Brevet FR2538236A1 — publié le 19840629

La présente invention a trait à des récipients de batterie de cuisine et en particulier à des poêles réalisés en aluminium ou alliage d'aluminium,de sorte que la surface exposée à l'aliment à préparer est recouverte d'une couche d'alumine qui représente une certaine fraction de l'épaisseur totale du matériau constitutif du récipient. Les récipients de cuisine pour la cuisson d'aliments sont traditionnellement réalisés en aluminium ou acier inoxydable. On fabrique aussi, bien qu'en moindres quantités,des récipients de cuisine en cuivre. Les récipients à frire ou poêles sont le plus souvent réalisés en fonte qui,après traitement de surface préalable, acquiert une surface noire ayant une bonne aptitude à frire l'aliment,c'est-à-dire à lui conférer un bel aspect brun calciné, ainsi qu'un pouvoir de non adhérence à des aliments divers. Le seul inconvénient,souvent gênant,de casseroles et poêles en fonte est leur poids important Il tombe sous le sens qu'on peut réaliser des poêles en aluminium pour obtenir des poêles de moindre poids. Toutefois,on a constaté que les poêles en aluminium ne donnent pas un aspect brun calciné comparable à celui que permettent d'obtenir des poêles en fonte,et que des aliments tels qu'oeufs, viande, poisson etc ont tendance à adhérer à la surface de la poêle à un degré difficilement admissible. Par conséquent,dans la plupart des poêles modernes en aluminium,la surface à frire est recouverte de revêtements de "Téflon" ou analogues,non adhérents. Cependant,les revêtements protecteurs en "Téflon" (ou analogues)sont, sur le plan mécanique,sensible à un degré gênant à l'éraflure par les instruments de récurage. L a présente invention a pour but de proposer des récipients de cuisine,notamment poêle,en aluminium ou alliage d'aluminium,qui aient des caractéristiques de friture égales à celles des récipients en fonte,mais une dureté superficielle très supérieure à celle de revêtements en "Téflon" ou analogues. On sait-,dans l'industrie de la fabrication de batteries de cuisine,qu'on peut obtenir une certaine amélioration de la qualité,par exemple, -de poêles en aluminium ou alliage à base d'aluminium,par traitement dit d'anodisation de la poêle. Le but visé est de tirer parti de la dureté naturelle de l'alumine. Par "anodisation" ,on entend ici le traitement électrolytique par lequel on fait passer la surface en aluminium de l'état d'aluminium métallique à celui d'alumine. D'une manière bien connue dans l'induatrie du placage,cette transformation d'aluminium en alumine est opérée lors d'un traitement électrolytique au cours duquel la pièze à traiter (par exemple casserole ou poêle) est montée en anode et l'électrolyte est un acide approprié tel qu'acide sulfurique,acide .oxalique,acide phosphorique ou un de leurs mélanges. On termine le processus en rendant finale ment étanches les micropores de la couche d'alumine par traitement à l'eau chaude appliqué à la pièce pendant un certain temps. Toutefois, les poêles fabriquées conformément aux principes sus-indiqués n'ont pas une bonne aptitude à conférer à l'aliment frit une couleur brune calcinée et, de plus, le pouvoir anti-adhérent est insuffisant,de sorte qu'on ne les a jamais fabriquées industriellement. Il est aussi bien connu,dans l'industrie de la batterie de cuisine,d'améliorer encore l'aspect brun calciné de l'aliment frit,ainsi que le pouvoir anti-adhérent, en couvrant la surface de la poêle de "Téflon",par exemple,après l'anodisation. Toutefois,ainsi,on ne tire pas parti de la dureté naturelle de la couche d'alumine puisque la surface a seulement la dureté du "Téflon" lui-même et aussi une sensibilité à l'éraflure égale à celle du "Téflon". Or, on a démontré qu'il est possible de fabriquer,suivant la présente invention , unepoele en aluminium exempte de revêtement de "Téflon" ou analogue qui ait un pouvoir de friture égal à celui d'une poêle en fonte bien traitée au feu de manière traditionnelle,mais sans avoir le poids important de la poele en fonte. Une caractéristique des récipients de batterie de cuisine réalisée suivant la présente invention