FR2846074A1 - Plaque vitroceramique et son procede de fabrication - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une plaque vitrocéramique, destinée notamment à couvrir des éléments de chauffage, et présentant au moins un rebord en au moins une partie de sa périphérie.L'invention concerne également le procédé de fabrication de la plaque et l'appareil de cuisson comportant ladite plaque.

Description

PLAQUE VITROCERAMIQUE ET SON PROCEDE DE FABRICATION

La présente invention concerne une plaque vitrocéramique destinée, i0 notamment, à couvrir des éléments chauffants, en particulier destinée à servir de plaque de cuisson, les éléments chauffants sous-jacents associés à cette plaque

étant par exemple des foyers halogène ou radiant ou de chauffage par induction.

Les ventes de plaques de cuisson en vitrocéramique sont en augmentation

constante depuis plusieurs années. Ce succès s'explique notamment par l'aspect 15 attractif de ces plaques et par leur facilité de nettoyage.

Rappelons qu'une vitrocéramique est à l'origine un verre, dit verre

précurseur, dont la composition chimique spécifique permet de provoquer par des traitements thermiques adaptés, dits de céramisation, une cristallisation contrôlée. Cette structure spécifique en partie cristallisée confère à la 20 vitrocéramique des propriétés uniques.

Il existe actuellement différents types de plaques en vitrocéramique dont l'aspect peut varier selon le type de chauffage employé ou la destination: plaque blanche ou noire, avec ou sans ouvertures (par exemple, ouvertures pour des brleurs), présentant des déformations locales (plots de soutien), des formes 25 courbes ou droites, des bords inclinés, etc. Chaque variante est le résultat d'études importantes et de nombreux essais, étant donné qu'il est très délicat de faire des modifications sur ces plaques (par exemple sur leur forme ou leur composition) et/ou sur leur procédé d'obtention (changement de température par exemple) sans risquer un effet défavorable sur les propriétés recherchées 30 (structure solide, résistance aux chocs thermiques, aspect lisse, transmission élevée dans les longueurs d'onde du domaine de l'infrarouge et faible dans les longueurs d'onde du domaine du visible sans pour autant masquer les éléments

chauffants en état de marche pour des raisons de sécurité, etc.).

Les plaques vitrocéramiques de cuisson sont généralement montées sur un support, par exemple sur ou dans le boîtier d'une cuisinière. Pour des raisons esthétiques et pratiques (définition du périmètre, protection des bords et sécurité de manipulation, aide au positionnement et au montage, etc.), la plaque est 5 préférentiellement maintenue à l'intérieur d'un cadre métallique; alternativement, elle peut être munie d'un cadre plastique obtenu par encapsulation à la place du cadre métallique, voire présenter des bords libres mais façonnés (arrondis, biseautés,...) pour des raisons de sécurité. L'étanchéité entre la plaque et les éléments adjacents tels que le cadre est généralement obtenue par l'intermédiaire 10 d'un joint (par exemple en silicone). Cependant des problèmes de nettoyage peuvent se poser à la jonction entre ladite plaque et lesdits éléments (la saleté pouvant se trouver piégée à ladite jonction), les plaques sans cadre plus faciles à

nettoyer ne convenant pas par ailleurs à certaines applications.

La présente invention s'est donnée pour tâche de fournir un nouveau type 15 de plaque, en particulier une plaque vitrocéramique pratique d'utilisation et facile à nettoyer, ne posant pas de problèmes de fabrication ou de mise en oeuvre et sans que les modifications apportées n'aient d'effets néfastes sur les propriétés

recherchées des plaques.

La plaque selon l'invention est une plaque, en particulier une plaque 20 vitrocéramique, destinée par exemple à couvrir des éléments chauffants, cette

plaque présentant au moins un rebord en au moins une partie de sa périphérie.

Par plaque vitrocéramique, on entend par la suite non seulement les plaques réalisées en vitrocéramique proprement dite mais également les plaques en tout autre matériau analogue résistant à haute température et présentant un 25 coefficient de dilatation nul ou quasi-nul (par exemple inférieur à 15.1O-7 K-1). De

préférence cependant, il s'agit d'une plaque en vitrocéramique proprement dite.

De même, l'invention n'est pas limitée à la fabrication de plaques de cuisson pour cuisinières ou tables de cuisson mais peut également concerner d'autres plaques

qui doivent présenter une grande insensibilité aux variations de température.

