop alta mayor de 1200 así como un valor bajo de menos de 1200. Los ejemplos de endurecedor de película de relleno inorgánico incluyen óxidos inorgánicos,, carburos, boruros y nitruros que tienen una dureza Knoop de por lo menos 1200. Se prefieren los óxidos inorgánicos, nitruros, boruros y carburos de zirconio, tantalio, titanio, tungsteno, boro, aluminio y berilio. Preferiblemente, la capa intermedia y/o la capa de apresto comprenden óxido de aluminio. Los valores de dureza Knoop típicos para las composiciones inorgánicas preferidas son: zirconia, (1200) ; nitruro de aluminio (1225) ; berilia (1300); nitruro de zirconio (1510); boruro de zirconio (1560) ; nitruro de titanio (1770) ; carburo de tantalio (1800) ; carburo de tungsteno (1880) ; alúmina (2025) ; carburo de zirconio (2150) ; carburo de titanio (2470) ; carburo de silicio (2500) ; boruro de aluminio (2500) ; boruro de titanio (2850) . Los rellenos adicionales adecuados de valores de dureza Knoop menores incluyen escamas de vidrio, esferas de vidrio, fibra de vidrio, silicato de aluminio o de zirconio, mica, escamas metálicas, fibra metálica, polvos cerámicos finos, dióxido de silicio, sulfato de bario, talco, etcétera.

Escamas magnetizables El recubrimiento inferior contiene escamas magnetizables. Preferiblemente, la capa intermedia del recubrimiento inferior comprende las escamas. Adicionalmente de manera preferible por lo menos una porción de las escamas no tiene orientación inducida. En Muchin y Leck, la orientación de las escamas magnetizables se describe y se afirma que ayuda en la conducción del calor aplicado en el lado inferior de un fondo plano tal como un sartén para freír desde el apresto hasta la superficie superior del recubrimiento. Las escamas las cuales están expuestas a fuerza magnética se orientan generalmente en la dirección del espesor del recubrimiento. Sin la aplicación de la fuerza magnética al recubrimiento, las escamas magnetizables se orientan paralelas al plano. Por lo tanto se ha encontrado que no hay necesidad de aplicación de una fuerza magnética a las escamas cuando están presentes partículas de SiC. Sorprendentemente, la aplicación de un recubrimiento inferior al sustrato que contiene escamas magnetizables en combinación con partículas de carburo de silicio genera propiedades mejoradas de transferencia de calor con respecto a los sistemas convencionales de recubrimiento de liberación, incluso en aquellos sistemas los cuales contienen escamas magnetizables orientadas . Las escamas en el recubrimiento de liberación se deben elaborar de un material que aunque sea magnetizable, no sea afectado por dicho calentamiento. Los ejemplos de material a partir de los cuales se pueden elaborar las escamas incluyen metales tales como hierro y níquel y aleaciones que contienen estos metales, en donde el material preferido es acero inoxidable. Los metales son mucho más conductores térmicamente que los polímeros en el recubrimiento de liberación. Por sencillez, la composición de recubrimiento de fluoropolímero/escamas se denomina como recubrimiento de liberación tanto antes como después de la etapa de horneado, cuando de hecho la etapa de horneado es necesaria antes de que se materialicen las características de liberación (carencia de adherencia) . Las escamas magnetizables incluyen escamas las cuales tienen la dimensión más grande la cual es mayor y no menor que el espesor de la capa formada de la composición de recubrimiento la cual contiene las escamas. El espesor de la capa (recubrimiento) generalmente será de 5 a 40 micrómetros de espesor . El tamaño de la escama dependerá entonces del espesor de capa deseado. Son particularmente útiles escamas de acero inoxidable 316L que tienen la dimensión promedio más grande o de 20 a 60 micrómetros, y normalmente las escamas tendrán una mezcla de tamaños en los cuales una porción sustancial, preferiblemente por lo menos 40% en peso tiene una dimensión más larga de por lo menos 44 micrómetros. Las composiciones de recubrimiento inferior seco que contienen escamas magnetizables preferidas incluyen aquellas que contienen 70 a 90% en peso de fluoropolímero, 2 a 10% en peso de escamas magnetizables, de manera más preferible 2 a 7% en peso y 2 a 20% en peso de partículas de SiC con 2 a 15% en peso de aglutinante polimérico. El componente de fluoropolímero preferiblemente es una combinación de 50 a 95% en peso de PTFE y de 5 a 50% en peso de copolímero de tetrafluoroetileno fabricable por fusión, tal como PTFE/PAVE descrito en lo anterior, en base en el peso combinado de estos dos fluoropolímeros . En la forma líquida, el medio líquido generalmente constituirá 75 a 95% en peso del peso combinado del medio líquido y los tres componentes descritos en lo anterior.

