Антипригарное покрытие, содержащее по меньшей мере один функционально-декоративный слой, и изделие, снабженное таким покрытием - RU2675230C2
Код документа: RU2675230C2
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение относится в целом к антипригарным покрытиям, содержащим по меньшей мере один функционально-декоративный слой, а также к изделиям, содержащим такие покрытия.
Под «функционально-декоративным элементом» подразумевают, в контексте настоящего изобретения, декоративный элемент, позволяющий направлять пользователя изделия в его эксплуатации.
В первую очередь, изобретение относится к области кухонных изделий, но настоящее изобретение также может иметь отношение к любым другим типам поверхностей, таких как подошва утюга, пластины выпрямителя для волос или даже крышка бытового прибора.
Примеры кухонных изделий, пригодных к использованию в рамках настоящего изобретения, включают в том числе сковороды, сотейники, кастрюли, сковороды вок, сковороды для блинов, глубокие кастрюли с вертикальными стенками, кастрюли меньшей глубины, кастрюли с плотно прилегающей крышкой, яйцеварки и сковороды-гриль.
Для пользователей таких изделий важно иметь возможность видеть изменение температуры изделия в ходе его использования в то время, когда указанное изделие нагревают. В случае кухонного изделия, точный контроль температуры во время приготовления пищи необходим в целях приготовления полезной и вкусной пищи (например, чтобы обжарить стейк на гриле или на сковороде), а также для ограничения периодических перегревов, делающих покрытие кухонного изделия недолговечным. Менее перегретый материал будет иметь более длительный срок службы. Продукты, приготовленные при более низкой температуре, будут обладать более полезными для здоровья органолептическими характеристиками. Кроме того, приготовление пищи, осуществленное именно при необходимой температуре, позволяет ограничить потребление энергии и, следовательно, воздействие на окружающую среду.
Известен патентный документ FR 1388029, который описывает кухонную утварь, снабженную термическим индикатором, состоящим из термочувствительного материала, меняющего цвет в зависимости от температуры обратимым образом; при этом этот термический индикатор входит в состав антипригарного покрытия, в частности, образованного из политетрафторэтилена (ПТФЭ). Термостойкий пигмент (т.е. неорганическое или органическое соединение, которое демонстрирует очень малое изменение цвета или даже не демонстрирует изменения цвета, когда его подвергают воздействию повышения температуры в заданном диапазоне температур) также может быть включен в кухонную утварь в качестве индикатора, чтобы позволить оценить относительное изменение цвета термического индикатора и, таким образом, изменение температуры. Тем не менее, простое сочетание термостойкого пигмента и термочувствительного пигмента не позволяет точно определять изменение температуры.
Для устранения этих проблем впоследствии был разработан термический индикатор на основе термохромного пигмента, описанный в патентном документе ЕР 1121576. Этот термический индикатор является декоративным элементом, состоящим по меньшей мере из двух рисунков: один - на основе термохромного пигмента типа оксида железа, темнеющего при повышении температуры, другой - на основе термохромного пигмента, светлеющего в очень малой степени при повышении температуры, состоящего из смеси красного периленового и черного шпинелевого. В результате, при заранее заданной температуре (которую можно установить в пределах от 160°С до 220°С) два цвета двух рисунков становятся неразличимыми, что представляет один способ определения того, что эта заранее заданная температура достигнута.
Одновременное использование этих термохромных пигментов в смежных зонах декоративного элемента позволяет эффективно улучшить визуальное восприятие изменения температуры поверхности нагревающего кухонного изделия. Тем не менее, этот тип термического индикатора остается с трудом воспринимаемым для пользователя с первого взгляда, так как две зоны демонстрируют каждая красные цвета, имеющие близкие друг к другу величины цветовой характеристики при комнатной температуре. Кроме того, невозможность различить цвета рисунков существует в зоне с амплитудой нагревания по меньшей мере 50°С. В результате, оценка изменения температуры и удобство прочтения не являются простыми, в частности, для лиц, не имеющих специальной подготовки. В связи с этим, пользователи в этом случае склонны не принимать во внимание информацию, предоставляемую этим термическим индикатором.
Таким образом, существует заинтересованность в способности предоставить термический индикатор, который явным образом изменяет цвет и/или оптическую характеристику при изменении температуры, демонстрируя, например, явно различные цвета в случае окрашенного термического индикатора (например, переход от зеленого к красному).
Пигменты этого типа были описаны в патентном документе FR 2891844, в котором оксиды CuMoW демонстрировали обратимые изменения цвета под действием изменения температуры и/или под действием механического напряжения, например, давления с силой по меньшей мере 105 Па. Тем не менее, эти оксиды, для которых изменение цвета является последствием изменения фазы, в особенности чувствительны к цикличности. Так, например, после не более пяти циклов, невозможно более вернуть метастабильную альфа-фазу, отвечающую за зеленый цвет при низких температурах. Таким образом, преимущество использования такого пигмента в качестве окрашенного термического индикатора на практике не существует при повторяющемся применении, таком как приготовление пищи.
