Компания DuPont провела испытания покрытий, производимых по золь-гель технологиям ("керамика")

Недавние заявления о выдающихся эксплуатационных качествах кухонной посуды, покрытой составом, получаемым по золь-гель технологии (который продается как "керамическое" покрытие), побудили компанию DuPont, одного из ведущих разработчиков покрытий для кухонной посуды, оценить характеристики этого состава и лидирующего в отрасли политетрафторэтиленового антипригарного покрытия DuPont™ Teflon®. Результаты оценочных испытаний собственной разработки и всесторонний анализ жизненного цикла (LCA) материалов подтверждают безоговорочное превосходство антипригарных покрытий Teflon® по эксплуатационным качествам, долговечности и безвредности.

Золь-гель покрытия не представляют собой новшество в производстве кухонной посуды — если говорить точнее, то впервые их применили в 80-х годах прошлого века, а лежащая в их основе технология — золь-гель процесс — используется с конца 19-го века. Однако недавнее появление в продаже новой посуды с золь-гель покрытиями сопровождалось со стороны ее производителей заявлениями о повышенной жаропрочности, сопротивляемости царапанию и истиранию, бесподобной антипригарности и безвредности этих изделий. В свете этих заявлений компания DuPont в качестве ведущего разработчика антипригарных покрытий для кухонной посуды, а также в рамках программы постоянного экспертного контроля предлагаемых потребителю технологий, взяла на себя труд оценить новые золь-гель покрытия, сравнив их по эксплуатационным качествам с собственными покрытиями марки Teflon®.

Долговечность антипригарного покрытия

Для целей данного исследования в ходе серии стандартных опытов, проведенных в экспериментальной кухне DuPont, оценивалась статистически релевантная выборка продаваемых в Европе предметов кухонной утвари, каждый из которых изнутри покрыт одним из 12 разных золь-гель составов. Испытания были принципиально сосредоточены на проверке сохранности антипригарных свойств в течение длительной эксплуатации, прочности и пригодности покрытий для бытового применения.

Сохранность антипригарных свойств кухонной посуды оценивалась в ходе смоделированного приготовления пищи на дому. Испытание включало в себя приготовление различных блюд, в состав которых входило мясо, репчатый лук, томатная паста, блины и яйца, — все готовилось без растительного или сливочного масла и прочих жиров, чтобы пища получилась более полезной для здоровья; между готовками испытуемый образец мыли вручную в растворе моющего средства или в посудомоечной машине. Диапазон рабочих температур: 190…205 °C. В отличие от промышленных стандартов, в которых учитывается сохранность антипригарных свойств после непродолжительной эксплуатации (т.е. после 3–5 готовок), испытания, устроенные компанией DuPont, продолжались до тех пор, пока антипригарные свойства не исчезали, или пока посуда не проходила максимально установленное число готовок (320), которое равнозначно ее ежедневному использованию на кухне в течение 10 месяцев. Выяснилось, что у 75 процентов обследованных покрытий (Группа 1) наблюдается значительная потеря антипригарности в среднем после 30 готовок (одного месяца эксплуатации). Остальные 25 процентов (Группа 2) проявляют себя лучше и теряют антипригарность на рубеже 132 готовок. В отличие от них кухонная посуда, покрытая материалом Teflon® Platinum Plus, не теряет антипригарности на протяжении 320 готовок (см. диаграмму 1)

Диаграмма 1: Антипригарность золь-гель составов и состава Teflon® Platinum Plus после максимального числа готовок (320)

Бытовое использование

В условиях "усиленного бытового использования" одновременно испытывалась сопротивляемость истиранию и царапанию. После нагрева сковороды по ней нещадно водили ножом, вилкой, лопаткой и металлическим венчиком. По истечении установленного отрезка времени свойства антипригарных поверхностей, проявленные во время приготовления пищи, оценивали по 10-балльной шкале. Новая, не бывшая в употреблении сковорода оценивалась 10 баллами (см. диаграмму 2).

