Revestimiento antiadherente de fluoropolímero que tiene propiedades mejoradas de transferencia de calor y resistencia a la abrasión.

Una estructura que comprende un sustrato y un revestimiento antiadherente cocido sobre el sustrato,

comprendiendo el revestimiento una capa inferior y una capa superior de fluoropolímero, en la que dicha capa inferior contiene laminillas magnetizables que no tienen orientación inducida, y una pluralidad de partículas de carburo de silicio, en la que dicha capa inferior comprende una capa de imprimación y una capa intermedia colocada entre dicha imprimación y dicha capa superior, en donde dicha capa intermedia contiene dichas laminillas.

Revestimiento antiadherente de fluoropolímero que tiene propiedades mejoradas de transferencia de calor y resistencia a la abrasión

Campo de la invención

Esta invención pertenece al campo de un sustrato que tiene sobre él un revestimiento antiadherente de fluoropolímero reforzado. En particular, la invención pertenece al campo de los utensilios de cocina que tienen un revestimiento antiadherente sobre ellos, donde el revestimiento tiene propiedades mejoradas de transferencia de calor, de modo que se requiere un tiempo reducido para alcanzar la temperatura de cocción, exhibiendo al mismo tiempo una mejorada resistencia a la abrasión.

Antecedentes de la invención

Desde hace tiempo se ha deseado producir utensilios de cocina revestidos que tengan una superficie de cocción interior con buenas propiedades antiadherentes y que exhiba al mismo tiempo una buena resistencia a la abrasión. También es deseable que el calor se pueda transferir rápidamente a tales superficies de cocción sin necesidad de someter la superficie exterior del fondo del recipiente de cocción a un calor excesivo. En la Patente de EE.UU. N° 6.114.28, concedida a Muchin y colaboradores, se describen utensilios de cocina con un revestimiento antiadherente que incluye un diseño conductor del calor que mejora la transferencia de calor y distribuye uniformemente el calor por la superficie de cocción. El diseño conductor del calor en la patente concedida a Muchin está dispuesto de modo que se extiende desde la región central de la superficie interior de un recipiente de cocción hacia la región periférica exterior. Esto facilita la transferencia de calor desde la región central a la región exterior y ayuda a mantener toda la superficie de cocción a una temperatura uniforme, especialmente si el recipiente de cocción se coloca sobre un elemento calefactor que tiene un diámetro menor que el diámetro de la parte del fondo del recipiente.

Sin embargo, como se discute en la Patente de EE.UU N° 6.248.435, concedida a Leck, es habitual exponer al calor toda la superficie plana de los utensilios de cocina. De este modo, Leck proporciona un acabado antiadherente con una mejorada transferencia de calor en los utensilios de cocina revistiendo el Interior de los utensilios de cocina con una mezcla de fluoropolímero y laminillas magnéticas, como el acero inoxidable, y orientando magnéticamente las laminillas para que vayan en la dirección del espesor del revestimiento.

Sin embargo, las dos patentes mencionadas anteriormente cuentan con orientar magnéticamente las laminillas para conseguir las propiedades térmicas mejoradas de los revestimientos antiadherentes descritos. El requisito de inducir magnéticamente la orientación de la laminilla exige un equipo especial que puede obstaculizar la producción comercial eficaz de los utensilios de cocina.

Invenciones recientes reconocen la ventaja de añadir un componente endurecedor de película de tipo carga inorgánica a la capa inferior de los revestimientos antiadherentes de múltiples capas. La Patente de EE.UU. N° 6.248.435, de Leck, describe que este componente puede ser uno o más compuestos de silicato metálico como, por ejemplo, silicato de aluminio y óxidos metálicos tales como, por ejemplo, dióxido de titanio y óxido de aluminio. La Patente de EE.UU. N° 6.291.54, de Thomas, y la Patente de EE.UU. 6.761.964 A1, de Tannenbaum, describen la ventaja de reforzar la capa inferior con partículas de carburo de silicio para obtener una superior resistencia a la abrasión. Sería deseable proporcionar utensilios de cocina que tuvieran incluso mejores propiedades de transferencia de calor que las exhibidas por los utensilios de cocina de la técnica anterior para permitir que los utensilios de cocina se calienten todavía más rápidamente y exhiban una resistencia a la abrasión buena o mejorada mientras que mantienen buenas características antiadherentes.

Sumario de la invención

Aunque se sabe que el acero inoxidable proporciona una conductividad térmica aumentada, se ha descubierto que las laminillas magnetizables tales como las laminillas de acero inoxidable en un revestimiento antiadherente, actúan como material de refuerzo y logran una eficaz transferencia de calor. Las laminillas, junto con las partículas de carburo de silicio como endurecedor de película de tipo carga inorgánica, consiguen un efecto sinérgico que proporciona excelentes propiedades de transferencia de calor y una resistencia a la abrasión superior. De este modo, la estructura de la presente invención puede calentarse más rápidamente que los utensilios de cocina que usan revestimientos antiadherentes conocidos, de la técnica anterior, mientras que retiene excelentes características antiadherentes. Por "calentarse más rápidamente" se entiende que el revestimiento antiadherente de esta invención puede alcanzar una temperatura de cocción de 24°C (4°F) en menos tiempo que un sistema similar que no contenga una combinación de laminillas magnetizables y partículas de carburo de silicio.