Для устранения этих проблем функциональных покрытий, известных на предшествующем уровне техники, настоящее изобретение направлено на то, чтобы обеспечить пользователя антипригарным покрытием, содержащим по меньшей мере один функционально-декоративный слой, позволяющий помогать и направлять пользователя изделия, на которое нанесено вышеупомянутое покрытие.
Более конкретно, объектом настоящего изобретения является антипригарное покрытие, содержащее по меньшей мере один функционально-декоративный слой,
характеризующееся тем, что декоративный слой содержит пигментную композицию, демонстрирующую обратимое изменение оптических и/или колориметрических характеристик, когда покрытие подвергают, частично или полностью, воздействию изменения температуры между низкой температурой и высокой температурой, при этом низкая температура находится в диапазоне от 0°С до 40°С, а высокая температура находится в диапазоне от 80°С до 400°С, и
тем, что пигментная композиция включает по меньшей мере одно соединение формулы (I), представленное в форме частиц:
в котором
М выбран из группы, состоящей из лантаноидов, щелочных металлов, щелочноземельных металлов и металлоидов со степенью окисления +3;
Q выбран из группы, состоящей из лантаноидов, неметаллов со степенью окисления +4, металлов со степенью окисления +3 или +4, переходных металлов со степенью окисления +2 или +4, щелочноземельных металлов и щелочных металлов;
х составляет от 0 до 0,3; и
у составляет от 0 до 3.
Предпочтительно, М может быть выбран из группы, состоящей из La, Се, Са и Sr, а также их комбинаций, и Q выбран из группы, состоящей из Si, Al, Ga, Ge, Ti, Cr, Ca, Sr и La, а также их комбинаций.
Предпочтительно, соединение формулы (I) может иметь структуру типа граната.
Под соединением, «имеющим структуру граната», в рамках настоящего изобретения, понимают соединение общей формулы Х3Т2К3О12, выполненное из катионов X, Т и К, которые занимают, соответственно, места расположения координационной связи 12, 6 (октаэдрическая координация) и 4 (тетраэдрическая координация):
- X: бивалентные переходные элементы, окруженные 8 атомами кислорода,
- Т: тривалентные переходные элементы, окруженные 6 атомами кислорода, в октаэдрической координации, и
- К: составляющее третьей группы, окруженное 4 атомами кислорода, в тетраэдрической координации.
Элементы, локализованные в этих разных местах расположения, могут очень различаться по химической природе, иметь степени окисления (СО), различные в одной и другой фазе; при этом, очевидно, что равновесие зарядов должно всегда соблюдаться. Таким образом, катион X может легко быть как щелочно-земельным металлом, или даже переходным металлом с СО +2, так и редкоземельным металлом с СО +3, или даже +2 или +4. Катион Т обычно представляет переходный металл или металлоид с СО +3, в то время как катион К, предпочтительно, представляет металлоид или переходный металл с СО +3 или +4 (например, Fe3+, Ti4+ и т.д.). Таким образом, оказалось, что такая структура граната имеет образцовую гибкость, делающую возможными множественные замены и, таким образом, сильное изменение физических свойств.
Например, в случае железо-иттриевого граната с формулой Y3Fe5O12, каждый октаэдр железа окружен 6 тетраэдрами железа и 6 атомами иттрия, каждый тетраэдр железа окружен 4 октаэдрами железа и 6 атомами иттрия и, наконец, каждый атом иттрия окружен 4 октаэдрами железа и 4 тетраэдрами железа.
Соединения с формулой (I) со структурой типа гранат демонстрируют постоянные термохромные характеристики и явное изменение цвета, предпочтительно - изменение цвета от зеленого к красному между низкой и высокой температурой, при этом низкая температура находится в диапазоне от 0°С до 40°С, а высокая температура находится в диапазоне от 80°С до 400°С. Эти соединения со структурой граната обладают высокой гибкостью, так как можно легко заменить все или часть атомов железа или иттрия для того, чтобы изменить соединение (кристалл) и, следовательно, его колориметрические характеристики. Эти соединения обладают также отличными характеристиками термической и химической устойчивости.
Предпочтительно, соединение формулы (I) может быть выбрано из следующих соединений:
Y3Fe5O12,
Y3Fe4,75Ga0,25O12,
Y2,85La0,15Fe5O12,
Y2,75Sr0,25Fe4,75Ge0,25O12,
Y2,9Sr0,1Fe4,9Ge0,1O12,
Y2,75Sr0,25Fe4,75Si0,25O12,
Y2,9Sr0,1Fe4,9Si0,1O12,
Y2,9Sr0,1Fe4,9Ti0,1O12,
Y2,85Sr0,15Fe4,85Ti0,15O12,
Y2,75Ca0,25Fe4,75Ge0,25O12,
Y2,75Ca0,25Fe4,75Si0,25O12,
Y3Fe4,5Al0,5O12,
Y3Fe4,75Al0,25O12,
Y3Fe4,4Al0,5Cr0,1O12,
Y3Fe4,65Al0,25Cr0,1O12,
Y3Fe4,75Ge0,25O12,
Y3Fe4,75Si0,25O12,
Y3Fe4,85Cr0,15O12,
Y3Fe3Al2O12,
Y3Al3Fe2O12.
Предпочтительно, соединение формулы (I) может быть таким, что у составляет от 0 до 0,5.