Aplicación Las composiciones de la presente invención se pueden aplicar a sustratos por medios convencionales. La aplicación por aspersión y por rodillo son los métodos de aplicación más convenientes, dependiendo del sustrato que se va a recubrir. Otros métodos de recubrimiento bien conocidos incluyen goteo y recubrimiento helicoidal y se consideran adecuados. Las composiciones de recubrimiento en adherentes pueden ser un recubrimiento sencillo o un sistema de recubrimiento múltiple que comprende un recubrimiento inferior y un recubrimiento superior. El recubrimiento superior de una o más capas que contienen fluoropolímero se puede aplicar por métodos convencionales a la capa de recubrimiento inferior antes de su secado. Cuando las composiciones de capa de recubrimiento inferior y recubrimiento superior son dispersiones acuosas, la composición de recubrimiento superior se puede aplicar a la capa de recubrimiento inferior preferiblemente después de secado al tacto . Cuando se produce una capa de recubrimiento inferior al aplicar la composición a partir de un solvente orgánico y se aplica la siguiente capa (capa intermedia o recubrimiento superior) a partir de un medio acuoso, la capa de recubrimiento inferior se debe secar de manera que se elimine todo solvente incompatible con agua antes de la aplicación de la siguiente capa. El sistema de recubrimiento aplicado se puede hornear para fusionar todos los recubrimiento al mismo tiempo para formar un recubrimiento de liberación no adherente sobre el sustrato. Cuando el fluoropolímero es PTFE se prefiere una temperatura de horneado rápida alta, por ejemplo durante 5 min a una temperatura comenzando en 427°C (800°F) e incrementando hasta 440°C (825°F) . Cuando el fluoropolímero en el apresto o el recubrimiento superior es una combinación de PTFE y FEP, por ejemplo 50-70% de PTFE y 50-30% en peso de FEP, la temperatura de horneado se puede reducir a 415°C (780°F) , se puede incrementar a 427°C (800°F) en 3 minutos (tiempo de horneado total) . Se mide el espesor de la capa de recubrimiento inferior horneada con instrumentos de espesor de película en base en el principio de corriente parásita (ASTM B244) o el principio de inducción magnética (ASTM B499) . En modalidades preferidas, el recubrimiento de liberación de esta invención tiene un espesor de película seca total de 32 a 40 micrómetros con un recubrimiento inferior que tiene DFT preferido de 22 a 30 micrómetros y el recubrimiento superior tiene DFT preferido de 8 a 10 micrómetros. En la modalidad más preferida, el recubrimiento inferior comprende un apresto que tiene un DFT de 7.5 a 10 y una capa intermedia de 15 a 22. En la estructura resultante, el sustrato puede ser de cualquier material el cual pueda resistir la temperatura de horneado, tal como metal y materiales cerámicos, cuyos ejemplos incluyen aluminio, aluminio anodizado, acero laminado en frío, acero inoxidable, esmalte, vidrio y pirocerámica. El sustrato puede tener una superficie corrugada, por ejemplo mediante chorro de granalla o mordiente químico para crear cavidades en las cuales se pueda fijar el recubrimiento de liberación. No obstante, de manera preferible, el sustrato tiene una superficie lisa la cual elimina la necesidad de que el fabricante de utensilios de cocina corrugue la superficie de sustrato. En esta modalidad, la capa que contiene las escamas se adhiere al sustrato vía una capa de apresto. El sustrato puede ser liso, es decir, tener un perfil de superficie de menos de 1.25 micrómetros (50 micropulgadas) , medido por un perfilómetro, por ejemplo un determinador de superficie modelo PocketSurf1® elaborado por Mahr GmbH de Gottingen, Alemania, y necesita ser limpiado. Para pirocerámica y algunos vidrios, se obtienen resultados mejorados por activación de la superficie de sustrato por ejemplo mediante mordiente químico ligero, el cual no es visible a simple vista, es decir, la superficie aún es lisa. El sustrato también se puede tratar químicamente con un agente de adhesión tal como un recubrimiento en neblina de una sal de ácido poliámico tal como se describe en la Patente de E.U.A. 5,079,073 para Tannenbaum. Cuando la capa de recubrimiento inferior es un apresto, se puede considerar como la primera capa que contiene fluoropolímero en el sustrato, y de manera preferible la capa de apresto se une directamente al sustrato.

