Кухонная посуда с повышенной стойкостью к образованию царапин

Изобретение относится к кухонной посуде. Посуда состоит из металлической основы и противопригарного покрытия. Противопригарное покрытие нанесено на металлическую основу. Противопригарное покрытие имеет два слоя на базе фторуглеродного полимера. Один из указанных двух слоев представляет собой прерывистый слой, образованный узорами. Любое поперечное сечение слоев имеет разрывы, а каждый узор имеет площадь поверхности не менее 1 мм². Изобретение обеспечивает наличие противопригарного покрытия, имеющего повышенную стойкость к образованию царапин и сохраняющего с течением времени свои противопригарные свойства с предотвращением формирования трещин и снижением расхода материала. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Настоящее изобретение относится к кухонной посуде, имеющей противопригарное покрытие, которое наносится на металлическую основу из алюминия или алюминиевого сплава.

Противопригарные покрытия, широко используемые для защиты кухонной посуды, выполняются на базе какого-либо фторуглеродного полимера (фторопласта, фторполимера) типа политетрафторэтилена (ПТФЭ) (тефлона).

Хотя такие покрытия и славятся своими противопригарными свойствами, а также химической стойкостью и теплостойкостью, они страдают от такого недостатка, как излишняя чувствительность к царапанью, в частности, в той зоне, которая соответствует поверхности, подвергаемой действию нагрузок.

По этой причине имеет место, как правило, преждевременный износ кухонной посуды с такими покрытиями.

Для устранения указанного основного недостатка и получения противопригарных покрытий, которые обладали бы повышенной стойкостью к образованию царапин, были разработаны самые разнообразные способы, часть которых явилась предметом упоминаемых ниже патентных заявок. В соответствии с этими способами для кухонной посуды, имеющей металлическую основу, было предложено противопригарное покрытие, наносимое на эту металлическую основу и имеющее, по меньшей мере, два слоя на базе фторуглеродного полимера, один из которых представляет собой прерывистый слой, образующий узоры.

В Европейском патентном документе ЕР 0285161 описано покрытие, имеющее в направлении от металлической основы первый слой, расположенный на указанной основе, который при необходимости покрывают вторым слоем из чистого ПТФЭ или ПТФЭ с наполнителем. На указанный первый или второй слой наносят третий, так называемый «армирующий» слой.

Этот армирующий слой образован собранными в сетку продолговатыми элементами, в состав которых входят ПТФЭ и 5-20 вес.%, предпочтительнее 10-15 вес.% наполнителей, конкретно, в виде металлического или минерального порошка.

Затем армирующий слой покрывают последним слоем чистого или слабо наполненного ПТФЭ, который полностью закрывает этот армирующий слой.

В результате поверхность, соприкасающаяся с пищевым продуктом, оказывается плоской и, следовательно, лишенной участков изгиба, которые позволяли бы эффективно отводить усилия, создаваемые металлическими предметами.

Другой недостаток такого покрытия состоит в некоторой чувствительности к царапанью. Кроме того, для него расходуется довольно значительное количество наполнителя, предназначенного для формирования армирующего слоя.

Для устранения указанной чувствительности к царапанью в Европейском патентном документе ЕР 0580557 было предложено противопригарное покрытие, имеющее слой противопригарного материала с прерывистой непостоянной толщиной. Такой прерывистый слой наносится на первый сплошной слой постоянной толщины по всей поверхности основы.

Указанный прерывистый слой наносится, по меньшей мере, на центральную часть дна кухонной посуды в виде узора, который может быть как неправильным, так и правильным и иметь форму сетки, точечной структуры или графических элементов.

Этой последней методике свойствен существенный недостаток. Последний слой покрытия представляет собой прерывистый слой, в котором образованы своего рода «рельефные» участки.

Было обнаружено, что в прерывистом слое формируются трещины, которые со временем приводят к ухудшению качества покрытия, так что оно быстро утрачивает свои противопригарные свойства.

Таким образом, была поставлена задача создать кухонную посуду указанного типа, которая была бы свободна от всех перечисленных выше недостатков, для чего она должна быть снабжена противопригарным покрытием, имеющим повышенную стойкость к образованию царапин и сохраняющим с течением времени свои противопригарные свойства с предотвращением формирования трещин и снижением расхода материала.

