FR3105210A1 - Procédé de fabrication d’un article vitrocéramique - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé de fabrication d’un article vitrocéramique présentant des propriétés anti-rayures, anti-traces grasses, anti-adhésion de souillures et anti-diffusion lumineuse. L’article vitrocéramique comprend une surface dont la rugosité arithmétique de surface est supérieure à 2 µm et inférieure à 6 µm, de préférence comprise entre 3 µm et 6 µm, en particulier comprise entre 3 µm et 5 µm, et ladite rugosité étant obtenue à l’aide d’un traitement chimique de surface L’article vitrocéramique est particulièrement adapté à une utilisation comme surface de cuisson et/ou de préparation de produits alimentaires.
Description
L’invention concerne un procédé de fabrication d’un article vitrocéramique comprenant une surface présentant des propriétés anti-rayures, anti-traces grasses, anti-adhésion de souillures et anti-diffusion lumineuse. L’article vitrocéramique est particulièrement adapté à une utilisation comme surface de cuisson et/ou de préparation de produits alimentaires.
Une vitrocéramique est un matériau composite comprenant une phase amorphe dans laquelle sont dispersés des phases cristallines ou cristaux. Elle est généralement obtenue par le traitement thermique d’un verre apte à former une vitrocéramique, dit « verre mère », afin de faire cristalliser, de manière contrôlée, des cristaux dans son volume. Ce traitement par lequel un verre cristallise partiellement est dit « traitement de céramisation » ou simplement « céramisation ». Les propriétés physico-chimiques finales de la vitrocéramique dépendent de la composition du verre mère et du traitement de céramisation.
Les vitrocéramiques sont appréciées dans de nombreux domaines pour leurs qualités esthétiques et leurs propriétés physico-chimiques, notamment leur faible coefficient de dilatation thermique et leur résistance aux chocs thermiques. Elles sont particulièrement utilisées dans les équipements de cuisine, notamment sous la forme de plaque, par exemple comme surface de cuisson dans les dispositifs de cuisson, paroi vitrée de four, et surface de travail dans les plans, tables ou meubles de travail pour la préparation de produits alimentaires. Dans ces applications, les vitrocéramiques sont généralement à base d’aluminosilicate de lithium.
Selon leurs utilisations, les articles vitrocéramiques peuvent être munis d’un certain nombre d’accessoires, tels que commandes, capteurs et afficheurs, qui permettent une interaction entre l’utilisateur et les dispositifs dans lesquels ces articles sont incorporés.
A titre d’exemple, ils peuvent être munis de commandes, tels que des touches, sensitives ou optiques, d’actionnement et de contrôle de divers dispositifs électriques et/ou électroniques tels que des moyens de chauffage et/ou d’éclairage. Ils peuvent également comprendre des afficheurs, en particulier des afficheurs lumineux, pour la projection, notamment en transmission, de motifs lumineux cognitifs (par exemple des icônes ou des chiffres) représentatifs de valeurs de certains paramètres de fonctionnement de ces dispositifs (par exemple la puissance de chauffe d’un dispositif de chauffage), ou encore relatifs à l’état physico-chimique de l’article (par exemple la signalisation d’une zone chaude).
Ils peuvent aussi être dotés de capteurs optiques et/ou thermiques permettant, par exemple, de détecter des éléments sur leur surface tel qu’un liquide en épanchement, ou encore de mesurer la température de surface de l’article, et d’avertir l’utilisateur par une signalisation sonore ou visuelle via une zone d’affichage.
Les interactions, notamment tactiles, entre la surface de l’article vitrocéramique et l’utilisateur, et la manipulation de substances liquides ou solides alimentaires et d’instruments mécaniques de préparation (par exemple des lames de couteaux) occasionnent l’apparition de diverses traces peu esthétiques aux endroits de contacts avec la surface, notamment des traces de doigts. Elles peuvent également y occasionner des souillures telles que restes de substances alimentaires séchées ou brulées sur la surface de l’article ou des rayures.