Декоративный слой на антипригарном покрытии в соответствии с настоящим изобретением включает в себя пигментную композицию, демонстрирующую обратимое изменение оптических и/или колориметрических характеристик, когда покрытие подвергают, частично или полностью, воздействию изменения температуры между низкой температурой (находится в диапазоне от 0°С до 40°С) и высокой температурой (находится в диапазоне от 80°С до 400°С).
Предпочтительно, данная высокая температура может находиться в диапазоне между 120°С и 240°С.
В соответствии с первым вариантом реализации антипригарного покрытия в соответствии с настоящим изобретением, слой может не содержать термостойкого связующего.
В соответствии со вторым вариантом реализации антипригарного покрытия в соответствии с настоящим изобретением, декоративный слой может содержать, дополнительно к пигментной композиции, по меньшей мере одно термостойкое связующее.
Это термостойкое связующее может быть выбрано из группы, состоящей из эмалей, фторуглеродных смол (взятых по отдельности или в смеси), неорганических или гибридных органо-неорганических полимеров, синтезированных при помощи золь-гель способа, силиконов, силиконовых полиэфиров, полиимидов, полифениленсульфидов (ПФС), полиэтиленсульфидов (ПЭС), полиэфирэфиркетонов (ПЭЭК), полиэфиркетонов (ПЭК), полиамид-имидов (ПАИ), фторсиликонов и полибензимидазолов (ПБИ), а также их смесей.
Предпочтительно, декоративный слой в антипригарном покрытии в соответствии с настоящим изобретением может включать по меньшей мере одну зону, в которой частицы соединения формулы (I) находятся в анизотропной форме и, по большей части, наклонены под углом а, находящимся в диапазоне между 20° и 90°, по отношению к средней плоскости декоративного слоя.
В указанной зоне, где частицы наклонены по отношению к средней плоскости декоративного слоя, можно увидеть, что отражающая способность меньше, чем таковая, наблюдаемая на поверхности оставшейся части декоративного элемента (там, где частицы по существу, являются горизонтальными).
Под «частицами в анизотропной форме» понимают, в рамках настоящего изобретения, частицы, чьи характерные измерения не являются идентичными во всех направлениях, как, например, волокна (по существу, одномерной формы) или чешуйки (по существу, двумерной или плоской формы).
Такая ориентация анизотропных частиц может быть получена различными способами, в зависимости от типа используемых анизотропных частиц.
Таким образом, в случае частиц, способных к тому, чтобы быть ориентированными за счет механических средств (таких как волокна), ориентация, по существу перпендикулярная к слою покрытия может, например, приводить к расположению, связанному со способом нанесения покрытия, таким как ориентация, зависящая от однонаправленного аппликатора, такого, как микронасадка.
В случае частиц, способных к тому, чтобы быть ориентированными за счет физических средств (например, электрических или магнитных), ориентация анизотропных частиц, по существу перпендикулярная к слою покрытия может приводить к расположению, последовательному или одновременному с нанесением покрытия, как, например, ориентация намагничиваемых частиц под действием магнитного поля или электризуемых частиц под действием электрического поля.
Предпочтительно, более 66% и, предпочтительно, более 80% указанных частиц анизотропной формы могут быть наклонены под углом а, находящимся в диапазоне между 20° и 90° по отношению к средней плоскости пленки.
Высокая процентная доля частиц, наклоненных под углом а, находящимся в диапазоне между 20° и 90° по отношению к средней плоскости пленки, позволяет улучшить механическую прочность декоративного слоя, ограничивая распространение трещин, предшествующих отслаиванию.
Намагничиваемые частицы могут иметь разную природу.
Они могут быть гомогенной природы, то есть содержать исключительно вещество формулы (I), или составной природы, то есть когда намагничиваемые частицы имеют структуру с сердцевиной и оболочкой, где вещество формулы (I) находится в сердцевине и/или в оболочке указанных частиц.
Предпочтительно, намагничиваемые частицы являются составными частицами, в которых вещество формулы (I) находится в оболочке указанных частиц, тогда как анизотропная сердцевина является немагнитной, например, сделанной на основе слюды или алюминия, магнитной или ферромагнитной, например, сделанной из оксида железа или нержавеющей стали.
Предпочтительно, покрытие в соответствии с настоящим изобретением может также содержать по меньшей мере один подслой и/или по меньшей мере один отделочный слой.
Предпочтительно, пигментная композиция декоративный слоя у антипригарного покрытия в соответствии с настоящим изобретением может, также, содержать по меньшей мере одно дополнительное термохромное соединение, предпочтительно - оксид висмута (Bi2O3).
Другим объектом настоящего изобретения является изделие, характеризующееся тем, что оно содержит субстрат, имеющий две противопоставленные поверхности, из которых по меньшей мере одна покрыта антипригарным покрытием в соответствии с настоящим изобретением.
Что касается природы субстрата изделия, она может быть сделана из материала, выбранного среди металлов, стекла, керамики и пластиковых материалов. Предпочтительно, используют изделие, субстрат которого является металлическим субстратом, выполненным из анодированного или неанодированного алюминия (или сплава алюминия), или выполненным из шлифованного, матированного, обработанного микробусинами, обработанного песком или обработанного химически алюминия (или сплава алюминия), или представляет собой субстрат шлифованный, матированный или обработанный микробусинами субстрат из нержавеющей стали, или субстрат из чугуна или субстрат из меди, кованой или шлифованной.
