Brevet FR3126608A1 — publié le 20230310

L’invention concerne un élément de cuisson revêtu (1) pour article culinaire ou appareil électrique de cuisson, comportant un substrat métallique (2) revêtu sur une face par un film pelable (3) formant une face de cuisson (5), le film pelable (3) comprenant une ou plusieurs couches de polymère(s) fluoré(s) (7), une couche de renfort mécanique (6) et une couche de polymère(s) thermofusible(s) (4) agencée du côté opposé à la face de cuisson (5) et ayant un point de fusion supérieur à 250°C et inférieur à celui des autres couches du film pelable (3), ledit film pelable (3) étant assemblé avec le substrat métallique (2), ladite couche de polymère(s) thermofusible(s) (4) étant en contact avec la face (2a) du substrat métallique (2). L’invention est également relative à un procédé de fabrication d’un tel élément de cuisson revêtu (1) ainsi qu’à un article culinaire ou un appareil électrique de cuisson comportant cet élément de cuisson revêtu (1). Figure pour abrégé : Figure 1 ELEMENT DE CUISSON REVETU PAR UN FILM POLYMERIQUE FLUORE ANTIADHESIF PELABLE DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne le domaine des éléments de cuisson revêtus par un film polymérique fluoré antiadhésif pelable. La présente invention concerne également les articles culinaires et les appareils électriques de cuisson comportant un tel élément de cuisson. ETAT DE LA TECHNIQUE Dans l’industrie des articles culinaires comportant une surface de cuisson antiadhésive, les performances du revêtement constituent l’une des préoccupations les plus importantes. En particulier, la durabilité mécanique des revêtements à base de résine thermostable, notamment à base de polytétrafluoroéthylène (PTFE), est essentielle. Cette durabilité est généralement évaluée par l’apparition de rayures au métal et de l’usure du revêtement qui se traduit par une perte d’antiadhésivité. Face aux sollicitations mécaniques inhérentes à l’utilisation de l’article, une perte des propriétés mécaniques du revêtement est observée et une délamination du revêtement peut également se produire. Il est donc important de développer des revêtements présentant une grande durabilité, mais offrant aussi la possibilité, une fois l’article culinaire trop usé, de désassembler ledit revêtement de son substrat afin de procéder au recyclage du revêtement et du substrat métallique ou de permettre la réalisation d’un nouveau revêtement permettant de prolonger la durée de vie de l’article culinaire. De manière conventionnelle, un substrat métallique est d'abord mis en forme pour constituer un ustensile de cuisine, puis la surface intérieure de l'ustensile de cuisine est revêtue d'une résine fluorée ayant une excellente résistance à la chaleur telle que le polytétrafluoroéthylène (PTFE) ou le tétrafluoroéthylène-perfluoroalkyl vinyl éther (PFA) au moyen d’un procédé de revêtement par pulvérisation liquide ou un procédé de revêtement par poudre. Une alternative constitue à revêtir le substrat puis à mettre en forme le substrat ainsi revêtu. Le procédé de revêtement par pulvérisation liquide présente un certain nombre d’inconvénients, en particulier concernant l’épaisseur du revêtement. Lorsque le substrat métallique présente une forme incurvée, il est difficile d’obtenir un revêtement d’épaisseur uniforme. D’autre part, l’épaisseur de revêtement est limitée. Des craquelures sont susceptibles d’apparaître lorsque l’épaisseur du revêtement est trop importante. La durabilité de l’anti-adhésivité et de la résistance à l’usure est donc limitée par l’épaisseur du revêtement pouvant être obtenu selon ce procédé. Le procédé de revêtement par poudre présente lui aussi des inconvénients. Le revêtement obtenu présente des défauts, de type tête d’épingle, pouvant conduire à une diminution du caractère antiadhésif. Afin de pallier les inconvénients mentionnés ci-dessus, l’état de la technique décrit des substrats métalliques revêtus de films fluorés par laminage. La demande KR20160099388 décrit le procédé d’obtention d’un substrat métallique revêtu d’un