Brevet FR2825385A1 — publié le 20021206

FER A REPASSER A SEMELLE AUTO-NETTOYANTE La présente invention concerne les fers à repasser. Les fers à repasser présentent des qualités de facilité d'usage et d'efficacité, dépendantes entre autres de l'état et de la nature de la surface de repassage de leur semelle. Les semelles ont pu être améliorées par le soin apporté aux qualités de glisse de la surface de repassage, combinées aux qualités permettant l'étalement plus facile du linge. Une façon d'obtenir ces qualités est de recourir à des semelles émaillées avec un émail d'aspect lisse, avec éventuellement des lignes de surépaisseur permettant d'étaler le tissu pendant le déplacement du fer. D'autres semelles métalliques traitées mécaniquement et/ou recouvertes ou non d'un dépôt pour faciliter la glisse peuvent également convenir à un usage satisfaisant. Cependant, à l'usage, la semelle peut se ternir en carbonisant de façon plus ou moins diffuse sur sa surface de repassage, et de façon plus ou moins incomplète, des particules organiques diverses captées par frottement sur les tissus repassés. Mais lorsque la semelle est ternie, même de façon peu visible, elle perd partiellement ses qualités de glisse. Insensiblement, avec l'encrassage, le repassage devient plus difficile. Par ailleurs, l'utilisatrice appréhende de se servir d'un fer terni, redoutant qu'il puisse altérer son linge. On connaît des revêtements de semelle de fer à repasser, comportant une couche dure et résistante couverte, comme indiqué par le brevet US4862609, par une couche améliorant les propriétés en surface. Mais ce brevet n'indique pas de solution pour lutter contre l'encrassage. Le but de l'invention décrite ci après est un fer à repasser auto-nettoyant dont la semelle se maintient nette de toute contamination par des particules organiques, et ne s'encrasse pas en usage normal, de façon à conserver ses qualités initiales. Le but de l'invention est atteint par un fer à repasser comportant une semelle dont la surface externe comprend la surface de repassage, caractérisé en ce que un catalyseur d'oxydation comportant un agent catalytique d'oxydation est présent ou distribué dans et/ou sur une couche superficielle de ladite semelle, ledit catalyseur d'oxydation étant actif vis à vis de salissures organiques, à une température au moins égale à 90 C. Grâce à l'invention, lors du repassage, les particules organiques captées par la semelle sont oxydées. Elles sont en quelque sorte brûlées lorsque le fer à repasser est chaud, le résidu solide éventuel perd toute adhérence et se détache de la semelle. La semelle se maintient propre. Dans des domaines bien différents du repassage, on a déjà associé un catalyseur d'oxydation à la surface externe d'un support. On connaît des surfaces auto nettoyantes émaillées, par exemple dans des fours et les ustensiles de cuisson tels que décrits par exemple dans le brevet US4029603 ou le brevet FR2400876. Le brevet US4994430 décrit un revêtement émaillé comportant une couche dense et en surface une couche poreuse supportant un catalyseur. Mais une telle couche poreuse, épaisse, est incompatible avec le repassage. On connaît aussi par le brevet US5388177 un élément chauffant désodorisant dont la surface émaillée est revêtue de catalyseur, mais le catalyseur est prévu pour seulement désodoriser. En aucun cas, les solutions décrites dans ces documents ne peuvent être appliquées à un fer à repasser, car on pouvait craindre en particulier que, d'une part les exigences de faible rugosité pour la surface de repassage s'opposent à la retenue du catalyseur d'oxydation, et d'autre part le frottement résultant du repassage n'enlève rapidement le catalyseur d'oxydation de la surface externe de la semelle à repasser. Le catalyseur d'oxydation est distribué sur et/ou dans la couche superficielle de la semelle du fer, là où il est en contact avec les salissures. En pratique le catalyseur d'oxydation est présent et/ou distribué en surface, selon tout ou partie de la surface externe de la semelle. Ainsi, le catalyseur d'oxydation peut être présent ou distribué entre des zones prédéterminées de la surface externe de la semelle, par exemple des zones en creux de ladite surface externe, susceptibles de capter ou accumuler les salissures, et en général plus chaudes que la surface de repassage, ce qui est favorable pour l'oxydation ou catalytique. Lorsque la surface externe de la semelle comporte une ou plusieurs parties en creux par rapport à la partie plane restante, formant la surface utile ou la surface proprement dite de repassage, le