Изделие в соответствии с настоящим изобретением может быть, предпочтительно, кухонным изделием, имеющим субстрат с вогнутой внутренней поверхностью, способной принимать на себя пищу, и выпуклой наружной поверхностью, предназначенной для размещения со стороны источника тепла.
Антипригарное покрытие в соответствии с настоящим изобретением присутствует по меньшей мере на одной из поверхностей, внутренней или наружной. Предпочтительно, антипригарное покрытие в соответствии с настоящим изобретением присутствует на внутренней поверхности изделия.
Другой объект настоящего изобретения представляет первый способ синтеза соединения формулы (I) в форме частиц при помощи твердофазного способа:
в котором
М выбран из группы, состоящей из лантаноидов, щелочных металлов, щелочноземельных металлов и металлоидов со степенью окисления +3;
Q выбран из группы, состоящей из лантаноидов, неметаллов со степенью окисления +4, металлов со степенью окисления +3 или +4, переходных металлов со степенью окисления +2 или +4, щелочноземельных металлов или щелочных металлов;
х варьирует от 0 до 0,3; и
у варьирует от 0 до и 3;
при этом способ содержит следующие стадии:
а) совместное измельчение в спиртовой среде порошков оксидов элементов, составляющих соединение формулы (I);
б) нагревание продукта из стадии а) при температуре, находящейся в диапазоне между 1200°С и 1500°С в течение 4-10 часов; и
в) охлаждение продукта из стадии б) до комнатной температуры.
Предпочтительно, спиртовая среда состоит в основном из этанола.
Другой объект настоящего изобретения представляет второй способ синтеза соединения формулы (I) в форме частиц при помощи золь-гель способа:
в котором
М выбран из группы, состоящей из лантаноидов, щелочных металлов, щелочноземельных металлов и металлоидов со степенью окисления +3;
Q выбран из группы, состоящей из лантаноидов, неметаллов со степенью окисления +4, металлов со степенью окисления +3 или +4, переходных металлов со степенью окисления +2 или +4, щелочноземельных металлов или щелочных металлов;
х варьирует от 0 до 0,3; и
у варьирует от 0 до 3;
способ содержит следующие стадии:
а) смешивание солей элементов, составляющих соединение формулы (I) и по меньшей мере одной органической кислоты для формирования геля;
б) высушивание геля из стадии а);
в) обжиг продукта из стадии б) при температуре, находящейся в диапазоне между 500°С и 700°С;
г) повторный обжиг продукта из стадии в) при температуре, находящейся в диапазоне между 800°С и 1000°С в течение по меньшей мере 4 часов; и
д) охлаждение продукта из стадии г) до комнатной температуры.
Преимущественно, в этом втором способе синтеза в качестве солей используют нитраты.
Преимущественно, в этом втором способе синтеза в качестве органической кислоты используют лимонную кислоту.
Другой объект настоящего изобретения представляет первый способ изготовления антипригарного покрытия в соответствии с настоящим изобретением по меньшей мере на одной из поверхностей субстрата, характеризующийся тем, что он содержит следующие стадии:
а) подача соединения формулы (I);
б) изготовление пигментной композиции, содержащей соединение формулы (I);
в) изготовление композиции декоративного слоя, содержащей пигментную композицию и термостойкое связующее;
г) нанесение композиции декоративного слоя на поверхность субстрата для того, чтобы сформировать декоративный слой; и
д) обжиг.
Другой объект настоящего изобретения представляет второй способ изготовления антипригарного покрытия в соответствии с настоящим изобретением по меньшей мере на одной из поверхностей субстрата, характеризующийся тем, что он содержит следующие стадии:
а) подача соединения формулы (I);
б) изготовление пигментной композиции, содержащей соединение формулы (I);
в) изготовление композиции декоративный слоя, содержащего пигментную композицию;
г) нанесение композиции декоративного слоя на поверхность субстрата для того, чтобы сформировать функционально-декоративный слой;
д) нанесение по меньшей мере одного отделочного слоя на декоративный слой; и
д) обжиг.
Другой объект настоящего изобретения представляет третий способ изготовления антипригарного покрытия в соответствии с настоящим изобретением по меньшей мере на одной из поверхностей субстрата, характеризующийся тем, что он содержит следующие стадии:
а) подача соединения формулы (I);
б) изготовление пигментной композиции, содержащей соединение формулы (I);
в) изготовление композиции декоративного слоя, содержащей пигментную композицию;
г) нанесение композиции декоративного слоя на поверхность субстрата, предварительно покрытой по меньшей мере одним подслоем для того, чтобы сформировать функционально-декоративный слой;
д) обжиг.
Преимущественно, этот способ приготовления антипригарного покрытия может, преимущественно, также содержать нанесение по меньшей мере одного отделочного слоя на декоративный слой между стадиями г) и д).
Преимущественно, композиция декоративного слоя также содержит по меньшей мере одно термостойкое связующее.
