Brevet FR2787104A1 — publié le 20000616

Plaque de cuisson vitrocéramique à faible visibilité de salissures La présente invention concerne une plaque de cuisson vitrocéra- mique opaque teinte uniformément dans la masse et contenant, comme phase cristalline principale, des solutions solides à base de kéatite. Ces plaques de cuisson présentent une visibilité de salissures minimale. Des plaques de cuisson vitrocéramiques transparentes teintes dans la masse et qui, vu par dessus, apparaissent avoir une couleur foncée à noire, sont connues et commercialisées depuis longtemps. Lorsqu'on souhaite conférer à ces plaques de cuisson de couleur foncée un aspect décoratif clair, ceci ne peut être obtenu que par une impression recouvrant totalement la surface de la plaque, ce qui peut en retour présenter des inconvénients lors de l'utilisation car toute modifica- tion d'une nuance claire est très visible. Par ailleurs, la plupart des couleurs de décoration appliquées sur la plaque de cuisson foncée conduisent, en raison des faibles épaisseurs de couche des couleurs de décoration, typiquement comprises entre 1 Pm et tm, à un aspect plutôt pâle et peu intense. On connait également des corps moulés vitrocéramiques opa- ques de couleur blanche, utilisés comme plaques de cuisson, commerciali- sés par exemple par la société NEG, Japon, sous la dénomination NEOCERAM N11. On les utilise actuellement exclusivement pour des appareils de cuisson par induction. On connaît ainsi du brevet US 5 491 115 un matériau vitrocéramique teint, fabriqué à partir d'un verre de l _JT 7 départ appartenant au système Li2O-AI203-SiO2, contenant, comme phase cristalline principale, des solutions solides à base de quartz 3 et de spodu- mène 13, lequel matériau vitrocéramique contient comme substance colo- rante jusqu'à 6 % en poids de TiO2 qui joue également un rôle d'agent de nucléation, de 700 à 900 ppm de Fe203 et de 550 à 3000 ppm de Co304. Selon la phase cristalline principale présente, ce matériau vitro- céramique est transparent (lorsque la phase cristalline principale est for- mée par des solutions solides à base de quartz 3) ou opaque (lorsque la phase cristalline principale est formée par des solutions solides à base de spodumène 3). Le lieu chromatique du matériau dépend également de la composition de la phase cristalline principale. Le brevet US 5 492 869 a également pour objet un matériau vitro- céramique opaque dit "LAS" (Li2O-A1203-SiO2) contenant, comme phase cristalline principale, du spodumène f3 et de 1500 - 4000 ppm de CeO2, de 1500 à 4000 ppm de Fe203 et de 50 à 500 ppm de V205 comme substances colorantes et ayant un lieu chromatique dans le système CIE défini par les paramètres suivants: x = 0,3200 - 0,3330, y = 3265 - 0,3380 et Y = 40 70. Ce brevet US enseigne l'utilisation de tels matériaux vitrocéra- miques en tant que vaisselle de cuisson, vaisselle pour four, vaisselle de table et plaques de cuisson planes et se propose de résoudre le problème consistant à fournir des substances colorantes appropriées pour l'obten- tion d'une couleur beige agréable pour des articles en matériau vitrocéra- mique à base de solutions mixtes de spodumène 3. Le brevet US 4 461 839 divulgue également des articles vitrocé- ramiques transparents, translucides ou opaques ayant des couleurs allant du noir jusqu'au rouge en passant par le marron, contenant, comme phase cristalline principale, des solutions solides de quartz 3, et dont la compo- sition (exprimée en % en poids en termes d'oxydes) est la suivante SiO2 63,5 - 69 A1203 15 - 25 Li2O 2,5 - 4 Na2O 0,1 - 0, 6 K20 0,1 -0,6 ZnO 0 - 2 BaO 0 - 5 TiO2 2,5 - 6 ZrO2 0 - 2 As203 0,4 - 0,8 Fe203 0,05 0,2 et qui sont exempts de MgO, la préparation contenant en plus de 0,3 à 3 % d'au moins deux des oxydes suivants: CaO (0 - 2 %), CeO2 (0 - 3 %), NiO (0 - 1 %), SnO2 (O - 1,5 %), V205 (0 - 0,3 %) et WO3 (0 - 1 %7), présents en des quantités comprises dans les fourchettes indiquées. Ce brevet US décrit également des articles vitrocéramiques opa- ques de couleur grise, marron, amande, beige, jaune à bleu comportant, comme phase cristalline principale, des solutions solides à base de spodu- mène 5 et ayant une composition avec des fourchettes identiques à celles indiquées ci-dessus. Des exemples d'application de tels matériaux vitrocéramiques teints sont, d'après ce brevet américain, des vitres pour cheminées, ainsi que toute sorte d'autres articles ayant une forme plate, tels que des plaques de travail et des plaques de cuisson. Le brevet allemand DE 43 21 373 C2 décrit un matériau vitrocé- ramique contenant comme phase cristalline essentiellement des solutions solides à base de quartz [ et/ou de kéatite, le matériau vitrocéramique ayant une teneur en eau inférieure à 0,03 mole/litre et présentant dans le domaine de longueur d'onde allant de 2700 à 3300 nm une transmission ajustable supérieure à 10 %O pour une épaisseur de 3 mrm. L'inconvénient de tous ces corps moulés en matériaux vitrocéra- miques, en particulier de ceux utilisés comme plaques de cuisson, réside en particulier dans le phénomène appelé "visibilité des salissures" (Schmutzauffalligkeit), à savoir le fait que des rayures qui se forment iné- vitablement lors de l'utilisation à la surface du corps moulé se remplissent il 1 fi de saletés, d'aliments ayant débordé et de résidus d'agents de nettoyage. La présente invention a donc pour objectif de mettre au point des plaques de cuisson vitrocéramiques opaques teintes uniformément dans la masse et contenant, comme phase cristalline principale, des solutions solides de kéatite. Ces plaques de cuisson doivent présenter une visibilité des salissures minimale appropriée aux conditions d'utilisation et d'usure. Par ailleurs, il doit être possible d'utiliser pour l'obtention de la phase cristalline principale aussi bien du verre céramisable, appelé verre cru, qu'un matériau vitrocéramique déjà partiellement céramisé, conte- nant des solutions solides de quartz 3. Cet objectif est atteint grâce au fait que l'on obtient une plaque de cuisson vitrocéramique opaque teinte uniformément dans la masse et comportant, comme phase cristalline principale, des solutions solides à base de kéatite, par céramisation d'un verre céramisable ayant une couleur située dans un domaine de lieux chromatiques dans le système colorimé- trique L*a*b* (Système CIELAB) avec une clarté L* inférieure à 85. L'objectif est également atteint grâce au fait que l'on obtient une plaque de cuisson vitrocéramique opaque teinte uniformément dans la masse et comportant, commne phase cristalline principale, des solutions solides à base de kéatite, par céramisation d'un matériau vitrocéramique transparent contenant, comme phase cristalline principale, des solutions solides à base de quartz P3, et ayant une couleur située dans un domaine de lieux chromatiques dans le système colorimétrique L*a*b* (Système CIE- LAB) avec une clarté L* inférieure à 85. Ces mesures selon l'invention permettent avantageusement de teindre une plaquede cuisson vitrocéramique d'une manière telle qu'elle présente une visibilité des salissures minimale appropriée aux conditions utilisation et d'usure. On peut fabriquer une plaque de cuisson selon l'invention en un -1 V-V matériau vitrocéramique opaque par céramisation de verre cru teint uni- formément dans la masse mais également par une céramisation complé- mentaire d'un matériau vitrocéramique transparent teint uniformément dans la masse et qui contient, comme phase cristalline principale, des solutions solides de quartz 13. A partir d'un même verre fondu, on peut fabriquer des plaques de cuisson opaques ou transparentes selon des procédés qui diffèrent simple- ment par une étape de traitement thermique supplémentaire. De petits défauts à l'intérieur d'un matériau vitrocéramique transparent, par exem- ple de petites bulles ou des stries, qui peuvent être gênants pour la forme transparente, ne seront plus visibles dans le matériau opaque obtenu par ce traitement thermique supplémentaire. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, la nuance de la plaque de cuisson est comprise dans une gamme allant du gris foncé au gris clair, le chroma C* (C* = [(a*)2 + (b*)2]0 S dans le système colorimé- trique L*C*h (système CIELAB) ayant une valeur inférieure ou égale à 10. La céramisation du verre (verre cru) décrit dans le brevet euro- péen EP 0 220 333 B 1 pour la fabrication d'un matériau vitrocéramique transparent contenant des solutions solides à base de quartz [5 ou bien par céramisation complémentaire d'un matériau vitrocéramique transparent ayant la composition suivante (en % en poids): SiO2 62 - 68, A1203 19,5 - 22,5, Li2O 3,0 - 4,0, Na20 0- 1,0, K20 0 - 1,0, BaO 1,5 - 3,5, CaO 0- 1,0, MgO 0 - 0,5, ZnO 0,5 - 2,5, TiO2 1,5 - 5,0, ZrO2 0 - 3,0, MnO2 0 - 0,40, Fe203 0 - 0,20, CoO 0 - 0,30, NiO 0 - 0,30, V205 0 - 0,80, Cr203 0 - 0,20, F 0 - 0,20, Sb203 0 - 2,0, As203 0 - 2,0, avec Na2O + K20 0,5 - 1,5, BaO + CaO 1,5 4,0, TiO2 + ZrO2 3,5 - 5,5, et Sb203 + As203 0,5 - 2,5, permet de fabriquer des plaques de cuisson ayant une nuance allant du gris foncé au gris clair. En plus de la composition du verre proprement dite, le traitement thermique du matériau vitrocéramique a une influence essentielle sur le lieu chromatique que l'on peut obtenir. Le traitement thermique - à savoir la céramisation du verre céramisable ou la céramisation complémentaire du matériau vitrocéramique transparent - se fait typiquement à une tempé- rature comprise entre 950 C et 1150 C. Pour la composition de verre indiquée ci-dessus (EP 0 220 333 B 1) plus la température est élevée, plus la nuance obtenue est claire. Selon la nature et notamment selon la couleur des salissures aux- quelles on peut s'attendre, il est possible d'obtenir de manière ciblée une plaque de cuisson vitrocéramique opaque teinte uniformément dans la masse ayant une couleur proche de celle des salissures, le traitement ther- mique jouant un rôle essentiel en plus de la composition du verre pour l'obtention de cette couleur. Il s'est avéré que des plaques de cuisson vitrocéramiques opa- ques teintes uniformément dans la masse et ayant une nuance située dans le domaine chromatique préféré indiqué ci-dessus, à savoir une nuance Il H S. I allant du gris foncé au gris clair ou alors du bleu au gris bleuté, présentent non seulement une faible visibilité des salissures pour un grand nombre d'applications, mais que des traces d'usures, comme par exemple des rayu- res, se voient moins nettement que sur des plaques de cuisson blanches ou noires. Dans un autre mode de réalisation préféré de l'invention, la pla- que de cuisson présente une nuance colorée et le chroma C* (C* = [(a*)2 + (b*)2]0,5 dans le système colorimétrique L*C*h (système CIELAB) est supérieure à 10. Il est ainsi possible de fabriquer des plaques de cuisson ayant un chroma C* défini et qui présentent des nuances parfaitement adaptées aux conditions d'utilisation et d'usure. Ceci signifie que l'on obtient des pla- ques de cuisson qui ont un lieu chromatique pratiquement identique à celui des salissures auxquelles on peut s'attendre. Les plaques de cuisson selon l'invention peuvent être décorées sur la totalité ou sur une partie de leur surface. Pour la décoration convien- nent tout particulièrement par exemple des compositions de verre décrites dans le brevet allemand DE 197 21 737 C1. Par ailleurs, la présente invention n'est pas limitée aux plaques de cuisson planes mais celles-ci peuvent présenter