Ces traces et souillures peuvent entrainer des nettoyages répétés par l’utilisateur à l’aide de produits abrasifs, qui eux-mêmes peuvent occasionner d’autres rayures. Ces divers problèmes sont particulièrement importants sur les articles vitrocéramiques comprenant des surfaces de travail sombres, mates ou brillantes.
Afin d’éviter les traces de doigts et les souillures et de limiter l’apparition ou la visibilité des rayures, il est connu d’utiliser divers revêtements organiques ou inorganiques, texturés ou non, possédant des propriétés hydrophobiques ou oléophobiques.
Les demandes WO2019158881 A1 et WO2019158882 A1 décrivent un émail de faible rugosité limitant la visibilité des traces de doigt.
La demande WO2013190230 A1 décrit un article vitrocéramique comprenant une surface pourvue d’une couche texturée, en particulier sol-gel. La texture est formée par des motifs réguliers, notamment géométriques, dont la hauteur est comprise entre 2 et 100µm.
La demande US6299940 A1 décrit une peinture céramique texturée permettant de limiter la visibilité des traces de doigts et des rayures.
La demande JP2007170754 décrit un article vitrocéramique comprenant une surface de travail présentant une rugosité comprise entre 0,1 µm et 20 µm afin de lui conférer des propriétés de diffusion de la lumière et un aspect blanc laiteux. Cet article est obtenu à l’aide d’une combinaison de traitements de surface mécaniques et chimiques.
Le demande WO2014070869A1 décrit une méthode de fabrication par attaque chimique d’un article vitrocéramique avec une surface de travail présentant une rugosité comprise entre 0,1 µm et 20 µm permettant d’en réduire la brillance.
Les solutions techniques fondées sur l’utilisation de revêtement, éventuellement texturé, présentent plusieurs inconvénients. Les revêtements peuvent être peu durables car ils peuvent se dégrader sous l’effet des sollicitations thermiques et mécaniques répétées lors de l’utilisation de l’article vitrocéramique. Il est aussi souvent impossible, notamment pour les revêtements à base d’émail, de traiter la totalité de la surface de travail de l’article vitrocéramique.
D’autre part, il a été constaté que la rugosité des surfaces texturées, à l’aide d’un revêtement ou non, telles que décrites dans l’état de la technique, ne permet la diminution de la visibilité des traces de doigt et des rayures qu’au détriment de la capacité de la surface de travail à être aisément nettoyée, de la visibilité des motifs lumineux transmis par des afficheurs lumineux, et/ou de la possibilité d’un dépôt subséquent d’émail par sérigraphie avec des motifs décoratifs ou fonctionnels esthétiquement nets.
La présente invention résout ces problèmes.
Il a été constaté de manière surprenante qu’une rugosité particulière permettait de conférer à la surface d’un article vitrocéramique à la fois des propriétés anti-rayures, anti-traces grasses, anti-adhésion de souillures et anti-diffusion lumineuse.
Il est important de noter que la rugosité de la surface de l’article vitrocéramique est obtenue sans ajout de revêtement de surface; autrement dit, la surface rugueuse est intrinsèque à l’article vitrocéramique.
Il est également important de noter que la rugosité est obtenue à l’aide d’un traitement chimique de surface. En effet, il a été constaté de manière assez surprenante que, pour des valeurs de rugosité équivalentes, une rugosité obtenue par d’autres méthodes de traitement de surface, notamment mécaniques, telles que, par exemple, le sablage, ne permettait pas d’obtenir les effets et avantages décrits précédemment. Une possible explication, qui demeure toutefois qu’une hypothèse, est que le relief formant une rugosité obtenue par un traitement chimique de surface peut être moins saillant que le relief formant une rugosité obtenue par un traitement mécanique de surface. En général, la rugosité obtenue à l’aide d’un traitement chimique de surface est irrégulière, c’est-à-dire qu’elle n’est pas formée de motifs réguliers et/ou géométriques.
La présente invention apporte ainsi plusieurs avantages par rapport aux solutions de l’état de la technique fondées sur l’utilisation d’un revêtement organique ou inorganique, texturé ou non.
