本發明涉及獲得涂覆有抗粘附聚合物膜的烹飪元件的方法的領域。

背景技術：

1、在包括抗粘附烹飪表面的炊具的工業中，抗粘附涂層的性能和獲得這種涂層的方法的開發是重要的關注點。

2、以往，首先將金屬基部成型為廚房用具，然后，通過液體噴涂法或粉末涂覆法，在廚房用具的內表面上涂覆聚四氟乙烯(ptfe)、四氟乙烯-全氟丙基乙烯基醚(pfa)等耐熱性優異的氟樹脂。一種替代方案是涂覆基部，然后使如此涂覆的基部成型。

3、液體噴涂法具有許多缺點。當金屬基部具有彎曲形狀時，難以獲得均勻的涂層厚度。液體噴涂方法還涉及使用在工藝過程中蒸發的溶劑或揮發性有機化合物，并且必須回收和再循環。從環境的觀點出發，優選無溶劑、無揮發性有機化合物的方法。另一方面，涂層厚度是有限的。當涂層厚度太厚時，可能發生破裂。

4、粉末涂覆法也有缺點。所得涂層具有針頭類型的缺陷，這可導致抗粘附性能下降。

5、根據這兩種方法獲得的涂層可能具有顯著的表面粗糙度，這可能導致清潔問題，因為一些烹飪殘余物可能甚至在幾次洗滌之后仍存留在涂層的表面上。

6、面對廚具使用中固有的機械應力，觀察到涂層機械性能的損失，并且在與金屬基部的界面處可能發生涂層的分層。

7、為了克服上述缺點，現有技術描述了通過層壓用氟化膜涂覆的金屬基部。

8、專利申請kr20150030719描述了一種廚房用具，其包括主體，所述主體包括金屬基部，在所述金屬基部上層壓有氟化樹脂膜。還描述了一種用于獲得廚房用具的方法。在實施例1中，使用ptfe多層膜，沒有關于層的性質的信息。沒有描述在基部上層壓膜的操作。

9、申請kr20160099388描述了獲得涂覆有氟化膜(沒有包含有機化合物或粘合劑的底漆層)的金屬基部的方法。氟化膜是通過在載體上連續沉積層的成分(氟化樹脂和任選的無機填料)的水分散體而獲得的多層膜，所述水分散體經干燥和燒結。然后在組裝之前將多層膜從其載體上移除并定位在金屬基部上。與金屬接觸的氟化膜層由ptfe和選自fep、pfa、tfm、mfa(或其混合物)的樹脂制成，所述樹脂具有良好的流動特性，因此具有ptfe所不允許的良好粘附性。金屬基部/氟化膜組件通過熱壓、在靜態壓機中或在輥之間(輥對輥方法)進行。在靜態組裝方法中，基部和膜都被加熱到在300℃至410℃之間的溫度，施加的壓力為100-800psi(0.7mpa-5.6mpa)。在輥對輥組裝方法(當金屬基部具有顯著厚度時難以實施)中，基部和膜都被加熱到330℃至420℃之間的溫度，施加的壓力在2至15mpa之間。

10、在兩種方法變型中，在組裝期間施加的壓力是幾mpa，并且實施溫度受到氟化膜(特別是ptfe的在420℃開始的)的降解溫度的限制。因此，聚合物膜和金屬基部的組裝速率受到組裝方法的參數的限制。

11、此外，盡管用于獲得由層壓氟化膜涂覆的基部的方法提供了具有更厚的、并且因此更耐久的抗粘附涂層的可能性，然而，這種膜的機械特性不是最佳的。

技術實現思路

1、從工業的觀點來看，仍然需要開發在組裝時間方面更有利并且在耐久性方面允許獲得更有效的涂層的用于將聚合物膜組裝到金屬基部上的方法。

2、因此，申請人已經開發了一種通過熱沖壓金屬基部和聚合物膜的組件來制造涂覆的烹飪元件的方法，所述組件包括在金屬基部和聚合物膜之間的金屬增強元件。

3、發明的內容

4、本發明人已經發現，根據本發明的方法允許實現金屬基部和包含一種或多種半結晶或非晶態熱塑性聚合物的聚合物膜之間的快速組裝，同時確保聚合物膜與所述金屬基部的良好粘附。