Диаграмма 2: Показатель износостойкости (по 10-балльной шкале) золь-гель составов и состава Teflon® Platinum Plus по результатам организованного DuPont испытания в условиях "бытового использования"

Что интересно, при сравнении результатов по антипригарности и стойкости к истиранию и царапанию, становится ясно, что у кухонной посуды с более долговечным антипригарным слоем на основе золь-геля (Группа 2) наиболее низкая сопротивляемость царапанию и истиранию. Напротив, Teflon® Platinum Plus, получаемый по новой, разработанной и запатентованной компанией DuPont технологии DuPont ™ GenX, направленной на повышение сопротивляемости истиранию, в каждом случае показывает почти ничтожную потерю свойств. "Наши испытания указывают на то, что у кухонной посуды с золь-гель покрытиями либо сохраняются на едва приемлемом уровне антипригарные свойства, либо наблюдается начальная сопротивляемость царапанию и истиранию, но и тем и другим достоинством одновременно она не обладает, — заключает Франсуа Симон, управляющий производством в компании "Фторполимерные решения DuPont. — Если потребители откажутся от защитного покрытия марки Teflon®, им придется в чем-то ущемить себя и довольствоваться либо одним, либо другим свойством едва приемлемого уровня".

Износостойкость

Прочность или износостойкость покрытия зависит от сочетания устойчивой антипригарности с сопротивляемостью истиранию и царапанию. Для ее определения на образцах, испытываемых в условиях "бытового использования", выпекали блины до тех пор, пока блины не переставали отделяться от поверхности, или пока не проходило 80 готовок (установленный для испытания максимум).

Диаграмма 3: Износостойкость по результатам испытания на отделение блинов. На первой иллюстрации (внизу слева) — сковорода с золь-гель покрытием из Группы 1 после 3 готовок; на второй иллюстрации (внизу в центре) — сковорода из Группы 2 после 15 готовок; на третьей иллюстрации (внизу справа) — сковорода с покрытием Teflon® Platinum Plus, прошедшая 80 готовок, после которых испытание прекратили.

Как видно из диаграммы 3 (вверху), выяснилось, что обычное "бытовое использование" сильно ухудшает антипригарность золь-гель покрытий. Изделия из Групп 1 и 2 лишились антипригарности после 3 и 15 готовок соответственно. В противоположность им антипригарные свойства кухонной посуды с покрытием Teflon® практически не пострадали. То же самое испытание для покрытий марки Teflon® Platinum Plus, было прекращено после 80 готовок без какой-либо потери антипригарности.

Teflon® — наиболее безвредное решение

Уже рассмотренные испытания на антипригарность и износостойкость позволяют DuPont определить приблизительный срок службы кухонной посуды с антипригарным покрытием. Согласно протоколу испытаний, сковороды с покрытиями Teflon® Сlassic и Teflon® Platinum Plus полноценно прослужат, соответственно, в 5 - 7 раз дольше, чем кухонная посуда с золь-гель покрытиями, подвергнутая испытаниям компании DuPont. "Иными словами, чтобы получить такой же срок полноценной службы, какой можно ожидать от сковороды, покрытой Teflon®, потребителю придется купить и использовать 5 - 9 сковород с золь-гель покрытием", — подчеркивает Фил Бэрдсли, коммерческий директор по бытовым и промышленным отделочным покрытиям компании "Фторполимерные решения DuPont в странах Европы, Ближнего Востока и Африки.

Вдобавок, согласно результатам анализа жизненного цикла (LCA) и оценки неблагоприятных факторов жизненного цикла (LCIA), проведенных компанией DuPont по лучшим мировым методикам, применяемым для оценки вреда, наносимого отдельным продуктом и всей связанной с ним системы снабжения окружающей среде, срок полноценной службы непригорающей сковороды играет ключевую роль в определении экологического ущерба. При таком всеобъемлющем подходе учитываются и такие факторы, как расход материалов и энергии, и выделение в окружающую среду нежелательных веществ во время производства металлической основы и ручки сковороды, а также в ходе производства и нанесения покрытия. Поэтому применительно к покрытой непригорающим составом кухонной посуде вывод такой: чем дольше служит антипригарное покрытие, тем меньше страдает окружающая среда, поскольку уменьшается необходимость производства новых сковород (диаграмма 4).

