EP1567807B1 - Appareil chauffant recouvert d un revetement autonettoyant - Google Patents

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EP1567807B1
EP1567807B1 EP03786028A EP03786028A EP1567807B1 EP 1567807 B1 EP1567807 B1 EP 1567807B1 EP 03786028 A EP03786028 A EP 03786028A EP 03786028 A EP03786028 A EP 03786028A EP 1567807 B1 EP1567807 B1 EP 1567807B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inner layer
outer layer
layer
coating
oxidation catalyst
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP03786028A
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German (de)
English (en)
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EP1567807A1 (fr
Inventor
Stéphanie PESSAYRE
Henry Boulud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEB SA
Original Assignee
SEB SA
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Filing date
Publication date
Application filed by SEB SA filed Critical SEB SA
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Publication of EP1567807B1 publication Critical patent/EP1567807B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F75/00Hand irons
    • D06F75/38Sole plates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C26/00Coating not provided for in groups C23C2/00 - C23C24/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/04Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material
    • C23C28/042Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D only coatings of inorganic non-metallic material including a refractory ceramic layer, e.g. refractory metal oxides, ZrO2, rare earth oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24CDOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C15/00Details
    • F24C15/005Coatings for ovens

Definitions

  • the present invention relates to heating apparatus or to be heated during use and comprising a self-cleaning coating.
  • Some heating devices such as iron soles or cooking appliances, have qualities of ease of use and efficiency, depending inter alia on the state and nature of the surface of their coating. .
  • the iron soles could be improved by the care given to the gliding qualities of the ironing surface, combined with the qualities allowing the easier spreading of the linen.
  • One way to obtain these qualities is to use enamelled soles with a smooth-looking enamel, possibly with thicker lines to spread the fabric during the movement of the iron.
  • Other metal soles treated mechanically and / or covered or not with a deposit to facilitate sliding can also be suitable for a satisfactory use.
  • the sole can tarnish by carbonizing more or less diffuse on its ironing surface, and more or less incomplete, various organic particles captured by friction on ironed fabrics.
  • Iron sole coatings are known having a hard and resistant layer covered, as indicated by the patent. US4862609 by a layer improving the surface properties. But this patent does not indicate a solution to fight against fouling.
  • the walls of cooking appliances are also often covered with a smooth enamelled layer so that any splashes of grease or food do not adhere to the surface. Glazed self-cleaning surfaces are known, for example in furnaces and cooking utensils as described for example in the patent. US4029603 or the patent FR2400876 .
  • Baking apparatus wall claddings comprising two layers comprising the same oxidation catalyst chosen, inter alia, from among the oxides of platinoids ( US-3,566,855-A ).
  • the organic particles in contact with the outer layer of the coating are oxidized when the apparatus is heated. Furthermore, the synergistic effect obtained by the particular combination of an inner layer comprising a specific oxidation catalyst and an outer layer comprising a specific oxidation catalyst different from that of the inner layer makes it possible to obtain a coating having a particularly high catalytic activity. Thus, the surface of the coating is regenerated very quickly.
  • the grease projections present on the wall of the oven are oxidized hot, the solid residue is detached from the wall which is kept clean.
  • the adhesion of the coating to the metal support is particularly good.
  • This improved adhesion increases the friction resistance of the coating, this property being particularly advantageous in the case of an iron soleplate, for example.
  • heating apparatus is intended to mean any apparatus, article or utensil which, during its operation, reaches a temperature of at least 45 ° C. and preferably at least 90 ° C.
  • the device can reach this temperature operating by means of its own, such as a heating base integrated in the apparatus and provided with heating elements, or by external means.
  • Such appliances are, for example, iron soles, cooking appliances, ovens, grills, kitchen utensils.
  • the outer layer of the coating according to the invention comprises an oxidation catalyst chosen from platinum oxide.
  • platinum is meant, within the meaning of the present application, the elements having properties similar to those of platinum, and in particular, in addition to platinum, ruthenium, rhodium, palladium, osmium and iridium.
  • the outer layer comprises an oxidation catalyst selected from palladium oxides, platinum oxides and mixtures thereof.
  • oxidation catalysts are well known in themselves, as well as their methods of obtaining, without it being necessary to describe in detail their methods of preparation respectively.
  • platinum as an oxidation catalyst, its catalytically active form can be obtained by calcination or decomposition of a chloroplatinic acid salt or any other precursor.