catalyseur d'oxydation est présent ou distribué dans la ou lesdites parties en creux, à l'exclusion de la surface de repassage. Mais, bien entendu, le catalyseur d'oxydation peut être présent, selon tout ou partie de la surface de repassage proprement dite. L'agent catalytique d'oxydation considéré selon la présente invention est donc tout élément, composé ou composition, susceptible d'oxyder, à une température au moins égale à 90 C, toute substance organique telle que comprise dans les salissures couramment rencontrées dans le traitement (dont le lavage et éventuellement l'assouplissement) des pièces ou articles textiles (par exemple linge) Un tel agent catalytique d'oxydation peut être spécifique ou non spécifique de telle ou telle substance organique. En pratique, le catalyseur d'oxydation peut comporter ou non, outre l'agent catalytique d'oxydation, un support inerte, par exemple sous forme divisée ou de particules, par exemple alumine, à la surface (y compris interne) duquel l'agent catalytique d'oxydation est distribué ou réparti. Le support inerte peut constituer à lui seul, à l'état non divisé, la couche superficielle dont il sera question ci-après. A titre d'éléments catalytiquement actifs, on peut citer le palladium, le platine, le vanadium, le cuivre ou toute composition de tels éléments catalytiquement actifs (en termes d'oxydation). Dans les compositions catalytiquement actives considérées selon la présente invention peuvent être présents des oxydes de cuivre, de manganèse ou de cobalt, augmentant l'efficacité catalytique ou la stabilité de l'agent catalytique. En pratique, de tels catalyseurs d'oxydation sont bien connus en eux-mêmes, ainsi que leurs procédés d'obtention, sans qu'il soit besoin d'en décrire par le détail leurs méthodes de préparation respectivement. Ainsi, à titre d'exemple, s'agissant du platine en tant qu'agent catalytique d'oxydation, sa forme catalytiquement active peut être obtenue par calcination ou décomposition d'un sel acide chloro-platinique ou tout autre précurseur. Bien entendu tout catalyseur d'oxydation retenu selon la présente invention devra demeurer suffisamment stable à la température de travail de la surface de repassage, et ce dans les limites de la durée de vie utile du fer à repasser. En pratique, le catalyseur d'oxydation selon l'invention se trouve distribué au moins dans et/ou sur la couche superficielle de la semelle du fer à repasser. Par couche superficielle , on entend toute couche limite, dont l'épaisseur peut, à titre d'exemple, être au plus égale à 500 nanomètres et notamment comprise entre 20 nanomètres et 120 nanomètres en contact d'un côté avec une autre couche ou le substrat de la semelle, et ménageant de l'autre côté une interface avec l'extérieur, comportant la surface de repassage proprement dite. Le catalyseur d'oxydation ou l'agent catalytique d'oxydation peut être distribué selon tout ou partie de la surface externe de la semelle, dans l'épaisseur et/ou sur couche externe précitée, de manière continue ou discontinue. Par"surface de repassage", on entend tout ou partie utile de la surface externe de la semelle, venant directement au contact du linge lors du repassage. Lorsque le catalyseur d'oxydation demeure sur la couche superficielle de la semelle, il peut former une couche ou un film continu ou discontinu. La couche superficielle précitée peut ne pas se distinguer du reste de la semelle, de son substrat ou d'une couche constitutive de cette dernière, auquel cas, dans la présente description et dans les revendications ci-après, l'usage du terme couche superficielle n'a d'autre objet que de distinguer l'épaisseur limitée, voire nulle, de la semelle, dans laquelle le catalyseur d'oxydation ou l'agent catalytique d'oxydation peut être distribué et incorporé. L'épaisseur de la couche superficielle dans laquelle peut être comprise le catalyseur ou l'agent catalytique d'oxydation dépend notamment de la profondeur de migration des salissures organiques à l'intérieur de la semelle du fer à repasser, à partir de sa surface extérieure. Par salissures organiques , on entend toute substance combustible ou oxydable au contact de l'air ambiant, complètement ou partiellement. A titre d'exemple, on peut citer tout résidu de fibres synthétiques, telles qu'utilisées dans les articles textiles, par exemple en polymère organique tel que polyamide ou polyester ou tout résidu de produit de lavage et éventuellement de produit d'assouplissement. A titre d'exemple, l'agent catalytique d'oxydation comprend un métal du groupe IV de la classification périodique