FR3078066A1 - Article vitrocéramique anti-traces de doigts - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un article vitrocéramique comprenant au moins un substrat, tel qu'une plaque, en vitrocéramique, ledit substrat étant revêtu en au moins une zone d'au moins un revêtement en émail tel que : 1) l'émail présente une brillance à 60° inférieure à 40, 2) le taux de recouvrement dudit émail dans ladite zone revêtue dudit revêtement est de 40 à 80%, 3) ledit émail comprend des pigments sous forme de particules de mica et/ou d'oxyde d'aluminium et/ou de silice revêtues par des oxydes métalliques ou combinaisons d'oxydes métalliques, 4) ledit émail présente une rugosité Ra supérieure ou égale à 0.4 µm, 5) ledit émail présente une rugosité Rt supérieure à 4 µm.

Description

ARTICLE VITROCERAMIQUE
La présente invention concerne le domaine des vitrocéramiques. Plus précisément, elle concerne un article, ou produit, en vitrocéramique, notamment une plaque vitrocéramique destiné(e) à servir de surface de meuble et/ou de surface de cuisson. Par article vitrocéramique ou en vitrocéramique, on entend un article à base d’un substrat (tel qu'une plaque) en matériau vitrocéramique, ledit substrat pouvant le cas échéant être muni d’accessoires ou d'éléments supplémentaires, décoratifs ou fonctionnels, requis pour son usage final, l’article pouvant désigner tout aussi bien le substrat seul que celui muni d’équipements supplémentaires (par exemple une plaque de cuisson munie de son bandeau de commande, de ses éléments de chauffage, etc).
Une vitrocéramique est à l’origine un verre, dit verre précurseur ou verremère ou green-glass, 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 vitrocéramique des propriétés uniques.
Il existe actuellement différents types de plaques en vitrocéramique, chaque variante étant le résultat d’études importantes et de nombreux essais, étant donné qu’il est très délicat de faire des modifications sur ces plaques et/ou sur leur procédé d’obtention sans risquer un effet défavorable sur les propriétés recherchées : en particulier, pour pouvoir être utilisée comme plaque de cuisson, une plaque vitrocéramique doit généralement présenter une transmission dans les longueurs d’onde du domaine du visible à la fois suffisamment basse pour masquer au moins une partie des éléments de chauffage sous-jacents au repos et suffisamment élevée pour que, selon les cas (chauffage radiant, chauffage par induction, etc), l’utilisateur puisse détecter visuellement les éléments de chauffage en état de marche dans un but de sécurité ; elle doit également présenter une transmission élevée dans les longueurs d’onde du domaine de l’infrarouge dans le cas notamment des plaques à foyers radiants. Les plaques vitrocéramiques doivent également présenter une résistance mécanique suffisante telle qu’exigée dans leur domaine d’utilisation. En particulier, pour pouvoir être utilisée comme plaque de cuisson dans le domaine de l’électroménager ou comme surface de meuble, une plaque vitrocéramique doit présenter une bonne résistance à la pression, aux chocs (support et chute d’ustensiles, etc), etc.
Les plaques de cuisson vitrocéramiques les plus répandues sont de couleur sombre, en particulier de couleur noire ou brune ou brun-orangé, mais il existe également des plaques d’aspect plus clair (en particulier de couleur blanche, présentant par exemple un flou d’au moins 50% comme décrit dans le brevet FR2766816), voire des plaques transparentes munies généralement de revêtements opacifiants ou encore munies de filtres pour des effets de couleur particuliers.
Traditionnellement, les plaques vitrocéramiques sont utilisées comme plaques de cuisson, ou elles peuvent aussi être associées à des éléments de chauffage dans d'autres applications, par exemple pour former des inserts de cheminées. Depuis peu, leur utilisation s'étend à d'autres domaines de la vie quotidienne : les plaques vitrocéramiques peuvent ainsi servir de surfaces de meuble, notamment pour former des plans de travail, des ilôts centraux, des consoles, etc. la surface qu'elles occupent dans ces nouvelles applications étant plus importante que par le passé. Selon leur usage, elles peuvent être munies de touches, zones tactiles, boutons ou autres commandes, leur surface étant dans tous les cas (même dans le cas d'une simple surface de meuble) soumise à de multiples contacts liés à leurs utilisations, occasionnant généralement l'apparition de traces de doigts peu esthétiques aux endroits de contact, entraînant le cas échéant des nettoyages répétés, en particulier lorsque les plaques sont sombres et brillantes. Ces traces ou salissures peuvent également entraîner des interférences avec les autres composants éventuels (éléments de chauffage, sources lumineuses, affichages, etc.) du produit vitrocéramique.
Pour éviter les empreintes de doigts à le surface des produits, il est connu dans d'autres domaines (par exemple dans le domaine des écrans à fenêtre en verre) d'appliquer des revêtements hydrophobes (qui repoussent l'eau) et oléophobes (qui repoussent l'huile) permettant de limiter la quantité de liquide(s) (eau, sébum) déposé(s) lors du contact avec le doigt. Cependant, de tels revêtements, qui doivent être appliqués sur la totalité de la surface à protéger, ne sont pas résistants thermiquement, ce qui pose des problèmes pour des applications de type plaques de cuisson.