Le risque de dégradation/délamination, notamment dans les zones chaudes, est éliminé puisqu’aucun revêtement n’est utilisé. La mise en œuvre est en outre facilitée puisque, contrairement à la sérigraphie d’émail, il est possible conférer une rugosité à l’article vitrocéramique sur la totalité de sa surface de travail.
D’autre part, par rapport aux solutions de l’état de la technique fondées sur l’utilisation d’un revêtement ou non, cette rugosité particulière qui est intrinsèque ou inhérente à la surface de l’article vitrocéramique, n’altère pas les propriétés thermiques et mécaniques de ladite surface. Elle permet un nettoyage aisée d’éventuelles souillures. Elle rend possible le dépôt subséquent net et précis par sérigraphie d’un revêtement décoratif ou fonctionnel, tel qu’un émail ou un lustre, sur la surface rugueuse. Les motifs lumineux transmis par les afficheurs lumineux sur la surface rugueuse restent nets pour un meilleur confort de visibilité pour l’utilisateur.
Il est fait référence aux figures suivantes.
Il est fait référence aux définitions et conventions suivantes.
Par rugosité arithmétique, noté Ra, il est entendu la moyenne arithmétique de la déviation d’un profil de surface, tel que défini dans la norme ISO 4287.
Par rugosité total pic-vallée, noté Rt, il est entendu la différence entre le maximum de hauteur et le maximum de profondeur d’un profil de surface, tel que défini dans la norme ISO 4287.
Par rugosité intrinsèque ou inhérente à une surface d’un article vitrocéramique, il est entendu la rugosité du matériau vitrocéramique de l’article lui-même, dépourvu de toute revêtement de surface.
Par article vitrocéramique, il est entendu un matériau composite, de préférence à base d’aluminosilicate, notamment à base de silicate de lithium, comprenant une phase amorphe dans laquelle sont dispersés des phases cristallines ou cristaux. Il est obtenu par le traitement thermique d’un verre apte à former une vitrocéramique, dit « verre mère », afin de faire cristalliser, de manière contrôlée, des cristaux dans son volume.
Le procédé de fabrication selon l’invention comprend les étapes suivantes:
- un traitement thermique de céramisation d’un verre apte à former une vitrocéramique, et
- un traitement chimique d’une surface dudit verre avant et/ou après ledit traitement thermique de céramisation,
le traitement chimique de surface étant réalisé de sorte qu’après le traitement thermique, la rugosité arithmétique de ladite surface est supérieure à 2 µm et inférieure à 6 µm, de préférence comprise entre 3 µm et 6 µm, en particulier comprise entre 3 µm et 5 µm.
- un traitement thermique de céramisation d’un verre apte à former une vitrocéramique, et
- un traitement chimique d’une surface dudit verre avant et/ou après ledit traitement thermique de céramisation,
le traitement chimique de surface étant réalisé de sorte qu’après le traitement thermique, la rugosité arithmétique de ladite surface est supérieure à 2 µm et inférieure à 6 µm, de préférence comprise entre 3 µm et 6 µm, en particulier comprise entre 3 µm et 5 µm.
Le traitement chimique de surface peut être réalisé avant et/ou après le traitement thermique de céramisation. De préférence, le traitement chimique de surface du verre est réalisé avant le traitement thermique de céramisation. Il a été constaté que les propriétés anti-rayures, anti-traces grasses, anti-adhésion de souillures et anti-diffusion lumineuse étaient ainsi davantage améliorées.
Dans un mode de réalisation, le traitement chimique est réalisé de sorte qu’après le traitement thermique de céramisation, la rugosité totale pic-vallée de ladite surface est comprise entre 10 µm et 50 µm, de préférence entre 20 µm et 40 µm. La capacité de la surface rugueuse à être nettoyée est alors davantage améliorée, et un dépôt subséquent d’émail par sérigraphie avec des motifs décoratifs ou fonctionnels esthétiquement nets est davantage facilité.