ou un métal noble, par exemple du palladium et/ou du vanadium. Le catalyseur d'oxydation étant actif à une température de la semelle supérieure ou égale à 90 C, il nettoie ladite semelle lorsqu'elle est chaude. Dans un premier mode de fonctionnement, le catalyseur agit à la température de repassage du fer, et la semelle se maintient propre en permanence, au fur et à mesure de l'utilisation du fer en repassage. Dans un deuxième mode de fonctionnement, lors d'une phase dite d'autonettoyage, préalable ou postérieure à l'utilisation du fer à repasser, le fer est réglé à une température élevée, égale ou supérieure aux températures de repassage les plus hautes. Il est alors laissé en attente pendant un temps prédéterminé, pendant lequel le catalyseur d'oxydation produit son effet. L'utilisatrice peut ainsi entretenir son fer régulièrement, sans attendre un encrassage néfaste. Dans une première version, le fer comporte une semelle métallique revêtue d'un émail à faible porosité et/ou rugosité, à l'échelle micrométrique et/ou nanométrique, et le catalyseur d'oxydation appartient à la couche superficielle du revêtement en émail. L'émail est par exemple un émail vitrifié. Un tel émail est choisi parmi les émaux à faible porosité, par exemple vitrifié, connus pour leurs qualités au repassage, ceci en comparaison avec les émaux utilisés dans les fours ou sur les grils, lesquels étant poreux requéraient inutilement le dépôt d'une quantité importante de catalyseur d'oxydation et ne présenteraient pas les qualités requises pour une semelle de fer à repasser. L'émail doit en effet au moins être dur, avoir une bonne glisse et résister à la pénétration de vapeur ou humidité chaudes. L'obtention ou l'application du catalyseur d'oxydation ou de l'agent catalytique d'oxydation, sur ou dans la couche superficielle précitée peut s'effectuer par tout moyen connu tel que par application de tout précurseur de l'agent catalytique d'oxydation, puis cuisson en utilisant un procédé pyrolytique ou par électrophorèse ou par dépôt chimique sans courant dit électroless ou par dépôt en phase vapeur. Par précurseur , on entend toute forme chimique ou physico-chimique, du catalyseur d'oxydation et/ou de l'agent catalytique d'oxydation, qui est susceptible d'aboutir ou libérer ce dernier par tout traitement approprié, par exemple pyrolyse. A titre d'exemple, tout sel de l'acide chloro-platinique est un précurseur du platine considéré en tant que catalyseur d'oxydation. Comme montré par les exemples ci-après, le choix de la composition du catalyseur d'oxydation ou de l'agent catalytique d'oxydation, et/ou les conditions d'obtention ou application de ce dernier, sont déterminé pour ne pas altérer substantiellement les qualités intrinsèques de la surface de repassage, notamment sa glisse. Dans une deuxième version, le fer à repasser comporte une semelle métallique, par exemple en alliage d'aluminium, et une couche superficielle est rapportée sur la surface extérieure de ladite semelle, sous la forme d'une couche mince d'un support, par exemple alumine, pour ledit agent d'oxydation catalytique desdites salissures organiques. A titre de variante, la semelle est revêtue par une couche d'un polymère résistant à toute oxydation à haute température, par exemple polytetrafluoro-éthylène, et la couche superficielle appartient à ladite couche de polymère. Dans une troisième version, la couche superficielle consiste en une couche mince du catalyseur d'oxydation, comprenant un support inerte, par exemple alumine, et un agent catalytique d'oxydation supporté par ledit support. De manière générale, l'invention concerne aussi l'utilisation d'un catalyseur d'oxydation en tant qu'agent d'auto-nettoyage de tout ou partie de la surface externe de la semelle d'un fer à repasser. L'invention sera mieux comprise à la lecture des exemples ci après et des dessins annexés. La figure 1 est une vue en coupe d'une semelle de fer à repasser selon l'invention. La figure 2 est une vue de dessous d'un fer à repasser selon l'invention, montrant la face inférieure de la semelle. Exemple 1 Dans un premier exemple de réalisation, le fer à repasser 1 visible en figure 1 comporte une semelle 2 en aluminium solidaire d'une base chauffante 3 en aluminium moulé et munie d'un élément chauffant 4. La semelle 2 est revêtue sur sa surface externe 5 plus facilement visible en figure 2 par un émail connu pour ses qualités de repassage. Le catalyseur ou agent catalytique d'oxydation est déposé en une couche très fine sur la surface externe. Cette surface externe 5 comporte la surface de