De este modo, según la presente invención, se proporciona una estructura que comprende un sustrato y un revestimiento antiadherente cocido sobre el sustrato, comprendiendo el revestimiento una capa inferior y una capa superior de fluoropolímero, en la que dicha capa inferior contiene laminillas magnetizables que no tienen una orientación inducida, y una pluralidad de partículas de carburo de silicio, en la que dicha capa inferior comprende

una capa de imprimación y una capa intermedia situada entre dicha imprimación y dicha capa superior, en la que dicha capa intermedia contiene dichas laminillas.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

La presente invención comprende una estructura que comprende un sustrato y un revestimiento antiadherente cocido sobre el sustrato. El revestimiento antiadherente comprende una capa inferior y una capa superior de fluoropolímero, en el que la capa inferior contiene laminillas magnetizables y una pluralidad de partículas de carburo de silicio. La capa inferior comprende una capa de imprimación y una capa intermedia situada entre dicha imprimación y dicha capa superior, en la que dicha capa intermedia contiene las laminillas magnetizables. La "capa superior" es el revestimiento que forma la parte superior o superficial que también puede comprender uno o más revestimientos adicionales. La capa superior comprende un fluoropolímero que, cuando se somete a cocción junto con la capa inferior, proporciona una superficie antiadherente, que no se pega. La capa inferior, incluyendo la capa intermedia, también comprende preferiblemente un fluoropolímero.

Fluoropolímero

El componente fluoropolímero del revestimiento antiadherente que puede estar presente en la capa de imprimación, la capa intermedia y la capa superior es, preferiblemente, politetrafluoroetileno (PTFE) que tiene una viscosidad de la masa fundida de al menos 1 x 18 Pas a 38°C, por sencillez en la formulación de la composición y debido a que el PTFE tiene la estabilidad térmica más alta entre los fluoropolímeros. Este PTFE también puede contener una pequeña cantidad de modificador del comonómero que mejora la capacidad para formar películas durante el tratamiento en horno (fusión), como por ejemplo perfluoroolefina, particularmente hexafluoropropileno (HFP) o perfluoro(alquilviniléter), particularmente en el que el grupo alquilo contiene de 1 a 5 átomos de carbono, prefiriéndose el perfluoro(propilviniléter) (PPVE). La cantidad de dicho modificador será insuficiente para conferir capacidad de fabricación en forma de masa fundida al PTFE, siendo generalmente no superior a ,5% en moles. El PTFE, también por sencillez, puede tener una sola viscosidad de la masa fundida, normalmente de al menos 1 x 19 Pa s, pero también se puede usar una mezcla de PTFE que tengan diferentes viscosidades de la masa fundida para formar el componente fluoropolímero. El uso de un solo fluoropolímero en la composición, que es la opción preferida, significa que el fluoropolímero tiene una única identidad química y viscosidad de la masa fundida.

Aunque se prefiere el PTFE, el componente fluoropolímero también puede ser un fluoropolímero que se pueda fabricar en forma de masa fundida, o bien combinado (mezclado) con el PTFE, o en lugar del mismo. Ejemplos de este tipo de fluoropolímeros que se pueden fabricar en forma de masa fundida incluyen copolímeros de TFE y al menos un monómero copolimerizable fluorado (comonómero) presente en el polímero en cantidad suficiente para reducir el punto de fusión del copolímero sustancialmente por debajo del homopolímero TFE, politetrafluoroetileno (PTFE), p. ej., a una temperatura de fusión no superior a 315°C. Los comonómeros preferidos... [Seguir leyendo]

1. Una estructura que comprende un sustrato y un revestimiento antiadherente cocido sobre el sustrato, comprendiendo el revestimiento una capa inferior y una capa superior de fluoropolímero, en la que dicha capa inferior contiene laminillas magnetizables que no tienen orientación inducida, y una pluralidad de partículas de

carburo de silicio, en la que dicha capa inferior comprende una capa de imprimación y una capa intermedia colocada entre dicha imprimación y dicha capa superior, en donde dicha capa intermedia contiene dichas laminillas.

2. La estructura de la reivindicación 1, en la que dichas laminillas magnetizables son de acero inoxidable.

3. La estructura de la reivindicación 1, en la que dichas partículas de carburo de silicio se suministran a dicho

revestimiento antiadherente mediante dicha capa de imprimación.

4. La estructura de la reivindicación 1, en la que dicha capa intermedia comprende además un fluoropolímero.

5. La estructura de la reivindicación 1 ó 3, en la que dicha capa de imprimación comprende además un

fluoropolímero.

6. La estructura de la reivindicación 1, en la que dichas laminillas magnetizables se suministran mediante

dicha capa intermedia.

7. La estructura de la reivindicación 1, en la que dicha capa de imprimación contiene además óxido de

aluminio.

8. La estructura de la reivindicación 1, en la que dicha capa intermedia contiene además óxido de aluminio.

9. La estructura de la reivindicación 1, en la que dicho sustrato es aluminio.

1. La estructura de la reivindicación 1, en la que dicho sustrato es acero inoxidable.

11. La estructura de la reivindicación 1 ó 3, en la que dichas partículas de carburo de silicio tienen un tamaño

medio de partícula en el intervalo de 3 a 1 micrómetros.

12. La estructura de la reivindicación 1 ó 3, en la que dichas partículas de carburo de silicio tienen un tamaño medio de partícula en el intervalo de 5 a 45 micrómetros.

13. La estructura de la reivindicación 1, en la que dicha capa inferior seca contiene de 7 a 9% en peso de 25 fluoropolímero, de 2 a 1% en peso de laminillas magnetizables, de 2 a 2% en peso de partículas de carburo de

silicio y de 2 a 15% en peso de aglomerante polimérico.