Selon l’invention, la rugosité est obtenue à l’aide d’un traitement chimique de surface du verre-mère de l’article vitrocéramique, c’est-à-dire avant le traitement thermique de céramisation du verre-mère permettant de former l’article vitrocéramique. Les valeurs de rugosités sont donc celles de la surface rugueuse de l’article vitrocéramique après le traitement de céramisation.
Le verre apte à former une vitrocéramique est de préférence à base d’aluminosilicate, notamment d’aluminosilicate de lithium. Il a été constaté qu’un tel verre est particulièrement adapté pour former un article vitrocéramique présentant une surface dont la rugosité arithmétique de surface est supérieure à 2 µm et inférieure à 6 µm, de préférence comprise entre 3 µm et 6 µm, en particulier comprise entre 3 µm et 5 µm, et ladite rugosité étant obtenue à l’aide d’un traitement chimique de la surface du verre-mère.
La nature de la solution chimique utilisée pour le traitement, la température de traitement et sa durée dépendent de la nature du matériau formant le verre-mère de l’article vitrocéramique.
Comme énoncé précédemment, un avantage de l’invention est une mise œuvre facilitée puisque, contrairement à la sérigraphie d’émail, il est possible conférer une rugosité à l’article vitrocéramique sur la totalité de sa surface de travail. Il est également possible de conférer une rugosité qu’à une partie de la surface de travail de l’article vitrocéramique. Cette caractéristique peut être obtenue par exemple par l’apposition de masques de protection sur la surface du verre-mère lors du traitement chimique de surface de manière à créer des épargnes sur certaines zones de ladite surface.
Dans un mode de réalisation, le traitement chimique de surface est une attaque chimique à l’aide d’une solution acide, de préférence à base d’acide fluorhydrique. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux pour les articles vitrocéramiques à base d’aluminosilicate, notamment d’aluminosilicate de lithium.
Le titre massique en acide fluorhydrique de la solution acide peut être avantageusement compris entre 1% à 20% en masse. De manière générale, si le titre massique est inférieur à 1%, la durée du traitement chimique de surface est assez longue et peu avantageuse dans des applications industrielles. Si le titre massique est supérieur à 20%, le traitement chimique de surface peut être trop rapide et difficilement contrôlable. La température de la solution est de préférence inférieure à 40°C, voire 30°C, afin d’éviter que le traitement chimique de surface soit également trop rapide et difficilement contrôlable.
Un autre avantage de l’invention est qu’elle rend possible le dépôt subséquent net et précis par sérigraphie d’un revêtement décoratif ou fonctionnel, tel qu’un émail ou un lustre, sur la surface rugueuse de l’article vitrocéramique. En ce sens, le procédé peut comprendre en outre, avant et/ou après l’étape de traitement thermique de céramisation, une étape de sérigraphie sur au moins une zone la surface du verre-mère sur laquelle est réalisée le traitement chimique de surface. Cette zone de sérigraphie peut par exemple comprendre un émail minéral, une peinture organique et/ou inorganique ou un lustre. Par sérigraphie, il est entendu tout revêtement fonctionnel et/ou décoratif, organique et/ou minéral, déposé par une méthode sérigraphique, impliquant notamment l’utilisation d’un écran adapté, en particulier un écran textile, pour le dépôt du revêtement sur la surface de travail. Il est également possible de déposer le revêtement à l’aide d’une méthode d’impression numérique sans contact, telle que le jet d’encre minérale qui est particulièrement adaptées à l’émaillage de décors complexes sur support vitrocéramique.
La présente invention se rapporte également à un article vitrocéramique susceptible d’être obtenu à l’aide d’un procédé de fabrication d’un article vitrocéramique tel que décrit précédemment.
Les effets et avantages de l’invention sont particulièrement marqués lorsque l’article vitrocéramique est faiblement transmissif, peu diffusant et de couleur sombre (définie par la luminosité L*), en particulier de couleur noire ou brun foncé. L’article vitrocéramique demeure néanmoins adapté à l'affichage en transmission de zones lumineuses comprenant des motifs lumineux cognitifs représentatifs de valeurs de certains paramètres de fonctionnement de dispositifs électriques et/ou électroniques associés, ou encore relatifs à un l’état physico-chimique de l’article, tout en masquant les éléments sous-jacents.