Для всех вышеупомянутых способов приготовления антипригарного покрытия в соответствии с настоящим изобретением, соединение формулы (I) может быть, преимущественно, получено в соответствии с одним из способов синтеза соединения формулы (I) в соответствии с настоящим изобретением.
Для всех вышеупомянутых способов приготовления антипригарного покрытия в соответствии с настоящим изобретением, по меньшей мере одна зона декоративного слоя содержит частицы соединения формулы (I) в анизотропной форме, при этом способ также включает перед стадией обжига, стадию ориентации частиц соединения формулы (I) анизотропной формы в зоне за счет физических или механических средств.
Предпочтительно, частицы соединения формулы (I) в анизотропной форме могут быть намагничиваемыми, и стадия ориентации намагничиваемых частиц может быть в этом случае реализована за счет применения магнитного поля или электрического поля, либо в ходе стадии нанесения композиции декоративного слоя, либо после стадии нанесения композиции декоративного слоя и перед стадией обжига.
Другие преимущества и особенности настоящего изобретения очевидны из последующего описания, которое приведено в качестве примера, но не ограничивая объем изобретения, и ссылаясь на прилагаемые фигуры.
- Фиг. 1 является схематичным видом поперечного сечения примера реализации сковороды в соответствии с настоящим изобретением;
- Фиг. 2 демонстрирует схематичный вид поперечного сечения сковороды из Фиг. 1, оснащенной однослойным покрытием в соответствии с настоящим изобретением; и
- Фиг. 3 демонстрирует схематичный вид поперечного сечения сковороды из Фиг. 1, оснащенной многослойным антипригарным покрытием в соответствии с настоящим изобретением.
На Фиг. 1 представлено, в качестве примера, кухонное изделие в соответствии с настоящим изобретением, сковорода (1), которая содержит субстрат (3), представленный в форме неглубокого купола и рукоятка (4) для захвата. Субстрат (3) содержит внутреннюю поверхность (31), которая является поверхностью, ориентированной на сторону, с которой можно помещать пищу на сковороду (1), и наружную поверхность (32), которая предназначена для того, чтобы быть размещенной к источнику внешнего тепла. Субстрат (3) содержит, на своей внутренней поверхности (31), антипригарное покрытие (2) в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг. 2 демонстрирует схематичный вид поперечного сечения сковороды из Фиг. 1, оснащенной однослойным антипригарным покрытием (2) в соответствии с настоящим изобретением. Антипригарное покрытие (2) содержит декоративный слой (20), содержащий по меньшей мере одно соединение формулы (I).
Фиг.3 демонстрирует схематичный вид поперечного сечения сковороды из Фиг. 1, оснащенной многослойным антипригарным покрытием (2) в соответствии с настоящим изобретением. Антипригарное покрытие (2) содержит подслой (22), отделочный слой (21) и один декоративный слой (20), содержащий по меньшей мере одно соединение формулы (I).
Настоящее изобретение иллюстрировано более подробно в следующих примерах.
ПРИМЕРЫ
Пример 1: приготовление при помощи твердофазного способа пигментных композиций в соответствии с настоящим изобретением (PG1 - PG16).
В механическую мельницу вводят оксиды в пропорциях, данных в табл.1, в форме порошка (в соответствии с желаемой стехиометрией соединения формулы (I)) в присутствии этанола.
Измельчение проводят в течение периода, длительность которого зависит от размера частиц используемых порошков оксидов и является достаточной для того, чтобы получить дисперсную фазу со средним размером частиц агрегатов, приблизительно равным 2 мкм.
Дисперсную фазу выливают в ковш, высушивают, чтобы удалить этанол, и затем доводят до температуры 1350°С за счет нагревания со скоростью, приблизительно равной 2°С/мин.
Каждый из полученных порошков (PG1-PG16) выдерживают при температуре 1350°С в течение 6 часов для получения соединения формулы (I) посредством взаимной диффузии оксидов при помощи твердофазного способа.
Каждый из полученных порошков PG1-PG16 имеет средний размер частиц, приблизительно 2 мкм.
Композицию каждого из полученных порошков PG1-PG16 затем анализировали с помощью рентгеноструктурного анализа (XDR) и полученные данные описаны в табл. 1.
Массовое содержание соединения формулы (I) в каждом из полученных порошков PG1-PG16 было большим или равным 95%.
Каждый из порошков PG1-PG16 демонстрирует обратимое изменение колориметрических характеристик, указанное в табл. 1.
Пример 2: приготовление пигментных композиций при помощи золь-гель способа согласно настоящему изобретению (PG17-PG20)
Водный раствор приготавливают с помощью смешивания нитратов, деминерализованной воды и лимонной кислоты в соотношениях, данных в табл. 2 (для нитратов: в соответствии с желаемой стехиометрией соединения формулы (I)).
рН раствора доводят до 2 за счет добавления 25% раствора аммиака.
Раствор постепенно нагревают до 120°С, чтобы удалить воду и получить гель.
Затем осуществляют высушивание в течение 30 минут, чтобы обеспечить практически полное удаление воды.
Гель обжигают при 550°С в течение одного часа, затем повторно обжигают при 900°С в течение 6 часов.
Каждый из полученных порошков PG17-PG20 демонстрирует средний размер частиц приблизительно 2 мкм.