5、與在金屬上組裝含氟聚合物膜的常用方法(如熱壓)不同，在根據本發明的方法組裝之前，僅有利地加熱基部。當在組裝時與基部接觸時，聚合物膜基本上通過傳導加熱，然后由于保持在低于金屬基部的加熱溫度的溫度下的組裝工具的熱慣性而冷卻。

6、因此，在組裝過程中，可以非常局部地加熱，特別是在基部-膜界面處，將包含一種或多種半結晶或非晶態熱塑性聚合物的聚合物膜加熱至高于全部或部分熱塑性聚合物的熔融溫度或玻璃化轉變溫度的溫度，可以非常短時間地加熱，這不會引起膜的降解。

7、與根據在金屬基部上組裝聚合物膜的常規方法(例如熱壓)相比，這種高溫與在沖壓期間施加的壓力的組合的實施允許在短得多的時間內進行聚合物膜和金屬基部的組裝。

8、此外，在與聚合物膜組裝之前，將金屬網形式的金屬增強物附著到金屬基部上。這種增強物的存在允許改進涂覆的金屬基部的機械性能。由此增強了金屬基部和聚合物膜之間的內聚力。金屬增強物特別地允許改進防粘附烹飪表面的性能，特別是通過增加防粘附涂層的耐刮擦性來改進。

9、因此，本發明涉及一種用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，包括以下步驟：

10、i.提供金屬基部(2)和金屬網(3)，所述金屬基部(2)具有用于與所述金屬網(3)接觸的面(2a)；

11、ii.將所述金屬網(3)附著到所述金屬基部(2)的所述面(2a)；

12、iii.提供膜(4)，所述膜(4)包括含有一種或多種半結晶或非晶態熱塑性聚合物的層(4a)，所述層(4a)與所述金屬基部(2)的所述面(2a)并且與所述金屬網(3)接觸；

13、iv.加熱所述金屬基部(2)和所述金屬網(3)；

14、v.定位所述膜(4)，使得所述層(4a)面向在步驟iv中加熱的所述金屬基部(2)的所述面(2a)和所述金屬網(3)。

15、vi.通過熱沖壓將所述金屬基部(2)和所述金屬網(3)與所述膜(4)組裝，在組裝時，所述金屬基部(2)和所述金屬網(3)處于比所述層(4a)的所述半結晶熱塑性聚合物的熔點和所述非晶態熱塑性聚合物的玻璃化轉變溫度(tg)中的最低值高的溫度。

16、本發明還涉及一種用于成型如上所述的涂覆的烹飪元件的方法，該方法包括將在步驟(vi)結束時獲得的涂覆的烹飪元件(1)壓制-成型的步驟(a)。

17、本發明的其它方面如以下和權利要求中所述。

18、定義

19、在本發明的含義內，術語“膜”應理解為是指由一個或多個用于待與金屬基部組裝的疊加層組成的組。術語“膜”還對應于一旦與金屬基部組裝后的所述組。

20、在本發明的含義內，術語“層”應理解為是指連續層。連續層(或也稱為整體層)是形成完全覆蓋其所放置或將放置的表面的總平坦區域的單個整體。

21、為了本發明的目的，術語“熱沖壓”是指用于將預先加熱的金屬基部(2)和膜(4)組裝到下部工具和上部工具之間的方法。

22、對于本發明的目的，術語“鋁合金”是指1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000和8000系列的鋁合金。

技術特征：

1.一種用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，在步驟vi.期間通過熱沖壓進行的組裝是借助于液壓或機械壓機來執行的，其包括下部工具和上部工具，金屬基部(2)和金屬網(3)與膜(4)組裝在該下部工具和上部工具之間，所述金屬基部(2)優選地與下部工具接觸，并且所述膜(4)優選地與上部工具接觸。

3.根據權利要求2所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于在，在步驟vi期間，將金屬基部(2)、金屬網(3)和膜(4)保持在100mpa至800mpa之間、優選地在350mpa至500mpa之間的壓力下。

4.根據權利要求2或3所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，在步驟vi期間，將金屬基部(2)、金屬網(3)和膜(4)保持在壓力下的持續時間小于或等于1分鐘，優選地小于或等于15秒。