film fluoré (dépourvu d’une couche de primaire comprenant un composé organique ou d’un adhésif). Le film fluoré est un film multicouches obtenu par dépôt successif sur un support d’une dispersion aqueuse des constituants de la couche (résine fluorée et éventuellement une charge inorganique) qui est séchée et frittée. Le film multicouches est ensuite ôté de son support et positionné sur le substrat métallique avant assemblage. La couche du film fluoré en contact avec le métal est constituée de FEP, PFA, TFM, MFA (ou d’un mélange) qui a de bonnes propriétés d’écoulement, permettant ainsi une bonne adhésion. L’assemblage substrat métallique / film fluoré est réalisé par compression thermique, dans une presse en statique ou bien entre des rouleaux (procédé roll-to-roll). Si le procédé d’obtention d’un substrat revêtu par laminage d’un film fluoré offre la possibilité d’avoir un film antiadhésif plus épais, donc plus résistant, les propriétés mécaniques d’un tel film ne sont toutefois pas optimales. En outre, le désassemblage par pelage d’un tel film, une fois usé, est difficile. Les propriétés mécaniques du film peuvent être altérées, les couches supérieures pouvant être endommagées. La cohésion mécanique entre les différentes couches n’est alors plus suffisante pour permettre un retrait du film multicouche sans qu’il ne se déchire. L’art antérieur décrit d’autres modes d’assemblage d’un film fluoré sur un substrat. La demande CN206950019 décrit une poêle antiadhésive comprenant une couche antiadhésive disposée sur la surface interne de l’ustensile de cuisson. La couche antiadhésive est préférentiellement constituée de PTFE et peut être fixée par collage (bonding), mais aussi par incrustation (embedding) or par rivetage (riveting). Le film assemblé par incrustation ne peut pas être retiré facilement. Si le rivetage peut permettre de désassembler le film et le substrat, cette option est toutefois peu adaptée aux articles culinaires. Les feuilles de cuisson amovibles peuvent constituer une solution à la problématique du recyclage de revêtements de cuisson antiadhésifs mais leur usage n’est pas adapté à la grande majorité des articles culinaires. D’un point de vue industriel, reste le besoin de développer des revêtements pour article culinaire plus performants en termes de durabilité du caractère antiadhésif et de la résistance à l’usure et qui peuvent être facilement désassemblés du substrat métallique de l’article culinaire afin d’être recyclés ou de permettre la réalisation d’un nouveau revêtement permettant de prolonger la durée de vie de l’article culinaire. Il est donc devenu nécessaire de développer un substrat métallique revêtu d’un film antiadhésif ayant des propriétés mécaniques renforcées, le substrat métallique et le film pouvant être en outre facilement désassemblés lorsque le revêtement est usé. La demanderesse a ainsi mis au point un élément de cuisson comprenant un substrat métallique revêtu d’un film polymérique fluoré antiadhésif pelable renforcé au moyen d’une couche de renfort de nature minérale, métallique ou polymérique. Ledit film est assemblé audit substrat par l’intermédiaire d’une couche polymérique thermofusible permettant, par pelage à chaud, un désassemblage facile du film, tout particulièrement lorsque le revêtement est usé. Un premier objet de l’invention concerne un élément de cuisson revêtu (1) pour article culinaire ou appareil électrique de cuisson, comportant un substrat métallique (2) revêtu sur une face (2a) par un film pelable (3) formant une face de cuisson (5), le film pelable (3) comprenant une ou plusieurs couches de polymère(s) fluoré(s) (7), une couche de renfort mécanique (6) et une couche de polymère(s) thermofusible(s) (4) agencée du côté opposé à la face de cuisson (5) et ayant un point de fusion supérieur à 250°C et inférieur à celui des autres couches du film pelable (3), ledit film pelable (3) étant assemblé avec le substrat métallique (2), ladite couche de polymère(s) thermofusible(s) (4) étant en contact avec la face (2a) du substrat métallique (2). Un