En ce sens, dans un mode particulier de réalisation de l’invention, l’article vitrocéramique présente une luminosité L* inférieure à 30, de préférence inférieure à 25, voire 20.
Un article vitrocéramique de couleur sombre présente préférentiellement un facteur d'opacité inférieur à 100, et avantageusement supérieur à 93, afin notamment de permettre ledit affichage en transmission par des sources sous-jacentes dans un mode de réalisation de l'invention ou un affichage par projection. Le facteur d'opacité est déterminé par la formule f = 100 - ΔE* et est évalué en mesurant (colorimétrie en réflexion effectuée à l’aide d’un colorimètre Byk-Gardner Color Guide 45/0) la variation de couleur ΔE*, correspondant à la différence entre la couleur, mesurée en réflexion sur la face supérieure du substrat, pour le substrat posé sur fond noir opaque et celle pour le substrat posé sur fond blanc opaque. (ΔE* = ((LN*-LB*)2+ (aN*-aB*)2+ (bN*-bB*)2)½, LB*,aB*,bB* étant les coordonnées colorimétriques de la première mesure sur fond blanc et LN*,aN*,bN* étant celles de la seconde mesure sur fond noir dans le système colorimétrique établi en 1976 par la CIE).
Un article vitrocéramique de couleur noire présente généralement une luminosité L* inférieure à 10, un flou inférieur à 30 %, et une transmission lumineuse TL(D65) inférieure à 10%. TL(D65) est calculée à partir du spectre de transmission optique selon la norme ISO 9050:2003 et l’illuminant D65.
De préférence, l’article vitrocéramique de couleur sombre présente une valeur de paramètre a* comprise entre 0 et 0,4 et une valeur de paramètre b* comprise entre -1 et 0,5.
L’invention permet aussi avantageusement que les motifs lumineux transmis par des afficheurs lumineux sur la surface rugueuse restent nets pour un meilleur confort de visibilité pour l’utilisateur. Aussi, l’article vitrocéramique selon l’invention peut comprendre en outre au moins une source lumineuse pour affichage lumineux par projection ou transmission sur la surface formant alors écran. L’afficheur peut, par exemple, être un afficheur lumineux de type LED, en particulier un afficheur à sept segments pour l’affichage de caractères alphanumériques.
La surface de travail de l’article vitrocéramique selon l’invention possède des propriétés anti-rayures, anti-traces grasses, anti-adhésion de souillures et anti-diffusion lumineuse. L’invention est particulièrement adaptée pour aux articles vitrocéramiques sous forme de plaque vitrocéramique. Aussi l’invention concerne également un dispositif de cuisson comprenant une plaque vitrocéramique formée par un article vitrocéramique selon l’un des quelconques modes de réalisation décrits. Comme éléments chauffants, le dispositif peut comprendre, par exemple, des foyers radiants ou halogènes ou des éléments de chauffage par induction.
L’invention a également trait à l’utilisation d’un article vitrocéramique selon l’une quelconque des modes de réalisation décrits comme tout ou partie d’un plan de travail pour la préparation d’aliments. Le plan de travail peut, par exemple, faire partie d’un élément de mobilier de cuisine ou comme élément de surface d’un dispositif de cuisson, ledit élément de surface ayant pour fonction de permettre la préparation d’aliments.
Les caractéristiques et avantages de l’invention sont maintenus illustrés par les exemples décrits ci-après.
Plusieurs exemples d’articles vitrocéramiques ont été fabriqués conformément à l’invention tandis que d’autres ne l’ont pas été afin de servir de contre-exemples pour illustrer les effets et avantages de l’invention.
Dans ces exemples et contre-exemples, les articles sont des plaques de verre-mère de plaques vitrocéramiques telles que décrites dans la demande de brevet WO2012156444 et commercialisées sous la marque KeraBlack®. L’épaisseur des plaques est 6 mm.