Características de funcionamiento La transferencia mejorada de calor de la estructura de esta invención se manifiesta por un tiempo reducido de incremento gradual una vez que se aplica calor al lado inferior de la estructura para tener temperatura de cocinado, por ejemplo como se demuestra en los ejemplos con calentamiento a 204°C (400°F) . El funcionamiento térmico mejorado de la invención se puede ilustrar utilizando una fuente de calor controlada con monitoreo IR. Se recubre un sustrato de aluminio (sartén para freír) con el recubrimiento inferior descrito en la invención y un recubrimiento superior estándar. Se compara la estructura con recubrimientos inferiores no adherentes de fluoropolímero de la técnica anterior que tienen el recubrimiento superior estándar sobre los mismos sustratos de base de aluminio y los mismos espesores de recubrimiento. Las estructuras se comparan lado a lado. Se utiliza un aparato de monitoreo de temperatura el cual es el equipo de videocámara termográfica Thermacam PM280 IR fabricado por Inframetrics con capacidad de tiempo y temperatura que registra una película de las sartenes que se calientan. Las sartenes se colocan en una estufa eléctrica Waage DDSF 15 (550-1100 watt-elemento doble) calibrada a 204°C (400°F) a través de la superficie cerámica. A temperatura ambiente ambos sartenes presentan una apariencia negra en el video. Conforme se transfiere calor desde la fuente a través de la sartén, la apariencia de la superficie que se observa comienza a brillar hasta que alcanza una apariencia dorada luminiscente. La sartén de aluminio recubierta con la invención de recubrimiento inferior alcanza el punto establecido de temperatura y una apariencia dorada brillante a una velocidad más rápida que el recubrimiento no adherente de fluoropolímero estándar. La comparación idéntica lado a lado se repite sobre un sustrato de acero inoxidable revestido de aluminio (sartén para freír) el video grabado muestra que el recubrimiento no adherente de fluoropolímero estándar tiene una sección de la sartén que comienza a calentarse a una velocidad más rápida en comparación con la invención. No obstante, conforme se lleva a cabo la prueba, la sartén con el recubrimiento inferior de la invención se muestra que se calienta de manera más uniforme y alcanza la temperatura de cocinado a una velocidad más rápida en toda la superficie de la sartén en comparación con el recubrimiento no adherente de fluoropolímero estándar. El recubrimiento no adherente de fluoropolímero estándar muestra lo que típicamente se denomina un "punto caliente" y no calienta uniformemente. Este efecto de una mejor distribución del calor de la invención es consistente en los diferentes tipos de sustratos y recubrimientos. Esto se observa por el gradiente igual del cambio de color a través de la superficie visual de la invención en oposición a la sartén recubierta con fluoropolímero estándar. La ventaja de la distribución de calor uniforme permite que la sartén recubierta cocine alimentos de manera más uniforme a través de la totalidad de la superficie de la sartén. El sustrato recubrimiento de la presente invención puede estar en forma de numerosos artículos de utensilios de cocina tales como sartenes para freír, cazuelas, cacerolas, woks, plantas para asar, arroceras e insertos para los mismos, así como artículos que no son para utensilios de cocina que se benefician de tiempo de calentamiento rápidos tales como placas de solera de hierro y similares.

MÉTODOS DE PRUEBA PRUEBA SBAR Se evalúa un sustrato recubierto para resistencia a la abrasión de los recubrimientos no adherentes utilizando la prueba SB.AR. Esta prueba se basa en el British Estándar Specification para utensilios de cocina BS 7069: 1988 en el cual el sistema de recubrimiento se somete a una almohadilla abrasiva unida sobre un brazo vertical con un movimiento horizontal reciprocante. El aparato realiza un movimiento horizontal reciprocante del brazo de 100 mm ± 5 mm (4 pulgadas +/- 0.25 pulgadas) desde el centro de un cilindro a una velocidad promedio de ± 10 m/min. La almohadilla abrasiva (3M Scotch-Brite 07447) es una estera de nylon aleatoria impregnada con resina fenólica y se asegura óxido de aluminio al cilindro y se carga para aplicar una fuerza total de ±15 N (masa del brazo + peso muerto = 0.5 kg o 10 libras) sobre el recubrimiento. La muestra de prueba se prepara al recubrir un sustrato como se explica en los ejemplos con secado y horneado como se ha especificado. El sustrato recubierto se lava con agua transparente y se seca suavemente antes de la prueba. La prueba se lleva a cabo en un sustrato seco y húmedo, como se explica en lo siguiente. El sustrato recubrimiento se fija sobre un soporte fijo y la almohadilla abrasiva cargada se aplica sobre la superficie no adherente. Para llevar a cabo el procedimiento en húmedo, se lubrica la superficie al agregar 50 ml de una solución de lavatrastes que contiene 5 g de detergente suave en un litro (33 onzas) de solución. El procedimiento en seco se lleva a cabo sin agregar la solución de detergente y todos los demás procedimientos permanecen iguales . El espécimen se mantiene estacionario y el brazo de la almohadilla abrasiva se mueve hacia atrás y adelante una distancia de 50 mm ± 2.5 mm (2 pulgadas +/-0.1 pulgadas) en ambos lados del punto central del cilindro. La almohadilla abrasiva se voltea después de 250 ciclos y se renueva después de otros 250 ciclos. Este procedimiento continúa hasta que es visible el metal y después se registra el número de ciclos para romper el recubrimiento. La ruptura del recubrimiento es el punto final de la prueba. El patrón de ruptura debe ser similar a las imágenes en el anexo .