  • any oxidation catalyst selected according to the present invention must remain sufficiently stable at the operating temperature of the device, and within the limits of the useful life of the device.
  • the surface of the outer layer is in direct contact with the ambient air and organic soils.
  • organic soils means any combustible or oxidizable substance in contact with the ambient air, completely or partially.
  • the oxidation catalyst selected from platinum oxide is distributed on and / or in the outer layer of the coating, where it is in contact with soiling, and in all or part of the outer layer, continuously or discontinuously.
  • the oxidation catalyst chosen from among the platinoids is distributed on the outer surface of the soleplate, intended to be brought into contact with the laundry.
  • the coating may comprise, in addition to the oxidation catalyst chosen from platinum oxide, any inner support layer catalytically inert with respect to oxidation.
  • This support adheres to the metal and catalytically inert support is preferably selected from aluminum or silicon compounds, such as for example alumina in divided form or particles, enamel, polytetrafluoroethylene and mixtures thereof.
  • the catalytically inert support with regard to oxidation is an enamel with a low porosity and / or roughness, at the micrometric and / or nanometric scale.
  • the enamel is for example a vitreous enamel.
  • the enamel should preferably be hard, have a good glide and resist the penetration of hot steam or humidity.
  • the outer layer of the coating preferably has a thickness, measured according to the RBS method described in Example 1 of the present application, ranging from 10 nanometers to 500 nanometers, and more preferably from 20 nanometers to 120 nanometers.
  • the oxidation catalyst of the outer layer being active at a coating temperature greater than or equal to 90 ° C, it cleans said coating when the latter is heated at least at such a temperature.
  • the inner layer comprises at least one oxidation catalyst chosen from among the oxides of the group Ib transition elements, preferably selected from copper oxides, silver oxides and mixtures thereof.
  • oxidation catalysts are well known in themselves, as well as their methods of obtaining, without it being necessary to describe in detail their methods of preparation respectively.
  • silver oxide as oxidation catalyst, it is possible to use as precursor commercial silver nitrate sold by Aldrich.
  • the catalytically active inner layer has a thickness, measured according to the RBS method described in Example 1 of the present application, ranging from 20 nanometers to 50 nanometers.
  • the oxidation catalyst present in the inner layer has a good affinity with the oxidation catalyst present in the outer layer. Indeed, after application on the support of the inner and outer layers, the support is annealed and, during this step, the oxidation catalyst present in the inner layer may diffuse into the outer layer and the oxidation catalyst present in the outer layer may diffuse into the inner layer.
  • the outer layer comprises, as oxidation catalyst, a palladium oxide and the inner layer comprises, as oxidation catalyst, a silver oxide.
  • the silver oxide has diffused into the outer layer and the outer layer thus comprises a mixture of palladium oxide and silver oxide. A particular synergistic effect on the catalytic activity of the coating has been observed in such an embodiment of the invention.
  • the heating apparatus is in the form of an iron soleplate comprising an ironing surface and the coating covers the ironing surface.
  • the heating apparatus is a cooking appliance comprising walls that can come into contact with organic soils and the coating covers these walls.
  • the catalyst acts at the operating temperature of the apparatus and the coating is kept clean as and when the device is used.
  • a second mode of operation during a so-called self-cleaning phase, before or after the use of the apparatus, the latter is set to a high temperature equal to or higher than the highest operating temperatures. is then left on hold for a predetermined time, during which the oxidation catalyst produces its effect. The user can maintain his device regularly, without waiting for a harmful fouling.
  • the metal support of the apparatus according to the invention can be based on any metal commonly used in the field of heating appliances such as aluminum, steel or titanium.
  • This metal support may itself be covered with a protective layer such as an enamelled layer before being covered by the coating of the present invention.
  • the apparatus comprises an enamel intermediate layer located between the metal support and the catalytically active inner layer of the coating.
  • the application of the catalytically active inner and outer layers to the metal support, covered or not by an enameled layer, is preferably by pyrolysis, by heating the surface to be coated and spray on this hot surface of a solution containing a precursor of the oxidation catalyst.
  • precursor any chemical or physico-chemical form of the oxidation catalyst, which is likely to lead to, or to release the latter by any appropriate treatment, for example pyrolysis.
  • the surface of the metal support to be covered is heated in an oven at about 400 ° C. and then placed very briefly, for example for a few seconds, under infrared, until a superficial temperature is reached. ranging from 400 ° C to 600 ° C.