Avantageusement, le rebord tel que mentionné dans la définition de l'invention est une partie en saillie. Par extension, il couvre cependant également une partie formant une dénivellation par rapport au plan général de la plaque telle qu'une partie en creux. Cette partie se trouve près du bord ou sur le bord ou avantageusement forme le bord de la plaque sur au moins une partie de la périphérie (désignant ainsi non seulement l'extrême bordure de la plaque mais aussi les zones proches des bords) ou du pourtour de ladite plaque. Le rebord se trouve sur au moins une face de la plaque, en particulier une des faces de plus 5 grandes dimensions, généralement la face supérieure (en position d'utilisation) de la plaque. La hauteur de ce rebord est de préférence comprise entre 0,4 et 4 mm et sa largeur est de préférence comprise entre 5 et 100 mm. Par " hauteur " du rebord, on entend sa dimension dans la direction perpendiculaire au plan de la plaque, c'est-à-dire de manière courante le dénivelé entre son point le plus haut Io et son point le plus bas (base). La largeur du rebord est mesurée quant à elle sur le plan de la plaque (d'un bord à l'autre du rebord). Le rebord se trouve préférentiellement comme son nom l'indique à la limite d'une face de la plaque mais on peut concevoir par extension, dans un mode particulier de réalisation de l'invention, que ce rebord se trouve à quelques millimètres ou centimètres de la 15 limite de ladite face, par exemple lorsqu'il s'agit de faire sur un côté de la plaque une séparation entre le bandeau de commande et le reste de la plaque (dans ce cas là, on peut également parler de ligne ou " vague " de séparation); Le bandeau de commande peut également se trouver sur le rebord, notamment

lorsque celui-ci est à la limite d'une face.

Le rebord peut être continu ou discontinu (en plusieurs parties ou rebords)

et peut s'étendre le long d'une partie ou sur la totalité de la périphérie, sur un seul côté ou sur plusieurs côtés de la plaque. Il s'étend de préférence sur la totalité ou quasi-totalité (avantageusement au moins 75 %) de la longueur d'au moins un côté de la plaque et généralement de façon avantageuse d'au moins deux côtés 25 (consécutifs ou opposés) de la plaque.

Le rebord est généralement orienté parallèlement à la limite du bord de la plaque qu'il suit mais il peut aussi suivre, au moins approximativement, les contours de la plaque sans nécessairement que ses côtés soient constamment parallèles à la limite de la plaque. Il peut présenter des parties linéaires ou 30 droites, ou éventuellement courbes, etc. Généralement il comprend une ou plusieurs parties rectilignes. Le cas échéant, lorsque le rebord comprend plusieurs parties présentant différentes orientations, les angles entre les différentes parties peuvent être droits ou non, selon la forme de la plaque et la forme que l'on souhaite conférer au rebord. La plaque selon l'invention étant généralement rectangulaire, elle peut notamment présenter un rebord constitué de parties rectilignes à angle droit (ce rebord pouvant par exemple former un cadre). Le rebord peut aussi être de forme arrondie sur tout ou partie de sa longueur. De préférence, la plaque présente au moins un rebord transversal, c'est à dire un rebord sur au moins (une partie d'au moins) un des côtés de la plaque (apparaissant après découpage en ligne) orienté transversalement par rapport à la direction de laminage sur la ligne de fabrication de la plaque. Les côtés io orientés transversalement correspondent généralement, sur la plaque finale obtenue après découpage, aux côtés orientés dans le sens de la longueur de la plaque mais il peut également arriver, selon la largeur de la ligne et/ou l'orientation des découpes, qu'il s'agisse à l'inverse des côtés orientés dans le sens de la largeur, l'oeil exercé de l'homme du métier étant en mesure de 15 reconnaître ces différentes orientations. Selon un autre mode de réalisation, la plaque peut présenter au moins un rebord longitudinal, alternativement ou en plus

d'au moins un rebord transversal.

Selon un mode de réalisation particulièrement préféré de l'invention, la plaque présente un rebord sur la totalité de sa périphérie, c'est-à-dire présente un 20 cadre, ce cadre étant avantageusement un cadre intégré en relief. Un tel cadre,

outre son aspect esthétique et sa fonction notamment de délimitation de la plaque permet également, entre autres, de retenir des liquides qui pourraient être renversés à la surface de la plaque. Ce cadre peut présenter différentes formes (polygonales et/ou arrondies, etc.) et présente le plus souvent une forme 25 rectangulaire suivant les contours de la plaque elle-même rectangulaire.

