Brevet FR2189537A1 — publié le 19740125

La présente invention concerne un procédé de glaçage et d'opacification d'émaux transparents, notamment d'émaux constitués par des verres silico-boraciques recouvrant des appareils sanitaires tels que par exemple des baignoires. On sait que l'une des étapes de la fabrication d'articles sanitaires émaillés consiste à glacer la couche d'émail en lui faisant subir une fusion superficielle aussitôt après l'application de l'émail sur l'article, lorsque ces derniers sont encore à température élevée. Les émaux utilisés par le procédé dit "au poudré", c'est-àdire à ltétat sec et en poudre, pour l1a'maillage des appareils sanitaires sont des verres silico-boraciques transparents. Ces verres peuvent être opacifiés, par précipitation intercristalline d'un opacifiant suivant un réseau cristallin très fin. L'opacifiant utilisé habituellement est la zircone ou l'oxyde de titane0 Généralement, cette opacification est obtenue au cours du glaçage. Pour réaliser celui-ci, on introduit la pièce émaillée dans un four à température constante pendant une durée prédéterminée, afin d' obtenir la fusion superficielle de l'émail0 Un four couramment utilisé pour cette opération est le four dit "box". C'est le cas,par exemple, pour le glaçage de émail déposé sur les baignoires0 Pour certains émaux, l'opacification est trop lente pour pouvoir s'achever pendant le temps nécessaire au glaçage0 Pour d'autres émaux, la précipitation de l'opacifiant s'effectue dans un système cristallin différent de celui qui permet l'opacification.L'oxyde de titane peut ainsi précipiter dans le système rutile au lieu du système anatase. Une solution connue pour certains émaux à oxyde de titane consiste, au cours de la fabrication de émail, après que celuici ait été fondu puis refroidi, à lui faire subir un recuit aux environs de 7000C avant les opérations de broyage et d'application sur la pièce. Ce traitement thermique entraîne la formation d'une grande quantité de germes de cristaux dtanataseO Au Âu cours de l'opéra- tion ultérieure de glaçage dans un four à 9200C environ, ces germes activent la cristallisation de l'oxyde de titane d'une part, et le maintiennent dans le système anatase dlautre part. Ce procédé nécessite donc la réalisation d'un recuit, opération relativement délicate et onéreuse, et n'est de plus valable que pour certains émaux bien déterminés0 L'invention vise à réaliser un procédé ne présentant pas l'inconvénient précité et pouvant s'appliquer à une plus grande variété d'émaux. Suivant l'invention, le procédé de glaçage et d'opacification d'émaux dans lequel on place une pince recouverte d'émail à l'intérieur d'une enceinte chauffée, cette pièce se trouvant à une température inférieure à la température de fin d'opacification de émail, est caractérisé en ce que la température dans l'enceinte autour de la pièce est progressivement élevée à partir d'une température sensiblement inférieure à la température de fin d'opacification jusqu'à une température supérieure à la température de fin d'opacification, pour amener l'émail à ladite température, cette élévation de température étant effectuée pendant la durée nécessaire à ltopacification complète de l'émail Ce traitement thermique permet donc de réaliser en une seule opération et dans des conditions avantageuses ltopacifi- cation et le glaçage de l'émail. Selon une première réalisation avantageuse, le procédé est mis en oeuvre dans une enceinte constituée par un four à l'intérieur duquel on élève progressivement la température à partir d'une température légèrement inférieure à la température de fin d'opacification de l'émail La température de la pièce émaillée, qui est initialement nettement inférieure à celle du four, s'élève donc régulièrement jusqu'à la température de fin d'opacification et pendant toute la durée de l'opacification0 Selon une seconde réalisation intéressante, le procédé est mis en oeuvre dans une enceinte constituée par un four tunnel à l'intérieur duquel la température augmente de façon continue entre son entrée et sa sortie, la pièce émaillée étant déplacée de manière continue entre cette entrée et cette sortie. Le four tunnel, connu en lui-meme, peut eAtre soit un four annulaire, soit un four rectiligne. Suivant un mode de réalisation visant particulièrement le glaçage des émaux recouvrant les appareils sanitaires, le procédé est mis en oeuvre pour réaliser l'opacification et le glaçage d'un verre silico-boracique, notamment du genre comprenant à titre d'opacifiant de l'oxyde de titane ou de la zircone. D'autres particularités et avantages apparattront encore au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés, représentés à titre d'exemples non limitatifs de réalisation du procédé pour un meme émail de composition déterminée - La Figure 1 est un diagramme montrant les variations de température du four et de l'émail. - La Figure 2 est un diagramme analogue à celui de la figure 1, le procédé étant mis en oeuvre dans un four tunnel. Dans l'exemple de la figure 1, on utilise un four classique du type dit "box" pour réaliser le glaçage et l'opacification d'un émail constitué par un verre silico-boracique dont la composition stoechiométrique est la suivante Na2O : 0,5 mole Si02 : 2,5 mole K20 : 0,3 mole TiO2 : 0,8 mole AL2O3 : 0,02 mole MgO : 0,1 mole B203 : 0,8 mole ZnO : 0,1 mole P205 : 0,1 mole AussitSt après l'émaillage de la pièce -par exemple une baignoire- on introduit cette dernière dans le four dont la température initiale est de 