  • This operation softens the surface of the support and makes it possible to increase the subsequent adhesion of the coating.
  • a solution of the precursor of the oxidation catalyst selected from Group Ib transition elements is sprayed onto the surface of the metal support. In contact with the surface, the precursor oxidizes and is fixed on the support and the water evaporates. A layer of thickness ranging from 20 to 50 nm is deposited. The support cools very quickly.
  • a coated support is obtained whose self-cleaning properties are particularly good.
  • FIG. 1 is a sectional view of an iron soleplate according to the invention
  • Figure 2 is a sectional view of an iron soleplate according to the invention comprising an enameled protective layer.
  • a heater 1 in the form of an iron soleplate comprising a metal support 2 covered with an inner layer 3 and an outer layer 4.
  • the sole comprises also a heating base 6 provided with heating elements 7.
  • the support 2 and the base 6 are assembled by mechanical means or by gluing.
  • the inner layer 3 comprises a catalyst oxidation agent chosen from the oxides of the transition elements of the group Ib and the outer layer 4 comprises an oxidation catalyst selected from the oxides of platinoids.
  • an iron soleplate 1 comprising a metal support 2 covered with an intermediate layer 5, an inner layer 3 and an outer layer 4.
  • the sole also comprises a heating base 6 provided with heating elements 7, bonded to the support 2.
  • the inner layer 3 comprises an oxidation catalyst chosen from the oxides of the transition elements of the group Ib and the outer layer 4 comprises a chosen oxidation catalyst among the oxides of platinoids.
  • the protective layer 5 is enamel.
  • a clean insole iron enamelled aluminum is placed on an aluminum support of about 2 cm to best retain heat. The whole is heated to 400 ° C in an oven. The sole, with the support, is placed under infrared for a few seconds until reaching a surface temperature between 400 ° C and 600 ° C. Silver nitrate, sold by Aldrich, is dissolved in water at 4 g / l and is sprayed with a pneumatic gun on the sole. A layer of about 40 to 50 nm, measured according to the RBS method, is deposited.
  • the RBS (Rutherford Backscattering Spectroscopy) method is an analytical technique based on the elastic interaction between a 4 He 2+ ion beam and the sample particles.
  • the high energy beam (2MeV) strikes the sample, the backscattered ions are detected at a teta angle.
  • the spectrum thus acquired represents the intensity of the ions detected as a function of their energy and makes it possible to determine the thickness of the layer. This method is described in WK Chu and G. Langouche, MRS Bulletin, January 1993, p 32.
  • the sole is again heated in the oven at 400 ° C and then placed for a few seconds under infrared at a temperature between 400 ° C and 600 ° C.
  • the assembly is annealed under infrared at 500 ° C for three minutes.
  • An iron sole is obtained whose self-cleaning coating adheres particularly well to the sole and has a very good catalytic activity and retains its gliding qualities.

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Description

  • La présente invention concerne des appareils chauffants ou destinés à être chauffés lors de leur utilisation et comprenant un revêtement autonettoyant.
  • Certains appareils chauffants, comme par exemple les semelles de fer à repasser ou encore les appareils de cuisson, présentent des qualités de facilité d'usage et d'efficacité, dépendantes entre autres de l'état et de la nature de la surface de leur revêtement.
  • Les semelles de fer à repasser 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.
  • Les parois des appareils de cuisson sont également souvent recouvertes d'une couche émaillée d'aspect lisse pour que les éventuelles projections de graisse ou d'aliments n'adhèrent pas à la surface. On connaît des surfaces autonettoyantes émaillées, par exemple dans des fours et les ustensiles de cuisson tels que décrits par exemple dans le brevet US4029603 ou le brevet FR2400876 .
  • On connait également des revêtements de paroi d'appareils de cuisson comprenant deux couches comprenant un même catalysateur d'oxydation choisi, entre autres, parmi les oxydes de platinoïdes ( US-3 566 855-A ).
  • Toutefois, ces revêtements ne donnent pas entière satisfaction en ce qui concerne leurs propriétés autonettoyantes.
  • Il existe donc le besoin d'un revêtement d'appareil chauffant comme les appareils de cuisson ou les semelles de fer à repasser, qui maintienne la surface recouverte nette de toute contamination par des particules organiques, et ne s'encrasse pas en usage normal, de façon à conserver ses qualités initiales.