Le rebord peut se présenter sous forme d'un simple décrochement sans variation d'épaisseur; de préférence cependant le rebord forme une surépaisseur. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la plaque peut aussi présenter un rebord sous forme d'une dénivellation en creux ou 30 présenter une dénivellation en creux suivie d'une partie formant aussi, par rapport à la dénivellation mais aussi par là même par rapport à la plaque, un rebord, que ce dernier rebord soit d'épaisseur identique ou différente de celle de l'essentiel de la plaque. De préférence, l'épaisseur de la plaque au point le plus élevé du

rebord n'excède pas deux fois, et de préférence 1,5 fois, l'épaisseur standard de la plaque pour éviter des problèmes en particulier de déformation lors de traitements thermiques de la plaque. Le sommet (ou respectivement fond) du rebord ainsi que ses côtés peuvent être de différentes formes (horizontal ou 5 verticaux respectivement, inclinés, rectilignes, incurvés ou bombés, etc). La section du rebord peut être ou non constante.

Le rebord est avantageusement formé dans le matériau constitutif de la plaque et constitue ainsi une variation continue de la plaque elle-même s'affranchissant par conséquent des problèmes d'étanchéité et de nettoyage. Un 10 autre avantage est le caractère quasi indestructible et indélébile du rebord en dépit des multiples agressions mécaniques et chimiques auxquelles il peut être soumis. Outre le rebord selon l'invention, la plaque peut aussi comporter au moins une autre zone en relief et/ou au moins une zone en creux et/ou au moins une 15 ouverture, par exemple, dans le cas d'une cuisson par gaz, au moins une ouverture destinée à recevoir un brleur à gaz atmosphérique. Il peut par exemple être prévu que cette ouverture soit façonnée et qu'elle soit au sommet d'une déformation locale de la plaque tel que décrit dans la demande de brevet FR 97 061114 déposée le 20 mai 1997. La face inférieure de la plaque peut aussi 20 être lisse ou munie de picots augmentant sa résistance mécanique. La plaque selon l'invention peut également être munie d'éléments fonctionnels ou de décor, généralement rapportés, tels qu'un ou des connecteurs et/ou câbles, un ou des moyens de cuisson ou de maintien en température et un ou plusieurs moyens de

commande associés.

L'invention concerne aussi les appareils de cuisson et/ou de maintien à haute température comportant au moins une plaque selon l'invention (cuisinières, plaques de cuisson encastrables,...) et comportant, le cas échéant, un ou plusieurs éléments chauffants tels qu'un ou plusieurs éléments radiants ou halogènes et/ou un ou plusieurs brleurs à gaz atmosphérique et/ou un ou 30 plusieurs moyens de chauffage par induction. L'invention englobe aussi bien des

appareils de cuisson comportant une seule plaque que des appareils comportant plusieurs plaques, chacune de ces plaques étant à feu unique ou à feux multiples.

Par le terme " feu ", on entend un emplacement de cuisson. L'invention concerne également des appareils de cuisson mixtes dont la ou les plaques de cuisson comportent plusieurs types de feu (feux à gaz, feux radiants, halogènes ou à induction). La plaque selon l'invention peut être encastrée de manière connue dans un plan de travail, tel que le plan de travail de l'appareil (ou table) de cuisson. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication de la plaque telle que définie. Ce procédé comprend une mise en forme de la plaque consistant par exemple en une opération d'effondrement, de moulage ou de pressage (par laminage ou par une autre opération), ou éventuellement de pliage, 10 avec utilisation de support(s) ou de surface(s) (pour l'effondrement, le moulage, pressage, ou éventuellement pliage) ayant la géométrie désirée, en particulier le cas échéant dans leur(s) partie(s) correspondant au(x) bord(s) des plaques à façonner. L'effondrement, le moulage ou le pressage peut être effectué à tout i5 moment d'un procédé classique de fabrication d'une plaque vitrocéramique (tel que celui décrit dans le brevet FR 2 657 079), pourvu que le matériau qui la constitue soit à une température suffisamment élevée pour en permettre la

déformation plastique.

Le rebord est ainsi réalisable sans qu'il soit nécessaire de mettre en oeuvre 20 une étape supplémentaire spécifique dans le processus de fabrication de la plaque: tout au plus doit-on adapter la géométrie de support(s) ou surface(s) (par exemple de moulage ou pressage) auxquels la plaque doit se conformer et qui

d'ordinaire étaient plans.

