EP1114889A1 - Semelle de fer à repasser microbillée - Google Patents

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EP1114889A1 EP00420262A EP00420262A EP1114889A1 EP 1114889 A1 EP1114889 A1 EP 1114889A1 EP 00420262 A EP00420262 A EP 00420262A EP 00420262 A EP00420262 A EP 00420262A EP 1114889 A1 EP1114889 A1 EP 1114889A1
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iron
sole
soleplate
metal
stainless steel
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06F—LAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F75/00—Hand irons
    • D06F75/38—Sole plates

Definitions

  • the present invention relates to electric irons, including the sole is made up of a metallic foil possibly raised on its edges and whose underside, the iron being flat in the ironing position, constitutes with the outside of the edges the working face in contact with the ironed linen.
  • AT these soles is generally associated with a heating body, most often in aluminum, which includes the heating element of the iron.
  • the soles must have a good presentation, good resistance to corrosion, good sliding properties on the laundry, and a hardness of surface that makes them resistant to scratching. This scratch resistance is necessary to maintain the sliding qualities and to resist unfortunate uses, such as passing iron over the zippers.
  • Patent EP726351 describes a means more specially adapted to soles aluminum, in which the surface is treated by "shot peening” ie that it was subjected to a jet of particles entrained in an air jet, in the sole purpose of improving its flatness.
  • Patent FR2567929 shows an aluminum surface reinforced by a stainless steel plate. Stainless steel surfaces are not not corrode easily, have a good presentation which can be finished glossy and have acceptable sliding properties, so they are the most often used without surface treatment, other than a possible finish by polishing.
  • the object of the invention below is an iron, the work surface of which the metallic sole, preferably made of stainless steel, has a improved coefficient of friction and high hardness to improve the resistance to scratching and slipping on the linen.
  • the object of the invention is achieved by a metallic sole of iron due to the fact that its working surface has deformed grains by compression perpendicular to the surface, the number of dislocations of metal per unit volume being at least 40% greater than that of metal at the heart of the sole.
  • metallic dislocations is meant structural discontinuities metallic, whether between metallic grains or made up of defects within the grains.
  • the core of the sole is intended for a region of the metal remote from surfaces, to a depth greater than 40 micrometers.
  • the surface compression of the surface makes it smooth, decreases the coefficient surface friction on the laundry and clogs the pores that could preexist. Compression also increases hardness and creates internal stresses which oppose an attack on the external surface.
  • the compressed thickness of the metal measured from the surface, is between 25 and 35 micrometers.
  • This thickness varies according to the setting of the method of obtaining the compression. We choose a compromise between high hardness, which requires compression over a great depth but where a correct surface condition is difficult to obtain, and a good surface condition which conditions the sliding.
  • the sole is made of stainless steel and has a surface of Vickers hardness at least 25% higher than Vickers hardness measured at the heart of the metal.
  • the hardness at the core, or at the core of the metal is understood for a metallic zone located deep in the metal, beyond the compressed thickness. She is equal to the hardness of the metal before treatment.
  • the surface area of stainless steel with Vickers hardness less than 400 at core has a Vickers hardness greater than 500 at the surface, i.e. minimum 25% increase in hardness.
  • the roughness of the work surface measured according to the standard DIN4777 is less than 3 micrometers
  • the compression of the stainless steel surface is obtained by a "shot peening" process.
  • This process involves the projection of essentially non-abrasive particles on the surface, the particles being entrained in an air jet, the air being prior to its use compressed to a pressure of the order of two bars. Hammering of the surface by particles produces compression metallic grains constituting stainless steel. The particle cloud produces a very regular effect and is much easier to control than burnish for example. This process also applies more convenient to the edges of the sole than other mechanical processes.
  • the treatment of the surface by "shot peening" is carried out in one single operation.
  • the particles used are a mixture of glass beads, ceramic beads, and natural organic granular materials.
  • This mixture makes it possible to measure the hammering of the surface by producing various impacts producing both the smoothing of the surface and its deep deformation.
  • Figure 1 is a view of an iron according to the invention, in partial section by a longitudinal vertical plane.
  • Figure 2 is a diagram of the process for obtaining the compressed area in the sole.
  • Figure 3 is a micrographic section of the sole according to the invention in vicinity of the work surface.
  • the iron to steam 1 has a sole 2 made of a stainless steel sheet about 0.5 millimeters thick.
  • the sole 2 is raised on its edges 3.
  • the lower planar face 4 mainly, and the edges 3, are in contact with ironing linen and constitute the work surface.
  • Sole 2 is in intimate contact through its upper face 5 internal to the iron with a heating block 6 fitted with a heating element 7.
  • Sole 2 seen in micrographic section by an electronic microscope as illustrated in Figure 3 presents from the work surface 4 a area where the metal grains are deformed and compressed, this on a depth from 30 to 32 micrometers.
  • the roughness obtained in this example is of the order of two micrometers. A finer roughness could be achieved by a longer treatment time or weaker compression action.
  • the area of sole work is presented, as illustrated in figure 2, after forming edges and vapor holes under a jet of particles 100 transported by an air jet from a nozzle 101.
  • the nozzle is at a short distance, about 100 millimeters, of sole 2, which is displaced in its plane longitudinally following the arrows 102 and transversely, so that the jet interests the entire working surface of the sole.
  • the jet of 100 particles is flat, obtainable by several nozzles, its width is greater than or equal to the width of the sole and movement takes place only in the longitudinal direction.
  • the bottom surface of the sole is made slightly concave to the forming, so that after treatment it is applied correctly against the body heating 6.
  • the mixture of particles comprises a majority of glass beads, with additional ceramic beads by example in zirconia or aluminum oxide, and organic ground particles for example, nutshells, almonds, coconuts.
  • additional ceramic beads by example in zirconia or aluminum oxide
  • organic ground particles for example, nutshells, almonds, coconuts.