MÉTODO DE CONTACTO - TIEMPO DE INCREMENTO PAULATINO A TEMPERATURA DE COCINADO: La prueba para medir el efecto del incremento de temperatura y la distribución de calor por el método de contacto se describe como sigue: La fuente de energía se elabora especialmente de una superficie cerámica de una placa caliente de enesco, Chicago, I . Esta placa caliente tiene un control de uniformidad alto, disminuyendo en cualquier variación de temperatura de placa punto a punto tan cercano como 2% del punto establecido. Se compila la adquisición de datos utilizando un perfilador de temperatura de Datapaq, Cambridge, Reino Unido (Wilmington, MA) . El modelo es el sistema Datapaq 9000 Tracker son 6 entradas de temperatura. Se calibra la placa caliente a una temperatura en el intervalo de 210°C (410°F) . Se conectan al interior de la sartén seis alambres termopares "K" en forma de cruz con cuatro contactos a través de una línea central y dos contactos en los puntos exteriores opuestos de la otra línea central . Los conectores de termopar se insertan en una interconexión transductora y la interconexión se conecta a un registrador de datos (paquete de memoria) . La sartén se coloca en el centro de la placa caliente calibrada durante 10 minutos. Después se retira la sartén y se descargan los registradores de datos en el programa de elementos de programa (software) estadístico Datapaq. Las funciones de análisis clave del programa incluyen valor Datapaq, temperatura máxima/mínima, tiempo en la temperatura, cálculo dependiente, cálculo de ascenso y descenso, y diferencia máxima. Los resultados se registran en segundos para llegar a una temperatura de cocinado de 204°C (400°F) . Los datos de cada prueba se pueden comparar directamente con otras pruebas de adquisición de datos.

JPrueba de Abrasión de Pata de Tigre Mecánica (Prueba de Abrasión MTP) Como se describe en la Patente de E.U.A. 6,761,964 Al para Tannenbaum se evalúa un sustrato recubierto para resistencia a la abrasión al hacer girar continuamente tres puntas de plumas con puntas de esfera pesadas, sobre la superficie del sustrato recubrimiento mientras el sustrato se calienta y se hace oscilar hacia atrás y hacia adelante en una mesa de agitación. El equipo utilizado para la prueba comprende un bastidor sobre el cual se monta un motor impulsor. Extendiéndose desde el motor está un vastago impulsor de volante central sobre el cual se coloca un volante (disco impulsor) . El disco impulsor es una lámina de aluminio que tiene un diámetro de 18 cm (7 pulgadas) y un espesor de 0.64 cm (0.25 pulgadas). Alojado dentro del bastidor está una mesa de agitación sobre la cual se monta una placa caliente. La parte superior de la placa caliente proporciona una superficie para colocar un sustrato de prueba tal como una sartén para freír. La distancia vertical entre la superficie y el fondo del disco impulsor es de aproximadamente 15 cm (6 pulgadas) . En la posición de inicio, la flecha impulsora de volante es perpendicular y está centrada en la placa caliente. La mesa de agitación se monta al bastidor de manera que el centro de su movimiento reciprocante coincide con el centro de la flecha impulsora de volante. La dirección del movimiento reciprocante es de adelante hacia atrás. Se monta una cabeza de pata de tigre para impulsar el disco por una flecha flotante colocada en el soporte de un tubo de flecha. El tubo de soporte se conecta flexiblemente a través de un disco impulsor con la ayuda de anillos toroidales, arandelas y tuercas en ambos lados del disco. Por encima de la conexión se agregan arandelas adicionales a la flecha para proporcionar peso adicional. El tubo de soporte se monta descentrado, aproximadamente 5 cm (2 pulgadas) de la flecha impulsora de volante. Un tornillo de ajuste se apoya contra el soporte del tubo de flecha y permite la alineación de la flecha flotante articulada con el tubo de flecha de soporte. Además, colocada sobre el disco 180° desde el tubo de soporte se encuentra un peso de contrapeso. La cabeza de la pata de tigre es un disco giratorio con tres canales colocados cerca del perímetro del disco en ángulos equidistantes del centro (es decir, aproximadamente a 0, 120, 240°). Los canales tienen un tamaño para albergar el repuesto de una pluma de punto de esfera. Los tornillos ajustados se colocan en la pared lateral del disco en la posición de cada canal para inmovilizar los repuestos de pluma en su lugar durante el funcionamiento. El disco giratorio como se muestra es de acero inoxidable que tiene un diámetro