  • La présente invention concerne un appareil chauffant comprenant un support métallique dont au moins une partie est recouverte d'un revêtement autonettoyant, caractérisé en ce que le revêtement comprend :
    • a°) une couche externe, au contact de l'air ambiant, comprenant au moins un catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes de platinoïdes,
    • b°) au moins une couche interne, située entre le support métallique et la couche externe, comprenant au moins un catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes des éléments de transition du groupe Ib.
  • La présente invention a également pour objet un procédé pour recouvrir le support métallique d'un appareil chauffant d'un revêtement autonettoyant tel que ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
    • i) on chauffe la surface du support métallique à recouvrir dans un four à environ 400°C,
    • ii) on place la surface du support métallique à recouvrir sous infrarouge à une température allant de 400°C à 600°C pendant quelques secondes,
    • iii) on pulvérise une solution d'un précurseur de catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes des éléments de transition du groupe Ib sur la surface du support métallique à recouvrir pour obtenir la couche interne,
    • iv) on chauffe à nouveau la surface du support métallique à recouvrir, avec la couche interne, dans un four à environ 400°C,
    • v) on place la surface du support métallique à recouvrir, avec la couche interne, sous infrarouge à une température allant de 400°C à 600°C pendant quelques secondes,
    • vi) on pulvérise une solution d'un précurseur de catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes de platinoïdes sur la couche interne pour obtenir la couche externe,
    • vii) on recuit la surface du support métallique recouverte des couches interne et externe sous infrarouge pendant quelques minutes.
  • Grâce à l'invention, on obtient un appareil dont le revêtement autonettoyant présente une activité catalytique particulièrement excellente et dont l'adhérence au support métallique est très bonne.
  • Il a en effet été constaté que l'association d'un catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes des éléments de transition du groupe Ib dans la couche interne avec un catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes de platinoïdes dans la couche externe augmentait en fonctionnement l'activité autonettoyante du revêtement de façon synergique.
  • Grâce à l'invention, les particules organiques en contact avec la couche externe du revêtement sont oxydées lorsque l'appareil est chauffé. Par ailleurs, l'effet de synergie obtenu par l'association particulière d'une couche interne comprenant un catalyseur d'oxydation spécifique et d'une couche externe comprenant un catalyseur d'oxydation spécifique différent de celui de la couche interne permet d'obtenir un revêtement présentant une activité catalytique particulièrement performante. Ainsi, la surface du revêtement est régénérée très rapidement.
  • Par exemple, lors du repassage avec un fer à repasser, 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.
  • De même, dans un appareil de cuisson tel qu'un four par exemple, les projections de graisses présentes sur la paroi du four sont oxydées à chaud, le résidu solide se détache de la paroi qui se maintient propre.
  • De plus, grâce au procédé de l'invention et en particulier grâce à l'exposition aux infrarouges de la surface du support métallique à recouvrir, l'adhérence du revêtement au support métallique est particulièrement bonne. Cette adhérence améliorée permet d'augmenter la résistance aux frottements du revêtement, cette propriété étant particulièrement avantageuse dans le cas d'une semelle de fer à repasser par exemple.
  • Par "appareil chauffant ", on entend au sens de la présente demande, tout appareil, article ou ustensile, qui au cours de son fonctionnement atteint une température au moins égale à 45°C, et de préférence au moins égale à 90°C. L'appareil peut atteindre cette température de fonctionnement par des moyens qui lui sont propres, comme par exemple une base chauffante intégrée à l'appareil et munie d'éléments chauffants, ou par des moyens extérieurs. De tels appareils sont par exemple les semelles de fer à repasser, les appareils de cuisson, les fours, les grills, les ustensiles de cuisine.
  • La couche externe du revêtement selon l'invention comprend un catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes de platinoïdes. Par "platinoïdes", on entend, au sens de la présente demande, les éléments ayant des propriétés analogues à celles du platine, et en particulier, outre le platine, le ruthénium, le rhodium, le palladium, l'osmium et l'iridium. De préférence, la couche externe comprend un catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes de palladium, les oxydes de platine et leurs mélanges.
  • 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 que catalyseur 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 fonctionnement de l'appareil, et ce dans les limites de la durée de vie utile de l'appareil.
  • La surface de la couche externe est directement en contact avec l'air ambiant et avec les salissures organiques. Par "salissures organiques ", on entend au sens de la présente demande 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, tout résidu organique de produit de lavage et éventuellement de produit d'assouplissement, toute substance organique comme des projections de graisses ou d'aliments.