autre objet de l’invention concerne un procédé de fabrication d’un élément de cuisson revêtu (1) selon l’invention comprenant les étapes suivantes : i. Fourniture d’un substrat métallique (2), ii. Eventuellement, traitement préalable de la face (2a) dudit substrat métallique (2) destinée à être revêtue, iii. Fourniture d’un film pelable (3) comprenant une ou plusieurs couches de polymère(s) fluoré(s) (7), une couche de renfort mécanique (6) et une couche de polymère(s) thermofusible(s) (4), iv. Positionnement de la couche de polymère(s) thermofusible(s) (4) du film pelable (3) sur la face (2a) du substrat métallique (2), v. Réalisation de l’assemblage dudit substrat métallique (2) et de la couche de polymère(s) thermofusible(s) (4) du film pelable (3) par pressage à chaud. Un autre objet de l’invention concerne un article culinaire ou un appareil électrique de cuisson comprenant un élément de cuisson revêtu (1) selon l’invention. Définitions Par le terme « film », il faut comprendre au sens de la présente invention un ensemble constitué d’une ou de plusieurs couches superposées destiné à être assemblé avec le substrat métallique. Le terme « film » correspond également audit ensemble une fois assemblé avec le substrat métallique. Par le terme « couche », il faut comprendre au sens de la présente invention une couche continue ou une couche discontinue. Une couche continue (ou également appelée couche monolithique) est un tout unique formant un aplat total recouvrant complètement la surface sur laquelle elle est posée ou va être posée. Une couche discontinue (ou couche non monolithique) peut comprendre plusieurs parties n’étant pas ainsi un tout unique. Par « pelable », s’entend au sens de la présente invention du film pelable (3) préalablement assemblé au substrat métallique (2) et qui peut être détaché du substrat métallique (2) après avoir été chauffé entre 250°C et 350°C pendant quelques minutes. Par « polymère thermofusible », s’entend au sens de la présente invention d’un polymère perdant toute tenue mécanique à des températures supérieures à son point de fusion. Par « alliage d’aluminium », s’entend au sens de la présente invention un alliage d’aluminium de série 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000 et 8000. Par l’expression « article culinaire », il faut comprendre au sens de la présente invention un objet destiné à cuisiner. Pour ce faire, il est destiné à être chauffé pour cuire ou réchauffer les aliments portés par l’élément de cuisson ou contenus dans l’élément de cuisson. Par l’expression « objet destiné à être chauffé pour cuire ou réchauffer les aliments portés par l’élément de cuisson ou contenus dans l’élément de cuisson », il faut comprendre au sens de la présente invention un objet qui sera chauffé par un système extérieur de chauffage tel qu’un foyer de cuisson, un tel objet pouvant notamment être une poêle, une casserole, une sauteuse, un wok, une grille de barbecue, et qui est apte à transmettre l'énergie calorifique apportée par ce système extérieur de chauffage à un matériau ou aliment au contact dudit objet. Par l’expression « appareil électrique de cuisson », il faut comprendre au sens de la présente invention un objet destiné à cuisiner. Pour ce faire, il est configuré pour produire de la chaleur. Par l’expression « objet configuré pour produire de la chaleur », il faut comprendre au sens de la présente invention un objet chauffant possédant son propre système de chauffage. DESCRIPTION DES FIGURES représente une vue en coupe d’un exemple de réalisation d’un élément de cuisson revêtu (1) selon l’invention, comportant un film pelable (3) et un substrat métallique (2). représente une vue en coupe du substrat métallique (2) et du film pelable (3) avant assemblage métallurgique. représente une vue en 3 dimensions d’un exemple de réalisation d’un élément de cuisson revêtu (1) selon l’invention, comportant un film pelable (3) et un substrat métallique (2), le film pelable (3) se prolongeant par une languette (8) non associée au substrat métallique. illustre un élément