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Title:
ANTIADHESIVE COATING WITH IMPROVED SCRATCH RESISTANCE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/054896
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns an antiadhesive coating with improved scratch resistance, comprising an undercoat applied on a substrate, covered with a primary coat containing a fluorocarbon resin and several top coats based on fluorocarbon resin. The invention is characterised in that said undercoat contains at least 50 wt.% of Oxy-1-4-phenylene-oxy-1-4-phenylenecarbonyl-1-4-phenylene called PEEK, said undercoat being free of fluorocarbon resin.

Inventors:
BUFFARD JEAN-PIERRE (FR)
FONTAINE MICHEL (FR)
GARDAZ CLAUDINE (FR)
Application Number:
PCT/FR2000/000626
Publication Date:
September 21, 2000
Filing Date:
March 15, 2000
Export Citation:
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Assignee:
SEB SA (FR)
BUFFARD JEAN PIERRE (FR)
FONTAINE MICHEL (FR)
GARDAZ CLAUDINE (FR)
International Classes:
A47J27/00; B05D1/36; B05D5/00; B05D5/08; A47J36/02; B05D7/24; B32B27/30; C09D5/00; C09D127/18; C09D171/00; C09D179/00; C09D181/00; (IPC1-7): B05D5/08; C09D171/00; A47J36/02; C09D127/12
Domestic Patent References:
WO1989000757A11989-01-26
Foreign References:
US5536583A1996-07-16
US5846645A1998-12-08
EP0367884A11990-05-16
EP0100889A11984-02-22
EP0786290A11997-07-30
EP0343282A21989-11-29
Attorney, Agent or Firm:
Somnier, Jean-louis (122 rue Edouard Vaillant, Levallois Perret Cedex, FR)
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Revtement antiadhésif présentant une résistance améliorée à la rayure, comportant une sous couche appliquée sur un substrat, recouverte par une couche primaire renfermant une résine fluorocarbonée et une ou plusieurs couches de finition à base de résine fluorocarbonée, caractérisé en ce que ladite souscouche comprend : <BR> <BR> <BR> <BR> au moins 50% en poids de polymère oxy14<BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> phenyleneoxy14phenylènecarbonyle14phenylène appelé PEEK, la proportion restante étant composée de : . polymères thermostables pur ou en mélange tels que polyphenylene sulfure, polyetherimide, polyimide, polyethercétone, polyéthersulfone, polyamideimide . charges inertes choisies parmi oxydes métalli ques, silice, particules de mica, ou charges lamellaires, cette souscouche étant dépourvue de résine fluoro carbonée.
2. Revtement conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la souscouche constituée de PEEK recouvre entre 60 et 95% de la surface totale revtue du substrat.
3. Revtement conforme à 1'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'épaisseur de la souscouche est comprise entre 5 et 100 microns.
4. Revtement conforme à 1'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite résine fluorocarbonée est du polytétrafluoréthylène (PTFE), ou un mélange PTFEPFA (perfluoroalkyl vinyl ether).
5. Ustensile culinaire revtu par un revtement conforme à l'une des revendications 1 à 4.
6. Procédé pour appliquer sur un substrat un revtement conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par les étapes suivantes : on applique sur le substrat la souscouche constituée de PEEK, on fond cette souscouche à une température au moins égale à 340°C, on applique sur cette souscouche successivement la couche primaire et la ou les couches de finition à base de PTFE, puis, oncuitl'ensembledescouchesà400420°C.
7. Procédé conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que le PEEK est appliqué sous forme de poudre de granulométrie comprise entre 4 et 80 microns, la granulométrie moyenne étant égale à 20 microns environ.
Description:
Revtement anti-adhésif présentant une résistance améliorée à la rayure La présente invention concerne un revtement anti-adhésif présentant une résistance améliorée à la rayure.

On connaît des revtements anti-adhésifs appliqués sur des ustensiles culinaires. On sait que ces revtements sont sensibles aux rayures.