une courbure sphérique ou cylindrique et/ou peuvent comporter des zones orientées vers le haut par rapport au plan principal de la plaque de cuisson. De telles plaques de cuisson sont décrites par exemple dans la demande de brevet allemand DE 43 33 334 A. Il est ainsi pour la première fois possible d'obtenir des plaques de cuisson ayant n'importe quelle couleur choisie en fonction des condi- tions d'usure et d'utilisation. De telles plaques de cuisson se sont avérées présenter une visibi- lité des salissures particulièrement faible et les traces d'usure, telles que des rayures, sont par conséquent nettement moins visibles. Il est en outre possible de faire ressortir par exemple certaines zones de cuisson par une décoration de la plaque de cuisson, ayant la cou- leur complémentaire correspondante. Les plaques de cuisson de la présente invention, en ce qui concerne un grand nombre de propriétés physiques, ne se distinguent pas ou que très peu des articles moulés en matériaux vitrocéramiques opaques connus. On peut les utiliser ainsi dans des systèmes de cuisson supportant des différences de température allant jusqu'à 700 C. La présente invention permet d'obtenir des plaques de cuisson vitrocéramiques opaques, teintes uniformément dans la masse et conte- nant, comme phase cristalline principale, des solutions mixtes à base de kéatite, le matériau vitrocéramique étant céramisé de manière à présenter un lieu chromatique défini, et présentant une visibilité des salissures minimale adaptée aux conditions d'utilisation et d'usure. On peut utiliser avantageusement du verre céramisable ou des matériaux vitrocéramiques déjà céramisés contenant, comme phase cristalline principale, des solu- tions solides de quartz A. REVENDICATIONS 1. Plaque de cuisson vitrocéramique opaque teinte uniformé- ment dans la masse et contenant, comme phase cristalline principale, des solutions solides à base de kéatite, caractérisée par le fait que la plaque de cuisson est obtenue par céramisation d'un verre céramisable ayant une couleur située dans un domaine de lieux chromatiques dans le système colorimétrique L*a*b* (Système CIELAB) avec une clarté L* 2. Plaque de cuisson vitrocéramique opaque teinte uniformé- ment dans la masse et contenant, comme phase cristalline principale, des solutions solides à base de kéatite, caractérisée par le fait que la plaque de cuisson est obtenue par céramisation d'un matériau vitrocéramique trans- parent contenant, comme phase cristalline principale, des solution solides à base de quartz [, et qui a une couleur située dans un domaine de lieux chromatiques dans le système colorimétrique L*a*b* (Système CIELAB) avec une clarté L* 3. Plaque de cuisson selon la revendication 1 ou 2, caractérisée parle fait que la plaque de cuisson présente une nuance comprise dans une gamme allant du gris foncé au gris clair et que le chroma C* (C* = [(a*)2 + (b*)2]0,5 dans le système colorimétrique L*C*h (système CIELAB) est fixé à C* 4. Plaque de cuisson selon la revendication 1 ou 2, caractérisée parle fait que la plaque de cuisson présente une nuance colorée et que le chroma C* (C* = [(a*)2 + (b*)2]0,5 dans le système colorimétrique L*C*h (système CIELAB) est fixé à C* > 10. 5. Plaque de cuisson selon la revendication 4, caractérisée par le fait qu'elle présente une nuance bleue à gris bleuté. 6. Plaque de cuisson selon au moins une des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait qu'elle comporte une décoration sur une partie ou sur la totalité de sa surface. 7. Plaque de cuisson selon au moins une des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait que la plaque de cuisson est plane ou présente une courbure sphérique ou cylindrique et/ou qu'elle présente des zones orien- tées vers le haut par rapport au plan principal de la plaque de cuisson. 1I I1 -'-[ '