  • Le catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes de platinoïdes est distribué sur et/ou dans la couche externe du revêtement, là où il est en contact avec les salissures, et selon tout ou partie de la couche externe, de manière continue ou discontinue.
  • Dans le cas d'une semelle de fer à repasser qui comporte ou non des zones de relief, le catalyseur d'oxydation choisi parmi les platinoïdes est distribué sur la surface externe de la semelle, destinée à être mise en contact avec le linge.
  • Le revêtement peut comprendre, outre le catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes de platinoïdes, toute sous couche support interne catalytiquement inerte en ce qui concerne l'oxydation. Ce support adhérent au support métallique et catalytiquement inerte est de préférence choisi parmi les composés d'aluminium ou de silicium, comme par exemple de l'alumine sous forme divisée ou de particules, l'émail, le polytetrafluoroéthylène et leurs mélanges.
  • Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, le support catalytiquement inerte en ce qui concerne l'oxydation est un émail à faible porosité et/ou rugosité, à l'échelle micrométrique et/ou nanométrique. L'émail est par exemple un émail vitrifié. L'émail doit de préférence être dur, avoir une bonne glisse et résister à la pénétration de vapeur ou humidité chaudes.
  • La couche externe du revêtement a de préférence une épaisseur, mesurée selon la méthode RBS décrite dans l'Exemple 1 de la présente demande, allant de 10 nanomètres à 500 nanomètres, et de préférence encore allant de 20 nanomètres à 120 nanomètres.
  • Le catalyseur d'oxydation de la couche externe étant actif à une température du revêtement supérieure ou égale à 90°C, il nettoie ledit revêtement lorsque ce dernier est chauffé au moins à une telle température.
  • La couche interne comprend au moins un catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes des éléments de transition du groupe Ib, de préférence choisi parmi les oxydes de cuivre, les oxydes d'argent et leurs mélanges.
  • 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. A titre d'exemple, s'agissant de l'oxyde d'argent en tant que catalyseur d'oxydation, on peut utiliser comme précurseur du nitrate d'argent commercial vendu par la société Aldrich.
  • De préférence, la couche interne catalytiquement active a une épaisseur, mesurée selon la méthode RBS décrite dans l'Exemple 1 de la présente demande, allant de 20 nanomètres à 50 nanomètres.
  • De préférence, le catalyseur d'oxydation présent dans la couche interne a une bonne affinité avec le catalyseur d'oxydation présent dans la couche externe. En effet, après application sur le support des couches interne et externe, le support est recuit et, lors de cette étape, le catalyseur d'oxydation présent dans la couche interne peut diffuser dans la couche externe et le catalyseur d'oxydation présent dans la couche externe peut diffuser dans la couche interne. Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, la couche externe comprend comme catalyseur d'oxydation un oxyde de palladium et la couche interne comprend comme catalyseur d'oxydation un oxyde d'argent. Dans une forme encore préférée de réalisation de l'invention, l'oxyde d'argent a diffusé dans la couche externe et la couche externe comprend donc un mélange d'oxyde de palladium et d'oxyde d'argent. Il a été observé un effet de synergie particulier au niveau de l'activité catalytique du revêtement dans une telle forme de réalisation de l'invention.
  • Dans une forme préférée de réalisation de l'invention, l'appareil chauffant est sous la forme d'une semelle de fer à repasser comprenant une surface de repassage et le revêtement recouvre la surface de repassage.
  • Dans une autre forme préférée de réalisation de l'invention, l'appareil chauffant est un appareil de cuisson comprenant des parois susceptibles de venir au contact de salissures organiques et le revêtement recouvre ces parois.
  • Dans un premier mode de fonctionnement, le catalyseur agit à la température de fonctionnement de l'appareil et le revêtement se maintient propre au fur et à mesure de l'utilisation de l'appareil.
  • Dans un deuxième mode de fonctionnement, lors d'une phase dite d'autonettoyage, préalable ou postérieure à l'utilisation de l'appareil, ce dernier est réglé à une température élevée, égale ou supérieure aux températures de fonctionnement les plus hautes, il est alors laissé en attente pendant un temps prédéterminé, pendant lequel le catalyseur d'oxydation produit son effet. L'utilisateur peut ainsi entretenir son appareil régulièrement, sans attendre un encrassage néfaste.
