Brevet FR2002605A1 — publié le 19691031

i. 2002605 La présente invention est relative à un objet métallique sur une surface duquel a été répandu à l'état de fusion un revêtement en une fritte d'émail vitrifiable. Pendant longtemps, les articles ménagers émaillés, tels 5 que les ustensiles de cuisine, ont été fabriqués à partir d'objets conformés au préalable en fonte ou en tôle de fer, par application ensuite, sur ces objets, d'une barbotine d'une fritte d'émail vitrifiable, et par cuisson de l'objet ainsi revêtu, en vue de réaliser sur cet objet un revêtement en émail. 10 Au cours de ces dernières années, il est également devenu de pratique courante de munir des objets fabriqués en aluminium, ou en des alliages riches en aluminium, d'un revêtement d'émail, de manière à obtenir des surfaces d'un aspect mat plus attrayant, et à leur conférer une résistance plus grande à l'attaque des 15 agents chimiques et aux actions des intempéries. - le but de l'invention est de réaliser, sur des objets en métal, un revêtement d'émail qui soit plus résistant aux chocs, aux efforts de coupe et à l'usure, ainsi qu'à la fissuration, que les revêtements antérieurement connus appliqués sur des objets de 20 ce genre. Un autre but de l'invention est de parvenir à une surface mate attrayante sur des objets métalliques émaillés. Un but encore différent de l'invention est de réaliser, entre un objet métallique et un revêtement de polytétrafluoré-25 thylène appliqué sur cet objet, une liaison qui soit plus résistante que cela n'a été possible jusqu'à présent. Conformément à l'invention, on parvient à un objet métallique sur lequel a été appliqué par fusion, sur une surface de cet objet, un revêtement en une fritte d'émail vitrifiable, cette 30 fritte contenant entre 20 et 60 parties, en poids, de particules de verre dévitrifié pour 100 parties en poids de ladite fritte. On peut préparer le verre dévitrifié en trempant mie masse de-verre fondue, consistant, par exemple, en un mélan-e fondu de chaux, de dolomie et de sable de quartz, et en faisant ensuite 35 chauffer le verre trempé jusqu'à une température de dévitrification que l'on maintient jusqu'à ce que se soit produite une formation cristalline nette. Ensuite, on broie le verre dévitrifié et on sépare ensuite, si on le désire par tamisage, des fractions forcées de particules ayant les dimensions voulues. 40 En vue d'obtenir une surface irrégulière, telle qu'elle est 69 04734 2. 2002605 désirée, sur les particules individuelles du produit broyé, il est souhaitable d'utiliser des matières premières dégageant des gaz aux températures utilisées pendant l'opération de fusion. Ces gaz foraient de petites bulles gazeuses qui restent à l'inté-5 rieur de la nasse de verre fondu, et donnent naissance à de petits cratères dans les surfaces des particules broyées. Ces particules à surface irrégulière présentent une grande surface de contact avec le revêtement d'émail et sont, par conséquent, ancrées fermement dans ce revêtement. La surface irrégulière 10 des particules fournit également une surface mate qui est attrayante et qui, lorsqu'on l'a revêtue d'une couche de tétra-fluoréthylène, fournit me liaison résistante de cette couche avec l'objet métallique. La résistance du revêtement d'émail contenant les partieu-15 les de verre dévitrifié est particulièrement avantageuse quand on munit d'un revêtement des objets exécutés en aluminium ou en des alliages riches en aluminium, parce que ces objets n'ont pas la dureté, par exemple, de la fonte. De cette façon, si l'on passe une lame de couteau par dessus un objet selon l'invention, 20 ce couteau ne découpe pas l'émail ; par conséquent le métal sous-jacent n'est pas déformé. La dimension des particules de verre est, de préférence, supérieure à 10 microns. Ainsi, la présence de particules ayant une dimension inférieure à 10 microns tend à relever le point 25 de fusion de l'émail utilisé. La dimension de particules est également, de préférence, inférieure à 140 microns, parce que des particules plus grandes fournissent une surface qui normalement est trop rugueuse. En choisissant, pour les particules, des dimensions appropriées comprises dans la gamme ci-dessus 30 indiquée, on peut modifier le degré auquel le revêtement est mat et le degré auquel il est poreux. Ces caractéristiques peuvent également être réglées par un réglage approprié de la quantité de verre dévitrifié ajouté, dans les limites de la gamme ci-dessus indiquée allant de 20 à 60 parties en poids pour 100 35 parties en poids de fritte d'émail. Il est bien connu que si l'on soumet des objets émaillés à des chocs intenses, l'émail se détache par grands éclats.. Il se détache des éclats d'émail pareillement si l'on courbe un objet émaillé. 40 Par un fait surprenant, on a constaté que, si l'on soumet 69 04734 3. 2002605 un objet énaillé selon l'invention à des influences semblables, généralenent il ne se détache pas d'éclats d'émail, et si les objets ne peuvent résister aux chocs, il ne se forme eue de petits éclats. De plus, ces petits éclats ne se détachei'it norma-5 lement que de la couche supérieure du revêtement d'émail. Une tôle métallique émaillée selon l'invention peut être pliée plusieurs fois sans qu'il se produise aucun signe visible de fissuration. Toutefois, le bruit produit quand on courbe une telle tôle métallique indique que le revêtement se fissure. En 10 conséquence, on suppose que la présence de particules de verre dévitrifié aboutit à la formation d'un très grand nombre de fissures extrêmement fines qui ne peuvent pas être décelées à l'oeil nu. Ces nombreuses fissures réduisent sans doute les tensions qui prennent naissance à l'intérieur du revêtement lorsqu'on 15 eourbe la tôle de métal, et empêchent les éclats de se détacher. Sans qu'on soit tenu à une théorie particulière, on peut admettre que