réside en ce que les micropores de la couche d'alumine précitée sont comblés et recouverts par du carbone,de préférence formé par traitement thermique de matière organique introduite dans ces pores avant le traitement thermique. La couche d'alumine a de préférence un épaisseur de 10 à 100 um et avantageusement de 25 à 75 um, par exemple de 40 à 60 um. Conformément à un mode préféré de fabrication de récipients de batterie de cuisine suivant la présente invention,on dépose un métal approprié dans le fond des pores cités plus haut,mais avant la formation de carbone,conférant ainsi à la surface une couleur stable particulière,par- exemple noire. De tels métaux sont, par exemple, le nickel, le cuivre et le chrome. L'invention a trait aussi à un procédé de fabrication de tels récipients de batterie de cuisine suivant lequel les micropores de l'alumine sont non pas rendus étanches à l'eau chaude,mais comblés d'une matière organique qui,au traitement thermiquesse décompose pour donner, entre autres,du carbone qui demeure ensuite dans les pores. La matière organique utilisée est de préférence du genre comportant des groupes carboxyliques, par exemple des acides gras ou leurs esters. Bien que cette hypothèse n'ait aucun caractère limitatif,on suppose que la matière organique se lie chimiquement,par l'inter- médiaire des groupes carboxyliques,à l'aluminium ou autre métal présent au fond des pores. Afin que la surface de friture du récipient prenne une couleur aussi noire que possible et ainsi un aspect évoquant celui d'une poêle en fonte classique,on peut,avant de remplir les pores de matière organique ,déposer d'abord au fond'des pores une mince couche de quelque métal approprié. L'épaisseur de ce dépôt métallique est par exemple de 1 à 5 um. L'alumine est formée par un traitement électrolytique dit d'oxydation anodique. On procède aussi facultat-ivement à un dépôt électrolytique d'un métal. On va maintenant décrire d'une manière générale le procédé de fabrication de récipients de batterie de cuisine suivant la présente invention,mais sans que les conditions particulières indiquées ci-dessous aient aucun caractère limitatif. La matière de départ est un rond d'aluminium de la qualité normalement utilisée à ces fins dans l'industrie. A ce rond,on a conféré la forme,par exemple, d'une poêle à frire par repoussage, travail au tour,moulage ou analogue. On traite d'abord la matière dans une solution chaude à 5-10% d'hydroxyde de sodium (NaOH)à une température d'environ 500C. On rinc-e ensuite à l'eau-et on décape par immersion dans de l'acide nitrique à 30%. On anodise ensuite la pièce de la manière traditionnelle,par exemple dans de l'acide sulfurique à une concentration de 20S à 200C et jusqu'à ce que la couche d'alumine ait une épaisseur,par exemple,de 40 à 60 um. Contrairement aux procédés mentionnés ou indiqués plus haut,l'anodisation suivant la présente invention n'est pas suivie d'un étanchement à l'eau,mais on rince la pièce à l'eau froide et on la sèche ensuite rapidement à l'air à température ambiante. Les pores de l'aluminium ont une tendance naturelle à se fermer automatiquement par absorption de l'humidité de l'air. Selon l'humidité de l'atmosphère ambiante,ce processus exige un temps plus ou moins long (heures,jours ou semaines). Donc,on remplit alors les pores encore ouverts de la couche d'alumine de matière organique,contenant de préférence des groupes carboxyliques tels que graisses ou acides gras de diverses sortes. Lorsqu'on porte ensuite la pièce à une température d'environ 200 à 3000C,la matière organique se décompose pour former un dépôt de carbone (carbonisation)qui remplit les pores et y demeure. A partir de ce moment,îa friture a lieu dans la poêle sur une surface principalement constituée par du carbone,de la même manière que dans une poêle en fonte bien traitée au feu de la manière traditionnelle. I1 est possible sans sortir du cadre de l'inven tion de colorer les pores de l'alumine,avant la carbonisa tion,en y déposant du métal (par exemple du nickel) par des techniques électrolytiques normalisées bi'en connues,ce qui ne porte toutefois que sur une