5.根據權利要求2至4中任一項所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，在步驟vi期間，將金屬基部(2)、金屬網(3)和膜(4)保持在壓力下的持續時間在1秒至1分鐘之間，優選地在2秒至15秒之間。

6.根據權利要求2至5中任一項所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，上部工具的表面的平面相對于下部工具的表面的平面具有在0.01°至0.5°之間、優選地在0.15°至0.25°之間的角度。

7.根據權利要求2至6中任一項所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，在步驟vi中，將下部工具加熱到在25℃至金屬基部(2)在組裝時的溫度之間的溫度，和/或將上部工具加熱到在15℃至120℃之間的溫度。

8.根據前述權利要求中任一項所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，所述屬基部(2)是鋁基部、不銹鋼基部或其面(2a)由鋁合金或不銹鋼制成的多層金屬基部。

9.根據前述權利要求中任一項所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，金屬基部(2)的面(2a)的表面已經經歷了表面處理，所述表面處理是化學侵蝕、刷涂、水合、噴砂、噴丸、等離子體或電暈或激光類型的物理化學處理、化學活化或這些不同技術的組合。

10.根據前述權利要求中任一項所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，該金屬網(3)是編織金屬網或膨脹金屬網，優選地由不銹鋼制成。

11.根據前述權利要求中任一項所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，該金屬網(3)的厚度在50μm至800μm之間。

12.根據前述權利要求中任一項所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，通過模壓以將所述金屬網(3)至少部分地嵌入所述面(2a)中，來將金屬網(3)附接到金屬基部(2)的面(2a)。

13.根據前述權利要求中任一項所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，該膜(4)包括形成烹飪面(5)的單層(4a)，該單層包括一種或多種半結晶或非晶態熱塑性聚合物。

14.根據權利要求1至12中任一項所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，所述膜(4)還包括一個或多個層，每個層包括一種或多種半結晶或非晶態熱塑性聚合物。

15.根據前述權利要求中任一項所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，層(4a)的半結晶或非晶態熱塑性聚合物以及膜(4)的附加層在合適的情況下的相同或不同的聚合物選自：

16.根據前述權利要求中任一項所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，該膜(4)進一步包括至少一種填料和/或至少一種增強物。

17.根據前述權利要求中任一項所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，在步驟(vi)期間，與金屬基部(2)的面(2a)和與金屬網(3)接觸的膜(4)的層(4a)已經經歷了機械或化學表面處理。

18.根據前述權利要求中任一項所述的用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，其特征在于，所述膜(4)的厚度在5μm至500μm之間，優選地在25μm至150μm之間。

19.一種用于成型根據前述權利要求中任一項所述的涂覆的烹飪元件(1)的方法，其包括將在步驟(vi)結束時獲得的涂覆的烹飪元件(1)壓制-成型的步驟(a)。

20.根據權利要求19所述的用于成型涂覆的烹飪元件(1)的方法，其還包括拉伸在步驟(a)結束時獲得的該涂覆的烹飪元件(1)的步驟(b)。

技術總結
本發明涉及一種用于制造涂覆的烹飪元件(1)的方法，包括以下步驟：i.提供金屬基部(2)和金屬網(3)，所述金屬基部(2)具有用于與所述金屬網(3)接觸的面(2a)；ii.將所述金屬網(3)附著到所述金屬基部(2)的所述面(2a)；iii.提供膜(4)，所述膜(4)包括含有一種或多種半結晶或非晶態熱塑性聚合物的層(4a)，所述層(4a)與所述金屬基部(2)的所述面(2a)并且與所述金屬網(3)接觸；iv.加熱所述金屬基部(2)和所述金屬網(3)；v.定位所述膜(4)，使得所述層(4a)面向在步驟iv中加熱的所述金屬基部(2)的所述面(2a)和所述金屬網(3)；vi.通過熱沖壓將所述金屬基部(2)和所述金屬網(3)與所述膜(4)組裝，在組裝時，所述金屬基部(2)和所述金屬網(3)處于比所述層(4a)的所述半結晶熱塑性聚合物的熔點和所述非晶態熱塑性聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)中的最低值高的溫度。

技術研發人員：西蒙·阿萊芒德,費比安·安克萊爾,帕特里斯·雷伊,馬丁·魯比奧
受保護的技術使用者：SEB公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/6