repassage 51 proprement dite, et des parties en creux 52,53 par exemple autour des orifices de sortie de vapeur 6. A cette fin, la surface extérieure est dégraissée et activée par une légère attaque acide, par exemple avec une solution d'acide citrique ou nitrique. Un précurseur de l'agent catalytique d'oxydation est préparé, par exemple en dissolvant du nitrate de palladium dans l'eau à raison de 2 grammes de nitrate de palladium par litre. Par ailleurs plusieurs sociétés, par exemple la société PCAS à Longjumeau en France, fournissent des précurseurs plus élaborés. La semelle étant chauffée vers 300 C, on applique le précurseur en solution sur la semelle en la faisant défiler au-dessous d'un atomiseur à ultra sons, en une ou plusieurs passes, pour obtenir une bonne homogénéité de l'application. L'ensemble est cuit à environ 300 C. L'épaisseur de la couche du catalyseur d'oxydation (palladium) ainsi obtenue peut varier de 20 à 120 nanomètres. De préférence, on règle le dispositif pour obtenir une épaisseur de l'ordre de 30 nanomètres. On constate que le dépôt de palladium est adhérent à la surface de repassage, et ne perturbe pas les caractéristiques de glisse de l'émail sous jacent de façon sensible. L'efficacité du catalyseur d'oxydation peut être mesurée en enceinte fermée. On chauffe un échantillon de semelle à 300 C, sur lequel on dépose un morceau de fibre, en polymère organique, de 2 mg, fondu représentatif des salissures. Après avoir dosé la quantité initiale de gaz carbonique dans l'enceinte, on constate son augmentation, attestant de l'efficacité de cette solution. Dans l'exemple ainsi décrit, on a obtenu une activité catalytique à 300 degrés ayant permis de produire 107 x 10-6 moles de gaz carbonique par heure, pour une surface catalytiquement active, échantillon, de 10 centimètres carré. Exemple 2 Dans un deuxième exemple de réalisation, la semelle émaillée est chauffée à 300 degrés. Une solution comprenant de l'alumine en suspension est préparée en mélangeant 4 grammes de tétraéthylorthosilicate à 96 grammes d'acide nitrique dilué à 0,6%, auxquels on ajoute 12,8 grammes de DISPERSAL S . Ce dernier produit à base d'alumine est fourni par la société CONDEA. La solution diluée 10 fois est pulvérisée sur la semelle. La semelle est maintenue à 300 degrés pendant une heure. La pulvérisation est réglée pour obtenir un dépôt sous forme solide d'environ 10 micromètres d'épaisseur, d'un support de l'agent catalytique d'oxydation, à base d'alumine. On pulvérise ensuite une solution aqueuse de nitrate de palladium, qu'on soumet à cuisson à 300 degrés pendant une heure. Par rapport à l'exemple précédent, l'activité d'une même surface catalytiquement active, échantillon, est portée à 175 x 10-6 moles de gaz carbonique produites par heure. Exemple 3 Dans un troisième exemple de réalisation, le fer comporte une semelle en aluminium. La surface de repassage est nettoyée par une attaque sodique suivie d'une neutralisation et d'un rinçage. La semelle est oxydée au four à 560 degrés pendant 30 minutes, puis on applique par pulvérisation une solution de nitrate de palladium à 2 grammes par litre. Après cuisson à 300 degrés pendant une heure, on obtient une couche superficielle catalytiquement active ou catalyseur d'oxydation, d'environ 30 nanomètres d'épaisseur. On obtient des qualités de glisse sensiblement voisines de celles de l'aluminium. L'intérêt de cette réalisation réside dans l'économie de fabrication. L'activité obtenue est de l'ordre de 112 x 10-6 moles de gaz carbonique produites par heure, pour une surface catalytiquement active, échantillon, de 10 centimètres carré Dans une variante de cet exemple de réalisation, l'agent catalytique d'oxydation est incorporé dans une couche superficielle de type Ormosil, servant de support, ce terme étant une abréviation de l'expression en anglais organically modified silicates , comme expliqué dans l'article Structures and Properties of Ormosils du Journal of Sol-Gel Science and Technologie, 2,81-86 (1994), écrit par John D Mackenzie. De préférence, la couche superficielle est obtenue à partir d'une solution liquide destinée à produire un gel. L'agent catalytique d'oxydation est ensuite déposé sur et/ou dans cette couche superficielle, par un procédé semblable au précédent utilisant un atomiseur à ultra sons. Une à quatre passes permettent d'obtenir une bonne homogénéité. L'ensemble est ensuite séché puis cuit à environ 300OC. Exemple 4 Dans un quatrième exemple de réalisation, le fer comporte une semelle en acier inoxydable. La surface de repassage est nettoyée puis