Для решения поставленной выше задачи предлагается кухонная посуда, состоящая из металлической основы и противопригарного покрытия, нанесенного по меньшей мере на поверхность металлической основы, образующую внутренний объем кухонной посуды, и имеющего по меньшей мере два слоя на базе фторуглеродного полимера, при этом один из указанных по меньшей мере двух слоев, который покрывает, по меньшей мере, подвергаемую нагрузке поверхность внутреннего объема кухонной посуды, представляет собой прерывистый слой, образующий узоры. Согласно изобретению любое поперечное сечение кухонной посуды, по меньшей мере, на уровне подвергаемой нагрузке поверхности имеет регулярные разрывы в плоскости прерывистого слоя, а каждый отдельный узор на виде сверху на внутренний объем кухонной посуды имеет площадь поверхности не менее 1 мм².

Итак, прерывистый слой имеет узоры, которые, расположены таким образом, что благодаря наличию участков изгиба ограничивается действие усилий, создаваемых металлическими или агрессивными предметами, причем без формирования при этом выраженных «рельефных» участков.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления изобретения в состав прерывистого слоя, образованного узорами, входит, по меньшей мере, один фторуглеродный полимер, а также наполнители.

Благодаря наличию наполнителей в составе узоров удается повысить прочность всего прерывистого слоя и, следовательно, совокупную прочность противопригарного покрытия кухонной посуды.

В частном случае, когда наполнители включают в себя пигменты, можно изготовить кухонную посуду улучшенного качества, в которой прерывистый слой будет образовывать рисунок, видимый через противопригарное покрытие, если слои этого покрытия, находящиеся над прерывистым слоем, являются прозрачными.

Такой рисунок позволит пользователю, в частности, в тех случаях, когда он ограничен поверхностью кухонной посуды, подвергаемой действию нагрузок, оптимальным образом разместить пищевые продукты для их жарки на указанной поверхности кухонной посуды.

Кроме того, если предположить, что царапины все же будут образовываться на уровне поверхности кухонной посуды, подвергаемой действию нагрузок, они будут гораздо меньше заметны для невооруженного глаза благодаря визуальному внешнему виду, получаемому с помощью указанного рисунка.

Остальные преимущества и конкретные признаки изобретения будут более понятны из нижеследующего подробного описания, приведенного со ссылками на приложенные чертежи, на которых:

фиг.1 схематически изображает вид сверху предложенной кухонной посуды;

фиг.2 схематически изображает любое поперечное сечение II-II кухонной посуды, показанной на фиг.1,

фиг.3 в увеличенном масштабе изображает поперечный разрез конструкции в соответствии с другим вариантом осуществления предлагаемой кухонной посуды.

На всех этих чертежах одинаковые компоненты обозначены одними и теми же номерами позиций.

На фиг.1 схематически изображен вид сверху кухонной посуды 1.

Эта кухонная посуда имеет центральный участок 1а, который соответствует подвергаемой нагрузке поверхности кухонной посуды 1, то есть той поверхности, на которую помещают пищевые продукты и которая соприкасается с этими продуктами и, следовательно, с металлическими предметами, и практически соответствует в целом дну 1с кухонной посуды 1. Тем не менее, указанная поверхность 1а может иметь большую или, наоборот, меньшую площадь по сравнению с дном.

Кроме того, имеется периферийный обод 1b, который соответствует краю кухонной посуды 1 и охватывает указанную поверхность 1а.

Перейдем к рассмотрению фиг.2, где видно, что кухонная посуда 1 состоит из металлической основы 2 и нанесенного на эту основу противопригарного покрытия 3.

Металлическая основа 2 традиционно изготавливается из алюминия, алюминиевого сплава, нержавеющей стали или титана.

Противопригарное покрытие 3 имеет, по меньшей мере, два слоя на базе фторуглеродного полимера, причем один из этих слоев, который покрывает, по меньшей мере, поверхность 1а внутреннего объема кухонной посуды 1, представляет собой прерывистый слой 5, образующий узоры 6, 6'.

Как показано на фиг.2, покрытие 3 имеет первый сплошной слой 4 с постоянной толщиной, покрывающий всю внутреннюю поверхность 1d металлической основы 2, а поверх него наложен прерывистый слой 5, по меньшей мере, на участке поверхности 1а в плоскости Р₃, параллельной плоскости P₂ дна, причем его отдельные узоры 6, 6' разделены разрывами 9 в материале, составляющем прерывистый слой 5.

В соответствии с одним из вариантов осуществления эти два слоя 4 и 5 можно поменять местами, при этом прерывистый слой 5 может находиться непосредственно на металлической основе 2, но в любом случае под первым сплошным слоем 4 постоянной толщины.

