Brevet FR2789988A1 — publié le 20000825

Procédé pour la fabrication d'une plaque en vitrocéramique, en particulier d'une table de cuisson en vitrocéramique, comportant des étagements en hauteur en forme de gradin La présente invention se rapporte à un procédé pour la fabrication d'une plaque en vitrocéramique, présentant dans sa surface au moins un étagement en hauteur en forme de gradin, procédé suivant lequel une plaque de verre est produite à partir d'un verre précurseur ramolli, en tant que plaque élémentaire ou en tant que partie d'une bande de verre continue, destinée à être divisée ultérieurement, cette plaque de verre est soumise le cas échéant à des opérations de façonnage et est refroidie, et le verre précurseur est finalement transformé en vitrocéramique suivant un cycle température-temps déterminé. Des surfaces de cuisson en vitrocéramique ont largement fait leur preuve. Pour de telles surfaces de cuisson, il est déjà devenu usuel d'intégrer des éléments de commande et des éléments indicateurs à la plaque en vitrocéramique et, notamment dans le cas de vitrocéramique transparente, de les disposer en dessous de la plaque sans que la surface de cette dernière ne soit interrompue. Dans le cas d'une surface de cuisson en vitrocéramique continue plane avec de tels éléments de commande et éléments indicateurs, le risque existe que les ustensiles de cuisson chauds soient déplacés par glissement de la zone de cuisson proprement dite dans la zone en dessous de laquelle se trouvent les éléments de commande et éléments indicateurs. Ces éléments peuvent alors être endommagés, ou altérés dans leur fonction, par les ustensiles chauds. On a déjà remédié à ce risque en prévoyant un coude ou un contre-coude dans la zone du panneau ou bandeau de commande de la plaque en vitrocéramique, de sorte qu'il n'est pas possible de faire glisser une casserole chaude sur les éléments fonctionnels. Une telle séparation en zones peut être obtenue essentiel- lement déjà par un étagement en hauteur relativement faible, de telle manière que le bandeau de commande soit situé quelque peu plus haut que la zone de cuisson proprement dite et forme ainsi un petit gradin contre lequel les casseroles butent lorsqu'elles sont déplacées par glissement sur la plaque. Une telle solution est connue par exemple par le document DE-A196 10 073. L'étagement représenté et décrit dans ce document entre la zone de cuisson et le bandeau de commande est illustré sous la forme d'un déport ou décalage avec raccords à angle droit, à l'endroit duquel l'épaisseur de la plaque en vitrocéramique ne change pas, la zone du bandeau de commande étant simplement déportée ou décalée légèrement vers le haut, de sorte que les zones de la plaque séparées par le gradin ne sont plus reliées entre elles que sur une partie de leur épaisseur. Le document dans son ensemble ne donne aucune indication sur la manière suivant laquelle un tel déport ou décalage dans la plaque en vitrocéramique pourrait être réalisé. Le document donne plutôt l'impression de décrire un résultat recherché, sans indiquer les moyens permettant d'obtenir ce résultat. Il est un fait qu'à l'heure actuelle, les plaques en vitrocéramique coudées et contre-coudées sont produites par pliage, à l'état ramolli, de la plaque entièrement laminée à partir du verre précurseur. Par le document WO 97/00407, on connaît un procédé pour produire des bombements dans des surfaces de cuisson en vitrocéramique, procédé suivant lequel la plaque entièrement laminée à partir du verre précurseur est amenée, à l'état encore déformable, dans un moule de formage dans lequel les parties bombées sont produites en premier lieu par le vide, mais ce formage par le vide peut être complété également par pression. Suivant ce procédé également, on produit une plaque en vitrocéramique ayant une épaisseur sensiblement égale sur toute son étendue. Il est même proposé dans ce document de légèrement creuser les cylindres servant au laminage de la plaque à partir du verre précurseur, dans les zones dans lesquelles doit avoir lieu un formage ultérieur, afin d'obtenir ici une certaine surépaisseur de matériau destinée à compenser l'amincissement qui se produit lors du formage. De telles parties creusées, même si elles sont prévues pour contrôler le profil d'épaisseur de la plaque de verre dans l'un des cylindres, sont très douces de manière à ne pas avoir d'influence notable sur le déroulement de la partie restante du procédé de fabrication. Le problème des plaques de verre coudées, contre-coudées ou bombées qui présentent par conséquent non seulement une surface supérieure non plane, mais également une surface intérieure non plane, se situe dans le processus subséquent de céramisation. Pour la céramisation, on pose les plaques de verre sur un support et on les soumet au traitement température-temps déclenchant la céramisation, traitement au cours duquel se produisent des échauffements amenant la plaque dans un état auquel il n'est pas possible de garantir que les zones d'une plaque ne reposant pas sur le support, et présentant des parties décalées, restent réellement planes. Pour une céramisation parfaite, il faut donc disposer, dans le cas de plaques ayant une surface intérieure non plane, de formes ou