Les rugosités ont été obtenues à l’aide d’un traitement chimique de la surface des verre-mères des plaques avant le traitement thermique de céramisation, en l’occurrence à l’aide d’une solution à base d’acide fluorhydrique. Pour obtenir différentes valeurs de rugosité, les surfaces de travail des plaques (c’est-à-dire les surfaces destinées à être utilisées comme surface de cuisson dans les dispositifs de cuisson) ont été soumises à des solutions d’acide fluorhydrique de pH différents à des températures et des durées différentes.
Les valeurs de rugosité ont été mesurées à l’aide d’un palpeur mécanique Mitutoyo SJ401 selon la norme ISO 4287 sur une longueur d'évaluation de 4 mm.
Chaque exemple et contre-exemple a été soumis à différents tests d’évaluation des propriétés anti-rayures, anti-traces grasses, anti-adhésion de souillures et anti-diffusion lumineuse.
La propriété d’anti-rayures a été évaluée à l’aide du protocole suivant. La surface rugueuse de l’article est placée sous un disque abrasif P240 en carbure de silicium avec une pression d’environ 5N/cm². Le disque est ensuite déplacé une fois dans cet état sur une distance d’environ 4 à 5 cm. La surface rugueuse de l’article vitrocéramique est ensuite placée sous un éclairage blanc d’une puissance de 300-400 lux, puis observé sous un angle d’observation d’environ 60°. La visibilité des rayures est évaluée selon l’échelle de degrés suivante:
1 : rayures très visibles ;
2 : rayures visibles ;
3 : rayures peu visible ;
4 : pas de rayures visibles.
1 : rayures très visibles ;
2 : rayures visibles ;
3 : rayures peu visible ;
4 : pas de rayures visibles.
Les résultats obtenus pour les exemples et contre-exemples sont représentés sur le graphique de la figure 1. Ce graphique représente, pour chaque article vitrocéramique, l’évolution de la valeur moyenne du degré, d, de visibilité des rayures en fonction de la valeur de la rugosité arithmétique de surface rugueuse dudit article.
La figure 1 montre clairement que lorsque la rugosité arithmétique, Ra, de surface est inférieure ou égale à 1, la majorité des articles vitrocéramiques présente une moyenne très inférieure à 3, c’est-à-dire que les rayures sont visibles ou très visibles. En revanche, lorsque la rugosité arithmétique, Ra, est supérieure à 2 µm, tous les articles vitrocéramiques présentent une moyenne de degrés de visibilité de 3 à 4, c’est-à-dire que les rayures sont peu ou pas visibles.
La propriété d’anti-traces grasses a été évaluée à l’aide du protocole suivant. La surface rugueuse de l’article vitrocéramique est palpée avec des doigts nus de manière à réaliser des empreintes de doigt. La surface est ensuite placée sous un éclairage blanc d’une puissance de 300-400 lux, puis observée sous un angle d’observation d’environ 60°. La visibilité des traces grasses, en particulier des traces de doigt, est évaluée selon l’échelle de degrés suivante:
0 empreinte non visible;
1 empreinte visible en observant avec insistance;
2 empreinte visible mais quelques secondes d’observation;
3 empreinte visible immédiatement;
4 empreinte aussi visible qu’une trace de référence;
5 empreinte plus visible qu’une trace de référence.
0 empreinte non visible;
1 empreinte visible en observant avec insistance;
2 empreinte visible mais quelques secondes d’observation;
3 empreinte visible immédiatement;
4 empreinte aussi visible qu’une trace de référence;
5 empreinte plus visible qu’une trace de référence.
La visibilité d’au moins cinq traces de doigt est évaluée, puis une valeur moyenne est calculée. Il est considéré qu’une surface de travail d’un article vitrocéramique présente une propriété d’anti-traces grasses esthétiquement satisfaisante lorsque cette moyenne est inférieure à 1.