Il est également connu de texturer la surface vitrée de produits pour limiter la visibilité des traces de doigts. Cependant les texturations généralement opérées sont fragiles et résistent mal aux sollicitations mécaniques (nettoyage, abrasion).
Dans le domaine des vitrocéramiques, les texturations ou revêtements existants ne sont généralement pas appropriés pour remédier systématiquement aux problèmes de traces de doigts. Les revêtements les plus fréquemment utilisés sont surtout des revêtements choisis pour résister à haute température, tels que les émaux, utilisés localement pour former des motifs décoratifs ou signalant par exemple des zones de chauffe, ou bien des peintures utilisées plutôt en aplat comme opacifiants. Cependant ces revêtements traditionnels ne font généralement pas obstacle aux traces de doigts liées à la manipulation et l'utilisation des substrats revêtus, les émaux pouvant en outre diminuer localement la résistance mécanique des plaques vitrocéramiques et s’écailler, et les peintures ne convenant pas à tous les modes de chauffage pour les plaques de cuisson en raison de leur moindre résistance, notamment thermique. Il est également connu d'utiliser d'autres revêtements à base notamment de couches minces métalliques déposées en aplat sur une grande partie de la surface du substrat, mais de telles couches contribuent parfois à contrario aux problèmes de traces de doigts.
La présente invention a donc cherché à mettre au point des produits vitrocéramiques améliorés permettant de limiter la visibilité des traces de doigts à leur surface, en particulier de nouvelles plaques vitrocéramiques destinées à être utilisées avec un ou des éléments de chauffage telles que des plaques de cuisson, ou destinées à servir de surface de meubles, ces plaques présentant des propriétés anti-traces de doigts, sans nuire aux autres propriétés recherchées pour leur usage, notamment sans nuire à leur facilité d'entretien et de nettoyage, ni à leur résistance, en particulier mécanique, aux rayures et à l'abrasion, et le cas échéant thermique, et sans être préjudiciable à leur durée de vie, tout en veillant à proposer une solution simple et si possible flexible autorisant la présence de décors ou de fonctions additionnelles en fonction des besoins.
Ce but est atteint grâce au produit vitrocéramique mis au point selon l'invention dans lequel la visibilité des empreintes digitales en surface est réduite par l'application d'un revêtement en émail spécifique, ledit revêtement et ledit émail étant sélectionnés suivant des critères précis afin d'obtenir l'effet anti-traces de doigts recherché. Les inventeurs ont en effet mis en évidence qu'en choisissant un émail et l'appliquant suivant les critères listés ci-après, l'effet anti-traces de doigts était visiblement obtenu pour différents types de substrats en vitrocéramique (plus ou moins foncés ou présentant des compositions différentes, etc.), tout en gardant une certaine flexibilité dans la composition d'émail (pour obtenir par exemple différentes colorations) tant que l'émail et le revêtement déposés restent dans les limites définies ci-après.
La présente invention concerne donc un nouvel article vitrocéramique, comprenant au moins un substrat, tel qu’une plaque, en vitrocéramique, ledit substrat étant revêtu en au moins une zone d’au moins un revêtement en émail (ou dépôt ou couche d'émail) tel que :
) ledit émail présente une brillance (ou un degré de brillance) à 60° inférieure à 40,
2) le taux de recouvrement dudit émail (ou dudit revêtement en émail) dans ladite zone revêtue dudit revêtement est de 40 à 80%,
3) ledit émail comprend des pigments sous forme de particules de mica et/ou d’oxyde d’aluminium et/ou de silice revêtues par des oxydes métalliques ou combinaisons d'oxydes métalliques,
4) ledit émail présente une rugosité Ra supérieure ou égale à 0.4 pm,
5) ledit émail présente une rugosité Rt supérieure à 4 pm.
Le revêtement en émail ainsi sélectionné et appliqué permet d'engendrer en la zone revêtue dudit revêtement une réduction de la visibilité des traces de doigts, ou en d'autres termes de conférer à ladite zone des propriétés (ou une fonctionnalité) anti-traces de doigts.
L'article (ou produit) vitrocéramique selon l'invention est en particulier une plaque de cuisson ou tout article mobilier intégrant (ou comprenant, ou formé de) au moins un substrat en (matériau) vitrocéramique (le substrat étant le plus couramment sous forme d'une plaque, venant s'intégrer ou se monter dans le meuble et/ou combinée à d'autres éléments pour former le meuble), ledit substrat pouvant le cas échéant présenter des zones à caractère d'affichage (en combinaison par exemple avec des sources émettant de la lumière) ou des zones décorées ou être combiné avec des éléments chauffants. Dans son application la plus courante, l'article selon l'invention est destiné à servir de plaque de cuisson, cette plaque étant généralement destinée à être intégrée dans une table de cuisson ou cuisinière comprenant également des éléments chauffants, par exemple des foyers radiants ou halogènes ou des éléments de chauffage par induction. Dans une autre application avantageuse, l'article selon l'invention est un plan de travail en vitrocéramique ou un ilôt central, le cas échéant avec différents affichages et sans nécessairement de zones de cuisson, voire un meuble de type console (le substrat formant par exemple la partie supérieure), etc..