moules de support dont le contour ou profil correspond à celui du côté inférieur des plaques. La mise à disposition de tels moules ou formes spécialement adaptés entraîne des frais élevés. Ce problème est déjà évoqué dans le document WO 97/00407. Pour l'opération de façonnage décrite dans ce document, on dispose cependant déjà d'un moule de support adapté pour la céramisation subséquente. Le problème du processus de dilatation et de retrait d'un tel moule complexe lors de la céramisation n'est cependant pas évoqué. Du point de vue de la technique de production, il est également défavorable qu'un moule de support adapté doive être mis à disposition soit déjà pour la déformation de la plaque de verre, soit uniquement pour le processus de céramisation. Le but de la présente invention est de fournir un procédé pour la fabrication de plaques étagées en vitrocéramique permettant, dans la mesure du possible, d'éviter les dépenses supplémentaires mentionnées précédemment. Ce but est atteint, selon l'invention, par le fait qu'au moins un étagement en hauteur est produit dans la surface de la plaque de verre déjà lors de l'opération de laminage de la plaque de verre par un cylindre de laminage étagé de façon correspondante. S'il est question, dans la description, de plaques en vitrocéramique, cette définition doit être comprise comme incluant également des matériaux comparables. En outre, l'invention n'est pas limitée à la fabrication de plaques de cuisson pour cuisinières ou tables de cuisson, même si le problème à la base de l'invention est défini en relation avec cette application. Les plaques fabriquées conformément à l'invention peuvent également être des vitrages pour cheminées ou d'autres plaques qui doivent présenter une grande insensibilité aux variations de température. L'opinion, d'ailleurs confirmée par certaines mauvaises expériences, prévalait jusqu'à présent qu'une plaque en verre précurseur, prévue pour la céramisation, doit présenter, en raison des différentes phases de traitement thermique à laquelle elle est soumise, une épaisseur essentiellement uniforme pour éviter des allures d'échauffement différentes, des tensions thermiques qui y sont liées et un risque de rupture qui en résulte finalement. Il s'est cependant avéré qu'il était possible sans difficulté de réaliser déjà par laminage des plaques avec une face inférieure plane et des étagements en hauteur de l'ordre d'environ 0, 6 à 2 mm, et donc des plaques d'épaisseur non uniforme, à condition que, selon le type de structure à laminer, la vitesse de laminage était quelque peu réduite et l'opération de refroidissement des plaques à partir du verre précurseur était mise en oeuvre d'une manière plus lente que pour une plaque d'épaisseur uniforme. La réduction de cadence de production que cela entraîne est acceptable en particulier lorsqu'il s'agit, pour des structures de plaques déterminées, de séries relativement faibles. Il n'est pas nécessaire de disposer d'une multitude de formes ou moules de céramisation, et pour un modèle de plaque déterminé, il suffit éventuellement de disposer d'un cylindre de laminage spécialement étagé, qui peut être rapidement échangé. Pour former des gradins dépassant une hauteur d'environ 2 mm, il peut être nécessaire de se passer d'une face inférieure plane de la plaque, donc de renoncer à un étagement constituant uniquement sur un étagement d'épaisseur et de laminer également certaines structures dans la face inférieure. Si, par exemple, la face supérieure d'une plaque doit présenter une nervure relativement haute, de largeur pas trop importante, il peut être judicieux, en vue du traitement ultérieur, de laminer dans cette nervure depuis le bas une rainure plus étroite. De tels étagements d'étendue limitée peuvent, le cas échéant, rendre superflu la prévision de formes ou moules de céramisation avec un soutien spécial à cet endroit. L'invention n'exclut donc pas le laminage de structures correspondantes dans la face inférieure d'une plaque de verre, mais le procédé conforme à l'invention ouvre la possibilité de l'éviter dans une large mesure, et même lorsqu'il est inévitable de prévoir une structuration sur la face inférieure, il n'est pas nécessaire de disposer dans tous les cas de formes ou moules de céramisation spéciaux. Dans le cas de structurations extrêmement importantes, cela peut bien entendu devenir nécessaire également avec le procédé conforme à l'invention. En application à la problématique concernant les surfaces de cuisson, il s'agit essentiellement de surélever quelque peu le panneau ou bandeau de commande qui se trouve en général sur un côté de la plaque en vitrocéramique. Cela concerne une zone en forme de bande qui doit être délimitée par rapport à la zone de cuisson proprement dite par un étagement rectiligne. Du point de vue de la technique de production, il est préférable que cet étagement rectiligne soit orienté dans la direction de laminage, de sorte que cet étagement peut être produit à l'aide d'un cylindre présentant, à l'emplacement en question, un saut de diamètre, donc un étagement circonférentiel. Un tel étagement peut donc être ménagé en continu dans une bande de verre, mais peut également être laminé dans des plaques élémentaires sans observation d'une