de 6.4 cm (2.5 pulgadas) y un espesor de 1 cm (0.4 pulgadas) . El centro del disco acomoda un cojinete de bola y permite que el disco se una a la flecha flotante por un acoplamiento. La cabeza de pata de tigre es libre de girar alrededor de la flecha flotante. En operación, una sartén para freír con un sustrato de aluminio recubierto se lava con detergente suave para eliminar cualquier suciedad o grasa. La sartén de prueba se coloca sobre una placa caliente con la ayuda de un rodillo de centrado removible instalado temporalmente en una flecha impulsora central. La varilla de centrado actúa como una línea base para la colocación de la sartén sobre la superficie de la placa caliente después de lo cual se retira la varilla de centrado. Para cada prueba, se instalan tres repuestos de pluma nuevos en los canales de la cabeza de pata de tigre de manera que cada repuesto se extiende hacia abajo 1.9 cm (3/4 pulgadas) del fondo del disco. La cabeza de pata de tigre se une a la flecha flotante que se extiende hacia abajo desde el disco impulsor unido a la flecha impulsora. El peso de la cabeza de pata de tigre y la flecha flotante se regula. En el equipo que se ilustra, el peso es de aproximadamente 400 g. El peso combinado de la flecha flotante y las arandelas (todas de aproximadamente 115 g) , la cabeza de pata de tigre (aproximadamente 279 g) y las puntas de pluma de punto de esfera (aproximadamente 10 g) totalizan 400 g. El peso de contrapeso también totaliza aproximadamente 400 g. La placa caliente se enciende y se calienta el sustrato de prueba (sartén) a una temperatura de 204°C +/-6°C) (400°F +/- 10°F) . Cuando la sartén alcanza la temperatura de prueba determinado por medición de temperatura infrarroja sobre la superficie de sustrato, entonces de hacen descender los repuestos de pluma sobre la sartén y se activa el equipo para comenzar la oscilación de la mesa de agitación y la rotación de la cabeza de pata de tigre. De esta manera, el equipo de prueba hace girar las plumas contra y alrededor de la superficie del sustrato recubierto. La velocidad de rotación de la cabeza de pata de tigre se controla a 30 rotaciones por minuto. La velocidad de la mesa de agitación se controla para 30 rotaciones hacia atrás y hacia adelante por minuto. Un contador registra el número de ciclos completados. Un temporizador realiza una cuenta regresiva por períodos de 15 minutos de rotación de la pata de tigre en una dirección particular. Los datos se registran a intervalos de 15 minutos. La rotación de la cabeza de pata de tigre se invierte después de cada período de 15 minutos. Periódicamente se inspeccionan las puntas de los repuestos de pluma para determinar acumulación de recubrimiento. Se retira la acumulación de recubrimiento según se necesite. La falla del recubrimiento en el sustrato se monitorea al observar las trayectorias de forma ovalada que se generan conforme las puntas de los repuestos de pluma penetran a través del recubrimiento para llegar al sustrato de metal desnudo. Al calentar el sustrato se acelera el tiempo de falla. Cuanto más prolongado sea tiempo de falla mejor será la durabilidad del recubrimiento no adherente. Al final de cada ciclo de 15 minutos se evalúa la sartén de acuerdo con las siguientes calificaciones numéricas MTP: 10 - Sartén nueva 9. - Surcos en el recubrimiento 8 - Primer estrechamiento al metal (para sustratos lisos) Rugosidad de la superficie (para sustratos tratados con chorro de granalla) 7 - Líneas al metal (en el exterior y/o interior) 6 - Inicio ovalado del exterior 5 - Ovalo completo Cocinado Acelerado de Pata de Tigre (ATP) La prueba de cocinado acelerado de pata de tigre es una versión de temperatura inferior acelerada de la prueba de cocinado de pata de tigre explicada en lo anterior. La prueba evalúa sustratos tales como sartenes para freír, para el funcionamiento de cocinado y la resistencia a la abrasión al exponer el sistema de recubrimiento a ciclos de ácido, sal y grasa y detergente. El sustrato se somete a calor y rotación manual de la cabeza de pata de tigre durante el cocinado. Los ciclos de alimentación, las condiciones de temperatura y el número de rotaciones de la cabeza de pata de tigre se alteran como se explica en lo siguiente. Para cada prueba, se prueban sartenes recubiertos más una sartén control sobre una parte superior de una estufa de gas comercial con quemadores suficientes para cocinar todas las sartenes simultáneamente. La sartén control es un estándar de una sartén recubierta con un sistema de