Предлагаемое противопригарное покрытие 3 выполнено таким образом, что любое поперечное сечение II-II, то есть перпендикулярное плоскости P₂, ограниченной поверхностью дна посуды 1, будь это поперечное сечение прямолинейным, то есть образованным единственным отрезком прямой и, следовательно, не ломаной линией, или криволинейным, будет иметь регулярные разрывы 9 в плоскости Р₃ прерывистого слоя 5, лежащей выше и параллельно плоскости Р₂, что обеспечивает, во-первых, непостоянную толщину противопригарного покрытия 3 и, во-вторых, получение «рисунка», не содержащего никаких прямых линий, кривых линий, параллельных другим линиям или пересекающихся с другими линиями.

Кроме сказанного, каждый отдельный узор 6, 6' имеет на виде сверху на внутренний объем кухонной посуды 1 площадь поверхности не менее 1 мм². Благодаря такому требованию к минимальной поверхности удается создать участки изгиба, обладающие возможностью противодействия усилиям, создаваемым металлическими предметами. Кроме того, указанная величина минимальной поверхности подходит и для целей промышленного внедрения.

Предпочтительно, чтобы площадь поверхности каждого отдельного узора 6, 6' имела величину в пределах от 1 до 10 мм². Благодаря таким значениям удастся эффективно оптимизировать сцепление прерывистого слоя 5 с другими слоями, составляющими противопригарное покрытие, в частности со сплошным первым слоем 4 постоянной толщины. В результате существенно снижается опасность образования трещин в месте расположения узоров 6, 6' или, в более общем случае, вблизи от этих узоров.

Указанное сцепление между слоями может быть дополнительно усилено путем выбора соответствующей формы узоров 6, 6', в частности, придавая им простые геометрические очертания в виде точек, кружков, правильных или неправильных многоугольников и т.п.

В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления изобретения доля поверхности, которая покрыта «рисунком», образованным совокупностью узоров 6, 6', превышает 15% полной поверхности 1а посуды 1.

Еще предпочтительнее, чтобы эта доля имела величину в пределах от 15 до 40% центрального участка 1а, образующего полную подвергаемую нагрузке поверхность кухонной посуды 1.

Узоры 6, 6' могут быть нанесены любым традиционным способом, применяемым для формирования противопригарных покрытий на базе фторуглеродных полимеров. Так, например, можно упомянуть методы нанесения с использованием трафаретной печати, тампопечати, валика или диафрагмы. Однако, исходя из соображений экономии материала, лучше все-таки наносить прерывистый слой 5, образованный узорами и составляющий узоры 6, 6', методом трафаретной печати, особенно в тех случаях, когда операция штамповки выполняется после формирования противопригарного покрытия 3 на ровной металлической основе 2.

В случае когда противопригарное покрытие 3 формируется на металлической основе 2, предварительно отштампованной в соответствии с конечной формой, принятой для кухонной посуды 1, предпочтительнее предусмотреть нанесение методом тампопечати.

В состав прерывистого слоя 5, образующего узоры 6, 6', входит, по меньшей мере, один фторуглеродный полимер.

Фторуглеродные полимеры, пригодные для формирования первого слоя 4 и прерывистого слоя 5, описаны, в частности, в патенте США №5536583.

В числе более предпочтительных можно назвать политетрафторэтилен (ПТФЭ) - либо в чистом виде, либо в сочетании с сополимером тетрафторэтилена и перфторпропилвинилэфира (ПФА).

В состав слоя 5, образующего узоры 6, 6', входят также пигменты, назначение которых состоит в придании этим узорам определенного цвета.

В качестве примерных вариантов, не имеющих ограничительного характера, можно предусмотреть использование одного или нескольких пигментов, выбираемых из группы, включающей ламповую сажу, оксид титана TiO₂, пластинки слюды или пластинки кремнезема, причем указанные пластинки покрыты оксидами металлов.

В числе оксидов металлов можно назвать оксид титана TiO₂ или оксид железа Fe₂O₃.

Однако нет никаких препятствий к применению термохромных пигментов, в частности, оксида железа Fe₂О₃ и/или периленового красного, названных в международной публикации WO 00/22395.

В соответствии с более предпочтительным вариантом весовое содержание пигментов определяют в зависимости от их кроющей способности.

Это весовое содержание находится чаще всего в пределах от 0,5 до 15% состава прерывистого слоя 5, образующего узоры 6, 6'. Его можно уменьшить до величины 0,5-7,5% состава прерывистого слоя 5, в частности, когда используются пигменты в виде пластинок и/или когда предусматривается нанесение этого прерывистого слоя методом трафаретной печати.