  • Le support métallique de l'appareil selon l'invention peut être à base de tout métal couramment employé dans le domaine des appareils chauffants comme l'aluminium, l'acier ou encore le titane. Ce support métallique peut lui-même être recouvert d'une couche protectrice comme par exemple une couche émaillée avant d'être recouvert par le revêtement de la présente invention. Ainsi, dans une forme préférée de réalisation de l'invention, l'appareil comprend une couche intermédiaire en émail située entre le support métallique et la couche interne catalytiquement active du revêtement.
  • L'application des couches catalytiquement actives interne et externe sur le support métallique, recouvert ou non par une couche émaillée, se fait de préférence par pyrolyse, par chauffage de la surface à recouvrir puis pulvérisation sur cette surface chaude d'une solution contenant un précurseur du catalyseur d'oxydation.
  • Par "précurseur", on entend toute forme chimique ou physico-chimique, du catalyseur d'oxydation, qui est susceptible d'aboutir à, ou de libérer ce dernier par tout traitement approprié, par exemple pyrolyse.
  • Dans une forme de réalisation du procédé selon l'invention, la surface du support métallique à recouvrir est chauffée dans un four à environ 400°C puis placée très brièvement, par exemple pendant quelques secondes, sous infrarouge, jusqu'à atteindre une température superficielle pouvant aller de 400°C à 600°C. Cette opération ramollit la surface du support et permet d'augmenter l'adhérence ultérieure du revêtement. Une solution du précurseur du catalyseur d'oxydation choisi parmi les éléments de transition du groupe Ib est pulvérisée sur la surface du support métallique. Au contact de la surface, le précurseur s'oxyde et se fixe sur le support et l'eau s'évapore. Une couche d'épaisseur allant de 20 à 50 nm est déposée. Le support refroidit très rapidement. Il est chauffé à nouveau au four à 400°C puis sous infrarouge à une température pouvant aller de 400°C à 600°C pendant quelques secondes. Une solution du précurseur du catalyseur d'oxydation choisi parmi les platinoïdes est pulvérisée par dessus la couche interne. Une couche d'épaisseur allant de 20 à 50 nm est déposée. Le support ainsi recouvert est ensuite recuit sous infrarouge pendant quelques minutes, par exemple pendant cinq minutes.
  • On obtient un support recouvert d'un revêtement dont les propriétés autonettoyantes sont particulièrement bonnes.
  • 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 en coupe d'une semelle de fer à repasser selon l'invention comprenant une couche protectrice émaillée.
  • En se référant à la figure 1, est représenté en coupe un appareil chauffant 1 sous la forme d'une semelle de fer à repasser comprenant un support métallique 2 recouvert d'une couche interne 3 et d'une couche externe 4. La semelle comprend également une base chauffante 6 munie d'éléments chauffants 7. Le support 2 et la base 6 sont assemblées par des moyens mécaniques ou par collage. La couche interne 3 comprend un catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes des éléments de transition du groupe Ib et la couche externe 4 comprend un catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes de platinoïdes.
  • En se référant à la figure 2, est représentée en coupe une semelle de fer à repasser 1 comprenant un support métallique 2 recouvert d'une couche intermédiaire 5, d'une couche interne 3 et d'une couche externe 4. La semelle comprend également une base chauffante 6 munie d'éléments chauffants 7, collée sur le support 2. La couche interne 3 comprend un catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes des éléments de transition du groupe Ib et la couche externe 4 comprend un catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes de platinoïdes. La couche protectrice 5 est en émail.
  • Exemple I
  • Une semelle propre de fer à repasser en aluminium émaillé est placée sur un support en aluminium d'environ 2 cm pour conserver au mieux la chaleur. L'ensemble est chauffé à 400°C dans un four. La semelle, avec le support, est placée pendant quelques secondes sous infrarouge jusqu'à atteindre une température superficielle comprise entre 400°C et 600°C. Du nitrate d'argent, vendu par la société Aldrich, est mis en solution dans l'eau à 4 g/l et est pulvérisé au moyen d'un pistolet pneumatique sur la semelle. Une couche d'environ 40 à 50 nm, mesurée selon la méthode RBS, est déposée. La méthode RBS (Rutherford Backscattering Spectroscopy) est une technique d'analyse basée sur l'interaction élastique entre un faisceau d'ion 4He2+ et les particules composantes de l'échantillon. Le faisceau de haute énergie (2MeV) frappe l'échantillon, les ions rétrodiffusés sont détectés sous un angle téta. Le spectre ainsi acquis représente l'intensité des ions détectés en fonction de leur énergie et permet de déterminer l'épaisseur de la couche. Cette méthode est décrite dans W.K. Chu and G. Langouche, MRS Bulletin, January 1993, p 32.