Композицию каждого из полученных порошков PG17-PG20 затем анализировали с помощью рентгеноструктурного анализа (XDR) и полученные данные описывали в табл. 2, приведенной далее.
Массовое содержание соединения формулы (I) в каждом из полученных порошков было большим или равным 95%.
Каждый из порошков PG17-PG20 имеет обратимое изменение колориметрической характеристики, указанное в табл. 2, приведенной далее.
Пример 3: приготовление композиций декоративного слоя без связующего (SGD1)
Следующие соединения вводят в мельницу, измельчают и перемешивают для получения композиции декоративного слоя.
Пример 4: приготовление золь-гельных композиций декоративного слоя (SGD2)
Соединения части А вводят в мельницу, затем измельчают и перемешивают для получения пасты.
Простым смешиванием соединяют соединения части Б.
По отдельности, части А и Б можно хранить несколько недель.
Перед использованием части А и Б соединяют.
Смесь выдерживают в течение по меньшей мере 6 часов для того, чтобы образовать золь-гельную композицию декоративного слоя. В этой форме золь-гельную композицию можно хранить несколько дней.
Пример 5: приготовление золь-гельной комозиции поверхностного слоя (SGS)
Соединения части А вводят в мешалку и перемешивают.
Делают то же самое с каждой из частей Б и В.
По отдельности, части А, Б и В можно хранить несколько месяцев.
Перед использованием части А, Б и В объединяют.
Смесь выдерживают в течение по меньшей мере 6 часов, для образования золь-гельной композиции поверхностного слоя. В этой форме золь-гельную композицию можно хранить несколько дней.
Пример 6: Приготовление золь-гельной композиции слоя основания (SGF)
Соединения части А вводят в мельницу, затем измельчают и перемешивают для получения пасты.
Объединяют за счет простого смешивания соединения части Б. По отдельности части А и Б можно хранить несколько недель.
Перед использованием части А и Б объединяют.
Смесь выдерживают в течение по меньшей мере 6 часов, для образования золь-гельной композиции слоя основания. В этой форме золь-гельную композицию можно хранить несколько дней.
Пример 7: приготовление композиций декоративного слоя без связующего (FFD1)
Следующие соединения вводят в мельницу, затем измельчают и перемешивают для получения композиции декоративного слоя. Этот декоративный слой можно использовать как таковой и можно хранить несколько часов.
Пример 8: приготовление фторированных композиций декоративного слоя (FFD2)
Композицию получают путем простого смешивания разных соединений. Как таковую, композицию можно хранить несколько дней.
Пример 9: приготовление фторированных композиций декоративного слоя (FFD3)
Композицию получают путем простого смешивания разных соединений. Как таковую композицию можно хранить несколько дней.
Пример 10: приготовление фторированной композиции слоя основания (FFF)
Композицию получают путем простого смешивания разных соединений. Как таковую композицию можно хранить несколько дней.
Пример 11: приготовление фторированной композиции поверхностного слоя (FFS)
Композицию получают путем простого смешивания разных соединений. Как таковую композицию можно хранить несколько дней.
Пример 12: приготовление изделия, включающего декоративный слой в соответствии с настоящим изобретением
Диск из алюминиевого сплава обезжиривают и чистят щеткой, для того, чтобы удалить с поверхностей диска любые жирные вещества и оксиды на поверхности.
Фторированную композицию декоративного слоя FFD3, приготовленную на основе пигментной композиции PG1, наносят на одну из поверхностей диска с помощью сериграфии.
После высушивания, покрытый диск обжигают при 415°С в течение 7 минут, для того, чтобы получить диск, содержащий фторированное однослойное антипригарное покрытие.
Диск затем штампуют для того, чтобы получить купол, покрытый с внутренней стороны.
Полученное покрытие имеет зеленый цвет при комнатной температуре (20°С).
Покрытый купол нагревают до 220°С: в ходе нагревания наблюдают постепенное изменение цвета покрытия от изначального зеленого цвета до красного цвета.
Купол оставляют охлаждаться до комнатной температуры: в ходе охлаждения наблюдают постепенное изменение цвета покрытия от красного цвета до изначального зеленого цвета.
Проводят 10 последовательных циклов нагревания и охлаждения, таких, как описано выше: покрытие демонстрируют такие же изменения колориметрической характеристики каждый раз.
Пример 13: приготовление изделия, содержащего декоративный слой в соответствии с настоящим изобретением
Диск алюминиевого сплава обезжиривают и чистят щеткой, для того, чтобы удалить с поверхностей диска любые жирные вещества и оксиды на поверхности.
Фторированную композицию FFF слоя основания наносят на одну из поверхностей диска с помощью сериграфии, затем высушивают.
Фторированную композицию декоративного слоя FFD1, приготовленную из пигментной композиции PG15, наносят с помощью тампографии на одну часть (круглый оттиск 50 мм в диаметре) поверхности диска, покрытого слоем основания. Декоративный слой затем высушивают.
Затем фторированную композицию поверхностного слоя FFS наносят с помощью сериграфии на поверхность диска, покрытого слоем основания и декоративным слоем, затем высушивают.
