[发明专利]在铝片上涂覆不粘和耐热涂层的方法

说明书

本发明涉及在铝片上涂覆不粘和耐热涂层的方法。具体地说，本发明涉及由下列步骤组成的方法，首先把铝片的表面抛光，然后在铝片的一侧涂上不粘涂层，在铝片的另一侧涂上耐热涂层，这两个涂层都是用辊涂设备涂覆的。所要求保护的方法尤其适用于生产具有不粘内衬和耐热涂层的铝制烹饪用具。

这里所用的“烹饪用具”一词是指壶及壶盖、锅、烘锅、炉盘、烤炉或炉架、厨房用具、平勺、搅拌勺以及所有其他用于食品制作和烹饪的用具。

近30年来，不粘烹饪用具的应用有了飞快的发展。因此，开发不粘涂料的配方和把涂料在壶和锅与食物接触的表面上进行涂覆的方法的研究已经并仍在进行之中。为了克服将基于聚四氟乙烯(PTFE)的水性涂层难以粘在金属表面的困难，已研究出在涂料涂覆之前对上述表面进行处理的几种方法，如脱脂或酸洗或喷砂。此外，已经开发出许多基于PTFE并加入了其他组分的配方，这些涂料可以单层地涂覆在金属表面上，或多层地涂覆，每层最好具有不同的组成。

例如，本申请人所申请的专利号为1226347的意大利专利公开了一种对于涂覆不粘涂料特别有效的酸洗铝表面的方法。

专利号为5049437和5079073的美国专利公开了一种非PTFE的水性涂料，该涂料含有表面活性剂、研得很细的二氧化硅粒子、聚醚砜(PES)或聚酰胺酰亚胺(PAI)，该涂料被涂在已脱脂的金属基片上，并作为连接后继的基于PTFE的涂层的桥梁。

专利号为4818350的美国专利介绍了预先进行喷砂处理，然后涂覆三层基于PTFE的涂料的铝片的制备方法。上述涂料不适鞠于辊涂设备。

尽管有现有技术已公开大量的配方和涂覆方法，但仍急需用简单且高生产率的技术以改善基于PTFE的不粘涂料与金属基片之间的粘着性。

本申请人申请的专利号为1226348的意大利专利公开了一种用辊涂设备将不粘涂料涂覆在金属片上的方法，该金属片将做成家用的烹饪用具。辊涂设备涂覆比喷涂具有如下的优点：在工作的环境中它不扩散污染性的气溶胶并能得到较大的生产量。反过来，所得到的涂层外观差，尤其是就外表面光泽而言。

在申请号为0607934的欧洲专利申请中，本申请人公开了一些基于PTFE、PPS和PAI的水性涂料配方，这些涂料可以用辊涂设备涂覆在作成锅和壶之前已作简单脱脂处理的铝片上，可得到与喷涂所得到的不相上下的光泽性。

在后面的研究过程中，本申请人仔细研究了在涂覆涂料之前处理铝表面所有可能的方法，具体是：-热处理

该处理是在450℃左右将铝片退火，该方法能除去轧制过程中所残留的任何油迹，但对盐和氧化物并非有效，如果它们在表面上存在的话。该处理过程耗能高，而且铝片的冷却阶段妨碍了工厂生产率的提高。-碱法脱脂

在30-60℃用加入了氢氧化钠和多价螯合剂的阴离子或非离子表面活性剂处理表面。得到的表面相当清洁；但即使用水重复洗涤，表面上仍留有微量氢氧化钠。该方法有废液处理的问题。-酸法脱脂

在30-60℃用加入了无机酸和多价螯合剂的阴离子或非离子表面活性剂处理表面。得到相当好的清洁表面；但即使用水重复洗涤，表面上仍留有盐的残留物。该方法有废液处理的问题。-溶剂脱脂

表面用氯化的有机溶机处理。该方法对无机盐是无效的，而且有溶剂的处理和再循环的问题。-抛光

该过程是通过研磨而机械地除去薄的表面层。该方法得不到低的表面结构，但它的生产率较高。

就已涂覆了涂料的铝坯的成型而论，涂层必须是相当柔韧的，使它在成型的过程中不会剥落和起裂纹，而同时它与金属表面必须牢固结合。

就壶和锅而论，外侧和里侧有不同的功能。外侧是用来与烹调食物所需要的热源相接触的，而内侧是用来与食物相接触的。因此，待制成烹饪用具的铝坯的两侧应涂上具有不同化学性质的涂层，但是它们具有相似的机械性质，以使它们能承受得住两侧涂完涂层后拉制铝坯而引起的变形，而不产生任何损坏。此外，这两个涂层必须通过再现壶应用环境的所有标准实验(洗碗机、热划痕、重复使用与颜色保护的关系)。

因此，为了达到最佳性能，待涂覆表面的处理必须与所用涂料类型相适应，同时必须保证容易操作和烹饪用具生产线的生产率。