Pour améliorer la résistance de ces revtements aux rayures, ceux-ci sont actuellement appliqués sur une sous-couche dure en alumine, émail, acier inoxydable, polyamide-imide (PAI).

Cette sous-couche forme en principe une barrière qui empche que les rayures n'atteignent la surface du substrat.

Le but de la présente invention est de créer un revtement anti-adhésif présentant une résistance à la rayure améliorée par rapport aux revtements connus tout en conservant une excellente antiadhérence.

L'invention vise ainsi un revtement anti- adhésif présentant une résistance améliorée à la rayure, comportant une sous-couche appliquée sur un substrat, recouverte par une couche primaire renfermant une résine fluorocarbonée et une ou plusieurs couches de finition à base de résine fluorocarbonée.

Suivant l'invention, le revtement anti-adhésif est caractérisé en ce que ladite sous-couche comprend au moins 50% en poids de polymère Oxy-1.4 phenylène-oxy 1-4 phenylne carbonyle 1-4 phenylène appelé PEEK, polyetherethercétone cette sous- couche étant dépourvue de résine fluorocarbonée.

Ce polymère a pour formule :

La proportion restante peut tre composée de : . Polymères thermostables pur ou en mélange tels que polyphenylene sulfure, polyetherimide, polyimide, polyethercétone, polyéthersulfone, polyamide-imide.

. Charges inertes telles que oxydes métalliques, silice, particules de mica, ou charges lamellaires.

Le PEEK a déjà été utilisé dans des formulations de revtements anti-adhésifs, en mélange avec une résine fluorocarbonée telle que du polytétrafluoréthylène (PTFE).

Cependant, le PEEK n'a jamais été utilisé, sans tre mélangé avec une résine fluorocarbonée pour constituer une sous-couche dure.

Il a été constaté de façon surprenante qu'un revtement anti-adhésif appliqué sur une sous-couche à base de PEEK présentait une résistance améliorée à la rayure.

Le revtement anti-adhésif devient ainsi utilisable avec des spatules métalliques.

Il a été constaté que la sous-couche de PEEK recouvrait entre 60 et 95% de la surface totale revtue du substrat.

Les caractéristiques mécaniques de cette sous- couche mixte sont telles qu'elles suppriment les rayures au métal lors de l'utilisation des spatules métalliques.

Ceci représente un compromis idéal qui permet d'améliorer à la fois la dureté de l'aluminium et l'élasticité du PTFE.

On notera ici que le réseau pourrait devenir continu sur une surface rugueuse ou bien couvrir moins de ¬0°s sans rien changer à l'invention.

L'épaisseur de cette sous-couche peut, suivant les cas, varier entre 5 et 100 microns.

La résine fluorocarbonée utilisée dans la couche primaire et la ou les couches de finition est de préférence du polytétrafluoréthylène (PTFE), ou en mélange PTFE/PFA.

L'invention vise en particulier les ustensiles culinaires revtus à l'intérieur et à l'extérieur par un revtement anti-adhésif appliqué sur une sous-couche comprenant au moins 50% en poids de PEEK.

Le substrat de ces ustensiles culinaires peut tre en aluminium, en acier inoxydable, en verre, en poterie, ou en émail.

Avant l'application de la sous-couche à base de PEEK, le substrat peut tre ou non traité chimiquement par exemple par attaque acide ou mécaniquement par exemple par sablage.

La sous-couche mixte peut tre appliquée sur le substrat à température ambiante ou chauffée jusqu'à 450°C environ, sous forme de poudre ou en dispersion.

Elle peut aussi tre appliquée par sérigraphie ou tampographie à l'état de pâte, dans ce cas la composition de la sous-couche appliquée peut tre la suivante : Mélange PEEK + polymères et/ou charges inertes 30 à 400] parties agent épaississant 1 à 10] diluant 10 à 450] en eau 100 à 300] poids Les constituants autres que le PEEK ou les polymères et/ou charges inertes disparaissent lors de la cuisson.