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Abstract

- Semelle de fer à repasser microbillée. - L'invention concerne une semelle métallique (2) de fer à repasser. - Conformément à l'invention, sa surface de travail présente des grains déformés par compression perpendiculaire à la surface, le nombre de dislocations métalliques par unité de volume étant supérieur d'au moins 40% à celle du métal au coeur de la semelle. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne les fers à repasser électriques, dont la semelle est composée d'une feuille métallique éventuellement relevée sur ses bords et dont la face inférieure, le fer étant à plat en position de repassage, constitue avec l'extérieur des bords la face de travail en contact avec le linge repassé. A ces semelles est généralement associé un corps chauffant, le plus souvent en aluminium, qui inclut l'élément chauffant du fer à repasser.
Les semelles doivent avoir une bonne présentation, une bonne résistance à la corrosion, de bonnes propriétés de glissement sur le linge, et une dureté de surface qui les rend résistantes à la rayure. Cette résistance à la rayure est nécessaire pour maintenir les qualités de glisse et pour résister à des utilisations malencontreuses, comme par exemple le passage du fer sur les fermetures éclair.
A cette fin de nombreux traitements de surface ont été proposés. On connaít entre autres les traitements de semelles en aluminium ou en acier dans lesquels la surface est recouverte d'un émail. On connaít également les surfaces revêtues d'une céramique par projection plasma comme dans le brevet EP227111 ou par tout autre procédé par exemple par anodisation comme dans le brevet FR2717833. Des surfaces ont été proposées également avec un traitement chimique par exemple une phosphatation qui améliore la résistance à la corrosion et facilite le glissement. On connaít aussi les surfaces revêtues d'un produit tel que le PTFE (polytétrafluoroéthylène).
Le brevet EP726351 décrit un moyen plus spécialement adapté aux semelles en aluminium, dans lequel la surface est traitée par "shot peening" c'est à dire qu'elle a été soumise à un jet de particules entraínées dans un jet d'air, dans le seul but d'en améliorer la planéité.
Ces traitements sont particulièrement utiles sur des surfaces tendres telles que des surfaces d'aluminium, ou des surfaces d'acier pour aussi les protéger de la corrosion. Le brevet FR2567929 montre une surface d'aluminium renforcée par une plaque en acier inoxydable. Les surfaces d'acier inoxydable ne se corrodent pas facilement, ont une bonne présentation qui peut être un fini brillant et ont des propriétés de glissement acceptables, aussi sont elles le plus souvent employées sans traitement de surface, autre qu'une éventuelle finition par polissage.
Cependant l'acier inoxydable bien que plus tenace reste tout de même à la longue sensible à la rayure, et la finition peut être détériorée ce qui oblige aussi à protéger les semelles sur les points de vente par un film plastique. En outre, il est souhaitable d'améliorer le coefficient de frottement de la semelle sur le linge.
Le but de l'invention ci après est un fer à repasser dont la surface de travail de la semelle métallique, de préférence en acier inoxydable, présente un coefficient de frottement amélioré et une dureté élevée pour améliorer la résistance à la rayure et le glissement sur le linge.
Principalement, l'objet de l'invention est atteint par une semelle métallique de fer à repasser du fait que sa surface de travail présente des grains déformés par compression perpendiculaire à la surface, le nombre de dislocations métalliques par unité de volume étant supérieur d'au moins 40% à celle du métal au coeur de la semelle.
Par dislocations métalliques on entend des discontinuités de structure métalliques, qu'elles soient entre grains métalliques ou constituées de défauts au sein des grains.
Le coeur de la semelle s'entend pour une région du métal éloignée des surfaces, à une profondeur supérieure à 40 micromètres.
La compression superficielle de la surface la rend lisse, diminue le coefficient de frottement de la surface sur le linge et bouche les pores qui pouvaient préexister. La compression augmente aussi la dureté et engendre des contraintes internes qui s'opposent à une agression de la surface extérieure.
De préférence l'épaisseur comprimée du métal, mesurée à partir de la surface, est comprise entre 25 et 35 micromètres.
Cette épaisseur varie suivant le réglage du mode d'obtention de la compression. On choisit un compromis entre la dureté élevée, qui nécessite une compression sur une grande profondeur mais où un état de surface correct est difficile à obtenir, et un bon état de surface qui conditionne le glissement.
De préférence, la semelle est en acier inoxydable et présente en surface de travail une dureté Vickers supérieure d'au moins 25% à la dureté Vickers mesurée au coeur du métal.
La dureté à coeur, ou au coeur du métal, s'entend pour une zone métallique située en profondeur dans le métal, au-delà de l'épaisseur comprimée. Elle est égale à la dureté du métal avant traitement.