Les résultats obtenus pour les exemples et contre-exemples sont représentés sur le graphique de la figure 2. Ce graphique représente, pour chaque article vitrocéramique, l’évolution de la moyenne des degrés, d, de visibilité d’au moins cinq empreintes en fonction de la valeur de la rugosité arithmétique de la surface de travail dudit article.
La figure 2 montre clairement que lorsque la rugosité arithmétique, Ra, de surface est inférieure ou égale à 2, leur moyenne des degrés de visibilité est très variable, et, la majorité des articles vitrocéramiques présente une moyenne très supérieure à 1. En revanche, lorsque la rugosité arithmétique, Ra, est supérieure à 2, tous les articles vitrocéramiques présentent une moyenne de degrés de visibilité inférieure à 1.
La propriété d’anti-adhésion de souillure a été évaluée à l’aide du protocole suivant. L’article vitrocéramique est tout d’abord insérée sur un dispositif de cuisson dans lequel sa surface de travail sert de surface de cuisson. Une casserole contenant des céréales ou de la viande est placée sur la surface de travail de l’article, puis chauffée à puissance maximale, puis maintenu dans cet état pendant 3 à 4 minutes. Cette opération est répétée environ 5 à 10 fois en utilisant successivement une casserole contenant des céréales ou de la viande. Le degré de souillure est évalué par l’aptitude de la surface à être nettoyée manuellement au grattoir et à l’aide d’un détergent spécialement conçu pour le nettoyage des plaques de cuisson et disponible dans le commerce, par exemple le détergent commercialisé sous la marque VitroClen®. Il a été constaté que les articles vitrocéramiques présentant une surface rugueuse dont la valeur de rugosité arithmétique était supérieure à 6 µm n’étaient pas nettoyables. En revanche, ceux dont la surface de travail présente une rugosité arithmétique comprise entre 2 µm et 6µm, et particulièrement entre 3 µm et 5 µm, étaient aisément nettoyables.
La propriété d’anti-diffusion lumineuse a été évaluée à l’aide du protocole suivant. Des afficheurs lumineux de type LED à 7 segments d’une puissance lumineuse 1600 Cd/m² sont placés sous l’article vitrocéramique de sorte que leur lumière est transmise à travers l’article et l’affichage est réalisé sur la surface de travail. L’effet de flou est évalué visuellement.
Lors de cette évaluation, il a été constaté que tous les articles vitrocéramiques dont la surface de travail avait une rugosité arithmétique supérieure à 6 µm présentait un niveau flou inacceptable pour l’affichage en transmission de motifs lumineux par des afficheurs lumineux placés.
La possibilité d’un dépôt subséquent d’émail par sérigraphie avec des motifs décoratifs ou fonctionnels esthétiquement nets sur la surface rugueuse des articles vitrocéramiques a été évaluée en mesurant la résolution d’une ligne de décor émaillé. A cette fin, une ligne d’émail d’une épaisseur de 6 µm est d’abord déposée par sérigraphie puis, après séchage et cuisson de l’émail (l’épaisseur de la ligne après cuisson est de 3 µm), la longueur de la frontière zone émaillée / zone non émaillée est mesurée à l’aide d’un microscope optique. Ensuite, le rapport entre cette longueur mesurée et la longueur théorique de cette même frontière si elle était parfaitement rectiligne est calculé. Ce rapport, noté r, correspond à la résolution de la ligne de décor émaillé. Une résolution est considérée comme esthétiquement acceptable lorsque cette valeur est inférieure à 1,6, de préférence inférieure à 1,5.
Les résultats obtenus certains articles vitrocéramiques sont représentés sur le graphique de la figure 3. Ce graphique représente, pour chacun de ces articles, l’évolution de la résolution, r, d’une ligne de décor émaillée sur la surface de travail en fonction de la valeur de la rugosité arithmétique de ladite surface.
Le graphique de la figure 3 montre clairement qu’une résolution esthétiquement très satisfaisante est obtenue lorsque la rugosité arithmétique, Ra, est inférieure à 6 µm.
