[发明专利]包括具有改善的基底粘接性能的不粘涂层的烹饪器皿

说明书

本发明总体涉及具有不粘涂层的烹饪器皿，更具体涉及包括具有改善的基底粘接性能的玻璃质型不粘涂层的烹饪器皿。本发明还涉及一种用于这种烹饪器皿的制造方法。

出于本发明的目的，术语玻璃质型涂层指的是如下涂层：这种涂层具有可以是有机-矿物或完全矿物的玻璃或珐琅外观。

出于本发明的目的，术语有机-矿物玻璃质涂层指的是由溶胶-凝胶型材料制成(即通过溶胶-凝胶方法得到)的涂层，其晶格基本上是无机的，但是特别是由于所使用的前体以及涂层的燃烧温度而包括有机基团。

出于本发明的目的，术语完全矿物质涂层指的是完全由无机材料制成的涂层，没有任何有机基团。这种涂层还可以通过采用至少400℃的燃烧温度的溶胶-凝胶方法或通过具有可以小于400℃的燃烧温度的四乙氧基硅烷(TEOS)型的前体得到。

在用于烹饪器皿的玻璃质型不粘涂层领域，溶胶-凝胶涂层是已知的，特别是是由基于硅石(硅烷)或基于氧化铝(铝酸盐)的金属醇盐得到的那些涂层。

现在这些涂层在烹饪器皿领域得到高度开发，这是由于它们使得能够获得具有特别良好的耐刮擦和耐热性能的彩色涂层。

但是，这种涂层对于特别是铝、不锈钢和铸铁基底的金属基底具有有限的粘接性。

为了克服这些问题，本领域的普通技术人员已知通过化学处理(例如化学腐蚀)或通过机械处理(例如通过刷光或喷砂)甚至这些处理的组合来制备基底表面。

然而，即使采用这些处理，特别是在不粘涂层受到例如冲击或穿孔以便设置铆钉或安装螺栓的机械变形时，不粘涂层对于基底的粘接性还是受到限制。

因此，在其底部具有涂覆溶胶-凝胶型不粘涂层的内表面的烹饪器皿受到强力冲击时，即使底部的内表面事先被喷砂或者刷光，也会观察到伴随有径向扩张的裂纹的撞击损伤。

因此，在这种烹饪器皿制造过程中必须采取相当的预防措施，这表现为高废品率和低制造速度。

为了克服溶胶-凝胶型玻璃质涂层所遇到的粘接性受到限制的这些问题，本申请人令人吃惊地发现，加强具有金属和陶瓷材料的不连续硬底的烹饪器皿的底部内表面可以显著改善不粘涂层对于金属基底(特别是不锈钢、铝和铝合金的基底)的粘接性，这特别表现为改善的不粘涂层的耐冲击性。

出于本发明的目的，术语金属材料指的是由金属元素(例如铝或铁)构成的材料，其通常是电和热的良好导体和电子施主，或者是金属合金，即由基体金属(主要金属)和合金元素的混合得到的材料，例如不锈钢或铝合金。

出于本发明的目的，术语陶瓷材料指的是任何无机的、基本上是非金属的材料。

出于本发明的目的，术语非金属指的是该材料具有无机晶格，其中可以发现非常少量的例如铝等金属元素。出于本发明的目的，如果这些材料具有低于基底的熔点的软化点，则不考虑玻璃或珐琅类型的非金属无机材料作为能够构成硬底层的陶瓷材料。

例如，在具有600℃级别的熔化温度的铝或铝合金基底的情况下，可以在本发明的范围内使用的珐琅具有至少600℃的软化点。

出于本发明的目的，术语耐冲击指的是涂层抵抗强力冲击的能力。

相反，具有不良耐冲击性的涂层在强力冲击(或撞击)之后出现伴随有径向扩张的裂纹的撞击损伤。此区域内的粘接变得十分脆弱，从而简单地通过手指刮擦将使得涂层的一部分被移除，其尺寸实际上远远大于冲击本身的尺寸。

特别是，本发明的目的在于一种烹饪器皿的物品，其包括金属基底，金属基底具有用来靠近待放入烹饪器皿内的食品的凹入内表面和用来朝着热源定向的凸出外表面，所述内表面从基底开始被连续涂覆硬底层和覆盖所述硬底层的不粘涂层，其特征在于：

硬底层是陶瓷或金属材料的不连续层，其通过表面分散所述材料的固体滴状物的形式出现，所述固体滴状物均匀地分布在所述物品的内表面上，并且具有20％和90％之间的内表面覆盖率；以及

所述不粘涂层是以连续薄膜形式出现的玻璃质型涂层，具有至少10μm的厚度，并由溶胶-凝胶材料制成，所述溶胶-凝胶材料包括由至少一种聚烷氧基金属构成的基体以及至少5％重量百分比(相对于总的涂层重量)的分布在所述基体内的至少一种金属氧化物。

出于本发明的目的，术语表面分散陶瓷或金属材料的固体滴状物指的是这样一种所述材料层：这种材料层是不连续的，并且以分开的状态出现在基底上(在此实例中是烹饪器皿的基底)，此涂层的粗糙度通过材料的固体滴状物形成。

出于本发明的目的，术语基底覆盖率指的是以百分比表示的、实际上通过表面分散(陶瓷或金属)材料滴状物覆盖的基底表面面积相对于可以通过硬底层覆盖的基底的总表面面积的比率。