Le substrat (ou l'article selon l'invention lui-même s'il n'est formé que du substrat) est généralement (sous forme de) une plaque, destinée notamment à être utilisée avec, en particulier à couvrir ou recevoir, au moins une source lumineuse et/ou un élément de chauffage ou destinée à servir de surface de meuble. Ce substrat (ou respectivement cette plaque) est généralement de forme géométrique, en particulier rectangulaire, voire carrée, voire circulaire ou ovale, etc, et présente généralement une face tournée vers l'utilisateur en position d’utilisation (ou face visible ou externe, généralement la face supérieure en position d'utilisation), une autre face généralement cachée, par exemple dans un châssis ou caisson de meuble, en position d’utilisation (ou face interne, généralement la face inférieure en position d'utilisation), et une tranche (ou chant ou épaisseur). La face supérieure ou externe est généralement plane et lisse mais peut aussi présenter localement au moins une zone en relief et/ou au moins une zone en creux et/ou au moins une ouverture et/ou des bords biseautés, ces variations de forme constituant notamment des variations continues de la plaque. La face inférieure ou interne peut également être plane et lisse ou munie de picots.
L'épaisseur du substrat vitrocéramique est généralement d'au moins 2 mm, notamment d'au moins 2.5 mm, et est avantageusement inférieure à 15 mm, en particulier est de l'ordre de 3 à 15 mm, notamment de l'ordre de 3 à 8 mm ou de l'ordre de 3 à 6 mm. Le substrat est de préférence une plaque plane ou quasi-plane (en particulier avec une flèche inférieure à 0,1% de la diagonale de la plaque, et de préférence de l’ordre de zéro).
Le substrat peut être à base de toute vitrocéramique, ce substrat présentant avantageusement un CTE nul ou quasi-nul, en particulier inférieur (en valeur absolue) à 30.10'7 K'1 entre 20 et 700°C, notamment inférieur à 15.10'7K'1, voire inférieur à 5.10'7 K'1 entre 20 et 700°C.
L'invention vise plus particulièrement les substrats d'aspect sombre, faiblement transmissifs et peu diffusants, notamment à base de toute vitrocéramique ayant, de manière intrinsèque, une transmission lumineuse TL inférieure à 40%, en particulier inférieure à 5%, notamment de 0.2 à 2% pour des vitrocéramiques jusqu'à 6 mm d'épaisseur, et une transmission optique (déterminée de façon connue en faisant le rapport entre l’intensité transmise et l’intensité incidente à une longueur d’onde donnée) entre 0.5 et 3% pour une longueur d’onde de 625 nm comprise dans le domaine du visible. Par « de manière intrinsèque», on entend que le substrat possède une telle transmission en lui-même, sans la présence d’un quelconque revêtement. Les mesures optiques sont faites selon la norme EN 410. En particulier, la transmission lumineuse TL est mesurée selon la norme EN 410 en utilisant l’illuminant D65, et est la transmission totale (notamment intégrée dans le domaine du visible et pondérée par la courbe de sensibilité de l’œil humain), tenant compte à la fois de la transmission directe et de l’éventuelle transmission diffuse, la mesure étant faite par exemple à l'aide d'un spectrophotomètre muni d’une sphère intégrante (en particulier avec le spectrophotomètre commercialisé par la société Perkin Elmer sous la référence Lambda 950).
En particulier, on utilise un substrat d’aspect noir ou brun, permettant, en combinaison avec des sources lumineuses placées dessous, d'afficher des zones lumineuses ou des décors, tout en masquant les éventuels éléments sous-jacents. Il peut être notamment à base d’une vitrocéramique noire comprenant des cristaux de structure β-quartz au sein d’une phase vitreuse résiduelle, la valeur absolue de son coefficient de dilatation étant avantageusement inférieure ou égale à 15.10'7K'1, voire à 5.10'7K'1, telle que la vitrocéramique des plaques commercialisées sous le nom Kerablack+ par la société Eurokera. Il peut s’agir notamment d’une vitrocéramique affinée à l’arsenic de composition telle que décrite dans la demande de brevet EP0437228 ou US5070045 ou FR2657079, ou d’une vitrocéramique affinée à l'étain, présentant un taux d’oxydes d’arsenic préférentiellement inférieur à 0.1%, par exemple de composition telle que décrite dans la demande de brevet WO 2012/156444, ou encore affinée au(x) sulfure(s) comme décrit dans la demande de brevet W02008053110.
La présente invention peut également s'appliquer dans le cas où le substrat est plus clair, par exemple pour un substrat transparent, revêtu le cas échéant d'un revêtement opacifiant, généralement en peinture, sur sa face inférieure, tel qu'une plaque commercialisée sous le nom Keralite® par la société Eurokera.
Conformément à l'invention, le substrat vitrocéramique considéré est revêtu en au moins une zone (ou au moins une zone dudit substrat est revêtue), plus particulièrement en surface, sur au moins une partie d'une face, avantageusement sur au moins une partie de la face tournée vers l'utilisateur en position d'utilisation et/ou nécessitant une réduction de la visibilité des traces de doigts, généralement la face supérieure ou externe en position d'utilisation, voire peut être revêtu sur plusieurs zones sur une ou plusieurs faces, voire sur la totalité d'une ou plusieurs faces.
