Brevet FR2576038A1 — publié le 19860718

La présente invention concerne un revêtement d'émail, appliqué sur un support métallique, en particulier sur un ustensile culinaire. L'invention vise également les ustensiles culinaires comportant un tel revêtement d'émail. On sait que les ustensiles culinaires sont souvent recouverts intérieurement et/ou extérieurement par un revêtement d'émail qui permet de faciliter le nettoyage de ces ustensiles. La demande de brevet français n" 83 06178 déposée le 15 avril 1983 par la demanderesse décrit par exemple un revêtement d'émail destiné notamment à être appliqué au fond d'un ustensile culinaire en aluminium. Grâce au procédé décrit dans cette demande de brevet, le revêtement d'émail obtenu présente une excellente adhérence au support métallique de l'ustensile. Les frittes d'émail utilisées pour revêtir 1 'alu- minium présentent une température de frittage inférieure à la température de fusion de l'aluminium. Les revêtements d'émail obtenus à partir de ces frittes présentent 1 'incon- vénient de posséder une faible dureté de sorte que leur résistance à l'égard des frottements et de l'abrasion et notamment à l'action des outils contendants est relativement médiocre. La demanderesse a ainsi cherché à améliorer la résistance au frottement et à l'abrasion de ces revêtements d'émail, en incorporant dans celui-ci, comme décrit dans la demande de brevet français précitée, des particules dures et anguleuses telles que du carbure de silicium, du quartz et analogues. La demanderesse a cependant constaté que la présence de telles particules dures et de forme irrégulière en saillie à la surface du revêtement d'émail, peut constituer des points d'accrochage à l'égard d'un outil contendant ou tout autre objet dur appliqué contre le revêtement. Les frottements exercés par-ces outils ou objets sur la surface -de l'émail peuvent ainsi entrainer un basculement des particules dures et irrégulières incluses dans le revêtement d'email et provoquer ainsi des arrachements localises de l'émail. Le but de la presente invention est de remédier à l'inconvénient precité, en créant un revêtement d'émail présentant une résistance mécanique, notamment à l'égard de l'abrasion et des frottements qui soit nettement améliorée par rapport à celle des revêtements connus en émail. Suivant l'invention, ce revêtement est caractérisé en ce qu'il renferme des microbilles de verre. Ces microbilles de verre améliorent d'une manière surprenante la résistance à l'abrasion et au frottement du revêtement d'émail. En effet, compte tenu de la forme sphérique et lisse de ces microbilles de verre, celles-ci ne peuvent constituer des points d'accrochage pour un outil contendant ou autre objet métallique qui est déplacé sur la surface du revêtement d'émail, même dans le cas ou ces microbilles font légèrement saillie à la surface du revêtement. Tout risque d'arrachemen-t localisé de l'émail du revêtement est par conséquent évite. Seulement une version avantageuse de l'invention, le revêtement renferme moins de 20% en poids de microbilles de verre. En maintenant la proportion des microbilles de verre en-deçà de cette limite, la présence de cellesci est sans influence sur l'adhérence du revêtement d'émail sur le support métallique. Selon une version préferée de l'invention, les microbilles font saillie à la surface du revêtement. Cette particularité était au contraire évitée dans la mesure du possible, dans le cas des revêtements d'émail connus, renfermant des particules dures et irrégulières, afin de limiter les points d'accrochage evoqués plus haut. Dans le cas de l'invention, le fait que les microbilles de verre fassent saillie- à la surface durevê- tement est au contraire favorable, car ainsi les outils contendants ou autres objets appliqués sur le revêtement prennent appui sur la surface lisse et spherique des billes, sans entrer en contact direct avec l'email. Par conséquent, cet émail ne risque pas d'être rayé, même lorsque celui-ci presente une dureté relativement faible. De