position particulière du cylindre. On procède avantageusement en conséquence lorsqu'il s'agit de laminer non pas un étagement individuel, mais par exemple une nervure en relief délimitant le bandeau de commande des zones de cuisson, dans la plaque. Ici également, il est avantageux d'orienter cet étagement dans la direction de laminage, de sorte qu'il puisse être produit par un cylindre comportant une gorge circonférentielle correspondante. Les conditions inverses sont valables pour ménager une rainure dans la surface de la plaque en vitrocéramique, laquelle rainure peut être produite par une nervure circonférentielle en relief sur le cylindre. Les étagements et les rainures et nervures qui sont en fait deux étagements parallèles rectilignes peuvent avoir des flancs de conformations différentes. En tant que réalisation idéale, on vise parfois un étagement à angle droit. Un tel étagement doit si possible être produit non pas par un étagement axial mais, comme décrit précédemment, par un étagement de diamètre, donc circonférentiel, du cylindre dans la direction de laminage. Des étagements obliques ou des étagements incurvés ou bombés sont également possibles, ces derniers pouvant être concaves ou convexes. Pour des structures comprenant un étagement fermé sur lui- même, par exemple un gradin circonscrivant une zone plane surélevée ou en creux, dont la réalisation par laminage ne peut pas se faire avec un étagement de diamètre circonférentiel, mais nécessite que des structures complémentaires soient ménagées dans le cylindre, il est plus avantageux de choisir des étagements qui ne soient pas à angle droit. Dans ce cas, il convient par ailleurs de procéder à un ajustement du rapport des vitesses de rotation du cylindre de laminage et d'avance de la plaque de verre. Le laminage de structures étagées dans la face inférieure de la plaque doit être évité si possible déjà rien que du fait que les plaques en vitrocéramique sont souvent munies, sur leur face inférieure, pour des raisons de solidité, d'une structure bosselée qui doit également être formée par laminage. L'utilisation, au lieu d'un contre-cylindre de forme cylindrique ayant des creux pour réaliser la structure bosselée nécessaire, d'un cylindre comprenant à la fois des étagements et de tels creux entraînerait des dépenses trop élevées. S'il est question, dans la description, de structures à laminer, cela vise exclusivement des structures à l'aide desquelles des étagements en hauteur sont réalisés dans la surface de la plaque. Il est connu depuis longtemps de façonner des structures fines telles que les bosselages précités ou également des structures fines qui procurent à la plaque en vitrocéramique un aspect superficiel mat, par laminage dans la surface du verre. De telles structures fines laminées n'entraînent pas réellement une modification de l'épaisseur de la plaque dans différentes zones. REVEND I CATIONS 1. Procédé pour la fabrication d'une plaque en vitrocérami- que, présentant dans sa surface au moins un étagement en hauteur en forme de gradin, suivant lequel une plaque de verre est produite à partir d'un verre précurseur ramolli, en tant que plaque élémentaire ou en tant que partie d'une bande de verre continue, à diviser ultérieurement, cette plaque de verre est soumise le cas échéant à des opérations de façonnage et est refroidie et, finalement, le verre précurseur est transformé en vitrocéramique suivant un cycle température-temps déterminé, caractérisé par le fait que l'étagement en hauteur est produit dans la surface de la plaque déjà lors du laminage de la plaque de verre par l'utilisation d'un cylindre de laminage étagé de façon correspondante. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que pour la réalisation d'une plaque en vitrocéramique présentant au moins un étagement rectiligne, la plaque de verre est orientée de manière que ledit étagement s'étende dans la direction de laminage, et est réalisé à l'aide d'un cylindre ayant un étagement de diamètre circonférentiel. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que pour la réalisation d'une plaque en vitrocéramique avec deux étagements rectilignes parallèles formant entre eux une nervure en relief ou une rainure en creux, on utilise un cylindre ayant une rainure circonférentielle correspondante ou une nervure circonférentielle correspon- dante. 4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que pour la réalisation d'une plaque en vitrocéramique ayant un étagement d'allure quelconque, en particulier un étagement fermé sur lui- même, qui circonscrit une surface en relief ou en creux, on utilise un cylindre dans la surface duquel est ménagée une structure complémentaire de l'étagement, et on procède à un ajustement du rapport des vitesses entre le cylindre de laminage et l'avance des plaques de verre. 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'on utilise un cylindre essentiellement cylindrique en tant que contre-cylindre de laminage et qu'on produit les étagements de surface en tant qu'étagements d'épaisseur de la plaque de verre. i5 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé par le fait qu'on produit un étagement avec des flancs sensiblement à angle droit, obliques ou incurvés de façon convexe ou concave.