7900C, valeur légèrement inférieure à la température de fin d'opacification qui est, dans l'exemple décrit, de 8000C environ. La pièce et sa couche d'émail sont alors à une température de 6300C environ On élève ensuite progressivement la température du four de façon qu'elle atteigne 9000C en 3 minutes environ, durée nécessaire à l'opacification ét au glaçage complets de l'émail considéré Les variations de température du four et de la pièce émaillée sont illustrées par les courbes F et E du diagramme de la Figure 1, sur lequel on a porté le temps t en abcisses et la température T en ordonnées, La température de la pièce émaillée étant nettement inférieure à celle du four lorsqu'on l'y introduit, la température de ce dernier commence par décroStre, comme on le voit sur la courbe F, puis s'élève régulièrement0 Parallèlement à la variation de température du four, la température de l'émail et de la pièce s'élève progressivement (courbe E) jusqu'à 8O00C, température de fin d'opacification et de glaçage, cette température étant atteinte sensiblement au bout de 3 minutes0 La pièce est alors extraite du four qui est ensuite ramené à sa température initiale et peut être utilisé pour l'opération suivante. Dans le second mode de mise en oeuvre du procédé, illustré par le diagramme de la Figure 2, on utilise un four tunnel qui peut être par exemple un four annulaire connu, à plateau portepièce tournant. Ce type de four présente une plage de températures continue entre son entrée et sa sortie. On règle cette plage de façon que la température à l'entrée soit sensiblement inférieure à la température de fin d'opacification et de glaçage,la température au voisinage de la sortie du four étant par contre supérieure a' latempé rature de fin d'opacification0 Corrélativement à ce réglage du gradient de température, on règle la vitesse de rotation du plateau porte-pièce de façon que la pièce effectue le trajet entre entrée et la sortie pendant la durée nécessaire à l'opacification complète de l'émail. Pour l'émail considéré, on règle les températures d'entrée et de sortie du four à 7500C et 9000C respectivement. Sur le graphique de là Figure 2 on a représenté en abcisse la distance x entre l'entrée et la sortie du four, les températures T étant portées en ordonnées. La courbe F' illustre la montée progressive de la température dans le four. Après introduction dans le four, la pièce et sonrevetement d'émail subissent une élévation progressive de température (courbe E'), de 800C à 8000C en 3 minutes et demie. Par rapport au four "box", le four tunnel présente l'avantage de ne pas nécessiter la remise à température initiale après chaque opération de glaçage, et est donc d'un emploi plus souple. Le procédé de glaçage et d'opacification suivant l'invention permet d'éviter le recuit de émail. Il simplifie ainsi la fabrication des pièces émaillées et la rend moins longue et moins onéreuse. Il rend également possible l'utilisation d'une plus grande variété d'émaux de différentes caractéristiques, car la technique connue consistant à réaliser un recuit n'est appliquée que pour les émaux à l'oxyde de titane. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et peut comporter des variantes d'exécution dans le cadre des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Procédé de glaçage et d'opacification d'émaux dans lequel on place une pièce recouverte d'émail à l'intérieur d'une enceinte chauffée, cette pièce se trouvant à une température inférieure à la température de fin d'opacification de l'émail, caractérisé en ce que la température dans l'enceinte autour de la pièce est progressivement élevée à partir d'une température sensiblement inférieure à la température de fin d'opacification jusqutà une tegpérature supérieure à la température de fin d'opacification pour amener l'émail jusQu'à ladite température, cette élévation de température de l'émail étant réalisée pendant toute la durée nécessaire à l'opacification complète de l'émail. 2 - Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre dans une enceinte constituée par un four à l'intérieur duquel on élève progressivement la température partir d'une valeur légèrement inférieure à la température de fin d'opa- cification. 5 - Procédé conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre dans une enceinte constituée par un four tunnel dans lequel la température augmente de façon continue entre son entrée et sa sortie, la pièce émaillée étant déplacée de manière continue entre cette entrée et cette sortie. 4 - Procédé conforme à la revendication 3, dans lequel l'émail est un verre silico-boracique, notamment du genre comprenant à titre d'opacifiant de l'oxyde de titane ou de la zircone, caractérisé en ce que l'émail est un verre dont la composition stoechiométrique est sensiblement la suivante @a2O : 0.5 mole SiO2 : 2,5 moles K2O : 0,3 mole TiO2 : 0,8 mole Al2O3 : 0,02 mole MgO : 0,1 mole P2O3 : 0,8 mole ZnO : 0,1 mole P2O5 : 0,1 mole 5 - Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que, l'enceinte étant constituée par un four dans lequel on élève la température à partir d'une valeur légèrement inférieure à la température de fin d'opacification, on élève la température de 790 C a 900 C pendant une durée de 3 minutes et demie. 6 - Procédé conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que, l'enceinte étant constituée par un four tunnel, la température augmente de 75@ à 900 C entre l'entrée et la sortie dudit four, la durée de séjour de la pièce émaillée étant d'environ 3 minutes et demie.