préférence, les microbilles de verre sont ancrées dans le revêtement sur une profondeur supérieure au rayon de ces microbilles. Ces microbilles sont ainsi solidement ancrées dans le revêtement d'émail Ce resultat est obtenu en choisissant pour les microbilles de verre un diamètre qui soit fonction de l'épaisseur du revêtement d'émail. Ainsi, lorsque le revêtement d'émail a une epaisseur qui varie entre 20 et 80 ,u, on utilisera des microbilles de verre de diamètre variant entre 10 et 100 p. Lorsque le support métallique d'un ustensile culinaire est en aluminium, le revêtement d'émail est obtenu à partir d'une fritte d'email pour aluminium presen- tant une temperature de frittage comprise entre~560 et 580"C et les microbilles de verre présentent une tempéra- ture de fusion de l'ordre de 600 à 700"C. Ainsi, les microbilles de verre ne risquent pas de fondre lors du frittage de la fritte d'émail. La surface de ces microbilles reste par conséquent spherique et lisse apres ce frittage. L'invention vise egalemen-t un ustensile culinaire, notamment en aluminium, dont la surface intérieure et/ou exterieure est revêtue au moins en partie par un revetement conforme à l'invention. D'autres particularites et avantages de 1 'inven- tion apparaitront encore dans la description ci-après. Aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs : - la figure 1 est une vue en coupe partielle, à grande échelle, diun revêtement'd'émaii conforme à l'in- vention, appliqué sur un support métallique, - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, montrant un revêtement à deux couches d'émail, chacune de celles-ci comprenant des billes deverre, - la figure 3 est une vue analogue à la figure 2, seule la couche supérieure renfermant des billes de verre, - la figure 4 est une vue analogue à la figure 2, le support métallique comportant des cavités obtenues par attaque chimique. Dans la réalisation de la figure 1, le support en métal 1, par exemple en aluminium, est revêtu par un revêtement en émail 2 qui, conformement à l'invention, renferme des microbilles de verre 3. Le revêtement d'émail 2 est par exemple obtenu à partir d'une fritte d'émail pour aluminium présentant. la composition pondérale suivante SiO2 : 10 à 15 Z Oxydes alcalins : 10 à 40% TiO2 . 5 à 30 Z B203 : 1 à 10 Z V205 : 1 à 15 Z Des ajouts peuvent être additionnés pour modifier les propriétés de la fritte. Les principaux ajouts peuvent être P205, ZnO, F, ZrO2 dans une proportion variant entre O et 10 Z en poids. Cette fritte d'émail est appliquée sur le support en aluminium, sous forme de barbotine renfermant en plus de la fritte précite, les composés ci-après : - des ajouts organiques ou minéraux (H3B04, KOH, Na2Si03, SiO2 colloidale, ... gomme arabique) dans des proportions comprises entre O et 6 Z en poids, - des colorants minéraux (par exemple titanate, oxyde de fer) dans des proportions comprises entre 1 et 10% en poids, - des microbilles de verre de diamètre compris entre 20 et 40 p dans des proportions de l'ordre de 10% en poids. Après application de cette couche de barbotine, le support 1 revêtu par celle-ci est placé dans un four pour obtenir le frittage des constituants de la fritte d'émail. Ce frittage a lieu vers 560-580"C dans l'exemple ci-dessus. Les microbilles de verre 3 sont de préférence en verre à base de silicate double de sodium ou de potassium et de calcium et presentant un point de fusion compris entre 600 et 700"C, de sorte que ces microbilles restent intactes lors de l'opération précitée de frittage. La proportion de microbilles de verre dans le revêtement d'émail 2 est de préférence comprise entre 5 et 15% en poids. Cette proportion peut toutefois atteindre 20% sans affecter 1 'adhérence du revêtement d'émail 2 sur le support 1. Comme on le voit sur la figure 1, les microbilles de verre 3 font saillie à la surface 4 du revêtement d'émail 2 et elles sont ancrees dans ce revêtement sur une profondeur supérieure au rayon des microbilles. Ce résultat est obtenu en utilisant des microbilles de verre 3 ayant un diamètre qui est fonction de 1 'épaisseur du revêtement 2. Ainsi, lorsque l'épaisseur du revêtement d'email 2 varie entre 20 et 80 p, le diamètre des microbilles de verre variera entre 10 et 100 p, de façon que l'on soit sûr qu'au moins une partie des microbilles 3 fasse saillie à la surface du revêtement 2 et soit solidement ancrée dans celui-ci, comme indiqué sur la figure 1. Lorsque ces conditions sont remplies, la surface 4 du revêtement d'émail 2 reste facilement nettoyable, car la surface lisse et spherique des microbilles de verre 3 n'offre aucune prise pour la matière grasse carbonise qui recouvre la surface de l'ustensile culinaire en fin de cuisson. De même, lorsqu'on applique sur la surface du revêtement, un objet métallique tel qu'un outil contendant 5 (voir figure 1), cet objet n'entre pas en contact direct avec 1 'émail 2, de sorte que celui-ci ne risque pas d'être abimé, même s'il a une dureté relativement faible, ce qui est le cas des émaux appliqués sur l'aluminium. De même, lorsque le revêtement d'émail est appliqué sur le fond à l'extérieur d'un ustensile culinaire, les microbilles 3 evitent tout contact direct entre l'émail et une surface dure susceptible de détériorer 1 'émail. Par ailleurs, les microbilles de verre 3, grâce à leur surface lisse et sphérique n'offrent aucune prise vis-à-vis des objets durs qui sont susceptibles d'être appliqués et déplacés contre la surface du revêtement, de sorte que les microbilles 3 ne risquent pas d'être arrachees du revêtement. Par conséquent, ces microbilles de verre 3 permettent d'ameliorer considérablement la résistance mécanique et en particulier à l'égard de l'abrasion et des frottements du revêtement d'émail. Le revêtement d'émail conforme à l'invention peut être composé de deux couches superposees 6, 7, comme indiqué sur la figure 2, ces deux couches etant cuites simultanément et appliquées sur le support 1, conformément au procédé décrit dans la demande de brevet français nO 83 06178 déposée le 15 avril 1983 par la demanderesse. La première couche 6 qui est en contact direct avec le support 1 peut être appliquée sous forme de barbode fritte d'émail, présentant la composition décrite precédemment en référence à la figure 1. L'epaisseur de cette première couche 6 peut être comprise entre 20 et 40 ij. Celle-ci renferme des microbilles de verre 8 ayant un diamètre compris entre 20 et 40 p, de façon que celles-ci fassent saillie sur la surface 10 de cette première couche 6, comme indique sur la figure 2. La seconde couche d'émail 7 est de préférence appliqué, sans attendre le refroidissement de la première couche 6, et en utilisant un écran serigraphique. Cette seconde couche d'émail 7 peut avoir une epaisseur comprise entre 15 et 20 p et renfermer des microbilles 9 de diamètre plusfaible que celle de la première couche 6 et de préférence comprise entre 10 et 20 p. La pâte sérigraphique utilisée po-ur former la seconde couche d'émail 7 est réalisée à partir d'une fritte d'émail dont la composition peut être identique à celle de la premiere couche 6 à laquelle on ajoute les ingrédients suivants - des colorants minéraux, - une huile pour sérigraphie (par exemple huile de pin avec ou sans solvant), - éventuellement des thermo-fusibles, - des billes de verre présentant un diamètre compris entre 10- à 20 p. Lors de l'application de la seconde couche d'email 7 les microbilles de ve-rre 9 se placent en quinconce par rapport aux microbilles 8 de la première couche 6. Les revêtements d'émail chargés de microbilles de verre que l'on vient de décrire peuvent être appliqués sur la surface intérieure et/ou extérieure d1 un ustensile culinaire en aluminium, en recouvrant la totalité ou une partie seulement de ces surfaces. Dans la realisation de la figure 3, le revêtement d'émail comprend comme dans le cas de la figure 2, une premiere couche 6 d'émail classique pour aluminium et une deuxième couche 7 d'émail appliquée par sérigraphie et chargee de billes de verre 9 de diamètre égal à 20 p environ. La première couche 6 d'émail ne comporte pas de billes de verre, mais des particules dures 11 telles que de l'alumine. Dans la réalisation de la figure 4, le revêtement d'email composé de deux couches 6, 7 est appliqué sur un support 1 en aluminium ayant subi au préalable un traitement qui a pour effet de former des cavités 12, 13 sur ses deux faces. Ce traitement consiste a soumettre le support 1 à un sablage, au moyen de poudre de corindon, ou un microbillage au moyen de billes de verre, ou à une attaque chimique par de l'acide chlorhydrique.Les cavités 13 formées sur la face interieure du support 1 servent a l'accrochage d'une couche anti adhésive 14, par exemple de polytétrafluoréthylène (PTFE), tandis que les cavités 12 formees sur la face exterieure du support 1 servent à retenir et à bloquer les billes de verre 8, ce qui permet d'améliorer considérablement la résistance et l'accrochage des deux couches d'émail. Bien entendu, l'invention n'est pas limite aux exemples que l'on vient de décrire et on peut apporter à ceux-ci de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le revêtement d'émail que l'on vient de decrire peut également être appliqué sur des ustensiles culinaires ou autres articles, en métal autre que 1 'alu- minium. Il suffit dans ce cas d'utiliser des microbilles réalisées en un verre dont la nature et le point de fusion soient compatibles avec la fritte d'émail utilisée pour realiser le revêtemen-t, de façon que les microbilles restent intactes lors de la cuisson de la fritte d'émail. REVENDICATIONS 1. Revêtement d'email (2, 6, 7) appliqué sur un support métallique (1), en particulier sur un ustensile culinaire, caractérisé en ce qu'il renferme des microbilles de verre (3, 8, 9). 2. Revêtement conforme à la revendication 1, caractérisé en ce qu'il renferme moins de 20% en poids de microbilles de verre. 3. Revêtement conforme à la revendication 2, caractérise en ce qu'il renferme entre 5 et 15% en poids de microbilles de verre. 4. Revêtement conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les microbilles de verre (3, 9) font saillie à la surface du revêtement. 5. Revêtement conforme à la revendication 4, caracterise en ce que les microbilles (3, 8, 9) sont ancrées dans le revêtement sur une profondeur superieure au rayon des microbilles. 6. Revêtement conforme à 1 'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le revêtement a une epaisseur comprise entre 20 et 80 et en ce que le diamètre des microbilles est compris entre 10 et 100 u. 7. Revêtement conforme à la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend deux couches d'email (6, 7), la première couche (6) directement appliquée sur le support métallique (1) ayant une épaisseur comprise entre 20 et 40 p et renfermant des microbilles de verre (8) ayant un diamètre compris entre 20 et 40 p et la seconde couche d'émail (7) ayant une épaisseur comprise entre 15 et 20 p renfermant des microbilles de verre (9) ayant un diamètre compris entre 10 et 20 p. 8. Revêtement conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que la seconde couche d'émail (7) est appliquée par sérigraphie. 9. Revêtement conforme à 1 'une des revendications 1 à 8, appliqué sur un support en aluminium (1), caractérisé en ce qu'il est obtenu à partir d'une fritte d'email pour aluminium présentant une température de frittage comprise entre 560 et 580"C et en ce que les microbilles de verre (3, 8, 9) ont une température de fusion de l'ordre de 600 à 700"C. 10. Revêtement conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que les microbilles sont en verre à base de silicate double de sodium et/ou de potassium et de calcium. 11. Revêtement conforme à l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le support (1) présente des cavites (12) dans lesquelles sont retenues les microbilles (8). 12. Ustensile culinaire, notamment en aluminium, caractérisé en ce que sa surface intérieure et/ou extérieure est recouverte au moins en partie par un revêtement conforme à l'une des revendications 1 à 11.