Диаграмма 4: Расчет LCA для сковороды, покрытой составом Teflon® Platinum Plus, и сковороды, покрытой золь-гелем

При этом следует отметить, что вопреки намекам на обратное, как бытовые, так и промышленные потребители уже более 40 лет благополучно пользуются антипригарными покрытиями Teflon®. Несмотря на рекомендуемый слабый или средний нагрев, антипригарная посуда марки Teflon® в состоянии выдержать непрерывный нагрев при температуре, доходящей до 260 °C, что значительно превышает уровень температуры, требуемой для жарения в масле, выпекания и сухой обжарки.

Перед выпуском в продажу в конце 60-х годов прошлого столетия антипригарных покрытий марки Teflon® для кухонной посуды были проведены обширные лабораторные испытания этих покрытий на безопасность. Регулирующие ведомства в США и других странах, в том числе Американское управление по надзору за качеством продовольствия и медикаментов (FDA), изучили выводы этих исследований, заключив, что фторполимерные антипригарные покрытия для кухонной посуды пригодны для обычного поваренного использования. Кроме того, сторонние эксперты безоговорочно одобрили последнее поколение более долговечных, высокоэффективных антипригарных покрытий Teflon®, пущенных компанией DuPont в продажу в начале этого года. Примечательно то, что эти покрытия первыми в отрасли получили положительные заключения о пригодности для контакта с пищевыми продуктами, предоставленные Европейским ведомством по контролю в сфере безопасности продовольствия (EFSA) и Нидерландским национальным институтом охраны общественного здоровья и окружающей среды (RIVM). "Мы тратим немалые средства на то, чтобы вся наша продукция получила одобрение третьих сторон и удовлетворяла требованиям отраслевых стандартов, — это гарантирует бытовому и промышленному потребителю безопасность кухонной посуды с антипригарными покрытиями Teflon®. Примечательно то, что золь-гель покрытия этим требованиям пока не удовлетворяют", — отмечает Бэрдсли.

Teflon® не уступает натиску золь-гель керамики

Прочно удерживая за собой ведущее место в разработке технологий специальных покрытий для кухонной посуды в течение нескольких десятилетий, компания DuPont поощряет дух новаторства, благодаря которому производство кухонной посуды совершенствуется, и уже вывела на рынок принципиально новую продукцию. Компания продолжает контролировать развитие новых технологий и с помощью науки оценивать их эффективность и экобезопасность. Именно с учетом всего изложенного — и в ответ на недавние заявления о непревзойденных эксплуатационных качествах антипригарных покрытий, полученных при помощи золь-гель технологии, и их безвредности для окружающей среды — компания DuPont провела совсем недавно ряд строгих испытаний эксплуатационных качеств и экобезопасности золь-гель покрытий. По убеждению компании DuPont, отраженному в данной статье и итоговых заключениях, которые можно получить у представителей компании, даже самые лучшие из выпускаемых в настоящее время золь-гель покрытий для кухонной посуды не следует относить к категории антипригарных, и, равным образом, не следует считать их столь же долговечными, как Teflon®, или более долговечными. Типичные достоинства антипригарных покрытий, как то: легкость приготовления пищи, легкость очищения посуды, сохранение полезных свойств приготовляемой пищи и пригодность для мытья в посудомоечных машинах — у золь-гель покрытий отсутствуют. Более того, именно антипригарное покрытие с наиболее длительным сроком полноценной службы — в данном случае Teflon® — оказывается наиболее безопасным и безвредным вариантом.

www.teflon.com