Brevet FR2472596A1 — publié le 19810703

La présente invention concerne un revêtement silicaté pour articles résistant à la chaleur, en particulier pour récipients servant à des transferts de chaleur. Les revêtements de ce type consistent surtout en glaçures et émaux pour articles en céramique et métal. Parmi ces articles, on peut citer, par exemple, des ustensiles à cuire, à rôtir, à griller, à bouillir et à servir, des réchauds, des fours à cuire, à rôtir, à griller et à bouillir, des radiateurs et des récipients techniques (appareils de stérilisation, récipients de réaction pour les industries chimiques et pharmaceutiques). La glaçure ou l'émail sert à protéger ces articles contre les contraintes mécaniques et/ou chimiques. Toutefois, ce genre d'articles a un inconvénient grave: le revêtement, en raison de ses fortes propriétés d'isola- tion de la chaleur, diminue fortement le transfert de chaleur recher- ché. Naturellement, on a souvent tenté de remédier à cet inconvénient, Aînsi, dans le cas des ustensiles en acier inoxydable, une solution connue consiste à appliquer sur la surface de base une couche supplémentaire en métal bien conducteur, par exemple du cuivre ou de l'aluminium, couche qu'on protège contre les influences méca- niques et chimiques par une couche extérieure d'acier inoxydable. Avec ces ustensiles connus, certes, le transfert de chaleur est meilleur et la répartition de chaleur est plus régulière que dans le cas des ustensiles portant un revêtement silicaté, mais cette amé- lioration n'est possible qu'au prix d'autres inconvénients; il y a des frais supplémentaires de matières premières (cuivre électro- lytique et plaque supplémentaire d'acier inoxydable), des frais supplémentaires en appareillage (installation de soudure par induc- tion) et des frais supplémentairesde main-d'oeuvre (brasure, éli- mination de la battiture et des résidus de soudure) et, par suite, une augmentation considérable du prix. En outre, l'ustensile est plus lourd et plus fragile car un défaut de soudure conduit fréquem- ment à un décollement du fond. Par ailleurs, dans le brevet allemand n0 1 298 246, on décrit une casserole émaillée dont la surface de base est recou- verte d'une feuille présentant la forme d'une feuille de cuivre ou d'aluminium fermée ou contenant des particules de métal fixées par un liant ou des oxydes métalliques. Dans le cas de cette solu- tion connue également, on parvient certes à-améliorer les proprié- tés de transfert et de répartition de la chaleur, mais on se heurte à des inconvénients graves. Ainsi, à la cuisson de la feuille, réalisée à 8000C, il se produit une forte calamination de la sur- face du cuivre ou une fusion de l'aluminium; par suite, lors de l'utilisation d'une feuille de cuivre,dont l'adhérence est forte- ment affectée en raison des occlusions de gaz qui se produisent à la cuisson, il faut procéder à une rectification subséquente; lorsqu'on utilise une feuille d'aluminium, la liaison est détruite par la fusion et les particules d'aluminium diffusent dans l'émail et dans certains cas même jusqu'au métal de l'ustensile. Il en résulte des formations de pores dans lesquels, lorsqu'on utilise du gaz de ville comme source de chaleur, les constituants acides des produits de combustion pénètrent et conduisent à une corrosion prématurée du fond de l'ustensile. Même les milieux agressifs de là machine à laver la vaisselle ont un effet défavorable. Finalement, dans le brevet allemand n0 1 454 210, on décrit l'introduction de poudre d'aluminium dans l'émail des usten- siles, dans la région de la surface de base. Ici encore, il y a amélioration du transfert-de chaleur et de la répartition de cha- leur dans le fond de l'ustensile, mais, avec ces ustensiles connus, on rencontre encore essentiellement les inconvénients mentionnés à l'égard du brevet allemand n0 1 298 246 précité dans le cas de l'utilisation d'une feuille d'aluminium. En outre, la fabrication de ces ustensiles expose à des risques considérables car - en raison de l'alcalinité de la barbotine de l'émail - il se forme facilement de l'hydrogène inflammable. Finalement, les revêtements contenant de l'aluminium, en raison de leur surface rugueuse, ont un aspect désagréable et sont difficiles à entretenir. La demanderesse a cherché à éviter ces inconvénients, c'est-à-dire à trouver un revêtement silicaté qui, dans le cas des ustensibles décrits ci-dessus, et avec d'autres articles du type mentionné en introduction, permettrait d'améliorer considérablement le transfert de chaleur et la répartition de chaleur en conférant en outre un aspect agréable à l'article lui-même, ceci sans les inconvénients de la technique antérieure décrits ci-dessus. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-après. Ces buts et avantages ont été atteints conformément à l'invention avec un revêtement qui contient au moins 105% en poids d'un mica et qu'on cuit à la surface de l'article à une tempéra- ture inférieure à la température de décomposition ou de dissolution du mica. iO Le mica possède une bonne perméabilité à la chaleur. Du fait que les particules de mica pénètrent totalement, à l'état de fine division, le revêtement qui, par nature, est isolant de la chaleur, il se forme des chemins permettant le transport de la cha- leur à transférer. En raison de la répartition statistique des par- ticules de mica, ces chemins, dans une paroi de récipiant, ont des parcours à la fois transversaux (transfert de chaleur) et longitu- dinaux (répartition de la chaleur), de sorte que le transport de chaleur se fait dans les deux directions. En outre, le mica à l'état de cristaux prismatiques monocliniques présente sur ses sur- faces de clivage un brillant nacré conférant aux revêtement selon l'invention un aspect irisé métallique. Il n'est nullement néces- saire de prendre des mesures spéciales relativement au façonnage et/ou aux appareils et aux techniques opératoires pour l'application et l'utilisation du revêtement selon l'invention; par ailleurs, ses résistances chimique et/ou mécanique ne sont pas affectées par l'addition du mica. Toutefois, il faut veiller à ce que le revê- tement soit cuit à une température inférieure à la température de décomposition ou de dissolution du mica, sinon, il y aurait un fort amoindrissement ou même une disparition totale des bonnes pro- priétés de transfert de la chaleur et des propriétés dléclat du mica. Dans une variante de l'invention, le mica est modifié par du bioxyde de titane, les particules de mica étant de préférence revêtues par le bioxyde de titane. On peut ainsi déplacer la tempé- rature de dissolution ou de décomposition du mica vers une valeur supérieure, ce qui agrandit considérablement les domaines d'appli- cation; en outre, cette addition améliore les propriétés d'éclat du mica. Les revêtements selon l'invention peuvent être préparés et appliqués par des modes opératoires variés. D'une part, on peut répartir le mica dans le revêtement avant cuisson; ce mode opéra- toire est appliqué principalement avec des revêtements consistant en totalité ou en partie en une couche (revêtements de fours ou vaisselle.>; d'autre part, le mica peut être appliqué à la surface du revêtement avant cuisson, soit sous la forme de mica pur, soit en combinaison avec un véhicule, par exemple par pulvérisation, immersion, application en poudre ou impression. Parmi les véhicules utilisables, on citera entre autres l'eau contenant des sels de réglage ou des huiles pour impression sérigraphique; l'impression peut également être faite indirectement par application d'images à décalquer. En particulier, dans le cas d'articles émaillés, le revêtement peut consister en plusieurs couches (par exemple un émail de fond et un émail de couverture avec émail de doublage); dans un tel cas, selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, toutes les couches du revêtement contiennent du muca. Le mica peut être ajouté aux couches individuelles du revêtement par des moyens variés; ainsi, par exemple, on peut répartir le mica dans l'émail de fond avant cuisson et l'appliquer sur l'émail de couverture après cuisson de ce dernier au moyen d'une image à décalquer en provoquant son noyage dans cet émailde couverture par une nouvelle cuisson. Dans le cas surtout de marmites et de poêles ou casseroles qui ne portent que l'émail de fond sur la surface de base o il doit y avoir un bon transfert de chaleur, mais portent