Les polymères thermostables, qui se comportent comme des co-liants, permettent d'améliorer l'adhérence de la sous-couche au support.

Les charges inertes ont pour effet d'augmenter la rugosité et/ou la dureté de la sous-couche. La résistance à la rayure et à l'abrasion du revtement s'en trouvent améliorées.

De plus, en combinant les polymères thermostables, qui ont pour effet de diminuer la dureté de la sous-couche, avec les charges inertes, on peut ajuster la dureté de la sous-couche.

Enfin, du fait de leur faible coût industriel, l'emploi de charges inertes dans la constitution de la sous-couche présente un intért économique non négligeable.

La granulométrie de la poudre de PEEK utilisée peut tre comprise entre 4 et 80 microns, la granulométrie moyenne étant égale à environ 20 microns.

Selon le mode d'application il peut tre nécessaire de, -porter cette sous-couche à une température au moins égale à 260°C, -on applique sur cette sous-couche successivement la couche primaire et la ou les couches de finition à base de PTFE, puis, -oncuitl'ensembledescouchesà400-420°C.

On donne ci-après à titre d'exemple, la composition des couches qui sont appliquées successivement sur la sous-couche renfermant du PEEK :

Couche Primaire Constituants Parties en poids Dispersion aqueuse de 100 à 500 polyamide-imide à 13% d'extrait sec environ N. Méthylpyrrolidone 100 Dispersion PTFE 60% 100 a 400 d'extrait sec Eau 100 Noir de carbone à 20% 20-30 d'extrait sec Silice colloïdale 30% 10-200 d'extrait sec Couche de finition intermédiaire Dispersion PTFE à 60% 80 à 90 d'extrait sec Dispersion PFA 6900 à 50% 0.5 à 5.0 d'extrait sec Agent d'étalement et 1 à 20 filmogène Paillettes mica recouvertes 0.1 à 0.4 Ti02 Derusol (Noir de carbone à 0.02 à 0.6 25% d'extrait sec) Couche de finition supérieure Dispersion PTFE à 60% 80à90 d'extrait sec Agent d'étalement et 1 à 20 filmogène Paillettes mica recouvertes 0.1 à 0.4 Tir2

Après séchage l'ensemble des couches ci-dessus est ensuite fritte à 400-420°C pendant 5 à 10 minutes.

On obtient un revtement anti-adhésif doté de propriétés améliorées.

En effet, comparées à un revtement classique, les duretés mesurées selon norme NF 21-511 à différentes températures donnent les résultats suivants : Dureté Revtement 20°C 100°C 180°C PTFE avec PEEK Test de l'enfoncement 3.4 kg 3.4 kg 1.7-2.0 kg d'une bille Revtement classique, 1.8 kg 1.7 kg 1.6 kg sanssous-couche I I I I Et surtout à l'utilisation en cuisson réelle d'aliments, les performances de résistance à l'agression de spatules métalliques sont étonnantes. Après des cycles de cuisson, grillades, friture de différents aliments correspondant à 2 ans d'utilisation, la surface du revtement est à peine rayée, sans que le métal soit atteint.

En fait, ils constituent le premier système de revtement avec sous-couche apportant vraiment une

amélioration de la résistance à la rayure avec emploi d'ustensiles métalliques hors couteaux car jusqu'à présent toutes les sous-couches testées n'apportaient pas vraiment de solutions satisfaisantes (plasma, alumine, titane, anodisation, et autres procédés de surface).

Evidemment, cette amélioration de résistance à la rayure est utilisable dans tous les domaines d'application, intérieurs et extérieurs d'ustensiles de cuisine, petit électroménager (plaques de cuisson, plaques de grill) et toutes surfaces de glissement tels les fers à repasser par exemple.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple que 1'on vient de décrire et on peut apporter à celui-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention.