Brevet FR2716099A1 — publié le 19950818

PROCEDE DE FABRICATION D'UN RECIPIENT CULINAIRE POWANT ETRE CHAUFFE PAR INDUCTION ET RECIPIENT OBTENU SELON CE PROCEDE. La présente invention a pour objet un récipient en céramique ( porcelaine, faïence, terre cuite, grès, etc.) pouvant être chauffé par induction électromagnétique. Dans les foyers domestiques ou dans la restauration collective, le chauffage par induction se répand de plus en plus et tend à remplacer, en partie, le chauffage par transmission. La bobine de la table à induction crée un champ magnétique alternatif dont la fréquence est généralement de 40 à 45 kHz. Lorsqu'elle a lieu, la production de chaleur relève de deux mécanismes différents selon les propriétés des matériaux: - Si le matériau est conducteur de l'électricité, l'échauffement est dû à la génération de courants de Foucault dont la circulation entraîne un effet Joule important utilisé pour la cuisson ou le réchauffage des aliments. - Si le matériau présente des propriétés magnétiques ( en particulier des propriétés ferromagnétiques), c'est l'énergie magnétique dissipée qui crée l'échauffement. L'intensité des courants de Foucault est fonction de l'intensité et de la fréquence du champ magnétique extérieur. Par ailleurs, le sens de ces courants est tel que le champ magnétique qu'ils engendrent tend à s'opposer au champ extérieur empêchant ce dernier d'agir au coeur du conducteur. C'est ce que l'on appelle l'effet de peau et l'épaisseur de matériau affectée par ces courants est d'autant plus grande que la fréquence du champ extérieur est faible, ce qui est le cas des tables à induction du commerce. Malheureusement, les matériaux céramiques qui constituent une proportion importante des récipients destinés aux aliments, ne sont pas conducteurs de l'électricité. Il ne peuvent donc pas, à priori, être utilisés dans le chauffage par induction. I1 a déjà été proposé dans FR-A- 2 671 709, de disposer sur un récipient en matériau non métallique, un film multicouches conducteur de la chaleur pour absorber les ondes électromagnétiques et l'énergie des micro-ondes. A cet effet, une couche 1 recueille la chaleur d'une couche 2 absorbant l'énergie des ondes électromagnétique, ces couches étant recouvertes d'une couche de protection 3. La couche 2 est constituée d'or sous forme de crème, de poudre d'argent et d'huile. La formation et le dépôt de ces couches nécessitent une longue série d'opérations. La présente invention a pour objet de pallier cet inconvénient et de permettre la pose d'une couche magnétique et/ou conductrice de l'électricité en une seule opération, comme c'est le cas avec une barbotine d'émail au moyen d'un pinceau ou par sérigraphie, voire sous la forme d'une décalcomanie ou d'un transfert thermique à chaud. Pour les raisons ci-dessus, il n'est pas nécessaire que la couche ainsi déposée soit ferromagnétique pour que le récipient s'échauffe; il suffit qu'elle soit bonne conductrice de l'électricité. Selon l'invention, le procédé de fabrication d'un récipient en matière céramique pouvant être chauffé par induction est caractérisé en ce qu'il consiste à déposer sur le fond du récipient par peinture, sérigraphie ou décalcomanie, une couche mince de matériau possédant des propriétés conductrices de l'électricité et/ou des propriétés magnétiques conduisant à la production de chaleur par exposition à un champ électromagnétique. Cette pose effectuée par une technique traditionnelle dans le domaine céramique peut être effectuée, après application du décor éventuel ou simultanément à celle-ci. Une seule opération supplémentaire de cuisson est éventuellement nécessaire ce qui ne modifie pas sensiblement le processus traditionnel de fabrication et de décoration d'objets en céramique. Selon une autre caractéristique de l'invention, le récipient en céramique pouvant être chauffé par induction électromagnétique, sur le fond duquel est apposé un film est caractérisé en ce que le film est conducteur de l'électricité ou possède des propriétés magnétiques en particulier ferro ou ferri magnétiques. Dans le cas où la couche est simplement conductrice de l'électricité, sa composition est, par exemple, la suivante : 588 en poids de métal en poudre, 2% de fritte, le reste étant constitué de résine et de solvants. Le métal est choisi parmi les métaux ayant une faible résistivité par exemple de l'argent. D'autres métaux, peuvent également convenir. L'étude par microscopie optique montre que l'accrochage entre la couche d'argent et la céramique est essentiellement de nature mécanique. L'argent de la surface pénètre dans les porosités du substrat. Son épaisseur moyenne est de 45CL. La résistivité électrique très faible de la couche est de l'ordre de celle de l'argent pur, soit2,5 .Qcm et n'excède pas 2yQcm en surface. Les résines et solvants ont pour but de permettre l'accrochage du métal sur la porcelaine De préférence une couche externe de protection est déposée sur la couche active. La fabrication d'un tel récipient fait appel uniquement à des opérations qui sont familières aux porcelainiers. Elle ne modifie que très peu le process classique de fabrication de la porcelaine et ne nécessite aucun matériel spécial. L'un des intérêts d'une telle méthode de réchauffage consiste en ce qu'un récipient, tel qu'une assiette, peut être réchauffé ou chauffé localement. Dans le cas d'une assiette, si seul le fond est recouvert d'une couche selon l'invention, seul le fond sera chaud et il sera aisé de saisir l'assiette par son bord. Dans le cas de "plats culinaires" à fonds plats, dits "thermiques", qu'il convient simplement de réchauffer ou de finir de cuire, la couche absorbante est, de préférence disposée à l'intérieur du récipient toujours sur le fond. Dans ce cas, une couche de protection est indispensable. Selon une autre caractéristique de l'invention, la couche déposée ferri ou ferromagnétique est constituée par une ferrite par exemple, du fer-nickel-zinc ou manganèse zinc ou par des alliages tels que du cobalt-samarium ou par des alliages magnétiques de fer ou par d'autres métaux ou alliages ferromagnétiques. Dans ce cas, on sait que de tels matériaux présentent un point de Curie relativement bas. On utilise cette caractéristique pour réguler la température de chauffage à une valeur donnée, par exemple 400C, 600C ou 700C dépendant de leurs points de Curie. EXEMPLE: Le produit appliqué est à base d'argent et est appliqué par sérigraphie à l'écran de soie dont l'ouverture est de 100 microns. La cuisson de la couche étendue au pinceau sur le fond du récipient, est opérée à 7500C pendant une durée de cinq minutes, avec une vitesse de montée et descente de 300 C/heure. Les résultats obtenus se sont avérés satisfaisants au niveau de l'accrochage de la couche sur le substrat. Le couplage inductif permet à une assiette posée sur une plaque d'atteindre, avec une puissance de 0,9 kW, une température de 800C en quatre minutes environ ce qui correspond à une vitesse de chauffe de 22 C/mn. On a pu observer qu'un tel récipient, lorsqu'il est amené dans un four à microondes, ne produit pas d'arc de décharge malgré la présence d'une couche conductrice. Cette particularité permet de réchauffer au four microondes des plats préparés sans avoir à craindre de chocs thermiques pouvant endommager les céramiques. Pour améliorer la résistance à l'usure et à la corrosion par les produits de lavage, une couche d'émail est déposée sur le film actif et en assure la recouvrement et la protection définitive après la phase de cuisson d'accrochage. La présente invention vise également une décalcomanie pour la mise en oeuvre du procédé , comprenant, sur une feuille de vernis évaporable, un décor composé d'oxydes métalliques et une couche de matériau conducteur de l'électricité. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être apportées, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10 Procédé de fabrication d'un récipient culinaire en matière céramique pouvant être chauffé par induction caractérisé en ce qu'il consiste à déposer une couche mince de matériau conducteur de l'électricité sur ou dans le fond du récipient par peinture, sérigraphie ou décalcomanie puis à cuire le dépôt. 20 Récipient en céramique obtenu par le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche est une couche conductrice de l'électricité, dont la composition est la suivante : 58% en poids de métal en poudre, 2% de fritte, le reste étant constitué de résine et de solvants. 30 Récipient en céramique obtenu par le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche appliquée est ferro/ferrimagnétique, le composant essentiel du matériau appliqué étant constitué par au moins une ferrite ou un alliage métallique. 40 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cuisson de la couche métallique est effectuée à une température compatible avec la nature de l'émail protecteur de façon à ce que celui-ci recouvre la couche conductrice et constitue une couche de protection. 50 Décalcomanie pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend, sur une feuille de vernis évaporable, un décor composé d'oxydes métalliques et une couche de matériau conducteur de l'électricité. 6" Récipient pour chauffage par induction obtenu par le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est thermorégulé par une adaptation du point de Curie de la couche appliquée.