Método de impartir propiedad antiadherente a superficie de metal.

Un método de impartir un recubrimiento antiadherente a una superficie de una hoja metálica,

que consiste en: recubrir al menos 40% del área de una superficie de una hoja metálica con un aceite de silicona a una tasa media de aplicación de recubrimiento en un rango de 16,1 a 107,6 mg/m2 (1,5 a 10 mg/pies2) de dicha área superficial recubierta;

enrollar luego en espiral dicha hoja metálica; y a continuación

calentar la hoja enrollada en espiral en presencia de oxígeno a una temperatura de 250°C a no más de 400°C durante un período de tiempo de al menos 10 minutos.

Método de impartir propiedad antiadherente a superficie de metal Campo técnico

Esta invención se refiere a métodos de impartir propiedades antiadherentes a superficies de metal, en concreto las superficies de láminas y hojas de metal, y a los productos antiadherentes resultantes. Más en concreto, aunque no necesariamente de forma exclusiva, la invención se refiere a métodos de impartir propiedades antiadherentes a láminas y hojas hechas de aluminio y aleaciones de aluminio.

Antecedentes de la invención

La lámina y hoja de aluminio se usa ampliamente en aplicaciones de envasado y preparación de alimentos. Las propiedades antiadherentes son muy deseables para tales aplicaciones y hay disponibles en el mercado láminas u hojas que tienen tales propiedades. Por ejemplo, Alcoa Corporation vende una lámina de este tipo bajo la marca "Release", y esta lámina se produce recubriendo una lámina metálica dura con una suspensión de un polímero termoestable conteniendo siloxano y un solvente, y curando luego parcialmente el polímero en un horno a una temperatura suficiente para quitar completamente el solvente. El polímero es sólido, atrapando por ello el siloxano dentro del polímero (véase la Patente de Estados Unidos 6.423.417 de Robbins concedida el 23 de Julio de 22). La lámina recubierta parcialmente curada se recuece a continuación para hacer blanda la lámina, para curar completamente el polímero y para obtener características de "pliegue muerto" (la capacidad de plegarse sin recuperación). Este método es caro porque el recubrimiento puede ser aplicado solamente a baja velocidad debido a la necesidad de curar parcialmente el polímero. Además, se requieren dos tratamientos de calor, y las suspensiones usadas como los recubrimientos iniciales son caras.

La Patente de Estados Unidos 2.978.98 concedida a Post el 4 de Abril de 1961 describe un método de aplicar un recubrimiento de aceite de silicona a lámina de aluminio. Se sumerge una lámina en forma de bobina en una solución del aceite en un solvente volátil, luego se saca de la solución y se seca.

Se necesita un método mejorado de impartir una superficie antiadherente a lámina de aluminio, por ejemplo para una mayor economía y facilidad de preparación.

Descripción de la invención

Según un aspecto de la invención, se facilita un método de impartir una propiedad antiadherente a una superficie de una hoja metálica (preferiblemente una lámina de aluminio o aleación de aluminio). El método implica recubrir al menos 4% del área superficial de una hoja metálica con un aceite de silicona (preferiblemente sustancialmente sin solvente) a una tasa de aplicación de recubrimiento en un rango de 16,1 a 17,6 mg/m2 (1,5 a 1 mg/pies2) (preferiblemente 21,5 a menos de 64,6 mg/m2 (2 a menos de 6 mg/pies2)) del área superficial recubierta. La hoja recubierta se calienta entonces después de enrollarla en espiral apretada en presencia de oxígeno a una temperatura de 25°C a no superior a 4°C durante un período de tiempo de al menos 1 minutos. Generalmente, la temperatura de calentamiento se mantiene por debajo de aproximadamente 4°C para evitar la descomposición de la silicona (y por ello la pérdida de propiedades antiadherentes). El paso de calentamiento no solamente seca y solidifica el recubrimiento de silicona, sino que también trata por calor el artículo hoja (si se desea) para producir recocido y para impartir características de "pliegue muerto". Para recocer la hoja, la temperatura se mantiene por lo general dentro del rango de 27 a 35°C. Sin embargo, a veces la lámina parcialmente recocida es deseable cuando se requiere una hoja más dura o más fuerte y el tiempo del tratamiento con calor puede ser entonces apropiadamente limitado. La duración del tratamiento con calor se puede elegir así según las propiedades deseadas del metal pero a menudo es inferior a 2 horas (por ejemplo, alrededor de 1 hora).

El paso de calentamiento se lleva a cabo preferiblemente en aire como la fuente de oxígeno, pero el calentamiento se podría realizar en otras atmósferas conteniendo oxígeno, si se desea. Incluso cuando la hoja está enrollada en espiral, todavía hay cierto espacio entre las vueltas o los devanados y esto es adecuado para la entrada de oxígeno. Esta entrada puede ser asistida dirigiendo una corriente de aire caliente (u otro gas conteniendo oxígeno) sobre las bobinas para asegurar una dispersión de gas más grande durante toda la bobina.

Se facilita una hola de lámina metálica antiadherente "inocua" (es decir, no contaminante) provista de una superficie antiadherente producida por el método anterior. Las propiedades antiadherentes se le imparten a la superficie mediante el recubrimiento producido por el método anterior que en general se une fuertemente a la superficie de metal.

La invención se usa primariamente para el tratamiento de artículos de hoja de aluminio y se puede aplicar a cualquier aleación de aluminio, aunque se prefieren las aleaciones convencionalmente previstas para uso con alimentos. El método también se puede usar con otros metales, por ejemplo acero u otros metales ferrosos.

Ambas superficies de la hoja pueden ser tratadas según la invención, si se desea, pero normalmente el tratamiento de una superficie solamente es suficiente y deseable.