recubrimiento para utensilios de cocina comercial conocido para el cual las propiedades estándar que se están juzgando se han predeterminado muchas veces . La temperatura de la prueba se mantiene a 138°C (280°F) hasta 149°C (300°F) medida por un pirómetro de contacto sobre la superficie del sustrato. Las sartenes se rotan metódicamente en todos los quemadores . En funcionamiento, la posición de las sartenes de prueba se colocan en los quemadores y se calientan dentro del intervalo de temperatura especificado. Las sartenes se someten al siguiente procedimiento de cocinado. Se fríe un huevo en una sartén sin aderezos. Se cocina el huevo durante 3 minutos . Se levanta el huevo con una espátula y la sartén se inclina para permitir que el huevo se deslice. Se determina la facilidad con la cual se desliza el huevo. Se regresa la sartén al quemador y se voltea al revés al huevo. La yema del huevo se rompe con la espátula y se cocina el huevo durante otros dos minutos . El huevo se levanta nuevamente con una espátula y se determina la facilidad con la cual se desliza el huevo en base en la escala denominada "liberación" descrita en lo anterior. También se califica a la sartén para raspados. La sartén se enjuaga con agua caliente y se seca con una toalla de papel. Cocinado 1: Se coloca una cucharadita de aceite de maíz en el centro de la sartén. Se coloca un trozo de hamburguesa preformado que se ha salpimentado con un cuarto de cucharadita de sal en un lado, con el lado salado hacia el aceite. El trozo de hamburguesa se cocina durante 3 minutos. Después se coloca una tapa sobre la sartén para freír y el trozo de carne se cocina durante 4 minutos más con la tapa puesta. Con el borde de una cucharita el trozo de carne se corta primero en cuartos y después cada cuarto en tercios. Se retira la carne y la sartén se limpia con una toalla de papel. Se agregan a cada sartén dos tazas (16 onzas) de mezcla de salsa de tomate preparada (30 onzas de salsa de tomate, 1/2 taza de sal, 3/4 de agua) y se cocinan a fuego lento durante 20 minutos. Durante este período de cocinado a fuego lento de 20 minutos se realiza la prueba de abuso de raspado utilizando la cabeza de pata de tigre. La mezcla se agita en cada bandeja con la cabeza de pata de tigre en un patrón circular para 50 revoluciones en dirección en el sentido de las manecillas del reloj y con 50 revoluciones adicionales en una dirección contraria al sentido de las manecillas del reloj . Al finalizar el período de cocinado a fuego lento durante 20 minutos, se retiran las sartenes de los quemadores, se vacía el contenido y cada sartén se lava perfectamente con una solución detergente. La sartén se enjuaga en agua clara y se seca frotando.

Las sartenes se regresan al quemador y se inicia el procedimiento de cocinado colocando una cucharadita de aceite en el centro de la sartén y se repite. Después de cada 4 cocinados se fríe un huevo como se describe en lo anterior y se califica la sartén en cuanto a liberación y raspado. Al final de cada 7 cocinados (o si no se pueden completar 7 cocinados al final de cada día) cada sartén se llena con solución detergente de 2 tazas de agua, 1 cucharadita de detergente líquido y 3 cucharaditas de sal. El detergente se lleva a ebullición y se coloca una tapa sobre la sartén. Se retira del quemador la sartén y se permite que repose durante la noche. Al siguiente día el ciclo comienza friendo un huevo y calificando la sartén. La prueba continúa hasta que se determina que la sartén tiene una calificación de raspado de 5, momento en el cual la prueba se detiene. El raspado utiliza la misma escala que la utilizada en la prueba TP. La escala de liberación se muestra a continuación. Liberación (0.5): La calificación de liberación se determina al determinar qué tan fácil se desliza el huevo y cuánto del huevo se adhiere a la sartén. 5 - Excelente 4 - Muy buena 3 - Buena 2 - Ligera 1 - Grave 0 - Muy grave AIHAT Un sustrato recubierto tal como una sartén para freír se somete a una serie de ciclos de cocinado de alta temperatura utilizando utensilios de cocinado de metal caseros comunes (horquilla, espátula, volteador, cuchillo) . Una descripción de la prueba se describe en el documento de E.U.A. 5,250,356 (Batzar) columna 3, líneas 11-64. La prueba es una medida de dañado y raspado de abuso común de cocinado.

Espesor de Película Seca (DFT) Se mide el espesor de recubrimiento horneado con un instrumento de espesor de película, por ejemplo Fisherscope, basado en el principio de corriente parásita (ASTM B244) .

EJEMPLOS Fluoropolímero Dispersión de PTFE: dispersión de resina de fluoropolímero TFE de DuPont grado 30, disponible de DuPont Company, Wilmington, DE. Dispersión FEP: dispersión de resina de fluoropolímero TFE/HFP con un contenido de sólidos de 54.5-56.5% en peso y RDPS de 150-210 nanómetros, la resina tiene un contenido HFP de 9.3-12.4% en peso y una velocidad de fluido en fundido de 11.8-21.3 medido a 372°C por el método ASTM D-1238 modificado como se describe en la Patente de E.U.A. 4,380,618. Dispersión de PFA: dispersión de resina de fluoropolímero PFA de DuPont grado 335, disponible de DuPont Company, Wilmington, DE. Aglutinante de Polímero PAI es Torlon" Al-10 poli (amida-imida) (Amoco Chemicals Corp.), una resina sólida (la cual se puede revertir a sal poliámica) que contiene 6-8% de NMP residual. La sal de ácido poliámico generalmente está disponible como ácido poliámico que tiene una viscosidad inherente de por lo menos 0.1 medida como una solución 0.5% en peso en N,N-dimetilacetamida a 30°C. Se disuelve en un agente coalescente tal como N-metilpirrolidona y un agente reductor de viscosidad tal como alcohol furfurílico y se hace reaccionar con una amina terciaria, preferiblemente trietilamina para formar la sal la cual es soluble en agua, como se describe con mayor detalle en la Patente de E.U.A. 4,014,834 (Concannon) . Partículas de Carburo de Silicio Se utiliza en una diversidad de tamaños y mezclas el carburo de silicio suministrado por Electroschmelzwerk Kempten GmbH (ESK) Munich, Alemania. P1200 = tamaño de partícula promedio de 3.0 ± 0.5 micrómetros P1000 = tamaño de partícula promedio medio de 4.5 ± 0.5 micrómetros P 800 = tamaño de partícula promedio medio de 6.5 ± 1.0 micrómetros P 600 = tamaño de partícula promedio medio de 9.3 ± 1.0 micrómetros P 400 = tamaño de partícula promedio medio de 17.3 ± 1.5 micrómetros P 320 = tamaño de partícula promedio medio de 29.2 ± 1.5 micrómetros P 280 = tamaño de partícula promedio medio de 36.5 ± 1.5 micrómetros P 240 = tamaño de partícula promedio medio de 44.5 ± 2.0 micrómetros El tamaño de partícula promedio medio (dsso) se mide por sedimentación utilizando la norma FEPA - Standard-43-GB 1984R 1993 resp. ISO 8486 de acuerdo con la información proporcionada por el proveedor. Otro Endurecedor de Película Inorgánica Se suministra óxido de aluminio (partículas pequeñas) por Aluminum Corporation of America - Grado SG A-16 con un tamaño de partícula promedio de 0.35-0.50 micrómetros. Un sistema no adherente de 3 recubrimientos representativo de la invención se rocía sobre sartenes de prueba de aluminio suave que se han tratado únicamente por lavado para eliminar la grasa pero no se han rotado mecánicamente. Las composiciones de dispersión acuosas del apresto, el recubrimiento intermedio y un recubrimiento superior. El espesor de recubrimiento seco (DFT) del apresto/capa intermedia/sobrerrecubrimiento determinado por análisis de corriente parásita es de 10.2 micrómetros (0.4 milésimas de pulgada) /17.8 micrómetros (0.7 milésimas de pulgada) 11 .6 micrómetros (0.3 milésimas de pulgada. Las capas de apresto y las capas intermedias se incluyen en las tablas de cada ejemplo. El recubrimiento superior de fluoropolímero para la totalidad de los ejemplos se incluye en la tabla 1. El apresto se rocía sobre el sustrato de aluminio y se seca a 66°C (150°F) durante 5 minutos. El recubrimiento intermedio después se rocía sobre el apresto seco. Se aplica el recubrimiento superior (rociado) húmedo en húmedo al recubrimiento intermedio. El recubrimiento se cura por horneado a una temperatura de 427°C (800°F) durante 5 minutos . Las sartenes se someten a las pruebas para determinar: 1) resistencia a la abrasión, 2) tiempo de incremento paulatino a la temperatura de cocinado, y 3) liberación. Los resultados de prueba para la totalidad del sistema se incluyen en la tabla 16.

Tabla 1 - Recubrimiento Superior Ejemplo Comparativo 1 - Sin Partículas de SiC, Sin Escamas Magnetizables Tabla 2 - Composición de Apresto - Ejemplo Comparativo 1 Tabla 3 - Composición de la Capa Intermedia - Ejemplo Comparativo 1 Ejemplo Comparativo 2 - Sin Partículas de SiC Tabla 4 - Composición de Apresto - Ejemplo Comparativo 2 Tabla 5 - Composición de la Capa Intermedia - Ejemplo Comparativo 2 Ejemplo Comparativo 3 - Sin Escamas Magnetizables Tabla 6 - Composición de Apresto - Ejemplo Comparativo 3 *amps = tamaño de partícula medio promedio Tabla 7 - Composición de la Capa Intermedia - Ejemplo Comparativo 3 Los ejemplos que se presentan a continuación tienen cantidades y tamaños variables de partículas de SiC en la capa de apresto junto con las escamas SS en la capa intermedia . EJEMPLO 1 - SS en la Capa Intermedia Tabla 8 - Composición de Apresto - Ejemplo 1 *amps = tamaño de partícula medio promedio Tabla 9 - Composición de la Capa Intermedia - Ejemplo 1 EJEMPLO 2 - SS y A12Q3 en la Capa Intermedia Tabla 10 - Composición de Apresto - Ejemplo 2 *amps = tamaño de partícula medio promedio Tabla 11 - Composición de la Capa Intermedia - Ejemplo 2 EJEMPLO 3 - SS en la Capa Intermedia Tabla 12 - Composición de Apresto - Ejemplo 3 *amps = tamaño de partícula medio promedio Tabla 13 - Composición de la Capa Intermedia - Ejemplo 3 EJEMPLO 4 - Escamas de SS en la Capa Intermedia Tabla 14 - Composición de Apresto - Ejemplo 4 *amps = tamaño de partícula medio promedio *amps = tamaño de partícula medio promedio Tabla 15 - Composición de la Capa Intermedia - Ejemplo Prueba de Funcionamiento - Abrasión, Dañado, Tiempo de Incremento Paulatino hasta la Temperatura de Cocinado y Liberación Las sartenes de prueba recubiertas como se describe en los ejemplos comparativos 1-3 y los ejemplos 1-4 se someten a la prueba de raspado AIHAT, la prueba de abrasión MTP, SBAR y prueba de cocinado acelerado. Los resultados se muestran en la tabla 16. La resistencia a la abrasión superior de los ejemplos 1-4 de la invención se indican por las pruebas SBAR (tanto en húmedo como en seco) y la prueba MTP. Es evidente una buena resistencia al dañado y raspado por la prueba AIHAT. La liberación de las cubiertas de la invención de estos ejemplos es buena en comparación con los utensilios de cocina convencionales de la técnica anterior. Los resultados de la prueba de contacto muestran que las sartenes en los ejemplos de esta invención se calientan hasta una temperatura de cocinado de 204°C (400°F) en un tiempo muy reducido. El efecto sinergístico de las partículas de SiC y las escamas de acero inoxidable en uno o varios de los recubrimientos inferiores de un sistema de recubrimiento utilizado en los utensilios de cocina proporciona una resistencia a la abrasión mejorada, un calentamiento más rápido hasta la temperatura de cocinado y aún así proporciona una buena liberación.

Tabla 16 - Propiedades de Funcionamiento un Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Una estructura que comprende un sustrato y un recubrimiento de liberación horneado sobre el sustrato, el recubrimiento está caracterizado porque comprende un recubrimiento inferior y un recubrimiento superior de fluoropolímero, en donde el recubrimiento inferior contiene escamas magnetizables y una pluralidad de partículas de carburo de silicio.
2. 2. La estructura de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque por lo menos una porción de las escamas magnetizables no tienen orientación inducida.
3. 3. La estructura de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las escamas magnetizables son de acero inoxidable.
4. 4. La estructura de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el recubrimiento inferior comprende una capa de apresto y una capa intermedia colocada entre el apresto y el recubrimiento superior, en donde la capa intermedia contiene las escamas .
5. 5. La estructura de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque las partículas de carburo de silicio se suministran al recubrimiento de liberación vía la capa de apresto.
6. 6. La estructura de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque la capa intermedia comprende además un fluoropolímero.
7. 7. La estructura de conformidad con la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque la capa de apresto comprende además un fluoropolímero.
8. 8. La estructura de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque las escamas magnetizables se suministran vía la capa intermedia.
9. 9. La estructura de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque la capa intermedia comprende además un fluoropolímero.
10. 10. La estructura de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque la capa de apresto contiene además óxido de aluminio.
11. 11. La estructura de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque la capa intermedia comprende además óxido de aluminio.
12. 12. La estructura de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el sustrato es aluminio .
13. 13. La estructura de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el sustrato es acero inoxidable ,
14. 14 . La estructura de conformidad con la reivindicación 1 ó 5, caracterizada porque las partículas de carburo de silicio tienen un tamaño de partícula promedio en el intervalo de aproximadamente 3 a aproximadamente 100 micrómetros . 15 La estructura de conformidad con la reivindicación 1 ó 5, caracterizada porque las partículas de carburo de silicio tienen un tamaño de partícula promedio medio en el intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 45 micrómetros