de cuisson revêtu (1) selon l’invention formant un récipient de cuisson. illustre un article culinaire (100) comportant un élément de cuisson revêtu (1) selon la . illustre un appareil électrique de cuisson (200) comportant un élément de cuisson revêtu (1) selon la . Elément de cuisson revêtu (1) pour article culinaire ou appareil électrique de cuisson, comportant un substrat métallique (2) revêtu sur une face (2a) par un film pelable (3) formant une face de cuisson (5), le film pelable (3) comprenant une ou plusieurs couches de polymère(s) fluoré(s) (7), une couche de renfort mécanique (6) et une couche de polymère(s) thermofusible(s) (4) agencée du côté opposé à la face de cuisson (5) et ayant un point de fusion supérieur à 250°C et inférieur à celui des autres couches du film pelable (3), ledit film pelable (3) étant assemblé avec le substrat métallique (2), ladite couche de polymère(s) thermofusible(s) (4) étant en contact avec la face (2a) du substrat métallique (2). Elément de cuisson revêtu (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit substrat métallique (2) est un substrat en aluminium, en acier inoxydable ou un substrat métallique multicouches. Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que la face (2a) du substrat métallique (2) a subi un traitement de surface préalablement à l’assemblage du film pelable (3) avec la face (2a) du substrat métallique (2). Elément de cuisson revêtu (1) selon la revendication 3 caractérisé en ce que ledit traitement de surface est choisi parmi une attaque chimique, un brossage, un sablage, un grenaillage, un traitement physicochimique de type plasma ou corona ou laser, une activation chimique ou une combinaison de ces différentes techniques. Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la couche de renfort mécanique (6) comprend un renfort minéral, un renfort métallique ou un polymère non fluoré à propriétés thermomécaniques élevées. Elément de cuisson revêtu (1) selon la revendication 5 caractérisé en ce que le renfort minéral est choisi parmi les fibres de verre, les matières ou tissus de fibres de verre, les fibres de carbone et les matières ou tissus de fibres de carbone. Elément de cuisson revêtu (1) selon la revendication 5 caractérisé en ce que le renfort métallique est un élément métallique non continu. Elément de cuisson revêtu (1) selon la revendication 5 caractérisé en ce que le polymère non fluoré à propriétés thermomécaniques élevées est choisi parmi les polyaryléthercétones (PEAK) et les polyamide-imides (PAI). Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications 5 à 8 caractérisé en ce que la couche de renfort mécanique (6) comprend en outre un polymère imprégnant et recouvrant en totalité ledit renfort. Elément de cuisson revêtu (1) selon la revendication 5 caractérisé en ce que la couche de renfort mécanique (6) est constituée d’un renfort minéral, d’un renfort métallique ou d’un polymère non fluoré à propriétés thermomécaniques élevées. Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le(s) polymère(s) thermofusible(s) de la couche de polymère(s) thermofusible(s) (4) sont choisis parmi les fluoropolymères et les silicones. Elément de cuisson revêtu (1) selon la revendication 11 caractérisé en ce que le(s) polymère(s) thermofusible(s) de la couche de polymère(s) thermofusible(s) (4) sont choisis parmi les copolymères de tétrafluoroéthylène et de perfluoropropylvinyléther (PFA), les copolymères de tétrafluoroéthylène et d’hexafluoropropylène (FEP), les copolymères de tétrafluoroéthylène et de perfluoromethylvinylether (MFA), et leurs mélanges. Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’épaisseur dudit film pelable (3) est comprise entre 10 µm et 500 µm, de préférence entre 30 µm et 300 µm, de manière particulièrement préférée entre 50 µm et 200 µm. Elément de cuisson revêtu (1) selon la revendication 13, caractérisé en ce que l’épaisseur de la couche de polymère(s) thermofusible(s) (4) dudit film pelable (3) est comprise entre 1 µm et 100 µm, préférentiellement entre 5 µm et 50 µm. Elément de cuisson revêtu (1) selon la revendication 13 ou la revendication 14 caractérisé en ce que l’épaisseur de la ou des couches de polymère(s) fluoré(s) (7) dudit film pelable (3) est comprise entre 10 µm et 400 µm, de préférence entre 30 µm et 250 µm et de façon particulièrement préférée entre 50 µm et 200 µm. Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit film pelable (3) comprend une couche unique de polymère(s) fluoré(s) (7). Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes 1 à 15 caractérisé en ce que ledit film pelable (3) comprend plusieurs couches de polymère(s) fluoré(s) (7), lesdites couches pouvant être de composition différente. Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que ledit film pelable (3) comprend une couche (7a) de polymère(s) fluoré(s) formant la face de cuisson (5). Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le polymère fluoré ou le mélange de polymères fluorés de la ou des couches de polymère(s) fluoré(s) (7) dudit film pelable (3) est choisi dans le groupe comprenant le polytétrafluoroéthylène (PTFE), les copolymères de tétrafluoroéthylène et de polyméthylvinyléther (MVA), les terpolymères de tétrafluoroéthylène, de polyméthylvinyléther et de fluoroalkylvinyléther (TFE/PMVE/FAVE), et leurs mélanges. Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film pelable (3) comprend en outre au moins une charge. Elément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le film pelable (3) se prolonge par une languette (8) non associée au substrat métallique (2), ladite languette (8) facilitant la préhension dudit film pelable (3) pour l’opération de désassemblage par pelage Procédé de fabrication d’un élément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes comprenant les étapes suivantes : i. Fourniture d’un substrat métallique (2), ii. Eventuellement, traitement préalable de la face (2a) dudit substrat métallique (2) destinée à être revêtue, iii. Fourniture d’un film pelable (3) comprenant une ou plusieurs couches de polymère(s) fluoré(s) (7), une couche de renfort mécanique (6) et une couche de polymère(s) thermofusible(s) (4), iv. Positionnement de la couche de polymère(s) thermofusible(s) (4) du film pelable (3) sur la face (2a) du substrat métallique (2), v. Réalisation de l’assemblage dudit substrat métallique (2) et de la couche de polymère(s) thermofusible(s) (4) du film pelable (3) par pressage à chaud. Procédé de pelage du film pelable (3) d’un élément de cuisson revêtu (1) selon l’une quelconque des revendications 1 à 21 comprenant les étapes suivantes : a) Chauffage de l’élément de cuisson à une température comprise entre 250°C et 350°C, b) Désassemblage par pelage du film pelable (3) et du substrat métallique (2), le cas échéant au moyen de la languette (8) facilitant la préhension dudit film pelable (3). Article culinaire (100) comprenant un élément de cuisson revêtu (1) conforme à l’une quelconque des revendications 1 à 21. Article culinaire (100) selon la revendication 24 caractérisé en ce qu’il comporte une face de chauffe (9) destinée à être mise en contact avec une source de chauffage extérieure, la face de chauffe (9) étant opposée à la face de cuisson (5) destinée à être mise en contact avec les aliments lors de la cuisson. Article culinaire (100) selon l’une des revendications 24 ou 25 choisi dans le groupe constitué de casserole, poêle, poêlons ou caquelons pour fondue ou raclette, fait-tout, wok, sauteuse, crêpière, grill, plancha, marmite, cocotte, cuve de cuiseur ou de machine à pain, moule culinaire. Appareil électrique de cuisson (200) comportant un élément de cuisson revêtu (1) et une source de chauffage (210) configurée pour chauffer ledit élément de cuisson revêtu (1), caractérisé en ce que ledit élément de cuisson revêtu (1) est conforme à l’une des revendications 1 à 21. Appareil électrique de cuisson (200) selon la revendication 27, choisi dans le groupe constitué de crêpière électrique, appareil électrique à raclette, appareil électrique à fondue, grill électrique, plancha électrique, cuiseur électrique, machine à pain.