Покрытый диск обжигают при 415°С в течение 7 минут, для того, чтобы получить диск, содержащий фторированное многослойное антипригарное покрытие. Диск затем штампуют для того, чтобы получить купол, покрытый с внутренней стороны.
Полученное покрытие демонстрирует декоративный элемент зеленого цвета при комнатной температуре (20°С) на черном фоне (соответствующем слою основания).
Покрытый купол нагревают до 220°С: в ходе нагревания наблюдают постепенное изменение цвета декоративного слоя от изначального зеленого цвета до коричнево-зеленого цвета; колориметрические характеристики черного фона не изменяются.
Купол оставляют охлаждаться до комнатной температуры: в ходе охлаждения наблюдают постепенное изменение цвета декоративного элемента от коричнево-зеленого цвета до изначального зеленого цвета; колориметрические характеристики черного фона не изменяются.
Проводят 10 последовательных циклов нагревания и охлаждения, таких, как представлено и описано выше: декоративный элемент демонстрирует одинаковые изменения колориметрической характеристики каждый раз.
Пример 14. Приготовление изделия, содержащего декоративный слой в соответствии с настоящим изобретением
Диск алюминиевого сплава обезжиривают и чистят щеткой, для того, чтобы удалить с поверхностей диска любые жирные вещества и оксиды на поверхности.
Фторированную композицию слоя основания FFF наносят на одну из поверхностей диска с помощью сериграфии, затем высушивают.
Фторированную композицию декоративного слоя FFD1, приготовленную из пигментной композиции PG16, наносят с помощью тампографии на часть (круглый оттиск 50 мм в диаметре) поверхности диска, покрытого слоем основания. Декоративный слой затем высушивают.
Затем фторированную композицию поверхностного слоя FFS наносят с помощью сериграфии на поверхность диска, покрытого слоем основания и декоративным слоем, затем высушивают.
Покрытый диск обжигают при 415°С в течение 7 минут, для того, чтобы получить диск, содержащий фторированное многослойное антипригарное покрытие. Диск затем штампуют для того, чтобы получить купол, покрытый с внутренней стороны.
Полученное покрытие демонстрирует декоративный элемент светло-зеленого цвета при комнатной температуре (20°С) на черном фоне (соответствующем слою основания).
Покрытый купол нагревают до 220°С: в ходе нагревания наблюдают постепенное изменение цвета декоративного элемента от изначального светло-зеленого цвета до темно-зелено цвета; колориметрические характеристики черного фона не изменяются.
Купол оставляют охлаждаться до комнатной температуры: в ходе охлаждения наблюдают постепенное изменение цвета декоративного элемента от темно-зеленого цвета до изначального светло-зеленого цвета; колориметрические характеристики черного фона не изменяются.
Проводят 10 последовательных циклов нагревания и охлаждения, таких, как описано выше: декоративный элемент демонстрирует одинаковые изменения колориметрической характеристики каждый раз.
Пример 15. Приготовление изделия, содержащего декоративный слой в соответствии с настоящим изобретением
Диск алюминиевого сплава обезжиривают и чистят щеткой, для того, чтобы удалить с поверхностей диска любые жирные вещества и оксиды на поверхности.
Фторированную композицию слоя основания FFF наносят на одну из поверхностей диска с помощью сериграфии, затем высушивают.
Фторированную композицию декоративного слоя FFD2, приготовленную из пигментной композиции PG18, наносят с помощью сериграфии на одну из поверхностей диска, покрытого слоем основания, для получения шахматного рисунка, образованного клетками со стороной 4 мм. Декоративный слой затем высушивают.
Затем фторированную композицию поверхностного слоя FFS наносят с помощью сериграфии на поверхность диска, покрытого слоем основания и декоративным слоем, затем высушивают.
Покрытый диск обжигают при 415°С в течение 7 минут, для того, чтобы получить диск, содержащий фторированное многослойное антипригарное покрытие.
Диск затем штампуют для того, чтобы получить купол, покрытый с внутренней стороны.
Полученное покрытие демонстрирует декоративный элемент зеленого цвета при комнатной температуре (20°С) на черном фоне (соответствующем слою основания).
Покрытый купол нагревают до 220°С: в ходе нагревания наблюдают постепенное изменение цвета декоративного элемента от изначального зеленого цвета до красного цвета; колориметрические характеристики черного фона не изменяются.
Купол оставляют охлаждаться до комнатной температуры: в ходе охлаждения наблюдают постепенное изменение цвета декоративного элемента от красного цвета до изначального зеленого цвета; колориметрические характеристики черного фона не изменяются.
Проводят 10 последовательных циклов нагревания и охлаждения, таких, как представлено и описано выше: декоративный элемент демонстрирует одинаковые изменения колориметрической характеристики каждый раз.
Пример 16. Приготовление изделия, содержащего декоративный слой в соответствии с настоящим изобретением.
Купол из нержавеющей стали обезжиривают и чистят щеткой, для того, чтобы удалить с поверхностей купола любые жирные вещества и оксиды на поверхности.
Золь-гельную композицию декоративного слоя SGD2, приготовленную с использованием пигментной композиции PG1, наносят на внутреннюю поверхность купола с помощью распыления.
Декоративный слой затем высушивают и обжигают в течение 15 минут при 280°С.