Il est revêtu d'au moins (ou par au moins) un revêtement en émail tel que défini selon l'invention, c'est-à-dire d'au moins un revêtement en émail présentant (ou sélectionné et appliqué de façon à présenter) les caractéristiques précédemment mentionnées. La zone revêtue du revêtement en émail selon l'invention est de préférence (ou occupe de préférence une surface) d'au moins 5 cm par 5 cm, en particulier d'au moins 10 cm par 10 cm, notamment d'au moins 20 cm par 20 cm. L'épaisseur dudit revêtement en émail est préférentiellement comprise entre 1.5 pm et 3.5 pm.
Comme indiqué en premier lieu, l'émail est ainsi choisi de façon à présenter une brillance (ou un degré de brillance) à 60° inférieure à 40 (valeur exprimée en unité de brillance ou sans unité), cette brillance étant mesurée au spectro-guide 45-0 commercialisé par la société BYK Gardner, selon la norme ISO 2813 sur l'émail déposé en aplat (avec un taux de recouvrement de 100%).
La brillance est la caractéristique optique d'une surface réfléchissant la lumière et est mesurée suivant un axe incliné par rapport à la normale à la surface (ici un axe de 60° par rapport à la normale à la surface) de l'émail déposé en aplat. L'émail sélectionné (par simple mesure de la brillance des émaux testés et sélection de ceux qui remplissent le critère) selon l'invention présente ainsi une brillance (ou un degré de brillance) à 60° selon la norme ISO 2813 comprise entre 0 et 40.
Comme indiqué également en second critère de sélection, le taux de recouvrement (ou taux de couverture) de l'émail ou du revêtement dans la zone (revêtue dudit revêtement) pour laquelle l'effet anti-traces doigts est recherché et obtenu selon l'invention, est de 40 à 80% (ou compris entre 40 et 80%, bornes incluses), ce taux étant défini comme la surface réellement couverte par l’émail divisée par la surface de ladite zone, le taux de recouvrement étant en pratique mesurable sur toute surface d'analyse de 15 par 10 mm dans la zone munie du revêtement pour laquelle l'effet anti-traces doigts est recherché et obtenu selon l'invention, ladite zone étant d'au moins 5 cm par 5 cm. Le taux de recouvrement est mesuré en utilisant un banc optique avec caméra 1024 pixels de référence SVS ECO267 commercialisée par la société SVS Vistek et rétroéclairage par diode électroluminescente (LED Backlight compact SBACKII 51x51 mm commercialisée par la société TPL Vision) placée sous l'échantillon pour la prise d'image et en utilisant un logiciel libre ImageJ pour l'analyse de l'image.
De préférence, le taux de recouvrement dudit revêtement en émail (dans la zone pour laquelle l'effet anti-traces doigts est recherché), est de 50% à 80%, de façon particulièrement préférée de 55% à 80%, et en particulier de 58% à 79%, notamment de l'ordre de 59% ou 60% à 75% ou 76%.
Le profil ou la trame (mélange ou alternance de portions couvertes et non couvertes dans la zone sur laquelle le revêtement en émail a été déposé) du revêtement en émail selon l'invention est en particulier, et avantageusement, aléatoire et isotrope.
Ce taux de recouvrement (que l'on peut régler selon le mode de dépôt choisi, le dépôt d'émail étant généralement opéré dans la présente invention par sérigraphie - on peut alors choisir un écran de sérigraphie plus ou moins couvrant - ou jet d'émail - on peut alors choisir une projection plus ou moins importante) combiné au choix des autres critères précités permet d'obtenir des résultats particulièrement satisfaisants et améliorés (par rapport notamment à des zones non recouvertes, ou par rapport à des zones plus faiblement ou fortement revêtues, par exemple revêtues d'un aplat - dépôt continu- dudit émail, ou par rapport à des zones revêtues d'un émail plus brillant) en termes d'effet anti-traces de doigts sur les zones souhaitées.
Le revêtement en émail sélectionné est également un revêtement combinant les caractéristiques 3 à 5) précitées. Ainsi l'émail (et le revêtement en émail) comprend notamment des pigments :
- sous forme de particules de mica revêtues (ou enrobées) par des oxydes métalliques ou combinaisons d’oxydes métalliques, en particulier des particules de mica enrobées par TiO2 ou enrobées par Fe2O3, ou enrobées par une combinaison TiO2 - Fe2O3 ou par une combinaison TiO2 - SnO2 ou par une combinaison TiO2- Fe2O3 - SnO2; et/ou
- sous forme de particules d’oxyde d’aluminium (AI2O3) revêtues par des oxydes métalliques ou combinaisons d'oxydes métalliques, en particulier des particules d'AI2O3 enrobées par une combinaison TiO2 - SnO2 ou par une combinaison TiO2- SnO2- SiO2; et/ou
- sous forme de particules de silice revêtues par des oxydes métalliques ou combinaisons d’oxydes métalliques, en particulier des particules de silice enrobées par une combinaison TiO2 - SnO2 ou par une combinaison Fe2O3 ZrO2;
- voire tout autre pigment à effet (c'est-à-dire pigment(s) à effet métallique aussi appelés pigment(s) interférentiel(s) ou pigment(s) nacré(s) ou perlé(s), ces pigments conduisant à une réflexion élevée de la lumière incidente, du fait qu'ils ne sont pas absorbants mais réfléchissants contrairement aux pigments classiques), c'est-à-dire en d'autres termes que le revêtement en émail (respectivement l'émail) est un revêtement en émail (respectivement un émail) à aspect dit métallisé.