  • Après l'application de cette couche interne, la semelle est de nouveau chauffée au four à 400°C puis placée pendant quelques secondes sous infrarouge à une température comprise entre 400°C et 600°C. Une solution aqueuse de nitrate de palladium stabilisée par de l'acide nitrique, vendue par la société Metalor, est pulvérisée au moyen d'un pistolet pneumatique sur la semelle. Une couche d'environ 40 à 50 nm, mesurée selon la méthode RBS décrite ci-dessus, est déposée.
  • Après l'application de cette couche externe, l'ensemble est recuit sous infrarouge à 500°C pendant trois minutes.
  • On obtient une semelle de fer à repasser dont le revêtement autonettoyant adhère particulièrement bien à la semelle et possède une très bonne activité catalytique et conserve ses qualités de glisse.

Claims (12)

  1. Appareil chauffant (1) comprenant un support métallique (2) dont au moins une partie est recouverte d'un revêtement autonettoyant, caractérisé en ce que le revêtement comprend :
    a°) une couche externe (4), au contact de l'air ambiant, comprenant au moins un catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes de platinoïdes,
    b°) au moins une couche interne (3), située entre le support métallique (2) et la couche externe (4), comprenant au moins un catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes des éléments de transition du groupe Ib.
  2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur d'oxydation de la couche externe (4) est choisi parmi les oxydes de palladium, les oxydes de platine et leurs mélanges.
  3. Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le catalyseur d'oxydation de la couche interne (3) est choisi parmi les oxydes de cuivre, les oxydes d'argent et leurs mélanges.
  4. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche externe (4) comprend comme catalyseur d'oxydation un oxyde de palladium et la couche interne (3) comprend comme catalyseur d'oxydation un oxyde d'argent.
  5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que la couche externe comprend un mélange d'oxyde de palladium et d'oxyde d'argent.
  6. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche externe (4), mesurée selon la méthode RBS, va de 10 à 500 nanomètres, et de préférence encore va de 20 nanomètres à 120 nanomètres.
  7. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche interne (3), mesurée selon la méthode RBS, va de 20 nanomètres à 50 nanomètres.
  8. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une couche intermédiaire (5) située entre le support métallique (2) et la couche interne (3) du revêtement constituant un support catalytiquement inerte en ce qui concerne l'oxydation choisi parmi les alliages d'aluminium, l'émail, le polytetrafluoroéthylène et leurs mélanges.
  9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que la couche intermédiaire (5) située entre le support métallique (2) et la couche interne (3) du revêtement est en émail.
  10. Appareil selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est sous la forme d'une semelle de fer à repasser comprenant une surface de repassage et que le revêtement recouvre la surface de repassage.
  11. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est sous la forme d'un appareil de cuisson comprenant des parois susceptibles de venir au contact de salissures organiques et le revêtement recouvre ces parois.
  12. Procédé pour recouvrir le support métallique (2) d'un appareil chauffant (1) d'un revêtement autonettoyant selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
    - i) on chauffe la surface du support métallique à recouvrir dans un four à environ 400°C,
    - ii) on place la surface du support métallique à recouvrir sous infrarouge à une température allant de 400°C à 600°C pendant quelques secondes,
    - iii) on pulvérise une solution d'un précurseur de catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes des éléments de transition du groupe Ib sur la surface du support métallique à recouvrir pour obtenir la couche interne (3),
    - iv) on chauffe à nouveau la surface du support métallique à recouvrir, avec la couche interne, dans un four à environ 400°C,
    - v) on place la surface du support métallique à recouvrir, avec la couche interne, sous infrarouge à une température allant de 400°C à 600°C pendant quelques secondes,
    - vi) on pulvérise une solution d'un précurseur de catalyseur d'oxydation choisi parmi les oxydes de platinoïdes sur la couche interne pour obtenir la couche externe (4),
    - vii) on recuit la surface du support métallique recouverte des couches interne et externe sous infrarouge pendant quelques minutes.
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