Par exemple, la surface d'un acier inoxydable de dureté Vickers inférieure à 400 à coeur présente une dureté Vickers supérieure à 500 en surface, soit une augmentation minimale de 25% de la dureté.
De préférence la rugosité de la surface de travail mesurée suivant la norme DIN4777 est inférieure à 3 micromètres
On obtient ainsi une semelle métallique de bonne résistance à la rayure et glissant bien sur le linge.
De préférence, la compression de la surface en acier inoxydable est obtenue par un procédé de "shot peening".
Ce procédé comporte la projection de particules essentiellement non abrasives sur la surface, les particules étant entraínées dans un jet de détente d'air, l'air étant préalablement à son utilisation comprimé à une pression de l'ordre de deux bars. Le martelage de la surface par les particules produit la compression des grains métalliques constituant l'acier inoxydable. Le nuage de particules produit un effet très régulier et est beaucoup plus facile à contrôler qu'un galetage par exemple. Ce procédé s'applique également de façon plus commode aux bords de la semelle que d'autres procédés mécaniques.
De préférence le traitement de la surface par "shot peening" s'effectue en une seule opération.
En particulier il n'y a pas d'abrasion préliminaire, ni de traitement thermique de l'acier inoxydable. La projection se fait à température ambiante. Ceci permet un traitement peu coûteux.
De préférence, les particules utilisées sont un mélange de billes de verre, de billes céramiques, et de matériaux granuleux organiques naturels.
Ce mélange permet de doser le martelage de la surface en produisant des impacts divers produisant aussi bien le lissage de la surface que sa déformation en profondeur.
L'invention sera mieux comprise au vu de l'exemple ci après et des dessins annexés.
La figure 1 est une vue d'un fer à repasser selon l'invention, en section partielle par un plan vertical longitudinal.
La figure 2 est un schéma du procédé d'obtention de la zone comprimée dans la semelle.
La figure 3 est une coupe micrographique de la semelle selon l'invention au voisinage de la surface de travail.
Dans une réalisation particulière illustrée sur la figure 1 le fer à repasser à vapeur 1 comporte une semelle 2 composée d'une tôle d'acier inoxydable d'environ 0,5 millimètres d'épaisseur. La semelle 2 est relevée sur ses bords 3. La face plane inférieure 4 principalement, et les bords 3, sont en contact avec le linge au repassage et constituent la surface de travail. La semelle 2 est en contact intime par sa face supérieure 5 interne au fer avec un bloc de chauffe 6 muni d'un élément chauffant 7.
La semelle 2 vue en coupe micrographique par un microscope électronique comme illustré sur la figure 3 présente à partir de la surface de travail 4 une zone où les grains métalliques sont déformés et comprimés, ceci sur une profondeur de 30 à 32 micromètres.
A proximité immédiate de la surface 4 on voit bien que la densité des dislocations est sensiblement 1,5 fois celle qu'on mesure vers l'intérieur de la semelle.
La rugosité obtenue dans cet exemple est de l'ordre de deux micromètres. Une rugosité plus fine pourrait être atteinte par un temps de traitement plus long ou une action de compression plus faible.
Dans une version préférentielle, pour obtenir ce type de résultat, la surface de travail de la semelle est présentée, comme illustré en figure 2, après formage des bords et des trous de vapeur sous un jet de particules 100 transportées par un jet d'air issu d'une buse 101. La buse est à faible distance, environ à 100 millimètres, de la semelle 2, qui est déplacée dans son plan longitudinalement suivant les flèches 102 et transversalement, de façon à ce que le jet intéresse toute la surface de travail de la semelle. Dans une autre version le jet de particules 100 est plat, pouvant être obtenu par plusieurs buses, sa largeur est supérieure ou égale à la largeur de la semelle et le déplacement n'a lieu que dans le sens longitudinal.
Afin de compenser les déformations dues à la compression superficielle du métal la surface inférieure de la semelle est rendue légèrement concave au formage, pour qu'après traitement elle s'applique correctement contre le corps chauffant 6.
Dans une version préférentielle le mélange de particules comprend une majorité de billes de verre, avec des compléments de billes céramiques par exemple en zircone ou oxyde d'aluminium, et de particules broyées organiques par exemple de coquilles de noix, de noix d'amande, de noix de coco. Ce mélange permet d'obtenir une surface lisse et dure en une seule opération à température ambiante et sans préparation particulière de la semelle.
De cette façon on obtient une surface en acier inoxydable de bonne présentation, d'une dureté lui permettant de mieux résister à la rayure, et glissant sur le linge comme les meilleurs revêtements connus.
De manière inattendue, on constate que l'utilisation de particules de matière organique permet d'injecter dans les micro fissures résiduelles des composés huileux végétaux qui ajoutent à l'amélioration de la glisse de la semelle.