infime partie de la profondeur du pore L'invention est encore illustrée par les exemples ci-dessous,toutefois dépourvus de tout caractère limitatif. EXEMPLE 1 On décape un rond d'aluminium destiné à devenir une poêle à frire dans une solution aqueuse à 5% d'hydroxyde de sodium,pendant 3 minutes et à une température de + 500C. On rince ensuite à l'eau la pièce décapée,puis on la décape encore chimiquement par immersion dans de l'acide nitrique à 30% pendant une minute,suivie d'un rinçage à fond à l'eau. On monte alors la pièce en anode dans un bain d'anodisation classique,constitué d'acide sulfurique à 20%, dans lequel l'oxydation a lieu sous une tension de 13 à 16 volts et avec une densité de courant de 1 A1dm à une tempé rature de + 200C et pendant un temps assez long pour que l'épaisseur de la couche d'oxyde atteigne 40 um,ce qui dans cet exemple prend 90 minutes. On rince ensuite la pièce à l'eau et on la sèche à l'air à température ambiante. Immédiatement ensuite,on couvre la pièce d'huile de mals, de la marque suédoise "FELIX" ,qui est alors absorbée par les micropores encore ouverts de la couche d'oxyde. On porte ensuite la pièce à 25O0C,de sorte que l'huile de mais subit une décomposition thermique et que les produits dec.décomposition,entre autres carboneydemeurent à l'intérieur des micropores. Des essais de friture opérés avec la poêle décrite ci-dessus,mise en service,ont donné des résultats tout à fait satisfaisants quand à l'aspect de la surface rôtie et au caractère non adhérent. EXEMPLE 2 Un 'round d'aluminium pour poële à frire traité comme dans l'exemple limais en utilisant du beurre au lieu d'huile de maïs,a donné des résultats tout aussi bons. EXEMPLE 3 On répète l'exemple 15mais en le modifiant en ce que,avant application de l?huile,on recouvre par voie électrolytique le fond des micropores d'un dépot de nickel d'une épaisseur de quelques micronsrce qui donne à la poêle un aspect noir évoquant celui d'une poêle en fonte classique. REVENDICATIONS 1. Récipient de cuisine,notamment poêle à frire,en aluminium ou alliage d'aluminium,dont la surface exposée à l'aliment à préparer est essentiellement constituée par une couche d'alumine s'étendant jusqu'à une profondeur limitée,caractérisé en ce que les micrqpores de cette couche d'oxyde sont revêtus ou remplis de carbone,de préférence applique par chauffage de matière organique. 2.Récipient de cuisine selon la revendication l,caractérisé en ce que la couche d'alum-ine a une épaisseur d'environ 10 à 100 um,avantageusement d'environ 25 à 75 um. 3.Récipient de cuisine selon la revendication 1 ou 2,caractérisé en ce que les micropores contiennent aussi un métal déposé pour noircir ladite surface exposée, ce métal étant par exemple du nickel. 4. Procédé pour la fabrication de récipients de cuisine en aluminium ou alliage d'aluminium,la surface intérieure du récipient exposée à l'aluminium étant pourvue par oxydation d'une couche d'alumine,caractérisé en ce qu'on garnit les micropores de la couche d'alumine, sans qu'ils aient subdltopération dite de post-étanchement, d'une matière organique,et en ce qu'on décompose par chauffage cette matière pour déposer du carbone dans les pores. 5. Procédé selon la revendication 4,caractérisé en ce qu'on remplit les micropores d'une matière organique comportant des groupes carboxyliques,par exemple un acide gras ou un ester d'acide gras. 6.Procédé selon la revendication 4 ou S,carac térisé en ce que le chauffage a lieu à une température d'environ 200 à 3000C. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 6,caractérisé en ce qu'avant de remplir les micropores de matièr-e organique,on y dépose une mince couche métallique en vue de noircir la surface de l'alumine. 8.Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 ,caractérisé en ce qu'on forme la couche d'alumine par voie électrolytique,par oxydation anodique. 9.Procédé selon la revendication 7 ou 8,caractérisé en ce qu'on dépose le métal par voie électrochimique. 10.Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9 ;caractérisé en ce qu'on dépose la couche de métal sur une épaisseur d'environ 1 à 5 um.