Les pigments précités sont par exemple commercialisés, entre autres, par la société Merck sous les références Iriodin 120, 300, 500, 520, 9602 ou Pyrisma T40-23, T81-23, M40-58, ou Colorstream F10-00, T10-01 ou T10-02, ou Xirallic F60-25, T60-23 ou T60-10
De préférence, le taux de pigments choisis dans les pigments sous forme de particules de mica et/ou d’oxyde d’aluminium et/ou de silice revêtues par des oxydes métalliques ou combinaisons d'oxydes métalliques dans la composition d'émail sous forme sèche est de 10 à 30% en poids de ladite composition, la composition d'émail étant essentiellement constituée, en sec, d'une fritte de verre à laquelle on rajoute le cas échéant des pigments, un médium étant ensuite ajouté pour permettre l'application du revêtement, ce médium étant éliminé ensuite lors du traitement thermique permettant de réaliser le revêtement final (traitement thermique de céramisation de la plaque ou traitement thermique en reprise).
A noter que le terme particules englobe aussi les termes paillettes ou plaquettes selon les formes habituelles des pigments concernés.
De préférence selon l'invention, l'émail utilisé comprend en outre avantageusement (dans la composition en sec incluant la fritte et les pigments) une proportion de B2O3 inférieure ou égale à 25%, notamment inférieure à 20%, et préférentiellement inférieure à 15%, notamment inférieure à 10%, voire inférieure à 6% en poids.
En combinaison avec le choix d'un émail ou d'un revêtement en émail présentant les pigments précités, le revêtement en émail doit également présenter une rugosité Ra supérieure ou égale à 0.4 pm et une rugosité Rt supérieure à 4 pm (rugosités de l'émail déposé en aplat (avec un taux de recouvrement de 100%))
La rugosité Ra est un paramètre de rugosité bien connu et est la rugosité moyenne arithmétique du profil (moyenne arithmétique des valeurs absolues des écarts entre les pics et les creux successifs), définie sur une longueur d'évaluation, et la rugosité Rt est la hauteur totale du profil entre la vallée la plus profonde et le pic le plus haut sur la longueur d'évaluation. La rugosité Ra et la rugosité Rt telles que considérées ici sont mesurées selon la norme ISO 4287 sur une longueur d'évaluation de 4 mm à l'aide d'un palpeur de référence SJ401 de la société Mitutoyo.
De préférence, la rugosité Ra est de 0.4 à 0.7 pm (ou comprise entre 0.4 et 07 pm, bornes incluses), et de préférence, la rugosité Rt est comprise entre 4 et 8 pm.
Cette rugosité de l'émail se substitue le cas échéant à toute microrugosité initiale à la surface du substrat.
Il peut être observé que le revêtement en émail sélectionné selon l'invention est dénué de caractère hydrophobe (l'angle de contact de l'eau sur ce revêtement étant inférieur à 90°) et dénué de caractère oléophobe (l'angle de contact du diiodométhane sur ce revêtement étant inférieur à 90°).
Il peut être observé également que la zone pour laquelle l'effet anti-trace de doigts est recherché est revêtue du revêtement en émail sélectionné, sans qu'il soit besoin d'effectuer aucun traitement préalable (par exemple une trempe ou l'application d'un primaire), pour obtenir à la fois une bonne adhérence du revêtement et l'effet recherché.
Le substrat selon l'invention peut le cas échéant être revêtu d'autres revêtements ou couches à effet fonctionnel et/ou décoratif, déposés en particulier dans d'autres zones que les zones revêtues de l'émail anti-traces de doigts, tels que des motifs habituels à base d'autres émaux ou une couche de peinture opacifiante sur une autre partie du substrat, ou une ou des couches fonctionnelle de type couche anti-rayure, couche anti-débordement, couche opacifiante, etc.
L’article selon l’invention peut en outre comprendre, associés ou combinés au substrat, une ou plusieurs sources lumineuses et/ou un ou plusieurs éléments de chauffage (ou éléments chauffants, tels qu’un ou plusieurs éléments radiants ou halogènes et/ou un ou plusieurs brûleurs à gaz atmosphérique et/ou un ou plusieurs moyens de chauffage par induction), généralement placés en face inférieure du substrat. La ou les sources peuvent être intégrées dans ou couplées à une ou des structure(s) de type afficheur(s), à un bandeau de commande électronique à touches sensitives et affichage digital, etc, et sont avantageusement formées par des diodes électroluminescentes, plus ou moins espacées, éventuellement associées à un ou plusieurs guides optiques.
L’article peut également être muni de (ou associé avec des) élément(s) fonctionnel(s) supplémentaire(s) (cadre, connecteur(s), câble(s), élément(s) de commande), etc.