Claims (7)

  1. Semelle métallique (2) de fer à repasser (1) caractérisée en ce que sa surface de travail (4) présente des grains déformés par compression perpendiculaire à la surface, le nombre de dislocations métalliques par unité de volume étant supérieur d'au moins 40% à celle du métal au coeur de la semelle.
  2. Semelle métallique (2) de fer à repasser (1) selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'épaisseur comprimée du métal, mesurée à partir de la surface, est comprise entre 25 et 35 micromètres.
  3. Semelle métallique (2) de fer à repasser (1) selon la revendication 2 caractérisée en ce que la semelle (2) est en acier inoxydable et présente en surface de travail (4) une dureté Vickers supérieure d'au moins 25% à la dureté Vickers mesurée au coeur du métal.
  4. Semelle métallique (2) de fer à repasser (1) selon la revendication 3 caractérisée en ce que la rugosité de la surface de travail mesurée suivant la norme DIN4777 est inférieure à 3 micromètres
  5. Semelle métallique (2) de fer à repasser (1) selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la compression de la surface en acier inoxydable est obtenue par un procédé de "shot peening".
  6. Semelle métallique (2) de fer à repasser (1) selon la revendication 5 caractérisée en ce que le traitement de la surface par "shot peening" s'effectue en une seule opération.
  7. Semelle métallique (2) de fer à repasser (1) selon la revendication 6 caractérisée en ce que les particules utilisées pour le "shot peening" sont un mélange de billes de verre, de billes céramiques, et de matériaux granuleux organiques naturels.
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