la surface irrégulière des particules de verre dévitrifié présente un nombre de sites de réactions en puissance beaucoup plus grand .que si l'on utilisait des particules plus 20 régulières. Il semble également que 1'émail fondu catalyse une certaine fusion du verre dévitrifié, sur les interfaces entre l'émail et les particules de verre, en fonction des températures mises en oeuvre et de la durée de la cuisson. Ainsi, après cuisson, l'objet émaillé présente un revêtement contenant une matrice 25 d'émail amorphe dans laquelle des particules de verre cristallines sont immergées entièrement ou en partie. Sur l'interface compris entre les particules cristallines et l'émail amorphe, il existe une zone de transition dans laquelle le revêtement passe graduellement d'une forme cristalline à une forme amorphe, 30 et inversement. Il semble, en apparence, que l'augmentation de résistance mécanique et de résistance aux chocs et aux effets de coupe.soit due à cette fusion partielle à la surface des particules de verre. Les objets émaillés selon l'invention se préparent par ad-35 dition des particules de verre dévitrifié à la fritte d'émail et par application de le. barbotine, ainsi obtenue, sur les objets qu'il s'agit de munir d'un revêtement. Ensuite, on fait cuire les objets à une température qui soit supérieure au point de fusion de la fritte d'émail, mais 4-0 inférieure à la température à laquelle les particules de verre 69 04734 4 2002605 dévitrifié fondent également. Il est évident aussi que la température utilisée doit être inférieure au point de fusion de 1'objet métallique. Quand on fabrique des objets émaillés en aluminium ou en 5 des alliages riches en aluminium, il faut utiliser un émail à bas point de fusion, afin d'éviter une déformation des objets métalliques. Ainsi, dans ce cas, on fait fondre l'émail de préférence, sur l'objet métallique» à une température de 500° à ~ 600°C. Quand on fait usage de températures de cette valeur, la 10 surface du produit fini est normalement rugueuse, parce qu'il ne se produit aucune, fusion ou qu'il ne se produit qu'une fusion limitée des particules de verre. Quand on munit d'un revêtement des objets exécutés en fonte ou en tôle d'acier, on peut faire usage d'une température de 15 cuisson comprise entre 800° et 900°C et, par conséquent, on obtient une surface plus serrée, mais toujours mate. En vue d'obtenir de façon certaine que les particules de verre dévitrifié soient de la dimension désirée à l'intérieur du revêtement d'émail,' oh ajoute, de préférence, ces particules 20 à la fritte d'émail dans le broyeur à billes peu avant que se termine l'opération de broyage. "Sn général, il est préférable d'ajouter ces particules de verre dans le broyeur à billes environ une minute avant que se termine l'opération de broyage. Les particules de verre dévitrifié non contaminées sont 25 blanches, et un autre avantage de l'emploi de ces particules à titre d'addition à la fritte d'émail consiste ëncë quel•addition de ces particules n'interfère pas avec la coloration de l'émail par l'emploi des pigments ou couleurs dont on fait usage ordinairement. 30 Un revêtement réalisé par l'addition de particules de verre dévitrifié à une fritte d'émail convient particulièrement pour l'emploi, sur des objets ménagers variés tels que les casseroles et des poêles. Toutefois, les tôles métalliques émaillées qui ont trouvé un débouché plus étendu pour les travaux de décora-35 tion tant intérieurs qu'extérieurs peuvent également recevoir un revêtement plus attrayant et plus résistant, par l'addition de particules de verre dévitrifié à la fritte d'émail utilisée pour la fabrication de ces tôles. Ainsi que cela a été dit ci-dessus, un revêtement d'émail 40 contenant des particules de verre dévitrifié fournit une base 69 04734 5. 2002605 excellente pour mie couche de polytétrafluoréthylène. 11 est bien connu que la liaison entre une surface métallique et une couche de polytétrafluoréthylène est faible et que la couche de polytétrafluoréthylène s'enlève facile: ient par grattage. I.'em-5 ploi d'une couche intermédiaire comprenant un énail auquel ont -été incorporées des particules de verre dévitrifié augmente la résistance de ce lien. De plus, la dureté du revêtement en énail empêche les objets durs tels que les lames de couteau de pénétrer à l'intérieur du métal sous-jacent. Un autre avantage d'un 10 tel revêtement en émail consiste en ce qu'on peut le colorer de manière à obtenir la même couleur que pour la couche de polytétrafluoréthylène. Ainsi, les défauts mineurs de la couche de polytétrafluoréthylène seront à peine visibles une fois cette couche appliquée par dessus un tel revêtement en émail. 15 Un produit préféré en verre dévitrifié se trouve dans le commerce sous la maroue de commerce "SYKOPAl". 69 04734 2002605 E 5 T B II 3) I C A ? I Q H S 1. Objet métalliaue sur lequel a été appliqué par fusion uxl revêtement constitué d'une fritte d'éraail vitrifiable, caractérisé par le fait que cette fritte contient entre 2.0 et 60 , 5 en poids, de particules de verre dévitrifié pour 100 parties en poids de la fritte. 2. Objet métallique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la base métallique consiste en aluminium, en des alliages riches en aluminium ou en fer. 10 3. Objet métallique selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le métal de base est une tôle. 4. Objet métallique selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le métal de base est constitué par de la fonte. 5. Objet métallique conforme à la revendication 1, carac-15 térisé par le fait qu'il contient en outre une couche de polytétrafluoréthylène appliquée par dessus le revêtement d'émail. 6. Objet métallique selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le revêtement en émail a la même couleur que la couche de polytétrafluoréthylène.