L’invention a ainsi permis la mise au point d'un produit vitrocéramique à surface revêtue aux endroits souhaités (par exemple sur les zones plus exposées aux manipulations ou salissures, telles que des zones de commande ou d'affichage ou des zones de chauffage, etc) d'une composition sélectionnée permettant d'obtenir un effet anti-traces de doigts, tout en respectant les contraintes, notamment thermiques et mécaniques, propres aux utilisations desdits produits, et en conservant des produits en vitrocéramique pérennes et d'entretien facile. La solution selon la présente invention permet ainsi d'obtenir de façon simple et économique, sans opération complexe (e revêtement pouvant être déposé par des techniques de dépôt traditionnelles pour émaux, telles que la sérigraphie, comme indiqué ultérieurement), de façon durable et avec une grande flexibilité, des zones à effet anti-traces de doigts dans toute zone souhaitée du produit, et ceci même lorsque ces zones sont destinées à être soumises à des températures élevées. L’article selon l'invention présente notamment une bonne tenue thermique compatible avec l’utilisation de divers types de chauffages, et ne pose pas de problèmes d'entretien, de rayures ou d’abrasion comme indiqué précédemment. Le produit selon l'invention ne subit en particulier pas de dégradation thermique à des températures supérieures ou égales à 400°C pouvant être atteintes notamment dans des applications telles que l'utilisation en tant que plaques de cuisson.
L'article selon l'invention présente également une bonne adhérence du revêtement au substrat vitrocéramique (sans avoir nécessité de traitement préalable du support et/ou l’utilisation d’un promoteur d’adhésion, d'une couche d’accrochage ou d'un primaire). Ce revêtement ne montre en particulier aucune délamination après un choc thermique (par exemple aux environs de 600°C), et résiste à de hautes températures. Le revêtement présente également une bonne résistance à la rayure. Le substrat revêtu peut être facilement nettoyé et présente une durée de vie élevée.
La présente invention concerne également un procédé de fabrication de l'article vitrocéramique selon l'invention, à partir d'un substrat en verre (le substrat en verre-mère devant former le substrat vitrocéramique par céramisation) dans lequel on applique, sur au moins une partie dudit substrat en verre (verre-mère), avant céramisation, au moins un revêtement en un émail tel que sélectionné selon l'invention (remplissant les critères précédemment indiqués dans la définition de l'article selon l'invention), puis on effectue la céramisation du substrat en verre (substrat en verre-mère) ainsi revêtu, cette céramisation permettant alors d'obtenir un substrat vitrocéramique au moins en partie (en au moins une zone) revêtu d’au moins un revêtement anti traces de doigts comme précédemment décrit.
Alternativement le revêtement en émail peut éventuellement être déposé sur le substrat déjà céramisé et cuit en reprise, par exemple dans une arche de recuisson. Dans ce cas, on applique au moins un revêtement en un émail tel que sélectionné selon l'invention sur au moins une partie d'un substrat en vitrocéramique puis on cuit l'émail par exemple à une température de l'ordre de 850 °C.
Pour mémoire, la fabrication des plaques vitrocéramiques s’opère 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 des rouleaux de laminage et on découpe le ruban de verre aux dimensions souhaitées. Les plaques ainsi découpées sont ensuite céramisées de manière 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 en particulier jusqu’à 700°C. La céramisation comprend généralement une étape d’élévation progressive de la température jusqu’au domaine de nucléation, une étape de traversée en plusieurs minutes (par exemple entre 5 et 60 minutes) de l’intervalle de nucléation (par exemple entre 650 et 830°C), une nouvelle élévation de la température pour permettre la croissance des cristaux (céramisation dans un intervalle allant par exemple de 850 à 1000°C, avec maintien de la température du palier de céramisation pendant plusieurs minutes (par exemple de 5 à 30 minutes) puis un refroidissement rapide jusqu’à la température ambiante.
L'application ou dépôt, avant céramisation, du revêtement en émail sur verre-mère peut s’effectuer par toute technique appropriée et rapide pour le dépôt d'émaux, l'application se faisant de préférence par sérigraphie ou jet d'émail.
Le substrat revêtu est ensuite soumis au traitement thermique de céramisation (à des températures pouvant atteindre entre 850 et 1000°C) pendant une durée généralement de plusieurs dizaines de minutes, comme indiqué précédemment.
Le cas échéant, le procédé comprend également une opération de découpe (généralement avant céramisation), par exemple par jet d'eau, traçage mécanique à la molette, etc. suivie par une opération de façonnage (meulage, biseautage,...).
Les exemples suivants illustrent sans la limiter la présente invention.
Dans ces exemples, on a utilisé des plaquettes de 10 cm par 10 cm du même substrat formé d'une vitrocéramique noire translucide, commercialisée sous la référence KeraBlack+ par la société Eurokera, ces plaquettes présentant une face supérieure lisse et une face inférieure munie de picots et une épaisseur de 4 mm, ces plaquettes étant revêtues suivant les exemples de différents revêtements en émail à comparer, les revêtements en émail ayant été déposés par sérigraphie sur le substrat en verre-mère devant donner la vitrocéramique noire translucide, puis ledit substrat en verre-mère ayant été céramisé pour donner la vitrocéramique.