Un autre exemple d’article vitrocéramique a été fabriqué conformément à l’invention. Pour cet exemple, un traitement chimique de surface a été réalisé l’aide d’une solution d’acide à base d’acide fluorhydrique appliquée directement sur la surface d’une plaque vitrocéramique, c’est-à-dire une plaque ayant déjà subi un traitement thermique de céramisation, telle qu’une plaque décrite dans WO2012156444 et commercialisé sous la marque KeraBlack®. L’épaisseur de la plaque est 6 mm.
La rugosité de la plaque a été caractérisée à l’aide d’un palpeur mécanique Mitutoyo SJ401 selon la norme ISO 4287 sur une longueur d'évaluation de 4 mm. Sa rugosité arithmétique, Ra, est de 2,02 µm, et sa rugosité totale pic-vallée, Rt, est de 16 µm.
Cette plaque a ensuite été soumise aux mêmes tests d’évaluation des propriétés anti-rayures, anti-traces grasses, anti-adhésion de souillures et anti-diffusion lumineuse que ceux décrits ci-avant.
La valeur moyenne du degré, d, de visibilité des rayures est supérieure à 3. La moyenne des degrés, d, de visibilité d’au moins cinq empreintes de doigt, est inférieure à 1. La résolution de la ligne de décor émaillé est inférieure à 1.5. La plaque peut également être facilement nettoyée et présente peu de flou lorsqu’elle est utilisée avec un afficheur lumineux de type LED à 7 segments d’une puissance lumineuse 1600 Cd/m² sont placés sous elle.
Ces exemples et contre-exemples montrent clairement qu’un article vitrocéramique conforme à l’invention présente une surface rugueuse ayant à la fois des propriétés anti-rayures, anti-traces grasses, anti-adhésion de souillures et anti-diffusion lumineuse.
Claims (12)
- Procédé de fabrication d’un article vitrocéramique, ledit procédé comprenant
- un traitement thermique de céramisation d’un verre apte à former une vitrocéramique, et
- un traitement chimique d’une surface dudit verre avant et/ou après ledit traitement thermique de céramisation,
le traitement chimique de surface étant réalisé de sorte qu’après le traitement thermique, la rugosité arithmétique de ladite surface est supérieure à 2 µm et inférieure à 6 µm, de préférence comprise entre 3 µm et 6 µm, en particulier comprise entre 3 µm et 5 µm. - Procédé selon la revendication 1, tel qu’en outre le traitement chimique est réalisé de sorte qu’après le traitement thermique de céramisation, la rugosité totale pic-vallée de ladite surface est comprise entre 10 µm et 50 µm, de préférence entre 20 µm et 40 µm.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, tel que le verre est à base d’aluminosilicate, de préférence d’aluminosilicate de lithium.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, tel que le traitement chimique de surface est une attaque chimique à l’aide d’une solution acide, de préférence à base d’acide fluorhydrique.
- Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, tel qu’il comprend en outre, avant et/ou après l’étape de traitement thermique de céramisation, une étape de sérigraphie sur au moins une zone de ladite surface.
- Article vitrocéramique obtenu par un procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5.
- Article vitrocéramique selon la revendication 6, tel qu’il présente une luminosité L* inférieure à 30, de préférence inférieure à 25, voire 20.
- Article vitrocéramique selon l’une quelconque des revendications 6 à 7, tel qu’il présente une valeur de paramètre a* comprise entre 0 et 0,4 et une valeur de paramètre b* comprise entre -1 et 0,5.
- Article vitrocéramique selon l’une quelconque des revendications 6 à 8, tel qu’il comprend en outre au moins une source lumineuse pour affichage lumineux par projection ou transmission sur la surface de travail formant écran.
- Article vitrocéramique selon l’une quelconque des revendications 6 à 9, tel que ledit article est une plaque vitrocéramique.
- Dispositif de cuisson comprenant une plaque vitrocéramique formée par un article vitrocéramique selon l’une quelconque des revendications 6 à 10.
- Utilisation d’un article vitrocéramique selon l’une quelconque des revendications 6 à 10 comme tout ou partie d’un plan de travail pour la préparation d’aliments.
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