un émail de fond et un émail de couverture dans les régions de parois dans lesquelles, autant que possible, la chaleur ne doit pas s'échapper vers l'extérieur, il peut être avantageux d'ajouter le mica uniquement à la couche d'émail de fond, la couche d'émail de couverture restant alors isolante de la chaleur. Finalement, on peut encore appliquer un émail de fond sur une marmite ou une poêle ou une casserole, puis appliquer un émail de couverture sur toute la surface à l'exception de la surface de base; les deux émaux ne contiennent alors pas de mica, mais, après cuisson de l'émail, on applique le mica uniquement sur la surface de base à l'aide d'une image à décalquer et on provoque son noyage dans l'émail de base à cet endroit par une nouvelle opération de cuisson. Le cas échéant, on peut encore ajouter du mica à la surface intérieure du fond de la marmite ou de la poêle ou casserole. L'expression "revêtement silicaté" s'applique dans tous les cas à un mélange minéral de silicates dont les constituants principaux sont le quartz, un fondant et, le cas échéant, un agent opacifiant. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 - Revêtement silicaté pour articles résistant à la chaleur, en particulier récipients servant à des transferts de chaleur, caractérisé en ce qu'il contient au moins 10% en poids d'un mica et est cuit à la surface de l'article à une température inférieure à la température de décomposition ou de dissolution du mica. 2 - Revêtement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le mica est modifié par du bioxyde de titane. 3 - Revêtement selon la revendication 2, caractérisé en ce que les particules de mica sont revêtues par le bioxyde de titane. 4 - Revêtement selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que le mica ajouté est réparti dans le revêtement avant cuisson de ce dernier. - Revêtement selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 3, caractérisé en ce que le mica ajouté est appliqué à la surface du revêtement avant cuisson de ce dernier. 6 - Revêtement selon la revendication 5, caractérisé en ce que le mica est ajouté sous forme de mica pur ou en combinai- son avec un véhicule, par exemple par pulvérisation, immersion, application de poudre ou impression. 7 - Revêtement selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 6, comportant plusieurs couches et caractérisé en ce que toutes les couches du revêtement contiennent du mica. 8 - Revêtement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le mica est ajouté aux couches individuelles du revêtement par des moyens différents. 9 - Procédé pour appliquer un revêtement selon la reven- dication 7 ou 8 sur des articles, en particulier des marmites ou poêles ou casseroles, sur lesquels on applique d'abord un émail de fond, puis un émail de couverture, caractérisé en ce que l'on répar- tit le mica dans l'émail de fond avant cuisson de ce dernier et on applique le mica sur l'émail de couverture après cuisson de ce dernier au moyen d'une image à décalquer, après quoi on provoque son noyage dans l'émail de couverture par une nouvelle cuisson. - Ustensile à cuire, à rôtir, à griller, à bouillir ou à servir, portant un revêtement consistant en un émail de fond et un émail de couverture selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'émail de fond et l'émail de couverture recouvrent toute la surface de l'ustensile, et les deux couches con- tiennent du mica. 11 - Ustensile à cuire, à rôtir, à griller, à bouillir ou à servir; portant un revêtement consistant en un émail de fond et un émail de couverture selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'émail de fond recouvre toute la surface de l'ustensile, l'émail de couverture recouvre toute la surface de l'us- tensile à l'exception de la surface de base, et seul l'émail de fond contient du mica. 12 - Ustensile selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'émail de fondne contient du mica que dans la région de la surface de base. 13 - Ustensile selon la revendication 12, caractérisé en ce que le mica ajouté dans des régions limitées de l'émail de fond n'est introduit qu'après cuisson, à l'aide d'une image à décalquer, en faisant suivre d'une nouvelle cuisson.