Pour mémoire, la fabrication des plaques vitrocéramiques s'opère 25 généralement comme suit: dans un four de fusion, on fond le verre de composition choisie pour former la vitrocéramique, puis on lamine le verre fondu en un ruban ou feuille standard en faisant passer le verre fondu entre deux rouleaux de laminage et on découpe le ruban de verre aux dimensions souhaitées. Les plaques ainsi découpées sont ensuite céramisées de manière 30 connue en soi, la céramisation consistant à cuire les plaques suivant le profil thermique choisi pour transformer le verre en le matériau polycristallin appelé " vitrocéramique " dont le coefficient de dilatation est nul ou quasi-nul et qui résiste à un choc thermique pouvant aller jusqu'à 7000C. La céramisation comprend généralement une étape d'élévation progressive de la température jusqu'au domaine de nucléation, généralement situé au voisinage du domaine de transformation du verre, une étape de traversée en plusieurs minutes de l'intervalle de nucléation, une nouvelle élévation progressive de la température 5 jusqu'à la température du palier de céramisation, le maintien de la température du palier de céramisation pendant plusieurs minutes puis un refroidissement rapide

jusqu'à la température ambiante.

La plaque peut aussi subir d'autres opérations pendant sa fabrication (déformations pour faire des bossages par exemple ou perçages par exemple 1o pour l'incorporation ultérieure d'éléments de contrôle, sérigraphie à des fins de signalisation ou esthétique, la sérigraphie se faisant de préférence avant la céramisation afin de permettre le cas échéant la cuisson de l'émail lors de ladite céramisation...) et peut être munie également d'éléments rapportés tels que des éléments de commande. Après découpage des plaques et avant ou après 15 céramisation, celles-ci peuvent également être façonnées (meulées, biseautées,...), en particulier leur chant, afin d'éviter, par exemple, la présence

d'arêtes vives pouvant blesser les utilisateurs.

Comme indiqué précédemment, le rebord consiste préférentiellement en une surépaisseur, impliquant l'augmentation de l'épaisseur et non l'emboutissage 20 de la plaque provoquant une déformation sur ses deux faces. La présence d'un

rebord n'étant recherchée habituellement que sur une face de la plaque (généralement la face supérieure en position d'utilisation), la face opposée n'est préférentiellement pas affectée par l'opération de formation du rebord et reste généralement approximativement plane (lisse ou munie de picots pour améliorer 25 sa résistance mécanique) en regard dudit rebord.

Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le rebord est généré en même temps que l'opération de laminage. Ce laminage est effectué sur le verre encore malléable (ou " mou ") par l'intermédiaire d'un rouleau portant à sa surface l'empreinte en négatif (en creux ou éventuellement le cas échéant en 30 relief), effectuée par exemple par usinage, du rebord souhaité. Ce laminage peut concider par exemple avec le laminage de mise en forme habituellement effectué

en sortie de four sur le verre précurseur encore malléable.

Le rebord est ainsi généré en sortie de four sur le verre précurseur malléable pendant l'opération de laminage en forme, puis après découpe et façonnage éventuels des plaques, et le cas échéant après décoration (revêtement par exemple par un émail formant un ou des motifs), chaque plaque peut être céramisée. De façon particulièrement préférée, la présente invention concerne un procédé de fabrication d'une plaque telle qu'une plaque selon l'invention consistant à former le rebord lors du laminage de la plaque en ajustant au moins l'un des paramètres suivants: vitesse de la ligne et/ou d'au moins l'un des rouleaux de laminage, température d'un ou des rouleaux, vitesse de io refroidissement des plaques, dimensions de la forme complémentaire du rebord

ménagée dans l'un des rouleaux de laminage.

Dans ce procédé selon l'invention, le rebord est formé par l'utilisation d'un rouleau de laminage dans lequel est ménagée (creusée, gravée,...) la forme correspondant au rebord (en négatif). Dans le mode particulier de réalisation d'un 15 rebord transversal selon l'invention, une partie au moins des dimensions (en particulier le rayon) du rouleau doivent être choisies de façon à permettre l'impression du rebord transversal en bordure de chaque future plaque avec la périodicité voulue. Le rouleau doit également présenter dans ce cas au moins une empreinte axiale (dans le sens de la longueur du rouleau) correspondant (sous 20 réserve des ajustements évoqués dans la définition précédente) au rebord à former. Jusqu'à présent la formation de reliefs transversaux posait des problèmes en termes de régularité et de précision contrairement à la formation de reliefs dans le sens du laminage mais la présente invention a permis de résoudre ce problème, par exemple par l'un et/ou l'autre des ajustements précédemment 25 mentionnés. La formation de cadres ou de parties de cadres, présentant un ou des angles droits, et de portions rectilignes transversales, en particulier juste en bordure de la future plaque, est ainsi rendue possible par l'utilisation du procédé

selon l'invention.