Полученное покрытие обладает зеленым цветом при комнатной температуре (20°С). Покрытую чашеобразную форму нагревают до 220°С: в ходе нагревания наблюдают постепенное изменение цвета покрытия от изначального зеленого цвета до красного цвета.
Купол оставляют охлаждаться до комнатной температуры: в ходе охлаждения наблюдают постепенное изменение цвета покрытия от красного цвета до изначального зеленого цвета.
Проводят 10 последовательных циклов нагревания и охлаждения, таких, как описано выше: покрытие демонстрирует одинаковые изменения колориметрической характеристики каждый раз.
Пример 17: Приготовление изделия, содержащего декоративный слой в соответствии с настоящим изобретением.
Алюминиевый купол обезжиривают и чистят щеткой, для того, чтобы удалить с поверхностей купола любые жирные вещества и оксиды на поверхности.
Золь-гельную композицию слоя основания SGF наносят на внутреннюю поверхность купола с помощью распыления, затем высушивают.
Золь-гельную композицию декоративного слоя SGD1, приготовленную с использованием пигментной композиции PG19, наносят с помощью тампографии на одну часть (круглый оттиск 50 мм в диаметре) поверхности диска, покрытого слоем основания.
Затем золь-гельную композицию поверхностного слоя SGS наносят с помощью распыления на поверхность диска, покрытого слоем основания и декоративным слоем, затем высушивают и, наконец, обжигают в течение 20 минут при 280°С.
Полученное покрытие демонстрирует декоративный элемент зеленого цвета при комнатной температуре (20°С) на сером фоне (соответствует слою основания).
Покрытый купол нагревают до 220°С: в ходе нагревания наблюдают постепенное изменение цвета декоративного элемента от изначального зеленого цвета до красного цвета; колориметрические характеристики серого фона не изменяются.
Купол оставляют охлаждаться до комнатной температуры: в ходе охлаждения наблюдают постепенное изменение цвета декоративного элемента от красного цвета до изначального зеленого цвета; колориметрические характеристики серого фона не изменяются.
Проводят 10 последовательных циклов нагревания и охлаждения, таких, как представлено и описано выше: декоративный элемент демонстрирует одинаковые изменения колориметрической характеристики каждый раз.
Пример 18: Приготовление изделия, содержащего декоративный слой в соответствии с предшествующим уровнем техники
Диск алюминиевого сплава обезжиривают и чистят щеткой, для того, чтобы удалить с поверхностей диска любые жирные вещества и оксиды на поверхности.
Фторированную композицию слоя основания FFF наносят на одну из поверхностей диска с помощью сериграфии, затем высушивают.
Композицию слоя рисунка приготавливают путем введения указанных веществ в мельницу, затем их измельчают и перемешивают.
Композицию декоративного слоя наносят с помощью тампографии на одну часть (круглый оттиск 50 мм в диаметре) поверхности диска, покрытого слоем основания. Затем декоративный слой высушивают.
Затем фторированную композицию поверхностного слоя FFS наносят с помощью сериграфии на поверхность диска, покрытого слоем основания и декоративным слоем, затем высушивают.
Покрытый диск обжигают при 415°С в течение 7 минут, для того, чтобы получить диск, содержащий фторированное многослойное антипригарное покрытие.
Диск затем штампуют для того, чтобы получить купол, покрытый с внутренней стороны.
Полученное покрытие демонстрирует декоративный элемент красно-коричневого цвета при комнатной температуре (20°С) на черном фоне (соответствующем слою основания).
Покрытый купол нагревают до 220°С: в ходе нагревания наблюдают постепенное изменение цвета декоративного элемента от изначального красно-коричневого цвета до красно-коричневого цвета немного темнее; колориметрические характеристики черного фона не изменяются.
Купол оставляют охлаждаться до комнатной температуры: в ходе охлаждения наблюдают постепенное изменение цвета декоративного элемента от красно-коричневого цвета немного темнее до изначального красно-коричневого цвета; колориметрические характеристики черного фона не изменяются.
Без контрольного цвета невозможно увидеть, что достигнута высокая температура. Таким образом, невозможно с первого взгляда отличить, горячая сковорода или холодная, что также создает проблему безопасности.
Реферат
Настоящее изобретение относится к антипригарному покрытию, содержащему по меньшей мере один функционально-декоративный слой, содержащий пигментную композицию, демонстрирующую обратимое изменение оптических и/или колориметрических характеристик, когда покрытие подвергают воздействию изменения температуры между низкой температурой в диапазоне от 0°С до 40°С и высокой температурой в диапазоне от 80°С до 400°С. Также в соответствии с настоящим изобретением пигментная композиция содержит по меньшей мере одно соединение формулы YMFeQO, представленное в форме частиц, в котором М выбран из лантаноидов, щелочных металлов, щелочноземельных металлов и металлоидов со степенью окисления (СО) +3; Q выбран из группы, состоящей из лантаноидов, неметаллов со степенью окисления +4, металлов с СО +3 или +4, переходных металлов с СО +2 или +4, щелочноземельных металлов и щелочных металлов; при этом х составляет от 0 до 0,3 и y составляет от 0 до 3. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил., 12 табл.
Формула