Plusieurs empreintes ont ensuite été effectuées sur les zones revêtues des émaux et sur la vitrocéramique comme référence. La notation suivante a été utilisée, le chiffre étant d'autant plus élevé que la trace devient plus visible, la note la plus élevée (4) étant celle de la référence (vitrocéramique non revêtue) : 0 correspondait à l'absence de trace de doigts visible, 1 correspondait à une trace que l'on devine à peine, 2 correspondait à une trace que l'on devine en observant plus attentivement, 3 correspondait à une trace visible sans effort immédiat mais moins prononcée que celle sur la vitrocéramique, et 4 correspondait à une trace de doigts identique à celle sur la vitrocéramique. Ces notes ont été attribuées pour chaque comparaison par un panel de 5 personnes, dans les mêmes conditions à chaque évaluation, par série d’une dizaine d’échantillons par émail, sous un angle de 60° par rapport à la normale, le jour même de l'application du doigt (sauf mention contraire), les notes attribuées par les différentes personnes étant ensuite comparées et moyennées.
Pour les premières comparaisons, un émail de composition choisie dans la composition suivante a été utilisé: AI2O3 : 12.5 - 13.4%; Li2O + Na2O + K2O: 3.8 - 5.9%; B2O3 :18-19.8%, CaO + BaO + MgO :1.7- 2.3%, ZrO2 : 1.4 - 2%, mélange de particules de mica revêtues par TiO2, de particules de mica revêtues par Fe2O3, et de particules de mica revêtues par une combinaison
TiO2 - Fe2O3 - SnO2 (pigments avec effet métallisé): 30%, le complément (à 100% en poids) étant de la silice SiO2, cet émail présentant une brillance (en aplat) de 26.3, une rugosité Ra de 0.5 pm, et une rugosité Rt de 4.5 pm, et étant testé avec différents taux de recouvrement en revêtement de 2.5 pm d'épaisseur. Les taux de recouvrement testés étaient respectivement de : 10%, 36%, 42%, 46%, 48%, 58%, 59%, 60%, 72%, 74%, 78%, 80% et 100%. Des notes (moyennes) inférieures à 1 jusqu'à 0 ont été données pour les taux 42 à 80%, les notes les plus basses et avec la plus faible dispersion étant observées pour les taux allant de 55 à 78%, avec un optimum à 60%.
L'émail a ensuite été comparé, à la même épaisseur (2.5 pm) et avec un taux de recouvrement de 80% pour chaque émail testé, avec un émail métallisé non conforme à l'invention présentant une brillance (en aplat) de 66, une rugosité Ra de 0.2 pm, et une rugosité Rt de 2.8 pm, de composition choisie dans la composition suivante : AI2O3 : 15.2 - 16.2%; Li2O + Na2O + K2O: 4.6 7.1%; B2O3 : 21.8 - 24.1%, CaO + BaO + MgO : 2 - 2.8%, ZrO2 : 1.7 - 2.5%, pigments Xirallic F60-25 commercialisés par la société Merck (pigments avec effet métallisé) :15 %, le complément (à 100% en poids) étant de la silice SiO2. La note moyenne obtenue était de l'ordre de 2.
L'émail a ensuite été comparé, à un taux de couverture de 80% et la même épaisseur que précédemment, avec un émail non métallisé non conforme à l'invention présentant une brillance (en aplat) de 15.7, une rugosité Ra de 0.3 pm, et une rugosité Rt de 4.4 pm, de composition choisie dans la composition suivante : AI2O3 : 5.4 - 6.5%; Li2O + Na2O + K2O: 4.8 - 7.4%; B2O3 :
3.6 - 5.4%, CaO + BaO + MgO : 17 - 20.3%, ZrO2 : 1 - 1.7%, ZnO : 5.9 - 7.4%, mélange de particules de TiO2, de Fe2O3, d'oxydes Fe-Cr-Co-Ni, et d'oxydes AlCo (pigments sans effet métallisé) : 15%, le complément (à 100% en poids) étant de la silice SiO2. La note moyenne obtenue était de l'ordre de 2.
L'émail a ensuite été comparé, à un taux de couverture de 80% et la même épaisseur que précédemment, avec un autre émail métallisé selon l'invention présentant une brillance (en aplat) de 38.4, une rugosité Ra de 0.6 pm, et une rugosité Rt de 4.6 pm, de composition choisie dans la composition suivante : AI2O3 : 12.5 - 13.4%; Li2O + Na2O + K2O: 3.8 - 5.9%; B2O3 : 18.0 19.8%, CaO + BaO + MgO: 1.7 - 2.3%, ZrO2 : 1.4 - 2%, pigments Colorstream F10-00 commercialisés par la société Merck (pigments avec effet métallisé) :
30%, le complément (à 100% en poids) étant de la silice SiO2. La note moyenne obtenue était de l'ordre de 0.
L'émail a ensuite été comparé, à un taux de couverture de 80% et la même épaisseur que précédemment, avec un autre émail métallisé selon l'invention présentant une brillance (en aplat) de 37.6, une rugosité Ra de 0.4 pm, et une rugosité Rt de 6 pm, de composition choisie dans la composition suivante : AI2O3 : 14.3 - 15.3%; Li2O + Na2O + K2O: 4.3 - 6.7%; B2O3 : 20.5 22.7%, CaO + BaO + MgO : 1.9 - 2.6%, ZrO2 : 1.6 - 2.3%, mélange de particules de mica revêtues par TiO2, de particules de mica revêtues par Fe2O3, et de particules de mica revêtues par une combinaison TiO2 - Fe2O3 - SnO2 (pigments avec effet métallisé) : 20%, le complément (à 100% en poids) étant de la silice SiO2. La note moyenne obtenue était de l'ordre de 0.