Le rebord est produit lors de l'opération de laminage par un rouleau de 30 laminage muni de l'empreinte correspondant au rebord (les dimensions de cette empreinte, en particulier la profondeur ou hauteur, peuvent être légèrement supérieures, notamment dans le cas d'une empreinte axiale, aux dimensions du rebord à former, et/ou le profil de l'empreinte peut être légèrement déformé selon les endroits). La vitesse de laminage peut être réduite et/ou la rotation des rouleaux de laminage peut être synchronisée et/ou la vitesse des rouleaux peut être ajustée par rapport à celle de la ligne et/ou le refroidissement des plaques peut être plus lent et/ou l'échauffement des rouleaux peut être contrôlé. Chaque s rouleau de laminage peut former un profil identique ou différent sur chaque face, le rouleau supérieur étant généralement conçu pour former le rebord souhaité en face supérieure et le rouleau inférieur étant gravé pour former un réseau de bosses ou picots disposés en quinconce en face inférieure de la plaque. Le rouleau supérieur est choisi de façon à générer le rebord sur la plaque à l'endroit 10 choisi par rapport à la zone de coupe (et donc au bord de la plaque obtenue

après découpage).

La présente invention a également pour objet un appareillage (ou dispositif) pour la fabrication d'une plaque vitrocéramique telle que définie cidessus, comportant un dispositif de laminage constitué par deux rouleaux entre 15 lesquels on fait passer le verre fondu à laminer pour obtenir un ruban dont la longueur correspond à une ou plusieurs plaques, au moins l'un des rouleaux ayant été modifié pour comporter au moins une empreinte (en négatif) apte à former le rebord de la plaque selon l'invention. Cette empreinte est avantageusement positionnée pour que le rebord se trouve, après l'opération de 20 découpe du ruban en les plaques ayant leurs dimensions finales, à l'endroit choisi

en bordure desdites plaques.

Selon un mode de réalisation, cet appareillage est caractérisé par le fait

qu'au moins un rouleau comporte au moins une empreinte axiale.

Les plaques selon l'invention peuvent notamment être utilisées avec 25 avantage pour réaliser une nouvelle gamme de plaques de cuisson pour

cuisinières ou tables de cuisson.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Plaque, en particulier vitrocéramique, destinée par exemple à couvrir des éléments chauffants, caractérisée en ce qu' elle présente au moins un rebord en au moins une partie de sa périphérie.

2. Plaque selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle présente au moins un rebord transversal.

3. Plaque selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le rebord présente des parties rectilignes à angle droit.

4. Plaque selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle présente au moins un cadre intégré en relief.

5. Plaque selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le rebord est formé dans le matériau constitutif de la plaque.

6. Procédé de fabrication d'une plaque selon l'une des revendications 1 à 5 comprenant une mise en forme de la plaque consistant en une opération d'effondrement, de moulage, de pressage, en particulier de laminage, ou éventuellement de pliage, avec le cas échéant utilisation de support(s) ou de surface(s) ayant la géométrie désirée, en particulier dans leur(s) partie(s) correspondant au(x) bord(s) des plaques à façonner.

7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'on forme le rebord lors du laminage de la plaque en ajustant au moins l'un des paramètres suivants: vitesse de la ligne et/ou d'au moins l'un des rouleaux de laminage, température d'un ou des rouleaux, vitesse de refroidissement des plaques, dimensions de la forme complémentaire du rebord ménagée dans l'un des rouleaux de laminage.

8. Dispositif de cuisson et/ou de maintien à haute température comportant une plaque vitrocéramique selon l'une des revendications 1 à 5.

9. Appareillage de fabrication d'une plaque vitrocéramique selon l'une des revendications 1 à 5, comportant un dispositif de laminage constitué par deux rouleaux entre lesquels on fait passer le verre fondu à laminer pour obtenir un ruban dont la longueur correspond à une ou plusieurs plaques, au moins l'un des rouleaux ayant été modifié pour comporter au moins une empreinte apte à former le rebord de ladite plaque.

10. Appareillage selon la revendication 9,, caractérisé en ce qu'au il

moins un rouleau présente au moins une empreinte axiale.