passivée dans un bain d'acide nitrique à 20%. Sur la surface de repassage chauffée à 300 degrés, on applique une solution à base d'alumine telle que celle décrite dans la deuxième réalisation et la semelle est maintenue à 300 degrés pendant une heure pour obtenir une couche superficielle servant de support à l'agent catalytique d'oxydation. Une couche de l'agent catalytique d'oxydation est ensuite déposée dans et sur cette couche superficielle, en pulvérisant avec un atomiseur à ultra sons une solution de nitrate de palladium. L'ensemble est ensuite séché puis cuit à environ 300 C. On mesure une efficacité à 300 degrés, de 151 x 10-6 moles de gaz carbonique produites par heure, pour une surface catalytiquement active, échantillon, de 10 centimètres carré De façon pratique, on constate une différence sensible de l'encrassage entre deux fers, dont un seul est pourvu d'une semelle autonettoyante selon l'invention. On remarque aussi que lorsqu'une salissure est épaisse, elle se consume dans la zone au contact du catalyseur d'oxydation, puis se décolle de la semelle. L'auto-nettoyage est obtenu sans attendre la transformation complète des salissures. Bien que l'activité du catalyseur d'oxydation se manifeste aux basses températures de repassage, cependant supérieures à 90 C, cette activité est beaucoup plus importante à des températures élevées. L'utilisatrice utilise son fer à repasser comme à l'accoutumée. Après une séance de repassage, si besoin est, elle agit sur un bouton de commande de nettoyage. Cette commande modifie la température de consigne du fer, pour le porter à une température de fonctionnement recommandée du catalyseur d'oxydation, et marque le début d'une phase d'auto-nettoyage prédéterminée, pendant laquelle cette température est maintenue, et au-delà de laquelle le chauffage du fer s'arrête automatiquement. Pendant cette phase, le catalyseur d'oxydation exerce pleinement son effet. Les salissures qui peuvent s'être collées à la semelle se consument sans danger, y compris dans les zones en creux 52,53, après quoi la semelle retrouve toutes ses propriétés initiales. REVENDICATIONS 1 Fer à repasser comportant une semelle dont la surface externe comprend la surface de repassage, caractérisé en ce que un catalyseur d'oxydation comportant un agent catalytique d'oxydation est présent ou distribué dans et/ou sur une couche superficielle de ladite semelle, ledit catalyseur d'oxydation étant actif vis à vis de salissures organiques, à une température au moins égale à 90 C. 2 Fer à repasser selon la revendication 1, caractérisé en ce que la semelle est métallique et revêtue par une couche d'émail à faible porosité, par exemple vitrifié, et la couche superficielle appartient à ladite couche d'émail. 3 Fer à repasser selon la revendication 1, caractérisée en ce que la semelle est revêtue par une couche d'un polymère résistant à toute oxydation à haute température, par exemple polytetrafluoro-éthylène, et la couche superficielle appartient à ladite couche de polymère. 4 Fer à repasser selon la revendication 1, caractérisé en ce que la semelle est métallique, et la couche superficielle est rapportée sur la surface extérieure de ladite semelle, sous la forme d'une couche mince d'un support, par exemple alumine, pour ledit agent d'oxydation catalytique desdites salissures organiques. 5 Fer à repasser selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur d'oxydation comprend un métal du groupe IV de la classification périodique ou un métal noble, par exemple du palladium et/ou du vanadium. 6 Fer à repasser selon la revendication 1 caractérisé en ce que la couche superficielle consiste en une couche mince du catalyseur d'oxydation, comprenant un support inerte, par exemple alumine, et un agent catalytique d'oxydation supporté par ledit support. 7 Fer à repasser selon la revendication 1, selon lequel la surface externe comporte au moins une partie en creux par rapport à la partie restante, plane, formant la surface utile ou de repassage, caractérisé en ce que le catalyseur d'oxydation est présent ou distribué dans ladite partie en creux, à l'exclusion de la surface de repassage. 8 Fer à repasser selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur d'oxydation est présent et distribué entre des zones prédéterminées de la surface externe de la semelle, par exemple des zones en creux de la surface externe, susceptibles de capter ou accumuler lesdites salissures. 9 Utilisation d'un catalyseur d'oxydation en tant qu'agent d'auto-nettoyage de tout ou partie de la surface externe de la semelle d'un fer à repasser.