Una ventaja de la presente invención es que el aceite de silicona puede ser aplicado rápidamente en cargas bajas, y el paso de curado se combina con el paso de recocido del metal. Se puede lograr velocidades de recubrimiento de hasta 69,6 m (2. pies) por minuto usando el método de la presente invención y la hoja resultante puede ser usada para aplicaciones con alimento sin tratamiento superficial adicional, aunque la hoja ¡nlclalmente formada en bobinas graneles se reempaquete en general en rollos pequeños, normalmente de 7,6 a 152 m (25 a 5 pies), para mayor conveniencia.

El término "hoja" en el sentido en que se usa aquí pretende significar cualquier producto laminar alargado de área superficial grande y grosor relativamente pequeño, pero la invención se ocupa primariamente del tratamiento de lámina metálica, por ejemplo una hoja que tenga un grosor de ,2 cm (,8 pulgadas) o menos que se pueda curvar y plegar fácilmente con la mano, por ejemplo, lámina usada para envolver o cubrir alimentos, o para hacer recipientes o cubiertas baratos y desechables para alimentos. Por lo general, la hoja es tratada según la Invención en la forma en que es recibida de la fresa sin ninguna preparación de la superficie anterior.

El significado del término "superficie antiadherente" lo entenderán los expertos en la técnica, pero una definición práctica es que los alimentos que contengan almidones, azúcares o proteínas no se adhieren fuertemente a tales superficies cuando se colocan en contacto con ellas y exponen a temperaturas de cocción (hasta 232°C (45°F)).

El término "aceite o fluido de silicona" en el sentido en que se usa aquí se refiere a una forma liquida de silicona, es decir un polímero semlorgánico basado en la unidad estructural R2SÍO, donde R es un grupo orgánico. Se prefiere especialmente dimetil siloxano que tiene una viscosidad similar a la del agua (alrededor de 1 cp), pero se puede usar otras clases de polímero de silicona, por ejemplo dimetil pollslloxanos, metil fenil polisiloxanos polléster modificados y resinas de silicona hidroxilo funcionales. Los aceites y fluidos de silicona adecuados para uso en la presente Invención los fabrica Dow Corning and Cadillac OH Co., de los Estados Unidos de America. En general, se ha de evitar la presencia de catalizadores de polimerización en el aceite o resina de silicona puesto que los catalizadores pueden contaminar la hoja y así hacer inadecuado el producto para aplicaciones con alimentos. También se evitan en general otros aditivos, por ejemplo agentes de liberación de silicona, antioxidantes y análogos. Sin embargo, si se desea reducir la viscosidad de un aceite o fluido de silicona, se puede añadir un solvente no tóxico volátil, por ejemplo, solventes de alcohol isopropílico o cetona.

El término "sustancialmente sin solvente" en el sentido en que se usa aquí significa que no se añade solvente al grado comercial de un producto de aceite de silicona pura. El aceite de silicona está preferiblemente completamente libre de solvente (denominado simplemente "sin solvente"). En tales casos, la resina de silicona es asi esencialmente pura y solamente contiene las Impurezas normalmente presentes en un producto de calidad comercial.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama esquemático que representa pasos en un método preferido según una forma de la presente invención.

Mejores modos de llevara la práctica... [Seguir leyendo]

1. Un método de impartir un recubrimiento antiadherente a una superficie de una hoja metálica, que consiste en:

recubrir al menos 4% del área de una superficie de una hoja metálica con un aceite de silicona a una tasa media de aplicación de recubrimiento en un rango de 16,1 a 17,6 mg/m2 (1,5 a 1 mg/pies2) de dicha área superficial recubierta;

enrollar luego en espiral dicha hoja metálica; y a continuación

calentar la hoja enrollada en espiral en presencia de oxígeno a una temperatura de 25°C a no más de 4°C durante un período de tiempo de al menos 1 minutos.

2. El método de la reivindicación 1, donde dicha tasa de recubrimiento es de un rango de 21,5 a 17,6 mg/m2 (2, a 1 mg/pies2).

3. El método de la reivindicación 1, donde dicha tasa de recubrimiento es de un rango de 21,5 a menos de 64,6 mg/m2 (2, a menos de 6 mg/pies2).

4. El método de la reivindicación 1, donde el calentamiento se lleva a cabo a una temperatura en el rango de 27 a 35°C.

5. El método de la reivindicación 1, donde el calentamiento se lleva a cabo en aire como una fuente de dicho oxígeno.

6. El método de la reivindicación 1, donde la hoja se hace de aluminio o una aleación de aluminio.

7. El método de la reivindicación 6, donde la hoja es una lámina.

8. El método de la reivindicación 1, donde la silicona es dimetil siloxano.

9. El método de la reivindicación 1, donde el aceite de silicona está sustancialmente libre de solvente.

1. El método de la reivindicación 1, donde el aceite de silicona se disuelve en un solvente.

11. El método de la reivindicación 1, donde el solvente se selecciona del grupo que consta de solventes de alcohol isopropílico y cetona.

12. El método de la reivindicación 1, donde el aceite de silicona se aplica por un método que evita el contacto con la hoja de cualquier objeto distinto del aceite de silicona.

13. El método de la reivindicación 1, donde el aceite de silicona se aplica por pulverización ultrasónica.

14. El método de la reivindicación 1, donde dicha hoja tiene dos superficies opuestas y al menos 4% del área de cada superficie se recubre con dicho aceite de silicona a una tasa media de aplicación de recubrimiento en un rango de 16,1 a 17,6 mg/m2 (1,5 a 1 mg/pies2) de dicha área superficial recubierta.