L'émail a ensuite été comparé, à un taux de couverture de 80% et la même épaisseur que précédemment, avec un émail métallisé non conforme à l'invention présentant une brillance(en aplat) de 80, une rugosité Ra de 0.2 pm, et une rugosité Rt de 2.5 pm, de composition choisie dans la composition suivante : AI2O3 : 16.1 - 17.2%; Li2O + Na2O + K2O: 4.9 - 7.6%; B2O3 : 23.1 25.5%, CaO + BaO + MgO : 2.2 - 3%, ZrO2 : 1.8 - 2.6%, pigments Xirallic T6010 commercialisés par la société Merck (pigments avec effet métallisé): 10%, le complément (à 100% en poids) étant de la silice SiO2. La note moyenne obtenue était entre 1 et 2.
Les revêtements en émail remplissant les conditions selon l'invention ont montré des propriétés anti-traces de doigts par opposition aux autres revêtements ne remplissant pas ces conditions. Par ailleurs, il n'a pas été noté de différences significatives sur la notation lorsque les tests ont été effectués 7 ou 14 jours après l'application des doigts.
En outre, le substrat et les revêtements obtenus n’ont montré aucune délamination après un choc thermique de 620°C et n’ont montré aucune dégradation d’aspect après 100 h à 580°C.
Les articles selon l’invention peuvent notamment être utilisées avec avantage pour réaliser une nouvelle gamme de plaques de cuisson pour cuisinières ou tables de cuisson ou une nouvelle gamme de tables de travail, consoles, crédences, ilôts centraux, etc.

Claims (12)

  1. Revendications
    1. Article vitrocéramique, comprenant au moins un substrat, tel qu’une plaque, en vitrocéramique, ledit substrat étant revêtu en au moins une zone d’au moins un revêtement en émail tel que :
    1 ) ledit émail présente une brillance à 60° inférieure à 40,
  2. 2) le taux de recouvrement dudit émail dans ladite zone revêtue dudit revêtement est de 40 à 80%,
  3. 3) ledit émail comprend des pigments sous forme de particules de mica et/ou d’oxyde d’aluminium et/ou de silice revêtues par des oxydes métalliques ou combinaisons d'oxydes métalliques,
  4. 4) ledit émail présente une rugosité Ra supérieure ou égale à 0.4 pm,
  5. 5) ledit émail présente une rugosité Rt supérieure à 4 pm.
    2. Article vitrocéramique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit substrat est à base d'une vitrocéramique ayant de manière intrinsèque une transmission lumineuse TL sous illuminant D65 inférieure à 40% et une transmission optique entre 0.5 et 3% pour une longueur d’onde de 625 nm.
    3. Article vitrocéramique selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que la zone revêtue dudit revêtement en émail est d'au moins 5 cm par 5 cm, en particulier d'au moins 10 cm par 10 cm, notamment d'au moins 20 cm par 20 cm.
    4. Article vitrocéramique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le profil ou la trame dudit revêtement en émail est aléatoire et isotrope.
    5. Article vitrocéramique selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la rugosité Ra est de 0.4 à 0.7 pm.
  6. 6. Article vitrocéramique selon la revendication 5, caractérisé en ce que la rugosité Rt est comprise entre 4 et 8 pm.
  7. 7. Article vitrocéramique selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit émail comprend une proportion de B2O3 inférieure ou égale à 25%, notamment inférieure à 20%, préférentiellement inférieure à 15%, notamment inférieure à 10%, voire inférieure à 6% en poids.
  8. 8. Article vitrocéramique selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'épaisseur dudit revêtement est comprise entre 1.5 pm et 3.5 pm.
  9. 9. Article vitrocéramique selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit revêtement en émail est dénué de caractère hydrophobe et dénué de caractère oléophobe.
  10. 10. Article vitrocéramique selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite zone est revêtue dudit revêtement en émail sans traitement préalable de type trempe ou application de primaire.
  11. 11. Article vitrocéramique selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit article ou ledit substrat est une plaque de cuisson ou un plan de travail ou un ilôt central ou une console.
  12. 12. Procédé de fabrication d'un article en vitrocéramique selon l'une des revendications 1 à 11, dans lequel on applique au moins un revêtement en émail tel que :
    1 ) ledit émail présente une brillance à 60° inférieure à 40,
    2) le taux de recouvrement dudit émail dans ladite zone revêtue dudit revêtement est de 40 à 80%,
    3) ledit émail comprend des pigments sous forme de particules de mica et/ou d’oxyde d’aluminium et/ou de silice revêtues par des oxydes métalliques ou combinaisons d'oxydes métalliques,
    4) ledit émail présente une rugosité Ra supérieure ou égale à 0.4 pm,
    5) ledit émail présente une rugosité Rt supérieure à 4 pm, soit sur au moins une partie d'un substrat en verre puis on effectue la céramisation du substrat en verre ainsi revêtu, soit sur au moins une partie d'un substrat en vitrocéramique puis on cuit l'émail.
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