На фиг.3 представлено противопригарное покрытие 7, состоящее из трех слоев, причем первый слой 4 и прерывистый слой 5 выполнены такими же, как в конструкции, показанной на фиг.2.

На прерывистый слой 5 нанесен, по меньшей мере, один отделочный слой 8, приготовленный также на базе фторуглеродного полимера рассмотренного выше типа.

Вполне можно предусмотреть нанесение одного или нескольких других отделочных слоев поверх отделочного слоя 8, показанного на фиг.3.

В случае когда в составе узоров 6, 6' прерывистого слоя 5 применены цветные пигменты и когда отделочный слой 8 является прозрачным, узоры 6, 6' прерывистого слоя 5 образуют рисунок, видимый через отделочный слой 8.

В зависимости от того, какой цвет будет выбран для пигментов, можно уменьшить впечатление от возможного пожелтения, возникающего в процессе эксплуатации на уровне противопригарного покрытия 3, 7.

Вполне можно также изготовить предлагаемую кухонную посуду с покрытием, которое дополнительно содержало бы в прерывистом слое 5 или в другом слое, в сплошном первом слое 4 постоянной толщины или в любом другом добавочном слое, специальный рисунок на базе фторуглеродного полимера, включающего в себя, по меньшей мере, одно химическое вещество, которое демонстрирует обратимое изменение цвета в зависимости от температуры.

Подобный рисунок описан, в частности, в международной публикации WO 00/22395 поданной заявителем заявки.

1. Кухонная посуда (1), состоящая из металлической основы (2) и противопригарного покрытия (3), нанесенного по меньшей мере на поверхность металлической основы, образующего внутренний объем (1d) кухонной посуды (1), и имеющего по меньшей мере два слоя на базе фторуглеродного полимера, причем один из указанных по меньшей мере двух слоев, который покрывает по меньшей мере подвергаемую нагрузке поверхность (1а) внутреннего объема кухонной посуды (1), представляет собой прерывистый слой (5), образованный узорами (6, 6'), отличающаяся тем, что любое поперечное сечение (II-II) кухонной посуды (1) по меньшей мере на уровне ее подвергаемой нагрузке поверхности (1а) имеет регулярные разрывы (9) в плоскости (Р₃) прерывистого слоя (5), при этом каждый отдельный узор (6, 6') на виде сверху на внутренний объем кухонной посуды (1) имеет площадь поверхности не менее 1 мм².

2. Кухонная посуда по п.1, отличающаяся тем, что площадь поверхности каждого отдельного узора (6, 6') имеет величину в пределах от 1 до 10 мм².

3. Кухонная посуда по п.1, отличающаяся тем, что доля площади поверхности, покрытой всеми узорами (6, 6'), превышает 15%, предпочтительно находится в пределах от 15 до 40% полной подвергаемой нагрузке поверхности (1а) кухонной посуды (1).

4. Кухонная посуда по п.1, отличающаяся тем, что прерывистый слой (5), образованный узорами (6, 6'), нанесен методом трафаретной печати или тампопечати.

5. Кухонная посуда по п.1, отличающаяся тем, что в состав прерывистого слоя (5), образованного узорами (6, 6'), входит по меньшей мере один фторуглеродный полимер и, кроме того, пигменты, которые могут быть, в частности, термохромными.

6. Кухонная посуда по п.5, отличающаяся тем, что пигменты содержат по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, включающей ламповую сажу, оксид титана TiO₂, оксид железа Fe₂О₃, периленовый красный, пластинки слюды или пластинки кремнезема, причем указанные пластинки покрыты оксидами металлов.

7. Кухонная посуда по п.6, отличающаяся тем, что оксиды металлов представлены оксидом титана TiO₂ и/или оксидом железа Fe₂О₃.

8. Кухонная посуда по п.5, отличающаяся тем, что весовое содержание пигментов находится в пределах от 0,5 до 15%, предпочтительно от 0,5 до 7,5% состава прерывистого слоя (5), образованного узорами (6, 6').

9. Кухонная посуда по п.5, отличающаяся тем, что узоры (6, 6') прерывистого слоя (5) образуют рисунок, видимый через противопригарное покрытие (3).

10. Кухонная посуда по любому из пп.1-9, отличающаяся тем, что она дополнительно имеет рисунок на базе фторуглеродного полимера, содержащего по меньшей мере одно химическое вещество, которое демонстрирует обратимое изменение цвета в зависимости от температуры.